JP2002363566A - 密閉容器の蓋の開閉構造 - Google Patents

密閉容器の蓋の開閉構造

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JP2002363566A
JP2002363566A JP2001169622A JP2001169622A JP2002363566A JP 2002363566 A JP2002363566 A JP 2002363566A JP 2001169622 A JP2001169622 A JP 2001169622A JP 2001169622 A JP2001169622 A JP 2001169622A JP 2002363566 A JP2002363566 A JP 2002363566A
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opening
closing
lift
coke oven
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Yujiro Tsunashima
雄二郎 綱島
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Sumitomo Metal Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 コークス炉の炭化室の気密性、およびこの炭
化室に設けられた炉蓋の耐久性をいずれも充分に確保す
ることができるとともに低コストで実現可能なコークス
炉の炭化室の蓋の開閉構造を提供する。 【解決手段】 内部に流体を収容するコークス炉の炭化
室10を封止する蓋12に当接する蓋Bを直線状に移動
させてシート面Bから離間させる第1の状態と、第1の
状態に引き続いて蓋Bを旋回移動させる第2の状態とを
発生させるための開閉機構37を備える。開閉機構37
は、蓋Bの外面に装着されたカム機構を有し、このカム
機構によって第1の状態が発生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、密閉容器の蓋の開
閉構造に関する。具体的には、本発明は、例えばコーク
ス炉の炭化室の気密性、およびこの炭化室に設けられた
炉蓋の耐久性をいずれも充分に確保することができると
ともに低コストで実現可能な密閉容器の蓋の開閉構造に
関する。
【0002】
【従来の技術】内部に粉体やガス、液体等の流体が存在
する密閉容器(以降の説明では、密閉容器がコークス炉
の炭化室である場合を例にとる。)には、多くの場合、
この炭化室の天井部に形成された装炭孔から落下投入さ
れて堆積された石炭の頂部を平坦にならすためのいわゆ
るレベラー装置を炉内に装入するための開口部が設けら
れている。一方、炭化室では石炭の乾留によりガスや液
体等が発生するため、発生したこれらの流体の外部への
漏洩を防止する必要もある。そのため、従来より、この
開口部には、炭化室との当接面にナイフエッジを有する
蓋が装着されており、このナイフエッジの先端を開口部
のシート面に当接させることによって、炉内から外部へ
の流体の漏洩が防止されてきた。
【0003】しかし、この蓋の開閉操作を繰り返し行う
と、ナイフエッジの先端が当接する炭化室側のシート面
が徐々に損傷し、早期に流体が漏洩することがあった。
このため、例えば実公昭61−45139号公報には、
蓋の開閉動作時には開口部のシート面にナイフエッジの
先端が当接しないように構成した開閉装置が提案されて
いる。
【0004】近年の環境問題の高まりから、このシート
面からの微小なガス漏れも問題視されるようになってき
た。このため、シールプレート化された圧接式の蓋も採
用されるようになってきた。図11は、この蓋2の開閉
構造の一例を示す水平断面図である。図11に示すよう
に、コークス炉の炭化室の開口部1には、蓋2が装着さ
れる。蓋2は、開口部1の外部側面に設けられた旋回ア
ーム3により図中のA点を旋回中心として水平面内で旋
回自在に支持される。また、蓋2の開口部1側には、開
口部1のシート面1aに当接するナイフエッジ4aを備
えるシールプレート4が装着される。
【0005】この蓋2では、ロック装置5による蓋2の
固定が解除されると、旋回アーム3は点Aを回転中心と
して矢印方向へ旋回する。また、ナイフエッジ4aは常
時圧接装置6に内蔵されたコイルスプリング6aが発生
するばね力によりシート面1aに押し付けられており、
ロック装置5のロック解除と同時にストッパーボルト6
bの隙間分だけ直線状に押し出される。ストッパーボル
ト6bの隙間は3mm 前後に調整されており、ナイフエッ
ジ4aは、A点を回転中心とする左方への旋回と同時
に、2〜3mmだけシート面1aから直線状に押し出され
る。
【0006】しかしながら、この際、ナイフエッジ4a
は、ロック装置5のロック解除と同時に、円弧状および
直線状の合成である楕円状に旋回するため、ナイフエッ
ジ4aの外側角部が当接していたシート面1aの一部を
えぐりながら移動する。このため、シート面1aにはナ
イフエッジ4aの旋回移動に伴ってえぐり(凹状の損
傷)が生じてしまう。このため、シート面1aに生じた
えぐりは、蓋2の開閉操作が繰り返されることによって
徐々に拡大され、最終的には、ナイフエッジ4aとシー
ト面1aとが適正に当接できなくなり、やはりガス漏れ
が早期に発生してしまう。
【0007】そこで、蓋2の開閉時、蓋2が旋回動作を
開始する前に、ナイフエッジ4aをシート面1aから微
小距離だけ略直線状に移動させることにより蓋2をシー
ト面1aから離間させた後に蓋2の旋回を開始する、い
わゆる二段開閉式のセルフシール蓋が考案されている。
例えば、実公平6−43148号公報には、蓋の中心に
傾斜面の押込部と後退部とを併せ持つ推進具に操作レバ
ーを設置し、同一傾斜面を組み合わせて、蓋の前進およ
び後退(直線状移動)と旋回とをともに実現した二段開
閉式のセルフシール蓋が提案されている。
【0008】また、登録実用新案公報第3006527
号には、蓋の中心に蓋が前進および後退可能となるよう
に傾斜ガイドを設けて、蓋を旋回アームにピン止めし、
蓋の先端に傾斜ガイドに勘合する旋回ロールを支持する
レバーを設け、このレバーを水平方向へ操作することに
よって、蓋の前進および後退と旋回とをともに実現した
二段開閉式のセルフシール蓋が提案されている。
【0009】これらの二段旋回式のセルフシール蓋によ
れば、蓋2が直線状に移動してシート面1aから完全に
離間した後に蓋2の旋回が開始されるため、シート面1
aにおけるえぐりの発生を解消することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、コークス炉
の炭化室に設けられた蓋2の外方には、レベラー装置や
クリーニング装置等といった、炭化室の各種の附帯装置
が多数配置されている。これらの附帯装置の操作レバー
は、多くの場合、蓋2の中心近傍に配置されている。こ
のため、その取合せの関係上、上記の提案にかかる蓋2
を開閉するには、操作レバーの操作と干渉しない位置ま
で各附帯設備をいずれも待避させるか、あるいは、レベ
ラー装置等の既存設備を操作レバーを操作することの障
害とならないように改造する必要がある。このため、押
出機等の附帯設備の構造やその操作が複雑化したり、現
在使用中の押出機を大幅に改造する必要が生じてしま
う。このため、これらの提案にかかる蓋を実施すると、
設備費が不可避的に嵩んでしまう。
【0011】また、上記の提案にかかる蓋を用いるに
は、いずれも、傾斜面を加工する必要があり、加工の程
度によっては蓋本体を新たに製造した場合の製作費と同
程度の加工費が必要となり、この点からも設備費が嵩ん
でしまう。
【0012】さらに、コークス炉の蓋2は、ならし作業
時すなわち装炭途中においても開閉されており、粉塵が
最も発生し易い環境下で使用されている。これに対し、
上記の提案にかかる蓋は、いずれも、その駆動の主要部
について全く防塵対策が検討されていないために粉塵の
噛み込み等が多発し、設備保全費用が嵩むとともに駆動
部の寿命が著しく低下してしまう。
【0013】本発明の目的は、例えばコークス炉の炭化
室の気密性、およびこの炭化室に設けられた炉蓋の耐久
性をいずれも充分に確保することができるとともに低コ
ストで実現可能な密閉容器の蓋の開閉構造を提供するこ
とである。
【0014】
【課題を解決するための手段】本発明は、内部に粉体ま
たは流体を収容する密閉容器の開口部に当接して密閉容
器を封止する蓋を直線状に移動させて密閉容器から離間
させる第1の状態と、第1の状態に引き続いて前記の蓋
を旋回移動させる第2の状態とを発生させるための開閉
機構を備え、開閉機構が、前記の蓋の外面に装着された
カム機構と、このカム機構を包囲する防塵のためのケー
シングとを有し、カム機構によって第1の状態を発生す
ることを特徴とする密閉容器の蓋の開閉構造である。
【0015】この本発明にかかる密閉容器の蓋の開閉構
造では、カム機構が、蓋の外面に装着されたハンドルに
よって駆動されることが望ましい。さらに、これらの本
発明にかかる密閉容器の蓋の開閉構造では、密閉容器
が、コークス炉の炭化室であることが望ましい。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかる密閉容器の
蓋の開閉構造の実施の形態を、添付図面を参照しながら
詳細に説明する。なお、以降の説明では、本発明を、コ
ークス炉の炭化室に設けられて、レベラー装置を炉内に
装入するための開口部を封止するための蓋に適用した場
合を例にとる。
【0017】図1は、本実施の形態の開閉構造Aを有す
る蓋Bを備えた、コークス炉の炭化室10および蓋12
の正面図である。また、図2は、本実施の形態の開閉構
造Aを有する蓋Bを備えた、コークス炉の炭化室10お
よび蓋12の垂直断面図である。さらに、図3〜図8
は、本実施の形態の開閉構造Aを有する蓋Bの部分詳細
図であって、図3は蓋Bの正面図、図4は蓋Bの水平断
面図、図5は引張バネ26を示す図3におけるA視図、
図6はロック装置を示す図3におけるB矢視図、図7は
図4のC断面図、さらに図8はカム機構による蓋のリフ
ト状況を示す図7の詳細図である。以下、これらの図を
適宜参照しながら、本実施の形態の開閉構造Aを有する
蓋Bの構造を、その動作とともに説明する。
【0018】図1〜図4に示すように、コークス炉の炭
化室10の小蓋Bは、蓋枠13の側面にボルト止めされ
た蝶番14に挿通された小蓋開閉棒15にピン留めされ
た開閉アーム16に取り付けられている。開閉アーム1
6の他方16aの先端は、フック形状を呈するとともに
このフック部に相対した爪部を有しており、先端にロー
ラー17を有するローラーアーム18がピン留めされて
いる。ローラーアーム18は常に詰め部により旋回アー
ム16aのフック部を400kg前後の力で押さえ付け
るようにロックスプリング19の力を伝達する先端金具
20と連結されている。
【0019】なお、蓋Bの開時には、後述する図10
(c)に示すようにローラー17を押してロックスプリン
グ19を圧縮し、爪部が開閉時にフック部と干渉しない
位置まで回動する。
【0020】以上の蓋Bの支持構造は、旋回アーム16
aの形状自体を除き、従来の圧接小蓋やナイフエッジ叩
きだし式小蓋においてもこれまでも多数用いられてお
り、当業者にとっては周知慣用の構造である。このた
め、この構造についてのこれ以上の説明は省略する。
【0021】図3および図4に示すように、本実施の形
態の開閉アーム16は、蓋Bの中央に収納部16を有す
る。収納部16bには、円形のリフト金物21が収納さ
れている。
【0022】また、リフトシャフト22が、蓋Bの中心
の水平方向へ向けて収納部16bを貫通して設けられ
る。このリフトシャフト22のロック装置23側にはリ
フトハンドル24が設けられ、その反対側には図5に示
す戻り止め装置25〜27が設置されている。
【0023】このリフトシャフト22の外径は、リフト
金物21に対してハンドル24側では大きい大径部とし
て構成され、一方、反対側では小さい小径部として構成
されている。さらに、この大径部と小径部との間、すな
わちリフト金物21においては、後述する図7に示すカ
ムプロフィールを有するカム機構部として加工されてい
る。
【0024】図8(a)に示すように、リフト金物21
は大径部で炉内側に押しつけられており、上部平行部で
競り合って一定位置で停止する。一方、図8(b)に示
すように、リフト金物21の上部空壁を大径部が滑りな
がら回転してリフト金物21を持ち上げ、下部平行部で
せり上がって停止する。
【0025】リフトシャフト22が図8(a)または図
8(b)に示す位置へ回動すると、図5に示すように、
引張バネ26によりその状態が維持される。引張バネ2
6は片端をアーム16にピン留めされ、他端はリフトシ
ャフト22に固定された戻り止めアーム25にピン留め
されている。戻り止めアーム25は中心軸に対しリフト
ハンドル24と同じ角度に振って配置されているため、
リフトハンドル24を回動操作すると同調して回転し、
中心軸を越えると自力回動する。この戻り止め装置26
により、蓋Bの開閉時や操業時の振動等でリフトまたは
閉鎖状況の変動が防止されるだけでなく、自力回動によ
り、リフトハンドル24を中心軸以上に回動すれば確実
にナイフエッジ27aをシート面13aから離間させた
状態で蓋Bの旋回を開始することができる。なお、本実
施の形態では、引張バネ26の荷重は25kgで十分で
あった。
【0026】なお、本実施の形態では、前述したストッ
パー隙間の標準が3mmであることから、リフトシャフ
ト22の大径部の外径を30mmに設定するとともに小
径部の外径を20mmに設定し、さらにリフト金物21
のリフト量を5mmに設定した。
【0027】また、本実施の形態では、大径部、小径部
およびカム機構部を含む回動摺動部は、カバー16cで
密閉され、該カバー16cの内部には耐熱グリスが充填
されている。このため、長期に安定した機能を発揮する
ことができる。
【0028】このように、本実施の形態では、リフトシ
ャフト22に大径部、小径部およびカム機構部を設けて
あるため、このリフトシャフト22を回転操作すること
により、上記カム機構部によりリフト金物21に作用さ
れる外力を利用して、蓋Bを、図4における上下方向へ
直線状に移動させることができる。
【0029】また、図3および図4に示すように、シー
ルプレート27は、蓋本体28にボルトにより締結固定
されており、蓋本体28はボルト28aでリフト金物2
1に固定される。ナイフエッジ27aは圧接スプリング
装置29によりストッパー間隔29aだけ炉内側に付勢
されており、これにより、ナイフエッジ27aとシート
面13aとの間のシール性が確保されている。
【0030】本実施の形態の開閉構造Aを有する蓋B
は、以上のように構成される。次に、この蓋Bの開閉動
作を説明する。本実施の形態の蓋Bは、まず、図6に示
すリフトハンドル24を図中の右方向(矢印方向)へ回
動すると、図5における戻り止めアーム25も同調して
図右方向へ回り、引張バネ26は伸長する。引張バネ2
6の伸長は、中心軸で最大となり、それを越えると引張
バネ26は収縮し、回動終点に向かって自身のバネ力に
より回動する。その時、リフトシャフト22のカム機構
部は、図8(a)に示す位置から図8(b)に示す位置
へ回転し、同時にリフト金物21も図7における二点鎖
線の位置まで移動する。このため、リフト金物21のリ
フト量だけ、シールプレート27の全体が炉外側に直線
状に移動し、その後に旋回を開始する。リフト金物21
は加工性を確保するために円形となっているが、ガイド
ピン30により支障無くリフトされる。
【0031】なお、リフト金物21のリフト量は、ナイ
フエッジ27aが圧接スプリング装置29によりストッ
パー間隔29aだけ炉内側に押し付けられる分を考慮し
て、適宜設定する。
【0032】本実施の形態の蓋Bのような、いわゆる二
段開閉蓋では、炉蓋側よりむしろ押出機等の附帯設備と
の干渉を防止することが、重要である。押出機を基準と
した場合の蓋Bの位置は、炉体変形、炉蓋個性、装着位
置、押出機機上レベル等の変動により前後方向、左右方
向及び上下方向に変動する。本実施の形態では、前後方
向および左右方向への蓋Bの位置は他の現状設備能力で
対応可能であるものの、上下方向の位置変動の対象が必
要である。なぜなら、リフトハンドル24を長く設定す
ると、上下方向の変動は容易に解決される、蓋Bの炉前
面からの突出量が大きくなるという問題が生じる。図2
で明らかなように、蓋Bは、既に最も外部への突出量が
大きい部分であるため、蓋Bの前面を走行する押出機の
既設設備に衝突するおそれがあるからである。
【0033】図10(a)〜図10(e)は、本実施の
形態で用いた二段開閉を、従来の開閉ローラーと押し用
シリンダーとを兼用して作動させた場合の説明図であ
る。図10(a)においてローラー押し装置31は上下
動可能であり、下向き待機している。図10(b)に示
すように、ローラー押し装置31が前進して開閉ローラ
ー32がリフトハンドル24に当接する。その時、開閉
ローラー32とローラー押し金具33との間には隙間が
あり、前進してローラー17に当接する。すると、開閉
ローラー32はハンドル34のリフト完了に近い箇所に
ある。ローラー17の回動上昇に伴って、操作ローラー
32はハンドル24の先端を乗り越え、ロックが解除さ
れる(図10(c)参照。)。これにより、開閉に支障
のない位置に移動する。再ロックが完了するまで操作ロ
ーラー32はハンドル24を作動させず、ロック完了後
作動させて最終ローラー押し装置31の下方荷重も加わ
って確実に閉鎖を完了する(図10(d)および図10
(e)参照)。
【0034】なお、操作ローラー32が必要とする最大
水平荷重は30kg程度であり、開閉ローラー32が必
要とする力の10%程度である。図9は、リフトハンド
ル24を蓋12の水平中心より下方に設置した案を示
す。高さ方向を規制するため、スプリングカバー35に
操作ローラー32の押し装置のガイド36が設けられて
いる。操作ローラー32の停止位置はスプリングカバー
35とリフトハンドル24のかなり広い空間にあればよ
く、計装が簡易であり、シリンダーのエンドストローク
ヘの使用もできる。シリンダーは荷重30kg、ストロ
ーク300mm程度で、開閉ローラー32の作動装置よ
り下方、外よりの空間に設置されているため、既設炉で
は通常操業を続けながら、押出機の改造ができる。
【0035】このように、本実施の形態では、内部に流
体を収容する炭化室10を封止する蓋12に当接する蓋
Bを直線状に移動させて炭化室10から離間させる第1
の状態と、この第1の状態に引き続いて、蓋Bを旋回移
動させる第2の状態とを発生させるための開閉機構37
を備える。この開閉機構37が、蓋Bの外面に装着され
たカム機構部を有しており、このカム機構部によって第
1の状態が発生する。
【0036】そして、本実施の形態では、蓋Bを開閉す
る際に、蓋Bの開の前にロック装置4側に設けたリフト
ハンドル24を回転してリフトシャフト22を回転させ
る。蓋Bの外面中央には、前述したカム機構部が配置さ
れており、リフトシャフト17は一定の角度を回るとリ
フト金物21と競り合って止まる。その時、リフト金物
21は炉外側に移動しており、リフト金物21に固定さ
れた蓋Bの本体28及びシールプレート27も炉外側に
移動し、シート面13aとナイフエッジ27aの先端と
の間に隙間を作る。その後、ローラー17を押してロッ
クを外し蓋Bの開閉バー15aを回転して蓋Bの開閉を
行う。したがって、蓋Bの開閉を行う際はシート面13
aとナイフエッジ27aの先端とは、接触しておらず、
両者の擦り合いによって生じる損傷が防止される。ま
た、ローラー17を元の位置に戻してロックし、リフト
ハンドル24を元の位置に回転させると、蓋Bの本体2
8も元の位置に戻り、ナイフエッジ27aの先端はシー
ト面13aに強く押しつけられ、炉内からのガス漏れが
確実に防止される。
【0037】また、本実施の形態によれば、シート面1
3aからの高さ、幅方向の寸法ともに図11に示す従来
の蓋と同程度に小型に実現される。すなわち、図4と図
11の比較から明らかなように、本実施の形態を既設炉
に適用するには、部品、開閉アーム16からガイドピン
30までを新たに製作すればよいため、極めて安価な改
造費で容易に実施することができる。さらに、全ての加
工を、ほぼ全て相互精度が得易い旋盤やスライスの単純
加工とによって行うことができるため、この点からも低
コストで実施可能である。
【0038】また、本実施の形態では、カム機構の一部
をなすリフト金物21をケーシング16cにより密閉す
ることにより、グリス内での作動が可能となる。このた
め、本実施の形態によれば、リフト金物21の可動部分
の寿命が延び、悪環境下でも長期に安定した性能が得ら
れる。
【0039】すなわち、本実施の形態では、内部にガス
および液体のうちの少なくとも一方が存在しその漏洩防
止としてシート面13a及びナイフエッジ27aを蓋B
として密閉する容器において、蓋Bの中央にカム機構を
設け、蓋Bをシート面13aよりリフトさせた後、蓋B
の開閉を行うこと、およびカム機構を密閉することによ
り、悪環境下であっても長期間の稼働が可能となる。
【0040】このように、本実施の形態では、上下また
は左右の一方にその蓋の開閉軸棒及び蝶番装置、他方に
ロック装置を備えたコークス炉の蓋Bにおいて、その蓋
Bの中心に操作軸棒を挿通し、ロック装置側に設けたハ
ンドルを回転させ、蓋Bの中央に設けたカム機構により
蓋Bを炉外側に直線状にリフトさせて、蓋枠13のシー
ト面13aとナイフエッジ27aの先端との間に隙間を
設けて蓋Bの開閉を行うこと、さらには、カム機構部を
ケーシング16cを密閉することにより、悪環境下でも
長期間安定して稼働することができる。
【0041】
【発明の効果】以上に詳細に説明したように、本発明に
よれば、例えばコークス炉の炭化室の気密性、およびこ
の炭化室に設けられた炉蓋の耐久性をいずれも充分に確
保することができるとともに低コストで実現可能な密閉
容器の蓋の開閉構造を提供することができた。
【0042】かかる効果を有する本発明の意義は、極め
て著しい。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室の正面図である。
【図2】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室の垂直断面図である。
【図3】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室小蓋部の部分詳細図であって、蓋の
正面図である。
【図4】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室小蓋部の部分詳細図であって、蓋の
水平断面図である。
【図5】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室小蓋部の部分詳細図であって、引張
バネを示す図3におけるA視図である。
【図6】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室小蓋部の部分詳細図であって、ロッ
ク装置を示す図3におけるB矢視図である。
【図7】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室小蓋部の部分詳細図であって、図4
のC断面図である。
【図8】実施の形態の開閉構造を有する小蓋を備えた、
コークス炉の炭化室小蓋部の部分詳細図であって、カム
機構による蓋のリフト状況を示す図7の詳細図である。
【図9】実施の形態における、リフトハンドルを蓋の水
平中心より下方に設置した案を示す説明図である。
【図10】図10(a)〜図10(e)は、本実施の形
態で用いた二段開閉を、従来の開閉ローラーと押し用シ
リンダーとを兼用して作動させた場合の説明図である。
【図11】コークス炉の蓋の開閉構造の一例を示す水平
断面図である。
【符号の説明】
10 コークス炉の炭化室 12 蓋 37 開閉機構

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部に粉体または流体を収容する密閉容
    器の開口部に当接して該密閉容器を封止する蓋を直線状
    に移動させて前記密閉容器から離間させる第1の状態
    と、該第1の状態に引き続いて前記蓋を旋回移動させる
    第2の状態とを発生させるための開閉機構を備え、 該開閉機構は、前記蓋の外面に装着されたカム機構と、
    該カム機構を包囲する防塵のためのケーシングとを有
    し、前記カム機構によって前記第1の状態を発生するこ
    とを特徴とする密閉容器の蓋の開閉構造。
  2. 【請求項2】 前記カム機構は、前記蓋の外面に装着さ
    れたハンドルによって駆動される請求項1に記載された
    密閉容器の蓋の開閉構造。
  3. 【請求項3】 前記密閉容器は、コークス炉の炭化室で
    ある請求項1または請求項2に記載された密閉容器の蓋
    の開閉構造。
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KR101157623B1 (ko) 2010-11-10 2012-06-18 주식회사 포스코 코크스오븐의 오븐 도어 급지장치

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