(57)【要約】【課題】コークス炉の炭化室に詰まりを生じて排出不能になったときに、コークスを崩す作業を機械化し、安全で作業効率の高いコークス炉用窯堀機１００を提供する。【解決手段】排出側のプラットフォームを走行する車両部１０と、車両部１０に搭載されるアーム部２０と、カッターチェーンを有してアーム部２０の先端に設けられるカッター部３０を備える。カッター部３０は、アーム部２０の先端で上下方向に回動可能であり、ガイドレールを備えるガイド本体と、ガイドレールに沿って走行するカッターチェーンと、カッターチェーンを駆動するスプロケットを備え、また、ガイド本体の両サイドを冷却する冷却装置を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の炭化室が配列されたコークス炉において、押出機によって前記炭化室から押し出されるコークスが詰まりを生じて排出不能となったときに、排出側からコークスを切り崩して排出可能とするコークス炉用窯堀機であって、
前記排出側のプラットフォームを走行する車両部と、前記車両部に搭載されるアーム部と、カッターチェーンを有して前記アーム部の先端に設けられるカッター部を備えていることを特徴とするコークス炉用窯堀機。
【請求項２】
前記カッター部が、前記アーム部の先端で上下方向に回動可能であることを特徴とする請求項１に記載のコークス炉用窯堀機。
【請求項３】
前記カッター部は、ガイドレールを備えるガイド本体と、前記ガイドレールに沿って走行する前記カッターチェーンと、前記カッターチェーンを駆動するスプロケットを備えるとともに、前記ガイド本体の両サイドを冷却する冷却装置を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のコークス炉用窯堀機。
【請求項４】
前記カッター部が、前記ガイドレール、前記カッターチェーン及び前記スプロケットを２組備えていることを特徴とする請求項３に記載のコークス炉用窯堀機。
【請求項５】
前記ガイド本体が、その周囲を冷却する冷却管を備えていることを特徴とする請求項４に記載のコークス炉用窯堀機。
【請求項６】
前記スプロケットが、油圧モータで駆動されることを特徴とする請求項３乃至５の何れか１項に記載のコークス炉用窯堀機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉の炭化室において詰まりを生じたコークス塊を、崩して除去するためのコークス炉用窯堀機に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的なコークス炉は、蓄熱室の上部に炭化室と燃焼室とが交互に多数配置され、一つの炭化室は、例えば、高さが６０００ｍｍ、幅が５００ｍｍ、長さが１５０００ｍｍ程度に形成されている。
【０００３】
炭化室内に投入された石炭は、両側の燃焼室によって所定の時間加熱され、乾留されて１０００℃以上の赤熱したコークスとなる。そして、赤熱したコークスは、炭化室の一方の側（機械側）から押出機によって押され、他方の側（排出側）からバケット車又は消火車に排出される。
【０００４】
他方の側（排出側）では、プラットフォームに設けられた軌道上をガイド車が走行するようになっており、排出作業が行われる炭化室の前にガイド車を停止させて、排出されるコークスをバケット車などに案内し、これによってバケット車などに確実に積み込むようにしている。しかしながら、ときどき突発的に、炭化室内に付着したカーボンなどの影響によって、押出機による排出が困難となり、いわゆる窯詰まりを生じることがある。
【０００５】
このような場合、長い鉄棒を持った作業員が窯口から赤熱したコークスを突き崩すことが行われていたが、非常に危険な作業であり、作業効率を高めることができなかった。
そこで、人力による作業を機械化することが試みられるようになった。
【０００６】
特許文献１には、プラットフォームを走行する自走車両に、水平旋回と垂直旋回が可能な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るコークス詰まり除去装置が紹介されている。
特許文献２には、ガイド車自体に多関節アームからなる昇降水平移動機構を設け、その先端に破砕機を備えるコークス詰まり除去装置が紹介されている。
特許文献３には、ガイド車と同じ軌道を走行する台車に、ガイドポストに沿って昇降する昇降枠と、これに設けたガイドフレームに沿って前後進するエヤーブレーカと、これに装着したロッド状タガネを備える炭化室窯口前コークス排出機が紹介されている。
【０００７】
このような機械化により、確かに安全性を高めることが可能となった。しかしながら、これらの機械は、作業員が長い鉄棒で行っていた作業を、そのまま機械化したものであるために、作業効率についてはあまり改善されていない。
【０００８】
すなわち、これらの機械は、コークス塊の１点を突き崩すだけであり、作業員の指示が必要であるとともに、連続的な指示をしても幅広く崩すことが困難である。また、幅広く崩そうとすると、誤って炉壁を突き崩して傷付ける可能性が高い。また、突き崩すときの反力によって機械が転倒しないように、窯口に機械を固定する作業が必要となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１３−２２７４７８号公報
【特許文献２】特開２０１４−５１６０８号公報
【特許文献３】特開平７−２６２６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明は、複数の炭化室が配列されたコークス炉において、押出機によって炭化室から押し出されるコークスが詰まりを生じて排出不能となったときに、排出口側からコークス塊を崩して排出可能とするコークス炉用窯堀機であって、機械化によって安全に作業を行うことができるとともに、作業効率の高いコークス炉用窯堀機を提供することを目的としている。
【００１１】
すなわち、作業員の簡単な指示によって、炉内に衝撃的な力を加えることなく、所定の幅でコークスを除去することが可能であり、炉壁を傷付けることのないコークス炉用窯堀機を提供することを目的としている。
そして、作業の安全性が高く、自動化を可能として高い作業効率が得られるコークス炉用窯堀機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
前記目的を達成するために、本発明のコークス炉用窯堀機は、複数の炭化室が配列されたコークス炉において、押出機によって前記炭化室から押し出されるコークスが詰まりを生じて排出不能となったときに、排出側からコークスを切り崩して排出可能とするコークス炉用窯堀機であって、前記排出側のプラットフォームを走行する車両部と、前記車両部に搭載されるアーム部と、カッターチェーンを有して前記アーム部の先端に設けられるカッター部を備えていることを特徴としている。
【００１３】
また、前記カッター部は、前記アーム部の先端で上下方向に回動可能である構成とすることができる。
【００１４】
さらに、前記カッター部は、ガイドレールを備えるガイド本体と、前記ガイドレールに沿って走行する前記カッターチェーンと、前記カッターチェーンを駆動するスプロケットを備えるとともに、前記ガイド本体の両サイドを冷却する冷却装置を備えている構成とすることができる。
【００１５】
また、前記カッター部が、前記ガイドレール、前記カッターチェーン及び前記スプロケットを２組備えている構成とすることができる。
さらに、前記ガイド本体が、その周囲を冷却する冷却管を備えている構成とすることができる。
【００１６】
さらに、前記スプロケットが、油圧モータで駆動される構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１７】
このように構成された本発明のコークス炉用窯堀機は、炉内に衝撃的な力を加えることなく、コークスを切り崩すことが可能であり、炉壁を傷付ける可能性も少ない。そして、作業員の簡単な指示によって、高い作業効率で、安全に作業を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明が用いられるコークス炉の構成を示す概略図である。
【図２】本発明の一つの実施形態であるコークス炉用窯堀機の構成を示した概略図である。
【図３】カッター部の概略正面図である。
【図４】カッターチェーンを除いて示したカッター部の概略平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ矢視概略断面図である。
【図６】冷却装置を除いて示したカッター部の概略正面図である。
【図７】冷却装置及びカッターチェーンを除いて示したカッター部の概略正面図である。
【図８Ａ】図７のＢ−Ｂ矢視概略断面図である。
【図８Ｂ】図８ＡのＣ−Ｃ矢視概略断面図である。
【図９Ａ】図７のＤ−Ｄ矢視概略断面図である。
【図９Ｂ】図９ＡのＥ−Ｅ矢視概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、一般的なコークス炉９０の概要を示し、炭化室９１が蓄熱室９２の上部に位置していることを示している。
【００２０】
装炭車９４によって炭化室９１内に投入された石炭は、図示しない両側の燃焼室によって所定の時間加熱され、乾留されて１０００℃以上のコークスとなる。このコークスは、炭化室９１の一方の側（機械側）から押出機９３によって押され、他方の側（排出側）からガイド車９５を介して消火車９６に排出される。ガイド車９５は、排出側のプラットフォーム９７に敷設された軌道９８を走行するようになっている。
【００２１】
排出側から炭化室９１を見ると、多数の炭化室９１と図示しない燃焼室が交互に規則的に配列されている。そして、所定の時間ごとに、順次所定の炭化室９１に装炭車９４から石炭が投入され、所定の時間加熱された後、押出機９３によりコークスが押し出される。
【００２２】
図２に、本発明の一実施形態であるコークス炉用窯堀機１００の構成を示している。
コークス炉用窯堀機１００は、押出機９３により炭化室９１から押し出されるコークスが詰まりを生じて排出不能となったときに、排出側からコークスを切り崩して排出可能とすることができる。
【００２３】
コークス炉用窯堀機１００は、排出側のプラットフォーム９７を走行する車両部１０と、車両部１０に搭載されるアーム部２０と、アーム部２０の先端に設けられてコークスを切り崩すカッター部３０を備えている。
【００２４】
車両部１０は、クローラ−１１（無限軌道）を備えてプラットフォーム９７の上を自由に走行することができる。そして、車両部１０には、運転台１２及びアーム部２０が搭載されている。運転台１２及びアーム部２０は、車両部１０の上で旋回可能に形成されている。
【００２５】
運転台１２は、安全のためには、炭化室９１の正面に位置しない構造とすることが好ましい。ただし、崩れ落ちる赤熱コークスに対してガード網などで防御し、炉内からの輻射熱に対して耐熱性のフロントガラスで防御し、ボディに耐熱塗料を施すことなどにより、安全に炭化室９１に向き合う運転台１２とすることができる。
【００２６】
アーム部２０は、基部となる第１アーム２１とカッター部３０が連結される第２アーム２２を備えている。そして、第２アーム２２は、第１アーム２１の先端で、油圧シリンダー２５に駆動されて上下方向に回動可能となっている。また、カッター部３０は、第２アーム２２の先端で、油圧シリンダー２６に駆動されて上下方向に回動可能になっている。
【００２７】
第２アーム２２の先端は、一つの炭化室９１の前で、３次元的に所定の場所に位置することが可能であり、カッター部３０の向きを炭化室９１の軸線に沿って位置するよう調整可能であることが好ましい。
そして、カッター部３０は、第２アーム２２の先端を窯口に位置させた状態で上下方向に略１８０°回動可能であることが好ましい。
【００２８】
コークス炉用窯堀機１００は、耐熱のために全体的に耐熱塗装を施すことが好ましい。特に、炭化室９１内で赤熱コークスに接触するカッター部３０は、１０００℃以上の高温で使用可能なセラミックス系の耐熱塗料を用いることが好ましい。
【００２９】
図３は、カッター部３０の概略正面図であり、図４は、カッターチェーン４０を除いて示したカッター部３０の概略平面図であり、図５は、図４のＡ−Ａ矢視における概略断面を示している。
カッター部３０は、カッターチェーン４０が装着されるガイド本体３１と、チェーンの駆動部を備える本体基部６０と、第２アーム２２に連結される連結部７０が、一体に形成されている。
【００３０】
カッター部３０は、左右両側に冷却装置８０、８０を備えている。ガイド本体３１は、左右両側に突出する取付アーム３３、３３、３３を備え、その両端に冷却装置８０、８０をボルトで取り付けている。
【００３１】
冷却装置８０、８０は、本体基部６０に、それぞれ冷却水入口８１と冷却水出口８２を備えている。冷却装置８０の内部には適宜流路が形成され、冷却水入口８１から供給された冷却水は、冷却装置８０の先端で折り返して、冷却水出口８２から排出されるようになっている。
【００３２】
また、ガイド本体３１の周囲には、冷却管８５が設けられており、本体基部６０の近傍に冷却水入口８６及び冷却水出口８７を備えている。
このように、カッター部３０は、冷却装置８０、８０及び冷却管８５により冷却可能となっているので、赤熱したコークスを直接切り崩すことができる。
【００３３】
図４及び図５に示すように、ガイド本体３１は２組のガイドレール３２、３２を備えており、図４に示す２組のスプロケット５０、５０により、２組のカッターチェーン４０、４０を駆動するようになっている。
カッター部３０は、通常のチェーンソーのように１本のカッターチェーン４０を用いる形態とすることも可能であるが、この場合の切除幅は高々５０ｍｍ程度である。
【００３４】
２組のカッターチェーン４０、４０を備えることによって、１００〜２００ｍｍの幅でコークスを切り崩すことができる。
切除幅が広いために、カッター部３０は、炉内のコークスを上から下に向けての１回の回動によって、簡単に除去することができる。
これに対して、１本のカッターチェーン４０を用いる形態では、位置をずらした複数回の回動を必要とする場合が生じる。
【００３５】
図６は、冷却装置８０を除いて示したカッター部３０の正面図である。
本体基部６０には、スプロケット５０を駆動するための油圧モータ６１が設けられ、軸継手６２及び軸受６３を経て保護管６５内の入力軸５５を駆動し、後述するギヤボックス５１に入力される。
【００３６】
スプロケット５０によって駆動されるカッターチェーン４０は、ガイド本体３１に設けられたガイドレール３２（図４、図５参照）に沿って走行し、後述するスライド盤３５でＵターンしてスプロケット５０に戻る。スライド盤３５は、カッターチェーン４０の緊張装置を形成している。カッターチェーン４０の走行方向は、スライド盤３５の先端で上から下に向かう方向であるが、逆方向にも走行できることが好ましい。
【００３７】
カッターチェーン４０は、ローラーチェーン４１の外側に２種類のカッター４２、４３を設けたものである。カッター４２、４３の違いは、図５にも示している。このように、種類の異なるカッターを組み合わせることにより、コークスの切り崩しに適したカッター部３０とすることができる。
１本のカッターチェーン４０を用いる形態では、歯先の向きが左右に異なる方向となる２種類のカッター４２を交互に用いることになる。
【００３８】
図７は、図６からさらにカッターチェーン４０を除いて示したカッター部３０の正面図である。スプロケット５０に駆動されるカッターチェーン４０は、ガイド本体３１の上側にあるガイドレール３２に沿って走行し、スライド盤３５の周囲に設けられたスライド盤レール３６に沿って折り返し、ガイド本体３１の下側にあるガイドレール３２に沿ってスプロケット５０に戻る。
【００３９】
図８Ａは図７におけるＢ−Ｂ矢視断面図であり、図８Ｂは図８ＡのＣ−Ｃ矢視断面図である。
ガイド本体３１の先端部には、長手方向に長孔となっているスライド孔３４が設けられており、一対のスライド盤３５、３５がスライド孔３４に沿って長手方向にスライドするようになっている。
【００４０】
すなわち、スライド盤３５、３５は、それぞれの周囲にスライド盤レール３６、３６を備えており、スライド軸３７の両側に押え板３８、３８で固定されている。したがって、スライド盤３５、３５は、スライド孔３４に沿って長手方向にスライド可能であり、調節ネジ３９、３９によって、カッターチェーン４０、４０の緊張を、適当な強さに調節することができる。
【００４１】
図９Ａは図７におけるＤ−Ｄ矢視断面図であり、図９Ｂは図９ＡのＥ−Ｅ矢視断面図である。
油圧モータ６１の回転力は、軸継手６２及び軸受６３を経て保護管６５内の入力軸５５を駆動してギヤボックス５１に入力される。
【００４２】
ギヤボックス５１内には直交する２つの傘歯車を備え、入力軸５５の回転をこれに直交する出力軸５６に出力するようになっている。
出力軸５６の両端に、それぞれスプロケット５０、５０を取り付けて、２つのカッターチェーン４０、４０を駆動することができる。
【００４３】
ギヤボックス５１及び保護管６５は内部が連通される構成として、内部に潤滑剤を充填することが好ましい。
また、入力軸５５及び出力軸５６の貫通部には、玉軸受などの転がり軸受を用いることもできるが、すべり軸受（油軸受）とすることもできる。
【００４４】
コークス炉用窯堀機１００の使用方法について説明する。
図１に示すコークス炉９０では、炭化室９１内のコークスが、一方の側（機械側）から押出機９３によって押され、他方の側（排出側）からガイド車９５を介して消火車９６に排出される。
【００４５】
コークスを排出する際に、その炭化室９１内に詰まりを生じて、押出機９３による排出が不可能となった場合には、ガイド車９５は、一旦その炭化室９１から離れた場所に移動する。
【００４６】
次に、コークス炉用窯堀機１００がその炭化室９１の前まで移動し、カッター部３０を炭化室９１に向けて位置し、第２アーム２２の先端を所定の場所に位置させ、カッター部３０を上から下に向けて回動させる。これによって、炉内のコークスは、カッターチェーン４０、４０の外側間を切除幅として、上方から順に切り崩されることになる。
【００４７】
そして、カッター部３０が上から下まで回動した後に、コークス炉用窯堀機１００はその炭化室９１から遠ざかり、ガイド車９５が元の位置に戻って、押出機９３による排出を再開することになる。
【００４８】
コークス炉用窯堀機１００は、コークス塊に対して殆ど衝撃力を与えないので、従来の機械のようにコークス炉９０に固定する必要がない。また、カッター部３０の回動は１度限りである。このため、従来と比較して排出作業は大幅に改善され、高い作業効率を得ることができる。
【００４９】
これらの一連の作業は、自動化が可能である。
例えば、コークスの詰まりは、押出機９３が受ける圧力を測定して検知することができる。ガイド車９５及びコークス炉用窯堀機１００の移動も、自動化が可能である。
また、第２アーム２２の位置の調整、カッター部３０の上から下に向けての回動なども自動化可能である。
したがって、詰まりの発見から復旧までを自動的に対処することで、排出作業の効率を一段と改善することができる。
【００５０】
以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述したが、具体的な構成は、この実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。
例えば、カッターチェーン４０を２組備える構成で説明したが、前述のように、１本のカッターチェーン４０とすることもできる。
【００５１】
また、車両部１０はクローラー１１で走行するものを示したが、特許文献２と同様に、ガイド車９５を用いる場合や、特許文献３と同様に、ガイド車９５とは別に軌道９８上を走行する車両を用いることもできる。
【００５２】
さらに、コークス炉用窯堀機１００では、切り崩したコークスがプラットフォーム９７に落とされることになるが、特許文献３と同様に、切り崩したコークスを受け取る受箱を設けて、ここからコンベヤなどによって消火車９６に移すこともできる。
【符号の説明】
【００５３】
１０：  車両部
２０：  アーム部
３０：  カッター部
３１：  ガイド本体
３２：  ガイドレール
４０：  カッターチェーン
５０：  スプロケット
６１：  油圧モータ
８０：  冷却装置
８５：  冷却管
１００：コークス炉用窯堀機
【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】
2017101111.tif 000009
【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
2017101111.tif 000011
【図９Ａ】
2017101111.tif 000012
【図９Ｂ】
2017101111.tif 000013