JP2706335B2 - 回転再生式熱交換器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転再生式熱交換器、特にセラミック製蓄熱
材を有するものの改良に関する。

〔従来の技術〕 第７図は、従来の回転再生式熱交換器の一例として、
空気予熱器につきその主要部であるロータを例示する概
略斜視図、第８図は同じくセラミック製の蓄熱材を示す
斜視図である。

ロータａはその中心に回転軸ｂを具え、円筒状の外殻
ｃの中には扇形断面を有する複数のバスケットｄが放射
状に詰められている。そしてそのバスケットｄには、ハ
ニカム状の仕切壁（02）によって複数の流体通路（03）
が形成された複数のセラミック製蓄熱材（01）が詰めら
れている。なお、ｅはロータ上面シール、ｆはロータ側
面シールである。

このロータａが燃焼排ガスＧと燃焼用空気Ａとの間を
ゆっくり回転すると、上記流体通路（03）を排ガスＧと
空気Ａが交互に通過し、高温の排ガスＧの熱が低温の燃
焼用空気Ａに与えられて、燃焼用空気が予熱される。

〔発明が解決しようとする課題〕

セラミック製の蓄熱材は、鋼板製と比べて耐熱性、耐
食性が優れている反面、ハニカム状の仕切壁に各種形状
の凹凸を設けたり波形にしたり等の工作が困難なため、
流体通路が単純にならざるを得ない。そうすると、Re数
が低い流れでは層流となり、伝達特性が悪くなる。した
がってロータ全体を大きくする必要がある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、前記従来の課題を解決するために、ハニカ
ム状の仕切壁によって複数の流体通路が形成されたセラ
ミック製の蓄熱材を内蔵し、上記流体通路に２種の流体
を交互に通過させて、それら流体の間で熱交換を行うも
のにおいて、上記蓄熱材を流体通路の長さ方向に複数に
分割し、この分割した各蓄熱材の片側の外壁の肉厚を厚
くし、上記各蓄熱材を交互に反転させて積重ね、同各蓄
熱材の隣り合う流体通路間に段差を形成すると共に外表
面間の段差を無くしたことを特徴とする回転再生式熱交
換器を提案するものである。

〔作用〕

すなわち、本発明においては、片側の外壁の肉厚を厚
くした複数の蓄熱材を交互に反転させて積重ねたことに
より、流体通路の接合部に形成された段差によって流れ
が乱されて蓄熱材と流体との間に伝熱特性を向上すると
共に、片側の外壁の厚い肉厚によって積重ねた蓄熱材の
外表面の段差を無くして蓄熱材をバスケット等に詰める
作業を容易化、効率化したものである。

〔実施例〕

第１図は本発明の一比較例におけるセラミック製の蓄
熱材を示す斜視図、第２図は同蓄熱材内の流体通路を示
す一部縦断面図である。

本比較例では、蓄熱材（11）が流体通路（13）の長さ
方向に複数（第１図図示例では４個）に分割され、その
流体通路（13）の接合部に段差（14）ができるように、
上記分割された蓄熱材（11a）が互いにずらして積重ね
られている。このような蓄熱材（11）が、前記第７図に
より説明した従来のものと同様、バスケットｄに詰めら
れ、ロータａの外殻ｃの中に収められる。このように本
比較例では流体通路（13）の途中の接合部に段差（14）
が設けられているので、流体（燃焼排ガスまたは燃焼用
空気）の流れが乱され、蓄熱材（11）と流体との間の伝
熱特性が良くなる。

第３図は本発明の本実施例におけるセラミック製蓄熱
材を示す斜視図、第４図は同蓄熱材内の流体通路を示す
一部縦断面図である。

本実施例においても、蓄熱材（21）が流体通路（23）
の長さ方向に複数に分割され、その流体通路（23）の接
合部に段差（24）ができるように、上記分割された蓄熱
材（21a）が積重ねられていることは、前記一比較例と
同様である。ただし本実施例では、蓄熱材（21a）の片
側の外壁（22a）の肉厚を厚くし、そのような蓄熱材（2
1a）を交互に180゜反転して積重ねることによって、流
体通路（23）の接合部に段差（24）を形成する。前記一
比較例では、第１図に示されるように蓄熱材（11）の外
表面にも段差があるため、これをバスケットｄに詰める
作業が厄介であったが、本実施例では蓄熱材（21）の外
表面の段差がなくなるので、これをバスケットｄに入れ
るのが容易になる。

次に第５図は本発明の他の比較例におけるセラミック
製の蓄熱材を示す斜視図、第６図は同蓄熱材内の流体通
路の上端部を示す縦断面図である。

本比較例においては、蓄熱材（31）の上端と下端に伝
熱促進器（31b）が取付けられる。この伝熱促進器（31
b）もハニカム構造であるが、伝熱促進器（31b）の流体
通路（33b）と蓄熱材（31）の流体通路（33）とはずれ
ている。即ち、蓄熱材（31）の流体通路（33）（上端が
燃焼排ガスの入口、下端が燃焼用空気の入口）と伝熱促
進器（31b）の流体通路（33b）との接合部に段差（34）
が与えられる。これにより、流体通路（33）内に入る流
れが乱れて、乱流への遷移が低いRe数で始まるので、蓄
熱材（31）と流体との間の伝熱特性が改善される。

〔発明の効果〕

本発明によれば、セラミック製の蓄熱材と流体（燃焼
排ガス、燃焼用空気等）との間に伝熱特性が良くなり、
蓄熱材を集合してバスケット等に収納するに際してもそ
の作業が容易で効率良くなり、集合体全体として小型化
してロータをコンパクトにすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一比較例におけるセラミック製の蓄熱
材を示す斜視図、第２図は同蓄熱材内の流体通路を示す
一部縦断面図である。第３図は本発明の実施例における
セラミック製蓄熱材を示す斜視図、第４図は、同蓄熱材
内の流体通路を示す一部縦断面図である。第５図は本発
明の他の比較例におけるセラミック製の蓄熱材を示す斜
視図、第６図は同蓄熱材内の流体通路の上端部を示す縦
断面図である。第７図は従来の回転再生式熱交換器の一
例として、空気予熱器につきその主要部であるロータを
例示する概略斜視図、第８図は同じくセラミック製の蓄
熱材を示す斜視図である。 ａ……ロータ,b……回転軸， ｃ……外殻,d……バスケット， ｅ……ロータ上面シール， ｆ……ロータ側面シール， （01），（11），（21），（31），……蓄熱材， （11a），（21a），……分割された蓄熱材， （31b）……伝熱促進器， （02），（12），（22），（32）……仕切壁， （22a）……蓄熱材外壁， （03），（13），（23），（33），（33b）……流体通
路， （14），（24），（34）……段差， Ｇ……燃焼排ガス， Ａ……燃焼用空気。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩尾 光次 長崎県長崎市飽の浦町１番１号 三菱重 工業株式会社長崎研究所内 (56)参考文献 特開 昭63−96489（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハニカム状の仕切壁によって複数の流体通
   路が形成されたセラミック製の蓄熱材を内蔵し、上記流
   体通路に２種の流体を交互に通過させて、それら流体の
   間で熱交換を行うものにおいて、上記蓄熱材を流体通路
   の長さ方向に複数に分割し、この分割した各蓄熱材の片
   側の外壁の肉厚を厚くし、上記各蓄熱材を交互に反転さ
   せて積重ね、同各蓄熱材の隣り合う流体通路間に段差を
   形成すると共に外表面間の段差を無くしたことを特徴と
   する回転再生式熱交換器。