JP4058780B2 - 回転軸の支承構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転軸の支承構造に関し、さらに詳細には、回転軸端部における支承部の点検が可能な回転軸の支承構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、各種の回転駆動部を有する装置においては、回転軸を支承する軸受け等の支承構造が組込まれている。
このような回転軸の支承構造のうち、特に大型の装置内に設けられて、装置本体に突出された固定部材によって、比較的長尺な回転軸の軸端部を回転自在に支承するものにあっては、運転に伴う温度変化による回転軸の熱伸縮に追従するとともに、定期的に上記支承部の点検が可能となるような支承構造を採用する必要がある。
図２は、従来のこのような回転軸の支承構造の一種である、排煙脱硫装置の反応槽２０内に設置された撹拌機の回転軸の支承構造を示すものである。
【０００３】
先ずこの反応槽２０は、排ガス中に含まれる亜硫酸ガスを、石灰石（ＣａＣＯ３）を溶解または懸濁した吸収液と気液接触させることにより、吸収液中に吸収して石膏として除去するもので、内部に上下方向に間隔をおいて上部デッキ２１と下部デッキ２２が配設されている。これら上下部デッキ２１、２２は、反応槽２０の内部空間を気密に画成する隔壁として設けられており、下部デッキ２２の下側空間が吸収液を貯留する貯留槽２３、上部デッキ２１と下部デッキ２２間の空間が入口プレナム２４、上部デッキ２１の上側空間が出口プレナム２５となっている。
そして、貯留槽２３の内部には、石灰石スラリ−からなる吸収液Ｋが所定レベルで貯留されている。また、入口プレナム２４には、反応槽２０内に排ガスを導入する入口ダクト１１が接続され、他方出口プレナム２５には、反応槽２０において脱硫された処理ガスを外部に導出するダクト１２が接続されている。
【０００４】
ここで、下部デッキ２２には、多数の開口が穿設されており、各開口には、下部デッキ２２の下面に垂下されたスパージャーパイプ２６の上端が接続されている。このスパージャーパイプ２６は、下端が貯留槽２３内の吸収液Ｋ中に挿入されており、下端外周に水平方向に向けて排ガス噴出孔が穿設されている。この排ガス噴出孔は、吸収液Ｋの液面下の所定の深さに開口しており、吸収液Ｋの液面下において排ガスを水平方向に噴出するようになっている。
【０００５】
また、下部デッキ２２と上部デッキ２１間には、貯留槽２３の吸収液面上の上部空間２３ａを出口プレナム２５側に連通させるガスライザ−２７が、入口プレナム２４を貫通する形で設けられている。さらに、貯留槽２３の底部には、酸化用空気を噴出させる酸化用空気の供給管２８と、吸収液を撹拌するための撹拌機４１とが設けられている。
【０００６】
撹拌機４１は、反応槽２０の天井板２９の上面に載置されたモーター４２と、天井板２９を貫通して下方に垂下され、上記モーター４２により回転駆動される回転軸４３と、この回転軸４３の下端部に固定され回転軸４３と一体に回転する撹拌羽根４４とを備えている。
そして、撹拌羽根４４より下方に延出する回転軸４３の下端部と反応槽２０の槽底板（装置本体）３０との間に、回転軸４３の下端支承構造５０が設けられている。
【０００７】
第３図は、上記支承部５０を示すもので、この支承部５０においては、回転軸４３の下端部外周に全体として有底円筒状をなすクランプ５３が装着されている。ここで、クランプ５３は、有底の底部を有するクランプ片５１とその側面の一部が切り欠かれてなるクランプ片５２との二つ割りのもので、回転軸４３の下端部がクランプ片５１に挿入され、クランプ片５２が複数のボルト５４によってクランプ片５１に締め付けられることにより一体化されて回転軸４３に固定されている。そして、クランプ片５１の有底円筒部５１Ａの下端部外周に、円環状の支持板５１Ｂが固着されている。
【０００８】
この支持板５１Ｂには、下部が拡径するとともに下端部にシール５５ａが形成された筒状のカバー５５がボルト５６により締着されている。支持板５１Ｂとカバー５５との間にはガスケットが介在されており、これにより気水密性が保たれている。有底円筒部５１Ａの下面には、下方に延出する軸部５１Ｃが一体に設けられている。また、この軸部５１Ｃの外周には、スリーブ５７が環装されている。このスリーブ５７は、軸部５１Ｃの下端部にボルト５９によって固定された蓋５８によって下端を係止されることにより、軸部５１Ｃからの脱落が防止されている。そして、スリーブ５７の外周に、ベアリング用のスリーブ６０が固定されている。
【０００９】
そして、スリーブ６０の外周には、これをラジアル方向に支承する円筒状の固定筒部７０が立設されている。この固定筒部７０の上端には、シールカバー７１がボルト７２により締着されており、このシールカバー７１には、オイルシール７３が軸部５１Ｃの外周面をシールするため装着されている。固定筒部７０とシールカバー７１との間にはガスケットが介在されており、これにより気水密性が保たれている。そして、カバー５５、固定筒部７０、シールカバー７１により画成された空間７５には、一定圧力の水が注入されており、これにより固定筒部７０の外周とカバー５５のシール５５ａとの間から吸収液Ｋが進入するのを防止するようになっている。
【００１０】
以上のような攪拌機を有する排煙脱硫装置においては、ミストおよび亜硫酸ガス等の硫黄酸化物を含んだ排ガスは、入口ダクト１１を経て反応槽２０に送られ、入口プレナム２を経て各スパージャーパイプ２６の下端の噴出孔から噴出し、吸収液Ｋと激しく混合して、液相連続のジェットバブリング層Ｊを形成する。この際、撹拌機４１を回転させて吸収液を撹拌するとともに、供給管２８から供給された酸化用空気を先端部のノズルから吸収液Ｋ中に連続的に供給し、これによりジェットバブリング層Ｊにおいて高効率な気液接触が行われ、排ガス中に含まれる亜流酸ガス等が酸化されるとともに、吸収液Ｋ中の石灰石によって中和される反応が行われて、上記亜硫酸ガスが極めて高い効率で吸収・除去される。脱硫された排ガスは、ガスライザー２７から出口プレナム２５、出口ダクト１２を経て外部に排気される。
【００１１】
そして、上記支承構造５０においては、運転時に、反応槽２０内に導入される排ガス温度によって吸収液Ｋの温度が上昇し、この結果撹拌機４１の回転軸４３の回転に伴って回転軸４３が熱膨張により軸方向に伸びる。これに伴って、クランプ片５１の軸部５１Ｃに環装されたスリーブ５７に固定されたスリーブ６０の外周面が固定筒部７０の内周面を摺動して上記熱膨張に追従する。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
このような従来の回転軸４３の支承構造５０にあっては、クランプ片５１の軸部５１Ｃの摺動部、すなわちスリーブ６０および固定筒部７０の間に、腐食性を有する石灰石スラリーからなる吸収液Ｋが侵入しないように、上記空間７５に一定圧力の水を注入した、いわゆる３重構造になっているため、カバー５５、ボルト５６等の部品が多くなり、構造が複雑になるという問題点があった。
【００１３】
また、定期点検などでスリーブ６０の点検などをするときには、先ずボルト７９を取り外して固定筒部７０を移動自在とした後に、ボルト５４を取り外して、クランプ片５１の有底円筒部５１Ａを回転軸４３の下端より下方に位置するように下方に移動させ、次いで支承構造５０全体を横方向に移動させて回転軸４３と高さ調整板７８の間から取り除いた後に、ボルト５６を外してカバー５５を上方に取り外し、さらにボルト７２を取り外して、クランプ片５１の軸部５１Ｃを固定筒部７０から引き抜く必要があるために、復旧作業も含めて当該点検作業に多大の手間を要するという問題点があった。
【００１４】
本発明は、上記従来の回転軸の支承構造が有する課題を有効に解決すべくなされたもので、回転軸の回転に伴う熱膨張による軸方向の伸縮に対応可能であって、しかも構造簡単で分解、組み立てが容易な回転軸の支承構造を提供することを目的とするものである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の本発明に係る回転軸の支承構造は、装置本体に突出された固定部材に、回転軸の軸端部を回転自在に支承する回転軸の支承構造であって、上記回転軸の軸端部に、可動筒部材をその軸心を上記回転軸の軸心に一致させるとともに上記回転軸に着脱自在に取り付け、この可動筒部材の内側に上記固定部材を上記回転軸の軸端部との間に間隙を設けた状態で配設し、さらにこの固定部材と上記可動筒部材との間に、上記可動筒部材がその軸心方向に移動可能となるように軸受を介在させてなり、かつ可動筒部材を、上記回転軸の軸方向に着脱可能に取り付けるとともに、上記固定部材を、上記装置本体に上記軸心と直交する方向に取り外し自在に固定することにより、上記可動筒部材、上記軸受および上記固定部材を、一体に上記軸心と直交する方向に移動させて上記回転軸と上記装置本体との間から取り除き可能に設けたことを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記回転軸は、その端部にフランジ部が形成されるとともに、当該フランジ部の端面には、円板状の突出部が形成され、上記可動筒部材は、円筒部と、当該円筒部の端部外周に形成されたフランジ部とが一体に形成され、上記円筒部の端部内周面を上記突出部の外周面に嵌合させた状態で上記フランジ部が上記回転軸の上記フランジ部に着脱自在に取り付けられていることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の固定部材には、可動筒部材の内側の上記間隙にシール液を供給する貫通孔が穿設されていることを特徴とするものである。
さらに、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の回転軸が、排煙脱硫装置の反応槽に設けられた撹拌機の回転軸であることを特徴とするものである。
【００１７】
請求項１〜４のいずれかに記載の回転軸の支承構造においては、回転軸の回転に伴う熱膨張によって回転軸が軸方向に伸びる場合、回転軸に固定された可動筒部材が固定部材に対してその軸心方向に移動する。
また、定期点検などで軸受の点検などをするときには、可動筒部材を回転軸から取り外すことにより、軸受を点検する。
【００１８】
この際に、可動筒部材を固定部材に対して回転軸の軸方向に移動させることにより、回転軸の軸端部から軸方向に引き離し、次いで可動筒部材、固定部材および軸受を一緒に、回転軸の径方向に移動させることにより、これら部材を回転軸から切り離して上記軸受を点検する。
さらに、請求項３または請求項４に記載の回転軸の支承構造においては、上記可動筒部材の内側の上記間隙にシール液を供給しているので、石灰石スラリーからなる吸収液等の中に設置しても、吸収液等が軸受等に付着し軸受等の寿命を縮めることがない。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る回転軸の実施の形態の一例を、図１に基づいて説明する。なお、図２および図３に示したものと同一構成部材については、同一符号を付してその説明を省略する。
図中符号１は、排煙脱硫装置の反応層２０内に設置された撹拌機の回転軸であって、その下端部は下方に向けて漸次縮径され、さらにその下端には、フランジ部１Ａが形成されている。フランジ部１Ａの下面には、円板状の突出部１Ｂが形成されている。この回転軸１の縮径された下端部とフランジ部１Ａは、ハステロイ、ステンレス等の耐食性の金属からなっているが、下端部より上方の部分は機械構造用炭素鋼鋼材等の一般の鋼材からなっており、この部分には耐食性のゴムライニングＧが施されている。
【００２０】
符号２は、ハステロイ、ステンレス等の耐食性の金属からなる可動筒部材を示すものであって、円筒部２Ａと、円筒部２Ａの上端外周に形成されたフランジ部２Ｂと、円筒部２Ａの下端に内側に向けて折曲された環状の折曲部２Ｃとが一体に形成されたものである。この可動筒部材２は、円筒部２の上端内周面を回転軸１の突出部１Ｂの外周面に嵌合させ、かつフランジ部２Ｂの上面と回転軸１のフランジ部１Ａの下面との間に、ガスケット３を介在させて、ボルト４により回転軸１の下端部に固定されている。これにより、フランジ部１Ａとフランジ部２Ｂとの間は、上記ガスケット３により水密性が確保されている。
【００２１】
可動筒部材２の内側には、回転軸１の突出部１Ｂの下面との間に間隙５を設けた状態で、円柱状の固定部材６が設置されている。固定部材６の外周には下端部を除いてスリーブ７が環装されている。固定部材６およびスリーブ７は、共にハステロイ、ステンレス等の耐食性の金属からなるものである。
スリーブ７の外周面と可動筒部材２の内周面との間には、合成樹脂からなる円筒状のすべり軸受である軸受８が介設されている。軸受８と可動筒部材２の折曲部２Ｃとの間にはシール９が介設されており、これによりスリーブ７と可動筒部材２との間の水密性が確保されている。
【００２２】
固定部材６には、その外周面下端部から横方向に延び、その先端部から上方に延びて上面に開口する貫通孔６Ａが形成されている。そして、シール液供給ノズル１０を通して貫通孔６Ａから、固定回転軸１の突出部１Ｂの下面と固定部材６の上面との間に設けられた間隙５に、水などのシール液を供給することにより、スリーブ７と軸受８との間などから間隙５に石灰石スラリーからなる吸収液が侵入するのを防止している。
固定部材６の下面には、固定用フランジ部６Ｂが一体に形成されており、この固定用フランジ部６Ｂが、反応槽２０の槽底板３０に固着された高さ調整板７８にシムを介在させた状態でボルト７９により固定されている。槽底板３０および高さ調整板７８は、共にハステロイ、ステンレス等の耐食性の金属からなるものである。
【００２３】
このように構成された回転軸の支承構造Ｓにおいては、撹拌機の回転軸１が熱膨張により軸方向に伸びた場合には、可動筒部材２とともに軸受８がスリーブ７の外周面を下方に向かって摺動することによりこれに追従する。
また、定期点検などで軸受８やスリーブ７の点検をするときには、まず、ボルト７９を外しておき、その後ボルト４を外して、可動筒部材２をフランジ部２Ａの上面が回転軸１の突出部１Ｂの下面より下方に位置するように回転軸１に対して下方に移動させ、次に横方向に移動させて、可動筒部材２、軸受８、スリーブ７、固定部材６等を一体に回転軸１と高さ調整板７８との間から取り除き、その後軸受８等を分解することにより軸受８等の点検を行う。
【００２４】
このように、上記回転軸の支承構造にあっては、従来のようなカバー５５やボルト５６等が不要になるために、部品も少くなって構造が簡単であり、よって組立が容易になるとともに、軸受８やスリーブ７等の点検作業も容易になる。
また、回転軸１の突出部１Ｂの下面と固定部材６の上面との間に設けられた間隙５に、水などのシール液を供給したので、スリーブ７と軸受８との間などから間隙５に石灰石スラリーからなる吸収液Ｋが侵入するのを防ぐことができる。さらに、軸受８とスリーブ７との摺動部にシール液が供給されるので、摺動面が洗浄されるとともに摩耗を減少させることができる。
【００２５】
なお、上記実施の態様では、固定部材６の外周にスリーブ７を設けたが、これを省略することもできる。また、回転軸１が上下方向に設けた場合についてのみ説明したが、これに限らず、例えば横方向に設置してもよいし、斜めに設置してもよい。この場合、支承構造Ｓは回転軸に沿った方向である横向き、斜め向きに設置すればよい。さらに、回転軸の下端部に設置された支承構造Ｓについて示したが、回転軸の上端部を支承する場合についても、同様に適用することが可能である。
【００２６】
また、上記実施の態様では、吸収液の中に設置した場合について説明したが、設置場所は液中には限るものではなく、さらには液中であっても液が軸受８等に悪影響がなければ、シール液の供給を行わない構造としてもよい。また、軸受８としても、すべり軸受に限らずボールベアリングなどを用いてもよい。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１〜請求項４のいずれかに記載の回転軸の支承構造によれば、回転軸の回転に伴う熱膨張によって回転軸が軸方向の伸びる場合に、可動筒部材が固定部材に対してその軸心方向に移動することによって回転軸を支承することができる。しかも、部品点数が少なく、構造も簡単で組立が容易である。さらには、軸受の点検をするときにも、可動筒部材、固定部材および軸受を容易に回転軸から切り離し、軸受等を取り出して点検することができる。
【００２８】
また、請求項３に記載の回転軸の支承構造によれば、内部のシール性に優れる。したがって、請求項１〜３のいずれかに記載の発明は、特に請求項４に記載の発明のように、腐食性を有する吸収液中に漬浸されるとともに、回転軸が熱伸縮を受け、かつ定期的な点検が不可欠な排煙脱硫装置の反応槽に設けられた撹拌機の回転軸の支承に適用した場合に、容易に軸受等の寿命を長期間にわたって保持することができるといった顕著な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の回転軸の支承構造の一実施態様を示す図であって、左半分を断面図とした側面図である。
【図２】排煙脱硫装置の反応槽の概略構成図である。
【図３】従来の回転軸の支承構造を示す縦断面図である。
【符号の説明】
１ 回転軸
２ 可動筒部材
５ 間隙
６ 固定部材
７ スリーブ
８ 軸受
Ｓ 回転軸の支承構造

Claims (4)

1. 装置本体に突出された固定部材に、回転軸の軸端部を回転自在に支承する回転軸の支承構造であって、上記回転軸の軸端部に、可動筒部材をその軸心を上記回転軸の軸心に一致させるとともに上記回転軸に着脱自在に取り付け、この可動筒部材の内側に上記固定部材を上記回転軸の軸端部との間に間隙を設けた状態で配設し、さらにこの固定部材と上記可動筒部材との間に、上記可動筒部材がその軸心方向に移動可能となるように軸受を介在させてなり、かつ可動筒部材を、上記回転軸の軸方向に着脱可能に取り付けるとともに、上記固定部材を、上記装置本体に上記軸心と直交する方向に取り外し自在に固定することにより、上記可動筒部材、上記軸受および上記固定部材を、一体に上記軸心と直交する方向に移動させて上記回転軸と上記装置本体との間から取り除き可能に設けたことを特徴とする回転軸の支承構造。
2. 上記回転軸は、その端部にフランジ部が形成されるとともに、当該フランジ部の端面には、円板状の突出部が形成され、
   上記可動筒部材は、円筒部と、当該円筒部の端部外周に形成されたフランジ部とが一体に形成され、上記円筒部の端部内周面を上記突出部の外周面に嵌合させた状態で上記フランジ部が上記回転軸の上記フランジ部に着脱自在に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載の回転軸の支承構造。
3. 上記固定部材には、可動筒部材の内側の上記間隙にシール液を供給する貫通孔が穿設されていることを特徴とする請求項１または２に記載の回転軸の支承構造。
4. 上記回転軸は、排煙脱硫装置の反応槽に設けられた撹拌機の回転軸であることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の回転軸の支承構造。

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