JP2014218965A - 回転羽根の清掃方法および清掃装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ファンやブロワ等の送風機器やタービン等の受風機器の運転状態のままでその振動値を低減させて、大きな操業阻害の発生を防止することにある。
【解決手段】回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさを測定し、その振動の大きさが所定値を超えた場合に、その振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置を測定し、前記機器の運転中に前記回転羽根の前記アンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその周方向位置に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させることを特徴とする回転羽根の清掃方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、製鉄所等においてダストの多い環境で運転されるファンやブロワ等の送風機器やタービン等の受風機器の回転羽根をその機器の運転状態のまま清掃する方法および装置に関するものである。

製鉄所等においてダストの多い環境で使用される大型のファン、ブロワ、タービン等は、その運転中に回転羽根へのダストの付着により振動値の増大や送風効率の低下等の問題が発生することが多く、通常は定期修理時にダストを除去することで性能を維持するが、ダストの付着増大により定期修理前に清掃が必要になる等、トラブル要因となる場合がある。またトラブルにならない場合でも効率低下等エネルギーロスの要因となっている。

そこで、回転羽根に付着したダストの清掃をファン、ブロワ、タービン等を運転したまま行うための技術が従来から種々検討されており、洗浄水を吹き付ける方法（特許文献１参照）やドライアイス粒子を吹き込む方法（特許文献２参照）等が提案されている。

特開平１１−０６１２２３号公報 特開平１０−２２０２５１号公報

しかしながら、洗浄水を吹き付けても、流速の遅い部分ではダストの付着が徐々に進行する。また、ドライアイス粒子による清掃は衝突速度が必要なため、回転羽根の先端部以外では効果が薄い。このため従来は、運転時間の経過によるダストの付着の進行や振動値の増加を完全に抑止することはできなかった。

そして、ダスト付着により回転羽根のバランスが崩れると振動値が大きくなり、それが著しい場合には設備保護のため操業を停止してダスト除去を行う必要が生じ、このような時には大きな操業阻害となる。

それゆえ本発明は上記のような大きな操業阻害の発生を防止するために、ファンやブロワ等の送風機器やタービン等の受風機器の運転状態のままでその振動値を低減させて、前記従来技術の課題を有利に解決した回転羽根の清掃方法および清掃装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成する本発明の回転羽根の清掃方法は、回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさを測定し、その振動の大きさが所定値を超えた場合に、その振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置を測定し、前記機器の運転中に前記回転羽根の前記アンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその周方向位置に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させることを特徴とするものである。

なお、この発明の回転羽根の清掃方法においては、前記振動は、前記回転羽根の回転軸線方向の二箇所でその回転軸線と直交する方向について測定してもよく、さらに前記回転羽根の回転軸線方向について測定してもよい。

さらに、この発明の回転羽根の清掃方法においては、前記振動は、前記機器の変位の速度または加速度から測定しても良く、前記機器の変位の大きさから測定してもよい。

また、前記目的を達成する本発明の回転羽根の清掃装置は、
回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさとその振動の原因となる前記回転羽根のアンバランスの周方向位置とを測定するバランサーと、
前記バランサーが測定した振動の大きさが所定値を超えた場合に、前記機器の運転中にその振動の大きさが前記所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその回転羽根に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させるアンバランス修正手段と、
を具えることを特徴とするものである。

なお、この発明の回転羽根の清掃装置においては、前記バランサーは、前記回転羽根の回転軸線と直交するとともに互いに直交する二方向の振動を測定してもよく、さらに前記回転羽根の回転軸線方向の振動を測定してもよい。

さらに、この発明の回転羽根の清掃装置においては、前記バランサーは、前記機器の変位の速度または加速度から振動を測定してもよく、前記機器の変位の大きさから振動を測定してもよい。

さらに、この発明の回転羽根の清掃装置においては、前記アンバランス修正手段は、振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置が単一のレーザー照射位置に対向するタイミングでレーザーを照射するものであってもよく、また、複数のレーザー照射位置から、振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置にレーザーを照射するものであってもよい。

さらに、この発明の回転羽根の清掃装置においては、前記バランサーは、前記回転羽根の静的アンバランスを測定し、前記アンバランス修正手段は、前記回転羽根の回転軸線方向の１箇所にレーザーを照射して１面修正を行うものであってもよく、また、前記バランサーは、前記回転羽根の動的アンバランスを測定し、前記アンバランス修正手段は、前記回転羽根の回転軸線方向の複数箇所にレーザーを照射して複数面修正を行うものであってもよい。

この発明の回転羽根の清掃方法によれば、回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさを測定し、その振動の大きさが所定値を超えた場合に、その振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置を測定し、前記機器の運転中に前記回転羽根の前記アンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその周方向位置に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させることから、設備保護のため操業を停止して回転羽根からのダスト除去を行う必要がないので、大きな操業阻害の発生を防止することができる。

また、この発明の回転羽根の清掃装置によれば、バランサーが、回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさとその振動の原因となる前記回転羽根のアンバランスの周方向位置とを測定し、アンバランス修正手段が、前記バランサーが測定した振動の大きさが所定値を超えた場合に、前記機器の運転中にその振動の大きさが前記所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその回転羽根に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させることから、設備保護のため操業を停止して回転羽根からのダスト除去を行う必要がないので、大きな操業阻害の発生を防止することができる。

本発明の回転羽根の清掃方法の一実施例を適用した、本発明の回転羽根の清掃装置の一実施例の構成を示す略線図である。 上記実施例の回転羽根の清掃装置のバランサーが測定した回転羽根のアンバランス修正前後のアンバランス状態を示す略線図である。 上記実施例の回転羽根の清掃装置のバランサーが測定した回転羽根のアンバランス修正前後の振動状態を示す略線図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づく実施例によって詳細に説明する。ここに、図１は、本発明の回転羽根の清掃方法の一実施例を適用した、本発明の回転羽根の清掃装置の一実施例の構成を示す略線図であり、図中符号１は、製鋼工場の転炉から排出されて集塵機を経た転炉（ＬＤ）ガスを工場内の各設備に供給する送風機器としての排気ファンの、図示しないモーターで回転駆動される回転羽根、２は、その回転羽根１と一体的に結合されてその回転羽根１を支持する支持軸、３は、その支持軸２を回転羽根１の回転軸線方向の両側で回転自在に支持する軸受け、Ｃは、回転羽根１および支持軸２の回転軸線をそれぞれ示す。

転炉ガスは、集塵機を経ているものの未だ多量のダストを含んでおり、その除塵のために除塵水を散水されるので、排気ファンの回転羽根１にはダストが付着し易い。そしてダストの付着量が増大すると、回転羽根１のバランスが崩れて排気ファンの振動値が大きくなり、それが著しい場合には設備保護のため操業を停止してダスト除去を行う必要が生じ、このような時には大きな操業阻害となる。

そこで上記排気ファンの回転羽根１には、この実施例の回転羽根の清掃装置が設けられており、この実施例の回転羽根の清掃装置は、回転羽根１の支持軸２を支持する二つの軸受け３の一方（図では右側の軸受け３）にマグネットで固着され、支持軸２を介してその軸受け３に伝わる回転羽根１の上下振動（上下移動の速度あるいは加速度）を検出して振動信号を出力する振動センサー４と、上記一方の軸受け３を貫通する支持軸２の端部の、軸受け３から露出した端面の外周付近に設けられたマーク（図では三角形）Ｍを撮影して画像信号を出力するフォトセンサー５と、それらのセンサー４，５の出力信号を入力されて、あらかじめ与えられたプログラムに基づきアンバランス修正処理を実行する通常のパーソナルコンピューター（ＰＣ）６と、を具えている。

ここで、ＰＣ６は、フォトセンサー５が出力するマークＭの画像が画面内の所定位置を通過するタイミングから回転羽根１の回転位相を求めるとともに、振動センサー４が出力する回転羽根１の振動の大きさを示す信号と回転羽根１の回転位相との対応関係から、通常のスタティックバランスの計算により、回転羽根１のアンバランスの大きさと、所定の基準位置（例えばマークＭの位置）に対するそのアンバランスの周方向位置とを求めてディスプレイ装置等に出力する。従って、これらセンサー４，５とＰＣ６とはバランサーを構成する。

図２の左側の図は、上記実施例の回転羽根の清掃装置のＰＣ６が測定した回転羽根１のアンバランス修正前のアンバランス状態を上記ディスプレイ装置への出力状態として示す略線図、また図３の左側の図は、上記実施例の回転羽根の清掃装置のＰＣ６が測定した回転羽根１のアンバランス修正前の振動状態を上記ディスプレイ装置への出力状態として示す略線図であり、ＰＣ６は、図３の左側に示すように、回転羽根１の振動Ｂ１が振動値管理目標の所定値を超えると、図２の左側に示すように、そのアンバランスＡ１の、上記所定値に対応する半径Ｒを超える部分の、所定の基準位置（図では真上の位置）に対する周方向位置θ１と、そのアンバランスの角度範囲θ２とを求めて出力する。

この実施例の回転羽根の清掃装置はさらに、回転羽根１の外周に対向する位置に配置されて例えば回転羽根１自体は傷めないがダストを加熱することで回転羽根１の表面から剥して除去することができるクラス４レベルのパルスレーザーを回転羽根１の外周に向けて照射する単一のパルスレーザー照射機７と、そのパルスレーザー照射機７の作動を制御する制御盤８とを具えており、ＰＣ６はその制御盤８に、パルスレーザーの照射タイミングを指示する照射タイミング信号を出力する。

ここで、パルスレーザー照射機７は、回転羽根１の回転軸線Ｃの延在方向にパルスレーザーを走査して照射することで、回転羽根１の厚み全体にパルスレーザーを照射することができ、ＰＣ６は、上記アンバランスＡ１の、上記所定値に対応する半径Ｒを超える部分の、所定の基準位置（図では真上の位置）に対する周方向位置θ１から、そのアンバランスの角度範囲θ２に亘って、回転羽根１にパルスレーザーを照射するように、制御盤８にパルスレーザーの照射タイミングを指示する。従って、ＰＣ６とパルスレーザー照射機７と制御盤８とはアンバランス修正手段を構成する。

かかる実施例の回転羽根の清掃装置にあっては、ＰＣ６が、この発明の実施例の回転羽根の清掃方法を実施し、センサー４，５の出力信号に基づき、回転羽根１を具える排気ファンの運転中の振動の大きさとその振動の原因となる回転羽根１のアンバランスの周方向位置とを測定し、その測定した振動の大きさが所定値を超えた場合に制御盤８に指示し、排気ファンの運転中にその振動の大きさが前記所定値を超えた回転羽根１のアンバランスの周方向位置にパルスレーザー照射機７でレーザーを照射して、その回転羽根１のアンバランスの周方向位置に付着しているダストを部分的にあるいは完全に除去し、静的アンバランスの一面修正を行う。

図２の右側の図は、上記実施例の回転羽根の清掃装置のＰＣ６が測定した回転羽根１のアンバランス修正後のアンバランス状態を上記ディスプレイ装置への出力状態として示す略線図、また図３の右側の図は、上記実施例の回転羽根の清掃装置のＰＣ６が測定した回転羽根１のアンバランス修正後の振動状態を上記ディスプレイ装置への出力状態として示す略線図であり、上記のダスト除去によるアンバランス修正後は、図２の右側に示すように、回転羽根１のアンバランスＡ２が上記所定値に対応する半径Ｒの範囲内に収まり、図３の右側に示すように、回転羽根１の振動Ｂ２が振動値管理目標の所定値以下となる。

従って、上記実施例の回転羽根の清掃方法および清掃装置によれば、回転羽根１のアンバランスを修正して振動の大きさを所定値以下まで低下させることから、設備保護のため操業を停止して回転羽根１からのダスト除去を行う必要がないので、大きな操業阻害の発生を防止することができる。

しかもこの実施例の回転羽根の清掃方法および清掃装置によれば、１箇所に設けたパルスレーザー照射機７に対向する位置にその回転羽根１のアンバランスの周方向位置が来たときにパルスレーザーを照射するとともに、そのパルスレーザーで回転羽根１を回転軸線方向に走査するので、パルスレーザーの照射のための設備費を安価に済ませることができる。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の例に限られるものでなく、所要に応じて特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更し得るものであり、例えば、振動センサー４は、軸受け３の変位の大きさから振動を測定してもよい。また、振動センサー４は、回転羽根１の回転軸線と直交するとともに互いに直交する二方向の振動を測定してもよく、さらに回転羽根１の回転軸線Ｃ方向の振動を測定してもよい。

そして、振動センサー４を二つの軸受け３にそれぞれ設け、ＰＣ６は、それらの振動センサー４の出力信号から回転羽根１の動的アンバランスを測定し、その測定結果に基づき回転羽根１の回転軸線方向の複数箇所にパルスレーザー照射機７でレーザーを走査照射して複数面修正を行ってもよい。また、この発明の回転羽根の清掃方法および清掃装置は、ファンやブロワ等の送風機器だけでなくタービン等の受風機器の回転羽根にも適用することができる。

かくしてこの発明の回転羽根の清掃方法によれば、回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさを測定し、その振動の大きさが所定値を超えた場合に、その振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置を測定し、前記機器の運転中に前記回転羽根の前記アンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその周方向位置に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させることから、設備保護のため操業を停止して回転羽根からのダスト除去を行う必要がないので、大きな操業阻害の発生を防止することができる。

また、この発明の回転羽根の清掃装置によれば、バランサーが、回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさとその振動の原因となる前記回転羽根のアンバランスの周方向位置とを測定し、アンバランス修正手段が、前記バランサーが測定した振動の大きさが所定値を超えた場合に、前記機器の運転中にその振動の大きさが前記所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその回転羽根に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させることから、設備保護のため操業を停止して回転羽根からのダスト除去を行う必要がないので、大きな操業阻害の発生を防止することができる。

１ 回転羽根
２ 支持軸
３ 軸受け
４ 振動センサー
５ フォトセンサー
６ パーソナルコンピューター（ＰＣ）
７ パルスレーザー照射機
８ 制御盤
Ｃ 回転軸線

Claims (4)

1. 回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさを測定し、
   その振動の大きさが所定値を超えた場合に、その振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置を測定し、
   前記機器の運転中に前記回転羽根の前記アンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその周方向位置に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させることを特徴とする回転羽根の清掃方法。
2. 回転羽根を具える送風機器または受風機器の運転中の振動の大きさとその振動の原因となる前記回転羽根のアンバランスの周方向位置とを測定するバランサーと、
   前記バランサーが測定した振動の大きさが所定値を超えた場合に、前記機器の運転中にその振動の大きさが前記所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置にレーザーを照射してその回転羽根に付着しているダストを少なくとも部分的に除去し、前記回転羽根のアンバランスを修正して前記振動の大きさを前記所定値以下まで低下させるアンバランス修正手段と、
   を具えることを特徴とする回転羽根の清掃装置。
3. 前記アンバランス修正手段は、振動の大きさが所定値を超えた前記回転羽根のアンバランスの周方向位置が単一のレーザー照射位置に対向するタイミングでレーザーを照射するものであることを特徴とする、請求項２記載の回転羽根の清掃装置。
4. 前記バランサーは、前記回転羽根の静的アンバランスを測定し、
   前記アンバランス修正手段は、前記回転羽根の回転軸線方向の１箇所にレーザーを照射して静的アンバランスの１面修正を行うものであることを特徴とする、請求項２または３記載の回転羽根の清掃装置。

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