(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室の開口部に取付けられるコークス炉炉蓋であって、
炉蓋本体に取付けられるシールプレートと、
前記シールプレートの外周部に取付けられ、前記コークス炉の炉枠を押圧可能なナイフエッジと、
前記ナイフエッジを押圧して前記炉枠に押し付ける複数のナイフエッジ押圧装置と、を有し、
前記ナイフエッジの背面に溝部が形成され、
前記溝部は、前記ナイフエッジの背面において前記複数のナイフエッジ押圧装置の各々による挟持位置に形成され、
前記ナイフエッジ押圧装置の先端とナイフエッジの背面との間に介在される横向片をさらに有し、
前記溝部は、前記ナイフエッジの背面において前記横向片の各々による挟持位置に複数形成されたことを特徴とするコークス炉炉蓋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉において炭化室の開口部に設置されるコークス炉炉蓋及びコークス炉炉蓋用ナイフエッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、コークス炉において、炭化室の窯口（以下、「開口部」ともいう。）にはコークス炉炉蓋（以下、単に「炉蓋」ともいう。）が設置されている（例えば、特許文献１参照）。この炉蓋が炭化室を外気から遮断し、炭化室への外気の流入を防ぐとともに、炭化室内で石炭乾留時に発生する硫黄・コールタール・ピッチ等を含む石炭由来のガスが外部に流出するのを防いでいる。
【０００３】
図６は、従来のコークス炉炉蓋の全体を示す図である。図６（ａ）は従来のコークス炉炉蓋１００の全体側面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）を右方から見た図である。
【０００４】
図６に示すように、従来の炉蓋１００は、当該炉蓋１００の外周に沿って配設されるナイフエッジ１２０と、当該炉蓋１００の外周に沿って複数並設されるナイフエッジ押圧装置１３０とを備える。
【０００５】
図７は、従来のコークス炉炉蓋のガスシール機構の一例を示す断面図である。図７では、図６（ｂ）のＢ−Ｂにおける断面図を示している。なお、以下の説明においては、図６と同様の構成要素については同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【０００６】
図７に示すように炉蓋１００は、シールプレート１１０、ナイフエッジ１２０、ナイフエッジ押圧装置１３０等を備え、炭化室３００の開口部３００Ａに設置される。なお、ここでの開口部３００Ａは、炭化室３００内で製造されるコークスの押出側又は排出側の開口部である。
【０００７】
シールプレート１１０は、開口部３００Ａを外気から遮断し密閉するためのダイヤフラムである。ナイフエッジ１２０は、シールプレート１１０の外周部に溶接固定され、その刃先が炉枠４００のシート面４００ａに押付けられてシールプレート１１０による密閉を確実にするためのものである。ナイフエッジ押圧装置１３０は、ナイフエッジ１２０を押圧して炉枠４００のシート面４００ａに押し付ける例えばばね内蔵シリンダーである。
【０００８】
このような炉蓋において、特許文献１には、炉蓋の上下域（図６（ａ）の上下域）からのガス漏れを防止すべく、ナイフエッジの上下域の前後方向幅（図６（ａ）の横方向幅）を小さくして前後方向に弯曲可能に形成し、ばね内蔵シリンダーによる押圧力を炉蓋側で十分支持することができるようにして上下域のナイフエッジを弯曲させ間隙を閉塞可能にする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１０−７７４８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、上記特許文献１に開示されている技術によれば、炉蓋の上下域のナイフエッジがばね内蔵シリンダーの力によって反った炉枠に倣って弯曲し、炉枠のシート面に生じる間隙を閉塞し得て炉内ガスの漏出を防止し得る効果がある。
【００１１】
しかしながら、永年経過により炉枠のシート面に熱影響で曲り変形が発生したり、ばね内蔵シリンダー間に炉枠のシート面の凹凸曲りが発生したりした場合（例えば、図４の炉枠４０を参照）には、ナイフエッジの先端をシート面に追従密着させることができなかった。これは、ナイフエッジの剛性が高く、変形しにくいためである。
【００１２】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであって、ナイフエッジの先端をシート面に柔軟に追従密着させることによって、ガスシール性を向上させるコークス炉炉蓋及びコークス炉炉蓋用ナイフエッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記の目的を達成するために、本発明に係るコークス炉炉蓋は、コークス炉の炭化室の開口部に取付けられるコークス炉炉蓋であって、炉蓋本体に取付けられるシールプレートと、前記シールプレートの外周部に取付けられ、前記コークス炉の炉枠を押圧可能なナイフエッジと、前記ナイフエッジを押圧して前記炉枠に押し付ける複数のナイフエッジ押圧装置と、を有し、前記ナイフエッジの背面に溝部が形成され、前記溝部は、前記ナイフエッジの背面において前記複数のナイフエッジ押圧装置の各々による挟持位置に形成され、前記ナイフエッジ押圧装置の先端とナイフエッジの背面との間に介在される横向片をさらに有し、前記溝部は、前記ナイフエッジの背面において前記横向片の各々による挟持位置に複数形成されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、ナイフエッジの先端をシート面に柔軟に追従密着させることによって、ガスシール性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態に係るコークス炉炉蓋の全体を示す図である。
【図２】本実施形態に係るコークス炉炉蓋の一例を示す断面図である。
【図３】本実施形態に係るナイフエッジ押圧装置下端部及びナイフエッジの一例を示す分解斜視図である。
【図４】本実施形態に係るナイフエッジが炉蓋のシート面に追従密着する様子を説明する図である。
【図５】本実施形態に係るナイフエッジ押圧装置下端部及びナイフエッジの他の例を示す分解斜視図である。
【図６】従来のコークス炉炉蓋の全体を示す図である。
【図７】従来のコークス炉炉蓋のガスシール機構の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【００１８】
図１は、本実施形態に係るコークス炉炉蓋の全体を示す図である。図１（ａ）は本実施形態に係るコークス炉炉蓋１の全体側面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）を右方から見た図である。
【００１９】
図１に示すように、本実施形態に係る炉蓋１は、当該炉蓋１の外周に沿って配設されるナイフエッジ１５と、当該炉蓋１の外周に沿って等間隔で複数並設されるナイフエッジ押圧装置１７とを備える。
【００２０】
図２は、本実施形態に係るコークス炉炉蓋の一例を示す断面図である。図２では、図１（ｂ）のＡ−Ａにおける断面図を示している。なお、以下の説明においては、図１と同様の構成要素については同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００２１】
図２に示すように、本実施形態に係る炉蓋１は、炉蓋本体１１、耐火物１２、シールプレート１３、スライドプレート１４、ナイフエッジ（コークス炉炉蓋用ナイフエッジ）１５、冷却空間１６、ナイフエッジ押圧装置１７、調整ネジ１８、皿バネ１９、炉蓋閂２０等を有し、炭化室３０の開口部３０Ａに設置される。なお、ここでの開口部３０Ａは、炭化室３０内で製造されたコークスを押出側又は排出側の開口部分である。
【００２２】
炉蓋１は、炭化室３０の開口部３０Ａに取付けられる装脱式の蓋である。この炉蓋１は炭化室３０を外気から遮断し、炭化室３０内で発生した石炭由来のガスが外部に流出しないように密閉する。この炉蓋１は、炭化室３０からコークスを取り出す際に脱着される。
【００２３】
炉蓋本体１１は、炉蓋１の本体部分であり、スライドプレート１４を介して耐火物１２やシールプレート１３等が取付けられる鋳鉄製の剛性体フレームである。
【００２４】
耐火物１２は、炉蓋本体１１に取付けられる耐熱煉瓦であり、炉蓋本体１１を石炭乾留時の高熱から断熱保護する。併せて、炭化室３０の内部温度を保持し、石炭乾留に要する熱量の低減に寄与する。
【００２５】
シールプレート１３は、スライドプレート１４を介して炉蓋本体１１に取付けられるダイヤフラムである。このシールプレート１３と後述するナイフエッジ１５とにより、炭化室３０の開口部３０Ａは密閉される。このシールプレート１３は柔軟に湾曲する部材、例えばＳＵＳで形成される。これにより、炉枠４０に曲りや前後方向の変位が生じた場合であっても、ナイフエッジ１５が炉枠４０のシート面４０ａに密着するようナイフエッジ押圧装置１７でナイフエッジ１５を追従させ、炭化室３０の密閉性を確保することができる。なお、図１に示すシールプレート１３は段差なしのフラットタイプであるが、このタイプに限定されるものではない。段差ありのプレスタイプであっても良い。
【００２６】
ナイフエッジ１５は、シールプレート１３の外周部に溶接固定され、ナイフエッジ押圧装置１７を介して炉蓋本体１１に取付けられる。このナイフエッジ１５の刃先は炉枠４０のシート面４０ａを押圧可能であり、刃先が炉枠４０のシート面４０ａに押付けられることによって、シールプレート１３による炭化室３０の密閉を確実なものにする。また、ナイフエッジ１５は炉枠４０のシート面４０ａに付着した異物をその刃先で切断する。このナイフエッジ１５は、高張力鋼板（ハイテン鋼）、ＳＵＳ、ジュコール鋼等で形成され、剛性が要求される。本実施形態に係るナイフエッジ１５の詳細については図３〜図５を用いて後述する。
【００２７】
冷却空間１６は、シールプレート１３の裏面と炉蓋本体１１との間に設けられた空気冷却スペースである。この冷却空間１６が設けられることによって、炭化室３０の内部熱によって生じる炉蓋本体１１の熱変形を防止することができる。
【００２８】
ナイフエッジ押圧装置１７は、ナイフエッジ１５を押圧して炉枠４０のシート面４０ａに押し付ける例えばバネ内蔵シリンダーである。このナイフエッジ押圧装置１７は、ナイフエッジ１５の圧接力を調整する。調整ネジ１８は、炉蓋本体１１と耐火物１２、シールプレート１３及びスライドプレート１４との位置を調整するためのネジである。皿ばね１９は、炭化室３０内の石炭からの押圧（図中、Ｗ）、石炭のガス圧（図中、Ｐ）、ナイフエッジ１５の押圧の反作用の力（図中、ｆ）を足し合わせた力と釣り合う力（図中、Ｆ）を、炉蓋本体１１から炭化室３０側に付与する。
【００２９】
炉蓋閂２０は、炉側に設けられた専用のブラケット２０Ａに係合し、炉蓋１を炭化室３０側に押付け支持するための固定バーである。
【００３０】
炉枠４０は、炭化室３０側に形成される金型であって、ナイフエッジ１５が当該炉枠４０のシート面４０ａに押付けられることで炉蓋１とのシール部分を構成する。
【００３１】
以上、本実施形態に係る炉蓋１の全体構成について説明を行ってきたが、本実施形態に係る炉蓋１では、後述するようにナイフエッジ１５の背面に溝部を設けている。この溝部でナイフエッジ１５を屈曲させることによって、永年経過により炉枠４０のシート面４０ａに熱影響で曲り変形が発生したり、ナイフエッジ押圧装置１７間にシート面４０ａの凹凸曲りが発生したりした場合であっても、ナイフエッジ１５の刃先をシート面４０ａに柔軟に追従密着させ、ガスシール性を向上させることができる。
【００３２】
［ナイフエッジの一例］
図３は、本実施形態に係るナイフエッジ押圧装置下端部及びナイフエッジの一例を示す分解斜視図である。図４は、本実施形態に係るナイフエッジが炉蓋のシート面に追従密着する様子を説明する図である。
【００３３】
図３に示すように、ナイフエッジ１５の背面１５ａにおいて、各ナイフエッジ押圧装置１７の内側先端部１７ａ及び外側先端部１７ｂによって挟持される位置に切欠状の溝部（スリット）１５ｂが形成される。図３に示す溝部１５ｂは略Ｕ字状の溝であるが、他の形状例えば略四角状の溝であってもよいし、溝部１５ｂ毎に形状を異ならせても良い。このような溝部１５ｂが、ナイフエッジ１５の全周の背面１５ａにおいて、各ナイフエッジ押圧装置１７の内側先端部１７ａ及び外側先端部１７ｂの直近位置に切削加工により形成される。溝部１５ｂの深さはナイフエッジ１５の高さの略３０％〜６０％であることが望ましいが、この深さに限定されるものではない。
【００３４】
このような構成により、各ナイフエッジ押圧装置１７の内側先端部１７ａ及び外側先端部１７ｂの間の溝部１７ｃが、対応する溝部１５ｂを包み込んだ状態でナイフエッジ１５を挟持する。
【００３５】
図４では、図３に示すナイフエッジ１５を用いて、当該ナイフエッジ１５の刃先を炉蓋４０のシート面４０ａに追従密着させる様子を例示している。図４は炉蓋１の一部拡大側面図である。
【００３６】
図４に示す炉枠４０のシート面４０ａは、側面視凸凹に変形している。そこで、ナイフエッジ１５の刃先をシート面４０ａに追従密着させるべく、各ナイフエッジ押圧装置１７−１〜１７−４による押圧量を制御する。
【００３７】
そうすると、シート面４０ａの変形に倣ってナイフエッジ１５の溝部１５ｂ−１は上方に向かって幅狭に変形し、溝部１５ｂ−２は上方に向かって幅広に変形する。また、溝部１５ｂ−３は溝部１５ｂ−１と同様に上方に向かって幅狭に変形し、溝部１５ｂ−４は左側のみが上方に向かって幅広に変形する。すなわちシート面４０ａの変形に追従密着するために、ナイフエッジ１５は隣り合う溝部１５ｂの間毎に谷折りや山折りに変形する。このように、ナイフエッジ１５の各溝部１５ｂ−１〜１５ｂ−４の変形を利用することによって、ナイフエッジ１５の刃先をシート面４０ａの凹凸に柔軟に追従密着させることができる。また隣り合う溝部間の曲がりが、更に隣の溝部間の形状に影響しないようにしている。
【００３８】
以上説明してきた図４はあくまで一例であるが、本実施形態に係るナイフエッジ１５によれば、ナイフエッジ１５と炉枠４０のシート面４０ａとの間に発生する炉枠４０のシート面４０ａの凹凸曲りに応じて、ナイフエッジ１５の背面１５ａに設けた溝部１５ｂを変形させている。
【００３９】
これにより、ナイフエッジ１５の刃先をシート面４０ａに柔軟に追従密着させ、ガスシール性を向上させた炉蓋１及びナイフエッジ１５を提供することができる。言い換えると、ナイフエッジ１５の本来の機能である異物の押切やガスシールに必要なナイフ剛度は維持した状態で、炉枠４０の変形に追従し、ガスシール性を向上させることができる。
【００４０】
［ナイフエッジの他の例］
以上、図３及び図４を用いてナイフエッジ１５の一例を説明してきた。ここでは、ナイフエッジ１５の他の例を説明する。なお、以下に説明を行う他の例では、前述のナイフエッジ１５及びナイフエッジ押圧装置１７を、それぞれナイフエッジ２５、ナイフエッジ押圧装置２７に置き換えるものとする。
【００４１】
図５は、本実施形態に係るナイフエッジ押圧装置下端部及びナイフエッジの他の例を示す分解斜視図である。
【００４２】
ナイフエッジ２５は、前述のナイフエッジ１５の溝部１５ｂよりも溝部２５ｂ間の間隔が狭い点がナイフエッジ１５と相違する。ナイフエッジ押圧装置２７は、先端の溝部２７ｃの幅ｈが前述のナイフエッジ１７の溝部１７ｃの幅よりも広い点がナイフエッジ押圧装置２７と相違する。
【００４３】
図５に示すように、ナイフエッジ２５の背面２５ａとナイフエッジ押圧装置２７との間に横向片２１を介在させる。そして、横向片２１の中央部背面２１ａにナイフエッジ押圧装置２７の内側先端部２７ａ、外側先端部２７ｂ及び溝部２７ｃを接触させて押圧することにより、ナイフエッジ２５への押圧部分を増やす。なお、横向片２１の中央部背面２１ａは、ナイフエッジ押圧装置２７の横方向ずれを防止可能に凹んだ構造となっている。
【００４４】
更に、図５に示すように、ナイフエッジ２５の背面２５ａにおいて、各横向片２１の横方向両端の内側先端部２１ｂ及び外側先端部２１ｃによって挟持される位置に二つの切欠状の溝部２５ｂが形成される。図５に示す溝部２５ｂは略Ｕ字状の溝であるが、他の形状例えば略四角状の溝であってもよいし、溝部２５ｂ毎に形状を異ならせても良い。このような溝部２５ｂは、ナイフエッジ２５の全周の背面２５ａにおいて、各横向片２１の内側先端部２１ｂ及び外側先端部２１ｃの直近位置に切削加工により形成される。溝部２５ｂの深さはナイフエッジ２５の高さの略３０％〜６０％であることが望ましいが、この深さに限定されるものではない。
【００４５】
このような構成により、各横向片２１の内側先端部２１ｂ及び外側先端２１ｃの間の溝部２１ｄが、対応する二つの溝部２５ｂを包み込んだ状態でナイフエッジ２５を挟持する。
【００４６】
このように横向片２１を介してナイフエッジ押圧装置２７とナイフエッジ２５を接続することにより、ナイフエッジ２５の背面２５ａに形成される溝部２５ｂの個数を多くしている。そのため、前述したナイフエッジ１５による効果に加え、シート面４０ａの凹凸小曲りの特に多い部位であっても、ナイフエッジ２５の刃先をシート面４０ａに追従密着させることができる。
【００４７】
なお、図５に示す例では、一つの横向片２１に対して溝部２５ｄを二つ形成しているが、一つの横向片２１に対して形成される溝部２５ｄの個数はこの場合に限定されるものではない。三つ以上であってもよい。また、ナイフエッジ押圧装置２７とナイフエッジ２５との間に一段の横向片２１を介在させているが、この段数に限定されるものではない。二段以上の横向片２１を介在させてもよい。
【００４８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【符号の説明】
【００４９】
１  炉蓋
１３  シールプレート
１５、２５  ナイフエッジ
１５ａ、２５ａ  背面
１５ｂ、２５ｂ  溝部
１７、２７  ナイフエッジ押圧装置
２１  横向片
３０  炭化室
３０ａ  開口部
４０  炉枠
４０ａ  シート面
【図１】
0006474980.tif 000002
【図２】
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【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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