JPH11101728A - 流動層式摩耗試験装置 - Google Patents
流動層式摩耗試験装置Info
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- JPH11101728A JPH11101728A JP27810497A JP27810497A JPH11101728A JP H11101728 A JPH11101728 A JP H11101728A JP 27810497 A JP27810497 A JP 27810497A JP 27810497 A JP27810497 A JP 27810497A JP H11101728 A JPH11101728 A JP H11101728A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 試験片と流動層を形成するベッド材との間に
温度勾配をつけて試験を行うことができる流動層式摩耗
試験装置を提供すること。 【解決手段】 加熱炉体１１内でベッド材１４を流動さ
せ、この炉１１内で冷却流体が供給排出される冷却流路
２１，２２を備えた試験片取付部２０が形成された回転
試験部材１８をモータ１９で回転駆動する。そして、こ
の回転試験部材１８に有底中空の試験片１７を流体流路
２１，２２を塞ぐように取り付ける。これにより、試験
片１７の内側に冷却流体を供給することでベッド材１４
との間に温度勾配をつけることができ、実機と同一の状
態を実験室的に模擬して摩耗試験ができるようになる。
温度勾配をつけて試験を行うことができる流動層式摩耗
試験装置を提供すること。 【解決手段】 加熱炉体１１内でベッド材１４を流動さ
せ、この炉１１内で冷却流体が供給排出される冷却流路
２１，２２を備えた試験片取付部２０が形成された回転
試験部材１８をモータ１９で回転駆動する。そして、こ
の回転試験部材１８に有底中空の試験片１７を流体流路
２１，２２を塞ぐように取り付ける。これにより、試験
片１７の内側に冷却流体を供給することでベッド材１４
との間に温度勾配をつけることができ、実機と同一の状
態を実験室的に模擬して摩耗試験ができるようになる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、流動層式摩耗試
験装置に関し、加圧流動層燃焼ボイラの伝熱管の摩耗状
態を実験室で再現できるようにしたものである。
験装置に関し、加圧流動層燃焼ボイラの伝熱管の摩耗状
態を実験室で再現できるようにしたものである。
【０００２】
【従来の技術】これまでの石炭専焼火力発電設備の主流
として用いられてきた微粉炭燃焼ボイラに代わり、熱効
率の一層の向上や地球環境に及ぼす二酸化炭素の発生の
問題を解決する対策の一つとして、熱効率向上によって
二酸化炭素を削減することが期待され、加圧流動層燃焼
ボイラが研究開発されている。
として用いられてきた微粉炭燃焼ボイラに代わり、熱効
率の一層の向上や地球環境に及ぼす二酸化炭素の発生の
問題を解決する対策の一つとして、熱効率向上によって
二酸化炭素を削減することが期待され、加圧流動層燃焼
ボイラが研究開発されている。
【０００３】この加圧流動層燃焼ボイラでは、伝熱管が
高温の流動層内に配置されることから、長期にわたる高
温条件での運転によるベッド材との間の摩耗が大きな問
題となるが、このような条件下での摩耗現象のメカニズ
ムは未だ未明な点が多いのが現状である。
高温の流動層内に配置されることから、長期にわたる高
温条件での運転によるベッド材との間の摩耗が大きな問
題となるが、このような条件下での摩耗現象のメカニズ
ムは未だ未明な点が多いのが現状である。
【０００４】そこで、流動層内における伝熱管の摩耗を
実験室的に再現するための流動層式摩耗試験装置が考え
られ、高温雰囲気下の流動層を得る炉内に試験片を取り
付けた回転軸を配置し、流動層内で試験片を回転駆動す
ることで摩耗試験を行うようにしていた。
実験室的に再現するための流動層式摩耗試験装置が考え
られ、高温雰囲気下の流動層を得る炉内に試験片を取り
付けた回転軸を配置し、流動層内で試験片を回転駆動す
ることで摩耗試験を行うようにしていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところが、高温雰囲気
下の流動層内で試験片を回転駆動して摩耗試験を行う場
合には、試験片の表面温度と流動層を形成するベッド材
の温度とが同一となり、実際の加圧流動層燃焼ボイラの
伝熱管の場合の試験片表面とベッド材の間に温度差が生
じている場合とは同一の試験結果が得られないという問
題がある。
下の流動層内で試験片を回転駆動して摩耗試験を行う場
合には、試験片の表面温度と流動層を形成するベッド材
の温度とが同一となり、実際の加圧流動層燃焼ボイラの
伝熱管の場合の試験片表面とベッド材の間に温度差が生
じている場合とは同一の試験結果が得られないという問
題がある。
【０００６】この発明は、かかる従来技術の有する課題
に鑑みてなされたもので、試験片と流動層を形成するベ
ッド材との間に温度勾配をつけて試験を行うことができ
る流動層式摩耗試験装置を提供しようとするものであ
る。
に鑑みてなされたもので、試験片と流動層を形成するベ
ッド材との間に温度勾配をつけて試験を行うことができ
る流動層式摩耗試験装置を提供しようとするものであ
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するこの
発明の請求項１記載の流動層式摩耗試験装置は、加圧空
気により流動されるベッド材が収納される加熱炉体と、
この加熱炉体内に設けられ冷却流体が給排される冷却流
路を備えた試験片取付部が形成されて回転駆動される回
転試験部材と、この回転試験部材の前記試験片取付部に
前記冷却流体を塞ぐように取り付けられる有底中空の試
験片とでなることを特徴とするものである。
発明の請求項１記載の流動層式摩耗試験装置は、加圧空
気により流動されるベッド材が収納される加熱炉体と、
この加熱炉体内に設けられ冷却流体が給排される冷却流
路を備えた試験片取付部が形成されて回転駆動される回
転試験部材と、この回転試験部材の前記試験片取付部に
前記冷却流体を塞ぐように取り付けられる有底中空の試
験片とでなることを特徴とするものである。
【０００８】この流動層式摩耗試験装置によれば、加熱
炉体内でベッド材を流動させ、この炉内で冷却流体が供
給排出される冷却流路を備えた試験片取付部が形成され
た回転試験部材を回転駆動するようにし、この回転試験
部材に有底中空の試験片を流体流路を塞ぐように取り付
けるようにしており、試験片の内側に冷却流体を供給す
ることでベッド材との間に温度勾配をつけることができ
るようになり、実機と同一の状態を実験室的に模擬して
摩耗試験ができるようになる。
炉体内でベッド材を流動させ、この炉内で冷却流体が供
給排出される冷却流路を備えた試験片取付部が形成され
た回転試験部材を回転駆動するようにし、この回転試験
部材に有底中空の試験片を流体流路を塞ぐように取り付
けるようにしており、試験片の内側に冷却流体を供給す
ることでベッド材との間に温度勾配をつけることができ
るようになり、実機と同一の状態を実験室的に模擬して
摩耗試験ができるようになる。
【０００９】また、この発明の請求項２記載の流動層式
摩耗試験装置は、請求項１記載の構成に加え、前記冷却
流路に供給される冷却流体の温度を制御する温度制御手
段を設けたことを特徴とするものである。
摩耗試験装置は、請求項１記載の構成に加え、前記冷却
流路に供給される冷却流体の温度を制御する温度制御手
段を設けたことを特徴とするものである。
【００１０】この流動層式摩耗試験装置によれば、冷却
流体の温度を温度制御手段で制御するようにしており、
与えるべき温度勾配を制御して一層高精度な試験ができ
るようになる。
流体の温度を温度制御手段で制御するようにしており、
与えるべき温度勾配を制御して一層高精度な試験ができ
るようになる。
【００１１】さらに、この発明の請求項３記載の流動層
式摩耗試験装置は、請求項１または２記載の構成に加
え、前記試験片取付部に前記試験片をねじでシール可能
に固定したことを特徴とするものである。
式摩耗試験装置は、請求項１または２記載の構成に加
え、前記試験片取付部に前記試験片をねじでシール可能
に固定したことを特徴とするものである。
【００１２】この流動層式摩耗試験装置によれば、試験
片取付部に試験片をねじで取り付けるようにしており、
冷却流体を供給することによる試験片のシールができる
ようにしている。
片取付部に試験片をねじで取り付けるようにしており、
冷却流体を供給することによる試験片のシールができる
ようにしている。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施の形態に
ついて図面に基づき詳細に説明する。図１及び図２は、
この発明の流層式摩耗試験装置の一実施の形態にかか
り、図１は全体の概略断面図、図２は回転部材部分の断
面図である。
ついて図面に基づき詳細に説明する。図１及び図２は、
この発明の流層式摩耗試験装置の一実施の形態にかか
り、図１は全体の概略断面図、図２は回転部材部分の断
面図である。
【００１４】この流動層式摩耗試験装置１０は内部を高
温雰囲気に保つことができる電気炉で構成された加熱炉
体１１を備えており、耐火材の内側に配置したヒータ１
２によって炉内を、例えば３００〜５００℃程度の高温
雰囲気に保つことができるようになっている。そして、
この加熱炉体１１の底部に流動層を形成するための加圧
空気供給管１３が連結されて加圧空気が供給され、加熱
炉体１１内に充填したベッド材１４を流動させるように
なっており、ベッド材１４を流動させた加圧空気が排気
管１５を介してサイクロン１６に送られ、外部に排出さ
れるようになっている。
温雰囲気に保つことができる電気炉で構成された加熱炉
体１１を備えており、耐火材の内側に配置したヒータ１
２によって炉内を、例えば３００〜５００℃程度の高温
雰囲気に保つことができるようになっている。そして、
この加熱炉体１１の底部に流動層を形成するための加圧
空気供給管１３が連結されて加圧空気が供給され、加熱
炉体１１内に充填したベッド材１４を流動させるように
なっており、ベッド材１４を流動させた加圧空気が排気
管１５を介してサイクロン１６に送られ、外部に排出さ
れるようになっている。
【００１５】このような加熱炉体１１内の流動状態のベ
ッド材１４内に試験片１７が取り付けられる回転試験部
材１８が加熱炉体１１の蓋１１ａを貫通して垂直に配置
され、図示しない支持機構によって回転可能に支持さ
れ、上端に連結したモータ１９によって回転駆動される
ようになっている。
ッド材１４内に試験片１７が取り付けられる回転試験部
材１８が加熱炉体１１の蓋１１ａを貫通して垂直に配置
され、図示しない支持機構によって回転可能に支持さ
れ、上端に連結したモータ１９によって回転駆動される
ようになっている。
【００１６】この回転試験部材１８は、図２に拡大して
示すように、垂直部が２重管で構成され、その先端部に
水平な２つの円筒状の試験片取付部２０が溶接などで取
り付けられ、試験片取付部２０内の仕切壁２０ａが垂直
部の内管壁と結合されており、かかる構造によって冷却
流体の２つの流体流路２１，２２が形成される。そし
て、試験片取付２０の内周には、テーパ雌ねじ２０ｂが
形成してある。
示すように、垂直部が２重管で構成され、その先端部に
水平な２つの円筒状の試験片取付部２０が溶接などで取
り付けられ、試験片取付部２０内の仕切壁２０ａが垂直
部の内管壁と結合されており、かかる構造によって冷却
流体の２つの流体流路２１，２２が形成される。そし
て、試験片取付２０の内周には、テーパ雌ねじ２０ｂが
形成してある。
【００１７】このような試験取付部２０に取り付けられ
る試験片１７は、底付きの円筒状に形成されて中空状と
され、外周にテーパ雄ねじ１７ａが形成してある。
る試験片１７は、底付きの円筒状に形成されて中空状と
され、外周にテーパ雄ねじ１７ａが形成してある。
【００１８】また、回転試験部材１８の上部には、ロー
タリジョイント２３が取付けられて冷却流体供給管２３
ａと冷却流体排出管２３ｂが連結され、二重管で構成し
た外側の管に冷却流体を供給し、試験片１７内を冷却し
た後、内側の管から冷却流体を排出するようになってい
る。
タリジョイント２３が取付けられて冷却流体供給管２３
ａと冷却流体排出管２３ｂが連結され、二重管で構成し
た外側の管に冷却流体を供給し、試験片１７内を冷却し
た後、内側の管から冷却流体を排出するようになってい
る。
【００１９】このように構成した流動層式摩擦試験装置
１０では、回転試験部材１８の先端部の試験片取付部２
０を塞ぐように試験片１７をテーパねじ１７ａ，２０ｂ
を介して取り付けシール状態とする。
１０では、回転試験部材１８の先端部の試験片取付部２
０を塞ぐように試験片１７をテーパねじ１７ａ，２０ｂ
を介して取り付けシール状態とする。
【００２０】すると、回転試験部材１８の２重管と試験
片取付部２０の仕切壁２０ａによる冷却流体の２つの流
体流路２１，２２が試験片１７を介して１つに連通した
状態となる。
片取付部２０の仕切壁２０ａによる冷却流体の２つの流
体流路２１，２２が試験片１７を介して１つに連通した
状態となる。
【００２１】加熱炉体１１内をヒータ１２で加熱すると
ともに、加圧空気供給管１３から加圧空気を供給してベ
ッド材１４を流動状態にする。
ともに、加圧空気供給管１３から加圧空気を供給してベ
ッド材１４を流動状態にする。
【００２２】そして、モータ１９で回転試験部材１８を
回転駆動するとともに、ロータリジョイント２３を介し
て冷却流体、例えば水や空気を供給することで、流動状
態のベッド材１４内で内部が冷却された試験片１７が回
転され、流動層の摩耗試験が行われる。
回転駆動するとともに、ロータリジョイント２３を介し
て冷却流体、例えば水や空気を供給することで、流動状
態のベッド材１４内で内部が冷却された試験片１７が回
転され、流動層の摩耗試験が行われる。
【００２３】なお、図示省略したが、冷却流体の供給装
置に温度制御手段を設け、冷却流体の温度を制御して冷
却温度を制御したり、流量を制御することで冷却温度を
制御することが行われるほか、炉内温度なども制御装置
で制御される。
置に温度制御手段を設け、冷却流体の温度を制御して冷
却温度を制御したり、流量を制御することで冷却温度を
制御することが行われるほか、炉内温度なども制御装置
で制御される。
【００２４】このような流動層摩擦試験装置１０によれ
ば、試験片１７の内側に冷却流体を供給して冷却するよ
うにしたので、ベッド材１４の温度と試験片１７の表面
温度とが一致せず、実機と同一の温度差（温度勾配）を
もった状態で摩耗試験を行うことができる。
ば、試験片１７の内側に冷却流体を供給して冷却するよ
うにしたので、ベッド材１４の温度と試験片１７の表面
温度とが一致せず、実機と同一の温度差（温度勾配）を
もった状態で摩耗試験を行うことができる。
【００２５】また、試験片１７を有底円筒状にして試験
片取付部２０の仕切壁２０ａで仕切られた２つの流体流
路２１，２２を塞いで連通するようにしたので、試験片
１７への冷却流体の供給・排出が簡単にできるととも
に、試験片１７の加工も簡単にできる。
片取付部２０の仕切壁２０ａで仕切られた２つの流体流
路２１，２２を塞いで連通するようにしたので、試験片
１７への冷却流体の供給・排出が簡単にできるととも
に、試験片１７の加工も簡単にできる。
【００２６】さらに、冷却流体のシールも試験片取付部
２０のテーパねじ２０ｂと試験片１７のテーパねじ１７
ａの締め付けで簡単に行うことができる。
２０のテーパねじ２０ｂと試験片１７のテーパねじ１７
ａの締め付けで簡単に行うことができる。
【００２７】
【実施例】この発明の流動層式摩耗試験装置１０を用
い、２種類のベッド材に対して冷却流体の供給の有無以
外の条件を同一にして摩耗試験を行った。
い、２種類のベッド材に対して冷却流体の供給の有無以
外の条件を同一にして摩耗試験を行った。
【００２８】それぞれの摩耗試験の結果を示したものが
図３および図４のグラフであり、図中、実線が試験片内
部を冷却して温度勾配をつけた状態で摩耗試験を行った
場合であり、破線が試験片内部に冷却流体を供給せずに
温度勾配をつけないで摩耗試験を行った場合である。
図３および図４のグラフであり、図中、実線が試験片内
部を冷却して温度勾配をつけた状態で摩耗試験を行った
場合であり、破線が試験片内部に冷却流体を供給せずに
温度勾配をつけないで摩耗試験を行った場合である。
【００２９】これらの摩耗試験結果から試験片内部の冷
却の有無によって摩耗試験結果が大きく異なることが分
かり、本願発明の流動層式摩耗試験装置１０によって加
圧流動層燃焼ボイラの伝熱管の摩耗試験が実験室的に模
擬できることが分かる。
却の有無によって摩耗試験結果が大きく異なることが分
かり、本願発明の流動層式摩耗試験装置１０によって加
圧流動層燃焼ボイラの伝熱管の摩耗試験が実験室的に模
擬できることが分かる。
【００３０】
【発明の効果】以上、一実施の形態とともに具体的に説
明したように、この発明の請求項１記載の流動層式摩耗
試験装置によれば、加熱炉体内でベッド材を流動させ、
この炉内で冷却流体が供給排出される冷却流路を備えた
試験片取付部が形成された回転試験部材を回転駆動し、
この回転試験部材に有底中空の試験片を流体流路を塞ぐ
ように取り付けるようにしたので、試験片の内側に冷却
流体を供給することでベッド材との間に温度勾配をつけ
ることができ、実機と同一の状態を実験室的に模擬して
摩耗試験ができる。
明したように、この発明の請求項１記載の流動層式摩耗
試験装置によれば、加熱炉体内でベッド材を流動させ、
この炉内で冷却流体が供給排出される冷却流路を備えた
試験片取付部が形成された回転試験部材を回転駆動し、
この回転試験部材に有底中空の試験片を流体流路を塞ぐ
ように取り付けるようにしたので、試験片の内側に冷却
流体を供給することでベッド材との間に温度勾配をつけ
ることができ、実機と同一の状態を実験室的に模擬して
摩耗試験ができる。
【００３１】これにより、加圧流動層燃焼ボイラの伝熱
管のエロージョン現象のメカニズムの解明に有効とな
る。
管のエロージョン現象のメカニズムの解明に有効とな
る。
【００３２】また、この発明の請求項２記載の流動層式
摩耗試験装置によれば、冷却流体の温度を温度制御手段
で制御するようにしたので、与えるべき温度勾配を制御
して一層高精度な試験を行うことができる。
摩耗試験装置によれば、冷却流体の温度を温度制御手段
で制御するようにしたので、与えるべき温度勾配を制御
して一層高精度な試験を行うことができる。
【００３３】さらに、この発明の請求項３記載の流動層
式摩耗試験装置によれば、試験片取付部に試験片をねじ
で取付けるようにしたので、冷却流体を供給することに
よる試験片のシールが簡単にできるとともに、試験片も
簡単に作ることができる。
式摩耗試験装置によれば、試験片取付部に試験片をねじ
で取付けるようにしたので、冷却流体を供給することに
よる試験片のシールが簡単にできるとともに、試験片も
簡単に作ることができる。
【図１】この発明の流層式摩耗試験装置の一実施の形態
にかかる全体の概略断面図である。
にかかる全体の概略断面図である。
【図２】この発明の流層式摩耗試験装置の一実施の形態
にかかる回転部材部分の断面図である。
にかかる回転部材部分の断面図である。
【図３】この発明の流層式摩耗試験装置の一実施の形態
にかかる冷却流体の供給の有無による摩耗試験の結果を
示すグラフである。
にかかる冷却流体の供給の有無による摩耗試験の結果を
示すグラフである。
【図４】この発明の流層式摩耗試験装置の一実施の形態
にかかる冷却流体の供給の有無による異なるベッド材に
対する摩耗試験の結果を示すグラフである。
にかかる冷却流体の供給の有無による異なるベッド材に
対する摩耗試験の結果を示すグラフである。
１０ 流動層式摩耗試験装置 １１ 加熱炉体 １２ ヒータ １３ 加圧空気供給管 １４ ベッド材 １５ 排気管 １６ サイクロン １７ 試験片 １８ 回転試験部材 １９ モータ ２０ 試験片取付部 ２１，２２ 流体流路 ２３ ロータリジョイント
Claims (3)
- 【請求項１】 加圧空気により流動されるベッド材が収
納される加熱炉体と、この加熱炉体内に設けられ冷却流
体が給排される冷却流路を備えた試験片取付部が形成さ
れて回転駆動される回転試験部材と、この回転試験部材
の前記試験片取付部に前記冷却流体を塞ぐように取り付
けられる有底中空の試験片とでなることを特徴とする流
動層式摩耗試験装置。 - 【請求項２】 前記冷却流路に供給される冷却流体の温
度を制御する温度制御手段を設けたことを特徴とする請
求項１記載の流動層式摩耗試験装置。 - 【請求項３】 前記試験片取付部に前記試験片をねじで
シール可能に固定したことを特徴とする請求項１または
２記載の流動層式摩耗試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27810497A JPH11101728A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 流動層式摩耗試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27810497A JPH11101728A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 流動層式摩耗試験装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11101728A true JPH11101728A (ja) | 1999-04-13 |
Family
ID=17592693
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27810497A Pending JPH11101728A (ja) | 1997-09-25 | 1997-09-25 | 流動層式摩耗試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11101728A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104792639A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-22 | 浙江理工大学 | 超音速气固两相流高温冲蚀磨损试验装置的试验台 |
| CN104977220A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-14 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 基于循环流化床锅炉的磨损测试装置 |
| CN111693394A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-09-22 | 三联泵业股份有限公司 | 一种耐磨耐腐过流部件性能试验装置 |
-
1997
- 1997-09-25 JP JP27810497A patent/JPH11101728A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104792639A (zh) * | 2015-04-08 | 2015-07-22 | 浙江理工大学 | 超音速气固两相流高温冲蚀磨损试验装置的试验台 |
| CN104977220A (zh) * | 2015-07-09 | 2015-10-14 | 广东电网有限责任公司电力科学研究院 | 基于循环流化床锅炉的磨损测试装置 |
| CN111693394A (zh) * | 2020-05-19 | 2020-09-22 | 三联泵业股份有限公司 | 一种耐磨耐腐过流部件性能试验装置 |
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