JPS6079095A - 石炭・油混合燃料の安定性評価装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石炭・油混合燃料の安定イト１．評価を短時
間に行えるようにした評価装置ｉＴにＰＪＪする。

石油資源に対する配慮と石炭の利用の両面より考え合わ
せ、現在では、石炭と１ｌｌｌを混合したＰ　４″＋（
以下０ｏａｌ＊ｃ）ｉｌ　ｙ、１ｘｔｕｒｅ＜ｐＹ６し
てＯＯＭという）の開発が行われている。

このＯＯＭは、数ミクロンに微粉砕した石炭２油の中に
混合したものである。

このように油と石炭とを混合して成るＯＯＭにおいて、
油と石炭とが分解しないように混合するのは、技術的に
不可能であり、ＣｏＭを貯蔵している間に石炭は必ず沈
降して分離してしまう。

例えば、混合の仕方によっては、７日で沈降分離するも
のもあり、又／ケ月とがにケ月とが長期にわたって沈降
分離するものもある。

このように、混合の仕方によって石炭の沈降分離の期間
が異り、この期間が長いものほど安定したＯＯＭとして
評価される。

もしも、ＣｏＭの安定性を認知しないで、長期間貯留し
た場合は、油と石炭が完全に分離し、沈降した石炭は、
非常に強固な堆積物として貯槽の底部に積り、大損りな
除去作業が必要となる。

このようにＯＯＭの安定性に対する評価は７重要な役目
を果すものである。従来の００Ｍ安定性の評価は、実験
室規模として、静置俸貝入試験が次のようにして行われ
ていた。

即ち、！００−のメスシリンダにＯＯＭのサンプルを２
ＱＱ’１１１Ｍの゛高さまで入れ、７θＣの恒温水槽中
にひたし、供試体を保存する。一定期間後に、コθｙの
重さの！朋φのガラス棒をＯＯＭ液面より自然落下させ
、ガラス棒の落下が停止するまでの時間と貫入深さを計
測し、更に停止したガラス棒を押し込むことによって、
メスシリンダの底部に堆積した石炭粒子の堆積高さを用
測するようにしていた。

この計測結果より、００Ｍ安定性の評価は、ガラス棒貫
入時間及び石炭粒子の堆積の有無により行い、例えば棒
貫入時間が３０秒を越えるかどうか、又メスシリンダ底
部への石炭粒子の堆積が見られるまでに何日要したかに
て判定し、それにより何日間安定であるとして計測して
いた。

然しなから、例えば３θ日間の安定性をもった００Ｍ（
Ｊ（７日間で石炭粒子が堆積し始める）を評価するには
、同じく３θ日を必要とし長期間を要する以外に、評価
された時点では、すてに石炭粒子が堆積し始めているこ
とになる。

従って、実際面において、ＣＯＭｇＡ造所では１現在製
造しているＯＯＭは何日間安定であるか、又ＣＯＭを消
費する側では、貯蔵しているＯＯＭはあと何日間安定で
あるのか、その確認は不可能であり、従来の静置棒貫人
手法では、安定性が確認された時点ではすでに製品００
Ｍの安定性が失なわれていることになる。

このように従来の静置棒貫入法は、実験ベースでは有用
であるが、実用面への適用は不可能であり、これに代る
００Ｍ安定性の評価装置の開発が急がれているのが実情
である。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、短期
間に００Ｍ安定性の評価を可能にした装置を提供せんと
するものである。

即ち本発明は、供試体に与える遠心力と安定性との間に
ある一定の関係があることを実験によりめ、短時間にＯ
ＯＭの安定性評価を実現したものであり、矛／の発明は
一定長さのアームを回転軸に取付け、このアームの先端
に供試体を収容するサンプリングシリンダをピン接合し
、このサンブリングシリンダに供試体の粘度を保時する
ための電気ヒータを設け、アームを介して供試体に遠心
力をかけて強制的に石炭粒子を短期間に沈降分離し、Ｏ
ＯＭの安定性の評価を短時間に行えるようにしたもので
ある。

又、矛コの発明は、牙／の発明のアーム長さにおいて、
回転時における回転中心からサンプリングラ’）＞！ｌ
’（Ｄ底面まで。距離□が、２ケ≦ｙくユ、よ。

　− であること、及びサンプリングシリンダ内に収容された
供試体の液位ｈ≦□Ｇであることが特徴２ である。

以下本発明の一実施例について詳細に説明する。

発明者らは、００Ｍ安定性の評価を短時間に行える手段
を検討し、供試体に遠心力を与えて強制的に石炭粒子を
沈降させることで実験した。

実験方法としては、矛１図に示す装置を用いて行った。

矛１図において、アーム（５）は、回転軸（１）に固定
され、プーリ（２）、■ベルト（４）分合して、電動機
（３）により回転させられるようになっている。（６）
はサンプリングシリンダであり、上記アーム（５）の端
部ニヒン（７）にて連結され、遠心力に比例して、サン
プリングシリンダ（６）は、外方に振り出されるように
なっている。（８）は、サンプリングシリンダ（６）内
に収容された供試体を加熱するた吟のヒータである。（
９）は、ヒータ（８）に通電するためのスリップリング
である。

又、供試体としては、表−／′に示すものを使用した。

表　−ｌ この供試体を、上記実験装置のサンプリングシリンダ（
６）の底部より約／４１０ｍｆｌｌの高さまで入れ、こ
れを７ｊＣ−７３υに保ちながら、供試体に遠心力を与
えて、００Ｍ安定性の経時変化を調べた。

先ず、サンプリングシリンダの回転開始からサンプリン
グシリンダ底部に石炭粒子が沈降し始めるまでの時間（
この時間を以下遠心負荷時間という）と、供試体に働く
遠心加速度の関係をめた図中の曲線に付した符号Ａ、Ｂ
、０．Ｄは、表−／のサンプル届を表わす。即ち、これ
ら供試体の安定日数（表−ｌ）は、静置棒貫入試験によ
り、正確に測定したものであり、Ａは一日、Ｂは３日。

０は／θ日、Ｄは！θ日である。

なお、石炭粒子沈降開始の判断は１．２ｏｇ、ｔｖｌφ
のガラス棒がサンプリングシリンダ底部まで達しない場
合をもって行った。

図より理解されることは、遠心加速度（Ｇ）が　１０を
わずかに越えただけで、各供試体の石炭粒子の沈降が急
激に起り、遠心加速度の増加に伴い、遠心負荷時間が短
くなっている。

又、この遠心負荷時間の変動１ｊは、遠心加ｊ由度が１
０υ以上では、曲線は急に立ち上り、遠心加ている。更
に、温度の遠心加速度（，２１Ｇ以上）では、遠心加速
度におけるよりも短い遠心負荷時間で石炭粒子の沈降が
見られた。又強固な堆積物を生ずることも観察された。

又、同一の遠心加速度においては、安定日数の　。

長いものほど遠心負荷時間が長くなっている。

発明者らは、遠心式評価装置を実現するために、上記実
験結果を基にして、ＣＯＭの安定日数、遠心加速度Ｇ及
び遠心負荷時間の関係をめるために、実験データを矛３
図のようにまとめた。

図において、横軸に遠心負荷時間、縦軸に安定日数（表
−ｌにより各供試体の安定日数が正確にめられている）
をとり、遠心加速度Ｇをパラメータとして整理したもの
である。

この矛３図と、前記ツ・２図より、測定誤差が少ない遠
心式評価装置の条件としては、次のことが云える。

１２図より、遠心加速度が３Ｇ以下では、僅かな遠心加
速度ｙＩ差でも、遠心負荷時間に大きく影響するので、
供試体に与える遠心加速度は３Ｇ以−Ｌが必要゛である
。又２ｊＧ以上では、先に述べたように自然沈降には見
られない強固な石炭堆ｆ♂１物を生じて、実際の自然沈
降とは可成り相ｉＱ　Ｌ、実用的でないこと及び、坩・
３図に見るように、２ｔＧ以上では、遠心負荷時間と安
定日数との関係において曲線の傾きが大きくなって、辿
心負前時間誤差に対する安定日数への影響が大きいこと
から、供試体−与える遠心加速度は、２Ｊ−Ｇ以下で４
目つればならないことが解る。

このことから、供試体にかける遠心加速度の範囲は、３
Ｇ以上２３Ｇ以下が好ましく、誤差の少ないＯＯＭ安定
性評価が遠心式装置により可能となる。

この条件を装置に当てはめた場合、次の通りである。

】・グ図において、回転軸（１）を介し一〇アーム（５
）を回転した時、供試体を収容したサンプリングシリン
ダ（６）に遠心力が働き、ビン（７）によってサンプリ
ングシリンダ（６）は、図のように外方に振り出される
。

この時の回転中心（回転軸（１）の軸心）からサンプリ
ングシリンダ（６）の最外端までの距〃１をＲ（Ｔｈと
すると、次式が成立する。

３Ｇ≦ＲＷ２≦、ｚｓａ　・・・・・・・・・・・・（
１）ここにＧは遠心加速度（９♂θう５２）Ｗは角速度
（ｒａｄ　／　、？　） 角速度Ｗ、は　ｗ　−ｎ　・・・、、、　、、、　、、
、　（２）６θ で表わされるから、但しルはアーム（５）の回転数（ｒ
ｐｍ）１式は次のようになる。

又、矛グ図に示すように、サンプリングシリンダ（６）
の底面から供試体の液面までの高さをＡ　（Ｍ＆とする
と、（ＩＧＩ　ｋ時におけるーリ”ンプリングシリング
（６）の底部と液面に受ける遠心加速度のシ）ツがｊＧ
以内であれは、結果に大き４ｃ影響を乃えないことより
　） Ａ　Ｉ７１≦オＧ　・・・・・・・・・・・・（４１と
なり、これにλ式を代入Ａると、 となる。

次に実際に行われる００Ｍ安定性の評価について説明す
る。

先ず、装置のアーム（５）の長さ、サンプリングシリン
ダ（６）の大きさ及びアーム（５）の角速度Ｗによって
、その装置の遠心加速度αＧが決定される。

゛即ち、第３図に示すように、予め正確な安定日数が測
定された供試体を用いて、その装置の安定日数、遠心負
荷時間及び遠心加速度の関係をめておく。

さて、−３−３図に示すように、遠心加速度αＧのもと
に、遠心負荷時間も、時間供試体に遠心加速度をかけ、
その後、供試体の石炭粒子の沈降がなければ、このＯＯ
Ｍは、２１日以上の安定性があるとして評価する。

このＯＯＭの安定日数をめるには、更に同一αＧにて、
ｔｌ　＋　ｔ２・・・・・・・・・と石炭の沈降が見ら
れるまで行い、その時の遠心負荷時間によってめる。例
えば、矛３図において、６４時間に石炭粒子の沈降から
みられたとすると、安定日数は、２５時間に対応する２
３日とｔ４に対応するｄ−４日の間として評価される。

また、石炭粒子沈降の有無を調べる手段としては、従来
のようにユθＩ、！朋φのガラス捧を貫入し、底部に達
しない場合を沈降有りとする（と１１人法や、γ線密度
用又は超音波測定器により、装置を回転させた状態で、
サンプリングシリンダ内部の石炭粒子の沈降を調べる方
法がある。

本実験より、安定日数５０日のＯＯＭについて♂時間以
内でその安定日数をめることができた。

以上詳述した通り、本発明の００Ｍ安定性のｊ・１・価
装置によれば、回転するアームの先端に、サンプリング
シリンダをピン接合し、このサンプリングシリンダ内に
供試体を収容して遠心加速度を加え、遠心負荷時間との
関係において、ＣＯＭの安定日数分水められるようにし
たので、遠心式評価装置の実現を可能にし、ＣＯＭの安
定性の評価時間を大巾に短縮することができた。又装置
の寸法関係において、アーム回転時に、その回転中心か
らサンプリングシリンダの最外端までの距１１３１　Ｒ
をピン連結を介して、ある範囲内に納まるようにすると
ともに、供試体の液位りをある値以下にするようにした
ので、測定誤差が少く、正確な評価が可能になった。

このように、ＯＯＭ安定性評価時間の短縮と、正確ｆ′
ｒ評価の知命１希里も、−より、ｃｏＭ制浩去乃ｒＥ０
０Ｍ使用者側を含め、００Ｍ製造の安定性を高め、産業
上乗す役割りには多大なものがある。

【図面の簡単な説明】

矛１図は、遠心式評価装置の側面図である。トユ図は安
定日数をパラメータとして、遠心負荷時間と遠心加速度
との関係２示す線図である。λ・３図は、遠心加速度？
パラメータとして遠心負荷時間と安定日数との関係を示
す線図である。］・り図は、１１１図の回転軸、アーム
、サンプリングシリンダの回転時における関係を示した
模式図である。 第５図は、矛３図の模式図である。 （１）・・・回転Ｎ＋　、　（５）・・・アーム、（６
）・・・−リンブリングシリンダ、　（７）・・・ビン
、　（８）・・・ヒータ。 第３図 凍心負荷時間（時間） 第４図 １−−−一−−゛−−−−−−−−１ 第５図 負荷時間（ｈｒ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　回転軸によって回転させられる一定長さのアー
   ムと、このアームの端部にピン接合され供試体を収容す
   るサンプリングシリンダと、このサンプリングシリンダ
   に収容されている供試体の粘度を保持するためにサンプ
   リングシリンダに設けられた電気ヒータとから成ること
   を特徴とする石炭・油混合燃料の安定性評価装置。
2. （２）回転軸によって回転させられ、回転時における回
   転中心からサンプリングシリンダ底面まで一 の距離Ｒが２７グ≦□≦２２．１”θの範囲になるよう
   に設定した一定長さを有するアームと、このアームの端
   部にビン接合され、サンプリング！６ グシリンダ内に収容した供試体の液位ｈ≦−一、−Ｇと
   なるように設定されたサンプリングシリンダと、このサ
   ンプリングシリンダに収容されている供試体の粘度を保
   持するためにサンプリングシリンダに設けられた電気ヒ
   ータとから成ることを特徴とする石炭・油混合燃料の安
   定性評価装置。