(57)【要約】【課題】簡単な構造でありながら、塵埃などの侵入を確実に防止することができ、耐久性にも優れた、回転軸の防塵構造を提供する。【解決手段】隔壁１に設けた貫通孔２に、貫通孔２の内径より外径の小さな回転軸４がその周囲に隙間３を設けて挿通され、回転軸４の先端部には送風ファン５が取り付けられ、回転軸４の隔壁１を挟んで送風ファン５と対向する位置には吸引ファン６が取り付けられている。回転軸４の基端部にはプーリ７が取り付けられ、モータ８の回転軸８ａに取り付けられたプーリ９とプーリ７との間にはベルト１０が掛けられている。吸引ファン６の周囲には、吸引ファン６の外径より僅かに内径が大きな円筒状のファンカバー１２が、回転軸４と同軸をなすように配置されている。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
隔壁に設けた貫通孔に隙間を設けて挿通した回転軸と、前記回転軸の前記隔壁を挟んで対向する位置にそれぞれ取り付けた回転体および吸引ファンとを備え、前記回転体を前記回転軸で運転方向に回転させたとき前記吸引ファンが前記隙間から空気を吸引する機能を有するものであることを特徴とする回転軸の防塵構造。
【請求項２】
前記吸引ファンを前記回転軸に複数配置した請求項１記載の回転軸の防塵構造。
【請求項３】
前記回転軸の前記回転体と前記隔壁との間の位置に遮蔽部材を取り付けた請求項１または２記載の回転軸の防塵構造。
【請求項４】
前記吸引ファンの周囲を包囲する筒状のファンカバーを配置した請求項１〜３のいずれかに記載の回転軸の防塵構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隔壁を貫通して緩挿された回転軸近傍における防塵構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７に示すように、加熱炉内部９０に配置されている気体循環用の送風ファン９１は、高温に晒される加熱炉内部９０にファン駆動用のモータを配置することができないため、加熱炉の隔壁９２に設けた貫通孔９３を通して炉外へ突出させた送風ファン９１の駆動用の回転軸９４を、加熱炉外部に配置したモータ９５で駆動することによって稼動させている。
【０００３】
この場合、加熱炉の隔壁９２の貫通孔９３と回転軸９４との間は軸受部材などを用いて気密状にシールするのが理想であるが、加熱炉稼動中は隔壁９２や回転軸９４などが高温となり、回転軸９４自体も高速回転するため、負荷が極めて大きく、通常の軸受部材などは短時間で損傷してしまい、使用できない。このため、貫通孔９３の内径を駆動軸９４の外径より大きく設定し、貫通孔９３と駆動軸９４との間に隙間９６を設けた構造が採用されている。
【０００４】
一方、回転機を構成する回転軸周囲の隙間を通って外部から異物が侵入するのを防止するための軸エアシール構造として、回転軸の周囲に複数段のエア切り部と、空気室と、空気導入ダクトなどを設けたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１２４２１５公報（第２−３頁、第１図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
図７に示す構造において、モータ９５で回転軸９４を駆動して送風ファン９１を回転させているときは、送風ファン９１は隔壁９２から離れる方向へ送風するので、送風ファン９１と隔壁９２との間の気圧が若干負圧になる結果、貫通孔９３と回転軸９４との隙間９６には、加熱炉外部から加熱炉内部９０方向へ向かう空気流が発生する。
【０００７】
このため、加熱炉外に位置する回転軸９４付近の空気が隙間９６を通して加熱炉内部９０へ吸い込まれ、加熱効率の悪化や、炉内温度分布の不均一などのトラブルを生じることがある。また、炉外に存在する塵埃などの異物が隙間９６を通して加熱炉内部９０吸い込まれ、加熱炉内部９０の被加熱物に悪影響を及ぼすことがある。特に、加熱炉内部９０のクリーン度を高水準に保って加熱する必要がある場合、隙間９６から侵入する塵埃による悪影響は決して無視することができない。
【０００８】
一方、特許文献１に記載されている軸エアシール構造は、回転軸の周囲に複数段のエア切り部と、空気室と、空気導入ダクトなどを設けるとともに、空気導入ダクトを通して空気室へ空気を供給し続ける機構を設ける必要があるため、構造が複雑であり、図７に示す加熱炉の隔壁９２のように、比較的厚い隔壁を回転軸が貫通している部分に採用することは困難である。また、前記軸エアシール構造は空気導入ダクトなどのように狭くて曲がった部分が多いため、塵埃などが蓄積して機能が低下するおそれが高く、耐久性に劣る面がある。
【０００９】
本発明が解決しようとする課題は、簡単な構造であって、塵埃などの侵入を確実に防止することができ、耐久性にも優れた、回転軸の防塵構造を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転軸の防塵構造は、隔壁に設けた貫通孔に隙間を設けて挿通した回転軸と、前記回転軸の前記隔壁を挟んで対向する位置にそれぞれ取り付けた回転体および吸引ファンとを備え、前記回転体を前記回転軸で運転方向に回転させたとき前記吸引ファンが前記隙間から空気を吸引する機能を有するものであることを特徴とする。
【００１１】
回転体を運転方向に回転させると吸引ファンも同様に回転し、吸引ファンが貫通孔と回転軸との隙間から空気を吸引するので、この隙間には回転体から吸引ファンに向かう空気流が発生し、運転中、この空気流は途切れることなく存在し続けるため、隙間を通じて回転体方向へ塵埃などが侵入するのを確実に防止することができる。回転体と隔壁を挟んで対向する位置に吸引ファンを取り付けただけであるため、簡単な構造であり、摩擦・摺動部分を有する軸受部材や塵埃が蓄積するおそれのある狭い空気ダクトなどを隔壁と回転軸との境界部分に設ける必要がないため、耐久性にも優れている。
【００１２】
ここで、前記吸引ファンを前記回転軸に複数配置すれば吸引機能が高まって、回転軸と貫通孔との隙間に強い空気流が発生するため、防塵機能がさらに向上する。この場合、吸引ファンの配置個数、配置間隔、サイズ、形状などを変更することにより、使用条件に適した吸引機能に設定することができる。
【００１３】
一方、前記回転軸の前記回転体と前記隔壁との間の位置に遮蔽部材を取り付けた構造とすることもできる。このような遮蔽部材を設ければ、回転体と隔壁との間に生じる負圧などに起因して、回転軸と貫通孔との隙間に回転体に向かう空気流が発生するのを抑制することができるので、吸引ファンの防塵機能を有効に確保することができる。
【００１４】
また、前記吸引ファンの周囲を包囲する筒状のファンカバーを配置した構造とすることもできる。このようなファンカバーを設ければ、吸引ファンによって発生する空気流が拡散せず、その方向が回転軸と平行な方向に集中するので、回転軸と貫通孔との隙間に、より強い空気流が発生し、防塵機能がさらに高まる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の第１実施形態である回転軸の防塵構造を示す一部切欠側面図であり、図２は図１に示す回転軸の防塵構造の要部拡大図であり、図３は図２におけるＡ−Ａ線断面図であり、図４は図１に示す回転軸の防塵構造を使用した加熱炉の縦断面図である。
【００１６】
本実施形態の回転軸の防塵構造においては、図１に示すように、隔壁１に設けた貫通孔２に、貫通孔２の内径より小さい外径の回転軸４がその周囲に隙間３を設けて挿通され、回転軸４の先端部には回転体である送風ファン５が取り付けられ、回転軸４の隔壁１を挟んで送風ファン５と対向する位置には吸引ファン６が取り付けられている。回転軸４の基端部にはプーリ７が取り付けられ、モータ８の回転軸８ａに取り付けられたプーリ９とプーリ７との間にはベルト１０が掛けられている。１１はそれぞれ回転軸４を保持するための軸受部材であり、吸引ファン６の周囲には、吸引ファン６の外径より僅かに大きい内径の円筒状のファンカバー１２が、回転軸４と同軸をなすように配置されている。
【００１７】
モータ８を作動させるとベルト１０を介して回転軸４が運転方向Ｒに回転し、これによって回転軸４に取り付けられた送風ファン５が同方向Ｒに回転することによって矢線Ｗの方向への送風が行われる。送風ファン５を運転方向Ｒに回転させているとき、吸引ファン６も同方向Ｒに回転するが、この吸引ファン６は送風ファン５と反対方向、即ち隙間３から矢線Ｖの方向に吸引する機能を発揮する。
【００１８】
図２に示すように、吸引ファン６が隙間３から矢線Ｖの方向に空気を吸引すると、回転軸４と貫通孔２との隙間３には送風ファン５から吸引ファン６に向かう矢線Ｘ方向の空気流が発生し、送風ファン５の運転中、この空気流は途切れることなく隙間３内に存在し続けるため、塵埃などが隙間３を通じて送風ファン５の方向へ侵入することがなく、塵埃などの侵入を確実に防止することができる。なお、吸引ファン６の吸引機能を高めるため、吸引ファン６は極力隔壁１に接近させ貫通孔２の開口部分に臨ませて配置することが望ましい。また、吸引ファン６の種類としては、図３に示すように、環状部材６ｂの外周に４枚の羽根６ａを備え、回転軸４に沿った矢線Ｖ方向の吸引機能に優れた軸流ファンが好適である。
【００１９】
本実施形態の防塵構造は、回転軸４の、送風ファン５（回転体）と隔壁１を挟んで対向する位置に吸引ファン６などを取り付けただけであるため、簡単な構造であり、隔壁１と回転軸４との境界部分などに、摩擦・摺動部分を有する軸受部材あるいは塵埃が蓄積するおそれのある狭い空気ダクトなどを設ける必要がないため、耐久性にも優れている。
【００２０】
また、前述したように、吸引ファン６の周囲には円筒状のファンカバー１２を回転軸４と同軸上に配置しているため、吸引ファン６の吸引で発生する空気流が拡散せず、その方向が回転軸４と平行な矢線Ｖの方向に集中することとなる。このため、回転軸４と貫通孔２との隙間３に矢線Ｘ方向の強い空気流が発生して、優れた防塵機能を発揮する。
【００２１】
一方、本実施形態においては、図１に示すように、隔壁１の外側に位置する回転軸４およびモータ８などを箱体状のケーシング１９で略気密状に包囲するとともにケーシング１９の下面部分にケーシング１９内部に連通する排気パイプ２０を取り付け、排気パイプ２０に連結された排気ファン（図示せず）を用いてケーシング１９の空気を強制的に排気することもできるようにしている。このような構造とすることにより、吸引ファン６、回転軸４およびモータ８などの近傍に存在する塵埃およびモータ８の回転によってベルト１０などから発生する粉塵などを確実に除去することができるため、塵埃などの侵入防止機能をさらに高めることができる。
【００２２】
図４は図１に示す回転軸の防塵構造を使用した加熱炉１３を示している。加熱炉１３は、略直方体形状の隔壁１で区画された閉塞空間内に、炉内加熱用のヒータ１４と、加熱炉内の空気を循環させて温度分布を均一化するための送風ファン５，１５と、炉内を循環する空気を清浄化するためのフィルタ１６などを備えており、炉内に収容した被加熱物１７の熱処理を行う装置である。
【００２３】
このように、送風ファン５，１５を回転駆動するため、加熱炉１３の隔壁１に貫通孔２を設けて挿通した回転軸４に、図１に示す回転軸の防塵構造を使用すれば、送風ファン５，１５の運転中、回転軸４と貫通孔２との隙間３には炉内から炉外に向かう空気流が存在し続けるため、加熱炉１３の内部における送風ファン５，１５と隔壁１との間の気圧が負圧になることがあっても、炉外の塵埃などが隙間３を通して炉内に侵入することがなく、炉内のクリーン度が悪化するのを防止することができる。
【００２４】
なお、本発明の回転軸の防塵構造の用途は図３に示す加熱炉に限定するものではなく、隔壁に設けた貫通孔に隙間を設けて回転軸を挿通した構造を備えた様々な装置、設備において広く使用することができる。
【００２５】
次に図５，図６を参照して、本発明の第２，第３実施形態について説明する。なお、図５，図６において第１実施形態の防塵構造と同じ機能、効果を発揮する部分については図１〜図３と同じ符号を付して説明を省略する。
【００２６】
図５に示す防塵構造においては、回転軸４に複数の吸引ファン６，２６を取り付けている。このように、複数の吸引ファン６，２６を配置すれば吸引機能がさらに高まって、回転軸４と貫通孔２との隙間３に強い空気流が発生するため、図１の場合よりも優れた防塵機能を発揮する。その他の構造、機能などについては第１実施形態と同様である。
【００２７】
なお、吸引ファン６，２６は互いに同形状、同サイズのものを用いているが、そのほか、形状の異なるファン、サイズの異なるファンを用いたり、３個以上のファンを配置したりすることも可能であり、これによって吸引量や吸引方向などを使用条件に適した状態に設定することができる。また、吸引ファン６，２６の配置間隔を変更することによっても吸引量を調節することができる。
【００２８】
一方、図６に示す防塵構造においては、回転軸４の先端部の送風ファン５（回転体）と隔壁１との間の位置に円板状の遮蔽部材１８を取り付けている。このような構造とすれば、回転軸４と貫通孔２との隙間３の、送風ファン５側の開口部分が遮蔽部材１８で覆われた状態となるため、送風ファン５と隔壁１との間に生じる負圧などに起因して、吸引ファン５による隙間３内の矢線Ｘ方向の空気流（図２参照）が減少するのを防止することができ、これによって、吸引ファン６の防塵機能を有効に確保することができる。なお、遮蔽部材１８の機能を高めるため、遮蔽部材１８は極力隔壁１に接近させ貫通孔２の開口部分に臨ませて配置することが望ましい。その他の構造、機能などについては第１実施形態と同様である。
【００２９】
【発明の効果】
本発明により、以下に示す効果を奏する。
【００３０】
（１）隔壁に設けた貫通孔に隙間を設けて挿通した回転軸と、回転軸の隔壁を挟んで対向する位置にそれぞれ取り付けた回転体および吸引ファンとを備え、回転体を回転軸で運転方向に回転させたとき吸引ファンが前記隙間から空気を吸引する機能を有するものとすることにより、運転中、前記隙間には回転体から吸引ファンに向かう空気流が発生するため、簡単な構造でありながら、前記隙間を通じて回転体方向へ塵埃などが侵入するのを確実に防止することができ、耐久性も優れている。
【００３１】
（２）吸引ファンを回転軸に複数配置すれば吸引機能が高まって、回転軸と貫通孔との隙間に強い空気流が発生するため、防塵機能がさらに向上する。
【００３２】
（３）回転軸の回転体と隔壁との間の位置に遮蔽部材を取り付ければ、回転体と隔壁との間に生じる負圧などに起因して回転軸と貫通孔との隙間に回転体に向かう空気流が発生するのを抑制することができるので、吸引ファンの防塵機能を有効に確保することができる。
【００３３】
（４）吸引ファンの周囲を包囲する筒状のファンカバーを配置すれば、吸引ファンによって発生する空気流が拡散せず、その方向が回転軸と平行方向に集中するので、回転軸と貫通孔との隙間により強い空気流が発生し、防塵機能がさらに高まる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態である回転軸の防塵構造を示す一部切欠側面図である。
【図２】図１に示す回転軸の防塵構造の要部拡大図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図１に示す回転軸の防塵構造を使用した加熱炉の縦断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態である回転軸の防塵構造を示す一部切欠側面図である。
【図６】本発明の第３実施形態である回転軸の防塵構造を示す一部切欠側面図である。
【図７】従来の技術を示す一部切欠側面図である。
【符号の説明】
１　隔壁
２　貫通孔
３　隙間
４，８ａ　回転軸
５，１５　送風ファン
６，２６　吸引ファン
６ａ　羽根
６ｂ　環状部材
７，９　プーリ
８　モータ
１０　ベルト
１１　軸受部材
１２　ファンカバー
１３　加熱炉
１４　ヒータ
１６　フィルタ
１７　被加熱物
１８　遮蔽部材
１９　ケーシング
２０　排気パイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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