| 【発明の名称】 |
熱処理炉内ファンの駆動軸冷却装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】門野 徹
【住所又は居所】富山県富山市不二越本町一丁目１番１号 株式会社不二越内
【氏名】村上 茂
【住所又は居所】富山県富山市不二越本町一丁目１番１号 株式会社不二越内
【氏名】高島 末雄
【住所又は居所】富山県富山市不二越本町一丁目１番１号 株式会社不二越内
【氏名】岩上 良行
【住所又は居所】富山県富山市不二越本町一丁目１番１号 株式会社不二越内
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| 【要約】 |
【課題】メンテナンスが容易でコストが少なく小型で水漏れの少ない熱処理炉内ファンの駆動軸冷却装置を提供。
【解決手段】熱処理炉１内に設けたファン１０と、熱処理炉外に設けられたモータ１２と、ファンをモータにより駆動するために一端１１ａがファンに結合され他端１１ｂがモータ軸１２ａに連結された駆動軸１１と、駆動軸１１の中央部１１ｃを軸承するファン側軸受１４と、モータ側で駆動軸を軸承するモータ側軸受１５と、を設け、モータ側軸受は炉外で支持し、ファン側軸受は炉壁近傍で支持するように配設し、ファンとファン側軸受との間に、駆動軸外周１１ｄとは微少隙間１６を有する円筒状の金属筒１７と、金属筒外周１７ａに螺旋状に配設され両端１８ａ，１８ｂが炉外に導出された継ぎ目なしの１本チューブの冷却管１８と、金属筒と冷却管とを埋没するように断熱材１９を設ける。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 熱処理炉内に設けたファンと、熱処理炉外に設けられたモータと、前記ファンを前記モータにより駆動するために一端が前記ファンに結合され他端が前記モータ軸に連結された駆動軸と、前記駆動軸の中央部を軸承するファン側軸受と、前記モータ側で前記駆動軸を軸承するモータ側軸受と、を有する熱処理炉内のファンの駆動軸装置において、前記モータ側軸受は炉外で支持され、前記ファン側軸受は炉壁近傍で支持されており、前記ファンと前記ファン側軸受との間には、前記駆動軸外周とは微少隙間を有する円筒状の金属筒と、前記金属筒外周に螺旋状に配設され両端が炉外に導出された継ぎ目なしの１本チューブの冷却管と、前記金属筒と前記冷却管とが埋没するように設けられた断熱材と、が設けられていることを特徴とする熱処理炉内ファンの駆動軸冷却装置。
【請求項２】 前記熱処理炉は浸炭炉用であることを特徴とする請求項１記載の熱処理炉内ファンの駆動軸冷却装置。
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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、焼入炉、焼鈍炉等の熱処理炉等の炉壁を貫通する回転軸の一端に炉内の高温気体を撹拌するファンを設け、このファンを回転させるための駆動軸を冷却するための冷却装置に関する。さらには、浸炭炉や浸炭、降温、焼入等を連続して行う連続浸炭炉等に適したファンの駆動軸冷却装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】熱処理炉内のガスを撹拌して被熱処理材への対流伝熱効率を上げるために炉内にファンを設ける。炉内は数百度から千度超と高温にさらされるので、ファンは耐熱性材料やセラミック材料が用いられる。かかる温度に耐えられるモータはないので駆動軸を介して炉外に設けられたモータと接続し、ファンを回転させている。しかしながら、駆動軸は炉内温度を外部に伝達しモータにも熱が伝わるがそれ以前に駆動軸を支承する軸受に熱が伝達され高温にさらされる。そこで、例えば実公平６−４３１７４号公報のものでは、ファン側に最も近い軸受の回りに水冷ジャケットを設け冷却水を供給することにより軸受を冷却している。また、特許第２８２３８３７号公報のものではさらに駆動軸内に冷却機構を設けている。また、特公平７−１１７３４０号公報のものでは駆動軸を長くして、駆動軸のファンとファン側軸受間の長さを長くしてその回りに冷却空間を設け、さらには駆動軸を中空とする等して熱伝達を防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、軸受の冷却のために軸受に合わせて製作される水冷ジャケットは鋳物や溶接等で製作するため永年使用による割れやひび、腐蝕の発生のおそれがあり、また、内部に水垢等の発生があるとメンテナンスが困難で、また、交換が大変であり、さらにはコストがかかるという問題があった。また、駆動軸を長くして空冷するには長さが長くなりすぎるという問題があった。特に浸炭焼入れの場合は高温で浸炭後、焼入前の降温中に炉内で水漏れを生じると酸化が発生するおそれがあった。
【０００４】本発明の課題はかかる問題点に鑑みて、永年使用等による漏れの発生が少なく、メンテナンスが容易でコストが少なく小型で水漏れの少ない熱処理炉内ファンの駆動軸冷却装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明においては、熱処理炉内に設けたファンと、熱処理炉外に設けられたモータと、ファンをモータにより駆動するために一端がファンに結合され他端がモータ軸に連結された駆動軸と、駆動軸の中央部を軸承するファン側軸受と、モータ側で駆動軸を軸承するモータ側軸受と、を有する熱処理炉内のファンの駆動軸装置において、モータ側軸受は炉外で支持し、ファン側軸受は炉壁近傍で支持するように配設し、ファンとファン側軸受との間に、駆動軸外周とは微少隙間を有する円筒状の金属筒と、金属筒外周に螺旋状に配設され両端が炉外に導出された継ぎ目なしの１本チューブの冷却管と、金属筒と冷却管とを埋没するように設けられた断熱材と、を設けた熱処理炉内ファンの駆動軸冷却装置を提供することにより上記課題を解決した。
【０００６】即ち、金属筒を設けることにより、駆動軸と冷却管の熱伝達効率を上げ、駆動軸の冷却能力を確保できる。また、継ぎ目なし１本チューブの冷却管は市販され加工も容易で、溶接部もなく、また鋳物のような欠陥もない。形状も簡単であり、冷却水の流れもスムースであり、水垢の影響も少ない。冷却管を螺旋状に配置したので長手方向に伸びるが空冷に較べれば適度の距離、容積を確保でき冷却効果を高める。また、螺旋状の冷却管は温度変化による駆動軸の長手方向の伸縮にも容易に追従し熱変形の影響も少ない。断熱材は従来と同様に配設する。特に連続真空浸炭等において高温での浸炭後、焼き入れ温度まで下げるため降温室で窒素ガス中で降温する場合等に水漏れの心配がない。そこで、浸炭炉用熱処理炉に使用するのに適している（請求項２）。
【０００７】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の熱処理炉内ファンの駆動軸冷却装置を熱処理炉の上部に配設した断面図である。熱処理炉１は降温用の熱処理炉で断熱材２を内部に設けた炉壁３で密閉され、内部に窒素ガス又は不活性ガスを封入し、内部温度を上下可能にされている。例えば真空浸炭された高温（１０００℃前後）の処理品を真空のまま本熱処理炉に搬入し、窒素ガスを封入して炉内上部に配設されたファン１０により窒素ガスを撹拌させ炉内温度を下げる。処理品の温度が焼入れ前の所定の温度（８５０℃）に降温した後、処理品を焼入れ炉に移動し焼入れ処理を行うために用いられる。かかる降温室用の炉では、水漏れ等があると真空にするのが困難になり、また、漏水が処理品にかかると酸化を招き不良品を発生することになる。炉壁３の一部から円筒部４が突出しており端部にボルト、ナットで平板５が固定されている。さらに上部にパージ室９を形成する筒部６、筒部上部６ａにモータ取付部７が設けられている。平板５、モータ取付部７の中央に軸穴が設けられ駆動軸１１が貫通している。モータ取付部７の上部にはモータ室８、モータ室回りにモータ室を冷却するための冷却室８ａ、モータ室上部に端子部８ｂが設けられている。８ｃ、８ｄは冷却水の出入口である。パージ室９とモータ室８は互いに穴９ａで連通しているが外側とは密閉され、炉内とは、微少すきまを介して連通している。パージ室９には送気管３１，３２が設けられ窒素ガスが給排可能にされており、炉内圧力より若干低い圧力になるようにパージ室９，モータ室８の圧力を制御し各部の漏れが炉内に影響を与えないようにされている。
【０００８】本発明においては、熱処理炉内に設けたファン１０は、駆動軸１１の先端１１ａに固定される。駆動軸は他端１１ｂに軸孔１１ｅが開口しておりモータ１２の軸１２ａが挿入されキー１３でキー結合されている。モータ１２はモータ取付部７に載置されている。駆動軸１１の中央部１１ｃを軸承するファン側軸受１４が平板５の軸穴に設けられている。モータ側で駆動軸１１を軸承するモータ側軸受１５がモータ取付部７の軸穴に設けられている。ファン１０とファン側軸受１４との間に、駆動軸外周１１ｄとは微少隙間１６を有する円筒状の金属筒１７と、金属筒外周１７ａに螺旋状に配設された継ぎ目なし１本チューブの冷却管１８が設けられている。冷却管１８の両端１８ａ，１８ｂは炉外に導出され、図示しない冷却水給排装置に接続されている。金属筒１７と冷却管１８とを埋没するように断熱材１９が設けられ、断熱材は落下防止板２０で脱落しないように固定されている。なお、冷却管は金属筒外周に全域又は部分的に溶接等で固着してもよい。また、別材で固定してもよい。
【０００９】ファン側軸受１４は転がり軸受であって、軸方向に移動可能にされている。また軸受１４の上下には高温用オイルシール２１が設けられ軸受用の高温用潤滑油の滴下や漏出を防止している。モータ側軸受１５は転がりテーパ軸受を対称に２個配設し、ナット２２と駆動軸１１の段部２３とでテーパ軸受１５を挟持固定し軸荷重を支え軸の上下方向の動きをを規制している。軸受１４と同様に軸受下方にオイルシール２４が設けられている。
【００１０】係る駆動軸冷却装置にあっては、ファン１０近傍の部分を断熱材１９で覆い、パージ室９およびモータ室８へ熱が伝わるのを防止している。ファン１０から駆動軸１１を経由して伝達される熱は金属管１７から冷却管１８により炉外に持ち出される。駆動軸１１の軸方向の伸びは冷却管１８よりファン側に発生し、軸受１４、１５には影響をおよぼさない。
【００１１】
【発明の効果】本発明によれば、駆動軸の回りに金属筒、螺旋状の継ぎ目なし１本チューブの冷却管としたので、熱伝達効率を上げ、加工も容易で、溶接部もなく、鋳物欠陥もなく形状も簡単で永年使用等による漏れの発生が少ないものとなった。また、冷却水の流れもスムースであり、水垢の影響も少なく、また、温度変化による影響も少ないので、メンテナンスが容易で水漏れの少ないものとなった。さらに、冷却管は市販のものでよいのでコストメリットも大きいものとなった。また、構成も簡単で小型とすることができた。さらに、浸炭炉用熱処理炉に使用するのに適しているばかりでなく種々に熱処理炉に適用できるものとなった。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５１９７
【氏名又は名称】株式会社不二越
【住所又は居所】富山県富山市不二越本町一丁目１番１号
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| 【出願日】 |
平成１３年７月５日（２００１．７．５） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７７９９７
【弁理士】
【氏名又は名称】河内 潤二
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| 【公開番号】 |
特開２００３−２１４７２（Ｐ２００３−２１４７２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年１月２４日（２００３．１．２４） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−２０４７６９（Ｐ２００１−２０４７６９） |
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