JPH09279147A - コ−クス炉壁面の観察装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 コ−クス炉の狭隘な空間における壁面プロフ
ィル測定の為に挿入されるランスが変形した場合の、該
ランス先端部に配置した非接触式距離測定装置又は炉壁
面観察装置の位置及び傾きの算出、並びに距離測定値の
補正。 【解決手段】 ランス、ランス駆動手段、ランス位置測
定手段、ランス先端垂直部に一端を固定し、ランス後端
部との間に張った耐熱性線材（セラミックファイバ−）
でなる弦、弦緊張手段、該弦のｙ方向に延びる基準線に
対する偏向角θを検出する弦偏向測定手段、ランス先端
部のねじれ角φを測定するねじれ角測定手段、および偏
向角θ、ねじれ角φ、ランス位置測定値等に基づき弦先
端位置及び傾き、並びにランス先端垂直部に配置した距
離測定装置の位置を算出し、距離測定値を補正するため
の位置演算手段、を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ランス先端部に装
着された非接触式距離測定手段、または炉壁観察装置を
コ−クス炉に挿入し、該炉の側壁プロフィ−ルを観察す
るに際し、ランスの蛇行、あるいは変形に伴う該ランス
先端の位置及び傾きを検出し、検出した値に基づき観察
値の補正を行なう機能を備えるコ−クス炉壁面の観察装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】コ−クス炉は、多数の炭化室と燃焼室が
交互に連接して構成され、炭化室に石炭を搬入し、炉壁
を介して燃焼室より炭化室に９００℃〜１１００℃の高
熱を大略２０時間連続して加え、石炭を乾留する。すな
わちコ−クスを製造する。この乾留が終了すると、コ−
クスを排出し、そして石炭を装入してまた加熱を開始す
る。この繰返しであり、コ−クス炉の炭化室は常時高温
である。

【０００３】図８の（ａ）に、炭化室を、窯口（ＩＮ）
より窯出口（ＥＸ）方向を見た場合の視認形状を示し、
（ｂ）には、該炉を平面で見た状態を示す。炭化室の大
きさは一例で、大略高さ（Ｈ）６．５ｍ，幅（Ｗ）０．
４／０．４６ｍ（テ−パ状をなし、コ−クス押出機側
（ＩＮ側）で０．４ｍ，コ−クス窯出口側（ＥＸ側）で
０．４６ｍ）及び長さ（Ｌ）１６ｍであり、非常に幅狭
で奥行きが深い炉空間を形成している。この炭化室から
焼成したコ−クスを搬出するために、コ−クス炉押出用
ラム１２がラムビ−ム１３によって窯口（ＩＮ）から挿
入され、窯出口（ＥＸ）に向って該コ−クスを押出す。
炉壁を構成する個々の耐火レンガは、大略で高さ１２０
ｍｍ，幅２６０ｍｍ，厚さ１１０ｍｍである。

【０００４】この炭化室内壁（燃焼室との隔壁）に使用
される耐火レンガは、長期間上記の高熱に曝され、又コ
−クス完成後の搬出に際しては、コ−クス押出機による
コ−クス圧力を受け、熱的，化学的あるいは機械的なス
トレスにより損傷し易い。すなわち壁面の目地切れ，レ
ンガ亀裂，剥離，カ−ボン付着、あるいは壁面の凹凸，
湾曲，窯幅変動等を招き易い。損傷部はコ−クス押出し
時に局部的に過大な力が加わって更に損傷が拡大し易
く、また損傷部は、熱伝播特性が正常部とは異なるの
で、操業上好ましくない。比較的に小さな損傷部は耐火
物を溶射して埋め、レンガ欠落部には耐火レンガをはめ
込んで目地に耐火物を溶射して修復するが、損傷の発見
と位置把握が難しい。

【０００５】操業の合間の短時間を利用してコ−クス炉
窯口から炉内壁を観察する方法では、炉内が高温である
ので狭い窯口の外から内部を見ざるを得ず、この場合炉
内は、図８の（ａ）に示す形で見える。奥行きが深いの
で、垂直壁面Ｗ１，Ｗ２の表面の観察は非常に難しい。
そこで、垂直壁を指向する一対の、または複数対の非接
触式距離計を炉窯口から挿入してコ−クス炉炭化室幅を
測定し得られた距離情報、あるいは炉壁観察用テレビカ
メラを同様に挿入して得られた画像情報により壁面の損
傷状態を判定する方法が提案されている。コ−クス炉炭
化室幅を測定する場合には、図８の（ｃ）に示すよう
に、コ−クス押出用のラム１２を駆動するラムビ−ム１
３上に、一対の非接触式距離計ＴＲＬ１，ＴＲＲ１を左
右両側壁Ｗ２，Ｗ１を指向するようにして取付け、その
位置から左壁までの距離測定値ｌ２、及び右壁までの距
離測定値ｌ１を計測する。ラムビ−ム１３の幅をｌ０と
すると、炉幅ｌｔは、ｌｔ＝ｌ１＋ｌ２＋ｌ０で求ま
り、この場合は、炉内における距離計の位置の正確さは
必要としない。

【０００６】例えば、ラムビ−ム１３が右側（右壁Ｗ１
側）に偏位した場合、一方の距離計ＴＲＲ１は右壁Ｗ１
に近付くので距離測定値ｌ１は小さくなり、他方の距離
計ＴＲＬ１は左壁Ｗ２から遠ざかるので距離測定値ｌ２
は大きくなり、その結果、両測定値の合計である炉幅値
ｌｔは変化しない。しかし、単に炉幅ｌｔを測定したの
では全炉幅のみしか知り得ず、各壁面の凹凸状態は把握
出来ない。

【０００７】すなわち、得られた炉幅値ｌｔが異常であ
っても、何れ側の壁面に異常があるのかは判明せず、ま
た両壁が平行のままで湾曲している様な場合にも、それ
を検知することは出来ない。従って、単に炉幅のみを測
定するのでなく、各壁面までの距離を単独に測定する必
要があり、この場合にはラムビ−ム１３上に装着した一
対の非接触式距離計ＴＲＬ１，ＴＲＲ１の正確な取付け
位置の把握が必要となる。例えば、特開平３−２６９２
０９号公報には、コ−クス炉炭化室の窯口より一対の非
接触式距離センサを搭載したコ−クス押出機または押出
ラムビ−ムを炉内に挿入し、窯奥方向に移動しながら炉
内壁面までの距離を測定することにより、コ−クス炉炭
化室の側壁面プロフィルの測定を行なう方法及び装置が
提案されている。該提案によれば、炉内壁面までの距離
を測定する一対の距離センサ１３Ａ，１３Ｂに加えて、
別に備えた一対のラムビ−ム位置センサ１４Ａ，１４
Ｂ、及び一対の押出機平行度センサ１５Ａ，１５Ｂ、押
出機走行方向センサ１６等により、ラムビ−ム１３の長
手方向の偏りδを求め、上記距離センサ１３Ａ，１３Ｂ
による測定で得られた両壁面までの距離測定値ｌ１，ｌ
２を、該偏りδに応じて補正するようにしたものであ
る。

【０００８】これにより、基準線からそれぞれの側壁面
までの距離、すなわち壁面のプロフィルｙ１，ｙ２を、
ｙ１＝ｌ１＋ｌ０／２−δ、ｙ２＝ｌ２＋ｌ０／２＋δ
として求め、その結果をデ−タ表示装置に表示すること
を提案している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上記提案ではラムビ−
ム１３のｙ軸に対する傾きを検出し、ラムビ−ム先端部
のｘ軸方向に関する中心からのオフセットδを算出し
て、それに基づき炉壁面までの測定値を補正している。
一般的に長大なラムビ−ムを高熱の炉中に繰り返し挿入
・退出を実施すると、ラムビ−ムの変形（曲り）が懸念
される。

【００１０】上記提案ではラムビ−ム１３は直線である
と言う仮定に立っているので、ラムビ−ム１３が徐々に
変形した場合には、壁面までの距離検出精度が大きく劣
化する。またラムビ−ム１３がねじれると、先端に搭載
されている距離センサの位置が左右方向に変化し誤差を
招くが、これに対する補償は行なわれていない。更にラ
ムビ−ム１３の長手方向の偏りδを求めるのに、炉壁面
までの距離センサ１３Ａ，１３Ｂの他に、更に２対の距
離センサ（一対のラムビ−ム位置センサ１４Ａ，１４
Ｂ、及び一対の押出機平行度センサ１５Ａ，１５Ｂ）等
を使用しており、構成が複雑である。

【００１１】本発明は、非接触式距離測定器、あるいは
炉壁撮影装置を搭載したラムビ−ムを炉内に挿入し、窯
奥方向に移動しながら炉内壁面プロフィルを観察するに
際し、簡易な方法によりラムビ−ム先端垂直部の位置、
水平偏向角、及び垂直傾斜角を測定し、該距離測定器あ
るいは撮影装置の搭載位置を算出し、これらを用いて距
離測定値、あるいは炉壁撮影画像を補正することによ
り、炭化室幅及び側壁面のプロフィ−ル測定の精度向上
を計ることを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のコ−クス炉壁の
観察装置は、（１）先端にコ−クス炉壁面までの距離を
測定する距離測定器(TRL1〜3,TRR1〜3)およびコ−クス
炉壁面を撮影する撮影装置の少くとも一者を搭載したラ
ンス(1)、および、該ランスを、その先端をコ−クス炉
に対して挿入／退出するようにｙ方向に往復駆動する駆
動手段(LFIX,LDRV)、を備えるコ−クス炉壁面の観察装
置において、前記ランス(1)の先端から後端方向に延び
る耐熱性線材(7)；該耐熱性線材に長手方向に引張力を
与える緊張手段(9)；および、前記耐熱性線材の、ｙ方
向に延びる基準線に対する水平偏向角θを検出する偏向
測定手段(5,6)；を備え、（２）ランスのｙ方向の位置
を検出するランス位置測定手段(LPOS)；偏向測定手段
(5,6)が検出した偏向角θ、およびランス位置測定手段
(LPOS)が検出したｙ方向の位置に基づいて、ランス先端
の水平方向すなわちｘ方向の位置を算出する位置演算手
段(CPT)；を備え、（３）ランスの先端のｙｚ平面から
の傾斜角φを検出する傾斜角測定手段；を更に備え、位
置演算手段(CPT)は偏向角測定手段(5,6)が検出した偏向
角θ、ランス位置測定手段(LPOS)が検出したｙ方向位
置、および傾斜角φに基づいて、距離測定装置(TRL1〜
3,TRR1〜3)のｘ方向位置を算出する。

【００１３】なお、理解を容易にするためカッコ内に
は、図面に示し後述する実施例の対応要素の符号を参考
までに付記した。

【００１４】これによれば、コ−クス炉壁面までの距離
を測定する非接触式距離測定手器(TRL1〜3,TRR1〜3)、
またはコ−クス炉壁面を撮影する撮影装置を搭載するラ
ンス(1)、該ランスをその先端をコ−クス炉に対して挿
入／退出するようにｙ方向に往復駆動する駆動手段(LFI
X,LDRV)を備え、該ランス先端部(8F)と、ランス後端部
(8A)の間に耐熱性線材でなる弦(7)を張り、ランス後端
付近にｙ方向に離間して配置した２個１対で構成される
弦偏向測定手段(5,6)を備える。該弦偏向測定手段(5,6)
により、耐熱性線材でなる弦(7)のｙ方向に延びる基準
線に対する水平偏向角θ（ｘ方向）を計測する。予め測
定した弦長(L)と偏向角θの値、及びランス位置測定手
段(LPOS)により検出するランスのｙ方向の位置に基づ
き、位置演算手段(CPT)によって演算することにより、
基準点（座標は既知）を起点とした弦先端の絶対位置
（ｘ，ｙ、ｚ位置）を求める。

【００１５】又、ランス先端垂直部分(8)が傾きｙｚ面
に対して傾斜角を持った場合には、距離測定装置(TRL1
〜3,TRR1〜3)の位置が左右（ｘ方向）に変化するので、
壁面までの測定距離も変化する。従って距離測定装置(T
RL1〜3,TRR1〜3)の位置変化量を求め壁面までの測定距
離を修正する必要がある。ランス先端部の傾き角φを測
定する方法として、傾斜角測定手段(11)を更に備え、位
置演算手段(CPT)は前記弦先端位置と距離測定装置取付
位置の相対関係により、ランス変形後の距離測定装置(T
RR1〜3,TRL1〜3)各々のｘ方向の位置、ｙ方向の位置を
算出する。

【００１６】すなわち、例えランスが偏向角θ、あるい
は傾斜角φを持つ様に変形しても、ランス先端に設けた
弦先端位置、及び距離測定装置(TRR1〜3,TRL1〜3)取付
け位置を求めることが出来、該装置による側壁面(W1,W
2)までの距離測定の誤差を補正し、あるいは該位置に配
置した撮影装置によるコ−クス炉壁面の撮影に際し撮影
位置を補正することにより、正確な壁面プロフィルを得
ることが出来る。

【００１７】

【発明の実施の形態】ここで本発明のコ−クス炉壁面の
観察装置の別の形態をより具体的に説明すると、（４）
先端にコ−クス炉壁面までの距離を測定する距離測定器
(TRL1〜3,TRR1〜3)およびコ−クス炉壁面を撮影する撮
影装置の少くとも一者を搭載したランス(1)、および、
該ランスを、その先端をコ−クス炉に対して挿入／退出
するようにｙ方向に往復駆動する駆動手段(LFIX,LDR
V)、を備えるコ−クス炉壁面の観察装置において、前記
ランス(1)の先端から後端方向に延びる、ｙ軸と直交す
る方向に離れ実質上平行な２本の耐熱性線材(7,2)；耐
熱性線材のそれぞれに長手方向に引張力を与える緊張手
段(9,10)；および、耐熱性線材のそれぞれの、ｙ方向に
延びる基準線に対する偏向角θ₁，θ₂を検出する偏向測
定手段(5,6,3,4)；を備え、（５）ランスのｙ方向の位
置を検出するランス位置測定手段(LPOS)；偏向測定手段
(5,6,3,4)が検出した偏向角θ₁，θ₂、ランス位置測定
手段(LPOS)が検出したｙ方向の位置、および距離測定装
置の取付け位置に基づいて、ランス先端のｙ，ｚ平面に
対する傾斜角φ、及び距離測定装置(TRR1〜3,TRL1〜3)
のｘ方向位置を算出する。

【００１８】これによれば、ランス先端垂直部分(8)が
ねじれ、ｙｚ面に対して傾斜角を持った場合には、距離
測定装置(TRL1〜3,TRR1〜3)の位置が左右（ｘ方向）に
変化するので、壁面までの測定距離も変化する。従って
距離測定装置(TRL1〜3,TRR1〜3)の位置変化量を求め壁
面までの測定距離を修正する必要があり、該目的のため
に、ランス先端部(8F)の傾き角φを使用する。ランス先
端部の傾き角φを測定する方法として、ランス先端(8F)
からランス後端(8A)方向に、ｙ軸と直交する方向に離
れ、実質上平行な２本の耐熱性線材(7,2)を使用する。
該耐熱性線材それぞれに長手方向に引張力を与える緊張
手段(9,10)を接続し、それぞれの、ｙ方向に延びる基準
線に対する水平偏向角θ₁，θ₂を検出する偏向測定装置
(5,6,3,4)を備える。

【００１９】ランスがねじれ、ランス先端部(8F)が垂直
方向に傾いた時の２本の耐熱性線材(7,2)の先端位置を
前述と同様にして求め、両線材先端位置の差（ｘ、ｙ方
向）、及び耐熱性線材(7,2)の間隔値(v)から垂直方向の
傾斜角φを算出する。

【００２０】位置演算手段(CPT)は、該傾き角φ、弦固
定位置(P20)、及び距離測定器の弦固定位置(P20)からの
距離(A,H1,H2,H3)を使用して距離測定器(TRR1〜3)の位
置を算出する。

【００２１】本発明の他の目的および特徴は、図面を参
照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

【００２２】

【実施例】

−第１実施例− 図１の（ａ）に本発明のコ−クス炉内位置測定装置全体
の平面配置を示し、図１の（ｂ）には、その正面配置を
示す。以下の説明において、炭化炉の幅（Ｗ：図９の
（ａ），（ｂ））方向をｘ方向、奥行き（長さＬ）方向
をｙ方向、および、垂直方向（高さＨ）をｚ方向と称す
る。コ−クス押出機ラムヘッドと同様に、窯口（ＩＮ）
から窯出口（ＥＸ）まで突出し駆動されるＵ型を成すラ
ンス１の先端垂直部８Ｆには、複数の非接触式距離測定
装置（センサ）ＴＲＬ１〜３，ＴＲＲ１〜３を装着し、
各距離測定装置によって炭化炉側壁Ｗ１，Ｗ２までの距
離を測定する。

【００２３】この測定は、コ−クス製造の合間に実施す
るので、これら距離測定装置ＴＲＬ１〜３，ＴＲＲ１〜
３は炭化炉中の高温雰囲気に耐える様に、循環水による
強制水冷機構（図示せず）を備えた遮熱ヘッドＳＨＤの
内側に収納しており、距離測定用ビ−ムの通過する部分
には、耐熱ガラス製の窓を設け、更に該窓の周縁から前
方に向けてダストパ−ジ用の気体を噴射するガスパ−ジ
ヘッドを装着している。

【００２４】Ｕ型を成すランス（８Ｆ，８Ａ，及び１）
の先端下部には、そり型のランスシュ−ＳＨを備え、ラ
ンスを炉内に挿入する際にはその重量を支えつつ炉床面
上を摺動移動出来る様にしている。ランス水平部は固定
されたランス固定部ＬＦＩＸにより保持されており、複
数のロ−ラによりｙ軸方向に摺動することが出来るの
で、ランス駆動部ＬＤＲＶによりｙ軸方向に自在に移動
することが出来る。この移動量をランス位置測定装置Ｌ
ＰＯＳにより測定する。ランス固定部ＬＦＩＸには、ラ
ンス基部ＢＳＥが取付けられている。ランス先端部８Ｆ
と、ランス後端部８Ａ間には、耐熱性を有するセラミッ
ク・ファイバ−製の弦７を張っている。

【００２５】該弦の一端はランス先端部８Ｆに固定して
いるが、他端はランス後端部８Ａにおいてプ−リを介し
て弦に引張力を与える為のテンション用重り１０に接続
している。従って該弦は、例えランスが変形移動しても
常に一定の張力で緊張している。ランス基部ＢＳＥの上
部には弦偏向測定装置５，６が配置されており、弦７は
これらを通過している。

【００２６】弦偏向測定装置は弦とｙ方向に延びる基準
線に対する水平偏向角（ｘ方向）θを測定するものであ
り、弦の偏位を測定するセンサである。

【００２７】前記弦偏位量、ランス移動量等に基づき、
弦７の偏向角度、ランス先端部位置等を算出するための
位置演算装置ＣＰＴ、及びモニタＭＯＮがランス固定部
付近に配置してある。

【００２８】図２の（ａ）に、１本の弦を使用してラン
ス先端位置（弦先端位置）を検出する一実施例を示す。
該ランス１の先端部８Ｆとランス後端部８Ａとの間に
は、耐熱性を有する１本のセラミック・ファイバ−製の
弦７が張られている。セラミック・ファイバ−製の弦７
は、γ／δアルミナと非晶質シリカから構成される連続
長繊維で成り、１１００度の環境下においても長時間使
用することが出来る。該弦７の一端はランス基部ＢＳＥ
に取付られている弦偏向測定装置５及び６を通過してテ
ンション用重り９に接続されている。

【００２９】弦偏向測定装置５及び６は前記弦７のｘ方
向の移動量を測定するもので、半導体レ−ザを使用した
精度２μｍのものであり、図示しないコントロ−ラと共
に使用する。

【００３０】図２の（ｂ）に、何等かの原因、例えばラ
ンス挿入時の蛇行、あるいはランス１が変形によりラン
ス先端部分８がｙｚ面に対して水平方向（ｘ方向）に偏
向した場合の一例を示す。弦を使用したので、例えラン
ス１が途中において非直線的に変形したとしても、上記
弦７は、ランスの全体としての歪（変形）に従って変針
することになるので、位置測定に関し何等支障を生ずる
ことはない。

【００３１】図２の（ｃ）に、弦偏向測定装置５，６付
近の部分拡大図を示す。変形前のランス先端位置Ｐ１(x
1,y1)は、ランスをコ−クス炉に挿入する前の静止状態
において求めておく。すなわち光学的方法等により弦７
を水平かつｙ軸に平行にして取付け（弦基準位置）、ま
た弦７の長さＬを予め測定しておけば、点Ｐ０(x0,y0)
を基準とした位置Ｐ１(x1,y1)を求めることが出来る。
変形後のランス先端位置をＰ２(x2,y2)とする。変形に
よる弦のｘ軸方向の偏位量は、弦偏向測定装置５により
弦基準位置からの偏位距離ｒ１，弦偏向測定装置６によ
り弦基準位置からの偏位距離ｒ２と測定される。弦偏向
測定装置５と６間の距離ｄは一定で既知である。

【００３２】Ｐ０−Ｐ１とＰ０−Ｐ２の成す角度（偏向
角）θは、

【００３３】

【数１】

【００３４】にて求めることが出来る。

【００３５】またランス変形後の弦７の長さは、ランス
長(長大)と、実質的なランス変形量を考慮すると、弦長
の変化量は無視出来るので、ランス挿入前の弦長Ｌ（既
知）と同一とすれば、ランス先端位置Ｐ２のｘ座標ｘ２
は、 ｘ２＝ｘ０＋Ｌｓｉｎθ ランス先端位置Ｐ２のｙ座標ｙ２は、 ｙ２＝ｙ０＋Ｌｃｏｓθ にて求めることが出来る。

【００３６】この計算は、炉外に設置された位置演算装
置ＣＰＴにより実施する。これらの値により、弦７先端
と同位置に装着されている一対の非接触式距離測定装置
の位置補正を実施することにより、例えランス先端部分
８が水平方向に変位し、センサ位置が炉中央からズレた
としても、精度の高い距離測定値を得ることが出来る。

【００３７】−第２実施例− 複数対の距離測定装置がＵ型をなすランス先端垂直部に
取付けられている場合には、それらの取付け位置は測定
した弦先端部位置とは多少異なる。この様な構成におい
ては、ランス先端垂直部８Ｆがランスの変形等により水
平方向に偏向した場合には、第１実施例と同様の方法に
よって算出した弦先端の位置を基準として、各々の距離
測定装置に対して傾きに応じた位置修正を行なう必要が
ある。

【００３８】またランス先端垂直部８Ｆがランスのねじ
れにより水平方向に偏向すると、各々の距離測定装置の
発射するビ−ム方向が前後（ｙ方向）に変化し、測定す
る炉壁面までの距離に変化を生ずるが、ランス長に比較
して実質的な偏向角は小さいので、変化量は実質上無視
出来る。

【００３９】図３の（ａ）に、ランス先端垂直部８Ｆに
複数の距離測定装置ＴＲＬ１（〜３）、ＴＲＲ１（〜
３）が取付けられている状態を平面で示す。弦先端位置
Ｐ３(x3,y3)は、第１実施例と同様の方法により求め
る。距離測定装置ＴＲＲ１（〜３）の取り付け位置Ｐ８
の座標は(x3+A,y3+D1)であり、距離測定装置ＴＲＬ１
（〜３）の取り付け位置Ｐ９の座標は(x3-B,y3+D1)であ
る。

【００４０】図３の（ｂ）にランス先端垂直部８Ｆが水
平方向に角度θ偏向した状態を平面で示す。

【００４１】弦７の先端である点Ｐ５(x5,y5)、及び偏
向角θ（弦７の傾きと同一）は、第１実施例と同様の方
法により求める。

【００４２】ランス先端位置Ｐ５のｘ座標ｘ５は、 ｘ５＝ｘ０＋Ｌｓｉｎθ ランスが水平方向に偏向した場合、ランス長に比較しラ
ンスのｘ方向の偏位量は小さいので偏向角θも小さく、
従ってランス長の変化は無視出来るので、ランス先端位
置Ｐ５のｙ座標ｙ５は、 ｙ５≒ｙ０＋Ｌ である。

【００４３】同様にして、例えば距離測定装置ＴＲＬ１
の取り付け位置Ｐ１１の座標は ｘ１１≒ｘ５−（Ｂ−Ｄｌｓｉｎθ） ｙ１１≒ｙ５＋Ｄ１＋Ｂｓｉｎθ であり、距離Ｄ１，Ａを使用して距離測定装置ＴＲＲ１
の取り付け位置Ｐ１０を求めると、以下の様になる。

【００４４】ｘ１０≒ｘ５＋（Ａ＋Ｄ１ｓｉｎθ） ｙ１０≒ｙ５−Ｄ１＋Ａｓｉｎθ これらの計算は、炉外に設置された位置演算装置ＣＰＴ
により実施する。この様にして距離測定装置ＴＲＲ１〜
３の測定位置を補正すれば、該距離測定装置の測定精度
が向上するので、各壁のプロフィルをそれぞれ単独に精
度よく観察することが出来る。他の部分は第１実施例と
同様であるので説明を省略する。

【００４５】−第３実施例− 上記第２実施例においては、ランス先端垂直部８Ｆがｙ
ｚ面に対し水平方向に偏向した場合を述べたが、以下は
ランスがねじれ、ランス先端垂直部８Ｆがｙｚ面に対し
横方向（ｘ方向）に傾斜した場合の実施例である。

【００４６】ランス先端垂直部８Ｆがｘ方向に傾斜する
と、各々の距離測定装置の位置（座標）が変化し、測定
する炉壁面までの距離に誤差を生ずる。しかしランス先
端幅と炉幅の関係において、実質的に発生するの傾斜角
φは小さく、従って上下方向（ｚ方向）の位置変化は極
めて小さいので無視出来、同様に傾斜による距離測定装
置のビ−ム方向変化についても無視することが出来る。
すなわち横方向（ｘ方向）の位置変化のみ考慮すればよ
い。

【００４７】この誤差補正のために、ランス先端垂直部
のｘ方向の傾き（ねじれ）角度を測定する。図４の
（ａ）は、ランス先端垂直部８Ｆの先端にねじれ角測定
用傾斜計１１を配置した状態を正面から示し、（ｂ）は
ランス先端垂直部８Ｆがｙｚ面に対しねじれ、横方向に
傾斜した状態を右側面（図４の（ａ）のＡ−Ａ断面）か
ら示す。該傾斜計１１には、１軸用で分解能０．２４
分、レンジ±２０度のもので、図示しない別置型のエレ
クトロニクス部と共に使用し、ランス先端垂直部８Ｆの
横方向（ｘ方向）の傾斜角φを測定する。

【００４８】図５にランス１の先端垂直部８Ｆ、及び取
付けられた距離測定装置ＴＲＲ１〜３が横（ｘ方向）に
角度φ傾いた状態の一例を示す。

【００４９】ランス先端垂直部８Ｆがｙｚ面に対し傾い
た時の３台の非接触式距離測定装置ＴＲＲ１〜３の位置
は、ねじれ角測定用傾斜計１１から得られた傾斜角φ、
ランス先端垂直部８Ｆに固定されている弦位置、及びラ
ンス先端垂直部８Ｆに対する距離測定装置ＴＲＲ１〜３
取り付け位置寸法を使用して求める。ランス先端垂直部
８Ｆに固定されている弦位置Ｐ２０（x20,y20,z20）
は、実施例１で述べた方法と同様な方法で求める。

【００５０】ランス先端垂直部８Ｆの中心線上の点Ｐ２
１，Ｐ２２，Ｐ２３におけるｘ座標は、 ｘ２１＝ｘ２０−Ｈ１ｓｉｎφ ｘ２２＝ｘ２０−（Ｈ１＋Ｈ２）ｓｉｎφ ｘ２３＝ｘ２０−（Ｈ１＋Ｈ２＋Ｈ３）ｓｉｎφ 従って距離センサＴＲＲ１，ＴＲＲ２，ＴＲＲ３のｘ座
標は、 ｘ３１＝ｘ２１＋Ａ ｘ３２＝ｘ２２＋Ａ ｘ３３＝ｘ２３＋Ａ にて求める。

【００５１】これらの計算は、炉外に設置された位置演
算装置ＣＰＴにより実施する。この様にして距離測定装
置ＴＲＲ１〜３の測定位置を補正すれば、該距離測定装
置の測定精度が向上するので、各壁のプロフィルをそれ
ぞれ単独に精度よく観察することが出来る。他の部分は
第１実施例と同様であるので説明を省略する。

【００５２】−第４実施例− ランス先端垂直部８Ｆの横方向の傾斜角φを測定するた
めの別の態様として、２本のセラミック・ファイバ−製
の弦７、２を使用する実施例を述べる。

【００５３】図６の（ａ）に、耐熱性を有する２本のセ
ラミック・ファイバ−製の弦７、及び弦２を使用した場
合の正面配置を示し、（ｂ）はランス先端垂直部８Ｆが
横方向に傾いている状態を側面（図６の（ａ）のＡ−Ａ
断面）で示す。図に示すように２本の弦は、ｚ軸方向に
間隔ｖを持って平行に取付けられており、ランス基部Ｂ
ＳＥに取付られている弦偏向測定装置５，６及び３，４
を通過し、テンション用重り９，１０により常時一定の
テンションが加えられている。弦２、弦偏向測定装置
３，４、テンション用重り１０は、各々第１実施例で説
明した弦７、弦偏向測定装置５，６、テンション用重り
９と同様なものである。

【００５４】図７の（ａ）に、ランス先端垂直部８Ｆが
ｙｚ面に対して傾いた時の弦偏向測定装置５，６付近の
部分拡大断面を示し、図７の（ｂ）に、弦偏向測定装置
３，４付近の部分拡大断面を示す。偏向後の弦７先端位
置をＰ５(x5,y5)、弦２の先端位置をＰ６(x6,y6)とし、
Ｐ５及びＰ６の座標は、前述第１実施例と同様な方法に
より測定する。

【００５５】すなわち弦７の、ｙ方向に延びる基準線に
対する角度θ１は、

【００５６】

【数２】

【００５７】但しｒ１は弦偏向測定装置５の検出した弦
７のｘ方向偏位量、ｒ２は弦偏向測定装置６の検出した
弦７のｘ方向偏位量である。

【００５８】弦２の、ｙ方向に延びる基準線に対する角
度θ２は、

【００５９】

【数３】

【００６０】但しｒ３は弦偏向測定装置３の検出した弦
２のｘ方向偏位量、ｒ４は弦偏向測定装置４の検出した
弦２のｘ方向偏位量である。

【００６１】ランス先端垂直部８Ｆの横方向の傾斜に伴
うｚ方向の位置変位は微小であり、実質上無視し得る。

【００６２】ランス先端の位置Ｐ５の座標（ｘ５，ｙ
５）は、 ｘ５＝ｘ０＋Ｌｓｉｎθ１ ｙ５＝ｙ０＋Ｌｃｏｓθ１ ランス先端の位置Ｐ６の座標（ｘ６，ｙ６）は、 ｘ６＝ｘｑ＋Ｌｓｉｎθ２ ｙ６＝ｙｑ＋Ｌｃｏｓθ２ にて求めることが出来る。この計算は、炉外に設置され
た位置演算装置ＣＰＴにより実施される。

【００６３】以上により求めた弦先端位置Ｐ５，Ｐ６を
使用して、ランス先端垂直部８Ｆの傾斜角φを算出す
る。図６の（ｂ）において、Ｐ５の(z5)とＰ６の(x6)の
交点をP７(x6,z5)とする。

【００６４】Ｐ７−Ｐ６とＰ５−Ｐ６の成す角度（傾斜
角）φは、

【００６５】

【数４】

【００６６】にて求めることが出来る。この計算は、炉
外に設置された位置演算装置ＣＰＴにより実施される。

【００６７】他の部分は第１〜第３実施例と同様である
ので説明を省略する。

【００６８】以上はランス先端垂直部がｙｚ面に対して
水平方向に偏向（θ）した場合、及びｙｚ面に対して横
方向に傾斜（φ）した場合に関しての実施例であるが、
本発明はランス先端垂直部がｘｚ面に対して偏向（垂
下）する場合にも使用することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 （ａ）はランス１にセラミック・ファイバ−
でなる弦７を使用してランス先端部８Ｆの傾きを測定す
る態様を示す平面図であり、（ｂ）はランス先端部８Ｆ
及びランス駆動手段ＬＤＲＶを含むコ−クス炉壁面観察
装置の全体構成を示す正面図である。

【図２】 （ａ）は弦を１本使用してランス先端垂直部
８Ｆのｙｚ面に対するｘ方向の傾きを測定する態様を示
す正面図であり、（ｂ）はランスが横方向に偏向した状
態を平面で示し、（ｃ）はランスが横方向に偏向した状
態での、弦偏向測定装置付近の状態を拡大平面で示す。

【図３】 （ａ）ランス先端垂直部８Ｆに配置した複数
の距離測定装置の位置と、弦先端の位置関係を示す拡大
平面図であり、（ｂ）はランス先端部がｙｚ面に対して
横方向に偏向した状態を示す拡大平面図である。

【図４】 （ａ）はランス先端垂直部８Ｆの、ｙｚ面に
対するねじれを検出するためのねじれ角測定用傾斜計１
１の配置状態を示す正面図であり、（ｂ）は（ａ）のＡ
−Ａ線断面であり、ランス先端部がｙｚ面に対してねじ
れ、傾斜した時の状態を側面から示す断面図である。

【図５】 複数の距離測定装置を配置したランス先端垂
直部８Ｆがｙｚ面に対してねじれた場合に、距離測定装
置の位置が変化する状態を側面から示す断面図である。

【図６】 （ａ）は弦を２本使用してランス先端垂直部
８Ｆの傾きを測定する態様を示す正断面図であり、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面であり、該ランスがｙｚ
面に対して傾いた状態を示す。

【図７】 （ａ）は弦を２本使用してランス先端垂直部
８Ｆの傾きを測定する態様の弦７及び偏向測定装置５，
６付近の部分拡大で示す平面図であり、（ｂ）は弦２及
び偏向測定装置３，４付近の部分拡大で示す平面図であ
る。

【図８】 （ａ）はコ−クス炉の１つの炭化炉の内空間
を窯口の外から、窯口を通して窯出口まで見た斜視図で
あり、（ｂ）は該炭化炉及びコ−クス押出機の平面配置
を示す平面図であり、（ｃ）は該炭化炉に挿入されたラ
ムビ−ム、及びラムビ−ムに搭載された非接触式距離計
の断面配置であり、それらと炉側壁面までの距離の関係
を示す。

【符号の説明】

１：ランス ２，７：耐熱性線材（セラミック・ファイバ−製の弦） ３〜６：弦偏向測定装置 ８Ａ：ランス後
端部 ８Ｆ：ランス先端垂直部分 ９，１０：弦緊
張用重り １１：ねじれ角測定用傾斜計 １２：コ−クス押出用ラム １３：ラムビ−
ム ＢＳＥ：ランス基部 ＣＰＴ：位置演
算装置 ＥＸ：炭化炉窯出口 ＦＬ：炭化炉床
面 ＩＮ：炭化炉窯口 ＬＦＩＸ：ラン
ス固定部 ＬＤＲＶ：ランス駆動部 ＬＰＯＳ：ラン
ス位置計測装置 ＭＯＮ：モニタ ＳＨ：ランスシ
ュ− ＳＨＤ：遮熱ヘッド ＴＲＬ１〜３，ＴＲＲ１〜３：非接触式距離測定装置 Ｗ１：炉壁（右） Ｗ２：炉壁
（左）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】先端にコ−クス炉壁面までの距離を測定す
   る距離測定器およびコ−クス炉壁面を撮影する撮影装置
   の少くとも一者を搭載したランス、および、該ランス
   を、その先端をコ−クス炉に対して挿入／退出するよう
   にｙ方向に往復駆動する駆動手段、を備えるコ−クス炉
   壁面の観察装置において、 前記ランスの先端から後端方向に延びる耐熱性線材；該
   耐熱性線材に長手方向に引張力を与える緊張手段；およ
   び、 前記耐熱性線材の、ｙ方向に延びる基準線に対する偏向
   角θを検出する偏向測定手段；を備えることを特徴とす
   るコ−クス炉壁面の観察装置。
2. 【請求項２】ランスのｙ方向の位置を検出するランス位
   置測定手段；偏向測定手段が検出した偏向角θ、ランス
   位置測定手段が検出したｙ方向の位置に基づいて、ラン
   ス先端の水平方向すなわちｘ方向の位置を算出する位置
   演算手段；を更に備える請求項１記載のコ−クス炉壁面
   の観察装置。
3. 【請求項３】ランスの先端のｙｚ平面からの傾斜角φを
   検出する傾斜角測定手段；を更に備え、位置演算手段は
   偏向角測定手段が検出した偏向角θ、ランス位置測定手
   段が検出したｙ方向位置、および傾斜角φに基づいて、
   距離測定装置のｘ方向位置を算出する；請求項２記載の
   コ−クス炉壁面の観察装置。
4. 【請求項４】先端にコ−クス炉壁面までの距離を測定す
   る距離測定器およびコ−クス炉壁面を撮影する撮影装置
   の少くとも一者を搭載したランス、および、該ランス
   を、その先端をコ−クス炉に対して挿入／退出するよう
   にｙ方向に往復駆動する駆動手段、を備えるコ−クス炉
   壁面の観察装置において、 前記ランスの先端から後端方向に延びる、ｙ軸と直交す
   る方向に離れ実質上平行な２本の耐熱性線材；耐熱性線
   材のそれぞれに長手方向に引張力を与える緊張手段；お
   よび、 耐熱性線材のそれぞれの、ｙ方向に延びる基準線に対す
   る偏向角θ₁，θ₂を検出する偏向測定手段；を備えるこ
   とを特徴とするコ−クス炉壁面の観察装置。
5. 【請求項５】ランスのｙ方向の位置を検出するランス位
   置測定手段；偏向測定手段が検出した偏向角θ₁，θ₂、
   ランス位置測定手段が検出したｙ方向の位置、および距
   離測定装置の取付け位置に基づいて、ランス先端のｙ，
   ｚ平面に対する傾斜角φ、及び距離測定装置のｘ方向位
   置を算出する；請求項４記載のコ−クス炉壁面の観察装
   置。