JP2015089525A - 遠心分離装置 - Google Patents

遠心分離装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015089525A
JP2015089525A JP2013228885A JP2013228885A JP2015089525A JP 2015089525 A JP2015089525 A JP 2015089525A JP 2013228885 A JP2013228885 A JP 2013228885A JP 2013228885 A JP2013228885 A JP 2013228885A JP 2015089525 A JP2015089525 A JP 2015089525A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
bearing
casing
shaft
pressure
bowl
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2013228885A
Other languages
English (en)
Other versions
JP5547331B1 (ja
Inventor
兼司 森田
Kenji Morita
兼司 森田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tomoe Engineering Co Ltd
Original Assignee
Tomoe Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tomoe Engineering Co Ltd filed Critical Tomoe Engineering Co Ltd
Priority to JP2013228885A priority Critical patent/JP5547331B1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5547331B1 publication Critical patent/JP5547331B1/ja
Priority to KR1020140143113A priority patent/KR101523188B1/ko
Priority to CN201410568509.6A priority patent/CN104399601B/zh
Priority to EP14190467.2A priority patent/EP2868386B1/en
Priority to US14/525,357 priority patent/US9238233B2/en
Publication of JP2015089525A publication Critical patent/JP2015089525A/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B9/00Drives specially designed for centrifuges; Arrangement or disposition of transmission gearing; Suspending or balancing rotary bowls
    • B04B9/12Suspending rotary bowls ; Bearings; Packings for bearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04BCENTRIFUGES
    • B04B1/00Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/20Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles discharging solid particles from the bowl by a conveying screw coaxial with the bowl axis and rotating relatively to the bowl

Landscapes

  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Sealing Using Fluids, Sealing Without Contact, And Removal Of Oil (AREA)

Abstract

【課題】竪型の遠心分離装置において、ケーシング内の設定圧力によって軸受機構の耐圧設計仕様を変えることなく、製品の標準化を実現する【解決手段】容器をなすケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配置された遠心分離用のボウルと、前記ボウルの上部側に設けられ、鉛直軸方向に延びる前記ボウルの回転軸と、前記ケーシングの外に配置され、前記回転軸を回転させる駆動装置と、前記ケーシングの開口部に配置され、該開口部を貫通する前記回転軸を軸支する軸受機構と、を含む竪型の遠心分離装置において、前記軸受機構は、前記回転軸を囲うハウジングと、前記回転軸を軸支するベアリングと、該軸受機構のケーシング側端部に配置され前記ハウジングと回転軸のクリアランスを圧力気体でシールする非接触型の軸シール機構と、を備えている。【選択図】図3

Description

本発明は、竪型の遠心分離装置に関し、特にケーシング内で回転する遠心分離用のボウルの軸シール機構に関する。
例えば特許文献1に開示されている分離装置は、被処理液に遠心力を付与して分離操作を実行するデカンタタイプの遠心分離装置である。遠心分離装置は、被処理液が内部に供給される円筒形状のボウルがケーシング内に配置されており、ボウルを回転させる駆動機構(例えば駆動モーター)がケーシング外に配置されている。ボウルの回転軸であるシャフトは、ケーシングの上部側開口部を塞ぐように配置された軸受機構によって軸支されており、ケーシングの外にまで延びたシャフト端部に駆動モーターの動力が伝達される構成になっている。また、ボウル内にはスクリューコンベアが配置されており、差速発生装置であるギアボックスを介して駆動モーターの動力がスクリューコンベアに伝達され、ボウルと相対的な速度差(差速)で回転することによって固形物を排出口に向けて搬送する。
ボウルの回転軸であるシャフトの軸受機構は、シャフトが回転可能なように軸支するベアリングと、ベアリングを保持するハウジングと、ハウジングとシャフトのクリアランス部分をシール(軸シール)するメカニカルシールを備えている。メカニカルシールは、ケーシング内の物質等が装置外に漏洩すること、及びベアリング等がケーシング内の物質等と接触して劣化することを防止する。また反対に、クリアランスの部分を通じて、外気からの異物やベアリングの潤滑オイル等がケーシング内に混入することも防止する。
メカニカルシールは、固定環と回転環との間に接触摺動する部分があり、ここで発熱が起きる。発熱量が大きくなるとメカニカルシールが劣化するので、遠心分離装置は、潤滑オイルを冷却用クーラントとして循環供給する手段を更に備えている。潤滑オイルを循環供給する手段としては、オイルタンク、ポンプ及び温度調整器を備えたオイルユニットが用いられる。メカニカルシールには、圧力及び流量を調節しながら潤滑オイルを循環供給し、これにより軸シールの圧力バランスを調節する。
しかしながら、メカニカルシールを採用する遠心分離装置は、ケーシング内の設定圧力に応じて、軸受機構におけるメカニカルシール以外の部分の耐圧設計仕様を変える必要があり、常圧用や高圧用等のように製品が区別されていた。例えば、常圧用ではラビリンスシールを組み込むが、高圧用ではラビリンスシールでは耐圧性が確保できない。そこで、高圧用ではラビリンスシールに代えて例えばクリアランスブッシングを設けて、その長さ調節等で耐圧性を高める構造になっており、常圧用と高圧用との間で予備品等の互換性もない。さらに、軸受機構を構成する各部品(例えば、クリアランスブッシング等)の隙間や形状等によって圧力バランスを調節する現場調節作業の負担が大きかった。特に潤滑オイルの圧力調整と流量調整は、ケーシング内の設定圧力が高いほど難しくなる。
デカンタタイプの遠心分離装置は、ボウルが横置きにされた横型タイプのものがある。横型タイプのデカンタは、ボウルのメンテナンスや取り出しを行うためにケーシングが上下に2分割される構造とされ、耐圧性が低いため高圧条件下では使用できない。これに対し、竪型タイプのデカンタは、ケーシングを耐圧容器にすることができるので高圧条件下での使用が可能である。しかしながら、軸受機構についても耐圧仕様にする必要がある。また、軸シールの圧力バランスを調節するのが難しい。竪型タイプには、このような横型タイプにはない技術的課題がある。
また、例えば特許文献4のように高圧下でテレフタル酸を固液分離する場合、ケーシング内に拡散するテレフタル酸の微粉がメカニカルシールの摺動部分に噛み込んでしまい、メカニカルシールの劣化を引き起こす問題があった。テレフタル酸に限らず、微粉がケーシング内に拡散する処理物にあっては、同様の問題が懸念される。
特開2012−7634号公報 特許第5048165号 特開2007−38160号公報 特許第4907781号
本発明は、一例として挙げた上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、竪型の遠心分離装置において、ケーシング内の設定圧力によって常圧用や高圧用といったような軸受機構の耐圧設計仕様を変えることなく、軸受機構の耐圧設計仕様を標準化し、その結果として製品の標準化を実現することにある。
また、本発明の他の目的は、遠心分離実行時におけるケーシング内の設定圧力を高圧にしてもシール特性を長期間維持することができる軸シール機構を備えた遠心分離装置を提供することにある。
さらに、本発明の他の目的は、ケーシング内に微粉が拡散する操業条件においても、微粉によってシール特性が低下するのを防止できる軸シール機構を備えた遠心分離装置を提供することにある。
(1)本発明の遠心分離装置は、容器をなすケーシングと、前記ケーシング内に回転可能に配置された遠心分離用のボウルと、前記ボウルの上部側に設けられ、鉛直軸方向に延びる前記ボウルの回転軸と、前記ケーシングの外に配置され、前記回転軸を回転させる駆動装置と、前記ケーシングの開口部に配置され、該開口部を貫通する前記回転軸を軸支する軸受機構と、を含む竪型の遠心分離装置であって、前記軸受機構は、前記回転軸を囲うハウジングと、前記回転軸を軸支するベアリングと、該軸受機構のケーシング側の端部に配置され前記ハウジングと回転軸のクリアランスを圧力気体でシールする非接触型の軸シール機構と、を備えていることを特徴とする。
(2)前記ベアリングから前記軸シール機構に至るまでのクリアランスの部分に、前記ベアリングの潤滑オイルを排出する第1の排出口と、前記軸シール機構からリークしたシール用の気体を排出する第2の排出口を上から順に形成していることが好ましい。
(3)前記ベアリングの潤滑オイルを排出する第1の排出口と、前記軸シール機構からリークしたシール用の気体を排出する第2の排出口との間に、前記回転軸と一体になって回転することで潤滑オイルが軸シール機構まで流下するのを防止する流下防止部材を更に備えた構成にするのが好ましい。
(4)前記軸受機構には、前記非接触型の軸シール機構に圧力気体を供給する供給路と、前記軸シール機構からリークしたシール用気体を回収する回収路が接続されており、前記シール用気体の回収路には、更にミスト回収装置が接続されていることが好ましい。
(5)前記シール用気体の回収路は、前記ベアリングの潤滑オイルを貯留するタンクに接続されており、遠心分離実行時に前記ケーシングの内圧が0.1MPa以上となる高圧用の遠心分離装置である場合は、前記ミスト回収装置は、回収路の途中に配置した大気開放型のバッファタンクであることが好ましい。
(6)前記シール用気体の回収路は、前記ベアリングの潤滑オイルを貯留するタンクに接続されており、遠心分離実行時に前記ケーシング内の内圧が0.1MPa未満となる常圧用の遠心分離装置である場合は、前記潤滑オイルを貯留するタンクは、大気開放構造となっており、このタンクが前記ミスト回収装置を兼ねることが好ましい。
本発明によれば、竪型の遠心分離装置において、ボウルの回転軸を囲うハウジングと、前記回転軸を軸支するベアリングと、前記ハウジングと回転軸のクリアランスを圧力気体でシールする非接触型の軸シール機構とを備えた軸受機構としたことにより、軸シール機構用の潤滑オイルの強制循環が不要となる。すなわち、軸シール機構のためにこれまで行ってきた潤滑オイルの圧力調整と流量調整が不要となる。さらに、気体の圧力調整でシール特性を変えることができるので、これまで行っていた軸受機構を構成する各部品(例えば、クリアランスブッシングを設ける等)の隙間や形状等によって圧力バランスを調節することが不要となる。その結果、軸受機構の耐圧設計仕様を圧力に応じて変える必要がなくなり、製品の標準化を実現することが可能となる。さらに、シール用気体に窒素ガス(Nガス)を用いた場合には、Nガス消費量を抑えることは省エネになるため、Nガスとプロセス圧力の差圧を一定とする制御は有効である。
さらに本発明によれば、非接触型の軸シール機構を採用したことによって、これまでのメカニカルシールで起きていた摺動摩耗によるシール特性の劣化がない。また、接触摺動部分を有しない非接触型の軸シール機構は、微粉の噛み込みによるシール特性の劣化が少ない。ボウルを横置きにして両端で支持する横型の場合は、撓みにより振動が大きくなるので軸シール機構がすぐに摩耗劣化して実用化できない。本発明は、振動の少ない竪型に適用したことによって、実用化足り得る非接触型の軸シール機構の遠心分離装置への適用を実現できたのである。
本発明の好ましい実施形態によるデカンタの構成図である。 上記デカンタの軸受機構の縦断面図である。 上記軸受機構の軸シール機構の部分を示す拡大図である。 上記軸受機構の軸シール機構から気体を回収する構成を示す。
以下、本発明の好ましい実施形態に従う遠心分離装置について、添付図面を参照しながら説明する。但し、以下に説明する実施形態によって本発明の技術的範囲は何ら限定解釈されることはない。
図1は、本実施形態に従う遠心分離装置の全体構成を示す。図1には、遠心分離装置の一例として竪型タイプのデカンタ1を示している。デカンタ1は、被処理液に遠心力を付与するための回転体であるボウル2を備えている。ボウル2は、被処理液を内部に保有できる概ね円筒形状の回転体であり、分離に必要な遠心力を被処理液に付与する。ボウル2は、ケーシング3内で鉛直軸廻りに回転可能なように配置されている。ケーシング3は、遠心分離のプロセス空間を形成する容器であり、遠心分離を行う際のプロセス圧力が高い場合は圧力容器となるように設計される。例えば高圧用のデカンタ1の場合、プロセス圧力は0.1〜1.62MPaの範囲であり、常圧用のデカンタ1の場合、プロセス圧力は0〜0.1MPaの範囲である。
また、ボウル2を回転させる駆動装置には、例えばケーシング3の外に配置される駆動モーター31が用いられる。駆動モーター31は、所定の回転速度でボウル2を回転させるように、例えばインバータ出力制御される。駆動モーター31の駆動力は、例えばプーリー32に架け渡された無端の回転ベルト33を通じてボウル2側のプーリー34に伝達される。但し、駆動力の伝達方式が限定されることはない。
ボウル2の回転軸となるシャフト4は、ケーシング3の上部開口部に配置される軸受機構41によって鉛直軸廻りに回転可能なように軸支されている。軸受機構41は、その側周面に設けられた支持部材41aを通じて、ケーシング3を基礎とする振動防止装置41bに支持されている。竪型タイプのデカンタ1は、シャフト4によってボウル2が軸受機構41に懸架された状態で回転するので、振動によって回転軸の芯ズレが起きる場合がある。そこで振動防止装置41bを設けて、遠心分離の実行時に発生する振動を吸収するようにしている。振動防止装置41bは、例えばアイソレータであり、ゴム等の弾性力を利用して振動を吸収する構成である。
ボウル2の上部側は、フロントハブと称する円盤部材21が配置されており、この円盤部材21に分離液が排出される排出口(分離液排出口)21aが形成されている。一方、ボウル2の下部側には、分離された固形物が排出される排出口(固形物排出口)22が形成されている。ボウル2の内部には、遠心分離の実行時に固形物排出口22に向けて固形物を搬送するスクリューコンベア5が配置されている。スクリューコンベア5は、ボウル2の回転速度に対して相対的な差速をもって回転し、螺旋状に形成されたスクリュー羽根51によって固形物を固形物排出口22に向けて搬送する。そのため、差速発生装置であるギアボックス6にボウル2とスクリューコンベア5を連結しており、駆動モーター31によってボウル2を回転させるとギアボックス6を通じて回転速度が変速され、スクリューコンベア5がボウル2の回転速度に対して相対的な差速をもって回転される。一方、ボウル2内には、供給ノズル23を通じて被処理液が連続的に供給されており、これにより固形物が分離された分離液が排出口21aから排出(いわゆるオーバーフロー)される。ボウル2から排出された分離液は、ケーシング3の内周面に形成された樋状の液受部35に供給され、さらに液受部35と連通する排出ノズル36を介して装置外に排出される。
ボウル2とスクリューコンベア5の下端側は開口しており、回転するボウル2及びスクリューコンベア5と接触しないように、供給ノズル23の先端23aが開口部に挿入されている。そして、スクリューコンベア5の内部に形成されている空洞(バッファー)に被処理液を供給すると、スクリューコンベア5の胴部に形成されている液吐出孔52を通じて、遠心力の作用によって被処理液がボウル2内に供給される。また、供給ノズル23の先端23aは二重管構造に形成されており、外側の管がリンス液供給ノズル24に連通している。リンス液は、例えば分離された固形物を洗浄するためにボウル2内に供給することができる。但し、必ずしもリンス液は必要でない。また、バッチ式の遠心分離の場合はスクリューコンベア5を省略することもできる。
続いて、軸受機構41の内部構造について、図2及び図3を参照しながら詳しく説明する。図2は、軸受機構41の縦断面図であり、図3は、図2のAの部分の拡大図である。まず図2に示すように、軸受機構41は、ボウル2の回転軸であるシャフト4を囲うように配置されたハウジング42を備えている。ハウジング42は、シャフト4の回転動作に干渉しないように、シャフト4の外周面に対して僅かな隙間(クリアランス)を介して対向するように構成されている。そのため、クリアランスを封止する軸シールが必要となる。
ハウジング42は、シャフト4の軸方向に沿って配置されるベアリング43(43A,43B)と軸シール機構44を保持するためのホルダーの役割もある。そのため、ハウジング42の内部には、後述するように、潤滑オイルや軸シール用の気体をベアリング43(43A,43B)や軸シール機構44へ供給するための流路が形成される。
ベアリング43Aは、例えばアンギュラ玉軸受タイプの軸受機構41であり、軸方向上部寄りに3個配置されている。一方、ベアリング43Bは、例えばころ軸受タイプの軸受機構41であり、軸方向下部寄りであって、且つ、軸シール機構44の上方位置に配置されている。シャフト4はこれらベアリング43(43A,43B)によって回転自在であり、遠心分離実行時に、例えば1000G〜3200G(1400〜6000rpm)の範囲内で高速回転するように設定される。ベアリング43Aは、外周輪(固定輪)43aがハウジング42の内周面に固定配置され、内周輪(回転輪)43bがシャフト4の内周面に固定配置されており、転動体43cであるボールを介して内周輪43bがシャフト4と一体的に回転する構成である。ベアリング43Bも同様に、転動体である円筒形のころを介して内周輪がシャフト4と一体的に回転する。
本実施形態では、オイルを強制循環させてベアリング43を潤滑する構成を採用している。そのため、ハウジング42にオイル供給口が形成されており、最上部のベアリングの上からオイルを供給する流路45aが連通している。噴射ノズルを追加してオイルを噴射供給するようにしてもよい。オイル供給口には、さらにベアリング43Bにオイルを供給する流路45bが連結されている。遠心分離実行時には、ベアリング43A及び43Bの両方にオイルを供給する。さらに、ハウジング42にはオイル回収口45cが形成されており、ベアリング43Aに供給されたオイルを回収する。一方、オイル回収口45cとは別に、ベアリング43Bの下方にオイル排出口45dが形成されている。ベアリング43Bに供給されたオイルは、オイル排出口45dから排出する。オイル排出口45dは、クリアランスを通じてオイルが軸シール機構44にまで流下するのを防止する役割もある。
オイル供給口と回収口45c並びにオイル排出口45dは、例えば配管を介してオイルユニット46とループ接続され、オイルを循環使用する。オイルユニット46は、オイルタンク46a、ポンプ46b、及びオイル温度調整器46cを備えており、所定温度のオイルを所定圧力で供給することが可能である。なお、図ではアンギュラ玉軸受タイプのベアリング43Aを軸方向に沿って3個配置し、ころ軸受タイプのベアリング43Bを1個配置した構成を示しているが、ベアリングの種類及び設置数は限定されることはなく、他の種類のベアリングを用いてもよく、設置数を増減させるもできる。
[軸シール機構]
ハウジング42とシャフト4のクリアランスをシールするための軸シール機構44は、軸受機構41の下端部に配置されている。本実施形態で採用する軸シール機構44は、接触摺動部分を有するメカニカルシールとは異なり、内周側の封止環と外周側の封止環の間に圧力気体を充填してシールする非接触型の軸シール機構である。なお、軸シール機構の構成の一例を図3に示しているが、この構成に限定されることはなく、ガスシールと称される公知の非接触型の軸シール機構を採用することができる。
説明を図3に移すと、軸シール機構44の内周側の封止環(以下、回転封止環と称する)7は、筒状のスリーブ部材であり、シャフト4と一体的に回転可能なように、シャフト4の外周面に固定配置されている。一方、外周側の封止環(以下、静止封止環と称する)71は、軸方向に間隔をあけて配列された複数のシールアセンブリ72を備えている。各シールアセンブリ72は、複数のブロック部材を周方向に配列して成るリング状の部材である。シールアセンブリ72は、例えば弾性部材(不図示)によって軸芯方向へ付勢されていることができる。弾性部材は、ガータースプリング等を採用することができる。シールアセンブリ72と回転封止環7の対向面は、後に圧力気体によってシール面が形成される領域となる。
符号73は、上端縁と下端縁に側壁を有することで断面が概ねコの字状になっているホルダーである。シールアセンブリ72は、このホルダー73の内部領域に収容されている。ホルダー73には、ホルダー73内にシール用の圧力気体を導入するための気体導入口74が形成されており、シールアセンブリ72と回転封止環7の接触領域に向けて圧力気体を案内するための流路75がホルダー73内に構築されている。そして気体導入口74から圧力気体を供給すると、シールアセンブリ72と回転封止環7の対向面に圧力気体が侵入し、シールアセンブリ72が回転封止環7から極僅かに浮いて静圧空間を形成する。これにより、シールアセンブリ72と回転封止環7との間に非接触のシール面が構築される構成である。
非接触型の軸シール機構44は、一般的にはシール用の気体が極力リークしないことが望まれる。しかしながら、デカンタ1の場合は、その構造上、遠心分離の実行時に振動が発生し易い装置であるため、ホルダー73の側壁と回転封止環7の隙間から気体がリークし易い。軸方向下部側にリークした気体は、ケーシング3内に侵入してしまうので、シール用の気体には処理物に影響の少ない不活性気体(好ましくは窒素)を用いる。一方、軸方向上部側にリークした気体は、ハウジング42のクリアランス内に侵入してしまうので、ベアリング43Bの潤滑オイル排出口(第1の排出口)45dよりも下方位置に形成した気体排出口76(第2の排出口)から排出するようにしている。
ホルダー73の気体導入口74は、ハウジング42を構成する部材内に形成された流路を通じて気体供給口77と連通している。気体供給口77は、例えば配管を介して気体供給源と接続されている。例えばシール用の気体として窒素を用いる場合、窒素発生器や窒素ボンベ等の気体供給源とすることができる。シール用の気体は、少なくともケーシング内圧よりも高い圧力で供給する。さらに、軸シール特性を維持するために、より具体的には軸シールの圧力バランスを一定に保つために、配管の途中に圧力調節弁を設けて気体の圧力を制御するのが好ましい。
さらに図3の説明を続けると、軸シール機構44の上方側のクリアランスの部分には、ベアリング43(特に42B)の潤滑オイルが軸シール機構44にまで流下するのを規制すると共に、潤滑オイルがオイル排出口45dに向かうように案内する第1のガイド部材8が配置されている。第1のガイド部材8は、シャフト4の全周を囲う環状の部材である。第1のガイド部材8は、シャフト4に極僅かな隙間を介して対向する断面がL字状の部位を先端に有しており、運転時に遠心力の作用で外方側に寄せられる潤滑オイルをオイル排出口45dに案内する樋を形成している。
さらに、第1のガイド部材8の下方には、第1のガイド部材8と概ね同様の形状をした第2のガイド部材81が配置されている。第2のガイド部材81は、第1のガイド部材8で制止できなかった潤滑オイルが軸シール機構44にまで流下するのを防止するために、潤滑オイルが気体排出口76に向かうように案内する樋を形成している。さらに本実施形態では、潤滑オイルが軸シール機構44に流下するのをより確実に防止するため、第2のガイド部材81とシャフト4のクリアランスの上方位置に、流下防止部材として第3のガイド部材82を配置している。第3のガイド部材82は、例えばVリングであり、シャフト4側に固定配置している。そしてシャフト4と一体になって回転することで、潤滑オイルが外方側(つまり、気体排出口79)に向かうように弾く作用を発揮する。
一般的に、ガスシールは、シール用の気体として無害な空気や不活性ガスを採用し、しかもリーク量が少ないので、リークした気体は特に回収せずに大気に放出する。しかしながら、本実施形態の竪型のデカンタ1においては、実際に試験を行ったところ、リークした気体を回収しなければ安定した運転ができないことを発見した。すなわち、軸受機構41の内部に潤滑オイル(液体)とシール用の気体の2種類の流体が流れるため、シール用の気体にオイルミストが含まれた状態となる。さらに、振動が発生し易い装置であるデカンタ1は、振動によって気体のリーク量が増えることがある。そのため、対策を講じなければ、循環系内の潤滑オイルの量が減ってしまう。
よって、本実施形態では、気体を回収するための配管を気体排出口76に接続し、図4(a)に示すように回収用の配管をオイルユニット46のオイルタンク46aと連結する。さらに、遠心分離実行時にケーシング3の内圧が0.1MPa以上となる高圧用の場合は、ミスト回収装置としてのバッファタンク9を配管の途中に配置する。バッファタンク9は、回収した気体の圧力を下げるためにベント91を用いて大気開放型構造とする。このように、一旦、バッファタンク9内に気体を供給することでミストを液状化させることができ、オイルタンク46aに回収することができる。ミストが除去された気体は、バント91から放出する。高圧用の場合、このような構成としなければ、オイルタンク46aのエアブリーザ92からミストが漏れてしまう。また、遠心分離実行時のケーシング3の内圧が0.1MPa未満となる常圧用の場合は、バッファタンク9を省略することができる。この場合、オイルタンク46aがミスト回収装置の役割を兼ねることになる。
上述の実施形態によれば、竪型タイプのデカンタ1において、圧力気体で軸シールする非接触型の軸シール機構44を用いてハウジング42とシャフト4のクリアランスをシールする構成としたことにより、潤滑オイルの強制循環が不要となる。さらに、気体の圧力調整でシール特性を変えることができるので、これまで行っていた軸受機構41を構成する各部品(例えば、クリアランスブッシングを設ける等)の隙間や形状等によって圧力バランスを調節する現場作業が不要となる。その結果、常圧用や高圧用といったように、プロセス圧に応じて軸受機構41の耐圧設計仕様を変える必要がなくなり、製品の標準化を実現することが可能となる。
さらに、上述の実施形態によれば、非接触型の軸シール機構44を採用したことによって、軸シールのためのオイル強制循環が不要となった分、オイルユニット46の消費電力を軽減できる省エネ効果がある。勿論、オイルユニット46の小型化を図ることも可能である。さらに、非接触型の場合、メカニカルシールのような接触摺動部分の摩耗によるシール特性の劣化がない。また、非接触型の軸シール機構44は、微粉の噛み込みによるシール特性の劣化が少ないので、テレフタル酸など、ケーシング3内に微粉が拡散する処理物であっても、長期に亘ってシール特性を維持することが可能である。
上述の実施形態は、オイル強制循環でベアリング43(43A,43B)の潤滑を行う構成である。潤滑オイルとシール用の気体の2種類の流体を扱うことになったため、軸受機構41の内部で互いに悪影響を及ぼさないよう、軸受機構41の内部構造を図2及び図3のように設計している。但し、ベアリング43(43A,43B)の潤滑方法を、オイル潤滑からグリス潤滑に変更することを制限するものではない。上述の実施形態は、既存のデカンタの軸シール機構を交換することでも実現できるので、既存のデカンタを有効利用できる利点もある。
既述した通り、デカンタは、その構造上、遠心分離の実行時に振動が発生し易い装置である。非接触型の軸シール機構は、僅かな隙間に静圧空間を形成してシールするため、振動がある装置への適用は難しい。ボウルを横置きにして両端で支持する横型のデカンタは、撓みにより、竪型よりも振動が大きいため、軸シール機構がすぐに摩耗劣化して実用化できない。
一方、竪型のデカンタ1は、軸受機構41付近の横方向の振動が一般的に約50〜100μmであり、振動が大きいもので300μmである。本発明者は、振動が170μmのデカンタ1に非接触型の軸シール機構44を組み込んで試験を行った。このデカンタ1は、試験中300μmまで振動が増加し、気体のリーク量が初期の100Nリットル/分から170Nリットル/分にまで増加したが、ケーシング3の処理物が漏れることもなく、また循環系内の潤滑オイルの量が減ることもなく、確実に軸シールできたことを確認した。すなわち、竪型のデカンタ1であるからこそ、非接触型の軸シール機構を実用化できたのである。
以上、本発明を具体的な実施形態に則して詳細に説明したが、形式や細部についての種々の置換、変形、変更等が、特許請求の範囲の記載により規定されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく行われることが可能であることは、当該技術分野における通常の知識を有する者には明らかである。従って、本発明の範囲は、前述の実施形態及び添付図面に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載及びこれと均等なものに基づいて定められるべきである。
1 デカンタ
2 ボウル
3 ケーシング
31 駆動モーター
4 シャフト
41 軸受機構
42 ハウジング
43 ベアリング
44 軸シール機構

Claims (6)

  1. 容器をなすケーシングと、
    前記ケーシング内に回転可能に配置された遠心分離用のボウルと、
    前記ボウルの上部側に設けられ、鉛直軸方向に延びる前記ボウルの回転軸と、
    前記ケーシングの外に配置され、前記回転軸を回転させる駆動装置と、
    前記ケーシングの開口部に配置され、該開口部を貫通する前記回転軸を軸支する軸受機構と、を含む竪型の遠心分離装置であって、
    前記軸受機構は、前記回転軸を囲うハウジングと、前記回転軸を軸支するベアリングと、該軸受機構のケーシング側の端部に配置され前記ハウジングと回転軸のクリアランスを圧力気体でシールする非接触型の軸シール機構と、を備えていることを特徴とする遠心分離装置。
  2. 前記ベアリングから前記軸シール機構に至るまでのクリアランスの部分に、前記ベアリングの潤滑オイルを排出する第1の排出口と、前記軸シール機構からリークしたシール用の気体を排出する第2の排出口を上から順に形成していることを特徴とする請求項1に記載の遠心分離装置。
  3. 前記ベアリングの潤滑オイルを排出する第1の排出口と、前記軸シール機構からリークしたシール用の気体を排出する第2の排出口との間に、
    前記回転軸と一体になって回転することで潤滑オイルが軸シール機構まで流下するのを防止する流下防止部材を更に備えたことを特徴とする請求項2に記載の遠心分離装置。
  4. 前記軸受機構には、前記非接触型の軸シール機構に圧力気体を供給する供給路と、前記軸シール機構からリークしたシール用気体を回収する回収路が接続されており、
    前記シール用気体の回収路には、更にミスト回収装置が接続されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の遠心分離装置。
  5. 前記シール用気体の回収路は、前記ベアリングの潤滑オイルを貯留するタンクに接続されており、
    遠心分離実行時に前記ケーシングの内圧が0.1MPa以上となる高圧用の遠心分離装置である場合は、
    前記ミスト回収装置は、回収路の途中に配置した大気開放型のバッファタンクであることを特徴とする請求項4に記載の遠心分離装置。
  6. 前記シール用気体の回収路は、前記ベアリングの潤滑オイルを貯留するタンクに接続されており、
    遠心分離実行時に前記ケーシング内の内圧が0.1MPa未満となる常圧用の遠心分離装置である場合は、
    前記潤滑オイルを貯留するタンクは、大気開放構造となっており、このタンクが前記ミスト回収装置を兼ねることを特徴とする請求項4に記載の遠心分離装置。
JP2013228885A 2013-11-04 2013-11-04 遠心分離装置 Expired - Fee Related JP5547331B1 (ja)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013228885A JP5547331B1 (ja) 2013-11-04 2013-11-04 遠心分離装置
KR1020140143113A KR101523188B1 (ko) 2013-11-04 2014-10-22 원심분리장치
CN201410568509.6A CN104399601B (zh) 2013-11-04 2014-10-22 离心分离装置
EP14190467.2A EP2868386B1 (en) 2013-11-04 2014-10-27 Centrifugal separator
US14/525,357 US9238233B2 (en) 2013-11-04 2014-10-28 Centrifugal separator with shaft sealing mechanism for a centrifugal separation bowl rotatable within a casing

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013228885A JP5547331B1 (ja) 2013-11-04 2013-11-04 遠心分離装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP5547331B1 JP5547331B1 (ja) 2014-07-09
JP2015089525A true JP2015089525A (ja) 2015-05-11

Family

ID=51409602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013228885A Expired - Fee Related JP5547331B1 (ja) 2013-11-04 2013-11-04 遠心分離装置

Country Status (5)

Country Link
US (1) US9238233B2 (ja)
EP (1) EP2868386B1 (ja)
JP (1) JP5547331B1 (ja)
KR (1) KR101523188B1 (ja)
CN (1) CN104399601B (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106040447A (zh) * 2016-08-04 2016-10-26 江苏华大离心机制造有限公司 一种用于离心机内腔的气体保护方法
CN106111357A (zh) * 2016-08-04 2016-11-16 江苏华大离心机制造有限公司 一种离心机的气体保护系统及离心机中保护气体的气路

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5547331B1 (ja) * 2013-11-04 2014-07-09 巴工業株式会社 遠心分離装置
DE102013114510A1 (de) * 2013-12-19 2015-06-25 Gea Mechanical Equipment Gmbh Lageranordnung für Zentrifugen
CN104923412A (zh) * 2015-06-24 2015-09-23 广东石油化工学院 一种立式离心分离装置
DE102015118599B4 (de) * 2015-10-30 2020-01-30 Flottweg Se Lageranordnung
JP6309606B1 (ja) * 2016-12-21 2018-04-11 三井電気精機株式会社 遠心分離システム
JP6810020B2 (ja) * 2017-12-19 2021-01-06 巴工業株式会社 ディスク型遠心分離機
CN112250263B (zh) * 2020-09-24 2022-07-29 徐州格雷安环保设备有限公司 一种离心式泥浆固化设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04347071A (ja) * 1991-05-23 1992-12-02 Hitachi Ltd 軸封装置
JPH07217748A (ja) * 1994-01-31 1995-08-15 Hitachi Ltd 真空ポンプ用軸封装置
JPH094722A (ja) * 1995-06-16 1997-01-07 Miyazaki Tekko Kk 湿式伸線機の運動用シール機構
JPH09506031A (ja) * 1993-12-07 1997-06-17 ドル−オリバー インコーポレイテッド ディスクデカンター型遠心機
JPH1089491A (ja) * 1996-09-19 1998-04-07 Nikko Kinzoku Kk 遠心分離機の回転支持部付近におけるシール構造
JPH11336750A (ja) * 1998-05-22 1999-12-07 Thk Co Ltd 液体動圧スピンドル装置
JP2000329238A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Nippon Pillar Packing Co Ltd 非接触形メカニカルシール
JP2010094611A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Nishihara Environment Technology Inc 回転式固液分離装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2917228A (en) * 1956-11-27 1959-12-15 Dorr Oliver Inc Pressured centrifuge
US3601307A (en) * 1970-03-19 1971-08-24 Pennwalt Corp Centrifuge with spindle-sealing means
CA1072066A (en) * 1976-07-06 1980-02-19 Karl G. Reed Verticle centrifuge having pre-loaded bearing
GB1586065A (en) * 1976-09-22 1981-03-18 Broadbent & Sons Ltd Thomas Scroll discharge decanter centrifuges
SE445665B (sv) * 1984-11-28 1986-07-07 Alfa Laval Separation Ab Centrifugalseparator med ett holje avtetat medelst en mekanisk tetning
JP2002273268A (ja) * 2001-03-15 2002-09-24 Tanabe Uiru Tec Kk スクリューデカンタ型遠心分離機
JP4907781B2 (ja) 2001-05-14 2012-04-04 三菱化学株式会社 化合物の製造方法
JP4760201B2 (ja) 2005-08-04 2011-08-31 株式会社Ihi 遠心分離機
JP2007044671A (ja) * 2005-08-12 2007-02-22 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 回転部のシール構造及びスクリュウデカンタ型遠心分離機
GB2478578A (en) * 2010-03-11 2011-09-14 Mann & Hummel Gmbh Centrifugal separator with protected bearing
US8277369B2 (en) * 2010-06-15 2012-10-02 Fenwal, Inc. Bearing and bearing assembly for umbilicus of a fluid processing system
JP2012007634A (ja) 2010-06-22 2012-01-12 Tomoe Engineering Co Ltd メカニカルシール,メカニカルシールの仕上げ方法,遠心分離機用のギアボックス
KR101469692B1 (ko) * 2010-08-17 2014-12-05 토모에코교 카부시키카이샤 연속 급지 장치를 구비한 디캔터형 원심분리기
JP5048165B1 (ja) 2012-06-11 2012-10-17 巴工業株式会社 回転処理装置のシール機構
JP5547331B1 (ja) * 2013-11-04 2014-07-09 巴工業株式会社 遠心分離装置

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04347071A (ja) * 1991-05-23 1992-12-02 Hitachi Ltd 軸封装置
JPH09506031A (ja) * 1993-12-07 1997-06-17 ドル−オリバー インコーポレイテッド ディスクデカンター型遠心機
JPH07217748A (ja) * 1994-01-31 1995-08-15 Hitachi Ltd 真空ポンプ用軸封装置
JPH094722A (ja) * 1995-06-16 1997-01-07 Miyazaki Tekko Kk 湿式伸線機の運動用シール機構
JPH1089491A (ja) * 1996-09-19 1998-04-07 Nikko Kinzoku Kk 遠心分離機の回転支持部付近におけるシール構造
JPH11336750A (ja) * 1998-05-22 1999-12-07 Thk Co Ltd 液体動圧スピンドル装置
JP2000329238A (ja) * 1999-05-21 2000-11-30 Nippon Pillar Packing Co Ltd 非接触形メカニカルシール
JP2010094611A (ja) * 2008-10-17 2010-04-30 Nishihara Environment Technology Inc 回転式固液分離装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106040447A (zh) * 2016-08-04 2016-10-26 江苏华大离心机制造有限公司 一种用于离心机内腔的气体保护方法
CN106111357A (zh) * 2016-08-04 2016-11-16 江苏华大离心机制造有限公司 一种离心机的气体保护系统及离心机中保护气体的气路

Also Published As

Publication number Publication date
EP2868386B1 (en) 2016-04-20
CN104399601A (zh) 2015-03-11
KR20150051871A (ko) 2015-05-13
US9238233B2 (en) 2016-01-19
KR101523188B1 (ko) 2015-05-27
US20150126352A1 (en) 2015-05-07
CN104399601B (zh) 2015-08-12
EP2868386A1 (en) 2015-05-06
JP5547331B1 (ja) 2014-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5547331B1 (ja) 遠心分離装置
WO2004044465A1 (ja) 回転電機
US10190635B2 (en) Electric machine with improved bearing lubrication
JP6647203B2 (ja) 遠心分離機用の軸受装置
JP2007024256A (ja) 転がり軸受の潤滑装置
JP3568160B2 (ja) 電動式射出成形装置のボールねじの潤滑構造
CN201934389U (zh) 一种用于核电站的硼酸输送泵
US20150295466A1 (en) Method for sealing electric motors for the application of lubrication by mist
WO2016067490A1 (ja) 主軸装置
CN111491739B (zh) 盘式离心分离机
JP2013133897A (ja) 竪型回転機器の軸封装置
CN202597253U (zh) 一种核电站用余热排出泵
KR20140061396A (ko) 베어링 윤활유의 보유를 위한 벨로우즈 및 밀봉 링을 사용하는 펌프 샤프트 시일
CA2877015C (en) Vertical shaft with a slide bearing for a turbine or a generator
KR100541659B1 (ko) 벨트 그라인딩 머신용 아이들 롤러
CN210978522U (zh) 一种用于冷却辊与集水腔的密封装置
CN204201097U (zh) 一种外向滑环密封装置
CN115059862B (zh) 一种智能化水轮发电机
CN216589629U (zh) 一种油冷式耐高温轴承座
CN209354618U (zh) 一种磨头齿轮箱密封结构
CN110594303B (zh) 一种高速卧螺机轴承座用密封结构
CN207848020U (zh) 用于离心泵的冷却密封装置
JP2016063547A (ja) 潤滑油排出機構
CN205744579U (zh) 一种密封泄漏保护装置
KR101877263B1 (ko) 버블 및 유증기 제거용 플레이트를 구비한 베어링 조립체

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140509

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140514

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5547331

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees