JP4137993B2 - 大径回転体の気密装置 - Google Patents
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Description
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、特許文献1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、特許文献2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。
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。
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。
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。
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。
請求項2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。
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12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34、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。
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。
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19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25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。
図2に示すように、大径回転体12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。
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。
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。
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14、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。
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。
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。
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57は、バネ性を有するタイヤ状ゴム環54の両端部55、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。
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。
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18、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。
Claims (2)
- 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1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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