JPH0359312B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、細長いウエブが処理を施されるため
蒸気加熱ドラム、または水冷ドラムに連続して係
合するようなタイプの熱交換器の回転ドラムであ
つて、製紙工業の関連する製造工程で広く使用さ
れているドラムに取付けて普通に使用する回転継
手に関する。

かかる回転継手は、流体供給装置、または排
気、排水装置と流通する静止構成部品とドラムに
組合わされた回転する構成部品とを包含する。

該回転継手には種々の密封装置が回転部品と静
止部品との間の密封関係を確立するために使用さ
れており、またドラム回転時の偏心の補償、据付
と保守の便宜、製造上の経済性、熱膨張の補正、
シールの摩耗の補償などを行うために種々の取付
装置が上記回転継手に使用されている。

熱交換器のドラムに使用される回転継手用取付
装置として最も普通に使用されている構成部品の
１つの、偏心の補償と熱膨張補正が行われるよう
にドラムのジヤーナルに対して継手本体を相対的
に限定移動させる、つまり調節することの可能
な、非固定で継手本体を支える支持体がある。

（従来技術） 従来の回転継手としては、特公昭59−11987号
公報に開示されたものであつて、筒状本体１とス
リーブとをベアリングによつて回転可能に連結し
たものが知られている。上記筒状本体の先端部に
は、入れ子式に内筒部が取付けられ、該内筒部の
先端部にフローテイングシートが取付けられてい
る。筒状本体と内筒部の間には圧縮ばねが装着さ
れて、筒状本体と内筒部が伸長するように付勢し
ている。一方、上記スリーブの先端部にはシール
リングが取付けられている。そして、上記筒状本
体と内筒部が先端部が当接されて、回転継手を形
成している。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の回転継手においては、筒状本体とス
リーブとを高精度な共軸に保持することが困難で
あり、ましてフローテイングシートとシールリン
グの摩耗が大きい問題があつた。

（発明の構成） 本発明は従来の回転継手の上述の問題を解決し
た回転継手を提供するためのものである本発明
は、同心内腔と、ジヤーナルの軸線とほぼ直角を
なした平らな端面を有し、円筒形であつて、回転
式熱交換ドラムのジヤーナルの端面と直接に係合
するための回転継手において、上記ジヤーナルの
端面上に同心的に取付けられてそれと一緒に回転
する環状フランジと、上記環状フランジ上に同心
的に取付けられてそれと一緒に回転し、上記同心
内腔と同心の内腔を有する環状アダプターと、半
径方向の第１シール面を有し、環状アダプターの
内腔と同心的に環状アダプターに取付けられた第
１環状シールと、内部チヤンバーと該内部チヤン
バーと連通する開口とを有する継手本体と、上記
ジヤーナルに固定されて上記継手本体を支持する
ブラケツトと、上記継手本体上に取付けられ、上
記環状アダプターと対向して整列した環状シール
板と、上記環状シール板の内筒内腔内に相対的に
軸線方向に可動に取付けられた第２環状シール
と、上記第１シール面と係合する、上記第２環状
シール上に形成された環状シール面と、上記第２
環状シール上で対向する軸線方向の力を与える、
上記本体チヤンバー内で流体圧力を受ける第２環
状シール上に形成された第１半径方向の第１対向
差圧面及び第２半径方向の第２対向差圧面と、上
記第２環状シールを上記第１環状シールの方向へ
付勢する流体圧力が上記第１対向差圧面に形成さ
れ、上記第２環状シールを上記第１環状シールか
ら離れる方向へ付勢する流体圧力が上記第２対向
差圧面に形成され、上記第１対向差圧面は上記第
２対向差圧面よりも大きく、上記環状シール板の
円腔から半径方向外側へ間隔を置いて上記環状シ
ール板に取付けられた複数の圧縮ばねであつて、
上記第２環状シールが該圧縮ばねを上記ジヤーナ
ルの内部及びその中の流体から絶縁し、上記圧縮
ばねが上記第２環状シールと係合して上記第２環
状シールを第１環状シールの方向へ付勢し、及
び、上記継手本体に固定されて継手本体の開口と
連通する導管とを有することを特徴とする回転継
手である。

作 用 上述の構成を有する本発明によれば、第１環状
シールが実質上ドラムジヤーナルに固定されてい
るから、第１環状シールの中心を常にドラムの回
転軸線に一致して保持することができる。このよ
うに第１環状シールをドラムジヤーナルに同定す
ることは回転継手を小型で簡易な構造とすること
ができる。

また、継手本体がドラムジヤーナルに同定さ
れ、継手本体が第２環状シールを同定しているか
ら、第２環状シールはその中心がドラムジヤーナ
ルの回転軸線と常に一致するように容易に保持す
ることができ、このことも回転継手を小型で簡易
な構造とすることができる。

さらに、第２環状シールの第１及び第２対向差
圧面の大きさを調整することによつて第２環状シ
ールの第１環状シールへの当接圧力を調整して、
第２環状シールの該部分の摩耗を減少させること
ができる。

（実施例） 本発明の上記諸目的および諸利点は添付図面を
参照して以下の説明を読めば明らかになるはずで
ある。

第１図において、熱交換器の乾燥ドラム（図示
せず）の回転軸の外端、つまりジヤーナルを１０
で示し、該ジヤーナルはその回転軸に垂直な半径
方向端面１２を包含し、上記ドラムの内部と流通
するジヤーナルの内腔１４が上記半径方向端面と
交差している。ジヤーナル１０は、ジヤーナル支
持構造体１６に取付けた通常の軸受ホルダーに装
着した軸受（図示せず）によつて支えられてい
る。

本発明の回転継手を取付けて使用される熱交換
器の回転ドラムは普通には蒸気加熱型乾燥ドラム
であるが、ドラムの使用目的がドラムの周縁と係
合する材料を冷却することにあるとすれば、かか
るドラムを該ドラムが冷却水を受容れるようにし
てもよい。本明細書に開示の回転継手を使用する
ドラムにおいては、通常その各ジヤーナルに１個
の継手が装着されていて、かかる継手の１つが蒸
気をドラムに導入するために使用されるのに対し
て、他の継手は凝縮水をドラムから排出するため
に使用されるのが普通である。

環状フランジ１８は、ジヤーナルの内腔１４と
同軸の、フランジの内腔２２の回りに等間隔で配
設された複数個のボルト２０によつて、ジヤーナ
ル１０の端面に対しボルト締めされている。上記
フランジはジヤーナル端が嵌入する座繰り穴２４
を含み、もう１つの座繰り穴２６がフランジの内
腔に穿設されていて、この座繰り穴２６に後に述
べるアダプターが嵌入する。

環状アダプター２８が、アダプターの内腔３２
の回りに等間隔に配設された複数個のボルト３０
によつて、フランジ１８にボルト締めされてい
る。該アダプターはフランジの座繰り穴２６に嵌
入する同心のボス３４を含み、またこのアダプタ
ーの内腔にはステンレス鋼、または炭化珪素の環
状シール３８が嵌入するための同心の座繰り穴３
６が穿設されている。該シール３８は上記座繰り
穴３６に嵌入する、半径の小さくなつている部分
を含み、上記アダプターに刻設された環状溝の中
には、該アダプターと上記シールとの間に密封関
係を確立する弾性Ｏ−リングが嵌入する。上記シ
ール３８はアダプターの内腔３２よりも大きなフ
ランジであつて、シールの中心軸およびドラムの
回転軸に垂直に配設された外向きの平坦な半径方
向密封面４２を有するフランジを含み、上記シー
ル３８の該フランジには盲穴が設けられていて、
この盲穴と該盲穴と中心線を一致させてアダプタ
ーに設けた盲穴との中にピンキー４４が挿入され
ている。かかるピンキー４４の数個がシール３８
とアダプター２８との間に相対回転の起きるのを
阻止している。

ブラケツト４６がボルト４８によつてジヤーナ
ル支持構造１６にボルト締めされていて、この固
定されているブラケツト４６に対してジヤーナル
１０とドラムの回転部品が相対回転を行う。図に
はブラケツト４６の下部しか示されていないが、
該ブラケツトは継手構造体に隣接してこれを囲繞
し上方に延びている。

鋳造金属製の継手本体５０がブラケツト４６に
載設されている。下方に延びる本体の懸垂部５２
は該ブラケツトに螺入するロツド５６が挿通され
ている穴５４を含み、上記懸垂部５２を挟んでそ
の両側で上記ロツド５６と螺合する２個のナツト
５８が本体の軸上位置をドラムの回転軸の方向に
そつて定め、いつたん所望の位置が得られたら、
６０として１本が代表的に図示されている。本体
５０とブラケツト４６との間に挟装されるボルト
が該本体を該ブラケツトに固定する。

本体５０はジヤーナル内腔１４に同軸で、しか
もフランジ１８とアダプター２８の各内腔とも同
軸な円筒室６２を含み、該室が上記本体と交差す
る本体端面の腔口６４に管継手６６をボルト６８
などによつて取付けることができる。図示の継手
６６で蒸気供給源をこれに取付けることのできる
ナツクル継手であるが、熱交換器のドラムから凝
縮水を排出するために継手を使用するのであれば
周知の方法でナツクル継手を排出装置に取付けれ
ばよい。本体５０に取付けるべき個々の継手のタ
イプは図示してない、使用すべき供給導管、また
は排出導管のタイプによつて相違する。

座繰り穴７０が本体５０に穿設されていて、該
座繰り穴は環状密封板７２に隣接する半径方向底
面を具備し、該密封板はその内腔７６を囲繞して
周状に配設した６本のボルト７４によつて上記本
体５０にボルト締めされている。上記密封板７２
は継手本体に穿設された座繰り穴７０に嵌入して
該密封板と上記本体との間の同心性を確保する環
状ボス７８を包含し、またこの密封板７２はその
内腔７６を囲繞しこれと同心のもう１つの座繰り
穴８０を包含する。第１図から自明のように、密
封板７２はその座繰り穴８０を密封板の周縁に流
通させる半径方向の通気孔口８０を包含し、また
上記密封板７２の環状延長部８２が上記アダプタ
ー２８を覆つて軸方向に延び座繰り穴を形成して
いる。

環状シール８４が密封板７２の内腔７６と上記
座繰り穴８２との中に配設されてい。カーボン製
とするのが好ましい、このシール８４は軸状内腔
８６、直径の小さくなつている円筒部８８、およ
び半径方向に延びるフランジ９０を含む。該シー
ルは密封板の上記内腔７６内に配設されている半
径方向の受圧面９２と、シール３８の密封面４２
と密封係合する半径方向端面で終端する軸方向に
延びる環状リツプ９４とを包含する。第１図から
自明のように、シール８４の形状は該シールの内
腔内の流体圧に曝される受圧面となる半径方向肩
面９６を形成するくぼみを含むようなものであ
り、この肩面９６の表面積は上記端面９２の表面
積よりも僅かい小さい。

シール８４の円筒部８８には該円筒部を密封板
７２に密封するためのエラストマーのＯ−リング
９８が嵌入する溝が刻設されていて、シールの上
記円筒部８８と上記密封板の内腔７６との間の嵌
合は該シール８４と該密封板７２の間で相対的な
軸方向の変位が可能になるようなものとする。本
実施例では６個ある、複数個の盲穴１００が密封
板７２に穿設されていて、該盲穴は該密封板の内
腔７６の軸に平行に延びて上記密封板の座繰り穴
８０の底面と交差する。圧縮ばね１０２が個々の
盲穴１００に挿入されていて、各ばねは各自の穴
から延びてシール８４のフランジ９０と係合し、
該シール８４をシール３８に向けて偏倚させる。

軸方向に延びるピンキー１０８を挿入して密封
板７２とシール８４も相対回転が阻止されるよう
にするため、２組の対向する盲穴１０４と１０６
とが上記シールのフランジ９０と上記密封板７２
とにそれぞれ穿設されている。密封板７２に刻設
した溝に嵌入するスナツプリング１１０によつて
シール８４は上記密封板内に保持されていて、該
シールのリツプ９４がその最大限度まで摩耗した
時に上記スナツプリングが上記シールのフランジ
９０と係合することができるようにしている。

使用中、諸構成部品は第１図に示すような配置
に組立てられているが、そうするためには先ず、
ドラムのジヤーナル１０の端面にフランジ１８を
ボルト締めし、ついでシール３８が所定位置に配
設されているアダプター２８を上記フランジにボ
ルト締めする。密封板７２を継手本体５０にボル
ト締めし、ついでシール８４を該密封板の中に入
れてスナツプリング１１０で保持する。

継手本体５０をブラケツト４６上に載置し、２
固のナツト５８の螺着されているロツド５６によ
り該本体の該ブラケツトに対する相対位置を調節
し、ついで６０および他の図示されていないボル
トにより上記本体を上記ブラケツトに固着する。
まずはじめに、シール３８の密封面４２をシール
８４のリツプ９４の端面と係合させることによつ
てスナツプリング１１０がフランジ９０から上記
リツプの軸方向の長さに略等しい距離だけ離され
るような位置に継手本体５０を配置する。ばね１
０２はシール８４のフランジ９０と係合し、シー
ルのリツプ９４の偏倚力を及ぼして該シールのリ
ツプ９４がシール３８と係合するに至るようにす
る。

加圧流体媒質を、管継手６６から、もしくはド
ラムから受けてジヤーナル１０を介して、本体の
室６２の中に導入すると、密封面９２と９６は上
記流体媒質の呈する圧力に曝されることになる。
流体圧が密封面９２に及ぼす力はシール８４を第
１図で見て右のほうに向けて変位させようとし、
流体圧が密封面９６に及ぼす力は上記シールを左
のほうに向けて変位させようとするので、これら
の２つの力は向きが逆で互に釣合うようになつ
て、上記２つの密封面の面積に差があることを考
慮すると、密封面９２に作用する力のほうが僅か
に大きくてこの力と密封面９６に作用する力との
合力は右のほうに向き、この合力によつてシール
８４のリツプ９４とシール３８との間に有効な係
合が確保される。シール３８とシール８４との間
に係合を維持するのにばね１０２も寄与するのは
当然のことであるが、密封面９２と９６が面積に
差があることから、不当に大きな力が密封面に作
用するのが阻止され、このため両シールの有効寿
命が延び、しかも回転継手の回転に対する抵抗が
最少限に抑えられるのでトルクに対する要求仕様
も低いものでよいことになる。

リツプ９４が摩耗するにつれて、シール９４は
シール３８のほうに向かつて密封板７２の内腔７
６内をゆつくり移動して摩耗に順応するようにし
この自動摩耗補償はフランジ９０がスナツプリン
グ１１０と係合するに至るまで継続して行われ
る。フランジ９０がスナツプリング１１０と係合
するようになつたら、回転継手を分解してシール
を交換する。

通気孔口８１を設けることによつてシールを出
た漏洩蒸気は大気中に放出され、また該通気孔口
８１に隙間ゲージを挿入することによつてリツプ
９４で生じている摩耗を計測することもできる。

ここで指摘しておきたいことは、ばね１０２が
シール８４に対してその半径方向の外側に配設さ
れているため、かかるばね１０２は本体５０内、
つまり密封板７２内の流体圧の作用から隔離され
ているということ、すなわち上記ばねがＯ−リン
グ９８およびリツプ９４によつて加圧媒質に曝さ
れるのを阻止されているということである。従つ
て、従来構造の回転継手の場合とは相違して、上
記ばねは有害な腐食状態に曝されることもなけれ
ば、流体媒質の直熱に曝されることもない。

継手本体５０がブラケツト４０に堅く取付けら
れていることから、実施例として本明細書に記載
の回転継手においては、かかる回転継手がドラム
のジヤーナル対して心狂いの状態になるという可
能性は排除される。本明細書に開示するところに
従つて構成した回転継手は構造が簡単で、しかも
最少限の可動部品を必要とするにすぎない。本明
細書に記載の回転継手は、正しく据付けられたと
すれば、その相対運動を行う部品が金属同士の接
触を生じることがなく、しかもシール３８と８４
をすぐに交換でき、またその有効寿命は非常に長
いものである。シール３８がアダプター２８内に
取付けられ、シール８４が密封板７２内に取付け
られていることから、比較的廉価に生産すること
のできる上記シール３８と８４を必要に応じて迅
速に交換することが可能であり、しかも本発明の
回転継手を保守するに当つても機械に関する平均
的技倆を必要とするにすぎない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の回転継手を第２図の線−
の面について断面とした断面図であつて、一部の
部品を立面図で示す。第２図は第１図の線−
の面についての断面図である。 １０…ジヤーナル、１２…端面（ジヤーナル
の）、１４…内腔（ジヤーナルの）、１８…フラン
ジ、２０…ボルト（第１の組の）、２８…アダプ
ター、３０…ボルト（第２の組の）、３２…内腔
（アダプターの）、３８…第１のシール、４０…リ
ング（第１のシールの）、４２…密封面（第１の
シールの），第１の密封面（第１のシールの）、４
４…錠止装置、４５…ブラケツト、５０…継手本
体、本体、６２…室（本体の）、６４…腔口（本
体の）、７２…密封板、７４…ボルト（第３の組
の）、７６…内腔（密封板の）、８１…通路、８４
…第２のシール、８８…円筒部（第１のシール
の）、９０…フランジ（第２のシールの）、９２…
第１の受圧面（第２のシールの）、９４…第２の
密封面（第２のシールの）、９６…第２の受圧面
（第２のシールの）、９８…リング（第２のシール
の）、１００…盲穴、１０２…ばね、１０８…錠
止装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 同心内腔１４と、ジヤーナルの軸線とほぼ直
   角をなした平らな端面１２を有し、円筒形であつ
   て、回転式熱交換ドラムのジヤーナルの端面と直
   接に係合するための回転継手において、 上記ジヤーナルの端面１２上に同心的に取付け
   られてそれと一緒に回転する環状フランジ１８
   と、 上記環状フランジ１８上に同心的に取付けられ
   てそれと一緒に回転し、上記同心内腔１４と同心
   の内腔３２を有する環状アダプター２８と、 半径方向の第１シール面４２を有し、環状アダ
   プター２８の内腔１４と同心的に環状アダプター
   ２８に取付けられた第１環状シール３８と、 内部チヤンバーと該内部チヤンバーと連通する
   開口とを有する継手本体５０と、 上記ジヤーナルに固定されて上記継手本体５０
   を支持するブラケツト４６と、 上記継手本体５０上に取付けられ、上記環状ア
   ダプター２８と対向して整列した環状シール板７
   ２と、 上記環状アダプター２８の同心内腔１４と同心
   に上記環状シール板７２上に形成された円筒内腔
   ７６と、 上記環状シール板７２の内筒内腔７６内に相対
   的に軸線方向に可動に取付けられた第２環状シー
   ル８４と、 上記第１シール面４２と係合する、上記第２環
   状シール８４上に形成された環状シール面９４
   と、 上記第２環状シール８４上で対向する軸線方向
   の力を与える、上記本体チヤンバー内で流体圧力
   を受ける第２環状シール上に形成された第１半径
   方向の第１対向差圧面９２及び第２半径方向の第
   ２対向差圧面９６と、 上記第２環状シール８４を上記第１環状シール
   ３８の方向へ付勢する流体圧力が上記第１対向差
   圧面９２に形成され、上記第２環状シール８４を
   上記第１環状シール３８から離れる方向へ付勢す
   る流体圧力が上記第２対向差圧面９６に形成さ
   れ、上記第１対向差圧面９２は上記第２対向圧面
   ９６よりも大きく、 上記環状シール板７２の円腔から半径方向外側
   へ間隔を置いて上記環状シール板７２に取付けら
   れた複数の圧縮ばね１０２であつて、上記第２環
   状シール８４が該圧縮ばね１０２を上記ジヤーナ
   ルの内部及びその中の流体から絶縁し、上記圧縮
   ばね１０２が上記第２環状シール８４と係合して
   上記第２環状シール８４を第１環状シール３８の
   方向へ付勢し、及び、 上記継手本体５０に固定されて継手本体５０の
   開口と連通する導管と を有することを特徴とする回転継手。 ２ 上記第２環状シールが環状シール板の上記内
   腔に嵌入する円筒部と、該円筒部と該内腔との間
   に挟持されたリングであつて、上記第２環状シー
   ルを環状シール板の上記内腔に対して密封すると
   共に該第２環状シールが環状シール板の該内腔内
   で変移するのを許容する密封リングとを包含する
   特許請求の範囲第１項に記載の回転継手。 ３ 上記第２環状シールをカーボンでつくられて
   いる特許請求の範囲第２項に記載の回転継手。 ４ 上記環状シールの上記内腔から半径方向外側
   に離隔した位置で上記密封板に穿設され、しかも
   該内腔に平行に延び上記第１環状シールに向かつ
   て開いている複数個の盲穴を包含し、上記圧縮ば
   ねが該盲穴の中に配設されている特許請求の範囲
   第１項に記載の回転継手。 ５ 上記第１環状シールと上記環状アダプターと
   の間に挟持された環状の弾性密封リングと、上記
   第１環状シールと上記環状アダプターを連結して
   該第１環状シールと該環状アダプターの間の相対
   回転を阻止する錠止装置とを包含する特許請求の
   範囲第２項に記載の回転継手。 ６ 上記第２環状シールと上記環状シールとを連
   結して該シールと該密封板の間の相対回転を阻止
   する錠止装置を包含する特許請求の範囲第２項に
   記載の回転継手。 ７ 上記第２環状シールが、上記円筒部から上記
   第１環状シールのほうへ向かつて軸方向に一定の
   間隔を置き、該円筒部を超えて外へ向かつて延び
   る環状の半径方向フランジを包含し、上記圧縮ば
   ねが該フランジと係合する特許請求の範囲第４項
   に記載の回転継手。 ８ ジヤーナルの端面に上記環状フランジを取付
   けるボルトの第１の組、該フランジに上記アダプ
   ターを取付けるボルトの第２の組、および上記継
   手本体に上記環状シール板を取付けるボルトの第
   ３の組を包含する特許請求の範囲第１項に記載の
   回転継手。 ９ 該環状シール板が外から接近可能な周縁を有
   し、該周縁と交差すると共に該第２環状シールと
   一直線をなして軸方向に延びる半径方向通路を包
   含し、該通路が上記第２環状シールと流通する内
   端を有し、それによつて上記第２環状シールの軸
   上位置を上記通路を介して決定することができる
   ようにした特許請求の範囲第１項に記載の回転継
   手。