JP4599778B2 - 加熱用ドラムのシール - Google Patents

Description

【０００１】
【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)

1. 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。
2. 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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