(57)【要約】  コークス炉の壁部分の形状を測定するための装置であって、少なくとも１つの開口部（４４）を画定する主要部分（３８）と、開位置と閉位置との間で主要部分（３８）に対して移動可能な閉鎖システム（４０）とを有する箱（２０）と、箱内に配置され、少なくとも１つの走査窓（８６Ａ）を画定する内部保護スクリーン（８０）であって、走査窓は、箱の横方向（Ｔ）に沿って開口部よりも狭い、内部保護スクリーン（８０）と、閉鎖システムが開位置にあるとき、走査窓を通してかつ開口部を通して前記壁部分を走査するために、箱内に配置された少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）と、を備える。
2019522089.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉（５）の壁部分（１２）の形状を測定するための装置（１０）であって、
少なくとも１つの開口部（４４）を画定する主要部分（３８）と、開位置と閉位置との間で主要部分（３８）に対して移動可能な閉鎖システム（４０）とを有する箱（２０）と、
箱（２０）内に配置され少なくとも１つの走査窓（８６Ａ、８６Ｂ）を画定する内部保護スクリーン（８０）であって、走査窓（８６Ａ、８６Ｂ）は箱（２０）の横方向（Ｔ）に沿って開口部（４４）より狭い、内部保護スクリーン（８０）と、
閉鎖システムが開位置にあるとき、走査窓（８６Ａ、８６Ｂ）を通してかつ開口部（４４）を通して前記壁部分（１２）を走査するために箱内に配置された、少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）と、
を備える、装置（１０）。
【請求項２】
閉鎖システム（４０）が閉位置にあるとき、箱（２０）が防水性であり、塵埃および外部の堅固な突起物から保護されている、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
内部保護スクリーン（８０）が、横方向（Ｔ）に沿って分散配置されたいくつかのモジュール（８２）を含み、各モジュール（８２）が、開口部（４４）を通じて横方向（Ｔ）に対して実質的に放射状に炉（５）から来る熱放射（Δ）の少なくとも７０％を反射するのに適合している、請求項１または２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
内部保護スクリーン（８０）が横方向（Ｔ）に沿って２つの互いに反対側の極値モジュールを含み、極値モジュールのそれぞれが、開口部（４４）を通して実質的に横方向（Ｔ）に沿って炉（５）から来る熱放射（Δ）の少なくとも８０％を反射するのに適合している、請求項３に記載の装置（１０）。
【請求項５】
閉鎖システム（４０）を開位置に保持するのに適合した少なくとも１つのガススプリング（４８）をさらに備え、極値モジュールのうちの少なくとも１つが、炉（５）から来る熱放射（Δ）からガススプリング（４８）の少なくとも一部を隠すのに適合している、請求項４に記載の装置（１０）。
【請求項６】
閉鎖システム（４０）が、箱（２０）の主要部分（３８）に回転可能に取り付けられたカバー（４６）を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項７】
カバー（４６）が、閉鎖システム（４０）が閉位置にあるときに炉（５）から来る熱放射（Δ）の少なくとも８０％を反射するのに適合している外部保護パネル（５２）を含む、請求項６に記載の装置（１０）。
【請求項８】
箱（２０）と周囲の雰囲気との間の熱交換を促進するために、箱（２０）が、外側に向けられたフィン（６０）を含む後面（５８）を有する、請求項１〜７のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項９】
後面（５８）に固定され、フィン（６０）に空気を吹き付けるかまたはフィン（６０）から空気を引き出すのに適合している少なくとも１つのファン（６２）をさらに備える、請求項８に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
圧縮空気供給源（３２）と、前記圧縮空気供給源（３２）に接続されかつ圧縮空気供給源（３２）から３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）に向かって空気を吹き付けるのに適合している少なくとも１つのノズル（７８）とをさらに備える、請求項１〜９のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
閉鎖システム（４０）がいつ開位置にきたかを検出するのに適した検出器（７６）と、少なくとも閉鎖システム（４０）が開位置にあるときに供給源からの空気が３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）に向けて吹き付けられるようにノズル（７８）を制御するための制御ユニット（３０）と、をさらに備える、請求項１０に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
第２の３Ｄレーザスキャナ（２１Ｂ）をさらに備え、前記第１および第２の３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ、２１Ｂ）が横方向（Ｔ）に沿って互いに離間しており、例えば互いに平行である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ、２１Ｂ）が箱（２０）の同じビーム（６８）に取り付けられている、請求項１２に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
箱（２０）が、基部（２２）上に回転可能に取り付けられたプレートによって支持されるか、またはそのプレートに固定されている、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１５】
コークス炉（５）と、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置（１０）とを備える、設備（１）。
【請求項１６】
コークス炉（５）のチャンバ（１４）の少なくとも一部の形状を測定する方法であって、チャンバ（１４）が、炉（５）の横方向（Ｔ）に沿って互いに反対側の左壁（１２Ａ）と右壁（１２Ｂ）とを有し、この方法は少なくとも以下：
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の装置（１０）を提供するステップと、
炉（５）の開口部の前に、横方向（Ｔ）に垂直な長手方向（Ｌ）に沿って前記開口部に対して距離（Ｌ２）のところに、かつ、左壁（１２Ａ）と右壁（１２Ｂ）との間に横向きに、装置（１０）を配置するステップと、
走査中に炉（５）に対して装置（１０）を動かすことなく、３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）を用いて左壁（１２Ａ）および右壁（１２Ｂ）を走査するステップと、
を含む、方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の壁部分の形状を測定するための装置に関する。
【０００２】
本発明はまた、炉およびそのような装置を含む設備、ならびにコークス炉の壁部分の形状を測定する方法に関する。
【０００３】
本発明はまた、炉の開口部を通して炉の左壁および右壁全体を走査するための方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
コークス炉は、鉄鋼業において木炭からコークスを製造するために使用される。それらは、レンガでできた炉壁によって分離されたコークス化チャンバと燃焼チャンバとを交互に配置することによって構成される。コークス化チャンバは、通常、高さ３．５〜８メートル、水平方向に沿って深さ１２〜２０メートル、幅０．３５〜０．７メートルの平行六面体形状を有する。それらは通常、水平方向に沿った両端にそれぞれ２つの互いに反対側のドアを備える。
【０００５】
コーキングプロセスは、炭素を濃縮するために酸素欠乏雰囲気中で１０００℃を超える高温まで石炭を炭化することを含む。石炭は、コークス化チャンバの頂部にある石炭投入口から投入される。次に、コークス化チャンバ内の石炭に１０００℃以上の高温を約２０時間かける。これにより、石炭がコークス化（炭化）され、コークスケーキ（以下、単に「コークス」という）が製造される。コークスが製造されると、コークス化チャンバの両端に設けられたドアが開かれ、コークス化チャンバの側方からプッシャによってコークスが押され、コークス化チャンバからコークスが取り出される。
【０００６】
高温とは別に、コーキングプロセスはまた、大量の塵埃、すすおよび蒸気を発生させる。
【０００７】
石炭がコークスに変わると、それは炉壁のレンガに高圧をかけ、炉壁のレンガは次に変形され得る。炉壁のこれらの変形は、コークスをチャンバから押し出す問題を引き起こし、次に炉壁の損傷を増大させる可能性がある。さらに、レンガは炉の装填と取り出しの間に高い温度変動にさらされ、熱衝撃が発生する可能性があり、これも壁に損傷を与える原因となる。
【０００８】
これらすべての損傷は、結局、壁の形状を変え、石炭の装入中またはコークスの押し出し中に問題を引き起こすことによってコークス化プラントの生産性に影響を与える。
【０００９】
壁形状の測定は、取り出し後かつ次の装入前に行われる。壁温は典型的には９００℃〜１０００℃の範囲内である。
【００１０】
このため、特に壁の形状が変わっていないかどうかをチェックするために、コークス炉の状態を監視する必要がある。
【００１１】
これまで、監視は目視検査で行われていたが、作業者にとって安全上のリスクが多く伴い、あまり正確ではなかった。
【００１２】
文献特開２０１４−２１８５５７号は、チャンバ壁の形状を評価するために３Ｄレーザを使用することを記載している。レーザは、チャンバの左壁の一部を走査するように、コークス化チャンバの第１のドアの前の第１の位置に配置される。その後、レーザは、チャンバの右壁の一部を走査するように第２の位置に移動させられる。
【００１３】
その上、三次元形状を測定するために、３Ｄレーザスキャナが他のいくつかの技術分野で使用されてきた。しかしながら、そのようなスキャナは、運転中のコークス炉付近の高温でほこりっぽく湿気の多い環境に耐えることができないため、コークス化プラント内での使用には不適当であると考えられていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１４−２１８５５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の目的は、作動していないコークス炉の壁部分の形状を測定するのに適合しており、かつ運転中のコークス炉の近くで使用するのに適合した装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
この目的のために、本発明はコークス炉の壁部分の形状を測定するための装置を提案し、この装置は、
少なくとも１つの開口部を画定する主要部分と、開位置と閉位置との間で主要部分に対して移動可能な閉鎖システムとを有する箱と、
箱内に配置され、少なくとも１つの走査窓を画定する内部保護スクリーンであって、走査窓は、箱の横方向に沿って開口部よりも狭い、内部保護スクリーンと、
閉鎖システムが開位置にあるとき、走査窓を通してかつ開口部を通して前記壁部分を走査するために箱内に配置された少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナと、を含む。
【００１７】
他の実施形態では、装置は、単独でまたは任意の技術的に可能な組み合わせで採用される、以下の特徴のうちの１つまたはいくつかを備える：
−閉鎖システムが閉位置にあるとき、箱は防水性であり、塵埃および外部の堅固な突起物から保護されている；
−内部保護スクリーンは、横方向に沿って分散配置されたいくつかのモジュールを含み、各モジュールは、開口部を通って横方向に対して実質的に放射状に炉から来る熱放射の少なくとも７０％を反射するのに適合している；
−内部保護スクリーンは、横方向に沿って２つの互いに反対側の極値モジュール（ｅｘｔｒｅｍａｌ  ｍｏｄｕｌｅｓ）を含み、各極値モジュールは、開口部を通って実質的に横方向に沿って炉から来る熱放射の少なくとも８０％を反射するのに適合している；
−装置は、閉鎖システムを開位置に保持するのに適合した少なくとも１つのガススプリングを含み、極値モジュールの少なくとも１つは、炉から来る熱放射からガススプリングの少なくとも一部を隠すのに適合している；
−閉鎖システムは、箱の主要部分に回転可能に取り付けられたカバーを含む；
−閉鎖システムが閉位置にあるとき、カバーは炉から来る熱放射の少なくとも８０％を反射するのに適合した外部保護パネルを含む；
−箱は、箱と周囲の雰囲気との間の熱交換を促進するために外側に向けられたフィンを含む後面を有する；
−装置は、後面に固定され、フィンに空気を吹き込むかまたはフィンから空気を引き出すのに適合した少なくとも１つのファンを備える；
−装置は、圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源に接続され、圧縮空気供給源から３Ｄレーザスキャナに向かって空気を吹き付けるのに適合した少なくとも１つのノズルとを備える；
−装置は、閉鎖システムがいつ開位置にきたかを検出するのに適した検出器と、少なくとも閉鎖システムが開位置にあるときに供給源からの空気が３Ｄレーザスキャナに向けて吹き付けられるようにノズルを制御するための制御ユニットとを備える；
−装置が第２つの３Ｄレーザスキャナを備え、前記第１および第２の３Ｄレーザスキャナが横方向に沿って互いに離間しており、例えば互いに平行である；
−３Ｄレーザスキャナが箱の同じビームに取り付けられている；
−箱は、基部に回転可能に取り付けられたプレートによって支持されているか、またはプレートに固定されている。
【００１８】
本発明はまた、コークス炉および前述のような装置を含む設備を扱う。
【００１９】
本発明はまた、コークス炉のチャンバの少なくとも一部の形状を測定する方法を扱い、このチャンバは、炉の横方向に沿って互いに反対側の左壁と右壁とを有し、方法は、少なくとも以下：
上述のような装置を提供するステップと、
装置を、炉の開口部の前に、横方向に垂直な長手方向に沿って前記開口部に対してある距離で、かつ左壁と右壁との間で横方向に位置決めするステップと、
走査中に炉に対して装置を動かさずに３Ｄレーザスキャナを使用して左壁および右壁を走査するステップと、を含む。
【００２０】
本発明の他の特徴および利点は、例として与えられた以下の説明を、添付の図面を参照しながら読むと明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明による設備の概略図である。
【図２】図１に示す設備の概略側面図である。
【図３】図１に示す設備の概略上面図である。
【図４】図１から図３に示す装置の斜視図である。
【図５】図１から図４に示す装置の箱の側面図である。
【図６】図５に示す箱の前面に向かった斜視図である。
【図７】内部保護スクリーンのいくつかのモジュールが取り除かれている、図５および図６に示されている箱の異なる斜視図である。
【図８】図１から図７に示す装置の３Ｄレーザスキャナのうちの１つの斜視図である。
【図９】工業規模でコークス炉で行われた測定を示すグラフである
【図１０】工業規模でコークス炉で行われた測定を示すグラフである
【図１１】工業規模でコークス炉で行われた測定を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１および図２を参照して、本発明による設備１を説明する。
【００２３】
設備１は、コークス炉５と、炉の壁部分１２の形状を測定するための装置１０とを備える。
【００２４】
炉５は、例えばほぼ水平な、長手方向Ｌに沿って延びる。炉５はコークス化チャンバ１４を画定し、長手方向Ｌに沿って装置１０に面する少なくとも１つのドア１６を有する。
【００２５】
ドア１６は炉５の開口部を画定し、装置１０が作動しているときに開くように意図されている。
【００２６】
やはり図２および図３に示すように、コークス化チャンバ１４は、長手方向Ｌに沿って深さＬ１を有する。コークス化チャンバ１４は、装置１０が立っている地面１８の上の垂直方向Ｖに沿って高さＨ１で始まる。コークス化チャンバ１４は、垂直方向Ｖに沿って高さＨ２を、長手方向Ｌおよび垂直方向Ｖに垂直な横方向Ｔに沿って幅Ｗ１を有する。チャンバ１４は、横方向Ｔに沿って左壁１２Ａおよび右壁１２Ｂを有する。
【００２７】
例えば、Ｌ１は１２〜２０メートルの範囲である。
【００２８】
例えば、Ｈ１は最大２メートルである。
【００２９】
例えば、Ｈ２は３．５〜８メートルの範囲である。
【００３０】
例えば、Ｗ１は０．３５〜０．７メートルの範囲である。
【００３１】
壁１２は、例えば実質的に垂直であり、平面状になるように設計されている。
【００３２】
壁部分は有利には二次元表面である。
【００３３】
装置１０は、形状がコークス化チャンバ１４の内部に向かって局所的に凹状であるか凸状であるかを有利に検出するために、壁１２の一部の形状を測定するのに適合している。
【００３４】
装置１０は炉５の外側に配置されるように意図されている。炉５は依然として高レベルの残留熱を有する可能性があるので、これは装置１０内の過度に複雑で高価な冷却部材を回避することを可能にする。
【００３５】
図１および図４から最もよく分かるように、第１の実施形態では、装置１０は、箱２０と、箱内に配置された２つの３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂと、基部２２と、箱と基部との間に垂直に配置されたスペーサ２４とを備える。
【００３６】
基部２２は有利には地面１８上を進むのに適合している。
【００３７】
基部２２は、コンピュータ２９と、１つまたはいくつかの制御スクリーンを有する制御ユニット３０と、圧縮空気供給源３２と、電源３４とを含む。基部２２は、ダストフィルタ（図示せず）を有する１つまたはいくつかの冷却ファン（図示せず）を有利に備えている。
【００３８】
基部２２およびスペーサ２４は、特に炉５に面する側で、保護マット（図示せず）で有利に覆われる。例えば、マットは、アルミニウムで覆ったガラス布または任意の絶縁材料を含む。
【００３９】
電源３４は、装置１０が電力供給に関して自律的であることを有利に可能にする。電源３４は、例えばインバータである。圧縮空気供給源３２は例えばシリンダである。
【００４０】
コンピュータ２９は、３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂを監視するのに適している。有利には、コンピュータ２９は、３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂによって実行された測定値を分析するため、およびレポートを作成するための１つまたはいくつかの専用ソフトウェアを含む。
【００４１】
図４を参照すると、箱２０は炉５の開口部に面する前面３７を有する。箱２０はまた、スペーサ２４によって基部２２に固定された主要部分３８と、箱が３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの周囲で閉じられている閉位置（図４）と、主要部分３８が前面３７に少なくとも１つの開口部４４を画定する開位置（図５から図７）との間で主要部分に対して移動可能な閉鎖システム４０と、を含む。特定の実施形態では、箱２０は、基部２２上に回転可能に取り付けられたプレート（図示せず）によって支持されるか、またはそれに固定されるか、あるいは箱は基部上に回転可能に取り付けられる。
【００４２】
閉鎖システム４０が閉位置にあるとき、箱２０の内部は塵埃に対して、そしてあらゆる方向からの水の投射から保護されている。
【００４３】
前面３７の開口部４４は、垂直方向Ｖおよび横方向Ｔに沿って延びている。例えば、開口部４４は、平面状の、有利には長方形の形状を有している。開口部４４は有利には横方向Ｔと平行であり、例えば垂直方向Ｖと４５°〜８０°の範囲の角度αを画定する（図５）。そのような角度は、コークス化チャンバ１４の全高にわたって壁１２を測定することを可能にする。
【００４４】
閉鎖システム４０は、軸Ｒ（図５）を中心に主要部分３８に回転可能に取り付けられたカバー４６と、例えば図５から図７に示すようにカバーを開位置に保持するのに適合した１つまたは２つのガススプリング４８とを備える。
【００４５】
閉鎖システム４０は、カバー４６と主要部分３８との間に設置されたフルオロエラストマのシール（図示せず）を有利に含む。フルオロエラストマは、−２０℃〜２００℃の温度範囲に耐えることができるフルオロカーボン系合成ゴムである。
【００４６】
変形形態（図示せず）として、シールは、装置１０の背面に向かって熱を伝導し、炉５からの熱放射Δを反射するのに適合したコーティングを含む。
【００４７】
本出願では、「炉からの熱放射を反射するのに適合した」とは、３Ｄレーザスキャナが炉５によって放出される熱放射から保護されることを意味する。軸Ｒは、例えば横方向Ｔとほぼ平行である。
【００４８】
カバー４６は、箱２０の内部を外部の塵埃から保護するのに適合した上部フラップ５０（図４）を有利に含む。
【００４９】
カバー４６は、閉鎖システム４０が閉位置にあるときに炉５から来る熱放射Δを反射するのに適合した外部保護パネル５２を含むのが有利である。
【００５０】
一実施形態では、カバー４６は、閉鎖システム４０を閉位置から開位置へ、また開位置から閉位置へ移動させるために手動で動かされるのに適合している。そのために、カバー４６は、ハンドル５４と、ファスナ５６、例えばフッククランプとを含むのが有利である。別の実施形態では、カバー４６は自動的に制御される。
【００５１】
保護パネル５２は、例えば、ステンレス鋼、研磨されたステンレス鋼、アルミニウム、または研磨されたアルミニウムなどの反射性金属で作られており、セラミック繊維などの絶縁材料を含むことができる。図５に最もよく示されているように、外部保護パネル５２は、カバー４６の残りの部分から有利に離間している。
【００５２】
箱２０の主要部分３８は、炉５に対して箱２０の後部に後面５８（図４）を有し、箱と周囲の雰囲気との間の熱交換を促進するために外側に向けられたフィン６０を有するのが有利である。
【００５３】
特定の実施形態では、２つのファン６２が後面５８に固定されており、冷却を高めるためにフィン６０に空気を吹き付けるかまたは引き出すのに適合している。
【００５４】
主要部分３８はまた、例えば実質的に平坦であり、有利には箱２０とスペーサ２４とを機械的に接続するための接続インターフェースを形成する、底壁６４を有する。主要部分３８は上壁６５を有する。
【００５５】
主要部分３８は、例えば箱２０の内部に向かって底壁６４に固定されたビーム６８（図８）を含み、横方向に延び、有利には地面１８と実質的に平行になるように設計されたプラットフォーム７０を形成する。
【００５６】
主要部分３８は、プラットフォーム７０に固定され、それぞれ３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの基部として機能する、２つのスキャナアダプタ７２を備える。
【００５７】
主要部分３８は、箱２０内の温度を取得するための取得モジュール７４（図１）を含む。
【００５８】
主要部分３８は、閉鎖システム４０が開位置にあるかまたは閉位置にあるかを検出するための位置検出器７６（図７）と、圧縮空気を３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂに向かってそれぞれ吹き付けるために圧縮空気供給源３２に接続された２つのノズル７８（図８）とを含むのが有利である。
【００５９】
装置１０はまた、前面３７の開口部４４を通って横方向Ｔに対して実質的に放射状に炉５から来る熱放射Δのエネルギーの少なくとも８０％を反射するのに適合した内部保護スクリーン８０を含む。
【００６０】
内部保護スクリーン８０は、例えば、横方向Ｔに沿って分散配置されたいくつかのモジュール８２と、任意選択で熱放射Δからビーム６８を保護するのに適合した横方向モジュール８４とを含む。
【００６１】
横方向モジュール８４は、ビーム６８と炉５との間に配置されている。横方向モジュール８４は開口部４４を横切って横方向に延びる。
【００６２】
各モジュール８２は、炉５から来る熱放射Δのエネルギーの少なくとも７０％を反射するのに適合している。
【００６３】
モジュール８２は、３Ｄレーザスキャナの位置に関係なく、３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの前に２つの走査窓８６Ａ、８６Ｂをそれぞれ画定するために、横方向Ｔに沿って操作者（図示せず）によって容易に移動可能となるように、例えばそれぞれ少数のねじによって、主要部分３８の下壁６４および上壁６５に固定されることが有利である。
【００６４】
例えば、各モジュール８２は横方向Ｔに沿って「Ｌ」字形を有する。各モジュール８２は「Ｌ」を形成する２つのパネル８８を含む。パネル８８のうちの一方は、例えば長手方向Ｌに対してほぼ垂直であり、他方のパネル８８は垂直方向Ｖに対してほぼ垂直である。パネル８８は、開口部４４を通じて横方向Ｔに対して実質的に放射状に炉５から来る熱放射Δを反射するのに適合している。
【００６５】
有利には、モジュール８２のうち、例えば横方向Ｔに沿って中央のモジュールが位置検出器７６を保護するのに適しており、横方向Ｔに沿って互いに反対側の２つの極値モジュールがガススプリング４８を少なくとも部分的に保護するのに適している。
【００６６】
有利には、モジュール８２および横方向モジュール８４は、少なくとも５０重量％の研磨されたアルミニウムを含む。
【００６７】
例えば、アダプタ７２は、横方向Ｔに沿ってプラットフォーム７０に対していくつかの位置、例えば３つの位置の間で移動可能である。
【００６８】
いくつかのワッシャ（図示せず）、例えば「デルリンワッシャ」として知られるものが、熱伝導を制限するためにビーム６８と下壁６４との間に置かれている。
【００６９】
取得モジュール７４（図１）は箱２０内に分散されたいくつかの温度センサ（図示せず）を含む。有利には、２つの温度センサ（図示せず）が３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの近傍のビーム６８上に配置されている。例えば、２つの温度センサ（図示せず）が主要部分３８の下壁６４に配置されている。
【００７０】
３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、アダプタ７２（図８）に固定されており、互いに平行に取り付けられている。３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、例えば、Ｆａｒｏから市販されているＦｏｃｕｓ３Ｄレーザスキャナ、または同様のものである。３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、コンピュータ２９によって監視されるのに適合している。
【００７１】
３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、それらの壁に貼り付けられた反射性接着テープ（図示せず）で有利に保護されている。接着テープは、有利にはアルミニウムで覆われたガラス布、例えば３Ｍ社による３６３と呼ばれるものである。
【００７２】
レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂのそれぞれは、例えば、走査窓を通して光を放射し受光するのに適合している。
【００７３】
レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂのそれぞれは、壁部分１２を走査するために箱２０に対して移動するように構成されている。
【００７４】
３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、コークス化チャンバ１４（図１から図３）から距離Ｌ２、例えば１〜４メートルの範囲に配置されている。
【００７５】
３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、長手方向Ｌに対して上側角度α１から下側角度α２へと垂直平面Ｐ（図２）内で、そして長手方向Ｌに対して左側角度α３から右側角度α４まで水平平面Ｐ’（図３）内でコークス化チャンバ１４を走査するのに適合している。
【００７６】
箱２０および３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、既存のコークス化炉のほとんどを走査するように構成されている。そのために、箱２０および３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、以下を可能にするように設計されている：
−７８°の上側角度α１の最大値、
−少なくとも３８．５°の下側角度α２の最大値、
−少なくとも１３．５°の左側角度α３の最大値、および、
−少なくとも３０°の右側角度α４の最大値。
【００７７】
これらの角度は、走査時間を短縮し、左壁１２Ａおよび右壁１２Ｂのすべてを走査できるようにするために最適化されている。
【００７８】
このような長さは、３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂを適切な高さに置くために、垂直方向Ｖに沿って様々な長さを有する複数（図示せず）のスペーサからスペーサ２４を選択することを可能にする。Ｈ１が１メートル超、例えば約１．５メートルの場合、より大きなスペーサまたは追加のスペーサが基部２２と箱２０との間で使用され得る。
【００７９】
装置１０の変形形態（図示せず）として、箱２０内にはレーザスキャナ２１Ａなどのただ１つの３Ｄレーザスキャナがある。この変形形態では、プラットフォーム７０に固定されたただ１つのスキャナアダプタ７２と、１つのノズル７８と、がある。モジュール８２は、ただ１つの走査窓８６Ａを画定する。
【００８０】
本発明の使用法について説明する。
【００８１】
これは以下：
−装置１０を提供するステップと、
−箱２０の前面３７を炉５の開口部の方に向けるステップと、
−閉鎖システム４０を開位置にするステップと、
−前面３７の開口部４４を通して３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂで前記壁部分１２を走査するステップと、を含む。
【００８２】
３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの位置は、炉５の寸法、特に幅Ｗ１および距離Ｌ２に応じて選択される。
【００８３】
内部保護スクリーン８０のモジュール８２、８４は、開口部４４内部に走査窓８６Ａ、８６Ｂ（図６）を画定するように、ビーム６８に対する３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂの位置に応じて箱２０の他の部分に固定される（図８）。
【００８４】
前面３７を炉５の方に向けるステップは、図１から図３に示すように装置１０を炉５の前の距離Ｌ２のところに持ってくるサブステップと、高さＨ１に応じて適切なスペーサ２４を選択するサブステップとを含む。
【００８５】
任意の回転板は、炉５に対して箱２０を整列させることを可能にし、それにより壁部分１２が走査され得る。例えば、垂直方向Ｖに対する箱２０の向きが監視され得る。
【００８６】
閉鎖システム４０が閉位置にある限り、箱２０の内側のすべての要素は炉５から来る熱放射Δ、および塵埃から十分に保護されている。
【００８７】
外部保護パネル５２は、例えば３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂを損傷する可能性がある箱２０の内部の温度上昇を経験することなく、しばらくの間、例えば５分間、装置１０を炉５の前に放置することを可能にする。また、フィン６０のおかげで、いくらかの熱が箱２０の後面５８を通して排出される。有利には、ファン６２は、後面５８を通じた熱交換を高めるためにスイッチが入れられる。
【００８８】
同様に、基部２２上およびスペーサ２４上の保護マットはこれらの要素の温度上昇を遅らせる。基部２２の冷却ファンはまた、基部２２内の温度を許容レベル、好ましくは４０℃未満に保つのに寄与する。
【００８９】
搭載電源３４および圧縮空気供給源３２のおかげで、装置１０は自律的である。
【００９０】
壁部分１２の走査を実行するために、カバー４６は手動で開かれる。これにより閉鎖システム４０は図５に示す開位置に置かれる。ハンドル５４は、カバー４６の開閉中に熱放射Δに操作者（図示せず）がさらされるのを最小限に抑えることを可能にする。
【００９１】
カバー４６はガススプリング４８によって開位置または閉位置に維持され、両方とも安定している。
【００９２】
位置検出器７６（図７）は、閉鎖システムが閉位置を離れたことを検出し、ノズル７８（図８）を作動させて３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂに向かって空気を吹き付ける。
【００９３】
３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂは、前面３７の開口部４４を通して壁部分１２を走査し、それ自体既知の方法で壁部分の形状を表す信号を送るためにコンピュータ２９によって監視される。その後、信号はコンピュータ２９によって解釈され、形状を表すデータ、例えばグラフに変換される。走査中、装置１０は炉５に対して動かされず、アダプタ７２もまた固定位置にある。
【００９４】
特定の実施形態では、走査中に装置１０を炉５に対して移動させることなく、左壁１２Ａ全体および右壁１２Ｂ全体が３Ｄレーザスキャナによって走査される。
【００９５】
装置１０内の温度上昇を最小にするために、走査の持続時間は最小にされ、好ましくは３分より短く保たれる。
【００９６】
箱２０の内側の温度は取得モジュール７４によって測定され、コンピュータ２９に送信される。
【００９７】
内部保護スクリーン８０は、走査窓８６Ａ、８６Ｂを画定することによって、３Ｄレーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂによって放射されたレーザビームを図２および図３に示される有用な立体角内に閉じ込める。特に、横方向Ｔに沿って横にレーザビームを放射することはできない。
【００９８】
内部保護スクリーン８０は、レーザスキャナ２１Ａ、２１Ｂおよびガススプリングを熱放射Δから保護する。内部保護スクリーン８０は、閉鎖システム４０が開位置にあるときに箱２０に入る熱流束を制限する。内部保護スクリーン８０はまた、箱２０の内部への外気の侵入を制限する。
【００９９】
フラップ５０は、カバー４６と箱２０の主要部分３８との間のスロットに最大の塵埃が入るのを防ぐ。
【０１００】
走査の結果は、炉５が走査された直後、または所定の組の炉がすべて走査された後に解釈される。２つの連続した炉の走査の間に、通常８〜１２分の待ち時間がある。
【０１０１】
基部２２のおかげで、装置１０を各炉の前に連続的に移動させることは容易である。
【０１０２】
上述の特徴のおかげで、装置１０は、炉５の壁部分１２の形状を測定し、塵埃および熱放射の存在下、ならびに炉５の隣の稼働中の炉の近くでの使用に特に適している。
【０１０３】
装置１０はまた、例えば炉の最大横方向寸法の５倍を超える、長い長さを有する任意の狭い炉の壁部分の形状を測定するのにも適合している。
【０１０４】
工業用テスト
装置１０の工業試験が、フランスのダンケルクのコークス炉で内密に行われた。装置１０は各炉入口から２．５ｍのところに配置された。走査段階は各炉につき約２．５分かかり、非常に正確な結果をもたらした。所与の炉で得られたこれらの結果のいくつかが図９から図１１に示されている。
【０１０５】
図９から図１１は、横方向Ｔに沿った炉の測定幅（図のＹ軸）対長手方向Ｌに沿った炉の長さ（図のＸ軸）を示す。
【０１０６】
曲線Ｃ１は炉の予想幅プロフィールである。
【０１０７】
曲線Ｃ２、Ｃ３およびＣ４は、それぞれ、その底部から始まる、コークス化チャンバ１４の高さの１０％、５０％および９０％における、測定幅プロファイルである。
【０１０８】
図９から図１１は、測定幅プロファイルＣ２〜Ｃ４が予想幅プロファイルＣ１とどのように異なるかを評価することを可能にした。
【０１０９】
これらのデータを使用して、測定された偏差を炉内の実際の炭素沈着量またはレンガの移動量に関連付けることができ、また炉の一部の装入または取り出しが簡単であった理由を説明することができた。
【図１】
2019522089.tif 000003
【図２】
2019522089.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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成30年4月19日(2018.4.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
この目的のために、本発明はコークス炉の壁部分の形状を測定するための装置を提案し、この装置は、
少なくとも１つの開口部を画定する主要部分と、開位置と閉位置との間で主要部分に対して移動可能な閉鎖システムとを有する箱であって、閉鎖システムが閉位置にあるとき、箱は防水性であり、塵埃および外部の堅固な突起物から保護されている、箱と、
箱内に配置され、少なくとも１つの走査窓を画定する内部保護スクリーンであって、走査窓は、箱の横方向に沿って開口部よりも狭い、内部保護スクリーンと、
閉鎖システムが開位置にあるとき、走査窓を通してかつ開口部を通して前記壁部分を走査するために箱内に配置された少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナであって、レーザスキャナは、壁部分を走査するために箱に対して移動するように構成されている、３Ｄレーザスキャナと、を含む。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
他の実施形態では、装置は、単独でまたは任意の技術的に可能な組み合わせで採用される、以下の特徴のうちの１つまたはいくつかを備える：
−内部保護スクリーンは、横方向に沿って分散配置されたいくつかのモジュールを含み、各モジュールは、開口部を通って横方向に対して実質的に放射状に炉から来る熱放射の少なくとも７０％を反射するのに適合している；
−内部保護スクリーンは、横方向に沿って２つの互いに反対側の極値モジュール（ｅｘｔｒｅｍａｌ  ｍｏｄｕｌｅｓ）を含み、各極値モジュールは、開口部を通って実質的に横方向に沿って炉から来る熱放射の少なくとも８０％を反射するのに適合している；
−装置は、閉鎖システムを開位置に保持するのに適合した少なくとも１つのガススプリングを含み、極値モジュールの少なくとも１つは、炉から来る熱放射からガススプリングの少なくとも一部を隠すのに適合している；
−閉鎖システムは、箱の主要部分に回転可能に取り付けられたカバーを含む；
−閉鎖システムが閉位置にあるとき、カバーは炉から来る熱放射の少なくとも８０％を反射するのに適合した外部保護パネルを含む；
−箱は、箱と周囲の雰囲気との間の熱交換を促進するために外側に向けられたフィンを含む後面を有する；
−装置は、後面に固定され、フィンに空気を吹き込むかまたはフィンから空気を引き出すのに適合した少なくとも１つのファンを備える；
−装置は、圧縮空気供給源と、前記圧縮空気供給源に接続され、圧縮空気供給源から３Ｄレーザスキャナに向かって空気を吹き付けるのに適合した少なくとも１つのノズルとを備える；
−装置は、閉鎖システムがいつ開位置にきたかを検出するのに適した検出器と、少なくとも閉鎖システムが開位置にあるときに供給源からの空気が３Ｄレーザスキャナに向けて吹き付けられるようにノズルを制御するための制御ユニットとを備える；
−装置が第２の３Ｄレーザスキャナを備え、前記第１および第２の３Ｄレーザスキャナが横方向に沿って互いに離間しており、例えば互いに平行である；
−３Ｄレーザスキャナが箱の同じビームに取り付けられている；
−箱は、基部に回転可能に取り付けられたプレートによって支持されているか、またはプレートに固定されている。
【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】
本発明はまた、コークス炉のチャンバの少なくとも一部の形状を測定する方法を扱い、このチャンバは、炉の横方向に沿って互いに反対側の左壁と右壁とを有し、方法は、少なくとも以下：
上述のような装置を提供するステップと、
装置を、炉の開口部の前に、横方向に垂直な長手方向に沿って前記開口部に対してある距離で、かつ左壁と右壁との間で横方向に位置決めするステップと、
走査中に炉に対して装置を動かすことなく３Ｄレーザスキャナを用いて左壁および右壁を走査するステップであって、レーザスキャナ（２１Ａ）が走査中に箱（２０）に対して移動する、左壁および右壁を走査するステップと、を含む。
【手続補正書】
【提出日】平成30年7月26日(2018.7.26)
【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】
コークス炉（５）の壁部分（１２）の形状を測定するための装置（１０）にして、
箱（２０）および箱（２０）内に配置された少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）であって、
箱（２０）が、
炉（５）の開口部に面することが意図された前面（３７）と、
主要部分（３８）と、
主要部分（３８）が前面（３７）に少なくとも１つの開口部（４４）を画定する開位置と、箱（２０）が少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）の周囲で閉じられ、箱（２０）が防水性であり、塵埃および外部の堅固な突起物から保護されている閉位置との間で主要部分（３８）に対して移動可能な閉鎖システム（４０）と、
を有する、箱（２０）および少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）と、
箱（２０）内に配置され少なくとも１つの走査窓（８６Ａ、８６Ｂ）を画定する内部保護スクリーン（８０）であって、走査窓（８６Ａ、８６Ｂ）は箱（２０）の横方向（Ｔ）に沿って開口部（４４）より狭い、内部保護スクリーン（８０）と、
を備える装置（１０）であって、
少なくとも１つの３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）は、閉鎖システム（４０）が開位置にあるとき、走査窓（８６Ａ、８６Ｂ）を通してかつ開口部（４４）を通して前記壁部分（１２）を走査するのに適合しており、レーザスキャナ（２１Ａ）が、壁部分（１２）を走査するために箱（２０）に対して移動するように構成されている、装置（１０）。
【請求項２】
内部保護スクリーン（８０）が、横方向（Ｔ）に沿って分散配置されたいくつかのモジュール（８２）を含み、各モジュール（８２）が、開口部（４４）を通じて横方向（Ｔ）に対して実質的に放射状に炉（５）から来る熱放射（Δ）の少なくとも７０％を反射するのに適合している、請求項１に記載の装置（１０）。
【請求項３】
内部保護スクリーン（８０）が横方向（Ｔ）に沿って２つの互いに反対側の極値モジュールを含み、極値モジュールのそれぞれが、開口部（４４）を通して実質的に横方向（Ｔ）に沿って炉（５）から来る熱放射（Δ）の少なくとも８０％を反射するのに適合している、請求項２に記載の装置（１０）。
【請求項４】
閉鎖システム（４０）を開位置に保持するのに適合した少なくとも１つのガススプリング（４８）をさらに備え、極値モジュールのうちの少なくとも１つが、炉（５）から来る熱放射（Δ）からガススプリング（４８）の少なくとも一部を隠すのに適合している、請求項３に記載の装置（１０）。
【請求項５】
閉鎖システム（４０）が、箱（２０）の主要部分（３８）に回転可能に取り付けられたカバー（４６）を備える、請求項１〜４のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項６】
カバー（４６）は、閉鎖システム（４０）が閉位置にあるときに炉（５）から来る熱放射（Δ）の少なくとも８０％を反射するのに適合している外部保護パネル（５２）を含む、請求項５に記載の装置（１０）。
【請求項７】
箱（２０）と周囲の雰囲気との間の熱交換を促進するために、箱（２０）が、外側に向けられたフィン（６０）を含む後面（５８）を有する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項８】
後面（５８）に固定され、フィン（６０）に空気を吹き付けるかまたはフィン（６０）から空気を引き出すのに適合している少なくとも１つのファン（６２）をさらに備える、請求項７に記載の装置（１０）。
【請求項９】
圧縮空気供給源（３２）と、前記圧縮空気供給源（３２）に接続されかつ圧縮空気供給源（３２）から３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）に向かって空気を吹き付けるのに適合している少なくとも１つのノズル（７８）とをさらに備える、請求項１〜８のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１０】
閉鎖システム（４０）がいつ開位置にきたかを検出するのに適した検出器（７６）と、少なくとも閉鎖システム（４０）が開位置にあるときに供給源からの空気が３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ）に向けて吹き付けられるようにノズル（７８）を制御するための制御ユニット（３０）と、をさらに備える、請求項９に記載の装置（１０）。
【請求項１１】
第２の３Ｄレーザスキャナ（２１Ｂ）をさらに備え、前記第１および第２の３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ、２１Ｂ）が横方向（Ｔ）に沿って互いに離間しており、例えば互いに平行である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１２】
３Ｄレーザスキャナ（２１Ａ、２１Ｂ）が箱（２０）の同じビーム（６８）に取り付けられている、請求項１１に記載の装置（１０）。
【請求項１３】
箱（２０）が、基部（２２）上に回転可能に取り付けられたプレートによって支持されるか、またはそのプレートに固定されている、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の装置（１０）。
【請求項１４】
コークス炉（５）と、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置（１０）とを備える、設備（１）。
【請求項１５】
コークス炉（５）のチャンバ（１４）の少なくとも一部の形状を測定する方法であって、チャンバ（１４）が、炉（５）の横方向（Ｔ）に沿って互いに反対側の左壁（１２Ａ）と右壁（１２Ｂ）とを有し、この方法は少なくとも以下：
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の装置（１０）を提供するステップと、
炉（５）の開口部の前に、横方向（Ｔ）に垂直な長手方向（Ｌ）に沿って前記開口部に対して距離（Ｌ２）のところに、かつ、左壁（１２Ａ）と右壁（１２Ｂ）との間に横向きに、装置（１０）を配置するステップと、
３Ｄレーザスキャナを用いて左壁（１２Ａ）および右壁（１２Ｂ）を走査するステップであって、レーザスキャナ（２１Ａ）が走査中に箱（２０）に対して移動し、走査中に炉（５）に対して装置（１０）を動かすことなく走査するステップと、を含む、方法。
【国際調査報告】
2019522089.tif 000014
2019522089.tif 000015
2019522089.tif 000016