JPH06241673A

JPH06241673A - 回転式熱交換器

Info

Publication number: JPH06241673A
Application number: JP2288593A
Authority: JP
Inventors: Sadahiro Noshiro; 定弘野城
Original assignee: NIIGATA CONVERTER KK
Current assignee: NIIGATA CONVERTER KK
Priority date: 1993-02-10
Filing date: 1993-02-10
Publication date: 1994-09-02
Anticipated expiration: 2012-06-04
Also published as: JP2617076B2

Abstract

(57)【要約】【目的】この発明は、小型で高速回転で使用でき、か
つ、冷却性能に優れた回転式熱交換器を提供することを
目的としている。【構成】減速機等の回転軸（４）に取り付け、循環す
る潤滑油から放熱させるのに適した回転式熱交換器
（１）を、少なくとも、１個の入口流路（１６）と１個
の出口流路（１７）とを有する回転軸と、この回転軸に
取り付けられた、入口流路と出口流路とにそれぞれ連絡
し、かつ径方向先端部で連絡する、往路用および復路用
の隔壁で区切られた渦巻状流路（２１，２２）を有する
円盤状中空体（２）とから構成したものである。なお、
各渦巻状流路は循環流量に応じて増減する複数の溝から
構成することができ、また、熱交換量を増大するため
に、複数の円盤状中空体を直列に取り付け、各円盤状中
空体の渦巻状流路を連絡させることができるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は回転式熱交換器に関
し、特に、減速機等の回転軸に取付け、循環する潤滑油
から放熱させるのに適した回転式熱交換器に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来の回転式熱交換器１は、図５に示さ
れるように、冷却用空気Ａの導入口８とその排出口９と
を有するフード７の中に、回転可能に配置された、外側
面にフィン３を有する円盤状中空体２と、この円盤状中
空体２の中空軸４内に挿設され、円盤状中空体２内に配
置された環状案内板５を有する高温流体用の案内管６と
からなっている。図示しない駆動機構からベルトを介し
て、プーリ１０によって円盤状中空体２を回転させた状
態で、案内管６内に高温流体Ｆを導くと、この高温流体
Ｆは、円盤状中空体２の側壁２ａと案内板５との間に形
成された流路Ｐに流れ込み、この流体の熱はフィン３を
有する側壁２ａを介して空気Ａ（冷却媒体）との熱交換
を行い、中空軸４と案内管６との間の流路を通って排出
管１１から排出され、必要な箇所に循環するものである
（特開昭５６ー１３８６８４号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の回転式熱交換装
置にあっては、高温流体と冷却媒体である空気との熱交
換が、高温流体が円盤状中空体の側壁と案内板との間に
形成された流路を通過する間に行われているが、多数の
フィンが突設された側壁外面の伝熱面積に比して、側壁
内面の伝熱面積が小さく、冷却性能が悪いという問題が
あった。

【０００４】また、冷却性能を向上させるために、側壁
内面の伝熱面積を大きくしようとすると、円盤状中空体
が大径化し、その流路内の流体による遠心力が増大する
ので、円盤状中空体の剛性を大きくする必要が生じ、熱
交換器の重量が急激に増加し、高速回転で使用するには
適さないという問題もあった。さらに、従来の回転式熱
交換器にあっては、流路が流体の流れを急激に反転する
部分があるようにように構成され、流体の圧力損失が大
きくなり、熱交換効率が低下するという問題を有してい
た。

【０００５】この発明は、このような問題点を解消する
ためになされたもので、小型で高速回転で使用でき、か
つ、冷却性能に優れた回転式熱交換器を提供することを
目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明は、少なくとも、１個の入口流路と１個の
出口流路とを有する回転軸と、この回転軸に取り付けら
れた、前記入口流路と出口流路とにそれぞれ連絡し、か
つその径方向先端部で連絡する、隔壁で区切られた渦巻
状流路を有する円盤状中空体とから構成したものであ
る。また、前記渦巻状流路は隔壁により区切られた複数
の溝から構成することができるものである。さらに、複
数の円盤状中空体が前記回転軸に直列に取り付けられ、
各円盤状中空体の渦巻状流路が連絡している熱交換器と
することにより、数倍の熱交換能力を持たせることもで
きるものである。

【０００７】

【作用】熱交換を行う円盤状中空体は、その径方向先端
部で連絡する、往路用および復路用の隔壁で区切られた
渦巻状流路を有しているので、その側壁内面の伝熱面積
が増大し、かつ、流体の急激な反転も少なく、流体の圧
力損失も少ない。したがって、熱交換効率がよく、熱交
換器を小型化し、高速回転の使用にも適する。

【０００８】

【実施例】以下、この発明の実施例を図に示された、減
速機の潤滑油冷却装置として使用される回転式熱交換器
について説明する。図中、同一符号は、同一または相当
部分を示す。

【０００９】図１に示される熱交換器１は、減速機の入
力軸、すなわち回転軸４に固着された固定具１２に取付
ボルト１３により一体に締着された円筒部材１４と、こ
の円筒部材１４にボルト１５で締着された円盤状中空体
２とからなっている。なお、固定具１２は、図示されて
いないが、回転軸４にキー嵌めされ、かつ、径方向から
ねじ止めされて回転軸４に固着されている。また、回転
軸４には、その軸方向に穿設された入口流路１６と出口
流路１７とが形成されており、入口流路１６は、図示し
ない油圧ポンプの吐出側に連通しており、出口流路１７
は、図示しない、歯車、軸受等の各潤滑部に連通してい
る。

【００１０】円盤状中空体２は、左右に分割されたケー
シング部１８，１９と、これらのケーシング部１８，１
９の間に配置された仕切板２０と、回転軸４に嵌合さ
れ、入口および出口流路１６，１７をケーシング部１
８，１９に形成された往路用の渦巻状流路２１と復路用
の渦巻状流路２２とに連通させるための径方向流路２
３，２４と環状溝２５，２６を有する円筒部材１４とか
らなっている。なお、この円筒部材１４は、回転軸４と
別体に作られているが、鍛造により軸と一体に形成する
こともできる。

【００１１】この円筒部材１４には、図２および図３に
示されるように、４個の軸方向貫通孔２７が設けられ、
冷却媒体である空気Ａの流通が行われるようになってい
る。特に、後述する円盤状中空体２を直列に連設する場
合には、この軸方向貫通孔２７の断面積を大きくするの
がよい。

【００１２】ケーシング部１８，１９は、円盤をその円
形面と平行な面で２分割した平らな環状をなし、その外
面には多数のフィン３が放射状に設けられ、一方、その
内面には、往路用の渦巻状流路２１および復路用の渦巻
状流路２２を構成する渦巻状の溝２１ａ，２２ａが隔壁
２１ｂ，２２ｂに区切られて形成されている。図２に示
されるように、往路用の渦巻状流路２１は、環状溝２５
と連絡する径方向流路２３，２３にそれぞれ連絡する２
本の溝２１ａ，２１ａからなる二重溝に構成されてい
る。また、復路用の渦巻状流路２２も、同様に、環状溝
２６と連絡する径方向流路２４，２４と連絡する２本の
溝２２ａ，２２ａからなっている。

【００１３】ケーシング部１８と１９とは、その外径が
ケーシング部１８，１９の最外周の溝までの距離よりも
小さい環状の仕切板２０をその間に挟んで円盤状中空体
２を構成されている。なお、ケーシング部１８と１９と
は、前述のように仕切板２０を挟み、その外周部の両者
の接する部分にはＯーリング２８を介し、また、円筒部
材１４との間にはＯリング２９を介して、円筒部材１４
にボルト１５および３０によって固定されている。

【００１４】したがって、高温流体は、回転軸４の入口
流路１６から、それに連通する円筒部材１４の環状溝２
５に入り、その径方向流路２３，２３から各渦巻状溝２
１ａ、２１ａに入り、フィン３を有するケーシング部１
８の側壁１８ａを介して放熱し、さらに、環状の仕切板
２０の周囲からケーシング部１９の渦巻状溝２２ａ，２
２ａに流入してフィン３を有するケーシング部１９の側
壁１９ａを介して放熱し、円筒部材１４の径方向流路２
４および環状溝２６を経て、出口流路１７から再循環さ
れるものである。

【００１５】なお、この例では、各ケーシング部１８，
１９の内面に、隔壁２１ｂ，２２ｂのあることにより、
その伝熱面積が拡大されたが、仕切板２０に隔壁を設け
て渦巻状流路を形成し、隔壁とケーシング部とを接触さ
せることによりケーシング部の伝熱面積を拡大しても、
同様の作用、効果を得ることができる。

【００１６】図４に示される熱交換器１の例は、円盤状
中空体２，２を２個直列に連設したものであって、前位
の円盤状中空体２と後位の円盤状中空体２’とが、回転
軸１の軸方向に連なって取付けられている。円盤状中空
体２と２’との間には、円筒部材１４の軸方向通路３２
と円筒部材１４’の軸方向通路３２’と連通する軸方向
の連絡流路３３を有する中間部材３１が回転軸４に嵌合
固着されている。図４に矢印で示されているように、前
位の円盤状中空体２で冷却された高温流体Ｆは、円筒部
材１４の径方向流路２４から軸方向通路３２、と中間部
材３１の連絡通路３３を通って後位の円盤状中空体２’
に入り、さらに冷却されて、その径方向流路２４’から
出口流路１７に入り、再循環するものである。したがっ
て、回転軸４に設けられた入口流路１６や出口流路１７
の長さや円筒部材１４に軸方向通路が形成される点のよ
うな細部の設計以外は、図１〜３に示される熱交換器１
を直列に連設したものである。しかしながら、このよう
に直列に連設することによって、冷却能力を２倍近くに
増大させ、かつ、外径寸法を大きくすることなく達成で
きるので、遠心力も増加することがなく、高速回転での
使用が可能である。

【００１７】

【発明の効果】この発明によれば、回転式熱交換器を往
路用および復路用の隔壁で区切られた渦巻状流路を有す
る円盤状中空体で構成したので、内面の伝熱面積が増大
し、流体の圧力損失も少なく、したがって、熱交換の効
率がよく、熱交換器を小型化し、高速回転の使用にも適
するようにすることができた。また、循環流量の大小に
よっては、渦巻状流路を構成する溝の数を増減して流体
の通過面積を調整し、高温流体の圧力損失および流速を
最適の設計とすることができる。さらに、円盤状中空体
を直列に取り付けることにより、熱交換器を強化して大
径化することなく、熱交換器の交換熱量を増大すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の実施例を示す回転式熱交換器
の図２の線IーIに沿う断面図である。

【図２】図２は図１の線IIーIIに沿う断面図である。

【図３】図１の矢印IIIーIIIの方向から見た側面図であ
る。

【図４】図４はこの発明の他の実施例を示す回転式熱交
換器の図１と同様な断面図である。

【図５】図５は従来の回転式熱交換器の断面図である。

【符号の説明】

１熱交換器２円盤状中空体３フィン４回転軸１２固定具１３，１５ボルト１４円筒部材１６入口流路１７出口流路１８，１９ケーシング部１８ａ，１９ａ側壁２０仕切板２１往路用の渦巻状流路２１ａ渦巻状溝２１ｂ隔壁２２復路用の渦巻状流路２２ａ渦巻状溝２２ｂ隔壁２３，２４径方向流路２５，２６環状溝２７軸方向貫通孔２８，２９Ｏーリング３１中間部材３２，３２’ 軸方向通路３３連通通路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、１個の入口流路と１個の出
口流路とを有する回転軸と、この回転軸に取り付けられ
た、前記入口流路と出口流路とにそれぞれ連絡し、か
つ、その径方向先端部で連絡する、往路用および復路用
の隔壁で区切られた渦巻状流路を有する円盤状中空体と
からなることを特徴とする回転式熱交換器。
【請求項２】前記各渦巻状流路が、隔壁により区切ら
れた複数の溝からなることを特徴とする請求項１記載の
回転式熱交換器。
【請求項３】複数の円盤状中空体が前記回転軸に直列
に取り付けられ、前位の円盤状中空体の復路用の渦巻状
流路と後位の円盤状中空体の往路用の渦巻状流路とがそ
れぞれ連絡していることを特徴とする請求項１記載の回
転式熱交換器。