(57)【要約】【課題】構成が簡素化され、十分に掃除でき、しかも、耐火物を傷める可能性を抑制した炉蓋掃除装置、及び、これを用いた炉蓋の掃除方法を提供する。【解決手段】コークス炉の炉蓋Ｌの少なくとも側方部を掃除する掃除部２を備え、前記掃除部２は、上方に設けられており、前記炉蓋Ｌに対する物理的な接触により、前記炉蓋Ｌに付着した付着物の除去を行うスクレーパー２１と、下方に設けられており、供給された高圧水をその水圧により前記炉蓋Ｌに付着した付着物の除去を行う水噴射ガン２２と、の組み合わせを一組として備え、前記スクレーパー２１と前記水噴射ガン２２は、所定範囲において移動するように構成されている、炉蓋掃除装置１である。【選択図】図１
2019172734.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炉蓋を掃除するための炉蓋掃除装置であり、
前記炉蓋掃除装置は、
昇降可能な昇降台と、
前記昇降台に上下方向の駆動力を与える昇降装置と、
前記昇降台に設けられ、前記炉蓋の少なくとも側方部を掃除する掃除部と、
前記掃除部に対して横方向の駆動力を与える駆動装置と、を備え、
前記掃除部は、
上方に設けられており、前記炉蓋に対する物理的な接触により、前記炉蓋に付着した付着物の除去を行うスクレーパーと、
下方に設けられており、供給された高圧水をその水圧により前記炉蓋に付着した付着物の除去を行う水噴射ガンと、
の組み合わせを一組として備え、
前記スクレーパーと前記水噴射ガンは、前記駆動装置により所定範囲において移動するように構成されている、炉蓋掃除装置。
【請求項２】
前記駆動装置は前記昇降台に設けられ、
前記スクレーパーと前記水噴射ガンとは、前記駆動装置により、回転軸を中心に回転するように構成されており、
前記掃除部は、前記スクレーパーと前記水噴射ガンの前記一組を一方側と他方側の一対有するよう構成されている、請求項１に記載の炉蓋掃除装置。
【請求項３】
前記駆動装置は、前記一方側と他方側の一対を構成する前記スクレーパーと前記水噴射ガンの各組を前記一方側と他方側で独立して駆動させる、請求項２に記載の炉蓋掃除装置。
【請求項４】
前記昇降装置と前記駆動装置とを制御する制御部を備える、請求項１〜３のいずれかに記載の炉蓋掃除装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の炉蓋掃除装置を用いた、コークス炉の炉蓋の掃除方法であって、
前記掃除部のうちで前記スクレーパーを使用することにより前記炉蓋の下部を掃除する、炉蓋の掃除方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炉蓋を掃除するための炉蓋掃除装置、及び、これを用いた炉蓋の掃除方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、コークス炉の炉蓋を構成する耐火物とその周囲に設けられたガス道及びナイフエッジを掃除するための炉蓋掃除装置が存在する。例えば、特許文献１に記載の装置である。この装置を用いて、炉内で石炭を乾留する最中に発生するタールやカーボン等の付着物が付着した炉蓋における、ガス道、ナイフエッジ、そして耐火物（具体的には耐火レンガ）の表面を掃除する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４７８３５５９号公報
【特許文献２】特許第５７７５８５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の装置では、炉蓋の側方部を掃除する「側面クリーナー」、炉蓋の下部を掃除する「下面クリーナー」、炉蓋の上部を掃除する「上面クリーナー」を別々に備えていた。しかし、このように側方部、上方部、下方部を掃除するために個別のクリーナーを備えるよう構成すると、炉蓋掃除装置の構造が複雑になってしまうという問題がある。
【０００５】
一方、特許文献２には、１台の掃除部である「噴出ノズル手段」が、耐火物からなる部材の側方部、下部、上部を掃除することが記載されている。しかし、耐火物の表面に高圧水を当てると、耐火物が削られてしまう可能性があるので、できれば避けるべきである。よって、前記問題への対処に当たって、この点も考慮する必要がある。
【０００６】
本発明は、前述したいくつかの問題に鑑み、構成が簡素化され、十分に掃除でき、しかも、耐火物を傷める可能性を抑制した炉蓋掃除装置、及び、これを用いた炉蓋の掃除方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、コークス炉の炉蓋を掃除するための炉蓋掃除装置であり、前記炉蓋掃除装置は、昇降可能な昇降台と、前記昇降台に上下方向の駆動力を与える昇降装置と、前記昇降台に設けられ、前記炉蓋の少なくとも側方部を掃除する掃除部と、前記掃除部に対して横方向の駆動力を与える駆動装置と、を備え、前記掃除部は、上方に設けられており、前記炉蓋に対する物理的な接触により、前記炉蓋に付着した付着物の除去を行うスクレーパーと、下方に設けられており、供給された高圧水をその水圧により前記炉蓋に付着した付着物の除去を行う水噴射ガンと、の組み合わせを一組として備え、前記スクレーパーと前記水噴射ガンは、前記駆動装置により所定範囲において移動するように構成されている、炉蓋掃除装置である。
【０００８】
この構成によると、スクレーパーが上方に位置し、水噴射ガンが下方に位置する掃除部により、炉蓋において耐火物で形成された部分のうち、特に汚れやすい下部にスクレーパーを当てることができる。また、スクレーパーと水噴射ガンが、駆動装置により所定範囲において移動するように構成されていることから、スクレーパーと水噴射ガンを移動させて、掃除を十分に行える。
【０００９】
また、前記駆動装置は前記昇降台に設けられ、前記スクレーパーと前記水噴射ガンとは、前記駆動装置により、回転軸を中心に回転するように構成されており、前記掃除部は、前記スクレーパーと前記水噴射ガンの前記一組を一方側と他方側の一対有するよう構成されこともできる。
【００１０】
この構成によると、スクレーパーと水噴射ガンの移動を、回転軸を中心とした回転運動とすることで、移動のための構成を簡略化できる。また、スクレーパーと水噴射ガンの一組を一方側と他方側の一対有するよう構成することで、炉蓋を一方側と他方側から掃除でき、効率的な掃除が可能である。
【００１１】
また、前記駆動装置は、前記一方側と他方側の一対を構成する前記スクレーパーと前記水噴射ガンの各組を前記一方側と他方側で独立して駆動させることもできる。
【００１２】
この構成によると、一対を構成するスクレーパーと水噴射ガンの各組を一方側と他方側で独立して駆動させることができることから、一方側と他方側の最適な駆動により、効率的な掃除が可能である。
【００１３】
また、前記昇降装置と前記駆動装置とを制御する制御部を備えることもできる。
【００１４】
この構成によると、制御部により昇降装置と駆動装置とを適切に動作させられる。
【００１５】
また本発明は、前記炉蓋掃除装置を用いた、コークス炉の炉蓋の掃除方法であって、前記掃除部のうちで前記スクレーパーを使用することにより前記炉蓋の下部を掃除するものである。
【００１６】
この方法によると、スクレーパーが上方に位置し、水噴射ガンが下方に位置する掃除部であっても、側方部を掃除するものと兼用して、炉蓋の下部を掃除できる。なお、この掃除部で炉蓋の上部を掃除することも可能である。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、炉蓋において耐火物で形成された部分のうち、特に汚れやすい下部にスクレーパーを当てやすい。しかも、スクレーパーにより炉蓋から除去された付着物が水噴射ガンに付着しても、水噴射ガンが故障しにくい。このため、構成が簡素化され、十分に掃除でき、しかも、耐火物を傷める可能性を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る炉蓋掃除装置の概略を示す側面図である。
【図２】前記炉蓋掃除装置の掃除部と炉蓋との関係（スクレーパーが断熱部の側面から離反した状態）を示す、図１におけるａ−ａ矢視断面図である。
【図３】前記炉蓋掃除装置の掃除部と炉蓋との関係（スクレーパーが断熱部の側面に当接した状態）を示す、図１におけるｂ−ｂ矢視断面図である。
【図４】前記炉蓋掃除装置の掃除部と炉蓋との関係（断熱部の上面を掃除する際の状態）を示す平面図である。
【図５】前記炉蓋掃除装置の水噴射ガンの構成の一例を示し、（ａ）は（ｂ）のｃ−ｃ端面図（中央部分のみ図示）、（ｂ）は縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実態に係る炉蓋掃除装置１について説明する。本実施形態の炉蓋掃除装置１は、図１に示すように、炉蓋Ｌの少なくとも側方部を掃除する掃除部２を備える。なお、図１では、掃除部２が上・中・下の３箇所に図示されているが、これは掃除部２の移動中における３状態（炉蓋Ｌにおける上方位置にある状態、中間位置にある状態、下方位置にある状態）を同時に一図で示したものであって、本実施形態の炉蓋掃除装置１は掃除部２を１台だけ備えている。
【００２０】
掃除部２は、スクレーパー２１と水噴射ガン２２との組み合わせを一組として備える。スクレーパー２１と水噴射ガン２２は、炉蓋Ｌの長手方向に沿って上下動して昇降可能な昇降台２３に取り付けられている。炉蓋掃除装置１は、上下方向に延びるレール部２４と昇降台２３に駆動力を与える昇降装置２５とを備えており、昇降台２３はレール部２４に沿って上下動する。１台の掃除部２には、２基のスクレーパー２１と２基の水噴射ガン２２とが備えられている。つまり、この１台の掃除部２は、スクレーパー２１と水噴射ガン２２の一組を一方側と他方側（図２〜図４上での左右側）の一対に有するよう構成されている。図２または図３に示すように、そのうちで１基のスクレーパー２１と１基の水噴射ガン２２との組み合わせが、掃除実施時において、炉蓋Ｌにおいて耐火物（耐火レンガ）により形成された部分である断熱部Ｂの幅方向における一方の側面Ｂ１と他方の側面Ｂ２にそれぞれ配置される。
【００２１】
スクレーパー２１は、炉蓋Ｌに対する物理的な接触により、炉蓋Ｌに付着した付着物の除去を行うものであって、主に、炉蓋Ｌにおいて断熱部Ｂの表面Ｂ１〜Ｂ４に付着した付着物を削り落とす。
【００２２】
スクレーパー２１は略円柱状とされており、側面にらせん状の突起（図面では斜線で略示している）を備えている。このスクレーパー２１が軸方向まわりに回転することにより、炉蓋Ｌに対して回転しつつ移動する突起が付着物を削り落とす。なお、スクレーパー２１の形状は略円柱状に限定されず、種々の形状に変更して実施できる。
【００２３】
また、水噴射ガン２２は、本実施形態では、供給された高圧水をその水圧により回転流に変換して噴射することができるように構成されている。ただし、この構成に限定されない。この水噴射ガン２２の基本構成は、出願人による特開２０１４−２３４４６６号公報に記載されたものと同様である。具体的には、図５（ｂ）に示すように、ケーシング２２１内に筒状のロータ２２２が回転可能に設けられている。ロータ２２２の下端部はリテーナ２２３により接触して支持されている。ケーシング内に形成されている空間２２４には、図５（ａ）に示すように、径方向にずれた位置に、例えば図示のように平行な関係で配置された吐出部２２５から外方へと高圧水Ｆが吐出されており、これにより生じた回転水流に押されることで、ロータ２２２が、上端部においてケーシング内面２２１１に沿う方向Ｒにように回転運動する。この回転運動によってロータ２２２の向きが刻々変化していくため、筒状であるロータ２２２の下端部から吐出される水流は、前記上端部の回転運動に応じた回転流となる。この回転流は、ケーシングの下端部に開口した噴射口２２６から外部に噴出される。
【００２４】
この水噴射ガン２２は、噴射口２２６から噴出された高圧水の水圧により、炉蓋Ｌに付着した付着物の除去を行うものであって、主に、炉蓋Ｌにおけるガス道Ｌ１及びナイフエッジＬ２に付着した付着物を水圧で弾き飛ばすことができる。
【００２５】
本実施形態では、水噴射ガン２２に供給され、噴出される高圧水の水圧は３０MPa以上５０MPa以下に設定されている。そして、水噴射ガン２２で形成される回転流の回転数が１０００rpmに設定されている。そして、水噴射ガン２２の噴射口から炉蓋Ｌまでの距離が１００mm以上１５０mm以下に設定されている。このような設定により、例えば油圧駆動装置により回転させる構造に比べると、水噴射ガン２２から噴射される高圧水の軌跡が密になり、掃除を十分に行える。
【００２６】
掃除部２においてスクレーパー２１は上方に設けられており、水噴射ガン２２は下方に設けられている。スクレーパー２１及び水噴射ガン２２は昇降台２３に対し、上方または下方から見た場合に所定範囲（所定角度）において、回転軸２６を中心に回転運動するように構成されている。この回転運動は、具体的には、各スクレーパー２１の基端側に上下に沿う軸線を有する回転軸２６が設けられており、この回転軸２６に接続された可動部材２７にスクレーパー２１及び水噴射ガン２２が固定されたことで、横方向の駆動力を与える駆動装置２８の駆動力を受けて可動部材２７が所定範囲を移動（具体的には回転）することによりなされる。そしてこの回転運動は、図２または図３に示すように、炉蓋Ｌにおける断熱部Ｂの側面Ｂ１，Ｂ２に対し、接近及び離反するような運動である。このようにスクレーパー２１及び水噴射ガン２２を回転運動させることで、掃除を十分に行える。また、スクレーパー２１と水噴射ガン２２の移動を、回転軸２６を中心とした回転運動とすることで、移動のための構成を簡略化できる。
【００２７】
前述のように、１台の掃除部２は、スクレーパー２１と水噴射ガン２２の一組を一方側と他方側の一対有するよう構成されている。このため、図４に示すように前記回転運動は、まず一方側（前記一対のうちで図４の左側に示された前記一組）が断熱部Ｂの左右方向における中心側に向かって動作され、その後、元の位置に復帰し、次に、他方側（前記一対のうちで図４の右側に示された前記一組）が断熱部Ｂの中心側に向かって動作する運動とできる。前記動作は、一方側と他方側の組（スクレーパー２１と水噴射ガン２２の組）の接触を防止するための動作で、掃除部２のうち一方側の組が元の位置に復帰すると同時に他方側の組を動作させてもよい。また、一方側と他方側を同時に動作させる運動とできる。一方側と他方側の各組を同時に動作させて断熱部Ｂの中心側に向かって移動させた後、断熱部Ｂの中心近傍まで移動すると、一方側は元の位置に復帰する方向に移動させ、他方側はそのまま移動して移動端で元の位置に復帰する方向に移動させる。この回転運動を適宜行うことにより、炉蓋Ｌの側面Ｂ１，Ｂ２に加えて下面Ｂ４も掃除できる。なお、当該１台の掃除部２で、上面Ｂ３を掃除することも可能である。この構成により、炉蓋Ｌを一方側と他方側から掃除できるので、効率的な掃除が可能である。また、一対を構成するスクレーパー２１と水噴射ガン２２の各組を一方側と他方側で独立して駆動させることができることから、一方側と他方側の最適な駆動により、更に効率的な掃除が可能である。
【００２８】
スクレーパー２１に着目すると、前記回転運動により、図３に示すように、掃除実施の時には断熱部Ｂの側面Ｂ１，Ｂ２に対してスクレーパー２１を当接させ、そうでない時には、図２に示すように、断熱部Ｂの側面Ｂ１，Ｂ２からスクレーパー２１を離反させることができる。なお、これらの時において、必ずしも水噴射ガン２２から高圧水が噴射されていなくてもよい。
【００２９】
また、スクレーパー２１は断熱部Ｂの下面Ｂ４の掃除にも用いられる（図４は、上面Ｂ３との関係を示しているが、下面Ｂ４との関係も同様である）。前記回転運動により、掃除実施の時には断熱部Ｂの下面Ｂ４に対してスクレーパー２１を当接させつつ、下面Ｂ４の全域をカバーすることができる。
【００３０】
一方、断熱部Ｂの上面Ｂ３の掃除の際、スクレーパー２１は用いられず水噴射ガン２２が用いられる。図４に示すように、前記回転運動により、掃除実施の時には断熱部Ｂの上面Ｂ３に対して水噴射ガン２２からの高圧水を当てつつ、上面Ｂ３の全域をカバーすることができる。
【００３１】
掃除部２が昇降機構により上下動する際の昇降範囲に関し、上端は、炉蓋Ｌの上部におけるナイフエッジＬ２に対して高圧水を噴射できるように水噴射ガン２２が存在する位置、具体的には、上面Ｂ３よりも上方の位置である（図１の上部に示された掃除部２）。また、下端は、炉蓋Ｌの断熱部Ｂにおける下面Ｂ４に対してスクレーパー２１を当接できる位置である（図１の下部に示された掃除部２）。
【００３２】
なお、炉蓋掃除装置１の他の構成として、詳細の図示及び説明をしないが、高圧水の供給源（貯水タンク、ポンプ、配管）、また、各部（特に昇降装置２５と駆動装置２８）を制御するための制御部を備えている。
【００３３】
以上のように構成された本実施形態の掃除部２では、スクレーパー２１が上方に位置し、水噴射ガン２２が下方に位置する。この位置関係によって、炉蓋Ｌにおいて耐火物で形成された断熱部Ｂのうち、付着物が下方に垂れること等により特に汚れやすい下部（下面Ｂ４）にスクレーパー２１を当てることができる。しかも、本実施形態では、水噴射ガン２２が供給された高圧水の水圧で回転流に変換される構成であるため、回転流を形成するための機構（例えば油圧駆動装置など）を水噴射ガン２２の外部に設置する必要がない。このため、掃除部２の構成を簡素化できる。また、外部に故障しやすい機構が存在しないことから、スクレーパー２１により炉蓋Ｌから除去された付着物が水噴射ガン２２に付着しても、水噴射ガン２２が故障しにくい点で有利である。
【００３４】
次に、この炉蓋掃除装置１を用いた、コークス炉の炉蓋Ｌの掃除方法について簡単に説明する。まず、コークス炉から取り外した炉蓋Ｌの、断熱部Ｂに向き合うように炉蓋掃除装置１を配置する。この状態で、掃除部２を昇降装置２５により上下動させて掃除する（上下動は一方向（片道方向）であり、往復させる必要はない）。その際、適宜、可動部材２７が所定範囲を回転する回転運動を併用する。このように、１台の掃除部２で炉蓋Ｌを掃除できるため、本実施形態の炉蓋掃除装置１では、簡素化された構成でありながら、効率の良い掃除が可能である。
【００３５】
また、前記掃除につき、炉蓋Ｌの上部に関しては、掃除部２のうちで水噴射ガン２２を単独使用することにより掃除する。本実施形態のように、スクレーパー２１が上方に位置し、水噴射ガン２２が下方に位置する掃除部２であっても、側方部を掃除するものと兼用して、炉蓋Ｌの下部を掃除できる点で有利である。なお、側方部及び下部と共に、上部を掃除することも可能である。
【００３６】
本発明に係る炉蓋掃除装置１は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることができる。
【００３７】
例えば、前記実施形態では１台の掃除部２で炉蓋Ｌの側方部（一方側、他方側）、下部、上部の四方すべてを掃除できるように構成されていた。しかし、これに限られず、例えば側方部（一方側、他方側）及び下部を１台の掃除部２で掃除するようにし、上部を他の１台の掃除部２で掃除するようにしてもよい。この場合の掃除装置は２台の掃除部２を備えることになるが、それであっても、側方部（一方側、他方側）、下部、上部の各々に対して別々の掃除部２を備えた構成に比べると、側方部と下部を１台の掃除部２でまとめて掃除できることから、炉蓋掃除装置１全体としての構成を簡素化できている点で有利である。
【００３８】
また、前記実施形態を構成する水噴射ガン２２は、供給された高圧水をその水圧により回転流に変換して噴射することができるように構成されていた。しかし、水噴射ガンの構成はこれに限定されず、例えば油圧駆動により水噴射ガン全体を運動させ、供給された高圧水を回転流等にするよう構成することもできる。
【００３９】
また、前記実施形態では、炉蓋Ｌの上部に対し、水噴射ガン２２を単独使用することにより掃除していた。しかしこれに限られず、例えば可動部材２７に上部専用のスクレーパーを設けておき、この上部専用のスクレーパーを必要によって水噴射ガン２２と併用して掃除することもできる。
【符号の説明】
【００４０】
１      炉蓋掃除装置
２      掃除部
２１    スクレーパー
２２    水噴射ガン
２３    昇降台
２５    昇降装置
２６    回転軸
２８    駆動装置
Ｌ      炉蓋
Ｌ１    ガス道
Ｌ２    ナイフエッジ
Ｂ      断熱部
【図１】
2019172734.tif 000003
【図２】
2019172734.tif 000004
【図３】
2019172734.tif 000005
【図４】
2019172734.tif 000006
【図５】
2019172734.tif 000007