特許 6238441 付着物除去装置および軸流回転機械

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6238441

(24)【登録日】2017年11月10日

(45)【発行日】2017年11月29日

(54)【発明の名称】付着物除去装置および軸流回転機械

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/70 20060101AFI20171120BHJP

【ＦＩ】

   F04D29/70 Q

【請求項の数】5

【全頁数】9

(21)【出願番号】特願2013-248374(P2013-248374)

(22)【出願日】2013年11月29日

(65)【公開番号】特開2015-105619(P2015-105619A)

(43)【公開日】2015年6月8日

【審査請求日】2016年9月1日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006208

【氏名又は名称】三菱重工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100134544

【弁理士】

【氏名又は名称】森 隆一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100064908

【弁理士】

【氏名又は名称】志賀 正武

(74)【代理人】

【識別番号】100108578

【弁理士】

【氏名又は名称】高橋 詔男

(74)【代理人】

【識別番号】100126893

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 哲男

(74)【代理人】

【識別番号】100149548

【弁理士】

【氏名又は名称】松沼 泰史

(72)【発明者】

【氏名】高橋 邦雄

【審査官】 岩田 健一

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭６１−２１５５００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２０６４００（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０４Ｄ ２９／７０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

軸線を中心とする放射状に配置された複数の翼体を有して該軸線回りに相対回転する第一翼群及び第二翼群のうち第一翼群の翼体の少なくとも一つに設けられて、前記第二翼群の翼体に向かって延びて該第二翼群の翼体に摺接する第一付着物除去部と、
前記第一翼群の翼体を覆うカバーと、を備え、
前記第一付着物除去部は、前記カバーの外面に設けられている付着物除去装置。

【請求項2】

前記第一付着物除去部は、前記カバーに対して前記軸線の径方向に移動可能であることを特徴とする請求項１に記載の付着物除去装置。

【請求項3】

前記カバーに設けられて、外周面が前記第一翼群及び第二翼群を囲うケーシングの内面に接触することで、前記第一翼群の前記軸線回りの回転に伴って中心軸回りに回転するローラと、
第一端部が前記第一付着物除去部に回動可能に接続されるとともに、前記第一端部の反対側の第二端部が前記ローラの中心軸から偏心して該ローラに回動可能に接続されたリンク部材とを備える請求項２に記載の付着物除去装置。

【請求項4】

前記カバーの内面に設けられて、前記第一翼群の翼体に摺接する第二付着物除去部を備えることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の付着物除去装置。

【請求項5】

軸線から放射状に延びる複数の翼体を有して該軸線回りに相対回転する第一翼群及び第二翼群と、
これら第一翼群及び第二翼群を囲うように配置されたケーシングと、
請求項１から４のいずれか一項に記載の付着物除去装置とを備える軸流回転機械。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は付着物除去装置および軸流回転機械に関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、軸流式の送風機等の回転機械は、環状流路を形成するケーシングと、ケーシング内部で回転する回転軸と、回転軸に固定され回転軸とともに回転する動翼と、ケーシング内面に形成されるとともに回転軸方向において動翼と交互に配接される静翼と、を備えている。軸流式の送風機等の回転機械はケーシング内部に環状流路を形成し、環状流路に流れ込んだ空気を動翼により圧送する。このような軸流式の送風機等の回転機械は、空気中の塵埃などの固形物が動翼の翼面や翼縁に付着することで翼の面粗度が悪化するため、運転により大幅な性能低下を招くことがある。よって軸流式の送風機等の回転機械の性能を維持するために、定期的に動翼の翼面や翼縁の付着物を除去する必要がある。

【0003】

例えば、回転機械の動翼の翼面や翼縁に付着物を除去する装置としては、特許文献１に開示されているものが知られている。この装置は、ケーシングに設けられた貫通孔から挿入されるブラシ状の付着物除去部材を備えている。そして、該付着物除去部材が、回転軸とともに回転する動翼の前縁部と接触することで、動翼の翼縁や翼面の付着物が除去される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平３−２０６４００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、回転機械の静翼は回転軸とともに回転することはないため、上記特許文献１に記載の翼面上付着物除去装置では、回転機械の回転を利用して静翼に付着した付着物を効率的に除去することはできない。

【0006】

また、動翼の前縁部に代えて後縁部の付着物を除去しようとした場合、当該後縁部に対応する箇所に改めて付着物除去部材を挿入し直す必要があり作業が煩雑となる。

【0007】

本発明はこのような課題に鑑みてなされたものであって、回転機械の翼の付着物を効率的に除去することができる付着物除去装置、及び、該付着物除去装置を備えた軸流回転機械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】

【0008】

上記目的を達成するための発明に係る一態様としての付着物除去装置は、軸線から放射状に延びる複数の翼体を有して該軸線周りに相対回転する第一翼群および第二翼群のうち第一翼群の翼体の少なくとも一つに設けられて、前記第二翼群の翼体に向かって延びて前記第二翼群の翼体に摺接する第一付着物除去部と、前記第一翼群の翼体を覆うカバーと、を備え、前記第一付着物除去部は、前記カバーの外面に設けられている。

【0009】

このような特徴の付着物除去装置によれば、第一翼群と第二翼群とが相対回転することで、第一翼群の翼体に設けられた第一付着物除去部が、第二翼群の複数の翼体に順次摺接する。また、第一翼群が回転して第二翼群が静止している場合、第一翼群が静止して第二翼群が回転している場合のいずれであっても、第二翼群の複数の翼体に第一付着物除去部が順次修正する。
また、第一付着物除去部を容易に第一翼群の翼体に設けることができる。また、付着物除去部材を翼体に取り付ける際に位置調整等を行う必要がなく、取付作業が煩雑となることを回避できる。

【0012】

また、上記付着物除去装置において、前記第一付着物除去部は、前記カバーに対して前記軸線の径方向に移動可能であってもよい。

【0013】

上記構成により、第一翼群と第二翼群とが相対回転する際に第一付着物除去部をカバーに対して径方向に移動させれば、第二翼群の翼体からの付着物除去効果を向上させることができる。また、第一付着物除去部の径方向の寸法が短い場合であっても、該第一付着除去部を翼体の翼高方向の全体に摺接させることができる。

【0014】

また、上記付着物除去装置は、前記カバーに設けられて、外周面が前記第一翼群及び第二翼群を囲うケーシングの内面に接触することで、前記第一翼群の前記軸線回りの回転に伴って中心軸回りに回転するローラと、第一端部が前記第一付着物除去部に回動可能に接続されるとともに、前記第一端部の反対側の第二端部が前記ローラの中心軸から偏心して該ローラに回動可能に接続されたリンク部材とを備えている。

【0015】

上記構成により、第一翼群が軸線回りに回転するとカバーに設けられたローラがケーシングの内面に沿って回転する。これに伴い、ローラの中心軸から偏心して接続されたリンク部材の一端がローラの中心軸を中心として偏心回転する。これにより、リンク部材の他端は軸線の径方向に往復移動するため、該他端に接続された第一付着物除去部も同様にカバーに対して軸線の径方向に往復移動する。

【0016】

さらに、上記付着物除去装置は、前記カバーの内面に前記第一翼群の翼体に摺接する第二付着物除去部を備えていてもよい。

【0017】

上記構成により、翼体にカバーを取り付ける際に、カバーの内面に設けられた第二付着物除去部が翼体に摺接する。

【0018】

本発明に係る軸流回転機械は、軸線から放射状に延びる複数の翼体を有して該軸線回りに相対回転する第一翼群及び第二翼群と、これら第一翼群及び第二翼群を囲うように配置されたケーシングと、上記いずれかの付着物除去装置とを備える。

【0019】

このような軸流回転機械でも、以上のいずれかの付着物除去装置を備えているので、動翼および静翼の翼体に付着した付着物を除去することができる。

【発明の効果】

【0020】

本発明では、付着物除去部が第二翼群の複数の翼体に順次摺接することで、回転機械の翼体に付着した付着物を効率的に除去することができる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】本発明に係る第一実施形態の軸流回転機械における軸線を含む子午面断面図である。

【図2】本発明の第一実施形態に係る付着物除去装置の子午面断面図である。

【図3】本発明に係る第一実施形態の軸流回転機械における付着物除去装置が取り付けられた動翼及び該動翼と隣り合う静翼の径方向に直交する断面図である。

【図4】本発明の第一実施形態に係る軸流回転機械における付着物除去装置の取付手順を説明する図である。

【図5】本発明に係る第二実施形態に係る軸流回転機械の軸線に直交する模式断面図である。

【図6】本発明に係る第三実施形態に係る付着物除去装置の子午面断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

＜第一実施形態＞
以下、本発明の第一実施形態に係る軸流回転機械および付着物除去装置を図１〜図４を参照して詳細に説明する。

【0023】

図１に示すように、本実施形態の軸流回転機械１は例えば軸流式の送風機である。この軸流回転機械１は、軸線Ｏに沿って延びる円筒形状のケーシング２と、このケーシング２の内部で軸線Ｏ回りに回転する回転軸３と、回転軸３に固定され該回転軸３とともに回転する動翼（翼体）４と、ケーシング２の内面に形成されるとともに軸線Ｏ方向において動翼４と交互に配接される静翼（翼体）５と、動翼４に設けられた付着物除去装置６とを備えている。

【0024】

ケーシング２は回転軸３との間に圧送対象となる気体の環状流路を形成するために、気密性の高い略円筒状の部材で形成される。ケーシング２には該ケーシング２の内面にアクセス可能な検査孔１０が設けられると共に、検査孔１０を塞いで気密性を保持することができる検査蓋１１が設けられている。本実施形態では、検査孔１０及び検査蓋１１は、特定の動翼４に対して、軸線Ｏ方向の同一位置に設けられている。

【0025】

回転軸３は軸線Ｏに沿って延びる円柱状をなしており、図示しない電動機等の動力源によって軸線Ｏ回りに回転させられる。

【0026】

動翼４は、回転軸３から径方向外側に向かって延びる翼体である。この動翼４は、複数が軸線Ｏ方向の同一位置に周方向に間隔をあけて放射状に配置されることで動翼群（第一翼群）を形成している。このような動翼群は軸線Ｏ方向に間隔をあけて複数配置されている。これら動翼４は、回転軸３の回転に伴って、軸線Ｏを中心に回転することで環状流路内部の気体を圧送する。

【0027】

静翼５は、ケーシング２の内面から径方向内側に向かって延びる翼体である。この静翼５は軸線Ｏ方向の同一位置に周方向に間隔をあけて放射状に配置されることで静翼群（第二翼群）を形成している。このような静翼群は軸線Ｏ方向に間隔をあけて、動翼群と交互に複数配置されている。これら静翼５は環状流路内部を流れる流体を整流して動翼へと送り込む。
静翼５には、軸流回転機械１の運転により、例えば図３に示すように空気中の塵埃などの固形物が付着物Ｓとして翼面や翼縁に付着する。この付着物を除去するために、付着物除去装置６が使用される。

【0028】

付着物除去装置６は、図２及び図３に示すように動翼４を覆うカバー６ａと、カバー６ａの外面に設けられた第一付着物除去部６ｂを有する。
カバー６ａは付着物Ｓの除去を行う際に、動翼４の翼体から外れ難い形状、材質であればよく、例えば、内面が動翼４の翼体形状に沿って形成される金属や樹脂等から形成される。

【0029】

第一付着物除去部６ｂは、カバー６ａの外面に設けられ、軸線Ｏ方向一方側及び他方側に隣り合う静翼５に向かって延びている。これにより第一付着物除去部６ｂは、軸線方向一方側及び他方側の静翼５に摺接可能とされている。第一付着物除去部６ｂは例えば、ブラシ状部材であり、動翼４が回転軸３とともに軸線Ｏを中心に回転することでその先端が静翼５に摺接する。なお、本実施形態では、第一付着物除去部６ｂは軸線Ｏ方向一方側及び他方側の双方の静翼５に向けて設けられているが、軸線Ｏ方向一方側又は他方側の片側の静翼５のみに向けて延びるように設けられていてもよい。

【0030】

次に図４を用いて本実施形態の付着物除去装置６を使用して静翼５に付着した付着物Ｓを除去する場合の手順を説明する。

【0031】

付着物Ｓを除去する際には、まず軸流回転機械１の運転を停止した後に、図４（ａ）に示すように、ケーシングの検査孔１０に設置された検査蓋１１を取り外す。

【0032】

その後、図４（ｂ）に示すように、付着物除去装置６を検査孔１０からケーシング２の内部に挿入する。そして、図４（ｃ）に示すように、ケーシング２の内部でカバー６ａを動翼４の外面に被せるようにして、付着物除去装置６を動翼４に装着する。この際、ケーシング２の内部に挿入される付着物除去装置６は一の動翼群の一の動翼４のみに装着すべく１つであってもよいし、一の動翼群の複数の動翼４に装着すべく複数であってもよい。即ち、付着物除去装置６を複数用いて付着物Ｓの除去を行う場合は、一の動翼群の複数の動翼４のそれぞれに付着物除去装置６が装着される。

【0033】

次に、図４（ｄ）に示すように、動翼４の翼体に付着物除去装置６を装着した後に検査蓋１１によって検査孔１０を閉塞する。そして、その後に回転軸３を回転させることによって、付着物除去装置６に設けられた第一付着物除去部６ｂが軸線Ｏ方向に隣り合う静翼群の各静翼５に順次摺接する。これによって、これら静翼５の付着物Ｓが除去される。

【0034】

以上のように、本実施形態の付着物除去装置６は動翼４の翼体を覆うカバー６ａを備えているため、付着物Ｓを除去する際に動翼４に付着物除去装置６を装着するのみで、静翼５に付着した付着物を除去することができる。したがって煩雑な作業を要することなく、付着物を容易に除去することが可能となる。
また、動翼４の翼体に付着物除去装置６を装着した際に、第一付着物除去部６ｂが軸線Ｏ方向に隣り合う静翼５のと摺接するため、付着物除去装置６の位置合わせ等の煩雑な作業を別途行うことなく付着物Ｓの除去を行うことができる。

【0035】

＜第二実施形態＞
次に本発明の第二実施形態軸について図５を用いて説明する。なお、第二実施形態では第一実施形態と同様の構成要素については、第一実施形態と同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
第二実施形態の付着物除去装置６０は、第一付着物除去部６０ｂが回転軸３の回転とともに可動する点で第一実施形態と相違する。

【0036】

本実施形態の付着物除去装置６０は、カバー６０ａと、第一付着物除去部６０ｂと、ローラ支持部７ａと、ローラ７と、リンク部材８とを備えている。
カバー６０ａは、第一実施形態のカバー６ａと同様の構成をなしている。
また、第一付着物除去部６０ｂは、カバー６ａの外面に該カバー６ａに対して軸線Ｏの径方向にスライド移動可能に設けられている。即ち、第一付着物除去部６０ｂは、カバー６ａの径方向の寸法の範囲内で径方向の任意の位置に移動可能とされている。

【0037】

ローラ支持部７ａは、カバー６０ａに固定された部材であって、該カバー６０ａの径方向外側の先端から該径方向及び軸線Ｏ方向の双方に直交する方向に突出するように設けられている。

【0038】

ローラ７は、ローラ支持部７ａにおけるカバー６０ａ側とは反対側の端部に支持された円板状の部材である。このローラ７は、軸線Ｏに平行な軸線を中心軸として回転可能にローラ支持部７ａに設けられている。ローラ７の外周面は、軸線Ｏに直交する断面形状が円形をなすケーシング２の内面に当接している。
なお、ローラ７は必ずしも円盤である必要はなく、例えば楕円のように中心から円周までの距離が一定でない円盤であってもよいし、ケーシング２の内面に損傷を与えないようであれば多角形盤であってもよい。

【0039】

リンク部材８は棒状をなす部材である。このリンク部材８の第一端部は、第一付着物除去部の径方向内側の端部に、軸線Ｏと平行な軸回りに回動可能に接続されている。また、リンク部材８の第一端部とは反対側の第二端部は、ローラ７に対してその中心軸から偏心した位置に、ローラ７の中心軸と平行な軸回り、即ち、軸線Ｏと平行な軸回りに回動可能に接続されている。
なお、このリンク部材８は、回転軸３の回転する際にローラ支持部７ａやローラ７の中心軸に対して干渉しないように設けられている。

【0040】

本実施形態の付着物除去装置６０は、付着物Ｓを除去する際に回転軸３が回転することにより、カバー６０ａに設けられたローラ７もケーシング２の内面に沿って回転する。これに伴い、ローラ７の中心軸から偏心して接続されたリンク部材８の第二端部がローラ７の中心軸を中心として回転する。これにより、リンク部材８は径方向を往復移動するため、このリンク部材８の第一端部に接続された付着物除去部６０ｂもカバー６０に対して軸線の径方向に往復移動する。

【0041】

このように、第二実施形態の付着物除去装置６０は、付着物除去部６０ｂが軸線の径方向を往復移動するため、付着物除去部６０ｂが静翼５の翼体の翼高の全体に摺接することとなる。これにより第一実施形態の付着物除去装置６と比較して付着物Ｓの除去効果をさらに高めることができる。

【0042】

＜第三実施形態＞
本発明の第三実施形態について図６を用いて説明する。
第三実施形態では、付着物除去装置６００を構成するカバー６００ａの内面にさらに第二付着物除去部６００ｃを備える点で第一及び第二実施形態と相違する。

【0043】

即ち、本実施形態の付着物除去装置６００は、カバー６００ａ、第一付着物除去部６００ｂ及び第二付着物除去部６００ｃを備えている。
カバー６００ａ及び第一付着物除去部６００ｂは第一及び第二実施形態のカバー６ａ，６０ａ、第一付着物除去部６ｂ，６０ｂと同様の構成をなしている。

【0044】

第二付着物除去部６００ｃは、カバー６００ａの内面に設けられた例えばブラシ状部材であり、動翼４に付カバー６００ａを被せる際にその先端が動翼４に摺接可能となるように設けられている。

【0045】

本実施形態の付着物除去装置６００は、付着物Ｓを除去する際に付着物除去装置６００を動翼４に取り付けることで、カバー６００ａの内面に設けられた付着物除去部６００ｄが動翼４の外面に摺接する。これにより、付着物除去装置６００を動翼４に装着するだけで動翼４に付着した付着物Ｓを除去することができる。即ち、静翼５の付着物Ｓ除去と同時に動翼４の付着物除去も可能となるため、さらに効率的に付着物Ｓを除去することができる。

【0046】

以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、付着物除去装置６、６００は、静翼５に取り付けられてもよい。静翼５に付着物除去装置６、６００を取り付ける場合には、付着物除去装置６，６００のカバー６ａ、６００ａは例えば、ゴムのような弾性体で形成されていてもよい。これにより、静翼５に付着した付着物Ｓのみならず、動翼４の翼体に付着した付着物Ｓも効率的に除去することができる。また、静翼５の翼体に付着物除去装置６，６００を装着した際に、第一付着物除去部６ｂ、６００ｂが軸線Ｏ方向において隣り合う動翼４の外面と摺接するため、第一付着物除去装置６ｂ、６００ｂの位置あわせを行うことなく付着物Ｓの除去を行うことができる。

【0047】

また上記では、動翼群のうちの一つの動翼４に付着物除去装置６、６００を取り付けた例について説明したが、一の動翼群の複数の動翼４に付着物除去装置６、６００が取り付けられていてもよい。即ち、動翼群の複数の動翼４のうちの少なくとも一つに付着物除去装置６、６００が取り付けられていればよい。さらに、静翼群の複数の静翼５のうちの少なくとも一つに付着物除去装置６、６００が取り付けられていてもよい。

【0048】

また、付着物除去部６ａ、６０ａ、６００ａは必ずしもブラシ状部材である必要はなく、付着物Ｓを除去でき、かつ軸方向で隣り合う翼体に損傷を与えないような部材であればよい。
さらに、以上の各実施形態のそれぞれを組み合わせた形態を採用しても良い。

【0049】

また、各実施形態では、軸流回転機械１として送風機に適用した例を説明したが、例えば圧縮機等の他の軸流回転機械に適用してもよい。さらに、圧送対象は気体に限られず、液体を圧送する軸流式のポンプを軸流回転機械として本発明を適用してもよい。

【符号の説明】

【0050】

１ 軸流回転機械
２ ケーシング
３ 回転軸
４ 動翼（第一翼群の翼体）
５ 静翼（第二翼群の翼体）
６ 付着物除去装置
６ａ カバー
６ｂ 第一付着物除去部
７ ローラ
７ａ ローラ支持部
８ リンク部材
１０ 検査孔
１１ 検査蓋
６０ 付着物除去装置
６０ａ カバー
６０ｂ 第一付着物除去部
６００ 付着物除去装置
６００ａ カバー
６００ｂ 第一付着物除去部
６００ｃ 第二付着物除去部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】