JP2010202822A - コークス炉掃除装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 装置の小型化を図ることができるコークス炉掃除装置を提供する。
【解決手段】 ノズル装置２は、装置本体１に固定される基体２１と、基体２１に対して相対的に回転変位可能に構成され、装置本体１から基体２１を介して供給される水を噴射する回転体２２とを備え、回転体２２は、水を噴射することにより基体２１に対して相対的に回転変位すべく、軸心方向に対して傾斜する方向に向けて水を噴射するノズル部２２ａを備えることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、コークス炉の掃除対象物に向けて水を噴射するノズル装置を備えるコークス炉掃除装置に関する。

従来、コークス炉掃除装置として、コークス炉の掃除対象物に向けて水を噴射するノズル装置を備え、掃除対象物に付着するタールやカーボンを除去するコークス炉掃除装置が知られている。具体的には、炉蓋に向けて水を噴射する炉蓋掃除装置（ドアクリーナ）や、小蓋に向けて水を噴射する小蓋掃除装置（小蓋クリーナ）や、タールパンに向けて水を噴射するタールパン掃除装置（タールパンクリーナ）が知られている（例えば、特許文献１〜３）。

そして、斯かるコークス炉掃除装置においては、ノズル装置は、回転しつつ水を噴射するように構成されている。これにより、コークス炉掃除装置は、掃除対象物を効率よく掃除することができる。

特開２０００−３１９６６０号公報 特開２００１−１１５１６４号公報 特開２００４− ５９８１５号公報

しかしながら、上記のコークス炉掃除装置においては、ノズル装置は、モータ（油圧モータ、電気モータ）に接続されることにより、回転しつつ水を噴射することができる。これにより、モータや付帯設備（油圧ポンプ、配管、ホース等）を設置する空間が必要となり、コークス炉掃除装置が大型化している。

よって、本発明は、かかる事情に鑑み、装置の小型化を図ることができるコークス炉掃除装置を提供することを課題とする。

本発明に係るコークス炉掃除装置は、コークス炉の掃除対象物に向けて水を噴射するノズル装置を備え、ノズル装置は、回転しつつ水を噴射するように構成されるコークス炉掃除装置において、ノズル装置は、装置本体に固定される基体と、基体に対して相対的に回転変位可能に構成され、装置本体から基体を介して供給される水を噴射する回転体とを備え、回転体は、水を噴射することにより基体に対して相対的に回転変位すべく、軸心方向に対して傾斜する方向に向けて水を噴射するノズル部を備えることを特徴とする。

本発明に係るコークス炉掃除装置によれば、ノズル部は、軸心方向に対して傾斜する方向に向けて、装置本体から基体を介して供給される水を噴射する。これにより、ノズル部を有する回転体は、装置本体に固定される基体に対して相対的に回転変位することができる。したがって、ノズル装置は、モータを用いることなく、掃除対象物に向けて回転しつつ水を噴射することができる。

また、本発明に係るコークス炉掃除装置においては、ノズル装置を囲うカバーを備え、カバーは、基体に固定される固定カバーと、固定カバーとの間に間隙を有して配置され、回転体に固定される回転カバーとを備えてもよい。

斯かる構成のコークス炉掃除装置によれば、基体に固定される固定カバーと、固定カバーとの間に間隙を有して配置され、回転体に固定される回転カバーとにより、ノズル装置を囲うことができる。これにより、粉塵がカバーの内部に侵入することを規制できる。

また、本発明に係るコークス炉掃除装置においては、ノズル装置は、粉塵が固定カバー及び回転カバー間の間隙からカバーの内部に侵入するのを規制すべく、固定カバー及び回転カバー間の隙間からカバーの外部へ水を放出するように構成されてもよい。

斯かる構成のコークス炉掃除装置によれば、ノズル装置が固定カバー及び回転カバー間の隙間からカバーの外部へ水を放出する。これにより、粉塵が固定カバー及び回転カバー間の間隙からカバーの内部に侵入することをさらに規制できる。

以上の如く、本発明に係るコークス炉掃除装置によれば、ノズル装置がモータを用いることなく掃除対象物に向けて回転しつつ水を噴射できるため、装置の小型化を図ることができるという優れた効果を奏する。

本発明の一実施形態に係るコークス炉掃除装置の要部概要図であって、正面図を示す。 同実施形態に係るコークス炉掃除装置におけるノズル装置及びカバーの全体図であって、（ａ）は左側面図、（ｂ）は一部が断面である正面図を示す。 同実施形態に係るコークス炉掃除装置におけるノズル装置及びカバーの全体図であって、図２（ａ）のＣ−Ｃ線における断面図を示す。 （ａ）は本発明の他の実施形態に係るコークス炉掃除装置の要部概要図であって、一部が断面である正面図を示し、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態に係るコークス炉掃除装置における回転カバーの全体図であって、左側面図を示す。 本発明のさらに他の実施形態に係るコークス炉掃除装置におけるカバーの全体図であって、（ａ）は左側面図、（ｂ）はＭ−Ｍ線における断面図を示す。

以下、本発明に係るコークス炉掃除装置における一実施形態について、図１〜図３を参酌して説明する。

本実施形態に係るコークス炉掃除装置は、図１〜図３に示すように、コーク押出機やコークガイド車に固定される装置本体１と、水平方向に沿って配置され、コークス炉の掃除対象物（例えば、炉蓋、小蓋、タールパン）に向けて水を噴射するノズル装置２と、ノズル装置２を囲うカバー３とを備える。そして、コークス炉掃除装置は、ノズル装置２が水平方向を中心に、図１のＡ矢印方向で回転しつつ、水を斜め方向（図１におけるＢ矢印方向）に噴射するように構成される。

装置本体１は、ノズル装置２を固定する固定部１１と、固定部１１に接続され、固定部１１を介してノズル装置２に（高圧）水を供給する水供給手段１２とを備える。また、装置本体１は、ノズル装置２を移動させるべく、固定部１１を三次元方向（前後方向、左右方向及び上下方向）に移動させる移動手段（図１においては、先端部の台座のみ図示している）１３を備える。

なお、水供給手段は、例えば、水を貯めるタンクと、タンクの水から高圧水を発生させるポンプと、水を固定部１１に供給する送水管とにより、固定部１１に水を供給するように構成され、また、移動手段１３は、例えば、産業ロボットや、シリンダや、スプロケット、チェーン及びモータにより、固定部１１を移動するように構成される。

ノズル装置２は、装置本体１の固定部１１に固定される基体２１と、基体２１に対して相対的に回転変位可能に構成される回転体２２とを備える。また、ノズル装置２は、基体２１及び回転体２２間を封止する封止手段２３と、回転体２２の回転速度を調整する回転速度調整手段２４とを備える。なお、回転体２２の回転速度は、噴射する水の流量と圧力とによっても変化する。

基体２１は、内管２１ａと、内管２１ａが内部に配置される外管２１ｂと有する二重管構造に形成されている。また、基体２１は、基端部に、装置本体１の固定部１１に固定される接続部２１ｃを備える。なお、管状に形成される接続部２１ｃの内部と、内管２１ａの内部とは、基端側に配置される装置本体１の固定部１１から、先端側に配置される回転体２２に向けて、水が流通する流通路となっている。

回転体２２は、装置本体１から基体２１を介して供給される水を先端側に向けて噴射する一対のノズル部２２ａ，２２ａを備える。また、回転体２２は、基体２１の内管２１ａ及び外管２１ｂ間に配置される管状部２２ｂと、基体２１の外管２１ｂを外側から覆う被覆部２２ｃとを備える。

各ノズル部２２ａは、水を噴射する反力により、回転体２２が基体２１に対して相対的に回転変位すべく、回転体２２の軸心方向に対して傾斜する方向に向けて水を噴射するように構成される。具体的には、各ノズル部２２ａは、内部が水の流通路となるべく、筒状に形成され、直線状に形成される水の流通路が回転体２２の軸心方向に対して傾斜するように配置される。

また、各ノズル部２２ａは、外方に向けて傾斜するように配置される。そして、各ノズル部２２ａは、軸心が回転体２２の軸心と交差しないように配置される。さらに、一対のノズル部２２ａ，２２ａは、軸心同士が平行となるように配置されると共に、軸心同士が交差しないように配置される。

管状部２２ｂは、基体２１の内管２１ａの少なくとも先端側を覆うように配置される。即ち、管状部２２ｂは、回転体２２の軸心方向と直交する方向において、基体２１の内管２１ａの少なくとも先端側と重なるように配置される。また、管状部２２ｂは、基体２１の外管２１ｂとの間に配置される回転軸受（ベアリング）２５，２５により、回転体２２が基体２１に対して回転変位可能に位置決め（軸受け）されている。

被覆部２２ｃは、基端側に突出するように環状に形成され、基体２１の外管２１ｂの少なくとも先端側を覆うように配置される。即ち、被覆部２２ｃは、回転体２２の軸心方向と直交する方向において、基体２１の外管２１ｂの少なくとも先端側と重なるように配置される。これにより、被覆部２２ｃは、基体２１及び回転体２２間に粉塵が侵入することを規制できる。

封止手段２３は、回転体２２の管状部２２ｂの外周部に固定される回転環２３ａと、基体２１の内管２１ａの外周部に固定される環状の保持部材２３ｂと、保持部材２３ｂに保持され、弾性体２３ｃにより付勢されて回転環２３ａと摺接する固定環２３ｄとを備える。即ち、封止手段２３は、本実施形態においては、メカニカルシールである。そして、封止手段２３は、基体２１及び回転体２２間から水が漏出することを抑制しつつも、一定量の水を放出（漏出）するように構成されている。

回転速度調整手段２４は、回転体２２の回転速度を磁力により調整すべく、回転体２２の管状部２２ｂの外周部に固定される環状の第１磁極片２４ａと、基体２１の外管２１ｂの外方に配置される環状の第２磁極片２４ｂと、第２磁極片２４ｂの位置を調整する位置調整手段２４ｃとを備える。

そして、回転速度調整手段２４は、位置調整手段２４ｃが第２磁極片２４ｂを回転体２２の軸心方向（図３におけるＤ両矢印方向）に沿って第１磁極片２４ａと相対変位させ得るため、各磁極片２４ａ，２４ｂ同士が回転体２２の軸心方向と直交する方向で重なる領域の大きさを変更することにより、回転体２２の回転速度を調整する。なお、位置調整手段２４ｃは、例えば、環状に形成され、内周部が基体２１の外管２１ｂの外周部と螺合可能に構成されている。

カバー３は、基体２１に固定される固定カバー３１と、固定カバー３１との間に間隙を有して配置され、回転体２２に固定される回転カバー３２とを備える。なお、ノズル装置は２、粉塵が固定カバー３１及び回転カバー３２間の間隙からカバー３の内部に侵入することを規制すべく、封止手段２３により基体２１及び回転体２２間から放出（漏出）された水を、固定カバー３１及び回転カバー３２間の隙間からカバー３の外部へ放出する。

固定カバー３１は、円筒状に形成され、基端側にて基体２１に固定される。また、固定カバー３１は、先端側に、内方に向けて突出する環状の突出部３１ａを備えると共に、突出部３１ａにより形成され、ノズル装置２がコークス炉の掃除対象物に向けて水を噴射するための開口部３１ｂを備える。そして、突出部３１ａは、防塵がカバー３の内部に侵入することを規制すべく、回転体２２の軸心方向において、全周に亘って回転カバー３２と重なっている。

回転カバー３２は、円板状に形成され、取付手段３２ａを介して、回転体２２の先端側に固定される。また、回転カバー３２は、ノズル装置２がコークス炉の掃除対象物に向けて水を噴射するための開口部３２ｂ，３２ｂを備える。なお、各開口部３２ｂは、回転体２２のノズル部２２ａの位置に対応して配置されている。

なお、本実施形態に係るコークス炉掃除装置においては、例えば、噴射水圧が３０〜１００ＭＰａであり、噴射水量が１０〜５０Ｌ／ｍｉｎであり、回転体２２の回転数が３００〜３，０００ｒｐｍであり、ノズル装置２の移動速度が３０〜２８０ｍｍ／ｓｅｃであり、ノズル装置２及び掃除対象物間の距離が３０〜１００ｍｍである。

本実施形態に係るコークス炉掃除装置の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係るコークス炉掃除装置の掃除方法について説明する。

まず、基体２１は、固定部１１を介して水供給手段１２から供給された水を接続部２１ｃ及び内管２１ａの内部を流通させる（図３におけるＥ矢印方向の流れ）。そして、回転体２２は、基体２１の内管２１ａを通過した水を、ノズル部２２ａの内部へと流通させ、その後、ノズル部２２ａから掃除対象物に向けて噴射する。

このとき、水が回転体２２の軸心方向に対して傾斜する方向に噴射されているため、回転体２２は、噴射する水の反力により、基体２１に対して相対的に回転変位する。したがって、ノズル装置２は、モータを用いることなく、掃除対象物に向けて回転しつつ水を噴射することができる。

ところで、基体２１の内管２１ａと回転体２２の管状部２２ｂとの間には、間隙が設けられているため、基体２１の内管２１ａを通過した水の一部は、基体２１の内管２１ａと回転体２２の管状部２２ｂとの間を流通する（図３におけるＧ矢印方向の流れ）。そして、封止手段２３は、当該水をある程度は封止してはいるものの、一定量の水を放出する（図３におけるＨ矢印方向の流れ）。

すると、封止手段２３から放出された水は、基体２１の外管２１ｂと回転体２２の管状部２２ｂとの間を流通し、ノズル装置２の外部へ放出される（図３におけるＩ矢印方向の流れ）。そして、ノズル装置２の外部へ放出された水は、固定カバー３１の開口部３１ｂからカバー３の外部へ放出される（図３におけるＪ矢印方向の流れ）。これにより、粉塵がカバー３の内部に侵入すること防止すべく、当該水がウォーターシールとして機能する。

以上より、本実施形態に係るコークス炉掃除装置によれば、ノズル部２２ａが軸心方向に対して傾斜する方向に向けて水を噴射するため、回転体２２が基体１に対して相対的に回転変位することができる。したがって、ノズル装置２がモータを用いることなく、掃除対象物に向けて回転しつつ水を噴射できるため、装置の小型化を図ることができる。

さらに、従来のような油圧モータを用いるコークス炉掃除装置の場合には、付帯設備として、油圧配管や油圧ホースが必要となるため、油圧ホースのメンテナンスや油圧配管及びホースのスペースが必要であったのに対して、本実施形態に係るコークス炉掃除装置は、油圧モータが不要になり、そのような問題を解消でき、装置の健全な維持管理が継続的に可能になる。

また、本実施形態に係るコークス炉掃除装置によれば、基体２１に固定される固定カバー３１と、固定カバー３１との間に間隙を有して配置され、回転体２２に固定される回転カバー３２とにより、ノズル装置２の全体を囲うことができる。これにより、粉塵がカバー３の内部に侵入することを規制できる。

具体的には、従来のような油圧モータを用いるコークス炉掃除装置の場合には、ノズル装置が油圧モータにより大型化され、ノズル装置全体を覆うことは、非常に困難であったのに対して、本実施形態に係るコークス炉掃除装置は、ノズル装置２全体をカバー３で覆うことができる。

したがって、ノズル装置は、一般的に、多粉塵で且つ高温領域に設置されるため、従来のコークス炉掃除装置においては、赤熱したコークス炉（例えば炉蓋断熱材）から高温度の輻射熱を受け、さらには、噴射した水で除去した除去物がはね返ることにより、除去物がノズル装置に堆積して、ノズル装置が回転するのを妨害するといった問題点を発生していたが、本実施形態に係るコークス炉掃除装置によれば、そのような問題点を解消できる。

また、本実施形態に係るコークス炉掃除装置によれば、ノズル装置２の封止手段２３から放出した水が固定カバー３１及び回転カバー３２間の隙間からカバー３の外部へ放出される。これにより、粉塵が固定カバー３１及び回転カバー３２間の間隙からカバー３の内部に侵入することをさらに規制できる。

なお、本発明に係るコークス炉掃除装置は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。また、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。

例えば、上記実施形態に係るコークス炉掃除装置おいては、ノズル装置２は、封止手段２３から放出された水を、固定カバー３１及び回転カバー３２間の間隙から、カバー３の外部へ放出する場合を説明したが、斯かる場合に限られない。

例えば、図４（ａ）に示すように、ノズル装置２’は、固定カバー３１及び回転カバー３２間の上方側の間隙に向けて（図４（ａ）におけるＫ矢印方向に向けて）水を放出する水放出手段２６を別に備える場合でもよい。また、ノズル装置２は、固定カバー３１及び回転カバー３２間の間隙全体から水が放出されるように、封止手段２３から放出する水量を設計する場合でもよい。

また、上記実施形態に係るコークス炉掃除装置においては、ノズル部２２ａを二つ備える場合を説明したが、斯かる場合に限られず、ノズル部２２ａを一つ備える場合でもよく、また、ノズル部２２ａを三つ以上備える場合でもよい。

また、本発明に係るコークス炉掃除装置は、図４（ｂ）に示すように、回転カバー３２’の外周部で且つ先端側に複数の羽根部３２ｃ，…を備える場合でもよい。なお、図４（ｂ）においては、各羽根部３２ｃは、回転カバー３２’の回転方向（Ｌ矢印方向）に沿って外方へ湾曲するように形成されているが、径方向に沿って直線状に形成されていてもよい。

斯かる構成の回転カバー３２’によれば、例えば、羽根部３２ｃが下方側にある水を上方側まで案内することもできるため、固定カバー３１及び回転カバー３２’間の間隙全体から水を放出することができたり、羽根部３２ｃが防塵壁としても機能するため、固定カバー３１及び回転カバー３２’間の間隙から防塵が侵入することを効果的に防止できたりする。

さらに、例えば、固定カバー３１に通気孔を設けた場合には、各羽根部３２ｃの遠心作用により、通気孔から固定カバー３１及び回転カバー３２’間の間隙に向けて空気が流通し、当該間隙から空気が放出することもできるため、当該間隙から防塵が侵入するのを防止することもできる。

また、本発明に係るコークス炉掃除装置は、図５に示すように、固定カバー３１’には、下方側に突出部３１ａ’が配置されていない場合でもよい。斯かる構成のカバー３’によれば、防塵がカバー３’の内部に侵入した場合でも、放出水により、防塵をカバー３’の外部へ容易に排出することができる（図５におけるＮ矢印方向の流れ）。

また、本発明に係るコークス炉掃除装置は、カバー３の内部に溜まる水を外部に放出するためのドレン排出手段を備える場合でもよい。しかも、ドレン排出手段は、排出量を調整可能に構成される場合でもよい。

１…装置本体、２…ノズル装置、３…カバー、２１…基体、２２…回転体、２２ａ…ノズル部、３１…固定カバー、３２…回転カバー

Claims (3)

1. コークス炉の掃除対象物に向けて水を噴射するノズル装置を備え、ノズル装置は、回転しつつ水を噴射するように構成されるコークス炉掃除装置において、
   ノズル装置は、装置本体に固定される基体と、基体に対して相対的に回転変位可能に構成され、装置本体から基体を介して供給される水を噴射する回転体とを備え、回転体は、水を噴射することにより基体に対して相対的に回転変位すべく、軸心方向に対して傾斜する方向に向けて水を噴射するノズル部を備えることを特徴とするコークス炉掃除装置。
2. ノズル装置を囲うカバーを備え、カバーは、基体に固定される固定カバーと、固定カバーとの間に間隙を有して配置され、回転体に固定される回転カバーとを備える請求項１に記載のコークス炉掃除装置。
3. ノズル装置は、粉塵が固定カバー及び回転カバー間の間隙からカバーの内部に侵入することを規制すべく、固定カバー及び回転カバー間の隙間からカバーの外部へ水を放出するように構成される請求項２に記載のコークス炉掃除装置。

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