JPH0117710Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は遠心分離機、抄紙機用ロール等の液体
封入状態にあるロータ一般に応用できる液体封入
ロータに関するものである。

回転体を中空にして、その中に水などの液体を
流しこみ、回転体外表面と接触する物、あるいは
回転体内にある物を冷却あるいは乾燥させる方法
がある。

このように使われる回転体は液体を部分的に封
入された状態にあり、以下これを液体封入ロータ
と呼ぶ。また水蒸気などの気体を流し込み、液化
してドレン等として回転体内にとどまることがあ
る装置も、液体封入ロータに含まれる。このよう
な液体封入ロータの従来例を第１図に示す。

第１図において１は円筒部、２はフランジ、３
は軸、４は軸受、５は液体の抜き出し口、６は液
体を示す。さて図において円筒部１の内側は中空
部になつており、液体６が封入されている。封入
されている液体６が外部にもれないためと回転ト
ルクを伝達するために、フランジ２を設けてい
る。また液体を封入した円筒を回転させるため
に、軸３があり、同軸３は軸受４に支持されてい
る。更に軸３を中空にして、一方から液体を流し
込み、もう一方の軸３に取り付けてある抜き出し
口５から液体を抜き出す。

さて円筒部１にある程度液体が溜つている状態
で液体封入ロータを回転させると、内部の液体は
以下の状態を形成することを実験的につかんだ。

先ず回転速度が遅いときには、液体６は円筒
部１の底部近辺に溜つたままで、回転すること
はない。この状態をポンド状態と呼ぶ（第２
図）。

このポンド状態からさらに回転速度を上げて
ゆくと、円筒部１の底部に溜つている液体の形
状は、だんだんと三日月型に発達してゆき、三
日月型の先端は重力により崩壊するに至る。こ
の崩壊する状態をカスケード状態と呼ぶ（第３
図）。

カスケード状態からさらに回転速度を上げて
ゆくと、液体は円筒部１の周壁に沿つて伸展
し、遂に全周にわたつて液体の薄い層を形成す
るに至り、円筒部１と同周速で回るようにな
る。この状態をリム状態と呼ぶ（第４図）。

つぎに液体がリム状態であるときから回転速
度を下げてゆくと、円筒部１の内面全周につい
てまわる液体層が次第に遠心力を失い、円筒底
部に落下してゆく。この状態をコラツプス状態
と呼ぶ（第３図のカスケード状態と同じ形態で
ある）。

以上の状態において、通常コラツプス状態にな
る回転速度は、リム状態になる回転速度より低
い。すなわち、液体封入ロータの昇速時と降速時
では、前記に至る回転数が履歴を有し、
一致しない。また円筒内部に溜まつている液体量
により、前記に至る回転数が変化し、特
にリム状態に至る回転数は液体量が少ない程低く
なる。

一方液体６による液体封入ロータの振動への影
響は、以下のとおりであることが実験の結果判明
した。

液体６がリム状態の場合、液体封入ロータの
危険速度は、前記のの状態に比べて低下の
割合が大きい。すなわち封入した液体６の量に
無関係に、容器一杯に液体が入つている状態の
危険速度程度に、液体封入ロータの危険速度は
低下する。

またリム状態は液体がロータと一体となつて
回転しているので、振動に対する減衰効果もほ
とんどない。したがつて、リム状態では危険速
度より高い回転数に上げることが無封入時より
も困難となる。

また液体６がリム状態にて低下した危険速度
通過後、自励振動が起こる可能性がある。この
とき、円筒内面に対して液体は流動する。

液体６がリム状態に移行するとき、危険速度
が移行に伴ない低下するため、振動が過渡的に
変化する。

また、液体封入ロータが前記のどれかの状
態で運転されており、振動が問題になつていなく
ても、円筒内部にとどまつている液体６の量が減
少した場合、突然液体がリム状態に移り、前記
に述べた振動につながることがある。

本考案は前記従来の欠点を解消するために提案
されたもので、液体を封入して回転する円筒部を
横置型とした中空円筒状ロータの内部に、同ロー
タの静止時前記封入液体につかり、かつ前記ロー
タ内周面に沿つて半径方向に所定間隔離れて架設
される円筒状の網を有してなるものであり不安定
な振動を発生させることなく、液体封入ロータを
安定に回転させることを目的とし、振動問題に対
し厳しい状態である液体のリム状態へ移行させな
いために、円筒内壁近辺に抵抗物として内周面に
網を架設した液体封入ロータを提供せんとするも
のである。

以下本考案の実施例を図面について説明する
と、本考案の実施例を示す液体封入ロータの構造
を第５図に示す。また第６図は第５図のＡ〜Ａ断
面図、第７図は第５図のＢ〜Ｂ断面図、第８図は
第５図のＣ〜Ｃ断面図である。なお、第５図にお
いて７は円筒状の網を、８は網取付具を示す。

さて第５図では従来の液体封入ロータに対し、
円筒部１内部の回転軸方向に円筒状の網７を通
し、同網７は、たとえばフランジ２の円周方向に
設けられた複数個の開口部を貫通し、網取付具８
によつてフランジ２に固定される（網取付に関し
ては本実施例構造に限定されるものではなく、円
筒部１内壁への梁による固定、フランジ２への溶
接等による取付けでもよい）。

前記網７は、回転していないときに液体６に十
分つかるような半径を有する円筒状のものである
（第６図、第７図）。また図中３は軸、４は軸受、
５は液体の抜き出し口で、これらは第１図と全く
同じである。なお、網７の目の形は、長方形、ひ
し形、角形等でよい。また網７の材質に関しても
特に限定しない。

次に作用を説明すると、円筒部１にある程度液
体６が溜つている状態で、液体封入ロータを回転
させると、円筒部１の底部に溜つている液体６
は、液体６と円周内面の摩擦及び遠心力によつて
円周内面を上昇し、円筒部１の内周に沿つて分布
しようとする。

ところが、網７は液体６の層を乱し、液体６が
円周内面を上昇するのを阻止するので、液体６は
カスケード状態のように乱され、リム状態への移
行が遅れる。

以上詳細に説明した如く本考案は構成されてい
るので、封入液体は横置き状態の円筒状ロータの
底に溜まつており、回転数が上昇するとリム状態
になろうとするが、ロータ内周面に沿つて半径方
向に所定間隔離れて架設された円筒状の網によ
り、その液体の流れは乱されて下に溜る。従つて
液体がリム状態になりにくくなり、液体封入ロー
タに大きな振動を発生させる原因が部分的に取り
除かれ、液体封入ロータを安定して回転すること
ができる範囲が広くとれる。

またリム状態下での自励振動発生時において
も、網の存在により、円筒内壁に沿つて起こる液
体の流動に対して抵抗作用が発生し、自励振動発
生域が消滅又は減少する。なお、以上は液体封入
の場合についてであるが、網の効果は粉粒体が封
入された場合にも同様である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の液体封入ロータの１例を示す正
面断面図、第２図、第３図及び第４図は第１図に
おける円筒体の回転が遅い時、それより回転を上
げた時及び更に回転を上げた時の円筒内部の液体
の状態を説明する側断面図、第５図は本考案の実
施例を示す液体封入ロータの正面断面図、第６図
は第５図のＡ〜Ａ断面図、第７図は第５図のＢ〜
Ｂ断面図、第８図は第５図のＣ〜Ｃ断面図であ
る。 図面の簡単な説明、１……円筒部、２……フラ
ンジ、３……軸、６……液体、７……網。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 液体を封入して回転する円筒部を横置型とした
   中空円筒状ロータの内部に、同ロータの静止時前
   記封入液体につかり、かつ前記ロータ内周面に沿
   つて半径方向に所定間隔離れて架設される円筒状
   の網を有してなることを特徴とする液体封入ロー
   タ。