JP2015087165A - Calorimeter and calory measurement method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calorimeter and the like which is a gas calorimeter capable of continuously and accurately measuring gas calorie in a simple structure and a small size.SOLUTION: A calorimeter measuring calorie of gas continuously flowed in comprises: an oxidation catalyst which includes a heating element; a gas introduction pipe which introduces the gas to the vicinity of the oxidation catalyst; a heat storage which is arranged around the oxidation catalyst; a temperature measurement unit which measures the temperature of the heat storage; and a calculation unit which acquires calorie of the gas on the basis of the temperature measured by the temperature measurement unit, when the oxidation catalyst is heated by the heating element and the gas is introduced by the gas introduction pipe.

Description

本発明は、ガスの熱量計測技術に関し、特に、ガスの熱量を連続して精度良く計測することが可能であり、比較的簡単な構造で且つ小型の熱量計等に関する。   The present invention relates to a gas calorimetric technique, and more particularly to a small calorimeter or the like that can measure the calorific value of a gas continuously and with a relatively simple structure.

従来、都市ガスなどの熱量を計測する目的で種々の熱量計が用いられている。   Conventionally, various calorimeters are used for the purpose of measuring the amount of heat such as city gas.

かかる従来の熱量計には、法定の測定方法であるユンカース式流水形ガス熱量計法、ガスクロマトグラフ法を用いたもの、速応形熱量計(下記特許文献1などに記載)、ガス密度式熱量計、熱伝導率式熱量計(下記特許文献2などに記載)などがある。   Such conventional calorimeters include the Junkers flowing water calorimeter method, which is a legal measurement method, a gas chromatograph method, a rapid response calorimeter (described in Patent Document 1 below), a gas density calorimeter, and the like. And a thermal conductivity calorimeter (described in Patent Document 2 below).

また、下記特許文献3には、酸化触媒を用いた計測法について記載されている。当該方法では、熱した触媒にガスを流して触媒燃焼させ、温度変化等から熱量を求める。   Patent Document 3 below describes a measurement method using an oxidation catalyst. In this method, gas is passed through a heated catalyst to cause catalytic combustion, and the amount of heat is obtained from a temperature change or the like.

特許第4844377号公報Japanese Patent No. 4844377 特許第4890874号公報Japanese Patent No. 4890874 特表平11−506537号公報Japanese National Patent Publication No. 11-506537

しかしながら、上述したユンカース式流水形ガス熱量計法及びガスクロマトグラフ法では、連続計量が不可能であるという課題がある。   However, the above-mentioned Junkers-type flowing water gas calorimeter method and gas chromatograph method have a problem that continuous measurement is impossible.

また、上記速応形熱量計では、長時間の使用において測定値がドリフトするという課題があり、また、装置が大型であるという欠点もある。   Further, the rapid response calorimeter has a problem that the measured value drifts when used for a long time, and has a drawback that the apparatus is large.

また、上述したガス密度式熱量計及び熱伝導率式熱量計には、密度及び熱伝導率は空気成分と可燃性ガス成分とで区別ができないため空気成分が混入すると精度が悪くなる、という問題がある。   In addition, the above-mentioned gas density calorimeter and thermal conductivity calorimeter have the problem that the density and thermal conductivity cannot be distinguished between the air component and the combustible gas component, so the accuracy deteriorates when the air component is mixed. There is.

また、上記特許文献3に記載された方法及び装置では、基準ガスと試料ガスを交互に流す手順が用いられ、また、各ガス用のチャンバーが設けられるなど、測定方法及びそのための装置が比較的複雑であるという課題がある。   Further, in the method and apparatus described in Patent Document 3, the measurement method and the apparatus therefor are comparatively used, such as a procedure in which a reference gas and a sample gas are alternately flowed, and a chamber for each gas is provided. There is a problem of being complicated.

そこで、本発明の目的は、ガスの熱量計であって、ガスの熱量を連続して精度良く計測することが可能であり、比較的簡単な構造で且つ小型の熱量計、等を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas calorimeter that can measure the calorific value of a gas continuously and accurately, and has a relatively simple structure and a small calorimeter. It is.

上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、連続して流入するガスの熱量を計測する熱量計が、加熱素子を包含する酸化触媒と、前記酸化触媒の近傍に前記ガスを導くガス導入管と、前記酸化触媒の周囲に設けられる蓄熱部と、前記蓄熱部の温度を計測する温度計測部と、前記加熱素子によって前記酸化触媒が加熱され、前記ガス導入管によってガスが導入された際に、前記温度計測部によって計測された温度に基づいて、前記ガスの熱量を求める演算部と、を有する、ことである。   In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, a calorimeter that measures the calorific value of a continuously flowing gas includes an oxidation catalyst including a heating element, and the gas in the vicinity of the oxidation catalyst. A gas introduction pipe that leads, a heat storage section provided around the oxidation catalyst, a temperature measurement section that measures the temperature of the heat storage section, and the heating element heats the oxidation catalyst, and gas is introduced through the gas introduction pipe A calculation unit that obtains the amount of heat of the gas based on the temperature measured by the temperature measurement unit.

更に、上記の発明において、一つの態様は、前記演算部は、前記加熱素子に印加された電力量に基づいて前記ガスの熱量を求める、ことを特徴とする。   Furthermore, in the above-mentioned invention, one aspect is characterized in that the calculation unit obtains the amount of heat of the gas based on the amount of power applied to the heating element.

また、上記の発明において、別の態様は、更に、前記酸化触媒と同仕様の参照酸化触媒と、前記参照酸化触媒の周囲に設けられる参照蓄熱部と、前記参照蓄熱部の温度を計測する参照温度計測部と、を有し、前記演算部は、前記参照温度計測部によって計測された温度に基づいて、前記ガスの熱量を求める、ことを特徴とする。   In the above invention, another aspect further includes a reference oxidation catalyst having the same specifications as the oxidation catalyst, a reference heat storage unit provided around the reference oxidation catalyst, and a reference for measuring the temperature of the reference heat storage unit. A temperature measurement unit, and the calculation unit obtains the heat quantity of the gas based on the temperature measured by the reference temperature measurement unit.

更に、上記の発明において、その好ましい態様は、更に、前記酸化触媒に包含される加熱素子が第1抵抗器であり、前記参照酸化触媒に包含される加熱素子が第2抵抗器であり、前記第1抵抗器と前記第2抵抗器が直列に接続され、互いに直列に接続される第3抵抗器及び第4抵抗器が前記第1抵抗器及び前記第2抵抗器と並列に接続される電気回路を有し、前記第1抵抗器と前記第2抵抗器の間の出力端子と、前記第3抵抗器と前記第4抵抗器の間の出力端子との間に、電流計が設けられる、ことを特徴とする。   Furthermore, in the above invention, a preferable aspect thereof is that the heating element included in the oxidation catalyst is a first resistor, the heating element included in the reference oxidation catalyst is a second resistor, and The first resistor and the second resistor are connected in series, and the third resistor and the fourth resistor connected in series with each other are connected in parallel with the first resistor and the second resistor. An ammeter is provided between an output terminal between the first resistor and the second resistor and an output terminal between the third resistor and the fourth resistor; It is characterized by that.

更にまた、上記の発明において、その好ましい態様は、更に、空気を前記酸化触媒に導く空気管を有する、ことを特徴とする。   Furthermore, in the above-described invention, a preferable aspect thereof is further characterized in that an air pipe for guiding air to the oxidation catalyst is further provided.

更に、上記の発明において、一つの態様は、前記空気管の先端が前記酸化触媒の近傍で開口する、ことを特徴とする。   Furthermore, in the above-mentioned invention, one aspect is characterized in that a tip of the air pipe opens in the vicinity of the oxidation catalyst.

また、上記の発明において、他の態様は、前記空気管の先端が前記ガス導入管の内部で開口する、ことを特徴とする。   In the above invention, another aspect is characterized in that a tip of the air pipe opens inside the gas introduction pipe.

また、上記の発明において、一つの態様は、前記酸化触媒が、前記蓄熱部を兼ねる、ことを特徴とする。   Moreover, in the above-described invention, one aspect is characterized in that the oxidation catalyst also serves as the heat storage section.

更に、上記の発明において、その好ましい態様は、前記酸化触媒は、多孔質体で構成され、前記ガス導入管は、前記加熱素子の近傍まで延びる、ことを特徴とする。   Furthermore, in the above invention, a preferred aspect thereof is characterized in that the oxidation catalyst is formed of a porous body, and the gas introduction pipe extends to the vicinity of the heating element.

また、上記の発明において、一つの態様は、前記蓄熱部は、熱電素子で構成される、ことを特徴とする。   Moreover, in the above-mentioned invention, one aspect is characterized in that the heat storage unit is configured by a thermoelectric element.

上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、連続して流入するガスの熱量を計測する熱量計測方法において、加熱素子を包含する酸化触媒と、前記酸化触媒の近傍に前記ガスを導くガス導入管と、前記酸化触媒の周囲に設けられる蓄熱部と、前記蓄熱部の温度を計測する温度計測部と、が設けられ、前記加熱素子によって前記酸化触媒を加熱し、前記ガス導入管によってガスを導入し、前記温度計測部によって計測された温度に基づいて、前記ガスの熱量を求める、ことである。   In order to achieve the above object, another aspect of the present invention provides a calorimetric method for measuring a calorific value of a continuously flowing gas, an oxidation catalyst including a heating element, and the gas in the vicinity of the oxidation catalyst. A gas introduction pipe for guiding the gas, a heat storage part provided around the oxidation catalyst, and a temperature measurement part for measuring the temperature of the heat storage part, the heating element is heated by the heating element, and the gas introduction A gas is introduced through a tube, and the amount of heat of the gas is obtained based on the temperature measured by the temperature measuring unit.

本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。   Further objects and features of the present invention will become apparent from the embodiments of the invention described below.

本発明を適用した熱量計の実施の形態例に係る構成図である。It is a block diagram which concerns on the example of embodiment of the calorimeter to which this invention is applied. 本熱量計1の第1実施例に係る構成図である。1 is a configuration diagram according to a first embodiment of a calorimeter 1. FIG. 熱量計1の第3実施例に係る構成図である。It is a block diagram which concerns on 3rd Example of the calorimeter 1. FIG. 変形形態の説明図である。It is explanatory drawing of a deformation | transformation form. 変形形態を示した図である。It is the figure which showed the deformation | transformation form. 変形形態の説明図である。It is explanatory drawing of a deformation | transformation form.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, such an embodiment does not limit the technical scope of the present invention. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals or reference symbols.

図1は、本発明を適用した熱量計の実施の形態例に係る構成図である。図1に示す熱量計1が本発明を適用した熱量計であり、詳細は後述するが、加熱素子(検知部加熱素子36)を包含した酸化触媒(検知部触媒35)と、当該酸化触媒を囲むように設けられた蓄熱材(検知部蓄熱材33、蓄熱部)が備えられ、加熱素子によって所定の温度に熱せられた酸化触媒の近傍に計測対象であるガスを吹き込んで触媒燃焼させ、その際の蓄熱材の温度などからガスの熱量を計測するものである。当該熱量計1を用いることにより、比較的簡便な装置で連続的なガスの熱量計測が可能となる。   FIG. 1 is a configuration diagram according to an embodiment of a calorimeter to which the present invention is applied. A calorimeter 1 shown in FIG. 1 is a calorimeter to which the present invention is applied. As will be described in detail later, an oxidation catalyst (detection unit catalyst 35) including a heating element (detection unit heating element 36), and the oxidation catalyst A heat storage material (detection unit heat storage material 33, heat storage unit) provided so as to surround is provided, and the gas to be measured is blown into the vicinity of the oxidation catalyst heated to a predetermined temperature by the heating element to perform catalytic combustion, The amount of heat of gas is measured from the temperature of the heat storage material at the time. By using the calorimeter 1, the calorific value of the gas can be continuously measured with a relatively simple device.

図1では、熱量計1の大括りな機能構成を示している。本実施の形態例では、熱量計1は、都市ガスの工場や家屋への供給管(図中のガス管)に設置されて、供給管に流れるガスの熱量を連続して(随時)計測することを想定している。   FIG. 1 shows a general functional configuration of the calorimeter 1. In this embodiment, the calorimeter 1 is installed in a city gas factory or house supply pipe (gas pipe in the figure) and continuously (as needed) measures the amount of heat of the gas flowing through the supply pipe. Assumes that.

ガス流量計測部2は、ガス管から熱量計1に導入されるガスの量を計測する部分である。検知部3は、導入されたガスにより上述した触媒燃焼が行われ、熱量計測のための値が検知される部分であり、参照部4は、ガスを導入せず、熱量計測のためのゼロ点補正を行うための値を計測する部分であり、ガスによる熱量分のみを計測するために参照される部分である。加熱回路部5は、検知部3及び参照部4に設けられる酸化触媒を加熱するための電気回路である。なお、検知部3、参照部4、及び加熱回路部5の具体的な構成(構造)については後述する。   The gas flow rate measuring unit 2 is a part that measures the amount of gas introduced into the calorimeter 1 from the gas pipe. The detection unit 3 is a part where the above-described catalytic combustion is performed by the introduced gas, and a value for heat quantity measurement is detected, and the reference unit 4 does not introduce the gas, and the zero point for heat quantity measurement. It is a part that measures a value for performing correction, and is a part that is referred to in order to measure only the amount of heat generated by gas. The heating circuit unit 5 is an electric circuit for heating the oxidation catalyst provided in the detection unit 3 and the reference unit 4. In addition, the specific structure (structure) of the detection part 3, the reference part 4, and the heating circuit part 5 is mentioned later.

演算部6は、ガス流量計測部2、検知部3及び参照部4で検知された各計測値からガスの熱量を求める部分である。具体的な方法については後述する。なお、当該演算部6は、いわゆるマイクロコンピューター等で構成することができ、図示していないが、CPU、RAM、ROM、ASIC、表示装置、入力装置等を備える。また、外部装置と通信するための通信インターフェースを備えるようにしてもよい。   The calculation unit 6 is a part that calculates the amount of heat of the gas from each measurement value detected by the gas flow rate measurement unit 2, the detection unit 3, and the reference unit 4. A specific method will be described later. The calculation unit 6 can be configured by a so-called microcomputer or the like, and includes a CPU, a RAM, a ROM, an ASIC, a display device, an input device, and the like (not shown). Further, a communication interface for communicating with an external device may be provided.

図2は、本熱量計1の第1実施例に係る構成図である。本熱量計1は、いくつかの実施形態で具現化することができ、まず、第1実施例について図2に基づいて説明する。   FIG. 2 is a configuration diagram of the first calorimeter 1 according to the first embodiment. The calorimeter 1 can be embodied in several embodiments. First, a first example will be described with reference to FIG.

図2に示すように、ガス流量計測部2には流量計21が設けられ、ガス管(上記供給管)から熱量計1に導入するガスの流量(例えば、Vリットル/秒)を、熱量の計測中、連続して計測する。計測された流量は演算部6に送信される。   As shown in FIG. 2, the gas flow rate measuring unit 2 is provided with a flow meter 21, and the flow rate of gas introduced into the calorimeter 1 from the gas pipe (the supply pipe) (for example, V liter / second) Measure continuously during measurement. The measured flow rate is transmitted to the calculation unit 6.

検知部3には、検知部加熱素子36を内部に包含した検知部触媒35が設けられる。検知部触媒35は、例えば球状に固められた酸化触媒であり、Pt系触媒、Pd系触媒などを用いることができる。検知部加熱素子36は電気抵抗(第1抵抗器)であり、後述する加熱回路部5の電気回路(例えば、ホイートストンブリッジ回路)の一部を構成する。当該検知部加熱素子36に電気が印加されることによって検知部触媒35が加熱される。   The detection unit 3 is provided with a detection unit catalyst 35 including a detection unit heating element 36 therein. The detection unit catalyst 35 is, for example, an oxidation catalyst hardened in a spherical shape, and a Pt-based catalyst, a Pd-based catalyst, or the like can be used. The detection unit heating element 36 is an electric resistance (first resistor) and constitutes a part of an electric circuit (for example, a Wheatstone bridge circuit) of the heating circuit unit 5 described later. By applying electricity to the detection unit heating element 36, the detection unit catalyst 35 is heated.

また、検知部3には、図2に示すように、検知部触媒35を上から囲うように検知部蓄熱材33が設けられている。この検知部蓄熱材33は、検知部触媒35及びその近傍で発生した熱量を間接的に把握するために、当該発生した熱を蓄熱する部分である。この検知部蓄熱材33には、アルミなどの熱伝導率が高い金属材料を用いることが適している。また、検知部蓄熱材33の形状は、中空の半球状、計量枡状など上記発生した熱が伝導しやすい形状とする。また、検知部触媒35の周囲を全て覆うような形状としてもよい。   Further, as shown in FIG. 2, the detection unit 3 is provided with a detection unit heat storage material 33 so as to surround the detection unit catalyst 35 from above. This detection part heat storage material 33 is a part which stores the generated heat in order to indirectly grasp the amount of heat generated in the detection part catalyst 35 and its vicinity. For the detection part heat storage material 33, it is suitable to use a metal material having a high thermal conductivity such as aluminum. Moreover, the shape of the detection part heat storage material 33 is made into the shape in which the generated heat | fever is easy to conduct, such as a hollow hemisphere and the shape of a measuring bowl. Moreover, it is good also as a shape which covers the circumference | surroundings of the detection part catalyst 35 altogether.

検知部熱電対34(温度計測部)は、検知部蓄熱材33の温度を計測するものであり、検知部蓄熱材33に設けられ、計測された温度は演算部6に送信される。   The detection unit thermocouple 34 (temperature measurement unit) measures the temperature of the detection unit heat storage material 33, is provided in the detection unit heat storage material 33, and the measured temperature is transmitted to the calculation unit 6.

ガス導入管31は、流量計21で計測されたガスを検知部触媒35の近傍(周囲)に導入する管であり、当該ガス導入管31によってガス管から分岐したガスが検知部触媒35と検知部蓄熱材33の間の空間に導かれる。当該ガス導入管31の先端は、ガスが検知部触媒35に吹きかけられるような位置にすることが好ましい。   The gas introduction pipe 31 is a pipe for introducing the gas measured by the flow meter 21 into the vicinity (surrounding) of the detection section catalyst 35, and the gas branched from the gas pipe by the gas introduction pipe 31 is detected by the detection section catalyst 35. Guided to the space between the partial heat storage materials 33. It is preferable that the tip of the gas introduction pipe 31 is positioned so that the gas is blown onto the detection unit catalyst 35.

エアー管32(空気管)は、ガスが燃焼するための酸素を供給する空気を吹き込む管であり、ガス導入管31と同様に、その先端が、検知部触媒35と検知部蓄熱材33の隙間に位置するように設けられている。従って、空気が検知部触媒35の周囲に吹き込まれる。なお、図示していないが、エアー管32の上流には送風機などを設けることができる。   The air pipe 32 (air pipe) is a pipe that blows in air for supplying oxygen for gas combustion. Like the gas introduction pipe 31, the tip thereof is a gap between the detection unit catalyst 35 and the detection unit heat storage material 33. It is provided so that it may be located in. Accordingly, air is blown around the detection unit catalyst 35. Although not shown, a blower or the like can be provided upstream of the air pipe 32.

次に、参照部4には、図2に示すように、参照部加熱素子46を内部に包含した参照部触媒45(参照酸化触媒)が設けられる。なお、参照部加熱素子46及び参照部触媒45は、検知部加熱素子36及び検知部触媒35と同仕様とする。また、参照部触媒45を上から囲うように参照部蓄熱材43(参照蓄熱部)が設けられており、検知部蓄熱材33と同様の材料及び形状で構成されている。但し、検知部蓄熱材33と同仕様であっても、異仕様であっても問題ない。また、参照部熱電対44(参照温度測定部)が、参照部蓄熱材43に設けられ、参照部蓄熱材43の温度を計測する。計測された温度は演算部6に送信される。   Next, as shown in FIG. 2, the reference portion 4 is provided with a reference portion catalyst 45 (reference oxidation catalyst) including a reference portion heating element 46 therein. The reference part heating element 46 and the reference part catalyst 45 have the same specifications as the detection part heating element 36 and the detection part catalyst 35. Moreover, the reference part heat storage material 43 (reference heat storage part) is provided so that the reference part catalyst 45 may be enclosed from the top, and it is comprised with the material and shape similar to the detection part heat storage material 33. FIG. However, there is no problem even if the specification is the same as or different from that of the detection unit heat storage material 33. Moreover, the reference part thermocouple 44 (reference temperature measurement part) is provided in the reference part heat storage material 43, and measures the temperature of the reference part heat storage material 43. The measured temperature is transmitted to the calculation unit 6.

次に、加熱回路部5には、上記検知部加熱素子36及び上記参照部加熱素子46に電流を流して発熱させるための電気回路が設けられている。当該電気回路は、ここでは、一例として、ホイートストンブリッジ回路を構成している。当該電気回路には、図2に示されるように、電源51によって所定の電圧が印加される、ブリッジ回路があり、その一方の経路には、直列に接続される第1抵抗器としての検知部加熱素子36と第2抵抗器としての参照部加熱素子46が設けられ、それとは並列に接続される他方の経路には、第3抵抗器53と第4抵抗器54が直列に接続されている。   Next, the heating circuit unit 5 is provided with an electric circuit for causing a current to flow through the detection unit heating element 36 and the reference unit heating element 46 to generate heat. Here, as an example, the electric circuit constitutes a Wheatstone bridge circuit. As shown in FIG. 2, the electric circuit includes a bridge circuit to which a predetermined voltage is applied by a power source 51, and a detection unit as a first resistor connected in series is provided on one of the paths. A heating element 36 and a reference portion heating element 46 as a second resistor are provided, and a third resistor 53 and a fourth resistor 54 are connected in series to the other path connected in parallel with the heating element 36. .

これら抵抗器の各抵抗値は、検知部3にガスが導入されていない状態、すなわちガスが燃焼していない状態において、ブリッジ間(検知部加熱素子36と参照部加熱素子46の間の出力端子と、第3抵抗器と第4抵抗器の間の出力端子の間)に電流が流れないような値に調整されている。当該ブリッジ間には、ブリッジ間に流れる電流を計測する電流計52が設けられ、ここで計測された電流値は演算部6に送信される。   The resistance values of these resistors are the values between the bridges (the output terminals between the detection unit heating element 36 and the reference unit heating element 46) when no gas is introduced into the detection unit 3, that is, when the gas is not combusted. And between the output terminals between the third resistor and the fourth resistor). An ammeter 52 that measures the current flowing between the bridges is provided between the bridges, and the current value measured here is transmitted to the calculation unit 6.

次に、このような構成を有する第1実施例における熱量の計測方法について説明する。まず、加熱回路部5の電源51を投入し、検知部加熱素子36からの発熱により検知部触媒35を完全燃焼できる温度域、例えば400℃以上に加熱する。その後、ガス管から流量計21、ガス導入管31を介して概ね一定量の(Vリットル/秒が概ね一定の)ガスを、検知部触媒35の近傍に連続して導入する。導入されたガスは、上記熱せられた検知部触媒35(酸化触媒)及びエアー管32から導入される空気により触媒燃焼し、完全燃焼する。   Next, a method for measuring the amount of heat in the first embodiment having such a configuration will be described. First, the power supply 51 of the heating circuit unit 5 is turned on, and the detection unit catalyst 35 is heated to a temperature range in which the detection unit catalyst 35 can be completely combusted by heat generation from the detection unit heating element 36, for example, 400 ° C. Thereafter, a substantially constant amount of gas (V liter / second is approximately constant) is continuously introduced from the gas pipe into the vicinity of the detection unit catalyst 35 via the flow meter 21 and the gas introduction pipe 31. The introduced gas is catalytically combusted by the heated detector catalyst 35 (oxidation catalyst) and air introduced from the air pipe 32, and is completely combusted.

当該燃焼により検知部触媒35及びその近傍の温度が上昇し、それに伴って検知部蓄熱材33の温度も上昇する。その後も概ね同量のガスが連続して導入されるので、上記燃焼が継続される。これにより、概ね一定した燃焼が継続されるので、燃焼開始後、一定の時間が経過すると、検知部触媒35及び検知部蓄熱材33の状態は安定し双方の温度は概ね一定の状態となる。この状態では、検知部蓄熱材33への入熱と検知部蓄熱材33からの放熱がバランスしている(入熱=放熱)。   Due to the combustion, the temperature of the detection unit catalyst 35 and the vicinity thereof increases, and accordingly, the temperature of the detection unit heat storage material 33 also increases. After that, since the same amount of gas is continuously introduced, the combustion is continued. As a result, substantially constant combustion is continued, so that after a certain period of time has elapsed after the start of combustion, the states of the detection unit catalyst 35 and the detection unit heat storage material 33 become stable, and the temperatures of both become substantially constant. In this state, heat input to the detection unit heat storage material 33 and heat dissipation from the detection unit heat storage material 33 are balanced (heat input = heat dissipation).

一方、参照部4では、上記電源の投入後、参照部加熱素子46からの発熱により参照部触媒45が加熱され、参照部触媒45及びその近傍の温度が上昇する。それに伴って参照部蓄熱材43の温度も上昇する。参照部4には、ガスは導入されないので、燃焼による温度上昇はなく、電源の投入後、一定の時間が経過すると、参照部蓄熱材43の温度は概ね一定な状態となる。この状態では、参照部蓄熱材43への入熱と参照部蓄熱材43からの放熱がバランスしている(入熱=放熱)。   On the other hand, in the reference part 4, after the power is turned on, the reference part catalyst 45 is heated by the heat generated from the reference part heating element 46, and the temperature of the reference part catalyst 45 and the vicinity thereof rises. Accordingly, the temperature of the reference portion heat storage material 43 also increases. Since no gas is introduced into the reference portion 4, there is no temperature rise due to combustion, and the temperature of the reference portion heat storage material 43 becomes substantially constant after a certain time has elapsed after the power is turned on. In this state, heat input to the reference part heat storage material 43 and heat dissipation from the reference part heat storage material 43 are balanced (heat input = heat dissipation).

このように、検知部蓄熱材33と参照部蓄熱材43の温度が概ね一定になると、演算部6は、流量計21から送信されるガス流量(V(リットル/秒))、検知部熱電対34から送信される温度(Td(℃))、及び参照部熱電対44から送信される温度(Tr(℃))に基づいて、下記(1)式を用いて、導入されたガスの熱量(H1(kJ/m))を求める。 As described above, when the temperatures of the detection unit heat storage material 33 and the reference unit heat storage material 43 become substantially constant, the calculation unit 6 calculates the gas flow rate (V (liter / second)) transmitted from the flow meter 21 and the detection unit thermocouple. 34 based on the temperature (Td (° C.)) transmitted from 34 and the temperature (Tr (° C.)) transmitted from the reference portion thermocouple 44, using the following equation (1), the amount of heat of the introduced gas ( H1 (kJ / m 3 )) is obtained.

H1=F1(Wd×Td−Wr×Tr)/V (1)
なお、上記(1)式において、Wdは検知部蓄熱材33の質量(g)(既知)、Wrは参照部蓄熱材43の質量(g)(既知)、F1は予め定められた定数である。
H1 = F1 (Wd × Td−Wr × Tr) / V (1)
In the above equation (1), Wd is the mass (g) (known) of the detection unit heat storage material 33, Wr is the mass (g) (known) of the reference unit heat storage material 43, and F1 is a predetermined constant. .

演算部6は、求めた熱量の値を表示装置に表示すると共に熱量計1内のメモリに記録する。なお、それに代えて又はそれに加えて、演算部6は求めた熱量の値を外部の装置に送信するようにしてもよい。   The calculation unit 6 displays the calculated heat value on the display device and records it in the memory in the calorimeter 1. Note that instead of or in addition to that, the calculation unit 6 may transmit the calculated value of heat quantity to an external device.

本熱量計1では、このような熱量の計測を所定の頻度で(例えば、1秒毎に)連続して実行する。   In the present calorimeter 1, such a calorific value is continuously measured at a predetermined frequency (for example, every second).

なお、上記(1)式は、上記定常状態になり、同じ仕様の触媒及び加熱素子を備える、検知部蓄熱材33及び参照部蓄熱材43への入熱(すなわち、各蓄熱材からの放熱)の差が、導入され完全燃焼したガスの熱量に相当し、上記放熱量は、各蓄熱材がその時点で有している熱量に依存するとの考えに基づくものである。なお、検知部蓄熱材33及び参照部蓄熱材43の比熱は既知である。   In addition, said (1) Formula will be in the said steady state, and the heat input to the detection part heat storage material 33 and the reference part heat storage material 43 provided with the catalyst and heating element of the same specification (namely, heat dissipation from each heat storage material). Is based on the idea that the amount of heat released depends on the amount of heat that each heat storage material has at that time. In addition, the specific heat of the detection part heat storage material 33 and the reference part heat storage material 43 is known.

また、F1は、熱量が既知である基準ガスを用いて同様の計測を行い、その計測から得られる計測値を上記(1)式に当てはめることによって予め決定しておく。なお、F1を定数ではなく温度の関数として決定してもよい。   Further, F1 is determined in advance by performing the same measurement using a reference gas with a known calorie and applying the measurement value obtained from the measurement to the above equation (1). Note that F1 may be determined not as a constant but as a function of temperature.

次に、本熱量計1の信頼性確認及び劣化確認について説明する。上述の通り、加熱回路部5の電気回路では、ガスの非燃焼時に、電流計52の電流値がゼロとなるように調整されているので、上記熱量の計測時には、検知部加熱素子36(第1抵抗器)の温度が上昇し抵抗値が変化するので、電流計52で電流値が検出される(電流値がゼロでなくなる)。当該電気回路がホイートストンブリッジであり、第2抵抗器(参照部加熱素子46)、第3抵抗器53、及び第4抵抗器54の抵抗値が既知であるので、この時点で検出された電流値から、この時点の検知部加熱素子36(第1抵抗器)の抵抗値が求められる。   Next, reliability confirmation and deterioration confirmation of the calorimeter 1 will be described. As described above, in the electric circuit of the heating circuit unit 5, the current value of the ammeter 52 is adjusted to zero when the gas is not combusted. As the temperature of the 1 resistor increases and the resistance value changes, the ammeter 52 detects the current value (the current value is not zero). Since the electric circuit is a Wheatstone bridge and the resistance values of the second resistor (reference portion heating element 46), the third resistor 53, and the fourth resistor 54 are known, the current value detected at this time point From this, the resistance value of the detection unit heating element 36 (first resistor) at this time is obtained.

抵抗器の抵抗値はその温度に依存しており、その関係は予め決定しておけるので、ガスの熱量計測時に、電流計52で検知される電流値から検知部加熱素子36(第1抵抗器)の温度を求めることができる。また、抵抗値が既知の参照部加熱素子46(第2抵抗器)についてもその温度も求められる。   The resistance value of the resistor depends on its temperature, and the relationship can be determined in advance. Therefore, when the calorie of the gas is measured, the detection unit heating element 36 (first resistor) is detected from the current value detected by the ammeter 52. ) Temperature can be obtained. Further, the temperature of the reference portion heating element 46 (second resistor) having a known resistance value is also obtained.

従って、上述した熱電対34、44で計測される蓄熱材33、43の温度Td、Trと、上記電流値から求められた検知部加熱素子36(第1抵抗器)及び参照部加熱素子46(第2抵抗器)の温度を比較することにより、熱電対34、44による温度測定の信頼性をチェックすることができる。   Accordingly, the temperature Td and Tr of the heat storage materials 33 and 43 measured by the thermocouples 34 and 44 described above, and the detection unit heating element 36 (first resistor) and the reference unit heating element 46 ( By comparing the temperature of the second resistor), the reliability of the temperature measurement by the thermocouples 34 and 44 can be checked.

当該信頼性の確認は、演算部6によって、ガスの熱量計測と同じタイミングで常時行ってもよいし、それよりも長い周期で行うようにしてもよい。   The confirmation of the reliability may be always performed by the calculation unit 6 at the same timing as the gas calorie measurement, or may be performed at a longer cycle.

また、酸化触媒(特に、検知部触媒35)の劣化を確認するために、定期的にガスを導入せずに電流計52の値をチェックするようにしてもよい。これにより、ゼロ点のドリフト状況を把握することができる。電流計52で検出された電流値がゼロでなければ、ゼロ点がドリフトしていると考えられ、その幅が増加傾向あるいは減少傾向であれば酸化触媒が劣化していると推察される。   Further, in order to confirm the deterioration of the oxidation catalyst (in particular, the detection unit catalyst 35), the value of the ammeter 52 may be checked without periodically introducing gas. Thereby, the drift situation of the zero point can be grasped. If the current value detected by the ammeter 52 is not zero, it is considered that the zero point is drifting, and if the width is increasing or decreasing, it is assumed that the oxidation catalyst has deteriorated.

また、検知部3と参照部4の触媒及び加熱素子を定期的に入れ換えて(互いに交換して)用い、当該交換による計測結果の変化から酸化触媒の劣化を把握する様にしてもよい。   Further, the catalyst and the heating element of the detection unit 3 and the reference unit 4 may be periodically exchanged (exchanged with each other), and the deterioration of the oxidation catalyst may be grasped from the change in the measurement result due to the exchange.

次に、第2実施例について説明する。当該実施例の熱量計1は、第1実施例と加熱回路部5のみが異なる。第2実施例の加熱回路部5は、上述したホイートストンブリッジ回路を有さず、単に検知部3(検知部加熱素子36)及び参照部4(参照部加熱素子46)に所定の電力を供給する電気回路を備えている。検知部触媒35、検知部加熱素子36、参照部触媒45、及び参照部加熱素子46は、第1実施例の場合と同仕様である。   Next, a second embodiment will be described. The calorimeter 1 of this embodiment is different from the first embodiment only in the heating circuit unit 5. The heating circuit unit 5 of the second embodiment does not have the Wheatstone bridge circuit described above, and simply supplies predetermined power to the detection unit 3 (detection unit heating element 36) and the reference unit 4 (reference unit heating element 46). It has an electric circuit. The detection part catalyst 35, the detection part heating element 36, the reference part catalyst 45, and the reference part heating element 46 have the same specifications as in the first embodiment.

また、計測方法も第1実施例と同様である。なお、ホイートストンブリッジ回路を用いた信頼性及び劣化の確認は行えない。第2実施例では、ガスを導入しない場合、検知部3と参照部4の触媒及び加熱素子を入れ換えた場合の計測値からゼロ点の補正、酸化触媒の劣化の把握を行う。   The measuring method is the same as that in the first embodiment. Note that reliability and deterioration cannot be confirmed using a Wheatstone bridge circuit. In the second embodiment, when no gas is introduced, the zero point is corrected and the deterioration of the oxidation catalyst is grasped from the measured values when the catalyst and the heating element of the detection unit 3 and the reference unit 4 are exchanged.

次に、第3実施例について説明する。図3は、熱量計1の第3実施例に係る構成図である。図3に示されるように、第3実施例の熱量計1は参照部4を有していない。ガス流量計測部2及び検知部3は、第1実施例と同様の構成であり、各部は同仕様である。   Next, a third embodiment will be described. FIG. 3 is a configuration diagram according to the third embodiment of the calorimeter 1. As shown in FIG. 3, the calorimeter 1 of the third embodiment does not have the reference unit 4. The gas flow rate measurement unit 2 and the detection unit 3 have the same configuration as that of the first embodiment, and each unit has the same specifications.

また、加熱回路部5は、図示していないが、単に検知部3(検知部加熱素子36)に所定の電力を供給する電気回路を備えている。   Moreover, although not shown in figure, the heating circuit part 5 is provided with the electric circuit which supplies predetermined electric power only to the detection part 3 (detection part heating element 36).

ガスの熱量計測は以下のようにして行われる。まず、加熱回路部5の電源(図示せず)を投入し、検知部加熱素子36からの発熱により検知部触媒35を完全燃焼できる温度域、例えば、400℃以上に加熱する。その後、ガス管から流量計21、ガス導入管31を介して概ね一定量の(Vリットル/秒が概ね一定の)ガスを、検知部触媒35の近傍に連続して導入する。導入されたガスは、上記熱せられた検知部触媒35(酸化触媒)及びエアー管32から導入される空気により触媒燃焼し、完全燃焼する。   The calorific value of the gas is measured as follows. First, a power source (not shown) of the heating circuit unit 5 is turned on, and the detection unit catalyst 35 is heated to a temperature range in which the detection unit catalyst 35 can be completely burned by heat generated from the detection unit heating element 36, for example, 400 ° C. Thereafter, a substantially constant amount of gas (V liter / second is approximately constant) is continuously introduced from the gas pipe into the vicinity of the detection unit catalyst 35 via the flow meter 21 and the gas introduction pipe 31. The introduced gas is catalytically combusted by the heated detector catalyst 35 (oxidation catalyst) and air introduced from the air pipe 32, and is completely combusted.

当該燃焼により検知部触媒35及びその近傍の温度が上昇し、それに伴って検知部蓄熱材33の温度も上昇する。その後も概ね同量のガスが連続して導入されるので、上記燃焼が継続される。これにより、概ね一定した燃焼が継続されるので、燃焼開始後、一定の時間が経過すると、検知部触媒35及び検知部蓄熱材33の状態は安定し双方の温度は概ね一定の状態となる。この状態では、検知部蓄熱材33への入熱と検知部蓄熱材33からの放熱がバランスしている(入熱=放熱)。   Due to the combustion, the temperature of the detection unit catalyst 35 and the vicinity thereof increases, and accordingly, the temperature of the detection unit heat storage material 33 also increases. After that, since the same amount of gas is continuously introduced, the combustion is continued. As a result, substantially constant combustion is continued, so that after a certain period of time has elapsed after the start of combustion, the states of the detection unit catalyst 35 and the detection unit heat storage material 33 become stable, and the temperatures of both become substantially constant. In this state, heat input to the detection unit heat storage material 33 and heat dissipation from the detection unit heat storage material 33 are balanced (heat input = heat dissipation).

このように、検知部蓄熱材33の温度が概ね一定になると、演算部6は、流量計21から送信されるガス流量(V(リットル/秒))、検知部熱電対34から送信される温度(Td(℃))、及び検知部加熱素子36への印加電力量(Wi(kJ))に基づいて、下記(2)式を用いて、導入されたガスの熱量(H2(kJ/m))を求める。 As described above, when the temperature of the detection unit heat storage material 33 becomes substantially constant, the calculation unit 6 transmits the gas flow rate (V (liter / second)) transmitted from the flow meter 21 and the temperature transmitted from the detection unit thermocouple 34. Based on (Td (° C.)) and the amount of electric power applied to the detector heating element 36 (Wi (kJ)), the following equation (2) is used to calculate the amount of heat of the introduced gas (H2 (kJ / m 3). )).

H2=F2(Wd×Td)/V−Wi/V (2)
なお、上記(2)式において、Wdは検知部蓄熱材33の質量(g)(既知)、F2は予め定められた定数である。また、印加電力量Wiは、加熱回路部5から演算部6に与えられる。
H2 = F2 (Wd × Td) / V−Wi / V (2)
In the above equation (2), Wd is the mass (g) (known) of the detection unit heat storage material 33, and F2 is a predetermined constant. The applied power amount Wi is given from the heating circuit unit 5 to the calculation unit 6.

演算部6は、求めた熱量の値を表示装置に表示すると共に熱量計1内のメモリに記録する。なお、それに代えて又はそれに加えて、演算部6は求めた熱量の値を外部の装置に送信するようにしてもよい。   The calculation unit 6 displays the calculated heat value on the display device and records it in the memory in the calorimeter 1. Note that instead of or in addition to that, the calculation unit 6 may transmit the calculated value of heat quantity to an external device.

本熱量計1では、このような熱量の計測を所定の頻度で(例えば、1秒毎に)連続して実行する。   In the present calorimeter 1, such a calorific value is continuously measured at a predetermined frequency (for example, every second).

なお、上記(2)式は、上記定常状態になった検知部蓄熱材33への入熱(すなわち、各蓄熱材からの放熱)が、検知部加熱素子36への印加電力量と導入され完全燃焼したガスの熱量に相当し、上記放熱量は、蓄熱材がその時点で有している熱量に依存するとの考えに基づくものである。なお、検知部蓄熱材33の比熱は既知である。   It should be noted that the above formula (2) is completely obtained when the heat input to the detection unit heat storage material 33 in the steady state (that is, the heat release from each heat storage material) is introduced with the amount of electric power applied to the detection unit heating element 36. It corresponds to the amount of heat of the burned gas, and the heat release amount is based on the idea that the heat storage material depends on the amount of heat that the heat storage material has at that time. In addition, the specific heat of the detection part heat storage material 33 is known.

また、F2は、熱量が既知である基準ガスを用いて同様の計測を行い、その計測から得られる計測値を上記(2)式に当てはめることによって予め決定しておく。なお、F2を定数ではなく温度の関数として決定してもよい。   Further, F2 is determined in advance by performing the same measurement using a reference gas with a known calorie, and applying the measurement value obtained from the measurement to the above equation (2). Note that F2 may be determined not as a constant but as a function of temperature.

なお、第3実施例の熱量計1では、ゼロ点補正のため、定期的にガスを導入しないで計測を行う。当該計測により出力(熱量H2)がゼロにならない場合には、上記(2)式に熱量H2がゼロになるような定数項を加えるなどの補正を行う。なお、当該ゼロ点補正の処理は、演算部6が行うようにすることができる。   In addition, in the calorimeter 1 of 3rd Example, it measures without introduce | transducing gas regularly for zero point correction | amendment. When the output (heat amount H2) does not become zero by the measurement, correction is performed such as adding a constant term that makes the heat amount H2 zero in the above equation (2). The zero point correction process can be performed by the calculation unit 6.

以上、第1〜第3実施例について説明したが、各実施例において、以下のような変形形態とすることもできる。   Although the first to third embodiments have been described above, the following modifications may be made in each embodiment.

まず、エアー管32を設けない形態としてもよい。この場合、ガスの燃焼に必要な空気は、検知部触媒35の周囲に自然に導入されるようにする必要があるので、検知部蓄熱材33は検知部触媒35を全て覆う(囲う)形状とせず、一部が開放された形状とする。当該エアー管32を設けない形態では、エアー管自体、空気を送る送風機等の装置、及び、エラー管を通すための検知部蓄熱材33の孔等を設ける必要がなく、装置の構造(構成)を簡略化することができる。   First, the air pipe 32 may not be provided. In this case, since the air necessary for gas combustion needs to be naturally introduced around the detection unit catalyst 35, the detection unit heat storage material 33 is configured to cover (enclose) all the detection unit catalyst 35. First, the shape is partially open. In the form in which the air pipe 32 is not provided, it is not necessary to provide the air pipe itself, a device such as a blower for sending air, and a hole of the detection part heat storage material 33 for passing the error pipe, and the structure (configuration) of the device. Can be simplified.

また、他の形態として、エアー管32をガス導入管31に合流させるようにしてもよい。換言すれば、エアー管32の空気が放出される先端部(開口部)をガス導入管31の内部に設けるようにしてもよい。この場合、当該合流の位置は、流量計21の下流側で、ガス導入管31の先端部(開口部)までの間とする。さらに、その位置を、流量計21の下流側で、検知部蓄熱材33に至るまでの間とすることが好ましい。このような形態とすることにより、検知部触媒35の周囲に、事前によく混合されたガスと空気が導入されることになり、より燃焼を完全なものにすることができる。さらに、上記合流を検知部蓄熱材33に至るまでに行うことにより、検知部蓄熱材33に管を通すための孔を1つ設ければよくなり、構造を簡単なものにでき、施工も容易となる。   As another form, the air pipe 32 may be joined to the gas introduction pipe 31. In other words, a tip portion (opening portion) from which air from the air pipe 32 is released may be provided inside the gas introduction pipe 31. In this case, the position of the merge is between the downstream side of the flow meter 21 and the tip (opening) of the gas introduction pipe 31. Furthermore, it is preferable that the position is between the downstream side of the flow meter 21 and the detection part heat storage material 33. By setting it as such a form, the gas and air mixed well beforehand are introduce | transduced around the detection part catalyst 35, and combustion can be made more perfect. Further, by performing the merging before reaching the detection part heat storage material 33, it is only necessary to provide one hole for passing the pipe through the detection part heat storage material 33, the structure can be simplified, and construction is easy. It becomes.

次に、検知部触媒35が検知部蓄熱材33を兼ねる形態としてもよい。換言すれば、検知部触媒35を大きくして検知部蓄熱材33を省く構成である。図4は、当該形態の説明図である。当該変形形態では、検知部触媒35に検知部熱電対34が設けられる。この場合、参照部4があれば、参照部触媒45が参照部蓄熱材43を兼ね、参照部触媒45に参照部熱電対44が設けられる。   Next, the detection unit catalyst 35 may also serve as the detection unit heat storage material 33. In other words, the detection unit catalyst 35 is enlarged and the detection unit heat storage material 33 is omitted. FIG. 4 is an explanatory diagram of the embodiment. In the modification, the detection unit catalyst 35 is provided with a detection unit thermocouple 34. In this case, if there is the reference part 4, the reference part catalyst 45 also serves as the reference part heat storage material 43, and the reference part catalyst 45 is provided with the reference part thermocouple 44.

更に、この変形形態において、検知部触媒35を多孔質体で構成し、ガス導入管31を検知部触媒35に挿入し、ガス導入管31のガスを噴き出す先端が検知部加熱素子36の近傍に達すように構成してもよい。図5は、当該形態を示した図である。   Furthermore, in this modified embodiment, the detection unit catalyst 35 is formed of a porous body, the gas introduction pipe 31 is inserted into the detection unit catalyst 35, and the tip from which the gas in the gas introduction pipe 31 is ejected is in the vicinity of the detection unit heating element 36. It may be configured to reach. FIG. 5 is a diagram showing the embodiment.

次に、検知部蓄熱材33に熱電素子を用いる形態としてもよい。図6は、当該形態の説明図である。当該形態では、図6に示されるように、検知部熱電対34は、検知部蓄熱材33(熱電素子)の外側表面に設けられ外気の温度を計測する。熱電素子で得られる発電量は、熱電素子の温度と外気温度との差に依存するので、発電量と外気温度を計測することによって検知部蓄熱材33(熱電素子)の温度を得ることができる。当該変形形態では、演算部6は、このようにして求めた検知部蓄熱材33(熱電素子)の温度を上述したガス熱量の算出に用いる。   Next, it is good also as a form which uses a thermoelectric element for the detection part heat storage material 33. FIG. FIG. 6 is an explanatory diagram of the embodiment. In this mode, as shown in FIG. 6, the detection unit thermocouple 34 is provided on the outer surface of the detection unit heat storage material 33 (thermoelectric element) and measures the temperature of the outside air. Since the power generation amount obtained by the thermoelectric element depends on the difference between the temperature of the thermoelectric element and the outside air temperature, the temperature of the detection unit heat storage material 33 (thermoelectric element) can be obtained by measuring the power generation amount and the outside air temperature. . In the said modification, the calculating part 6 uses the temperature of the detection part heat storage material 33 (thermoelectric element) calculated | required in this way for calculation of the gas calorie | heat amount mentioned above.

なお、発電された電力は、二次電池やキャパシタで畜電し、熱量計1の計測回路や演算回路で用いる。   The generated electric power is charged by a secondary battery or a capacitor and used in a measurement circuit or an arithmetic circuit of the calorimeter 1.

以上説明したように、本実施の形態例に係る熱量計1では、ガスの熱量を定常状態となった検知部蓄熱材33の温度に基づいて求めることができるので、熱量の連続計測が可能であり、また、熱量計1を比較的簡単な構造とすることができる。   As described above, in the calorimeter 1 according to the present embodiment, the calorific value of the gas can be obtained based on the temperature of the detection unit heat storage material 33 in a steady state, so that the calorific value can be continuously measured. In addition, the calorimeter 1 can have a relatively simple structure.

また、第3実施例のように、参照部4を設けずに、熱量を酸化触媒に印加される電力量を用いて求めるようにすることにより、さらに、簡単な構造、小型な装置とすることができる。   Further, as in the third embodiment, without providing the reference unit 4, the amount of heat is obtained by using the amount of electric power applied to the oxidation catalyst, thereby further simplifying the structure and reducing the size of the device. Can do.

また、第1及び第2実施例のように、参照部4を設けることにより、ゼロ点補正がなされた計測結果を得られ、計測精度を向上させることができる。また、酸化触媒の劣化診断を容易に行うこともできる。   In addition, by providing the reference unit 4 as in the first and second embodiments, a measurement result with zero point correction can be obtained, and measurement accuracy can be improved. Further, the deterioration diagnosis of the oxidation catalyst can be easily performed.

また、第1実施例のように、加熱回路部5にホイーストンブリッジを備えることにより、温度測定(熱電対)の信頼性確認及び酸化触媒の劣化確認を容易に行うことができる。   Moreover, by providing the heating circuit part 5 with a Wheatstone bridge as in the first embodiment, it is possible to easily check the reliability of temperature measurement (thermocouple) and the deterioration of the oxidation catalyst.

また、エアー管32を設けることにより、ガス燃焼領域に確実に酸素を供給でき、ガスの完全燃焼が達成され、計測精度の向上を図れる。   Also, by providing the air pipe 32, oxygen can be reliably supplied to the gas combustion region, complete gas combustion is achieved, and measurement accuracy can be improved.

さらに、エアー管32の先端を酸化触媒の近傍で開口するようにすることにより、良好な燃焼がなされる。   Furthermore, good combustion is achieved by opening the tip of the air tube 32 in the vicinity of the oxidation catalyst.

また、エアー管32の先端をガス導入管31の内部で開口することにより、事前に良く混合されたガスと空気を酸化触媒の周囲に供給でき、燃焼をさらに完全なものにすることができる。   Further, by opening the tip of the air pipe 32 inside the gas introduction pipe 31, gas and air mixed well in advance can be supplied around the oxidation catalyst, and combustion can be made more complete.

また、酸化触媒が蓄熱材を兼ねた構成とすることにより、酸化触媒から蓄熱材への熱伝導に係る熱ロスをなくすことができ、より精度の高い計測が可能となる。   Further, by adopting a configuration in which the oxidation catalyst also serves as the heat storage material, heat loss related to heat conduction from the oxidation catalyst to the heat storage material can be eliminated, and measurement with higher accuracy is possible.

また、酸化触媒を多孔質体で構成し、その中にガス導入管31を挿入する形態とすることで、ガスを確実に完全燃焼させることができる。   In addition, by forming the oxidation catalyst with a porous body and inserting the gas introduction pipe 31 therein, the gas can be surely completely burned.

また、蓄熱材を熱電素子で構成することにより、発電した電力を熱量計1の動作に利用でき、消費電力を削減することができる。   Moreover, by comprising a thermal storage element with a thermoelectric element, the generated electric power can be utilized for operation | movement of the calorimeter 1, and power consumption can be reduced.

本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。   The protection scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but covers the invention described in the claims and equivalents thereof.

1 熱量計、 2 ガス流量計測部、 3 検知部、 4 参照部、 5 加熱回路部、 6 演算部、 21 流量計、 31 ガス導入管、 32 エアー管、 33 検知部蓄熱材、 34 検知部熱電対、 35 検知部触媒、 36 検知部加熱素子、 43 参照部蓄熱材、 44 参照部熱電対、 45 参照部触媒、 46 参照部加熱素子、 51 電源、 52 電流計、 53 第3抵抗器、 54 第4抵抗器   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Calorimeter, 2 Gas flow measurement part, 3 Detection part, 4 Reference part, 5 Heating circuit part, 6 Calculation part, 21 Flowmeter, 31 Gas introduction pipe, 32 Air pipe, 33 Detection part thermal storage material, 34 Detection part thermoelectric Pair, 35 sensing part catalyst, 36 sensing part heating element, 43 reference part heat storage material, 44 reference part thermocouple, 45 reference part catalyst, 46 reference part heating element, 51 power source, 52 ammeter, 53 third resistor, 54 4th resistor

Claims (11)

連続して流入するガスの熱量を計測する熱量計であって、
加熱素子を包含する酸化触媒と、
前記酸化触媒の近傍に前記ガスを導くガス導入管と、
前記酸化触媒の周囲に設けられる蓄熱部と、
前記蓄熱部の温度を計測する温度計測部と、
前記加熱素子によって前記酸化触媒が加熱され、前記ガス導入管によってガスが導入された際に、前記温度計測部によって計測された温度に基づいて、前記ガスの熱量を求める演算部と、を有する
ことを特徴とする熱量計。
A calorimeter that measures the calorific value of continuously flowing gas,
An oxidation catalyst including a heating element;
A gas introduction pipe for guiding the gas in the vicinity of the oxidation catalyst;
A heat storage section provided around the oxidation catalyst;
A temperature measurement unit for measuring the temperature of the heat storage unit;
A calculation unit that obtains the amount of heat of the gas based on the temperature measured by the temperature measurement unit when the oxidation catalyst is heated by the heating element and the gas is introduced by the gas introduction pipe. A calorimeter characterized by
請求項1において、
前記演算部は、前記加熱素子に印加された電力量に基づいて前記ガスの熱量を求める
ことを特徴とする熱量計。
In claim 1,
The said calculating part calculates | requires the calorie | heat amount of the said gas based on the electric energy applied to the said heating element. The calorimeter characterized by the above-mentioned.
請求項1において、更に、
前記酸化触媒と同仕様の参照酸化触媒と、
前記参照酸化触媒の周囲に設けられる参照蓄熱部と、
前記参照蓄熱部の温度を計測する参照温度計測部と、を有し、
前記演算部は、前記参照温度計測部によって計測された温度に基づいて、前記ガスの熱量を求める
ことを特徴とする熱量計。
In claim 1, further comprising:
A reference oxidation catalyst having the same specifications as the oxidation catalyst;
A reference heat storage section provided around the reference oxidation catalyst;
A reference temperature measurement unit that measures the temperature of the reference heat storage unit,
The said calculating part calculates | requires the calorie | heat amount of the said gas based on the temperature measured by the said reference temperature measurement part. The calorimeter characterized by the above-mentioned.
請求項3において、更に、
前記酸化触媒に包含される加熱素子が第1抵抗器であり、前記参照酸化触媒に包含される加熱素子が第2抵抗器であり、前記第1抵抗器と前記第2抵抗器が直列に接続され、互いに直列に接続される第3抵抗器及び第4抵抗器が前記第1抵抗器及び前記第2抵抗器と並列に接続される電気回路を有し、
前記第1抵抗器と前記第2抵抗器の間の出力端子と、前記第3抵抗器と前記第4抵抗器の間の出力端子との間に、電流計が設けられる
ことを特徴とする熱量計。
In claim 3, further:
The heating element included in the oxidation catalyst is a first resistor, the heating element included in the reference oxidation catalyst is a second resistor, and the first resistor and the second resistor are connected in series. A third resistor and a fourth resistor connected in series with each other have an electric circuit connected in parallel with the first resistor and the second resistor;
An ammeter is provided between an output terminal between the first resistor and the second resistor and an output terminal between the third resistor and the fourth resistor. Total.
請求項1乃至4のいずれかにおいて、更に、
空気を前記酸化触媒に導く空気管を有する
ことを特徴とする熱量計。
In any one of Claims 1 thru | or 4, Furthermore,
A calorimeter comprising an air pipe for guiding air to the oxidation catalyst.
請求項5において、
前記空気管の先端が前記酸化触媒の近傍で開口する
ことを特徴とする熱量計。
In claim 5,
A calorimeter characterized in that a tip of the air pipe opens in the vicinity of the oxidation catalyst.
請求項5において、
前記空気管の先端が前記ガス導入管の内部で開口する
ことを特徴とする熱量計。
In claim 5,
A calorimeter characterized in that the tip of the air pipe opens inside the gas introduction pipe.
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記酸化触媒が、前記蓄熱部を兼ねる
ことを特徴とする熱量計。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The calorimeter, wherein the oxidation catalyst also serves as the heat storage unit.
請求項8において、
前記酸化触媒は、多孔質体で構成され、
前記ガス導入管は、前記加熱素子の近傍まで延びる
ことを特徴とする熱量計。
In claim 8,
The oxidation catalyst is composed of a porous body,
The gas introduction pipe extends to the vicinity of the heating element.
請求項1乃至7のいずれかにおいて、
前記蓄熱部は、熱電素子で構成される
ことを特徴とする熱量計。
In any one of Claims 1 thru | or 7,
The heat storage unit is composed of a thermoelectric element.
連続して流入するガスの熱量を計測する熱量計測方法であって、
加熱素子を包含する酸化触媒と、
前記酸化触媒の近傍に前記ガスを導くガス導入管と、
前記酸化触媒の周囲に設けられる蓄熱部と、
前記蓄熱部の温度を計測する温度計測部と、が設けられ、
前記加熱素子によって前記酸化触媒を加熱し、前記ガス導入管によってガスを導入し、前記温度計測部によって計測された温度に基づいて、前記ガスの熱量を求める
ことを特徴とする熱量計測方法。
A calorimetric method for measuring the calorific value of gas that flows continuously,
An oxidation catalyst including a heating element;
A gas introduction pipe for guiding the gas in the vicinity of the oxidation catalyst;
A heat storage section provided around the oxidation catalyst;
A temperature measuring unit for measuring the temperature of the heat storage unit, and
A calorific value measuring method characterized in that the oxidation catalyst is heated by the heating element, a gas is introduced by the gas introduction pipe, and the calorific value of the gas is obtained based on the temperature measured by the temperature measuring unit.
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