(57)【要約】コークス炉ガスをコークス炉から集ガス本管（１４）へと送り込むための配管系（１０）、前記配管系中に配置される少なくとも１本の噴霧ノズル、及び放出オリフィス（２２、２２２）が設けられた放出管（２０）を備える放出部（１９）から構成されるコークス炉排気口配管システムを提供する。ゲート部材（２４；１２４ａ，１２４ｂ；２２４；３２４；４２４）は放出オリフィス（２２、２２２）と連携作動し、かつ放出オリフィスの端部へ閉塞面を存在させるため放出オリフィスに沿って可動である。このようにゲート部材を可動とすることにより、前記放出オリフィスの開放面積を可変にして集ガス本管（１４）へ向うガス流速を制御することが可能である。
2010529247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉ガスをコークス炉から集ガス本管（１４）へ送り込む配管系（１０）、
前記配管系（１０）内の少なくとも一つの噴霧ノズル（１８）、
放出オリフィス（２２、２２２）が設けられた放出管（２０）を備える放出部（１９）が含まれる前記配管系（１０）中に配置される少なくとも１本の噴霧ノズル、及び
前記放出オリフィス（２２、２２２）と連携作動し、かつ前記放出管（２０）の末端部に閉塞面を存在させることにより前記放出オリフィスの開放面積を変えて前記集ガス本管（１４）へのガス流の流速を制御できるようにするため前記放出管（２０）に沿って移動可能なゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ；２２４；３２４；４２４）、から構成されるコークス炉排気口配管システム。
【請求項２】
前記ゲート部材が前記放出管（２０）の放出端部に対する平面又は湾曲閉塞面となることを特徴とする請求項１項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項３】
前記ゲート部材閉塞面の面プロフィールが全体的に凸状又は凹状であり（２４；１２４ａ、１２４ｂ；２２４；３２４；４２４）、及び前記ゲート部材に前記放出オリフィス（２２、２２２）に沿って該ゲート部材が旋回することを可能とする旋回軸があることを特徴とする請求項１項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項４】
前記ゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ；２２４；３２４；４２４）の前記湾曲面プロフィールに前記放出オリフィス（２６）の周りに位置する湾曲中心があることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項５】
前記湾曲中心が前記旋回軸（２６）と実質的に共軸であることを特徴する請求項１〜４のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項６】
前記湾曲閉塞面が一定の湾曲半径を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項７】
前記ゲート部材が球面形（２４；２２４；３２４；４２４）又は円筒形のキャップ（１２４ａ、１２４ｂ）であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項８】
前記ゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ）中、あるいは前記放出オリフィス（２２；２２０）の周りの前記放出管（２０；２２０）中に少なくとも１個のカットアウト（３０；１３０；２３０）が配置されることにより、前記ゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ）の閉塞往復動作の末端において可変的な部分的開口が形成されることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項９】
前記少なくとも１個のカットアウト（３０；１３０）が前記ゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ）中に設けられ、及び該カットアウトが好ましくは前記ゲート部材の縁部から内側へ延びていることを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１０】
前記ゲート部材が切り取られた球面形のキャップ（３２４）であ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炉排気口配管システム。
【請求項１１】
前記ゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ；２２４；３２４；４２４）が閉塞位置にある時、前記ゲート部材の周縁境界部分が放出オリフィス（２２；２２２）の端部の上方へ向かって延びているため、液圧シールによってゲート部材空隙中にプロセス液収集箇所が形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１２】
前記放出管（２０）が集ガス本管（１４）を接続する放出ケージ（３２）中を延びており、及び噴霧手段（３４）が備えられて前記放出管（２０）の外側壁部分への噴霧が行われることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１３】
前記噴霧手段（３４）が前記ケージ（３２）中に配置されることにより、ゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ）の一定の部分的開放位置において、噴霧された液が放出管（２０）の外側壁部分とゲート部材空隙との間へ流れ込んで液圧シールを形成することを特徴とする請求項１２項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１４】
前記放出管（２０）を含み、かつ放出ケージ（３２）の周囲にある前記放出部（１９）が雁首形管（１２）と前記集ガス本管（１４）の間へ挿入され、及び前記少なくとも１本の噴霧ノズル（１８）が前記雁首形管中に配置されることを特徴とする請求項１２項又は１３項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１５】
前記放出ケージ（３２）中へ入る過剰水を排水するための溢流手段（３５）が放出管（２０）中に一体に形成されることを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１６】
前記放出オリフィス（２２）の下流にポット弁（４０）が設けられることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１７】
前記ゲート部材（２４；１２４Ａ、１２４Ｂ）用の手動駆動手段及び又は自動駆動手段が含まれることを特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１８】
前記ゲート部材が一定輪郭形状の先端部を有し、該輪郭形状が閉塞往復動作の末端に対して所望されるガス流特性を与えるように設計されていることを特徴とする請求項１〜１７のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１９】
放出管（２０）に放出オリフィス（２２）から内側へ延びる複数のカットアウト（２５）が設けられ、
前記ゲート部材の前記閉塞面は全体として凹面プロフィールを呈し、前記ゲート部材（２４）には前記放出オリフィス（２２）に沿って該ゲート部材の旋回を可能にする旋回軸が設けられ、
前記ゲート部材の閉塞位置において、前記ゲート部材の周縁境界部分が前記放出管（２０）中の前記カットアウト（２５）の内側端部を超えて上方へ拡がり出ることを特徴とする請求項１項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項２０】
コークス炉中の圧力センサに反応し、かつ前記ゲート部材と連携作動する始動手段へ接続された制御装置が含まれ、前記制御装置は放出オリフィスに対するゲート部材の位置を連続的に調整して、コークス炉チャンバー中の圧力が変化した時に放出開口部を連続的に絞るように構成されていることを特徴とする請求項１〜１９のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項２１】
一連のコークス炉及び集ガス本管から構成されるコークスプラントであって、単一炉それぞれから生ずるガスが請求項１〜２０のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システムを介して前記集ガス本管へ導かれることを特徴とするコークスプラント。
【請求項２２】
コークス炉群の集ガス本管へ流れるガス流を抑制するための、請求項１〜２０のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システムの使用。
【請求項２３】
圧力センサを用いて個々のコークス炉チャンバー中の炉圧を検知する工程と、
検知された圧力に基づいて、放出オリフィスに対するゲート部材の位置を連続的に調整して炉チャンバー中の圧力変化に合わせて放出開口部を連続的に収縮させる工程から構成される、請求項１〜２０のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システムのそれぞれによって集ガス本管へそれぞれ連結される一連のコークス炉チャンバーから成るコークス炉群から生ずるガス流速の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は概略的にはコークス炉建造に関し、より詳細には個々の炉チャンバーから集ガス本管へ流れる原料ガス流の調整を行う集中フロー制御弁を備えるコークス炉の排気口配管に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来一連のコークス炉から構成されるコークスプラントにおいては、個々の炉から発生する原料ガス（蒸留ガス及び蒸気）は、一連のコークス炉から排気口配管を通って典型的にはコークス炉群の全長に亘って延びる集ガス本管へと導かれる。排気口配管自体は、典型的には、炉屋根部から上方へ延びる直立管（立ち上がり管又は上昇管としても知られる）と、雁首形管、すなわち直立管の頂部と連絡して集ガス本管へ導く短い湾曲管から構成される。原料ガスを約７００〜８００℃から約８０〜１００℃まで冷却（急冷）させるため、前記雁首形管には１または２以上の噴霧ノズルが配置される。
【０００３】
各コークス炉チャンバー中のガス圧を個別調節するための方法として、排気口配管中あるいは集ガス本管中の放出開口部に、排気口配管を通るガス流を閉塞及び又は抑制することを可能とする制御弁を設けることは既知である。かかる装置により、集ガス本管中の負圧を維持することによって蒸留中の炉圧を連続制御して第一段階の上流処理中に過剰加圧となることを防止し、これによりドア、充填ホール等からの噴出を十分減少させることが可能となる。さらに、連続的に炉圧を制御することにより、コークスガス流の速度が遅い場合、最終蒸留工程中に炉底において負の相対圧が生じることを防止することが可能となる。
【０００４】
既知タイプの圧力制御弁は例えばＵＳ７，７０９，７４３に開示されている。この弁は集ガス本管内部の雁首形管の縦方向放出部の放出先端部に配置される。この弁により炉チャンバー中の背圧を制御することが可能となり、さらに該弁内部の水位の調節に基づいて原料ガスが中を流れる弁ポート部に変形を加えることが可能となる。
【０００５】
コークス炉からの汚染をひき起こす噴出物の低減方法に関するＥＰ１７４６１４２では、横軸を中心として旋回可能なポット弁が用いられている。各蒸留室は、このような間に挟まれるポット弁を介して雁首形管を用いて集ガス本管へ接続されている。個々の蒸留室中における炉圧は圧力センサを用いて検知され、炉中の圧力に依存する集ガス本管への流速を制御するためポット弁の位置が調節される。一実施態様においては、開弁運動の初期期間中流れ断面を制限するために前記弁部材には湾曲した管状金属構造体が設けられる。この弁に関しては高度に信頼できる設計が行われているにも拘わらず、流速制御は余り進展していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、より改良された統合型ガス流制御能を備える代替型コークス炉排気口配管システムを提供することを目的とする。本目的は請求項１項記載のコークス炉排気口配管システムによって達成される。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、放出オリフィスを有する放出管が含まれている放出部を有する配管系と、前記放出オリフィスと連携作動して集ガス本管への流速制御を行うゲート部材から成るコークス炉排気口配管システムに関する。前記システムには、炉からの原料ガス流を冷却するために、好ましくは少なくとも１個の噴霧ノズルが備えられる。
【０００８】
本発明の重要な観点に基づき、放出管の末端部へ閉塞面を設けるため、前記ゲート部材は放出オリフィスに沿って移動できるように設計される。かかる構成とすることにより、放出オリフィスの開放面積を変えて集ガス本管への流速調製を行うことが可能となる。
【０００９】
閉塞部材を備え、かつ（例えばＥＰ１７４６１４２のポット弁を備えるもののように）開放位置において弁座から離昇される弁とは反対に、本発明において用いられるゲート部材は放出オリフィスに沿って移動するように構成される操作移動型部材である。このゲート部材は、放出オリフィスに対して見た場合、放出オリフィスから離れる（あるいは近づく）というよりも、放出オリフィスの前を横断するように移動される。実用上、高流速である場合は、ゲート部材は放出オリフィスを全く被覆あるいは妨害しない位置にあることが有利である。部分的閉塞は、放出オリフィス下方のゲート部材を前方へ移動させて該放出オリフィスの所望部分を覆うことによって達成される。実用上、弁部材と弁座との間のスペーシングを正確に調節することは非常に難しいため、このような部分的閉塞を行うことは閉塞部材が開放位置中の弁座から離昇される弁設計を用いる場合には不可能である。上へ持ち上げる動きがなければ、放出オリフィスを妨害する閉塞部材の一部を管末端から一定間隔で保持することが可能である。これにより、閉塞部材と放出管との間の作動により生ずるギャップによる漏れを制限しなが開放部分の正確な調節を行うことが可能となる。
【００１０】
ゲート部材の閉塞面は平面であっても、あるいは湾曲面であってもよい。平面状のゲート部材の場合、その作動時の動きは放出管（完全に開いた状態）の側部から放出管下方の所望位置へと単純に移動され、それによって放出オリフィスが部分的あるいは完全に遮断される。
【００１１】
前記に代え、前記ゲート部材の閉塞面は湾曲面であってもよい。この場合、前記閉塞部材によって旋回軸を中心とする旋回作動移動が行われ、放出オリフィスに沿って旋回することにより放出オリフィスが所望の割合（０〜１００％）で遮断されるように構成してもよい。これにより、前記ゲート部材の表面形状が放出管の末端に対して全体的に一定の湾曲半径をもった凸面状あるいは凹面状を呈してもよい。実用上、前記ゲート部材は球面形又は円筒形のキャップであってもよい。
【００１２】
蒸留段階の終端に至るまでのガス流調節能を向上させるため、放出オリフィスの周りのゲート部材中あるいは放出管中に少なくとも１個のカットアウトを配置してゲート部材の旋回動作の一部期間に亘って可変的な部分的開口を形成すると有利である。このカットアウトは、ゲート部材が前方へ接近することによって放出オリフィスの開放部分が減じられる時に、好ましくはカットアウトによって画定される開口部を除いて該放出オリフィスがゲート部材によって完全に遮断されるように配置される。尚、前記除外される開口部は、ゲート部材を閉塞方向にさらに移動することにより減ずることが可能である。
【００１３】
上述したガス流制御能を備えた弁設計は、コークス炉チャンバー内部が低圧な状態で集ガス本管への（典型的には蒸留段階の終端へ向かう）流速を正確に制御するための簡単かつ効率的な解決方法である。
【００１４】
前記カットアウトの形状及び個数は、弁を通るガス流を所望の状態とすべく随意に適合させることが可能である。これらカットアウトは、好ましくは設けられたカットアウトの縁のものから内側へ延びるように配置される。カットアウトが放出管によって支えられる場合は、閉塞部材の湾曲に沿った放出管の底部に内側に延びる唇形状に配置される。また別の実施態様においては、カットアウトはゲート部材の縁の周りに配置される一連の穴によって該ゲート部材中に形成される。
【００１５】
実施を容易にするため、前記カットアウト（又は複数のカットアウト）は、放出管を単純な円筒形又は円錐形にできるようにゲート部材中に配置される。好ましくは、前記カットアウトはゲート部材の縁部から内側へ延ばされる。前記カットアウトは閉塞部材中のゲート部材の閉塞動作の末端部に対し縮小された可変的な部分的開口を形成する位置に配置される。例えば、前記カットアウトをゲート部材の先端部へ設けることにより、一定位置にある該ゲート部材によって、該カットアウト及び放出開口部の縁によって画定される開口部分を除いて、放出オリフィスを完全に遮断することが可能である。
【００１６】
前記ゲート部材は、閉塞位置において、その周縁境界部が放出オリフィスの先端を超えて上方へ延びることにより、液圧シールが形成され、プロセス液がゲート部材空隙中に集まる時に作動時に生ずるギャップがオリフィスとゲート部材との間に前記液圧シールで閉じられるように設計される。
【００１７】
好ましくは、ゲート部材の凹面（又は凸面）プロフィルには実質的に旋回軸と共軸となる湾曲中心がある。これにより、ゲート部材を２つの部分間に一定の作動ギャップをもつ放出オリフィスを中心として旋回させることが可能とされている。あるいは、旋回軸と湾曲中心との間で僅かな移動が起こり、閉塞位置にある部品間に金属接触が生じてもよい。
【００１８】
一実施態様では、前記放出管が集ガス本管を接続する放出ケージ中において延び、噴霧手段が放出管外壁への噴霧を行うために設けられる。噴霧手段は、ゲート部材の一定の部分的開放位置において噴霧液が放出管の外壁とゲート部材空隙との間を流れて液圧シールを形成するように放出ケージ中に配置されると有利である。
【００１９】
放出管中に一定レベル以上の水が溜まらないように、放出管中に水溢出手段を一体化させて過剰な水を放出ケージ中へ排水することも可能である。
【００２０】
従来型のポット弁をゲート部材の下流に設けて排水口配管の密閉閉塞を可能とすることも可能である。しかしながら、上述したようにゲート部材が放出オリフィスを超えて広がる境界部を用いて空隙を形成する場合、ゲート部材空隙中に液圧シールが生ずるので、このようなポット弁は不要である。
【００２１】
いずれか適当な駆動手段を用いて、ゲート部材をその軸を中心として旋回させることが可能である。一般的にゲート部材を１又は２個のアームを用いて支持し、その対向する先端部を旋回軸と同一空間を占めるベアリング中に収容することが可能である。
【００２２】
一実施態様では、前記閉塞部材は、ゲート部材の平らな先端部を形成する縁部分先端が切り取られた球面形キャップである。この形状は、円形の放出オリフィスと結合した場合に狭い流れ部分が与えられることから、先端全球形のキャップの代用として重要である。
【００２３】
本発明に係るコークス炉排気口配管を、その作動のため、１又は２以上のアクチュエーターと連結することも可能である。これらアクチュエーターはコークス炉チャンバー中で圧力センサとも接続される電気／電子制御装置を用いて制御される。前記制御装置は、検知される圧力に基づいて放出オリフィスに対するゲート部材の位置を連続的に調整し、炉チャンバー内の圧力変化に合わせて放出開口部を連続的に収縮させるように構成されると有利である。
【００２４】
本発明はさらに、一連のコークス炉及び集ガス本管から構成されるコークスプラントにも関する。本コークスプラントでは、各単一炉からのガスが上記限定されたコークス炉排気口配管システムを介して集ガス本管へ導かれる。かかる排気口配管が装備されたコークスプラントでは、集ガス本管中の負圧を維持することにより蒸留の全期間に亘って炉圧を連続調節して蒸留処理の第一段階において過圧状態となることを防止し、それによりドア、充填ホール等からの噴出を十分に低減させることが可能である。このような連続コークス圧制御を行うことにより、コークスガス流速が低速である場合に、蒸留段階の終端に至るまでの全期間に亘って炉底部における負相対圧を防止することが可能となる。
【００２５】
本発明では、別の観点として、コークス炉からのガス流速の制御方法も提案されている。この方法では、一連のコークス炉チャンバーが上述したコークス炉排気口配管システムによってそれぞれ集ガス本管へ連結される。この方法は、個々のコークス炉チャンバー中の炉圧を圧力センサを用いて検知する工程と、検知された圧力に基づいて放出オリフィスに対するゲート部材の位置を連続的に調整して、炉中の圧力変化に合わせて放出開口部を連続的に収縮させる工程から構成される。この方法は適当なアクチュエータ、例えば圧力センサによって発生される圧力信号に反応する制御回路で制御されるゲート部材に関してはスレノイド型アクチュエータを用いて実施可能である。上記アクチュエータは制御装置によって受け取られる位置信号を生成する位置トランスデューサへ連結可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】ゲート部材が閉塞位置にある状態における本発明に係るコークス炉排気口配管システムの第一の実施態様の縦断面図である。
【図２】ゲート部材が部分的に開放位置にある状態における図１の配管システムの断面図である。
【図３】ゲート部材が完全な開放位置にある状態における図１の配管システムの断面図である。
【図４】図１のゲート部材及び放出管の縦断面図である。
【図５】切断面にゲート部材の旋回軸が含まれる、図１のゲート部材及び放出管の縦断面図である。
【図６】図１のゲート部材の透視図である。
【図７】図４に示した構成の上面図である。
【図８】別の実施態様に係る円筒形ゲート部材及び正方形放出管の上面図である。
【図９】図８のゲート部材の透視図である。
【図１０】別の実施態様に係る円筒形ゲート部材及び正方形放出管の上面図である。
【図１１】図１０のゲート部材の透視図である。
【図１２】別の実施態様に係るゲート部材及び放出管の組み合わせの縦断面図である。
【図１３】図１２の正面図である。
【図１４】別の実施態様に係るゲート部材及び放出管の組み合わせの縦断面図である。
【図１５】図１２の正面図である。
【図１６】図１４の上面図である。
【図１７】図１４のゲート部材の透視図である。
【図１８】さらに別の実施態様に係るゲート部材及び放出管の組み合わせの縦断面図である。
【図１９】図１８の正面図である。
【図２０】図１８の放出管の下方から見た透視図である。
【図２１】放出管の底部に複数のカットアウトが設けられ、ゲート部材が閉塞位置にある状態で示されている、さらに別の実施態様に係るコークス炉排気口配管システムの縦断面図である。
【図２２】ゲート部材が部分的に開放位置にある状態における図２１の配管システムを示した図である。
【発明を実施するための手段】
【００２７】
本発明について添付図面を参照しながら下記の非限定的実施態様を用いてさらに明らかにする。
【００２８】
図１は本発明の好ましい実施態様に係るコークス炉排気口配管システムを示した図である。本システムは、原料蒸留ガスを個々のコークス炉チャンバーから集ガス本管へ送り込むための配管系によって構成されている。本実施態様による配管系には、その底部においてコークス炉（図示せず）、例えば一群のコークス炉のスロット型チャンバーの屋根と連結された直立管（図示せず）が含まれている。符号１２は原料コークス炉ガスをコークスプラントの直立管上部から集ガス本管１４へ送り込む（矢印１６）ための雁首形管（屈曲管）を示す。この雁首形管は典型的には一連のコークス炉の全長に亘って延びているものである。従来技術と同様、これら配管素子には耐熱性内張りが施される。炉チャンバーに存在する温度約７００〜８００℃のガスは、１個（又は２個以上）の噴霧ノズル１８（アンモニア水等の噴霧処理液）を用いて雁首形管１２中において８０〜１００℃まで急冷される。
【００２９】
雁首形管１２と集ガス本管１４の中間には放出部があり、この放出部は全体を符号１９で示され、放出オリフィス２２を有する円筒形放出管２０（又は例えば円錐形の断面であってもよい）が備えられている。これにより、雁首形管１２部分に存在する急冷済ガスは放出部１９を介して集ガス本管１４へ流れ込む。放出オリフィス２２と連携作動するゲート部材２４により集ガス本管１４へのガス流速を制御／抑制することが可能になっている。
【００３０】
ゲート部材２４は放出オリフィス２２に沿って可動であり、移動させることによって放出オリフィス２２の開放面積を変えることが可能となるように設計されていることが理解されよう。この実施態様においては、ゲート部材は旋回軸２６（図１の切断面に対して垂直）を中心に旋回可能であり、全体として放出管２０の底部末端に対して凹面となるプロフイールを呈している。前記凹面となるプロフイールには好ましくは旋回軸２６と実質的に共軸配置される湾曲中心があるため、ゲート部材２４を放出オリフィス２２に沿って旋回させることが可能である。このゲート部材の主たる段階的作動状態は図１〜３に図示した通りである。大量のガスが抜き取られる蒸留工程の開始時点では、ゲート部材２４は全開位置にある（側方に置かれている）ため、それによって放出オリフィス２２が遮断されることはない（図３参照、またこの位置における小容積収納性にも注目）。蒸留が行われると、排気口配管を通る所望のガス流条件を得るためにゲート部材２４が時計回り方向へ旋回されることにより放出オリフィス２２の開放面積が減じられる（図２に部分的開放位置の一例が表示されている）。図１ではゲート部材２４は閉塞位置にあって放出オリフィス２２を完全に遮断している。
【００３１】
さらに、精密なガス流制御能を与えるため、ゲート部材２４の旋回動作の一定期間に亘って可変的な部分的開口ができるようにゲート部材２４中にカットアウト３０が設けられる。このカットアウト３０は、単にゲート部材２４と放出部１９の放出管２０のみ示している図４〜７からより明瞭に理解される。
【００３２】
図６から分かるように、本実施態様ではゲート部材は球面形キャップにデザインされている。１個のカットアウト３０がゲート部材２４の縁部から内側に向けて形成される（本態様ではこのカットアウトは閉塞位置において正面又は「先端」縁部分に配置される）。カットアウト３０の寸法は、ゲート部材２４が閉塞位置にある状態で（図１）、該カットアウトの最も内側となる端部が放出オリフィス２２を超えて外側に位置するように作製される。論理的には、カットアウト３０は好ましくは旋回軸２６に対してほぼ垂直に延びるように作製される。図１に示す位置の場合、カットアウト３０はオリフィス２２の縁を超えていることから、放出オリフィスは完全に閉じられた状態にある。
【００３３】
既に述べたように、カットアウトを設ける目的は蒸留段階の終端に至るまで精密なガス流制御を行うことを可能とするためである。ゲート部材２４によって放出オリフィスが部分的に遮断される図２の位置においては、開放面積は放出オリフィス２２の縁部とゲート部材の周縁先端部との間に画定される部分と一致する。ゲート部材がさらに閉じられると（時計回り方向へさらに旋回されると）、ゲート部材２４は放出オリフィス２２に沿って左方へ移動し、放出オリフィス２２を次第に広面積に亘って覆うようになる。前記先端部の最も先端部分が放出オリフィスの縁部下方（図２の点線で示された位置Ｆ）へ達すると、放出オリフィス２２はカットアウト３０の箇所を除いてゲート部材２４によって完全に遮断される。ゲート部材２４がさらに時計回り方向に旋回されると、カットアウト３０及び放出オリフィスの縁部によって画定される開放面積（図７参照）はカットアウトが該縁部を通過するまで段階的に減少する（図１）。
【００３４】
従って、放出管２０及びゲート部材２４は、蒸留段階の終端まで圧力及びガス流を制御するのに有用に機能する精密ガス流制御能を有する本発明排気口配管システムにおいてスロットル弁として作動するものである。
【００３５】
いずれか適当な駆動手段（図示せず）を用いて該駆動手段の軸２６を中心としてゲート部材を旋回させることが可能である。一般的には、ゲート部材は１又は２個のアームを用いて支持することができ、これらアームの対向する端部を旋回軸と共軸なベアリング中に収容することが可能である。この作動機構は手動作動又は自動作動のいずれにも設計可能である。
【００３６】
本発明におけるスロットル弁の別の有利な設計上の観点として、ゲート部材２４の球面内側形状及びその旋回軸２６の位置により、放出オリフィス２２を中心として、放出管２０の底部末端とゲート部材２４の内側空隙との間に一定の作動ギャップを保ちながら旋回させることが可能なことがある。この作動ギャップを最小とすることによりガスの漏出を制限することが可能である。実際、図５に示したようなカットアウト３０を用いて形成された可変的な部分的開口を通るガス流速を精密に制御することを望む場合、ゲート部材２４と放出管２０との間に有意なガス漏出がないよう防止することが好ましい。上述した設計によればこのような漏出を防止することが可能である。前記作動ギャップは例えば約１ｍｍとすることが可能であるが、好ましくは１ｍｍ未満とされる。
【００３７】
上述したように、図１に示した位置においては、放出オリフィス２２はゲート部材２４によって完全に遮断される。さらに、ゲート部材２４の周縁端部は放出オリフィスの上方にまで延びている。そのため、閉塞位置において、プロセス液がゲート部材によって形成される空隙中に蓄積され、放出オリフィス２２の上方レベルまで上昇し、それによって液圧シールが形成される。かかる場合、前記スロットル弁によって炉チャンバーと集ガス本管との連絡を密閉することもでき、この場合他の閉塞弁は不要である。
【００３８】
本実施態様では、放出部１９には放出ケージ３２が含まれ、このケージ中において放出管２０が延びている。放出管２０の外面にはプロセス液を噴霧するため噴霧手段３４が配置される。ゲート部材が部分的開放位置にある図２に示す構成においては、プロセス液がゲート部材の上部外側部分に集まって放出管２０とゲート部材２４との間の作動ギャップ周辺に液圧シールを形成する（矢印２３で示す）ことが理解できる。噴霧ノズル１８からアンモニア水を噴霧することにより、配管構成要素を洗浄することも可能である。
【００３９】
ゲート部材２４の閉塞位置においてプロセス液の過剰蓄積を雁首形管１２以下となるように防止するため、放出管２０の上部に溢流手段３５を配置することが有利である。図１から理解されるように、溢流手段３５のレベルまで上昇したプロセス液は溢流手段３５を通って排出され、放出ケージ１９中へ落下する。通常作動条件下では、一定レベルの水が溢流手段３５中に残存しており、これによりガスの漏出が防止されている。
【００４０】
前記放出部１９は、ケージ３２の底部とＵ形周縁リム３８を支える円筒形接続部３６との間に構築される拡張ジョイントを介して集ガス本管１４へ接続される。Ｕ形リム３８はタール又は類似材料で満たされるため、これによって当該技術分野において既知なある程度拡張能をもつ密封ジョイントが与えられる。接続部３６の底部にはフランジが取り付けられ、このフランジを用いて接続部は集ガス本管１４へねじ固定されている。
【００４１】
本発明におけるゲート部材の構成によれば放出開口部２２を密閉できるため、必要とされるものではないが、従来型のポット弁４０をゲート部材２４の下流に配置することも可能である。この場合、ポット弁４０は円錐台状スリーブ４２と連携作動する。図１では、ポット弁４０は閉塞位置にあり、スリーブ４２の底部を支えている。かかる位置において、ポット弁は上方から落ちてくるプロセス液で満たされ、周知のように液圧シールが形成される。図２及び図３では、ポット弁４０は軸４４を中心として旋回され、その開放位置にある。
【００４２】
図８〜１１は円筒形ゲート部材１２４ａ又は１２４ｂ及び正方形放出管１２０を用いた代替例となる形状を示した図である。液体収集空隙を与えるため、円筒体の末端は壁１５０によって閉じられる。しかしながら、液圧を用いてシールされたゲートが要求されなければ、かかる構成が強いられるわけではない。ゲート部材１２４ｂ（図１１）には該ゲート部材と類似形状をした１個のカットアウト３０が設けられ、他方ゲート部材１２４ａによって５個のカットアウト１３０一組が支えられている。図面から明らかなように、開放及びガス流制御の原理は図１〜７の実施態様と同一である。
【００４３】
円筒形ゲート部材の場合、ゲート部材の旋回軸を円筒体の湾曲中心から僅かに（１〜数ｍｍ）ずらすことにより、ゲート部材１２４ａ又は１２４ｂとカットアウトを支える側の放出管１２０とを金属対金属接触を得ることが可能である。しかしながら、これらの軸は共軸であってもよい。
【００４４】
上記実施態様により、炉背圧の精密制御が可能なガス流制御能を備える排気口配管が提供される。ゲート部材は、蒸留期間中、精密制御機能を保持しながら炉圧を連続制御する可能性を提供する遮断部材又はスロットル部材として機能することも可能である。このようなガス流制御能により、集ガス本管中の負圧を維持することによって蒸留工程の第一段階における過圧を防止することができ、その結果としてドア、充填ホール等からの噴出を十分減ずることが可能となる。さらに、炉圧の連続制御を行うことにより、コークスガスの流速が遅い場合、蒸留段階の終端における炉底部の負相対圧力を防止することが可能となる。従って、コークス炉の圧力制御を行うことにより、噴射減（蒸留の第一段階中における）、及び水の浸入の防止（蒸留段階の終端における）の双方を達成することが可能となる。
【００４５】
次に図１２及び１３について説明する。これら図には、ゲート部材２２４が円形放出管２０と組み合わされる完全な球面状カップ（つまりカットアウトがない）である、代替例となる実施態様が示されている。
【００４６】
図１４〜１７は、切り取られた球面形のキャップ３２４をゲート部材として用いる別の実施態様を示した図である。これらの図から理解されるように、ゲート部材３２４の先端部は平らに形状化されている。この先端部は、キャップ３２４を垂直面の頂点上に置いた時、垂直面中のカットに対応する（例えば図４参照）。完全な球面形キャップ２２４と比較して、このようにデザインすることによりガス流を精密に制御することが容易となる（図１２及び１４、又は図１３及び１５参照）。
【００４７】
最後に、弁設計のさらに別の実施態様を図１８〜２０に示す。この実施態様では、ゲート部材は完全球面形キャップ（カットアウトなし）であり、ガス流制御のためのカットアウト２３０が放出管２２０中に配置されている。図から分かるように、放出管２２０の閉塞面上において、放出管には内側へ延び、かつゲート部材４２４と同じ湾曲形状にされた唇部２３２が設けられている。この唇部２３２中にカットアウト２３０が形成配置されている。ゲート部材４２４の閉塞往復動作の末端に至るまで、このカットアウト２３０によって放出オリフィス２２２が完全に遮断されるまで精密ガス流制御が行われる。
【００４８】
当業者であれば、先端部が閉塞動作／運動の終了まで所望のガス流特性（流れに対しての往復動作位置）が与えられるように形状化された輪郭形状（１又は２以上のカットアウト又は切り取られた部分をもつ）をもつようにゲート部材を設計可能なことが理解されよう。
【００４９】
図２１及び２２には本発明のさらに別の実施態様が示されている。これらの実施態様は放出管２０の底端部に複数のカットアウト２５が設けられている点で図１の実施態様とは本質的に異なるものである。これらカットアウト２５は放出オリフィス２２から内側へ（図では軸方向上方へ）延びている。好ましくは球面形カップ形状であるゲート部材２４及びカットアウト２５は、図２１の閉塞位置において、ゲート部材２４の周縁境界部がカットアウト２５の閉塞時上端部の上方まで延びるようにそれぞれ形状化される。それゆえ、ゲート部材２４がその空隙中に蓄積されているプロセス液で完全に満たされる時に、該液レベルはカットアウト２５によって形成される開口部を超えるレベルにまで至って液圧シールが形成される。
【００５０】
かかる実施態様により、液レベルに基づいた閉塞往復動作の末端に至るまでガス精密抑制を行うことが可能となることが理解されよう。実際には、ゲート部材２４中における液レベル及びゲート部材の角度位置によってカットアウト２５を通る抑制面積が画定される。例えば図２２の場合、液レベルは符号２７で示されるが、カットアウト２５の上部はプロセス液によって遮断されておらず、またガス流がそこを通過することも可能とされている。従って、カットアウト２５を通過する流れ部分はゲート部材２４の角位置とその中の液レベルに依存する。別の言い方をすると、ガス流速度は、プロセス液の漏出流を制御できるようにゲート部材の角位置を調整することによって設定される。
【図１】
2010529247.tif 000003
【図２】
2010529247.tif 000004
【図３】
2010529247.tif 000005
【図４】
2010529247.tif 000006
【図５】
2010529247.tif 000007
【図６】
2010529247.tif 000008
【図７】
2010529247.tif 000009
【図８】
2010529247.tif 000010
【図９】
2010529247.tif 000011
【図１０】
2010529247.tif 000012
【図１１】
2010529247.tif 000013
【図１２】
2010529247.tif 000014
【図１３】
2010529247.tif 000015
【図１４】
2010529247.tif 000016
【図１５】
2010529247.tif 000017
【図１６】
2010529247.tif 000018
【図１７】
2010529247.tif 000019
【図１８】
2010529247.tif 000020
【図１９】
2010529247.tif 000021
【図２０】
2010529247.tif 000022
【図２１】
2010529247.tif 000023
【図２２】
2010529247.tif 000024
【手続補正書】
【提出日】平成21年9月24日(2009.9.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉ガスをコークス炉から集ガス本管（１４）へ送り込む配管系（１０）、
前記配管系（１０）内の少なくとも一つの噴霧ノズル（１８）、
放出オリフィス（２２、２２２）が設けられた放出管（２０）を備える放出部（１９）が含まれる前記配管系（１０）中に配置される少なくとも１本の噴霧ノズル、及び
前記放出オリフィス（２２、２２２）と連携作動し、かつ前記放出管（２０）の末端部に閉塞面を存在させることにより前記放出オリフィスの開放面積を変えて前記集ガス本管（１４）へのガス流の流速を制御できるようにするため前記放出管（２０）に沿って移動可能なゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ；２２４；３２４；４２４）、から構成され前記ゲート部材は凹状の閉鎖表面（２４；２２４；３２４；４２４）を備えた球形キャップであり、前記放出オリフィス（２２，２２２）に沿って旋回するための旋回軸（２６）を有していることを特徴とするコークス炉排気口配管システム。
【請求項２】
前記球形キャップ（２４；２２４；３２４；４２４）は前記旋回軸（２６）近辺に位置した湾曲中心を有することを特徴とする請求項１項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項３】
前記湾曲中心が前記旋回軸（２６）と実質的に共軸であることを特徴する請求項１又は２項に記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項４】
前記ゲート部材（２４）中、あるいは前記放出オリフィス（２２；２２２）の周りの前記放出管（２０；２２０）中に少なくとも１個のカットアウト（３０；１３０；２３０）が配置されることにより、前記ゲート部材（２４；１２４ａ、１２４ｂ）の閉塞往復動作の末端において可変的な部分的開口が形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項５】
前記少なくとも１個のカットアウト（３０；１３０）が前記ゲート部材（２４）中に設けられ、及び該カットアウトが好ましくは前記ゲート部材の縁部から内側へ延びていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項６】
前記ゲート部材が切り取られた球面形のキャップ（３２４）であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項７】
前記ゲート部材（２４；２２４；３２４；４２４）が閉塞位置にある時、前記ゲート部材の周縁境界部分が放出オリフィス（２２；２２２）の端部の上方へ向かって延びているため、液圧シールによってゲート部材空隙中にプロセス液収集箇所が形成されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項８】
前記放出管（２０）が集ガス本管（１４）を接続する放出ケージ（３２）中を延びており、及び噴霧手段（３４）が備えられて前記放出管（２０）の外側壁部分への噴霧が行われ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炉排気口配管システム。
【請求項９】
前記噴霧手段（３４）が前記ケージ（３２）中に配置されることにより、ゲート部材（２４）の一定の部分的開放位置において、噴霧された液が放出管（２０）の外側壁部分とゲート部材空隙との間へ流れ込んで液圧シールを形成することを特徴とする請求項８項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１０】
前記放出管（２０）を含み、かつ放出ケージ（３２）の周囲にある前記放出部（１９）が雁首形管（１２）と前記集ガス本管（１４）の間へ挿入され、及び前記少なくとも１本の噴霧ノズル（１８）が前記雁首形管中に配置されることを特徴とする請求項８項又は９項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１１】
前記放出ケージ（３２）中へ入る過剰水を排水するための溢流手段（３５）が放出管（２０）中に一体に形成されることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１２】
前記放出オリフィス（２２）の下流にポット弁（４０）が設けられることを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１３】
前記ゲート部材（２４）用の手動駆動手段及び又は自動駆動手段が含まれることを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１４】
前記ゲート部材が一定輪郭形状の先端部を有し、該輪郭形状が閉塞往復動作の末端に対して所望されるガス流特性を与えるように設計されていることを特徴とする請求項１〜１３のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１５】
放出管（２０）に放出オリフィス（２２）から内側へ延びる複数のカットアウト（２５）が設けられ、
前記ゲート部材の前記閉塞面は全体として凹面プロフィールを呈し、前記ゲート部材（２４）には前記放出オリフィス（２２）に沿って該ゲート部材の旋回を可能にする旋回軸が設けられ、
前記ゲート部材の閉塞位置において、前記ゲート部材の周縁境界部分が前記放出管（２０）中の前記カットアウト（２５）の内側端部を超えて上方へ拡がり出ることを特徴とする請求項１項記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１６】
コークス炉中の圧力センサに反応し、かつ前記ゲート部材と連携作動する始動手段へ接続された制御装置が含まれ、前記制御装置は放出オリフィスに対するゲート部材の位置を連続的に調整して、コークス炉チャンバー中の圧力が変化した時に放出開口部を連続的に絞るように構成されていることを特徴とする請求項１〜１５のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システム。
【請求項１７】
一連のコークス炉及び集ガス本管から構成されるコークスプラントであって、単一炉それぞれから生ずるガスが請求項１〜１６のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システムを介して前記集ガス本管へ導かれることを特徴とするコークスプラント。
【請求項１８】
コークス炉群の集ガス本管へ流れるガス流を抑制するための、請求項１〜１６のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システムの使用。
【請求項１９】
圧力センサを用いて個々のコークス炉チャンバー中の炉圧を検知する工程と、
検知された圧力に基づいて、放出オリフィスに対するゲート部材の位置を連続的に調整して炉チャンバー中の圧力変化に合わせて放出開口部を連続的に収縮させる工程から構成される、請求項１〜１６のいずれかに記載のコークス炉排気口配管システムのそれぞれによって集ガス本管へそれぞれ連結される一連のコークス炉チャンバーから成るコークス炉群から生ずるガス流速の制御方法。
【国際調査報告】
2010529247.tif 000025
2010529247.tif 000026
2010529247.tif 000027