(57)【要約】【課題】  圧力計測座の詰まりを防止するために、措置を施すための適切な時期を把握できる圧力計測座の詰まり判定システム及び燃焼炉を提供する。【解決手段】  燃焼炉は、炉内Ｘの圧力を計測する圧力計測手段２，２と、炉内Ｘに連通し、圧力計測手段２，２に炉内Ｘの圧力を伝達する圧力計測座３，３と、圧力計測座３，３の詰まり状態を判定する圧力計測座詰まり判定システム６とを備える。そして、圧力計測座の詰まり判定システム６は、圧力計測手段２，２で計測された圧力の変動に基づき、圧力計測座３，３の詰まり状態を判定する判定手段６３を備えることを特徴とする。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
被計測部の圧力を計測する圧力計測手段に被計測部の圧力を伝達すべく、被計測部と連通する圧力計測座における、詰まり状態を判定する圧力計測座の詰まり判定システムであって、
圧力計測手段で計測された圧力の変動に基づき、圧力計測座の詰まり状態を判定する判定手段を備えることを特徴とする圧力計測座の詰まり判定システム。
【請求項２】
判定手段は、圧力計測手段で計測された圧力の振れ幅が設定値より小さい場合に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する請求項１に記載の圧力計測座詰まり判定システム。
【請求項３】
判定手段は、圧力計測手段で計測された圧力の単位時間当たりの変化量が設定値より小さい場合に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する請求項１又は２に記載の圧力計測座詰まり判定システム。
【請求項４】
炉内の圧力を計測する圧力計測手段と、炉内に連通し、圧力計測手段に炉内の圧力を伝達する圧力計測座と、圧力計測座の詰まり状態を判定する圧力計測座詰まり判定システムとを備える燃焼炉であって、
圧力計測座の詰まり判定システムは、圧力計測手段で計測された圧力の変動に基づき、圧力計測座の詰まり状態を判定する判定手段を備えることを特徴とする燃焼炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被計測部の圧力を計測する圧力計測手段に炉内の圧力を伝達する圧力計測座の詰まり状態を判定する圧力計測座の詰まり判定システムに関する。また、本発明は、その圧力計測座の詰まり判定システムを備える燃焼炉に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、燃焼炉、例えば、ボイラの炉内圧力を計測するために、炉内の圧力を計測する圧力計測手段と、炉内に連通し、圧力計測手段に炉内の圧力を伝達する圧力計測座とが設けられている。そして、斯かる圧力計測座に灰や粉塵等が詰まると、運転の継続に支障をきたす場合もあるので、圧力計測座の詰まりを防止するために、種々の方法が提案されている（例えば、特許文献１及び２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−１３８５０２号公報
【特許文献２】特開２０００−３２０８２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、特許文献１及び２に係る方法であれば、適切な頻度で措置を施すことができれば、圧力計測座の詰まりを防止できる。しかしながら、圧力計測座の詰まりの状況（詰まり度合い）を把握した上で、措置を施すわけではないため、措置を施すのが遅れると、圧力計測座の詰まりを防止できない場合も考えられる。
【０００５】
よって、本発明は、斯かる事情に鑑み、圧力計測座の詰まりを防止するために、措置を施すための適切な時期を把握できる圧力計測座の詰まり判定システム及び燃焼炉を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る圧力計測座の詰まり判定システムは、被計測部の圧力を計測する圧力計測手段に被計測部の圧力を伝達すべく、被計測部と連通する圧力計測座における、詰まり状態を判定する圧力計測座の詰まり判定システムであって、圧力計測手段で計測された圧力の変動に基づき、圧力計測座の詰まり状態を判定する判定手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る圧力計測座の詰まり判定システムによれば、圧力計測手段で計測された圧力の変動に基づき、判定手段が圧力計測座の詰まり状態を判定する。これにより、判定手段は、被計測部の圧力が所定の変動となった際に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する。
【０００８】
また、本発明に係る圧力計測座の詰まり判定システムにおいては、判定手段は、圧力計測手段で計測された圧力の振れ幅が設定値より小さい場合に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定してもよい。
【０００９】
斯かる構成の圧力計測座の詰まり判定システムによれば、圧力計測座が次第に詰まる（閉塞する）、即ち、被計測部と連通する圧力計測座の有効面積が次第に小さくなるのに伴って、圧力計測手段で計測される圧力の振れ幅が小さくなるという特徴を利用し、圧力計測手段で計測された圧力の振れ幅が設定値より小さい場合に、判定手段は、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する。
【００１０】
また、本発明に係る圧力計測座の詰まり判定システムにおいては、判定手段は、圧力計測手段で計測された圧力の単位時間当たりの変化量が設定値より小さい場合に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定してもよい。
【００１１】
斯かる構成の圧力計測座の詰まり判定システムによれば、圧力計測座が次第に詰まる（閉塞する）、即ち、被計測部と連通する圧力計測座の有効面積が次第に小さくなるのに伴って、圧力計測手段で計測される圧力の単位時間当たりの変化量が小さくなるという特徴を利用し、圧力計測手段で計測された圧力の単位時間当たりの変化量が設定値より小さい場合に、判定手段は、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する。
【００１２】
また、本発明に係る燃焼炉は、炉内の圧力を計測する圧力計測手段と、炉内に連通し、圧力計測手段に炉内の圧力を伝達する圧力計測座と、圧力計測座の詰まり状態を判定する圧力計測座詰まり判定システムとを備える燃焼炉であって、圧力計測座の詰まり判定システムは、圧力計測手段で計測された圧力の変動に基づき、圧力計測座の詰まり状態を判定する判定手段を備えることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る燃焼炉によれば、判定手段が、圧力計測手段で計測された圧力の変動に基づき、圧力計測座の詰まり状態を判定する。これにより、判定手段は、炉内の圧力が所定の変動となった際に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する。
【発明の効果】
【００１４】
以上の如く、本発明に係る圧力計測座の詰まり判定システム及び燃焼炉によれば、圧力計測座の詰まりを防止するために、措置を施すための適切な時期を把握できるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る燃焼炉の要部概要図であって、圧力計測座の詰まり判定システムの全体概要図を示す。
【図２】同実施形態に係る燃焼炉の要部概要図を示す。
【図３】同実施形態に係る圧力計測座の詰まり判定システムにおける判定方法を説明する図であって、時間と圧力との相関図を示す。
【図４】同実施形態に係る燃焼炉の動作を説明する図であって、（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ要部概要図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る燃焼炉及び圧力計測座の詰まり判定システムにおける一実施形態について、図１〜図４を参酌して説明する。
【００１７】
本実施形態に係る燃焼炉は、図１及び図２に示すように、炉を形成するための炉壁１と、炉内（被計測部）Ｘの圧力を計測する一対の圧力計測手段２，２と、炉内Ｘに連通し、各圧力計測手段２に炉内Ｘの圧力を伝達する一対の圧力計測座３，３とを備える。そして、燃焼炉は、炉内Ｘの圧力を計測する圧力計測手段２，２を切り替える切替手段４と、圧力計測座３を介して、炉内Ｘと炉外（外気、大気）とを連通させる連通手段５とを備える。
【００１８】
また、燃焼炉は、各圧力計測座３の詰まりを判定する圧力計測座詰まり判定システム（以下、単に「判定システム」という）６を備える。なお、燃焼炉は、押込ファン（図示及び採番しない）を備え、押込通風方式で運転している。具体的には、燃焼炉は、炉内Ｘの圧力を大気圧以上に保ちながら運転している。
【００１９】
各圧力計測手段２は、圧力計測座３を介して、炉内Ｘの圧力を内部に導入することで、炉内Ｘの圧力を計測する圧力計である。具体的には、各圧力計測手段２は、ブルドン管圧力計やダイアフラム圧力計等の弾性圧力計である。そして、各圧力計測手段２は、計測した圧力を連続的に判定システム６に送信する。なお、各圧力計測手段２で計測した圧力は、燃料炉の燃焼（押込ファンの押込流量）の制御等にも使用されている。
【００２０】
各圧力計測座３は、炉壁１に連結される筒状の計測座本体３１と、計測座本体３１の先端部に連結され、計測座本体３１からの流路を二方向に分岐させる筒状の分岐体３２とを備える。そして、分岐体３２は、圧力計測手段２に炉内Ｘの圧力を伝達するための第１分岐部３２１と、炉内Ｘと炉外とを連通させるための第２分岐部３２２とを備える。
【００２１】
切替手段４は、各圧力計測座３の第１分岐部３２１と各圧力計測手段２とを接続する切替弁４１，４１を一対備える。そして、各切替弁４１は、判定システム６から送信された信号により、開閉状態を切り替え制御（オンオフ制御）されると共に、開状態の際に、圧力計測手段２の内部に、圧力計測座３を介して、炉内Ｘの圧力を導入させる。
【００２２】
連通手段５は、各圧力計測座３の第２分岐部３２２の先端部に接続される連通弁５１，５１を一対備える。そして、各連通弁５１は、判定システム６から送信された信号により、開閉状態を切り替え制御（オンオフ制御）されると共に、開状態の際に、圧力計測座３を介して、炉内Ｘと炉外とを連通させる。
【００２３】
判定システム６は、判定基準となる設定値を入力するための入力手段６１と、入力手段６１から送信される設定値や、各圧力計測手段２から送信される圧力のデータを受信して記憶する記憶手段６２とを備える。そして、判定システム６は、圧力計測手段２で計測された圧力の変動に基づき、圧力計測座３の詰まり状態を判定する判定手段６３と、判定手段６３の判定に基づき、切替手段４及び連通手段５を制御する制御手段６４とを備える。
【００２４】
記憶手段６２は、各圧力計測手段２から送信される圧力のデータを受信して記憶する圧力データ記憶部６２１を備える。また、記憶手段６２は、入力手段６１で入力された圧力の振れ幅における設定値（以下、「第１設定値」ともいう）を記憶する第１設定値記憶部６２２と、入力手段６１で入力された圧力の単位時間当たりの変化量における設定値（以下、「第２設定値」ともいう）を記憶する第２設定値記憶部６２３とを備える。
【００２５】
判定手段６３は、圧力の振れ幅に基づき、圧力計測座３の詰まり状態を判定する第１判定部６３１と、圧力の単位時間当たりの変化量に基づき、圧力計測座３の詰まり状態を判定する第２判定部６３２とを備える。具体的には、第１判定部６３１は、圧力の振れ幅が第１設定値より小さい場合に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する一方、第２判定部６３２は、圧力の単位時間当たりの変化量が第２設定値より小さい場合に、圧力計測座の詰まりが発生したと判定する。
【００２６】
制御手段６４は、一対の切替弁４１，４１及び一対の連通弁５１，５１に対して、個別に開閉の指示信号を送信する。そして、制御手段６４は、一対の切替弁４１，４１に対しては、異なる指示信号を送信する。具体的には、制御手段６４は、一方の切替弁４１に開の指示信号を送信する場合は、他方の切替弁４１に閉の指示信号を送信する。
【００２７】
本実施形態に係る燃焼炉及び判定システム６の構成については以上の通りであり、次に、本実施形態に係る燃焼炉及び判定システム６の動作について、説明する。
【００２８】
はじめに、判定システム６の圧力計測座３の詰まり状態を判定する方法について説明する。まず、圧力計測座３を介して炉内Ｘの圧力を、圧力計測手段２で計測していると、圧力計測座３の基端部、具体的には、計測座本体３１の基端部が灰や粉塵等で次第に詰まっていく（閉塞していく）のに伴って、炉内Ｘと連通する圧力計測座３（計測座本体３１）の有効面積が次第に小さくなっていく。
【００２９】
すると、図３に示すように、圧力計測手段２で計測される圧力の振れ幅は、例えばＰａ１からＰａ２へと変化するように、次第に小さくなるように変化する。加えて、圧力計測手段２で計測される圧力の単位時間ΔＴ当たりの変化量は、例えばΔＰ１からΔＰ２へと変化するように、次第に小さくなるように変化する。
【００３０】
そこで、例えば、第１設定値記憶部６２２で記憶されている第１設定値ＰａｓがＰａ１より小さく且つＰａ２より大きい場合について説明する。斯かる場合、第１判定部６３１は、圧力の振れ幅Ｐａ１が第１設定値Ｐａｓより大きい際に、圧力計測座３の詰まりが発生していない（正常）と判定し、その後、圧力の振れ幅Ｐａ２が第１設定値Ｐａｓより小さくなった際に、圧力計測座３の詰まりが発生した（異常）と判定する。
【００３１】
また、例えば、第２設定値記憶部６２３で記憶されている第２設定値ΔＰｓがΔＰ１より小さく且つΔＰ２より大きい場合について説明する。斯かる場合、第２判定部６３２は、圧力の単位時間ΔＴ当たりの変化量ΔＰ１が第２設定値ΔＰｓより大きい際に、圧力計測座３の詰まりが発生していない（正常）と判定し、その後、圧力の単位時間ΔＴ当たりの変化量ΔＰａ２が第２設定値ΔＰｓより小さくなった際に、圧力計測座３の詰まりが発生した（異常）と判定する。
【００３２】
次に、圧力計測座３の詰まりを防止する燃焼炉の運転方法を、図４を参酌して説明する。まず、図４（ａ）に示すように、一方の切替弁４１を開とすることで、一方の圧力計測手段２の内部に炉内Ｘの圧力を導入すると共に、一方の圧力計測手段２で正確に炉内Ｘの圧力を計測すべく、一方の連通弁５１を閉としている。そして、一方の圧力計測手段２は、計測した圧力のデータＹを判定システム６の記憶手段６２や、燃焼炉全体の制御部（例えば燃焼を制御する制御部）に向けて送信する。
【００３３】
斯かる状態においては、他方の圧力計測手段２で炉内Ｘの圧力を測定する必要がないので、他方の切替弁４１を閉とすると共に、他方の連通弁５１を開とする（又は断続的に開閉を切り替える）。ここで、他方の連通弁５１が開となると、大気圧以上の圧力である炉内Ｘと大気圧の炉外とが連通されるため、炉内の気体Ｚが他方の圧力計測座３（計測座本体３１及び第２分岐部３２２）及び他方の連通弁５１内を流通して炉外に排出されるため、他方の圧力計測座３が詰まるのを防止できる。
【００３４】
そして、運転を継続しているうちに、前述したように、判定システム６が一方の圧力計測座３の詰まりが発生した（異常）と判定すると、図４（ｂ）に示すように、他方の切替弁４１を開に切り替えると共に、他方の連通弁５１を閉に切り替える。そして、他方の圧力計測手段２は、計測した圧力のデータＹを判定システム６の記憶手段６２や、燃焼炉全体の制御部に向けて送信する。
【００３５】
さらに、一方の切替弁４１を閉に切り替え、一方の連通弁５１を閉に切り替える（又は断続的に開閉を切り替える）。このとき、一方の圧力計測手段２は、圧力のデータＹを送信するのを停止する。
【００３６】
そして、一方の連通弁５１が開となると、大気圧以上の圧力である炉内Ｘと大気圧の炉外とが連通されるため、炉内の気体Ｚが一方の圧力計測座３及び一方の連通弁５１内を流通して炉外に排出されるため、一方の圧力計測座３を詰まらせていた灰や粉塵を炉内の気体Ｚと共に炉外に排出できる。その後は、一方の連通弁５１を開にすることで、一方の圧力計測座３が詰まるのを防止できる。
【００３７】
以上より、本実施形態に係る燃焼炉及び判定システム６によれば、各圧力計測手段２で計測された圧力の変動に基づき、判定手段６３が各圧力計測座３の詰まり状態を判定する。これにより、判定手段６３は、炉内Ｘの圧力が所定の変動となった際に、各圧力計測座３の詰まりが発生したと判定する。したがって、圧力計測座３の詰まりを防止するために、措置を施すための適切な時期を把握できる。
【００３８】
また、本実施形態に係る燃焼炉及び判定システム６によれば、圧力計測座３が次第に詰まる、即ち、炉内Ｘと連通する圧力計測座３の有効面積が次第に小さくなるのに伴って、圧力計測手段２で計測される圧力の振れ幅が小さくなるという特徴を利用し、圧力計測手段２で計測された圧力の振れ幅が設定値より小さい場合に、判定手段６３は、圧力計測座３の詰まりが発生したと判定する。
【００３９】
また、本実施形態に係る燃焼炉及び判定システム６によれば、圧力計測座３が次第に詰まる、即ち、炉内Ｘと連通する圧力計測座３の有効面積が次第に小さくなるのに伴って、圧力計測手段２で計測される圧力の単位時間当たりの変化量が小さくなるという特徴を利用し、圧力計測手段２で計測された圧力の単位時間当たりの変化量が設定値より小さい場合に、判定手段６３は、圧力計測座３の詰まりが発生したと判定する。
【００４０】
また、本実施形態に係る燃焼炉によれば、切替手段４が、一対の圧力計測手段２，２のうち、炉内Ｘの圧力を計測する圧力計測手段２，２を選択して切り替える。これにより、一方の圧力計測座３に詰まりが発生しても、他方の圧力計測手段２で正確に炉内Ｘの圧力を計測でき、また、その間に一方の圧力計測座３の詰まりを解消する措置を施すこともできるため、例えば、燃焼炉全体の制御部に向けて炉内Ｘの圧力を連続的に送信でき、その結果、燃料炉の運転（各設備の制御）の継続に支障をきたすのを防止できる。
【００４１】
また、本実施形態に係る燃焼炉によれば、連通手段５が各圧力計測座３を介して炉内Ｘと炉外（外気、大気）とを連通させる。これにより、大気圧以上の圧力である炉内Ｘと大気圧の炉外とが連通すると、炉内Ｘの気体が圧力計測座３内を流通して炉外に排出されるため、圧力計測座３に灰や粉塵が溜まるのを防止でき、その結果、圧力計測座３が詰まるのを防止できる。
【００４２】
なお、本発明に係る燃焼炉及び圧力計測座の詰まり判定システムは、上記した実施の形態に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。また、下記する各種の変更例に係る構成や方法等を任意に選択して、上記した実施形態に係る構成や方法等に採用してもよいことは勿論である。
【００４３】
例えば、上記実施形態に係る圧力計測座の詰まり判定システム６においては、被計測部が燃焼炉の炉内（例えばボイラの燃焼室、煙道等）Ｘである場合を説明したが、斯かる場合に限られない。例えば、被計測部は、化学プラントにおける粉体が流通する配管内である場合でもよい。
【００４４】
また、上記実施形態に係る燃焼炉及び圧力計測座の詰まり判定システム６においては、圧力計測手段２，２と圧力計測座３，３とが一対ずつ設けられる場合を説明したが、斯かる場合に限られない。具体的には、圧力計測手段２及び圧力計測座３は、一つずつ設けられる場合でもよく、三つ以上ずつ設けられる場合でもよい。
【００４５】
また、上記実施形態に係る燃焼炉及び圧力計測座の詰まり判定システム６においては、判定手段６３が、圧力の振れ幅と、圧力の単位時間当たりの変化量との双方に基づき、圧力計測座３の詰まりが発生したと判定する場合を説明したが、斯かる場合に限られず、例えば、圧力の振れ幅だけで判定してもよく、また、圧力の単位時間当たりの変化量だけで判定してもよく、さらには、圧力の最大値及び／又は最小値だけで（或いは、圧力の最大値及び／又は最小値を加えて）判定してもよい。
【００４６】
また、上記実施形態に係る燃焼炉においては、押込ファンが設けられ、押込通風方式により、炉内Ｘの圧力を大気圧以上に保ちながら運転している場合を説明したが、斯かる場合に限られず、押込ファンだけでなく、誘引ファンもさらに設けられ、炉内Ｘの圧力を大気圧近くの負圧（大気圧未満）に保ちながら運転する、所謂、平衡通風方式で運転する場合でもよい。
【００４７】
斯かる構成によれば、連通手段５により、大気圧未満の圧力である炉内Ｘと大気圧の炉外とが連通されると、炉外の大気（外気）が圧力計測座３内を流通して炉内Ｘに導入される。これにより、圧力計測座３に灰や粉塵が溜まるのを防止できるため、圧力計測座３が詰まるのを防止できる。
【００４８】
また、上記実施形態に係る燃焼炉においては、連通手段５により、炉内Ｘと炉外とが連通されることで、圧力計測座３内の詰まりを解消する措置（圧力計測座３内の掃除）を施す場合、即ち、自動で措置を施す場合を説明したが、斯かる場合に限られない。
【００４９】
例えば、連通手段５が設けられておらず、手動で措置（圧力計測座３内の掃除）を施す場合でもよい。さらに、弁（例えば、上記実施形態に係る連通弁５１）を介して、炉内Ｘの圧力よりも高い圧力となるように加圧されたガス（空気）を供給可能な加圧ガス供給手段を、圧力計測座３に接続する場合でもよい。斯かる構成によれば、加圧されたガスを圧力計測座３内に噴射して流通させることにより，より効果的な清掃効果を得ることも可能である。
【符号の説明】
【００５０】
２…圧力計測手段、３…圧力計測座、６…（圧力計測座の詰まり）判定システム、６３…判定手段、Ｘ…被計測部（炉内）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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