JP4439146B2

JP4439146B2 - Rotary kiln seal structure

Info

Publication number: JP4439146B2
Application number: JP2001259456A
Authority: JP
Inventors: 正人遠藤; 勝裕山家; 一夫緒方; 俊一三島
Original assignee: Metawater Co Ltd
Current assignee: Metawater Co Ltd
Priority date: 2001-08-29
Filing date: 2001-08-29
Publication date: 2010-03-24
Anticipated expiration: 2021-08-29
Also published as: JP2003075069A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ロータリキルンの回転ドラムの端部と固定カバーケースとの組合せ部におけるシール構造の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明が対象とするロータリキルンは、図２に示すように、対象物を加熱処理する回転ドラム１が入口側と出口側で回転可能に支持され、入口側は固定された入口固定カバーケース１１に、出口側は固定された出口固定カバーケース１２に組み合わされている。そして、加熱対象物はスクリューフィーダ１３によって炉内に送入され加熱処理される。図では、加熱ジャケット１４により間接加熱するよう構成されていて、炉内ガスが外気に漏洩しないよう、また外気が炉内にリークしないよう、回転ドラム１の端部は、両固定カバーケース１１、１２との間においてシール機構１５、１６によって気密に封止されているのである。
【０００３】
このようなロータリキルンのシール構造１５、１６では、入口側、出口側ともに、炉長方向のバネの押し圧で面シールすると、熱膨張によって回転ドラムの全長が変化するのに従いバネ長さも変化するため、押付圧力が温度によって変動することになり、シール効果が不安定になるなどの不具合があった。
【０００４】
また、ステンレス鋼材で構成される回転ドラム１では、１０００ｍｍ当たり約１．８ｍｍ／１００℃の熱伸びが生じることから、全長が数ｍ〜数十ｍに達する実機では、回転ドラムの熱伸びが非常に大きくなるため、バネ方式のシール構造は、初期面圧と定格面圧に大きなずれが生じ、面圧を保持する設計が非常に困難であり、現実には採用できないのが実態であった。また、摺動面にパッキンを介在させるグランドパッキン方式のシール構造が採用されることがあるが、グランドパッキン方式は、原理的に熱伸びに対して制約を受けない構造ではあるが、ロータリキルンのような回転部材と固定部材との摺動部をシールする手段としては、摺動部の面圧を高く保持できないことから、シール性が不充分になりやすく、内部からのガス洩れや、逆に外部空気の炉内への侵入などが生じやすいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するためになされたものであり、ロータリキルンにおいて、熱伸びに無関係に押付圧力が一定で、安定したシール性が維持できるシール構造を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の問題は、ロータリキルンの回転ドラムの少なくとも１方の端部と固定カバーケースとの組合せ部において、回転ドラムに設けたフランジ板と固定カバーケースから伸びる押さえ板との間にシール部材を介装して、ロータリキルン内外をシールするシール構造であって、前記フランジ板とシール部材とを、または前記押さえ板とシール部材とを摺動可能とするとともに、前記固定カバーケースと押さえ板との間に複数のエアシリンダ装置からなる圧力制御手段を設け、また前記シール部材には、摺動するフランジ板または押さえ板に向けて開放した凹溝を設け、その内部に炉内圧よりも高圧の水蒸気を供給したことを特徴とする本発明のロータリキルンのシール構造によって、解決することができる。
【０００８】
本発明は、回転ドラムに設けたフランジ板と、固定カバーケースから複数のエアシリンダ装置からなる圧力制御手段を解して設けた押さえ板との間にシール部材を介装して、ロータリキルン内外をシールするシール構造であるから、回転ドラムの熱伸びは、前記エアシリンダ装置のストロークによって吸収され、温度によって押付圧力が変化することがない。また、前記シール部材には、摺動するフランジ板または押さえ板に向けて開放した凹溝を設け、その内部に炉内圧よりも高圧の水蒸気を供給した構造としたので、内外のガスリークを効果的に防止できる利点が得られるのである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、本発明のロータリキルンのシール構造に係る実施形態について、図１、２を参照しながら説明する。
本発明は、ロータリキルンとして、図２に示すように、対象物を加熱処理する回転ドラム１が入口側と出口側で回転可能に支持され、入口側は固定された入口固定カバーケース１１に、出口側は固定された出口固定カバーケース１２に組み合わされている。そして、加熱対象物はスクリューフィーダ１３によって炉内に送入され加熱処理される。図では、加熱ジャケット１４により間接加熱するよう構成されていて、炉内ガスが外気に漏洩しないよう、また外気が炉内にリークしないよう、回転ドラム１の端部は、両固定カバーケース１１、１２との間においてシール構造によって気密に封止されている点は、従来から知られている構成を前提としている。
【００１０】
そして、本発明の特徴とするところは、図１の要部部分図に示すように、ロータリキルンの回転ドラム１の少なくとも１方の端部と固定カバーケース２との組合せ部において、回転ドラム１の外周を取り巻いて形成したフランジ状の取付板３１と、固定カバーケース２からベローズ２１を介して伸びる、中空環状の押さえ板３２との間に、環状に形成されたシール部材３３を介装して、ロータリキルン内外をシールするシール構造である。
【００１１】
そして、この事例では、前記フランジ板３１とシール部材３３は固定され、前記押さえ板３２とシール部材３３とを摺動可能に配置するとともに、前記固定カバーケース２と押さえ板３２との間に圧力制御手段として複数のエアシリンダ装置３４を設けた点が構造上の特徴と言えるのである。この場合、このエアシリンダ装置３４によって駆動されるピストンロッド３５の先端が前記押さえ板３２に接続されていて、予め定めた押付圧力で押さえ板３２がシール部材３３に押し付けられ、かつ摺動することによって、回転ドラム１の回転動作と、炉内外のシール作用が同時に行われているのである。
【００１２】
この実施形態では、前記フランジ板３１とシール部材３３とを固定し、前記押さえ板３２とシール部材３３とを摺動可能に配置しているが、押さえ板３２とシール部材３３とを固定し、フランジ板３１とシール部材３３とを摺動可能に配置するように変形してもよい。
【００１３】
このように、本発明は、ガス変換システムにおけるロータリキルンタイプの廃棄物熱分解炉に好ましく適用される。この実施形態では、出口部に本発明のシール構造を採用した事例で説明したが、入口部、出口部のいずれか一方に用いれば熱伸びの影響を解消できるから、入口部に用いてもよく、さらには入口部、出口部とも本発明のシール構造を採用してもよいことは、言うまでもない。
【００１４】
また、この図１の実施形態では、シール部材３３は、成形カーボン材により形成され、全周にわたって設けられた凹溝状の蒸気封入部３３ａを形成した断面コ字状に構成して、蒸気封入部３３ａを押さえ板３２に向けて摺動可能に配置されている。
そして、この蒸気封入部３３ａには、外部から３０ｋＰａ程度の水蒸気が導入され、例えば炉内圧１．５ｋＰａに対して大幅なプラス圧を維持すれば、炉内ガスの漏洩を確実に防止するとともに、外部空気が炉内に侵入することも阻止することができる。
【００１５】
さらに、本発明では、その蒸気封入部３３ａに導入された水蒸気が、摺動面において、液化して水膜を形成して、シール部材３３と押え板３２との間の潤滑材として作用し、摺動を円滑にするから回転ドラムの回転動作をよりスムースにすることができるとともに、この水膜が摺動面の相互間の微細な空間を満たしてガスリークを防止するから封止効果をより有効に保持する役割を果たしている。
【００１６】
【発明の効果】
本発明のロータリキルンのシール構造は、以上説明したように構成されているので、回転ドラムの熱伸びをシリンダ装置で吸収するとともに、シール部の押付圧力を一定に維持することが可能となり、安定した一定のシール性能を発揮することができる。また、シール部に水蒸気を導入することにより、炉内がスの漏洩や、外気の炉内リークを確実に遮断でき、炉内圧を正常に保持できるという優れた効果がある。よって本発明は、従来の問題点を解消したロータリキルンのシール構造として、工業的価値はきわめて大なるものがある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための中心線の上方を表す要部断面図。
【図２】本発明が適用されるロータリキルンを例示する断面略図。
【符号の説明】
１回転ドラム、１１入口固定カバーケース、１２出口固定カバーケース、１３スクリューフィーダ、１４加熱ジャケット、２固定カバーケース、２１ベローズ、３１取付板、３２押さえ板、３３シール部材、３４エアシリンダ装置、３５ピストンロッド。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a seal structure in a combined portion of an end portion of a rotary drum of a rotary kiln and a fixed cover case.
[0002]
[Prior art]
As shown in FIG. 2, the rotary kiln targeted by the present invention is supported by a rotary drum 1 for heat-treating an object so as to be rotatable on the inlet side and the outlet side, and the inlet side fixing cover case 11 fixed on the inlet side. In addition, the outlet side is combined with a fixed outlet fixing cover case 12. Then, the object to be heated is fed into the furnace by the screw feeder 13 and heated. In the figure, it is configured to be indirectly heated by a heating jacket 14, and the end of the rotary drum 1 is arranged at both fixed cover cases 11, so that the gas in the furnace does not leak into the outside air and the outside air does not leak into the furnace. 12 is hermetically sealed by the sealing mechanisms 15 and 16.
[0003]
In such rotary kiln seal structures 15 and 16, when both the inlet side and the outlet side are face-sealed by the pressing force of the spring in the furnace length direction, the spring length also changes as the total length of the rotating drum changes due to thermal expansion. For this reason, the pressing pressure fluctuates depending on the temperature, and the sealing effect becomes unstable.
[0004]
In addition, in the rotating drum 1 made of stainless steel, the thermal elongation of about 1.8 mm / 100 ° C. per 1000 mm occurs. Therefore, in an actual machine having a total length of several meters to several tens of meters, the thermal elongation of the rotating drum is extremely high. Therefore, the spring-type seal structure has a large difference between the initial surface pressure and the rated surface pressure, and it is very difficult to design to maintain the surface pressure. In addition, a gland packing type seal structure in which a packing is interposed on the sliding surface may be adopted, but the gland packing type is a structure that is not restricted by thermal expansion in principle, but the rotary kiln As a means for sealing the sliding part between the rotating member and the fixed member, since the surface pressure of the sliding part cannot be kept high, the sealing performance tends to be insufficient, and gas leakage from the inside or conversely There was a problem that external air was likely to enter the furnace.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and provides a seal structure that can maintain a stable sealing performance with a constant pressing pressure regardless of thermal elongation in a rotary kiln.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The above problem is that a seal member is interposed between the flange plate provided on the rotary drum and the pressing plate extending from the fixed cover case in the combined portion of at least one end of the rotary drum of the rotary kiln and the fixed cover case. A seal structure for sealing the inside and outside of the rotary kiln, wherein the flange plate and the seal member, or the pressing plate and the sealing member are slidable, and the fixed cover case and the pressing plate A pressure control means comprising a plurality of air cylinder devices is provided in between, and a concave groove opened toward the sliding flange plate or holding plate is provided in the sealing member, and water vapor having a pressure higher than the furnace pressure is provided therein. the seal structure of a rotary kiln of the present invention which is characterized in that supply can be solved.
[0008]
The present invention provides a rotary kiln inside / outside with a seal member interposed between a flange plate provided on a rotating drum and a holding plate provided from a fixed cover case through a pressure control means comprising a plurality of air cylinder devices. Therefore, the thermal elongation of the rotating drum is absorbed by the stroke of the air cylinder device, and the pressing pressure does not change depending on the temperature. Further, the seal member is provided with a concave groove opened toward the sliding flange plate or holding plate, and has a structure in which water vapor having a pressure higher than the furnace internal pressure is supplied therein, so that gas leakage inside and outside is effective. The advantage that can be prevented is obtained.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment according to the seal structure of the rotary kiln of the present invention will be described with reference to FIGS.
In the present invention, as shown in FIG. 2, the rotary drum 1 is a rotary kiln that is rotatably supported on the inlet side and the outlet side, and the inlet side is fixed to an inlet fixing cover case 11 that is fixed on the inlet side. The outlet side is combined with a fixed outlet fixing cover case 12. Then, the object to be heated is fed into the furnace by the screw feeder 13 and heated. In the figure, it is configured to be indirectly heated by a heating jacket 14, and the end of the rotary drum 1 is arranged at both fixed cover cases 11, so that the gas in the furnace does not leak into the outside air and the outside air does not leak into the furnace. The point of being hermetically sealed with the sealing structure between the two is based on a conventionally known configuration.
[0010]
The feature of the present invention is that, as shown in the fragmentary partial view of FIG. 1, the rotary drum 1 has a rotating drum 1 in a combination part of at least one end of the rotary drum 1 of the rotary kiln and the fixed cover case 2. An annular seal member 33 is interposed between a flange-shaped mounting plate 31 formed by surrounding the outer periphery of the metal plate and a hollow annular pressing plate 32 extending from the fixed cover case 2 via the bellows 21. The seal structure seals the inside and outside of the rotary kiln.
[0011]
In this case, the flange plate 31 and the seal member 33 are fixed, the pressure plate 32 and the seal member 33 are slidably disposed, and a pressure is applied between the fixed cover case 2 and the pressure plate 32. The point that a plurality of air cylinder devices 34 are provided as control means is a structural feature. In this case, the tip of the piston rod 35 driven by the air cylinder device 34 is connected to the pressing plate 32, and the pressing plate 32 is pressed against the seal member 33 and slides with a predetermined pressing pressure. Thus, the rotating operation of the rotary drum 1 and the sealing action inside and outside the furnace are performed simultaneously.
[0012]
In this embodiment, the flange plate 31 and the seal member 33 are fixed, and the presser plate 32 and the seal member 33 are slidably arranged, but the presser plate 32 and the seal member 33 are fixed, You may deform | transform so that the flange board 31 and the sealing member 33 may be arrange | positioned so that sliding is possible.
[0013]
Thus, the present invention is preferably applied to a rotary kiln type waste pyrolysis furnace in a gas conversion system. In this embodiment, the case where the seal structure of the present invention is adopted for the outlet portion has been described. However, if it is used for either the inlet portion or the outlet portion, the influence of thermal elongation can be eliminated, so it may be used for the inlet portion. Furthermore, it goes without saying that the seal structure of the present invention may be employed for both the inlet and outlet.
[0014]
Further, in the embodiment of FIG. 1, the seal member 33 is formed of a molded carbon material, and is configured to have a U-shaped cross section in which a concave groove-shaped steam sealing portion 33a provided over the entire circumference is formed. The part 33a is slidably arranged toward the holding plate 32.
Then, about 30 kPa of water vapor is introduced into the steam sealing portion 33a from the outside. For example, if a large positive pressure is maintained with respect to the furnace pressure of 1.5 kPa, leakage of the furnace gas is reliably prevented, External air can also be prevented from entering the furnace.
[0015]
Further, in the present invention, the water vapor introduced into the steam sealing portion 33a is liquefied on the sliding surface to form a water film, and acts as a lubricant between the seal member 33 and the presser plate 32, Smooth sliding allows the rotating drum to rotate more smoothly, and this water film fills the fine space between the sliding surfaces to prevent gas leaks, making the sealing effect more effective Plays a role to hold on.
[0016]
【The invention's effect】
Since the rotary kiln seal structure according to the present invention is configured as described above, the thermal expansion of the rotary drum can be absorbed by the cylinder device, and the pressing pressure of the seal portion can be kept constant. It is possible to exhibit a certain sealing performance. In addition, by introducing water vapor into the seal portion, there is an excellent effect that the inside of the furnace can reliably block leakage of the soot and outside furnace leak, and the furnace pressure can be maintained normally. Therefore, the present invention has an extremely great industrial value as a seal structure of a rotary kiln that solves the conventional problems.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part showing an upper part of a center line for explaining an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating a rotary kiln to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Rotating drum, 11 Inlet fixed cover case, 12 Outlet fixed cover case, 13 Screw feeder, 14 Heating jacket, 2 Fixed cover case, 21 Bellows, 31 Mounting plate, 32 Holding plate, 33 Seal member, 34 Air cylinder device, 35 Piston rod.

Claims

In a combination portion of at least one end of the rotary drum of the rotary kiln and the fixed cover case, a seal member is interposed between a flange plate provided on the rotary drum and a pressing plate extending from the fixed cover case, and the rotary kiln is rotated. A seal structure that seals the inside and outside of the kiln, wherein the flange plate and the seal member, or the presser plate and the seal member are slidable, and a plurality of air is provided between the fixed cover case and the presser plate. A pressure control means comprising a cylinder device is provided, and the sealing member is provided with a concave groove opened toward the sliding flange plate or pressing plate, and water vapor having a pressure higher than the furnace internal pressure is supplied therein. Characteristic rotary kiln seal structure.