JP7140628B2 - スクリューコンベア並びにその製造方法及び改修方法 - Google Patents

Description

本発明は、スクリューコンベア並びにその製造方法及び改修方法に関する。

現在、燃焼炉に供給される固形燃料（バイオマス燃料や廃棄物燃料等）を搬送するスクリューコンベアが提案され、実用化されている。近年においては、燃料との間で生じる摩擦によって摩耗する部分にセラミック塗装を施す技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。かかる技術を採用すると、摩耗により減肉した部分にセラミック塗装を施して簡単な作業で確実に補修を行うことができる、とされている。

特開２０１４－１８４９９２号公報

しかし、特許文献１に記載された技術では、摩耗による減肉が大きい場合に十分な補修を行うことができないという問題がある。この点、特許文献１には、摩耗による減肉が大きい部分に肉盛溶接を施し、その表面にセラミック塗装を施すこともできる旨が記載されているが、この場合、肉盛溶接とセラミック塗装との双方の作業が必要となるため、補修作業に手間がかかるという問題がある。

本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、燃料搬送用のスクリューコンベアの補修作業を簡素化し、当該スクリューコンベア全体を交換する回数を大幅に減らすことを目的とする。

前記目的を達成するため、本発明に係る第一のスクリューコンベアは、所定長を有する軸と、軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたものであって、軸の外周面に、第一ピッチを有する第一筋盛溶接と、第一ピッチとは異なる第二ピッチを有する第二筋盛溶接と、が形成されている。

また、本発明に係る第一の製造方法は、所定長を有する軸と、軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成された筋盛付きスクリューコンベアを製造する方法であって、軸を調製する工程と、軸に螺旋羽根を取り付ける工程と、軸の外周面に、第一ピッチを有する第一筋盛溶接を形成する工程と、軸の外周面に、第一ピッチとは異なる第二ピッチを有する第二筋盛溶接を形成する工程と、を含む。

また、本発明に係る第一の改修方法は、所定長を有する軸と、軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたスクリューコンベアを改修する方法であって、軸の外周面に、第一ピッチを有する第一筋盛溶接を形成する工程と、軸の外周面に、第一ピッチとは異なる第二ピッチを有する第二筋盛溶接を形成する工程と、を含む。

かかる構成及び方法を採用すると、軸の外周面に、（例えば比較的狭い）第一ピッチを有する第一筋盛溶接と、第一ピッチとは異なる（例えば比較的広い）第二ピッチを有する第二筋盛溶接と、を形成することができ、比較的広いピッチを有する筋盛溶接を一様に形成する場合と比較して、比較的狭いピッチを有する筋盛溶接が存在することにより、燃料を搬送する際に、燃料と軸の外周面との接触機会を減少させることができる。その結果、燃料との接触による軸の外周面の摩耗を低減させることができる。従って、例えば定期点検時に筋盛溶接の補修で継続使用することが可能となり、スクリューコンベア全体を交換する回数を大幅に減らすことができる。また、軸の外周面に「筋盛」溶接を施すため、外周面全体に肉盛溶接を施す場合と比較して、軸に与える熱の影響（例えば変形等）を低減させることができる。

本発明に係る第一のスクリューコンベアにおいて、第一筋盛溶接の第一ピッチを、第二筋盛溶接の第二ピッチよりも狭くし、第一筋盛溶接及び第二筋盛溶接を、軸の外周面の螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に形成することができる。この際、第一筋盛溶接を、根本側領域のうち螺旋羽根に隣接する軸根本側部分に形成し、第二筋盛溶接を、根本側領域のうち螺旋羽根に隣接する軸先端側部分に形成することができる。

かかる構成を採用すると、燃料との接触機会が多い部分（軸の根本側領域の軸根本側部分）に、比較的狭いピッチ（第一ピッチ）を有する第一筋盛溶接を形成することにより、燃料と軸の外周面との接触機会をより効果的に減少させることができる。

本発明に係る第一のスクリューコンベアにおいて、第一筋盛溶接の第一ピッチを、第二筋盛溶接の第二ピッチよりも狭くし、第一筋盛溶接及び第二筋盛溶接を、軸の外周面の螺旋羽根が設けられた全領域に形成することができる。この際、全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に形成される第一筋盛溶接の面積を、全領域のうち軸先端側に位置する先端側領域に形成される第一筋盛溶接の面積よりも多くすることができる。

かかる構成を採用すると、燃料との接触機会が多い部分（軸の根本側領域）に、比較的狭いピッチ（第一ピッチ）を有する第一筋盛溶接を多く形成することにより、燃料と軸の外周面との接触機会をより効果的に減少させることができる。

また、本発明に係る第二のスクリューコンベアは、所定長を有する軸と、軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたものであって、軸の外周面に、補強部材が取り付けられている。

また、本発明に係る第二の製造方法は、所定長を有する軸と、軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成された補強部材付きスクリューコンベアを製造する方法であって、軸を調製する工程と、軸に螺旋羽根を取り付ける工程と、軸の外周面に、補強部材を取り付ける工程と、を含む。

また、本発明に係る第二の改修方法は、所定長を有する軸と、軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたスクリューコンベアを改修する方法であって、軸の外周面に、補強部材を取り付ける工程を含む。

かかる構成及び方法を採用すると、軸の外周面に補強部材を取り付けるため、軸の外周面に筋盛溶接を施す場合と比較して、補強部材によって、例えば軸の外周面のうち燃料との接触機会が多い部分を面状に覆うことができ、燃料と軸の外周面との接触機会を減少させることができる。その結果、燃料との接触による軸の外周面の摩耗を低減させることができる。従って、例えば定期点検時に補強部材の取付けで継続使用することが可能となり、スクリューコンベア全体を交換する回数を大幅に減らすことができる。

本発明に係る第二のスクリューコンベアにおいて、補強部材を、軸の外周面の螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に取り付けることができる。この際、補強部材を、根本側領域のうち螺旋羽根に隣接する軸根本側部分に取り付けることができる。

かかる構成を採用すると、燃料との接触機会が多い部分（軸の根本側領域の軸根本側部分）に補強部材を取り付けることにより、燃料と軸の外周面との接触機会をより効果的に減少させることができる。

本発明に係る第二のスクリューコンベアにおいて、軸の外周面に、筋盛溶接を形成することができる。この際、筋盛溶接を、軸の外周面の螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に形成し、この根本側領域のうち螺旋羽根に隣接する軸先端側部分に形成することができる。また、筋盛溶接を、軸の外周面の螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸先端側に位置する先端側領域に形成し、この先端側領域のうち螺旋羽根に隣接する軸根本側部分に形成することができる。

かかる構成を採用すると、軸の外周面に補強部材を取り付けることに加えて、軸の外周面に筋盛溶接を形成することにより、燃料と軸の外周面との接触機会をより効果的に減少させることができる。

本発明によれば、燃料搬送用のスクリューコンベアの補修作業を簡素化し、当該スクリューコンベア全体を交換する回数を大幅に減らすことが可能となる。

本発明の第一実施形態に係る燃焼設備の構成を示す図である。 図１に示す燃焼設備の燃料供給部の構成を示す図である。 図２に示す燃料供給部に設けられるスクリューコンベアの構成を示す図である。 図３に示すスクリューコンベアの軸の外周面に設けられた筋盛のピッチを説明するための図である。 本発明の第二実施形態に係るスクリューコンベアの構成を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の好ましい実施形態について説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。また、上下左右等の位置関係は、特に断らない限り、図面に示す位置関係に基づくものとする。さらに、図面の寸法比率は、図示の比率に限定されるものではない。また、以下の実施形態はあくまでも好適な適用例であって、本発明の適用範囲がこれに限定されるものではない。

＜第一実施形態＞
最初に、図１～図４を用いて、本発明の第一実施形態について説明する。図１は、本実施形態に係る燃焼設備１の構成を示す図であり、図２は、図１に示す燃焼設備１の燃料供給部３の構成を示す図であり、図３は、図２に示す燃料供給部３に設けられるスクリューコンベア１０の構成を示す図である。また、図４は、図３に示すスクリューコンベア１０の軸１１の外周面に設けられた筋盛のピッチを説明するための図である。

まず、図１を用いて、本実施形態に係る燃焼設備１の構成について説明する。

燃焼設備１は、複数種類の固形燃料が投入される循環流動層ボイラー２と、循環流動層ボイラー２に複数種類の固形燃料を供給する燃料供給部３と、循環流動層ボイラー２から排出された排ガスを処理する排ガス処理部４と、を備えている。循環流動層ボイラー２に投入される固形燃料としては、例えば、石炭、ペーパースラッジ、ＲＰＦ（Ｒｅｆｕｓｅ ｐａｐｅｒ＆Ｐｌａｓｔｉｃ Ｆｕｅｌ）、バイオマス、ＴＤＦ（Ｔｉｒｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ）、ＥＦＢ（Ｅｍｐｔｙ Ｆｒｕｉｔ Ｂｕｎｃｈｅｓ）、ライスハスク（籾殻）、ＰＫＳ（パーム椰子殻）等が挙げられる。固形燃料として、その他の可燃物を使用してもよい。バイオマスには、例えば建築廃材が含まれる。

循環流動層ボイラー２は、流動層を形成し固形燃料を燃焼させる燃焼炉５を有している。燃焼炉５の側部には、固形燃料を投入するための燃料投入口５ａが設けられている。燃料供給部３は、燃料投入口５ａを介して燃焼炉５内に複数種類の固形燃料を投入する。また、燃焼炉５には、流動媒体Ｌを供給するための流動媒体供給口５ｂが設けられている。

燃焼炉５の上部には、燃焼で発生する排ガスを排出するガス出口５ｃが設けられ、ガス出口５ｃには、サイクロン６が接続されている。サイクロン６は、セパレータ、サイクロン分級装置、あるいはサイクロン分離器等と呼ばれ、固気分離装置として機能する。サイクロン６の入口６ａはガス出口５ｃに接続され、サイクロン６の排出口６ｂはバックパス７を介して後段の排ガス処理部４に接続されている。また、サイクロン６の底部出口６ｃからはダウンカマーと称されるリターンライン８が下方に延びており、リターンライン８の下端は、燃焼炉５の下部側面連絡口５ｄを通じて、燃焼炉５に連絡されている。

また、燃焼炉５の底部には、燃焼炉５内に空気を供給するための複数の空気供給口５ｅが設けられており、この空気供給口５ｅを通じて燃焼炉５内に空気Ａが供給される。燃焼炉５内では、空気供給口５ｅから供給された空気によって、固形燃料及び流動媒体が流動して流動層を形成し、固形燃料が燃焼するようになっている。

燃焼炉５で発生した排ガスは、流動媒体を同伴しながらサイクロン６に導入される。サイクロン６の内部では、排ガスの旋回流が形成され、この旋回流による遠心分離作用によって流動媒体と気体とが分離される。分離された流動媒体は、サイクロン６の底部出口６ｃから排出され、リターンライン８内を下降し、リターンライン８を通過した流動媒体は燃焼炉５の底部に戻される。

バックパス７は、排ガスを流通させるダクトである。バックパス７には、排ガスの熱を回収するための熱回収部９が設けられている。熱回収部９は、バックパス７の内部に導入されて排ガス流路を横切るように配置された伝熱管を有する。バックパス７内を流れる排ガスの熱は、伝熱管内を流れる流体（例えばボイラ給水）に伝達されて回収される。

排ガスは、バックパス７内を上から下に流れ、バックパス７の底部から排出されて、排ガス処理部４に導入される。排ガス処理部４は、排ガスに同伴する飛灰等の微粒子を除去する共に、排ガスに対して脱硫処理を行う。排ガス処理部４で処理された排ガスは、例えば図示されていない煙突から大気に放出される。

次に、図２を用いて、本実施形態に係る燃焼設備１の燃料供給部３について説明する。

燃料供給部３は、複数種類の固形燃料を集合させて搬送し、燃焼炉５に投入するように機能するものである。燃料供給部３は、複数種類の固形燃料を受け入れて貯留する燃料貯留槽３ａを有している。燃料貯留槽３ａの底部には、燃料貯留槽３ａに貯留された固形燃料を排出するための排出口３ｂが設けられており、この排出口３ｂから排出された固形燃料は、上流側燃料シュート３ｃに導入される。上流側燃料シュート３ｃに導入された固形燃料は、上流側燃料搬送部３ｄによって下流側に搬送され、下流側燃料シュート３ｅに導入される。下流側燃料シュート３ｅに導入された固形燃料は、下流側燃料搬送部３ｆによって搬送され、燃料投入口５ａを介して燃焼炉５内に供給される。

燃料貯留槽３ａの底部には、底部に堆積している固形燃料を搬送して排出口３ｂに導入するためのスクリューコンベア１０が設けられている。スクリューコンベア１０の根本側は、排出口３ｂの上方に設置された旋回部３ｇに取り付けられている。スクリューコンベア１０が取り付けられる旋回部３ｇは、図示されていない鉛直方向の旋回軸を中心に旋回し、これに伴ってスクリューコンベア１０もまた旋回軸を中心に旋回（公転）する。また、スクリューコンベア１０には、図示されていない駆動源としての電動モータが接続されている。この電動モータから回転駆動力が伝達されることにより、スクリューコンベア１０は、旋回軸に直行する図示されていない回転軸を中心に回転（自転）する。スクリューコンベア１０の回転数を一定とすることで、燃料貯留槽３ａから排出される固形燃料の排出量を一定とすることができる。スクリューコンベア１０の具体的な構成については、図３及び図４を用いて後述する。

上流側燃料シュート３ｃの上端部は、燃料貯留槽３ａの排出口３ｂに接続され、上流側燃料シュート３ｃの下端部は、上流側燃料搬送装置３ｄの一端側に接続されている。上流側燃料シュート３ｃを落下した固形燃料は、上流側燃料搬送装置３ｄの一端側に導入される。

上流側燃料搬送部３ｄは、固形燃料を一端側から他端側に搬送するように機能する。上流側燃料搬送部３ｄの他端側の底部には排出口が設けられており、この排出口は下流側燃料シュート３ｅの上端部に接続されている。上流側燃料搬送部３ｄは、例えばチェーンコンベアでもよく、燃料貯留槽３ａのスクリューコンベア１０と同様の構成を有するスクリューコンベアでもよく、その他の搬送手段でもよい。

下流側燃料シュート３ｅの上端部は、上流側燃料搬送部３ｄの排出口に接続され、下流側燃料シュート３ｅの下端部は、下流側燃料搬送部３ｆの一端側に接続されている。下流側燃料シュート３ｅを落下した固形燃料は、下流側燃料搬送部３ｆの一端側に導入される。

下流側燃料搬送部３ｆは、固形燃料を一端側から他端側に搬送するように機能する。下流側燃料搬送部３ｆの他端側は、燃焼炉５の燃料投入口５ａに接続されている。下流側燃料搬送部３ｆは、水平方向に対して傾斜して（すなわち上流側から下流側になるに従って鉛直方向下方になるように）配置されている。下流側燃料搬送部３ｆは、例えばチェーンコンベアでもよく、燃料貯留槽３ａのスクリューコンベア１０と同様の構成を有するスクリューコンベアでもよく、その他の搬送手段でもよい。

続いて、図３及び図４を用いて、本実施形態における燃料供給部３の燃料貯留槽３ａの底部に設けられたスクリューコンベア１０の構成について説明する。

本実施形態におけるスクリューコンベア１０は、所定長を有する軸１１と、軸１１の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根１２と、を有している。スクリューコンベア１０は、図示されていない旋回軸を中心に、燃料貯留槽３ａの旋回部３ｇと一体的に旋回（公転）する。また、スクリューコンベア１０は、それ自体が軸１１の延在方向（旋回軸と直行する方向）にある図示されていない回転軸を中心に自転する。このため、スクリューコンベア１０は、軸１１の自転に伴う螺旋羽根１２の回転により、燃焼貯留槽３ａに供給される固形燃料を軸１１の先端側（燃料貯留槽３ａの外壁側）から根本側（燃料貯留槽３ａの排出口側）へと搬送する。本実施形態におけるスクリューコンベア１０は、所定の閾値（例えば１２８ｍｍ／ｓｅｃ）以下の周速度で使用され、固形燃料のうちバイオネス燃料等の搬送に適しているものである。

軸１１は、ステンレス（例えばＳＵＳ３１６）等の金属材料で構成されており、燃料貯留槽３ａの排出口側（根本側）から外壁側（先端側）へと延在するように配置されている。軸１１は、図３に示すように、螺旋羽根１２が設けられておらず燃料貯留層３ａの旋回部３ｇに取り付けられる部分１１_Aと、螺旋羽根１２が設けられる部分のうち燃料貯留槽３ａの排出口側に位置する部分（以下、「根本側部分」と称する）１１_Rと、螺旋羽根１２が設けられる部分のうち燃料貯留槽３ａの外壁側に位置する部分（以下、「先端側部分」と称する）１１_Tと、を有している。根本側部分１１_Rの長さと、先端側部分１１_Tの長さと、の比は、固形燃料の種類等に応じて適宜設定することができる。

軸１１は、図３に示すように、燃料貯留槽３ａの排出口側（根本側）から外壁側（先端側）になるに従って直径が漸次小さくなるように形成されており、根本側に位置する図示されていない旋回軸を中心として、燃料貯留槽３ａの排出口３ｂの周囲を旋回するように構成されている。

螺旋羽根１２は、ステンレス（例えばＳＵＳ３１６）等の金属材料で構成されており、軸１１の外周面に溶接されている。螺旋羽根１２の外径や厚さは、軸１１の直径に合わせて適宜設定することができる。

スクリューコンベア１０の軸１１の外周面には、比較的狭い第一ピッチＰ₁を有する第一筋盛溶接１３と、比較的広い第二ピッチＰ₂を有する第二筋盛溶接１４と、が形成されている。ここで、ピッチとは、図４に示すように、筋盛同士の間隔を意味する。第一ピッチＰ₁は、例えば２０～３０ｍｍの範囲内で設定することができる。第二ピッチＰ₂は、第一ピッチＰ₁の２倍程度（例えば４０～６０ｍｍの範囲内）に設定することができる。第一筋盛溶接１３と第二筋盛溶接１４の筋盛の延在方向は、図４に示すように軸１１の延在方向と略平行である。筋盛の延在方向における長さは、固形燃料の種類等に応じて適宜設定することができる。筋盛の高さは、例えば３～９ｍｍの範囲内で設定することができる。筋盛の幅（筋盛の延在方向に直行する方向の寸法）は、例えば２０～３０ｍｍの範囲内で設定することができる。筋盛は、Ｃｒ含有合金鋼等の金属材料で構成することができる。

本実施形態においては、図３に示すように、軸１１の外周面の螺旋羽根１２が設けられている全領域のうち、軸根本側に位置する根本側領域ＡＲ（根本側部分１１_Rの外周面）に、第一筋盛溶接１３と第二筋盛溶接１４との双方が形成されている。この際、第一筋盛溶接１３は、根本側領域ＡＲのうち螺旋羽根１２に隣接する軸根本側部分ＡＲＲに形成されており、第二筋盛溶接１４は、根本側領域ＡＲのうち螺旋羽根１２に隣接する軸先端側部分ＡＲＴに形成されている。軸１１の外周面のうち固形燃料との接触機会が多いのは、固形燃料が滞留する根本側領域ＡＲである。その中でも、螺旋羽根１２に隣接する軸根本側部分ＡＲＲは、螺旋羽根１２間に滞留している固形燃料を軸根本側に押して圧縮する部分であるため、圧縮された固形燃料との接触機会が特に多いが、この軸根本側部分ＡＲＲに比較的狭い第一ピッチＰ₁を有する第一筋盛溶接１３を形成することにより、燃料による軸１１の外周面の摩耗を低減させることができる。

また、本実施形態においては、図３に示すように、軸１１の外周面の螺旋羽根１２が設けられている全領域のうち、軸先端側に位置する先端側領域ＡＴ（先端側部分１１_Tの外周面）にも、第二筋盛溶接１４が形成されている。この際、第二筋盛溶接１４は、先端側領域ＡＴのうち螺旋羽根１２に隣接する軸根本側部分ＡＴＲに形成されている。

なお、本実施形態においては、軸１１の根本側領域ＡＲ（根本側部分１１_Rの外周面）のみに第一筋盛溶接１３を形成した例を示したが、軸１１の先端側領域ＡＴ（先端側部分１１_Tの外周面）にも第一筋盛溶接１３を形成することもできる。すなわち、第一筋盛溶接１３と第二筋盛溶接１４との双方を、軸１１の外周面の螺旋羽根１２が設けられている全領域に形成することができる。かかる場合には、軸１１の根本側領域ＡＲに形成される第一筋盛溶接１３の面積を、軸１１の先端側領域ＡＴに形成される第一筋盛溶接１３の面積よりも多くする。このようにすると、燃料との接触機会が多い部分（軸１１の根本側領域ＡＲ）に、比較的狭いピッチ（第一ピッチＰ₁）を有する第一筋盛溶接１３を多く形成することにより、燃料と軸１１の外周面との接触機会をより効果的に減少させることができる。

次に、本実施形態における筋盛付きスクリューコンベア１０の製造方法について説明する。

まず、スクリューコンベア１０を構成する軸１１を調製し（軸調製工程）、軸１１の外周面に螺旋状に螺旋羽根１２を取り付ける（螺旋羽根取付工程）。螺旋羽根取付工程においては、所定厚さの円盤状部材を複数調製し、これら円盤状部材の中央に軸１１の直径と略同一径の孔を形成して環状部材とし、環状部材の外縁から孔へと至る切り込みを設け、環状部材の孔に軸１１を挿入し、環状部材を捩って螺旋状にした状態で軸１１に溶接接合する、という手順を経ることにより、軸１１に螺旋羽根１２を取り付けることができる。

次いで、軸１１の根本側領域ＡＲの軸根本側部分ＡＲＲに、第一ピッチＰ₁を有する第一筋盛溶接１３を形成する（第一筋盛溶接形成工程）。また、軸１１の根本側領域ＡＲの軸先端側部分ＡＲＴと、軸１１の先端側領域ＡＴの軸根本側部分ＡＴＲと、に第二ピッチＰ₂を有する第二筋盛溶接１４を形成する（第二筋盛溶接形成工程）。第一・第二筋盛溶接形成工程においては、現時点で形成した筋盛溶接から最も離れた位置（軸１１の外周面のうち軸１１を挟んで反対側の位置）に次の筋盛溶接を形成するようにする。このようにすることにより、溶接時に与える熱の偏在による軸１１の変形等を抑制することができる。以上の工程群を経ることにより、本実施形態における筋盛付きスクリューコンベア１０を得ることができる。

なお、軸調製工程及び螺旋羽根設置工程を経て製造した軸１１及び螺旋羽根１２を有する既成のスクリューコンベアを改修して、本実施形態におけるスクリューコンベア１０を得ることもできる。すなわち、既成のスクリューコンベアの軸１１の外周面に、第一ピッチＰ₁を有する第一筋盛溶接１３を形成する（第一筋盛溶接形成工程）とともに、既成のスクリューコンベアの軸１１の外周面に第二ピッチＰ₂を有する第二筋盛溶接１４を形成する（第二筋盛溶接形成工程）ことにより、本実施形態におけるスクリューコンベア１０を得ることができる。

以上説明した実施形態に係るスクリューコンベア１０においては、軸１１の外周面に、比較的狭い第一ピッチＰ₁を有する第一筋盛溶接１３と、比較的広い第二ピッチＰ₂を有する第二筋盛溶接１４と、が形成されており、比較的広いピッチを有する筋盛溶接を一様に形成する場合と比較して、比較的狭いピッチを有する第一筋盛溶接１３が存在することにより、燃料を搬送する際に、燃料と軸１１の外周面との接触機会を減少させることができる。その結果、燃料による軸１１の外周面の摩耗を低減させることができる。特に、本実施形態に係るスクリューコンベア１０においては、燃料との接触機会が多い部分（軸１１の根本側領域ＡＲの軸根本側部分ＡＲＲ）に、比較的狭いピッチ（第一ピッチＰ₁）を有する第一筋盛溶接１３を形成しているため、燃料と軸１１の外周面との接触機会をより効果的に減少させることができる。従って、例えば定期点検時に筋盛溶接の補修で継続使用することが可能となり、スクリューコンベア１０全体を交換する回数を大幅に減らすことができる。また、軸１１の外周面に「筋盛」溶接を施すため、外周面全体に肉盛溶接を施す場合と比較して、軸１１に与える熱の影響を低減させることができる。

＜第二実施形態＞
次に、図５等を用いて、本発明の第二実施形態について説明する。本実施形態は、第一実施形態の各構成のうちスクリューコンベア１０の構成のみを変更したものであり、その他の構成については第一実施形態と実質的に共通である。このため、異なる構成を中心に説明し、共通する構成については同一の符号を付して詳細な説明を省略することとする。

図５は、本実施形態におけるスクリューコンベア１０Ａの構成を示す図である。スクリューコンベア１０Ａは、第一実施形態と同様に、所定長を有する軸１１と、軸１１の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根１２と、を有しており、旋回軸を中心に燃料貯留槽３ａの旋回部３ｇ（図２参照）と一体的に旋回（公転）するとともに、それ自体が回転軸を中心に自転し、軸１１の自転に伴う螺旋羽根１２の回転により、固形燃料を軸１１の先端側から根本側へと搬送する。本実施形態におけるスクリューコンベア１０Ａは、比較的狭いピッチを有する筋盛溶接を用いた第一実施形態と比較して、軸１１の外周面を覆うように取り付けられている補強部材１５（後述）を用いることにより、所定の閾値（例えば１２８ｍｍ／ｓｅｃ）を超える周速度においても使用することができ、固形燃料のうちバイオネス燃料だけでなく摩耗性の高いＴＤＦ（Ｔｉｒｅ Ｄｅｒｉｖｅｄ Ｆｕｅｌ）等の搬送にも適している。軸１１及び螺旋羽根１２については、第一実施形態と同様であるため詳細な説明を省略する。

本実施形態におけるスクリューコンベア１０Ａの軸１１の根本側領域ＡＲの軸根本側部分ＡＲＲには、補強部材１５が取り付けられている。本実施形態においては、補強部材１５として、軸１１の外周面を面状に覆うことができる板状部材を採用することが好ましい。補強部材１５の幅（軸１１の延在方向における長さ）は、固形燃料の種類等に応じて適宜設定することができる。補強部材１５の材料や厚さは、スクリューコンベア１０Ａのサイズや固形燃料の種類等に応じて適宜決定することができる。例えば、Ｃｒ含有合金鋼等の金属材料のほか、セラミック等の材料で補強部材１５を構成することができる。補強部材１５の厚さは、例えば６～１４ｍｍの範囲内で設定することができる。

また、本実施形態におけるスクリューコンベア１０Ａの軸１１の外周面には、所定のピッチを有する筋盛溶接１４が形成されている。本実施形態における筋盛溶接１４は、第一実施形態における第二の筋盛溶接１４と同様に、軸１１の根本側領域ＡＲ（根本側部分１１_Rの外周面）の軸先端側部分ＡＲＴと、軸１１の先端側領域ＡＴ（先端側部分１１_Tの外周面）の軸根本側部分ＡＴＲと、に形成されている。筋盛の延在方向は、軸１１の延在方向と略平行である。筋盛のピッチは、例えば４０～６０ｍｍの範囲内に設定することができる。筋盛の延在方向における長さは、固形燃料の種類等に応じて適宜設定することができる。筋盛の高さは、例えば３～９ｍｍの範囲内で設定することができる。筋盛の幅（筋盛の延在方向に直行する方向の寸法）は、例えば２０～３０ｍｍの範囲内で設定することができる。筋盛は、Ｃｒ含有合金鋼等の金属材料で構成することができる。

次に、本実施形態における補強部材付きスクリューコンベア１０Ａの製造方法について説明する。

まず、スクリューコンベア１０Ａを構成する軸１１を調製し（軸調製工程）、軸１１の外周面に螺旋状に螺旋羽根１２を設ける（螺旋羽根設置工程）。次いで、軸１１の根本側領域ＡＲの軸根本側部分ＡＲＲに、所定の幅を有する補強部材（板状部材）１５を取り付ける（補強部材取付工程）。また、軸１１の根本側領域ＡＲの軸先端側部分ＡＲＴと、軸１１の先端側領域ＡＴの軸根本側部分ＡＴＲと、に所定のピッチを有する筋盛溶接１４を形成する（筋盛溶接形成工程）。以上の工程群を経ることにより、本実施形態における補強部材付きスクリューコンベア１０Ａを得ることができる。

なお、軸調製工程及び螺旋羽根設置工程を経て製造した軸１１及び螺旋羽根１２を有する既成のスクリューコンベアを改修して、本実施形態におけるスクリューコンベア１０Ａを得ることもできる。すなわち、既成のスクリューコンベアの軸１１の外周面に、所定の幅を有する補強部材（板状部材）１５を取り付ける（補強部材取付工程）とともに、既成のスクリューコンベアの軸１１の外周面に所定のピッチを有する筋盛溶接１４を形成する（筋盛溶接形成工程）ことにより、本実施形態におけるスクリューコンベア１０Ａを得ることができる。

以上説明した実施形態に係るスクリューコンベア１０Ａにおいては、軸１１の外周面に補強部材１５が取り付けられているため、軸１１の外周面に筋盛溶接を施す場合と比較して、補強部材１５によって、軸１１の外周面のうち燃料との接触機会が多い部分を面状に覆うことができ、燃料と軸１１の外周面との接触機会を減少させることができる。特に、本実施形態においては、燃料との接触機会が多い部分（軸１１の根本側領域ＡＲの軸根本側部分ＡＲＲ）に補強部材１５を取り付けるとともに、軸１１の外周面に筋盛溶接を形成することにより、燃料と軸１１の外周面との接触機会をより効果的に減少させることができる。その結果、燃料との接触による軸１１の外周面の摩耗を低減させることができる。従って、例えば定期点検時に補強部材１５の取付けや筋盛溶接１４の形成で継続使用することが可能となり、スクリューコンベア１０Ａ全体を交換する回数を大幅に減らすことができる。

なお、第二実施形態においては、補強部材１５と筋盛溶接１４とを併用した例を示したが、補強部材１５のみを採用してもよい。

本発明は、以上の各実施形態に限定されるものではなく、これら実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。すなわち、前記各実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、前記各実施形態が備える各要素は、技術的に可能な限りにおいて組み合わせることができ、これらを組み合わせたものも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

本発明は、燃料搬送用のスクリューコンベアの補修作業を簡素化し、当該スクリューコンベア全体を交換する回数を大幅に減らす際に有用である。

５…燃焼炉
１０・１０Ａ…スクリューコンベア
１１…軸
１２…螺旋羽根
１３…第一筋盛溶接
１４…第二筋盛溶接・筋盛溶接
１５…補強部材（板状部材）
ＡＲ…根本側領域
ＡＲＲ…（根本側領域の）軸根本側部分
ＡＲＴ…（根本側領域の）軸先端側部分
ＡＴ…先端側領域
ＡＴＲ…（先端側領域の）軸根本側部分
Ｐ₁…第一ピッチ
Ｐ₂…第二ピッチ

Claims (17)

1. 所定長を有する軸と、前記軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたスクリューコンベアであって、
   前記軸の前記外周面に、第一ピッチを有する第一筋盛溶接と、前記第一ピッチとは異なる第二ピッチを有する第二筋盛溶接と、が形成されている、スクリューコンベア。
2. 所定の閾値以下の周速度で使用される、請求項１に記載のスクリューコンベア。
3. 前記第一ピッチは、前記第二ピッチよりも狭い、請求項１又は２に記載のスクリューコンベア。
4. 前記第一筋盛溶接及び前記第二筋盛溶接は、前記軸の前記外周面の前記螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に形成されており、
   前記第一筋盛溶接は、前記根本側領域のうち前記螺旋羽根に隣接する軸根本側部分に形成されており、
   前記第二筋盛溶接は、前記根本側領域のうち前記螺旋羽根に隣接する軸先端側部分に形成されている、請求項１から３の何れか一項に記載のスクリューコンベア。
5. 前記第一筋盛溶接及び前記第二筋盛溶接は、前記軸の前記外周面の前記螺旋羽根が設けられた全領域に形成されており、
   前記全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に形成される前記第一筋盛溶接の面積は、前記全領域のうち軸先端側に位置する先端側領域に形成される前記第一筋盛溶接の面積よりも多い、請求項１から３の何れか一項に記載のスクリューコンベア。
6. 所定長を有する軸と、前記軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたスクリューコンベアであって、
   前記軸の前記外周面に、補強部材が取り付けられている、スクリューコンベア。
7. 所定の閾値を超える周速度で使用される、請求項６に記載のスクリューコンベア。
8. 前記補強部材は、板状部材である、請求項６又は７に記載のスクリューコンベア。
9. 前記補強部材は、前記軸の前記外周面の前記螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に取り付けられている、請求項６から８の何れか一項に記載のスクリューコンベア。
10. 前記補強部材は、前記根本側領域のうち前記螺旋羽根に隣接する軸根本側部分に取り付けられている、請求項９に記載のスクリューコンベア。
11. 前記軸の前記外周面に、筋盛溶接が形成されている、請求項６から１０の何れか一項に記載のスクリューコンベア。
12. 前記筋盛溶接は、前記軸の前記外周面の前記螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸根本側に位置する根本側領域に形成されており、
    前記筋盛溶接は、前記根本側領域のうち前記螺旋羽根に隣接する軸先端側部分に形成されている、請求項１１に記載のスクリューコンベア。
13. 前記筋盛溶接は、前記軸の前記外周面の前記螺旋羽根が設けられた全領域のうち軸先端側に位置する先端側領域に形成されており、
    前記筋盛溶接は、前記先端側領域のうち前記螺旋羽根に隣接する軸根本側部分に形成されている、請求項１１又は１２に記載のスクリューコンベア。
14. 所定長を有する軸と、前記軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成された筋盛付きスクリューコンベアを製造する方法であって、
    前記軸を調製する工程と、
    前記軸に前記螺旋羽根を取り付ける工程と、
    前記軸の前記外周面に、第一ピッチを有する第一筋盛溶接を形成する工程と、
    前記軸の前記外周面に、前記第一ピッチとは異なる第二ピッチを有する第二筋盛溶接を形成する工程と、
    を含む、筋盛付きスクリューコンベアの製造方法。
15. 所定長を有する軸と、前記軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成された補強部材付きスクリューコンベアを製造する方法であって、
    前記軸を調製する工程と、
    前記軸に前記螺旋羽根を取り付ける工程と、
    前記軸の前記外周面に、補強部材を取り付ける工程と、
    を含む、補強部材付きスクリューコンベアの製造方法。
16. 所定長を有する軸と、前記軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたスクリューコンベアを改修する方法であって、
    前記軸の前記外周面に、第一ピッチを有する第一筋盛溶接を形成する工程と、
    前記軸の前記外周面に、前記第一ピッチとは異なる第二ピッチを有する第二筋盛溶接を形成する工程と、
    を含む、スクリューコンベアの改修方法。
17. 所定長を有する軸と、前記軸の外周面に螺旋状に設けられた螺旋羽根と、を備え、燃焼炉に供給される燃料を搬送するように構成されたスクリューコンベアを改修する方法であって、
    前記軸の前記外周面に、補強部材を取り付ける工程を含む、スクリューコンベアの改修方法。

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