(57)【要約】【課題】コークス炉の各炭化室の両側開口部に設置した炉蓋に形成したガス通路に燃焼用ガスを供給するにあたって、多大な労力をかけることなく、かつメンテナンスを頻繁に行う必要もなく、簡単な構成で燃焼用ガスを供給することができる技術を提供すること。【解決手段】コークス炉の各炭化室１０の両側開口部に設置した炉蓋２０に形成され、炭化室１０と連通するガス通路２１に、燃焼用ガスを供給するコークス炉炉蓋の燃焼用ガス供給装置において、各炉蓋２０に、燃焼用ガスをガス通路２１に供給するための燃焼用ガス供給路５０を設けると共に、燃焼用ガス供給路５０に開閉弁６０を設け、コークス炉の移動機械に、開閉弁６０を開閉する弁開閉手段を設けた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の各炭化室の両側開口部に設置した炉蓋に形成され、炭化室と連通するガス通路に、燃焼用ガスを供給するコークス炉炉蓋の燃焼用ガス供給装置であって、
各炉蓋に、燃焼用ガスを前記ガス通路に供給するための燃焼用ガス供給路を設けると共に、前記燃焼用ガス供給路に開閉弁を設け、
コークス炉の移動機械に、前記開閉弁を開閉する弁開閉手段を設けてなる、コークス炉炉蓋の燃焼用ガス供給装置。
【請求項２】
前記弁開閉手段は、前記開閉弁を開にする開手段と、前記開閉弁を閉にする閉手段とを個別に備えてなる、請求項１に記載のコークス炉炉蓋の燃焼用ガス供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の各炭化室の両側開口部に設置した炉蓋に形成され、炭化室と連通するガス通路に、燃焼用ガスを供給するコークス炉炉蓋の燃焼用ガス供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、コークス炉は、炉体の下部に蓄熱室が配置されると共に、その上部に燃焼室と炭化室とが交互に配列されてなり、炭化室の上部に設けた装入口から石炭を装入し、燃焼室からの伝熱により炭化室内（炉内）で石炭を乾留しコークスを製造する。炭化室内に装入された石炭の乾留が終了すると、各炭化室の両側の開口部に設置した炉蓋を開放する。次いで、一側の開口部側に配置された押出機によって炭化室内のコークスを他側の開口部から排出し、ガイド車を介してコークス乾式消火設備（ＣＤＱ）用のバケットあるいは消火車に回収する。
【０００３】
このようにコークス炉においては、コークスの排出の都度、炉蓋が開放され、また、乾留中も炉蓋は外気に晒されるので、特に炭化室の両側開口部近傍において熱放散が大きくなる。したがって、炭化室の両側開口部近傍では、中央部より乾留（コークス化）が遅れることが避けられない。
【０００４】
その対策の一つとして、炉蓋に加熱機能を持たせるため、炉蓋に形成したガス通路に燃焼用ガス（空気又は酸素）を吹き込む技術が知られている。例えば特許文献１には、コークス炉で石炭を乾留する際に発生するコークス炉ガスを炉蓋に形成したガス通路へ導入し、乾留中に燃焼用ガスを吹き込んでコースク炉ガスを燃焼させ、炭化室の両側開口部（窯口部）の石炭の乾留を促進する方法において、燃焼用ガスをコークス炉の炉頂より炉蓋に導き、炉高方向の任意の複数位置からガス通路へ吹き込む技術が開示されている。
【０００５】
しかし、特許文献１の技術では炉蓋外から炉蓋に燃焼用ガスを導く必要があり、そのためのガス配管は、炭化室からコークスを排出するために炉蓋を開放及び閉止する度毎に炉蓋と脱着する必要がある。例えば、炭化室が１００室あり各炭化室から２０時間毎にコークスを排出する場合、平均して１２分間毎に脱着が必要である。特許文献１の技術ではガス配管の脱着にワンタッチ脱着機構を採用しているものの、その脱着には作業者の操作が必要であり、その労力は多大である。
【０００６】
一方、特許文献２には、空気吸引パイプに圧縮コイルバネを介して閉塞弁盤を設け、この閉塞弁盤を炉内圧の変化に対応して自己制御動作で開閉する技術が開示されている。しかし、特許文献２の技術を実施するには、炉内圧が−１〜−１５ｍｍＡｑという微小圧力下で制御を行う必要があるため、圧縮コイルバネは通常のバネ設計ができず、制御動作の安定性に問題があると共に、メンテナンスにも労力を要する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平９−４８９７３号公報
【特許文献２】特開２００６−６３２９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、コークス炉の各炭化室の両側開口部に設置した炉蓋に形成したガス通路に燃焼用ガスを供給するにあたって、多大な労力をかけることなく、かつメンテナンスを頻繁に行う必要もなく、簡単な構成で燃焼用ガスを供給することができる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するにあたり、本発明者らが炭化室への燃焼用空気の供給の必要性について研究した結果、燃焼用空気を供給する時期は、炉内圧が負圧になる乾留の中期ないし末期だけで十分であることがわかった。このことから本発明者らは、燃焼用ガスを供給するための燃焼用ガス供給路に開閉弁を設け、炉内圧が正圧になる乾留の初期は開閉弁を閉め、炉内圧が負圧になる乾留の中期ないし末期に開閉弁を開けるようにすれば、簡単な構成で必要十分な燃焼用空気の供給が可能になるという発想を得、更に、開閉弁を開閉する弁開閉手段をコークス炉の移動機械に設けることに想到し、本発明を完成させるに至った。
【００１０】
すなわち本発明によれば、コークス炉の各炭化室の両側開口部に設置した炉蓋に形成され、炭化室と連通するガス通路に、燃焼用ガスを供給するコークス炉炉蓋の燃焼用ガス供給装置であって、各炉蓋に、燃焼用ガスを前記ガス通路に供給するための燃焼用ガス供給路を設けると共に、前記燃焼用ガス供給路に開閉弁を設け、コークス炉の移動機械に、前記開閉弁を開閉する弁開閉手段を設けてなる、コークス炉炉蓋の燃焼用ガス供給装置が提供される。
【００１１】
本発明において、前記弁開閉手段は、前記開閉弁を開にする開手段と、前記開閉弁を閉にする閉手段と個別に備えたものとすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、炉蓋側に開閉弁を設け、移動機械側に弁開閉手段を設けるという簡単な構成で、必要十分な燃焼用空気の供給が可能になる。すなわち、コークス炉の各炭化室の両側開口部に設置した炉蓋に形成したガス通路に燃焼用ガスを供給するにあたって、多大な労力をかけることなく、かつメンテナンスを頻繁に行う必要もなく、簡単な構成で燃焼用ガスを供給することができる。また、弁開閉手段をコークス炉に付帯する移動機械（押出機及びガイド車）に設置することで、多大な費用をかけることなく設置できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施例による燃焼用ガス供給装置の構成を概念的に示す平面図である。
【図２】図１の燃焼用ガス供給装置を適用したコークス炉の炭化室及びコークス炉炉蓋の構成を示し、（ａ）はその概略縦断面図、（ｂ）は開閉弁の正面図である。
【図３】弁開閉手段（開手段）の構成の一例を概念的に示す説明図である。
【図４】コークス炉の炭化室において、石炭の装入からコークスの排出まで間の炭化室の内圧（炉内圧）の変化を概念的に示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面に示す実施例に基づき本発明の実施の形態を説明する。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例による燃焼用ガス供給装置の構成を概念的に示す平面図、図２は、図１の燃焼用ガス供給装置を適用したコークス炉の炭化室及びコークス炉炉蓋の構成を示し、（ａ）はその概略縦断面図、（ｂ）は開閉弁の正面図である。
【００１６】
先に説明したとおりコークス炉は、炉体の下部に蓄熱室が配置されると共に、その上部に燃焼室と炭化室とが交互に配列されてなる。図１では燃焼室を省略して示しており、複数（実施例では１００室）の炭化室１０が炉団長方向に配列され、各炭化室１０の両側開口部には炉蓋２０が設置されている。また、これらの炭化室１０の両側には、コークス炉の移動機械である押出機３０及びガイド車４０が炉団長方向に移動可能に配置されている。押出機３０及びガイド車４０は周知のとおり、押出機３０の押出ラム３１による炭化室１０からのコークスの排出動作に合わせて相互に同調して移動する。なお、図示は省略しているが、コークスが排出された炭化室に再度石炭を装入する装入車（装炭車）も、押出機３０及びガイド車４０と同調して移動する。
【００１７】
図２（ａ）に示すように、各炭化室１０の両側開口部に設置される炉蓋２０の内側（炭化室１０側）には、炭化室１０に連通するガス通路２１が炉高方向に伸びるように形成されている。そして、各炉蓋２０には、そのガス通路２１に燃焼用ガス（外気）を供給するための燃焼用ガス供給路５０が設けられている。実施例では、炉高方向の２箇所に燃焼用ガス供給路５０が設けられ、各燃焼用ガス供給路５０の炉外側の端部に開閉弁６０が設けられている。開閉弁６０は例えばボールバルブとすることができ、図２（ｂ）に示すように、弁アーム６１が実線の位置にあるときは閉となり、破線の位置まで回転させると開となる。
【００１８】
一方、図１に示すように、押出機３０及びガイド車４０には、開閉弁６０を開閉するための弁開閉手段７０が設けられている。実施例において弁開閉手段６０は、開閉弁６０を開にする開手段７１と、開閉弁６０を閉にする閉手段７２とを個別に備えている。
【００１９】
図３は、開手段７１の構成の一例を概念的に示す説明図である。開手段７１は、第１エアシリンダ７１ａ、第２エアシリンダ７１ｂ及び弁開閉アーム７１ｃを備えている。第２エアシリンダ７１ｂは、第１エアシリンダ７１ａのシリンダロッドの先端に装着されており、第１エアシリンダ７１ａの駆動により進退する。また、弁開閉アーム７１ｃは第２エアシリンダ７１ｂに装着されており、第２エアシリンダ７１ｂの駆動により上下方向に回転する。
【００２０】
開手段７１による開閉弁６０の開操作は、次のとおりである。まず、図３（ａ）の初期位置から第１エアシリンダ７１ａを駆動させて第２エアシリンダ７１ｂ及び弁開閉アーム７１ｃを前進させ、弁開閉アーム７１ｃの先端を開閉弁６０の弁アーム６１に引っ掛ける。その状態で、第２エアシリンダ７１ｂを駆動させて、図３（ｂ）に示すように弁開閉アーム７１ｃを上方に回転させる。これにより、開閉弁６０が開となる。その後、第１エアシリンダ７１ａ及び第２エアシリンダ７１ｂを駆動させて図３（ａ）の初期位置に戻す。
【００２１】
一方、閉手段７２については詳細な説明は省略するが、図３に示した開手段７１と同様の構成により、開閉弁６０を閉にできることは当業者に自明である。なお、これらの開手段７１及び閉手段７２の駆動源となる圧縮空気は、図１に示す駆動源７３から供給される。
【００２２】
次に、本実施例の燃焼用ガス供給装置の動作を説明する。
【００２３】
図４は、コークス炉の炭化室において、石炭の装入からコークスの排出まで間（実施例では２０時間）の炭化室の内圧（炉内圧）の変化を概念的に示す。同図に示すように、乾留の初期はガス発生量が多く炉内圧は正圧となるが、炉内ガスはコークス炉の上昇管１１（図２参照）から炉外に強制的に排出され、乾留の中期ないし末期ではガス発生量が減少するため、乾留の中期ないし末期になると炉内圧は負圧になる。
【００２４】
本発明では、この炉内圧が負圧になる乾留の中期ないし末期に開閉弁６０を開けることで、負圧を利用して燃焼用ガス（外気）を炭化室１０に供給する。そして、乾留が終わってコークス排出後、次の石炭が装入される前に開閉弁６０を閉める。これにより、炉内圧が正圧になる乾留の初期に炉内ガスが吹き出すことを防止する。これらの開閉弁６０の開閉のタイミングは、コークス炉の操業パターンに合せて適宜設定すればよい。要するに、各炭化室について、乾留の中期ないし末期に開閉弁６０を開け、次の石炭が装入される前に開閉弁６０を閉めるというサイクルを維持できればよく、そのサイクルを維持できるようコークス炉の移動機械（押出機３０及びガイド車４０）の移動パターンを設定すればよい。
【００２５】
なお、前記実施例では本発明の弁開閉手段をコークス炉の移動機械として元々ある押出機３０及びガイド車４０に設けたが、他の適用例として、コークス炉の移動機械として、押出機、ガイド車に同調して移動する移動台車を各々設け、これらの移動台車に弁開閉機構を設けてもよい。この移動台車も本発明でいう「コークス炉の移動機械」である。
【００２６】
また、実施例では、弁開閉手段７０として、開閉弁６０を開にする開手段７１と、開閉弁６０を閉にする閉手段７２とを個別に設け、これらの開手段７１及び閉手段７２によって、炉長方向に並列する炭化室１０の開閉弁６０を同じタイミングで開閉するようにしたが、開手段７１及び閉手段７２を統合して一つの弁開閉手段７０とし、この弁開閉手段を炉長方向に移動可能として、各炭化室１０の開閉弁６０を開閉するようにすることもできる。また、実施例では、開手段７１及び閉手段７２としてエアシリンダを利用した機構を使用したが、開閉弁６０を開閉する機構としては、その他様々な機構が使用できることは、当業者に自明である。
【符号の説明】
【００２７】
１０  炭化室
１１  上昇管
２０  炉蓋
２１  ガス通路
３０  押出機（コークス炉の移動機械）
３１  押出ラム
４０  ガイド車（コークス炉の移動機械）
５０  燃焼用ガス供給路
６０  開閉弁
６１  弁アーム
７０  弁開閉手段
７１  開手段
７１ａ  第１エアシリンダ
７１ｂ  第２エアシリンダ
７１ｃ  弁開閉アーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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