JPS6215431A - 微粉炭自動サンプリング装置 - 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】 〈産業上の利用分野〉 本発明は微粉炭の微粉度（粒度分布）を測定するためザ
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っ
て来た。石炭を使用する場合、小型ボイラーではストー
カ−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チ通過する）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量当
シ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。

従って微粉炭の粒はできるだけ細かい方が好ましい。

この微粉度を測定するにはミル（石炭粉砕機）よυボイ
ラー顛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（ｃ，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ＡＳＭ
Ｅの方法の考証も行なっておシ第１５図の如き送炭管１
中の微粉炭粒度分布に対して、ＤＩＨ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ップウオ
ッチと尺を使って感にたよっ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、壕だ多犬の人手を要していた。

従っ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比〔密度〕への信頼性に
関するものである。） く発明の目的〉 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。

く手段の概要〉 要するに本発明はＬ型ノズノレ（直管ノズノレでも良い
）を２ヶの可変葎モータとＮＯ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ヶのモータに補間機
能番持たせるととにより？４　） 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。

く実施例１〉 第１．２図は本発明の一実施例を示す図面であ９、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
ュー９とナット１０によりノ１ンドル１１を用いフレー
ム８を左右（紙面ｋ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１６を
移動可能に載置し、ポールスクリュＬ１４とナット１５
によσスライドフレーム１ろをフレームＢ上に前後動さ
せる。ボールスクリュー１４の一端には　　　゛ギャ１
６を保持し、モータギャ１７と噛み合っている。モータ
１８はギャ１７を保持しフレーム８に装着されている。

スライドブラケット１９はスライドフレーム１６に上下
動摺動自在に懸架されスクリュー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。

寸だブラケット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２
２と噛み合っているウオーム２６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がカップリング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と相対位置を保った取付座２
８上に設置される。

前後動用モータ１８と揺動用モータ２４はＮＯ制御装置
（図示せず）により、駆動する。

以下図面に沿って詳細に説明する。

第ろ図はノズル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ュー１４のギ
ヤ１６にモータ１Ｂの回転を伝えボールスクリュー１４
と噛み合ったナツト１５が前後動することによりナラｌ
−，１５を保持したフレーム１６及びその上に載置され
たスライドブラケット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２
４と連結されたウオーム２ろが正逆転を繰り返えすこと
によりウオーム２６と噛み合っ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。１（お駆動装置とはモータとそれで駆動される
ウオーノ・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
ｅ！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とスクリュー９を廻すことによりスクリュ
ー９と噛み合ったナツト１０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」二下位置合せを示す図で〈　７　
　） フレーム１３上を摺動するブラケット１９ヲフレーム１
６に回転自在に固定したハンドル２１とスクリュー２０
を廻すことによりスクリュー２０と噛み合ったナツト（
図示せず、第１１図と同じ構造）を移動させ仝ナツトを
保持したブラケット１９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１１゜２１を
使っ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ＮＯ制御装置（
図示せず）によシ前後動モータ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
荷イナーシャの違いによシ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っている。

このことは経路の変更にも有効に作用しく演算作用をも
つため）軌跡の変更が容易である。

寸だ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。従ってミルを
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
かし送炭管は製鑵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）とステッピングモータの脱調で検出
しく衝突するとエンコーダの出力は市まるがステッピン
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て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っている上に第１６図で解る如く
ノズルが傾いた時は吸入口は楕円となっている。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例としてステッピングモータ（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ザーボモータでも同様の
作用を求めることができる。

また、ステッピングモータの脱調で衝突を検出する代り
に近接スイッチ等を用いても衝突を検出することができ
る。

く効　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実施例にががる装置の縦断面図、
第２図は第１図のＡ−Ａ視図、第６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
位調節を示す趨式の図面、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ＡＳ
ＭＥ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６・・
・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 第７図 第９図 １［１

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。