(57)【要約】【課題】  研掃シャフトの座屈や研掃ヘッド回転駆動手段の停止や焼損などを防止し、安定して研掃運転を行うことができる排ガスサンプリング装置を提供する。【解決手段】  制御装置１６により、研掃ヘッド送り装置１５によって研掃ヘッド１２を直線移動させ、且つ、研掃ヘッド回転駆動装置１４によって研掃ヘッド１２を回転させて付着物を剥ぎ取る際に、研掃ヘッド送り装置１５の研掃ヘッド送り力、及び、研掃ヘッド回転駆動装置１４の研掃ヘッド回転トルクを制御する。特に研掃ヘッド回転トルクの制御に関しては、制御装置１６では、研掃ヘッド回転トルクが設定値以上となる状態が一定時間継続したとき、研掃ヘッド送り装置１５によって研掃ヘッド１２を一定時間後退させ、その後、再び研掃ヘッド送り装置１５によって研掃ヘッド１２を前進させるように制御する。【選択図】        図２
2005189149.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブの内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッドと、
前端に前記研掃ヘッドが接続された研掃シャフトと、
前記研掃シャフトとともに前記研掃ヘッドを回転させる研掃ヘッド回転駆動手段と、
前記研掃シャフトとともに前記研掃ヘッドを前後に直線移動させる研掃ヘッド送り駆動手段と、
前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記研掃ヘッドを直線移動させ、且つ、前記研掃ヘッド回転駆動手段によって前記研掃ヘッドを回転させて前記付着物を剥ぎ取る際に、前記研掃ヘッド送り駆動手段の研掃ヘッド送り力、及び、前記研掃ヘッド回転駆動手段の研掃ヘッド回転トルクを制御する制御手段とを有することを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排ガスサンプリング装置において、
前記制御手段では、前記研掃ヘッドを前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記煙道方向へ前進させ且つ研掃ヘッド回転駆動手段によって回転させている際に、前記研掃ヘッド回転トルクが設定値以上となる状態が一定時間継続したときには、前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記研掃ヘッドを一定時間後退させ、その後、再び前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記研掃ヘッドを前進させるように制御することを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の排ガスサンプリング装置において、
前記研掃シャフトを中空とし、
この研掃シャフトの中空部を介して前記研掃ヘッドに冷媒を供給する冷媒供給手段を備えたことを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３に記載の排ガスサンプリング装置において、
排ガスサンプリングラインの一部にフレキ配管を設けたことを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項５】
請求項１，２，３又は４に記載の排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブは外管と、この外管内に設けた内管との二重管構造とし、
且つ、前記内管は複数に分割されたセラミックス製の細切れ配管からなる構成としたことを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項６】
煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブの内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッドと、
前記研掃ヘッドを前端に接続し、且つ、中空とした研掃シャフトと、
この研掃シャフトの中空部を介して前記研掃ヘッドに冷媒を供給する冷媒供給手段とを備えたことを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項７】
煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
排ガスサンプリングラインの一部にフレキ配管を設けたことを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項８】
煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブの内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッドと、
前記研掃ヘッドを前端に接続した研掃シャフトとを有するとともに、
前記サンプリングプローブは外管と、この外管内に設けた内管との二重管構造とし、
且つ、前記内管は複数に分割したセラミックス製の細切れ配管としたことを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は煙道から排ガスをサンプリングするための排ガスサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば都市ごみ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、汚泥焼却炉等の各種焼却炉や、熱分解炉、溶融炉等から排出される排ガス中の有害成分（例えばダイオキシン類）をリアルタイムで直接分析することが望まれており、この分析結果を基にして炉内の燃焼を制御することにより効率的な燃焼制御を図ることが提案されている。
【０００３】
そこで、かかる燃焼制御などを目的として排ガス中の有害成分を分析する場合には、排ガスサンプリング装置によって試料となる排ガスを連続的にサンプリングする。即ち、焼却炉などの煙道中にサンプリングプローブを挿入し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から高温高ダストの燃焼排ガスを連続的にサンプリングする。そして、このサンプリングした排ガスを冷却器で冷却し、更に除塵フィルタで除塵した後、排ガス分析計に供給する。排ガス分析計では、この供給される排ガス中の有害成分を連続的に測定する。
【０００４】
ところが、排ガスのサンプリングを連続して行うと、排ガス中に含まれるクリンカや低融点化合物などの付着物がサンプリングプローブ（サンプリング管）の内面に付着して徐々に成長する。従って、このままでは付着物によってサンプリングプローブが閉塞してしまうため、長時間連続して排ガスをサンプリングすることができない。そこで、かかる問題的を解決するため、本発明者等は先に特願２００２−３０２８０８号において、サンプリングプローブの内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッドと、前記研掃ヘッドを前端に接続した研掃シャフトと、前記研掃シャフトとともに前記研掃ヘッドを回転させる研掃ヘッド回転駆動手段と、前記研掃シャフトとともに前記研掃ヘッドを前後に直線移動させる研掃ヘッド送り駆動手段とを備えた排ガスサンプリング装置を提案している。
【０００５】
なお、特許文献１には、ダスト清浄機（研掃ヘッド）をエアシリンダで直線移動させてサンプリング管内面の付着物を除去する構成の排ガスサンプリング装置が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】実開平６−５８３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、先に提案した排ガスサンプリング装置では、研掃ヘッドによる研掃時に多量の付着物の噛み込みなどによって研掃ヘッドに過剰な力がかかった場合、研掃シャフトの座屈や、過負荷による研掃ヘッド回転駆動手段（モータ）の異常停止などを招くおそれがあり、安定した研掃運転を行うことができなかった。
【０００８】
従って本発明は上記の事情に鑑み、研掃シャフトの座屈や研掃ヘッド回転駆動手段の停止や焼損などを防止し、安定して研掃運転を行うことができる排ガスサンプリング装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決する第１発明の排ガスサンプリング装置は、煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブの内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッドと、
前端に前記研掃ヘッドが接続された研掃シャフトと、
前記研掃シャフトとともに前記研掃ヘッドを回転させる研掃ヘッド回転駆動手段と、
前記研掃シャフトとともに前記研掃ヘッドを前後に直線移動させる研掃ヘッド送り駆動手段と、
前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記研掃ヘッドを直線移動させ、且つ、前記研掃ヘッド回転駆動手段によって前記研掃ヘッドを回転させて前記付着物を剥ぎ取る際に、前記研掃ヘッド送り駆動手段の研掃ヘッド送り力、及び、前記研掃ヘッド回転駆動手段の研掃ヘッド回転トルクを制御する制御手段とを有することを特徴とする。
【００１０】
また、第２発明の排ガスサンプリング装置は、第１発明の排ガスサンプリング装置において、
前記制御手段では、前記研掃ヘッドを前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記煙道方向へ前進させ且つ研掃ヘッド回転駆動手段によって回転させている際に、前記研掃ヘッド回転トルクが設定値以上となる状態が一定時間継続したときには、前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記研掃ヘッドを一定時間後退させ、その後、再び前記研掃ヘッド送り駆動手段によって前記研掃ヘッドを前進させるように制御することを特徴とする。
【００１１】
また、第３発明の排ガスサンプリング装置は、第１又は第２発明の排ガスサンプリング装置において、
前記研掃シャフトを中空とし、
この研掃シャフトの中空部を介して前記研掃ヘッドに冷媒を供給する冷媒供給手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
また、第４発明の排ガスサンプリング装置は、第１，第２又は第３発明の排ガスサンプリング装置において、
排ガスサンプリングラインの一部にフレキ配管を設けたことを特徴とする。
【００１３】
また、第５発明の排ガスサンプリング装置は、第１，第２，第３又は第４発明の排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブは外管と、この外管内に設けた内管と二重管構造とし、
且つ、前記内管は複数に分割されたセラミックス製の細切れ配管からなる構成としたことを特徴とする。
【００１４】
また、第６発明の排ガスサンプリング装置は、煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブの内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッドと、
前記研掃ヘッドを前端に接続し、且つ、中空とした研掃シャフトと、
この研掃シャフトの中空部を介して前記研掃ヘッドに冷媒を供給する冷媒供給手段とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
また、第７発明の排ガスサンプリング装置は、煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
排ガスサンプリングラインの一部にフレキ配管を設けたことを特徴とする。
【００１６】
また、第８発明の排ガスサンプリング装置は、煙道中に挿入したサンプリングプローブを有し、このサンプリングプローブを介して前記煙道から排ガスをサンプリングする排ガスサンプリング装置において、
前記サンプリングプローブの内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッドと、
前記研掃ヘッドを前端に接続した研掃シャフトとを有するとともに、
前記サンプリングプローブは外管と、この外管内に設けた内管との二重管構造とし、
且つ、前記内管は複数に分割したセラミックス製の細切れ配管としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
第１発明の排ガスサンプリング装置によれば、制御手段により、研掃ヘッド送り駆動手段によって研掃ヘッドを直線移動させ、且つ、研掃ヘッド回転駆動手段によって研掃ヘッドを回転させて付着物を剥ぎ取る際に、研掃ヘッド送り駆動手段の研掃ヘッド送り力、及び、研掃ヘッド回転駆動手段の研掃ヘッド回転トルクを制御するため、研掃ヘッドに過大な力がかかって研掃シャフトの座屈や塑性変形が生じることや、過負荷による研掃ヘッド回転駆動手段の異常停止などが発生することを防止することができる。このため、サンプリングプローブの閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【００１８】
第２発明の排ガスサンプリング装置によれば、制御手段では、研掃ヘッドを研掃ヘッド送り駆動手段によって煙道方向へ前進させ且つ研掃ヘッド回転駆動手段によって回転させている際に、研掃ヘッド回転トルクが設定値以上となる状態が一定時間継続したときには、研掃ヘッド送り駆動手段によって研掃ヘッドを一定時間後退させ、その後、再び研掃ヘッド送り駆動手段によって研掃ヘッドを前進させるように制御するため、付着物が接触し回転トルク不足により、研掃できずに研掃ヘッドが停止した状態が続くような動作不良の発生を防止することができる。このため、サンプリングプローブの閉塞を防止するための研掃運転を、より安定して行うことができる。
【００１９】
第３発明及び第６発明の排ガスサンプリング装置によれば、研掃シャフトを中空とし、この研掃シャフトの中空部を介して研掃ヘッドに冷媒を供給する冷媒供給手段を備えたため、冷媒によって研掃シャフト及び研掃ヘッドが冷却され、高温の排ガスによる研掃シャフト及び研掃ヘッドの熱劣化を抑制することができ、サンプリングプローブの閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【００２０】
第４発明及び第７発明の排ガスサンプリング装置によれば、排ガスサンプリングラインの一部にフレキ配管を設けたことにより、煙道が温度上昇による熱膨張によって変位しても、この煙道の変位をフレキ配管によって吸収できるため、煙道が変位することによるサンプリングプローブの位置ずれ（研掃ヘッドに対する芯ずれなど）や損傷などの発生を防止することができる。このため、排ガスのサンプリングや、サンプリングプローブの閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【００２１】
第５発明及び第８発明の排ガスサンプリング装置によれば、サンプリングプローブは外管と、この外管内に設けた内管との二重管構造とし、且つ、内管は複数に分割されたセラミックス製の細切れ配管からなる構成としたことにより、付着物の生成及びサンプリングプローブの腐食を抑制し、且つ、回転時の研掃シャフト及び研掃ヘッドの振れを細切れ配管によって抑制することができるため、研掃シャフトや研掃ヘッドの振れによる内管（細切れ配管）の破損を防止することができ、サンプリングプローブの閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態例を図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図、図２は前記排ガスサンプリング装置に備えた制御装置の制御フローを示すフローチャートである。
【００２４】
図１に示す煙道１は例えば都市ごみ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、汚泥焼却炉等の各種焼却炉や、熱分解炉、溶融炉等の何れかの炉に設けられたものである。煙道１には炉から排出された高温（例えば５００〜１０００℃）で高ダストの燃焼排ガスが矢印Ａのように流れる。そして、煙道１には、煙道１から排ガスをサンプリングするため、サンプリングプローブ２が水平に挿入されている。
【００２５】
サンプリングプローブ２はＳＵＳなどの金属製、セラミックス製、ガラス製などの円筒状の管であり、前端側が煙道１内に挿入される一方、煙道１の外に突出した後端部２ａに排ガス急冷装置３が接続されている。サンプリングプローブ２の後端部２ａにはフランジ２ｂが設けられており、このフランジ２ｂと、排ガス急冷装置３の一方のフランジ３ａとが接続されている。排ガス急冷装置３は内管３ｂと、内管３ｂを囲む冷却ジャケット３ｃとを有している。従って、サンプリングプローブ２によって煙道１からサンプリングされた排ガスは、排ガス急冷装置３の内管３ｂ内を流れるとき、内管３ｂと冷却ジャケット３ａとの間に流される冷却水によって所定の温度まで急速に冷却される。
【００２６】
排ガス急冷装置３の他方には配管４が、両者のフランジ３ｄ，４ａを介して接続されている。配管４の後端には電動バルブ５が接続されている。電動バルブ５は通常の排ガスサンプリング時には閉じられており、サンプリングプローブ２の研掃作業を行うときに開放される。一方、配管４の途中には配管６が接続されている。そして、図示は省略しているが、配管６には除塵フィルタが接続され、除塵フィルタの出口側には排ガス分析計が接続され、更に除塵フィルタから煙道１へと戻る戻り配管の途中にはブロアが設けられている。従って、ブロアが作動すると、煙道１内を流れる排ガスの一部が、サンプリングプローブ２内に連続的に吸引されてサンプリングされる。そして、このサンプリングされた排ガスは、排ガス急冷装置３で冷却され、更に除塵フィルタで除塵された後、その一部又は全部が排ガス分析計に供給される。排ガス分析計では、この供給される排ガス中の有害成分（例えばダイオキシン類）を連続的に測定する。その後、排ガスは戻り配管を介して煙道１内に戻される。
【００２７】
そして、この排ガスサンプリング装置には、サンプリングプローブ２の内面に付着したクリンカや低融点化合物などの付着物を剥ぎ取るための研掃手段として研掃装置１１が設けられている。詳細は後述するが、研掃装置１１は、サンプリングプローブ２の内面に付着している付着物を剥ぎ取る研掃ヘッド１２と、前端に研掃ヘッド１２が接続された研掃シャフト１３と、研掃シャフト１３とともに研掃ヘッド１２を矢印Ｂのように回転させる研掃ヘッド回転駆動手段としての研掃ヘッド回転駆動装置１４と、研掃シャフト１３とともに研掃ヘッド１２を矢印Ｃのように前後に直線移動させる研掃ヘッド送り駆動手段としての研掃ヘッド送り装置１５と、研掃ヘッド送り駆動装置１５によって研掃ヘッド１２を直線移動させ（送り）、且つ、研掃ヘッド回転駆動装置１４によって研掃ヘッド１２を回転させて前記付着物を剥ぎ取る際に、研掃ヘッド送り駆動装置１５の研掃ヘッド送り力と電動モータ１４の研掃ヘッド回転トルクとを制御する制御手段としての制御装置１６とを有してなるものである。
【００２８】
図示例の研掃ヘッド１２はカッタ１２ａとブラシ１２ｂとを組み合わせたものである。研掃シャフト１３は棒状の部材であり、前端に研掃ヘッド１２が接続される一方、後端が研掃ヘッド回転駆動装置１４に備えた電動モータ２４の回転軸に接続されている。従って、電動モータ２４が作動すると、研掃シャフト１３とともに研掃ヘッド１２が回転される。
【００２９】
研掃ヘッド送り駆動装置１５は移動部１７と固定部１８とを有しており、移動部１７に研掃ヘッド回転駆動装置１４が取り付けられている。移動部１７には電動モータ１９と、この電動モータ１９によって回転駆動されるピニオン２０とが設けられる一方、固定部１８にはピニオン２０と噛合するラック２１が設けられている。従って、電動モータ１９によってピニオン２０が一方に回転されると、移動部１７とともに研掃ヘッド回転駆動装置１４が前方（煙道方向）に直線移動する。その結果、研掃ヘッド１２及び研掃シャフト１３が、前方に直線移動（前進）して開放された電動バルブ５から配管５内に挿入され、更に排ガス急冷装置３の内管３ｂを介してサンプリングプローブ２内に挿入される。一方、電動モータ１９によってピニオン２０が他方に回転されると、移動部１７とともに研掃ヘッド回転駆動装置１４が後方（反煙道方向）に直線移動する。その結果、研掃ヘッド１２及び研掃シャフト１３が、後方に直線移動（後退）して、サンプリングプローブ１２、排ガス急冷装置３の内管３ｂ、配管４及び電動バルブ５から引き抜かれる。
【００３０】
また、固定部１８には、移動部１７（研掃ヘッド１２）が前進して所定の前端位置に達したことを検知するための端点リミットスイッチ２２と、移動部１７（研掃ヘッド１２）が後退して所定の後端位置に達したことを検知するためのエンドリミットスイッチ２３とが設置されている。
【００３１】
制御装置１６では、研掃ヘッド１２の前進や後退に関する制御を図２のような制御フローに基づいて実施する。なお、図２の制御フローの各ステップには、Ｓ１〜Ｓ１０の符号を付した。
【００３２】
図２に示すように制御装置１６では、まず、排ガスサンプリング装置による排ガスのサンプリング作業が一定時間継続されたか否かを、タイマーの計測時間に基づいて判定する（ステップＳ１）。ここで排ガスサンプリング作業が一定時間継続されたと判断した場合（Ｙｅｓの場合）には、電動バルブ５を開け、研掃装置１１を作動させて研掃制御（研掃操作）を開始する。即ち、まず、研掃ヘッド送り装置１５の電動モータ１９を一方に回転させて研掃ヘッド１２を前進させる。そして、この前進時には研掃ヘッド１２の送り力、即ち、電動モータ１９の回転トルクが一定になるように制御する（ステップＳ２）。続いて、研掃ヘッド回転駆動装置１４の電動モータ２４を作動させて、研掃ヘッド１２を回転させる（ステップＳ３）。なお、一般に回転体には必ず固有振動数（回転数）が存在し、この回転数に達すると回転体は激しく振動を起こす。ゆえにシャフト１３、研掃ヘッド１２の回転数はこの固有振動数（回転数）とは異なる（低い）回転数で運用することが望ましい。
【００３３】
次に、電動モータ２４の研掃ヘッド回転トルクを監視し、研掃ヘッド回転トルクが設定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ４）。その結果、研掃ヘッド回転トルクが設定値よりも小さいと判断したとき（Ｙｅｓのとき）には、続いて、移動部１７（研掃ヘッド１２）が所定の前端位置に達して端点リミットスイッチ２２がＯＮしたか否かを判定する（ステップＳ５）。その結果、端点リミットスイッチ２２がＯＮしていないと判断した場合には、ステップＳ２に戻る。
【００３４】
一方、研掃ヘッド１２によってサンプリングプローブ２の内面から付着物を剥ぎ取っている際、多量の付着物の噛み込みなどにより研掃ヘッド１２に過大な力がかかって研掃ヘッド回転トルクが設定値以上に大きくなり、ステップＳ４において研掃ヘッド回転トルクが設定値以上であると判断されたときには、この状態が所定の一定時間Ｔ１ｓｖ（例えば１秒間）継続したか否かを判定する（ステップＳ６）。即ち、研掃ヘッド回転トルク制御時間タイマーによって計測する時間（研掃ヘッド回転トルクが設定値に達した状態の継続時間）Ｔ１ｐｖと、設定時間Ｔ１ｐｖとを比較し、「Ｔ１ｐｖ＜Ｔ１ｓｖ」の条件が成立するか否かを判定する。
【００３５】
そして、ステップＳ６において、研掃ヘッド回転トルクが設定値以上となる状態が一定時間Ｔ１ｓｖ継続しなかったと判断したとき（Ｙｅｓのとき）にはステップＳ２に戻る一方、研掃ヘッド回転トルクが設定値以上となる状態が一定時間Ｔ１ｓｖ継続したと判断したとき（Ｎｏのとき）には、ステップＳ７の処理を行う。即ち、研掃ヘッド送り装置１５の電動モータ１９を他方に回転させて、所定の一定時間Ｔ２（例えば０．５秒間、１秒間）だけ研掃ヘッド１２を後退させる。なお、このときには送り力制御を行うのではなく、所定の一定速度で研掃ヘッド１２を後退させる速度制御を行う。後退時には研掃ヘッド１２に過大な力がかかって送り力が異常に大きくなるおそれがないためである。ステップＳ７の処理が終了したらステップＳ２に戻り、再び、研掃ヘッド送り装置１５の電動モータ１９を一方に回転させて研掃ヘッド１２を前進させる。なお、研掃ヘッド１２を後退させる際、研掃ヘッド回転トルクが設定値以上の状態が一定時間継続することを条件としているのは、研掃ヘッド回転トルクが一瞬だけ設定値以上となる場合にまで研掃ヘッド１２を後退させる必要はないためである。
【００３６】
次に、ステップＳ５において、端点リミットスイッチ２２がＯＮして移動部１７（研掃ヘッド１２）が所定の前端位置に達したと判断した場合、即ち、サンプリングプローブ１２に対する研掃作業が終了したと判断した場合には、研掃ヘッド送り装置１５の電動モータ１９を他方に回転させて、研掃ヘッド１２を後退させる。なお、このときには送り力制御を行うのではなく、所定の一定速度（高速度）で研掃ヘッド１２を後退させる速度制御を行う。前述のように後退時には研掃ヘッド１２に異常に大きな力がかかって送り力が過大になるおそれがないためである。
【００３７】
続いて、エンドリミットスイッチ２３がＯＮしたか否か、即ち、移動部１７（研掃ヘッド１２）が所定の後端位置に達したか否かを判定し（ステップＳ９）、その結果、エンドリミットスイッチ２３がＯＮしていない（後端位置に達していない）と判断した場合にはステップＳ８に戻って研掃ヘッド１２の後退を継続し、エンドリミットスイッチ２３がＯＮした（後端位置に達した）と判断した場合には研掃ヘッド１２の後退を停止（電動モータ１９を停止）して、研掃操作を終了する（ステップＳ１０）。
【００３８】
なお、図示は省略しているが、サンプリングプローブ１２の内面から剥離された付着物は、図示しないエアタンクなどの圧縮エアによって煙道１内に吹き戻される（逆洗される）ようになっている。また、一定時間サンプリング後、除塵フィルタで捕集した飛灰も圧縮エアによる逆洗によって煙道１に吹き戻される。
【００３９】
以上のように、本実施の形態１の排ガスサンプリング装置によれば、制御装置１６により、研掃ヘッド送り装置１５によって研掃ヘッド１２を直線移動させ、且つ、研掃ヘッド回転駆動装置１４によって研掃ヘッド１２を回転させて付着物を剥ぎ取る際に、研掃ヘッド送り装置１５の研掃ヘッド送り力、及び、研掃ヘッド回転駆動装置１４の研掃ヘッド回転トルクを制御するため、研掃ヘッド１２に過大な力がかかって研掃シャフト１３の座屈や塑性変形が生じることや、過負荷による研掃ヘッド回転駆動装置１４（電動モータ２４）の異常停止などが発生することを防止することができる。このため、サンプリングプローブ２の閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【００４０】
そして、特に研掃ヘッド回転トルクの制御に関しては、制御装置１６では、研掃ヘッド１２を研掃ヘッド送り装置１５によって煙道方向へ前進させ且つ研掃ヘッド回転駆動装置１４によって回転させている際に、研掃ヘッド回転トルクが設定値以上となる状態が一定時間継続したときには、研掃ヘッド送り装置１５によって研掃ヘッド１２を一定時間後退させ、その後、再び研掃ヘッド送り装置１５によって研掃ヘッド１２を前進させるように制御するため、付着物が接触し回転トルク不足により、研掃できずに研掃ヘッド１２が停止した状態が続くような動作不良の発生を防止することができる。このため、サンプリングプローブ２の閉塞を防止するための研掃運転を、より安定して行うことができる。
【００４１】
＜実施の形態２＞
図３（ａ）は本発明の実施の形態２に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＤ部拡大断面図である。なお、図３において上記実施の形態１（図１）と同様の部分については同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
【００４２】
図３（ａ）に示すように、本実施の形態２の排ガスサンプリング装置では冷媒供給手段として冷却エア供給装置３１を有している。冷却エア供給装置３１は高圧の冷却エアを貯留したエアタンク３２と、エアタンク３２に接続した可撓性のホース３４と、ホース３４に設けた電動バルブ３３とを有しており、ホース３４の先端がロータリジョイントなどの接続部３５を介して研掃シャフト１３の後端部に接続されている。
【００４３】
そして、図３（ｂ）に示すように本実施の形態２では、研掃シャフト１３が中空となっている（中空部３６）。電動バルブ３３を開放すると、エアタンク３２内の冷却エアが、ホース３４及び接続部３５を介して研掃シャフト１３の中空部３６に導入され、この中空部３６を介して研掃ヘッド１２に供給される。その結果、研掃ヘッド１２が前記冷却エアによって冷却される。図示例では研掃ヘッド１２も中空となっており、冷却エアは研掃ヘッド１２の中空部を通って研掃ヘッド１２の前端から排出される。なお、これに限定するものではなく、例えば冷却エアを研掃シャフト１３の前端部から研掃ヘッド１２の表面に排出するようにしてもよい。本実施の形態２の他の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００４４】
以上のように、本実施の形態２の排ガスサンプリング装置によれば、研掃シャフト１３を中空とし、この研掃シャフト１３の中空部３６を介して研掃ヘッド１２に冷却エアを供給する冷却エア供給装置３１を備えたため、冷却エアによって研掃シャフト１３及び研掃ヘッド１２が冷却され、高温の排ガスによる研掃シャフト１３及び研掃ヘッド１２の熱劣化を抑制することができ、サンプリングプローブ１２の閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【００４５】
＜実施の形態３＞
図４（ａ）は本発明の実施の形態３に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図、図４（ｂ）は前記排ガスサンプリング装置に備えたフレキ配管の拡大斜視図である。なお、図４において上記実施の形態１（図１）と同様の部分については同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
【００４６】
図４（ａ）及び図４（ｂ）に示すように、本実施の形態３の排ガスサンプリング装置ではサンプリングプローブ１２の後端部（フランジ２ｂが設けられている部分）にフレキ配管４１が設けられている。フレキ配管４１は蛇腹状の配管であり、可撓性や伸縮性を有するフレキシブルな配管である。なお、フレキ配管４１の設置位置は、製造上の観点などからサンプリングプローブ１２の後端部が最も望ましいが、必ずしもこれに限定するものではなく、排ガスサンプリングラインの一部であればよい。例えば配管４の前端部４ａにフレキ配管４１を設けてもよい。本実施の形態３の他の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００４７】
以上のように、本実施の形態３の排ガスサンプリング装置によれば、サンプリングプローブ２の後端部など、排ガスサンプリングラインの一部にフレキ配管４１を設けたことにより、煙道１が温度上昇による熱膨張によって変位しても、この煙道１の変位をフレキ配管４１によって吸収できるため、煙道１が変位することによるサンプリングプローブ２の位置ずれ（研掃ヘッドに対する芯ずれなど）や損傷などの発生を防止することができる。このため、排ガスのサンプリングや、サンプリングプローブ２の閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【００４８】
＜実施の形態４＞
図５（ａ）は本発明の実施の形態４に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図、図５（ｂ）は前記排ガスサンプリング装置のサンプリングプローブに備えた細切れ配管の１つを抽出して示す拡大斜視図、図５（ｃ）は前記細切れ配管の作用効果を示す説明図である。なお、図５において上記実施の形態１（図１）と同様の部分については同一の符号を付し、重複する詳細な説明は省略する。
【００４９】
図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、本実施の形態４の排ガスサンプリング装置では、サンプリングプローブ２が外管（保護管）２Ａと、この外管２Ａ内に設けた内管２Ｂとの二重管構造となっている。そして、内管２Ｂは複数に分割されたセラミックス製或いは金属製の細切れ配管２Ｂ−１からなる構成のものである。従って、各細切れ配管２Ｂ−１は外管２Ａ内において相互に自由に径方向に移動することができる。なお、細切れ配管２Ｂ−１の軸方向への移動を防止するため、外管２Ａの前端部及び後端部には支持部５１が設けられている。本実施の形態４の他の構成は上記実施の形態１と同様である。
【００５０】
以上のように、本実施の形態４の排ガスサンプリング装置によれば、サンプリングプローブ２は外管２Ａと、この外管２Ａ内に設けた内管２Ｂとの二重管構造とし、且つ、内管２Ｂは複数に分割されたセラミックス製の細切れ配管2Ｂ−１からなる構成としたことにより、付着物の生成及びサンプリングプローブの腐食を抑制し、且つ、回転時の研掃シャフト１３及び研掃ヘッド１２の振れを細切れ配管２Ｂ−１によって抑制することができる。即ち、図５（ｃ）に基づいて説明すると、研掃シャフト１３や研掃ヘッド１２が回転時に図中の波線のように振れる場合、研掃シャフト１３や研掃ヘッド１２がｌ，ｌ’のように振れようとするのを、各細切れ配管２Ｂ−１が個別に径方向に移動する効果（ダンピング効果）によって抑制することができる。このため、研掃シャフト１３や研掃ヘッド１２の破損を防止することができ、サンプリングプローブ２の閉塞を防止するための研掃運転を安定して行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は排ガスサンプリング装置に関し、例えば都市ごみ焼却炉、産業廃棄物焼却炉、汚泥焼却炉等の各種焼却炉や、熱分解炉、溶融炉等から排出される排ガス中の有害成分（例えばダイオキシン類）をリアルタイムで分析するため、排ガスサンプリング装置によって炉の煙道から排ガスをサンプリングする際、付着物によるサンプリングプローブの閉塞を防止する場合に適用して有用なものである。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施の形態に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図である。
【図２】前記排ガスサンプリング装置に備えた制御装置の制御フローを示すフローチャートである。
【図３】（ａ）は本発明の実施の形態２に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図、（ｂ）は（ａ）のＤ部拡大断面図である。
【図４】（ａ）は本発明の実施の形態３に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図、（ｂ）は前記排ガスサンプリング装置に備えたフレキ配管の拡大斜視図である。
【図５】（ａ）は本発明の実施の形態４に係る排ガスサンプリング装置の要部構成図、（ｂ）は前記排ガスサンプリング装置のサンプリングプローブに備えた細切れ配管の１つを抽出して示す拡大斜視図、（ｃ）は前記細切れ配管の作用効果を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５３】
１  煙道
２  サンプリングプローブ
２ａ  後端部
２ｂ  フランジ
２Ａ  外管
２Ｂ  内管
２Ｂ−１  細切れ配管
３  排ガス急冷装置
３ａ  フランジ
３ｂ  内管
３ｃ  冷却ジャケット
３ｄ  フランジ
４  配管
４ａ  前端部
５  電動バルブ
６  配管
１１  研掃装置
１２  研掃ヘッド
１２ａ  カッタ
１２ｂ  ブラシ
１３  研掃シャフト
１４  研掃ヘッド回転駆動装置
１５  研掃ヘッド送り装置
１６  制御装置
１７  移動部
１８  固定部
１９  電動モータ
２０  ピニオン
２１  ラック
２２  端点リミットスイッチ
２３  エンドリミットスイッチ
２４  電動モータ
３１  冷却エア供給装置
３２  エアタンク
３３  電動バルブ
３４  ホース
３５  接続部
３６  中空部
４１  フレキ配管
５１  支持部
【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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