JP5500935B2 - 炉上クリーニング装置 - Google Patents

Description

本発明は、コークス炉の上面に形成された石炭の装入口を掃除するための炉上クリーニング装置に関するものである。

炭化室内で石炭を乾留することによりコークスを生成するためのコークス炉には、炭化室内に石炭を装入するための装入口が形成されている。この装入口は、通常、コークス炉の上面に形成されており、コークス炉の上方を移動する装入車によって、上方から装入口を介して炭化室内に石炭が装入されるようになっている。

コークス炉には多数の装入口が形成されており、装入車が各装入口に移動して順次に石炭を装入する。各装入口に石炭を装入する際には、各装入口を塞いでいる蓋を取り外して石炭を装入した後、当該装入口を再び蓋で塞ぐといった作業が、各装入口に装入車が移動する度に行われる。

装入口から炭化室内に石炭を装入する際には、装入口の周囲にも石炭が落下してしまう場合がある。このような装入口の周囲に落下した石炭をそのままにしておくのは好ましくないため、装入口の周囲を含むコークス炉の上面全体を掃除するための炉上クリーニング装置が一般的に使用されている（例えば、特許文献１〜６参照）。

図５は、従来の炉上クリーニング装置１００の一例について説明するための概略平面図である。コークス炉１の上面２には、円形の装入口３が複数形成されており、これらの装入口３から下方の炭化室内に石炭を装入することができるようになっている。この図５では、１つの炭化室について１列に並べて複数設けられた装入口３が示されているが、コークス炉１には、図５に矢印Ａで示した幅方向に並べて複数の炭化室が設けられており、各炭化室について複数の装入口３が設けられている。

コークス炉１の上面２には、幅方向Ａに沿って延びる複数のレール４が設けられており、これらのレール４上を装入車（図示せず）が幅方向Ａに移動できるようになっている。装入車は、レール４に沿って各炭化室の上方に順次に移動し、各炭化室に設けられた複数の装入口３から石炭を装入する。このように各装入口３から石炭を装入する際、装入口３の周囲に落下した粉状の石炭（落炭）を除去するため、この例では、落炭を吸引するための炉上クリーニング装置１００が、幅方向Ａに直交する前後方向Ｂに沿って移動可能に設けられている。炉上クリーニング装置１００は、通常、各装入口３を蓋６で塞いだ状態で使用される。

この炉上クリーニング装置１００は、一般家庭で使用される掃除機の吸引口と同様、幅方向Ａに延びる細長い吸引口を有しており、当該吸引口から落炭を吸引することができる。炉上クリーニング装置１００の吸引口は、装入口３の内径よりも長く形成されている。したがって、炉上クリーニング装置１００を炭化室の上方に位置合わせして前後方向Ｂに移動させることにより、各炭化室に１列に並べて形成された複数の装入口３上を順次に移動させることができる。これにより、図５に一点鎖線で示すように、各装入口３の周囲を含む領域Ｃ上の落炭が炉上クリーニング装置１００により吸引される。

特開２０００−２３９６６５号公報 特開２０００−２３０１７６号公報 特開２０００−１８６２８４号公報 特開平３−５９０９０号公報 実開昭６１−１６３５１号公報 実公昭５９−１０１１１号公報

しかしながら、図５に示すような従来の方法では、炉上クリーニング装置１００で吸引しきれずに残った落炭が、炉上クリーニング装置１００の移動軌跡（前後方向Ｂ）に対して直交方向（幅方向Ａ）に延びるレール４の側方の領域Ｄに堆積するといった問題があった。

また、コークス炉１の上面２には、レール４以外にも、炉上クリーニング装置１００の移動軌跡に交差するダクトなどが設けられている場合がある。図５の例では、各炭化室の温度を測定するために使用される測温ケーブルが、コークス炉１の上面２を幅方向Ａに延びる測温ケーブルダクト５内に収容されており、当該測温ケーブルダクト５の側方の領域Ｅにも落炭が堆積する場合がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、コークス炉の上面の落炭をより良好に吸引することができる炉上クリーニング装置を提供することを目的とする。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、コークス炉の上面に形成された石炭の装入口を掃除するための炉上クリーニング装置であって、前記装入口全体を上方から覆うことができるカバー部材と、前記カバー部材内の空気を吸引する吸引機構とを備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、装入口全体をカバー部材により上方から覆い、そのカバー部材内の空気を吸引機構で吸引することにより、装入口の周囲の落炭を一度に吸引することができる。これにより、コークス炉の上面の落炭を良好に吸引することができるので、落炭がコークス炉の上面に堆積することもない。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、前記カバー部材内に空気を送る送風機構を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、送風機構からカバー部材内に空気を送ることにより、カバー部材内で落炭を巻き上げ、その落炭を吸引機構により吸引することができる。カバー部材が装入口全体を覆っているので、カバー部材内で巻き上げられた落炭がカバー部材の外に出るのを防止することができ、さらに良好に落炭を吸引することができる。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、前記送風機構が、前記カバー部材の中央部において、前記装入口の上方から下方に向かって空気を送る第１送風機構を有することを特徴とする。

このような構成によれば、第１送風機構から空気を送ることにより、カバー部材の中央部に位置する装入口の周囲の落炭を良好に巻き上げ、吸引機構により吸引することができる。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、前記送風機構が、前記カバー部材の周縁部において、前記装入口の外側から前記装入口側に向かって空気を送る第２送風機構を有することを特徴とする。

このような構成によれば、第１送風機構により巻き上げられた落炭のうち、吸引されずに装入口の外側に移動する落炭を、第２送風機構からの空気によって巻き上げ、吸引機構により吸引することができる。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、前記カバー部材を上下方向にスライド可能に支持する支持部材を備えたことを特徴とする。

このような構成によれば、カバー部材を上方から下方に移動させて装入口を覆う際に、コークス炉の上面に当接したカバー部材を上方向にスライドさせて、衝撃を和らげることができる。これにより、カバー部材をコークス炉の上面に密着させた状態で吸引を行うことができるので、コークス炉の上面の落炭をさらに良好に吸引することができる。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、前記カバー部材と前記支持部材とが、弾性部材を装着したスライド軸で連結されていることを特徴とする。

このような構成によれば、コークス炉の上面にカバー部材が当接する際の衝撃を弾性部材により効果的に和らげることができる。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、前記カバー部材には、その中央部に開口が形成され、当該開口内に前記支持部材が挿通されており、前記カバー部材と前記支持部材との間の隙間から、外部の空気を前記カバー部材内に導入することができることを特徴とする。

このような構成によれば、カバー部材と支持部材との間の隙間から外部の空気がカバー部材内に導入されるので、カバー部材をコークス炉の上面に密着させた状態で吸引を行った場合であっても、カバー部材内の圧力低下を防止することができ、良好に吸引を行うことができる。

本発明に係る炉上クリーニング装置は、前記カバー部材が、前記支持部材が挿通される筒部と、当該筒部の下端縁から外側に張り出したフード部とを有し、前記吸引機構が、前記筒部の外周面に取り付けられた吸引ダクトを介して、前記カバー部材内の空気を吸引することを特徴とする。

このような構成によれば、フード部により装入口の周囲を良好に覆うことができるとともに、フード部よりも中央側に位置する筒部の外周面に取り付けられた吸引ダクトを介して、カバー部材内の空気を良好に吸引することができる。

本発明によれば、装入口全体をカバー部材により上方から覆い、そのカバー部材内の空気を吸引機構で吸引することにより、装入口の周囲の落炭を一度に吸引することができるので、コークス炉の上面の落炭をより良好に吸引することができる。

本発明の一実施形態に係る炉上クリーニング装置の外観構成を示した斜視図である。 図１の炉上クリーニング装置の断面図である。 炉上クリーニング装置の使用態様について説明するための概略断面図である。 炉上クリーニング装置の使用態様について説明するための概略平面図である。 従来の炉上クリーニング装置の一例について説明するための概略平面図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る炉上クリーニング装置１０の外観構成を示した斜視図である。図２は、図１の炉上クリーニング装置１０の断面図である。この炉上クリーニング装置１０は、コークス炉１の上面２に形成された石炭の装入口３を掃除するためのものであり、装入口３全体を上方から覆うことができるカバー部材１１と、カバー部材１１を上下方向にスライド可能に支持する支持部材１２とを備えている。炉上クリーニング装置１０は、通常、各装入口３を蓋６で塞いだ状態で使用される。

カバー部材１１は、支持部材１２が挿通される円筒部１１１と、円筒部１１１の下端縁から外側に張り出したフード部１１２と、円筒部１１１の上端縁から外側に張り出したフランジ部１１３とを有する。円筒部１１１の内径は装入口３の内径よりも小さく、当該円筒部１１１が装入口３の上方に位置するように配置される。フード部１１２は、円筒部１１１が延びる方向に対してほぼ直交方向、すなわちほぼ水平方向に延びるが、外周側が徐々に下方に向かうように若干傾斜している。これにより、カバー部材１１をコークス炉１の上面２に当接させた状態では、フード部１１２の外周縁が上面２に当接し、当該外周縁よりも内側に空間が形成されるようになっている。

支持部材１２は、カバー部材１１の円筒部１１１に挿通される円筒部１２１と、円筒部１２１の上端縁から外側に張り出したフランジ部１２２とを有する。カバー部材１１の円筒部１１１は、その内周面が支持部材１２の円筒部１２１の外径よりも大きい円形の開口１１４を形成している。この開口１１４内に支持部材１２の円筒部１２１が挿通されることにより、支持部材１２の円筒部１２１の外周面が、カバー部材１１の円筒部１１１の内周面に対して所定間隔を空けて対向する。

カバー部材１１のフランジ部１１３及び支持部材１２のフランジ部１２２は、それぞれ水平方向に延びており、複数のスライド軸１３を介して互いに上下方向にスライド可能な状態で取り付けられている。各スライド軸１３は、弾性部材としての圧縮ばね１４に挿通され、これにより、カバー部材１１のフランジ部１１３と支持部材１２のフランジ部１２２とが、圧縮ばね１４を装着したスライド軸１３で連結されている。ただし、弾性部材は圧縮ばね１４に限らず、ゴムなどの他の部材により構成されていてもよい。

上記のように、支持部材１２によりカバー部材１１を上下方向にスライド可能に支持する構成によれば、カバー部材１１を上方から下方に移動させて装入口３を覆う際に、コークス炉１の上面２に当接したカバー部材１１を上方向にスライドさせて、衝撃を和らげることができる。これにより、カバー部材１１をコークス炉１の上面２に密着させた状態で吸引を行うことができるので、コークス炉１の上面２の落炭を良好に吸引することができる。また、カバー部材１１と支持部材１２とが、弾性部材（圧縮ばね１４）を装着したスライド軸１３で連結されることにより、コークス炉１の上面２にカバー部材１１が当接する際の衝撃をより効果的に和らげることができる。

支持部材１２の円筒部１２１は、その上面が閉塞されており、当該上面に支持部材１２を支持するための支持アーム１５が固定されるとともに、円筒部１２１内に空気を送るための送風管１６が固定されている。この送風管１６は、カバー部材１１の中央部において、装入口３の上方から下方に向かって空気を送る第１送風機構を構成している。送風管１６から支持部材１２の円筒部１２１内に送り込まれた空気は、当該円筒部１２１内を下方に向かって流れ、当該円筒部１２１の下端部から装入口３を塞ぐ蓋６の上面に吹き付けられて外側（装入口３の周囲側）に向かう。

ただし、第１送風機構は、上記のような円筒部１２１の上面に固定された１つの送風管１６により構成されるものに限らず、例えば複数の送風管１６により構成されるものであってもよい。また、送風管１６が円筒部１２１の上面に固定された構成に限らず、側面に固定された構成であってもよいし、支持部材１２が他の形状を有する場合には、その形状に応じて任意の位置に送風管１６を固定することができる。また、送風管１６は、支持部材１２に取り付けられた構成に限らず、例えばカバー部材１１の中央部に直接取り付けられた構成であってもよいし、他の部材を介して取り付けられた構成であってもよい。

カバー部材１１の円筒部１１１は、それぞれ円筒形状からなる外壁１１５と内壁１１６とが、互いに間隔を空けた状態で結合された二重構造となっている。外壁１１５には、複数の吸引ダクト１１７が結合されており、外壁１１５と内壁１１６との間に形成された流路１１８を介して、カバー部材１１内の空気を吸引ダクト１１７に吸引することができるようになっている。これらの吸引ダクト１１７及び流路１１８は、カバー部材１１内の空気を吸引する吸引機構を構成している。

ただし、吸引機構は、上記のような複数の吸引ダクト１１７及び流路１１８により構成されるものに限らず、例えば吸引ダクト１１７が１つだけ設けられた構成であってもよいし、流路１１８が省略されて、カバー部材１１内の空気が吸引ダクト１１７に直接吸引されるような構成であってもよい。また、吸引ダクト１１７がカバー部材１１の円筒部１１１に固定された構成に限らず、カバー部材１１が他の形状を有する場合には、その形状に応じて任意の位置に吸引ダクト１１７を固定することができる。

外壁１１５は、その下端側が徐々に外側に広がるような傾斜面１１５Ａとなっており、その下端縁がフード部１１２に連通している。内壁１１６も、その下端縁が徐々に外側に広がるような傾斜面１１６Ａとなっており、当該傾斜面１１６Ａが外壁１１５の傾斜面１１５Ａに対して間隔を空けて平行に延びている。内壁１１６の傾斜面１１６Ａは、その下端縁が、装入口３の周縁部に対して上方に離間した位置に対向するように形成されている。これにより、内壁１１６の傾斜面１１６Ａの下端縁が、対向する外壁１１５との間に吸引口１１９を形成し、当該吸引口１１９から装入口３の周縁部上の空気を流路１１８内に吸引することができるようになっている。また、内壁１１６の傾斜面１１６Ａは、送風管１６から支持部材１２の円筒部１２１内に送り込まれた空気を、円筒部１２１の下端部から外側（装入口３の周囲側）へと円滑に導くためのガイド部としても機能する。

カバー部材１１のフード部１１２の周縁部には、装入口３の外側から装入口３側に向かって空気を送るための送風管１７が固定されている。この例では、複数の送風管１７がフード部１１２に対して周方向に等間隔で設けられており、フード部１１２の周縁部に沿って設けられた円環状の接続管１８を介して、複数の送風管１７が連通されている。これにより、接続管１８に空気を送り込むことによって、当該接続管１８を介して複数の送風管１７から空気を送り出すことができる。これらの複数の送風管１７及び接続管１８は、カバー部材１１の周縁部において、装入口３の外側から装入口３側に向かって空気を送る第２送風機構を構成している。

ただし、第２送風機構は、上記のような複数の送風管１７及び接続管１８により構成されるものに限らず、例えば送風管１７が１つだけ設けられた構成であってもよいし、接続管１８が省略されて、各送風管１７に直接空気が送り込まれるような構成であってもよい。また、送風管１７がカバー部材１１のフード部１１２に固定された構成に限らず、カバー部材１１が他の形状を有する場合には、その形状に応じて任意の位置に送風管１７を固定することができる。第１送風機構及び第２送風機構は、カバー部材１１内に空気を送る送風機構を構成しているが、いずれか一方を省略することも可能であるし、他の送風機構をさらに備えた構成とすることも可能である。

本実施形態では、装入口３全体をカバー部材１１により上方から覆い、そのカバー部材１１内の空気を吸引機構で吸引することにより、装入口３の周囲の落炭を一度に吸引することができる。これにより、コークス炉１の上面２の落炭を良好に吸引することができるので、落炭がコークス炉１の上面２に堆積することもない。

また、本実施形態では、送風機構からカバー部材１１内に空気を送ることにより、カバー部材１１内で落炭を巻き上げ、その落炭を吸引機構により吸引することができる。カバー部材１１が装入口３全体を覆っているので、カバー部材１１内で巻き上げられた落炭がカバー部材１１の外に出るのを防止することができ、さらに良好に落炭を吸引することができる。

特に、カバー部材１１の中央部において、装入口３の上方から下方に向かって空気を送る第１送風機構により、カバー部材１１の中央部に位置する装入口３の周囲の落炭を良好に巻き上げ、吸引機構により吸引することができる。また、第１送風機構により巻き上げられた落炭のうち、吸引されずに装入口３の外側に移動する落炭を、カバー部材１１の周縁部において、装入口３の外側から装入口３側に向かって空気を送る第２送風機構により巻き上げ、吸引機構により吸引することができる。

また、本実施形態では、フード部１１２により装入口３の周囲を良好に覆うことができるとともに、フード部１１２よりも中央側に位置する円筒部１１１の外周面に取り付けられた吸引ダクト１１７を介して、カバー部材１１内の空気を良好に吸引することができる。

本実施形態では、吸引ダクト１１７を介してカバー部材１１内の空気が吸引される際、カバー部材１１の円筒部１１１と支持部材１２の円筒部１２１との隙間から、カバー部材１１内に外部の空気を導入することができるようになっている。これにより、カバー部材１１をコークス炉１の上面２に密着させた状態で吸引を行った場合であっても、カバー部材１１内の圧力低下を防止することができ、良好に吸引を行うことができる。

図３は、炉上クリーニング装置１０の使用態様について説明するための概略断面図である。また、図４は、炉上クリーニング装置１０の使用態様について説明するための概略平面図である。コークス炉１の上面２には、円形の装入口３が複数形成されており、これらの装入口３から下方の炭化室内に石炭を装入することができるようになっている。図３及び図４では、１つの炭化室について１列に並べて複数設けられた装入口３が示されているが、コークス炉１には、図４に矢印Ａで示した幅方向に並べて複数の炭化室が設けられており、各炭化室について複数の装入口３が設けられている。

コークス炉１の上面２には、幅方向Ａに沿って延びる複数のレール４が設けられており、これらのレール４上を装入車（図示せず）が幅方向Ａに移動できるようになっている。装入車は、レール４に沿って各炭化室の上方に順次に移動し、各炭化室に設けられた複数の装入口３から石炭を装入する。このように各装入口３から石炭を装入する際、装入口３の周囲に落下した石炭（落炭）を除去するため、落炭を吸引するための炉上クリーニング装置１０が、幅方向Ａに直交する前後方向Ｂに沿って移動可能に設けられている。炉上クリーニング装置１０は、各装入口３を蓋６で塞いだ状態で使用される。

この例では、２つの炉上クリーニング装置１０が、それぞれを支持する支持アーム１５を介して互いに連結されており、これにより、２つの炉上クリーニング装置１０を一体的に移動させることができるようになっている。１つの炉上クリーニング装置１０を個別に移動させることも可能であるが、炉上クリーニング装置１０の移動方向（前後方向Ｂ）に並ぶ複数の装入口３間の間隔が一定である場合には、２つ以上の炉上クリーニング装置１０を一体的に移動させることにより、複数の装入口３に対して一度に掃除を行うことができる。

炉上クリーニング装置１０は、支持アーム１５を介して連結された駆動機構２０により駆動される。この駆動機構２０により、炉上クリーニング装置１０を幅方向Ａに移動させて所望の炭化室の上方に移動させた後、その上方で炉上クリーニング装置１０を前後方向Ｂに移動させ、当該炭化室に設けられた各装入口３上に炉上クリーニング装置１０を順次に降下させて掃除を行うことができる。この駆動機構２０に対する制御は、コンピュータなどで構成される制御部２１により行われる。制御部２１は、駆動機構２０に対する制御だけでなく、炉上クリーニング装置１０に備えられた吸引機構及び送風機構などに対する制御も行う。

吸引機構及び送風機構は、任意の態様により動作させることができるが、一例として、吸引機構による吸引風量は８０ｍ^３／ｍｉｎ、送風機構による送風圧力は０．３ＭＰａ〜０．５ＭＰａとすることができる。また、第１送風機構を構成する送風管１６からの送風のタイミングと、第２送風機構を構成する送風管１７からの送風のタイミングとをずらすことも可能である。この場合、装入口３上で炉上クリーニング装置１０を降下させてカバー部材１１により装入口３を覆い、再び炉上クリーニング装置１０を上昇させるといった動作を２回行い、それぞれの動作の際に送風管１６又は送風管１７の一方から送風するような構成とすることもできる。例えば、１回目に炉上クリーニング装置１０が装入口３を覆った際には、送風管１６から１秒間送風を行い、２回目に炉上クリーニング装置１０が装入口３を覆った際には、送風管１７から１秒間送風を行うといった構成であってもよい。なお、吸引機構による吸引は、炉上クリーニング装置１０が降下するのと同時に開始されることが好ましい。

本実施形態では、図４に一点鎖線で示すように、各装入口３の周囲の領域Ｆについてのみ炉上クリーニング装置１０により落炭を良好に吸引することができる。

また、各装入口３の周囲の領域Ｆについてのみ落炭を吸引するような構成を採用することにより、雨天の場合であっても良好に落炭を吸引することができる。雨天の場合、各装入口３の周囲の領域Ｆでは比較的高温となるため、落炭の湿度が低く良好に吸引することができる。

以上の実施形態では、カバー部材１１が円筒部１１１及びフード部１１２を備えた構成について説明したが、カバー部材１１の形状としては、装入口３全体を上方から覆うことができるような形状であれば、他のあらゆる形状を採用することができる。また、装入口３は、円形に限らず、四角形などの他の形状であってもよい。この場合、カバー部材１１の形状も装入口３の形状に合わせて任意の形状とすることができる。

１ コークス炉
２ 上面
３ 装入口
４ レール
５ 測温ケーブルダクト
６ 蓋
１０ 炉上クリーニング装置
１１ カバー部材
１２ 支持部材
１３ スライド軸
１４ 圧縮ばね
１５ 支持アーム
１６ 送風管
１７ 送風管
１８ 接続管
２０ 駆動機構
２１ 制御部
１１１ 円筒部
１１２ フード部
１１３ フランジ部
１１４ 開口
１１５ 外壁
１１６ 内壁
１１７ 吸引ダクト
１１８ 流路
１１９ 吸引口
１２１ 円筒部
１２２ フランジ部

Claims (7)

1. コークス炉の上面に形成された石炭の装入口を掃除するための炉上クリーニング装置であって、
   前記装入口全体を上方から覆うことができるカバー部材と、
   前記カバー部材内の空気を吸引する吸引機構と、
   前記カバー部材内に空気を送る送風機構と、を備えたことを特徴とする炉上クリーニング装置。
2. 前記送風機構は、前記カバー部材の中央部において、前記装入口の上方から下方に向かって空気を送る第１送風機構を有することを特徴とする請求項１に記載の炉上クリーニング装置。
3. 前記送風機構は、前記カバー部材の周縁部において、前記装入口の外側から前記装入口側に向かって空気を送る第２送風機構を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の炉上クリーニング装置。
4. 前記カバー部材を上下方向にスライド可能に支持する支持部材を備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の炉上クリーニング装置。
5. 前記カバー部材と前記支持部材とが、弾性部材を装着したスライド軸で連結されていることを特徴とする請求項４に記載の炉上クリーニング装置。
6. 前記カバー部材には、その中央部に開口が形成され、当該開口内に前記支持部材が挿通されており、
   前記カバー部材と前記支持部材との間の隙間から、外部の空気を前記カバー部材内に導入することができることを特徴とする請求項４又は５に記載の炉上クリーニング装置。
7. 前記カバー部材は、前記支持部材が挿通される筒部と、当該筒部の下端縁から外側に張り出したフード部とを有し、
   前記吸引機構は、前記筒部の外周面に取り付けられた吸引ダクトを介して、前記カバー部材内の空気を吸引することを特徴とする請求項４〜６のいずれかに記載の炉上クリーニング装置。

Images