JP6573641B2

JP6573641B2 - 蓄熱体清掃装置

Info

Publication number: JP6573641B2
Application number: JP2017040368A
Authority: JP
Inventors: 祐作河本; 健悟戎井; 広基田原
Original assignee: Chugai Ro Co Ltd
Current assignee: Chugai Ro Co Ltd
Priority date: 2017-03-03
Filing date: 2017-03-03
Publication date: 2019-09-11
Anticipated expiration: 2037-03-03
Also published as: KR102409369B1; TW201833480A; JP2018146156A; CN108534171A; TWI753045B; KR20180101159A

Description

本発明は、蓄熱槽に備えられたボール状の蓄熱体をより短時間に容易に清掃することが可能な蓄熱体清掃装置に関する。

工業用加熱炉の蓄熱交番燃焼バーナーの蓄熱体清掃装置としては、例えば、蓄熱槽の蓄熱体に付着した付着物を、グレーチングを介して蓄熱槽の下方に位置する点検槽内に落下させて清掃するバイブレータが知られている（例えば、特許文献１参照）。このバイブレータは、先端の振動子を蓄熱槽に挿入して蓄熱体に振動を付与することにより、蓄熱体に付着した付着物を点検槽内に落下させている。

また、蓄熱室内に設けられた回転可能な攪拌羽根と、攪拌羽根を回転駆動させる駆動装置と、蓄熱体から除去されたダスト類を外部に排出するための排出口とを備えた蓄熱体の清掃機能を有するリジェネレイティブバーナや（例えば、特許文献２参照）、ボール状蓄熱体を蓄熱槽内から吸引ホース及びバーナー側吸引管内に取り込み、当該吸引管内を循環させることでボール状蓄熱体表面から付着物を分離し、付着物が分離されたボール状蓄熱体を蓄熱槽内に再び充填する蓄熱体の清掃システム（例えば、特許文献３参照）も知られている。

特開２００７−３０９５９７号公報特開２００５−２５７２００号公報特開２００６−２６６６７３号公報

上記のようにバイブレータを用いて、振動により付着物を点検槽内に落下させる場合には、付着物が落下して堆積した点検槽内や、付着物が入り込んだ給排気管内を清掃しなければならず、清掃作業に多大な時間がかかるとともに作業が煩雑である。また、回転可能な攪拌羽根を蓄熱室内に設ける場合には、蓄熱室を通過する高温の気体によって回転機構が熱変形し、動作不良を起こすおそれがある。また、ボール状蓄熱体を蓄熱槽内から取り出してボール状蓄熱体表面から付着物を分離する場合には、ボール状蓄熱体の取り出し及び充填の作業に多大な時間がかかるとともに作業が煩雑であり、清掃作業に広いスペースが必要となる。

本発明は上記従来の課題に鑑みて創案されたものであって、蓄熱槽に備えられたボール状の蓄熱体をより短時間に容易に清掃することが可能な蓄熱体清掃装置を提供することを目的とする。

本発明にかかる蓄熱体清掃装置は、ボール状の蓄熱体を備えた蓄熱槽を有する蓄熱式バーナーの該蓄熱槽内の気体を吸引する吸引装置と、該吸引装置に接続され、上記蓄熱槽の気体の吸引孔を有するパイプと、該パイプ内を挿通し、当該パイプの内周面との間に空隙を備えて配置される回転軸を有し、該パイプから突出して先端に羽根車を備えた攪拌部材と、該攪拌部材を回転させる回転機構とを備え、上記パイプは、上記蓄熱体から剥がされたダストを、上記気体と共に吸引し、該蓄熱体は、上記蓄熱槽内で清掃されることを特徴とする。

前記吸引装置には、集塵室が接続されていることを特徴とする。

前記吸引装置と前記パイプとはホースにより接続されており、上記吸引装置は、レールに沿って移動可能に設けられていることを特徴とする。

前記攪拌部材に振動を付与する振動付与装置を備えていることを特徴とする。

前記パイプには、前記蓄熱式バーナーの外部と前記空隙とを連通する連通孔を備えていることを特徴とする。

本発明にかかる蓄熱体清掃装置にあっては、蓄熱槽に備えられたボール状の蓄熱体をより短時間に容易に清掃することができる。

本発明に係る蓄熱体清掃装置の第１実施形態を示す説明図である。図１に示した蓄熱体清掃装置の攪拌パイプユニットの正面断面図である。図２に示した攪拌パイプユニットの側面断面図である。図１に示した第１実施形態に係る蓄熱体清掃装置の変形例を説明する説明図である。本発明に係る蓄熱体清掃装置の第２実施形態を示す断面図である。図５に示した第２実施形態に係る蓄熱体清掃装置の変形例を示す断面図である。本発明に係る蓄熱体清掃装置に備えられるパイプの変形例を示す要部断面図である。

以下に、本発明にかかる蓄熱体清掃装置の好適な第１実施形態を、添付図面を参照して詳細に説明する。図１に示すように、第１実施形態に係る蓄熱体清掃装置１は、例えば、蓄熱式バーナーの蓄熱槽２に設けられ、ボール状をなす複数の蓄熱体２ａを、蓄熱槽２内にて清掃する際に用いられる。

本実施形態では、蓄熱式バーナーは、燃焼室Ｈの両側に各々接続された蓄熱槽２を有しており、蓄熱槽２には、燃焼室Ｈを通過した排気及び燃焼室Ｈに供給される燃焼用空気が交互に通過するように構成されている。

蓄熱槽２の上方及び下方には、排気及び燃焼用空気が通過する気道をなす空間Ｓ１、Ｓ２が設けられており、蓄熱槽２の上方に設けられた空間Ｓ１は、その側方に設けられた燃焼室Ｈとつながっており、また、蓄熱槽２の下方に設けられた空間Ｓ２と蓄熱槽２との境界部分には、グレーチング３が設けられている。

蓄熱槽２上の空間Ｓ１の上方を覆う外壁４には、空間Ｓ１と外部とを連通し、開閉可能な蓋５を備えた開口５ａが設けられており、蓄熱体２ａの清掃は、蓋５を開いて開口５ａから行われる。

第１実施形態に係る蓄熱体清掃装置１は、蓄熱槽２内の気体を吸引する吸引装置としてのブロワー６と、ブロワー６との間にバグフィルター７及び屈曲や伸縮が可能な連結ホース８を介して接続されたパイプ９と、パイプ９内に挿通された回転軸１０を有し、パイプ９から突出する回転軸１０の先端に羽根車１１を備えた攪拌部材１２と、攪拌部材１２を回転させる回転機構としての駆動モーター１３とを有している。

蓄熱体清掃装置１は、ブロワー６及びバグフィルター７が蓄熱式バーナーの脇の床に設置されており、バグフィルター７と連結ホース８によりつなげられたパイプ９を、蓄熱槽２の上方に設けられた開口５ａから挿入して使用される。

バグフィルター７は、連結ホース８が着脱自在に接続される吸気口７ａと、ブロワー６に接続される排気口７ｂとを備えたチャンバー７ｅを有しており、吸気口７ａと排気口７ｂとの間に集塵フィルター７ｃを備えている。チャンバー７ｅ内には、集塵フィルター７ｃにより排除されたダストが堆積するダスト集積部７ｄが設けられている。

図２、図３に示すように、パイプ９は、一方の端部側に作業者が保持するためのハンドル９ａを有しており、作業者が蓄熱式バーナーの外においてハンドル９ａを保持した状態で、開口５ａから挿入される。すなわち、パイプ９は、作業者が蓄熱式バーナー外においてハンドル９ａを保持した状態で、他方の端部（先端）が、蓄熱槽２内に挿入される長さを有している。パイプ９の保持側の端には、パイプ９より外側に張り出したフランジ部９ｂが設けられており、フランジ部９ｂには、パイプ９を塞ぐように駆動モーター１３が固定されている。

また、パイプ９の保持側の外周面には、より具体的には、パイプ９を開口５ａから挿入したときに開口５ａより上には、外部に突出する位置に、外部とパイプ９内とを連通する連通孔９ｃが設けられている。

駆動モーター１３は、モーター軸１３ａがパイプ９内に向けられて固定されており、モーター軸１３ａにつながれた回転軸１０がパイプ９の先端から突出している。回転軸１０の先端には、パイプ９から突出させて羽根車１１が設けられている。ここで、回転軸１０及び羽根車１１が攪拌部材１２に相当する。

羽根車１１は、回転軸１０の先端に着脱自在に設けられており、回転軸１０に連結される連結部１１ａと、連結部１１ａから延出された軸部１１ｂと、軸部１１ｂの周りに放射状に突出された羽根１１ｃと、を有している。ここで、羽根車１１は、回転軸１０に取り外し不能に固定されていても構わない。

軸部１１ｂは、連結部１１ａが回転軸１０に取り付けられると、回転軸１０と直線状につながるように設けられており、羽根１１ｃは、軸部１１ｂの先端側と、連結部１１ａ側との２箇所にそれぞれ設けられている。先端側と連結部１１ａ側とには、それぞれ４枚の羽根１１ｃが、軸部１１ｂの周方向において放射状に突出させて設けられている。

モーター軸１３ａ及び回転軸１０の直径は、パイプ９の内径より十分に小さいため、パイプ９の内面とモーター軸１３ａ及び回転軸１０の外周面との間には、パイプ９の長手方向に沿って空隙が設けられている。また、パイプ９において作業者が保持する側の周側面に備えた接続ポート９ｅには、バグフィルター７とつながった連結ホース８がつながっている。以下の説明では、連結ホース８につながれる、パイプ９、駆動モーター１３及び攪拌部材１２からなる部位を、攪拌パイプユニット１４という。

実際の清掃作業は、燃焼室Ｈの操業を停止した状態で行われ、第１実施形態の蓄熱体清掃装置１は、ブロワー６及び駆動モーター１３のスイッチを入れると、駆動モーター１３の回転により羽根車１１が回転し、これにより、吸引孔９ｄをなすパイプ９の先端から蓄熱槽２内の気体を吸引し、パイプ９、連結ホース８、バグフィルター７を通過した気体が、外部に排出される。このとき、回転する羽根車１１により、複数の蓄熱体２ａが攪拌されると共に羽根１１ｃと蓄熱体２ａ及び蓄熱体２ａ同士がぶつかり擦れ合って、蓄熱体２ａに付着している煤などの汚れが粉状のダストとなって剥がされる。

蓄熱体２ａから剥がされたダストは、吸引される気体と共にバグフィルター７に運ばれ、集塵フィルター７ｃにより排除されて、ダスト集積部７ｄに堆積する。このようにして、蓄熱体２ａは、蓄熱槽２内から取り出すことなく蓄熱槽２内にて清掃される。蓄熱体２ａから剥がされたダストは、攪拌パイプユニット１４から気体と共に吸引されてバグフィルター７内に捕集されるので、蓄熱槽２及びグレーチング３の下の空間Ｓ２には堆積しない。このため、空間Ｓ２を清掃する必要がないので、より短時間で蓄熱体２ａの清掃を完了することができる。

一方、集塵フィルター７ｃによりダストが排除された気体は、ブロワー６の排気口から外部に排出される。このとき、パイプ９の先端からのみならず、パイプ９の保持側の外周面に設けられた連通孔９ｃからも外気が吸引される。蓄熱層２内は、それまでの操業によって高温になっているが、パイプ９に吸引された、蓄熱槽２内の高温の気体は、連通孔９ｃから吸引された外気と混合されて温度が下げられた状態で連結ホース８側に送られる。それにより、駆動モーター１３、連結ホース８、バグフィルター７、ブロワー６などが、高温の気体により損傷を受けることを防止することができる。このとき、蓄熱槽２を積極的に冷やすことなく連結ホース８側に流れていく気体のみを外気によって冷却するので、蓄熱槽２の温度を急激に下げることなく、蓄熱体２ａを清掃することができる。また、撹拌によって舞い上がるダストが、この連通孔９ｃから吸引されるので、作業環境の悪化を防ぐ効果も得られる。このため、清掃終了後に、より早く蓄熱式バーナーを再稼働することができる。

また、第１実施形態の蓄熱体清掃装置１は、バグフィルター７に対して連結ホース８が着脱自在に設けられているので、複数の蓄熱式バーナーが設置されている場合には、蓄熱式バーナー毎に、ブロワー６とバグフィルター７とを各蓄熱バーナーの脇に設置しておき、連結ホース８及び攪拌パイプユニット１４をバグフィルター７から取り外し、他の蓄熱式バーナーの脇に設置されているバグフィルター７に接続して、付け替えて使用することにより、複数の蓄熱式バーナーの蓄熱体２ａを容易に清掃することができる。

上記実施形態においては、蓄熱式バーナー毎に、その脇にブロワー６とバグフィルター７とを設置した例について説明したが、これに限らず、例えば図４に示すように、複数の蓄熱式バーナーが並べて設置されている建屋内の上部に、複数の蓄熱式バーナーが並べられている方向に沿ってレール１５を設け、レール１５に沿って移動可能にブロワー６とバグフィルター７とを当該レール１５に吊り下げて、吊り下げられているバグフィルター７に、連結ホース８を介して攪拌パイプユニット１４が接続されていても構わない。

この場合には、ブロワー６とバグフィルター７とを複数設ける必要がないため、設備コストを抑えることができる。また、ブロワー６とバグフィルター７とをレール１５に沿って移動させるので、連結ホース８と攪拌パイプユニット１４とを、バグフィルター７から取り外して付け替える必要がない。このため、より作業性に優れた蓄熱体清掃装置１を提供することができる。レール１５は地上に設けてもよいが、ブロワー６とバグフィルター７とが上方に設けられたレール１５に吊り下げておけば、邪魔にならず、蓄熱式バーナーの周りの空間をより広く使用することができる。

また、清掃だけを目的とするのであれば、バグフィルター７は、必ずしも必要ではなく、吸引したダストをブロアー６で大気中へ放出するようにして、廃棄してもよい。

次に、第２実施形態の蓄熱体清掃装置１６について説明する。以下の説明においては、第１実施形態と同一構成については図中で同符号を付して示し、その説明については省略する。

図５に示すように、第２実施形態の蓄熱体清掃装置１６は、ファン（小型のブロワー）１８と集塵フィルター７ｃとが一体となった集塵装置が、攪拌パイプユニット１４に連結ホース８を介さずに直接設けられている可搬式の蓄熱体清掃装置１６である。より具体的には、攪拌パイプユニット１４のパイプ９内と連通する連通管１７ａを有する集塵室１７ｂを備えた、例えば円筒状の集塵ケース１７が設けられており、円筒状の集塵ケース１７の一方の端に連通管１７ａが設けられ、他方の端側にブロワーをなすファン１８と、ファン１８を回転させるためのブロワーモーター１９と、集塵室１７ｂの内外を連通する排気口１７ｃが設けられている。集塵ケース１７内には、ファン１８よりも連通管１７ａ側に、袋状の集塵フィルター７ｃが設けられている。

第２実施形態の蓄熱体清掃装置１６は、ブロワーモーター１９及び駆動モーター１３のスイッチを入れると、駆動モーター１３の回転により羽根車１１が回転しつつ、吸引孔９ｄをなすパイプ９の先端から蓄熱槽２内の気体を吸引し、パイプ９、集塵フィルター７ｃを通過した気体が、排気口１７ｃから外部に排出される。このとき、回転する羽根車１１により複数の蓄熱体２ａが攪拌されると共に、羽根１１ｃと蓄熱体２ａ及び蓄熱体２ａ同士がぶつかり擦れ合って、蓄熱体２ａに付着している煤などの汚れが、粉状のダストとなって剥がされる。蓄熱体２ａから剥がされたダストは、吸引される気体と共に袋状の集塵フィルター７ｃ内に捕集される。このようにして、蓄熱体２ａは、蓄熱槽２内にて清掃される。

一方、集塵フィルター７ｃによりダストが排除された気体は、集塵ケース１７の排気口１７ｃから外部に排出される。この場合も、パイプ９の保持側の外周面に設けられた連通孔９ｃからも、外気が吸引されるので、吸引された高温の気体の温度が下がり、駆動モーター１３、集塵フィルター７ｃ、ファン１８、ブロワーモーター１９などが、高温の気体により損傷を受けることを防止することができる。

第２実施形態のような可搬式の蓄熱体清掃装置１６では、ファン（小型のブロワー）１８と集塵フィルター７ｃとが一体となった集塵装置が、攪拌パイプユニット１４に直接設けられているので、蓄熱体清掃装置１６全体を容易に移動させて、各々蓄熱式バーナーの蓄熱体２ａを蓄熱槽２内にて清掃することができる。このため、設置スペースを必要とせず、またコストを低減することができる。

上記実施形態においては、攪拌パイプユニット１４の先端に羽根車１１が備えてられている例について説明したが、必ずしも羽根車１１でなくとも構わない。例えば、蓄熱体２ａに振動を与えて、蓄熱体２ａに付着している煤などの汚れをダストとして剥がすものでも構わない。より具体的には、図６に示すように、駆動モーター１３のモーター軸１３ａに、フレキシブルジョイント２０を介して、回転軸１０が設けられており、回転軸１０の先端に、パイプ９の先端から突出する突起ヘッド２１が設けられている。

突起ヘッド２１は、第１実施形態において回転軸１０の先端に設けられていた羽根車１１と交換可能な部材であり、羽根車１１と同様の連結部１１ａと、連結部１１ａから先端に向かって円錐状をなすヘッド本体２１ａとが設けられている。ヘッド本体２１ａには、表面に複数の突起２１ｂが設けられている。

回転軸１０の周面には、フレキシブルジョイント２０に近い位置に、偏心振子をなす錘２２が全周の約１／４の範囲に設けられている。このため、駆動モーター１３が回転すると、回転軸１０は、フレキシブルジョイント２０を介する接合部から、モーター軸１３ａに対して屈折した状態に偏心しつつ回転する。この偏心した回転により、回転軸１０及び回転軸１０の先端に設けられた突起ヘッド２１が振動する。このため、突起ヘッド２１が蓄熱槽２に挿入されて駆動モーター１３が回転すると、回転する突起ヘッド２１により蓄熱体２ａが攪拌されると共に蓄熱体２ａに振動が付与されるので、表面に付着している煤などの汚れをダストとして、迅速に、そしてより一層剥がすことができる。ここで、駆動モーター１３、フレキシブルジョイント２０、錘２２が設けられた回転軸１０及び突起ヘッド２１が、振動付与装置に相当する。また、錘２２が設けられた回転軸１０と突起ヘッド２１とは、取り外し不能に固定されていても構わない。

上記実施形態においては、パイプ９の保持側の外周面に連通孔９ｃが設けられている例について説明したが、連通孔９ｃは必ずしも設けられていなくとも構わない。また、撹拌部材１２として、羽根車１１と突起ヘッド２１を示したが、尖った部分があると、撹拌の際に、蓄熱体２ａを割ってしまうおそれがあるため、羽根車１１や突起ヘッド２１の角部は、丸みを帯びるように、曲面や球面とすることが好ましい。また、撹拌部材１２の先端部形状は、上記実施形態に限らず、その他の形状であってもよい。振動付与装置についても、他の構成を採用できることはもちろんである。

さらに、パイプ９の先端については図７に示すように、漏斗状の先端カバー９ｆを別部品として備え、この先端カバー９ｆにパイプ９の長さ方向へ形成したスライド用スリット９ｇに対して、パイプ９の外側からボルト９ｉを挿入してパイプ９に形成したネジ穴９ｈに締結する構成として、当該先端カバー９ｆをスライド可能にパイプ９に取り付けるようにし、羽根車１１や突起ヘッド２１の突出量を変更・調節できるようにしてもよい。また、パイプ９と先端カバー９ｆとの間に、さらにスライド可能な部材を一つ以上介在させるようにして、２段以上の複数段のスライドによって、伸縮量を大きくすることもできる。

１蓄熱体清掃装置
２蓄熱槽
２ａ蓄熱体
３グレーチング
４外壁
５蓋
５ａ開口
６ブロワー
７バグフィルター
７ａ吸気口
７ｂ排気口
７ｃ集塵フィルター
７ｄダスト集積部
７ｅチャンバー
８連結ホース
９パイプ
９ａハンドル
９ｂフランジ部
９ｃ連通孔
９ｄ吸引孔
９ｅ接続ポート
９ｆ先端カバー
９ｇスライド用スリット
９ｈネジ穴
９ｉボルト
１０回転軸
１１羽根車
１１ａ連結部
１１ｂ軸部
１１ｃ羽根
１２攪拌部材
１３駆動モーター
１３ａモーター軸
１４撹拌パイプユニット
１５レール
１６蓄熱体清掃装置
１７集塵ケース
１７ａ連通管
１７ｂ集塵室
１７ｃ排気口
１８ファン
１９ブロワーモーター
２０フレキシブルジョイント
２１突起ヘッド
２１ａヘッド本体
２１ｂ突起
２２錘
Ｈ燃焼室
Ｓ１上の空間
Ｓ２下の空間

Claims

ボール状の蓄熱体を備えた蓄熱槽を有する蓄熱式バーナーの該蓄熱槽内の気体を吸引する吸引装置と、該吸引装置に接続され、上記蓄熱槽の気体の吸引孔を有するパイプと、該パイプ内を挿通し、当該パイプの内周面との間に空隙を備えて配置される回転軸を有し、該パイプから突出して先端に羽根車を備えた攪拌部材と、該攪拌部材を回転させる回転機構とを備え、上記パイプは、上記蓄熱体から剥がされたダストを、上記気体と共に吸引し、該蓄熱体は、上記蓄熱槽内で清掃されることを特徴とする蓄熱体清掃装置。
前記吸引装置には、集塵室が接続されていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱体清掃装置。
前記吸引装置と前記パイプとはホースにより接続されており、上記吸引装置は、レールに沿って移動可能に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の蓄熱体清掃装置。
前記攪拌部材に振動を付与する振動付与装置を備えていることを特徴とする請求項１〜３いずれかの項に記載の蓄熱体清掃装置。
前記パイプには、前記蓄熱式バーナーの外部と前記空隙とを連通する連通孔を備えていることを特徴とする請求項１〜４いずれかの項に記載の蓄熱体清掃装置。