JP2620282B2 - 回転式熱交換器におけるブレード取付構造 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主としてシャーベット状の氷を製造するた
めに用いられる回転式熱交換器におけるブレードの取付
構造に関する。

（従来の技術） 最近、電力需要の平均化を図るため、需要の少ない夜
間にシャーベット状の氷を予め製造して蓄えておき、昼
間にその蓄えた氷で室内冷房を行うという冷房技術が開
発されつつある。

しかしてシャーベット状の氷を製造する熱交換器の例
として、従来、例えば日経メカニカル（1986年11月17日
号，第77頁）に記載され、又、第６図に示すように、被
熱交換媒体となる製氷用溶液の流入口（Ｘ）と流出口
（Ｙ）とをもつ縦長状ケーシング（Ｋ）の内部に、複数
本の伝熱管（Ｐ）・・・・を上下方向に支持し、該各伝
熱管（Ｐ）周りに、取入口（Ｚ）及び取出口（Ｗ）を介
して熱交換媒体である冷媒を流通させて、各伝熱管
（Ｐ）を流下する製氷用溶液を冷媒で冷却して、該各伝
熱管（Ｐ）の内部でシャーベット状の氷を製造し、この
氷を流出口（Ｙ）から外部に取出すようにしたものがあ
る。

所が、上記のものでは、各伝熱管（Ｐ）の内壁面に氷
が付着し易く、この氷が徐々に成長して、該各伝熱管
（Ｐ）を閉塞し、シャーベット状氷の製造効率が著しく
困難となる問題があり、別のタイプの熱交換器として、
被熱交換媒体たる溶液が流通される内管に、該内管の内
周面に摺接するブレードを備えた回転ドラムを内装し、
内管の内周面に発生する氷を、ブレードで掻取るように
した所謂回転式のものがある。

そして、この回転式熱交換器において、前記回転ドラ
ムの外周部位に前記ブレードを取付けるには、第７図に
示したごとく、回転ドラム（４）の外周面に取付片
（５）を一体に取付けると共に、ブレード（３）の取付
基部（31）側に取付片（５）を受入れる凹陥部（６）を
設けて、取付片（５）とブレード（３）の取付基部（3
1）との間に、１本の長尺なシャフト（７）を挿通させ
る一方、該シャフト（７）の長さ方向両側に、それぞれ
ブレード（３）の取付基部（31）から外方に向けて突出
されるネジ（71）（71）を形成し、この各ネジ（71）の
端部にそれぞれナット（８）を螺合することにより、ブ
レード（３）を回転ドラム（４）の外周部に揺動自由に
支持させるのが一般的なやり方であった。

（発明が解決しようとする課題） ところが以上のごとき取付構造では、前記ブレード
（３）を回転ドラム（４）の外周部に揺動自由に支持す
る場合で、前記シャフト（７）の長さ方向両側に形成し
た各ネジ（71）に、それぞれ前記各ナット（８）を螺合
するときは、前記シャフト（７）の長さ方向一方側を固
定した状態で、該シャフト（７）の他方側ネジ（71）に
前記ナット（８）を螺合し、また該螺合作業が終了した
後に、前述した場合と同様にして、再度前記シャフト
（７）の長さ方向一方側のネジ（71）に前記ナット
（８）を螺合する必要があって、前記ブレード（３）の
取付作業が非常に厄介である問題があったのである。

本発明は回転式熱交換器において特有の問題となるブ
レードの取付構造について発明したもので、その目的
は、シャフトに簡単な改良を加えることにより、内管の
内周伝熱面を損傷したりすることなく、回転ドラムの外
周部にブレードを簡単に取付けることができる取付構造
を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明は、図面の実施例に示したごとく、軸方向一端
部に被熱交換媒体の流入口（11）を、他端部に前記被熱
交換媒体の流出口（12）を設けた内管（１）と、熱交換
媒体の取入口（21）と取出口（22）とを設けた外管
（２）とを備え、前記内管（１）に、該内管（１）の内
周面（1a）に摺接するブレード（３）を備えた回転ドラ
ム（４）を内装し、前記内周面（1a）を伝熱面として前
記被熱交換媒体の熱交換を行うようにした回転式熱交換
器における前記ブレード（３）の取付構造であって、前
記回転ドラム（４）の外周面に取付片（５）を、また、
前記ブレード（３）の基部に前記取付片（５）を受入れ
る凹陥部（６）及び長さ方向一端側の切欠部（32）をそ
れぞれ設け、前記取付片（５）と前記ブレード（３）の
基部とに、シャフト（７）を挿通させて前記ブレード
（３）を前記回転ドラム（４）に揺動自在に支持すると
共に、前記シャフト（７）の一端にナット（８）を螺合
するネジ（71）を、また、他端に該他端を直交状に屈曲
させて前記切欠部（32）からブレード（３）の幅方向中
心側に延設する係止片（72）をそれぞれ設けて、該係止
片（72）の長さを、前記ブレード（３）と回転ドラム
（４）とに当接する長さで、かつ、前記内管（１）の内
周面（1a）に当接しない長さに形成したことを特徴とす
るものである。

（作用） しかして前記ブレード（３）を回転ドラム（４）の外
周部に揺動自由に支持するにあたっては、前記シャフト
（７）の係止片（72）とは反対側で前記ネジ（71）の形
成側端部を、前記ブレード（３）の基部一方側から前記
取付片（５）を経て基部他方側へと挿通させ、しかる後
に前記ブレード（３）の基部他方側から突出される前記
ネジ（71）に前記ナット（８）を螺合させるのである。

以上のごときナット（８）の螺合作業時には、前記シ
ャフト（７）の長さ方向一端部に直交状に設けた前記係
止片（72）の突出長さが、前記シャフト（７）を前記ブ
レード（３）の基部側と前記取付片（５）とに挿通させ
たとき、前記ブレード（３）と前記回転ドラム（４）と
にそれぞれ当接する長さとされているために、前記ナッ
ト（８）の螺合操作に伴う前記係止片（72）の転回によ
り、該係止片（72）の突出先端部が前記ブレード（３）
又は前記回転ドラム（４）の何れかに当接係止されて、
前記シャフト（７）が固定状態に保持されるのであり、
従って前記ネジ（71）に対する前記ナット（８）の螺合
作業が非常に簡単に行え、しかも該ナット（８）の螺合
操作は、前記シャフト（７）の長さ方向一方側だけに施
せば良いことから、作業性が高められるのである。ま
た、前記係止片（72）の突出長さが、被熱交換媒体の熱
交換時に伝熱面となる前記内管（１）の内周面（1a）に
当接しない長さに形成されていることから、前記ナット
（８）の螺合作業時は勿論運転時も、前記係止片（72）
が前記内周面（1a）を損傷したりすることもないのであ
る。

（実施例） 第４図及び第５図に示した回転式熱交換器は、横長状
とされた内管（１）と、該内管（１）の外部側に気密状
に挿嵌された外管（２）とを備え、前記内管（１）の長
さ方向一端側で外周下部側に被熱交換媒体たる製氷用溶
液の流入口（11）を、また長さ方向他端側で外周上部側
に前記溶液の流出口（12）をそれぞれ設けると共に、前
記外管（２）の外周下部側で複数箇所に熱交換媒体たる
冷媒の取入口（21）を、また外周上部側で複数箇所に前
記冷媒の取出口（22）をそれぞれ設ける一方、前記内管
（１）の内部側に、該内管（１）の内周面（1a）に摺接
する合成樹脂等から成る複数のブレード（３）を揺動自
由に支持した回転ドラム（４）を、回転自由に内装して
いる。

前記内管（１）の内周面（1a）は、後で詳述するごと
く、前記溶液と冷媒との熱交換時に伝熱面とされること
から、ホーニング加工などの精密加工を施している。

斯くして前記内管（１）と該内管（１）の内部側に回
転自由に支持した前記回転ドラム（４）との間に、前記
溶液の熱交換室（Ａ）を形成し、また前記内管（１）と
該内管（１）の外部側に挿嵌させた前記外管（２）との
間に、冷媒の循環室（Ｂ）を形成して、前記流入口（1
1）から前記熱交換室（Ａ）に供給された溶液を、前記
内管（１）の内周面（1a）を伝熱面として、前記循環室
（Ｂ）で循環される冷媒で冷却することにより、前記溶
液をシャーベット状の氷となし、前記熱交換室（Ａ）か
ら前記流出口（12）を介して外部に取出すようにしてい
る。

しかして以上のごとき回転式熱交換器において、前記
回転ドラム（４）に前記各ブレード（３）を揺動自由に
支持させるにあたって、次のような取付構造としたので
ある。

即ち、第１図及び第２図に詳しく示したごとく、前記
回転ドラム（４）の外周壁面に、中心部に横方向に向け
て延びる貫通孔（51）をもった取付片（５）を一体に突
設すると共に、前記ブレード（３）の前記回転ドラム
（４）側に円筒形状をなす取付基部（31）を一体に形成
して、この取付基部（31）の一部を切欠くことにより、
該基部（31）側に前記取付片（５）を受入可能な矩形状
の凹陥部（６）を形成する一方、前記取付片（５）の貫
通孔（51）と前記ブレード（３）の取付基部（31）と
に、長尺とされた１本のシャフト（７）を挿通させるこ
とにより、前記ブレード（３）を前記取付片（５）を介
して前記回転ドラム（４）の外周部位に揺動自由に支持
させるのである。

また、前記シャフト（７）の長さ方向一端側に、ナッ
ト（８）を螺合するネジ（71）を形成すると共に、長さ
方向他端側に前記シャフト（７）の一部を、該シャフト
（７）と直交状に屈曲させて係止片（72）を形成し、こ
の係止片（72）を前記ブレード（３）の長さ方向一端側
に形成した切欠部（32）から前記ブレード（３）の幅方
向中心側へと延設させて係止させるごとくなす一方、前
記係止片（72）の長さを、前記ブレード（３）と前記回
転ドラム（４）とに当接する長さで、かつ前記内管
（１）の内周面（1a）に当接しない長さに形成するので
ある。

具体的には、第１図で明らかなごとく、前記シャフト
（７）の中心部から前記係止片（72）の突出先端部まで
の長さを（L1）、前記シャフト（７）の中心部から前記
ブレード（３）における切欠部（32）までの長さを（L
2）、前記シャフト（７）の中心部から前記回転ドラム
（４）の外周壁面までの長さを（L3）、また前記シャフ
ト（７）の中心部から前記ブレード（３）の先端部まで
の長さを（L4）としたとき、 L1＞L2,L3 ・・・・・（イ） L1＜L4 ・・・・・・・・（ロ） となるように前記係止片（72）の突出長さを設定するの
である。

しかして前記ブレード（３）を前記回転ドラム（４）
の外周部に揺動自由に支持する場合には、前記シャフト
（７）のネジ（71）側を、前記ブレード（３）における
取付基部（31）の長さ方向一方側から前記取付片（５）
の貫通孔（51）を経て前記基部（31）の他方側へと貫通
させ、しかる後に該他方側基部（31）から突出される前
記ネジ（71）に、前記ナット（８）を螺合させるのであ
る。

以上のごときブレード（３）の取付作業時に、前記ナ
ット（８）を前記ネジ（71）に螺合させる場合には、前
記係止片（72）の突出長さが、前記（イ）式のごとく設
定されていることから、前記ネジ（71）に対する前記ナ
ット（８）の螺合操作に伴う前記係止片（72）の転回に
より、この係止片（72）の突出先端部が、前記ブレード
（３）と前記回転ドラム（４）の外周壁面とのうち、少
なくとも何れか一方側に当接係止されて、前記シャフト
（７）が固定状態に保持されるのであり、従って前記ネ
ジ（71）に対する前記ナット（８）の螺合作業が非常に
簡単に行えるのであり、しかも該ナット（８）の螺合操
作は、前記シャフト（７）の長さ方向一方側だけに施せ
ば良いことから、作業性が高められるのである。

また、前記係止片（72）の突出長さは、前記（ロ）式
のごとく設定されているために、前記ナット（８）の螺
合作業時や運転時に、前記係止片（72）が被熱交換媒体
の熱交換時に伝熱面となる前記内管（１）の内周面（1
a）に当接したりすることはなく、該内周面（1a）の損
傷事故が確実に防止されるのである。

ところで前記ブレード（３）は、その先端部が前記内
管（１）の内周面（1a）に常時接触されるごとく、前記
回転ドラム（４）に支持させるのである。

即ち、第１図〜第３図で明らかにしたごとく、前記ブ
レード（３）の凹陥部（６）における前記取付片（５）
の側部位置で、前記シャフト（７）上に、長さ方向両側
にそれぞれ第１及び第２脚部（91）（92）をもつコイル
スプリング（９）を挿嵌支持すると共に、該スプリング
（９）の第１脚部（91）を、前記ブレード（３）におけ
る回転ドラム（４）の回転方向前部側に係止させ、また
前記第２脚部（92）を前記取付片（５）に設けた係止孔
（52）に係止させるのであり、斯くすることにより前記
ブレード（３）が前記回転ドラム（４）の回転方向後部
側に付勢され、前記ブレード（３）の先端部が前記内管
（１）の内周面（1a）に常時接触されることとなって、
前記溶液の冷媒による冷却時に、前記内管（１）の内周
面（1a）に発生付着する氷が、前記ブレード（３）で確
実に除去されるのである。

尚、第４図の実施例では、前記内管（１）の長さ方向
両側で開放端部側に、それぞれ第１及び第２鍔部（13）
（14）を一体に取付けると共に、前記回転ドラム（４）
の長さ方向両側に、それぞれ軸受やシール部材などを内
装した第１及び第２軸受ハウジング（41）（42）を一体
に設け、この第１ハウジング（41）にモータ（図示せ
ず）に連結される駆動軸（43）を突設させる一方、前記
第１ハウジング（41）を前記第１鍔部（13）の中心開口
部に係合させた状態で、前記内管（１）の他方側に配置
される取付蓋（15）と前記第２鍔部（14）との間に、複
数本の締付ボルト（16）を螺締することにより、前記内
管（１）の内部に前記回転ドラム（４）を組込み、この
回転ドラム（４）と前記内管（１）との間に、前記溶液
の熱交換室（Ａ）を確保するようにしている。

また、前記外管（２）の長さ方向両側で、該外管
（２）と前記内管（１）との間には、これら内，外管
（１）（２）を所定間隔に保持する保持部材（17）を設
けて、この保持部材（17）で前記内，外管（１）（２）
間に前記冷媒の循環室（Ｂ）を確保するようにしてい
る。

また、第４図及び第５図において、（18）は前記外管
（２）の複数箇所に取付けた液面計である。

（発明の効果） 以上説明したごとく本発明にかかる回転式熱交換器の
ブレード取付構造では、回転ドラム（４）の外周面に取
付片（５）を、またブレード（３）の基部側に前記取付
片（５）を受入可能な凹陥部（６）及び長さ方向一端側
の切欠部（32）をそれぞれ設け、前記取付片（５）と前
記ブレード（３）の基部とに、シャフト（７）を挿通さ
せて前記ブレード（３）を前記回転ドラム（４）に揺動
自在に支持すると共に、前記シャフト（７）の長さ方向
一端側にナット（８）を螺合するネジ（71）を、また他
端側に前記シャフト（７）の一部をを直交状に屈曲させ
て前記切欠部（32）からブレード（３）の幅方向中心側
に延設する係止片（72）をそれぞれ設け、該係止片（7
2）の長さを、前記ブレード（３）と前記回転ドラム
（４）とに当接する長さで、かつ前記内管（１）の内周
面（1a）に当接しない長さに形成したから、前記回転ド
ラム（４）の外周部に前記ブレード（３）を、極めて簡
単に取付けることができ、しかも前記ブレード（３）の
取付作業を行う場合や運転時に、前記シャフト（７）の
係止片（72）で、伝熱面となる前記内管（１）の内周面
（1a）を損傷したりすることも未然に防止できるに至っ
たのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる回転式熱交換器のブレード取付
構造を示す正面図、第２図は同要部の拡大側断面図、第
３図は取付片とコイルスプリングとを示す斜視図、第４
図は回転式熱交換器の全体構造を示す一部切欠正面図、
第５図は同縦断面図、第６図及び第７図は従来技術の説
明図である。 （１）……内管 （11）……流入口 （12）……流出口 （２）……外管 （21）……取入口 （22）……取出口 （３）……ブレード （31）……基部 （４）……回転ドラム （５）……取付片 （６）……凹陥部 （７）……シャフト （71）……ネジ （72）……係止片 （８）……ナット

フロントページの続き (72)発明者 倉多 明 大阪府堺市金岡町1304番地 ダイキン工 業株式会社堺製作所金岡工場内 (56)参考文献 特開 昭64−23075（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】軸方向一端部に被熱交換媒体の流入口（1
   1）を、他端部に前記被熱交換媒体の流出口（12）を設
   けた内管（１）と、熱交換媒体の取入口（21）と取出口
   （22）とを設けた外管（２）とを備え、前記内管（１）
   に、該内管（１）の内周面（1a）に摺接するブレード
   （３）を備えた回転ドラム（４）を内装し、前記内周面
   （1a）を伝熱面として前記被熱交換媒体の熱交換を行う
   ようにした回転式熱交換器における前記ブレード（３）
   の取付構造であって、前記回転ドラム（４）の外周面に
   取付片（５）を、また、前記ブレード（３）の基部に前
   記取付片（５）を受入れる凹陥部（６）及び長さ方向一
   端側の切欠部（32）をそれぞれ設け、前記取付片（５）
   と前記ブレード（３）の基部とに、シャフト（７）を挿
   通させて前記ブレード（３）を前記回転ドラム（４）に
   揺動自在に支持すると共に、前記シャフト（７）の一端
   にナット（８）を螺合するネジ（71）を、また、他端に
   該他端を直交状に屈曲させて前記切欠部（32）からブレ
   ード（３）の幅方向中心側に延設する係止片（72）をそ
   れぞれ設けて、該係止片（72）の長さを、前記ブレード
   （３）と回転ドラム（４）とに当接する長さで、かつ、
   前記内管（１）の内周面（1a）に当接しない長さに形成
   していることを特徴とする回転式熱交換器におけるブレ
   ード取付構造。