(57)【要約】【課題】外筒が軸方向に大きく熱伸びしても、シール面の摩擦抵抗を小さく抑えることができるようにする。【解決手段】外筒１の端部に取り付けた回転側シールプレート２２に対し押し付けるための固定側シールプレート２３と、出口筒６の端部に取り付けたばね受プレート２４との間に、管体３５を横向きに配置する。管体３５の外側に配した外側コイルばね３６ａを、管体３５の一端開口部のばね受座３３と固定側シールプレート２３との間に介装させる。管体３５の内側に配した内側コイルばね３６ｂを、管体３５の他端の端面板３４とばね受プレート２４との間に介装させ、２段コイルばね構造とする。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内筒とともに回転駆動できるように横向きに配置した外筒と該外筒の端部位置に設置した固定支持筒との境界部に組み付けるようにしてあって、外筒に取り付けたリング状の回転側シールプレートに対し、固定支持筒に取り付けたリング状のばね受プレートとの間に作用させるばね力によってリング状の固定側シールプレートを押し付けるようにしてあるロータリーキルンのシール装置において、上記固定側シールプレートとばね受プレートとの間に、コイルばねを多層に組み合わせて介装させた構成を有することを特徴とするロータリーキルンのシール装置。
【請求項２】
多層のコイルばねを、一端開口部の外周縁にばね受座を張り出させた管体の外側に配した外側コイルばねと、管体の内側に配した内側コイルばねとし、管体のばね受座と固定側シールプレート又はばね受プレートとの間に外側コイルばねを介装させるようにすると共に、内側コイルばねを、管体とばね受プレート又は固定側シールプレートとの間に介装させるようにした請求項１記載のロータリーキルンのシール装置。
【請求項３】
外側コイルばねの外周にガイド管を配置して、該ガイド管を固定側シールプレート又はばね受プレートに固定支持させ、且つ管体の軸心位置にガイドロッドを配置して、該ガイドロッドを、管体の端面板に摺動自在に貫通させると共にばね受プレート又は固定側シールプレートに固定支持させるようにした請求項２記載のロータリーキルンのシール装置。
【請求項４】
外側コイルばねと管体のばね受座との間に、中間ガイド管と中間コイルばねとの組み合せを介在させるようにした請求項３記載のロータリーキルンのシール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は都市ごみ等の廃棄物を熱分解ガス化処理するようにした間接加熱式のロータリーキルンのシール装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、都市ごみ等の廃棄物を微負圧下で且つ不活性雰囲気下で外熱により熱分解し、発生した熱分解ガスと熱分解残渣（炭素分及び灰分）を燃焼・溶融炉で少ない空気量で高温にして燃焼させ、熱分解残渣中の灰分を溶融スラグとして取り出すようにしたガス化・溶融方式が採用されている。
【０００３】
上記廃棄物を熱分解ガス化するために用いられている間接加熱式のロータリーキルンは、図５に一例の概略を示す如く、断熱材を内張り又は外張りして横長とした外筒１を、一端側よりも他端側が低くなるように傾斜させて配置し、該外筒１の両端部の外周面に取り付けたリング状のタイヤ２を支持ローラ３にて支持させて回転できるようにし、且つ回転側となる外筒１の一端側と他端側の両端を、支持台４にて固定支持された固定支持筒としての入口筒５と出口筒６とに、それぞれシール装置７を介して回転自在に接続し、更に、上記外筒１内には、内筒８を同心状に収納させ、該内筒８と外筒１の間に加熱用の熱媒体９を流す加熱流路１０を形成するように内筒８を支持装置１３により外筒１に一体的に支持させて、図示しない回動装置の作動により外筒１と内筒８が一体に回転できるようにすると共に、上記内筒８の一端に接続した供給管１１を上記入口筒５内に、又、内筒８の他端に接続した排出管１２を上記出口筒６内にそれぞれ配置してなるキルン本体Ｉを構成する。又、キルン本体Ｉを構成する上記供給管１１の内側には、給じん機としてのスクリューコンベヤ１５の排出側を、上記入口筒５の外側より端面壁５ａを貫通させて挿入配置し、上記スクリューコンベヤ１５の廃棄物投入側の上部には、投入ホッパ１６を設置し、該投入ホッパ１６内に投入された廃棄物１４をスクリューコンベヤ１５で搬送させて内筒８内に供給させるようにしてある。一方、出口筒６には、内筒８内で熱分解されて発生した熱分解ガス１４ａと熱分解残渣１４ｂを分離して排出させる分離室（出口ホッパ）１９が接続されており、更に、回転側となる供給管１１と固定側となる入口筒５及び上記端面壁５ａとの間、回転側となる排出管１２と固定側となる出口筒６及び分離室１９との間に、それぞれメカニカルシールの如きシール装置２０を備えて、入口筒５と供給管１１との間及び出口筒６と排出管１２との間を加熱流路１０に連通させるようにし、出口筒６に設けた熱媒体入口１７から流入させた熱媒体９を、加熱流路１０に流通させて入口筒５に設けた熱媒体出口１８より流出させるようにすることにより、内筒８内に供給された廃棄物１４を、外熱により加熱、乾燥させて熱分解し、発生した熱分解ガス１４ａは、出口筒６部の排出管１２内を通して分離室１９に移した後、上部から取り出して下流の燃焼・溶融炉に直接送るようにし、又、金属類を含む熱分解残渣１４ｂは、排出管１２内を通して分離室１９に移した後、下部から取り出して金属類の分別工程を経てから燃焼・溶融炉へ送るようにしてある。なお、２１は外筒１の軸方向の位置を拘束するために外筒１の入口筒５側の端部外周面に取り付けたタイヤ２の左右両側面に当接させて配置したサイドローラを示す。
【０００４】
上記ロータリーキルンでは、外筒１及び内筒８のいずれにも軸方向に熱伸びが生ずるものであり、そのため、回転側となる外筒１の両端部と固定側となる入口筒５及び出口筒６との境界部をシール装置７でシールするようにし、更に、回転側となる内筒８の供給管１１の端部と固定側となる入口筒５及びスクリューコンベヤ１５に一体の端面壁５ａとの間、回転側となる内筒８の排出管１２の端部と固定側となる出口筒６及び分離室１９との間をそれぞれシール装置２０でシールするようにし、外筒１及び内筒８が回転しながら熱伸びを起しても、固定側シールプレートをばね力により回転側シールプレートに押し付けて、シール状態を保持することができるようにしてある。
【０００５】
しかし、上記ロータリーキルンの場合、サイドローラ２１によって外筒１の軸方向の位置が拘束されているため、外筒１の熱伸びが主として出口筒６側へ向けて大きく発生することになり、特に、外筒１の外側に断熱材が取り付けてある場合には、外筒１の温度も高くなるので、外筒１の熱伸びが大きくなって、外筒１と固定の出口筒６との境界部に位置するシール装置７は外筒１の大きな熱伸びを吸収しながらシール性を保持しなければならず、回転側と固定側のシールプレートの移動とシール性の確保が大変である。
【０００６】
詳述すると、上記外筒１の熱伸びで変位量が大きくなる外筒１と出口筒６との境界部に組み付けられているシール装置７は、図６に示す如く、外筒１と出口筒６との間に所要の隙間Ｓを形成させるように、外筒１の端部にリング状の回転側シールプレート２２を取り付けると共に、該回転側シールプレート２２に接触させるように対峙させてリング状の固定側シールプレート２３を配置して、該固定側シールプレート２３を、出口筒６側のばね受プレート２４にコイルばね２５を介して支持させるようにする。すなわち、固定側シールプレート２３の外周部と出口筒６の端部に取り付けたリング状のばね受プレート２４の外周部との間にコイルばね２５を介在させるようにし、更に、固定側シールプレート２３の内周部とばね受プレート２４の内周部との間に、上記隙間Ｓを塞ぐために伸縮管２６を介在させて、該伸縮管２６の両端部を取付フランジ２７を介して上記固定側シールプレート２３とばね受プレート２４に取り付けて、外筒１が軸方向に熱伸びしても、コイルばね２５のばね力により固定側シールプレート２３を回転側シールプレート２２に常時押し付けた状態が保持されると同時に伸縮管２６が追従変位できるようにしてある。上記コイルばね２５は、ばね受プレート２４に貫通させて取り付けたボルト２８上のばね受座２９と、固定側シールプレート２３にボルト３０により取り付けたばね受座３１との間に介在させるようにしてある。なお、３２はシールプレート２２，２３によるシール面に給油を行うためのランタンリングを示す。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記シール装置７の場合、可燃性ガスである熱媒体９が漏れないようにするためには、回転側シールプレート２２への固定側シールプレート２３の押付力をある程度以上にする必要があるが、コイルばねの場合、図７に示す如く、伸縮量ｌと押付力Ｆとの関係が線形であって、伸縮量Δｌ１に比例して押付力の増加分ΔＦ１も大きくなることから、外筒１の大きな熱伸びに対応できるように長さの長いコイルばね２５を使用すると、コイルばね２５が圧縮されることに伴い押付力が増大するため、シール面での摩擦力が大きくなり、円滑な回転が阻害されるおそれがある。そのため、ばね定数の小さなコイルばねを使用すると、外筒１の熱伸びが小さい時期におけるシール性の確保に不安が残ることになる。
【０００８】
一方、図８に示す如く、伸縮量ｌと押付力Ｆとの関係が非線形であって、伸縮量Δｌ２（＝Δｌ１）に比例して押付力の増加分ΔＦ２が大きくならない皿ばねを採用することも行われているが、皿ばねの場合、積層長さが伸縮管２６の長さにより決まるため、設置長さが限られてしまい、又、多数の皿ばねを使用するとコストが大幅に増大してしまう問題がある。因に、コイルばねの場合、１炉当たり１０数万円程度であるが、皿ばねの場合、１炉当たり１０００万円弱程度かかってしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、シール性の面では所要の押付力が必要であること、摩擦抵抗の面ではばね定数は小さい方がよいこと、ばねの長さは融通が効くこと、等の要求を満足することができるようなロータリーキルンのシール装置を提供しようとするものである。
【００１０】
【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、内筒と一体に回転駆動できるように横向きに配置した外筒と該外筒の端部位置に設置した固定支持筒との境界部に組み付けるようにしてあって、外筒に取り付けたリング状の回転側シールプレートに対し、固定支持筒に取り付けたリング状のばね受プレートとの間に作用させるばね力によってリング状の固定側シールプレートを押し付けるようにしてあるロータリーキルンのシール装置において、上記固定側シールプレートとばね受プレートとの間に、コイルばねを多層に組み合わせて介装させた構成とし、更に、多層のコイルばねを、一端開口部の外周縁にばね受座を張り出させた管体の外側に配した外側コイルばねと、管体の内側に配した内側コイルばねとし、管体のばね受座と固定側シールプレート又はばね受プレートとの間に外側コイルばねを介装させるようにすると共に、内側コイルばねを、管体とばね受プレート又は固定側シールプレートとの間に介装させるようにした構成とする。
【００１１】
外側コイルばねと内側コイルばねを組み合わせた多層としたことにより、コイル巻数を多くすることができるため、外筒の熱伸びに伴う押付力の増加分を小さくすることができ、シール面の摩擦力を小さくすることができる。
【００１２】
又、外側コイルばねの外周にガイド管を配置して、該ガイド管を固定側シールプレート又はばね受プレートに固定支持させ、且つ管体の軸心位置にガイドロッドを配置して、該ガイドロッドを、管体の端面板に摺動自在に貫通させると共にばね受プレート又は固定側シールプレートに固定支持させるようにした構成とすることにより、コイルばねの伸縮をガイド管とガイドロッドでガイドすることができ、確実な作動が得られる。
【００１３】
更に、外側コイルばねと管体のばね受座との間に、中間ガイド管と中間コイルばねとの組み合せを介在させるようにした構成とすることにより、多段コイルばね構造とすることができ、押付力の増加分をより小さくすることができて、より大きな外筒の熱伸びにも容易に対処できるようになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の一形態として、図５及び図６に示してある内筒８と一体に回転駆動できるように横向きに配置してある外筒１と該外筒１の端部位置に設置してある固定支持筒としての出口筒６との境界部に組み付けられるシール装置７に適用した場合を示すもので、図６に示してある如く、外筒１の端部に取り付けたリング状の回転側シールプレート２２に対し、出口筒６の端部に取り付けてあるリング状のばね受プレート２４との間に作用させるばね力によりリング状の固定側シールプレート２３を押し付けるようにしてあるシール装置において、上記固定側シールプレート２３とばね受プレート２４との間に、一端開口部３３ａの外周縁にばね受座３３を張り出させ他端を端面板３４で閉塞させた管体３５を、上記一端開口部３３ａがばね受プレート２４側を向くように横向きに配置し、該管体３５の外側にばね定数の小さい外側コイルばね３６ａを配置して、該外側コイルばね３６ａをシールプレート２３と管体３５のばね受座３３との間に介装させるようにし、且つ上記管体３５の内側に、外側コイルばね３６ａと同じばね定数の内側コイルばね３６ｂを配置して、該内側コイルばね３６ｂを管体３５の端面板３４内面とばね受プレート２４との間に介装させるようにして、２段コイルばね構造のシール装置とする。
【００１６】
その他の構成は図６に示したものと同じであり、同一部分には同一符号が付してある。
【００１７】
上記構成としてあるため、外筒１が軸方向に熱伸びを起すと、その伸び力が回転側シールプレート２２から固定側シールプレート２３を介し外側コイルばね３６ａ、管体３５、内側コイルばね３６ｂ、ばね受プレート２４に伝えられるため、コイルばね３６ａ，３６ｂが圧縮させられる結果、その圧縮反力であるばね力により固定側シールプレート２３が回転側シールプレート２２に押し付けられる。
【００１８】
一般に、コイルばねのばね定数ｋはコイル巻数Ｎと反比例する（ｋ∝１／Ｎ）ことが知られている。したがって、２段コイルばね３６ａ，３６ｂとすることにより、伸縮量Δｌを一定とした場合、コイル巻数Ｎが増えると、図２に示す如く、ｋは小さくなるため伸縮量Δｌ３（＝Δｌ１）に対する押付力の増加分ΔＦ３（＜ΔＦ１）は小さくなる。すなわち、コイル巻数を、たとえば、これまで１０条であったものを１５条へ増やしても、押付力の増加分は２／３と小さくなる。これにより、長さの長い１本のコイルばねを使用する場合に比して、外筒１が熱伸びしてもシール面での摩擦力を小さくすることができ、又、設置長さに制限のある高価な皿ばねを用いる場合に比して安価に組み付けることができると共に、設置長さを任意に選定することができる。
【００１９】
次に、図３は本発明の実施の他の形態を示すもので、図１に示したものと同様な構成において、管体３５の内側軸心位置にガイドロッド３７を配置して、該ガイドロッド３７の一端をばね受プレート２４に固定支持させると共に、該ガイドロッド３７の他端側を、管体３５の端面板３４に摺動自在に貫通させて管体３５外へ所要量突出させるようにし、且つ外側コイルばね３６ａの外側に、所要長さとしたガイド管３８を管体３５と同芯状に配置して、該ガイド管３８のシールプレート２３側の開口端を塞ぐ端面板３９に外側コイルばね３６ａの一端を当接させ、更に、該端面板３９を、支持ロッド４０を介してシールプレート２３に固定支持させるようにしたものである。なお、上記支持ロッド４０を不要として、外側コイルばね３６ａのばね受座となるガイド管３８の端面板３９をシールプレート２３に直接取り付けるようにしてもよい。
【００２０】
図３に示すように構成すると、外筒１の熱伸び時の外側コイルばね３６ａの圧縮をガイド管３８でガイドすることができると共に、内側コイルばね３６ｂの圧縮に伴う管体３５の変位をガイドロッド３７でガイドすることができる。したがって、確実な作動を得ることができ、信頼性を向上することができる。
【００２１】
次いで、図４は本発明の実施の更に他の形態を示すもので、図３に示したと同様な構成において、外側コイルばね３６ａと管体３５との間に、管体３５よりも大径でガイド管３８よりも小径とした中間ガイド管４１と中間コイルばね３６ｃとを介在させるようにしたものである。すなわち、一端開口部の外周縁にばね受座４２を張り出させ他端を端面板４３で閉塞させた中間ガイド管４１を、管体３５と同様な向きとして管体３５とガイド管３８の間に配置し、該中間ガイド管４１のばね受座４２に外側コイルばね３６ａの一端を当接させるようにし、且つ中間ガイド管４１とその内側の管体３５との間に配した中間コイルばね３６ｃを、中間ガイド管４１の端面板４３と管体３５のばね受座３３との間に介装させるようにし、更に、ガイドロッド３７を、中間ガイド管４１の端面板４３の中心部にも摺動自在に貫通させるようにしたものである。
【００２２】
図４の実施の形態の場合には、コイルばねを多段構造とすることができるので、コイル巻数を更に増加させることができて、押付力の増加分をより小さくすることができることができる。したがって、外筒１の熱伸び量が更に大きい場合でも容易に対処することができる。
【００２３】
なお、図１、図３、図４に示した実施の形態では、外側コイルばね３６ａをシールプレート２３側に、又、内側コイルばね３６ｂをばね受プレート２４側にそれぞれ配置した場合を示したが、これらの関係は逆であってもよいこと、又、図４の実施の形態では、中間ガイド管４１と中間コイルばね３６ｃとの組み合わせを１組用いるようにした場合を示したが、これに限られるものではなく、径の異なるものを順次組み合わせてより多段に構成してもよいこと、更に、実施の形態では、外筒１と出口筒６との境界部のシール装置７に適用した場合について示したが、外筒１と入口筒５との境界部のシール装置７に適用してもよいこと、更に又、内筒８を単筒としたロータリーキルンについて示したが、内筒を周方向に複数備えるようにしたり、あるいは内筒を周方向に複数に区画形成させるようにした多筒形式としたロータリーキルンに採用してもよいこと、その他本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２４】
【発明の効果】
以上述べた如く、本発明のロータリーキルンのシール装置によれば、次の如き優れた効果を発揮する。
（１）内筒と一体に回転駆動できるように横向きに配置した外筒と該外筒の端部位置に設置した固定支持筒との境界部に組み付けるようにしてあって、外筒に取り付けたリング状の回転側シールプレートに対し、固定支持筒に取り付けたリング状のばね受プレートとの間に作用させるばね力によってリング状の固定側シールプレートを押し付けるようにしてあるロータリーキルンのシール装置において、上記固定側シールプレートとばね受プレートとの間に、コイルばねを多層に組み合わせて介装させた構成とし、更に、多層のコイルばねを、一端開口部の外周縁にばね受座を張り出させた管体の外側に配した外側コイルばねと、管体の内側に配した内側コイルばねとし、管体のばね受座と固定側シールプレート又はばね受プレートとの間に外側コイルばねを介装させるようにすると共に、内側コイルばねを、管体とばね受プレート又は固定側シールプレートとの間に介装させるようにした構成としてあるので、回転側シールプレートへの固定側シールプレートの押付力を確保することができて確実なシール性能を得ることができると共に、小さいばね定数のコイルばねを使用することができることから、外筒の熱伸びが大きくてもシール面の摩擦抵抗を小さく抑えることができ、且つ長さの短いコイルばねを組み合わせることができることから、コイルばねの設置長さを任意に選定することができる。
（２）外側コイルばねの外周にガイド管を配置して、該ガイド管を固定側シールプレート又はばね受プレートに固定支持させ、且つ管体の軸心位置にガイドロッドを配置して、該ガイドロッドを、管体の端面板に摺動自在に貫通させると共にばね受プレート又は固定側シールプレートに固定支持させるようにした構成とすることにより、ガイド管とガイドロッドでコイルばねの伸縮をガイドすることができるので、確実な作動が得られて、信頼性の高いものとすることができる。
（３）外側コイルばねと管体のばね受座との間に、中間ガイド管と中間コイルばねとの組み合せを介在させるようにした構成とすることにより、多段コイルばね構造とすることができ、コイル巻数を更に増加させることができて、押付力の増加分をより小さくすることができ、したがって、より大きな外筒の熱伸びにも容易に対処することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のロータリーキルンのシール装置の実施の一形態を示す拡大断面図である。
【図２】２段コイルばね構造を採用した場合のばねの伸縮量と押付力との関係の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の他の形態を示す拡大断面図である。
【図４】本発明の実施の更に他の形態を示す拡大断面図である。
【図５】ロータリーキルンの一例を示す概略図である。
【図６】図５に示すロータリーキルンの外筒の端部と固定の支持筒としての出口筒との間に採用されているシール装置の一例を示す拡大断面図である。
【図７】コイルばねの伸縮量と押付力との関係を示す例図である。
【図８】皿ばねを積層した場合の伸縮量と押付力との関係を示す例図である。
【符号の説明】
１　外筒
５　入口筒（固定支持筒）
６　出口筒（固定支持筒）
８　内筒
２２　回転側シールプレート
２３　固定側シールプレート
２４　ばね受プレート
３３　ばね受座
３４　端面板
３５　管体
３６ａ　外側コイルばね
３６ｂ　内側コイルばね
３６ｃ　中間コイルばね
３７　ガイドロッド
３８　ガイド管
４１　中間ガイド管
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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