(57)【要約】【課題】焼結機の風箱における漏風の発生位置を検出する。【解決手段】焼結機ガスサンプリング装置は、焼結原料を積載して無端軌道上を移動するパレット台車２の下方に設けられた風箱３に少なくとも一部が位置複数のガスサンプリング管４１〜４５を有するサンプリング管セット４を備える。複数のガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａは、風箱３に内部において、パレット台車２の幅方向に並んで配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
焼結原料を積載して無端軌道上を移動するパレット台車の下方に設けられた風箱の内部に少なくとも一部が位置するサンプリング管セットを備え、
前記サンプリング管セットは、複数のガスサンプリング管を含み、
前記複数のガスサンプリング管のそれぞれには、ガス吸入口が形成され、
前記複数のガスサンプリング管のガス吸入口は、前記風箱の内部において、前記パレット台車の幅方向に並んで配置されている、焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項２】
前記複数のガスサンプリング管それぞれのガス吸入口におけるガスの温度を検出する温度センサをさらに備える、請求項１に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項３】
複数の前記サンプリング管セットを備え、
前記複数の前記サンプリング管セットは、前記パレット台車の移動方向に並んで配置される、請求項１又は２に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項４】
前記複数のガスサンプリング管の前記ガス吸入口は下向きの開口である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項５】
前記サンプリング管セットは、前記風箱の内部における前記複数のガスサンプリング管を収納するガイド管を含み、
前記ガイド管には、前記複数のガスサンプリング管のそれぞれの前記ガス吸入口の位置に対応する状態で幅方向に並ぶ複数の開口が形成されている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項６】
前記ガイド管は、前記風箱の幅方向の両側の側壁のうち一方の側壁を貫通し、前記風箱の幅方向の両側の側壁のうち他方の側壁の内面に支持される、請求項５に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項７】
前記ガスサンプリング管の長手方向において、前記ガイド管の複数の開口それぞれの寸法は、前記複数のガスサンプリング管それぞれの前記ガス吸入口の外周の長手方向の寸法より大きい、請求項５又は６に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項８】
前記複数のサンプリング管セットにおける前記複数のガスサンプリング管を用いて得られるガスに関する情報に基づいて、パレット台車の移動方向及び幅方向におけるガスの物理量の二次元分布を示すデータを生成する、データ処理部をさらに備える、請求項３に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項９】
前記複数のガスサンプリング管に接続され、前記ガスサンプリング管内のガスを吸引するポンプと、
前記複数のガスサンプリング管と前記ポンプとの接続と、前記複数のガスサンプリング管と大気との接続とを切り替える切替弁とをさらに備える、請求項１〜８のいずれか１項に記載の焼結機ガスサンプリング装置。
【請求項１０】
無端軌道上を移動する複数のパレット台車と、
焼結原料を積載した前記パレット台車が移動する軌道の下方に設けられた風箱と、
前記風箱の内部の少なくとも一部が位置するサンプリング管セットと、を備え、
前記サンプリング管セットは、複数のガスサンプリング管を含み、
前記複数のガスサンプリング管のそれぞれには、ガス吸入口が形成され、
前記複数のガスサンプリング管のガス吸入口は、前記風箱の内部において、前記パレット台車の幅方向に並んで配置されている、焼結機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端軌道に互いに隣接して配置される複数のパレット台車を有する焼結機において、パレット台車に積載された原料の燃焼排ガスをサンプリングする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼結機は、無端軌道上に配置した複数のパレット台車を有する。複数のパレットは互いに隣接し、連続した搬送コンベヤーを形成する。連続する複数のパレットの上に焼結用の原料が積載され、搬送される。搬送中に、積載した原料中の粉コークス等の燃料に点火される。点火後、原料中の粉コークスが燃焼することで、鉄鉱石が加熱され、部分溶融して焼結鉱が生成される。原料が積載された複数のパレットの下には、負圧を生じさせる複数の連続した風箱群が配置される。風箱群は、ダクトを介して誘引排風機に接続される。すなわち、風箱群の内部のガスは、誘引排風機によって吸引され、ダクトを通って排出される。パレット台車に積載された原料の燃焼排ガスは、風箱に吸引される。そのため、原料には、上部から空気が常に供給される。
【０００３】
パレット台車に積載された原料の燃焼状態によって、風箱に吸引される燃焼排ガスの温度や成分が変化する。また、風箱内のガスの温度及び成分は、漏風によっても変化する。発明者らは、これらのことに注目し、風箱におけるガスの温度及び成分を測定することを検討した。
【０００４】
従来、高炉の分野では、高炉内のガスの温度、圧力、成分、及びガス流速の測定又は、高炉内の原料を採取するための高炉用ゾンデがあった。高炉用ゾンデとして、例えば、特許第２７９１６９２号公報（特許文献１）には、炉外から炉内へランスを挿入する形式のものが提案されている。
【０００５】
焼結機に関しては、例えば、特許第５２９８６２９号公報（特許文献２）には、レーザ式酸素濃度計が開示されている。このレーザ式酸素濃度計は、風箱内において、パレット台車の幅方向にレーザ光を出射して、受光器で受光し、光路中の酸素濃度を測定する。また、例えば、特許第４８２６１２９号公報（特許文献３）には、焼結機の機長方向複数箇所において熱電対により燃焼排ガス温度を測定することが開示されている。測定された温度を用いて、パレット台車の原料の最高温度位置が予測される。最高温度位置が設定位置になるように、パレットスピードが制御される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第２７９１６９２号公報
【特許文献２】特許第５２９８６２９号公報
【特許文献３】特許第４８２６１２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
発明者らは、風箱内のガスを分析することで、パレット台車の原料の燃焼状態や、漏風の発生を検出することを検討した。焼結機において、上記従来技術における温度及び酸素濃度の測定では、漏風の発生位置を検出することが難しかった。
【０００８】
そこで、本発明は、焼結機の風箱における漏風の発生位置を検出することができる焼結機ガスサンプリング装置、及び焼結機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の実施形態における焼結機ガスサンプリング装置は、焼結用の原料を積載して無端軌道上を搬送されるパレット台車の下方に設けられた風箱に挿入される複数のガスサンプリング管を有するサンプリング管セットを備える。前記複数のガスサンプリング管のガス吸入口は、前記風箱内において、前記パレット台車の幅方向に並んで配置される。
【発明の効果】
【００１０】
本願開示によれば、焼結機の風箱における漏風の発生位置を検出することができる焼結機ガスサンプリング装置、及び焼結機を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、焼結機の側面図である。
【図２】図２は、図１のＡ−Ａ線における断面図である。
【図３】図３は、図２の領域Ｒ１付近の拡大断面図である。
【図４】図４は、図３に示すガス吸入口付近を下から見た図である。
【図５】図５は、風箱におけるダストの流れを説明するための図である。
【図６】図６は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。
【図７】図７は、図２の領域Ｒ２付近の拡大断面図である。
【図８】図８は、ガスサンプリング管に繋がる装置の構成例を示す図である。
【図９】図９は、ガスの物理量の幅方向の分布の表示例を示す図である。
【図１０】図１０は、幅方向及び移動方向におけるガスの物理量の分布の表示例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
発明者らは、風箱内のガスの温度及び成分を分析するための構成を検討した。ガスサンプリング管を風箱内に挿入することで、ガスを採取する構成を検討した。検討において、複数のガスサンプリング管を１セットとして、複数のガスサンプリング管のそれぞれのガス吸入口をパレット台車の幅方向に並べて配置する構成に想到した。この構成で得られるガスを分析することで、風箱に入り込んで来る漏風の位置を検出できることを発明者らは見出した。この知見に基づき、下記の実施形態の構成に想到した。
【００１３】
（構成１）
本発明の実施形態の構成１における焼結機ガスサンプリング装置は、焼結原料を積載して無端軌道上を移動するパレット台車の下方に設けられた風箱の内部に少なくとも一部が位置するサンプリング管セットを備える。前記サンプリング管セットは、複数のガスサンプリング管を含む。前記複数のガスサンプリング管のそれぞれには、ガス吸入口が形成される。前記複数のガスサンプリング管のガス吸入口は、前記風箱の内部において、前記パレット台車の幅方向に並んで配置されている。
【００１４】
上記構成１によれば、サンプリング管セットに含まれる複数のガスサンプリング管のガス吸入口は、風箱の内部において幅方向に並ぶ。これにより、１つのサンプリング管セットで、風箱の内部の幅方向の複数の位置におけるガスを同時に採取することができる。ここで、焼結機の風箱に漏風が入り込むと、幅方向におけるガスの成分の分布が変化することが発明者らにより見出されている。そのため、風箱に漏風が入り込んだ場合、複数のガスサンプリング管で同時に採取されたガスに基づいて、漏風の位置を検出することができる。なお、漏風は、パレット台車の原料の燃焼に寄与しないで、風箱に入って来る空気の流れである。また、構成１によれば、漏風の検出の他にも、パレット台車の原料の燃焼状態の幅方向における変化を検出することができる。
【００１５】
（構成２）
上記構成１において、前記焼結機ガスサンプリング装置は、前記複数のガスサンプリング管それぞれのガス吸入口におけるガスの温度を検出する温度センサをさらに備えてもよい。これにより、風箱の幅方向における温度分布の情報を得ることができる。例えば、複数のガスサンプリング管で採取されたガスの情報と、温度分布を合わせて、より正確な漏風の位置が検出できる。また、パレット台車の原料の燃焼状態の幅方向における変化を検出することもできる。温度センサは、ガス吸入口付近に設けられる。例えば、ガス吸入口が、ガスサンプリング管の先端にある場合は、先端部に温度センサを設けることができる。なお、温度センサは、ガスサンプリング管の内部及び外部のいずれに設けられてもよい。
【００１６】
（構成３）
上記構成１又は２において、前記サンプリング管セットは、前記パレット台車の移動方向に複数並んで配置されてもよい。これにより、パレット台車の幅方向及び移動方向の両方向におけるガスの成分の分布に関する情報が得られる。
【００１７】
（構成４）
上記構成１〜３のいずれかにおいて、前記複数のガスサンプリング管の前記ガス吸入口は下向きの開口であってもよい。これにより、パレット台車から下方に落ちるダストが、ガスサンプリング管のガス吸入口から入りにくくなる。
【００１８】
（構成５）
上記構成１〜４のいずれかにおいて、前記サンプリング管セットは、前記風箱の内部における前記複数のガスサンプリング管を収納するガイド管ガイド管を含んでもよい。前記ガイド管には、前記複数のガスサンプリング管のそれぞれの前記ガス吸入口の位置に対応する状態で幅方向に並ぶ複数の開口が形成されている。これにより、ガイド管の複数の開口のそれぞれから通ったガスは、複数のガスサンプリングのガス吸入口それぞれへ入る。これにより、ガイド管を風箱に挿入することで、複数のガスサンプリング管を風箱に設置することができる。そのため、サンプリング管セットの設置が容易になる。ガイド管の複数の開口が、複数のガスサンプリング管のガス吸入口の位置に対応する状態は、例えば、下方から見て、ガイド管の複数の開口の少なくとも一部が、それぞれ、複数のガスサンプリング管のガス吸入口と重なっている状態とすることができる。ガスサンプリング管は、ガイド管の開口を通って、ガイド管の外へ突出してもよいし、ガスサンプリング管のガス吸入口が、ガイド管の内部においてガイド管の開口に対応する位置に配置されてもよい。
【００１９】
（構成６）
上記構成５において、前記ガイド管は、前記風箱の幅方向の両側の壁のうち一方の壁を貫通し、前記風箱の幅方向の両側の壁のうち他方の壁の内面に支持されてもよい。これにより、ガイド管は、風箱の幅方向の両側のうち一方の壁を貫通し、他方の壁は貫通しない構成とすることができる。そのため、風箱の幅方向の両側のうち他方の壁には、ガイド管を通すための穴を開けなくてもよくなる。また、ガイド管を、風箱の幅方向の両側のうち一方の壁から他方の壁にわたって配置することができる。そのため、複数のガスサンプリング管のガス吸入口を幅方向に分散して配置しやすくなる。
【００２０】
（構成７）
上記構成５又は６において、ガスサンプリング管の長手方向において、前記ガイド管の複数の開口それぞれの寸法は、前記複数のガスサンプリング管それぞれの前記ガス吸入口の外周の長手方向の寸法より大きくすることができる。これにより、ガスサンプリング管のガス吸入口の外周は、ガイド管の開口の縁に対してガスサンプリング管の長手方向に相対的に移動可能となる。これにより、ガスサンプリング管が長手方向に熱膨張することにより、ガス吸入口の外周がガイド管の開口と接触して、ガスサンプリング管又はガイド管が破損することが起こりにくくなる。なお、ガスサンプリング管は、長尺状に形成される細長い管である。一例として、ガスサンプリング管の先端にガス吸入口が形成される場合は、ガスサンプリング管の先端の外周の長手方向の寸法より、ガイド管の開口の長手方向の寸法を大きくすることができる。
【００２１】
（構成８）
上記構成３において、上記焼結機ガスサンプリング装置は、前記複数のサンプリング管セットにおける前記複数のガスサンプリング管を用いて得られるガスに関する情報に基づいて、パレット台車の移動方向及び幅方向におけるガスの物理量の二次元分布を示すデータを生成する、データ処理部をさらに備えてもよい。これにより、焼結機の風箱におけるパレット台車の幅方向及び移動方向におけるガスの物理量の二次元分布を示すデータが得られる。そのため、風箱における漏風の位置、又は、パレット台車の原料の燃焼状態がより正確に検出できる。複数のガスサンプリング管を用いて得られるガスに関する情報は、例えば、ガスサンプリング管を通じて採取されるガスの分析結果、又は、ガスサンプリング管のガス吸入口に設けられた温度センサなど、ガスの物理量を測定するセンサで得られる情報が含まれる。ガスの物理量は、例えば、ガスに含まれる特定の成分の量、温度、又は、圧力等が挙げられる。
【００２２】
（構成９）
上記構成１〜８のいずれかにおいて、上記焼結機ガスサンプリング装置は、前記複数のガスサンプリング管に接続され、前記ガスサンプリング管内のガスを吸引するポンプと、前記複数のガスサンプリング管と前記ポンプとの接続と、前記複数のガスサンプリング管と大気との接続とを切り替える切替弁とをさらに備えてもよい。これにより、複数のガスサンプリング管を通じて風箱内のガスを吸引して採取する動作と、複数のガスサンプリング管の流路を大気と通気させ、管内をパージする動作とを、切替弁により切り替えることができる。
【００２３】
（構成１０）
本発明の実施形態における焼結機は、無端軌道上を移動する複数のパレット台車と、焼結原料を積載した前記パレット台車が移動する軌道の下方に設けられた風箱と、前記風箱の内部に少なくとも一部が位置するサンプリング管セットと、を備える。前記サンプリング管セットは、複数のガスサンプリング管を含む。前記複数のガスサンプリング管のそれぞれには、ガス吸入口が形成される。前記複数のガスサンプリング管のガス吸入口は、前記風箱の内部において、前記パレット台車の幅方向に並んで配置されている。
【００２４】
本明細書において、移動方向とは、原料を積んだ軌道上のパレット台車が進行する方向である。移動方向は、上下方向と直交する。幅方向は、移動方向及び上下方向に垂直な方向とする。すなわち、上下方向が鉛直である場合は、移動方向及び幅方向は水平である。パレット台車の移動方向は、パレット台車の移動範囲の全部又は一部に勾配を設けても良い。移動方向は、搬送方向と称することもできる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳しく説明する。図中同一又は相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。
【００２６】
（実施形態１）
＜焼結機の構成例＞
図１は、本実施形態における焼結機１００の構成例を示す側面図である。図２は、図１のＡ―Ａ線における断面図である。焼結機１００は、無端軌道に互いに隣接して配置される複数のパレット台車２を備える。無端軌道Ｋは、上段軌道Ｋｕと下段軌道Ｋｄを含む。無端軌道Ｋの上段軌道Ｋｕでは、給鉱側ＫＳから排鉱側ＨＳに向かって、矢印Ｙ１で示す方向に焼結原料を積載したパレット台車２が搬送される。図１及び以下の図面では、移動方向をｙ軸とし、幅方向をｘ軸、上下方向をｚ軸とする直交座標系で表す。
【００２７】
図１に示すように、無端軌道Ｋの上段軌道Ｋｕの上には、給鉱側ＫＳから排鉱側ＨＳに向かって、床敷鉱ホッパ７１、給鉱ホッパ７２、及び点火炉７３が配置される。床敷鉱ホッパ７１は、比較的粗い鉄鉱石をパレット台車２に投入する。床敷鉱ホッパ７１から投入された鉄鉱石は、パレット台車２の原料収容部の底となる火格子を覆う。給鉱ホッパ７２は、比較的細かい粉鉱石をパレット台車２に投入する。投入される粉鉱石にはコークスが混ぜられている。点火炉７３は、パレット台車２に収納された焼結原料の表面に点火する。点火により、パレット台車２の焼結原料の上層部から燃焼が開始する。パレット台車２が、上段軌道Ｋｕの排鉱側ＨＳの端に達するまでに、燃焼は、パレット台車２の焼結原料の最下層まで達する。上段軌道Ｋｕの排鉱側ＨＳの端において、パレット台車２は反転する。これにより、パレット台車２の焼結鉱が、排鉱される。
【００２８】
無端軌道Ｋの上段軌道Ｋｕのパレット台車２の下方には、複数の風箱３が配置される。複数の風箱３は、移動方向に並んで配置される。すなわち、複数の風箱３は、焼結原料を積載したパレット台車２が搬送される領域に設けられる。複数の風箱３内の空間は、互いにつながっており、大気から遮断されている。複数の風箱３の各々には、吸引管１５が接続される。吸引管１５は、ダクト（図示略）に繋がる。ダクトは、誘引排風機（図示略）に繋がる。風箱３内のガスは、吸引管１５及びダクトを解して、誘引排風機に吸引される。
【００２９】
風箱３は、大気と遮断されている。風箱３内は負圧となる。パレット台車２の原料の燃焼排ガスは、風箱３に吸引される。風箱３は、パレット台車２の下方の負圧となる空間と大気との境界面を確定する。
【００３０】
風箱３内のパレット台車２の下方には、複数のサンプリング管セット４が設けられる。複数のサンプリング管セット４は、移動方向に並んで配置される。図１に示す例では、複数の風箱３の移動方向の全体にわたって複数のサンプリング管セット４が分散して配置される。複数のサンプリング管セット４は、略等間隔で、移動方向に並ぶ。一例として、各風箱３に、１つずつサンプリング管セット４を配置することができる。
【００３１】
図２に示すように、サンプリング管セット４は、複数のガスサンプリング管４１〜４５を含む。複数のガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａは、風箱３において、幅方向に並んで配置される。すなわち、１つのサンプリング管セット４に含まれる複数のガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａの幅方向の位置が互いに異なる。これにより、１つのサンプリング管セット４により、風箱３内において幅方向における複数箇所のガスを同時に採取することができる。
【００３２】
図２に示す例では、複数のガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａは、幅方向に等間隔に並んでいる。ガス吸入口４１ａ〜４５ａは、風箱３の幅方向の略全体にわたって分散して配置される。ガスサンプリング管４１〜４５は、幅方向に延びて風箱３に挿入される。風箱３内においてガスサンプリング管４１〜４５の長手方向すなわち軸方向は、幅方向と略同じとなる。ガスサンプリング管４１〜４５の一方の端は、ガス吸入口４１ａ〜４５ａとして風箱３内に位置し、他方端は、風箱３の外に位置する。
【００３３】
サンプリング管セット４は、風箱３内における複数のガスサンプリング管４１〜４５を収納するガイド管４６を備える。ガイド管４６は、幅方向に並ぶ複数の開口を有する。複数のガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａは、ガイド管４６の複数の開口にそれぞれ配置される。すなわち、ガイド管４６の複数の開口は、複数のガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａに対応する位置に設けられる。
【００３４】
複数のガスサンプリング管４１〜４５は、ガイド管４６に収納された状態で、風箱３内に配置される。ガイド管４６の内部空間は、開口を介して風箱３に通じている。ガイド管４６の内部空間は、大気とは遮断されている。ガイド管４６は、風箱３の幅方向の両側の側壁のうち一方の側壁３１ａを貫通する。ガイド管４６は、風箱３の一方の側壁３１ａとは反対側の他方の側壁３１ｂの内面に支持される。すなわち、ガイド管４６は、風箱３の幅方向における一方の側壁３１ａを貫通し、他方の側壁３１ｂを貫通しない。
【００３５】
ガイド管４６の長手方向の一方端４６ａは、風箱３の外に位置し、他方端４６ｂは、風箱３内に位置する。ガイド管４６の一方端４６ａは、蓋で塞がれている。ガイド管４６の一方端４６ａを塞ぐ蓋を、複数のガスサンプリング管４１〜４５が貫いている。ガイド管４６の他方端４６ｂは、風箱３の他方の側壁３１ｂから内部へ突出する突起によって支持される。
【００３６】
図２に示すように、パレット台車２は、パレットフレーム２１と、パレットフレーム２１に配置される複数のグレートバー２２を備える。複数のグレートバー２２は、火格子を構成する。パレットフレーム２１の幅方向の両端部には、一対の車輪６が回転可能に取り付けられる。一対の車輪６の車軸は、幅方向に延びる。焼結原料は、火格子上に積載される。
【００３７】
車輪６は、移動方向に延びるレール８の上を転がる。レール８の幅方向内方には、移動方向に延びる一対のウェアーバー５が配置される。ウェアーバー５は、風箱３の幅方向両側の側壁３１ａ、３１ｂによって支持される。風箱３の側壁３１ａ、３１ｂは、ウェアーバーサポートである。ウェアーバーサポートと一体的に構成される風箱３の側壁３１ａ、３１ｂは、床面Ｆの上に設けられる。床面Ｆの上は、上段軌道のレール８も設けられる。ウェアーバーサポート及び上段軌道のレール８は、床面Ｆに支持される。風箱３の下部側壁３２ａ、３２ｂが、床面Ｆの下に設けられる。風箱３内の空間は、床面Ｆの上下にわたる。なお、風箱３の側壁３１ａ、３１ｂとウェアーバーサポートは一体的に構成されてもよく、或いは、別体として構成されてもよい。ウェアーバー５は、パレット台車２の下方に配置される。
【００３８】
パレットフレーム２１の下面に形成された２つの凹部のそれぞれに、移動方向に延びる一対のシールバー２３が挿入される。一対のシールバー２３の各々は、パレットフレーム２１に対して上下方向に可動な状態で取り付けられる。パレット台車２が原料を積載して搬送される時には、シールバー２３の下面が、ウェアーバー５の上面に接した状態で、シールバー２３がウェアーバー５に対して移動方向に相対移動する。すなわち、シールバー２３はウェアーバー５に対して摺動する。
【００３９】
図２に示す例では、サンプリング管セット４は、ウェアーバーサポートに取り付けられる。すなわち、サンプリング管セット４は、ウェアーバー５より低く、床面Ｆより高い位置に設けられる。これにより、サンプリング管セット４を用いた漏風位置の検出又は原料の燃焼状態の検出がしやすくなる。また、複数のガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａは、一対のウェアーバー５の間に幅方向に分散して配置される。これにより、漏風位置の検出又は原料の燃焼状態の検出がよりしやすくなる。
【００４０】
図３は、図２に示すガスサンプリング管４１のガス吸入口４１ａ付近（Ｒ１）の拡大断面図である。図３に示す例では、ガスサンプリング管４１の先端付近は、下方に曲がっている。ガスサンプリング管４１の先端は開口して、これがガス吸入口４１ａとなっている。ガス吸入口４１ａは、下向きの開口である。ガス吸入口４１ａは、ガイド管４６の開口４６ｃから露出している。ガイド管４６の開口４６ｃも下向きの開口である。
【００４１】
図３に示す例では、ガスサンプリング管４１のガス吸入口４１ａに、熱電対５１が設けられる。熱電対５１の端部すなわち温度検出部が、ガス吸入口４１ａ付近に配置される。熱電対５１は、ガスサンプリング管４１の中を通って風箱３の外に引き出される。熱電対５１により、ガス吸入口４１ａ付近の温度が測定される。なお、図３に示す例では、熱電対５１の端部は、ガス吸入口４１ａ付近のガスサンプリング管４１の外に位置する。熱電対５１の端部をガス吸入口４１ａ付近のガスサンプリング管４１の内部に配置してもよい。熱電対５１は、温度センサの一例である。温度センサは、熱電対に限られない。
【００４２】
図４は、図３に示すガス吸入口４１ａ付近を下から見た図である。図４に示す例では、ガスサンプリング管の長手方向において、ガイド管４６の開口４６ｃの寸法Ｗ２は、ガスサンプリング管４１の先端の寸法Ｗ１より大きい。ガスサンプリング管４１の先端４１ａｆを含む部分は、ガイド管４６の開口４６ｃに対して、ガスサンプリング管４１の長手方向に相対移動可能である。すなわち、ガスサンプリング管４１の先端４１ａｆは、ガイド管４６の開口４６ｃの縁４６ｃｆに対して固定されていない。また、ガスサンプリング管４１の先端４１ａｆを含む部分は、長手方向においてガイド管４６の開口４６ｃの縁４６ｃｆと接触していない。これにより、ガスサンプリング管４１とガイド管４６の長手方向における熱膨張量の差により、ガスサンプリング管４１とガイド管４６が互いに力を及ぼしてき裂を生じさせることを防ぐことができる。ガイド管４６の開口４６ｃとガスサンプリング管４１の先端４１ａｆの長手方向の寸法の差（Ｗ２−Ｗ１）は、ガスサンプリング管４１とガイド管４６の長手方向における熱膨張量の差の想定値より大きくすることができる。長手方向に垂直な方向において、ガスサンプリング管４１の先端４１ａｆの寸法は、ガイド管４６の開口４６ｃの寸法と同じであってもよいし、開口４６ｃの寸法より小さくてもよい。なお、ガスサンプリング管４１の先端４１ａｆは、ガス吸入口４１ａの外周の一例である。
【００４３】
図３及び図４に示す例では、ガスサンプリング管４１の先端にフランジ６１が設けられる。フランジ６１は、ガイド管４６の開口４６ｃの外に位置する。フランジ６１は、ガイド管４６を接触しない。フランジ６１は、ナット又は板で形成することができる。なお、フランジ６１は、省略してもよい。
【００４４】
ガスサンプリング管４１の他のガスサンプリング管４２〜４５のガス吸入口４２ａ〜４５ａも、下向きの開口とすることができる。これにより、ガス吸入口４１ａからダストが入りにくくなる。図５は、風箱３におけるダストの流れを説明するための図である。ダストは、パレット台車２から風箱３に落ちる。風箱３において、ダストは、重力により上方から下方に落下する。一方、下向きの開口であるガイド管４６の開口４６ｃ及びガスサンプリング管４１のガス吸入口４１ａを通ってガスサンプリング管４１に入るガスは、ダストの流れとは逆に、下から上に向かう。そのため、ダストは、開口４６ｃ及びガス吸入口４１ａからガスサンプリング管４１に入りにくい。
【００４５】
ガイド管４６の下半分に開口４６ｃを設け、上半分には開口を設けないことが好ましい。また、ガスサンプリング管４１〜４５の下半分にガス吸入口４１ａ〜４５ａを設けることで、ガス吸入口４１ａ〜４５ａを下向きの開口とすることができる。また、ガス吸入口４１ａ〜４５ａの縁の領域の上方が、ガスサンプリング管４１〜４５の他の部分で覆われている構成とすることで、ガス吸入口４１ａ〜４５ａを下向きの開口とすることができる。
【００４６】
図６は、図２のＢ−Ｂ線における断面図である。図６に示す例では、ガスサンプリング管４２、４３、４４は、移動方向から見て重なっている。また、ガスサンプリング管４１、４３、４５は、上下方向から見て重なっている。このように、サンプリング管セット４に含まれる複数のガスサンプリング管４１〜４５のうち、２以上のガスサンプリング管４２、４３、４４が移動方向から見て重なり、且つ、２以上のガスサンプリング管４１、４３、４５が上下方向から見て重なるよう配置することができる。これにより、複数のガスサンプリング管４１〜４５を纏めてコンパクトに配置できる。
【００４７】
図７は、図２の領域Ｒ２付近の拡大断面図である。図７は、風箱の側壁３１ｂと、ガイド管４６とのシール機構の例を示す。図７に示す例では、ガイド管４６の外周面の周方向全域に接するパッキン４８と、パッキン４８を保持するフランジ４７が、風箱の側壁３１ｂに対して隙間無く取り付けられる。フランジ４７は、パッキン４８の周方向外方に設けられ、周方向外方からパッキン４８を抑える。風箱の側壁３１ｂとフランジ４７の間には、取付具４９が設けられる。取付具４９の一端は、側壁３１ｂに密着し、他端は、フランジ４７に密着する。取付具４９とフランジ４７は、締結具４７ａにより互いに固定される。このように、風箱の側壁３１ｂとガイド管４６の隙間を密閉するシール機構を設けることで、漏風を抑えることができる。なお、シール機構は、図７に示す例に限られない。
【００４８】
図８は、ガスサンプリング管に繋がる装置の構成例を示す図である。図８に示す例では、風箱３の外において、ガスサンプリング管４１にポンプ１４が接続される。ポンプ１４は、ガスサンプリング管４１内のガスを吸引する。ガスサンプリング管４１とポンプ１４の間には、第１の弁１１が設けられる。また、ガスサンプリング管４１内の流路と大気との通気と切断を切り替える第２の弁１２が、ガスサンプリング管４１の流路に設けられる。第２の弁１２は、ガス吸入口４１ａと第１の弁１１の間の流路に設けられる。また、ガスサンプリング管４１の流路には、ガス分析計１３ａ〜１３ｃが設けられる。ガス分析計１３ａ〜１３ｃは、第１の弁１２とポンプ１４の間の流路に設けられる。
【００４９】
ガス分析計１３ａ〜１３ｃは、ガスサンプリング管４１を流れるガスの成分を分析する。図８の例では、１つのガスサンプリング管に対して複数のガス分析計が設けられる。複数のガス分析計は、それぞれ異なるガスの成分を検出する。ガス分析計により検出されるガスの成分は、例えば、酸素Ｏ２、一酸化炭素ＣＯ、二酸化炭素ＣＯ２、水Ｈ２Ｏ、窒素酸化物ＮＯｘ、又は、硫黄酸化物ＳＯｘ等とすることができる。ガス分析計は、ガスに含まれる特定の成分を検出するセンサを有してもよい。なお、ガス分析計は、１つのガスサンプリング管に対して１つだけ設けられてもよい。
【００５０】
熱電対５１は、端部がガス吸入口４１ａに配置される。熱電対５１の導線は、ガスサンプリング管４１内を通って、風箱３の外に引き出される。風箱３の外において、熱電対５１の導線は、ガスサンプリング管４１の外に引き出される。熱電対５１及びガス分析計１３ａ〜１３ｃは、データ処理部７に接続される。なお、熱電対５１とデータ処理部７の接続、及び、ガス分析計１３ａ〜１３ｃとデータ処理部７の接続は、無線であっても有線であってもよい。
【００５１】
図８に示す構成において、風箱３内のガスを吸引する時には、第１の弁１１を開き、第２の弁１２を閉じる。この場合、ポンプ１４が、ガスサンプリング管４１内のガスを吸引することで、風箱３のガス吸入口４１ａ付近のガスがガスサンプリング管４１に吸い込まれる。ガスサンプリング管４１に吸い込まれたガスは、ガス分析計１３ａ〜１３ｃを通る。ガス中の成分が、ガス分析計１３ａ〜１３ｃにより検出される。ガス分析計１３ａ〜１３ｃの検出結果のデータは、データ処理部７に送信される。データ処理部７は、熱電対５１の検出結果も受信する。データ処理部７は、ガス分析計１３ａ〜１３ｃから、ガスの成分に関する物理量を示す情報を受信し、熱電対５１からはガスの温度に関する情報を受信する。
【００５２】
ガスサンプリング管４１内をパージして清浄にする時には、第１の弁１１を閉じ、第２の弁１２を開く。この場合、風箱３内が負圧のため、大気が、第２の弁１２からガスサンプリング管４１内に吸い込まれ、ガス吸入口４１ａからはき出される。これにより、ガスサンプリング管４１に溜まったゴミが、ガス吸入口４１ａからはき出される。これにより、例えば、ガスサンプリング管４１〜４５におけるダストつまりを解消することが容易になる。
【００５３】
このように、第１の弁１１及び第２の弁１２の開閉によって、ガス分析の動作と、パージの動作とを切り替えることができる。第１の弁１１及び第２の弁１２は、切替弁の一例である。なお、切替弁の構成は、図８に示す例に限られない。例えば、１つの弁で、ガスサンプリング管と大気との接続と、ガスサンプリング管とポンプとの接続とを切り替える構成としてもよい。
【００５４】
なお、他のガスサンプリング管４２〜４５にも、図８に示した例と同様に、ポンプ、計測装置、及び弁を接続することができる。この場合、データ処理部７は、複数のガスサンプリング管４１〜４５に接続されてもよい。サンプリング管セット４が複数ある場合、データ処理部７は、複数のサンプリング管セット４のそれぞれにおける複数のガスサンプリング管４１〜４５に接続されてもよい。また、ガスサンプリング管に接続される装置は、図８に示す例に限られない。例えば、ガスサンプリング管のガス吸入口に、圧力計を配置してもよい。
【００５５】
データ処理部７は、複数のサンプリング管セット４における複数のガスサンプリング管４１〜４５を用いて得られるガスに関する情報に基づいて、風箱３の移動方向及び幅方向におけるガスの物理量の二次元分布を示すデータを生成してもよい。データ処理部７は、ガスに関する情報として、複数のサンプリング管セット４における複数のガスサンプリング管４１〜４５のそれぞれで得られたガスの物理量を示すデータを取得する。ここで、データ処理部７が取得する各物理量には、どのサンプリング管４のどのガスサンプリング管で得られたものかを示す情報も付加されている。また、ガスの物理量としては、例えば、ガスに含まれる特定成分の量を示す値、ガスの温度、又はガスの圧力等が挙げられる。データ処理部７は、ガスサンプリング管４１〜４５のそれぞれで得られたガスの物理量に、移動方向と幅方向を２軸とする２次元の座標系における座標に割り当てる。各物理量に割り当てられる座標は、各物理量に付加された、物理量の取得元のサンプリング管セット及びガスサンプリング管を示す情報により決定することができる。このようにして、ガスの物理量の二次元分布を示すデータが生成される。データ処理部７は、さらに、補間処理や、コンター図生成処理を実行してもよい。データ処理部７は、ガスの物理量の二次元分布を表示装置９に表示させることができる。なお、二次元分布を示すデータの生成処理は、上記例に限られない。
【００５６】
なお、データ処理部７は、１つのサンプリング管セット４における複数のガスサンプリング管４１〜４５のガスに関する情報に基づいて、幅方向におけるガスの物理量の分布を示すデータを生成してもよい。
【００５７】
データ処理部７は、プロセッサ又は回路で構成することができる。上記のデータ処理部７の処理は、例えば、プロセッサがメモリに記録されたプログラムに基づいて動作することで実現することができる。
【００５８】
図９は、ガスの物理量の幅方向の分布の表示例を示す図である。図９に示す例では、サンプリング管セット４における複数のガスサンプリング管４１〜４５それぞれで採取したガスの酸素濃度を示すグラフが表示される。図９では、ガスサンプリング管４１〜４５の測定位置を示す図が、グラフＧ１〜Ｇ３と対応付けて示されている。グラフＧ１〜Ｇ３において横軸は幅方向の位置、縦軸は酸素濃度である。グラフＧ１は、通常時の酸素濃度の幅方向における分布を示す。グラフＧ２は、移動方向から見て左のシールバーから漏風があり、右のシールバーから漏風がない場合の酸素濃度の幅方向における分布を示す。
【００５９】
グラフＧ２では、幅方向の左の端の酸素濃度が通常時より高くなっている。そのため、このグラフＧ２を見た管理者は、左のシールバーから漏風があることを把握できる。グラフＧ３では、幅方向の中央の酸素濃度が通常時より高くなっている。そのため、このグラフＧ３を見た管理者は、例えば、パレット台車２の幅方向中央付近のグレートバーが脱落していること可能性があることを把握することができる。このように、幅方向の酸素濃度の分布の情報に基づいて、漏風の位置を検出することができる。
【００６０】
図１０は、幅方向及び移動方向におけるガスの物理量の分布の表示例を示す図である。図１０に示す例では、複数のサンプリング管セット４における複数のガスサンプリング管４１〜４５それぞれで測定した温度に基づき生成されたコンター図Ｋ１が表示される。図１０では、焼結機における測定位置を示す図が、コンター図Ｋ１と対応付けて示されている。コンター図Ｋ１において横軸は移動方向の位置、縦軸は幅方向の位置である。コンター図Ｋ１では、移動方向と幅方向における二次元の温度分布が示される。このコンター図Ｋ１により、焼結機を上から見た平面上に温度分布を可視化できる。
【００６１】
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、上記実施形態では、焼結機１００に、複数のサンプリング管セット４が設けられるが、焼結機１００に、１つのサンプリング管セット４が設けられてもよい。また、上記例において、熱電対を省略してもよい。また、ガスサンプリング管４１〜４５のガス吸入口４１ａ〜４５ａは、ガスサンプリング管４１〜４５の先端に限らず、例えば、ガスサンプリング管の側壁、又は、その他の部分に設けられてもよい。
【００６２】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、上述した実施形態は本発明を実施するための例示に過ぎない。よって、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲内で上述した実施形態を適宜変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
２：パレット台車
３：風箱
３１ａ、３１ｂ：風箱の側壁（ウェアーバーサポート）
４：サンプリング管セット 
４１〜４５：ガスサンプリング管
４１ａ〜４５ａ：ガス吸入口
４６：ガイド管
１００：焼結機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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