(57)【要約】【課題】コークス炉の炭化室内のコークス塊にラム先端のラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出す際に、加振機構によってコークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置として、加振機構を適切に支持する構造を有したコークス押し出し装置を提供する。【解決手段】加振板２２ｂがラムヘッド２２内に配されたバネ３１を介してラムヘッド２２に連結されており、これによって、加振板２２ｂに掛かる押し出し反力Ｐ２をラム２０が受け止めるようになっているとともに、ラム２０には加振ロッド２９を支持するサポート軸受３２が配されており、これによって、加振機構（加振板２２ｂ、加振ロッド２９、加振機２８）の自重をラム２０が支えるようになっている。【選択図】図１
2008007532.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の炭化室内のコークス塊にラム先端のラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出す際に、コークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置であって、ラムヘッドの押し当て面の少なくとも一部を振動させるための加振機構を備えているとともに、該加振機構を支持する機構として、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とを備えていることを特徴とするコークス押し出し装置。
【請求項２】
加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とが分離していることを特徴とする請求項１に記載のコークス押し出し装置。
【請求項３】
加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構がラムヘッドに設けられていることを特徴とする請求項２に記載のコークス押し出し装置。
【請求項４】
加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構がラムロッドに設けられていることを特徴とする請求項２に記載のコークス押し出し装置。
【請求項５】
加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構が加振機構の後方に設けられていることを特徴とする請求項２に記載のコークス押し出し装置。
【請求項６】
加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とが一体化されていることを特徴とする請求項１に記載のコークス押し出し装置。
【請求項７】
板バネを用いて一体化されていることを特徴とする請求項６に記載のコークス押し出し装置。
【請求項８】
加振機構の変位を制限するためのストッパ機構が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【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、生成されたコークスを炭化室から押し出すためのコークス押し出し装置に関し、特に、押し出し負荷を低減して、炭化室の炉壁（側壁）の損傷を軽減し、炉壁の延命化を図ることができるコークス押し出し装置に関するものである。なお、本発明では、特に断らない限り、コークス炉は、室炉式コークス炉のことを言う。室炉式コークス炉は、炉体の下部に蓄熱室があり、その上部に燃焼室と炭化室とが交互に配列されている。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉において、炭化室内で石炭を乾留して生成されたコークス（コークス塊）を押し出し装置を用いて炭化室から押し出す際に、炭化室内でコークスの押し詰りを起こし、その結果、押し出し負荷が増大して、炭化室の炉壁に大きな力が作用し、炉壁を損傷することがある。押し詰りが激しい場合には、炉壁を破壊したり、あるいは押し出し装置で押し出すことができず炉の温度を下げてから、人力でコークスを掻き出したりする。このため、炉壁の補修費が増大するとか、炉の停止による生産量の低減を余儀なくされるなどの問題を抱えている。
【０００３】
それに対して、押し出し負荷を低減し、炉壁の損傷を防止するための技術として、以下のようなものが提案されている。
【０００４】
例えば、コークス炉の炭化室の炉底レンガを補修する際に、乾燥粉コークスを炭化室に入れ、乾燥粉コークスが炉底レンガ表面の凹部を埋めて平坦にすることによって、コークス押し出し時におけるコークス塊と炉底間の摩擦を低減する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、原料石炭を炭化室内へ装入するに先立ち、粒状（５ｍｍ以下）の耐火材料（グラファイトやＳｉ３Ｎ４など）を傾斜付きの炉底に敷き詰めておき、コークス押し出し時におけるコークス塊と炉底間の摩擦を低減して、結果として炉壁損傷を防ぐという技術も提案されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
また、特許文献３には、水平シャベルを上下に振動させて、炭化室内のコークスをバケット内に崩落させて、コークスを搬出する装置が開示されている。
【０００７】
なお、［発明が解決しようとする課題］の欄において、本出願人の未公開先行出願について説明するが、その出願番号をここに記載しておく。すなわち、特願２００５−３７７３１２号（未公開出願１）である。
【特許文献１】特開昭５９−１８７０８２号公報
【特許文献２】特開平８−１２０２７８号公報
【特許文献３】ソビエト連邦特許第９８１３４０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記の特許文献１、２に記載されている技術では、十分な押し出し負荷低減には結びつかない。
【０００９】
すなわち、前記の特許文献１、２に記載されている技術は、いずれも、コークス塊と炭化室炉底との摩擦力低減を図ろうとするものであるが、コークスの押し詰りの発生及び押し出し負荷の増大の主原因は、コークス塊と炭化室炉底との摩擦力ではなく、押し出し装置を用いてコークス塊の押し出しを行なう際に、押し出し装置のラムヘッドで押されたコークス塊が変形・崩壊して、押し出し方向と直交する水平方向にひろがることにより、コークス塊と炭化室炉壁との摩擦力が増すことにあるからである。
【００１０】
また、特許文献３に記載の技術は、本願が対象としている押し出し装置を使用せずに、バケットに取り付けられた水平シャベルを上下に振動させて、炭化室内のコークスをバケット内に崩落させて、バケットで炉内にあるコークスを何度もすくい出すもので、押し出し装置を用いるコークス炉に比べて、コークスの搬出作業に多くの時間を要する。
【００１１】
そこで、上記の問題を解決するために、出願人は、前記非公開出願１において、炭化室内のコークス塊に振動を付与しながら押し出すことによって、的確に押し出し負荷を低減して、炭化室の炉壁の損傷を軽減することができるコークス押し出し方法およびコークス押し出し装置を提案している。
【００１２】
図６は、前記非公開出願１において提案しているコークス押し出し装置の一例を示す側面図であり、図７は、そのコークス押し出し装置の斜視図である。
【００１３】
図６、図７中、１５が前記非公開出願１において一例として示したコークス押し出し装置であり、ラムロッド２１とラムヘッド２２からなる押し出しラム２０と、押し出しラム駆動装置（図示せず）を備えているとともに、炭化室１内のコークス塊２に押し当てられるラムヘッド２２の押し当て面が、上下方向に、上部押し当て面２２ａ、中間押し当て面２２ｂ、下部押し当て面２２ｃの３個の押し当て面に分割されていて、その内の中間押し当て面（加振板）２２ｂを加振ロッド２９を介して押し出し方向に振動させるための加振機（加振モータまたは油圧加振機等）２８がラムロッド２１に取り付けられている。
【００１４】
そして、上記のように構成されたコークス押し出し装置１５を用いて、加振機２８で中間押し当て面（加振板）２２ｂを押し出し方向に振動させて、コークス塊２に振動を付与しながら、ラムヘッド２２を前進させることによって、コークス塊２と炭化室１の炉壁との間の摩擦が静摩擦から動摩擦に変化して、摩擦係数が低下し、それによって押し出し負荷が低減する。その結果、炉壁の損傷を抑止することができる。
【００１５】
なお、このように、加振板２２ｂと加振ロッド２９と加振機２８とからなる加振機構を用いてコークス塊２に振動を加えながら押し出しを行なう際には、その加振機構を適切に支持することが重要になってくる。
【００１６】
すなわち、加振板２２ｂに掛かるコークス塊２からの反力をラム２０で受け止めつつ（逆に言えば、加振板２２ｂにラム２０からの押し出し力を伝えつつ）、加振板２２ｂに所望の振動を行なわせることができるように、加振機構を支持する必要がある。
【００１７】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、コークス炉の炭化室内のコークス塊にラム先端のラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出す際に、加振機構によってコークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置として、加振機構を適切に支持する構造を有したコークス押し出し装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記課題を解決するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１９】
［１］コークス炉の炭化室内のコークス塊にラム先端のラムヘッドを押し当ててコークス塊を炭化室から押し出す際に、コークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置であって、ラムヘッドの押し当て面の少なくとも一部を振動させるための加振機構を備えているとともに、該加振機構を支持する機構として、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とを備えていることを特徴とするコークス押し出し装置。
【００２０】
［２］加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とが分離していることを特徴とする前記［１］に記載のコークス押し出し装置。
【００２１】
［３］加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構がラムヘッドに設けられていることを特徴とする前記［２］に記載のコークス押し出し装置。
【００２２】
［４］加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構がラムロッドに設けられていることを特徴とする前記［２］に記載のコークス押し出し装置。
【００２３】
［５］加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構が加振機構の後方に設けられていることを特徴とする前記［２］に記載のコークス押し出し装置。
【００２４】
［６］加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とが一体化されていることを特徴とする前記［１］に記載のコークス押し出し装置。
【００２５】
［７］板バネを用いて一体化されていることを特徴とする前記［６］に記載のコークス押し出し装置。
【００２６】
［８］加振機構の変位を制限するためのストッパ機構が設けられていることを特徴とする前記［１］〜［７］のいずれかに記載のコークス押し出し装置。
【００２７】
なお、本発明で言うコークス塊は、炭化室内にあるコークス全体のことを言い、コークス同士が、固着したブロック状のコークス塊だけを意味するものではない。コークスは、冷却過程で、ひび割れるが、押し出し過程で、コークス同士が、お互いに密に接触し、コークス全体に振動を伝えることができるので、コークスが固着したブロック状である必要はない。
【発明の効果】
【００２８】
本発明のコークス押し出し装置は、炭化室内のコークス塊にラムヘッドを押し当ててコークス塊に振動を加えながら押し出すことができるコークス押し出し装置として、コークス塊に振動を加えるための加振機構を支持する支持機構が適切な構造を有しているので、的確に押し出し負荷を低減させることができる。その結果、炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰りによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００３０】
なお、下記の各実施形態においては、コークス押し出し装置の基本的な構成は、図６、図７に示したものと同様であり、ラムロッド２１とラムヘッド２２からなるラム２０と、ラム駆動装置（図示せず）を備えているとともに、炭化室１内のコークス塊２に押し当てられるラムヘッド２２の押し当て面が、上下方向に、上部押し当て面２２ａ、中間押し当て面２２ｂ、下部押し当て面２２ｃの３個の押し当て面に分割されていて、その内の中間押し当て面（加振板）２２ｂを加振ロッド２９を介して押し出し方向に振動させるための加振機（加振モータまたは油圧加振機等）２８がラムロッド２１に取り付けられている。
【００３１】
そして、それぞれの実施形態において、加振板２２ｂと加振ロッド２９と加振機２８からなる加振機構を支持する支持機構がどのような構造になっているかについて述べる。
【００３２】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態における加振機構の支持機構を説明するための側面図である。
【００３３】
図１に示すように、この実施形態においては、加振板２２ｂがラムヘッド２２内に所定個数配されたバネ３１を介してラムヘッド２２に連結されており、これによって、加振板２２ｂに掛かる押し出し反力Ｐ２をラム２０が受け止めるようになっている。
【００３４】
その際、押し出し反力Ｐ２が掛かるとバネ３１は収縮するが、その収縮を適切な量にして、かつ加振板２２ｂの振幅に必要な変位が取れるようなバネ長さにすることで、反力Ｐ２をラム２０に伝えながら振動できるようになっている。
【００３５】
なお、上部押し当て面２２ａに掛かる押し出し反力Ｐ１と、下部押し当て面２２ｃに掛かる押し出し反力Ｐ２は、そのままラムヘッド２２に掛かる。
【００３６】
そして、ラム２０には加振ロッド２９を支持する所定個数のサポート軸受３２が配されており、これによって、加振機構の自重をラム２０が支えるようになっている。
【００３７】
このようにして、この実施形態においては、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムヘッド２２で受け止める機構とを備えているので、加振板２２ｂに掛かるコークス塊２からの反力Ｐ２をラム２０で受け止めつつ、加振板２２ｂに所望の振動を行なわせることができる。
【００３８】
その結果、押し出し負荷を的確に低減させることができるようになり、炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰りによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。
【００３９】
（第２の実施形態）
図２は、本発明の第２の実施形態における加振機構の支持機構を説明するための側面図である。
【００４０】
図２に示すように、この実施形態においては、加振ロッド２９に鍔部２９ａが設けられており、その鍔部２９ａがラムロッド２１に所定個数配されたバネ３１を介してラムロッド２１に連結されており、これによって、加振板２２ｂに掛かる押し出し反力Ｐ２をラム２０が受け止めるようになっている。
【００４１】
このように、高温の炭化室１内に滞留する時間が比較的短いラムロッド２１後段にバネ３１を配置することによって、バネ３１への熱的影響を低減することができる。その際に、加振ロッド２９は反力Ｐ２に対抗できる充分な強度を有するようにしておく。
【００４２】
なお、上部押し当て面２２ａに掛かる押し出し反力Ｐ１と、下部押し当て面２２ｃに掛かる押し出し反力Ｐ２は、そのままラムヘッド２２に掛かる。
【００４３】
そして、ラム２０には加振ロッド２９を支持する所定個数のサポート軸受３２が配されており、これによって、加振機構の自重をラム２０が支えるようになっている。
【００４４】
このようにして、この実施形態においては、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムロッド２１で受け止める機構とを備えているので、加振板２２ｂに掛かるコークス塊２からの反力Ｐ２をラム２０で受け止めつつ、加振板２２ｂに所望の振動を行なわせることができる。
【００４５】
その結果、押し出し負荷を的確に低減させることができるようになり、炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰りによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。
【００４６】
（第３の実施形態）
図３は、本発明の第３の実施形態における加振機構の支持機構を説明するための側面図である。
【００４７】
図３に示すように、この実施形態においては、加振機２８がその後方に所定個数配されたバネ３１を介してラムロッド２１に連結されており、これによって、加振板２２ｂに掛かる押し出し反力Ｐ２をラム２０が受け止めるようになっている。
【００４８】
このように、高温の炭化室１内に入らないラムロッド２１後端部にバネ３１を配置することによって、バネ３１を室温に近い温度環境で使用することができ、メンテナンスや寿命管理の点から有利となる。その際に、加振ロッド２９は反力Ｐ２に対抗できる充分な強度を有するようにしておく。
【００４９】
なお、上部押し当て面２２ａに掛かる押し出し反力Ｐ１と、下部押し当て面２２ｃに掛かる押し出し反力Ｐ２は、そのままラムヘッド２２に掛かる。
【００５０】
そして、ラム２０には加振ロッド２９を支持する所定個数のサポート軸受３２が配されており、これによって、加振機構の自重をラム２０が支えるようになっている。
【００５１】
このようにして、この実施形態においては、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムロッド２１で受け止める機構とを備えているので、加振板２２ｂに掛かるコークス塊２からの反力Ｐ２をラム２０で受け止めつつ、加振板２２ｂに所望の振動を行なわせることができる。
【００５２】
その結果、押し出し負荷を的確に低減させることができるようになり、炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰りによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。
【００５３】
（第４の実施形態）
図４は、本発明の第４の実施形態における加振機構の支持機構を説明するための側面図である。
【００５４】
前述の第１〜第３の実施形態においては、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とが分離しているが、この実施形態においては、両者が一体化されたものとなっている。
【００５５】
すなわち、図４（ａ）に示すように、この実施形態においては、加振ロッド２９が所定個数配された板バネ３３を介してラムロッド２１に連結されており、これによって、ラム２０が、加振機構の自重をラム２０が支えつつ、加振機構に掛かる押し出し反力Ｐ２を受け止めるようになっている。
【００５６】
図４（ｂ）は、その細部を示すものであり、加振ロッド２９を上下または上のみあるいは下のみから板バネ３３で支持することで、高さ方向の位置を固定するとともに、押し出し反力Ｐ２が掛かると、一点鎖線で示した状態から、実線で示した状態のように、板バネ３３が反力Ｐ２とつりあう位置まで横方向にたわみ、反力Ｐ２をラムロッド２１に伝える。
【００５７】
このように、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムで受け止める機構とを一体化することによって、構成要素を減らすことができ、メンテナンスが容易になる。
【００５８】
このようにして、この実施形態においては、加振機構の自重を支える機構と、加振機構に掛かる押し出し反力をラムロッド２１で受け止める機構とを一体化して備えているので、加振板２２ｂに掛かるコークス塊２からの反力Ｐ２をラム２０で受け止めつつ、加振板２２ｂに所望の振動を行なわせることができる。
【００５９】
その結果、押し出し負荷を的確に低減させることができるようになり、炉壁の損傷を抑止することができるとともに、押し詰りによる操業遅延が回避され、生産性をあげることが可能となる。
【００６０】
（第５の実施形態）
図５は、本発明の第５の実施形態における加振機構の支持機構を説明するための側面図である。
【００６１】
前述した第１〜第４の加振機構の支持機構においては、加振機構が押し出し反力Ｐ２に基づく静的な弾性変形と加振力による振動によって水平方向に変位するが、その際に、何らかの理由で予期できない想定以上の大きな押し出し反力や逆方向の静的な力が掛かる可能性がないとはいえない。そのような場合には、加振機構が大きく変位して、支持機構に許容範囲を超えた力が掛かり、支持機構が壊れてしまう可能性がある。
【００６２】
そこで、この実施形態においては、上記のような場合に支持機構が壊れてしまうことを防止するために、支持機構の許容範囲内で加振機構が変位するように、機械的なストッパ機構を設けている。
【００６３】
すなわち、図５は、前述の図３に示した支持機構に機械的なストッパ機構を設けたものであり、ラムロッド２１に前方ストッパ部３４と後方ストッパ部３５が設けられていて、加振機構が支持機構の許容範囲を超えて変位しようとした場合は、加振ロッド２９の鍔部１９ａが前方ストッパ部３４または後方ストッパ部３５に突き当たって、加振機構が支持機構の許容範囲を超えて変位できないようになっている。
【００６４】
ちなみに、図５中のＳ１が、想定を超えた反力が加振機構に掛かった場合の許容範囲であり、図５中のＳ２が、逆方向に力が加振機構に掛かった場合の許容範囲である。
【００６５】
なお、ここでは、図３に示した支持機構を例にして述べたが、図１、図２、図４に示した支持機構においても、同様に、加振機構の変位を制限するための機械的なストッパ機構を設けて、支持機構の許容範囲内で加振機構が変位するようにすることができる。
【００６６】
このようにして、この実施形態においては、加振機構の変位を制限するための機械的なストッパ機構を設けて、支持機構の許容範囲内で加振機構が変位するようにしているので、想定以上の大きな押し出し反力や逆方向の静的な力が掛かった場合でも、支持機構が壊れてしまうことを防止することができる。
【００６７】
なお、上記の第１〜第５の実施形態においては、ラムヘッド２２の押し当て面の一部が加振部（加振板）になっていたが、ラムヘッド２２の押し当て面の全面を加振部（加振板）としてもよいことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の第１の実施形態の説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態の説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態の説明図である。
【図４】本発明の第４の実施形態の説明図である。
【図５】本発明の第５の実施形態の説明図である。
【図６】特願２００５−３７７３１２号において一例として示したコークス押し出し装置の側面図である。
【図７】特願２００５−３７７３１２号において一例として示したコークス押し出し装置の斜視図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  コークス炉の炭化室
２  コークス塊
１５  コークス押し出し装置
２０  ラム
２１  ラムロッド
２２  ラムヘッド
２２ａ  上部押し当て面
２２ｂ  中間押し当て面（加振板）
２２ｃ  下部押し当て面
２８  加振機
２９  加振ロッド
２９ａ  加振ロッドの鍔部
３１  バネ
３２  サポート軸受
３３  板バネ
３４  前方ストッパ部
３５  後方ストッパ部
【図１】
2008007532.tif 000003
【図２】
2008007532.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008007532.tif 000006
【図５】
2008007532.tif 000007
【図６】
2008007532.tif 000008
【図７】
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