JP4922313B2 - 微細粒材料特に石炭燃料の質量流量を測定する装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明の目的は独立請求項の前文に記載される通り微細粒材料特に石炭燃料の質量流量を測定する装置及び方法である。

石炭火力発電所においては、燃焼プロセスを調節し要求出力レベルを維持するために燃料の質量流量を制御することが重要である。体積の大幅な変動は特にコンベア及びボイラに閉塞その他の機械的問題を引き起こす可能性があるので、燃料の容積流量も制御しなければならない。

石炭燃料はその特性に関して均質ではない。様々な炭質があり、その容積当り重量は大きく変動する可能性がある。さらに、容積当り重量は特に水分及び粒度の影響を受ける。従って、単に容積流量を制御するだけでは充分に正確な調節は得られない。

既存の施設において、質量流量は、サイロとボイラとの間のチェーンコンベアまたはチェーンフィーダにおける燃料の容積流量のみを制御することにより間接的に制御されることが最も多い。例えば、フィーダコンベアの速度を調節することによりかつ（または）機械的調整／制限プレートによりコンベア上の材料の高さを調整することにより制御が実施される。従って、この制御方法は、このままでは間接的であり不正確である。

チェーンコンベアまたはチェーンフィーダは閉鎖形スチール構造であるため、これまでベルト秤など質量流量測定用の計量に基づく既知の技術を使用することができなかった。運搬される材料の重量は重量構造のコンベアの静止荷重に比べて非常に小さいので、コンベア全体を計量することも実現可能ではない。

本発明の目的の１つは、先行技術において明らかになった上述の問題の一部を軽減するまたはこれを排除することである。

本発明の目的の１つは、特に、容積流量の制御に加えて燃料の流れの正確な質量流量測定を可能にする解決法を提供することである。

本発明の目的の１つは、要求される単位（ｋｇ／秒、ｔ／時、ｔ／ａ）での質量流量測定だけでなく材料の流れ全体の累積測定にも適する測定方法を提供することである。

本発明の目的の１つは、重力に基づく方法により燃料の流れの正確な質量流量測定を可能にする解決法を提供することである。

上記の目的を実現するために、特に本発明は、独立請求項の特徴部分において提示される。

必ずしも明確に示されていないが、本明細書において言及される実施態様例及び利点は、適宜本発明に係る装置及び方法の両方に関係する。

チェーンコンベアまたはチェーンフィーダにおいて微細粒材料の質量流量を測定する本発明に係る典型的な装置は、チェーンコンベアまたはチェーンフィーダのハウジング内部に配列されるベルトコンベアを備える。運搬される材料はベルトコンベアを介して通過するように配置される。本発明によれば、計量手段はベルトコンベアに配列される。

チェーンコンベア、チェーンフィーダ及びベルトコンベアそれ自体は既知の技術なので、本明細書においてはその機能または構造についてこれ以上詳しく説明しない。

本発明は、発電所及び同様の施設における石炭燃料の測定に非常に適している。本発明は、チェーンコンベアで運搬される任意のバルク材の測定に応用可能である。本発明は特にウッドチップ、寸断された木、のこ屑、樹皮、泥炭などあらゆる微細粒固体燃料に適する。

驚いたことに、チェーンコンベアハウジング内部にベルトコンベアを設置することによりかつベルトコンベアに計量手段を備え付けることにより、チェーンコンベアまたはチェーンフィーダ内を移動する材料の質量流量を簡単に測定できることが明らかになった。

本発明の最大の利点の１つは、本発明によりリアルタイムの質量流量に関して得ることができるデータ及び質量流量を制御できる可能性が燃焼プロセスの制御可能性を改良することである。

本発明の１つの実施態様において、チェーンコンベアまたはチェーンフィーダの上部面から下部面に向かって落下する材料の流れがベルトコンベア上に落下するように、ベルトコンベアはチェーンコンベアの上部面と下部面との間に配置される。この種の構造は単純であり、実現が容易である。

本発明の１つの実施態様において、歪みゲージまたは半導体計量センサなど１つまたは数個の計量センサがベルトコンベアのフレームに配列される。このタイプの計量センサは信頼性が高い。

本発明の１つの実施態様において、ベルトコンベアは前部滑車及び後部滑車を有し、その間の支持ローラを持たない。これは単純な構造である。この種の構造は、通常、比較的短いベルトコンベアにおいてしか実現可能でない。

本発明の１つの実施態様において、ベルトコンベア滑車及びコンベアベルトはチェーンコンベアまたはチェーンフィーダのハウジング内部に配置され、滑車軸及びベルトコンベアのフレームは少なくとも部分的にハウジング外部に配列される。１つの実施態様において、本発明に係る滑車ベアリング及び計量手段はハウジング外部に配置される。この種の構造の利点は、ベアリング及び計量手段など装置の敏感な部品が石炭ダストに曝されないように配置されることである。ハウジング外部に配置される部品は整備が容易である。

本発明の１つの実施態様において、ベルトコンベアのフレームは、その回動軸が基本的に材料の流れが上部面から落下するベルトコンベア上の地点と同じ垂直線上にあるように、回動式に連結される。これにより、ベルトコンベア上に落下する石炭により本発明に係る測定に与えられる衝撃の影響を最小限に抑えるかまたはこれを完全に排除する。

本発明の１つの実施態様において、計量手段は回動軸から最も遠くに位置するベルトコンベアの端付近に配列される。この場所において、質量の流れにより生じるベルトコンベアの移動または撓みは最大なので、測定結果は最大限正確である。

次に、添付図面を参照しながら本発明についてさらに詳細に説明する。

異なる図面において相互に一致する部品については同じ参照番号が使用される。装置を通過する石炭の流れは図において矢印で示される。石炭により形成される層は点で示される。

図１は、貯炭サイロ１４の下に設置されるフィーダコンベア１を示している。本発明に係るフィーダコンベア１は、貯炭サイロ１４から発電所ボイラ（図示せず）の中まで制御されて石炭を運ぶチェーンコンベアを備える。サイロからコンベア１まで及びコンベアから発電所のボイラまでの石炭の移動自体は既知の技法であるので、本明細書においてこれ以上詳細に説明しない。

図２ｃ、２ｄはチェーンフィーダ１を示している。このチェーンフィーダの中に、図２ａ及び２ｂにおいて単独で図示されるベルトコンベア６が配置される。チェーンフィーダ１はスチールハウジング１８に取り囲まれる。石炭燃料など微細粒材料の計量に特に適する特殊な構造のベルトコンベア６は、質量の流れ全体が通過するようにチェーンフィーダ１の先端１５に配置される。サイロ１４または先行するコンベアから入ってくる石炭はまずチェーンコンベアまたはチェーンフィーダの上部面３へ落下し、空間１６に入る。空間１６から、コンベアチェーンすなわちスクレーパチェーン２は、機械的制限要素４の下で石炭を運搬する。制限要素４は石炭層の高さを制限して、スクレーパチェーン２上で石炭層を均等に広げる。チェーン２は上部面３の端部１７を通り越して石炭を運び、この端部から石炭は下部面５に配置されるベルトコンベア６上に落下する。ベルトコンベア６は石炭が上部面から落下する地点に配置される。ベルトコンベア６の寸法は、基本的に落下する全ての石炭がコンベアベルト７上に留まるように選択される。ベルトコンベア６はさらにその端部を通り越して石炭層を下部面５へ運ぶ。下部面５において、スクレーパチェーン２は次のコンベアまたは発電所のボイラへ石炭を運ぶ。

ベルトコンベア６は、ベルトコンベアの滑車８、９及びコンベアベルト７がフィーダコンベアハウジング１８内部に配置されるように、耐ねじれフレーム１１に取り付けられる。滑車ベアリング１０及び計量センサ１３はハウジング１８外部に配置される。フレーム１１は、回動軸１２が基本的に石炭が落下するベルトコンベア６上の地点と同じ垂直線上にあるように、床１９及びチェーンフィーダの残りに対して相対的に回動式に連結される。これによりベルト７上に落下する石炭の衝撃効果を排除する。

ベルトコンベアの前部滑車８は電気モーター２１により駆動される。ベルトコンベア６は前部滑車８及び後部滑車９を有し、その間に支持ローラを持たない。

計量センサ１３は、例えば歪みケージまたは半導体計量センサであり、一側２０に配置される。ここにおいて、レバーアームはフレーム１１の回動軸１２に比較して長い。この幾何学的構造により、ベルト７上の材料の質量が、計量センサ１３の出力で直接示される。ベルト７の速度は既知の方法で例えば前部滑車８の軸で測定され、装置の電子コンポーネント（図示せず）は、計量センサ１３の信号を要求される質量流量（例えば、ｋｇ／秒またはｔ／時）へ変換する。問題の数量について電流信号が出力される場合もある。この場合には、制御室及び工程管理などデータが必要とされる地点へ取得されたデータを送ることができる。これにより、先行技術による調節装置を用いてボイラへ運ばれる石炭の量をリアルタイムに監視することができる。例えばベルトコンベアの電気モーター２１、機械的リミッタ４またはスクレーパチェーン２の駆動メカニズム（図示せず）を制御することにより石炭の量を制御することができる。

ベルトコンベアの滑車軸８、９は、フィーダコンベア１のハウジング壁１８を通り抜けて、特殊な構造のベアリング１０を取付けたシール体を有する。シール体はハウジング壁１８からの力を伝えないので、測定の結果を歪めない。

図は、本発明に係る望ましい実施態様を１つだけ示している。図は、本発明の主たる発想にとって重要ではない一部の態様については明確に示していない。これらの態様は当業者には本来既知のまたは自明のものである。本発明が上に示される例にのみ限定されず、本発明が特許請求の範囲内で変化可能であることは、当業者には自明である。従属請求項は本発明のいくつかの可能な実施態様を提示しているのであり、従って従属請求項は本発明の保護範囲を限定するものと見なされるべきではない。

石炭サイロ下に設置される本発明に係るチェーンフィーダを示している。 本発明に係るベルトコンベアの正面図である。 本発明に係るベルトコンベアの側面図である。 本発明に係る装置の正面図である。 本発明に係る装置の側面図である。

Claims (9)

1. チェーンコンベアまたはチェーンフィーダにおいて微細粒材料の質量流量を測定する装置であって、
   計量手段（１３）を備えるベルトコンベア（６）が前記チェーンコンベアまたはチェーンフィーダのハウジング内部に配列され、運搬される前記材料が前記ベルトコンベア（６）を介して通過するように配列され、それにより前記チェーンコンベアまたはチェーンフィーダの上部面から下部面に向かって落下する前記材料の流れが前記ベルトコンベア（６）の上に落下するように前記ベルトコンベア（６）が前記上部面（３）と前記下部面（５）との間に配置されることを特徴とする、装置。
2. １つまたは数個の前記計量手段（１３）が前記ベルトコンベアのフレーム（１１）に配列されることを特徴とする、請求項１に記載の装置。
3. 前記ベルトコンベアが前部滑車（８）及び後部滑車（９）を有し、支持ローラを持たないことを特徴とする、請求項１または２に記載の装置。
4. 前記ベルトコンベアの滑車（８、９）及びコンベアベルト（７）が前記チェーンコンベアまたはチェーンフィーダの前記ハウジング（１８）内部に配置され、前記滑車のベアリング（１０）及び前記計量手段（１３）が前記ハウジング（１８）外部にあるように前記滑車の軸及び前記ベルトコンベアのフレーム（１１）が少なくとも部分的に前記ハウジング（１８）外部に配列されることを特徴とする、請求項１から３のいずれか１項に記載の装置。
5. 回動軸（１２）が基本的に前記材料の流れが落下する前記ベルトコンベア（６）の地点と同じ垂直線上にあるように前記ベルトコンベアのフレーム（１１）が回動式に連結されることを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の装置。
6. 前記計量手段（１３）が前記回動軸（１２）から最も遠くに位置する前記ベルトコンベアの端（２０）付近に配列されることを特徴とする、請求項５に記載の装置。
7. チェーンコンベアまたはチェーンフィーダ（１）において微細粒材料の質量流量を測定する方法であって、
   前記材料が前記チェーンコンベアまたはチェーンフィーダのハウジング（１８）内部に配置されるベルトコンベア（６）上にあるときに前記質量流量が測定され、
   それにより前記材料が前記チェーンコンベアまたはチェーンフィーダの上部面から落下した後でかつ前記材料が前記チェーンコンベアまたはチェーンフィーダの下部面に達する前に前記質量流量が測定されることを特徴とする、方法。
8. 前記質量流量が前記ベルトコンベアのフレーム（１１）の動きを測定する１つまたはそれ以上の計量手段により測定されることを特徴とする、請求項７に記載の方法。
9. 前記ベルトコンベアのフレーム（１１）が回動軸（１２）において回動式に連結され、かつ計量手段（１３）が前記回動軸（１２）から最も遠くに位置する前記ベルトコンベアの端（２０）付近で前記質量流量を測定することを特徴とする、請求項７または８に記載の方法。

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