特許 7604331 石炭膨張圧測定装置、及び石炭膨張圧測定方法

(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】2024-12-13

(45)【発行日】2024-12-23

(54)【発明の名称】石炭膨張圧測定装置、及び石炭膨張圧測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01L 5/00 20060101AFI20241216BHJP

【ＦＩ】

G01L5/00 Z

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021105455

(22)【出願日】2021-06-25

(65)【公開番号】P2023004004

(43)【公開日】2023-01-17

【審査請求日】2024-03-01

(73)【特許権者】

【識別番号】000156961

【氏名又は名称】関西熱化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000729

【氏名又は名称】弁理士法人ユニアス国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】北尾 政人

(72)【発明者】

【氏名】池田 裕紀

(72)【発明者】

【氏名】岩切 俊憲

(72)【発明者】

【氏名】石本 航太郎

【審査官】藤澤 和浩

(56)【参考文献】

【文献】特開２００８－１４３９２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１０－１９０７６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０３４０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／００３７８２２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開平０６－０７４６５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１３２７９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｌ ５／００ ～ ５／２８

Ｇ０１Ｎ ３／００ ～ ３／３８

Ｃ１０Ｂ １／００ ～ ５７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

石炭を収容する直方体形状の収容室を有し、前記収容室の第１水平方向の辺の長さが第２水平方向の辺の長さ及び垂直方向の辺の長さよりも短いレトルトと、
前記レトルトを収容する断熱室と、
前記断熱室内で且つ前記レトルトの外に配置される電気ヒータと、
前記断熱室外に配置される圧力計測装置と、
先端に受圧板を有する受圧棒と、
を備え、
前記レトルトは、前記第２水平方向の辺と前記垂直方向の辺とで構成される一対の第１レトルト側壁を有し、
前記電気ヒータは、前記一対の第１レトルト側壁よりも第１水平方向の外側にそれぞれ配置され、前記一対の第１レトルト側壁に向けてそれぞれ放熱し、
前記受圧棒は、前記圧力計測装置から前記第１水平方向に延びて前記第１レトルト側壁に形成された孔を介して前記収容室内に面し、石炭側からの圧力を前記圧力計測装置に伝達可能に構成されている、石炭膨張圧測定装置。

【請求項2】

前記レトルトの前記収容室の内面に、前記第１レトルト側壁に形成された孔及び前記受圧板を覆うシートが設けられている、請求項１に記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項3】

前記第１レトルト側壁に形成された孔及び前記受圧板は、前記第１水平方向と平行な視線で見て円形状である、請求項１又は２に記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項4】

前記受圧板及び前記受圧棒は、融点が６００℃より大きい物質で形成されている、請求項１～３のいずれかに記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項5】

前記受圧板及び前記受圧棒は、ＳＵＳよりも熱膨張率が低いセラミック製である、請求項１～４のいずれかに記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項6】

前記受圧板及び前記受圧棒は、窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナのいずれかで形成されている、請求項５に記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項7】

前記受圧棒と共に前記レトルトを挟む位置に配置される支持棒と、前記支持棒及び前記圧力計測装置を支持する支持フレームを備え、
前記支持フレームは、前記圧力計測装置を支持する第１支持部と、前記支持棒を支持する第２支持部とを有し、前記第１支持部と前記第２支持部が互いの位置関係が不変となるように連結されている、請求項１～６のいずれかに記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項8】

前記電気ヒータは、前記レトルトの前記第１レトルト側壁から離間して配置されている、請求項１～７のいずれかに記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項9】

前記レトルトは、前記第１水平方向の辺と前記垂直方向の辺とで構成される一対の第２レトルト側壁を有し、前記一対の第２レトルト側壁は、断熱材で覆われている、請求項１～８のいずれかに記載の石炭膨張圧測定装置。

【請求項10】

石炭膨張圧測定装置を用いた石炭膨張圧測定方法であって、
前記石炭膨張圧測定装置は、
石炭を収容する直方体形状の収容室を有し、前記収容室の第１水平方向の辺の長さが第２水平方向の辺の長さ及び垂直方向の辺の長さよりも短いレトルトと、
前記レトルトを収容する断熱室と、
前記断熱室内で且つ前記レトルトの外に配置される電気ヒータと、
前記断熱室外に配置される圧力計測装置と、先端に受圧板を有する受圧棒と、を備え、
前記レトルトは、前記第２水平方向の辺と前記垂直方向の辺とで構成される一対の第１レトルト側壁を有し、
前記電気ヒータは、前記一対の第１レトルト側壁よりも第１水平方向の外側にそれぞれ配置され、
前記受圧棒は、前記圧力計測装置から前記第１水平方向に延びて前記第１レトルト側壁に形成された孔を介して前記収容室内に面し、石炭側からの圧力を前記圧力計測装置に伝達可能に構成されており、
前記石炭膨張圧測定方法は、
前記レトルトの前記収容室に石炭を収容し、
前記電気ヒータから前記一対の第１レトルト側壁に向けて放熱し、前記レトルトの前記収容室に収容された前記石炭を加熱し、
加熱によって発生する前記石炭の膨張圧を、前記受圧棒を介して前記圧力計測装置に伝達させて計測する、石炭膨張圧測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、石炭膨張圧測定装置、及び石炭膨張圧測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

石炭の膨張圧は、石炭の軟化溶融過程において発生するガスのガス圧に起因するといわれている。実操業炉に近い条件で石炭の膨張圧を計測可能な試験用の装置が求められる。特許文献１には、実炉よりも小さい試験炉が開示されている。この試験炉は、石炭を入れる箱状の炭化室を上下左右４つの炉壁で構成し、左右の一方の炉壁が固定式炉壁であり、左右の他方の炉壁が車輪を介して水平方向に移動可能な可動式炉壁であり、可動式炉壁にロードセルを接続して膨張圧を計測可能にする。左右の炉壁に電気ヒータが設けられ、炭化室内の石炭が左右から加熱される。箱状の炭化室を構成する炉壁を包囲するように、ガス用シールが設けられている、との記載がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平６－７４６５９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記装置では、石炭の膨張圧は、可動式炉壁を介してロードセルに接続されているので、車輪での抵抗などの可動式炉壁を動かすための力の損失が考えられ、膨張圧の計測精度に改善の余地が考えられる。

【0005】

また、電気ヒータがガス用シールの内側にガス発生源となる石炭と共に配置されているため、ガス発生量が多い石炭の場合には、発生したガスが電気ヒータに接触してヒータが短絡し、必要な加熱ができず、膨張圧が計測不能となるおそれがある。

【0006】

本開示は、膨張圧の計測精度を向上させると共に、ヒータの短絡を抑制可能な石炭膨張圧測定装置、及び石炭膨張圧測定方法を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の石炭膨張圧測定装置は、石炭を収容する直方体形状の収容室を有し、前記収容室の第１水平方向の辺の長さが第２水平方向の辺の長さ及び垂直方向の辺の長さよりも短いレトルトと、前記レトルトを収容する断熱室と、前記断熱室内で且つ前記レトルトの外に配置される電気ヒータと、前記断熱室外に配置される圧力計測装置と、先端に受圧板を有する受圧棒と、を備え、前記レトルトは、前記第２水平方向の辺と前記垂直方向の辺とで構成される一対の第１レトルト側壁を有し、前記電気ヒータは、前記一対の第１レトルト側壁よりも第１水平方向の外側にそれぞれ配置され、前記一対の第１レトルト側壁に向けてそれぞれ放熱し、前記受圧棒は、前記圧力計測装置から前記第１水平方向に延びて前記第１レトルト側壁に形成された孔を介して前記収容室内に面し、石炭側からの圧力を前記圧力計測装置に伝達可能に構成されている。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態の石炭膨張圧計測装置を一部断面図と共に示す側面図。

【図2】石炭膨張圧計測装置を一部断面図と共に示す平面図。

【図3】レトルトに関する斜視図。

【図4A】対の第１断熱側壁の一方を第１水平方向と平行な視線で見た図。

【図4B】対の第１断熱側壁の他方を第１水平方向と平行な視線で見た図。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本実施形態の石炭膨張圧計測装置を、図面を用いて説明する。図１は、本実施形態の石炭膨張圧計測装置を一部断面図と共に示す側面図である。図２は、石炭膨張圧計測装置を一部断面図と共に示す平面図である。図３は、レトルト１に関する斜視図である。図４Ａは、対の第１断熱側壁４１の一方を第１水平方向Ｘと平行な視線で見た図である。図４Ｂは、対の第１断熱側壁４１の他方を第１水平方向Ｘと平行な視線で見た図である。

【0010】

図１～３に示すように、本実施形態の石炭膨張圧計測装置は、石炭を収容する収容室１０を有するレトルト１と、レトルト１内の石炭を加熱する電気ヒータ２と、石炭の膨張圧を計測するための圧力計測装置３と、を有する。本明細書における高温は、石炭を加熱する温度であり、摂氏１５０度以上をいい、好ましくは、３５０度以上６００度以下をいう。

【0011】

レトルト１は、石炭を収容室１０に収容すると共に、石炭及び石炭の加熱による発生するガスが所望の場所以外に漏れないようにする目的で設けられる。所望の場所は、例えば、排気ダクトを介した排気先が挙げられる。所望の場所以外とは、例えば、電気ヒータが挙げられる。図３に示すように、収容室１０は、実操業炉の直方体形状を模擬して、直方体形状に形成されている。収容室１０は石炭が収容可能な空間を意味する。収容室１０の第１水平方向Ｘの辺の長さＷ１は第２水平方向Ｙの辺の長さＬ１及び垂直方向Ｚの辺の長さＨ１により短い。第１水平方向Ｘ及び第２水平方向Ｙは、互いに直交する。垂直方向Ｚは、第１水平方向Ｘ及び第２水平方向Ｙに対して直交する。本実施形態では、Ｗ１＝６０ｍｍ、Ｈ１＝１８０ｍｍ、Ｌ１＝１４０ｍｍであるが、一例であり、これに限定されない。本実施形態では、Ｗ１＜Ｌ１＜Ｈ１となっているが、Ｈ１＝Ｌ１でもよく、また、Ｗ１＜Ｈ１≦Ｌ１としてもよい。

【0012】

図１及び図３に示すように、レトルト１の収容室１０の上部には、ガスを排気するための排気ダクト１１が設けられ、石炭の加熱により発生したガスは排気ダクト１１を介して排気可能に構成されている。レトルト１は、電気ヒータ２からの熱を伝熱させる伝熱性を有し且つ剛性を有し、摂氏６００度で変形しなければ（融点が摂氏６００度よりも大きければ）、どのような材料で形成されていてもよい。例えば、ＳＵＳ等の金属やセラミックが挙げられる。本実施形態では、ＳＵＳ３１０Ｓであるが、これに限定されず、種々変更可能である。計測したい現象の反応（膨張圧）が摂氏６００度で完了するため、摂氏６００度で熱により融解しなければよいという意味である。

【0013】

図１～３に示すように、レトルト１は、一対の第１レトルト側壁１２と、一対の第２レトルト側壁１３と、レトルト底壁１４と、レトルト天壁１５とを有する。第１レトルト側壁１２は、第２水平方向Ｙの辺と垂直方向Ｚの辺とで構成される。第２レトルト側壁１３は、第１水平方向Ｘの辺と垂直方向Ｚの辺とで構成される。レトルト天壁１５には上方へ延びる排気ダクト１１が設けられている。第１レトルト側壁１２、第２レトルト側壁１３及びレトルト底壁１４は互いに固定されており、蓋無しの有底箱を形成している。試験時には、有底箱に石炭が投入され、排気ダクト１１を有するレトルト天壁１５が蓋として断熱材を間に挟んで有底箱に固定される。固定方法は、ボルト等の締結具を介したフランジ同士の締結である。

【0014】

第２レトルト側壁１３、レトルト天壁１５及びレトルト底壁１４は、断熱材１６で覆われており、電気ヒータ２からの熱が第１レトルト側壁１２を介して石炭に伝熱するように構成されている。実操業炉を模擬するためである。

【0015】

石炭膨張圧計測装置は、レトルト１内の石炭を効果的に加熱するために、レトルト１を収容する断熱室４を有する。断熱室４は、断熱材で四方を包囲されることで形成される。断熱室４は、一対の第１断熱側壁４１、一対の第２断熱側壁４２、断熱底壁４３及び断熱天壁４４で形成される。レトルト１は、第１断熱側壁４１同士の中間に配置されており、第１断熱側壁４１と第１レトルト側壁１２は、第１水平方向Ｘにて等距離に離間している。

【0016】

電気ヒータ２は、断熱室４内に配置されると共にレトルト１の外に配置される。電気ヒータ２をレトルト１の外に配置することで、レトルト１内の石炭から発生するガスが電気ヒータ２に至ることを抑制又は防止可能となる。電気ヒータ２を断熱室４内に配置することで効果的に石炭を加熱可能となる。電気ヒータ２は、一対の第１レトルト側壁１２よりも第１水平方向Ｘの外側にそれぞれ配置されて対をなしている。これにより、電気ヒータ２は、それぞれ、第１レトルト側壁１２に向けて放熱する。本実施形態では、図４Ａ及び図４Ｂに示すように、一対の第１断熱側壁４１のそれぞれに電気ヒータ２が設けられており、各々の電気ヒータ２から第１レトルト側壁１２までの第１水平方向Ｘに沿った距離が等距離になるようにしている。電気ヒータ２からレトルト１を離間させることにより石炭の均一加熱が可能となる。図４Ａ及び図４Ｂに示すように、電気ヒータ２は線状であるので、第１レトルト側壁１２を介して石炭を均一に加熱するために、電気ヒータ２は、第２水平方向Ｙの一方に延びて折り返して第２水平方向Ｙの他方に延びて折り返し、また、第２水平方向Ｙの一方に延びることを繰り返して、配置されている。

【0017】

圧力計測装置３は、断熱室４外に配置されている。圧力計測装置３は、レトルト１よりも第１水平方向Ｘの外側に配置されている。圧力計測装置３は、第１水平方向Ｘに平行な視線で見て、レトルト１と重なる位置に配置されている。圧力計測装置３は、ひずみゲージなどを用いたロードセルを有し、ロードセルに対して受圧棒５０が接続されている。受圧棒５０は、第１水平方向Ｘに延びており、その先端に受圧板５１を有する。一対の第１レトルト側壁１２のうちの一方には、受圧棒５０を挿入するための孔１２ｈが形成されている。受圧棒５０は、断熱室４外にある圧力計測装置３から第１水平方向Ｘに延びて、断熱室４内に至り、第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈを介して収容室１０内に面する。これにより、受圧棒５０は、収容室１０内部の石炭側からの圧力を圧力計測装置３に伝達可能に構成されている。

【0018】

受圧板５１及び受圧棒５０の先端部は高温に晒されるために、両者の接続構造に、第１水平方向Ｘに沿った膨張圧の伝達を阻害する構造を採用することは避けた方がよい。そこで、本実施形態では、受圧棒５０の先端と同形状の凹部５１ｈ（図１参照）を受圧板５１に設け、当該凹部５１ｈに受圧棒５０の先端を差し込むことで、ボルトなどの締結具を使用することなく、受圧棒５０と受圧板５１とを接続している。受圧棒５０の先端面５０ａと、この先端面５０ａに接触する受圧板５１の凹部５１ｈの底面とは、共に垂直方向Ｚに平行である。これにより、第１水平方向Ｘに向かう力を適切に伝達できるようにしている。

【0019】

また、本実施形態では、受圧棒５０が後述の通りセラミック製であり、ロードセル側の部材（金属製；非図示）と別材料であり、セラミックは柔軟性に欠ける材料であり、両者をねじ止めできない。そこで、ロードセル側の部材と受圧棒５０の基端の接続構造も同様に、ロードセル側の部材に形成した凹部に受圧棒５０の基端を差し込む構造にし、第１水平方向Ｘに向かう力を適切に伝達できるようにしている。

【0020】

第１レトルト側壁１２及び受圧板５１は、高温に晒されるために膨張により応力が作用する。本実施形態では、第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈ及び受圧板５１は、第１水平方向Ｘと平行な視線で見て円形状（真円が好ましい）に形成されている。これにより、熱膨張で発生する応力が特定箇所（例えば屈曲部など）に集中することを回避でき、耐久性を向上可能となる。

【0021】

第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈと受圧板５１の間の隙間は、一方向において合計１ｍｍ以下であることが好ましい。この値を超えると隙間からガスが漏れやすくなるからである。例えば、垂直方向Ｚで言えば、上下の二箇所に隙間が存在するが、両方の隙間の合計が１ｍｍ以下であることが好ましい。第２水平方向Ｙについても同様である。

【0022】

本実施形態では、レトルト１は、ＳＵＳ製である。受圧板５１及び受圧棒５０も融点が６００℃より大きい物質であるＳＵＳ等の金属製にしてもよいが、ＳＵＳは比較的熱膨張率が高く、受圧板５１及び受圧棒５０の熱膨張が石炭の膨張圧の計測に影響を与えることを抑制することが好ましい。そこで、本実施形態では、受圧板５１及び受圧棒５０は、ＳＵＳよりも熱膨張率が低いセラミック製にしている。受圧棒５０及び受圧板５１は同じ材料で形成されている。さらに具体的には、受圧板５１及び受圧棒５０は、窒化ケイ素で形成されている。窒化ケイ素は、全ての温度で膨張率［％］がＳＵＳよりも低いからである。また、窒化ケイ素は、全ての温度での熱伝導率［Ｗ／（ｍ・Ｋ）］がＳＵＳよりも低いからである。
窒化ケイ素の他に利用可能なセラミックは、炭化ケイ素、フォルステライト、ジルコニア、アルミナが挙げられる。
受圧板５１及び受圧棒５０の材料は、次の（１）～（４）のうち少なくとも１つを満たすことが好ましい。
（１）摂氏４００度から８００度までの熱膨張率が前記レトルトの材質よりも低い。
（２）水中投下時の熱衝撃温度差摂氏４００度から８００度までの耐熱衝撃性が２００Ｍｐａ以上である。
（３）摂氏４００度から８００度までの高温強度が２００Ｍｐａ以上である。
（４）摂氏４００度から８００度までの熱伝導率がレトルトの材質より低い。
上記（１）は、摂氏０の長さを基準とした熱膨張率である。
上記（２）は、急冷後の３点曲げ強さ［ＭＰａ］である。
上記（３）は、３点曲げ強さ［ＭＰａ］である。
上記（４）の計測方法は、ＪＩＳ Ｒ１６１１－１９９７に基づく。

【0023】

上記構造においても、ガスの発生が少ない石炭について膨張圧の計測が可能である。しかし、ガスの発生が多い石炭については、第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈと受圧板５１の間の隙間からガス漏れが発生し、当該ガスが電気ヒータ２に至る場合がある。
そこで、本実施形態では、レトルト１の収容室１０の内面（本実施形態では第１レトルト側壁１２の内面）に、第１レトルト側壁１２の孔１２ｈおよび受圧板５１の全てを覆うシート６が設けられている。シート６は、高温でも利用でき且つ柔軟性があれば、どのような材質でもよい。本実施形態のシート６は、ＳＵＳの金属箔である。厚みは１０μｍであるが、柔軟性を確保できれば、この厚みに限定されない。シート６は、第１レトルト側壁１２に対して接着剤や粘着シートなどの粘着手段で貼り付けることが好ましい。本実施形態では、接着手段としてセロハンテープを用いているが、これに限定されない。本実施形態のシート６は、第１水平方向Ｘに平行な視線で見て矩形状であるが、これに限定されない。例えば円形であってもよい。
このシートにより、ガスの発生が多い石炭であってもガスが漏れて電気ヒータに至ることを防止可能となる。

【0024】

本実施形態では、膨張圧の計測精度を向上させるために更に次の手段を講じている。石炭膨張圧計測装置は、受圧棒５０と共にレトルト１を挟む位置に配置される支持棒６０と、支持棒６０及び圧力計測装置３を支持する支持フレーム６２と、を更に有する。支持棒６０は、先端に支持板６１を有する。支持棒６０及び支持板６１の材質及び形状は、受圧棒５０と同じであるが、特に限定されない。後述する支持フレーム６２の第２支持部６２ｂと、支持棒６０との接続構造は、受圧棒５０とロードセル側の部材の接続構造と同じである。
支持フレームは、金属製である。支持フレーム６２は、圧力計測装置３を支持する第１支持部６２ａと、支持棒６０を支持する第２支持部６２ｂと、ベース６２ｃとを有する。ベース６２ｃによって第１支持部６２ａと第２支持部６２ｂが連結され、第１支持部６２ａと第２支持部６２ｂが互いの位置関係が不変となる。その結果、受圧棒５０と圧力計測装置３の位置関係が固定され、膨張圧の計測の精度を向上可能となる。

【0025】

上記以外は、通常の試験炉と同様に、断熱室４内に配置された熱電対などの第１温度センサ（非図示）と、レトルト１内には配置され且つ石炭の温度を計測する熱電対などの第２温度センサ（非図示）と、これらの温度センサの検出結果に基づいて電気ヒータ２を制御するための制御部（非図示）と、が設けられている。第１温度センサは、第１断熱側壁４１から断熱室４内に差し込まれている。第２温度センサは、第１レトルト天壁１５から収容室１０内の石炭の中心部付近に至るように差し込まれている。運転開始後、石炭の温度が、コークス化する温度（最低６００℃以上）、好ましくは８００℃になるまで加熱する。膨張圧の現象は、６００℃で完了するため６００℃に加熱できれば足りる。

【0026】

以上のように、本実施形態のように、石炭膨張圧測定装置は、石炭を収容する直方体形状の収容室１０を有し、収容室１０の第１水平方向Ｘの辺の長さＷ１が第２水平方向Ｙの辺の長さＬ１及び垂直方向Ｚの辺の長さＨ１よりも短いレトルト１と、レトルト１を収容する断熱室４と、断熱室４内で且つレトルト１の外に配置される電気ヒータ２と、断熱室４外に配置される圧力計測装置３と、先端に受圧板５１を有する受圧棒５０と、を備え、レトルト１は、第２水平方向Ｙの辺と垂直方向Ｚの辺とで構成される一対の第１レトルト側壁１２を有し、電気ヒータ２は、一対の第１レトルト側壁１２よりも第１水平方向Ｘの外側にそれぞれ配置され、一対の第１レトルト側壁１２に向けてそれぞれ放熱し、受圧棒５０は、圧力計測装置３から第１水平方向Ｘに延びて第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈを介して収容室１０内に面し、石炭側からの圧力を圧力計測装置３に伝達可能に構成されている、としてもよい。

【0027】

この構成によれば、石炭を収容する収容室１０が直方体形状であり、収容室１０の第１水平方向Ｘの辺が第２水平方向Ｙの辺および垂直方向Ｚの辺よりも短いので、円柱形状の試験炉に比べて、実炉の形状に近い試験炉を提供可能となる。また、第２水平方向Ｙの辺と垂直方向Ｚの辺とで構成される第１レトルト側壁１２に対して電気ヒータ２が放熱するので、第１レトルト側壁１２が石炭を加熱する加熱壁となり、実炉の左右両側加熱方式を再現可能となる。
また、電気ヒータ２は、石炭が収容されるレトルト１の外に配置されるので、電気ヒータ２がガスにさらされる可能性が低く、電気ヒータ２の短絡を抑制又は防止して、適切な加熱が可能となる。
さらに、受圧棒５０が圧力計測装置３から第１水平方向Ｘに延びてレトルト１の収容室１０内に面し、圧力を直接受ける構造であるので、レトルト側壁を受圧面とする構成に比べて、力の損失を低減でき、膨張圧の計測精度を向上可能となる。

【0028】

本実施形態のように、レトルト１の収容室１０の内面に、第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈ及び受圧板５１を覆うシート６が設けられている、としてもよい。
この構成によれば、第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈと受圧板５１の間を通じて石炭から発生したガスが抜けることをシート６が防止する。よって、ガス発生量が多い石炭であっても電気ヒータ２を短絡させずに適切な加熱を実現でき、膨張圧の計測が可能となる。

【0029】

本実施形態のように、第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈ及び受圧板５１は、第１水平方向Ｘと平行な視線で見て円形状である、としてもよい。
レトルト１及び受圧板５１は、石炭が加熱されることに併せて高温になるが、応力に強い円形状にすることで、耐久性を向上可能となる。

【0030】

本実施形態のように、受圧板５１及び受圧棒５０は、ＳＵＳよりも熱膨張率が低いセラミック製である、としてもよい。
この構成によれば、レトルトを堅固な構成としつつも、受圧板５１及び受圧棒５０の熱膨張による膨張圧測定への影響を低減可能となる。

【0031】

本実施形態のように、受圧板５１及び受圧棒５０は、窒化ケイ素、ジルコニア、アルミナのいずれかで形成されている、としてもよい。
この構成によれば、高温環境にて適切に膨張圧を計測可能となる。この中では、窒化ケイ素が最適であると考えられる。

【0032】

本実施形態のように、受圧棒５０と共にレトルト１を挟む位置に配置される支持棒６０と、支持棒６０及び圧力計測装置３を支持する支持フレーム６２を備え、支持フレーム６２は、圧力計測装置３を支持する第１支持部６２ａと、支持棒６０を支持する第２支持部６２ｂとを有し、第１支持部６２ａと第２支持部６２ｂが互いの位置関係が不変となるように連結されている、としてもよい。
この構成によれば、膨張圧の計測精度を向上可能となる。

【0033】

本実施形態のように、電気ヒータ２は、レトルト１の第１レトルト側壁１２から離間して配置されている、としてもよい。
この構成によれば、電気ヒータ２からの熱が断熱室４内の空間を介して第１レトルト側壁１２に至るので、均一な加熱が可能となる。

【0034】

本実施形態のように、レトルト１は、第１水平方向Ｘの辺と垂直方向Ｚの辺とで構成される一対の第２レトルト側壁１３を有し、一対の第２レトルト側壁１３は、断熱材で覆われている、としてもよい。
この構成によれば、対の第１レトルト側壁１２が主に石炭に熱を伝えるので、実操業炉に近い加熱方式を提供でき、石炭の膨張圧の計測精度を向上可能となる。

【0035】

本実施形態の石炭膨張圧測定方法は、上記石炭膨張圧測定装置を用いた石炭膨張圧測定方法であり、レトルト１の収容室１０に石炭を収容し、電気ヒータ２から一対の第１レトルト側壁１２に向けて放熱し、レトルト１の収容室１０に収容された石炭を加熱し、加熱によって発生する石炭の膨張圧を、受圧棒５０を介して圧力計測装置３に伝達させて計測する。

【0036】

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

【0037】

［変形例］
（１）前記実施形態では、電気ヒータ２は第１断熱側壁４１に取り付けられているが、これに限定されない。例えば、電気ヒータ２を第１レトルト側壁１２と第１断熱側壁４１の間に設けてもよい。

【0038】

（２）前記実施形態では、第１レトルト側壁１２に形成された孔１２ｈ及び受圧板５１は、第１水平方向Ｘに平行な視線で見て円形状であるが、これに限定されない。形状は種々変更可能である。

【0039】

（３）前記実施形態における支持フレーム６２は省略可能である。

【0040】

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。

【0041】

各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

【符号の説明】

【0042】

１…レトルト
１０…収容室
１２…第１レトルト側壁
１２ｈ…孔
１３…第２レトルト側壁
２…電気ヒータ
３…圧力計測装置
４…断熱室
５０…受圧棒
５１…受圧板
６…シート
６０…支持棒
６１…支持板
６２…支持フレーム
６２ａ…第１支持部
６２ｂ…第２支持部
６２ｃ…ベース
Ｘ…第１水平方向
Ｙ…第２水平方向
Ｚ…垂直方向

【図1】

【図2】

【図3】

【図4A】

【図4B】