(57)【要約】【課題】石炭サイロ内に貯蔵された石炭の発熱を迅速に検知する。【解決手段】石炭の発熱監視システム１０は、石炭サイロ１００の上部から垂下される吸引ホース１２と、石炭サイロ１００内に貯蔵された石炭１２０の高さ情報に基づいて、貯蔵された石炭１２０の表面近傍に吸引ホース１２の吸引口が位置するよう、吸引ホース１２の長さを調整する吸引ホース長調整装置１６と、吸引ホース１２で吸引されたガス中の所定の成分の濃度を検知するガスセンサ１８とを備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
サイロの上部から垂下される吸引ホースと、
サイロ内に貯蔵された貯蔵物の高さ情報に基づいて、貯蔵物の表面近傍に前記吸引ホースの吸引口が位置するよう、前記吸引ホースの長さを調整する吸引ホース長調整装置と、
前記吸引ホースで吸引されたガス中の所定の成分の濃度を検知するガスセンサと、
を備えることを特徴とする貯蔵物の発熱監視システム。
【請求項２】
前記吸引ホース長調整装置は、
前記吸引ホースを巻き取るための巻き取りドラムと、
前記巻き取りドラムを回転駆動するための回転駆動装置と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の貯蔵物の発熱監視システム。
【請求項３】
前記吸引ホースの吸引口に設けられた粉塵フィルタをさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の貯蔵物の発熱監視システム。
【請求項４】
前記ガスセンサは、前記吸引ホースで吸引されたガス中の一酸化炭素、二酸化炭素または臭気の濃度を検知するよう構成されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の貯蔵物の発熱監視システム。
【請求項５】
前記吸引ホースは、前記サイロの側壁近傍に垂下されることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の貯蔵物の発熱監視システム。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載の貯蔵物の発熱監視システムを備えることを特徴とするサイロ。
【請求項７】
サイロの上部から吸引ホースを垂下させるステップと、
サイロ内に貯蔵された貯蔵物の高さ情報に基づいて、貯蔵物の表面近傍に吸引ホースの吸引口が位置するよう、吸引ホースの長さを調整するステップと、
前記吸引ホースで吸引されたガス中の所定の成分の濃度を検知するステップと、
を備えることを特徴とする貯蔵物の発熱監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サイロ内に貯蔵された貯蔵物の発熱監視システムおよび発熱監視方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所等に設置される石炭サイロでは、石炭の貯蔵期間が長くなると石炭サイロ内で石炭が酸化発熱して自然発火が生じる場合がある。そこで、石炭サイロ内に貯蔵された石炭の発熱を監視し、発熱が発生した場合には石炭の払い出しや放水を行って発熱箇所の冷却を行っている。
【０００３】
従来、石炭サイロ内に貯蔵された石炭の発熱を監視するために、貯蔵石炭中に熱電対を埋め込み、該熱電対からの信号を検出することにより、石炭の発熱を監視する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−６８９５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記のような熱電対を用いた発熱監視方法の場合、熱電対から離れた箇所で生じた発熱の検知に時間がかかる可能性や検知ができない可能性がある。
【０００６】
本発明は、こうした状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、サイロ内に貯蔵された貯蔵物の発熱を迅速に検知できる技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある態様の貯蔵物の発熱監視システムは、サイロの上部から垂下される吸引ホースと、サイロ内に貯蔵された貯蔵物の高さ情報に基づいて、貯蔵物の表面近傍に吸引ホースの吸引口が位置するよう、吸引ホースの長さを調整する吸引ホース長調整装置と、吸引ホースで吸引されたガス中の所定の成分の濃度を検知するガスセンサとを備える。
【０００８】
吸引ホース長調整装置は、吸引ホースを巻き取るための巻き取りドラムと、巻き取りドラムを回転駆動するための回転駆動装置とを備えてもよい。
【０００９】
吸引ホースの吸引口に設けられた粉塵フィルタをさらに備えてもよい。
【００１０】
ガスセンサは、吸引ホースで吸引されたガス中の一酸化炭素、二酸化炭素または臭気の濃度を検知するよう構成されてもよい。
【００１１】
吸引ホースは、サイロの側壁近傍に垂下されてもよい。
【００１２】
本発明の別の態様は、上記の貯蔵物の発熱監視システムを備えるサイロである。
【００１３】
本発明の別の態様は、貯蔵物の発熱監視方法である。この方法は、サイロの上部から吸引ホースを垂下させるステップと、サイロ内に貯蔵された貯蔵物の高さ情報に基づいて、貯蔵物の表面近傍に吸引ホースの吸引口が位置するよう、吸引ホースの長さを調整するステップと、吸引ホースで吸引されたガス中の所定の成分の濃度を検知するステップとを備える。
【００１４】
なお、以上の構成要素の任意の組合せ、本発明の表現を方法、装置、システム、記録媒体、コンピュータプログラムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、サイロ内に貯蔵された貯蔵物の発熱を迅速に検知できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態に係る石炭の発熱監視システムが適用される石炭サイロの構成を説明するための図である。
【図２】石炭の発熱監視システムを説明するための図である。
【図３】石炭サイロ内に石炭を長期間貯蔵したときの石炭温度分布の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
図１は、本発明の実施形態に係る石炭の発熱監視システム１０が適用される石炭サイロ１００の構成を説明するための図である。
【００１８】
石炭サイロ１００は、例えば、内径６０ｍ、高さ７５ｍ、石炭容量１０万トンの大型のものであってよい。
【００１９】
図１に示すように、石炭サイロ１００は、基礎１０２と、基礎１０２上に立設された側壁１０４と、側壁１０４の上に形成された屋根１０６とを備える。石炭サイロ１００内には石炭１２０が貯蔵される。側壁１０４は、略円筒形状の下部側壁１０４ａと、下部側壁１０４ａの上に形成された略円錐台形状の上部側壁１０４ｂとから成る。
【００２０】
石炭サイロ１００の上部には積付所ステージ１０８が設けられている。積付所ステージ１０８には、石炭を搬入するための搬入コンベヤ１１０が設けられている。搬入コンベヤ１１０によって運ばれた石炭は、積付所ステージ１０８から落下されて石炭サイロ１００内に貯蔵される。
【００２１】
石炭サイロ１００の底部には、複数の小コーン（小仕切板、小仕切壁）１１２と、複数の大コーン（大仕切板、大仕切壁）１１４が設けられている。小コーン１１２の下方には、搬出コンベヤ１１６が設けられている。石炭サイロ１００内に貯蔵された石炭１２０は、底部に設けられた開口部から搬出コンベヤ１１６に払い出され、搬出コンベヤ１１６によって石炭サイロ１００の外に搬出される。
【００２２】
石炭サイロ１００は、貯蔵された石炭１２０の発熱を検出するための発熱監視システム１０を備える。
【００２３】
図２は、石炭の発熱監視システム１０を説明するための図である。図２に示すように、発熱監視システム１０は、吸引ホース１２と、粉塵フィルタ１４と、吸引ホース長調整装置１６と、ガスセンサ１８とを備える。
【００２４】
吸引ホース１２は、石炭サイロ１００の上部から垂下されるものである。吸引ホース１２は、例えばゴム製のホースであってよい。吸引ホース１２の直径は、例えば１ｃｍ程度であってよい。吸引ホース１２の長さは、石炭サイロ１００の高さに応じて設定されてよい。
【００２５】
粉塵フィルタ１４は、吸引ホース１２の先端の吸引口１２ａを覆うように設けられる。この粉塵フィルタ１４は、吸引ホース１２内に石炭の粉塵が入るのを防止する。なお、粉塵フィルタ１４が粉塵で目詰まりするのを防止するためには、定期的にエアをフィルタ内側から外側に吹くことで、粉塵フィルタ１４を逆洗すればよい。
【００２６】
吸引ホース長調整装置１６は、積付所ステージ１０８上に設置される。吸引ホース長調整装置１６は、吸引ホース１２の吊り下げ長さＨを調整する。吸引ホース長調整装置１６は、吸引ホース１２を巻き取るための巻き取りドラム２０と、巻き取りドラム２０を回転駆動するための回転駆動装置２２とを備える。
【００２７】
回転駆動装置２２は、石炭サイロ１００内に貯蔵された石炭１２０の高さ情報を取得し、該石炭の高さ情報に基づいて、貯蔵された石炭１２０の表面近傍に吸引ホース１２の吸引口１２ａが位置するよう、巻き取りドラム２０の回転を制御して吸引ホース１２の吊り下げ長さＨを調整する。石炭１２０の表面とは、石炭サイロ１００に貯蔵された石炭層の最上部の表面である。石炭の高さ情報は、石炭サイロ１００に既存の石炭高さ検出装置から取得してもよいし、別途設けた石炭高さ検出装置から取得してもよい。巻き取りドラム２０の回転を制御するとは、例えば、図示しないモータを回転駆動させることにより巻き取りドラム２０の回転量を調整するものとすることができる。吸引ホース１２の吊り下げ長さＨの調整は、例えば、石炭サイロ１００内の底部から積付所ステージ１０８までの高さを最大高として予め記憶しておき、取得した石炭１２０の高さを最大高から減じて得られる長さから更に若干の余裕代を減じた高さを目標長として算出し、実際の吊り下げ長さＨが目標長となるように巻き取りドラム２０の回転を制御（回転量を調整）することによって吊り下げ長さＨを調整する、などとすることができる。
【００２８】
ガスセンサ１８は、吸引ホース１２で吸引されたガス中の所定の成分の濃度を検知する。一般的に、石炭温度が約３０℃で石炭から水蒸気が発生し、５０〜６０℃でパラフィン系の臭気が発生し、６０℃を超えると一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）が発生し、さらに１００℃を超えるとメタンなどの炭素系ガスが発生することが知られている。
【００２９】
従って、ガスセンサ１８は、吸引ホース１２で吸引されたガス中のＣＯ、ＣＯ２、または臭気の濃度を検知するよう構成されてよい。吸引ホース１２で吸引されたガス中のＣＯ、ＣＯ２、または臭気の濃度を検知することで、早期に石炭の自然発熱を検出することができる。ガスセンサ１８に接続された石炭サイロ１００の制御装置は、所定の成分の濃度が所定の閾値を超えた場合に石炭が異常発熱状態であると判定し、石炭の払い出しや放水を行って発熱箇所の冷却を行うことができる。
【００３０】
ＣＯのガスセンサとしては、定電位電解式のものを好適に用いることができる。また、ＣＯ２のガスセンサとしては、ガルバニ電池式のものを好適に用いることができる。
【００３１】
本実施形態に係る発熱監視システム１０では、上記のように、貯蔵された石炭１２０の表面近傍に吸引ホース１２の吸引口１２ａが位置するよう吸引ホース１２の吊り下げ長さＨが調整される。例えば積付所ステージ１０８付近にガスセンサの吸引口が位置している場合、貯蔵された石炭層の表面からガスセンサの吸引口まで距離があるため、石炭層内で発生したガスが拡散してしまい、ガスセンサでガスを検知できないか、あるいは検知までに時間がかかる可能性がある。一方、本実施形態に係る発熱監視システム１０では、貯蔵された石炭１２０の表面近傍に吸引ホース１２の吸引口１２ａが位置しているので、石炭層内で発生したガスが拡散する前に吸引口１２ａで吸引し、ガスセンサ１８で検知できる。これにより、石炭サイロ１００内に貯蔵された石炭１２０の発熱を迅速に検知できる。
【００３２】
図３は、石炭サイロ１００内に石炭を長期間貯蔵したときの石炭温度分布の一例を示す。図３ではハッチングにより石炭の温度を表している。
【００３３】
図３から、石炭サイロ１００の側壁１０４（下部側壁１０４ａ）の近傍に位置する石炭に発熱が生じやすいことが分かる。石炭サイロ１００では、石炭を搬出コンベヤ１１６に払い出すために底部に設けられた開口部から空気が上方に流れ、この空気により石炭が酸化されて発熱が生じる（図３において矢印は空気の流れを表す）。石炭サイロ１００で上方から石炭を落下させて貯蔵する場合、側壁１０４の近傍には大きな石炭塊が偏って位置しやすいため、側壁１０４の近傍は空隙が多く空気の流れが速くなる。その結果、側壁１０４の近傍に位置する石炭は酸化反応が促進されやすく、発熱が生じやすい。これは、側壁１０４の近傍に位置する石炭からガスが生じやすいことを意味する。
【００３４】
そこで、図３に示すように、吸引ホース１２を石炭サイロ１００の側壁１０４（下部側壁１０４ａ）の近傍に垂下してもよい。吸引ホース１２は、積付所ステージ１０８上に設置された吸引ホース長調整装置１６から上部側壁１０４ｂに沿って斜め下方に延び、上部側壁１０４ｂと下部側壁１０４ａの境界部付近に設けられた滑車３０を介して下部側壁１０４ａの近傍に垂下されている。この場合も、貯蔵された石炭１２０の表面近傍に吸引ホース１２の吸引口が位置するよう吸引ホース１２の長さが調整される。このように、吸引ホース１２を石炭サイロ１００の側壁１０４の近傍に垂下することにより、石炭サイロ１００内に貯蔵された石炭１２０の発熱をより迅速に検知することが可能となる。
【００３５】
以上、本発明を実施例をもとに説明した。この実施例は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組合せにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。
【００３６】
上述の実施形態の発熱監視システム１０では、石炭の高さ情報は、石炭サイロ１００に既存の石炭高さ検出装置から取得してもよいし、別途設けた石炭高さ検出装置から取得してもよいものとして説明した。この場合、例えば、積付所ステージ１０８から吊り下げられた接触センサ（例えば、１本のケーブル又はワイヤの複数個所に取り付けられた複数のセンサ、即ちレベル計）を用いて石炭の高さ情報を取得したり、石炭の搬入量と搬出量から算出された石炭の高さ情報を取得したりすることができる。
【００３７】
上述の実施形態では、石炭サイロ１００は、側壁１０４が略円筒形状の下部側壁１０４ａと略円錐台形状の上部側壁１０４ｂとから成るものとしたが、石炭サイロはいかなる形状としてもよい。例えば、搬入コンベヤや搬出コンベヤによる石炭の搬入出方向を長手方向とする略直方体形状の石炭サイロであってもよい。また、搬出コンベヤ１１６は、並列に４本設けられているものとしたが、１本や２本設けられているものとしても構わない。
【００３８】
上述の実施形態では、発熱監視システム１０は石炭サイロ１００に１台かつ固定されているものとして説明したが、石炭サイロ１００に対し、発熱監視システムを複数台設けるものとしてもよいし、発熱監視システムを所望の位置（重点的に監視したい場所の上部位置やガス検知しやすい水平位置など）に移動可能に設置するものとしてもよい。また、吸引ホースの吊り下げ位置を選択可能とするなどにより、吸引ホースを所望の位置から吊り下げ可能としても構わない。
【００３９】
上述の実施形態では、石炭サイロに貯蔵された石炭の発熱監視システムを例として本発明を説明した。しかしながら、本発明は石炭の発熱監視システムに限定されず、例えば、穀物、バイオマス、リサイクル固形燃料等の他のサイロの貯蔵物の発熱監視システムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００４０】
１０  発熱監視システム、  １２  吸引ホース、  １４  粉塵フィルタ、  １６  吸引ホース長調整装置、  １８  ガスセンサ、  ２０  巻き取りドラム、  ２２  回転駆動装置、  ３０  滑車、  １００  石炭サイロ、  １０２  基礎、  １０４  側壁、  １０６  屋根、  １０８  積付所ステージ、  １１０  搬入コンベヤ、  １１２  小コーン、  １１４  大コーン、  １１６  搬出コンベヤ、  １２０  石炭。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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