JP2564403Y2 - 鉱石塊集合の水分測定装置 - Google Patents

鉱石塊集合の水分測定装置

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JP2564403Y2
JP2564403Y2 JP1991100770U JP10077091U JP2564403Y2 JP 2564403 Y2 JP2564403 Y2 JP 2564403Y2 JP 1991100770 U JP1991100770 U JP 1991100770U JP 10077091 U JP10077091 U JP 10077091U JP 2564403 Y2 JP2564403 Y2 JP 2564403Y2
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俊夫 井上
勝 三輪
脩 熊崎
晴義 藤田
正明 柳
一彦 植木
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Chubu Electric Power Co Inc
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は石炭焚きボイラの石炭類
または製鉄プラントに於ける鉄鉱石、コークス及びセメ
ントプラントの石灰、石炭、その他鉱石等の水分を測定
する水分測定装置に関する。
【0002】
【従来の技術】以下に、従来の水分測定装置の例を図8
により説明する。これは、被水分測定物である石炭等の
試料の加熱方法としてマイクロ波を使用しておりマイク
ロ波吸収により加熱される試料の重量を検出し、重量減
少速度を演算し、同重量減少速度の変化より恒率乾燥か
ら減率乾燥への移行時点を判別する。同移行時点よりマ
イクロ波出力を低下させ、可燃性の試料を損焼させない
ようにして、試料の乾燥終了点を予測算出し、最後の乾
燥点での全水分量を算出する。
【0003】図8にて、水分測定装置本体1は、箱形で
ある。その底面の中央を貫通して、軸がほぼ鉛直に設け
られ上端にターンテーブル5を持つとともに下端は底面
下方の重量計6の上に置かれる。また本体1の上部には
マイクロ波発生器2が設けられ、そのマイクロ波出口は
ターンテーブル5へ向けられている。さらにマイクロ波
出口の下方には回転式のマイクロ波分散板3が設けられ
ている。
【0004】また本体1の上部には赤外線温度計15が
設けられ、その出力は制御装置10に送られる。さらに
制御装置10は重量計6からの出力を受け、自己の出力
をマイクロ波発生器2へ送る。
【0005】図中4は試料皿、8はターンテーブル5の
下方の出口に通ずる空気取入口、9は上部に設けられた
空気排出口、7は同排出口に設けられた排気ファン7で
ある。
【0006】以上において、試料皿4に入った試料は、
ターンテーブル5により回転しながら、マイクロ波発生
器2が放射してマイクロ波分散板3により分散されたマ
イクロ波が照射され加熱乾燥される。この水分測定装置
の制御の手順は、まず加熱により減少する試料の重量が
重量計6によって時々刻々計測され、重量信号が制御装
置10に送信される。同制御装置10は、重量計6から
送信される試料重量より試料の重量減少速度を時々刻々
演算し、重量減少速度の最高値と比較する。重量減少速
度が最高重量減少速度の90%程度以下の適当な設定値
になった時点をもって、マイクロ波出力を低下させる制
御信号をマイクロ波発生器2に送信し、マイクロ波出力
を低下させる。好ましくは重量減少速度が最高重量減少
速度の75%以下になり恒率乾燥域から減率乾燥域に入
った時点をもって試料を分解、損焼させないためにマイ
クロ波出力を、例えば最高出力の40%程度に低下させ
た後、減率乾燥域で試料の重量減少速度より乾燥終了点
を予測算出して表示し、マイクロ波発生器2の出力を停
止するものである。
【0007】
【考案が解決しようとする課題】例えば、石炭火力発電
所に於いては、燃料である石炭中の水分を精度良くしか
も迅速に測定して、運転管理にフィードバックし石炭の
供給量を調節することは熱管理上極めて重要である。石
炭中の水分を測定する場合において、試料となる石炭
は、その粒径範囲が数10μm〜約50mmと幅が広
く、しかも形状寸法が異なるとともに、その硬さもそれ
ぞれ変る等、一般性状が試料毎に異なるために画一的な
加熱は難しい。例えば加熱初期のように水分蒸発速度が
大きい場合に、塊状炭では、試料内部の水分が試料表面
に移動するより内部での蒸発速度が大きくなると石炭が
破裂し、重量計の上部に設けられた試料皿より飛び出
す。このことにより重量が異常減少すると、試料の重量
減少速度が異常増加した後に異常低下することとなる。
このため、重量減少速度の変化を用いて行なっているマ
イクロ波出力切替えが早目に起こり、減率乾燥にならな
いうちに乾燥終点の算出が始まり、仮定した条件での計
算式に合わなくなる。また試料皿外へ飛び出した試料は
蒸発水分としてカウントされるため水分量が多く算出さ
れる等の問題点があった。
【0008】
【課題を解決するための手段】本考案は上記課題を解決
するため次の手段を講ずる。すなわち、水分測定装置と
して、試料を入れる容器と、同容器を載せ回転するター
ンテーブルを有する秤量器と、前記試料をマイクロ波
熱する加熱装置とを具備する水分測定装置に於いて、前
記試料を入れる容器の上方にマイクロ波透過性を有する
筒状の,円錐台形の飛散防止試料カバーを設けた。
【0009】
【作用】上記手段において、マイクロ波加熱中に、試料
内部の蒸発速度が大きい等で破裂した試料は、試料を入
れる容器の上方、斜上方等のあらゆる方向に飛散する。
しかし容器の上方に設けた飛散防止用カバーに当り落下
し、再び容器内に戻るため、容器外への飛び出しがなく
なる。また破裂した試料は瞬時の間、容器より飛び上る
ため、その分重量が低目に秤量器のセンサーに検知され
るが、計算処理においてフィルターをかけることにより
この異常変化量は除去できる。なお、マイクロ波は減衰
することなく飛散防止用カバーを透過し試料に達するこ
とができる。
【0010】上記により試料の破裂飛散による重量減少
速度の異常変化がなくなるので、水分の測定が精度良く
行なえるようになる。
【0011】
【実施例】本考案の第1実施例を図1、図2により説明
する。なお、従来例で説明した部分は、同一の番号をつ
け説明を省略し、この考案に関する部分を主体に説明す
る。
【0012】図1にて、ターンテーブル5を有する秤量
器、すなわち重量計6は、図示しないが従来装置と同様
に水分測定装置本体1の内に設けられている。ターンテ
ーブル5の上には試料12を入れた容器、すなわち試料
皿4がセットされる。試料皿4の上方に所定の間隔aを
あけて筒状の円錐台形の飛散防止用カバー11がほぼ同
軸に設けられる。
【0013】このカバー11の下端径はほぼ試料皿4の
上端径と同じになっている。またカバー11はプラスチ
ック等のマイクロ波がよく透過する試料で作る。
【0014】カバー11は図示しないが装置本体1の上
部に吊してセットする。
【0015】以上において、計測中、試料12が破裂し
た場合、斜め上方に飛び散った破裂試料13はカバー1
1の内側面に当り、再び試料皿4の中に落ちる。
【0016】また、マイクロ波は、カバー11上部の開
口、及びカバー11を透過して、従来通り試料12を加
熱する。さらに加熱により蒸発した水蒸気は隙間a部お
よび上部の開口から出て、従来通り急速に乾燥される。
【0017】以上のようにして、試料の破裂飛散による
重量減少速度の異常変化がなくなるので、マイクロ波出
力の切替えがスムーズに行なわれ減率乾燥域においての
乾燥終了点の予測算出が精度良く行なえるようになる。
したがって、水分の測定精度が向上する。
【0018】上記実施例ではカバー11を吊したが、カ
バー11に脚をつけ、試料皿4をまたいで、本体1の下
部の上に置くようにしてもよい。
【0019】また、形状を円錐台状にしたが、試料皿の
形状に合せて、水平断面が多角なものにしてもよい。
【0020】本実施例による実験結果を、前記従来装置
による場合、およびJISの方法による場合と比較した
ものを表1に示す。
【0021】
【表1】
【0022】いずれも水分が一定になるように調整した
50mmφ以下の粒塊炭1500gにつき10回水分測
定を行ったものである。
【0023】表1より明らかなように、本実施例の場
合、10回水分測定を行った結果、試料が破裂しても飛
散は全くなく、10回測定の平均水分率は9.48%;
標準偏差σ=0.17であり、JISの方法による測定
値と精度良く合致している。また本実施例により安定し
た乾燥ができるようになった。
【0024】一サンプルのトレンドグラフを図2に示
す。試料炭の破裂飛散による重量変動がないためマイク
ロ波出力の切替えもタイミング良く行え減率乾燥域での
重量減少データを基に乾燥終了点の算出が行なわれてい
ることが分る。
【0025】前記従来装置による測定の結果は、10回
のうち破裂飛散したものが8回あり、この内2回は計算
による乾燥終了点が求められず水分量の測定が不能であ
った。また水分量の測定ができた8回の平均水分率は
9.85%でその標準偏差はσ=0.55であり、JI
Sの方法での10回の平均水分率9.50%、標準偏差
σ=0.20と比較して可成り差があることが分る。
【0026】破裂したサンプルのトレンドグラフを図9
に示す。加熱開始より8分経過した恒率乾燥域におい
て、破裂飛散が起き、約30gの試料が試料皿より飛び
出したため、その時点で重量減少速度が急増大した後急
低下している。このため恒率乾燥が終了していない段階
でマイクロ波出力が切替ると同時に乾燥終了点の算出が
始まるため、減率乾燥域でのデータを基に計算する手法
に合わなくなり、しかも、試料皿より飛び出した破裂飛
散試料が蒸発水分にカウントされるため測定精度が悪
い。
【0027】本考案の第2実施例を図3に示す。第1実
施例と異る点は、図3に示すように、キャップを切り欠
いたような脚11aを下端に所定間隔で設け、試料皿4
の上にかぶせるようにし所定の隙間aをあけ試料皿4の
上にセットするようにしたものである。
【0028】本考案の第3実施例を図4に示す。第1実
施例と異る点は、飛散防止用カバー11bの下端部を拡
大しないで円筒状にし、その径を試料皿4の上端部の内
径より小さくする。そして、試料皿4の上にほぼ同軸に
乗せるようにしたものである。
【0029】本考案の第4実施例を図5に示す。第1実
施例と異る点は、試料皿の上端に飛散防止用カバーを直
接乗せたような、形状の一体化カバー11cとしたこと
である。
【0030】本考案の第5実施例を図6に示す。本実施
例は上記各実施例の上端部を多孔板15で塞いだもので
ある。
【0031】本考案の第6実施例を図7に示す。本実施
例は第5実施例の多孔板15の代りに網15aを使った
ものである。
【0032】
【考案の効果】以上に説明したように本考案によれば、
試料が破裂しても、飛散防止用カバーに当り飛散しない
ため精度よく迅速に測定できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の第1実施例のカバー部の構成図であ
る。
【図2】同実施例の作用説明図である。
【図3】本考案の第2実施例のカバー部の構成図であ
る。
【図4】本考案の第3実施例のカバー部の断面図であ
る。
【図5】本考案の第4実施例のカバー部の断面図であ
る。
【図6】本考案の第5実施例のカバー部の平面図であ
る。
【図7】本考案の第6実施例のカバー部の平面図であ
る。
【図8】従来例の全体構成図である。
【図9】同従来例の作用説明図である。
【符号の説明】
1 加熱器本体 2 マイクロ波発生器 3 マイクロ波分散板 4 試料皿 5 ターンテーブル 6 重量計 7 排気ファン 8 空気取入口 9 空気排出口 10 制御装置 11 破裂飛散防止カバー 12 試料 13 破裂飛散試料 14 破裂飛散試料の動き 15 赤外線温度計
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 熊崎 脩 名古屋市緑区大高町字北関山20番地の1 中部電力株式会社電力技術研究所内 (72)考案者 藤田 晴義 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)考案者 柳 正明 広島市西区観音新町四丁目6番22号 三 菱重工業株式会社広島研究所内 (72)考案者 植木 一彦 東京都千代田区丸の内二丁目5番1号 三菱重工業株式会社内 (56)参考文献 実開 平4−94546(JP,U)

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】 試料を入れる容器と、同容器を載せ回転
    するターンテーブルを有する秤量器と、前記試料をマイ
    クロ波加熱する加熱装置とを具備する水分測定装置に於
    いて、前記試料を入れる容器の上方にマイクロ波透過性
    を有する筒状の,円錐台形の飛散防止試料カバーを設け
    たことを特徴とする鉱石塊集合の水分測定装置。
JP1991100770U 1991-12-06 1991-12-06 鉱石塊集合の水分測定装置 Expired - Fee Related JP2564403Y2 (ja)

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