JP2013119936A - ガイドローラー及びガスホルダー - Google Patents

Abstract

【課題】ガイドローラーの磨耗状態を容易に、且つ定量的に把握できるようにしたガイドローラー及びガスホルダーを提供する。
【解決手段】ガスホルダーにおいて昇降ピストンを昇降させるために、ガスホルダーの内壁に沿って転動する円筒状のガイドローラー１０であって、このガイドローラー１０の側面には、その回転軸１１を中心とする同心円状の縞パターン２０が設けられている。ガイドローラー１０の磨耗状態を確認する際は、その側面に残されている縞パターン２０の円の数を数えたり、縞パターン２０の最外周の円の色を確認したりする。これにより、ガイドローラー１０の磨耗量を容易に、且つ定量的に把握することができる。また、最外周の円が円形を保っているか否かを目視で確認する。これにより、ガイドローラー１０における偏磨耗の有無を容易に把握することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、ガイドローラー及びガスホルダーに関する。

一般に、製鉄所においては、高炉やコークス炉等で発生したガスを燃料として有効活用するために、発生したガスをガスホルダーと呼ばれる設備に貯蔵している。ガスホルダーには乾式と有水式とがあるが、何れのタイプも、ガスホルダー内でその天井部（乾式であればピストン、有水式であればガス槽）を垂直に昇降させるためのガイドローラーを有する（例えば、特許文献１、２を参照。）。

ガスホルダーに貯蔵されるガス（以下、貯蔵ガスともいう。）が可燃性又は有害な性質を有する場合は、上記の天井部が地平面に対して垂直な方向（即ち、鉛直線の方向。以下、鉛直方向ともいう。）に昇降することが重要である。その理由は、上記の天井部が鉛直方向に対して一定の大きさ以上傾斜すると、シール機構にて内部のガス収容空間を外部と完全に隔離することが難しくなり、貯蔵ガスが外部へ噴出する可能性が生じるからである。ガイドローラーは、天井部の鉛直方向に沿った昇降を確保するために最も重要な部品であり、その摩耗状態を管理し、適切なタイミングで交換することが重要である。

特開２０１０−２１６５３４号公報 特開２００８−１７５５９１号公報

ところで、乾式のガスホルダーの場合、ガイドローラーはガスホルダーの内壁に接触しており、その周辺にはガイドローラーを支持する支持部材も配置されているため、ガイドローラーにスケールを直接当てることは難しかった。このため、ガイドローラーの摩耗状態の確認は、ガイドローラーの外観を目視確認することのみで行うことが通例となっていた。

しかしながら、スケールを用いない目視のみの確認では、ガイドローラーの摩耗状態を定量的に把握することは困難であった。例えば、ガイドローラーの磨耗量が予め設定された管理値を超えている場合でも、ガイドローラーに大きな偏摩耗等が生じていない限り、作業者はガイドローラーの磨耗状態に異常はないと判断しがちであった。
そこで、この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、ガイドローラーの磨耗状態を容易に、且つ定量的に把握できるようにしたガイドローラー及びガスホルダーを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一態様に係るガイドローラーは、ガスホルダーの天井部を昇降させるために、前記ガスホルダーの内壁に沿って転動する円筒状のガイドローラーであって、当該ガイドローラーの側面には、当該ガイドローラーの回転軸を中心とする同心円状の縞パターンが設けられていることを特徴とする。
このような構成であれば、ガイドローラーの磨耗状態を確認する際に、同心円状の縞パターンを目視で確認することにより、その磨耗状態を容易に、且つ定量的に把握することができる。例えば、ガイドローラーの磨耗状態を確認する際に、その側面に残されている縞パターンの円の数を数えたり、縞パターンの最外周に位置する円（以下、最外周の円ともいう。）の色を確認したりする。これにより、ガイドローラーの磨耗量を容易に、且つ定量的に把握することができる。また、最外周の円が円形を保っているか否かを目視で確認する。これにより、ガイドローラーにおける偏磨耗の有無を容易に把握することができる。従って、ガイドローラーをその磨耗状態に応じて、適切なタイミングで交換することが可能である。

また、上記のガイドローラーにおいて、前記縞パターンを構成している複数の円の各々の外周は、前記同心円の中心から外側へむかって等間隔に並んでいることを特徴とする。このような構成であれば、同心円を構成している複数の円の外周を等間隔の目盛りとして用いることができる。そして、この外周からなる目盛りを読むことにより、ガイドローラーの磨耗状態をより容易に、且つより高精度に把握することができる。

また、上記のガイドローラーにおいて、前記縞パターンを構成している複数の円の各々は、前記各々の内側又は外側で隣接する他の円と異なる色を呈していることを特徴とする。このような構成であれば、縞パターンを構成している複数の円の境界を、色の差で識別することができる。これにより、複数の円の各々を識別することが容易となる。
また、上記のガイドローラーにおいて、前記縞パターンを構成している複数の円の各々は、前記各々の内側又は外側で隣接する他の円との間に段差を有することを特徴とする。このような構成であれば、縞パターンを構成している複数の円の境界を、側面に設けられた段差で識別することができる。これにより、複数の円の各々を識別することが容易となる。

また、上記のガイドローラーにおいて、当該ガイドローラーの転動面には、全周に亘って溝部が設けられていることを特徴とする。このような構成であれば、ガイドローラーの磨耗状態を確認する際に、側面の縞パターンを確認することに加えて、転動面における溝部の有無を確認することにより、ガイドローラーの摩耗量が予め設定された値（例えば、ガイドローラーの交換の目安となる管理値）に到達しているか否かを、より精度高く把握することができる。また、転動面に溝部がある場合は、溝部が均一に残存しているか否かを確認することにより、偏摩耗の有無をより精度高く把握することができる。なお、本発明の「溝部」としては、例えば、後述する溝部３３が該当する。

本発明の別の態様に係るガスホルダーは、上記のガイドローラーと、前記ガイドローラーが取り付けられた天井部と、を備えることを特徴とする。このような構成であれば、ガイドローラーをその磨耗状態に応じて適宜更新することが容易となり、天井部の鉛直方向に沿った昇降を容易に維持することができる。これにより、ガスホルダーに貯蔵されている貯蔵ガスが外部へ噴出する可能性を低減することができる。なお、本発明の「天井部」としては、例えば、後述する昇降ピストン３、又は、有頂円筒状のガス槽５７が該当する。

本発明によれば、ガイドローラーの磨耗状態を容易に、且つ定量的に把握することができる。これにより、ガイドローラーをその磨耗状態に応じて適切なタイミングで交換することが可能である。

第１実施形態に係る乾式ガスホルダー１００の構成例を示す概念図。 ピストン外周部の構成例を示す側面図。 第１実施形態に係るガイドローラー１０の構成例を示す斜視図。 ガイドローラー１０の構成例を示す側面図。 ガイドローラー１０において偏摩耗が生じた場合の一例を示す側面図。 ガイドローラー１０の第１の変形例を示す側面図。 第１の変形例において偏摩耗が生じた場合の一例を示す側面図。 ガイドローラー１０の第２の変形例（その１）を示す側面図。 ガイドローラー１０の第２の変形例（その２）を示す側面図。 ガイドローラー１０の第３の変形例を示す斜視図と、転動面の展開図。 第２実施形態に係る有水式ガスホルダー２００の構成例を示す概念図。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下に説明する各図において、同一の構成で同一の機能を有する部分には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。
（１）第１実施形態
（１．１）構成
図１は、本発明の第１実施形態に係る乾式ガスホルダー１００の構成例を示す概念図である。
図１に示す乾式ガスホルダー１００は、例えば、高炉やコークス炉で発生したガスを燃料として有効活用するために、高炉等で発生した可燃性ガスを貯蔵する設備である。この乾式ガスホルダー１００は、円柱状に形成されたガスホルダー本体１と、ガスホルダー本体１の内部に収容されたドーム状の天井部（以下、昇降ピストンという。）３と、昇降ピストン３の外周部（以下、ピストン外周部ともいう。）にピストンガーター５と、ピストンガーター５に軸支されてピストン外周部に配置されたガイドローラー１０と、を備えている。この乾式ガスホルダーでは、ガスホルダー本体１の底部と昇降ピストン３との間が、可燃性ガスを貯蔵するガス室７となっている。

図２は、ピストン外周部の構成例を示す側面図である。図３は、ガイドローラー１０の構成例を示す斜視図である。図２に示すように、ピストン外周部において、ガイドローラー１０の回転軸はピストンガーター５に支持されている。そして、ガイドローラー１０は、ガスホルダー本体１の内壁に当接した状態で、図３に示すように、回転軸１１を中心にガスホルダー本体１の内壁に沿って転動することが可能となっている。これにより、図１に示した昇降ピストン３は、ガス室７に貯蔵された可燃性ガス（即ち、貯蔵ガス）の量に応じて昇降するようになっている。

図４は、ガイドローラー１０の構成例を示す側面図である。図４に示すように、ガイドローラー１０の側面には、ガイドローラー１０の回転軸１１を中心とする同心円状の縞パターン２０が設けられている。図４では、縞パターン２０を構成している複数の円として、例えば４つの円（即ち、第１の円２１と、第２の円２２と、第３の円２３及び第４の円２４）が設けられている場合を示している。また、これら各円２１、２２、２３、２４の外周は、同心円の中心（即ち、回転軸１１）から外側へむかって等間隔に並んでいる。

即ち、第１の円２１の半径をｒ１とし、第２の円２２の半径をｒ２とし、第３の円２３の半径をｒ３とし、第４の円２４の半径をｒ４とする。このとき、第１の円２１の外周と第２の円２２の外周との間の距離｜ｒ１−ｒ２｜と、第２の円２２の外周と第３の円２３の外周との間の距離｜ｒ２−ｒ３｜と、第３の円２３の外周と第４の円２４の外周との間の距離｜ｒ３−ｒ４｜は、下記の式（ｉ）に示すように、それぞれ等しい値となっている。
｜ｒ１−ｒ２｜＝｜ｒ２−ｒ３｜＝｜ｒ３−ｒ４｜ …（ｉ）

また、縞パターン２０を構成している複数の円の各々は、各々の内側又は外側で隣接する他の円と異なる色を呈している（即ち、色分けされている）。ここで、「異なる」とは、違いが肉眼で即座に認識できる程度の違いを意味する。例えば、第１の円２１及び第３の円２３には黄色又は白色等の塗料が塗布（即ち、塗装）されており、第２の円２２及び第３の円２３には赤色又は緑色等に塗装されている。又は、第１の円２１、第２の円２２、第３の円２３及び第４の円２４の全てが異なる色に塗装されていてもよい。或いは、第１の円２１、第２の円２２、第３の円２３及び第４の円２４のうちの少なくとも一つは、それらの内側又は外側で隣接する塗装された他の円と色が識別できるように、未塗装（即ち、金属色）となっていてもよい。

これにより、第１の円２１と第２の円２２との境界、第２の円２２と第３の円２３との境界、第３の円２３と第４の円２４との境界を、それぞれ色の差で識別することができる。各円２１、２２、２３、２４を識別することが容易となる。また、上記の各円２１、２２、２３、２４の塗装色は、ガスホルダー本体１の内壁の色や、ピストンガーター５の色と異なる色であることが好ましい。これにより、周囲の部材に対する、ガイドローラー１０の視認性を高めることができる。
なお、上記の色分けは、塗装以外の方法で行ってもよい。例えば、ガイドローラー１０の側面を部分的に焼入れして変色させることにより、各円２１、２２、２３、２４を色分けするようにしてもよい。

（１．２）第１実施形態の効果
本発明の第１実施形態によれば、ガイドローラー１０の磨耗状態を確認する際に、ガイドローラー１０の側面に残されている縞パターン２０の円の数を数えたり、縞パターン２０の最外周に位置する円（即ち、最外周の円）の色を確認したりする。これにより、ガイドローラー１０の磨耗量を容易に、且つ定量的に把握することができる。

具体的には、ピストンガーター５に取り付ける前の（即ち、新品の）ガイドローラー１０について、図４に示した半径ｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４の値を予め記録しておく。次に、このガイドローラー１０をピストンガーター５に取り付ける。そして、このガイドローラー１０を予め決められた期間だけ使用する。その後の定期検査では、ガイドローラー１０がピストンガーター５に軸支されたままの状態で、ガイドローラー１０の側面を作業者が目視する。

ここで、作業者は、ガイドローラー１０の側面に残されている縞パターン２０の円の数を数えたり、縞パターン２０の最外周に位置する円（即ち、最外周の円）の色を確認したりする。回転軸１１を除いて、円の数が４つである（つまり、第４の円２４が残存している）場合は、ガイドローラー１０の摩耗量はｒ４−ｒ３よりも少ないことがわかる。また、回転軸１１を除いて、円の数が３つである（つまり、第４の円２４が削られて無くなり、第３の円２３が残存している）場合は、ガイドローラー１０の摩耗量はｒ４−ｒ３よりも大きく、且つ、ｒ４−ｒ２よりも小さいことがわかる。

また、上記の作業と併せて、作業者は、最外周の円が円形を保っているか否かを目視で確認する。これにより、ガイドローラー１０における偏磨耗の有無を容易に把握することができる。具体的には、図５に示すように、縞パターン２０の最外周の円（一例として、第４の円２４）が円形を保っていない場合は、ガイドローラー１０に偏摩耗が生じていることがわかる。逆にいえば、縞パターン２０の最外周の円が円形を保っている場合は、ガイドローラー１０に偏摩耗が生じていない（即ち、正常に摩耗している）ことがわかる。
従って、ガイドローラー１０をその磨耗状態に応じて、適切なタイミングで交換することが可能である。

（１．３）第１の変形例
上記の第１実施形態では、縞パターン２０を構成している複数の円の各々が色分けされている場合について説明した。しかしながら、本発明において、ガイドローラー１０の構成例はこれに限定されるものではない。
図６に示すように、縞パターン２０を構成している複数の円の各々は、色ではなく、線で区分されていてもよい。この線は、ガイドローラー１０の側面に塗料を線状に塗布する、又は、焼入れすることにより形成することができる。

このような構成であっても、ガイドローラー１０の磨耗状態を確認する際に、ガイドローラー１０の側面に残されている縞パターン２０の円の数を数えることによって、その磨耗量を容易に、且つ定量的に把握することができる。また、図７に示すように、縞パターン２０と比較して、ガイドローラー１０の側面が円形を保っているか否かを目視で確認することができる（図７は、ガイドローラー１０に偏摩耗が生じている場合を示している。）。従って、この第１の変形例においても、ガイドローラー１０をその磨耗状態に応じて、適切なタイミングで交換することが可能である。

（１．４）第２の変形例
また、縞パターン２０を構成している複数の円の各々は、色、線の他に、段差で区分されていてもよい。即ち、縞パターン２０を構成している複数の円の各々は、各々の内側又は外側で隣接する他の円との間に段差を有していてもよい。
図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の円２１と第２の円２２との境界、第２の円２２と第３の円２３との境界、第３の円２３と第４の円２４との間に、それぞれ凹部（溝部）３１が形成されていてもよい。又は、図示しないが、この凹部３１の代わりに凸部が形成されていてもよい。つまり、第１の円２１と、第２の円２２と、第３の円２３及び第４の円２４が、凹部３１又は図示しない凸部で区分されていてもよい。凹部又は凸部の形成は、ガイドローラー１０の側面を部分的に切削する（即ち、削り出す）ことにより形成することができる。

或いは、図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、第１の円２１及び第３の円２３と、第２の円２２及び第４の円２４との間に段差が生じるように、第１の円２１及び第３の円２３が、第２の円２２及び第４の円２４に対して凹部となっていてもよい。又は、図示しないが、第２の円２２及び第４の円２４が、第１の円２１及び第３の円２３に対して凹部となっていてもよい。

このような構成であれば、縞パターン２０を構成している複数の円の境界を、ガイドローラー１０の側面に設けられた段差で識別することができる。従って、第２の変形例においても、第１の変形例と同様の効果を奏する。また、この第２の変形例を上記の第１実施形態で説明した色分け、又は、第１の変形例で説明した線状の塗装と組み合わせることにより、各円２１、２２、２３、２４を識別することがさらに容易となる。

（１．５）第３の変形例
また、上記のガイドローラー１０において、その転動面（即ち、円筒の側面であり、ガスホルダー本体１の内壁に当接する面）には、全周に亘って溝部が設けられていてもよい。例えば、図１０（ａ）及び（ｂ）に示すように、ガイドローラー１０の転動面には、複数本の溝部３３が設けられていてもよい。これらの溝部３３は転動面の全周に亘って設けられている。また、複数本の溝部３３の各々は、転動面の幅方向（即ち、軸方向）において、他の溝部３３と一定の距離だけ離れて配置されている。

このような構成であれば、ガイドローラー１０の磨耗状態を確認する際に、側面の縞パターン２０を確認することに加えて、転動面における溝部３３の有無を確認することにより、ガイドローラー２０の摩耗量が予め設定された値（例えば、ガイドローラー１０の交換の目安となる管理値）に到達しているか否かを、より精度高く把握することができる。具体的には、転動面に溝部３３が残存していない場合は、ガイドローラー１０の摩耗量は溝部３３の深さよりも大きいことがわかる。逆に、転動面に溝部３３が残存している場合は、ガイドローラー１０の摩耗量は溝部３３の深さよりも小さいことがわかる。

また、転動面に溝部３３がある場合は、溝部３３の残存状態が全周に亘って均一か否かを確認することにより、偏摩耗の有無を、より精度高く把握することができる。具体的には、溝部３３の一部のみが消え、溝部３３の他の部分が十分に残存している場合は、偏摩耗が生じている可能性が高い、ということがわかる。
なお、図１０（ａ）及び（ｂ）では、溝部３３が円周方向に沿って直線状に配置されている場合を示しているが、これはあくまで一例である。本発明において、溝部３３の形状は、任意に設定してよい。

（１．６）その他
なお、例えば図３、図４、図６、図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）では、縞パターン２０を構成している複数の円の全てが、完全な円（即ち、途切れていない円）である場合を示した。しかしながら、これは本発明の一例である。本発明において、これら複数の円の少なくとも一部は、完全な円ではなく、円弧の一部が途切れていてもよい。
また、これら各円２１、２２、２３、２４の外周は、同心円の中心（即ち、回転軸１１）から外側へむかって等間隔に並んでいる場合について説明したが、これも本発明の一例である。本発明において、各円２１、２２、２３、２４の外周は、等間隔に並んでいなくてもよい。例えば、下記の（ｉｉ）式が成立してもよい。
｜ｒ１−ｒ２｜≠｜ｒ２−ｒ３｜≠｜ｒ３−ｒ４｜ …（ｉｉ）
このような構成であっても、ガイドローラー１０の磨耗量を容易に、且つ定量的に把握することに貢献することができる。

（２）第２実施形態
上記の第１実施形態では、本発明のガイドローラー１０を乾式ガスホルダーに適用する場合について説明した。しかしながら、本発明のガイドローラー１０は乾式ガスホルダーではなく、有水式ガスホルダーに適用してもよい。
（２．１）構成
図１１は、本発明の第２実施形態に係る有水式ガスホルダー２００の構成例を示す概念図である。図１１に示すように、有水式ガスホルダー２００は、円形平板状に形成した底部５１と、その底部５１の外周部に円筒体を立設して内部に水封水５３を貯える水槽５５と、その水槽５５の内部に貯えた水封水５３で下部を水封し、内部に可燃性ガスを貯蔵する有頂円筒状のガス槽５７と、ガス槽５７の周囲に配置された基柱５９と、ガス槽５７の内部に可燃性ガスを供給し、又は排出するガス入出管６１と、を備えている。
ガス槽５７は、例えば、内槽５７ａ、中槽５７ｂ、外槽５７ｃの３個の円筒状槽からなるテレスコープ型ガス槽であり、可燃性ガスの供給によって内槽５７ａから順次上昇し、可燃性ガスの排出によって外槽５７ｃから順次降下するようになっている。

また、この有水式ガスホルダー２００は、ガス槽５７の外側に配置された状態で基柱５９に当接し、内槽、中槽、外槽の昇降に伴い転動するガイドローラー（有水式では、外部ローラーともいう。）１０、を備えている。ガイドローラー１０の構成は、第１実施形態で説明した通りである。有水式ガスホルダー２００において、ガイドローラー１０は基柱５９に当接した状態で転動する。このため、ガイドローラー１０は、その外周の側から徐々に摩耗する。

（２．２）第２実施形態の効果
本発明の第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果を奏する。即ち、ガイドローラー１０の磨耗量を容易に、且つ定量的に把握することができる。また、ガイドローラー１０における偏磨耗の有無を容易に把握することができる。これにより、有水式ガスホルダー２００においても、ガイドローラー１０をその磨耗状態に応じて、適切なタイミングで交換することが可能である。

１ ガスホルダー本体
３ 昇降ピストン
５ ピストンガーター
７ ガス室
１０ ガイドローラー
１１ 回転軸
２０ 縞パターン
２１ 第１の円
２２ 第２の円
２３ 第３の円
２４ 第４の円
３１ 凹部
３３ 溝部
５１ 底部
５３ 水封水
５５ 水槽
５７ ガス槽
５７ａ 内槽
５７ｂ 中槽
５７ｃ 外槽
５９ 基柱
６１ ガス入出管
１００ 乾式ガスホルダー
２００ 有水式ガスホルダー

Claims (6)

1. ガスホルダーの天井部を昇降させるために、前記ガスホルダーの内壁に沿って転動する円筒状のガイドローラーであって、
   当該ガイドローラーの側面には、当該ガイドローラーの回転軸を中心とする同心円状の縞パターンが設けられていることを特徴とするガイドローラー。
2. 請求項１に記載のガイドローラーにおいて、
   前記縞パターンを構成している複数の円の各々の外周は、前記同心円の中心から外側へむかって等間隔に並んでいることを特徴とするガイドローラー。
3. 請求項１又は請求項２に記載されたガイドローラーにおいて、
   前記縞パターンを構成している複数の円の各々は、前記各々の内側又は外側で隣接する他の円と異なる色を呈していることを特徴とするガイドローラー。
4. 請求項１から請求項３の何れか一項に記載されたガイドローラーにおいて、
   前記縞パターンを構成している複数の円の各々は、前記各々の内側又は外側で隣接する他の円との間に段差を有することを特徴とするガイドローラー。
5. 請求項１から請求項４の何れか一項に記載されたガイドローラーにおいて、
   当該ガイドローラーの転動面には、溝部が設けられていることを特徴とするガイドローラー。
6. 請求項１から請求項５の何れか一項に記載されたガイドローラーと、
   前記ガイドローラーが取り付けられた天井部と、を備えることを特徴とするガスホルダー。

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