次に、本発明の実施の形態について、� �面を参照しながら説明する。

 図1(a)は、本発明にかかる燃焼ガス抽気プ ローブ(以下、「プローブ」と略称する)の一� ��施の形態を示し、このプローブ1は、円筒状 の内筒2と、内筒2を囲繞する円筒状の外筒3と 、外筒3の先端部に固定された、リング状の� �状部材としての鏡板6と、内筒2と外筒3との� �に形成された冷却空気通路8と、冷却ファン( 不図示)からの一次冷却空気を冷却空気通路8� ��供給する一次冷却空気供給口9等を備え、セ メントキルンの立上り部5に取付座4を介して� ��置される。プローブ1の下流側のダクト11に� ��、均一な温度に冷却するための二次冷却空� ��供給口10が設けられる。

 内筒2は、立上り部5を流れる高温の燃焼� �スGを、吐出口2bから導入された一次冷却空� �(以下、「冷却空気」という)Cによって冷却� �ながら矢印S方向に抽気するために備えられ� ��。この内筒2の入口部2aは、セメントキルン� ��立上り部5の燃焼ガス流路に面する。吐出口 2bは、内筒2の中心Oを通る鉛直線Pを対称軸と� ��て線対称の位置に2つ設けられる。

 外筒3は、内筒2を囲繞するように、断面� �内筒2と同心円状の円筒状に形成される。こ� ��外筒3は、フランジ部3aを介して取付座4に固 定される。外筒3の内面と、内筒2の外面との� ��には、冷却空気通路8が形成され、この冷却 空気通路8に、一次冷却空気供給口9(以下、「 供給口」という)から冷却空気Cが供給され、� ��出口2bを介して内筒2の内部に導入される。

 次に、本発明の特徴部分である吐出口2b� �取付位置について、図1(b)を参照しながら説� ��する。尚、図1(b)は、プローブ1のA-A矢視図� �あって、図1(a)における軸線Lが、図1(b)にお� �て紙面に垂直になるように描いている。

 図1(b)に示すように、吐出口2bは、吐出口2 bの中心2cと内筒2の中心Oとを結ぶ直線L1と、� �筒2の中心Oを通る水平線Hとのなす角が15°に� ��るように左右に各々1つずつ配置される。こ のような配置としたのは、以下の理由による 。

 図2は、上述のプローブ1の内部の温度分� �のシミュレーション結果を示す。(a)は、ブ� �ンクテストとして、冷却空気Cの吐出口2bの� �心を内筒2の中心Oを通る水平線H上に左右に� �々1つずつ配置し、内筒2の中心Oに向かって� �却空気Cを吐出した場合、(b)は、冷却空気Cの 吐出口2bの中心と内筒2の中心Oとを結ぶ直線� �、内筒2の中心Oを通る水平線Hとのなす角が30 °になるように左右に各々1つずつ配置し、内 筒2の中心Oに向かって冷却空気Cを吐出した場 合、(c)は、冷却空気Cの吐出口2bの中心と内筒 2の中心Oとを結ぶ直線と、内筒2の中心Oを通� �水平線Hとのなす角が60°になるように左右に 各々1つずつ配置し、内筒2の中心Oに向かって 冷却空気Cを吐出した場合、(d)は、冷却空気C� ��吐出口2bの中心と内筒2の中心Oとを結ぶ直線 と、内筒2の中心Oを通る水平線Hとのなす角が 30°になるように左右に各々1つずつ配置し、� ��平方向に冷却空気Cを吐出した場合を示す。

 図2(a)~(d)において、立上り部5の内部と、� ��ローブ1の立上り部5近傍の黒色部分は、高� �部(1100℃程度)であって、高温部に隣接する� �色部Yは、上記黒色部より低温の部分(600℃程 度)であって、プローブ1の内部の模様部分Zは 、低温部(400℃~600℃程度)を示し、低温部は色 が濃い程温度が低いことを示す。

 図2(a)のブランクでは、プローブ1の上方� �強く淡色部Yが現れ、下方には弱く現れてい� ��ことから、プローブ1の上方の燃焼ガスGの� �却が不十分であることが判る。また、模様� �分Zに複数の異なる色の模様ができているこ� ��から、プローブ1内のガス温度が偏分布して いることが判る。

 次に、図2(b)の場合には、プローブ1の下� �に強く淡色部Yが現れ、上方には弱く現れて� ��ることから、プローブ1の下方の燃焼ガスの 冷却が不十分であることが判る。但し、模様 部分Zが現れているものの、単色の模様のみ� �あるため、プローブ1内のガス温度の偏分布� ��僅かであることが判る。この結果から、図2 (a)と図2(b)の中間的な位置、すなわち、冷却� �気Cの吐出口2bの中心と内筒2の中心Oとを結ぶ 直線と、内筒2の中心Oを通る水平線Hとのなす 角が15°程度になるように、左右に各々1つず� ��吐出口2bを配置した場合には良好な結果が� �られることが推測される。

 次に、図2(c)の場合には、プローブ1の下� �に強く淡色部Yが現れ、上方には全く現れて� ��ないことから、明らかにプローブ1の下方の 燃焼ガスの冷却が不十分であることが判る。 また、模様部分Zの領域も広く、複数の異な� �色の模様ができ、特に中心部には濃い部分� �存在するため、プローブ1内のガス温度の偏� ��布が強いことも判る。

 次に、図2(d)の場合にも、プローブ1の下� �に強く淡色部Yが現れ、上方には全く現れて� ��ないことから、明らかにプローブ1の下方の 燃焼ガスの冷却が不十分であることが判る。 また、模様部分Zの領域は狭いものの、複数� �異なる色の模様ができ、特に中心部には濃� �部分も存在するため、プローブ1内のガス温� ��の偏分布が強いことも判る。この結果と、� ��2(b)の結果を比較することにより、吐出口2b� ��位置を調整しても、図1に示した内筒2の中� �Oに向かって冷却空気Cを吐出しなければ、良 好な結果が得られないことが判る。

 上記シミュレーション結果より、図1に示 したプローブ1を用いた場合には、冷却空気C� ��吐出口2bの中心と内筒2の中心Oとを結ぶ直線 と、内筒2の中心Oを通る水平線Hとのなす角が 15°程度になるように吐出口2bを配置するとと もに、内筒2の中心Oに向かって吐出口2bから� �却空気Cを吐出することにより良好な結果が� ��られることが判った。これは、図1に示すよ うに、プローブ1内の抽気ガスの速度分布13を 見ると、上側に速度の大きい部分が集まり、 速度分布13の重心位置14がプローブ1の物理的� ��心位置(軸線L上に存在する)より上側に存在� ��るため、冷却空気Cを吐出するための吐出口 2bも、これに合わせてプローブ1の物理的中心 位置より上方に配置することで好結果が得ら れるものと推察される。

 次に、立上り部5へのプローブ1の取付角� �と、吐出口2bの取付位置との関係について、 図1及び図3を参照しながら説明する。

 図3は、図1に示したプローブ1と同様の構� ��を有するプローブ21を立上り部5の表面に対� ��る角度θ2が図1におけるθ1より小さくなるよ うに取り付けた場合を示している。尚、以下 、プローブ21の構成要素についての詳細説明� ��省略する。

 プローブ21は、その軸線Lが立上り部5の表 面に対する角度θ2、すなわち、燃焼ガスGの� �ローブ21による吸引前の流れ方向との関係が 図1よりも平行に近づいている分、プローブ21 内での抽気ガスの偏流の程度が小さくなり、 プローブ21内の抽気ガスの速度分布22の重心� �置23の、プローブ21の物理的中心位置(軸線L� �に存在する)から上方へのずれ量δ2が、図1の プローブ1の上方へのずれ量δ1よりも小さく� �る。そのため、この重心位置23のずれ量を考 慮し、プローブ21においては、プローブ1の場 合と比較して吐出口2bをプローブ1の物理的中 心位置に近づくように配置する。

 尚、上述のように、プローブ1、21の立上� ��部5に対する取付角度θ1、θ2により吐出口2b� ��取付位置も変更する必要があるが、吐出口2 bの取付位置のプローブ1、21の物理的中心位� �からの変位X(図1(b)参照)がプローブ1、21の内� ��の30%を超える場合には、プローブ1、21の物� ��的中心位置から見て、燃焼ガスGの速度分布 13、22の重心位置14、23の方向とは逆方向(内筒 2の底面側)への冷却空気Cの供給量が不足する 場合があるので、プローブ1、21の出口温度設 定による最適値をシミュレーションなどによ り決定していくことが好ましい。

 上記実施の形態においては、吐出口2bを� �プローブ1、21の燃焼ガスの吸引方向Sに対し� ��垂直な面内の2箇所に配置したが、3箇所以� �に配置することも可能である。この場合の� �置例について、図4を参照しながら説明する� ��図4(a)~(e)は、各々吐出口2bを2~6箇所に配置し た例を示し、各図とも、プローブ31の燃焼ガ� ��の吸引方向に対して垂直な断面を示してい� ��。

 図4(a)は、吐出口を2箇所に配置した例で� �り、この場合、上述のように、吐出口2bをプ ローブ31の物理的中心位置Oから燃焼ガスの速 度分布の重心位置Gの方向へ移動した位置に� �置している。ここで、吐出口2bからの冷却空 気Cの吐出方向は、プローブ31の物理的中心位 置Oであるため、各吐出口2bから各々質量Mの� �却空気Cが速度Vで吐出された場合、運動量ベ クトルMVは、図示のような大きさと方向を有� ��る。そこで、2つの運動量ベクトルMVを合成� ��ると、ベクトルAとなり、このベクトルAの� �向は鉛直方向下向きとなる。従って、吐出� �2bを2箇所に配置した場合、吐出口2bをプロー ブ31の物理的中心位置Oから燃焼ガスの速度分 布の重心位置Gの方向へ移動させることは、� �い換えれば、各吐出口2bから吐出される冷却 空気Cの運動量ベクトルMVの合成ベクトルAを� �直方向下向きとすることに相当する。

 図4(b)は、吐出口を3箇所に配置した例で� �り、この場合、吐出口2bは、プローブ31の物� ��的中心位置Oと同じレベルに2個、天井部に1� ��配置している。ここで、各吐出口2bから各� �質量Mの冷却空気Cが速度Vで吐出された場合� �運動量ベクトルMVは、図示のような大きさと 方向を有する。そこで、3つの運動量ベクト� �MVを合成すると、ベクトルAとなり、このベ� �トルAの方向も鉛直方向下向きとなる。

 図4(c)~(e)は、吐出口を4~6箇所に配置した� �であり、各吐出口2bから吐出された冷却空気 Cの運動量ベクトル(各吐出口2bにおいて矢印� �示す)を合成して得られたベクトルAの方向は 、図4(d)、(e)において鉛直方向下向きとなる� �一方、図4(c)は、吐出口を4箇所に配置した例 であるが、この場合セメントキルンの奥側(� �印Yの方向)の燃焼ガス量が多いため、奥側に 吐出口2b’を設けている。このため、各吐出� ��2b、2b’から吐出された冷却空気Cの運動量� �クトルを合成して得られたベクトルAの方向� ��、鉛直方向下向きではなく、右下方向とな� ��、ベクトルAは、鉛直方向下向きの成分を有 する。

 以上のように、本発明では、配置する吐� ��口2b(2b’も含む)の数に関わらず、各吐出口2 bから吐出される冷却空気Cの運動量ベクトル� ��合成したベクトルAが鉛直方向下向きの成分 を有することを特徴としている。尚、各吐出 口2bから吐出される冷却空気Cの量は、同一で ある必要はなく、また同速度で吐出しなくと もよい。いずれの場合でも、各吐出口から吐 出される冷却空気の運動量ベクトルを合成し て得られるベクトルが鉛直方向下向きの成分 を有することで同様の効果を得ることができ る。

 次に、プローブの取付角度、すなわちプ� ��ーブによる燃焼ガスの吸引方向と、吸引前� ��燃焼ガスの流れ方向とのなす角と、吐出口� ��取付位置との関係について説明する。

 図1と図3において、吐出口2bを2箇所に配� �した場合の立上り部5へのプローブ1の取付角 度と、吐出口2bの取付位置との関係について� ��明し、図3では、燃焼ガスの吸引方向Sと、� �焼ガスGのプローブ21による吸引前の流れ方� �との関係が図1よりも平行に近づいている分� ��プローブ21内の抽気ガスの速度分布22の重心 位置23の、プローブ21の物理的中心位置から� �方へのずれ量δ2が、図1のプローブ1の上方へ のずれ量δ1よりも小さくなるため、この重心 位置のずれ量を考慮し、プローブ21において� ��、プローブ1の場合と比較して吐出口2bをプ� ��ーブ1の物理的中心位置に近づくように配置 した。これは、言い換えれば、図3では、各� �出口2bからの冷却空気Cの運動量ベクトルを� �成したベクトルの鉛直方向下向きの成分を� �さくしたことに相当する。吐出口2bを3箇所� �上に配置した場合も同様に、燃焼ガスの吸� �方向と、プローブによる吸引前の燃焼ガス� �流れ方向とのなす角度が平行に近づく程、� �却空気Cの運動量ベクトルの合成ベクトルの� ��直方向下向きの成分を小さくする必要があ� ��。

 上記プローブ1、21、31を運転する際には� �冷却空気Cの吐出後のプローブ内の温度分布� ��測定し、測定温度に応じて各々の吐出口2b� �らの冷却空気供給量を制御することが好ま� �い。例えば、付近の温度が最も高温である� �出口2bからより多くの冷却空気Cを吐出する� �吐出口2bからの冷却空気Cの吐出速度は、吐� �した冷却空気Cがプローブ1、21、31の内筒の� �心部まで届くように5m/s以上とし、過度の速� ��上昇は円滑な燃焼ガスの吸引を阻害する虞� ��あるため、100m/s以下の吐出速度となるよう� ��調節する。

 また、上記実施の形態においては、高温� ��燃焼ガスGをプローブ1、21、31の周囲から取� ��入れた空気によって冷却する場合について� ��明したが、セメント焼成設備において廃棄� ��(例えば、都市ごみ焼却灰、下水汚泥、建設 発生処理土等)を乾燥する際に発生する悪臭� �含む換気空気等を冷却用ガスとして用いる� �ともできる。