JPH064853B2 - コ−クス炉ドア - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、室式コークス炉用のコークス炉ドアに関
し、ドア体に環状に配置された複数のゴムチユーブに加
圧流体を注入して膨らませて閉鎖力をつくりだし、開口
を囲んで設けられたシール材をドア枠のシール面に当接
して気密に閉鎖するように構成されたコークス炉ドアに
関する。

〔従来の技術〕

コークス炉の炉室開口のドアを気密な閉鎖状態に保つこ
とは、炉体の維持と環境保護の面で重要なことである。

従来のドアは、大抵、閉鎖位置でドア体周囲に弾性的に
取り付けられた環状の鋼製シール材を、炉室の開口を囲
んで固定されている鋳鉄製のドア枠のシール面に当接し
て気密に閉鎖されている。ドア枠は、炉室頭部の煉瓦面
に合わせてネジ押し固定され、大抵、反つている。ドア
体は、内側と外側の温度差によつて引き起こされる熱反
りと、係止のラッチギアの拘束力による曲げ作用とでド
ア枠と異なる反り変形をしている。この熱反り量はコー
クス化過程の間の閉鎖領域の温度変化によつて刻刻変動
している。このため閉鎖位置においてドアとドア枠の間
に形成される間隙の多いさは、各高さにおいて異なると
ともに変動している。間隙の多いさが10数mmも異なり数
mm変動するシール材を密にドア枠のシール面に押し付け
て常に良好な密閉状態に維持するために、例えば、一辺
がドア体に固定されたシールダイアフラムによつて両側
方に延ばされ弾性的に配置されたシール材を、ドア体に
前後動調節自在に取り付けた多数のスプリングで負荷さ
れる押し棒で押し付けて自動的に補償することが行なわ
れている。

〔従来技術の問題点〕

上記従来の閉鎖方法によると、 １）ドア周囲の限られたスペースに備えられるスプリン
グは、バネ定数が大きく、許容の伸縮高さ変動範囲が小
さい。

２）熱反りの相対変動に対して、スプリングが最も伸び
た行程下で所要の最小閉鎖力を取り出せるようにするた
め、設計閉鎖力は150〜200％高められて12〜15Kg/cmに
されている。このため、ドア枠の局部に非常に大きな力
が作用しシール面を損傷し、慢性的に気密を損なうこと
がある。また、ドアは曲げ抵抗大きくつくられ、重くな
る。

３）掃除や修理のためのドア交換の都度要する密閉調節
作業は、複雑で少なからぬ労力を費やしている。

などの不都合があり改良が要請されている。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は上述の問題点を解決すべく、シール材押し付
けの緊張行程の作動範囲が大きく、一切の調節不要にあ
らゆる状態で確実に気密な閉鎖ができる押し付けの手段
を備えた、操作容易なコークス炉ドアを提供しようとす
るものであつて、別体の支持フレームに熱防張伸び自在
かつ前後動自在に結合されている別体の弾性的なシール
板として構成されドアの周囲に沿つて延びるシール材を
有しているコークス炉ドアにおいて、前記シール材が環
状に配置された炉室高さ方向に複数に区分されているゴ
ムチユーブに圧縮気体を注入して脹らむ膨張力によつて
ドア枠のシール面に当接閉鎖するようになされ、これら
ゴムチユーブが予備を持ち各が遮断可能にかつ区分毎に
操作可能に弁類を介して連通されると共に、閉鎖の間を
通じて炉団の適当な位置に備えた圧力源に接続されて一
定の作動力に保つて均一な力で閉鎖できるようにされて
おり、ドアの管と炉体側の管とが自動管継ぎ手によつて
切り離し自在に接合されていることを特徴とするコーク
ス炉ドアを提案するものであり、かつその実施に当つて
圧縮気体の供給、排出の方向制御弁と自動管継ぎ手とが
ドア脱着機に備えたアクチエータによつて操作されるよ
うにし、またシール板の各の継ぎ手部分に石炭からの力
を支持フレームに伝達するための圧縮空気で脹らむ中空
ゴムマツトと、前記支持フレームをシール板の側に押し
戻し弛緩するための中空ゴムマツトとを備えるようにす
ることを提案するものである。

〔発明の構成〕

この発明は、複数に区分して環状に配置されたゴムチユ
ーブに加圧流体を注入して膨らませ閉鎖力をつくりだす
ことによつてその目的が達成されるものである。

ゴムチユーブは、Ｕ状、Ｈ状、Ｃ状、などの適当な断面
形状を保持材に包囲して保持され、ドア枠の外側にまで
被さる大きさの表面断熱材料層を持ち熱放散を少なくさ
れたシール板と、閉鎖力支持伝達のための支持フレーム
との間、或いは中空材料からなる支持フレームの内側に
取り付けられ、コークス化の加熱部分からの伝導熱及び
開放の際の炉室からの放射熱や赤熱コークスからの放射
熱から保護されている。

チユーブはドア係合の緊張行程量が得られる口径のもの
が使用される。ドア装着の操作において、チユーブを膨
らまして、まず、支持フレーム全体をラツチバー係合の
位置に押し出し、次に、シール材が所定の力でドア枠に
押し付けるようにされる。このことによつてラツチバー
は、個別な緊張の機構が不要になり、棒状材を支持フレ
ームの所定位置に固定した単純な構造にすることができ
る。また、ドア体は多数のラツチバーを備えて拘束して
も、軽量につくることができる。更に、開放、弛緩時の
ラツチバーとフツク板の遊隙を大きくして、操作を容易
にすることができる。

脱着操作時に支持フレームをシール板の側に押し戻して
ラツチバーとドア枠のフツク板の係合部に確実に大きな
遊隙を保つこと、並びに耐熱シールドに働く石炭からの
力がシール材の当接に不利に作用することを回避するた
めに、シール板の支持フレームの継ぎ手部分に弛緩用と
緊張用の中空ゴムマツトが備えられる。この弛緩用のゴ
ムマツトは閉鎖用のチユーブと異なる圧力源によつて操
作される。

チユーブは、開放の都度切り離し可能に、自動管継ぎ手
によつて炉団に所属する加圧流体源に接続されており、
ゴム膜面からの透過や管接接合部から僅かに流失する流
体を補給し、かつ温度変化による圧力変化が不利に作用
しないように内部圧力一定に保持される。このことによ
つて、シール板の全周にわたつて均一な力でシール材を
押し付け、確実に気密の閉鎖状態に維持することができ
る。

チユーブは、炉室高さ方向に複数に区分され、その各区
分が専用の加圧流体の遮断弁と方向制御弁を持ち、マニ
ホールドに接続されている。ドア装着操作時にシール板
と支持フレームの固定の結合部分から上下の各端に向か
つて加圧流体を供給して順次閉鎖力を作用させ、柔軟に
形成されたシール板の中間部にシール材が密に当接され
ない脹出が形成されないように操作することができる。
複数に区分することによつて閉鎖中にその中の１個が損
傷しても、全体が密閉不良に陥らないように保護するこ
とができる。また、各区分が予備を持ち、損傷の際に直
ちに良好な閉鎖状態に回復し、炉体保持の機材に回復不
能な損傷を生じないようにされる。２本のチユーブは、
重ねて配置しても並べて配置してもよく、その詳細な問
わない。

炉体側の各ドアに所属する供給枝管に流れ検知器を備え
て、閉鎖の間に損傷が生じ異常な流れを認めたとき中央
のコントロール室に警報を発することができる。

自動管継ぎ手と方向制御弁は、ドア脱着機のリフターヘ
ッドに備えたアクチエータによつて操作され、ドアの開
放から装着までのすべての操作を予め設定したプログラ
ムに従つて自動的に操作することができる。もちろんこ
れらの弁類は手で操作することもできる。自動管継ぎ手
は、各種の産業装置に使用されており、その操作に要求
されるドア脱着機の芯合わせ精度は、ドアを許容の位置
に装着するに要求される精度よりもラフであり、運転を
難しくするものではない。この自動管継ぎ手の一方は、
ドア側か又は炉体側に所属するフレキシブルホースの端
に継がれ、移動自在にされている。

押出側ドアのレベリングホールドア周囲に密閉も同様に
ゴムチユーブで行なうことができる。

〔作用効果〕

ゴムチユーブは、素材の弾力性が高く内部に圧力を加え
て膨らませると大きな運動行程量を得ることができる。
また、内部圧力一定及び利用受圧面積一定の条件下で、
その運動行程量の大小に関係なく各部分で均一な力を得
ることができる。更に、管で継いで連通すると各チユー
ブで均一力をえることができる。加えて、内部圧力を除
くと一切の負荷を除くことができる。このような特性
は、撓み量に比例して力が増減するスプリングでは得ら
れないもので、各部分の押し付けの行程量が異なり、か
つ変動するドア周囲の長いシール材を均一な力で密に当
接するに適した特性である。加工と取り扱いが容易で低
廉に調達することができる。

シール板の外側とドア枠の外側に表面断熱材料層を持
ち、コークス化の加熱部分からの熱放射少なくされ、か
つ、間隔を保つて結合されている外側の鋼管支持フレー
ムの熱遮蔽体としての働きが熱的に苛酷な条件のドアの
重要部分にゴム材料の使用を可能にするものである。

この発明のドアは上記のようになるものであり、次のよ
うな利点がある。

１）閉鎖操作において作動行程量が大きく、互いに連通
され、かつ圧力源に接続されて作動圧力一定に保たれる
ため、コークス化過程の間の熱反り変動はもちろん、ド
ア枠の反り量が異なる炉室の間でドアを交換する、修理
や掃除のために冷却されたドアを装着して使用温度に急
激に加熱される過程、などのあらゆる状態において、も
はや一切閉鎖調節の作業することなく確実に気密な閉鎖
状態に保つことができる。

２）ドア周囲の各部を均一な力で押し付けることができ
るため、支持フレームの曲げ負荷を最小に保ち、ドアを
軽量につくることができる。

上記のようにこの発明の奏する効果は大なるものであ
る。

〔実施例〕

以下、この発明の実施例を添付図面にしたがつて説明す
る。

第１図はこの発明のドアの横断面略示図である。

ドアの基本の構成は、ドアが別体の鋼管支持フレーム３
と、閉鎖のシール板１と、石炭支持の耐熱シールド４と
から成る。このシール板１は、周囲に気密に熔接された
鋼製の保持体に軟質パツキング材料のシール材２が保持
され、外側表面がドア枠の断熱材層59に被さる大きさの
軽量断熱材料６で被装されている。このシール板１は全
体が前後動自在、かつ固定の支持点から上下の各端に向
かつて熱膨張伸縮自在に支持フレーム３に取り付けられ
ている。耐熱シールド４は、軽量耐火断熱材を耐熱鋼材
で被装して形成され、スペーサによつてコークス化生成
ガス収集、導出のガスチヤンネルの間隔を保つて、シー
ル板１に熱膨張伸縮自在に取り付けられている。

このようにシール板１は、支持フレーム３及び耐熱シー
ルド４に拘束されず、その長手方向に曲げ自在にされて
いるため、圧さ６から９mmの鋼板でつくられているが、
柔軟性が高く、僅かな押し付けの力でドア枠５の面によ
く合わすことができる。

閉鎖力発生のチユーブ11,12は、Ｈ状の保持体42とこの
保持体に間隙を持つて嵌め合わされる幅員の両側のＵ状
の受圧材41,43によつて形成される２つの空間に包囲し
て保持され、交換可能に、鋼管支持フレーム３の内側
に、シール材２に沿つて環状に配置される。

保持体42と受圧材41,42は、液圧ジヤツキのシリンダと
ピストンと同様な働きをし、圧力の利用面積を一定にし
て各部に均一な力が得られるようにすると共に、得られ
た力が有効に一定の方向に働くように案内の機能を持つ
ている。

チユーブ11,12は適当な耐熱合成ゴムから作られた総ゴ
ムチユーブが使用され、重ねて配置されたチユーブの１
つは他の１つが損傷した際の予備として用いられる。

保持体42と受圧材41,43は、アルミニユーム押出成型
材、軽量形鋼材などの適当な材料によつてつくられ、作
動状態で曲げ荷重を負担する脚片は、適当な間隔で切り
欠き柔軟にされ、ドア枠５の反りに相応してよく曲がる
ようにされている。受圧材41はスペーサ44によつて通風
の間隔を保つて、支持フレーム３にねじ締め固定されて
いる。45は固定のボルトである。受圧材43は支持フレー
ムの案内穴を貫通してシール板表面の分配板８に届く長
さの押し棒46が所定の間隔でねじ締め固定されている。

チユーブ11,12、保持体42、受圧材41,43及び押し棒46、
支持フレーム３を開放（ラツチバー55弛緩）の位置から
閉鎖（ラツチバー55係合）の位置まで移動し、全周のシ
ール材２を当接するに十分な運動行程量を得ることがで
きるものとされる。このためラツチバー55は、各個の緊
張機構が不要になり単純な構造にすることができる。

チユーブ11,12に圧縮空気を注入して発生した閉鎖力
は、（保持体42）−受圧材43−押し棒46−分配板８−ス
ペーサ６を経てシール材保持体に伝達されシール材２に
分散される。スペーサ６は圧縮強度３Kg/cm²以上のセラ
ミツクフアイバ成型材が用いられ、保持体と分配板８の
間にねじ止めされている。９は止めボルトである。

分配板８は長さ0.3から0.4ｍの複数の平鋼板であり、シ
ール板１の柔軟性を損なわないように遊動自由に取り付
けられている。

閉鎖力の反力は（保持体42）−受圧材41−スペーサ44−
鋼管支持フレーム３を経てラツチバー55に伝達され、ド
ア枠５の両側方に突設されたフツク板58に支承される。

ドアの解放及び装着の操作の際に支持フレーム３をシー
ル板１の側に押し戻して、ラツチバー55とドア枠５のフ
ツク板58の係合部に確実に大きな遊隙を保ち、耐熱シー
ルド４の偏心荷重によつてシール板１に生ずる支持反力
を負担可能にするため、シール板１と支持フレーム３の
各の継ぎ手10部分に押し戻しの中空ゴムマツト13が備え
られている。このゴムマツト13はドア脱着機に搭載され
ている圧縮空気源35からの圧縮空気によつて脱着の都度
操作される。また、耐熱シールド４に働く石炭の側圧力
がシール材２の押し付けに不利に作用しないようにする
ため、前記継ぎ手10部分に別のゴムマツト14が備えら
れ、耐熱シールド４からの力を直接支持フレーム３に伝
達するようにされている。

第２図の系統図に示されるように、チユーブ11,12は炉
室高さ方向に複数に区分され、その各区分が専用の導管
15、遮断弁16、スロツトルチエツク弁17、方向制御弁18
を備えて個別に操作可能にされている。方向制御弁18は
液圧或いは空気圧装置に使用されている通常のスプリン
グオフセット３ポートバルブである。20は圧力側マニホ
ールド、21は排気マニホールド、22は防塵フイルタ、19
はパイロツト用空気の切替弁である。各ドアは閉鎖の間
を通じて炉団の適当な場所に備えた圧縮空気源と接続さ
れ、内部圧力一定に維持される。ドア内部のマニホール
ド20と炉体側の当該ドアに属する分枝管34とは自動管継
ぎ手23,24によつて、開放の都度切り離し可能に接続さ
れている。27は警報用の電気接点を有する流れ検知器出
である。方向制御弁18,19と自動管継ぎ手24は、図示さ
れていないドア脱着機に備えられたアクチエータによつ
て、予め設定されたプログラムに従つて自動的に操作さ
れる。もちろん、点検作業など必要な場合は手で操作す
ることができる。

漏洩のない自動管継ぎ手は、各種の産業装置に使用され
ており、使用の目的に適した規格品と自動管継ぎ手が使
用される。自動管継ぎ手の操作に要求されるドア脱着機
の芯合わせ精度は、ドアを許容の位置に装着するに要求
される芯合わせ精度よりもラフであり、運転操作を難し
くするものではない。

このように複数に区分し区分毎に操作可能とし各予備を
備えることによつて、閉鎖中にその一個が損傷してもド
ア全体が閉鎖不良の状態に陥ることを回避できる。損傷
が生じて流れ検知器27が異常な流れを認めると、中央コ
ントロール室に警報が発せられ、直ちに予備のチユーブ
に切り替えて良好な閉鎖状態に回復し、ドア及び炉体保
持の機材に重大な損傷が生じないようにされている。ま
た、閉鎖の操作において、シール板１の固定的な支持部
分に相当するチユーブから順次上下の各端に向かつて、
時間差をもつて圧縮空気を通じて閉鎖力を作用させ、柔
軟に形成されたシール板の両端部が先に押し付けられ
て、中間部にシール材を密に押し付けできない脹出の生
じることを回避することができる。

閉鎖の間を通じて連続的に圧縮空気源と接続することに
よつて、管接合部、弁類、チユーブ膜面からの透過など
によつて流失する僅かな圧縮空気が補給され、確実に一
定の閉鎖力に保ち、気密な閉鎖状態に維持することがで
きる。

ドア枠５面の断熱材層59と、この断熱材層59に被さる大
きさのシール板表面断熱材層６は、コークス化の加熱部
分からの熱放出を少なくすると共に、強い熱作用を受け
るコークス炉ドアの重要な部分にゴム材料を使用するに
適した熱遮断の構造である。

中空の鋼管は、軽量で、安定性と荷重負担力が高く、高
音の炉室壁面及び赤熱コークスから放射される熱の遮蔽
体としてチユーブを保護するに有利な構造材料である。
この鋼管の上下の各端には、不利な蓄熱を避けるため
に、通風冷却可能に開放されている。そしてこの各開口
は形状記憶合金で作られた感熱作動する遮蔽フラツプが
備えられ、特に、近くの炉室のコークス押し出しの際に
サービスベンチに落下した赤熱コークスによつて生ずる
熱風がゴムチユーブに接しないように保護されている。

支持フレーム３には、ドア係止のためのラツチバー55が
両側方の鋼バンド56止めボルト57によつて固定されてい
る。ラツチバー55は、ストレートの角鋼材或はクランク
状に成型され、少なくともドア枠５の、大抵中間の２箇
所に突設されているフツク板58に相応する位置に、好ま
しくは上下の各端と中間の２〜３９箇所の（合計４〜５
箇所）複数が備えられる。特に、上下各端を含む多数の
ラツチバーを備えて拘束の間隔を短かくすると、鋼管支
持フレーム３の抵抗モーメントを小さく、すなわち厚さ
を薄くすることが可能となり、炉頭部の限られたスペー
スの中でシール板表面断熱材層の厚さを増して熱遮断力
を高めることができる。

また、操業中のコークス炉団にこのドアを適用する場
合、ドア脱着機は従来の機械に簡単な改造を施こすこと
によつて継続使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のドアの一実施例の横断面を示す略図
であり、第２図は加圧気体の供給系統を示すものであ
る。 なお図において、 １ シール板 ２ シール材 ３ 支持フレーム ４ 耐熱シールド ５ ドア枠 ６，７ シール板表面断熱材 ８ 分配板 ９ 止めボルト 10 継ぎ手 11,12 閉鎖用ゴムチユーブ 13 弛緩用ゴムマツト 14 石炭圧伝達用ゴムマツト 15 導管 16 遮断弁 17 スロツトルチエツク弁 18 方向制御弁 19 パイロツト空気弁 20,21 マニホールド 22 フイルタ 23,24,25 自動管継ぎ手 26 フレキシブルホース 27 流れ検知器 28 警報燈 29 空気圧縮機 30 油分離器 31 空気タンク 33 炉体側導管 34 分岐管 35 ドア脱着機の空気圧縮機 41 受圧材 42 保持体 43 受圧材 44 スペーサ 46 押し棒 48,49 保持体 50,51 保持体 55 ラツチバー 56 固定バンド 58 フツク板 59 ドア枠表面断熱材 である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】別体の支持フレームに熱防張伸び自在かつ
   前後動自在に結合されている別体の弾性的なシール板と
   して構成されドアの周囲に沿つて延びるシール材を有し
   ているコークス炉ドアにおいて、前記シール材（２）が
   環状に配置された炉室高さ方向に複数に区分されている
   ゴムチユーブ（11,12）に圧縮気体を注入して脹らむ膨
   張力によつてドア枠（５）のシール面に当接閉鎖するよ
   うになされ、これらゴムチユーブ（11,12）が予備を持
   ち各が遮断可能にかつ区分毎に操作可能に弁類（16,17,
   18）を介して連通されると共に、閉鎖の間を通じて炉団
   の適当な位置に備えた圧力源（29,30,31）に接続されて
   一定の作動圧力に保つて均一な力で閉鎖できるようにさ
   れており、ドアの管（20）と炉体側の管（34）とが自動
   管継ぎ手（23,24）によつて切り離し自在に接合されて
   いることを特徴とするコークス炉ドア。
2. 【請求項２】圧縮気体の供給、排出の方向制御弁（18,1
   9）と自動管継ぎ手（23,24）とがドア脱着機に備えたア
   クチエータによつて操作されることを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のコークス炉ドア。
3. 【請求項３】シール板の各の継ぎ手（10）部分に石炭か
   らの力を支持フレーム（３）に伝達するための圧縮空気
   で脹らむ中空ゴムマツト（14）と、前記支持フレーム
   （３）をシール板（１）の側に押し戻し弛緩するための
   中空ゴムマツト（13）とを備えていることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載のコークス炉ドア。