(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉のコークス詰まり除去装置に用いるコークス掻出し先端装置であって、
前記コークス掻出し先端装置は、換装アームと、前記換装アームの根元側で換装アームを装着するアーム装着部と、前記換装アームの先端側に設けられた掻出し先端ツールからなり、
前記アーム装着部は、前記コークス詰まり除去装置において炭化室炉幅方向を回転軸として回転可能に設けられており、
前記換装アームは水路を有する水冷ジャケットで囲まれ、前記換装アームとアーム装着部のうち少なくとも換装アームは内部空洞を有し、
前記アーム装着部の接続部と換装アームの接続部との間は着脱可能に設けられており、両者の間を装着すると両者の接続部で前記水冷ジャケットの給排水口が接続され、前記内部空洞において両者の電気・計装配線を接続することができ、
前記掻出し先端ツールは、前記換装アームの内部空洞内に設けられた駆動装置によって駆動されてコークス詰まりを除去することを特徴とするコークス掻出し先端装置。
【請求項２】
前記掻出し先端ツールを備える換装アームを「換装掻出しユニット」と呼び、２種類以上の換装掻出しユニットを有し、使用する換装掻出しユニットを選択して前記アーム装着部に装着し、コークス詰まり除去を行うことを特徴とする請求項１に記載のコークス掻出し先端装置。
【請求項３】
前記掻出し先端ツールは、回転するホイールの外周に耐熱鋼製の掻出し歯を一定間隔で配設してなり、前記ホイールは流体回転継手を介して内部が水冷され、前記換装アームの空洞内に設けられた前記駆動装置から動力伝達装置を介してホイールを回転し、前記掻出し歯によってコークス詰まり除去を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス掻出し先端装置。
【請求項４】
前記掻出し先端ツールは、回転軸中心の回転運動で上下動を行う槌であって、当該槌の先端に耐熱鋼製の掻出し歯を一定間隔で配置し、槌は流体回転継手を介して内部を水冷し、前記換装アームの内部空洞に設けられた前記駆動装置を槌の駆動装置とし、前記槌によってコークスに直接外力を加えることを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス掻出し先端装置。
【請求項５】
前記換装アームの内部空洞に前記駆動装置に代えて振動装置を有し、
前記掻出し先端ツールは、前記振動装置に付け替え可能に配置した耐熱鋼製の衝撃棒からなり、前記振動装置による衝撃棒軸方向の振動によってコークスに外力を付与することを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス掻出し先端装置。
【請求項６】
前記掻出し先端ツールは水冷ジャケットで構成される水冷スコップであり、当該水冷スコップによってコークス詰まり除去を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス掻出し先端装置。
【請求項７】
前記水冷スコップは、回転軸中心の回転運動を行い、水冷スコップは流体回転継手を介して内部を水冷し、前記換装アームの内部空洞に設けられた前記駆動装置を水冷スコップの駆動装置とすることを特徴とする請求項６に記載のコークス掻出し先端装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、室炉式コークス炉において、炭化室内に押し詰まりしたコークスを除去するためのコークス詰まり除去装置に用いるコークス掻出し先端装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
室炉式コークス炉においては、炉長方向に細長い炭化室内で石炭を乾留してコークスを製造し、炭化室の押出機側から押出機の押出ラムを挿入して反対のガイド車側からコークスを押し出す。このとき、炭化室内にコークスが押し詰まり、押出機の押出力ではコークスが押し出されない状況が発生することがある。炭化室炉壁にカーボンが過剰に付着したり、コークス炉の長期稼働によって炉壁が損耗してコークスが炉壁損耗部分に拘束され、それによって押し詰まり現象が生じるものと考えられる。
【０００３】
コークスの押し詰まりが発生した場合には、内部の赤熱コークスを押出機以外の手段で排出する必要がある。従来、特許文献１に記載のように、押出機の押出ラムの前面下部にスコップを装着した上で、この押出ラムの進退により炉内の詰まりコークスを掻き出す技術が提案されている。しかしこの方法では、スコップを装着した部分のコークスが掻き出されるのみで、炭化室高さ方向のその他の部分のコークスを掻き出すためには、その都度スコップ装着位置を付け替えて装着高さを変更する必要がある。また、押出機の押出ビームや押出ラムは非水冷であるため、詰まりコークス掻き出しのために長時間押出機を炭化室内に挿入すると、ラム等の損耗が急速に進行し、通常の耐用年数よりも短い期間で寿命を迎えることになり、好ましくない。
【０００４】
特許文献２には、自走台車の先端に多関節アームを備え、多関節アームの先端に破砕機を備えたコークス詰まり除去装置が開示されている。特許文献３には、特許文献２の破砕機に替えて鍬アームを用いたものが開示されている。
【０００５】
特許文献４には、炉団長方向に走行する台車上にブームとアームとアーム先端にバケットを連結して設け、ブーム、アーム、バケットはそれぞれ水平軸まわりに回動自在であるものが開示されている。押し詰まりを起こした炭化室内において、ブーム、アームを操作し、バケットを回転操作することにより、コークスを掻き崩し落下させるものである。
【０００６】
特許文献５には、押出機を搭載する押出機台車とは別にコークス排出装置を設け、コークス排出装置は押出機が床面との間に形成する空間部を通過可能であり、コークスを掻き出すためのラムは昇降・旋回が可能である装置が開示されている。走行時はラムを炉団長方向に向けることによって押出機の下の空間を通過可能とし、コークス排出時はラムを旋回して炉長方向に向けて炭化室内に挿入し、詰まりコークスを掻き出す。ラムの先端にはスコップが取り付けられ、スコップを炭化室内で前進させることによって詰まりコークスを排除するとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】実公平０５−４３０８３号公報
【特許文献２】特開２０１３−２２７４７８号公報
【特許文献３】特開２０１５−７１６７７号公報
【特許文献４】特開平７−３１６５６０号公報
【特許文献５】特開２０１４−１１８４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献２、３に記載の発明では、多関節アームの先端に設けられたコークス崩し手段として、鍬アーム又は破砕機が用いられている。しかし、鍬アームを多関節アームで動かすのみでは、コークス詰まり除去効率が悪く、また鍬アームでコークスを崩すのに大きな動力が必要となる。一方、破砕機では、破砕機が詰まりコークスに突き刺さるのみで、コークス詰まり除去効率が悪い。特許文献４に記載の発明は、バケットでコークスを崩すのに大きな動力が必要となる。
【０００９】
また、特許文献２〜４に記載のものはいずれも、多関節アーム、ブームや先端の鍬アーム、破砕機、バケットに冷却機能が施されておらず、高温の炭化室内で長時間作業することは困難である。
【００１０】
特許文献５に記載の発明では、ラムの先端にはスコップが取り付けられ、スコップを炭化室内で前進させることによって詰まりコークスを排除している。１回のラムの進入と後退でスコップ１杯分のコークスが排出されるのみであり、詰まりコークスの排出に時間がかかり、排出効率が悪い。赤熱コークスをスコップに受けて炉外まで後退しても、排出した赤熱コークスを人手で処理する必要があり、安全、操業の障害となる。ラムやスコップの冷却機能についても記載されていない。
【００１１】
本発明は、コークス炉のコークス詰まり除去装置に用いるコークス掻出し先端装置において、コークス詰まりの状況に応じて最適なコークス掻出し先端ツールを選択して用いることができ、高温の炭化室内において長時間のコークス掻出し作業を行うことのできる、コークス掻出し先端装置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】
【００１２】
即ち、本発明の要旨とするところは以下のとおりである。
（１）コークス炉のコークス詰まり除去装置に用いるコークス掻出し先端装置であって、前記コークス掻出し先端装置は、換装アームと、前記換装アームの根元側で換装アームを装着するアーム装着部と、前記換装アームの先端側に設けられた掻出し先端ツールからなり、
前記アーム装着部は、前記コークス詰まり除去装置において炭化室炉幅方向を回転軸として回転可能に設けられており、
前記換装アームは水路を有する水冷ジャケットで囲まれ、前記換装アームとアーム装着部のうち少なくとも換装アームは内部空洞を有し、
前記アーム装着部の接続部と換装アームの接続部との間は着脱可能に設けられており、両者の間を装着すると両者の接続部で前記水冷ジャケットの給排水口が接続され、前記内部空洞において両者の電気・計装配線を接続することができ、
前記掻出し先端ツールは、前記換装アームの内部空洞内に設けられた駆動装置によって駆動されてコークス詰まりを除去することを特徴とするコークス掻出し先端装置。
（２）前記掻出し先端ツールを備える換装アームを「換装掻出しユニット」と呼び、２種類以上の換装掻出しユニットを有し、使用する換装掻出しユニットを選択して前記アーム装着部に装着し、コークス詰まり除去を行うことを特徴とする上記（１）に記載のコークス掻出し先端装置。
（３）前記掻出し先端ツールは、回転するホイールの外周に耐熱鋼製の掻出し歯を一定間隔で配設してなり、前記ホイールは流体回転継手を介して内部が水冷され、前記換装アームの空洞内に設けられた前記駆動装置から動力伝達装置を介してホイールを回転し、前記掻出し歯によってコークス詰まり除去を行うことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス掻出し先端装置。
（４）前記掻出し先端ツールは、回転軸中心の回転運動で上下動を行う槌であって、当該槌の先端に耐熱鋼製の掻出し歯を一定間隔で配置し、槌は流体回転継手を介して内部を水冷し、前記換装アームの内部空洞に設けられた前記駆動装置を槌の駆動装置とし、前記槌によってコークスに直接外力を加えることを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス掻出し先端装置。
（５）前記換装アームの内部空洞に前記駆動装置に代えて振動装置を有し、前記掻出し先端ツールは、前記振動装置に付け替え可能に配置した耐熱鋼製の衝撃棒からなり、前記振動装置による衝撃棒軸方向の振動によってコークスに外力を付与することを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス掻出し先端装置。
（６）前記掻出し先端ツールは水冷ジャケットで構成される水冷スコップであり、当該水冷スコップによってコークス詰まり除去を行うことを特徴とする上記（１）又は（２）に記載のコークス掻出し先端装置。
（７）前記水冷スコップは、回転軸中心の回転運動を行い、水冷スコップは流体回転継手を介して内部を水冷し、前記換装アームの内部空洞に設けられた前記駆動装置を水冷スコップの駆動装置とすることを特徴とする上記（６）に記載のコークス掻出し先端装置。
【発明の効果】
【００１３】
コークス炉のコークス詰まり除去装置に用いる本発明のコークス掻出し先端装置は、水冷構造の換装アームと、換装アームの根元側で換装アームを装着するアーム装着部と、換装アームの先端側に設けられた掻出し先端ツールからなり、アーム装着部の接続部と換装アームの接続部との間は着脱可能に設けられている。コークス除去作業の進展に応じて、最適な掻出し先端ツールを装着した換装アームを選択することにより、効率的かつ迅速にコークス詰まり除去作業を行うことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のコークス掻出し先端装置を具備するコークス詰まり除去装置の一例を示す図であり、（Ａ）はコークスを掻き出している状況、（Ｂ）はアーム機構を折りたたんでいる状況を示す。
【図２】本発明のコークス掻出し先端装置を具備するコークス詰まり除去装置の一例を示す図である。
【図３】本発明のコークス掻出し先端装置を具備するコークス詰まり除去装置の一例を示す図である。
【図４】本発明のコークス掻出し先端装置の一例を示す図であり、（Ａ）はＡ−Ａ矢視平面断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視側面断面図である。
【図５】本発明のコークス掻出し先端装置の一例を示す側面断面図である。
【図６】本発明のコークス掻出し先端装置の一例を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）（Ｃ）はＡ−Ａ矢視平面図である。
【図７】本発明のコークス掻出し先端装置の一例を示す図であり、（Ａ）は側面断面図、（Ｂ）はＢ−Ｂ矢視正面図である。
【図８】本発明のコークス掻出し先端装置の一例を示す側面断面図である。
【図９】アーム装着部と換装アームとの接続状況を示す側面部分断面図であり、（Ａ）は接続前、（Ｂ）は電気・計装配線の接続、（Ｃ）は接続完了状況を示す。
【図１０】コークス炉の全体平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
最初に、コークス炉炭化室内のコークス詰まりを除去するための、コークス掻出し先端装置を具備するコークス詰まり除去装置について、図１〜図１０に基づいて説明する。
【００１６】
図１０に示すように、炉団式のコークス炉７は、一方の側（押出機側５８）に押出機台車５７が配置され、その反対側（ガイド車側５９）にガイド車５６が配置されている。炭化室１からコークスを押し出すための押出装置５５は、炉団長方向７１に走行する押出機台車５７の上に搭載されている。コース炉の押出機走行床には炉団長方向７１にレール５３が敷設され、押出機台車５７はレール５３上を走行し、炉団長方向７１の全長に移動可能である。押出装置５５によって炭化室１からガイド車側５９に押し出される。押出機側５８の窯口３の外側には、炉底８に近い高さに押出機側プラットフォーム４が配置される（図２参照）。また、ガイド車側５９の窯口３の外側にも、炉底８に近い高さにガイド車側プラットフォーム６が配置される（図１参照）。
【００１７】
本発明のコークス掻出し先端装置１１を具備するコークス詰まり除去装置１８については、専用のコークス詰まり除去装置を設けることができる。図１に示す例は、ガイド車側５９の地上面９に敷設されたレール５３上を炉団長方向７１に走行する台車５２上に設けられたコークス詰まり除去装置１８である。押出機台車５７上にコークス詰まり除去装置１８を配置することもできる。また、押出機側５８に押出機台車５７とは別の専用台車を設け、専用台車上にコークス詰まり除去装置を設けることもできる。
【００１８】
また、専用のコークス詰まり除去装置ではなく、図２、３に示すような汎用建設機械６０を用いることもできる。自走式の汎用建設機械６０を用いる場合、走行面として、押出機走行床５（図３参照）、ガイド車側５９の地表面、押出機側プラットフォーム４（図２参照）、ガイド車側プラットフォーム６のいずれをも用いることができる。
【００１９】
次に、本発明のコークス掻出し先端装置１１について、図４〜８に基づいて説明する。本発明のコークス掻出し先端装置１１は、換装アーム１３と、換装アーム１３の根元側で換装アーム１３を装着するアーム装着部１４と、換装アーム１３の先端側に設けられた掻出し先端ツール１０からなる。
【００２０】
アーム装着部１４は、コークス詰まり除去装置１８において炭化室炉幅方向（炉団長方向７１）を回転軸４２として回転可能に設けられる。アーム装着部１４自身が回転軸を有していてもよく、あるいは、コークス詰まり除去装置１８が回転軸４２を有し、回転軸４２の可動側にアーム装着部１４を接続することとしても良い。図１に示す例では、アーム装着部１４の根本部分が回転軸４２の一部を構成している。図２、３に示す例では、コークス詰まり除去装置１８に回転軸４２と回転軸４２まわりに回転する根本側部（回転端子５０）が設けられ、本発明のアーム装着部１４を接続治具６１を介して回転端子５０に接続する構成としている。
【００２１】
換装アーム１３は、換装アーム１３の根本側でアーム装着部１４に装着し、また装着状態から両者を切り離すことが可能である。そのため、アーム装着部１４の接続部４１と換装アーム１３の接続部４０との間は着脱可能に設けられている。このように、換装アーム１３とアーム装着部１４の間を装着・切り離し可能にしていることにより、複数の換装アーム１３を用意した上で、使用する換装アーム１３を当該用意した複数の換装アーム１３の中から選択することができる。換装アーム１３は先端側に掻出し先端ツール１０を有している。用意した換装アーム１３のそれぞれに異なった掻出し先端ツール１０を設ける。用意した換装アーム１３の中から使用する換装アーム１３を選択することにより、使用する掻出し先端ツール１０を選択することができるので、コークス詰まり除去作業において最適な掻出し先端ツール１０を使用することが可能となる。
【００２２】
本発明のコークス掻出し先端装置１１は、高温の炭化室内においてコークス詰まりを掻き出す作業を行うため、高温環境に耐える構造を有する必要がある。そのため、換装アーム１３は水路を有する水冷ジャケット１７で囲まれたものとする。アーム装着部１４側から冷却水を供給し、冷却水が水冷ジャケット１７の水路を循環することによって換装アーム１３が冷却される。水冷ジャケット方式の冷却構造としているので、換装アーム１３表面の全面において外部からの熱を遮断することができる。もちろん、アーム装着部１４についても、水路を有する水冷ジャケット１７で囲まれた構造とすると好ましい。換装アーム１３とアーム装着部１４の一方又は両方は内部空洞４３を有する。
【００２３】
前述のように、アーム装着部１４の接続部４１と換装アーム１３の接続部４０との間は着脱可能に設けられている。アーム装着部１４と換装アーム１３を接続した状態で、換装アーム１３の水冷ジャケット１７の水路に冷却水を供給する必要がある。そのため、アーム装着部１４に換装アーム１３を装着すると、両者の接続部（４０、４１）で水冷ジャケット１７の給排水口３５が接続される構造とする（図９参照）。これにより、水冷ジャケット１７の吸水口を経由してアーム装着部１４から換装アーム１３の水路に冷却水が供給され、排水口を経由して換装アーム１３の水路からアーム装着部１４に冷却水が戻される。給排水口３５の接続については、アーム装着部１４に換装アーム１３を接続したときに自動的に給排水口３５も接続する構造とすると好ましい（図９参照）。換装アーム１３とアーム装着部１４の一方又は両方が有する内部空洞４３において、アーム装着部１４と換装アーム１３それぞれの給水ホース、排水ホースを接続することとしても良い。
【００２４】
換装アーム１３先端の掻出し先端ツール１０を動作させるためには、コークス詰まり除去装置１８側と換装アーム１３との間を連絡する電気配線、計装配線（あわせて電気・計装配線４４という。）が必要である。電気配線は、掻出し先端ツールを動作させるための電源電力を供給する。計装配線は、掻出し先端ツールの動作状況を検出してコークス詰まり除去装置側に送信し、コークス詰まり除去装置側からは掻出し先端ツールに向けて動作指令を送信する。換装アーム１３とアーム装着部１４との間を着脱可能とするため、電気・計装配線４４についても着脱可能とすることが必要である。
【００２５】
本発明は、図９に示すように、換装アーム１３とアーム装着部１４のうち少なくとも換装アーム１３は内部空洞４３を有し、内部空洞４３において、両者の電気・計装配線４４を接続することができる。換装アーム１３の接続部４０、アーム装着部１４の接続部４１のそれぞれに、電気・計装配線４４が配置され、それぞれの配線末端は配線接続部４５となっている。図９に示す例は、換装アーム１３とアーム装着部１４の両方が内部空洞４３を有する。換装アーム１３とアーム装着部１４とが切り離されているときは、それぞれの接続部（４０、４１）に配置された電気・計装配線４４の配線接続部４５も切り離されている（図９（Ａ））。換装アーム１３とアーム装着部１４を接続する際には、両者の接続部を近接させた上で、まず電気・計装配線４４の配線接続部４５同士を接続する（図９（Ｂ））。その上で、換装アーム１３とアーム装着部１４の接続部（４０、４１）同士を接続することにより、給排水口３５も接続され、換装アーム１３とアーム装着部１４との接続が完了する（図９（Ｃ））。
【００２６】
換装アーム１３とアーム装着部１４それぞれの接続部（４０、４１）の締結については、外部に突起を出さない異型フランジ方式を用いることができる。
【００２７】
換装アーム１３の先端側に掻出し先端ツール１０が設けられる。掻出し先端ツール１０は、換装アーム１３の内部空洞４３内に設けられた駆動装置１２によって駆動されてコークス詰まりを掻き出すことができる。ここでは、図４に示すような掻出し歯２６付きの水冷された回転ホイール２５を有する掻出し先端ツール１０（以下「水冷ホイール方式１９」という。）を例にとって説明する。
【００２８】
図４に示す水冷ホイール方式１９の例では、換装アーム１３先端に取り付けられた掻出し歯２６付き回転ホイール２５が回転しながらコークス詰まりに接触することにより、回転する掻出し歯２６がコークス詰まりを切り崩して詰まり除去を行うものである。回転するホイール２５は、換装アーム１３先端に流体回転継手２４を回転軸として回転可能に接続される。ホイール２５の回転軸は流体回転継手２４であり、換装アーム１３側から冷却水を供給し、ホイール２５が回転しながら冷却水をホイール２５に取り込むことができる。ホイール２５を冷却した冷却水は、再度流体回転継手２４を通して換装アーム１３側に戻される。
【００２９】
ホイール２５の外周に耐熱鋼製の掻出し歯２６を一定間隔で配設している。図４に示す例では、１０個の掻出し歯２６が等角度間隔で配置されている。ホイール２５本体は水冷しているが、掻出し歯２６は水冷していないので、高温のコークス詰まりに接触しても耐久性を保つよう、耐熱鋼で製造される。図４に示す例では、耐熱鋼として、耐熱鋳鋼ＳＣＨ１２（Ｎｉ：８．０〜１２．０％、Ｃｒ：１８．０〜２３．０％）もしくはステンレス鋳鋼ＳＣＳ１３（Ｎｉ：８．０〜１１．０％、Ｃｒ：１８．０〜２１．０％）を用いた。
【００３０】
換装アーム１３の内部空洞４３内に駆動装置１２を有し、駆動装置１２から動力伝達装置２３を介してホイールを回転する。図４に示す例では、換装アーム１３の内部空洞４３内にサーボモータ３２、減速機３３、動力伝達チェーン（動力伝達装置２３）を有する。サーボモータ３２の回転を減速機３３で減速し、減速機３３とホイール２５の間にチェーンを配置して回転をホイールに伝える。
【００３１】
次に、掻出し先端ツール１０として、図５に示すような、回転軸中心の回転運動で上下動を行う、水冷された槌２７を用いる方法（以下「水冷槌方式２０」という。）について説明する。水冷槌方式２０では、換装アーム１３先端に取り付けられた槌２７が上下動を行い、槌２７が下降するときにコークス詰まりに直接外力を加え、コークス詰まりを切り崩すものである。槌２７は、換装アーム１３先端に流体回転継手２４を回転軸として一定角度内で回転可能に接続される。槌２７の回転軸は流体回転継手２４であり、換装アーム１３側から冷却水を供給し、槌２７が回転して上下動しながら冷却水を槌２７に取り込むことができる。槌２７を冷却した冷却水は、再度流体回転継手２４を通して換装アーム１３側に戻される。
【００３２】
槌２７の先端に耐熱鋼製の掻出し歯２６を一定間隔で配置している。槌２７本体は内部を水冷しているが、耐熱鋼製の掻出し歯２６は水冷していないので、水冷ホイール方式１９の掻出し歯２６同様、耐熱鋼で製造される。
【００３３】
換装アーム１３の内部空洞４３に槌２７の駆動装置１２を有し、駆動装置１２から動力伝達装置２３を介して槌２７を上下運動させる。図５に示す例では、換装アーム１３の空洞内にサーボモータ３２、減速機３３、動力伝達チェーン（動力伝達装置２３）を有する。サーボモータ３２の回転を減速機３３で減速し、減速機３３と槌２７の間にチェーンを配置して回転を槌２７に伝える。サーボモータ３２の駆動力で槌２７を上昇させた上で、槌２７を下降させるに際しては自由落下させてもよい。自由落下の加速度にさらにサーボモータ３２による加速度を付加させても良い。槌２７の落下時に槌２７先端の耐熱鋼製掻出し歯２６によってコークス詰まりに直接外力を加えてコークス詰まりを切り崩すことができる。
【００３４】
掻出し先端ツール１０として、図６に示すような、耐熱鋼製の衝撃棒３１によってコークス詰まりに振動を加える方法（以下「ブレーカ方式２１」という。）について説明する。換装アーム１３の先端に耐熱鋼製の衝撃棒３１が突出している。衝撃棒３１は、換装アーム１３の内部空洞４３に配置された振動装置３０に付け替え可能に配置されている。振動装置３０によって衝撃棒３１の軸方向に衝撃棒３１を振動させる。衝撃棒３１が振動しつつコークス詰まりに接触することにより、衝撃棒３１の振動によってコークスに外力を付与し、コークスを切り崩すことができる。振動装置３０としては、掘削機などに通常に用いられている振動装置を用いることができる。空気駆動の振動装置の場合、コークス詰まり除去装置１８側からアーム装着部１４を経由して換装アーム１３に圧縮空気が供給され、振動装置３０を駆動することができる。空気配管の接続は、前記電気・計装配線の接続と同様、換装アームとアーム装着部の一方又は両方の接続部に設けられた内部空洞において接続される。衝撃棒３１の先端形状については、図６（Ｂ）（Ｃ）に示すように、炉幅方向（炉団長方向７１）に広がった形状とすると好ましい。
【００３５】
衝撃棒３１は、高温のコークスに接触するものの水冷されていないので、耐熱鋼製とする。耐熱鋼製としても、高温のコークスに衝撃を加えることによって衝撃棒先端は形状が変形するので、衝撃棒は振動装置に付け替え可能に配置されており、衝撃棒先端が劣化したときは別の衝撃棒と付け替えて使用する。
【００３６】
掻出し先端ツール１０として、図７、８に示すような、水冷ジャケット１７で構成される水冷されたスコップ２８を用いることができる（以下「水冷スコップ方式２２」という）。水冷スコップ２８は、図８に示すように換装アーム１３の先端に固定して設けることができる（固定水冷スコップ方式）。また、水冷スコップは、図７に示すように、回転軸中心の回転運動を行い、水冷スコップ２８は流体回転継手２４を介して内部を水冷し、換装アーム１３の内部空洞４３に水冷スコップ２８の駆動装置１２を有することとしてもよい（回転水冷スコップ方式）。水冷スコップ２８は水冷ジャケット１７で構成されており、水冷ジャケット１７に冷却水を供給して冷却し、使用された冷却水は換装アーム１３に戻しているので、高温の炭化室内で用いることができる。水冷スコップ２８の先端部には、図７に示すように、耐熱鋼製の掻出し歯２６を配置すると好ましい。水冷スコップ２８によってコークス詰まり除去を行うことができる。
【００３７】
掻出し先端ツール１０について以上例示したように、掻出し先端ツール１０として、水冷ホイール方式１９、水冷槌方式２０、ブレーカ方式２１、水冷スコップ方式２２（固定、回転）から選択して用いることができる。それぞれの掻出し先端ツール１０は得意・不得意を有している。以下に説明する。
【００３８】
水冷スコップ方式２２は、詰まりコークスがさほど固化しておらず、あるいは他の方式によって切り崩されたコークスをハンドリングするのに有効である。固定水冷スコップ方式の場合、コークス詰まり除去装置１８とアーム装着部１４との間の回転軸４２まわりにアーム装着部１４を回転させて水冷スコップ２８の向きを調整し、切り崩したコークスを集め、スコップ２８内に収納し、その上でコークス詰まり除去装置１８を炉長方向７０に移動して水冷スコップ部分を炉外まで移動することにより、コークスを炉外に排出することができる。さらに回転水冷スコップ方式とすれば、換装アーム１３の回転角度と回転水冷スコップ２８の回転角度の両方を調整することにより、水冷スコップ２８を最適な高さで最適な角度でコークスに接触させることができ、水冷スコップ２８によるコークスの集積と排除を効率よく行うことができる。
【００３９】
上記水冷スコップ方式２２は、詰まりコークスがさほど固化しておらず、あるいは他の方式によって切り崩されたコークスをハンドリングするのには有効であるが、詰まりコークスが固化している場合には、水冷スコップ２８で固化したコークスを切り崩すには時間がかかる。それに対して、水冷ホイール方式１９であれば、水冷スコップ方式２２では切り崩すことができない程度に固化したコークス詰まりを切り崩すのに有効である。
【００４０】
水冷ホイール方式１９でも切り崩すのに時間がかかるほどにコークスが固化している場合には、水冷槌方式２０が有効である。水冷槌方式２０は、水冷槌２７を上昇させた上で、自重によって落下させ、コークス詰まりに水冷槌２７の衝撃を加えることによってコークスを切り崩すことができる。
【００４１】
水冷ホイール方式１９での切り崩しが困難な場合、さらには水冷槌方式２０でも切り崩しが困難なほどに固化したコークスの場合には、ブレーカ方式２１を有効に用いることができる。ブレーカ方式２１によれば、振動する衝撃棒３１によって固化したコークスに穴を開け、コークス切り崩しのための亀裂を生じさせることができる。ただし、ブレーカ方式２１のみでは、固化したコークスに穴が開く程度であり、さらにコークスを切り崩すのには長時間を要する。そこで、固化したコークスにブレーカ方式２１で亀裂を生じさせた上で、水冷ホイール方式１９、水冷槌方式２０、水冷スコップ方式２２のいずれかを選択して、亀裂が生じて崩れやすくなったコークスを切り崩すことができる。
【００４２】
本発明において、掻出し先端ツール１０を備える換装アーム１３を「換装掻出しユニット１６」と呼ぶ。上述のとおり、それぞれの掻出し先端ツール１０は得意・不得意を有している。そこで本発明では、掻出し先端ツール１０が異なる２種類以上の換装掻出しユニット１６を有し、使用する換装掻出しユニット１６を選択してアーム装着部１４に装着し、コークス詰まり除去を行うことにより、本発明の効果を最大限に発揮することができる。コークス詰まり除去の工程の進行に伴い、場面々々で最適な換装掻出しユニット１６を選択することができるので、詰まり除去作業を効率よく短時間で行うことが可能となる。本発明では、換装掻出しユニット１６の換装アーム１３をアーム装着部１４に接続することにより、冷却水の給排水口３５、電気・計装配線４４、必要に応じて空気配管を迅速に接続し、直ちにコークス詰まり除去作業を再開することができる。
【００４３】
次に、本発明のコークス掻出し先端装置１１を備えたコークス詰まり除去装置１８について詳細に説明する。
【００４４】
図１に示す例は、ガイド車側５９の地上面９に敷設されたレール５３上を炉団長方向７１に走行する台車上に設けられたコークス詰まり除去装置１８である。台車５２は昇降機構５１を備え、昇降機構５１によって昇降するアーム機構４７を備える。アーム機構４７は２つのアームを備えている。第１アーム４７ａは昇降機構５１の上端に回転可能に設けられ、第２アーム４７ｂは第１アーム４７ａの先端に回転可能に設けられている。第２アーム４７ｂの先端が、本発明のアーム装着部１４との接続部分である。第２アーム４７ｂの先端とアーム装着部１４との間が回転軸４２で回転可能に接続されている。昇降機構５１に対する第１アーム４７ａの回転、第１アーム４７ａに対する第２アーム４７ｂの回転、第２アーム４７ｂに対するアーム装着部１４の回転は、それぞれ回転駆動装置４９によって駆動される。
【００４５】
炭化室内にコークス詰まりが発生し、ガイド車側５９からコークス詰まりを切り崩して除去する必要が生じたとき、上記台車５２を炉団長方向７１に走行させ、対象とする炭化室１の前で停車する。対象とする炭化室１にはガイド車５６が停車していることが多い。高温のコークス詰まりを除去して炭化室外に移動するに際しても、ガイド車５６のガイド板によって高温のコークスをガイドする方が好ましい。コークス詰まり除去装置１８は、ガイド車５６の下の空間を利用してガイド車５６が停車している同じ炭化室１に停車する必要がある。図１に示す例では、図１（Ｂ）に示すように、コークス詰まり除去装置１８の昇降機構５１を下降させ、第１アーム４７ａ、第２アーム４７ｂを折りたたむことにより、コークス詰まり除去装置１８はガイド車５６の下の空間を通過可能であり、両者が同じ炭化室１の位置に停車することも可能である。
【００４６】
昇降機構５１を上昇させ、アーム装着部１４に換装掻出しユニット１６を装着する。コークス詰まりの発生状況に応じて、最適な掻出し先端ツール１０を備えた換装掻出しユニット１６を選択する。図１に示す例では、図４に示すような水冷ホイール方式１９の掻出し先端ツール１０を装着している。
【００４７】
次いで、第１アーム４７ａ、第２アーム４７ｂ、アーム装着部１４をそれぞれの回転駆動装置４９によって回転させ、換装アーム１３先端に設けられた掻出し先端ツール１０を炭化室内のコークス詰まりが発生している所定の場所に到達させる。図１（Ａ）に示す例では、水冷ホイール方式１９の掻出し先端ツール１０を用い、ホイール２５を回転させながら第２アーム４７ｂを上方から下方に回転させる。これにより、掻出し歯付き回転ホイール２５が回転しながらコークス２に接触しつつ下降するので、接触された詰まりコークスが切り崩され、炭化室外へ排出可能な状態となる。
【００４８】
この状態で、掻出し先端ツール１０を水冷スコップ方式２２のものに交換すれば、切り崩されたコークス詰まりを迅速に炭化室外に搬出することが可能となる。
【００４９】
図２に示す例は、汎用建設機械６０をコークス詰まり除去装置１８として利用した例（その１）である。この例では、キャタピラーで自走する汎用建設機械６０であって、第１アーム４７ａ、第２アーム４７ｂを有し、第２アーム４７ｂの先端に回転端子５０を有している。この回転端子５０に、接続治具６１を介して本発明のアーム装着部１４を接続している。第１アーム４７ａ、第２アーム４７ｂ、回転端子５０に接続したアーム装着部１４は、それぞれの根本側回転軸において回転駆動装置４９によって回転可能に設置されている。アーム装着部１４に所定の掻出し先端ツール１０を備えた換装アーム１３（換装掻出しユニット１６）を装着することにより、コークス詰まり除去装置１８として用いることができる。図２においては、汎用建設機械６０のキャタピラーによって押出機側プラットフォーム４の上を走行し、目的とする炭化室１に到達し、押出機側５８の窯口３からコークス掻出し先端装置１１を挿入してコークス詰まり除去を行うことができる。図２ではコークス掻出し先端装置１１として水冷スコップ方式２２を装着している。
【００５０】
図３に示す例は、汎用建設機械６０をコークス詰まり除去装置１８として利用した例（その２）である。この例では、キャタピラーで自走する汎用建設機械６０であって、第１アーム４７ａ、第２アーム４７ｂ、第３アーム４７ｃを有し、第３アーム４７ｃの先端に回転端子５０を有している。この回転端子５０に、接続治具６１を介して本発明のアーム装着部１４を接続している。第１アーム４７ａ、第２アーム４７ｂ、第３アーム４７ｃ、回転端子５０に接続したアーム装着部１４は、それぞれの根本側回転軸において回転駆動装置４９によって回転可能に設置されている。アーム装着部１４に所定の掻出し先端ツール１０を備えた換装アーム１３（換装掻出しユニット１６）を装着することにより、コークス詰まり除去装置１８として用いることができる。図３においては、汎用建設機械６０のキャタピラーによって押出機走行床５の上を走行し、目的とする炭化室１に到達し、押出機側５８の窯口３からコークス掻出し先端装置１１を挿入してコークス詰まり除去を行うことができる。この例では、運転室が昇降可能に設けられているので、コークス詰まり除去時には運転室を上昇させ、作業状況を確認することができる。図３ではコークス掻出し先端装置１１としてブレーカ方式２１を装着している。
【符号の説明】
【００５１】
１  炭化室
２  コークス
３  窯口
４  押出側プラットフォーム
５  押出機走行床
６  ガイド車側プラットフォーム
７  コークス炉
８  炉底
９  地上面
１０  掻出し先端ツール
１１  コークス掻出し先端装置
１２  駆動装置
１３  換装アーム
１４  アーム装着部
１６  換装掻出しユニット
１７  水冷ジャケット
１８  コークス詰まり除去装置
１９  水冷ホイール方式
２０  水冷槌方式
２１  ブレーカ方式
２２  水冷スコップ方式
２３  動力伝達装置
２４  流体回転継手
２５  ホイール
２６  掻出し歯
２７  槌
２８  スコップ
２９  ホルダー
３０  振動装置
３１  棒状耐熱鋼
３２  サーボモータ
３３  減速機
３４  ハードボード断熱材
３５  給排水口
３６  電通管
３７  回転継手
４０  接続部
４１  接続部
４２  回転軸
４３  内部空洞
４４  電気・計装配線
４５  配線接続部
４７  アーム機構
４７ａ  第１アーム
４７ｂ  第２アーム
４８  回転軸
４９  回転駆動装置
５０  回転端子
５１  昇降機構
５２  台車
５３  レール
５５  押出装置
５６  ガイド車
５７  押出機台車
５８  押出機側
５９  ガイド車側
６０  汎用建設機械
６１  接続冶具
７０  炉長方向
７１  炉団長方向
【図１】
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【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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