(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベース上に固定された静止体と、
前記ベース上で回転自在に支持された回転胴の外周面に連結され、前記回転胴とともに回転する回転支持板と、
前記回転支持板に対して前記回転胴の軸方向に関して離間して配設された固定シール板と、
前記固定シール板と前記静止体とを接続する伸縮自在のエキスパンション部と、
前記回転支持板と前記固定シール板との間に配設されたシール材と、
前記回転支持板と協働し、前記ベースに対して前記固定シール板を静止させた状態で前記回転胴側から前記固定シール板を支持する支持機構と、を備え、
前記支持機構は、前記回転胴のまわりに等間隔で複数配置されるとともに、前記回転支持板を前記固定シール板に対して押し付けるための押付機構を有し、これら各支持機構の押付機構により前記回転支持板を前記固定シール板に対して押し付けることを特徴とする回転体シール装置。
【請求項２】
ベース上に固定された静止体と、
前記ベース上に回転自在に支持されている回転胴の外周面に同軸に連結されて、前記回転胴とともに回転する環状の回転支持板と、
前記回転支持板に対し前記回転胴の軸方向に離間して同軸に配設された環状の固定シール板と、
前記固定シール板と前記静止体とを接続する軸方向および径方向に伸縮自在なエキスパンション部と、
前記回転支持板と前記固定シール板との間に配設されたシール材と、
前記回転支持板と協働し、前記ベースに対して前記固定シール板を静止させた状態で前記回転胴側から前記固定シール板を支持する支持機構と、を備え、
前記回転支持板は、前記回転胴と同軸な外筒部分を有し、
前記支持機構は、前記固定シール板に固定されて前記軸方向と平行に延びる、前記外筒部分のまわりに等間隔に配置された複数のシャフトと、これらのシャフトにより前記軸方向と平行な軸線の回りにそれぞれ回転自在に支持されて前記回転支持板の外筒部分の外筒面上を転動する複数の軸受とを有している、ことを特徴とする回転体シール装置。
【請求項３】
前記回転支持板を前記固定シール板に向かって押し付けるための押圧機構をさらに備え、
前記回転支持板は、前記外筒部分に連設されて径方向に延びる鍔部を有し、
前記押圧機構は、前記軸受を前記固定シール板に向かって前記軸方向に付勢することにより、前記軸受の外輪を前記鍔部に押圧するばねを有していることを特徴とする請求項２に記載の回転体シール装置。
【請求項４】
前記ベースに対して前記固定シール板が回転しないよう保持する廻り止め機構をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転体シール装置。
【請求項５】
前記エキスパンション部の内側に配置され前記シール材への熱の流れを遮る断熱材をさらに備えたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転体シール装置。
【請求項６】
前記支持機構は、前記回転胴のまわりに等間隔で３箇所に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の回転体シール装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転体をシールする回転体シール装置に係り、とりわけ、回転炉等で用いられる回転胴（回転体）とフード（静止体）との間をシールする回転体シール装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、炉床回転炉やパイプ状回転炉、キルンドラム炉等の回転炉においては、廃棄物等が投入される回転胴（回転体）とフード（静止体）との間をシール装置によりシールしている。
【０００３】
ここで、回転胴およびフードはともにベース上で支持されているが、このうち回転胴は変形や熱伸縮等により軸方向または径方向へ変位しやすい。このため、このような変位に伴って回転胴とフードとの間の相対的な位置関係も変化しやすく、これら両者の間をシールすることが困難である。なお、このような回転胴の変位量は、回転胴の径が大きくなればなるほど、また回転胴（回転炉）の加熱温度が高くなればなるほど大きくなるものであり、それに伴って回転胴のシールは困難となる。また、回転胴（回転炉）の運転圧力が負圧または加圧で高くなればなるほど回転胴のシールは困難となる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような問題点を解消する手法としては、シール装置として、ばね鋼製の羽根型シール構造を用いる手法が知られている（特開昭６０−１５９５８５号公報参照）。
【０００５】
しかしながら、上記ばね鋼製の羽根型シール構造は、回転胴等に対してばね板を１枚１枚張り付ける構造であるので、ばね板とばね板とが重なっている部分の隙間や、ばね板と回転胴との間の曲率の差異による両者の隙間等からの漏れが多く、気密性の高いシールを得ることが非常に困難であるという問題がある。
【０００６】
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、回転胴の径または加熱温度が大きく、また回転胴（回転炉）の運転圧力が負圧または加圧で高い場合でも、回転胴の変形や熱伸縮等による径方向または軸方向への変位に効果的に追従することができる、信頼性および安全性に優れた回転体シール装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ベース上で回転自在に支持された回転胴の外周面に連結され、前記回転胴とともに回転する回転支持板と、前記回転支持板に対して前記回転胴の軸方向に関して離間して配設された固定シール板と、前記回転支持板と前記固定シール板との間に配設されたシール材と、前記回転支持板と協働し、前記ベースに対して前記固定シール板を静止させた状態で前記回転胴側から前記固定シール板を支持する支持機構とを備えたことを特徴とする回転体シール装置を提供する。
【０００８】
なお、本発明においては、前記支持機構は前記回転支持板を前記固定シール板に対して押し付けるための押付機構を有することが好ましい。なお、前記支持機構は前記回転胴のまわりに等間隔で複数配置され、これら各支持機構の押付機構により前記回転支持板を前記固定シール板に対して押し付けることが好ましい。
【０００９】
また、本発明においては、前記支持機構は前記回転胴のまわりに複数配置され、このうち前記回転胴の上方に配置された上部支持機構により前記回転胴側から前記固定シール板を支持することが好ましい。なお、前記上部支持機構は前記回転胴に関して左右対称に少なくとも一対配置されていることが好ましい。
【００１０】
さらに、本発明においては、前記ベースに対して前記固定シール板が回転しないよう保持する廻り止め機構をさらに備えたことが好ましい。また、前記ベース上に固定された静止体と、前記固定シール板と前記静止体とを接続する伸縮自在のエキスパンション部とをさらに備えたことが好ましい。さらに、前記エキスパンション部の内側に配置され前記シール材への熱の流れを遮る断熱材をさらに備えたことが好ましい。さらにまた、前記固定シール板および前記静止体にそれぞれ取り付けられ前記断熱材を支持する一対の断熱材保持板をさらに備え、前記各断熱材保持板は前記回転胴の径方向に関して異なる位置に配置されていることが好ましい。
【００１１】
本発明によれば、支持機構により固定シール板を回転胴側から支持するので、固定シール板をベースに固定して支持する必要がなくなる。このため、回転胴が変形や熱伸縮等により径方向または軸方向に変位した場合でも、これらの変位に容易に追従することができ、信頼性および安全性を向上させることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、支持機構の押圧機構により回転支持板を固定シール板に対して押し付けることにより、回転支持板とシール材とを常に密着した状態で摺動させることができる。このため、回転胴が変形や熱伸縮等により径方向または軸方向に変位した場合でも、これらの変位に容易かつ確実に追従することができ、信頼性および安全性をさらに向上させることができる。
【００１３】
さらに、本発明によれば、支持機構を回転胴のまわりに等間隔で複数配置し、これら各支持機構の押付機構により回転支持板を固定シール板に対して押し付けることにより、固定シール板と回転支持板との間に配設されたシール材を周方向に関して常に均等な圧力で押圧することができ、シール材のシール性能を向上させることができる。
【００１４】
さらにまた、本発明によれば、支持機構を回転胴のまわりに複数配置し、このうち回転胴の上方に配置された上部支持機構により回転胴側から固定シール板を支持することにより、固定シール板を回転胴側から容易に支持することができる。なお、上部支持機構を回転胴に関して左右対称に少なくとも一対配置することにより、固定シール板を回転胴側から容易かつ確実に支持することができる。
【００１５】
なお、本発明によれば、固定シール板に対応して廻り止め機構を設けることにより、ベースに対して固定シール板が回転しないよう保持することができる。また、ベース上に固定された静止体と固定シール板とを伸縮自在のエキスパンション部を介して接続することにより、固定シール板の径方向または軸方向への変位をエキスパンション部により吸収することができる。さらに、エキスパンション部の内側にシール材への熱の流れを遮る断熱材を配置することにより、シール材の温度を低く保ってシール材の摩耗特性を向上させることによりシール材の寿命を長くすることができる。さらにまた、固定シール板および静止体にそれぞれ取り付けられた一対の断熱材保持板（回転胴の径方向に関して異なる位置に配置されている）により断熱材を支持することにより、固定シール板の径方向または軸方向への変位を、回転胴の径方向に関して異なる位置に配置された各断熱材支持板の離間または近接により吸収することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
【００１７】
図１および図２は本発明による回転体シール装置の一実施の形態を示す図である。図１は回転体シール装置を回転胴の軸方向から見た図、図２は図１のII−II線に沿った断面図である。
【００１８】
図１および図２に示すように、回転体シール装置１０は、回転炉等で用いられる回転胴（回転体）１とフード（静止体）２１との間をシールするものである。ここで、回転胴１はベース１２上でローラ（図示せず）等を介して回転自在に支持され、フード２１はベース１２上に固定されている。
【００１９】
図１および図２において、回転体シール装置１０は、回転胴１の外周面に連結された回転支持板３と、回転支持板３に対して回転胴１の軸方向に関して離間して配設された固定シール板８と、回転支持板３と固定シール板８との間に配設されたシール材２４とを備えている。
【００２０】
このうち、回転支持板３は、回転胴１の外周面に設けられた環状のフランジ２に複数のボルト４を介して固着されており、回転胴１とともに回転するようになっている。なお、回転支持板３は、その外周部に環状の外筒面６および鍔部７を有している。また、固定シール板８は、伸縮自在の筒状のエキスパンション部２３を介してフード２１に接続されている。
【００２１】
ここで、固定シール板８の回転支持板３側の表面には溝部８ａが設けられており、この溝部８ａ内にシール材２４が配設されるようになっている。シール材２４は回転支持板３と摺接して回転胴１の内外を区画するものであり、５００℃程度の高温に耐えることができるものである。シール材２４としては例えば、炭化繊維パッキンや、日本ピラー社製のマーク３−６７１１（商品名）等を用いることができる。
【００２２】
また、固定シール板８とフード２１とを接続するエキスパンション部２３の内側にはシール材２４への熱の流れを遮る断熱材１４，２７が配置されており、シール材２４の温度を低く保ってシール材２４の摩耗特性を向上させることによりシール材２４の寿命を長くすることができるようになっている。なお、回転支持板３には断熱材ホルダ１３が取り付けられており、断熱材ホルダ１３と回転胴１との間に断熱材１４が配置されている。また、固定シール板８およびフード２１にはそれぞれ断熱材保持板２２ａ，２２ｂが取り付けられており、これら各断熱材保持板２２ａ，２２ｂにより断熱材２７が支持されるようになっている。なお、各断熱材保持板２２ａ，２２ｂは回転胴１の径方向に関して異なる位置に配置されており、回転胴１の径方向および軸方向の変位を吸収することができるようになっている。なお、断熱材１４，２７としては、ガラスフェルトやセラミックフェルト等を用いることができる。また、断熱材ホルダ１３は必ずしも回転支持板３に取り付ける必要はなく、回転胴１に取り付けるようにしてもよい。
【００２３】
さらに、固定シール板８には複数のローラ支持機構５１，５２，５３が取り付けられている。ローラ支持機構５１，５２，５３は回転支持板３の外筒面６および鍔部７に接触するよう回転胴１のまわりに等間隔に配置されている。なお、回転胴１の上方に配置された一対のローラ支持機構（上部支持機構）５１，５２は回転胴１に関して左右対称に配置されており、回転支持板３と協働することにより、ベース１２に対して固定シール板８を静止させた状態で回転胴１側から固定シール板８を支持することができるようになっている。
【００２４】
なお、各ローラ支持機構５１，５２，５３は、固定シール板８にナット１６ａ，１６ｂを介して固定されたシャフト１５と、シャフト１５に回転自在に取り付けられた軸受１１とを有している。軸受１１は、内輪１１ａと、外輪１１ｂと、内輪１１ａおよび外輪１１ｂの間に配置されたボール１１ｃとを有している。外輪１１ｂの外周面は回転支持板３の外筒面６に当接している。
【００２５】
シャフト１５には、このような軸受１１とともに、スペーサ１７およびスプリングホルダ１８が取り付けられている。スプリングホルダ１８内にはばね１９が配置されており、シャフト１５の先端に取り付けられたスタッド２０およびナット２６によりスプリングホルダ１８を締め込むことができるようになっている。なお、軸受１１およびスペーサ１７の内径はシャフト１５の外径よりも若干大きく設定されており、シャフト１５に対して軸受１１およびスペーサ１７が滑るようになっている。ここで、スプリングホルダ１８、ばね１９、スタッド２０およびナット２６により押付機構が構成されている。
【００２６】
なお、回転体シール装置１０は、ベース１２に対して固定シール板８が回転しないよう保持する廻り止め機構９をさらに備えている。廻り止め機構９は、ベース１２上に固定されたシャフト２８と、シャフト２８に回転自在に取り付けられた軸受２９と、固定シール板８に取り付けられるとともに軸受２９を挟み込むよう配置された一対のガイド板３３ａ，３３ｂとから構成されている。なお、シャフト２８に取り付けられた軸受２９は、その一側面（図１の上側面）と固定シール板８との間に隙間をあけて配置されている。また、当該軸受２９は、その外周面とガイド板３３ａ，３３ｂとの間に隙間をあけて配置されている。なお、回転胴１が一方向にのみ回転する場合には、ガイド板３３ａ，３３ｂのうちの一方のみを設けることが可能である。例えば、図１において、回転胴１が時計回りに回転する場合には左側のガイド板３３ｂのみを設け、回転胴１が反時計回りに回転する場合には右側のガイド板３３ａのみを設けるようにするとよい。
【００２７】
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
【００２８】
図１および図２に示す回転体シール装置１０において、固定シール板８に取り付けられたローラ支持機構５１，５２，５３のうち、回転胴１の上方に配置されたローラ支持機構５１，５２は、軸受１１の外周面が回転支持板３の外筒面６に当接しており、軸受１１、シャフト１５およびナット１６ａ，１６ｂを介して回転支持板３の外筒面６上で固定シール板８を支持している。ここで、回転胴１の回転に伴って回転支持板３の外筒面６が時計回りまたは反時計回りのいずれかの方向に回転すると、ローラ支持機構５１，５２の軸受１１は回転支持板３の外筒面６の回転に伴って回転する。また、固定シール板８に取り付けられたガイド板３３ａ，３３ｂはベース１２上のシャフト２８に取り付けられた軸受２９と接触する。これにより、回転支持板３およびローラ支持機構５１，５２により、回転胴１側から固定シール板８を支持することができるとともに、固定シール板８をベース１２に対して回転しないよう保持することができる。
【００２９】
また、回転胴１のまわりに等間隔で配置されたローラ支持機構５１，５２，５３は、スプリングホルダ１８内に配置されたばね１９によりスペーサ１７を押し付けている。スペーサ１７はシャフト１５上を滑って軸受１１の内輪１１ａを押し付け、軸受１１の内輪１１ａはボール１１ｃを介して外輪１１ｂに軸方向への力を伝達する。ここで、軸受１１の外輪１１ｂは回転支持板３の鍔部７に当接し、回転支持板３を固定シール板８に対して押し付ける。これにより、シール材２４のシール面圧を十分に確保して回転支持板３とシール材２４とを常に密着した状態で摺動させることができる。
【００３０】
なお、ローラ支持機構５１，５２，５３は、回転胴１のまわりに等間隔で配置されている。また、各ローラ支持機構５１，５２，５３において、スプリングホルダ１８とスペーサ１７とが接触するまでスタッド２０およびナット２６を締め込むようにすることにより、ばね１９の付勢力を一定に保つことができる。これにより、固定シール板８と回転支持板３との間に配設されたシール材２４を周方向に関して常に均等な圧力で押圧することができ、シール材２４のシール性能を向上させることができる。
【００３１】
ここで、回転胴１が変形や熱伸縮等により径方向に変位した場合には、ローラ支持機構５１，５２により回転支持板３の外筒面６上で支持された固定シール板８が回転支持板３の径方向への変位に追従して移動する。このとき、エキスパンション部２３は固定シール板８の径方向への変位を吸収し、また断熱材支持板２２ａ，２２ｂも固定シール板８の径方向への変位を吸収するよう径方向に関して離間または近接する。また、固定シール板８と廻り止め機構９の軸受２９との間には隙間があり、またローラ支持機構５３と回転支持板３の外筒面６との間にも隙間があるので、この隙間により固定シール板８の径方向への変位を吸収することができる。
【００３２】
また、回転胴１が変形や熱伸縮等により軸方向に変位した場合には、各ローラ支持機構５１，５２，５３により回転支持板３が押し付けられた固定シール板８が回転支持板３の軸方向への変位に追従して移動する。このとき、エキスパンション部２３は固定シール板８の軸方向への変位を吸収し、また断熱材保持板２２ａ，２２ｂも固定シール板８の軸方向への変位を吸収するよう軸方向に関して離間または近接する。また、軸受２９とガイド板３３ａ，３３ｂとの間には隙間があるので、軸受２９がガイド板３３ａ，３３ｂに沿って軸方向に移動することにより固定シール板８の軸方向への変位を吸収することができる。
【００３３】
このように本実施の形態によれば、ローラ支持機構５１，５２により固定シール板８を回転胴１側から支持するとともに、ローラ支持機構５１，５２，５３により回転支持板３を固定シール板８に対して押し付けているので、固定シール板８をベース１２に固定して支持する必要がなくなり、また回転支持板３とシール材２４とを常に密着した状態で摺動させることができる。このため、回転胴１が変形や熱伸縮等により径方向または軸方向に変位した場合でも、これらの変位に容易に追従することができ、信頼性および安全性を向上させることができる。
【００３４】
他の実施の形態
図３は図１および図２に示す回転体シール装置の他の実施の形態を示す図である。図３に示す回転体シール装置は、回転胴の下方に配置されたローラ支持機構が回転胴の径方向に関して移動自在に支持されている点を除いて、他は図１および図２に示す回転体シール装置と略同一である。図３に示す回転体シール装置において、図１および図２に示す回転体シール装置と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３５】
図３に示す回転体シール装置１０′において、回転胴１の下方に配置されたローラ支持機構（下部支持機構）５３は、回転胴１の径方向に関して移動自在に支持され、シャフト１５に取り付けられたシャフト３１、スプリングボックス３０およびばね３２により回転支持板３の外筒面６に対して付勢されている。これにより、回転胴１が変形や熱伸縮等により径方向に変位した場合でも、回転支持板３の外筒面６とローラ支持機構５３とを常に接触した状態に保つことができ、回転胴１のより大きな径方向への変位にも対応することができる。なお、図１および図２に示す回転体シール装置１０において、固定シール板８の重量等が比較的重く、回転支持板３の回転に伴って固定シール板８が回転するおそれがないような場合には、廻り止め機構９を省略することができる（図３参照）。
【００３６】
図４は図１および図２に示す回転体シール装置のさらに他の実施の形態を示す図である。図４に示す回転体シール装置は、回転胴のまわりに配置されたローラ支持機構が固定シール板に取り付けられた個々の固定支持板上に固定されている点を除いて、他は図１および図２に示す回転体シール装置と略同一である。図４に示す回転体シール装置において、図１および図２に示す回転体シール装置と同一部分には同一符号を付して詳細な説明は省略する。
【００３７】
図４に示す回転体シール装置１０″において、固定シール板８は、その外径が小さく保たれるとともに、その外周部にローラ支持機構５１，５２，５３に対応して複数の固定支持板２５が取り付けられている。また、廻り止め機構９として、固定シール板８側にシャフト２８および軸受２９が取り付けられ、ベース１２側にガイド板３３ａ，３３ｂが取り付けられている。これにより、固定シール板８側の重量を軽減することができ、固定シール板８を支持するローラ支持機構５１，５２，５３を小型化することができる。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、回転胴の径または加熱温度が大きく、また回転胴（回転炉）の運転圧力が負圧または加圧で高い場合でも、回転胴の変形や熱伸縮等による径方向または軸方向への変位に効果的に追従することができ、信頼性および安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による回転体シール装置の一実施の形態を回転胴の軸方向から見た図。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図。
【図３】図１および図２に示す回転体シール装置の他の実施の形態を示す図。
【図４】図１および図２に示す回転体シール装置のさらに他の実施の形態を示す図。
【符号の説明】
１  回転胴（回転体）
２  フランジ
３  回転支持板
４  ボルト
５１，５２，５３  ローラ支持機構
６  外筒面
７  鍔部
８  固定シール板
８ａ  溝部
９  廻り止め機構
１０，１０′，１０″  回転体シール装置
１１  軸受
１１ａ  内輪
１１ｂ  外輪
１１ｃ  ボール
１２  ベース
１３  断熱材ホルダ
１４  断熱材
１５  シャフト
１６ａ，１６ｂ  ナット
１７  スペーサ
１８  スプリングホルダ
１９  ばね
２０  スタッド
２１  フード（静止体）
２２ａ，２２ｂ  断熱材保持板
２３  エキスパンション部
２４  シール材
２５  固定支持板
２６  ナット
２７  断熱材
２８  シャフト
２９  軸受
３０  スプリングホルダ
３１  シャフト
３２  ばね
３３ａ，３３ｂ  ガイド板
【図１】
0004299954.tif 000002
【図２】
0004299954.tif 000003
【図３】
0004299954.tif 000004
【図４】
0004299954.tif 000005