JPS63255318A - 高温炉用撹拌装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば浸炭処理を行う炉内温度を均一化する
ために撹拌するファンの高温炉用撹拌装置に関するもの
である。

〔従来の技術〕

従来、例えば浸炭処理炉には、表面処理を均一に行うこ
とを目的として、炉内に充填された雰囲気ガスを撹拌す
る金属製ファンを有した金属製の高温炉用撹拌装置が備
えである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

高温用炉は、使用の度に加熱冷却が繰り返されることか
ら、高温炉用撹拌装置を長期間使用しているうちに、フ
ァンと、ファンを備えた高温炉用撹拌装置の回転軸が金
属製であるため、材質変化や劣化による変形や焼割れが
生じ、そのファンと回転軸の回転バランスがくずれ、最
終的にはアンバランスによる振動等により、ファンや回
転軸等が破損することがあった。

そのため、ファンやファンを駆動する高温炉用撹拌装置
の点検及び部品交換を頻繁に行わなければならず、保守
管理に手間を要し、不経済な問題点を有していた。

〔問題を解決するための手段〕

本発明は以上の目的を達成するために、高温炉用撹拌装
置を、原動装置により回転する駆動軸と、炉内を撹拌す
るセラミック製のファンを一端に有したセラミック製の
回転軸と、前記駆動軸の回転を前記回転軸に伝達する継
手で構成し、前記駆動軸の軸受の少くとも１箇所を水中
軸受にすると共に、前記継手を、前記回転軸を密着貫通
させて前記駆動軸に設けられた弾性を有する緩衝ホルダ
と、前記回転軸に端部に向けて末広状に形成した円錐状
部の周囲に接するように配設された押圧部材と、前記緩
衝ホルダと押圧部材の間に介在して、該押圧部材を前記
円錐状部に圧接させる第１の緩衝手段と、前記円錐状部
を前記押圧部材に圧接させる第２の緩衝手段とで構成し
たものである。

〔実施例〕

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は一部分を断面した全体正面図、第２図は第１図
中ｎ−ｎ断面矢視図、第３図は継手部分の拡大図、第４
図は第３図中ＩＶ−ＩＶ断面矢視拡大図である。

第１図において、高温炉用撹拌装置Ａは全体的に円柱形
状をなし、下端を例えば浸炭処理炉の炉壁Ｂに埋め込み
状態にして立設しである。上端には、回転軸Ｃを垂直状
態にした駆動用モータＤが設置しである。

高温炉用撹拌袋ＷＡは、主に、円筒状の筺体１と、駆動
軸２と、駆動軸２を支持する上部軸受３と、水中軸受４
と、メカニカルシール（例えば株式会社江波工作所製の
市販品）５と、セラミック製のファン６を一端に有した
セラミック製の回転軸７と、駆動軸２と回転軸７を接続
する継手８とで構成されている。

筐体ｌは全体的に円筒状をしており、上部筺体１１と、
炉壁Ｂに埋め込まれた下部筐体１２で構成され、駆動軸
２１回転軸７．継手８等を内在し、冷却水が供給される
ようになっている。

両筒体１、１２は、上部筺体１１の下端（第１図の下端
側）に設けたフランジ１３と、下部筺体１２の上端（第
１図の上端側）に設けたフランジ１４を、中間フランジ
１５と０リング１６を介在してボルト１７で接続し一体
化されている。フランジ１３．１４と中間フランジ１５
には冷却水導通穴１８が筺体１の内向に添って複数（本
実施例では１６箇、第２図参照）穿設しである。

上部筺体１１の上端には緬却水排出口１９が形成しであ
る。その冷却水排出口１９より上部位置には、フランジ
２０が上部□筺体１１の内周面に密着状態に設けである
。フランジ２ｏの内部には、上部筺体１１の内周に添っ
てリング状の冷却水供給穴２１が形成しである。

フランジ２０の下面には冷却水供給パイプ２２が、上部
筺体１１の内周に−って等間隔で複数本（本実施例では
４本、第２図参照）垂下状態に設けてあり、その上端は
前記冷却水供給穴２１に接続し、下端は前記フランジ１
３．１４と中間フランジ１５を貫通して下部筺体１２の
底部に達している。

ここで、筺体１内に供給される冷却水の流れについて説
明する。

先ず、冷却水供給穴２１より供給された冷却水は、第１
図中の矢印に従って、冷却水供給パイプ２２内を通り、
下部筺体１２に供給される。供給に伴って下部筺体１２
内で水位が上昇すると、冷却水は冷却水導通穴１８を通
過し上部筐体１１内に供給される。そして最終的には冷
却水排出口１９よりあふれ出るようにして排出される。

駆動軸２の上部は、後述する上部軸受３に回転支持され
ると共に、カップリング継手２３により゛駆動用モータ
Ｄの回転軸Ｃに接続している。又、下部は、後述する水
中軸受４により回転支持されると共に、下端に形成した
フランジ２４により継手８に接続しである。

上部軸受３は、フランジ２０内に設けたボールベアリン
グ３０からなるもので、そのボールベアリング３０は駆
動軸２の上部を回転支持している。

水中軸受４（第１図、第２図）は、駆動軸２に密着嵌合
して駆動軸２の回転振動を吸収するもので、駆動軸２に
接触する筒状のテフロン４ｏと、テフロン４０の外周を
包囲するゴム４１と、前記テフロン４０及びゴム４１を
収納する収納筒４２で構成されている。その収納筒４２
は、フランジ１３．２０と上部筐体１１の内周に設けら
れたリブ４３に取付けられている。リブ４３は駆動軸２
の回転による冷却水の連れ回り防止の役目もしている。

又、テフロン４０の内周には駆動軸２の長手方向に縦溝
４４が複数段けである。さらに、テフロン４０．ゴム４
、収納筒４２には前記縦溝４４に通じる水平の貫通穴４
５が複数穿設しである。この貫通穴４５は、縦溝４４に
冷却水を供給し、水中軸受４全体を冷却水中に浸らせる
ようにしている。

メカニカルシール５（第１図）は、例えば株式会社江波
工作所製の市販品で、主に、フランジ１３に固定された
固定側部５０と、駆動軸２の下端のフランジ２４に設け
た回転側部５１とで構成され、後述する継手８を収容し
た収容体５２と協働して継手８を冷却水から防水するも
のである。尚、固定側部５０と回転側部５１０面圧調整
は駆動軸２の上端に設けた調整ナツト５３の回転によっ
て行われる。

継手８（第、３．４図）は次に説明する構成により成立
している。

緩衝ホルダ６０は、回転軸７の中間部を貫通させて、垂
直状態に支持するため筒状をしており、駆動軸２のフラ
ンジ２４に取付けである。回転軸７を貫通させる内周下
端は回転軸７に密着する密着部６１となっている。スリ
ット６２は、下端から上端に向は回転軸７の長手方向に
添って複数（本実施例では４つ）等間隔に形成してあり
、緩衝ホルダ６０に弾性をもたせる役目をしている。

押圧部材６３は前記緩衝ホルダ６０の上端に形成した六
６４に装着され、全体的にリング状部材を複数縦割り（
本実施例では４分割しである。第４図参照）にした形状
をしている。内周には、回転軸７の上端に向けて末広状
に形成した円錐状部６５に合致して接触する接触面６６
が形成しである。外周には、上向き放射状の弾性片６７
が複数突設してあり、六６４を押圧した反作用により接
触面６６を円錐状部６５に圧接する作用をしている。尚
、本実施例の押圧部材６３はアルミ類である。

回転軸７の上端と駆動軸２のフランジ２４の間には、円
錐状部６５を接触面６６に押圧する複数の皿状板バネ６
８が介在している。

前記弾性片６７と、皿状板バネ６８の力関係は次の如く
である。

弾性片６７は、穴６４内で押圧部材６３を円錐状部６５
に押圧して、回転軸７を上方（第１図の上端の方向）へ
押上げるように作用する。

皿状板バネ６８は、その押上げ力に抗して回転軸７を下
方（第１図の下端の方向）へ押下げるように作用する。

したがって、弾性片６７と皿状板バネ６８の力のバラン
スが取れる位置に回転軸７が静止している。

回転軸７の上端と皿状板バネ６８の間には調整座金６９
が設けである。これは、組立上の寸法誤差による弾性片
６７と皿状板バネ６８のバランスを調整するものである
。

セラミック製のファン６はセラミック製のナツト７０に
よってセラミック製の回転軸７の下端に取付けられてい
る。

下部筺体１２の底部には、回転軸７の方へはみ出すよう
に断熱材７１が装着まれでいる。

以上の構成において、筐体１に冷却水を供給した状態で
駆動用モータＤを駆動すると、回転力が回転軸Ｃ１駆動
軸２．継手８．セラミック製の回転軸７に伝達され、セ
ラミック製のファン６が回転して炉内の雰囲気ガスを撹
拌する。

冷却水は高温炉用撹拌装置Ａ全体を冷却すると共に、水
中軸受４部全体を水に浸らせ駆動軸２の回転を円滑なら
しめている。

又、駆動軸２の回転による振動は水中軸受４に吸収され
る。

ファン６の回転中、炉内Ｅの温度が上昇すると、その影
響により継手８と回転軸７は熱膨張を起す。

この際、金属製の継手８全体は、熱膨張係数の小さいセ
ラミック製の回転軸７より、より多く熱膨張を起す。そ
のため、押圧部材６３の接触面６６が広がる方向に膨張
する。その時、円錐状部６５が′、皿状板バネ６８によ
って、下方向（第１図の下端の方向）に付勢され、前記
膨張に追従するようにして接触面６６により形成される
大向に沈み込むので、押圧部材６３との密着状態は保持
され−ている。

一方、緩衝ホルダ６０も膨張し、六６４も大きくなるが
、押圧部材６３と穴６５の間に弾性材６７が介在してい
るので、押圧部材６３は弾性材６７により円錐状部６５
に確実に圧接されている。

したがって、駆動軸２の回転は、フランジ２４゜緩衝ホ
ルダ６０．押圧部材６３１円錐状部６５を介して回転軸
７に、あるいは、緩衝ホルダ６０の密着部６１から直接
回転軸７に、何等支障なく伝達され、ファン６の回転は
円滑に継続する。

次に、炉内Ｅの温度が下降すると、金属製の継手８はセ
ラミック製の回転軸７より、より多く収縮する。そのた
め、緩衝ホルダ６０の密着部６１が窄り、回転軸７を強
力に締付けようとする。しかし、緩衝ホルダ６０にはス
リット６２が形成しであるため、緩衝ホルダ６０自体が
たわみ、必要以上の締付力が回転軸７に作用しない。

一方、緩衝ホルダ６０の穴６４も窄り、押圧部材６３を
締付けようとするが、弾性片６７により、その締付力が
吸収されるので円錐状部６０には締付による力が何等作
用しない。

尚、押圧部材６３は、弾性片６７が上向放射状に形成し
であるので、締付けられても分力により、常時下方に押
され、穴６４から抜は出ることが無い。

以上の実施例によると、 ■　ファン６、回転軸７．ナツト７０は、耐熱性を有し
たセラミック製であるから、加熱冷却の繰り返しを受け
ても材質変化による変形、焼割れが生じない。

従って、ファン６は回転バランスを（ずすこと無（、長
期間円滑な回転をすることができる。

■　駆動軸２の下端は水中軸受４によって回転を支持さ
れているので、駆動軸２の回転振動が吸収され、セラミ
ック製の回転軸７に振動が伝達しない。

従って、駆動軸２の回転振動によるファン６及び回転軸
７の損傷が生ぜず、前記■とあいまって、ファン６はさ
らに円滑な回転をすることができる。

又、その円滑な回転によって、振動が無くなり、高温炉
用撹拌装置Ａに損傷が発生せず、部品交換及び保守点検
の回数が減り、保守管理の手間が省ける。

■　駆動軸２と回転軸７を接続する金属製の継手８は、
セラミック製の回転軸７より膨張係数が大きいので、加
熱冷却の際、回転軸７より大きく伸縮するが、継手８の
構造によって、その熱膨張伸縮差が吸収される。

従って、熱膨張伸縮差による歪応力は回転軸７に作用せ
ず回転軸７の損傷が防止される。

等の効果を奏する。

尚、本発明は以上の実施例に限定されることなく、適宜
な設計的変更の範囲は当然含まれるものである。

例えば、弾性片６７を押圧部材６３に設けであるが、緩
衝ホルダ６０の穴６４内に設けても良い。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の高温炉用撹拌装置によると、 ■　ファン、回転軸は、セラミック製であるので、炉内
の高熱による変形、焼割れが生じること無く、長期間円
滑な回転ができる。

■　駆動軸を水中軸受により支持し駆動軸の回転振動を
吸収しているので回転軸に振動が伝達せず、ファンの回
転はより一層円滑なものとなる。

■　ファン、回転軸の円滑な回転によりファン駆動装置
に損傷が発生しなくなり、保守管理の手間が省ける。

■　加熱冷却による、金属製の継手と、セラミック製の
回転軸の伸縮差は、継手自身の構造によって吸収される
ので、熱膨張伸縮差による歪応力がセラミック製の回転
軸に作用せず、その回転軸の損傷が防止される。

等の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例で、第１図は一部分を断面した全
体正面図、第２図は第１図中■−■断面矢視図、第３図
は継手部分の拡大図、第４図は第３図中ＴＶ−ＩＶ断面
矢視拡大図である。 Ａ・・・高温炉用撹拌装置　Ｃ・・・回転軸Ｄ・・・駆
動用モータ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 原動装置により回転する駆動軸と、炉内を撹拌するセラ
   ミック製のファンを一端に有したセラミック製の回転軸
   と、前記駆動軸の回転を前記回転軸に伝達する継手から
   なり、前記駆動軸の軸受の少くとも１箇所を水中軸受に
   すると共に、前記継手を、前記回転軸を密着貫通させて
   前記駆動軸に設けた弾性を有する緩衝ホルダと、前記回
   転軸に端部に向けて末広状に形成した円錐状部の周囲に
   接するように配設された押圧部材と、前記緩衝ホルダと
   押圧部材の間に介在して該押圧部材を前記円錐状部に圧
   接させる第１の緩衝手段と、前記円錐状部を前記押圧部
   材に圧接させる第２の緩衝手段とで構成したことを特徴
   とする高温炉用撹拌装置。