ベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置
【課題】アルカリ洗浄液等の液体中に混入した異物によりベローズが傷つくことがなく、しかも、ロールの回転軸の表面を傷つける恐れがなく、さらに、取り付けにボルト等を用いる必要がないベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置を提供する。
【解決手段】冷間圧延後の鋼板に付着した圧延油を除去するためのアルカリ洗浄装置において、ベローズ４の内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材７が設けられているベローズ型メカニカルシールを備えている。
【解決手段】冷間圧延後の鋼板に付着した圧延油を除去するためのアルカリ洗浄装置において、ベローズ４の内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材７が設けられているベローズ型メカニカルシールを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置、特に、タンク内の液体に混入した異物によりベローズが損傷を受けることがない、ベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷間圧延後の鋼板に焼きなまし処理を施す連続焼鈍炉設備は、冷間圧延時に、鋼板に付着した圧延油を鋼板から除去するためのアルカリ洗浄装置を備えている。アルカリ洗浄装置は、圧延油が付着した鋼板を、アルカリ洗浄液が入れられたタンク内を通過させることにより鋼板に付着した圧延油を中和して洗い流すものである。
【０００３】
アルカリ洗浄装置は、アルカリ洗浄液を入れるシンクタンク（以下、単にタンクという）と、このタンク内に設置された、鋼板を通過させるためのシンクロール（以下、単にロールという）とを備えている。
【０００４】
このようなアルカリ洗浄装置においては、タンクとロールの回転軸との間からの液漏れを防止するために、ベローズ型メカニカルシールを介してロールがタンク内に回転自在に取り付けられている。ベローズ型メカニカルシールを用いたのは、タンク内のアルカリ洗浄液の温度は、ライン運転中、最大９０℃程度の温度となり、これによるタンクの熱伸びに追随するためである。
【０００５】
以下、このベローズ型メカニカルシールを、図面を参照しながら説明する。
【０００６】
図２は、ベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【０００７】
図２において、１１は、アルカリ洗浄液（Ｌ）が入れられたタンク、１２は、タンク１１内に水平に取り付けられたロール、１３は、タンク１１とロール１２の回転軸１２Ａとの間からの液漏れを防止するためのベローズ型メカニカルシールである。
【０００８】
ベローズ型メカニカルシール１３は、例えば、一端がタンク１１の外壁に固定されたゴム製ベローズ１４の他端を、セラミック製シールリング１５を介してゴム製リテイナー１６に取り付けたものである。リテイナー１６は、ロール軸１２Ａに固定されていて、ロール軸１２Ａと共に回転する。
【０００９】
上記ベローズ型メカニカルシールによれば、タンクの熱伸びに追随でき、タンク１１内のアルカリ洗浄液中に異物が混入しなければ、タンク１１とロール１２の回転軸１２Ａとの間からの液漏れを確実に防止することができるが、アルカリ洗浄液中には、鋼板から剥離したヘゲと称される厚み１ｍｍ以下、長さ１０〜２０ｍｍ程度の大きさの鉄片が通板に伴って混入し、この異物がタンク１１と回転軸１２Ａとの間の隙間（Ｍ）からベローズ４の谷部（Ｎ）内に入り込んでベローズ１４を傷つけ、この部分からタンク１１内のアルカリ洗浄液がタンク１１外に漏れ出すことがあった。
【００１０】
そこで、上記問題点を解決するためのベローズ型メカニカルシールが実開昭６２−４４１７９号公報に開示されている。
【００１１】
以下、このベローズ型メカニカルシールを従来メカニカルシールといい、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図３は、従来メカニカルシールを示す断面図である。
【００１３】
図３において、１７は、タンク、１８は、回転軸１８Ａを有するロール、１９は、従来メカニカルシールであり、ベローズ２０と筒状カバー２１とを備えている。カバー２１は、ベローズ２０の内周面を覆って、タンク１７内のアルカリ洗浄液中に混入した異物がベローズ２０に接触して、ベローズ２０を傷つけるのを防止する。
【００１４】
【特許文献１】実開昭６２−４４１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した従来メカニカルシールによれば、ベローズ２０の内周面をカバー２１により覆うことによって、アルカリ洗浄液中に混入した異物は、ベローズ２０に接触しないので、異物によりベローズ２０が傷つくことは防止できるが、以下のような問題があった。
【００１６】
（ａ）ロール１８の回転軸１８Ａの表面には、回転軸１８Ａがアルカリ洗浄液により腐食されないようにゴムライニングが施されているが、カバー２１がこのライニングに接触して、ライニングを破損させ、破損部からロール回転軸１８Ａにアルカリ洗浄液が浸入する。
（ｂ）上記問題が起こらないようにするために、回転軸１８Ａとカバー２１との間隔を広く取ると、その広くなった隙間から上述したヘゲ等の異物が混入して、ベローズ２０を傷つける。
（ｃ）カバー２１の一端は、ベローズ２０の一端が固定されるシール環２２に固定されるが、この固定手段にボルト等を使用すると、このボルトが外れてベローズ２０の破損につながる。
【００１７】
従って、この発明の目的は、アルカリ洗浄液等の液体中に混入した異物によりベローズが傷つくことがなく、しかも、ロールの回転軸の表面を傷つける恐れがなく、さらに、取り付けにボルト等を用いる必要がないベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、以下の特徴を有するものである。
【００１９】
請求項１記載の発明は、ベローズ型メカニカルシールにおいて、前記ベローズの内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材が設けられていることに特徴を有するものである。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ベローズ保護材がスポンジゴム製であることに特徴を有するものである。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記ベローズ保護材がエチレンプロピレンゴムからなっていることに特徴を有するものである。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記ベローズ保護材の内周面にシーラントが塗布されていることに特徴を有するものである。
【００２３】
請求項５記載の発明は、連続的に搬送される鋼板のアルカリ洗浄装置において、アルカリ洗浄液中のシンクロール軸のシール装置として、請求項１から４の何れか１つに記載のベローズ型メカニカルシールが用いられていることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、ベローズの内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材を設けることによって、アルカリ洗浄液等の液体中に混入した異物によりベローズが傷つくことがなく、ロールの回転軸の表面を傷つける恐れがなく、しかも、取り付けにボルト等を用いる必要がないので、このボルトの脱落によりベローズが破損することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明のベローズ型メカニカルシールの一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、この発明のベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【００２７】
図１において、１は、アルカリ洗浄液（Ｌ）が入れられたタンク、２は、タンク１内に水平に取り付けられたロール、３は、タンク１とロール２の回転軸２Ａとの間からの液漏れを防止するためのベローズ型メカニカルシールである。
【００２８】
この発明のベローズ型メカニカルシールの基本的構成は、図２のメカニカルシールと同様に、一端がタンク１の外壁に固定されたゴム製ベローズ４の他端を、セラミック製シールリング５を介してゴム製リテイナー６に取り付けたものである。リテイナー６は、ロール軸２Ａに固定されていて、ロール軸２Ａと共に回転する。異なる点は、ベローズ４の内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材７が設けられていることにある。
【００２９】
このように、ベローズ４の内側谷部内にベローズ保護材７を設けることによって、アルカリ洗浄液中に混入した上記ヘゲ等の異物がタンク１と回転軸２Ａとの間の隙間（Ｍ）から入り込んでも、ベローズ４と接触しないので、ベローズ４を傷つけることはない。しかも、ベローズ保護材７は、回転軸２Ａと接触せず、たとえ接触しても、柔軟性があるので、回転軸２Ａの表面に施されたゴムライニングを傷つける恐れがなく、さらに、ベローズ保護材７は、ベローズ４の内側谷部内に充填等により設けられるので、脱落によりゴムライニングを傷つける恐れがあるボルト等を用いる必要がない。
【００３０】
ベローズ保護材７は、ベローズ４に合わせて伸縮する弾性体とする必要がある。特に、スポンジゴム製とすることが好ましい。しかも、この例のように、アルカリ洗浄装置に使用する場合には、９０℃以上の温度とアルカリとに耐え得るような材質、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）が好ましい。タンク１内の液体がアルカリ洗浄液でない場合には、他の材質、例えば、ニトリルゴム、天然ゴムなどであっても良い。さらに、ベローズ４の内側谷部内にベローズ保護材７を封入後、シーラントをベローズ保護材７に塗布すれば、ベローズ保護材７とベローズ４との間へのアルカリ洗浄液の浸透を防止でき、しかも、ベローズ４へのベローズ保護材７の固定が行える。
【００３１】
表１に、ベローズ保護材７をスポンジゴム製とし（但し、発泡ウレタンの場合を除く）、その材質を変えたときの、耐アルカリ性、耐熱性、弾力性、圧縮永久性、耐久性についての結果を示す。表１中、◎印は、非常に優れていることを示し、○印は、優れていることを示し、△印は、やや劣ることを示し、そして、×印は、劣っていることを示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１から明らかなように、この発明のベローズ型メカニカルシールをアルカリ洗浄装置に使用する場合には、ベローズ保護材７の材質として、ＥＰＴ（エチレンプロピレンゴム）が一番優れていることが分かった。これに対して、発泡ウレタンは、不適であることが分かった。
【００３４】
なお、以上は、この発明のベローズ型メカニカルシールをアルカリ洗浄装置に使用した場合であるが、これ以外の装置に使用することも勿論、可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明のベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【図２】ベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【図３】従来メカニカルシールを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：タンク
２：ロール
２Ａ：回転軸
３：メカニカルシール
４：ベローズ
５：シールリング
６：リテイナー
７：ベローズ保護材
１１：タンク
１２：ロール
１２Ａ：回転軸
１３：メカニカルシール
１４：ベローズ
１５：シールリング
１６：リテイナー
１７：タンク
１８：ロール
１８Ａ：回転軸
１９：従来メカニカルシール
２０：ベローズ
２１：カバー
２２：シール環
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置、特に、タンク内の液体に混入した異物によりベローズが損傷を受けることがない、ベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
冷間圧延後の鋼板に焼きなまし処理を施す連続焼鈍炉設備は、冷間圧延時に、鋼板に付着した圧延油を鋼板から除去するためのアルカリ洗浄装置を備えている。アルカリ洗浄装置は、圧延油が付着した鋼板を、アルカリ洗浄液が入れられたタンク内を通過させることにより鋼板に付着した圧延油を中和して洗い流すものである。
【０００３】
アルカリ洗浄装置は、アルカリ洗浄液を入れるシンクタンク（以下、単にタンクという）と、このタンク内に設置された、鋼板を通過させるためのシンクロール（以下、単にロールという）とを備えている。
【０００４】
このようなアルカリ洗浄装置においては、タンクとロールの回転軸との間からの液漏れを防止するために、ベローズ型メカニカルシールを介してロールがタンク内に回転自在に取り付けられている。ベローズ型メカニカルシールを用いたのは、タンク内のアルカリ洗浄液の温度は、ライン運転中、最大９０℃程度の温度となり、これによるタンクの熱伸びに追随するためである。
【０００５】
以下、このベローズ型メカニカルシールを、図面を参照しながら説明する。
【０００６】
図２は、ベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【０００７】
図２において、１１は、アルカリ洗浄液（Ｌ）が入れられたタンク、１２は、タンク１１内に水平に取り付けられたロール、１３は、タンク１１とロール１２の回転軸１２Ａとの間からの液漏れを防止するためのベローズ型メカニカルシールである。
【０００８】
ベローズ型メカニカルシール１３は、例えば、一端がタンク１１の外壁に固定されたゴム製ベローズ１４の他端を、セラミック製シールリング１５を介してゴム製リテイナー１６に取り付けたものである。リテイナー１６は、ロール軸１２Ａに固定されていて、ロール軸１２Ａと共に回転する。
【０００９】
上記ベローズ型メカニカルシールによれば、タンクの熱伸びに追随でき、タンク１１内のアルカリ洗浄液中に異物が混入しなければ、タンク１１とロール１２の回転軸１２Ａとの間からの液漏れを確実に防止することができるが、アルカリ洗浄液中には、鋼板から剥離したヘゲと称される厚み１ｍｍ以下、長さ１０〜２０ｍｍ程度の大きさの鉄片が通板に伴って混入し、この異物がタンク１１と回転軸１２Ａとの間の隙間（Ｍ）からベローズ４の谷部（Ｎ）内に入り込んでベローズ１４を傷つけ、この部分からタンク１１内のアルカリ洗浄液がタンク１１外に漏れ出すことがあった。
【００１０】
そこで、上記問題点を解決するためのベローズ型メカニカルシールが実開昭６２−４４１７９号公報に開示されている。
【００１１】
以下、このベローズ型メカニカルシールを従来メカニカルシールといい、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図３は、従来メカニカルシールを示す断面図である。
【００１３】
図３において、１７は、タンク、１８は、回転軸１８Ａを有するロール、１９は、従来メカニカルシールであり、ベローズ２０と筒状カバー２１とを備えている。カバー２１は、ベローズ２０の内周面を覆って、タンク１７内のアルカリ洗浄液中に混入した異物がベローズ２０に接触して、ベローズ２０を傷つけるのを防止する。
【００１４】
【特許文献１】実開昭６２−４４１７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上述した従来メカニカルシールによれば、ベローズ２０の内周面をカバー２１により覆うことによって、アルカリ洗浄液中に混入した異物は、ベローズ２０に接触しないので、異物によりベローズ２０が傷つくことは防止できるが、以下のような問題があった。
【００１６】
（ａ）ロール１８の回転軸１８Ａの表面には、回転軸１８Ａがアルカリ洗浄液により腐食されないようにゴムライニングが施されているが、カバー２１がこのライニングに接触して、ライニングを破損させ、破損部からロール回転軸１８Ａにアルカリ洗浄液が浸入する。
（ｂ）上記問題が起こらないようにするために、回転軸１８Ａとカバー２１との間隔を広く取ると、その広くなった隙間から上述したヘゲ等の異物が混入して、ベローズ２０を傷つける。
（ｃ）カバー２１の一端は、ベローズ２０の一端が固定されるシール環２２に固定されるが、この固定手段にボルト等を使用すると、このボルトが外れてベローズ２０の破損につながる。
【００１７】
従って、この発明の目的は、アルカリ洗浄液等の液体中に混入した異物によりベローズが傷つくことがなく、しかも、ロールの回転軸の表面を傷つける恐れがなく、さらに、取り付けにボルト等を用いる必要がないベローズ型メカニカルシールおよびこのシールを備えたアルカリ洗浄装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
この発明は、上記目的を達成するためになされたものであって、以下の特徴を有するものである。
【００１９】
請求項１記載の発明は、ベローズ型メカニカルシールにおいて、前記ベローズの内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材が設けられていることに特徴を有するものである。
【００２０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ベローズ保護材がスポンジゴム製であることに特徴を有するものである。
【００２１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の発明において、前記ベローズ保護材がエチレンプロピレンゴムからなっていることに特徴を有するものである。
【００２２】
請求項４記載の発明は、請求項１から３の何れか１つに記載の発明において、前記ベローズ保護材の内周面にシーラントが塗布されていることに特徴を有するものである。
【００２３】
請求項５記載の発明は、連続的に搬送される鋼板のアルカリ洗浄装置において、アルカリ洗浄液中のシンクロール軸のシール装置として、請求項１から４の何れか１つに記載のベローズ型メカニカルシールが用いられていることに特徴を有するものである。
【発明の効果】
【００２４】
この発明によれば、ベローズの内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材を設けることによって、アルカリ洗浄液等の液体中に混入した異物によりベローズが傷つくことがなく、ロールの回転軸の表面を傷つける恐れがなく、しかも、取り付けにボルト等を用いる必要がないので、このボルトの脱落によりベローズが破損することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、この発明のベローズ型メカニカルシールの一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、この発明のベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【００２７】
図１において、１は、アルカリ洗浄液（Ｌ）が入れられたタンク、２は、タンク１内に水平に取り付けられたロール、３は、タンク１とロール２の回転軸２Ａとの間からの液漏れを防止するためのベローズ型メカニカルシールである。
【００２８】
この発明のベローズ型メカニカルシールの基本的構成は、図２のメカニカルシールと同様に、一端がタンク１の外壁に固定されたゴム製ベローズ４の他端を、セラミック製シールリング５を介してゴム製リテイナー６に取り付けたものである。リテイナー６は、ロール軸２Ａに固定されていて、ロール軸２Ａと共に回転する。異なる点は、ベローズ４の内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材７が設けられていることにある。
【００２９】
このように、ベローズ４の内側谷部内にベローズ保護材７を設けることによって、アルカリ洗浄液中に混入した上記ヘゲ等の異物がタンク１と回転軸２Ａとの間の隙間（Ｍ）から入り込んでも、ベローズ４と接触しないので、ベローズ４を傷つけることはない。しかも、ベローズ保護材７は、回転軸２Ａと接触せず、たとえ接触しても、柔軟性があるので、回転軸２Ａの表面に施されたゴムライニングを傷つける恐れがなく、さらに、ベローズ保護材７は、ベローズ４の内側谷部内に充填等により設けられるので、脱落によりゴムライニングを傷つける恐れがあるボルト等を用いる必要がない。
【００３０】
ベローズ保護材７は、ベローズ４に合わせて伸縮する弾性体とする必要がある。特に、スポンジゴム製とすることが好ましい。しかも、この例のように、アルカリ洗浄装置に使用する場合には、９０℃以上の温度とアルカリとに耐え得るような材質、例えば、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＴ）が好ましい。タンク１内の液体がアルカリ洗浄液でない場合には、他の材質、例えば、ニトリルゴム、天然ゴムなどであっても良い。さらに、ベローズ４の内側谷部内にベローズ保護材７を封入後、シーラントをベローズ保護材７に塗布すれば、ベローズ保護材７とベローズ４との間へのアルカリ洗浄液の浸透を防止でき、しかも、ベローズ４へのベローズ保護材７の固定が行える。
【００３１】
表１に、ベローズ保護材７をスポンジゴム製とし（但し、発泡ウレタンの場合を除く）、その材質を変えたときの、耐アルカリ性、耐熱性、弾力性、圧縮永久性、耐久性についての結果を示す。表１中、◎印は、非常に優れていることを示し、○印は、優れていることを示し、△印は、やや劣ることを示し、そして、×印は、劣っていることを示す。
【００３２】
【表１】
【００３３】
表１から明らかなように、この発明のベローズ型メカニカルシールをアルカリ洗浄装置に使用する場合には、ベローズ保護材７の材質として、ＥＰＴ（エチレンプロピレンゴム）が一番優れていることが分かった。これに対して、発泡ウレタンは、不適であることが分かった。
【００３４】
なお、以上は、この発明のベローズ型メカニカルシールをアルカリ洗浄装置に使用した場合であるが、これ以外の装置に使用することも勿論、可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】この発明のベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【図２】ベローズ型メカニカルシールを示す断面図である。
【図３】従来メカニカルシールを示す断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：タンク
２：ロール
２Ａ：回転軸
３：メカニカルシール
４：ベローズ
５：シールリング
６：リテイナー
７：ベローズ保護材
１１：タンク
１２：ロール
１２Ａ：回転軸
１３：メカニカルシール
１４：ベローズ
１５：シールリング
１６：リテイナー
１７：タンク
１８：ロール
１８Ａ：回転軸
１９：従来メカニカルシール
２０：ベローズ
２１：カバー
２２：シール環
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベローズ型メカニカルシールにおいて、前記ベローズの内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材が設けられていることを特徴とするベローズ型メカニカルシール。
【請求項２】
前記ベローズ保護材がスポンジゴム製であることを特徴とする、請求項１記載のベローズ型メカニカルシール。
【請求項３】
前記ベローズ保護材がエチレンプロピレンゴムからなっていることを特徴とする、請求項１または２記載のベローズ型メカニカルシール。
【請求項４】
前記ベローズ保護材の内周面にシーラントが塗布されていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載のベローズ型メカニカルシール。
【請求項５】
連続的に搬送される鋼板のアルカリ洗浄装置において、アルカリ洗浄液中のシンクロール軸のシール装置として、請求項１から４の何れか１つに記載のベローズ型メカニカルシールが用いられていることを特徴とするアルカリ洗浄装置。
【請求項１】
ベローズ型メカニカルシールにおいて、前記ベローズの内側谷部内に弾性体からなるベローズ保護材が設けられていることを特徴とするベローズ型メカニカルシール。
【請求項２】
前記ベローズ保護材がスポンジゴム製であることを特徴とする、請求項１記載のベローズ型メカニカルシール。
【請求項３】
前記ベローズ保護材がエチレンプロピレンゴムからなっていることを特徴とする、請求項１または２記載のベローズ型メカニカルシール。
【請求項４】
前記ベローズ保護材の内周面にシーラントが塗布されていることを特徴とする、請求項１から３の何れか１つに記載のベローズ型メカニカルシール。
【請求項５】
連続的に搬送される鋼板のアルカリ洗浄装置において、アルカリ洗浄液中のシンクロール軸のシール装置として、請求項１から４の何れか１つに記載のベローズ型メカニカルシールが用いられていることを特徴とするアルカリ洗浄装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００７−２５５４８１（Ｐ２００７−２５５４８１Ａ）
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−７８０６８（Ｐ２００６−７８０６８）
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１０月４日（２００７．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年３月２２日（２００６．３．２２）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]