JPS61502342A - 回転機器用セグメント式封止装置 - 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】 回転機器用セグメント式封止装置 光肌Δ１景 １、発明の分野 本発明は一般に乾燥・冷却工業で主として使用される回転機器を封止するための 封止組立体に関する。より詳しくは、本発明は穀類加工化学工業で普通に使用さ れている、冷却器としての蒸気管を具備する直火形乾燥器を含む各種タイプの回 転蒸気管形乾燥器の蒸気管の吸込み側端部と吐出し側端部とを封止するためのセ グメント式封止装置に関する。

２、従来技術の説明 穀類加工化学工業では、一般に原材料、副産物および完成品の除湿を必要とする 。たとえば、ビール醸造工場では大量の「麦芽かす」が副産物として生産される が、この生産物は醸造プロセス中に発生した高含水率の高蛋白質副産物である。

この副産物は脱水してから飼料として給餌されるので家畜飼育業にとっては有用 なものである。従りて、回転蒸気管形乾燥器を使用する費用効果の高い技術がか かる麦芽かすから水分を除去するために種々案出されている。かかる乾燥器は回 転円筒体を包含し、該回転円筒体の中には該乾燥器の中味から水分を蒸発によっ て除去するために該中味の温度を高めるための蒸気を充満させた蒸気管が縦方向 に配設されている。こうする代わりに、乾燥器の中味を炎に直接に曝すことによ って加熱を行なう機器もある。この型の乾燥器を直火形乾燥器と呼ぶ。

乾燥、つまり冷却を行なうため穀類加工化学工業で使用されている全てのタイプ の回転機器に共通して、静止の吸込みハウジングが製品原料を受けるために設け られている０回転機器によって乾燥させられた製品は静止の吐出しハウジングに 流入する。従って、乾燥すべき製品が漏れないように、つまり回転形乾燥器の効 率を低下させないように静止する吸込みハウジングと吐出しハウジングの両者を 回転円筒部に対して封止するための装置が従来種々案出されている。

その上に、乾燥器の内側から乾燥器の外側大気圧にわたる圧力勾配が往々にして 発生する。かかる圧力勾配の発生は乾燥器内の製品が速度をもつこと、及び該製 品を吐出するために使用される湿気を含んだ熱空気量が増大することに因る。圧 力勾配のために乾燥器の吸込み側端部と吐出し側端部とを封止する問題の解決が 一層難かしくなるが、その理由はかかる圧力勾配によって製品が封止装置を通過 する際に望ましくない漏れを生じることのありうること、又はこの圧力勾配のた めに製品を吐出させるために使用する熱空気の量が過剰になって乾燥器の運転効 率を低下させることに因る。

従来装置に使用の封止装置は回転形乾燥器の回転円筒部に周設したリングであっ て、該回転形乾燥器の静止ハウジングに固着させた分節式リングを包含する。か かる構成によって軸方向の封止と半径方向の封止とが回転円筒部に対して行なわ れることになる。

しかしながら、軸方向封止面と半径方向封止面とが磨耗するにつれて、この従来 装置は役に立たなくなる。その上に、従来装置は回転円筒部の真円度からの逸れ をある制限のもとて補償できるようにしであるが、かかる補償も永年の使用によ り該装置が磨耗するにつれて効力が低下することになる。

加えて、従来の回転式機器は乾燥を行なうために外因性の熱を利用しているが、 かかる機器はその温度が上昇するにつれて相当な寸法の増大を来たすことになる 。この熱膨張のため、従来機器の封止装置はある限定された温度範囲内では最大 効率を示すのに対してこの範囲外では効率が低下するという結果になる。

従って、回転円筒部の軸方向封止面にそった磨耗に順応すると共に該回転円筒部 の軸方向封止面の真円度からの逸れに基因するふれに順応する封止組立体を提供 できることが望ましい。その上に、広い作動温度範囲にわたって最大効率で作動 すると共に相伴って広範囲に及んで生じる熱による膨゛張および収縮に順応する ことのできる封止組立体を提供できることが望ましい。

最後に、圧力勾配の存在していると思われる軸方向封止面および半径方向封止面 における製品又は空気の漏洩を最少限にすることのできる封止組立体を提供でき ることが望ましい。

見五二監！ 従って、本発明の好ましい実施例によれば、静止ハウジングと回転円筒部との間 の封止を行なう封止組立体であって、該円筒部の外周にそって半径方向に配設さ れた複数個の弓形セグメントを包含する封止組立体が提供される。各セグメント は回転円筒部の半径に略等しい半径を形成する軸方向封止面を有すると共に、咳 軸方同封正面に加えて可転円筒部の円周にそって配設された隣接するセグメント と重なり合って半径方向の界面を有する空隙を該隣接するセグメント間に形成す る端部を有する０本発明による封止組立体は、上記弓形セグメントに加えて、重 なり合った隣接セグメントによって形成された空隙を封止する装置と、回転円筒 部の外周にそって半径方向の張力を上記セグメントに付与する装置と、各セグメ ントがその隣接するセグメントから独立に半径方向に変位することを許容しつつ 該セグメントを上記ハウジングに対して移動自在に取付ける装置を包含する。

皿皿少皿奉鼠匡呪 本発明の上述の諸特徴およびその他の諸特徴は添付図面を参照して以下の説明を 読めばよく理解されよう。

第１図は回転蒸気管形乾燥器の立面図であって、本発明の原理に基づいて構成し た別個の３個の封止組立体を示す。

第２図は代表的な封止組立体の立面図であって、第１図の線２−２についての断 面で示したものである。

第３図は代表的な封止セグメントの正面図である。

第４図は代表的な密封セグメントの背面図である。

第５図は第４図の線５−５についての平面図である。

第６図は第２図の線６−６についての拡大断面図である。

第７図は第２図の線７−７についての拡大断面図である。

第８図はエラストマーの封止ブロックの斜視図である。

第９図は第２図の線９−９についての平面図である。

ましい　の 第１図、第２図、第３図、第４図、第５図、第６図、第７図、第８図および第９ 図は本発明の原理に基づいて構成した封止組立体１０の好ましい実施例を示す図 である。これらの図はかかる実施例を形成する３個の封止組立体１０が代表的な 回転蒸気管形乾燥器１１に結合して使用されている態様を示す。蒸発過程によっ て水分を除去したり、また対流、伝導および輻射によって熱を除去したりするた め穀類加工化学工業で使用されている直火形乾燥・冷却器などを包含する全ての タイプの回転式機器に使用することを意図した、本発明の応用としての他の実施 例は何れも本発明の範囲に属するものと予期している。さらに、下水処理やセメ ント工業などの他の諸工業で使用されている回転式機器にも本発明の実施例は適 用可能であると予期している。上記諸工業においては回転式機器に対する要求が 増大しつつあるので、かかる回転式機器を容易に改造して本明細書および請求の 範囲に記載されている本発明の好ましい実施態様が取入れられるようにすること が可能である。

第１図は吸込みハウジング用スタンド１４によって静止位置に支持されている吸 込みハウジング１２を具備する回転蒸気管形乾燥器１１を示す０回転円筒部１６ が上記吸込みハウジング１２と吐出しハウジング用スタンド３２によって静止位 置に支持されている吐出しハウジング３０との間に挿入されている。

回転円筒部１６は２対のロール２０によって回転自在に支持されている。また、 上記２対のロール２ｏの各対はロール用ベース１８によって支持されている。該 ２対のロール２０の各対は回転円筒部１６の各端に固着されたタイヤ２２に回転 自在に結合されている０回転円筒部１６は該円筒部の外周に固着されたりングギ ャ２８と噛合するピニオンギヤ２６によって駆動される。

回転蒸気管形乾燥器の用法について説明するに、まずモータ２４によって回転円 筒部１６を連続回転させると共に、該回転円筒部１６内に配設された（図示して ない）蒸気管に乾燥すべき製品を装填する。乾燥器が所定の作動温度に達したら 、乾燥すべき製品を連続して吸込みハウジング１２の中に流入させる０回転円筒 部内で製品を回転させ、充分な乾燥時間が得られるように先決速度で上記回転円 筒部を通過させる。

ついで、乾燥すべき製品が、回転円筒部１６から、静止吐出しハウジング３０に よって蓋をされている該円筒部の開口（図示せず）を通って出てくる。こうして 乾燥された製品が次の処理を施されるため、吐出しハウジング３０から適宜収集 される。

乾燥すべき製品を熱蒸気管および他の熱表面と接触させることによって、該製品 中の水分が蒸発により除去されるにつれて、回転円筒部１６のガスの容積は増加 し圧力勾配が外気圧に対して生成される。もし回転円筒部１６と静止吐出しハウ ジング３０の間の周状縁部が適当に封止されてなかったとすれば、回転円筒部の 内側から外側へわたって住じる圧力勾配は重力と相俟って製品を該縁部から漏失 させるはずである。吐出しハウジング３０に周設するｔ、封止組立体としては、 回転円筒部の吐出し側端部に対し近位の位置にあるものと、遠位の位置にあるも のとの２個の別個の封止組立体１０を使用するものとする。

吐出しハウジング３０に配設する封止組立体に加えて、吸込みハウジング１２と 回転円筒部１６の吸込み側端部との間にも又封止組立体ｌＯを配設する必要があ る。この封止組立体は製品が吸込みハウジング１２と回転円筒部１６の吸込み側 端部との間の空隙から漏出するのを阻止する機能を果たす。

本発明の原理に基づいて構成した封止組立体１０の好ましい実施態様の１例を第 ２図に示す。図示の封止組立体１０は回転円筒部１６の吐出し側端部に対して近 位の位置に配設した組立体とする。しかしながら、回転円筒部１６の吐出し側端 部に対して遠位の位置に配設される、吐出しハウジング３０の封止組立体１０は 図示の組立体１０と同一の構造を有するものとする。さらに、回転円筒部１６の 吸込み側端部に配設する封止組立体１０も又第２図に示す組立体と同一の構造を 有するものとする。

複数個の弓形セグメン（・４０が回転円筒部１６の外周にそって周設されている が、これはかかるセグメント４０を封止組立体取付用リング３４に固着すること によって行なう。この封止組立体取付用リング３４は該リングが組合わされる吐 出しハウジング３０又は吸込みハウジング１２に溶接するのをよしとする。また そうする代わりに、必要に応じて適当に取付けて定期的調節ができるように、上 記封止組立体取付用リング３４をその対応するハウジングに対してボルト締めな どによって取外し自在に固着してもよい。通常のアーク溶接などを容易に行ない うるようにするため一該リング３４および該ハウジング３０．１２は共に鉄材料 でつくるをよしとする。

セグメント４０はエポキシ樹脂金ＫＪ布またはファイバーガラスなどの非鉄材料 でつくられる。フィラデルフィア（Ｐｈｉｌａｄｅｌρ＋＋ｉａ）市所在のシン クン・テーラ−（Ｓｙｎｔｈａｎｅ　−Ｔａｙｌｏｒ）社の製品であるシンクン （Ｓｙｎｔｈａｎｅ）を使用するのをよしとする。そうする代わりに、真鍮、青 銅、テフロン、プラスチックなどの支持材料を使用することもできる。

各弓形セグメント４０は、封止組立体取付用リング３４に固着したスタッド４４ によって、該封止組立体取付用リング３４に取付けられる。スタッド４４の上記 取付用リングへの固着はスタッドを該リングに溶接するか、又はスタッドを該リ ングに螺着することによって行なう。各スタッド４４は各セグメント４０に形成 されている細長いスロット４２を貫通する。鋼製の座金５０を両面に配設した、 ドーナツ形のエラストマーのブツシュ４８を上記セグメント４０とナンド４６と の間に挟着する。該ナフト４６をスタッド４４のねじと係合させ、このねじ締め トルクを調節して上記スタッド４４の軸線に共軸な成分をもつ充分な大きさの圧 力がエラストマーのブツシュ４８内に形成されるようにする。上記共軸方向圧力 成分によって、セグメント４０の半径方向封止面１１０と封止組立体取付用リン グ３４の対向面との間に半径方向の封止を維持するに足る力が得られる。

本発明に使用されるエラストマーはスチレンブタジェンゴム、天然ゴム、シスポ リブタジェンゴム、シスポリイソプレンゴム、エチレンポリプロピレンゴム、ブ チルゴム、ポリアクリル酸エステルゴム、多硫化物系ゴム１シリコンゴム、フル オロカーボンゴム、ネオブ１／ンゴム、ニトリルゴム、ポリウレタンなどのエラ ストマーから成る部類中から選択した材料をよしとする。

セグメント４０に形成されている細長いスロット４２を、回転円筒部の半径方向 にそって、該セグメント４０の弓形の軸方向封止面１００に平行に整列させる。

この軸方向封止面］、　ＯＯの半径を回転円筒部１６の半径に略等しく選択し、 そのため該弓形の軸方向封止面１００によって封止組立体１０の全軸方向封止面 の一部分が形成されるようにする。スロット４２の長さは、セグメント４０が半 径方向に充分な変位を行なって回転円筒部１６の真円度からの予期した不整量、 もしくは計測した不整量に順応できるのみならず、該セグメント４０の軸方向封 止面１００にそって生じた磨耗にも順応できるように選択される。第６図は、回 転円筒部１６が真円から外れている場合、つまり卵形をしている場合に、封止セ グメント４０がかかるふれに順応しうるようにそのスロット４２内を半径方向に 変位するときの相対移動範囲を参照符号ｒＸＪおよびｒＹＪで示したものである 。

各セグメント４０には、また上記スロットに加えて第１の重なり部１０２と第２ の重なり部１０４とが形成されている。該雨垂なり部の厚さはスロット４２の近 傍における、セグメントの厚さの約半分に選択するをよしとする。第１の重なり 部１０２と第２の重なり部１０４とを、その各隣接セグメントの第２の重なり部 １０４と第１の重なり部１０２とにそれぞれ重ね合わされるようにつくる。上記 第１の重なり部１０２と第２の重なり部１０４の幅をまた選択して咳幅が徐々に セグメントを半径方向内側へ変位させる弓形の軸方向封止面の摩耗に順応しうる ようにする。

上記第１の重なり部＋０２と第２の重なり部１０４には、また第１の半径方向重 ね封止面１０６と第２の半径方向重ね封止面１０８がそれぞれ形成されている。

上記第１の半径方向重ね封止面１０Ｇと第２の半径方向重ね封止面１０８は、そ れぞれの隣接するセグメント４０の第２の半径方向重ね封止面１０日と第１の半 径方向重ね封止面１０６にそれぞれ接触している。該重ね封止面１０６と１０８ は封止組立１０によって得られる半径方向封止装置の一体部分を形成する。

封止セグメント４０の外周部を切欠することによって、該セグメントの面内で方 形または長方形の断面を有する第１の封止ブロック受座１１２と第２の封止ブロ ック受座１１４とを上記各封止セグメント４０の外周にそって形成する。上記第 １の受座１１２と第２の受座１１４の設けられる位置は、互に隣接するセグメン ト４０の第１の重なり部１０２と第２の重なり部１０４とによって形成される２ つの空隙１０３に対し上記第１の受座１１２と第２の受座１１４がそれぞれに位 置に関して整列するように選択するものとする。隣接するセグメント４０にそれ ぞれ設けられている第１の封止ブロック受座１１２と第２の封止ブロック受座１ １４とを隣接する要素座面として組合わせることによって完備受座として形成し た各封止ブロック受座の中にエラストマーの封止ブロック６４を嵌入させる。

該封止ブロック６４は、その厚さがセグメント４０の、スロット４２の近傍にお ける厚さを超えないように選択される。封止ブロック６４は、その幅が隣接する セグメント４０によって形成された空隙１０３の諸点において充分な封止が行な われるように選択される。この幅はまた、セグメント４０が細長いスロット４２ の長さによって許容される全移動範囲にわたって支障なく半径方向に移動できる ように選択される。咳幅はまた、セグメント４゜の弓形の軸方向封止面の摩耗に 順応して該セグメントが回転円筒部１６の縦軸に向かって徐々に内側へ変位でき るように選択される。

ターンバックル５６とスプリング５８を介して固着ブラケット３８に各端が取付 けられるようにしたケーブル５２の整合を行うため、各弓形セグメント４０には その外周にそってケーブル整合用溝５４が形成されている。

固着ブラケット３８を鉄金属でつくり、該ブラケットをこれと組合わすべき吸込 みハウジング１２、または吐出しハウジング３０の両上隅の各隅の近傍にアーク 溶接などにより取付けるをよしとする。ケーブル５２の一端を、スプリング５８ とターンバックル５６を介して、上記固着ブラケット３８の１つに結合する。

該ターンバックル５６の各端にフックを配設し、該フックの１つを上記ターンバ ックルと組合わされるブラケット３８に形成されている固着ホール３９に挿通し 、上記フックのもう１つをスプリング５８の一端に形成したフック５９と掛合さ せる。該スプリング５８の他端に形成した第２のフック５９をケーブル５２の端 にクランプＳ３として形成したループに挿通する。

同様にしてケーブル５２の他端を第２の固着ブラケット３８に固着するが、この 場合はアイボルト６０を介在させ、該アイボルトに上記ケーブルの結合されてい るターンバックルの一方のフック５７を挿通させるようにする。該アイボルトの 端部にねじを切り、このねじ部をブラケット３８に形成した固着ホール３９に螺 入する。上記アイボルトをブラケット３８に移動自在に取付けるため該ブラケッ トの表と裏の両面に各１個のナツト６２を配設する。かかる構成にするため、ア イボルト６０のブラケット３８に対する相対位置の調節が可能になる。この調節 によって、ケーブル５２は該ケーブルを交差させたときその交差点において相互 に接触することのないように保証される。

本発明の好ましい実施ａｈ５ｉの一つの特徴は、全封止組立体を略完全に囲繞す るようにケーブル５２を張ったとき該ケーブル５２がその蓼差点において相互に 触れ合うことがないという点にある。

ケーブル５２が封止ブロック６４に装入されている円筒状スリーブ６６とねじ係 合しつつ該スリーブを貫通するように上記ケーブル５２を各封止ブロック６４に 挿通する。スプリング５８の結合されているケーブル５２によって形成された張 力は半径方向の分力を封止組立体１０の円周にそって生じ、この分力が封止ブロ ック６４を介して該封止組立体へ伝達される。スプリング５８によって生成され るケーブルの上記張力はバックル５６を適当に調節することによって調整される 。

ケーブルの該張力は２重の目的を達成する。第１に、かかる張力は、各セグメン ト４０が回転円筒部１６の軸方向封止面１００上に正しく着座するに充分な半径 方向の分力を付与されることを該セグメントに保証するという目的を果たす、第 ２に、かかる張力の軸方向の分力は各空隙１０３が該空隙に組合わされた封止ブ ロック６４によって正しく封止されるようにすることによって軸方向の封止を完 全に行なうという目的を果たす。

以上記述した本発明の諸実施例は好ましい例として例示したものであり、本発明 の新規な着想を説明したものにすぎないと解すべきである０本発明の範囲はかか る実施例によって限定されるものではない０種々の他の配置を本発明の精神また は範囲から逸れ□゛　ることな（案出しうろことは当業者にとって明らかであろ う、たとえば、本明細書に開示のエラストマーのブツシュ４８に代えて、所望の 半径方向の封止を完全に行なうに足る力を生じるばねなどを使用することが考え られる。

さらに、ケーブル５２に張力を付与する装置を変更して滑車を介して該ケーブル の端に結合した錘でかかる装置を構成するようにすることも可能である。また、 回転円筒部の外径の大きさに応じて使用すべきセグメントの数を変更することも できる。たとえば、大きな回転円筒部は小さな回転円筒部の場合よりもより多数 のセグメントを必要とすることになろう。しかしながら、回転円筒部１６の真円 度からのずれが小さい場合は、セグメントの変位量は小さいものと予期されるの で、より少ない個数のセグメント、従ってこの少ない個数に伴ってより長い弦の 長さをするセグメントを使用することができよう。

最後に、封止能力をその上に向上させたい場合には、セグメントの軸方向封止面 と半径方向封止面に潤滑油を塗布することもできる。かかる潤滑油の塗布によっ て、封止装置の圧力勾配に耐える能力が向上するほか、摩耗にさらされる軸方向 封止面と半径方向封止面の摩耗が減少する。

Ｆｉｇ、　／ 国　際　ｔｌＩ　審　斡　牛 −吃バ　ツリ　ゴ［午ズ　百

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．静止ハウジングと回転円筒部との間に封止装置を形成する封止，組立体であ って、該組立体が 上記円筒部の外周にそって半径方向に配設された複数個の弓形セグメントを包含 し、各セグメントを上記円筒部の半径に略等しい半径を形成する軸方向封止面と 、円周にそって配設された隣接するセグメントと重なり合って半径方向の界面を 有する空隙を上記隣接するセグメント間に形成する端部とから成るように構成し 、上記弓形セグメントに加えて重なり合った隣接セグメントによって形成された 空隙を封止する装置と、 回転円筒部の外周にそって半径方向の張力を上記セグメントに付与する装置と、 各セグメントがその隣接するセグメントから独立に半径方向に変位することを許 容しつつ該セグメントを上記ハウジングに対して移動自在に取付ける装置とを包 含することを特徴とする封止組立体。