JPH04281870A - 遠心分離機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば、固体粒子を含
有する被分離液から固体粒子と溶液とに遠心分離する遠
心分離機に係り、特に、地震発生時における運転中の遠
心分離機における軸受装置の制振装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】既に提案されているこの種の遠心分離機
は、図４に示されるように構成されている。

【０００３】即ち、図４において、貫通孔１ａを有する
架台１の下部には、分離容器本体２が垂設されており、
この分離容器本体２の側壁２ａには、被分離液の供給管
３が上記貫通孔１ａの近傍へ延長して設けられている。 又、上記分離容器本体２の底部２ｂには、分離液の吐出
口４が穿設されており、遠心分離された分離液は、この
吐出口４から流出するようになっている。さらに、上記
架台１上には、軸受台５が設けられており、この軸受台
５の上部には、駆動モータ６が倒伏して設置されている
。さらに又、上記軸受台５内には、球面軸受部５ａが形
成されており、この球面軸受部５ａには、球面軸受７ａ
を有する軸受ハウジング７が抜け落ちないように揺動自
在に垂下して嵌装されている。又、この軸受ハウジング
７内には、上下一対の転がり軸受８が設けられており、
この両転がり軸受８には、回転軸９が片持ちで回転自在
に軸装されている。さらに、この回転軸９の上部９ａに
は、上記駆動モータ６の出力軸６ａがフレキシブルカッ
プリング１０を介して連結されており、上記回転軸９の
下部９ｂには、フランジ１１ａを有する分離容器１１が
被分離液の上記供給管３を囲むように軸着されている。 さらに又、上記軸受ハウジング７の下部と上記軸受台５
の内側との間には、緩衝バネ１２とオイルダンパ１３が
放射方向へ並行して取付けられており、この緩衝バネ１
２とオイルダンパ１３は、地震時、上記回転軸９の下部
９ｂと上記貫通孔１ａとの間に形成された間隙（クリチ
カルギャップ）ｇの範囲内で上記分離容器１１の変位を
抑制するようになっている。

【０００４】即ち、上記分離容器１１による回転軸９の
一次固有振動モードは、球面軸受部５ａを零とし、球部
先端が最大変位となる振り子振動のモードである。この
一次固有振動モードの振動数は、バネのバネ定数の大き
さに左右されるけれども、通常、低速度域で通過させる
ため、数Ｈｚに設定することから、地震周波数の流域と
なるため、地震時の回転軸９の変位をクリチカルギャッ
プｇの範囲内で上記分離容器１１の変位を抑制するよう
になっている。

【０００５】従って、上述した遠心分離機は、運転時、
上記駆動モータ６を駆動すると、この駆動モータ６の出
力軸６ａに連結している回転軸９がこれに軸着された分
離容器１１と共に高速回転するから、予め、この分離容
器１１に上記供給管３から供給された被分離液を固体粒
子と溶液とに遠心分離する。

【０００６】他方、地震発生時、上述した遠心分離機は
、運転中、上記緩衝バネ１２とオイルダンパ１３の作用
により上記回転軸９の下部９ｂと上記貫通孔１ａとの間
に形成された間隙（クリチカルギャップ）ｇの範囲内で
上記分離容器１１の変位を制振するようになっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た遠心分離機は、予め、地震時の大きな外力を制振する
ために充分なオイルダンパ１３を選定することから、こ
のオイルダンパ１３の減衰定数が大きくなっている。と
ころがこの減衰定数が大きくなると、上記回転軸９の支
持力も大きくなり、この回転軸９の変位は小さくなるけ
れども、強固に抑制することから、上記各転がり軸受８
に加わる軸荷重が大きくなり、これに起因して、この各
転がり軸受８の寿命が大幅に短くなり、保守点検時にこ
れらの転がり軸受８の交換を余儀無くされる等の問題が
ある。

【０００８】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
ものであって、通常の運転時は回転軸の振動は少ないか
ら、磁性流体ダンパによる制振装置の制振機能を緩やか
に作動するようにし、地震時の大きな外力を受けた時に
上記磁性流体ダンパを励磁して制振機能を強化して制振
するようにし転がり軸受の寿命を大幅に長くし、転がり
軸受の交換を低減すると共に、転がり軸受の信頼性及び
安全性の向上を図るようにした遠心分離機を提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、地震検出装置
を備えた架台に分離容器本体を垂設し、上記架台の軸受
台に軸受ハウジングを設け、この軸受ハウジングに回転
軸を上記架台を貫通して上記分離容器本体内へ片持ちで
回転自在に軸装し、この回転軸に分離容器を軸着し、上
記軸受台及び上記軸受ハウジングとの間に制振バネ及び
磁性流体ダンパを介装し、この磁性流体ダンパに電磁石
を上記地震検出装置へ接続すると共に地震時に通電する
ように設けたものである。

【００１０】

【作用】本発明は、通常の運転時、回転軸に磁性流体ダ
ンパによる制振機能を緩やかに作動し、地震時の大きな
外力を受けた時のみ、上記地震検出装置からの信号に基
づき上記電磁石に通電して励磁し、この電磁石の励磁作
用で上記磁性流体ダンパの磁性流体を励磁して制振機能
を強化して制振し、転がり軸受の寿命を大幅に長くし、
転がり軸受の交換を低減すると共に、転がり軸受の信頼
性及び安全性の向上を図るようにしたものである。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を図示のー実施例について説明
する。

【００１２】なお、本発明は、上述した具体例と同一構
成部材には、同じ符号を付して説明する。

【００１３】図１乃至図３において、符号１は、貫通孔
１ａを有する架台であって、この架台１の下部には、分
離容器本体２が垂設されており、この分離容器本体２の
側壁２ａには、被分離液の供給管３が上記貫通孔１ａの
近傍へ延長して設けられている。又、上記分離容器本体
２の底部２ｂには、分離液の吐出口４が穿設されており
、遠心分離された分離液は、この吐出口４から流出する
ようになっている。さらに、上記架台１上には、軸受台
５が設けられており、この軸受台５の上部には、駆動モ
ータ６が倒伏して設置されている。さらに又、上記軸受
台５内には、球面軸受部５ａが形成されており、この球
面軸受部５ａには、球面軸受７ａを有する軸受ハウジン
グ７が抜け落ちないように揺動自在に垂下して嵌装され
ている。又、この軸受ハウジング７内には、上下一対の
転がり軸受８が設けられており、この両転がり軸受８に
は、回転軸９が片持ちで回転自在に軸装されている。 さらに、この回転軸９の上部９ａには、上記駆動モータ
６の出力軸６ａがフレキシブルカップリング１０を介し
て連結されており、上記回転軸９の下部９ｂには、フラ
ンジ１１ａを有する分離容器１１が被分離液の上記供給
管３を囲むように軸着されている。さらに又、上記軸受
ハウジング７の下部と上記軸受台５の内側との間には、
緩衝バネ１２と磁性流体ダンパ２０が放射方向へ並行し
て取付けられており、この緩衝バネ１２と磁性流体ダン
パ２０は、地震時、上記回転軸９の下部９ｂと上記貫通
孔１ａとの間に形成された間隙（クリチカルギャップ）
ｇの範囲内で上記分離容器１１の変位を抑制するように
なっている。

【００１４】即ち、図２に示されるように、上記磁性流
体ダンパ２０は、上記軸受台５の一方の内側にシリンダ
ー状のダンパ本体２０ａを支承し、上記軸受ハウジング
７の外側下部にピストン２０ｂを上記ダンパ本体２０ａ
へ嵌合するようにして支承し、このダンパ本体２０ａ内
に磁性流体２０ｃを充填して構成したものである。又、
上記磁性流体ダンパ２０の外側には、筒状をなす電磁コ
イルによって形成された（コイル型）電磁石２１が嵌装
されており、この電磁石２１に通電されると、上記磁性
流体ダンパ２０の磁性流体２０ｃが励磁されて制振機能
を強化して制振するようになっている。

【００１５】つまり、上記磁性流体ダンパ２０は、ダン
パ本体２０ａとピストン２０ｂとの相対速度に対し、上
記磁性流体２０ｃの粘性による剪断がピストン２０ｂの
動きに対する減衰力を与えるようになっている。

【００１６】なお、上記上記磁性流体ダンパ２０の磁性
流体２０ｃは磁界の強さに応じて粘性の強さを変化する
から、上記電磁石２１に通電されると、上記磁性流体ダ
ンパ２０の磁性流体２０ｃが磁界の強さに応じた粘性を
持ち、上記磁性流体ダンパ２０は減衰力を持って制振機
能を強化して制振作用をする。

【００１７】次に、上記磁性流体タンパ２０は磁界の強
さに応じて粘性の強さを変化することを数式で表すと、
下記の式（１）で表される。

【００１８】即ち、上記磁性流体タンパ２０の減衰定数
ｂは、

【００１９】

【数１】 但し、磁性流体の粘性＝η シリンダーの内径＝ａ シリンダーの外径＝ｂ ピストンの磁性流体に接する部分の長さ＝Ｌとする。

【００２０】このように、上記式（１）からも明らかな
ように、磁性流体の粘性ηに略比例して減衰定数ｂを変
化されることができる。

【００２１】図３に示される上記磁性流体タンパ２０の
減衰の強さと電磁コイルに流れる電流との関係を示すグ
ラフは、電流の大きさに応じて磁性流体タンパ２０の減
衰の強さを大きくすることができることを表示したもの
である。

【００２２】他方、上記架台１上には、例えば、地震計
による地震検出装置２２が付設されており、この地震検
出装置２２はＯＮ−ＯＦＦ波形発生器２３及び電流発生
器２４を通して上記電磁石２１へ接続されている。

【００２３】従って、運転時、駆動モータ６を駆動する
と、この駆動モータ６の出力軸６ａに連結している回転
軸９がこれに軸着された分離容器１１と共に高速回転す
るから、予め、この分離容器１１に上記供給管３から供
給された固体粒子を含有する被分離液を固体粒子と溶液
とに遠心分離し、分離された溶液は吐出口４から機外へ
流出する。

【００２４】一方、通常の運転時、上記磁性流体ダンパ
２０は上記回転軸９に制振機能を緩やかに作動している
。

【００２５】他方、地震によるの大きな外力を受けた時
のみ、上記地震検出装置２２からの信号に基づき、上記
ＯＮ−ＯＦＦ波形発生器２３及び電流発生器２４を通し
て上記電磁石２１へ通電して励磁し、この電磁石２１の
励磁作用で上記磁性流体ダンパ２０の磁性流体２０ｃを
励磁して制振機能を強化して制振する。

【００２６】これによって、上記緩衝バネ１２と磁性流
体タンパ２０の作用により上記回転軸９の下部９ｂと上
記貫通孔１ａとの間に形成された間隙（クリチカルギャ
ップ）ｇの範囲内で上記分離容器１１の変位を制振する
から、上記両転がり軸受８の寿命は大幅に長くなり、こ
の両転がり軸受８の交換を低減すると共に、両転がり軸
受８の信頼性及び安全性の向上を図るようになっている
。

【００２７】即ち、上記磁性流体ダンパ２０は、上記地
震検出装置２２で検出された地震波形は、図１に示され
るように、基準値ａ１を越えたときより、約Ｔ＝１０秒
程度だけ印加し、減衰定数ｂを大きくして、上記回転軸
９の応答を小さくする。地震が収まると、上記磁性流体
ダンパ２０への印加電流がＯＦＦ作動となり、減衰定数
ｂを小さくて、通常の運転時に戻り、上記回転軸９は上
記磁性流体ダンパ２０による制振機能を緩やかな元の状
態に戻って作動する。

【００２８】このように本発明は、地震によるの大きな
外力を受けた時のみ、上記地震検出装置２２からの信号
に基づき、上記電磁石２１へ通電して励磁し、この電磁
石２１の励磁作用で上記磁性流体ダンパ２０の磁性流体
２０ｃを励磁して制振機能を強化して制振するようにな
っているため、上記両転がり軸受８の寿命を大幅に長く
することができる。

【００２９】なお、本発明は、上記地震検出装置２２か
らの信号に基づき、上記ＯＮ−ＯＦＦ波形発生器２３及
び電流発生器２４を通して上記電磁石２１へ通電して励
磁し、この電磁石２１の励磁作用で上記磁性流体ダンパ
２０の磁性流体２０ｃを励磁して制振機能を強化して制
振するようにした具体例について説明したけれども、本
発明の要旨を変更しない範囲内で、例えば、上記地震検
出装置２２内に上記ＯＮ−ＯＦＦ波形発生器２３及び電
流発生器２４を組込み、直接に上記電磁石２１へ通電し
て励磁するように設計変更することは自由である。

【００３０】

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、地震
検出装置を備えた架台に分離容器本体を垂設し、上記架
台の軸受台に軸受ハウジングを設け、この軸受ハウジン
グに回転軸を上記架台を貫通して上記分離容器本体内へ
片持ちで回転自在に軸装し、この回転軸に分離容器を軸
着し、上記軸受台及び上記軸受ハウジングとの間に制振
バネ及び磁性流体ダンパを介装し、この磁性流体ダンパ
に電磁石を上記地震検出装置へ接続すると共に地震時に
通電するように設けてあるので、地震時の大きな外力を
受けた時のみ、上記地震検出装置からの信号に基づき上
記電磁石に通電して励磁して上記磁性流体ダンパの磁性
流体を励磁して制振機能を強化して制振できるばかりで
なく、転がり軸受の寿命を大幅に長くして転がり軸受の
交換を低減すると共に転がり軸受の信頼性及び安全性の
向上を図ることができる等の優れた効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の遠心分離機を示す線図。

【図２】本発明の遠心分離機に組込まれる磁性流体タン
パの拡大断面図。

【図３】本発明の遠心分離機に組込まれる磁性流体タン
パの減衰の強さと電磁コイルに流れる電流との関係を示
すグラフ。

【図４】既に提案されている遠心分離機を示す断面図。

【符号の説明】

１　　架台 ２　　分離器本体 ５　　軸受台 ７　　軸受ハウジング ９　　回転軸 １２　　制振バネ ２０　　磁性流体ダンパ２０ ２１　　電磁石 ２２　　地震検出装置 ２３　　ＯＮ−ＯＦＦ波形発生器 ２４　　電流発生器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】地震検出装置を備えた架台に垂設された分
   離容器本体と、上記架台の軸受台に設けられた軸受ハウ
   ジングと、この軸受ハウジングに上記架台を貫通して上
   記分離容器本体内へ片持ちで回転自在に軸装された回転
   軸と、この回転軸に軸着された分離容器と、上記軸受台
   及び上記軸受ハウジングとの間に介装された制振バネ及
   び磁性流体ダンパとを備え、上記地震検出装置の検出信
   号に応じて上記磁性流体ダンパの粘性を制御することを
   特徴とする遠心分離機。