JP5020337B2 - 液体表面下で浸漬運転を行う駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は液体の表面の下で浸漬運転を行うための駆動装置、特に、洗浄槽の中で浸漬運転を行うための駆動装置に関する。

従来より、撹拌装置は、洗浄槽に溜まった廃水を循環させるために用いられている。そして、垂直撹拌装置には様々な形状のものが存在し、例えば、双曲面様の形状をした撹拌体が垂直駆動軸によって回転されるものが存在する。さらに、駆動軸を動かす電気モータは、液体の表面の上または下に取り付けることができる。また、公知のいわゆる水平撹拌装置においては、通常、液体の表面の下に取り付けられる電気モータがプロペラを回転させる。

液体表面下に取り付けられる駆動装置を有する撹拌装置の場合、液体がハウジングに浸透できないようにするために、駆動装置のハウジングから外へ導かれる駆動軸を封止する必要がある。この目的を達成するために、駆動軸は、通常、シーリングチャンバーを通るように設計され、シーリングチャンバーの入口側には軸シールが施され、さらに液体に面する出口側にはスライド−リングシールが施される。スライド−リングシールを滑らかにするため、通常、シーリングチャンバーは油の備蓄を備える。

実運用においては、スライド−リングシールは、ある一定の期間おきに保守整備を行う必要があり、場合によっては交換しなければならない。これには多大な労力を必要とし、通常、撹拌装置を洗浄槽の中から持ち上げ、そして分解しなくてはならない。

本発明の目的は従来技術の不便な点を解消することである。特に、より永続的な浸漬運転が可能な駆動装置に向けられる。本発明のもう一つの目的は、駆動装置の保守整備が可能な限り簡単にできるようにすることであり、特に、封止の損傷箇所を容易に認識できるようにすることである。

この目的は、請求項１および１１の特徴によって解決される。本発明の有用な実施形態は、請求項２〜１０、および、請求項１２および１３の特徴から得られる。

本発明によれば、油の備蓄の保持をするために、管がシーリングチャンバーに接続されており、この管は液体の表面より上へと導かれるように配置される。これにより、驚くほど単純な方法で、液体表面の下で運転する駆動装置の稼動寿命を大いに伸ばすことができる。シーリングチャンバーに液体の上まで届く油備蓄を設けることによって、容易かつ確実に、シーリングチャンバーをいつでも油で完全に満たすことができる。シーリングチャンバーの油レベルは、容易に点検することができる。管の中の油備蓄の容認できないような急激な減少は、スライド−リングシールの不具合を示唆する。よって、スライド−リングシールの修理は、それが本当に損害を受けている場合に限ることができる。本発明の更なる重要な効果は、油の備蓄が液面よりもさらに上まで達するため、シーリングチャンバーの油に静液圧が加わることである。これによって、シーリングチャンバーの油には駆動軸の周辺の液体より大きな圧力が加わることになる。その結果、スライド−リングシールの領域への望まれざる液体の浸透を防ぐことができる。さらに、軸の封止面には、いつでも確実に油が供給される。

好適な一実施形態によれば、管は、少なくとも液体の表面より上に位置する部分において、透明である。これによって、視覚的な検査を簡単にすばやく行うことができる。その結果、十分量の油が管の中にあるかどうかをすぐさまに決定することできる。

本発明の更なる好適な実施形態によれば、管には、シーリングチャンバーのまわりの液体の圧力を上回わる過剰圧力を発生する圧力の供給源が接続される。そして、好ましくは、この圧力の供給源は、液体の表面より上に設けられる。これによって、修理および保守整備をより容易にすることで可能となる。この圧力の供給源は、油備蓄に接続している圧縮空気の供給源であることが好ましい。

圧力の供給源は、圧縮空気管であってもよい。特に下水処理施設において、この種の圧縮空気管は洗浄槽に通気するために撹拌装置の近傍領域に配置されている。この種の圧縮空気管は、通常、洗浄槽の一番下へと導かれるように配置されており、液体の圧力にもかかわらず空気が洗浄槽の一番下から出ることを可能にするだけの圧力が加えられる。一方、油に満ちた駆動装置のシーリングチャンバーは液体中のより浅い位置に浸漬して設けられており、このため、シーリングチャンバーのまわりの液体の圧力は圧縮空気管の中の空気圧力より小さい。つまり、管に圧縮空気管を接続することによって、絶えずシーリングチャンバーに過剰圧力を加えることが容易に可能となり、この結果、シーリングチャンバーへの望まれざる液体の浸透をいつも予防することができる。管は、その実質的な部分の長さの一部で、４０°より大きな傾斜で基本的には垂直に、圧縮空気管に沿うように配置される。そして、とりわけそのような垂直部分で圧縮空気管と接続される。圧縮空気管と管との接続位置は、液体の水位よりも１０ｃｍ〜２００ｃｍ、好ましくは約５０ｃｍ〜１００ｃｍだけ高い位置に有効に配置される。

本発明の他の実施形態によれば、管は、少なくともシーリングチャンバーへ向かう部分で、圧縮空気管に沿うように配置される。圧縮空気管は、通常、管よりもずっと安定した設計がなされる。管を圧縮空気管に取り付けることにより、損傷または望まれざる張力がかかるのを回避することができる。

管は、少なくとも一部において、電気モータに電流を提供するケーブルに沿うように配置されてもよい。これによっても、管が損傷するのをさらに防止することができる。

本発明において、「駆動装置」という用語は、一般的な用語をさす。つまり、それは電気モータであってもよい。この場合、駆動軸は、電気モータの一部である。駆動装置は、ギアユニットと組み合わせることもできる。そして、この場合、駆動軸は、電気モータによって駆動されるギアユニットの一部である。

シーリングチャンバーは、電気モータまたはギアユニットに対向する第２の面において、駆動軸を囲んでいる軸シールによって、有効に封止される。この場合、軸シールは従来よりあるもの、例えば、過剰圧力が加わっている、油がシーリングチャンバーの外に出るのを効果的に防止することができる回転軸シール等であってもよい。

特に上述した場合において、シーリングチャンバー、スライド−リングシール、そして軸シールは、取付ユニットとして設計される、シーリング装置の一部であってもよい。そのようなシーリング装置の交換は、すばやく、容易に行うことが出来る。多くの時間を要し、コストがかかる、内部に配置されるシールを個別に分解することは回避される。

本発明の別の規定によれば、本発明の駆動装置がフレームに取り付けられ、駆動軸が攪拌体に接続された、浸水可能な撹拌器が提供される。攪拌体は、プロペラまたは双曲面攪拌体でもよい。駆動軸は、液の表面に対して、水平にまたは垂直に配置することができる。フレームは、換気装置の一部でもよく、また、圧縮空気管が接続されていてもよい。さらに、圧縮空気が洗浄槽の一番下の付近へ送られることを可能にするため、例えば、フレームは、少なくとも一部において、空洞として設計されてもよい。

浸水可能な撹拌機の斜視図である。 図１の部分断面図である。 図２のシーリングチャンバーの部分図である。 圧縮空気ホースの端部の斜視図である。

図１および図２は、洗浄槽の液体表面Ｆの下で作動することができる浸水可能な撹拌器を例示している。駆動装置２は、フレーム１に固定される。駆動装置２は、駆動系を介してギアユニット４と接続している電気モータ３を備える。ここでは双曲面撹拌器である撹拌要素６が取り付けられた駆動軸５は、駆動装置２を囲んでいるハウジングの外に延伸して設けられており、ここではハウジング部がギアユニットを囲んでいる。

圧縮空気ホース７は、中空パイプ、とりわけ、正方形のパイプからなるフレーム１に取り付けられる。撹拌器要素６の下には、フレーム１に接続され、換気開口部（ここで図示せず）を備えるリング管８が配置される。このため、空気は、圧縮空気ホース７、フレーム１を通り、リング管８に送られ、そこから換気開口部を通って撹拌器要素６の下の領域に送られる。圧縮空気ホース７は、直接、リング管８、または他の好適な通気要素に接続されていてもよい。換言すれば、フレーム１は、換気装置の一部である必要はない。

電気モータ３に接続されるケーブル２４は、圧縮空気ホース７の一部に沿うように配置されており、この部分の圧縮空気ホース７に接続される。

図３は、取付ユニットとして設計されたシーリング装置９の詳細図に示し、このシーリング装置はシーリングチャンバー１０を囲むように配置される。
駆動軸５は、シーリング装置９の入口側に配置された軸シール１１を通るように、さらに、シーリング装置９に配置されたスライド−リングシール１２を通るように配置される。スライディングリング１３は、ばね１４によって反スライディングリング１５に対して押圧される。反スライディングリング１５は、内側に向かって半径方向に沿って延びる周囲のハウジング部１６で支えられる。ばね１４は、駆動軸５を半径方向に囲む肩１７に寄せて支持される。弾性材からなるシーリングカラー１８は、スライディングリング１３から肩１７の付近まで及ぶ。シーリングチャンバー１０には、管（ここで図示せず）の第１の接続要素２０が取り付けられる貫通口１９が設けられる。

図４は、液体表面Ｆより上に位置する圧縮空気ホース７の端部の斜視図であり、これは圧縮空気管（ここで図示せず）に接続するためのフランジ２１を備える。第１の接続部材２０によってシーリングチャンバー１０に接続される管２２は、第２の接続要素２３によってフランジ２１の領域において、圧縮空気ホース７に接続される。管２２は、中の油が外側から見えるようにするために、好適に透明なホースからなる。特に図１に示されているように、管２２は圧縮空気ホース７に沿うように配置され、圧縮空気ホース７に固定される。

駆動装置の機能は、以下の通りである：

スライド−リングシール１２及び軸シール１１によって封止されているシーリングチャンバー１０は、油、好ましくは生分解可能な油で満たされる。シーリングチャンバー１０から遠ざかる管２２も油で満たされる。管２２の中にある油は油備蓄となる。管２２が透明であれば、管２２の中の油備蓄の量は外側から視覚的に直ちに点検することができる。この目的のために、液体表面Ｆより上に位置する管２２の部分には、印が施されていてもよい。

第２の接続要素２３を用いて、管２２を圧力ホース７と接続することによって、油備蓄に、そして結果としてシーリングチャンバー１０の中の油に過剰圧力が加えられる。過剰圧力は、スライド−リングシール１２に作用している液体の圧力よりも大きい。このため、スライド−リングシール１２を通って、少量の油が絶えず周囲の液体の方に漏れ出る。これによって、確実に、液体、特に汚れた液体がスライド−リングシール１２に浸透しスライド−リングシール１２が摩耗するのを防ぐことが出来る。

上記の本発明にかかる駆動装置は、浸水可能な撹拌器に基づいて説明してきた。当然のことながら、提案された本発明の駆動装置は他の目的のためにも使うことができる。

この好適な実施形態においては、簡素化するために、管２２を圧縮空気ホース７と接続することが、圧力の源となるとして説明してきた。当然のことながら、圧力室１０において過剰圧力を発生するために他の圧力源を使用することも可能である。例えば、過剰圧力は、コンプレッサーまたは同等のもの用いて生じさせることも出来る。

この好適な実施形態において、管２２の中の容量分が油備蓄であるとした。当然ながら、管２２に供給タンクを接続するか、または管２２の中に供給タンクを設けることも可能である。

この好適な実施形態において、取付ユニットとして有効であると記述されたシーリング装置９は、ギアユニットのハウジングまたはモータのハウジングの一部でもよい。言い換えれば、シーリング装置９は、取付ユニットとして設計される必要はない。

１ フレーム
２ 駆動装置
３ 電気モータ
４ ギアユニット
５ 駆動軸
６ 撹拌器要素
７ 圧縮空気ホース
８ リング管
９ シーリング装置
１０ シーリングチャンバー
１１ 軸シール
１２ スライド−リングシール
１３ スライディングリング
１４ ばね
１５ 反スライディングリング
１６ ハウジング部
１７ 肩
１８ カラー
１９ 貫通口
２０ 第１の接続要素
２１ フランジ
２２ 管
２３ 第２の接続要素
２４ ケーブル
Ｆ 液体表面

Claims (13)

1. 液体表面より下の位置で浸漬運転を行う、とりわけ洗浄槽の中で浸漬運転を行う、ハウジングの外に導出する駆動軸を有し、前記ハウジングへ液体が浸透するのを防ぐシーリングチャンバーに設けられるスライド−リングシールを、前記駆動軸が通るように配置される駆動装置において、
   シーリングチャンバーの油には駆動軸の周辺の液体より大きな圧力が加わることになり、その結果、スライド−リングシールの領域への望まれざる液体の浸透を防ぐことができようにするために、油の備蓄の保持する、管が前記シーリングチャンバーに接続しており、前記管は液体表面より上へと導かれるように配置される、駆動装置。
2. 前記管は、少なくとも液体表面より上に位置する部分において、透明であることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記管は、前記シーリングチャンバーのまわりの液体の圧力を上回わる過剰圧力を発生するために好ましくは液体表面より上に設けられる、圧力の供給源に接続される、請求項１乃至２のいずれか１つに記載の駆動装置。
4. 前記圧力の供給源は、圧縮空気管である、請求項１乃至３のいずれか１つに記載の駆動装置。
5. 前記管は、少なくとも前記シーリングチャンバーへ向かう部分で、前記圧縮空気管に沿うように配置される、請求項１乃至４のいずれか１つに記載の駆動装置。
6. 前記管は、少なくとも一部において、電気モータに電流を提供するケーブルに沿うように配置される、請求項１乃至５のいずれか１つに記載の駆動装置。
7. 前記駆動軸は、電気モータの一部である、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の駆動装置。
8. 前記駆動軸は、電気モータによって駆動されるギアユニットの一部である、請求項１乃至７のいずれか１つに記載の駆動装置。
9. 前記シーリングチャンバーは、前記電気モータまたは前記ギアユニットに対向する面において、駆動軸を囲んでいる軸シールによって封止される、請求項１乃至８のいずれか１つに記載の駆動装置。
10. 前記シーリングチャンバー、前記スライド−リングシール、そして前記軸シールは、取付ユニットとして設計される、シーリング装置の一部である、請求項１乃至９のいずれか１つに記載の駆動装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１つに記載の駆動装置がフレームに取り付けられ、前記駆動軸が攪拌体に接続された、浸水可能な撹拌器。
12. 前記攪拌体は、プロペラまたは双曲面攪拌体である、請求項１１に記載の浸水可能な撹拌器。
13. 前記フレームは、換気装置の一部であり、圧縮空気管が接続されている、請求項１１、及び１２のいずれか１つに記載の浸水可能な撹拌器。

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