JP2001065701A - 回転軸の支持構造 - Google Patents

Abstract

(57)【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。

Description

【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１
０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１
８、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２
０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２
２、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３４
ａ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（ＰＴ
ＦＥ）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５０
ｂ、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６
２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、７
０、…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６
４ｂ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２
０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５
２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。

【図面の簡単な説明】

【図１】回転平膜分離装置の側面図

【図２】回転軸の軸支持部の構成を示す正面断面図

【図３】回転軸の軸支持部の構成を示す正面断面図（一
次シール磨耗時）

【符号の説明】

１０…回転平膜分離装置、１２…濾過槽、２０…回転
軸、２２…孔、３０…ケース、４２…一次シールケー
ス、４４…二次シールケース、４６…軸受ケース、４８
…軸受キャップ、５０…一次シール、５２…予備シー
ル、５４…一次スリーブ、５４ａ…肉盛部、６０…二次
シール、６２…オイルシール、６４…二次スリーブ、６
４ａ、６４ｂ…肉盛部、７０…セットスクリュー、７４
…水抜き孔、７６…軸受

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 畑中 満 千葉県松戸市上本郷537番地 株式会社日 立プラント建設機電エンジニアリング内 (72)発明者 藤本 孝 千葉県松戸市上本郷537番地 株式会社日 立プラント建設機電エンジニアリング内 Ｆターム(参考） 3J043 AA16 BA07 CA02 CA05 DA05 4D006 GA02 HA83 HA93 JA22A JA22C MA03 PA02 PB08 PC64

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。