JP5343774B2 - コークス乾式消火設備の装入装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークバケット内の赤熱コークスを乾式消火チャンバーへ装入するためのコークス乾式消火設備の装入装置に関する。

従来、コークス炉から窯出しされた赤熱コークスは、コークバケットで受けた後、コークバケットから乾式消火チャンバーへ装入され、赤熱コークスの冷却が行われると共に、赤熱コークスが有する熱量も回収されている。なお、コークバケットは、下向きに開放可能な底蓋を備えるものであり、バケット台車に載置され、コークス炉と乾式消火チャンバーとの間で往復搬送される。
この赤熱コークスの乾式消火チャンバーへの装入は、コークバケットをバケット台車からクレーンで持ち上げ、下向きに開放可能な装入蓋（防塵ゲート）が設けられた装入装置上に載置した後、コークバケットの底蓋と装入装置の装入蓋とを開放することで、装入シュートを介して行われている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−２７２５００号公報

しかしながら、コークバケットの底蓋は、下方に傾斜した状態で開放されるため、コークバケットの開放支点部分、即ち、底蓋が取り付けられた容器の下端部（底蓋を除くコークバケットの下端部）と、底蓋との隙間に、赤熱コークスが残留し易くなる。このため、乾式消火チャンバーへの赤熱コークスの装入が終了した後、コークバケットの底蓋を閉めようとした場合には、上記した開放支点部分で、残留した赤熱コークスの噛み込みが発生し、底蓋が完全に閉じなくなる。
このように、底蓋が完全に閉じていないコークバケットを、バケット台車上に降ろした場合、コークバケットが傾くため、バケット台車の走行時にコークバケットが他の設備に接触し、設備損傷を招く恐れがある。また、コークバケットには、コークス炉から窯出しされた赤熱コークスを、旋回しながら受ける構成になっているものもあるが、この場合も、旋回中にコークバケットが他の設備に接触し、設備損傷を招く恐れがある。

本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、コークバケットの底蓋での赤熱コークスの噛み込みを防止し、赤熱コークスの受入れと搬送を安定に行えるコークス乾式消火設備の装入装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するためになされた本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）側端部を支点として下向きに開放可能な底蓋を備えたコークバケットを載置可能で、かつ、下向きに開放可能な装入蓋が設けられた装入シュートを有し、該装入シュートに前記コークバケットを載置して前記底蓋を開放すると共に前記装入蓋を開放して、前記コークバケット内の赤熱コークスを前記装入シュートを介して乾式消火チャンバーへ装入するコークス乾式消火設備の装入装置において、
前記装入シュートには、前記底蓋の開放支点の側方で、開放する前記底蓋とは非接触の位置に、前記開放支点に向けて気体噴出ノズルを設け、しかも該気体噴出ノズルは基側から先側へかけて下方へ傾斜させた状態で位置決めされ、前記底蓋を開放する際に、開放した前記底蓋の上面で前記開放支点の部分に溜まった前記赤熱コークスの裾部に向けて気体を吹き付け、該赤熱コークスを下方へ落下させることを特徴とするコークス乾式消火設備の装入装置。

（２）前記気体噴出ノズルの傾斜角度は、水平位置に対して下方へ１５度以上２０度以下の範囲内であることを特徴とする（１）記載のコークス乾式消火設備の装入装置。

本発明に係るコークス乾式消火設備の装入装置は、装入シュートに気体噴出ノズルを設け、しかもこの気体噴出ノズルを、底蓋の開放支点の側方で、開放する底蓋とは非接触の位置に、開放支点に向けて配置するので、簡単な構成で、開放した底蓋の上面で開放支点の部分に溜まった赤熱コークスに気体を吹き付け、下方へ落下させることができる。
ここで、気体噴出ノズルは、基側から先側へかけて下方へ傾斜させた状態で位置決めされ、溜まった赤熱コークスの裾部に向けて気体を吹き付けるので、主として赤熱コークスの落下の妨げになっている部分に対し、気体の吹き付けを行うことができる。これにより、残留した赤熱コークス全体に気体を吹き付けることなく、短時間で効率的に、残留した赤熱コークスを落下させることができる。
従って、コークバケットの底蓋での赤熱コークスの噛み込みを防止し、赤熱コークスの受入れと搬送を安定に行うことができる。

本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備の装入装置の使用状態の正断面図である。 （Ａ）は同コークス乾式消火設備の装入装置を平面視したときの説明図、（Ｂ）は同装入装置上に載置したコークバケットの使用状態の側断面図である。

続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備の装入装置（以下、単に装入装置ともいう）１０は、下向きに開放可能な底蓋１１を備えたコークバケット１２を載置可能で、下向きに開放可能な装入蓋１３が設けられた装入シュート１４を有し、この装入シュート１４にコークバケット１２を載置して底蓋１１を開放すると共に装入蓋１３を開放して、コークバケット１２内の赤熱コークスを装入シュート１４を介して乾式消火チャンバー１５へ装入する装置である。以下、詳しく説明する。

乾式消火チャンバー１５は、上端部と下端部に、赤熱コークスの装入口１６と排出口（図示しない）がそれぞれ設けられ、内部に不活性ガスを循環させるものである。これにより、装入口１６から装入された１０００℃程度の赤熱コークスを１００℃程度まで冷却して排出口から排出すると共に、赤熱コークスが有する熱量も回収している。
この乾式消火チャンバー１５の装入口１６には、装入装置１０の装入シュート１４の下端部が取り付け可能になっている。この装入装置１０は、乾式消火チャンバー１５の装入口１６に対して、水平方向に移動可能であり、赤熱コークスの装入時以外は、装入口１６が閉塞蓋（図示しない）で塞がれている。

装入シュート１４は、その上側が角筒状となって、その高さ方向中央部が、下方へ向けて縮幅している。
この装入シュート１４の上側には装入蓋１３が設けられ、この装入蓋１３が、閉じた状態では四角形となる両開き（観音開き）する２つの装入扉部１７、１８で構成されている。
各装入扉部１７、１８は、装入シュート１４の両側に配置された回動軸１９、２０により、下向きに開放可能になっている。また、各装入扉部１７、１８には、その回動軸１９、２０とは反対側にバランサー（図示しない）が設けられ、自由状態では各装入扉部１７、１８が閉じた状態を維持し、各装入扉部１７、１８に上方から力が加わった状態では下向きに開放する。

装入装置１０上に載置されるコークバケット１２は、円筒状部の下部に下方へ向けて縮径するテーパ状の縮径部２２を有する容器２１と、この容器２１の下端部に設けられた底蓋１１とを有し、例えば、１０００℃程度の赤熱コークスを収納可能な従来公知のものである。なお、コークバケット１２を装入装置１０上に載置すると、装入シュート１４内に、縮径部２２の下部と底蓋１１とが位置する。
底蓋１１は、閉じた状態では円形となる両開き（観音開き）する２つの半円状の底扉部２３、２４で構成され、この各底扉部２３、２４が、容器２１下端部の径方向両側端部に設けられた回動軸（開放支点の一例）２５、２６で、下向きに開放可能になっている。

容器２１の周囲には、クレーン等のフックを引っ掛けるための枠体（図示しない）が、容器２１に対して上下動可能に設けられ、しかも、この枠体と各底扉部２３、２４とが連結されている。
これにより、クレーンのフックを枠体に引っ掛け、コークバケット１２を持ち上げると、上限位置に移動する枠体によって各底扉部２３、２４が引き上げられ、各底扉部２３、２４の閉状態を維持できる。一方、コークバケット１２を装入装置１０上に降ろすと、容器２１に対して枠体が下がり、これに連動して各底扉部２３、２４が自由状態になって、各底扉部２３、２４が開放される。

従って、赤熱コークスが収納されたコークバケット１２を、装入装置１０上に載置すると、底蓋１１の各底扉部２３、２４が下向きに開放する。このとき、各底扉部２３、２４が下向きに開放しようとする力によって、各底扉部２３、２４の先側下面に取り付けられた当接部２７、２８の押圧により、装入装置１０の装入蓋１３の装入扉部１７、１８を下向きに開放して、赤熱コークスが乾式消火チャンバー１５へ装入される。
なお、各底扉部２３、２４は、回動軸２５、２６を支点として、水平位置に対し４０〜４５度の範囲内で下方に傾斜した状態で開く。

そして、赤熱コークスの乾式消火チャンバー１５への装入が終了すると、装入装置１０上からコークバケット１２を取り外すため、コークバケット１２を上昇させる。
このとき、各底扉部２３、２４を枠体が引き上げるため、各底扉部２３、２４は閉じようとするが、上記したように、各底扉部２３、２４が傾斜していたことにより、各底扉部２３、２４の上面の回動軸２５、２６側には、その軸心方向の３００ｍｍ程度の範囲に渡って赤熱コークスが残留（堆積）する。このため、赤熱コークスの噛み込みが発生して、各底扉部２３、２４が完全に閉じない。

そこで、図１、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、装入シュート１４に、赤熱コークスを下方へ落下させるための気体噴出ノズル２９〜３２を複数（ここでは、半円状の左右の底扉部２３、２４に対して各々２本ずつの合計４本）設ける。
この気体噴きノズル２９〜３２は、コンプレッサー（図示しない）に接続された配管３３〜３６の先端にそれぞれ連結されており、その内径は、例えば、５〜１５ｍｍ程度であり、気体の噴出圧力（元圧）は、例えば、０．３〜０．５ＭＰａ程度である。なお、噴き出す気体としては、例えば、空気や窒素（不活性ガス）を使用できる。
一対の気体噴出ノズル２９、３０は、一方の底扉部２３の回動軸２５の両側方に、また他の一対の気体噴きノズル３１、３２は、他方の底扉部２４の回動軸２６の両側方に、それぞれ各回動軸２５、２６に向けて配置している。

具体的には、対となる気体噴出ノズル２９、３０（対となる気体噴出ノズル３１、３２も同様）を、底扉部２３が取り付けられた容器２１の下端部と、底扉部２３との間に向けて、気体が吹き付けられるように配置する。
このとき、気体噴出ノズル２９、３０は、開放する底扉部２３とは非接触の位置（平面視して重ならない位置）に配置され、気体噴出ノズル２９、３０の対向する先端の間隔を、底扉部２３の大きさに応じて、例えば、１０００ｍｍ以上２０００ｍｍ以下の範囲内にすることが好ましい。これは、気体噴出ノズルの先端の間隔が近過ぎると、気体噴出ノズルが落下する赤熱コークスに接触して破損する恐れがあり、一方、先端の間隔が離れ過ぎると、赤熱コークスに吹き付ける気体の吹き付け強さが弱くなり、また、気体を吹き出すためのコンプレッサーの圧力を更に高める必要があることによる。

気体噴出ノズル２９（気体噴出ノズル３０〜３２も同様）は、基側から先側へかけて、下方へ傾斜させた状態で位置決めされている。これは、図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、開放した（最大に傾斜した状態の）底蓋１１の上面で回動軸２５の部分に溜まった赤熱コークスの裾部３７（残留（堆積）した赤熱コークスの下側）に向けて気体を吹き付け、赤熱コークスを下方へ落下させるためである。従って、気体噴出ノズル２９の傾斜角度θを、水平位置に対して下方へ１５度以上２０度以下（好ましくは、下限を１６度、上限を１９度）の範囲内にすることが好ましい。ここで、気体噴出ノズルの傾斜角度θが１５度未満の場合、傾斜角度が小さ過ぎて、残留赤熱コークスの裾部を払う効果が減少する。一方、気体噴出ノズルの傾斜角度θが２０度を超える場合、傾斜角度が大き過ぎて、気体が赤熱コークスにあたる前に底蓋１１の上面にあたって勢いが弱まる。

続いて、本発明の一実施の形態に係るコークス乾式消火設備の装入装置１０の使用方法について説明する。
まず、コークス炉（図示しない）から窯出しされた赤熱コークスを、バケット台車上に旋回しながら載置されているコークバケット１２で受ける。
そして、バケット台車を乾式消火チャンバー１５まで移動させ、クレーンのフックをコークバケット１２の枠体に引っ掛け、コークバケット１２を装入装置１０の上方高さ位置まで持ち上げる。このとき、各底扉部２３、２４を枠体が引き上げるため、各底扉部２３、２４は閉状態を維持する。

次に、コークバケット１２を、乾式消火チャンバー１５の装入口１６の上方位置まで水平移動させる。このとき、装入口１６を塞いでいた閉塞蓋を取り外すと共に、装入口１６に装入装置１０の装入シュート１４を取り付け、この装入シュート１４に向けてコークバケット１２を降ろす。ここで、コークバケット１２を、装入装置１０上に載置すると、コークバケット１２の底蓋１１の各底扉部２３、２４が自由状態となって下向きに開放し、この力によって、装入シュート１４の装入蓋１３の各装入扉部１７、１８も下向きに開放して、赤熱コークスが乾式消火チャンバー１５へ装入される。
このとき、各気体噴出ノズル２９〜３２により、各底扉部２３、２４の上面で、回動軸２５、２６の部分に溜まった赤熱コークスの裾部３７に向けて、気体を吹き付け、赤熱コークスを下方へ落下させる。

そして、乾式消火チャンバー１５への赤熱コークスの装入が終了した後、コークバケット１２の枠体に引っ掛けたクレーンのフックを上昇させ、コークバケット１２を装入装置１０上から取り外す。このとき、枠体が引き上げられるため、各底扉部２３、２４が閉状態となった後、コークバケット１２が上昇する。これに伴い、装入シュート１４の各装入扉部１７、１８も閉状態となるため、装入装置１０を乾式消火チャンバー１５の装入口１６から取り外した後、装入口１６に閉塞蓋を取り付ける。
ここで、各気体噴出ノズル２９〜３２からの気体の吹き付けは、タイマー等を利用して自動的に、コークバケット１２の各底扉部２３、２４が開いてから閉じるまでの間中、連続的に、又は、例えば、１〜５秒の間隔で断続的に、行ってもよい。

そして、コークバケット１２をバケット台車上に配置し、枠体からクレーンのフックを取り外して、バケット台車をコークス炉側へ移動させ、空状態のコークバケット１２で赤熱コークスを受ける。
上記した方法を繰り返し行い、乾式消火チャンバー１５への赤熱コークスの装入を行う。
これにより、コークバケット１２の底蓋１１の各底扉部２３、２４での赤熱コークスの噛み込みを防止できるので、コークバケット１２をバケット台車上に傾けることなく配置でき、赤熱コークスの受入れと搬送を安定に行える。

次に、本発明の作用効果を確認するために行った実施例について説明する。
ここでは、気体噴出ノズルからの気体の吹き付け位置を変更すると共に、気体噴出ノズルの水平方向に対する下方への傾斜角度θを０〜３０度の範囲で種々変更して、底蓋を開放する際に、開放した底蓋の上面で、回動軸の部分に溜まった赤熱コークスを、下方へ落下させたときの赤熱コークスの除去率を測定した結果について説明する。
なお、気体噴出ノズルは、各底扉部の回動軸の両側であって、非接触の位置に配置され、この気体噴出ノズルの対向する先端の間隔を１７００ｍｍ（片側８５０ｍｍ）とした。また、ノズル径は１５Ａであり、気体の噴出圧力（元圧）を０．３７ＭＰａとした。
この結果を、表１に示す。

この表１において、除去率とは、回動軸の部分に溜まった全赤熱コークス量に対する落下した赤熱コークス量の割合（体積％）であり、目視により得た結果である。
表１から明らかなように、気体噴出ノズルからの気体の吹き付け位置を、残留した赤熱コークスの裾部とした場合、残留した赤熱コークスの中央部とした場合よりも、赤熱コークスの除去率が上昇する傾向にあることが分かった。
また、気体噴出ノズルからの気体の吹き付け位置を、残留した赤熱コークスの裾部とした場合、気体噴出ノズルを水平状態としたときよりも、傾斜させたときの方が、赤熱コークスの除去率が上昇する傾向にあることが分かった。特に、気体噴出ノズルの傾斜角度θを１５度以上２０度以下の範囲にした場合は、残留した赤熱コークスの全部を下方へ落下させることができた（赤熱コークスの除去率：１００体積％）。
従って、本発明のコークス乾式消火設備の装入装置を使用することで、コークバケットの底蓋での赤熱コークスの噛み込みを防止でき、赤熱コークスの受入れと搬送を安定に行えることを確認できた。

以上、本発明を、実施の形態を参照して説明してきたが、本発明は何ら上記した実施の形態に記載の構成に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載されている事項の範囲内で考えられるその他の実施の形態や変形例も含むものである。例えば、前記したそれぞれの実施の形態や変形例の一部又は全部を組合せて本発明のコークス乾式消火設備の装入装置を構成する場合も本発明の権利範囲に含まれる。
また、前記実施の形態においては、円筒状の容器の底部に、閉じた状態では円形となる２つの半円状の開閉蓋で構成された底蓋を設けたコークバケットについて説明したが、下向きに開放可能な底蓋を備えていれば、これに限定されるものではない。例えば、容器の形状は角筒状でもよく、また底蓋の形状を角形や楕円形にしてもよく、更に底蓋を１つの開閉蓋で構成してもよい。

そして、前記実施の形態においては、コークバケットの底蓋を開放する回動軸の両側方に、気体噴出ノズルを配置した場合について説明したが、底蓋への赤熱コークスの残留状況や、気体噴出ノズルからの気体の噴出速度に応じて、回動軸の片側側方のみに気体噴出ノズルを配置してもよい。また、気体噴出ノズルは、回動軸の片側に１本配置した場合について説明したが、片側に複数本（例えば、２〜５本程度）配置してもよい。

１０：コークス乾式消火設備の装入装置、１１：底蓋、１２：コークバケット、１３：装入蓋、１４：装入シュート、１５：乾式消火チャンバー、１６：装入口、１７、１８：装入扉部、１９、２０：回動軸、２１：容器、２２：縮径部、２３、２４：底扉部、２５、２６：回動軸（開放支点）、２７、２８：当接部、２９〜３２：気体噴出ノズル、３３〜３６：配管、３７：裾部

Claims (2)

1. 側端部を支点として下向きに開放可能な底蓋を備えたコークバケットを載置可能で、かつ、下向きに開放可能な装入蓋が設けられた装入シュートを有し、該装入シュートに前記コークバケットを載置して前記底蓋を開放すると共に前記装入蓋を開放して、前記コークバケット内の赤熱コークスを前記装入シュートを介して乾式消火チャンバーへ装入するコークス乾式消火設備の装入装置において、
   前記装入シュートには、前記底蓋の開放支点の側方で、開放する前記底蓋とは非接触の位置に、前記開放支点に向けて気体噴出ノズルを設け、しかも該気体噴出ノズルは基側から先側へかけて下方へ傾斜させた状態で位置決めされ、前記底蓋を開放する際に、開放した前記底蓋の上面で前記開放支点の部分に溜まった前記赤熱コークスの裾部に向けて気体を吹き付け、該赤熱コークスを下方へ落下させることを特徴とするコークス乾式消火設備の装入装置。
2. 請求項１記載のコークス乾式消火設備の装入装置において、前記気体噴出ノズルの傾斜角度は、水平位置に対して下方へ１５度以上２０度以下の範囲内であることを特徴とするコークス乾式消火設備の装入装置。

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