(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィードタンク内の粉体を前記フィードタンクの下流の粉体用バルブを介して粉体輸送配管から前記フィードタンク外に供給する粉体供給装置であって、
前記フィードタンクに設けられ、前記粉体を流動化する流動化ガスを導入する粉体流動化部と、
前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられ、前記粉体を再流動化する再流動化ガスを導入する粉体再流動化部と、
を備え、
前記再流動化ガスの導入量は、前記粉体用バルブの開度に基づいて定められる
ことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記粉体用バルブは、前記粉体輸送配管の途中に設けられており、前記粉体再流動化部は、前記粉体輸送配管における前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記粉体再流動化部は、前記粉体用バルブに接続されていることを特徴とする請求項２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記再流動化ガスの導入量は、前記粉体用バルブの開度の変化に対して、逆に変化することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記粉体輸送配管にキャリアガスを導入するキャリアガス供給部を更に備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項６】
前記流動化ガス及び前記再流動化ガスと、前記キャリアガスとが、同じ種類のガスであることを特徴とする請求項５に記載の粉体供給装置。
【請求項７】
前記キャリアガスの一部は、前記粉体流動化部に前記流動化ガスとして供給されると共に、前記粉体再流動化部に前記再流動化ガスとして供給されることを特徴とする請求項６に記載の粉体供給装置。
【請求項８】
前記流動化ガス及び前記再流動化ガスは、前記キャリアガス本管から前記粉体輸送配管に導入される前記キャリアガスと異なる種類のガスとされる
ことを特徴とする請求項５に記載の粉体供給装置。
【請求項９】
フィードタンク内の粉体を前記フィードタンクの下流の粉体用バルブを介して粉体輸送配管から前記フィードタンク外に供給する粉体供給方法であって、
前記フィードタンクに設けられる粉体流動化部から導入する流動化ガスにより、前記粉体を流動化し、
前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられる粉体再流動化部から導入され、導入量が前記粉体用バルブの開度に基づいて定められる再流動化ガスにより、前記粉体を再流動化し、
再流動化された前記粉体を前記粉体用バルブに導入する
ことを特徴とする粉体供給方法。
【請求項１０】
前記粉体用バルブは、前記粉体輸送配管の途中に設けられており、前記粉体再流動化部は、前記粉体輸送配管における前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられていることを特徴とする請求項９に記載の粉体供給方法。
【請求項１１】
前記粉体再流動化部は、前記粉体用バルブに接続されていることを特徴とする請求項１０に記載の粉体供給方法。
【請求項１２】
前記再流動化ガスの導入量は、前記粉体用バルブの開度の変化に対して、逆に変化することを特徴とする請求項９から１１のいずれか１項に記載の粉体供給方法。
【請求項１３】
前記粉体輸送配管に接続されたキャリアガス本管から前記粉体輸送配管にキャリアガスを導入することを特徴とする請求項９から１２のいずれか１項に記載の粉体供給方法。
【請求項１４】
前記流動化ガス及び前記再流動化ガスと、前記キャリアガスとを、同じ種類のガスとすることを特徴とする請求項１３に記載の粉体供給方法。
【請求項１５】
前記キャリアガスの一部を、前記粉体流動化部に前記流動化ガスとして供給すると共に、前記粉体再流動化部に前記再流動化ガスとして供給することを特徴とする請求項１４に記載の粉体供給方法。
【請求項１６】
前記流動化ガス及び前記再流動化ガスと、前記キャリアガス本管から前記粉体輸送配管に導入する前記キャリアガスとを異なる種類のガスとすることを特徴とする請求項１３に記載の粉体供給方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体供給装置、及び、粉体供給方法に関し、詳しくは、安定して粉体を供給することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
溶鉱炉設備や火力発電プラント等に用いる燃焼炉として、粉体供給装置から供給される微粉炭等の粉体燃料を燃焼する燃焼炉が知られている。この燃焼炉においては、粉体燃料を空気と共に燃焼炉内に噴射しながら燃焼させる。このような微粉炭を用いた燃焼方式は、石炭自体の燃焼性が高い等の理由から広く普及している。
【０００３】
この燃焼炉に粉体燃料を供給する粉体供給装置としては、粉体燃料をキャリアガスにより搬送する気体搬送式の粉体供給装置が知られており、このような粉体供給装置においては、フィードタンク内の粉体燃料が粉体輸送配管に供給されて、粉体輸送配管内のキャリアガスにより搬送される。粉体輸送配管内への粉体燃料の供給量の制御は、フィードタンク下部の排出口付近に設けられた粉体用バルブの開度により制御する場合がある。
【０００４】
また、フィードタンクからフィードタンク外に粉体が容易に供給されるようにするために、フィードタンク内に流動化ガスが導入されて、導入された流動化ガスにより、フィードタンク内の粉体が流動化される粉体供給装置が知られている。
【０００５】
下記特許文献１に記載の粉体供給装置においては、上記のようにフィードタンク内に流動化ガスが導入され、流動化された粉体がフィードタンクから供給される。この流動化された粉体は、上記のように粉体用バルブの開度により供給量が制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平０５−１４７７３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述の特許文献１に記載の粉体供給装置のようにフィードタンク内に流動化ガスが導入される場合、流動化ガスが導入されない場合よりも、粉体用バルブにおける閉塞が生じにくくなる。しかし、更に粉体用バルブにおける閉塞が生じにくく、安定して粉体を供給することができる粉体供給装置が求められている。
【０００８】
そこで、本発明は、安定して粉体を供給することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明の粉体供給装置は、フィードタンク内の粉体を前記フィードタンクの下流の粉体用バルブを介して粉体輸送配管から前記フィードタンク外に供給する粉体供給装置であって、前記フィードタンクに設けられ、前記粉体を流動化する流動化ガスを導入する粉体流動化部と、前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられ、前記粉体を再流動化する再流動化ガスを導入する粉体再流動化部と、を備えることを特徴とするものである。
【００１０】
このような粉体供給装置によれば、流動化ガスにより流動化した粉体が、粉体用バルブに入る前において、再流動化ガスにより更に流動化（再流動化）され、再流動化された粉体が粉体用バルブに導入される。従って、粉体用バルブに導入される粉体は、流動性が高く、粉体により粉体用バルブが閉塞されることを防止することができる。このため、本発明の粉体供給装置によれば、安定して粉体を供給することができる。
【００１１】
また、上記粉体供給装置において、前記粉体用バルブは、前記粉体輸送配管の途中に設けられており、前記粉体再流動化部は、前記粉体輸送配管における前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられていることが好ましい。
【００１２】
一般的にバルブは、管の途中に設けることが容易であり、従って、粉体用バルブを粉体輸送配管の途中に設けることが、粉体供給装置の作製上で容易である。しかし、流動化している粉体であっても、フィードタンクから粉体輸送配管に入ると流動性が低下し、粉体用バルブにおいて閉塞が生じ易くなる。そこで、このような粉体供給装置によれば、粉体輸送配管において粉体が再流動化されるため、粉体用バルブにおいて、閉塞が生じることを防止することができる。
【００１３】
また、上記粉体供給装置において、前記粉体再流動化部は、前記粉体用バルブに接続されていることが好ましい。
【００１４】
このような粉体供給装置によれば、粉体再流動化部と粉体用バルブとが隣り合い、粉体再流動化部と粉体用バルブとの距離を最短にすることができる。従って、粉体用バルブにより流動性の高い粉体を導入することができるので、粉体用バルブにおける閉塞を更に適切に防止することができ、さらに安定して粉体を供給することができる。
【００１５】
また、上記粉体供給装置において、前記再流動化ガスの導入量は、前記粉体用バルブの開度に基づいて定められることが好ましい。
【００１６】
このように再流動化ガスの導入量を定めることにより、粉体用バルブの開度に応じて、閉塞の生じ易さに変化がある場合に、閉塞の生じ易さに合わせて、再流動化ガスの導入量を変化させることができ、閉塞をより適切に防止することができる。
【００１７】
さらに、上記粉体供給装置において、前記再流動化ガスの導入量は、前記粉体用バルブの開度の変化に対して、逆に変化することが好ましい。
【００１８】
具体的には、再流動化ガスは、粉体用バルブの開度が大きくなるほど、少なく導入され、粉体用バルブの開度が小さくなるほど、多く導入される。このような再流動化ガスの導入としては、例えば、再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブの開度と反比例するように変化することが挙げられる。一般的に、粉体用バルブの開度が小さな場合は、粉体による閉塞が生じ易く、粉体用バルブの開度が大きな場合は、粉体による閉塞が生じにくい。従って、再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブの開度に基づいて定められることにより、再流動化ガスが不要に多く導入されることを防止することができる。
【００１９】
また、上記粉体供給装置において、前記粉体輸送配管にキャリアガスを導入するキャリアガス供給部を更に備えることが好ましい。
【００２０】
このような粉体供給装置によれば、キャリアガスにより、粉体を容易に搬送することができる。
【００２１】
さらに、キャリアガスが導入される場合においては、前記流動化ガス及び前記再流動化ガスと、前記キャリアガスとが、同じ種類のガスであることが好ましい。
【００２２】
キャリアガスと、流動化ガス及び再流動化ガスとが同じ種類のガスであれば、複数種類のガスを準備する必要がなく、また、複数種類のそれぞれのガスの性質を考慮する必要がないため、簡易にキャリアガスと、流動化ガス及び再流動化ガスを流すことができる。
【００２３】
またさらに、流動化ガス及び再流動化ガスと、キャリアガスとが、同じ種類のガスである場合において、前記キャリアガスの一部は、前記粉体流動化部に前記流動化ガスとして供給されると共に、前記粉体再流動化部に前記再流動化ガスとして供給されることが好ましい。
【００２４】
このように流動化ガス及び再流動化ガスを導入することにより、ガスの発生源を一カ所にすることができ、粉体供給装置の構成を簡易にすることができる。
【００２５】
或いは、キャリアガスが導入される場合において、前記流動化ガス及び前記再流動化ガスは、前記キャリアガス本管から前記粉体輸送配管に導入される前記キャリアガスと異なる種類のガスとされることが好ましい。
【００２６】
このような構成にすることにより、流動化ガスや再流動化ガスにキャリアガスと異なる独自の機能を持たすことができる。例えば、流動化ガスや再流動化ガスに粉体と化学反応を起こす反応性ガスを用いて、反応後の粉体が、粉体用バルブを介して粉体輸送配管に導入されるようにすることができる。
【００２７】
また、本発明の粉体供給方法は、フィードタンク内の粉体を前記フィードタンクの下流の粉体用バルブを介して粉体輸送配管から前記フィードタンク外に供給する粉体供給方法であって、前記フィードタンクに設けられる粉体流動化部から導入する流動化ガスにより、前記粉体を流動化し、前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられる粉体再流動化部から導入する再流動化ガスにより、前記粉体を再流動化し、再流動化された前記粉体を前記粉体用バルブに導入することを特徴とするものである。
【００２８】
このような粉体供給方法によれば、流動化した粉体を粉体用バルブに導入するときに再流動化するため、高い流動性の粉体を粉体用バルブに導入することができる。従って、粉体用バルブが閉塞されることを防止することができ、安定して粉体を供給することができる。
【００２９】
さらに、前記粉体用バルブは、前記粉体輸送配管の途中に設けられており、前記粉体再流動化部は、前記粉体輸送配管における前記粉体流動化部と前記粉体用バルブとの間に設けられていることが好ましい。
【００３０】
流動化している粉体であっても、フィードタンクから粉体輸送配管に入ると流動性が低下する。従って、粉体用バルブが粉体輸送配管の途中に設けられる場合、粉体用バルブにおいて閉塞が生じ易くなる。そこで、このような粉体供給方法によれば、粉体輸送配管において粉体が再流動化されるため、粉体用バルブにおいて、閉塞が生じることを防止することができる。
【００３１】
さらに、前記粉体再流動化部は、前記粉体用バルブに接続されていることが好ましい。
【００３２】
粉体再流動化部が、粉体用バルブに接続されることにより、粉体再流動化部と粉体用バルブとが隣り合い、粉体再流動化部と粉体用バルブとの距離を最短にすることができる。従って、粉体用バルブにより流動性の高い粉体を導入することができるので、粉体用バルブにおける閉塞を更に適切に防止することができ、さらに安定して粉体を供給することができる。
【００３３】
また、前記再流動化ガスの導入量を、前記粉体用バルブの開度に基づいて定めることが好ましい。
【００３４】
このように再流動化ガスの導入量を定めることにより、粉体用バルブの開度に応じて、閉塞の生じ易さに変化がある場合に、閉塞の生じ易さに合わせて、再流動化ガスの導入量を変化させることができ、閉塞をより適切に防止することができる。
【００３５】
さらに、前記再流動化ガスの導入量は、前記粉体用バルブの開度の変化に対して、逆に変化することが好ましい。
【００３６】
具体的には、再流動化ガスは、粉体用バルブの開度が大きくなるほど、少なく導入され、粉体用バルブの開度が小さくなるほど、多く導入される。このような再流動化ガスの導入としては、例えば、再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブの開度と反比例するように変化することが挙げられる。一般的に粉体用バルブの閉塞の生じ易さは、粉体用バルブの開度により変化するため、再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブの開度に基づいて定められることにより、再流動化ガスが不要に多く導入されることを防止することができる。
【００３７】
また、前記粉体輸送配管に接続されたキャリアガス本管から前記粉体輸送配管にキャリアガスを導入することが、粉体を容易に搬送することができる観点から好ましい。
【００３８】
さらに、前記流動化ガス及び前記再流動化ガスと、前記キャリアガスとを、同じ種類のガスとすることが好ましい。
【００３９】
キャリアガスと、流動化ガス及び再流動化ガスとが同じ種類のガスであれば、複数種類のガスを準備する必要がなく、また、複数種類のそれぞれのガスの性質を考慮する必要がないため、簡易にキャリアガスと、流動化ガス及び再流動化ガスを流すことができる。
【００４０】
さらに、前記キャリアガスの一部を、前記粉体流動化部に前記流動化ガスとして供給すると共に、前記粉体再流動化部に前記再流動化ガスとして供給することが好ましい。
【００４１】
このように流動化ガス及び再流動化ガスを導入することにより、ガスの発生源を一カ所にすることができ、容易に流動化ガス及び再流動化ガスを導入することができる。
【００４２】
或いは、前記流動化ガス及び前記再流動化ガスと、前記キャリアガス本管から前記粉体輸送配管に導入する前記キャリアガスとを異なる種類のガスとすることが好ましい。
【００４３】
このような方法にすることにより、流動化ガスや再流動化ガスに、キャリアガスと異なる独自の機能を持たすことができる。例えば、流動化ガスや再流動化ガスに粉体と化学反応を起こす反応性ガスを用いて、反応後の粉体が、粉体用バルブを介して粉体輸送配管に導入されるようにすることができる。
【発明の効果】
【００４４】
以上のように、本発明によれば、安定して粉体を供給することができる粉体供給装置、及び、粉体供給方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明の実施形態に係る粉体供給装置を示す図である。
【図２】粉体用バルブの一部の構成を示す図である。
【図３】粉体用バルブの断面の構成を示す図である。
【図４】粉体流量の時間的な変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
以下、本発明に係る粉体供給装置、及び、粉体供給方法の好適な実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００４７】
図１は、本発明の実施形態に係る粉体供給装置を示す図である。
【００４８】
図１に示すように、粉体供給装置１は、所定量の微粉炭等の粉体燃料を供給するフィードタンク１１と、フィードタンク１１に供給する粉体燃料が貯蔵されている均圧タンク１２と、フィードタンク１１に接続され、フィードタンク１１内に供給する内圧用ガスを搬送する内圧用ガス供給配管３２と、内圧用ガス供給配管３２に設けられフィードタンク１１内の圧力を調節する内圧調節弁２２と、フィードタンク１１に設けられ、フィードタンク１１内に流動化ガスを導入する粉体流動化部５４と、粉体流動化部５４に接続され、流動化ガスを搬送する流動化ガス管３４と、流動化ガス管３４に設けられる流動化ガス用バルブ２４と、フィードタンク１１から供給される粉体燃料を搬送する粉体輸送配管３１と、粉体輸送配管３１に接続され、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の量を調節する粉体用バルブ２１と、粉体輸送配管３１で搬送される粉体燃料の流量を検出する粉体流量計４０と、粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間に設けられ、再流動化ガスを導入する粉体再流動化部５７と、粉体再流動化部５７に接続され、再流動化ガスを搬送する再流動化ガス管３７と、再流動化ガス管３７に設けられる再流動化ガス用バルブ２７と、を主な構成として備える。
【００４９】
フィードタンク１１及び均圧タンク１２は、金属製のタンクであり、フィードタンク１１は、均圧タンク１２の下に配置され、均圧タンク１２の下部に接続された粉体供給配管３５が、フィードタンク１１の上部に接続されている。この粉体供給配管３５を介して、均圧タンク１２からフィードタンク１１に粉体燃料が供給される。また、粉体供給配管３５の途中には、粉体供給用弁２５が設けられており、粉体供給用弁２５の開閉により、均圧タンク１２からフィードタンク１１への粉体燃料の供給有無が制御される。
【００５０】
フィードタンク１１には、ロードセル４５が接続されており、このロードセル４５により、フィードタンク１１からロードセル４５にかかる重量が連続的に検出される。そして、ロードセル４５には、重量指示調節計４６が接続されており、ロードセルから出力される検出信号を基にフィードタンク１１内の粉体燃料の重量が連続的に計測されて、粉体燃料の重量に基づいた情報を含む信号が出力される。
【００５１】
さらに、フィードタンク１１には、圧力指示計４８が接続されており、フィードタンク１１内の圧力が検出されて、フィードタンク１１内の圧力に基づく情報を含む信号が出力される。
【００５２】
また、フィードタンク１１の下部には、粉体輸送配管３１が接続されており、フィードタンク１１から供給される粉体燃料は、フィードタンク１１から粉体輸送配管３１内に導入され、上述のように、粉体輸送配管３１により搬送される。
【００５３】
また、フィードタンク１１の下方における粉体輸送配管３１の途中には、上述のように、粉体用バルブ２１が接続されている。従って、フィードタンク１１から供給される粉体燃料は、粉体用バルブ２１を介して、粉体輸送配管３１により搬送される。
【００５４】
粉体用バルブ２１は、球体に所定の内径を有する貫通孔が形成されたボール弁や、側面に切り欠きが設けられた一組の円柱体が、側面同士が接するように並べられた回転式調節弁等から構成されている。この粉体用バルブ２１の開度を調節することにより、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の量を一定の幅に制御することができる。また、この粉体用バルブ２１は、粉体が通過するバルブであるため、直接、粉体の流量を制御でき、このため粉体用バルブの開度を調節することにより、粉体流量を短時間に大きく変動させることが可能である。また、粉体用バルブ２１には、粉体用バルブ指示計４１が接続されており、粉体用バルブ指示計４１は、粉体用バルブ２１の開度を調節することができるよう構成されている。なお、本明細書において、単に「粉体流量」という場合、粉体輸送配管内の粉体の流量を意味する。
【００５５】
ここで、粉体用バルブ２１の一例として、粉体用バルブ２１が、側面に切り欠きが設けられた一組の円柱体が、側面同士が接するように並べられた回転式調節弁等から構成される場合の例について説明する。図２は、このような粉体用バルブ２１の一部の構成を示す図であり、図３は、粉体用バルブ２１の断面における構成を示す図である。図２、図３に示すように、粉体用バルブ２１は、弁箱７６と、弁箱７６内に収納され、それぞれが略円柱状の一組の弁体７１と、弁体７１の軸を貫通している軸芯７３とを主な構成として備える。なお、図３においては、理解の容易のため弁箱７６を省略している。
【００５６】
それぞれの弁体７１は、上記のようにそれぞれ略円柱状の形状をしており、それぞれの弁体７１の側面７２には、切り欠き７５が形成されている。また、それぞれの弁体７１の軸に沿って軸芯７３が設けられている。そして、それぞれの弁体７１は、それぞれの弁体７１の長手方向が平行となるようにして、弁体７１のそれぞれの側面７２同士が接して、軸中心に回転可能に配置されている。そして、それぞれの弁体７１を軸中心に回転させたときに、側面７２における切り欠き７５が形成された部分同士が、互いに対向することが可能とされている。従って、図２、図３に示すように、それぞれの切り欠き７５が対向している状態においては、それぞれの切り欠き７５により、それぞれの弁体７１の間において、通過口Ｈが形成される。そして、それぞれの弁体７１を軸中心に回転させることにより、通過口Ｈの穴径を変化させることができる（それぞれの軸芯７３を通る面における通過口Ｈの面積を変化させることができる。）。この通過口Ｈは、フィードタンク１１から通じる穴であり、通過口Ｈの穴径を調節することにより、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の量が調節される。
【００５７】
また、上述のようにフィードタンク１１には、フィードタンク１１内の圧力を調節する内圧用ガスを供給する内圧用ガス供給配管３２が接続されており、内圧用ガス供給配管３２には、内圧調節弁２２が設けられている。この内圧調節弁２２の開度が調節されることで、フィードタンク１１に供給される内圧用ガスの供給量が調節される。また、内圧調節弁２２には、内圧調節弁指示計４２が接続されており、内圧調節弁指示計４２は、内圧調節弁２２の開度を調節することができるよう構成されている。
【００５８】
内圧用ガス供給配管３２のフィードタンク１１側と反対側には、ガス発生装置３０が接続されている。このガス発生装置３０から出力されるガスの一部が、内圧用ガス供給配管３２に導入されて、内圧用ガスとされる。
【００５９】
また、ガス発生装置３０には、キャリアガス本管３３が接続されている。キャリアガス本管３３は、粉体燃料を搬送するためのキャリアガスを粉体輸送配管３１に導入するための配管である。従って、キャリアガス本管３３のガス発生装置３０側と反対側は、上述の粉体輸送配管３１における粉体用バルブ２１を基準としたフィードタンク１１側と反対側に接続されている。このキャリアガス本管３３から粉体輸送配管３１に導入されるキャリアガスにより、フィードタンク１１から粉体用バルブ２１を介して粉体輸送配管３１に導入された粉体燃料が搬送される。さらに、キャリアガス本管３３には、圧力指示計４３が接続されており、キャリアガス本管３３内の圧力が検出されて、キャリアガス本管３３内の圧力に基づいた信号が出力される。
【００６０】
なお、ガス発生装置３０から出力されるガスの他の一部が、キャリアガス本管３３に導入される。つまり、本実施形態においては、内圧用ガスとキャリアガスとが同じガス種とされる。
【００６１】
また、キャリアガス本管３３の途中から流動化ガス管３４が分岐しており、流動化ガス管３４のキャリアガス本管３３との分岐側と反対側は、フィードタンク１１の下部側に接続されている。本実施形態においては、このフィードタンク１１に流動化ガス管３４が接続されている部分が、粉体流動化部５４とされている。流動化ガス管３４には、キャリアガス本管３３を流れるキャリアガスの一部が、流動化ガスとして導入され、流動化ガスは、粉体流動化部５４を介して、フィードタンク１１内に下方側から導入される。本実施形態においては、上記のように、キャリアガスの一部が流動化ガスとされるので、流動化ガスとキャリアガスとが同じガス種とされる。また、流動化ガス管３４の途中には、流動化ガス用バルブ２４が設けられており、流動化ガス用バルブ２４の開度が調節されることにより、フィードタンク１１内に導入される流動化ガスの量が調節される。さらに、流動化ガス用バルブ２４には、流動化ガス用バルブ指示計４４が接続されており、流動化ガス用バルブ指示計４４は、流動化ガス用バルブ２４の開度を調節することができるよう構成されている。
【００６２】
またさらに、キャリアガス本管３３における流動化ガス管３４が分岐している場所とは異なる途中からは、再流動化ガス管３７が分岐しており、再流動化ガス管３７のキャリアガス本管３３との分岐側と反対側は、粉体輸送配管３１における粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間に接続されている。本実施形態においては、この粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間に再流動化ガス管３７が接続されている部分が、粉体再流動化部５７とされており、粉体再流動化部５７から再流動化ガスが粉体輸送配管３１に導入される。なお、図１においては、粉体再流動化部５７と粉体用バルブ２１との間が粉体輸送配管３１で接続されているが、粉体再流動化部５７は、粉体用バルブ２１に直接接続されていることが好ましい。こうして、再流動化ガス管３７には、キャリアガス本管３３を流れるキャリアガスの一部が、再流動化ガスとして導入され、再流動化ガスは、粉体再流動化部５７を介して、粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間から導入される。上記のように、本実施形態においては、キャリアガス本管３３の途中から再流動化ガス管３７が分岐しており、再流動化ガスとキャリアガスとが同じガス種とされる。つまり、流動化ガス、再流動化ガス、キャリアガスが、共に同じガス種とされる。また、再流動化ガス管３７の途中には、再流動化ガス用バルブ２７が設けられており、再流動化ガス用バルブ２７の開度が調節されることにより、導入される再流動化ガスの量が調節される。さらに、再流動化ガス用バルブ２７には、再流動化ガス用バルブ指示計４７が接続されており、再流動化ガス用バルブ指示計４７は、再流動化ガス用バルブ２７の開度を調節することができるよう構成されている。
【００６３】
また、粉体輸送配管３１における粉体燃料がキャリアガスにより搬送される部分、すなわち、粉体輸送配管３１におけるキャリアガス本管３３が接続される位置よりも下流側には、圧力指示計４９が接続されており、粉体輸送配管３１内の圧力が検出されて、粉体輸送配管３１内の圧力に基づく情報を含んだ信号が出力される。また、粉体輸送配管３１における粉体燃料がキャリアガスにより搬送される部分には、更に粉体流量計４０が設けられており、粉体輸送配管３１を流れる粉体流量が検知され、検知された情報を含んだ信号が出力されよう構成されている。
【００６４】
このような粉体供給装置においては、フィードタンク１１内の圧力は、キャリアガス本管３３内の圧力よりも高くされ、キャリアガス本管３３内の圧力は、粉体輸送配管３１内の圧力よりも高くされる。粉体供給装置１は、これらの圧力同士の差圧を利用して、粉体燃料を搬送することができるよう構成されている。これらの圧力は、特に限定されないが、例えば、２ＭＰａ以上４ＭＰa以下とされる。
【００６５】
そして、フィードタンク１１内の圧力を調節することで、フィードタンク１１内の圧力とキャリアガス本管３３内の圧力との差圧や、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧や、フィードタンク１１内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧を調節することができる。上述のように粉体供給装置１は、差圧を利用して粉体燃料を搬送しているため、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の流量は、上述の粉体用バルブ２１の開度に加えて、これらの差圧によっても調節することができる。別言すれば、内圧調節弁２２の開度により、フィードタンク１１内の圧力を調節することで、上記の差圧を調節することができ、フィードタンク１１から供給される粉体燃料の流量を調節することができる。このように上記の差圧を制御することにより、粉体燃料の流量を調節する場合、粉体流量の微調節を行うことができる。
【００６６】
さらに粉体供給装置１は、メモリ６１と接続された制御部６０を備えている。制御部６０は、粉体流量計４０、圧力指示計４３、４８、４９、及び、重量指示調節計４６と接続されており、制御部６０には、粉体流量計４０から出力される粉体流量に関する情報を含んだ信号、及び、圧力指示計４３から出力されるキャリアガス本管３３内の圧力に関する情報を含んだ信号、及び、圧力指示計４８から出力されるフィードタンク１１内の圧力に関する情報を含んだ信号、及び、圧力指示計４９から出力される粉体輸送配管３１内の圧力に関する情報を含んだ信号、及び、重量指示調節計４６から出力されるフィードタンク１１内の粉体燃料の重量に関する情報を含んだ信号等が入力される。そして、制御部６０は、必要に応じて、圧力指示計４３、４８、４９からの信号や、重量指示調節計４６から出力される信号を利用して、メモリ６１の情報、粉体流量計４０からの信号等の少なくとも一方に基づいて、制御信号を生成する。また、制御部６０は、粉体用バルブ指示計４１、及び、内圧調節弁指示計４２、及び、流動化ガス用バルブ指示計４４、及び、再流動化ガス用バルブ指示計４７に接続されており、粉体用バルブ指示計４１、及び、内圧調節弁指示計４２、及び、流動化ガス用バルブ指示計４４、及び、再流動化ガス用バルブ指示計４７に生成した制御信号を入力するように構成されている。
【００６７】
粉体用バルブ指示計４１は、制御部６０からの制御信号に基づいて、粉体用バルブ２１の開度を調節することができるよう構成されている。つまり、制御部６０が粉体流量計４０からの信号に基づいて制御信号を出力する場合には、粉体用バルブ指示計４１は、粉体流量計４０からの情報に基づいて粉体用バルブ２１の開度を調節する。従って、この場合、粉体用バルブ２１は、粉体流量計４０からの情報に基づいて、粉体流量を調節することとなる。一方、制御部６０がメモリ６１の情報に基づいて制御信号を出力する場合には、粉体用バルブ指示計４１は、メモリ６１の情報に基づいて粉体用バルブ２１の開度を調節する。従って、この場合、粉体用バルブ２１は、メモリ６１からの情報に基づいて、粉体流量を調節することとなる。
【００６８】
また、内圧調節弁指示計４２は、制御部６０からの信号に基づいて、内圧調節弁２２の開度を調節することができるよう構成されている。つまり、制御部６０が粉体流量計４０からの信号に基づいて制御信号を出力する場合には、内圧調節弁指示計４２は、粉体流量計４０からの情報に基づいて内圧調節弁２２の開度を調節する。従って、この場合、内圧調節弁２２は、粉体流量計４０からの情報に基づいて、粉体流量を調節することとなる。一方、制御部６０がメモリ６１の情報に基づいて制御信号を出力する場合には、内圧調節弁指示計４２は、メモリ６１の情報に基づいて内圧調節弁２２の開度を調節する。従って、この場合、内圧調節弁２２は、メモリ６１からの情報に基づいて、粉体流量を調節することとなる。なお、制御部６０は、内圧調節弁２２の開度を調節する信号を生成するときに、必要に応じて圧力指示計４３、４８、４９からの信号を利用する。
【００６９】
また、流動化ガス用バルブ指示計４４は、制御部６０からの信号に基づいて、流動化ガス用バルブ２４の開度を調節することができるよう構成されている。つまり、制御部６０が、例えば、粉体流量計４０からの信号に基づいて制御信号を出力する場合には、流動化ガス用バルブ指示計４４は、粉体流量計４０からの情報に基づいて流動化ガス用バルブ２４の開度を調節する。従って、この場合、流動化ガス用バルブ２４は、粉体流量計４０からの情報に基づいて、流動化ガスの導入量を調節することとなる。一方、制御部６０が、メモリ６１の情報に基づいて制御信号を出力する場合には、流動化ガス用バルブ指示計４４は、メモリ６１の情報に基づいて流動化ガス用バルブ２４の開度を調節する。従って、この場合、流動化ガス用バルブ２４は、メモリ６１からの情報に基づいて、流動化ガスの導入量を調節することとなる。
【００７０】
また、再流動化ガス用バルブ指示計４７は、制御部６０からの信号に基づいて、再流動化ガス用バルブ２７の開度を調節することができるよう構成されている。本実施形態においては、制御部６０が、粉体用バルブ２１の開度に基づいて再流動化ガスの導入量の制御信号を出力する場合には、再流動化ガス用バルブ指示計４７は、粉体用バルブ２１の開度に基づいて再流動化ガス用バルブ２７の開度を調節する。従って、この場合、再流動化ガス用バルブ２７は、粉体用バルブ２１の開度に基づいて、再流動化ガスの導入量を調節することとなる。なお、この場合、制御部６０が出力する粉体用バルブ２１の開度に基づいた制御信号は、制御部６０が粉体用バルブ指示計４１に出力する制御信号と関連して制御部６０で生成される。一方、制御部６０が、メモリ６１の情報に基づいて制御信号を出力する場合には、再流動化ガス用バルブ指示計４７は、メモリ６１の情報に基づいて再流動化ガス用バルブ２７の開度を調節する。例えば、メモリ６１に粉体用バルブ２１の開度と再流動化ガスの導入量が記憶されている場合、制御部６０は、粉体用バルブ２１の開度が定まるとメモリ６１の情報から再流動化ガス用バルブ２７の開度を調節する制御信号を生成して、この制御信号を再流動化ガス用バルブ指示計４７に送る。従って、この場合、再流動化ガス用バルブ２７は、メモリ６１からの情報に基づいて、再流動化ガスの導入量を調節することとなる。
【００７１】
メモリ６１には、例えば、粉体流量と、粉体用バルブ２１の開度と、フィードタンク１１内の圧力及びキャリアガス本管３３内の圧力及び粉体輸送配管３１内の圧力のいずれか２つにおける差圧と、の関係を示すテーブルや、粉体用バルブ２１の開度と、再流動化ガス用バルブ２７の開度との関係を示すテーブル等が、記憶されている。粉体用バルブ２１が、メモリ６１からの情報に基づいて、粉体流量を調節する場合には、この粉体用バルブ２１の開度を示すメモリ６１の情報に基づいて、制御部６０により粉体用バルブ２１の開度を調節する制御信号が生成され、この制御信号が、粉体用バルブ指示計４１に入力される。また、例えば、内圧調節弁２２が、メモリ６１からの情報に基づいて、粉体流量を調節する場合には、フィードタンク１１内の圧力及びキャリアガス本管３３内の圧力及び粉体輸送配管３１内の圧力のいずれか２つにおける差圧が特定されると、圧力指示計４３、４８、４９の少なくとも２つからの情報と、差圧を示すメモリ６１の情報とに基づいて、制御部６０により内圧調節弁２２の開度を調節する制御信号が生成され、この制御信号が、内圧調節弁指示計４２に入力される。このメモリ６１のテーブルは、実験等により事前に求められて、メモリ６１内に記録されているものである。
【００７２】
このような粉体供給装置１は、粉体輸送配管３１が、粉体燃料を燃焼してエネルギーを取り出す燃焼炉１００に直接的、或いは、間接的に接続されている。
【００７３】
次に、粉体供給装置１の動作について説明する。
【００７４】
まず、粉体供給用弁２５が開けられて、均圧タンク１２から粉体燃料が粉体供給配管３５を介して、フィードタンク１１に供給される。
【００７５】
そして、流動化ガス用バルブ２４が開けられて、粉体流動化部５４を介して流動化ガス管３４から流動化ガスがフィードタンク１１内に導入される。流動化ガスがフィードタンク１１内に導入されることにより、フィードタンク１１内の粉体燃料は、流動化され、フィードタンク１１から粉体燃料が粉体輸送配管３１内に供給され易い状態とされる。そして、フィードタンク１１内の圧力と粉体輸送配管３１内の差圧により、フィードタンク１１から粉体輸送配管に粉体燃料が供給される。
【００７６】
更に、再流動化ガス用バルブ２７が開けられて、粉体燃料が粉体用バルブ２１の通過口Ｈを閉塞しないように、再流動化ガス管３７を介して粉体再流動化部５７から再流動化ガスが導入され、粉体用バルブ２１と粉体流動化部５４との間において、粉体燃料が再流動化される。上述のように、本実施形態において、粉体再流動化部５７は、粉体輸送配管３１における粉体流動化部５４と粉体用バルブ２１との間に設けられている。粉体燃料は、フィードタンク１１から粉体輸送配管３１に入ると流動性が低下し、粉体用バルブ２１において閉塞が生じ易くなる。しかし、粉体輸送配管３１において粉体が再流動化されるため、粉体用バルブ２１において、閉塞が生じることを防止することができる。また、本実施形態においては、粉体再流動化部５７と粉体用バルブ２１との間が粉体輸送配管３１で接続されているが、粉体再流動化部５７が粉体用バルブ２１に接続されていれば、粉体用バルブ２１の直上において、粉体燃料が再流動化され、再流動化された粉体燃料が粉体用バルブ２１に導入されるため、粉体用バルブ２１の通過口Ｈを通過し易くなり好ましい。
【００７７】
そして、作業者により入力手段から粉体流量の設定値ＳＶにかかる情報が入力される。なお、図１において、入力手段は省略されている。入力された情報は、制御部６０に入力されて、制御部６０は、メモリ６１を参照して、入力された粉体流量の設定値ＳＶにかかる情報に対応する粉体用バルブ２１の開度、及び、フィードタンク１１内の圧力及びキャリアガス本管３３内の圧力及び粉体輸送配管３１内の圧力のいずれか２つにおける差圧を読みだす。
【００７８】
次に、制御部６０は、メモリ６１の情報に基づいて、粉体用バルブ２１の開度にかかる制御信号を生成し、この制御信号を粉体用バルブ指示計４１に送付する。粉体用バルブ指示計４１は、制御部６０からの制御信号に基づいて粉体用バルブ２１の開度を調節する。こうして、粉体用バルブ２１の初期の開度がメモリ６１の情報に基づいて調節される。
【００７９】
このとき、上述のように再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブ２１の開度に基づいて定められ、本実施形態においては、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度の変化に対して、逆に変化する。具体的には、粉体用バルブ２１の開度が大きくなると共に、制御部６０からの制御信号により、再流動化ガス用バルブ２７の開度が小さくなり、再流動化ガスの導入量が少なくなる。つまり、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度と反比例するように制御される。これは、次の理由による。すなわち、一般的に、粉体用バルブ２１の開度が小さな場合は、粉体燃料による閉塞が生じ易く、粉体用バルブ２１の開度が大きな場合は、粉体燃料による閉塞が生じにくい。従って、粉体燃料による閉塞が生じ易い粉体用バルブ２１の開度が小さな状態では、再流動化ガスの導入量が多くされ、粉体燃料による閉塞が生じにくい粉体用バルブ２１の開度が大きな状態では、再流動化ガスの導入量が少なくされる。このように、再流動化ガスの導入量が、粉体用バルブの開度に基づいて定められることにより、再流動化ガスが不要に多く導入されることを防止することができる。
【００８０】
さらに、制御部６０は、メモリ６１の情報及び圧力指示計４３、４８、４９の少なくとも２つからの情報を参照して、内圧調節弁２２の開度にかかる制御信号を生成して、この制御信号を内圧調節弁指示計４２に送付する。内圧調節弁指示計４２は、制御部６０からの制御信号に基づいて内圧調節弁２２の開度を調節する。内圧調節弁２２の開度が調節されると、フィードタンク１１内の圧力及びキャリアガス本管３３内の圧力及び粉体輸送本管３１内の圧力のいずれか２つにおける初期の差圧が所定の範囲とされ、差圧が一定となるように調節される。なお、粉体供給装置１を使用する環境や、粉体燃料の状態等によりメモリ６１のテーブル上の差圧と、実際の差圧とが異なる場合、再度、圧力指示計４３、４８、４９の少なくとも２つからの情報に基づいて、制御部６０は、差圧が一定になるように、内圧調節弁２２の開度にかかる制御信号を再び生成して、この制御信号を内圧調節弁指示計４２に送付する。そして、再び内圧調節弁２２の開度が調節されて、差圧が一定となるように調節される。別言すれば、メモリ６１のテーブル上の差圧と、実際の差圧とが異なる場合、圧力指示計４３、４８、４９の少なくとも２つからの情報で、内圧調節弁２２にフィードバックがかかり、フィードタンク１１内の圧力とキャリアガス本管３３内の圧力との差圧、及び、キャリアガス本管３３内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧、及び、フィードタンク１１内の圧力と粉体輸送配管３１内の圧力との差圧のいずれかが一定となるように、内圧調節弁２２の開度が再度調節されることが好ましい。このように調節することで、より差圧が正確に調節される。
【００８１】
図４は、粉体輸送配管３１内を搬送される粉体流量の時間的変化を示す図である。図４に示すように、粉体用バルブ２１の初期の開度が調節され、内圧調節弁２２により差圧が一定となるように調節されると、ｔ１において、粉体輸送配管３１内を搬送される粉体流量は、設定値ＳＶに急激に近づく。
【００８２】
次に、差圧が一定となるように調節された状態で、粉体流量計４０からの情報に基づいて、粉体用バルブ２１の開度が、粉体流量が一定となるように調節される。具体的には、メモリ６１の情報に基づいて、粉体用バルブ２１の開度や、フィードタンク１１内の圧力及びキャリアガス本管３３内の圧力及び粉体輸送本管３１内の圧力のいずれか２つにおける差圧が調節されたとしても、粉体輸送配管３１を搬送される粉体流量は、燃焼炉１００からの影響や、粉体燃料の状態等により、常に変動する。そのため、粉体用バルブ２１は、粉体流量計４０からの情報に基づいて、この変動を打ち消すように開度が調節され、粉体流量が所定の範囲とされる。このように、粉体用バルブ２１により粉体流量が一定となるように調節されるため、粉体流量が大きく変わる場合においても、短時間で粉体流量を制御することができる。なお、このときにおいても、上述のように再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度に基づいて定められるため、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度と反比例するように制御される。
【００８３】
次に、粉体流量が所定の範囲に入ったｔ２において、粉体用バルブ２１の開度が一定とされる。そして、フィードタンク１１内の圧力及びキャリアガス本管３３内の圧力及び粉体輸送本管３１内の圧力のいずれか２つにおける差圧が調節される。具体的には、制御部６０は、粉体流量計４０からの情報に基づいて、粉体流量の変動が打ち消されるようにして、差圧が調節されるように、内圧調節弁２２の開度を調節する制御信号を生成し、内圧調節弁指示計４２に制御信号を送る。従って、内圧調節弁２２は、粉体流量計からの情報に基づいて、内圧調節弁指示計４２により、開度が調節されて、これによりフィードタンク１１内の圧力が調節されて、その結果、差圧が調節される。こうして、差圧により粉体輸送配管３１内を搬送される粉体の流量が設定値ＳＶに近づくように調節される。図４に示すように差圧を調節することによる粉体流量の調節は、微調節が可能である。従って、ｔ２以降、差圧の調節により、粉体流量の設定値からの変動幅が小さくなっている。
【００８４】
こうして、燃焼炉１００には、変動幅が小さな粉体が供給される。
【００８５】
以上説明したように、本実施形態の粉体供給装置１によれば、流動化ガスにより流動化した粉体燃料が、粉体用バルブ２１に入る前において、再流動化ガスにより再流動化される。従って、粉体燃料により粉体用バルブ２１の通過口Ｈが閉塞されることを防止することができる。このため、粉体供給装置１によれば、安定して粉体燃料を供給することができる。
【００８６】
また、本実施形態においては、キャリアガスの一部が、流動化ガス及び再流動化ガスとされるため、ガスの発生源をガス発生装置３０の一カ所にすることができ、粉体供給装置１の構成を簡易にすることができる。
【００８７】
以上、本発明について、実施形態を例に説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００８８】
例えば、上記実施形態においては、粉体再流動化部５７が、粉体輸送配管３１における粉体流動化部５４と粉体用バルブ２１との間に設けられていた。しかし本発明はこれに限らず、粉体再流動化部５７がフィードタンク１１における粉体流動化部５４と粉体用バルブ２１との間に設けられても良い。
【００８９】
また、上記実施形態において、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度に基づいて定められ、粉体用バルブ２１の開度の変化に対して、逆に変化するとしたが、本発明はこれに限らず、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度の変化に対して、逆に変化しなくても良い。例えば、粉体用バルブ２１の開度が、所定の開度よりも大きい場合には、再流動化ガスの導入量を粉体用バルブ２１の開度の変化に対して、逆に変化するようにして、粉体用バルブ２１の開度が、所定の開度よりも小さい場合においては、粉体用バルブ２１の開度に関わらず、再流動化ガスの導入量を所定量導入するものとしても良い。また、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度に基づいて定められなくても良く、例えば、再流動化ガスの導入量は、粉体用バルブ２１の開度に関わらず一定とされても良い。
【００９０】
また、上記実施形態においては、キャリアガスの一部が、流動化ガス及び再流動化ガスとされたが、本発明はこれに限らない。例えば、キャリアガスが複数の種類のガスから成り、流動化ガス及び再流動化ガスは、キャリアガスを構成する一部の種類のガスから成り、流動化ガス及び再流動化ガスは、粉体輸送配管３１内に導入され、キャリアガスの一部とされることとしても良い。つまり、ガス発生装置３０から出力されるキャリアガスと、流動化ガスや再流動化ガスとが別々の気体とされて、流動化ガスや再流動化ガスが、ガス発生装置３０とは異なるガス発生装置から出力されても良い。そして、流動化ガスや再流動化ガスが、フィードタンク１１から粉体輸送配管３１に導入されて、更にガス発生装置３０から出力されるキャリアガスが、粉体輸送配管３１に導入されることにより、粉体燃料を搬送するキャリアガスは、複数種類のガスから構成される。この場合、流動化ガスや再流動化ガスに独自の機能を持たすことができる。例えば、流動化ガスや再流動化ガスに粉体燃料と化学反応を起こす反応性ガスを用いて、反応後の粉体燃料を粉体輸送配管で搬送することができる。
【００９１】
また、上記実施形態においては、粉体燃料である粉体を供給する粉体供給装置について説明したが、本発明はこれに限らず、他の粉体を供給する粉体供給装置にも適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
以上説明したように、本発明によれば安定して粉体を供給することができる粉体供給装置、及び、粉体輸送方法が提供され、溶鉱炉設備や火力発電プラント等に用いる燃焼炉に粉体燃料を安定して供給するための粉体供給装置や、その他の粉体供給装置に適用することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１・・・粉体供給装置
１１・・・フィードタンク
１２・・・均圧タンク
２１・・・粉体用バルブ
２２・・・内圧調節弁
２４・・・流動化ガス用バルブ
２５・・・粉体供給用弁
２７・・・再流動化ガス用バルブ
３０・・・ガス発生装置
３１・・・粉体輸送配管
３２・・・内圧用ガス供給配管
３３・・・キャリアガス本管
３４・・・流動化ガス管
３５・・・粉体供給配管
３７・・・再流動化ガス管
４０・・・粉体流量計
４１・・・粉体用バルブ指示計
４２・・・内圧調節弁指示計
４３・・・圧力指示計
４４・・・流動化ガス用バルブ指示計
４５・・・ロードセル
４６・・・重量指示調節計
４７・・・再流動化ガス用バルブ指示計
４８・・・圧力指示計
４９・・・圧力指示計
５４・・・粉体流動化部
５７・・・粉体再流動化部
６０・・・制御部
６１・・・メモリ
７１・・・弁体
７２・・・側面
７３・・・軸芯
７５・・・切り欠き
７６・・・弁箱
１００・・・燃焼炉
Ｈ・・・通過口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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