(57)【要約】【課題】コークス炉炭化室等の高温の炉室内における炉幅を迅速かつ容易に測定するため、冷却水配管の設置を必要とせず、かつ炉内に測定装置を挿入し測定を行い抽出するのに必要な時間内において高温に耐え得るような炉幅測定方法を提供する。【解決手段】相対する炉壁間の幅を測定するための炉幅測定方法であって、炉幅を測定する測定ユニット２は炉幅計測器８と電源装置１０とを有し、測定ユニット２は吸熱能力を有する液体７を充填したジャケットに収納され、更にジャケットの外側は断熱材４で覆われている炉幅測定装置を用いる。測定ユニット２は更に炉幅測定データを外部データ記録装置２２に伝送するためのワイヤレス伝送送信機１８又はワイヤレス伝送受信機及びデータ記録装置９を有する。データ記録装置において、炉幅測定データとともに水平方向の測定現在位置データを記録する。【選択図】図３
2007127672.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
相対する炉壁間の幅を測定するための炉幅測定装置であって、炉幅を測定する測定ユニットは炉幅計測器と電源装置とを有し、該測定ユニットは吸熱能力を有する吸熱箱に収納され、更に該吸熱箱の外側は断熱材で覆われていることを特徴とする炉幅測定装置。
【請求項２】
前記吸熱箱は液体を充填したジャケットであり、該液体が吸熱能力を有することを特徴とする請求項１に記載の炉幅測定装置。
【請求項３】
前記吸熱箱の上部には前記液体を注入するための注入口を有し、下部には前記液体を排出するための排出口を有することを特徴とする請求項２に記載の炉幅測定装置。
【請求項４】
前記液体は水であることを特徴とする請求項２又は３に記載の炉幅測定装置。
【請求項５】
前記炉幅計測器は１対のレーザ距離計であり、各レーザ距離計はそれぞれ各炉壁までの距離を測定することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の炉幅測定装置。
【請求項６】
前記レーザ距離計のレーザ受光窓の前方に更に狭帯域干渉フィルターが設置されていることを特徴とする請求項５に記載の炉幅測定装置。
【請求項７】
前記レーザ距離計は、更にタイマーを有し、予め設定された炉幅測定装置の取り付け作業時間に相当する設定値になった時点からレーザ光の照射を開始することを特徴とする請求項５又は６に記載の炉幅測定装置。
【請求項８】
前記測定ユニットは更に炉幅測定データを外部データ記録装置に伝送するためのワイヤレス伝送送信機を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の炉幅測定装置。
【請求項９】
前記外部データ記録装置において、炉幅測定データとともに水平方向の測定現在位置データを記録することを特徴とする請求項８に記載の炉幅測定装置。
【請求項１０】
前記測定ユニットは更にデータ記録装置を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の炉幅測定装置。
【請求項１１】
前記データ記録装置は、前記測定データが予め設定された炉幅に相当する設定値になった時点から炉幅測定データの記録を開始することを特徴とする請求項１０に記載の炉幅測定装置。
【請求項１２】
前記測定ユニットは更に外部から測定開始時期および測定位置に関するデータを受信するためのワイヤレス伝送受信機を有することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の炉幅測定装置。
【請求項１３】
前記電源装置を充電するための充電ケーブル接続プラグを吸熱箱の外部に備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載の炉幅測定装置。
【請求項１４】
コークス炉炭化室の炉幅を測定することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれかに記載の炉幅測定装置。
【請求項１５】
前記炉幅測定装置をコークス炉押し出し機のラム又はラムビームに取り付け、該押し出し機を水平移動しつつ炉幅を測定することを特徴とする請求項１４に記載の炉幅測定装置。
【請求項１６】
前記外部データ記録装置又はデータ記録装置は各レーザー距離計と炉壁までの距離を記録し、前記ワイヤレス伝送送信機は各レーザー距離計と炉壁までの距離を伝送することを特徴とする請求項５乃至１５のいずれかに記載の炉幅測定装置。
【請求項１７】
請求項３乃至１６のいずれかに記載の炉幅測定装置を用いた炉幅測定方法であって、一の炉室の炉幅測定が完了した後に前記排出口を開いて吸熱箱内の液体を排出し、その後新たな液体を吸熱箱内に注入して次の炉室の炉幅測定を行うことを特徴とする炉幅測定方法。
【請求項１８】
請求項１３乃至１６のいずれかに記載の炉幅測定装置を用いた炉幅測定方法であって、一の炉室の炉幅測定が完了した後に前記電源装置を充電し、その後次の炉室の炉幅測定を行うことを特徴とする炉幅測定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉炭化室等の高温の炉室内における炉幅を迅速かつ容易に測定するための炉幅測定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
コークス炉の炭化室をはじめとする高温の炉室においては、炉室を構成する炉壁が耐火物で構成され、該耐火物の劣化状況を的確に把握することが必要である。特にコークス炉の炭化室は、過酷な条件下で通常２０年以上の長期間にわたって連続操業されるものであり、炭化室を構成する耐火煉瓦は熱的、化学的および機械的要因によって徐々に劣化する。そのため耐火煉瓦の劣化に起因するコークスの押し詰まりが生じたり、耐火煉瓦が脱落したりする。このような耐火煉瓦の脱落などの事故が生じるとその補修は困難であり、操業に著しい影響が及ぼされる。従って、炭化室内の特に炉壁を構成する耐火煉瓦の状況を常時把握しておくことは、コークス炉操業管理上極めて重要である。
【０００３】
コークス炉炭化室の炉壁のように、狭い炉室において左右の炉壁が平行にあい対している場合には、炉壁耐火物が損耗すれば両炉壁間の距離が増大する。従って、両炉壁間の距離を測定することにより、炉壁を構成する耐火物の損耗状況を推定することができる。
【０００４】
炉内に距離計を設置し、この距離計と炉壁との間の距離を測定して耐火物の損耗を把握しようとすると、該距離計を炉内の定まった位置に正確に配置することが必要である。一方、上記のように炉壁間の距離を測定する方法においては、たとえ炉壁測定装置の横ぶれがあったとしても、炉壁間の距離の測定値には大きな誤差は与えない。従って、炉壁間の距離を測定する方法においては測定装置の位置あわせを厳密に行う必要がなく、例えばコークス炉押し出し機の押し出しラムに炉幅測定装置を取り付けることによって炉幅を測定することができる。
【０００５】
このような炉幅測定装置として、例えば特許文献１においては、コークス押出機のラム等にそれぞれの炉壁に指向する１対又は複数対の非接触式距離計を設け、その取り付け位置から左右の壁を同時測定し、その合計距離から炭化室の幅を連続測長するものが記載されている。押し出し機を水平移動することによって炭化室炉壁幅を連続的に測定することができる。
【０００６】
上記特許文献１においては、非接触式距離計としてレーザー光、マイクロ波などの距離計を用いている。一方、特許文献２、特許文献３においては、接触式の距離計を用いて同じように炉壁の間隔を測定する方法が記載されている。
【０００７】
コークス炉における炉幅測定は、コークス炉操業中において、製造したコークスを押し出した後、次回原料を装入する前の短時間に行う。従って、当然のことながら測定すべき炉内は高温であり、一方炉幅測定装置内の炉幅測定ユニットは電子装置であって高温環境には耐え得ないので、炉幅測定ユニットの温度上昇を防止するための対策が必要である。前記特許文献１に記載のものは、距離計を水冷ジャケット内に収納し、該水冷ジャケットに冷却水を供給循環排出するための冷却水配管を設置している。距離計の測定結果を炉外に導くための信号ケーブルは冷却水配管内に配置され、信号ケーブルを高温環境から保護している。炉幅測定装置は押し出しラムの水平移動に伴って移動するため、上記冷却水配管は巻取り装置に巻き取られ、炉幅測定装置の移動に伴って冷却水配管が送り出される。
【０００８】
炉幅測定装置の冷却に循環水を用いる上記の方法では、コークス押し出し機に炉幅測定装置を取り付ける際、および取り外す際には大掛かりな組み立て・取り外し作業が必要となり、コークス炉操業の合間に短時間で測定作業を行うことが極めて困難であった。
【０００９】
炉幅測定ユニット全体を断熱材で覆って炉幅測定装置を構成し、この炉幅測定装置を極めて短時間炉内に挿入して炉幅を測定し、炉幅測定ユニット自体の温度が上昇する前に炉内から取り出すことを特徴とする炉幅測定装置が知られている。冷却水配管の配設が必要ないので装置はコンパクトであり、コークス炉押し出し機等への設置も容易である。冷却水配管が存在しないため、信号ケーブルを炉外に導くことはできず、炉幅測定データは炉幅測定ユニット内のデータ記録装置に蓄え、炉幅測定装置を炉外に抽出した後にデータを取り出す。電子装置を動作させるための電源も炉幅測定ユニット内に備える。
【００１０】
上記装置では、炉幅測定ユニットを積極的に冷却することはせず、単に断熱材によって熱を遮断するのみであるため、コークス炉のように高温状態の炉内に滞在できる時間はせいぜい３分程度である。コークス炉の押し出し機を炉内に挿入し炉内を１往復するだけでも通常は３分程度の時間を必要とする。従って、炉内に滞在できる時間が最大で３分では余裕時間が少なく、押出しに時間を要すと距離計等の電子機器が破損することも考えられる。また、一炉測定するたびに断熱材の蓄熱を長時間かけて放冷する必要があった。
【００１１】
【特許文献１】特開昭６２−２９３１１２号公報
【特許文献２】実開平２−１３１５１号公報
【特許文献３】特開昭６０−１４４３８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、コークス炉炭化室等の高温の炉室内における炉幅を迅速かつ容易に測定するため、冷却水配管の設置を必要とせず、かつ炉内に測定装置を挿入し測定を行い抽出するのに必要な時間内において高温に耐え得るような炉幅測定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】
【００１３】
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）相対する炉壁間の幅を測定するための炉幅測定装置であって、炉幅を測定する測定ユニット２は炉幅計測器８と電源装置１０とを有し、測定ユニット２は吸熱能力を有する吸熱箱３に収納され、更に吸熱箱３の外側は断熱材４で覆われていることを特徴とする炉幅測定装置。
（２）吸熱箱３は液体７を充填したジャケットであり、該液体が吸熱能力を有することを特徴とする上記（１）に記載の炉幅測定装置。
（３）吸熱箱３の上部には前記液体を注入するための注入口を有し、下部には液体７を排出するための排出口２３を有することを特徴とする上記（２）に記載の炉幅測定装置。
（４）液体７は水であることを特徴とする上記（２）又は（３）に記載の炉幅測定装置。
（５）炉幅計測器８は１対のレーザ距離計であり、各レーザ距離計はそれぞれ各炉壁１２までの距離を測定することを特徴とする上記（１）乃至（４）のいずれかに記載の炉幅測定装置。
（６）前記レーザ距離計のレーザ受光窓の前方に更に狭帯域干渉フィルターが設置されていることを特徴とする上記（５）に記載の炉幅測定装置。
（７）前記レーザ距離計は、更にタイマーを有し、予め設定された炉幅測定装置の取り付け作業時間に相当する設定値になった時点からレーザ光の照射を開始することを特徴とする上記（５）又は（６）に記載の炉幅測定装置。
（８）測定ユニット２は更に炉幅測定データを外部データ記録装置２２に伝送するためのワイヤレス伝送送信機１８を有することを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の炉幅測定装置。
（９）外部データ記録装置２２において、炉幅測定データとともに水平方向の測定現在位置データ３５を記録することを特徴とする上記（８）に記載の炉幅測定装置。
（１０）測定ユニット２は更にデータ記録装置９を有することを特徴とする上記（１）乃至（７）のいずれかに記載の炉幅測定装置。
（１１）データ記録装置９は、前記測定データが予め設定された炉幅に相当する設定値になった時点から炉幅測定データの記録を開始することを特徴とする上記（１０）に記載の炉幅測定装置。
（１２）測定ユニット２は更に外部から測定開始時期および測定位置に関するデータを受信するためのワイヤレス伝送受信機を有することを特徴とする上記（１０）又は（１１）に記載の炉幅測定装置。
（１３）電源装置１０を充電するための充電ケーブル接続プラグ２５を吸熱箱３の外部に備えることを特徴とする上記（１）乃至（１２）のいずれかに記載の炉幅測定装置。
（１４）コークス炉炭化室の炉幅を測定することを特徴とする上記（１）乃至（１３）のいずれかに記載の炉幅測定装置。
（１５）前記炉幅測定装置１をコークス炉押し出し機１３のラム１４又はラムビームに取り付け、該押し出し機を水平移動しつつ炉幅を測定することを特徴とする上記（１４）に記載の炉幅測定装置。
（１６）外部データ記録装置２２又はデータ記録装置９は各レーザー距離計と炉壁までの距離を記録することを特徴とする上記（５）乃至（１３）のいずれかに記載の炉幅測定装置。
（１７）上記（３）乃至（１６）のいずれかに記載の炉幅測定装置を用いた炉幅測定方法であって、一の炉室の炉幅測定が完了した後に前記排出口２３を開いて吸熱箱内の液体７を排出し、その後新たな液体７を吸熱箱内に注入して次の炉室の炉幅測定を行うことを特徴とする炉幅測定方法。
（１８）上記（１３）乃至（１６）のいずれかに記載の炉幅測定装置を用いた炉幅測定方法であって、一の炉室の炉幅測定が完了した後に前記電源装置を充電し、その後次の炉室の炉幅測定を行うことを特徴とする炉幅測定方法。
【００１４】
本発明においては、炉幅測定装置１の最外周は断熱材４で覆われるため、高温の炉内においても、炉幅測定装置内への熱の移動を大幅に低減することができる。更に、本発明においては前記断熱材４と内部の測定ユニット２との間に吸熱箱３を配置する。吸熱箱３はそれ自体が吸熱能力を有し、最外周の断熱材４を通して内部に浸入した熱はこの吸熱箱３に吸収され、吸熱箱内部の測定ユニット２の温度上昇を遅らせることができる。これにより、炉幅測定装置１は高温の炉内に５分間は滞在することができるので、例えばコークス炉押し出し機１３の押し出しラム１４に炉幅測定装置１を取り付けて炉幅を測定するに際し、時間的に余裕を持って測定を行うことができる。また、本発明の炉幅測定装置は冷却水配管や信号ケーブルを設置する必要がないので、押し出しラム１４等への設置・取り外しがきわめて容易である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の炉幅測定装置は、測定ユニットを吸熱能力を有する吸熱箱に収納し、更に吸熱箱の外側を断熱材で覆っているため、コークス炉のような高温の炉内に比較的長時間滞在しても測定ユニットの温度を一定温度以下に保持することができる。そのため、炉内の炉幅測定を充分な時間をかけて行うことが可能になる。
【００１６】
本発明の炉幅測定装置は、冷却水配管や信号ケーブル配線を必要としないので、押し出しラム等の炉内挿入・移動装置に迅速かつ容易に取り付け・取り外しを行うことが可能になる。
【００１７】
本発明のワイヤレス伝送送信機を有する炉幅測定装置は、測定後に測定データを抽出するために吸熱箱を開放する必要がないので作業性が良好であり、炉外にて炉幅測定位置とともにデータ処理ができるので炉幅異常の発生個所を正確に特定することができ、炉幅測定中に測定データ解析ができるので結果を迅速に次のアクションに反映させることができる。
【００１８】
本発明の吸熱箱に液体排出口を有する炉幅測定装置は、連続測定においても測定装置の温度の上昇を抑えて長時間の測定を行うことができる。
【００１９】
本発明の充電ケーブル接続プラグを備える炉幅測定装置は、吸熱箱を開放することなく測定を連続して行うことができ、作業性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
図１〜図６に基づいて本発明の説明を行う。
【００２１】
吸熱箱３には吸熱能力を有する吸熱材料を用いる。吸熱材料としては、重量あたり、体積あたりの熱容量の大きいものを用いることが必要である。吸熱材料として金属材料を用いることも可能であるが、吸熱箱３を液体７を充填するジャケット構造とし、吸熱材料として該ジャケット内に充填した液体７を用いるとより好ましい。図１において、吸熱箱３は外箱５と内箱６とで構成され、該外箱５と内箱６との間が液体７を充填するジャケットとなる。液体は概して重量・体積あたりの熱容量の大きいものを選択することができる。工業的に最も容易に入手できかつ吸熱材料として最適な液体として、水を用いることが好ましい。水は熱容量が大きいため、吸熱箱内部の温度上昇を遅らせることができる。更に、水の温度が１００℃に達すると沸騰により大量の気化熱を奪うため、吸熱箱内部の温度が１００℃を超えることはない。水の温度が１００℃に到達して沸騰を開始した際の水蒸気を放出するため、吸熱箱３の上部には開放口を設けるかあるいは安全弁を設けると良い。図５に示すように、開放口は冷却水の注入口２４と兼用したものを設けることができる。本発明の炉幅測定装置においては、炉内での炉幅測定中には液体を供給排出するための配管が接続されていない点が特徴である。
【００２２】
本発明の炉幅測定装置によるコークス炉炭化室の炉幅測定においては、例えばコークス押し出し機に本発明の炉幅測定装置を搭載して測定を行う場合、押し出し機はレールの上を移動しながら乾留が完了した炭化室のコークスを押し出す作業を５〜１０分間隔で連続して次々と繰り返していき、この作業の中で多数の炭化室の炉幅測定を行うこととなる。１回の炭化室挿入によって吸熱箱内の液体は温度が上昇しているので、時間をおかずにこのまま次の炭化室に挿入しての測定を行うと、吸熱箱内の液体７の温度は逐次上昇し、炉内滞在可能時間が短くなる。図５に示すように、本発明の吸熱箱３の下部に内部の液体を排出するための排出口２３を設けておき、炉内測定が完了する毎に温度が上昇した内部の液体７を排出して温度が低い新しい液体を投入することにより、液体７の温度上昇を防止できる。新しい液体投入時に注入口２４から冷えた液体を供給しつつ排出口２３からの排出を継続すれば、吸熱箱自身の温度も低下させることができる。この結果、各回毎に十分な炉内滞在時間を確保することができる。
【００２３】
吸熱箱３の外側を覆う断熱材４としては、セラミックファイバーボード、またはケイ酸カルシウムボード等を用いることができる。
【００２４】
コークス炉の炉幅は通常４００ｍｍ程度であり、本発明の炉幅測定装置はこのスペースに収納可能な寸法とする必要がある。吸熱材料として水を用いる場合、水を収納するジャケットは炉幅方向で水の占める幅を左右それぞれ４０ｍｍ〜６０ｍｍ程度とする。吸熱箱外周の断熱材４としては、例えばセラミックファイバーボードを用い、断熱材４の厚さを４０ｍｍ〜６０ｍｍ程度とすることができる。炉幅測定装置１の外部寸法をＬ６２０ｍｍ×Ｗ３６０ｍｍ×Ｈ５５０ｍｍとしたとき、測定ユニット２を収納する内部空間はＬ４２０ｍｍ×Ｗ１６０ｍｍ×Ｈ３１０ｍｍ程度となる。
【００２５】
このような形状を有する炉幅測定装置１を炉内温度１０００℃のコークス炉炭化室１１に挿入したとき、測定ユニットを収納する内部空間の温度は、挿入後経過時間ごとに、３分後２５℃、５分後４０℃、７分後５５℃となる。測定ユニットの通常使用温度上限は５０℃であるから、高温の炉内に５分間は滞在することが可能である。
【００２６】
炉幅測定装置１に収納される測定ユニット２は、炉幅計測器８、電源装置１０と必要に応じてデータ記録装置９を有する。
【００２７】
炉幅計測器８としては、非接触の距離計を用いることが好ましい。非接触の距離計としては、レーザ距離計、マイクロ波距離計等を用いることができる。レーザ距離計を用いる場合、少なくとも１対のレーザ距離計を準備し、各レーザ距離計を相対する各炉壁に向け、それぞれのレーザ距離計から各炉壁までの距離を測定する。こうして測定された両レーザ距離計からの距離を加算することにより、炉幅を計算することができる。
【００２８】
炉幅計測器８として非接触のレーザ距離計等を用いる場合、レーザ距離計からのレーザ光を炉壁１２に照射し炉壁１２からの反射光を距離計に導くため、吸熱箱３及びその外周の断熱材４は両サイドに窓１６を有する。窓１６には石英ガラス等の耐熱ガラスを装着する。耐熱ガラスは金属蒸着等の手段によって外部からの輻射熱を反射する機能を有することが好ましい。また、レーザ距離計のレーザ受光窓の前方に更に図３に示すように狭帯域干渉フィルター３７を設置すると好ましい。狭帯域干渉フィルター３７とは、中心波長に対し半値幅１０ｎｍ程度のバンドパスフィルターであり、到達した光線のうちの特定領域の波長の光線のみを透過させるものである。レーザ距離計に用いられているレーザ波長を中心波長とした狭帯域干渉フィルターを用い、測定精度に対する外乱となる波長域をカットすることでレーザー距離計の測定精度を確保することができる。
【００２９】
レーザ距離計８はその光軸方向にある程度の長さを有し、一方コークス炉等の炉幅は非常に狭いので、炉幅方向にレーザ距離計を２台同軸に並べることは困難となる場合がある。図３に示すように、レーザ距離計８を炉の長手方向に配置し、鏡３２による反射を用いて光軸３３を炉幅方向に変更することにより、狭い炉幅を有する炉内の測定を可能にすることができる。
【００３０】
本発明の炉幅測定装置は信号ケーブルを炉外まで配線することができないので、炉内で測定したデータは、測定ユニット内に配置されたデータ記録装置９に記録し、測定が完了して炉幅測定装置１を炉外に抽出してから該記録したデータを参照する。データ記録装置９としては、磁気ディスク等の磁気記憶装置、ＬＳＩカード等の半導体記憶装置、光記憶装置、光磁気記憶装置等のうちから任意に選択することができる。
【００３１】
コークス炉炭化室１１を水平移動しつつ炉幅測定を行う場合には、水平方向の測定位置と炉幅測定データとを対応させる必要がある。測定中においては水平方向の測定現在位置を測定ユニット２において知ることはできない。従って、測定中は測定ユニット２においては例えば現在時刻と炉幅測定データとを対応してデータ記録装置９に記録し、一方炉外においては現在時刻と押し出し機の水平方向現在位置とを対応して記録し、測定完了後に両データを時刻をパラメータとして結合することにより、水平方向の位置毎に炉幅測定データを対応させることが可能である。
【００３２】
炉幅測定装置がまだ炉外にあるときは炉幅測定値は非常に大きな値となっている。炉幅測定装置を水平移動して炉内に入った時点で、炉幅測定値は実際の炉幅に略等しい値に急激に変化するので、炉幅測定装置自身が炉内挿入開始時点を認識することができる。従って、押し出し機１３の移動速度が一定である場合には、炉幅測定装置自身が認識した上記炉内挿入時刻を用い、炉内挿入時刻以降のデータを移動速度一定として炉内の各位置に対応させることも可能である。
【００３３】
図３、図４に示すように、測定ユニット内に上記データ記録装置９のかわりにワイヤレス伝送送信機１８を配置し、測定データを炉外に送信して炉外の外部データ記録装置２２にデータを記録させることもできる。ワイヤレス伝送には、電磁波を用いた無線送信、あるいは可視光や赤外線などの光を用いたワイヤレス伝送を用いることができる。ワイヤレス伝送を行う場合、吸熱箱の炉外側に向いた壁には伝送用の窓１７を設ける。窓１７には耐熱ガラスを装着し、伝送媒体として電磁波を用いる場合には、外部からの輻射熱侵入を防止するためのコーティングには金属膜コーティングは用いず、シリカコーティングのような非電導性材料のコーティングを行う。
【００３４】
図６に示すように、ワイヤレス伝送にデジタル信号を電波で伝送するデジタル無線送受信機（２７、２８）を採用することができる。レーザ距離計８からはアナログの距離信号が出力されるので、この信号をＡ／Ｄ変換器２６でデジタル信号とし、このデジタル信号をデジタル無線送信機２７で送信し、炉外のデジタル無線受信機２８で受信する。受信したデジタル信号はＤ／Ａ変換器２９でアナログ信号に変換してデータディスプレイ３１などの記録計に出力したり、あるいはデジタル信号のままで記録用コンピュータ３０などの記録計に記録することができる。
【００３５】
測定ユニット内にワイヤレス伝送送信機１８を配置した場合、炉幅測定データを測定ユニットから外部のワイヤレス伝送受信機２１に伝送し、そのデータを外部データ記録装置２２に記録する。その際、炉幅測定データと炉内水平方向の測定現在位置データ３５を同時に外部データ記録装置３２に記録することもできる。外部データ記録装置２２は炉外に配置されているので、炉幅測定装置を搭載した押し出し機１３の現在位置データから炉幅測定装置の測定現在位置データ３５を算出して取り込むことができるからである。その結果、外部データ記録装置２２においてリアルタイムに水平方向の測定位置と炉幅測定データとを対応させることが可能になり、測定中において即座に炉内の損傷個所や要補修個所を特定することができる。ワイヤレス伝送送信機１８は、炉幅測定データを外部データ記録装置２２に伝送するため、１対のレーザ距離計で測定した距離データを炉幅に換算した後のデータを送信することも可能であるが、もちろん各レーザ距離計で測定した距離データをそのまま送信し、外部データ記録装置２２の側で炉幅に計算することも可能である。
【００３６】
測定ユニット内にワイヤレス伝送送信機１８を配置した場合、さらに図６に示すように測定ユニット内に測定ユニット２の温度や吸熱箱内の液体温度を測定する温度計３６を設置し、測定した温度をワイヤレス伝送送信機１８によって炉外に送信することもできる。これにより、炉外において現時点の炉幅測定装置の温度を把握することができ、温度が管理上限に近づいたときには測定を中止して炉幅測定装置を炉外に引き出すことにより、異常高温による炉幅測定装置の損傷を未然に防ぐこともできる。
【００３７】
上記とは逆に、測定ユニット内にデータ記録装置９とワイヤレス伝送受信機を設置し、外部から測定ユニットに対して測定ユニットの炉内挿入時刻および炉内水平方向の測定現在位置データ３５を常時ワイヤレス送信し、炉幅測定データと炉内水平方向の測定現在位置データ３５を同時に測定ユニット内のデータ記録装置９に記録することもできる。
【００３８】
ワイヤレス伝送送信機１８及びワイヤレス伝送受信機２１には、送信と受信の両方の機能を兼ね備えた送受信機を用いても良い。
【００３９】
本発明の炉幅測定装置１は測定中は外部から動作電源を供給することができないので、測定ユニット２には電源装置１０を有する。炉幅計測器８やデータ記録装置９、ワイヤレス伝送送信機１８はこの電源装置１０から供給される電力によって作動する。電源装置１０としては、乾電池、充電式蓄電池等を用いることができる。
【００４０】
電源装置１０として充電できない電池を用いると、電池交換のたびに吸熱箱を開放する必要がある。また電源装置１０として充電可能な電源を用いる場合においても、充電ケーブル接続プラグが吸熱箱内部に位置する場合には充電のたびに吸熱箱を開放することが必要となる。電源装置１０として充電可能な電源を用い、さらに本発明の上記（１３）のように、図５に示すような充電ケーブル接続プラグ２５を吸熱箱３の外部に備えることにより、吸熱箱を開放せずに充電することが可能になり、作業性を改善することができる。充電ケーブル接続プラグ２５は、炉内挿入時には断熱材蓋３４でその外部を覆い、充電時に断熱材蓋３４のみを取り外して充電ケーブルを接続するようにしても良い。
【００４１】
炉幅測定装置１を例えば図２に示すように押し出し機１３の押し出しラム１４の一定高さ部分に装着し、押し出し機１３を水平移動しつつ炉幅の測定を行って測定値をデータ記録装置９に記録すれば、コークス炉内の一定高さ部分の炉幅を連続的に測定することができる。本発明の炉幅測定装置１は形状がコンパクトかつ軽量であり、冷却配管等の設置が不要なので、押し出しラム１４に取り付ける高さは任意に変更することが容易であり、所定の各高さ毎に取り付け位置を変えて測定を行うことにより、炉高全体の炉幅測定データを得ることができる。
【００４２】
押し出し機以外に炭化室内に挿入可能な装置、例えば炉内測定装置を有している場合には、該炉内測定装置に本発明の炉幅測定装置を取り付け、押し出し機に取り付けた場合と同じように炉幅測定を行うこともできる。
【００４３】
以上述べたように、炉内の相対する炉壁間の幅を測定する炉幅測定においては、炉幅測定装置の炉内における炉幅方向位置を正確に決定しなくても測定を行うことができるので、コークス炉炉幅方向の位置を正確に定めることのできない測定においては便利である。一方、炉幅計測器８を１対のレーザ距離計とし、各レーザ距離計はそれぞれ各炉壁１２までの距離を測定する上記（５）の発明においては、測定装置の炉幅方向位置を正確に定められるのであれば、１対のレーザ距離計測定結果から炉幅を計算して用いるのではなく、各レーザ距離計による炉壁までの距離測定データから直接に左右の各炉壁の表面状況を評価できるのでより有利である。本発明は、このような炉壁表面評価を行う場合においても適用することができる。即ち、本発明の上記（１６）にあるとおり、外部データ記録装置２２又はデータ記録装置９は、炉幅測定値に替えて各レーザー距離計と炉壁までの距離を記録することにより、相対する各炉壁の損耗状況を個別に評価し、各炉壁に最適な炉壁補修計画を立案することが可能になる。
【００４４】
炭化室の炉幅を正確に測定するためには、炉壁１２に付着している付着カーボンを除去した後に炉幅の測定を行う。付着カーボンは焼き落とし等の手段によって除去する。一方、付着カーボン除去前と除去後に炉幅の測定を行い、両者の比較を行えば、付着カーボンの厚みを知ることができる。
【００４５】
炉壁に目地切れがある場合には、その部分で炉幅測定値が異常に大きな値となるため、本発明の炉幅測定装置によって目地切れを検出することが可能である。従って、本発明の炉幅測定装置により、重大な炉壁の劣化も把握することが可能である。
【実施例】
【００４６】
（実施例１）
コークス炉炭化室の炉幅を測定する目的で図１に示す炉幅測定装置を用いた。炉幅測定装置１の外形寸法は、高さ５５０ｍｍ、幅３６０ｍｍ、長さ６２０ｍｍであり、総重量は約５０ｋｇである。
【００４７】
外周の断熱材４としてセラミックファイバーボードを用い、断熱材４の厚さは５０ｍｍとした。断熱材４の内側には、ステンレス鋼製の外箱５と内箱６とからなるジャケット構造の吸熱箱３を配置した。ジャケット内には合計２５リットルの水７を充填した。吸熱箱３の炉壁に面する部分において、水７の層の厚さは４５ｍｍである。
【００４８】
吸熱箱３の内部の測定ユニット２に、炉幅測定器８として１対のレーザ距離計を配置した。それぞれのレーザ距離計（８ａ、８ｂ）は左右の炉壁１２までの距離を測定する。レーザ距離計から炉壁までの光路を確保するため、吸熱箱３及び断熱材４の左右の炉壁に面する部分には窓１６を配置し、窓１６には金属蒸着を行った石英ガラスをはめ込んでいる。
【００４９】
測定ユニット２には、データ記録装置９として小型パソコンを配置した。また、電源装置１０として充電式蓄電池を配置し、レーザ距離計８、データ記録装置９及びそれらを制御する制御装置に対する供給電源とした。
【００５０】
上記炉幅測定装置１を押し出し機１３の押し出しラム前面ないし後部に取り付ける。本実施例においては、図２に示すように、押し出しラム１４の前面に支持装置１５を用いて取り付けた。炉幅測定装置１の総重量が約５０ｋｇと比較的軽量であり、更に冷却水配管や信号ケーブルを配置する必要がないので、押し出しラム１４の高さ方向の任意の位置に容易に取り付けることが可能である。本実施例においては、押し出しラム高さ方向４箇所に炉幅測定装置１の取り付け位置を設定し、各高さにおいて順次炉幅測定を実施することにより、炭化室内炉壁全面に関する炉幅測定データを採取することができた。
【００５１】
押し出しラム１４の所定の位置に炉幅測定装置１を取り付ける。取り付け中にレーザ光が照射されないよう、タイマーが設置されている。タイマーアップ後にレーザ照射が開始されるので、押し出し機１３を所定の速度で炉内に挿入開始する。レーザ距離計部分が炉内に挿入すると同時に炉幅測定データが略所定の炉幅に等しい値となるので、炉内挿入タイミングを検出することができる。その後一定速度で押し出し機１３を水平移動し、炉壁１２の全長にわたって炉幅の測定を行い、炉幅データをデータ記録装置に記録することができる。
【００５２】
炉幅測定装置１の炉内滞在可能時間は５分間なので、測定完了後速やかに押し出し機１３を炉内から抽出する。通常は挿入開始から抽出完了まで３分間程度で完了する。吸熱箱中の測定ユニット２の温度及び吸熱箱ジャケット内の水７の温度を測定したところ、挿入開始時には測定ユニット内が１５℃、水の温度が１５℃であったのに対し、挿入後３分経過後の抽出時には、測定ユニット内が２５℃、水の温度が３０℃であった。測定ユニットの通常使用上限温度は５０℃であるから、測定中の温度上昇は許容できる範囲内であった。
【００５３】
測定終了後に炉幅測定装置１を押し出しラム１４から取り外し、内部のデータ記録装置９に記録されたデータを外部の解析装置に読み出した。データ記録装置９には挿入開始時刻及び挿入開始後の各時刻における炉幅測定値が記録されているので、このデータに押し出しラムの挿入速度実績を加味することにより、炉内水平方向各位置における炉幅実績を知ることができた。
【００５４】
目視により確認された炉壁煉瓦損耗部に対して、高さ方向３水準程度で炉幅測定を行い、健全状態での炉幅と炉幅実績を比較することで、炉壁煉瓦損耗部の損耗量等高線を描くことができる。これにより、損耗部補修において、補修方法および補修時間等の補修計画の立案が可能となり、補修効率の向上が図られた。
【００５５】
（実施例２）
実施例１と同様の目的で、図３〜図６に示す炉幅測定装置を用いた。実施例１との相違点は、測定ユニット内にデータ記録装置９を配置する代わりにワイヤレス伝送送信機１８を配置し、炉外にワイヤレス伝送受信機２１と外部データ記録装置２２を配置した点、断熱箱３の下部に冷却水の排出口２３、上部に開放口を兼ねた冷却水注入口２４を設けた点、吸熱箱３の外部に充電ケーブル接続プラグ２５を設けた点、２個のレーザ距離計８を炭化室長手方向に配置し鏡３２にて光軸３３を９０°曲げている点、レーザ距離計８の前方に光学フィルターとして狭帯域干渉フィルター３７を配置している点である。それ以外の共通する部分については実施例１と同様であるので詳細な記述は省略する。
【００５６】
ワイヤレス伝送にはデジタル信号の電波を用いた無線通信を採用している。２個のレーザ距離計８の出力及び測定ユニット内の温度を測定する温度計３６の出力をＡ／Ｄ変換器２６によってディジタル信号に変換し、ＲＳ−２３２Ｃインターフェースでデジタル信号無線送信機２７に送る。デジタル信号無線送信機２７がワイヤレス伝送送信機１８として機能し、ワイヤレス伝送信号１９を炉外のワイヤレス伝送受信機２１に送る。吸熱箱３の電波が通過する部分には窓１７を設け、シリカコーティングを施した石英ガラスを配置している。シリカコーティングによって炉からの輻射熱を遮断し、かつ金属コーティングではないので電波の伝搬を阻害することがない。
【００５７】
炉外にはワイヤレス伝送受信機２１としてデジタル信号無線受信機２８が配置され、外部データ記録装置２２として記録用コンピュータ３０及びデータディスプレイ３１が配置される。デジタル信号無線受信機２８で受信したデジタル信号をＲＳ−２３２ＣインターフェースでＤ／Ａ変換器２９及び記録用コンピュータ３０に伝送する。記録用コンピュータ３０に送られたデータはコンピュータ内に記録され、Ｄ／Ａ変換器２９から出力するアナログ信号はデータディスプレイ３１に送られ、リアルタイムに測定された炉幅データを表示する。外部データ記録装置２２には押し出しラム１４の現在位置データに基づいて求められた測定現在位置データ３５も送られてきているので、このデータも記録用コンピュータ３０とデータディスプレイ３１に送られる。データディスプレイ３１においては、幅測定装置の測定現在位置３５を横軸に、炉幅データを縦軸に実績を表示し、炉幅異常の発生個所を特定することができる。
【００５８】
実施例１の場合には、測定完了後に吸熱箱３の一部を開放することによって、測定ユニット内のデータ記録装置９にデータ読取りケーブルを装着しデータを外部の解析装置に読み出したり、あるいはデータ記録装置９からデータ記録媒体を取り出す必要があったが、実施例２の場合には測定中に外部データ記録装置２２に逐次データが伝送されるので、測定完了後に吸熱箱３を開ける必要がなく、測定の作業性を大幅に向上することができた。また測定中にリアルタイムで炉内の炉幅異常をキャッチし、当該炉幅異常の発生個所も正確に特定することができるので、遅滞なく当該炭化室の補修計画を立案することができた。
【００５９】
一つの炭化室の炉幅測定を完了した後に続けて次の炭化室の炉幅測定を行う前に、吸熱箱下部の排出口２３を開き、温度が上昇した冷却水７を排出すると同時に上部の注入口２４から常温の水を注水した。１５リットルの水を注水して吸熱箱３の温度を低下させた後、吸熱箱下部の排出口２３を閉じ、吸熱箱内に水７を充填した。このように毎回吸熱箱３と吸熱箱内の水７の温度を十分に下げてから次の測定を行ったので、連続して炭化室の炉幅測定を行う際にも毎回５分以上の測定時間を確保することができた。
【００６０】
測定ユニット内の電源装置１０として用いる充電式蓄電池は、連続して５室の炭化室の炉幅測定が可能な容量を有している。充電に際しては、吸熱箱外部に配置した充電ケーブル接続プラグ２５に充電ケーブルを接続して行うことができるので、充電のために吸熱箱を開放する必要がなく、良好な作業性のもとで充電を行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の炉幅測定装置を炉室内に配置した状態を示す平面断面図である。
【図２】本発明の炉幅測定装置を押し出しラムに装着してコークス炉炭化室内に挿入した状況を示す断面図である。
【図３】本発明の炉幅測定装置を炉室内に配置した状態を示す平面断面図である。
【図４】本発明の炉幅測定装置を押し出しラムに装着してコークス炉炭化室内に挿入した状況を示す断面図である。
【図５】本発明の吸熱箱の側面断面図である。
【図６】ワイヤレス伝送送受信機を有する本発明の機器接続状況を示す概念図である。
【符号の説明】
【００６２】
１  炉幅測定装置
２  測定ユニット
３  吸熱箱
４  断熱材
５  外箱
６  内箱
７  水（液体）
８  炉幅計測器（レーザ距離計）
９  データ記録装置
１０  電源装置
１１  コークス炉炭化室
１２  炉壁
１３  押し出し機
１４  押し出しラム
１５  支持装置
１６、１７  窓
１８  ワイヤレス伝送送信機
１９  ワイヤレス伝送信号
２１  ワイヤレス伝送受信機
２２  外部データ記録装置
２３  排出口
２４  注入口
２５  充電ケーブル接続プラグ
２６  Ａ／Ｄ変換器
２７  デジタル信号無線送信機
２８  デジタル信号無線受信機
２９  Ｄ／Ａ変換器
３０  記録用コンピュータ
３１  データディスプレイ
３２  鏡
３３  光軸
３４  断熱材蓋
３５  測定現在位置データ
３６  温度計
３７  フィルター
【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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