JP4958701B2

JP4958701B2 - 石炭サイロ用測温ケーブルおよびその製造方法

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Publication number: JP4958701B2
Application number: JP2007236757A
Authority: JP
Inventors: 好味中川
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 2007-09-12
Filing date: 2007-09-12
Publication date: 2012-06-20
Anticipated expiration: 2027-09-12
Also published as: JP2009068954A

Description

本発明は、石炭火力発電所等に設置される石炭サイロの内部温度を管理するための測温ケーブルおよびその製造方法に関するものである。

石炭発電方式では、揚炭機で陸揚げした石炭を一旦、石炭サイロの頂部から投入してサイロ内に貯蔵し、ボトム側からコンベアを介して払い出された石炭をボイラー設備で燃焼し、高温、高圧の蒸気を発生させてタービンを回転させ、このタービンと直結した発電機を回すことによって発電を行っている。

上記石炭サイロは通常、粉塵の飛散を抑制するため密閉構造となっているため、貯炭中において石炭酸化による温度上昇を発生する場合がある。

その温度上昇を検出するためサイロ内には測温ケーブルがサイロ頂部から垂下されており、この測温ケーブルによって検出されたサイロ内温度の推移を見守ることによりサイロ内で温度上昇が発生するかどうかを監視している。

なお、温度上昇を防止する目的で、基準の貯炭日数を越えた石炭を空の石炭サイロへ移動させて空冷したり、さらに、必要に応じて散水を行ったり窒素の吹き込みが行われている。

上記測温ケーブルとしては、複数の温度センサを有する導線をワイヤに沿って設け、その外周を高分子被膜で被覆したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この種の測温ケーブルは比較的小型のサイロに適用されるものであり、貯炭量が例えば３０，０００ｔの大型石炭サイロではより強度の高い測温ケーブルが使用されている。

図４は現在、大型石炭サイロに使用されている測温ケーブルの構成を示したものであり、同図(ａ)は外観を、同図(ｂ)は横断面構造をそれぞれ示している。

両図において、測温ケーブル５０は、複数本の温度ケーブル５０ａを挿入した樹脂製チューブ５０ｂを中心部に配置し、その外周に、強度を持たせるための複数本のワイヤーロープ５１を巻回した特殊な構造となっている。
特開昭６３−２０６６１７号公報（第(２)頁、第２図）

ところが、上記した測温ケーブル５０はワイヤーロープで補強しているにも拘わらず頻繁に切断し寿命が短いという不都合があった。

そこで測温ケーブル５０にロードセルを取り付け、測温ケーブル５０に作用する荷重の分析を行ったところ、石炭受入れ後に急激な荷重の変化が発生していることが確認された。

この急激な荷重変化の原因を調べた結果、測温ケーブル５０の下部が石炭に埋もれた状態で石炭の山が急激に崩れた場合に測温ケーブル５０が逃げ切れず過大な荷重を諸に受けていることが判明した。

この過大な荷重は測温ケーブル５０の下端が固定されているか否かに拘わらず発生しており、石炭の山が急激に崩れると設計荷重以上の荷重が測温ケーブル５０に作用していたことになる。

また、測温ケーブル５０の切断箇所を調べてみると、ワイヤーロープ５１中心の芯材に強度が不足するせいか、よりが解かれた状態となっており、荷重が各ワイヤーロープ５１に対して均等に作用していないことも測温ケーブル５０が切断される原因になっている。

したがって樹脂製チューブ５０ｂの外周に巻回されるワイヤーロープ５１を単に切断荷重の高いものに交換してもよりが解かれることを考慮すると根本的な問題解消にはならない。

一方、芯材の強度が高い例えば吊り荷用のワイヤーロープを使用すると、よりが解かれることなく切断荷重を高めることができる。しかしながら、この構成では測温ケーブルをワイヤーロープの外周に配線せざるを得なくなり、測温ケーブルが石炭と直接、当たることによって測温ケーブルが切断されてしまう。

本発明は以上のような従来の測温ケーブルの課題を考慮してなされたものであり、石炭山が急激に崩れることによって過大な荷重が作用しても切断することがない石炭サイロ用測温ケーブルおよびその製造方法を提供するものである。

本発明の石炭サイロ用測温ケーブルは、ワイヤーロープと、ワイヤーロープの外面に沿ってワイヤーロープ長手方向に配線される複数本の熱電対と、複数本の熱電対が配線されたワイヤーロープの外側に被着される熱収縮性チューブと、その熱収縮性チューブの外側に線状または帯状金属材を編み込むことによって形成された外装材とから構成されることを要旨とする。

上記石炭サイロ用測温ケーブルにおいて、上記熱電対としてはシース熱電対を用いることができ、若干たるみを持たせた状態で固定具を介してワイヤーロープに固定することが好ましい。

また、上記熱収縮性チューブとしてゴム系チューブを使用すれば、完全密着となるため好ましい。

また、上記熱収縮性チューブを複数の層から構成すると、各層で荷重を分散させることができるため、強度を高める上で好ましい。

また、上記外装材として複数本のワイヤー素線を平行に並べて機械編組したワイヤーブレードを使用すれば、測温ケーブルの最外周側の層となる外装に強度と柔軟性を持たせることができる。

本発明の石炭サイロ用測温ケーブルの製造方法は、複数本の熱電対をワイヤーロープに沿ってワイヤーロープ長手方向に配線し、配線された各熱電対を所定の間隔毎に固定具で固定し、熱電対が配線されたワイヤーロープの外側に熱収縮性のチューブを被せ、チューブを加熱収縮させることによりワイヤーロープに密着させ、収縮したチューブの外周面全体に線状または帯状金属材を編込むことによって、フレキシブルな外装を形成することを要旨とする。

上記製造方法において、外装が形成された石炭サイロ用測温ケーブルに張力を与えると、その張力によって編込まれた外装の径が絞られ、それにより、測温ケーブルを吊り下げるだけでワイヤーロープと熱電対とチューブと外装とを一体化させることができるようになる。

本発明によれば、石炭山が急激に崩れることによって過大な荷重が作用しても切断することがない石炭サイロ用測温ケーブルを提供することができる。

以下、図面に示した実施の形態に基づいて本発明を詳細に説明する。

図１は、本発明の石炭サイロ用測温ケーブルが適用される石炭サイロの構成を示したものである。

同図において、石炭サイロ１は例えば高さ４６．５ｍ、内径３５ｍからなり、石炭を３０，０００ｔ貯炭できる大型のものである。

２はサイロ上空気遮断装置、３はサイロ内水噴霧消火設備、４は測温ケーブル、５はＮ_２吹込設備、６はセンターコーン、７は払出チェーンコンベア、８はサイロ下空気遮断装置、９はサイロ下コンベアである。なお、図中、破線で示した矢印はサイロ内での石炭移動方向を示している。

図２は上記測温ケーブル４を拡大して示したものである。

同図において１０は例えばφ１６ｍｍの市販の吊り荷用ワイヤーロープからなり、潤滑剤を含浸させた繊維質を芯１０ａとし、その周囲に６本のストランド１０ｂをより合わせたもので各ストランド１０ｂは数本の硬鋼線材からなる素線１０ｃをより合わせることにより構成されている。なお、ワイヤーロープ１０の径はφ１２．５〜１６ｍｍの範囲で選択することができる。

また、ワイヤーロープ１０の長さＬ１は石炭サイロの高さを略カバーできる長さとなっており、その一方端は、ループ状に折り返されタルリットクランプ１１によって結束されている。また、折り返されることによって形成されるループ部１２にはＵ字状の補強金具１３が取り付けられ、上記ループ部１２は石炭サイロの頂部に設けられている吊下げ用軸（図示しない）に固定される。なお、ワイヤーロープ１０の他方端にはバラケ防止端末処理が施される。

１４は上記ワイヤーロープ１０に沿わせた状態でワイヤーロープ長手方向に複数本配線されるシース熱電対である。

各シース熱電対１４はビニル樹脂で被覆された例えば素線径０．３２ｍｍのものを使用することができ、その使用温度範囲は−２０〜＋９０℃である。

１５はこれらのシース熱電対１４が挿通される保護パイプであり、この保護パイプ１５はワイヤーロープ１０のループ部１２とシース熱電対１４が擦れて破断することを防止するようになっている。

保護パイプ１５を通されたシース熱電対１４はワイヤーロープ１０に沿わせて、詳しくは、ワイヤーロープ１０の外周面に沿って、断面から見た場合は略等間隔に配置された状態で配線され、配線された複数本のシース熱電対１４はその先端までの長さを個別に変えることにより石炭サイロ１の高さ方向に複数の測定部位を測定することができるようになっている。

これら配線されたシース熱電対１４はクリップ（固定具）１６によってワイヤーロープ１０に固定される。このとき、各シース熱電対１４は若干たるみを持たせて固定しており、クリップ１６間においてある程度自由に変位することができるようになっている。

１７はシース熱電対１４の外側に被着される熱電対固定用チューブである。

この熱電対固定用チューブ１７は１層目チューブ１７ａと２層目チューブ１７ｂの複層からなり、１層目チューブ１７ａは収縮前の内径が例えば２５ｍｍ、厚さ２ｍｍの熱収縮性ゴム系チューブからなり、２層目チューブ１７ｂは収縮前の内径が例えば３０ｍｍ、厚さ２ｍｍの熱収縮性ゴム系チューブから構成されている。

上記熱電対固定用チューブの材質はエチレンプロピレンゴムからなり、１２０℃以上に加熱すると収縮するようになっており、加熱の熱源としては工業用ドライヤー、ガスバーナ、赤外線ヒータ、電熱器等を使用することができる。

熱電対固定用チューブ１７はシース熱電対１４をワイヤーロープ１０の外周面に密着させた状態で固定するようになっている。

熱電対固定用チューブ１７の外側にフレキシブル外装（外装材）１８が施される。

このフレキシブル外装１８としては、数本〜１０数本のワイヤーを平行に並べて機械編組したワイヤーブレードと、帯状板材を竹かご状に編み込んだリボンブレードがあり、本発明の石炭サイロ用測温ケーブルにはいずれのフレキシブル外装１８も使用することができる。

しかしながら、リボンブレードは連続した繰り返しの動きに対応しにくいことから耐屈曲性、耐圧性に優れているワイヤーブレードを使用することが好ましい。また、ワイヤブレードの厚みは０．３ｍｍのものを使用した。

次に、上記測温ケーブル４の製造方法について説明する。

まず、ワイヤーロープ１０を展開してストレートに配置する。

次に、シース熱電対１４をワイヤーロープ１０に沿って配置し、その外周面に所定の間隔でクリップ１６を用いて固定する。

次に、シース熱電対１４を備えたワイヤーロープ１０の外側に１層目チューブ１７ａを被せ、ガスバーナで炙ることにより、１層目チューブ１７ａを収縮させ、ワイヤーロープ１０に密着させる。シース熱電対１４はワイヤーロープ１０と収縮した１層目チューブ１７ａの間に挟まれて固定される。

次に、１層目チューブ１７ａの外側に２層目チューブ１７ｂを被せ、同様にガスバーナで炙ることにより、２層目チューブ１７ｂを収縮させ、１層目チューブ１７ａに密着させる。

このようにして２層からなる熱電対固定用チューブ１７を形成する。２層からなる熱電対固定用チューブ１７の収縮後の厚さは略２ｍｍである。

なお、１層目チューブ１７ａ同士を接続する場合、その１層目チューブ１７ａと同じサイズかまたは１ランク上のサイズの同等品からなるチューブをカバーチューブとして１層目チューブ１７ａの各端部に跨がるようにして配置し、加熱することによって収縮させ、対向する１層目チューブ１７ａの各端部と一体化させればよい。２層目チューブ１７ｂを接続する場合も同様に行う。

次に、熱電対固定用チューブ１７の外周面全体にワイヤーブレードを編込み、測温ケーブル４にフレキシブル外装１８を取り付ける。

このようにしてフレキシブル外装１８が取り付けられた測温ケーブル４を石炭サイロ１の頂部から吊り下げると、測温ケーブル４の自重でその長さ方向に張力が加わり、その張力を受けたフレキシブル外装１８は、編込まれた径を縮小する方向に絞られる。それにより、フレキシブル外装１８は熱電対固定用チューブ１７に対し密着することができ、フレキシブル外装１８のセルフロック効果を得ることができる。

なお、熱電対固定用チューブ１７はゴム系素材で構成されていることによって収縮した後も弾性を維持しており、フレキシブル外装１８が絞られて径が縮小するときに熱電対固定用チューブ１７を若干押圧するため、確実に密着することができるようになっている。

図３は上記製造方法によって製造された測温ケーブル４の構成を示したものであり、(ａ)は外観を、(ｂ)は横断面をそれぞれ示している。

同図(ｂ)において、ワイヤーロープ１０の外側には１層目チューブ１７ａが被着され、その１層目チューブ１７ａの外側に２層目チューブ１７ｂが被着され、その２層目チューブ１７ｂの外側にフレキシブル外装１８が被着されている。なお、断面構造がわかりやすいように図ではフレキシブル外装１８を真円で描いているが、実際は２層目チューブ１７ｂの輪郭に沿って形成される。

年間６０回の石炭受入れ払出しを行っている石炭サイロでは、従来の測温ケーブルを使用した場合、切断による測温ケーブルの交換が２０回程度発生していた。これは３回の受入れ払出しで測温ケーブルを交換している割合になり、測温ケーブルは切断するものという考えが通説となっていた。このように切断が多発すると測温ケーブルの修理に多額の費用と時間を費やさなければならない。

これに対し、切断件数ゼロを目標として考案された本発明の測温ケーブル４では、内部が公開されることのない石炭サイロ１内に設置後、１年を経過しても切断しておらず、フレキシブル外装１８において素線の切れも発生していない。このように測温ケーブル４の切断件数ゼロを実現することができその結果、大幅なコストダウンを図ることができた。

しかも、同じ測温ケーブル４で継続して温度管理を行えることにより、温度管理の安定化を図ることも可能になった。

本発明に係る測温ケーブルが適用される石炭サイロの構成を示す断面図である。本発明の測温ケーブルの構成を示す説明図である。 (ａ)は本発明に係る測温ケーブルの外観図、(ｂ)はその横断面図である。 (ａ)は従来の測温ケーブルの外観図、(ｂ)はその横断面図である。

符号の説明

１石炭サイロ
２サイロ上空気遮断装置
３サイロ内水噴霧消火設備
４測温ケーブル
５Ｎ_２吹込設備
６センターコーン
７払出コンベア
８サイロ下空気遮断装置
９サイロ下コンベア
１０ワイヤーロープ
１１タルリットクランプ
１２ループ部
１３補強金具
１４シース熱電対
１５保護パイプ
１６クリップ
１７熱電対固定用チューブ
１７ａ１層目チューブ
１７ｂ２層目チューブ
１８フレキシブル外装

Claims

ワイヤーロープと、
上記ワイヤーロープの外面に沿ってワイヤーロープ長手方向に配線される複数本の熱電対と、
上記複数本の熱電対が配線されたワイヤーロープの外側に被着される熱収縮性チューブと、
その熱収縮性チューブの外側に線状または帯状金属材を編み込むことによって形成された外装材とから構成されることを特徴とする石炭サイロ用測温ケーブル。
上記熱電対としてシース熱電対が用いられ、若干たるみを持たせた状態で固定具を介して上記ワイヤーロープに固定されている請求項１記載の石炭サイロ用測温ケーブル。
上記熱収縮性チューブとしてゴム系チューブを有する請求項１または２記載の石炭サイロ用測温ケーブル。
上記熱収縮性チューブが複数の層から構成されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の石炭サイロ用測温ケーブル。
上記外装材として複数本のワイヤー素線を平行に並べて機械編組したワイヤーブレードを有する請求項１〜４のいずれか１項に記載の石炭サイロ用測温ケーブル。
複数本の熱電対をワイヤーロープに沿ってワイヤーロープ長手方向に配線し、配線された各熱電対を所定の間隔毎に固定具で固定し、熱電対が配線されたワイヤーロープの外側に熱収縮性のチューブを被せ、上記チューブを加熱収縮させることによりワイヤーロープに密着させ、収縮した上記チューブの外周面全体に線状または帯状金属材を編込むことによって、フレキシブルな外装を形成することを特徴とする石炭サイロ用測温ケーブルの製造方法。
上記外装が形成された石炭サイロ用測温ケーブルに張力を与え、その張力によって上記編込まれた外装の径を絞り、上記ワイヤーロープと上記熱電対と上記チューブと上記外装とを一体化させる請求項６記載の石炭サイロ用測温ケーブルの製造方法。