JPH01210782A - 回転式熱交換器 - Google Patents

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。

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（１９８８年１１月
１７日号、第７７頁）に記載され、又、第６図に示すよ
うに、被熱交換媒体とな名製氷用溶液の流入口（Ｘ）と
流出口（Ｙ）とをもつ縦長伏ケーシング（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、シャーベット軟水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。

（発明が解決しようとする課題） 以上のごとき回転式熱交換器では、発生した氷による凍
結防止が図れて良好な製氷が行い得るのであるが、回転
ドラムを内管に内装するには、該ドラムを内管の軸方向
一端側から内部へと挿入しなければならず、又、一般に
これら回転ドラム及び内管は軸方向に長尺とされること
から、該回転ドラムの挿入側先端エツジ部などが前記内
管の内周面に接触して該内周面を損傷したりする問題が
起こるのであった。

特に前記内管の内周面は、熱交換媒体と被熱交換媒体と
の伝熱面となることから、ホーニング加工などを施して
精密仕上げを行うのが一般的であり、斯くのごとく精密
仕上げされた前記内周面を損傷したりすると、熱交換効
率を著しく低下させることになるのであった。

本発明は回転式熱交換器において特有の問題となる回転
ドラムの組付は時の改善を図るべ〈発明したもので、そ
の目的は、回転ドラムの内管への挿入時に、該内管の内
周面と回転ドラムとの間に常に所定の隙間を保持可能と
するこぶにより、回転ドラムの先端エツジ部などで前記
内管の内周面を損傷したりするのを確実に防止できる回
転式熱交換器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、該ドラム（４）の軸方向一端側から挿
入して内装し、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
であって、前記回転ドラム（４）の外周面（４ａ）で、
該回転ドラム（４）の前記内管（１）への挿入側先端部
に、挿入時に前記外周面（４ａ）の前記内周面（１ａ）
への接触を阻止する挿入案内体（８）を取付けているこ
とを特徴とするものである。

（作用） しかして以上のごとき回転式熱交換器の組立時で、前記
回転ドラム（４）を前記内管（１）の軸方向一端側から
挿入する場合には、前記挿入案内体（８）により前記内
管（１）の内周面（１ａ）と前記回転ドラム（４）の外
周面（４ａ）との間に、常に所定の隙間が確保されるの
であり、従って前記内管（１）及び回転ドラム（４）が
長尺とされているにも拘わらず、これら内管（１）と回
転ドラム（４）との接触が阻止され、該回転ドラム（４
）の先端エツジ部などで、前記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）を損傷し
たりすることが防止されるのである。

（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
に該冷媒の取出口（２２）をそれぞれ設ける一方、前記
内管（１）の内部側に、この内管（１）の内周面（１ａ
）に摺接する複数のブレード（３）を揺動自由に支持し
た回転ドラム（４）を、該回転ドラム（４）の軸方向一
端側から挿入することにより内装している。

前記ブレード（３）は、回転ドラム（４）の軸方向長さ
に沿って４分割して４対（３ａ、３ａ）（３ｂ、３ｂ）
（３ｃ、３ｃ）（３ｄ、３ｄ）配設され、各一対は互い
に回転ドラム（４）の円周上１８０°隔てて対向状に設
けられ、又、各対は該回転ドラム（４）の軸方向長さに
沿って互いに４５℃づづ偏位させて設けている。

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）の内周面（１ａ）と、この内管
（１）の内部側に回転自由に支持した前記回転ドラム（
４）の外周面（４ａ）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）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
ト杖の氷となし、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。

また、前記回転ドラム（４）の外周面（４ａｊに前記ブ
レード（３）を揺動自由に支持するにあたっては、第３
図に示すように、前記ドラム（４）の外周面（４ａ）に
、多角形状とされた取付片（５）を半径方向外方に向か
って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）
を一体形成して、前記取付片（５）に設けた貫通孔と前
記ブレード（３）の取付基！（３１）とに、長尺とされ
た１本のシャフト（θ）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）の外周面（４ａ）に揺動自由に支持させるよ
うにしている。

更に、前記取付片（５）と前記ブレード（３）の取付基
部（３１）との間には、コイルスプリング（７）を介装
させて、該スプリング（７）で前記ブレード（３）の先
端部を前記内管（１）の内周面（１ａ）に常時接触させ
、前記内周面（１ａ）に発生する氷を効率良く掻取るよ
うにしている。

また、前記内管（１）の長さ方向両側で開放端部側には
、第１及び第２鍔部（１３）（１４）をそれぞれ一体に
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）を突設させている。

斯くして前記回転式熱交換器の組立時には、第１図及び
第４図で明らかなごとく、前記回転ドラム（４）を前記
内管（１）の内部へと、前記第１ハウジング（４１）側
から挿みさせて、この第１ハウジング（４１）を前記第
１鍔部（１３）の中心部に設けた開口部（１３ａ）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ＭＣ１５）と、前記第２鍔部（１４）との間に、複
数の締付ボルト（１ｅ）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−室（Ｂ）を確保するようにしている。

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）の外周面（４ａ）で、該回転ドラム（４
）の前記内管（１）への挿入側先端部に、挿入時に前記
回転ドラム（４）の外周面（４ａ）と前記内管（１）の
内周面（１ａ）との間に、所定の隙間を確保可能とした
合成樹脂などの軟質材料′から成る挿入案内体（８）を
取付け、この案内体（８）により、前記回転ドラム（４
）の前記内管（１）への挿入時に、該内管（１）の内周
面（１ａ）に対する前記回転ドラム（４）の接触を阻止
し、この回転ドラム（４）の先端エツジ部などでホーニ
ング加工などの精密加工が施された前記内周面（１ａ）
を損傷したりするのを阻止するごとくなしたのである。

具体的には、第１図乃至第３図で詳しく示したごとく、
前記回転ドラム（４）の外周面（４ａ）で複数箇所に、
該外周面（４ａ）に対する前記ブレード（３）の取付片
（５）を利用して、この取付片（５）の２組を所定間隔
をあけて前記回転ドラム（４）の外周面（４ａ）に一体
に取付けると共に、羽、記宰内体（８）を前記各取付片
（５）よりも広幅でかつ高位となるように多角形杖に形
成して、斯く形成された案内体（８）を前記各取付片（
５）間に介装させて、該各取付片（５）に形成した貫通
孔間に固定ビン（８１）を挿通させることにより、前記
案内体（８）を前記回転ドラム（４）の外周面（４ａ）
に取付けるのである。

前記案内体（８）は、前記回転ドラム（４）の前記内管
（１）に対する組付時に、該内管（１）の内周面（１ａ
）との間に約３■■程度、の隙間が確保されるような高
さに形成するのであり、斯くすることにより前記内管（
１）に対する前記回転ドラム（４）の挿入時に、前記案
内体（８）で前記回転ドラム（４）の先端エツジ部など
が前記内周面（１ａ）に接触するのを阻止できながら・
、前記案内体（８）で前記回転ドラム、（４）の芯出し
が容易に行えるのであり、しかも前記内管（１）に前記
回転ドラム（４）を組付けた後には、前記案内体（８）
で阻害されることな（、前記回転ドラム（４）の円滑な
回転が行えるのである。

尚、第４図中、（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
では、回転ドラム（４）の外周面（４ａ）で、該回転ド
ラム（４）の内管（１）への挿入側先端部に、前記回転
ドラム（４）の挿入時に、前記外周面（４ａ）の前記内
周面（１ａ）への接触を阻止する挿入案内体（８）を取
付けるようにしたから、前記回転式熱交換器の組立時で
、前記回転ドラム（４）を前記内管（１）の軸方向一端
側から挿入する場合に、前記案内体（８）で前記内管（
１）の内周面（ｌａ・）と前記回転ドラム（４）の外周
面（４ａ）との間に、常に所定の隙間を確保できるので
あり、従うて前記内管（１）と回転ドラム（４）との接
触を阻止して、該回転ドラ／−（４）ｅ先端１・２部な
どで・前記熱多換媒停の熱交換時に伝、熱面となる前記
内管（１）の内周面（１ａ）を損傷したりするのを確実
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、要部を示
す、正断面図、第２図は同要部の側断面図、第３図は同
要部の拡大斜視図、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図は
従来技術の説明図である。 （１）・・・・拳内管 （１ａ）・・・・内周面 （１１）・・・・流入口 （１２）・・・・流出口 （２）・・・拳・外管 （２１）・嚇・・取入口 （２２）・・壷・取出口 （３）・・・・ｅブレード （４）・・・・・回転ドラム （４ａ）・・・・外周面 （８）・・・・・挿入案内体 出願人　株式会社　作中工務店（ほか１名）第１図 第２図 　　　５ｂ 第８１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）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（２
   ２）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、該ドラム（４）の軸
   方向一端側から挿入して内装し、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
   た回転式熱交換器であって、前記回転ドラム（４）の外
   周面（４ａ）で、該回転ドラム（４）の前記内管（１）
   への挿入側先端部に、挿入時に前記外周面（４ａ）の前
   記内周面（１ａ）への接触を阻止する挿入案内体（８）
   を取付けていることを特徴とする回転式熱交換器。