JP2013220595A

JP2013220595A - 加熱処理装置

Info

Publication number: JP2013220595A
Application number: JP2012093762A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Fujii; 淳藤井; Akishi Yamazaki; 晃史山崎; Masaki Morikawa; 正貴森川
Original assignee: Kurimoto Ltd
Current assignee: Kurimoto Ltd
Priority date: 2012-04-17
Filing date: 2012-04-17
Publication date: 2013-10-28

Abstract

【課題】簡単な構造で駆動部を熱影響から保護できる２軸式の加熱処理装置を提供する。
【解決手段】ケーシング１内に互いに平行に配設される２本の処理軸２にそれぞれ一体回転可能に接続され、駆動部によって回転駆動される２本の出力軸４の中空部４ａに、熱媒体の流路を形成するパイプ部材１３を挿通して、パイプ部材１３の外周面と出力軸４の中空部４ａの内壁との間に空気層１６を設け、この空気層１６をパイプ部材１３の外周に嵌め込んだＯリング１４でシールする構成とすることにより、従来のシール構造を採用する場合よりも簡単な構造で、出力軸４から駆動部への熱影響を抑えられるようにしたのである。
【選択図】図２

Description

本発明は、ケーシング内で被処理物を加熱しながら、その被処理物に対して混練・混合・反応操作等の処理を行う加熱処理装置に関する。

化学薬品、医薬品、食料品、樹脂等に対して混練・混合・反応操作等の処理を行う処理装置には、ケーシング内に配設される処理軸を駆動部によって回転駆動される出力軸に一体回転可能に接続し、その処理軸および出力軸の内部に熱媒体の流路を設け、出力軸を処理軸と一体に回転駆動することにより、ケーシングに供給された被処理物を加熱しながら処理軸で被処理物に対して所定の処理を行うものがある。このように被処理物を加熱しながら処理する処理装置（以下、「加熱処理装置」と称する。）では、高温の熱媒体を使用したときに、出力軸から駆動部への熱伝達により、駆動部の各部品の熱膨張が大きくなったり潤滑油温度が上昇したりして、運転中にトラブルが生じることがある。

これに対し、特許文献１では、出力軸に設けた中空部に熱媒体の流路を形成するパイプ部材を挿通して、パイプ部材の外周面と出力軸の中空部の内壁との間、すなわち出力軸の熱媒体流路の径方向外側に冷却層を設け、そのパイプ部材の一端部を、処理軸の熱媒体流路を形成する中空部の内壁にねじ結合して、処理軸の熱媒体流路から冷却層へ熱媒体が流入しないようにシールし、冷却層に冷却媒体を通すことにより、出力軸から冷却層への伝導熱の一部を冷却媒体で外部へ搬出して、出力軸から駆動部への熱影響を抑えるようにした加熱処理装置（プラスチック成形機）が提案されている。

特許第２７２３３３１号公報

上記特許文献１に記載された加熱処理装置は、上述したように出力軸から駆動部への熱影響を抑えることができ、円滑な運転を行えるが、パイプ部材と処理軸のねじ結合によるシール構造等、出力軸の熱媒体流路の径方向外側に冷却層を設けるための構造が複雑で、製造コストが高くなるうえ組立てやメンテナンスにも手間がかかるという問題がある。

また、この加熱処理装置では、その冷却層の目的上、冷却層の径方向内側のパイプ部材と径方向外側の出力軸とで温度差が大きくなるので、両部材の大きな熱膨張差にも耐えうる強固な構造とするために、各部材について精密な設計を行って高精度で製造することが必要とされ、これによっても製造コストが高くなってしまう。

そして、これらの問題は、この加熱処理装置の構造を、処理軸とそれに接続される出力軸を２本ずつ備えた２軸式のものに適用しようとする場合に、より重大となる。２軸式の加熱処理装置では、処理軸どうしおよび出力軸どうしが互いに平行に近接して配設され、公差の小さい設計が求められるからである。

そこで、本発明は、簡単な構造で駆動部を熱影響から保護できる２軸式の加熱処理装置を提供することを課題とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、ケーシングと、ケーシング内に互いに平行に配設される２本の処理軸と、各処理軸にそれぞれ一体回転可能に接続され、駆動部によって回転駆動される２本の出力軸とを備え、前記処理軸および出力軸の内部に熱媒体の流路を設け、前記出力軸を処理軸と一体に回転駆動することにより、前記ケーシングに供給された被処理物を加熱しながら、前記処理軸で被処理物に対して所定の処理を行う加熱処理装置において、前記出力軸に設けた中空部に前記熱媒体の流路を形成するパイプ部材を挿通して、このパイプ部材の外周面と前記出力軸の中空部の内壁との間に空気層を設け、前記パイプ部材の外周に前記空気層をシールする弾性シール部材を嵌め込んだ構成を採用した。

すなわち、加熱処理装置の駆動部によって回転駆動される出力軸の中空部に熱媒体流路を形成するパイプ部材を挿通して、パイプ部材と出力軸との間に空気層を設け、この空気層をパイプ部材の外周に嵌め込んだ弾性シール部材でシールする構成とすることにより、簡単な構造で駆動部を熱影響から保護できるようにしたのである。

上記の構成において、前記パイプ部材を前記処理軸の内部まで延長し、前記弾性シール部材の少なくとも一つを前記処理軸の内部に配置すれば、処理軸内の流路を通る熱媒体が処理軸と出力軸の接続部から外部へ漏出することを容易に防止でき、その接続部の構造を簡単にすることができる。

本発明の加熱処理装置は、上述したように、駆動部によって回転駆動される２本の出力軸の中空部に熱媒体流路を形成するパイプ部材を挿通し、パイプ部材と出力軸との間に設けた空気層を、パイプ部材の外周に嵌め込んだ弾性シール部材でシールしたものであるから、簡単な構造で駆動部を熱影響から保護でき、前述の従来のシール構造を採用する場合に比べて製造コストを抑えられるし、組立てやメンテナンスも容易に行うことができる。

実施形態の加熱処理装置の概略の平面図図１の加熱処理装置の要部の縦断正面図

以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。この加熱処理装置は、図１に示すように、ケーシング１と、ケーシング１内に互いに平行に配設された２本の処理軸（スクリュ軸）２と、各処理軸２にそれぞれ軸継手３で一体回転可能に接続される２本の出力軸４と、各出力軸４を減速機５を介してモータ６で回転駆動する駆動部７とからなる２軸式の押出機である。その出力軸４の接続端と反対側の端部には、出力軸４および処理軸２の内部に高温の油等の熱媒体を給排するためのロータリジョイント８が取り付けられている。そして、駆動部７で各出力軸４を処理軸２と一体に回転駆動することにより、ケーシング１の一端側の供給口１ａから供給された被処理物を、処理軸２の内部に通される熱媒体で間接加熱しながら、処理軸２のスクリュ部１ｂでケーシング１の他端側へ移送し、ケーシング１他端の排出口１ｃから押し出すようになっている。

図２に示すように、前記処理軸２と出力軸４は、それぞれの接続側端部の内周側に環状の当部材９、１０が嵌め込まれ、両当部材９、１０が軸方向で突き合わされた状態で軸継手３によって接続されている。処理軸２側の当部材９の外周の環状溝には、その当部材９と処理軸２との間をシールするＯリング１１が設けられている。そして、処理軸２は、その両端部（接続端と反対側は図示省略）をケーシング１に設けられた軸受１２で回転自在に支持されている。

また、処理軸２および出力軸４は、それぞれの内部に軸方向に延びる中空部２ａ、４ａが形成され、その中空部２ａ、４ａどうしが連通するように接続されている。その出力軸４の中空部４ａにはパイプ部材１３が挿通されており、その延長部１３ａが処理軸２の中空部２ａの途中まで挿入されている。そして、図示は省略するが、このパイプ部材１３の内側に挿通されたロータリジョイント８の内管が、処理軸２の中空部２ａの閉塞端近傍まで延びており、その内管の内側が熱媒体の供給路となり、内管の外側、すなわち内管の外周面と処理軸２の中空部２ａの内壁との間、および内管の外周面とパイプ部材１３の内周面との間が熱媒体の排出路となっている。

ここで、パイプ部材１３の外周には、その延長部１３ａの先端近傍位置と、処理軸２側の当部材９に径方向で対向する位置と、出力軸４の接続端と反対側の端部近傍位置（図示省略）に、弾性シール部材としてのＯリング１４が３つずつ嵌め込まれている。これらのＯリング１４により、パイプ部材１３外周面と処理軸中空部２ａの内壁との間に形成された空気層１５、および出力軸中空部４ａの内壁との間に形成された空気層１６が、それぞれシールされている。

なお、組立ての際には、まず、処理軸２をケーシング１に取り付けておくとともに、Ｏリング１４を嵌め込んだパイプ部材１３を出力軸４の中空部４ａに挿通して、その延長部１３ａを出力軸４から突出させておく。次に、出力軸４の接続側端部に軸継手３を取り付け、その後、処理軸２と出力軸４を軸方向に接近させて、パイプ部材１３の延長部１３ａを処理軸２の中空部２ａに挿入していく。そして、処理軸２と出力軸４の当部材９、１０どうしが軸方向で突き合わされると、軸継手３を締め付けて処理軸２と出力軸４を接続する。

この加熱処理装置は、上記の構成であり、駆動部７によって回転駆動される出力軸４の中空部４ａに熱媒体流路を形成するパイプ部材１３を挿通して、パイプ部材１３の外周面と出力軸中空部４ａの内壁との間に空気層１６を設け、出力軸４から駆動部７への熱影響を抑えるようにしたので、駆動部７の各部品の熱膨張や潤滑油温度の上昇によるトラブルが生じにくく、円滑な運転を行うことができる。

しかも、パイプ部材１３と出力軸４との間の空気層１６のシールを、パイプ部材１３の外周に嵌め込んだＯリング１４で行うようにしたので、従来のシール構造を採用する場合に比べて、駆動部７を熱影響から保護する構造が簡単であり、製造コストを抑えられるし、組立てやメンテナンスも容易に行うことができる。特に、空気層１６を挟むパイプ部材１３と出力軸４とで温度差が大きくなっても、その両部材の熱膨張差をＯリング１４で吸収できるため、各部材の径方向寸法の公差を大きくとれる点、および組立てやメンテナンスの際に、パイプ部材１３の軸方向の位置決めを高精度で行わなくてよい点で、有利である。

さらに、パイプ部材１３は処理軸２の内部まで延長されており、その延長部１３ａの先端近傍位置と、処理軸２側の当部材９に対向する位置にＯリング１４を配置したので、処理軸２内の流路を通る熱媒体が処理軸２と出力軸４の接続部から外部へ漏出するおそれがなく、その接続部を複雑な漏出防止構造とする必要がない。また、パイプ部材１３の延長部１３ａの２箇所でシールを行うようにしたことにより、確実にパイプ部材１３と出力軸４との間の空気層１６への熱媒体の流入を防止して、駆動部７を熱影響から保護することができる。

なお、上述した実施形態では、処理軸２と出力軸４を軸継手３で一体回転可能に接続したが、これに代えて処理軸と出力軸を一体に形成した回転軸を用いることもできる。

また、本発明は、実施形態のような２軸式の押出機だけでなく、被処理物を加熱しながら混練・混合・反応操作等の処理を行う種々の加熱処理装置に適用することができる。

１ケーシング
２処理軸
２ａ中空部
３軸継手
４出力軸
４ａ中空部
５減速機
６モータ
７駆動部
８ロータリジョイント
１３パイプ部材
１３ａ延長部
１４Ｏリング
１５、１６空気層

Claims

ケーシングと、ケーシング内に互いに平行に配設される２本の処理軸と、各処理軸にそれぞれ一体回転可能に接続され、駆動部によって回転駆動される２本の出力軸とを備え、前記処理軸および出力軸の内部に熱媒体の流路を設け、前記出力軸を処理軸と一体に回転駆動することにより、前記ケーシングに供給された被処理物を加熱しながら、前記処理軸で被処理物に対して所定の処理を行う加熱処理装置において、前記出力軸に設けた中空部に前記熱媒体の流路を形成するパイプ部材を挿通して、このパイプ部材の外周面と前記出力軸の中空部の内壁との間に空気層を設け、前記パイプ部材の外周に前記空気層をシールする弾性シール部材を嵌め込んだことを特徴とする加熱処理装置。
前記パイプ部材を前記処理軸の内部まで延長し、前記弾性シール部材の少なくとも一つを前記処理軸の内部に配置したことを特徴とする請求項１に記載の加熱処理装置。