コークス炉移動機の位置検出装置
【課題】導入費および維持費を軽減してコークス炉移動機が作業を行っている窯を特定することができるコークス炉移動機の位置検出装置を提供する。
【解決手段】３相の給電装置４１の各相に対応して移動機１０の走行方向に沿って敷設された、移動機１０への電源供給用の３本のトロリー線４２R，４２S，４２Tを、それぞれ一定長Ａの複数のトロリーバーを電線（導体）により１本に接続した構成とする。そして、各トロリー線の電線部に変流器ＣＴを設置すると共に、移動機１０側に連結する３組の集電器を、トロリー線に所定間隔Ｂをもって接触摺動する２つの集電器からそれぞれ構成する。そして、各変流器ＣＴの検出電流値に基づいて、移動機１０の位置を検出する。
【解決手段】３相の給電装置４１の各相に対応して移動機１０の走行方向に沿って敷設された、移動機１０への電源供給用の３本のトロリー線４２R，４２S，４２Tを、それぞれ一定長Ａの複数のトロリーバーを電線（導体）により１本に接続した構成とする。そして、各トロリー線の電線部に変流器ＣＴを設置すると共に、移動機１０側に連結する３組の集電器を、トロリー線に所定間隔Ｂをもって接触摺動する２つの集電器からそれぞれ構成する。そして、各変流器ＣＴの検出電流値に基づいて、移動機１０の位置を検出する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉に設置されている移動機（例えば、押出機，装炭車，ガイド車，消火車）の位置を検出するコークス炉移動機の位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉には、各種の移動機が設置されている。このコークス炉移動機としては、コークス炉に原料石炭を装入する装炭車、コークス炉から高温の赤熱状態のコークス（赤熱コークス）を押し出す押出機、赤熱コークスを消火設備に搬送する消火車、コークス炉から押し出された赤熱コークスを消火車に案内するガイド車などがある。
【０００３】
コークス炉移動機が作業を行っている窯を特定する方法としては、コークス炉側の各窯の定位置中心に凸部を有するターゲットを配設し、作業機械に設けた照射装置からターゲットにスリット光を照射し、これをＣＣＤカメラにより撮像することで、作業機械の停止位置と窯定位置との偏差を検出し、操業を行っている窯を特定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、コークス炉移動機の走行路全長にわたってデータ伝送を併せて行うことができる１本の撚り合わせ対型誘導無線線路を配設し、絶対位置検出方式による連続位置検出機構によりコークス炉移動機の位置を連続的に検出することで、操業を行っている窯を特定するものもある（例えば、特許文献２参照）。
さらに、コークス炉の定位置にターゲットを配設し、同ターゲットにコークス炉作業機械の移動方向と直交する境界線の両側に白黒または明暗等のコントラストを設け、コークス炉移動機側には像検出器等および投光器を設け、像検出器等でターゲットの映像を電気信号に変換し、その信号によってコークス炉作業機械の位置とコークス炉作業定位置との相対関係を検出または計測することで、操業を行っている窯を特定するものもある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−５１５８５号公報
【特許文献２】特公昭６３−２４６３３号公報
【特許文献３】特公昭５５−４４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、位置検出機能を有した誘導無線装置による方法では、装置として車上局、地上局、誘導無線ケーブルの設置を行わなければならないのに加え、経年・温度などで変化する炉体に合わせ車上局アンテナと誘導無線ケーブルの離隔距離を適切に保つ必要がある。そのため、導入費、維持費が共に高価となるという問題がある。
また、ＣＣＤカメラによるスリット識別による方法も、ＣＣＤカメラを含めた車上局、コークス炉窯毎単位での識別用スリットの設置を行わなければならないのに加え、経年・温度などで変化する炉体に合わせＣＣＤカメラと識別用スリットの離隔距離を適切に保つ必要があり、導入費、維持費が共に高価となる。
【０００７】
導入費、維持費を安価にするために、移動機械遊輪軸よりチェーン・ベルトなどを通じパルス発生装置を回転させ、移動距離を演算する方法もあるが、この場合、遊輪のスリップやレール継ぎ目間での跳ね上げにより誤差が発生し、走行距離とともに検出位置の誤差が大きくなってしまう。近接スイッチ等で一定間隔毎に補正を行う方法もあるが、この場合には近接スイッチの調整が必要となり、やはり導入費、維持費共に高価となる。
そこで、本発明は、導入費および維持費を軽減してコークス炉移動機が作業を行っている窯を特定することができるコークス炉移動機の位置検出装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るコークス炉移動機の位置検出装置は、コークス炉の操業に使用される移動機の位置を検出するコークス炉移動機の位置検出装置であって、３相電源と、前記３相電源の各相に対応して前記移動機の走行方向に沿って敷設され、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した３本のトロリー線と、前記導体に流れる電流をそれぞれ検出する電流検出器と、前記移動機に連結され、前記トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器からそれぞれが構成される、各相に対応した３組の集電器と、前記電流検出器で検出された電流値に基づいて、前記移動機の位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
このように、移動機への電源供給用の３本のトロリー線を、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した構成とし、各トロリー線の導体部に電流検出器を設置すると共に、移動機側に連結する３組の集電器を、トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器から構成する。したがって、安価な導入費で移動機の位置検出が可能となる。また導入後の定期的な調整が不要であるため、維持費を軽減することができる。さらに、トロリー線のトロリーの長さや、各相でのトロリー接続位置（電流検出位置）、２つの集電器間の距離（上記所定間隔）を調整することで、移動機の位置に応じて各電流検出器の検出電流値を変化させる構成とすることができる。したがって、各電流検出器の検出電流値を監視することで、容易且つ適切に操業を行っている窯を特定することができる。
【００１０】
また、上記において、前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で一致させると共に、前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器が前記所定間隔の２倍の距離ずつずれて前記トロリー線に接触するように配置されており、前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴としている。
これにより、移動機が２つの集電器間の距離（上記所定間隔）ずつ移動する毎に、各電流検出器の検出電流値を変化させることができる。したがって、移動機の位置を、上記所定間隔単位で特定することができる。
【００１１】
さらに、上記において、前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で前記所定間隔の２倍の距離ずつずらすと共に、前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器の前記トロリー線に接触する位置を一致させており、前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴としている。
これにより、移動機が２つの集電器間の距離（上記所定間隔）ずつ移動する毎に、各電流検出器の検出電流値を変化させることができる。したがって、移動機の位置を、上記所定間隔単位で特定することができる。
【００１２】
また、上記において、前記所定間隔は、前記コークス炉の炭化室中心間距離よりも短く設定することを特徴としている。
これにより、隣接する窯の中心間距離よりも短い単位で移動機の位置を特定することができるので、現在操業を行っている窯を確実に特定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、移動機への電源供給用の３本のトロリー線を、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した構成とし、各トロリー線の導体部に電流検出器を設置すると共に、移動機側に連結する３組の集電器を、トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器から構成する。そして、各電流検出器の検出電流値に基づいて、移動機の位置を検出する。したがって、導入費や維持費を安価に抑えつつ、容易且つ適切に操業を行っている窯を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のコークス炉移動機の位置検出装置を適用するコークス炉の構成を示す図である。
【図２】移動機の駆動制御を示すブロック図である。
【図３】位置検出装置の具体的構成を示す図である（移動機械位置０ｍ）。
【図４】給電トロリーの設置位置を示す図である。
【図５】変流器で検出される検出電流値を示す図である。
【図６】変流器で検出される検出電流値を示す図である。
【図７】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置１．５ｍ）。
【図８】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置２ｍ）。
【図９】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置３．５ｍ）。
【図１０】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置４ｍ）。
【図１１】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置５．５ｍ）。
【図１２】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置６ｍ）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本実施形態のコークス炉移動機の位置検出装置を適用するコークス炉の構成を示す図である。
図中、符号１はコークス炉である。このコークス炉１は、複数の炭化室２を直線状に併設した炉団を複数備えて構成されている。コークス炉１には、操業に使用する各種の移動機が設置されている。当該移動機としては、コークス炉１に原料石炭を装入する装炭車１１、コークス炉１から赤熱コークスを押し出す押出機１２、押出機１２によってコークス炉１から押し出された赤熱コークスを消火車１４に案内するガイド車１３、赤熱コークスを消火設備３に搬送する消火車１４がある。
【００１６】
これらの各移動機１１〜１４は、１つのコークス炉１にそれぞれ複数台ずつ備えられている。また、コークス炉１の周辺には、各移動機専用のレールがコークス炉１に沿って直線状に敷設されている。各移動機１１〜１４は、図２に示すように、それぞれ専用の車上装置２１〜２４によって駆動されることで、各レール上を移動して所定位置に配置され、連携をなして一連の操業を行うようになっている。
【００１７】
例えば、装炭車１１を有人運転するシステムの場合、装炭車車上装置２１は、地上側中央処理装置２５から送信された作業窯番を受け取り、装炭車１１の目標位置をオペレータが認識可能なように表示器に表示する。このとき、オペレータは、表示器に表示された目標位置（作業窯番）を目視で確認し、装炭車１１が目標位置に移動するように駆動装置を手動で操作する。また、装炭車１１を無人運転するシステムの場合、装炭車車上装置２１は、誘導無線やＣＣＤカメラなどを用いた方法により装炭車１１の位置を検出し、検出した位置情報をもとに、装炭車１１が、地上側中央処理装置２５から送信された作業目標位置に移動するように、駆動装置を自動で操作する。なお、押出機車上装置２２、ガイド車車上装置２３及び消火車車上装置２４も、装炭車車上装置２１と同様の構成を有する。
【００１８】
地上側中央処理装置２５には、各位置検出装置３１〜３４でそれぞれ検出した各移動機１１〜１４の位置が入力される。これら位置検出装置３１〜３４は、後述するトロリー電流検出器により移動機１１〜１４の位置検出を行う装置であり、少なくとも移動機１１〜１４が作業を行っている窯を特定可能な位置検出精度を有する。そして、地上側中央処理装置２５は、各位置検出装置３１〜３４から入力された各移動機１１〜１４の位置をもとに以下の合理性チェックを行う。
【００１９】
例えば、各移動機１１〜１４を有人運転するシステムなど、各車上装置２１〜２４が移動機の位置検出機能を有していない場合には、位置検出装置３１〜３４から入力された移動機１１〜１４の位置をもとに、４台の移動機の相対的な位置を評価し合理性チェックを行ったり、移動機に送信している作業窯番を含めて、本来あるべき移動機械位置の合理性チェックを行う。このとき、オペレータが間違った窯に対して操業しようとしていると判断した場合には、異常を警報出力し、移動機に送信されるインターロック信号（炉蓋脱可、押出作業可など）を不成立とすることにより、作業を中断させる。
【００２０】
また、各移動機１１〜１４を無人運転するシステムなど、各車上装置２１〜２４が移動機の位置検出機能を有している場合には、位置検出装置３１〜３４から入力された移動機１１〜１４の位置と、各車上装置２１〜２４の位置検出機能から入力された移動機１１〜１４の位置とをもとに合理性チェックを行う。そして、当該位置検出機能が誤った位置認識をしていると判断した場合には、異常を警報出力し、移動機に送信されるインターロック信号（炉蓋脱可、押出作業可など）を不成立とすることにより、作業を中断させる。以上により、重大な設備損傷を招く事故を防止することができる。
【００２１】
各移動機１１〜１４の操業手順は以下のようになる。
先ず、装炭車１１は、所定の炭化室２まで走行して炭化室２内に原料石炭を装入する。そして、炭化室２内で石炭の乾留が終了し完全にコークス化すると、押出機１２は炭化室２の炉蓋を開け、赤熱コークスを炭化室２から押出し炉蓋を閉める。このとき、ガイド車１３は、炭化室２を挟んで押出機１２の反対側まで走行し、停止している。そして、このガイド車１３は、炭化室２内の赤熱コークスが押出機１２によって押し出される際、ガイド車１３側の炭化室２の炉蓋を開け、押し出されてくる赤熱コークスを消火車１４上に誘導する。消火車１４は、ガイド車１３の案内格子を通って押し出されてくる赤熱コークスを受けた後、消火設備３まで走行する。これにより、消火設備３内で赤熱コークスが散水消火される。
【００２２】
次に、各位置検出装置３１〜３４の構成と、各位置検出装置３１〜３４による各移動機１１〜１４の位置検出方法について説明する。なお、各位置検出装置３１〜３４の構成はそれぞれ同一であるため、以下の説明では、各移動機１１〜１４を総称して移動機１０とすると共に、各位置検出装置３１〜３４を総称して位置検出装置３０として説明する。
図３は、位置検出装置３０の具体的構成を示す図である。
この図３に示すように、位置検出装置３０は、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の３相の給電装置（３相電源）４１と、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相に対応する３本のトロリー線４２R，４２S，４２Tとを備える。
【００２３】
ここで、トロリー線４２R，４２S，４２Tは、各移動機１１〜１４への電源供給用の装置であり、図４に示すように、各移動機１１〜１４の近傍に、各移動機１１〜１４が走行するレールに沿って（図４の紙面垂直方向に）それぞれ敷設されている。なお、図４では、装炭車１１用のトロリー線を４２Ａ、押出機１２用のトロリー線を４２Ｂ、ガイド車１３用のトロリー線を４２Ｃ、消火車１４用のトロリー線を４２Ｄで示している。
【００２４】
トロリー線４２R，４２S，４２Tの始端は、それぞれ給電装置４１と電線（導体）４３R1，４３S1，４３T1で接続されている。また、トロリー線４２R，４２S，４２Tは、一定長Ａ（例えば、６ｍ）の複数のトロリーバーを電線（導体）により１本に接続して構成されている。ここでは、それぞれ３本のトロリーバーを、Ｒ相では電線４３R2，４３R3、Ｓ相では電線４３S2，４３S3、Ｔ相では電線４３T2，４３T3で接続した構成を示している。また、トロリー線４２R，４２S，４２Tにおける電線によるトロリーバーの接続部の位置（トロリー接続位置）は、移動機１０の走行方向において各相で一致している。
【００２５】
さらに、電線４３R1〜４３R3，４３S1〜４３S3，４３T1〜４３T3には、これらに流れる電流ＩR1〜ＩR3，ＩS1〜ＩS3，ＩT1〜ＩT3を検出するための電流検出器として、変流器ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3が設けられている。これらの変流器ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3で検出した電流値は、位置検出部４４に入力される。
【００２６】
また、位置検出装置３０は、移動機１０の走行方向で所定間隔Ｂ（例えば、１ｍ）をもってトロリー線４２Rと接触摺動する２つの集電器４５R1，４５R2と、上記所定間隔Ｂをもってトロリー線４２Sと接触摺動する２つの集電器４５S1，４５S2と、上記所定間隔Ｂをもってトロリー線４２Tと接触摺動する２つの集電器４５T1，４５T2とを備える。これら６つの集電器４５R1，４５R2，４５S1，４５S2，４５T1，４５T2からなる３組の集電器は、各相の集電器が移動機１０の走行方向で所定間隔Ｃ（例えば、２ｍ）ずつずれてトロリー線に接触するように、移動機１０に連結される。
【００２７】
ここで、同一相の集電器の設置間隔を示す所定間隔Ｂは、移動機１０の位置検出を行う単位であり、炭化室２の中心間距離よりも短く設定することが好ましい。また、各相の集電器間のずれを示す所定間隔Ｃは、所定間隔Ｂの２倍の距離に設定する。さらに、トロリー長を示す一定長Ａは、所定間隔Ｃの３倍（３相の場合）の距離、すなわち所定間隔Ｂの６倍（３相の場合）の距離に設定する。
このような構成により、Ｒ相では、移動機１０の位置Ｐが０ｍ≦Ｐ≦５ｍの範囲内にあり、集電器４５R1及び４５R2が共に変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触する場合には、変流器ＣＴR1では電流値が検出されるが、変流器ＣＴR2及びＣＴR3の検出電流は０になる。
【００２８】
一方、移動機１０の位置Ｐが５ｍ＜Ｐ＜６ｍの範囲内にある場合には、集電器４５R1は変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触するが、集電器４５R2は変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触する。そのため、この場合には、変流器ＣＴR1と変流器ＣＴR2とで電流が検出され、変流器ＣＴR3の検出電流は０になる。また、このときの変流器ＣＴR2の検出電流は、変流器ＣＴR2の検出電流の半分程度となる。
【００２９】
さらに、移動機１０の位置Ｐが６ｍ≦Ｐ≦１１ｍの範囲内にある場合には、集電器４５R1及び４５R2が共に変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触する。そのため、この場合には、変流器ＣＴR1，ＣＴR2の検出電流はほぼ等しく、変流器ＣＴR3の検出電流は０になる。
このように、移動機１０の位置Ｐに応じて変流器ＣＴR1〜ＣＴR3の検出電流値は変化する。また、各相で集電器を所定間隔Ｃずつずらして設置しているため、移動機１０の走行方向で同一位置に設置された変流器（例えば、Ｐ＝６ｍ地点に設置されたＣＴR2，ＣＴS2，ＣＴT2）で検出電流値が変化するタイミングは異なる。
【００３０】
すなわち、Ｒ相の変流器ＣＴR2の検出電流値は、上述したように移動機１０の位置Ｐが５ｍを越えた地点と６ｍに達した地点とで変化するが、Ｓ相の変流器ＣＴS2の検出電流値は、移動機１０の位置Ｐが３ｍを越えた地点と４ｍに達した地点とで変化することになる。
したがって、９個の変流器ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3で検出した電流値をそれぞれ監視することで、移動機１０の位置を１ｍ単位で検出することができる。
【００３１】
（動作）
次に、本実施形態における移動機１０の位置検出方法について、具体的に説明する。
ここでは、図３に示すように、各トロリーバーの長さ（一定長Ａ）を６ｍ、移動機１０の走行方向での各相のトロリー接続位置のずれを０ｍ、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）を１ｍ、各相の集電器の移動機１０の走行方向でのずれ（所定間隔Ｃ）を２ｍとする。
移動機１０の位置Ｐが０ｍ≦Ｐ≦１ｍの位置にある場合、例えば図３に示すように、Ｒ相の集電器４５R1及び４５R2は、共に変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触している。また、Ｓ相の集電器４５S1及び４５S2は、共に変流器ＣＴS1−ＣＴS2間のトロリー線４２Sに接触している。さらに、Ｔ相の集電器４５T1及び４５T2は、共に変流器ＣＴT1−ＣＴT2間のトロリー線４２Tに接触している。そのため、この場合には、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1、Ｔ相はＣＴT1のみ電流値を検出し、それ以外の変流器の検出電流値は０Ａとなる。
【００３２】
図５及び図６は、移動機１０の位置Ｐと各変流器の検出電流値の関係を示す図である。図５において、（ａ）は変流器ＣＴR1の検出電流値ＩR1、（ｂ）は変流器ＣＴS1の検出電流値ＩS1、（ｃ）は変流器ＣＴT1の検出電流値ＩT1、（ｄ）は変流器ＣＴR2の検出電流値ＩR2、（ｅ）は変流器ＣＴS2の検出電流値ＩS2である。また、図６において、（ａ）は変流器ＣＴT2の検出電流値ＩT2、（ｂ）は変流器ＣＴR3の検出電流値ＩR3、（ｃ）は変流器ＣＴS3の検出電流値ＩS3、（ｄ）は変流器ＣＴT3の検出電流値ＩT3である。
【００３３】
この図５及び図６に示すように、移動機１０の位置Ｐが０ｍ≦Ｐ≦１ｍの位置にある場合には、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1、Ｔ相はＣＴT1のみ電流値（ここでは１５０Ａ）を検出し、それ以外の変流器の検出電流値は０Ａとなる。
この状態から移動機１０が移動し、移動機１０の位置Ｐが１ｍ＜Ｐ＜２ｍとなると、例えば図７に示すように、Ｔ相において、集電器４５T2が、変流器ＣＴT1−ＣＴT2間のトロリー線４２Tに接触した状態から変流器ＣＴT2−ＣＴT3間のトロリー線４２Tに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1のみ電流値１５０Ａを検出するが、Ｔ相では、ＣＴT1に加えてＣＴT2でも電流値を検出することになる。このとき２台の集電器４５T1，４５T2で分流するため、ＣＴT2の電流値ＩT2はＣＴT1の電流値ＩT1の半分の７５Ａとなる。
【００３４】
また、移動機１０の位置Ｐが２ｍ≦Ｐ≦３ｍでは、例えば図８に示すように、Ｔ相において、集電器４５T1及び４５T2が、共に変流器ＣＴT2−ＣＴT3間のトロリー線４２Tに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1のみ電流値１５０Ａを検出し、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1が１５０Ａで等しくなる。
【００３５】
また、移動機１０の位置Ｐが３ｍ＜Ｐ＜４ｍとなると、例えば図９に示すように、Ｓ相において、集電器４５S2が、変流器ＣＴS1−ＣＴS2間のトロリー線４２Sに接触した状態から変流器ＣＴS2−ＣＴS3間のトロリー線４２Sに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1のみ電流値１５０Ａを検出する。そして、Ｓ相では、ＣＴS1に加えてＣＴS2でも電流値を検出することになる。このとき２台の集電器４５S1，４５S2で分流するため、ＣＴS2の電流値ＩS2はＣＴS1の電流値ＩS1の半分の７５Ａとなる。また、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
【００３６】
その後、移動機１０の位置Ｐが４ｍ≦Ｐ≦５ｍとなると、例えば図１０に示すように、Ｓ相において、集電器４５S1及び４５S2が、共に変流器ＣＴS2−ＣＴS3間のトロリー線４２Sに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1のみ電流値１５０Ａを検出し、Ｓ相では、ＣＴS1とＣＴS2の電流値ＩS2，ＩS1が１５０Ａで等しくなる。また、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
【００３７】
さらに、移動機１０の位置Ｐが５ｍ＜Ｐ＜６ｍとなると、例えば図１１に示すように、Ｒ相において、集電器４５R2が、変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触した状態から変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相では、ＣＴR1に加えてＣＴR2でも電流値を検出することになる。このとき２台の集電器４５R1，４５R2で分流するため、ＣＴR2の電流値ＩR2はＣＴR1の電流値ＩR1の半分の７５Ａとなる。また、Ｓ相では、ＣＴS1とＣＴS2の電流値ＩS2，ＩS1は１５０Ａで等しいままとなり、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
【００３８】
その後、移動機１０の位置Ｐが６ｍ≦Ｐ≦７ｍとなると、例えば図１２に示すように、Ｒ相において、集電器４５R1及び４５R2が、共に変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相では、ＣＴR1とＣＴR2の電流値ＩR2，ＩR1が１５０Ａで等しくなる。また、Ｓ相では、ＣＴS1とＣＴS2の電流値ＩS2，ＩS1は１５０Ａで等しいままとなり、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
以上のように、各変流器で検出される電流値は１スパン毎に一様であり、ここでは１ｍ単位での移動機１０の位置検出が可能となる。したがって、炭化室２の中心間距離が１ｍ以上あるコークス炉１においては、移動機１０の位置情報をもとに、操業を行っている窯を確実に特定することができる。
【００３９】
また、一定長Ａ（ここでは６ｍ）のトロリーバーを延長する毎に変流器を各相に設置していけば、トロリー線４２R，４２S，４２Tに制限なく１ｍ単位での位置検出が可能となる。
なお、同一のトロリー線に複数台の移動機１０が存在する場合には、１スパン毎の電流値の差分をとることにより、複数台の移動機１０の位置検出が可能となる。
【００４０】
（効果）
このように、上記実施形態では、移動機への電源供給用の３相分のトロリー線を、それぞれ一定長Ａの複数のトロリーバーを電線（導体）により１本に接続した構成とする。そして、各トロリー線の電線部に電流検出器を設置すると共に、移動機側に連結する３組の集電器を、それぞれトロリー線に所定間隔Ｂをもって接触摺動する２つの集電器から構成する。そして、各電流検出器の検出電流値に基づいて、移動機の位置を検出する。ここで、電流検出器としては、汎用的に用いられている変流器を用いる。したがって、誘導無線装置等で位置検出を行う場合と比較して、導入費を安価に抑えて、容易且つ適切に移動機の位置を特定することができる。
【００４１】
さらに、移動機側に検出器、もしくは検出対象物を設置することなく移動機の位置を特定することができるので、経年、温度などで変化する炉体に合わせて装置を調整する必要がない。そのため、導入後の定期的な調整が不要となり、維持費を軽減することができる。
また、トロリー接続位置を各相で一致させると共に、各相の集電器を上記所定間隔Ｂの２倍の距離ずつずらして配置し、さらにトロリーバーの長さＡを上記所定間隔Ｂの６倍の距離と等しくする。これにより、移動機が上記所定間隔Ｂずつ移動する毎に、各変流器の検出電流値を変化させることができる。したがって、各変流器の検出電流値を監視することで、移動機の位置を所定間隔Ｂ単位で特定することができる。
【００４２】
さらにこのとき、所定間隔Ｂを、コークス炉の炭化室中心間距離よりも短く設定すれば、移動機の位置を特定することで、現在操業を行っている窯を確実に特定することができる。
また、既に誘導無線やＣＣＤカメラなどの位置検出機能を有し、移動機の無人運転を行っているコークス炉に、トロリー電流検出器による位置検出を併用することにより、上記位置検出機能との合理性チェックが可能となるため、信頼性の高い移動機の制御が可能となる。また、オペレータの目視のみにより操業を行っているコークス炉に適用した場合には、移動機械間インターロック信号に操業対象窯の合理性チェックを加えることができ、オペレータのミスによる設備焼損を防止することが可能となる。
【００４３】
（変形例）
なお、上記実施形態においては、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）を１ｍとし、１ｍ単位で移動機１０の位置検出を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば５００ｍｍ単位で移動機１０の位置検出を行うこともできる。この場合、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）をそれぞれ５００ｍｍとし、各相の集電器のずれ（所定間隔Ｃ）を１ｍ、各トロリーバーの長さ（一定長Ａ）を３ｍとすればよい。
【００４４】
また、上記実施形態においては、各相の集電器を所定間隔Ｃずつずらす場合について説明したが、所定間隔Ｃ＝０ｍとし、各相の集電器の配置位置を移動機１０の走行方向で一致させることもできる。この場合、例えば、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）をそれぞれ１ｍ、各相のトロリー接続位置のずれを所定間隔Ｂの２倍の２ｍ、各トロリーバーの長さ（一定長Ａ）を６ｍとすれば、上記実施形態と同様に、１ｍ単位での移動機１０の位置検出が可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１…コークス炉、２…炭化室、３…消火設備、１０…移動機、１１…装炭車、１２…押出機、１３…ガイド車、１４…消火車、２１…装炭車車上装置、２２…押出機車上装置、２３…ガイド車車上装置、２４…消火車車上装置、２５…地上側中央処理装置、３０…位置検出装置、３１…装炭車位置検出装置、３２…押出機位置検出装置、３３…ガイド車位置検出装置、３４…消火車位置検出装置、４１…給電装置、４２R，４２S，４２T…トロリー線、４３R1〜４３R3，４３S1〜４３S3，４３T1〜４３T3…電線、４４…位置検出部、４５R1，４５R2，４５S1，４５S2，４５T1，４５T2…集電器、ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3…変流器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コークス炉に設置されている移動機（例えば、押出機，装炭車，ガイド車，消火車）の位置を検出するコークス炉移動機の位置検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
原料石炭を乾留してコークスを製造するコークス炉には、各種の移動機が設置されている。このコークス炉移動機としては、コークス炉に原料石炭を装入する装炭車、コークス炉から高温の赤熱状態のコークス（赤熱コークス）を押し出す押出機、赤熱コークスを消火設備に搬送する消火車、コークス炉から押し出された赤熱コークスを消火車に案内するガイド車などがある。
【０００３】
コークス炉移動機が作業を行っている窯を特定する方法としては、コークス炉側の各窯の定位置中心に凸部を有するターゲットを配設し、作業機械に設けた照射装置からターゲットにスリット光を照射し、これをＣＣＤカメラにより撮像することで、作業機械の停止位置と窯定位置との偏差を検出し、操業を行っている窯を特定するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、コークス炉移動機の走行路全長にわたってデータ伝送を併せて行うことができる１本の撚り合わせ対型誘導無線線路を配設し、絶対位置検出方式による連続位置検出機構によりコークス炉移動機の位置を連続的に検出することで、操業を行っている窯を特定するものもある（例えば、特許文献２参照）。
さらに、コークス炉の定位置にターゲットを配設し、同ターゲットにコークス炉作業機械の移動方向と直交する境界線の両側に白黒または明暗等のコントラストを設け、コークス炉移動機側には像検出器等および投光器を設け、像検出器等でターゲットの映像を電気信号に変換し、その信号によってコークス炉作業機械の位置とコークス炉作業定位置との相対関係を検出または計測することで、操業を行っている窯を特定するものもある（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０５−５１５８５号公報
【特許文献２】特公昭６３−２４６３３号公報
【特許文献３】特公昭５５−４４１１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のように、位置検出機能を有した誘導無線装置による方法では、装置として車上局、地上局、誘導無線ケーブルの設置を行わなければならないのに加え、経年・温度などで変化する炉体に合わせ車上局アンテナと誘導無線ケーブルの離隔距離を適切に保つ必要がある。そのため、導入費、維持費が共に高価となるという問題がある。
また、ＣＣＤカメラによるスリット識別による方法も、ＣＣＤカメラを含めた車上局、コークス炉窯毎単位での識別用スリットの設置を行わなければならないのに加え、経年・温度などで変化する炉体に合わせＣＣＤカメラと識別用スリットの離隔距離を適切に保つ必要があり、導入費、維持費が共に高価となる。
【０００７】
導入費、維持費を安価にするために、移動機械遊輪軸よりチェーン・ベルトなどを通じパルス発生装置を回転させ、移動距離を演算する方法もあるが、この場合、遊輪のスリップやレール継ぎ目間での跳ね上げにより誤差が発生し、走行距離とともに検出位置の誤差が大きくなってしまう。近接スイッチ等で一定間隔毎に補正を行う方法もあるが、この場合には近接スイッチの調整が必要となり、やはり導入費、維持費共に高価となる。
そこで、本発明は、導入費および維持費を軽減してコークス炉移動機が作業を行っている窯を特定することができるコークス炉移動機の位置検出装置を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係るコークス炉移動機の位置検出装置は、コークス炉の操業に使用される移動機の位置を検出するコークス炉移動機の位置検出装置であって、３相電源と、前記３相電源の各相に対応して前記移動機の走行方向に沿って敷設され、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した３本のトロリー線と、前記導体に流れる電流をそれぞれ検出する電流検出器と、前記移動機に連結され、前記トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器からそれぞれが構成される、各相に対応した３組の集電器と、前記電流検出器で検出された電流値に基づいて、前記移動機の位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴としている。
【０００９】
このように、移動機への電源供給用の３本のトロリー線を、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した構成とし、各トロリー線の導体部に電流検出器を設置すると共に、移動機側に連結する３組の集電器を、トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器から構成する。したがって、安価な導入費で移動機の位置検出が可能となる。また導入後の定期的な調整が不要であるため、維持費を軽減することができる。さらに、トロリー線のトロリーの長さや、各相でのトロリー接続位置（電流検出位置）、２つの集電器間の距離（上記所定間隔）を調整することで、移動機の位置に応じて各電流検出器の検出電流値を変化させる構成とすることができる。したがって、各電流検出器の検出電流値を監視することで、容易且つ適切に操業を行っている窯を特定することができる。
【００１０】
また、上記において、前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で一致させると共に、前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器が前記所定間隔の２倍の距離ずつずれて前記トロリー線に接触するように配置されており、前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴としている。
これにより、移動機が２つの集電器間の距離（上記所定間隔）ずつ移動する毎に、各電流検出器の検出電流値を変化させることができる。したがって、移動機の位置を、上記所定間隔単位で特定することができる。
【００１１】
さらに、上記において、前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で前記所定間隔の２倍の距離ずつずらすと共に、前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器の前記トロリー線に接触する位置を一致させており、前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴としている。
これにより、移動機が２つの集電器間の距離（上記所定間隔）ずつ移動する毎に、各電流検出器の検出電流値を変化させることができる。したがって、移動機の位置を、上記所定間隔単位で特定することができる。
【００１２】
また、上記において、前記所定間隔は、前記コークス炉の炭化室中心間距離よりも短く設定することを特徴としている。
これにより、隣接する窯の中心間距離よりも短い単位で移動機の位置を特定することができるので、現在操業を行っている窯を確実に特定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、移動機への電源供給用の３本のトロリー線を、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した構成とし、各トロリー線の導体部に電流検出器を設置すると共に、移動機側に連結する３組の集電器を、トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器から構成する。そして、各電流検出器の検出電流値に基づいて、移動機の位置を検出する。したがって、導入費や維持費を安価に抑えつつ、容易且つ適切に操業を行っている窯を特定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態のコークス炉移動機の位置検出装置を適用するコークス炉の構成を示す図である。
【図２】移動機の駆動制御を示すブロック図である。
【図３】位置検出装置の具体的構成を示す図である（移動機械位置０ｍ）。
【図４】給電トロリーの設置位置を示す図である。
【図５】変流器で検出される検出電流値を示す図である。
【図６】変流器で検出される検出電流値を示す図である。
【図７】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置１．５ｍ）。
【図８】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置２ｍ）。
【図９】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置３．５ｍ）。
【図１０】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置４ｍ）。
【図１１】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置５．５ｍ）。
【図１２】本実施形態の動作を説明する図である（移動機械位置６ｍ）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
（構成）
図１は、本実施形態のコークス炉移動機の位置検出装置を適用するコークス炉の構成を示す図である。
図中、符号１はコークス炉である。このコークス炉１は、複数の炭化室２を直線状に併設した炉団を複数備えて構成されている。コークス炉１には、操業に使用する各種の移動機が設置されている。当該移動機としては、コークス炉１に原料石炭を装入する装炭車１１、コークス炉１から赤熱コークスを押し出す押出機１２、押出機１２によってコークス炉１から押し出された赤熱コークスを消火車１４に案内するガイド車１３、赤熱コークスを消火設備３に搬送する消火車１４がある。
【００１６】
これらの各移動機１１〜１４は、１つのコークス炉１にそれぞれ複数台ずつ備えられている。また、コークス炉１の周辺には、各移動機専用のレールがコークス炉１に沿って直線状に敷設されている。各移動機１１〜１４は、図２に示すように、それぞれ専用の車上装置２１〜２４によって駆動されることで、各レール上を移動して所定位置に配置され、連携をなして一連の操業を行うようになっている。
【００１７】
例えば、装炭車１１を有人運転するシステムの場合、装炭車車上装置２１は、地上側中央処理装置２５から送信された作業窯番を受け取り、装炭車１１の目標位置をオペレータが認識可能なように表示器に表示する。このとき、オペレータは、表示器に表示された目標位置（作業窯番）を目視で確認し、装炭車１１が目標位置に移動するように駆動装置を手動で操作する。また、装炭車１１を無人運転するシステムの場合、装炭車車上装置２１は、誘導無線やＣＣＤカメラなどを用いた方法により装炭車１１の位置を検出し、検出した位置情報をもとに、装炭車１１が、地上側中央処理装置２５から送信された作業目標位置に移動するように、駆動装置を自動で操作する。なお、押出機車上装置２２、ガイド車車上装置２３及び消火車車上装置２４も、装炭車車上装置２１と同様の構成を有する。
【００１８】
地上側中央処理装置２５には、各位置検出装置３１〜３４でそれぞれ検出した各移動機１１〜１４の位置が入力される。これら位置検出装置３１〜３４は、後述するトロリー電流検出器により移動機１１〜１４の位置検出を行う装置であり、少なくとも移動機１１〜１４が作業を行っている窯を特定可能な位置検出精度を有する。そして、地上側中央処理装置２５は、各位置検出装置３１〜３４から入力された各移動機１１〜１４の位置をもとに以下の合理性チェックを行う。
【００１９】
例えば、各移動機１１〜１４を有人運転するシステムなど、各車上装置２１〜２４が移動機の位置検出機能を有していない場合には、位置検出装置３１〜３４から入力された移動機１１〜１４の位置をもとに、４台の移動機の相対的な位置を評価し合理性チェックを行ったり、移動機に送信している作業窯番を含めて、本来あるべき移動機械位置の合理性チェックを行う。このとき、オペレータが間違った窯に対して操業しようとしていると判断した場合には、異常を警報出力し、移動機に送信されるインターロック信号（炉蓋脱可、押出作業可など）を不成立とすることにより、作業を中断させる。
【００２０】
また、各移動機１１〜１４を無人運転するシステムなど、各車上装置２１〜２４が移動機の位置検出機能を有している場合には、位置検出装置３１〜３４から入力された移動機１１〜１４の位置と、各車上装置２１〜２４の位置検出機能から入力された移動機１１〜１４の位置とをもとに合理性チェックを行う。そして、当該位置検出機能が誤った位置認識をしていると判断した場合には、異常を警報出力し、移動機に送信されるインターロック信号（炉蓋脱可、押出作業可など）を不成立とすることにより、作業を中断させる。以上により、重大な設備損傷を招く事故を防止することができる。
【００２１】
各移動機１１〜１４の操業手順は以下のようになる。
先ず、装炭車１１は、所定の炭化室２まで走行して炭化室２内に原料石炭を装入する。そして、炭化室２内で石炭の乾留が終了し完全にコークス化すると、押出機１２は炭化室２の炉蓋を開け、赤熱コークスを炭化室２から押出し炉蓋を閉める。このとき、ガイド車１３は、炭化室２を挟んで押出機１２の反対側まで走行し、停止している。そして、このガイド車１３は、炭化室２内の赤熱コークスが押出機１２によって押し出される際、ガイド車１３側の炭化室２の炉蓋を開け、押し出されてくる赤熱コークスを消火車１４上に誘導する。消火車１４は、ガイド車１３の案内格子を通って押し出されてくる赤熱コークスを受けた後、消火設備３まで走行する。これにより、消火設備３内で赤熱コークスが散水消火される。
【００２２】
次に、各位置検出装置３１〜３４の構成と、各位置検出装置３１〜３４による各移動機１１〜１４の位置検出方法について説明する。なお、各位置検出装置３１〜３４の構成はそれぞれ同一であるため、以下の説明では、各移動機１１〜１４を総称して移動機１０とすると共に、各位置検出装置３１〜３４を総称して位置検出装置３０として説明する。
図３は、位置検出装置３０の具体的構成を示す図である。
この図３に示すように、位置検出装置３０は、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相の３相の給電装置（３相電源）４１と、Ｒ相，Ｓ相，Ｔ相に対応する３本のトロリー線４２R，４２S，４２Tとを備える。
【００２３】
ここで、トロリー線４２R，４２S，４２Tは、各移動機１１〜１４への電源供給用の装置であり、図４に示すように、各移動機１１〜１４の近傍に、各移動機１１〜１４が走行するレールに沿って（図４の紙面垂直方向に）それぞれ敷設されている。なお、図４では、装炭車１１用のトロリー線を４２Ａ、押出機１２用のトロリー線を４２Ｂ、ガイド車１３用のトロリー線を４２Ｃ、消火車１４用のトロリー線を４２Ｄで示している。
【００２４】
トロリー線４２R，４２S，４２Tの始端は、それぞれ給電装置４１と電線（導体）４３R1，４３S1，４３T1で接続されている。また、トロリー線４２R，４２S，４２Tは、一定長Ａ（例えば、６ｍ）の複数のトロリーバーを電線（導体）により１本に接続して構成されている。ここでは、それぞれ３本のトロリーバーを、Ｒ相では電線４３R2，４３R3、Ｓ相では電線４３S2，４３S3、Ｔ相では電線４３T2，４３T3で接続した構成を示している。また、トロリー線４２R，４２S，４２Tにおける電線によるトロリーバーの接続部の位置（トロリー接続位置）は、移動機１０の走行方向において各相で一致している。
【００２５】
さらに、電線４３R1〜４３R3，４３S1〜４３S3，４３T1〜４３T3には、これらに流れる電流ＩR1〜ＩR3，ＩS1〜ＩS3，ＩT1〜ＩT3を検出するための電流検出器として、変流器ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3が設けられている。これらの変流器ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3で検出した電流値は、位置検出部４４に入力される。
【００２６】
また、位置検出装置３０は、移動機１０の走行方向で所定間隔Ｂ（例えば、１ｍ）をもってトロリー線４２Rと接触摺動する２つの集電器４５R1，４５R2と、上記所定間隔Ｂをもってトロリー線４２Sと接触摺動する２つの集電器４５S1，４５S2と、上記所定間隔Ｂをもってトロリー線４２Tと接触摺動する２つの集電器４５T1，４５T2とを備える。これら６つの集電器４５R1，４５R2，４５S1，４５S2，４５T1，４５T2からなる３組の集電器は、各相の集電器が移動機１０の走行方向で所定間隔Ｃ（例えば、２ｍ）ずつずれてトロリー線に接触するように、移動機１０に連結される。
【００２７】
ここで、同一相の集電器の設置間隔を示す所定間隔Ｂは、移動機１０の位置検出を行う単位であり、炭化室２の中心間距離よりも短く設定することが好ましい。また、各相の集電器間のずれを示す所定間隔Ｃは、所定間隔Ｂの２倍の距離に設定する。さらに、トロリー長を示す一定長Ａは、所定間隔Ｃの３倍（３相の場合）の距離、すなわち所定間隔Ｂの６倍（３相の場合）の距離に設定する。
このような構成により、Ｒ相では、移動機１０の位置Ｐが０ｍ≦Ｐ≦５ｍの範囲内にあり、集電器４５R1及び４５R2が共に変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触する場合には、変流器ＣＴR1では電流値が検出されるが、変流器ＣＴR2及びＣＴR3の検出電流は０になる。
【００２８】
一方、移動機１０の位置Ｐが５ｍ＜Ｐ＜６ｍの範囲内にある場合には、集電器４５R1は変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触するが、集電器４５R2は変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触する。そのため、この場合には、変流器ＣＴR1と変流器ＣＴR2とで電流が検出され、変流器ＣＴR3の検出電流は０になる。また、このときの変流器ＣＴR2の検出電流は、変流器ＣＴR2の検出電流の半分程度となる。
【００２９】
さらに、移動機１０の位置Ｐが６ｍ≦Ｐ≦１１ｍの範囲内にある場合には、集電器４５R1及び４５R2が共に変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触する。そのため、この場合には、変流器ＣＴR1，ＣＴR2の検出電流はほぼ等しく、変流器ＣＴR3の検出電流は０になる。
このように、移動機１０の位置Ｐに応じて変流器ＣＴR1〜ＣＴR3の検出電流値は変化する。また、各相で集電器を所定間隔Ｃずつずらして設置しているため、移動機１０の走行方向で同一位置に設置された変流器（例えば、Ｐ＝６ｍ地点に設置されたＣＴR2，ＣＴS2，ＣＴT2）で検出電流値が変化するタイミングは異なる。
【００３０】
すなわち、Ｒ相の変流器ＣＴR2の検出電流値は、上述したように移動機１０の位置Ｐが５ｍを越えた地点と６ｍに達した地点とで変化するが、Ｓ相の変流器ＣＴS2の検出電流値は、移動機１０の位置Ｐが３ｍを越えた地点と４ｍに達した地点とで変化することになる。
したがって、９個の変流器ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3で検出した電流値をそれぞれ監視することで、移動機１０の位置を１ｍ単位で検出することができる。
【００３１】
（動作）
次に、本実施形態における移動機１０の位置検出方法について、具体的に説明する。
ここでは、図３に示すように、各トロリーバーの長さ（一定長Ａ）を６ｍ、移動機１０の走行方向での各相のトロリー接続位置のずれを０ｍ、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）を１ｍ、各相の集電器の移動機１０の走行方向でのずれ（所定間隔Ｃ）を２ｍとする。
移動機１０の位置Ｐが０ｍ≦Ｐ≦１ｍの位置にある場合、例えば図３に示すように、Ｒ相の集電器４５R1及び４５R2は、共に変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触している。また、Ｓ相の集電器４５S1及び４５S2は、共に変流器ＣＴS1−ＣＴS2間のトロリー線４２Sに接触している。さらに、Ｔ相の集電器４５T1及び４５T2は、共に変流器ＣＴT1−ＣＴT2間のトロリー線４２Tに接触している。そのため、この場合には、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1、Ｔ相はＣＴT1のみ電流値を検出し、それ以外の変流器の検出電流値は０Ａとなる。
【００３２】
図５及び図６は、移動機１０の位置Ｐと各変流器の検出電流値の関係を示す図である。図５において、（ａ）は変流器ＣＴR1の検出電流値ＩR1、（ｂ）は変流器ＣＴS1の検出電流値ＩS1、（ｃ）は変流器ＣＴT1の検出電流値ＩT1、（ｄ）は変流器ＣＴR2の検出電流値ＩR2、（ｅ）は変流器ＣＴS2の検出電流値ＩS2である。また、図６において、（ａ）は変流器ＣＴT2の検出電流値ＩT2、（ｂ）は変流器ＣＴR3の検出電流値ＩR3、（ｃ）は変流器ＣＴS3の検出電流値ＩS3、（ｄ）は変流器ＣＴT3の検出電流値ＩT3である。
【００３３】
この図５及び図６に示すように、移動機１０の位置Ｐが０ｍ≦Ｐ≦１ｍの位置にある場合には、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1、Ｔ相はＣＴT1のみ電流値（ここでは１５０Ａ）を検出し、それ以外の変流器の検出電流値は０Ａとなる。
この状態から移動機１０が移動し、移動機１０の位置Ｐが１ｍ＜Ｐ＜２ｍとなると、例えば図７に示すように、Ｔ相において、集電器４５T2が、変流器ＣＴT1−ＣＴT2間のトロリー線４２Tに接触した状態から変流器ＣＴT2−ＣＴT3間のトロリー線４２Tに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1のみ電流値１５０Ａを検出するが、Ｔ相では、ＣＴT1に加えてＣＴT2でも電流値を検出することになる。このとき２台の集電器４５T1，４５T2で分流するため、ＣＴT2の電流値ＩT2はＣＴT1の電流値ＩT1の半分の７５Ａとなる。
【００３４】
また、移動機１０の位置Ｐが２ｍ≦Ｐ≦３ｍでは、例えば図８に示すように、Ｔ相において、集電器４５T1及び４５T2が、共に変流器ＣＴT2−ＣＴT3間のトロリー線４２Tに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1、Ｓ相はＣＴS1のみ電流値１５０Ａを検出し、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1が１５０Ａで等しくなる。
【００３５】
また、移動機１０の位置Ｐが３ｍ＜Ｐ＜４ｍとなると、例えば図９に示すように、Ｓ相において、集電器４５S2が、変流器ＣＴS1−ＣＴS2間のトロリー線４２Sに接触した状態から変流器ＣＴS2−ＣＴS3間のトロリー線４２Sに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1のみ電流値１５０Ａを検出する。そして、Ｓ相では、ＣＴS1に加えてＣＴS2でも電流値を検出することになる。このとき２台の集電器４５S1，４５S2で分流するため、ＣＴS2の電流値ＩS2はＣＴS1の電流値ＩS1の半分の７５Ａとなる。また、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
【００３６】
その後、移動機１０の位置Ｐが４ｍ≦Ｐ≦５ｍとなると、例えば図１０に示すように、Ｓ相において、集電器４５S1及び４５S2が、共に変流器ＣＴS2−ＣＴS3間のトロリー線４２Sに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相はＣＴR1のみ電流値１５０Ａを検出し、Ｓ相では、ＣＴS1とＣＴS2の電流値ＩS2，ＩS1が１５０Ａで等しくなる。また、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
【００３７】
さらに、移動機１０の位置Ｐが５ｍ＜Ｐ＜６ｍとなると、例えば図１１に示すように、Ｒ相において、集電器４５R2が、変流器ＣＴR1−ＣＴR2間のトロリー線４２Rに接触した状態から変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相では、ＣＴR1に加えてＣＴR2でも電流値を検出することになる。このとき２台の集電器４５R1，４５R2で分流するため、ＣＴR2の電流値ＩR2はＣＴR1の電流値ＩR1の半分の７５Ａとなる。また、Ｓ相では、ＣＴS1とＣＴS2の電流値ＩS2，ＩS1は１５０Ａで等しいままとなり、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
【００３８】
その後、移動機１０の位置Ｐが６ｍ≦Ｐ≦７ｍとなると、例えば図１２に示すように、Ｒ相において、集電器４５R1及び４５R2が、共に変流器ＣＴR2−ＣＴR3間のトロリー線４２Rに接触した状態となる。そのため、この場合、図５及び図６に示すように、Ｒ相では、ＣＴR1とＣＴR2の電流値ＩR2，ＩR1が１５０Ａで等しくなる。また、Ｓ相では、ＣＴS1とＣＴS2の電流値ＩS2，ＩS1は１５０Ａで等しいままとなり、Ｔ相では、ＣＴT1とＣＴT2の電流値ＩT2，ＩT1は１５０Ａで等しいままとなる。
以上のように、各変流器で検出される電流値は１スパン毎に一様であり、ここでは１ｍ単位での移動機１０の位置検出が可能となる。したがって、炭化室２の中心間距離が１ｍ以上あるコークス炉１においては、移動機１０の位置情報をもとに、操業を行っている窯を確実に特定することができる。
【００３９】
また、一定長Ａ（ここでは６ｍ）のトロリーバーを延長する毎に変流器を各相に設置していけば、トロリー線４２R，４２S，４２Tに制限なく１ｍ単位での位置検出が可能となる。
なお、同一のトロリー線に複数台の移動機１０が存在する場合には、１スパン毎の電流値の差分をとることにより、複数台の移動機１０の位置検出が可能となる。
【００４０】
（効果）
このように、上記実施形態では、移動機への電源供給用の３相分のトロリー線を、それぞれ一定長Ａの複数のトロリーバーを電線（導体）により１本に接続した構成とする。そして、各トロリー線の電線部に電流検出器を設置すると共に、移動機側に連結する３組の集電器を、それぞれトロリー線に所定間隔Ｂをもって接触摺動する２つの集電器から構成する。そして、各電流検出器の検出電流値に基づいて、移動機の位置を検出する。ここで、電流検出器としては、汎用的に用いられている変流器を用いる。したがって、誘導無線装置等で位置検出を行う場合と比較して、導入費を安価に抑えて、容易且つ適切に移動機の位置を特定することができる。
【００４１】
さらに、移動機側に検出器、もしくは検出対象物を設置することなく移動機の位置を特定することができるので、経年、温度などで変化する炉体に合わせて装置を調整する必要がない。そのため、導入後の定期的な調整が不要となり、維持費を軽減することができる。
また、トロリー接続位置を各相で一致させると共に、各相の集電器を上記所定間隔Ｂの２倍の距離ずつずらして配置し、さらにトロリーバーの長さＡを上記所定間隔Ｂの６倍の距離と等しくする。これにより、移動機が上記所定間隔Ｂずつ移動する毎に、各変流器の検出電流値を変化させることができる。したがって、各変流器の検出電流値を監視することで、移動機の位置を所定間隔Ｂ単位で特定することができる。
【００４２】
さらにこのとき、所定間隔Ｂを、コークス炉の炭化室中心間距離よりも短く設定すれば、移動機の位置を特定することで、現在操業を行っている窯を確実に特定することができる。
また、既に誘導無線やＣＣＤカメラなどの位置検出機能を有し、移動機の無人運転を行っているコークス炉に、トロリー電流検出器による位置検出を併用することにより、上記位置検出機能との合理性チェックが可能となるため、信頼性の高い移動機の制御が可能となる。また、オペレータの目視のみにより操業を行っているコークス炉に適用した場合には、移動機械間インターロック信号に操業対象窯の合理性チェックを加えることができ、オペレータのミスによる設備焼損を防止することが可能となる。
【００４３】
（変形例）
なお、上記実施形態においては、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）を１ｍとし、１ｍ単位で移動機１０の位置検出を行う場合について説明したが、これに限定されるものではなく、例えば５００ｍｍ単位で移動機１０の位置検出を行うこともできる。この場合、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）をそれぞれ５００ｍｍとし、各相の集電器のずれ（所定間隔Ｃ）を１ｍ、各トロリーバーの長さ（一定長Ａ）を３ｍとすればよい。
【００４４】
また、上記実施形態においては、各相の集電器を所定間隔Ｃずつずらす場合について説明したが、所定間隔Ｃ＝０ｍとし、各相の集電器の配置位置を移動機１０の走行方向で一致させることもできる。この場合、例えば、同一相の集電器の設置間隔（所定間隔Ｂ）をそれぞれ１ｍ、各相のトロリー接続位置のずれを所定間隔Ｂの２倍の２ｍ、各トロリーバーの長さ（一定長Ａ）を６ｍとすれば、上記実施形態と同様に、１ｍ単位での移動機１０の位置検出が可能となる。
【符号の説明】
【００４５】
１…コークス炉、２…炭化室、３…消火設備、１０…移動機、１１…装炭車、１２…押出機、１３…ガイド車、１４…消火車、２１…装炭車車上装置、２２…押出機車上装置、２３…ガイド車車上装置、２４…消火車車上装置、２５…地上側中央処理装置、３０…位置検出装置、３１…装炭車位置検出装置、３２…押出機位置検出装置、３３…ガイド車位置検出装置、３４…消火車位置検出装置、４１…給電装置、４２R，４２S，４２T…トロリー線、４３R1〜４３R3，４３S1〜４３S3，４３T1〜４３T3…電線、４４…位置検出部、４５R1，４５R2，４５S1，４５S2，４５T1，４５T2…集電器、ＣＴR1〜ＣＴR3，ＣＴS1〜ＣＴS3，ＣＴT1〜ＣＴT3…変流器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コークス炉の操業に使用される移動機の位置を検出するコークス炉移動機の位置検出装置であって、
３相電源と、
前記３相電源の各相に対応して前記移動機の走行方向に沿って敷設され、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した３本のトロリー線と、
前記導体に流れる電流をそれぞれ検出する電流検出器と、
前記移動機に連結され、前記トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器からそれぞれが構成される、各相に対応した３組の集電器と、
前記電流検出器で検出された電流値に基づいて、前記移動機の位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴とするコークス炉移動機の位置検出装置。
【請求項２】
前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で一致させると共に、
前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器が前記所定間隔の２倍の距離ずつずれて前記トロリー線に接触するように配置されており、
前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉移動機の位置検出装置。
【請求項３】
前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で前記所定間隔の２倍の距離ずつずらすと共に、
前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器の前記トロリー線に接触する位置を一致させており、
前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉移動機の位置検出装置。
【請求項４】
前記所定間隔は、前記コークス炉の炭化室中心間距離よりも短く設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のコークス炉移動機の位置検出装置。
【請求項１】
コークス炉の操業に使用される移動機の位置を検出するコークス炉移動機の位置検出装置であって、
３相電源と、
前記３相電源の各相に対応して前記移動機の走行方向に沿って敷設され、それぞれ一定長の複数のトロリーを導体により１本に接続した３本のトロリー線と、
前記導体に流れる電流をそれぞれ検出する電流検出器と、
前記移動機に連結され、前記トロリー線に所定間隔をもって接触摺動する２つの集電器からそれぞれが構成される、各相に対応した３組の集電器と、
前記電流検出器で検出された電流値に基づいて、前記移動機の位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴とするコークス炉移動機の位置検出装置。
【請求項２】
前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で一致させると共に、
前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器が前記所定間隔の２倍の距離ずつずれて前記トロリー線に接触するように配置されており、
前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉移動機の位置検出装置。
【請求項３】
前記移動機の走行方向で、前記導体による前記トロリーの接続部の位置を各相で前記所定間隔の２倍の距離ずつずらすと共に、
前記移動機の走行方向で、前記各相の集電器の前記トロリー線に接触する位置を一致させており、
前記一定長は、前記所定間隔の６倍の距離と等しいことを特徴とする請求項１に記載のコークス炉移動機の位置検出装置。
【請求項４】
前記所定間隔は、前記コークス炉の炭化室中心間距離よりも短く設定することを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のコークス炉移動機の位置検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−１１２７４９（Ｐ２０１３−１１２７４９Ａ）
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２６０５４９（Ｐ２０１１−２６０５４９）
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年６月１０日（２０１３．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１１月２９日（２０１１．１１．２９）
【出願人】（０００００１２５８）ＪＦＥスチール株式会社 (8,589)
【Ｆターム（参考）】
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