(57)【要約】【課題】供給配管内における微粉の堆積を検知し、供給配管の閉塞を防ぐ微粉の堆積検知装置を提供する。【解決手段】通電可能な微粉炭１を気体搬送する供給配管２に対し供給配管２内で間隔を介するように配置される二つの電極３と、電極３に電圧をかける電源部５とを備え、電極３の通電により微粉炭１の堆積を判断するよう構成される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
通電可能な微粉を気体搬送する供給配管に対し該供給配管内で間隔を介するように配置される二つの電極と、該電極に電圧をかける電源部とを備え、前記電極の通電により前記微粉の堆積を判断するよう構成された微粉の堆積検知装置。
【請求項２】
前記電極の通電により微粉の堆積を判断する制御部を備えた請求項１に記載の微粉の堆積検知装置。
【請求項３】
前記微粉が堆積したと判断した際に微粉の堆積を除去する堆積処理部を備えた請求項１又は２に記載の微粉の堆積検知装置。
【請求項４】
前記供給配管内に露出する電極の部分を、前記供給配管の内周面と同じ高さ位置にした請求項１に記載の微粉の堆積検知装置。
【請求項５】
前記二つの電極を、前記供給配管の延在方向に間隔を介して配置した請求項１〜４のいずれか１項に記載の微粉の堆積検知装置。
【請求項６】
前記二つの電極を、前記供給配管の周方向に間隔を介して配置した請求項１〜４のいずれか１項に記載の微粉の堆積検知装置。
【請求項７】
前記供給配管の内周面を不導体で覆った請求項１〜６のいずれか１項に記載の微粉の堆積検知装置。
【請求項８】
前記二つの電極を配置した供給配管にフランジを備え、前記供給配管を前記電極ごと設置可能に構成した請求項１〜７のいずれか１項に記載の微粉の堆積検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、通電可能な微粉が供給配管に堆積したことを検知する微粉の堆積検知装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般的な微粉炭燃焼ボイラでは、ミルにより石炭を粉砕し、粉砕した微粉炭をファンからの搬送空気(一次空気)により浮遊させて供給配管によりバーナに供給する方式が採用されている。また供給配管は、ミルから微粉炭燃焼ボイラのバーナまで延在する箇所に水平方向へ延びる部分を備えている。更に搬送空気は、流速が所定の範囲に設定され、水平方向へ延びる供給配管に微粉炭が堆積しないようにしていると共に、微粉炭燃焼ボイラのバーナに供給する微粉炭気流の空気と微粉炭の濃度（Ａ／Ｃ）が所定の範囲内になるようにしている。
【０００３】
そして微粉炭の供給量を計測する手法としては、電極を用いて粉体の流量等を検知するものが知られている（特許文献１、２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３１７４３９号公報
【特許文献２】特開２００７−２１２２２０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、水平方向へ延びる供給配管に微粉炭を気体搬送する場合において、搬送空気の流速が低下した際や、微粉炭の流量が増加した際には、供給配管内に微粉炭が堆積し、供給配管の閉塞を生じる可能性があった。また微粉炭による供給配管の閉塞を検知するセンサ等の検出装置や検出方法は存在せず、微粉炭の供給が途絶えた場合に供給配管の閉塞があったことを初めて認識しているため、供給配管の閉塞に対する処理が遅くなるという問題があった。特に微粉炭燃焼ボイラにおいて供給配管の閉塞が生じた場合には、微粉炭燃焼ボイラへ供給する微粉炭の濃度(Ａ／Ｃ）が変化し、出力の変動を生じることになるため、供給配管の閉塞を未然に防ぐことが求められていた。
【０００６】
一方で、供給配管の上流位置や微粉炭燃焼ボイラには圧力計が設置されているが、供給配管の上流位置から微粉炭燃焼ボイラまでの間には複数の供給配管が接続されており、一本の供給配管が閉塞した場合であっても、他の供給配管により搬送空気や微粉炭が搬送されることから圧力の変動は小さく、供給配管の閉塞を検知しにくいという問題があった。更に供給配管が一度閉塞すると、その閉塞した堆積物を除去するためには、長時間を要し、費用も甚大となるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなしたもので、供給配管内における微粉の堆積を検知し、供給配管の閉塞を防ぐ微粉の堆積検知装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、通電可能な微粉を気体搬送する供給配管に対し該供給配管内で間隔を介するように配置される二つの電極と、該電極に電圧をかける電源部とを備え、前記電極の通電により前記微粉の堆積を判断するよう構成された微粉の堆積検知装置、に係るものである。
【０００９】
前記微粉の堆積検知装置において、前記電極の通電により微粉の堆積を判断する制御部を備えることができる。
【００１０】
前記微粉の堆積検知装置において、前記微粉が堆積したと判断した際に微粉の堆積を除去する堆積処理部を備えることができる。
【００１１】
前記微粉の堆積検知装置において、前記供給配管内に露出する電極の部分を、前記供給配管の内周面と同じ高さ位置にすることが好ましい。
【００１２】
前記微粉の堆積検知装置において、前記二つの電極を、前記供給配管の延在方向に間隔を介して配置することが好ましい。
【００１３】
前記微粉の堆積検知装置において、前記二つの電極を、前記供給配管の周方向に間隔を介して配置することができる。
【００１４】
前記微粉の堆積検知装置において、前記供給配管の内周面を不導体で覆うことができる。
【００１５】
前記微粉の堆積検知装置において、前記二つの電極を配置した供給配管にフランジを備え、前記供給配管を前記電極ごと設置可能に構成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の微粉の堆積検知装置によれば、供給配管内における微粉の堆積を検知し、供給配管の閉塞を防ぐことができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の微粉の堆積検知装置を実施する形態の第一例を示す概念図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ方向の矢視図である。
【図３】本発明の微粉の堆積検知装置を実施する形態の第一例においてフランジを備えた供給配管を示す概念図である。
【図４】本発明の微粉の堆積検知装置を実施する形態の第一例において電極の他の配置を示す概念図である。
【図５】本発明の微粉の堆積検知装置の実施する形態の第二例を示す概念図である。
【図６】本発明の微粉の堆積検知装置の実施する形態の第二例において堆積処理部の他の例を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明を実施する形態の第一例を図示例と共に説明する。
【００１９】
第一例の微粉の堆積検知装置は、図１〜図４に示すごとく、微粉炭（微粉）１が気体搬送される供給配管２のうち水平方向へ延びる供給配管２に設置するものであり、供給配管２の底部に配置される二つの電極３と、電極３に配線４を介して接続される電源部５と、配線４に接続される検出部６とを備えている。
【００２０】
供給配管２は、内周面をセラミック等の不導体７で覆っており、供給配管２と電極３が短絡しないようにしている。ここで供給配管２は、微粉炭１が堆積しやすい箇所を有するものならば水平方向へ延びる供給配管２に限定されるものでなく、斜め方向へ延びる供給配管、湾曲や屈曲する供給配管でも良い。また供給配管２は、ミル等の上流側から微粉炭燃焼ボイラのバーナまで延在するものに制限されず、他の用途の供給配管でも良い。更にまた供給配管２の内周面を覆う不導体７は、供給配管２と電極３が短絡しないようにするものならば、セラミック以外の他の材質でも良い。更に供給配管２は、図３に示すごとく二つの電極３等を備えたユニット管２Ａとすることも可能であり、ユニット管２Ａとした供給配管２は、両側にフランジ２ａを備えて上流側と下流側の供給配管２に対し着脱可能になっており、ユニット管２Ａを電極３ごと交換可能にしている。
【００２１】
供給配管２内を搬送される微粉炭１は、比較的電気伝導度があり、通電可能な粉体となっている。具体的には微粉炭１は６割近くが炭素で構成されており、炭素の電気伝導度は１．５×１０−５μΩｍ程度になっている。ここで供給配管２内を搬送される粉体は、通電性があるならば、微粉炭１に限定されず、他の粉体でも良い。また微粉炭１を搬送する搬送空気（搬送ガス）は、微粉炭の濃度(Ａ／Ｃ）に影響を与えずに搬送するものならば空気に限定されるものでなく、他の種類の流体でも良い。
【００２２】
二つの電極３は、供給配管２の延在方向に間隔を介して配置されており、二つの電極３の間隔は、微粉炭１が供給配管２に堆積した際に二つの電極３で通電を生じる距離に設定されている。また二つの電極３は、供給配管２の底部に配置されており、更に供給配管２内に露出する電極３の部分が、図２に示すごとく供給配管２の内周面に対して凹凸を生じないように供給配管２の内周面と同じ高さ位置になっている。
【００２３】
ここで、二つの電極３には図４に示すごとく配置を変更した他の例がある。他の例の二つの電極３は、供給配管２の直径方向で左右両側に位置するように、供給配管２の周方向に間隔を介して配置されている。また二つの電極３は、供給配管２の底部から所定の高さに配置されており、通電を生じる微粉炭１の堆積量（堆積した高さ）を、電極３の高さ方向の配置に依存させるようになっている。更に二つの電極３は、電流を検出して微粉炭１の堆積を判断する代わりに、予め特定の電磁波を流し、電磁波の減衰（振幅）を観察して微粉炭１の堆積を判断しても良く、通電の条件は、電流のみならず、電磁波等を用いても良い。
【００２４】
電源部５は、二つの電極３に配線４を介して接続される直流電源装置であり、供給配管２の外部に位置している。また電源部５は、二つの電極３に微小の電圧をかけるように設定されており、電圧計８により電圧値が確認されるようになっている。更に電源部５は、電圧を常時かけた場合に微粉炭１の堆積に伴う通電を連続的に検知可能にし、電圧を断続的にかけた場合に微粉炭１の堆積に伴う通電を所定の時間間隔で検知可能にしている。
【００２５】
検出部６は、配線４に備えられる電流計等の機器であり、二つの電極３が通電した場合に微粉炭１の堆積が所定量であると判断することが可能となっている。
【００２６】
以下本発明を実施する形態の第一例の作用を説明する。
【００２７】
微粉炭燃焼ボイラを稼働し、水平方向へ延びる供給配管２に微粉炭１を搬送空気により搬送する際には、電源部５により電圧をかける。そして微粉炭１の搬送に伴い、供給配管２に微粉炭１が所定量以上で堆積した場合には、二つの電極３に通電を生じて微粉炭１の堆積があると判断する。一方、供給配管２に微粉炭１が所定量未満で堆積した場合や、微粉炭１が堆積していない場合には、二つの電極３に通電を生ずることがなく、微粉炭１の堆積がないと判断する。
【００２８】
ここで、微粉炭１の堆積に対する判断は、作業者が電流計等の検出部６の数値変化を監視して微粉炭１の堆積の有無を判断しても良いし、検出部６に検知ランプや検知音発生器を備えて検知ランプの点灯や検知音により微粉炭１の堆積を認識できるようにしても良い。
【００２９】
その後、作業者が微粉炭１の堆積を検知した場合には、搬送空気の流速を一時的に上げて微粉炭１の堆積を吹き飛ばすパージ処理や、供給配管２に衝撃を与えて微粉炭１の堆積を崩すハンマリング処理を行い、供給配管２の閉塞を防止する。
【００３０】
このように、第一例によれば、供給配管２内に微粉炭１の堆積を検知し、供給配管２の閉塞を防ぐことができる。また供給配管２において搬送空気の流速が低下した場合や、微粉炭１の流量が増加した場合であっても、微粉炭１の堆積を適切に防止することができる。更に微粉炭１の堆積に伴う供給配管２の閉塞を予防するので、微粉炭燃焼ボイラによる出力の変動を抑制すると共に、供給配管２の閉塞を解消する作業を不要にし、手間や費用を低減することができる。
【００３１】
第一例において、供給配管２内に露出する電極３の部分を、供給配管２の内周面と同じ高さ位置にすると、電極３の凹凸による微粉炭１の堆積を抑制し、供給配管２の閉塞を防ぐことができる。
【００３２】
第一例において、二つの電極３を、供給配管２の延在方向に間隔を介して配置すると、供給配管２の延在方向に対して微粉炭１の堆積を検知し、供給配管２の閉塞を防ぐことができる。
【００３３】
第一例において、二つの電極３を、供給配管２の周方向に間隔を介して配置すると、電極３に通電を生じる微粉炭１の堆積量は、供給配管２の底部から二つの電極３までの高さに依存するので、二つの電極３を適切な位置に設定することにより、検知可能な微粉炭１の堆積量を最適な量にし、供給配管２の閉塞を防ぐことができる。
【００３４】
第一例において、供給配管２の内周面を不導体７で覆うと、電極３と供給配管２の短絡を防止するので、微粉炭１の堆積を適切に検知し、供給配管２の閉塞を防ぐことができる。
【００３５】
第一例において、二つの電極３を配置した供給配管２にフランジ２ａを備え、供給配管２を電極３ごと設置可能に構成すると、二つの電極３を配置した供給配管２をユニット管２Ａとして取り外し得るので、清掃やメンテナンスを容易にし、供給配管２の閉塞を好適に防ぐことができる。
【００３６】
以下、本発明を実施する形態の第二例を図示例と共に説明する。
【００３７】
第二例の微粉の堆積検知装置は、図５、図６に示すごとく第一例と同様な水平方向へ延びる供給配管２に設置するものであり、第一例と同じ構成の、二つの電極３、電源部５を備えている。また第二例の微粉の堆積検知装置は、更に二つの電極３による通電に伴って信号を処理する制御部９と、微粉炭１の堆積を除去する堆積処理部１０とを備えている。ここで図５、図６中、図１と同じ符号を付したものは第一例と同じものを示している。
【００３８】
制御部９は、配線４に電流計等の検出部１１を介して接続されており、検出部１１から信号１１ａを受信すると共に堆積処理部１０に駆動信号１０ａを送信するようになっている。また制御部９は、閾値を設定したプログラムを内蔵し、プログラムは、二つの電極３で通電した電流値を検出部１１の信号１１ａとして処理し、信号１１ａが閾値を超えた場合に堆積処理部１０に駆動信号１０ａを送信するようになっている。
【００３９】
堆積処理部１０は、電極３の位置よりも供給配管２の上流側に配置するパージノズル等の噴射手段１２である。パージノズル等の噴射手段１２は、パージ空気の供給元（図示せず）から供給配管２の内部まで延在する空気供給管１３と、供給配管２内で空気供給管１３の先端が電極３の方向に屈曲して形成された噴射口１４と、パージ空気供給管１３の中途位置に接続された制御弁１５とを備えている。そしてパージノズル等の噴射手段１２は、制御部９からの駆動信号１０ａにより制御弁１５を開き、パージ空気を噴射口１４から電極３の方向へ噴射するようになっている。
【００４０】
ここで堆積処理部１０には図６に示すごとくパージノズル等の噴射手段１２と異なる構成の他の例がある。他の例は、電極３の位置よりも供給配管２の上流側に位置するエアノッカー等の衝撃発生手段１６である。エアノッカー等の衝撃発生手段１６は、制御空気の供給元（図示せず）から延在する空気供給管１７と、空気供給管１７に接続され且つ供給配管２に取り付けられるピストン駆動部１８と、空気供給管１７またはピストン駆動部１８に接続される制御弁１９とを備えている。そして、エアノッカー等の衝撃発生手段１６は、制御部９からの駆動信号１０ａにより制御弁１９を制御し、空気の力でピストン駆動部１８のピストンを駆動し、供給配管２に叩き付けるようになっている。
【００４１】
以下本発明を実施する形態の第二例の作用を説明する。
【００４２】
微粉炭燃焼ボイラ等を稼働し、水平方向へ延びる供給配管２に微粉炭１を搬送空気により搬送する際には、電源部５により電圧をかける。そして微粉炭１の搬送に伴い、供給配管２に微粉炭１が所定量以上堆積したか否か判断する。
【００４３】
微粉炭１の堆積に対する判断は制御部９で行い、制御部９は、電流値の信号１１ａが閾値（例えば０．１ｍＡ）を超えていない場合には、微粉炭１の堆積がないと判断し、待機状態に移行して次の電流値の信号１１ａを待つ。
【００４４】
一方、電流値の信号１１ａが閾値（例えば０．１ｍＡ）を超えた場合には、微粉炭１の堆積が所定量以上あると判断し、堆積処理部１０に駆動信号１０ａを与え、制御弁１５を開いて噴射手段１２の噴射口１４よりパージ空気を噴射する。そして電流値の信号１１ａが閾値を下回るまでパージ空気を噴出し、微粉炭１の堆積を吹き飛ばして供給配管２の閉塞を防止する。
【００４５】
ここで、堆積処理部１０がエアノッカー等の衝撃発生手段１６である場合には、駆動信号１０ａにより制御弁１９を制御し、空気によりピストン駆動部１８のピストンを駆動して供給配管２に叩き付ける。そして電流値の信号１１ａが閾値を下回るまでピストンによる叩き付けを繰り返し、衝撃により微粉炭１の堆積を崩して供給配管２の閉塞を防止する。
【００４６】
このように、第二例によれば、第一例と同様な作用効果を得ることができる。
【００４７】
第二例において、電極３の通電により微粉炭１の堆積を判断する制御部９を備えると、閾値の設定により微粉炭１の堆積を適切に検知し、供給配管２の閉塞を防ぐことができる。
【００４８】
第二例において、微粉炭１が堆積したと判断した際に微粉炭１の堆積を除去する堆積処理部１０を備えると、微粉炭１の堆積の除去作業を容易にし、供給配管２の閉塞を簡易に防ぐことができる。ここで堆積処理部１０がパージノズル等の噴射手段１２の場合には、微粉炭１の堆積を安定的に除去することができる。堆積処理部１０がエアノッカー等の衝撃発生手段１６の場合には、供給配管２における搬送空気の流量を変化させることなく、微粉炭１の堆積を除去することができる。
【００４９】
尚、本発明の微粉の堆積検知装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【符号の説明】
【００５０】
１    微粉炭（微粉）
２    供給配管
２ａ  フランジ
３    電極
５    電源部
７    不導体
９    制御部
１０  堆積処理部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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