JPH1073164A - 加圧槽に用いる駆動シャフトアセンブリの点検修理サービスを容易にする方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 シャフトが貫通する加圧槽において、シャフ
トパッキンおよび軸受アセンブリの点検修理サービスを
行うに際し、槽を空にしなくて済む装置および方法を提
供する。 【解決手段】 槽に関して実質的に固定されている第一
軸受表面と、シャフトと共に動く第二軸受表面と、シャ
フトに設けられた出張り部と、この出張り部に嵌合する
シャフト嵌合部とを備え、槽の運転停止時にシャフトを
押し上げ、前記出張り部と嵌合部でシャフトを支えると
ともに、第一軸受表面と第二軸受表面とを相接させて、
シールを形成させ、このシールより下へ液体が漏洩しな
いようにする。また、第一軸受表面と第二軸受表面との
間にシール剤を注入する手段を設けることも含む。更
に、センサ手段を設け、第一軸受表面と第二軸受表面と
の間のシールの効果が十分でない時には修正動作を発動
させることも含む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、槽の器壁を貫通す
るシャフトの支持構造、シール、および軸受けの点検修
理サービスのための方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】紙パルプ産業では、他のプロセス産業と
同じく、大気圧より高い圧力で化学反応を行うことが多
い。これらの反応は、反応に必要とされる圧力、それに
温度にも耐えるように特別に設計された槽内で行われる
のが普通であり、例を挙げれば、化学反応器一般やパル
プの蒸解カンがそうである。回分式にしろ、連続式にし
ろ、これらのプロセスを行うには、ある形の撹拌または
混合が工程中に必要なことが多い。この撹拌は、ある形
のシャフト駆動の撹拌機によって行われるのが普通であ
り、撹拌機は、動力伝達装置、例えば、ベルト、駆動チ
ェーン、または歯車減速機を通じて電気モーターで動力
を与えられるのが普通である。しかし、撹拌機の駆動シ
ャフトが圧力槽の壁を貫通しているので、貫通箇所を有
する槽壁をしっかりしたものにするためには、ある形の
支持構造がなければならない。ある形のシールも設けな
ければならない。シールは、加圧された、普通は加熱さ
れた、時には有害な槽内容物が、普通は円筒形のシャフ
トと槽の開口部との間の間隙から逸出するのを防止する
ためである。また、ある形の軸受けも、回転または往復
動するシャフトと支持ハウジングとの間の摩擦を減少す
るために設けられるのが普通である。

【０００３】このシールは、紐のような繊維集合体、つ
まり「パッキン」、あるいは伸縮性のあるシールリン
グ、またはある形の「メカニカル」シール機構によって
与えられるのが普通である。例えば、パッキンは、普
通、シャフトを包囲する固定空間つまり「パッキンボッ
クス」または「パックボックス」に押し込まれ、押さえ
リングつまり「グランド」で押さえられている。回転軸
は、このパッキンに柔軟に受容され、パッキンは、槽の
中味が外に漏れるのを防止する。柔軟なパッキンの消耗
速度を減少させるために、ある形の耐磨耗性材料がパッ
キンに用いられるのが普通である。例を挙げると、パッ
キンにはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）含有
物質、例えば、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）のテフロン
（登録商標）材料を用いることができる。使用の軸受け
は、転がし軸受けが用いられるのが普通で、例えば、球
形または円筒形の耐摩軸受け、または自己潤滑性または
減摩特性を有するジャーナル軸受けが用いられる。

【０００４】回転機械には全て同じことであるが、支持
ハウジング、軸受け、およびシールは磨耗することは避
けられず、点検したり、壊れたり不具合が生じたハード
ウェアを定期的に直したり、取り替える必要があるのが
普通である。よくあるケースであるが、そのようなハー
ドウェアの点検修理サービスの際には、槽の圧力を抜い
て中味を取り出す必要がある。槽が小さい場合は、これ
はそれほど面倒なことではないが、大きな槽、例えば、
蒸解カンでは、時間と、その間に失われる製造コストと
は極めて大きくなることもある。例えば、パッキンを取
り替えるために連続パルプ製造蒸解カンを空にするコス
トは、パルプ工場の一つでは約３００万ドルにもなる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、槽の器壁を貫
通するシャフトの支持構造、シール、および軸受けの点
検修理サービスのための方法および装置であって、点検
修理サービスに先立って槽を空にしないで済む方法およ
び装置を提供する。

【０００６】本発明の態様の一つによれば、シャフト構
成部品の点検修理サービスの際に、槽を貫通するシャフ
トを有する槽から流体が漏洩するのを防止する装置が提
供される。この装置は以下の構造部品を備える。すなわ
ち、槽に関して実質的に固定されている第一軸受け表
面；シャフトに取り付けられ、シャフトと共に動くこと
ができ、かつシャフトの通常運転時には第一軸受け表面
とは間隙をもって設けられている第二軸受け表面（第一
および第二軸受け表面は、点検修理サービスされるシャ
フト部品よりも槽の近くに操作上位置している）；およ
び、シャフト関連部品の点検修理サービスができるよう
にシャフトを支持するシャフト支持構造（このシャフト
支持構造は、シャフトが停止している時にシャフトに嵌
合し、シャフトの少なくとも一部を槽に関して動かし、
そうすることによって、第一軸受け表面と第二軸受け表
面とが実質的に液を漏らさないシールになるように互い
に相接し、槽を空にしなくてもシャフト部品の点検修理
サービスができるようにしている）がそれらである。

【０００７】第一および第二軸受け表面は、実質的に円
錐形の互いに相接する表面であり、この円錐形の互いに
相接する表面のシャフトに沿った長さが５インチ未満
（例えば、約２インチ以下）で、円錐形の互いに相接す
る表面の材質が金属で、金属製の互いに相接する表面の
少なくとも一面が、表面硬化されたものであり、もしく
は硬質材料（例えば、クロムまたは二酸化チタン含有材
料）で表面処理または被覆されれたものであり、平滑な
耐磨耗性表面となっていることがより好ましい。

【０００８】シャフト部品と槽との間に第二軸受け表面
から第一軸受け表面の反対側に円筒形ジャーナル軸受け
を（例えば従来構造のパッキンの代わりに）設けること
もできる。

【０００９】出張り部を、前記シャフトに設けることが
できる。そして、少なくとも一個の出張り部へ嵌合する
部品と、この出張り部嵌合部品に刺さって立ち、取り外
し可能に槽に取り付けられる第一の複数の固定具を、前
記シャフト支持構造に設けることができる。前記出張り
部は、実質的に連続的である。そして、前記少なくとも
一個の出張り部嵌合部品は、分割片構成のカラーで、こ
の分割片構成カラーの各片が、前記出張り部と嵌合し、
前記の取り外し可能の固定具で槽に取り付けられること
が好ましい。

【００１０】普通は、シャフト部品の一つは、パッキン
であり、これには、取り外し可能の第二の複数の固定具
で槽の外部に取り付けられているパッキングランドが含
まれる。その際第一の複数の固定具は、第二の複数の固
定具近くで槽の外側に取り付け可能である。またその際
パッキングランド大きさと形は、上記少なくとも一個の
出張り部嵌合部品が邪魔になることなくパッキンから取
り外せるように決められる。シャフト部品には他には、
使用時にシャフトを回転若しくは往復動させるように取
り付けるための少なくとも一個の軸受けアセンブリがあ
り、その際前記第一軸受け表面と第二軸受け表面とは、
実質的に円錐形の金属製の互いに相接する表面である。

【００１１】上記の槽は、セルロースパルプ保有の槽で
あることが好ましく、シャフトは回転可能で、槽中のパ
ルプに作用するものであることが好ましい。シャフト支
持構造は、槽に関して往復動的に動くものであって、第
二軸受け表面を動かして第一軸受け表面と相接して実質
的に液が漏れないようにするものであることが好まし
い。

【００１２】第一軸受け表面と第二軸受け表面との間に
シール剤を注入する手段を設けることもある（両表面の
間にシールを形成するのを容易にするためと、あるいは
不測の状況に備えるための目的で）。この手段は、従来
の管、ノズル、ジェット、などで構成し、電気、油圧で
駆動したり、手動で動かしたり、機械的に動かしたり、
またはそのような類似の構造を用いたりして行なうこと
ができる。センサ手段を設け、第一軸受け表面と第二軸
受け表面との間のシールの効果が十分でない時には修正
を目的とする動作を発動させる（例えば警報や指示を発
したり、シール剤を注入したり、などなど）ようにして
もよい。これらの手段は、どのような従来の検出、作動
手段でよく、例えば、ゲージ、伝導度センサ、圧力セン
サ、液センサ、流量センサなどなどでよく、また、どの
ような従来の聴覚、視覚、または触覚による警報や指示
でもよい。

【００１３】本発明の別の態様によれば、シャフトアセ
ンブリが提供されるが、それは以下の部品を備える。す
なわち、長い軸棒、第一端、第二端、および第一端と第
二端との間に位置する出張り部を有するシャフト；シャ
フトの第一端から離れているが出張り部よりは第一端に
近い位置でシャフトに取り付けられたパッキン（パッキ
ングランドを含む）；パッキングランドから見て出張り
部の反対側で出張り部に嵌合する、少なくとも一個の出
張り部嵌合部品；および、上記少なくとも一個の出張り
部嵌合部品へ操作の際に取り付けられ、ある固定表面へ
前記部品を取り付けるに当たって前記部品とシャフトと
を前記固定表面の方向へ引張りながら取り付けることが
できる、取り外し可能な複数の固定具がそれらである。
パッキングランドおよび上記少なくとも一個の出張り部
嵌合部品の位置と形と大きさとは、上記少なくとも一個
の出張り部嵌合部品が邪魔になることなく、パッキング
ランドをシャフトの第二端の方向へパッキンから取り外
すことができるように、従ってパッキンの点検修理サー
ビスができるように決められる。

【００１４】上記シャフトアセンブリには、更に、シャ
フトと共に少なくとも往復動するようにシャフトに取り
付けられた軸受け表面を備えることができる。この軸受
け表面は、相補する固定軸受け表面と相接して、実質的
に液漏れを封ずる相接状態を形成する。軸受け表面のシ
ャフトに沿った長さは、５インチ未満（例えば、約２イ
ンチ以下）である。出張り部は実質的に連続であること
が好ましく、上記の少なくとも一個の出張り部嵌合部品
は、複数の部品片を備え、これら各部品片は他の部品片
と、複数の取り外し可能の固定具とに結合可能になって
いる。上記シャフトアセンブリには、更に、第一端から
見て出張り部の反対側の位置でシャフトに取り付けられ
た、少なくとも一個の軸受けアセンブリを備えることが
できる。

【００１５】本発明の更に別の態様によれば、内容物が
流体であってシャフトが槽を貫通し槽内の流体材料に作
用するために槽に関して可動である槽のシャフト部品
（少なくとも軸受けアセンブリおよび／またはパッキン
を含む）の点検修理サービスを行う方法が提供される。
この方法は、以下の工程、すなわち、（ａ）流体材料が
槽に関してシャフトの動きに作用しているのを停止する
こと、（ｂ）シャフトと槽との間に実質的に流体材料が
漏れないシールを創り出すこと（このシールとは、槽の
内部と点検修理サービスをすべきシャフト部品との間の
シールである）、（ｃ）このシールが保持されている間
に、流体材料を槽から抜かずにシャフト部品（少なくと
も軸受けアセンブリおよび／またはパッキンを含む）に
ついて点検修理サービスすること [本明細書および特許
請求の範囲に用いられている「点検修理サービス」と
は、軸受けやパッキンのようなシャフト部品を部分的お
よび／または全体的に修理、改造、および／または交換
することを意味する]、および（ｄ）実質的に流体材料
が漏れないようにしているシールを緩めて、流体材料が
シャフトの動きに作用するのを開始すること、の各工程
を実質的に連続して行うものである。

【００１６】本方法は、更に、流体材料が漏れないよう
にしているシールが著しく漏洩するようなことがあれ
ば、これを検出して、漏洩を直す目的の作動（例えば、
警報や指示を発動したり、シャフト／槽領域にシール剤
を注入したりすることなど）を開始する工程を包含する
のが好ましい。工程（ｂ）は、シャフト上の円錐形軸受
け直線的に動かして、槽側の円錐形軸受けと操作に際し
て相接させることによって行うことができる。シャフト
には漏洩液反らし板を支持する出張り部を設けることも
でき、工程（ｂ）は、更に、上記反らし板を出張り部と
嵌合する少なくとも一個のシャフト支持部品で置換えて
この部品を槽の方に引張ることによって行うこともでき
る。

【００１７】パッキン、軸受けアセンブリ、および槽の
器壁を貫通するシャフトに関連したこれらに類似の部品
の点検修理サービスを行なうに際して、槽の中味を空に
する必要なくして行うことができる方法および装置を提
供することが、本発明の主な目的である。本発明のこの
目的および他の目的は、本発明の詳細な説明および前記
の特許請求の範囲から明らかになろう。

【００１８】

【発明の実施の形態】さて、図面を詳細に説明する。本
発明は、連続蒸解カンの「出口装置」として当分野で知
られているものについて記載するけれども、本発明が、
加圧であれ、無圧であれ、流体を保持する槽の器壁を貫
通するいかなるシャフトに対しても、回転シャフト、往
復動シャフト、固定シャフトを問わず、適用できること
が理解される。

【００１９】図１は、米国、ニューヨーク州グレンズ
フォールス（Ｇｌｅｎｓ Ｆａｌｌｓ）のアールストロ
ーム マシーナリー社（Ａｈｌｓｔｒｏｍ Ｍａｃｈｉ
ｎｅｒｙ）販売のカミヤ（登録商標：Ｋａｍｙｒ）式連
続蒸解カンの底部１０を説明する図である。この槽は、
細砕セルロース繊維材、例えば針葉樹チップを連続的に
化学処理してパルプを製造するのに用いられる。細砕セ
ルロース繊維材は、槽の頂部（図示せず）へ入り、下方
へ通過するにつれて、大気圧より高い圧力、普通０．１
〜２０バール（０．１〜３００ｐｓｉ）、好ましくは５
〜１５バール（７０〜２２０ｐｓｉ）、１００℃より高
い温度、普通１３０〜１８０℃でパルプ製造薬剤で処理
される。パルプ反応が実質的に完結した後、パルプ化さ
れた細砕セルロース繊維材は蒸解カン１０の底部から、
底部ヘッド１２に設けられた回転出口つまり排出装置１
１によって排出される。回転出口１１は、電気モーター
１３で、減速機１４を経て駆動されるのが普通である。
この適用例では、出口駆動の回転速度は、普通１〜２０
ｒｐｍ、好ましくは５〜１５ｒｐｍであるが、他の適用
例ではシャフト回転速度はこれより高いこともある。出
口装置１１は、回転装置にかかる重量と負荷を支持する
軸受けと、プロセス流体の漏洩を防止するシールとを備
える支持構造アセンブリ１５によって支持されている。
本発明は、この支持構造アセンブリ１５を改良して、軸
受け、シールおよび他のハードウェアが容易に点検修理
サービスを受けられるようにするものである。

【００２０】図２と図３とは、図１に示される出口装置
１１に嵌合する駆動キー２９を有する第一端、および図
１の駆動メカニズム、例えば、歯車減速機１４と嵌合す
る第二キー３１を有する第二端を備えた長軸の駆動シャ
フト２１を示す。シャフト２１は、軸の回りに回転す
る。図２と図３とに示される支持構造は、上部ハウジン
グ２２を備え、このハウジングは図１の底部ヘッド１２
にネジ付ボルトまたはスタッド３０で取り付けられてい
る。第二ハウジング２３はハウジング２２にボルトまた
はスタッド３２で取り付けられている。この従来技術ア
センブリには、二組の転がり軸受けアセンブリ２４と２
５、および三組のパッキンまたはシールアセンブリ２
６、２７、および２８がある。また、シャフト２１に
は、一個またはそれ以上の数の液反らし板または「液切
り板」３３を備えることもできる。液切り板は、上方か
らの漏洩する液から軸受けアセンブリ２４、２５を保護
するものである。また、シャフト２１には、図示はされ
ていないが、一個またはそれ以上の数のオリフィス３４
と流体的に連なっている内部空間を備えることができ
る。これらのオリフィスは更に円環状空間３５と流体的
に連なり、この空間には導管３６から処理液が導入され
る。この流体は、例えば、「コールドブロー」濾液であ
り、普通、シャフト２１の内部空間を通過して流れ、図
１の出口装置１１の分散用導管（図示せず）へ分散され
る。

【００２１】図１〜図３の従来技術アセンブリでは、ハ
ウジング２２と２３、または軸受けアセンブリ２４と２
５、またはパッキンアセンブリ２６と２７と２８のいず
れにしろ、点検修理サービスや交換作業をする必要が生
じた場合は、軸受けまたはパッキンに手を入れるために
は、ハウジング２２かハウジング２３を取り出さなけれ
ばならない。これを行なうためには、図１の槽１０の内
容物を脱圧して、空にする必要があり、もし有毒ガスが
あれば、点検修理サービスする前に排気・換気もしなけ
ればならない。このためには、軸受けやシールの点検修
理サービスを始める前の準備だけでも、何日というので
ないにしても何時間とかかることがある。このための仕
事やそれに基づく生産損失は何百万ドルにも上ることが
ある。

【００２２】図４〜図６は、従来技術を特徴付ける点検
修理サービス時の槽の脱液と生産停止を回避する本発明
の装置の態様の一つを示すものである。図４には、駆動
シャフト１２１、上部ハウジング１２２、および下部ハ
ウジング１２３が示される（図２の部品と外観や機能が
同じような図４〜図６の部品は、頭に「１」を付けただ
けの対応する数字で記される）。駆動シャフト１２１
は、図１に示される出口装置１１に嵌合する駆動キー１
２９を有する第一端、および図１の駆動メカニズム、例
えば、歯車減速機１４と嵌合する第二キー１３１を有す
る第二端を備えている。図４と図５とに示される支持構
造は、上部ハウジング１２２を備え、このハウジングは
図１の底部ヘッド１２にネジ付ボルトまたはスタッド１
３０で取り付けられている。第二ハウジング１２３はハ
ウジング１２２にボルトまたはスタッド１３２で取り付
けられている。また、シャフトおよびハウジングには、
一個またはそれ以上の数の液分散用オリフィス１３４を
備えることができ、これらのオリフィス１３４は、図２
に参照して記載されるように処理液を分散するための円
環状空間１３５と連なっている。

【００２３】図２〜図３の従来技術と図４〜図６に示さ
れる本発明の典型的な態様との間には幾つかの明白な相
違点がある。主としては、従来技術では、三個のシール
アセンブリ、このケースではパッキンボックス２６、２
７、および２８が必要とされるのに対して、本発明では
パッキンボックス５０が一個だけ必要とされる。パッキ
ンボックス５０とその関連構造物だけしか有しないと、
ハウジング１２２と１２３中のハードウェア、およびハ
ウジング自体の点検修理サービスが非常に容易になる。
更に、図２の上部パッキンボックス２６が円筒形ジャー
ナル軸受け４９で置き換っている。この置き換え可能な
軸受け４９については、普通、減摩プラスチック材料、
例えば、ポリマー コーポレーション社販売のルロン
（登録商標：Ｒｕｌｏｎ）プラスチック、またはＰＴＦ
Ｅ含有物質、例えば、デュポン社のテフロン（登録商
標）プラスチック、または同等品を用いることができ
る。また、シャフト１２１には、液漏洩から軸受けアセ
ンブリを保護する一枚またはそれ以上の数の「液切り
板」１３３を備えることもできる。

【００２４】図６に極めて詳細に示されるパッキンボッ
クス５０は、本発明の改良点を実施する具体的な構成の
態様の一つである。図６には、シャフト１２１とハウジ
ング１２２との間に保持される切頭円錐形のシールリン
グ５１が示される。シールリング５１の下には、従来の
パッキンアセンブリ、例えば、ウェアリング５２、複数
の従来のパッキンリング５３、および金属製のパッキン
グランド５４（３個以上のスタッド５５にナット５６で
押さえられている）がある。パッキンリング５３は、普
通、米国、メーン州バックスポート（Ｂｕｃｋｓｐｏｒ
ｔ）のインダストリアル パッキング社（Ｉｎｄｕｓｔ
ｒｉａｌ Ｐａｃｋｉｎｇ）販売のような編紐パッキン
であるが、他の適当なパッキンも使用できる。ナット５
６を締めて行くと、グランド５４がパッキンリング５３
を圧縮し、パッキングリング５３はウェアリング５２と
シャフト１２１とに押し付けられ、シャフト１２１の回
りに液シールが作り出される。また、設けられているの
は、円環状小空間５９、６０へきれいな工業用水を供給
するパージ水取り付け口７６（図４を参照）で、この水
でパッキンリング５３のシール表面やリング５１、５２
および５４の摺動クリアランスに小さな破片が溜まった
り、汚物が付着したりするのを防止する。この水は、プ
ロセス液体の漏洩を防ぐために、プロセス圧力より高い
圧力で供給されるのが普通である。パージ水は普通少量
であるのでプロセスの妨害になることはない。パッキン
リング５３とシャフト１２１との間のシールは水が漏れ
ないような状態でないことに留意したい。つまり、パー
ジ水はリング５３とシャフト１２１との間を少量は通過
できるようになっており、シールやシャフトを損傷する
恐れのある小さな破片がシール表面からパージされるの
である。

【００２５】シールリング５１はシャフト１２１とは別
個のツーピース構造のリングであるのが普通ではあるけ
れども、シャフトと一体にして構成することも可能であ
る。例えば、リング軸受け表面５１’を、シャフトに機
械加工し、軸受け表面を以下に記載のように処置するこ
とができる。リング５１は、また、シャフトに取り付け
てしまうことも可能である。取り付け方としては、例え
ば、ボルトやネジによることも、シャフトに狭め嵌めす
ることも、リングの内径のほうに付けた内部ネジ山でシ
ャフトにねじ込むこともある。リング５１は、少なくと
も往復動の間はシャフトと共に動いて以下に記載のよう
なシール効果を起す。

【００２６】通常運転では、約５〜１０ｒｐｍで回転す
るシャフト１２の場合、クリアランス６１が、ハウジン
グ１２２のハウジング軸受け表面１２２’とシールリン
グ５１の軸受け外表面５１’との間に存在しているの
で、リング５１には殆ど、あるいは全く妨害となる力は
掛からない。このクリアランス６１は、普通、０．０１
〜０．５０インチであるが、０．０３〜０．１２５イン
チであるのが好ましい。この摺動クリアランス６１に
は、普通、導管７６で添加されるパージ水によって潤滑
作用、冷却、およびパージ作用が行われる。

【００２７】本発明の具体的な利点は、ハウジング１２
２と１２３、パッキンボックス５０または軸受け１２４
または１２５に点検修理サービスが必要な時に得られ
る。図２に示されるような従来の設計の場合は、軸受け
２４と２５、またはパッキンボックス２６、２７、また
は２８に点検修理サービスが必要な時には、槽を空にす
る必要がある。

【００２８】これは、生産の顕著な停止と損失を必然的
に伴う。しかし、本発明では、槽を、そもそも空にする
必要がないのである。本発明の方法と装置とをシール手
段に適用した例は図４に示される。この図は、アセンブ
リを点検修理することが、例えば、予防的メンテナンス
のために必要になった時だけに、あるいはハードウェア
が壊れた時だけに取り付けられるメンテナンスハードウ
ェアを示す。このハードウェアは、シャフト１２１を支
持するためのシャフト支持構造を備え、この支持構造は
シャフト部品５０、１２４，１２５などなどについて点
検修理サービスを行なうことが可能にさせるものであ
る。このシャフト支持構造には、グランド５４に関して
用いられるシャフト支持カラー７０と、複数のジャッキ
スタッド７１と、複数のナット７２とが含まれる。図４
の左側は、シャフト１２１の通常の運転している時の位
置を示すもので、液切り板１３３が所定位置にある。図
４の右側は、液切り板が外され、支持カラー７０が所定
位置にあり、シャフト１２１が停止状態にあるのを示
す。

【００２９】図５に見られるように、支持構造７０に
は、少なくとも一個の出張り部嵌合部品７３’であっ
て、好ましくは複数の金属（例えば、鋼）製部品７３’
が備えられている。その形や位置や大きさは、取り外し
可能な固定具（例えば、スタッド７１）が止められるよ
うに、しかも金属製パッキングランド５４（これも分割
構造にすることができる）やこれに関連する固定具５５
とナット５６の邪魔にならないように決められる。上記
部品７３’は、二個の相補する部品を固定具、例えば、
キャップネジ７４で止めて組立てたものでも差支えな
い。更に、グランド５４も複数の部品を固定具７５で止
めて組立てたものでも差支えない。カラー７０を形成す
る各部品は、普通これらにスタッド７１が付いているの
は勿論のこと、お互いに組み付けられ、全体としては実
質的に連続なカラーとなり、シャフトの出張り部７３
（これも図４に見られるように実質的に連続なことが好
ましい）へ嵌合する。

【００３０】例示的構造７０を説明してきたけれども、
広い種類の他の構造をも提供することができるし、表面
５１’と１２２’との間のクリアランスには単にシール
剤を注入することによってそれらの間にシールを形成す
ることも可能であることを理解しなければならない。そ
の際、シール剤は、硬化してシールを形成し、その後で
シールがいらなくなった時は溶解液を注入して取り除い
たり、あるいは単に壊してしまうこともできる。

【００３１】シャフトが静止している時（例えば、駆動
装置１４から切り離されたり、あるいは積極的に固定し
てしまった時）、液切り板１３３を取り外し、支持カラ
ー７０（普通は２分割構造７３）を、シャフト１２１の
肩部つまり出張り部７３に嵌合するようにシャフト１２
１へ組み付ける。ネジ付スタッド７１、例えば、２イン
チのＵＮＣスタッドパッキングランド５４の孔にねじ込
んで通し、更にハウジング１２２の穴にねじ込む（使え
る空間が限られているので、図４に見られるように、グ
ランド５４は、グランド固定ボルト５５と嵌合する外部
ローブ付で特別に設計するのがよい。ジャッキスタッド
７１は避けること）。次にナット７２をスタッド７１へ
入れてねじ込む。ナット７２を順次に締めて、支持カラ
ー７０を取り付けて行く。次に、シャフト１２１を動か
すことができるように、下部軸受けカバー７４を取り外
し、軸受け固定板７５も外す。そうすると、シャフト１
２１は、図４の右側に見られるように、出張り部７３に
掛かっているカラー７０に支持されているだけになる。
次にナット７２を締めて行き、シャフト１２１をカラー
板７０の上に持ち上げ、遂にはシールリング外表面５
１’がハウジング表面１２２’と接触する（図６参
照）。ナット７２を全部締め終ると、シャフトは固定さ
れ、シールリング外表面５１’とハウジング表面１２
２’との間にシールが確立される。そうすると、槽の中
味はそのままで、むしろ加圧された状態で、シールアセ
ンブリ５０や軸受けアセンブリ１２４および１２５の点
検修理サービスを行なうことができる。シャフト１２１
が持ち上がると、軸受け表面５１’、１２２’が、シャ
フト１２１の遠い方の端に単に押し上げられ相接される
ことに注目されたい。プロセス停止を最小限で行い、生
産へのインパクトも最小限にして点検修理サービスを行
なった後、上記の手順の逆を行なうことによって出口装
置を運転状態に戻すことができる。

【００３２】本発明は、また、万一加圧された中味がシ
ールリング５１を漏洩してシャフトハードウェアを点検
修理サービスしている人員に危険となることがあれば、
シール５０を急速に確立する方法も包含する。例えば、
一個もしくはそれ以上の個数の漏洩検知路５７を設けて
おいて、槽の高圧中味が万一リング５１を通過すること
があれば、点検修理サービスを行なっている人員に警報
を発したり、連絡することができるようにする。この
「テルテール（ｔｅｌｌ−ｔａｌｅ）」式漏洩検知は、
単に、一本またはそれ以上の本数の水路５８から導入さ
れ水路５７から排出される水の流れからなっているもの
でよい。万一プロセス流体が槽から漏洩したり、５８の
所に導入した流体がシール箇所から漏洩したら、流れが
排出路５７から見えるので、点検修理サービスを行なっ
ている人員に緊急事態を知らせることになる。この警報
システムは、万一圧力増加が検出されたら聴覚または視
覚で警報を発する圧力ゲージまたは圧力センサ装置を水
路５７へ装入したものでもよい。また、この圧力検出装
置は、自動漏洩シール機構を活性化することも可能であ
る。活性化させることが可能な機構の一つは、一本また
はそれ以上の本数の導管５７または５８を経由して小空
間５９および６０へシール剤を自動的に添加し、漏洩を
防止するものである。これに使用することが可能なシー
ル剤の一つは、米国、テキサス州のラポルテ（ＬａＰｏ
ｒｔｅ）のフルマナイト（Ｆｕｒｍａｎｉｔ）エンジニ
アリング社販売のシール剤であるフルマナイト（商標：
Ｆｕｒｍａｎｉｔ）である。このシール剤注入メカニズ
ムは手動でも活性化させることが可能である。

【００３３】漏洩が検出されれば、シャフトを、例え
ば、ナット７２を更に締めることによって、更に持ち上
げることが可能である。漏洩がそれでも引き続いて起こ
れば、シール剤を通路５７または５８へ注入することが
できる。また、別法として、流体を漏らさないシール
を、シールリング５１で確実に行うようにするため、シ
ール剤、例えば、フルマナイトを、シャフトを持ち上げ
るに先立って表面５１’と１２２’との間のクリアラン
スに注入することも差支えない。シャフトを持ち上げる
に先立ってシール剤を装入することによって、シール剤
は、シャフトを持ち上げる時二つの軸受け表面５１’と
１２２’との間に圧縮され、流体を漏らさないシールが
（所望ならば、圧力を逃がさないシールも）確実に得ら
れる。

【００３４】リング５１は、炭素鋼から製造するのが普
通であるが、ステンレス鋼やニッケル合金などの耐蝕金
属から製造することもできる。リング５１上の軸受け表
面５１’とリング１２２上の軸受け表面１２２’とは、
適当なシールを確実に得るためには極めて平滑で、研磨
したものであることが好ましい。これらの表面５１’と
１２２’の内の一面または両面とも、表面硬化されたも
のであり、もしくは硬質材料（例えば、クロム含有材料
または二酸化チタンまたは同等品）で表面処理または被
覆されたものであり、そうすれば平滑な耐磨耗性表面が
確実に得られる。リング５１の高さは、この具体的な適
用例では、普通は、５インチ未満、好ましくは２インチ
未満で、そうすれば、接触表面の潜在的な粗面性や偏在
性を最小限に抑えることになり、二表面が相接した時に
漏洩を防止することになる。勿論、リング５１の最適高
さは、適用例如何で左右される。

【００３５】再言すれば、本発明は、連続蒸解カンへの
適用に限定されることなく、槽の缶胴が貫通されていて
潜在的に漏洩に至ることあるどんな槽にも適用可能であ
る。これは、細砕セルロース繊維材を処理する槽には加
圧、無圧を問わず特に適用され、適用される槽として
は、例えば、連続蒸解カン、回分蒸解カン、浸透槽、ま
たは洗浄槽や漂白槽を含む他のいかなる前処理槽、後処
理槽が挙げられる。本発明は、また、出口装置または排
出装置に限定されることなく、槽に材料を導入する装
置、例えば、アールストロム マシナリー社から販売の
ような従来の頂部分離器や他の形式の撹拌機を有する加
圧または無圧槽にも適用可能である。また、本発明は、
混合機や脱ガス装置や、あるいは装置内部に取り付けら
れる計器、例えば、蒸解カンのレベル指示計にも用いる
ことができる。

【００３６】本発明のシール装置は、これらの図に示さ
れるパッキンに限定されることなく、メカニカルシール
や伸縮材によるシールを含めてどんなシール機構も使用
することができる。本発明については、現在最も実際的
であると考えられているものと、その好ましい態様につ
いて本明細書に示し、かつ説明したものであるので、本
発明の範囲内でそれらの多くの部分的改変点が得られる
ことが当業者には明白となろう。従って、本発明の範囲
については、前記の特許請求の範囲について最も広い解
釈を行い、すべての等価の装置および方法を含むように
すべきである。

【図面の簡単な説明】

【図１】 シャフト、およびシャフト操作部品ならびに
支持部品を備えた従来技術の槽の部分透視図で、図解を
明解にするために槽の一部を切断して示している図であ
る。

【図２】 図１の従来技術構造のシャフトと、槽がシャ
フトと界する槽部分の側面図であって、一部断面図、一
部立面図を示している側面図である。

【図３】 図２の従来技術構造の頂部平面図である。

【図４】 本発明の例示的装置の、図２と同じような図
である。

【図５】 図４の構造の例示的な出張り部嵌合支持構
造、およびパッキングランドの頂部透視図である。

【図６】 図４の装置の軸受け／シール構造の例示的態
様について、図４の領域Ｄの詳細な側面図であって、一
部断面図、一部立面図を示している詳細側面図である。

【符号の説明】

１０ 蒸解カンの底部 １１ 出口装置 １２ 底部ヘッド １３ 電気モーター １４ 減速機 １５ 支持構造アセンブリ ２１ シャフト ２２ ハウジング ２３ 第二ハウジング ２４ 軸受けアセンブリ ２５ 軸受けアセンブリ ２６ パッキンアセンブリ ２７ パッキンアセンブリ ２８ パッキンアセンブリ ２９ 駆動キー ３０ スタッド ３１ 第二キ ３２ スタッド ３３ 液切り板 ３４ オリフィス ３５ 円環状空間 ３６ 導管 ５０ パッキンボックス ５１ シールリング ５２ ウェアリング ５３ パッキン ５４ パッキングランド ５５ スタッド ５６ ナット ５７ 流路 ５８ 流路 ５９ 小空間 ６０ 小空間 ６１ クリアランス ７０ 支持カラー ７１ スタッド ７２ ナット ７３ シャフトの出張り部 ７４ キャップネジ ７５ 軸受け固定板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ウィリアム エイ．ケルプカ アメリカ合衆国、ニューヨーク州、12801、 グレンズ フォールス、モウロ アヴェニ ュ 10 (72)発明者 ジョン エフ．ボレス アメリカ合衆国、ニューヨーク州、12804、 クウィーンスバリー、メイプル ドライブ 24

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 槽を貫通するシャフトを有する槽のシャ
   フト部品の点検修理サービスの際に槽から流体が漏洩す
   るのを防止する装置において、 槽に関して実質的に固定された第一軸受け表面；および
   前記シャフトに取り付けられ、シャフトと共に動くこと
   ができ、前記シャフトの通常運転時には前記第一軸受け
   表面とは間隙をもって設けられている第二軸受け表面を
   備え、 前記第一および第二軸受け表面は、点検修理サービスさ
   れるシャフト部品よりも前記槽の近くに操作上位置して
   おり、 さらにシャフト部品の点検修理サービスができるように
   前記シャフトを支持するシャフト支持構造であって、こ
   のシャフト支持構造は、シャフトが停止している時にシ
   ャフトに嵌合し、前記シャフトの少なくとも一部を前記
   槽に関して動かし、その結果、前記第一および第二軸受
   け表面が実質的に液を漏らさないシールになるように互
   いに相接し、前記槽を空にしなくても前記シャフト部品
   の点検修理サービスができるようにしているシャフト支
   持構造、を備えていることを特徴とする、シャフト部品
   の点検修理サービスの際に槽から流体が漏洩するのを防
   止する装置。
2. 【請求項２】 前記第一および第二軸受け表面が、実質
   的に円錐形の互いに相接する表面であることを特徴とす
   る請求項１記載の装置。
3. 【請求項３】 前記円錐形の互いに相接する表面の前記
   シャフトに沿った長さが、５インチ未満で、その際円錐
   形の互いに相接する表面の材質が金属で、前記金属製の
   互いに相接する表面の少なくとも一面が、表面硬化され
   たものであり、もしくは硬質材料で表面処理または被覆
   されたものであり、平滑な耐磨耗性表面となっているこ
   とを特徴とする請求項２記載の装置。
4. 【請求項４】 前記シャフト部品と前記槽との間に前記
   第二軸受け表面から前記第一軸受け表面の反対側に円筒
   形ジャーナル軸受けを更に備えることを特徴とする請求
   項１記載の装置。
5. 【請求項５】 前記シャフトに出張り部が備えられ、そ
   の際前記シャフト支持構造には、少なくとも一個の出張
   り部嵌合部品、および前記出張り部嵌合部品から延び前
   記槽に取り外し可能に取り付けられる第一の複数の固定
   具が備えられることを特徴とする請求項１記載の装置。
6. 【請求項６】 前記出張り部が実質的に連続的であり、
   かつ前記少なくとも一個の出張り部嵌合部品が、多くの
   分割片で構成されるカラーであって、前記分割片構成の
   カラーの各片が、前記出張り部と嵌合し、前記取り外し
   可能の固定具で槽に取り付けられることを特徴とする請
   求項５記載の装置。
7. 【請求項７】 前記シャフト部品の一つが、前記槽の外
   部に取り外し可能の第二の複数の固定具で取り付けられ
   ているパッキングランドを含むパッキンであり、その際
   前記第一の複数の固定具が、前記第二の複数の固定具近
   くで前記槽の前記外側に取り付け可能であり、その際パ
   ッキングランド大きさと形が、前記少なくとも一個の出
   張り部嵌合部品が邪魔になることなく、前記パッキンか
   ら取り外せるように決められることを特徴とする請求項
   ５記載の装置。
8. 【請求項８】 前記シャフト部品が、使用時に前記シャ
   フトを回転もしくは往復動させるように取り付けるため
   の少なくとも一個の軸受けアセンブリを更に備え、その
   際前記第一および第二軸受け表面が実質的に円錐形の金
   属製の互いに相接する表面であることを特徴とする請求
   項７記載の装置。
9. 【請求項９】 前記シャフト支持構造が、槽に関して往
   復動するものであって、前記第二軸受け表面を動かし
   て、前記第一軸受け表面と相接させて実質的に液が漏れ
   ないようにすることを特徴とする請求項１記載の装置。
10. 【請求項１０】 前記槽がセルロースパルプ保有の槽で
    あり、前記シャフトが回転可能で前記槽中のパルプに作
    用し、その際前記シャフト部品の一つが、前記槽の外部
    に取り外し可能の第二の複数の固定具で取り付けられて
    いるパッキングランドを含むパッキンであり、その際前
    記シャフト支持構造が、前記第二の複数の固定具近くで
    前記槽の前記外側に第一の複数の固定具で取り付けら
    れ、その際前記パッキングランド大きさと形が、前記シ
    ャフト支持構造が邪魔になることなく、前記パッキンか
    ら取り外せるように決められることを特徴とする請求項
    １記載の装置。
11. 【請求項１１】 前記第一軸受け表面と第二軸受け表面
    との間にシール剤を注入する手段を更に備えることを特
    徴とする請求項１記載の装置。
12. 【請求項１２】 前記第一軸受け表面と第二軸受け表面
    との間のシールの効果が不十分であるかどうかを検出す
    る手段を更に備えることを特徴とする請求項１記載の装
    置。
13. 【請求項１３】 シャフトアセンブリにおいて長い軸
    棒、第一端、第二端、および第一端と第二端との間に位
    置する出張り部を有するシャフト；前記シャフトの前記
    第一端から離れているが前記出張り部よりは前記第一端
    に近い位置でシャフトに取り付けられた、パッキングラ
    ンドを含むパッキン；前記出張り部に嵌合し、前記パッ
    キングランドよりも前記第二端に近く位置する、少なく
    とも一個の出張り部嵌合部品；および、 前記少なくとも一個の出張り部嵌合部品へ操作の際に取
    り付けられ、ある固定表面を前記部品を取り付けるに当
    たって前記部品と前記シャフトとを前記固定表面の方向
    へ引張りながら取り付けることができる取り外し可能な
    複数の固定具を備えることを特徴とし、しかも前記パッ
    キングランドおよび前記少なくとも一個の出張り部嵌合
    部品の位置と形と大きさとが、前記少なくとも一個の出
    張り部嵌合部品が邪魔になることなく、前記パッキング
    ランドを前記シャフトの第二端の方向へ前記パッキンか
    ら取り外すことができるように決められ、従って前記パ
    ッキンの点検修理サービスができるようにされることを
    特徴とするシャフトアセンブリ。
14. 【請求項１４】 前記シャフトと共に少なくとも往復動
    するように前記シャフトに取り付けられる軸受け表面で
    あって、相補する固定軸受け表面と相接し実質的に液漏
    れのない相接状態を形成する軸受け表面を更に備えるこ
    とを特徴とする請求項１３記載のシャフトアセンブリ。
15. 【請求項１５】 前記軸受け表面が、前記シャフトに沿
    った長さが５インチ未満の円錐形の金属製表面を備える
    ことを特徴とする請求項１４記載のシャフトアセンブ
    リ。
16. 【請求項１６】 前記出張り部が、実質的に連続であ
    り、前記少なくとも一個の出張り嵌合部品が、複数の分
    割片を備え、該分割片各々が各片と、取り外し可能の複
    数の固定具とに結合可能なことを特徴とする請求項１４
    記載のシャフトアセンブリ。
17. 【請求項１７】 前記シャフト上にしかも前記出張りよ
    りも前記シャフト第二端の近くに取り付けられる少なく
    とも一個の軸受けアセンブリを更に備えることを特徴と
    する請求項１４記載のシャフトアセンブリ。
18. 【請求項１８】 内容物が流体である槽であって、槽を
    貫通し槽内の流体材料に作用するために槽に関して可動
    であるシャフトを有する槽の、軸受けアセンブリとシー
    ルアセンブリとを少なくとも一個含むシャフト部品の点
    検修理サービスを行う方法において、 （ａ）流体材料が槽に関してシャフトの動きに作用して
    いるのを停止すること； （ｂ）前記シャフトに嵌合するシャフト支持構造を設け
    ること； （ｃ）前記シャフト支持構造を用いて前記シャフトの少
    なくとも一部を動かすことによってシャフトと槽との間
    に実質的に流体材料が漏れないシールを創り出すこと
    （このシールは、槽の内部と点検修理サービスすべきシ
    ャフト部品との間のシールである）； （ｄ）このシールが保持されている間に、流体材料を槽
    から抜かずに、軸受けアセンブリとシールアセンブリと
    を少なくとも一個含むシャフト部品の点検修理サービス
    を行うこと；および、 （ｅ）実質的に流体材料が漏れないようにしているシー
    ルを緩めて、流体材料がシャフトの動きに作用するのを
    開始すること；の諸工程を実質的に連続して行うことを
    包含するシャフト部品の点検修理サービス法。
19. 【請求項１９】 流体材料が漏れないようにしているシ
    ールが著しく漏洩するようなことがあれば、これを検出
    して、漏洩を直す目的の作動を開始する工程を更に包含
    することを特徴とする請求項１８記載の方法。
20. 【請求項２０】 工程（ｂ）が、シャフト上の円錐形軸
    受けを直線的に動かして、槽側の円錐形軸受けと操作上
    相接させることによって行われることを特徴とする請求
    項１８記載の方法。
21. 【請求項２１】 シャフトが、漏洩液反らし板を支持す
    る出張り部を有し、その際工程（ｂ）が、前記反らし板
    を、前記出張り部と嵌合する少なくとも一個のシャフト
    支持部品で置き換え、該部品を槽の方に引張ることによ
    って更に行われることを特徴とする請求項２０記載の方
    法。