JP2011007698A - 貯蔵石炭の温度分布測定方法、貯蔵石炭内部の自然発火防止方法、および貯蔵石炭の温度分布測定システム - Google Patents

Abstract

【課題】精度よく貯蔵石炭の中心の温度を測定することができる貯蔵石炭内部の温度分布を測定する方法、貯蔵石炭内部の自然発火を効率よく防止する方法、および貯蔵石炭の温度分布測定システムを提供すること
【解決手段】本発明は、温度センサーを備え、前記温度センサーで測定された温度情報を自己のタグＩＤ情報（識別情報）とともに、周波数１ＧＨｚ以下の電波に乗せて発信可能なＲＦＩＤタグを、貯蔵石炭中に複数埋設する手順と、少なくとも、前記貯蔵石炭中に埋設された各ＲＦＩＤタグの埋設箇所とタグＩＤ情報を記録したデータベースを生成する手順と、前記データベースと受信されたＲＦＩＤの電波とに基づいてタグＩＤと温度とを少なくとも特定した結果を照合する手順と、を備えていることを特徴とする貯蔵石炭の温度分布測定方法である。
【選択図】図１

Description

本発明は、貯蔵石炭の温度分布測定方法、貯蔵石炭内部の自然発火防止方法、および貯蔵石炭の温度分布測定システムに関する。

高品位炭（無煙炭・瀝青炭）は世界中で広く使用されているが、世界のエネルギー需要の増加に伴い、高品位炭の需要が逼迫し始めている。そのため、高品位炭に比べ含水率が高く、発熱量の低い亜瀝青炭の利用が増加し始めている。
しかし、亜瀝青炭は乾燥すると自然発熱しやすく、自然発火する危険性が高いため、自然発火防止対策を行う必要がある。これに対して自然発熱防止剤なども開発されてはいるが、コストがかかるというのが現状である。このため、屋外で貯蔵している貯蔵石炭の最も安価な自然発火防止方法として貯蔵石炭の温度を監視し、自然発熱部位の切り崩しや放水などを行うことが知られている。

具体的には、貯蔵石炭の温度測定方法として、貯蔵石炭中に熱電対を挿し込み直接温度を測定する方法が知られている（特許文献１参照）。
また、貯蔵石炭へ電波を発信し、水分分布により変化する電波を捉えることにより貯蔵石炭の高温になった部分を検知する方法も知られている（特許文献２参照）。
さらに、赤外線により貯蔵石炭に直接触れずに温度を監視する技術が知られている（特許文献３参照）。

特開２００９−６８９５４号公報 特開平８−６７３１５号公報 特開平８−２８５６９３号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、自然発熱部位を探索するには、一点ずつ熱電対を挿し込まなければならず、作業が煩雑となり労力がかかる。
また、貯蔵石炭に熱電対を挿入して温度を測定するので、通常、測定範囲が貯蔵石炭表層から数ｍ（例えば２ｍ）程度に制限されるという問題が挙げられる。

また、特許文献２に記載の技術では、石炭の種類により含水率が大きく変化するため、水分量により自然発熱部位を捉える手法では、自然発熱部位の正確な温度を測定することはできない。さらに、貯蔵石炭内部から発熱が進行する場合、電波の透過性から貯蔵石炭が巨大になるほど中心部の状態を精度良く観測することが難しくなるという問題が挙げられる。

さらに、特許文献３に記載の技術では、貯蔵石炭の表層全体を監視することは可能であるが、熱電対と同様、貯蔵石炭内部の温度を測定することが困難であるという問題が挙げられる。

上記方法では、貯蔵石炭内部の温度分布が正確に確認できないため、以下のような問題が生じる。
貯蔵石炭内部が自然発熱した場合、発熱していると思われる部位を十分に特定できないため、発熱しているかどうか随時様子を確認しながら切り崩さなければならないため効率が悪くなる。
自然発熱部位が特定できないので、貯蔵石炭全体を切り崩し若しくは撹拌したり、貯蔵石炭全面に放水したりすることになり無駄が多くなる。
また、放水する場合は、貯蔵石炭内部の自然発熱部位が冷却されたことを確認することが困難であるため、過剰に放水しなければならない。

総じて、貯蔵石炭の自然発熱は内部から進むため、効率良く自然発火防止対策を行うには、貯蔵石炭表層だけでなく、貯蔵石炭内部の自然発熱部位を迅速かつ正確に特定する技術が切望されている。

本発明の目的は、精度よく貯蔵石炭の中心の温度を測定することができる貯蔵石炭内部の温度分布を測定する方法、貯蔵石炭内部の自然発火を効率よく防止する方法、および貯蔵石炭の温度分布測定システムを提供することである。

本発明に係る貯蔵石炭の温度分布測定方法は、温度センサーを備え、前記温度センサーで測定された温度情報を自己のタグＩＤ情報（識別情報）とともに、周波数１ＧＨｚ以下の電波に乗せて発信可能なＲＦＩＤタグを、貯蔵石炭中に複数埋設する手順と、少なくとも、前記貯蔵石炭中に埋設された各ＲＦＩＤタグのタグＩＤ情報と埋設箇所とを記録したデータベースを生成する手順と、受信されたＲＦＩＤタグの電波に含まれるタグＩＤ情報および温度情報から、各タグＩＤにおける温度を特定し、結果を前記データベースと照合する手順と、を実施することを特徴とする。

この発明では、予め把握しているＲＦＩＤタグの埋設箇所、あるいは貯蔵石炭中に埋設したＲＦＩＤタグから発信される電波を受信して特定した埋設箇所と、その電波を発信したＲＦＩＤタグのＩＤがリンクしてデータベースに記録されているため、ＲＦＩＤタグからの電波から温度情報を特定すれば、貯蔵石炭中のどの場所が何度であるかが判る。ＲＦＩＤタグを十分な数、貯蔵石炭中に埋設しておけば、貯蔵石炭内部の温度分布を精度良く測定することができる。例えば、石炭表層から２ｍ程度しか測定できなかった従来に比べて、貯蔵石炭内部に任意にＲＦＩＤタグを埋設して温度を測定するので、貯蔵石炭内部、特に中心部の温度まで監視することができる。
また、この発明は、ＲＦＩＤタグを直接埋め込んだ際、電波が透過する距離は、ＲＦＩＤタグ埋設箇所と受信機との最短距離となるため、外部から電波を発信する方式よりも巨大な貯蔵石炭に適用することができる。

さらに、この発明では、例えば、電波強度の変化から温度変化（水分変化）を検知する方式とは異なり、ＲＦＩＤタグから温度情報を直接発信するため、電波強度が変化しても、温度の測定に問題は生じない。したがって、電波強度が影響を受けやすい巨大な貯蔵石炭に適用する場合に有利であり、貯蔵石炭が大きくなればなるほど有利となる温度分布測定方法である。
また、ＲＦＩＤタグの電波の発信周波数を１ＧＨｚ以下としたのは、１ＧＨｚを越える周波数帯では、石炭層の影響を強く受けるため、外部で電波を受信し難くなる場合もあるからである。

本発明では、受信された電波の強度から各ＲＦＩＤタグの埋設箇所を特定し、前記受信された電波から各ＲＦＩＤタグのタグＩＤ情報と温度情報とを記録して前記データベースを生成することが好ましい。

この発明では、受信したＲＦＩＤタグの電波強度からＲＦＩＤタグの埋設箇所を特定するため、ＲＦＩＤタグを適当な箇所に埋設するだけで貯蔵石炭内部の温度分布を正確に測定することができる。例えば、ＲＦＩＤタグを埋設した後にＲＦＩＤタグの埋設箇所を特定するので、ＲＦＩＤタグを所定箇所に正確に埋設しなければならないといったような制約がない。このため、ＲＦＩＤタグを適宜埋設する簡易な作業によって貯蔵石炭内部の温度分布を正確に測定することができる。

本発明では、前記データベースを生成する手順は、貯蔵石炭中に埋設された各ＲＦＩＤタグの埋設箇所を予め把握しておき、その埋設箇所の情報と、対応する各ＲＦＩＤタグのタグＩＤ情報とを関連づけて記録することが考えられる。
この発明では、ＲＦＩＤタグの埋設箇所を確認・記録しながら石炭が貯蔵される場合、容易に実施することができる。特に貯蔵後にＲＦＩＤタグがあまり動かない場合または正確に貯蔵石炭中の温度分布を測定したい場合には、より好適に実施することができる。

本発明では、予め石炭貯蔵作業前の石炭にＲＦＩＤタグを混ぜ込んでおき、荷役による石炭の貯蔵作業終了後、各ＲＦＩＤタグの受信電波強度から埋設箇所を特定して、データベースを作成することが考えられる。

この発明では、荷役中にＲＦＩＤタグを混ぜ込むので、石炭貯蔵場で石炭を貯蔵する際に、随時ＲＦＩＤタグを埋設する必要がない。このため、石炭貯蔵作業が簡素化でき、石炭貯蔵作業の効率化を図ることができる。
さらに、荷役中にＲＦＩＤタグを混ぜ込むので、石炭が荷役された後、石炭貯蔵されるまでの間も温度分布を測定することができる。例えば、石炭船のバルクコンテナに石炭を荷役して輸送する場合、輸送中も温度分布を測定することができ、船内で自然発火するのを防止できる。

本発明の貯蔵石炭内部の自然発火防止方法では、上述の貯蔵石炭の温度分布測定方法により、貯蔵石炭内部の温度分布を測定し、一定以上の温度を示す部位を確認したら、少なくともその部位を含む周辺部に、注水、切り崩し、撹拌の少なくともいずれかの操作を行うことを特徴とする。

この発明では、貯蔵石炭内部の自然発熱部位を確認し、その箇所に注水したり、切り崩したり、撹拌したりするので、自然発火する前に自然発熱部位を冷却することができる。このため、自然発火を未然に防ぐことができる。さらに、自然発熱部位を選択的に冷却するので、自然発火を効率よく防止することができる。

本発明に係る貯蔵石炭の温度分布測定システムは、温度センサーと、前記温度センサーで測定された温度情報を自己のタグＩＤ情報とともに、周波数１ＧＨｚ以下の電波に乗せて発信可能であり、貯蔵石炭中に埋設されるＲＦＩＤタグと、貯蔵石炭中に埋設されたＲＦＩＤタグから発信された電波を受信する受信機と、少なくとも、埋設されたＲＦＩＤタグの埋設箇所とタグＩＤ情報とを記録してデータベースを生成するデータベース生成手段と、受信されたＲＦＩＤタグの電波に含まれるタグＩＤ情報および温度情報から各タグＩＤにおける温度を特定し、結果を前記データベースと照合する照合手段と、を備えていることを特徴とする。

この発明では、ＲＦＩＤタグから発信される電波強度から貯蔵石炭中のＲＦＩＤタグの埋設箇所を特定することができるので、貯蔵石炭内部の所定箇所にＲＦＩＤタグを埋設する必要がなく、容易な作業でＲＦＩＤタグを埋設することができる。
また、埋設箇所と温度情報とを記録してデータベースを生成するので、貯蔵石炭内部の温度分布を測定することができ、さらに、データベースからデータを抽出することにより、経時的な温度変化までも測定することができる。

本発明では、前記データベースに記録する前記ＲＦＩＤタグの埋設箇所を、受信された電波の強度に基づいて特定する埋設箇所特定手段を備えていることが好ましい。
この発明では、受信したＲＦＩＤタグの電波強度からＲＦＩＤタグの埋設箇所を特定する埋設箇所特定手段を有するため、ＲＦＩＤタグを適当な箇所に埋設するだけで貯蔵石炭内部の温度分布を正確に測定することができる。

本発明の第１実施形態における石炭パイルの温度分布測定システムの構成概略図。 本発明の第１実施形態における石炭パイルの温度分布測定システムに用いるＲＦＩＤタグの斜視図。 本発明の第１実施形態における石炭パイルの温度分布測定システムに用いるデータベースのデータ構成を説明するための概略図。 本発明の第１実施形態における石炭パイルの温度分布測定システムに用いる計算処理手段が生成するデータベースの生成の機能ブロック図。 （Ａ）本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグを石炭パイルに埋設する方法を説明するための側面図。（Ｂ）本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグを石炭パイルに埋設する方法を説明するための平面図。 本発明の第２実施形態におけるＲＦＩＤタグを石炭に埋設する方法を説明するための概略図。 本発明の実施例を説明するための概略図。 本発明の実施例の結果を示す距離−受信電波強度図。 本発明の比較例を説明するための概略図。 本発明の比較例の結果を示す距離−受信電波強度図。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態について説明する。
本発明の第１実施形態を図１から図５に基づいて説明する。
［温度分布測定システムの構成概略］
図１に基づいて温度分布測定システムの構成概略を説明する。
図１は、第１実施形態における石炭パイルの温度分布測定システムの構成概略図である。
図１に示すように、第１実施形態に係る温度分布測定システムは、各種情報を乗せた１ＧＨｚ以下の電波を発信する石炭パイル１に埋設されたＲＦＩＤタグ２と、このＲＦＩＤタグ２が発信した１ＧＨｚ以下の電波を受信する受信アンテナ３１を有する受信機としての受信装置３と、この受信装置３が受信した電波に乗せられた各種情報を計算処理しデータベースを生成する計算処理手段４とを備えて構成されている。

この構成において、石炭パイル１としては、石炭を貯蔵するために石炭貯蔵場Ｓ等に野積みされるものが上げられる。他にも石炭積み出し用タンカーのバルクコンテナや、発電所等の大容量貯蔵のドーム方式石炭貯蔵システムおよび貯蔵サイロなどに積載もしくは収容される石炭の集合体に適用することができる。

ＲＦＩＤタグ２が石炭パイル１に埋設されている位置の特定としては、受信装置３が受信した電波２１強度から特定する。これは、ＲＦＩＤタグ２が電波２１を発信した際、石炭により電波２１が減衰されるため、石炭パイル１を透過する距離と電波２１強度とが相関するためである。このとき、ＲＦＩＤタグ２の埋設された深さおよび受信アンテナ３１までの距離と受信電波強度との関係を計測し、検量線データベースとして予め用意しておく。受信アンテナ３１の数を増やすことにより、ＲＦＩＤタグ２の埋設箇所の特定精度はより高くなる。
なお、石炭パイル１がある程度の高さになった時点で石炭積みを中断し、ＲＦＩＤタグ２を、例えば図５（Ｂ）のように埋設し、埋設場所を確認し、データベースへタグＩＤと共に記録した後に、石炭積みを再開するという工程を繰り返すと、石炭積み完了後にはＲＦＩＤタグ２の埋設箇所が特定され、前述の検量線データベースの作成は不要である。

また、受信装置３は複数設置されることが好ましい。これは、複数箇所においてＲＦＩＤタグ２の電波２１強度を認識することでＲＦＩＤタグ２の埋設箇所をより正確に特定できるからである。また、計算処理手段４としては、例えば、パーソナルコンピューター等が例示できる。

［ＲＦＩＤタグの概要］
図２に基づいてＲＦＩＤタグの概要を説明する。
図２は、第１実施形態における石炭パイルの温度分布を測定する方法に用いるＲＦＩＤタグの斜視図である。
図２に示すように、ＲＦＩＤタグ２は、正方形板状であり、温度センサー２０を有しており、タグＩＤ情報２２および温度情報２３を有する電波を発信する。
ＲＦＩＤタグ２の形状は、正方形若しくは球形であることが好ましく、その一辺若しくは直径が１０ｃｍ以上であることが好ましい。これはＲＦＩＤタグ２をグリズリーなどの篩により石炭と分離して回収できるようにするためである。
ＲＦＩＤタグ２の電波２１の発信周波数は、１ＧＨｚ以下である。これは１ＧＨｚを越える周波数帯では石炭パイル１の影響を強く受け、外部で電波２１を受信し難くなるおそれがあるためである。
よって、炭素材料及び水分による影響（減衰）の少ない１ＧＨｚ以下の低周波数帯を採用している。

また、ＲＦＩＤタグ２は、常時測定する手間およびＲＦＩＤタグ２の電力消費の抑制の観点から、ＲＦＩＤタグ２が所定温度に達したら電波２１を定期的に発信するように設定することが好ましい。
このとき、石炭パイル１内部が所定温度に達したら、自然発火防止として自然発熱部位の切り崩しや放水などの対策を講じるため、閾値をＲＦＩＤタグ２に記録しておく。
さらに、ＲＦＩＤタグ２としては、ＲＦＩＤタグ２自体に電池等の電源を持つアクティブ型が例示できる。

［データベースの概要と温度分布測定方法の概要］
第１実施形態における温度分布測定システムでは、石炭パイル１内部の温度情報２３は、石炭パイル１に埋設されたＲＦＩＤタグ２から発信される固体識別可能なタグＩＤ情報２２と温度情報２３とを有する電波２１を、石炭パイル１外部に設置された受信アンテナ３１を有する受信装置３が受信することで得られる。そして、電波２１から特定される温度とタグＩＤ情報２２をデータベースＤＢと照合すれば良い。
図３および図４に基づいて、データベースの概要について説明する。
図３は、本発明の第１実施形態における石炭パイルの温度分布測定システムに用いるデータベースのデータ構成を説明するための概略図である。
図４は、本発明の第１実施形態における石炭パイルの温度分布測定システムに用いる計算処理手段が生成するデータベースの生成の機能ブロック図である。

図４に示すようなデータベースＤＢは、以下の過程を経て生成される。
まず、計算処理手段４には、タグＩＤ情報２２および温度情報２３が受信装置３から入力される。そして、計算処理手段４では、入力されたタグＩＤ情報２２と、後述するＲＦＩＤタグ２の埋設箇所が特定された埋設箇所データとを照合することにより当該タグＩＤ情報２２を発信したＲＦＩＤタグ２の埋設箇所を認識する（埋設箇所認識手段４１）。これらの過程を全てのＲＦＩＤタグ２について行い、最低限、タグＩＤ情報２２と埋設箇所データをリンクさせて、集積してデータベースＤＢを生成する。図４の場合は、温度情報２３から、石炭パイル１内部の当該埋設箇所の温度を認識する温度認識手段４２で特定した前記埋設箇所の温度も、タグＩＤ情報２２と埋設箇所データにリンクさせて、データベース化している。
これら一連の手順により、最初のデータベースＤＢが完成するとともに、最初の石炭パイルの温度分布測定を行ったことになる。２回目以降の温度分布測定方法もこの一連の手順を繰り返せばよい。その場合、各ＲＦＩＤタグ２が発信する電波の受信強度から、各ＲＦＩＤタグ２の埋設情報を特定し、温度情報と共にデータベースＤＢを更新しても良く、ＲＦＩＤタグ２が殆ど動かない場合は、データベースＤＢの温度情報のみを更新すればよい。データベースＤＢの更新が終わると、２回目以降の石炭パイルの温度分布を把握することができる。

ＲＦＩＤタグ２の埋設箇所が特定された埋設箇所データは、（ｉ）前述の検量線データベース（段落２６参照）を用いて各ＲＦＩＤタグ２の埋設位置を特定して作成される。又、（ｉｉ）段落２６，３０に記載の埋設方法を行うと、石炭積み完了時には全ＲＦＩＤタグ２の埋設位置が特定され、埋設箇所データができている。本発明において前記（ｉ）（ｉｉ）の方法を併用して前記埋設箇所データを作成しても良い。石炭貯蔵容積が巨大な場合、例えば野積みの石炭パイル１において頂上部に前記（ｉｉ）の方法を行うのは作業危険性があり、特殊な装置(例えば１０ｍ以上のはしご車等）が必要になる等不都合なことも多く、前記（ｉ）の方法が好ましいが、石炭パイル１の積み始めであれば前記（ｉｉ）の方法でも問題ない。

［ＲＦＩＤタグ設置方法］
図５に基づいて、ＲＦＩＤタグの設置方法について説明する。
図５（Ａ）は、本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグを石炭パイルに埋設する方法を説明するための側面図である。図５（Ｂ）は、本発明の第１実施形態におけるＲＦＩＤタグを石炭パイルに埋設する方法を説明するための平面図である。
図５（Ａ），（Ｂ）に示すように、石炭貯蔵場ＳでＲＦＩＤタグ２を石炭パイル１（例えば、サイズが長さ２００ｍ×幅７０ｍ×高さ１５ｍ）の内部に埋設する場合、石炭貯蔵場Ｓに石炭を敷き詰めて３ｍほど積層した後に、ＲＦＩＤタグ２をｎ箇所（第１実施形態においては、例えば、ＲＦＩＤタグ２を縦横１０ｍ間隔）設置する。その後、更に３ｍほど積層し、同様にＲＦＩＤタグ２を設置する。この作業を繰り返してＲＦＩＤタグ２を石炭パイル１内部に埋設する。
尚、図５（Ｂ）の点線で示すように、石炭パイル１に、少なくとも一方が開口しており、温度を測定したい部位まで届くパイプＰ(例えば鋼管、樹脂管、ＦＲＰ管等）、もしくは石炭パイル１を貫通するパイプＰを前記開口部が石炭パイル１の外に出ているように差し込み、其の中にＲＦＩＤタグ２を入れておいても良い。ＲＦＩＤタグ２から発信される電波２１が石炭等に邪魔されずに石炭パイル１外に届くため。石炭パイル１のより中心部の温度であっても確実に把握できる。図５（Ｂ）では１本しかパイプＰを石炭パイル１に挿入していないが、２本以上〜全てのＲＦＩＤタグ２の数だけパイプＰを挿入しても問題ない。

［自然発熱部位の特定］
上記方法によりＲＦＩＤタグ２を埋設し、タグＩＤ情報２２と当該ＲＦＩＤタグ２の埋設箇所を記録する。その後、ＲＦＩＤタグ２から発信される電波２１よりタグＩＤ情報２２と温度情報２３とが認識できれば、当該タグＩＤ情報２２を持つＲＦＩＤタグ２の埋設場所の温度を測定することができ、これにより自然発熱部位が生じた部位や、自然発熱する危険性が高い温度まで昇温した部位を正確に特定することができるようになっている。

［自然発火防止対策］
自然発火を防止する対策としては、水の使用量を低減し、効率良く自然発熱部位を冷却するため、特定された自然発熱部位に直接注水する。そして、当該自然発熱部位に埋設されたＲＦＩＤタグ２により測定される温度が所定温度まで低下したことを確認し、注水を停止する。

また、注水する以外にも自然発熱部位を切り崩す若しくは撹拌してもよい。この場合でも、自然発熱部位を正確に特定し、当該部位の温度変化を確認できるため、従来の石炭パイル１全体を切り崩したり、撹拌したりする方法より効率が飛躍的に向上する。

〔第１実施形態の作用効果〕

（１）第１実施形態では、ＲＦＩＤタグ２のタグＩＤ情報２２から埋設場所を特定し、さらに特定された複数のＲＦＩＤタグ２から発信されるタグＩＤ情報２２と温度情報２３とから石炭パイル１内部の温度分布を測定することができる。
これにより、石炭パイル１表層から２ｍ程度しか測定できなかった従来の熱電対を用いた測定方法に比べて、石炭パイル１内部に任意にＲＦＩＤタグ２を埋設して温度を測定するので、石炭パイル１内部、特に中心部の温度まで正確に測定することができる。

（２）第１実施形態では、ＲＦＩＤタグ２を石炭パイル１に直接埋め込むため、電波２１が透過する距離は、ＲＦＩＤタグ２の埋設箇所と受信装置３との最短距離となるため、外部から電波を発信する方式よりも大きな石炭パイル１（例えば、石炭重量で１万ｔ以上）に適用することができる。

（３）第１実施形態では、例えば、電波２１強度の変化から温度変化（水分変化）を検知する方式とは異なり、埋設時にＲＦＩＤタグ２の埋設箇所を特定し、その後、ＲＦＩＤタグ２から温度情報２３を直接発信するため、電波強度が変化しても温度の測定に問題は生じない。
したがって、電波強度が影響を受けやすい巨大な石炭パイル１に適用する場合に有利であり、石炭パイル１が大きくなればなるほど有利な温度測定方法である。

（４）ＲＦＩＤタグ２の電波の発信周波数は、１ＧＨｚ以下であるので、石炭パイル１の影響をあまり受けない。このため、ＲＦＩＤタグ２からの電波２１を受信装置３で受信し難くなるようなおそれをなくすことができる。

（５）第１実施形態では、受信したＲＦＩＤタグ２の電波２１強度からＲＦＩＤタグ２の位置を特定するため、ＲＦＩＤタグ２を適当な箇所に埋設するだけで石炭パイル１内部の温度分布を正確に測定することができる。例えば、ＲＦＩＤタグ２を埋設した後にＲＦＩＤタグ２の位置を特定するので、ＲＦＩＤタグ２を所定箇所に正確に埋設しなければならないといったような制約がない。このため、ＲＦＩＤタグ２を適宜埋設する簡易な作業によって石炭パイル１内部の温度分布を正確に測定することができる。

（６）第１実施形態では、石炭パイル１の自然発熱部位を正確に特定し、その箇所に注水したり、切り崩したり、撹拌したりするので、自然発火する前に自然発熱部位を的確に冷却することができる。このため、自然発火を未然に防ぐことができる。さらに、自然発熱部位を選択的に冷却するので、自然発火を効率よく防止することができる。注水して冷却する際には、冷却水の使用量を低減することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態を説明する。
本発明の第２実施形態を図６に基づいて説明する。
図６は、第２実施形態におけるＲＦＩＤタグを石炭に埋設する方法を説明するための概略図である。
第２実施形態は、第１実施形態とは、ＲＦＩＤタグ２を石炭１０に埋設する方法が異なるものであり、その他の構成は第１実施形態と同様である。

［ＲＦＩＤタグ設置方法］
図６に基づいて、第２実施形態のＲＦＩＤタグ設置方法を説明する。
図６は、第２実施形態におけるＲＦＩＤタグを石炭１０に埋設する方法を説明するための概略図である。
図６のように、コンテナ５に石炭１０を荷役する場合、１つのコンテナ５に荷役するまでの時間をｎ等分して、荷役時間が１/ｎ経つごとにＲＦＩＤタグ２を投入する。
投入方法としては、石炭１０を荷役するベルトコンベア６に石炭１０と同様にＲＦＩＤタグ２を載置して投入してもよい。

また、第２実施形態では、通常、コンテナ５を輸送する短時間で石炭１０の自然発熱により自然発火するおそれは少ないが、コンテナ５に荷役した後、ＲＦＩＤタグ２の埋設箇所を特定し、輸送中においてもコンテナ５内部の温度分布を測定する構成としてもよい。

〔第２実施形態の作用効果〕
第２実施形態では、第１実施形態の効果（１）〜（６）と同様な作用効果を奏することができ、さらに次のような作用効果を奏することができる。
（７）第２実施形態では、荷役中にＲＦＩＤタグ２を混ぜ込むので、石炭貯蔵場Ｓで石炭１０を積層して石炭貯蔵する際に、随時ＲＦＩＤタグ２を埋設する必要がない。このため、石炭貯蔵作業が簡素化でき、石炭貯蔵作業の効率化を図ることができる。
（８）荷役中にＲＦＩＤタグ２を混ぜ込むので、石炭１０が荷役された後、石炭貯蔵されるまでの間も温度分布を測定することができる。例えば、石炭船のバルクコンテナに石炭１０を荷役して輸送する場合、輸送中も温度分布を測定することができ、船内で自然発火することを防止できる。

〔実施形態の変形例〕
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、第１実施形態および第２実施形態では、正方形板状のＲＦＩＤタグ２を用いたが、これに限らず、球状のＲＦＩＤタグ２としてもよい。
第１実施形態では、石炭貯蔵場Ｓに積載した石炭パイル１としたがこれに限らず、石炭積み出し用タンカーのバルクコンテナまたは発電所等の貯蔵サイロなどに積載もしくは収容される石炭の集合体としてもよく、石炭が集合することで自然発熱するおそれのある場合であれば、いずれにも適用してもよい。
ＲＦＩＤタグ２は、アクティブ型としたが、これに限らず、受信装置３を送受信装置とし、この送受信装置から供給される電波をエネルギーとして用いるパッシブ型としてもよい。また、ＲＦＩＤタグ２の形状を正方形板状としたが、これに限らず、球状のものであってもよい。

〔実施例１〕
図７は、本発明の実施例を説明するための概略図である。
図７に示すように、小型の石炭パイル１（幅８０ｃｍ、高さ３０ｃｍ）を積層し、ＲＦＩＤタグ２（発信周波数：４２６ＭＨ帯）を石炭パイル１内に埋設した。ＲＦＩＤタグ２の埋設箇所を図４に示すデータベースにタグＩＤと共に記録した。受信アンテナ３１とＲＦＩＤタグ２は一直線上に並ぶように設置した。ＲＦＩＤタグ２の電波２１を受信アンテナ３１で受信し、計算処理手段４でタグＩＤ情報２２、電波２１強度及び温度情報２３を読み取り、前記データベースに記録した。
これにより、小型の石炭パイル１中の温度分布を測定できた。

〔実施例２〕
実施例１と同じ装置で、ＲＦＩＤタグ２の電波２１を受信アンテナ３１で受信し、計算処理手段４でタグＩＤ情報２２、電波２１強度及び温度情報２３を読み取った。電波２１強度と、後述する図８に示す検量データベース（実施例におけるＲＦＩＤタグ−受信アンテナ間の距離と受信電波強度の関係）から埋設場所を特定し、前記データベースにタグＩＤ情報２２、タグの埋設箇所、及び温度情報２３を記録した。これにより、小型の石炭パイル１中の温度分布を測定できた。実施例２の温度分布測定結果（全ＲＦＩＤタグのタグＩＤ、温度、埋設箇所）を実施例１の温度分布測定結果と比較したところ、一致した（実用上問題無い程度の誤差ですんだ）。

図８は、実施例におけるＲＦＩＤタグ−受信アンテナ間の距離と受信電波強度の関係を示したものである。
図８に示すように、ＲＦＩＤタグ２と受信アンテナ３１の距離が遠くなるほど、受信する電波２１強度が小さくなり、受信電波強度とＲＦＩＤタグ−受信アンテナ間の距離とに一定の相関関係が確認できた。これをバックデータとし、受信した電波２１強度と照合することで、ＲＦＩＤタグ２の埋設箇所を特定できた。特定結果は、タグに記録していた埋設箇所とほぼ一致した。ＲＦＩＤタグ２が発信する電波２１の出力を大きくすることにより、受信可能距離を拡大することができると考えられる。

〔比較例１〕
図９は、本発明の比較例を説明するための概略図である。
図９に示す小型の石炭パイル１（幅８０ｃｍ、高さ３０ｃｍ）を積層し、ＲＦＩＤタグ２（周波数帯：２．４５ＧＨｚ帯）を石炭パイル１内部に埋設した。受信アンテナ３１とＲＦＩＤタグ２とは一直線上に並ぶように設置した。ＲＦＩＤタグ２の電波２１を受信アンテナ３１で受信し、計算処理手段４にタグＩＤ情報２２、温度情報２３および受信した電波２１強度を記録した。また、熱電対Ｔを用いてＲＦＩＤタグ２の埋設箇所の温度を同時に測定した。

ＲＦＩＤタグ２の温度情報２３と熱電対Ｔの温度測定を比較した結果を表１に示す。ＲＦＩＤタグ２と熱電対Ｔの温度差は最大２．１℃であり、石炭貯蔵管理上問題のない範囲の誤差であり、電波２１が受信できる範囲内であれば、ＲＦＩＤタグ２により石炭パイル１の温度を測定できた。図１０は、比較例におけるＲＦＩＤタグ−受信アンテナ間の距離と受信電波強度の関係を示したものである。
図１０に示すように、ＲＦＩＤタグ２と受信アンテナ３１の距離が離れると受信した電波２１強度は弱くなる傾向にあるが、埋設箇所を特定できるほど、明確な相関関係は確認できなかった。これは、周波数帯が２．４５ＧＨｚ帯と高いため、石炭１０などの炭素材料層の影響を強く受けたためと考えられる。

〔まとめ〕
ＲＦＩＤタグ２を石炭パイル１に埋設して温度分布を測定できることが確認できた。
また、電波２１の周波数は１ＧＨｚ以下で適用でき、４２６ＭＨ帯ではＲＦＩＤタグ２の埋設箇所が良好に特定できることが確認できた。

本発明は、石炭や廃棄物（ＲＰＦ、ＲＤＦおよびバイオマス）などを屋外で貯蔵する石炭・廃棄物火力発電事業あるいはコークス製造事業分野において利用できる。

１…石炭パイル（貯蔵石炭）
２…ＲＦＩＤタグ
２０…温度センサー
２１…電波
２２…タグＩＤ情報
２３…温度情報
３…受信装置（受信機）
３１…受信アンテナ
ＤＢ…データベース

Claims (7)

1. 温度センサーを備え、
   前記温度センサーで測定された温度情報を自己のタグＩＤ情報（識別情報）とともに、周波数１ＧＨｚ以下の電波に乗せて発信可能なＲＦＩＤタグを、貯蔵石炭中に複数埋設する手順と、
   少なくとも、前記貯蔵石炭中に埋設された各ＲＦＩＤタグのタグＩＤ情報と埋設箇所とを記録したデータベースを生成する手順と、
   受信されたＲＦＩＤタグの電波に含まれるタグＩＤ情報および温度情報から、各タグＩＤにおける温度を特定し、結果を前記データベースと照合する手順と、
   を実施することを特徴とする貯蔵石炭の温度分布測定方法。
2. 請求項１に記載の貯蔵石炭の温度分布測定方法において、
   受信された電波の強度から各ＲＦＩＤタグの埋設箇所を特定し、前記受信された電波から各ＲＦＩＤタグのタグＩＤ情報と温度情報とを記録して前記データベースを生成することを特徴とする貯蔵石炭の温度分布測定方法。
3. 請求項１に記載の貯蔵石炭の温度分布測定方法において、
   前記データベースを生成する手順は、貯蔵石炭中に埋設された各ＲＦＩＤタグの埋設箇所を予め把握しておき、その埋設箇所の情報と、対応する各ＲＦＩＤタグのタグＩＤ情報とを関連づけて記録することを特徴とする貯蔵石炭の温度分布測定方法。
4. 請求項１または請求項２に記載の貯蔵石炭の温度分布測定方法において、
   予め石炭貯蔵作業前の石炭にＲＦＩＤタグを混ぜ込んでおき、荷役による石炭の貯蔵作業終了後、各ＲＦＩＤタグの受信電波強度から埋設箇所を特定して、データベースを作成することを特徴とする貯蔵石炭の温度分布測定方法。
5. 請求項１から請求項４のいずれかに記載の貯蔵石炭の温度分布測定方法により、
   上述の貯蔵石炭の温度分布測定方法により、貯蔵石炭内部の温度分布を測定し、一定以上の温度を示す部位を確認したら、少なくともその部位を含む周辺部に、注水、切り崩し、撹拌の少なくともいずれかの操作を行うことを特徴とする貯蔵石炭内部の自然発火防止方法。
6. 温度センサーと、
   前記温度センサーで測定された温度情報を自己のタグＩＤ情報とともに、周波数１ＧＨｚ以下の電波に乗せて発信可能であり、貯蔵石炭中に埋設されるＲＦＩＤタグと、
   貯蔵石炭中に埋設されたＲＦＩＤタグから発信された電波を受信する受信機と、
   少なくとも、埋設されたＲＦＩＤタグの埋設箇所とタグＩＤ情報とを記録してデータベースを生成するデータベース生成手段と、
   受信されたＲＦＩＤタグの電波に含まれるタグＩＤ情報および温度情報から各タグＩＤにおける温度を特定し、結果を前記データベースと照合する照合手段と、
   を備えていることを特徴とする貯蔵石炭の温度分布測定システム。
7. 請求項６の貯蔵石炭の温度分布測定システムにおいて、
   前記データベースに記録する前記ＲＦＩＤタグの埋設箇所を、受信された電波の強度に基づいて特定する埋設箇所特定手段を備えていることを特徴とする貯蔵石炭の温度分布測定システム。

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