JPS6124990A - 回転蓄熱式熱交換器 - Google Patents
回転蓄熱式熱交換器Info
- Publication number
- JPS6124990A JPS6124990A JP14443084A JP14443084A JPS6124990A JP S6124990 A JPS6124990 A JP S6124990A JP 14443084 A JP14443084 A JP 14443084A JP 14443084 A JP14443084 A JP 14443084A JP S6124990 A JPS6124990 A JP S6124990A
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- JP
- Japan
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- holder
- memory alloy
- spring
- shape
- temperature
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- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
- F28D—HEAT-EXCHANGE APPARATUS, NOT PROVIDED FOR IN ANOTHER SUBCLASS, IN WHICH THE HEAT-EXCHANGE MEDIA DO NOT COME INTO DIRECT CONTACT
- F28D19/00—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium
- F28D19/04—Regenerative heat-exchange apparatus in which the intermediate heat-transfer medium or body is moved successively into contact with each heat-exchange medium using rigid bodies, e.g. mounted on a movable carrier
- F28D19/047—Sealing means
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Thermal Sciences (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Gasket Seals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
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、特にその熱交換に
あずかる二流体間の圧力差によりシール部材をコアの面
に押圧し、以て高圧側から低圧側に流体が漏洩するのを
防止するようにした回転蓄熱式熱交換器に関する。
あずかる二流体間の圧力差によりシール部材をコアの面
に押圧し、以て高圧側から低圧側に流体が漏洩するのを
防止するようにした回転蓄熱式熱交換器に関する。
第１図は従来のこの種の熱交換器の一例（特願昭５７−
８８７５４号参照）を示し、ここで、１は円筒形状をな
す蓄熱体、すなわちコアであり、コアｌの軸心方向には
、多数の流路ＩＡがハニカム形状に構成されている。コ
ア１はその外周面に沿って取付けられたリングギアを介
して軸心の周りに回転駆動させられ、その回転中に高温
低圧の排気ガスから受取った熱を圧縮機からの低温高圧
空気に付与するが、低圧側の流路２と高圧側の流路３と
の間には密封装置を設ける必要がある。
８８７５４号参照）を示し、ここで、１は円筒形状をな
す蓄熱体、すなわちコアであり、コアｌの軸心方向には
、多数の流路ＩＡがハニカム形状に構成されている。コ
ア１はその外周面に沿って取付けられたリングギアを介
して軸心の周りに回転駆動させられ、その回転中に高温
低圧の排気ガスから受取った熱を圧縮機からの低温高圧
空気に付与するが、低圧側の流路２と高圧側の流路３と
の間には密封装置を設ける必要がある。
符号４はこのような密封装置として、コア１の摺動面Ｉ
Ｂに摺接状態を保つようにしたシール部材、５はそのホ
ルダであり、ホルダ５とケーシング６との間には柔軟性
に富む箔状の膜体７が図に示すように流路ＩＡ力方向た
わみを持たせるようにして、気密に取付けられている。
Ｂに摺接状態を保つようにしたシール部材、５はそのホ
ルダであり、ホルダ５とケーシング６との間には柔軟性
に富む箔状の膜体７が図に示すように流路ＩＡ力方向た
わみを持たせるようにして、気密に取付けられている。
しかして、このように構成された熱交換器にあっては、
低圧流路２と高圧流路３との間の圧力差により、シール
部材４に、摺動面ＩＢへの押圧力を生じさせるようにし
ているが、この場合、押圧力の有効圧力分布が矢印群Ｂ
で示されるように働くのに対し、摺動面ＩＢにおけるシ
ール部材４への反力は２流体の流れに″よってコア１に
生じる偶力のために、矢印群Ｃによって示されるような
分布となり、これらの値の差の全周にわたる積分値が実
際の押圧力となる。
低圧流路２と高圧流路３との間の圧力差により、シール
部材４に、摺動面ＩＢへの押圧力を生じさせるようにし
ているが、この場合、押圧力の有効圧力分布が矢印群Ｂ
で示されるように働くのに対し、摺動面ＩＢにおけるシ
ール部材４への反力は２流体の流れに″よってコア１に
生じる偶力のために、矢印群Ｃによって示されるような
分布となり、これらの値の差の全周にわたる積分値が実
際の押圧力となる。
なお、このような押圧力は２流体間の圧力差が大きけれ
ば大きいほど、比例的に増大するが、いま、第１図にあ
って、圧力差が作用するホルダ５での半径方向の有効幅
をＷとすると、幅Ｗが大きいか小さいかによって、圧力
差と押圧力との間には第２図に示すような関係がある。
ば大きいほど、比例的に増大するが、いま、第１図にあ
って、圧力差が作用するホルダ５での半径方向の有効幅
をＷとすると、幅Ｗが大きいか小さいかによって、圧力
差と押圧力との間には第２図に示すような関係がある。
しかしながら、実際には、第３図で曲線Ｓで示すように
、圧力差が大きいときほど、その洩れを防止するために
、高次元的に押圧力の高められることが望ましい。しか
るにいま、有効幅Ｗを小さい値とすると、第４図に示す
線Ｌ１のように全体の運転領域Ｒにわたり発生する押圧
力のうち、圧力差が小さいうちは、その押圧力が最適押
圧力曲線Ｓと一致するが、圧力差が大きくなる領域Ｒで
は押圧力が低すぎる。
、圧力差が大きいときほど、その洩れを防止するために
、高次元的に押圧力の高められることが望ましい。しか
るにいま、有効幅Ｗを小さい値とすると、第４図に示す
線Ｌ１のように全体の運転領域Ｒにわたり発生する押圧
力のうち、圧力差が小さいうちは、その押圧力が最適押
圧力曲線Ｓと一致するが、圧力差が大きくなる領域Ｒで
は押圧力が低すぎる。
また、有効幅Ｗを大きい値とすると、第５図に示す線Ｌ
２のように、特に圧力差が小さい範囲全般にわたりその
押圧力が最適押圧力曲線Ｓと一致しない。すなわち、必
要以上に大きい押圧力が働くことによって、密封性能は
保持されるものの、シール摺接部材４の摺接面やコア１
の摺動面ＩＨに必要以上の摩耗を生じるのみならず、大
きいコア駆動トルクを必要とする。
２のように、特に圧力差が小さい範囲全般にわたりその
押圧力が最適押圧力曲線Ｓと一致しない。すなわち、必
要以上に大きい押圧力が働くことによって、密封性能は
保持されるものの、シール摺接部材４の摺接面やコア１
の摺動面ＩＨに必要以上の摩耗を生じるのみならず、大
きいコア駆動トルクを必要とする。
すなわち、従来のこの種の回転蓄熱式熱交換器にあって
は、その運転領域全域にわたって好適な密封状態を保つ
ことが困難であった。
は、その運転領域全域にわたって好適な密封状態を保つ
ことが困難であった。
そこで、本発明の目的は、このような問題点に着目して
、これを解決すべく、全運転領域にわたり適切な押圧力
が発生できて流路間の密封状態が保持できる回転蓄熱式
熱交換器を提供することにある。
、これを解決すべく、全運転領域にわたり適切な押圧力
が発生できて流路間の密封状態が保持できる回転蓄熱式
熱交換器を提供することにある。
かかる目的を達成するために、本発明では、形状記憶合
金製の部材を膜体の低圧側に配置し、所定の流体圧力差
が得られるまで低圧流体の温度が高められると、この形
状記憶合金部材を変形させて、ホルダにおける押圧力発
生有効面積を増大させるようにする。
金製の部材を膜体の低圧側に配置し、所定の流体圧力差
が得られるまで低圧流体の温度が高められると、この形
状記憶合金部材を変形させて、ホルダにおける押圧力発
生有効面積を増大させるようにする。
以下に、図面を参照して本発明の実施例を具体的に説明
する。
する。
第６図は本発明の一実施例を示す、ここで、１゜はホル
ダ５の有効受圧面５Ａの内周側に形成されている段付部
５Ｂに配設したリング部材であり、リング部材１０の外
周面を段付部５Ｂの段付面に沿って摺動自在なるように
なし、更にリング部材１０とホルダ５の段付部５Ｂとの
間に形状記憶合金製のコイルばね１１を挿設する。
ダ５の有効受圧面５Ａの内周側に形成されている段付部
５Ｂに配設したリング部材であり、リング部材１０の外
周面を段付部５Ｂの段付面に沿って摺動自在なるように
なし、更にリング部材１０とホルダ５の段付部５Ｂとの
間に形状記憶合金製のコイルばね１１を挿設する。
なお、このばね１１はリング部材１１の周方向等分の位
置に設けるようにすればよい。しかして、この形状記憶
合金製のばねは低温時にあっては第７図（Ａ）に示すよ
うに収縮した形状に保持され。
置に設けるようにすればよい。しかして、この形状記憶
合金製のばねは低温時にあっては第７図（Ａ）に示すよ
うに収縮した形状に保持され。
所定の、１度に達すると、第７図（Ｂ）に示すように伸
延したばね１１’の形状に変形する。
延したばね１１’の形状に変形する。
しかして、このような所定温度をばね１１の変態開始温
度と一致させるよう合金の材質を選定しておくことによ
り、第８図の例えば圧力差Ｐ門でばね】１を第７図（Ｂ
）に示しり）に変形させ、伸延したばね１１’によりリ
ング部材１０を押上げて、第９図に示すようにホルダ５
の元の有効受圧幅Ｗ′に対してこれを（Ｗ’＋Ｔ）に拡
幅することができる。ここでＴはリング部材１ｏの半径
方向の幅である。
度と一致させるよう合金の材質を選定しておくことによ
り、第８図の例えば圧力差Ｐ門でばね】１を第７図（Ｂ
）に示しり）に変形させ、伸延したばね１１’によりリ
ング部材１０を押上げて、第９図に示すようにホルダ５
の元の有効受圧幅Ｗ′に対してこれを（Ｗ’＋Ｔ）に拡
幅することができる。ここでＴはリング部材１ｏの半径
方向の幅である。
すなわち、低圧流路２における流体温度は高圧流路３と
低圧流路２との間の流体の圧力差が太きくなるほど高温
になる傾向がある。換言すれば、圧縮器からの空気圧が
高ければ高いほどタービンからの排気温度は高い。そこ
で、圧力差がＰｒ１となるまでは、押圧力が第９図に示
すように線ＬＩＡにほぼ沿って変化するようにホルダ５
の受圧面５Ａの有効幅Ｗ′を設定しておき、圧力差がＰ
閂となった時点でばね１１がリング部材１０を押上げて
その有効幅が全体でＷ’＋ＴとなるようＡて、この有効
幅が増幅されたことによって、押圧力が線Ｌ２Ａに変化
するようリング幅Ｔを設定すればよい。
低圧流路２との間の流体の圧力差が太きくなるほど高温
になる傾向がある。換言すれば、圧縮器からの空気圧が
高ければ高いほどタービンからの排気温度は高い。そこ
で、圧力差がＰｒ１となるまでは、押圧力が第９図に示
すように線ＬＩＡにほぼ沿って変化するようにホルダ５
の受圧面５Ａの有効幅Ｗ′を設定しておき、圧力差がＰ
閂となった時点でばね１１がリング部材１０を押上げて
その有効幅が全体でＷ’＋ＴとなるようＡて、この有効
幅が増幅されたことによって、押圧力が線Ｌ２Ａに変化
するようリング幅Ｔを設定すればよい。
なお、ばね１１に用いる形状記憶合金の変態開始温度を
かなり自由に選定することができることはいうまでもな
く、上述した変態開始温度が得られる合金製のばね１１
とリング部材１０の幅Ｔとを適切に設定することにより
、全運転領域にわたり最適押圧力曲線Ｓに近い押圧力を
発生させることができる。
かなり自由に選定することができることはいうまでもな
く、上述した変態開始温度が得られる合金製のばね１１
とリング部材１０の幅Ｔとを適切に設定することにより
、全運転領域にわたり最適押圧力曲線Ｓに近い押圧力を
発生させることができる。
次に、第１０図および第１１図に、本発明の他の実施例
を示す。
を示す。
この実施例は、前実施例のばね１１に代えて、形状記憶
合金部材としてリングプレート１２を用いたーものであ
る。この実施例において、上述の実施例と同一部位につ
いては同一符合を用いて重複説明を避ける。リングプレ
ート１２はホルダ５と膜体７との間にリテーナ１３を介
してポルト１４によって挟着されている。このリングプ
レート１２は、低温状態にあっては第１θ図に示す如く
ホルダ５からの低圧部側への突出部が折曲り膜体７と非
接触の状態にある。従って、かかる状態では前実施例同
様有効受圧幅はＷ′のまま保持される。
合金部材としてリングプレート１２を用いたーものであ
る。この実施例において、上述の実施例と同一部位につ
いては同一符合を用いて重複説明を避ける。リングプレ
ート１２はホルダ５と膜体７との間にリテーナ１３を介
してポルト１４によって挟着されている。このリングプ
レート１２は、低温状態にあっては第１θ図に示す如く
ホルダ５からの低圧部側への突出部が折曲り膜体７と非
接触の状態にある。従って、かかる状態では前実施例同
様有効受圧幅はＷ′のまま保持される。
また、変態開始温度を越えると、第１１図に示す如く、
リングプレート１２は伸延して膜体７と接触状態となり
、ホルダ５の元の有効受圧幅Ｗ′に対して、これをＷ’
＋Ｔに拡幅することができるのである。
リングプレート１２は伸延して膜体７と接触状態となり
、ホルダ５の元の有効受圧幅Ｗ′に対して、これをＷ’
＋Ｔに拡幅することができるのである。
なお、リングプレート１２は、充分な剛性を有し、受圧
によって著しく変形しない厚さにする必要がある。
によって著しく変形しない厚さにする必要がある。
第１２図には、本発明のさらに他の実施例を示す。
こノ実施例は、リングプレート１２の内周側に複数個の
スリマ）１２ａを設けた例である。作用としては、上述
した実施例と同様であるが、通常り型あるいはＯ型の形
態をなすリングプレートの変形記憶作業が、かかるスリ
ットを設けることにより容易となる。
スリマ）１２ａを設けた例である。作用としては、上述
した実施例と同様であるが、通常り型あるいはＯ型の形
態をなすリングプレートの変形記憶作業が、かかるスリ
ットを設けることにより容易となる。
以上説明したように、本発明によれば、回転する円筒型
コアの面に摺接するシール部材、このシール部材のホル
ダおよびホルダとケーシングとの間に設けた膜体とで構
成された密封装置を有し、熱交換にあずかる２流体間の
圧力差によりシール部材をコアの面に押圧させて、この
２流体間を封止するようにした回転蓄熱式熱交換器にお
いて、シール部材を押圧させる膜体の低圧側に形状記憶
合金部材を設け、運転領域にあって所定の流体圧力差が
得られるまでに低圧流体の温度が高められるとこの部材
が変形伸延することにより膜体を介して押圧力発生有効
面積を増大させるようにしたので、部材が伸延しない低
温時にあっては、ホルダ本来の有効押圧面のみを介して
シール部材に有効な押圧力を付与することができ、漏洩
の傾向が強まる高温時すなわち２流体間の圧力差が高ま
るときには、部材の伸延により有効押圧面が増大形成さ
れて、このような状態に対応した好適な押圧力をシール
部材に付与することができて、従来のように２流体間の
圧力差の小さい状態でシール性が良好に保たれるように
、すると圧力差の大きい状態で押圧力が過大となりすぎ
て摺動部の摩耗を招いたり、コア駆動力の増大を招き、
圧力差の大きい状態でシール性を良好に保とうとすると
、圧力差の小さい状態でシール性が低下したりするよう
なことが防止できて、全運転領域を通じて最適の押圧力
により良好なシール性を保持することができる。
コアの面に摺接するシール部材、このシール部材のホル
ダおよびホルダとケーシングとの間に設けた膜体とで構
成された密封装置を有し、熱交換にあずかる２流体間の
圧力差によりシール部材をコアの面に押圧させて、この
２流体間を封止するようにした回転蓄熱式熱交換器にお
いて、シール部材を押圧させる膜体の低圧側に形状記憶
合金部材を設け、運転領域にあって所定の流体圧力差が
得られるまでに低圧流体の温度が高められるとこの部材
が変形伸延することにより膜体を介して押圧力発生有効
面積を増大させるようにしたので、部材が伸延しない低
温時にあっては、ホルダ本来の有効押圧面のみを介して
シール部材に有効な押圧力を付与することができ、漏洩
の傾向が強まる高温時すなわち２流体間の圧力差が高ま
るときには、部材の伸延により有効押圧面が増大形成さ
れて、このような状態に対応した好適な押圧力をシール
部材に付与することができて、従来のように２流体間の
圧力差の小さい状態でシール性が良好に保たれるように
、すると圧力差の大きい状態で押圧力が過大となりすぎ
て摺動部の摩耗を招いたり、コア駆動力の増大を招き、
圧力差の大きい状態でシール性を良好に保とうとすると
、圧力差の小さい状態でシール性が低下したりするよう
なことが防止できて、全運転領域を通じて最適の押圧力
により良好なシール性を保持することができる。
第１図は従来の回転蓄熱式熱交換器における密封装置の
構成の一例を示す断面図、第２図はその密封装置におい
てシール部材ホルダの押圧力発生有効幅を変化させたと
きの、２流体間の圧力差と押圧力との相対関係を示す線
図、第３図はその圧力差に対する最適押圧力の特性曲線
図、第４図および第５図はホルダの押圧力発生有効幅を
小さくしたときおよび大きくしたときに発生押圧力と最
適押圧力との間に生じる差異をそれぞれに示す比較線図
、第６図は本発明回転蓄熱式熱交換器における密封装置
の構成の一例を示す断面図、第７図（Ａ）およびＣＢ）
はその形状記憶合金製のばねの低温状態および高温状態
の形状を示すそれぞれ模型図、第８図は本発明において
その密封装置に発生する押圧力と最適押圧力との一致性
を一例として示す線図、第９図は本発明にかかる密封装
置において、ばねを動作させて、押圧力を増大させた状
態を説明するための断面図、第１Ｏ図および第１１図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第１２図は本発明の
さらに他の実施例を示す部分断面図である。 ｌ・・・コア、 ＩＡ・・・流路、１Ｂ・・・摺
動面、 ２・・・低圧流路、３・・・高圧流路、 ４・
・・シール部材、５・・・ホルダ、 ５Ａ・・・有
効受圧面、５Ｂ・・・段付部、 ６・・・ケーシング、
７・・・膜体、 １０・・・リング部材、１１．
１１’・・・ばね、１２・・・リングプレート。 第１図 第２図 第３図 圧刃先 第４図 第５図 圧力差 第６図 第７図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 圧力差 ＰＭ １２ａ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭５！３−１４４４３０号 ２、発明の名称 回転蓄熱式熱交換器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３９９）日産自動車株式会社 ４、代理人 昭和５θ年１０月９日（発送日昭和５９年１０月３０日
）６、補正の対象 図面の第７図（Ａ）および（Ｂ） ７、補正の内容 別紙の通り 〜−−一方−゛・ζ１
′１（パ、−５楓、１１．６ゝ≧） （≧） 図 （Ｂ）
構成の一例を示す断面図、第２図はその密封装置におい
てシール部材ホルダの押圧力発生有効幅を変化させたと
きの、２流体間の圧力差と押圧力との相対関係を示す線
図、第３図はその圧力差に対する最適押圧力の特性曲線
図、第４図および第５図はホルダの押圧力発生有効幅を
小さくしたときおよび大きくしたときに発生押圧力と最
適押圧力との間に生じる差異をそれぞれに示す比較線図
、第６図は本発明回転蓄熱式熱交換器における密封装置
の構成の一例を示す断面図、第７図（Ａ）およびＣＢ）
はその形状記憶合金製のばねの低温状態および高温状態
の形状を示すそれぞれ模型図、第８図は本発明において
その密封装置に発生する押圧力と最適押圧力との一致性
を一例として示す線図、第９図は本発明にかかる密封装
置において、ばねを動作させて、押圧力を増大させた状
態を説明するための断面図、第１Ｏ図および第１１図は
本発明の他の実施例を示す断面図、第１２図は本発明の
さらに他の実施例を示す部分断面図である。 ｌ・・・コア、 ＩＡ・・・流路、１Ｂ・・・摺
動面、 ２・・・低圧流路、３・・・高圧流路、 ４・
・・シール部材、５・・・ホルダ、 ５Ａ・・・有
効受圧面、５Ｂ・・・段付部、 ６・・・ケーシング、
７・・・膜体、 １０・・・リング部材、１１．
１１’・・・ばね、１２・・・リングプレート。 第１図 第２図 第３図 圧刃先 第４図 第５図 圧力差 第６図 第７図 （Ａ） （Ｂ） 第８図 圧力差 ＰＭ １２ａ 手続補正書（方式） ％式％ １、事件の表示 特願昭５！３−１４４４３０号 ２、発明の名称 回転蓄熱式熱交換器 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 （３９９）日産自動車株式会社 ４、代理人 昭和５θ年１０月９日（発送日昭和５９年１０月３０日
）６、補正の対象 図面の第７図（Ａ）および（Ｂ） ７、補正の内容 別紙の通り 〜−−一方−゛・ζ１
′１（パ、−５楓、１１．６ゝ≧） （≧） 図 （Ｂ）
Claims (1)
- 回転する円筒型コアの両面に摺接して熱交換にあずか
る２つの流体間を封止する密封装置を有し、該密封装置
は前記コアに摺接するシール部材、該シール部材のホル
ダおよび該ホルダとケーシングとの間に設けた膜体とで
構成され、前記２つの流体間の圧力差により前記ホルダ
の有効押圧面を介して前記シール部材を前記コアに押圧
させるようにした回転蓄熱式熱交換器において、前記膜
体の低圧側に変態開始温度により伸延して前記有効押圧
面積を増大させる形状記憶合金製部材を設け、前記変開
始温度以上では前記有効押圧面および前記形状記憶合金
製部材の上面を介して前記シール部材を前記コアに押圧
させるように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 |
|---|---|---|---|
| JP14443084A JPS6124990A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14443084A JPS6124990A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6124990A true JPS6124990A (ja) | 1986-02-03 |
Family
ID=15362011
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14443084A Pending JPS6124990A (ja) | 1984-07-13 | 1984-07-13 | 回転蓄熱式熱交換器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6124990A (ja) |
-
1984
- 1984-07-13 JP JP14443084A patent/JPS6124990A/ja active Pending
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