(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を流動させる際の流れをモニタリングする流動性粉体のモニタリング方法において、
ＲＦＩＤタグを有するトレーサーを混入した粉体にエアを混入して流動性粉体とする工程と、
前記トレーサーが混入された前記流動性粉体をサイロに層状に貯蔵する工程と、
貯蔵された前記流動性粉体を前記サイロの底部に形成された排出口から排出する工程と、
前記排出口の近傍に設置された読取装置により前記トレーサーのＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取る工程と、
読み取った情報から現在排出されている流動性粉体の種類を判別する工程と、を有することを特徴とする流動性粉体のモニタリング方法。
【請求項２】
前記粉体は、石炭を燃焼させて生成される燃焼ガスから回収されたフライアッシュであることを特徴とする請求項１に記載の流動性粉体のモニタリング方法。
【請求項３】
前記トレーサーのＲＦＩＤタグには、層を識別するための識別情報の他、前記粉体の性状を示す性状情報が記憶されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の流動性粉体のモニタリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フライアッシュなどの粉体を流動させる際の流れをモニタリングする流動性粉体のモニタリング方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所では、石炭を微粉末に破砕してボイラーで燃焼させることで発電している。このとき石炭灰が発生するが、ボイラーの底部に堆積する粗い灰をクリンカアッシュと呼び、節炭器や空気予熱器で落下回収される比較的粗い灰をシンダアッシュと呼び、電気集塵機で回収される微細な灰をフライアッシュと呼ぶ。フライアッシュは、資源の有効活用の観点から有効利用が行われている。有効利用の代表例としてセメント混合材やコンクリート混和材などがある。
【０００３】
フライアッシュを有効利用するためには輸送が必要になる。フライアッシュは継続的に発生するのに対し、輸送は間欠的であるため、フライアッシュは貯蔵サイロに貯蔵される。
【０００４】
特許文献１には、フライアッシュを複数の貯蔵設備に振り分けて貯蔵し、貯蔵設備ごとにそのまま出荷したり、加工してから集荷したりする石炭灰処理・物流方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−３１３１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フライアッシュの品質としては二酸化珪素含有量、湿分、強熱減量（未燃分）、密度、粉末度などがある（ＪＩＳ  Ａ６２０１−２００８）。セメント混合材やコンクリート混和材に利用する場合には特に未燃分が重要である。
【０００７】
品質の違いは、石炭の炭種の違いや燃焼条件の違いなどによって生じる。したがって、炭種が切り替わったり、燃焼条件が変わったりすると、貯蔵サイロ内に品質の異なる複数種類のフライアッシュが貯蔵される。このため、貯蔵サイロからフライアッシュを払い出す際にその種類を判別したいという要請がある。
【０００８】
またフライアッシュに限らず、貯蔵サイロに貯蔵する粉体であれば、同様の要請があると考えられる。例えば小麦貯蔵サイロにおいて、小麦の収穫時期や収穫場所によって小麦の品質が異なる。このため、小麦貯蔵サイロから小麦を出荷する際に、そのような種類を判別したいという状況がある。
【０００９】
そこで本発明は、貯蔵サイロに複数種類の粉体を層状に貯蔵した場合に、その種類ごとに判別して管理することができる流動性粉体のモニタリング方法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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明にかかる流動性粉体のモニタリング方法の代表的な構成は、粉体を流動させる際の流れをモニタリングする流動性粉体のモニタリング方法において、ＲＦＩＤタグを有するトレーサーを混入した粉体にエアを混入して流動性粉体とする工程と、トレーサーが混入された流動性粉体を貯蔵サイロに層状に貯蔵する工程と、貯蔵された流動性粉体を貯蔵サイロの底部に形成された排出口から排出する工程と、排出口の近傍に設置された読取装置によりトレーサーのＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取る工程と、読み取った情報から現在排出されている流動性粉体の種類を判別する工程と、を有することを特徴とする。
【００１１】
上記構成のように、貯蔵サイロに層状に貯蔵される流動性粉体ごとにＲＦＩＤタグを有するトレーサーを混入すると、その流動性粉体を排出するときにトレーサーも一緒に排出されるので、排出口に設置した読取装置によってトレーサーのＲＦＩＤタグに記憶された情報を読み取ることで、そのトレーサーが混入された流動性粉体の種類を判別することが可能となる。
【００１２】
例えば粉体がフライアッシュであって、品質の異なる複数種類のフライアッシュを同じ貯蔵サイロに貯蔵した場合であっても、貯蔵サイロの排出口でフライアッシュの種類を判別することができ、利用可能な種類を判別することができるため、フライアッシュの用途拡大を図ることができる。
【００１３】
さらに、トレーサーのＲＦＩＤタグには、フライアッシュの種類を識別するための識別情報の他、粉体の性状を示す性状情報が記憶されているとよい。この構成により、識別情報と性状情報の照合をすることなく、払い出しの際にその場で粉体の性状を確認することができ、作業を簡略化することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、貯蔵サイロに複数種類の粉体を層状に貯蔵した場合に、その種類ごとに判別して管理することができる流動性粉体のモニタリング方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の概要を示す図である。
【図２】本実施形態の流動性粉体のモニタリング方法を説明する図である。
【図３】流動性粉体のモニタリング方法のフローチャートを示す図である。
【図４】貯蔵サイロに貯蔵された流動性粉体の積層関係を示す断面図である。
【図５】貯蔵サイロに貯蔵された流動性粉体の積層関係を示す断面図である。
【図６】読取装置の近傍を説明する図である。
【図７】本実施形態の他の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。かかる実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値などは、発明の理解を容易とするための例示に過ぎず、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
【００１７】
なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略し、また本発明に直接関係のない要素は図示を省略する。
【００１８】
図１は実施形態の概要を示す図である。電気集塵機１２０は、不図示の石炭火力発電所のボイラーから排出された燃焼ガス中の石炭灰を回収する。詳しくは、コロナ放電を利用して燃焼ガス中の粒子に電荷を与え、この帯電粒子をクーロン力によって電離、捕集している。電気集塵機１２０で回収された石炭灰はフライアッシュ１３４と呼ばれている。フライアッシュ１３４は、二酸化珪素（ＳｉＯ２）が５０〜７０％程度、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が１５〜３０％程度を主成分とする１０〜３０μｍ程度の球状の微粉体である。
【００１９】
電気集塵機１２０で回収したフライアッシュ１３４は、中継サイロ１４６に一時的に貯蔵される。そして中継サイロ１４６にある程度の量のフライアッシュが溜まると、貯蔵サイロ１５０へと移送する。貯蔵サイロ１５０から払い出されたフライアッシュはジェットパック車１５４により出荷され、有効利用資源として提供される。
【００２０】
ここで貯蔵サイロ１５０には、品質の異なる複数の種類のフライアッシュ１３４が貯留される。一例として、未燃分が２〜３％のものを高品位粉体、３〜４％のものを中品位品体、４〜５％のものを低品位粉体とする。本実施形態では、貯蔵サイロ１５０からフライアッシュ１３４を払い出す際にその種類を判別する。
【００２１】
本実施形態にかかる流動性粉体のモニタリング方法について説明する。図２は本実施形態の流動性粉体のモニタリング方法を説明する図であって、図２（ａ）はトレーサーの混入を説明する図である。
【００２２】
図２に示す中継サイロ１４６では、貯蔵サイロ１５０で管理するフライアッシュ１３４を一時的に貯蔵する。このフライアッシュ１３４は、中継サイロ１４６から輸送管を通って貯蔵サイロ１５０へ圧送される。
【００２３】
そして本実施形態では、フライアッシュの種類に応じた識別情報を記憶させたトレーサー１６０を混入する。なお、混入させる位置は中継サイロ１４６の直前でもよく、直後でもよい。また、中継サイロ１４６より前段に分級装置（不図示）を備えている場合には、分級装置を出た後にトレーサー１６０を混入してもよい。こうして、混入されたトレーサー１６０は、フライアッシュ１３４に混じった状態で貯蔵サイロ１５０に貯蔵される。
【００２４】
図２（ｂ）はトレーサー１６０の構成例を説明する図である。図２に示すように、トレーサー１６０は、ＩＣチップと小型アンテナを内包するＲＦＩＤタグ２１０を含んで構成されている。ＲＦＩＤタグ２１０は基体２００に爪２０２によって固定されている。
【００２５】
基体２００の一方向には、羽根２０４が取り付けられている。羽根２０４は基体２００の一端から出た複数本のひげ状の線材であって、流動性粉体からの抵抗を受ける役割を有している。これにより、トレーサー１６０は流動性粉体と共に流動することができ、配管の途中に沈殿して滞留することがない。また貯蔵サイロ１５０の中に流れ込んだ際には、羽根２０４が抵抗になることによってトレーサー１６０のみが沈み込んでしまうことを防止することができる。
【００２６】
また羽根２０４は、重心をＲＦＩＤタグ２１０側に偏らせる役割も有している（羽根２０４の部分が軽いため）。これにより流動している間は、ＲＦＩＤタグ２１０側が下方に向きやすくなる。ここでＲＦＩＤタグ２１０は長方形の平板状をしていて、主表面（広い面）に向かって電波強度が強い。
【００２７】
なお、トレーサー１６０の基体２００や羽根２０４の形状については、図２（ｂ）に示した形状に限定するものではない。ＲＦＩＤタグ２１０を有して、流動性粉体の流れに乗るものであればよい。したがって例えば、基体が球状であったり、羽根が全方向に設けられていたり、羽根の代わりにリブが設けられていたりしてもよい。
【００２８】
ＲＦＩＤタグ２１０に記憶された情報は、貯蔵サイロ１５０の排出口１６４近傍に設置された読取装置１７０（図４参照）によって読み取ることが可能である。本実施形態ではＲＦＩＤタグ２１０として、電波がアンテナを通過した際の起電力でＩＣチップを駆動させるパッシブ型が用いられる。
【００２９】
次に、本実施形態にかかる流動性粉体のモニタリング方法について順を追って説明する。図３は流動性粉体のモニタリング方法のフローチャートを示す図、図４および図５は貯蔵サイロ１５０に貯蔵された流動性粉体の積層関係を示す断面図である。
【００３０】
ステップＳ１０では、フライアッシュ１３４にトレーサー１６０、１６１を混入する。中品位粉体１３４ａにはトレーサー１６０を混入し、高品位粉体１３４ｂにはトレーサー１６１を混入する。トレーサー１６０、１６１は物理的構成は同じであって、ＲＦＩＤタグに記憶された情報（主に識別情報）のみをフライアッシュ１３４の種類に応じて異ならせている。トレーサー１６０、１６１は、それぞれ多数混入される。
【００３１】
ステップＳ２０では、フライアッシュ１３４（中品位粉体１３４ａまたは高品位粉体１３４ｂ）を貯蔵サイロ１５０に移送する。このとき、フライアッシュ１３４を貯蔵サイロ１５０に移送するには、フライアッシュ１３４を流動させる必要があるため、フライアッシュ１３４にエアを混入する。これによりフライアッシュ１３４は流動性粉体となる。
【００３２】
ステップＳ３０では、フライアッシュ１３４を貯蔵サイロ１５０に層状に貯蔵する。フライアッシュ１３４は、境界面Ｓ１〜Ｓ３（図４、図５参照）を形成し、おおむね混ざり合うことなく層状に堆積する。各フライアッシュ１３４は、堆積しながらエアが抜けるため、密度が高くなって流動性を失う。このときトレーサー１６０、１６１は、各層ごとに散りばめられたように分散して存在している。なお、トレーサー１６０、１６１の羽根２０４が周囲のフライアッシュ１３４から抵抗を受けることにより、沈み込んでしまうことはない。
【００３３】
本実施形態では、図４および図５に示すように、貯蔵サイロ１５０には、中品位粉体１３４ａ→高品位粉体１３４ｂ→中品位粉体１３４ａ→高品位粉体１３４ｂ、の順で貯蔵されるものとする。
【００３４】
ステップＳ４０では、貯蔵されたフライアッシュ１３４を貯蔵サイロ１５０の底部に形成された排出口１６４から排出する。図４は最初に貯蔵された中品位粉体１３４ａが排出されている状態を示し、図５は高品位粉体１３４ｂが排出されている状態を示している。
【００３５】
ここで、貯蔵サイロ１５０では底部に形成した多数の小孔１６８から内部に向けてエアを噴出させている。これにより、貯蔵されたフライアッシュ１３４の最下層の底部近傍の密度が薄くなり、ふたたび流動性粉体となって、最下層から排出される。こうして、層状に堆積したフライアッシュ１３４は、相互に混ざり合うことなく各層ごとに排出される。なお、貯蔵サイロ１５０の底部の勾配を安息角以上とすることにより、底部からのエアの注入を省略することができる。
【００３６】
貯蔵サイロ１５０の排出口１６４から排出されたフライアッシュ１３４は、ゴム配管１７２などの電波を通す材質の配管を介してジェットパック車１５４に払い出される。ここで、貯蔵サイロ１５０の排出口１６４の近傍であってゴム配管１７２の位置には、トレーサー１６０、１６１のＲＦＩＤタグ２１０を読み取る読取装置１７０が設置されている。そしてステップＳ５０では、読取装置１７０によってトレーサー１６０、１６１のＲＦＩＤタグ２１０の識別情報を読み取る。
【００３７】
図６は読取装置１７０の近傍を説明する図である。トレーサー１６０、１６１が貯蔵サイロ１５０の中にあるときは、貯蔵サイロ１５０が鉄製であるため電波が通らず、ＲＦＩＤタグ２１０の情報を読み取ることができない。しかし図６に示すように、読取装置１７０を排出口１６４から外れた位置、すなわちゴム配管１７２の側方に設置することにより、トレーサー１６０、１６１に記憶されている識別情報を読み取ることができる。
【００３８】
なおＲＦＩＤタグ２１０は、上記したように主表面に向かって電波強度が強い。そして、トレーサー１６０、１６１は重心が偏っていることから、ゴム配管１７２内を落下する際には重心側が下になって落下する。ここでトレーサー１６０、１６１において、重心が下になった姿勢においてＲＦＩＤタグ２１０の主表面がほぼ水平方向を向くように基体２００に固定している。すなわち、トレーサー１６０、１６１の重心を偏らせることと、基体２００に対するＲＦＩＤタグ２１０の固定方向によって、フライアッシュ１３４中にあるＲＦＩＤタグ２１０の指向性の方向を制御することができる。
【００３９】
すると、図６に示すように、ＲＦＩＤタグ２１０の指向性の方向がほぼ水平方向（すなわち移動性流体の流れ方向に対して直交する方向）となり、ゴム配管１７２の外に設置された読取装置１７０と通信しやすくなる。むろん水平面内方向（ゴム配管１７２に直交する面内方向）においても電波強度の指向性（ムラ）はあるが、少なくとも流れ方向に指向性の方向が向くことがないため、より高い確率で読み取りを行うことができる。なお、読取装置１７０を１台ではなく、ゴム配管１７２に対して９０°ずれた位置にもう１台設置することにより、ほぼ確実に読み取りを行うことができる。
【００４０】
ステップＳ６０では、読取装置１７０で読み取られた情報から、排出されたフライアッシュ１３４の種類を判別する。図４および図５に示すように、読取装置１７０にはコンピュータ１７４が接続されており、コンピュータ１７４には識別情報と対応づけてあらかじめそのフライアッシュ１３４の性状情報が記憶されたデータベース１７４ａが格納されている。フライアッシュ１３４の性状情報としては、例えば元となった石炭の炭種（名称）、フライアッシュ１３４の二酸化珪素含有量、湿分、強熱減量（未燃分）、密度、粉末度などが挙げられる。
【００４１】
コンピュータ１７４は、読取装置１７０から受け取った識別情報に基いてデータベース１７４ａを照合し、現在排出されているフライアッシュ１３４の性状情報をモニタに表示する。これにより、排出されたフライアッシュ１３４が、高品位粉体１３４ｂか、または中品位粉体１３４ａかを判別することができる。そして、中品位粉体１３４ａと高品位粉体１３４ｂごとに、複数のジェットパック車１５４に積載する。
【００４２】
フライアッシュ１３４（中品位粉体１３４ａ、高品位粉体１３４ｂ）に混入されていたトレーサー１６０、１６１は、ジェットパック車１５４の粉体投入口の寸前でフィルタ（網）などにより容易に回収することができ、再使用することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、中品位粉体１３４ａと高品位粉体１３４ｂの双方をトレーサー１６０、１６１によってモニタリングする場合について説明したが、これに限らない。例えば、高品位粉体１３４ｂのみをモニタリングするようにしてもよい。この場合は、一方のトレーサー１６１のみを用いればよく、他方のトレーサー１６０は不要となる。
【００４４】
またトレーサー１６０、１６１のＲＦＩＤタグ２１０には、識別情報だけではなく、フライアッシュ１３４の性状情報をも記憶させてもよい。図７は他の構成を説明する図である。図７に示すように、トレーサー１６０、１６１を混入する前に、中継サイロ１４６から移送しようとするフライアッシュ１３４の性状を検査装置１７６で検査し、その検査の結果である性状情報をライター１７８によってＲＦＩＤタグ２１０に記憶させてから、トレーサー１６０、１６１をフライアッシュ１３４に投入してもよい。フライアッシュ１３４の性状情報としては、例えば元となった石炭の炭種（名称）、フライアッシュ１３４の二酸化珪素含有量、湿分、強熱減量（未燃分）、密度、粉末度などが挙げられる。
【００４５】
そして、排出口１６４の近傍において読取装置１７０によって性状情報を読み取り、コンピュータ１７４にその性状情報を表示する。これにより、識別情報と性状情報の照合をすることなく、払い出しの際にその場でフライアッシュの種類を把握することができ、作業を簡略化することができる。この場合において、図４、図５に示したデータベース１７４ａは不要である。
【００４６】
以上説明したように、本実施形態にかかるモニタリング方法によれば、貯蔵サイロ１５０に複数種類の粉体を層状に貯蔵した場合に、トレーサー１６０、１６１によってその種類ごとに判別して管理することが可能となる。従って、複数種類の粉体の一部を有効に利用することが可能になる。特に粉体がフライアッシュ１３４である場合には、貯蔵サイロ１５０に貯蔵したフライアッシュの種類を判別して排出することで、用途に応じた使い分けを図ることができる。
【００４７】
なお、本実施形態ではフライアッシュを用いて説明したが、本発明はこれに限定するものではなく、小麦粉や穀類、砂、工業製品などの粉体であっても、流動性をもたせて搬送する粉体であれば同様に本発明を適用し、その利益を得ることができる。
【００４８】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、粉体を流動させる際の流れをモニタリングする流動性粉体のモニタリング方法に利用することができる。
【符号の説明】
【００５０】
１２０…電気集塵機、１３４…フライアッシュ、１３４ａ…中品位粉体、１３４ｂ…高品位粉体、１３６…シンダアッシュ、１５０…貯蔵サイロ、１５４…ジェットパック車、１６０…トレーサー、１６１…トレーサー、１６４…排出口、１６８…小孔、１７０…読取装置、１７２…ゴム配管、１７４…コンピュータ、１７４ａ…データベース、１７６…検査装置、１７８…ライター、２００…基体、２０２…爪、羽根…２０４、２１０…ＲＦＩＤタグ
【図１】
0005609695.tif 000002
【図２】
0005609695.tif 000003
【図３】
0005609695.tif 000004
【図４】
0005609695.tif 000005
【図５】
0005609695.tif 000006
【図６】
0005609695.tif 000007
【図７】
0005609695.tif 000008