JP2001153563A - 大径回転体の気密装置 - Google Patents
大径回転体の気密装置Info
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Abstract
くすることができる大径回転体の気密装置を提供する。 【解決手段】 駆動源によって駆動される大径回転体1
2と、その周囲に少しの隙間を有して設けられた固定部
材13とのシールを行う気密装置10、11であって、
大径回転体12の外周に断面山形状に設けられ、対とな
って予め表面加工された摺動部14、15を備えた傾斜
リング部材16、17と、傾斜リング部材16、17の
半径方向外側に位置し、固定部材13に取付けリング部
材21を介して軸方向に重合して設けられ、それぞれの
半径方向内側の端部を傾斜リング部材16、17の各摺
動部14、15にそれぞれ押し当てる環状シール部材1
8、19とを有する。
Description
物処理設備、セメント、アルミナ、コークス、石灰石等
の製造設備に使用されるロータリーキルン、ロータリー
クーラ、ロータリドライヤ等の回転体と、その周囲に配
置された固定部材とのガスシールを行う大径回転体の気
密装置に関する。
は、傾斜した回転円筒形の装置で、内部装入物を転動に
よって軸方向下流側に移動させ、ガスとの熱交換によっ
てこれを加熱する。内部の燃焼を制御するため、その装
入口や排出口をエアシールすることによって、外部から
の空気の侵入を防止していた。このエアシールの方法と
して、ラビリンスシールを用いたものや、例えば、実開
昭57−63157号公報には、シール部分に弾性を有
するシールプレートを使用したものが提案されている。
また、特公平5−71869号公報に記載のように、密
封装置を多数のバネ部材を部分的に重ねて環状配置して
構成したものも提案されている。しかし、前記ラビリン
スシールだけではシール作用が十分でなく、侵入空気が
多く燃焼制御が困難となっていた。また、実開昭57−
63157号公報に記載のエアシール装置においては、
回転体が真円の場合には特に問題がないが、回転体が大
径の場合は、一般的に外周面が均一とならず、隙間があ
いて空気が漏れるという問題があった。さらに、特公平
5−71869号公報に記載の密封装置においても、多
数のバネ部材から漏れる空気があり、使用する装置によ
ってはシールが不十分な場合があった。
人は、特開平09−079756号公報において、図6
に示す気密装置70を開示した。気密装置70は、大径
回転体71の周面にローラチェーン72を巻き付け、リ
ング状で断面L字状の弾性シール部材73を有してい
る。弾性シール部材73は、大径回転体71の半径方向
外側に隙間を有して配置された固定部材74に、その外
側端部を取付け、内側端部を大径回転体71の周面に摺
接させている。そして、中間部をローラチェーン72の
L字形リンクプレート75に取付け金具76、77を介
して固定している。このように構成することによって、
大径回転体71の周面の凹凸に追随してシールを行うこ
とができた。
来の気密装置は、ロータリーキルン等の内圧が上昇する
と、シール部分を介して大径回転体71の内部から外部
にガスが噴出することがあった。また、大径回転体71
が大きく重量があるためシール材に加わる力が大きくな
り、シール寿命が短かった。本発明はかかる事情に鑑み
てなされたもので、内部ガスの噴出を防ぎ、シール材の
寿命を長くすることができる大径回転体の気密装置を提
供することを目的とする。
明に係る大径回転体の気密装置は、駆動源によって駆動
される大径回転体と、その周囲に少しの隙間を有して設
けられた固定部材とのシールを行う気密装置であって、
前記大径回転体の外周に断面山形状に設けられ、対とな
って予め表面加工された摺動部を備えた傾斜リング部材
と、該傾斜リング部材の半径方向外側に位置し、前記固
定部材に取付けリング部材を介して軸方向に重合して設
けられ、それぞれの半径方向内側の端部を前記傾斜リン
グ部材の各摺動部にそれぞれ押し当てる環状シール部材
とを有する。対となる摺動部にそれぞれの内側端部が押
し当てられる環状シール部材を有しているので、シール
部分を2重にして正圧時にガスが外部に噴出することを
防止することができる。また、摺動部を断面山形状に形
成しているので、重合する環状シール部材による押圧方
向を稜線方向の両側に分散でき、大径回転体に加わる摺
動抵抗力を均等にして、運転時のシール部材の傾きやね
じれを防止することができる。
体をシール材で覆って構成することも可能である。板状
弾性体としては、例えば、ゴム(好ましくは耐熱性を有
するゴム)や可撓性のプラスチックや金属板等を使用す
ることができる。シール材には、例えば、アスベスト等
の耐摩耗性、耐熱性を有するものを使用することができ
る。可撓性に優れた板状弾性体を耐摩耗性に優れたシー
ル材で覆うことによって、シール部に一定圧力を安定し
て加えることができると共に摺動による摩耗を少なく
し、また板状弾性体に直接熱が伝わらないようにして、
環状シール部材の寿命を長くすることができる。前記目
的に沿う第2の発明に係る大径回転体の気密装置は、駆
動源によって駆動される大径回転体と、その周囲に少し
の隙間を有して設けられた固定部材とのシールを行う気
密装置であって、前記大径回転体の外周に固定配置さ
れ、予め表面加工された摺動部を備える摺動リング部材
と、該摺動リング部材の半径方向外側に摺接して巻着さ
れ、軸方向の両側に取付け部材を備えた緊張手段付きの
無端チェーン部材と、半径方向内側が開口し、前記無端
チェーン部材の外側から被さる弾性中空環状部材と、そ
れぞれの外側端部を、前記固定部材に取付けリング部材
を介して軸方向に重合して取付けられ、各々の内側部で
前記弾性中空環状部材を挟み、それぞれの内側端部を前
記摺動リング部材に摺接させると共に、前記各内側部
を、前記無端チェーン部材の前記取付け部材に前記弾性
中空環状部材を介して固定する環状シール部材とを有す
る。
を支持するL字形のリンクプレートの外側端部と兼用す
ることができる。外側端部が重合する環状シール部材の
それぞれの内側端部を摺動部に当接させるので、シール
部分を2重にして正圧時にガスが外部に噴出することを
防止することができる。また、取付け部材に固定される
環状シール部材の半径方向の位置は、緊張手段付きの無
端チェーン部材によって規制されているので、環状シー
ル部材の内側端部を摺動部に常に当接させておくことが
できる。ここで、前記第1、第2の発明に係る大径回転
体の気密装置において、前記摺動部に、給脂配管を介し
て潤滑剤を連続、又は断続的に供給することも可能であ
る。潤滑剤を供給するので、摺動抵抗を減らして環状シ
ール部材の寿命を長くすることができる。
つ、本発明を具体化した実施の形態について説明し、本
発明の理解に供する。図1、図2に示すように、本発明
の第1の実施の形態に係る大径回転体の気密装置10、
11は、ロータリーキルン29の図示しない駆動源によ
って駆動される横置きされた大径回転体12と、その周
囲に少しの隙間を有して設けられた固定部材13とのシ
ールを行う装置である。まず、図2を参照して、気密装
置10、11を適用するロータリーキルン29の構成に
ついて説明する。なお、図1〜図3では、左側を上流
側、右側を下流側とする。大径回転体12を囲む固定部
材13の大径回転体12より上流側位置には、大径回転
体12に原料を供給するスクリューフィーダ30が設け
られ、その直上部には、大径回転体12内の原料を加熱
するバーナ31が設けられている。また、大径回転体1
2の周面が載置される固定部材13の下部の中央には、
駆動源からのトルクを大径回転体12に伝達するスプロ
ケット32、33及び図示しないチェーンが設けられ、
その上、下流側には、大径回転体12を回転可能に支持
する従動ローラ34、35がそれぞれ設けられている。
大径回転体12は、内部に耐火物36を施工し、外周を
鉄皮37で覆った円筒状の部材で、上流側端部に供給口
43、下流側端部に排出口44を有している。固定部材
13に設けられたスプロケット33、及び従動ローラ3
4、35に符合する大径回転体12の外周面上には、チ
ェーンでスプロケット33と連結される大径スプロケッ
ト38、及び2本の環状レール部材39がそれぞれ設け
られている。気密装置10、11は、大径回転体12の
上流側端部、及び下流側端部の外周の半径方向外側に隙
間を有して設けられた筒状フランジ部にそれぞれ設けら
れている。筒状フランジ部と鉄皮37の間には、冷却用
の空気が吹き込まれ、シール部分の温度上昇を抑えてい
る。以下、図1を参照して気密装置10について詳しく
説明する。
の上流側の外周に筒状フランジ部、取付けフランジ部4
0、41を介して円錐台側部形状の摺動部14、15を
備えた傾斜リング部材16、17を固着して設けてい
る。傾斜リング部材16、17の摺動部14、15は対
となって予め表面加工されており、それぞれの拡径部側
を対向させ断面山形状に配置されている。また、気密装
置10は、傾斜リング部材16、17の半径方向外側に
位置する環状シール部材18、19を有している。環状
シール部材18、19は、それぞれ耐熱素材であって板
状弾性体の一例である環状ゴム板25をシール材の一例
であるアスベストクロス26で覆って構成される無負荷
状態では同一形状の部材である。
向の外側端部22は、固定部材13に設けられた環状取
付け部20に、断面L字状の取付けリング部材21を介
して軸方向に重合して取付けられている。環状取付け部
20、取付けリング部材21、環状シール部材18、1
9の外側端部22は、それぞれ複数のボルト23及びナ
ット24によって周方向に所定間隔おきに締結固定され
ている。環状シール部材18、19のそれぞれの半径方
向内側の端部は、傾斜リング部材16、17の各摺動部
14、15にそれぞれ押し当てられている。環状シール
部材18は、傾斜リング部材16の下流側に拡径した摺
動部14に当接して上流側に屈曲し、環状シール部材1
9は、逆に下流側に屈曲している。すなわち、環状シー
ル部材18、19は、それぞれを構成する環状ゴム板2
5の復元力を利用して傾斜リング部材16、17の各摺
動部14、15を一定圧力で押圧しているのである。こ
の押圧力は、環状ゴム板25の厚みtと、傾斜リング部
材16の摺動部14、15の傾斜角度θによって調整可
能であり、本実施の形態では、厚みtを3〜10mm、
傾斜角度θを20〜70度、(好ましくは45〜65
度)に設定している。
と固定部材13の隙間には、環状に形成された固定板2
7を介してゴミ避けとなるアスベストヤーン28が環状
配置されている。なお、アスベストヤーン28には、大
径回転体12の内圧の急激な変動を吸収するダンパーの
役目も果たしている。図2に示すように、大径回転体1
2の下流側の端部付近に設けられた気密装置11は、上
流側に設けられた気密装置10と同じ形状、構造で対向
配置されているので、説明は省略する。次に、ロータリ
ーキルン29の稼働時の気密装置10、11の状態につ
いて説明する。
3、大径スプロケット38を介して動力が伝達される
と、大径回転体12は、外周面に取付けられ従動ローラ
34、35に支持される環状レール部材39と共に回転
する。また、大径回転体12の上、下流側端部にそれぞ
れ設けられた気密装置10、11の各環状シール部材1
8、19は、各傾斜リング部材16、17の摺動部1
4、15に押圧された状態で摺動しながら回転する。大
径回転体12の外周面は、真円状に形成することが難し
く、このため、大径回転体12の各環状レール部材39
の軸芯が一致せず、傾きや振動を伴って回転し、シール
位置が軸方向、半径方向にずれることがあった。
対して下流側に移動した場合、環状シール部材18が摺
動部14を押圧する力は弱くなるが、環状シール部材1
9が摺動部15を押圧する力は強くなる。また、大径回
転体12が上流側に移動すると、逆に環状シール部材1
8の力が強くなり、環状シール部材19による力が弱く
なる。このように、シール部分を2重に設け、各摺動部
14、15を対向させ傾斜配置しているので、大径回転
体12の軸方向への移動に伴うシール部分の圧力の低下
を防止することができ、大径回転体12内が高圧になっ
てもガスがシール部分から外部に噴出することを防止す
ることができる。また、環状シール部材18、19は環
状ゴム板25を屈曲させてシールしているので、大径回
転体12が半径方向外側、又は内側に移動したときで
も、環状シール部材18、19は、大径回転体12の動
きに追随してシールを行うことができ、また、シール部
分が2重になっているので、確実にシールすることがで
きる。
装置42について説明する。なお、気密装置42は、気
密装置10に給脂配管45を追加しただけなので、気密
装置10と同一の部材には同一番号を付して、説明を省
略する。傾斜リング部材16、17の摺動部14、15
にはグリス供給用の孔が周方向に所定間隔で形成されて
いる。摺動部14、15の裏側には、それぞれ給脂配管
45の先部が取付けられ、給脂配管45の基部側は、図
示しないグリス供給装置又は、供給容器に接続されてい
る。供給方法は、手動でもよく、また、コンプレッサー
を使用して自動で行うことも可能である。このように構
成することによって、給脂配管45を介して摺動部1
4、15に潤滑剤を連続、又は断続的に供給することが
できる。そして、摺動部14、15及び環状シール部材
18、19の摺動時の摩擦抵抗を小さくして、環状シー
ル部材18、19の寿命を長くすることができる。
施の形態に係る大径回転体の気密装置46について説明
する。気密装置46は、駆動源によって駆動される大径
回転体12と、その周囲に少しの隙間を有して設けられ
た固定部材13とのシールを行う気密装置であって、第
1の実施の形態に係る大径回転体の気密装置10、11
と実質的に同じ位置に設けられ、ロータリーキルン29
に適用することができる。以下、気密装置46をロータ
リーキルン29の下流側に設けた場合について説明す
る。なお、既に説明した部材と同一の部材には同一番号
を付して、説明を省略する。気密装置46は、大径回転
体12の外周に筒状フランジ部を介して固定配置され、
予め表面加工された摺動部53をその周面に備える摺動
リング部材47を有し、摺動リング部材47の半径方向
外側には、無端チェーン部材49が摺接して巻着されて
いる。
部53としている。無端チェーン部材49は、摺動リン
グ部材47の周方向に設けられた多数のローラ50の軸
方向の両側(上、下流側)を、平板状のリンクプレート
51と、外側端部を軸方向の両側にそれぞれ伸延させた
取付け部材を含む断面L字形のリンクプレート52でそ
れぞれ交互に連結して構成されている。無端チェーン部
材49の周方向の所定位置には、隣合うローラ50を近
づける方向に付勢する、例えば、コイルばね等の緊張手
段が設けられている。無端チェーン部材49には、半径
方向内側が開口した弾性中空環状部材の一例であるタイ
ヤ状ゴム環54がその外側から被せられている。タイヤ
状ゴム環54の開口部を形成する両端部55、56は、
ローラ50の上、下流側にそれぞれ少しの隙間を有して
配置されている。なお、両端部55、56が自由状態に
あるときには、ローラ50の内側端(摺動部53と同一
面)より半径方向内側に少し突出する状態となるように
構成されている。
ェーン部材49を連結してシールを行う環状シール部材
57を有している。2枚の環状シール部材57は、それ
ぞれの外側端部が軸方向に重合して設けられ、重合した
外側端部を固定部材13に取付けリング部材21、環状
取付け部20を介して取付けている。2枚の環状シール
部材57は、それぞれの内側部で、タイヤ状ゴム環54
を軸方向両側から挟み、また、各々の内側端部をタイヤ
状ゴム環54の両端部55、56の下方に対向配置し、
摺動リング部材47に摺接させている。そして、各環状
シール部材57の内側部を、タイヤ状ゴム環54を介し
て、リンクプレート52の取付け部材にボルト58及び
ナット59を使用して締結固定している。無端チェーン
部材49は環状シール部材57等を介して固定部材13
に接続されているので、摺動リング部材47を固着した
大径回転体12が回転しても、無端チェーン部材49本
体は周方向に移動せずに、ローラ50のみが摺動リング
部材47に当接した状態で回転する。環状シール部材5
7は、バネ性を有するタイヤ状ゴム環54の両端部5
5、56によって半径方向内側に付勢され、回転する摺
動リング部材47の摺動部53に押圧される。
を備えた無端チェーン部材49に取付けられ、その両端
部が摺動リング部材47に当接しているので、大径回転
体12が偏心等の原因によって半径方向、又は軸方向に
移動しても、環状シール部材57の両端部を無端チェー
ン部材49と共に追随して移動させることができ、摺動
リング部材47の摺動部53に与える押圧力の変動を防
止することができる。また、端部をローラ50の上、下
流側の2箇所に設けているので、シールを2重構造にす
ることができ、大径回転体12内の圧力が急激に上昇し
て気体が噴出することを防止することができる。なお、
本実施の形態においても、図示しない給脂配管を介して
摺動部53に潤滑剤を連続、又は断続的に供給すること
が可能である。
明してきたが、本発明は、前記実施の形態に限定される
ものではなく、例えば、取付けリング部材21を、金属
製のものに限定することも可能である。金属製であるの
で、強度を強くして、環状シール部材の大きさ、及びこ
れに加わる張力を小さくして破損を防止することができ
る。また、前記実施の形態において説明した各部材のう
ち、環状に形成したもの(例えば、環状シール部材1
8、19や傾斜リング部材16、17)は2〜8に分割
して製造することも可能である。分割することによっ
て、各部材を安価に製造することができ、また、交換も
簡単に行うことができる。また、各部材の連結は、ボル
ト及びナットを使用して、交換やメンテナンスを容易に
行うことができるように構成しているが、溶接等の他の
固定手段を利用することも可能である。また、使用する
グリスは、環状シール部材側から供給することもでき
る。
4記載の大径回転体の気密装置においては、対となる摺
動部と重合する環状シール部材を有しているので、シー
ル部分を2重にして正圧時に内部ガスが外部に噴出する
ことを防止することができる。また、摺動部を断面山形
状に形成しているので、環状シール部材による押圧方向
を軸方向の両側に分散でき、大径回転体に加わる摺動抵
抗力を均等にして、運転時のシール部材の傾きやねじれ
を防止することができる。特に、請求項2記載の大径回
転体の気密装置においては、環状シール部材は、板状弾
性体をシール材で覆って構成されるので、可撓性と耐摩
耗性を向上させ、シール部に一定圧力を安定して加える
ことができると共に摺動による摩耗を少なくし、また板
状弾性体に直接熱が伝わらないようにして、環状シール
部材の寿命を長くすることができる。請求項3及びこれ
に従属する請求項4記載の大径回転体の気密装置におい
ては、環状シール部材のそれぞれの内側端部を摺動部に
当接させるので、シール部分を2重にして正圧時にガス
が外部に噴出することを防止することができる。また、
取付け部材に固定される環状シール部材の半径方向の位
置は、緊張手段付きの無端チェーン部材によって規制さ
れているので、その内側端部を摺動部に常に当接させて
おくことができる。請求項4記載の大径回転体の気密装
置においては、潤滑剤を供給するので、摺動抵抗を減ら
して環状シール部材の寿命を長くすることができる。
面図である。
図である。
ある。
面図である。
部材、14、15:摺動部、16、17:傾斜リング部
材、18、19:環状シール部材、20:環状取付け
部、21:取付けリング部材、22:外側端部、23:
ボルト、24:ナット、25:環状ゴム板(板状弾性
体)、26:アスベストクロス(シール材)、27:固
定板、28:アスベストヤーン、29:ロータリーキル
ン、30:スクリューフィーダ、31:バーナ、32、
33:スプロケット、34、35:従動ローラ、36:
耐火物、37:鉄皮、38:大径スプロケット、39:
環状レール部材、40、41:取付けフランジ部、4
2:気密装置、43:供給口、44:排出口、45:給
脂配管、46:気密装置、47:摺動リング部材、4
9:無端チェーン部材、50:ローラ、51:リンクプ
レート、52:リンクプレート(取付け部材)、53:
摺動部、54:タイヤ状ゴム環(弾性中空環状部材)、
55、56:端部、57:環状シール部材、58:ボル
ト、59:ナット
Claims (4)
- 【請求項1】 駆動源によって駆動される大径回転体
と、その周囲に少しの隙間を有して設けられた固定部材
とのシールを行う気密装置であって、前記大径回転体の
外周に断面山形状に設けられ、対となって予め表面加工
された摺動部を備えた傾斜リング部材と、該傾斜リング
部材の半径方向外側に位置し、前記固定部材に取付けリ
ング部材を介して軸方向に重合して設けられ、それぞれ
の半径方向内側の端部を前記傾斜リング部材の各摺動部
にそれぞれ押し当てる環状シール部材とを有することを
特徴とする大径回転体の気密装置。 - 【請求項2】 請求項1記載の大径回転体の気密装置に
おいて、前記環状シール部材は、板状弾性体をシール材
で覆って構成されることを特徴とする大径回転体の気密
装置。 - 【請求項3】 駆動源によって駆動される大径回転体
と、その周囲に少しの隙間を有して設けられた固定部材
とのシールを行う気密装置であって、前記大径回転体の
外周に固定配置され、予め表面加工された摺動部を備え
る摺動リング部材と、該摺動リング部材の半径方向外側
に摺接して巻着され、軸方向の両側に取付け部材を備え
た緊張手段付きの無端チェーン部材と、半径方向内側が
開口し、前記無端チェーン部材の外側から被さる弾性中
空環状部材と、それぞれの外側端部を、前記固定部材に
取付けリング部材を介して軸方向に重合して取付けら
れ、各々の内側部で前記弾性中空環状部材を挟み、それ
ぞれの内側端部を前記摺動リング部材に摺接させると共
に、前記各内側部を、前記無端チェーン部材の前記取付
け部材に前記弾性中空環状部材を介して固定する環状シ
ール部材とを有することを特徴とする大径回転体の気密
装置。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか1項に記載の大
径回転体の気密装置において、前記摺動部には、給脂配
管を介して潤滑剤が連続、又は断続的に供給されること
を特徴とする大径回転体の気密装置。
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