JPS6124446B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、出湯樋の清掃用、及び耐火性ライニ
ングを備え且つ溶融材料と接触する謀をもつ容器
一般の清掃用工具に係る。

製鉄産業、非鉄金属治金産業及びその他の溶融
材料使用財業に於いては、これら材料を貯蔵する
ため又は処理装置にステーシヨン間間でこれら材
料を移送するために容器を使用することは公知で
ある。例えば製鉄産業では高炉が一般に台形断面
のパイプを備えており、パイプの全長の少くとも
一部でパイプの上面が開口している。これらは湯
道又は出湯樋と呼称される。これら出湯樋は、高
炉で生成した融液を収集し鋳造機又は精錬鍋に移
送する機能を果す。

これらの出湯樋は多くの場合、内部が耐火材で
ライニングされた金属フレームから成る。

この種の出湯樋のライニングは溶融材料と接触
すると、摩擦及び／又は熱作用によつて次第に崩
壊する。このため、最終的には溶融材料がフレー
ムの処まで浸透しフレームに孔が開きフレームが
使用できなくなる。また、ライニング自体も移送
される溶融材料に随伴した固体物質又は溶融材料
自体の適当でない部分凝固に起因する沈着物で次
第に被覆される。これらの沈着物は出湯樋の通路
面積を減少させ材料移送量を減少させる。即ち、
装置の処理容量円減少させる。またこれらの沈着
物のため材料のオーバーフローが生じることもあ
り、このような事故は作業員のとつて極めて危険
である。

従つて、出湯樋壁のライニングを修理して良好
状態を維持するため、又は、沈着物の大部分を除
去して安帯を確保し正常処理能力を回復するため
に、出湯樋の定期的清掃が必要である。

現在の処、この種の清掃処理は多くの場合比較
的適切な工具を用い手動的に行なわれる。しかし
乍らこのような処理方法はいくつかの欠点を有す
る。

− 第一に、処理速度が遅く、このため人件費が
比較的高くなる。また、装置が長時間稼動でき
ないので、連続使用の場合には予備装置が必要
であり従つて設備費も増える。

− 第二に、処理精度が低いのでライニングの常
態部分を損傷しないように処理するには熱練の
作業員が必要である。

− 第三に、騒音及び煙で汚染された環境で比較
的高温に加熱された容器の近傍で作業するので
作業員には辛い仕事である。

前記の如き欠点を除去するために、清掃作業を
機械化する方向で研究が続けられてきた。

過度に精巧で高価な機械を使用しなくても済む
ように鉱山、ダム、建造物等の大工事故現場で常
用の操作装置を利用し、この種の装置に取付けて
使用し得る特殊工具の開発を目的として研究が進
められてきた。

操作し易い遠隔制御アームを備えた前記装置を
使用すると、処理がより迅速になる。

更に、容器に対する工具の位置の調整精度に関
しては、工具が容器の沈着物又は修復部分にのみ
作用し、かつ適当でない崩壊を完全に阻止し得る
ような精度が要求される。

更に、前記可特装置は、アームの翼幅が広いた
め遠隔作業に好ましいという利点に加えて、殆ん
どの場合、周囲環境から隔離された運転室を備え
る。従つて、オペレータは汚染から保護されてお
り、手動作業の場合に比較して顕著に改良された
衛生条件と安全条件との中で作業し得る。

これら装置を清掃機能に適応させるため変更が
必要であるが、これらの変更は該装置の構造を根
本的に変えるものではない。逆に、工具自体に関
しては、機械化された工具は手動工具とは全く異
なる構造と動作とを有するように製造され得る。

例えば、フランス特許公開第2504829号には、
使用装置のアームの軸線に垂直な軸の回りで回転
し、円周面によつて台沈着物を切削する２つの薄
いデイスクから成る所謂“フランスベツド”なる
工具が開示されている。しかし乍ら薄いデイスク
を使用するで工具の作用面が比較的小さく、従つ
て出湯樋の壁の１つを完全に清掃するには複数回
のパスが必要である。

発明者は更に、底面の１つが作用面の機能を果
す円筒状ヘツドを考案した。この円筒は回転フラ
イスアームの側面に装着されており、180゜回転
させて双方の側壁を同様に清掃するために使用さ
れ得る。この場合にも、複数回のバスの使用を避
けることができない。

更にこの構造では、フライスヘツドがアームに
装着されたチエーン機能を介して駆動される。し
かし乍らこの種の機構では、ヘツドを回転させる
ためのトルクの値が限定され従つて清掃効率が低
下する。

前記の如き考察に基いて出願人は、従来技術に
見られる欠点の全部又は一部を是正し得る構造を
もつ新規な工具の必要性を痛感するに至つた。こ
のため出願人は、出湯樋の性質又は状態に関わり
無く良質の仕事を確保する効率の良い工具、即ち
作業速度の速い工具の開発に着手した。

このためには、以下の可能性を有する工具を開
発する必要がある： − １回のパスで出湯樋の壁を清掃し得る。

− チエーン駆動システムによつて得られるトル
クよりも大きいトルクが得られる。

− 沈着物に作用する研摩力が増加し得る。

出願人は、本発明の工具によつて上記の如き可
能性の実現に成功した。本発明工具は、少くとも
１つの動力回路と圧縮空気源とを備えた可動装置
の遠隔制御アームの末端に取付けられるように構
成された工具であつて、 該工具は、圧縮空気をたくわえるべく前記アー
ムの下方の面に固定されるハウジングと、 該ハウジングの中へ前記圧縮空気源から圧縮空
気を導入す、べく前記ハウジングに連結された給
気パイプと、前記ハウジングの軸線と同軸に配置
されかつハウジングに内蔵されており、前記ハウ
ジングに固定された固定子及び前記軸線の周囲で
回転自在な回転子を有するモータと、前記ハウジ
ングの中にあつてかつ前記回転子の下部に同軸的
に配設された軸受と振動緩衝器とを貫通して前記
ハウジングの下方外部に延伸する、一端が前記回
転子に同軸的に固定され、他の一端が閉鎖されて
いる中空シヤフトと、前記ハウジングの外部で、
前記シヤフトの周囲に固定され、表面に切削用の
フライスチツプを備えた惰円回転体と、前記ハウ
ジングより圧縮空気を前記シヤフトへ導入すべ
く、前記中空シヤフトを貫通する導入チヤネル及
び前記シヤフト内に収容されてあるパイプ並びに
排出口からなる圧縮空気の供給通路と、前記中空
シヤフトの内部に収納されており、前記圧縮空気
の供給通路と協働して前記楕円回転体を有する前
記シヤフトに軸線に沿つた往復運動を発生させる
空気圧発振器と、前記空気圧発振器を出た空気を
大気中に側方へ放出すべく、前記ハウジングの下
底部と前記楕円回転体との間に設けられた通気路
とからなる。

従つて本発明工具は、前記アームに固定される
固定部と工具の作用部を構成する可動部を含む。
本発明を添付図面第１図から第３図に基づいて説
明する。

第１図の下部可動部１は中空シヤフト２から形
成され、該シヤフト２を包囲して楕円回転体３が
固定されている。楕円回転体３の１端は円形面４
で截頭されている。楕円回転体３と面４との双方
がフライスチツプ５を備える。中空シヤフト２は
空気圧発振器６と該発振器への圧縮空気供給通路
とを内蔵している。供給通路は、導入チヤネル７
とパイプ８と通気路１０に達する排気口９とを有
する。更に第１図の固定部１１は、アームへのア
ダプター手段１３と圧縮空気給気パイプ１４とを
備えたハウジング１２などを含む。給気パイプ１
４はハウジングの空間部分をなすタンク１５と連
通しており、タンク１５は導入チヤネル７と連通
している。モータの固定子１６はハウジング１２
に内蔵されており、モータ回転子１７は、軸受手
段２０と振動緩衝器２１とによつて包囲された中
空シヤフト２の末端１９に機械的に連結されてい
る。矢印２２と２３とは夫々可動部の回転運動及
び往復運動の向きと方向とを示す。

第２図によれば、装置２４がキヤタピラ２５と
清掃廃棄物を排出するシヨベルアーム２６とアー
ム２７とを備えており、アーム２７は矢印２８に
沿つた軸周囲での回転と、矢印２９に沿つた伸縮
と、矢印３０に沿つた昇降とを行なう。アーム２
７の先端に本発明工具が装着されている。工具の
軸線がアームの軸線に垂直な平面内に配置されて
おり、工具は己定部１１とチツプを備えた可動部
１とを有する。工具は矢印２２に沿つた軸周囲で
の回転と、矢印２３で示す往復運動とを行なつて
ライニング３２を備えた出湯樋３１に沿つて作業
する。

第３図は、耐火性ライニング３４を備えた出湯
樋３の内部での作業状態の、可動部１と固定部１
１とを備えた工具を示す。

前記可動部１の外面は、長軸を回転軸（第１図
鎖線）とする楕円回転体３の形状を有しいる。こ
の形状を選択した理由は、この形状がヘツドを最
も小型化できしかも長手方向作用面を大きくでき
るので清掃作業に最適であるためである。この形
状は更に、最大効率を確保し且つ１回のパスで清
掃し得るように出湯樋の断面形に合わさた寸法に
調整される。

回転体側面の少くとも一部分にフライスチツプ
５が備えられる。これらのチツプ５は好ましくは
らせんに沿つて規則配置される。好ましくはこれ
らチツプ５が全て同一方向を有しておりこれらチ
ツプ５の軸が回転体３表面に正接しており且つ該
軸が接触点での表面の母線に垂直な平面内に存在
する。

好ましくは楕円回転体３の下端が長軸に垂直に
周囲が円形面４になるよう截頭されかつチツプを
備えている。この特性があるため、工具は従来技
術の場合の如く180゜の回動を要せずに出湯樋の
底部と側壁とに作用し得る。

該楕円回転体３の内部に中空シヤフトが同軸で
固定されている。該シヤフトは可動部の長軸に沿
つて伸びており上方に延長して工具の固定部１１
の内部に侵入し得る。従つて、可動部全体に同軸
周囲での回転運動を与えるモータの回転子１７と
可動部との機械的連結が確保される。このように
シヤフト２が回転子１７に直結固定されるので従
来技術のチエーン駆動装置が不要であり、所与の
モータについて工具の処で得られるトルクの値を
顕著に増加し得る。

中空シヤフト２は、空気圧発振器６と該発振器
への圧縮空気供給通路とを内蔵し得るに十分な直
径を有する。該供給通路は、中空パイプ中に収容
されたパイプ８並びにシヤフト末端１９に設けら
れた導入チヤネル７を有し、ハウジング１２と連
通している。また、発振器６とシヤフト２の内壁
との間のスペースは、発振器６から出て工具外に
排出される膨張空気を受容するに十分な大きさを
有する。膨張空気は、前記ハウジングの下底部と
前記回転楕円体との間に設けられた外気と連通し
た通気路１０を介して工具外大気中の側方に放出
される。

該発振器６の作用により、可動部は軸線に平行
な往復運動を行なう。この往復運動と回転運動と
の結合によつて除去すべき沈着物に作用する研摩
力が顕著に増加し、工具の効率が極めて向上す
る。

本発明の工具は更に、ハウジング１２を含む固
定部を有しており、該ハウジング１２は、工具ホ
ルダーの分野で十分に公知であり、工具交換に必
要な順次着脱操作を迅速に行なわせるアダプター
手段１３を介して可動装置のアーム２７の末端に
しつかりと固定されている。

このハウジング１２は密閉されており発振器用
圧縮空気のタンクの機能を果す。

ハウジング１２の側壁に配置された給気パイプ
１４は、可動装置の圧縮機からアーム２７を介し
てハウジング１２に給気する。

ハウジング１２はハウジングの軸線と同軸でモ
ータを内蔵している。モータの固定子１６はハウ
ジング１２の壁と一体的であり可動装置の動力回
路と連通している。モータの回転子１７は中空シ
ヤフト２の上端部１９に連結されている。回転子
は更に同軸的に軸受手段２０とその下部に振動緩
衝器２１とを備える。振動緩衝器２１は弾性材か
ら成る１種のリングであり、同軸的に中空シヤフ
ト２の末端部１９を包囲している。緩衝器２１
は、固定部の構成部材への振動の伝達を阻止する
ことによつてこれら構成部材の損傷を阻止する。

本発明工具の可動部を作動させるために、種々
のモータの使用及び常用のピツクハンマ型発振器
の使用が可能である。モータと発振器との形式
は、夫々の寸法と所望の性能とに従つて決定され
る。

大部分の可動装置、例えばパワーシヨベル、又
は鉱山、トンネル等の坑道の土の運搬及び掘削作
業に使用される別の装置に装着して本発明工具を
使用し得る。

工具アセンブリの可動部１の回転軸（第１図の
鎖線）が、装置のアーム軸線に垂直な平面内に位
置するように工具アセンブリを装置のアーム２７
の末端に取付ける。このように配置すると清掃作
業が容易である。

一般には工具が鉛直に配向されるが、出湯樋の
特定ゾーンの清掃を目的とする場合は、工具が鉛
直線とは異なる配向を有していてもよい。

作動中は工具の可動部の回転運動と往復運動と
の結合した作用によつて、フライスチツプ５が沈
着物を有効に切削する。従つて清掃作業が迅速で
ある。同時に、アーム２７を自由自在に操作でき
るので作業精度が極めて高い。

工具の回転速度は好ましくは50から500回転／
分であり、往復周波数は５から60ヘルツである。
最適値は、沈着物の性質と清掃すべき出湯樋の寸
法とに従つて選択される。この範囲外では、下限
を下回る値では効率が低下し、上限を上回る値で
はフライスチツプ５が過度に摩耗し易い。

工具の可動部に往復運動を伝達する振動周波数
に関しては、或る種の出湯樋の清掃の場合工具の
最大効率が得られる条件下で作業するように作業
中に振動周波数を変化させるのが好ましいことが
判明した。

このような変化を与えるには、発振器６への給
気量を加減するとよい。この給気量の加減は、手
動で操作してもよいが好ましくはプログラムされ
たサイクルでサーボ制御するとよい。

上述のように本発明は種々の効果を有するが、
さらにハウジングの下底部と楕円回転体との間に
空気圧発振器を出た空気を側方に大気中へ放出す
べく通気路が設けられているため、該通気路も回
転し得る構成にすれば、粉塵の軸受部や緩衝器へ
の侵入が防止され、工具を損傷せしめることが起
こらない。

本発明を以下の使用例によつて説明する。

商標Poclainの操作装置を可動装置として使用
した。該装置は可変長３ｍのアームを有してお
り、アームは軸の回りで回転しまた鉛直平面内で
は水平面から上方45゜及び下方30゜移動し得る。
装置は圧力350MPaの液圧回路と圧力0.9MPaの圧
縮空気回路とを有する。この装置に本発明工具を
装着した。工具は総寸法540×430mmのハウジング
ボツクスから成り、20の空気タンクを収容し得
る寸法の1155型液圧モータを内蔵していた。

工具の可動部は、長さ1100mm、最大直径220
mm、截頭端での最小直径150mmのスチール製の楕
円回転体から形成されていた。この面の長手方向
の下半部に、75個の炭化物製のチツプを分布させ
た。そのうちの４個を円形面に配置した。この楕
円回転体を直径100mmの中空シヤフトに軸方向で
装着した。中空シヤフトは、空気圧発振器と該発
振器への圧縮空気供給通路とを内蔵していた。

工具に速度300回転／分の回転運動と周波数40
ヘルツの往復運動とを与えて鉄金属と鉱滓との沈
着物が平均厚さ60〜80mmに付着した長さ1500mm高
さ620mmの高炉の出湯樋を清掃した。長さ1500mm
の出湯樋の清掃が２時間で終了した。同じ作業を
手で行なうには５時間を要した筈である。

前記の如く効率の高い工具は出湯樋の清掃、及
び、耐火性ライニングを備えており該ライニング
が溶融物質と接触しライニングの壁に沈着物が付
着するので壁の初期寸法の回復又は初期状態の回
復のために沈着物の除去が必要になるような容器
一般の清掃に使用され得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の工具の一部を軸方向断面で示
した側面図、第２図は出湯樋の清掃位置に配置さ
れた本発明工具を装着した装置の一部を長手方向
の軸方向断面で示した側面図、第３図は作業位置
の工具を出湯樋の長手方向軸に垂直な断面から見
た側面図である。 １……可動部、２……中空シヤフト、３……楕
円回転体、４……円形面、５……フライスチツ
プ、６……空気圧発振器、７……導入チヤネル、
８……パイプ、９……排出口、１０……通気路、
１１……固定部、１２……ハウジング、１３……
アダプター手段、１４……給気パイプ、１５……
タンク、１６……固定子、１７……回転子、２０
……軸受手段、２１……緩衝器、２４……可動装
置、２５……キヤタピラ、２６……シヨベルアー
ム、２７……アーム、３１……出湯樋、３２……
ライニング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 溶融材料を処理する凹部を有する部材の表面
   の清掃に使用するために少くとも１つの圧縮空気
   源を備えた可動装置の遠隔制御アームの端部に取
   付けられる工具であつて、圧縮空気をたくわえる
   べく前記アームの下方の面に固定されるハウジン
   グと、該ハウジングの中へ前記圧縮空気源から圧
   縮空気を導入すべく前記ハウジングに連結された
   給気パイプと、前記ハウジングの軸線に配置され
   かつ該ハウジングに内蔵されており、前記ハウジ
   ングに固定された固定子及び前記軸線の周囲で回
   転自在な回転子を有するモータと、前記ハウジン
   グの中にあつてかつ前記回転子の下部に同軸的に
   配設された軸受手段と振動緩衝器とを貫通して前
   記ハウジングの下方外部に延伸する、一端が前記
   回転子に同軸的に固定され、他の一端が閉鎖され
   ている中空シヤフトと、前記ハウジングの外部で
   前記シヤフトの周囲に固定され、表面に切削用の
   フライスチツプを備えた楕円回転体と、前記ハウ
   ジングより圧縮空気を前記シヤフトへ導入すべ
   く、前記中空シヤフトを貫通する導入チヤネル及
   び前記シヤフト内に収容されてあるパイプ並びに
   排出口からなる圧縮空気の供給通路と、前記中空
   シヤフトの内部に収納されており、前記圧縮空気
   の供給通路と協働して前記楕円回転体を有する前
   記シヤフトに軸線に沿つた往復運動を発生させる
   空気圧発振器と、前記空気圧発振器を出た空気を
   大気中に側方へ放出すべく、前記ハウジングの下
   底部と前記惰円回転体との間に設けられた通気路
   とからなる清掃用工具。 ２ 楕円回体の楕円形が清掃すべき出湯樋の断面
   形に適応することを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載の工具。 ３ フライスチツプが同じ方向を有しておりフラ
   イスチツプの軸線が楕円回転体の表面に正接して
   おり接触点での母線に垂直な平面内に位置してい
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載
   の工具。 ４ 楕円回転体の下端がフライスチツプを備えた
   円形面に沿つて截頭されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項に記載の工具。 ５ 楕円回転体の回転速度が50から500回転／分
   であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に
   記載の工具。 ６ 楕円回転体の往復運動の周波数が、５から60
   ヘルツであることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載に工具。 ７ 楕円回転体の往復運動を確保する空気流量が
   可変であることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項に記載の工具。 ８ 楕円回転体の回転軸線がアームの長手方向軸
   に垂直な平面内に配置されるようにアームの先端
   に取付けられることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の工具。