JPH08145569A - 回転炉のシール構造及びシール方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高温処理用の横型回転炉の場合で
生じる、回転する管体と管体両側部に設けられた固定端
との摺動部での不十分な密閉性を改善し、摺動部で用い
るシール用の不活性ガス量を低減することである。 【構成】 回転炉の管体１と管体両端部の固定端４との
摺動部のシール構造において、管体１の円周方向に設置
した管体側摺動部レール６と固定端側摺動部パッキン５
とからなる摺動部を２重に配置し、その２重の摺動部で
密閉された空間１０に不活性ガスを導入し、その不活性
ガス圧を炉内圧より０．５〜２ｍｍＡｑの間で一定に保
持する。 【効果】 本発明により、回転炉のシール部において、
従来の窒素シールの流量を低減し、かつ、従来のシール
方法よりも安定して炉内ガスの漏洩を防止することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高温での還元反応を利
用する回転炉のシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】回転炉の回転する管体の端部のシールに
関する従来技術は、例えば実開昭６０−２８３９６号公
報では、ラビリンスシール、グランドシール、リップ式
シールが示されている。また、特開昭４７−６０３６９
号公報では、セグメントシールが示されている。この他
にも、Ｖシール、ウエアリングシールがある。ラビリン
スシールは、ラビリンス構造による圧力損失により、炉
内圧と炉外圧の圧力差を確保するシールする方法である
が、基本的にこの構造はリークから免れない。グランド
シール、リップ式シール、Ｖシール、ウエアリングシー
ルはどれも何らかの形状を持つパッキンを摺動部に用い
ている。また、セグメントシールは、複数に分割された
セグメントをスプリングで押さえてシールする方法であ
り、上記のパッキンによるシール構造と組み合わせて用
いられる。

【０００３】このようなパッキンを用いるシール方法で
は、摺動部の密閉性がパッキンの性質に大きく依存する
ことになる。従って、パッキンの劣化により密閉性が悪
くなりガス漏洩の増大が起こることがある。また、７０
０℃以上の高温処理を目的とする回転炉のような過酷な
条件では、耐熱性、耐磨耗性、弾力性のすべてを満足す
るパッキンがないため、適当な弾力性を持ち密閉性に優
れているが劣化の速いパッキンを選択するか耐久性はあ
るが密閉性の劣るパッキンを選択するしかない。これら
の他に、窒素ガスをシール部に吹き付ける窒素シールが
あるが、十分なシール性を確保するには多量のシール用
の窒素が必要となるので、回転炉のシール構造への適用
例は少ない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、従来の、回転炉の摺動部にパッキンを用い
るシール装置では不充分な点を解決することである。す
なわち、本発明は、高温炉の場合で起こる不充分な密閉
性を改善し、シール用の不活性ガス量を低減することを
目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、 （１）回転する管体と、管体両端部に設けられた固定端
とからなる横型回転炉のシール構造において、各固定端
と管体との間に摺動部を２重に設け、この両固定端と管
体との間の２重の摺動部により密閉された空間の圧力を
計測する圧力センサーを固定端を介して設置し、さら
に、前記密閉された空間に不活性ガスを導入する導入管
を固定端に設けたことを特徴とする回転炉のシール構造
である。

【０００６】（２）（１）記載の摺動部が、回転炉の管
体の外周面円周方向に設置した管体側レールと、固定端
側に設置したパッキンとからなることを特徴とする回転
炉のシール構造である。

【０００７】（３）横型回転炉の回転する管体と、該管
体内を密閉する管体両端部に設けられた固定端との間の
シール方法において、管体と各固定端との間に摺動部を
２重に設け、この摺動部で密閉された空間に不活性ガス
を導入し、該密閉空間の不活性ガスの圧力を炉内圧より
も＋０．５〜２ｍｍＡｑの間で一定に保つことを特徴と
する回転炉のシール方法である

【０００８】

【作用】一般に、還元雰囲気の回転炉の場合、炉内に大
気が混入すると爆発の危険があるので、炉内圧を大気よ
り高く設定し、炉内圧を常時管理している。したがっ
て、炉内ガスは炉外へ漏洩する方向にある。このことに
対して、本発明では、図２のように回転炉の管体の端部
に炉内と炉外の間に２重の摺動部で密閉された、不活性
ガス雰囲気の空間を設けることにより、炉内雰囲気を炉
外と遮断している。ここで用いる不活性ガスは、炉内の
反応に寄与しないガスのことであり、還元炉の場合に
は、窒素、アルゴン、ヘリウム等を用いることができ
る。

【０００９】また、２重の摺動部の間の空間の不活性ガ
スの圧力は、前記空間に炉内ガスがパッキンの摺動部の
隙間を通して浸入してこないように炉内圧より０．５〜
２ｍｍＡｑ高く設定する。前記空間の圧力は炉内圧に近
い方が不活性ガスの導入量を低減できるので、できる限
り前記空間の圧力を炉内圧と近づける方が良い。しか
し、不活性ガスの圧力は、少なくとも炉内圧より高くな
くてはいけないので、圧力の制御範囲限界として、炉内
圧より０．５ｍｍＡｑ高く設定する。摺動部に用いるパ
ッキンの状況次第では、炉内圧より２ｍｍＡｑまで上げ
ても良いが、２ｍｍＡｑ超に前記空間の圧力を上げても
シールに関しては意味がなく、むしろ炉内への不活性ガ
スの混入量が増大し、炉内雰囲気を希釈し、炉内の反応
速度に影響する恐れがあり、また、不活性ガスの無駄で
もあるので、前記空間の圧力は炉内圧より２ｍｍＡｑ以
下にする設定する。

【００１０】２重の摺動部で密閉された空間に導入する
不活性ガスの流量に関しては、不活性ガス空間の圧力を
炉内圧より０．５〜２ｍｍＡｑ高いだけの流量が必要と
なるので、摺動部に用いるパッキンと回転炉側摺動部の
密閉性が高いほど、不活性ガスの流量は少なくて済む。
パッキンの摺動部の密閉性を高めるためには、パッキン
を直接管体に押しつけるよりも、回転炉管体の円周方向
に管体側摺動部レールを設置し、レールの先端部で固定
端に設置したパッキンを支える構造にしておく。これ
は、時間経過により回転炉に歪みが生じた場合、管体に
直接パッキンを押しつける構造では、パッキンと管体の
間に隙間ができやすいが、摺動部レールでパッキンを支
える構造では隙間ができにくいためである。パッキンの
熱による消耗に関しても、管体に直接パッキンを押しつ
けるよりも、摺動部レールによりパッキンを管体から幾
らかはなしておく方がパッキンの消耗は少なくて済む。
比較的耐熱性の高いパッキンの材質としては、石綿、炭
素材、ガラスヤーン、セラミックファイバー等が適当で
ある。

【００１１】さらに、不活性ガス空間の圧力を一定に保
持した状態での不活性ガスの流量の計測から、摺動部の
パッキンの密閉性程度を把握できる。この不活性ガス流
量はパッキンと管体側摺動部の隙間の断面積を反映する
量であるから、不活性ガスの流量の経時変化からパッキ
ンの劣化の度合いを定量的に把握することができ、パッ
キン交換のタイミングの指標となる。

【００１２】

【実施例】炉内雰囲気ガスとして水素ガス（水素濃度５
０％）を用いる回転炉において本発明を採用した。この
回転炉では、炉内圧を＋２．５ｍｍＡｑに設定し、大気
が炉内へ侵入することを防止している。炉内ガスの炉外
への漏洩については、回転炉シール部周りをフードで覆
い、仮に、シール部から水素が漏洩しても吸引排気でき
るようにしてあり、また、このフード内の水素濃度につ
いては常時モニターできるようにしてある。

【００１３】本発明の採用前は、パッキンによるシール
部と、パッキンによるシール部に窒素ガスを吹き付ける
窒素シールの２段階でシールを行っていた。このとき、
シール用窒素の流量を４００ＬＰＭに設定したところ、
フード内の水素濃度は１．２５±０．７５％の間でばら
ついた。また、パッキンが消耗していくにつれて、フー
ド内の水素濃度のばらつきは激しくなっていった。

【００１４】本発明の採用にあたっては、図２、図３の
ような構造をとった。即ち、回転する管体１と、管体１
の両端部に設けられた固定端４とから成り、各固定端４
と管体１との間に、後述するパッキン５及び管体側摺動
部レール６よりなる摺動部を２重に設る。そして、この
両固定端４と管体１との間の２重の摺動部により密閉さ
れた空間を不活性ガス空間１０として形成し、この不活
性ガス空間１０の圧力を計測するための圧力センサーに
接続する圧力検知用配管１１が固定端４に設けられてい
る。

【００１５】さらに、前記密閉された不活性ガス空間１
０に不活性ガスを導入する導入管９を固定端４に設けて
いる。実施例では、不活性ガスとして窒素ガスを用い、
円周方向に８カ所の窒素ガスを導入する不活性ガス導入
管９を設置した。

【００１６】また、パッキン５は、例えば石綿にステン
レス線材（図示せず）を織り込んだ帯状のものを用い、
回転炉の管体１の管体側摺動部レール６の円周方向にこ
れを１周巻き付ける。このパッキン５の巻き初め端と巻
き終わり端では両端を斜め切りにし重ね合わせ、この重
なり部分をステンレス線材で締め上げる。また、パッキ
ン５は、図２、図３に示す如く、固定端側に設けられた
スプリング軸７に支持されたスプリング８により管体１
に押しつけられ摺動部の密閉性が確保されている。

【００１７】本発明の採用後、シール部３の不活性ガス
（窒素ガス）空間１０は炉内圧より＋０．５ｍｍＡｑ大
きい３．０ｍｍＡｑで制御したところ、窒素流量は４０
ＬＰＭ、フード内の水素濃度は０．３±０．２％とな
り、本発明の採用前に比べ窒素ガス流量を１／１０に低
減し、炉内水素ガスの漏洩に対しても低い濃度で安定し
て抑えることができた。ることができる。

【００１８】なお、上述実施例に於いて、圧力センサー
は特に種類等は限定するものではなく、本発明の圧力範
囲を検知出来るものであれば特に限定するものではな
い。またパッキン等のシール構造も同様に、最良の形態
の例を示したものでこれ以外のシール構造でも良いこと
はいうまでもない。

【００１９】更に、圧力センサー自体はシール部の中に
ある必要はなく、むしろ高温と振動の影響から逃れるた
め安定したところに設置し、計測する空間である不活性
ガス空間から圧力検知用配管を圧力センサーまで設置す
ることが望ましい。ただ、圧力検知用配管は圧力変動時
の応答性を良くするため、配管の長さはできるだけ短く
するほうが良い。

【００２０】

【発明の効果】本発明により、回転炉のシール部におい
て、従来の窒素シールの流量を低減し、かつ、従来のシ
ール方法よりも安定して炉内ガスの漏洩を防止すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】外熱式回転炉の場合の回転炉の配置図である。

【図２】図１の３のシール部に本発明実施例を適用した
拡大詳細図である。

【図３】本発明の回転炉の断面図である。

【符号の説明】

１ 管体 ２ 加熱炉 ３ シール部 ４ 固定端 ５ パッキン ６ 管体側摺動部レール ７ スプリング軸 ８ スプリング ９ 窒素等の不活性ガス導入管 １０ 不活性ガス空間 １１ 圧力検知用配管

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】回転する管体と、管体両端部に設けられた
   固定端とからなる横型回転炉のシール構造において、各
   固定端と管体との間に摺動部を２重に設け、この両固定
   端と管体との間の２重の摺動部により密閉された空間の
   圧力を計測する圧力センサーを固定端を介して設置し、
   さらに、前記密閉された空間に不活性ガスを導入する導
   入管を固定端に設けたことを特徴とする回転炉のシール
   構造。
2. 【請求項２】請求項１記載の摺動部が、回転炉の管体の
   外周面円周方向に設置した管体側レールと、固定端側に
   設置したパッキンとからなることを特徴とする回転炉の
   シール構造。
3. 【請求項３】横型回転炉の回転する管体と、該管体内を
   密閉する管体両端部に設けられた固定端との間のシール
   方法において、管体と各固定端との間に摺動部を２重に
   設け、この摺動部で密閉された空間に不活性ガスを導入
   し、該密閉空間の不活性ガスの圧力を炉内圧よりも＋
   ０．５〜２ｍｍＡｑの間で一定に保つことを特徴とする
   回転炉のシール方法。