JPH0613959B2 - 回転蓄熱式熱交換器 - Google Patents
回転蓄熱式熱交換器Info
- Publication number
- JPH0613959B2 JPH0613959B2 JP60063716A JP6371685A JPH0613959B2 JP H0613959 B2 JPH0613959 B2 JP H0613959B2 JP 60063716 A JP60063716 A JP 60063716A JP 6371685 A JP6371685 A JP 6371685A JP H0613959 B2 JPH0613959 B2 JP H0613959B2
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- JP
- Japan
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- seal member
- core
- pressure
- semi
- passage
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- Expired - Lifetime
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- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は回転蓄熱式熱交換器に関し、詳しくは、軸方向
の細孔流路を具えた回転コアを介して熱交換を行う２つ
の流体間を上記回転コアの両面に接する密封装置により
諷止するようにした回転蓄熱式熱交換器に関する。
の細孔流路を具えた回転コアを介して熱交換を行う２つ
の流体間を上記回転コアの両面に接する密封装置により
諷止するようにした回転蓄熱式熱交換器に関する。
従来のこの種の回転蓄熱式熱交換器として、汎用的なも
のものを第２図に示したが、ここで、１はハニカム形状
の流路１Ａを有する円筒形状の回転蓄熱体（以下でコア
という）であり、コアの外周部にはリングギア２が取付
けてあり、このギア２を図示しない駆動装置を介して駆
動することによりコア１をその中心軸１Ｂの回りに回動
させ、その間にコア１により２流体間の熱交換を行わせ
ることができる。
のものを第２図に示したが、ここで、１はハニカム形状
の流路１Ａを有する円筒形状の回転蓄熱体（以下でコア
という）であり、コアの外周部にはリングギア２が取付
けてあり、このギア２を図示しない駆動装置を介して駆
動することによりコア１をその中心軸１Ｂの回りに回動
させ、その間にコア１により２流体間の熱交換を行わせ
ることができる。
３は高温低圧流体が導かれる高温流体通路、４はその排
出通路、５は低温高圧流体が導かれる低温流体通路、更
に６はその低温流体の送出通路であり、高温流体は通路
３から排出通路４へと導かれる際に、流路１Ａを介して
コア１に熱を供給し、通路５に導かれてきた低温流体は
ここからコア流路１Ａを通過して送出通路６へと導かれ
る際にコア１から熱を受取り予熱される。
出通路、５は低温高圧流体が導かれる低温流体通路、更
に６はその低温流体の送出通路であり、高温流体は通路
３から排出通路４へと導かれる際に、流路１Ａを介して
コア１に熱を供給し、通路５に導かれてきた低温流体は
ここからコア流路１Ａを通過して送出通路６へと導かれ
る際にコア１から熱を受取り予熱される。
７は高温流体通路３の排出通路４の側で低温流体通路５
との間を封止している半周形のシール部材、また、８は
コア１の下面の周囲に沿って高温流体と低温流体との間
を封止している全周形のシール部材であり、これらのシ
ール部材７および８とコア１との間に良好な密封状態が
保たれるようにするために、半周形のシール部材７の側
にこれをコア１に向けて押圧させる押圧力発生機構９が
設けられている。
との間を封止している半周形のシール部材、また、８は
コア１の下面の周囲に沿って高温流体と低温流体との間
を封止している全周形のシール部材であり、これらのシ
ール部材７および８とコア１との間に良好な密封状態が
保たれるようにするために、半周形のシール部材７の側
にこれをコア１に向けて押圧させる押圧力発生機構９が
設けられている。
なお、押圧力発生機構（以下では単に押圧部材という）
９としては、ばね機構の外に２つの流体すなわち低温高
温流体が導かれてくる低温流体通路５と低圧流体が排出
される排出通路４との間の流体の圧力差を利用して押圧
力を発生させる特開昭58-208592 号公報によって開示さ
れたもの等がある。
９としては、ばね機構の外に２つの流体すなわち低温高
温流体が導かれてくる低温流体通路５と低圧流体が排出
される排出通路４との間の流体の圧力差を利用して押圧
力を発生させる特開昭58-208592 号公報によって開示さ
れたもの等がある。
第３図は押圧部材９をベローズ型のばね部材９Ａによっ
て構成した例を示すが、このようなシール装置において
は低温高圧側の領域５Ａから低圧の排出通路４に向けて
流体が洩れようとする傾向を生じ、このような流体によ
ってシール部材７および８の摺接面７Ａおよび８Ａには
ＰA およびＰB のような分布圧力が、またコア１の摺動
面１ＣにはＰｃのような分布圧力が作用する。
て構成した例を示すが、このようなシール装置において
は低温高圧側の領域５Ａから低圧の排出通路４に向けて
流体が洩れようとする傾向を生じ、このような流体によ
ってシール部材７および８の摺接面７Ａおよび８Ａには
ＰA およびＰB のような分布圧力が、またコア１の摺動
面１ＣにはＰｃのような分布圧力が作用する。
なお、この場合、分布圧力ＰA とＰＣとは等しく、更に
シール部材７と８との半径方向の幅が等しい限り分布圧
力ＰAとＰBもほぼ等しい。そこで分布圧力ＰA，ＰBおよ
びＰＣをそれぞれ周方向にわたって積分した圧力を
ＰA，ＰBおよびＰＣとすると、 ＰA＝ＰＣ≒ＰB……(1) すなわち、シール部材７とコア１とが接触を保っている
封止面ではシール部材７を押上げようとする圧力ＰＣが
作用することになり、一方、シール部材７にはばね部材
９Ａによるコア１への押圧力Ｆが働く。また、高温流体
が高温流体通路３からコア１を通過する際にコア１の圧
力損失に相当する力Ｄがコア１を押上げる方向に作用
し、この浮揚力Ｄは 100ps程度のガスタービンエンジン
に装備のものでも 50Kg程度となる。
シール部材７と８との半径方向の幅が等しい限り分布圧
力ＰAとＰBもほぼ等しい。そこで分布圧力ＰA，ＰBおよ
びＰＣをそれぞれ周方向にわたって積分した圧力を
ＰA，ＰBおよびＰＣとすると、 ＰA＝ＰＣ≒ＰB……(1) すなわち、シール部材７とコア１とが接触を保っている
封止面ではシール部材７を押上げようとする圧力ＰＣが
作用することになり、一方、シール部材７にはばね部材
９Ａによるコア１への押圧力Ｆが働く。また、高温流体
が高温流体通路３からコア１を通過する際にコア１の圧
力損失に相当する力Ｄがコア１を押上げる方向に作用
し、この浮揚力Ｄは 100ps程度のガスタービンエンジン
に装備のものでも 50Kg程度となる。
なお、低温高圧流体が低温流体通路５から送出通路６に
導かれる際にも圧力損失が生じるが、この方は上記の圧
力損失に比べてはるかに小さいので無視してもよい。
導かれる際にも圧力損失が生じるが、この方は上記の圧
力損失に比べてはるかに小さいので無視してもよい。
以上に述べたような作用力から、半周型のシール部材７
にコア１への押圧力として作用する力ＸAは、 ＸA＝Ｆ−ＰＣ……(2) また、全周型のシール部材８にコア１への押圧力として
作用するＸBは、 ＸB＝ＸA−Ｄ……(3) しかるに、シール部材７および８におけるこのような押
圧力を発生させる面積を比較すると、シール部材７が半
周のＤ型であるのに対して、シール部材８は全周のθ型
であるために、それぞれの面積をＥAおよびＥBとしたと
きに、その面積比ηは通常の場合、次式の(4) で示され
るような数値となる。
にコア１への押圧力として作用する力ＸAは、 ＸA＝Ｆ−ＰＣ……(2) また、全周型のシール部材８にコア１への押圧力として
作用するＸBは、 ＸB＝ＸA−Ｄ……(3) しかるに、シール部材７および８におけるこのような押
圧力を発生させる面積を比較すると、シール部材７が半
周のＤ型であるのに対して、シール部材８は全周のθ型
であるために、それぞれの面積をＥAおよびＥBとしたと
きに、その面積比ηは通常の場合、次式の(4) で示され
るような数値となる。
そこで、シール部材７および８における摺接面積単位当
りの押圧分布圧力（以下で押付け面圧力という）をそれ
ぞれχAおよびχBとすると、(2),(3) および(4) 式より すなわち、圧力χAとχBとを比較したときに、シール部
材８における押付け面圧力χBの方がシール部材７にお
ける押付け面圧力χAに比べてはるかに小さい値となる
ことが分る。
りの押圧分布圧力（以下で押付け面圧力という）をそれ
ぞれχAおよびχBとすると、(2),(3) および(4) 式より すなわち、圧力χAとχBとを比較したときに、シール部
材８における押付け面圧力χBの方がシール部材７にお
ける押付け面圧力χAに比べてはるかに小さい値となる
ことが分る。
回転蓄熱式熱交換器としては、性能を左右する要因とし
て、封止部分からの洩れを最小限に保つ必要があり、そ
のためには上記の圧力χAおよびχBが熱交換器の運転条
件考慮の上で適切なある一定値以上に保たれるように設
定される。
て、封止部分からの洩れを最小限に保つ必要があり、そ
のためには上記の圧力χAおよびχBが熱交換器の運転条
件考慮の上で適切なある一定値以上に保たれるように設
定される。
しかして、通常の場合、押付け面圧力はシール部材８の
方の小さい値となる圧力χBが一定値以上となるように
設定されるが、このように設定すると、どうしてもシー
ル部材７における押付け面圧力χAが上述したような理
由から必要以上に大きくなり、半周型シール部材７の摺
接面７Ａにおける摩耗速度が高まるのみならず、コア１
の駆動馬力も必要以上に大きく設定される欠点があっ
た。
方の小さい値となる圧力χBが一定値以上となるように
設定されるが、このように設定すると、どうしてもシー
ル部材７における押付け面圧力χAが上述したような理
由から必要以上に大きくなり、半周型シール部材７の摺
接面７Ａにおける摩耗速度が高まるのみならず、コア１
の駆動馬力も必要以上に大きく設定される欠点があっ
た。
本発明の目的は、上述したような欠点を除去すべく、半
周型シール部材と全周型シール部材の双方の摺接面にお
いて、適切に均等な押付け圧力が得られ、シール部材の
摩耗を抑制し、コアの駆動馬力を低減することのできる
回転蓄熱式熱交換器を提供するこにある。
周型シール部材と全周型シール部材の双方の摺接面にお
いて、適切に均等な押付け圧力が得られ、シール部材の
摩耗を抑制し、コアの駆動馬力を低減することのできる
回転蓄熱式熱交換器を提供するこにある。
かかる目的を達成するために、本発明は、高温低圧流体
の通路と低温高圧流体の通路とにまたがるように配設さ
れた軸心に平行な細孔流路を有する円筒型のコアと、該
コアの一方の側とケーシングとの間に配設された全周型
シール部材と、前記コアの他方の側に配設された半周型
シール部材と、該半周型シール部材とケーシングとの間
に配設された弾性部材とを有し、該弾性部材の押圧力に
よって前記全周型シール部材および前記半周型シール部
材と前記コアとの摺接面に押圧力を発生させて、前記２
つの流体の通路間を封止するようになし、前記コアを回
転させて前記２つの流体間に熱交換を行わせる回転蓄熱
式熱交換器において、前記半周型シール部材の外径を前
記全周型シール部材および前記コアの外径よりも小さく
なして前記半周型シール部材より外側に該半周型シール
部材が摺接する側の前記コアの面を露出させ、この露出
させた面に低温高圧の流体の圧力が作用可能な受圧面を
形成したことを特徴とするものである。
の通路と低温高圧流体の通路とにまたがるように配設さ
れた軸心に平行な細孔流路を有する円筒型のコアと、該
コアの一方の側とケーシングとの間に配設された全周型
シール部材と、前記コアの他方の側に配設された半周型
シール部材と、該半周型シール部材とケーシングとの間
に配設された弾性部材とを有し、該弾性部材の押圧力に
よって前記全周型シール部材および前記半周型シール部
材と前記コアとの摺接面に押圧力を発生させて、前記２
つの流体の通路間を封止するようになし、前記コアを回
転させて前記２つの流体間に熱交換を行わせる回転蓄熱
式熱交換器において、前記半周型シール部材の外径を前
記全周型シール部材および前記コアの外径よりも小さく
なして前記半周型シール部材より外側に該半周型シール
部材が摺接する側の前記コアの面を露出させ、この露出
させた面に低温高圧の流体の圧力が作用可能な受圧面を
形成したことを特徴とするものである。
以下に、図面に基づいて本発明の実施例を詳細かつ具体
的に説明する。
的に説明する。
第１図は本発明の一実施例を示す。ここで、半周型シー
ル部材17は全周型シール部材18に対してその外周半径が
長さｌだけ小さく構成されている。なお、本例では全周
型シール部材18の外径とコア１の外周面とを一致させる
ようになし、更にシール部材17とシール部材18との半径
方向の幅を同一とする。したがって、コア１のシール部
材17と摺接する側の面においてはシール部材17の更に外
側に幅がｌに相当する環状の面１Ｅが低温高圧領域５Ａ
に露出されている。
ル部材17は全周型シール部材18に対してその外周半径が
長さｌだけ小さく構成されている。なお、本例では全周
型シール部材18の外径とコア１の外周面とを一致させる
ようになし、更にシール部材17とシール部材18との半径
方向の幅を同一とする。したがって、コア１のシール部
材17と摺接する側の面においてはシール部材17の更に外
側に幅がｌに相当する環状の面１Ｅが低温高圧領域５Ａ
に露出されている。
このように構成した密封装置においては、この環状面１
Ｅに、領域5Aを充している流体の圧力がＰEのように分
布し、したがって、コア１はシール部材17側において、
分布圧力ＰEとＰAとをそれぞれ周方向にわたり積分した
値の和、すなわち（ＰE＋ＰA）の押圧力で下方のシール
部材18に向けて押圧される。
Ｅに、領域5Aを充している流体の圧力がＰEのように分
布し、したがって、コア１はシール部材17側において、
分布圧力ＰEとＰAとをそれぞれ周方向にわたり積分した
値の和、すなわち（ＰE＋ＰA）の押圧力で下方のシール
部材18に向けて押圧される。
そこでこの場合の全周シール部材18に作用する押付け面
圧力をχ′Ｂとする。
圧力をχ′Ｂとする。
この式(7) から明らかなように、前述したコア１の環状
面１Ｅにおける幅ｌを適切に選定することによって押圧
力ＰEの値を設定し、以て双方のシール部材17および18
の摺接面における圧力分布χ′BとχAとがほぼ等しくな
るようにすることの可能なことが分る。すなわち、式
(7) において、浮揚力Ｄや分周シール部材17の摺接面面
積Ｅ 等は既知の値として取扱うことができるので、こ
こでχA＝χ′Bとしてその値を更に代入することにより
押圧力ＰEを求め、コア１の外径、低温領域５Ａに発生
する圧力等のデータから幅ｌを求めるようにすることが
できる。
面１Ｅにおける幅ｌを適切に選定することによって押圧
力ＰEの値を設定し、以て双方のシール部材17および18
の摺接面における圧力分布χ′BとχAとがほぼ等しくな
るようにすることの可能なことが分る。すなわち、式
(7) において、浮揚力Ｄや分周シール部材17の摺接面面
積Ｅ 等は既知の値として取扱うことができるので、こ
こでχA＝χ′Bとしてその値を更に代入することにより
押圧力ＰEを求め、コア１の外径、低温領域５Ａに発生
する圧力等のデータから幅ｌを求めるようにすることが
できる。
なお、本実施例ではシール部材17とシール部材18との半
径方向の幅を同一としたが、必ずしも同一とする必要は
なく、例えばシール部材17の内径とシール部材18の内径
とを一致させるようにしても、環状面１Ｅの面積すなわ
ちその半径方向の幅ｌを適切に設定することによって同
様な効果が得られるようにすることができるのはいうま
でもない。
径方向の幅を同一としたが、必ずしも同一とする必要は
なく、例えばシール部材17の内径とシール部材18の内径
とを一致させるようにしても、環状面１Ｅの面積すなわ
ちその半径方向の幅ｌを適切に設定することによって同
様な効果が得られるようにすることができるのはいうま
でもない。
以上説明してきたように、本発明によれば、半周型シー
ル部材の外径を前記全周型シール部材および前記コアの
外径よりも小さくなして前記半周型シール部材より外側
に該半周型シール部材が摺接する側の前記コアの面を露
出させ、この露出させた面に低温高圧の流体の圧力が作
用可能な受圧面を形成したので、半周型シール部材の摺
接面に作用する分布押圧力と全周型シール部材の摺接面
に作用する分布押圧力とを均等かつ適切な値に設定する
ことが可能となり、半周型シール部材の過剰な摩耗を防
止することができると共に、コアの駆動馬力の低減を図
ることができる。
ル部材の外径を前記全周型シール部材および前記コアの
外径よりも小さくなして前記半周型シール部材より外側
に該半周型シール部材が摺接する側の前記コアの面を露
出させ、この露出させた面に低温高圧の流体の圧力が作
用可能な受圧面を形成したので、半周型シール部材の摺
接面に作用する分布押圧力と全周型シール部材の摺接面
に作用する分布押圧力とを均等かつ適切な値に設定する
ことが可能となり、半周型シール部材の過剰な摩耗を防
止することができると共に、コアの駆動馬力の低減を図
ることができる。
第１図は本発明回転蓄熱式熱交換器の密封装置の構成の
一例を示す断面図、第２図は従来の回転蓄熱式熱交換器
の構成の一例を示す模型図、第３図はその密封装置にお
ける封止面に発生する圧力分布の状態を示す説明図であ
る。 １……コア、 １Ａ……流路、 １Ｂ……中心軸、 １Ｃ……摺動面、 １Ｅ……環状面、 ２……リングギア、 ３……高温流体通路、 ４……排出通路、 ５……低温流体通路、 ５Ａ……低温（高圧）領域、 ６……送出通路、 ７，17……半周型シール部材、 ８，18……全周型シール部材、 ７Ａ，８Ａ……摺接面。
一例を示す断面図、第２図は従来の回転蓄熱式熱交換器
の構成の一例を示す模型図、第３図はその密封装置にお
ける封止面に発生する圧力分布の状態を示す説明図であ
る。 １……コア、 １Ａ……流路、 １Ｂ……中心軸、 １Ｃ……摺動面、 １Ｅ……環状面、 ２……リングギア、 ３……高温流体通路、 ４……排出通路、 ５……低温流体通路、 ５Ａ……低温（高圧）領域、 ６……送出通路、 ７，17……半周型シール部材、 ８，18……全周型シール部材、 ７Ａ，８Ａ……摺接面。
Claims (1)
- 【請求項１】高温低圧流体の通路と低温高圧流体の通路
とにまたがるように配設された軸心に平行な細孔流路を
有する円筒型のコアと、該コアの一方の側とケーシング
との間に配設された全周型シール部材と、前記コアの他
方の側に配設された半周型シール部材と、該半周型シー
ル部材とケーシングとの間に配設された弾性部材とを有
し、該弾性部材の押圧力によって前記全周型シール部材
および前記半周型シール部材と前記コアとの摺接面に押
圧力を発生させて、前記２つの流体の通路間を封止する
ようになし、前記コアを回転させて前記２つの流体間に
熱交換を行わせる回転蓄熱式熱交換器において、 前記半周型シール部材の外径を前記全周型シール部材お
よび前記コアの外径よりも小さくなして前記半周型シー
ル部材より外側に該半周型シール部材が摺接する側の前
記コアの面を露出させ、この露出させた面に低温高圧の
流体の圧力が作用可能な受圧面を形成したことを特徴と
する回転蓄熱式熱交換器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063716A JPH0613959B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60063716A JPH0613959B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61225584A JPS61225584A (ja) | 1986-10-07 |
| JPH0613959B2 true JPH0613959B2 (ja) | 1994-02-23 |
Family
ID=13237390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60063716A Expired - Lifetime JPH0613959B2 (ja) | 1985-03-29 | 1985-03-29 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0613959B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3926333A1 (en) | 2020-06-15 | 2021-12-22 | Biometic S.r.l. | Ct scanner and method for performing a ct examination of an object |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59109783A (ja) * | 1982-12-15 | 1984-06-25 | Nissan Motor Co Ltd | 回転蓄熱式熱交換器の密封装置 |
-
1985
- 1985-03-29 JP JP60063716A patent/JPH0613959B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP3926333A1 (en) | 2020-06-15 | 2021-12-22 | Biometic S.r.l. | Ct scanner and method for performing a ct examination of an object |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61225584A (ja) | 1986-10-07 |
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