特許 6996926 石炭温度監視システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2021-12-20

(45)【発行日】2022-01-17

(54)【発明の名称】石炭温度監視システム

(51)【国際特許分類】

   G01N 25/54 20060101AFI20220107BHJP

   G01K 15/00 20060101ALI20220107BHJP

   G01K 1/024 20210101ALI20220107BHJP

   G01K 13/10 20060101ALI20220107BHJP

   G01J 5/10 20060101ALI20220107BHJP

   G01J 5/48 20220101ALI20220107BHJP

   G01J 5/00 20220101ALI20220107BHJP

【ＦＩ】

G01N25/54 ZIT

G01K15/00

G01K1/024

G01K13/10

G01J5/10 C

G01J5/48 E

G01J5/00 101Z

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2017190343

(22)【出願日】2017-09-29

(65)【公開番号】P2019066250

(43)【公開日】2019-04-25

【審査請求日】2020-07-02

(73)【特許権者】

【識別番号】000000099

【氏名又は名称】株式会社ＩＨＩ

(73)【特許権者】

【識別番号】000198363

【氏名又は名称】ＩＨＩ運搬機械株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000936

【氏名又は名称】特許業務法人青海特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】伊藤 隆政

(72)【発明者】

【氏名】田中 昭洋

(72)【発明者】

【氏名】大森 大助

【審査官】外川 敬之

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３８１６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１１３６２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０８４７８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１３２５７５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２５／５４

Ｇ０１Ｋ １５／００

Ｇ０１Ｋ １／０２４

Ｇ０１Ｋ １３／１０

Ｇ０１Ｊ ５／１０

Ｇ０１Ｊ ５／４８

Ｇ０１Ｊ ５／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

石炭が堆積された貯炭山の表面温度を測定する測定部と、
前記測定部から入力される前記表面温度の時系列データを境界条件とする前記貯炭山の流体解析および熱解析を行い、前記貯炭山の過去および未来の内部温度を推定する温度推定部と、
を備える石炭温度監視システム。

【請求項2】

前記測定部は、サーモビューワを含む請求項１に記載の石炭温度監視システム。

【請求項3】

前記測定部の測定範囲に配された校正用温度計を備え、
前記校正用温度計の出力値、および、前記測定部によって測定された前記校正用温度計の表面温度に基づいて、前記測定部の校正を行う校正部を備える請求項２に記載の石炭温度監視システム。

【請求項4】

前記温度推定部は、前記表面温度に加えて、前記貯炭山の底部に配された底部温度計の出力値に基づいて、前記貯炭山の内部温度を推定する請求項１から３のいずれか１項に記載の石炭温度監視システム。

【請求項5】

推定された前記貯炭山の内部温度に基づいて、前記内部温度が予め設定された管理温度に到達するまでの残存期間を推定する期間推定部と、
前記残存期間に係る情報を出力する出力部と、
を備える請求項１から４のいずれか１項に記載の石炭温度監視システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、貯炭山の温度を測定する石炭温度監視システムに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、火力発電所などの貯炭場には、石炭が堆積された貯炭山が設けられる。貯炭山の石炭は酸化により徐々に昇温することがある。そこで、貯炭山に挿入された熱電対などの温度計の出力値によって、貯炭山の温度を監視する方法が知られている。

【0003】

また、特許文献１には、赤外線サーモグラフィや赤外線放射温度計など、非接触で温度を検出する非接触温度計により、貯炭山の表面温度を測定する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－０９６７８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上記のように、貯炭山に挿入された温度計によって、貯炭山の内部における部分的な温度が測定される。また、非接触温度計によって、貯炭山の表面温度が測定される。しかし、これらの技術では、貯炭山全体の温度分布を把握することができなかった。

【0006】

本開示の目的は、貯炭山全体の温度分布を把握することが可能な石炭温度監視システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上記課題を解決するために、本開示の一態様に係る石炭温度監視システムは、石炭が堆積された貯炭山の表面温度を測定する測定部と、測定部から入力される表面温度の時系列データを境界条件とする前記貯炭山の流体解析および熱解析を行い、貯炭山の過去および未来の内部温度を推定する温度推定部と、を備える。

【0008】

測定部は、サーモビューワを含んでもよい。

【0009】

測定部の測定範囲に配された校正用温度計を備え、校正用温度計の出力値、および、測定部によって測定された校正用温度計の表面温度に基づいて、測定部の校正を行う校正部を備えてもよい。

【0010】

温度推定部は、表面温度に加えて、貯炭山の底部に配された底部温度計の出力値に基づいて、貯炭山の内部温度を推定してもよい。

【0011】

推定された貯炭山の内部温度に基づいて、内部温度が予め設定された管理温度に到達するまでの残存期間を推定する期間推定部と、残存期間に係る情報を出力する出力部と、を備えてもよい。

【発明の効果】

【0012】

本開示によれば、貯炭山全体の温度分布を把握することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】石炭温度監視システムの概略図である。

【図2】サーバの機能ブロック図である。

【図3】携帯端末の機能ブロック図である。

【図4】表示部の表示内容の一例を示す第１の図である。

【図5】図５（ａ）は、石炭の抵抗係数と石炭の粒子径の関係を示す図である。図５（ｂ）は、石炭の温度と、石炭の有効熱伝導率の関係を示す図である。

【図6】表示部の表示内容の一例を示す第２の図である。

【図7】貯炭山の内部温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下に添付図面を参照しながら、本開示の一実施形態について詳細に説明する。実施形態に示す寸法、材料、その他具体的な数値等は、理解を容易とするための例示にすぎず、特に断る場合を除き、本開示を限定するものではない。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能、構成を有する要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。また本開示に直接関係のない要素は図示を省略する。

【0015】

（石炭温度監視システム１００）
図１は、本実施形態にかかる石炭温度監視システム１００の概略図である。石炭温度監視システム１００は、例えば、火力発電所などの石炭を消費する施設の貯炭場１０２に設けられる。貯炭場１０２には、石炭が堆積された貯炭山１０４が設けられる。図１では、貯炭山１０４を１つ図示するが、貯炭山１０４は、例えば、１つの貯炭場１０２に複数設けられる。

【0016】

図１に示すように、石炭温度監視システム１００は、測定部１１０と、サーバ１２０と、携帯端末１５０とで構成される。測定部１１０は、例えば、サーモビューワ（Thermo Viewer）で構成される。測定部１１０は、測定対象から放射される赤外線を分析し、測定対象の表面温度を測定する。ここでは、貯炭山１０４の表面温度、および、校正用温度計Ｃにおける検出部Ｃａの表面温度を測定する。

【0017】

校正用温度計Ｃは、例えば、熱電対で構成され、検出部Ｃａの温度を検出する。検出部Ｃａは、校正用温度計Ｃのうち、温度を検出する部位である。校正用温度計Ｃは、例えば、貯炭山１０４の近傍に設置される。ただし、校正用温度計Ｃは、測定部１１０の校正を行うときのみ貯炭山１０４の近傍に設置され、校正を行わないときは他の場所に収容されていてもよい。

【0018】

測定部１１０は、例えば、貯炭山１０４の表面全てを捉えられるように、貯炭山１０４の周囲に複数設けられる。測定部１１０は、複数の貯炭山１０４それぞれに設けられる。ただし、測定部１１０は、例えば、貯炭山１０４ごとに１つ、または、複数設けられ、貯炭山１０４の表面の一部のみを捉えてもよい。

【0019】

貯炭山１０４の底部には、底部温度計Ｂが配される。底部温度計Ｂは、例えば、熱電対で構成される。底部温度計Ｂは、例えば、貯炭場１０２の地面の上、または、地面近傍の地中に予め設置される。底部温度計Ｂは、貯炭山１０４ごとに１つ、または、複数設けられる。底部温度計Ｂの上に石炭が堆積されて貯炭山１０４が形成される。こうして、貯炭山１０４の底部に底部温度計Ｂが配される。

【0020】

測定部１１０、校正用温度計Ｃ、底部温度計Ｂは、いずれも無線通信を行う通信部を備えており、サーバ１２０との無線通信を確立し、サーバ１２０に測定データを送信する。

【0021】

サーバ１２０は、測定部１１０、校正用温度計Ｃ、底部温度計Ｂと無線通信が可能な場所に設置される。サーバ１２０は、測定部１１０、校正用温度計Ｃ、底部温度計Ｂの他、携帯端末１５０とも無線通信を行う。ここで、サーバ１２０との通信には、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、無線ＬＡＮ（Local Area Network）など、様々な通信が適用可能である。以下、サーバ１２０、携帯端末１５０について詳述する。

【0022】

（サーバ１２０）
図２は、サーバ１２０の概略的な構成を示す機能ブロック図である。サーバ１２０は、サーバ通信部１２２と、サーバ記憶部１２４と、サーバ制御部１２６とを含んで構成される。サーバ通信部１２２は、測定部１１０、校正用温度計Ｃ、底部温度計Ｂ、携帯端末１５０と無線通信を確立する。サーバ記憶部１２４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、サーバ１２０に用いられるプログラムや各種データを記憶する。

【0023】

サーバ制御部１２６は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＤＳＰ（Digital Signal Processor）で構成され、サーバ記憶部１２４に格納されたプログラムを用い、サーバ１２０全体を制御する。また、サーバ制御部１２６は、サーバ通信制御部１３０、サーバ記憶制御部１３２、統合部１３４、校正部１３６としても機能する。

【0024】

サーバ通信制御部１３０は、サーバ通信部１２２を制御し、測定部１１０、校正用温度計Ｃ、底部温度計Ｂ、携帯端末１５０との無線通信を遂行する。サーバ記憶制御部１３２は、無線通信を介して測定部１１０、校正用温度計Ｃ、底部温度計Ｂから送信された測定データをサーバ記憶部１２４に記憶させる。

【0025】

統合部１３４は、複数の測定部１１０から送信された測定データを統合する。測定部１１０の測定データでは、測定箇所の位置と温度が対応付けられている。また、複数の測定部１１０それぞれについて、貯炭山１０４のどの範囲を測定するのかが、予めサーバ１２０（サーバ記憶部１２４）に登録されている。統合部１３４は、複数の測定部１１０の測定データを統合して、１つの貯炭山１０４における表面温度の温度分布を作成する。ただし、測定部１１０が貯炭山１０４の表面の一部を捉えていない場合、測定部１１０が捉えている範囲で温度分布が作成される。

【0026】

また、統合部１３４は、底部温度計Ｂから送信された測定データを、貯炭山１０４における表面温度の温度分布に統合する。底部温度計Ｂの位置は、予めサーバ１２０（サーバ記憶部１２４）に登録されている。統合部１３４は、底部温度計Ｂの位置における貯炭山１０４の底面の温度を、底部温度計Ｂの測定データが示す温度として、貯炭山１０４の温度分布を補完する。

【0027】

測定部１１０および底部温度計Ｂの測定データは、継続的にサーバ１２０に送信される。統合部１３４は、同時刻における測定データを統合して、貯炭山１０４の表面温度および底面温度の温度分布を生成する。その結果、貯炭山１０４の表面温度および底面温度の温度分布の時系列データが生成される。

【0028】

校正部１３６は、校正用温度計Ｃの測定データが示す出力値に基づいて、測定部１１０の校正を行う。具体的に、測定部１１０は、校正用温度計Ｃの検出部Ｃａの表面温度を測定する。校正部１３６は、測定部１１０の測定データが示す検出部Ｃａの表面温度と、同時刻に測定された校正用温度計Ｃの測定データが示す出力値とを比較する。校正部１３６は、校正用温度計Ｃの測定データが示す出力値と、測定部１１０の測定データが示す検出部Ｃａの表面温度とが等しくなるように、測定部１１０を校正する。かかる校正処理は、例えば、ユーザの操作入力に応じて適宜実行される。ここでは、測定部１１０が校正用温度計Ｃの検出部Ｃａの表面温度を測定する場合について説明した。測定部１１０が校正用温度計Ｃの検出部Ｃａの表面温度を測定することで、測定部１１０の校正の精度を向上できる。ただし、測定部１１０は、校正用温度計Ｃの検出部Ｃａ以外の部位の表面温度を測定してもよい。

【0029】

（携帯端末１５０）
図３は、携帯端末１５０の概略的な構成を示す機能ブロック図である。携帯端末１５０は、端末通信部１５２と、端末記憶部１５４と、表示部１５６（出力部）と、操作部１５８と、端末制御部１６０とを含んで構成される。端末通信部１５２は、サーバ１２０と無線通信を確立する。

【0030】

端末記憶部１５４は、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ＨＤＤ等で構成され、携帯端末１５０に用いられるプログラムや各種データを記憶する。表示部１５６は、液晶ディスプレイや有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイで構成される。操作部１５８は、例えば、抵抗膜方式（感圧式）、静電容量方式、赤外遮光方式などのタッチパネルで構成され、表示部１５６に対するユーザの操作入力を検知する。

【0031】

端末制御部１６０は、ＣＰＵやＤＳＰで構成され、端末記憶部１５４に格納されたプログラムを用い、携帯端末１５０全体を制御する。また、端末制御部１６０は、端末通信制御部１６２、端末記憶制御部１６４、表示制御部１６６、操作受付部１６８、温度推定部１７０、期間推定部１７２としても機能する。

【0032】

端末通信制御部１６２は、端末通信部１５２を制御し、サーバ１２０が生成した、貯炭山１０４の表面温度および底面温度の温度分布の時系列データを受信する。端末記憶制御部１６４は、サーバ１２０から送信された時系列データを端末記憶部１５４に記憶させる。表示制御部１６６は、表示部１５６に貯炭山１０４の内部温度に関する情報を表示させる。操作受付部１６８は、例えば、操作部１５８を介して、ユーザの操作入力を受け付ける。

【0033】

温度推定部１７０は、時系列データが示す表面温度に基づいて、貯炭山１０４の内部温度を推定する。期間推定部１７２は、温度推定部１７０によって推定された貯炭山１０４の内部温度に基づいて、内部温度が予め設定された管理温度に到達するまでの残存期間を推定する。以下、温度推定部１７０、期間推定部１７２の処理、および、表示部１５６の表示内容について詳述する。

【0034】

図４は、表示部１５６の表示内容の一例を示す第１の図である。図４に示すように、表示部１５６には、貯炭山１０４のうち、最大温度となる部位を含む断面における温度分布Ｄが表示される。最大温度は、貯炭山１０４のうち、最も高温な部位の温度である。ここでは、例えば、１０日後の温度分布が表示される。

【0035】

操作受付部１６８が、例えば、操作部１５８を介して、日時（例えば、１０日後）を指定する操作入力を受け付け、表示部１５６に表示された実行ボタンＥへの操作入力を受け付けたとする。温度推定部１７０は、貯炭山１０４の温度分布の時系列データ（表面温度および底面温度）を境界条件とする、貯炭山１０４の流体解析および熱解析に基づいて、貯炭山１０４の内部温度を推定し、温度分布Ｄを生成する。

【0036】

流体解析および熱解析について、簡単に説明する。温度推定部１７０は、計算領域における貯炭山１０４を複数の小さな空間（セル）に分割する。温度推定部１７０は、それぞれのセルについて、下記の数式１～５を満たす温度を数値解析によって近似的に解く。

【0037】

数式１は、連続方程式である。ここでは、計算負荷を低減するため、気体を非圧縮性と仮定する。数式１は、セルに流入する気体の質量と、セルから流出する気体の質量の和が、セルにおける気体の質量の時間変化に等しいことから導出される。以下の数式において、∇は、ラプラス演算子である。ｖ→（本文中においてベトクルを表す場合は→を付して表す。数式で表示する場合はｖの上に→を付して表す。）は、気体の速度ベクトルである。

【数1】

…（数式１）

【0038】

数式２は、運動量保存式である。数式２は、セルに流入する気体の持つ運動量と、セルから流出する気体の持つ運動量の和が、セルにおける気体の持つ運動量の時間変化に等しいことから導出される。以下の数式において、ρ_ｆは、気体の密度である。ｔは、時間である。ｐは、気体の圧力である。μは、気体の粘性係数である。αは、石炭層の抵抗係数である。εは、石炭層の空隙率である。Ｓ_ｂは、気体の浮力項である。

【数2】

…（数式２）

【0039】

数式３は、酸素の化学種保存式である。数式３は、セルに流入する酸素の質量と、セルから流出する酸素の質量の和が、セルにおける酸素の質量の時間変化に等しいことから導出される。以下の数式において、Ｙ_Ｏ２は、酸素の質量分率である。Ｄ_Ｏ２，ｍは、酸素の拡散係数である。Ｓ_Ｏ２は、酸素のソース項である。

【数3】

…（数式３）

【0040】

数式４は、石炭層内の水の化学種保存式である。数式４は、セルに流入する水の質量と、セルから流出する水の質量の和が、セルにおける水の質量の時間変化に等しいことから導出される。以下の数式において、Ｙ_Ｈ２Ｏは、水の質量分率である。Ｄ_{Ｈ２Ｏ，ｍ}は、水の拡散係数である。Ｓ_Ｈ２Ｏは、水のソース項である。

【数4】

…（数式４）

【0041】

数式５は、エネルギー保存式である。セルにおける気体および石炭の持つ内部エネルギーの変化は、セルに加えられた熱量と、セルがされた仕事の和に等しいことから導出される。ここで、セルに加えられた熱量は、隣接するセルの石炭から熱伝導するものと、セルにおける石炭の酸化に伴う発熱の和から、水の蒸発熱を引いたものである。以下の数式において、ρ_ｓは、石炭層内の石炭の密度である。Ｃ_ｐ，ｓは、石炭層内の石炭の定圧比熱である。Ｃ_ｐ，ｆは、石炭層内の気体の定圧比熱である。Ｔは、セルの温度である。Ｋ_ｅｆｆは、ポーラス層の有効熱伝導率である。Ｈ_ｒは、石炭の酸化に伴う反応熱である。反応熱Ｈ_ｒは、石炭の反応速度によって導かれる。例えば、石炭の反応速度は、固定値（定数）が設定されてもよい。この場合、計算負荷が軽減される。また、石炭の反応速度は、石炭の種類、粒子径に基づいて定まる変数であってもよい。この場合、解析の精度が向上する。Ｈ_ｅｖａｐは、水の蒸発熱である。

【数5】

…（数式５）

【0042】

温度推定部１７０は、上記の数式１～５を用い、時系列データに基づいて、貯炭山１０４の過去の内部温度をセルごとに解析して推定する。また、温度推定部１７０は、時系列データに基づいて、貯炭山１０４の未来の内部温度をセルごとに解析して推定する。このとき、測定部１１０が貯炭山１０４の表面の一部を捉えていない場合、貯炭山１０４のうち、測定部１１０が測定していない部分の表面温度も、温度推定部１７０の解析によって推定される。

【0043】

表示制御部１６６は、温度推定部１７０が推定した貯炭山１０４の温度分布のうち、操作入力で指定された日時（例えば、１０日後）において、最大温度となる部位を含む断面の温度分布Ｄを表示部１５６に表示させる。温度分布Ｄでは、例えば、色の違いによって温度の高低が表される。ただし、図４に示す例では、色の代わりにクロスハッチングの密度で温度の高低が表される。密度が高いほど高温であり、黒の塗りつぶしが最も高温である。

【0044】

また、表示部１５６には、例えば、貯炭山１０４のうち、位置ａ、ｂの表面温度や外気温度も表記される。ここで、外気温度を測定する専用の温度計（不図示）が設けられてもよいし、外気温度の測定に校正用温度計Ｃを代用してもよい。

【0045】

このように、石炭温度監視システム１００では、貯炭山１０４の表面温度に加えて、貯炭山１０４の内部温度も推定されることから、貯炭山１０４全体の温度分布を把握することができる。

【0046】

図５（ａ）は、石炭の抵抗係数αと石炭の粒子径ｄの関係を示す図である。図５（ｂ）は、石炭の温度と、石炭の有効熱伝導率Ｋ_ｅｆｆの関係を示す図である。図５（ａ）に示すように、石炭の抵抗係数αは、石炭の粒子径ｄに対して、大凡負の相関関係にある。すなわち、粒子径ｄが大きいほど、抵抗係数αが小さく、気体が石炭の粒子間を流通し易い。ここでは、抵抗係数α（粒子径ｄ）を定数とし、抵抗係数αに予め代表的な値が設定される。そのため、計算負荷が低減される。ただし、貯炭山１０４ごとに石炭の粒子径ｄを測定してもよい。この場合、測定された粒子径ｄと、図５（ａ）に示される相関関係から導出された抵抗係数αが、上記の解析に用いられる。

【0047】

図５（ｂ）では、品質の異なる４つの石炭の凡例が示される。図５（ｂ）に示すように、ポーラス層の有効熱伝導率Ｋ_ｅｆｆは、石炭の品質の他に、石炭の温度によっても変化する。ここでは、有効熱伝導率Ｋ_ｅｆｆを定数とし、有効熱伝導率Ｋ_ｅｆｆに予め代表的な値が設定される。そのため、計算負荷が低減される。ただし、貯炭山１０４ごとに石炭の有効熱伝導率Ｋ_ｅｆｆを測定してもよい。この場合、測定された有効熱伝導率Ｋ_ｅｆｆが、上記の解析に用いられる。また、有効熱伝導率Ｋ_ｅｆｆがセルの温度の関数として設定されてもよい。

【0048】

図６は、表示部１５６の表示内容の一例を示す第２の図である。表示制御部１６６は、ユーザの操作入力に応じ、貯炭山１０４の最大温度の予測図（グラフＧ）を表示部１５６に表示させる。

【0049】

貯炭山１０４の最大温度の予測図を表示する旨の操作入力があると、期間推定部１７２は、温度推定部１７０が推定した貯炭山１０４の温度分布を分析し、貯炭山１０４の時系列の最大温度を抽出する。期間推定部１７２は、最大温度が管理温度に到達するまでの残存期間を推定する。ここで、管理温度は、予め設定されており、貯炭山１０４の温度が到達するまでに、貯炭山１０４の消費が推奨される温度である。

【0050】

ここでは、期間推定部１７２は、図６に示すように、横軸に時間、縦軸に最大温度を取ったグラフＧを生成する。表示制御部１６６は、期間推定部１７２が生成したグラフＧを表示部１５６に表示させる。ここでは、期間推定部１７２は、２つの貯炭山１０４について処理を行ったものとする。グラフＧには、２つの貯炭山１０４それぞれの最大温度の推移が、凡例ｘ、ｙとして記載されている。

【0051】

また、グラフＧには、凡例ｘが管理温度Ｔａに到達するまでの残存期間ｔｘ、凡例ｙが管理温度Ｔａに到達するまでの残存期間ｔｙがそれぞれ記載されている。このように、表示部１５６は、残存期間ｔｘ、ｔｙを表示する。ユーザは、残存期間の短い貯炭山１０４から順次、消費することができる。ここでは、残存期間ｔｘ、ｔｙが表示部１５６に表示される場合について説明した。ただし、表示部１５６には、残存期間ｔｘ、ｔｙに係る情報が表示されてもよい。例えば、算出した残存期間ｔｘ、ｔｙそのものを表示してもよいし、グラフＧそのものを表示してもよい。あるいは、推定点ごとの温度の時間推移の予測を表示してもよい。

【0052】

図７は、貯炭山の内部温度の推定処理の流れを示すフローチャートである。

【0053】

（Ｓ２００）
温度推定部１７０は、操作受付部１６８が解析を指示する操作入力（例えば、実行ボタンＥへの操作入力）を受け付けたか否かを判定する。操作入力を受け付けていれば、Ｓ２０２に処理を移す。操作入力を受け付けていなければ、当該推定処理を終了する。

【0054】

（Ｓ２０２）
端末通信制御部１６２は、端末通信部１５２を制御し、サーバ１２０から時系列データを受信（取得）する。

【0055】

（Ｓ２０４）
温度推定部１７０は、上記の数式１～５を用い、時系列データに基づいて、貯炭山１０４の過去の内部温度をセルごとに解析して推定する。また、温度推定部１７０は、例えば、操作入力で指定された日時までの（未来の）内部温度を推定する。

【0056】

（Ｓ２０６）
表示制御部１６６は、温度推定部１７０が推定した貯炭山１０４の温度分布のうち、操作入力で指定された日時（例えば、１０日後）において、最大温度となる部位を含む断面の温度分布Ｄを表示部１５６に表示させる。

【0057】

（Ｓ２０８）
期間推定部１７２は、操作受付部１６８が、貯炭山１０４の最大温度の予測図（グラフＧ）を表示する旨の操作入力を受け付けたか否かを判定する。操作入力を受け付けていれば、Ｓ２１０に処理を移す。操作入力を受け付けていなければ、当該推定処理を終了する。

【0058】

（Ｓ２１０）
期間推定部１７２は、温度推定部１７０が推定した貯炭山１０４の温度分布を分析し、貯炭山１０４の時系列の最大温度を抽出する。期間推定部１７２は、最大温度が管理温度に到達するまでの残存期間を推定する。期間推定部１７２は、横軸に時間、縦軸に最大温度を取ったグラフＧを生成する。表示制御部１６６は、期間推定部１７２が生成したグラフＧを表示部１５６に表示させ、当該推定処理を終了する。

【0059】

なお、ここでは、表示制御部１６６が、温度分布Ｄを表示部１５６に表示させた後、期間推定部１７２が生成したグラフＧを表示部１５６に表示させる場合について説明した。ただし、温度分布Ｄの表示が行われることなく、グラフＧが表示部１５６に表示されてもよい。

【0060】

また、温度推定部１７０は、例えば、操作入力で指定された日時の（未来の）内部温度を推定する場合について説明した。ただし、温度推定部１７０は、例えば、最大温度が管理温度に到達する時点までの内部温度を推定してもよい。

【0061】

以上、添付図面を参照しながら本開示の一実施形態について説明したが、本開示は上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本開示の技術的範囲に属するものと了解される。

【0062】

例えば、上述した実施形態では、温度推定部１７０は、貯炭山１０４の表面温度を境界条件とする貯炭山１０４の流体解析および熱解析に基づいて、貯炭山１０４の内部温度を推定する場合について説明した。流体解析および熱解析を行うことで、貯炭山１０４の内部温度の推定精度が向上する。また、貯炭山１０４の表面温度を境界条件とすることで、貯炭山１０４の周囲の環境についての解析が不要となり、処理負荷が軽減する。

【0063】

また、上述した実施形態では、測定部１１０は、サーモビューワである場合について説明した。測定部１１０がサーモビューワで構成される場合、低コストで広範囲の貯炭山１０４の表面温度を測定できる。ただし、測定部１１０は、サーモビューワに限らず、他の温度計であってもよい。複数の測定部１１０のうち、１または複数がサーモビューワ以外の温度計であってもよい。

【0064】

また、上述した実施形態では、校正部１３６を備える場合について説明した。校正部１３６によって、測定部１１０の測定精度が向上する。ただし、校正部１３６は、必須の構成ではない。

【0065】

また、上述した実施形態では、温度推定部１７０は、底部温度計Ｂの出力値に基づいて、貯炭山１０４の内部温度を推定する場合について説明した。底部温度計Ｂの出力値を用いることで、貯炭山１０４の内部温度の推定精度が向上する。また、底部温度計Ｂは、貯炭場１０２に予め設置されている。そのため、貯炭山１０４が形成された後から貯炭山１０４に底部温度計Ｂを設置する場合に比べて、設置作業の負荷が低減する。ただし、底部温度計Ｂは、必須の構成ではない。貯炭山１０４の底部の温度は、例えば、地中の温度の推定値から推定されてもよい。

【0066】

また、上述した実施形態では、期間推定部１７２が推定した残存期間を表示部１５６が表示する場合について説明した。ユーザは、残存期間を把握することで、複数の貯炭山１０４のうち、優先的に使用すべき貯炭山１０４を容易に特定できる。ただし、期間推定部１７２は必須の構成ではない。

【0067】

また、上述した実施形態では、表示部１５６が出力部として機能し、残存期間を表示する場合について説明した。ただし、表示部１５６の代わりに、スピーカが残存期間を音声出力してもよい。また、出力部は、残存期間を、例えば表示部を備える他の装置に出力してもよい。

【0068】

また、上述した実施形態では、サーバ１２０および携帯端末１５０が設けられる場合について説明した。ただし、サーバ１２０および携帯端末１５０の一方のみが設けられてもよい。サーバ１２０の機能の一部または全部を、携帯端末１５０に搭載してもよいし、携帯端末１５０の機能の一部または全部を、サーバ１２０に搭載してもよい。例えば、上述した実施形態では、携帯端末１５０の端末制御部１６０が温度推定部１７０および期間推定部１７２として機能する場合について説明した。ただし、サーバ１２０のサーバ制御部１２６が、温度推定部１７０および期間推定部１７２として機能し、上記の数値解析を行ってもよい。

【産業上の利用可能性】

【0069】

本開示は、貯炭山の温度を測定する石炭温度監視システムに利用することができる。

【符号の説明】

【0070】

Ｂ 底部温度計
Ｃ 校正用温度計
Ｄ 温度分布
１００ 石炭温度監視システム
１０４ 貯炭山
１１０ 測定部
１３６ 校正部
１５６ 表示部（出力部）
１７０ 温度推定部
１７２ 期間推定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】