(57)【要約】【課題】冷却効果の高い構造をもつ攪拌式脱硫装置のインペラを提供する。【解決手段】回転軸１２が、先端に攪拌翼１３が設けられた外筒１５と該外筒１５内に隙間を空けて配置された内筒１６の二重筒構造からなり、該外筒１５及び攪拌翼１３の外表面が耐火物１４によって被覆される攪拌式脱硫装置用のインペラ１１であって、冷却用の空気が、上部から内筒１６内に供給され、該内筒１６の下端開口を経て外筒１５との隙間を上昇し、該外筒１５上部に設けられた開口１８から外部に放出される攪拌式脱硫装置用のインペラにおいて、内筒１６の外周面または外筒１５の内周面に螺旋状の凸部を形成してなるものである。前記螺旋状の凸部は、内筒１６の外周面に棒鋼１７を螺旋状に巻きつけることで形成される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸（１２）が、先端に攪拌翼（１３）が設けられた外筒（１５）と該外筒（１５）内に隙間を空けて配置された内筒（１６）の二重筒構造からなり、該外筒（１５）及び攪拌翼（１３）の外表面が耐火物（１４）によって被覆される攪拌式脱硫装置用のインペラ（１１）であって、冷却用の空気が、上部から内筒（１６）内に供給され、該内筒（１６）の下端開口を経て外筒（１５）との隙間を上昇し、該外筒（１５）上部に設けられた開口(１８)から外部に放出される攪拌式脱硫装置用のインペラにおいて、
内筒（１６）の外周面または外筒（１５）の内周面に螺旋状の凸部を形成したことを特徴とする攪拌式脱硫装置用のインペラ。
【請求項２】
前記螺旋状の凸部は、内筒（１６）の外周面に棒鋼（１７）を螺旋状に巻きつけることにより形成されることを特徴とする請求項１記載の攪拌式脱硫装置用のインペラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶銑の脱硫に用いられる攪拌式脱硫装置用のインペラに関するものであり、具体的には、インペラの冷却構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、溶銑が入れられた取鍋に脱硫剤を投入するとともに該取鍋内の溶銑にインペラを浸漬させ、該インペラを回転させることにより溶銑と脱硫剤を攪拌混合し、溶銑の脱硫を行う機械攪拌式脱硫装置が知られている（特許文献1参照。）。
【０００３】
図１は、機械攪拌式脱硫装置に用いられる従来のインペラの一例を示すものである。
図1に示すインペラ１は、回転軸２及び該回転軸２の先端に設けられた攪拌翼３から構成されており、それらの表面には、高温の溶銑によるインペラの溶損を防ぐため、耐火物４が被覆されている。
ところで、インペラ１は、溶銑への浸漬と待機が一日の内に頻繁に繰り返されるものであり、大きな熱衝撃を受け耐火物４が剥離し易いものである。
そこで、従来、耐火物の剥離を抑止し、インペラの寿命を向上させるため、図２に示すようにインペラ内部を空気で冷却することが行われている。
【０００４】
図２は、このようなインペラの冷却構造を示すものである。
インペラ１の回転軸２は、先端に攪拌翼３が設けられた外筒５と該外筒５内に同心状に隙間を空けて配置された内筒６の二重筒構造で構成されている。
図示のとおり、冷却用の空気は、上部から内筒６内に供給され、該内筒６の下端開口を経て外筒５との隙間を、外筒５及び耐火物４を冷却しながら上昇し、該外筒５上部に設けられた開口８から外部に放出される。
【特許文献１】特開２００１−２４８９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
図２に示すインペラの冷却構造は、溶銑によるインペラの温度上昇を抑制するものであり、一定の効果が認められるものである。
しかしながら、その冷却効果は、インペラの寿命を向上させる上において十分なものでなく、更なる改良の余地がある。
【０００６】
そこで、本発明は、従来に比べ効果の高い冷却構造をもつ攪拌式脱硫装置のインペラを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、回転軸１２が、先端に攪拌翼１３が設けられた外筒１５と該外筒１５内に隙間を空けて配置された内筒１６の二重筒構造からなり、該外筒１５及び攪拌翼１３の外表面が耐火物１４によって被覆される攪拌式脱硫装置用のインペラ１１であって、冷却用の空気が、上部から内筒１６内に供給され、該内筒１６の下端開口を経て外筒１５との隙間を上昇し、該外筒１５上部に設けられた開口か１８ら外部に放出される攪拌式脱硫装置用のインペラにおいて、内筒１６の外周面または外筒１５の内周面に螺旋状の凸部を形成してなるものである。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記螺旋状の凸部が、内筒１６の外周面に棒鋼１７を螺旋状に巻きつけることにより形成されるものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明のインペラは、内筒１６の外周面または外筒１５の内周面に螺旋状の凸部を形成することで、螺旋状の凸部が形成されていない従来のインペラと比較して、冷却用空気の流路となる両者の隙間断面積が小さくなり、該隙間を上昇する冷却用空気の流速を速くすることができ抜熱効果が向上する。そして、請求項１に係る発明のインペラは、冷却用空気が螺旋状の凸部に沿って流れることで、インペラの全面を万遍なく冷却することができ、冷却効果が非常に高いものである。
螺旋状の凸部が、耐火物を介して溶銑の熱の影響を直接受ける外筒１５の内周面に形成される場合は、該凸部が放熱フィンの役割を果たすため、より一層冷却効果の高いものとなる。
【００１０】
請求項２に係る発明のインペラは、螺旋状の凸部が、内筒１６の外周面に棒鋼１７を螺旋状に巻きつけることにより形成されるものであるので、内筒１６の外周面に容易に螺旋状の凸部を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１２】
図３は、攪拌式脱硫装置の攪拌機を示すものである。
攪拌機２０は、当該攪拌機２０を昇降可能に支持するデッキ２４先端部に連結される筒体２６と、筒体２６の軸心に配置され上下のベアリングにより筒体２６に回転可能に支持される駆動軸２８と、駆動軸２８下端にカップリング４０を介して着脱可能に取り付けられるインペラ１１と、デッキ２４上に固定されるモータ及び該モータと駆動軸２８を連結する歯車伝動機構よりなる駆動軸回転手段３８とを有している。
そして、脱硫時には、溶銑が入れられた取鍋３０に脱硫剤を投入するとともに該取鍋内の溶銑にインペラ１１を浸漬させ、該インペラ１１を回転させることにより溶銑と脱硫剤を攪拌混合し、溶銑の脱硫を行う。
【００１３】
図示しない脱硫装置の本体には、インペラ１１の上方で取鍋３０の上部を覆う位置に耐火物で被覆された防塵カバー２２が取り付けられており、排気ダクトを通して脱硫時に発生した粉塵を捕集するものとなっている。ここで、防塵カバー２２の内周側には、耐火物で被覆される防熱カバー２３が垂下されている。
また、インペラ１１の回転軸１２上部位置には、耐火物で被覆された防熱カバー２１が設けられている。当該防熱カバー２１は、インペラ１１交換時の支持部を兼ねることができるものである。
そして、駆動軸２８下端にインペラ１１を着脱可能に取り付けるカップリング４０や、該カップリング４０の直上に配置されたベアリングは、インペラ１１の回転軸１２上部位置に設けられる防熱カバー２１と、上記防塵カバー２２の内周側に垂下され耐火物で被覆される防熱カバー２３とに覆われて、取鍋３０の輻射熱から保護される構成となっている。
【００１４】
図４は、本発明の実施の形態におけるインペラの構造を示すもので、図５（ａ）は、図４に示されたインペラ１１の内筒１６の正面図、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＢ−Ｂ断面を示すものである。
本発明の実施の形態におけるインペラ１１の基本的な構造は、図２に示す従来のものと同様であり、インペラ１１の回転軸１２は、先端に攪拌翼１３が設けられた外筒１５と該外筒１５内に同軸上に隙間を空けて配置された内筒１６の二重筒構造で構成されており、図４に示すとおり、図示しない圧縮空気源から供給された冷却用の空気が、内筒１６内に上部から供給され、該内筒１６の下端開口を経て外筒１５との隙間を、内筒１６、外筒１５及び耐火物１４を冷却しながら上昇し、該外筒１５上部に設けられた開口１８から外部に放出されるものである。
そして、本発明の実施の形態におけるインペラ１１は、前記内筒１６の外周面または外筒１５の内周面に螺旋状の凸部を形成したものであり、図４及び図５は、その一例として、内筒１６の外周面に二本の棒鋼１７を螺旋状に巻きつけて凸部を形成したものを示すものである。
図４に示すとおり、本発明の実施形態におけるインペラ１１は、内筒１６の外周面に二本の棒鋼１７を螺旋状に巻きつけることによって、図２に示す従来のインペラ１に比べ、内筒１６と外筒１６の隙間面積を小さくするものである。
これにより、当該内筒１６と外筒１６の隙間を上昇する冷却用空気は流速が速くなり、従来のインペラに比べ、抜熱効果が向上する。また、本発明の実施の形態のインペラは、冷却用空気が螺旋状に巻きつけられた棒鋼１７に沿って流れることで、インペラの全面を万遍なく冷却することができ、冷却効果が非常に高いものである。
【００１５】
螺旋状の凸部は、内筒１６の外周面に形成されていてもよいし、外筒１５の内周面に形成されていてもよい。
また、凸部は、内筒１６または外筒１５に棒鋼１７を巻きつけて形成するものでもよいし、内筒１６の外周面または外筒１５の内周面に一体に形成されるものでもよい。
凸部を、内筒１６または外筒１５に棒鋼１７を巻きつけて形成する場合、該棒鋼１７は、内筒１６または外筒１５に溶接により固定される。
棒鋼１７は、断面が円形、四角形、六角形等、任意のものを使用できる。
凸部の螺旋方向は、任意に設定できるが、インペラの基端部（駆動軸との連結部側）から先端部に向けて回転方向と同方向になるよう設定すれば、冷却用空気の流速がより一層速くなり、冷却効果の向上に寄与する。また、凸部の螺旋方向をインペラの基端部から先端部に向けて回転方向と逆方向になるよう設定すれば、冷却用空気の流れが乱れ、乱流化する結果、冷却効果が向上する。
なお、耐火物１４を介して溶銑の熱の影響を直接受ける外筒１５の内周面に螺旋状の凸部１７が形成されるものとした場合は、該凸部が放熱フィンの役割を果たし、より一層冷却効果が高いものとなる。
【実施例１】
【００１６】
図４は、本発明の実施例１におけるインペラの構造を示すもので、内筒１６の外周面に二本の棒鋼１７を螺旋状に巻きつけた状態を示すものである。
内筒１６の外周面に螺旋状に巻きつける棒鋼１７は、一本でも、あるいは複数本でも構わない。
【００１７】
内筒１６の外周面に棒鋼１７を螺旋状に巻きつけるものであれば、内筒１６の外周面に容易に螺旋状の凸部を形成することができる。
また、内筒１６の外周面に複数本の棒鋼１７を螺旋状に巻きつけるものであれば、内筒の外周面に棒鋼を一本巻きつけるものに比べ、冷却用空気の流路となる内筒と外筒の隙間の断面積をより小さくすることができ、冷却効果を向上させることができる。
なお、内筒１６の外周面に棒鋼１７を螺旋状に巻きつけることに代えて、内筒１６の外周面に螺旋状の凸部を一体に形成しても冷却効果が向上することはいうまでもない。
【実施例２】
【００１８】
本発明の実施例２におけるインペラは、外筒の内周面に棒鋼を螺旋状に沿わせてなるものである。
外筒の内周面に螺旋状に沿わせる棒鋼は、一本でも、あるいは複数本でも構わない。
【００１９】
外筒の内周面に螺旋状の凸部を形成する場合は、外筒が耐火物を介して溶銑の熱の影響を直接受けるものであることから、内筒の外周面に螺旋状の凸部を形成する場合と同様の効果を奏するのに加え、該凸部が放熱フィンの役割を果たしより一層冷却効果が高いものとなる。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は、攪拌式脱硫装置に用いられるインペラの寿命を向上させる上において好適である。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】従来のインペラの概略断面図。
【図２】従来のインペラの概略断面図。
【図３】攪拌式脱硫装置の攪拌機を示す概略図。
【図４】本発明のインペラの概略断面図。
【図５】本発明のインペラの一実施形態における内筒を示す図。
【符号の説明】
【００２２】
１，１１・・・インペラ
２，１２・・・回転軸
３，１３・・・攪拌翼
４，１４・・・耐火物
５，１５・・・外筒
６，１６・・・内筒
１７・・・棒鋼
２０・・・攪拌機
２１・・・防熱カバー
２２・・・防塵カバー
２３・・・防熱カバー
２４・・・デッキ
２６・・・筒体
２７・・・ベアリング
２８・・・駆動軸
３０・・・取鍋
３８・・・モータ
３９・・・歯車伝動機構
４０・・・カップリング
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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