特開 2023-161692 流体搬送装置のダスト除去装置およびダスト除去方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023161692

(43)【公開日】2023-11-08

(54)【発明の名称】流体搬送装置のダスト除去装置およびダスト除去方法

(51)【国際特許分類】

   F04D 29/70 20060101AFI20231031BHJP

【ＦＩ】

F04D29/70 N

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022072175

(22)【出願日】2022-04-26

(71)【出願人】

【識別番号】000001258

【氏名又は名称】ＪＦＥスチール株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100184859

【弁理士】

【氏名又は名称】磯村 哲朗

(74)【代理人】

【識別番号】100123386

【弁理士】

【氏名又は名称】熊坂 晃

(74)【代理人】

【識別番号】100196667

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 哲也

(74)【代理人】

【識別番号】100130834

【弁理士】

【氏名又は名称】森 和弘

(72)【発明者】

【氏名】宮崎 碧人

(72)【発明者】

【氏名】青▲柳▼ 智勇

(72)【発明者】

【氏名】高木 貞治

【テーマコード（参考）】

3H130

【Ｆターム（参考）】

3H130AA12

3H130AB26

3H130AB27

3H130AB46

3H130AC01

3H130BA48C

3H130CB01

3H130CB05

3H130DF09X

(57)【要約】

【課題】ダストを含む流体を搬送する装置の操業を停止することなく、ダストを除去できると共にダストの付着を抑制することのできる流体搬送装置のダスト除去装置およびダスト除去方法を提供すること。
【解決手段】所定箇所にダストを含む流体を搬送する流体搬送装置２に付着したダストを除去する流体搬送装置２のダスト除去装置１であって、洗浄流体をダストとは反対の電荷に帯電させる帯電装置１４と、流体搬送装置２にダストとは反対の電荷に帯電された洗浄流体を供給する供給部１７とを備え、ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を流体搬送装置２に供給することによって、流体搬送装置２をダストと同じ電荷に帯電させて流体搬送装置２とダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、斥力によって流体搬送装置２からダストを除去するように構成されている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

所定箇所にダストを含む流体を搬送する流体搬送装置に付着した前記ダストを除去する流体搬送装置のダスト除去装置であって、
洗浄流体を前記ダストとは反対の電荷に帯電させる帯電装置と、
前記流体搬送装置に前記ダストとは反対の電荷に帯電された洗浄流体を供給する供給部とを備え、
前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を前記流体搬送装置に供給することによって、前記流体搬送装置を前記ダストと同じ電荷に帯電させて前記流体搬送装置と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記流体搬送装置から前記ダストを除去するように構成されている流体搬送装置のダスト除去装置。

【請求項2】

前記流体搬送装置は、圧縮室内に収容された回転体の回転によって前記圧縮室内に前記流体を吸引し、かつ、前記回転体の回転によって前記流体に生じる遠心力によって前記流体の圧力を増大させて前記圧縮室から前記所定箇所に向けて前記流体を搬送するように構成されており、
前記回転体に前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を供給することによって、前記回転体を前記ダストと同じ電荷に帯電させて前記回転体と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記回転体から前記ダストを除去するように構成されている、請求項１に記載の流体搬送装置のダスト除去装置。

【請求項3】

前記供給部は、前記洗浄流体の供給源から前記流体搬送装置に向けて前記洗浄流体を流動させる洗浄配管と、前記洗浄配管の先端部に設けられていて前記流体搬送装置に対して前記洗浄流体を噴射するノズルとを有し、
前記洗浄配管に前記帯電装置が設けられており、
前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を前記ノズルから前記流体搬送装置に噴射するように構成されている、請求項１に記載の流体搬送装置のダスト除去装置。

【請求項4】

前記帯電装置は、前記洗浄流体に交流電流を印加して前記ダストとは反対の電荷に帯電させるように構成されている、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の流体搬送装置のダスト除去装置。

【請求項5】

前記洗浄配管は、前記流体搬送装置における発熱する発熱部に対して冷却用の流体を供給する冷却配管から分岐して構成されており、
前記冷却用の流体を前記洗浄流体として前記流体搬送装置に供給するように構成されている、請求項３に記載の流体搬送装置のダスト除去装置。

【請求項6】

所定箇所にダストを含む流体を搬送する流体搬送装置に付着した前記ダストを除去する流体搬送装置のダスト除去方法であって、
前記流体搬送装置の操業時に、前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を前記流体搬送装置に供給することによって、前記流体搬送装置を前記ダストと同じ電荷に帯電させて、前記流体搬送装置と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記流体搬送装置から前記ダストを除去する、流体搬送装置のダスト除去方法。

【請求項7】

前記洗浄流体をノズルから噴射させ、前記流体搬送装置に付着した前記ダストに前記ノズルから噴射された前記洗浄流体を衝突させることによる衝撃力と、前記斥力と、によって前記流体搬送装置から前記ダストを除去する、請求項６に記載の流体搬送装置のダスト除去方法。

【請求項8】

前記洗浄流体に交流電流を印加して前記洗浄流体を前記ダストとは反対の電荷に帯電させる、請求項６または７に記載の流体搬送装置のダスト除去方法。

【請求項9】

流体搬送装置は、圧縮室内に収容された回転体の回転によって前記圧縮室内に前記流体を吸引し、かつ、前記回転体の回転によって前記流体に生じる遠心力によって前記流体の圧力を増大させて前記圧縮室から前記所定箇所に向けて前記流体を搬送するように構成されており、
前記回転体に前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を供給することによって、前記回転体を前記ダストと同じ電荷に帯電させて前記回転体と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記回転体から前記ダストを除去する、請求項６に記載の流体搬送装置のダスト除去方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、所定の箇所にダストを含む流体を搬送する流体搬送装置に付着あるいは堆積したダストを除去する装置およびその方法に関する。

【背景技術】

【0002】

製鉄所では、コークス炉ガス、高炉ガス、転炉ガスなどの副生ガスや都市ガスなどを製鉄所内にある加熱炉や発電所のボイラ等に搬送して気体燃料として使用している。また、製鋼工程の脱炭に酸素を、その他の設備の駆動源等で空気を使用している。そのため、製鉄所内においては、上述した気体燃料や酸素、空気などの供給源と、加熱炉や発電所のボイラ等の被供給部とがパイプラインを介して接続されており、そのパイプラインの途中には、上述した供給源から被供給部に各種のガスを搬送する流体搬送装置が設けられている。

【0003】

上述した副生ガスは製銑・製鋼工程や石炭の乾留工程などで生じるため、精製された都市ガスと比較して多量のダストを含んでいる場合がある。そのダストは、副生ガスの種類つまり副生ガスの発生する工程に応じて異なっており、例えば、石炭粉、鉄鉱石粉、鉄粉などを挙げることができる。これらのダストは、副生ガスの搬送の過程で流体搬送装置に付着し、また、堆積してしまう可能性がある。

【0004】

流体搬送装置としては、一例として、ファンやブロワーなどの送風機、あるいは、遠心式や軸流式などのターボ式と称される圧縮機を挙げることができ、この種の流体搬送装置では、インペラ等の回転体の回転によって副生ガスを被供給部に向けて搬送するように構成されている。上記の回転体にダストが付着して堆積すると、回転体の回転中心軸線に対して回転体の重心が偏心して異常振動が生じたり、それが要因となって流体搬送装置が故障あるいは破損したりする可能性がある。また、ダストに腐食性物質が含まれている場合には、腐食性物質によって流体搬送装置が腐食してしまう可能性がある。このように、副生ガスに含まれるダストは、流体搬送装置や製鉄所全体の安定操業の阻害要因となる可能性がある。そのため、従来では、流体搬送装置の操業を一旦停止した状態で、流体搬送装置におけるダストの堆積部分を開放してダストを除去していた。しかしながら、このようなダストの除去方法では、流体搬送装置の操業を一旦停止せざるを得ないため、製鉄所の全体として稼働率や操業率が低下するなど、製鉄所の全体への悪影響が大きくなってしまう。そこで、流体搬送装置の操業を停止することなく、流体搬送装置に付着堆積したダストを除去する方法が、従来、種々提案されている。

【0005】

例えば、特許文献１には、副生ガスを搬送するガス管内に堆積したダストに蒸気を吹き付けて前記ダストを除去する堆積物の除去方法が記載されている。具体的には、ガス管の内部に蒸気を流動させる蒸気配管を配置し、蒸気配管の先端部に取り付けたノズルからガス配管内のダストに蒸気を吹き付けるように構成されている。こうすることによって、蒸気の熱によってダストを柔らかくし、また、ダストに蒸気が衝突することによる衝撃力によってダストを細かくして吹き飛ばすようになっている。特許文献２には、ガス圧縮機（以下、圧縮機と記す。）の吐出圧でタンク内の洗浄液を加圧し、その加圧された洗浄液を圧縮機の吸込側に設けられたノズルから圧縮機の羽根車に吹き付けてダストを除去する方法が記載されている。さらに、特許文献３には、タービンの動翼の表面を平滑化処理することによって、動翼の表面に対するダストの付着の低減を図る方法が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０２０－１９０３５６号公報

【特許文献2】特開平４－３３４７７５号公報

【特許文献3】特開２０１８－１９３９９８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上述したダストは正に帯電する傾向があり、当該ダストが付着する部分は、静電誘導によってダストとは反対の負に帯電することが知られている。つまり、ダストは上述したダストが付着する部分に対してクーロン力によって付着し、また堆積する。したがって、特許文献１に記載の方法では、ダストに蒸気が衝突した際の衝撃力がクーロン力に満たない場合には、ダストの除去が困難になる可能性がある。また、クーロン力以上に衝撃力を増大させるためには、蒸気を圧送する装置を大型化せざるを得ず、その結果、蒸気を圧送する装置の設置スペースや設備コストが増大してしまう。

【0008】

特許文献２に記載されている方法では、圧縮機の周辺に洗浄水の昇圧設備である加圧タンクを設置する必要があり、圧縮機の周辺に加圧タンクの設置スペースを確保できない場合には、加圧タンクの設置が困難になる可能性がある。付言すれば、上述した圧縮機の吐出圧が洗浄水の加圧に必要な圧力に満たない場合は、吐出圧を増大する加圧設備を追加で設置しなければならず、設置スペースや設備コストが増大して、加圧タンクおよび加圧設備の設置が更に困難になる可能性がある。また、圧縮機から吐出されたガスによってタンク内の洗浄水を昇圧している為、前記ガスにダストが含まれていると、洗浄水が汚染されてしまい、当該汚染された洗浄水の使用によって圧縮機のダスト付着を悪化させてしまう可能性がある。

【0009】

特許文献３に記載された方法では、動翼にダストが繰り返し衝突することによって動翼の表面が粗くなると、動翼の表面にダストが付着し、また、堆積してしまう可能性がある。動翼にダストが付着し、また、堆積すると、動翼の回転中心軸線に対して重心が偏心して異常振動が生じる可能性がある。したがって、動翼にダストが付着して異常振動が生じる前に、設備の操業を一旦停止してダストを除去する必要がある。

【0010】

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、ダストを含む流体を搬送する装置の操業を停止することなく、ダストを除去できると共にダストの付着を抑制することのできる流体搬送装置のダスト除去装置およびダスト除去方法を提供することを目的とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

本発明は、上記の目的を達成するために、
［１］所定箇所にダストを含む流体を搬送する流体搬送装置に付着した前記ダストを除去する流体搬送装置のダスト除去装置であって、洗浄流体を前記ダストとは反対の電荷に帯電させる帯電装置と、前記流体搬送装置に前記ダストとは反対の電荷に帯電された洗浄流体を供給する供給部とを備え、前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を前記流体搬送装置に供給することによって、前記流体搬送装置を前記ダストと同じ電荷に帯電させて前記流体搬送装置と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記流体搬送装置から前記ダストを除去するように構成されている流体搬送装置のダスト除去装置である。
［２］前記流体搬送装置は、圧縮室内に収容された回転体の回転によって前記圧縮室内に前記流体を吸引し、かつ、前記回転体の回転によって前記流体に生じる遠心力によって前記流体の圧力を増大させて前記圧縮室から前記所定箇所に向けて前記流体を搬送するように構成されており、前記回転体に前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を供給することによって、前記回転体を前記ダストと同じ電荷に帯電させて前記回転体と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記回転体から前記ダストを除去するように構成されている、上記の［１］に記載の流体搬送装置のダスト除去装置である。
［３］前記供給部は、前記洗浄流体の供給源から前記流体搬送装置に向けて前記洗浄流体を流動させる洗浄配管と、前記洗浄配管の先端部に設けられていて前記流体搬送装置に対して前記洗浄流体を噴射するノズルとを有し、前記洗浄配管に前記帯電装置が設けられており、前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を前記ノズルから前記流体搬送装置に噴射するように構成されている、上記の［１］に記載の流体搬送装置のダスト除去装置である。
［４］前記帯電装置は、前記洗浄流体に交流電流を印加して前記ダストとは反対の電荷に帯電させるように構成されている、上記の［１］ないし［３］のいずれか一項に記載の流体搬送装置のダスト除去装置である。
［５］前記洗浄配管は、前記流体搬送装置における発熱する発熱部に対して冷却用の流体を供給する冷却配管から分岐して構成されており、前記冷却用の流体を前記洗浄流体として前記流体搬送装置に供給するように構成されている、上記の［３］に記載の流体搬送装置のダスト除去装置である。
［６］所定箇所にダストを含む流体を搬送する流体搬送装置に付着した前記ダストを除去する流体搬送装置のダスト除去方法であって、前記流体搬送装置の操業時に、前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を前記流体搬送装置に供給することによって、前記流体搬送装置を前記ダストと同じ電荷に帯電させて、前記流体搬送装置と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記流体搬送装置から前記ダストを除去する、流体搬送装置のダスト除去方法である。
［７］前記洗浄流体をノズルから噴射させ、前記流体搬送装置に付着した前記ダストに前記ノズルから噴射された前記洗浄流体を衝突させることによる衝撃力と、前記斥力と、によって前記流体搬送装置から前記ダストを除去する、上記の［６］に記載の流体搬送装置のダスト除去方法である。
［８］前記洗浄流体に交流電流を印加して前記洗浄流体を前記ダストとは反対の電荷に帯電させる、上記の［６］または［７］に記載の流体搬送装置のダスト除去方法である。
［９］流体搬送装置は、圧縮室内に収容された回転体の回転によって前記圧縮室内に前記流体を吸引し、かつ、前記回転体の回転によって前記流体に生じる遠心力によって前記流体の圧力を増大させて前記圧縮室から前記所定箇所に向けて前記流体を搬送するように構成されており、前記回転体に前記ダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を供給することによって、前記回転体を前記ダストと同じ電荷に帯電させて前記回転体と前記ダストとの間に電気的な斥力を生じさせ、前記斥力によって前記回転体から前記ダストを除去する、上記の［６］に記載の流体搬送装置のダスト除去方法である。

【発明の効果】

【0012】

本発明によれば、帯電装置においてダストとは反対の電荷に洗浄流体を帯電させ、その洗浄流体は供給部によって流体搬送装置に供給されるように構成されている。こうすることにより、流体搬送装置はダストとは反対の電荷に帯電された洗浄流体に曝されることになり、静電誘導によってダストと同じ電荷に帯電させられる。その結果、流体搬送装置とダストとの間には、電気的な斥力が生じ、その斥力によって流体搬送装置にダストが付着しにくくなり、また、斥力によって流体搬送装置からダストを除去することができる。このように、本願発明によれば、流体搬送装置の操業を停止することがなく、ダストを除去することができ、また、ダストの付着を抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る流体搬送装置のダスト除去装置の一例を示す図である。

【図2】インペラの構成、および、インペラに対して工水を噴射する箇所の一例を示す図である。

【図3】本発明の実施形態に係るダスト除去装置によるダストの除去を説明するための図である。

【図4】流体搬送装置に本発明の実施形態に係るダスト除去装置を適用していない場合における流体搬送装置の状態を示す図面代用写真である。

【図5】流体搬送装置に本発明の実施形態に係るダスト除去装置を適用していない場合における流体搬送装置の状態を示す他の図面代用写真である。

【図6】流体搬送装置に本発明の実施形態に係るダスト除去装置を適用し、その後の半年間に亘って流体搬送装置を連続的に運転した場合における流体搬送装置の状態を示す図面代用写真である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の実施形態に係る流体搬送装置のダスト除去装置の一例を示す図である。図１に示すダスト除去装置１は、所定箇所にダストを含む流体を搬送する流体搬送装置２に付着し、また、堆積したダストを除去すると共に、流体搬送装置２にダストを付着しにくくするものである。具体的に説明すると、上述した流体は、一例として、製鉄所内の製銑・製鋼工程や石炭の乾留工程などで生じるコークス炉ガス、高炉ガス、転炉ガスなどの副生ガスを挙げることができる。それらの副生ガスは、製銑・製鋼工程や石炭の乾留工程などで生じるため、副生ガスの発生する工程に応じて石炭粉、鉄鉱石粉、鉄粉などをダストとして不可避的に含んでいる。副生ガスは当該副生ガスの発生源からパイプラインを介して製鉄所内の加熱炉や発電所のボイラ（それぞれ図示せず）に搬送されて気体燃料として使用される。なお、加熱炉や発電所のボイラなどが、上述した目標とする箇所、および、本発明の実施形態における所定箇所に相当している。

【0015】

流体搬送装置２はパイプラインの途中に設けられていて、加熱炉や発電所のボイラなどに向けて副生ガスを搬送するように構成されている。流体搬送装置２は一例として、ファンやブロワーなどの送風機、あるいは圧縮機などであってよい。図１に示す例では、流体搬送装置２は、モータ３と、モータ３の図示しないロータに連結された回転軸４と、当該回転軸４を介してモータ３に連結された回転体と、回転体を収容し、回転体の回転によって副生ガスを吸引しかつ副生ガスの圧力を増大する圧縮室５とを有している。回転体はインペラ６であって、インペラ６の半径方向で中心部分に設けられたハブから半径方向で外側に向かって延びる複数のブレードを有している。なお、インペラ６の具体的な構成については後述する。

【0016】

圧縮室５にインペラ６の回転によって当該圧縮室５内に未圧縮の副生ガスを吸い込む吸気口７と、圧縮した副生ガスを外部に吐出する吐出口８とが設けられている。すなわち、ここに示す流体搬送装置２はモータ３で発生させたトルクによってインペラ６を回転させ、インペラ６の回転によって吸気口７から圧縮室５内に未圧縮の副生ガスを吸い込み、その吸い込んだ未圧縮の副生ガスをインペラ６の回転に伴う遠心力によって圧縮し、圧縮した副生ガスを吐出口８から加熱炉や発電所のボイラなどに向けて吐出するようになっている。また、詳細は図示しないが、ダスト除去装置１と流体搬送装置２とは、製鉄所内の設備あるいは支柱などの構造体に固定されており、回転軸４は当該構造体に軸受９を介して支持されている。

【0017】

流体搬送装置２の圧縮室５は図示しないディフューザーを備えていてもよい。ディフューザーは遠心力によってインペラ６から流出した副生ガスの速度を低減して圧力に変換するように構成されたものであり、このようなディフューザーが設けられている場合には、副生ガスの圧力を更に増大させることができる。

【0018】

流体搬送装置２には、相互に摩擦接触する箇所や、軸受９などの発熱部が多数存在し、それらの発熱部に対して冷却用の流体を供給して冷却するように構成されている。また、発熱部に対しては、冷却のために必要とする量の冷却用の流体が供給されればよい。そのため、冷却用の流体は一例として、スケールと称される微粒子を不可避的に含んでいる工業用水（以下、工水と記す。）であってよい。

【0019】

発熱部を冷却する構成について説明すると、図１に示す例では、工水の供給源と軸受９とが冷却配管１０を介して互いに連通されており、冷却配管１０の途中に送水ポンプＰが設けられている。軸受９に対して送水ポンプＰから吐出した工水を供給するように構成されている。また、冷却配管１０における工水の流動方向で流体搬送装置２の上流側と下流側とのそれぞれに冷却用開閉弁１１が設けられている。それらの冷却用開閉弁１１を開閉することによって軸受９に対して工水を供給し、また、工水の供給を停止するようになっている。さらに、冷却用開閉弁１１の開度を変更することによって工水の供給量を変更できるようになっている。

【0020】

副生ガスは、上述したように、ダストを含んでいる場合があり、その場合には、インペラ６はダストに曝され、クーロン力によってインペラ６にダストが付着したり、堆積したりする可能性がある。そこで、本発明の実施形態では、インペラ６に対するダストの付着を抑制し、また、付着したダストを除去するため、インペラ６に対してダストとは反対の電荷に帯電させた洗浄流体を供給するように構成されている。具体的には、冷却配管１０から分岐して洗浄配管１２が設けられており、洗浄配管１２の先端部はインペラ６に向かって延びている。つまり、本発明の実施形態では、インペラ６に対して工水を供給するように構成されている。

【0021】

洗浄配管１２における工水の流動方向で洗浄配管１２の最も上流側に、具体的には、冷却配管１０からの分岐部分に隣接して洗浄用開閉弁１３が設けられている。洗浄用開閉弁１３を開閉することによってインペラ６に対して工水を供給し、また、工水の供給を停止できるようになっている。さらに、洗浄用開閉弁１３の開度を変更することによって、インペラ６に対する工水の供給量を変更できるようになっている。

【0022】

洗浄配管１２における工水の流動方向で洗浄用開閉弁１３の下流側に、インペラ６に対して供給する工水をダストとは反対の電荷に帯電させる帯電装置１４が設けられている。帯電装置１４は工水中のスケールをダストとは反対の電荷に帯電させるように構成されている。具体的には、洗浄配管１２の外周面に巻き付けられたコイル部１５と、コイル部１５に対して印加する交流電流の電流値、電圧値、周波数を変更可能に構成された電源部１６とを有している。つまり、コイル部１５に対して印加する交流電流の電流値、電圧値、周波数を変更することによって工水中のスケールの帯電量を変更するようになっている。

【0023】

また、インペラ６におけるダストの付着箇所のそれぞれに対して工水を供給するために、洗浄配管１２における工水の流動方向で帯電装置１４の下流側において、図１に示す例では、洗浄配管１２は３つに分岐されている。各分岐管１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃの先端部のそれぞれにノズル１７が設けられており、インペラ６に対して各ノズル１７から工水を噴射するようになっている。なお、上述したノズル１７、および、当該ノズル１７に対して工水を供給する洗浄配管１２や冷却配管１０、送水ポンプＰ、工水の供給源などが本発明の実施形態における供給部に相当している。

【0024】

図２は、インペラ６の構成、および、インペラ６に対して工水を噴射する箇所の一例を示す図である。先ず、インペラ６の構成について説明すると、図２に示すインペラ６はクローズタイプのインペラ６であって、回転軸４にトルク伝達可能に連結されるハブ１８と、半径方向でハブ１８の外側に配置された複数のブレード１９と、半径方向でブレード１９の外側部分を覆うリング状の第１シュラウド２０とを備えている。第１シュラウド２０における内側の縁部分は、外側の縁部分よりも軸線方向でハブ１８から離隔しており、かつ、第１シュラウド２０の外径は前記外側の縁部分から前記内側の縁部分に向けて滑らかに湾曲するように次第に低減している。つまり、第１シュラウド２０の外周面２１は、滑らかに湾曲したテーパー状を成している。軸線方向でハブ１８を挟んで第１シュラウド２０の反対側に、円盤状の第２シュラウド２２が配置されており、それら２つのシュラウド２０，２２同士の間に複数のブレード１９が配置されている。副生ガスは上述した２つのシュラウド２０，２２とブレード１９とによって区画された空間（以下、インペラ室と称する。）を遠心力によって半径方向で外側に向かって流動する。なお、インペラ６は耐久性の点で金属材料によって構成されていることが好ましい。

【0025】

第１シュラウド２０の内側部分は副生ガスを吸い込む開口部２３となっており、半径方向で複数のブレード１９の内側部分が開口部２３から臨んでいる。その開口部２３から臨む複数のブレード１９に対して第１分岐管１２Ａの先端部に取り付けられたノズル１７から工水を噴射するようになっている。また、第１シュラウド２０における湾曲した外周面２１に対して第２分岐管１２Ｂの先端部に取り付けられたノズル１７から工水を噴射するようになっている。さらに、半径方向でインペラ６の外周部分に対して、つまり、上述したインペラ室に対して、半径方向で外側から第３分岐管１２Ｃの先端部に取り付けられたノズル１７によって工水を噴射するようになっている。

【0026】

また、圧縮室５内に工水が滞留することを抑制するために、図１に示すように、圧縮室５の下部に排水管２４が連通されており、排水管２４を介してドレーンに工水を排出するように構成されている。排水管２４に排水用開閉弁２５が設けられており、排水用開閉弁２５を開閉することによって工水の排出および停止、また、工水の排出量をコントロールできるようになっている。

【0027】

上述した本発明の実施形態に係る流体搬送装置２のダスト除去装置１の作用について説明する。モータ３で発生させたトルクによって流体搬送装置２のインペラ６が回転すると、それに伴ってインペラ室が回転する。これによりインペラ室の内部に滞留している空気を含む副生ガスに遠心力が生じ、当該遠心力によってインペラ室内の空気を含む副生ガスが半径方向で外側に流動し、また、吐出口８から流体搬送装置２の外部に吐出される。これに伴って、インペラ室内に吸気口７およびインペラ６の開口部２３を介して副生ガスが吸引され、その副生ガスはインペラ６の回転に伴う遠心力によって半径方向で外側に向かってインペラ室内を流動し、吐出口８から流体搬送装置２の外部に吐出される。流体搬送装置２では、このような副生ガスの流入、および、流出が連続的に生じ、遠心力によって副生ガスの流速および圧力が増大させられ、加熱炉や発電所のボイラなどにパイプラインを介して圧送される。

【0028】

流体搬送装置２の上述した操業と同時に、あるいは、流体搬送装置２の操業よりも前の時点で帯電装置１４が起動され、洗浄配管１２内を流動する工水中のスケールがダストとは反対の電荷に帯電させられる。ここで、ダスト、および、スケールが帯びる電荷について説明すると、ダスト、および、スケールは主として正に帯電することが従来知られている。そのため、帯電装置１４は、工水中のスケールをダストとは反対の負に帯電させるように、コイル部１５に対して予め設定した電流値、電圧値、周波数の交流電流を印加するようになっている。そのコイル部１５に対して印加する交流電流の電流値、電圧値、周波数は、実験あるいは文献などにより予め求めることができる。

【0029】

こうして負に帯電されたスケールを含む工水は、洗浄配管１２から各分岐管１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃを流動して各ノズル１７からインペラ６に向かって噴射される。インペラ６は上記の工水に曝されると、静電誘導によってスケールが帯びる負電荷とは反対の電荷である正に帯電させられる。これに対して、副生ガスに含まれるダストは正電荷を帯びているため、インペラ６とダストとの間に電気的な斥力が生じ、その斥力によってインペラ６に対するダストの付着を防止もしくは抑制できる。また、インペラ６にある程度のダストが既に付着しているとしても、インペラ６におけるダストの付着していない箇所が上記の工水に曝されると、静電誘導によって当該箇所は正に帯電する。また、インペラ６は金属材料によって構成されるから、全体として正に帯電し、インペラ６とダストとの間に電気的な斥力が生じる。さらに、本発明の実施形態では、噴流の状態でインペラ６に対して工水を供給するから、インペラ６に工水が衝突する際の衝撃力と上記の電気的な斥力とによってインペラ６からダストを除去することができる。図３はその状態を示している。

【0030】

したがって、本発明の実施形態によれば、流体搬送装置２の操業を停止することなく、インペラ６に付着あるいは堆積したダストを除去できると共に、インペラ６に対するダストの付着を防止もしくは抑制することができる。そのため、インペラ６にダストが付着あるいは堆積してインペラ６の回転中心軸線に対して、ダストを含むインペラ６の重心が偏心してしまうことや、それによって、インペラ６の回転に異常振動が生じて流体搬送装置２が故障あるいは損傷するなどの不具合の発生を防止もしくは抑制することができる。ひいては、製鉄所の全体として安定操業に資することができる。また、ダストは工水と共に排水管２４を介してドレーンに排出されるから、流体搬送装置２内に留まることはない。さらに、本発明の実施形態では、冷却配管１０から洗浄配管１２を分岐させて、インペラ６に工水を送水するため、工水の送水圧を有効に利用することができ、つまり、インペラ６を洗浄する洗浄圧（衝撃力）を確保することができる。また、冷却配管１０を有効に利用するから、洗浄配管１２の設置長さを可及的に短くすることができ、洗浄配管１２の設置に係るコストを低減することができる。

【0031】

（実施例）
次に、本発明の実施形態に係る流体搬送装置２のダスト除去装置１の効果を確認するために行った実施例について説明する。ここに記す実施例は、転炉ガスを圧送する遠心式の流体搬送装置に対して、本発明の実施形態に係るダスト除去装置１を適用した例である。その流体搬送装置は上述した図１に示す流体搬送装置２とほぼ同様の構成を有している。具体的には、実施例で使用した流体搬送装置は、流量５１，０００Ｎｍ^３／ｈの転炉ガスを吐出圧１５．８ｋＰａにまで昇圧することのできる流体搬送装置である。

【0032】

上記の流体搬送装置のインペラに対して、図２に示す例と同様に、負に帯電させた工水をノズルから噴射した。すなわち、インペラに対して工水を噴射する箇所は、図２に示す例と同様に３箇所であり、その３箇所はインペラの開閉部から臨む半径方向でブレードの内側部分と、シュラウドのテーパー状の外面面と、ブレードの外側部分とであって、当該ブレードの外側部分に対しては半径方向で外側から工水を噴射した。また、上述した実施形態と同様に構成された帯電装置によって工水に含まれるスケールを負に帯電させた。

【0033】

転炉ガスを圧送する流体搬送装置に対して、本発明の実施形態に係るダスト除去装置１を適用していない場合における流体搬送装置の状態を、図４および図５に図面代用写真で示してある。転炉ガスは多量のダストを含んでいるため、流体搬送装置に対してダストの付着を抑制する対策を何ら施さないで流体搬送装置の運転を継続すると、図４および図５に示すように、インペラに多量のダストが付着することが確認された。このような状態で、流体搬送装置の運転を継続すると、流体搬送装置の操業振動数が悪化してしまうため、つまり異常振動が生じるため、従来では、流体搬送装置の操業を開始してから約２０日ごとに流体搬送装置を一旦停止し、ダストを除去する洗浄作業を実施していた。

【0034】

上記の流体搬送装置に本発明の実施形態に係るダスト除去装置１を適用した後、前記流体搬送装置を約半年間に亘って連続的に運転した。約半年間に亘って流体搬送装置の振動数に異常は特には見当たらなかった。そこで、流体搬送装置の内部を確認した。図６は、上記の流体搬送装置に本発明の実施形態に係るダスト除去装置１を適用し、その後の半年間に亘って流体搬送装置を連続的に運転した場合における流体搬送装置の状態を示す図面代用写真である。図６に示すように、インペラに対してダスト付着は確認されなかった。この結果から、本発明の実施形態に係るダスト除去装置１が十分に機能しており、流体搬送装置におけるダストの除去、および、ダストの付着を防止もしくは抑制する対策として、流体搬送装置に対する本発明の実施形態に係るダスト除去装置１の設置の有効性が確認できた。

【符号の説明】

【0035】

１ ダスト除去装置
２ 流体搬送装置
３ モータ
４ 回転軸
５ 圧縮室
６ インペラ
７ 吸気口
８ 吐出口
９ 軸受
１０ 冷却配管
１１，１３，２５ 開閉弁
１２ 洗浄配管
１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｃ 洗浄配管の分岐管
１４ 帯電装置
１５ コイル部
１６ 電源部
１７ ノズル
２４ 排水管
Ｐ 送水ポンプ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】