JP2004101113A

JP2004101113A - 回転円筒式熱交換器

Info

Publication number: JP2004101113A
Application number: JP2002265492A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Tanaka; 田中　保幸
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2002-09-11
Filing date: 2002-09-11
Publication date: 2004-04-02

Abstract

【課題】ロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を抑制し、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる回転円筒式熱交換器を提供することにある。
【解決手段】先端部２ｂが先端に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成された上側ロータポスト２ａと、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂに嵌合して設けられ、先端部３ｂの内周面が先端に向かうに従い漸次縮径し円筒状に形成されたスリーブ３と、スリーブ３の下方部に嵌合して設けられたローラーベアリング４とを備えた回転円筒体の内部に、高温気体と低温気体とを互いに離間させた状態で通過させ、高温気体の熱を低温気体に伝える回転円筒式熱交換器であって、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂ外周面側とスリーブ３先端部３ｂ内周面側との間に、上側ロータポスト２ａのスリーブ３からの抜け止め手段１３が設けられている。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒を回転させ、その内部を外周の円環板からロータシャフトまで放射状に仕切り板で複数の領域に区切り、各領域内に多数のフィンを配設し、高温気体と低温気体とを互いに離間した場所で回転円筒内部を通過させ、高温気体の熱を低温気体に伝える回転円筒式熱交換器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来からボイラ等の排気エネルギを回収しこれを再利用するための装置として回転円筒式熱交換器が知られている。この回転円筒式熱交換器１は、一般に図３に示す構成のものが知られている。
【０００３】
図３において、回転円筒式熱交換器１は、後述する回転円筒体７と、回転円筒体７の上に配設された上部ダクト８と、回転円筒体７の下に配設された下部ダクト９とを備えている。回転円筒体７は、先端部が先端に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成されたロータポスト２と、このロータポスト２の先端部に嵌合して設けられ、先端部の内周面が先端に向かうに従い漸次縮径した円筒状に形成されたスリーブ３と、このスリーブ３の下方部に嵌合して設けられたローラーベアリング４と、このロータポスト２の外周面に環状に複数設けられた仕切り板５と、これら各仕切り板５の先端面と当接するように設けられた円環板６とを備えている。この回転円筒体７の内部に、高温気体と低温気体とを互いに離間させた状態で通過させ、高温気体である排気ガスの熱を低温気体に伝える構成となっている。
【０００４】
ここで、前述したロータポスト２は、上側ロータポスト２ａと図示しない下側ロータポストとから構成されている。図４に、上側ロータポスト２ａ先端部側すなわちロータポスト２先端部側及びその周辺部材の側面断面図を示す。図４に示すように、上側ロータポスト２ａの先端部側及びスリーブ３は、略円筒状に形成されたカバー１０に嵌挿され、カバー１０の下方部内周壁にローラーベアリング４の外周壁が嵌合された構成となっている。また、上側ロータポスト２ａ及びスリーブ３の上端面にはプレート１１が設けられ、プレート１１には表裏面を貫通する複数の貫通孔が設けられ、これら貫通孔にボルト１２が嵌挿されるとともに、上側ロータポスト２ａ上端面に設けられた複数の雌ネジにねじ込まれた構成となっている。この構成において、回転円筒式熱交換器１が作動すると、上側ロータポスト２ａに回転駆動力が付与され、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂを介してスリーブ３も軸心回りに、ローラーベアリング４の内周壁と共に回転駆動する構成となっている。
【０００５】
【特許文献１】
特願２００２−１４０５４５
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記従来の回転円筒式熱交換器によれば、ローラーベアリング４が、上側ロータポスト２ａとスリーブ３とのテーパ嵌合部、すなわち各先端部より下方に設けられた構成となっているため、上側ロータポスト２ａに回転駆動力が付与された際、上側ロータポスト２ａの先端部２ｂが円弧を描いて振れ回る，いわゆるみそすり運動を発生させる力が作用する場合があった。さらに、上側ロータポスト２ａ及びスリーブ３先端部に各々形成されたテーパ形状が、先端に向かうに従い漸次縮径していることと相俟って、上側ロータポスト２ａとスリーブ３とのテーパ嵌合部が緩む場合があった。この場合、上側ロータポスト２ａのスリーブ３からの抜け方向へのずれが発生し、上側ロータポスト２ａの軸心がずれ、騒音発生やボルト１２が破断する等の不具合が発生する場合がある問題があった。
【０００７】
本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を抑制し、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる回転円筒式熱交換器を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明は以下の手段を提案している。
請求項１に係る発明は、先端部が先端に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成されたロータポストと、該ロータポストの先端部に嵌合して設けられ、先端部の内周面が先端に向かうに従い漸次縮径し円筒状に形成されたスリーブと、該スリーブの下方部に嵌合して設けられたローラーベアリングと、前記ロータポストの外周面に環状に複数設けられた仕切り板と、該各仕切り板の先端面と当接するように設けられた円環板とを備えた回転円筒体の内部に、高温気体と低温気体とを互いに離間させた状態で通過させ、高温気体の熱を低温気体に伝える回転円筒式熱交換器であって、前記ロータポスト先端部の外周面側と前記スリーブ先端部の内周面側との間に、前記ロータポストの前記スリーブからの抜け止め手段が設けられていることを特徴とする。
【０００９】
この発明に係る回転円筒式熱交換器によれば、ロータポスト先端部の外周面側とスリーブ先端部の内周面側との間に、ロータポストのスリーブからの抜け止め手段が設けられた構成となっているため、ロータポストのスリーブからの抜け防止を図ることができる。すなわち、前記ローラーベアリングがロータポストとスリーブとのテーパ嵌合部の配設位置より下方に設けられた回転円筒式熱交換器の構成においては、ロータポストには、みそすり運動を発生させる力が作用することになる。さらに、ロータポスト及びスリーブの各先端部に各々形成されたテーパ形状が、先端に向かうに従い漸次縮径していることと相俟って、ロータポストのスリーブからの抜け方向へのずれが発生し易い構成となっている。このような構成において、前記抜け止め手段が設けられた構成となっているため、ロータポストがスリーブから抜け方向へずれようとした際、このずれを防止することになる。従って、ロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を確実に抑制することができ、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる。
【００１０】
請求項２に係る発明は、請求項１記載の回転円筒式熱交換器において、前記ロータポスト先端部外周面側と前記スリーブ先端部内周面側とにそれぞれ、全周に渡って溝部が設けられ、これら溝部内に、前記抜け止め手段として、スナップリングが設けられていることを特徴とする。
【００１１】
この発明に係る回転円筒式熱交換器によれば、前記溝部に、前記抜け止め手段として、スナップリングが設けられているため、前述した回転円筒式熱交換器の構成において、ロータポストがスリーブから抜け方向へずれようとした際、スナップリングは、ロータポスト及びスリーブの全周に対してこのずれを防止することになる。従って、ロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を確実に抑制することができる。
また、ロータポストのスリーブへの嵌合を次のように行うことができる。すなわち、まず、ロータポスト先端部外周面に設けられた溝部にスナップリングを嵌め込んだ後、スリーブの上端面にプレートを載置する。そして、このプレートの表裏面に貫通して設けられた孔にボルトを嵌挿し、このボルトをロータポスト先端面に設けられた雌ネジにねじ込んでいく。この際、ロータポストが上昇して、前記スナップリングがスリーブ先端部内周面に設けられた溝部に嵌め込まれるとともに、ロータポストがスリーブに嵌合される。この嵌合方法は、ロータポストの溝部にスナップリングを嵌め込むことを除いて、従来の回転円筒式熱交換器と同様である。従って、従来と同様な方法及び工数で前記嵌合を行うことができ、前述した緩み発生抑制効果を奏する構成を容易に実現することができる。
【００１２】
請求項３に係る発明は、請求項１記載の回転円筒式熱交換器において、前記ロータポストの先端部外周面に孔が設けられ、前記スリーブの先端部に、内外周面に貫通して設けられた貫通孔が設けられ、前記孔及び貫通孔に、前記抜け止め手段として、ピン部材が嵌合されていることを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る回転円筒式熱交換器によれば、ロータポストに設けられた前記孔、及びスリーブに設けられた前記貫通孔に、前記抜け止め手段として、ピン部材が嵌合された構成となっているため、回転円筒式熱交換器におけるロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を確実に抑制することができ、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るの回転円筒式熱交換器の第一実施形態を、図１，図３を参照しながら説明する。図３において、回転円筒式熱交換器１は、後述する回転円筒体７と、回転円筒体７の上に配設された上部ダクト８と、回転円筒体７の下に配設された下部ダクト９とを備えている。
【００１５】
回転円筒体７は、先端部２ｂが先端に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成されたロータポスト２と、このロータポスト２の先端部２ｂに嵌合して設けられ、先端部３ｂの内周面が先端に向かうに従い漸次縮径した円筒状に形成されたスリーブ３と、このスリーブ３の下方部に嵌合して設けられたローラーベアリング４と、このロータポスト２の外周面に環状に複数設けられた仕切り板５と、これら各仕切り板５の先端面と当接するように設けられた円環板６とを備えている。この回転円筒体７の内部に、高温気体と低温気体とを互いに離間させた状態で通過させ、高温気体である排気ガスの熱を低温気体に伝える構成となっている。
【００１６】
ここで、前述したロータポスト２は、上側ロータポスト２ａと図示しない下側ロータポストとから構成されている。図１に、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂ側すなわちロータポスト２先端部側及びその周辺部材の側面図を示す。図１に示すように、上側ロータポスト２ａの先端部２ｂ側及びスリーブ３は、略円筒状に形成されたカバー１０に嵌挿され、カバー１０の下方部内周壁にローラーベアリング４の外周壁が嵌合された構成となっている。また、上側ロータポスト２ａ及びスリーブ３の上端面にはプレート１１が設けられ、プレート１１には表裏面を貫通する複数の貫通孔が設けられ、これら貫通孔にボルト１２が嵌挿されるとともに、上側ロータポスト２ａ上端面に設けられた複数の雌ネジにねじ込まれた構成となっている。
以上の構成は前述した構成と同様である。
【００１７】
ここで、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂの下方部外周面、及びスリーブ３先端部３ｂの下方部外周面には、全周に渡って溝部２ｃ，３ａが各々設けられ、これら各溝部２ｃ，３ａは、軸方向に対して略同一位置に形成されている。すなわち、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂ外周面側とスリーブ３先端部３ｂ内周面側との間に、全周に渡って１つの溝部２ｃ，３ａが設けられている。この溝部２ｃ、３ａにスナップリング１３が、上側ロータポスト２ａの先端部２ｂ外周面側及びスリーブ３先端部３ｂ内周面側の双方に位置するように設けられた構成となっている。
【００１８】
以上の構成において、回転円筒式熱交換器１が作動すると、上側ロータポスト２ａに回転駆動力が付与され、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂのテーパ面を介してスリーブ３も軸心回りに、ローラーベアリング４の内周壁と共に回転駆動する構成となっている。
【００１９】
以上のように構成された回転円筒式熱交換器１において、上側ロータポスト２ａをスリーブ３に嵌合する方法について説明する。まず、上側ロータポスト２ａに形成された溝部２ｃにスナップリング１３を嵌め込んだ後、この上側ロータポスト２ａの先端部２ｂをスリーブ３に所定の位置まで嵌合する。そして、スリーブ３上端面にプレート１１を載置した後、この表裏面に貫通して形成された複数の貫通孔にボルト１２を嵌挿し、上側ロータポスト２ａの上端面に形成された複数の雌ネジにボルト１２をねじ込む。このボルト１２をねじ込んでいくことで、上側ロータポスト２ａは、図１において上昇して、スリーブ３に嵌合されるとともに、上側ロータポスト２ａの溝部２ｃに嵌め込まれたスナップリング１３が、スリーブ３内周面に形成された溝部３ａに嵌め込まれる。以上により、上側ロータポスト２ａがスリーブ３に嵌合されることになる。
【００２０】
以上のように構成された回転円筒式熱交換器によれば、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂ、すなわちロータポスト２先端部の外周面側とスリーブ３先端部３ｂ内周面側との間に、上側ロータポスト２ａのスリーブ３からの抜け止め手段、すなわちスナップリング１３が設けられた構成となっているため、上側ロータポスト２ａのスリーブ３からの抜け防止を図ることができる。すなわち、ローラーベアリング４が、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂ及びスリーブ３先端部３ｂ（テーパ嵌合部）の配設位置より下方に設けられた回転円筒式熱交換器の構成においては、上側ロータポスト２ａには、みそすり運動を発生させる力が作用することになる。さらに、上側ロータポスト２ａ及びスリーブ３の各先端部２ｂ，３ｂに各々形成されたテーパ形状が、先端に向かうに従い漸次縮径していることと相俟って、上側ロータポスト２ａのスリーブ３からの抜け方向へのずれが発生し易い構成となっている。このような構成において、抜け止め手段であるスナップリング１３が前述のように設けられた構成となっているため、上側ロータポスト２ａがスリーブ３から抜け方向へずれようとした際、スナップリング１３は、上側ロータポスト２ａ及びスリーブ３の全周に対してこのずれを防止することになる。従って、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂとスリーブ３先端部３ｂとの緩み発生を確実に抑制することができ、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる。
【００２１】
また、上側ロータポスト２ａのスリーブ３への嵌合を前述のように行うため、この嵌合を容易且つ低工数で行うことができ、前述した緩み発生抑制効果を奏する構成を容易に実現することができる。
【００２２】
次に、本発明の第二実施形態について説明するが、前述の第一実施形態と同様の部位には、同一符号を付し、その説明を省略する。
本第二実施形態による回転円筒式熱交換器は、図２に示すように、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂ外周面側とスリーブ３先端部３ｂ内周面側との間に、ピン部材１４が２つ設けられている。すなわち、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂ下方部外周面において、周方向に約１８０°離間した位置に各々、孔２ｄが設けられ、スリーブ３先端部３ｂ下方部において、周方向に約１８０°離間した位置に各々、内外周面に貫通した貫通孔３ｃが設けられている。これら孔２ｄ及び貫通孔３ｃにより、スリーブ３の外周面から、上側ロータポスト２ａの外周面より径方向に所定の距離内方の位置まで、連続した孔２ｄ，３ｃが前述した位置に２個設けられた構成となっている。この構成において、２つの連続した孔２ｄ，３ｃにそれぞれ、孔２ｄ及び貫通孔３ｃに同一のピン部材１４が連続して嵌合し配設されている。
【００２３】
以上説明したように本第二実施形態による回転円筒式熱交換器によれば、前記２つの連続した孔２ｄ，３ｃにそれぞれ、孔２ｄ及び貫通孔３ｃに同一のピン部材１４が連続して嵌合し配設されているため、上側ロータポスト２ａ先端部２ｂとスリーブ３先端部３ｂとの緩み発生を確実に抑制することができ、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる。
【００２４】
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１に係る発明によれば、ロータポスト先端部の外周面側とスリーブ先端部の内周面側との間に、ロータポストのスリーブからの抜け止め手段が設けられた構成となっているため、ロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を確実に抑制することができ、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる。
【００２６】
請求項２に係る発明によれば、ロータポスト先端部外周面側とスリーブ先端部内周面側との間に、スナップリングが設けられているため、前述した回転円筒式熱交換器の構成において、ロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を確実に抑制することができる。また、ロータポストのスリーブへの嵌合を、従来と同様な方法及び工数で行うことができ、前記緩み発生抑制効果を奏する構成を容易に実現することができる。
【００２７】
請求項３に係る発明によれば、ロータポストに設けられた前記孔、及びスリーブに設けられた前記貫通孔に、同一のピン部材が連続して嵌合し配設されているため、回転円筒式熱交換器におけるロータポストとスリーブとの嵌合部の緩み発生を確実に抑制することができ、騒音発生等の不具合発生を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第一実施形態において、回転円筒式熱交換器を構成するロータポスト先端部及びその周辺部材を示す側面断面図である。
【図２】本発明に係る第二実施形態において、回転円筒式熱交換器を構成するロータポスト先端部及びその周辺部材を示す側面断面図である。
【図３】回転円筒式熱交換器を示す概略図である。
【図４】本発明に係る従来例において、回転円筒式熱交換器を構成するロータポスト先端部及びその周辺部材を示す断面側面図である。
【符号の説明】
１・・・回転円筒式熱交換器
２・・・ロータポスト
２ａ・・・上側ロータポスト
２ｂ・・・ロータポスト先端部
２ｃ，３ａ・・・溝部
２ｄ・・・孔
３・・・スリーブ
３ｂ・・・スリーブ先端部
３ｃ・・・貫通孔
４・・・ローラーベアリング
５・・・仕切り板
６・・・円環板
７・・・回転円筒体
１３・・・スナップリング（抜け止め手段）
１４・・・ピン部材（抜け止め手段）

Claims

先端部が先端に向かうに従い漸次縮径するテーパ形状に形成されたロータポストと、
該ロータポストの先端部に嵌合して設けられ、先端部の内周面が先端に向かうに従い漸次縮径し円筒状に形成されたスリーブと、
該スリーブの下方部に嵌合して設けられたローラーベアリングと、
前記ロータポストの外周面に環状に複数設けられた仕切り板と、
該各仕切り板の先端面と当接するように設けられた円環板とを備えた回転円筒体の内部に、高温気体と低温気体とを互いに離間させた状態で通過させ、高温気体の熱を低温気体に伝える回転円筒式熱交換器であって、
前記ロータポスト先端部の外周面側と前記スリーブ先端部の内周面側との間に、前記ロータポストの前記スリーブからの抜け止め手段が設けられていることを特徴とする回転円筒式熱交換器。
請求項１記載の回転円筒式熱交換器において、
前記ロータポスト先端部外周面側と前記スリーブ先端部内周面側とにそれぞれ、全周に渡って溝部が設けられ、
これら溝部内に、前記抜け止め手段として、スナップリングが設けられていることを特徴とする回転円筒式熱交換器。
請求項１記載の回転円筒式熱交換器において、
前記ロータポストの先端部外周面に孔が設けられ、
前記スリーブの先端部に、内外周面に貫通して設けられた貫通孔が設けられ、
前記孔及び貫通孔に、前記抜け止め手段として、ピン部材が嵌合されていることを特徴とする回転円筒式熱交換器。