(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
灰供給口を一方端部の周面に有すると共に灰排出口を他方端部の周面に有する両端開口の筒状のハウジングと、このハウジングに回動自在に挿入され且つ長さ方向に沿って螺旋状に形成された羽根を有するシャフトと、前記ハウジングの両端部にそれぞれ連結され且つシャフト端部を回動自在に支持する一対の軸受部とを備え、
これら一対の軸受部のうち、少なくとも前記灰供給口に近い方の軸受部にはケーシングが設けてあり、当該ケーシングは、前記ハウジングの前記開口と連通して前記シャフト端部が挿通された小径孔、及びこの小径孔と連通した大径孔を有し、且つ上記大径孔の内周面とシャフト端部の外周面とで画成された筒状空間部内に複数の第１封止部材が圧入された構成となっており、
更に、この筒状空間部内には、上記ケーシングの前記筒状空間部の開口から筒状の押え部材が圧入されており、
更に、前記押え部材の内周面に、この内周面に沿った環状の溝を１つ以上刻設すると共に、環状の第２封止部材を、各溝内に嵌め込んで、前記シャフトの端部表面に圧接させ、
更に、前記押え部材内には、一方端が当該押え部材の表面に開口して供給口をなし、且つ他方端が前記溝に連通した潤滑油供給路が形成してあり、この潤滑油供給路内には、前記供給口から潤滑油が充填される、
ことを特徴とする灰搬送用スクリューフィーダ。
【請求項２】
請求項１に記載の灰搬送用スクリューフィーダにおいて、
前記第２封止部材は、耐熱性及び耐圧性を有するＯリングである、
ことを特徴とする灰搬送用スクリューフィーダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、サイクロンで燃焼ガスから分離された灰等を搬送するためのサイクロン灰搬送用スクリューフィーダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種のスクリューフィーダは、螺旋状の羽根を有したシャフトをハウジング内で回転させることで、灰供給口からハウジング内に供給された灰等をハウジングの端まで搬送し、この灰等をハウジングの端に設けられた灰排出口から排出するものである。そして、このようなスクリューフィーダでは、ハウジング内の灰等がシャフトの軸受部から外部に漏れないように、種々の封止技術が設けられている。
かかる技術として、例えば、特許文献１に開示の「軸封装置」がある。
この技術は、円筒状の空間部を、軸受部のケーシングとシャフトの端部周面との間に設け、複数のグランドパッキンをこの空間部に圧入すると共に、グランドパッキン押さえで複数のグランドパッキンを空間部内に押し込めることにより、液体等の漏洩をグランドパッキンによって阻止しようとする技術である。
【０００３】
【特許文献１】特開平０８−２００２８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記した従来の技術では、次のような問題があった。
まず、火炉のサイクロンからスクリューフィーダに供給される灰は、高温高圧状態の粉状体であり、このような灰が軸受部のグランドパッキンに触れると、グランドパッキンが熱劣化してしまい、長期の使用に耐えない。
次に、グランドパッキンは、高圧の灰に対する耐圧性に劣り、高圧の灰による破損を受け易い。
さらに、その高圧性から、多量の灰がグランドパッキンとシャフトとの間に侵入して、グランドパッキンとシャフトとの間に外部に通じた通路状の間隙を作ってしまう。
すなわち、上記した従来の技術では、グランドパッキンが熱劣化や損傷を受けたり、グランドパッキンとシャフトとの間に間隙を生じさせるおそれが高く、高温高圧の灰等の漏洩防止には役に立たない。
また、特許文献１には、液溜まり部をグランドパッキン押さえとシャフトとの間に設けて、グランドパッキンを通過してきた液体等をこの液溜まり部に溜める工夫が開示されている。しかし、かかる工夫は、海水等の液体の場合には有効であるが、高温高圧の灰に対しては、ほとんど役に立たない。
特に、高温高圧の灰の漏洩現象は、ハウジングの灰供給口に近い軸受部において、顕著であり、その対策が望まれていた。
【０００５】
この発明は、上述した課題を解決するためになされたもので、サイクロンから供給された高温高圧の灰等の漏洩をほぼ完全に阻止することができるサイクロン灰搬送用スクリューフィーダ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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明のサイクロン灰搬送用スクリューフィーダは、灰供給口を一方端部の周面に有すると共に灰排出口を他方端部の周面に有する両端開口の筒状のハウジングと、このハウジングに回動自在に挿入され且つ長さ方向に沿って螺旋状に形成された羽根を有するシャフトと、前記ハウジングの両端部にそれぞれ連結され且つシャフト端部を回動自在に支持する一対の軸受部とを備え、
これら一対の軸受部のうち、少なくとも前記灰供給口に近い方の軸受部にはケーシングが設けてあり、当該ケーシングは、前記ハウジングの前記開口と連通して前記シャフト端部が挿通された小径孔、及びこの小径孔と連通した大径孔を有し、且つ上記大径孔の内周面とシャフト端部の外周面とで画成された筒状空間部内に複数の第１封止部材が圧入された構成となっており、
更に、この筒状空間部内には、上記ケーシングの前記筒状空間部の開口から筒状の押え部材が圧入されており、
更に、前記押え部材の内周面に、この内周面に沿った環状の溝を１つ以上刻設すると共に、環状の第２封止部材を、各溝内に嵌め込んで、前記シャフトの端部表面に圧接させた、ことを特徴とする。
【０００７】
かかる構成により、シャフトをハウジング内で回転させながら、灰等を灰供給口からハウジング内に供給すると、灰等が回転するシャフトの螺旋状の羽根によって、ハウジングの一方端部側から他方端部側に搬送され、灰排出口側から外部に排出される。一方、ハウジング内に供給された灰等のうち、軸受部側に向かった灰等は、軸受部のケーシングとシャフト端部との間から外部に逃げようとするが、大径孔の内周面とシャフト端部の外周面とで画成された筒状空間部内に圧入された複数の第１封止部材によって阻止される。しかし、灰等が高温高圧状態にある場合には、このような灰等によって、灰供給口に近い軸受部の第１封止部材が熱劣化や損傷を受け、また、第１封止部材とシャフトとの間に間隙が生じて、使いものにならなくなってしまうおそれがある。しかしながら、この発明では、環状の溝を、ケーシングの筒状空間部内に圧入された押え部材の内周面に１つ以上刻設し、環状の第２封止部材を、各溝内に嵌め込んで、このシャフトの端部表面に圧接させた構成を採っているので、第１封止部材で阻止できなかった灰等を、押え部材の第２封止部材で阻止することができる。
【０００８】
ここで、第２封止部材には、耐熱性及び耐圧性を有するＯリング（オーリング）を適用することが好ましい。これにより、高熱且つ高圧力で供給されてくる灰等の漏洩をいっそう確実に阻止することが可能となる。
【０００９】
さらに、前記押え部材内には、一方端が当該押え部材の表面に開口して供給口をなし、且つ他方端が前記溝に連通した潤滑油供給路を形成し、この潤滑油供給路内に前記供給口から潤滑油を充填する構成とすることが好ましい。
かかる構成により、溝内に充填された潤滑油が、溝内に嵌め込まれている第２封止部材の摩耗を低減させる。さらに、潤滑油が、押え部材とシャフト端部との間や、第２封止部材とシャフト端部との間等に介在して、これらの間に侵入してきた灰等を吸着する。
【発明の効果】
【００１０】
以上詳しく説明したように、この発明のサイクロン灰搬送用スクリューフィーダによれば、軸受部に向かう高温高圧状態の灰等を、ケーシングの第１封止部材で阻止するだけでなく、第１封止部材で阻止できなかった灰等を、第２封止部材で阻止するので、供給された高温高圧の灰等の漏洩をほぼ完全に阻止することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、この発明の一実施例に係るサイクロン灰搬送用スクリューフィーダを示す断面図であり、図２は、サイクロン灰搬送用スクリューフィーダの外観図であり、図３は、サイクロン灰搬送用スクリューフィーダの要部を示す部分拡大図である。
この実施例のサイクロン灰搬送用スクリューフィーダ１は、火力発電所のサイクロンから高温高圧の灰等を補集するための装置であり、図１に示すように、ハウジング２とシャフト３と一対の軸受部４，５と駆動モータ６とを備えてなる。
【００１２】
ハウジング２は、両端が開口した円筒状の管体であり、両端の開口２ａ，２ｂの外側にフランジ２１，２２を有している。そして、フランジ２１，２２の近傍に、管状の灰供給口２３，灰排出口２４がそれぞれ形成されている。
灰供給口２３は、図示しないサイクロンからの灰等をハウジング２内部に供給するための口部であり、ハウジング２の一方端部であるフランジ２１の近傍部位に配設されている。具体的には、灰供給口２３は、左側に傾斜した状態で、ハウジング２の右方端部の周面上部に突設されており、上記灰等をこの灰供給口２３を通じてハウジング２の上方から内部に供給することができるようになっている。
一方、灰排出口２４は、ハウジング２内の灰等をハウジング２外部に排出するための口部であり、ハウジング２の他方端部であるフランジ２２の近傍部位に配設されている。具体的には、灰排出口２４は、右側に傾斜した状態で、ハウジング２の左方端部の周面下部に突設されており、ハウジング２内部の灰等をこの灰排出口２４を通じて外部に排出することができるようになっている。
【００１３】
シャフト３は、このようなハウジング２に回動自在に挿入されている。
シャフト３は、中実の軸体であり、羽根３０を両端部３１，３２を除く中央部分に有している。
羽根３０は、シャフト３の長さ方向に沿って周面に巻き付けられるように形成された螺旋状の板体であり、これにより、シャフト３全体がスクリュー状を成す。
このようなシャフト３は、ハウジング２よりも長く設定され、その両端部３１，３２をハウジング２の両端から突出させた状態で、ハウジング２に挿入されている。
そして、一対の軸受部４，５が、かかるシャフト３の両端部３１，３２をそれぞれ支持している。
【００１４】
軸受部４，５は、シャフト３の両端部３１，３２を回動自在に支持する部分であり、ハウジング２の両端部であるフランジ２１，２２にそれぞれ連結されている。
【００１５】
ハウジング２の灰供給口２３に近い方の軸受部４は、図３にも示すように、ケーシング４１と押え部材としてのグランドパッキン押え部材４６とを用いて形成されている。
図４は、ケーシング４１とグランドパッキン４５を示す斜視図であり、図５は、グランドパッキン押え部材４６とＯリング４８とを示す斜視図である。
ケーシング４１は、図４に示すように、シャフト３の端部３１とほぼ同径の小径孔４２とこの小径孔４２に連通した大径孔４３とを有した円筒体である。このケーシング４１の小径孔４２には、図３に示すように、端部３１が挿通されている。また、小径孔４２の外側には、フランジ４１ａが形成され、このフランジ４１ａが、ハウジング２のフランジ２１にボルト７１で固定されている。これにより、ケーシング４１とハウジング２とが連結されて、小径孔４２がハウジング２の開口２ａに連通され、端部３１が小径孔４２と大径孔４３とに挿入された状態になっている。
【００１６】
このようなケーシング４１の大径孔４３は、シャフト３の端部３１との間に円筒状の空間部４０を形成している。具体的には、大径孔４３の内周面と端部３１の外周面とが、内側（図３の左側）が閉じ且つ外側（図３の右側）が開口した空間部４０を画成している。
そして、ランタンリング４４を挟んだ６つの第１封止部材としてのグランドパッキン４５が、かかる空間部４０内に圧入されている。ランタンリング４４及びグランドパッキン４５は、周知の部材であるので、その説明は省略する。なお、図中符号４４ａは、ランタンリング４４にグリスを供給するための供給路である。
【００１７】
一方、グランドパッキン押え部材４６は、図５に示すように、空間部４０とほぼ同径の円筒状体である。具体的には、図３に示すように、グランドパッキン押え部材４６の外径が大径孔４３の径とほぼ同径に設定され、内径がシャフト３の端部３１の外径とほぼ同径に設定されて、グランドパッキン押え部材４６が開口４０ａから空間部４０内に圧入されている。そして、Ｏリング８１とオムニシール８２とが、グランドパッキン押え部材４６の外周面４６ｃと内周面４６ｄにそれぞれ装着されて、空間部４０内の密封が図られている。
また、グランドパッキン押え部材４６の外側に設けられたフランジ４６ａには、図５に示すように、６つの切り欠き４６ｂが設けられている。このフランジ４６ａは、図３に示すように、ケーシング４１のフランジ４１ｂに向き合わされている。そして、ボルト７２が、互いに合致されたフランジ４６ａの切り欠き４６ｂとフランジ４１ｂのネジ穴４１ｃ（図４参照）とに螺入されて、グランドパッキン押え部材４６がケーシング４１に固定されている。
【００１８】
このようなグランドパッキン押え部材４６には、灰等の漏洩を完全の阻止するための工夫がなされている。
すなわち、図３及び図５に示すように、リング状の溝４７が、グランドパッキン押え部材４６の内周面４６ｄに沿って刻設されている。そして、第２封止部材としてのＯリング４８がこの溝４７内に嵌め込まれ、シャフト３の端部３１表面に圧接されている。
Ｏリング４８は、耐熱性及び耐圧性の高いＯリングであり、この実施例では、シリコンゴム製のものが採用されている。また、溝４７の形成位置は、内周面４６ｄのほぼ中央に設定されている。
そして、このようなＯリング４８が嵌め込まれた溝４７には、Ｏリング４８の摩耗を低減させるための潤滑油としてのグリスＧが充填されている。具体的には、グリスＧの供給口４９ａをグランドパッキン押え部材４６のフランジ４６ａ表面に形成し、かかる供給口４９ａからフランジ４６ａ内部を通って溝４７と連通した潤滑油供給路４９をフランジ４６ａ内に形成した。そして、グリスＧを供給口４９ａから潤滑油供給路４９に供給することで、グリスＧを溝４７内に充填した。
【００１９】
一方、図１において、灰排出口２４に近い方の軸受部５も、軸受部４のケーシング４１及びグランドパッキン押え部材４６とほぼ同構造のケーシング５１及びグランドパッキン押え部材５６を用いて形成されている。
すなわち、シャフト３の端部３２がケーシング５１の小径孔５２と大径孔５３とに挿入され、円筒状の空間部５０が端部３２との間に形成されている。そして、ランタンリング５４を挟んだ６つのグランドパッキン５５が、空間部５０内に圧入され、グランドパッキン押え部材５６が空間部５０内に圧入されている。また、上記したＯリング８１とオムニシール８２（図示省略）とが、グランドパッキン押え部材５６に装着されて、空間部５０内の密封が図られている。
なお、この実施例では、軸受部５のグランドパッキン押え部材５６に、溝４７，Ｏリング４８及びグリスＧが充填された潤滑油供給路４９を設けていない。
【００２０】
上記のように一対の軸受部４，５で支持されたシャフト３は、駆動モータ６によって回転するようになっている。具体的には、スプロケット６１，６２をシャフト３の端部３１と駆動モータ６の回転軸６ａとに取り付け、ベルト６０をスプロケット６１，６２に巻き付けて、駆動モータ６の回転力をシャフト３に伝達する構造になっている。
【００２１】
次に、この実施例のサイクロン灰搬送用スクリューフィーダが示す作用及び効果について説明する。
図６は、サイクロン灰搬送用スクリューフィーダの取り付け状態を示す概略図であり、図７は、灰の搬送作用を示す断面図である。
サイクロン灰搬送用スクリューフィーダ１（以下、単に「スクリューフィーダ１」と記す。）を火力発電所等で使用する場合には、図６に示すように、スクリューフィーダ１の灰供給口２３を、火炉１００の排出パイプ１０１が接続されたサイクロン１１０の灰排出口１１２に接続すると共に、灰排出口２４をホッパ１２０の供給口１２１に接続する。
【００２２】
かかる接続状態において、スクリューフィーダ１の駆動モータ６を駆動して、シャフト３を回転させておく。
火炉１００で発生した灰含有の燃焼ガスＡは、排出パイプ１０１を通ってサイクロン１１０に搬入され、サイクロン１１０内でガスＢと灰Ｃとに分離される。そして、ガスＢがガス排出パイプ１１１に送り出されると共に、灰Ｃが灰排出口１１２側に送り出される。すると、灰Ｃは、スクリューフィーダ１の灰供給口２３を通じて、ハウジング２内に搬入され、図７に示すように、回転するシャフト３の羽根３０の作用によって、灰排出口２４側に送られる。そして、灰Ｃが灰排出口２４から排出され、図６に示すように、供給口１２１を通じてホッパ１２０内に排出される。この灰Ｃは、排出口１２２から排出された後、図示しない灰処理装置へと搬送される。
【００２３】
ところで、図７に示すように、灰排出口２４側に向かった灰Ｃは、灰排出口２４から排出される前に、軸受部５に侵入して、外部に逃れようとする。しかし、この灰Ｃは、ハウジング２内を搬送されている間に冷却され、低温低圧状態になっているので、軸受部５のケーシング５１に圧入されたグランドパッキン５５（図１参照）やグランドパッキン押え部材５６のＯリング８１及びオムニシール８２によって確実に阻止される。しかも、灰Ｃが低温低圧状態であるので、長期間使用しても、グランドパッキン５５等が熱劣化したり損傷を受けることがない。
【００２４】
これに対して、灰Ｃが、灰供給口２３からハウジング２内に送り込まれた時点では、灰Ｃは、例えば１５０℃以上で１０ＫＰａ（キロパスカル）という高温高圧状態にある。このため、この灰Ｃが軸受部４側に侵入した場合には、ケーシング４１のグランドパッキン４５がこの灰Ｃの影響を直接受けることとなる。
図８は、灰Ｃが軸受部４側に侵入した状態を示す部分拡大断面図である。
すなわち、図８に示すように、高温高圧の灰Ｃが、ランタンリング４４やグランドパッキン４５に接触すると、熱的及び圧力的影響を受け、ランタンリング４４やグランドパッキン４５が短期間で熱劣化したり損傷を受ける。したがって、短期の使用によって、灰Ｃが軸受部４から外部に漏洩するような事態が生じるおそれがある。
【００２５】
しかしながら、この実施例のスクリューフィーダ１では、上記したように、Ｏリング４８を、グランドパッキン押え部材４６の内周面４６ｄに刻設された溝４７内に嵌め込んで、シャフト３の端部３１表面に圧接すると共に、グリスＧを溝４７内に充填した構成をとっているので、灰Ｃの軸受部４からの漏洩をほぼ完全に阻止することができる。
図９は、Ｏリング４８による灰Ｃの漏洩阻止作用を示す部分拡大断面図である。
すなわち、図９に示すように、熱劣化や損傷によって灰Ｃの侵入を阻止し得ないグランドパッキン４５等を通り抜けてきた灰Ｃは、シャフト３の端部３１に圧接したＯリング４８に突き当たり、以降の侵入が阻止される。かかる灰ＣのＯリング４８に対する接触が長期間行われても、Ｏリング４８が高い耐熱性及び耐圧性を有したシリコンゴムで形成されているので、熱劣化や損傷を受けることはない。
しかも、溝４７内にグリスＧが充填され、Ｏリング４８の摩耗を低減するので、Ｏリング４８を長期間使用することができる。
【００２６】
このようなグリスＧは、灰Ｃに対する漏洩防止効果も有している。
図１０は、グリスＧによる灰Ｃの漏洩阻止効果を示す部分拡大断面図である。
グリスＧは、溝４７内にのみ収まっておらず、図１０に示すように、端部３１表面に染み出て、Ｏリング４８の周囲に付着する。このため、灰ＣがＯリング４８に突き当たるだけでなく、溝４７から染み出たグリスＧに吸着されるので、灰Ｃがグランドパッキン押え部材４６と端部３１との間を通って、外部に漏洩することはほとんど不可能である。
【００２７】
このように、この実施例のスクリューフィーダ１によれば、軸受部４に向かう高温高圧状態の灰Ｃに対して、グランドパッキン４５で阻止するだけでなく、グランドパッキン押え部材４６に設けた耐熱性及び耐圧性の高いＯリング４８でも阻止するので、高温高圧の灰Ｃの漏洩をほぼ完全に阻止することができる。また、溝４７に充填したグリスＧによってＯリング４８の摩耗を低減させることができると共に灰Ｃを吸着することができるので、Ｏリング４８の長寿命化と灰Ｃの完全漏洩阻止を図ることができる。
【００２８】
なお、この発明は、上記実施例に限定されるものではなく、発明の要旨の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
例えば、上記実施例では、１つのＯリング４８をグランドパッキン押え部材４６の内周面４６ｄ中央部に配設した構成としたが、これに限るものではなく、複数の溝４７を内周面４６ｄに列設し、複数のＯリング４８をこれらの溝４７に嵌め込んだ構成とすることもできる。
また、上記実施例では、Ｏリング４８として、シリコンゴム製のＯリング４８を用いたが、他の材料で形成したＯリングもこの発明の範囲に含まれる。
また、上記実施例では、潤滑油としてグリスＧを用いた例を示したが、グリス以外の他の潤滑油も用いることができることは勿論であり、また、グリスＧ等の潤滑油を溝４７に充填しない構成のスクリューフィーダをこの発明の範囲から除外する意ではない。
また、上記実施例では、オムニシール８２をグランドパッキン押え部材４６の内周面４６ｄに装着したスクリューフィーダについて例示したが、オムニシール８２を内周面４６ｄに装着していない構成のスクリューフィーダをこの発明の範囲から除外する意ではない。
さらに、上記実施例では、灰排出口２４側の軸受部５のグランドパッキン押え部材５６に、溝４７，Ｏリング４８及びグリスＧが充填された潤滑油供給路４９を設けていないが、高温高圧の灰Ｃが軸受部５にも侵入するような環境下でスクリューフィーダを使用する場合には、灰排出口２４側の軸受部５のグランドパッキン押え部材５６にも、溝４７，Ｏリング４８及びグリスＧが充填された潤滑油供給路４９を設けることが好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の一実施例に係るサイクロン灰搬送用スクリューフィーダを示す断面図である。
【図２】サイクロン灰搬送用スクリューフィーダの外観図である。
【図３】サイクロン灰搬送用スクリューフィーダの要部を示す部分拡大図である。
【図４】ケーシングとグランドパッキンを示す斜視図である。
【図５】グランドパッキン押え部材とＯリングとを示す斜視図である。
【図６】サイクロン灰搬送用スクリューフィーダの取り付け状態を示す概略図である。
【図７】灰の搬送作用を示す断面図である。
【図８】灰が軸受部側に侵入した状態を示す部分拡大断面図である。
【図９】Ｏリングによる灰の漏洩阻止作用を示す部分拡大断面図である。
【図１０】グリスによる灰の漏洩阻止効果を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１：サイクロン灰搬送用スクリューフィーダ、  ２：ハウジング、  ２ａ，２ｂ：開口、  ３：シャフト、  ４，５：軸受部、  ６：駆動モータ、  ２３：灰供給口、  ２４：灰排出口、  ３０：羽根、  ３１，３２：端部、  ４０，５０：空間部、  ４０ａ：開口、  ４１，５１：ケーシング、  ４２，５２：小径孔、  ４３，５３：大径孔、  ４５，５５：グランドパッキン、  ４６，５６：グランドパッキン押え部材、  ４６ｄ：内周面、  ４７：溝、  ４８：Ｏリング、  ４９：潤滑油供給路、  ４９ａ：供給口、  Ｃ：灰、  Ｇ：グリス。
【図１】
0005100352.tif 000002
【図２】
0005100352.tif 000003
【図３】
0005100352.tif 000004
【図４】
0005100352.tif 000005
【図５】
0005100352.tif 000006
【図６】
0005100352.tif 000007
【図７】
0005100352.tif 000008
【図８】
0005100352.tif 000009
【図９】
0005100352.tif 000010
【図１０】
0005100352.tif 000011