JP2000161557A5 - - Google Patents

Description

【書類名】 明細書
【発明の名称】大きな運動を可能にするシ―ルされた回転接続装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】 同軸で、円筒形状の対称形であり、互いに相対回転する２つの要素で
ある、内側要素（１）と、該内側要素よりも大きい直径を有する外側要素（１４，２７）
との間にシールを形成し、前記２つの要素の間の、縦軸方向および半径方向の比較的大き
な運動を可能にする回転接続装置であって、前記２つの要素（１，１４，２７）間の環状
の空間に配置されたシェル（１６）と、前記シェルと前記内側要素（１）間に位置し、前
記シェル（１６）に固定された少なくとも１つの第１のリング状シール（１９）と、前記
シェル（１６）と前記外側要素（１４）との、回転軸に対し垂直である２つの対向する壁
（２２，１８）の間に位置する、少なくとも１つの第２のリング状シール（２３）と、前
記リング状シールによって調節可能な力で前記２つの壁を互いに押し付ける手段（２４〜
２６）と、を有する、大きな運動を可能にするシールされた回転接続装置。
【請求項２】 前記シェル（１６）内に配置され、スペーサ（２０）によって間隔を
あけられた２つのリング状シール（１９）を有する、請求項１記載の回転接続装置。
【請求項３】 前記２つの対向する壁が、それぞれ、前記外側要素（１４）のリム（
２２）と前記シェル（１６）の肩（１８）からなり、前記第２のリング状シール（２３）
によって前記２つの壁を互いに押し付ける手段が、前記環状のプレート（２４）と、スプ
リング（２６）と、前記要素（１４）と協働して、該スプリング（２６）に調節可能に圧
縮を加える手段と、を有する、請求項１または２記載の回転接続装置。
【請求項４】 記内側要素（１）は、固定された管状のパイプであり、前記外側要
素は、前記不動の管状のパイプ（１）が嵌まる中央開口を備えた垂直軸の周りを回転する
リング（２７）である、請求項１または２記載の回転接続装置。
【請求項５】 前記内側要素（１）は、垂直軸の周りを回転するパイプであり、前記
外側要素は、前記回転する内側要素（１）が嵌まる中央開口を備えた固定リング（２７）
である、請求項１または２記載の回転接続装置。
【請求項６】 前記回転リング（２７）は、大きい熱交換表面を持った質量を含み、
前記回転接続装置は、前記リング（２７）の囲い（２８）と、一方では前記リングの第１
の限定された角度の扇形（Ａ）を経由する汚水供給ライン（２９）と前記リングの中央領
域（３０）との間、他方では前記リングの第２の限定された角度の扇形（Ｂ）を経由する
前記中央領域（３０）と汚水排出ライン（３１）との間で、ガス状汚水を永続的に半径方
向に循環させる手段と、を含む、請求項４記載の回転接続装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、互いに相対的回転をする対称形の円筒状の２つの要素間にシールを形成し、
両要素間の比較的に大きな運動を可能にする回転接続装置に関する。本発明の装置は、互
いに嵌まる両要素の扇形が比較的に大きい時に、特に良く適している。
【０００２】
本発明の装置は、多くの分野で応用される。これらの適用は、本出願人の出願された特
許ＥＰ−０，６８４，４２７（ＵＳ−５，６４３，５３８）またはＥＰ−０，７５７，５
８５に記載されたシステムのような、汚染物質を含むガス状汚水の熱交換および／または
焼却を目的とした回転システムの外側パイプへの接続について、限定されない例によって
、以降述べる。
【０００３】
【従来の技術】
回転する管状要素１の一端を端箱２に接続する公知の方法が、図１に概略的に示されて
いる。管１の末端部は、環状のエンドプレート４が端にあるベローズ３に外側から固定さ
れている。管状要素１とともに回転するこの環状のプレート４は、その両側の面において
、端箱２に設けられた空洞に突き立てられたスプリング６によって押し付けられた環状の
ガスケット５と接触している。箱２内に開口しているパイプ７は、流体の噴出または排出
の手段（不図示）で管１の内側と通じている。
【０００４】
ベローズの使用によって、固定した端箱に対して回転する管の端の縦方向または横方向
の運動を少なくとも部分的に補償し、シール接続をほぼ維持することができる。しかしな
がら、環状のプレート４はある横方向の運動を受けたままである。したがって、ガスケッ
トは捩り応力を受け、速やかにその効率を失う。回転駆動される固定部分が粘着するリス
クが生ずるかもしれない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
回転軸の周りを回転する管状の要素１の頂上において固定箱２をシール接続可能にする
別の公知の構造は、前記管状の要素外側で固定されるベローズ８と、半径方向の肩部が設
けられ、ベローズの端に固着された環状のリング９と、固定箱２に接続され、それに対し
て相対的に一定の半径方向運動を行う止め具を形成する環状のフランジ１０と、環状のリ
ングとフランジとの間に置かれたリング状のシールまたはガスケット１１と、フランジを
シールに押し付けるように固定箱とフランジとの間に置かれた弾性手段１２と、を有する
。
【０００６】
ここでシールの信頼性が非常に高い理由は、管状の要素の熱的原因による可能性のある
ずれまたは延びの結果として、リングがベローズの端において半径方向と縦軸方向に変位
する時シールが圧縮作用をするからである。このようなレイアウトは、比較的小さい直径
の管の接続に適している。しかしながら、それは、加えられる大きな捩りモーメントに耐
えるために十分に補強されなければならないベローズが存在するために、比較的大きい直
径の管にとってはあまり有利でない。それが厚くなるにつれてそれは可撓性を失い、この
ことは、接続された要素の運動をシール損失なしに補償するためのレイアウトの効率に有
害な影響をもたらす。
【０００７】
本発明の目的は、２つの要素間の、軸方向のみならず半径方向にも大きい運動を可能に
し、例えば熱交換または焼却システムの回転リングギアの外側装置と中央部とを連結する
パイプを接続するのに用いる回転接続装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の回転接続装置は、 同軸で、円筒形状の対称形であり、互いに相対回転する２
つの要素である、内側要素と、該内側要素よりも大きい直径を有する外側要素との間にシ
ールを形成し、前記２つの要素の間の、縦軸方向および半径方向の比較的大きな運動を可
能にする。内側要素と、この内側要素よりも大きい直径の外側要素との間にシールを形成
する。個々のケースにより、動く要素が内側要素であり、外側要素が固定されている場合
、それと反対に、動く要素が外側要素であり、内側要素が固定されている場合が有り得る
。
【０００９】
本発明の装置は、それが、２つの要素間の環状の空間に配置されたシェルと、シェルと
内側要素間に位置し、シェルに固定された少なくとも１つの第１のリング状シールと、シ
ェルと外側要素との、回転軸に対し垂直である２つの対向する壁の間に位置する、少なく
とも１つの第２のリング状シールと、リング状シールによって調節可能な力で２つの壁を
互いに押し付ける手段と、有することを特徴とする。
【００１０】
本装置は、シェル内に配置され、スペーサによって間隔をあけられた２つのリング状シ
ールを有することが好ましい。
【００１１】
一実施態様によれば、２つの対向する壁が、それぞれ、外側要素のリムとシェルの肩か
らなり、第２のリング状シールによって２つの壁を互いに押し付ける手段が、環状のプレ
ートと、スプリングと、前記要素と協働して、該スプリングに調節可能に圧縮を加える（
例えばねじによる）手段と、を有する。
【００１２】
一実施態様によれば、内側要素は固定された管状のパイプであり、外側要素はその管状
のパイプが嵌る中央開口を備えた回転リングである。
【００１３】
本装置は、例えば、熱交換および／または焼却システムの外側装置とリングギアの中央
部との間における流体の熱伝導に適用することができ、この装置は、大きい熱交換面の質
量を含むリングを内部で回転させるための囲いと、一方ではリングの第１の限定された角
度の扇形を経由する汚水供給ラインとリングの中央領域との間、他方ではリングの第２の
限定された角度の扇形を経由する中央領域と汚水排出ラインとの間で、ガス状汚水を永続
的に半径方向に循環させる手段を有する。
この接続様式により、パイプ（内側要素）は、シールの悪化またはシールの損失なく縦
軸方向のみならず半径方向の比較的大きい動きに耐えることができる。
本発明の接続装置の他の特徴と利点は、固定パイプを回転要素に接続するのに適用され
た、図面を参照して、限定されない実施例についての以降の記述を読むことにより明らか
になるであろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
本発明の接続装置は、垂直軸１５の周りを回転する要素１４の円筒形状の中央開口１３
を貫通する固定管１の周りに、シールを設けることを可能にし、また、可能性のあるずれ
込みや温度による膨張の結果として、管１に対し半径方向または縦軸方向の変位に従うこ
とができる。管１の断面は開口１３の断面よりも小さい。断面が管の断面と開口１３の断
面との間の中間にあり、肩１８を端とする管状部１７を有するシェル１６が、管１の周り
の環状の空間に配置されている。スペーサリング２０によって間隔をおかれた２つのガス
ケット１９が、管１とシェル１６の間の環状の空間に配置されている。例えば青銅で造ら
れた２つのリング２１が、両ガスケット１９を適所に保持するためにシェルの管状部１７
の両端に固定されている。要素１４の内側リムは、リング状シール２３のための中空レー
ル２２を有する。シェルの肩１８はリング状シール２３上に押し付けて置かれている。肩
１８は、分離した指２４ａ（図４）を備えた環状のリング２４によってシール２３に対し
て押し付けられた状態にある。リング２４は、指２４ａの間を通り、要素１４にねじ込ま
れたピン２５によって回転を止められている。リング２４が加える力は、ピン２５のねじ
込みにより多少圧縮されたスプリング２６を通じて得られる。したがって、シェル１６は
、要素１４により回転駆動され、差し挟まれたガスケット１９によって固定管１から分離
状態に保たれている。
【００１６】
このシェル止め具固定態様では、シェルは要素１４の開口１３に対して一定の半径方向
運動が可能である。要素１４に対する管１の軸方向の滑動もまた可能である。半径方向お
よび軸方向運動は、シェル１６と環状のレール２２にそれぞれ強く保持されているガスケ
ット１９とリング状シールに対し損傷を何ら与えない。固定する指２４ａは、シェル１６
上に固定要素（管１）によって加えられるモーメントが、安全を示すある限度をたまたま
超したときには、破損するように寸法が決められている。
【００１７】
この接続態様は、例えば図５に示されるような熱交換または洗浄のシステムに使用され
る。このシステムは、囲い２８内で回転可能な垂直軸を持ったリング２７を有する。リン
グ２７は、室内に閉じ込められ、大きな熱交換面を有する質量Ｍを含む。ガス状汚水の永
続的な半径方向循環が、一方ではリングの第１の限定された角度扇形Ａを経由して汚水の
供給ライン２９と中央領域３０との間に、そして他方ではリングの第２の限定された角度
扇形Ｂを経由して中央地帯と汚水の排出ライン３１との間に、確立されている。
【００１８】
例えば、触媒床タイプの熱反応器３２を、揮発性有機化合物（ＶＯＣ）の焼却のために
、リングの中央領域内にまたは内側面３３に対して配設することができる。回転するリン
グ２７の中央領域３０は、例えばシステムが、本出願人によって出願された前述の特許Ｅ
Ｐ０，６８４，４２７に記載された熱交換器として、または囲いの外のバックアップ装置
、例えばバーナーか、または反応温度を所定の温度変動範囲内に戻すための新鮮な空気源
、との連絡のため用いられる時、ガス状の交差流れを流すのに用いられる固定ライン３４
に接続することができる。
【００１９】
ライン３４の横断面は、高いガス流速を運ぶために比較的大きいことがしばしばある。
その中央領域との接続は、広い温度範囲内において、熱源からの可能性ある食い違いや膨
張による軸方向および半径方向の運動に適さなければならない。したがって、上述の接続
装置は、特に適合しており、その効率と信頼性が証明されている。
【００２０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明は、内側要素、外側要素間のシェル、第１、第２のリング状
シール、および押し付け手段等の位置、構造等を限定することにより、２つの要素間の軸
方向のみならず半径方向にも大きい運動を可能にするので、例えば熱交換または焼却シス
テムの回転リングギアの外側装置と中央部とを連結するパイプを接続するのに用いられる
、大きな運動が可能なシールされた回転接続装置を提供できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】
回転要素を別の固定要素に接続する従来例の回転接続装置の部分横断面図である。
【図２】
回転要素を別の固定要素に接続する従来例の別の回転接続装置の部分横断面図である。
【図３】
本発明の改良された回転接続装置の一実施形態の部分横断面図である。
【図４】
図３の装置における加圧シール用のリングの一実施形態の、矢視Ｆに沿った部分横断面
図である。
【図５】
熱交換または洗浄システムにおける回転リングギアの中央開口に固定パイプを接続する
ための図３，４の接続態様の適用例である。
【符号の説明】
１ 管
２ 端箱
３，８ ベローズ
４ 環状端板
５ 環状のガスケット
６ スプリング
７ 管
９ 環状のリング
１０ 環状のフランジ
１１ ガスケット
１２ 弾性手段
１３ 円筒状の中央開口
１４ 回転要素、
１５ 垂直軸
１６ シェル
１７ 環状部分
１８ 肩
１９ ガスケット
２０ スペーサリング
２１ リング
２２ 中空レール
２３ リング状シール
２４ 環状リング
２４ａ 指
２５ ピン
２６ スプリング
２７ リング
２８ 囲い
２９ 汚水供給ライン
３０ 中央領域
３１ 汚水排出ライン
３２ 熱反応器
３３ リング内面
３４ 固定ライン

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