JPH0679687B2 - 吹付ノズル旋回装置及びそれを用いた耐火物吹付装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、吹付対象物に対して吹
付ノズルを揺動又は旋回させる吹付ノズル旋回装置及び
それを用いた耐火物吹付装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高炉、キューポラ、竪形石灰焼成炉等の
大形工業炉において、炉壁の耐火物が部分的に脱落する
など損耗した場合、炉を完全に停止して温度が下がった
後に作業員が炉内に入って補修するのでは、温度が下が
る間の待ち時間が長くかかると共に、補修後の温度上昇
に多大なエネルギーを必要とするので、経済効率が極め
て悪い。従って、炉の温度を下げずに、炉の側壁上部に
設けたマンホール等の開口部に梁を差し込むなどしてそ
の梁から吹付ノズル体を釣支し、その吹付ノズルから耐
火物を損耗箇所に吹き付けて熱間補修する方法が採られ
ている。

【０００３】図７は、従来熱間補修に用いられている耐
火物吹付装置の概略構成を示したもので、１は工業炉、
２はその内壁で、耐火物でできている。３は耐火壁が損
耗した要補修箇所である。４は炉の側壁上部に設けられ
たマンホールで、このマンホール４から炉内へ差し込ん
だ片持ち梁５(又は両側マンホールに掛け渡した梁)から
ワイヤ６等で吹付ノズル体７を釣支する。吹付ノズル体
７には、ホース８を通して圧搾空気と共に材料を送り込
み、ノズル９から噴射して要補修箇所３に吹付施工す
る。この場合、モータ10やギヤ11，12等を用いてノズル
９を水平方向に揺動させ、要補修箇所３の所要の面積に
吹き付けるようにする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成の揺動機構(若しくは旋回機構)は、回転ジョ
イント部13と略直角に曲がるベント部14とを有するた
め、 回転ジョイント部13のシールの不十分や回転摺
動部への粉粒体材料の噛み込み、 略直角に曲がるベ
ント部14は常に同じ方向に摩耗を受けるため、その部分
が破損するとベント部全体を交換しなければならない。
又粉粒体には付着性を高めるためにベント部より手前で
液が添加されるので、粘性を発現し易い材料は、上記同
じ理由により同じ部分に付着し、閉塞の原因となる。そ
して、その交換は装置を分解して行なう必要があるた
め、ベント部の寿命が装置の一回使用の寿命となる、等
の弱点を持っていた。

【０００５】本発明は、上記従来構成の問題点を解決す
るためになされたもので、回転ジョイントを使用せず、
また、ベント部の一定部分が摩耗したり付着による閉塞
が起こることのないような吹付ノズル旋回装置及びそれ
を用いた耐火物吹付装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の吹付ノズル旋回装置は、固定フレームに固
着され上端に材料供給ホースが連結された縦管体と、こ
の縦管体の中間部に上部が回動自在に取り付けられた旋
回フレームと、この旋回フレームの一側面に縦管体と略
直角方向に回動自在に取り付けられ、先端に吹付ノズル
が連結された横管体と、縦管体の旋回フレーム内側に位
置する下端に固着された固定ベベルギヤと、横管体の旋
回フレーム内側に位置する一端に固着され固定ベベルギ
ヤと噛合する同歯数の回転ベベルギヤと、固定フレーム
と旋回フレームとの間に設けられた旋回駆動手段と、縦
管体と横管体とに各一端がそれぞれ挿入固着された略エ
ルボ形を有する可撓性ホースとから構成される。

【０００７】また、本発明の耐火物吹付装置は、上記吹
付ノズル旋回装置を主体とし、可撓性ホースが耐摩耗性
ホースからなり、かつ材料供給ホースと縦管体との間に
装着され、材料供給ホースにより供給された耐火物粉粒
体に、耐火物の硬化及び付着に必要な水又は薬液を添加
する添加装置を備えた構成となっている。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、吹付ノズル旋回装置におい
ては、従来の回転ジョイントの代わりに一本の略エルボ
形可撓性ホースを使用するので、粉粒体材料の噛み込み
等は起こらず、また、旋回駆動手段により旋回フレーム
が旋回したとき、その旋回角度に応じて固定ベベルギヤ
と噛合する回転ベベルギヤが回転し、略エルボ形可撓性
ホースの捩じれの発生を自動的に解消するようになり、
従って、ベント部の摩耗を受ける部分が常に位置変わり
して、摩耗の分散と付着の防止が行なわれ、管路の寿命
が大幅に延びる。

【０００９】

【実施例】以下、図面を参照して実施例を詳細に説明す
る。図１は、本発明の一実施例の耐火物吹付装置におけ
る吹付ノズル旋回装置20を示したもので、この吹付ノズ
ル旋回装置20は、例えば図８に示したように、工業炉１
の上部両側のマンホール４に掛け渡した梁19からワイヤ
６により炉内の所要の位置に釣支される。47は吹付ノズ
ル旋回装置20へ材料や圧搾空気等を送り込むホース等が
まとめて収容された可撓性管である。

【００１０】図１において、21はワイヤ６に釣支された
固定フレーム、22は固定フレーム21に固着され上端に材
料供給ホース23が連結された縦管体、24は縦管体22の中
間部に上部が回動自在に取り付けられた旋回フレーム
で、25はそのスラストベアリングである。26はこの旋回
フレーム24の一側面に縦管体22と略直角方向に回動自在
に取り付けられ、先端に吹付ノズル27が連結された横管
体で、28はベアリングである。29は縦管体22と横管体26
とに各一端がそれぞれ挿入固着された略エルボ形を有す
る可撓性ホースで、耐摩耗性ホースからなっている。30
は縦管体22の旋回フレーム内側に位置する下端に固着さ
れた固定ベベルギヤ、31は横管体26の旋回フレーム内側
に位置する一端に固着され、固定ベベルギヤ30と噛合す
る同歯数の回転ベベルギヤ、32は固定フレーム21に固着
された減速機付エアモータで、エアホース33から送り込
まれた圧搾空気により回転する。この回転は、モータ歯
車34及び、固定フレーム24の上面に固設され、モータ歯
車34に噛合するフレーム歯車35を介して旋回フレーム24
を旋回駆動する。36は材料供給ホース23と縦管体22との
間に装着され、材料供給ホースにより供給された耐火物
粉粒体に、耐火物の硬化及び付着に必要な水又は薬液を
添加する液添加装置、37は旋回フレーム24の吹付ノズル
27とは反対側に設けられたバランスウェイトである。

【００１１】次に、本実施例の動作を説明する。吹付ノ
ズル旋回装置20は、図８に示したようにワイヤ６により
工業炉の内部の、吹付ノズル27の先端が要補修箇所に対
向する位置に釣支される。材料供給ホース23から圧搾空
気と共に耐火物材料が送り込まれ、一方、耐火物の硬化
及び付着に必要な水又は薬液が液添加装置36へ供給さ
れ、この部分で両者が混合されて吹付ノズル27から噴
射、吹付施工される。この場合、エアモータ32の回転に
より旋回フレーム24と共に吹付ノズル27が水平方向に揺
動又は旋回される。

【００１２】旋回フレーム24が、固定された縦管体22に
対して矢印Ａのように旋回すると、縦管体22に固着され
た固定ベベルギヤ30に噛合する回転ベベルギヤ31も固定
ベベルギヤ30の周上を公転し、かつそれ自体が自転す
る。従って、横管体26及び吹付ノズル27もそれに伴って
矢印Ｂのように回転する。もし、横管体26が旋回フレー
ム24に固定されているとすると、図２(a)に示したよう
に、可撓性ホース29の一端が図の左から手前を通って右
側へ180°向きを変えたとき、最初ホースの手前側表面
にあった線Ｌのｐ点が、右側へ180°向きを変えたとき
はホースの裏側の面に位置することになり、可撓性ホー
ス29は捩じれてしまう。しかし、本発明では、図２(b)
に示したように、可撓性ホース29の一端が図の左から手
前を通って右側へ180°向きを変えると、その一端も回
転ベベルギヤ31を介して矢印Ｃのように180°回転し、
線Ｌのｐ点はホースの手前側表面に移り、その結果、可
撓性ホース29の捩じれの発生は自動的に解消される。

【００１３】このように、旋回部分に略エルボ形可撓性
ホースを使用することができるので、従来のような回転
ジョイントを使用する必要がなくなり、従って、粉粒体
材料の噛み込み等は起こらない。また、旋回することに
よってベント部の摩耗を受ける部分が常に位置変わり
し、摩耗が分散するので、管路の寿命が大幅に延びる。

【００１４】図３は、本発明の他の実施例を示したもの
である。工業炉の温度を下げずに熱間吹付補修する際
は、旋回装置に相当な熱がかかるので、その対策を施す
必要がある。本実施例では、まず、固定フレーム21や旋
回フレーム24に取り付けられた液添加装置36、旋回駆動
手段や軸受など各種部品を熱的に保護するために、耐熱
性断熱材からなるカバー40を設けている。また、図１の
実施例で使用した固定ベベルギヤ及び回転ベベルギヤが
高温により膨張して互いに押し合い、回転に支障を来す
おそれのある場合は、そのベベルギヤに代えて、外周に
刻み又はピンを等間隔に配置した一対の円盤41，42を用
い、刻み又はピンを互いに係合させる。さらに、図４に
示したように、材料供給ホース23、液添加装置36に水又
は薬液を供給する液ホース43、エアモータ32へ圧搾空気
を供給するエアホース33、吹付ノズル旋回装置冷却用エ
アを供給するエアホース45及び、後で詳述する照明器に
電力を供給する電源ケーブル46等を大径可撓性管47内に
まとめて旋回装置へ導くようにしている。この大径可撓
性管47は、さらに各ホース及びケーブル間にスペーサ48
を介し、それに冷却用エアを通す通風孔49あるいは間隙
を設けている。エアホース33，45及び通風孔49等を通じ
て炉外から送り込まれたエアは、固定フレーム21に設け
たカバー40と旋回フレーム24に設けたカバー40の間隙部
分やベアリング部その他のカバーの開口部分から旋回装
置外部(炉内)へ排出するようにする。

【００１５】このような構成を採用することにより、熱
間吹付補修時に旋回装置を熱から保護すると共に、炉内
に充満している塵挨からギヤやベアリングを保護し、ス
ムーズな旋回動作を保証することができる。なお、耐熱
性が要求されないときは、塵挨等の入り込みを防ぐため
に金属製のカバーを設けるようにしてもよい。

【００１６】図５は、旋回フレーム24における横管体26
の近傍に、耐火物吹付部位を照明する照明器51を配置し
たものである。この照明器51に電源を接続するために、
固定フレーム21側に、電源ケーブル46から延びた電源線
52が接続される導電部材53が設けられ、また、旋回フレ
ーム24側には、図６に示したように、導電部材53が摺動
する環状導電架線54が設けられ、この環状導電架線から
照明器51に線55が接続されている。

【００１７】なお、環状導電架線54を固定フレーム21側
に、これに摺動する導電部材53を旋回フレーム24側にそ
れぞれ設けてもよい。また、導電部材53を、環状導電架
線54上を転動する方式にしてもよいことは勿論である。
また、本発明の吹付ノズル旋回装置は、耐火物吹付装置
への使用に限られるものではなく、例えば吹付塗装分野
など各方面への適用が考えられる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、 (1) 旋回装置の材料導管に、回転ジョイントを使用せず
に略エルボ形可撓性ホースを使用し、そのホースの一端
を固定し、他端を旋回させると、通常は捩じれてしまう
が、本発明では、一対のベベルギヤ若しくはピンを等間
隔に配置した円盤を用いてホースの他端を旋回角度に応
じた角度で回転させるので、ホースが捩じれることな
く、従って、従来のように粉粒体材料の噛み込み等は起
こらない。

【００１９】(2) カーブした管体に粉粒体を高速で流す
と、その管体のカーブ外側の内壁が集中的に摩耗する
が、可撓性ホースの捩じれのない旋回で、摩耗を受ける
部分が常に位置変わりし、摩耗が分散するので、管路の
寿命が大幅に延びる。

【００２０】(3) 液添加装置で水や薬液が添加された粉
粒体材料は、粘着性が出て管路の壁面に付着し易くな
り、特にカーブの外側壁面に付着が集中するが、可撓性
ホースの捩じれのない旋回で、管路のカーブ部の外側と
内側が常に交替し、かつ壁面が伸縮するため、付着物は
自然に剥がれ、いわゆるセルフクリーニング効果が出
て、管路の閉塞が防止される。

【００２１】(4) 耐熱性断熱材カバーを設け、あるいは
空冷等の手段を施すことにより、旋回装置の各種部品を
熱から守り、確実かつスムーズな旋回動作を保証するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の耐火物吹付装置における吹
付ノズル旋回装置の断面図である。

【図２】同実施例の動作説明図である。

【図３】本発明の他の実施例の耐火物吹付装置における
吹付ノズル旋回装置の断面図である。

【図４】外部から吹付ノズル旋回装置へ材料等を供給す
る大径可撓性管の内部構成を示す図である。

【図５】吹付ノズル旋回装置に設けた照明器及びその電
源接続機構を示す図である。

【図６】同電源接続機構の要部の拡大図である。

【図７】工業炉における熱間吹付補修に使用される従来
例の耐火物吹付装置の概略構成図である。

【図８】本発明による熱間吹付補修に使用される耐火物
吹付装置の概略構成図である。

【符号の説明】

21 … 固定フレーム、 22 … 縦管体、 23 … 材料供給
ホース、 24 … 旋回フレーム、 26 … 横管体、 27 …
吹付ノズル、 29 … 可撓性ホース、 30 … 固定ベベ
ルギヤ、 31 … 回転ベベルギヤ、 32 … エアモータ、
33,45 … エアホース、 36 … 液添加装置、 40 … 断
熱カバー、41 … 固定円盤、 42 … 回転円盤、 46 …
電源ケーブル、 47 … 大径可撓性管、 51 … 照明器、
53 … 導電部材、 54 … 環状導電架線。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 固定フレーム(21)に固着され上端に材料
   供給ホース(23)が連結された縦管体(22)と、該縦管体の
   中間部に上部が回動自在に取り付けられた旋回フレーム
   (24)と、該旋回フレームの一側面に前記縦管体と略直角
   方向に回動自在に取り付けられ、先端に吹付ノズル(27)
   が連結された横管体(26)と、前記縦管体の旋回フレーム
   内側に位置する下端に固着された固定ベベルギヤ(30)
   と、前記横管体の旋回フレーム内側に位置する一端に固
   着され前記固定ベベルギヤと噛合する同歯数の回転ベベ
   ルギヤ(31)と、前記固定フレームと旋回フレームとの間
   に設けられた旋回駆動手段(32,34,35)と、前記縦管体と
   横管体とに各一端がそれぞれ挿入固着された略エルボ形
   を有する可撓性ホース(29)とからなり、前記旋回駆動手
   段により旋回フレームが旋回したとき、その旋回角度に
   応じて固定ベベルギヤと噛合する回転ベベルギヤが回転
   し、略エルボ形可撓性ホースの捩じれの発生を自動的に
   解消するようにしたことを特徴とする吹付ノズル旋回装
   置。
2. 【請求項２】 固定ベベルギヤと回転ベベルギヤに代え
   て、外周に刻み又はピンを等間隔に配置した一対の円盤
   (41,42)を用い、前記刻み又はピンを互いに係合させる
   ようにしたことを特徴とする請求項１記載の吹付ノズル
   旋回装置。
3. 【請求項３】 可撓性ホース(29)が耐摩耗性ホースから
   なる請求項１又は請求項２記載の吹付ノズル旋回装置
   と、材料供給ホース(23)と縦管体(22)との間に装着さ
   れ、前記材料供給ホースにより供給された耐火物粉粒体
   に、耐火物の硬化及び付着に必要な水又は薬液を添加す
   る液添加装置(36)とを備えていることを特徴とする耐火
   物吹付装置。
4. 【請求項４】 旋回駆動手段は、固定フレーム(21)に設
   置されたエアモータ(32)と、旋回フレーム(24)の上面に
   固着され、前記エアモータのモータ歯車(34)に噛合する
   フレーム歯車(35)とからなることを特徴とする請求項３
   記載の耐火物吹付装置。
5. 【請求項５】 旋回フレーム(24)における横管体(26)近
   傍に配置され、耐火物吹付部位を照明する照明器(51)
   と、該照明器に電源を接続するために固定フレーム(21)
   か旋回フレーム(24)のいずれか一方に設けられた環状導
   電架線(54)と、他方に設けられ前記環状導電架線に対し
   て摺動若しくは転動する導電部材(53)とを備えているこ
   とを特徴とする請求項３又は請求項４記載の耐火物吹付
   装置。
6. 【請求項６】 固定フレーム(21)及び旋回フレーム(24)
   にそれぞれ金属製カバー若しくは耐熱性断熱材からなる
   カバー(40)を設け、各フレームに装着された各種部品を
   周囲の塵挨等から保護すると共に、断熱材カバー内に冷
   却用エアを導入する手段(45,49)を設けたことを特徴と
   する請求項３乃至請求項５のいずれか１項記載の耐火物
   吹付装置。
7. 【請求項７】 材料供給ホース(23)、液添加装置(36)に
   水又は薬液を供給する液ホース(43)、エアモータ(32)へ
   圧搾空気を供給するエアホース(33)、吹付ノズル旋回装
   置冷却用エアを供給するエアホース(45)及び照明器(51)
   に電力を供給する電源ケーブル(46)は大径可撓性管(47)
   内にまとめられて旋回装置へ導かれ、さらに各ホース及
   びケーブル間に冷却用エアを通す通風間隙(49)を設けた
   ことを特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項
   記載の耐火物吹付装置。