JP3553163B2 - 回転マトリクス型熱交換器 - Google Patents
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Description
【産業上の利用分野】
本発明は、例えば回転型全熱交換器、回転型顕熱交換器、回転型乾式減湿器などといった、二つの気体通路に跨る回転自在なロータを備えた回転マトリクス型熱交換器のシールに関する。
【0002】
【従来の技術】
図9をもとにして回転マトリクス型熱交換器の基本構成を説明すると、隔壁1によって仕切られた二つの気体通路2、3に跨るようにして回転自在なロータ4が配設される。かかる回転マトリクス型熱交換器にあっては、二つの気体通路2、3においてロータ4を挟んだ上流側と下流側、及び気体通路2、3の間で互いにリークしないように構成しなければならない。従来、このリークといった問題を解決するために例えば、フェルト材からなるシール部材をロータの両端面に接触させないように配設してシールする方法や、ゴム材からなるシール部材をロータの両端面に接触させてシールする方法が採用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、フェルト材からなるシール部材を用いた非接触式の方法は、ロータを回転させるための動力が少なくて済む反面、シール性に劣る。この場合、ロータ表面とシール部材とのクリアランスを1mm以下程度の僅かなものにすることによってシール性を向上させることも可能だが、そのためにはシール部材の取付け精度を著しく高めなければならなくなり、生産効率が低下し、加工費上昇の要因となる。
【0004】
他方、ゴム材からなるシール部材を用いた接触式の方法は、シール性に優れる反面、ロータを回転させるための動力が大きくなり過ぎるという欠点がある。また、ゴム材からなるシール部材は、摩擦力が大きいために耐摩耗性も劣り、使用しているうちにシール部材に亀裂が入ってしまうこともあった。
【0005】
また、従来採用されているシール方法は何れも、シール部材をロータの両端面にそれぞれ配置させているため、シール部材やその取り付け金具等が上流側用と下流側用に一対づつ必要であり、シール装置を構成する部品点数が必然的に多くなっている。
【0006】
従って本発明は、シール性に優れながらもロータを回転させるための動力が少なくて済むといった、フェルト材からなるシール部材とゴム材からなるシール部材の両方の長所を持ち合わせ、また一方で、部品点数が少なくて済む構造を備えた回転マトリクス型熱交換器を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を達成するために、二つの気体通路に跨って回転するロータを備えた回転マトリクス型熱交換器において、二つの気体通路の上流側と下流側の間、及び/または二つの気体通路同士の間でのリークを防止するブラシ状のシール部材を、ロータの表面に接触させて配設したことを特徴とする回転マトリクス型熱交換器を提供する。
【0008】
この回転マトリクス型熱交換器においては、ブラシ状のシール部材をロータの円周近傍の両端面に接触させて配設することにより気体通路の上流側と下流側の間でのリークを防止する構成とすることができ、また、ブラシ状のシール部材をロータの回転軸を含む横断面内においてロータの周囲を覆うように配設することにより気体通路同士の間でのリークを防止する構成とすることができる。
【0009】
本発明にあっては、二つの気体通路に跨って回転するロータを備えた回転マトリクス型熱交換器において、ロータの円周面に上流側より接触するフィルム状のシール部材と下流側より接触するフィルム状のシール部材をそれぞれ配設し、これらシール部材とロータの円周面との接触状態をブラシによって外側から保持することにより気体通路の上流側と下流側の間でのリークを防止する構成としたことを特徴とする回転マトリクス型熱交換器を提供する。
【0010】
この回転マトリクス型熱交換器においても、フィルム状のシール部材をロータの回転軸を含む横断面内においてロータの周囲を覆うように配設することにより気体通路同士の間でのリークを防止する構成とすることができる。
【0011】
【作用】
ブラシ状のシール部材をロータの表面に接触させて配設したことにより、二つの気体通路におけるロータを挟んだ上流側と下流側の間や、ロータの表面近傍における二つの気体通路同士の間でのリークを防止することが可能となる。そして、ブラシ状のシール部材を用いたことによって、フェルト材からなるシール部材を用いた場合に比べてリーク量を減少させることができ、また、ゴム材からなるシール部材を用いた場合に比べてロータを回転させるための動力を少なくさせることができるようになる。加えて、ブラシ状のシール部材をロータの表面に接触させて配設したことにより、ロータ表面に付着したゴミなどをロータの回転に伴って取り除くことが可能となる。
【0012】
本発明の回転マトリクス型熱交換器によれば、フィルム状のシール部材を用いることにより、二つの気体通路におけるロータを挟んだ上流側と下流側の間で、より精度の高いシールを行うことが可能となる。そして、この請求項4に記載の回転マトリクス型熱交換器のように、ロータの円周面においてシールを行うことによって、シール部材をロータの両端面にそれぞれ配置させる必要がなくなり、シール装置を構成する部品点数を相対的に減少させることが可能となる。
【0013】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。先ず、図1について回転マトリクス型熱交換器の全体構成を説明すると、ケーシング10の前後面には架台11によって上下に分割された一方の気体通過部12と他方の気体通過部13が開口している。これら気体通過部12、13には図示しない二つの気体通路によって送風される給気15と排気16がそれぞれ通される。
【0014】
ケーシング10の内部には架台11によって回転自在に軸止されたロータ20が設けられる。気体通過部12、13の内方には、ケーシング10の内部隅角部においてロータ20の周囲に形成される空間を遮るための遮蔽パネル21、21、21、21が取り付けられる。ロータ20は、例えば回転型全熱交換器については難燃紙やアルミシートなどに吸湿剤を含浸させ、あるいは塗布したエレメント等、回転型顕熱交換器についてはアルミニウムやステンレスなどの蓄熱性に優れた金属などからなるエレメント等、回転型乾式減湿器についてはセラミックス、活性炭シート、活性短繊維などに塩化リチウムなどの吸収液含浸させたハニカム形状のエレメント等によって構成される。ロータ20は、ケーシング10の底部に配置されたモータ22の稼働によって例えば10rpm程度のゆっくりとした回転数で回転し、こうして、給、排気15、16中において、高温側ではロータエレメントは高温かつ多湿にされ、低温側ではロータエレメントは低温かつ乾燥された状態にされて、給気15と排気16の間の熱交換が行われるようになっている。
【0015】
以上の如く構成される回転マトリクス型熱交換器の稼働効率を向上させるためには、ロータ20を挟んだ上流側と下流側で互いにリークしないように構成し、かつ、気体通過部12、13同士の間においても互いにリークしないように構成しなければならない。そこで、本発明の回転マトリクス型熱交換器においては、ブラシ状のシール部材をロータ20の表面に接触させて配設することによって、そのようなリークの発生防止を図っている。
【0016】
図2は、本発明実施例におけるシール部材の配置位置を例示したものであり、例えばポリプロピレン樹脂などからなるブラシ状のシール部材30をロータ20の両端面31の円周近傍において接触させて配設することにより、気体通過部12、13の上流側と下流側の間でのリークを防止し、同様に、例えばポリプロピレン樹脂などからなるブラシ状のシール部材32をロータ20の回転軸33を含む横断面内においてロータ20の周囲を覆うように配設することにより、気体通過部12、13同士の間でのリークを防止するように構成される。
【0017】
ロータ20の両端面31の円周近傍に配設されるシール部材30は、遮蔽パネル21の内側に、ロータ20の両端面31と遮蔽パネル21の内側との隙間を埋め尽くすように隙間なく取り付け、これにより気体通過部12及び気体通過部13とケーシング10の内部隅角部に形成される空間部との間でのリークを防止する。
【0018】
ロータ20の回転軸33を含む横断面内に配設されるシール部材32は、図3に示すように、ケーシング10の側面板35の内側や架台11に、ロータ20の周囲を隙間なく埋め尽くすように取り付け、これにより気体通過部12、13同士の間でのリークを防止する。本実施例においては、図4に示すようにケーシング10の側面板35の内側にブラケット40を取り付けて該ブラケット40にブラシ状のシール部材32を固定すると共に、図5に示すように架台11の水平部41の上にプレート42を重ねて螺子43で螺着することにより、ブラシ状のシール部材32の基端部45を挟持するように構成している。
【0019】
しかして、この実施例の回転マトリクス型熱交換器によれば、ブラシ状のシール部材30、32を用いたことによって、気体通過部12、13の上流側と下流側の間や、気体通過部12、13同士の間において、フェルト材からなるシール部材に比べてリーク量が少なく、かつ、ゴム材からなるシール部材に比べてロータの回転動力の少ない、好適なシールを行うことが可能となる。また、特にブラシ状のシール部材32によって、ロータ20の回転に伴ってロータ20表面に付着したゴミなどを取り除くことも可能となる。
【0020】
次に、図6に示す回転マトリクス型熱交換器は、気体通過部12、13の上流側と下流側からフィルム状のシール部材51をロータ20の円周面50にそれぞれ接触させて配設し、それらフィルム状のシール部材51をブラシ52によって外側から保持するように構成した実施例を示している。なお、この実施例においては、先に図2で説明した実施例と同様に、更に、ブラシ状のシール部材53をロータ20の回転軸を含む横断面内においてロータ20の周囲を覆うように配設することにより、気体通過部12、13同士の間でのリークをも防止する構成になっている。
【0021】
図7に示すように、この実施例においては中央に例えばポリプロピレン樹脂などからなる二枚のフィルム状のシール部材51を設け、その両外側に、同様に例えばポリプロピレン樹脂などからなるブラシ52を装着した構成になっている。なお、図中53は、シール部材51及びブラシ52の支持部材を示す。
【0022】
しかして、この実施例の回転マトリクス型熱交換器によれば、図8に示すように、フィルム状のシール部材51を押し拡げるようにさせてロータ20の円周面50に接触させ、それらフィルム状のシール部材51をブラシ52によって外側から保持することによって、ブラシ52の線材の弾力を利用してシール部材51をロータ20の円周面50に押し付け、シール性を保っている。これにより、気体通過部の上流側と下流側の圧力差の方向に左右されることなく、ロータ20を挟んだ上流側と下流側でのリークを防止することが可能となる。しかも、この実施例はロータ20の円周面50においてシールを行っているので、先に図2などで説明した実施例のようにシール部材30をロータ20の両端面にそれぞれ配置させた構造のものに比べて、シールを行う部品の点数を相対的に減少させることができるといった利点がある。
【0023】
【発明の効果】
本発明の回転マトリクス型熱交換器によれば、ブラシ状のシール部材を用いたことによって、シール性に優れながらもロータを回転させるための動力が少なくて済むといった、従来のフェルト材からなるシール部材とゴム材からなるシール部材の両方の長所を持ち合わせたシールを行うことができるようになる。また、ブラシ状のシール部材をロータの表面に接触させて配設すれば、目詰まりに対する清掃効果も発揮でき、ロータ表面に付着したゴミなどをロータの回転に伴って取り除くことができるので、メンテナンス性にも優れ、また、目詰まりによる稼働効率の低下も防ぐことができるようになる。
【0024】
また、本発明の回転マトリクス型熱交換器によれば、ロータの円周面においてフィルム状のシール部材を用いてシールを行うことにより、ロータの両端面においてシールを行う場合に比べて、シール装置の構成部品点数を相対的に減少させることができ、より簡単で性能の高い回転マトリクス型熱交換器を提供することが可能となる。特に、ロータの端面に比べて滑らかなロータ円周面でシールを行うことによって、シール部材の摩耗による寿命も長くできるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】回転マトリクス型熱交換器の全体構成を説明するための斜視図
【図2】本発明実施例におけるシール部材の配置位置を例示した斜視図
【図3】ロータの回転軸を含む横断面内に配設されるシール部材の取り付け状態を示す拡大図
【図4】ケーシングの側面板内側に対するシール部材の取り付け状態を示す拡大図
【図5】架台に対するシール部材の取り付け状態を示す拡大図
【図6】実施例にかかる回転マトリクス型熱交換器の全体構成を説明するための斜視図
【図7】図6の回転マトリクス型熱交換器に用いられるシール部材の拡大図
【図8】図6のシール部材の使用状態を示す拡大図
【図9】回転マトリクス型熱交換器の基本構成を説明するための斜視図
Claims (2)
- 二つの気体通路に跨って回転するロータを備えた回転マトリクス型熱交換器において、ロータの円周面に上流側より接触するフィルム状のシール部材と下流側より接触するフィルム状のシール部材をそれぞれ配設し、これらシール部材とロータの円周面との接触状態をブラシによって外側から保持することにより気体通路の上流側と下流側の間でのリークを防止する構成としたことを特徴とする回転マトリクス型熱交換器。
- フィルム状のシール部材をロータの回転軸を含む横断面内においてロータの周囲を覆うように配設することにより気体通路同士の間でのリークを防止する構成としたことを特徴とする請求項1に記載の回転マトリクス型熱交換器。
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JP29038994A JP3553163B2 (ja) | 1994-10-31 | 1994-10-31 | 回転マトリクス型熱交換器 |
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Cited By (1)
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1994
- 1994-10-31 JP JP29038994A patent/JP3553163B2/ja not_active Expired - Lifetime
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