(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト炉の喉部（１２）上へ取り付けられる固定ハウジング（１６）、
前記固定ハウジング（１６）中にほぼ垂直な軸Ａを中心に回転できるように支持されるサスペンジョンローター（２２）であって、該サスペンジョンローター（２２）と前記固定ハウジングによって回転充填装置の主ケーシング（３６）が形成されるサスペンジョンローター（２２）、
前記サスペンジョンローター（２２）へ揺動可能に吊り下げられる分配シュート（２８）、
サスペンジョンローターの軸（Ａ）を中心に該サスペンジョンローターを回転させる回転駆動手段、及び
ほぼ水平な揺動軸（Ｂ）を中心に前記分配シュート（２８）を揺動させる、前記回転駆動手段から独立した傾動駆動手段、から構成されるシャフト炉用回転充填装置であって、
前記傾動駆動手段は前記サスペンジョンローター（２２）上に該サスペンジョンローター（２２）と一緒に回転するように取り付けられ、
傾動用モーター（ＭＢ）は、前記主ケーシング（３６）内部に設置され、かつほぼ水平な出力シャフト（５２）を有し、かつ前記サスペンジョンローターと一緒に回転するように配置され、
傾動入力ギア（５４）は前記傾動用モーター出力シャフトによって駆動され、及び傾動出力ギア（５６）は前記分配シュートのサスペンジョンアーム（３４）と一体的に回転し、前記傾動入力ギアは前記傾動出力ギアと噛み合うことを特徴とする回転充填装置。
【請求項２】
前記サスペンジョンローター（２２）に円筒体（３８）及び底部フランジ（４０）が含まれることを特徴とする請求項１記載の回転充填装置。
【請求項３】
前記傾動駆動手段が前記底部フランジ（４０）で支持されることを特徴とする請求項２記載の回転充填装置。
【請求項４】
回転モーター（ＭＲ）が前記固定ハウジング（１６）の側方に、あるいは前記固定ハウジング内部に、その出力シャフト（４６）が水平となるよう取り付けられ、及び
前記回転駆動手段には、前記出力シャフト（４６）によって駆動される入力ギア（４８）を備えられ、かつ前記サスペンジョンローター（２２）と共軸であって一体回転する歯状リング（５０）と噛み合う主変速装置が含まれることを特徴とする請求項２又は３に記載の回転充填装置。
【請求項５】
前記歯状リング（２５０）が前記底部フランジ（２４０）の下面へ固定され、及び前記回転モーター（ＭＲ）によって駆動される前記入力ギア（２４８）が前記歯状リング（２５０）と噛み合うように、前記底部フランジ（２４０）の下方に配置されることを特徴とする請求項４記載の回転充填装置。
【請求項６】
前記サスペンジョンローター（２２２）が前記シャフト炉（２１２）のトップリング（２２１）へ取り付けられた転がり軸受（２２４）によって回転支持され、前記転がり軸受の１個のレースがサスペンジョンローターの底部フランジ（２４０）の下面へ固定されることを特徴とする請求項５記載の回転充填装置。
【請求項７】
前記サスペンジョンローターが転がり軸受によって回転支持され、該転がり軸受の第一レースが前記サスペンジョンローターの壁部へ取り付けられ、及び該転がり軸受の第二レースが固定構造体へ取り付けられることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の回転充填装置。
【請求項８】
前記第一レースは前記サスペンジョンローター（１２２、４２２）の上部水平壁部（１７６、４７６）へ取り付けられ、及び前記第二レースは前記固定ハウジングの上部フランジ（１２０ａ、４２０ａ）へ直接あるいは間接に取り付けられ、もしくは前記第一レースは前記サスペンジョンローター（３２２）の底部フランジ（３４０）へ取り付けられ、及び前記第二レースは前記固定ハウジングの下部フランジ（３２０ｂ）と前記シャフト炉のトップリングのいずれか一方へ取り付けられることを特徴とする請求項７記載の回転充填装置。
【請求項９】
前記傾動用モーター出力シャフト（５２）は前記揺動軸（Ｂ）に対してほぼ平行であることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の回転充填装置。
【請求項１０】
前記サスペンジョンローター（１２２、１２２’、２２２）に凹所部分（１５５、２５５）のある底部が含まれ、該凹所部分中に前記傾動用モーター（ＭＢ）によって駆動され、かつ前記分配シュート（１２８、２２８）のサスペンジョンアーム（１３４、２３４）と一体回転する出力ギア（１５６、２５６）が配置されることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の回転充填装置。
【請求項１１】
前記傾動用モーター（ＭＢ）が、前記主ケーシング（１３６）のサブチャンバー中に前記主ケーシングの仕切り壁（１７４）中を通過する出力シャフト（１５２）とともに配置されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載の回転充填装置。
【請求項１２】
回転モーター（ＭＲ）にはその出力シャフトがほぼ垂直になるよう取り付けられ、及び主変速装置は、前記出力シャフトによって駆動されかつ前記サスペンジョンローター（２２）と共軸で該サスペンジョンローター（２２）と一体回転する歯状リング（５０）と噛み合う入力ギアが含まれることを特徴とする請求項１記載の回転充填装置。
【請求項１３】
傾動駆動手段に、前記傾動用モーター（ＭＢ）の出力シャフト（５５２）を前記入力ギア（５５４）に連結するウォームギアセット（５９７）が含まれ、前記傾動用モーターは、回転するサスペンジョンローターによって共動されるように、その出力シャフト（５５２）とともに環状の転がり軸受（５９４）によって支持されることを特徴とする請求項１記載の回転充填装置。
【請求項１４】
前記傾動用モーター（ＭＢ）へ電力を供給するための誘導電力供給手段が含まれることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載の回転充填装置。
【請求項１５】
サスペンジョンローター（４２２）上へ固定された回転回路（４８２）と固定ハウジング（４１６）へ固定された固定回路（４８４）を含む付加的冷却システムが含まれることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の回転充填装置。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれかに記載の回転充填装置を含んで構成されるシャフト炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概略としてはシャフト炉用の充填装置、詳細にはシャフト炉中へ充填材料を供給するための回転型充填装置に関する。より詳細には、本発明は充填材料を周縁方向及び半径方向へ供給するシュートを備えた型式の充填装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
充填物質を周縁方向及び半径方向へ分配するシュートを用いる回転型充填装置は、本願出願人が、１９７０年代初期に産業界へ提供したＢＥＬＬ  ＬＥＳＳ  ＴＯＰ（登録商標）を筆頭として数十年前から公知である。
【０００３】
このような回転型充填装置は例えばＵＳ３，６９３，８１２に記載されている。この装置にはサスペンジョンローターとシュート調整ローターが含まれ、これらは固定ハウジング中にほぼ垂直な回転シャフトを中心として回転可能にされ支持されている。前記シュートは、サスペンジョンローターと一緒に回転して充填物質を周縁方向へ分配するように該サスペンジョンローターに吊るされている。さらに、前記シュートは充填物質の半径方向への分配のためほぼ水平な軸の周りに揺動調整可能に吊るされている。前記サスペンジョンローター及びシュート調整ローターは、主回転駆動部としての電動モーターと、調整駆動部としての電動モーターが備えられた差動駆動ユニットによって駆動される。後者の調整駆動部はサスペンジョンローターとシュート調整ローター間に差動回転を起こすことが可能である。またシュートの傾度調整のため揺動機構が付与される。前記シュートへ接続され、かつ前記ローターによって作動されるこの機構により、差動回転によってサスペンジョンローターとシュート調整ローター間の傾度変位における変化は、揺動位置、すなわち前記シュートの傾斜角度の変化に変換される。
【０００４】
ＵＳ３，６９３，８１２の回転型充填装置にはさらに２機のローターを駆動する一つの駆動ユニットが備えられている。この駆動ユニットはローター及びシュートを支持する固定ハウジング上に設置されたケーシング中に封入されている。前記ケーシングには主入力シャフト、補助入力シャフト、後述の記載においては回転シャフトとされる第一出力シャフト及び後述の記載においては調整シャフトとされる第二出力シャフトが備えられている。前記主入力シャフトは主回転駆動によって駆動される。前記ケーシング内部では、減速機構によって主入力シャフトが回転シャフトへ接続され、該回転シャフトはサスペンジョンローターのギアリングと噛み合うギアホイールが設けられた固定ハウジング内へ垂直に延びている。前記調整シャフトも、前記調整ローターのギアリングと噛み合うギアホイールが設けられた固定ハウジング中へ垂直に延びている。前記駆動ユニットのケーシング内部では、前記回転シャフトと前記調整シャフトがプラネットギア機構、すなわち太陽・遊星歯車列によって相互接続されている。後者は回転シフト上のギアホイールと噛み合う外側歯状体をもつ水平な環状体（リングギア）、前記補助入力シャフトに接続された太陽歯車、及び前記環状体の内側歯状体及び太陽歯車と噛み合う少なくとも２個のプラネットギアが含まれている。この太陽・遊星歯車トレーンは、補助入力シャフトが静止している時、すなわち調整駆動が停止している時に、主回転駆動によって回転シャフト及び調整シャフトへ与えられる回転速度が同じになるように寸法化される。調整駆動はリバーシブルな駆動であり、補助入力シャフトに接続される。差動機構を用いて、調整駆動によって回転シャフトよりも高速あるいは低速の回転速度で調整シャフトを駆動させてサスペンジョンローターとシュート調整ローター間の相対的な回転、すなわち差動回転を起こすことが可能である。かかる差動回転は、前記揺動機構によってシュートの揺動動作に変換される。
【０００５】
このような分配シュートを備える回転充填装置は産業界において大きな成功を収め、多数のメーカーによって独自の型式が開発された。大部分の設計においては、駆動モーター、駆動ユニット、回転シャフト及び調整シャフトは一般的には固定ハウジング上に垂直に配置される。上述したように、回転駆動は支持ローターへ取り付けられるリングギアに噛み合うピニオンによって比較的容易に達成可能である。前記傾動駆動は、垂直型電動モーターにより与えられるトルクが、分配シュートを水平軸の周りを揺動させることができるように変換されなければならないためより複雑である。これに関して、前記傾動機構の設計は、連結ロッド、ケーブル、あるいは油圧シリンダ及び特殊設計のギアを用いて多数発展しつつある。特に、前述した傾動駆動ユニットは充填物質を分配するための主要要素である。このユニットはカスタムメードであるため、本装置の全コストの大きな部分を占める。さらに、駆動ユニットが修理や大きな修繕を必要とした時でも継続稼動を確保するため、通常完全なスペアユニットが高炉オペレーターによって保管される。
【０００６】
以下に述べる理由に基づき、数年に亘たる新設計の開発が行われている。
−  特に小型／中型高炉装置に用いる当該装置のコンパクトさを向上させる。
−  回転及び傾度調節可能な装置機構の信頼性を向上させる。
−  取り付けられている種々外部ケーシングによって複雑化されている固定ハウジングへのアクセスを容易にする。
−  ケーシング開口部（シール、ガスケットなど）の数を減らす。
−  回転及び傾度調節可能装置機構の信頼性を向上させる。
【０００７】
ＥＰ０８６３２１５においては、シュートを支持する回転部分（サスペンジョンローター）上に配置された電動モーターを用いてシュートを作動させることが提案されている。この解決法により、シュートの傾度を変えるための高度に発達した機械ギア配列の必要性が解消される。しかしながら、シュート支持ローター上の電動モーターに動力を与えるために、固定部分から回転可能部分への電気エネルギー伝達手段が必要とされる。
【０００８】
しかしながら、ＥＰ０８６３２１５によって提供された解決法は完全であるとまではいえず、多量の埃や熱を伴う厳しい工業的条件に晒される実用場面での使用には不適当と考えられる。傾度調節装置への動力供給は別の問題であり、本願では取り扱われていない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、簡略かつ頑強な構造をもち、かつ分配シュート制御が容易とされた従来技術の代替となる回転充填装置設計を提供することを目的とする。
【００１０】
本目的は請求項１項記載の回転充填装置によって達成される。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明によれば、
シャフト炉の喉部上へ取り付ける固定ハウジング、
前記固定ハウジング中にあって、ほぼ垂直な軸を中心に回転できるように支持され、及び固定ハウジングと共に回転充填装置の主ケーシングを形成するサスペンジョンローター、
前記サスペンジョンローターへ揺動可能に吊るされる充填分配装置、
サスペンジョンローターをその軸を中心に回転させる回転駆動手段、
前記回転駆動手段から独立して、前記充填分配装置をほぼ水平な揺動軸を中心に揺動させる傾度調節手段、から構成される回転充填装置であって、
前記傾度調節手段は前記サスペンジョンローターへ該サスペンジョンローターと一緒に回転するように取り付けられ、
傾度調節モーター、好ましくは電動モーターは、主ケーシング内に設置され、かつほぼ水平な出力シャフトを備え、及び
傾度調節入力ギアは前記傾度調節モーター出力シャフトによって駆動され、及び傾度調節出力ギアは回転してシュート分配装置のサスペンジョンアームと一体となり、前記傾度調節入力ギアは前記傾度調節出力ギアと噛み合うことを特徴とする回転充填装置が提供される。
【００１２】
従って、本発明は回転装置と傾動装置を別々／独立に制御できるシャフト炉用回転充填装置を提供する。駆動歯車装置／手段が付随した傾動用モーターは主ハウジング内に配置され、及びサスペンジョンローターと一緒に回転するように該サスペンジョンローターによって担持される。本実施態様では、傾動用モーターはサスペンジョンローターによって直接支持され、あるいはサスペンジョンローターが回転する際に該サスペンジョンローターに沿って横方向へ送られる。いずれの場合においても傾動用モーターはサスペンジョンローターと一緒に回転するように配置される。
【００１３】
本発明に係る回転充填装置は下記の利点を有する。
−  前記傾動・回転駆動手段は分離／独立方式であり、変速機構の機械的設計が容易である。
−  前記傾動用モーターを水平設置することにより固定ハウジング上方の領域に一定スペースが解放される。
−  前記傾動用モーターは主ケーシング内に配置されるため、厳しい外部環境から保護される。
【００１４】
好ましくは、サスペンジョンローターは円筒体及びほぼ水平な底部フランジから構成される。但し、かかる構成は限定的ではなく、他の設計を用いることも可能である。従って、傾動駆動手段はこの底部フランジ上へ取り付けられ支持される。サスペンジョンローターの底部フランジ上へ傾動用モーターを（水平に出力シャフトと一緒に）設置することにより、特に垂直シャフトの回転を水平運動へ変換する必要がなくなることから、傾動駆動機構が大幅に簡略化される。
【００１５】
通常、回転駆動手段（垂直もしくは水平な出力シャフトを備える）は、固定ハウジングの外部または内部に取り付けられ、主変速装置によってサスペンジョンローターを作動する回転モーター、好ましくは電動モーターから構成される。回転モーターは、例えばその出力シャフトがほぼ垂直となり、かつ前記主変速装置に前記出力シャフトによって駆動され、及び前記回転支持体と共軸で回転一体となる歯状リングと噛み合う入力ギアが含まれるように取り付けることが可能である。
【００１６】
しかしながら、傾動用モーターに関して、回転モーターは好ましくは固定ハウジングの側面に沿って、好ましくは主ケーシング内に、その出力シャフトがほぼ水平になるように取り付けられる。その場合、回転駆動手段に、回転モーターの出力シャフトによって駆動され、かつ回転支持体と共軸かつ一緒に回転して一体化となる歯状リングと噛み合う入力ギアを備える主変速装置を含めることが可能である。また回転モーターを側面に沿って配置することにより回転分配装置上方に一定のスペースが解放され、かつその高さが減じられる。このようして高炉上方の上部充填装置の全高が減じられ、コストの減少となる。以下に述べるように、本実施態様では、固定ハウジングの全高を約１ｍ、１．５ｍから０．５ｍ減ずることが可能である。
【００１７】
特にコンパクトな実施態様においては、回転駆動手段の歯状リングがサスペンジョンローターの底部フランジの下面へ固定され、回転モーターによって駆動される入力ギアが、前記歯状リングと噛み合うように、底部フランジの下方に配置される。このような実施態様においては、サスペンジョンローターを前記シャフト炉の上部リングへ取り付けられた前記転がり軸受によって回転支持し、前記転がり軸受のレースをサスペンジョンローターの底部フランジの下面へ固定することが可能である。
本発明の上記実施態様及び他の実施態様は、添付の特許請求の範囲の従属項に列記されている。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る回転充填装置の第一の実施態様の模式的断面図である。
【図２】本発明に係る回転充填装置の第二の実施態様の模式的断面図である。
【図３】本発明に係る回転充填装置の第三の実施態様の模式的断面図である。
【図４】本発明に係る回転充填装置の他の実施態様の模式的断面図である。
【図５】本発明に係る回転充填装置のさらに別の実施態様の模式的断面図である。
【図６】本発明に係る回転充填装置のさらに別の実施態様の模式的断面図である。
【図７】本発明に係る回転充填装置のさらに別の実施態様の模式的断面図である。
【図８】本発明に係る回転充填装置のさらに別の実施態様の模式的断面図である。
【図９】本発明に係る回転充填装置のさらに別の実施態様の模式的断面図である。
【図１０】本発明に係る回転充填装置のさらに別の実施態様の模式的断面図である。
【図１１】本発明に係る回転充填装置のさらに別の実施態様の模式的断面図である。
【発明を実施するための手段】
【００１９】
本発明についての実施例を添付図面を参照しながら以下に説明する。
【００２０】
図１はシャフト炉中へバルク充填材料（高炉装入原料）を分配するための回転分配装置１０の第一の実施態様の主要な構成要素を示した図である。本技術分野において公知であるように、本発明装置１０は頂部充填設備の一部であり、リアクターの上部開口部を閉じるために、例えば高炉の喉部１２上に配置される。分配装置１０には、例えばＷＯ２００７／０８２６３３に開示された構成に従って、１または２以上の中間貯蔵ホッパー（図示せず）から充填材料が送り込まれる。図１では、ファネル１４によってホッパーから放出された充填材料が回転分配装置１０中へ導かれる。
【００２１】
分配装置１０は、炉喉部１２へ密閉して取り付けられる固定ハウジング１６を形成する固定構造を有し、該固定構造には上部フランジ構造２０ａと下部フランジ構造２０ｂとの間に延びる固定式外部ケーシング１８が含まれる。図１の変形例においては、この固定ハウジング１６は機械加工フランジを構成するその下部フランジ構造２０ｂによって炉喉部１２のトップリング２１へ固定される。
【００２２】
ハウジング１６内部において、符号２２で識別されるサスペンジョンローターは、例えば高炉軸に一致するほぼ垂直な回転軸Ａを中心として回転可能に取り付けられる。このような取り付けは、固定ハウジング構造１６によって支持され、かつ前記軸Ａを中心とする周縁上に延びる大口径環状の転がり軸受２４、一般的には転がり軸受、好ましくは転回(Slewing)軸受、を用いて実施可能である。
【００２３】
装置１０上方から放出され、かつ漏斗１４によってガイドされる高炉充填材料は中央チャネル２６を通って装置１０中へ流れ込み、全体を符号２８で表示される分配シュートへ至る。前記中央チャネル２６の内径は概略サスペンジョンローター２２の断面に依存している。しかしながら、給送口３０は好ましくはサスペンジョンローター２２内部に配置され固定ハウジング１６へ取り付け固定される。給送口３０の軸方向への広がりはその設計によって異なる。本実施例においては、給送口３０は装置１０の上部開口部３２から下方へ向かって分配シュート２８に至るまで延びている。ここでは、給送口３０はローター２２内に置かれているため、チャネル２６の断面は給送口３０に依存して決められる。
【００２４】
分配シュート２８は軸Ａを中心にサスペンジョンローター２２と一体的にて回転するように該サスペンジョンローター２２へ取り付けられる。前記分配シュート２８には実際には一対の側方サスペンジョンアーム３４（またはトラニオン）が含まれ、該分配シュート２８は該一対のトラニオンを用いて公知方法でローター２２中の取り付け軸受（図示せず）へ吊り下げられ、さらに水平軸Ｂを中心として傾斜／揺動することが可能とされる。分配シュート２８は通常供給チャネル２６の下側領域に設置され、分配装置１０の頂部から供給された充填材料はローター２２を通って分配シュート２８中へ落下し、炉へ分配される。
【００２５】
理解されるように、サスペンジョンローター２２と固定ハウジング１６から回転充填装置１０の主ケーシング３６が形成される。従って中心供給チャネル２６を取り囲むほぼ閉じられた環状チャンバーが画成される。これに関し、すべての図において、単に説明のためであるがサスペンジョンローター２２が破線で示されていることに気付くであろう。これはその本体部／底部に横断開口部があることが必要であることを意味するのではない。いくつかの例においては、主ケーシング３６にその周縁の全体もしくは一部に延びる１または２以上の内部仕切り壁が含まれてもよいのであり、これに関しては以下において述べる。
【００２６】
サスペンジョンローター２２には、回転軸Ａと共軸に配置される管状支持体もしくは管状体３８が含まれ、これによって実際に分配シュート２８が支持されることが注目されよう。この管状体３８は中心供給チャネル２６中を垂直に延び、かつ転がり軸受２４の１つのレースによって操作的に接続され及び支持され、本実施態様では他のレースは構造体１６の固定環状壁３９へ取り付け固定される。ローター２２には好ましくは環状フランジとして形成された底部４０が含まれる。この底部４０は、特に主ケーシング３６内部と炉内部との間に一種のスクリーンを形成して保護機能を発揮する。サスペンジョンローター２２の底部４０は固定ハウジング１６の底部フランジ構造２０ｂに極めて近接して横方向／半径方向に延びている。
【００２７】
サスペンジョンローター２２をその軸Ａを中心として回転させるため回転駆動手段が備えられる。この手段は電動モーターＭＲから構成され、該電動モーターはその出力シャフト４６が垂直に配置されるようにハウジング１６（その外側）の頂部へ固定される。回転モーターＭＲは主変速装置によって作動されるようサスペンジョンローター２２へ連結される。主変速装置には、サスペンジョンローター２２を取り囲んで一体化された歯付き環状リング５０を回転駆動させる、出力シャフト４６上に固定された入力ギア４８含む。歯付きリング５０は好ましくはローター２２を支持する軸受レースへ固定される。
【００２８】
装置１０には、回転駆動手段とは独立して、サスペンジョンローター２２へ該サスペンジョンローターと一緒に回転するように取り付けられる傾動駆動手段がさらに含まれる。好ましくは、この傾動駆動手段はローター２２の底部フランジ４０上へ配置される。
【００２９】
傾動駆動手段には、傾動用モーターＭＢ、好ましくは主ケーシング３６中に設置され、かつほぼ水平な出力シャフト５２を有する電動モーターが含まれる。傾動入力ギア５４は傾動用モーター出力シャフト５２によって駆動され、他方傾動出力ギア５６は分配シュート２８の１つの揺動アーム３４と一体的に回転し、傾動入力ギア５４は傾動出力ギア５６と噛み合う。好ましくは、傾動用モーター出力シャフト５２は揺動軸Ｂとほぼ平行であり、かつ必須ではないが、該揺動軸とほぼ一直線に並べられる。
【００３０】
実用的には、入力ギア５４としては外側が歯状にされた輪が用いられ、他方出力ギア５６はシュートアーム３４と一体である凹状の歯付き切片の形状とすることができる。入力ギア５４はモーターＭＢの出力シャフト５２へ直接取り付けることができる。しかしながら、好ましくはモーターの出力シャフト５２と入力ピニオン５４が連結されるように減速ギアセット６０が配置され、従って入力ピニオン５４は中間傾動用シャフト６２上へ取り付けられる。引用符号６４は回転シャフト６２を支持する１つの軸受を示すが、より多くの軸受を用いることも可能である。図示されていないが、適当な装置を用いて上述した回転駆動手段及び傾動駆動手段の主要部分を支持し及び固定することも可能である。
【００３１】
好ましくは、制御を容易にするために、傾動駆動手段には同様の駆動手段が分配シュート２８の両側上に用意され、該二つの駆動手段は底部４０上に置かれ、底部４０とともに回転される。
【００３２】
主チャンバー３６は仕切り壁３７によって２つの同心状環状のサブチャンバー３６１、３６２に分けられる。
【００３３】
稼動時においては、分配シュート２８は回転モーターＭＲの作動を介して垂直軸Ａを中心に回転可能である。分配シュート２８は、また分配シュート２８の傾動角度を調整し、また種々の半径範囲へ到達するために、水平軸を中心として揺動することも可能である。理解されるように、回転モーターＭＲが作動されると、ローターはそれが担持している傾動駆動手段と一緒に軸Ａを中心として回転するが、傾動駆動手段は底部４０へ固定されているので、傾動駆動手段とローター２２間において軸Ａを中心とした相対的回転はない。
【００３４】
本発明に係る分配装置１０は下記利点を有する。
−傾動用駆動手段及び回転駆動手段は切り離され／独立しているため、変速装置システムの機械設計が容易である。
−傾動用モーターＭＢの水平設置により、固定ハウジング上方の領域に多少のスペースが確保される。
−サスペンジョンローターの底部フランジ４０上に傾動用モーターＭＢを設置することにより、特に垂直シャフトの回転を水平動作に変換する必要性がなくなることにより、傾動駆動機構が大幅に簡略化される。
−傾動用モーターＭＢが主ケーシング内部に配置されるため、厳しい外部環境から保護される。
【００３５】
回転電動モーターＭＲは固定されていて、動力源へ容易に接続可能である。ローター２２と一緒に回転する傾動用モーターＭＢには適当な給電が必要とされる。スリップリングを用いて電力を固定ハウジング部から回転底部へ移すことが可能である。しかしながら、各モーターMBには誘導動力供給等の非接触の解決策が与えられることが好ましい。そのために、固定構造体１６へ固定された静止誘導子７０とローター２２へ固定された回転誘導子７２を例えば底部４０の周縁部に含む誘導連結装置を用いることが可能である。静止誘導子７０及び回転誘導子７２は、半径方向のギャップによって分離され、及び回転性底部４０上に配置され、かつ回転誘導子７２へ接続される傾動用モーターＭＢへ電力供給するため、該半径方向ギャップを通した電磁結合による定置支持体１６からローター２２への非接触電気エネルギー伝達を達成するための回転トランスとして構成される。かかる誘導結合装置は当該技術分野では公知であり、例えばＷＯ２００８／０７４５９５に記載されているので、本願では詳細は述べない。
【００３６】
従来技術と同様、本回転充填装置に、主ケーシング３６へ埃が入ることを防止するため、いずれか適当な手段を装備することが可能である。例えば、主ケーシング３６内を窒素過剰圧とすることができる。シール、例えば水シールを施してローター２２と固定ハウジング１６の対応領域間の操作ギャップが閉じられるようにすることも可能である。
【００３７】
図２は第二の実施態様１０’を示した図であり、回転モーターＭＲが水平に取り付けられる点において図１の実施態様とは異なる。回転モーターＭＲはその出力シャフトがほぼ水平となるように固定され、主ケーシング３６の外側に配置される。この態様では入力ギア４８を垂直とし、歯状体をもつリングギア５０を半径方向ではなく上方へ向くように形状のマイナーな変更が必要とされる。
【００３８】
図３は、モーターＭＲが水平に配置されている点で図２の実施態様に類似する第三の実施態様１０”を示した図である。従って回転モーターＭＲはその出力シャフトが水平となるように固定されるが、該モーターＭＲはここでは主ケーシング３６内部に配置される。
【００３９】
固定ハウジング１６の頂部に回転モーターＭＲが無いようにしたことにより、装置１０の高さを減ずることができ、かつメンテナンスのため回転分配装置１０自体に（例えば、分配シュートのメンテナンスや取り換えのため）、あるいは貯蔵ホッパー及び回転分配装置１０のすぐ上に位置する付随弁にアクセスするのに望ましい領域に一定スペースを空けることが可能となる。さらに、これによりモーターＭＲへのアクセスも容易となる。
【００４０】
次に図４は、転がり軸受１２４（転回軸受）が炉の頂部コーン１１２のトップリング１２１（機械加工フランジ）上へ直接取り付けられている、本発明装置１１０の第三の実施態様を示した図である。図１と比較して同一あるいは類似の要素は、１００を加えた同一符号で示されている。従って、転がり軸受１２４の１つのレースはトップリング１２１へ固定され、他のレースは底部１４０（ローター１２２の底部）の下面へ固定される。他の実施態様と同様に、傾動駆動手段は回転底部１４０によって運ばれ、かつ該傾動駆動手段には好ましくは誘導結合装置によって共働誘導子１７０、１７２が与えられる。傾動駆動装置は好ましくは対称的に配置され、傾動用モーターの出力シャフト１５２へ連結される減速ギアセット（図示せず）が含まれる。出力シャフト１５２は回転的に入力ギア１５４と一体となる。しかしながら、本実施態様において炉の頂部コーン１１３上方の装置１１０の高さをさらに減ずるため、分配シュート１２８の揺動アーム１３４へ連結される出力ギア１５６は入力ギア１５４の下方の底部１４０に設けられた凹所１５５中に配置される。回転モーターＭＲも主ケーシング１３６の内部に、好ましくはトップフランジ１２０ａから下方へ傾動用シャフト１５２の高さまで延びる環状仕切り壁１７４によって範囲が定められたサブチャンバー内部に、傾動用モーターＭＢと一緒に配置される。
【００４１】
この変形例として、水平壁部１７６が供給チャネルから主ケーシング１３６の内部の方へ延びる特有な形状のローター１２２も考えられよう。ローター１２２に連携するリングギア１５０は前記壁部１７６の外側端部に固定される。
【００４２】
図５に示された実施態様１１０’は、サスペンジョンローター１２２’に類似的に形状化されている点で図４の実施態様と全く類似する。しかしながら、サスペンジョンローター１２２’は装置１１０’の上部に配置された転がり軸受１２４によって吊り下げられ、一方のレースは上部フランジ構造１２０ａへ取り付けられ、他方のレースはサスペンジョンローター１２２’の水平壁部１７６へ接続されている。
【００４３】
回転充填装置の高さをさらに減ずるため、従ってトップ充填装置の高さをさらに減ずるため、回転モーターＭＲを図６の実施態様に示された傾動用モーターＭＢの下方へ配置することが可能である。図４との関連において同一もしくは類似の要素は１００が加えられた同一符号で示されている。この例でも、１つの転がり軸受２２４のみが必要とされ、高炉頂部コーン２１２のトップリング２２１上へ直接取り付けられる。底部２４０上方の余裕空間は傾動駆動手段を収容し、及び分配シュート２２８を固定するためにのみ必要とされることから、サスペンジョンローター２２２には図１と比べて短い円筒体２３８が備えられる。図４の場合と同様、回転底部２４０は転がり軸受２２４の一方のレースによって支持され、他方共働レースはトップリング２２１へ固定される。傾動駆動手段を底部２４０上へ配置することも図４と同様である。
【００４４】
従って、高さの実質的減少は、固定型回転モーターＭＲを傾動用モーターＭＢ下方へ配置し、それぞれを回転底部２４０の下方としたことによって行われる。実用上、高さを約２／３に減ずることが可能であり、回転充填装置の全高（下部フランジ２２０ｂと上部フランジ２２０ａとの間）は約０．５ｍとなる。
【００４５】
この変形例において、歯状リング２５０は好ましくは底部２４０の下側もしくは短いスペーサースリーブ上へ直接固定される。モーターＭＲは水平に配置され、その水平出力シャフト２４６上に歯状リング２５０と噛み合う入力ギア２４８が備えられる。
【００４６】
図７及び図８は、転がり軸受３２４（転回リング）が固定ハウジング３１６の下部フランジ３２０ｂへ取り付けられるようにされた、２つの代替実施態様である。下部フランジ３２０は従来通り炉の喉部３１２の例えばトップリング３２１に固定される。図４との比較において同一もしくは類似の要素は２００が加えられた同一符号で示されている。
【００４７】
サスペンジョンローター３２２は転がり軸受３２４によって支持され、その一方のレースはローター底部３４０の下側の例えばその周縁領域へ固定され、他のレースは下部フランジ３２０ｂへ直接あるいは支持部材（図示せず）を介して固定される。
【００４８】
傾動駆動手段は、サスペンジョンローター３２２の底部３４０に、分配シュート３２８に近接して取り付けられる。出力ギア３５６は、底部３４０に凹所はないが図４の変形例として、傾動入力ギア３５４の下方へ配置される。
【００４９】
回転駆動手段にはその固定型電動モーターＭＲが含まれ、またローター３２２の水平壁部３７６へ取り付けられるリングギア３５０と共働する入力ギア３４８が備えられる。
【００５０】
図７の実施態様において、環状壁部３７４は固定ハウジング３１６の上部フランジ３２０ａに固定され、該環状壁部３７４によって主ケーシング３３６が別々の外側環状チャンバー及び内側環状チャンバーに分割される。回転モーターＭＲは前記外側環状サブチャンバー中に配置され、傾動用モーターＭＢは内側環状チャンバー中に配置される。
【００５１】
一方、側面がコンパクトな解決策が示された図８の実施態様では、両方のモーターＭＲ及びＭＢとも分割されていない主ケーシング３３６中に配置されている。図４〜図８の実施態様では、傾動出力ギア１５６、２５６もしくは３５６は凹所のあるローターフランジ１４０中の入力ギア１５４、２５４、３５４の下方に示されていることが分かる。しかし、底部フランジ１４０は平らであってもよく、傾動出力ギアは図１に示すように入力ギアの上方に配置されていてもよい。
【００５２】
図９は、図７の実施態様に類似するが、固定ハウジング４１６の上部領域に転がり軸受４２４が配置されている回転分配装置４１０の一実施態様を示した図である。図７との比較において、同一あるいは類似の要素は４００を加えた同一符号で示されている。固定型ローター４２２及び傾動駆動配置及び回転駆動配置の設計は図７と同様である。
【００５３】
転がり軸受４２４には固定ハウジング４１６の上部フランジ４２０ａに固定された１個のレースが備えられ、さらにサスペンジョンローター４２２、例えばその上部壁４７６に他のレースが固定されて備えられる。
【００５４】
図１０の実施態様４１０’は図９とは傾動駆動手段において若干異なり、出力シャフト４５６が入力ギア４５４の上方に配置されている。
【００５５】
次に図１１の構成は図１０と同一であるが、冷却システム４８０を追加する実現可能性を示した図である。この冷却システム４８０はサスペンジョンローター４２２上へ固定された回転回路部４８２と固定ハウジング４１６へ固定された固定回路部４８４、ここでは実際には環状のＬ形状壁部４７５から構成される。操業中、回転回路部４８２はサスペンジョンローター４２２と一緒に回転し、他方固定回路部４８４はハウジング４１９とともに固定されたままである。回転回路部４８２にはいずれか適当な熱交換器、例えば数本の冷却管コイル４８６から成る熱交換器が含まれ、該熱交換器はサスペンジョンローター４２２上へ配置される。該コイル４８６は、炉熱に最も晒される充填装置４１０’の数箇所を冷却するため、主ケーシング４３６側面上のローター本体部４３８及びその底部フランジ４４０と熱的接触をしている。さらに、回転回路部４８２によってハウジング４１６中に配置された駆動部品及びギアコンポーネントの冷却も行われる。
【００５６】
図１１には示されていないが、回転回路部４８２には追加の、例えば分配シュート４２８自体を冷却するための、冷却管／コイル、もしくはいずれか適当な種類の熱交換器構成が含まれていてもよい。回転分配装置用の冷却システムは当該技術分野において公知であるので、本願では詳細について述べない。冷却システムに関する詳細については、本願の参考資料として提示するＷＯ２０１１／０２３７７２を参照されたい。これに関し、前記冷却システム４８０は、好ましくは回路４８４から回転回路４８２への、及びその逆へのクーラント（例えば水）の強制的循環が成し遂げられ、他方回転回路４８２は固定回路４８４に対して回転するようにさらに構成される。かかる構成を達成するため、冷却システム４８０には両回路４８２、４８４と流体結合連結する環状のスイベルジョイント４８８を含めることも可能である。環状スイベルジョイント４８８は固定ハウジング４１６上部中の、例えば固定環状壁部４７５上へ設けられる。但し他の部位へ設けることも可能である。スイベルジョイント４８８は全体として環状形状を成し、例えば供給チャネル４２６を取り囲むように軸Ａと共軸的に配置される。
【００５７】
図１２に最後の実施態様を示す。図１と同一の要素に対しては５００を加えた同一符号が付されている。本実施態様は傾動用モーターＭＢが半径方向外側に置かれ、ローターの底部フランジ５４０上に置かれていない点で相違している。この態様では異なる構成の傾動駆動手段が必要とされる。傾動用モーターＭＢはローターフランジ５４０上に設置されず、ローター５２２が回転するときに該ローター５２２によって移動される。従って、傾動用モーターＭＢには、フランジ構造５２０ｂの周縁部全体に亘ってモーターＭＢの回転を許容する該フランジ構造５２０ｂへ固定された大口径環状転がり軸受５９４上に水平に配置され支持された出力シャフト５５２が備えられる。傾動用モーターＭＢは好ましくは、出力シャフト５５２用の環状スロット５９６とともに中間壁５９５の後方に配置される。傾動用モーターのトルクは、中間ギア５９７ａを有する中間シャフト５９７とそれへ固定されたウォーム５９７ｂから成る変速装置によってローター底部５４０へ取り付けられた傾動用シャフト５６２へ伝達される。中間ギア５９７ａは出力シャフト５９４へ取り付けられた駆動ピニオン５９８と噛み合う。ウォーム５９７ｂは順に傾動用シャフト５６２の端部に取り付けられたウォームホイール５９９と噛み合う。傾動用シャフト５６２の他端部は、分配シュート５２８のサスペンジョンアーム５３４と回転により一体となる出力ギア５５６と噛み合う入力ギア５５４を担持する。
【００５８】
上記実施態様のすべてに関し、なおいくつか補足する。
【００５９】
図面の簡潔性及び明瞭性のため、殆どの実施態様は半断面図、特に軸Ａの左方の断面図に基づいて説明した。これら半断面図においては、分配シュートのサスペンジョンアームは１機のみが傾動用モーターＭＢ及び連携する変速装置とともに図示されている。しかしながら、実用上において傾動駆動手段には、好ましくは２機の類似の傾動駆動手段が傾動用モーターＭＢ及び分配シュートの各サスペンジョンアームへそれぞれ連結される適当な変速装置と共に含まれることを理解すべきである。分配シュートの対向面上へ類似の傾動駆動手段を用いた例は図１及び図３に示されている。
【００６０】
種々実施態様の別の共通した観点として動力供給がある。好ましくは、誘導動力供給を用いて傾動用モーターＭＢへ動力供給される。回転モーターＭＲは固定されているので、電線により簡単かつ効率的に動力供給可能である。それにも拘わらず、主ケーシング内部に設置される場合は、回転型傾動用モーターＭＢの場合のように電線によらない動力供給方法を用いることも可能である。
【００６１】
図面のいくつかにおいては、ＭＲに対する双方の動力供給可能性が示されているので下記に注意されたい。
−  有線動力供給は符号９０、１９０、２９０、３９０で示されている。
−  誘導動力供給は、全体を通して符号１９２、２９２、３９２、４９２で示されている。
【００６２】
最後に、図１に関して既に述べたように、本発明に係る回転分配装置には、主ケーシング３６への埃の侵入を防止するためのいずれか適当な手段、例えば窒素による過剰圧の利用を有利に備えることが可能である。さらに、シール、例えば水シールを装備してローター２２と固定ハウジング１６の対向部位との間の操作時に生ずるギャップを封鎖することも可能である。
【図１】
0006313759.tif 000002
【図２】
0006313759.tif 000003
【図３】
0006313759.tif 000004
【図４】
0006313759.tif 000005
【図５】
0006313759.tif 000006
【図６】
0006313759.tif 000007
【図７】
0006313759.tif 000008
【図８】
0006313759.tif 000009
【図９】
0006313759.tif 000010
【図１０】
0006313759.tif 000011
【図１１】
0006313759.tif 000012
【図１２】
0006313759.tif 000013