(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状ケーシングと、
このケーシング内に回転軸を中心として回転自在に収容されたスクリュと、
前記筒状ケーシングに装着されて前記スクリュを外周側から回転可能に軸支する軸受部と
を備えたスクリュコンベヤであって、
前記軸受部は、
前記スクリュの外周部に接続されると共に前記回転軸と同心配置された回転リングと、
この回転リングを収容し前記筒状ケーシングに固定された軸受ケーシングと、
前記軸受ケーシング内で前記回転リングの周方向に沿って前記回転リングと対向配置され、前記回転リングとの対向面に前記回転リングの回転運動による荷重を受ける複数の圧力発生部を形成する固定部材と、
前記各圧力発生部に軸受作動媒体を供給する軸受作動媒体供給手段とを備え、
前記複数の圧力発生部に供給された軸受作動媒体の圧力で前記回転リングを無接触で回転可能に支持する流体軸受部であり、
前記軸受作動媒体は、
前記軸受作動媒体供給手段から前記各圧力発生部に対応して設けられた軸受作動媒体供給通路及び前記圧力発生部毎に流量を一定に制御する流量制御弁を介して前記軸受ケーシング内に個別に供給され、この軸受ケーシング内に設けられた排出口から排出されると共にその一部が前記筒状ケーシングの内側に排出される
ことを特徴とするスクリュコンベヤ。
【請求項２】
前記筒状ケーシング及び前記スクリュは、コンベヤユニットを構成し、
複数の前記コンベヤユニットが前記スクリュの回転軸方向に連結され、
前記軸受部は、前記コンベヤユニットの連結部の近傍に配置されている
ことを特徴とする請求項１記載のスクリュコンベヤ。
【請求項３】
前記回転リングは、円筒状に形成され、
前記固定部材は、前記回転リングの外周面に対向する面に前記複数の圧力発生部を形成し、前記回転リングのラジアル方向の荷重を受けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１又は２記載のスクリュコンベヤ。
【請求項４】
前記回転リングは、前記回転軸と直交する方向に延出形成された鍔状の回転フランジ部を有し、
前記固定部材は、前記回転フランジ部の回転軸方向の少なくとも一方の面と対向する面に前記複数の圧力発生部を形成し、前記回転リングの回転軸方向の少なくとも一方に向かうスラスト方向の荷重を受けるように構成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載のスクリュコンベヤ。
【請求項５】
前記複数の圧力発生部は、複数の固定部材にそれぞれ個別に形成されて前記回転リングの周方向に沿って等間隔に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載のスクリュコンベヤ。
【請求項６】
前記軸受作動媒体は、
前記排出口から前記軸受ケーシング内の圧力を所定の条件に保つための圧力制御弁を介して排出される
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載のスクリュコンベヤ。
【請求項７】
前記スクリュの回転軸は、垂直方向に配置されている
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のスクリュコンベヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、粉体物、細粒物、塊状物、高水分物などの被運搬物をスクリュにより運搬するスクリュコンベヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
粉体物、細粒物、塊状物、高水分物などの被運搬物を運搬するものとして、スクリュコンベヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。スクリュコンベヤは、例えば筒状ケーシング（トラフ）とスクリュとを備えて構成されており、被運搬物は、スクリュの回転によりスクリュ上を滑ることで移動する。
【０００３】
このようなスクリュコンベヤには、スクリュの回転軸が長い場合にその撓みを防止するために、回転軸を中間で受ける中間軸受が設けられる。この中間軸受は、一般に回転軸の接続端近傍に設けられたすべり軸受や転がり軸受によって構成される。
【０００４】
そして、上記特許文献１のスクリュコンベヤのように、中間軸受を筒状ケーシング側に配置した場合は、回転軸の接続端におけるスクリュの不連続部分を少なくすることができるので、被運搬物の流れをよりスムーズにすることができる。なお、このようなすべり軸受や転がり軸受の場合は、グリース等の潤滑剤を軸受部分に定期的に供給して、円滑な作動を持続させると共に被運搬物の軸受内への流入を防止することが行われる。このように、スクリュコンベヤでは中間軸受のメンテナンスは運転管理上重要な項目となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４４０１２０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、中間軸受をすべり軸受や転がり軸受で構成した場合は、依然として筒状ケーシングと回転部分との隙間から被運搬物が軸受側に流入する可能性は否めず、ダストシールやオイルシール等のシール類のメンテナンスが必要不可欠となってしまう。また、供給される潤滑剤の戻りラインがない場合は、潤滑剤は隙間から軸受に混入したダスト等と共に被運搬物に混入する状態で排出されることがある。このような場合は、潤滑剤の混入が許されない被運搬物にはスクリュコンベヤを用いることができなくなってしまう。
【０００７】
更に、被運搬物を大量に運搬するために筒状ケーシングやスクリュが大型化する場合には、軸受部の回転周速が速くなるため、シール類の損傷の可能性が大きくなり、同様にメンテナンスが必要となる。そして、シール類の破損により潤滑剤が被運搬物に混入することも想定されるため、被運搬物の種類に制限がかけられることとなる。
【０００８】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたもので、多様な被運搬物をスムーズに運搬することができると共に、メンテナンス等のコストを削減しつつ大型化が可能なスクリュコンベヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明に係るスクリュコンベヤは、筒状ケーシングと、この筒状ケーシング内に回転軸を中心として回転自在に収容されたスクリュと、前記筒状ケーシングに装着されて前記スクリュを外周側から回転可能に軸支する軸受部とを備えたスクリュコンベヤであって、前記軸受部は、前記スクリュの外周部に接続されると共に前記回転軸と同心配置された回転リングと、この回転リングを収容し前記筒状ケーシングに固定された軸受ケーシングと、前記軸受ケーシング内で前記回転リングの周方向に沿って前記回転リングと対向配置され、前記回転リングとの対向面に前記回転リングの回転運動による荷重を受ける複数の圧力発生部を形成する固定部材と、前記各圧力発生部に軸受作動媒体を供給する軸受作動媒体供給手段とを備え、前記複数の圧力発生部に供給された軸受作動媒体の圧力で前記回転リングを無接触で回転可能に支持する流体軸受部であることを特徴とする。
【００１０】
前記筒状ケーシング及び前記スクリュは、例えばコンベヤユニットを構成し、複数の前記コンベヤユニットが前記スクリュの回転軸方向に連結され、前記軸受部は、前記コンベヤユニットの連結部の近傍に配置される。
【００１１】
前記回転リングは、例えば円筒状に形成され、前記固定部材は、前記回転リングの外周面に対向する面に前記複数の圧力発生部を形成し、前記回転リングのラジアル方向の荷重を受けるように構成される。
【００１２】
前記スクリュの回転軸は、例えば垂直方向に配置され、前記回転リングは、前記回転軸と直交する方向に延出形成された鍔状の回転フランジ部を有し、前記固定部材は、前記回転フランジ部の回転軸方向の少なくとも一方の面と対向する面に前記複数の圧力発生部を形成し、前記回転リングの回転軸方向の少なくとも一方に向かうスラスト方向の荷重を受けるように構成される。
【００１３】
前記複数の圧力発生部は、例えば複数の固定部材にそれぞれ個別に形成されて前記回転リングの周方向に沿って等間隔に配置される。
【００１４】
前記軸受作動媒体は、前記軸受作動媒体供給手段から前記各圧力発生部に対応して設けられた軸受作動媒体供給通路を介して供給されると共に、前記筒状ケーシングの内側及び前記軸受ケーシングに設けられた排出口から排出されるとよい。
【００１５】
前記軸受作動媒体は、前記圧力発生部毎に流量を制御する流量制御弁を介して個別に供給されてもよい。
【００１６】
前記軸受作動媒体は、前記流量制御弁の代わりに、前記圧力発生部毎に上限流量を制限する制限オリフィスを介して個別に供給されてもよい。
【００１７】
前記軸受作動媒体は、前記排出口から前記軸受ケーシング内の圧力を所定の条件に保つための圧力制御弁を介して排出されることが好ましい。
【００１８】
前記スクリュの回転軸は、垂直方向に配置されていてもよい。これにより、垂直スクリュコンベヤを構成することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、多様な被運搬物をスムーズに運搬することができ、メンテナンス等のコストを削減しつつ大型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るスクリュコンベヤの全体構成を示す図である。
【図２】同スクリュコンベヤの中間軸受部を示す断面図である。
【図３】同中間軸受部の一部拡大断面図である。
【図４】図２のＡ−Ａ’断面図である。
【図５】図２のＢ−Ｂ’断面図である。
【図６】図２のＣ−Ｃ’断面図である。
【図７】図２のＤ−Ｄ’断面図である。
【図８】同スクリュコンベヤの中間軸受部を示す断面図である。
【図９】図８のＥ−Ｅ’断面図である。
【図１０】同スクリュコンベヤの中間軸受部を示す断面図である。
【図１１】図１０のＦ−Ｆ’断面図である。
【図１２】図１０のＧ−Ｇ’断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に、添付の図面を参照して、この発明に係るスクリュコンベヤの実施の形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るスクリュコンベヤの全体構成を示す図である。図２は、同スクリュコンベヤの中間軸受部を示す断面図である。図３は、同中間軸受部の一部拡大断面図である。また、図４は図２のＡ−Ａ’断面図、図５は図２のＢ−Ｂ’断面図、図６は図２のＣ−Ｃ’断面図、図７は図２のＤ−Ｄ’断面図である。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係るスクリュコンベヤ１００は、被運搬物として粉体物、細粒物、塊状物及び高水分物などを垂直方向に運搬可能に構成される。スクリュコンベヤ１００は、垂直方向に連結された複数のコンベヤユニット２と、これらコンベヤユニット２の連結部近傍に設けられた中間軸受部としての第１及び第２の流体軸受部１０，２０とを備えて構成されている。
【００２３】
コンベヤユニット２は、筒状のケーシング２ａと、ケーシング２ａ内に回転自在に配置された回転軸３ａを有するスクリュ３とを備えて構成されている。複数のコンベヤユニット２は、隣接するケーシング２ａがそれらの端部で各流体軸受部１０，２０を介して垂直方向に接続され、隣接するスクリュ３が、それらの回転軸３ａの接続端３ｂ部にて垂直方向に連結されることにより、全体が垂直方向に連結されている。ケーシング２ａには、接続端３ｂ部をケーシング２ａの外部から点検可能とするための点検口２ｂが設けられている。
【００２４】
また、最下部のコンベヤユニット２には、被運搬物を水平方向に運搬する既知の水平コンベヤユニット１０１が接続されている。水平コンベヤユニット１０１から最下部のコンベヤユニット２に搬送された被運搬物は、複数のコンベヤユニット２により垂直方向の上方に運搬される。最上部のコンベヤユニット２には、スクリュ３を回転させるための駆動機１及びスクリュ３をスラスト方向及びラジアル方向に軸支する転がり軸受が配置された軸受部１ａと、ケーシング２ａ内の被運搬物を次工程機器１ｃに送り出すための送出口１ｄとが設けられている。
【００２５】
第１の流体軸受部１０は、複数のコンベヤユニット２のうち、中央部分の連結部に設けられ、スクリュ３をスラスト方向及びラジアル方向に軸支する。また、第２の流体軸受部２０は、第１の流体軸受部１０の上下に配置され、スクリュ３をラジアル方向に軸支する。これら流体軸受部１０，２０の詳細な構造については後述するが、内部に無接触軸受のための圧力発生部としての複数の圧力室を有している。
【００２６】
また、スクリュコンベヤ１００は、作動媒体供給源５からフィルタ６ａを通して供給された軸受作動媒体を各流体軸受部１０，２０に供給するための軸受作動媒体供給機５ａと、軸受作動媒体供給機５ａから供給される軸受作動媒体を各流体軸受部１０，２０に設けられた複数の圧力室に流量を制御して個別に供給するための軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂとを備えて構成されている。なお、軸受作動媒体は、例えば気体や液体などの流体からなる。
【００２７】
軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂは、例えばそれぞれ各圧力室に対応した流量制御弁５ｃを有している。各流体軸受部１０，２０に供給された軸受作動媒体は、後述する排出口を通ってフィルタ６ｂに集められる。上記フィルタ６ｂに集められた軸受作動媒体は、ダストが除去されて圧力制御弁７を通過する。ダストは、水平コンベヤユニット１０１に戻される。
【００２８】
フィルタ６ｂを通った軸受作動媒体は、圧力制御弁７で第１及び第２流体軸受部１０，２０内の圧力を所定の条件に保つ調整が行われた上で、水平コンベヤユニット１０１に排出される。なお、水平コンベヤユニット１０１に排出する代わりに、軸受作動媒体供給源５に排出することもできる。また、水平コンベヤユニット１０１として、上述したコンベヤユニット２を垂直方向ではなく水平方向に配置して適用することも可能である。
【００２９】
次に、第１の流体軸受部１０の詳細について説明する。
スクリュ３には、図２及び図３に示すように、回転軸３ａの接続端３ｂ近傍の外周側に、ケーシング２ａの接続端間に配置されると共に回転軸３ａと同心配置された筒状の回転リング３０が接続されている。第１の流体軸受部１０は、この回転リング３０と、回転リング３０のラジアル方向及びスラスト方向の荷重を無接触に受ける固定側の部材とを備えて構成されている。
【００３０】
ラジアル方向及びスラスト方向の荷重を受けるため、回転リング３０は、ラジアル軸受用の筒状体３２と、この筒状体３２の上端に径方向外側に延びるスラスト軸受用の鍔状の回転フランジ部３１とを有する。そして、第１の流体軸受部１０は、固定側の部材として、リング状の上部フランジ部１４、Ｌ字断面を有するリング状の下部フランジ部１５及びこれらの外周縁部を連結する外周リング１２により形成される軸受ケーシング１６を備える。軸受ケーシング１６は、内部に回転リング３０を収容する。軸受ケーシング１６の内部には、回転リング３０の筒状体３２の外周面と対向する垂直固定リング１１と、回転リング３０の回転フランジ部３１の下面と対向する水平固定リング１３とが配置されている。垂直固定リング１１と水平固定リング１３とは、それぞれ作動媒体供給通路１９ａ，１９ｂをそれぞれ介して外周リング１２に固定されている。なお、第１の流体軸受部１０を構成するこれら各部は、例えばボルト等によりそれぞれ所定位置に固定されている。
【００３１】
垂直固定リング１１の筒状体３２の外周面３０ａに対向する面１１ａには、複数のラジアル軸受圧力室１１ｂが形成されている。ラジアル軸受圧力室１１ｂは、筒状体３２の外周面３０ａに向かった開口を有する。そして、ラジアル軸受圧力室１１ｂの周壁１１ｃ先端と筒状体３２の外周面３０ａとの間には、軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂから軸受作動媒体供給通路１９ａを通って供給された軸受作動媒体がラジアル軸受圧力室１１ｂに導入されることにより、所定の隙間が形成されるようになっている。これにより、ラジアル軸受圧力室１１ｂは、回転リング３０のラジアル方向の荷重を無接触で受けることができる。
【００３２】
また、水平固定リング１３の回転フランジ部３１の下面３１ａに対向する面１３ａには、複数のスラスト軸受圧力室１３ｂが形成されている。スラスト軸受圧力室１３ｂは、回転フランジ部３１の下面３１ａに向かった開口を有する。そして、スラスト軸受圧力室１３ｂの周壁１３ｃ先端と回転フランジ部３１の下面３１ａとの間には、軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂから軸受作動媒体供給通路１９ｂを通って供給された軸受作動媒体がスラスト軸受圧力室１３ｂに導入されることにより、所定の隙間が形成されるようになっている。これにより、スラスト軸受圧力室１３ｂは、回転リング３０の下方に向かうスラスト方向の荷重を無接触で受けることができる。
【００３３】
更に、上部フランジ部１４の回転フランジ部３１の上面３１ｂに対向する面１４ａには、複数のスラスト軸受圧力室１４ｂが形成されている。スラスト軸受圧力室１４ｂは、回転フランジ部３１の上面３１ｂに向かった開口を有する。そして、スラスト軸受圧力室１４ｂの周壁１４ｃ先端と回転フランジ部３１の上面３１ｂとの間には、軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂから上部フランジ部１４を貫通するように形成された軸受作動媒体供給通路１９ｃを通って供給された軸受作動媒体がスラスト軸受圧力室１４ｂに導入されることにより、所定の隙間が形成されるようになっている。これにより、スラスト軸受圧力室１４ｂは、回転リング３０の上方に向かうスラスト方向の荷重を無接触で受けることができる。
【００３４】
回転リング３０の上方に向かうスラスト方向の荷重が作用しない場合は、スラスト軸受圧力室１４ｂの周壁１４ｃ先端と回転フランジ部３１の上面３１ｂとの間には、後述するように、上記所定の隙間よりも大きな隙間が形成されるように設定される。
【００３５】
なお、ラジアル軸受圧力室１１ｂ及びスラスト軸受圧力室１３ｂ，１４ｂの周壁１１ｃ，１３ｃ，１４ｃは、その先端に向かって周壁外周側から周壁内周側へテーパ状に狭まる断面形状となるように構成されている。各圧力室１１ｂ，１３ｂ，１４ｂは、図４〜図６に示すように、例えば回転リング３０の周方向に沿って等間隔に８箇所ずつ形成されている。
【００３６】
これらの圧力室１１ｂ，１３ｂ，１４ｂから上記所定の隙間を通過した軸受作動媒体は、第１の流体軸受部１０の軸受ケーシング１６内に流出し、下部フランジ部１５に設けられた排出口１８から排出される。また、軸受ケーシング１６内の軸受作動媒体の一部は、軸受ケーシング１６と回転リング３０との間、具体的には上部フランジ部１４と回転リング３０との間の隙間、及び下部フランジ部１５の周壁部１５ａと回転リング３０の筒状体３２との間の隙間から、ケーシング２ａの内側に排出される。
【００３７】
これらの隙間には、軸受ケーシング１６内の軸受作動媒体がケーシング２ａ内に流入する量を制限する流体抵抗部として、回転リング３０に形成されたラビリンス部３３ａ，３３ｂが設けられている。ラビリンス部３３ａ，３３ｂは、例えば螺旋状に形成され、上記流体抵抗部としての機能のみならず、回転リング３０の回転に伴ってケーシング２ａ内から隙間へ入ってくる被運搬物をケーシング２ａ内に押し戻すことができるような構造となっている。従って、第１の流体軸受部１０からケーシング２ａ内に流入する軸受作動媒体の量を制限することができると共に、軸受ケーシング１６内に入ってくる被運搬物の量を最小限に止めることができる。
【００３８】
なお、図４に示すように、例えば水平固定リング１３には垂直方向に複数の貫通穴１３ｅが形成されており、スラスト軸受圧力室１３ｂ，１４ｂから流出した軸受作動媒体やこの軸受作動媒体と同伴されるラビリンス部３３ａを越えて入ってきた被運搬物などが軸受ケーシング１６内の排出口１８側に自在に移動できるように構成されている。
【００３９】
また、図４及び図５に示すように、水平固定リング１３及び上部フランジ部１４のスラスト軸受圧力室１３ｂ，１４ｂの周辺には、スクリュコンベヤ１００の組立時やコンベヤユニット２の輸送時などに、回転リング３０の回転フランジ部３１がスラスト軸受圧力室１３ｂ，１４ｂのエッジ状の周壁１３ｃ，１４ｃに接して周壁１３ｃ，１４ｃを破損させることがないように支持する平軸受１３ｄ，１４ｄが形成されている。
【００４０】
同様に、図６に示すように、垂直固定リング１１のラジアル軸受圧力室１１ｂの周辺には、上記組立時や輸送時などに、回転リング３０の筒状体３２がラジアル軸受圧力室１１ｂのエッジ状の周壁１１ｃに接して周壁１１ｃを破損させることがないように支持する平軸受１１ｄが形成されている。
【００４１】
また、第１の流体軸受部１０の近傍におけるスクリュ３の回転軸３ａの接続端３ｂは、図２及び図７に示すように、撓み板継手３ｄを介して接続されている。撓み板継手３ｄは、設定された許容範囲内において回転軸３ａの軸方向への伸縮とある程度の傾きを許容するために設けられている。これにより、スクリュ３は、第１の流体軸受部１０の近傍にて回転軸３ａの伸縮と傾きをある程度許容しながら回転することができるように接続された構造を備えている。なお、圧力制御弁７で上述した圧力調整を行うことで、ラビリンス部３３ａ，３３ｂを越えてケーシング２ａ内に流入する軸受作動媒体の速度を適切に維持することができると共に、軸受ケーシング１６と回転リング３０との間の隙間に入ってくる被運搬物の量を最小限に止め、ラビリンス部３３ａ，３３ｂの損傷を軽減することができる。
【００４２】
次に、第２の流体軸受部２０の詳細について説明する。
図８は、スクリュコンベヤ１００の中間軸受部を示す断面図である。また、図９は、図８のＥ−Ｅ’断面図である。なお、以降において、既に説明した部分と重複する箇所には同一の符号を附して説明を省略することがあるとする。第２の流体軸受部２０は、回転リング３０と、この回転リング３０のラジアル方向の荷重のみを複数の圧力室で無接触に受ける固定側の部材とを備えて構成されている。
【００４３】
第２の流体軸受部２０は、基本的には上述した第１の流体軸受部１０と同様に、回転リング３０と、垂直固定リング２１、外周リング２２、上部フランジ部２４及び下部フランジ部２５とを備えて構成されているが、外周リング２２には上述したような水平固定リング１３は設けられていない。また、第２の流体軸受部２０には、垂直固定リング２１の筒状体３２の外周面３０ａに対向する面２１ａに形成された複数のラジアル軸受圧力室２１ｂのみが設けられている。
【００４４】
ラジアル軸受圧力室２１ｂは、筒状体３２の外周面３０ａに向かった開口を有する。そして、ラジアル軸受圧力室２１ｂの周壁２１ｃ先端と筒状体３２の外周面３０ａとの間には、軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂから軸受作動媒体供給通路１９ａを通って供給された軸受作動媒体がラジアル軸受圧力室２１ｂに導入されることにより、所定の隙間が形成されるようになっている。これにより、ラジアル軸受圧力室２１ｂは、回転リング３０のラジアル方向の荷重を無接触で受けることができる。
【００４５】
また、図９に示すように、垂直固定リング２１のラジアル軸受圧力室２１ｂの周辺には、スクリュコンベヤ１００の組立時やコンベヤユニット２の輸送時などに、回転リング３０の筒状体３２がラジアル軸受圧力室２１ｂのエッジ状の周壁２１ｃに接して周壁２１ｃを破損させることがないように支持する平軸受２１ｄが形成されている。その他の構成や作用効果は、上記ラジアル軸受圧力室１１ｂと同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００４６】
なお、第２の流体軸受部２０の近傍におけるスクリュ３の回転軸３ａの接続端３ｂは、図８に示すように、リジッド継手３ｅを介して接続されている。リジッド継手３ｅは、上記撓み板継手３ｄとは異なり、回転軸３ａ同士を動かないように固定する。
【００４７】
このように構成されたスクリュコンベヤ１００では、第１の流体軸受部１０でスクリュ３のラジアル方向及びスラスト方向の荷重を無接触で受けると共に、第２の流体軸受部２０でスクリュ３のラジアル方向の荷重を無接触で受けることができる。これにより、図２及び図８に示すように、公知の軸受ステー等の部材が不要となり、スクリュ３の不連続部３ｃを最小限にする構成が可能となる。
【００４８】
また、軸受作動媒体を窒素ガスなどにより構成すれば、爆発性を有する被運搬物などにも良好に適用することができ、多様な被運搬物をスムーズに運搬することができる。更に、中間軸受部が軸受作動媒体による無接触な流体軸受部１０，２０により構成されているので、スクリュ３を高速回転させることができると共に油脂類やシール類が不要となりメンテナンス等のコストを削減しつつ大型化が可能となる。
【００４９】
ここで、第１及び第２の流体軸受部１０，２０の各圧力室に供給する軸受作動媒体の流量を制御する理由について説明する。ここでは、説明を簡略化するため、第１の流体軸受部１０のラジアル軸受圧力室１１ｂを例に挙げて説明する。まず、垂直固定リング１１の中心と回転リング３０の中心とが一致している場合は、ラジアル軸受圧力室１１ｂの周壁１１ｃ先端と筒状体３２の外周面３０ａとの間の隙間は、理論的に８箇所とも同一の状態となり、供給される軸受作動媒体の流量も全て同一となる。
【００５０】
この場合、各ラジアル軸受圧力室１１ｂ内の軸受作動媒体による圧力は同一となり、回転リング３０には外周側から中心方向に同一の力が加わっていることとなり、回転リング３０の中心は移動することができない状態となる。
【００５１】
一方、垂直固定リング１１の中心と回転リング３０の中心とがずれた場合は、回転軸３ａがずれたこととなり、ラジアル軸受圧力室１１ｂの周壁１１ｃ先端と筒状体３２の外周面３０ａとの間の隙間には、広がるところと狭まるところとの差異が生じることとなる。この隙間が大きいとラジアル軸受圧力室１１ｂ内の圧力が低下し、隙間が小さいとラジアル軸受圧力室１１ｂ内の圧力は上昇する。この結果、回転リング３０には各圧力室の圧力差異により異なった大きさの力が作用することとなる。
【００５２】
この場合、上述したように隙間が同一となる方向に回転リング３０を移動させるように力が作用する。これを１つのラジアル軸受圧力室１１ｂについて式で示すと次のように表すことができる。
【００５３】
［数１］
Ｑ＝Ｃ・ｖ・Ｌｔ・ｈｃ・・・式１
ｖ＝｛２ｇ／γ・（Ｐｃ−Ｐａ）｝＾０．５・・・式２
Ｆ＝Ｓ・（Ｐｃ−Ｐａ）・・・式３
ただし、
Ｑ：軸受作動媒体の流量（ｍ３／ｓｅｃ）
Ｃ：隙間から流出する軸受作動媒体の縮流係数
ｖ：隙間から流出する軸受作動媒体の速度（ｍ／ｓｅｃ）
Ｌｔ：圧力室の周壁の代表周長（ｍ）
ｈｃ：隙間（ｍ）
ｇ：重力加速度（９．８０６６５＝１．０Ｇ）（ｍ／ｓｅｃ２）
γ：軸受作動媒体の比重量（ｋｇ／ｍ３）
Ｐｃ：圧力室内の軸受作動媒体の圧力（ｋｇ／ｍ２）
Ｐａ：圧力室外の雰囲気圧力（ｋｇ／ｍ２）
Ｆ：１つの圧力室が回転リングに及ぼす中心方向の力（ｋｇｆ）
Ｓ：圧力室の周壁の代表周により囲まれる面の圧力室の平断面上における中心線に直角な平面への投影面積（ｍ２）
【００５４】
上記式３で示される力以外にケーシング２ａ内の圧力と雰囲気圧力Ｐａとの差に起因する力が回転リング３０の外周側から加わるが、それらの力はお互いに打ち消し合い、外力としては作動しないので無視することができる。そして、上記式１と式２から次のようになる。
【００５５】
［数２］
Ｑ＝Ｃ・｛２ｇ／γ・（Ｐｃ−Ｐａ）｝＾０．５・Ｌｔ・ｈｃ
Ｐｃ−Ｐａ＝｛Ｑ／（Ｃ・Ｌｔ・ｈｃ）｝＾２・（γ／２ｇ）＝α・（１／ｈｃ）＾２
ただし、α＝｛Ｑ／（Ｃ・Ｌｔ）｝＾２・（γ／２ｇ）
【００５６】
軸受作動媒体の流量Ｑは、流量制御弁５ｃにより一定の流量が保たれる。従って、αは定数として扱うことができる。更に、上記式３より、次式を得ることができる。
【００５７】
［数３］
Ｆ＝Ｓ・（Ｐｃ−Ｐａ）＝Ｓ・α・（１／ｈｃ）＾２・・・式４
【００５８】
この式４により１つの圧力室が回転リング３０に及ぼす中心方向の力Ｆを表すことができる。上述した流量制御弁５ｃを通過し、軸受作動媒体が流量一定に制御されて圧力室に供給される場合には、発生する中心方向の力Ｆは隙間ｈｃの逆数の２乗に比例する。
【００５９】
更に説明を簡略化するため、対向配置された一組のラジアル軸受圧力室１１ｂと回転リング３０とを例に挙げて説明する。垂直固定リング１１と回転リング３０との中心が一致している場合は、隙間ｈｃはそれぞれ同一となる。従って、それぞれのラジアル軸受圧力室１１ｂによる中心方向の力をＦ１ｏ，Ｆ２ｏとすると、上記式４からＦ１ｏ＝Ｆ２ｏとなる。
【００６０】
一方、垂直固定リング１１と回転リング３０との中心がずれて、ラジアル軸受圧力室１１ｂの一方の中心方向の力をＦ１、隙間をｈｃ１とし、他方の中心方向の力をＦ２、隙間をｈｃ２として、回転リング３０の中心のずれ量が他方のラジアル軸受圧力室１１ｂ側にｈｃ／２だったとすると、各隙間は次のように求められる。
【００６１】
［数４］
ｈｃ１＝ｈｃ＋ｈｃ／２＝１．５ｈｃ
ｈｃ２＝ｈｃ−ｈｃ／２＝ｈｃ／２
【００６２】
また、発生する各中心方向の力は次のように求められる。
【００６３】
［数５］
Ｆ１＝（１／２．２５）・Ｓ・α・（１／ｈｃ）＾２
Ｆ２＝４・Ｓ・α・（１／ｈｃ）＾２
【００６４】
従って、回転リング３０の中心を戻そうとする復元力は、次のようになる。
【００６５】
［数６］
Ｆ２−Ｆ１＝３．５６・Ｓ・α・（１／ｈｃ）＾２・・・式５
【００６６】
上述したように、垂直固定リング１１の中心と回転リング３０の中心とが一致した状態（隙間はｈｃで同一の状態）から回転リング３０の中心がずれ量ｈｃ／２だけずれを生じた場合は、中心方向の力Ｆ１，Ｆ２には上記式５で計算される差異が生じることとなる。すなわち、中心が一致している状態で各圧力室が発生している中心方向の力Ｆ１ｏ＝Ｆ２ｏの３．５６倍の復元力が中心のずれを修正する方向に作用する。
【００６７】
なお、各圧力室に供給する軸受作動媒体の流量を制御しない場合は、上記式４における隙間ｈｃと定数αは変数となる。垂直固定リング１１及び回転リング３０の中心がずれて隙間ｈｃが大きくなって上記隙間ｈｃ１となった場合、軸受作動媒体の流量Ｑと圧力室内の圧力との関係は、軸受作動媒体の供給通路系の特性に依存することとなる。
【００６８】
従って、この供給通路系の軸受作動媒体の流量に対する抵抗が小さい場合には、隙間が大きくなり軸受作動媒体の流量Ｑが増加してもラジアル軸受圧力室１１ｂ内の圧力があまり低下せず、結果として生じる中心方向の力Ｆ１はＦ１ｏとあまり変わらなくなる可能性もあり得る。同様に、隙間ｈｃが小さくなって上記隙間ｈｃ２となった場合、軸受作動媒体の流量Ｑが少なくなるだけで、ラジアル軸受圧力室１１ｂ内の圧力があまり上昇せず、結果として生じる中心方向の力Ｆ２とＦ２ｏとにあまり差異が生じなくなる可能性もあり得る。
【００６９】
このような場合には、垂直固定リング１１と回転リング３０との中心がずれたとしても、中心方向の力Ｆ１，Ｆ２の差異が小さく、十分な復元力が生じなくなるということに他ならない。つまり、この場合は、回転リング３０から加わるラジアル方向の力への対抗反力が不足することとなり、ラジアル軸受としては適さないことを意味している。
【００７０】
上記事項から、第１の流体軸受部１０をラジアル軸受として適用するために、軸受作動媒体を軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂにより流量Ｑを一定にしてラジアル軸受圧力室１１ｂに供給することは、非常に有効な手段となる。本実施形態に係るスクリュコンベヤ１００のように、軸受作動媒体の流量Ｑを一定に制御して圧力室に供給する場合には、垂直固定リング１１と回転リング３０の中心のずれに伴い隙間が圧力室毎に異なって各圧力室内の圧力が異なり、結果として各圧力室が回転リング３０に与える力は異なることとなる。そして、これらの各力の方向を考慮した分力の総和に等しい復元力が得られるので、軸受としての機能を有効に果たすことが可能となる。
【００７１】
なお、第１の流体軸受部１０のスラスト軸受圧力室１３ｂ，１４ｂに加わる荷重は、例えばスクリュコンベヤ１００が被運搬物を運搬しているときと無負荷で運転されているときとでは大きく異なる。従って、軸受作動媒体を流量Ｑを一定に制御して供給することは、スラスト軸受圧力室１３ｂ，１４ｂに加わる荷重が大きく異なって例えば荷重が小さくなっても、軸受ケーシング１６内への過度の流入を防止することにつなげることができる。
【００７２】
また、スラスト軸受の役割は、ほとんどの場合スラスト軸受圧力室１３ｂによって下向きのスラスト方向の荷重を受けることにあるが、スラスト軸受圧力室１４ｂは、スクリュ３に上向きのスラスト方向の力が発生して回転リング３０が上昇したときに上部フランジ部１４との接触を防止する目的で設けられている。
【００７３】
従って、スクリュコンベヤ１００が正常な運転状態にあれば、スラスト軸受圧力室１４ｂの圧力は必要最低限の圧力に維持され、この圧力により発生する下向きの回転リング３０に加わる力を最小限に維持することが望ましい。このため、スラスト軸受圧力室１４ｂの周壁１４ｃ先端と回転フランジ部３１の上面３１ｂとの間の隙間は大きくなるように設定される。これにより、軸受作動媒体を流量Ｑを一定に制御して供給し、スラスト軸受に加わる荷重が小さくなっても軸受ケーシング１６内への過度の流入を防止することができる。なお、上記式は、軸受作動媒体の圧力室内における圧力が低い場合に適した式の一例であり、圧力室内における圧力が高い場合は別途異なる式を用いて軸受作動媒体の流量を制御するようにすれば良い。
【００７４】
次に、その他の流体軸受部について説明する。
図１０は、スクリュコンベヤ１００の中間軸受部を示す断面図である。図１１は、図１０のＦ−Ｆ’断面図である。図１２は、図１０のＧ−Ｇ’断面図である。中間軸受部としての第３の流体軸受部４０は、図１等に示した第１の流体軸受部１０の代わりに配置することができるものである。
【００７５】
すなわち、図１０〜図１２に示すように、第３の流体軸受部４０は、外周リング４２、上部フランジ部４４及び下部フランジ部４５を備える点は第１の流体軸受部１０と同様であるが、ラジアル軸受圧力室４１ｂ、スラスト軸受圧力室４３ｂ，４４ｂが、垂直固定リング４１、水平固定リング４３及び上部フランジ部４４にそれぞれ個別に作製されて取り付けられている点が相違している。
【００７６】
ラジアル軸受圧力室４１ｂは、例えば外周リング４２に作動媒体供給通路１９ａを介して取り付けられた垂直固定リング４１の内周面に取り付けられた圧力室構成部材４１ｅに設けられ、スラスト軸受圧力室４３ｂは、外周リング４２に作動媒体供給通路１９ｂを介して取り付けられた水平固定リング４３の上面に取り付けられた圧力室構成部材４３ｅに設けられている。また、スラスト軸受圧力室４４ｂは、上部フランジ部４４の下面に取り付けられた圧力室構成部材４４ｅに設けられている。各圧力室の周辺には上述したような平軸受も設けられている（図１２にて平軸受４３ｄ，４４ｄのみ図示）。また、垂直固定リング４１、水平固定リング４３及び上部フランジ部４４と各圧力室構成部材４１ｅ，４３ｅ，４４ｅとの軸受作動媒体供給通路１９ａ，１９ｂ，１９ｃの周囲の接続箇所には、軸受作動媒体の漏れを防止するためのＯリング４９がそれぞれ配置されている。このように構成された第３の流体軸受部４０によっても、第１の流体軸受部１０と同様の作用効果を奏することができる。
【００７７】
なお、上述した実施形態においては、軸受作動媒体流量制御ユニット５ｂにおいて、各圧力室毎に流量制御弁５ｃによって軸受作動媒体の流量を制御することを例に挙げて説明したが、この流量制御弁５ｃの代わりに、例えば上限流量を制限する制限オリフィスを採用するようにしても良い。また、上述した実施形態においては、複数の圧力発生部として周壁を有する凹状断面の圧力室を例に挙げて説明したが、圧力室発生部は、この圧力室の他に、例えば上記圧力室から周壁を除いたような形状のものにより構成されていてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１          駆動機
２          コンベヤユニット
２ａ        ケーシング
２ｂ        点検口
３          スクリュ
３ａ        回転軸
３ｂ        接続端
５          作動媒体供給源
５ａ        軸受作動媒体供給機
５ｂ        軸受作動媒体流量制御ユニット
５ｃ        流量制御弁
６ａ，６ｂ  フィルタ
１０，２０  流体軸受部
３０        回転リング
１００      スクリュコンベヤ
【図１】
0005786332.tif 000002
【図２】
0005786332.tif 000003
【図３】
0005786332.tif 000004
【図４】
0005786332.tif 000005
【図５】
0005786332.tif 000006
【図６】
0005786332.tif 000007
【図７】
0005786332.tif 000008
【図８】
0005786332.tif 000009
【図９】
0005786332.tif 000010
【図１０】
0005786332.tif 000011
【図１１】
0005786332.tif 000012
【図１２】
0005786332.tif 000013