JPH052091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は微粉炭の微粉度（粒度分布）を測定す
るためサンプルを採取するときの装置に係り、全
自動化が容易かつ可能な微粉炭自動サンプリング
装置に関するものである。

＜従来の技術及びその問題点＞ 近年ボイラーは石油に代り石炭を燃やすことが
多くなつて来た。石炭を使用する場合、小型ボイ
ラーはストーカー焚きが多いが大型ボイラーでは
微粉炭にして使用することが多い。微粉炭にして
利用するには微粉度を規定以下（200メツシユを
80％通過する）になるよう石炭を粉砕する必要が
ある。微粉炭の粒が粗いと単位当りの表面積が小
さくなり、燃焼が悪くなり未燃分が多くなる。従
つて微粉炭の粒はできるだけ細かい方が好まし
い。

この微粉炭を測定するにはミル（石炭粉砕機）
よりボイラーに供給される微粉炭を送炭管の途中
で規定の方法により採集する必要がある。

採集の方法はASME4.2では第１０図の如く送
炭管１の径方向直交２軸ｘ，ｙ上の数点でサンプ
リングすることになるが、DINでは第１２図に
示す様にＬ型ノズル４を送炭管１内で第１３図の
破線で示す如く左、右に揺動させながら第１２図
に示す如く前後動（手前、奥）をさせノズル４の
先端５が第１４図の如き軌跡６を通るようにして
サンプリングする。DINではASMEの方法の考
証を行なつており第１５図の如き送炭管１中の微
粉炭粒度分布に対して、DINの方法の方が実状
に即した採集ができるとしている。

ところがその方法を実施する適当な装置が市場
には存在せず、現在は人間がＬ型ノズルを手に持
ちストツプウオツチと尺を使つて感にたよつてノ
ズルを動かし採取しているがその再現性・信頼性
には問題があり疑問が持たれており、また多大の
人手を要していた。

従つて微粉炭の自動サンプリングをする上に必
要な装置の条件としては下記のものがある。

(1) ダクトは形状にも誤差がありかつ自動サンプ
リング装置用の架台のサンプリングノズルに対
する相対位置に寸法上の誤差があり、装置取付
後サンプリングノズルを容易かつ迅速に保持で
きるものであること。

(2) サンプリングノズルの微粉炭を採取するノズ
ル開口位置は測定結果につき粒度分布への信頼
のあるように正しい予定した位置の軌跡を通る
こと。換言すれば駆動装置の慣性による位置誤
差の修正を自動的に行なう装置であること。

(3) 前記第(2)項にも関連しサンプリング位置に対
応してＬ型ノズル（サンプリングノズル）の往
復回動と前進後退の速度を変化させる記憶と指
令を出す装置が必要であること。

(4) 単位時間の吸引ガス量の正しい表示がされる
ものであること。吸引ガス速度が送炭管内のガ
ス流速と等しいものであること。

（微粉炭の単位ガス量に対する〔密度〕への信
頼性に関するものである。） ＜発明の目的＞ 本発明の目的は上記した従来技術の欠点をなく
し、Ｌ型ノズルを採炭管の途中に装着した後は、
全自動化を可能とし、再現性・信頼性の高い動き
を可能とし、採炭管毎のバラツキ（製罐物のため
大きなバラツキがある）を補正でき、ノズル先端
の軌跡の変更を容易に可能とし、最適の採集を無
人運転で行なえる装置を提供するにある。

＜手段の概要＞ 要するに本発明はＬ型ノズル（直管ノズルでも
良い）を２ケの可変速モータとNC装置で制御し
て動かす自動サンプリング装置を基として、２ケ
のモータに補間機能を持たせることにより軌跡の
再現性と変更を容易にし、制御箱に記憶と指令の
機能を持たせることにより補正を容易にし、スピ
ードを軌跡中の各所で可変にして最適の採集を可
能にしたものである。

実施例 １ 第１，２図は本発明の一実施例を示す図面であ
り、スライドベース７上に摺動自在にフレーム８
を載置しスクリユー９とナツト１０によりハンド
ル１１を用いフレーム８を左右（紙面に垂直方
向）に移動可能とし、フレーム８上にガイドバー
１２によりスライドフレーム１３を移動可能に載
置し、ボールスクリユー１４とナツト１５により
スライドフレーム１３をフレーム８上に前後動さ
せる。ボールスクリユー１４の一端にはギヤ１６
を保持し、モータギヤ１７と噛み合つている。モ
ータ１８はギヤ１７を保持しフレーム８に装着さ
れている。スライドブラケツト１９はスライドフ
レーム１３に上下摺動自在に懸架されスクリユー
２０によりハンドル２１を用いスライドフレーム
１３上を上下に移動する。

またブラケツト１９はウオームホイル付スリー
ブ２２を回転自在に保持し、同時にウオームホイ
ル付スリーブ２２と噛み合つているウオーム２３
を保持している。ウオーム２３はモータ２４と連
結され、モータ２４にはエンコーダ２５がカツプ
リング２６により繋がれている。

ウオームホイル付スリーブ２２には切欠き２７
がありＬ型ノズル４を突き通すことなく横から装
着保持できるようにしている。

上記の装置全体は送炭管１と相対位置を保つた
取付座２８上に設置される。

前後動用モータ１８と揺動用モータ２４はNC
制御装置（図示せず）により駆動する。

以下図面に沿つて詳細に説明する。

第３図はノズル４を前後動する図でありモータ
１８に取付けられたギヤ１７を介してボールスク
リユー１４のギヤ１６にモータ１８の回転を伝え
ボールスクリユー１４と噛み合つたナツト１５が
前後動することによりナツト１５を保持したフレ
ーム１３及びその上に載置されたスライドブラケ
ツト１９、スリーブ２２等がガイドバー１２上を
前後動するものである（実線位置から点線位置に
移動）。

第４図はノズル４を左右に揺動する図であり、
モータ２４と連結されたウオーム２３が正逆転を
繰り返えることによりウオーム２３と噛み合つた
ウオームホイル付スリーブ２２が揺動し、スリー
ブ２２に固定したノズル４が２点鎖線位置と点線
位置を揺動運動するようにしたものである。なお
駆動装置とはモータとそれで駆動されるウオーム
ホイル等の組合せを称するものである。

第５図は手動による左右位置合せを示す図でベ
ース７上を摺動するフレーム８をベース７に回転
自在に固定したハンドル１１とスクリユー９を廻
すことによりスクリユー９と噛み合つたナツト１
０を移動させ、ナツト１０を保持したフレーム８
が実線位置から点線位置に動くようにしたもので
ある。

第６図は手動による上下位置合せを示す図でフ
レーム１３上を摺動するブラケツト１９をフレー
ム１３に回動自在に固定したハンドル２１とスク
リユー２０を廻すことによりスクリユー２０と噛
み合つたナツト（図示せず、第１１図と同じ構
造）を移動させ全ナツトを保持したブラケツト１
９が実線位置から点線位置に動くようにしたもの
である。

上記の様な構造であるから、手動ハンドル１
１，２１を使つて中心の位置を上下左右に調整し
てＬ型ノズル４の中心に合せた後、Ｌ型ノズル４
を装着しNC制御装置（図示せず）により前後動
モータ１８及び揺動モータ２４を駆動すればノズ
ル４の先端５を第５図の軌跡を描く様に自動で動
かすことが可能である。以下制御について詳細に
説明する。

２ケのモータを使用して合成された動きをする
場合、負荷イナーシヤの違いにより定速域の速度
比を一定割合にしても加減速域で速度比が変わり
第７図の実線の経路を通らず実際には点線の経路
を経て所期の到達点Ｂに至らずB′又はB″に到達
してしまう。これでは軌跡の再現性がないので２
ケのモータの一方のモータの動きに対し他方の動
きを演算して所定の経路を通過する様補間機能を
制御装置に付加して動きの再現性を計つている。

このことは経路の変更にも有効に作用し（演算
作用をもつため）軌跡の変更が容易である。また
普通微粉炭を使用するボイラーではバーナ（燃焼
器）が１個ということはなく数個使われる。従つ
てミルを出た微粉炭は数本の送炭管に分けられ数
個のバーナに送られるため、各送炭管について微
粉度を測定する必要がある。これは測定箇所が数
箇所あることを意味する。しかし送炭管は製罐物
であるため公差が大きく（径及び形状について）
又各送炭管に対し本装置を何時も同じ位置に設置
することはむずかしい。そのことはプログラムを
各送炭管に対して現物合わせで修正する必要を生
じさせる。これに対しては制御装置にテーチング
機能を付加して補正を加えられるようにしてい
る。補正のやり方は第８図でＣ点迄動く様指令を
出しノズルが送炭管に衝突した事をエンコーダ
（入力信号を次の装置に適するようにコード化す
る装置）とステツピングモータの脱調で検出し
（衝突するとエンコーダの出力は止まるがステツ
ピングモータは脱調しながら入力が行なわれる。
そのパルス差を読んで検出する）その時の位置を
プログラムするようにしている。これを繰り返え
して行なえば第１４図のように軌跡が現物合せで
容易に再製可能である。

さらに送炭管中の微粉炭の流速は第９図に示す
如く中心部が速く壁部が遅くなつている上に第１
３図で解る如くノズルが傾いた時は吸入口は楕円
となつている。このことは第１４図で示された軌
跡を通るノズル先端は各個所において速度が一定
でない方が最適の採集ができる可能性があること
を意味する。本発明の制御装置では軌跡中の各所
で容易にスピードを部分的に変えることも可能と
している。以上に述べた制御は記憶と指令信号を
出す装置２９からの指令信号により行なわれる。

実施例 ２ 先の説明では１例としてステツピングモータ
（パルスモータ）を使用した場合を説明したが、
タコメータとエンコーダを内蔵したAC又はDCサ
ーボモータでも同様の作用を求めることができ
る。

また、ステツピングモータの脱調で衝突を検出
する代りに近接スイツチ等を用いても衝突を検出
することができる。

＜効 果＞ 本発明の実施により、人手による動作がなく、
軌跡に再現性があるため測定値に信頼性があり
（測定値に違いがあるとき採取方法のバラツキで
はなく機器（ミル等）の性能変化であることが信
じられる。）、自動装置であるから無人化が可能
で、測定箇所毎に現物に合わせてプログラミング
が容易にでき、最適採取が可能となり、種々の軌
跡の選択が容易にできるなどの種々の効果を奏す
るものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例にかかる装置の縦
断面図、第２図は第１図のＡ−Ａ視図、第３図は
モータ１８の駆動により装置の前後変位を示す図
面、第４図はＬ型ノズルの往復回動を示す測面
図、第５図は手動による左右変位調節を示す模式
の図面、第６図は手動による前後変位調節を示す
模式の図面、第７図はＬ型ノズルの往復回動に際
して駆動装置の慣性による変位修正を要する軌跡
の修正の説明図、第８図はＬ型ノズル開口端が送
端管壁に接触することによる復動を行うことの説
明図、第９図は送炭管内の微粉炭の流速を示す説
明図、第１０図はASMEの採集点を示す図面、
第１１図は従来の微粉炭採集装置を送炭管に接続
した状態を示す縦断面図、第１２図はDINのＬ
型ノズルの前後変位を示す図面、第１３図はＬ型
ノズルの往復回動を示す図面、第１４図はＬ型ノ
ズルの先端開口の軌跡を示す平面図、第１５図は
送炭管中の微粉炭の粒度分布の１例を示す図面で
ある。 １…送炭管、２…直管ノズル、３…採集点、４
…Ｌ型ノズル、５…ノズル先端開口、６…先端開
口軌跡、１１，２１…手動ハンドル、２２…ウオ
ームホイル付スリーブ、２９…記憶と指令信号を
出す装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ Ｌ型ノズルを微粉炭を含む気体の流れる送炭
   管内に位置させ微粉炭を採取しその粒度分布を調
   べる装置において、送炭管外に展出しているＬ型
   ノズルを着脱容易に保持する保持部材をもち、該
   保持部材に接続しＬ型ノズルの往復回動と前進後
   退をさせる装置を送炭管に接続する架台上に接続
   位置させ、前記往復回動と前進後退する動作の駆
   動装置を記憶と指令信号を出す装置と接続したこ
   とを特徴とする微粉炭自動サンプリング装置。 ２ 前記記憶と指令信号を出す装置の記憶部は駆
   動装置の慣性による軌跡を修正する補間操作の記
   憶をし、かつサンプリング位置に対応する往復回
   動と前進後退動作の速度を制御する指令の記憶を
   するものであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の微粉炭自動サンプリング装置。 ３ 保持部材に接続する駆動装置は、送炭管に接
   続する架台に取付けられた後、Ｌ型ノズルに対し
   上下、左右、前後に変位して該保持部材をＬ型ノ
   ズル保持位置に持つてくる手動調節機構を有する
   ものであることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項または第２項記載の微粉炭自動サンプリング装
   置。