JP2021025694A - 機械式ハンマリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ハンマーで打撃される部分を長期的に適正な位置に保持することができるうえ、該打撃部分を簡易に取り替えることが可能な機械式ハンマリング装置を提供する。【解決手段】 廃熱ボイラーの水管群１に先端面を当接させた状態で保持されるノッキングロッド１０と、該ノッキングロッド１０を囲むように装着されるスプリング２０と、該スプリング２０及び該ノッキングロッド１０を収容するガイドパイプ３０と、該１０ノッキングロッドの該先端面とは反対側の被打撃面を打撃するハンマー４０とからなる１組又は複数組のユニットで構成される機械式ハンマリング装置であって、ノッキングロッド１０の先端部に設けられている第１係合部１１と、ガイドパイプ３０においてハンマー４０が位置する側の端部に設けられている第２係合部３１とによってスプリング２０が圧縮された状態で挟み込まれている。【選択図】 図１

Description

本発明は、廃熱ボイラーの水管群を定期的に振動させて該水管群の表面に付着したダストを除去する機械式ハンマリング装置に関する。

加熱炉から排出される燃焼排ガスは熱エネルギーを有しているため、この熱エネルギーを蒸気の形態で回収する廃熱ボイラーが該燃焼排ガスの流路上に設けられている。該廃熱ボイラーにおいては、内部に設けた水管群において燃焼排ガスとボイラー水とを熱交換させることで上記熱エネルギーの回収が行われるが、該燃焼排ガスには、ダスト、ばいじんなどの固形分（以下、これらをまとめてダストと称する）が含まれているため、水管群の表面にダストが付着して熱交換効率が低下することがあった。そこで、水管群には機械式ハンマリング装置が付随して設けられており、該機械式ハンマリング装置で水管群を定期的に振動させることで、付着したダストを除去することが行われている。

この機械式ハンマリング装置は、水管群に取り付けられている被打撃部と、この被打撃部を直接打撃するハンマーとから一般的に構成されており、例えば該ハンマーの腕部を支持する軸が回転することで、ハンマーの先端部が自重により落下して被打撃部に衝突する構造になっている。このハンマーの衝突により被打撃部が振動するので、該被打撃部が取り付けられている水管群に振動が伝わり、該水管群の表面に付着したダストを除去することができる。

例えば特許文献１には、回転軸と共に回転する連結部材に回転可能に取り付けられているハンマーと、該ハンマーによって打撃される被打撃部としての電極板用当て板とからなる機械式ハンマリング装置が開示されている。また、特許文献２には、中間部が軸支されたアームを有するハンマーと、該アームのハンマー側とは反対側の端部に対して係合と離間とを繰り返しながら円周軌道上を回転するローラと、該ローラの離間により落下する該ハンマーによって打撃される打軸とからなる機械式ハンマリング装置が開示されている。

特開２０００−１１１４５６号公報 特開平０５−１９６２２２号公報

機械式ハンマリング装置では、水管群に付着したダストを効果的に除去するため、ハンマーの衝突により生ずる被打撃部の振動が確実に水管群に伝わるように設置する必要がある。そのため、特許文献１や２の機械式ハンマリング装置では、水管群に被打撃部を溶接等により固定している。しかしながら、この場合は、ハンマーによる衝撃が繰り返されるうちに溶接等の結合部に割れなどが生じて被打撃部が脱落することがあった。また、被打撃部が溶接により水管群に固定されている場合は、被打撃部の被打撃面が摩耗した時に該被打撃部を簡易に取り替えることができなかった。

本発明は上記の従来の機械式ハンマリング装置が抱える問題点に鑑みてなされたものであり、ハンマーで直接打撃される被打撃部を長期間に亘って適正な位置に保持することができるうえ、該被打撃部を簡易に取り替えることが可能な機械式ハンマリング装置を提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明に係る機械式ハンマリング装置は、廃熱ボイラーの水管群に先端面を当接させた状態で保持されるノッキングロッドと、該ノッキングロッドを囲むように装着されるスプリングと、該スプリング及び該ノッキングロッドを収容するガイドパイプと、該ノッキングロッドの該先端面とは反対側の被打撃面を打撃するハンマーとからなる１組又は複数組のユニットで構成される機械式ハンマリング装置であって、前記ノッキングロッドの先端部に設けられている第１係合部と、前記ガイドパイプにおいて前記ハンマーが位置する側の端部に設けられている第２係合部とによって前記スプリングが圧縮された状態で挟み込まれていることを特徴としている。

本発明によれば、被打撃部を簡易に取り替えることができるうえ、該被打撃部を常に適正な位置に保持できるので、ハンマーの衝突により生じた振動を水管群に確実に伝えることができる。よって、廃熱ボイラーの熱回収効率及び稼働率を共に高めることが可能になる。

本発明の実施形態の機械式ハンマリング装置の模式的な縦断面図である。 本発明の参考例の機械式ハンマリング装置の模式的な縦断面図である。

以下、本発明の機械式ハンマリング装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。この本発明の実施形態の機械式ハンマリング装置は、図１に示すように、廃熱ボイラーの水管群１の補強部２に先端面を当接させた状態で保持される金属製の円柱体からなるノッキングロッド１０と、該ノッキングロッド１０を囲むように同芯軸状に装着される螺旋形状の圧縮コイルばねからなるスプリング２０と、該スプリング２０及び該ノッキングロッド１０を収容する水平横向きに保持された金属製の円筒状のガイドパイプ３０と、該ノッキングロッド１０の該先端面とは反対側の被打撃面を打撃するハンマー４０とからなる１組又は複数組のユニットで構成されている。なお、図１には１組のユニットで構成された機械式ハンマリング装置が例示されている。

上記１組又は複数組のユニットの各々において、上記ノッキングロッド１０及びガイドパイプ３０には、それぞれスプリング２０の両端部に係合する第１係合部１１及び第２係合部３１が設けられており、これら第１係合部１１及び第２係合部３１によって、該ガイドパイプ３０内においてスプリング２０は圧縮された状態で挟み込まれている。

具体的には、上記ノッキングロッド１０は、上記先端部に上記スプリング２０の一端部が係合する第１係合部１１が設けられている。この第１係合部１１は、金属製の環状部材をその中心軸を含む面で２分割した二つ割リングからなるのが好ましい。この場合、該二つ割リングの内周部が嵌装されるように、ノッキングロッド１０の先端部の外周面には周方向に延在する第１溝部が全周に亘って設けられているのが好ましい。また、該二つ割リングの外径は、ガイドパイプ３０の内径より僅かに小さいサイズになっているのが好ましい。これにより、該二つ割リングを該ノッキングロッド１０の第１溝部に嵌装した状態で該ガイドパイプ３０内に収容することができるうえ、ガイドパイプ３０内において該二つ割リングがノッキングロッド１０の第１溝部から脱落するのを防ぐことができる。

一方、ガイドパイプ３０において、ハンマー４０が位置する側の端部には、上記スプリング２０の他端部が係合する第２係合部３１が設けられている。この第２係合部３１は、金属製の棒状部材を環状に湾曲させた弾性部材からなるスナップリングからなるのが好ましい。この場合、該スナップリングの外周部が嵌装されるように、ガイドパイプ３０の上記ハンマー側端部の内周面には、周方向に延在する第２溝部が全周に亘って設けられているのが好ましい。

このように、ガイドパイプ３０内に収容されるスプリング２０は、二つ割リング等の第１係合部１１及びスナップリング等の第２係合部３１でそれぞれ係止されているので、ノッキングロッド１０がガイドパイプ３０のハンマー４０側の開口部から飛び出ないようにすることができる。また、ノッキングロッド１０の先端面は、ハンマー４０によって打撃されていない非打撃時においてはスプリング２０の付勢力によって水管群１の補強部２に当接した状態が維持されるので、その後の該ハンマー４０による打撃の際に衝撃をしっかりと水管群１の補強部２へ伝搬させることができる。

なお、上記スナップリング等の第２係合部３１とスプリング２０の他端部との間に、環状の介在部材２２を設けるのが好ましい。これにより、スプリング２０が伸長する付勢力をスナップリングに対して周方向に均一にかかるようにすることができる。また、ノッキングロッド１０の先端部とは反対側の端部に、ハンマー４０がより確実に衝突するように、ノッキングロッド１０の外径よりも大きな外径を有する金属製の円板状部材１２を設けるのが好ましい。

次に、上記した本発明の実施形態の機械式ハンマリング装置の取り付け方法について説明する。先ず、ノッキングロッド１０の先端部側から第２係合部３１としてのスナップリング、環状の介在部材２２、及びスプリング２０をこの順に装着すると共に、ノッキングロッド１０の先端部の第１溝部に第１係合部１１としての二つ割リングを嵌め込む。この状態で、ノッキングロッド１０をその先端部からガイドパイプ３０のハンマー側開口部に挿し込み、該ノッキングロッド１０の先端面を水管群１の補強部２に当接させる。

次に、スプリング２０を水管群１側に押し込んで圧縮させたまま、ガイドパイプ３０の内周面に予め設けられている第２溝部にスナップリングを嵌装する。これにより、スプリング２０が伸長する付勢力によってノッキングロッド１０の先端面が常に水管群１の補強部２を押圧する状態が維持される。これにより、ノッキングロッド１０の先端部とは反対側の端部の位置及び角度が、上記の非打撃時に同じ位置に保持されるので、その後の打撃の瞬間にはノッキングロッド１０の先端面とは反対側の被打撃面にハンマー４０を確実に衝突させることができる。なお、スプリング２０には、上記のように二つ割リングとスナップリングとで挟み込んだ時に圧縮力が生じるような適切な長さのものを選定しておく。上記のノッキングロッド１０やスプリング２０を交換するときは、上記スナップリングをガイドパイプ３０から外すだけで簡単にノッキングロッド１０をスプリング２０と共にガイドパイプ３０から引き抜くことができる。

［参考例］
参考例として図２に示す構造の機械式ハンマリング装置を用いて廃熱ボイラーの水管群のダスト除去を行った。この参考例の機械式ハンマリング装置は、棒状のノッキングロッド１１０と、該ノッキングロッド１１０を収容するガイドパイプ１３０と、該ノッキングロッド１１０を打撃するハンマー１４０とからなるユニットが３０組連なった構造を有しており、各ユニットにおいて、ノッキングロッド１１０及びガイドパイプ１３０の該ハンマー１４０側の端部同士がスプリング１２０で係合されている。

この参考例の機械式ハンマリング装置は、スプリング１２０の両端部がノッキングロッド１１０の第１係合部１１１及びガイドパイプ１３０の第１係合部１３１に単に引っかけているだけであるため、ハンマー１４０の衝突の衝撃によってスプリング１２０が外れることがあった。また、上記の引っかかっている部分はスプリング１２０を形成する細長い金属線状体であるため強度が低く、その部分が頻繁に折損することがあり、その度にスプリング１２０を交換する必要があった。さらに、ノッキングロッド１１０がハンマー１４０の衝撃による反動でガイドパイプ１３０の外側に飛び出ようとした際、スプリング１２０が伸びきって戻らなくなり、ノッキングロッド１１０を適正な位置に保持できなくなることがあった。

このノッキングロッド１１０が不適正な位置にあるときにハンマー１４０が作動することがあり、この場合は、ノッキングロッド１１０の側部がハンマー１４０によって打撃されることになるので、ガイドパイプ１３０が破損したり、ノッキングロッド１１０がガイドパイプ１３０から脱落したりする問題が生じ、ダスト除去の効果が得られない事態がしばしば発生し、その補修のため稼働率も低下した。具体的には、上記の３０組のユニットで構成される機械式ハンマリング装置１基当たりが有する３０本のノッキングロッド１１０のうち、半分においてノッキングロッド１１０が適正な位置に保持されないトラブルが生じたため、それらのガイドパイプ１３０が約半年で破損した。破損したガイドパイプ１３０の補修費用として、機械式ハンマリング装置１基当たり平均１,０００千円／回の出費となった。なお、廃熱ボイラーに設置した複数の機械式ハンマリング装置の中では、優先度の高い区画にあるもので且つ作業を進めやすいものに絞って補修したところ、廃熱ボイラー１基あたり年間１０,０００千円程度の補修費用を要した。

［実施例］
図２に示す構造のものに代えて図１に示す構造の機械式ハンマリング装置を用いた以外は上記参考例と同様にして廃熱ボイラーの水管群のダストを除去した。その結果、１年以上に亘ってノッキングロッド１０がガイドパイプ３０内において適正な位置に保持されたため、ノッキングロッド１０の摩耗の補修や交換等の軽微で簡易な保全作業で済んだので、補修費用を上記参考例に比べて年間５,０００千円以上削減できた。さらに、安定的にダストを除去することができたため、上記参考例に比べてボイラーの熱回収効率が上昇し、稼働率を高めることも可能になった。

１ 水管群
２ 補強部
１０、１１０ ノッキングロッド
１１、１１１ 第１係合部
２０、１２０ スプリング
３０、１３０ ガイドパイプ
３１、１３１ 第２係合部
４０、１４０ ハンマー

Claims (2)

1. 廃熱ボイラーの水管群に先端面を当接させた状態で保持されるノッキングロッドと、該ノッキングロッドを囲むように装着されるスプリングと、該スプリング及び該ノッキングロッドを収容するガイドパイプと、該ノッキングロッドの該先端面とは反対側の被打撃面を打撃するハンマーとからなる１組又は複数組のユニットで構成される機械式ハンマリング装置であって、
   前記ノッキングロッドの先端部に設けられている第１係合部と、前記ガイドパイプにおいて前記ハンマーが位置する側の端部に設けられている第２係合部とによって前記スプリングが圧縮された状態で挟み込まれていることを特徴とする機械式ハンマリング装置。
2. 前記第１係合部は前記ノッキングロッドの外周面に設けられた周方向に延在する第１溝部に嵌装される二つ割リングからなり、前記第２係合部は前記ガイドパイプの内周面に設けられた周方向に延在する第２溝部に嵌装されるスナップリングからなることを特徴とする、請求項１に記載の機械式ハンマリング装置。

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