(57)【要約】【課題】  ロータリーキルンの炉本体と固定部材との間のシールを完全にしかも長寿命に安定して維持できるシール構造を提供する。【解決手段】  第１の構造は、炉本体の周囲に第１のシール板を設け、第１のシール板と摺動する第２のシール板を設け、第１のシール板と第２のシール板を覆うように断面がコの字状のカバーリングを取り付け、さらび第２のシール板とカバーリングの間及びカバーリングと固定部材との間にベローズを設け、これらベローズによりの炉本体と固定部材との間のガスシールを行う構造とした。カバーリングと第１のシール板との間はリニアガイドで接続することとした。第２の構造は、上記第２のベローズに代えて永久磁石と磁性流体を配置する構造とし、永久磁石と磁性流体及びベローズによりガスシールを行う構造とした。第３のシール構造は、第１の構造において第１のシール板と第２のシール板に同極の永久磁石を相対向させて取り付ける構造とした。【選択図】              図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間に配置されたロータリーキルンのシール構造であって、該回転炉本体の外周に回転軸線にほぼ直角に第１のシール板を設け、さらに該第１のシール板と摺動する第２のシール板を設け、該第１のシール板と第２のシール板を断面がコの字状のカバーリングで覆い、該カバーリングの一内面と前記第１のシール板との間にリニアガイドを設け、さらに前記カバーリングとロータリーキルンの固定部材との間に第１のベローズを設けて前記カバーリングと固定部材との間のガスシールをするとともに、前記カバーリングの一内面と前記第２のシール板との間に第２のベローズを設けて前記カバーリングと第２のシール板との間のガスシールをするように構成したことを特徴とするロータリーキルンのシール構造。
【請求項２】
前記第２のシール板と前記カバーリングの一内面の間にスプリングを取付けて、第２のシール板を常に第１のシール板に軽く押しつけるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のロータリーキルンのシール構造。
【請求項３】
ロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間に配置されたロータリーキルンのシール構造であって、該回転炉本体の外周に回転軸線にほぼ直角にシール板を設け、該シール板を断面がコの字状のカバーリングで覆い、該カバーリングの一内面と前記シール板との間にリニアガイドを設け、該カバーリンクの他の内面には永久磁石を取り付け、該永久磁石と前記シール板との間に磁性流体を挿入して、該磁性流体と前記シール板とを摺動させることにより前記シール板とカバーリングとの間のガスシールをするとともに、前記カバーリングとロータリーキルンの固定部材との間にベローズを設けて前記カバーリングと固定部材との間のガスシールをするように構成したことを特徴とするロータリーキルンのシール構造。
【請求項４】
前記磁性流体がフッ素油ベース磁性流体であることを特徴とする請求項３に記載のロータリーキルンのシール構造。
【請求項５】
ロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間に配置されたロータリーキルンのシール構造であって、該回転炉本体の外周に回転軸線にほぼ直角に第１のシール板を設け、さらに該第１のシール板と摺動する第２のシール板を設け、該第１のシール板と第２のシール板を断面がコの字状のカバーリングで覆い、該カバーリングの一内面と前記第１のシール板との間にはリニアガイドを設け、前記第１のシール板と第２のシール板には同じ極性の永久磁石を対向させて微少間隔を保って摺動可能に取り付け、さらに前記カバーリングとロータリーキルンの固定部材との間に第１のベローズを設けて前記カバーリングと固定部材との間のガスシールをするとともに、前記カバーリングの一内面と前記第２のシール板との間に第２のベローズを設けてロータリーキルンの回転部分と固定部分との間のガスシールをするように構成したことを特徴とするロータリーキルンのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、ロータリーキルンのシール構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】  ロータリーキルンでは、回転する円筒状の加熱炉本体内に被処理物を挿入し、円筒を回転することで入口から投入された被処理物を、内筒の傾斜を利用して出口側に移動させつつ加熱処理し、被処理物を出口から排出している。この場合、回転部分と固定部分との間には隙開があるので、隙間から火炎の吹出しやガス漏れあるいは炉内への大気の吸引が起こるので、回転部分と固定部分との間には各種のシール構造が採用されている。【０００３】  従来のロータリーキルンでは、例えば加熱炉両端の円筒が貫通する部分に、シール板を内蔵した環状のシールボックスを設け、このボックス内に加熱炉より高い圧力の空気や不活性ガスを圧送することにより、加熱炉からの火炎の吹出しを防止するようにしている（例えば、特許文献１参照。）。
また、例えば、加熱炉本体に取り付けられた弾性を有する金属製のシール支持板に複数の金属製シールブロックを取り付け、この金属製のシールブロックを回転する加熱炉の端面に接触させるとともに、該シール支持板を加熱炉の回転軸に平行な方向にバネで押しつけてシールブロックを加熱炉の摺動面に押しつけて、回転部分と固定部分との間の隙間をシールする構造も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】  特開昭５３−５６１６７号公報
【特許文献２】  特開平１０−１３２４６３号公報
【０００４】  また、別のより簡単なシール方法としては、図５に示すように入口フード４や出口フード５のような固定部分に、耐熱ゴ厶等の可撓性のある材料で作ったドラムシール２２を取り付け、炉本体１の表面に摺動させる方法が行われている。
また、別のシール方法としては、図６に示すように回転炉本体の外周に回転軸線にほぼ直行した第１のシール板１１を設け、入口フード４もしくは出口フード５の固定部分にはベローズ１６を取り付けて、該ベローズ１６の先端に第２のシール板１２と第３のシール板２３を設け、第２と第３のシール板１２，２３とをスプリング１３を挿入したボルト２４で連結して、第１のシール板１１を第２のシール板１２と第３のシール板２３で挟んで各シール板の摺動面にグリースを塗布し、回転部分と固定部分との間の隙間をシールする構造が採用されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  しかし、図５に示すようなドラムシールを使用する方法では、製作・据付誤差による回転芯のズレのためにシールが不完全になったり、高温による熱変形によって摺動面に間隙が発生し、シールが不完全になる欠点がある。また、摺動面の熱変形によって面圧が局部的に過大となり、摩耗が激しくなってシール部の寿命が短くなり、修繕を頻繁に行わなければならず、稼働率の低下や経費の増大を来す結果となる。また、回転に要する動力も増大する欠点がある。
また、図６に示すような回転部分と固定部分とをバネで抑えて摺動させるシール方式では、製作・据付誤差による回転芯のズレのためにシールが不完全になるのに加え、ベローズの反力により摺動面圧が大きくなり過大圧力が発生して、大口径の加熱炉では摺動部の周速度が早くなるので摩耗が激しく、シール機能の劣化が早い欠点がある。また、グリースの使用量が多くなり、廃グリースの処理も必要となる等の環境状の難点もある。また、回転に要する動力も増大する欠点がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明は、上記欠点を解決するためになされたものであり、比較的簡単な構造で耐久力があり、しかも完全なシールができるロータリーキルンのシール構造を提供するものである。
すなわち、本発明のロータリーキルンのシール構造の一つは、ロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間に配置されたロータリーキルンのシール構造であって、該回転炉本体の外周に回転軸線にほぼ直角に第１のシール板を設け、さらに該第１のシール板と摺動する第２のシール板を設け、該第１のシール板と第２のシール板を断面がコの字状のカバーリングで覆い、該カバーリングの一内面と前記第１のシール板との間にリニアガイドを設け、さらに前記カバーリングとロータリーキルンの固定部材との間に第１のベローズを設けて前記カバーリングと固定部材との間のガスシールをするとともに、前記カバーリングの一内面と前記第２のシール板との間に第２のベローズを設けて前記カバーリングと第２のシール板との間のガスシールをするように構成したシール構造とした。
このシール構造においては、前記第１のシール板とカバーリングの内面の間にはリニアガイドを設けてあるので、ロータリーキルンの偏心回転運動や伸縮が起こってもカバーリングが自由に追随することができ、第１及び第２の２つのベローズ及び第１のシール板と第２の２つのシール板により、ロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間の完全なガスシールを維持することができるようになる。
本発明においては、第２のシール板とカバーリングの一内面の間にスプリングを設けることが好ましい。
このような構造を採用することにより、第１のシール板と第２のシール板とは常に軽く密着して摺動でき、回転炉本体の偏心による固定部材とのズレは、第１のシール板と第２のシール板との摺動面で吸収するので、ガスシールを完全な状態に維持することができる。【０００７】  本発明の他のロータリーキルンのシール構造は、ロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間に配置されたロータリーキルンのシール構造であって、該回転炉本体の外周に回転軸線にほぼ直角にシール板を設け、該シール板を断面がコの字状のカバーリングで覆い、該カバーリングの一内面と前記シール板との間にリニアガイドを設け、該カバーリングの他の内面には永久磁石を取り付け、該永久磁石と前記シール板との間に磁性流体を挿入して、該磁性流体と前記シール板とを摺動させることにより前記シール板とカバーリングとの間のガスシールをするとともに、前記カバーリングとロータリーキルンの固定部材との間にベローズを設けて前記カバーリングと固定部材との間のガスシールをする構造とした。
本発明で使用する磁性流体としては、フッ素油ベース磁性流体が好適に使用できる。【０００８】  本発明のもう一つのロータリーキルンのシール構造は、ロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間に配置されたロータリーキルンのシール構造であって、該回転炉本体の外周に回転軸線にほぼ直角に第１のシール板を設け、さらに該第１のシール板と摺動する第２のシール板を設け、該第１のシール板と第２のシール板を断面がコの字状のカバーリングで覆い、該カバーリングの一内面と前記第１のシール板との間にはリニアガイドを設け、前記第１のシール板と第２のシール板には同じ極性の永久磁石を対向させて微少間隔を保って摺動可能に取り付け、さらに前記カバーリングとロータリーキルンの固定部材との間に第１のベローズを設けて前記カバーリングと固定部材との間のガスシールをするとともに、前記カバーリングの一内面と前記第２のシール板との間に第２のベローズを設けてロータリーキルンの回転部分と固定部分との間のガスシールをする構造とした。
永久磁石の反発力を利用して２枚のシール番を微少間隔に保ってシールするものである。ここで使用する永久磁石としてはＫＳ鋼、ＭＫ鋼、あるいはアルニコ磁石等が利用できる。
【発明の効果】
【０００９】  本発明によればロータリーキルンの回転炉本体と固定部材との間のシール性を長期間安定して確保することが可能となる。また、シール部分のメンテナンスインターバルが飛躍的に伸び、修繕費も削減できるのでコストダウンに寄与することができる。さらに、環境汚染の防止にも役立つようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】  次に、図面を使用して本発明を説明する。
図１は、本発明の対象となるロータリーキルンの全体構造を説明するための断面図である。図１に示す通りロータリーキルン１０は円筒形の炉本体１の周囲にタイヤ２，２を巻き付け、タイヤ２，２をローラー３，３の上に載置して図示省略の駆動装置により炉本体１の中心軸の周りに回転させる構造を採っている。ロータリーキルンで処理すべき原料は、炉本体１の熱源側の一端に設けられた、例えばスクリューコンベヤー等の原料投入装置６により連続的に炉内に供給される。そして炉本体１の転動に伴って順次炉内中央部に移動する過程で加熱され、炭化、焼成、仮焼、焙焼、還元等の各種加熱処理が行われる。処理の終わった製品は、ロータリーキルン他端の排出口から排出される構造となっている。
炉本体１の両端には大気の流入を防止したり、炉本体からのガスが大気中へ放出するのを防ぐため、入口フード４や出口フード５が固定構造物として設けられている。通常、炉本体１は高温で運転され屋外に設置されるので、長さの伸縮や回転軸の偏心を伴っている。したがって、回転する炉本体とこれら固定構造物との間には若干のクリアランスを設けておく必要がある。このクリアランス部分から大気の流入や炉内ガスの放出が起こる。
そこで、図１に示す炉本体１と入口フード４との接合部分Ａや、炉本体１と出口フード５との接合部分Ｂからの気体の出入りを防ぐためのシールが必要となる。【００１１】（第１の実施形態）
図２に本発明の第１の実施形態に係わるシール構造を示す。
図２に示すように、第１の実施形態に係わるシール構造は、炉本体１の外周に回転軸線にほぼ直角に第１のシール板１１を設け、この第１のシール板１１と摺動する第２のシール板１２を設ける。そしてこの互いに摺動回転する第１のシール板１１と第２のシール板１２とを覆うように、断面がコの字状のカバーリングｌ５を配置する。
カバーリング１５の一内面と第１のシール板１１との間にはリニアガイド１４を取り付けて接続する。リニアガイド１４は、円形の鋼製レールに多数の鋼球を組み合わせた構造からなり、円形方向以外の全方向の力に対して固定力を発揮する機能を有する。リニアガイド１４を採用することにより、第１のシール板１１とカバーリング１５に固定されている第２のシール板１２との相対位置を一定に保ち、ロータリーキルンの偏心回転や伸縮にともなって第１のシール板１１に変位が起こってもそれに追随してカバーリングｌ５も移動することが可能となるので、シール状体を維持することができる。【００１２】  さらに、カバーリング１５とロータリーキルンの固定部材である入口フード４（又は、出口フード５）との間には、第１のベローズ１６を前記炉本体１の端部を取り巻くように設け、カバーリング１５と第２のシール板１２との間には第２のベローズ１７を取り付ける。この構造をとることにより、炉本体１と固定部材である入口フード４（又は、出口フード５）との間は、第１のベローズ１６と第２のベローズ１７によってガスシールされる。ロータリーキルンが偏心回転や伸縮を起こしても第２のシール板１２やカバーリング１５は自由に動くことができ、カバーリング１５に固定されている第１のベローズ１６と第２のベローズ１７によってカバーリング１５の動きを吸収するので、完全なガスシールを維持することが可能となる。【００１３】  また、カバーリング１５の一内面と第２のシール板１２の間にスプリング１３を取付け、スプリング１３により第２のシール板１２を第１のシール板１１に常に密着させて摺動させることにより、第１のシール板１１と第２のシール板１２との間のガス漏れをより完全にシールすることが可能となる。
第１のシール板１１と第２のシール板１２との摺動面にはグリースを塗布して、摺動時の摩擦抵抗を低くして運転する。【００１４】  このような方式を採用することにより、第１のシール板１１と第２のシール板１２との間の圧力を一定に調整でき、過大な圧力が発生するのを防ぐことができるので、回転炉本体と固定部材との間のシール性を長期間安定して確保することが可能となり、また、シール部分のメンテナンスインターバルが飛躍的に伸び、修繕費も削減できるのでコストダウンに寄与することができるようになる。さらに、キルン排ガスの漏洩を防止できるので環境汚染の防止にも役立つようになる。【００１５】（第２の実施の形態）
図３に本発明の第２の実施形態に係わるシール構造を示す。
図３に示すように、第２の実施形態に係わるシール構造は、炉本体１の外周に回転軸線にほぼ直角にシール板２０を設け、このシール板２０を覆うように、断面がコの字状のカバーリング１５を配置する。
カバーリング１５の一内面とシール板２０との間にはリニアガイド１４を取り付けて接続する。前述の通り、リニアガイド１４は円形の鋼製レールに多数の鋼球を組み合わせた構造からなり、円形方向以外の全方向の力に対して固定力を発揮する機能を有し、シール板２０と永久磁石１８との相対距離を一定に保つ機能を有する。従ってロータリーキルンの偏心回転や伸縮にともなってシール抜２０に変位が起こってもそれに追随してカバーリング１５も移動することが可能となる。
また、カバーリング１５の一内面には永久磁石１８を取り付け、該永久磁石１８と前記シール板２０との間に磁性流体１９を挿入して、該磁性流体１９と前記シール板２０とを摺動させることによりロータリーキルンの炉本体１とカバーリング１５との間のガスシールをする。
さらに、カバーリング１５と固定部材である入口フード４（又は、出口フード５）の間には、ベローズ２６を前記炉本体１の端部を取り巻くように設け、炉本体１と固定部材である入口フード４（又は、出口フード５）との間はベローズ２６によってガスシールされる。【００１６】  ここで使用する磁性流体とは、例えば強磁性体であるマグネタイト微粒子を界面活性剤を使用して溶媒中に均一分散させたものであり、強磁性と流動性という性質を併せ持つものである。溶媒としては、水、炭化水素油、フッ素油等が利用できるが、本発明においては耐熱性が要求されることから、パーフルオロポリエーテル等のフッ素油溶媒を使用するのが好ましい。【００１７】  図３に示すように鋼鉄製のシール板２０と、カバーリング１５の永久磁石１８との間に磁性流体１９を挿入すると、永久磁石１８とシール板２０との間に構成される磁力線に沿って磁性流体１９が保持されるので、磁性流体１９のシール膜が形成される。本実施形態ではこの磁性流体１９のシール膜とベローズ２６によって炉本体と固定部材である入口フード４（又は、出口フード５）の間の隙間をシールするものである。回転体の動きに追随して磁性流体が変形するので、常に完全なシール状体を維持することができる。【００１８】  磁性流体を使用すれば、固体と液体との摺動となるので摩擦抵抗が極めて小さく、回転動力が少なくてすむほか、摩耗を防止することができるのでシール破損を防ぐことが可能となる利点がある。
図３では永久磁石を１段配置した例を示したが、回転炉内外の圧力差が大きい場合には、永久磁石を多重に配置してシール効果を高めることが有効である。【００１９】  本発明の第２の実施形態に係わるシール構造は、上記のような構造を採ることにより炉本体１の偏心回転や温度変化による伸縮は、主としてベローズ２６で吸収してシール部への影響を軽微にすることができる。また、シール板２０と永久磁石との相対距離を一定に保ったうえで、ベローズ２６、永久磁迢１８及び磁性流体１９によって、炉本体への気体の出入りを封じている。【００２０】（第３の実施形態）
図４に本発明の第３の実施形態に係わるシール構造を示す。
図４に示すように、第３の実施形態に係わるシール構造は、炉本体１の外周に回転軸線にほぼ直角に第１のシール板１１を設け、この第１のシール板１１と摺動する第２のシール板１２を設ける。そしてこの互いに摺動回転するの第１のシール板１１と第２のシール板１２とを覆うように、断面がコの字状のカバーリング１５を配置する。
カバーリング１５の一内面と第１のシール板１１との間にはリニアガイド１４を取り付けて接続する。リニアガイド１４の作用は先の第１の実施例の場合と同様である。
また、第１のシール板１１と第２のシール板１２の互いに向かい合う面に、第１の永久磁石２７及び第２の永久磁石２８を対向させて取り付ける。この時第１の永久磁石２７と第２の永久磁石２８とは、Ｓ−Ｓ極あるいはＮ−Ｎ極のように同じ極が対向するように取り付ける。ここで使用する永久磁石はＫＳ鋼磁石、ＭＫ鋼磁石あるいはアルニコ磁石等最大磁力積の大きな永久磁石を使用する。これらの永久磁石の内、キューリー点の高いものを使用する。ロータリーキルンが乾燥用や仮焼用のように比較的低温で使用される場合には、希土類磁石等も利用できる。【００２１】  また、カバーリングｌ５の一内面と第２のシール板１２の間にスプリング１３を取付け、前記永久磁石２７及び２８の反発力に釣り合う力をスプリングｌ３により与え、第２のシール板１２を第１のシール板１１に常に微少間隔を保ちグリースを塗布して、密着させておくことにより、第１のシール板１１と第２のシール板１２との間のガス漏れをシールすることが可能となる。
永久磁石２７及び２８の取付方法としては、例えば図４に示すように、第１のシール板１１及び第２のシール板１２に窪みを設け、その窪みに永久磁石を埋め込んで裏側からネジ止めして固定すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】  ロータリーキルンの全体構造を説明するための断面図である。
【図２】  本発明の第１の実施形態のシール構造を示す図である。
【図３】  本発明の第２の実施形態のシール構造を示す図である。
【図４】  本発明の第３の実施形態のシール構造を示す図である。
【図５】  従来のシール構造の一例を示す図である。
【図６】  従来のシール構造の他の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２３】  １‥‥炉本体、２‥‥タイヤ、３‥‥ローラー、４‥‥入口フード、５‥‥出口フード、６‥‥原料投入装置、１０‥‥ロータリーキルン、１１‥‥第１のシール板、１２‥‥第２のシール板、１３‥‥スプリンク、１４‥‥リニアカイド、１５‥‥カバーリング、１６‥‥第１のベローズ、１７‥‥第２のベローズ、１８‥‥永久磁石、１９‥‥磁性流体、２０‥‥シール板、２２‥‥ドラムシール、２３‥‥第３のシール板、２４‥‥ボルト、２６‥‥ベローズ、２７，２８‥‥永久磁石
【図１】
2005195198.tif 000003
【図２】
2005195198.tif 000004
【図３】
2005195198.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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