JPS63106466A - 摺動ロッドのシール構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、産業上の利用分野 この発明は、装置の内外を仕切る壁体を貫通した摺動ロ
ッドの該貫通部におけるシール構造に関するものである
。

口、従来の技術 摺動するロッドが用いられ、このロッドが装置の壁体を
貫通する部分でシールすることを要するものとして、例
えば石炭等の固体燃料炊きボイラの燃料を給送するため
のストーカの駆動ロッドやパルプ蒸解薬品回収のための
直接苛性化工程に用いられる流動反応炉の分散板の駆動
ロッド等がある。このような装置では、装置の内外の差
圧は比較的小さいために気密性の高いシール構造である
必要はないが、この貫通部が絞り効果を果たして内部の
気体が外部に噴出したり、外部の空気が内部に吸引され
たりする。

固体燃料炊きボイラのストーカの駆動に用いられている
従来の摺動ロッドのシール構造を、開発過程を示した第
６図ないし第８図に従って説明する。

第６図に示すものは、摺動ロッド１が貫通する壁体にハ
ウジング２を設け、このハウジング２内に適宜数の角形
のグランドパツキン３を収容させたものである。そして
、グランド押え４に半径方向の透孔４ａを形成し、この
透孔４ａを通して圧縮空気を送り込むようにしである。

第７図に示すものは、第６図に示したシール構造のうち
透孔４ａは形成せず、ハウジング２と摺動ロッド１とに
わたって石綿で構成した蛇腹状のロッドカバー５を装着
したものである。

第８図に示すものは、摺動ロッド１にカーボン製のパツ
キン６を嵌着し、さらにこのパツキン６に締付ばね７を
嵌装したもので、これらパツキン６および締付ばね７を
ハウジング８内に収容する。

この方法では、パツキン６は常時駆動ロッド１に接触し
ている。

ハ０発明が解決しようとする問題点 しかし、上述した従来のシール構造では、それぞれ次に
述べるような問題がある。

ストーカを駆動するための摺動ロッド１は、ストーカに
よって給送される固体燃料の重量や大きさあるいは積載
位置等によって重心の位置が異なるために、直線的に運
動するものではなく垂直方向、水平方向あるいは斜方向
に揺動しながら運動する。

そのため、第６図に示したものでは、グランドパツキン
３が短期間で潰れてしまう、また、透孔４ａは圧縮空気
中の水分や油分等のために閉塞されてしまい、充分な機
能を果たすことができない。

また、第７図に示すものでは、ボイラから発せられる熱
と摺動ロッド１の繰返し運動のために、ロッドカバー５
が短期間で破損してしまい、またグランドパツキン３も
容易に潰れてしまう。

さらに、第８図に示すものでは、締付ばね７の復元力を
利用して摺動ロッド１の揺動を吸収しようとするもので
あるが、ぜい性の高いカーボン製のパツキン６が常時摺
動ロッド１に接触しているために、該パツキン６が容易
に破損し、締付ばね７も容易に破損してしまう。

また、装置内部が高温の気体で充満されているような場
合には、この気体が外部に噴出し、摺動ロッド１の駆動
装置に使用されている潤滑油に着火したりして安全上好
ましくなく、さらに気体に伴われて内部の塵埃が噴出し
衛生上も好ましくない、安全上および衛生上も良好にな
るように気密性の高いシール構造とすると、部品点数が
多くなって複雑な構造となり、非常に高価なものとなっ
てしまう。

そこで、この発明は、内外の差圧が比較的小さい装置を
外側から内側に貫通して僅かに揺動しながら摺動する摺
動ロッドの、装置を貫通する部分における気密性を比較
的高くシ、シかも寿命を長くしたシール構造を提供する
ことを目的としている。

二０問題点を解決するための手段 そして、上記の目的を達成するため、この発明に係る摺
動ロッドのシール構造は、内外部の差圧が比較的小さい
装置の壁体の一部であって摺動自在な摺動ロッドが貫通
する部分に設けられた該摺動ロッドが遊挿されるパツキ
ンハウジングと、該パツキンハウジングに嵌入され上記
摺動ロッドが遊挿される第１シール部材と、上記パツキ
ンハウジングに遊嵌され上記摺動ロッドに嵌合する第２
シール部材と、上記パツキンハウジングに止着され上記
第２シール部材が第１シール部材に対して摺動するよう
該第１シール部材と第２シール部材とを適宜に押圧する
と共に上記摺動ロッドが遊挿されるパツキン押えとから
なることを特徴とし、さらに、上記第１シール部材と第
２シール部材とをそれぞれ複数として交互に配設したこ
とを特徴としている。

ホ０作用 摺動ロッドに嵌合した第２シール部材によって摺動ロッ
ドに沿った気体の噴出が防止され、該第２シール部材と
第１シール部材との密着によってこれらシール部材間か
らの気体の噴出が防止される。また、第１シール部材と
摺動ロッドの間に間隙があるから、摺動ロッドが揺動し
ても該砦動口ラドに嵌合した第２シール部材がともに揺
動して、第１シール部材と摺動ロッドの間の間隙により
この揺動が吸収される。

へ、実施例 以下、ボイラの燃料供給手段に用いた場合の実施例に基
づいて、この発明に係る摺動ロッドのシール構造を具体
的に説明する。

第５図に、ボイラの概略の断面を示しである。

このボイラの炉は壁体１０によって構成され、内圧が外
圧よりも約１００■Ａｑ大きくなっている。

摺動ロッド１１は、ブツシャ１２、前段ストーカ１３お
よび後段ストーカ１４をそれぞれ駆動するために用いら
れている。ブツシャ１２は石炭や木屑等の固体燃料を前
段ストーカ１３に落下させるもので、摺動ロッド１１は
ボイラの壁体１０を貫通してブツシャ油圧シリンダ１５
に連結され、該ブツシャ油圧シリンダ１５によってほぼ
２００ｓｅｃの周期、はぼ７６０■のストロークで往復
直線運動をする。

固体燃料は燃焼しながら落下するが、未燃のものは前段
ストーカ１３に達する。前段ストーカ１３は３段のスト
ーカ１３ａ、　１３ｂ、　１３ｃが連結されたカスケー
ドストーカで、第１ストーカ１３ａおよび第３ストーカ
１３ｃが下部に設けられた支持ロール１６によって支持
され、第５図上左右方向に往復移動自在とされている。

前段ストーカ１３の下方には灰シュート１７が設けられ
、燃焼後の灰が落下すると共に該灰シュート１７を通っ
て燃焼用空気が供給される。第１ストーカ１３ａの端部
には摺動ロッド１１の先端部が回動自在に連結され、該
摺動ロッド１１が壁体１０を貫通して前段ストーカ油圧
シリンダ１８に連結されている。この前段ストーカ１３
の作動により、前段ストーカ１３がほぼ４０ｓｅｃの周
期、はぼ４６０Ｉのストロークで往復直線運動をする。

前段ストーカ１３の前端下方には後段ストーカ１４が設
けられ、前段ストーカ１３で未燃の燃料がこの後段スト
ーカ１４に送られる。この後段ストーカ１４も３段のス
トーカ１４ａ、　１４ｂ、　１４ｃが連結されたカスケ
ードストーカで、第１ストーカ１４ａおよび第３ストー
カ１４ｃが下部に設けられた支持ロール１９によって支
持され、第５図上左右方向に往復移動自在とされている
。後段ストーカ１４の下方には灰シュート２０が設けら
れ、燃焼後の灰が落下すると共に該灰シュート２０を通
って燃焼用空気が供給される。第１ストーカ１４ａの端
部には摺動ロッド１１が壁体ｌＯを貫通して後段ストー
カ油圧シリンダ２１に連結されている。この後段ストー
カ油圧シリンダ２１の作動により、後段ストーカ１４が
ほぼ２０ｓｅｃの周期、はぼ４８０ｍのストロークで往
復直線運動をする。

第４図に、前段ストーカ１３用の摺動ロッド１１の駆動
手段を示す、壁体１０を貫通して外部に突出した摺動ロ
ッド１１の端部は継手２２を介して油圧シリンダである
前段ストーカ油圧シリンダ１８のピストンロッド１８ａ
に連結されており、該継手２２に取り付けられたリミッ
トスイッチレバー２３によって。

上死点リミットスイッチ２７と下死点リミットスイッチ
２８とをそれぞれ作動させてストロークを決定している
。また、このピストンロッド１８ａには蛇腹状のロッド
カバー２４が被せられ、塵埃等の付着を防いでいる。さ
らに、前段ストーカ油圧シリンダ１８は先端部で軸２５
によって揺動自在に軸支され、この軸２５を支持した架
台２６に載置されている。

そして、摺動ロッド１１が貫通する壁体１０の部分には
パツキンハウジング３１が設けられている。このパツキ
ンハウジング３１には、第１図に示すように、適宜な間
隙３２が形成されて摺動ロッド１１が遊挿されている。

また、このパツキンハウジング３１内には、アスベスト
によって形成された第１シール部材としての第１パツキ
ン３３とテフロンによって形成された第２シール部材と
しての第２パツキン３４が収容されている。この第１パ
ツキン３３の外径寸法はパツキンハウジング３１の内径
寸法とほぼ等しく、また摺動ロッド１１との間に適宜な
間隙３５が形成される内径寸法とされて該摺動ロッド１
１が遊挿されている。また、第２パツキン３４の内径寸
法は摺動ロッド１１の外径寸法とほぼ等しく該摺動ロッ
ド１１が嵌合され、外径寸法はパツキンハウジング３１
の内周面と適宜な間隙３６が形成されるよう該パツキン
ハウジング３１に遊挿される。そして、これら第１パツ
キン３３および第２パツキン３４は交互に配設されてい
る。また、パツキンハウジング３１にはパツキン押え３
７がボルト３９によって止着され、このボルト３９を締
めることによって、上記第２パツキン３４が第１パツキ
ン３３に対して摺動可能な状態となるよう該第１パツキ
ン３３と第２パツキン３４とを適宜に押圧する。なお、
第１図は、これら第１パツキン３３と第２パツキン３４
とが僅かに離隔した状態を示しているが、上記第２パツ
キン３４が第１パツキン３３に対し容易に可能するもの
であれば、離隔せずに接触しているほうが好ましい。

このパツキン押え３７の内径は、摺動ロッド１１との間
に適宜な間隙３８が形成される寸法とされて該摺動ロッ
ド１１が遊挿される。

また、上記第１パツキン３３および第２パツキン３４を
それぞれ第２図ならびに第３図に示す、これらのパツキ
ン３３．３４の一部には半径方向の切り込み３３ａ、　
３４ａが形成されており、パツキンハウジング３１に挿
入したり摺動ロッド１１に嵌合したりする作業を容易に
すると共に、逃げ代としである。

上述のボイラを運転すると、ブツシャ１２、前段ストー
カ１３および後段ストーカ１４を駆動する摺動ロッド１
１がそれぞれの油圧シリンダ１５．１８．２１によって
往復運動をしてパツキンハウジング３１内を摺動する。

このとき、ブツシャ１２、前段ストーカ１３および後段
ストーカ１４に加わる負荷によっては該摺動ロッド１１
は揺動しながら運動する。したがって、該摺動ロッド１
１に嵌合した第２パツキン３４もパツキンハウジング３
１内で揺動し、摺動ロッド１１の軸方向に対し交差する
方向に移動する。しかし、第１パツキン３３と摺動ロッ
ド１１の間および第２パツキン３４とパツキンハウジン
グ３１との間に適宜な間隙３５．３６が形成され、テフ
ロン製の第２パツキン３４はアスベスト製の第１パツキ
ン３３に対して摺動するから、上記第２パツキン３４の
揺動が吸収される。このため、摺動ロッド１１が揺動し
ながら往復運動しても、第１パツキン３３および第２パ
ツキン３４の損傷は少ない、しかも、パツキンハウジン
グ３１の内周面と第１パツキン３３の外周面とが接触し
、摺動ロッド１１の外周面と第２パツキン３４の内周面
とが接触し、さらに第１パツキン３３と第２パツキン３
４とが摺動ロッド１１の摺動方向に押圧されてこれらが
接触するから、気密機能を果たす。

また、第１パツキン３３と第２パツキン３４とが接触し
なくても、差圧が比較的小さい場合には、いわゆるラビ
リンスパツキンの絞り作用と同様に作用して、充分な気
密機能を果たすことができる８本発明者の試作では、約
１０００１００Ｏの差圧のもとでも充分な機能を果たし
たが、第１パツキン３３と第２パツキン３４との重なり
代を調整することにより。

摺動ロッド１１にこれらパツキン３３．３４が与える負
荷を増加させることなく、気密効果を調節することがで
きる。

本実施例では、第１パツキン３３と第２パツキン３４と
を交互に配設したが、摺動ロッド１１の揺動の大きさに
よっては必ずしも交互に配設する必要はない、また、第
１パツキン３３および第２パツキン３４ともに２枚のも
のについて図示したが、装置の内外の差圧に応じてこれ
以上の枚数であっても構わず、本発明者の試作によると
第１パツキン３３および第２パツキン３４ともそれぞれ
７枚を交互に配設したものが、摺動ロッド１１の摺動を
損なわず、充分な気密性を得ることができると共にこれ
ら第１パツキン３３および第２パツキン３４の損傷を少
なくすることができた。さらに、このシール構造が用い
られる箇所の温度条件や摺動ロッド１１の運動周期等に
よって、第１パツキン３３および第２パツキン３４の材
質を変更する。また、第１パツキン３３と第２パツキン
３４の加工精度によっては、切り込み３３ａ、　３４ａ
は不要である。

また、本実施例は、ボイラのプツシ、ヤ、ストーカを例
として説明したが、その他、例えばスートブロワ等にお
けるシール構造にも使泪することができる。あるいは、
固体燃料炊きボイラに限らず、パルプ蒸解薬品回収のた
めの直接苛性化工程に用いられる流動反応炉の分散板の
駆動ロッド等のシール構造として用いることもできる。

ト０発明の詳細 な説明したように、この発明に係る摺動ロッドのシール
構造によれば、パツキンハウジングと第１シール部材と
の間の間隙および摺動ロッドと第２シール部材との間の
間隙によって、摺動ロッドの揺動を吸収することができ
るので、これら第１シール部材および第２シール部材が
破損する機会を極力少なくし、これらの寿命を長くする
ことができる。また、これら第１シール部材と第２シー
ル部材とがロッドの摺動により押圧されると共に、パツ
キンハウジングや摺動ロッドとの間の隙間が極力少なく
なるので気密性の優れたシール構造となる。そのため、
装置の内部からの気体の噴出を防止して、安全性を高め
、また衛生上有利となる。しかも、簡単な構造であると
共に部品点数が少なくてよいから、安価に提供できる。

さらに、第１シール部材および第２シール部材を複数と
して交互に配設すれば、これらの間の接触面積が大きく
なり、より気密性の優れたシール構造となる。また、摺
動ロッドの揺動を吸収する箇所が多くなるので、摺動ロ
ッドはより自由に運動することができ、大きな負荷の変
動を許容できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る摺動ロッドのシール構造を示
す断面図である。第２図は第１シール部材の平面図、第
３図は第２シール部材の平面図である。第４図は、摺動
ロッドの駆動手段の一例を示す側面図である。第５図は
摺動ロッドが設けられる箇所を示した固体燃料炊きボイ
ラの垂直方向の断面図で、一部を省略して示している。 第６図ないし第８図は、従来のシール構造を示したもの
で、第１図に相当する断面図である。 １０・・・壁体　　　　　　　　１１・・・摺動ロッド
３１・・・パツキンハウジング　３２・・・間隙３３・
・・第１パツキン（第１シール部材）３４・・・第２パ
ツキン（第２シール部材）３５・・・間隙　　　　　　
　　３６・・・間隙３７・・・パツキン押え　　　　３
８・・・間隙３９・・・ボルト 第１図 第２図 第３図 手続補正書 昭和６２年１月１６日 昭和６１年特許願第２５１３２２号 ２、発明の名称 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 東京都千代田区丸の内ｌ−４−５ （２３４）　　山陽国策パルプ株式会社代表者　那須忠
己 ４、代理人 東京都千代田区飯田橋４−１−１１ 六洲社ビル４階〒１０２電話２２１−７６９０６、補正
の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 （補正の内容） （１）明細書の第７頁第１０行目に、「約１００閣Ａｑ
Ｊとあるを、 「約５０ａｍＡ（１」 と補正する。 （２）　同じく第８頁第１１行目に、「前段ストーカ１
３Ｊ　とあるを、 ［前段ストーカ油圧シリンダ１８」 と補正する。 （３）　同じく第１０頁第９行目に、「テフロン」とあ
るを、 ［軟鉄（当面ブリキ板）」 と補正する。 （４）同じく第１１頁第９行目に、「容易に可能」とあ
るを。 「容易に可動」 と補正する。 （５）　同じく第１２頁第１２行目に、「テフロン」と
あるを、 「軟鉄（当面ブリキ板）」 と補正する。 （６）　同じく第１３頁第７行目に、「約１０００１０
０Ｏとあるを、 ［約２００ｍＡｑＪと補正する。 （７）　同じく第１４頁第７行目の「変更する。」と「
また、第１パツキン３３」との間に１次の文章を挿入す
る。 「特に、本実施例では、第２パツキン３４の材質として
当面をブリキ板で形成した軟鉄を用いたが、テフロンそ
の他合成樹脂で成型したものであっても構わない、」 （８）　同じく第１４頁第２０行目に、「第１シール部
材」とあるを、 「第２シール部材」 と補正する。 （９）　同じく第１５頁第１行目に、「第２シール部材
」とあるを、 「第１シール部材」 と補正する。 以上

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）内外部の差圧が比較的小さい装置の壁体の一部で
   あって摺動自在な摺動ロッドが貫通する部分に設けられ
   た該摺動ロッドが遊挿されるパッキンハウジングと、該
   パッキンハウジングに嵌入され上記摺動ロッドが遊挿さ
   れる第１シール部材と、上記パッキンハウジングに遊嵌
   され上記摺動ロッドに嵌合する第２シール部材と、上記
   パッキンハウジングに止着され上記第２シール部材が第
   １シール部材に対して摺動するよう該第１シール部材と
   第２シール部材とを適宜に押圧すると共に上記摺動ロッ
   ドが遊挿されるパッキン押えとからなることを特徴とす
   る摺動ロッドのシール構造。
2. （２）上記第１シール部材と第２シール部材とをそれぞ
   れ複数として交互に配設したことを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の摺動ロッドのシール構造。