JP2010539261A - コークス炉充填のための充填伸縮筒 - Google Patents

Abstract

本発明は、垂直に向けられた流入ホッパーと伸縮筒下側部分とを具備し、この伸縮筒下側部分が振り子要素によって、垂直方向に調節可能な昇降装置に懸吊されている、コークス炉充填のための充填伸縮筒に関する。流入ホッパーと伸縮筒下側部分との間に管状の中間部材が配置され、この中間部材が振り子要素に可動に懸吊され、かつ側方への補償運動を可能にする自由空間を形成しつつ流入ホッパーの出口横断面を取り囲んでいる。中間部材は流入ホッパーの環状面に対してシールされた環状フランジを備えている。さらに、伸縮筒下側部分は管状中間部材の外周壁を取り囲んでいる。

Description

本発明は、垂直に向けられた流入ホッパーと伸縮筒下側部分とを具備し、この伸縮筒下側部分が振り子要素によって、垂直方向に調節可能な昇降装置に懸吊されている、コークス炉充填のための充填伸縮筒に関する。上記特徴を有する充填伸縮筒は例えば特許文献１によって知られている。

最新のコークス製造では、装入炭が石炭充填車両の充填伸縮筒によってコークス炉の炉室に充填される。充填伸縮筒は複数の部分によって形成され、そして分割領域と挿入領域に、シール装置を備えている。このシール装置は充填過程中にエミッションの流出を防止する。

さらに、鋼または布地からなる補償器を備えた充填伸縮筒が知られている（特許文献２）。この補償器は伸縮筒軸線を炉室の充填開口の位置に合わせるために伸縮筒部分の傾斜を可能にし、さらに充填伸縮筒を確実にシールする。

充填伸縮筒の運転の際、流入ホッパーの軸線と炉室の充填開口の軸線が互いに一直線上にないときには、相対的に動く部分が傾斜することになる。その際、補償器は大きな応力を受け、特にカーボンデポジットや高い温度を考慮に入れなければならない。傾斜すると、むりやり押し込まれることによって、充填伸縮筒の可動部分に大きな力が作用し、この力は極端な場合には可動部分の接続領域を変形させることになる。さらに、シールリングと嵌め輪が高い温度に基づいて早く歪み、歪みによって相対運動部分の関係が運転中に連続的に変化する。補償器を備えていない、複数の部分によって形成された充填伸縮筒の場合、伸縮筒の可動部分の間にシールが設けられている。この場合、部分の傾斜はシール作用に不利な影響を与える。充填伸縮筒の寿命は不十分である。充填伸縮筒は比較的に短い運転時間の後で交換および修理しなければならない。

独国特許第１９９６４２７４Ｂ４号明細書 欧州特許出願公開第１２９３５５２Ａ号明細書

この背景をふまえて、本発明の根底をなす課題は、流入ホッパーの軸線とコークス炉の炉室の充填開口との軸線の間の軸線のずれを補償することができ、これによって充填伸縮筒の可動部分が過大な応力を受けることがない充填伸縮筒を提供することである。

この課題は本発明に従い、請求項１に記載の充填伸縮筒によって解決される。本発明では、流入ホッパーと伸縮筒下側部分との間に管状の中間部材が配置され、この中間部材が振り子要素に可動に懸吊され、かつ側方への補償運動を可能にする自由空間を形成しつつ流入ホッパーの出口横断面を取り囲んでいる。振り子要素として、振り子ロッド、チェーン、ロープ等を使用可能である。中間部材は流入ホッパーの環状面に対してシールされた環状フランジを備えている。さらに、伸縮筒下側部分は管状中間部材の外周壁を取り囲んでいる。

流入ホッパーの軸線と一直線に並んでいないコークス炉の充填開口内に伸縮筒下側部分を降下させる場合、伸縮筒下側部分は充填開口の実際の位置に合わせる際に、傾斜せずに、軸線のずれに応じてＸ方向およびＹ方向に位置をずらす。これは付設の昇降装置に対して伸縮筒下側部分を振り子式に懸吊することによって保証される。伸縮筒下側部分は垂直のままであり、かつコークス炉の炉カバーに対して直角のままである。伸縮筒下側部分は同時に、同様に振り子式に懸吊され水平方向に自由に動く中間部材を、Ｘ方向とＹ方向に動かす。この側方への移動時に、中間部材も同様に垂直のままであり、かつ炉カバーに対して直角のままである。充填伸縮筒を本発明に従って形成することにより、伸縮筒構成部分の傾斜を回避することができる。充填穴枠内への降下過程中および炉カバーの充填開口の実際の位置に合わせる過程中に、充填伸縮筒の部分の間に内部の強制力が発生しない。なぜなら、伸縮筒下側部分と中間部材の振り子式懸吊によって、充填伸縮筒のすべての部分が鉛直方向の向きを維持しながら側方への運動を行うことができるからである。本発明に従って形成された中間部材はさらに、垂直方向における伸縮筒下側部分の十分に大きな調節運動を可能にする。補償器と異なり、垂直方向の調節ストロークは構造に起因する制約を受けない。

伸縮筒下側部分と中間部材はそれぞれ、少なくとも３本の振り子要素、好ましくは振り子ロッドに懸吊されている。４本以上の振り子ロッドで懸吊すると有利である。中間部材を懸吊するための振り子要素を、中間部材の上端に、好ましくはフランジの外周部に接続すると合目的である。中間部材の環状フランジと付設の流入ホッパーの環状面は好ましくはほぼ水平に延在している。

中間部材のフランジと付設の流入ホッパーの環状面との間に、シールが配置されると合目的である。このシールは好ましくはホースまたはダイヤフラムとして形成されている。シールホースの内部またはダイヤフラムによって閉鎖された室は圧力源に接続されている。充填伸縮筒の作業運動の際、シールが圧力付勢を解除されるので、環状フランジは付設の流入ホッパーの環状面と相対的に自由に動くことができ、その際むりやり押し込まれることがない。充填伸縮筒が炉カバーの充填開口に降下し、その端位置に達した後で、シールが作動させられる、すなわち圧縮空気または他の圧力媒体が供給される。圧力を加えることにより、シールは外側へ膨らみ、流入ホッパーと中間部材の互いに付設された面に対して押し付けられ、それによって充填過程中の最適なシール状態が保証される。

好ましくは伸縮筒下側部分も、シールによって中間部材の管状外周壁に対してシールされている。この場合、シールは同様に、圧力源によって圧力を加えることが可能なホースまたはダイヤフラムとして形成可能である。伸縮筒下側部分の昇降運動時には、シールは圧力付勢を解除される。充填過程のために、シールに圧縮空気または圧力媒体が供給され、伸縮筒下側部分と中間部材の外面との間の隙間が確実にシールされる。

前述のシールは熱に耐えるように形成され、容易に分解可能に組み込まれている。本発明の有利な実施形では、シールがチャンバ内に配置されている。このチャンバの壁は、シールが高すぎる温度や過剰な塵埃負荷に対して保護されるように形成可能である。伸縮筒下側部分と中間部材との間に配置されたシールの熱負荷はさらに、伸縮筒下側部分によって取り囲まれた中間部材の外周壁が少なくとも、伸縮筒下側部分の垂直方向の調節ストロークに一致する長さにわたって、断熱部を備えていることにより、低減することが可能である。中間部材の外周壁は好ましくは断熱作用する二重壁部分として形成されている。この二重壁部分は円筒状の外壁と、上端の方へ円錐状に拡がる内壁とを備えている。

伸縮筒下側部分はそれ自体公知のごとく、円筒状区間と、その下側に接続された流出円錐部を備えている。流出円錐部の自由端に本発明に従い、コークス炉の充填穴枠に対してシールするためのシール要素が配置されている。円筒状区間の上端にさらに、中間部材の外周壁に接触するためのシール装置が設けられている。

次に、一実施形態を示す図に基づいて本発明を説明する。

異なる機能位置にある本発明に係る充填伸縮筒の縦断面図である。 異なる機能位置にある本発明に係る充填伸縮筒の縦断面図である。 異なる機能位置にある本発明に係る充填伸縮筒の縦断面図である。

図に示した充填伸縮筒は図示していない石炭充填車両の下側の排出装置１に固定され、装入炭を排出装置１からコークス炉の炉室内へ、エミッションを生じないように移送する働きをする。充填伸縮筒の基本構造は、排出装置１に接続された流入ホッパー２と、伸縮筒下側部分３と、流入ホッパー２と伸縮筒下側部分３との間に配置された管状の中間部材４とからなっている。伸縮筒下側部分３は振り子要素５、好ましくは振り子ロッドによって、垂直方向に調節可能な昇降装置６に懸吊され、かつ昇降装置６の調節運動によってコークス炉の炉カバーの充填穴枠７上に下降可能である。充填穴枠７は炉カバーの開口を形成している。

充填伸縮筒の管状の中間部材４は同様に、振り子要素５′、例えば振り子ロッドに可動に懸吊され、かつ側方の補償運動を許容する自由空間を形成しつつ流入ホッパー２の出口横断面８を取り囲んでいる。中間部材４はリング状のフランジ９を備え、このフランジは流入ホッパーの環状面１０に対してシールされている。リング状のフランジ９と付設の流入ホッパーの環状面１０はほぼ水平に延在している。中間部材４を懸吊するための振り子要素５′は、中間部材の上端に、本実施形態ではフランジ９の外周部に接続されている。振り子運動するように懸吊された伸縮筒下側部分３は管状の中間部材４の外周壁を取り囲み、かつ外周壁に対して同様にシールされている。

充填伸縮筒の作用は図１〜図３を比較観察することによって明らかである。図１は持ち上げられた停止状態にある充填伸縮筒を示している。炉室を充填するために、伸縮筒下側部分３は図２に示した位置へ降下させられる。図２に示した運転状態の場合、炉カバーの充填開口は流入ホッパー２の軸線１１と一直線に並んでいるが、図３に示す運転状態では、流入ホッパーの軸線１１と充填開口との間に、Ｘ方向および／またはＹ方向の側方ずれａが存在する。図２と図３の比較観察から明らかなように、流入ホッパーの軸線１１と充填開口の軸線との間にＸ方向および／またはＹ方向の側方ずれａが存在するときにも、充填伸縮筒のすべての可動部分３、４は鉛直方向に向いている。伸縮筒下側部分３を充填穴枠７内に降下させる際に、伸縮筒下側部分３は充填穴枠７の実際の位置に合わせながら、ずれａに応じてＸ方向および／またはＹ方向に位置を移動し、その際傾斜しない。これは振り子要素５における可動の懸吊によって確実に回避される。伸縮筒下側部分３は垂直のままであり、かつ炉カバーに対して直角のままである。同時に、伸縮筒下側部分３は、同様に振り子運動するように懸吊されかつ水平方向に自由に動くことができる中間部材４を、側方に向かってＸ方向および／またはＹ方向に動かす。中間部材４はその振り子運動するような懸吊に基づいてこの側方運動時に同様に垂直のままであり、かつ炉カバーに対して直角のままである。本発明に係る構造は、伸縮筒構成部分３、４の傾斜を確実に回避し、充填穴枠内への降下中および充填穴枠７の実際の位置に側方移動して合わせる間に、充填伸縮筒内にむりやり押し込まれることを防止する。

充填伸縮筒の可動部材３、４の間にはシール１２が配置されている。第１のシール１２は中間部材のフランジ９と流入ホッパーの付設の環状面１０との間に設けられている。さらに、伸縮筒下側部分３はシール１２によって中間部材４の管状外周壁に対してシールされている。シール１２、１２′はホースまたはダイヤフラムとして形成されている。この場合、ホースの内部またはダイヤフラムによって閉鎖された室は図示していない圧力源に接続されている。圧縮空気または他の圧力媒体によって圧力を加えることにより、シール１２、１２′は作動して外側に膨らむ。その際、シールは封止すべき面の間の隙間を架橋する。この状態は図２と図３に示してある。充填伸縮筒が短縮または引っ込められるときには、シール１２、１２′は作動を停止する、すなわち圧力が除去される。この状態は図１に示してある。図１の図示では、シール１２、１２′がそれぞれシールすべき面に接触していない。それによって伸縮筒部分３、４はその作動運動時に互いに完全に自由に動くことができ、従って内部の締め付け力や強制力が発生しないし、シールが部分の運動によって摩耗することもない。

シール１２、１２′はチャンバ内に配置されている。このチャンバはシールの規定通りの位置決めを保証するだけでなく、過剰の塵埃負荷または加熱作用に対してシールを保護する。

中間部材４の外周壁は断熱二重壁部分によって形成されている。この部分は円筒状の外壁１３と、上端の方へ円錐状に拡がっている内壁１４を備えている。二重壁部分の断熱作用のため、伸縮筒下側部分３のシール１２′に対する熱負荷が著しく低下する。

伸縮筒下側部分３は円筒状区間と、その下側に接続している流出円錐部を備えている。この流出円錐部の自由端には、充填穴枠をシールするためのシール要素１５が配置されている。円筒区間の上端には、中間部材４の外周壁に接触させるための上記のシール１２を備えたシール装置が設けられている。

本発明に係る充填伸縮筒はその構造に基づいて運転信頼性が高いという利点があり、かつ流入ホッパー２の軸線１１とコークス炉の炉カバーの充填開口との間の大きな位置ずれを補償することができる。本発明に係る構造の場合、保守整備作業および洗浄作業を最小限に抑えることができる。

Claims (10)

1. 垂直に向けられた流入ホッパー（２）と伸縮筒下側部分（３）とを具備し、この伸縮筒下側部分が振り子要素（５）によって、調節可能な昇降装置（６）に懸吊されている、コークス炉充填のための充填伸縮筒において、
   流入ホッパー（２）と伸縮筒下側部分（３）との間に管状の中間部材（４）が配置され、この中間部材が振り子要素（５′）に可動に懸吊され、かつ側方への補償運動を可能にする自由空間を形成しつつ流入ホッパー（２）の出口横断面（８）を取り囲んでいることと、中間部材（４）が流入ホッパー（２）の環状面（１０）に対してシールされた環状フランジ（９）を備えていることと、伸縮筒下側部分（３）が管状中間部材（４）の外周壁を取り囲んでいることを特徴とする充填伸縮筒。
2. 振り子要素（５′）が中間部材（４）を懸吊するために、中間部材の上端に、好ましくはフランジ（９）の外周部に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の充填伸縮筒。
3. 中間部材（４）の環状フランジ（９）と付設の流入ホッパー（２）の環状面（１０）がほぼ水平に延在していることを特徴とする請求項１または２に記載の充填伸縮筒。
4. 中間部材の環状フランジ（９）と付設の流入ホッパー（２）の環状面（１０）との間に、シール（１２）が配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の充填伸縮筒。
5. 伸縮筒下側部分（３）がシール（１２′）によって中間部材（４）の管状外周壁に対してシールされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の充填伸縮筒。
6. シール（１２、１２′）がホースまたはダイヤフラムとして形成されていることと、ホースの内部またはダイヤフラムによって閉鎖された室が圧力源に接続されていることを特徴とする請求項４または５に記載の充填伸縮筒。
7. シール（１２、１２′）がチャンバ内に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の充填伸縮筒。
8. 伸縮筒下側部分（３）によって取り囲まれた中間部材（４）の外周壁が円筒状に形成され、かつ少なくとも伸縮筒下側部分（３）の垂直方向調節ストロークに一致する長さにわたって、断熱部を備えていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の充填伸縮筒。
9. 中間部材（４）の外周壁が断熱二重壁部分として形成され、この二重壁部分が円筒状の外壁（１３）と上端の方へ円錐状に拡がる内壁（１４）を備えていることを特徴とする請求項８に記載の充填伸縮筒。
10. 伸縮筒下側部分（３）が円筒状区間とその下側に接続された流出円錐部を備え、流出円錐部の自由端に、コークス炉の充填穴枠に対してシールするためのシール要素（１５）が配置され、円筒状区間の上端に、中間部材（４）の外周壁に接触するためのシール装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の充填伸縮筒。

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