JP2012137078A

JP2012137078A - 排ガス送風機用インペラーの振動防止方法

Info

Publication number: JP2012137078A
Application number: JP2010291714A
Authority: JP
Inventors: Yuji Furukawa; 祐治古川; Koichi Kamimura; 浩一上村; Motoki Imamura; 元己今村
Original assignee: JFE Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2012-07-19

Abstract

【課題】排ガス送風機のインペラーのうちで、翼型の中空羽根を備えたインペラーを対象にして、その翼型中空羽根のエロージョン磨耗に起因して発生する異常振動を的確に防止することができる排ガス送風機用インペラーの振動防止方法を提供する。
【解決手段】インペラー２の異常振動を防止するために、粉塵ダストによるエロージョン磨耗に起因して穴開き部５ｈが発生した翼型中空羽根（穴開き翼型中空羽根）５Ａを特定し、その穴開き翼型中空羽根５Ａの穴開き部５ｈを塞ぐことにより、穴開き翼型中空羽根５Ａの中空部５ｄへの粉塵ダストの蓄積を抑止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、焼結機等の排ガス発生源から排ガスを集塵機に送給する際に用いる送風機（排ガス送風機）に関するものであり、特に、排ガス送風機におけるインペラーの振動防止方法に関するものである。

焼結機等で発生する排ガスは多量の粉塵ダストを含んでおり、その排ガスは集塵機等に送給されて粉塵を取り除かれて無害化された後に放散される。

その際に、焼結機等の排ガス発生源から排ガスを集塵機に送給する手段として、送風機（排ガス送風機）が使用される（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−３４４５１５号公報

粉塵ダストを含んだ排ガスを送給する排ガス送風機では、粉塵ダストによりインペラー（羽根車）の羽根がエロージョン磨耗（侵食磨耗）を受ける。その際、エロージョン磨耗は全ての羽根が均一に受けるわけではないので、インペラーのバランスが崩れて、回転がアンバランスになり、異常振動や機械破損が生じるという問題があった。

そこで、インペラーの振動が許容上限値に至ると、操業を停止して、インペラーにバランス調整用ウエイトを取り付けるなどのアンバランス修正作業を余儀なくされ、生産性が阻害されていた。

しかも、羽根のエロージョン磨耗部の特定やそのエロージョン磨耗の原因追及までは至っておらず、インペラーの異常振動が再発し、その都度、上記のような対処療法をとっていたため、生産性が著しく阻害されていた。

本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、排ガス送風機のインペラーのうちで、翼型の中空羽根を備えたインペラーを対象にして、その翼型中空羽根のエロージョン磨耗に起因して発生する異常振動を的確に防止することができる排ガス送風機用インペラーの振動防止方法を提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために、本発明は以下のような特徴を有する。

［１］排ガス送風機での翼型中空羽根を備えたインペラーの振動防止方法であって、粉塵ダストによるエロージョン磨耗に起因する穴開き部が発生した翼型中空羽根を特定し、その翼型中空羽根の穴開き部を塞ぐことにより、当該翼型中空羽根の中空部への粉塵ダストの蓄積を抑止することを特徴とする排ガス送風機用インペラーの振動防止方法。

［２］インペラーの回転により生じるパルス波形と、インペラーの振動により生じる振動波形との位相差から、穴開き部が発生した翼型中空羽根を特定することを特徴とする前記［１］に記載の排ガス送風機用インペラーの振動防止方法。

［３］穴開き部が発生したことが特定された翼型中空羽根に対して、エアーノズルを接続して当該翼型中空羽根の中空部に圧縮空気を注入するとともに、当該翼型中空羽根の外表面に石鹸水を塗布し、それによる当該翼型中空羽根の外表面での気泡の発生によって、当該翼型中空羽根の穴開き部の位置を特定することを特徴とする前記［１］または［２］に記載の排ガス送風機用インペラーの振動防止方法。

本発明によって、排ガス送風機のインペラーでの翼型中空羽根のエロージョン磨耗に起因して発生する異常振動を的確に防止することができる。

本発明の一実施形態における排ガス送風機の断面図である。本発明の一実施形態における排ガス送風機の側面図である。翼型中空羽根の穴開き部からの粉塵ダストの侵入状態を示す図である。本発明の一実施形態におけるインペラーの軸回転パルス波形と振動波形を示す図である。本発明の一実施形態における翼型中空羽根の中空部への圧縮空気の注入と、翼型中空羽根の外表面への石鹸水の塗布を示す図である。

本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明の一実施形態における排ガス送風機１を示す断面図であり、図２はその側面図である。

図１、図２に示すように、この実施形態における排ガス送風機１のインペラー２では、回転軸３に取り付けられた芯板４の面上に周方向に複数の翼型羽根５（この例では、片面ごとに＃１〜＃１０の１０個）が配置されている。これらの翼型羽根５は軽量化のため中空構造（翼型中空羽根）となっている。

ここで、翼型中空羽根５は、図３に示すように、翼型中空羽根本体５ａと、その表面のトッププレート５ｂと、その表面の肉盛部５ｃを有し、翼型中空羽根本体５ａの内部が中空部５ｄとなっている。

そして、このインペラー２は回転軸３が軸受６で支持されて回転することで、左右両側から排ガスを吸込む構造になっている。吸引された排ガスは芯板４に衝突して直角に流れを替え、翼型中空羽根５を通過して、芯板４の外周方向へ排気される。

その際に、この排ガスは多量の粉塵ダストを含むため、図３に示すように、翼型中空羽根５を通過する時に、翼型中空羽根５の先端部の母材が侵食され、エロージョン磨耗を受けて、穴開き部５ｈが生じる。この穴開き部５ｈから粉塵ダストが翼型中空羽根５（５Ａ）の中空部５ｄに侵入するようになる。

そして、回転遠心力によって、穴開き部５ｈが生じた翼型中空羽根５Ａの中空部５ｄに粉塵ダストが徐々に蓄積され、その翼型中空羽根５Ａの重量が増大し、インペラー２全体のバランスが崩れて、回転がアンバランスになり、異常振動が発生することになる。

そこで、この実施形態においては、上記のようにして発生するインペラー２の異常振動を防止するために、粉塵ダストによるエロージョン磨耗に起因して穴開き部５ｈが発生した翼型中空羽根（穴開き翼型中空羽根）５Ａを特定し、その穴開き翼型中空羽根５Ａの穴開き部５ｈを塞ぐことにより、穴開き翼型中空羽根５Ａの中空部５ｄへの粉塵ダストの蓄積を抑止するようにしている。

その際に、インペラー２の回転により生じるパルス波形と、インペラー２の振動により生じる振動波形との位相差から、穴開き翼型中空羽根５Ａを特定するようにしている。

すなわち、図２に示すように、インペラー２の回転を計測するためのインペラー回転計測手段１１として、インペラー２の回転軸３に＃１翼型中空羽根取り付け位置と同じ角度位置で軸回転検出用鉄片１２を取り付けるととともに、回転軸３の軸心を通る水平線上に軸回転検出用近接センサー１３を固定し、軸回転検出用鉄片１２が軸回転検出用近接センサー１３の固定角度位置（水平方向位置）を通過する毎にパルス信号が得られるようにしている。また、図２に示すように、インペラー２の振動（ここでは、軸受６の振動）を計測するために、インペラー２の回転軸３の軸心に向く水平線上に振動計１４を設置し、インペラー２の振動波形（ここでは、軸受６の水平方向の振動波形）が得られるようにしている。そして、近接センサー１３からの軸回転パルス信号（軸回転パルス波形）と振動計１４からの軸受振動信号（軸受振動波形）が信号処理装置１５に送られ、記録計１６からプリントアウトされるようにしている。

図４は、プリントアウトされた軸回転パルス波形と軸受振動波形の一例を示すものである。図４から軸受振動波形のピーク値の位置と軸回転パルス波形のパルスの位置との位相差としてＸ度が求められる。これにより、軸回転検出用鉄片１２の角度位置（＃１翼型中空羽根の角度位置）からインペラー２の回転方向にＸ度ずれた角度位置の翼型中空羽根（図２では、＃３翼型中空羽根）に穴開き部５ｈが発生して、その＃３翼型中空羽根の中空部５ｄに粉塵ダストが蓄積し、その重量が増大したと判断される。つまり、＃３翼型中空羽根が穴開き翼型中空羽根５Ａであると特定される。

そして、穴開き翼型中空羽根５Ａに対して、その中空部５ｄの気密試験を行なって、穴開き部５ｈの位置を特定するようにしている。

すなわち、穴開き翼型中空羽根５Ａの中空部５ｄにエアーノズル２１を接続して圧縮空気を注入するとともに、穴開き翼型中空羽根５Ａの外表面に石鹸水２２を塗布する。そして、穴開き翼型中空羽根５Ａの外表面での気泡の発生を観測することによって、微細な穴開き部５ｈの位置を特定することができる。この穴開き部５ｈに対して肉盛補修を施すことで、穴開き部５ｈを適切に塞ぐことが可能になる。

このようにして、この実施形態においては、インペラー２の穴開き翼型中空羽根５Ａの穴開き部５ｈを適切に塞ぐことができるようになったことから、粉塵ダストが穴開き翼型中空羽根５Ａの中空部５ｄに蓄積して重量が増大することで発生する異常振動の発生を的確に防止することができる。また、排ガス送風機１の運転中にインペラー２の回転パルス波形と振動波形を測定できるので、補修前にインペラー２の穴開き翼型中空羽根５Ａを特定することができる。さらに、補修段階では、特定した穴開き翼型中空羽根５Ａに対する気密試験によって微細な穴開き部５ｈの位置を確実に知ることができ、その穴開き部５ｈに限定して肉盛補修を実施することができるので、補修時間の大幅短縮が達成できる。このような効率的で効果的な補修により、補修費の削減とダウンタイム抑止による生産性向上が達成できる。

１排ガス送風機
２インペラー
３回転軸
４芯板
５翼型中空羽根
５ａ翼型中空羽根本体
５ｂトッププレート
５ｃ肉盛部
５ｄ中空部
５ｈ穴開き部
５Ａ穴開き翼型中空羽根
６軸受
１１インペラー回転計測手段
１２軸回転検出用鉄片
１３軸回転検出用近接センサー
１４振動計
１５信号処理装置
１６記録計
２１エアーノズル
２２石鹸水

Claims

排ガス送風機での翼型中空羽根を備えたインペラーの振動防止方法であって、粉塵ダストによるエロージョン磨耗に起因する穴開き部が発生した翼型中空羽根を特定し、その翼型中空羽根の穴開き部を塞ぐことにより、当該翼型中空羽根の中空部への粉塵ダストの蓄積を抑止することを特徴とする排ガス送風機用インペラーの振動防止方法。
インペラーの回転により生じるパルス波形と、インペラーの振動により生じる振動波形との位相差から、穴開き部が発生した翼型中空羽根を特定することを特徴とする請求項１に記載の排ガス送風機用インペラーの振動防止方法。
穴開き部が発生したことが特定された翼型中空羽根に対して、エアーノズルを接続して当該翼型中空羽根の中空部に圧縮空気を注入するとともに、当該翼型中空羽根の外表面に石鹸水を塗布し、それによる当該翼型中空羽根の外表面での気泡の発生によって、当該翼型中空羽根の穴開き部の位置を特定することを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス送風機用インペラーの振動防止方法。