JP6168615B2 - 軸封装置及びシール部材並びに水力発電装置 - Google Patents
軸封装置及びシール部材並びに水力発電装置 Download PDFInfo
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Description
まず、シール部材の作成について説明する。なお、本実施形態では、シール部材をポリビニルホルマールにて形成する場合について説明するが、シール部材の素材はこれに限定されないのは前述の通りである。
次に、水溶性潤滑液の調製を行った。ここでは、水溶性の増粘剤として、ポリエチレングリコールを用いることとした。具体的には、水溶性潤滑液は、ポリエチレングリコールを3重量%となるように水に溶解することで調製した。なお、ポリエチレングリコールの水への溶解にあたっては、室温〜60℃程度まで加温しながら、ミキサーまたはシェイキング装置で撹拌を行っても良い。
水性潤滑液X:平均分子量2万のポリエチレングリコールと、平均分子量50万のポリエチレングリコールとを重量比1:1で使用し、終濃度が3%となるように調製した。
水性潤滑液Y:平均分子量200万のポリエチレングリコールを使用し、終濃度が3%となるように調製した。
次に、〔1.シール部材の作成〕で作成したシール部材と、〔2.水性潤滑液の調製〕で調製した水性潤滑液とを使用して、オイルシール様の軸封装置を構成し、摩擦トルクについて、従来のゴムを使用したオイルシール様の軸封装置との比較を行った。
図1〜図3に、本摩擦トルク測定試験にて使用した試験装置の構成を示す。図1は、試験装置10の全体構成を示す説明図であり、図2は動力伝達部11及び試験部12近傍を示した断面斜視図であり、図3は試験部12に配設するテストユニット13の構成を示す説明図である。
上述した試験装置10を用いて、シール部材28や水性潤滑液の組成を違えた時に、従来のゴム製シール部材に比して、摩擦トルクや水漏れ量がどのように変化するかについて検討を行った。
次に、本実施形態に係るシール部材や軸封装置の具体的な適用例について、図面を参照しながら更に説明する。
次に、本実施形態に係るシール部材や軸封装置の他の具体的な適用例について、図面を参照しながら説明する。
次に、本実施形態に係るシール部材や軸封装置の更なる適用例について説明する。この適用例は河川流発電に係るものであり、生体関節潤滑システムを模倣した上述のシール部材や軸封装置による防水システムを利用した例である。
図9にて示したユニットは、非常に浅い河川での発電が可能な反面、水車を利用しているため、河川流のパワーを必ずしも効率的に回収できない場合も考えられる。
まず、本適用例5に係る浮遊可能な発電装置の外観を図25及び図26に示す。図25は本適用例5に係る浮遊可能な発電装置の外観を示す説明図であり、図26は同発電装置の一部構成を示した説明図である。
次に、適用例5にて説明した発電装置の変形例を適用例6として説明する。この適用例6に係る発電装置の構成を図28に示す。
次に、適用例6にて説明した発電装置の更なる変形例を適用例7として説明する。この適用例7に係る発電装置の構成を図29に示す。
30 駆動軸
50 受動軸
53 シール部材
56 発電機収容部
57 潤滑液供給口
58 水性潤滑液供給管
60 回転軸
61 メカニカルシール
62 回転環
63 固定環
64 摺接部
65 シール部材
66 水性潤滑液供給路
A シール部材
B シール部材
C 軸封装置
F 軸封装置
X 水性潤滑液
Y 水性潤滑液
Claims (7)
- 回転可能に支持された軸の周囲に配置され、前記軸周りの液密性を確保するためのシール部材を備えた軸封装置において、
前記軸の外周に同軸状に設けられ、当該軸の軸周り方向への回転運動に従動する回転環と、
前記回転環と摺接する状態で前記軸の外周に同軸状に設けられ、前記軸の軸周り方向への回転運動が規制された固定環と、を備え、
前記回転環と前記固定環との摺接部に前記シール部材が設けられており、
前記シール部材は、鎖間が架橋された親水性ポリマー樹脂により形成した多孔質体であり、
同シール部材には、水溶性の増粘剤を添加して調製した剪断力に応じて粘度が変化する非ニュートン性を備えた水性潤滑液を含浸させていることを特徴とする軸封装置。 - 回転又は往復可能に支持された軸の周囲に配置され、前記軸周りの液密性を確保するためのシール部材を備えた軸封装置において、
前記軸の外周に取り付けられ、略円筒状でその両端部に内径が拡径されたシール部材収容部が形成された軸収容体と、
前記両シール部材収容部にて前記軸の外周面に摺接する状態で前記軸に対し同軸状に配置され前記軸の軸周りの液密性を確保する複数のシール部材と、
前記軸収容体の両端に配置されるリング状の部材であり、前記シール部材の軸収容体からの脱落を防止するための押さえ部材と、
2つの半割状外筒体で構成され、前記軸収容体や前記押さえ部材、前記軸と共に前記シール部材を交換可能に収容する外筒体と、を備え、
前記外筒体には、水性潤滑液を内部へ供給するための潤滑液供給口が穿設され、更に、前記軸収容体の周面にも外周面から内周面へ貫通させた複数の潤滑液導入路が穿設されており、前記潤滑液供給口より供給された水性潤滑液は、前記潤滑液導入路を介して前記軸収容体の内周面と前記軸の外周面との間に形成される潤滑液貯留空間に至り、前記シール部材に含浸されるよう構成すると共に、
前記シール部材は、鎖間が架橋された親水性ポリマー樹脂により形成した多孔質体であり、
同シール部材には、水溶性の増粘剤を添加して調製した剪断力に応じて粘度が変化する非ニュートン性を備えた水性潤滑液を含浸させていることを特徴とする軸封装置。 - 前記軸は、液相領域と気相領域との間に架け渡された軸であり、
前記シール部材は、前記液相領域から前記気相領域への液体の漏出を抑制するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の軸封装置。 - 前記軸は、この軸の一端側に存在する第1の液相領域と、この軸の他端側に存在する第2の液相領域との間に架け渡された軸であり、
前記シール部材は、前記第1の液相領域と前記第2の液相領域との間における液の流通を抑制するものであることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の軸封装置。 - 前記増粘剤はポリエチレングリコールであることを特徴とする請求項1〜4いずれか1項に記載の軸封装置。
- 前記親水性ポリマーは、ポリビニルアルコールの鎖間をホルムアルデヒドで架橋したポリビニルホルマールであることを特徴とする請求項1〜5いずれか1項に記載の軸封装置。
- 請求項1〜6いずれか1項に記載の軸封装置を備えた水力発電装置。
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