(57)【要約】【課題】ダンパの誤動作を抑制することができる一次空気流量の制御システムを提供すること。【解決手段】一次空気流量の制御システムは、制御装置と、一次空気の流れ方向に交差する方向にスライドできるゲートおよび一次空気の流れを遮断する方向に回転できるダンパを制御する制御装置と、ゲートが全閉状態のときにオン状態となる第１リミットスイッチと、ゲートが全閉状態のときにオン状態となる第２リミットスイッチと、ゲートが全開状態から全閉状態に至るまでの間にオン状態となる中間リミットスイッチとを備える。制御装置は、第１リミットスイッチがオフ状態になってから所定時間を過ぎるまでに中間リミットスイッチがオン状態にならないときはダンパの開いた状態を保持し、かつ第１リミットスイッチがオフ状態になってから所定時間を過ぎるまでに中間リミットスイッチがオン状態になったときにダンパを閉じる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト内の一次空気の流れ方向に交差する方向にスライドできるゲート、および前記一次空気の流れを遮断する方向に回転できるダンパを制御する制御装置と、
前記ゲートに対向する支持部材に設けられ、前記ゲートが全閉状態のときにオン状態となる第１リミットスイッチと、
前記支持部材に設けられ、前記ゲートが全閉状態のときにオン状態となる第２リミットスイッチと、
前記第１リミットスイッチと前記第２リミットスイッチとの間の位置に設けられ、前記ゲートが全開状態から全閉状態に至るまでの間にオン状態となる中間リミットスイッチと、
を備え、
前記制御装置は、前記第１リミットスイッチがオフ状態になった時点から所定時間を過ぎるまでに前記中間リミットスイッチがオン状態にならないときは前記ダンパの開いた状態を保持し、かつ前記第１リミットスイッチがオフ状態になった時点から所定時間を過ぎるまでに前記中間リミットスイッチがオン状態になったときに前記ダンパを閉じることを特徴とする一次空気流量の制御システム。
【請求項２】
前記第１リミットスイッチから前記中間リミットスイッチまでの距離は、前記第２リミットスイッチから前記中間リミットスイッチまでの距離よりも小さいことを特徴とする請求項１に記載の一次空気流量の制御システム。
【請求項３】
前記第１リミットスイッチ、前記第２リミットスイッチ及び前記中間リミットスイッチは、前記ゲートのスライド方向に対する直交方向に、それぞれ２つずつ並べられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の一次空気流量の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一次空気流量の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
石炭火力発電所には石炭を粉砕するための装置であるミルが設けられている。ミルには一次空気を導入するためのダクトが接続されている。熱空気を導入する熱空気ダクトと冷空気を導入する冷空気ダクトとが合流しており、熱空気及び冷空気が混合されてミルに導入される。熱空気ダクト及び冷空気ダクトのそれぞれには、空気流量を制御するためのゲートが設けられている。例えば特許文献１には、ダクト内に設けられたゲートの具体的な構成が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平１−１１１９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ミルで問題が生じた場合、ミルへの熱空気及び冷空気の導入を中止するためにゲートが閉じられる。しかしながら、ゲートは閉じる速度が遅いため、熱空気ダクト及び冷空気ダクトのそれぞれには、迅速に熱空気及び冷空気の流れを遮断できるダンパが設けられている。例えば、ゲートに設けられたリミットスイッチに接続された制御装置によって、ゲートの全開状態が解除されたときにダンパに全閉指令が送られる。しかしながら、振動等によってリミットスイッチのオンオフ状態が誤って変化すると、閉じる必要のないときにダンパに全閉指令が送られる可能性がある。すなわち、ダンパの誤動作が生じる可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ダンパの誤動作を抑制することができる一次空気流量の制御システム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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る一次空気流量の制御システムは、ダクト内の一次空気の流れ方向に交差する方向にスライドできるゲート、および前記一次空気の流れを遮断する方向に回転できるダンパを制御する制御装置と、前記ゲートに対向する支持部材に設けられ、前記ゲートが全閉状態のときにオン状態となる第１リミットスイッチと、前記支持部材に設けられ、前記ゲートが全閉状態のときにオン状態となる第２リミットスイッチと、前記第１リミットスイッチと前記第２リミットスイッチとの間の位置に設けられ、前記ゲートが全開状態から全閉状態に至るまでの間にオン状態となる中間リミットスイッチと、を備え、前記制御装置は、前記第１リミットスイッチがオフ状態になった時点から所定時間を過ぎるまでに前記中間リミットスイッチがオン状態にならないときは前記ダンパの開いた状態を保持し、かつ前記第１リミットスイッチがオフ状態になった時点から所定時間を過ぎるまでに前記中間リミットスイッチがオン状態になったときに前記ダンパを閉じる。
【０００７】
これにより、一次空気流量の制御システムは、ゲートが正常にスライドしている途中でダンパを閉じることができる。さらに、ゲートに生じた振動等によって第１リミットスイッチがオフ状態になっただけでは、ダンパは閉まる動作を開始しない。したがって、一次空気流量の制御システムは、ダンパの誤動作を抑制することができる。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記第１リミットスイッチから前記中間リミットスイッチまでの距離は、前記第２リミットスイッチから前記中間リミットスイッチまでの距離よりも小さいことが好ましい。
【０００９】
これにより、第１リミットスイッチがオフ状態になってから中間リミットスイッチがオン状態になるまでの時間が短縮される。このため、ゲートが正常にスライドしている場合には、第１リミットスイッチがオフ状態になってからダンパが閉じられるまでの時間が短縮される。また、ゲートが誤動作している場合には、第１リミットスイッチがオフ状態になってから誤動作が生じている旨の警告等が発せられるまでの時間が短縮される。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記第１リミットスイッチ、前記第２リミットスイッチ及び前記中間リミットスイッチは、前記ゲートのスライド方向に対する直交方向に、それぞれ２つずつ並べられていることが好ましい。
【００１１】
これにより、２つのうち一方が故障した場合でも他方が制御装置に信号を送ることができる。このため、一次空気流量の制御システムは、制御装置の誤動作の可能性を低減することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ダンパの誤動作を抑制することができる一次空気流量の制御システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを示す模式図である。
【図２】図２は、図１におけるＡ矢視図である。
【図３】図３は、ゲートが中間リミットスイッチに接した状態における、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを示す模式図である。
【図４】図４は、ゲートが第２リミットスイッチに接した状態における、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを示す模式図である。
【図５】図５は、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを用いた制御方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１５】
（実施形態）
図１は、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを示す模式図である。図２は、図１におけるＡ矢視図である。図３は、ゲートが中間リミットスイッチに接した状態における、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを示す模式図である。図４は、ゲートが第２リミットスイッチに接した状態における、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを示す模式図である。なお、図２においてはゲート１が二点鎖線で示されている。
【００１６】
本実施形態に係る一次空気流量の制御システム１００は、例えば石炭火力発電所に適用される。石炭火力発電所においては、ミルに一次空気を導入するダクト１０が設けられる。ダクト１０は、例えば熱空気が通る熱空気ダクトである。例えば、ダクト１０の一端がエアヒータに接続されており、ダクト１０の他端がミルに接続されている。例えば、ダクト１０は、熱空気の流れ方向Ｆに対して直交する平面で切った断面が矩形の筒状部材である。図１に示すように、ダクト１０は、ゲート１と、ゲート駆動装置６と、支持部材３と、ダンパ２と、ダンパ駆動装置７と、を備える。
【００１７】
ゲート１は、ダクト１０を通る熱空気を遮断するための装置である。例えば、ゲート１は、ゲート駆動装置６で生じる動力によって、熱空気の流れを遮断する方向にスライドすることができる。ゲート駆動装置６は、例えば電動機を備えたリニアアクチュエータ等である。ゲート駆動装置６は、熱空気の流れ方向Ｆに対して直交する方向にゲート１を移動させることができる。ゲート１は、本体部１１と、突起部１２と、ガイドレール１３と、を備える。本体部１１は、熱空気の流れ方向Ｆに対して直交する板状部材である。例えば、本体部１１の一部は、ダクト１０に開けられた開口部１０ａに挿入されている。本体部１１の一端がダクト１０の外部に配置され、本体部１１の一端がダクト１０の内部に配置されている。すなわち、本体部１１は、ダクト１０の側面を貫通している。突起部１２は、例えば本体部１１の表面から突出する部材であって、本体部１１のダクト１０から遠い端部に設けられる。ガイドレール１３は、熱空気の流れ方向Ｆに対して直交する方向に本体部１１を案内する部材である。ガイドレール１３は、ダクト１０の側面を貫通しており、ダクト１０の内壁に固定されている。例えば、図２に示すように２つのガイドレール１３が本体部１１の両側に配置されている。
【００１８】
支持部材３は、ゲート１の本体部１１に対向する板状部材である。支持部材３は、例えばダクト１０の側面に固定されている。図１に示すように、支持部材３は、第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３、及び中間リミットスイッチ４２を備える。例えば、第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３及び中間リミットスイッチ４２は、図２に示すように、支持部材３のゲート１に対向する表面にそれぞれ２つずつ配置されている。
【００１９】
第１リミットスイッチ４１は、支持部材３のダクト１０から遠い側の端部に配置されている。２つの第１リミットスイッチ４１は、流れ方向Ｆ及びゲート１のスライド方向の両方に対して直交する方向に並んでいる。第２リミットスイッチ４３は、支持部材３のダクト１０に近い側の端部に配置されている。２つの第２リミットスイッチ４３は、２つの第１リミットスイッチ４１が並ぶ方向と平行に並んでいる。
【００２０】
中間リミットスイッチ４２は、第１リミットスイッチ４１と第２リミットスイッチ４３との間に配置されている。具体的には、中間リミットスイッチ４２は、第１リミットスイッチ４１と第２リミットスイッチ４３との間であって、第１リミットスイッチ４１寄りの位置に配置されている。すなわち、第１リミットスイッチ４１から中間リミットスイッチ４２までの距離は、第２リミットスイッチ４３から中間リミットスイッチ４２までの距離よりも小さい。より具体的には、中間リミットスイッチ４２は、第１リミットスイッチ４１から例えば１０ｍｍ又は２０ｍｍ程度離れた位置に配置されている。２つの中間リミットスイッチ４２は、２つの第１リミットスイッチ４１が並ぶ方向と平行に並んでいる。第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３及び中間リミットスイッチ４２がそれぞれ２つずつあることにより、一方が故障した場合でも他方が後述する制御装置４に信号を送ることができる。
【００２１】
図１に示すように、ゲート１が全開の状態であるとき、突起部１２が第１リミットスイッチ４１に接する。第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３及び中間リミットスイッチ４２は、突起部１２に接しているときオン状態となり、突起部１２に接していないときオフ状態となる。したがって、図１に示すように突起部１２が第１リミットスイッチ４１に接しているとき、第１リミットスイッチ４１がオン状態となり、第２リミットスイッチ４３及び中間リミットスイッチ４２はオフ状態となる。
【００２２】
図１の状態からゲート１がダクト１０内に向かってスライドすると、突起部１２が第１リミットスイッチ４１から離れるので第１リミットスイッチ４１がオフ状態となる。その後、図３に示すように突起部１２が中間リミットスイッチ４２に接する。突起部１２が中間リミットスイッチ４２に接するとき、中間リミットスイッチ４２がオン状態となり、第１リミットスイッチ４１及び第２リミットスイッチ４３はオフ状態となる。
【００２３】
図４に示すように、ゲート１が全閉の状態であるとき、突起部１２が第２リミットスイッチ４３に接する。突起部１２が第２リミットスイッチ４３に接するとき、第２リミットスイッチ４３がオン状態となり、第１リミットスイッチ４１及び中間リミットスイッチ４２はオフ状態となる。
【００２４】
ダンパ２は、ダクト１０内の熱空気の流れを遮断する装置であって、ダクト１０内に配置されている。例えば、ダンパ２は、ダンパ駆動装置７で生じる動力によって、熱空気の流れを遮断する方向に回転することができる。ゲート駆動装置６は、例えば電動機等である。図１に示すように、ダンパ２は、軸部２２と、遮蔽部２１と、を備える。軸部２２は、遮蔽部２１を支持する部材であって、ゲート駆動装置６に接続されている。軸部２２は、ダンパ駆動装置７からの動力により回転することができる。遮蔽部２１は、例えば板状部材であって、軸部２２に固定されている。遮蔽部２１は、軸部２２と一体となって回転できる。例えば、板状部材である遮蔽部２１のうち最も面積の大きい遮閉面２３の面積は、流れ方向Ｆに直交する平面で切ったダクト１０の断面積に略等しい。これにより、遮閉面２３が流れ方向Ｆに直交するとき、ダクト１０内の熱空気の流れが遮断される。また、ダンパ２が全開状態から全閉状態に至るまでの時間は、ゲート１が全開状態から全閉状態に至るまでの時間よりも短い。
【００２５】
一次空気流量の制御システム１００は、上述したようにゲート１、第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３、中間リミットスイッチ４２及びダンパ２を備えるダクト１０に適用される。一次空気流量の制御システム１００は、制御装置４と、警報装置５と、を備える。
【００２６】
制御装置４は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、入力インターフェースと、出力インターフェースと、を備えるコンピュータである。制御装置４は、例えば、ダンパ駆動装置７、第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３、中間リミットスイッチ４２及び警報装置５と電気的に接続されている。制御装置４は、第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３及び中間リミットスイッチ４２からの入力に応じて、ダンパ駆動装置７及び警報装置５に対して指令を出力できる。制御装置４のダンパ駆動装置７及び警報装置５に対する指令は、ＣＰＵと、ＲＯＭと、ＲＡＭと、入力インターフェースと、出力インターフェースと、を組み合わせて実現される。
【００２７】
警報装置５は、人間が知覚できる警報を発信する装置である。警報装置５は例えばスピーカーを備えており、音声の警報を発する。警報装置５は、制御装置４から出力される信号に応じて発信する警報を変えることができる。
【００２８】
図５は、本実施形態に係る一次空気流量の制御システムを用いた制御方法を示すフローチャートである。図５に示すように、制御装置４は、ゲート１が全開の状態であるときに第１リミットスイッチ４１のオン状態を検出し、ゲート１がダクト１０内に向かってスライドすると第１リミットスイッチ４１のオフ状態を検出する（ステップＳ１）。制御装置４は、例えば第１リミットスイッチ４１のオンオフ状態を常に取得している。制御装置４は、第１リミットスイッチ４１がオフ状態であることを検出するまで、オンオフ状態の取得を続ける。
【００２９】
次に、制御装置４は、第１リミットスイッチ４１がオフ状態であることを検出すると、所定時間内に中間リミットスイッチ４２がオン状態になるかどうかを判別する（ステップＳ２）。具体的には、制御装置４は、第１リミットスイッチ４１がオフ状態であることを検出した後、時間の計測を開始する。そして、制御装置４は、計測している時間が予め記憶された所定時間に達するまでの間に中間リミットスイッチ４２からオン状態の信号が入力されるかどうかを検出する。所定時間は、例えば、第１リミットスイッチ４１から中間リミットスイッチ４２までの距離をゲート１が閉まるときの移動速度で除して算出される時間である。
【００３０】
所定時間内に中間リミットスイッチ４２がオン状態にならなかった場合（ステップＳ２、Ｎｏ）、制御装置４は、警報装置５に第１の信号を発する。これにより、警報装置５は、第１リミットスイッチ４１に誤動作が生じた旨の警報を発する（ステップＳ４）。具体的な警報は、例えば「誤動作により全開位置のリミットスイッチがオフになっています。」等である。
【００３１】
一方、所定時間内に中間リミットスイッチ４２がオン状態になった場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、制御装置４は、ダンパ駆動装置７にダンパ２を閉めるための信号を発する。これにより、ダンパ２が閉まり、ダクト１０の一次空気の流れが遮断される（ステップＳ３）。このため、ゲート１よりも動作の速いダンパ２が閉まるので、ゲート１で一次空気の流れを遮断する場合に比較してより早く一次空気の流れが遮断される。
【００３２】
ステップＳ３の後、制御装置４は、警報装置５に第１の信号と異なる第２の信号を発する。これにより、警報装置５は、ミルへの給炭量を減少させる必要がある旨の警報を発する（ステップＳ５）。具体的な警報は、例えば「ミルの給炭量を減操作して下さい。」等である。このため、減操作の遅れが生じにくくなるので、一次空気の流れが遮断されたミルに対する過剰な石炭の供給が抑制される。
【００３３】
ステップＳ５の後、制御装置４は、警報装置５に第１の信号及び第２の信号と異なる第３の信号を発する。これにより、警報装置５は、発電機の出力を減少させる旨の警報を発する（ステップＳ６）。このため、全給炭量が減少し、他のミルにおける負荷の過剰な増大が抑制される。
【００３４】
なお、第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３、及び中間リミットスイッチ４２は、必ずしもそれぞれ２つずつ配置されていなくてもよく、それぞれ１つずつ配置されていてもよい。
【００３５】
なお、警報装置５が発する警報は、上述した内容に限られない。警報装置５が発する警報は、必ずしも音声でなくてもよく、表示装置に表示される文章であってもよいし、音声及び文章の両方であってもよい。
【００３６】
なお、ダクト１０は、例えば冷空気が通る冷空気ダクトであってもよい。ダクト１０が冷空気ダクトである場合、ダクト１０の一端が一次空気ファンに接続され、ダクト１０の他端がミルに接続される。
【００３７】
以上で述べたように、一次空気流量の制御システム１００は、制御装置４と、第１リミットスイッチ４１と、第２リミットスイッチ４２と、中間リミットスイッチ４２と、を備える。制御装置４は、ダクト１０内の一次空気の流れ方向Ｆに交差する方向にスライドできるゲート１、および一次空気の流れを遮断する方向に回転できるダンパ２を制御する。第１リミットスイッチ４１は、ゲート１に対向する支持部材３に設けられ、ゲート１が全閉状態のときにオン状態となる。第２リミットスイッチ４３は、支持部材３に設けられ、ゲート１が全閉状態のときにオン状態となる。中間リミットスイッチ４２は、第１リミットスイッチ４１と第２リミットスイッチ４３との間の位置に設けられ、ゲート１が全開状態から全閉状態に至るまでの間にオン状態となる。制御装置４は、第１リミットスイッチ４１がオフ状態になった時点から所定時間を過ぎるまでに中間リミットスイッチ４２がオン状態にならないときはダンパ２の開いた状態を保持し、かつ第１リミットスイッチ４１がオフ状態になった時点から所定時間を過ぎるまでに中間リミットスイッチ４２がオン状態になったときにダンパ２を閉じる。
【００３８】
これにより、一次空気流量の制御システム１００は、ゲート１が正常にスライドしている途中でダンパ２を閉じることができる。さらに、ゲート１に生じた振動等によって第１リミットスイッチ４１がオフ状態になっただけでは、ダンパ２は閉まる動作を開始しない。したがって、一次空気流量の制御システム１００は、ダンパ２の誤動作を抑制することができる。
【００３９】
また、一次空気流量の制御システム１００において、第１リミットスイッチ４１から中間リミットスイッチ４２までの距離は、第２リミットスイッチ４３から中間リミットスイッチ４２までの距離よりも小さい。
【００４０】
これにより、第１リミットスイッチ４１がオフ状態になってから中間リミットスイッチ４２がオン状態になるまでの時間が短縮される。このため、ゲート１が正常にスライドしている場合には、第１リミットスイッチ４１がオフ状態になってからダンパ２が閉じられるまでの時間が短縮される。また、ゲート１が誤動作している場合には、第１リミットスイッチ４１がオフ状態になってから誤動作が生じている旨の警告等が発せられるまでの時間が短縮される。
【００４１】
また、一次空気流量の制御システム１００において、第１リミットスイッチ４１、第２リミットスイッチ４３及び中間リミットスイッチ４２は、ゲート１のスライド方向に対する直交方向に、それぞれ２つずつ並べられている。
【００４２】
これにより、２つのうち一方が故障した場合でも他方が制御装置４に信号を送ることができる。このため、一次空気流量の制御システム１００は、制御装置４の誤動作の可能性を低減することができる。
【符号の説明】
【００４３】
１  ゲート
１１  本体部
１２  突起部
１３  ガイドレール
２  ダンパ
２１  遮蔽部
２２  軸部
２３  遮閉面
３  支持部材
４  制御装置
４１  第１リミットスイッチ
４２  中間リミットスイッチ
４３  第２リミットスイッチ
５  警報装置
６  ゲート駆動装置
７  ダンパ駆動装置
１０  ダクト
１０ａ  開口部
１００  一次空気流量の制御システム
Ｆ  流れ方向
【図１】
2017075758.tif 000003
【図２】
2017075758.tif 000004
【図３】
2017075758.tif 000005
【図４】
2017075758.tif 000006
【図５】
2017075758.tif 000007