(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体と液体とを混練してペースト状の燃料を生成する混練機と、該混練機により生成された前記燃料が通流する流路と、前記混練機により生成された前記燃料の流動性を検知する流動性検知器と、該流動性検知器からの信号により、前記混練機に供給される前記固体および前記液体の少なくとも一方の供給量を制御する制御器とを備え、前記流動性検知器は、前記流路を通流する前記燃料を収納する収納容器を含んで構成され、該収納容器に一定量の前記燃料が収納されるのに要する時間、或いは、前記収納容器に一定時間に前記燃料が収納される量を検知して、ペースト状の燃料の流動性を検出してなるペースト状の燃料の製造装置。
【請求項２】
請求項１に記載のペースト状の燃料の製造装置において、前記流路は、前記混練機の前記燃料の出口部から流出する前記燃料を前記流動性検知器へ導く樋形状の傾斜流路を含むことを特徴とするペースト状の燃料の製造装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のペースト状の燃料の製造装置において、前記流動性検知器により検出した前記燃料の流動性があらかじめ設定した設定範囲にないときに、設定範囲にない前記燃料を前記流路から取り除く除去器が設けられていることを特徴とするペースト状の燃料の製造装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項に記載のペースト状の燃料の製造装置が設けられていることを特徴とする加圧流動層ボイラおよび加圧流動層ボイラ複合発電プラント。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固体と液体とを混練してペースト状の燃料を生成するペースト状の燃料の製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
固体と液体とを混練して生成されるペースト状の燃料としては、例えば、可燃ゴミを破砕して適量の水分調整を行い粉体流動体を造り、これに油分を添加して生成されるゴミ液化燃料や、石炭粒子と石灰石粒子と水とが混練されて生成されたペースト状燃料（以下、ＣＷＰ略称とする）などがある。ＣＷＰの製造装置としては、石炭・水混合ペーストの粘度を計測する粘度計測手段を設け、この粘度計測手段の出力を入力として、混練機に供給する水などの量を制御する粘度制御手段を設けた燃料の製造装置（特開平１１−３５９５６号公報）などが提案されている。例えば、特開平１１−３５９５６号公報などに記載された粘度測定手段は、ＣＷＰを収納する粘度計測容器と、この粘度計測容器に内装されＣＷＰの撹拌トルクを計測する撹拌計測手段とを含んで構成されている。撹拌計測手段などは、容器に収納されたＣＷＰを撹拌するピン型ロータを含み構成され、ピン型ロータは、容器にＣＷＰが充填されると回転して撹拌トルクが計測される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、粘度測定手段および流動性検知器に、ピン型ロータなどの撹拌器を用いて、その撹拌トルクを計測して粘度や流動性を検出すると、撹拌器の撹拌部や撹拌部が取り付けられて撹拌部を回転させる回転軸にＣＷＰが付着して個化した場合に、ＣＷＰの付着の度合いにより撹拌トルクが変化して、実際の粘度や流動性との誤差が生じる恐れがあり、粘度計測手段や流動性検知器の検出値の信頼性に課題がある。
【０００４】
本発明の課題は、ペースト状の燃料の製造装置における流動性検知器の信頼性を向上させることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を次の手段により解決する。すなわち、固体と液体とを混練してペースト状の燃料を生成する混練機と、該混練機により生成された前記燃料が通流する流路と、前記混練機により生成された前記燃料の流動性を検知する流動性検知器と、該流動性検知器からの信号により、前記混練機に供給される前記固体および前記液体の少なくとも一方の供給量を制御する制御器とを備え、前記流動性検知器は、前記流路を通流する前記燃料を収納する収納容器を含んで構成され、該収納容器に一定量の前記燃料が収納されるのに要する時間、或いは、前記収納容器に一定時間に前記燃料が収納される量を検知して、ペースト状の燃料の流動性を検出してなるペースト状の燃料の製造装置である。
【０００６】
流動性検知器は、ペースト状の燃料を収納する収納容器と、この収納容器に収納されるペースト状の燃料の重量、または、容積を検出する検出器を含んで構成し、収納容器に一定量の燃料が収納されるのに要する時間、或いは、収納容器に一定時間に燃料が収納される量を検知することができる。検出器は、例えば、収納容器の側壁や底面などにかかる静圧を検出する面圧ゲージ、直接重量を測定するロードセル、レーザーなどによるレベル計などを用いることができる。
【０００７】
このような構成とすることにより、ペースト状の燃料の製造装置における流動性検知器は、収納容器に収納させる燃料の重量、或いは、体積により燃料の流動性を検知できるので、撹拌器による粘度測定が不要となる。このため、撹拌器に燃料が付着個化することによる流動性の計測誤差を招く恐れがなくなる。これにより、ペースト状の燃料の製造装置における流動性検知器の信頼性を向上することができる。
【０００８】
また、流路は、混練機における燃料の出口部から流出する燃料を、流動性検知器へ導く樋形状の傾斜流路を含み形成されているのが好ましい。このように、樋形状の傾斜流路を設けると、その上部は開放されているので、流動性の低い燃料が傾斜流路に供給されても、燃料が流路を閉塞するのを防ぐことができる。逆に、傾斜流路に、流動性の高い燃料が供給されても、傾斜流路が樋形状に形成されているため、例えば、板状に形成された流路のように、燃料が不要に傾斜流路からこぼれてしまうのを防ぐことができる。また、傾斜流路は、樋形状に形成されているので、燃料の製造量の増加などにともない、混練機から大量の燃料が排出されても、傾斜流路を通流できる量を超える燃料は、そのほとんどが傾斜流路から溢れ出てしまうので、収納容器に供給する燃料の供給量を安定させることができる。このように、流動性検知器の収納容器に燃料を導く傾斜流路を樋形状とすることにより、収納容器に燃料を安定して供給することができるので、流動性検知器の信頼性を更に向上することができる。
【０００９】
また、ペースト状の燃料の製造装置は、流動性検出器により検出した燃料の流動性が、あらかじめ設定した設定範囲にないときに、設定範囲にない燃料を取り除く除去器を設けることもできる。除去器は、混練機により生成された燃料が通流する流路のから、所望の流動性を有する燃料が通流する流路と、所望の流動性を持たない燃料を通流させる流路とが分流される分岐部に設けられ、除去器は、流動性検知器が検出した燃料の流動性に基づいて、上流から供給された燃料を供給する流路を適宜切り換えて、所望の流動性を有さない燃料を除去することができる。
【００１０】
このような構成とすることにより、製造装置は、流路を通流する燃料の流動性、つまり混練機により生成された燃料の少なくとも一部の流動性を、流動性検出器により検出して、燃料が所望の流動性を有していない場合に、これら燃料を除去器により排除することができる。
【００１１】
これらの製造装置は、加圧流動層燃焼炉（以下、火炉と略称する）を有する加圧流動層ボイラおよび加圧流動層ボイラ複合発電プラントのペースト状燃料の製造装置とすることができる。例えば、混練機で、ＣＷＰが生成され、ＣＷＰがポンプ等により送給管を通流して火炉に供給される場合、流動性検知器の信頼性が向上するので、ポンプに供給されるＣＷＰの流動性が安定する。また、仮に、所望の流動性を有さないＣＷＰが生成されても、流動性が設定範囲にないＣＷＰは、除去器により除去されるので、ポンプに供給されるＣＷＰの流動性が安定する。このため、例えば、流動性の低いＣＷＰが送給管に詰まるなどして送給管が閉塞することがなくなり、送給管の閉塞により送給管内の圧力が、ポンプの吐出限界圧力まで上昇することで発生するポンプのトリップなどの不具合を回避することができる。このように、火炉にＣＷＰを供給するポンプの不具合を回避できるので、ＣＷＰの火炉への供給が安定し、加圧流動層ボイラおよび加圧流動層ボイラ複合発電プラントの運転の安定性を向上することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図１〜図５を参照して説明する。図１は、本発明の一実施形態におけるペースト状の燃料の製造装置の構成を示す構成図、図２は、除去器３７と上部ダクト２１と下部ダクト２３と廃棄ダクト３９との接続部の詳細を示す詳細構成図、図３は、図１の混練機９、ガイド１９および検知器３３の詳細を示す斜視図、図４は、ＣＷＰ中の水分（％）と一定量のＣＷＰの流下時間との関係を示す図、図５は、本実施の形態における製造装置の運転状況を示す図である。
【００１３】
ペースト状の燃料、例えば、加圧流動層ボイラや加圧流動層ボイラ複合発電システムなどの燃料としてＣＷＰを製造する製造装置は、図１に示すように、ＣＷＰの原料である粗粉炭が供給される粗粉炭ライン１、微粉炭・水スラリが供給される微粉炭・水スラリライン３、脱硫剤としての石灰石粒子が供給される石灰石ライン５、ＣＷＰの流動性調整用の水が供給される水ライン７と、これら供給される原料を混練しＣＷＰを生成する混練機９と、この混練機９により生成されたＣＷＰが通流する流路１１とを含んで構成されている。
【００１４】
混練機９は、供給される石炭、石灰石、水が収納される混練容器１３を有し、この混練容器１３には、各原料が供給される供給口１５と、供給された原料が混練され生成されたＣＷＰが排出される排出口１７とが設けられている。
【００１５】
流路１１には、混練機９の排出口１７の下方に傾斜して設けられた傾斜流路としてのガイド１９と、このガイド１９の下方に鉛直下向きに設けられた上部ダクト２１とにより、２つの流路が形成されている。２つに形成されＣＷＰが分流され流下する流路１１のうち、一方の流路を形成する上部ダクト２１は、下端部に下部ダクト２３が連通され設けられている。
【００１６】
また、下部ダクト２３の下流には、下部ダクト２３を流下したＣＷＰが貯留される貯留タンク２５と、この貯留タンク２５に貯留されたＣＷＰが通流する管２７と、この管２７を通流して供給されるＣＷＰを図示しない加圧流動層ボイラや加圧流動層ボイラ複合発電システムの火炉に加圧して供給する、例えばピストン式のポンプ２９と、このポンプ２９により加圧されたＣＷＰが通流する管３１とが設けられている。
【００１７】
更に、流路１１には、ガイド１９を流下するＣＷＰの流動性を検知する検知器３３と、この検知器３３により検知されたＣＷＰの流動性が、設定範囲内になるようにＣＷＰの流動性を制御する制御器３５と、この制御器３５からの信号により、流動性が適正値にないＣＷＰを流路１１から排除する除去器３７と、この除去器３７により排除されたＣＷＰが通流する廃棄ダクト３９とが設けられている。この廃棄ダクト３９の下流には、除去器３７により排除されたＣＷＰが貯留される貯留タンク４１と、この貯留タンク４１に貯留された流動性が適正値にないＣＷＰが通流する管４３とが設けられている。
【００１８】
以下、本実施の形態における製造装置の詳細構成について、動作とともに説明する。まず、混練機９および混練機９に供給される石炭粒子、石灰石粒子、水について動作とともに説明する。原料である粗粉炭、微粉炭・水スラリ、石灰石粒子、水は、それぞれの粗粉炭ライン１、微粉炭・水スラリライン３、石灰石ライン５、水ライン７から混練機９に供給される。混練機９は、これら供給される原料を収納する混練容器１３と、この混練容器１３内に設けられ収納された各原料がよく混じるように練る撹拌翼４５と、この撹拌翼４５を回転駆動させる撹拌機４７とを含み構成されている。これら撹拌機４７および撹拌翼４５により混練されたＣＷＰが排出される排出口１７の下方には、ＣＷＰが流下するガイド１９と上部ダクト２１が設けられている。ガイド１９は、混練機９の排出口１７から排出されるＣＷＰを流下させ検知器３３に供給している。
【００１９】
ガイド１９によりＣＷＰが供給される検知器３３は、供給されるＣＷＰを収納する検知容器４９と、この検知容器４９の側壁にかかる静圧を検出する面圧ゲージ５１とが設けられている。面圧ゲージ５１が設けられた検知容器４９は、底部が開閉自在な開閉板５３により形成され、この開閉板５３を開閉駆動させる駆動器５５が設けられている。駆動器５５が設けられた検知容器４９の周囲は、ＣＷＰがガイド１９を流下して検知容器４９に収納される際に、ＣＷＰが外部に飛散するのを防ぐ防護壁５７により覆われている。この防護壁５７に周囲が囲まれた検知容器４９の下方は、検知容器４９の底面を形成する開閉板５３の開閉動作により排出されるＣＷＰを流下させ、上部ダクト２１へ戻す傾斜排出壁５９が設けられている。この傾斜排出壁５９は、上端部が防護壁５７の下端部に連結され、防護壁５７の下端部から斜め下方に傾斜を有して形成され、この傾斜した面により形成された傾斜排出壁５９の下端部は、上部ダクト２１の壁面に連結されている。このように、ガイド１９と、傾斜排出壁５９と、上部ダクト２１と、下部ダクト２３とは、ＣＷＰ、つまり、ペースト状の燃料が通流する流路１１を形成している。
【００２０】
面圧ゲージ５１は、制御器３５と接続され検知容器４９内のＣＷＰの量を検知して、この検知容器４９に収納したＣＷＰの量と、収納に要した時間からガイド１９を流下するＣＷＰの流動性を検知して、制御器３５に信号を送る。
【００２１】
混練機９に水を供給する水ライン７には、混練容器１３に収納された石炭粒子、石灰石粒子に加える水の量を調整する調整弁６１が設けられている。この水ライン７に設けられた調整弁６１は、制御器３５と接続されており、検知容器４９に設けられた面圧ゲージ５１により検知されたＣＷＰの流動性に基づき制御器３５により制御される。
【００２２】
除去器３７は、上部ダクト２１の下部に設けられ、検知器３３により検知したＣＷＰの流動性が設定範囲外になった場合に、ＣＷＰが流路１１を流下する間に流動性が設定範囲にないＣＷＰを排除する。この設定範囲にないＣＷＰを排除する除去器３７は、下部ダクト２３の流路を塞いで設定範囲にないＣＷＰを廃棄ダクト３９に導くフラッパ６３と、このフラッパ６３を駆動させＣＷＰの流路を切り換える油圧駆動器６５とを含んで構成されている。除去器３７の油圧駆動器６５は、制御器３５と接続されている。これにより、検知器３３で検知されたＣＷＰの流動性が、設定範囲にないときに、油圧駆動器６５に制御器３５から信号が送られ、油圧駆動器６５がフラッパ６３を駆動させ、不適正な流動性を有するＣＷＰを廃棄ダクト３９に供給する。
【００２３】
廃棄ダクト３９に供給された不適正な流動性を有するＣＷＰは、廃棄ダクト３９を流下して貯留タンク４１に供給される。この廃棄ダクト３９から供給されたＣＷＰを貯留する貯留タンク４１は、この貯留タンク４１内に設けられ貯留タンク４１内のＣＷＰを撹拌する撹拌翼６６と、この撹拌翼６６を回転駆動させる撹拌器６７とを備えている。また、貯留タンク４１の底部には、貯留タンク４１内の廃棄用のＣＷＰが通流する管４３が連通され、この管４３には、排出用の仕切弁６８と、この仕切弁６８を開閉駆動させる駆動器６９とが設けられている。
【００２４】
一方、ＣＷＰの流動性が適正値にある場合、フラッパ６３は、下部ダクト２３の壁面に収納された状態のため、ＣＷＰは、上部ダクト２１から下部ダクト２３を流下して、下流に設けられた貯留タンク２５に供給される。この下部ダクト２３を流下して供給されたＣＷＰを貯留する貯留タンク２５には、この貯留タンク２５内に設けられ貯留タンク２５内のＣＷＰを撹拌する撹拌翼７０と、この撹拌翼７０を回転駆動させる撹拌機７１とが設けられている。また、貯留タンク２５の底部には、ＣＷＰが通流する管２７が連通され、この管２７には、仕切弁７５と、この仕切弁７５を開閉駆動させる駆動器７６とが設けられている。この仕切弁７５と駆動器７６とを備えた管２７によって、貯留タンク２５とポンプ２９は連通されいる。
【００２５】
ここで、本実施の形態の除去器について図２を参照して説明する。図２は、除去器３７と各ダクト２１，２３，３９の接続部の詳細を示す詳細構成図である。図２に示すように、除去器３７と、上部ダクト２１と、下部ダクト２３と、廃棄ダクト３９の接続部は、ほぼ鉛直下向きに形成された上部ダクト２１の下端部に、ほぼ鉛直下向きに形成された下部ダクト２３と、傾斜して形成された廃棄ダクト３９とが連結し、これら各ダクト内に形成されるＣＷＰの流路は、それぞれ連通している。上部ダクト２１と連通して設けられた下部ダクト２３と廃棄ダクト３９は、それぞれ貯留タンク２５，４１に連通されている。また、廃棄ダクト３９の上面７７と下面７９は、それぞれ上部ダクト２１と下部ダクト２３とに連結して設けられ、ＣＷＰの流路を形成している。
【００２６】
除去器３７は、上部ダクト２１と下部ダクト２３との連結部に設けられ、上部ダクト２１から流下してくるＣＷＰを、下部ダクト２３と廃棄ダクト３９に振り分ける回動自在に設けられた板状のフラッパ６３と、この板状のフラッパ６３を回動させる油圧駆動器６５とを含み構成されている。
【００２７】
フラッパ６３は、廃棄ダクト３９が連結された上部ダクト２１の壁面に対向する壁面に設けられている。また、フラッパ６３の上端部は、上部ダクト２１の下端部に設けられた支持部材８１により回動自在に支持され吊設されている。このフラッパ６３を上から吊り下げた状態で支える支持部材８１は、廃棄ダクト３９の下面７９と下部ダクト２３との連結部より高い位置に配設されている。この廃棄ダクト３９と下部ダクト２３との連結部より高い位置で支持部材８１により支持されたフラッパ６３は、ほぼ鉛直下方向に下端部が向けられている状態において、貯留タンク２５に連通するＣＷＰの流路の壁面を上部ダクト２１、下部ダクト２３とともに構成している。このとき、フラッパ６３の内面８３は、ＣＷＰの流下する流路の内壁の一部を形成している。
【００２８】
油圧駆動器６５は、例えば、油圧シリンダ８７と、この油圧シリンダ８７内を摺動するシリンダヘッド８９と、このシリンダヘッド８９に回動可能に連結されたロッド９１とを含み構成されている。このシリンダヘッド８９に回動可能に連結されたロッド９１の先端は、油圧シリンダ８７の先端部から突出して、フラッパ６３の内面８３の裏側である外面９２の下部に回動可能に連結されている。
【００２９】
このように構成されていることにより、検知器３３により検知したＣＷＰの流動性が設定範囲外になった場合、例えば、設定範囲を超える流動性の低いＣＷＰが検知器３３により検知されたとき、制御器３５から油圧駆動器６５にフラッパ６３の移動指令が発信される。このように、検知器３３から制御器３５に信号が送られ、検知器３３から送られた信号により制御器３５は、油圧駆動器６５を駆動させる。これにより、油圧シリンダ８７内をシリンダヘッド８９が摺動されるとともに、シリンダヘッド８９に連結されたロッド９１が押し出され、ロッド９１の先端部に回動可能に連結されたフラッパ６３を２点破線で示したフラッパ６３の位置、つまり、フラッパ６３の下端部が廃棄ダクト３９の下面７９に近接する位置まで連結部を中心に回動させて、下部ダクト２３の流路を塞ぐことができる。このとき、フラッパ６３の内面８３は、廃棄ダクト３９の下面７９と直線状に傾斜面を形成している。
【００３０】
これにより、図１に示すように、混練機９の排出口１７から貯留タンク２５までの間に設けられた流路１１から不適正な流動性を有するＣＷＰを廃棄ダクト３９に供給して、貯留タンク４１に排除することができる。すなわち、上部ダクト２１を流下してきた、例えば流動性の低いＣＷＰは、除去器３７のフラッパ６３により、上部ダクト２１と下部ダクト２３の連結部に傾斜して連通された廃棄ダクト３９に供給される。廃棄ダクト３９に供給されたＣＷＰは、廃棄ダクト３９を流下して、廃棄ダクト３９の下端部に連通された貯留タンク４１に供給される。このため、ペースト状の燃料の製造装置は、流動性が設定範囲にない燃料を排除できるので、性状の安定した燃料を供給することができる。
【００３１】
また、例えば、本実施の形態のように、製造装置の下流にポンプ２９などが設けられ、図示しない火炉に燃料を加圧して供給する場合、製造された流動性の低いＣＷＰを排除することができるので、ポンプ２９或いはポンプ２９により供給されるＣＷＰが通流する管３１の閉塞を防止することができる。
【００３２】
本実施の形態の除去器３７は、フラッパ６３の駆動手段として油圧駆動器６５と用いたが、フラッパ６３の駆動手段は、モータや他の駆動手段を用いてもよい。また、除去器３７は、回転自在に上から吊り下げた状態で支持されたフラッパ６３により、ＣＷＰの流路を切り換えたが、スライド式の遮蔽板などで下部ダクト２３の流路を塞ぎ、ＣＷＰの流路を切り換えてもよい。要は、通流する流動体の流動性の適正、不適正を判断して、その判断に基づき一方の流路を閉鎖して、流路を切り換えることができればよい。
【００３３】
次に、ガイド１９および検知器３３の詳細構成および動作について図３を参照して説明する。図３は、図１の混練機９、ガイド１９および検知器３３の詳細を示す斜視図である。混練機９の混練容器１３は、図３に示すように、円筒形に形成され端面の上部に混練されたＣＷＰを排出する排出口１７が設けられている。排出口１７は、混練機９の端面の上方に設けられ、矩形の開口部により形成されている。この矩形の開口部で形成された排出口１７の下方には、樋形状のガイド１９と、このガイド１９を流下するＣＷＰの流動性を検知する検知器３３が設けられている。
【００３４】
ガイド１９は、軸方向に長く矩形に形成された板状の底面９３と、軸方向に沿って底面９３の両側部にほぼ直立上向きに形成された板状の側壁９５，９７とにより流路が形成されている。このガイド１９の流路は、断面が矩形状に形成され、その断面積は、排出口１７の開口面積より小さく形成されている。また、ガイド１９は、軸方向に傾斜して設けられ、上側の端部が、混練機９の排出口１７の下方の端面に連結され、下側の端部は、検知器３３の上方に配設されている。水平方向に対して斜めに設けられたガイド１９の下側端部の下方に設けられた検知器３３は、ガイド１９を流下して供給されたＣＷＰを収納する検知容器４９と、この検知容器４９の側壁にかかる静圧を検出する面圧ゲージ５１と、この面圧ゲージ５１よって静圧が測定されたＣＷＰを収納容器から排出する開閉板５３を含んで構成されている。
【００３５】
検知容器４９は、例えば、容量が３ｋｇのＣＷＰを収納できる容積を有する筐体、つまり、上部が開放された断面矩形の角柱状の容器で形成されている。検知容器４９の形状としては、筐体や円筒形が用いることができ、収納したＣＷＰを開閉板５３の開閉動作で排出できればよく、特にこだわるものではない。
【００３６】
ガイド１９は、その傾斜角度、長さ、幅、樋の高さ、つまり、側壁の高さなどによって、ＣＷＰの流下速度や流下量が変わるので、検知容器４９へのＣＷＰの流下時間の計画値と検知容器４９の容積との関係からそれぞれ最適値が選択されるが、そのガイド１９の形状は、その上部が開放された樋形状であればどのような形状でもよい。例えば、図３に示すような上面が開放された半矩形や、他に半円形、逆三角形でも上面が開放されていればよい。
【００３７】
このように、混練機９から検知器３３に斜めに渡設されたガイド１９に、ＣＷＰが流下する方向、つまり軸方向に沿って側壁９５，９７を設けることにより、検知容器４９に供給されるＣＷＰの供給量の変化を抑制することができる。例えば、製造装置の運転状況により、燃料の製造量が増加して、混練機９から多量のＣＷＰが排出されても、余分なＣＷＰの多くは、側壁９５，９７かの上方から溢れ出てしまうので、ＣＷＰの製造量が増加しても、検知容器４９に供給されるＣＷＰ量の変化量を抑えることができる。このため、検知器３３により検知されるＣＷＰの流動性の検出値の信頼性を向上することができる。また、ガイド１９の形状や傾斜角度などにより、ガイド１９を通流できるＣＷＰの最大量がほぼ決まるので、ガイド１９を通流するＣＷＰの最大量を、製造装置の運転持に混練機９から供給されるＣＷＰの最少量とほぼ同じになるように形成すれば、ＣＷＰは、常にガイド１９から溢れるようになり、ほとんどの運転状況において、同程度の流動性を有するＣＷＰは、ほぼ同じように検知容器４９に供給されるので、検知器３３により検知されるＣＷＰの流動性の検出値の信頼性を向上することができるので好ましい。
【００３８】
逆に、上部を開放しない矩形筒あるいは円筒、３角筒の形状を有するガイドを用いると、ＣＷＰの円滑な流下が阻害されるという不具合が生じる可能性がある。例えば、ＣＷＰの製造量の増加によって混練機９の排出口から多量にＣＷＰが流出したときに、筒状のガイドであれば、筒内でＣＷＰが閉塞する恐れがあり好ましくない。
【００３９】
また、板状のガイドを用いると、ＣＷＰの流動性が高い場合に、ガイドの測方からＣＷＰが零れてしまうので、検知容器４９に供給されるＣＷＰが減少して、実際の流動性より低い検出値が検出され、検出値に誤差が生じてしまう恐れがある。
【００４０】
面圧ゲージ５１は、検知容器４９へ一定量のＣＷＰが流下するに要する時間、即ち、ＣＷＰの流下時間を検知する手段として用いられているが、直接重量を測定するロードセル、レーザ等によるレベル計など公知の手段を用いることができる。要は、ガイド１９をＣＷＰが流下する時間を検知する方法として、開閉板５３の閉時点からガイド１９を流下するＣＷＰによって検知容器４９が満杯になるまでの時間を検知できればよい。
【００４１】
このように構成されているので、検知器３３は、面圧ゲージ５１よって測定された静圧：ΔＰ（ｋｇ／ｍ２）より、平面断面積がＡの検知容器４９に流下したＣＷＰの重量：Ｗ（ｋｇ）を、Ｗ＝Ａ×ΔＰで算出することができる。このように、検知容器４９に供給され堆積したＣＷＰの重量：Ｗを算出できるので、この堆積するのに要した時間が判れば、一定時間におけるＣＷＰの供給量を算出できる。例えば、ＣＷＰの流動性が低下すると、ガイド１９を流下するＣＷＰの速度が低下して、一定時間に検知容器４９に収納されるＣＷＰが減少するので、一定時間における検知容器４９へのＣＷＰの供給量からＣＷＰの流動性を算出することができる。一定時間のＣＷＰの供給量からＣＷＰの流動性を算出することから、ＣＷＰの流動性の算出時間は、その検出時間を変更することにより、広範囲にわたり変更することができる。例えば、検知容器４９に僅かでもＣＷＰが供給されれば、その供給量からＣＷＰの流動性を検知することができる。このため、計測容器に蓄積されたＣＷＰを撹拌するピン型ロータで、ＣＷＰの粘度を計測する流動性検知手段や、計測容器に回転ピンを挿入して、この回転ピンに生じるトルク変化によりＣＷＰの流動性を検知する流動性検知手段に比べ、短時間でＣＷＰの流動性を算出することができる。この短い時間で算出したＣＷＰの流動性で、混練器９に供給される水が通流する水ラインに設けられた調整弁６１を制御器３５が制御することにより、ＣＷＰの流動性の調整精度を向上することができる。
【００４２】
また、従来のＣＷＰの流動性を検知する検知器として、混練機の出口からＣＷＰの一部を連続的に傾斜導入ダクトと通して粘度計測容器に流下させ、粘度計測容器にＣＷＰを保持し、この容器内に挿入された回転ピンに生じるトルクを検出して、粘度を計測する検知器がある。これに対して、本実施形態の検知器３３によれば、トルク検出用の回転ピン、このピンを回転駆動させる駆動機、トルクを検出する検出手段等の機器を設けることなく、面圧ゲージ５１で検知容器４９内の重量を算出してＣＷＰの流動性を検知できるので、ＣＷＰの流動性状値を構造簡単な手段により検知することができる。
【００４３】
ここで、ＣＷＰの供給量とＣＷＰの流動性の相関について説明する。図４は、ＣＷＰ中の水分（％）と一定量のＣＷＰの流下時間との関係を示す図である。具体的には、混練機９の排出口１７から排出されるＣＷＰの重量のうち水分が占める割合（％）と、この水分を保有するＣＷＰがガイド１９を流下して検知容器４９に供給され、堆積したＣＷＰが容量３ｋｇの検知容器４９に満杯になるまでの時間（ｓ）との関係を示す図である。
【００４４】
ＣＷＰは、図４に示すように、水分が増加するほど、検知容器４９が満杯になるまでの時間が短くなり、逆に、水分が低下すると、長くなる。ＣＷＰの水分が２１％以下では、検知容器４９が満杯になるまでの時間が急激に増加している。これは、ＣＷＰの水分が増加するほど、ＣＷＰが検知容器４９に早く供給されることを意味している。つまり、ガイド１９でのＣＷＰの流動性が高くなっているため、検知容器４９にＣＷＰが早く供給され、逆に、ＣＷＰの水分が低下すると、ＣＷＰの流動性が低くなるとともに流下が不安定となり、ＣＷＰが塊状となって盛り上がったり、間欠的な流下状態となるなどして、検知容器４９へのＣＷＰの供給が遅くなる。このように、検知器３３は、ＣＷＰの流動性が低下すると斜めに形成された流路を流下するＣＷＰの速度が低下することに基づくものである。
【００４５】
ＣＷＰが、ガイド１９を流下して検知容器４９に供給され、検知容器４９を満杯にするまでの時間は、ガイド１９の傾斜角度、長さ、幅、側壁（樋）の高さと、検知容器４９の容積との関係から決まり、更に、ＣＷＰの最適な水分量も粒径分布、炭種などによって決まるので一般的な数値をとることはできないが、ＣＷＰの水分とＣＷＰの流動性とは相関がある。ここで、ガイド１９を流下したＣＷＰが、検知容器４９を満杯にするまでの時間が６０秒以上に達すると、ＣＷＰの水分の低下によりＣＷＰの流動性が悪化し、ポンプ２９或いは管４３においてトリップ、閉塞などの不具合が生じることを経験した。
【００４６】
このように、混練機９の排出口１７から流出した一部のＣＷＰは、連続的にガイド１９を流下して検知容器４９に供給される。このとき、検知容器４９の底部の開閉板５３を閉状態として、検知容器４９にＣＷＰを蓄積させて、検知手段である面圧ゲージ５１よってＣＷＰの蓄積量を検出することにより、検知容器４９に蓄積されるＣＷＰが満杯になる時間を検知できる。この検知容器４９が満杯になる時間が、予め設定した時間、例えば、６０秒以内かどうかを判断して、混練機９で生成されるＣＷＰの流動性が適正であるかを判断することができる。
【００４７】
また、本実施の形態の検知器３３における他の検知方法にとして、検知容器４９の開閉板５３が閉状態の時間を、ＣＷＰが検知容器４９内に蓄積して満杯になる時間よりも短く設定して、その時間内に検知容器４９に蓄積されるＣＷＰの量の変化により、ＣＷＰの流動性を算出する方法がある。つまり、収納容器に一定時間に燃料が供給される量を算出する方法である。更には、検知容器４９の開閉板５３が閉状態の時間を、ＣＷＰが検知容器４９内に蓄積して満杯になる時間よりも短く設定して、その時間内に検知容器４９に蓄積されるＣＷＰの範囲を設定して、その設定範囲にＣＷＰの蓄積量が入るか入らないかにより、ＣＷＰの流動性の適正を判断することもできる。
【００４８】
開閉板５３の閉時点からある一定時間に、検知容器４９に供給されたＣＷＰの重量を検知する手段、つまり、一定時間に流下するＣＷＰの量を検知する手段も、検知器３３へ一定量のＣＷＰが流下するに要する時間を検知する手段と同様に、検知容器および上に挙げた面圧ゲージ、ロードセル、レベル計などの公知の手段を用いることができる。
【００４９】
次に、本実施の形態におけるＣＷＰの製造装置の動作について説明する。例えば、加圧流動層ボイラの燃料としてＣＷＰを連続的に製造する、ＣＷＰの製造量が８００ｋｇ／ｈの製造装置の混練機９に、最大粒径が６ｍｍ前後の粗粉炭と、平均粒径が５０μｍ前後、水分５０％前後の微粉炭・水スラリと、脱硫剤としての石灰石粒子と、ＣＷＰの水分濃度調整用の水とが各粗粉炭ライン１，３，５，７を通流して供給される。これら原料は、混練機９の混練容器１３に供給され、撹拌翼４５により相互によく混ぜ合わされＣＷＰとなる。石炭種などによっても異なるが、２０〜３０％の水分を持つＣＷＰが混練機９で生成される。このＣＷＰの水分量は、例えば２３％程度を目標とする。混練機９で生成されたＣＷＰは、排出口１７から排出され、一部は、ガイド１９を流下して、残りは、上部ダクト２１を流下する。
【００５０】
上部ダクト２１を流下したＣＷＰは、流動性が適正値にある場合、除去器３７が作動しないので、下部ダクト２３にそのまま供給される。下部ダクト２３に供給されたＣＷＰは、下部ダクト２３を流下して貯留タンク２５に一時的に貯留される。貯留タンク２５は、貯留中の石炭および石灰石粒子の沈降、水との分離を防止するために撹拌翼７０を持つ撹拌機７１によって常時或いは間欠的に貯留タンク２５内のＣＷＰを撹拌する。貯留タンク２５に貯留されたＣＷＰは、貯留タンク２５の底部から抜き出され、管２７を通流して、ポンプ２９に供給される。ポンプ２９に供給されたＣＷＰは、ポンプ２９によって管３１に押し出されて、管３１を通流して図示しない加圧流動層ボイラなどの火炉に供給される。
【００５１】
一方、ガイド１９を流下したＣＷＰは、検知容器４９に供給される。このとき、検知容器４９の底部は、開閉板５３により塞がれているので、供給されたＣＷＰは、検知容器４９に蓄積される。検知容器４９が供給されたＣＷＰで満杯になると、ＣＷＰは検知容器４９の上端から溢流して蓄積量の時間的変化はなくなる。ある周期で開閉板５３を駆動器５５よって開状態とすると、ＣＷＰは検知容器４９から流下して排出され、検知容器４９に内のＣＷＰの蓄積量はなくなる。ある周期で、再度、開閉板５３を駆動器５５により閉状態として、検知容器４９に蓄積されたＣＷＰの蓄積量の検出を繰り返す。このときに、ＣＷＰの製造工程において何らかの変動、例えば、石炭中の水分含有量が極端に低下して、定常供給条件にもかかわらずＣＷＰ中の水分が低下してしまった場合、流動性の低いＣＷＰが混練機９で生成され、排出口１７から排出されるＣＷＰは、ガイド１９を円滑に滑り落ちることができない。そのため、ＣＷＰのガイド１９での流下速度が低下して、流動性の良い通常のＣＷＰに比べてＣＷＰの蓄積速度が遅くなる。つまり、開閉板５３の閉時点からガイド１９を流下して供給されるＣＷＰによって、検知容器４９が満杯になるまでの時間が長くなる。
【００５２】
ここで、検知された時間が、あらかじめポンプ２９或いは管４３が閉塞しない限界条件として設定した限界の時間、例えば、図４に示した破線の６０秒を超えるならば、制御器３５がこれを判断して、流動性調整用の水の水ライン７に設けられた調整弁６１を開き、混練機９に供給する水の量を増加して、ＣＷＰの水分量を増やして流動性を高くする。更に、制御器３５は、除去器３７の油圧駆動器６５を駆動させてフラッパ６３を移動し、製造された流動性の低いＣＷＰを貯留タンク４１に排除する。
【００５３】
また、流動性の算出が終わったＣＷＰは、検知容器４９の開閉板５３が測定時間に応じて間欠的に開くことによって排出され、傾斜排出壁５９を流下して、上部ダクト２１に戻され、上部ダクト２１を流下してくるＣＷＰと合流する。このとき、検知器３３によりＣＷＰの流動性が適正範囲にないことが検知されると、上部ダクト２１を流下してきた流動性が適正値にないＣＷＰと、検知容器４９に収納された流動性が適正値にないＣＷＰは、ともに除去器３７により廃棄ダクト３９に排除される。
【００５４】
ここで、本実施の形態における製造装置の運転方法について説明する。図５は、本実施の形態における製造装置の運転状況を示す図である。図５の横軸は経過時間、縦軸は検知容器４９のＣＷＰの蓄積量であり、面圧ゲージ５１によって計測された値である。このように、図５は、製造装置の運転において、検知された検知容器４９へのＣＷＰの流下量、つまり、検知容器４９のＣＷＰ蓄積量の時間的変化を示している。
【００５５】
例えば、検知容器４９のＣＷＰ充填容量を約３ｋｇとして、検知容器４９の開閉板５３を、駆動器５５により、自動的に３分ごとに開閉操作を行った場合、検知容器４９の開閉板５３が閉状態で、検知容器４９にＣＷＰの蓄積が始まり、約３ｋｇにその蓄積量が達すると、それ以上のＣＷＰの流下分は検知容器４９の上端から溢流するので、ＣＷＰ蓄積量は、図５に示すように、時間に対してほぼ一定となる。この状態で開閉板５３が駆動器５５により開状態とされると、検知容器４９内のＣＷＰは排出されるので、ＣＷＰ蓄積量は、３分毎にゼロ点付近まで低下している。
【００５６】
図５の時間帯Ａにおいて、開閉板５３を閉じた時間から、ガイド１９を流下してくるＣＷＰで検知容器４９が満杯になるまでの時間：Δｔ１は、４０秒以下の短い時間である。しかもΔｔ１の変動は少ない。このような時間帯ＡではＣＷＰ中の水分が目標の２３％前後に保持され、流動性の良好なＣＷＰを製造することができた。このため、ポンプ２９や管４３の閉塞、固化によるトラブルの発生を回避して、図示しない加圧流動層ボイラにＣＷＰを安定して供給することができた。
【００５７】
一方、故意に混練機９へ供給する流動性調整用の水を減らした時間帯Ｂでは、開閉板５３を閉じた時間から、ガイド１９を流下してくるＣＷＰで検知容器４９が満杯になるまでの時間：Δｔ２は、６０秒以上で、さらにΔｔ２は、開閉板５３の開閉毎に一定ではなく不安定な状態であった。これは、ＣＷＰの流動性が悪化し、ガイド１９を円滑にＣＷＰが流下していないことを示している。このような状況にしたため、実際に、約１時間後にポンプ２９がトリップするトラブルが発生した。なお、このとき確認試験の目的で制御器３５、調整弁６１および油圧駆動器６５は作動させていなかった。
【００５８】
次に、本実施の形態における製造装置の他の運転方法について説明する。図６は、本実施の形態における製造装置の他の運転状況を示す図である。つまり、図６は、運転時間に対して、開閉板５３を閉じた時間からガイド１９を流下するＣＷＰによって、検知容器４９が満杯になるまでの時間：Δｔ３、および油圧駆動装置Ｂの油圧Ｐを対比させて示した図である。
【００５９】
油圧Ｐが０のときフラッパ６３は、ＣＷＰが貯留タンク２５に流下する状態、すなわち、図１の実線で示された位置で、支持部材８１に鉛直下向きに吊り下げた状態で支持されている。油圧Ｐが１のときフラッパ６３は、ＣＷＰが貯留タンク４１に流下する状態、すなわち、図１の２点破線に示すように、フラッパ６３が下部ダクト２３の流路を塞いで、フラッパ６３の内面８３と廃棄ダクト３９の下面７９とが、ほぼ直線状に傾斜面を形成している状態にあることを表している。このとき、同時に制御器３５により調整弁６１を作動させて、混練機９に供給する水の量を増加させた。なお、調整弁６１および油圧駆動器６５が作動するΔｔ３をあらかじめ６０秒に設定した。
【００６０】
ここで、故意に混練機９への水の供給量を減らした状態で運転を行った時間帯Ｃは、Δｔ３が６０秒以上の値を示し、不安定に推移して流動性の低いＣＷＰが製造されていることを示している。これにより油圧Ｐは１を示し、制御器３５、油圧駆動器６５が作動して、フラッパ６３が回動して下部ダクト２３の流路を塞ぎ、流動不良のＣＷＰを廃棄ダクト３９へ供給して、貯留タンク４１に排除するとともに、調整弁６１が作動し、混練機９への水の供給量が増加して、検知容器４９に流下してくるＣＷＰの流動性が改善されることが示された。
【００６１】
このＣＷＰは、例えば、加圧流動層ボイラや加圧流動層ボイラ複合発電プラントの火炉に供給される燃料として知られている。加圧流動層ボイラ複合発電プラントは、昇圧された火炉で石炭を燃焼させて、発生したスチームにより蒸気タービンを駆動し、さらに燃焼により昇圧、昇温したガスでガスタービンを駆動する。このように、発生するスチームおよび昇圧された燃焼ガスからエネルギを得ることができるので、発電の効率が向上する。この加圧流動層ボイラ複合発電プラントの加圧状態の炉内に、石炭を連続的に、大量に供給する方法としては、従来、粒径調整した石炭粒子と、石灰石粒子と水とを混合して練り込むことでＣＷＰとし、このＣＷＰをピストンポンプで加圧して、供給する方法が用いられている。このようにピストンポンプで加圧、供給される加圧流動層ボイラなどの燃料であるＣＷＰの製造において、ボイラの熱効率を向上するためＣＷＰに加える水分は、可能な限り低減することが要求される。しかしながら、ポンプで輸送可能なＣＷＰの流動性、例えば、流動性指標としてのＣＷＰ粘度を確保する上からは、あるレベル以上の水分量を保持する必要があり、また、石炭粒子の粒径分布の最適化も重要である。これらの条件に不足或いは、不安定が生じた場合、流動性が低下してポンプおよびポンプから加圧流動層ボイラの火炉までの管３１のある箇所においてＣＷＰが閉塞、固化し、管３１内の圧力をポンプの吐出限界圧力まで上昇させ、ポンプがトリップするなどの不具合が発生することがある。このような不具合を回避するために、流動性が適正な範囲にあるＣＷＰを安定的に製造できる製造装置が求められる。
【００６２】
本実施の形態の製造装置によれば、ＣＷＰがガイド１９を流下するのに要した流下時間、あるいは、一定時間に流下するＣＷＰの量によりＣＷＰの流動性状値を検知して、この製造装置において流動性の悪いＣＷＰが製造された場合に、流動性の悪いＣＷＰが貯留タンク２５に供給される前に、流路１１から除去器３７により排除するとともに、混練機９への注水量を増加、または、調整して混練機９で生成されるＣＷＰの流動性を改善することができる。これにより、ポンプ２９および管３１においてＣＷＰの閉塞、固化が減少し、安定した加圧流動層ボイラの運転することができ、加圧流動層ボイラの稼動率が向上し、低コストの電力を発生させることができる。
【００６３】
また、本実施の形態の製造装置においては、混練機９により生成されたペースト状の燃料が通流する流路１１として、ガイド１９を含み上部ダクト２１と下部ダクト２３とにより形成されたが、燃料が通流する流路１１は、１本でも、２本でも形成することができる。例えば、混練機により生成された燃料が通流する流路１１を、上部ダクト２１と下部ダクト２３で形成して、上部ダクト２１と下部ダクト２３の間に検知器３３を設けてもよい。このようにすれば、混練機９で生成される全てのＣＷＰの流動性を検知できるので、検知したＣＷＰの流動性の信頼性が向上する。また、本実施の形態の製造装置のように、検知容器４９に収納されたＣＷＰを上部ガイド２１に戻さずに、検知容器４９の下方に別のダクトを設けて、別の流路を形成してもよい。更にまた、検知器３３は、流路１１に設ける必要はなく、検知器３３から適宜ＣＷＰを抜き出して流動性を検知してもよい。要は、混練機９で生成されるペースト状の燃料の流動性を検知して、その検知した燃料の流動性により、除去器３７を作動させて、混練機９で生成された燃料が通流する流路１１から、所望の流動性を逸脱するペースト状の燃料が排除できればよい。
【００６４】
また、本実施の形態の製造装置は、原料として粗粉炭、微粉炭・水スラリ、石灰石、水が供給されたが、混練機９で混練される固体および液体は、固体および液体の少なくとも一方が可燃性であれば、ペースト状の燃料を製造することができる。例えば、ゴミ液化燃料の場合などは、固体が可燃性のゴミ、液体が燃焼を補助する油分（重油、軽油など）で構成されている。
【００６５】
【発明の効果】
本発明によれば、ペースト状の燃料の製造装置における流動性検知器の信頼性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態におけるペースト状の燃料の製造装置の構成を示す構成図である。
【図２】図１の除去器と各ダクトの接続部の詳細を示す詳細構成図である。
【図３】図１の混練機、ガイドおよび検知器の詳細を示す斜視図である。
【図４】ＣＷＰ中の水分と一定量のＣＷＰの流下時間との関係を示す図である。
【図５】本実施の形態における製造装置の運転状況を示す図である。
【図６】本実施の形態における製造装置の他の運転状況を示す図である。
【符号の説明】
７  水ライン
９  混練機
１１  流路
１９  ガイド
２１  上部ダクト
２３  下部ダクト
３３  検知器
３５  制御器
３７  除去器
３９  廃棄ダクト
４９  検知容器
５１  面圧ゲージ
５３  開閉板
５５  駆動器
６１  調整弁
６３  フラッパ
６５  油圧駆動器
【図１】
0004637379.tif 000002
【図２】
0004637379.tif 000003
【図３】
0004637379.tif 000004
【図４】
0004637379.tif 000005
【図５】
0004637379.tif 000006
【図６】
0004637379.tif 000007