JP7268661B2 - 堆積物の清掃装置 - Google Patents

Description

本発明は、路面上の堆積物（堆積粉）を清掃除去するための清掃装置に関するもので、特にコークス炉の炉頂部に堆積した石炭粉を清掃除去するのに好適な清掃装置に関するものである。

コークス工場では、炉内に石炭を装入する装炭車からの石炭粉の漏れや、石炭貯蔵庫からの石炭粉の漏れなどにより、コークス炉の炉頂部に石炭粉（落粉）が堆積する。この堆積した石炭粉を放置すると、石炭粉中の硫黄成分等が上昇管などの金属構造物の腐食を促進させ、また、周囲に飛散して環境に悪影響を与えることから、炉体保護や粉塵飛散防止を目的として、炉頂部に堆積した石炭粉の清掃除去が行われる。しかし、炉頂部に堆積した石炭粉の清掃除去作業は、高温・粉塵環境下で行われる重筋作業であり、熱中症や粉塵吸引の恐れがある危険な作業でもある。
石炭粉のような堆積物の清掃作業を行う清掃方法ないし装置として、例えば、特許文献１には、清掃対象物（堆積物）をドーザー部（清掃部材）で押してかき集める自走式の清掃装置が開示されている。

特開２０１９－１７９５２号公報

しかし、特許文献１に示される清掃装置は、清掃装置の本体部に対してドーザー部の相対位置を変化させることができないため、例えば、走行中に本体部が路面の凸部に乗り上げた場合に、ドーザー部の下端面が路面（走行面）から浮いてしまい、路面上の堆積物をドーザー部によって十分にかき集めることができない等の問題がある。
したがって本発明の目的は、以上のような従来技術の課題を解決し、路面の凹凸に関わりなく、路面上の堆積物を確実かつ効率的にかき集めることができる清掃装置を提供することにある。また、本発明の他の目的は、そのような清掃装置を用いたコークス炉の炉頂部清掃方法を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明の清掃装置は、路面上を走行可能な装置本体にドーザー部材などの清掃部材を上下動自在または上下動・幅方向傾動自在に保持させ、清掃部材が、その自重により路面に接地した状態（清掃作業状態）に保たれつつ、路面の凹凸に応じて上下動または上下動および幅方向で傾動できるようにしたものであり、その要旨は以下のとおりである。

［1］路面上を走行可能な装置本体（１）と、
下端部が路面に接地した状態で装置本体（１）が走行することにより路面上の堆積物をかき集める部材であって、保持機構（３）を介して装置本体（１）に上下動自在に保持される清掃部材（２）を備え、
清掃部材（２）が、その自重により下端部が路面に接地した状態に保たれつつ、清掃する路面の凹凸に応じて上下動するようにしたことを特徴とする堆積物の清掃装置。
［2］上記［1］の清掃装置において、保持機構（３）が、
清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）を備えることを特徴とする堆積物の清掃装置。

［3］路面上を走行可能な装置本体（１）と、
下端部が路面に接地した状態で装置本体（１）が走行することにより路面上の堆積物をかき集める部材であって、保持機構（３）を介して装置本体（１）に上下動自在で且つ装置本体幅方向に対して傾動自在に保持される清掃部材（２）を備え、
清掃部材（２）が、その自重により下端部が路面に接地した状態に保たれつつ、清掃する路面の凹凸に応じて上下動または／および装置本体幅方向に対して傾動するようにしたことを特徴とする堆積物の清掃装置。
［4］上記［3］の清掃装置において、清掃部材（２）が、装置本体幅方向の中央位置を回動中心として傾動自在であることを特徴とする堆積物の清掃装置。

［5］上記［3］または［4］の清掃装置において、保持機構（３）が、
清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）を備えるとともに、
スライド部材（３１）を、ガイド部（３０）の幅方向で変位可能とすることにより、清掃部材（２）が装置本体幅方向に対して傾動できるようにしたことを特徴とする堆積物の清掃装置。
［6］上記［5］の清掃装置において、ガイド部（３０）がガイド孔またはガイド溝で構成されるとともに、スライド部材（３１）が、そのガイド孔またはガイド溝にスライド移動可能に挿入されるスライドピンで構成され、
ガイド部（３０）の幅方向においてガイド孔またはガイド溝の縁部とスライドピンとの間に隙間を設けることにより、スライド部材（３１）をガイド部（３０）の幅方向で変位可能とし、清掃部材（２）が装置本体幅方向に対して傾動できるようにしたことを特徴とする堆積物の清掃装置。

［7］上記［3］または［4］の清掃装置において、保持機構（３）が、
清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）との間に介在する中間部材（３２）と、
清掃部材（２）と中間部材（３２）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
清掃部材（２）と中間部材（３２）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）と、
装置本体（１）の構成部材（１０）に中間部材（３２）を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段（３３）を備えることを特徴とする堆積物の清掃装置。
［8］上記［3］または［4］の清掃装置において、保持機構（３）が、
清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）との間に介在する中間部材（３２）と、
中間部材（３２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
中間部材（３２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）と、
中間部材（３２）に清掃部材（２）を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段（３３）を備えることを特徴とする堆積物の清掃装置。

［9］上記［1］～［8］のいずれかの清掃装置において、清掃部材（２）を下方に付勢する付勢手段（４）を有し、
清掃部材（２）が、その自重と付勢手段（４）による付勢力により下端部が路面に接地した状態に保たれるようにしたことを特徴とする堆積物の清掃装置。
［10］上記［1］～［9］のいずれかの清掃装置において、清掃部材（２）が装置本体（１）の前面にその幅方向に沿って配置されるドーザー部材（２０）を備え、該ドーザー部材（２０）の下端部がスクレーパまたはブラシで構成されることを特徴とする堆積物の清掃装置。
［11］上記［1］～［10］のいずれかの清掃装置によりコークス炉の炉頂部を清掃する方法であって、
コークス炉の炉頂部において装置本体（１）を走行させて、清掃部材（２）により所定領域の堆積物をかき集めた状態で、装置本体（１）をそのまま石炭装入孔の近傍まで移動させ、その場所に堆積物を集積させることを特徴とするコークス炉の炉頂清掃方法。

本発明の清掃装置は、路面上を走行可能な装置本体に清掃部材を上下動自在または上下動・幅方向傾動自在に保持させ、清掃部材が、その自重により路面に接地した状態（清掃作業状態）に保たれつつ、路面の凹凸に応じて上下動または上下動および幅方向で傾動できるようにしたので、路面の凹凸に関わりなく、路面上の堆積物を確実かつ効率的にかき集めることができる。
また、清掃部材を下方に付勢する付勢手段を備えた本発明の清掃装置は、清掃部材が、その自重と付勢手段による付勢力により路面に接地した状態（清掃作業状態）に保たれるので、路面上の堆積物をより確実かつ効率的にかき集めることができる。

また、本発明のコークス炉の炉頂清掃方法によれば、路面に例えば１０～２０ｍｍ程度の凹凸がある炉頂部において、堆積した石炭粉を確実かつ効率的にかき集め、所定の場所に集積させることができる。清掃装置には、装置の重量化やトラブルの原因となる粉塵の吸引機構や吸引した粉塵の貯留機構がなく、また、粉塵環境に曝され、トラブルの原因となるような電気機器もないため、コークス炉の炉頂清掃を効率的且つ経済的に実施することができる。

本発明の第一の形態の清掃装置の概念図であって、清掃装置の一構成例を示す側面図 図１の清掃装置の正面図 図１の清掃装置の平面図 図１～図３の清掃装置による路面清掃状況と、この路面清掃時における清掃部材の動き（上下動）を例示した説明図 本発明の第一の形態の清掃装置の概念図であって、清掃装置の他の構成例を示す側面図 図５の清掃装置の正面図 本発明の第一の形態の清掃装置の一実施形態を模式的に示す斜視図 図７の清掃装置の側面図 図７の清掃装置の平面図 図７の清掃装置を、清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図 本発明の第二の形態の清掃装置の概念図であって、清掃装置の一構成例を示す側面図 図１１の清掃装置の正面図 図１１の清掃装置による路面清掃状況と、この路面清掃時における清掃部材の動き（上下動・傾動）を例示した説明図 本発明の第二の形態の清掃装置の一実施形態を模式的に示す斜視図 図１４の清掃装置の側面図 図１４の清掃装置の平面図 図１４の清掃装置を、清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図 図１７に示す清掃部材が、装置本体幅方向に対して傾動した状態を示す説明図 本発明の第二の形態の清掃装置の他の実施形態を模式的に示す側面図 図１９の清掃装置の平面図 図１９の清掃装置を、清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図 本発明の第二の形態の清掃装置の他の実施形態を模式的に示すもので、清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図 本発明の第二の形態の清掃装置の他の実施形態を模式的に示す側面図 図２３の清掃装置の平面図

図１～図３は、本発明の第一の形態の清掃装置の一構成例を示す概念図であり、図１は側面図、図２は正面図、図３は平面図である。
この清掃装置は、路面上を走行可能な装置本体１と、この装置本体１に保持機構３を介して上下動自在に保持される清掃部材２を備えている。
装置本体１は自走式の台車であり、車体１１、走行用の車輪１２a，１２bおよび駆動・操舵機構（図示せず）などを備えている。
本発明の清掃装置は、装置本体１が路面Ａを走行し、それに伴って清掃部材２が路面Ａ上の堆積物ｄ（堆積粉）をかき集めることにより路面Ａを清掃するものであり、したがって、装置本体１は堆積物（堆積粉）の吸引機構や吸引した堆積物の貯留機構などは備えていない。

清掃部材２は、下端部が路面Ａに接地した状態で装置本体１が走行することにより路面上の堆積物ｄ（堆積粉）をかき集める部材であり、本構成例では、装置本体１の前面にその幅方向に沿って配置されるドーザー部材２０で構成されている。
このドーザー部材２０の本体部は、例えば金属製の板状の部材などで構成され、下端部は、路面上の堆積物をかき集めやすくするため、ゴム製のスクレーパや樹脂製または金属製のブラシなどで構成されることが好ましい。具体的には、石炭粉のように粒径およびかさ密度の小さい堆積物（通常、石炭粉は粒径１ｍｍ以下、嵩密度１．０ｇ／ｃｍ^３以下）をかき集める場合には、ドーザー部材２０の下端部はスクレーパで構成するのが好ましいが、堆積物の粒径や嵩密度によってはブラシなどで構成してもよい。
また、清掃部材２としては、本構成例のドーザー部材２０のような壁状の部材が好ましいが、装置本体１が走行することにより路面上の堆積物をかき集める部材であればよく、例えば、固定式や回転式のブラシなどでもよい。また、ブラシとドーザー部材を組み合わせたものでもよい。

保持機構３も、清掃部材２を装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に保持できるものであれば、その種類を問わないが、通常は、後述する実施形態のようなスライド式のガイド機構などが用いられる。
清掃部材２は、装置本体１に上下動自在に保持されることにより、その自重により下端部が路面Ａに接地した状態（清掃部材２の下端面が路面Ａと隙間なく接した状態）に保たれつつ、清掃する路面Ａの凹凸に応じてフリーに上下動する。すなわち、路面の凹凸に倣って且つ装置本体１の凹凸通過時の走行姿勢の変化に応じてフリーに上下動する。なお、清掃部材２がブラシの場合であっても、同様である。

図４は、図１～図３の清掃装置の路面清掃状況と、この路面清掃時における清掃部材２の動き（上下動）を例示したものであり、路面Ａを清掃している清掃装置の進行方向に凸部ａがある場合、平坦部を清掃している図４（ａ）の状態から、図４（ｂ）のように清掃部材２が凸部ａに倣って上下動する（上下方向にスライド移動する）ことで、図４（ｃ）のように凸部ａを乗り越え、次いで、図４（ｄ）のように装置本体１が凸部ａに乗り上げた時にも、図４（ｅ）のように清掃部材２が下方にスライド移動して、下端部が路面Ａに接地する。このように、清掃部材２は清掃する路面Ａの凹凸に応じて上下動し、その自重により下端部が路面Ａに接地した状態に保たれる。

図５および図６は、本発明の第一の形態の清掃装置の他の構成例を示す概念図であり、図５は側面図、図６は正面図である。
この清掃装置は、装置本体１に上下動自在に保持された清掃部材２を下方に付勢する付勢手段４を有し、清掃部材２が、その自重と付勢手段４による付勢力によって、より密着して路面Ａに接地した状態（清掃部材２の下端面が路面Ａと隙間なく接した状態）に保たれるようにしたものである。本構成例では、付勢手段４がバネ機構４０（例えばコイルスプリング）を有し、装置本体幅方向で間隔をおいて配された１対のバネ機構４０（例えばコイルスプリング）が、装置本体１の前部に突き出た構成部材１３とその下方に位置する清掃部材２の上端間に介在し、清掃部材２を下方に付勢している。

以上のように清掃装置が清掃部材２を下方に付勢する付勢手段４を備えることにより、清掃部材２が、その自重と付勢手段４による付勢力により路面Ａに接地した状態（清掃作業状態）に保たれるので、路面Ａ上の堆積物ｄをより確実かつ効果的にかき集めることができる。
なお、本構成例の付勢手段４は、バネ機構４０を備えるものであるが、清掃部材２を付勢できるものであれば、これに限定されない。

本発明の第一の形態の清掃装置の保持機構３は、例えば、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部３０と、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部３０にスライド移動可能に係合するスライド部材３１を備えたもので構成することができる。
図７～図１０は、そのような保持機構３を有する清掃装置の一実施形態を模式的に示すもので、図７は斜視図、図８は側面図、図９は平面図、図１０は清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図である。この実施形態は、上記保持機構３のガイド部３０をガイド孔３０xで、ガイド部３０に係合するスライド部材３１をスライドピン３１xで、それぞれ構成したものである。
装置本体１、清掃部材２および保持機構３の基本構成は、図１～図３について説明した通りである。

装置本体１の前面には、保持機構３を構成するスライドピン３１x（スライド部材３１）を設けるための構成部材１０が、装置本体幅方向に沿って配置され、支持部材１４で装置本体１に支持されている。
保持機構３は、清掃部材２の装置本体幅方向で間隔をおいた少なくとも２箇所に、上下方向に沿って設けられるガイド孔３０x（ガイド部３０）と、装置本体１の構成部材１０に装置本体幅方向で間隔をおいて設けられ、清掃部材２の各ガイド孔３０xに上下方向スライド移動可能に挿入されるスライドピン３１x（スライド部材３１）などで構成されている。清掃部材２は、スライドピン３１xがガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できることにより、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に保持される。
また、保持機構３のガイド部３０は、ガイド孔３０xに代えてガイド溝で構成することもでき、この場合には、ガイド部３０とスライド部材３１はリニアスライダ形式の機構となるので、シールを施して耐粉塵性を持たせることが望ましい。

本実施形態においても、図５および図６に示すような付勢手段４を設けることができ、例えば、構成部材１０と清掃部材２に、後述する図２２の実施形態に示すような張り出し部をそれぞれ設け、これらの張り出し部間に付勢手段４を構成するバネ機構（例えばコイルスプリング）を介在させ、このバネ機構で清掃部材２を下方向に付勢するような構成とすることができる。
また、図７～図１０の実施形態とは逆に、装置本体１の構成部材１０にガイド孔３０x（ガイド部３０）を設け、清掃部材２にスライドピン３１x（スライド部材３１）を設けてもよい。この場合も、清掃部材２は、スライドピン３１xがガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できることにより、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に保持される。

図１１および図１２は、本発明の第二の形態の清掃装置の一構成例を示す概念図であり、図１１は側面図、図１２は正面図である。
この清掃装置は、清掃部材２が保持機構３を介して装置本体１に上下動自在で且つ装置本体幅方向に対して傾動自在に保持されるものであり、その他の構成は図１～図３の清掃装置と同様である。清掃部材２は、図１２に示すように、装置本体幅方向の中央位置ｐを回動中心として傾動自在であることが好ましい。
保持機構３は、清掃部材２を装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）で且つ装置本体幅方向に対して傾動自在（フリーに傾動可能）に保持できるものであれば、その種類を問わないが、通常は、後述する実施形態のようなスライド式のガイド機構や、スライド式のガイド機構と回転機構を組み合わせたものなどが用いられる。

清掃部材２は、装置本体１に上下動自在で且つ装置本体幅方向に対して傾動自在に保持されることにより、その自重により下端部が路面Ａに接地した状態（清掃部材２の下端面が路面Ａと隙間なく接した状態）に保たれつつ、清掃する路面Ａの凹凸に応じてフリーに上下動または／および装置本体幅方向に対して傾動する。すなわち、路面の凹凸に倣って且つ装置本体１の凹凸通過時の走行姿勢の変化に応じて、フリーに上下動または／および装置本体幅方向に対して傾動する。この場合、清掃部材２は、路面Ａの凹凸に応じて任意の傾斜角に傾動することができる。

図１３は、図１１および図１２の清掃装置の路面清掃状況と、この路面清掃時における清掃部材２の動き（上下動および装置本体幅方向に対する傾動）を例示したものであり、路面Ａを清掃している清掃装置の進行方向に凸部ａがある場合、平坦部を清掃している図１３（ａ）の状態から、清掃部材２が凸部ａに倣って上下動（上下方向にスライド移動）し且つ装置本体幅方向に対して傾動することで凸部ａを乗り越え（上下動に関しては図４（ｂ）～（ｃ）を参照）、次いで、図１３（ｂ）のように装置本体１が凸部ａに乗り上げた時に、図１３（ｃ）のように清掃部材２が下方にスライド移動するとともに、装置本体幅方向に対して傾動し、下端部が路面Ａに接地する。このように、清掃部材２は清掃する路面Ａの凹凸に応じて上下動または／および装置本体幅方向に対して傾動して、その自重により下端部が路面Ａに接地した状態に保たれる。
本構成例においても、例えば、図５および図６と同様の形態で付勢手段４（バネ機構４０）を設けることができる。

本発明の第二の形態の清掃装置の保持機構３は、例えば、以下のように構成することができる。
（i）保持機構３が、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部３０と、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部３０にスライド移動可能に係合するスライド部材３１を備えるとともに、スライド部材３１を、ガイド部３０の幅方向で変位可能とすることにより、清掃部材２が装置本体幅方向に対して傾動できるようにする。

（ii）保持機構３が、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０との間に介在する中間部材３２と、清掃部材２と中間部材３２のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部３０と、清掃部材２と中間部材３２のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部３０にスライド移動可能に係合するスライド部材３１と、装置本体１の構成部材１０に中間部材３２を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段３３を備える。
（iii）保持機構３が、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０との間に介在する中間部材３２と、中間部材３２と装置本体１の構成部材１０のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部３０と、中間部材３２と装置本体１の構成部材１０のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部３０にスライド移動可能に係合するスライド部材３１と、中間部材３２に清掃部材２を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段３３を備える。

図１４～図１８は、上記（i）の保持機構３を有する清掃装置の一実施形態を模式的に示すもので、図１４は斜視図、図１５は側面図、図１６は平面図、図１７は清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図、図１８は図１７に示す清掃部材が装置本体幅方向に対して傾動した状態を示す説明図である。この実施形態は、上記（i）の保持機構３のガイド部３０をガイド孔３０xで、ガイド部３０に係合するスライド部材３１をスライドピン３１xで、それぞれ構成したものである。
装置本体１、清掃部材２および保持機構３の基本構成は、図１～図３と図１１および図１２について説明した通りである。
装置本体１の前面には、保持機構３を構成するスライドピン３１x（スライド部材３１）を設けるための構成部材１０が、装置本体幅方向に沿って配置され、支持部材１４で装置本体１に支持されている。

保持機構３は、清掃部材２の装置本体幅方向で間隔をおいた少なくとも２箇所に、上下方向に沿って設けられるガイド孔３０x（ガイド部３０）と、装置本体１の構成部材１０に装置本体幅方向で間隔をおいて設けられ、清掃部材２の各ガイド孔３０xに上下方向スライド移動可能に挿入されるスライドピン３１x（スライド部材３１）などで構成されている。
ガイド孔３０xは、その幅をスライドピン３１xの径よりも大きくし、スライドピン３１xとの間に隙間ｇを設けることにより、スライドピン３１xをガイド孔３０xの幅方向で変位（移動）可能とし、これにより清掃部材２が装置本体幅方向に対して傾動できるようにしている。

清掃部材２は、スライドピン３１xがガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できるとともに、ガイド孔３０xの幅方向でも変位（移動）できることにより、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に且つ装置本体幅方向に対して傾動自在（フリーに傾動可能）に保持される。
また、上記（i）の保持機構３のガイド部３０は、ガイド孔３０xに代えてガイド溝で構成することもでき、この場合には、ガイド部３０とスライド部材３１はリニアスライダ形式の機構となるので、シールを施して耐粉塵性を持たせることが望ましい。

本実施形態においても、図５および図６に示すような付勢手段４を設けることができ、例えば、構成部材１０と清掃部材２に、後述する図２２の実施形態に示すような張り出し部をそれぞれ設け、これらの張り出し部間に付勢手段４を構成するバネ機構（例えばコイルスプリング）を介在させ、このバネ機構で清掃部材２を下方向に付勢するような構成とすることができる。
また、図１４～図１８の実施形態とは逆に、装置本体１の構成部材１０にガイド孔３０x（ガイド部３０）を設け、清掃部材２にスライドピン３１x（スライド部材３１）を設けてもよい。この場合も、清掃部材２は、スライドピン３１xがガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できるとともに、ガイド孔３０xの幅方向でも変位（移動）できることにより、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に且つ装置本体幅方向に対して傾動自在（フリーに傾動可能）に保持される。

図１９～図２１は、上記（ii）の保持機構３を有する清掃装置の一実施形態を模式的に示すもので、図１９は側面図、図２０は平面図、図２１は清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図である。この実施形態は、上記（ii）の保持機構３のガイド部３０をガイド孔３０xで、ガイド部３０に係合するスライド部材３１をスライドピン３１xで、それぞれ構成したものである。
装置本体１、清掃部材２および保持機構３の基本構成は、図１～図３と図１１および図１２について説明した通りである。
装置本体１の前面には、保持機構３を設けるための構成部材１０が、装置本体幅方向に沿って配置され、支持部材１４で装置本体１に支持されている。

保持機構３は、装置本体幅方向に沿って配され、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０との間に介在する中間部材３２と、清掃部材２の装置本体幅方向で間隔をおいた少なくとも２箇所に、上下方向に沿って設けられるガイド孔３０x（ガイド部３０）と、中間部材３２に装置本体幅方向で間隔をおいて設けられ、清掃部材２の各ガイド孔３０xに上下方向スライド移動可能に挿入されるスライドピン３１x（スライド部材３１）と、装置本体１の構成部材１０と中間部材３２間に設けられ、構成部材１０に中間部材３２を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段３３などで構成されている。

保持手段３３は、構成部材１０に中間部材３２を傾動自在に保持できるものであればよく、その機構については特に制限はないが、一般にはベアリングや回転盤（ベアリングを内蔵した回転金具）などのような回転（回動）保持機構で構成するのが好ましく、本実施形態の保持手段３３も、装置本体幅方向中央部に設けられるベアリングで構成されている。すなわち、ベアリングの外輪３３０側が構成部材１０に、内輪３３１側が中間部材３２にそれぞれ固定されることで、構成部材１０に中間部材３２が傾動（回動）自在に保持されている。これにより、中間部材３２に上下動自在に保持された清掃部材２が、装置本体幅方向に対してフリーに傾動できるようにしている。また、保持手段３３が回転盤で構成される場合には、例えば、回転盤のベース側が構成部材１０に、回転体側が中間部材３２にそれぞれ固定されることで、構成部材１０に中間部材３２が傾動（回動）自在に保持される。

中間部材３２のスライドピン３１xが清掃部材２のガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できるとともに、中間部材３２が保持手段３３を介して装置本体１（構成部材１０）に対して傾動（回動）できることにより、清掃部材２は、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に且つ装置本体幅方向に対して傾動自在（フリーに傾動可能）に保持される。
また、上記（ii）の保持機構３のガイド部３０は、ガイド孔３０xに代えてガイド溝で構成することもでき、この場合には、ガイド部３０とスライド部材３１はリニアスライダ形式の機構となるので、シールを施して耐粉塵性を持たせることが望ましい。

また、図１９～図２１の実施形態とは逆に、中間部材３２にガイド孔３０x（ガイド部３０）を設け、清掃部材２にスライドピン３１x（スライド部材３１）を設けてもよい。この場合も、清掃部材２は、スライドピン３１xがガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できるとともに、中間部材３２が保持手段３３を介して装置本体１（構成部材１０）に対して傾動（回動）できることにより、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に且つ装置本体幅方向に対して傾動自在（フリーに傾動可能）に保持される。

図２２は、上記（ii）の保持機構３を有する清掃装置の他の実施形態を模式的に示すもので、清掃部材およびその保持機構を分解した状態で示す斜視図である。この実施形態は、図１９～図２１の実施形態に対して、清掃部材２を下方に付勢する付勢手段４を付加したものである。
この実施形態では、装置本体幅方向における清掃部材２の両端部に、それぞれ張り出し部２００が設けられるとともに、中間部材３２の両端部にも、張り出し部２００と上下で対向するように、それぞれ張り出し部３２０が設けられ、上下で対向した張り出し部２００と張り出し部３２０間に付勢手段４を構成するバネ機構４０（コイルスプリング）が固定され、このバネ機構４０により清掃部材２が下方に付勢されるようにしている。なお、図２２では、説明の便宜上、張り出し部２００，３２０とバネ機構４０（コイルスプリング）からなる付勢手段４を模式的に表してあるが、実際の付勢手段４は、中間部材３２のスライドピン３１xが清掃部材３０xに係合（挿入）するのを妨げないような形態で設けられることになる。
その他の構成は、図１９～図２１と同様であるので、同一の符号を付し、詳細な説明は省略する。

図２３および図２４は、上記（iii）の保持機構３を有する清掃装置の一実施形態を模式的に示すもので、図２３は側面図、図２４は平面図である。
上記（iii）の保持機構３は、上記（ii）の保持機構３とは逆に、ガイド部３０およびスライド部材３１を構成部材１０と中間部材３２間に、保持手段３３を中間部材３２と清掃部材２間に、それぞれ設けたものである。
この実施形態は、上記（iii）の保持機構３のガイド部３０をガイド孔３０xで、ガイド部３０に係合するスライド部材３１をスライドピン３１xで、それぞれ構成したものである。
装置本体１、清掃部材２および保持機構３の基本構成は、図１～図３と図１１および図１２について説明した通りである。

装置本体１の前面には、保持機構３を設けるための構成部材１０が、装置本体幅方向に沿って配置され、支持部材１４で装置本体１に支持されている。
保持機構３は、装置本体幅方向に沿って配され、清掃部材２と装置本体１の構成部材１０との間に介在する中間部材３２と、この中間部材３２の装置本体幅方向で間隔をおいた少なくとも２箇所に、上下方向に沿って設けられるガイド孔３０x（ガイド部３０）と、構成部材１０に装置本体幅方向で間隔をおいて設けられ、中間部材３２の各ガイド孔３０xに上下方向スライド移動可能に挿入されるスライドピン３１x（スライド部材３１）と、中間部材３２と清掃部材２間に設けられ、中間部材３２に清掃部材２を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段３３などで構成されている。

保持手段３３の構成は、図１９～図２１の実施形態に関して説明した通りであり、本実施形態の保持手段３３も、装置本体幅方向中央部に設けられるベアリングで構成されている。すなわち、ベアリングの外輪３３０側が中間部材３２に、内輪３３１側が清掃部材２にそれぞれ固定されることで、中間部材１０に清掃部材２が回動（傾動）自在に保持されている。これにより、清掃部材２が装置本体幅方向に対してフリーに傾動できるようにしている。また、保持手段３３が回転盤で構成される場合には、例えば、回転盤のベース側が中間部材３２に、回転体側が清掃部材２にそれぞれ固定されることで、中間部材３２に清掃部材２が回動（傾動）自在に保持される。

装置本体１側（構成部材１０）のスライドピン３１xが中間部材３２のガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できるとともに、清掃部材２が保持手段３３を介して中間部材３２に対して傾動（回動）できることにより、清掃部材２は、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に且つ装置本体幅方向に対して傾動自在（フリーに傾動可能）に保持される。
また、上記（iii）の保持機構３のガイド部３０は、ガイド孔３０xに代えてガイド溝で構成することもでき、この場合には、ガイド部３０とスライド部材３１はリニアスライダ形式の機構となるので、シールを施して耐粉塵性を持たせることが望ましい。

本実施形態においても、図２２に示すような付勢手段４を設けることができ、例えば、構成部材１０と中間部材３２に、図２２の実施形態に示すような張り出し部をそれぞれ設け、これらの張り出し部間に付勢手段４を構成するバネ機構（コイルスプリング）を介在させ、このバネ機構により中間部材３２を介して清掃部材２を下方向に付勢するような構成とすることができる。
また、図２３および図２４の実施形態とは逆に、構成部材１０にガイド孔３０x（ガイド部３０）を設け、中間部材３２にスライドピン３１x（スライド部材３１）を設けてもよい。この場合も、中間部材３２側のスライドピン３１xが構成部材１０側のガイド孔３０xに沿って上下方向にスライド移動できるとともに、清掃部材２が保持手段３３を介して中間部材３２に対して傾動（回動）できることにより、清掃部材２は、装置本体１に上下動自在（フリーに上下動可能）に且つ装置本体幅方向に対して傾動自在（フリーに傾動可能）に保持される。

本発明の清掃装置は、遠隔操作により若しくは予め決められたプログラムに従い無人で運転され、路面Ａの清掃を行う。本発明の清掃装置は、堆積物が存在する様々な場所の清掃に用いることができ、また、様々な堆積物を清掃対象とすることができるが、凹凸がある路面を無人で自動清掃できることから、特にコークス炉の炉頂部に堆積した石炭粉を清掃除去するのに適している。すなわち、本発明の清掃装置によれば、路面に１０～２０ｍｍ程度の凹凸があるコークス炉の炉頂部において、路面Ａ（炉頂部）を自由に移動して堆積した石炭粉を確実かつ効率的にかき集め、コークス炉の炉頂部全面を清掃することができる。
本発明の清掃装置によりコークス炉の炉頂部を清掃する場合、コークス炉の炉頂部において装置本体１を走行させて、清掃部材２により所定領域の堆積粉（石炭粉）をかき集めた状態で、装置本体１をそのまま石炭装入孔の近傍まで移動させ、その場所にかき集めた堆積粉を集積させる。このように石炭装入孔の近傍に集められた堆積粉は、適時作業者により石炭装入孔に投入される。

本発明の清掃装置の清掃能力を評価するため、炉頂部に１０～２０ｍｍの段差があるコークス炉において、以下のような清掃試験を行った。
［試験例１］
本発明装置として、図７（図７～図１０）に示される清掃部材２（ドーザー部材２０）が上下動自在な清掃装置と、図１４（図１４～図１８）に示される清掃部材２（ドーザー部材２０）が上下動自在で且つ装置本体幅方向に傾動自在な清掃装置を用い、従来装置として、固定式の清掃部材（ドーザー部材）を備えた清掃装置を用いた。いずれの装置も、清掃部材（ドーザー部材）は幅が０．５ｍであり、下端部はゴム製のスクレーパで構成した。

コークス炉頂部の幅０．５×長さ２ｍの範囲に石炭粉２ｋｇ程度を散布し、その領域の石炭粉を各清掃装置でかき集めて回収し、回収された石炭粉量（回収量）と炉頂部に残留した石炭粉量（残留量）を測定して、（回収量）÷（回収量＋残留量）×１００から回収率を求めた。各清掃装置でそれぞれ３回ずつ清掃試験を行った結果を表１に示す。
表１によれば、従来装置では、清掃部材が路面の段差に倣うことができず、しかも、路面の段差により装置本体が傾き、清掃部材が路面から離れるときに石炭粉を取りこぼすため、回収率は１７～２５％と低い。これに対して、清掃部材２が上下動自在な本発明装置（図７）は、その清掃部材２が路面から離れにくいため、石炭粉の取りこぼしが減り、回収率が６１～６４％に向上している。さらに、清掃部材２が上下動自在で且つ装置本体幅方向に傾動自在な本発明装置（図１４）では、清掃部材２が路面からより離れにくいため、石炭粉の取りこぼしがさらに減り、回収率が７４～８３％に向上している。

［試験例２］
図１４（図１４～図１８）に示される清掃部材２（ドーザー部材２０）が上下動自在で且つ装置本体幅方向に傾動自在な本発明装置と、この装置に清掃部材２を下方に付勢する付勢手段４（バネ機構）を付加した本発明装置を用い、［試験例１］と同様の清掃試験を行った。いずれの清掃装置も、清掃部材２（ドーザー部材２０）は幅が０．５ｍであり、下端部はゴム製のスクレーパで構成した。

付勢手段４（バネ機構）を備えた本発明装置については、付勢手段４による清掃部材２の押し付け力を１ｋｇｆと２ｋｇｆにそれぞれ設定した条件で清掃試験を行った。各清掃装置でそれぞれ３回ずつ清掃試験を行った結果を表２に示す。
表２によれば、付勢手段４（バネ機構）を備えていない本発明装置では回収率が７４～８３％であるのに対し、付勢手段４（バネ機構）を備えた本発明装置では、清掃部材２と路面との密着性が高まるため、押し付け力１ｋｇｆでは回収率が８７～９４％まで向上し、さらに、押し付け力２ｋｇｆでは回収率が９３～９５％まで向上している。

１ 装置本体
２ 清掃部材
３ 保持機構
４ 付勢手段
１０ 構成部材
１１ 車体
１２a，１２b 車輪
１３ 構成部材
１４ 支持部材
２０ ドーザー部材
３０ ガイド部
３０x ガイド孔
３１ スライド部材
３１x スライドピン
３２ 中間部材
３３ 保持手段
４０ バネ機構
２００ 張り出し部
３２０ 張り出し部
３３０ 外輪
３３１ 内輪
Ａ 路面
ａ 凸部
ｐ 中央位置
ｄ 堆積物

Claims (11)

1. 路面上を走行可能な装置本体（１）と、
   下端部が路面に接地した状態で装置本体（１）が走行することにより路面上の堆積物をかき集める部材であって、保持機構（３）を介して装置本体（１）に上下動自在に保持される清掃部材（２）を備え、
   装置本体（１）が走行用の車輪を備えた台車であり、
   清掃部材（２）がドーザー部材（２０）であり、
   清掃部材（２）が、その自重により下端部が路面に接地した状態に保たれつつ、清掃する路面の凹凸に応じて上下動するようにしたことを特徴とする堆積物の清掃装置。
2. 保持機構（３）が、
   清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
   清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）を備えることを特徴とする請求項１に記載の堆積物の清掃装置。
3. 路面上を走行可能な装置本体（１）と、
   下端部が路面に接地した状態で装置本体（１）が走行することにより路面上の堆積物をかき集める部材であって、保持機構（３）を介して装置本体（１）に上下動自在で且つ装置本体幅方向に対して傾動自在に保持される清掃部材（２）を備え、
   清掃部材（２）が、その自重により下端部が路面に接地した状態に保たれつつ、清掃する路面の凹凸に応じて上下動または／および装置本体幅方向に対して傾動するようにしたことを特徴とする堆積物の清掃装置。
4. 清掃部材（２）が、装置本体幅方向の中央位置を回動中心として傾動自在であることを特徴とする請求項３に記載の堆積物の清掃装置。
5. 保持機構（３）が、
   清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
   清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）を備えるとともに、
   スライド部材（３１）を、ガイド部（３０）の幅方向で変位可能とすることにより、清掃部材（２）が装置本体幅方向に対して傾動できるようにしたことを特徴とする請求項３または４に記載の堆積物の清掃装置。
6. ガイド部（３０）がガイド孔またはガイド溝で構成されるとともに、スライド部材（３１）が、そのガイド孔またはガイド溝にスライド移動可能に挿入されるスライドピンで構成され、
   ガイド部（３０）の幅方向においてガイド孔またはガイド溝の縁部とスライドピンとの間に隙間を設けることにより、スライド部材（３１）をガイド部（３０）の幅方向で変位可能とし、清掃部材（２）が装置本体幅方向に対して傾動できるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の堆積物の清掃装置。
7. 保持機構（３）が、
   清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）との間に介在する中間部材（３２）と、
   清掃部材（２）と中間部材（３２）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
   清掃部材（２）と中間部材（３２）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）と、
   装置本体（１）の構成部材（１０）に中間部材（３２）を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段（３３）を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の堆積物の清掃装置。
8. 保持機構（３）が、
   清掃部材（２）と装置本体（１）の構成部材（１０）との間に介在する中間部材（３２）と、
   中間部材（３２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの一方の部材に上下方向に沿って設けられるガイド部（３０）と、
   中間部材（３２）と装置本体（１）の構成部材（１０）のうちの他方の部材に設けられ、ガイド部（３０）にスライド移動可能に係合するスライド部材（３１）と、
   中間部材（３２）に清掃部材（２）を装置本体幅方向に対して傾動自在に保持させる保持手段（３３）を備えることを特徴とする請求項３または４に記載の堆積物の清掃装置。
9. 清掃部材（２）を下方に付勢する付勢手段（４）を有し、
   清掃部材（２）が、その自重と付勢手段（４）による付勢力により下端部が路面に接地した状態に保たれるようにしたことを特徴とする請求項１～８のいずれかに記載の堆積物の清掃装置。
10. 清掃部材（２）が装置本体（１）の前面にその幅方向に沿って配置されるドーザー部材（２０）を備え、該ドーザー部材（２０）の下端部がスクレーパまたはブラシで構成されることを特徴とする請求項１～９のいずれかに記載の堆積物の清掃装置。
11. 請求項１～１０のいずれかに記載の清掃装置によりコークス炉の炉頂部を清掃する方法であって、
    コークス炉の炉頂部において装置本体（１）を走行させて、清掃部材（２）により所定領域の堆積物をかき集めた状態で、装置本体（１）をそのまま石炭装入孔の近傍まで移動させ、その場所に堆積物を集積させることを特徴とするコークス炉の炉頂清掃方法。

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