(57)【要約】【課題】本発明の目的は、コークス炉設備において、軽量化と強度の両立を図ることができる押出機を提供することにある。【解決手段】押出機は、コークス炉の炭化室に対して第１方向に出し入れされる押出ラム５４を有する押出機であって、押出ラム５４を第１方向に移動可能に支持する第１支持構造２０を備える。第１支持構造２０は、平面視において、第１方向および第２方向に対して傾斜して設けられる傾斜梁部材２８を含む。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室に対して第１方向に出し入れされる押出ラムを支持し、前記第１方向と交差する第２方向に移動可能な押出機であって、
前記押出ラムを第１方向に移動可能に支持する第１支持構造を備え、
前記第１支持構造は、平面視において、第１方向および第２方向に対して傾斜して設けられる傾斜梁部材を含むことを特徴とする押出機。
【請求項２】
前記第１支持構造は、平面視において、前記押出ラムの近傍において第１方向に延びる第１梁部材と、前記第１梁部材から前記押出ラムとは反対側に離間して配置され第１方向に延びる第２梁部材と、第２方向に延びて前記第１梁部材と前記第２梁部材との間に架け渡される架設梁部材と、を含み、
前記傾斜梁部材は、前記第１梁部材、前記第２梁部材および前記架設梁部材のいずれかに連結されることを特徴とする請求項１に記載の押出機。
【請求項３】
前記傾斜梁部材は、前記押出ラムを挟んで第２方向に離間して設けられる一対の傾斜梁部材を含み、
前記一対の傾斜梁部材の間の距離は、前記炭化室から遠ざかるにつれて大きくなることを特徴とする請求項１または２に記載の押出機。
【請求項４】
上下方向に延伸して前記第１支持構造に連結される脚部材と、
側面視において、第１方向および上下方向に対して傾斜して設けられ、前記第１支持構造と前記脚部材とを繋ぐ第２傾斜梁部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の押出機。
【請求項５】
前記第１支持構造の上側に離間して設けられる床構造と、
側面視において、第１方向および上下方向に対して傾斜して設けられ、前記床構造と前記第１支持構造とを繋ぐ第３傾斜梁部材と、
をさらに備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の押出機。
【請求項６】
複数の前記第１支持構造が設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の押出機。
【請求項７】
複数の前記第１支持構造は、前記押出ラムを挟んで対称に配置される一対の前記第１支持構造を含むことを特徴とする請求項６に記載の押出機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炭化室内のコークスを押出す押出機に関する。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉の炭化室内のコークスを押出す押出機が知られている。例えば、特許文献１には、押出ラムを炭化室に押し込んでコークスを押出す押出機が記載されている。特許文献１に記載の押出機は、複数の炭化室の炉口に沿いながら炭化室の中に一つずつコークス押出用のラムを押し込んで、炉口の反対側に設置されたガイド車へ向かってコークスを押出す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１４−０５１６０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
押出機には軽量化の要請がある。効率的にコークスを押出すために、炭化室内のコークスを押出す押出ラムに強い押出力を加えることがある。押出ラムを押出すと、押出ラムを支持する支持構造はその押出力と反対向きに大きな反力を受ける。大きな反力を受けると、支持構造が変形するおそれがある。また、支持構造は強風や地震の際の水平力にも耐える強度を備えることが望ましい。この反力や地震の際の水平力による変形を抑制するために、支持構造に補強部材を追加すると、押出機が重くなり、軽量化の要請に反する。また、押出機が重くなると、製造コストが増加するなどの問題もある。
これらから、従来の押出機には軽量化と強度の両立を図る観点で改善すべき課題がある。
【０００５】
本発明の目的は、このような課題に鑑みてなされたもので、軽量化と強度の両立を図ることができる押出機を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の押出機は、コークス炉の炭化室に対して第１方向に出し入れされる押出ラムを支持し、第１方向と交差する第２方向に移動可能な押出機であって、押出ラムを第１方向に移動可能に支持する第１支持構造を備える。第１支持構造は、平面視において、第１方向および第２方向に対して傾斜して設けられる傾斜梁部材を含む。
【０００７】
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせや、本発明の構成要素や表現を方法、システムなどの間で相互に置換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、軽量化と強度の両立を図ることができる押出機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施の形態に係る押出機を適用したコークス炉設備の一例を示す図である。
【図２】図１の押出機の第１支持構造の周辺を概略的に示す平面視の図である。
【図３】図１の押出機の第２支持構造の周辺を概略的に示す側面視の図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を好適な実施の形態をもとに各図面を参照しながら説明する。実施の形態および変形例では、同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付するものとし、適宜重複した説明は省略する。また、各図面における部材の寸法は、理解を容易にするために適宜拡大、縮小して示される。また、各図面において実施の形態を説明する上で重要ではない部材の一部は省略して表示する。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
【００１１】
なお、以下の説明において、「平行」、「垂直」は、完全な平行、垂直だけではなく、誤差の範囲で平行、垂直からずれている場合も含むものとする。また、「略」は、おおよその範囲であるという意味である。
また、第１、第２などの序数を含む用語は多様な構成要素を説明するために用いられるが、この用語は一つの構成要素を他の構成要素から区別する目的でのみ用いられ、この用語によって構成要素が限定されるものではない。
【００１２】
［実施の形態］
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態に係る押出機１０の構成について説明する。図１は、実施の形態に係る押出機１０を適用したコークス炉設備１００の一例を示す図である。なお、この明細書では、押出機１０の設置面を水平面とし、水平面に垂直な方向からの視点を「平面視」、平面視の図を「平面図」という。
【００１３】
以下、主にＸＹＺ直交座標系をもとに説明する。Ｘ軸方向は、図１において紙面左右方向に対応する。Ｙ軸方向は、図１において紙面上下方向に対応する。Ｚ軸方向は、図１において紙面に垂直な方向に対応する。Ｙ軸方向およびＺ軸方向はそれぞれＸ軸方向に直交する。Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸のそれぞれの正の方向は、各図における矢印の方向に規定され、負の方向は、矢印と逆向きの方向に規定される。また、Ｘ軸の正方向側を「右側」、Ｘ軸の負方向側を「左側」ということもある。また、Ｚ軸の正方向側を「前側」、Ｚ軸の負方向側を「後側」、Ｙ軸の正方向側を「上側」、Ｙ軸の負方向側を「下側」ということもある。このような方向の表記は押出機１０の使用姿勢を制限するものではなく、押出機１０は、用途に応じて任意の姿勢で使用されうる。
【００１４】
（コークス炉設備）
図１に示すように、コークス炉設備１００は、押出機１０と、コークス炉５０と、ガイド車７０と、レール５６と、を主に含む。コークス炉５０は、第２方向として例示されるＺ軸方向に配列された複数の炭化室５２を含む。そのため、Ｚ軸方向は複数の炭化室５２の配列方向に一致する。なお、第２方向は水平面内の方向であってもよい。レール５６は、複数の炭化室５２に沿ってＺ軸方向に延設される。押出機１０は、炭化室５２で乾留して生成されたコークス８０を押出すために、コークス炉５０の炉口５１側に設けられる。押出機１０は、レール５６上をＺ軸方向に移動し、各炭化室５２からコークスを押出すことができる。
【００１５】
押出機１０は、各々の炭化室５２の前をＺ軸方向に移動可能にレール５６上に配置される。押出機１０は、複数の炭化室５２の炉口５１から炭化室５２の中にコークス押出用の押出ラム５４を出し入れする。押出機１０は、押出ラム５４を押して、コークス８０を炉口５１の反対側に設置された排出口５３からガイド車７０に向かって押出す。押出されたコークス８０はガイド車７０のガイド部材により搬送され、バケット台車７８ｃに載せられたバケット７８ｂに受入れられる。押出ラム５４は、Ｘ軸方向に延伸するラムビーム５４ｂと、ラムビーム５４ｂの炭化室５２側の端部に設けられるラムヘッド５４ｃと、を備える。押出ラム５４は、モータ（不図示）などの動力源により駆動されるピニオン歯車（不図示）がラムビーム５４ｂに設けられたラック歯（不図示）に噛合うことにより、Ｘ軸方向に移動する。そのため、Ｘ軸方向はコークス８０の押出方向に一致する。
【００１６】
（押出機）
押出機１０は、複数の車輪ユニット１８と、複数の脚部材１２と、第１床構造３０と、第１支持構造２０と、第２床構造３２と、第２支持構造４０と、を含む。第１支持構造２０は第１床構造３０の一部を構成している。押出機１０において、説明する上で重要でないその他の構造部材の図示を省略している。以下の図面でも同様である。車輪ユニット１８は、レール５６上を走行する複数の車輪を含み、押出機１０を下側から支持する。複数の脚部材１２それぞれは、複数の車輪ユニット１８から上向きに延びる縦柱として機能する。第１床構造３０および第２床構造３２は、それぞれ平面的に人や物を支える構造であり、第２床構造３２は、第１床構造３０の階上に設けられる。つまり、第２床構造３２は、第１支持構造２０の上側に離間して設けられる。複数の脚部材１２それぞれは、上下方向に延伸して第１支持構造２０および第２床構造３２に連結される。換言すると、第１支持構造２０および第２床構造３２は、複数の脚部材１２に支持される。
【００１７】
（第１支持構造）
図２は、押出機１０の第１支持構造２０の周辺を概略的に示す平面視の図である。図２の例では、第１支持構造２０は第１床構造３０の一部を構成している。第１支持構造２０は、押出ラム５４を平面的に支持する構造体である。第１支持構造２０を構成する各部材は、Ｈ型鋼などの型鋼で形成され、それぞれボルト締結や溶接など公知の連結手段によって連結されてもよい。第１支持構造２０は、押出ラム５４を第１方向として例示されるＸ軸方向に移動可能に支持する補強用のフレーム組立として機能する。第１支持構造２０は複数の脚部材１２に連結される。なお、第１方向は水平面内の方向であってもよい。
【００１８】
第１支持構造２０は、押出ラム５４のラムビーム５４ｂを挟んでＺ軸方向に離間して設けられる一対の第１支持構造２０ｂ、２０ｃを含む。一対の第１支持構造２０ｂ、２０ｃは、ラムビーム５４ｂに対して対称に配置されてもよい。以下、ラムビーム５４ｂのＺ軸方向範囲の二等分線を通るＸ軸方向の直線を中心線Ｌａという。一対の第１支持構造２０ｂ、２０ｃは、中心線Ｌａに対して線対称に配置されてもよい。一対の第１支持構造２０ｂ、２０ｃは、ラムビーム５４ｂの移動空間を避けた領域で別部材により接続されてもよい。この例では、第１支持構造２０ｂ、２０ｃそれぞれは、第１梁部材２２と、第２梁部材２４と、架設梁部材２６と、傾斜梁部材２８と、を含む。第１梁部材２２、第２梁部材２４、架設梁部材２６および傾斜梁部材２８を総称するときは単に梁部材という。梁部材は、各延伸方向に細長いフレーム部材として機能する。
【００１９】
第１梁部材２２は、押出ラム５４の近傍においてＸ軸方向に延びる。第２梁部材２４は、第１梁部材２２からＸ軸方向において押出ラム５４とは反対側に離間して配置されＸ軸方向に延びる。つまり、第１梁部材２２と第２梁部材２４とは互いに離間して平行に設けられている。架設梁部材２６は、Ｚ軸方向に延びて第１梁部材２２と第２梁部材２４との間に架け渡される。
【００２０】
この例では、架設梁部材２６は、Ｘ軸方向に離間して設けられる一対の架設梁部材２６ｂ、２６ｃを含む。架設梁部材２６ｂは、第１梁部材２２および第２梁部材２４の炭化室５２側の端部に架け渡される。架設梁部材２６ｃは、第１梁部材２２および第２梁部材２４の炭化室５２とは反対側の端部に架け渡される。第１梁部材２２、第２梁部材２４、架設梁部材２６ｂ、および架設梁部材２６ｃは、平面視で矩形のフレームを構成するように連結される。第２梁部材２４と架設梁部材２６ｂ連結部、第２梁部材２４と架設梁部材２６ｃの連結部は、それぞれ下側から脚部材１２により支持されている。
【００２１】
（傾斜梁部材）
傾斜梁部材２８は、第１梁部材２２および架設梁部材２６に対して傾斜して設けられる。この例では、傾斜梁部材２８は、第１梁部材２２と、第２梁部材２４と架設梁部材２６ｃの連結部との間に架け渡される。傾斜梁部材２８は、第１梁部材２２と第２梁部材２４との間に架け渡されてもよい。また、傾斜梁部材２８は、第１梁部材２２と架設梁部材２６ｃの間に架け渡されてもよい。傾斜梁部材２８は、第１梁部材２２、第２梁部材２４および一対の架設梁部材２６ｂ、２６ｃで構成された矩形のフレームの変形を抑制するために、平面視で三角形の構造を形成する。
【００２２】
第１支持構造２０ｂの傾斜梁部材２８と第１支持構造２０ｃの傾斜梁部材２８の間のＺ軸方向の距離は、炭化室５２から遠ざかるにつれて大きくなる。このＺ軸方向の距離は、炭化室５２に近づくにつれて増加するように構成されてもよい。
【００２３】
次に、第２床構造３２と第２支持構造４０について説明する。図３は、押出機１０の第２支持構造４０の周辺を概略的に示す側面視の図である。この図は、図２のＡ−Ａ線およびＢ−Ｂ線から視た第１支持構造２０および第２床構造３２を主に示しており、説明に重要でない梁やフレームの記載を省略している。上述したように、第２床構造３２は、第１支持構造２０の上側に離間して設けられ、平面的に人や物を支える構造である。第２床構造３２を構成する各部材は、Ｈ型鋼などの型鋼で形成され、それぞれボルト締結や溶接など公知の連結手段によって連結されてもよい。第２床構造３２は、図示しない複数の梁およびフレームを含むように構成され、複数の脚部材１２に接続される。
【００２４】
（第２支持構造）
第２支持構造４０は、第１支持構造２０と第２床構造３２とを側面から支持する構造体である。第２支持構造４０を構成する各部材は、Ｈ型鋼などの型鋼で形成され、それぞれボルト締結や溶接など公知の連結手段によって連結されてもよい。第２支持構造４０は、第２傾斜梁部材４２と、第３傾斜梁部材４６と、を含む。第２傾斜梁部材４２は、側面視において、Ｘ軸方向および上下方向（Ｙ軸方向）に対して傾斜して設けられ、第１支持構造２０と脚部材１２とを繋ぐ梁部材として機能する。第３傾斜梁部材４６は、側面視において、Ｘ軸方向および上下方向に対して傾斜して設けられ、第１支持構造２０と第２床構造３２とを繋ぐ梁部材として機能する。第３傾斜梁部材４６は、脚部材１２と第２床構造３２とを繋ぐように設けられてもよい。
【００２５】
第２傾斜梁部材４２は、複数の第２傾斜梁部材４２ｂを含んでもよい。複数の第２傾斜梁部材４２ｂの傾斜方向は同じであってもよいし、異なっていてもよい。第３傾斜梁部材４６は、複数の第３傾斜梁部材４６ｂを含んでもよい。複数の第３傾斜梁部材４６ｂの傾斜方向は同じであってもよいし、異なっていてもよい。図３の例では、第３傾斜梁部材４６は、傾斜方向が異なる２種類の第３傾斜梁部材４６ｂを含んでいる。これらの第３傾斜梁部材４６ｂは上下逆向のＶ字型構造を構成している。
【００２６】
次に、図２、図３を参照して押出機１０が高強度を発揮する機序について説明する。動力源が回転すると、押出ラム５４は、動力源のピニオン歯車および押出ラム５４のラック歯とを介して動力が伝達され、Ｘ軸方向の押出力を受ける。押出ラム５４が押出力を受けると、第１支持構造２０には押出力の反力Ｆが入力される。図２、図３の例では、第１支持構造２０には、符号Ｅで示す領域において、炭化室５２から離れる方向の反力Ｆが入力される。符号Ｅで示す領域は、押出反力を受ける台座が第１支持構造に固定される領域である。押出反力を受ける台座は、例えばピニオン架台である。図２の例では、反力Ｆは、第１梁部材２２と架設梁部材２６ｃと傾斜梁部材２８とで構成される三角構造の、第１梁部材２２と傾斜梁部材２８との頂点の近傍に入力される。この場合、これらの梁部材に加わる応力は主に圧縮応力または引張応力であり、これらの梁部材は押出反力に対して高い強度を発揮する。
【００２７】
図３の例では、反力Ｆは、第２梁部材２４と脚部材１２と第２傾斜梁部材４２ｂとで構成される三角構造の、第２梁部材２４と第２傾斜梁部材４２ｂとのＸ軸方向についての頂点の近傍に入力される。この場合、これらの梁部材に加わる応力は主に圧縮応力または引張応力であり、これらの梁部材は押出反力に対して高い強度を発揮する。これらの梁部材は、強風や地震の際の水平力に対しても同様の機序により高い強度を発揮する。また、図３の例では、第３傾斜梁部材４６ｂは、脚部材１２および第２床構造３２と三角構造を構成し、強風や地震の際の水平力に対する強度を高めることができる。
【００２８】
次に、本発明の一態様の概要について説明する。本発明のある態様の押出機は、コークス炉の炭化室に対して第１方向に出し入れされる押出ラムを支持し、第１方向と交差する第２方向に移動可能な押出機であって、押出ラムを第１方向に移動可能に支持する第１支持構造を備える。第１支持構造は、平面視において、第１方向および第２方向に対して傾斜して設けられる傾斜梁部材を含む。
【００２９】
この態様によると、第１支持構造が傾斜梁部材を含まない場合に比べて、傾斜梁部材が押出ラムの押出反力や、強風、地震時の水平力に対抗して押出機の変形を抑制することができる。このため、押出機の強度を確保しつつ軽量化を実現することができる。
【００３０】
第１支持構造は、平面視において、押出ラムの近傍において第１方向に延びる第１梁部材と、第１梁部材から押出ラムとは反対側に離間して配置され第１方向に延びる第２梁部材と、第２方向に延びて第１梁部材と第２梁部材との間に架け渡される架設梁部材と、を含み、傾斜梁部材は、第１梁部材、第２梁部材および架設梁部材のいずれかに連結されてもよい。この場合、傾斜梁部材が第１梁部材、第２梁部材および架設梁部材と三角構造を構成するため、押出ラムの押出反力に対する強度が向上する。
【００３１】
傾斜梁部材は、押出ラムを挟んで第２方向に離間して設けられる一対の傾斜梁部材を含み、一対の傾斜梁部材の間の距離は、炭化室から遠ざかるにつれて大きく構成されてもよい。この場合、押出ラムの押出反力を受けたときに、傾斜梁部材２８から脚部材１２、脚部材１２から地面の順に円滑に力を伝えることができる。
【００３２】
上下方向に延伸して第１支持構造に連結される脚部材と、側面視において、第１方向および上下方向に対して傾斜して設けられ、第１支持構造と脚部材とを繋ぐ第２傾斜梁部材と、をさらに備えてもよい。この場合、第２傾斜梁部材は第１支持構造および脚部材と三角構造を構成するため、押出ラムの押出反力に対する装置側面の強度が向上する。
【００３３】
第１支持構造の上側に離間して設けられる床構造と、側面視において、第１方向および上下方向に対して傾斜して設けられ、床構造と第１支持構造とを繋ぐ第３傾斜梁部材と、をさらに備えてもよい。この場合、第３傾斜梁部材は床構造および第１支持構造と三角構造を構成するため、押出ラムの押出反力に対する押出機側面の強度が向上する。
【００３４】
複数の第１支持構造が設けられてもよい。この場合、押出ラムの押出反力を複数の第１支持構造で分けて支えることができるので、強度がさらに向上する。
【００３５】
複数の第１支持構造は、押出ラムを挟んで対称に配置される一対の第１支持構造を含んでもよい。この場合、一対の第１支持構造は押出ラムを対称に支持するので、非対称に支持する場合に比べて不要なモーメントの発生を抑制できる。
【００３６】
以上、本発明の各実施形態をもとに説明した。これらの実施形態は例示であり、いろいろな変形および変更が本発明の特許請求の範囲内で可能なこと、またそうした変形例および変更も本発明の特許請求の範囲にあることは当業者に理解されるところである。従って、本明細書での記述および図面は限定的ではなく例証的に扱われるべきものである。
【００３７】
以下、変形例について説明する。変形例の図面および説明では、実施形態と同一または同等の構成要素、部材には、同一の符号を付する。実施形態と重複する説明を適宜省略し、実施の形態と相違する構成について重点的に説明する。
【００３８】
（変形例）
実施の形態では、押出機１０がレール５６上を走行する例について説明したが、本発明はこれに限定されない。例えば、押出機はタイヤや無限軌道によって走行するように構成されてもよい。
押出機１０は、必要に応じて他のフレーム部材や梁部材を含んでもよい。
傾斜梁部材２８、第２傾斜梁部材４２および第３傾斜梁部材４６はたすきがけ構造を有してもよい。
これらの変形例は実施の形態と同様の作用・効果を奏する。
【００３９】
上述した各実施形態と変形例の任意の組み合わせもまた本発明の実施形態として有用である。組み合わせによって生じる新たな実施形態は、組み合わされる各実施形態および変形例それぞれの効果をあわせもつ。
【符号の説明】
【００４０】
１０・・押出機、  １２・・脚部材、  １８・・車輪ユニット、  ２０・・第１支持構造、  ２２・・第１梁部材、  ２４・・第２梁部材、  ２６・・架設梁部材、  ２８・・傾斜梁部材、  ３０・・第１床構造、  ３２・・第２床構造、  ４０・・第２支持構造、  ４２・・第２傾斜梁部材、  ４６・・第３傾斜梁部材、  ５０・・コークス炉、  ５１・・炉口、  ５２・・炭化室、  ５４・・押出ラム、  ５６・・レール、  ８０・・コークス、  １００・・コークス炉設備。
【図１】
2019137767.tif 000003
【図２】
2019137767.tif 000004
【図３】
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