JP6912255B2 - 流体供給回転継手 - Google Patents
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Description
転炉には、炉内に精製用の酸素ガスや窒素ガスが吹き込まれるとともに、炉体の冷却用の水や空気が供給される。これらの流体は、それぞれトラニオン部分を通る配管により外部から炉体へと供給される。
トラニオン部分においては、前述した流体の配管を通しつつ炉体の回動を許容するために、流体の配管ごとに回転継手(ロータリージョイント)を設置している(特許文献1の第2図参照)。
回転継手において、連通溝は中継する配管毎に設置され、従って配管の数に相当する数の連通溝が軸方向に配列される。また、各連通溝に連通された内筒側の流路は、回転継手の内部を軸方向に延びてトラニオン軸の内部を通り、炉体へと導かれる。
一方、前述したスリーブ式の構造では、スリーブを組み込むスペースが必要であり、設備コストの上昇が避けられない。さらに、スリーブに至る外部配管が多数生じるため、スリーブの周辺にも周囲との干渉を避けるのに十分なスペースを確保する必要がある。
本発明の他の目的は、中継する配管の数が増えても周辺との干渉が避けられる流体供給回転継手を提供することにある。
その結果、中継する配管の数が増えても確実な設置作業が行える流体供給回転継手を提供することができる。
なお、複数の部分回転継手が、各々の軸線が高精度に揃うように設置されるのであれば、各々を結ぶ接続管は可撓性でなくてもよく、連結軸は傾きや変位を生じない固定軸であってもよい。
本発明では、ケースは一対の部分回転継手の外筒と内筒とを連結してもよく、内筒どうしを連結してもよい。部分回転継手の内筒(炉体とともに回転する)とケースとを連結する際には、相互の摺動を許容しつつ気密性を確保できるシール構造などを介在させることが好ましい。
その結果、従来のスリーブ方式のような外部配管を解消することができ、中継する配管の数が増えても周辺との干渉が避けられる流体供給回転継手を提供することができる。
図1において、炉体2は、製鉄用の転炉であり、トラニオンリング3の両側面のトラニオン軸4を支持体5で回転自在に支持されている。炉体2には、精製用の酸素ガスや窒素ガス、炉体の冷却用の水や空気が、トラニオン軸4の炉体2とは反対側に開口する空洞6を通して供給される。これらの流体を供給する固定的な外部配管41〜47と回転するトラニオン軸4とを中継するために、トラニオン軸4には同軸で流体供給回転継手1が設置されている。
炉体側の部分回転継手10はトラニオン軸4に連結され、連結部30および部分回転継手20が順次直列に連結されている。
炉体2およびトラニオン軸4の回転軸AFに対し、部分回転継手10の回転軸A1、連結部30の回転軸A3,部分回転継手20の回転軸A2は、基本的に同一線上に配置されている。
外筒21と内筒22との間には軸受が介装され、各々は回転軸A2まわりに相対回転可能である。外筒21は支柱211を介して固定され、これにより回転軸A2の軸線方向も所定の方向に固定されている。
外筒21は筒状の部材で形成され、外周面には外部配管41〜45が接続されている。外筒21の内周面には周方向に連続する連通溝51〜55が形成されている。連通溝51〜55は、外部配管41〜45のいずれかと個別に連通されている。
従って、外筒21と内筒22との回転角度位置に拘わらず、外部配管41〜45から連通溝51〜55を経由して内部流路61〜65に至る流路が個別に確保されている。
内部流路61〜65は、それぞれ内筒22の炉体側に向けて導かれ、炉体側の端面には各々の開口が円形に配列されている(図3参照)。
外筒11と内筒12との間には軸受が介装され、各々は回転軸A1まわりに相対回転可能である。外筒11は支柱111を介して固定され、これにより回転軸A1の軸線方向も所定の方向に固定されている。
内筒12は、筒状の部材であるが、中実部分の内部に内部流路77が形成されている。
内筒12は、筒状の内部に空洞19を有し、そこには複数の内部配管741,751が配置され、各々の内部に内部流路74,75が形成されている。
図2に示すように、空洞19において、内部が内部流路71〜75となる内部配管711〜751が円形に配列されている。この配列を維持するために、内部配管711〜751はブラケット18で支持されている。
図1に戻って、内筒12の底面には内部流路76が形成され、内筒12の炉体2と反対側の端面から空洞19を経てトラニオン軸4の空洞6までが連通されている。
具体的には、部分回転継手10,20の外筒11,21を連結するケース38と、ケース38の内部で部分回転継手10,20の内筒12,22を連結する連結軸39と、部分回転継手10の内部流路71〜75と、部分回転継手20の内部流路61〜65とを、それぞれ個別に接続する複数の接続管31〜35(図3参照)とを有する。
ケース38の両端の周縁は、それぞれ弾性シール部材382,383を介して、部分回転継手10,20の外筒11,21の端面に接続されている。
これらの弾性シール部材382,383の弾性により、ケース38は外筒11,21の回転軸A1,A2に対して傾斜可能である。また、弾性シール部材382,383により、ケース38の内部空間は気密シールされている。
外部配管46は、ケース38の内部に連通され、さらに内筒12の端面に開口する内部流路76および空洞19を経由してトラニオン軸4の空洞6内まで導かれている。
連結軸39は、両端近傍の2箇所にクロスピン式の自在継手391、392を有する。連結軸39の両端が接続される内筒12,22は、それぞれ回転軸A1,A2が固定されているが、これらが同一軸線から外れた場合でも、連結軸39は自在継手391、392が屈曲して連結を維持することができる。
接続管31〜35が可撓性を有することで、内筒12,22の回転軸A1,A2が同一軸線から外れた場合でも個々の接続を維持することができる。
本実施形態では、流体供給回転継手1により、固定的な外部配管41〜47と回転するトラニオン軸4との間で流体を中継することができる。
外部配管41〜45については、先端側の部分回転継手20の連通溝51〜55から内部流路61〜65を経て連結部30に導かれる。そして、接続管31〜35により炉体側の部分回転継手20へと導かれ、内部流路71〜75によりトラニオン軸4の空洞6内へ送られる。
外部配管47については、炉体側の部分回転継手10の連通溝57から内部流路77を経てトラニオン軸4の空洞6内へ送られる。
このように、本実施形態によれば、複数の部分回転継手10,20を連結して用いることで、多数の外部配管41〜47を分散化して受け入れることができる。
これらの接続管31〜35は、施工時には順次接続作業を行えばよく、一気に行う必要がない。
従って、流体供給回転継手1として中継すべき外部配管41〜47の数が増えても、設置作業の容易性が確保され、かつ個々の流路のシール性などを確実なものにできる。
従って、例えば炉体側の部分回転継手10の回転軸A1と、先端側の部分回転継手20の回転軸A2とがずれた場合でも、接続管31〜35が撓みまたは伸縮し、連結軸39が自在継手で傾き、変位することで、相互のずれを許容することができ、回転動作に支障を生じることがない。
このため、部分回転継手10,20の設置にあたって、回転軸A1,A2の精度割出しを過剰に行う必要がなく、設置作業を容易にすることができる。
このため、外部配管46を接続してケース38の内部に流体を受け入れ、ケース38の内部空間を炉体側の部分回転継手10の内部流路76ないし空洞19に連通させることで、ケース38の内部を外部配管46の中継に利用することができる。
その結果、従来のスリーブ方式のような外部配管を解消することができ、中継する外部配管41〜47の数が増えても周辺との干渉を避けることができる。また、スリーブを組み込むスペースも不要となり、設備コストの上昇も避けることができる。
前記実施形態では、接続管31〜35は可撓性を有するとともに、連結軸39は軸線の傾き、軸線の変位、軸方向の変位を許容可能な自在継手391、392およびキー393、394による嵌合構造を有するものとしていた。
しかし、例えば、部分回転継手10,20が、各々の回転軸A1,A2が高精度に揃うように設置されるのであれば、各々を結ぶ接続管31〜35は可撓性でなくてもよく、連結軸39は傾きや変位を生じない固定軸であってもよい。
前記実施形態では、炉体側の部分回転継手10の内筒12の内部に空洞19を形成し、そこに内部配管711〜751を設置した。しかし、空洞19および内部配管711〜751は省略してもよく、内筒12の内部に内部流路71〜75を形成してもよい。
Claims (5)
- 一対の部分回転継手と、前記部分回転継手どうしを連結する連結部とを有し、
前記部分回転継手は、それぞれ外筒と内筒とを有し、
一方の前記部分回転継手は、前記外筒に接続された複数の外部配管と、前記内筒に形成された複数の内部流路と、前記外筒と前記内筒との間に形成されて前記外部配管を前記内部流路のいずれかに個別に連通する複数の連通溝と、を有し、
他方の前記部分回転継手は、前記外筒に接続された外部配管と、前記内筒に形成された複数の内部流路と、前記外筒と前記内筒との間に形成されて前記外部配管を前記内部流路のいずれかに連通する連通溝と、を有し、
前記連結部は、一方の前記部分回転継手の前記内部流路と、他方の前記部分回転継手の前記内部流路のうち前記外部配管と連通されていない前記内部流路のいずれかとを、それぞれ個別に接続する複数の接続管を有することを特徴とする流体供給回転継手。 - 請求項1に記載した流体供給回転継手において、
前記連結部は、前記部分回転継手の前記内筒どうしを連結する連結軸を備えていることを特徴とする流体供給回転継手。 - 請求項2に記載した流体供給回転継手において、
前記接続管は可撓性を有し、
前記連結軸は軸線の傾き、軸線の変位、軸方向の変位を許容可能な自在継手を含むことを特徴とする流体供給回転継手。 - 請求項1から請求項3のいずれか一項に記載した流体供給回転継手において、
前記連結部は、前記部分回転継手の前記外筒どうしを連結するケースを備え、前記ケースは内部が気密シールされていることを特徴とする流体供給回転継手。 - 請求項1から請求項4のいずれか一項に記載した流体供給回転継手において、
他方の前記部分回転継手は前記内筒の内部が空洞とされ、前記空洞の内部には他方の前記部分回転継手の前記内部流路を形成する内部配管が設置されていることを特徴とする流体供給回転継手。
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