| 【発明の名称】 |
回転軸の支持構造 |
| 【発明者】 |
【氏名】松浦 雅幸
【氏名】村井 行男
【氏名】畑中 満
【氏名】藤本 孝
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| 【要約】 |
【課題】簡単な構造でシール性の高い回転軸の支持構造を提供する。
【解決手段】回転軸２０は、濾過槽１２に形成された孔２２から濾過槽１２内に挿通されている。濾過槽１２の外側には、ケース３０が設置されており、回転軸２０は、このケース３０に設けられた軸受７６に軸支されている。ケース３０は、ゴム製のジョイント３４を介して孔２２と液密状態で連結されており、先端部にシール部材５０、５２、６０を備えている。濾過槽１２が変形した場合であっても、その濾過槽１２の変形は可撓性を有するジョイント３４で吸収されるため、軸受７６及びシール部材５０、５２、６０は影響を受けず、常に高いシール性を確保しつつ、回転軸２０をスムーズに回転させることができる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 液槽の両側壁に形成された孔から所定の隙間を保って液槽内に挿通される回転軸と、前記液槽の外側に配設され、前記回転軸を軸支する軸受手段と、前記軸受手段が収納される筒状のケースと、前記ケース内に設けられ、前記ケースと前記回転軸との隙間をシールするシール手段と、前記ケースと前記孔との間を液密状態で連結する可撓性を有するジョイントと、からなることを特徴とする回転軸の支持構造。
【請求項２】 前記シール手段は、前記回転軸に挿通されるスリーブと、前記ケース内に設けられ、前記スリーブの外周面に摺接して前記ケースと前記スリーブとの隙間をシールする複数のシール部材と、からなり、前記スリーブの位置を変えて前記スリーブに摺接するシール部材を替えることを特徴とする請求項１記載の回転軸の支持構造。
【請求項３】 前記スリーブの外周がテーパ状に形成されていることを特徴とする請求項２記載の回転軸の支持構造。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は回転軸の支持構造に係り、特に外部から液槽内を貫通して設置される回転軸の支持構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】たとえば、回転平膜分離装置のように回転軸が液槽の外部から液槽内を貫通して設置される装置がある。この種の装置では、回転軸挿通用の孔を液槽の両壁面に形成し、この孔に軸受を嵌め込んで回転軸を軸支するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液槽の両側壁に形成された孔に軸受を嵌め込む構造とすると、回転軸が長い場合には、回転軸の両端部の軸受と孔の芯合わせが難しく、製作、メンテナンスが困難という欠点がある。
【０００４】また、液槽が変形した場合には芯ズレが生じ、スムーズな回転ができなかったり、液槽の壁面に形成された孔のシール部から液漏れが生じたりするという欠点がある。
【０００５】さらに、液槽に直接軸受を設置する構造とすると、液槽の槽壁部の強度を高くしなければならず、大型化、コストアップになるという欠点もある。
【０００６】本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、簡単な構造でシール性の高い回転軸の支持構造を提供することを目的とする。
【０００７】
【発明を解決するための手段】本発明は、前記目的を達成するために、液槽の両側壁に形成された孔から所定の隙間を保って液槽内に挿通される回転軸と、前記液槽の外側に配設され、前記回転軸を軸支する軸受手段と、前記軸受手段が収納される筒状のケースと、前記ケース内に設けられ、前記ケースと前記回転軸との隙間をシールするシール手段と、前記ケースと前記孔との間を液密状態で連結する可撓性を有するジョイントと、からなることを特徴とする。
【０００８】本発明によれば、回転軸は液槽の両側壁に形成された孔から所定の隙間を保って液槽内に挿通され、液槽の外部に設置された軸受手段によって軸支される。したがって、孔と軸受手段との芯合わせが容易となり、製作、メンテナンスが容易になる。また、シール手段も液槽から分離して設置されており、軸受手段が収納されたケースに設置されているので、芯合わせが極めて容易となる。さらに、軸受手段、シール手段が液槽から分離して設置されていることにより、液槽に変形が生じても軸受、シール手段には、その影響が及ばない。したがって、常に回転軸をスムーズに回転させることができるとともに、常に高いシール性を確保することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に従って本発明に係る回転軸の支持構造の好ましい実施の形態について詳説する。なお、以下の説明では本発明を回転平膜分離装置に適用した例で説明する。
【００１０】まず、回転平膜分離装置の構成を説明する。回転平膜分離装置１０は、溶液を分離、濃縮する装置であり、特に、廃水処理工程における活性汚泥の分離や凝縮汚泥の分離、汚泥濃縮等に利用されている。
【００１１】図１は回転平膜分離装置１０の構成を示す側面図である。同図に示すように、回転平膜分離装置１０は濾過槽１２を有している。濾過槽１２は円筒状に形成されており、その下面部には供給口１４が形成され、上面部には排出口１６が形成されている。被濾過液は供給口１４から濾過槽１２内に供給され、濾過処理されたのち、濃縮液として排出口１６から排出される。
【００１２】濾過槽１２の内部には、複数の濾過板１８、１８、…が一定ピッチで配設されている。この濾過板１８、１８、…は円盤状に形成されており、回転軸２０に一定ピッチで取り付けられている。回転軸２０は中空状に形成されており、各濾過板１８、１８、…とは連結部分に形成された連通孔を介して連通されている。この回転軸２０は、濾過槽１２の両側面に形成された孔２２、２２から所定の隙間２２ａ、２２ａを保って濾過槽１２内に挿通されており、両端部を濾過槽１２の外側に設けられた軸支持部に軸支されている。そして、その一方端部に連結された図示しないモータに駆動されて回転する。本発明は、この回転軸２０の軸支持部に適用されており、その構成は後に詳述する。
【００１３】前記のごとく構成された回転平膜分離装置１０では、次のようにして被濾過液を濾過する。すなわち、供給口１４から被濾過液を濾過槽１２内に供給し、回転軸２０を回転させると、被濾過液中に含まれている懸濁物質などが濾過板１８、１８、…で濾過され、濾過液が回転軸２０の内部を通って槽外に取り出される。そして、濾過後の濃縮液は排出口１６から槽外に排出される。
【００１４】次に、本発明が適用された回転軸２０の軸支持部の構成について説明する。なお、回転軸２０の両端部において軸支持部の構成は同じなので、ここでは図１において右側の軸支持部の構成について説明し、他方側の軸支持部の構成の説明は省略する。
【００１５】図２は、回転軸２０の軸支持部の構成を示す正面断面図である。同図に示すように、濾過槽１２の外側には円筒状に形成されたケース３０が配設されている。このケース３０は、濾過槽１２の外側に配設された架台３２上に設置されており、濾過槽１２に形成された孔２２とほぼ同軸上に配設されている。
【００１６】ケース３０と孔２２とは、ゴム製のジョイント３４を介して互いに液密状態で連結されている。このジョイント３４は両端部にフランジ３４ａ、３４ｂを有する円筒状に形成されており、先端側のフランジ３４ａは、孔２２の端面に密着されてボルト３６、３６、…で固定されている。一方、後端側のフランジ３４ｂは、ケース３０に形成されたフランジ３８の端面に密着されてボルト４０、４０、…で固定されている。
【００１７】回転軸２０は、前記ケース３０の内側に挿通されている。ここで、このケース３０は、一次シールケース４２、二次シールケース４４、軸受ケース４６及び軸受キャップ４８の４つの部材を図示しないボルトで連結して一体形成している。
【００１８】一次シールケース４２は、後端部にフランジ３８を有する円筒状に形成されており、その内周部には一次シール５０と予備シール５２とが直列して配置されている。この一次シール５０と予備シール５２とは共に同じ構成を有しており、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ）製のリップ５０ａ、５２ａを備えている。リップ５０ａ、５２ａは耐蝕性を有する金属スプリング５０ｂ、５２ｂで中心方向に付勢されており、この金属スプリング５０ｂ、５２ｂの弾性力と被濾過液の圧力によってリップ５０ａ、５２ｂはシール面に押さえつけられ、これにより被濾過液が確実にシールされる。
【００１９】この２つシール部材５０、５２のうち先端側に位置する一次シール５０は、回転軸２０に嵌入された一次スリーブ５４の外周面に摺接されている。この一次スリーブ５４は、Ｏリング５６、５６を介して回転軸２０に嵌め込まれており、その外周部にはステライトによる肉盛部５４ａが形成されている。一次シール５０は、この肉盛部５４ａに摺接している。
【００２０】二次シールケース４４は、両端部にフランジ５８ａ、５８ｂを有する円筒状に形成されており、先端側のフランジ５８ａは前記一次シールケース４２に形成されたフランジ３８と図示しないボルトを介して連結されている。この二次シールケース４４の内周部には、先端側にゴム製の二次シール６０が配設されており、後端側にオイルシール６２が配設されている。二次シール６０は、回転軸２０に嵌入された二次スリーブ６４の外周面に摺接されており、これにより、ケース３０と回転軸２０との隙間がシールされる。また、オイルシール６２は、回転軸２０に嵌入されたカラー６６の外周面に摺接されており、これにより、ケース３０と回転軸２０との隙間がシールされる。
【００２１】ここで、前記二次シール６０が摺接する二次スリーブ６４は、Ｏリング６８、６８を介して回転軸２０に嵌め込まれており、回転軸２０に沿って摺動可能に設けられている。そして、セットスクリュー７０、７０、…によって任意の位置に固定できるように構成されている。また、この二次スリーブ６４は、その外周部が先端側から後端側（図２中左側から右側）に向けて拡径するテーパ状に形成されている。さらに、この二次スリーブ６４は、外周部の２か所に所定の間隔をもってステライトによる肉盛部６４ａ、６４ｂが形成されている。
【００２２】ところで、前記のごとく構成された二次スリーブ６４は、一次シール５０が磨耗していない場合は、図２に示す位置、すなわち先端側の肉盛部６４ａが二次シール６０に摺接する位置にセットする。この状態において、ケース３０と回転軸２０との隙間は、一次シール５０と二次シール６０の２か所でシールされる。
【００２３】一方、一次シール５０が磨耗した場合、二次スリーブ６４は、図３に示すように、先端側の肉盛部６４ａが予備シール５２に摺接する位置にセットする。この状態において、二次スリーブ６４は、先端側の肉盛部６４ａに予備シール５２が摺接し、後端側の肉盛部６４ｂに二次シール６０が摺接する。これにより、ケース３０と回転軸２０との隙間は、予備シール５２と二次シール６０の２か所でシールされる。なお、このとき、二次スリーブ６４は、後端部に向かって拡径するテーパ状に形成されているため、二次シール６０が磨耗している場合であっても、肉盛部６４ｂに密着し、高いシール性を保つことができる。
【００２４】このように、一次シール５０の他に予備シール５２を備えることにより、ケース３０を分解して、シール部材を交換するという作業が不要になり、メンテナンスが容易になる。
【００２５】なお、二次スリーブ６４を移動させる作業は、二次シールケース４４に形成された開口部４４ａから行う。すなわち、この開口部４４ａに取り付けられている蓋７２を開け、この開口部４４ａからドライバ等を挿入してセットスクリュー７０、７０、…を緩め、二次スリーブ６４を移動させる。移動後は、再びセットスクリュー７０、７０、…を締め、開口部４４ａに蓋７２を取り付ける。
【００２６】また、二次シールケース４４には、下面部に水抜き孔７４が形成されており、この水抜き孔７４から液体が漏洩することを確認することにより、シール部材の磨耗状態を確認することができる。
【００２７】軸受ケース４６は、環状に形成されており、前記二次シールケース４４に形成された後端側のフランジ５８ｂに図示しないボルトを介して連結されている。この軸受ケース４６の内周部には、軸受７６が設けられており、回転軸２０は、この軸受７６に軸支されている。
【００２８】軸受キャップ４８は、前記軸受ケース４６に図示しないボルトを介して取り付けられ、軸受ケース４６の後端部を遮蔽する。この軸受キャップ４８は、環状に形成されており、内周部７８はラビリンス構造とされている。そして、この軸受キャップ４８で遮蔽された軸受ケース４６内には、軸受キャップ４８に形成されたグリース注入口８０からグリースが注入されて充填される。
【００２９】前記のごとく構成された本発明が適用された回転軸２０の軸支持部の作用は次のとおりである。
【００３０】図２に示すように、ケース３０と回転軸２０との隙間は、一次シール５０と二次シール６０の２か所でシールされる。このように２か所でシールすることにより、シール性を向上させることができる。
【００３１】ところで、濾過槽１２に被濾過液が供給されると、その被濾過液の重み等で濾過槽１２が変形する場合がある。
【００３２】しかし、本実施の形態の軸支持部は、軸受７６が濾過槽１２から分離して設置されているため、濾過槽１２が変形しても軸受７６はその影響を受けず、常に回転軸２０をスムーズに回転させることができる。同様にシール部も濾過槽１２から分離して設置されているため、濾過槽１２が変形してもシール部はその影響を受けず、常に高いシール性を確保することができる。
【００３３】また、このように軸受とシール部材とを濾過槽１２から分離して設置することにより、組み立てが容易になるという効果もある。すなわち、従来のように、軸受を濾過槽に直接設置する場合、「軸受で軸支される回転軸の軸芯」と「シール部材の軸芯」と「孔の軸芯」とを互いに一致させることが必要となるが、この作業は極めて困難である。しかし、本実施の形態のように、軸受とシール部材とを濾過槽１２から分離して設置することにより、「孔の軸芯」と「回転軸の軸芯」と必ずしも一致させる必要がなくなり、ラフな設定が可能になる。また、「シール部材の軸芯」と「回転軸の軸芯」との芯合わせは、各シール部材が軸受７６の近傍に設置されていることから容易に行うことができる。これにより、組み立てが容易に行うことができ、製作、メンテナンスが容易になる。
【００３４】さらに、軸受とシール部材とを濾過槽１２から分離して設置することにより、濾過槽自体の強度を低く設定することができ、装置のコンパクト化、低コスト化を図ることができる。
【００３５】また、一次シール５０が磨耗し、被濾過液が漏洩すると、ケース３０に形成された水抜き孔７４から被濾過液が滴下するので、装置の運転を一時停止し、予備シール５２を使用する。すなわち、図３に示すように、二次スリーブ６４を先端側に押し込み、先端側の肉盛部６４ａに予備シール５２を摺接させる。これにより、ケース３０と回転軸２０との隙間は、予備シール５２と二次シール６０の２か所でシールされる。なお、このとき二次スリーブ６４は、後端部に向かって拡径するテーパ状に形成されているため、二次シール６０が磨耗している場合であっても、肉盛部６４ｂに密着し、高いシール性を保つことができる。
【００３６】このように一次シール５０の他に予備シール５２を備えることにより、ケース３０を分解して、シール部材を交換するという作業が不要になり、メンテナンスが容易になる。
【００３７】このように本実施の形態の回転軸の軸支持構造によれば、簡単な構成で高いシール性を確保することができる。
【００３８】なお、以上の実施の形態では、本発明を回転平膜分離装置に適用した例で説明しているが、本発明の適用はこの装置に限定されるものではなく、回転軸が液槽内に挿通、配置される構成の装置であれば、同様に適用することができる。
【００３９】また、本実施の形態では、予備シール５２を１つだけ設置しているが、複数個設置するようにしてもよい。
【００４０】また、本実施の形態では、ジョイント３４をゴム製としているが、可撓性を有する材質のものであれば、これに限定されるものではない。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、軸受手段及びシール手段が可撓性を有するジョイントによって液槽から分離して設置されているため、液槽に変形が生じても軸受手段及びシール手段はその影響を受けず、常に高いシール性を確保しながら回転軸をスムーズに回転させることができる。また、軸受手段が液槽の外部に設置されているので、軸受手段の芯合わせが容易になり、これにより組み立て、メンテナンスが容易になる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５４５２
【氏名又は名称】日立プラント建設株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月３１日（１９９９．８．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００８３１１６
【弁理士】
【氏名又は名称】松浦 憲三
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５７０１（Ｐ２００１−６５７０１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２４５８６０ |
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