(57)【要約】  【課題】  簡単な構成で燃焼ガスの温度を正確に測定することができる燃焼ガス温度検出器を提供する。  【解決手段】  燃焼炉から灰を含む燃焼ガスを流出させるためのノズル５に熱電対４を備えた燃焼ガス温度検出装置において、ノズル壁に、ノズル内部へ突出する中空管２が設けられ、熱電対４が、中空管２におけるノズル内部側の開口から突出した状態と、中空管２の内部に収納された状態との間で、中空管２内部で摺動自在に設けられ、中空管２におけるノズル内部側の開口の内径と、熱電対４の外径との差は、熱電対４が前記突出状態から前記収納状態へ移行する際に、熱電対４に付着した灰の少なくとも一部が前記開口端により除去される程度に微小である。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料を燃焼させて灰を含む燃焼ガスを生成するための燃焼炉から前記灰を含む燃焼ガスを流出させるためのノズルと、前記燃焼ガスの温度を検出するために前記ノズルに設けられた温度検出素子とを備えた燃焼ガス温度検出装置において、
前記ノズル壁に、当該ノズル内部へ突出する中空管が設けられ、
前記温度検出素子が、前記中空管におけるノズル内部側の開口から突出した状態と、前記中空管の内部に収納された状態との間で、前記中空管内部で摺動自在に設けられ、
前記中空管におけるノズル内部側の開口の内径と、前記温度検出素子の外径との差は、前記温度検出素子が前記突出状態から前記収納状態へ移行する際に、当該温度検出素子表面に付着した灰の少なくとも一部が前記開口の端部により除去される程度に微小であることを特徴とする燃焼ガス温度検出装置。
【請求項２】
前記温度検出素子の外径と、前記中空管におけるノズル内部側の開口の内径との差が、１ｍｍ以内である、請求項１に記載の燃焼ガス温度検出装置。
【請求項３】
前記中空管におけるノズル内部側の先端部外形が、前記ノズル内部側に向けて先細りのテーパ形状を有する、請求項１または２に記載の燃焼ガス温度検出装置。
【請求項４】
前記燃料は、石炭を含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の燃焼ガス温度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料を燃焼させて生成した燃焼ガスの温度を検出する燃焼ガス温度検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図４は、従来の燃焼ガス温度検出装置の構成を概略的に示す模式図である。燃焼炉９４では、石炭を燃焼させ、灰を含む石炭の燃焼ガスが生成される。燃焼炉９４には、燃焼炉９４で生成された石炭の燃焼ガスと灰とを流出させるためのノズル９５が接続されている。ノズル９５の下流側には、石炭の燃焼ガスと灰とをノズル９５を通して吸引する吸引ブロア９６と、水タンク９７が接続されている。
【０００３】
図５は、図４に示すノズル９５のＰ部の構成を示す拡大断面図である。ノズル９５は、セラミックによって構成されたノズル壁９９を有している。ノズル壁９９の外側には、鉄によって構成された外壁９３が設けられている。ノズル９５には、ノズル壁９９および外壁９３を貫通する挿入孔が形成されている。挿入孔には、保護管１３によって覆われた熱電対１４が燃焼ガスの流路に突出して挿入されている。
【０００４】
このように保護管１３に覆われた熱電対１４を燃焼ガスの流路に突出させる構成では、熱電対１４を覆う保護管１３に灰が付着し、燃焼ガスの温度測定精度が低下するという問題がある。また、保護管１３の外表面が侵食されて寿命が短くなり、長時間使用することができないという問題がある（実開平３−６８０２９号公報（特許文献１））。
【０００５】
図６は、図４に示すノズル９５のＰ部の他の構成を示す拡大断面図である。ノズル９５は、セラミックによって構成されたノズル壁９９を有している。ノズル壁９９の外側には、鉄によって構成された外壁９３が設けられている。ノズル壁９９および外壁９３を貫通する挿入孔が形成されており、石炭の燃焼ガスおよび灰が流出する側から挿入孔を塞ぐ位置に、Ｃｒを約６０％含有する金属ライナ１０が設けられている。
【０００６】
金属ライナ１０に向かって挿入孔にパイプ状の中空管１１が挿入されている。中空管１１には、熱電対１２が金属ライナ１０に向かって挿入されている。熱電対１２の先端は、金属ライナ１０に半田付けされている。
【０００７】
図６に示す構成によれば、熱電対１２はノズル壁９９の中に埋められ、金属ライナ１０によって覆われているので灰が付着しない。そして熱電対１２を覆う金属ライナ１０の熱伝導率が高いので、燃焼ガスの温度を正確に測定することができる（特開平１１−２４１９５２号公報）。
【特許文献１】実開平３−６８０２９号公報
【特許文献２】特開平１１−２４１９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら図６に示す構成では、燃焼ガスの温度を測定するための構成が複雑になるという問題がある。
【０００９】
また、金属ライナ１０の表面に灰が付着するため、温度測定精度を維持するために、付着した灰を清掃しなければならないという問題がある。
【００１０】
さらに、紫外線温度測定器または放射温度測定器によって燃焼ガスの温度を測定する構成では、測定温度の精度が十分でないという問題がある。
【００１１】
本発明の目的は、温度検出素子へ付着した灰を効率的に除去する構成を備えることにより、簡単な構成で燃焼ガスの温度を正確に測定することができる燃焼ガス温度検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る燃焼ガス温度検出装置は、燃料を燃焼させて灰を含む燃焼ガスを生成するための燃焼炉から前記灰を含む燃焼ガスを流出させるためのノズルと、前記燃焼ガスの温度を検出するために前記ノズルに設けられた温度検出素子とを備えた燃焼ガス温度検出装置において、前記ノズル壁に、当該ノズル内部へ突出する中空管が設けられ、前記温度検出素子が、前記中空管におけるノズル内部側の開口から突出した状態と、前記中空管の内部に収納された状態との間で、前記中空管内部で摺動自在に設けられ、前記中空管におけるノズル内部側の開口の内径と、前記温度検出素子の外径との差は、前記温度検出素子が前記突出状態から前記収納状態へ移行する際に、当該温度検出素子表面に付着した灰の少なくとも一部が前記開口の端部により除去される程度に微小であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、温度検出素子へ付着した灰を効率的に除去する構成を備えることにより、簡単な構成で燃焼ガスの温度を正確に測定することができる燃焼ガス温度検出器を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本実施の形態に係る燃焼ガス温度検出装置では、燃料を燃焼させて灰を含む燃焼ガスを生成するための燃焼炉から前記灰を含む燃焼ガスを流出させるためのノズルと、前記燃焼ガスの温度を検出するために前記ノズルに設けられた温度検出素子とを備えた燃焼ガス温度検出装置において、前記ノズル壁に、当該ノズル内部へ突出する中空管が設けられ、前記温度検出素子が、前記中空管におけるノズル内部側の開口から突出した状態と、前記中空管の内部に収納された状態との間で、前記中空管内部で摺動自在に設けられ、前記中空管におけるノズル内部側の開口の内径と、前記温度検出素子の外径との差は、前記温度検出素子が前記突出状態から前記収納状態へ移行する際に、当該温度検出素子表面に付着した灰の少なくとも一部が前記開口の端部により除去される程度に微小である。このため、ノズル内面部側の開口から突出した状態から、中空管の内部に収納された状態へ、温度検出素子を摺動させると、温度検出素子表面に付着した灰を、中空管の開口端により刮げ落とすことができる。その結果、燃料ガスの温度を正確に検出することができる。
【００１５】
上記の構成にかかる燃焼ガス温度検出装置において、前記温度検出素子の外径と、前記中空管におけるノズル内部側の開口の内径との差が、１ｍｍ以内であることが好ましい。温度検出素子の表面に付着した灰を確実に刮げ落とすことができるからである。
【００１６】
上記の構成にかかる燃焼ガス温度検出装置において、前記中空管におけるノズル内部側の先端部外形が、前記ノズル内部側に向けて先細りのテーパ形状を有することが好ましい。温度検出素子の表面に付着した灰を確実に刮げ落とすことができ、かつ、刮げ落とされた灰が中空管内部に入り込むことを防止できるからである。
【００１７】
上記の構成にかかる燃焼ガス温度検出装置は、燃料が石炭を含む場合に、特に効果を発揮する。
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１９】
図１は、本実施の形態に係る燃焼ガス温度検出装置の構成を概略的に示す模式図である。燃焼炉１６では、石炭を燃焼させ、灰を含む石炭の燃焼ガスが生成される。燃焼炉１６には、燃焼炉１６で生成された石炭の燃焼ガスと灰とを流出させるためのノズル５が接続されている。ノズル５の下流側には、石炭の燃焼ガスと灰とをノズル５を通して吸引する吸引ブロア６と、水タンク７が接続されている。
【００２０】
図２は図１に示すノズル５のＡ部の構成を示す拡大断面図であり、図３は図２の要部の拡大図である。ノズル５は、セラミックによって構成されたノズル壁１を有している。ノズル壁１の外側には、鉄によって構成された外壁３が設けられている。ノズル壁１および外壁３を貫通する挿入孔が、燃焼ガスの流出方向を示す矢印Ｂ（図１）に対して垂直な方向に沿って形成されている。
【００２１】
この挿入孔には、パイプ形状をした中空管２が燃焼ガスの流路に突出して挿入されている。中空管２は、ＳＵＳ３１６によって構成されており、外壁３に固定されている。
【００２２】
中空管２には、燃焼ガスの温度を検出する棒形状の熱電対４（温度検出素子）が挿入されている。熱電対４は、中空管２におけるノズル５内部側の開口から突出した状態と、中空管２の内部に収納された状態との間で、中空管２の内面に沿って摺動自在に設けられている。中空管２におけるノズル５内部側の開口の内径Ｄ1（図３参照）と、熱電対４の外径Ｄ2（図３参照）との差は、熱電対４が中空管２におけるノズル５内部側の開口から突出した状態から、中空管２の内部に収納された状態へ移行する際に、熱電対４の表面に付着した灰の少なくとも一部が中空管２の開口端により除去される程度に微小である。例えば、本実施形態の場合は、熱電対４の外径は、中空管２の内径よりも約１ｍｍ小さい。
【００２３】
このように構成された燃焼ガス温度検出装置においては、燃焼炉１６で石炭を燃焼させると、石炭の燃焼ガスと灰とが生成される。そして、吸引ブロア６は、燃焼炉１６で生成された石炭の燃焼ガスを吸引する。このため、石炭の燃焼ガスと灰とが燃焼炉１６からノズル５へ流出する。そして熱電対４は、ノズル５を流れる燃焼ガスの温度を検出する。検出される燃焼ガスの温度は、例えば１０００℃ないし１２００℃である。燃焼ガスと灰とは、ノズル５から吸引ブロア６へ流れる。
【００２４】
ノズル５を流れる灰の一部は、熱電対４の中空管２の一端から突出する部分に付着する。そこで、熱電対４を、ノズル５の外側に向かって、中空管２の内部に収納された状態へ、中空管２の内面に沿って摺動する。すると、中空管２の一端から突出していた熱電対４に付着していた灰は、ノズル５内部側の中空管２の開口端によって刮げ落とされ、中空管２の周りのノズル壁１の内面にこぼれる。熱電対４の表面の灰を効率的に除去し、かつ、刮げ落とされた灰が中空管２の内部へ入り込まないようにするために、ノズル５内部側の中空管２の先端部外形は、ノズル５内部側に向けて先細りのテーパ形状を有することが好ましい。
【００２５】
そして灰が除去された熱電対４は、中空管２の一端からノズル５の内部へ突出する位置へ再び移行し、ノズル５を流れる燃焼ガスの温度を検出する。
【００２６】
熱電対４は、公知の摺動機構を設けて摺動させてもよく、手動で摺動させてもよい。また、熱電対４をノズル５の外側に向かって引っ張って放すと、中空管２の一端から突出する元の位置へ熱電対４を戻す機構を設けてもよい。
【００２７】
また、熱電対４を、ノズル５の内部へ突出した状態から、中空管２の内部へ収納された状態へ摺動するタイミングは任意である。例えば、運転時に一定周期で付着灰の除去を行うために熱電対４の摺動をタイマ制御等で自動的に行っても良い。または、熱電対４の出力等に基づいて灰の付着を検知する機構を設けて、灰の付着が検知された場合に上述の摺動を自動的に行うようにしても良い。あるいは、燃焼炉の操作者が適宜手動で摺動を行っても良い。
【００２８】
本実施の形態では、燃焼ガスの流出方向に直交する方向に沿って熱電対４が摺動する例を示したが、本発明はこれに限定されない。熱電対４に付着した灰を除去することができれば、燃焼ガスの流出方向に交差する任意の方向に沿って熱電対４が摺動してもよい。
【００２９】
また石炭の燃焼ガスの温度を検出する例を示したが、本発明はこれに限定されない。本発明は、燃焼すると灰を含む燃焼ガスが生成される任意の燃料の燃焼ガスの温度を検出する装置に適用することができる。そのような燃料の例としては、例えばオリマルジョン（アスファルト超重質油（オリノコタール）に水と界面活性剤を加えた燃料）等が挙げられる。
【００３０】
以上のように本実施の形態によれば、熱電対４が、燃焼ガスの流出方向を示す矢印Ｂに交差する方向に沿って摺動自在にノズル５に設けられている。このため、ノズル５の内面側の一端より突出する位置から、突出しない位置へ熱電対４を摺動させると、熱電対４に付着した灰を除去することができる。その結果、燃料ガスの温度を正確に検出することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、燃料を燃焼させて生成した燃焼ガスの温度を検出する燃焼ガス温度検出装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施の形態に係る燃焼ガス温度検出装置の構成を概略的に示す模式図
【図２】本実施の形態に係る燃焼ガス温度検出装置に設けられた温度検出素子の周辺の構造を示す拡大断面図
【図３】図２の要部を拡大した図
【図４】従来の燃焼ガス温度検出装置の構成を概略的に示す模式図
【図５】従来の燃焼ガス温度検出装置に設けられた温度検出素子の周辺の構成を示す拡大断面図
【図６】従来の燃焼ガス温度検出装置に設けられた温度検出素子周辺の他の構成を示す拡大断面図
【符号の説明】
【００３３】
１  ノズル壁
２  中空管
３  外壁
４  熱電対
５  ノズル
６  吸引ブロア
７  水タンク
１６  燃焼炉
【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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