(57)【要約】  下部がコーン形状に形成されたチャンバー（３）の上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口（１２）からコークスを排出するコークス乾式消火設備（１）において、前記チャンバーの下部に設置したブラストヘッド（４）の直径をＤとする主ヘッド（４１）の下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッド（４５）を少なくとも１段以上配置した構成とすることで、チャンバー内におけるコークスの降下を均一化し、コークスの冷却効率を向上させる。
2010044138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火設備において、
前記チャンバーの下部に設置したブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドの下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上配置したことを特徴とするコークス乾式消火設備。
【請求項２】
前記小ヘッドは、その外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１）と、水平軸線とのなす角（θ１）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置した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。
【請求項３】
前記小ヘッド及び主ヘッドは、各々の外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置した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。
【請求項４】
前記小ヘッド及び主ヘッドの外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）のいずれか小さい角度の方をθ４としたとき、前記コーン部の傾斜角θ３が、θ４〜θ４−２５度の範囲内になるようにし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。
【請求項５】
前記コークス排出口の口径Ｄｈを、前記小ヘッドの直径ｄの１／２以上（Ｄｈ≧０．５ｄ）とした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。
【請求項６】
前記小ヘッドは、該小ヘッドの下方に形成されるコークスの安息角下面からコークス排出口までの距離をＨとしたとき、距離Ｈが前記コークス排出口の口径Ｄｈの１〜５倍の範囲内となる位置に配置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。
【請求項７】
前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドに、冷却ガスを吹き込むガス流路を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項８】
下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火方法において、
前記チャンバーの下部に設置したブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドの下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上配置して、チャンバー内を降下するコークスの流れを整流することを特徴とするコークス乾式消火方法。
【請求項９】
前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドから冷却ガスを吹き込んで前記赤熱コークスを冷却することを特徴とする請求項８に記載のコークス乾式消火方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、赤熱コークスを冷却するコークス乾式消火設備およびコークス乾式消火方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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赤熱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。【０００３】
従来のコークス乾式消火設備１のチャンバーは、図６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、底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。【０００４】
クーリングチャンバー３は、下部がコーン形状（例えば、逆円錐形状或いは逆円錐台形状など）に形成されており、このコーン部の中央に、不活性ガス等の冷却ガスを吹き出す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。ブラストヘッド４は、略円錐形状の笠部材４１を含み、この笠部材４１に形成された吹出口（不図示）から冷却ガスを周方向に吹き出すように構成されている。さらに、ブラストヘッド４は、内部にガス流路を有する支持部材４２によって支持されており、支持部材４２内部のガス流路は、ガス供給室４３と連通している。また、ガス供給室４３に供給される冷却ガスの一部は、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４４）からもクーリングチャンバー３内に供給される構成である。【０００５】
また、プレチャンバー２の胴部を周方向に囲むように、クーリングチャンバー３内に吹き込まれた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。【０００６】
上記構成において、コークス装入口１０を介して高温の赤熱コークス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。【０００７】
ここで、上記コークス乾式消火設備１においては、チャンバー内のコークス６が全て均一に真下に降下するのではなく、チャンバー形状や壁面の影響、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チャンバー内を降下していく。この不均一な降下によりコークス６の熱交換にバラツキが生じ、チャンバー全体の冷却効率が低いという永年の課題がある。さらに、チャンバー全体の冷却効率が低いことから、コークス６を所定温度まで冷却するためには大型のチャンバーが必要となる問題もある。【０００８】
上記課題を解決するための方法の一つとして、ブラストヘッド４を改良することによる方法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。特許文献１には、ブラストヘッドの先端のスカート部を伸縮駆動させて、コークスの通路幅を変更することによって熱交換のバラツキを制御する方法が記載されている。また、特許文献２には、ブラストヘッドのヘッド部全体を上下に昇降させる方法が記載されている。【０００９】
しかしながら、チャンバーの下部に設けられているブラストヘッド４には多大なコークス６の充填圧（すなわち、コークスの質量，降下による圧力など）が印加されるので、特許文献１，２のようにブラストヘッドを昇降させたり先端部を伸縮させたりするには、高価な高出力の駆動装置が必要となってしまう。加えて、チャンバー内は高温であり、しかも粉塵が多量に含まれる環境であるため、特許文献１，２のようにブラストヘッドを稼動式にすると設備トラブルを招くことが懸念される。【００１０】
【特許文献１】特開平１−１１０５９２号公報
【特許文献２】特開昭６３−１０６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
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、チャンバー内におけるコークスの降下を均一化し、コークスの冷却効率を向上させることに貢献することのできるブラストヘッドを備えたコークス乾式消火設備、及びコークス乾式消火方法を提供することにある。【００１２】
さらに本発明の他の目的は、コークスの冷却効率を向上させることによって、チャンバーのコンパクト化を図ることのできるブラストヘッドを備えたコークス乾式消火設備、及びコークス乾式消火方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のコークス乾式消火設備は、下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火設備において、前記チャンバーの下部に設置したブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドの下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上配置したことを特徴とする。【００１４】
前記小ヘッドは、その外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１）と、水平軸線とのなす角（θ１）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置するのが好ましい。さらに、前記小ヘッド及び主ヘッドの外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）の各々が６０度〜８０度の範囲内になるように配置するのが好ましい。このとき、なす角θ１とθ２は、同じ角度であってもよく、相異なっていてもよい。【００１５】
さらに、前記小ヘッド及び主ヘッドの外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）のいずれか小さい角度の方をθ４としたとき、前記コーン部の傾斜角θ３が、θ４〜θ４−２５度の範囲内になるようにすることが好ましい。【００１６】
前記コークス排出口の口径Ｄｈは、前記小ヘッドの直径ｄの１／２以上（Ｄｈ≧０．５ｄ）とするのが好ましい。【００１７】
前記小ヘッドは、該小ヘッドの下方に形成されるコークスの安息角下面からコークス排出口までの距離をＨとしたとき、距離Ｈが前記コークス排出口の口径Ｄｈの１〜５倍となる位置に配置することが好ましい。【００１８】
さらに、前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドに、冷却ガス用のガス流路を設けて、チャンバー内に冷却ガスを吹き込む冷却ガス供給手段とするのが好ましい。【００１９】
また、本発明のコークス乾式消火方法は、下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火方法において、前記チャンバーの下部に設置したブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドの下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上配置して、チャンバー内を降下するコークスの流れを整流することを特徴とする。【００２０】
さらに、前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドから冷却ガスを吹き込んで前記赤熱コークスを冷却することが好ましい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、チャンバー内の下部に設置したブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドの下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを配置することによって、チャンバー内におけるコークスの降下のバラツキが改善され、これによりコークスの降下が均一化される。その結果、チャンバー内におけるコークスと冷却ガスの熱交換が均一化され、これによりコークスの冷却効率が向上する。【００２２】
さらに本発明によれば、コークスの降下が均一化されることによってコークスの冷却効率が向上するので、チャンバーのコンパクト化を図ることが可能となる。特に、小ヘッドからも冷却ガスを吹き込むようにすれば、従来の構造では冷却ゾーンとして活用されていなかったブラストヘッド（主ヘッド）の下方領域も冷却ゾーンとして活用できるので、更なる冷却効率の向上及びチャンバーのコンパクト化を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態によるコークス乾式消火設備の概略図である。
【図２】上記コークス乾式消火設備の横断面図である。
【図３】上記コークス乾式消火設備のブラストヘッドを示す図である。
【図４】上記ブラストヘッドの作用を説明するための図である。
【図５】上記ブラストヘッドによる効果を説明するための図である。
【図６】従来のコークス乾式消火設備の概略図である。
【符号の説明】
【００２４】
１    コークス乾式消火設備
２    プレチャンバー
３    クーリングチャンバー
４    ブラストヘッド
４１  主ベッド
４２  支持部材
４５  小ヘッド
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明によるコークス乾式消火設備及びコークス乾式消火方法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。【００２６】
まず、本実施形態のコークス乾式消火設備１のチャンバーは、図１及び図２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。これらチャンバーは、例えば鋼材や煉瓦など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。【００２７】
クーリングチャンバー３は、下部がコーン形状（例えば、逆円錐形状或いは逆円錐台形状）に形成されており、このコーン部の中央（例えば、中心軸上）に、不活性ガス等の冷却ガスを吹き出す冷却ガス供給手段であると共に、コークス６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。ブラストヘッド４は、図２に示すように、コーン部の側壁を貫通させて設置した略十字形状の支持部材４２によって支持されている。さらにコーン部の外周を囲むようにガス供給室４３が形成されており、コーン部の側壁を貫通する支持部材４２の端部は、ガス供給室４３内にまで延びている。そして支持部材４２の内部には冷却ガス用のガス流路（不図示）が形成されており、このガス流路を介してガス供給室４３に供給される冷却ガスをブラストヘッド４に導き、ブラストヘッド４を通じてチャンバー内に冷却ガスを吹き込むように構成されている。また、ガス供給室４３に供給される冷却ガスの一部は、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４４）からもクーリングチャンバー３内に供給される構成である。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を供給するようにしてもよい。さらに、図２に示す略十字形状の支持部材４２は一例であって、ブラストヘッド４を支持可能であれば良く、この形状に限定されることはない。【００２８】
本実施形態のブラストヘッド４は、上段に配置した主ヘッド４１と、下段に配置した小ヘッド４５を有する２段ヘッド構造である。主ヘッド４１及び小ヘッド４５は、略円錐形状の笠部材を含み、この笠部材に形成された吹出口（不図示）から例えば周方向に冷却ガスを吹き出すように構成されている。小ヘッド４５は、主ヘッド４１の直径（口径）Ｄよりも小さい直径（口径）ｄにする。この条件を満たせば、各ヘッドの形状は図１に示されるものに限定されることはない。好ましくは、図３（ａ）に示すように、小ヘッド４５と主ヘッド４１は、各ヘッドの外周端（本例の場合は笠部材の外周端）とコークス排出口１２の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）が６０度〜８０度の範囲内、特に好ましくは７０度になるように配置する（条件（Ｉ））。この条件（Ｉ）における「コークス排出口」とは、一例として図３（ａ）にも示されるように、コーン部の傾斜が終わる位置（すなわち、コーン部の下端面）を意味するものと定義される。なお、なす角（θ１，θ２）の両方が６０度〜８０度の範囲内であることが好ましいが、少なくとも小ヘッド４５のなす角θ１が前記範囲内であれば、主ヘッド４１のなす角θ２については前記範囲外とすることもできる。また、図３（ａ）には、一例として角度θ１，θ２が異なる配置を示しているが、角度θ１とθ２が同じ角度になるように配置してもよい。【００２９】
さらに好ましくは、図３（ａ）に示すように、小ヘッド４５及び主ヘッド４１の外周端とコークス排出口１２の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）のいずれか小さい角度の方をθ４としたとき、前記コーン部の傾斜角θ３が、θ４〜θ４−２５度の範囲内になるようにする（条件（II））。【００３０】
さらに好ましくは、図３（ａ）に示されるコークス排出口１２の口径Ｄｈを、小ヘッド４５の直径ｄの１／２以上（Ｄｈ≧０．５ｄ）とする（条件（III））。【００３１】
また、好ましくは、図３（ｂ）に示すように、小ヘッド４５は、その下方に形成されるコークス６の安息角で形成される空間の下面（ｈ１）からコークス排出口１２までの距離をＨとしたとき、距離Ｈがコークス排出口１２の口径Ｄｈの１〜５倍、さらに好ましくは１〜３倍となる位置に配置する（条件（IV））。この条件における「コークス排出口」も、上記した条件（Ｉ）と同様に定義される。なお、下面（ｈ１）の高さ位置については、一般的にコークスの安息角は３４〜３５度であるので、この値を用いて計算又は演算によって算出することができる。但し、これに限らず、コークスのサンプルを用いて安息角を測定するなど、公知の手法によって安息角を求めるようにしてもよい。【００３２】
なお、本実施形態においては、前述の条件（Ｉ）及び（IV）いずれか一方を満たすことが好ましいが、より確実にコークスの降下を均一化させるためには条件（Ｉ）及び（IV）の両方の条件を満たすことが好ましい。さらに、条件（Ｉ）に条件（II）及び／又は（III）を組み合わせることが好ましい。【００３３】
説明を図１に戻すと、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は、煙道５１が接続されており、第１除塵機としてのダストキャッチャ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、第２除塵機５４を通過した後、ブロワー等の送風手段５５によって、予熱器５６に送風され、そして再び冷却ガスとしてクーリングチャンバー３に供給される。これらの構成については公知であるため、詳しい説明については省略する。【００３４】
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の底部からの連続的な排出に伴い、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内で主ヘッド４１及び小ヘッド４５並びに供給口４４から吹き込まれた冷却ガス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。なお、主ヘッド４１及び小ヘッド４５の単位時間あたりの風量比率は、一例として８：２とするのが好ましい。ここで、背景技術の欄でも説明したように、通常、チャンバー内を降下するコークス６は、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する傾向にある。これが降下にバラツキが生じる主要因であると本発明者らは考え、鋭意検討を行った結果、主ヘッド４１よりもサイズが小さい小ヘッド４５を新たに追加し、この小ヘッド４５を主ヘッド４１の下方に配置すれば格段に降下のバラツキを改善できることをつきとめ、本発明を完成するに至ったのである。特に、主ヘッド４１と小ヘッド４５の関係が上述の条件（Ｉ）及び／又は（IV）を満たすときにその効果が大きく、コークス物性と大きく関係がある値であることを、実際に試験を行って確認している。【００３５】
このように降下のバラツキを改善できる理由について、本発明者らは次のように考えている。すなわち、図４に模式的に示すように、クーリングチャンバー３のコーン部においては、チャンバー中央部を降下するコークスは、主ヘッド４１によって周方向外側に流れの向きを変え、降下が遅い壁側のコークスの流動を促進させる。そして主ヘッド４１の下方で安息角により中央に向かう流れを形成する。次いで小ヘッド４５によって周方向外側に流れの向きを変えてさらに壁側のコークスの流動を促進させ、小ヘッド４５の下方で安息角により中央に向かう流れを形成し、コークス排出口１２より排出される。コーン部においてこのような流動状態に整流することにより、チャンバー中央部のコークスが主ヘッド４１を通過した後に、選択的にコークス排出口１２に向けて降下するのが抑制され、壁側のコークスと均一に降下することとなり、その結果、クーリングチャンバー３内の降下のバラツキが改善されるのである。【００３６】
さらに、上述の条件（Ｉ）を満たすようにすれば、コークスの内部摩擦角による流動性が低い領域に対して、より効果的に、主ヘッド４１及び小ヘッド４５によって形成される周方向外側に向かう流れの作用を及ぼすことができ、その結果、より確実に降下のバラツキを改善することが可能となる。すなわち、コークスの内部摩擦角が７５度前後にあることに着目し、主ヘッド４１及び小ヘッド４５の外周端を６０度〜８０度に設定することによって、内部摩擦角による流動性が低い領域に対する前記周方向外側に向かう流れの作用を、より効果的にしたのである。条件（Ｉ）による作用・効果は、さらに条件（II）及び／又は（III）を組み合わせることによって、より効果的となる。【００３７】
さらに、上述の条件（IV）は、小ヘッド４５の高さ方向の位置を好適化するものであり、この条件（IV）を満たすようにすれば、より確実に降下のバラツキを改善することが可能となる。すなわち、図５に模式的に示すように、距離Ｈが口径Ｄｈよりも小さい場合、及び、距離Ｈが口径Ｄｈの５倍よりも大きい場合に比べて、Ｄｈ≦距離Ｈ≦５Ｄｈの条件を満たす場合の降下のバラツキは小さくなっている。距離Ｈが口径Ｄｈの５倍よりも大きい場合（図５（ｂ））、小ヘッド４５からコークス排出口１２までの距離が長すぎ、小ヘッド４５を通過した後のコークスが選択的に中央部を通って降下するからと推察する。反対に距離Ｈが口径Ｄｈよりも小さい場合（図５（ａ））、小ヘッド４５からコークス排出口１２までの距離が短すぎ、小ヘッド４５の下方において、周方向外側に向きを変えてさらに安息角により中央に向かう流れが形成される前に排出されてしまうからと推察する。また、図５（ａ）の場合は、小ヘッド４５とチャンバー壁面との間のコークスが通過する空間が狭くなってしまうことも一因と考えられる。【００３８】
以上のように、本実施形態によれば、主ヘッド４１よりもサイズが小さい小ヘッド４５を新たに追加し、この小ヘッド４５を主ヘッド４１の下方に配置した２段ヘッド構造にすることによって、チャンバーのコーン部内におけるコークスの降下のバラツキが改善され、これによりチャンバー全体のコークスの降下が均一化される。チャンバー内のコークスの降下が均一化されると、チャンバー内におけるコークスと冷却ガスの熱交換が均一化され、その結果、コークスの冷却効率を高めることが可能となる。特に、条件（Ｉ）〜（IV）を満たすようにすれば、その効果を高めることができる。【００３９】
さらに本実施形態によれば、コークスの冷却効率が向上されるので、チャンバーのコンパクト化を図ることが可能となる。特に、小ヘッド４５からも冷却ガスを吹き込むことにより、従来の構造では冷却ゾーンとして活用されていなかった主ヘッド４１の下方領域も冷却ゾーンとして活用できるので、更なる冷却効率の向上及びチャンバーのコンパクト化を図ることが可能となる。但し、小ヘッド４５から冷却ガスを吹き込まず、主ヘッド４１のみから冷却ガスを吹き込むようにしてもよい。【００４０】
なお、本発明においては、主ヘッド４１の下方に配置する小ヘッド４５は必ずしも一つに限られず、３段以上の多段ヘッド構造としてもよい。この場合、下段になるに従ってヘッドの口径（ｄ）を小さくするのが好ましい。【００４１】
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。
【図１】
2010044138.tif 000003
【図２】
2010044138.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成22年1月22日(2010.1.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火設備において、
前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に前記支持部材から縦方向に延びる支持部材を配置し、この縦方向に延びる支持部材に主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架して、小ヘッドを主ヘッドの下方に固定配置したことを特徴とするコークス乾式消火設備。
【請求項２】
前記小ヘッドは、その外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１）と、水平軸線とのなす角（θ１）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置した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。
【請求項３】
前記小ヘッド及び主ヘッドは、各々の外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置した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。
【請求項４】
前記小ヘッド及び主ヘッドの外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）のいずれか小さい角度の方をθ４としたとき、前記コーン部の傾斜角θ３が、θ４〜θ４−２５度の範囲内になるようにし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。
【請求項５】
前記コークス排出口の口径Ｄｈを、前記小ヘッドの直径ｄの１／２以上（Ｄｈ≧０．５ｄ）とした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。
【請求項６】
前記小ヘッドは、該小ヘッドの下方に形成されるコークスの安息角下面からコークス排出口までの距離をＨとしたとき、距離Ｈが前記コークス排出口の口径Ｄｈの１〜５倍の範囲内となる位置に配置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。
【請求項７】
前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドに、冷却ガスを吹き込むガス流路を設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項８】
下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火方法において、
前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に前記支持部材から縦方向に延びる支持部材を配置し、この縦方向に延びる支持部材に主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架して、小ヘッドを主ヘッドの下方に固定配置したことによって、チャンバー内を降下するコークスの流れを整流することを特徴とするコークス乾式消火方法。
【請求項９】
前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドから前記支持部材を介して冷却ガスを吹き込んで前記赤熱コークスを冷却することを特徴とする請求項８に記載のコークス乾式消火方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
発明の開示
発明が解決しようとする課題
［００１１］
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、チャンバー内におけるコークスの降下を均一化し、コークスの冷却効率を向上させることに貢献することのできるブラストヘッドを備えたコークス乾式消火設備、及びコークス乾式消火方法を提供することにある。
［００１２］
さらに本発明の他の目的は、コークスの冷却効率を向上させることによって、チャンバーのコンパクト化を図ることのできるブラストヘッドを備えたコークス乾式消火設備、及びコークス乾式消火方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
［００１３］
本発明のコークス乾式消失設備は、下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火設備において、前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に前記支持部材から縦方向に延びる支持部材を配置し、この縦方向に延びる支持部材に主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架して、小ヘッドを主ヘッドの下方に固定配置したことを特徴とする。
［００１４］
前記小ヘッドは、その外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１）と、水平軸線とのなす角（θ１）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置するのが好ましい。さらに、前記小ヘッド及び主ヘッドの外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）の各々が６０度〜８０度の範囲内になるように配置するのが好ましい。このとき、なす角θ１とθ２は、同じ角度であってもよく、相異なっていてもよい。
［００１５］
さらに、前記小ヘッド及び主ヘッドの外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）のいずれか小さい角度の方をθ４としたとき、前記コーン部の傾斜角θ３が、θ４〜θ４−２５度の範囲内になるようにすることが好ましい。
［００１６］
前記コークス排出口の口径Ｄｈは、前記小ヘッドの直径ｄの１／２以上（Ｄｈ≧０．５ｄ
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００４】
）とするのが好ましい。
［００１７］
前記小ヘッドは、該小ヘッドの下方に形成されるコークスの安息角下面からコークス排出口までの距離をＨとしたとき、距離Ｈが前記コークス排出口の口径Ｄｈの１〜５倍となる位置に配置することが好ましい。
［００１８］
さらに、前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドに、冷却ガス用のガス流路を設けて、チャンバー内に冷却ガスを吹き込む冷却ガス供給手段とするのが好ましい。
［００１９］
また、本発明のコークス乾式消火方法は、下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火方法において、前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に前記支持部材から縦方向に延びる支持部材を配置し、この縦方向に延びる支持部材に主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架して、小ヘッドを主ヘッドの下方に固定配置したことによって、チャンバー内を降下するコークスの流れを整流することを特徴とする。
［００２０］
さらに、前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドから前記支持部材を介して冷却ガスを吹き込んで前記赤熱コークスを冷却することが好ましい。
発明の効果
［００２１］
本発明によれば、チャンバー内の下部に設置したブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドの下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを配置することによって、チャンバー内におけるコークスの降下のバラツキが改善され、これによりコークスの降下が均一化される。その結果、チャンバー内におけるコークスと冷却ガスの熱交換が均一化され、これによりコークスの冷却効率が向上する。
［００２２］
さらに本発明によれば、コークスの降下が均一化されることによってコークスの冷却効率が向上するので、チャンバーのコンパクト化を図ることが可能となる。特に、小ヘッドからも冷却ガスを吹き込むようにすれば、従来の構造では冷却ゾーンとして活用されていなかったブラストヘッド（主ヘッド）の下方領域も冷却ゾーンとして活用できるので、更なる冷却効率の向上及びチャンバーのコンパクト化を図ることが可能となる。
図面の簡単な説明
［００２３］
［図１］本発明の実施形態によるコークス乾式消火設備の概略図である。
【手続補正書】
【提出日】平成23年4月18日(2011.4.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火設備において、
前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架配置したことを特徴とするコークス乾式消火設備。
【請求項２】
前記小ヘッドは、前記主ヘッドの下方位置において前記支持部材から縦方向に延びる支持部材に懸架されてい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。
【請求項３】
前記小ヘッドを懸架している支持部材は、主ヘッドと小ヘッドの中心軸上に沿って配置されていることを特徴とする請求項２に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項４】
前記小ヘッドは、その外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１）と、水平軸線とのなす角（θ１）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置した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。
【請求項５】
前記小ヘッド及び主ヘッドは、各々の外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置した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。
【請求項６】
前記小ヘッド及び主ヘッドの外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）のいずれか小さい角度の方をθ４としたとき、前記コーン部の傾斜角θ３が、θ４〜θ４−２５度の範囲内になるように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。
【請求項７】
前記コークス排出口の口径Ｄｈを、前記小ヘッドの直径ｄの１／２以上（Ｄｈ≧０．５ｄ）としたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項８】
前記小ヘッドは、該小ヘッドの下方に形成されるコークスの安息角下面からコークス排出口までの距離をＨとしたとき、距離Ｈが前記コークス排出口の口径Ｄｈの１〜５倍の範囲内となる位置に配置したことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項９】
前記小ヘッド及び主ヘッドは、各々の外周端とコークス排出口の中心を結ぶ直線（Ｔ１，Ｔ２）と、水平軸線とのなす角（θ１，θ２）が６０度〜８０度の範囲内になるように配置され、且つ、
前記小ヘッドは、該小ヘッドの下方に形成されるコークスの安息角下面からコークス排出口までの距離をＨとしたとき、距離Ｈが前記コークス排出口の口径Ｄｈの１〜５倍の範囲内となる位置に配置されている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。
【請求項１０】
前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドに、冷却ガスを吹き込むガス流路を設けたことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項１１】
前記小ヘッドに冷却ガスを吹き込むためのガス流路は、小ヘッドを懸架している支持部材の内部に形成されていることを特徴とする請求項１０に記載のコークス乾式消火設備。
【請求項１２】
下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火方法において、
前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架配置して、チャンバー内を降下するコークスの流れを整流することを特徴とするコークス乾式消火方法。
【請求項１３】
前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドから前記支持部材を介して冷却ガスを吹き込んで前記赤熱コークスを冷却することを特徴とする請求項１２に記載のコークス乾式消火方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
本発明のコークス乾式消火設備は、下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火設備において、前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架配置したことを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、本発明のコークス乾式消火方法は、下部がコーン形状に形成されたチャンバーの上部より赤熱コークスを装入し、該チャンバー内の下部に設置した冷却ガス供給手段から冷却ガスを吹き込んでチャンバー内を降下する赤熱コークスを冷却し、該チャンバーの下部に設けたコークス排出口からコークスを排出するコークス乾式消火方法において、前記チャンバー下部のコーン部の側壁を貫通する支持部材にブラストヘッドの直径をＤとする主ヘッドを載置し、その下方に、主ヘッドより小さい直径ｄの小ヘッドを少なくとも１段以上懸架配置して、チャンバー内を降下するコークスの流れを整流することを特徴とする。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
さらに、前記主ヘッド、又は前記主ヘッドと小ヘッドから前記支持部材を介して冷却ガスを吹き込んで前記赤熱コークスを冷却することが好ましい。
【国際調査報告】
2010044138.tif 000009
2010044138.tif 000010
2010044138.tif 000011