(57)【要約】【課題】流動層容器内の任意の高さにおける圧力を測定することができる流動層設備を提供する。【解決手段】流動層容器２０と、流動層容器２０内に挿入されたプローブ導管６０と、流動層容器２０の外部でプローブ導管６０に接続されプローブ導管６０内の圧力を測定する圧力計Ｇとを備え、プローブ導管６０は先端部側面に開口部６２が形成され先端部が流動層容器２０内で垂直方向に移動自在である流動層設備１である。プローブ導管６０の先端部の高さを調整することにより、流動層容器２０内の任意の高さにおける圧力を測定することができる。そのため、流動層設備１を製作する際に複数の導管を設置する必要がなく設備が複雑化することがない。プローブ導管６０の先端部側面に開口部６２が形成されているので、開口部６２は流動化ガスＡの流れに対して平行となり、流動化ガスＡの動圧を検出することがない。【選択図】図１
2011141044.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流動化ガスにより流動化された固体粒子を内部に保持する流動層容器と、
前記流動層容器内に挿入されたプローブ導管と、
前記流動層容器の外部で前記プローブ導管に接続され、該プローブ導管内の圧力を測定する圧力計とを備え、
前記プローブ導管は、先端部側面に開口部が形成され、先端部が前記流動層容器内で垂直方向に移動自在である
ことを特徴とする流動層設備。
【請求項２】
前記プローブ導管にパージガス導入管が流量調節器を介して接続されており、
前記流量調節器は、前記開口部から前記流動層容器内へパージされるパージガスの流量が一定になるように、前記パージガス導入管から前記プローブ導入管へ導入されるパージガスの流量を調整するものである
ことを特徴とする請求項１記載の流動層設備。
【請求項３】
前記プローブ導管の開口部に、前記固体粒子は通さないが前記流動化ガスは通すフィルターが設置されている
ことを特徴とする請求項１記載の流動層設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流動層設備に関する。さらに詳しくは、流動層容器内の任意の高さにおける圧力を測定することのできる流動層設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
流動層設備は、固体粒子を流動層容器内に充填して流動媒体とし、流動層容器の下部から流動化ガスを送り込むことにより、固体粒子を流動化させて、固体粒子と流動化ガスとを接触させる設備である。このような流動層設備は、例えば
（１）粉体を空気と接触させながら燃焼させる流動層ボイラー、
（２）粉体を乾燥ガスと接触させて乾燥させる流動層乾燥機、
（３）粉体をガスと接触させて反応を行う流動層反応器、
などとして広く用いられている。
【０００３】
上記のごとき流動層設備において、流動層容器内に保持されている固体粒子の量は重要であり、この量を測定するために、一般に、流動層容器内の圧力を測定し、その圧力プロファイル（流動層容器の高さに対する圧力分布）から固体粒子の量を算出することが行われている。
【０００４】
図３に示すように、従来、流動層容器120内の圧力プロファイルを測定するためには、流動層容器120の側面に複数の導管160を高さを違えて設け、各導管160に接続された圧力計（図示せず）を用いて測定している（特許文献１参照）。
したがって、予め設置しておいた導管160の高さでしか圧力を測定することができず、任意の高さにおける圧力を測定することができないという問題がある。
また、流動層設備101を製作する際に、圧力プロファイルを測定するのに必要な高さに複数の導管160を設置しておく必要があり、多数点での圧力を測定しようとすると、その測定点に応じた数の導管160を設置しなくてはならず、設備が複雑化するという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８１６１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑み、流動層容器内の任意の高さにおける圧力を測定することができる流動層設備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】
【０００７】
第１発明の流動層設備は、流動化ガスにより流動化された固体粒子を内部に保持する流動層容器と、前記流動層容器内に挿入されたプローブ導管と、前記流動層容器の外部で前記プローブ導管に接続され、該プローブ導管内の圧力を測定する圧力計とを備え、前記プローブ導管は、先端部側面に開口部が形成され、先端部が前記流動層容器内で垂直方向に移動自在であることを特徴とする。
第２発明の流動層設備は、第１発明において、前記プローブ導管にパージガス導入管が流量調節器を介して接続されており、前記流量調節器は、前記開口部から前記流動層容器内へパージされるパージガスの流量が一定になるように、前記パージガス導入管から前記プローブ導入管へ導入されるパージガスの流量を調整するものであることを特徴とする。
第３発明の流動層設備は、第１発明において、前記プローブ導管の開口部に、前記固体粒子は通さないが前記流動化ガスは通すフィルターが設置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
第１発明によれば、開口部が形成されたプローブ導管の先端部が流動層容器内で垂直方向に移動自在であるので、先端部の高さを調整することにより、流動層容器内の任意の高さにおける圧力を測定することができる。そのため、流動層設備を製作する際に複数の導管を設置する必要がなく、設備が複雑化することがない。また、プローブ導管の先端部側面に開口部が形成されているので、開口部は流動化ガスの流れに対して平行となり、流動化ガスの動圧を検出することがない。
第２発明によれば、プローブ導管にパージガス導入管が接続されているので、固体粒子がプローブ導管内に侵入し難くなる。また、仮に固体粒子がプローブ導管内に侵入したとしてもパージガスの流入により流動層容器側に戻せるためプローブ導管の閉塞を防止することができる。さらに、パージガスは開口部における流量が一定になるように調整されるので、プローブ導管内のパージガスの圧力は開口部が位置する高さにおける流動層容器内の圧力に従って変動するため、圧力計でパージガスの圧力を測定することにより、間接的に流動層容器内の圧力を測定することができる。
第３発明によれば、プローブ導管の開口部に固体粒子を通さないフィルターが設置されているので、固体粒子が入り込んでプローブ導管が閉塞することを防止することができる。また、フィルターは流動化ガスを通すので、開口部が位置する高さにおける流動層容器内の圧力とプローブ導管内との圧力が等しくなり、プローブ導管に接続された圧力計でプローブ導管内の圧力を測定することにより、開口部が位置する高さにおける流動層容器内の圧力を測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る流動層設備１の説明図である。
【図２】本発明の第２実施形態に係る流動層設備２の説明図である。
【図３】従来技術の流動層設備101の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
つぎに、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態に係る流動層設備１は、固体粒子を保持する流動層容器２０とガス分散板３０とを備えている。流動層容器２０は円筒形の容器である。ガス分散板３０は多数の孔が穿設された板状のものであり、容器２０を上層２１と下層２２とに区切るように設けられている。ガス分散板３０の上部、すなわち上層２１には固体粒子４１が充填されており、その固体粒子４１により粒子層４０が形成されている。
【００１１】
容器２０の下層２２には配管５１が接続されており、この配管５１から流動化ガスＡが下層２２内に供給される。下層２２に供給された流動化ガスＡはガス分散板３０の孔を通じて上層２１へ噴出し、その噴出の勢いで粒子層４０を流動状態とする。
粒子層４０では、流動化ガスＡは固体粒子４１と接触、流動化したのち、上層２１に接続された配管５２を通して系外に排出される。
【００１２】
流動層容器２０の天面には、流動層容器２０の内外に通ずるプローブ導管挿入孔６１が形成されており、そのプローブ導管挿入孔６１にプローブ導管６０が挿入されている。プローブ導管６０は外径が6mm以上70mm以下、好ましくは8mm以上35mm以下の円筒パイプである。
【００１３】
プローブ導管６０とプローブ導管挿入孔６１とは、流動層容器２０内の圧力、温度、その他の条件に適合する範囲で、プローブ導管６０の軸方向への往復運動を可能とする公知の摺動シールで接続されている。そのため、流動層容器２０内の固体粒子４１や流動化ガスＡがプローブ導管挿入孔６１から漏れ出ることを防止できるとともに、プローブ導管６０を摺動自在として、その下端部が流動層容器２０内でガス分散板３０付近から流動層容器２０の天面付近まで垂直方向に移動できるようになっている。
【００１４】
プローブ導管６０の下端部側面には開口部６２が形成されており、プローブ導管６０内部と流動層容器２０内部とが通ずるようになっている。一方、流動層容器２０の外部に位置するプローブ導管６０の上端は導管６４が接続されており、その導管６４は圧力計Ｇに連結されている。そのため、プローブ導管６０内の圧力を圧力計Ｇで測定できるようになっている。
なお、圧力計Ｇとしては、水柱マノメータ、水銀マノメータなど、公知の圧力計のいずれも用いることができる。
【００１５】
上記のごとく、プローブ導管６０が摺動自在に挿入されており、プローブ導管６０の開口部６２の高さを垂直方向に調整することができるので、流動層容器２０内の任意の高さにおける圧力を測定することができ、流動層容器２０内の圧力プロファイルを測定することができる。そのため、流動層設備を製作する際に複数の導管を設置する必要がなく、設備が複雑化することがない。
また、開口部６２はプローブ導管６０の下端部側面に形成されているので、流動化ガスＡの流れに対して平行となり、流動化ガスＡの動圧を検出することがない。
【００１６】
ところで、プローブ導管６０に形成された開口部６２から流動層容器２０内の固体粒子４１が侵入することにより、プローブ導管６０が閉塞することが考えられる。そこで、本実施形態では、プローブ導管６０の閉塞を防止するためにパージガスＰを流入する方法を採用している。
【００１７】
より詳細には、プローブ導管６０の上端と圧力計Ｇとを連結する導管６４に、パージガス導入管６５が流量調節器Ｆを介して接続されている。そして、不活性ガスであるパージガスＰがパージガス導入管６５を通して導管６４に向かって供給されている。そのため、パージガスＰは開口部６２から流動層容器２０内に向かって噴き出すようになる。流量調節器Ｆは、開口部６２における噴き出し速度が 1 〜 2 m/s 程度で常に一定流量になるように、パージガスＰの流量を調節している。
【００１８】
また、プローブ導管６０の開口部６２は絞りとなっている。この絞りは流れの断面積を減少させる機構であり、オリフィスやチョークのいずれでもよい。オリフィスは、長さが断面寸法に比べて短い絞りであり、チョークは長さが断面寸法に比べて長い絞りである。
【００１９】
以上のように、開口部６２は絞りによって流路断面積が急に小さくなっており、パージガスＰが流動層容器２０内に向かって噴き出しているので、流動層容器２０の固体粒子４１がプローブ導管６０内に侵入し難くなっている。また、仮に固体粒子４１がプローブ導管２０内に侵入したとしてもパージガスＰの流入により流動層容器２０側に戻せるためプローブ導管６０の閉塞を防止することができる。
【００２０】
また、開口部６２から流動層容器２０内へパージされるパージガスＰの流量が一定になるように、パージガス導入管６５からプローブ導管６０へ導入されるパージガスＰの流量が調節されるので、開口部６２が位置する高さにおける流動層容器２０内の圧力が高くなれば、プローブ導管６０内のパージガスＰの圧力も高くなるように調節され、逆に開口部６２が位置する高さにおける流動層容器２０内の圧力が低くなれば、プローブ導管６０内のパージガスＰの圧力も低くなるように調節される。このようにプローブ導管６０内のパージガスＰの圧力は開口部６２が位置する高さにおける流動層容器２０内の圧力に従って変動するため、圧力計ＧでパージガスＰの圧力を測定することにより、間接的に流動層容器２０内の圧力を測定することができる。
【００２１】
なお、開口部６２の絞りの孔径は1.5mm以上3.5mm以下が好ましい。この孔径であれば、固体粒子４１がプローブ導管６０内に侵入し難く、侵入したとしてもパージガスＰの流入により流動層容器２０側に戻りやすいためプローブ導管６０の閉塞を防止できるためである。
【００２２】
（第２実施形態）
図２に示すように、本発明の第２実施形態に係る流動層設備２は、第１実施形態に係る流動層設備１において、プローブ導管６０の閉塞を防止するために、パージガスＰに代えて、開口部６２にフィルター６３を設置する方法を採用している。
より詳細には、パージガス導入管および流量調節器が設けられておらず、開口部６２に、固体粒子４１は通さないが流動化ガスＡは通すフィルター６３が設置されている。その余の構成は第１実施形態と同じであるので、同一部材に同一符号を付して説明を省略する。
【００２３】
プローブ導管６０の開口部６２に設けられたフィルター６３は固体粒子４１を通さないので、固体粒子４１が入り込んでプローブ導管６０が閉塞することを防止することができる。また、フィルター６３は流動化ガスＡを通すので、開口部６２が位置する高さにおける流動層容器２０内の圧力とプローブ導管６０内との圧力が等しくなり、プローブ導管６０に接続された圧力計Ｇでプローブ導管６０内の圧力を測定することにより、開口部６２が位置する高さにおける流動層容器２０内の圧力を測定することができる。
【００２４】
なお、本実施形態においても、プローブ導管６０が摺動自在に挿入されており、プローブ導管６０の開口部６２の高さを垂直方向に調整することができるので、流動層容器２０内の任意の高さにおける圧力を測定することができ、流動層容器２０内の圧力プロファイルを測定することができる。そのため、流動層設備を製作する際に複数の導管を設置する必要がなく、設備が複雑化することがない。
また、開口部６２はプローブ導管６０の下端部側面に形成されているので、流動化ガスＡの流れに対して平行となり、流動化ガスＡの動圧を検出することがない。
【符号の説明】
【００２５】
１，２  流動層設備
２０    流動層容器
３０    ガス分散板
６０    プローブ導管
６１    プローブ導管挿入孔
６２    開口部
６３    フィルター
６４    導管
６５    パージガス導入管
Ａ      流動化ガス
Ｇ      圧力計
Ｆ      流量調節器
【図１】
2011141044.tif 000003
【図２】
2011141044.tif 000004
【図３】
2011141044.tif 000005