(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
撹拌容器に軸封装置が設置され、前記軸封装置上に撹拌軸の回転駆動部が搭載され、前記軸封装置から前記駆動部まで中空軸が挿通され、前記撹拌容器内から容器外へ突出した撹拌軸が前記中空軸に挿入されて該駆動部内で該中空軸に固着され、前記中空軸が前記駆動部内で軸受支持されるとともに駆動モータに伝動連結され、前記軸封装置内で前記中空軸の内周と前記撹拌軸の外周との間に隙間が形成され、かつ、前記中空軸の外周が軸封装置ケーシングに対して軸封されることを特徴とする撹拌機。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は撹拌機に関し、特に、撹拌容器内から外方へ突出した撹拌軸を軸封し、かつ回転駆動部に連結するための撹拌軸の軸封・伝動構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
容器内に収容された高温（又は低温）、高圧（又は減圧）条件下の流状あるいは半流状の被処理物質を撹拌、混合する撹拌機は、撹拌軸に固着した撹拌翼を前記容器内で回転させ、その動力を、前記容器から外部へ突出させた撹拌軸の軸端と外部駆動源とを連結して得る構成となっている。このような撹拌機として、撹拌軸が縦形に配置された竪型撹拌機および撹拌軸が水平配置となった横型撹拌機があるが、竪型撹拌機の撹拌軸への動力伝達および軸封機構は図２に示すような構造が一般的である。
【０００３】
撹拌容器１１の中心上部に縦長の架台１０が取り付けられ、この架台１０上に回転駆動モータ１および変減速機２が搭載されている。変減速機２の出力軸は架台１０内に伸長され、フレキシブル軸継手３を介してその下方の駆動軸８に連結される。駆動軸８は架台中途部に介在された内フランジ部１５に保持された上部軸受４に軸支され、さらに固定軸継手５によってシール軸９と連結される。シール軸９は例えばメカニカルシール等の軸封装置６によって容器１１内と架台１０側（大気側）とを隔離するようにその軸周囲が封止され、また軸封装置６に内蔵された下部軸受（図示されず）によって軸支されてその下端が容器内へ挿入されている。なお、軸封装置６は容器中央上端の開口部に固着された架台座１３に固定されている。
【０００４】
前記容器上部の架台座１３の開口から容器１１内へ突出したシール軸９は容器１１内で固定軸継手７を介して撹拌軸１２の上端に連結される。撹拌軸１２の中〜下部には撹拌翼が装着されるが、この撹拌翼は図２では図示されていない。ここでフレキシブル軸継手３より下方の駆動軸８、シール軸９および撹拌軸１２はそれぞれ固定軸継手５，７により一本の回転軸として強固に連結され、モータ１の回転出力が変減速機２によって回転動作に最適な回転数に変換されてフレキシブル軸継手３を介して前記回転軸にトルク伝達される。前記回転軸の弾性変形や熱変形、特に前記軸封装置６におけるシール軸９のたわみによる軸変形は前記フレキシブル軸継手３によって吸収されるようになっている。この構造において、各構成要素部材はそれぞれ回転力伝達および封止機構として必要不可欠なものであり、各機構部の組立、結合により撹拌機としての機能が達成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の構造は、駆動部から容器内に至る軸が分割された形態であり、それぞれ軸継手で一体に接続し軸受支持する構造であって、基本的には駆動部〜伝動部〜軸封止部と独立した構成となっている。このため、どうしても全体寸法が大きなものとなり、また、メンテナンスも各部の分解など煩雑な作業を強いられる。通常、撹拌機が設置される容器上部は各種の配管、計装機器などが設置され、各種の操作、作業スペースが必要とされるため、大型の撹拌機になると種々のトラブルの原因となりがちである。
【０００６】
また、上述の従来構造は各種の機能部品（モータ、減速機、メカニカルシールなど）をそれぞれ市販品から個別に調達し、それらが無理なく作動するように軸受箱、軸継手などを付加し、全体構造を作り上げたものであり、設備コスト的な観点からすれば、重複する無駄な構成部品が必要となってしまい、これが結局全体の大形化を招いている。
【０００７】
本発明は上述した問題をなくし、撹拌機としての必要機能を損なうことなく、コンパクトで低コストの、またメンテナンスも容易な竪型撹拌機を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、撹拌容器に軸封装置が設置され、前記軸封装置上に撹拌軸の回転駆動部が搭載され、前記軸封装置から前記駆動部まで中空軸が挿通され、前記撹拌容器内から容器外へ突出した撹拌軸が前記中空軸に挿入されて該駆動部内で該中空軸に固着され、前記中空軸が前記駆動部内で軸受支持されるとともに駆動モータに伝動連結され、前記軸封装置内で前記中空軸の内周と前記撹拌軸の外周との間に隙間が形成され、かつ、前記中空軸の外周が軸封装置ケーシングに対して軸封された撹拌機が提供される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を好適な実施形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の実施例に係る竪型撹拌機の撹拌軸駆動部分を示した縦断面図である。撹拌容器１１の上部中央の開口部の取付座１１ａに軸封装置１６のケーシング１７が設置され、さらにその上部に変減速機箱１８が載置されている。撹拌軸１９は前記容器１１の前記開口部から軸封装置１６を貫通して変減速機箱１８の上部まで突出している。撹拌軸１９の外周には変減速機箱１８から軸封装置１６までそれらの略全長にわたって延びる中空軸２０が配置されている。また、変減速機箱１８の上部に撹拌軸１９の軸線からずれた位置で回転駆動モータ２１が搭載されている。
【００１０】
撹拌軸１９は変減速機箱１８内では中空軸２０とテーパ嵌合（符号２２で示す）しており、キーおよび固定ボルト２３などによって両者が強固に固着されている。また、軸封装置１６に対応する部分では、中空軸２０は撹拌軸１９の外径より若干大きい内径に形成され、これによって中空軸２０と撹拌軸１９との間に或る程度の隙間Ｓが生じている。図示の実施例で具体的には、中空軸２０の内径は、軸封装置１６の上側部分に対応する箇所から下端までテーパ形に末拡り状に形成され、その下端位置で撹拌軸１９との間に僅かな隙間Ｓが生じている。軸封装置１６内で中空軸２０の外周はメカニカルシール２５によって容器１１内部と外気側とを遮断するように軸封装置ケーシング１７に対して封止されている。変減速機内では、中空軸２０の外周が上下２箇所で軸受２６，２７により軸支され、また中空軸２０の中途部に被動歯車２８がキーによって固着されている。被動歯車２８は駆動モータ２１の出力軸に固着された駆動歯車（図示省略）と噛合し、これによって中空軸２０を介して前記モータ２１の回転動力が変減速されて撹拌軸１９に伝達される。なお、撹拌軸１９の下端は撹拌翼が装着された翼軸が連結されるが、図１ではこの部分は図示省略してある。また中空軸２０と撹拌軸１９は上述のテーパ嵌合に限定されるものではなく、一般的に採用される他の固定手段であってもよい。
【００１１】
このような構成で、前述したように駆動モータ２１の回転出力は変減速機箱１８内の変減速機によって必要速度に減速されて撹拌軸１９に伝えられるが、撹拌軸１９自体は中空軸２０を介して２箇所でのみ軸支され、また軸封装置１６は、前記変減速機に直近した位置でかつ該変減速機から伸長した中空軸２０を軸封する構成のため、中空軸２０の軸振れは極小であり、メカニカルシール内蔵軸受のようなものは不要となる。さらに撹拌軸１９の動力伝達に伴なう軸揺れや、軸たわみ等の弾性変形、あるいは熱変形による軸変位は中空軸内周と撹拌軸外周との隙間Ｓによって吸収され、撹拌軸１９の軸変位が軸封装置１６のメカニカルシール２５に影響を及ぼさない。なお、中空軸２０と撹拌軸１９間の隙間量は、適用する撹拌機の容量や撹拌軸１９の回転速度、あるいは対象とする被撹拌物質の種類にも依るが、上述した撹拌軸１９の軸変位量を充分上廻る寸法、例えば０．５〜５ｍｍ程度に設定される。シール部に対する影響を考慮する必要がないことから、撹拌軸１９の外径は撹拌動作に必要な動力伝達に対してのみ必要な軸径とすることができ、従来より軸径を小さくできる。
【００１２】
本発明ではさらに、軸封装置１６のケーシング１７自体によって駆動モータ２１や変減速機の重量を支持する構造としているので、従来のような架台を別途設ける必要がなく、構造が非常に簡素化される。なお、駆動モータ２１、変減速機などの駆動部が大形化して不安定となるときは、周囲に適当数の支柱などを設置してもよい。また図示実施例では、モータ２１の軸線と撹拌軸１９の軸線をずらせた構成としたが、本発明は必ずしもこの形態に限定されるものではない。モータを横置即ち水平設置してウォームギア構造などの歯車機構を介して前記モータの軸線と撹拌軸１９とを直交配置にしてもよい。上述の実施例では竪型の撹拌機を例として挙げたが、本発明は中空軸２０を介して軸封装置１６と変減速機箱１８を一体化したところに特長があり、この構成は横型撹拌機にも同様に適用可能である。
【００１３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、撹拌容器に軸封装置と駆動部を直結一体構造の形態で搭載し、撹拌軸を軸封装置から変減速機まで貫通させるとともに、該撹拌軸の外周に中空軸を配置し、該中空軸の下半部分で撹拌軸との間に隙間を形成するようにしたので、従来よりも全体の構造が極めて簡素となり、撹拌動作に伴なう撹拌軸の軸変位が軸封装置に影響を与えることがなく、各部の必要機能を確保したコンパクトな、かつ軽量で低コストの撹拌機が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係る竪型撹拌機の撹拌軸駆動部分を示す縦断面図てある。
【図２】従来の竪型撹拌機の撹拌軸駆動部分の縦断面図である。
【符号の説明】
１１  撹拌容器
１２  撹拌軸
１６  軸封装置
１７  軸封装置ケーシング
１８  変減速機箱
１９  撹拌軸
２０  中空軸
２１  駆動モータ
２５  メカニカルシール
２６，２７  軸受
【図１】
0003768363.tif 000002
【図２】
0003768363.tif 000003