特開 2024-139300 コークス炉用排煙口装置、およびコークス炉用カーボン燃焼装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024139300

(43)【公開日】2024-10-09

(54)【発明の名称】コークス炉用排煙口装置、およびコークス炉用カーボン燃焼装置

(51)【国際特許分類】

   C10B 43/04 20060101AFI20241002BHJP

【ＦＩ】

C10B43/04

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023050178

(22)【出願日】2023-03-27

(71)【出願人】

【識別番号】000203977

【氏名又は名称】日鉄テックスエンジ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002044

【氏名又は名称】弁理士法人ブライタス

(72)【発明者】

【氏名】横山 公紀

【テーマコード（参考）】

4H012

【Ｆターム（参考）】

4H012FA01

(57)【要約】

【課題】コークス炉用排煙口装置において、カーボンが赤熱した状態で外部に排出されることを抑制する。
【解決手段】排煙口装置１０は、コークス炉１００内のガスを排出する。排煙口装置１０は、コークス炉１００内のカーボンＣ１，Ｃ２の少なくとも一部とともにコークス炉１００内から吹き出されるガスが通過するダクト１１と、ダクト１１を通ったガスが通過するスパークアレスタ１３と、を備えている。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コークス炉内のガスを排出するための排煙口装置であって、
前記コークス炉内のカーボンの少なくとも一部とともに前記コークス炉内から吹き出されるガスが通過するダクトと、
前記ダクトを通った前記ガスが通過するスパークアレスタと、
を備える、コークス炉用排煙口装置。

【請求項2】

相対的に大きい前記カーボンと相対的に小さい前記カーボンとを分級するための分級機をさらに備え、
前記分級機を通過した後の前記ガスが前記スパークアレスタを通過するように構成されている、請求項１に記載のコークス炉用排煙口装置。

【請求項3】

前記分級機は、ドラムと、前記ドラムの周方向に沿った旋回流を生じるように前記ガスを前記ドラムに導入する導入口と、を備え、相対的に大きい前記カーボンが前記ドラムの下方へ落下するように構成されている、請求項２に記載のコークス炉用排煙口装置。

【請求項4】

前記ドラムは、前記周方向が鉛直線に対して交差した軸線周りの方向となる横型ドラムであり、
前記分級機は、前記ドラムからの前記ガスの出口である導出口をさらに備え、
前記導出口は、前記ドラム内において鉛直線に対して交差した方向を向いている、請求項３に記載のコークス炉用排煙口装置。

【請求項5】

前記スパークアレスタは、前記ガスが導入される導入口と、前記ガスが導出される導出口と、を備え、前記導入口および前記導出口以外には流体が導入または排出される経路が設けられていない、請求項１に記載のコークス炉用排煙口装置。

【請求項6】

コークス炉内へ酸素もしくは酸素を含む気体を送風するためのブロー装置と、
請求項１～請求項５の何れか１項に記載のコークス炉用排煙口装置と、
を備え、
前記コークス炉用排煙口装置の前記ダクトは、前記ブロー装置の動作によって前記コークス炉から排出されるガスを受け入れる、コークス炉用カーボン燃焼装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、コークス炉用排煙口装置、およびコークス炉用カーボン燃焼装置に関する。

【背景技術】

【0002】

高炉での製鉄に用いられるコークスを製造するためのコークス炉が知られている。コークス炉の炭化室には、炭化室の上方に設置された装炭車によって石炭が供給される。また、コークス炉には、コークス炉のメンテナンスを行うための清掃装置が備えつけられている場合がある（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第７１７３３１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

コークス炉上において装炭車と併せて使用される装置として、カーボン燃焼装置が存在する。カーボン燃焼装置は、コークス炉内のカーボンを除去するための装置である。カーボン燃焼装置は、コークス炉外から酸素もしくは酸素を含む気体（一例として空気）を取り込むブロワーと、コークス炉の石炭投入口に挿入されブロワーからの空気を炭化室内に送るランスと、石炭投入口に取り付けられた蓋を着脱する蓋着脱装置と、を備えている。カーボン燃焼装置は、たとえば空気を炭化室内に吹き込むことで、カーボンを燃焼させつつカーボンを炉壁から剥離させる。コークス炉内に吹き込まれた空気は、炉内の一部の赤熱カーボンを巻き込みながら、石炭投入口からカーボン燃焼装置の排煙ダクトへ排気される。

【0005】

コークス炉からカーボン燃焼装置の排煙ダクトに送られたガスには赤熱カーボンが混ざっている。この赤熱カーボンが赤熱状態のまま外部に排出されると、コークス炉周辺の設備に赤熱カーボンが接触して当該設備を損傷させるおそれがある。このため、カーボン燃焼装置の排煙口装置から赤熱カーボンが排出されることを抑制することが好ましい。

【0006】

赤熱カーボン排出抑制のために、カーボン燃焼装置の排煙ダクトの大気開放部分（上端）に金網を取り付けることで、金網によって赤熱カーボンの飛散を抑制することも考えられる。しかしながら、金網は、高温の赤熱カーボンに曝されることや経年劣化に起因して破損し、その結果、赤熱カーボンが金網を素通りして排煙ダクトから噴出するおそれがある。

【0007】

本発明は、上述の課題に鑑み、コークス炉用排煙口装置において、カーボンが赤熱した状態で外部に排出されることを抑制することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、下記のコークス炉用排煙口装置、およびコークス炉用カーボン燃焼装置を要旨とする。

【0009】

（１）コークス炉内のガスを排出するための排煙口装置であって、
前記コークス炉内のカーボンの少なくとも一部とともに前記コークス炉内から吹き出されるガスが通過するダクトと、
前記ダクトを通った前記ガスが通過するスパークアレスタと、
を備える、コークス炉用排煙口装置。

【0010】

（２）相対的に大きい前記カーボンと相対的に小さい前記カーボンとを分級するための分級機をさらに備え、
前記分級機を通過した後の前記ガスが前記スパークアレスタを通過するように構成されている、前記（１）に記載のコークス炉用排煙口装置。

【0011】

（３）前記分級機は、ドラムと、前記ドラムの周方向に沿った旋回流を生じるように前記ガスを前記ドラムに導入する導入口と、を備え、相対的に大きい前記カーボンが前記ドラムの下方へ落下するように構成されている、前記（２）に記載のコークス炉用排煙口装置。

【0012】

（４）前記ドラムは、前記周方向が鉛直線に対して交差した軸線周りの方向となる横型ドラムであり、
前記分級機は、前記ドラムからの前記ガスの出口である導出口をさらに備え、
前記導出口は、前記ドラム内において鉛直線に対して交差した方向を向いている、前記（３）に記載のコークス炉用排煙口装置。

【0013】

（５）前記スパークアレスタは、前記ガスが導入される導入口と、前記ガスが導出される導出口と、を備え、前記導入口および前記導出口以外には流体が導入または排出される経路が設けられていない、前記（１）に記載のコークス炉用排煙口装置。

【0014】

（６）コークス炉内へ酸素もしくは酸素を含む気体を送風するためのブロー装置と、
前記（１）～前記（５）の何れか１項に記載のコークス炉用排煙口装置と、
を備え、
前記コークス炉用排煙口装置の前記ダクトは、前記ブロー装置の動作によって前記コークス炉から排出されるガスを受け入れる、コークス炉用カーボン燃焼装置。

【発明の効果】

【0015】

本発明によると、コークス炉用排煙口装置において、カーボンが赤熱した状態で外部に排出されることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】図１は、本発明の一実施形態に係るコークス炉用カーボン燃焼装置、およびコークス炉を示す模式図であり、一部を断面で示している。

【図2】図２は、コークス炉用カーボン燃焼装置の排煙口装置の斜視図である。

【図3】図３は、排煙口装置の主要部の一部を断面で示す図である。

【図4】図４は、変形例における排煙口装置の主要部の斜視図である。

【図5】図５は、排煙口装置の主要部を正面からみた断面図である。

【図6】図６は、排煙口装置の主要部を側方からみた断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。

【0018】

図１は、本発明の一実施形態に係るコークス炉用カーボン燃焼装置１、およびコークス炉１００を示す模式図であり、一部を断面で示している。図２は、コークス炉用カーボン燃焼装置１の排煙口装置１０の斜視図である。図３は、排煙口装置１０の主要部の一部を断面で示す図である。

【0019】

図１～図３に示すように、コークス炉１００は、石炭からコークスを生成するために用いられる。コークス炉１００は、石炭が投入される炭化室１０１と炭化室１０１を加熱するための燃焼室（図示せず）とがたとえば図１の紙面の垂直方向に交互に配置された構成を有している。各炭化室１０１の炉頂部１０２（天井）には、複数箇所に装入口１０３および装入口１０３を塞ぐ炉蓋１０４が設置されている。各炭化室１０１の側壁には、炉蓋１１１，１１２が設置されている。炉蓋１１１，１１２は、炭化室１０１からコークスを取り出す際に開かれる。押出機によりコークスが炉蓋１１１側から炉蓋１１２側に押される。炉蓋１１２側に押し出されたコークスは、炉蓋１１２が開かれた状態で炭化室１０１から押し出され、ガイド車（図示せず）を経て消火車（図示せず）に積み込まれる。コークス炉１００で石炭からコークスを生成する際には各炉蓋１０４は閉じられている。一方、炭化室１０１内への石炭投入時、および石炭投入事前処理時には炉蓋１０４が開かれる。事前処理を行うための装置として、本実施形態では、カーボン燃焼装置１が用いられる。

【0020】

コークス炉１００での操業フローの一例を説明すると、まず、（１）炭化室１０１でコークスが生成されると、このコークスは、炉蓋１１１，１１２が開かれた状態で、押出機によって、ガイド車（図示せず）へ排出される。次に、（２）炉蓋１１１，１１２が閉じられ、炉蓋１０４が開かれた状態で、炭化室１０１に残ったカーボンが、カーボン燃焼装置１によって燃焼させられる。（３）炭化室１０１内のカーボンが燃焼された後、挿入口１０３を通して装炭車（図示せず）から石炭が炭化室１０１内へ投入される。（４）炉蓋１０４が閉じられ、炭化室１０１内において、石炭が蒸し焼きにされる（乾留される）ことで、石炭がコークスとなる。上記の（１）～（４）のフローが繰り返されることで、炭化室１０１でコークスが生成される。

【0021】

（カーボン燃料装置１）
カーボン燃焼装置１は、コークス炉１００上に設置される。カーボン燃焼装置１は、石炭投入事前処理時に、炭化室１０１内のカーボンＣ１，Ｃ２を燃焼させて除去するための装置である。カーボンＣ１，Ｃ２は、炭化室１０１内に投入された石炭が炭化することで生成される。カーボン燃焼装置１は、大気圧より高圧の、酸素もしくは酸素を含む気体（本実施形態では、空気）を炭化室１０１内に供給することで炭化室１０１の炉壁に付着したカーボンＣ１，Ｃ２を炉壁から燃焼させ引き離す。また、カーボン燃焼装置１は、炭化室１０１内に高圧の空気を供給することで生じるガスをＣ１，Ｃ２とともに炭化室１０１から排出する。

【0022】

カーボン燃焼装置１は、高圧空気を炭化室１０１内に供給するブロー装置４と、炭化室１０１内のガスを排出するための排煙口装置１０と、を備えている。

【0023】

排煙口装置１０には、ブロー装置４が高圧空気を炭化室１０１内に送風することで生じた排気ガスと、この排気ガスとともに炭化室１０１から舞い上がった赤熱したカーボンＣ１，Ｃ２が導入される。排煙口装置１０は、赤熱したカーボンＣ２を鎮火させつつ、排煙口装置１０の後述するダクト１１に舞い上がったカーボンＣ２、およびガスを排出する。

【0024】

排煙口装置１０は、コークス炉１００の炭化室１０１内のカーボンの少なくとも一部とともに炭化室１０１内から吹き出されるガスが通過するダクト１１と、ダクト１１を通ったガスが通過するスパークアレスタ１３と、を備えている。本実施形態では、スパークアレスタ１３は、排煙口装置１０の上部に設置されている。

【0025】

スパークアレスタ１３は、ガスとともに流れてくるカーボンＣ１，Ｃ２などの赤熱体を鎮火させるための鎮火装置である。スパークアレスタ１３は、スパークアレスタ１３内におけるカーボンＣ２の滞留時間が、空洞のみの内部を有する同じ長さの配管におけるカーボンＣ２の滞留時間より多くなるように構成されている。カーボンＣ２は、スパークアレスタ１３を通過することで温度が低下して鎮火され、排煙口装置１０から排出された後においてコークス炉１００の周辺の機器に熱による損傷を与えることを抑制される。

【0026】

このように、本実施形態によると、コークス炉用排煙口装置１０において、カーボンＣ２が赤熱した状態で外部に排出されることを抑制できる。

【0027】

以下、カーボン燃焼装置１のより具体的な構成の一例を説明する。

【0028】

カーボン燃焼装置１は、フレーム２と、車輪３と、ブロー装置４と、排煙口装置１０と、を備えている。なお、カーボン燃焼装置１は、少なくとも排煙口装置１０を有していればよく、他の構成は備えられていなくてもよい。

【0029】

フレーム２は、コークス炉１００上に設置されている。フレーム２は、ブロー装置４と排煙口装置１０を支持している。フレーム２は、たとえば、鋼材を組み合わせた構成を有している。フレーム２は、車輪３によってフレーム２上を移動可能にされている。本実施形態では、フレーム２には、車輪３が取り付けられている。

【0030】

車輪３は、フレーム２の下部に取り付けられており、たとえばレール１０５に乗せられている。レール１０５は、コークス炉１００のたとえば炉頂部１０２に設置されており、炭化室１０１と燃焼室とが並ぶ方向（図１の紙面に垂直な方向）に沿って配置されている。車輪３がレール１０５上を移動することで、フレーム２が車輪３とともに移動する。これにより、複数の炭化室１０１のそれぞれにカーボン燃焼装置１を移動させることができる。

【0031】

（ブロー装置４）
ブロー装置４は、炭化室１０１内に酸素もしくは酸素を含む気体（本実施形態では、空気）を送風することで、炭化室１０１の炉壁に付着したカーボンを炉壁から燃焼させて剥離させる。

【0032】

ブロー装置４は、ブロワー５と、マニホールド６と、複数のランス７と、を備えている。

【0033】

ブロワー５は、たとえば電動モータ、および電動モータによって回転するファンなどを備えており、コークス炉１００外の空気を取り込み大気圧より高圧の空気をコークス炉１００の炭化室１０１内へ噴出する。なお、本実施形態では、ブロワー５が空気を吐き出す構成を例に説明するが、空気以外のガスを吸い込んで吐き出してもよい。ブロワー５の吐出口にマニホールド６が接続されている。

【0034】

マニホールド６は、ブロワー５からの高圧空気を複数のランス７に分配する。マニホールド６には、複数のランス７の一端が接続されている。

【0035】

ランス７は、炉蓋１０４が開かれた状態の装入口１０３に挿入される配管部材である。ランス７の他端（下端）は、装入口１０３への挿入および装入口１０３からの引き抜きが可能に構成されている。本実施形態では、ランス７は、ランス７自体が伸縮することで装入口１０３への挿入および装入口１０３からの引き抜きが可能に構成されている。

【0036】

（排煙口装置１０）
排煙口装置１０は、本実施形態では、ダクト１１と、分級機１２と、スパークアレスタ１３と、を備えている。

【0037】

（ダクト１１）
ダクト１１は、所定の内径を有する配管部材であり、ブロー装置４の動作によって炭化室１０１から排出されるガスを受け入れる。ダクト１１の内径は、たとえば１００ｍｍ以上であり、最大寸法が５０ｍｍ以上の赤熱カーボンＣ１が通過可能な大きさとされている。ダクト１１は、ブロワー５からランス７を介して炭化室１０１内にガスが送風されることに伴い炭化室１０１から排出されるガスを受け入れる。ダクト１１の一端（下端）は、炉蓋１０４が開かれた状態の装入口１０３を覆うように配置される。

【0038】

ダクト１１は、たとえば、ダクト１１の下部１１ａ自体が伸縮することで装入口１０３への接近および離隔が可能に構成されている。ダクト１１は、上下に真っ直ぐなストレート形状であってもよいし、途中にエルボなどの湾曲部分が形成されていてもよい。ダクト１１には、分級機１２およびスパークアレスタ１３が接続されており、炭化室１０１からダクト１１に排出されたガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２は、分級機１２に導入され、さらに、分級機１２を通過した後のガスおよびカーボンＣ２は、スパークアレスタ１３を通過した後に排煙口装置１０から排出される。

【0039】

（分級機１２）
分級機１２は、相対的に大きいカーボンＣ１（物体）と相対的に小さいカーボンＣ２（物体）とを分級（篩い分け）する。分級機１２は、相対的に大きいカーボンＣ１、すなわち、一定の大きさおよび質量を有するカーボンＣ１をダクト１１の下側に落下させることで、当該カーボンＣ１がスパークアレスタ１３に到達することを防ぐように機能する。上記の「一定の大きさおよび質量」とは、具体的な値を指すのではなく、分級機１２の動作によって篩い落とされるカーボンについての特性を述べている。

【0040】

本実施形態では、分級機１２は、遠心式の分級機であり、遠心力を用いて相対的に大きいカーボンＣ１と相対的に小さいカーボンＣ２を分級する。なお、分級機１２は、一定の細かさのフイルタを備えこのフィルタを通過可能なガスおよびカーボンＣ２のみを通過させるフィルタ式であってもよいし、他の構造であってもよい。

【0041】

本実施形態では、分級機１２は、縦型の分級機である。

【0042】

分級機１２は、導入口１２１と、導入口１２１に接続されたドラム１２２と、ドラム１２２に接続された導出口１２３と、を有している。

【0043】

本実施形態では、ガスおよび相対的に小さいカーボンＣ２は、ドラム１２２から鉛直方向（上方）に排出される。一方で、相対的に大きいカーボンＣ１は、ドラム１２２の下方へ落下される。

【0044】

導入口１２１は、ダクト１１に接続された配管部材であり、ダクト１１内のガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２が通過する。本実施形態では、導入口１２１は、水平方向を向く直線配管である。導入口１２１は、ドラム１２２の後述する外周壁１２４に取り付けられており、ドラム１２２内の空間に開放されている。導入口１２１は、導入口１２１と外周壁１２４との接続部分において、ガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２がドラム１２２の外周壁１２４の接線に沿ってドラム１２２内に進入するように配置されている。これにより、導入口１２１は、ドラム１２２の周方向に沿った旋回流を生じるようにガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２をドラム１２２に導入する。

【0045】

ドラム１２２は、ガスおよびカーボンが鉛直軸線回りの回転方向Ｘ１に沿って旋回する部分として設けられている。

【0046】

ドラム１２２は、外周壁１２４と、外周壁１２４の上端に設置された端壁１２５と、を備えている。

【0047】

ドラム１２２は、導入口１２１、導出口１２３、およびダクト１１につながる戻り管１２６以外には出口がない構成である。

【0048】

外周壁１２４は、鉛直軸線回りに形成された筒状部分である。外周壁１２４のうち、導入口１２１が接続されている上部は、円筒状に形成されており、この上部より下方の中間部および下部は、円錐台形状に形成されている。なお、外周壁１２４の全体が円筒状であってもよいし、円錐台形状であってもよい。外周壁１２４の上端は、端壁１２５によって閉じられている。外周壁１２４の下端には戻り管１２６の一端が接続されている。戻り管１２６は、ドラム１２２から落下した相対的に大きいカーボンＣ１が通過可能な内径に形成されている。戻り管１２６の他端は、ダクト１１に接続されており、相対的に大きなカーボンＣ１が戻り管１２６からダクト１１を通って炭化室１０１に戻ることが可能である。戻り管１２６の途中には、レデューサ１２９が設置されている。レデューサ１２９は、ダクト１１に近づくに従い内径が小さくされた筒状部材である。レデューサ１２９があることで、相対的に大きいカーボンＣ１が戻り管１２６からドラム１２２へ逆流することを抑制できる。

【0049】

導出口１２３は、ドラム１２２に接続された配管部材であり、ドラム１２２内のガスおよび相対的に小さいカーボンＣ２が通過する。本実施形態では、導出口１２３は、鉛直方向を向く直線配管である。導出口１２３は、ドラム１２２の端壁１２５に取り付けられており、ドラム１２２内の空間に開放されている。導出口１２３は、ドラム１２２の径方向における中心に配置されている。導出口１２３の一部は、ドラム１２２の端壁１２５より下方に位置しており、ドラム１２２内の空間に配置されている。導出口１２３の別の一部は、ドラム１２２の端壁１２５の上方に位置している。導出口１２３の下端の開口部１２３ａは、導入口１２１の出口側の開口部の下端１２１ａよりも低く配置されている。この構成により、導入口１２１からドラム１２２内に進入したガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２がドラム１２２内で旋回することなく導出口１２３に到達することを抑制できる。導出口１２３には、スパークアレスタ１３が接続されている。

【0050】

（スパークアレスタ１３）
スパークアレスタ１３は、本実施形態では、分級機１２を通過した後のガスおよびカーボンＣ２を受け入れる。スパークアレスタ１３は、たとえば、分級機１２の上方に設置されている。スパークアレスタ１３は、上部および下部が先細り形状で且つ中間部が円筒状に形成されている。

【0051】

本実施形態では、スパークアレスタ１３は、遠心式のスパークアレスタであり、遠心力を用いてカーボンＣ２を鎮火する。なお、分級機１２は、一定の細かさのフイルタを備えこのフィルタを通過可能なガスおよびカーボンＣ２のみを通過させるスクリーン式であってもよいし、他の構造であってもよい。他の構造として、静電気によって集塵する静電集塵式のスパークアレスタを例示できる。スパークアレスタ１３は、赤熱カーボンを鎮火させるための構成を備えていればよい。

【0052】

本実施形態では、スパークアレスタ１３は、導入口１３１と、ドラム１３２と、ドラム１３２に設置された旋回流発生部材１３３と、導出口１３４と、を備えている。

【0053】

ドラム１３２の一端（下端）に導入口１３１が接続されているとともにドラム１３２の他端（上端）に導出口１３４が接続されている。

【0054】

導入口１３１は、分級機１２の導出口１２３に接続された配管部材であり、分級機１２から出たガスおよびカーボンＣ２が導入される。本実施形態では、導入口１３１は、鉛直方向を向く直線配管である。

【0055】

ドラム１３２は、ガスおよびカーボンＣ２が鉛直軸線回りの回転方向Ｘ２に沿って旋回する部分として設けられている。ドラム１３２は、上部および下部がドラム１３２の中心から鉛直方向に遠ざかるに従い内径が小さくなるテーパ状に形成されており、且つ、中間部が円筒状に形成されている。ドラム１３２は、導入口１３１、および導出口１３４以外には出口がない構成である。この構成により、スパークアレスタ１３は、導入口１３１および導出口１３４以外には流体が導入または排出される経路が設けられていない。なお、この場合の「導入口１３１および導出口１３４以外には流体が導入または排出される経路が設けられていない」とは、スパークアレスタ１３が稼働してカーボンを鎮火する動作を行っているときにおける状態をいい、たとえば、スパークアレスタ１３の停止時にスパークアレスタ１３内部をメンテナンスするためにドラム１３２を開くためのドア等が設けられていることなどを除外する意味ではない。ドラム１３２の下部に旋回流発生部材１３３が配置されている。

【0056】

旋回流発生部材１３３は、導入口１３１を上昇してきたガスの気流をドラム１３２の中心軸線回りの回転方向Ｘ２に旋回させるように構成されている。これにより、ガスおよびカーボンＣ２がドラム１３２の中心軸線回りに旋回する。旋回流発生部材１３３の具体的な構成は限定されないが、たとえば、ドラム１３２の周方向に複数並べられた羽根部材を例示できる。

【0057】

導出口１３４は、ドラム１３２に接続された配管部材であり、ドラム１３２に導入されたガスおよびカーボンＣ２が通過する。本実施形態では、導出口１３４は、鉛直方向を向く直線配管である。導出口１３４は、ドラム１３２の上端１３２ａに取り付けられており、ドラム１３２内の空間に開放されている。導出口１３４の一部は、ドラム１３２の上端１３２ａより下方に位置しており、ドラム１３２内の空間に配置されている。本実施形態では、導出口１３４の下端から旋回流発生部材１３３までの距離Ｄ１は、旋回流発生部材１３３からドラム１３２の上端１３２ａまでの距離Ｄ２のたとえば１／３未満とされている。このような構成により、旋回流発生部材１３３で旋回流となったガスおよびこのガス中を舞うカーボンＣ２を導出口１３４に導出する前にドラム１３２内でより長時間滞留させることができ、赤熱カーボンを鎮火させる効果をより高くできる。導出口１３４の一端は外気に開放されており、ガスおよびカーボンＣ２が導出口１３４から外気へ導出される。

【0058】

（排煙口装置１０の動作）
上記の構成を有する排煙口装置１０では、ダクト１１に導入されたガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２は、導入口１２１から分級機１２のドラム１２２に導入される。分級機１２のドラム１２２では、ガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２は、ドラム１２２の周方向に沿って回転方向Ｘ１に旋回しつつ、相対的に大きいカーボンＣ１が、自重によってドラム１２２の下方に落下する。一方で、ガスおよび相対的に小さいカーボンＣ２は、ガスの気流によって導出口１２３に到達し導出口１２３を通ってスパークアレスタ１３の導入口１３１に導入される。

【0059】

スパークアレスタ１３に導入された相対的に小さいカーボンＣ２は、ガスが旋回流発生部材１３３を通過することで生じた、ドラム１３２の中心軸線回りの旋回流に乗って移動しドラム１３２内で滞留しつつ温度が低下し鎮火される。ガスおよびカーボンＣ２は、旋回流発生部材１３３を通過してドラム１３２内でしばらくの間滞留した後、導出口１３４を通って外気に排出される。

【0060】

（効果の一例）
以上説明したように、本実施形態によれば、分級機１２で相対的に大きなカーボンＣ１がふるい落とされることで、スパークアレスタ１３への相対的に大きなカーボンＣ１の進入を抑制できる。これにより、赤熱したカーボンＣ２をスパークアレスタ１３でより確実に鎮火でき、排煙口装置１０から赤熱したままのカーボンが排出されることをより確実に抑制できる。

【0061】

また、本実施形態によれば、遠心式の分級機１２におけるドラム１２２内の旋回流によって相対的に大きいカーボンＣ１を篩い落とすことができる。このように、遠心式の簡易な構成でより確実に相対的に大きなカーボンＣ１と相対的に小さなカーボンＣ２を分級できる。

【0062】

また、本実施形態によれば、スパークアレスタ１３において、導入口１３１および導出口１３４以外には流体が導入または排出される経路が設けられていない。このような簡易な構成であれば、スパークアレスタ１３のメンテナンスにかかる手間をより少なくできる。

【0063】

なお、本実施形態において、ドラム１２２の中心軸線は、鉛直方向に沿って対して交差した方向を向いていてもよい。

【0064】

以上、本発明の実施形態について説明した。しかしながら、本発明は上述の実施形態に限定されない。本発明は、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。以下では、上述の実施形態と異なる構成を主に説明し、同様の構成には図に同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

【0065】

上述の実施形態では、縦型の分級機１２について説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。図４は、変形例における排煙口装置１０Ａの主要部の斜視図である。図５は、排煙口装置１０Ａの主要部を正面からみた断面図である。図６は、排煙口装置１０Ａの主要部を側方からみた断面図である。

【0066】

図４～図６に示すように、この変形例の排煙口装置１０Ａでは、分級機１２に代えて分級機１２Ａが設置されている。また、分級機１２Ａに２つのスパークアレスタ１３，１３が接続されている。

【0067】

本変形例では、分級機１２Ａは、横型の分級機である。

【0068】

分級機１２Ａは、導入口１２１Ａと、導入口１２１Ａに接続されたドラム１２２Ａと、ドラム１２２Ａに接続された導出口１２３Ａ，１２３Ａと、を備えている。

【0069】

本実施形態では、ガスおよび相対的に小さいカーボンＣ２は、ドラム１２２Ａから、鉛直線に対して交差した方向（水平方向）に排出される。一方で、相対的に大きいカーボンＣ１は、ドラム１２２Ａの下方のダクト１１へ落下される。

【0070】

導入口１２１Ａは、鉛直方向を向く直線配管である。導入口１２１Ａは、ドラム１２２Ａの後述する外周壁１２４Ａに取り付けられている。導入口１２１Ａは、導入口１２１ＡからガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２がドラム１２２Ａ内に進入するように配置されている。導入口１２１Ａは、ドラム１２２Ａの周方向に沿った旋回流を生じるようにガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２をドラム１２２Ａに導入する。

【0071】

ドラム１２２Ａは、ガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２が、鉛直線に対して交差した方向（水平軸線）回りの回転方向（周方向Ｘ３）に沿って旋回する部分として設けられている。ドラム１２２Ａは、ドラム１２２Ａの周方向Ｘ３が鉛直線に対して交差した軸線周りの方向となる横型ドラムである。

【0072】

ドラム１２２Ａは、外周壁１２４Ａと、外周壁１２４Ａの両端に設置された端壁１２５Ａ，１２５Ａと、を備えている。ドラム１２２Ａは、導入口１２１Ａ、および導出口１２３Ａ，１２３Ａ以外には出口がない構成である。

【0073】

外周壁１２４Ａは、水平軸線回りに形成された筒状部分であり、導入口１２１Ａに接続される部分が下方に向けて開口している。外周壁１２４Ａは、略円筒状に形成されており、本実施形態では、側面視で”Ｐ”形状に形成されている。外周壁１２４Ａの両端は、端壁１２５Ａ，１２５Ａによって閉じられている。導入口１２１Ａは、ガスが導入口１２１Ａから外周壁１２４Ａに進入するときに外周壁１２４Ａの周方向Ｘ３に沿って進むように開口しており、これにより、ドラム１２２Ａ内においてガスの旋回流が発生する。

【0074】

ドラム１２２Ａ内には、ガイド１２７が設置されている。ガイド１２７は、ドラム１２２Ａ内でのガスの旋回流の発生を促進するために設けられた板状部材である。ガイド１２７は、相対的に大きなカーボンＣ１がドラム１２２Ａから落下し易いようにする機能も有している。ガイド１２７は、本変形例では、ドラム１２２Ａの下部において導入口１２１Ａの近傍に配置されている。ガイド１２７は、導入口１２１Ａの一部を塞ぐように配置されている。ガイド１２７は、鉛直方向に対して傾斜して配置されている。ガイド１２７Ａは、ドラム１２２Ａ内における旋回流の方向Ｘ３の上流側を向く第１面１２７ａが凹状に湾曲しており、相対的に大きいカーボンＣ１を受けやすくされている。本変形例では、ガイド１２７は、ドラム１２２Ａの軸方向におけるドラム１２２Ａ内の全域に設置されている。ドラム１２２Ａの軸方向から見て、ガイド１２７とドラム１２２Ａとの間には、左右両側に隙間Ａ１，Ａ２が形成されている。この構成により、本変形例では、ガイド１２７Ａの第１面１２７ａとは反対の第２面１２７ｂ側の隙間Ａ２を通ってガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２がドラム１２２Ａ内に進入し、相対的に大きいカーボンＣ１は、第１面１２７ａ側の隙間Ａ１を通ってダクト１１へ落下できる。本実施形態では、隙間の大きさは隙間Ａ１＜隙間Ａ２であるが、隙間Ａ１＞隙間Ａ２であってもよい。

【0075】

導出口１２３Ａ，１２３Ａは、ドラム１２２ＡからのガスおよびカーボンＣ２の出口であり、ダクト１１内のガスおよび相対的に小さいカーボンＣ２が通過する。本変形例では、導出口１２３Ａ，１２３Ａは、ドラム１２２Ａ内において鉛直線に対して交差した方向（水平方向）を向く直線配管である。導出口１２３Ａ，１２３Ａは、ドラム１２２Ａの端壁１２５Ａ，１２５Ａに取り付けられており、ドラム１２２Ａ内の空間に開放されている。導出口１２３Ａは、ドラム１２２Ａの径方向における略中心に配置されている。導出口１２３Ａの一部は、ドラム１２２Ａの端壁１２５Ａからドラム１２２Ａの内部に突出している。導出口１２３Ａの別の一部は、ドラム１２２Ａの端壁１２５Ａからドラム１２２Ａの外方に突出している。この構成により、導入口１２１Ａからドラム１２２Ａの軸方向両端付近に進入したガスおよびカーボンＣ１が、ドラム１２２Ａ内で周方向Ｘ３に沿って旋回する前に導出口１２３Ａ，１２３Ａに到達してしまうことを抑制できる。導出口１２３Ａ，１２３Ａには、それぞれ、スパークアレスタ１３が接続されている。

【0076】

スパークアレスタ１３，１３は、それぞれ、横向き（中心軸線が水平）に配置されているが、縦向き（中心軸線が鉛直）に配置されていてもよい。

【0077】

（排煙口装置１０Ａの動作）
本変形例では、ダクト１１に導入されたガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２は、導入口１２１Ａからドラム１２２Ａに導入される。分級機１２Ａのドラム１２２Ａでは、ガスおよびカーボンＣ１，Ｃ２は、ドラム１２２Ａの周方向Ｘ３に沿って旋回しつつ、相対的に大きいカーボンＣ１が、自重によってドラム１２２Ａの下方に落下する。このとき、相対的に大きいカーボンＣ１は、ガイド１２７によってガイドされながら下方へ落下できる。一方で、ガスおよび相対的に小さいカーボンＣ２は、ガスの気流によって導出口１２３Ａ，１２３Ａの何れかに到達し導出口１２３Ａ，１２３Ａを通って対応するスパークアレスタ１３，１３の導入口１３１，１３１に導入される。

【0078】

本変形例によると、分級機１２Ａのドラム１２２Ａを横型とすることで、相対的に大きいカーボンＣ１を遠心力によってドラム１２２Ａの下側に落下させやすくできる。よって、分級機１２Ａで大きなカーボンを除去する性能を高くできる。さらに、導出口１２３Ａが横向きなので、相対的に大きいカーボンＣ１が導出口１２３Ａに入りにくくされている。

【0079】

なお、本変形例では、導出口１２３Ａが２つ設けられているが、１つのみであってもよい。

【0080】

また、上記の実施形態および変形例において、分級機１２，１２Ａを省略し、ガスおよびカーボンがダクト１１から直接スパークアレスタ１３に導入されてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0081】

本発明は、コークス炉用排煙口装置、およびコークス炉用カーボン燃焼装置として適用できる。

【符号の説明】

【0082】

１ カーボン燃焼装置
２ フレーム
４ ブロー装置
５ ブロワー
１０，１０Ａ 排煙口装置
１１ ダクト
１２，１２Ａ 分級機
１３ スパークアレスタ
１００ コークス炉
１２１，１２１Ａ （分級機の）導入口
１２２，１２２Ａ ドラム
１２３Ａ，１２３Ａ （分級機の）導出口
１３１ （スパークアレスタの）導入口
１３４ （スパークアレスタの）導出口

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】