JPH0714496B2 - 分離機およびその作動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ハウジングと同ハウジング内に配設されたロ
ータとをそなえている分離機に関する。本発明は、主と
して、浮遊してなる固体ないし液滴の微粒子を空気から
分離するのに適した分離機に適用するために開発された
ものである。そのような分離機の例は英国特許第1,300,
749号，同第1,369,439号，同第1,572,129号，同第1,41
0,791号および同第2,137,537号の各明細書に記載されて
いる。

前述の明細書に記載された分離機は、同分離機のロータ
を駆動するための電気モータをそなえており、上記ロー
タは通常モータの出力軸に対し固着されるように直接設
けられている。モータのケーシングは、通常、分離機の
ハウジングに対しモータの限定された動きを許容するサ
スペンションシステムによって、ハウジングに結合され
ている。前述の英国特許明細書に記載された上記サスペ
ンションシステムは、各々弾性的に変形可能な幾つかの
要素からなる。これらの要素は分離機のローラおよび同
ロータに固定された部品に働くトルクの反力をモータの
ケーシングからハウジングへ伝達するので、これらの要
素はかなり固くなければならない。さらに、上記の弾性
的要素は、上記のモータおよびロータの重さによって負
荷される重力荷重を、分離機のハウジングに伝達するよ
う要求される。しかしながら、上記弾性要素は、上述の
浮遊している固体の微粒子のごとき固形物がロータに不
均一に蓄積する時に必然的に起こるロータの或る振動を
吸収したり弱めたりする。

そのような分離機のハウジングに対してモータのケーシ
ングを固着することもまた知られており、その場合はハ
ウジングに対する相対的なロータの回転軸線の動きの実
質的な自由がなくなり、ロータの振動は十分なダンピン
グを伴うことなく上記ハウジングに伝達される。

本発明の第１の局面によれば、ハウジングと、同ハウジ
ング内に配置されたロータと、同ロータを上記ハウジン
グに対して装備するための装備手段と、上記ロータのた
めの駆動手段と、同駆動手段のケーシングとをそなえた
分離機において、上記装備手段が、上記ロータを上記ハ
ウジングに対してロータ軸線のまわりに回転させるのを
許容するための軸受と、上記ロータ軸線の上記ハウジン
グに対する動きを抑制はするが妨げはしないサスペンシ
ョンシステムとを含み、上記サスペンションシステム
が、複数のリンクを含んでおり、同リンクが上記のハウ
ジングまたはロータとしての第１の部材および上記ケー
シングまたは上記駆動手段の駆動軸としての第２の部材
との各連結点の相対的な動きを積極的に制限すべく、同
リンクのそれぞれが上記の第１および第２の部材の相互
間に緩着され、かつ、上記サスペンションシステムが、
相対的に制限内で偏位した上記の第１および第２の部材
を互いに相対的な基準位置へ復元させうる偏位手段を含
んでいる、分離機が用意されている。

各リンクが上記の第１および第２の部材の互いに対応す
る各点での相対的な動きを制限するという限りにおい
て、これらの点の間での離隔量は所定の範囲に限定され
ており、もし同分離機のリンクあるいは他の構成要素が
永続的に損傷をうけるならばその時のみ、この範囲から
はずれ得るということを意味する。これは、従来の分離
機の既に知られたサスペンションシステムに用いられる
弾性要素とは逆対照的なものであり、上記弾性要素は、
上記の第１および第２の部材の相対的な変位は増大する
が所定範囲の変位に積極的な制限を与えないので、上記
弾性要素で結合された上記部材に大きな復元力を及ぼ
す。

本発明の第１の局面による上記の分離機の第１および第
２の部材が互いに相対的に基準位置にある時、リンクは
許容された範囲内で相対的な動きを抑制はしないし、上
記の第１および第２の部材の相互間で大きい荷重は伝達
されない。そのような荷重は偏位手段によって伝達され
る。もし、上記の第１および第２の部材の相互間に伝達
される荷重が許容された動きの最大限になるようなレベ
ルにまで上がると、同荷重はリンクに負荷され、さらな
る相対的な動きが抑制される。したがって、比較的容易
に撓む偏位手段は、上記ハウジングに相対的にロータ軸
線の過大な動きを生じるというリスクなしに使用され得
る。

比較的容易に変形する弾性要素は、相対的に堅い要素よ
り振動のタンピングや吸収に適している。

さらに、本発明の第１の局面による分離機では、過大な
ストレスを被る結果として偏位手段が弱体化するという
リスクが実質的に避けられる。というのも、同偏位手段
に負荷され得る荷重は、上記リンクによって制限される
からである。

本発明の第２の局面によれば、ハウジングと、同ハウジ
ング内に配置されたロータと、同ロータを上記ハウジン
グに対して相対的に駆動するためのモータと、同モータ
のケーシングとをそなえた分離機を作動させる方法にお
いて、上記モータが上記ケーシングを介し上記ハウジン
グに装備され、同モータのケーシングが上記ハウジング
に対する同ケーシングの制限された動きを許容する装備
手段を介して上記ハウジングに連結されて、上記ロータ
が上記モータの出力軸に装着され、上記モータが上記ロ
ータの回転を始めるために給電されると、同ロータと同
ロータとともに回転する部分とに負荷されるトルクの反
力が、上記モータのケーシングから上記ハウジングへ、
不伸長のリンクによって少なくとも部分的に伝達され、
また、上記ロータが加速するのをやめると、上記リンク
が、上記ハウジングと上記ケーシングとの間で力を伝達
する弾性要素によって上記トルクを軽減されるようにし
た、分離機作動方法が用意されている。

本発明の第１の局面を実施し、また第２の局面による方
法によって作動される分離機の一つの例は、添付の図面
を参照して以下に記載される。

第１図は、本発明の一実施例としての分離機を部分的に
分解して各構成要素を概略的に示す分解斜視図、第２図
は、第１図の分離機における１つのリンクに組み合わさ
れた部分の斜視図、第３図は、第２図に示された部分の
平面図である。

添付の図に示された分離機は、中空のハウジング10をそ
なえており、図示された例では、一般的に筒状である。
同ハウジング10の下端は、同ハウジングにはずし得るよ
うに付けられたカバー11によって部分的に閉じられ、そ
の上端でハウジング10は実質的に端壁12によって閉ざさ
れている。

本分離機はさらに、ハウジング10の内側に設けられたロ
ータ13をそなえており、同ロータは、ロータ軸線14のま
わりでのハウジング10に相対的に回転するようにそなえ
られた装備手段によってハウジング10に支持されてい
る。ロータ軸線14は、端壁12の中央を通りまたカバー11
の中央開口部を通って延びている。

上記装備手段は、軸線14のまわりでロータ13を駆動する
ための駆動手段を含み、図示された例では、同駆動手段
は電気モータ15である。遠隔位置にある動力源から駆動
力を受けるために、滑車または他の要素をモータに代用
し得ることは理解されるであろう。

モータ15は、出力軸16と、モータ15のケーシング17から
上記出力軸16を支えるための軸受とを含む。ロータ13は
出力軸16に固くしかしはずし得るように設けられ、モー
タ15の軸受は軸線14を限定（位置決め）する。モータ15
はハウジング10の外方に設けられ、軸16は端壁12の穴を
通ってロータ13に接続されている。

ロータ13の構成要素は前述の英国特許公報の１つに記載
されたようなものであってもよい。分離機の一般的な構
成と配置はまた、前述の英国特許明細書の１つに記載さ
れたようなものであってもよく、また分離機はそこに記
載された目的のために用いられる。典型的には、分離機
を空中に浮遊している固形物の粒子を空気から分離し、
可能ならば空中に浮遊している液滴をも分離するのに用
いられる。分離機の使用の間、分離された固形物質は、
ロータ13の中に蓄積される。もしそのような蓄積が均一
でないならば、ロータ13は平衡を失って振動しがちであ
る。

上記分離機は、ハウジング10に相対的なロータ軸線14の
動きを抑制はするが妨げはしないサスペンションシステ
ムを含む。図示された例では、同サスペンションシステ
ムは、モータのケーシング17とハウジング10の端壁12と
の間に介装されているが、その代わりに上記サスペンシ
ョンシステムは、モータの出力軸16とロータ13との間に
介装され得るものである。この場合、出力軸16とロータ
13との間に、適宜のフランジ等を介し、前述のモータの
ケーシング17とハウジング10との間に介装された諸要素
（18〜34）を含み得ることは理解されるであろう。上記
サスペンションシステムはハウジング10に相対的なロー
タ13の振動を弱め、そのような振動を部分的に吸収する
ので、もしロータ軸線14が振動しても、ハウジング10は
同じ振幅で振動しないし、また著しく振動することはな
い。これを達成するために、本サスペンションシステム
は、ハウジング10に相対的なモータ15およびロータ13の
動きを許容することを要求される。

本サスペンションシステムは、ハウジング10に相対的な
モータケーシング17の動きを制限する幾つかのリンクを
含む。特に図示された例においては、符号18〜21で示さ
れた４つのリンクがある。本サスペンションシステムに
は、さらに弾性要素22〜25がそなえられている。リンク
18〜21はロータ軸線14のまわりに配設され、弾性要素22
〜25も同様にロータ軸線14のまわりに配設されている。

４個のリンク18〜21は、それぞれ同じような配置状態に
なっているので、代表的に１つのリンク18を取り上げて
説明すると、リンク18は、ロータ軸線14に沿う方向で見
ると、すなわち平面視では第３図に示すように直線状に
延びている。またリンク18は、据え付け手段によってハ
ウジング10の端壁12に同リンクの一端を装着されてお
り、上記据え付け手段は、リンク18が軸線14のまわりで
ハウジング10と相対的な限られた範囲内で変位するのを
許容する。さらにリンク18はその反対端で同様の据え付
け手段によってモータケーシング17に装着されていて、
同リンクは軸線14のまわりで上記ケーシング17と相対的
に制限された動きを許容されるが、許された範囲外の相
対的な動きは全く妨げられる。

リンク18は、各々のピン・スロット連結手段によって、
端壁12およびケーシング17にそれぞれ取り付けられてい
る。すなわち、第2,3図に示すピン26が、第１図に示す
端壁12に固着されており、第2,3図に示すリンク18の一
端部28におけるスロット27を通るようにしてピン26は端
壁12から上方へ突設されている。た他のピン29が、ケー
シング17に固着されており、リンク18の他端部31におけ
るスロット30を通るようにしてケーシング17から下方へ
突設されている。リンク18の一端部28は、端壁12に摺接
してピン26と一体の板33で保持されてもよいし、また他
の端部31はケーシング17と摺接してピン29と一体の板34
で保持されてもよい。

リンク18は、鋼鉄あるいは他の比較的堅い物質から作ら
れ、実質的に伸長しない。ピン26,29およびスロット27,
30の大きさは、ピン26の軸線とピン29の軸線との間の離
隔量を所定の範囲内で許容するように選択されている。
その範囲は、好ましくはピン26の軸線とピン29の軸線と
の間の離隔量の最小値の0.2〜２％であり、その範囲の
程度は、好ましくは１〜2mmの間の値である。図示され
た例においては、この範囲は部分的にスロット27で設定
され、また部分的にスロット30で設定される。上述の許
容された動きの範囲は、ただ１つのスロットによって択
一的に設定されてもよく、その場合、他のスロットは、
対応するピンが摺動可能にきっちりと嵌合する円孔とし
て設けられる。しかしながら、リンク18が上記ピンの各
々に対して相対的にいくらか回転するのに十分なクリア
ランスは存在する。

また、第２図に示すように、板33（34）には、後述の円
柱状の弾性要素25（22）の一端が固着され、同弾性要素
25（22）の他端には板34′（33′）が固着されていて、
板34′（33′）に固着されたピン29′（26′）が、隣接
するリンク21（19）の端部31′（28′）に形成されたス
ロット30′（27′）に嵌合している。

このようにして、リンク18以外の他のリンク19,20およ
び21も、それぞれ上述のリンク18と全く同じように配置
されて設けられている。すなわち、これらのリンク19〜
21は、その端部に隣接して、ピン・スロット連結手段に
よって、端壁12とケーシング17に装着されている。端壁
12に固着されまたリンク18と連結されたピン26は、他の
同様のピン26′と共に正方形の各頂点に配設される。こ
れらのピン26,26′は、端壁12にそれぞれ固着されるこ
とにより互いに固定された関係に保たれている。モータ
のケーシング17に固着されたピン29も、他の同様のピン
29′と共に正方形の各頂点に配設され、各ピンの中心軸
線はこの正方形の各頂点に固定される。そして、板33,3
3′;34,34′やピン36,29′;26,29′に対応する他の板や
ピンも設けられることにより、リンク19,20および21も
リンク18が配設されるのと同じような手段で配設され
る。

したがって、第１図に示す弾性要素22〜25は、ピン付き
の板の相互間に介設され、板に接着されており、これら
の弾性要素22〜25は、モータケーシング17に固着された
ピン29,29′の各々を端壁12上の対応するピン26,26′と
同軸関係に復元させうる偏位手段として設けられてい
る。このようにして、ハウジング10に相対的なモータ15
の基準位置が設定される。もし、ピンの同軸関係が例え
ばモータ15によってロータ13に供給されるトルクの反力
によって乱されると、弾性要素22〜25は、ストレスを加
えられて弾性的に変形するが、再び基準位置へ戻すよう
な復元力を働かせる。弾性要素22〜25の所定の変形量は
リンク18〜21のスロット27,27′,30,30′によって規制
される。

モータ15がハウジング10に対して基準位置にある時は、
リンク18〜21は著しいストレスを受けることは無く、ま
たハウジング10とモータ15のケーシング17との間に伝達
される力は、弾性要素22〜25によって伝達される。弾性
要素22〜25は、比較的軟らかい、例えばジョア硬さ50以
下のエラストマーから成る。モータ15がハウジング10に
対して基準位置にあるかそれに近い位置にある時、弾性
要素22〜25は、モータ15からハウジング10への振動の伝
達を妨げ、またそのような振動を効果的に弱める。

モータ15がロータ13の回転を始めるために給電される
と、比較的大きなトルクが軸16を介してロータ13や、ロ
ータ13に固着されている他の部材に働く。このトルクに
対する反力は、サスペンションシステムによってモータ
のケーシング17からハウジング10に負荷される。この反
力は、リンク18〜21の各スロットによってあらかじめ決
められた移動範囲の限界に達するまで、端壁12に相対的
なケーシング17の回転を行わせるのに十分な大きさの力
である。この反力は、その後、リンクおよび弾性要素22
〜25からなるサスペンションシステムを介し、ケーシン
グ17からハウジング10へ集合的に伝達される。ロータ13
がその定格回転速度に達して加速をやめると、モータ15
によってロータ13に働いたトルクは低下し、そのトルク
に対する反力もまた低下する。一般に、その反力は、弾
性要素22〜25によってモータのケーシング17からハウジ
ング10へ伝達され得る或る値にまで低下するが、そのと
きリンク18〜21によって伝達されるべきトルクのために
弾性要素22〜25が十分に変形されることはない。かく
て、定格回転作動の間、リンク18〜21は実質的にストレ
スを受けない。

もし、軸線14が振動しがちな状況が生じると、例えばロ
ータ13内に固形物が不均一に蓄積している場合、特に作
動期間後にロータ13の回転速度が減衰した時に、リンク
18〜21は、ハウジング10に相対的に軸線14の動きを集合
的に制限し、これによりロータ13はハウジング10に衝突
することはない。リンク18〜21はまた、弾性要素22〜25
の変形を制限するので、これらの要素は損傷をうけるほ
どに変形されることはない。これらの弾性要素の１つか
それ以上が弱体化している場合には、ハウジング10に対
するロータ13の位置が、リンク18〜21によって範囲内で
制限され、これによりロータ13の位置の制御は失われる
ことがない。

リンク18〜21を据え付けたモータケーシング17およびハ
ウジング10の端壁12に相対的に弾性要素22〜25を据え付
けたりするためのピン26,26′,29,29′および他のピン
を用いることは好都合であるが、これらのリンクを据え
付けるピンから弾性要素22〜25を離隔させて別個に設け
る場合も本発明の範囲に含まれる。さらに、弾性要素22
〜25の代わりに他のコイルバネ等の偏位手段が代用され
てもよい。

前述したように、リンク18〜21はモータケーシング17に
隣接して摺接されそして／またはハウジング10に摺接し
て保持される。添付の図面に示された分離機のように、
端部を摺動可能に配設された堅いリンク18〜21を設ける
代わりに、両端部を摺動させることなく且つ両端部間の
所定の変位を調節できるように撓んだり変形したりし得
るリンクを設けるようにしてもよい。たとえば、図示の
剛性リンク18〜21の代わりにロープまたはケーブルで形
成されたリンクを用いてもよい。そのようなリンクの反
対端部は、端壁12およびモータケーシング17にそれぞれ
固く係止される。そしてリンクの中間部は、弾性要素22
〜25が撓む時にわずかに弯曲する。また、限定された相
対的な動きを行い得る２つの固い部分を各々そなえてい
る伸縮自在リンクを設けることも本発明の範囲である。
その場合、相対的な動きは、リンクを構成する各部分間
でのピン・スロット連結手段によって制限的に許容され
る。

長さが15mm〜30mmの範囲の弾性要素で、その弾性要素の
長さの70〜150％の直径をもち、ショア硬さが25〜45の
範囲内にある４つの円筒形弾性要素が、合わせてほぼ16
kgの重さであるモータおよびロータを有する分離機に用
いるのに適しており、典型的には、上記ロータは直径40
0mmで長さが300mmである。

前述の記載において、あるいは添付の図面の中で開示さ
れた、またはそれらの特別な形態の中で、あるいは開示
された機能を遂行するための手段によって、また開示さ
れた結果を達成するための方法ないし過程において明ら
かにされた特徴は、個々にあるいはそのような特徴の組
み合わせで、様々な形態で本発明を実現するのに利用す
ることができる。

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハウジング（10）と、同ハウジング内に配
   置されたロータ（13）と、同ロータを上記ハウジング
   （10）に対して装備するための装備手段と、上記ロータ
   （13）のための駆動手段（15）と、同駆動手段のケーシ
   ング（17）とをそなえた分離機において、上記装備手段
   が、上記ロータ（13）を上記ハウジング（10）に対して
   ロータ軸線（14）のまわりに回転させるのを許容するた
   めの軸受と、上記ロータ軸線の上記ハウジング（10）に
   対する動きを抑制はするが妨げはしないサスペンション
   システムとを含み、上記サスペンションシステムが、複
   数のリンク（18〜21）を含んでおり、同リンクが上記の
   ハウジングまたはロータとしての第１の部材および上記
   ケーシングまたは上記駆動手段の駆動軸としての第２の
   部材との各連結点の相対的な動きを積極的に制限すべ
   く、同リンクのそれぞれが上記の第１および第２の部材
   の相互間に緩着され、かつ、上記サスペンションシステ
   ムが、相対的に制限内で偏位した上記の第１および第２
   の部材を互いに相対的な基準位置へ復元させうる偏位手
   段（22〜25）を含んでいることを特徴とする、分離機。
2. 【請求項２】請求項１に記載の分離機において、上記リ
   ンク（18〜21）の各々が、所定範囲にわたり連係する上
   記の第１および第２の部材の上記各連結点の相互間の離
   隔量の変化を制限するように配設された、分離機。
3. 【請求項３】請求項２に記載の分離機において、上記所
   定範囲における上記離隔量の最大値が、上記離隔量の最
   小値と比べて同最小値の0.2％〜２％だけ大きく設定さ
   れている、分離機。
4. 【請求項４】請求項２に記載の分離機において、上記離
   隔量の最大値と上記離隔量の最小値との差が、１〜2mm
   の範囲にある、分離機。
5. 【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載された分離
   機において、上記リンク（18〜21）と上記部材（10,1
   7）との間の各連結部が、上記離隔量を変化させうるよ
   うに構成された、分離機。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載された分離
   機において、上記サスペンションシステムが、上記リン
   ク（18〜21）を少なくとも４つそなえている、分離機。
7. 【請求項７】請求項１〜６のいずれかに記載された分離
   機において、上記偏位手段（22〜25）が、上記リンクの
   数と等しい数のエラストマー製要素として構成されてい
   る、分離機。
8. 【請求項８】請求項７に記載の分離機において、上記の
   各エラストマー製要素（22〜25）が、同エラストマー製
   要素を上記の第１および第２の部材と連結し、かつ上記
   リンク（18〜21）に連結するための一対の比較的剛性の
   高い連結部（26,29′）を有している、分離機。
9. 【請求項９】ハウジング（10）と、同ハウジング内に配
   置されたロータ（13）と、同ロータを上記ハウジング
   （10）に対して相対的に駆動するためのモータ（15）
   と、同モータ（15）のケーシング（17）とをそなえた分
   離機を作動させる方法において、上記モータが上記ケー
   シング（17）を介し上記ハウジング（10）に装備され、
   同モータのケーシング（17）が上記ハウジング（10）に
   対する同ケーシング（17）の制限された動きを許容する
   装備手段を介して上記ハウジングに連結されて、上記ロ
   ータ（13）が上記モータ（15）の出力軸（16）に装備さ
   れ、上記モータ（15）が上記ロータ（13）の回転を始め
   るために給電されると、同ロータと同ロータとともに回
   転する部分とに負荷されるトルクの反力が、上記ケーシ
   ングから上記ハウジングへ、不伸長のリンク（18〜21）
   によって少なくとも部分的に伝達され、また、上記ロー
   タが加速するのをやめると、上記リンクが、上記ハウジ
   ング（10）と上記ケーシング（17）との間で力を伝達す
   る複数の弾性要素（22〜25）によって上記トルクを軽減
   されるようにした、分離機作動方法。