(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ランス管を軸方向に進行及び後退させ、かつ軸回りに回転させつつ、内部に流通させた除煤用流体を先端から噴射させて除煤を行う煤吹装置であって、
前記ランス管の軸と平行な出力軸を有するモータと、
前記モータの出力軸に設けられた駆動歯車と、
前記ランス管の周囲に取り付けられ、前記駆動歯車と噛み合って前記モータの回転を前記ランス管の軸回りの回転として伝動させる回転用歯車と、
前記モータの出力軸が接続された入力軸、及び前記ランス管の軸と直交する出力軸を有する減速機と、
前記減速機の出力軸の回転を、前記ランス管の軸方向の移動に変換させる変換機構と、
を備え、
前記駆動歯車を回転操作するための回転操作部と、前記駆動歯車の正転を許容するとともに、反転を制限する制限機構とを有する操作手段が着脱可能に設けられて、
前記回転操作部は、前記回転用歯車と噛み合う操作歯車を有していることを特徴とする煤吹装置。
【請求項２】
前記モータの出力軸は、前記減速機の入力軸と同軸で接続されていることを特徴とする請求項１に記載の煤吹装置。
【請求項３】
前記モータは、モータ本体と、前記モータの出力軸の回転を制動するブレーキ機構とを有することを特徴とする請求項１又は２に記載の煤吹装置。
【請求項４】
前記減速機は、前記減速機の入力軸に同軸で取り付けられたウォームと、前記ウォームに噛み合って前記ウォームの回転を前記減速機の出力軸回りの回転に変換するウォームホイールとを備え、
前記ウォームは、前記減速機の出力軸側からの回転を制動することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の煤吹装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、煤吹装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発電プラントなどの燃焼室に設けられた熱交換器等の伝熱表面に付着する煤や灰などの堆積物（以下、単に堆積物という）は、熱交換器の伝熱表面の熱伝導率を低下させる原因となる。熱交換器等の性能を維持するためには、伝熱表面に付着した堆積物を除去しておく必要があり、堆積物を除去する手段として煤吹装置が広く用いられている。【０００３】
煤吹装置の一つである抜差型煤吹装置は、ボイラー等のような熱交換器の伝熱表面である伝熱管が配置された燃焼室付近に設置され、ノズルを備えたランス管が回転しながら高温の燃焼室の中へ出入りし、高圧の蒸気又は空気等の噴射媒体がランス管のノズルから噴射されることによって、伝熱管に付着した堆積物を取り除く装置である。【０００４】
従来の抜差型煤吹装置として、例えば、図７に示すような構造の抜差型煤吹装置７が挙げられる。抜差型煤吹装置７は、ハウジング７８から突出して伸び、先端にノズル７１の形成されたランス管７０を有している。ランス管７０は、ハウジング７８内でギヤボックス７３を介してモータ７２と接続されている。ギヤボックス７３は、ギヤボックス７３に収納された歯車を介してモータ７２の回転をランス管７０に伝達させる構成となっている。ギヤボックス７３は、ランス管７０の他にラック７４にも接続されている。ラック７４とギヤボックス７３に組み付けられているピニオン７６が噛み合っていることで、ランス管７０は回転と共に軸方向へ移動し、高温の燃焼室内へ挿入される。
また、噴射媒体を供給するフィードパイプ７５はランス管７０の内側に配置されている。フィードパイプ７５は、バルブ７７の出口と繋がっており、バルブ７７を介して噴射媒体を供給する配管７９と繋がっている。そのため、抜差型煤吹装置７は起動するとランス管７０が移動し、バルブ７７が開放されて噴射媒体がフィードパイプ７５及びランス管７０に供給される。その結果、ノズル７１から噴射媒体が噴射されボイラー等の伝熱管の表面に付着した堆積物を満遍なく除去する。また、ランス管７０は高温の燃焼室内へ進入して堆積物の除去作業を行うため、ランス管７０内に噴射媒体を供給し冷却することでランス管７０の損傷を防いでいる。【０００５】
このような煤吹装置では、装置全体としてのコンパクト化を図るために、モータをランス管と平行に配置し、モータの回転を、それぞれ定められた減速比としつつランス管の軸回りの回転及び軸方向の移動に変換する駆動機構が用いられている。例えば、特許文献１では、駆動機構を構成する歯車箱は、ランス管に接続されて噴射媒体を供給する供給管が貫通して設けられている。そして、当該歯車箱には、モータの出力軸を主出力軸に伝達する二つの主平歯車と、主出力軸に設けられたウォーム歯車と、ウォーム歯車と噛み合って主出力軸と直交する軸に回転を伝達させるウォーム平歯車と、当該軸に設けられて、ランス管に固定された傘歯車を直接駆動する回転傘歯車と、前記主出力軸と直交する軸に設けられた一の並進平歯車と、当該一の並進平歯車と噛み合って駆動並進軸を回転させる他の並進平歯車とが設けられている。また、駆動並進軸にはランス管を進退させるラックと噛み合うピニオンが設けられている。
即ち、特許文献１では、モータの出力軸の回転を、歯車箱によって、ランス管の軸回りの回転として所定の回転数となるように減速して出力すると共に、ランス管の軸方向の移動として所定の移動速度となるように減速して出力している。【０００６】
また、特許文献２では、ランス管の周りにギヤ及びチェーンを配置し組み合わせ、駆動機構を形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１−２５６７１３号公報
【特許文献２】特表２０１２−５１８１４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のように煤吹装置は、煤吹装置ごとに様々な駆動機構が用いられており、いずれも専用の駆動機構となっている。
具体的には、特許文献１の煤吹装置では、駆動機構である歯車箱が、モータの回転をランス管の軸回りの回転と、軸方向の移動のための回転との二軸に出力する構成のため、入力と、二つの出力の減速比をランス管の軸回りの回転速度と、軸方向の移動速度にあったものにする必要があった。さらに、ランス管の端部が内部に挿入されつつ、ランス管に接続された供給管が貫通する特殊な構造とする必要があった。
また、特許文献２の煤吹装置では、チェーンとプーリとで構成されているものの、チェーンが通風管にらせん状に巻き回された特殊な構造とされていた。
そのため、駆動機構を構成する部品は煤吹装置ごとに異なっており、専用部品を対応する煤吹装置に合わせて新たに製作しなければならない。新たに専用部品を製作することにより、部品の手配に時間がかかってしまい長期の納期が必要となってしまったり、メンテナンスの際に部品を交換する場合、スペアパーツを再度製作するか、予めスペアパーツを製作して保有しておくことが必要となりメンテナンス費用が増大してしまったりする。さらには、専用部品を製作するために、製造コストが増大してしまうという問題も有している。【０００９】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、低コストで、所望の回転速度及び移動速度でランス管を駆動させて除煤用流体を噴射させて除煤することが可能な煤吹装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明は以下の手段を提案している。
本発明の一態様に係る煤吹装置は、ランス管を軸方向に進行及び後退させ、かつ軸回りに回転させつつ、内部に流通させた除煤用流体を先端から噴射させて除煤を行う煤吹装置であって、前記ランス管の軸と平行な出力軸を有するモータと、前記モータの出力軸に設けられた駆動歯車と、前記ランス管の周囲に取り付けられ、前記駆動歯車と噛み合って前記モータの回転を前記ランス管の軸回りの回転として伝動させる回転用歯車と、前記モータの出力軸が接続された入力軸、及び前記ランス管の軸と直交する出力軸を有する減速機と、前記減速機の出力軸の回転を、前記ランス管の軸方向の移動に変換させる変換機構と、を備え、前記駆動歯車を回転操作するための回転操作部と、前記駆動歯車の正転を許容するとともに、反転を制限する制限機構とを有する操作手段が着脱可能に設けられて、前記回転操作部は、前記回転用歯車と噛み合う操作歯車を有している。
【００１１】
上記煤吹装置は、モータの出力軸に設けられた駆動歯車とランス管に設けられた回転用歯車とが噛み合ってモータの回転をランス管に伝動させることで、減速機を介さずに単純な構造でランス管を回転させることができる。そして、減速機は、モータの回転軸と一致する入力軸の方向を、ランス管の軸と直交する出力軸の方向に変更して変換機構に回転を伝動することによって、ランス管を軸方向に進行及び後退させることができる。そのため、ランス管の軸回りの回転と軸方向の移動とを別々に単純な構造で制御することができ、減速機を複雑な構造とする必要が無く、汎用部品によっても容易に構成することができる。これにより、特殊な部品を必要としないため、低コストで、所望の回転速度及び移動速度でランス管を駆動させて除煤用流体を噴射させて除煤することが可能となる。【００１２】
また、本発明の第二の態様に係る煤吹装置は、前記モータの出力軸は、前記減速機の入力軸と同軸で接続されていることを特徴とする。【００１３】
上記煤吹装置は、モータの出力軸と減速機の入力軸とが同軸で接続されていることで、別の部材を介さずに接続することができ、煤吹装置をコンパクトにすることが可能となる。【００１４】
さらに、本発明の第三の態様に係る煤吹装置は、前記モータは、モータ本体と、前記モータの出力軸の回転を制動するブレーキ機構とを有しても良い。【００１５】
上記煤吹装置は、ブレーキ機構によりモータの出力軸を制動することで、駆動歯車から回転用歯車を介してランス管を軸回りに回転させる系と、減速機から変換機構を介してランス管を軸方向に進退させる系とを制動させることができる。これにより、万一モータの出力が停止したとしても、ランス管から除煤用流体を噴射させる反動でランス管が軸方向に進退してしまうことなく静止させることが可能となる。また、ブレーキ機構による制動を解除してモータの出力軸、駆動歯車、又は、回転用歯車を回転させれば、ランス管を軸方向に所望の位置まで手動で退避させることも可能となる。【００１７】
上記煤吹装置は、モータの出力が停止したとしても、操作手段を装着して回転操作部によって駆動歯車を回転させることで、容易に外部からランス管を駆動させて収納することができる。また、駆動歯車の反転を制限する制限機構によって、回転方向を一定とすることで、不意に反転することがなく安全かつ容易にランス管を手動で駆動させることが可能となる。【００１８】
さらに、本発明の第四の態様に係る煤吹装置では、前記減速機は、前記減速機の入力軸に同軸で取り付けられたウォームと、前記ウォームに噛み合って前記ウォームの回転を前記減速機の出力軸回りの回転に変換するウォームホイールとを備え、前記ウォームは、前記減速機の出力軸側からの回転を制動しても良い。
【００１９】
上記煤吹装置は、ランス管が軸方向に進行又は後退しようとしても、出力軸からの回転が、モータに伝動されることがない。つまり、減速機内で、ランス管が軸方向に進退しようとすることによって生じる回転を制動することができる。これにより、ブレーキ機構の無いモータも使用することが可能となる。その一方で、モータの出力軸、駆動歯車、又は、回転用歯車を手動で回転させれば、これらは、ウォームから見て入力軸側に位置しているので、容易に減速機のウォーム及びウォームホイールを回転させてランス管を軸方向に進退させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の煤吹装置によれば、特殊な部品を必要としないため低コストで、所望の回転速度及び移動速度でランス管を駆動させて除煤用流体を噴射させて除煤することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の第一実施形態に係る煤吹装置を説明する斜視図ある。
【図２】本発明の第一実施形態に係る煤吹装置を説明する側面図である。
【図３】本発明の第一実施形態に係る煤吹装置の駆動機構を説明する拡大図である。
【図４】本発明の第一実施形態に係る煤吹装置の駆動機構の一部であるブレーキ付きモータのブレーキ機構部を説明する拡大縦断面図である。
【図５Ａ】本発明の第二実施形態に係る煤吹装置の操作手段の全体像を説明する側面図である。
【図５Ｂ】本発明の第二実施形態に係る煤吹装置の操作手段の制限機構を説明する拡大図である。
【図６】本発明の第三実施形態に係る煤吹装置の駆動機構の一部であるウォーム減速機のウォームとウォームホイールとを説明する拡大図である。
【図７】従来の抜差型煤吹装置を説明する側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明に係る第一実施形態について図１から図４を参照して説明する。
第一実施形態の煤吹装置１０は、例えば、熱交換器等が配置された燃焼室６に隣接して配置されて、正面に除煤用流体である流体として蒸気Ｓを噴出させて、付着した煤などの堆積物を除去する。具体的には、図１、２に示すように、煤吹装置１０は、除煤用流体である蒸気Ｓを噴射するランス管１１と、ランス管１１へ蒸気Ｓを供給するフィードパイプ１２と、ランス管１１を駆動させる駆動機構１３と、ランス管１１及び駆動機構１３を外部から覆うハウジング１４とを備え、供給源から供給管を介して繋がっている。
【００２３】
ランス管１１は、中空円筒状をなして軸方向に沿って延在しており、先端部で側面に円形状に開口する孔部であるノズル１１０が形成されている。ランス管１１は、基端部で駆動機構１３である回転駆動用歯車１３３と接続されている。本実施形態では、回転駆動用歯車１３３は平歯車で構成されている。
【００２４】
フィードパイプ１２は、ランス管１１の内部を挿通して配置された配管であり、内部に供給源から供給された蒸気を流通させてランス管１１の中へ蒸気を流入させている。
【００２５】
図３に示すように、駆動機構１３は、回転するブレーキ付きモータ１３１と、ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａと共に回転する駆動歯車１３２と、駆動歯車１３２と噛み合いランス管１１に固定される回転駆動用歯車１３３と、ブレーキ付きモータ１３１の回転を減速させるウォーム減速機１３４と、ウォーム減速機１３４で減速された回転をランス管１１の軸方向の移動に変換させる変換機構１３５と、ウォーム減速機１３４を固定するウォーム減速機固定台１３６とを有する。
なお、駆動機構１３に関する回転方向は、ランス管１１の軸の回りを時計回りに回転する方向を正転方向とし、逆に反時計回りを反転方向とする。
【００２６】
ブレーキ付きモータ１３１は、回転を制御するモータ本体１３１１と、ブレーキ機構１３１２とを有している。
モータ本体１３１１は、公知のモータと同様の構造が用いられ、モータ本体１３１１の内部で回転軸１３１１ａを正転方向に回転させることでモータ本体１３１１から外部に突出する回転軸１３１１ａであるモータ出力軸１３１１ｂを回転させている。
モータ出力軸１３１１ｂは、ランス管の軸と平行に配置されている。
【００２７】
ブレーキ機構１３１２は、図４に示すように、ブレーキ付きモータ１３１の内部にモータ出力軸１３１１ｂと反対側に配置されており、モータ本体１３１１と共にブレーキ付きモータ１３１を形成している。ブレーキ機構１３１２は、ブレーキ付きモータ１３１内の回転軸１３１１ａの周囲に設けられブレーキ付きモータ１３１の外装の一部となっており、外部から外されることで内部を露出させる蓋部１３１２ｅと、電流が流れることで磁石として働く電磁コイル１３１２ａと、ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａに固定されているブレーキライニング１３１２ｂと、ブレーキライニング１３１２ｂに当接することで制動する可動鉄心１３１２ｃとを有している。さらに、ブレーキ機構１３１２は、可動鉄心１３１２ｃをブレーキライニング１３１２ｂ側に押し付けるスプリング１３１２ｄと、ブレーキライニング１３１２ｂを可動鉄心１３１２ｃと共に挟み込んで支持する支持板１３１２ｆと、可動鉄心１３１２ｃを外部から電磁コイル１３１２ａ側に押し付ける手動開放部１３１２ｇとを有している。
【００２８】
蓋部１３１２ｅは、ブレーキ付きモータ１３１の外装の一部となっており、ブレーキ付きモータ１３１から着脱可能に固定されている。蓋部１３１２ｅが外されることで、ブレーキ機構１３１２の内部が露出する。
電磁コイル１３１２ａは、公知の電磁石が用いられる。
可動鉄心１３１２ｃは、中空円盤状の鋼材で、ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａを内部に挿通させて電磁コイル１３１２ａと間に空間を設けて配置される。
ブレーキライニング１３１２ｂは、ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａと共に回転しており、可動鉄心１３１２ｃが押し付けられることで摩擦力を生じる摩擦材である。
スプリング１３１２ｄは、可動鉄心１３１２ｃと電磁コイル１３１２ａとの間に複数配置され、可動鉄心１３１２ｃをブレーキライニング１３１２ｂ側に押し付けている。
支持板１３１２ｆは、中空円盤状の鋼材で、ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａを内部に挿通させて、ブレーキライニング１３１２ｂを挟んで可動鉄心１３１２ｃの反対側に配置されている。
【００２９】
手動開放部１３１２ｇは、軸方向に支持板１３１２ｆを貫通する円形状の孔部であり、可動鉄心１３１２ｃと重なりブレーキライニング１３１２ｂとは重ならない位置に形成されている。手動開放部１３１２ｇを利用する際にのみ、外部から手配される公知のボルト１３１２ｈを、手動開放部１３１２ｇに挿通させることで、ボルト１３１２ｈが可動鉄心１３１２ｃを電磁コイル１３１２ａ側に押し付ける。
なお、ブレーキ機構１３１２は、本実施形態の構造に限られず、公知のブレーキ付きモータ１３１に用いられる構造が用いられれば良い。
【００３０】
駆動歯車１３２は、モータ出力軸１３１１ｂに固定された歯車であり、モータ出力軸１３１１ｂの回転と共にブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａ回りに回転している。
回転駆動用歯車１３３は、ランス管１１の外周に沿って固定された歯車であり、駆動歯車１３２と直接噛み合って駆動歯車１３２の回転をランス管１１の軸回りの回転としてランス管１１に伝動している。
【００３１】
ウォーム減速機１３４は、モータ出力軸１３１１ｂが同軸に接続された減速機入力軸１３４ａと、減速機入力軸１３４ａが同軸に接続されたウォーム１３４ｂと、ウォーム１３４ｂが噛み合うウォームホイール１３４ｃと、ウォームホイール１３４ｃから回転が伝動される減速機出力軸１３４ｄと、ウォーム１３４ｂとウォームホイール１３４ｃとを外部から覆う外装箱１３４ｅとを有する。
【００３２】
減速機入力軸１３４ａは、外装箱１３４ｅを内外に跨って配置され、モータ出力軸１３１１ｂと同軸に一体となって接続され、ブレーキ付きモータ１３１の回転をウォーム減速機１３４に伝動している。
ウォーム１３４ｂは、減速機入力軸１３４ａと同軸に外装箱１３４ｅ内で一体となって固定されており、減速機入力軸１３４ａと共に減速機入力軸１３４ａ回りに回転するねじ歯車である。
ウォームホイール１３４ｃは、ウォーム１３４ｂと噛み合って配置されるはす歯歯車であり、ウォーム１３４ｂの回転を減速機入力軸１３４ａと直交する減速機出力軸１３４ｄ回りの回転へと変換している。
【００３３】
減速機出力軸１３４ｄは、ウォームホイール１３４ｃと一体となって固定されており、ランス管１１の軸方向と直交する方向を軸として回転し、外装箱１３４ｅを内外に跨って配置されている。
外装箱１３４ｅは、立方状の箱体であり、内部にウォーム１３４ｂ及びウォームホイール１３４ｃを収容し、減速機入力軸１３４ａと減速機出力軸１３４ｄとを内部から外部に向かって突出させる孔部を有している。
【００３４】
変換機構１３５は、減速機出力軸１３４ｄと同軸上に固定され回転が伝動される出力歯車１３５ａと、出力歯車１３５ａに噛み合うラック１３５ｂを有している。
出力歯車１３５ａは、減速機出力軸１３４ｄと同軸に固定されている平歯車であり、減速機出力軸１３４ｄの回転が伝動され回転している。
ラック１３５ｂは、出力歯車１３５ａと噛み合っており、歯がランス管１１の軸方向に沿って配置されている直線歯車である。ラック１３５ｂは、出力歯車１３５ａがラック１３５ｂ上を進むことにより、ウォーム減速機１３４と共にランス管１１の軸方向へランス管１１を移動可能としている。
ウォーム減速機固定台１３６は、ウォーム減速機１３４を固定する台であり、内部にフィードパイプ１２が挿通されている。
【００３５】
ハウジング１４は、ランス管１１及び駆動機構１３を外側より覆う様に箱形状に形成されており、内部にラック１３５ｂが固定されて移動不能に設置されている。ハウジング１４は、ランス管１１の先端部側の側面に円形の孔部が設けられており、ランス管１１が挿通されている。ハウジング１４は、基端部の側面にヘッドバルブ１２１が設けられている。
【００３６】
供給管は、供給源から蒸気Ｓを供給している配管であり、ヘッドバルブ１２１を介してフィードパイプ１２と接続されている。
【００３７】
次に、第一実施形態の煤吹装置１０の作用について説明する。
煤吹装置１０は、ブレーキ付きモータ１３１を駆動させるとランス管１１をランス管１１の軸方向に進行させ、かつランス管１１の軸回りに回転させながら燃焼室６内に進入させる。燃焼室６内にランス管１１を進入させた後、煤吹装置１０は、ランス管１１を進行及び後退を繰り返させながら、内部に流通させた除煤用流体である蒸気Ｓをノズル１１０から噴出させて伝熱管の除煤を行う。
【００３８】
具体的には、ブレーキ付きモータ１３１を駆動させると、電磁コイル１３１２ａに電流が流れ、可動鉄心１３１２ｃが電磁コイル１３１２ａ側に吸着される。ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａは、ブレーキライニング１３１２ｂと可動鉄心１３１２ｃとの間に空間が生じることで、ブレーキライニング１３１２ｂによる制動が解除され、回転を開始し、合わせてモータ出力軸１３１１ｂの回転を開始させる。モータ出力軸１３１１ｂは、モータ出力軸１３１１ｂ回りに正転方向に回転する。モータ出力軸１３１１ｂには、駆動歯車１３２が固定されているため、駆動歯車１３２も同様にモータ出力軸１３１１ｂ回りを正転方向に回転する。駆動歯車１３２と回転駆動用歯車１３３とが噛み合っていることで、逆回転の回転が伝動され、回転駆動用歯車１３３はランス管１１の軸回りを反転方向に回転する。ランス管１１は回転駆動用歯車１３３が固定されているため、回転駆動用歯車１３３と共にランス管１１の軸回りを反転方向に回転する。
【００３９】
ランス管１１を軸回りに回転させることと同時に、モータ出力軸１３１１ｂは、モータ出力軸１３１１ｂと接続されている減速機入力軸１３４ａを正転方向に回転させる。即ち、モータ出力軸１３１１ｂの回転が減速機入力軸１３４ａを介してウォーム減速機１３４に入力される。減速機入力軸１３４ａは、一体に固定されているウォーム１３４ｂも正転方向に回転させる。ウォーム１３４ｂと噛み合うウォームホイール１３４ｃは、正転方向の回転をランス管１１の軸と直交する方向を軸とする回転に変換させつつ、回転の速度を減速させる。ウォームホイール１３４ｃは、減速機出力軸１３４ｄにブレーキ付きモータ１３１の回転を変換し、かつ減速した回転を伝動する。減速機出力軸１３４ｄは、ランス管１１の軸と直交する方向に回転し、同軸に固定されている出力歯車１３５ａを回転させる。出力歯車１３５ａは、ラック１３５ｂと噛み合って回転しており、ラック１３５ｂ上を移動しながら回転する。即ち、ラック１３５ｂは、ハウジング１４にランス管１１に沿って固定されているがハウジング１４は固定され移動できないため、出力歯車１３５ａの回転と共に、ウォーム減速機１３４をランス管１１の軸方向に進行させる。これにより、ウォーム減速機１３４に固定されているランス管１１もランス管１１の軸方向に進行する。また、後退する場合にはモータを逆回転させ、回転方向を反転方向とすることでランス管１１をランス管１１の軸方向に沿って後退させることができる。
これらにより、ランス管１１は、ランス管１１の軸回りに回転しながら、ランス管１１の軸方向に沿って進行及び後退をする。
【００４０】
また、煤吹装置１０を停止する際には、ブレーキ付きモータ１３１を逆回転させることでランス管１１を後退させ燃焼室６から退出させてからブレーキ付きモータ１３１を停止する。
ブレーキ付きモータ１３１が停止すると、電磁コイル１３１２ａへの電流が停止し、可動鉄心１３１２ｃを電磁コイル１３１２ａ側に吸着させる力が弱まり、ブレーキ機構１３１２のスプリング１３１２ｄが可動鉄心１３１２ｃをブレーキライニング１３１２ｂ側に押し付ける。これにより、可動鉄心１３１２ｃとブレーキライニング１３１２ｂとの間に摩擦が生じ、ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａが固定され、モータ出力軸１３１１ｂの回転は制動される。
さらに、煤吹装置１０を手動にて外部から駆動させる場合、ブレーキ付きモータ１３１のブレーキ機構１３１２による回転軸１３１１ａの制動を解除して、回転軸１３１１ａを回転可能にする必要がある。そのため、まず、ブレーキ付きモータ１３１の蓋部１３１２ｅを取り外し、ブレーキ機構１３１２の内部を露出させ、手動開放部１３１２ｇにボルト１３１２ｈを挿通させて可動鉄心１３１２ｃを電磁コイル１３１２ａ側に押し付ける。これにより可動鉄心１３１２ｃが、ブレーキライニング１３１２ｂから離れ、制動が解除されることでブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａが回転可能となる。
【００４１】
上記のような煤吹装置１０によれば、モータ出力軸１３１１ｂに固定された駆動歯車１３２とランス管１１に固定された回転駆動用歯車１３３とが噛み合ってモータ出力軸１３１１ｂの回転をランス管１１に伝動させることで、ウォーム減速機１３４を介さずに二つの歯車をモータ出力軸１３１１ｂ側とランス管１１側とにそれぞれ設けただけの単純な構造でランス管１１を回転させることができる。つまり、ランス管１１を回転させるための構造を駆動歯車１３２と回転駆動用歯車１３３との関係を変更する単純な構造で調整することで、ウォーム減速機１３４等の減速機を介さずにモータ出力軸１３１１ｂによって直接制御することができる。
【００４２】
そして、ウォーム減速機１３４は、モータ出力軸１３１１ｂの回転の軸と一致する回転の軸を有する減速機入力軸１３４ａの方向を、ランス管１１の軸と直交する減速機出力軸１３４ｄの方向に変換して変換機構１３５である出力歯車１３５ａに回転を伝動することで、出力歯車１３５ａがラック１３５ｂ上を移動しながら回転しランス管１１をランス管１１の軸方向に進行及び後退させることができる。つまり、ランス管１１の軸方向の移動をウォーム減速機１３４と変換機構１３５である出力歯車１３５ａ及びラック１３５ｂとを用いた単純な構造で制御することができる。
【００４３】
そのため、ランス管１１の軸回りの回転と軸方向の移動とを別々に単純な構造で制御することができ、ウォーム減速機１３４を複雑な構造とする必要が無く、汎用部品として従来から使用されているブレーキ付きモータ１３１やウォーム減速機１３４を用いても容易に構成することができる。これにより、特殊な部品を必要しないため、低コストで、所望の回転速度及び移動速度でランス管を駆動させて除煤用流体を噴射させて除煤することが可能となる。
【００４４】
さらに、汎用部品であるブレーキ付きモータ１３１やウォーム減速機１３４によって煤吹装置１０の駆動機構１３を構成することができるため、新たに専用部品を製作する必要が無くなる。そのため、汎用部品を手配するだけで済むため部品の手配が容易になり、納期を短縮することが可能となる。また、メンテナンス時に部品を交換する場合にも、スペアパーツを容易に手配することが可能となり予めスペアパーツを製作して保有しておく必要が無くなり、メンテナンス費用を低減させることが可能となる。
【００４５】
さらに、ブレーキ付きモータ１３１のモータ出力軸１３１１ｂとウォーム減速機１３４の減速機入力軸１３４ａとが同軸で接続されていることで、チェーンなど別の部材を介さずに接続することができ、駆動機構１３をコンパクトにできるため、駆動機構１３を有する煤吹装置１０もコンパクトにすることが可能となる。
また、モータ出力軸１３１１ｂと減速機入力軸１３４ａとを接続するだけでなく、ブレーキ付きモータ１３１の駆動歯車１３２とランス管１１の回転駆動用歯車１３３とが直接噛み合っていることで、チェーンなど別の部材を用いずに駆動機構１３を構成でき、駆動機構１３をよりコンパクトにすることが可能となる。
さらに、チェーン等の別部材を介さずに回転を伝動することができるため、駆動機構１３の耐久性はチェーンなどの別部材の耐久性によらず、歯車の耐久性によることとなるので、駆動機構１３を有する煤吹装置１０の信頼性を向上させることができる。
【００４６】
また、万一煤吹装置１０が運転中に緊急停止をした際には、ブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａをブレーキ機構１３１２によって制動し、モータ出力軸１３１１ｂの回転を制動することができる。即ち、ブレーキ付きモータ１３１が停止すると、電磁コイル１３１２ａへの電流が停止し、可動鉄心１３１２ｃが電磁コイル１３１２ａ側に吸着される力が弱まるため、スプリング１３１２ｄが可動鉄心１３１２ｃをブレーキライニング１３１２ｂ側に押し付ける力が勝ってくる。これにより、可動鉄心１３１２ｃがブレーキライニング１３１２ｂに押し付けられ摩擦によってブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａが制動されるため、モータ出力軸１３１１ｂの回転が制動される。
【００４７】
煤吹装置１０が、緊急停止する場合には、ブレーキ付きモータ１３１は停止するがランス管１１への蒸気Ｓの供給が停止するとは限らず、ノズル１１０から蒸気Ｓが噴出され続ける場合もある。ノズル１１０から蒸気Ｓが噴出されるとランス管１１に推進力が働き、ランス管１１はランス管１１の軸方向に進退しようとする。ここで、ブレーキ付きモータ１３１でない場合、モータの停止中に、ランス管１１が進退してしまうと変換機構１３５であるラック１３５ｂと出力歯車１３５ａとから逆にウォーム減速機１３４内のウォーム１３４ｂや駆動歯車１３２等に制御されていない回転が伝動され、各部品に許容できない動きをさせてしまい損傷を与える恐れがある。
【００４８】
しかし、ブレーキ付きモータ１３１のブレーキ機構１３１２が働いているため、モータ出力軸１３１１ｂの回転が制動されている。このため、駆動歯車１３２から回転駆動用歯車１３３を介してランス管１１を軸回りに回転させる系と、ウォーム減速機１３４から変換機構１３５である出力歯車１３５ａ及びラック１３５ｂを介してランス管１１を軸方向に進退させる系とを制動させることができる。これにより、万一ブレーキ付きモータ１３１の出力が停止したとしても、駆動歯車１３２やウォーム減速機１３４内のウォーム１３４ｂなどの動きも制動され、ランス管１１から除煤用流体である蒸気Ｓを噴射させる反動で、ランス管１１が進退してしまうような制御されていない動きが伝動されることなくランス管１１を静止させることが可能となる。このような、ブレーキ機構１３１２は駆動機構１３のいずれかに設けられればいいが、ブレーキ付きモータ１３１がモータ出力軸１３１１ｂの回転を制動するブレーキ機構１３１２を有していることで、駆動機構１３の他の部品にモータ出力時の回転を制動する構造を設ける必要が無くなる。これにより、駆動機構１３の他の部品の構造がより簡易的になり、より汎用性の高い部品を使用することが可能となる。
さらに、ブレーキ機構１３１２を有するモータを用いることで汎用品から部品を選定でき、部品の手配にかかる期間を短縮することができる。
また、ブレーキ機構１３１２を有するモータは、公知であり普及しているため、より部品の手配にかかる期間を短縮することができる。
【００４９】
さらに、ブレーキ機構１３１２による制動を解除してモータ出力軸１３１１ｂ、駆動歯車１３２、又は、回転駆動用歯車１３３を回転させれば、ランス管１１を軸方向に所望の位置まで手動で退避させることも可能となる。
【００５０】
次に、図５Ａ及び図５Ｂを参照して第二実施形態に係る煤吹装置１０について説明する。
第二実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第二実施形態の煤吹装置１０は、モータを駆動させずにランス管１１を動かす操作手段２０について説明する。
【００５１】
即ち、第二実施形態では、ブレーキ付きモータ１３１のモータ本体１３１１が停止した場合に外部から取り付けることでランス管１１を任意の方向に動かす操作手段２０を有する。
操作手段２０は、ランス管１１に固定された回転駆動用歯車１３３を回転させることで駆動歯車１３２を回転操作する回転操作部２１と、回転操作部２１の回転方向を制限する制限機構２２とを有し、煤吹装置１０に外部から着脱可能に取り付けられている。
回転操作部２１は、ランス管１１に固定された回転駆動用歯車１３３と噛み合う操作歯車２１１と、操作歯車２１１に回転軸１３１１ａとして挿通される操作回転軸２１２と、操作回転軸２１２を回転させる操作部２１３と、回転操作部２１を煤吹装置１０に固定して支持する操作固定部２１４とを有する。
【００５２】
操作歯車２１１は、ランス管１１に固定された回転駆動用歯車１３３と噛み合う平歯車で、中心に孔部が形成されている。
操作回転軸２１２は、軸線に沿って延在する円筒状の軸部材であり、操作歯車２１１の孔部に挿通されている。操作回転軸２１２は、操作歯車２１１の孔部から基端部が大きく飛び出すように挿通され、操作回転軸２１２自体が回転することで操作歯車２１１を回転させる。
【００５３】
操作部２１３は、操作回転軸２１２の基端部と逆側の端部に接続されている棒状の部材である操作部本体２１３ａと、操作部本体２１３ａの操作回転軸２１２と接続されていない側の端部に一体となって接続されている円柱状の操作グリップ２１３ｂ部とを有している。操作グリップ２１３ｂを操作回転軸２１２回りに動かすことで、操作部本体２１３ａが一体となって回転し操作回転軸２１２を回転させる。
操作固定部２１４は、操作回転軸２１２を挿通する孔部が形成される板状部材で、煤吹装置１０のハウジング１４やウォーム減速機固定台１３６に着脱可能に公知のボルトで固定されている。
【００５４】
制限機構２２は、操作回転軸２１２の操作部２１３が固定されていない側の端部と接続されており、ウォーム減速機固定台１３６に固定されている。制限機構２２は、図５Ｂに示すように、公知の回転方向切替式のラチェット機構を有しており、操作回転軸２１２の回転方向を任意の一方向に制限することができる。制限される回転方向は、回転方向切替式のラチェット機構により任意に変更でき、正転方向、反転方向のいずれの方向にも制限できる。
【００５５】
次に、第二実施形態の煤吹装置１０の作用について説明する。
煤吹装置１０を手動にて外部から駆動させる場合、ブレーキ付きモータ１３１のブレーキ機構１３１２による回転軸１３１１ａの制動を解除した後、操作手段２０によって、ランス管１１に固定された回転駆動用歯車１３３を回転させることで駆動歯車１３２を回転させる。操作手段２０は、操作歯車２１１を回転駆動用歯車１３３に噛み合わせて配置され、操作固定部２１４によって煤吹装置１０のハウジング１４やウォーム減速機固定台１３６に固定し設置される。操作手段２０は、操作グリップ２１３ｂを介して操作部本体２１３ａを操作回転軸２１２の回りに回転させることで、操作歯車２１１も回転し、操作歯車２１１と噛み合う回転駆動用歯車１３３を回転させる。回転駆動用歯車１３３が回転すると、回転駆動用歯車１３３と噛み合う駆動歯車１３２が回転し、ブレーキ機構１３１２によるブレーキ付きモータ１３１の回転軸１３１１ａの制動が解除されているためモータ出力軸１３１１ｂが回転する。モータ出力軸１３１１ｂが回転すると、ウォーム減速機１３４内のウォーム１３４ｂやウォームホイール１３４ｃが回転し、減速機出力軸１３４ｄが回転する。これにより、出力歯車１３５ａが回転しラック１３５ｂ上を噛み合って回転することでランス管１１がランス管１１の軸方向に進退可能となる。
【００５６】
なお、使用するモータがブレーキ付きモータ１３１ではなく、通常のモータである場合、ブレーキ機構１３１２による回転軸１３１１ａの制動がないため、ブレーキ機構１３１２を解除する必要が無くなり、操作手段２０を操作するだけでランス管１１を進退可能に移動できる。
【００５７】
また、操作部２１３の代わりに操作回転軸２１２を回転させる操作駆動部を２１２に取り付けても良い。操作駆動部としてはエアモータ等が適用される。
これにより、操作回転軸２１２を手動ではなく、例えば、エアモータで回転させることが可能となる。その結果、回転駆動用歯車１３３に手動では回すことができないような負荷がかかっていたとしても、操作回転軸２１２をエアモータで回転させることで、エアモータによって操作歯車２１１はモータ並みのトルクを得ることができるため、操作歯車２１１を介して回転駆動用歯車１３３を容易に回転させることが可能となる。
【００５８】
上記のような第二実施形態の煤吹装置１０によれば、外部から操作手段２０によって駆動歯車１３２を回転操作部２１によって回転可能とすることで、ブレーキ付きモータ１３１の出力が停止しモータ出力軸１３１１ｂの回転が停止したとしても、操作手段２０を装着して回転操作部２１によって駆動歯車１３２を回転させることで、煤吹装置１０が緊急停止しランス管１１がハウジング１４から飛びだして燃焼室６内に進入したままモータが駆動していない状態であっても、容易に外部からランス管１１を駆動させて収納することができる。
【００５９】
また、操作手段２０が外部から着脱可能に設けられているため、煤吹装置１０が緊急停止した場合など以外は外しておくことができ、煤吹装置１０の設置スペースの省スペース化を図ることができる。
さらに、制限機構２２で回転方向の任意の一方を制限することで、正転方向または反転方向のいずれか一方にしか回転することがなくなり、操作歯車２１１を正転方向に回転する際に不意に反転方向に回転することがなく、安全かつ容易に一方向に回転することができる。これにより、容易にランス管１１を手動で駆動させることが可能となる。
【００６０】
次に、図６を参照して第三実施形態に係る煤吹装置１０について説明する。
第三実施形態においては第一実施形態と同様の構成要素には同一の符号を伏して詳細な説明を省略する。この第三実施形態の煤吹装置１０は、モータにブレーキ機構１３１２を有さず、ウォーム減速機１３４にブレーキ構造を有する点について、第一実施形態と相違する。
【００６１】
即ち、第三実施形態では、煤吹装置１０は、減速機として第一実施形態のウォーム減速機１３４に代わり制動ウォーム減速機１３７と、ブレーキ機構１３１２を有している第一実施形態のブレーキ付きモータ１３１の代わりにブレーキ機構１３１２の無い汎用モータとを有する。
制動ウォーム減速機１３７は、図６に示すように、進み角γが３°のセルフロックウォーム１３７ａとそれに対応するセルフロックウォームホイール１３７ｂとを有する公知のウォーム減速機である。
なお、制動ウォーム減速機１３７は、歯車の摩擦係数等によってセルフロックが効果を有するための条件が異なっているが、進み角γが３°以下であることが好ましく、さらに減速比が１／４０〜１／６０であることがより好ましい。
汎用モータは、ブレーキ機構１３１２を有しない公知のモータが用いられる。
【００６２】
上記のような第三実施形態の煤吹装置１０によれば、セルフロックウォーム１３７ａはネジのような構造をしているため、セルフロックウォーム１３７ａの進み角γが３°と小さくなると、セルフロックウォーム１３７ａとセルフロックウォームホイール１３７ｂとの間の摩擦角よりも小さくなり、セルフロックウォームホイール１３７ｂからセルフロックウォーム１３７ａを回すことができなくなる。そのため、ランス管１１が軸方向に進行又は後退しようとしても、減速機出力軸１３４ｄ側からの回転がセルフロックウォームホイール１３７ｂを介してセルフロックウォーム１３７ａに伝わることがなく、モータには何ら回転が伝動されることがない。つまり、制動ウォーム減速機１３７内でランス管１１が軸方向に進行又は後退しようすることにより生じる回転を制動することができる。これにより、モータにブレーキ機構１３１２を設ける必要が無く、汎用的なモータを使用することが可能となる。
また、モータ出力軸１３１１ｂ、駆動歯車１３２、又は、回転駆動用歯車１３３を手動で回転させれば、これらは、セルフロックウォームホイール１３７ｂから見て入力軸側に位置しているので、容易に制動ウォーム減速機１３７のセルフロックウォームホイール１３７ｂ及びセルフロックウォームホイール１３７ｂを回転させてランス管１１を軸方向に進退させることができる。
【００６３】
以上、本発明の実施形態について図面を参照して詳述したが、各実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨から逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。また、本発明は実施形態によって限定されることはなく、クレームの範囲によってのみ限定される。
【００６４】
また、モータと駆動歯車１３２とは、本実施形態の組み合わせに限定されるものでなく、例えば、モータに駆動歯車１３２が組み込まれたギヤードモータを用いても良い。
さらに、減速機は、本実施形態で使用したウォーム減速機１３４に限られるものではなく、他の汎用品として使用される減速機を用いても良い。例えば、ベベルギヤ減速機や、ヘリカル減速機を用いても良い。
また、変換機構１３５は、本実施形態の出力歯車１３５ａとラック１３５ｂを用いたラック１３５ｂとピニオンとに限られるものではなく、例えば、チェーン機構を用いて出力歯車１３５ａによってランス管１１を軸方向に進行及び後退をさせても良い。
【産業上の利用可能性】
【００６５】
本発明は、煤吹装置に関する。本発明の煤吹によれば、汎用減速機と汎用モータとによって駆動機構を形成することで、部品の手配に係る期間を短縮することが可能となる。
【符号の説明】
【００６６】
１０…煤吹装置  Ｓ…蒸気  １１…ランス管  １１０…ノズル  １２…供給部  １２ａ…フィードパイプ  １３…駆動機構  １３１…ブレーキ付きモータ  １３１１…モータ本体  １３１１ａ…回転軸    １３１１ｂ…モータ出力軸  １３１２…ブレーキ機構  １３１２ａ…電磁コイル  １３１２ｂ…ブレーキライニング  １３１２ｃ…可動鉄心  １３１２ｄ…スプリング  １３１２ｅ…蓋部  １３１２ｆ…支持板  １３１２ｇ…手動開放部  １３１２ｈ…ボルト  １３２…駆動歯車  １３３…回転駆動用歯車  １３４…ウォーム減速機  １３４ａ…減速機入力軸  １３４ｂ…ウォーム  １３４ｃ…ウォームホイール  １３４ｄ…減速機出力軸  １３４ｅ…外装箱  １３５…変換機構  １３５ａ…出力歯車  １３５ｂ…ラック  １３６…ウォーム減速機固定台  １４…ハウジング  ６…燃焼室  ２０…操作手段  ２１…回転操作部  ２１１…操作歯車  ２１２…操作回転軸  ２１３…操作部  ２１３ａ…操作部本体  ２１３ｂ…操作グリップ  ２１４…操作固定部  ２２…制限機構  １３７…制動ウォーム減速機  １３７ａ…セルフロックウォーム  １３７ｂ…セルフロックウォームホイール  γ…進み角
【図１】
0005988517.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
0005988517.tif 000005
【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
0005988517.tif 000008
【図７】
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