WO2010044137A1 - コークス乾式消火設備 - Google Patents

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coke
chamber
small flue
cooling
fire extinguishing
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隆志 福岡
藤川　淳
大谷　洋
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新日鉄エンジニアリング株式会社
日鐵プラント設計株式会社
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    • C10—PETROLEUM, GAS OR COKE INDUSTRIES; TECHNICAL GASES CONTAINING CARBON MONOXIDE; FUELS; LUBRICANTS; PEAT
    • C10B—DESTRUCTIVE DISTILLATION OF CARBONACEOUS MATERIALS FOR PRODUCTION OF GAS, COKE, TAR, OR SIMILAR MATERIALS
    • C10B39/00—Cooling or quenching coke
    • C10B39/02—Dry cooling outside the oven
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
    • H04N1/00909—Cleaning arrangements or preventing or counter-acting contamination from dust or the like
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    • H04N2201/0081—Image reader

Definitions

  • the present invention relates to a coke dry fire extinguishing equipment for cooling coke.
  • Coke Dry Quenching Equipment installed at steelworks, etc. is equipment that extinguishes high temperature coke dry-distilled in a coke oven with a cooling gas such as inert gas. Coke quality is improved by cooling, thereby stabilizing the operation of the iron blast furnace. Coke dry fire extinguishing equipment can prevent the scattering of coke dust by circulating the cooling gas in the system, and also recover sensible heat of coke with a heat recovery device such as a waste heat boiler for energy saving.
  • a heat recovery device such as a waste heat boiler for energy saving.
  • the conventional coke dry fire extinguishing equipment 1 has a pre-chamber 2 in which a coke inlet 10 is formed in the upper part and a cooling chamber 3 in which a coke discharging device 11 is provided in the lower part. It is a configuration.
  • a cooling gas supply means for injecting a cooling gas such as an inert gas and a blast head 4 for making the coke descending flow uniform are provided at the center on the bottom side in the cooling chamber 3.
  • a part of the cooling gas is also supplied into the cooling chamber 3 from cooling gas supply means (for example, the supply port 41) arranged on the circumference of the inclined portion corresponding to the lower part of the cooling chamber 3. Furthermore, the small flue 5 divided
  • the present invention has been made based on such circumstances, and the purpose thereof is a coke dry type capable of suppressing the accumulation or clogging of coke in a small flue for discharging cooling gas.
  • the purpose is to provide fire extinguishing equipment.
  • Another object of the present invention is to provide a coke dry fire extinguishing equipment that is less restricted from the increase in cooling gas flow and can consequently downsize the apparatus.
  • the coke dry fire extinguishing apparatus of the present invention includes a pre-chamber, a cooling chamber following the pre-chamber, a cooling gas supply means for supplying a cooling gas into the cooling chamber, and the cooling gas around the pre-chamber.
  • the lower end portion of the small flue is located closer to the furnace core than the side wall surface of the cooling chamber.
  • the position of the lower end portion of the small flue is located on the furnace core side from the side wall surface of the cooling chamber and between the outer peripheral tip portion of the blast head. Moreover, it is preferable that the position of the furnace inner surface of the pre-chamber is the same as the position of the lower end part of the small flue, or is located closer to the furnace core than the lower end part of the small flue. Furthermore, it is preferable to provide a protrusion that protrudes toward the furnace core at the lower part of the furnace inner surface of the pre-chamber. Further, it is preferable to incline the back side of the small flue at, for example, 55 to 80 degrees. Furthermore, it is preferable that a partition plate for partitioning the small flue in the vertical direction is disposed in the small flue.
  • the position of the lower end portion of the small flue provided in the periphery of the pre-chamber is divided into the furnace from the side wall surface of the cooling chamber.
  • the coke By being located on the core side, vertical downward movement of coke in and around the small flue is promoted, and as a result, the coke can be remarkably suppressed from flowing into the small flue along with the cooling gas. It becomes possible.
  • the coke since the vertical downward movement of coke in and around the small flue is promoted, the coke can be remarkably suppressed from flowing into the small flue together with the cooling gas.
  • the air volume of the gas is not restricted, and it is possible to increase the wind. Thereby, the cooling efficiency of the apparatus is improved, and as a result, the chamber size can be reduced.
  • the coke dry fire extinguishing equipment 1 of the present embodiment has a configuration in which a pre-chamber 2 having a coke inlet 10 at the top and a cooling chamber 3 having a coke outlet 12 at the bottom are connected vertically. is there.
  • the pre-chamber 2 and the cooling chamber 3 can be formed of a refractory material such as brick.
  • the high-temperature coke 6 generated in the coke oven is charged into the pre-chamber 2 from the coke charging inlet 10 by a coke transfer device such as a bucket (not shown).
  • the coke 6 charged into the pre-chamber 2 gradually descends and enters the cooling chamber 3.
  • the coke 6 that has entered the cooling chamber 3 is cooled by the cooling gas 7 while gradually descending, and continuously discharged by the coke discharging device 11 provided at the coke discharging port 12.
  • an operation is performed in which the coke 6 is continuously discharged by the coke discharging device 11 and the coke 6 is replenished in a batch system.
  • it is not limited to this.
  • a cooling gas supply means for injecting a cooling gas 7 such as an inert gas for cooling the coke 6 into the cooling chamber 3 is provided in the center on the bottom side in the cooling chamber 3 and for equalizing the descending flow of the coke.
  • the blast head 4 is arranged to be supported by, for example, a cross-shaped support member 42 having a gas flow path therein. Further, a part of the cooling gas is also supplied into the cooling chamber 3 from cooling gas supply means (for example, the supply port 41) arranged on the circumference of the inclined portion corresponding to the lower part of the cooling chamber 3.
  • the cooling gas 7 may be supplied from either the blast head 4 or the supply port 41.
  • the shape of the blast head 4 is not particularly limited, but as an example, as shown in FIG. 1, the blast head 4 has a cap member arranged in two upper and lower stages, and the cooling gas 7 is surrounded by the cap member. It is the structure which injects in a direction.
  • the shade member is not limited to the two-stage configuration as shown in FIG. 1, but may be one stage, and conversely, may be three or more stages.
  • segmented into plurality which discharges the cooling gas 7 is formed so that the cylindrical straight body part of the pre chamber 2 may be enclosed in the circumferential direction.
  • a small flue 5 is connected to a flue 51 and connected to a heat recovery facility 53 such as a waste heat boiler via a dust remover 52.
  • the gas cooled by the heat recovery facility 53 is supplied again into the cooling chamber 3 as a cooling gas by a blower 54 such as a blower.
  • the lower end portion 55 of the small flue 5 is positioned on the furnace core side (center axis side) from the side wall surface (furnace inner surface) 31 of the cooling chamber 3 in the radial direction. It is configured. That is, as shown in FIG. 1 as an example, the upper side wall of the cooling chamber 3 is inclined toward the furnace core, and the lower end 55 of the small flue 5 is connected to the upper end thereof.
  • the outer circumferential tip 43 of the blast head 4 in this case, the outer peripheral edge of the lower shade member) ) Until the lower end 55 of the small flue 5 is positioned.
  • the position of the lower end 55 of the small flue 5 can be set to an arbitrary position. Furthermore, if the above conditions are satisfied, the size and shape of the pre-chamber 2 and the cooling chamber 3 and the size and shape of the blast head 4 can be arbitrarily designed.
  • the furnace inner surface (side inner surface) 8 of the pre-chamber 2 is positioned closer to the furnace core than the lower end portion 55 of the small flue 5 in the radial direction as shown in FIG. It is preferable to be the same as the position of the lower end portion 55 of the road 5.
  • the coke 6 charged into the pre-chamber 2 from the coke charging inlet 10 gradually descends and enters the cooling chamber 3 as it is discharged from the bottom of the cooling chamber 3. . Then, it is cooled by exchanging heat with the cooling gas 7 in the cooling chamber 3 and discharged by the coke discharging device 11.
  • the coke 6 that descends in the chamber does not all descend uniformly, but gradually descends while taking courses in various directions due to the influence of the shape of the chamber, the wall surface, and the difference in coke properties. Go.
  • the present inventors consider that the reason why the downward flow in the small flue 5 and its vicinity can be promoted is as follows. That is, as schematically shown in FIG. 3A, in the vicinity of the entrance of the small flue 5, the coke 6 forming the angle of repose spreads to the back side (back inclined portion) 56 of the small flue 5, At the part, the coke 6 turns downward and descends. On the other hand, the coke 6 in the cooling chamber 3 is affected by the side wall surface 31 of the cooling chamber 3, and the vertical downward flow in the vicinity of the side wall surface 31 tends to stagnate very badly. As a result, in the conventional structure of FIG.
  • the coke 6 near the entrance of the small flue 5 located in the upper part of the coke 6 also deteriorates in the vertically downward flow, the flow velocity is reduced, and traffic jam occurs.
  • the decrease in the flow velocity in the vicinity of the entrance of the small flue 5 further induces the coke 6 to spread into the small flue 5 as shown in FIG. Therefore, the vertically downward flow of the coke 6 in and around the small flue 5 is stagnated, and the coke 6 easily flows into the small flue 5 on the gas flow passing through the small flue 5.
  • the small flue 5 Since the flow of the coke 6 in the vicinity of the inlet is not influenced by the side wall surface 31 of the cooling chamber 3 positioned in the downward direction, it is possible to remarkably suppress the flow rate from being lowered. As a result, vertical downward flow of the coke 6 in and around the small flue 5 is promoted, and as a result, it is possible to remarkably suppress the coke 6 from flowing into the small flue 5 on the gas flow. It becomes.
  • the position of the lower end portion 55 of the small flue 5 is located closer to the furnace core side than the side wall surface 31 of the cooling chamber 3.
  • the vertical downward movement of the coke 6 in the vicinity is promoted, and thereby, when the cooling gas 7 passes through the small flue 5, it is remarkably suppressed that the coke 7 flows into the small flue 5 together with the gas. be able to.
  • stable operation of the coke dry fire extinguishing equipment 1 can be realized.
  • means for example, an air nozzle
  • the air volume of the cooling gas 7 is not regulated, and the wind can be increased.
  • the cooling efficiency of the cooling chamber 3 is improved, and as a result, the chamber size can be reduced.
  • the cooling gas 7 flowing in the chamber tends to flow in a large amount on the side wall portion of the chamber where the porosity tends to increase, and this has caused a problem of a decrease in cooling efficiency.
  • this problem can be improved at once. That is, by disposing the lower end portion 55 of the small flue 5 to the furnace core side with respect to the side wall surface 31 of the cooling chamber 3, the cooling gas 7 is blown through in the vicinity of the side wall surface 31 having a large porosity (through path). It is possible to suppress the non-uniformity of the gas flow between the central side and the side wall in the chamber, and to make the gas flow uniform as a whole. This uniforming of the cooling gas flow also acts and the cooling efficiency in the cooling chamber 3 is remarkably improved, so that the cooling chamber 3 can be further downsized.
  • FIG. 5 is an embodiment in which the cooling chamber 3 shown in FIG. 1 is modified, and has a configuration in which the vertical portion of the side wall surface 31 of the cooling chamber 3 is eliminated to form a “U” shape. That is, the example of FIG. 5 has a configuration in which the lower end portion 55 of the small flue 5 is positioned closer to the furnace core than the cooling chamber side wall surface from the lower end portion 55 of the small flue 5 to the portion indicated by the arrow 31. is there. In this case, as shown in FIG.
  • the inclination angle of the upper side wall of the cooling chamber 3 can be designed to be the same as the inclination angle of the pre-chamber bottom side wall.
  • the present invention is not limited to this, and different inclination angles may be used.
  • symbol is abbreviate
  • a protrusion 81 protruding toward the furnace core can be provided at the lower part of the furnace inner surface 8 of the pre-chamber.
  • the back side (back side inclined portion) 56 of the small flue 5 is inclined (inclination angle ⁇ 1) by 55 to 80 degrees. it can.
  • inclination angle ⁇ 1 By inclining the back side 56 of the small flue 5 at this inclination angle ⁇ 1, it is possible to promote the discharge of the coke 6 that has spread into the small flue 5 due to the angle of repose into the cooling chamber 3.
  • the lower end 55 of the flue 5 is positioned closer to the furnace core than the side wall surface 31 of the cooling chamber 3, the above-described effects can be obtained more reliably.
  • a partition plate 57 that partitions the inside of the small flue 5 in the vertical direction can be provided.
  • the amount of coke that the coke 6 flows into the small flue 5 can be regulated, and the lower end portion 55 of the small flue 5 is connected to the furnace core from the side wall surface 31 of the cooling chamber 3. Combined with the positioning on the side, the above-described effects can be obtained more reliably.
  • FIG. 8 shows an example in which one partition plate 57 is disposed, a plurality of partition plates 57 may be disposed.

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Abstract

プレチャンバー（２）と、該プレチャンバーの下部に続くクーリングチャンバー（４）と、該クーリングチャンバー内に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記プレチャンバーの周囲に前記冷却ガスを排出する複数に分割された小煙道（５）を有し、前記プレチャンバーの上部（１０）から高温のコークス（６）を投入し、前記冷却ガス（７）にて冷却して前記クーリングチャンバーの下部に設けた排出口（１２）から冷却されたコークスを排出するコークス乾式消火設備（１）において、前記小煙道の下端部（５５）の位置が、前記クーリングチャンバーの側壁面（３１）より炉芯側に位置するように構成して、小煙道にコークスが堆積したり、或いは閉塞したりするのを抑制する。

Description

コークス乾式消火設備
　本発明は、コークスの冷却を行うコークス乾式消火設備に関する。
　製鉄所等に設置されるコークス乾式消火設備（Coke Dry Quenching equipment：ＣＤＱ）は、コークス炉で乾留された高温のコークスを不活性ガス等の冷却ガスで消火する設備であり、高温のコークスを徐冷ことによってコークス品質を向上させ、これにより製鉄用高炉の操業安定化を図っている。コークス乾式消火設備は、系内で冷却ガスを循環させることによって、コークス粉塵の飛散を防ぐことができ、さらに省エネのために廃熱ボイラー等の熱回収装置でコークスの顕熱を回収するといった特長を有する。
　コークス乾式消火設備としては、特許文献１及び２に開示されているような設備が知られている。従来のコークス乾式消火設備１は、図９に示すように、コークス装入口１０が上部に形成されたプレチャンバー２と、下部にコークス排出装置１１が設けられたクーリングチャンバー３が上下に連結された構成である。クーリングチャンバー３内の底部側中央には、不活性ガス等の冷却ガスを噴射する冷却ガス供給手段であると共に、コークスの降下流れを均一化するためのブラストヘッド４が設けられている。また、冷却ガスの一部は、クーリングチャンバー３の下部にあたる傾斜部に円周上に配置された冷却ガス供給手段（例えば、供給口４１）からもクーリングチャンバー３内に供給される。さらに、プレチャンバー２の胴部を周方向に囲むように、冷却ガスを排出する複数に分割された小煙道５が形成されている。
　上記構成において、コークス装入口１０を介して高温のコークス６をチャンバー内に装入し、コークス排出装置１１によってチャンバー底部から連続的にコークスを排出する。このとき、チャンバー内を降下するコークス６は、ブラストヘッド４を含むチャンバー下部からの冷却ガスと熱交換して冷却される。一方、熱交換によって高温となった冷却ガスは、小煙道５を通じてチャンバーから排出される。そして、図示は省略するが、排出されたガスは、除塵器を通過した後、廃ガスボイラー等の熱回収装置に供給されて熱回収され、再び冷却ガスとしてチャンバー内に供給される。
　しかしながら、前述した従来のコークス消火設備では、小煙道５の入口近辺におけるコークスの鉛直下向きの流れが悪く、熱交換後のガスが小煙道５を通過する際に、しばしばコークス塊がガス流れに載って流入することがあった。その結果、コークスが小煙道５に堆積し、或いは小煙道５を閉塞して操業を停止しなければならないという問題が起きていた。さらに、このような問題があることによって冷却ガスの風量が制限されてしまい、増風を行うことできず、結果として設備のコンパクト化を実現するのが困難であった。
特開２００２－２６５９５０号公報 特開２００３－１８３６６２号公報
　本発明は、このような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、冷却ガスを排出する小煙道にコークスが堆積したり、或いは閉塞したりするのを抑制することのできるコークス乾式消火設備を提供することにある。
　さらに本発明の他の目的は、冷却ガスの増風を制限されることが少なく、結果として装置のコンパクト化を図ることのできるコークス乾式消火設備を提供することにある。
　本発明のコークス乾式消火設備は、プレチャンバーと、該プレチャンバーの下部に続くクーリングチャンバーと、該クーリングチャンバー内に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記プレチャンバーの周囲に前記冷却ガスを排出する複数に分割された小煙道を有し、前記プレチャンバーの上部から高温のコークスを投入し、前記冷却ガスにて冷却して前記クーリングチャンバーの下部に設けた排出口から冷却されたコークスを排出するコークス乾式消火設備において、前記小煙道の下端部の位置が前記クーリングチャンバーの側壁面より炉芯側に位置することを特徴とする。
　前記小煙道の下端部の位置は、前記クーリングチャンバーの側壁面より炉芯側であって、且つ、前記ブラストヘッドの外周先端部までの間に位置するのが好ましい。また、前記プレチャンバーの炉内面の位置は、前記小煙道の下端部の位置と同じか、あるいは、前記小煙道の下端部より炉芯側に位置することが好ましい。さらに、前記プレチャンバーの炉内面の下部に、炉芯側に突起する突起物を設けることが好ましい。さらに、前記小煙道の背面側を、例えば５５～８０度に傾斜させることが好ましい。さらに、前記小煙道内には、小煙道を上下方向に仕切る仕切板を配設することが好ましい。
　本発明によれば、プレチャンバーとクーリングチャンバーを有するコークス乾式消火設備において、前記プレチャンバーの周囲に複数に分割されて設けられた小煙道の下端部の位置が、クーリングチャンバーの側壁面より炉芯側に位置するようにしたことにより、小煙道内とその近辺におけるコークスの鉛直下向きの動きが促進され、その結果、コークスが冷却ガスと共に小煙道内に流入するのを格段に抑制することが可能となる。
　さらに本発明によれば、小煙道内とその近辺におけるコークスの鉛直下向きの動きが促進されることによって、コークスが冷却ガスと共に小煙道内に流入するのを格段に抑制することができるので、冷却ガスの風量が規制されなくなり、増風を行うことが可能となる。これにより装置の冷却効率が向上し、その結果、チャンバーサイズのコンパクト化を図ることが可能となる。
本発明の第１実施形態のコークス乾式消火設備を示す概略図である。 上記乾式消火設備の部分図である。 上記乾式消火設備の作用を説明するための図である。 上記乾式消火設備の効果を説明するための図である。 本発明の第２実施形態のコークス乾式消火設備を示す概略図である。 上記第１及び第２実施形態の変形例を示す図である。 上記第１及び第２実施形態の変形例を示す図である。 上記第１及び第２実施形態の変形例を示す図である。 従来のコークス乾式消火設備の炉本体の概略図である。
符号の説明
１　　コークス乾式消火設備
１０　コークス装入口
２　　プレチャンバー
３　　クーリングチャンバー
３１　クーリングチャンバー側壁面（炉内面）
４　　ブラストヘッド
５　　小煙道
５５　小煙道の下端部
５６　小煙道の背面（背面傾斜部）
５７　仕切り板
６　　コークス
７　　冷却ガス
８　　プレチャンバー側壁面（炉内面）
８１　突起部
　本発明によるコークス乾式消火設備の好ましい実施形態について、添付図面を参照しながら詳しく説明する。但し、本発明の技術的範囲は、以下に説明する実施形態によって何ら限定解釈されることはない。
　（第１実施形態）
　本実施形態のコークス乾式消火設備１は、図１に示すように、上部にコークス装入口１０を有するプレチャンバー２と、底部にコークス排出口１２を有するクーリングチャンバー３が上下に連結された構成である。プレチャンバー２及びクーリングチャンバー３は、一例として煉瓦等の耐火性材料で形成することができる。そして、コークス炉で生成された高温のコークス６は、図示しないバケットなどのコークス搬送装置によって、コークス装入口１０からプレチャンバー２内に装入される。プレチャンバー２内に装入されたコークス６は、徐々に降下してクーリングチャンバー３内に進入する。さらに、クーリングチャンバー３内に進入したコークス６は、徐々に降下しながら冷却ガス７によって冷却され、コークス排出口１２に設けられたコークス排出装置１１により連続的に排出される。一般的には、コークス排出装置１１によりコークス６を連続的に排出し、バッチ方式でコークス６を補充するような操業が行われる。但し、これに限定されるものではない。
　クーリングチャンバー３内の底部側中央には、コークス６を冷却する不活性ガス等の冷却ガス７をクーリングチャンバー３内に噴射する冷却ガス供給手段であると共に、コークスの降下流れを均一化するためのブラストヘッド４が、内部にガス流路を有する例えば十字形状の支持部材４２に支持されて配置されている。さらに冷却ガスの一部は、クーリングチャンバー３の下部にあたる傾斜部に円周上に配置された冷却ガス供給手段（例えば、供給口４１）からもクーリングチャンバー３内に供給される。但し、この構成に限定されることはなく、ブラストヘッド４又は供給口４１のいずれか一方から冷却ガス７を供給するようにしてもよい。また、ブラストヘッド４は、特に形状が限定されることはないが、一例として図１に示すように、上下２段に配置した笠状部材を有し、この笠状部材によって冷却ガス７を周方向に噴射する構成である。但し、笠状部材は、図１に示すような２段構成に限られず、１段の場合もあり、反対に３段以上にする場合もある。
　また、プレチャンバー２の円筒直胴部を周方向に囲むように、冷却ガス７を排出する複数に分割された小煙道５が形成されている。小煙道５には、煙道５１が接続されており、除塵器５２を介して廃熱ボイラー等の熱回収設備５３に接続されている。そして熱回収設備５３で冷却されたガスは、ブロワー等の送風手段５４によって、再び冷却ガスとしてクーリングチャンバー３内に供給される。
　ここで、本実施形態のコークス乾式消火装置１は、半径方向において小煙道５の下端部５５がクーリングチャンバー３の側壁面（炉内面）３１より炉芯側（中心軸側）に位置するように構成している。すなわち、一例として図１に示すように、クーリングチャンバー３の上方側の側壁を炉芯側に向かって傾斜させ、その上端部に小煙道５の下端部５５が連結されている。好ましくは、図２に示すように、半径方向においてクーリングチャンバー３の側壁面３１より炉芯側であって、且つ、ブラストヘッド４の外周先端部４３（この場合は下段の笠状部材の外周縁）までの間（Ｌ）に、小煙道５の下端部５５を位置させる。さらに好ましくは、クーリングチャンバー３の側壁面３１から炉芯側に２００ｍｍの位置より、ブラストヘッド４の外周先端部４３までの間である。また、前述Ｌの範囲に小煙道５の下端部５５を位置することで、小煙道内と近辺のコークスの鉛直下向きの動きが促進されることがモデル実験の結果より確認された。この条件を満たせば、小煙道５の下端部５５の位置を、任意の位置に設定することができる。さらに前記条件を満たすのであれば、プレチャンバー２及びクーリングチャンバー３の大きさや形状、ブラストヘッド４の大きさや形状を任意に設計することが可能である。
　さらに、本実施形態においては、プレチャンバー２の炉内面（側内面）８は、図１に示すように半径方向において小煙道５の下端部５５より炉芯側に位置するか、あるいは小煙道５の下端部５５の位置と同じになるようにするのが好ましい。
　上述のコークス乾式消火設備１において、コークス装入口１０からプレチャンバー２内に装入されたコークス６は、クーリングチャンバー３の底部からの排出に伴い、徐々に降下してクーリングチャンバー３内に進入する。そして、クーリングチャンバー３内で冷却ガス７と熱交換することによって冷却され、コークス排出装置１１によって排出される。ここで、チャンバー内を降下するコークス６は、全てが均一に真下に降下するのではなく、チャンバーの形状や壁面の影響、そしてコークス物性の違いにより様々な向きに進路をとりながら徐々に降下して行く。その様な状況下、解決課題として記載したように、冷却ガス７が小煙道５を通過する際に、ガス流によってコークス６が小煙道５内に流入するのを抑制し、また小煙道５内に流入／堆積してしまったコークス６を外部に排出するためには、小煙道５内とその近辺におけるコークス６の鉛直下向きの流動を促進させる必要が有ることに本発明者らは着目した。そして鋭意検討を行った結果、小煙道５内とその近辺における鉛直下向きの流動を促進させるためには、小煙道５の下端部５５の位置をクーリングチャンバー３の側壁面３１よりも炉芯側に配置することが効果的であることをつきとめ、本発明を完成するに至ったのである。
　小煙道５内とその近辺における鉛直下向きの流動を促進させることができる理由として、本発明者らは次のように考えている。すなわち、図３（ａ）に模式的に示すように、小煙道５の入口近辺では、安息角を形成するコークス６が小煙道５の背面側（背面傾斜部）５６にまで拡がり、この部分でコークス６は内側に向きを変えて降下する。また一方で、クーリングチャンバー３内のコークス６は、クーリングチャンバー３の側壁面３１の影響を受け、側壁面３１近傍での鉛直下向きの流れが非常に悪く停滞する傾向にある。その結果、図３（ａ）の従来の構造では、その上方部に位置する小煙道５の入口近辺のコークス６も鉛直下向きの流れが悪化し流速が低下、渋滞する。小煙道５の入口近辺での流速の低下は、図３（ｂ）に示すように、さらにコークス６が小煙道５内に拡がることを誘発する。そのため、小煙道５内とその近辺におけるコークス６の鉛直下向きの流れが停滞し、小煙道５を通過するガス流に載ってコークス６が小煙道５内に流入し易くなる。
　一方、図３（ｃ）に示すように、本実施形態のように小煙道５の下端部５５の位置をクーリングチャンバー３の側壁面３１よりも炉芯側に配置すれば、小煙道５の入口近辺のコークス６の流れが、下方向に位置するクーリングチャンバー３の側壁面３１により影響されることが無くなるので、流速が低下するのを格段に抑えることができる。これにより小煙道５内とその近辺におけるコークス６の鉛直下向きの流動が促進され、その結果、ガス流に載ってコークス６が小煙道５内に流入するのを格段に抑制することが可能となるのである。さらに本実施形態のように構成すれば、たとえ小煙道５内にコークス６が一時的に堆積しても、小煙道５内からの排出（すなわちクーリングチャンバー３内への降下）が促されるので、小煙道５が閉塞されるのを防止することができる。
　前述のように、小煙道５内とその近辺におけるコークス６の鉛直下向きの流動が促進されることから、本実施形態においては全体としてチャンバー２，３内のコークス６が均一に降下するようになる。実際に設備を稼動させてチャンバー内の降下均一性及び温度分布を測定したところ、図４に一例を示すように、チャンバー内のコークスの降下均一性及び温度分布が改善されたことを確認している。換言すると、小煙道５の下端部５５の位置をクーリングチャンバー３の側壁面３１より炉芯側に位置させることで、小煙道５内とその近辺におけるコークス６の鉛直下向きの流動が促進されたと理解できる。そして、小煙道５内とその近辺におけるコークス６の鉛直下向きの流動が促進されれば、前述にように、コークス６が小煙道５内に流入するのを格段に抑制することが可能となる。
　以上のように、本実施形態によれば、小煙道５の下端部５５の位置をクーリングチャンバー３の側壁面３１より炉芯側に位置するようにしたことにより、小煙道５内とその近辺におけるコークス６の鉛直下向きの動きが促進され、これにより冷却ガス７が小煙道５を通過する際に、コークス７がガスと一緒に小煙道５内に流入することを格段に抑制することができる。その結果、コークス乾式消火設備１の安定操業を実現することが可能となる。さらに、小煙道５内に流入／堆積したコークス６を除去する手段（例えば、空気ノズルなど）を必ずしも設ける必要がなくなるので、装置構成の簡素化を図ることが可能となる。
　さらに上述の実施形態によれば、小煙道５内へのコークス６の流入を抑制することができるので、冷却ガス７の風量が規制されなくなり、増風を行うことが可能となる。これによりクーリングチャンバー３の冷却効率が向上し、その結果、チャンバーサイズのコンパクト化を図ることが可能となる。
　加えて、チャンバー内を流れる冷却ガス７は、空隙率が大きくなる傾向にあるチャンバーの側壁部に多く流れる傾向にあり、これが原因で冷却効率の低下が問題となっていたが、本実施形態のように構成することで、この問題も一挙に改善することが可能である。すなわち、小煙道５の下端部５５をクーリングチャンバー３の側壁面３１よりも炉芯側にずらして配置することで、空隙率の大きな側壁面３１の近辺での冷却ガス７の吹き抜け（スルーパス）を抑制し、チャンバー内における中央側と側壁側のガス流の不均一を改善し、全体としてガス流れを均一にすることが可能となる。このような冷却ガス流れの均一化も作用して、クーリングチャンバー３内での冷却効率が格段に向上するため、更なるクーリングチャンバー３のコンパクト化を図ることが可能となる。
　（第２実施形態）
　続いて、本発明の第２実施形態によるコークス乾式消火設備１について、図５を参照しながら説明する。本実施形態は、図１に示すクーリングチャンバー３を変形した実施形態であり、クーリングチャンバー３の側壁面３１の鉛直な部分をなくして「くの字形状」に形成した構成である。すなわち、図５の例は、小煙道５の下端部５５が、小煙道５の下端部５５から符号３１の矢印が指す部分までのクーリングチャンバー側壁面よりも炉芯側に位置する構成である。この場合、図５に示すようにクーリングチャンバー３の上部側側壁の傾斜角が、プレチャンバー底部側側壁の傾斜角と同じになるように設計することができる。但し、これに限定されることなく、異なる傾斜角としてもよい。なお、図１に示すコークス乾式消火設備１と同じ構成については、同じ符号を付すことによって詳しい説明を省略する。このような構成であっても、上述の第１実施形態と同様の効果を得ることが可能である。
　さらに、上述の第１及び第２実施形態においては、図６に示すように、プレチャンバーの炉内面８の下部に、炉芯側に突出する突起部８１を設けることができる。このように突起部８１を設けることにより、安息角を形成するコークス６が小煙道５内に拡がるのを抑えることができ、小煙道５の下端部５５をクーリングチャンバー３の側壁面３１より炉芯側に位置させたことと相俟って、より確実に上述した効果を得ることが可能となる。
　さらに、上述の第１及び第２実施形態においては、図７に示すように、小煙道５の背面側（背面傾斜部）５６を、５５～８０度に傾斜（傾斜角θ１）させることができる。この傾斜角θ１で小煙道５の背面側５６を傾斜させることによって、安息角によって小煙道５内に拡がったコークス６を、クーリングチャンバー３内に排出することを促進させることができ、小煙道５の下端部５５をクーリングチャンバー３の側壁面３１より炉芯側に位置させたことと相俟って、より確実に上述した効果を得ることが可能となる。
　さらに、上述の第１及び第２実施形態においては、図８に示すように、小煙道５内を上下方向に仕切る仕切板５７を配設することができる。このような仕切板５７を設けることによって、コークス６が小煙道５内に流入するコークス量を規制することができ、小煙道５の下端部５５をクーリングチャンバー３の側壁面３１より炉芯側に位置させたことと相俟って、より確実に上述した効果を得ることが可能となる。なお、図８には１枚の仕切板５７を配設した例を示しているが、複数枚の仕切板５７を配設するようにしてもよい。
　以上、本発明の一実施形態および実施例について例示をしたが、本発明の精神及び範囲を逸脱しない範囲で多くの修正および変形が可能であることは当業者にとって明らかであり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に含まれる。

Claims (6)

  1. 　プレチャンバーと、該プレチャンバーの下部に続くクーリングチャンバーと、該クーリングチャンバー内に冷却ガスを供給する冷却ガス供給手段と、前記プレチャンバーの周囲に前記冷却ガスを排出する複数に分割された小煙道を有し、前記プレチャンバーの上部から高温のコークスを投入し、前記冷却ガスにて冷却して前記クーリングチャンバーの下部に設けた排出口から冷却されたコークスを排出するコークス乾式消火設備において、
    　前記小煙道の下端部の位置が、前記クーリングチャンバーの側壁面より炉芯側に位置することを特徴とするコークス乾式消火設備。
  2. 　前記小煙道の下端部の位置は、前記クーリングチャンバーの側壁面より炉芯側であって、且つ、クーリングチャンバーの下部に配置したブラストヘッドの外周先端部までの間に位置することを特徴とする請求項１に記載のコークス乾式消火設備。
  3. 　前記プレチャンバーの炉内面の位置は、前記小煙道の下端部の位置と同じか、あるいは、前記小煙道の下端部より炉芯側に位置することを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス乾式消火設備。
  4. 　前記プレチャンバーの炉内面の下部に、炉芯側に突起する突起部を設けたことを特徴とする請求項１～３のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
  5. 　前記小煙道の背面側が５５度～８０度に傾斜していることを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
  6. 　前記小煙道内に、該小煙道を上下方向に仕切る仕切板を配設したことを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
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