JP3942440B2 - 加熱炉装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は加熱炉装置の技術分野に属し、特に、縦型の回転炉体とその上方に位置する固定炉体とを有し、両炉体が相対回転可能でシールされているシール装置を備えた加熱炉装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置としては、添付図面の図２に示されるごとくの装置が知られている。
【０００３】
図において、縦型筒状体をなす回転炉体７０は鉛直な回転軸線７１まわりに回転可能となっている。この回転は、例えば、回転炉体７０の外周に設けられたフランジ（図示せず）により支持された複数の車輪あるいはころが水平面上の環状レール体の面上を転動することにより可能となる。回転駆動は、例えばギア等を介してモータによりなされる。
【０００４】
上記回転炉体７０は上端部に水平面をなす環板状の炉床７２を有している。
【０００５】
上記回転炉体７０の上方には、非回転で上記軸線７１に中心をもつ円筒外周壁８１と断面が「凹」字状の蓋部８２とを有する固定炉体８０が配設されている。上記外周壁８１の下端縁は回転炉体７０の炉床７２の外周縁と隙間を形成するように位置しており、該隙間は水シール装置８４によって両炉体７０，８０を回転可能状態でシールしている。水シール装置８４は、炉床７２の外周（端面）に設けられた環状溝７３へ満たされた水の中に、固定炉体８０の外周に設けられた筒状体８３の下縁が没入していることにより形成されている。かくして、水を介して炉内外は両炉体が回転可能状態で外部からシールされる。
【０００６】
かかる固定炉体８０には周方向の複数位置で炉床７２上の空間へ供給管８５から供給された原料Ｍをバーナ等の加熱ガス供給装置８６からの火焔によって予熱する。予熱された原料Ｍはプッシャー８７の往復動により炉床７２の中央開口７２Ａから順次落下し、回転炉体７０内で熟成され、その下端から冷却後製品として排出される。回転炉体７０の原料内を通過上昇する冷却空気は熟成中の高温原料により昇温され、固定炉体８０内での燃焼に寄与した後、炉床７２上の原料Ｍを通過して、周方向複数位置に設けられた排気管８８から排出される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の公知装置にあっては、水シール装置８４により両炉体７０，８０が相対回転していてもシールされる。しかしながら、この水シール装置にあっては、長期使用による部材の劣化、さらには、蒸発等により水が少なくなったときのシール不良といった問題を生ずることがある。
【０００８】
上記水シール装置８４の環状溝７３そして筒状体８３は、多くの場合、金属で作られている。したがって、両者は水と接触していることにより酸化して錆を発生する。まして、両者は炉内の熱により昇温せられるので、上記酸化の進行が早い。
【０００９】
又、上記水シール装置では、環状溝７３内の水と筒状体８３との接触によりシールするようになっているので、固定炉体８０の外周壁８１の下端縁と炉床７２との隙間は比較的大きくすることができ、それが故に、上記外周壁８１の内周面沿いに落下する粉体が該隙間を経て環状溝７３内の水に混入する傾向にある。この粉体の混入により、水は泥状になって筒状体８３との間の摩擦力を増大したり、あるいは乾燥して固化すると回転自体に支障をきたすこととなる。
【００１０】
次に、炉内外の圧力差により、特に環状溝７３内の水が蒸発等により少なくなっているときには、ガスの洩れが生じてシールの機能が低下する。そして、炉内で落下する粉体が水に混入して泥状となり、さらには固化して既述した支障を惹起する。又、炉体はかなり大径のものが多いので、環状溝７３そしてその中の水へ進入する筒状体８３は、軸方向寸法が周方向位置にて不均一となりがちであり、その場合、周方向の一つの位置では筒状体８３が十分に水の中に入っていても、それと反対の周方向位置ではほとんど入っていないということもあり、そのような部位でシール不良を発生し易い。
【００１１】
本発明は、かかる事情に鑑み、周方向のどの位置でも均一にそして確実にシールできるシール装置を有する加熱炉装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る加熱炉装置は、回転炉体と非回転の固定炉体とを有し、上記回転炉体と固定炉体の一方の炉体で外部から原料の供給を受けて該原料を予熱し、予熱後の原料を他方の炉体へ送り込んで所定の加熱を行うようになっており、回転炉体と固定炉体とが両者の相対回転を許容するシール装置によってシールされた状態で接続されている。
【００１３】
かかる加熱炉装置において、本発明では、シール装置は、回転炉体と固定炉体のそれぞれの外周を包囲するように炉体外周部に取りつけられた金属製の環状体と、両環状体の少なくとも一方に対してその位置そして姿勢の調整を可能とする調整装置を有し、該調整装置によって、両環状体同士が全周にわたりほぼ均一に接面もしくは近接する対向面を、相対回転を許容しつつ調整可能としていることを特徴としている。
【００１４】
このような構成の本発明にあっては、二つの環状体の対向面同士が接面しもしくは近接しているので相対回転可能状態でシールがなされる。炉内外で圧力差があっても両環状体は金属なので、そのシール性は変らない。対向面同士が接面するときには、相対回転中の摩擦があまり大きくならないように低い接圧に設定することが好ましい。又、一方の環状体の材料を他方の環状体に比して軟らかいものとしておくことも一策である。
【００１５】
本発明装置で、周方向の位置で対向面同士の接面状態あるいは隙間が不均一であるときには、調整装置により環状体の姿勢すなわち傾斜を調整することにより均一化される。又、均一でも接圧あるいは隙間が適正でないときには軸線方向に移動調整することにより適正化される。
【００１６】
本発明において、両環状体のうちの一方は回転軸線に対して直角な環状平面を有し、他方は回転軸線に対して平行な円筒体に端面を有し、上記環状平面と上記端面が対向面を形成しているようにすることができる。
【００１７】
上記一方の環状体の環状平面は、水平面として形成される場合、水平な環状溝の底面とすることができ、該環状溝に若干の水を張ることによって、水平面の調整そしてその確認を目視で行うことを容易とする。
【００１８】
本発明の調整装置は、回転炉体とその環状体との間、そして固定炉体とその環状体との間のそれぞれで、環状体を回転軸線方向、任意の半径方向に平行移動、そして任意の半径線まわりに傾斜移動させることを可能とする駆動体とすることができ、その際、駆動体は環状体もしくは該環状体を支持する部材を移動せしめるねじ体とすることができる。駆動体は弾性部材を介して調整装置を調整可能とすることが好ましい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面の図１にもとづき、本発明の実施の形態を説明する。
【００２０】
図１は、加熱炉装置の回転炉体と固定炉体の間に設けられたシール装置を炉体の周部において、炉体の軸線を含む面で断面した縦断面図である。
【００２１】
図１にて、回転炉体１０の上方位置に非回転の固定炉体３０が配設されている。上記回転炉体１０は鉛直な回転軸線１１を中心とする縦型の耐熱性の筒状体をなし、該回転軸線１１まわりに回転可能に支持されて、駆動装置（図示せず）により回転駆動を受けるようになっている。
【００２２】
上記回転炉体１０の上部の外周囲には該回転炉体１０と同心の筒状支持体１２が、環状板１３そしてリブ１４等を介して溶接等によって上記回転炉体１０に固着されている。上記筒状支持体１２の上端外周面にはやはり筒状をなす側体１４が溶接により取りつけられていて、上記筒状支持体１２の上端面に段状部を形成している。さらに、この筒状の側体１４の外周面には周方向の複数位置で、ねじ体１５が溶接により取付けられている。該ねじ体１５の頭部にはナット１６が螺着されている。このねじ体１５には、環状の押え板１７がその孔１８にねじ体１５を受入れるようにして上記側体１４上に配置されており、上記筒状支持体１２の上端面で形成された上記段状部に配された二つのパッキン１９，２０を押えている。
【００２３】
回転炉体１０と筒状支持体１２との間の環状の空間には、上記環状板１３の上方に、回転炉体１０と同心で環状のシール体２１が配設されている。該シール体２１は、本例の場合、断面がＨ型をなす部材２２の上部及び下部に、環状板をなすシール板２３そして受板２４がそれぞれ溶接により固定されている。該受板２４には、周方向の複数位置に、半径方向内外に位置する一対の孔部２４Ａが穿設されていて、該孔部２４Ａが位置する下面にナット２５が溶接により固定されている。
【００２４】
既述した回転炉体１０に固定された環状板１３には、上記孔部２４Ａに対応した位置に同じく孔部１３Ａが穿設されていてここにボルト２６が通されている。該ボルト２６は上記受板２４のナット２５に螺合し孔部２４Ａを貫通している。環状板１３には、一対の孔部１３Ａの間に、他の孔部１３Ｂが穿設されていて、該孔部１４Ａが位置する下面にナット２７が螺合している。該ナット２７のねじ部先端は上記受板２４の下面に当接している。
【００２５】
さらに、上記回転炉体１０に環状板１３そしてリブ１４を介して固着されている筒状支持体１２には、周方向の複数位置に、孔部１２Ａが穿設されていて、該孔部１２Ａが位置する外面にナット２８が溶接により固着されている。該ナット２８にはねじ体２９が螺合しており、このねじ体の先端が上記Ｈ型断面の部材２２の外周面に当接している。
【００２６】
固定炉体３０は上記の回転炉体１０の上方に位置して設けられている。該固定炉体３０は縦型の筒状をなし、その軸線は、本実施形態では、回転炉体１０の回転軸線１１と一致して位置している。この固定炉体３０の下端縁は軸線方向にて上記回転炉体１０の上端縁と近接しているものの離れており、固定炉体３０に対しての回転炉体１０の相対回転を可能としている。
【００２７】
上記固定炉体３０の下部外周面には、環状板のフランジ部３１が溶接により取りつけられている。このフランジ部３１には周方向の複数位置に孔部３２が穿設されていて、溶接されて断面逆Ｌ字状をなす筒状支持体３３が上記孔部３２にてボルト３４によって上記フランジ部３１へ取りつけられている。上記筒状支持体３３は、環状板３５と筒状体３６とを溶接して形成されており、環状体３５には上記孔部３２に対応する位置に３５Ａが穿設されてここに上記ボルト３４が通されており、又、筒状体３６には孔部３６Ａが周方向の複数位置に穿設されていると共に下縁外面に筒状の側体３７が溶接され、さらにこの側体３７にはねじ体３８が溶接により取りつけられている。上記筒状体３６の孔部３６Ａ位置の外面にはナット３９が溶接取付けされており、ここにボルト４０が螺合している。又、上記ねじ体３８には、ナット４１が螺合しており、このナットにより押え板４２が支持されている。上記側体３７の内側には、筒状体３６の下端面と上記押え板４２との間に二つのパッキン４３，４４が保持されている。
【００２８】
上記固定炉体３０と筒状体３６との間には、シール体４５が配設されている。該シール体４５は同心の内筒状体４６と外筒状体４７を上板４８と下板４９で溶接で結合してなる本体の該下板４９に、断面が逆Ｌ字状をなすシール環５０がボルト５１により取りつけられている。外筒状体４７には上記パッキン４３，４４が接面し、又上記ボルト４０の先端が当接している。上記下板４９には孔部が形成されていて、この孔部位置でナット５２が溶接によって固定されており、上記ボルト５１はこのナット５２に螺合することにより上記シール環５０を保持している。このシール環５０の下端縁は、上記回転炉体１０側のシール板２３の上面と接面している。
【００２９】
上記固定炉体３０のフランジ部３１には、固定炉体３０の外面に近い側に、周方向の複数位置で、孔部５３が穿設されており、この孔部５３位置にナット５４が溶接により固定されている。該ナット５４にはボルト５５が螺合している。
【００３０】
一方、既述のシール体４５の上板４８には、上記ボルト５５の位置に対応して周方向の複数位置に短筒体５６が溶接固定されており、該短筒体５６内にばね５７が収められていると共に、該ばね５７上に押え板５８が配置されている。該押え板５８は上記ボルト５５の下端で押されている。
【００３１】
かくして、回転炉体１０側のシール体２１のシール板２３の上面に対して固定炉体３０のシール体４５のシール環５０の下端面が接面し、互いの回転を許容しつつ摺接シールする。シール体４５そしてシール環５０は金属製であり、シール用として水等の液体を用いないので酸化の度合も低く、又、隙間寸法が変化しないので内外圧力差によるシール不良の心配もない。好ましくは、一方、例えばシール環５０が他方たるシール板２３よりも軟材とすれば、摩擦抵抗を小さく抑えられ、又長期使用にもとづく摩耗には、位置修正でもって対応でき、その摩耗が適度になったときには簡単に交換が可能となる。
【００３２】
シール板２３とシール環５０とは、周方向で均一に接面することが好ましく、そのためには次のようにして、調整がなされる。
【００３３】
調整はシール板２３とシール環５０との間で相対的になされるが、主として軸線１１の方向（図にて上下方向）、任意の半径方向、任意の半径線まわりの回転（傾斜）の調整として行われる。
【００３４】
先ず、軸線方向での調整は、回転炉体１０側のシール板２３に対しては、ボルト２７の上方へのねじ込みにより上方へ、ボルト２６の下方への引き戻しにより下方へ、それぞれシール体２１を移動して、そのシール板２３を上下方向で調整する。一方、固定炉体３０側のシール環５０に対しては、ボルト５５の下方へのねじ込みによりシール体４５を下方を移動させてシール板２３との間の接圧を調整する。その際、ばね５７等の弾性部材の弾性力により、摺接時の緩衝作用を得る。上記シール環５０をシール板２３に対して接触せしめることなく両者間に僅かな隙間を残したいときには、シール体４５の下方への位置を所定位置で停止するストッパを設け、かかるシール環に対して下方のシール体２１を調整して上記隙間を形成することもできる。この軸線方向での調整は、周方向の複数箇所に設けられた各ボルトをそれぞれ適宜量回転してねじ込むことによりなされる。
【００３５】
上記シール環５０とシール板２３との間に若干の隙間を残しておく場合、通常炉内の気体はブロワー等により外部へ引かれていて負圧となっているので、上記隙間を通して外気が炉内へ流入し、その流れにより炉内の粉体の炉外への流出そして上記隙間への侵入を防止できる。
【００３６】
次に、半径方向での調整は周方向の複数箇所に設けられたボルト２９そしてボルト４０のうち、必要箇所のものをねじ込みそして直径線方向で対向位置にあるものを緩めて、それぞれシール体２１そしてシール体４５の半径方向位置を調整する。
【００３７】
さらに、傾斜に関しては、ボルト２７もしくはボルト２６、そしてボルト５５を、直径線方向で反対側に位置するもの同士を逆方向にねじ込みそして緩めることによって、シール体２３そしてシール体４５を傾斜させることができる。
【００３８】
かくして、各種方向の調整が可能であり、大径のシール体が周方向でその製作精度そして組立精度が当初得られていなくとも、上記の調整を適宜選択して行うことにより、シール圧の加減そして周方向での均一化を行うこともできる。
【００３９】
上記調整は、調整そしてその確認を容易とするために、上記シール板２３を底面とする環状溝内に水を張って水面のレベルを目視しながら行ってもよい。
【００４０】
本発明は、図示された実施形態には限定されず、種々変形が可能である。図示の例では、固定炉体そして回転炉体共に鉛直な軸線をもつようになっていて原料は前者で予熱そして後者で所定温度までの加熱を受けるようになっていたが、両炉体ともに水平あるいはいずれか一方が水平で他方が鉛直の軸線をもっていてもよく、要は両炉体の接続部分において相対回転を許容するように共通軸線をもっていれば良い。又、固定炉体そして回転炉体のどちらで予熱を行ってどちらでその後の所定の加熱を行うようにしてもよい。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したごとく、本発明は、金属製の環状体をシール体として回転炉体及び固定炉体に取りつけ、両シール体を接面もしくは近接して相対回転を許容しながらシール機能をもつようにしたので、従来の水シールのごとく水分による酸化を受けず、耐熱性にもすぐれ、その結果、シール状態が変動しないので炉内外の圧力差によってもシール性の低下という問題もなく、長期にわたり安定して良好なシールを得る。又、両シール体は、調整装置を有しているために、大径の炉体であっても、シール状態を適正に保て、さらには周方向で均一なシールを得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の加熱炉装置のシール装置についての縦断面図である。
【図２】従来装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１０ 回転炉体
１１ 回転軸線
２１ シール装置（シール体）
２３ 環状体（シール板）
２６ 調整装置（ボルト）
２７ 調整装置（ボルト）
２９ 調整装置（ボルト）
３０ 固定炉体
４０ 調整装置（ボルト）
４５ シール装置（シール体）
５０ 環状体（シール環）
５５ 調整装置（ボルト）

Claims (6)

1. 回転炉体と非回転の固定炉体とを有し、上記回転炉体と固定炉体の一方の炉体で外部から原料の供給を受けて該原料を予熱し、予熱後の原料を他方の炉体へ送り込んで所定の加熱を行うようになっており、回転炉体と固定炉体とが両者の相対回転を許容するシール装置によってシールされた状態で接続されている加熱炉装置において、シール装置は、回転炉体と固定炉体のそれぞれの外周を包囲するように炉体外周部に取りつけられた金属製の環状体と、両環状体の少なくとも一方に対してその位置そして姿勢の調整を可能とする調整装置を有し、該調整装置によって、両環状体同士が全周にわたりほぼ均一に接面もしくは近接する対向面を、相対回転を許容しつつ調整可能としていることを特徴とする加熱炉装置。
2. 両環状体のうちの一方は回転軸線に対して直角な環状平面を有し、他方は回転軸線に対して平行な円筒体に端面を有し、上記環状平面と上記端面が対向面を形成していることとする請求項１に記載の加熱炉装置。
3. 一方の環状体の環状平面は、水平な環状溝の底面であることとする請求項２に記載の加熱炉装置。
4. 調整装置は、回転炉体と該回転炉体に取りつけられた環状体との間、そして固定炉体と該固定炉体に取りつけられた環状体との間のそれぞれで、環状体を回転軸線方向、任意の半径方向に平行移動、そして任意の半径線まわりに傾斜移動させることを可能とする駆動体であることとする請求項１に記載の加熱炉装置。
5. 駆動体は環状体もしくは該環状体を支持する部材を移動せしめるねじ体であることとする請求項４に記載の加熱炉装置。
6. 駆動体は弾性部材を介して調整装置を調整可能となっていることとする請求項４又は請求項５に記載の加熱炉装置。

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