JPH02236065A - ラジアルシール - Google Patents

ラジアルシール

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JPH02236065A
JPH02236065A JP2021917A JP2191790A JPH02236065A JP H02236065 A JPH02236065 A JP H02236065A JP 2021917 A JP2021917 A JP 2021917A JP 2191790 A JP2191790 A JP 2191790A JP H02236065 A JPH02236065 A JP H02236065A
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sealing
finger
cylinder
rotating cylinder
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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】 本発明は、ラジアル（半径方向）シーノ．レに関し、よ
りｉ細には、ロータリーキルンの固定ウインドボックス
と大径の回転シリンダとの間に妥当程度（１００％では
ない）の密封状態を生ぜしめるラジアルシールに関する
。
回転キルン装置では固定ウイン．ドボックスと大径の回
転シリンダとの間にはラジアルシールが配設されている
。これらラジアルシールは一般に１００％の気密状態を
生ぜしめるようには用いられていない。むしろラジアル
シールは一般に、回転シリンダを包囲している高温の空
気と、ロータリーキルンの作動環境中に存在するそれよ
りも低温の空気との間のバリャとして用いられている。
−回転シリンダの近傍からの高温空気の漏出を防止する
妥当な密封性のシールを設けることによりかなり゛ご． 多量の熱エネルギーが保存される。更にロータリーキル
ン装置からの空気の漏出を防止するバリャとしてかかる
シールを設けることにより燃焼を行なわせるに十分な量
の空気がロータリーキルン内に維持されるようになる。
ロータリーキルンで用いられる公知のラジアルシールは
、バネ装置に取付けられた耐熱材料のパッド（ブレーキ
シーウと類似したもの）を複数個有する複雑な構造のも
のを含む。これらのパッドはバネ装置の付勢力によりロ
ータリーキルンの回転シリンダの外面に押付けられる。
バネ装置は圧縮作用によりパッドをシリンダの凸凹な表
面及びシリンダの外径の変化に一致させることができる
よう働く。これら公知のシールとしては、機械的な機能
不良状態が生じがちであり、保守が困難であり、しかも
手の込んだ取付け及び交換作業が必要な比較的複雑で高
価な機械的構造のものがある。これら公知のシールは主
としてバネ装置の中及び隣接したパッド間に溜まる汚れ
及び他の粒子に起因する機械的な機能不良状態に起因し
て多くの点で問題がある。
本発明の目的は、ロータリーキルンのウインドボックス
と回転シリンダとの間に妥当程度の密封状態を保つラジ
アルシールを提供することにある。
また、本発明の目的は回転シリンダの凸凹な外周面の形
状に一致するラジアルシールな提供することにある。
また、本発明の目的は横断面が真円ではない回転シリン
ダの外周面の形状に合致するラジアルシールを提供する
ことにある。
本発明のもう１つの目的は、製造、交換及び保守が比較
的容易で安価なラジアルシールを提供することにある。
本発明の更にもう１つの目的は、相当な耐機械的破損性
のあるラジアルシールを提供することにある。
上記目的及びその他の目的は本発明によれば回転シリン
ダの外周面に押付けられる複数のフィンガ状部材を有す
る耐熱性シールを提供することにより達成される。本発
明の実施例では、ラジアルシールは数個のシール部分を
有し、これらシール部分は、長い方の側部が約３０ＣＩ
Ｉ１〜約９２ｃｍの長さの薄く実質的に矩形のバネ鋼プ
レートからなる。各シール部分はその一方の縁に沿って
長さ約５ｃｍの切れ目を入れて形７成される複数のフィ
ンガ状部材を備える。一実施例では、可撓性の断熱材の
層、例えば厚さ６０ＩＩＩｍｌのカオウール（ＫＡＯＷ
ＯＯＬ　：商標）の層がバネ鋼部分の２つの層の間にサ
ンドイッチされている。シール部分は、フィンガ状部材
をロータリーキルンの回転シリンダに圧接させた状態で
ウインドポックに取付けられている。バネ鋼プレートが
可撓性を有してい葛こと及び断熱材料がこれらバネ鋼プ
レートの間にサンドインチされていることによりラジア
ルシールは撓んで回転シリンダーの外周面に圧接する。
フィンガ状部材はサイズが比較的小さく且つ数が多いの
で実質的に均一且つ一定の大きさの力を回転シリンダの
外周面に与える。更にフィンガ状部材は互いに独立に撓
んで、回転シリンダの凸凹のまたは真円でない周面の形
状に一致すると共にこれに常時圧接するこのようにする
と、不変的妥当的な密封状態がロータリーキルンのウイ
ンドボックスと回転シリンダの外周面との間に得られる
。
本発明を添付の図面を参照して詳細に説明するが、図中
同一の参照番号は対応の構成要素を示している。
現在考え得る本発明の最適実施態様について以下に詳し
く説明する。尚木説明の内容は限定的に解釈されるべき
ではなく、その目的は本発明の一般原理の説明にあるに
すぎない。本発明の範囲は特許請求の範囲に基いて定め
られる。
本発明のラジアルシールはロータリーキルンのウインド
ボックスと大径の回転シリンダとの間に密封状態を生ぜ
しめる。図示の実施例では、ラジアルシールは１００％
の、即ち完全な気密状態を生じないが、ウインドボック
スと回転シリンダとの間で空気及び熱に対し妥当程度（
即ち９０〜８５駒の密封状態を生じる。実施例として固
定ウインドボックスに取伺けられた状態で回転シリンダ
に圧接するシールにつき以下に説明するが、当業者であ
れば本発明を逆に回転シリンダに取付けられた状態でウ
インドボックスの表面に圧接するシールとして用いても
よいことが理解されよう。
本発明の実施例では、ラジアルシールは、ロータリーキ
ルンのウインドボックスと回転シリンダとの間に延びる
スカート又は環状のバンドを有する。スカート又は環状
のバンドは、取付けが簡単になるようウインドボックス
に別々に取付けできる数個のシール部分ｌＯで構成され
ている。シール部分１０は端と端を突合わせた状態でウ
インドボックスに取付けられると、ウインドボックスと
回転シリンダとの間に延びるスカート又は環状のバンド
を形成する。
第１図に示す実施例では、各シール部分ｌＯは２つの短
い側部及び２つの長い側部を備えた実質的に矩形のプレ
ー１・からなる。短い側部の長さはウインドボックスと
回転シリンダとの間に延びて後述のように一方向に曲が
るよう、ウインドボックスと回転シリンダとの間の距離
よりも充分長く選択される。長い側部は長さが約２４〜
５０ｃｍである。第１図の実施例ではシール部分ｌＯの
長い側部は円弧状である（別例として実質的に真直にし
てもよい）。第１図に示すように、シール部分１０の一
方の長い側部１）は凹状の円弧部分を備え、他方の長い
側部ｌ２は一方の長い側部ｌ１の凹状の円弧部分と実質
的に平行な凸状の円弧部分を備えている。側部１）の円
弧の半径は回転シリンダの外周面（第１図では示さず）
の平均半径と実質的に等しいよう設定されている。切れ
目またはスリッ１・１３が円弧状側部１）に沿って所定
間隔で設けられている。第１図の実施例では、長さ約５
ＣＩＩ１の７つの切れ目ｌ３が円弧状側部１）に沿って
約５ｃｍおきに設けられている。切れ口１３は側部１）
の縁からそれと実質的に垂直な方向に延びている。切れ
目１３を７個所設けることにより、シール部分１ｏは８
つのフィンガ状部材１４を有することになり、これらフ
ィンガ状部材１４は夫々幅が約５ｃ＋ｎ　．長さが約５
ｃｍである（適切であればそれとは異なる幅及び長さも
本発明の範囲に属すると考えられる）。各シール部分１
０には、後述のように締結装置を差込むことができる細
長いスロット１５を設けるのが良い。
第２図は本発明の実施例であるシール部分１ｏとロータ
リーキルンのウィンドボックスと回転シリングの作動的
な関係を示している。ロータリーキルンの回転シリンダ
の一部は参照番号ｌ６、ロータリーキルンのウインドボ
ックスの一部は参照番号１７で示されている。シール部
分１０は適当な締結手段、例えばポルト１８とナット１
８　　によりウインドボックス１７に取付けられている
（ポルＩ・とナットの組合せ１８．１８’に代る手段と
してシール部分ｌＯをウインドボックスｌ７に取付ける
その他の適当な手段を用いてもよい）。図示の実施例で
は、ボルト１８は、各シール部分に設けられた細長いス
ロット１５及びウインドポ・ンクスに設けられたボルト
孔（図示せず）を挿通している。各ボルト１８と細長い
スロッ｝１５の縁との間の間隙を調整するとウインドボ
ックス１７からの各シール部分ｌＯの張出し距離を調節
できる。ボルト１８の頭部とシール部分１０との間には
ワッシャまたはプレート１９を装着するのがよい。
第２図のシール部分１０を２ａで囲んだ部分が第２ａ図
に示されている。第２ａ図に示すように、第２図の実施
例のシール部分１０は３つの層２０，２１．２２を有し
ている。層２０は、可撓性の酎熱断熱材、例えば厚さ８
．３５ｍｍ（１／４インチ）のカオウールの層からなる
。層２０はバネ鋼（またはその他の種類の耐熱弾性材料
）の２つの層２１，’２２の間にサジドイッチされてい
る。
第２図の実施例に示すように、シール部分１０はウイン
ドボックス１７から回転シリンダｌ６の外周面２３に向
かって延びている。また、第２図に示すように、シール
部分１０は外周面２３に向かって延びるにつれ一方向（
第２図では右側）に撓曲する。
切れ目１３が設けられていることにより、各シール部分
１０のフィンガ状部材１４は広がって互いに離れ、各シ
ール部分１０が上述のように撓曲すると共に回転シリン
ダの一部の周りで円弧状になることができる。
シール部分１０のフィンガ状部材１４は回転シリンダ１
６の外周面２３に当接するよう配置されているフィンガ
状部材１４はシール部分１０のバネ鋼の層２１．２２の
バネカにより回転シリンダｌ６の外周面に押付けられる
。このようにして、シール部分１０はウインドボックス
１７と回転シリンダｌ６との間で妥当な密封性のシール
を形成する。
シール部分１０は端と端を突合わせた状態でウインドボ
ックスｌ７に取付けると、回転シリンダ１Ｂを包囲する
高温の空気とそれよりも低温の回転キルン作動環境との
間でバリャとして働く。第２図の実施例では、シール部
分ｌＯはキルンの低温側（右側）に向って撓曲して高温
側（キルンの左側）から離れる。しかしながらキルンの
高温側に向って撓曲するシール部分を配設することも本
発明の範囲に属する。
回゛転シリンダｌ６は回転すると（一般に非常に遅い回
転速度）、真円ではない、即ち凸凹の表面２３は大きさ
がまちまちの力をシール部分ｌＯに及ぼす。しかしなが
ら、数多〈のフィンガ状部材１４がシール部分１０の各
々に形成してあるので、シールの健全性をはなはだしく
は損なわないでかかる不均一な力に対応できる。即ち、
特定の力がシール部分ｌＯの一部に及ぼされると、１つ
またはそれ以上の数のフィンガ状部材１４がある程度撓
曲し、こｌ１ のシール部分１０のどこか別の場所又は他のシール部分
のフィンガ状部材１４はその影響を受けないのでかかる
力を原因としては撓曲しない。各シール部分１０の多く
のフィンガ状部材が互いに実質的に独立して撓曲するの
で、上述のように端と端を突合わせた組合せ状態のシー
ル部分ｌＯはたとえ外周面２３が凸凹であると共に、或
いは非真円であっても外周面２３に対し常に密封作用を
発揮する。
第３図は本発明の別の実施例を示している。
第３図では、シール１０は第２図を参照して説明したシ
ールと同様に働く。しかしながら、シール部分１０の高
温側（第３図の左側）には支持部材２４（例えば棒鋼）
が設けられている。支持部材２４は、任意適当な手段、
例えばウインドポックへのシール部分１０の取付けに用
いたのと同様のナット１８゛とポルトｌ８の組合せによ
りウインドボックスに取付けるのがよい。支持部材２４
はウインドボックスｌ７から回転シリンダｌ８に向って
延びている。しかしながら、凸凹の又は真円でない外周
面２３に対応できるよう支持部材２４と回転シリンダｌ
６との間には適当な間隙２５が形成されている。支持部
材２４はシール部分ｌＯが撓曲せず、従ってロータリー
キルンの高温側から空気を出入させないようにする第４
図は別の実施例であるシール部分ｌＯの分解図である。
第４図の実施例は、各種材料の数個の層及びネジ山付き
スタッド２６によりウインドボックス１７に取付けられ
た部品を有している。ネジ山付きスタッド２６は、任意
適当な手段、例えばウインドボックス１７に設けられた
ネジ山付き孔を用いてウインドボックスｌ７にねじ留め
するのがよい２．第３図において参照番号２４で示すの
と類似した支持部材２７がウインドボックスｌ７に隣接
して配設されている。圧縮ワッシャ２８が支持部材２７
の次に配置されている。参照番号２８は、圧縮ワッシャ
２８を圧縮して支持部材２７をウインドボックス１７に
固定するよう配置された禾ジ山付き止めナットを示して
いる。断熱材の層３０，例えばカオウール又は金属メッ
シュで包んだカオウールの層が止めナット２９の次に配
置されている。参照番号３１は断熱材ｌ４ の層３０の次に設けられた第１の保持部材、例えば金属
プレート又は棒を示している。合成樹脂ポリマー例えば
テフロン（ＴＥＦＬＯＮ　：商標）の２つの層３２．３
３が第１の保持部材３ｌに隣接して配置されている。バ
ネ鋼の層３４が２つのテフロン層の次に配置されている
。第２の保持部材３５がバネ鋼の層３４の次に配置され
ていて、テフロンの２つの層３２，３３およびバネ鋼の
層３４が第１の保持部材３１と第２の保持部材３５との
間にサンドイッチされるようになっている。偏平なワッ
シャ３６、バネ座金３７およびネジ山付きナット３８が
層及び部品２７〜３５の後にスタッド２６に装着されて
これらの層及び部品をウインドボックス１７に固定して
いる。シール部分ｌＯの第２図の実施例における層２０
．２１．２２及び第４図の実施例における層３２，３３
．３４にはそれぞれ切れ目またはスリットを入れて第１
図を参照して説明したようなフィンガ状部材を形成する
のがよい。
上述の実施例のラジアルシールは才一バラップ状態のフ
ィンガ状部材を備えるのがよい。例えば、第５図の実施
例では、多層から成る各シール部分の幾つかの層には、
別々の間隔で位置し、或いはシールのその他の層に対し
てずれたフィンガ状部材を設けるのが良い。このように
すれば、第５図に示すように１つの層のフィンガ状部材
ｌ４は互いにオーバラツプして別の層に設けられた切れ
目又はスリット（破線３９で示す）を覆い、かくしてシ
ールの他の層のフィンガ状部材とオーバラツプする。ま
た、このようにオーバラップ状態の構成にすると、１つ
の層のフィンガ状部材の間の隙間（即ちシール部分１０
が撓曲することにより生じる隙間）は別の層のフィンガ
状部材により覆われる。
フィンガ状部材をオーパラツプさせるには、シール部分
を第６図に示すようなオーバラップ態様でウインドボッ
クスに取付けて行なってもよいこのオーパラップ構成で
は、各シール部分１０は隣接のシール部分とオーバラッ
プする。また、各シール部分のフィンガ状部材は隣接の
シール部分の切れ目またはスリットとオーバラツプする
。かくして、第６図に示すように、ラジアルシールはオ
ーバラップ状態にあるフィンガ状部材を備えるこのよう
にすればフィンガ状部材の間の隙間（即ち、シール部分
の撓曲により生じる隙間）はオーパラップ状態にあるフ
ィンガ状部材により覆われる。
動作原理を説明すると、上述の実施例で説明したような
シール部分１０を数個、回転シリンダ１６の外周面２３
の周りに配置する。回転シリンダが回転すると、シール
部分１０はウインドボックス１７と回転シリンダ１６と
の間で妥当程度の且つ信頼性のある密封状態を保つ。シ
ール部分１０はそれぞれ、回転シリンダ１６の凸凹のあ
るいは真円でない外周面２３に対応するよう外周面２３
に圧接した状態で撓曲する数個のフィンガ状部分１４を
有する。それにより、ロータリーキルンの高温側に存在
する高温の空気は適度に封止されてロータリーキルンの
低温側に存在するそれよりも低温の雰囲気中へ漏れ出な
い。
」一述のラジアルシールは、高温状態で小さな正負の圧
力に対する妥当な雀封性のシールとなる低コストで長寿
命の装置となる。ラジアルシールは、実質的に均一で一
定の力を回転シリンダの外周面に及ぼすことにより機能
する。又ラジアルシールは回転シリンダの凸凹の、ある
いは真円でない外周面にも使える。ラジアルシールは取
利け及び交換が容易である。更に、ラジアルシールは公
知のローターキルンのシールの破損原因となる機械的な
問題、例えば汚れた粒子が溜まりがちであるという欠点
が無い。
本発明の特定の実施例につき説明したが本発明の精神か
ら逸脱しないで多くの設計変更を行なえるということは
理解されよう。特許請求の範囲は、本発明の真の範囲及
び精神に属するような設計変更を包含するものである。
本明細書において開示した実施例は如何なる点において
も例示的に解釈されるべきであって限定的に解釈される
べきではなく木発明の範囲は上述の説明の内容ではなく
特許請求の範囲により定められ、特許請求の範囲の記載
内容の均等範囲に属する全ての変形例は本発明の範囲に
属するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の実施例に従って構成されたラジアル
シールの一部の正面図である。 第２図は、ウインドボックスの一部に取付けられた状態
で回転シリンダの外面の一部に圧接する本発明の実施例
のラジアルシールの横断面図である。 第２ａ図は、第２図のマーク２ａで囲んだ部分の横断面
図である。 第３図は、ウインドボックスに取付けられた状態で回転
シリンダに圧接する別な実施例としてのシールの横断面
図である。 第４図は、本発明の別の実施例のラジアルシールの横断
面展開図である。 第５図は、本発明の実施例のラジアルシールの一部の正
面図である。 第６図は、本発明の実施例に従って構成された数個のシ
ール部分の正面図である。 １０　●　● １）ｊ番 ｌ２●　● １３●　φ １４●　● ｌ５φ魯 １６●　● １７●　● ２０●　● ２１，２２ ２３●　● ２４φ　● ●シール部分 Φ長い側部 ・短い側部 ●切れ目 愉フィンガ状部材 ●スロット 拳回転シリンダ ●ウインドボックス ●カオウール層 舎・・バネ鋼の層 ●外周面 ・支持部材 特許出願人：ウェスチングハウス●エレクトリック●コ
ーポレーション

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）円筒面を備えた回転可能なシリンダに用いられる
    ラジアルシールであって、複数の層を備えた密封手段を
    有し、各層は複数のフィンガを形成する複数本のスリッ
    トを有し、互いに隣接した層は、一つの層のスリットが
    その隣の層のフィンガにより覆われるように互いにずれ
    ており、フィンガは、円筒面の非真円性又は他の性状の
    欠陥に対応し、フィンガと円筒面との間に実質的に一定
    の密封力を生ぜしめてこれらの間に確実な密封状態を生
    ぜしめるよう撓曲することを特徴とするラジアルシール
    。
  2. （２）前記層のうち少なくとも一つはバネ鋼、少なくと
    も一つの他の層は良好な耐摩耗性をもつ耐熱材料で形成
    されていることを特徴とする請求項第（１）項記載のラ
    ジアルシール。
  3. （３）前記耐熱材料層は２つの前記バネ鋼層の間に配置
    されていることを特徴とする請求項第（２）項記載のラ
    ジアルシール。
  4. （４）２つの前記耐熱層は互いに隣合わせの状態で円筒
    面とバネ鋼層との間に配置されていることを特徴とする
    請求項第（２）項記載のラジアルシール。
JP2021917A 1989-01-31 1990-01-30 ラジアルシール Expired - Lifetime JP2802795B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US304,974 1989-01-31
US07/304,974 US4961588A (en) 1989-01-31 1989-01-31 Radial seal

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02236065A true JPH02236065A (ja) 1990-09-18
JP2802795B2 JP2802795B2 (ja) 1998-09-24

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