(57)【要約】【課題】炉内温度測定装置のシール性を確保しつつ、熱電温度計の保護管の折損を防止することである。【解決手段】炉外壁７の測温孔５ａ周縁部に設けた筒部７ａの突出端に、可撓管１６の一端をフランジ結合し、熱電温度計８ａ（８ｂ）の保護管１３を可撓管１６に通して測温孔５ａに挿入した状態で、測温孔５ａおよび可撓管１６内周面と保護管１３との間にグラスウール１７を詰め込んだうえ、可撓管１６の他端に保護管１３の基端側をフランジ結合して、保護管１３を可撓管１６に固定するとともに可撓管１６の他端側開口を塞ぐことにより、シール性を確保しつつ、保護管１３に作用する半径方向の力を可撓管１６の撓み変形とグラスウール１７の圧縮変形で吸収するようにして、保護管１３を折損しにくくしたのである。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
耐熱性を有する保護管の内部に熱電対を配設した熱電温度計を、炉壁を貫通する測温孔に挿入し、前記熱電対が炉壁内面から炉内へ所定の長さだけ突出した状態で前記保護管を炉壁に取り付けて、前記熱電温度計により炉内温度を測定するようにした炉内温度測定装置において、前記炉壁の外面の測温孔周縁部に、前記熱電温度計の保護管を通す可撓管の一端を取り付け、この可撓管の他端と前記保護管の基端側にそれぞれフランジを設け、これらのフランジどうしを結合して、前記保護管を前記可撓管に固定するとともに可撓管の他端側開口を塞いだことを特徴とする炉内温度測定装置。
【請求項２】
前記保護管と測温孔との間に、耐熱性を有し、前記保護管を半径方向変位可能に支持する保護管支持部材を配したことを特徴とする請求項１に記載の炉内温度測定装置。
【請求項３】
前記熱電温度計を複数設け、これらの各熱電温度計により測定された炉内温度が入力され、入力された複数の炉内温度のうちの正常な一つを選択して出力する出力切換器を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載の炉内温度測定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、溶融炉等の炉の内部温度を測定するための炉内温度測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ゴミ処理に用いられる溶融炉は、前工程のガス化炉で発生したガスを燃焼させてガス中の灰分を溶融スラグ化するもので、通常、安定した出滓を行うために炉内温度を一定の高温域に保つ制御が行われている。この炉内温度制御では、一般に、炉内のガス温度を測定し、これに基づいてガス燃焼用のバーナへの燃料供給量をＰＩＤ制御により調整する方法が採られており、ガス温度の測定には、高温測定用の熱電対を利用した炉内温度測定装置が使用されている。
【０００３】
一般的な炉内温度測定装置は、図４に示すように、耐熱性を有する保護管５１の内部に熱電対５２を配設した熱電温度計５３を、内壁５４と外壁５５とからなる炉壁５６を貫通する測温孔５６ａに挿入し、熱電対５２が炉内壁５４の内面から炉内へ所定の長さだけ突出した状態で保護管５１を炉壁５６に取り付けて、熱電温度計５３により炉内のガス温度を測定し、測定結果を図示省略したバーナ制御装置に出力している。
【０００４】
前記熱電温度計５３は、熱電対５２の炉内への突出長さが、炉内壁５４に付着した溶融状態のスラグ層５７の厚み以上となるように長めに設定され、正確に炉内のガス温度を測定できるようになっている。また、保護管５１には、炉内の１２００℃以上の高温にも十分に耐えられるように、アルミナ等のセラミックスで形成されたものが使用されている。
【０００５】
保護管５１の炉壁５６への取付方法としては、図４（ａ）に示すように、保護管５１の基端側に設けたフランジ５８を、炉外壁５５から突出する筒部５５ａに形成したフランジ５５ｂにボルト止めする方法や、図４（ｂ）に示すように、保護管５１と炉壁５６の測温孔５６ａとの間に、グラスウール等の耐熱性を有する充填物５９を詰め込む方法を採用することが多い。
【０００６】
また、図示は省略するが、保護管の先端部以外を鋳包んだ保護スリーブを炉壁の測温孔に嵌め込む方法もある（特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２０００−２１３９９５号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の炉内温度測定装置では、図４（ａ）の方法や、前記特許文献１に記載された方法により、熱電温度計のセラミックス製の保護管を炉壁に取り付けている場合は、保護管の変位が炉壁によって拘束されているので、炉の運転開始直後や停止直前等で比較的炉内温度が低いときに、半溶融状態で粘度の高いスラグ層の炉壁内面に沿った流動により、保護管が半径方向の力を受けて折損することがある。
【０００９】
また、通常、炉外壁には鉄皮が使用されているので、炉の運転を開始するときや停止するときに、炉内壁にスラグが付着していると、炉内温度の急激な変化に伴って、鉄皮とスラグ層との熱膨張差により保護管に半径方向の力が作用し、保護管が折損することがある。
【００１０】
保護管が折損すると、保護管内に配設されている熱電対が断線して温度測定ができなくなるので、炉内温度制御を中止せざるをえず、出滓が不安定になる。
【００１１】
一方、図４（ｂ）の方法で熱電温度計の保護管を炉壁に取り付ける場合には、保護管と測温孔との間への充填物の詰め込み方を調節して、保護管が半径方向に多少変位できるようにすることにより、保護管に作用する半径方向の力を吸収して、保護管を折損しにくくすることができる。しかし、充填物の詰め込み量を保護管の変位を許容するように少なめにすると、シール性が不十分になりやすく、炉内ガスやスラグが漏れるおそれがある。
【００１２】
そこで、この発明の課題は、炉内温度測定装置のシール性を確保しつつ、熱電温度計の保護管の折損を防止することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するため、この発明は、炉内温度測定装置の熱電温度計の保護管を可撓管に通し、この可撓管を介して炉壁に取り付けるとともに、可撓管の外側の開口を塞ぐようにしたのである。これにより、装置のシール性を確保しつつ、保護管に作用する半径方向の力を可撓管の撓み変形で吸収して、保護管を折損しにくくすることができる。
【００１４】
具体的には、耐熱性を有する保護管の内部に熱電対を配設した熱電温度計を、炉壁を貫通する測温孔に挿入し、前記熱電対が炉壁内面から炉内へ所定の長さだけ突出した状態で前記保護管を炉壁に取り付けて、前記熱電温度計により炉内温度を測定するようにした炉内温度測定装置において、前記炉壁の外面の測温孔周縁部に、前記熱電温度計の保護管を通す可撓管の一端を取り付け、この可撓管の他端と前記保護管の基端側にそれぞれフランジを設け、これらのフランジどうしを結合して、前記保護管を前記可撓管に固定するとともに可撓管の他端側開口を塞いだ構成を採用したのである。
【００１５】
上記の構成において、前記保護管と測温孔との間に、耐熱性を有し、前記保護管を半径方向変位可能に支持する保護管支持部材を配すれば、この支持部材と可撓管とで保護管に作用する半径方向の力を分散して吸収することができ、保護管がより折損しにくくなるし、シール性も向上する。
【００１６】
また、前記熱電温度計を複数設け、これらの各熱電温度計により測定された炉内温度が入力され、入力された複数の炉内温度のうちの正常な一つを選択して出力する出力切換器を設けることにより、すべての熱電温度計が熱電対の断線等により炉内温度を正常に測定できなくなるまで、この炉内温度測定装置を使用した炉内温度制御を続行させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１乃至図３に基づき、この発明の実施形態を説明する。図１（ａ）、（ｂ）は、実施形態の炉内温度測定装置を使用して炉内温度制御を実施しているゴミ処理用の溶融炉を示す。この溶融炉は、炉本体１の上部に前工程で発生した可燃ガスおよび未燃炭素分が送り込まれる供給口２を、炉本体１下部に溶融スラグ池３を有しており、供給口２から供給された可燃ガスおよび未燃炭素分を炉本体１に吹き込んだ空気で燃焼させるとともにバーナ４で助燃することによって、未燃炭素分中の灰分を溶融スラグ化し、溶融スラグ池３の底部に溜まったスラグを図示省略した出滓口から排出するものである。
【００１８】
前記炉本体１の炉壁５は、耐火物で形成された内壁６と鉄皮の外壁７とからなり、溶融スラグ池３の炉壁５には、炉内温度測定装置を構成する２つの熱電温度計８ａ、８ｂが互いに対向する位置に設けられている。そして、前記炉内温度制御は、これらの熱電温度計８ａ、８ｂで測定した炉内温度に基づいて、バーナ４への燃料供給路９の途中に設けた燃料調節弁１０の開度を調節したり、供給口２から供給する可燃ガスおよび未燃炭素分の量を調節することにより、炉内温度を一定の高温域に保つように制御して、出滓の安定化を図っている。
【００１９】
この溶融炉の炉内温度測定装置は、前記各熱電温度計８ａ、８ｂを、図２に示すように、それぞれ溶融スラグ池３の炉壁５を貫通する測温孔５ａに挿入して炉内のガス温度を測定し、その測定結果を、図３に示すように、出力切換器１１を介して燃料調節弁１０のＰＩＤ調節計１２に出力するものである。
【００２０】
図２に示したように、前記各熱電温度計８ａ、８ｂは、耐熱性を有する保護管１３の内部に高温測定用の熱電対１４を配設したもので、熱電対１４が炉本体１の内壁６の内面から炉本体１内へ所定の長さだけ突出した状態で、保護管１３を炉壁５に取り付けられている。保護管１３は、炉本体１内の１２００℃以上の高温にも十分に耐えられるように、アルミナ等のセラミックスで形成されている。また、熱電対１４は、炉内壁６に付着した溶融状態のスラグ層１５の厚み以上に突出し、正確に炉本体１内のガス温度を測定できるようになっている。
【００２１】
保護管１３の炉壁５への取付方法は、炉外壁７の測温孔５ａ周縁部から外向きに突出する筒部７ａの突出端に形成したフランジ７ｂに、ステンレス鋼製の可撓管１６の一端に設けたフランジ１６ａをボルト止めし、保護管１３を可撓管１６に通して測温孔５ａに挿入した状態で、測温孔５ａおよび可撓管１６内周面と保護管１３との間に、保護管支持部材としてのグラスウール１７を詰め込んだうえ、可撓管１６の他端のフランジ１６ｂに、保護管１３の基端側に設けたフランジ１８をボルト止めしている。
【００２２】
これにより、保護管１３は、グラスウール１７によって半径方向変位可能に支持された状態で可撓管１６に固定されることになる。従って、スラグ層１５の炉内壁６に沿った流動や、炉外壁７とスラグ層１５との熱膨張差等により、保護管１３に半径方向の力が作用しても、その力は保護管１３の半径方向変位を介して可撓管１６の撓み変形とグラスウール１７の圧縮変形とに分散されて吸収され、保護管１３の折損にはつながりにくい。
【００２３】
また、測温孔５ａおよび可撓管１６内にグラスウール１７が充填されるとともに、可撓管１６の他端側開口が保護管１３のフランジ１８で塞がれているので、炉本体１内からガスやスラグが漏れるおそれがない。
【００２４】
なお、可撓管の材質は、ステンレス鋼に限らず、耐熱布等を使用してもよい。また、保護管支持部材としては、グラスウール以外にも、耐熱性と弾性とを備えたパッキン等を使用するようにしてもよい。
【００２５】
図３に示したように、各熱電温度計８ａ、８ｂにより測定された炉内温度は、それぞれ出力切換器１１に入力される。出力切換器１１は、入力された各炉内温度をチェックして、正常なものの一つを燃料調節弁１０のＰＩＤ調節計１２に出力する。すなわち、両方の温度計８ａ、８ｂが正常なときは、一方の温度計８ａの測定値を出力し、一方の温度計８ａが熱電対１４の断線等により炉内温度を正常に測定できなくなった時点で他方の温度計８ｂの測定値を出力するように、自動的に出力の切り換えを行っている。また、両温度計８ａ、８ｂが異常となったときには、炉内温度制御を中止する信号を出力するようになっている。
【００２６】
従って、この炉内温度測定装置を使用した炉内温度制御では、２つの熱電温度計８ａ、８ｂが両方とも異常となるまで制御を続行することができ、長期間にわたって出滓を安定させることができる。もちろん、熱電温度計の数を増やして、各温度計の測定値を出力切換器に入力すれば、制御を続行できる時間をさらに延長することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、この発明は、炉内温度測定装置の熱電温度計の保護管を、炉壁外面の測温孔周縁部に取り付けた可撓管に通してフランジ結合することにより、保護管を可撓管に固定するとともに可撓管の外側の開口を塞ぐようにしたので、装置のシール性を確保しつつ、保護管を折損しにくくすることができ、ひいては、この装置を使用した炉内温度制御の安定化を図ることができる。
【００２８】
また、保護管と測温孔との間に、耐熱性を有し、保護管を半径方向変位可能に支持する保護管支持部材を配することにより、保護管をより折損しにくくするとともにシール性の向上が図れる。
【００２９】
さらに、熱電温度計を複数設け、これらの各熱電温度計により測定された炉内温度のうちの正常な一つを選択して出力する出力切換器を設けることにより、すべての熱電温度計が異常となるまで、長期間にわたって炉内温度制御を続行させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ａは実施形態の炉内温度測定装置を設けた溶融炉の一部切欠き正面図、ｂはａのＢ−Ｂ線に沿った断面図
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図
【図３】実施形態の炉内温度測定装置を使用した炉内温度制御の制御系統図
【図４】ａ、ｂは、それぞれ従来の炉内温度測定装置の熱電温度計の保護管取付方法の例を示す断面図
【符号の説明】
１  炉本体
２  供給口
３  溶融スラグ池
４  バーナ
５  炉壁
５ａ  測温孔
６  内壁
７  外壁
７ａ  筒部
７ｂ  フランジ
８ａ、８ｂ  熱電温度計
９  燃料供給路
１０  燃料調節弁
１１  出力切換器
１２  ＰＩＤ調節計
１３  保護管
１４  熱電対
１５  スラグ層
１６  可撓管
１６ａ、１６ｂ  フランジ
１７  グラスウール
１８  フランジ
【図１】
2005043057.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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