(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
加圧されて供給される流動化部材に添加剤を加えて混練することで製品を製造する混練装置であって、
前記流動化部材の供給方向に沿って配置される筒状の外筒内にスクリュー軸を回転自在に支持してスクリュー室を形成し、
前記外筒のー端側に前記スクリュー室に連通する前記流動化部材の供給部を形成し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸を駆動手段に連結し、前記外筒のー端側と前記スクリュー軸のー端側端部とを軸封止部を備えた入口軸受により支持し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸に流体圧シール部を設けてスクリュー室を封入し、
前記入口軸受は、前記外筒側と前記スクリュー軸のー端側端部との間にシール部材を用いてマス部を形成し、前記外筒側と前記ー端側端部とをマス部内で回転自在に支持し、前記マス部内に潤滑剤（潤滑油、グリースを含む）を圧入してなり、
更に前記第１のシール部材のスクリュー室側に第２シール部材を設け、前記シール部材と前記第２シール部材との間に第２マス部を形成し、該第２マス部に潤滑剤を圧入し、前記第１マス部及び前記第２マス部に潤滑剤を供給する供給路及び潤滑剤を排出する排出路を設けたことを特徴とする流動化部材の混練装置。
【請求項２】
前記第１マス部に対して、前記潤滑剤を連続供給する手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流動化部材の混練装置。
【請求項３】
前記第１マス部に連通する潤滑剤の加圧潤滑剤路(以下油圧路という)を有し、その油圧路に蓄圧器を設けて、該蓄圧器により、前記スクリュー軸の位置変化に伴う第１マス部の圧力変動を容積変化で吸収するように構成したことを特徴とする請求項１に記載の流動化部材の混練装置。
【請求項４】
前記第１マス部の前記スクリュー軸体軸端側に対面する側に、前記第１マス部の圧力変動に対応して圧力がバランスする方向に容積可変可能な容積可変部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の流動化部材の混練装置。
【請求項５】
前記容積可変部材は、前記第１マス部空間を可変可能に閉塞するダイアフラムで構成したことを特徴とする請求項４に記載の流動化部材の混練装置。
【請求項６】
前記容積可変部材は、前記軸体の軸端側に弾性力が付勢された受圧ピストンで構成したことを特徴とする請求項４に記載の流動化部材の混練装置。
【請求項７】
前記スクリュー室内に配置されたスクリュー軸の軸端が前記第１マス部を貫通し、第３のシール部材によって支持されて該第１マス部外へ突出するように構成し、前記第１マス部内に前記潤滑剤を圧入したことを特徴とする請求項１記載の流動化部材の混練装置。
【請求項８】
前記流体圧シール部は、前記外筒側と前記スクリュー軸との間に圧力室を形成するリング部材を前記スクリュー軸と前記外筒側との間に設けるとともに、前記リング部材に加圧流体を供給する流体供給手段を備え、
前記リング部材を挟んでスクリュー室側とその反対側の前記外筒側と前記スクリュー軸との間にパッキン部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の流動化部材の混練装置。
【請求項９】
前記流体供給手段は前記スクリュー室の圧力以上の圧力の流体を供給することを特徴とする請求項８記載の流動化部材の混練装置。
【請求項１０】
加圧されて供給される流動化部材に添加剤を加えて混練することで製品を製造する混練装置であって、
前記流動化部材の供給方向に沿って配置される筒状の外筒内にスクリュー軸を回転自在に支持してスクリュー室を形成し、
前記外筒のー端側に前記スクリュー室に連通する前記流動化部材の供給部を形成し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸を駆動手段に連結し、前記外筒のー端側と前記スクリュー軸のー端側端部とを軸封止部を備えた入口軸受により支持し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸に流体圧シール部を設けてスクリュー室を封入し、
前記流体圧シール部は、前記外筒側と前記スクリュー軸との間に圧力室を設け、前記リング部材を挟んだ両側の前記外筒側と前記スクリュー軸との間にパッキン部材をそれぞれ設け、前記リング部材に加圧流体を供給する流体供給手段を備え、
前記リング部材に供給された加圧流体を排出する排出経路を設けるとともに、加圧流体の圧力を所定圧力に維持する圧力調整手段を該排出径路に設けたことを特徴とする流動化部材の混練装置。
【請求項１１】
前記圧力調整手段を加圧流体の排出経路に設けるとともに、その上流側の前記排出経路にダスト捕捉手段を設けたことを特徴とする請求項１０記載の流動化部材の混練装置。
【請求項１２】
前記圧力調整手段を加圧流体の供給経路に設けるとともに、前記排出経路に絞り部を設け、その上流側の前記排出経路にダスト補足手段を設けたことを特徴とする請求項１０記載の流動化部材の混練装置。
【請求項１３】
加圧されて供給される流動化部材に添加剤を加えて混練することで製品を製造する混練装置であって、
前記流動化部材の供給方向に沿って配置される筒状の外筒内にスクリュー軸を回転自在に支持してスクリュー室を形成し、
前記外筒のー端側に前記スクリュー室に連通する前記流動化部材の供給部を形成し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸を駆動手段に連結し、前記外筒のー端側と前記スクリュー軸のー端側端部とを軸封止部を備えた入口軸受により支持し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸に流体圧シール部を設けてスクリュー室を封入し、
前記スクリュー軸の他端部と前記駆動手段の駆動軸とは中間軸を介して連結され、該中間軸は二分割されて固定軸継手等の摩擦結合継ぎ手により結合されていることを特徴とする流動化部材の混練装置。
【請求項１４】
加圧されて供給される流動化部材に添加剤を加えて混練することで製品を製造する混練装置であって、
前記流動化部材の供給方向に沿って配置される筒状の外筒内にスクリュー軸を回転自在に支持してスクリュー室を形成し、
前記外筒のー端側に前記スクリュー室に連通する前記流動化部材の供給部を形成し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸を駆動手段に連結し、前記外筒のー端側と前記スクリュー軸のー端側端部とを軸封止部を備えた入口軸受により支持し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸に流体圧シール部を設けてスクリュー室を封入し、
前記流動化部材は圧送される軟弱土であり、前記添加剤はセメントミルクであり、混練して製造される製品は埋め立て場所もしくは海中構造物建設場所に投入される改良土であることを特徴とする流動化部材の混練装置。
【請求項１５】
加圧されて供給される流動化部材に添加剤を加えて混練することで製品を製造する混練装置であって、
前記流動化部材の供給方向に沿って配置される筒状の外筒内にスクリュー軸を回転自在に支持してスクリュー室を形成し、
前記外筒のー端側に前記スクリュー室に連通する前記流動化部材の供給部を形成し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸を駆動手段に連結し、前記外筒のー端側と前記スクリュー軸のー端側端部とを軸封止部を備えた入口軸受により支持し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸に流体圧シール部を設けてスクリュー室を封入し、
前記スクリュー室の内部に突出して軟弱土の搬送経路に配置される固定ピンを前記外筒に取り付けるとともに、該固定ピン突出部に衝突しないように、スクリュー翼をスクリュー軸に不連続若しくは連続して取り付けたことを特徴とする流動化部材の混練装置。
【請求項１６】
加圧室端部より挿設された回転軸をシール可能に配設された流体圧シール装置において、
前記加圧室本体端部側と前記回転軸との間にリング部材を介装して圧力室を形成し、該リング部材を挟んだ軸方向両側にパッキン部材をそれぞれ設けるとともに、
前記リング部材に加圧流体を供給する流体供給手段と、
前記リング部材に供給された加圧流体を排出する排出経路と、
加圧流体の圧力を前記加圧室の圧力に拘らず所定圧力に維持する圧力調整手段と、
前記排出経路に設けられたダスト捕捉手段とを備えたことを特徴とする流体圧シール装置。
【請求項１７】
少なくとも一のパッキン部材より圧力室反対側の回転軸部にダストシール部材を設け、前記パッキン部材と前記ダストシール部材との間の前記回転軸表面に潤滑剤を供給する供給路を配置したことを特徴とする請求項１６に記載の流体圧シール装置。
【請求項１８】
前記ダストシール部材が弾性ゴムで軸封止するリップシール、もしくは回転軸表面に向け繊維束端を接触させたブラシシールであることを特徴とする請求項１７に記載の流体圧シール装置。
【請求項１９】
前記リング部材の加圧室側パッキン部材が、ブラシシール、複数のリップシールもしくはメカニカルシールであることを特徴とする請求項１８に記載の流体圧シール装置。
【請求項２０】
加圧室端部より挿設された回転軸をシール可能に配設された流体圧シール装置において、
前記加圧室本体端部側と前記回転軸との間に設けられ、加圧流体により圧力を発生する圧力室を形成するリング部材と、該リング部材を挟んでその軸方向両側に設けられた複数のパッキン部材とにより流体圧シール構造を構成するとともに、前記リング部材に供給された前記加圧流体を排出する排出経路とを備え、
前記圧力室の排出経路開口より下方の圧力室部に開口する供給経路を設け、該供給経路より圧力室に液体を供給して、前記排出経路から該液体を排出することによって該圧力室内のエア抜きを行うことを特徴とする流体圧シール装置。
【請求項２１】
加圧室端部より挿設された回転軸を支持可能に配設された回転軸支持装置において、
前記回転軸支持部は、円筒状に形成された一端側端部を有する前記回転軸の該一端側端部が挿入可能に、一方側を閉鎖した孔部が形成され、該孔部内側と前記回転軸のー端側端部との間に剤が圧入された第１マス部を形成するとともに該第１マス部内に第１シール部材を介して前記ー端側端部を回転自在に支持し、
前記孔部の開放端側に第２シール部材を設け、前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に潤滑剤が圧入された第２マス部を形成し、
前記第１マス部及び前記第２マス部に前記潤滑剤を供給する供給路及び前記潤滑剤を排出する排出路を設けたことを特徴とする回転軸支持装置。
【請求項２２】
少なくとも前記第１マス部に対して、前記潤滑剤を連続供給する手段を設けたことを特徴とする請求項２１に記載の回転軸支持装置。
【請求項２３】
前記第１マス部に連通する潤滑剤の油圧路を有し、その油圧路に蓄圧器を設けて、該蓄圧器により、前記スクリュー軸の位置変化に伴う第１マス部の圧力変動を容積変化で吸収するように構成したことを特徴とする請求項２１に記載の回転軸支持装置。
【請求項２４】
前記第１マス部の前記スクリュー軸体軸端側に対面する側に、前記第１マス部の圧力変動に対応して圧力がバランスする方向に容積可変可能な容積可変部材を設けたことを特徴とする請求項２１に記載の回転軸支持装置。
【請求項２５】
前記容積可変部材は、前記第１マス部空間を可変可能に閉塞するダイアフラムで構成したことを特徴とする請求項２１に記載の回転軸支持装置。
【請求項２６】
前記容積可変部材は、前記軸体の軸端側に弾性力が付勢された受圧ピストンで構成したことを特徴とする請求項２４に記載の回転軸支持装置。
【請求項２７】
前記第１マス部の前記軸体軸端側に対面する側を開放して、該開放開口に前記軸体の端部を、第３のシール部材を介して突出させるように構成したことを特徴とする請求項２１に記載の回転軸支持装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流動化部材の混練装置及び該装置等に適用される流体圧シール構造と回転軸支持装置に係り、特に加圧されて供給される流動化部材に添加剤を加えて混練することで製品を製造する混練装置及び該装置等に適用される流体圧シール構造、回転軸支持装置に関する。
尚、本発明に使用される流動化部材は、採取した軟弱土もしくは土砂に硬化剤を加えて混練することで改良土を製造するものに限定されず、例えば汚泥、都市ゴミ、屎尿等の廃棄物に添加剤を加えて混練するもの、又石灰粉等の粉状体に添加剤として水や砂利を加えて混練するもの等も含まれ、加圧されて供給される流動化部材であれば、固体、液体若しくは両者の混合物のいずれをも含む。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、港湾や河川に堆積した微粒粘土質の軟弱土は、セメントミルク等の硬化剤が添加されて改良土とされ、浚渫されて埋立土や海中構造物等に使用されている。この軟弱土は混練装置によってセメントミルクと混練され、埋立地に圧送されるようになっているが、混練装置が配置される位置によって、二つの方式が存在する。
【０００３】
その一つは、図１７に示すように、圧送船において海中に堆積した軟弱土を汲み上げて軟弱土ホッパ２１４から、略７５０ｍ程先の岸壁で区画された埋め立て地に位置する台船１１２上の混練装置１１１に軟弱土を搬送し、また、供給ホッパ１０３からのセメント粉を汲み上げた海水と混練してセメントミルクを製造して遠距離搬送されたセメントミルクと前記軟弱土とを混練装置１１１で混練して埋め立て地に放出する方式である。
【０００４】
また、他の方式は、図１６に示すように、圧送船内に軟弱土ホッパ２１４、セメント粉供給ホッパ１０３、セメントミルク製造装置１０４及び混練装置１０６を配設し、圧送船内で改良土を製造して略８００ｍほど先方に位置する台船に改良土を搬送する方式である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前者の技術は、混練装置１１１が軟弱土ホッパ２１４より遠方に位置するので、軟弱土ホッパ２１４から軟弱土を搬送するポンプ１０９の搬送圧力を高くしても軟弱土が到達する混練装置１１１においては低圧となり、混練装置内においては低圧の流体圧シール部を用いることができるとはいっても、埋め立て地に改良土を圧送するには外気より高い圧力が要求され、スクリュー軸の軸受スラリが混入しないように流体圧シール部を設ける必要がある。
【０００６】
一方、後者の場合は、混練装置１０６が軟弱土ホッパ２１４に近接しているので、遠距離離間した台船まで混練装置１０６で製造した改良土を圧送するポンプ１０９は高圧のまま混練装置１０６に軟弱土を送り込む必要があり、混練装置内において前者より高圧の流体圧シールを用いる必要がある。
【０００７】
また、軟弱土ホッパ２１４からの軟弱土は一定の重量が正確に混練装置１０６に送られるものではなく、また、セメントミルク製造装置１０４においても一定重量のセメントミルクが正確に混練装置１０６に送られるものではないため、本装置の負荷は一定にならない。また、圧送ポンプの脈動によっても負荷圧力は変動し、その負荷圧力の変動は、前者の場合より大きい。
【０００８】
よって、混練装置１０６のセメントミルクと軟弱土とを撹拌して混練するスクリュー翼が植設されたスクリュー軸は、負荷変動による圧力を受けて軸方向への移動を余儀なくされる。この改良土搬送方向への軸変動量は後者の場合は、前者の場合よりはるかに大きく、簡単な構成により前記軸変動量に対応できる回転軸シール装置が要請されている。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、第１の発明は加圧された流動化部材を円滑に混練しながら供給するためになされた混練装置を提供することを目的とする。
また、本発明の他の目的は、セメントミルクと軟弱土とを撹拌して混練するスクリュー翼が植設されたスクリュー軸の改良土搬送方向への軸変動量に対して、簡単な構成により対応できる回転軸シール部を有する流動化部材の混練装置を提供することである。
また、第二の発明の目的は、加圧された流動化部材を円滑に混練しながら供給するためになされた混練装置に適用して好適な流体圧シール装置を提供することである。
また、第三の発明の目的は、流動化部材を円滑に混練しながら高い搬送圧力を実現可能な流動化部材の混練装置等に適用される回転支持装置を提供することである。
これらの発明の他の目的は後記課題を解決するための手段及び実施形態に詳細に記載してあるために、その記載を省略する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の流動化部材の混練装置は、加圧されて供給される流動化部材に添加剤を加えて混練することで製品を製造する混練装置であって、
前記流動化部材の供給方向に沿って配置される筒状の外筒内にスクリュー軸を回転自在に支持してスクリュー室を形成し、
前記外筒のー端側に前記スクリュー室に連通する前記流動化部材の供給部を形成し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸を駆動手段に連結し、前記外筒のー端側と前記スクリュー軸のー端側端部とを軸封止部を備えた入口軸受により支持し、
前記外筒の他端側における前記スクリュー軸に流体圧シール部を設けてスクリュー室を封入したので、加圧流体が圧送される際の耐圧性とスラリに対するシール性が考慮された入口軸受によりスクリュー軸のー端側が支持され、他端側は流体圧シール部によって加圧流体から隔てられてスラリの侵入がない軸受によりスクリュー軸が支持される。
この結果、性質等が安定していない流動化部材が圧送されても、軸受部の摩耗やスクリュー軸の摩耗を抑制することができ、耐圧構造でシール性が考慮された混練装置を提供することができる。
【００１１】
そして、前記入口軸受は、前記外筒側と前記スクリュー軸のー端側端部との間にシール部材を用いてマス部を形成し、前記外筒側と前記ー端側端部とをマス部内で回転自在に支持し、前記マス部内に潤滑剤を圧入するように構成することも本発明の有効な手段であり、マス部内の潤滑剤にスラリ等が混入して回転軸支持部へ異物が侵入することを防止することができる。
【００１２】
また、前記シール部材のスクリュー室側に第２シール部材を設け、前記シール部材と前記第２シール部材との間に第２マス部を形成し、該第２マス部に潤滑剤を圧入し、前記第１マス部及び前記第２マス部に潤滑剤を供給する供給路及び潤滑剤を排出する排出路を設けて構成することも本発明の有効な手段であり、第２マス部内の潤滑剤に水分等が混入しても潤滑剤とともに外部に排出することができる。
【００１３】
また、前記第１マス部に対して、前記潤滑剤を連続供給する手段を設けたことも本発明の有効な手段であり、スクリュー軸の位置変化に伴って増減するマス部内の潤滑剤量を補うことができ、潤滑剤不足になることがないためマス部内へ水分などが混入しても潤滑剤とともに外部に排出することができる。
【００１４】
また、前記第１マス部に連通する潤滑剤の油圧路(加圧潤滑剤路)を有し、その油圧路に蓄圧器を設けて、該蓄圧器により前記スクリュー軸の位置変化に伴う第１マス部の圧力変動を容積変化で吸収するように構成することも本発明の有効な手段であり、スクリュー軸の位置変化に伴って第１マス部内の圧力変動を容積変化で吸収することができる。
【００１５】
また、前記第１マス部の前記スクリュー軸体軸端側に対面する側に、前記第１マス部の圧力変動に対応して圧力がバランスする方向に容積可変可能な容積可変部材を設けることも本発明の有効な手段であり、スクリュー軸の位置変化に伴って第１マス部内の容積変化を吸収することができる。
【００１６】
また、この容積可変部材は、前記第１マス部空間を可変可能に閉塞するダイアフラムで構成することができ、また、この容積可変部材は、前記軸体の軸端側に弾性力が付勢された受圧ピストンで構成することができる。
【００１７】
また、前記スクリュー室内に配置されたスクリュー軸の軸端が前記第１マス部を貫通し、第３のシールによって支持されて該第１マス部外へ突出するように構成し、前記第１マス部内に前記潤滑剤を圧入することも本発明の有効な手段であり、かかる構成により、スクリュー軸の位置変化に伴って第１マス部内の圧力変動に伴う容積変化を小さくすることができる。
【００１８】
また、前記流体圧シール部は、前記外筒側と前記スクリュー軸との間に圧力室を形成するリング部材を前記スクリュー軸と前記外筒側との間に設けるとともに、前記リング部材に加圧流体を供給する流体供給手段を備え、前記リング部材を挟んでスクリュー軸軸方向両側に位置する前記スクリュー室側とその反対側の前記外筒側と前記スクリュー軸との間にパッキン部材を設けるように構成することも本発明の有効な手段であり、前記パッキンによってスラリがシール外へ漏出しないため、スラリが外部に設置した軸受に侵入することを防ぐことができる。
【００１９】
また、前記流体供給手段は前記スクリュー室の圧力以上の圧力の流体を供給するように構成することも本発明の有効な手段であり、加圧流体によって前記パッキン部へスラリが侵入するのを防ぐことができる。
【００２０】
また、前記流体圧シール部は、前記外筒側と前記スクリュー軸との間に圧力室を設け、前記リング部材を挟んだ両側の前記外筒側と前記スクリュー軸との間にパッキン部材をそれぞれ設け、前記リング部材に加圧流体を供給する流体供給手段を備え、
前記リング部材に供給された加圧流体を排出する排出経路を設けるとともに、加圧流体の圧力を所定圧力に維持する圧力調整手段を該排出径路に設けるように構成することも本発明の有効な手段であり、加圧流体によって前記パッキン部へスラリが侵入するのを防ぐことができると共に圧力室の異物を排出経路から排出でき、スクリュー室の圧力に拘らず前記流体圧シールの外部に設けられた軸受部へ異物が侵入するのを防ぐことができる。
【００２１】
また、前記圧力調整手段を加圧流体の排出経路に設けるとともに、その上流側の前記排出経路にダスト捕捉手段を設けてもよい。かかる技術手段によると、異物が圧力調整手段に入り込むのを防ぐことができる。
また、圧力調整手段は、加圧流体の圧力をスクリュー室の圧力以下に維持することもできる。かかる場合は、侵入した異物は加圧室から排出することができ、加圧手段を簡素化して低圧の加圧流体を用いてもシールが可能になる。
【００２２】
また、前記圧力調整手段を加圧流体の供給経路に設けるとともに、前記排出経路に絞り部を設け、その上流側の前記排出経路にダスト補足手段を設けることも本発明の有効な手段であり、かかる技術手段によると、異物を除去した後にダスト補足手段の下流側に配置された前記絞り部によって加圧流体の排出量が安定して加圧流体を供給することができる。
【００２３】
また、前記スクリュー軸の他端部と前記駆動手段の駆動軸とは中間軸を介して連結され該中間軸は二分割されて固定軸継手等の摩擦結合継手により摩擦結合されるように構成することも本発明の有効な手段であり、加圧流体の性状等によりスクリュー軸に過大な抵抗が働いても摩擦結合継手部分でスリップしてスクリュー軸に過大なトルクがかかることがない。
【００２４】
また、前記流動化部材は例えば混練装置で圧送される軟弱土であり、前記添加剤はセメントミルクであり、混練して製造される製品は埋め立て場所もしくは海中構造物建設場所に投入される改良土とした場合は、加圧された軟弱土が供給されてセメントミルクと混練して改良土を製造する混練装置とすることができる。
【００２５】
また、前記スクリュー室の内部に突出して軟弱土の搬送経路に配置される固定ピンを前記外筒に取り付けるとともに、該固定ピン突出部を外してスクリュー翼をスクリュー軸に不連続、若しくは連続して取り付けたことも本発明の有効な手段であり、スクリュー翼の回転に影響がなく軟弱土が運ばれる過程で固定ピンにより攪拌されてスクリュー翼だけよりもさらに混練され、良好な改良土が製造されることになる。
また、固定ピンに洗浄液の注入孔を設けることで、混練装置を分解することなくスクリュー軸等の洗浄が可能になる。
【００２６】
又前記装置等の流体シール部に適用される本発明の流体圧シール装置は、  加圧室端部より挿設された回転軸を支持可能に配設された流体圧シール装置において、
前記加圧室本体端部側と前記回転軸との間にリング部材を介装して圧力室を形成し、該リング部材を挟んだ軸方向両側にパッキン部材をそれぞれ設けるとともに、
前記リング部材に加圧流体を供給する流体供給手段と、
前記リング部材に供給された加圧流体を排出する排出経路と、
加圧流体の圧力を前記加圧室の圧力に拘らず所定圧力に維持する圧力調整手段と、
前記排出経路に設けられたダスト捕捉手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
かかる発明によると、加圧流体と共に圧力室の異物を排出経路から排出でき、加圧室の圧力に拘らず大気側パッキン部への異物の侵入を防止することができる。この結果、加圧された流動化部材を供給するためになされた混練装置に適用して好適な流体圧シール装置とすることが可能になる。
【００２８】
また、前記パッキン部材より圧力室反対側の回転軸部にダストシール部材を設け、前記パッキン部材と前記ダストシール部材との間に前記回転軸表面に潤滑油若しくはグリース等の潤滑剤を供給する供給路を配置したことも本流体圧シール装置にかかる発明の有効な手段である。
【００２９】
すなわち、前記パッキン部材と前記ダストシール部材との間に前記回転軸表面に潤滑油ないしグリース（潤滑剤）を供給する供給路を配置しているので、前記供給路から潤滑剤が前記パッキン及び前記ダストシールに供給され、潤滑油等によりシール性を向上するとともに、耐久性を向上し、パッキン部への異物の侵入をさらに防止することができ、良好なシール性能を維持することができる。
【００３０】
また、このダストシール部材には、弾性ゴムで軸封止するリップシール、もしくは回転軸表面に向け繊維束端を接触させたブラシシールを用いることが可能である。
【００３１】
また、前記リング部材の加圧室側パッキン部材には、前記ブラシシール、複数のリップシールもしくはメカニカルシールを用いることができる。
かかる技術手段は、例えば、図６もしくは図９に示すようにダストシール（ダストシール部材）８５の右側に配置されているグランドパッキン部材６２の代わりに、図１３、図１４または図１５に示すように、オイルシール１８５とともに、ブラシシール８６（図１３参照）、多段リップシール９０（図１４参照）、メカニカルシール（図１５参照）等のパッキン部材を用いたものである。
【００３２】
これらはともに、該パッキン部材に隣接した圧力室に流入する高圧水とともにグリースを連続供給しているので、潤滑性能が向上し、グリースを連続供給状態で高圧負荷状態でのシール部を構成することができる。
【００３３】
また、流体圧シール装置の他の発明は、加圧室端部より挿設された回転軸をシール可能に配設された流体圧シール装置において、
前記加圧室本体端部側と前記回転軸との間に設けられ、加圧流体により圧力を発生する圧力室を形成するリング部材と、該リング部材を挟んでその軸方向両側に設けられた複数のパッキン部材とにより流体圧シール構造を構成するとともに、前記リング部材に供給された前記加圧流体を排出する排出経路とを備え、
前記圧力室の排出経路開口より下方の圧力室部に開口する供給経路を設け、該供給経路より圧力室に液体を供給して、前記排出経路から該液体を排出することによって該圧力室内のエア抜きを行うことを特徴とする。
【００３４】
かかる発明によると、前記圧力室に気体が残留して圧力変化に伴う体積変化を起こすことがなく良好なシール性能を維持することができる。
【００３５】
本発明の回転軸支持装置は、加圧室端部より挿設された回転軸を支持可能に配設された回転軸支持装置において、
前記回転軸支持部は、円筒状に形成された一端側端部を有する前記回転軸の該一端側端部が挿入可能に、一方側を閉鎖した孔部が形成され、該孔部内側と前記回転軸のー端側端部との間に潤滑剤が圧入された第１マス部を形成するとともに該第１マス部内に第１シール部材を介して前記ー端側端部を回転自在に支持し、前記孔部の開放端側に第２シール部材を設け、前記第１シール部材と前記第２シール部材との間に潤滑剤が圧入された第２マス部を形成し、
前記第１マス部及び前記第２マス部に前記潤滑剤を供給する供給路及び前記潤滑剤を排出する排出路を設けたことを特徴とする。
【００３６】
本発明によると、回転軸の一端側端部が支持される第１マス部及び第２マス部には、前記潤滑剤を供給する供給路及び前記潤滑剤を排出する排出路が設けられ、回転軸の一端側端部が支持される孔部は、一方側が閉鎖され、開放端側が第２シール部材によってダストシールされているため、異物の侵入は防止されるので、マス部内部には潤滑剤のみが圧入され、スラリなどの異物が入り込まないために、円滑な作動が約束される。
【００３７】
しかしながら、添加剤と加圧供給物とを混練する混練装置は、加圧供給物の移動方向に沿って配置される筒状体内にスクリュー翼を有した軸体を回転自在に保持して添加剤と加圧供給物との混練体をスクリュー翼の搬送方向に搬送するが、加圧供給物の性状、すなわち加圧供給物内に質量の大きいものが混在したり、しなかったりすることによって加圧供給物がスクリュー翼に及ぼす加圧力は変動すること、および圧送用ポンプの脈動によって変動し、前記軸体は軸心方向に揺動を余儀なくされる。
【００３８】
よって、少なくとも前記第１マス部に対して、前記潤滑剤を連続供給する手段を設けることが望ましい。かかる技術手段によると、回転軸が軸方向に揺動し、第１マス部内の容積が広がる方向に移動しても第１マス部内に潤滑剤が供給されて充満し、次に第１マス部内の容積が小さくなるように回転軸が移動しても、その動きを吸収するように作用することができる。
【００３９】
よって、前記第１マス部に連通する潤滑剤の油圧路を有し、その油圧路に蓄圧器を設けて前記スクリュー軸の位置変化に伴う第１マス部の容積変動を吸収するように構成することも本発明の有効な手段であり、前記マス部内にある回転軸の出入りによる潤滑剤の容積変動を吸収することができる。
【００４０】
すなわち、かかる技術手段によると、前記第１マス部に連通する潤滑剤の油圧路を通って、前記軸体の軸方向の揺動によるマス部内部の潤滑剤圧力変動に起因する空間容積の変動分が一時的に前記第１マス部から前記蓄圧器に移動したり、反対に前記蓄圧器から前記第１マス部へ移動することによって、軸の移動によって生じる容積変動(圧力変動)を吸収することができるので、マス部内部へのスラリの侵入を防ぐことができる。
【００４１】
また、前記第１マス部の前記スクリュー軸体軸端側に対面する側に、前記第１マス部の容積変動(圧力変動)に対応して容積可変可能な容積可変部材を設けることも本発明の有効な手段である。
そしてその際に、前記容積可変部材は、前記第１マス部空間を可変可能に閉塞するダイアフラムで構成することもでき、
また、前記容積可変部材は、前記軸体の軸端側に弾性力が付勢された受圧ピストンで構成することができる。
【００４２】
そして、前記容積可変部材を、前記マス部空間を可変可能に閉塞するダイアフラムで構成すると、前記軸体端部の小径部分の端面の揺動により、潤滑剤を介してダイアフラムを押圧して前記端面により潤滑剤の圧力上昇分に対応する容積変化分だけダイアフラムが変形し、押圧解除により原形に復帰するので、前記軸体の揺動によるマス部内の潤滑剤容積変化を吸収することができる。
【００４３】
また、前記容積可変部材は、前記軸体の軸端側に弾性力が付勢された受圧ピストンで構成すると、前記軸体端部の小径部分の端面の揺動により、潤滑剤を介して該受圧ピストンを押圧して前記端面により潤滑剤がおされた圧力上昇分だけピストンが揺動し、押圧解除により原位置に復帰するので、マス部内の潤滑剤容積変化を吸収することができる。
【００４４】
また、前記第１マス部の前記軸体軸端側に対面する側を開放して、該開放開口に前記軸体の端部をシールを介して突出させるように構成することも本発明の有効な手段である。
かかる技術手段によると、前記軸体の軸方向移動に伴うマス部内の潤滑剤容積変化(圧力変化)を小さくすることができる。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但しこの実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００４６】
図１は本発明のー実施形態例に係る加圧流体の混練装置の全体構成図、図２は図１中の拡大図、図３は図２中のIII―III線矢視図、図４は図２中のIV−IV線の断面図、図５は図２中のＶ部の詳細状況図、図６は図２中のVI部の詳細状況図である。また、図１８には本実施の形態に係る混練装置が適用される改良土圧送設備の全体構成を示してある。
【００４７】
図１８に基づいて混練装置が適用される改良土圧送設備の概略構成を説明する。
図に示すように、埋め立て場所２０１が海水汚染等を防止するために仕切り部材２００によって仕切られて囲われ、埋め立て場所２０１の沖合には埋め立て場所２０１内に入ることができないセメントサイロ船２０３、圧送船４０４及びセメントミルク製造船２０５が停泊している。
埋め立て場所２０１内には小型の台船２０６が配されており、台船２０６は埋め立て場所２０１内の埋め立て場所の近傍に自由に航行できるようになっている。
【００４８】
セメントサイロ船２０３にはセメントサイロ２１１が備えられ、圧送船４０４にはホッパ２１４及び圧送ポンプ２１５が備えられ、更に、セメントミルク製造船２０５にはセメントミルク製造機２１２が備えられている。また、小型の台船２０６には本実施の形態の混練装置１３が備えられている。セメントサイロ船２０３のセメントサイロ２１１とセメントミルク製造船２０５のセメントミルク製造機２１２（貯蔵ホッパ）との間はセメント搬送管２２１でつながれ、セメントが、例えば、空気圧等によりセメントミルク製造機２１２に圧送される。
【００４９】
圧送船４０４の圧送ポンプ２１５と台船２０６の混練装置１３との間は軟弱土搬送管２２０でつながれ、圧送ポンプ２１５の駆動により軟弱土が混練装置１３に圧送される。
更に、セメントミルク製造船２０５のセメントミルク製造機２１２と台船２０６の混練装置１３との間はセメントミルク搬送管２３０でつながれ、セメントミルクが、例えば、空気圧や圧送ポンプ等により混練装置１３に圧送される。混練装置１３では軟弱土とセメントミルクが混練されて改良土が製造され、製造された改良土が改良土排出管２２４から埋め立て箇所に送られる。
【００５０】
混練装置１３には軟弱土が圧送されるため、混練装置１３は耐圧性やスラリに対するシール性が考慮された構成となっている。混練装置１３を図１乃至図６に基づいて詳細に説明する。
【００５１】
図１に示すように、台船２０６上の架台３０には混練装置１３が固定されている。該混練装置１３は、内部に後述するスクリュー軸を外筒中心軸線上に沿って延設し、後記する調心軸受４１と入口軸受３８によって回転自在に支持され、前記中心軸線が水平方向に配された円筒状の外筒としての本体３１と、中間軸３２を介して駆動軸がスクリュー軸に連結された駆動手段としての駆動モータ３３とを備えている。
本体３１のー端面（図中左端面）には供給部２６が形成されて、該供給部２６が軟弱土搬送管２２に連接され、本体３１の軸方向と平行に流動化部材としての軟弱土が圧送されて本体３１内に送られる。
【００５２】
本体３１の筒面上部にはセメントミルク搬送管２３につながるセメントミルク導入部３４が設けられ、セメントミルク導入部３４から本体３１内にセメントミルクが導入される。
そして、本体３１の他端側の下部には改良土排出管２４につながる排出部９６が設けられ、混練装置１３で製造された改良土が排出部９６から改良土排出管２４に送られる。
そして、本体３１の外筒は中間で一方部３１ａと他方部３１ｂとに二分割され、一方部３１ａと他方部３１ｂはフランジ３１ｃを介して接続されている。
【００５３】
図２に示すように、本体３１にはスクリュー軸３５が回転自在に支持され、該スクリュー軸３５には不連続部３６ａを有する螺旋状のスクリュー翼３６が設けられ、内部にスクリュー室３７が形成されている。
本体３１のー端側には入口軸受３８（詳細は後述する）を介してスクリュー軸３５の一端側端部が回転自在に支持されている。本体３１の他端側には流体圧シール部３９の外側にある調心軸受４１によってスクリュー軸３５の他端側が回転自在に支持されている。
本体３１の他端側は流体圧シール部３９（詳細は後述する）によって封入された状態になっていて、入口軸受３８及び流体圧シール部３９により、軟弱土が圧送される際の耐圧性とスラリに対するシール性が考慮されている。
【００５４】
スクリュー軸３５の他端側は本体３１の他端部３１ｄ側を貫通して延在され、その延在部は中間軸３２を介して駆動モータ３３の駆動軸４０に連結されている。即ち、スクリュー軸３５の他端部３１ｄ側は調芯軸受４１を介して回転自在に支持され、更にその軸端はギヤカップリング４２を介して中間軸３２のー端に連結されている。中間軸３２の他端は駆動モータ３３側のギヤカップリング４３を介して駆動モータ３３の駆動軸４０に連結されている。
このように中間軸３２を介してスクリュー軸３５と駆動モータ３３とを連結することにより、スクリュー軸３５と駆動モータ３３の設置誤差に起因する軸心の多少のずれを吸収することができる。
また、メンテナンス時に中間軸３２を外すことにより、本体３１と駆動モータ３３との間にメンテナンスのスペースを確保することができる。
【００５５】
中間軸３２は一方部３２ａと他方部３２ｂとに二分割され、一方部３２ａと他方部３２ｂとは固定軸継手４４により摩擦結合されている。中間軸３２を二分割して摩擦結合させたことにより、軟弱土の性質等によりスクリュー軸３５にかかる抵抗が大きくなった場合でも、一方部３２ａと他方部３２ｂとがスリップしてスクリュー軸３５には過大なトルクがかからず、スクリュー軸３５を保護することができる。
【００５６】
図２、図３に示すように、入口軸受３８は、本体３１に対して３本の支持柱４５で軸心部に支持されている。支持柱４５の配置は、図３に示すように、Ｙ字型とされ、上側の２本の支持柱４５により入口軸受３８へのグリースの供給が行われ、下側の１本の支持柱４５により入口軸受３８からの異物の排出（詳細は後述する）が行われる。
【００５７】
図２、図４に示すように、スクリュー室３７に突出する多数の固定ピン４６(図では円周方向に４５°ずつ角度変位させた位置に８本ずつ)が、螺旋状のスクリュー翼３６の不連続部３６ａ（図２参照）に対応して軸方向に多数段、本体３１よりスクリュー室内に突出させて固定され、多数の固定ピン４６の突出長はスクリュー室３７内の軟弱土の搬送経路に配置されている。つまり、スクリュー軸３５を中心としてスクリュー翼３６と同一ピッチの螺旋状経路に沿って多数の固定ピン４６が配置されている。スクリュー軸３５の回転により軟弱土とセメントミルクがスクリュー翼３６で混練されて運ばれ、運ばれる過程で多数の固定ピン４６により攪拌されて改良土が製造される。
【００５８】
多数の固定ピン４６には洗浄液が導入される注入孔４７が設けられ、注入孔４７はスクリュー室３７内に開ロし、図示しない洗浄液供給手段から注入孔４７を介してスクリュー室３７内に洗浄液が噴出する。つまり、メンテナンスや洗浄時に洗浄液をスクリュー室３７内に噴出させ、混練装置１３を分解することなくスクリュー軸３５やスクリュー翼３６を洗浄することができる。
【００５９】
図５に基づいて入口軸受３８を説明する。図５は入口軸受にかかる第１実施の形態を示す。
図に示すように、入口軸受３８の軸支持部５１（ケーシング）が３本の支持柱４５により軸心部に配置され、軸支持部５１にはスクリュー軸３５のー端側端部が配される主マス部５２が形成されている。スクリュー軸３５の一端側端部は滑り軸として機能するメタルスリーブ５３が環着された端軸５４構造となっており、該端軸５４がスクリュー軸３５のー端側に取り外し自在に固定されている。図中５５はスリーブ５３と端軸５４の相対回転を防止する回り止めのキーである。尚、支持柱４５の数及び配置状況は図示例に限定されるものではなく、適宜変更することができる。また、スクリュー軸３５のー端側端部をスリーブ５３や端軸５４を介在させずに直接軸支持部５１に支持することも可能である。
【００６０】
端軸５４はコロ軸受５６を介して主マス部５２内で軸支持部５１に回転自在に支持されている。コロ軸受５６のスクリュー室３７寄りの端軸５４（スリーブ５３）と軸支持部５１との間にはシール部材５７が設けられ、シール部材５７によりコロ軸受５６を挟んで主マス部５２の内部（含む端軸５４の端部面側）に潤滑剤としてのグリース５８が圧入されている。更に、シール部材５７のスクリュー室３７寄りの端軸５４（スリーブ５３）と軸支持部５１との間には第２シール部材５９が設けられ、シール部材５７と第２シール部材５９の間には第２マス部４８が形成されている。第２マス部４８にもグリース５８が圧入されている。シール部材５７及び第２シール部材５９は、例えば、ゴム製やテフロン(商品名)製となっている。
【００６１】
上側の２本の支持柱４５には図示しない圧送源からグリースを圧送する供給路６１ａ、６１ｂが設けられ、供給路６１ａ、６１ｂは主マス部５２及び第２マス部４８につながっている。
また、下側の１本の支持柱４５には排出路４９ａ、４９ｂが設けられ、排出路４９ａ、４９ｂは主マス部５２及び第２マス部４８の下部につながっている。スクリュー室３７側からの水分や軟弱土は第２シール部材５９及びグリースの圧力によりコロ軸受５６側に侵入することが防止され、万一侵入した場合であっても、第２マス部４８内に混入してシール部材５７及びグリースの圧力によりコロ軸受５６側に侵入することが防止される。メンテナンス時等に、排出路４９ａ、４９ｂからグリースを排出すると共に、供給路６１ａ、６１ｂからグリースを供給することで、主マス部５２及び第２マス部４８内のグリースの交換が行える。
【００６２】
入口軸受３８は、グリース及びシール部材５７、第２シール部材５９によりコロ軸受５６がスクリュー室３７側とシールされ、水分やスラリ等が侵入することがない。万一侵入しても第２マス部４８内に溜まり、メンテナンス時等に排出することができる。このため、高圧で軟弱土が圧送される混練装置１３の軸受として適用した場合であっても、スクリュー軸３５の回転を支持するコロ軸受５６がシールされ、軟弱土が圧送される際の耐圧性とスラリに対するシール性が考慮されたものとなる。尚、シール部材５７及び主マス部５２内のグリースの圧力だけでシールが十分に行える場合には、第２マス部４８及び第２シール部材５９は必ずしも設けなくてもよい。
【００６３】
また、入口軸受３８における端軸５４がスクリュー軸３５のー端側に取り外し自在に固定されているので、部材を交換する等の際に端軸５４ごと交換することができ、メンテナンス性に優れた構成となっている。
【００６４】
図６に基づいて流体圧シール部の構造の第１実施の形態を説明する。
図に示すように、スクリュー軸３５（回転軸）の他端部側は滑り軸として機能するメタルスリーブ６０上に、本体３１の他端部３１ｄの内周側にダストシール８５及びパッキン部材としての３個のグランドパッキン６２が嵌設され、グランドパッキン６２を挟んでスクリュー室３７の反対側にはリング部材（ランタンリング）６３が設けられ、該リング部材６３により本体３１側とスクリュー軸３５の他端部側との間に圧力室６４が形成されている。リング部材６３の更に軸端側（スクリュー室３７の反対側）にはパッキン部材としての３個のグランドパッキン６５が嵌設されている。
【００６５】
圧力室６４の上部には加圧流体として高圧水が供給される流体供給手段６６が設けられている。流体供給手段６６は供給経路６７にダストトラップ６８が設けられ、該ダストトラップ６８の分岐された分岐下流に切換弁６９が設けられ、切換弁６９の切り換え作動により所定圧力の高圧水がダストトラップ６８を介して圧力室６４に供給される。
【００６６】
また、圧力室６４の下部には、圧力室６４に供給された高圧水を排出する排出経路７１が設けられている。排出経路７１にはダスト捕捉手段としてのダストトラップ７２が設けられ、ダストトラップ７２の分岐下流側に分岐路７５を介して圧力調整手段としてのリリーフ弁７４が設けられている。また、ダストトラップ７２の下流側には切替弁７３が設けられている。
【００６７】
上述した流体圧シール部３９では、流体供給手段６６から所定圧力の高圧水が圧力室６４に供給され、排出経路７１のリリーフ弁７４の調整動作により圧力室６４内の圧力を所定圧力（略一定）に維持するようになっている。
尚、流体供給手段６６で高圧水の流量を制御して所定圧の高圧水を供給するようにすることも可能である。
【００６８】
圧送される軟弱土の圧力により、スクリュー室３７内の圧力が圧力室６４の圧力よりも低い場合、圧力室６４内の高圧水がグランドパッキン６２とスクリュー軸３５の間を加圧して、スクリュー室３７側からグランドパッキン６２への軟弱土や水分の侵入を防止する。このため、回転するスクリュー軸３５のシール部にスラリ等が噛み込むことがない。
また、スクリュー室３７内の圧力が圧力室６４の圧力よりも高い場合、グランドパッキン６２とスクリュー軸３５の間からスクリュー室３７側の流体が圧力室６４に侵入するが、スクリュー室３７側の流体に含まれるスラリ等は高圧水を排出経路７１から排出する際にダストトラップ７２に捕捉されて除去され、回転するスクリュー軸３５のシール部に残ることがなくスラリ等が噛み込むことがない。
従って、高圧水の圧力をスクリュー室３７の圧力以下に維持してもスラリ等が噛み込むことがないので、高圧水の圧力をスクリュー室３７の圧力以下に設定することで、加圧手段等の簡素化を図ることが可能になる。
【００６９】
このため、圧送される軟弱土の圧力に拘らず、即ち、圧送される軟弱土の性状や圧送条件等が変化しても、回転するスクリュー軸３５の支持部にスラリ等が噛み込むことがないため、高圧で軟弱土が圧送される混練装置１３の流体圧シール部３９として適用した場合であっても、スクリュー軸３５の回転を支持する支持部に異物が残ることがなく、軟弱土が圧送される際の耐圧性とスラリに対するシール性が考慮されたものとなる。特に、ダストトラップ７２及び排出経路７１を設けたことにより、軟弱土の圧送圧力、即ち、圧力室６４の圧力に対するスクリュー室３７内の圧力に拘らずスラリを排除することが可能になり、軟弱土の圧送条件にシール性能が左右されることがない。
【００７０】
軟弱土の圧送圧力等の圧送条件が固定されている場合、圧力室６４に供給する高圧水の圧力をスクリュー室３７内の圧力よりも高くしておくことで、スクリュー室３７側からのシール部へのスラリの侵入を阻止することができるので、排出経路７１を省略することも可能である。
尚、グランドパッキン６２、６５の数は図示例に限定されず、圧力室を形成できるものであればよい。また、上述した流体圧シール構造を適用する場所としては、加圧室側と隣接する回転軸支持部であれば、混練装置１３のスクリュー軸３５をシールする箇所に限定されることはない。
【００７１】
上述した混練装置１３は、軟弱土が圧送される際の耐圧性とスラリに対するシール性が考慮された入口軸受３８によりスクリュー軸３５の一端側（軟弱土が圧送される側）が本体３１側に支持され、軟弱土の圧送圧力に拘らず回転軸支持部に異物が混入しない流体圧シール部３９と調心軸受４１によりスクリュー軸３５の他端側が本体３１側に支持されている。このため、埋め立て用の改良土の原料となり、性質等が安定していない軟弱士が圧送されても、軸受部の摩耗やスクリュー軸３５の摩耗を抑制することができ、耐圧構造でシール性が考慮された装置となり、加圧された軟弱土が供給され、セメントミルクと混練して改良土を製造する混練装置１３とすることができる。
【００７２】
混練装置１３は、小型の台船２０６に搭載されているため、簡単に分解してメンテナンスできることが望まれる。本実施の形態の混練装置１３は、狭いスペースで分解及びメンテナンスが容易となっている。図７に基づいて混練装置１３の分解手順を説明する。分解は、台船２０６に備えられたホイスト装置等を使用して行う。
【００７３】
図７には混練装置１３の分解手順を表す工程を示してある。
図７（ａ）に示すように、入口軸受３８を分解すると共に、調芯軸受４１、ギヤカップリング４２、４３、中間軸３２及び固定軸継手４４を分解し（いずれも図１に示されている）、本体３１のー端側にメインテナンススペースを確保すると共に駆動モータ３３と本体３１との間にもメインテナンススペースを確保する。また、流体圧シール部３９も前記メインテナンススペースの確保により容易に分解する。
次に図７（ｂ）に示すように、本体３１のー方部３１ａと他方部３１ｂとを切り離し、一方部３１ａをホイスト７８で吊って平行移動させて外す。一方部３１ａを外した後、図７（ｃ）に示すように、スクリュー軸３５をホイスト７８で吊って平行移動させ、図７（ｄ）に示すように、スクリュー軸３５の他端側が本体３１の他方部３１ｂからある程度抜けた時点でスクリュー軸３５の他端側をホイスト７８で吊って水平に平行移動させて該スクリュー軸３５を抜き外す。そして、最後に本体３１の他方部３１ｂを運び出す。
【００７４】
従って、狭いスペースであっても比較的簡単に短時間で混練装置１３を分解することが可能で、小型の台船２０６上でメンテナンスを容易に行うことができる。
【００７５】
次に図８を用いて前記入口軸受にかかる実施形態を説明する。図に示すように入口軸受３８は、軸支持部５１が３本の支持柱４５により軸心部に配置され、軸支持部５１にはスクリュー軸３５の左側端部が配される主マス部５２が形成されている。また、該主マス部５２の左端を閉成して潤滑油溜まり２０を形成する蓋状の支持柱受１９Ａが配設されている。
【００７６】
スクリュー軸３５の左端部はスリーブ５３を備えた端軸５４となっており、端軸５４がスクリュー軸３５の一端側に取り外し自在に固定されている。
図中５５は、スリーブ５３と端軸５４の相対回転を防止する回り止めのキーである。
尚、支持柱４５の数及び配置状況は図示例に限定されるものではなく、適宜変更することができる。
また、スクリュー軸３５に一端側端部をスリーブ５３や端軸５４を介在せずに直接に軸支持部５１に支持されてもよい。
【００７７】
端軸５４はコロ軸受５６を介して主マス部５２内で軸支持部５１に回転自在に支持されているとともに、コロ軸受５６を挟んで軸方向両側の主マス部５２、５２の内部に潤滑油２９が供給可能に構成されている。
コロ軸受５６よりスクリュー室３７寄りの端軸５４と軸支持部５１との間にはシール部材５７及び第２シール部材５９が設けられ、シール部材５７と第２シール部材５９の間には第２マス部４８が形成されている。第２マス部４８にはグリース５８が充填されている。
シール部材５７及び第２シール部材５９は、例えば、ゴム製やテフロン(商品名)製となっている。
【００７８】
上側の２本の支持柱４５には供給路６１ａ、６１ｂが設けられ、供給路６１ａは主マス部５２に、供給路６１ｂは第２マス部４８に接続されている。また、下側の１本の支持柱４５には排出路４９ａ、４９ｂが設けられ、排出路４９ａは主マス部５２に、排出路４９ｂは第２マス部４８の下部に接続されている。
【００７９】
供給路６１ａは配管１５の中継端子１５ａを介して潤滑油を供給可能に配置した逆止弁１４Ａと、アキュムレータ１０Ａが分岐して接続され、同様に供給路６１ｂも配管１６の中継端子１６ａを介してグリースを供給可能に配置した逆止弁１４Ｂと、アキュムレータ１０Ｂが分岐して接続されている。
【００８０】
そして、排出路４９ａもダストトラップ９７を介して前記中継端子１５ａに接続されて、供給路との間で不図示の循環経路を介して潤滑油が循環可能に構成され、また、排出路４９ｂもダストトラップ９８を介して前記中継端子１６ａに接続され、供給路との間で不図示の循環経路を介してグリースが循環可能に構成されている。
【００８１】
よって、スクリュー軸３５がセメントミルク及び軟弱土の重量が変動して、その負荷変動により左動すると、端軸５４の端面５４ａが潤滑油溜まり２０の圧力の上昇により潤滑油を押して排出路４９ａに押しだす。そして、アキュムレータ１０Ａ内の気体を圧縮して負荷変動が吸収される。また、負荷変動により端軸５４が右動すると、端軸５４の端面５４ａが右動して潤滑油溜まり２０の容積が広がるので圧力が低下し、アキュムレータ１０Ａから潤滑油が供給される。
【００８２】
スクリュー室３７側からの水分や軟弱土は第２シール部材５９及びグリースの圧力によりコロ軸受５６側に侵入することが防止され、万一侵入した場合であっても、第２マス部４８内に混入してシール部材５７及びグリースの圧力によりコロ軸受５６側に侵入することが防止される。
【００８３】
メンテナンス時等には、排出路４９ａに接続される弁４９から潤滑油を排出するとともに、供給路６１ａの逆止弁１４Ａから潤滑油を供給することで、主マス部５２内の潤滑油の交換が行われ、また、排出路４９ｂに接続される弁５０からグリースを排出するとともに、供給路６１ｂの逆止弁１４Ｂからグリースを供給することで、第２マス部４８内のグリースの交換が行える。
【００８４】
入口軸受３８は、グリース及びシール部材５７、第２シール部材５９によりコロ軸受５６がスクリュー室３７側とシールされ、水分やスラリ等が侵入することがない。万一侵入しても第２マス部４８内に留まり、メンテナンス時などに排出することができる。このため、高圧で軟弱土が圧送される混練装置１３の軸受として適用した場合であっても、スクリュー軸３５の回転を支持するコロ軸受５６がシールされ、軟弱土が圧送される際の耐久性とスラリに対するシール性が考慮されたものとなる。
尚、シール部材５７及び主マス部５２内のグリースの圧力だけでシールが十分に行える場合には、第２マス部４８及び第２シール部材５９は必ずしも設けなくてもよい。
【００８５】
また、入口軸受３８における端軸５４がスクリュー軸３５の一端側に取り外し自在に固定されているので、部材を交換する等の際に端軸５４ごと交換することができ、メンテナンス性に優れた構成となっている。
【００８６】
次に、図９を用いて流体圧シール構造の第２実施形態を説明する。図に示すように、本体３１の他端部３１ｄ側に配置されたスクリュー軸３５の他端部側はグランドスリーブ６０を介して３個のグランドパッキン６２が設けられ、グランドパッキン６２を挟んでスクリュー室３７の反対側にはリング部材（ランタリング）６３が設けられ、リング部材６３により本体３１側とスクリュー軸３５の他端部側との間に圧力室６４が形成されている。
【００８７】
リング部材６３の外側（スクリュー室３７の反対側）には、更に、パッキン部材として４個のグランドパッキン６５が設けられている。そして、それらのグランドパッキン６２、及び６５を挟んでダスト防止用のダストシール（軸封止部）８５、８５が配設されている。
即ちリング部材６３の軸方向両側にグランドパッキン６２、及び６５が、更にその外側にダスト防止用のダストシール（軸封止部）８５、８５が対称に配置されている。
尚、ダストシール８５は、弾性ゴムで軸封止するリップシール、もしくは回転軸表面に向け繊維束端を接触させたブラシシールを用いることができる。
また、グランドパッキン６２、６５の代わりに潤滑油、グリース等の供給路を有した前記リップシール９０ａ、メカニカルシール９４を用いることができ、グランドパッキン６２の代わりにはブラシシール８６を用いることができる。尚、図中６４０はグランドパッキン６２、６５の締め付け力を調整する締め付けボルトである。
【００８８】
尚、本発明においては前記図６に示す実施形態と異なり、圧力室６４の下部には加圧流体として高圧水が供給される流体供給経路１７１が前記圧力室６４底面に開口させて設けられるとともに、該流体供給経路１７１にはダストトラップ１７２が設けられ、ダストトラップ１７２の上流側に切換弁１７３が設けられ、該切換弁１７３の切換作動により所定の圧力の高圧水がダストトラップ１７２を介して圧力室６４に供給される。また、ダストトラップ１７２の分岐出口路にはリリーフ弁１７４を備えた逃がし路１７５が設けられている。
【００８９】
また、圧力室６４の上部には、圧力室６４に供給された高圧水を排出する排出経路１６７が前記圧力室６４上面に開口させて設けられるとともに、その途中位置に分岐配排出経路１５３及びさらに下流側に弁１１が接続されている。該弁１１の入口側には前記分岐排出経路１５３が接続され、該排出経路１５３にダスト捕捉手段としてダストトラップ１６８が設けられ、更に該ダストトラップ１６８の下流に高圧水の流量調整手段としてのオリフィス１２を介して切換弁１６９が設けられている。又切換弁１６９の出口側は、分岐されて供給側のダストトラップ１７２出口側、即ち圧力室入口側に弁１６６を介して接続されている。
【００９０】
本実施の形態における流体圧シール部は、このように構成しているので、高圧水にてグランドパッキン６２、６５において発生した熱を冷却することができるとともに、供給経路１７１周辺と、排出経路１６７及び排出経路１５３周辺は上述のように構成されているので、動作中は閉鎖している弁１６６を開成し、排出経路１５３の切換弁１６９を開成し、弁１１を開放した状態で供給経路１７１から高圧水を供給すると、混練装置１３の運転予備操作として、ダストシール（軸封止部）８５、８５内の空気、及び排出経路１５３内の空気を弁１１から排出することができる。すなわち、高圧水をしばらく供給することで、圧力室６４内の空気は高圧水に押されて上方の弁１１から外部に排出され、完全に水のみが排出されることでエア抜きが完了する。その段階で弁１６６及び弁１１を閉鎖することで運転準備は完了する。
【００９１】
従って前記の構成の流体圧シール部３９では、供給経路１７１から所定圧力の高圧水が圧力室６４に供給され、排出経路１５３の下流側に配置されたオリフィス１２の調整動作により高圧水の流量を規制し、圧力室６４内の圧力を所定圧力（略一定）に維持するようになっている。
尚、切換弁１６９の切換動作により排出される高圧水の流量を規制し、圧力室６４内の圧力を所定圧力（略一定）に維持するようにすることも可能である。
【００９２】
本実施例の場合も圧送される軟弱土の圧力により、スクリュー室３７内の圧力が圧力室６４の圧力よりも低い場合も、高い場合も、即ち、圧送される軟弱土の性状や圧送条件などが変化しても、回転するスクリュー軸３５の支持部にスラリなどが噛み込むことがない。
尚、グランパッキン６２、６５の数は図示例に限定されず、圧力室を形成できるものであればよい。また、上述した流体圧シール構造を適用する場所として、回転軸を支持する加圧室の回転軸支持部をシールする箇所であれば、混練装置１３のスクリュー軸３５をシールする箇所に限定されない。
【００９３】
上述した混練装置１３は、軟弱土が圧送される際の耐久性とスラリに対するシール性が考慮された入口軸受３８によりスクリュー軸３５の一端側（軟弱土が圧送される側）が本体３１側に支持され、他端側が調心軸受４１によって支持され、軟弱土の圧送圧力に拘わらず回転軸支持部に異物が混入しない流体圧シール部３９により調心軸受が軟弱土から隔てられている。このため、埋め立て用の改良土の原料となり、性質等が安定しない軟弱土が圧送されても、軸受部の摩擦やスクリュー軸３５の摩擦を抑制することができ、耐圧構造でシール性が考慮された装置となり、加圧された軟弱土が供給され、セメントミルクと混練して改良土を製造する混練装置１３とすることができる。
【００９４】
次に、図１３を用いて流体圧シール部３９に用いられる軸受部分の他の実施の形態を説明する。図９に示す第２実施の形態との相違点は、第２実施の形態が、スクリュー軸３５の支持にグランドパッキン６２、６５を用いたのに対して、本実施の形態は、前記グランドパッキン６２の代わりに回転軸表面に向け繊維束端を接触させたブラシシール８６を軸方向に多段状に配設して貫設し、該多段状のブラシシール８６に隣接する軸端側にグリース供給路８７と排出路８８を設け、グリース供給路８７から排出路８８にグリースを連続供給可能に構成した点である。
【００９５】
尚、軸端に設けたシール部材１８５はオイルシールであって、グリース供給路８７からのグリースの漏洩を防止するものである。  また、該オイルシール１８５をダストリップ部とシールリップ部を有するように形成し、ダストとオイルシール機能を兼ねたダストオイルシールとしてもよい。その場合は、図９におけるダストシール８５を該ダストオイルシールに変える。
【００９６】
次に、図１４を用いて流体圧シール部３９に用いられる軸受部分の他の実施の形態を説明する。図１３に示す実施形態との相違点は、図１３が多段状のブラシシール８６を用いたのに対して、本実施の形態は複数（４個）のリップシール９０ａを埋め込みリップシール体９０を形成した点である。
【００９７】
次に、図１５を用いて流体圧シール部３９に用いられる軸受部分の他の実施の形態を説明する。図１３に示す実施形態との相違点は、図１３が多段状のブラシシール８６を用いたのに対して、本実施の形態実施の形態のヘビー・デューティー・シール（メカニカルシール）を用いた点である。
【００９８】
該メカニカルシールは押さえリング９１、９２の内部に配設したすべり部材９４をＯリング９３で押圧するように構成し、グリース供給路８７からのグリースはすべり部材９４に流れ、Ｏリング９３と軸３５との間にグリース溜まりを形成する。
【００９９】
本実施の形態を図９の流体圧シール部の圧力室６４を挟んでグランドパッキン６２、６５とダストシール８５の嵌設部位に適用すると、軸端側で高圧水とともにグリースを連続供給しているので、潤滑性能が向上し、グリースを連続供給状態で高圧負荷状態での軸受部を構成することができる。
【０１００】
次に図１０を用いて入口軸受３８の潤滑油溜まりの他の実施形態を説明する。図８に示す第２実施の形態との相違点は、図８においては潤滑油溜まり２０を、端軸５４の端面５４ａに対面する支持柱受け１９Ａで閉鎖して形成したのに対して、本第３実施の形態においては支持柱受け１９Ａの端面５４ａと対面する部分を開放してグランドパッキン１７、１８を配設し、該パッキン１７、１８に嵌合するように端軸５４を延設して該端軸５４の端面５４ａが外方に突出可能に摺動自在に構成したものである。
【０１０１】
よって、スクリュー軸３５がセメントミルク及び軟弱土の重量が変動して、その負荷変動により左動すると、該端軸５４の端面５４ａが外方に突出するが、端軸５４の端面５４ｂが主マス部５２の潤滑油溜まり２９の潤滑油を押し排出路４９ａに押し出す。そして、アキュムレータ１０Ａ内の気体を圧縮して負荷変動が吸収される。また、負荷変動により端軸５４が右動すると、該端軸５４の端面５４ａが内側(原位置方向)に復帰するとともに、端面５４ｂが右動して主マス部５２の潤滑油溜まり２９の容積が広がるので、アキュムレータ１０Ａから潤滑油が供給される。
本実施形態においては、端軸５４の端面５４ａの左右動に対して潤滑油溜まり２０の容積変化は少ない。
【０１０２】
次に図１１を用いて入口軸受３８の潤滑油溜まりの他の実施形態を説明する。図８に示す実施形態との相違点は、図８においては潤滑油溜まり２０を、端軸５４の端面５４ａに対面する支持柱受け１９Ａで閉鎖して形成したのに対して、本実施の形態においては支持柱受け１９Ａの端面５４ａと対面する部分を開放して、その開放部分に復元性を有したダイアフラム２１を配設し、潤滑油溜まり２０を構成したものである。
【０１０３】
よって、スクリュー軸３５がセメントミルク及び軟弱土の重量が変動して、その負荷変動により左動すると、端軸５４の端面５４ａが潤滑油溜まり２０の潤滑油を押しその圧力上昇によってダイアフラム２１が仮想線のごとく変形して潤滑油溜まり２０の容積変化を補償する方向に圧力バランスする。
一方、端軸５４の端面５４ｂが主マス部５２潤滑油溜まり２９の潤滑油を押して排出路４９ａに押しだすと、アキュムレータ１０Ａ内の気体を圧縮して負荷変動が吸収される。また、負荷変動により端軸５４が右動すると、端軸５４の端面５４ｂが右動して潤滑油溜まり２９の容積が広がるので、アキュムレータ１０Ａから潤滑油が供給される。
本第４実施の形態は、端軸５４の左右動に対して潤滑油溜まり２０の容積変化は、端軸５４の左動によってダイアフラム２１は仮想線のごとく左に広がり、端軸５４の右動は実線のごとく復元して、圧力変動に対応する潤滑油だまり２０の容積変化を補償する。
【０１０４】
次に図１２を用いて入口軸受３８の潤滑油溜まりの他の実施形態を説明する。図８に示す実施形態との相違点は、図８においては潤滑油溜まり２０を、端軸５４の端面５４ａに対面する支持柱受け１９Ａで閉鎖して形成したのに対して、本第５実施の形態においては支持柱受け１９Ａの端面５４ａと対面する部分を開放してグランドパッキン等の静的シール部材２８を配設し、該静的シール部材２８に嵌合するよう軸部を有し潤滑油だまり２０に対面する側にフランジ状受圧部２５ｂを有するピストン２５を配設し、該ピストン２５をバネ２７によって受圧部２５ｂ側を端軸５４の端面５４ａ方向に付勢して摺動自在に構成されている。又、端軸５４周囲はすべり軸受７０によって軸受支持されている。
【０１０５】
よって、スクリュー軸３５がセメントミルク及び軟弱土の重量が変動して、その負荷変動により左動すると、端軸５４の端面５４ａが潤滑油溜まり２０の潤滑油を押しその圧力をピストン２５の受圧部２５ｂ受圧面２５ａよりが受圧して、ピストン２５をバネ２７に抗して左動して潤滑油溜まり２０の圧力上昇に伴う容積の増加変化を補償する。
一方、負荷変動により端軸５４が右動すると、潤滑油溜まり２０の潤滑油圧力が低下して圧縮されているバネ２７の力によりピストン２５を右動して潤滑油溜まり２０の圧力低下に伴う容積の減少変化を補償する。
本実施形態は、端軸５４の左右動に対してもバネ２７力が付勢されたピストン２５の往復運動により潤滑油溜まり２０の容積変化は小さい。
【０１０６】
【発明の効果】
以上記載の如く、本第１発明によれば、加圧された流動化部材を円滑に混練しながら供給するためになされた混練装置を提供出来るとともに、特にセメントミルクと軟弱土とを撹拌して混練するスクリュー翼が植設されたスクリュー軸の改良土搬送方向への軸変動量に対して、簡単な構成により対応できる回転軸支持部を有する流動化部材の混練装置を提供出来る。
例えば本発明は、加圧流体が圧送される際の耐圧性とスラリに対するシール性が考慮されたものとなり、加圧流体の圧送圧力に拘らず回転軸支持部に異物が混入しない混練装置を提供することができ、この結果、性質等が安定していない流動化部材が圧送されても、軸受部の摩耗やスクリュー軸の摩耗を抑制することができ、耐圧構造でシール性が考慮された混練装置を提供することができる。
【０１０７】
また、請求項１８記載の流体圧シール装置の発明によれば、加圧された流動化部材を円滑に混練しながら供給するためになされた混練装置に適用して好適な流体圧シール装置を提供でき、特に加圧流体によって回転支持部をシールすることができると共に圧力室の異物を排出経路から排出でき、加圧室の圧力に拘らず回転軸支持部への異物の侵入を防止することができる。この結果、加圧された流動化部材を供給するためになされた混練装置に適用して好適な流体圧シール装置とすることが可能になる。
また、請求項２２記載の流体圧シール装置の他の発明によれば、加圧室本体端部側と回転軸との間に設けられ、加圧流体により圧力を発生する圧力室を形成するリング部材と、該リング部材を挟んだ両側の前記加圧室側と前記回転軸との間に設けられたパッキン部材とにより流体圧シール構造を構成し、前記リング部材に供給された加圧流体を排出する排出経路とを備え、前記圧力室に下方より液体を供給して、上方に該液体を排出することによって該圧力室内のエア抜きを行うので、前記圧力室に気体が侵入して圧力状態が変化することがなく良好なシール性能を維持することができる。
【０１０８】
また、第３の発明によれば、回転軸の一端側端部が支持される第１マス部及び第２マス部には、前記潤滑剤を供給する供給路及び前記潤滑剤を排出する排出路を設けられ、回転軸の一端側端部が支持される孔部は、一方側が閉鎖され、開放端側が第２シール部材によってダストシールされているため異物の侵入は防止されるので、マス部内部には潤滑剤のみが圧入されていて、スラリなどの異物が入り込まないために、円滑な作動が約束され、特に流動化部材を円滑に混練しながら高い搬送圧力を実現可能な流動化部材の混練装置に適用する場合に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施の形態にかかる加圧流体の混練装置の全体構成図である。
【図２】  図１の拡大断面図である。
【図３】  図２のIII−III矢視図である。
【図４】  図２のIV−IV断面図である。
【図５】  図２のV部詳細図である。
【図６】  図２のVI部詳細図である。
【図７】  混練装置の分解手順を表す工程説明図である。
【図８】  入口軸受の実施形態を説明する説明図である。
【図９】  流体圧シール構造の実施形態を説明する説明図である。
【図１０】  入口軸受の他の実施の形態を説明する説明図である。
【図１１】  入口軸受け軸受の他の実施の形態を説明する説明図である。
【図１２】  入口軸受け軸受の他の実施の形態を説明する説明図である。
【図１３】  駆動モータ側の流体圧シール部に用いられる軸受部要部の他の実施形態を説明する説明図である。
【図１４】  駆動モータ側の流体圧シール部に用いられる軸受部要部の他の実施形態を説明する説明図である。
【図１５】  駆動モータ側の流体圧シール部に用いられる軸受部要部の他の実施形態を説明する説明図である。
【図１６】  混練装置の配置位置の一方式を説明する説明図である。
【図１７】  混練装置の配置位置の他の方式を説明する説明図である。
【図１８】  本実施の形態に係る混練装置が適用される改良土圧送設備の全体構成図である。
【符号の説明】
１０Ａ、１０Ｂ  アキュムレータ
２５  ピストン
２６  供給部
３１  本体
３２  中間軸
３３  駆動モータ（駆動手段）
３５  スクリュー軸（軸体）
３６  スクリュー翼
３７  スクリュー室（混練室）
３８  入口軸受
３９  流体圧シール部
４４  固定軸継手
４６  固定ピン
４８  第２マス部
５２  マス部
５４  端軸
５６  コロ軸受
５７  シール部材
５９  第２シール部材
６２、６５  グランドパッキン
６３  リング部材（ランタンリング）
６６  流体供給手段
６８、７２、９２、１７２  ダストトラップ
８５  ダストシール（軸封止部）
８６  ブラシシール
９０  リップシール体
９１、９２、９３  ヘビー・デューティー・シール（メカニカルシール）
１８５  オイルシール
【図１】
0003680020.tif 000002
【図２】
0003680020.tif 000003
【図３】
0003680020.tif 000004
【図４】
0003680020.tif 000005
【図５】
0003680020.tif 000006
【図６】
0003680020.tif 000007
【図７】
0003680020.tif 000008
【図８】
0003680020.tif 000009
【図９】
0003680020.tif 000010
【図１０】
0003680020.tif 000011
【図１１】
0003680020.tif 000012
【図１２】
0003680020.tif 000013
【図１３】
0003680020.tif 000014
【図１４】
0003680020.tif 000015
【図１５】
0003680020.tif 000016
【図１６】
0003680020.tif 000017
【図１７】
0003680020.tif 000018
【図１８】
0003680020.tif 000019