JP4599778B2 - 加熱用ドラムのシール - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、化学機器や廃棄物処理装置に用いられる加熱用ドラムのシールに関する。
【0002】
【従来の技術】
化学機器や廃棄物処理装置に用いられる乾留炉が知られている。乾留炉は横型回転式の加熱用ドラム内に被処理物を投入し、この加熱用ドラムを回転させながら加熱流体で加熱して被処理物を熱分解し、生成した熱分解生成物を排出するようにしたものである。
【0003】
図3はかかる乾留炉の側断面図である。図において、1は加熱用ドラムの1例としての乾留炉でる。2は被処理物投入口、3はスクリューフィダ、4はチャ−などの熱分解生成物排出口である。5は固定体であり、5aは入口側ハウジング、5bは出口側ハウジングである。6aはボイラ排ガスなどの加熱流体入口である。加熱流体の温度は450〜550℃程度である。6bは加熱流体出口である。7は回転体で、7aは外筒、7bは内筒であり、外筒7aと内筒7bとは一体に回転する。加熱流体は、外筒7aと内筒7bとの間の環状の隙間を流れ、内筒7b内に投入された被処理物を加熱する。被処理物は加熱されると乾留ガスを放出して、チャ−などの熱分解生成物になり、乾留ガスは熱留ガス排出口11から外部に流出し、熱分解生成物は排出口4から外部に排出される。8aは外筒7aとハウジング5a、5bとの間のシール、8bはハウジング5a、5bと内筒7bとの間のシールであり、後に詳細に説明する。9は架台、10は駆動モータである。乾留炉1の直径は、1.5〜3m、長さは数〜数十mである。
【0004】
従来のシール8a、8bには種々のものがあるが、その1例として特開平10−2523に開示されたものについて説明する。図4はシール8aに相当するシールの一部断面側面図であり、図5は図4の一部拡大斜視図である。図4に示すように、外筒7aに一端が取り付けられた回転環状部材16a(筒状体)には第1のリング20が取り付けられている。そしてこの第1のリング20の側面に第2のリング22が圧接するように配置されている。第2のリング22は、図5にも示されるように、第1のリング20の側面に圧接される側面22aに潤滑油供給溝23a、23bが同心円状に形成され、この潤滑油供給溝23a、23bには孔24およびパイプ25を介してグリス等の潤滑油が供給されるようになっている。
【0005】
そしてこの第2のリング22の円周方向に所定の間隔を置いて複数個の取付部材26が放射状に設けられ、第2のリング22の両側面に植立した軸27を介して支持ローラ28が取り付けられている。そしてこのように構成された第2のリング22はキャンバスベローズ29を介してハウジング5aの側面に設けた固定環状部材17a(筒状体)に取り付けられ、かつ、取付部材26と固定環状部材17a間にブラケット30を介して配設された圧接手段31によって第1のリング20に圧接している。さらに、固定環状部材17aに取り付けられたガイド部材33の間に前記支持ローラ28を支持させており、第2のリング22の圧接面方向の動きを許容しながら第1のリング20との連れ回りを止めている。
【0006】
圧接手段31は、図4に示すように、ハウジング5aの側面に固定されたブラケット30に取り付けられた外筒37と、この外筒37内に出没可能に挿入された内筒38と、この内筒38を所定の圧力pで矢印b方向へ押圧するばね39とより構成されている。
【0007】
図6は図3のシール8bに相当するシールの一部断面図である。図6はシール機構8bの拡大図であって、内筒7bには第1のリング41が取り付けられるとともに、この第1のリング41の両側面には第2のリング42a、42bが圧接するように取り付けられている。すなわち、ハウジング5bに一端が取り付けられた固定環状体17bにはキャンバスベローズ43aが取り付けられ、このキャンバスベローズ43aに第2のリング42aが取り付けられている。
【0008】
一方、排出口4に一端が取り付けられた固定環状体17cの他端にはキャンバスベローズ43bを介して第2のリング42bが取り付けられている。そして、この第2のリング42a、42bには、図4と同様に円周方向に所定の間隔を有する複数の取付部材44a、44bが設けられ、この取付部材44a、44bを圧接手段45により引き寄せることにより、第1のリング41の両側にそれぞれ第2のリング42a、42bを所定の押圧力pで圧接するように構成している。
【0009】
この圧接手段45は、この例においては、ばね46、外筒47、内筒48およびナット等で構成されている。そして、第2のリング42a、42bは、図4と同様に潤滑油供給溝が形成され、パイプを経てこの潤滑油供給溝にグリス等の潤滑油が供給されるようになっている。そして、この第2のリング42a、42bは、ガイド部材51と支持ローラ52とにより上下方向の位置保持がなされている。
【0010】
以上述べたシール構造は、通常使用のパッキンは高温で焼損するために使用できないこと、大型の装置では熱膨張や熱収縮の変形や変位が大きく、シール機能を維持できないことなどに鑑み案出されたものである。一方、高温で焼損するといわれるグランドパッキンは、主に回転軸の漏れ止めや往復運動するロッドにも広く用いられる。図7はうず巻ポンプに使用したグランドパッキンの取り付け例である。グランドパッキンは、カーボン繊維などを四角に編み込み、グリースや樹脂などを浸み込ませたものが多く使用される。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
図4ないし図6を用いて説明したようなシールでは、グリース潤滑であるため、グリースが炉内に漏れて固化したり、外部に漏れて外観を損ねたりするため、固化物の除去や清掃などの定期的メンテナンスが必要になる。さらに耐熱用グリースは高価であるため、年間数百万円の費用がかかる。一方、グランドパッキンでも500℃程度の耐熱性を持つものもある。
【0012】
本発明は、従来技術のかかる問題点に鑑み案出されたもので、シール面と接触する部品を、耐熱性を持ち、柔軟性および弾力性に優れたグランドパッキンとすることにより、グリースを使用しなくてもすむ加熱用ドラムのシールを提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の加熱用ドラムのシールは、回転式の加熱用ドラムのシールであって、回転体側に設けられたリングと、該リングに対峙して固定体側に設けられたシールボックスと、シールボックス内に径方向に並んで環状に挿入された少なくとも2条のグランドパッキンと、各グランドパッキンを上記リングに押し付ける周方向に分割された押し板と、押し板を押圧するばねとからなるものである。
【0014】
上記押し板にはボルトが植設され、押し板を押圧するばねは該ボルトを囲繞して設けられるのが好ましい。
【0015】
次に本発明の作用を説明する。リングのシール面が回転体などの熱膨張、熱収縮により軸方向に変位しても、押し板を押圧するばねが変形するので、グランドパッキンは平行移動して対応できる。また、リングのシール面が局所的に変形して面振れしても押し板が分割されているため、その部分のばねが伸縮して追従できる。さらにリングのシール面の微少な凹凸に対してはグランドパッキン特有の弾力性で隙間を小さくしてガス漏れを抑制する。また、グランドパッキンは2条以上径方向に並んで設けられているので、突合せ面を互いにずらすことができ、突合せ面からの漏れを防ぐことができる。要するに、これらの熱変形、面振れおよび表面の凹凸などのシール面の動きに対して常に追従することができ、安定した密封性能が確保できる。なお、加熱ガスの温度が500℃程度であっても、放熱によりリングのシール面の部分では200〜250℃程度で、特別に耐熱性の高いグランドパッキンでなくてもよい。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は本発明の加熱用ドラムのシールの断面図である。なお、図1ではシールはリングの両面に設けられているが、左右対称なので、左側の部分の図示は省略してある。図2は図1のA−A矢視図で、押え板の部分の側面図である。これらの図において、60は加熱用ドラムのシールである。本図のシール60は、図3のシール8bに相当するもので、シール60はリング63の両側に設けられている。なお、リング63の片側に設けられている、図3のシール8aに相当するものについては、構造がほぼ同じなので、説明は省略する。
【0017】
61は固定体であり、図3のハウジング5aまたは熱分解生成物排出口4に相当する部分である。62は回転体で、図3の内筒7bまたは外筒7aに相当する部分である。63はリングである。リング63は環状の平板であり、図のように回転体62の外周に立設されたり、図示しないが、回転体62の端部に立設されたりしている。64はシールボックスで、リング63に対峙して設けられている。シールボックス64は、図のように、断面がコ字状の環状の部材で、リング63に対峙する部分にはグランドパッキン65を収容する環状の凹分64cが形成されており、反対側の部分64eは、固定体61に立設された環状の部材61aに、複数のボルト・ナット64aにより、固着されているとともに、それらの間にはガスケット69が挿入されていて気密を保っている。64bはパッキン押さえであり、断面は上下が反対方向に直角に曲がった環状の部材であり、環状の凹部64cと共同してグランドパッキン65を収容する。
【0018】
65はグランドパッキンで、カーボン繊維などを四角に編み込んで形成したものに、樹脂を浸み込ませたものが使用される。グランドパッキン65は、ドラムの径方向に並んで2条取り付けられている。66は押え板で、図2に示すように、周方向に分割されていて、それぞれにボルト66aが立設されていて、ボルト66aを囲繞して設けられたコイルばね67により、押え板66を押圧し、グランドパッキン65をリング63に押し付けている。64dはコイルばね67を収容する丸穴である。66bは位置決め用ナットである。68はリング63とグランドパッキン65との間のシール面、68aはシールボックス64とグランドパッキン65との間のシール面である。
【0019】
次に本実施形態の作用を説明する。リング63のシール面68が回転体62および固定体61の熱膨張、熱収縮により軸方向に変位しても、押し板66を押圧するコイルばね67が変形するので、グランドパッキン65は平行移動して対応できる。また、リング63のシール面68が局所的に変形して面振れしても押し板66が周方向に分割されているため、その部分のコイルばね67が個別に伸縮して追従できる。さらに、リング63のシール面68の微少な凹凸に対してはグランドパッキン65特有の弾力性で隙間を小さくしてガス漏れを抑制する。また、グランドパッキン65は2条以上径方向に並んで設けられているので、突合せ面を互いにずらすことができて、突合せ面からの漏れを防ぐことができる。要するに、これらの熱変形、面振れおよび表面の凹凸などのシール面68の動きに対して、常に追従することができ、安定した密封性能が確保できる。なお、加熱ガスの温度が500℃程度であっても、放熱によりリング63のシール面68の部分では200〜250℃程度で、特別に耐熱性の高いグランドパッキン65でなくてもよい。
【0020】
本発明は以上述べた実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。たとえば、グランドパッキンは2条で図示したが3条以上であってもよい。また、突合せ面の漏れを無くすように工夫すれば、1条であってもよい。また、加熱用ドラムは乾留炉に限らず、高温の気体で粒状物やチップ状の固形物を加熱するものであれば何でもよい。さらに、ばねはコイルばねに限らず、板ばねであってもよい。板ばねを採用する場合は、必ずしもボルト66aは無くてもよい。さらに、加熱用ドラムは横型回転式で無く、竪型回転式などであってもよい。
【0021】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明の加熱用ドラムのシールは、回転体のリングに、ばねによって押し板を介してグランドパッキンを押し付けてシールしているので、従来のようなグリースの漏れが無く、したがって、メンテナンスの手間と費用が節約できるなどの優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の加熱用ドラムのシールの断面図である。
【図2】図1のA−A矢視図で、押し板の側面図である。
【図3】乾留炉の断面図である。
【図4】従来のシールの一部断面、側面図である。
【図5】図4の一部拡大斜視図である。
【図6】従来のシールの一部断面、側面図である。
【図7】グランドパッキンの取付例の断面図である。
【符号の説明】
60 加熱用ドラムのシール
61 固定体
62 回転体
63 リング
64 シールボックス
65 グランドパッキン
66 押え板
67 コイルばね
Claims (2)
- 回転式で内部を流れる加熱流体の温度が550℃以下である加熱用ドラムのシールであって、回転体側に設けられた環状平板のリングと、該リングと対峙して固定体側に設けられたシールボックスと、シールボックス内に径方向に互いに密着して並んで環状に詰め込まれた少なくとも2条のグランドパッキンと、各グランドパッキンを上記リングに押し付ける周方向に分割された押し板と、押し板を押圧するばねとからなり、上記シールボックスには上記リングに対峙する部分にグランドパッキンを収容する環状の凹部が形成されており、グランドパッキンは上記凹部に隙間なく、かつ、突合せ面が周方向に互いにずらして詰め込まれていることを特徴とする加熱用ドラムのシール。
- 上記押し板にはボルトが植設され、押し板を押圧するばねは、該ボルトを囲繞するコイルばねである請求項1記載の加熱用ドラムのシール。
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