冷却塔用减速装置

本申请主张基于2019年12月26日申请的日本专利申请第2019-235413号的优先权。该日本申请的全部内容通过参考援用于本说明书中。

技术领域

本发明涉及一种冷却塔用减速装置。

背景技术

以往，已知有一种用于驱动冷却塔(Cooling Tower)的冷却风扇的冷却塔用减速装置(例如，参考专利文献1)。在这种减速装置中，暴露在外部的轴(例如，输出轴)与外壳之间的密封性有时成为问题。尤其，在喷水的湿式冷却塔中，减速装置暴露在高湿度环境中，因此需要将轴与外壳之间的密封性确保为较高，以免粉尘乃至水分侵入到装置内部。

专利文献1：日本特开2004-263739号公报

发明内容

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于以简单的结构很好地密封轴与外壳之间。

本发明所涉及的冷却塔用减速装置对从输入轴输入过来的旋转进行减速，并且驱动设置于冷却塔内的冷却风扇旋转，

所述冷却塔用减速装置具备配置于轴与外壳之间的密封部件，

所述密封部件具有：第1部件，外嵌于所述轴；及第2部件，内嵌于所述外壳，

所述第1部件具有：第1部件主体；及第1唇部，设置于所述第1部件主体的外周，

所述第2部件具有：第2部件主体，与所述第1唇部抵接；及第2唇部，设置于所述第2部件主体的内周且与所述第1部件主体抵接。

根据本发明，能够以简单的结构很好地密封轴与外壳之间。

附图说明

图1是表示适用了本实施方式所涉及的冷却塔用减速装置的冷却塔的剖视图。

图2中(a)是从斜前上方观察本实施方式所涉及的冷却塔用减速装置时的立体图，图2中(b)是从斜前下方观察冷却塔用减速装置时的立体图。

图3中(a)是本实施方式所涉及的冷却塔用减速装置的侧视图，图3中(b)是从斜后下方观察冷却塔用减速装置时的立体图。

图4是本实施方式所涉及的冷却塔用减速装置的侧剖视图。

图5是图4的A部的放大图。

图6是表示以往的轴与外壳之间的密封结构的图。

图中：1-冷却塔用减速装置，20-输入轴，25-密封部件，40-输出轴，50-外壳，53-上表面，53b-第2轴承孔，53c-油循环孔(喷出孔)，57-顶盖，57a-插通孔，58-密封部件，581-第1部件，582-第1芯棒(第1部件主体)，583-第1弹性体，583a-第1唇部，584-第2部件，585-第2芯棒(第2部件主体)，586-第2弹性体，586a～586c-第2唇部，D1-密封部件的内径，D2-密封部件的外径，G-润滑剂，100-冷却塔，140-冷却风扇。

具体实施方式

例如，如图6所示，以往有时存在如下情况：利用油封来密封外壳与轴之间并且在轴上设置抛油部件并在被油封密封的密封部与抛油部件之间封入润滑剂。由此，防止了从装置内部的漏油和来自外部的水分等的侵入。然而，采用该结构需要抛油部件，会导致部件件数增加并且结构变得繁杂。

以下，参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。

[冷却塔的结构]

图1是表示适用了本实施方式所涉及的冷却塔用减速装置1的冷却塔100的剖视图。

如图1所示，本实施方式所涉及的冷却塔用减速装置(以下，简称为“减速装置”)1适用于冷却塔100。

冷却塔100是用于对空调用的制冷机等中使用的冷却水或精炼原油时等的过程流体等进行冷却的冷却塔。在该冷却塔100中，利用喷水装置120将导入于塔部110内的被加热的冷却水W1喷洒到填充材料130的表面并使滴落的水W2与基于冷却风扇140吸入的外部气体A1接触。由此，使一部分水W2蒸发并冷却剩余的水，并且利用泵使积存于塔部110的底部的冷却水W3循环到空调装置等中。

冷却风扇140设置于塔部110的上部，其将在塔部110内蒸发的水分释放到上方的外部气体中。该冷却风扇140经由减速装置1连结于马达150。减速装置1对马达150的动力进行减速后输出，并驱动冷却风扇140旋转。

另外，冷却塔除了有图1所示的开放式的冷却塔以外，还存在各种形式的冷却塔，本实施方式的减速装置1能够使用于所有形式的冷却塔(的冷却风扇驱动用)，例如，也可以使用于密闭式、引风型或强制送风型的空冷式热交换器(AIR FIN COOLER)。

[减速装置的结构]

接着，对减速装置1的结构进行说明。

图2中(a)及(b)分别是从斜前上方及斜前下方观察减速装置1时的立体图，图3中(a)及(b)分别是减速装置1的侧视图及从斜后下方观察减速装置1时的立体图。图4是减速装置1的侧剖视图。

如图2～图4所示，减速装置1具备：依次连结并传递动力的输入轴20、中间轴30及输出轴40；以及容纳这些轴的外壳50。

输入轴20配置成使其轴线方向朝向大致水平方向，中间轴30及输出轴40配置成其轴线方向分别朝向与输入轴20大致正交的上下方向。这些输入轴20、中间轴30及输出轴40被配置于各个轴与外壳50之间的轴承21、31、41枢轴支承。并且，输入轴20、中间轴30及输出轴40各自的轴线均位于同一平面内。

另外，在以下说明中，将沿输入轴20的方向(图4的纸面左右方向)作为“前后方向”，将与前后方向正交的与图4的纸面垂直的方向作为“左右方向”，将沿输出轴40的方向(图4的纸面上下方向)作为“上下方向”来规定减速装置1的朝向等。并且，将“前后方向”上的输入轴20从外壳50露出的一侧作为“前侧”，将其相反侧作为“后侧”。

在输入轴20的后侧的末端形成有小锥齿轮22。该小锥齿轮22与连结于中间轴30且与中间轴30一体地旋转的锥齿轮32啮合。在中间轴30的外周面形成有中间齿轮33。该中间齿轮33与连结于输出轴40且与输出轴40一体地旋转的输出齿轮42啮合。

输入轴20的前侧末端从外壳50露出，马达150(参考图1)连结于该末端从而输入动力(旋转运动)。输出轴40的上端从外壳50露出并连结于冷却风扇140(参考图1)。

通过采用这样的结构，输入于输入轴20的旋转运动经由小锥齿轮22及锥齿轮32的齿轮组、中间齿轮33及输出齿轮42的齿轮组而被减速后传递至输出轴40，并从输出轴40输出至冷却风扇140。在此，小锥齿轮22、锥齿轮32、中间轴30、中间齿轮33及输出齿轮42构成将输入轴20的旋转减速后传递至输出轴40的减速机构。但是，关于该减速机构，只要容纳于外壳50并将输入轴20的旋转减速后传递至输出轴40，则其具体结构并不受特别限定。例如，小锥齿轮22及锥齿轮32的齿轮组也可以采用准双曲面齿轮或蜗轮等齿轮组。

并且，在输入轴20中的从外壳50露出(突出)的前侧部分的末端配置有风扇(叶轮)23(图4中省略图示)。风扇23随着输入轴20的旋转而旋转，并且朝向后方的外壳50送风。

外壳50是其前后方向更长的大致长方体形状的形成为一体的铸造部件(铸铁制)。该外壳50具有前表面51、后表面52、上表面53、下表面54及左右两侧面55、55。

在外壳50的前表面51形成有圆形的贯穿孔51a。在贯穿孔51a中安装有轴支承部件56，该轴支承部件56经由轴承21枢轴支承输入轴20。轴支承部件56形成为沿前后方向延伸的大致圆筒状，其后半部以从贯穿孔51a插入于外壳50内的状态固定于外壳50。在轴支承部件56的前端设置有密封其与输入轴20之间的间隙的密封部件25。

在外壳50的后表面52形成有贯穿孔52a。贯穿孔52a形成为左右方向上的宽度宽的形状，并且形成为锥齿轮32及输出齿轮42的齿轮部件能够通过的大小。该贯穿孔52a是在进行组装时用于将锥齿轮32及输出齿轮42装配到外壳50内的孔部。在进行组装时，将中间齿轮33及输出齿轮42从贯穿孔52a放入到外壳50内，并在外壳50内将其安装于中间轴30及输出轴40上。盖部件521封闭贯穿孔52a。

在外壳50的上表面53及下表面54形成有用于支承中间轴30的第1轴承孔53a、54a及用于支承输出轴40的第2轴承孔53b、54b。第1轴承孔53a、54a形成在同轴上且形成为大致相同的内径，并且分别内嵌有轴承31并经由该轴承31枢轴支承中间轴30。第2轴承孔53b、54b形成在同轴上且形成为大致相同的内径，并且分别内嵌有轴承41并经由该轴承41枢轴支承输出轴40。下表面54的第1轴承孔54a及第2轴承孔54b在靠近其开口部的高度(深度)位置被盖部件541、542封闭。盖部件541、542优选是导热性良好的部件。外壳50的设置有第1轴承孔53a、54a及第2轴承孔53b、54b的部分全部由单一的材料形成为一体。

外壳50的下表面54形成为随着从前端朝向后方而逐渐下降。在本实施方式中，外壳50的下表面54随着朝向后方而依次具有逐级下降的前端部54c、中段部54d及后半部54e。

其中，在下表面54的前端部54c竖立设置有沿前后方向延伸的多个散热片544。多个散热片544引导来自设置于输入轴20的风扇23的风至形成于下表面54的后半部54e的第2轴承孔54b。

在下表面54的中段部54d，支承中间轴30的第1轴承孔54a开口。

在下表面54的后半部54e，支承输出轴40的第2轴承孔54b开口。并且，在下表面54的后半部54e，设置有用于固定于冷却塔100上部的底座160(参考图1)上的四个支脚部543。

外壳50的两侧面55的前半部形成为，其前端与前表面51平滑地连接且随着朝向后半部而逐渐朝向外侧的平滑的平面状。

并且，在外壳50的侧面55的后半部设置有沿输出轴40的轴线方向(上下方向)延伸的多个(本实施方式中为两个)槽部551。多个槽部551在前后方向上排列设置，其下端在两个支脚部543之间与外壳50的下表面54的后半部54e连接。

外壳50的上表面53形成为其前端与前表面51平滑地连接并且呈平坦面状。

在外壳50的上表面53安装有大致平板状的顶盖57。顶盖57使输出轴40从位于第1轴承孔53a的上方的插通孔57a露出并且封闭第2轴承孔53b。

并且，顶盖57封闭形成于外壳50的上表面53的油循环孔(喷出孔)53c。油循环孔53c形成于第1轴承孔53a的前方，并向上表面53的上侧喷出基于安装在输入轴20的溅油件(Splasher)24而在外壳50内向上方卷起的润滑剂。该润滑剂从上表面53的上侧供给至第1轴承孔53a内的轴承31后返回到外壳50内。

[密封部件]

在顶盖57的插通孔57a内设置有密封该顶盖57与输出轴40之间的间隙的圆环状的密封部件58。密封部件58暴露在外壳50(顶盖57)的外部。

图5是图4的A部的放大图，其是用于说明密封部件58的图。

如图5所示，密封部件58具有：第1部件581，外嵌于输出轴40；及第2部件584，内嵌于顶盖57。

第1部件581具有：第1芯棒582，其为该第1部件581的主体；及第1弹性体583，覆盖第1芯棒582的周围。

第1芯棒582形成为截面L字形，其具有：圆筒部582a，外嵌于输出轴40；及凸缘部582b，从该圆筒部582a的上端沿着输出轴40的轴线的半径方向朝向外侧延伸。

第1弹性体583形成为与第1芯棒582相对应的形状，并覆盖该第1芯棒582的周围。并且，第1弹性体583具有设置于外周部的末端的第1唇部583a。第1唇部583a的末端与第2部件584抵接。

第2部件584具有：第2芯棒585，其为该第2部件584的主体；及第2弹性体586，覆盖第2芯棒585的周围。

第2芯棒585形成为截面L字形，其具有：圆筒部585a，内嵌于顶盖57的插通孔57a；及凸缘部585b，从该圆筒部585a的下端沿着输出轴40的轴线的半径方向朝向内侧延伸。第2芯棒585与第1芯棒582组合成各自的圆筒部582a、585a彼此对置且各自的凸缘部582b、585b彼此对置。在第2芯棒585的内周上端，第1部件581的第1唇部583a与其抵接。

第2弹性体586具有设置于其内周部的三个第2唇部586a～586c。其中，第2唇部586a从第2芯棒585的凸缘部585b的内周部朝向内径方向且稍微朝上延伸，且其前端与第1芯棒582的圆筒部582a的外周面抵接。第2唇部586b在第2唇部586a的稍微上侧朝向内径方向且稍微朝上延伸，且其前端与第1芯棒582的圆筒部582a的外周面抵接。第2唇部586c从第2芯棒585的凸缘部585b的内周部向上方延伸，且其前端与第1芯棒582的凸缘部582b的下表面抵接。另外，第2唇部586a～586c的数量和形状并不受特别限定。

在第1部件581与第2部件584之间的空间(即，彼此相邻的第2唇部586a～586c之间的空间及第2唇部586c与第1唇部583a之间的空间)封入有润滑剂G。

并且，密封部件58的外径(直径)D2与内径(直径)D1之比优选为1.6以上，更优选为在1.8～2.0的范围内。通过设定为如此，无需为了配置密封部件58而准备内径小的专用罩体。

[减速装置的动作]

接着，对减速装置1的动作进行说明。

在减速装置1中，若马达150的动力输入而使输入轴20进行旋转，则该运动经由小锥齿轮22及锥齿轮32的齿轮组被减速后传递至中间轴30，之后经由中间齿轮33及输出齿轮42的齿轮组被进一步减速后传递至输出轴40。如此，减速后的动力从输出轴40输出至冷却风扇140，从而驱动该冷却风扇140旋转。

此时，如图5所示，在减速装置1中，输出轴40与顶盖57之间的间隙被密封部件58密封。

在密封部件58中，第1部件581外嵌于输出轴40，第2部件584内嵌于外壳50(顶盖57)，且第1部件581与第2部件584进行相对旋转。而且，第1部件581的第1唇部583a与第2芯棒585滑动接触，第2部件584的第2唇部586a～586c与第1芯棒582滑动接触，由此，密封部件58的上侧与下侧(即，外壳50(顶盖57)的上侧与下侧)得到良好的密封。

并且，此时，输出轴40并未与任何部件滑动接触。由此，例如，不同于密封环的唇部与输出轴40直接滑动接触的情况，能够防止在输出轴40形成滑动接触痕迹(磨损痕迹)。

[本实施方式的技术效果]

如上所述，根据本实施方式，配置于输出轴40与外壳50(顶盖57)之间的密封部件58具有：第1部件581，外嵌于输出轴40；及第2部件584，内嵌于顶盖57。第1部件581具有：第1芯棒582；及第1唇部583a，设置于第1芯棒582的外周，第2部件584具有：第2芯棒585，与第1唇部583a抵接；及第2唇部586a～586c，设置于第2芯棒585的内周且与第1芯棒582抵接。

由此，在密封部件58中，第1部件581的第1唇部583a与第2芯棒585滑动接触，第2部件584的第2唇部586a～586c与第1芯棒582滑动接触，由此，密封部件58的上侧与下侧(即，外壳50(顶盖57)的上侧与下侧)得到良好的密封。

因此，与需要抛油部件的以往不同，能够以简单的结构很好地密封输出轴40与外壳50之间。

而且，外嵌于输出轴40的第1部件581与内嵌于外壳50(顶盖57)的第2部件584进行相对旋转，输出轴40并未与任何部件滑动接触。由此，例如，不同于密封环的唇部与输出轴40直接滑动接触的情况，能够防止在输出轴40形成滑动接触痕迹。

并且，根据本实施方式，在密封部件58的第1部件581与第2部件584之间的空间封入有润滑剂。

由此，能够更加良好地密封输出轴40与外壳50之间，从而能够防止水分侵入到减速装置1内部。

[其他]

以上，对本发明的实施方式进行了说明，但本发明并不只限于上述实施方式。

例如，在上述实施方式中，对将本发明所涉及的密封部件的结构适用于密封输出轴40与外壳50(顶盖57)之间的密封部件58上的情况进行了说明。但是，本发明所涉及的密封部件可以广泛适用于配置在轴与外壳之间并且密封其间隙的部件上，例如，也可以适用于密封输入轴20与外壳50(轴支承部件56)之间的密封部件25上。在此，在将本发明适用于密封部件25上的情况下，外径(直径)D2与内径(直径)D1之比优选为2.0以上，更优选在2.2～2.5的范围内。通过设定为如此，无需为了配置密封部件25而准备内径小的专用罩体。

并且，在上述实施方式中，在输出轴40与顶盖57之间配置了密封部件58，但是，也可以在输出轴40与外壳50之间配置密封部件58。

并且，也可以在利用密封部件58密封输出轴40与外壳50(顶盖57)之间的基础上在其外侧设置抛油部件(参考图6)以进一步提高密封性。

并且，本发明所涉及的冷却塔只要具有冷却风扇即可，其型号并不受特别限定。

并且，本发明所涉及的冷却塔用减速装置只要具有露出的轴即可，其并不只限于正交型的减速装置。

此外，在上述实施方式中示出的细节部分可以在不脱离本发明的宗旨的范围内进行适当变更。