JP2021008332A - チェーン構造 - Google Patents

Abstract

【課題】周回移動するチェーン構造の回転ローラに対する負荷を低減し、交換作業が容易なチェーン構造を提供する。【解決手段】本発明のチェーン構造は、リンクプレート２０の両端に設けた一対の回転ローラ２４Ａの間にガイドローラ３０を備え、前記ガイドローラ３０は、前記回転ローラ２４Ａよりも大径とし、かつローラ幅を大きく設定したことを特徴している。【選択図】 図１

Description

本発明は、上下スプロケットホイールに掛け回したキャリングチェーンに取り付けたスクリーンを周回移動させて海水・河川水から塵芥を取り除く除塵装置のキャリングチェーン、搬送用コンベアチェーンなどに適用可能なチェーン構造に関する。

従来、発電プラントや工業用水利用先において、冷却水や工業用水を取水するため水路に除塵装置が設置されている。この除塵装置は、スクリーン（金網ともいう）を水流に対して垂直方向又は所定角度に傾斜させて設置して、海・河川・池などの取水口に流入するくらげや塵芥などの異物を取り除く機能を有している。特に取水量の多くなる発電所等では、スクリーンを水路に対して上下方向に周回移動させながら連続的に塵芥を捕捉することにより、スクリーンが目詰まりすることなく長期間に亘って装置を稼働できる。
図３は除塵装置の説明図である。除塵装置１の多くは、スクリーン１２を周回移動させる駆動装置１８にキャリングチェーン１０が使用され、一対のキャリングチェーン１０間（水路を跨ぐ方向）にはスクリーン１２を取り付けた網枠１４が締結されている。チェーンを回転させる上下のスプロケットホイール１６の歯数は、一例として６枚とし正六角形状に形成されている。

図２は従来の除塵装置用キャリングチェーンの説明図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。図示のようにキャリングチェーン１０のリンクプレート２０はリンクピン２２によって軸回転可能に連結され、水深に応じてその連結するリンクプレート２０の数を増減している。各リンクプレート２０を繋ぐリンクピン２２にはブッシュ２３と回転ローラ２４が組み込まれ、キャリングチェーン１０の回動時にチェーン軌道レール上を回転ローラ２４が転動する。なおリンクプレート２０には一対の回転ローラ２４の間に網枠１４の取付ボルト２６を２か所設けている。
回転ローラ２４には上部のスプロケットホイール１６を回転駆動することによって網枠１４を回動させる張力が作用する。その張力はスプロケットホイール１６の回転力をキャリングチェーン１０の回転ローラ２４とブッシュ２３を介してリンクプレート２０、網枠１４へと伝達される。
また上部のスプロケットホイール１６の歯先（一般的には歯数６枚）が回転ローラ２４と噛み合い回転するときの水平方向の移動に伴う水平方向力が作用する。これらの荷重は回転ローラ２４に合成荷重となって作用している。
さらに回転ローラ２４にはチェーン張力以外にも網枠１４の水圧（水深方向の水圧と水流の反力）が作用する。水圧は、網枠１４、リンクプレート２０、リンクピン２２、ブッシュ２３、回転ローラ２４を介して除塵装置１のガイドレールへ伝達される。回転ローラ２４は、ローラに作用する水圧を受けながら、チェーン張力によって回動するため、回転ローラ２４の転がり抵抗が装置の回動所要動力に大きく影響する。網枠１４に作用する水圧は、キャリングチェーン１０の取付ボルト２６の２本に伝達し、リンクプレート２０経由で両端の回転ローラ２４を介して除塵装置１の構造部材に連結したガイドレールで支持している。
ガイドレール面をチェーン張力によって回転ローラ２４が転がりながら上昇するので、回転ローラ２４の転がり抵抗を少なくする目的で、従来はローラ径をサイズアップ（直径を大きく）することが検討されていた。しかしながら既存の除塵装置１において回転ローラ２４のローラ径を大きくした場合、スプロケットホイール１６の噛み込み部分もサイズアップしなければならず実現性に乏しい。

回転ローラ２４には、チェーン張力と転がり反力の両方が作用するため、稼働によるローラ内部のブッシュ、リンクピン、ローラ本体の損傷の有無を点検し、異常があれば交換しなければならない。しかしチェーンのリンクピン２２、ブッシュ２３、回転ローラ２４の交換作業は、チェーン張力が作用している状態で行うため、張力を保持するクレーンが必要となるなど交換作業が長期化していた。従って、ブッシュ２３、回転ローラ２４の長寿命化と点検及び交換作業の簡易化が求められていた。
またスプロケットホイール１６の回転中心と上下移動するキャリングチェーン１０中心間の距離が変動する。このため、キャリングチェーン１０の進行速度が変動すると共に、水平方向の運動も生じて、速度変動により衝撃力がキャリングチェーン１０の回転ローラ２４やスプロケットホイール１６に作用して振動騒音の発生、早期摩耗や疲労破損の主な原因となっている。水平方向の力はキャリングチェーン１０の回転ローラ２４を介して装置の構造部材に連結したガイドレールによって支持される。従来のキャリングチェーン１０は各リンクの回転ローラ２４がチェーン張力と、水流による水圧と、さらにスプロケットホイール１６の回動による水平方向の衝撃を受ける。このように装置稼働時の回転負荷は回転ローラ２４とブッシュ２３によって支持されている。回転ローラ２４とブッシュ２３は、スプロケットホイール１６の回動衝撃力からチェーンを保護し、チェーンがスプロケットホイール１６と噛み合う際に円滑に屈曲させると共に、チェーンがガイドレールを走行する際の抵抗を低減する働きをしているため、衝撃疲労強度と、圧縮強度と耐摩耗性が要求される。

特許文献１に開示の装置は、スクリーンにキャリングチェーンを装着することなく無端状のスクリーンに直接接触する駆動機構の摩擦力により回転駆動力を付与する構造としている。これによりキャリングチェーンを不要とし、構造を簡素化してメンテナンス性の向上を実現している。
しかしながら、無端状のスクリーンに直接接触して摩擦力により回転駆動力を付与する構造は小型の除塵装置に対しては有効であるが、一般の除塵装置には摩擦力が大き過ぎて空回りしてしまい適用することは難しい。従って一般のキャリングチェーンにスクリーンを装着した除塵装置には、未だに長寿命化とメンテナンス性の向上のニーズがある。

特開２００１−６４９４５号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記従来技術の問題点に鑑み、周回移動するチェーン構造の回転ローラに対する負荷を低減し、交換作業が容易なチェーン構造を提供することにある。

本発明は、上記課題を解決するための第１の手段として、リンクプレートの両端に設けた一対の回転ローラの間にガイドローラを備え、
前記ガイドローラは、前記回転ローラよりも大径とし、かつローラ幅を大きく設定したことを特徴とするチェーン構造を提供することにある。
上記第１の手段によれば、一例として除塵装置のキャリングチェーンに適用した場合、水圧の一部を受けるガイドローラと、チェーン張力と水圧の一部を受ける回転ローラの構成とし、回転ローラに作用する水圧を分散できる。またガイドローラのローラ径とローラ幅を回転ローラよりも大きく設定できる。さらにチェーン張力を受けないガイドローラはブッシュが不要となり、ピンとローラの簡素な構成で交換が容易となる。これによりローラの強度が上がり摩耗量を少なくし、装置全体の長寿命化が図れる。また、摩耗など経年劣化したガイドローラは、張力が作用していないため、装置の停止中にクレーン等を用いることなく容易に交換又はメンテナンス作業を行うことができる。

本発明によれば、回転ローラの負荷を低減させ、装置全体の長寿命化が図れ、メンテナンスが容易となる。また回転ローラの転がり抵抗を低減しチェーン本体の軽量化による慣性力低下と共に、装置全体の必要動力を削減できる。

本発明の除塵装置用キャリングチェーンの説明図である。 従来の除塵装置用キャリングチェーンの説明図である。 除塵装置の説明図である。

本発明のチェーン構造の実施形態について、図面を参照しながら、以下詳細に説明する。本実施形態では一例として除塵装置用キャリングチェーンに適用した構成で以下説明する。

［除塵装置用キャリングチェーン１０Ａ］
図１は、本発明の除塵装置用キャリングチェーンの説明図であり、（Ａ）は側面図、（Ｂ）は正面図である。図示のように本発明の除塵装置用キャリングチェーン１０Ａは、キャリングチェーン１０Ａを構成するリンクプレート２０の両端に設けた一対の回転ローラ２４Ａの間にガイドローラ３０を備えている。ガイドローラ３０は、リンクプレート２０の中央部（網枠用取付孔の間）に配置したローラであり、回転ローラ２４よりも大径とし（一例として１．５倍）、かつローラ幅も大きく設定（一例として約１．６倍）している。ガイドローラ３０は、リンクプレート２０の中央部の孔にローラとＣピンとＴピンを用いて回転自在に取り付けている。
このようなガイドローラ３０によれば、ローラ径及びローラ幅を大きくしているため強度が高まる。またガイドローラ３０の外径にチェーン張力を作用させない構造のため、ガイドローラ３０の内部にブッシュを設ける必要がなく、交換作業を簡素化できる。
また水圧によるリンクプレート２０の曲げ力を小さくできる。このためリンクプレート２０は、曲げモーメントの影響が少なくなりチェーン張力を主に設計すれば良い。
また摩耗など経年劣化したガイドローラ３０は、張力が作用していないため、装置の停止中にクレーン等を用いることなく容易に交換又はメンテナンス作業を行うことができる。リンクプレート２０の取り付けスペースも広く、既存装置に容易に取り付けることができる。

本実施形態の回転ローラ２４Ａは、従来よりもローラ径を小径化できる（一例として０．８倍）。ガイドローラ３０の構成により、従来回転ローラ２４の転がり抵抗を小さくする目的でローラ径をサイズアップする必要がなくローラサイズ（ローラ径）を小型化でき、スプロケットホイール１６側の歯サイズを小型化できるため、装置全体をコンパクト化できる。また、回転ローラ２４Ａは、張力が主に作用して水圧方向の力が一部作用するため従来構造と比べて軸受けの摩耗が少なくなり長寿命化が期待できる。また回転ローラ２４Ａを単に連結を目的としたピン形状とした場合には、リンクプレート２０の幅厚さをサイズダウンすることができ、軽量化、かつ転がり抵抗を小さくできる。これによりキャリングチェーン駆動の慣性力を低減でき、必要な動力も低減できる。
なお回転ローラ２４Ａはリンクピン２２との間にブッシュ２３を有している。またリンクプレート２０は一端の外側面が他端の内側面に収まるように一端側を屈曲させた先細り形状であり、リンクプレート２０の一端側を他のリンクプレート２０の他端側に嵌め合わせて複数連結して無端状に形成している。このため、ガイドローラ３０は回転ローラ２４Ａよりもローラ幅を大きく設定できる。

［作用］
次に上記構成による本発明の除塵装置用キャリングチェーンの作用について、以下説明する。
除塵装置１のキャリングチェーン１０Ａが周回移動すると、リンクプレート２０の両端の回転ローラ２４Ａは、ガイドローラ３０よりもローラ径が小さく、主に張力が作用している。
一方、ガイドローラ３０は回転ローラ２４Ａよりもローラ径を大きくしているため、主に水圧の一部が作用している。
このように本発明の除塵装置用キャリングチェーンは、従来、回転ローラに作用していた水圧の一部（水圧）をガイドローラに作用させることにより回転ローラの摩耗量を低減でき、装置全体の長寿命化を図れる。
またリンクプレートの中心部分に設けたガイドローラは回転ローラよりもローラ径及びローラ幅を大きく設定でき強度を高めることができる。またガイドローラを取付ボルト間に配置したことによりリンクプレートの曲げモーメントも小さくできる。
なお本発明のチェーン構造は、前述の除塵装置のキャリングチェーンの他にも、石炭などの粉粒体を移送させるコンベアチェーンなどの搬送装置にも適用することができる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかしながら、本発明は、上記実施形態に何ら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能である。
また、本発明は、実施形態において示された組み合わせに限定されることなく、種々の組み合わせによって実施可能である。

本発明のチェーン構造は、発電所などの取水設備における塵芥を捕集する回転式網枠を備えた除塵装置用キャリングチェーン、搬送装置のコンベアチェーンとして特に有用である。

１ 除塵装置
１０，１０Ａ キャリングチェーン
１２ スクリーン
１４ 網枠
１６ スプロケットホイール
１８ 駆動装置
２０ リンクプレート
２２ リンクピン
２３ ブッシュ
２４，２４Ａ 回転ローラ
２６ 取付ボルト
３０ ガイドローラ

Claims (1)

1. リンクプレートの両端に設けた一対の回転ローラの間にガイドローラを備え、
   前記ガイドローラは、前記回転ローラよりも大径とし、かつローラ幅を大きく設定したことを特徴とするチェーン構造。