CN115210341A - 清扫装置以及炼焦炉的炉顶清扫方法 - Google Patents

清扫装置以及炼焦炉的炉顶清扫方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种清扫装置以及炼焦炉的炉顶清扫方法，能够适当并且高效地清扫存在障碍物的炼焦炉顶部等，并且无论煤车是否处于运转中都能够进行清扫，结构简单且紧凑。清扫装置在路面上行驶，将堆积在路面上的堆积物刮取收集，其中，所述清扫装置具备：行驶台车(1)；刮取收集构件(2)，所述刮取收集构件(2)设置在该行驶台车(1)的前面部，通过行驶台车(1)前进而将堆积在行驶台车(1)的前方的路面上的堆积物刮取收集；以及刮取扒拢构件(3)，所述刮取扒拢构件(3)设置于行驶台车(1)，将堆积在行驶台车(1)侧方的路面上的堆积物向行驶台车(1)的前方刮取扒拢。

Description

清扫装置以及炼焦炉的炉顶清扫方法
技术领域
本发明以防止炼焦炉等中的粉尘飞散以及保护炉体等为目的，例如涉及用于将堆积在炼焦炉的炉顶部等路面上的煤粉(堆积物)清扫除去的清扫装置以及使用该装置的炉顶清扫方法。
背景技术
在炼焦工厂中，由于来自向炉内装入煤的煤车的煤粉的漏出、来自煤储存库的煤粉的漏出等，在炼焦炉的炉顶部堆积有煤粉等落粉(堆积物)。因此，以防止粉尘飞散、保护炉体为目的，进行堆积在该炉顶部的落粉(堆积物)的清扫除去。但是，炉顶部的落粉的清扫除去作业是在高温/粉尘环境下进行的高强度作业，也是有可能中暑、吸入粉尘的危险的作业。
作为对炼焦炉的炉顶部进行清扫的方法，在专利文献1中公开了如下方法：使将煤装入炉内的煤车具备吸引式的清洁器(吸嘴)，在装入煤后利用该清洁器实施吸引清扫。
另外，在专利文献2中，作为能够宽广地清扫地面的清扫车辆，公开了如下的清扫车辆，该清扫车辆具备：主刷，该主刷在车辆的底部中央部旋转，将地面的尘埃扫起至集尘箱内；以及侧刷，该侧刷在车辆的底部侧部旋转，将位于包含主刷的清扫区域的外缘部在内的地面的侧部的尘埃向底部中央部刮取收集。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平8-311456号公报
专利文献2：日本特开平3-144004号公报
发明内容
发明要解决的课题
但是，在上述现有技术中存在以下问题。
首先，在专利文献1的方法中，存在下述(i)～(iii)等问题。(i)由于清洁器是煤车所具备的，因此，只能在煤车的运转中且实施装煤的窑上进行清扫。(ii)煤车的运转中的清洁器的维护困难。(iii)由于是吸引式的清洁器，因此，容易产生袋式过滤器堵塞、因吸入砂浆水而导致的喷嘴堵塞等故障。
另外，在将专利文献2的清扫车辆用于炼焦炉的炉顶部的清扫的情况下，存在下述(i)、(ii)等问题。(i)由于与使尘埃蓄积于车身内部的料斗相应地车身变大，因此，不合适于炼焦炉的炉顶部的清扫。(ii)需要人工从料斗排出尘埃。
因此，本发明的目的在于解决以上那样的现有技术的课题，提供一种进行炼焦炉的炉顶部等路面的清扫的自行式的清扫装置，该清扫装置能够适当并且高效地清扫存在障碍物的炉顶部，并且无论煤车是否处于运转中都能够进行清扫，另外，结构简单且紧凑，维护也容易，即便在煤车运转中也能够进行维护。另外，本发明的另一目的在于提供一种能够使用这样的清扫装置适当且高效地清扫炉顶部的清扫方法。
用于解决课题的方案
用于解决上述课题的本发明的要点如下所述。
[1]一种清扫装置，在路面上行驶，将堆积在该路面上的堆积物刮取收集，其特征在于，所述清扫装置具备：行驶台车(1)；刮取收集构件(2)，所述刮取收集构件(2)设置在该行驶台车(1)的前面部，通过所述行驶台车(1)前进而将堆积在所述行驶台车(1)前方的所述路面上的所述堆积物刮取收集；以及刮取扒拢构件(3)，所述刮取扒拢构件(3)设置于所述行驶台车(1)，将堆积在所述行驶台车(1)侧方的路面上的所述堆积物向所述行驶台车(1)前方刮取扒拢。
[2]根据[1]所述的清扫装置，其特征在于，所述刮取扒拢构件(3)具备能够在所述行驶台车(1)的车宽方向上移动的旋转刷(30)。
[3]根据[2]所述的清扫装置，其特征在于，所述刮取扒拢构件(3)具备：沿着车宽方向设置于所述行驶台车(1)的轨道(31)、能够沿着该轨道(31)滑动移动的保持臂(32)、以及使该保持臂(32)沿着所述轨道(31)滑动移动的驱动构件(33)，所述旋转刷(30)保持于所述保持臂(32)。
[4]根据[3]所述的清扫装置，其特征在于，在所述保持臂(32)附设有在所述旋转刷(30)的后方位置进行所述堆积物的刮取收集的刮取收集板(34)。
[5]根据[2]～[4]中任一项所述的清扫装置，其特征在于，所述旋转刷(30)以仅使所述行驶台车(1)的车长方向上的前端侧部分与所述路面接触的方式保持为倾斜的状态。
[6]根据[1]～[5]中任一项所述的清扫装置，其特征在于，所述清扫装置具备用于测量施加于所述刮取收集构件(2)的负荷的负荷传感器(4)。
[7]根据[1]～[6]中任一项所述的清扫装置，其特征在于，所述刮取收集构件(2)是下端与路面接触的推铲(20)。
[8]根据[7]所述的清扫装置，其特征在于，所述推铲(20)在下端部具备刷子(21)。
[9]根据[7]或[8]所述的清扫装置，其特征在于，在所述推铲(20)上，在沿着所述行驶台车(1)的车宽方向设置的推铲主体部(20a)的一方的端部连接设置有侧推铲部(20b)，所述侧推铲部(20b)用于将由所述刮取扒拢构件(3)从车宽方向的一方侧刮取扒拢的所述堆积物包围而使其不向所述车宽方向的另一方侧逃散。
[10]根据[9]所述的清扫装置，其特征在于，所述推铲主体部(20a)以连接设置有所述侧推铲部(20b)的所述一方的端部侧比另一方的端部侧靠近所述行驶台车(1)的方式相对于所述行驶台车(1)的车宽方向倾斜。
[11]根据[7]～[10]中任一项所述的清扫装置，其特征在于，所述推铲(20)经由支承臂(5)支承于所述行驶台车(1)，在所述支承臂(5)的中途具备用于测量施加于所述刮取收集构件(2)的负荷的负荷传感器(4)。
[12]根据[11]所述的清扫装置，其特征在于，所述推铲(20)能够经由所述支承臂(5)向上方转动，在所述负荷传感器(4)检测到过负荷时，所述推铲(20)向上方转动。
[13]一种炼焦炉的炉顶清扫方法，使[1]～[12]中任一项所述的清扫装置以炼焦炉的炉顶部为所述路面而行驶，通过将堆积在所述路面上的所述堆积物刮取收集来清扫所述炼焦炉的所述炉顶部，其特征在于，使所述行驶台车(1)前进，在通过所述刮取扒拢构件(3)将堆积在所述行驶台车(1)侧方的所述路面上的所述堆积物向所述行驶台车(1)前方刮取扒拢的同时，通过所述刮取收集构件(2)将堆积在所述行驶台车(1)前方的所述路面上的所述堆积物刮取收集，在规定的区域将所述堆积物刮取收集后，使所述行驶台车(1)直接移动至装煤孔的附近，使所述堆积物集聚在该场所。
[14]根据[13]所述的炼焦炉的炉顶清扫方法，其特征在于，在所述清扫装置中，所述刮取收集构件(2)是下端与所述路面接触的推铲(20)，所述刮取扒拢构件(3)具备能够在所述行驶台车(1)的车宽方向上移动的旋转刷(30)，在使用所述清扫装置对设置于所述炼焦炉的所述炉顶部的煤车用轨道旁边进行清扫时，使所述行驶台车(1)沿着所述煤车用轨道前进，在使所述旋转刷(30)移动到所述行驶台车(1)侧方的状态下进行旋转驱动，由此将堆积在所述行驶台车(1)侧方的所述煤车用轨道附近的路面上的所述堆积物扫集到所述行驶台车(1)前方，并且通过所述推铲(20)将堆积在所述行驶台车(1)前方的所述路面上的所述堆积物刮取收集，在所述行驶台车(1)通过所述煤车用轨道旁边的障碍物时，使所述旋转刷(30)在所述行驶台车(1)的车宽方向上移动而避开所述障碍物，并且利用所述旋转刷(30)将堆积在所述障碍物周围的所述路面上的所述堆积物扫集到所述行驶台车(1)前方。
[15]根据[14]所述的炼焦炉的炉顶清扫方法，其特征在于，通过使搭载有光学式的测距传感器的所述清扫装置在应清扫的区域行驶，利用所述测距传感器测量所述障碍物的位置而取得地图数据，基于该地图数据对所述行驶台车(1)的移动路径和所述旋转刷(30)的动作进行编程，按照该程序进行所述清扫装置的自动清扫。
发明的效果
根据本发明的清扫装置，能够适当且高效地清扫存在障碍物的炼焦炉的炉顶部等，并且无论煤车是否处于运转中都能够进行清扫。另外，由于不具有堆积物的吸引构件、料斗，因此，结构简单且紧凑，另外，维护也容易，即便在煤车运转中也能够进行维护。
另外，在具备刮取扒拢构件能够在行驶台车的车宽方向上移动的旋转刷的清扫装置中，即便行驶台车保持直行也能够避开障碍物，能够进行更高效的清扫作业。
另外，根据本发明的炉顶清扫方法，能够使用上述那样的清扫装置适当且高效地清扫炼焦炉的炉顶部。
附图说明
图1是表示本发明的清扫装置的一实施方式的整体立体图。
图2是图1的实施方式的清扫装置的俯视图。
图3是图1的实施方式的清扫装置的侧视图。
图4是在图1的实施方式的清扫装置中局部地表示刮取扒拢构件的俯视图。
图5是局部地表示在图1的实施方式的清扫装置中构成刮取扒拢构件的旋转刷和保持臂的侧视图。
图6是示意性地表示在图1的实施方式的清扫装置中构成刮取收集构件的推铲的支承结构的说明图。
图7是关于图1的实施方式的清扫装置，表示为了研究推铲具备的刷子的结构和有无向路面的刷毛尖按压对落粉回收率造成的影响而使用的实验装置的图，图7(a)是俯视图，图7(b)是侧视图。
图8是本发明的清扫装置的其他实施方式，是表示推铲的动作的说明图。
图9是表示本发明的清扫装置的其他实施方式的俯视图。
图10是表示通过图1的实施方式的清扫装置对煤车用轨道旁边的规定区域进行清扫的情况下的装置的动作(工作顺序)的一例的说明图。
图11是表示接着图10所示的装置的一系列的动作(工作顺序)，将堆积物移送至堆积物集聚场所的动作(工作顺序)的说明图。
图12是表示在图1的实施方式的清扫装置中，利用旋转刷将堆积在行驶台车的侧方位置(煤车用轨道的附近区域)的路面上的堆积物扫集到行驶台车的前方的状况的说明图。
图13是表示在图1的实施方式的清扫装置中，利用负荷传感器确认了对推铲的异常负荷的情况下的行驶台车的回避动作的一例的说明图。
图14是表示由图9的实施方式的清扫装置进行的煤车用轨道旁边的清扫作业状况的说明图。
图15是将由图9的实施方式的清扫装置进行的煤车用轨道旁边的清扫作业状况(图15(b))与由图1的实施方式的清扫装置进行的清扫作业状况(图15(a))进行比较而示出的说明图。
图16是表示为了取得炉顶部的地图数据而使搭载有光学式的测距传感器的清扫装置在炉顶部的路面上行驶，利用测距传感器进行周围环境的测量的结果的图，图16(a)是表示两个上升管的实际尺寸位置和利用测距传感器进行周围环境的测量的测量位置(1)～(4)的说明图，图16(b)是表示各测量位置(1)～(4)的测量结果的说明图。
图17是表示在实施例中使用的炼焦炉的炉顶部的模拟设备和清扫装置的动作的说明图。
具体实施方式
本发明的清扫装置(以下，称为“炉顶清扫装置”)作为一例是将炼焦炉的炉顶部作为路面而行驶(自行)，通过刮取收集堆积在该路面上的石灰粉等落粉(堆积物)来清扫炼焦炉顶的清扫装置。炉顶清扫装置由行驶台车1、搭载于该行驶台车1的落粉刮取收集构件2(刮取收集构件)以及落粉刮取扒拢构件3(刮取扒拢构件)等构成。
图1～图6是表示本发明的炉顶清扫装置的一实施方式的图，图1是整体立体图。图2是俯视图，图3是侧视图，图4是局部地表示落粉刮取扒拢构件3的俯视图，图5是局部地表示构成落粉刮取扒拢构件3的旋转刷30和保持臂32的侧视图，图6是示意性地表示构成落粉刮取收集构件2的推铲20的支承结构的说明图。
落粉刮取收集构件2设置在行驶台车1的前面部，是通过行驶台车1前进来刮取收集堆积在行驶台车1前方的路面上的落粉的构件。在本实施方式中，落粉刮取收集构件2由推铲(dozer)20(铲刀)构成。需要说明的是，落粉刮取收集构件2除了推铲以外，也可以由刷体、刮板等构成。
落粉刮取扒拢构件3设置在行驶台车1的前部侧，将堆积在行驶台车1的侧方的路面上的落粉(即在落粉刮取收集构件2中未被刮取收集的落粉)刮取扒拢到行驶台车1的前方。这样，由落粉刮取扒拢构件3刮取扒拢到行驶台车1的前方的落粉也由落粉刮取收集构件2刮取收集。本实施方式的落粉刮取扒拢构件3具备能够在行驶台车1的车宽方向上移动的旋转刷30。
行驶台车1是自行式的台车，具备车身10和行驶用的车轮11a、11b(车轮11a为驱动轮)。在该车身10上，除了落粉刮取收集构件2(推铲20)和落粉刮取扒拢构件3(旋转刷30等)以外，还搭载有驱动/转向机构(未图示)和对该驱动/转向机构、旋转刷30的动作进行控制的控制装置(未图示)等。行驶台车1通过由其控制装置控制驱动/转向机构，能够按照预先确定的程序或者按照来自控制室的指令，在炼焦炉的炉顶部的路面上在任意的定时向任意的方向自行。通常，在预先编程的路线上自动驾驶，在此期间进行路面的清扫。
构成落粉刮取收集构件2的推铲20通过下端与路面接触来进行堆积在路面上的落粉的刮取收集，在下端部具备落粉刮取收集用的刷子21。推铲20具备这样的刷子21是为了在推铲20与路面接触的部位提高推铲与路面的紧贴性，不产生落粉的刮取收集漏出。
推铲20(推铲主体部)沿着行驶台车1的车宽方向设置。在本实施方式中，推铲20在沿着行驶台车1的车宽方向设置的推铲主体部20a的一方的端部，连接设置有用于将由落粉刮取扒拢构件3(旋转刷30)从车宽方向的一方侧刮取扒拢的落粉包围(挡住)使其不向车宽方向的另一方侧逃散的侧推铲部20b。即，推铲20构成为，通过推铲主体部20a和与其相连的侧推铲部20b，从上方俯视时的平面形状成为L字形。推铲20经由设置在行驶台车1的前部的一对支承臂5支承于行驶台车1的前面部。
推铲主体部20a的宽度(行驶台车1的车宽方向上的宽度)没有特别限定，但若过大，则由刮取收集的落粉引起的负荷变得过大，因此，优选设为与行驶台车1的车身宽度同等～车身宽度的3倍左右的范围。另外，侧推铲部20b的宽度(行驶台车1的车长方向上的幅)也没有特别限定，但推铲主体部20a的宽度的10％～50％左右较合适。
另外，在本实施方式中，具备用于测量施加于推铲20(落粉刮取收集构件2)的负荷的负荷传感器4。而且，在由该负荷传感器4测量的负荷为异常值(异常负荷检测)、即过负荷的情况下，判断为由于障碍物而炉顶清扫装置的前进困难，采用行驶台车1相对于障碍物的回避动作。在此，作为障碍物，除了“炉设备的一部分”以外，有时还包含过量的堆积物、路面的凹凸等。
负荷传感器4由测力传感器等构成，如图6所示，分别安装于支承推铲20的一对支承臂5(支承臂5的中途)。在图6的例子中，在负荷F作用于推铲20的情况下，由各负荷传感器4检测到负荷F/2。
落粉刮取扒拢构件3具备的旋转刷30能够通过移动机构在行驶台车1的车宽方向上移动。旋转刷30移动至行驶台车1的侧方位置，起到将堆积在推铲20无法到达(推铲20无法刮取收集)的侧方位置的落粉扫拢到推铲20的前方位置(从推铲20的侧方位置扫出到前方位置)的作用。另外，通过使旋转刷30能够在行驶台车1的车宽方向上移动，进行车宽方向上的旋转刷30的位置调整，从而能够在行驶台车1直行的状态下进行障碍物的避开、障碍物周围的路面的清扫。
如图4所示，落粉刮取扒拢构件3作为旋转刷30的移动机构而具备：在行驶台车1上沿着其车宽方向设置的轨道31、能够沿着该轨道31滑动移动的保持臂32、以及使该保持臂32沿着轨道31滑动移动的驱动构件33。旋转刷30被保持臂32保持，从而能够在行驶台车1的车宽方向上移动。
作为驱动构件33，只要能够使保持臂32在一轴方向上移动即可，种类没有限制，但在本实施方式中由线性致动器构成。
保持臂32具有由向行驶台车1的前方延伸出的水平部320和与该水平部320的前端相连的垂下部321构成的倒L字形状。在保持臂32的水平部320安装有沿着轨道31滑动移动的滑动部件35。作为驱动构件33的线性致动器的主体330固定于行驶台车1，驱动杆331与滑动部件35连结。而且，在保持臂32(垂下部321)的下端保持有旋转刷30。该旋转刷30具备旋转驱动用的电机300。另外，旋转刷30的开闭(ON-OFF)控制以及由驱动构件33(线性致动器)进行的旋转刷30的位置控制也按照预先确定的程序或者来自控制室的指令，由上述控制装置(搭载于行驶台车1的控制装置)进行。
旋转刷30起到将堆积在推铲20无法到达(推铲20无法刮取收集)的侧方位置的路面上的落粉扫拢到推铲20的前方位置(从推铲20的侧方位置扫出到前方位置)的作用。因此，旋转刷30的中心的移动端(可移动范围的端部)优选位于比推铲20的宽度方向的端部靠装置外方的位置。具体而言，图2所示的旋转刷30的中心的移动端e1(可移动范围的端部)与推铲20的宽度方向的端部e2之间的距离L优选为300～1000mm左右。
另外，为了高效地扫出堆积在路面上的落粉，如图5所示，旋转刷30在以仅行驶台车1的车长方向上的前端侧部分与路面接触的方式倾斜的状态下保持于保持臂32(垂下部321)的下端。该情况下的旋转刷30的倾斜角度α(相对于水平方向的倾斜角度)优选为5～30°左右。
旋转刷30的旋转方向是能够将堆积在行驶台车1的侧方位置的路面上的落粉扫拢到行驶台车1的前方位置(从推铲20的侧方位置扫出到前方位置)的旋转方向。因此，在如本实施方式那样在旋转刷30朝向台车行进(前进)方向移动到右侧的侧方位置的状态下将落粉扫拢到行驶台车1的前方位置的装置的情况下，旋转刷30沿逆时针方向旋转。另一方面，在旋转刷30朝向台车行进(前进)方向移动到左侧的侧方位置的状态下将落粉扫拢到行驶台车1的前方位置的装置的情况下，旋转刷30沿顺时针方向旋转。
在行驶台车1搭载有激光测距仪等那样的光学式的测距传感器(未图示)。该测距传感器用于(i)在事先取得清扫区域的地图数据时使炉顶清扫装置行驶来测量障碍物的位置，(ii)在使炉顶清扫装置(行驶台车1)自动行驶时测量障碍物的位置等。
接着，对推铲20在下端部具备的落粉刮取收集用的刷子21的优选条件进行说明。
刷子21的构成、材质没有特别限制，但为了特别有效地刮取收集堆积在路面上的落粉而得到高的落粉清扫率(落粉回收率)，优选刷子长度(刷毛长度)为40～60mm、刷子厚度为10～100mm左右。另外，刷子21优选以将其毛尖按压于路面的方式设置。另外，刷子21的材质没有特别限制，但通常优选钢丝或铜丝等金属制纤维、碳纤维、耐热树脂、耐热橡胶等那样的具有耐热性的纤维状材料。
通过使用了图7所示那样的实验装置(图7(a)是俯视图，图7(b)是侧视图)的实验，研究了推铲20具备的刷子21的刷子长度及厚度和有无向路面的刷毛尖按压对落粉回收率造成的影响。需要说明的是，在图7的实验装置的推铲20的两侧，具备用于在挤出落粉时不在横向上漏出的侧推铲部200。在该实验中，将安装于实验装置的推铲20的刷子21的刷子长度(刷毛长度)设为20mm、40mm、60mm这3个水平，并且，为了变更刷子厚度而使刷子厚度10mm的刷子片数在1～3片之间分别变化(例如，在图7(a)中为刷子片数3片，在图7(b)中为刷子片数1片)，在刷毛尖向路面的按压有/无(无按压：刷子因自重而与路面接触的状态，有按压：从刷子因自重而与路面接触的状态起，进一步以10mm左右的压入量将刷子按压于路面的状态)这两种状态下进行实验，研究了落粉回收率。将其结果示于表1以及表2。由此可知，无论刷子长度(刷毛长度)、刷子厚度如何，而且无论刷毛尖有无向路面的按压，都能够得到一定的落粉回收率，其中，在将刷子长度(刷毛长度)为40～60mm、刷子厚度为10～30mm左右的刷子21按压于路面的情况下，能够得到特别高的落粉回收率(75％以上)。
[表1]
(刷毛尖无向路面的按压)
Figure BDA0003829442590000101
[表2]
(刷毛尖有向路面的按压)
Figure BDA0003829442590000102
图8是示意性地表示本发明装置的其他实施方式的说明图(表示推铲的动作的说明图)。在本实施方式中，推铲20能够经由支承臂5向上方转动，在设置于支承臂5的负荷传感器4(参照图6)检测到过负荷(异常负荷)时，例如，如图8(a)所示，在落粉f的量过大而负荷传感器4检测到过负荷(异常负荷)时，能够使推铲20向上方转动而避免过负荷状态。在该情况下，支承推铲20的支承臂5能够旋转地被轴支承部50轴支承于行驶台车1的侧部。需要说明的是，推铲20向上方的转动也可以在负荷传感器4检测到过负荷(异常负荷)时自动地进行。
图9是表示本发明装置的其他实施方式的俯视图。
在本实施方式中，推铲主体部20a相对于行驶台车1的车宽方向具有如下倾斜：连接设置有侧推铲部20b的一端部侧比另一端部侧靠近行驶台车1。这样，通过将推铲主体部20a不与车宽方向平行而是倾斜地配置，能够使落粉更顺畅地移动到推铲主体部20a的前方，而不会使落粉滞留在旋转刷30的旁边。推铲主体部20a相对于行驶台车1的车宽方向的倾斜θ如果过小，则效果不充分，如果过大，则装置尺寸变大，因此，优选为20～45°左右。
另外，在保持旋转刷30的保持臂32，附设有在旋转刷30的后方位置进行落粉的辅助性的刮取收集的落粉刮取收集板34。通过设置该落粉刮取收集板34，能够防止在旋转刷30的后方产生落粉的刮取收集漏出。
需要说明的是，在本实施方式中，行驶台车1的车宽方向上的旋转刷30与侧推铲部20b的位置关系与图1～图6的实施方式相反，但该旋转刷30与侧推铲部20b的位置关系根据应清扫的炼焦炉的炉顶部的布局等而适当选择。另外，在本实施方式中，简化附图，省略了用于使旋转刷30在行驶台车1的车宽方向上移动的轨道31、滑动部件35的图示。本实施方式的其他结构与图1～图6的实施方式相同，因此，标注相同的附图标记，并省略详细的说明。
接着，以上述实施方式的装置为例对由本发明的炉顶清扫装置进行的清扫作业进行说明。由上述实施方式的清扫装置进行的炼焦炉的炉顶部的清扫基本上是使行驶台车1前进，将堆积在行驶台车1的前方的路面上的落粉用作为落粉刮取收集构件2的推铲20刮取收集，直接集聚在规定的场所，但更详细地说，进行下述那样的清扫作业。
(i)使行驶台车1前进(直行)，将堆积在行驶台车1的前方的路面上的落粉用推铲20刮取收集，并且在使旋转刷30移动到行驶台车1的侧方位置(车宽方向上的一方的侧方位置)的状态下进行旋转驱动，将堆积在推铲20无法到达(推铲20无法刮取收集)的侧方位置的路面上的落粉扫集到推铲20的前方位置(从推铲20的侧方位置扫出到前方位置)，该落粉也被推铲20刮取收集。
(ii)在上述(i)的清扫中存在旋转刷30无法通过的障碍物的情况下，通过使旋转刷30在行驶台车1的车宽方向上适当移动，从而在避开障碍物的同时进行障碍物周围的路面的清扫(由旋转刷30进行的落粉的扫出)。
(iii)通过上述(i)以及(ii)，用推铲20将堆积在规定区域的路面上的落粉刮取收集后，使行驶台车1直接移动到规定的落粉集聚场所，使落粉集聚在该场所。集聚的落粉能够通过由作业者投入装煤孔而进行处理，因此，通常，落粉集聚场所为装煤孔的附近。
图10(a)～(e)表示通过本实施方式的炉顶清扫装置对煤车用轨道旁边的规定区域进行清扫的情况下的装置的动作(工作顺序)的一例。在图中，R是煤车用轨道，x是煤车用轨道旁边的障碍物(例如，用于煤车定位的传感器)。
(a)使行驶台车1沿着煤车用轨道旁边前进(呈直线状行驶)，用推铲20将堆积在行驶台车1的前方的路面上的落粉f刮取收集。由该推铲20进行的落粉的刮取收集在下述(b)～(e)中也同样地进行。并且，在使旋转刷30移动到煤车用轨道R的附近(行驶台车1的侧方位置)的状态下进行旋转驱动，将堆积在煤车用轨道R附近的路面上的落粉f扫集到推铲20的前方位置(从推铲20的侧方位置扫出到前方位置)，该落粉f也被推铲20刮取收集。
(b)若行驶台车1进一步前进而旋转刷30与煤车用轨道旁边的障碍物x接近或接触，则使行驶台车1停止，并且也使旋转刷30的旋转驱动停止。接着，使旋转刷30在行驶台车1的车宽方向上移动，退避到避开障碍物x的位置。
(c)使行驶台车1再次前进，在旋转刷30通过了障碍物x的位置使行驶台车1停止。
(d)使退避的旋转刷30在行驶台车1的车宽方向上移动，移动至煤车用轨道R的附近。
(e)再次，与上述(a)同样地使行驶台车1前进，用推铲20将堆积在行驶台车1的前方的路面上的落粉f刮取收集，并且用旋转刷30将堆积在煤车用轨道R附近的路面上的落粉f扫集到推铲20的前方位置(从推铲20的侧方位置扫出到前方位置)，该落粉f也被推铲20刮取收集。
通过反复进行以上的(a)～(e)的动作，在避开多个障碍物x的同时进行落粉f的刮取收集，如图11所示，每当进行规定区域(例如3～5窑(5～10m)左右的区域)的落粉f的刮取收集时，改变行驶台车1的行进路线而使其移动至装煤孔p的附近，将刮取收集的落粉f放置于装煤孔p的附近。然后，使行驶台车1后退至轨道附近，进而使车身旋转90°，返回到上述(a)～(e)的清扫作业。集中在装煤孔p附近的落粉适时由作业者投入装煤孔p。
图12表示用旋转刷30将堆积在行驶台车1的侧方位置(煤车用轨道R的附近区域)的路面上的落粉f扫出到行驶台车1的前方位置的状况，但由于旋转刷30在以仅行驶台车1的车长方向上的前端侧部分与路面接触的方式倾斜的状态下被保持，因此，堆积在路面上的落粉f被高效地扫出。
另外，图13表示由负荷传感器4检测到对推铲20的过负荷(异常负荷)的情况下的行驶台车1的回避动作的一例，前进的炉顶清扫装置的推铲20碰到障碍物x0(或者也存在刮取收集过量的落粉或卡在路面的凹凸的情况)，在由负荷传感器4检测到过负荷(超过规定值的异常负荷)的情况下(图13(a))，行驶台车1后退大致车长量的距离(图13(b))，接着旋转90°(图13(c))后，再次开始行驶，进而反复进行旋转而绕过障碍物x0后，返回到原来的行驶路线而继续前进(图13(d))。需要说明的是，也可以预先对以上那样的行驶台车1的回避动作进行编程，在由负荷传感器4检测到对推铲20的过负荷(异常负荷)的情况下，按照该程序自动地进行回避动作。
另外，在图8所示那样的实施方式的炉顶清扫装置的情况下，如上所述，在负荷传感器4检测到过负荷(异常负荷)时，也可以使推铲20向上方转动而回避过负荷状态。图14表示由图9的实施方式的炉顶清扫装置进行的煤车用轨道旁边的清扫作业状况，在本实施方式中，由于推铲20(推铲主体部20a)相对于行驶台车1的车宽方向具有倾斜，因此，由旋转刷30扫出的落粉f随着行驶台车1的前进而在推铲20的前面向远离旋转刷30的方向移动。因此，落粉f难以滞留在旋转刷30的旁边，由推铲20进行的落粉f的刮取收集更适当地进行，也能够抑制因落粉f滞留在旋转刷30的旁边而导致的落粉f向旋转刷30的后方的刮取收集漏出。并且，附设于保持臂32的落粉刮取收集板34在旋转刷30的后方位置进行落粉f的辅助性的刮取收集，能够更可靠地防止落粉f向旋转刷30的后方的刮取收集漏出。
基于图15对此更具体地进行说明，图15(a)表示图1～图3的实施方式的装置，图15(b)表示由图9的实施方式的装置进行的煤车用轨道旁边的清扫作业状况。在图15(a)的情况下，落粉f滞留在旋转刷30的旁边的由椭圆(假想线)包围的区域，被该落粉f的滞留妨碍而导致落粉f无法向前方移动，有时会产生落粉f向旋转刷30的后方的刮取收集漏出。与此相对，在图15(b)的情况下，如上所述，由于推铲20(推铲主体部20a)具有倾斜，因此，由旋转刷30扫出的落粉f随着行驶台车1的前进而在推铲20的前面向远离旋转刷30的方向移动，因此，落粉f难以滞留在旋转刷30的旁边，能够更适当地进行基于推铲20的落粉f的刮取收集，并且能够可靠地抑制图15(a)所示那样的落粉f向旋转刷30的后方的刮取收集漏出的产生。而且，附设于保持臂32的落粉刮取收集板34在旋转刷30的后方位置进行落粉的辅助性的刮取收集，因此，能够更可靠地防止落粉f向旋转刷30的后方的刮取收集漏出。
由本发明的炉顶清扫装置进行的清扫作业(例如，图10(a)～(e)以及图11所示那样的清扫作业)也可以根据来自控制室的实时的指令来执行，但在炼焦炉的炉顶部的路面上，除了图10(a)～(e)以及图11所示那样的煤车用轨道旁边的障碍物以外，还存在上升管等障碍物，因此，优选事先制作应清扫的区域的地图，基于该地图对行驶台车1的移动路径和旋转刷30的动作(移动模式以及旋转驱动的开闭等)进行编程，按照该程序自动地进行炉顶清扫装置的清扫作业。在该情况下，优选的是，在炉顶清扫装置搭载光学式的测距传感器(例如激光测距仪)，事先使炉顶清扫装置仅为了制作地图而在应清扫的区域行驶，利用搭载的测距传感器测量障碍物的位置而取得地图数据(包含障碍物位置的地图数据)，基于该地图数据制作上述程序。另外，优选的是，在炉顶清扫装置(行驶台车1)的自动行驶时，进行如下控制：利用搭载的光学式测距传感器测量周围环境，将该测出的周围环境的数据与地图数据进行对照，来推定当前的位置。
图16表示为了取得地图数据而使搭载有光学式的测距传感器(激光测距仪)的炉顶清扫装置在炉顶部的路面上行驶，利用测距传感器测量周围环境(障碍物的位置)而得到的结果。图16(a)表示两个上升管G1、G2的实际尺寸位置和利用测距传感器进行了周围环境的测量的测量位置(1)～(4)，另外，图16(b)表示各测量位置(1)～(4)的测量结果。在该图16(b)中，各测量位置(1)～(4)中的●(标绘点)表示利用测距传感器得到的两个上升管G1、G2的位置的坐标，假想线的圆表示根据●(标绘点)求出的上升管G1、G2的位置。将这两个上升管G1、G2的测量得到的位置数据与实际尺寸的位置数据一起示于表3。
[表3]
Figure BDA0003829442590000141
Figure BDA0003829442590000151
*1测量数据相对于实际尺寸数据的最小误差
*2测量数据相对于实际尺寸数据的最大误差
表3中示出测量数据相对于实际尺寸数据的最大误差、最小误差，可认为若这些误差均为50mm以下，则能够生成行驶台车1能够在上升管G1、G2之间不出问题地移动的移动路径。根据表3可知，无论测量位置(1)～(4)如何，测量数据相对于实际尺寸数据的最大误差、最小误差均为50mm以下，上升管G1、G2的位置被大致正确地测量(检测)。根据以上内容可知，通过搭载于炉顶清扫装置的光学式的测距传感器的测量，能够取得准确地掌握了障碍物的位置的地图数据，能够生成炉顶清扫装置的移动路径。
如上所述，本发明的炉顶清扫装置能够适当且高效地清扫存在障碍物的炼焦炉的炉顶部，另外，由于与煤车无关地在炉顶部自行，因此，具有无论煤车是否处于运转中都能够进行清扫的优点。另外，由于不具有落粉的吸引构件、料斗，因此，具有如下优点：结构简单且紧凑，另外，维护也容易，即便在煤车运转中也能够进行维护。
需要说明的是，在上述实施方式中，对通过清扫装置清扫堆积在炼焦炉的炉顶部的落粉的情况进行了说明，但本发明的清扫装置能够用于存在堆积物的各种场所的清扫，另外，能够将各种堆积物作为清扫对象。
实施例
在图17所示那样的模拟设备中，在煤车用轨道旁边的宽度500mm、长度4500mm的区域中当作落粉而散布煤粉，分别使用本发明的图1的炉顶清扫装置、图9的炉顶清扫装置、没有旋转刷的炉顶清扫装置进行清扫试验。煤粉的散布量为0.8kg/m2、1.5kg/m2、4.5kg/m2这3个水平。
对炉顶清扫装置进行手动操作，分别进行图10(a)～(e)以及图11所示那样的清扫作业，研究了落粉回收率。将其结果示于表4，可知与没有旋转刷的炉顶清扫装置相比，本发明的炉顶清扫装置(图1的装置、图9的装置)能够高效地清扫炉顶部。另外，可知与图1的炉顶清扫装置相比，图9的炉顶清扫装置的清扫效率进一步提高。
[表4]
Figure BDA0003829442590000161
附图标记说明
1 行驶台车
2 落粉刮取收集构件(刮取收集构件)
3 落粉刮取扒拢构件(刮取扒拢构件)
4 负荷传感器
5 支承臂
10 车身
11a、11b 车轮
20 推铲
20a 推铲主体部
20b 侧推铲部
21 刷子
30 旋转刷
31 轨道
32 保持臂
33 驱动构件
34 落粉刮取收集板
35 滑动部件
50 轴支承部
300 电机
320 水平部
321 垂下部
330 主体
331 驱动杆
p 装煤孔
f 落粉(堆积物)
e1 移动端
e2 端部
x、x0 障碍物
R 煤车用轨道
G1、G2 上升管。

Claims (15)

1.一种清扫装置，在路面上行驶，将堆积在该路面上的堆积物刮取收集，其特征在于，所述清扫装置具备：
行驶台车(1)；
刮取收集构件(2)，所述刮取收集构件(2)设置在该行驶台车(1)的前面部，通过所述行驶台车(1)前进而将堆积在所述行驶台车(1)前方的所述路面上的所述堆积物刮取收集；以及
刮取扒拢构件(3)，所述刮取扒拢构件(3)设置于所述行驶台车(1)，将堆积在所述行驶台车(1)侧方的路面上的所述堆积物向所述行驶台车(1)前方刮取扒拢。
2.如权利要求1所述的清扫装置，其特征在于，
所述刮取扒拢构件(3)具备能够在所述行驶台车(1)的车宽方向上移动的旋转刷(30)。
3.如权利要求2所述的清扫装置，其特征在于，
所述刮取扒拢构件(3)具备：沿着车宽方向设置于所述行驶台车(1)的轨道(31)、能够沿着该轨道(31)滑动移动的保持臂(32)、以及使该保持臂(32)沿着所述轨道(31)滑动移动的驱动构件(33)，所述旋转刷(30)保持于所述保持臂(32)。
4.如权利要求3所述的清扫装置，其特征在于，
在所述保持臂(32)附设有在所述旋转刷(30)的后方位置进行所述堆积物的刮取收集的刮取收集板(34)。
5.如权利要求2～4中任一项所述的清扫装置，其特征在于，
所述旋转刷(30)以仅使所述行驶台车(1)的车长方向上的前端侧部分与所述路面接触的方式保持为倾斜的状态。
6.如权利要求1～5中任一项所述的清扫装置，其特征在于，
所述清扫装置具备用于测量施加于所述刮取收集构件(2)的负荷的负荷传感器(4)。
7.如权利要求1～6中任一项所述的清扫装置，其特征在于，
所述刮取收集构件(2)是下端与路面接触的推铲(20)。
8.如权利要求7所述的清扫装置，其特征在于，
所述推铲(20)在下端部具备刷子(21)。
9.如权利要求7或8所述的清扫装置，其特征在于，
在所述推铲(20)上，在沿着所述行驶台车(1)的车宽方向设置的推铲主体部(20a)的一方的端部连接设置有侧推铲部(20b)，所述侧推铲部(20b)用于将由所述刮取扒拢构件(3)从车宽方向的一方侧刮取扒拢的所述堆积物包围而使其不向所述车宽方向的另一方侧逃散。
10.如权利要求9所述的清扫装置，其特征在于，
所述推铲主体部(20a)以连接设置有所述侧推铲部(20b)的所述一方的端部侧比另一方的端部侧靠近所述行驶台车(1)的方式相对于所述行驶台车(1)的车宽方向倾斜。
11.如权利要求7～10中任一项所述的清扫装置，其特征在于，
所述推铲(20)经由支承臂(5)支承于所述行驶台车(1)，在所述支承臂(5)的中途具备用于测量施加于所述刮取收集构件(2)的负荷的负荷传感器(4)。
12.如权利要求11所述的清扫装置，其特征在于，
所述推铲(20)能够经由所述支承臂(5)向上方转动，在所述负荷传感器(4)检测到过负荷时，所述推铲(20)向上方转动。
13.一种炼焦炉的炉顶清扫方法，使权利要求1～12中任一项所述的清扫装置以炼焦炉的炉顶部为所述路面而行驶，通过将堆积在所述路面上的所述堆积物刮取收集来清扫所述炼焦炉的所述炉顶部，其特征在于，
使所述行驶台车(1)前进，在通过所述刮取扒拢构件(3)将堆积在所述行驶台车(1)侧方的所述路面上的所述堆积物向所述行驶台车(1)前方刮取扒拢，并且通过所述刮取收集构件(2)将堆积在所述行驶台车(1)前方的所述路面上的所述堆积物刮取收集，
在规定的区域将所述堆积物刮取收集后，使所述行驶台车(1)直接移动至装煤孔的附近，使所述堆积物集聚在该场所。
14.如权利要求13所述的炼焦炉的炉顶清扫方法，其特征在于，
在所述清扫装置中，所述刮取收集构件(2)是下端与所述路面接触的推铲(20)，所述刮取扒拢构件(3)具备能够在所述行驶台车(1)的车宽方向上移动的旋转刷(30)，在使用所述清扫装置对设置于所述炼焦炉的所述炉顶部的煤车用轨道旁边进行清扫时，
使所述行驶台车(1)沿着所述煤车用轨道前进，在使所述旋转刷(30)移动到所述行驶台车(1)侧方的状态下进行旋转驱动，由此将堆积在所述行驶台车(1)侧方的所述煤车用轨道附近的路面上的所述堆积物扫集到所述行驶台车(1)前方，并且通过所述推铲(20)将堆积在所述行驶台车(1)前方的所述路面上的所述堆积物刮取收集，
在所述行驶台车(1)通过所述煤车用轨道旁边的障碍物时，使所述旋转刷(30)在所述行驶台车(1)的车宽方向上移动而避开所述障碍物，并且利用所述旋转刷(30)将堆积在所述障碍物周围的所述路面上的所述堆积物扫集到所述行驶台车(1)前方。
15.如权利要求14所述的炼焦炉的炉顶清扫方法，其特征在于，
通过使搭载有光学式的测距传感器的所述清扫装置在应清扫的区域行驶，利用所述测距传感器测量所述障碍物的位置而取得地图数据，基于该地图数据对所述行驶台车(1)的移动路径和所述旋转刷(30)的动作进行编程，按照该程序进行所述清扫装置的自动清扫。
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