JP2003130550A - ロータリーキルンのシール機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ロータリーキルンの運転開始時から終了時ま
で、例えロータリーキルンが若干たわんで曲がるなどの
変形を起こしたとしても、確実にシールすることができ
るロータリーキルンのシール機構を提供する。 【解決手段】 ロータリーキルン１００の回転部材２５
０と固定部材２０１との間に配設したロータリーキルン
のシール機構１において、該回転部材の外周に設けられ
て該回転部材の回転軸線に略直交するシール面をその両
面に備えた第１のシールリング７と、該固定部材から伸
縮管を介して取付けられた取付座に付勢部材を介して連
結された第２のシールリング３とを備えて、第１のシー
ルリングを両側から挟みこむようにして第２のシールリ
ングを２枚配置し、該付勢部材１７により第２のシール
リングを第１のシールリングに押しつけてシール部を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、化学品やセメント
等の焼成等に用いられるロータリーキルンに使用するに
好適なロータリーキルンのシール機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的なロータリーキルンは、回転筒の
入り口側から供給した原料を、回転筒の回転と傾斜を利
用することによって出口側に移動させながら、回転筒の
中に吹き込んだ熱ガス等により焼成して排出する。前記
回転筒は、基礎に固定されたハウジング等の架台に、そ
の両端を回転可能に挿入、または支持等されているが、
固定部材であるハウジングと回転部材である回転筒の間
の隙から、前記回転筒の中に吹き込んだ熱ガス等が漏れ
だす可能性があるため、該隙間を覆うようにして、ハウ
ジングと回転筒の間にシール機構を配設している。

【０００３】特に、原料と加熱ガスを分離した外熱式ロ
ータリーキルンは、原料を移送するための回転筒である
内筒を固定部材である加熱炉内に挿入することによって
加熱する構造であることが一般的であり、該内筒の回転
部分と固定された加熱炉との間に隙間があるために、シ
ール機構を配設する必要があると同時に、内筒の中に投
入した原料を乾燥焼成する際にガス発生を伴うことが多
く、そのような場合は、前記した内筒の回転部分と固定
された加熱炉のみならず、内筒の両端を支持する架台と
の間の隙間から、ガスが漏れ出す可能性もあって、シー
ル機構を多用している。

【０００４】前述したようなロータリーキルンに用いら
れている従来のシール機構の構造を以下簡単に説明す
る。前記従来のシール機構は、回転部材と固定部材のそ
れぞれにシール部材を配して、該それぞれのシール部材
を互いに気密に当接させることにより、シール部分を形
成することが一般的であり、加熱膨張することによっ
て、回転部材と固定部材の寸法が変化するロータリーキ
ルンのシール機構においては、図６にその１例を示すよ
うな構造のシール機構を用いることが一般的に知られて
いる。図６に示したシール機構は、伸縮管２１０とガイ
ドロット２０５を挿通させた押付用コイルバネ２０２と
を用いることによって、前記寸法の変化を吸収して、シ
ール部材であるシール板２１５とシール板２０７を互い
に気密に当接させる構造となっている。

【０００５】また、前記寸法の変化を吸収して気密に保
つことのできる他の従来シール機構の１例として、特開
平９−２１７９８９号公報に示されるようなシール機構
が知られている。前記公報に開示されたシール機構は、
回転側環状部材の回転軸線に対して略直交する摺接面
（シール面）を設け、このシール面に、第２の環状部材
に伸縮管を介して気密に連結した環状の移動フランジを
付勢部材の力で圧接させて、回転部材と固定部材との間
を気密に連結したロータリーキルンのシール機構であ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図６に
示す従来のシール機構は、運転時の熱の影響によって回
転筒全体がたわむ等の変形をおこしたような場合に、回
転筒２５０側に配したシール板２０７のシール面が傾い
ても、該固定部材側に配したシール板２１５のシール面
が、コイルバネ２０２の中に通したガイドロッド２０５
のために傾くことが抑制されて、シール部材同士の当接
が不良となってシール不良が生じるといった問題点を有
した。同様に前述した特開平９−２１７９８９号公報に
示される従来のシール機構も、内筒側に配したシール部
材の当接面が傾いた場合に、該固定部材側に配したシー
ル部材が傾くことができないために、シール不良が生じ
るといった問題点を有した。

【０００７】また、前述した２つの従来のシール機構
は、コイルバネの弾性回復力によって互いのシール面を
当接させており、コイルバネの圧縮量によってシール面
の当接力（シール面圧と称することもある）に違いが生
じる構造である。そのため、回転部材と固定部材の寸法
関係が変化するロータリーキルンに使用する場合に、シ
ール面が常に一定のシール能力を保つということは難し
く、コイルバネの圧縮量が一番少ない場合においてシー
ルに必要十分なシール面圧を維持しようとすると、コイ
ルバネの圧縮量が大きい場合にシール面圧が高くなりす
ぎてしまうためシール面が短期間で磨耗するといった不
具合を生じる。

【０００８】具体的な例を図６に示したシール機構で説
明すると、ハウジング２０１と回転筒２５０の間に配し
た従来シール機構を、回転筒が十分に加熱されておらず
回転筒が短いロータリーキルンの運転開始時において十
分なシール能力を得ようとコイルバネ２０２の圧縮量を
調整した場合に、ロータリーキルンの定常運転時に回転
筒２５０の温度が上昇して回転筒２５０が長くなった際
には、シール板２０７がハウジング２０１側に移動する
ためにコイルバネの圧縮量が大きくなりすぎて、シール
面圧が高くなりすぎてシール面がすぐに磨耗するといっ
た不具合を生じる。

【０００９】本発明は、上記問題点に鑑み、ロータリー
キルンの運転開始時から終了時まで、例えロータリーキ
ルンが若干たわんで曲がるなどの変形を起こしたとして
も、確実にシールすることができるロータリーキルンの
シール機構を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明によるロータリーキルンのシール機構は
（１） ロータリーキルンの回転部材と固定部材との間
に配設したロータリーキルンのシール機構において、該
回転部材の外周に設けられて該回転部材の回転軸線に略
直交するシール面をその両面に備えた第１のシールリン
グと、該固定部材から伸縮管を介して取付けられた取付
座に付勢部材を介して連結された第２のシールリングと
を備えて、第１のシールリングを両側から挟みこむよう
にして第２のシールリングを２枚配置し、該付勢部材に
より第２のシールリングを第１のシールリングに押しつ
けてシール部を形成するロータリーキルンのシール機構
を形成とした。

【００１１】（２） （１）記載のロータリーキルンの
シール機構において、前記取付座と前記第２のシールリ
ングとの間に伸縮管を配して、該取付座と該第２のシー
ルリングとの間を気密に連結した。

【００１２】（３） （１）又は（２）記載のロータリ
ーキルンのシール機構において、前記伸縮管を金属製の
ベローズとした。

【００１３】（４） （１）から（３）までのいずれか
１項に記載のロータリーキルンのシール機構において、
前記ロータリーキルンを外熱式のロータリーキルンとし
た。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明によ
る実施形態の好ましい１例について詳細に説明する。図
１〜図５は本発明の実施の形態に係り、図１はロータリ
ーキルンのシール機構の要部断面図である。図２はロー
タリーキルンに対するシール機構の取付状態を具体的に
説明するための概念図であり、図３はシール機構の構造
を説明するために一部を切り欠いた状態を斜視的に図示
した説明図である。図４はロータリーキルンに使用した
シール機構配置の１例を説明する配置図であり、図５は
外熱式のロータリーキルンに使用したシール機構配置の
１例を説明する配置図である。図６は従来構造のロータ
リーキルンのシール機構を説明するための要部断面図で
ある。

【００１５】以下、ロータリーキルンの構造とシール機
構１の配置を、図４及び図５を用いて簡単に説明する。
図４に示したロータリーキルン１００は、入口側のハウ
ジング２１１、出口側のハウジング２０１、回転筒２５
０、回転支持装置２１７等を備えており、回転筒２５０
は、その両端をハウジング２０１及びハウジング２１１
に挿入された状態で、回転支持装置２１７より回転駆動
される構造となっている。そして、ハウジング２１１側
から投入された原料は、回転筒２５０の回転によって出
口側に移動しながら、出口側ハウジング２０１に配した
バーナにより回転筒２５０に吹き込まれる加熱ガスによ
って焼成されて、排出される。図４に示したようなロー
タリーキルン１００は、回転筒の回転部分と固定部材で
あるハウジング２０１、２１１との間にロータリーキル
ンのシール機構１を配設している。

【００１６】図５に示したロータリーキルン１０１は、
外熱式ロータリーキルン１０１と呼ばれるものであっ
て、前述したロータリーキルン１００とは異なって、バ
ーナによって加熱した加熱ガスを直接原料に接触させ
ず、原料を加熱焼成する構造である。 図５に示した外
熱式のロータリーキルン１０１は、回転筒２５０と固定
部材であるハウジング２０１、２１１との間、及び回転
筒２５０と環状加熱炉と間にシール機構１を配設してい
る。

【００１７】次に、シール機構１の構成の好ましい１例
について説明する。図１に示したシール機構１は、大き
く分けて、ハウジング２０１側に連結したシール部材
と、回転筒側に連結したシール部材とからなっている。
回転筒２５０側に配したシール部材は、回転筒２５０の
回転軸線に対して直交するシール面をその両面に備えた
環状のシールリング７（第１のシールリング７と称する
こともある）であって、該シールリング７を回転筒外周
面に仕切板のようにして突設している。シールリング７
は、円環状に形成した鋼板の両面を、簡単に研磨して面
粗度を向上させたものであり、回転筒２５０に溶接して
連結する、又は回転筒２５０に溶接した固定部に図示し
ない取付けボルトにより連結した。

【００１８】また、図１及び図２に示したようにハウジ
ング２０１の一端には回転筒２５０の外周を覆うように
伸縮管２２（本実施形態においては金属製ベローズ）を
取りつけて、伸縮管２２のハウジング２０１取付側と反
対側にフランジ２０及びフランジ２１を介して、シール
リング３（第２のシールリング３と称することもある）
の取付座４を配している。なお、シールリング３は、円
環状に形成した銅合金板の両面を、簡単に研磨して面粗
度を向上させたものである。

【００１９】また、本実施形態においては、前述したシ
ールリング３，７等のメンテナンスや交換などが実施し
やすい好ましい構成とするために、伸縮管２２の一端に
フランジ２０を溶接して取付けるとともに、取付座４の
１端にフランジ２１を溶接して取付けることによって、
フランジ２０とフランジ２１を図示しないボルトで連結
する構成として伸縮管２２と取付座４が自在に着脱でき
るようにしたが、本発明に適用できる構成はこれに限る
ものではなく、フランジ等を介すことなく溶接して、伸
縮管２２に取付座４を直接連結しても勿論良い。

【００２０】また、本実施形態においては、耐熱性に優
れた好ましい構成とするために伸縮管２２として金属製
ベローズを使用したが、これに限るものではなく、高い
耐熱温度を要求されない場合などにおいて、布性のベロ
ーズ、あるいは樹脂性の伸縮管等といった伸縮できる筒
状の素材を使用しても良い。

【００２１】本実施形態において使用した取付座４は、
環状に湾曲させたＬ字型の鋼材を図１にその断面を示し
たような構造で、２個突き合わせて図示しないボルトで
連結することによって、回転筒側に向かって開口する形
状として、該開口した部分に第１のシールリング７が配
されるように設置した。なお、本実施形態においては、
シールリング及び後述する付勢機１０のメンテナンスや
交換などが実施しやすい好ましい構成とするために、取
付座４を２分割として分割できるよう構成して、自在に
着脱できるようにしたが、本発明に適用できる構成はこ
れに限るものではなく、２分割以上の分割構造であって
も、一体構造であっても良い。

【００２２】そして、第２のシールリング３を第１のシ
ールリングを両側から挟みこむようにして２枚配置し、
第２のシールリング３を付勢部材である付勢機１０を介
して取付座４に連結する。そして、付勢部材の押力によ
り、２枚のシールリング３が第１のシールリング７のシ
ール面を両側から挟みこむことによりシール部を形成す
る。回転筒２５０が回転することによって、第１のシー
ルリング３は従動して回転するが、該回転の際において
は２枚のシールリング３が第１のシールリング７のシー
ル面を両側から挟みこんだ状態となっており、シール面
同士が互いに摺動しながら当接してシール部を形成して
いるので、回転部材と固定部材との間を気密に連結する
ことができる。

【００２３】付勢部材である付勢機１０は、図１に詳細
な構造を示すように、押付リング１７、伸縮管１５、コ
イルバネ１２、押付ボルト１１を備えて、複数個のコイ
ルバネ１２の弾性力によって押付リング１７を第２のシ
ールリング７に押圧することによって、第２シールリン
グ３を第１のシールリングに押しつけることができるよ
うに構成されている。

【００２４】さらに、本実施形態においてコイルバネ１
２の圧縮量は、コイルバネ１２の一端に配した押付ボル
ト１１の前後進によって自在に調整することができるよ
うに構成されており、さらに取付座４と第２のシールリ
ング３との間に伸縮管１５（本実施形態においては金属
製ベローズ）を配して、該取付座と該第２のシールリン
グとの間を気密に連結している。

【００２５】なお、本実施形態においては、前記構成に
より付勢部材としての付勢機１０を構成したが、付勢機
１０の構成はこれに限るものではなく、取付座４と第２
のシールリング３との間の気密を保った状態で、第２の
シールリング３を第１のシールリングに押しつける構造
のものであれば良く、例えば押付リング１７を介せずコ
イルバネ１２で直接第２のシールリング３を押圧する構
成であっても良く、またコイルバネ１２の代わりとし
て、例えば皿バネ等を用いて第２のシールリング３を押
圧する構成であっても良い。

【００２６】また、本実施形態においては取付座４と第
２のシールリング３との間に耐熱性の点において好まし
い金属製ベローズを伸縮管１５として配することによっ
て、取付座４と第２のシールリング３との間を気密に連
結してハウジング２０１で加熱されたガスがシール機構
１を抜けて外部に出ないような構成としているがこれに
限るものではなく、高い耐熱温度を要求されない場合な
どにおいて、布性のベローズ、あるいは樹脂性の伸縮管
等、伸縮できる筒状の素材を使用しても良い。さらに、
取付座４に穿孔した穴に押付リング１７の一部が摺動自
在に嵌合する構成として、該嵌合部によって該取付座と
該第２のシールリングとの間を気密に連結する構成とし
ても良い。

【００２７】そして、前述した本発明の好ましい１実施
の形態によれば、例え回転筒２５０が変形をおこして第
１のシールリング７のシール面が傾いたとしても、伸縮
管２２の伸縮状態が容易に変化して、取付座４の全体の
傾きが第１のシールリング７の傾きに合わせて変化する
ことによって、常に良好な状態でシール面同士が当接し
て摺動する。従って、常に良好なシールが可能であっ
て、前述した従来技術の問題点であるシール不良を生じ
にくい。

【００２８】また、回転筒２５０が加熱冷却によりその
長さを変化させたとしても、該長さの変化は、伸縮管２
２で吸収されるために、コイルバネ１２の圧縮量が変化
することがほとんどない。従って、回転筒２５０等が加
熱冷却によりその長さを変化させた場合に発生するシー
ル面圧の変化という問題の発生を防止して、ロータリー
キルンの運転開始時から終了時まで、例えロータリーキ
ルンが若干たわんで曲がるなどの変形を起こしても、確
実にシールすることができる。

【００２９】さらに、本実施形態は、伸縮管２２と取付
座４の間を着脱自在としたこと、また取付座４を分割構
造として着脱自在としたこと、によって付勢機１０やシ
ールリング等、のメンテナンス、点検、交換などが実施
しやすいという点で特に好ましい。

【００３０】また、シール機構を多用しなければならな
い外熱式ロータリーキルンに本発明を適用することは極
めて効果的である。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本願第１の発明の
シール機構によれば、運転時の熱の影響によりロータリ
ーキルンの一部がたわむ等の変形をすることによって、
第１のシールリングのシール面が傾いたとしても、固定
部材に取付座を連結する伸縮管が容易に変形して、該取
付座全体の傾きを第１のシールリングの傾きに合わせて
変化させるので、第１のシールリングと第２のシールリ
ングの傾きは常に一定であって、良好に当接して摺動す
ることができる。従って、第１シールリングのシール面
が傾いたとしても、良好なシールが可能である。

【００３２】また、加熱冷却により回転部材と固定部材
の寸法が変化したとしても、該寸法の変化を、伸縮管で
吸収することによって、付勢部材の圧縮量が変化するこ
とがない。従って、ロータリーキルンの運転開始時から
終了時まで、例えロータリーキルンが若干たわんで曲が
るなどの変形しても、確実にシールすることができる。

【００３３】前記第１の発明において、さらに取付座と
第２のシールリングとの間に伸縮管を配すれば、非常に
簡単な構成で、効果的に該取付座と該第２のシールリン
グとの間を気密に連結することができ、また前記伸縮管
を金属製ベローズとすれば、高い耐熱性を有するシール
機構とすることができる。

【００３４】特に、シール機構を多用しなければならな
い外熱式ロータリーキルンに上記した発明を適用するこ
とは極めて効果的である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るロータリーキルンのシ
ール機構の要部断面図である。

【図２】本発明の実施形態に係るロータリーキルンに対
するシール機構の取付状態を具体的に説明するための概
念図である。

【図３】シール機構の構造を説明するために一部を切り
欠いた状態を斜視的に図示した説明図である。

【図４】ロータリーキルンに使用したシール機構配置の
１例を説明する配置図である。

【図５】外熱式のロータリーキルンに使用したシール機
構配置の１例を説明する配置図である。

【図６】従来のロータリーキルンのシール機構を説明す
るための要部断面図である。

【符号の説明】

１ シール機構 ３ 第２のシールリング ４ 取付座 ７ 第１のシールリング １０ 付勢機 １１ 押付ボルト １２ コイルバネ １５ 伸縮管 ２０ フランジ ２１ フランジ ２２ 伸縮管 １７ 押付リング １００ ロータリーキルン ２０１ ハウジング ２１１ ハウジング ２５０ 回転筒

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータリーキルンの回転部材と固定部材と
   の間に配設したロータリーキルンのシール機構におい
   て、該回転部材の外周に設けられて該回転部材の回転軸
   線に略直交するシール面をその両面に備えた第１のシー
   ルリングと、該固定部材から伸縮管を介して取付けられ
   た取付座に付勢部材を介して連結された第２のシールリ
   ングとを備えて、第１のシールリングを両側から挟みこ
   むようにして第２のシールリングを２枚配置し、該付勢
   部材により第２のシールリングを第１のシールリングに
   押しつけてシール部を形成するロータリーキルンのシー
   ル機構。
2. 【請求項２】前記取付座と前記第２のシールリングとの
   間に伸縮管を配して、該取付座と該第２のシールリング
   との間を気密に連結した請求項１記載のロータリーキル
   ンのシール機構。
3. 【請求項３】前記伸縮管を金属製のベローズとする請求
   項１又は請求項２記載のロータリーキルンのシール機
   構。
4. 【請求項４】前記ロータリーキルンを外熱式のロータリ
   ーキルンとした請求項１から請求項３までいずれか１項
   に記載のロータリーキルンのシール機構。