JP2006010035A

JP2006010035A - 回転縦軸の軸受け構造、遠心分離機

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Publication number: JP2006010035A
Application number: JP2004191267A
Authority: JP
Inventors: Etsuo Minagawa; 悦男皆川; Tomonori Watarai; 智則渡會; Eiji Ichinose; 栄二一瀬; Masahiko Yamaguchi; 昌彦山口
Original assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Current assignee: Tsukishima Kikai Co Ltd
Priority date: 2004-06-29
Filing date: 2004-06-29
Publication date: 2006-01-12
Anticipated expiration: 2024-06-29
Also published as: JP4408242B2

Abstract

【課題】軸受け装置における潤滑油の漏出を効果的に防止でき、また既存設備に対して容易に適用できる技術を提供する。
【解決手段】回転縦軸をベアリング３０，３１により支持し、ベアリングに対して潤滑油を循環供給するに際し、ベアリング３０，３１の下側において回転縦軸８に固定された第１のラビリンスリング部４０及びハウジング５０に固定された第２のラビリンスリング部６０により、ラビリンスシールを二重に構成するとともに、一段目のラビリンスシールを介して漏出した潤滑油を二段目のラビリンスシールで遮るとともに、一段目及び二段目のラビリンスシール間のスペースＳから漏出油を第２のラビリンスリング部６０内に形成した排出路６３を介して装置外部に排出するようにする。
【選択図】図３

Description

本発明は、回転縦軸の軸受け構造に関する。また本発明は、食品や化学薬品等の衛生性が要求される物質等の遠心分離を行う遠心分離機にも関する。

従来、食品工業、製薬工業等において、スラリーから固形成分を分離するために、例えば図１に示すような回分式（バッチ式）遠心分離機１が使用されている。

この回分式遠心分離機１は、截頭円錐形状になされたフレーム９（基体側部材）、このフレーム９の底壁に一体的に接合されて全体として筒形状になされたケーシング１０と、フレーム９の最頂端に配置されたモータ１３と、ケーシング１０内に配置され、その底壁部にてモータ１３により軸心周りに回転駆動される回転縦軸８と、この回転縦軸により吊り下げ支持されたバスケット２（回転筒）とから構成されている。

回転縦軸８は、図２及び図３に示すようにフレーム９に対してアンギュラーベアリング３０およびローラーベアリング３１により支持されている。これらのベアリング３０，３１は、軌道部材および転動体は異なるが、いずれも内輪ｉｒ、および内輪ｉｒに対して転動体ｂ（アンギュラーベアリングではボール、ローラーベアリングではローラー）を介して接触された外輪ｏｒを有し、回転縦軸８を上下方向に沿って、軸心周りに回転自在に支持するものである。

回転縦軸８におけるベアリング３０，３１よりも下側の外周面には第一のラビリンスリング部４０が固設されている。第一のラビリンスリング部４０は、回転縦軸８におけるローラーベアリング３１よりも下側の外周面を取り囲むように固設された基部４１、ならびに基部４１の下側に突出し回転縦軸８外周面との間に隙間を有する筒状部４２を備えている。

また、ベアリング３０，３１の上側から第一のラビリンスリング４０の下側までの範囲が筒状ハウジング５０により覆われている。筒状ハウジング５０は、上部がフレーム９によって支持されている。また、筒状ハウジング５０は、回転縦軸８の周囲を隙間をもって取り囲んでおり、その内周面にベアリング３０，３１の外輪ｏｒが嵌合されている。

筒状ハウジング５０における第一のラビリンスリング部４０よりも下側の部位には、第二のラビリンスリング部６０が固設されている。第二のラビリンスリング部６０は、筒状ハウジング５０内周面と第一のラビリンスリング部４０の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部６１、ならびにこの基部６２から延在され、第一のラビリンスリング部４０の筒状部４２と回転縦軸８の外周面との間の隙間に挿入された筒状挿入部６２とを有する。かくして、第一のラビリンスリング部４０の筒状部４２と第二のラビリンスリング部６０の筒状挿入部６２とによりラビリンスシールが形成され、ローラーベアリング３１、筒状ハウジング５０、第一のラビリンスリング部４０ならびに第二のラビリンスリング部６０により囲まれる空間が潤滑油排出室ｒ３とされる。

ベアリング３０，３１上部、すなわちこの場合、アンギュラーベアリング３０の上部はベアリング押エ７０およびベアリングナット７１よりなるカバー部により覆われている。ベアリング押エ７０はアンギュラーベアリング３０の外輪ｏｒ上面と液密に接する筒状体であり、ハウジング５０にボルト等により固定される。ベアリングナット７１はアンギュラーベアリング３０の内輪上面と液密に接し、回転縦軸８の外周面に螺合されて固定される。ベアリングナット７１の外周面には、下方に開口する凹溝が周方向に沿って環状に形成されており、この環状凹溝内にベアリング押エ７０の上端筒状部が挿入されることにより、ラビリンスシールが形成されている。かくして、アンギュラーベアリング３０上面、ベアリングナット７１およびベアリング押エ７０により囲まれた供給室ｒ１が形成される。そして、ベアリング押エ７０には潤滑油供給口が形成されており、潤滑油供給管ＦＰが接続されている。

アンギュラーベアリング３０の外輪ｏｒ下面はハウジング５０内面に周方向に沿って形成された凸条５１の上面と液密に接触しており、内輪ｉｒ下面は、回転縦軸８を取り囲む間隔保持筒８０の上面と液密に接触している。また、間隔保持筒８０の下面はローラーベアリング３１の内輪ｉｒ上面に液密に接触しており、ローラーベアリング３１の外輪ｏｒ上面は、ハウジング５０内面に周方向に沿って形成された凸条５２の下面と液密に接触している。間隔保持筒８０外面とハウジング５０内面との間の空間は、潤滑油の中継流路ｒ２とされる。

さらに、ローラーベアリング３１の内輪ｉｒ下面は第一のラビリンスリング部４０上面と液密に接触し、外輪ｏｒ下面はハウジング５０内面に周方向に沿って形成されたスナップリング等の着脱可能な凸条５３と接触している。ハウジング５０におけるローラーベアリング３１の下側の部位には排出室ｒ３内に連通する排出孔が設けられ、この排出孔に排出管ＸＰが接続されている。

この排出管ＸＰは、図４に示すようにオイルポンプ９１に接続され、潤滑油の吸引排出がなされる。吸引された潤滑油は貯留槽９０に貯留された後、潤滑油供給管ＦＰを介してベアリング３０，３１に対して循環供給される。貯留槽９０はベアリング３０，３１よりも上方に配置され、潤滑油の供給は重力により行われる。また潤滑油の給排は実質的に連続的に行われる。

供給管ＦＰを介して供給室ｒ１に供給された潤滑油は、アンギュラーベアリング３０の外輪ｏｒ及び内輪ｉｒ間を流下した後、中継流路ｒ２を介してローラーベアリング３１に供給され、次いでローラーベアリング３１の外輪ｏｒ及び内輪ｉｒ間を流下して、排出室ｒ３に到達した後、排出管ＸＰを介して吸引排出される。かくして、ベアリング３０，３１は常時潤滑される。

他方、バスケット２は、頂端開放部分２２および下端開放部分２４を有するとともに、その周壁が多くの脱液孔２ａを有する瀘壁として形成され、更にその内面には微少な孔を有するスクリーン３（網状体）が装着されている。バスケット２の下端開放部分２４は、回転縦軸８を取り囲み、上下方向に駆動される円錐筒形状の排出蓋６の下端周辺との対接関係で開閉可能に形成されている。また、下端開放部分２４の下方にはケーシング１０の底壁は存在せず、したがって、排出蓋６が上昇して下端開放部分２４が開成された状態ではバスケット２の内部空間は遠心分離機１の外部に開放される。

固形分を掻き取るための掻取装置は図示しない水平シリンダ（第二シリンダ装置）と、垂直シリンダ４（第一シリンダ装置）と、スクレーパ２０（掻取手段）とを有する。水平シリンダは垂直シリンダ４の長手方向軸線に対して垂直方向にフレーム９に固定されてそのシリンダ軸の先端部が垂直シリンダ４の下端部４ａに一体に突設されたアーム４ｂに駆動連結され且つ図示しない駆動流体源と連通された前進作動室と後退作動室を有し、垂直シリンダ４をその長手方向軸線の周囲で回転させてスクレーパ２０をスクレーパ待機位置（後退待機位置）とスクレーパ投入完了位置（前進掻取位置）の間で移動させる。

基台５はフレーム９の底壁にボルト等の固定手段により固定されている。垂直シリンダ４はその下端部４ａで基台５に回転自在に装架されて遠心分離機１の長手方向軸線に沿う方向に指向し、その垂直シリンダ軸１９の先端部がフレーム９の底壁を貫通してケーシング１０内に伸長しており、さらにバスケット２内に進入している。垂直シリンダ４の垂直シリンダ軸１９（シリンダ軸、軸）は垂直シリンダ４の本体に対して相対回転できないようになっている。垂直シリンダ４の垂直シリンダ軸１９にはスクレーパ２０が突設されており、このスクレーパ２０によりバスケット２の内壁に付着した固体成分が掻き取られる。

水平シリンダは垂直シリンダ４とスクレーパ２０をスクレーパ待機位置から、バスケット２内壁に装着されたスクリーン３の近傍であるスクレーパ投入完了位置まで旋回させ、バスケット２内に滞留したケーキ層にスクレーパ２０を投入させる。この時、スクレーパ２０の旋回は、水平シリンダのピストンロッドに連結されたアーム４ｂが基台５に設けたストッパ５ａに当接することにより停止される（図２に点線で示す）。排出蓋６はフレーム９に設けられた図示しない別シリンダに連結された引上ローラ７により引き上げられて（図１に点線で示す）、バスケット２の底面に形成された下端開放部分２４が開成される。

この遠心分離機は例えば次のように動作させることができる。すなわち、遠心分離機１にスラリーを供給する以前に、遠心分離機１の供給管１１に連結した図示しないミキサーに結晶と蜜の混合物であるスラリーが形成・保持される。モータ１３が作動しバスケット２が２００ｒｐｍ程度の低速で回転する時に、図示しないソレノイドの付勢（励磁）によって供給弁１２を開成させ、スラリー供給管１１からバスケット２の頂端開放部分２２を経てスラリー（砂糖結晶を含むスラリー）をバスケット２内に所定量だけ連続的に供給する（供給工程）。次いで、バスケット２の回転を加速させてスラリーから液体成分を脱液しながら１０００〜１５００ｒｐｍの回転数に到達させる（加速工程）。なお、遠心分離機の加速中には洗浄水を散布する。次いで、バスケット２を１０００〜１５００ｒｐｍで所定の脱水時間だけ回転させる（脱水工程）。この時、バスケット２内に供給されたスラリーは、遠心力によってバスケット２の周壁（濾壁）に押しつけられ、固体成分がスクリーン３の内壁に付着し、液体成分のみが周壁を通過し濾液としてケーシング１０の環状底壁部に敵下し、逐次ケーシング１０下部の排液口を通じて外部に放出される。次いで、モータ１３を減速させることによりバスケット２の回転数を５０ｒｐｍ程度まで減速させる（減速工程）。バスケット２の回転はこの回転数でなお続行される。次いで、減速されたバスケット２内に滞留した固形分からなるケーキを掻き取る（掻取工程）。

掻取工程においては、回転縦軸８を包囲する円錐筒形状の排出蓋６が、フレーム９の底壁より上方に設置された図示しない駆動装置により持ち上げられ、水平シリンダは垂直シリンダ４とスクレーパ２０をスクレーパ待機位置から、スクレーパ投入完了位置まで旋回され、バスケット２内に滞留したケーキ層に向かってスクレーパ２０が前進され、バスケット２の回転方向とは逆向きにケーキ層中に投入される。投入完了後のスクレーパ２０の位置はスクリーン３の近傍にある。

その後、スクレーパ２０の旋回は基台５に設けたストッパ５ａに当接して停止される。次いで、スクレーパ２０は垂直シリンダ４によりバスケット２内の下限位置まで下降してバスケット２内のケーキを排出する。バスケット２の低速回転にともなってスクレーパ２０により掻き取られた砂糖結晶がバスケット２の下端開放部分２４を通じて遠心分離機の外部に取り出される。掻取作業の完了後、垂直シリンダ４の作動によってスクレーパ２０はバスケット２内の下限位置から上限位置（初期位置）まで上昇し、次いでフレーム９に設けられた別のシリンダが作動して排出蓋６は下降してバスケット２内の下限位置（初期位置）へ戻って下方開放部分２４を閉成した後、水平シリンダの作動によってスクレーパ２０はスクレーパ投入完了位置からスクレーパ待機位置まで戻って一連の掻取工程が完了する。次いで、さらなる遠心分離機の運転が行われる。

掻取装置の形式により作動工程の順序に違いはあるが、以上のような工程が掻取工程の一例である。上記例の掻取工程ではスクレーパ２０は水平入り（スクレーパ待機位置から、スクレーパ投入完了位置までの旋回）・下降・上昇・戻り（水平入りと逆の旋回）の動作をする。スクレーパ２０の動作の間、排出蓋６は上昇・下降動作をする。機構によっては上昇・下降動作が省略されるもの（例えば、小型の遠心分離機の場合、第一シリンダ装置は不要）や、排出蓋６がないものもある。また、作動には圧縮空気や油圧が用いられる。
特開平１１−２０７２１２号公報

しかしながら、上記従来のベアリングに対する潤滑油給排機構では、排出管の閉塞等により排出室からの潤滑油の排出が不可能になる、あるいは追い付かなくなると、排出室内の潤滑油がラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸側に漏出してしまうという問題点があった。

特に上記遠心分離機例のように、潤滑油が自動供給される場合には漏出の発見が遅くなることも問題であった。さらに、分離対象が、食品や化学薬品等の衛生性が要求される物質等の場合、潤滑油が回転縦軸を伝って対象物に混入してしまうことも問題であった。

また、この問題点の解決に際して、設計の大幅な変更により対応することもできるが、その場合既存装置への適用が困難となるため、可能な限り変更が少なく、既存設備への適用が容易な解決策が望まれた。

そこで、本発明の主たる課題は、軸受け装置における潤滑油の漏出を効果的に防止でき、また既存設備に対して容易に適用できる技術を提供することにある。

上記課題を解決した本発明は次記のとおりである。
＜請求項１記載の発明＞
上下方向に沿って配置され回転駆動される回転縦軸と、
この回転縦軸が挿通された内輪、内輪に対して転動体を介して接触された外輪を有するベアリングと、
前記ベアリングの上下少なくとも一方側に、前記ベアリングの内輪に対して直接または間接に連続する第一のラビリンスリング部と、前記ベアリングの外輪に対して直接または間接に連続し、かつ第一のラビリンスリング部と部分的に近接してラビリンスシールを形成する第二のラビリンスリング部が設けられており、
前記ベアリングの内部と、前記ベアリング、第一のラビリンスリング部及び第二のラビリンスリング部により囲まれる空間とを介して、潤滑油を循環させるように構成された軸受け構造において、
前記第二のラビリンスリング部に、前記ラビリンスシールを通過する潤滑油を受け入れて排出するための排出路が形成されている、ことを特徴とする回転縦軸の軸受け構造。

（作用効果）
本発明は、潤滑油を循環させる循環系統とは別に、ラビリンスシールを通過する潤滑油を排出するための排出路を形成したところに特徴を有するものであり、この排出路により、潤滑油がラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸側に漏出することを回避できるようになる。また、排出路から潤滑油が排出されることを利用して、閉塞等の故障が発生したことを検知できるという副次的メリットもある。

＜請求項２記載の発明＞
上下方向に沿って配置され回転駆動される回転縦軸と、
この回転縦軸が挿通された内輪、内輪に対して転動体を介して接触された外輪を有するベアリングと、
ベアリングよりも下側における回転縦軸の外周面を取り囲むように固設された基部、ならびに基部の下側に突出し回転縦軸外周面との間に隙間を有する筒状部を有する第一のラビリンスリング部と、
ベアリングの外輪の外周面に接触され、ベアリングの上側から第一のラビリンスリングの下側まで延在された筒状ハウジングと、
筒状ハウジングにおける第一のラビリンスリング部よりも下側の部位に固設され、筒状ハウジング内周面と第一のラビリンスリング部の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部、ならびにこの基部から延在され、第一のラビリンスリング部の筒状部と回転縦軸の外周面との間の隙間に挿入された筒状挿入部を有する第二のラビリンスリング部とを備え、
潤滑油が、ベアリングの上側から前記外輪と内輪との間に供給され、ベアリング内を通じて、ベアリング、筒状ハウジング、第一のラビリンスリング部ならびに第二のラビリンスリング部により囲まれる潤滑油排出室内に対して流下した後、潤滑油排出室内から外部へ排出されるように構成された軸受け装置であって、
前記第一のラビリンスリング部の筒状部は、内側筒部及び外側筒部からなる二重筒状に形成されており、
前記第二のラビリンスリング部の筒状挿入部は、内側挿入筒部及び外側挿入筒部からなる二重筒状に形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と外側筒部との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の外側挿入筒部が挿入されており、これにより外側ラビリンスシールが形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と回転縦軸との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の内側挿入筒部が挿入されており、これにより内側ラビリンスシールが形成されており、
前記第二のラビリンスリング部における内側挿入筒部と外側挿入筒部との間のスペースから外部に連通する漏出油排出路が形成されている、ことを特徴とする回転縦軸の軸受け構造。

（作用効果）
本発明においては、排出室内の潤滑油が、外側ラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸側に漏出したとしても、その潤滑油は、内側ラビリンスシールにより遮られ回転縦軸までは達せずに、漏出油排出路を介して外部に排出される。よって、排出室内の潤滑油がラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸側に漏出することは回避される。反対に、漏出油排出路から潤滑油が排出されることを利用して、閉塞等の故障が発生したことを検知できるという副次的メリットもある。

さらに、本発明では、従来のものと比べて第一及び第二のラビリンスリング部の筒状挿入部が二重筒状であるか否かの相違しかないため、基本的に他の部分の変更は不要である。もちろん、場合によっては、第一及び第二のラビリンスリング部以外の部分の変更も必要であるが、その場合でも、第一及び第二のラビリンスリング部を二重筒状にしたことに伴う僅かな設計変更で済み、基本的構造の変更は不要である。よって、既存設備に対しても適用することができ、非常に汎用性がある。

＜請求項３記載の発明＞
前記潤滑油は、前記ベアリングに対して断続的または連続的に自動供給されるように構成されている、請求項１記載の回転縦軸の軸受け装置。

（作用効果）
本発明は、潤滑油の供給が自動的に行われる場合に好適である。

＜請求項４記載の発明＞
回転駆動源と、
回転駆動源によって回転される回転縦軸と、
回転縦軸が挿通された内輪、内輪に対して転動体を介して接触された外輪を有し、回転縦軸を上下方向に沿って支持するベアリングと、
回転縦軸の下端部に同軸的に連結され、かつ周壁に脱液孔が形成された筒状バスケットと、
この筒状バスケット内にスラリーを供給する供給手段と、
筒状バスケット内の固形分を排出するための排出手段とを備えた遠心分離機において、
回転縦軸におけるベアリングよりも下側の外周面を取り囲むように固設された基部、ならびに基部の下側に突出し回転縦軸外周面との間に隙間を有する筒状部を有する第一のラビリンスリング部と、
ベアリングの外輪の外周面に接触され、ベアリングの上側から第一のラビリンスリングの下側まで延在された筒状ハウジングと、
筒状ハウジングにおける第一のラビリンスリング部よりも下側の部位に固設され、筒状ハウジング内周面と第一のラビリンスリング部の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部、ならびにこの基部から延在され、第一のラビリンスリング部の筒状部と回転縦軸の外周面との間の隙間に挿入された筒状挿入部を有する第二のラビリンスリング部とを備え、
潤滑油が、ベアリングの上側から前記外輪と内輪との間に供給され、ベアリング内を通じて、ベアリング、筒状ハウジング、第一のラビリンスリング部ならびに第二のラビリンスリング部により囲まれる潤滑油排出室内に対して流下した後、潤滑油排出室内から外部へ排出されるように構成され、
前記第一のラビリンスリング部の筒状部は、内側筒部及び外側筒部からなる二重筒状に形成されており、
前記第二のラビリンスリング部の筒状挿入部は、内側挿入筒部及び外側挿入筒部からなる二重筒状に形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と外側筒部との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の外側挿入筒部が挿入されており、これにより外側ラビリンスシールが形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と回転縦軸との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の内側挿入筒部が挿入されており、これにより内側ラビリンスシールが形成されており、
前記第二のラビリンスリング部における内側挿入筒部と外側挿入筒部との間のスペースから外部に連通する漏出油排出路が形成されている、ことを特徴とする遠心分離機。

（作用効果）
本項記載のような遠心分離機において、排出室内の潤滑油がラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸側に漏出すると、漏出した潤滑油は回転縦軸を伝って分離対象物に混入してしまうことになる。特に、食品や化学薬品等の衛生性が要求される物質等に適用される遠心分離機において、このような事態が発生すると、分離対象が無駄になるだけではなく、装置内の清浄化を行う必要も生じる。したがって、前述の本発明の軸受け装置を適用し、本項記載のように第一及び第二のラビリンスリング部をそれぞれ二重筒状となし、かつ漏出油排出路を形成するのは特に好ましい形態である。

以上のとおり、本発明によれば、軸受け装置における潤滑油の漏出を効果的に防止でき、また既存設備に対して容易に適用できるようになる。

前述のとおり、本発明は、従来の構造と比べて第一及び第二のラビリンスリング部のみが相違するものであるため、以下では、従来の構造と共通する部分については敢えて同じ符号を用いて説明を省略し、本発明の特徴部分に係る部分のみついて説明する。

＜第１の形態＞
図５は、前述の回分式遠心分離機１に対して本発明を適用した場合の軸受け装置部分の拡大図を示し、また、図６は軸受け装置部分の要部拡大図を示しており、他の部分は従来と共通するものである。すなわち、第一のラビリンスリング部４０は、回転縦軸８におけるローラーベアリング３１よりも下側の部分が液密に貫通される貫通孔を有する基部４１、ならびに基部４１の周縁部下側に突出し回転縦軸８外周面との間に隙間を有する筒状部を有し、この筒状部は内側筒部４２ｉ及び外側筒部４２ｏからなる二重筒状に形成されている。

また、第二のラビリンスリング部６０は、筒状ハウジング５０の底面にボルト等を用いて固設されており、筒状ハウジング５０内周面と第一のラビリンスリング部４０の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部６１、ならびにこの基部６１から上方に向かって延在され、第一のラビリンスリング部４０の内側筒部４２ｉと外側筒部４２ｏとの間ならびに内側筒部４２ｉと回転縦軸８の外周面との間の隙間に挿入された筒状挿入部を有し、この筒状挿入部は、内側筒部６２ｉ及び外側筒部６２ｏからなる二重筒状に形成されている。

より詳細には、第一のラビリンスリング部４０の内側筒部４２ｉと外側筒部４２ｏとの間のスペースに、その下方から第二のラビリンスリング部６０の外側挿入筒部６２ｏが挿入されており、これにより外側ラビリンスシールが形成される。また、第一のラビリンスリング部４０の内側筒部４２ｏと回転縦軸８との間のスペースに、その下方から第二のラビリンスリング部６０の内側挿入筒部６２ｉが挿入されており、これにより内側ラビリンスシールが形成される。

さらに、第二のラビリンスリング部６０における内側挿入筒部６２ｉと外側挿入筒部６２ｏとの間のスペースＳの底部から、第二のラビリンスリング部６０の外周面に連通する漏出油排出路６３が形成されており、これに漏出油排出管ＹＰが接続されている。この漏出油排出管ＹＰは、適宜の容器に接続しても良く、また前述の潤滑油貯留槽９０に連通させても良い。

かくして構成された軸受け装置では、上流側から順に(1)アンギュラーベアリング３０上面、ベアリングナット７１内面およびベアリング押エ７０内面により囲まれた供給室ｒ１、(2)アンギュラーベアリング３０の外輪ｏｒ・内輪ｉｒ間、(3) 間隔保持筒８０外周面とハウジング５０内面との間の潤滑油中継流路ｒ２、(4)ローラーベアリング３１の外輪ｏｒ・内輪ｉｒ間、(5) ローラーベアリング３１下面、筒状ハウジング５０下端部内面、第一のラビリンスリング部４０の外側筒部４２ｏ外面ならびに第二のラビリンスリング部６０の外側挿入筒部６２ｏ外面により囲まれる潤滑油排出室ｒ３、によって潤滑油の循環流路が形成される。すなわち、外部に設置された貯留槽９０の潤滑油は、供給管ＦＰから供給室ｒ１に対して自動供給され、アンギュラーベアリング３０、中継流路ｒ２、ローラーベアリング３１、排出室ｒ３の順に流通された後、オイルポンプ９１により排出管ＸＰを介して吸引され、貯留槽９０に返送されるようになっている。

そして、例えば排出管ＸＰの閉塞等により排出室ｒ３からの潤滑油の排出が不可能になる、あるいは追い付かなくなり、排出室ｒ３内の潤滑油が外側ラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸８側に漏出したとしても、その潤滑油は、内側ラビリンスシールにより遮られ回転縦軸８までは達せずに、漏出油排出路６３を介して外部に排出される。よって、排出室ｒ３内の潤滑油がラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸８側に漏出することは回避される。

＜第２の形態＞
図７は、第２の形態を示している。すなわち、第一のラビリンスリング部１００は、回転縦軸８におけるローラーベアリング３１の下側を取り囲むように固設された基部１０１と、基部１０１の周縁部下側に突出し回転縦軸８外周面との間に隙間を有する筒状部１０２と、筒状部１０２の内周面に上下方向に間隔を空けてそれぞれ設けられた、周方向に沿う上側環状凸部１０３および下側環状凸部１０４を有している。

また、第二のラビリンスリング部１１０は、筒状ハウジング５０内周面と第一のラビリンスリング部１００の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部１１１と、基部１１１から上方に向かって延在され、第一のラビリンスリング部１００の筒状部１０２と回転縦軸８との間に挿入された筒状挿入部１１２と、この筒状挿入部の外周面に上下方向に間隔を空けてそれぞれ設けられた、周方向に沿う上側環状凸部１１３および下側環状凸部１１４を有している。

そして、第一のラビリンスリング部の上下環状凸部１０３，１０４間のスペースに、その内側から第二のラビリンスリング部１１０の下側環状凸部１１４が挿入されるとともに、第二のラビリンスリング部１１０の上下環状凸部１１３，１１４間のスペースに、その外側から第一のラビリンスリング部１００の上側環状凸部１０３が挿入されている。これによってラビリンスシールが形成されている。

さらに、第二のラビリンスリング部１１０における上側環状凸部１１３と下側環状凸部１１４との間の凹部内から、第二のラビリンスリング部１１０の外周面に連通する排出路６３が形成されており、これに漏出油排出管ＹＰが接続されている。その他は第１の形態と同様である。

かくして構成された軸受け構造においても、例えば排出管ＸＰの閉塞等により排出室ｒ３からの潤滑油の排出が不可能になる、あるいは追い付かなくなり、排出室ｒ３内の潤滑油がラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸８側に漏出しようとしても、その潤滑油は、ラビリンスシールの途中に形成された排出路６３を介して外部に排出される。よって、排出室ｒ３内の潤滑油がラビリンスシールの隙間を介して回転縦軸８側に漏出することは回避される。

また、本第２の形態では、第１の形態と比べて製造容易性は劣るものの、より早期に漏出油を排出し始める、シール面を長くとり易いためシール性を高め易いといった利点がある。

＜第３の形態＞
図８は、第３の形態を示しており、上記第２の形態のラビリンスシール構造を更に簡素化したものである。すなわち、第一のラビリンスリング部１２０は、回転縦軸８におけるローラーベアリング３１の下側を取り囲むように固設された基部１２１と、基部１２１の周縁部下側に突出し回転縦軸８外周面との間に隙間を有する筒状部１２２と、筒状部１２２の下端部内周面に設けられた環状凸部１２３を有している。

また、第二のラビリンスリング部１３０は、筒状ハウジング５０内周面と第一のラビリンスリング部１２０の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部１３１と、基部１３１から上方に向かって延在され、第一のラビリンスリング部１２０の筒状部１２２と回転縦軸８との間に挿入された筒状挿入部１３２と、この筒状挿入部１３２の上端部外周面に設けられた、周方向に沿う環状凸部１３３を有している。

そして、第一のラビリンスリング部の環状凸部１２３の上面に第二のラビリンスリング部１３０の環状凸部１３３の下面が近接し、第一のラビリンスリング部の環状凸部１２３の先端面が第二のラビリンスリング部１３０の筒状挿入部１３２の外周面に近接し、かつ、第二のラビリンスリング部１３０の環状凸部１３３の先端面が第一のラビリンスリング部１２０の筒状部１２２の内周面に近接しており、これによってラビリンスシールが形成されている。

さらに、第二のラビリンスリング部１３０の筒状挿入部１３２上面には、第二のラビリンスリング部１３０の外周面に連通する排出路６３が形成されており、これに漏出油排出管ＹＰが接続されている。その他は第２の形態と同様である。

さらにまた、図示形態では、第二のラビリンスリング部１３０の筒状挿入部１３２上面が、回転縦軸８側に向かって昇り勾配となる傾斜面とされている。

さらに、図示形態では、第二のラビリンスリング部１３０の筒状挿入部１３２上面が、回転縦軸８側に向かって昇り勾配となっているため、更に潤滑油の漏出防止性が高まる。この筒状挿入部１３２の上面を昇り勾配とする構成は、第１の形態や第２の形態にも適用できる。

＜その他＞
本発明は、ラビリンスシールを介して漏出した潤滑油を装置外部に導出するものであるが、漏出を検知するものではない。したがって、ラビリンスシールからの漏出が発生したことを検知するのが好ましい。具体的には、図４に示すように、漏出油排出路６３を潤滑油の循環系外に導き貯留等するとともに、潤滑油循環系内の貯留槽９０にフロートスイッチ等のレベルセンサ９２を設け、貯留レベルの減少を検出することにより潤滑油漏れを検出するように構成することができる。またもちろん、漏出油排出路６３からの潤滑油の排出を流量計等により検出することもできる。

また、上記実施形態は、アンギュラーベアリングおよびローラーベアリングに対して潤滑油を順に流通させる形態への適用例であるが、本発明は、ベアリングの数や種類により限定されるものではない。すなわち、例えば一つ若しくは複数のベアリングに対して潤滑油を供給する場合、あるいは一種若しくは複数種のベアリングに対して潤滑油を供給する場合にも適用できるものである。

上記実施形態では、ベアリングの下流側のラビリンスシールに対してのみ、本発明の漏出油排出機構を採用しているが、ベアリングの上流側、すなわち上記実施形態におけるベアリング押エ７０およびベアリングナット７１よりなるラビリンスシールに対しても適用できることはいうまでもない。

本発明は、遠心分離機のみならず、他の回転縦軸を有する装置においても、本発明が対象とするラビリンスシール及び潤滑油給排機構を有する限り適用できるものであり、広範な用途に適用できるものである。

遠心分離機の要部縦断面図である。従来の軸受け装置の要部拡大縦断面図である。従来の軸受け装置の要部拡大縦断面図である。潤滑油の循環システムのフロー図である。第１の実施形態の要部拡大縦断面図である。第１の実施形態の要部拡大縦断面図である。第２の実施形態の要部拡大縦断面図である。第３の実施形態の要部拡大縦断面図である。

符号の説明

１…遠心分離機、２…バスケット、８…回転縦軸、１０…ケーシング、１１…スラリー供給管、１３…モータ、２０…スクレーパ、３０…アンギュラーベアリング、３１…ローラーベアリング、４０…第一のラビリンスリング部、４１…基部、４２…筒状部、５０…ハウジング、５１〜５３…凸条、６０…第二のラビリンスリング部、６１…基部、６２…筒状部、７０…ベアリング押エ、７１…ベアリングナット、８０…間隔保持筒、９０…貯留層、９１…オイルポンプ、ｒ１…供給室、ｒ２…中継室、ｒ３…排出室。

Claims

上下方向に沿って配置され回転駆動される回転縦軸と、
この回転縦軸が挿通された内輪、内輪に対して転動体を介して接触された外輪を有するベアリングと、
前記ベアリングの上下少なくとも一方側に、前記ベアリングの内輪に対して直接または間接に連続する第一のラビリンスリング部と、前記ベアリングの外輪に対して直接または間接に連続し、かつ第一のラビリンスリング部と部分的に近接してラビリンスシールを形成する第二のラビリンスリング部が設けられており、
前記ベアリングの内部と、前記ベアリング、第一のラビリンスリング部及び第二のラビリンスリング部により囲まれる空間とを介して、潤滑油を循環させるように構成された軸受け構造において、
前記第二のラビリンスリング部に、前記ラビリンスシールを通過する潤滑油を受け入れて排出するための排出路が形成されている、ことを特徴とする回転縦軸の軸受け構造。
上下方向に沿って配置され回転駆動される回転縦軸と、
この回転縦軸が挿通された内輪、内輪に対して転動体を介して接触された外輪を有するベアリングと、
ベアリングよりも下側における回転縦軸の外周面を取り囲むように固設された基部、ならびに基部の下側に突出し回転縦軸外周面との間に隙間を有する筒状部を有する第一のラビリンスリング部と、
ベアリングの外輪の外周面に接触され、ベアリングの上側から第一のラビリンスリングの下側まで延在された筒状ハウジングと、
筒状ハウジングにおける第一のラビリンスリング部よりも下側の部位に固設され、筒状ハウジング内周面と第一のラビリンスリング部の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部、ならびにこの基部から延在され、第一のラビリンスリング部の筒状部と回転縦軸の外周面との間の隙間に挿入された筒状挿入部を有する第二のラビリンスリング部とを備え、
潤滑油が、ベアリングの上側から前記外輪と内輪との間に供給され、ベアリング内を通じて、ベアリング、筒状ハウジング、第一のラビリンスリング部ならびに第二のラビリンスリング部により囲まれる潤滑油排出室内に対して流下した後、潤滑油排出室内から外部へ排出されるように構成された軸受け装置であって、
前記第一のラビリンスリング部の筒状部は、内側筒部及び外側筒部からなる二重筒状に形成されており、
前記第二のラビリンスリング部の筒状挿入部は、内側挿入筒部及び外側挿入筒部からなる二重筒状に形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と外側筒部との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の外側挿入筒部が挿入されており、これにより外側ラビリンスシールが形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と回転縦軸との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の内側挿入筒部が挿入されており、これにより内側ラビリンスシールが形成されており、
前記第二のラビリンスリング部における内側挿入筒部と外側挿入筒部との間のスペースから外部に連通する漏出油排出路が形成されている、ことを特徴とする回転縦軸の軸受け構造。
前記潤滑油は、前記ベアリングに対して断続的または連続的に自動供給されるように構成されている、請求項１記載の回転縦軸の軸受け装置。
回転駆動源と、
回転駆動源によって回転される回転縦軸と、
回転縦軸が挿通された内輪、内輪に対して転動体を介して接触された外輪を有し、回転縦軸を上下方向に沿って支持するベアリングと、
回転縦軸の下端部に同軸的に連結され、かつ周壁に脱液孔が形成された筒状バスケットと、
この筒状バスケット内にスラリーを供給する供給手段と、
筒状バスケット内の固形分を排出するための排出手段とを備えた遠心分離機において、
回転縦軸におけるベアリングよりも下側の外周面を取り囲むように固設された基部、ならびに基部の下側に突出し回転縦軸外周面との間に隙間を有する筒状部を有する第一のラビリンスリング部と、
ベアリングの外輪の外周面に接触され、ベアリングの上側から第一のラビリンスリングの下側まで延在された筒状ハウジングと、
筒状ハウジングにおける第一のラビリンスリング部よりも下側の部位に固設され、筒状ハウジング内周面と第一のラビリンスリング部の外周面との間のスペースの下部開口を覆うように延在された基部、ならびにこの基部から延在され、第一のラビリンスリング部の筒状部と回転縦軸の外周面との間の隙間に挿入された筒状挿入部を有する第二のラビリンスリング部とを備え、
潤滑油が、ベアリングの上側から前記外輪と内輪との間に供給され、ベアリング内を通じて、ベアリング、筒状ハウジング、第一のラビリンスリング部ならびに第二のラビリンスリング部により囲まれる潤滑油排出室内に対して流下した後、潤滑油排出室内から外部へ排出されるように構成され、
前記第一のラビリンスリング部の筒状部は、内側筒部及び外側筒部からなる二重筒状に形成されており、
前記第二のラビリンスリング部の筒状挿入部は、内側挿入筒部及び外側挿入筒部からなる二重筒状に形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と外側筒部との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の外側挿入筒部が挿入されており、これにより外側ラビリンスシールが形成されており、
第一のラビリンスリング部の内側筒部と回転縦軸との間のスペースに、第二のラビリンスリング部の内側挿入筒部が挿入されており、これにより内側ラビリンスシールが形成されており、
前記第二のラビリンスリング部における内側挿入筒部と外側挿入筒部との間のスペースから外部に連通する漏出油排出路が形成されている、ことを特徴とする遠心分離機。