JP4526366B2 - Sampling device for exhaust gas analysis - Google Patents
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Description
本発明は、焼却炉もしくは溶融炉等にて発生するダスト含有排ガスをサンプリングして分析する排ガス分析用サンプリング装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas analysis sampling apparatus that samples and analyzes dust-containing exhaust gas generated in an incinerator or melting furnace.
従来、ごみ焼却炉、溶融炉等にて発生する排ガスのサンプリング装置としては、サンプリングプローブ等の一個のガス採取手段を炉壁に取り付け、その炉壁周辺の排ガスをサンプリングするサンプリング装置が知られている(例えば、特許文献1〜3参照。)。
Conventionally, as a sampling device for exhaust gas generated in a garbage incinerator, melting furnace, etc., a sampling device for sampling a waste gas around the furnace wall by attaching a sampling means such as a sampling probe to the furnace wall is known. (For example, refer to
しかし、特許文献1,2に記載のようなサンプリング装置では、排ガス中のダストによりガス採取手段が有するフィルタ(ろ紙、金網フィルタ等)に目詰まりが生じてしまうと、サンプリングが不可能になることから定期的にフィルタの交換あるいはダスト除去を行う必要があるので、排ガスのサンプリング・分析を中断せざるを得ないという問題点がある。また、特許文献3に記載のようなサンプリング装置は、フィルタに付着したダストを払い落とすための逆洗手段を有してはいるものの、排ガスの採取手段を一個しか持たないため、やはり、フィルタの逆洗時に排ガスのサンプリング・分析を中断せざるを得ないという問題点がある。加えて、これら特許文献1〜3に記載のサンプリング装置はいずれも炉壁周辺の排ガスしか採集することができず、排ガスの分析結果に偏りが生じてしまうという問題点がある。そこで、これらの問題点に対処したものとして、特許文献4においては、複数個の耐熱性の多孔質セラミックフィルタを炉内に突出するように配し、炉内の広い範囲の排ガスサンプリングを偏りなく、かつ連続的に行うようにされた排ガス分析装置(以下、従来装置という。)が提案されている。
However, in the sampling devices as described in
前記従来装置100は、図4に示されるように、端部に筒状多孔質性のセラミックフィルタ101a,101bを有する2個のサンプリング管102a,102bを具備している。ここで、これらサンプリング管102a,102bは、各々のセラミックフィルタ101a,101bが炉内に突出されるように炉壁103に固定されている。
As shown in FIG. 4, the
前記サンプリング管102a,102bの基端部には抽出管104a,104bがそれぞれ接続され、各抽出管104a,104bは、一本の合流管105に合流されてドレンビン106に接続されており、このドレンビン106には、分析計107が接続されている。また、前記抽出管104a,104bの合流管105のやや手前には、排ガス電磁弁104a',104b'がそれぞれ設けられている。
前記各抽出管104a,104bは、各排ガス電磁弁104a',104b'の手前側において、圧縮流体電磁弁108a',108b'が介挿される圧縮流体導入管108a,108bにそれぞれ分岐されており、これら圧縮流体導入管108a,108bは圧縮流体供給源109に接続されている。
The
このような構成において、炉内を流通する排ガスは、炉内の広い範囲にて前記セラミックフィルタ101a,101bによりサンプリングされて集塵され、サンプリング管102a,102b内に導入される。そして、このサンプリング管102a,102bに導入された排ガスは、各抽出管104a,104b、合流管105およびドレンビン106を経由して分析計107に導入され、この分析計107により分析される。
In such a configuration, the exhaust gas flowing in the furnace is sampled and collected by the
また、排ガスのサンプリングに伴い、前記セラミックフィルタ101a,101bの表面にはダストが付着するが、このダストは以下のようにして除去される。
As the exhaust gas is sampled, dust adheres to the surfaces of the
まず、いずれか一方の抽出管(104aとする)の排ガス電磁弁104a'を閉じて、抽出管104a内の、サンプリング管102aにてサンプリングされた排ガスの流れを遮断するとともに、その抽出管104aから分岐される圧縮流体導入管108aの圧縮流体電磁弁108a'を開いた状態にする。
First, the exhaust
すると、圧縮流体供給源109から供給される圧縮流体が、圧縮流体導入管108a、抽出管104a、サンプリング管102aを通ってセラミックフィルタ101aの内部空間に供給され、一方のセラミックフィルタ101aの表面に付着したダストが除去される。なお、この際、炉内の排ガスは、他方のセラミックフィルタ101b、サンプリング管102bによってサンプリングされる。
Then, the compressed fluid supplied from the compressed
所要時間経過後、前記排ガス電磁弁104a'を開状態に、圧縮流体電磁弁108a'を閉状態にするとともに、排ガス電磁弁104b'を閉状態に、圧縮流体電磁弁108b'を開状態にする。こうすることで、今度は、他方のセラミックフィルタ101bのダスト除去が行われ、セラミックフィルタ101a、サンプリング管102aにて炉内の排ガスがサンプリングされる。このように、従来装置100においては、複数のセラミックフィルタ101a,101bを設け、付着物の除去を交互に行うようにすることで、排ガスのサンプリングを中断することなくセラミックフィルタ101a(101b)のダスト除去を行うことができる。
After the required time has elapsed, the exhaust
しかしながら、前記従来装置100によれば、パージ用で量が少ないとはいえ、排ガスとは異なる成分のガスが炉内に流入するため、燃焼状態の変動の要因になりかねないという問題点がある。
However, according to the
また、前記従来装置100は、セラミックフィルタ101a,101bのダスト除去を交互に行うという方式を採用しているため、複数の抽出管104a,104bが必要となって装置構成が複雑でコスト高になるという問題点がある。
Further, since the
また、応答性の高い燃焼制御を行う場合、前記セラミックフィルタ101a(101b)を排ガスの発生源に近い位置に配し、発生直後の排ガスをサンプリングして分析するのが好ましい。しかしながら、セラミックフィルタ101a,101bを排ガスの発生源に近い位置に配した場合、高温雰囲気により半ば溶融した粘着性の高いダストがセラミックフィルタ101a,101bの外表面に付着することから、従来装置100が有するダスト除去手段(圧縮流体供給源109等)では十分にそのダストを除去できないという問題点がある。そのため、応答性の高い燃焼制御を行う場合でも、セラミックフィルタ101a,101bを排ガスの発生源から離れた位置に配置せざるを得ないのが現状である。
In addition, when performing highly responsive combustion control, it is preferable to place the
本発明は、このような問題点を解決するためになされたものであり、炉内の燃焼状態の変動を抑えることができ、装置構成の簡素化と低コスト化を図ることができ、粘着性の高い付着物が付着した場合であってもその付着物を確実に除去することのできる排ガス分析用サンプリング装置を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in order to solve such problems, can suppress fluctuations in the combustion state in the furnace, can simplify the configuration of the apparatus and reduce the cost, and can be tacky. It is an object of the present invention to provide an exhaust gas analysis sampling apparatus capable of reliably removing an adhering substance even when a high adhering substance is attached.
前記目的を達成するために、第1発明による排ガス分析用サンプリング装置は、
炉もしくは煙道内に突出配置され、炉もしくは煙道内の排ガスをサンプリングする耐熱性の多孔質フィルタと、この多孔質フィルタによりサンプリングされた排ガスが導入される負圧室と、前記多孔質フィルタによりサンプリングされた排ガスの一部をガス分析部に供給するサンプリングガス供給管と、前記負圧室内の前記多孔質フィルタの基端部付近に該多孔質フィルタの内部空間に向けて配され、前記多孔質フィルタに付着する付着物を払い落とすための付着物除去手段とを備える排ガス分析装置であって、
前記付着物除去手段を、前記多孔質フィルタに向けて流体を噴出する流体噴出用のノズルを備えるものとし、このノズルを、ラバルノズル部の先端に筒状の流体案内部を設けるとともに、この流体案内部に流体の流れ方向に向けて細長状の開口を形成してなる構成とすることを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a sampling apparatus for exhaust gas analysis according to the first invention comprises:
A heat-resistant porous filter that protrudes from the furnace or flue and samples the exhaust gas in the furnace or flue, a negative pressure chamber into which the exhaust gas sampled by the porous filter is introduced, and sampling by the porous filter A sampling gas supply pipe for supplying a part of the exhausted gas to the gas analysis unit, and a porous gas filter disposed in the vicinity of a base end of the porous filter in the negative pressure chamber toward the internal space of the porous filter, An exhaust gas analyzer comprising an adhering substance removing means for removing the adhering substance adhering to the filter,
The deposit removing means includes a fluid ejection nozzle that ejects fluid toward the porous filter, and the nozzle is provided with a cylindrical fluid guide portion at the tip of a Laval nozzle portion. It is characterized in that a long and narrow opening is formed in the part in the fluid flow direction.
次に、第2発明による排ガス分析用サンプリング装置は、
炉もしくは煙道内に突出配置され、炉もしくは煙道内の排ガスをサンプリングする耐熱性の多孔質フィルタと、この多孔質フィルタによりサンプリングされた排ガスが導入される負圧室と、前記多孔質フィルタによりサンプリングされた排ガスの一部をガス分析部に供給するサンプリングガス供給管と、前記負圧室内の前記多孔質フィルタの基端部付近に該多孔質フィルタの内部空間に向けて配され、前記多孔質フィルタに付着する付着物を払い落とすための付着物除去手段とを備える排ガス分析装置であって、
前記付着物除去手段を、パルス電圧の供給を受けて、前記多孔質フィルタに向けて衝撃波を発生する衝撃波発生用電極を備える構成とすることを特徴とするものである。
Next, the sampling apparatus for exhaust gas analysis according to the second invention is:
A heat-resistant porous filter that protrudes from the furnace or flue and samples the exhaust gas in the furnace or flue, a negative pressure chamber into which the exhaust gas sampled by the porous filter is introduced, and sampling by the porous filter A sampling gas supply pipe for supplying a part of the exhausted gas to the gas analysis unit, and a porous gas filter disposed in the vicinity of a base end of the porous filter in the negative pressure chamber toward the internal space of the porous filter, An exhaust gas analyzer comprising an adhering substance removing means for removing the adhering substance adhering to the filter,
The deposit removing means includes a shock wave generating electrode that receives a pulse voltage and generates a shock wave toward the porous filter.
前記第1発明または第2発明において、前記負圧室の内圧を検出する圧力検出手段が設けられ、前記付着物除去手段は、前記圧力検出手段により前記負圧室の負圧が所定値以上に増大したことが検出されたときには作動状態にされ、前記負圧が所定値未満の時には非作動状態にされるのが好ましい(第3発明)。 In the first or second aspect, wherein the pressure detecting means for detecting the internal pressure of the negative pressure chamber is provided, wherein the deposit removing means, the negative pressure of the negative pressure chamber by the pressure detecting means is equal to or higher than a predetermined value When it is detected that the pressure has increased, it is preferably activated, and when the negative pressure is less than a predetermined value, it is preferably deactivated (third invention).
また、第3発明において、前記負圧室と炉もしくは煙道とを連通する連通路と、この連通路を介して炉もしくは煙道内にエジェクトエアーを噴射するエジェクトエアー噴射手段が設けられるのが好ましい(第4発明)。 In the third aspect of the present invention, it is preferable that a communication passage communicating the negative pressure chamber and the furnace or the flue, and an eject air injection means for injecting eject air into the furnace or the flue via the communication passage are provided. (4th invention).
前記第1発明によれば、付着物除去手段に、ラバルノズル部と流体案内部とを有し、その流体案内部に流体の流れ方向に向けて細長状の開口が形成されるノズルが用いられていることから、そのノズルから多孔質フィルタに向けて直進性のある衝撃波を伴った超音速の流体(空気)を噴射することができるので、極少量の流体を極短時間で噴射することで多孔質フィルタの付着物を効率良く除去することができ、付着物除去にかかるランニングコストを抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, the deposit removing means includes a nozzle having a Laval nozzle portion and a fluid guide portion, and an elongated opening is formed in the fluid guide portion in the fluid flow direction. Therefore, a supersonic fluid (air) with a straight traveling shock wave can be ejected from the nozzle toward the porous filter, so that a very small amount of fluid can be ejected in a very short time. The deposit on the quality filter can be efficiently removed, and the running cost for removing the deposit can be suppressed.
また、流体の噴射量が少量で済むため、炉内の燃焼状態に変動が生じるのを抑えることもできる。さらに、付着物除去時の流体噴射時間が短いため、言い換えると、付着物除去を極短時間で完了することができるため、一個の多孔質フィルタによる略連続的な排ガスのサンプリングが可能となる。したがって従来のもののように、複数の排ガス採取部や、複数の抽出管を設ける必要がなくなり装置構成の簡素化を図ることができる。 In addition, since only a small amount of fluid is injected, it is possible to suppress fluctuations in the combustion state in the furnace. Furthermore, since the fluid ejection time at the time of deposit removal is short, in other words, the deposit removal can be completed in a very short time, so that it is possible to sample the exhaust gas substantially continuously by a single porous filter. Accordingly, it is not necessary to provide a plurality of exhaust gas collecting sections and a plurality of extraction pipes as in the conventional one, and the apparatus configuration can be simplified.
さらに、付着物の除去効率が良好であるため、多孔質フィルタに粘着性の高い付着物が付着した場合でもその付着物を確実に除去することができ、この結果、多孔質フィルタの配置位置を排ガスの発生源に近づけることができることになり、発生直後の排ガスのサンプリングを行うことができる。 In addition, because the deposit removal efficiency is good, even if a sticky deposit adheres to the porous filter, the deposit can be reliably removed. As a result, the position of the porous filter can be adjusted. It becomes possible to approach the generation source of the exhaust gas, and the exhaust gas immediately after the generation can be sampled.
前記第2発明によれば、電気的なエネルギーにより発生する衝撃波によって多孔質フィルタの付着物が除去されることから、付着物除去用の流体を噴射することがなくなるので、炉内排ガスの増加およびそれに伴う燃焼状態の変動を防止することができる。 According to the second aspect of the present invention, the deposit on the porous filter is removed by the shock wave generated by the electrical energy, so that the fluid for removing the deposit is not ejected. As a result, fluctuations in the combustion state can be prevented.
前記第3発明によれば、圧力検出手段により検出された負圧室の負圧が所定値以上に増大したとき、すなわち、多孔質フィルタにダストが付着して、負圧室内に導かれる排ガスの流量が一定以上減少した場合に限り、前記付着物除去手段が作動される方式が採用されているので、付着物除去手段の作動を必要最小限に抑えることができ、付着物除去に係るランニングコストを低減できるという効果を奏する。また第4発明の構成を採用すれば、極めて簡単な構成で負圧室を負圧に保つことができるので、ランニングコストの更なる低減に寄与することが可能となる。 According to the third aspect of the present invention, when the negative pressure in the negative pressure chamber detected by the pressure detection means increases to a predetermined value or more, that is, dust adheres to the porous filter and the exhaust gas introduced into the negative pressure chamber Since the method of operating the deposit removing means is employed only when the flow rate is reduced by a certain level or more, the operation of the deposit removing means can be minimized, and the running cost for removing the deposit is required. There is an effect that can be reduced. If the configuration of the fourth invention is adopted, the negative pressure chamber can be maintained at a negative pressure with a very simple configuration, which can contribute to further reduction in running cost.
次に、本発明による排ガス分析用サンプリング装置の具体的な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。 Next, specific embodiments of the sampling apparatus for exhaust gas analysis according to the present invention will be described with reference to the drawings.
〔第1実施形態〕
図1には、本発明の第1実施形態に係る排ガス分析用サンプリング装置の概略構成図が、図2には、第1実施形態に係るノズルの断面図(a)および図2(a)のA−A視断面図(b)がそれぞれ示されている。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a sampling apparatus for exhaust gas analysis according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a nozzle according to the first embodiment (a) and FIG. AA sectional view (b) is shown respectively.
本実施形態に係る排ガス分析用サンプリング装置(以下、「サンプリング装置」という。)1は、図1に示されるように、焼却炉2の炉壁2'に外方へ向けて突設される取り付け部3に固定され、内部が負圧に保たれる負圧室4と、この負圧室4の前面(焼却炉2側)に付設され焼却炉2内に突出して配されるとともに、焼却炉2内の排ガスをサンプリングして集塵する耐熱性多孔質の筒状のセラミックフィルタ(多孔質フィルタ)5を備えている。
A sampling apparatus for exhaust gas analysis (hereinafter referred to as “sampling apparatus”) 1 according to the present embodiment is attached so as to project outward from a
前記セラミックフィルタ5は先端部が閉鎖され基端部が開口されて、その内部空間と負圧室4の内部空間とが互いに連通するようにされており、セラミックフィルタ5によってサンプリングされ集塵されて、自身の内部空間に導入された排ガスを、前記負圧室4内に導くようになっている。また、前記セラミックフィルタ5および負圧室4の内部空間には、セラミックフィルタ5によってサンプリングされた排ガスの一部を、図示されないガス分析部に供給するサンプリングガス供給管6が配されている。
The
前記負圧室4には、その負圧室4の内圧を検出するための圧力検出器(圧力検出手段)7が付設されている。この圧力検出器7は、後述の加圧空気供給管14に介挿される電磁弁14'に電気的に接続され、負圧室4内の圧力検出データに基づき、その電磁弁14'の開閉制御を行う機能を具備している。
The negative pressure chamber 4 is provided with a pressure detector (pressure detection means) 7 for detecting the internal pressure of the negative pressure chamber 4. This
一方、前記負圧室4の下方には、エジェクトエアーを焼却炉2内に噴射するエジェクタ8が設けられている。このエジェクタ8は、負圧室4の下方に水平方向に配され、その先端部が炉壁2'に固定されて焼却炉2内に開口する水平管9aと、この水平管9aと負圧室4の底部とを連通する連絡管9bと、基端部がエジェクトエアーの供給源(本実施形態においては、後述の空気ヘッダ管12)に接続され、先端部が水平管9a内に配されてその先端部からエジェクトエアーを焼却炉2へ向けて噴射するエジェクトエアー噴射管(エジェクトエアー噴射手段)10とを備えている。なお、前記水平管9aと連絡管9bとが本発明の連通路に相当する。このように構成されるエジェクタ8によれば、エジェクトエアー噴射管10から、水平管9a内にエジェクトエアーが噴出されることで、負圧室4内の排ガスが引き込まれ、これにより、前記負圧室4が負圧に保たれる。なお、図中、符号10'は、エジェクトエアーの噴射量を調整するためのニードル弁である。
On the other hand, an ejector 8 for injecting eject air into the
本実施形態において、前記サンプリング装置1には、排ガスの集塵に伴いセラミックフィルタ5の外表面に付着するダスト(付着物)を除去するためのダスト除去部(付着物除去手段)11が付設されている。このダスト除去部11は、加圧空気供給源としての空気ヘッダ管12と、前記負圧室4内のセラミックフィルタ5の基端部付近において、そのセラミックフィルタ5の内部空間に向けて配されるとともに、そのセラミックフィルタ5の内部空間に向けてノズル噴射ガスを噴射するノズル13と、前記前記空気ヘッダ管12からの加圧空気を前記ノズル13に供給する電磁弁14'付きの加圧空気供給管14を備えて構成されている。そして、前記空気ヘッダ管12よりノズル13に加圧空気を供給し、セラミックフィルタ5内にノズル噴射ガスを噴射することにより、前記セラミックフィルタ5の外表面のダストが除去されるように構成されている。
In the present embodiment, the
前記ノズル13は、図2(a)に示されるように、円筒状の外側管20とその外側管20の内側の基端部側に装着されるラバルノズル部21を有している。このラバルノズル部21は、先端部が外側管20の内径よりやや小径に形成され、基端部が外側管20の内径と略同径に形成されている。なお、このラバルノズル部21は、外側管20の基端部側から挿入され、その基端部において外側管20に溶着されることで、外側管20に支持される。
As shown in FIG. 2A, the
ここで、ラバルノズルとは、中間部が絞られてスロートとされた中細り形状のノズルをいう。このようなラバルノズルによれば、基端部側の空気圧を先端部側の空気圧よりも高圧にし、かつスロートにおける流体速度が音速となったときに、先端部から超音速の衝撃波を伴った空気が噴射されることが知られている。 Here, the Laval nozzle refers to a medium-thinned nozzle whose middle part is squeezed into a throat. According to such a Laval nozzle, when the air pressure on the base end side is made higher than the air pressure on the tip end side, and the fluid velocity at the throat becomes the sonic velocity, air accompanied by a supersonic shock wave from the tip portion. It is known to be jetted.
本実施形態においては、前記ラバルノズル部21のスロートSにおける空気の速度が音速となるように、すなわち、ラバルノズル部21の先端部から超音速の加圧空気が噴射されるように、スロートSの径、ラバルノズル部21の基端部からスロートSまでの距離、スロートSからラバルノズル部21の先端部までの距離、ラバルノズル部21の基端部開口および先端部開口の径、ラバルノズル部21の基端部に供給される空気圧等が適宜調整される。
In the present embodiment, the diameter of the throat S is set so that the air velocity at the throat S of the
前記外側管20の先端部で、ラバルノズル部21の前方位置には、流体案内部22が設けられている。この流体案内部22には、ノズル13の軸方向に向けて細長状の複数の吸引孔(開口)23が、外側管20の周方向に等ピッチで穿設されている。これら吸引孔23は、ラバルノズル部21からノズル噴射ガス(ラバルノズル部21から噴射された後の加圧空気;図2(a)中符号aにて示す)が噴射されるときには、ノズル13の側方の空気を吸引し、ノズル噴射ガスaの周囲を取り囲むような空気の流れ(図2(a)中符号bにて示す)を形成し、そのノズル噴射ガスaに直進性を付与する役目を担う。なお、ラバルノズル部21からのノズル噴射ガスの噴射がないときには、セラミックフィルタ5の内部空間から負圧室4内に導入される排ガスの流通孔の役目を担うことになる。一方、前記外側管20の基端部側には、ノズル13を加圧空気供給管14の先端部に装着するためのねじ部24が設けられている。
A
以上のように構成されるサンプリング装置1によれば、セラミックフィルタ5付近の排ガスは、負圧室4と焼却炉2の内部空間との圧力差によってセラミックフィルタ5によりサンプリング・集塵され、セラミックフィルタ5の内部空間に導入される。このようにして、セラミックフィルタ5内に導入された排ガスの大部分は、負圧室4に導かれた後、前記エジェクタ8によるエジェクトエアーの噴出により、水平管9a内に引き込まれ、焼却炉2に還流されることになるが、一部分は、前記サンプリング管6を経由して前述のガス分析部に供給される。そして、このガス分析部によって、サンプリングされた排ガスの分析が行われ、分析結果が各種制御(燃焼制御、空気供給制御等)の指標とされる。
According to the
このような焼却炉2内の排ガスのサンプリングを継続して行うと、排ガス中のダスト等がセラミックフィルタ5の外周面に付着して、排ガスの導入を阻害するため、排ガスの分析が妨げられることになる。そこで、以下のようなダストの払い落とし作業がなされ、セラミックフィルタ5の外周面に付着するダスト等が除去される。
If sampling of the exhaust gas in the
前記セラミックフィルタ5の外周面に排ガス中のダストが付着すると、セラミックフィルタ5から負圧室4内への排ガスの導出が少量になる一方、負圧室4内の排ガス等は前記エジェクトエアーの噴出により焼却炉2内に還流し続けることになるため、負圧室4内の負圧が次第に増大する。そして、この負圧が所定値以上に増大したときに、"セラミックフィルタ5の外周面のダストを除去する必要がある"と判断され、前記電磁弁14'が自動的に開操作されて、前記ノズル13に加圧空気が供給される。すると、ノズル13から、衝撃波を伴う直進性に優れた超音速のノズル噴射ガスaがセラミックフィルタ5の内部空間に向けて噴射され、このノズル噴射ガスaと前記衝撃波との複合作用によりセラミックフィルタ5に付着したダスト等が除去される。なお、ノズル13からノズル噴射ガスaが噴射されている際には、排ガスのサンプリングは一時的に中断した状態にある。
When dust in the exhaust gas adheres to the outer peripheral surface of the
前記ノズル噴射ガスaの噴射により前記セラミックフィルタ5の外周面のダストが除去され、セラミックフィルタ5を経由して負圧室4内に流動する排ガス量が増加し、負圧室4の負圧が所定値未満に回復すると、"セラミックフィルタ5の状態が正常な状態に回復した"と判断され、前記電磁弁14'が自動的に閉操作される。これにより、ノズル13への加圧空気の供給が停止され、排ガスのサンプリングが再開される。
By the injection of the nozzle injection gas a, dust on the outer peripheral surface of the
本実施形態においては、ラバルノズル部21を有するノズル13から、衝撃波を伴う直進性のある超音速のノズル噴射ガスaがセラミックフィルタ5の内部空間に向けて噴射され、そのセラミックフィルタ5に付着したダストを効率良く除去することができるので、ノズル噴射ガスaの噴射量が少量で済み、ダスト除去に係るランニングコストを低減することができ、加圧空気の発生源(空気ヘッダ管11等)の小型化を図ることができる。
In this embodiment, the
加えて、本実施形態においては、前記圧力検出器7により検出される負圧室4の負圧に基づき、セラミックフィルタ5のダスト除去を行う必要があるか否かを判断し、ダスト除去を行う必要があると判断された場合に限り、ノズル13に加圧空気を供給してセラミックフィルタ5のダスト除去を行うようにされているため、その加圧空気の供給量を必要最小限に抑えることができ、ランニングコストをよりいっそう低減することができる。加えて、焼却炉2内に流れ込むノズル噴射ガス(加圧空気)のガス量が大幅に低減することになることから、焼却炉2内の燃焼状態に変動が生じるのを防止することができ、焼却炉2の下流側に設置される空気誘引機等の排ガス処理設備に係る負担を軽減することができる。
In addition, in this embodiment, based on the negative pressure in the negative pressure chamber 4 detected by the
また、本実施形態においては、セラミックフィルタ5のダストを効率良く除去することができるので、除去作業に要する時間、すなわちサンプリングの中断時間を極短時間にすることができる。したがって、一個のセラミックフィルタ5により排ガスのサンプリングを行う場合であっても、略連続的な排ガスのサンプリングが可能となることから、従来のもののように、複数のサンプリング管および、各サンプリング管と分析装置を結ぶ複数の配管等が不要となるので、サンプリング装置の構成を簡素化して、部品点数の削減を図ることができる。
Further, in the present embodiment, the dust of the
さらに、本実施形態のサンプリング装置1は、前述のようにダストの除去効率に優れることから、セラミックフィルタ5の外周面に粘着性の高いダストが付着した場合であっても、その粘着性の高いダストを良好に除去することができる。そのため、セラミックフィルタ5の配置位置を排ガスの発生源側に近づけて、発生直後の排ガスのサンプリングおよび分析を連続的に行うことができる。したがって、高い応答性が要求される燃焼制御を行う場合であって、発生直後の排ガスの分析を行う場合での使用に特に適している。
Furthermore, since the
さらにまた、本実施形態においては、エジェクタ8からエジェクトエアーを噴射することにより負圧室4内を負圧にする構成が採られているため、ポンプを用いるものに比べて低コストで前記負圧室4を負圧に保つことができる。 Furthermore, in the present embodiment, a configuration is adopted in which the negative pressure chamber 4 is made negative pressure by ejecting eject air from the ejector 8, so that the negative pressure is lower in cost than that using a pump. The chamber 4 can be maintained at a negative pressure.
本実施形態においては、円筒状の外側管20と、この外側管20の内側に配されるラバルノズル21を有する二重管構造のノズル13を用いたが、基端部側が中細り形状に形成され、先端部に噴射空気の直進性を高める流体案内部が設けられるのであれば、一体形成されたノズル等、他形態のノズルを使用しても良い。こうした場合であっても同様の作用効果を得ることができる。
In the present embodiment, a double
次に、本実施形態のダスト除去部11の性能を確認するために、本実施形態のダスト除去部11と、比較対象としてのダスト除去部を用意し、それぞれのダスト除去部からセラミックフィルタ5の内部空間に向けてノズル噴射ガスを噴射し、セラミックフィルタ5の表面圧を検出する試験を行い、その試験結果を表1に纏めた。ここで、前記比較対象としてのダスト除去部は、ラバルノズル部21も流体案内部22も持たない通常のノズルを用いたものであって、それ以外の負圧室等の構成については、本実施形態のダスト除去部11と同構成のものである。
Next, in order to confirm the performance of the
表1から明らかなように、本実施形態のサンプリング装置1は、ノズル噴射ガスの噴射時間を、通常のノズルを用いた装置の10分の1に設定したにもかかわらず、セラミックフィルタ5の表面圧が10倍前後になっているのが分かる。このことから、本実施形態のサンプリング装置1は、ラバルノズル部21と流体案内部22を有するノズルを用いることにより、セラミックフィルタ5の付着物を、通常のノズルを用いたものよりも遥かに効率良く除去できることが明らかとなった。
As apparent from Table 1, the
〔第2実施形態〕
次に、本発明の第2実施形態について図面を参照しつつ説明する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
図3には、第2実施形態に係る衝撃波発生用電極の概略構成図(上半部)およびパルス電圧供給部の回路図(下半部)が示されている。なお、本実施形態においては、第1実施形態のノズル13と、加圧空気供給管14に替えて、プローブとパルス電圧供給部を用いた他は、第1実施形態と基本的に同構成であるので、主として、プローブおよびパルス電圧供給部の説明のみ行うこととし、他の部分の説明を省略することとする。
FIG. 3 shows a schematic configuration diagram (upper half) of the shock wave generating electrode according to the second embodiment and a circuit diagram (lower half) of the pulse voltage supply unit. In this embodiment, the configuration is basically the same as that of the first embodiment except that a probe and a pulse voltage supply unit are used instead of the
本実施形態においては、負圧室4内のセラミックフィルタ5の基端部付近には、先端部から衝撃波を発生させるためのプローブ(衝撃波発生用電極)30がセラミックフィルタ5の内部空間に向けて配されており、負圧室4の外部には、前記プローブ30にパルス電圧を供給するためのパルス電圧供給部31が設けられている。
In the present embodiment, a probe (shock wave generating electrode) 30 for generating a shock wave from the front end portion is directed toward the internal space of the
前記パルス電圧供給部31は、図3に示されるように、交流電源32と、電圧調整用のスライダック33と、変圧器34と、整流器35と、充電抵抗36と、抵抗37と、並列配置されるコンデンサ38A,38Bを備えた電気回路からなるものであり、主として抵抗37の抵抗値と、コンデンサ38A,38Bの電気容量を調整することにより、前記プローブ30に出力されるパルス電圧の振幅および周波数を適宜調整できるようになっている。なお、図3中符号38は電圧計であり、符号40は電流計である。
As shown in FIG. 3, the pulse
一方、前記プローブ30は、その中心軸部において、プローブ30の軸方向に配される内部導体(導線)45と、この内部導体45の外周に所要間隔を隔てて配される筒状の外部導体46と、内部導体45−外部導体46間において、プローブ30の先端部を除いた部分に介在される絶縁体47から構成されている。ここで、前記内部導体45および外部導体46は、前記パルス電圧供給部31にそれぞれ接続されている。
On the other hand, the
このように構成されるプローブ30によれば、前記パルス電圧供給部31からのパルス電圧の供給を受けることにより、絶縁体47が介在されない内部導体45の先端部45'と、外部導体46の先端部46'との間に放電が生じ、この放電によって衝撃波SWが発生するようになっている。この衝撃波SWはセラミックフィルタ5の内部空間に向けて前進してそのセラミックフィルタ5に衝撃を付与し、これによりセラミックフィルタ5の外周面に付着したダストが除去される。
According to the
本実施形態によれば、電気的エネルギーにより発生した衝撃波SWにより、セラミックフィルタ5のダストが除去されるため、ダスト除去用の加圧空気が焼却炉2内に供給されることがない。したがって、焼却炉2内における燃焼状態の変動をより確実に防止することができるとともに、焼却炉2の下流に設置される空気誘引機等の排ガス処理設備に係る負担をより一層低減することができる。
According to the present embodiment, the dust of the
また、本実施形態においても、衝撃波SWによりセラミックフィルタ5のダストを効率良く除去することができることから、前記第1実施形態同様、1個のセラミックフィルタ5にて排ガスの略連続的な分析が可能となるので、サンプリング装置1の構成の簡素化を図ることもできる。
Also in the present embodiment, the dust of the
なお、第2実施形態においても、第1実施形態と同様、負圧室4の負圧が所定値を越えて増大した場合に限りパルス電圧をプローブ30に供給して衝撃波SWを発生させる方式を採ることができる。
In the second embodiment, as in the first embodiment, a method of generating a shock wave SW by supplying a pulse voltage to the
前記各実施形態においては、サンプリング装置を用いて焼却炉2内の排ガスのサンプリングを行う例について説明したが、サンプリング装置を灰溶融炉や煙道等に設置して、灰溶融炉や煙道等の内部空間を流動する排ガスの分析を行うことも無論可能である。
In each of the above embodiments, the example of sampling the exhaust gas in the
1 排ガス分析用サンプリング装置
2 焼却炉
4 負圧室
5 セラミックフィルタ
6 サンプリング管
7 圧力検出器
8 エジェクタ
9a 水平管
9b 連絡管
10 エジェクトエアー噴射管
11 ダスト除去部
12 ヘッダ管
13 ノズル
14' 電磁弁
21 ラバルノズル部
22 流体案内部
23 吸引孔
30 プローブ
31 パルス電圧供給部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記付着物除去手段を、前記多孔質フィルタに向けて流体を噴出する流体噴出用のノズルを備えるものとし、このノズルを、ラバルノズル部の先端に筒状の流体案内部を設けるとともに、この流体案内部に流体の流れ方向に向けて細長状の開口を形成してなる構成とすることを特徴とする排ガス分析用サンプリング装置。 A heat-resistant porous filter that protrudes from the furnace or flue and samples the exhaust gas in the furnace or flue, a negative pressure chamber into which the exhaust gas sampled by the porous filter is introduced, and sampling by the porous filter A sampling gas supply pipe for supplying a part of the exhausted gas to the gas analysis unit, and a porous gas filter disposed in the vicinity of a base end of the porous filter in the negative pressure chamber toward the internal space of the porous filter, An exhaust gas analyzer comprising an adhering substance removing means for removing the adhering substance adhering to the filter,
The deposit removing means includes a fluid ejection nozzle that ejects fluid toward the porous filter, and the nozzle is provided with a cylindrical fluid guide portion at the tip of a Laval nozzle portion. A sampling apparatus for exhaust gas analysis, characterized in that an elongated opening is formed in the part in the fluid flow direction.
前記付着物除去手段を、パルス電圧の供給を受けて、前記多孔質フィルタに向けて衝撃波を発生する衝撃波発生用電極を備える構成とすることを特徴とする排ガス分析用サンプリング装置。 A heat-resistant porous filter that protrudes from the furnace or flue and samples the exhaust gas in the furnace or flue, a negative pressure chamber into which the exhaust gas sampled by the porous filter is introduced, and sampling by the porous filter A sampling gas supply pipe for supplying a part of the exhausted gas to the gas analysis unit, and a porous gas filter disposed in the vicinity of a base end of the porous filter in the negative pressure chamber toward the internal space of the porous filter, An exhaust gas analyzer comprising an adhering substance removing means for removing the adhering substance adhering to the filter,
A sampling apparatus for exhaust gas analysis, wherein the deposit removing means includes a shock wave generating electrode that receives a pulse voltage and generates a shock wave toward the porous filter.
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