(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉のブラケットに炉蓋閂が着座した状態を検出するコークス炉の炉蓋装着検出装置であって、
ガイド車又は押出機から炉蓋閂までの炉蓋閂高さを測定する炉蓋閂高さ測定部と、
ガイド車又は押出機からコークス炉のブラケットまでのブラケット高さを測定するブラケット高さ測定部と、
測定された前記炉蓋閂高さ及び前記ブラケット高さの合算値に基づいて、コークス炉のブラケットへの炉蓋閂の着座状態を判断する着座状態判断部と、を備え、
前記炉蓋閂高さ測定部は、上下に二個の炉蓋閂の上端に当接できる炉蓋閂検出レバーと、この炉蓋閂検出レバーを直線的に上下動のみさせる駆動源と、炉蓋閂検出レバーが炉蓋閂に当接するまでの炉蓋閂検出レバーの下降量を測定するセンサと、を有し、
前記ブラケット高さ測定部は、ブラケットの下端に当接できるブラケット検出レバーと、このブラケット検出レバーを直線的に上下動のみさせる駆動源と、ブラケット検出レバーがブラケットの下端に当接するまでのブラケット検出レバーの上昇量を測定するセンサと、を有することを特徴とするコークス炉の炉蓋装着検出装置。
【請求項２】
前記着座状態判断部は、測定された前記炉蓋閂高さ及び前記ブラケット高さを合算し、
合算した値が所定値以上又は所定値を超えたとき、ブラケットへの炉蓋閂の着座状態が
適正であると判断し、
合算した値が所定値未満又は所定値以下のとき、ブラケットへの炉蓋閂の着座状態が適
正でないと判断することを特徴とする請求項１に記載のコークス炉の炉蓋装着検出装置。
【請求項３】
コークス炉のブラケットに炉蓋閂が着座した状態を検出するコークス炉の炉蓋装着検出方法であって、
ガイド車又は押出機から炉蓋閂までの炉蓋閂高さを測定する炉蓋閂高さ測定工程と、
ガイド車又は押出機からコークス炉のブラケットまでのブラケット高さを測定するブラケット高さ測定工程と、
測定された前記炉蓋閂高さ及び前記ブラケット高さの合算値に基づいて、ブラケットへの炉蓋閂の着座状態を判断する着座状態判断工程と、を備え、
前記炉蓋閂高さ測定工程では、上下に二個の炉蓋閂の上端に当接できる炉蓋閂検出レバーを直線的に上下動のみさせ、炉蓋閂検出レバーが炉蓋閂に当接するまでの炉蓋閂検出レバーの下降量を測定し、
前記ブラケット高さ測定工程では、ブラケットの下端に当接できるブラケット検出レバーを直線的に上下動のみさせ、ブラケット検出レバーがブラケットの下端に当接するまでのブラケット検出レバーの上昇量を測定することを特徴とするコークス炉の炉蓋装着検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炉蓋閂をブラケットに落とし込んで炉蓋を固定する際に、炉蓋閂がブラケットに適正に着座しているかどうかを検出するコークス炉の炉蓋装着検出装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉は、石炭を乾留する炭化室、燃料ガスを燃焼させる燃焼室が交互に並べられて炉団を形成している。コークス炉の炭化室の側壁は、着脱可能な炉蓋で塞がれる。炉蓋には炉蓋閂が設けられる。コークス炉のブラケットには、炉蓋閂が嵌るコの字形状の溝が形成される。一旦吊り上げた炉蓋を降下させ、炉蓋閂をブラケットの溝に嵌めることで、炉蓋が炭化室の側壁に装着される。
【０００３】
コークス炉にはガイド車、押出機などの付帯設備が設けられる。炭化室内の石炭の乾留が終了した時点で、ガイド車及び押出機を炭化室の炉蓋の位置に位置合わせする。ガイド車及び押出機には、炉蓋着脱機が搭載される。炉蓋着脱機は、炉蓋を吊り上げて炉蓋を炭化室から外す。炉蓋を外した後、押出機はコークスの押し出し作業を行う。ガイド車は押し出されたコークスをコークカーに誘導する。押し出し作業が終了したら、ガイド車及び押出機の炉蓋着脱機は炉蓋を再び閉める。
【０００４】
ガイド車及び押出機などの移動機械は、機械化が必須になり、さらに自動運転化が進められている。自動化にあたって、炉蓋閂がコークス炉のブラケットに適正に着座しているかどうかを確認する必要がある。もし適正に着座していないならば、炭化室のガスが外部に漏れ出し、ガス爆発等へ繋がる可能性がある。
【０００５】
特許文献１には、炉蓋の装着状態を検出する炉蓋装着状態検出方法が開示されている。ガイド車の炉蓋着脱機には、炉蓋閂に当接可能なレバーが設けられる。レバーが炉蓋閂に当接するときのレバーの位置を測定し、測定されたレバーの位置とレバーの基準位置とを比較し、両者が等しいときは炉蓋閂のブラケットへの着座状態が良好であると判断する。ここで、比較対象となるレバーの基準位置とは、炉蓋閂がブラケットに着座したときのレバーの位置である。
【特許文献１】特開２００５−４８１２０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の検出方法にあっては、ガイド車から炉蓋閂までのレベルの差を基準値と比較することで、炉蓋閂の着座状態を確認している。この検出方法は、ガイド車のレベルとコークス炉のブラケットのレベルの差が一定であることを前提としている。
【０００７】
しかし実際は、地盤沈下やガイド車の自重などによりガイド車が走行するレールが変形し、ガイド車のレベルとコークス炉のブラケットのレベルの差が一定にならないことが殆どである。ガイド車のレベルとコークス炉のブラケットのレベルの差がガイド車の位置に応じて変化してしまうと、それだけで、ガイド車から炉蓋閂までのレベルの差が変化してしまう。このため、従来の検出方法では検出誤差が大きすぎ、オペレータの目視による確認を必要としていた。
【０００８】
そこで本発明は、押出機又はガイド車のレベルとコークス炉のブラケットのレベルの差が変化しても、炉蓋閂のブラケットへの装着状態を正確に検出することができるコークス炉の炉蓋装着検出装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、コークス炉のブラケットに炉蓋閂が着座した状態を検出するコークス炉の炉蓋装着検出装置であって、ガイド車又は押出機から炉蓋閂までの炉蓋閂高さを測定する炉蓋閂高さ測定部と、ガイド車又は押出機からコークス炉のブラケットまでのブラケット高さを測定するブラケット高さ測定部と、測定された前記炉蓋閂高さ及び前記ブラケット高さの合算値に基づいて、コークス炉のブラケットへの炉蓋閂の着座状態を判断する着座状態判断部と、を備え、前記炉蓋閂高さ測定部は、上下に二個の炉蓋閂の上端に当接できる炉蓋閂検出レバーと、この炉蓋閂検出レバーを直線的に上下動のみさせる駆動源と、炉蓋閂検出レバーが炉蓋閂に当接するまでの炉蓋閂検出レバーの下降量を測定するセンサと、を有し、前記ブラケット高さ測定部は、ブラケットの下端に当接できるブラケット検出レバーと、このブラケット検出レバーを直線的に上下動のみさせる駆動源と、ブラケット検出レバーがブラケットの下端に当接するまでのブラケット検出レバーの上昇量を測定するセンサと、を有することを特徴とするコークス炉の炉蓋装着検出装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のコークス炉の炉蓋装着検出装置において、前記着座状態判断部は、測定された前記炉蓋閂高さ及び前記ブラケット高さを合算し、合算した値が所定値以上又は所定値を超えたとき、ブラケットへの炉蓋閂の着座状態が適正であると判断し、合算した値が所定値未満又は所定値以下のとき、ブラケットへの炉蓋閂の着座状態が適正でないと判断することを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、コークス炉のブラケットに炉蓋閂が着座した状態を検出するコークス炉の炉蓋装着検出方法であって、ガイド車又は押出機から炉蓋閂までの炉蓋閂高さを測定する炉蓋閂高さ測定工程と、ガイド車又は押出機からコークス炉のブラケットまでのブラケット高さを測定するブラケット高さ測定工程と、測定された前記炉蓋閂高さ及び前記ブラケット高さの合算値に基づいて、ブラケットへの炉蓋閂の着座状態を判断する着座状態判断工程と、を備え、前記炉蓋閂高さ測定工程では、上下に二個の炉蓋閂の上端に当接できる炉蓋閂検出レバーを直線的に上下動のみさせ、炉蓋閂検出レバーが炉蓋閂に当接するまでの炉蓋閂検出レバーの下降量を測定し、前記ブラケット高さ測定工程では、ブラケットの下端に当接できるブラケット検出レバーを直線的に上下動のみさせ、ブラケット検出レバーがブラケットの下端に当接するまでのブラケット検出レバーの上昇量を測定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、ガイド車又は押出機のレベルとコークス炉のブラケットのレベルの差の変化を吸収することができるので、炉蓋閂のブラケットへの装着状態を正確に検出することができる。
【００１７】
また、ガイド車又は押出機が上下方向に変位しても一定となる炉蓋閂高さ及びコークス炉高さの合算値に基づいて炉蓋閂の着座状態を判断することで、炉蓋閂の着座状態を正確に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下添付図面に基づいて、本発明の一実施形態におけるコークス炉の炉蓋装着検出装置を詳細に説明する。図１は、この炉蓋装着検出装置が使用されるコークス炉の斜視図を示す。コークス炉は、蓄熱室１の上部に炭化室２と燃焼室３が交互に並べられて炉団をなしている。配合・粒度調整された石炭は、石炭塔４に貯蔵される。装炭車５は、石炭塔４の下部にあるゲートから石炭を受け、所定の炭化室２まで走行して炭化室２に石炭を装入する。装炭車５は、炭化室２の上蓋２ａを着脱するリフティングマグネットを備える。炭化室２への石炭の装入は、テーブルフィーダ又は自然落下による。
【００１９】
炭化室２内で石炭の乾留が終了し、石炭が完全にコークス化すると、押出機６は炭化室２の炉蓋を開け、赤熱コークスを押し出し、炉蓋を閉める。コークスが押し出された空の炭化室２には、コークス炉上から装炭車５が石炭を装入する。押出機６は、炭化室２の炉蓋を吊り上げて開閉する炉蓋着脱装置６ａ、赤熱コークスを押出す押出ラム６ｂ、炭化室内の石炭をならすレベラを有する。
【００２０】
ガイド車７は炭化室２をはさんで押出機６と反対側に位置し、作業床のレール上を移動する。ガイド車７は、炭化室２内の石炭を押し出す際、ガイド車側の炭化室２の炉蓋を開け、案内格子７ａを炭化室２に合わせ、押し出されてくる赤熱コークスをコークカー８上に誘導する。ガイド車７は、炭化室２の炉蓋を吊り上げて開閉する炉蓋着脱装置を有する。
【００２１】
コークカー８は、ガイド車７の案内格子７ａを通って押し出されてくる赤熱コークスを受けるコークス槽を有し、電車にけん引きされて走行する。赤熱コークスを受けたコークカー８は消化塔まで走行する。
【００２２】
これら装炭車５、押出機６、ガイド車７及びコークカー８などは炉回り設備と呼ばれる。炉回り設備は、自動運転化が進められている。自動運転化を進めるにあたって、押出機６及びガイド車７の炉蓋着脱装置が確実に炭化室２の炉蓋を閉めたかどうかを確認する必要がある。炉蓋の閉が不十分で密閉性が悪ければ、炭化室２内のガスが外部に漏れ出し、コークス炉の作業環境に悪影響を及ぼすからである。本発明の炉蓋装着検出装置は、炉蓋着脱装置によって炭化室２の炉蓋が確実に閉められたかどうかを検出する。
【００２３】
図２はコークス炉の炭化室２の正面図を示す。炉蓋９は、耐熱鋳鉄製などの炉体本体に炉壁煉瓦を内張りしたものである。炉蓋９には、炉蓋９をコークス炉のブラケット１１に着脱するための上下一対の炉蓋閂１０が取り付けられる。ブラケット１１は、炭化室２を挟んだ左右の両側に設けられる。左右両側のブラケット１１は、同一のレベルに配置される。また、左右両側で一組のブラケット１１は、上下一対の炉蓋閂１０に合わせて上下に二組配置される。
【００２４】
図３は、炭化室２の断面図を示す。ブラケット１１には、コの字形状の溝１１ａが形成される。炉蓋着脱機は、炉蓋閂１０がこの溝１１ａに着座するように、一旦吊り上げた炉蓋９を降下させる。なお、炉蓋閂１０はブラケット１１の溝１１ａの底まで入り込む必要はない。炉蓋閂１０がブラケット１１の溝１１ａに所定量以上嵌っているとき、炉蓋閂１０の着座状態が適正であるとしてよい。例えば、炉蓋閂１０の厚みが５０ｍｍのとき、その半分の２５ｍｍ以上がブラケット１１の溝１１ａに嵌っていれば、着座状態が適正であるとする。
【００２５】
図４は、炉蓋装着検出装置の構成図を示す。炉蓋装着検出装置は、炉蓋閂高さを測定する炉蓋閂高さ測定部１４と、ブラケット高さを測定するブラケット高さ測定部１８と、測定された炉蓋閂高さ及びブラケット高さに基づいて、炉蓋閂１０の着座状態を判断する着座状態判断部１５と、を備える。
【００２６】
炉蓋閂高さ測定部１４は、ガイド車７又は押出機６に設けられ、ガイド車７又は押出機６から炉蓋閂１０までの炉蓋閂高さａを測定する。具体的には、炉蓋閂１０の上端に当接できる炉蓋閂検出レバー１２を所定位置から降下させ、炉蓋閂検出レバー１２の下降量を測定する。炉蓋閂検出レバー１２は、上下に二個の炉蓋閂１０に当接できるように、上下方向に伸びる本体部１２ａと、本体部１２ａからコークス炉側に突出する上下二個の当接部１２ｂを有する。当接部１２ｂは先端が鉤形に折れ曲がっている。炉蓋閂検出レバー１２は、駆動源であるシルナックシリンダ１３によって上下動される。シルナックシリンダ１３は、センサ一体型の空気圧シリンダである。このシルナックシリンダ１３のセンサによって、炉蓋閂検出レバー１２の所定位置からの下降量が測定される。
【００２７】
ブラケット高さ測定部１８は、ガイド車７又は押出機６に設けられ、ガイド車７又は押出機６からブラケット１１までのブラケット高さｂを測定する。具体的には、ブラケット１１の下端に当接できるブラケット検出レバー１６を所定位置から上昇させ、ブラケット検出レバー１６の上昇量を測定する。この上昇量がブラケット高さｂとなる。ブラケット検出レバー１６は、駆動源であるシルナックシリンダ１７によって上下動される。シルナックシリンダ１７のセンサによって、ブラケット検出レバー１６の所定位置からの上昇量が測定される。
【００２８】
ここで、炉蓋閂高さ測定部１４が測定した炉蓋閂高さａと、ブラケット高さ測定部１８が測定したブラケット高さｂとの合算値は、ガイド車７又は押出機６の上下方向の変位によらず一定になることが重要である。もし、レールが歪んでガイド車７又は押出機６が下方向に変位するならば、炉蓋閂検出レバー１２が炉蓋閂１０に当接するまでの下降量が小さくなり、炉蓋閂高さａが小さくなる。その一方、ブラケット検出レバー１６がブラケット１１に当接するまでの上昇量が大きくなるので、ブラケット高さｂが大きくなる。逆に、ガイド車７又は押出機６が上方向に変位するならば、炉蓋閂高さａが大きくなり、ブラケット高さｂが小さくなる。したがって、炉蓋閂高さａとブラケット高さｂの合算値は常に一定になる。
【００２９】
炉蓋閂高さａ及びブラケット高さｂのデータは、着座状態判断部であるコンピュータ１５に入力される。コンピュータ１５は、炉蓋閂高さａ及びブラケット高さｂを合算し、合算した値が所定値以上又は所定値を超えたとき、ブラケット１１への炉蓋閂１０の着座状態が適正であると判断し、合算した値が所定値未満又は所定値以下のとき、ブラケット１１への炉蓋閂１０の着座状態が適正でないと判断する。
【００３０】
具体的には、コンピュータは、炉蓋閂１０の装着状態を下記の関係式から判断する。
（数式１）
Ｃ−（ａ＋ｂ）＜｜２５｜  Ｃ：定数
Ｃは、ガイド車７又は押出機６とブラケット１１とが正常な位置関係にあるときの、炉蓋閂高さａ及びブラケット高さｂの合算値である。例えば炉蓋閂１０の厚みが５０ｍｍであるとき、関係式の右辺は２５に設定される。炉蓋閂１０の厚みの半分である２５ｍｍがブラケット１１の内に収まれば、上記関係式が成立するので、着座状態が適正であると判断される。
【００３１】
炉蓋閂１０のブラケット１１への着座が不十分であると、炉蓋閂高さａが小さくなり、合算値（ａ＋ｂ）も小さくなる。合算値が所定値以上であるかどうかを管理することで、ガイド車７又は押出機６の上下方向の変位に影響されずに、炉蓋閂１０の着座状態を確認することができる。レールの歪みによるガイド車７又は押出機６の上下方向への変位量は最大で８０ｍｍ程度もある。８０ｍｍ程度あるガイド車７又は押出機６の上下方向への変位を吸収することで初めて、炉蓋閂１０が２５ｍｍ以上ブラケット１１に収まっているかどうかを正確に判断することが可能になる。
【００３２】
図５は、コンピュータ１５で実行されるプログラムのフローチャートを示す。コンピュータには、まず、炉蓋閂高さａデータ及びブラケット高さｂデータが入力される（Ｓ１，Ｓ２）。次に、コンピュータ１５は、炉蓋閂高さａデータ及びブラケット高さｂデータを合算し（Ｓ３）、数式１に基づいて合算値が所定値以上又は所定値を超えているかどうかを判断する（Ｓ４）。そして、所定値以上又は所定値を超えているときは、炉蓋閂１０の着座状態が適正であると判断する（Ｓ５）。そうでないときは、炉蓋閂１０の着座状態が不適正であると判断する（Ｓ６）。
【００３３】
コンピュータ１５が炉蓋閂１０の着座状態を不適正であると判断したとき、炉蓋着脱装置が再度炉蓋の閉動作を行う。そして炉蓋着脱装置は、コンピュータ１５が炉蓋閂１０の着座状態を適正と判断するまで、炉蓋９の閉動作を繰り返す。
【実施例】
【００３４】
本実施形態の炉蓋装着状態検出装置をガイド車に取り付けた。炉蓋閂の装着状態の確認が確実なものになり、従来必要とされていたオペレータによる目視の確認が不要になった。この結果、ガイド車の無人運転化率（ＦＡ化率）を８２％から９４％まで向上させることができた。
【００３５】
なお、本発明は上記実施形態に限られず、本発明の要旨を変更しない範囲で様々に変更できる。例えば、炉蓋閂高さ及びブラケット高さはその合算値が一定になればよく、炉蓋閂高さ測定部は炉蓋閂の下端までの高さを測定し、ブラケット高さ測定部はブラケットの上端までの高さを測定してもよい。
【００３６】
また、検出レバーを駆動させる駆動源には、空気圧シリンダの替わりに油圧シリンダやボールねじ機構を用いてもよい。センサには、リニアスケールやエンコーダを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施形態の炉蓋装着検出装置が使用されるコークス炉の斜視図
【図２】上記コークス炉の炭化室の正面図
【図３】上記コークス炉の炭化室の断面図
【図４】本発明の一実施形態の炉蓋装着検出装置の構成図
【図５】炉蓋装着検出装置プログラムのフローチャート
【符号の説明】
【００３８】
６…押出機
７…ガイド車
９…炉蓋
１０…炉蓋閂
１１…ブラケット
１２…炉蓋閂検出レバー
１３…シルナックシリンダ（駆動源）
１４…炉蓋閂高さ測定部
１５…コンピュータ（着座状態判断部）
１６…ブラケット検出レバー
１７…シルナックシリンダ（駆動源）
１８…ブラケット高さ測定部
ａ…炉蓋閂高さ
ｂ…ブラケット高さ
【図１】
0005380843.tif 000002
【図２】
0005380843.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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