JPH011944A - 熱量測定装置 - 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】 本発明は熱量測定システム（装置）に関し、特に、石炭
のような固体の化石燃料の燃焼熱すなわち発熱量を連続
的かつ直接的に測定し、その測定結果を、当該燃料を燃
焼する装置の制御にオンラインで利用できるようにした
熱量測定装置に関する。

特に本発明は、石炭焚き形すなわち石炭燃焼形の実用動
力プラントに使用して、該プラントの加熱炉の燃焼に用
いられる石炭の発熱量をオンラインで測定するのに適し
ている。また本発明は、燃焼熱の熱量測定方法の改良に
適用することができる。

一般に、石炭のような固形燃料の発熱量は、ボンベ熱量
計で測定される。ボンベ熱量計による熱量測定方法は、
試料の燃焼により熱を得る絶対的かつ直接的な方法であ
り、かつ、熱力学の第１法則を元のサンプル質量および
熱量計の温度上昇に適用してサンプルの華位質量当りの
放熱世から発熱量を計算するものである。かような測定
はオフラインで行なわなければならず、実用的な動力発
生プラントの蒸気発生器の燃焼装置の制御のような連続
制御を行なう場合に使用できるものではない。

連続フローによる熱量測定装置は、ガス燃料の燃焼熱を
測定するのに長い間使用されている（例えば、１９３０
年代に初版が発行された著書１ｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ
　ＰＪｓｉｃｓ″、５ｅａｒＳおよびＺｅｍａｎｓｕｙ
著、第２版の第１６−７章参照）。かような装置は、ガ
スからの放熱が他の流体装置に与える影響を測定するこ
とにより、熱力学の第１法則に基いて作用する。この形
式のガス発熱量測定装置に関する先行技術としては、米
国特許筒１，８６９，５８５号、第２，０２６．１７９
号、第２，３４９，５１７号、第３，４７２，０７１号
および第４，５００，２１４号明細書に開示されたもの
である。他の熱量測定技術は絶対的で直接的な測定技術
に関するものではなく、ガス燃料を化学的および物理的
に分析するものである。かような間接的なガス燃料の熱
量測定技術は、例えば米国特許筒３，９８８，９２６号
、第４，１１５，８６２号、第４，３４５．４６３号お
よび第４．３８６．８５８号明細書に開示されている。

商業的に利用されている連続ガスフロー熱量計は、１９
８４年に刊行された公報”　Ｆｌｏ−Ｃａｌ”　（Ｎｕ
　２０　：ＦＣ−１、ｐｌｕｉｄ　ＤａｔＢ　Ｉｎｃｏ
ｒｐｏｌａｔｅｄ社発行）に開示されている。

このガス熱量計は、燃焼に築くものであるため、熱損失
により測定精度に悪影響がもたらされる。

熱損失による誤差は補正しなければならないし、またこ
の誤差は周囲の温度および圧力によっても大きく左右さ
れる。

石炭の発熱量を正確に測定することの問題は、石炭が種
々の化学組成物を含んでいることによって悪影響を受け
る。なぜならこれらの種々の化学組成物の各々について
熱容量および石炭の全Ｍｍ（マス）に対する各組成物の
質量（マス）を正確に考察し難いからである。更に石炭
の熱量測定が困難な原因として、熱損失並びに周囲の温
度および圧力の変化が不安定なことにある。他の問題は
、石炭の自然を維持することにあり、このため熱量計の
測定開始時および連続測定時に、石炭を燃焼器に供給し
なければならないという問題が生じる。

従って本発明の主目的は、石炭のような固体燃料の燃焼
熱すなわち発熱量を直接的かつ連続的に測定することが
できる熱量測定装置であって、特に、実用動力プラント
の石炭焚き形蒸気発生器における固体燃料の燃焼を制御
するデータをオンラインで利用することのできる熱量測
定装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、発熱量を測定しようとする燃料を
燃焼することによって、熱力学の第１法則に従って作動
する熱量測定装置であって、燃焼中および混合中の熱損
失を最小にすることができる混合方法によって燃焼ガス
と冷却ガスとを混合し、考慮に入れられない熱損失の発
生も最小にしかつ周囲の条件の変動に対しても安定して
作動することができる熱量測定装置を提供することにあ
る。

本発明の他の目的は、石炭その他の固体燃料の自燃によ
って、直接的かつ連続的に燃料の燃焼から得られる発熱
量を測定する改良された方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、燃焼ガスと結合（コンバイン）し
たときの冷却ガスの温度上昇が用いられている熱力学の
第１法則に従って作動する連続熱量測定装置であって、
熱量測定装置の熱容量が小さ（、試験中の燃料の発熱量
の変化に対して迅速に応答することができる熱量測定装
置を提供することにある。

零発゛明の他の目的は、石炭のような固体燃料の発熱量
を絶対的に（推量的なものではなく）かつ直接的に測定
することのできる連続熱量測定装置であって、燃料の重
力による供給量および燃料の燃焼により形成される燃焼
ガスのマス流量（マスフロー速度）を、冷却ガスの温度
上昇と共に直接的に測定して、周囲の圧力および温度の
変化とは独立して燃料の発熱量を決定することができる
熱量測定装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、石炭の自己燃焼（自燃）が生じる
ように構成された、石炭の発熱量を連続的に測定する装
置を提供することにある。

簡単にいえば、本発明の熱量測定装置は、試験すべき燃
料（石炭のような固体燃料）および空気のような燃焼を
支える（酸化する）ガスを供給して、燃料を燃焼ガスに
変換する燃焼手段を備えた装置であるといえる。本発明
の熱量測定装置には、燃焼ガスを空気のような別の冷却
ガスと混合することによってコンバインドガスを形成す
る手段が設けられている。また、混合手段の入口端およ
び出口端における冷却ガスおよびコンバインドガスの温
度を測定する手段と、燃焼器（燃焼室）内への燃料のマ
ス供給量を測定する手段とが設けられている。本発明の
熱量測定装置に設けられたコンピュータ手段は、燃焼ガ
スの成分のマスフラクションの比熱に与える影響を考慮
に入れて、燃焼ガスのエンタルピを計算する測定値に応
答できるように構成されており、これらのデータはコン
ピュータのメモリに記憶されるようになっている。従っ
て、燃料の発熱量に関する正確なデータが、測定に使用
される材料の温度およびマス流量の連続的かつ絶対的な
測定値に基いて決定される。

燃焼器および混合装置内の熱損失は、燃焼器および混合
装置からの放射熱を、燃焼器および混合装置に戻される
空気の流れに対流させることによって避けることができ
る。このことは、燃焼室を包囲している多孔性の断熱材
で作られたセルによって達成され、酸化ガス（２次空気
）が該セルを通って燃焼室内に対流される。混合装置の
まわりには冷却空気用のラビリンス通路（迷路）が設け
てあって、冷却空気を混合室に対流させることによって
放射熱を戻すことができるようになっている。

石炭のような固体燃料は微粉砕されかつ制御された速度
で重力作用形のフィーダおよびエダクタ（該エダクタは
１次空気により駆動される）に供給され、更に燃焼器へ
と供給される。微粉砕された燃料のマスは、供給量と共
に重力作用形のフィーダで測定され、コンピュータでの
発熱量の計算に使用される。測定作業の開始時には、石
炭の供給量を徐々に増大する一方、石炭を予熱しかつ燃
焼を開始させる燃料ガスの供給量は、燃焼器内で石炭の
自己燃焼（自燃）が生じるまで減少させる。

本発明の上記および他の目的、特徴および利点は、添付
図面に基く本発明°の実施例についての以下の詳ＩＪｌ
！ｌな説明により明らかになるであろう。

本発明によるオンライン弐の連続熱量測定装置（システ
ム）は、３つの主要構成部すなわら、ｆａｔ材料供給装
置（該装置は主として機平成的に構成されており、主と
して第１図に示されている）と、（ｂｌデータ収集・コ
ンピュータ制御システム（該システムは主として電気的
に構成されており、主として第３図に示されている）と
、ｆＣ１熱力学的熱量測定ユニット（該ユニットは、主
として、測定中に質量（マス）の流れおよびエネルギを
測定しかつこれらを相対的にバランスさせるためのもの
であり、主として第２図に示しである）とから構成され
ている。

第１図に示すように、石炭は主石炭供給装置１から供給
される。石炭の粒度は１６メソシユ以下であり、微粉砕
機３への流入速度は２速フイーダ２により制御される。

このフィーダ２は３つの作動モード、すなわち、停止モ
ード、システムの公称能力の７５％で供給（１秒間に０
．７５ｇ）するモードと、システムの公称能力の１２５
％で供給するモードとを有している。最初は、フィーダ
２は高速度で作動する。

石炭は、石炭供給装置からサンプラ３５を介して連続的
に微粉砕機３に流入し、該１敗粉砕８！１３によって摩
擦により粉砕されて例えば３２５メソシユ以下の塵埃状
の大きさになる。微粉砕機３は高圧空気供給源（コンプ
レッサ）２１からの高圧空気４により駆動され、例えば
１００ｐｓｉｇ　（約７．０ｋｇ　／　ｃｎ　”ゲージ
圧）で２０ｓｃｆｍ　（標準立方フィート７分）の圧縮
空気を消費する。このコンプレッサ２１を監視して０Ｎ
−ＯＦＦ切換え（第３図）を行なうためのスイッチおよ
び弁（図示せず）が、コンピュータシステムに接続され
ている。微粉砕された石炭は、微粉砕機３と一体になっ
たサイクロンセパレータ５によってプロセス空気から分
離される。消費されたプロセス空気は、該プロセス空気
の流れに乗って捕捉されたすべての微細粒子を収集する
コレクタバック（図示せず）に通された後、出口６から
排出される。石炭は、サイクロン５の底部から分離・移
送弁７に落下することによって微粉砕機３から排出され
る。この弁７は、微粉砕機３の固体物出口における高圧
の排出空気によって、重力作用形ホッパ８が過度に加圧
されることを防止するためのものである。

微粉砕された石炭が、重力作用形フィーダ１２に設けら
れた前記ホッパ８を充填すると、石炭のレベルがレベル
検出器９によって検出される（第３図参照）。石炭が所
定のレベルまでホッパ８に充填されたことをレベル検出
器９が検出すると、この信号は、デジタルデータ入力／
出力ボード２０２を介してコンピュータ２０１　（第３
図）に送られ、これにより２速フイーダ２が低供給速度
側に切換えられる。２速フイーダ２からオーバーフロー
した石炭は、主石炭流に戻される。充分な量の石炭がホ
ッパ８から排出されたときには、レベル検出器９が停止
して、２速フイーダ２が高供給速度側に切換えられる。

重力作用形のフィーダ１２に取付けられたホッパ８には
約２度の負のドラフト角度が付してあって、石炭粉の流
れを促進できるようになっている。ホッパ８の下方の開
口部は漏出防止ダム１１により閉塞され、石炭が最初に
ホッパ８に導入されるときの石炭の露出損を防止できる
ようになっている。ダムエ１は、該ダム１１が１対の持
上げフック１３を係合するまでフィーダ１２のベルトを
前方に駆動することによって取外され、次いでエアシリ
ンダ１４を作動することによってフィーダＩ２のベルト
から持上げられる。ダム１１は、ホップ８が空になるま
でこの位置に保持され、ダムが再びホッパ８の下方の開
口部を閉塞するまでエアシリンダ１４を停止しかつフィ
ーダ１２のベルトを走行させることによって、元の位置
に戻される。

フィーダ１２のベルト装着フレームは、該フレームにレ
バー作用を生じさせることのできる２つの撓み部材（概
略的に番号２５．２７で示しである）から吊下げられて
いる。ヘルド上の石炭の質量によって、撓み部材の枢着
点の一側には下向きの力が作用し、この下向きの力は枢
着点の反対側で上向きの力に変換される。この上向きの
力は、直接ロードセル１５（例えばその容量は５０ｇで
ある）に作用する。ロードセルの用語において、ロード
セルの容量は、ダイナミックレンジの上限を示す質量に
より表わされる。ロードセル１５によって実際に力を測
定すれば、質量に重力の加速度を掛けなければならない
。例えば、もしも力の上限が４．９００ダインで、フィ
ーダ１２のフレームの２つのモーメントアームの比が約
３であり、ベルトの上に７ｇの石炭が載っているときに
は、ロードセル１５には約１．９６０ダインの力が作用
する。ロードセル１５の出力は、内蔵した増幅器によっ
て４〜２０ミリアンペアの出力に変換され、この出力は
データ収集システム（第３図のアナログデータボード２
０３）に伝達される。

フィーダ１２のベルトはステッパモータ１６により駆動
され、該ステッパモータ１６の制御周波数はコンピュー
タ２０１　（第３図）により発生される。もしもロード
セル１５により表示された質量供給量が所望の供給量と
一致しない場合には、コンピュータ２０１によって制御
周波数の補償変化量が計算されて周波数発生ＦＡ（第３
図のクロック２０４）に伝達される。これにより、トラ
ンスレータ２０５　（第３図）には変更された信号が伝
達され、モータ１６のステップ速度が必要に応して増減
される。従って、石炭の供給量が一定に保たれる。ステ
ッパモータ１６はフィーダ１２のヘルド装着フレームに
取付けられており、該ステッパモータ１６の質量はフィ
ーダ１２の前端部に取付けられた釣合い重り（図示せず
）によって補償されている。

微粉砕された石炭はフィーダ１２のベルト端から落下し
て、高圧空気供給源２１から供給される１次空気に運ば
れてベンチュリエダクタ１７に流入する。振動ファンネ
ル（図示せず）により石炭粉の流れが促進される。ベン
チュリエダクタ１７を駆動する空気の量は、１次空気に
要求される全体の空気量に等しい。

第２図に示すように、石炭と空気との混合物が、熱量計
２０への入口バイブ１０１ａから、燃焼室１０２の頂部
において等間隔に配置された３つのスロット開口１０３
を備えた環状のマニホルド１０１を通して、熱量計２０
に流入する。熱量計２０には、その下端部１３０に燃焼
室１０２が設けてあり、上端部にエアミキサーユニット
１３２が設けである。マニホルド１０１から石炭は旋回
して流れ、燃焼室１０２の中心部で石炭が燃焼される。

２次空気の入口バイブ１０４には、例えば３０〜４０イ
ンチ水柱（約７６〜１０２ｃＩ１１水柱）の低圧力で作
動する低圧空気供給源（ブロワ）４１　（第１図）から
大量の空気が供給される。コンピュータシステム（第３
図）には、プロワ４１を監視してその運転をＯＮ・ＯＦ
Ｆするためのスイッチおよびゲージが接続されている。

２次空気は、燃焼室１０２を包囲するように配置された
耐火セラミックれんが製の多孔質断熱セル１０５を通っ
て燃焼室１０２内に流入する。断熱セル１０５は、燃焼
室１０２からの放射損熱および対流用熱によって加熱さ
れ、断熱セル１０５を通過する２次空気によって冷却さ
れる。２次空気は、断熱セル１０５を通る際に、燃焼室
１０２からの放射損熱および対流用熱を受けて加熱され
、その後、円周方向に配置された１群の孔１０８および
燃焼室１０２の逆円錐状の底部に等間隔に配置された３
つの孔（図示せず）を通って燃焼室１０２内に流入する
。この点に関しては、第５図、第５Ａ図および第５Ｂ図
をも参照されたい。

石炭と空気との混合物を燃焼室１０２に導入する前に、
逆円錐状の底部の頂部に設けたパイプ１２３から流入す
るプロパンを燃焼することによって、一定時間の予熱を
行なう。プロパンガスは、プロパン供給源１９（第１図
）から、４つの弁５１〜５４で構成された流れ制御装置
を介して燃焼室１０２内に噴射される。プロパンの供給
は、′石炭と１次空気との混合物を供給するためのマニ
ホルド１０１を用いて行なうこともできる。プロパンは
、燃焼室１０２の中心に配置されたスパークイブナイタ
１０９により点火される。熱量計２０の煙道の出口１Ｂ
（第１図）に設けた熱電対（Ｔ／Ｃ）２３によって測定
した排気ガスの温度の急上昇により、プロパンが点火さ
れたことが確認されたときには、イグナイタ１０９が停
止される。

熱電対２３の信号は、Ａ／Ｄ変換器（アナログ−デジタ
ル変換器）を備えたアナログデータボード２０３　（第
３図）を介して、コンピュータ２０１に人力される。こ
のアナログデータボード２０３には、絶対圧力ＰＡおよ
び圧力差ΔＰを測定する圧力ゲージ２４〜２９．３７．
３８からの信号および他の熱電対からの信号が更に入力
される。デジタルデータボード２０３からのデジタル化
された信号は、デジタルデータ、ボード２０２への他の
デジタル入力信号と多重化されて、コンピュータ２０１
のメモリに入力される。熱量計２０の全体（すなわち、
燃焼室１０２の下端部１３０とエアミキサユニット１３
２とを合わせたもの）は燃焼するプロパンによって加熱
される。この予熱サイクルは、排気ガス温度の上昇速度
がゼロに近くなったときに完了する。

石炭は１００％の公称値で流れが開始され、新しい熱平
衡位置に到達したときにプロパンの流れを徐々に減少す
る。プロパンの流れが完全に停止したとき、熱量計は、
石炭が支燃されることな（自燃する新しい熱平衡位置を
確立する。この作動モードの間、燃焼室１０２の中心の
火球からの放射熱によって石炭と１次空気との混合物を
予熱することにより、石炭の点火が行なわれる。

石炭とプロパンの両方が流れている期間を除いて、燃焼
室１０２内では石炭の燃焼が完全に行なわれる。かよう
な条件下では、エアミキサ１３２内で成る燃焼が行なわ
れたものとは考えられる。

プロパンの流れが全体的に瞬時に停止するのではなく徐
々に小さくなることがその理由である。火球（〕１イヤ
ボール）は、ゆっくりと燃焼室内に引っ込められなくて
はならない。火球の一部が燃焼室１０２内にあり、一部
がエアミキサ１３２内にあっても、流入する石炭を予熱
するには放射熱の流れが不充分であり、燃焼室のマスは
作動温度まで上昇しない。かような条件下で余りにも迅
速に火球を引っ込めてしまうと、予熱が不充分なために
炎の急冷を招いてしまう。

支燃されない石炭の炎が得られる新しい熱平衡状態が達
成されたならば、熱量計２０を用いて石炭の発熱量を測
定する。石炭は、スロット開口１０３から熱量計２０に
供給される。

燃焼を支えるための空気はパイプ１０４から熱量計２０
内に流入し、更に多孔質の断熱体１０５を通過する。多
孔質の断熱体１０５によって２つの目的が達成される。

第１は、空気が外側のプリナム１０６から内側のプリナ
ム１０７へと通過するために、燃焼室からの熱損失を防
止できることであり、第２は、燃焼室１０２に流入する
前に空気が熱を吸収することである。空気温度が高けれ
ば、燃焼反応の維持を容易に行なうことができる。

第５図、第５Ａ図および第５Ｂ図に示すように、燃焼室
１０２内での石炭の運動経路１４０は、燃焼室１０２の
外側の壁の近（では下向きに、中心部では上向きに運動
する。２次燃焼空気は、燃焼室の本体の高さ方向の中央
よりも下に環状に配置された多数の孔１０８を通って燃
焼室１０２内に流入する。燃焼反応は、イグナイタ１０
９を作動させることにより開始される。イグナイタ１０
９は、該イグナイタを作動させる（第３図のデジタルデ
ータボード２０２からの制御出力を参照）ための変圧器
（図示せず）を介して電気的に加熱されるスパークプラ
グ又はグローバーとして＋ｌ！成するか炎を発生する装
置で構成することができるが、スパーク又は炎を燃焼室
の中央に位置決めできる限り、イグナイタ１０９は半径
方向又は垂直方向に移動できるように構成することがで
きる。燃焼が自燃し得る状態になったならば、イグナイ
タ１０９の作動を停止する。この時点で、流入する石炭
および空気は、燃焼室１０２内の火球（ファイヤボール
）からの放射熱で加熱される。

孔１０８は、燃焼器すなわち燃焼室１０２に対して空気
が接線方向に流入できるようにするためのものである。

第５図、第５Ａ図および第５Ｂ図に示すように、燃焼室
１０２の側壁を通る空気の進入方向は下向きでかつ半径
線から４５°だけ傾くように旋回される。これにより幾
つかのことが達成される。すなわち第１に、空気の流れ
経路（従って燃料の流れ経路）が長くなるために、石炭
粒子が燃焼室内に存在する時間を長くすることができる
。空気が内方および上方に移動するとき、石炭粒子は灰
だけになってしまうまで、燃焼室の壁に向って吹付けら
れる。この灰は極めて微細な粒子になっていて、排気ガ
スにより燃焼室外に運び出される。第２に、下向きの空
気流によって、灰を燃焼室１０２の逆円錐状の底部から
掃出して、上向きに流れている煙道ガスの流れに乗せる
ことができる。これにより燃焼室１０２をきれいに保つ
ことができかつ石炭の天分測定に用いる煙道灰を捕捉す
る手段として燃焼室を利用することができる。

熱い燃焼生成物（燃焼ガス）は、開口１１０を通って燃
焼室１０２から出て、混合質１１１内に流入する。冷却
空気すなわち混合空気がパイプ１１２から熱量計２０内
に流入して、ラビリンスプリナム１１３を通り、更に、
混合室１１１を形成するチューブ１１９の壁の底部に設
けた開口１１４および多数の入ロパソフルを通って、混
合室１１１内に流入する。第６Ａ図および第６Ｂ図に示
すように、これらの開口１１４はほぼ三角形をなしてい
て、燃焼ユニット１３０とエアミキサユニット１３２　
（第２図）との間に延在しているパイプの首部のまわり
に配置されている。これにより、混合作用を助けるサイ
クロイド流れを生じさせることができる。プリナム内の
冷却空気によって、混合室１１１から損失した放射熱が
回収されて混合室１１１に戻され、これにより測定精度
を向上させることができる。特に、開口１１４は、直角
三角形の斜辺に沿って切込みを入れ、垂直な一辺に沿っ
て内側に曲げることにより形成されている。この構成に
よって、混合空気を上向きの螺旋状経路に沿って案内で
きるために煙道ガスとの混合を助けることができ、かつ
、ラビリンスプリナム１１３および混合煙突すなわち混
合室１１１を通る圧力降下を低減することができる。

乱流による熱い燃焼生成物と冷却空気との混合物は、混
合室１１１の長さに沿って移動し、排出口１１５から熱
量計２０の外に排出される。燃焼生成物と冷却空気との
混合作用は、バッフル１１６が設けであるために更に向
上される。図示の実施例では、バッフル１１６はディス
ク１１７とリング１１８とを交互に一連に配置すること
により構成されており、これにより流れの乱流を大きく
することができるようになっている。熱量計２０の頂部
に配置された熱電対２３を備えた熱電対プローブ１２２
が、排出口１１５から最後（最上段）のバッフルの間に
差し込まれている。熱電対２３をこのように配置するこ
とによって、排出口に設けられた熱電対２３を、燃焼室
１０２および燃焼室内の炎から隔絶することができ、こ
れにより、熱電対２３への放射熱による温度測定誤差が
生じないようにしである。混合装置は静的構造物又は動
的構造物として構成することができる。すなわち、ディ
スク１１７を、パイブレークのような適当なアクチエエ
ータによってリング１１８に対して移動させるように構
成してもよい。

熱量計２０は、熱力学の第１法則に基いて作動する０本
発明の実施例においては、燃料の供給速度およびエネル
ギの放散速度は連続的に測定され、発熱量は下記の式（
１）により計算される。

発熱量＝　Ｑ　／　Ｍ　ｔ　　　　・・・・・・・・（
１）従って、もしもエネルギの放散速度ＱをＢＴＵ／ｈ
ｒ（ＪＩ位待時間りの英国熱量単位）、燃料の流速Ｍｔ
をＬＢ／ｈｒ（単位時間当りのポンド）で与えた場合に
は、ＱをＭ、で除した値が燃料の発熱量（ＢＴＵ／ＬＢ
）として求められる。もちろん、ｋＪ／ｋｇ（キロジュ
ール／キログラム）のような他の単位を用いることもで
きる。

エネルギの放散速度Ｑの値は、燃焼生成物（試験下での
材料又は燃料）による熱損失が冷却空気により得られる
ものであるとする混合方法を適用することにより決定さ
れる。正解な測定を行なうためには、熱量計による熱損
失をでき得る限り小さくしなければならない。このこと
は第１に、多孔質の断熱セル１０５　（該断熱セル１０
５は燃焼室１０２からの熱損失を阻止するためのもので
ある）によって達成される。熱を吸収することによって
、断熱セル１０５自体が熱くなる。この熱は、断熱セル
１０５に２次燃焼空気を通すことによって回収され、こ
れにより断熱セル１０５の熱が２次燃焼空気によって吸
収されて燃焼室１０２に戻される。

第２に、混合室１１１からの熱損失は、冷却空気をラビ
リンス通路に通すことによって最小になる。熱は対流に
よって、燃焼生成物と冷却空気との混合物から混合室１
１１の金属製の管状壁１１９まで導かれ、同様に、混合
室１１１を包囲している断熱体１２０の層まで導かれる
。冷却空気は、この断熱体１２０の表面に沿って初めは
低温度で流れ、混合室１１１の入口開口１１４に向って
下方に移動するにつれて熱を獲得していく。断熱体１２
０の表面からも放射による熱損失があるため、金属シリ
ンダ１２１からなる第２の断熱体が設けられている。同
様な作用によって、空気はラビリンス通路１１３への入
口すなわちパイプ１１２から上方へ移動し、金属シリン
ダ１２１の表面に沿って流れ、金属シリンダ１２１によ
り吸収されたすべての熱を回収する。熱量計２０の全外
表面は、適当な形式の断熱材によって覆われている。

冷却空気により吸収された熱は、燃焼生成物による熱損
失に等しい。この熱量は下記の式（２）により計算する
ことができる。

Ｑａ　＝Ｍ、ＸＣＰＸ　（Ｔｚ−Ｔ＋　）　　・・・・
−（２）ここで、Ｑ、＝熱流量（ＢＴＵ／ｈｒ）、Ｍ、
＝冷却空気のマスフロー（ＬＢ／ｈｒ）、ＣＰ　＝空気
の比熱（ＢＴＩＩ／（ＬＢ　Ｘ　’Ｆ））、Ｔ２＝排出
口１１５における混合物の 温度（０Ｆ）、 Ｔ、＝パイプ１１２への入［」における冷却空気の温度
（°Ｆ）。

燃焼生成物と冷却空気との混合物は上昇した温度で熱量
計２０を出ていくので、周囲の空気のエンタルピ（ｈｅ
ａｔｃｏｎｒｅｎｔ）と比較した混合物のエンタルピを
決定するのに同様な計算を行なうことができる。この計
算は、排出燃焼ガスの熱力学的性質と空気の熱力学的性
質とが同じものであるという仮定の下で行なわれる。燃
焼ガスに比べ空気が約５０倍以上であるという理由から
、この仮定は当を得たものである。これらの２つの計算
結果の和は、燃焼反応から冷却空気への全熱流に等しい
。

石炭の発熱量は、前述の弐（１）を用いて計算される。

燃焼は燃焼室内で完全に行なわれるため、石炭の燃焼に
より得られる全エネルギは燃焼室内に放散され、熱量測
定装置を通って流れる燃焼生成物と、過剰の空気と、不
活性ガスとによって吸収される。この熱を吸収すること
によって、これらのガスの温度は１．８００〜２，００
０’Ｆ（約９８０〜１，０９０℃）に上界するものと考
えられる。加熱されたこれらのガスは、燃焼室を出てエ
アミギサユニソト１３２内に流入し、該ユニット内で大
計の冷却空気と混合される（例えば、１６５　ｓｃ、ｆ
ｍで１８５°Ｆ（約８５°ｃ）　）　。７ｘイ３ｙｘ焼
生成物と冷たい混合空気との混合物の全体は、３８０〜
４６０’Ｆ　（約１９３〜２３８℃）の温度で熱量計２
０から出ていく。混合空気のマスフロー速度が混合空気
の圧力測定値および入口温度から計算されかつ石炭の供
給量が一定のベルト速度時のロードセル信号から計算さ
れるため、発熱量のデータは、弐ｆｌ）、（２）に基い
てコンピュータ２０１により計算される。

本発明の装置によれば、混合空気の熱力学的性質と排出
される燃焼ガスの熱力学的性質とが同しであるという仮
定をしなくても、発熱量を測定することができる。これ
は、圧力ゲージと熱電対とによって、１次空気および燃
焼空気のマスフローおよび石炭の供給速度の正確な計算
結果が得られるからである。次に、燃焼生成物の各成分
の比熱又は熱量５１　（ｃ、　）の非線形効果を考慮に
入れることができる。熱流すなわち熱流量Ｑは、次式（
３）を用いてより正確に計算することができる。

ここでＣＰｆは、与えられたランクに対する各煙道ガス
（燃焼生成物）の平均マスフラクションを考慮に入れた
合成関数である。石炭と空気については、これらはＣＯ
２、Ｈ□０、ＳＯ２、Ｎｚ、０２および灰分である。石
炭、歴青炭、亜歴青炭、亜炭等の与えられたランクの範
囲内では、燃焼生成物の熱容量はほぼ同じであることが
発見されている。従って、石炭の種類が分っているとき
には、当該石炭の属するランクの熱容量に関するデータ
をコンピュータ２０１のメモリに記憶させておき、熱針
計算の向上に役立てることができる。以下に、この手順
について詳細に説明する。式（３）から、石炭の発熱ｆ
ｆ１（ＢＴＵ／ｊ！ｂ）が、熱力学の第１法則から求め
られる（ここで、ｍｃｏ、Ｌおよびｍ　、ｉ　、は、熱
電対３１（Ｔ、）および２３（”ｌ’ｚ）からのＴ１お
よびＴ２として、正確に測定されたマス／ユニット時間
）。煙道ガスＣｆＯ熱容量（比熱）は、温度の複素関数
であり、ガスのメークアップに伴なって変化する。

第１の近似計算として、Ｃ，とＴ（第４図）との間に直
線関係があるものと仮定する。

第２の近似計算として、空気だけの熱容量を仮定し、曲
線２ｎｄおよび３ｒｄの間に誤差を生じさせる。

第３の近似計算として、各ガス成分の与えられたランク
内での平均マスフラクションを考慮してガスのメークア
ップを考慮に入れる。与えられた石炭のランク（例えば
歴青炭）内では煙道ガスの比熱が同じであると考えられ
ている。従って、各成分についてＣＰの非成形性を考慮
に入れると、積Ｃｐ（Ｔ、−Ｔ、）の値（これは曲線の
下の面積である）を正確に計算することができ、これを
熱流量Ｑｃとすることができる（下記の表を参照）。

従って、煙道ガス全体の熱容量は、 ＣＰｆ＝　Ｗ＋ＸＴ＋ＹＴ”＋ＺＴ”、Ｗ　＝ａｌＸ１
　＋　ａｚＸｚ　＋　”’　Ｈ・＋ｌｉｌ？ＸｔＸ　＝
ｂ、Ｘ、　＋ｂ２Ｘ、＋・・・・・・ｂＪｙとして与え
られ、最後に、 として求めることができる。

ＣＰｆは、第４図の曲線３ｒｄの下の面積Ａである。

石炭のランク数は５〜６に制限され、従って、係数ａ、
ｂ、ｃ・・・は適宜メモリに記憶しておくことができる
。これらの計算は、制御コンピュータ２０１によって、
約５秒の間隔でオンラインにより行なわれる。計算結果
は、所望に応じて５秒より大きな適当な間隔に亘って平
均化される。

データ収集・コンピュータ制御システム（第３図）は、
すべての入力信号および出力信号を収集して処理する機
能を有しており、あらゆる計算および上記の種々のモー
タ、アクチュエータおよびソレノイド弁等の作動制御を
することができる。

このデータ収集・コンピュータ制御システムは、５つの
基本作動モード、すなわち（１）自動スターＩ・アップ
およびキャリブレーション、（２）命令によるキャリブ
レーション、（３）スタンバイ、（４）分析および（５
）自動停止である。また故障モード時に安全停止するよ
うになっており、これにより、位置に故障が生じたとき
には必らず停止するようになっている。

自動スタートアップおよびキャリフ゛レーションモード
は、装置の動力スイツチをＯＮにすることによって開始
される。これにより、コンピュータが活動され、すべて
の電子部品に通電される。装置が完全に機能していると
きには、データ収集トランスデユーサ（Ｔ／Ｃおよび圧
力ゲージ）が作動して、これらのテストポイントをアナ
ログデータボード２０３又はデジタルデータボード２０
２゛　　に出力する。コンピュータにより行なわれる最
初のテストは、高圧空気の供給圧力が最低でも１１００
ｐｓｉ　（約７．　Ｑ　ｋｇ　／　ｃｙｒ　２ゲージ圧
）あるか否かをチエツクすることである。ＹＥＳのとき
は、高圧空気供給源の遮断弁を開放する。Ｎｏのときは
、エラーメソセージをプリンタ２０７に出力する。装置
に高圧空気を供給した後、低圧ブロワ４１を作動し、数
秒間経過後に、ブロワ出力のライン圧が満足できる圧力
であるか否かをコンピュータがテストする。ＮＯであれ
ばプリンタ２０７にエラーメソセージを出力し、ＹＥＳ
であればイグナイタ−１０９が作動される。

この熱量計の作動には２つのガスを独立して供給するこ
とが必要とされる。第１のガスは装置のキャリブレーシ
ョンに用いるための熱力学的に分析されたガスであり、
第２のガスは装置の予熱を行なうのに大量に人手できる
適当な燃焼可能なガス（例えばプロパン）である。イグ
ナイタ１０９を作動した後、予熱ガス遮断弁を開放すれ
ば、予熱ガスが燃焼室１０２内に流入して点火される。

排気ガスの温度が上昇したことを確認することによって
点火が行なわれたか否かが試験される。もしも点火が行
なわれない場合には、エラーメツセージがプリンタ２０
７に出力され、点火が行なわれた場合にはイグナイタ１
０９を停止する。次いでコンピュータが排気ガス温度を
テストし、装置が作動状態になったか否かを決定する。

装置が適当な作動温度になった場合には、予熱ガス遮断
弁を閉じて、キャリブレーションガスの遮断弁を開放す
る。キャリブレーションガスのマスフロー速度（マス流
量）およびその燃焼による熱流速度を測定することによ
って、キャリブレーションガスの発熱量が決定され、プ
リンタに出力される。キャリブレーションの結果はキャ
リブレーションガスの公知の発熱量と比較され、運転を
このまま続行するかあるいは補正で行なうかの決定がな
される。キャリブレーションガスの計算された発熱量を
プリンタに出力した後、キャリブレーションガス遮断弁
が閉鎖され、予熱ガス遮断弁が開放される。装置は今や
スタンバイモードであり、作業者の指令を待って燃料の
分析を開始する準備が整ったことになる。

装置（詳細には装置のパネル又はキーボード（図示せず
））の適当なブツシュボタンを押すことにより分析モー
ドに入る。始動条件が満足すべきものであることを確認
した後、ベンチュリエダクタ１７のソレノイドが付勢さ
れ、分離・移送弁７が作動される。石炭を微粉砕機３に
供給するための２速フイーダ２が高供給速度で始動され
る。

これらの各部が作動している間に、固体の燃料（石炭）
が微粉砕機３に流入して、所望の粒度（例えば３２５メ
ツシユ以下）になるようにすりつぶされる。微粉砕され
た石炭は分離・移送弁７に入り、重力形ベルトフィーダ
１２の上に取付けられたホッパ８に供給される。このホ
ッパ８には例えば２°のドラフト角度が付しであるため
、微粉砕された石炭がホッパ８から流出することを促進
できるようになっている。ホッパ８内での固体燃料（石
炭）のレベルが充分に高くなってレベルセンサ９が作動
されると、信号が２速フイーダ２に送られて該フィーダ
２を低供給速度に切換える。

この低供給速度においては、レベルセンサ９が停止して
前の状態に戻り、２速フイーダが再び高供給速度に切換
えられるまで、ホッパ８内での固体燃料のレベルは低下
していく。ベルトフィーダ１２がホッパ８から固体燃料
を取出す速度は、２速フイーダ２の高供給速度と低供給
速度との間に定められる。これにより、ベルトフィーダ
１２による同体燃料の供給速度は、装置への固体燃料の
導入速度を間接的に制御することになる。

レベルセンサ９が２速フイーダ２の供給速度を切換える
最初の時点で、コンピュータに信号が伝送された重力作
動形のベルトフィーダ１２０作動が開始される。行なわ
なければならない最初の作動は、アンチフラッシュダム
１１を除去することである。このダム１１を設けた目的
は、微粉砕された固体燃料がベルトフィーダ１２のホッ
パ８の出口から自由に流出してしまわないようにするこ
とである。ダム１１は、エアシリンダ１４に取付けられ
た持上げ機構のフック１３にダム１１が係合するまでフ
ィーダＩ２のベルトを前進させることによって、除去さ
れる。エアシリンダ１４はコンピュータからの指令によ
っ゛ζ作動され、ダム１１は、フィーダ１２のベルト上
の固体燃料のベツドが邪魔されることのない間隔かヘル
ドとダムとの間に形成されるように持上げられる。次い
でベルトフィーダ１２の駆動装置が再始動され、微粉砕
された固体燃料の熱量計２０への流入が開始される。

重力作動形のベルトフィーダ１２を設けた目的は、熱量
計２０への固体燃料のマスフロー速度を測定することに
ある。このことは、主ヘルドフレームが第１級のレバー
となるように可撓性をもって取付けかつロードセル１５
をレバーの短かなモーメントアームに接触させることに
よって達成される。

フィーダ１２のベルト上に載った固体燃料のヘッドによ
って、レバーの長いモーメントアームに下向きの力が作
用し、これにより、ロードセル１５には上向きの力が作
用する。２つのモーメントアームの長さの差によって、
ベルト上の固体燃料により発生した力が増大される。ロ
ードセル１５に、該ロードセルに作用する力に比例する
信号を、内蔵する増幅器（図示せず）に人力する。

この増幅器は、ロードセル１５の信号を４〜２０ミリア
ンペアに比例増幅して、アナログデータボード２０３に
伝達する。

この信号は、ボード２０３のＡ／Ｄ変換器によってコー
ド化され、デジタルボード２０２を介してコンピュータ
に入力される。ここで信号は成る固体燃料の流Ｎ（例え
ば、１秒間、当り０．７５ｇ）に等価の値と比較される
。固体燃料の流量が１秒間当り０．７５　ｇより小さい
ことを、ロードセル１５から送られた信号が示した場合
にはフィーダ１２のベルト速度を増大し、逆に、流量が
余りにも大きいことを示した場合にはベルト速度を低下
させる。

フィーダ１２のベルトはステッパモータ１６によって駆
動され、そのステッピング速度は周波数接触形トランス
レータ２０５によって制御される。

トランスレータ２０５は周波数を一連のスイッチング作
動に変換し、このスイッチング作動によってモータのス
テータの磁界が種々に励磁され、これによりモータが周
波数に比例する速度で回転される。制御周波数は、クロ
ック２０４によって駆動されるトランスレータ２０５の
プログラム可能な信号発生器（カウンタ）によって発生
される。

この信号の周波数の変化量は、ロードセルの設定値とロ
ードセル１５からの実際の入力値との間のオフセット量
によって決定される。固体燃料のマスフロー速度をコン
ピュータが計算するのに、ロードセルの実際の値が用い
られる。

固体燃料がベルトフィーダ１２の端部に到達すると、固
体燃料はベルトの端部から、振動するエダクタのファン
ネル１７内に落下する。エダクタのファンネルは、エダ
クタ内への固体燃料の流入を促進すべく振動する。エダ
クタのベンチュリ効果によっても、固体燃料の流れが促
進される。微粉砕された固体燃料がエダクタ内に流入す
ると、固体燃料は熱量計の１次空気内に浮遊状態に捕捉
され、前述のようにして燃焼される。

燃焼器すなわち燃焼室１０２内で固体燃料が燃焼し始め
ると、排気ガスの温度によって表わされるように新しい
熱平衡点が得られる。この新しい熱平衡点に到達すると
、予熱ガスのフェーズ化した遮断が開始する。これによ
り、新しい熱平衡状態（この状態は予熱ガスによって支
燃されない固体燃料の燃焼にとってユニークな状態であ
る）にタイムリーに移行できるようになる。最初は、両
方の予熱ガス流量制御弁が開放され、最大の流量が与え
られる。次いで低流量弁を閉じることによってフェーズ
化された遮断が開始され、予熱ガスの流計をその最大流
星の値の約２／３程度に減少する。新しい熱平衡状態が
確認させれると、高流量弁が閉鎖されて低流量弁が開放
され、最大流量の値の約１７３程度の流星になる。新し
い熱平衡状態が確立されると、低流量弁が閉鎖され、最
終の熱平衡状態の確立後に、固体燃料は予熱ガスに支燃
されることなくして燃焼する。この時点で、空気の全マ
スフロー速度、固体燃料のマスフロー速度および入口温
度と出口温度を測定することにより、前述のようにして
燃料の発熱量が計算される。この計算は、スタンバイモ
ード又は自動停止モードになるまで、周期的に繰返して
行なわれる。

塩４′斗の供給が行なわれなくなると、スタンバイモー
ドに移行する。

適当なパネル又はキーボードに設けたブツシュボタンを
押すことによって、命令によるキャリブレーションモー
ドにすることができる。プソンユボタンを押すと、コン
ピュータに信号が伝達されて作動が中断され、キャリブ
レーションシーケンスが開始される。このとき、もしも
装置が燃料の分析を行なっているときには、分析作業は
停止される。また、もしも装置がスタンバイモードにあ
るときには、予熱ガスからサポートガス源に切換えられ
て、ガスのキャリブレーションが行なわれる。命令によ
るキャリブレーションモードは、自動スタートアップモ
ード又は自動停止モードから入ることはできない。分析
モードから命令によるキャリブレーションモードに入る
場合には、その第１段階は、燃料を微粉砕ａ３に供給す
るための２速フイーダ２を停止させることである。次い
で分離・移送弁７が停止される。重ツノ作動形のへルト
フィーダ１２も停止されるけれども、エダクタファンネ
ル１７のソレノイド活動したままにしておく。排気ガス
の温度によって、石炭の燃焼が停止したことが表示さた
ときには、エダクタファンネルのソレノイドを停止して
、キヤリプレーンヨンガス遮断弁を開放する。このこと
は、スタンバイモードから命令によるキャリブレーショ
ンモードに入る時点でも行なわれる。キャリブレーショ
ンガス遮断弁を開放した後、排気ガス温度をテストして
点火が行なわれたか否かをｆ４　ｔ＝する。もしも点火
が行なわれていないときには、プリンタ２０７にエラー
メツセージが伝送される。もしも点火が行なわれている
ときには、熱平衡を確立するのに一定時間が与えられ、
キャリブレーションガスの発生量が決定されて、前述の
ようにして入力される。キャリブレーションガスの測定
が完了したならば、キャリブレーションガス遮断弁が閉
鎖され、予熱ガス遮断弁が開放され、プリンタ２０７に
メソセージを送った後に装置はスタンバイモードに維持
される。この状態は、作業によって次の指令が与えられ
るまで維持される。

装置の制御パネル又はキーボードの適当なブツシュボタ
ンを押すことによって、自動遮断モード乙こなる。自動
遮断モードに入るとき、先ず最初に、微扮砕磯３に石炭
を供給する２速フイーダ２が停止される。排気ガスの温
度の低下は装置内の石炭が消費されたことを示すもので
あり、これにより装置の他の構成部分を停止することが
できる。重力作動形のベルトフィーダＩ２を停止しかつ
ダム１１を変位させる。エダクタファンネルのソレノイ
ドを停止しかつ高圧遮断弁を閉鎖する。低圧ブロワ４１
は、装置がその最低温度に到達したことを排気ガス温度
が示すまで運転し続け、その後停止する。プリンタ２０
７には遮断メソセージが伝送されかつ低電圧電源が遮断
される。コンピュータ自身が停止し、遮断操作が完了し
たことになる。

以上の説明から、本発明の装置によれば、固体燃料の正
確で連続的な熱量測定が行なえることが明らかであろう
。本発明の装置の熱容量は小さいので（熱保有マスが制
限されているから）、温度は迅速に変化することができ
かつ装置は固体燃料や発熱量の変化に応じて迅速に応答
することができる。本発明の装置は特に、動力発生プラ
ント内で燃焼される石炭その他の固体燃１ｒ・１の燃焼
炉の制御に利用することができるものである。発熱量（
ＢＴＵ／ＬＢ）の出力信号は、単にプリンタに入力され
るだけではなく、オンラインによって、燃焼炉（例えば
蒸気発生器）の石炭フィーダの制御「装置にも入力され
、これにより、燃料を節約することができると共に動力
発生装置の燃料コストを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の熱量測定装置の概略構成を示す図面
である。 第２図は、第１図の熱量測定装置に使用される熱量計の
断面図である。 第３Ａ図および第３Ｂ図は、第１図の熱量測定装置に使
用されるコンピュータ制御・測定システムのブロック図
である。 第４図は、燃焼成分又は測定に使用される煙道ガスの比
熱（熱容量）を、本発明の装置がいかに正確に考慮に入
れているかを説明するグラフである。 第５図は、第２図の燃焼器（燃焼室）の斜視図であり、
該燃焼室に対して接線方向に導入される空気によって物
質が流動される様子を示すものである。 第６Ａ図および第６Ｂ図は、第２図の熱量計の混合室の
下端部に設けた開口を示すそれぞれ立面図および平面図
である。 ２・・・２速フイーダ、　　　３・・・微粉砕機、７・
・・分離・移送弁、　　　８・・・ホッパ、９・・・レ
ベル検出器、　　　１１・・・ダム、１２・・・ベルト
フィーダ、　２０・・・熱量計、２１・・・高圧空気供
給源（コンプレッサ）、４１・・・低圧空気供給源（ブ
ロワ）、１０２・・・燃焼室、　　　　１１１・・・混
合室、２０１・・・コンピュータ、 ２０２・・・デジタルデータボード ２０３・・・アナログデータボード、 ２０４・・・クロック、　　　２０５・・・トランスレ
ーク、２０７・・・プリンタ。 ＨＯ０２ Ｆｌｏ、４ Ｆｌｏ、５ Ｆ／（３，６４ Ｆ／（３，６８

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、燃料の発熱量を測定するための熱量測定装置におい
   て、燃料と酸化ガスとを供給して燃料を燃焼ガスに変換
   するための燃焼手段と、前記燃焼ガスを混合ガスと混合
   してコンバインドガスを形成する手段と、前記燃焼ガス
   と混合ガスとを混合する混合手段の入口および出口にお
   いて前記他のガスおよびコンバインドガスの温度を測定
   する手段とを有しており、前記酸化ガスおよび混合ガス
   は、前記燃焼手段に供給される前記燃料のマス供給量を
   測定するためのトータルガス手段の一部を形成しており
   、前記トータルガスのマスフロー速度を測定する手段と
   、前記燃焼ガスの熱流量Ｑ＿ｃを次式すなわち、 ▲数式、化学式、表等があります▼（ここで、ｍ＿１は
   燃 料のマス供給量、ｍ＿２はトータルガスのマス供給量、
   Ｔ＿１は前記入口における前記混合ガスの温度、Ｔ＿２
   は前記出口における前記コンバインドガスの温度、Ｃ＿
   Ｐ＿ｆは前記コンバインドガスの比熱であって多項式で
   表わされ、その係数が、温度範囲Ｔ＿２〜Ｔ＿１につい
   てコンバインドガスの成分の比熱を表わす同様な多項式
   の係数の重みつき総和になっているものである）に従っ
   て計算するためのコンピュータ手段とを更に有しており
   、該コンピュータ手段が、前記燃料の発熱量をｍ＿１に
   対するＱ＿ｃの比として計算する手段を備えていること
   を特徴とする熱量測定装置。 ２、前記コンピュータ手段が、複数形式の燃料について
   Ｔ＿２〜Ｔ＿１を含む温度範囲において前記燃焼ガスの
   各成分の比熱を表わすデータを記憶する手段を備えてい
   ることを特徴とする請求項１に記載の熱量測定装置。 ３、前記燃料が石炭および前記他のガスであり、前記酸
   化ガスが空気であり、前記コンピュータの記憶手段が、
   前記複数の形式を構成する石炭の複数のランクについて
   ＣＯ＿２、Ｈ＿２Ｏ、ＳＯ＿２、Ｎ＿２、Ｏ＿２および
   灰分に関する多項係数を記憶することを特徴とする請求
   項２に記載の熱量測定装置。 ４、燃料の発熱量を直接的かつ連続的に測定するための
   熱量計において、前記燃料および酸化ガスを供給して燃
   料を燃焼ガスに変換するための燃焼手段と、前記燃焼ガ
   スを別のガスと混合してコンバインドガスを形成するた
   めの混合手段とを有しており、前記燃焼手段が、前記燃
   焼ガスの出口と、前記燃料の入口と、前記酸化ガスの入
   口とを備えた燃焼室を有しており、該燃焼室のまわり配
   置されていて、燃焼室からの放射熱損失を吸収するため
   の多孔質断熱材で作られたセルと、前記放射熱を対流さ
   せて前記燃焼室に戻すべく、前記酸化ガスを前記セルを
   通して前記燃焼室の酸化ガス入口と連通させる手段とを
   有しており、前記混合手段が、前記燃焼ガスの出口と連
   通している入口端と、前記コンバインドガスの出口端と
   、前記入口端における前記他のガスの入口とを備えたチ
   ャンネルを有しておる、該チャンネルの周囲に設けたチ
   ャンネルから熱を吸収する手段を有しており、前記チャ
   ンネルの熱を吸収する手段が、該熱吸収手段に吸収され
   た熱を対流させて前記混合手段に戻すべく、前記他のガ
   スをこの熱吸収手段に通す通路を形成しており、前記混
   合手段の入口に供給された前記他のガスの温度と、前記
   混合手段の出口における前記コンバインドガスの温度と
   、前記燃焼室内への前記燃料のマス供給量とに少くとも
   応答して、前記燃料の発熱量を計算する応答手段を更に
   有していることを特徴とする熱量計。 ５、前記燃焼室および前記セルがハウジング内に配置さ
   れており、該ハウジングはその内側と前記セルの外側と
   の間に空間を形成しており、該空間に前記加圧された酸
   化ガスを導くパイプが設けてあることを特徴とする請求
   項４に記載の熱量計。 ６、前記燃焼室は、互に間隔をへだてて環状に配置され
   た複数の開口が設けられている上端部を備えており、該
   上端部には環状のマニホルドが設けられており、該マニ
   ホルドは前記開口と連通していて前記燃料の入口を形成
   している複数の開口を備えており、前記燃料は固体の化
   石燃料であり、特別な性状の前記燃料を加圧して前記マ
   ニホルドおよび燃焼室に供給する手段を備えていること
   を特徴とする請求項５に記載の熱量計。 ７、前記燃焼室からの前記出口は、燃焼室の上端部から
   延びている煙突を形成するパイプであり、前記マニホル
   ドはこのパイプのまわりに配置されていることを特徴と
   する請求項６に記載の熱量計。 ８、前記燃焼室が円錐形の底部を備えた円筒体であり、
   該円筒体の中央より下の位置には前記加圧された酸化ガ
   スの入口を形成する複数の孔が設けられていることを特
   徴とする請求項６に記載の熱量計。 ９、前記燃焼室を予熱して該燃焼室内の前記固体燃料の
   燃焼を開始させるためのガスの入口が設けてあり、前記
   燃焼室内には、前記ガスを予熱しかつ燃焼を開始させる
   ためのイグナイタが設けてあることを特徴とする請求項
   ８に記載の熱量計。 １０、前記混合手段が、前記燃焼室を収容している第１
   のハウジング上に配置された第２のハウジングを備えて
   おり、該第２のハウジング内には、上方に延びていて前
   記チャンネルとなる煙突を形成しているパイプが設けて
   あり、該パイプの下端部は前記入口端を形成しており、
   前記パイプの下端部の底部には燃焼ガスの開口が設けて
   ありかつ前記下端部において前記パイプの側部のまわり
   には前記他のガスの開口が設けてあり、前記パイプのま
   わりでラビリンス経路を形成すべく前記ハウジングの内
   側と前記パイプの外側との間で間隔をへだてて配置され
   た環状部材が設けてあり、前記ラビリンス経路は前記通
   路を形成してありかつ前記下端部において前記パイプの
   前記側部のまわりにはラビリンス経路の出口としての前
   記開口が設けてあり更に前記ラビリンス経路の反対側の
   端部には前記他のガスの入口として働らく開口が前記ハ
   ウジングを貫通して設けられていることを特徴とする請
   求項４に記載の熱量計。 １１、前記チャンネルパイプのバッフル手段には、チャ
   ンネルパイプの両端の間で間隔をへだてて配置された複
   数の部材が設けられていることを特徴とする請求項１０
   に記載の熱量計。 １２、前記バッフル手段の部材が、前記チャンネルパイ
   プに沿って軸線方向に互に間隔をへだてて配置された開
   口を備えた一連のリングからなり、一連のディスクが前
   記チャンネルパイプに沿って軸線方向に間隔をへだてて
   配置されており、前記ディスクの直径は、前記リングの
   開口の直径よりも大きくかつ前記チャンネルパイプの直
   径よりは小さく、前記リングおよびディスクは、前記パ
   イプに沿って軸線方向に交互に配置されていることを特
   徴とする請求項１１に記載の熱量計。 １３、前記チャンネルパイプから出るコンバインドガス
   の温度を計測するための熱電対が設けてあり、該熱電対
   は、前記チャンネルパイプの出口端に最も近接したリン
   グとディスクとの間に配置されていることを特徴とする
   請求項１２に記載の熱量計。 １４、煙突を形成するパイプが、前記燃焼室から前記チ
   ャンネルパイプの下端部の中に延入しており、複数の開
   口が、チャンネルパイプの下端部において該チャンネル
   パイプの側部に沿って設けられており、前記開口の内側
   から前記パイプ内に延入するバッフルが設けてあり、前
   記開口の各々は前記パイプの下端部に沿って配置されて
   おり、第１の側が、前記ベースから、前記煙突パイプの
   前記チャンネルパイプ内への延長部を超えない高さまで
   、上方に延びており、他の側が前記第１の側と前記ベー
   スの端部との間に延在していることを特徴とする請求項
   １０に記載の熱量計。 １５、石炭の発熱量を直接的かつ連続的に測定するため
   の熱量計において、前記石炭を燃焼ガスに変換するため
   の変換手段と、前記燃焼ガスを空気と混合してコンバイ
   ンドガスを得るための混合手段と、全体の空気流のマス
   流量を測定する手段と、前記混合空気の温度と前記コン
   バインドガスの温度との間の温度の上昇と前記変換手段
   への前記石炭のマス供給量とを少くとも測定して前記発
   熱量を求めるための測定手段と、前記石炭を粒状に変え
   る手段と、前記石炭を一定のマス流量で供給して、石炭
   の前記マス流量を表わす信号を前記測定手段に出力する
   ための重力作用形の供給手段と、前記石炭を前記供給手
   段から前記変換手段へと移送すべく加圧空気により作動
   する移送手段とを有することを特徴とする熱量計。 １６、前記変換手段が、燃焼室と、該燃焼室内で前記石
   炭の自然を開始させる手段とを備えており、前記燃焼室
   を予熱する手段と、前記石炭の自然が生じるまで前記石
   炭の供給量を制御すべく前記供給手段を制御する手段と
   を備えていることを特徴とする請求項１５に記載の熱量
   計。 １７、前記予熱手段が、前記燃焼室に連結された燃料ガ
   スの供給源と、前記燃料ガスに点火する手段と、前記石
   炭の供給量を増大させながら前記燃料ガスの流れを減少
   させる手段とを備えていることを特徴とする請求項１６
   に記載の熱量計。 １８、前記重力作用形の供給手段が、ベルトと、該ベル
   トの上に配置されたホッパと、粒状の石炭の前記ホッパ
   への流入および流出する流れを制御する手段と、前記ベ
   ルトを駆動しかつベルトの速度を制御する手段と、前記
   ベルト上の石炭の重量を測定する手段とを備えているこ
   とを特徴とする請求項１５に記載の熱量計。 １９、前記ホッパが負のドラフト角度を有していること
   を特徴とする請求項１８に記載の熱量計。 ２０、前記ホッパの流れ制御手段が、前記ホッパ内の石
   炭のレベルを検出する手段と、前記ホッパの出口端に配
   置されていて該出口端に対して出入りできるように移動
   することができるダムとを備えていることを特徴とする
   請求項１８に記載の熱量計。 ２１、前記ホッパに微粉砕された石炭を供給するための
   微粉砕手段と、該微粉砕手段に対して前記石炭を供給す
   べく複数の速度で作動できる手段とを備えていることを
   特徴とする請求項２０に記載の熱量計。 ２２、前記移送手段が、前記重力作用形の供給手段から
   前記石炭を受入れるホッパを備えたベンチュリエダクタ
   であることを特徴とする請求項１５に記載の熱量計。 ２３、前記測定手段が、前記コンバインドガスを前記燃
   焼ガスに包含させる作用をなす全空気流れのマス流量を
   測定する手段を備えていることを特徴とする請求項１５
   に記載の熱量計。