JPH02504123A - 潤滑された減衰装置付遠心分離機 - 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】 潤滑された減衰装置付遠心分離機 本発明は遠心分離機に関するが、この遠心分離機のローターは、運転中に首振り 運動をする垂直の駆動軸によって支えられ、この軸は、回転不能の軸受ハウジン グ中に設けられている少なくとも１個のベアリングによって回転可能にフレーム 中に支持されている。軸受ハウジングは、軸の首振り運動を減衰させる装置を介 してフレームにもたれるように配置されている。その減衰装置は、軸の首振り運 動に追従するように設けられている少なくとも１個の第１の要素と、フレームに 関して第１の要素の方へ動きつるように設けられている少なくとも１個の回転不 能の第２の要素、および軸の首振りに際して第１と第２の要素の間の接触面に摩 擦を生ずるように、第２の要素を半径方向内側に第１の要素へ押圧するように設 けられている少なくとも１個の弾性要素とを含み、この減衰装置の周囲に油をも たらすような手段が設けられている。油はこの減衰装置の周囲を還流する含油気 体によって装置の周囲に流れるようにされていることが多い。

この種の公知の遠心分離機は、アメリカ特許第２、８４８．４６８号に示されて いる。このような遠心分離機の多くの応用面では、ローターは高回転数で駆動さ れ、その回転数は、ローターと駆動軸が自励振動点に達しがちの最低危険回転数 を超える。減衰装置は、例えば始動時に、計算上の最大不安定を生ずる危険回転 数をローターが無事通過しつるように、通過時に立ち上がる振動がある許容値を 超えないように減衰させつるものにする必要がある。この許容値を決めるものは 、例えば、遠心分離機の接近するロータ一部分と静止部分の間の実際の隙間や、 機械内部のロータ一部分の強度である。主な減衰作用は、第１と第２の要素の間 の接触面の摩擦によって行われ、両者の間の相対運動が、この摩擦を増加して振 動エネルギーは摩擦熱に変換される。危険回転数を超えるときに十分な減衰作用 が得られるように、一般的に硬い弾性要素に対しである予圧が必要であり、それ によって前記接触面での接触圧力が増加する。

これに関連する問題として、発生した摩擦熱が第１の要素からベアリングへと伝 導され、これによってベアリングの運転温度が高まり、ベアリングの寿命が縮ま るという問題がある。危険回転数を超えた高回転数での正常運転中は、発生する 振動は安定していて損傷を生ずるような振幅を有しないので減衰させる必要はな い、しかし、この振動は接触面の摩擦によって摩擦熱を発生し、この熱は絶えず ベアリングに伝達されるばかりでなくエネルギーの損失でもある。

通常、第】と第２の要素の間の接触面は遠心分離機の一部分に位置を占め、そこ には油気の多い雰囲気中に激しい空気の循環がなされる。その際、この接触面間 にある量の限られた油は、非常な高温、高圧にさらされ、それによって接触面に は炭化層が生成されることになる。この層は、接触面間の摩擦係数を徐々に増し 、これによって減衰作用とベアリング伝導される発生摩擦熱が増加する。

本発明の目的は、遠心分離機の首振り運動が、危険回転数を過ぎる間、減衰装置 によって安全に減衰され、この機械の運転中も熱の発生が少なく、かつほぼ一定 であるような遠心分離機を完成させることである。

本発明によれば、初めに述べた種類の遠心分離機に椀状部を形成するｍ１を具備 し、この椀状部が上向きの開口を有していて前記第１と第２の要素の所に位置を 占め、前記接触面の少なくとも一部がこの椀状部の中に入っているようにするこ とによってこの目的が達成される。

本発明の遠心分離機においては、接触面を流れ去る空気流によって運ばれる油量 の極限値が得られる。その結果、いろいろな部分の表面に付着する油やその付近 に５　茫７る油の量が多くなる。接触面にある比較的多量な注によって、第１と 第２の要素の間の接触面の有効な潤滑が得られ、その結果、接触面に前述のよう な炭化層が生成するのは防がれる。このことにより、運転中に摩擦係数が増える ことがなくなり、したがって発生してベアリングへ伝わる摩擦熱が運転中に増え ることもない。

本発明の好ましい実施例においては、前記装置はフレームの一部と、椀状部の開 口を通じて下向きに延びる第１の要素とによって形成されている。この第１の要 素は、ローターの回転軸を取り囲んでいる軸受ハウジングの一部によって形成さ れる。したがりて、この装置、すなわち椀状部とこの椀状部の開口を通って下向 きに延びる第１の要素の一部とは適当に環状を呈していてローターの回転軸を取 り囲んでいる。

本発明の別の好ましい実施例においては、第１の要素に凹所が形成されており、 この凹所は軸方向に延びて軸方向下向きに開いており、この凹所の中には前記の 装置が上向きに延びている。この実施例では、この凹所と装置とを、ローターの 回転軸を囲んで環状に形成するのが適当である０種々の装置があっても、摩擦熱 は、運転中、第１と第２の要素の間の接触面に発生するが、その摩擦熱のベアリ ングへの伝導もこれによって減らされる。この熱伝導の減少は、一部は熱を伝え る材料の断面積が縮小された結果、接触面からベアリングへの熱伝導が減ること により、また一部は輻射による熱伝導の減少により得られる。

本発明の第３の実施例では、第１の要素が、それを貫通して延びてその上側と下 側をつなぐ１本以上の通路を備えるように設計され、前記減衰装置はこの要素と ともに隙間を形成してこの隙間と通路とを通じて冷却媒体を通すように配置され ている。冷却媒体用の通路がこのように設けられているので、第１の要素からの 有効な熱除去が可能となり、その結果、要素からベアリングへの熱伝導が減少す る。

以下、本発明を添付の図面を参照しつつより詳細に説明する。第１図は本発明の 遠心分離機の一実施例の一部縦断面図、第２図は第１図の部分拡大図である。

図示されている本発明の遠心分離機には、垂直軸２０手段によって支持されてい て回転可能なローター１がある。このローター１はケーシング３にょつて囲まれ ており、このケーシング３は、フレーム４に固定されていて、底の開口５を有し ている。軸２は、底の開口５を通じてフレームの内部からケーシング３の内部へ と延び出ている。軸２は、その上端でラジアルベアリング６の中に支持されてい る。このベアリング６は、減衰装置８を通じて半径方向に弾性的にフレーム４に もたれるベアリングへウジング７の中に設けられている。減衰装置８は、軸受ハ ウジング７と固定的に結合されている少なくとも１つの第１の要素９と、軸受ハ ウジング７の外周に分布する多数の要素であってフレーム４に関して動きうるよ うに仕組まれて第１の要素９を支える第２の要素１０と、多数の弾性要素１１と を含んでいる０図示の例では、前記第２の要素１０と弾性要素１１は、フレーム ４の放射状の溝の中に仕組まれていて、いずれの弾性要素１１もそれぞれに属す る第２の要素ｌＯを第１の要素９に対して半径方向内向きに押すようになってい る。この弾性要素１１は、第２の要素】０とフレームに固着されている止め１３ との間で半径方向に押し縮められている。止め１３の半径方向の位置は調整可能 であり、それによってこの弾性要素の予圧、したがって第１の要素と第２の要素 の間の接触面１２の接触圧をも変えることができる。

第１と第２の要素９と１０の間の接触面１２は、少なくともその１部が椀状部１ ４の中にある。椀状部１４は装置１５によって形成され、上向きに開く開口１５ を有している０図示の例では、装置１５はフレーム４の一部から成っている。

第１の要素９は、軸受ハウジング７の一部で形成されており、開口１６を通って 軸方向に椀状部１４の中へと延びている。第２の要素１０は、椀状部１４の中の 溝を通って半径方向に椀状部１４の中へと延びている。第１の要素９には、下向 きに開く凹所１７が形成されている。

この凹所１７の中を上方へ前記装置１５の壁１８が延びていおり、この壁が椀状 部１４の半径方向内側の部分を構成している。

第１の要素９を貫通している軸方向に延びてその上側と下側とを連絡する通路１ ９が第１の要素９に設けられている。第１の要素９と壁１８は、隙間２０と通路 １９を通じて冷却媒体を送るために、隙間２０を形成する。軸受ハウジング７の 上方には、油を含む空気のような冷却兼潤滑用の媒体を送るための羽根車２１が 軸２に固定されて設けられている。この媒体は、１部はベアリング６を通じ、ま た１部は隙間２０と通路１９を通じてフレーム４の内部から吸い上げられ得、そ して、フレーム４の中の軸方向の流路２２を通って下向きにフレーム４の内部へ と還流する。

羽根車２１は、本発明の遠心分離機の運転中に、含油空気をフレーム４の内部か らベアリング６と減衰装置８の上側とへ吸い上げる。空気流によって運ばれる油 滴の幾らかは、いろいろな部分の表面に付着し、そこからフレームの内部へと流 れ落ちる。その際、この油滴の一部は空気の流れの弱い椀状部１４の中へ流れ落 ちる。このことは、椀状部１４の内面に付く油量の増加を意味する。少なくとも その１部分が椀状部１４内にある接触面１２は、それによって有効に潤滑される 。空気流によって運ばれる油滴の残部は、流路２２を通じてフレーム４の内部へ 戻る空気の流れに追従する。

運転中に発生するローター１と軸２の首振り運動は減衰装置８に補足されて減衰 される。その際、回転系の揺動エネルギーは、接触面１２において第１と第２の 要素９と１０の間に生ずる相対運動による摩擦熱に変換される。この減衰装置の 減衰特性は、止め１３の半径方向の位置の調整や、弾性要素１１の別の硬さのも のへの取替によって左右し得る。十分な減衰特性というものは、通常、１次の危 険回転数を過ぎる時に生ずる首振り運動によって決められる。弾性要素１１に必 要な予圧は、接触面１２に永久的に作用する接触圧力を与える。接触面１２少な くとも１部が油中にあるという事実により、この接触面上の炭化の発生を防がれ るので、接触面１２の摩擦係数は一定の低い値に保たれる。運転回転数に関して の通常の運転に際してたいてい生ずるこの接触面における摩擦熱の発生は、これ によって低くかつ一定に保たれつる。

図に示されている本発明の本実施例においては、減衰装置８が、第１の要素９の 下向きに開く凹所１７の中に延び上がっている半径方向内側の壁を備えた設計を されているという事実によって、接触面１２における発生熱のベアリングへの伝 導が特に少なくなる。接触面１２とベアリング６との間にある第１の要素９の凹 所１７によって、第１の要素の一部の熱伝導材料の断面積が減少し、その結果、 接触面１２からベアリング６への伝導が減る。壁１８は、椀状部１４の中にある 第１の要素の一部からベアリング６へ向かう半径方向内向きの輻射熱の障壁にな っている。発生熱量のベアリング６への伝導は、隙間２０と通路１９を通る冷却 媒体の流れにより得られる熱放散の増加によっても減らされる。

油を収容すべく前述の椀状部は、フレーム４の部分によって形成されることが好 ましいが、その代わりとして、本発明の範囲内で第１と第２の要素９と１０の部 分によって形成されることも全く可能である。

ＦＩＧ、２ 国際調査報告

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ローター（１）は運転中に首振り運動をする垂直の軸（２）によって支えら れていて回転可能であり、軸（２）は，回転不能の軸受ハウジング（７）中に配 置されている少なくとも１個のベアリング（６）によって回転可能にフレーム（ ４）内に支持されており、軸受ハウジング（７）は、軸（２）の首振り運動を減 衰させる減衰装置（８）を介してフレーム（４）にもたれるように出来ており、 減衰装置（８）は、軸の首振り運動に追従するように設けられている少なくとも １個の第１の要素（９）と、フレーム（４）に関して第１の要素（９）の方へ動 きうるように仕組まれている少なくとも１個の回転不能の第２の要素（１０）、 および軸（２）の首振りに際して第１と第２の要素（９，１０）の間の接触面（ １２）に摩擦を生ずるように、第２の要素（１０）を半径方向内側に第１の要素 （９）へ押しつけるに仕組まれている少なくとも１個の弾性要素（１１）とを含 み、さらに、手段（２１）が、この減衰装置（８）の周囲に油を還流させるよう に仕組まれている遠心分離機において、 装置（１５）が椀状部（１４）を形成し、この椀状部（１４）は、上向きの開（ １６）をもち、前記接触面（１２）の少なくとも一部が椀状部（１４）の中に位 置するように、第１と第２の要素（９、１０）の所に位置を占めることを特徴と する遠心分離機。 ２．前記装置（１５）が、フレーム（４）の一部によって形成されており、前記 第１の要素（９）の一部分が、開口（１６）を通って椀状部（１４）の中に延び ていることを特徴とする、請求項１記載の遠心分離機。 ３．前記第１の要素（９）が、ローター（１）の回転軸を取り囲む軸受ハウジン グ（７）の一部分によって形成されていることを特徴とする、請求項１または２ に記載の遠心分離機。 ４．椀状部（１４）が環状をなし、ロータ（１）の回転軸を取り囲んでいること を特徴とする、請求項１ないし３のし、ずれか１項に記載の遠心分離機。 ５．第１と第２の要素（９，１０）のうちの１つが、環状でかつローター（１） の回転軸を取り囲む一部分によって椀状部（１４）の中へ下向きに延ひているこ とを特徴とする、請求項４記載の遠心分離機。 ６．前記装置（１５）が、半径方向内側の壁（１８）を含み、この壁（１８）が 前記第１の要素（９）の下向きに開く凹所（１７）の中へ上向きに延びていて、 第１と第２の要素（９，１０）間の接触面（１２）から軸受ハウジングへ向かう 半径方向内方への熱輻射に対する障壁を形成し、またこの凹所は熱を伝導する材 料の断面積を減らすように設けられていることを特徴とする、請求項１ないし５ のいずれか１項に記載の遠心分離機。 ７．第１の要素（９）が軸受ハウジング（７）の一部分によって形成され、そし て、第１の要素１９）を通り軸方向に延びてその上側と下側を連絡するように設 けられた少なくとも１つの通路（１９）を有し、壁面（１８）が第１の要素（９ ）とともに隙間（２０）を形成し、この隙間は、冷却媒体をこの隙間と通路（１ ９）とを通過して送るように形成されていることを特徴とする、請求項６記載の 遠心分離機。