JPS63191005A - コ−クス炉の炭化室幅測定方法及び装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、コークス炉の炭化室幅測定方法及びその装置
に関する。

〔従来技術〕

一般にコークス炉は、炭化室に装入された石炭を、１２
００℃に達する高温下でコークスに乾留し、乾留したコ
ークスを押出し機で窯の外へ排出したのち、装炭口から
再び常温に近い石炭を装入するといった、温度変化の大
きい苛酷な条件下で操業され、また築炉してから２０年
以上という長期間にわたって使用される。このような状
況下にあっては、コークス炉の炭化室とこれを間接的に
加熱する燃焼室とを仕切る、レンガ等によって構築され
た隔壁は、特に炭化室側面が、壁面への炭素付着。

大きな温度変化、押出し機等による外力が原因となり、
劣化し易い。この劣化を放置すると、隔壁レンガに亀裂
、目地切れ、欠損、脱落等の損傷が発生し、操業に支障
をきたすこととなる。

また、石炭を乾留する過程において発生する炭素が、壁
面に付着・成長して厚く層を形成し、そのためにコーク
スの押し詰りか発生すると、操業を中止して付着した炭
素を焼き落とさねばならなくなり、操業計画に狂いが生
じる。従って、定期的に壁面の炭素焼き落しを行なうべ
く計画をたてればよいが、炭素の壁面付着・成長する量
及び状態が一定ではないため、その焼き落しの頻度を予
め決定することは困難である。

このような問題点を解決すべく、炭化室幅を高温下にて
測定し、壁面状態を推測する方法が提案され、例えば特
開昭５７−５３６１２号に開示される如く、　　　゛コ
ークス押出し機のプッシャービーム上または先端のプレ
ート近くに測定装置を設置し、装置内からバネ等の付勢
手段により細い棒状のガイドを出し、ガイド先端に付設
したローラを壁面に接触させ、ガイド末端に設けた機構
により、プンシャーから壁面までの距離を測定する方法
が一般的である。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが、前述の如きガイドを用いた接触式の測定方法
では、炭化室壁面のレンガに欠落、目地切れ等の欠損が
あると、ガイドの先端部がこれらの凹部に引っかかり、
または引っかかりの衝撃によりガイドが変形して測定が
不可能となる。また、ガイド先端の接触子がローラでは
、ローラ径より小さい幅寸法の凹部等には入り込めず、
それだけ測定の精度が低いということになる。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたも
のであって、コークスの押出しの際に押し詰りを防止し
得る高い測定精度を実現すると共に測定装置の損傷を軽
減し、測定位置近傍の壁面状況を監視するコークス炉の
炭化室幅測定方法及び装置の提供を目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係るコークス炉の炭化室幅測定方法は、光源か
ら所定方向へ光を出射し、その出射光を反射面にて反射
し、反射した光を炭化室壁面の第１測定点へ投射し、第
１測定点からの反射光を前記反射面に入射し、その入射
光に基づき所定点から第１測定点までの第１距離を検出
する一方、前記反射面の方向を変化させて光源からの光
を反射し、反射した光を第１測定点と対向する壁面にお
ける第２測定点へ投射し、第２測定点からの反射光を位
置を変化させた反射面に入射し、その入射光に基づき所
定点から第２測定点までの第２距離を検出し、さらに第
１距離と第２距離とに基づいて、第１測定点から第２測
定点までの炭化室幅を算出することを特徴とする。

〔作用〕

本発明方法は、光源から所定方向へ光を出射し、この光
を反射面にて反射して一方の炭化室壁面へ照射し、この
壁面からの反射光を前記反射面にて反射し、所定点から
一方の壁面までの第１距離を検出する一方、反射面を移
動してその方向を変化させ、光源からの光を反射して前
記炭化室壁面と対向する他方の壁面へ照射し、この他方
の壁面からの反射光を、方向を変化させた反射面にて反
射し、所定点から他方の壁面までの第２距離を検出し、
さらに、第１距離と第２距離とに基づきこの測定位置に
おける炭化室幅を算出する。また、これらの反射面と同
一平面上に撮像用反射面を設け、この撮像用反射面に反
映された測定位置近傍の像を撮像装置にて撮影する。

〔実施例〕

以下、本発明をその実施に使用する装置の図面に基づき
詳述する。第１図は本発明方法の実施状態を示す模式的
断面図であって、図中１はコークス炉、２は測定装置、
３は水冷ランス、４は台車を示している。

コークス炉１は炭化室１１と燃焼室１２とをその間を仕
切る隔壁１３を隔てて交互に夫々複数室備えており、各
炭化室１１の上部に開口する装炭口１１ａから、台車４
に支持された水冷ランス３を下降させ、水冷ランス３の
先端に取り付けられた測定装置２によって測定を行う。

水冷ランス３は台車４の前端に立設した昇降ガイド４１
に支持されており、昇降ガイド４１に沿って昇降される
一方、軸心線図りに回転せしめられるようになっている
。また台車４は、コークス炉１の上面に設けられたレー
ル５に沿って移動し、測定すべき炭化室１１の装炭口１
１ａから内部へ、その先端に測定装置２を備えた水冷ラ
ンス３を下降させる。

測定装置２は、第２図の正面断面図及び第３図の側面断
面図にその構成を示す如く外壁２１が内。

外二重箱構造に構成され、両箱間には水冷ランス３の内
部を貫通する給水管３１から冷却水が供給されて測定装
置２の内部を冷却する一方、この冷却水は、その構造が
内、外二重筒構造となっている水冷ランス３の両筒間を
利用した排水導路３２へ排出される。外壁２１の相対す
る２面には、後述するミラー２５にて反射される光源２
３からの出射光及び炭化室内壁にて反射される反射光を
通過させ得る高さ及び大きさを有する石英ガラスからな
る窓２２゜２２が夫々設けられ、これらの窓２２．２２
は夫々窓材固定治具によって壁面に保持されている。ま
た、これらの窓２２．２２は、前述の如き高さ及び大き
さを有し且つ外部からの輻射熱の侵入を最小に抑え得る
大きさが望ましく、本実施例ではその大きさを、縦３５
ｗ、横１５０１厘とした。

また、測定装置２の上壁内面には、光源２３及び検出機
２４からなる１組の光学式距離計が設けられており、そ
の構成は、光源２３がレーザ光を下方へ出射すべく配さ
れていると共に、検出器２４が、測定対象からの反射光
を入射し得る所定角度の傾きを有して配されている。さ
らに、測定装置２の内部底面には、その反射面である平
面視及び背面視形状が長方形、また断面形状が直角二等
辺三角形であるミラー２５が、この直角を頂点として配
設され、光源２３からの出射光を窓２２から外部へ反射
するとともに、所要範囲内の測定対象にて反射された光
を入射し得る大きさを有する。また、ミラー２５は、図
示しないシリンダの出没により、窓２２゜２２の鉛直方
向へ摺動可能となっている。さらに、本実施例では光源
２３として波長８５０ｎａ＋のレーザ光を用い、ミラー
２５には、この波長の光を高い反射率にて反射し得る特
殊ミラーを用いる。

次に、このような構成の測定装置２を用いた距離測定の
原理を、第４図、第５図に示す光学式距離計の模式図及
び第６図に示す光路想定図に従って説明する。光源２３
からミラー２５の反射面における反射点Ｒ１までの距離
Ｉ！Ｏ＋　この反射点Ｒ１から測定対象である両壁面ま
での距離を夫々Ｉ！、。

１２とすると、所定距離ｉｏ＋１．及びｌｏ＋１２にお
ける検出器２４への反射光の入射角を基準値として設定
しておき、同一測定位置にてミラー２５を測定対象の鉛
直方向へ摺動させることにより求まる再測定対象からの
反射光の検出器２４への入射角と夫々の基準値との変化
量からＪｏ−ｚ！、及びｉ。

＋Ｊ２の値を三角法によって求め、これらの値から一定
値Ｉ！、ｏを減算してｌ、＋ｊ！２を算出すれば、対向
する２測定対象間の距離が求まる。

即ち、台車４はコークス炉ｌ上面のレール５上を移動し
て、測定を行なうべき炭化室１１の装炭口１１ａから、
測定装置２をその先端に付設した水冷ランス３を、昇降
ガイド４１に沿って下降させる。

測定装置２が測定位置に定まれば、ミラー２５またはミ
ラー２７を一方へ摺動させて所定点から一方壁面の測定
点までの距離を前述の三角法に基づいて算出し、さらに
同一位置にてミラー２５又はミラー２７を他方へ摺動さ
せて、前記所定点から他方壁面における前記測定点と対
向する点までの距離を三角法に基づいて算出する。これ
ら両算出値に基づいてその測定位置における炭化室幅を
決定する。

撮像装置２６を備えている場合は、距離測定と同時にミ
ラー２７の中央部２７ｂに投影される測定点近傍の壁面
を撮影する。さらに水冷ランス３を一定ピッチで炭化室
１１の高さ方向へ上昇させつつ、同様にして炭化室幅の
測定及び／又は壁面の撮影を行なう。

以上のような光学式距離計を用いた測定装置２では、測
定精度が０．１〜０．５Ｒといった高精度の距離測定が
行なわれ、炭化室１１の壁面状態が定量的に捉えられ、
子の状況の推定が容易である。

さらに、光学式測定装置では、反射光を利用して測定を
行なうため、測定装置の大きさに限界があれば、固定さ
れた検出器に入射し得る反射光の範囲も限られ、検出器
の検出可能範囲に応じて、測定可能範囲が定まる。従っ
て、レーザ光の４１定精度が高ければ、壁面の付着炭素
焼き落し後に、壁面レンガが露出している場合等は、レ
ンガの目地切れ、亀裂等の微細な変化点を測定すべくレ
ーザ光照射が行なわれ得るが、その深さが装置の測定の
測定能力を超えるものであれば、異常値となってあられ
れる。また、微細な凹部に限らず、レンガ欠落等によっ
て住じた凹部であっても、その深さが測定能力を超える
ものであれば、装置は異常値を示す。これらの異常値に
対して、例えば目地切れ、亀裂等にはプラズマ溶射を行
ない、またレンガ欠落に対しては欠落部分の補充を行な
う等、その対処方法が異なる場合がある。従って、異常
値が発生した場合に、その測定点近傍の具体的状況を把
握することができれば、適切な処置を直ちに行なうこと
が可能となる。そのため、壁面の具体的状況は小型ＴＶ
カメラ等によって撮像する構成とする。第７図及び第８
図は、このような測定値Ｗ２の構成を示す断面図である
。撮像の対象となる壁面は８００〜１０００℃の温度を
有するので特に光源を用いなくても良好な画像を得るこ
とができる。測定装置２の大きさは装炭口１１ａの大き
さによって制限があるため、距Ｎｉ測定用のミラー２７
に反映される壁面を撮像する構造を用いている。即ち、
第６図に示す如く、光源２３と検出器２４との距離が２
００Ｉｍ、光源２３からミラー２７における光の反射点
Ｒ１までの距離ｉｏが１２５龍である本実施例の光学式
距離計では、反射点Ｒ２から測定対象の壁面までの距離
’２＝２３０ｍを基準とすると、５０龍の距離変化に対
して、反射点Ｒ２のミラー２７における水平方向変化量
は１０．２ｍｍといった微小な値であり、且つ反射点Ｒ
１は定点であって、距離測定に用いる反射面は狭い範囲
である。従って第７図、第８図に示す如く、ミラー２７
の両面夫々に対して、反射点ＲＩ　＋　　Ｒ２を含む、
特殊ミラーを用いた距離測定用のミラー２７ａ、　２７
ａの中間部２７ｂに、撮像用の通宝ミラーを用いて、こ
れらを同一平面上に配する一方、中間部２７ｂと小型Ｔ
Ｖカメラ等の撮像装置２６を対接して配し、ミラー中間
部２７ｂに投影される壁面を撮影し、この画像を外部か
ら観察する。またＶＴＲによって録画する等して測定終
了後に、状６？、検討を行なってもよい。さらに、距離
測定用のレーザ光照射点と画像上の相当位置とを対応付
ける場合は、本実施例のレーザ光が波長８５０　ｎａ＋
なので目視ではどの位置に当たっているか分らないので
レーザ光とその光軸を一致させ、または平行させて可視
波長のレーザ光または白色光を投光することにより、画
像内における距離測定用のレーザ光照射点を明確にさせ
ることもできる。

以上のような構成の測定装置２を先端に付設した水冷ラ
ンス３を一定ピンチで炭化室１１の高さ方向へ移動させ
ながら、所定距離毎に測定を行なって炭化室１１壁面の
状況を炭化室幅又は／及び画像から把握し、これに基づ
いて壁面炭素の焼き落しまたはプラズマ溶射を用いた壁
面補修等を行なう。

なお、本実施例では、光源からの光を反射するミラーを
１Ｍ動可能な構成としたが、第９図に示す如く、光源２
３からの出射光光軸から所定角度に回転し得る板状の回
転型両面ミラー２日を用いて反射光の方向を変える構成
としても同様の効果が得られる。

また、本実施例ではレーザ光を用いた三角法により距離
を測定したが、レーザ光を強度変調して出射し、その飛
行時間に基づき距離を測定する方法またはその他の光学
的測距法を用いることも可能である。

さらに、本実施例では、撮像用ミラーを距ｉｉ５！ｔ７
ｊｌｌＪ定用ミラーの一部に設ける構成としたが、距離
測定用ミラー近傍の同一平面上であれば、別途設けても
よい。

〔効果〕

本発明方法及び装置は、非接触式の光学式距離計を用い
ることにより、炭化室幅を高精度に測定して、コークス
押出しの際の押詰りを防ぐと共に、非接触手段による測
定であるため、測定装置の損傷も軽減できるという優れ
た効果を奏する。また、光を対向する両壁面に照射し得
る反射面を１つのミラーの位置変化によって実現するこ
とによって、測定装置の小型化を図り、その口径が約３
５０　ａｍという狭い装炭口からの装置装入を可能にす
るという優れた効果を奏する。さらに、小型ＴＶカメラ
等の撮像装置を備えて、壁面状況を具体的に把握するこ
とによって、測定値に異常値が発生した際の対処を速や
かに行ない得る構成とする一方、壁面撮影をミラーに反
映された像に対して行なうことにより、撮像用の窓増設
を不要とすると共に、像を反映させるミラーを距ｍ測定
用のミラーの一部に設けることによってミラーの増設を
も不要とし、測定装置の多機能小型化を可能とするとい
う優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法の実施態様を示す模式的断面図、第
２図、第３図は本発明方法の実施に使用する測定装置の
概略構成図、第４図、第５図、第６図は本発明に係る距
離測定方法の原理を示す図、第７図、第８図、第９図は
本発明方法を実施する他の測定装置の概略構成図である
。 １・・・コークス炉　　２・・・Ｉｌｌｌ装定　　１１
・・・炭化室　　２２・・・窓　　２３・・・光源　　
２４・・・検出器　　２５・・・ミラー　　２６・・・
撮像装置　　２７・・・ミラー代理人　弁理士　河　　
野　　登　　夫１ｈ　１　　目 ｆ 算２図　　　　　　　　　　　第　３　。 ［− トー 算　Ｃ面 募７図　　　　　　　　　　算８（２）第　ｑ　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、光源から所定方向へ光を出射し、その出射光を反射
   面にて反射し、反射した光を炭化室壁面の第１測定点へ
   投射し、第１測定点からの反射光を前記反射面に入射し
   、その入射光に基づき所定点から第１測定点までの第１
   距離を検出する一方、前記反射面の方向を変化させて光
   源からの光を反射し、反射した光を第１測定点と対向す
   る壁面における第２測定点へ投射し、第２測定点からの
   反射光を位置を変化させた反射面に入射し、その入射光
   に基づき所定点から第２測定点までの第２距離を検出し
   、さらに第１距離と第２距離とに基づいて、第１測定点
   から第２測定点までの炭化室幅を算出することを特徴と
   するコークス炉の炭化室幅測定方法。 ２、光源からの光を炭化室の壁面へ投射し、壁面からの
   反射光に基づき炭化室幅を測定するコークス炉の炭化室
   幅測定装置であって、光源からの光を出射し、その反射
   光に基づき距離を算出する距離計と、光源からの出射光
   を反射して対向する各壁面へ夫々投射するとともに、こ
   れらの壁面からの反射光を距離計へ反射する反射鏡と、
   距離計の冷却手段とを備えたことを特徴とするコークス
   炉の炭化室幅測定装置。 ３、光源からの光を炭化室の壁面へ投射し、壁面からの
   反射光に基づき炭化室幅を測定するコークス炉の炭化室
   幅測定装置であって、光源からの光を出射し、その反射
   光に基づき距離を算出する距離計と、光源からの出射光
   を反射して対向する各壁面へ夫々投射するとともに、こ
   れらの壁面からの反射光を距離計へ反射する反射鏡と、
   距離計の冷却手段と、該反射鏡と同一平面上に撮像用反
   射面を設け、該撮像用反射面に反射された映像を撮影す
   る撮像装置とを備えたことを特徴とするコークス炉の炭
   化室幅測定装置。