JP2017075882A - Calorimeter - Google Patents

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尚史 小澤
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博憲 波多野
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良春 名川
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Yasushiro Gomi
保城 五味
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a calorimeter which can improve easiness of installation by reduction in size and which can suppress deterioration in measurement accuracy, while making continuous measurement possible.SOLUTION: A calorimeter 20 for obtaining a calorific value on the basis of increase in temperature during combustion of a fuel gas includes: a pipe material 25 through which the fuel gas as a measurement object flows; a catalyst layer 26 which is provided inside the pipe material 25 and which makes the fuel gas to catalytically combust; a coil 27 for heating a portion on the pipe material 25, at which the catalyst layer 26 is provided; and a temperature measurement part 28 for outputting a signal corresponding to the temperature at the portion.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、熱量計に関する。   The present invention relates to a calorimeter.

従来、ユンカース式流水形ガス熱量計やガスクロマトグラフ法を用いた熱量計が知られている。ユンカース式流水形ガス熱量計は、燃料ガスの燃焼によって得られる燃焼熱で一定流速の流水を加熱し、流水の温度上昇と流量とから燃料ガスの発熱量を求めるものである。また、ガスクロマトグラフ法を用いた熱量計は、燃料ガスの組成成分をガスクロマトグラフを用いて測定し、測定で得られたそれぞれの濃度の成分に対して発熱量を乗じることで、燃料ガスの発熱量を求めるものである。しかし、ユンカース式流水形ガス熱量計及びガスクロマトグラフ法を用いた熱量計は、その原理上、連続した発熱量の測定が不可能であるという課題を有していた。   2. Description of the Related Art Conventionally, a Junkers-type flowing water gas calorimeter and a calorimeter using a gas chromatograph method are known. The Junkers-type flowing water gas calorimeter heats flowing water at a constant flow rate with combustion heat obtained by combustion of fuel gas, and obtains the calorific value of the fuel gas from the temperature rise and flow rate of the flowing water. A calorimeter using the gas chromatograph method measures the composition component of the fuel gas using the gas chromatograph, and multiplies the component of each concentration obtained by the measurement with the calorific value, thereby generating the heat of the fuel gas. The amount is to be calculated. However, the Junkers flow water type gas calorimeter and the calorimeter using the gas chromatograph method have a problem that, based on the principle, continuous calorific value cannot be measured.

そこで、連続測定を可能とするものとして、速応形熱量計が提案されている。この速応形熱量計は、燃焼器に燃料ガスと空気とを送出し、燃焼器においてこれらを燃焼させたときの上昇温度、燃料ガスの流量、及び空気の流量から、演算により燃料ガスの発熱量を求めるものである(特許文献1参照)。このような構成であるため、燃料ガスと空気とを連続的に燃焼器に供給し、その温度を測定すれば発熱量を測定できるため、原理上、連続した計量が可能となる。   Thus, a rapid response calorimeter has been proposed as one capable of continuous measurement. This rapid response calorimeter sends fuel gas and air to the combustor, and heats up the fuel gas by calculation from the rise temperature, fuel gas flow rate, and air flow rate when they are burned in the combustor. The amount is obtained (see Patent Document 1). Since it is such a structure, since fuel gas and air can be continuously supplied to a combustor and the temperature can be measured, the calorific value can be measured. Therefore, in principle, continuous measurement is possible.

また、ガス密度式熱量計や熱伝導率式熱量計といった熱量計についても提案されている。ガス密度式熱量計は、燃料ガスの密度を求め、発熱量とガス密度とに相関があることを利用して、発熱量を求めるものである。また、熱伝導式熱量計は、燃料ガスの熱伝導率を求め、発熱量と熱伝導率とに相関があることを利用して、発熱量を求めるものである(特許文献2参照)。   Also, calorimeters such as a gas density calorimeter and a thermal conductivity calorimeter have been proposed. The gas density calorimeter obtains the density of the fuel gas and obtains the calorific value by utilizing the correlation between the calorific value and the gas density. The heat conduction calorimeter calculates the heat conductivity of the fuel gas, and uses the fact that there is a correlation between the heat generation and the heat conductivity (see Patent Document 2).

また、触媒燃焼を用いた熱量計についても提案されている。この熱量計は、基準ガスと試料ガスとを固定容積のチャンバから触媒装置に向けて流し、その際に圧力変換器にて減少する圧力を検知してモル量流量を計算する。さらに、熱量計は、触媒装置内における燃焼熱も検知し、モル流量と燃焼熱とから発熱量を計算する(特許文献3参照)。   A calorimeter using catalytic combustion has also been proposed. In this calorimeter, a reference gas and a sample gas are flowed from a fixed-volume chamber toward the catalyst device, and at that time, a pressure that decreases is detected by a pressure converter to calculate a molar flow rate. Furthermore, the calorimeter also detects the combustion heat in the catalyst device, and calculates the calorific value from the molar flow rate and the combustion heat (see Patent Document 3).

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、特許文献1に記載の速応形熱量計は、もともと都市ガスの製造現場で使用することを想定されて作られたものであり燃焼部がある程度の大きさを有することから、全体として大型であり設置が容易ではない。また、ガス密度式熱量計や熱伝導率式熱量計(特許文献2に記載の熱量計)は空気成分が混入すると精度が悪くなるという問題を有しており、速応形熱量計ほどの測定精度を得ることが難しいものである。さらに、特許文献3に記載の触媒燃焼を用いた熱量計についても、燃焼部がある程度の大きさを有するものであり大型化が免れるものではない。   However, the rapid response calorimeter described in Patent Document 1 is originally made on the assumption that it is used at the production site of city gas, and since the combustion part has a certain size, it is large as a whole. It is not easy to install. In addition, gas density calorimeters and thermal conductivity calorimeters (calorimeters described in Patent Document 2) have a problem that the accuracy deteriorates when air components are mixed in. It is difficult to obtain accuracy. Furthermore, the calorimeter using catalytic combustion described in Patent Document 3 also has a certain size in the combustor and does not escape the increase in size.

本発明はこのような従来の課題を解決するためになされたものであり、その発明の目的とするところは、連続測定を可能としつつも、小型化を図って設置の容易性を高めることができ、且つ、測定精度の低下を抑えることができる熱量計を提供することにある。   The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to reduce the size and increase the ease of installation while enabling continuous measurement. An object of the present invention is to provide a calorimeter capable of suppressing a decrease in measurement accuracy.

本発明の熱量計は、燃料ガスを燃焼させたときの温度上昇に基づいて発熱量を求めるための熱量計であって、測定対象となる燃料ガスが流れる管材と、前記管材の内側に設けられ、燃料ガスを接触燃焼させるための触媒層と、前記触媒層が設けられる前記管材上の部位を加熱する発熱源と、前記部位における温度に応じた信号を出力する温度測定手段と、を備えることを特徴とする。   A calorimeter according to the present invention is a calorimeter for obtaining a calorific value based on a temperature rise when fuel gas is burned, and is provided inside a pipe material through which a fuel gas to be measured flows. A catalyst layer for catalytically burning the fuel gas, a heat generation source for heating a portion on the pipe member on which the catalyst layer is provided, and a temperature measuring means for outputting a signal corresponding to the temperature at the portion. It is characterized by.

この熱量計によれば、管材と、管材内側にて燃料ガスを接触燃焼させるための触媒層と、触媒層が設けられる管材上の部位を加熱する発熱源とを備えるため、発熱源による発熱及び触媒層を利用した接触燃焼により燃料ガスを燃焼させることができる。このため、連続的に燃料ガスを流しながら発熱源による発熱及び触媒層を利用した接触燃焼により燃料ガスを燃焼させ続けることが可能となり、発熱量を連続測定することができる。また、上記構成であるため、燃料ガスの燃焼部として機能する部分は管径程度の大きさに収まり、例えば発熱源がコイルである場合にはコイルを含めた大きさも燃料ガスを流通させる流路より僅かに大きい程度とすることができるため、小型化が可能となる。しかも、燃料ガスを燃焼させたときの実際の温度上昇に基づいて発熱量を求めるため、成分分析等などを行う必要が無く、測定精度の低下を防止することができる。従って、連続測定を可能としつつも、小型化を図って設置の容易性を高めることができ、且つ、測定精度の低下を抑えることができる。   According to this calorimeter, since it includes a pipe, a catalyst layer for catalytic combustion of fuel gas inside the pipe, and a heat generation source for heating a portion on the pipe where the catalyst layer is provided, heat generation by the heat generation source and The fuel gas can be combusted by catalytic combustion using the catalyst layer. For this reason, it becomes possible to continue burning the fuel gas by the heat generated by the heat source and the contact combustion using the catalyst layer while continuously flowing the fuel gas, and the calorific value can be continuously measured. In addition, because of the above configuration, the portion that functions as the combustion portion of the fuel gas fits in the size of the tube diameter. For example, when the heat generation source is a coil, the flow passage that allows the fuel gas to flow also includes the coil. Since it can be made slightly larger, downsizing is possible. In addition, since the calorific value is obtained based on the actual temperature rise when the fuel gas is burned, it is not necessary to perform component analysis or the like, and it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy. Therefore, while enabling continuous measurement, it is possible to improve the ease of installation by reducing the size, and to suppress a decrease in measurement accuracy.

また、本発明の熱量計において、前記発熱源は、前記触媒層が設けられる前記管材上の部位の前記管材外側に取り付けられ、電圧源からの電圧が印加されるヒータであることが好ましい。   In the calorimeter of the present invention, it is preferable that the heat source is a heater that is attached to the outside of the tube material at a site on the tube material on which the catalyst layer is provided and to which a voltage from a voltage source is applied.

この熱量計によれば、発熱源は、触媒層が設けられる管材上の部位の管材外側に取り付けられたヒータであるため、管材外側に取り付けることができる程度の大きさのヒータにより、小型化を図って設置の容易性を高めることができる。   According to this calorimeter, since the heat source is a heater attached to the outside of the pipe material on the pipe material provided with the catalyst layer, the heater can be attached to the outside of the pipe material, so that the heater can be downsized. As a result, the ease of installation can be improved.

また、本発明の熱量計において、前記管材のうち前記触媒層が設けられる部位、前記触媒層、前記発熱源及び前記温度測定手段を収納する保護容器を更に備えることが好ましい。   In the calorimeter of the present invention, it is preferable that the calorimeter further includes a protective container that houses a portion of the pipe material on which the catalyst layer is provided, the catalyst layer, the heat generation source, and the temperature measuring means.

この熱量計によれば、管材のうち触媒層が設けられる部位、触媒層、発熱源及び温度測定手段を収納する保護容器を更に備えるため、例えば風の影響により検出温度が変動してしまい、発熱量の測定精度が低下してしまう事態を防止することができる。   According to this calorimeter, since it further includes a protective container for housing the portion of the pipe material where the catalyst layer is provided, the catalyst layer, the heat generation source, and the temperature measuring means, the detection temperature fluctuates due to the influence of wind, for example. It is possible to prevent a situation where the measurement accuracy of the quantity is lowered.

また、本発明の熱量計において、前記温度測定手段は、2つの熱電対によって構成され、1つが前記部位の前記管材外側に設けられた温接点として機能し、もう1つが前記部位と離間して設けられて基準温度接点となる冷接点として機能することが好ましい。   Further, in the calorimeter of the present invention, the temperature measuring means is constituted by two thermocouples, one functioning as a hot junction provided outside the pipe material of the part, and the other being separated from the part. It is preferable to function as a cold junction provided as a reference temperature junction.

この熱量計によれば、触媒層が設けられる部位の管材外側に設けられた温接点と、当該部位と離間して設けられる冷接点とを有するため、これらの差分に基づいて温度上昇分を正確に測定することができ、温接点のみの場合と比較して周囲環境による影響を受け難く、発熱量の測定精度を向上させることができる。   According to this calorimeter, since it has a hot junction provided outside the pipe of the part where the catalyst layer is provided and a cold junction provided apart from the part, the temperature rise is accurately calculated based on these differences. Compared with the case of only the hot junction, it is less affected by the surrounding environment, and the calorific value measurement accuracy can be improved.

また、本発明の熱量計において、前記温度測定手段により測定された温度に基づいて発熱量を算出する発熱量算出手段をさらに備え、前記発熱量算出手段は、前記管材の内側に燃料ガスが流通していない場合における前記温度測定手段により測定される温度の初期値と、前記管材の内側に燃料ガスが流通していない場合に新たに前記温度測定手段により測定される温度の値とを比較して変動量を算出し、前記管材の内側に燃料ガスが流通しているときに前記温度測定手段により測定された温度に対して前記変動量を加味したうえで発熱量を算出することが好ましい。   The calorimeter of the present invention further includes a calorific value calculating means for calculating a calorific value based on the temperature measured by the temperature measuring means, and the calorific value calculating means circulates fuel gas inside the pipe. The initial value of the temperature measured by the temperature measuring means when the temperature is not measured is compared with the value of the temperature newly measured by the temperature measuring means when the fuel gas is not circulating inside the pipe. It is preferable that the amount of fluctuation is calculated, and the amount of heat generation is calculated after taking the amount of fluctuation into consideration with respect to the temperature measured by the temperature measuring means when the fuel gas is circulating inside the pipe.

この熱量計によれば、管材の内側に燃料ガスが流通していない場合に測定される温度の初期値と、新たに測定される温度の値とを比較して変動量を算出し、管材の内側に燃料ガスが流通しているときに測定された温度に対して変動量を加味したうえで発熱量を算出する。このように、燃料ガスが流通していない場合の温度の初期値と、新たに測定された温度の値とを比較することにより、熱量計の長期の使用によって計測値がドリフトしてしまったとしても、これを補正することができる。   According to this calorimeter, the amount of fluctuation is calculated by comparing the initial value of the temperature measured when the fuel gas is not circulating inside the tube with the value of the newly measured temperature. The calorific value is calculated after adding the fluctuation amount to the temperature measured when the fuel gas is circulating inside. In this way, by comparing the initial value of the temperature when the fuel gas is not circulating with the newly measured temperature value, the measured value has drifted due to long-term use of the calorimeter Can also correct this.

また、本発明の熱量計において、前記温度測定手段により測定された温度に基づいて発熱量を算出する発熱量算出手段をさらに備え、前記発熱量算出手段は、前記管材の内側に燃料ガスが流通しているときに前記温度測定手段により測定された複数回分の温度の値のうち、最高値と最低値とを除く値の平均値に基づいて発熱量を算出することが好ましい。   The calorimeter of the present invention further includes a calorific value calculating means for calculating a calorific value based on the temperature measured by the temperature measuring means, and the calorific value calculating means circulates fuel gas inside the pipe. Preferably, the calorific value is calculated based on an average value of values excluding the highest value and the lowest value among the temperature values for a plurality of times measured by the temperature measuring means.

この熱量計によれば、管材の内側に燃料ガスが流通しているときに測定された複数回分の温度の値のうち、最高値と最低値とを除く値の平均値に基づいて発熱量を算出するため、周囲環境によって瞬時的に異常値となる値があったとしても、この異常値を除くことができるうえに、発熱量の算出に平均値が採用されるため、発熱量の測定精度を向上させることができる。   According to this calorimeter, the calorific value is calculated based on the average value of the values excluding the highest and lowest values among the temperature values measured multiple times when the fuel gas is circulating inside the pipe. In order to calculate, even if there is an instantaneously abnormal value depending on the surrounding environment, this abnormal value can be removed and the average value is adopted for calculating the calorific value, so the calorific value measurement accuracy Can be improved.

本発明によれば、連続測定を可能としつつも、小型化を図って設置の容易性を高めることができ、且つ、測定精度の低下を抑えることができる熱量計を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a calorimeter that enables continuous measurement, can be downsized, can be easily installed, and can suppress a decrease in measurement accuracy.

本発明の実施形態に係る熱量計を含む計測システムを示すブロック図である。It is a block diagram which shows the measurement system containing the calorimeter which concerns on embodiment of this invention. 図1に示した熱量計の構成を示す側面図である。It is a side view which shows the structure of the calorimeter shown in FIG. 図2に示した保護容器の詳細を示す構成図であって、(a)は側方透視図を示し、(b)は前面図を示し、(c)は後面図を示し、(d)は上面図を示している。It is a block diagram which shows the detail of the protective container shown in FIG. 2, (a) shows a side perspective view, (b) shows a front view, (c) shows a rear view, (d) shows A top view is shown. 図2に示した演算装置に記憶される相関データを示すグラフである。It is a graph which shows the correlation data memorize | stored in the arithmetic unit shown in FIG. 異なる燃料ガスを連続的に熱量計に供給した場合における温度状況を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature condition at the time of supplying different fuel gas to a calorimeter continuously.

以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明するが、本発明は以下の実施形態に限られるものではない。   Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following embodiments.

図1は、本発明の実施形態に係る熱量計を含む計測システムを示すブロック図である。図1に示す計測システム1は、ガス混合装置10と、熱量計20とから構成され、ガス混合装置10による可燃ガスと空気との混合によって得られた混合ガスを燃料ガスとして熱量計20に供給し、熱量計20にて燃料ガスを燃焼させて発熱量を測定するものである。   FIG. 1 is a block diagram showing a measurement system including a calorimeter according to an embodiment of the present invention. The measurement system 1 shown in FIG. 1 includes a gas mixing device 10 and a calorimeter 20, and supplies a mixed gas obtained by mixing the combustible gas and air by the gas mixing device 10 to the calorimeter 20 as a fuel gas. The calorimeter 20 measures the calorific value by burning the fuel gas.

このような計測システム1においてガス混合装置10は、第1〜第3配管11〜13と、第1及び第2流量計14a,14bと、第1及び第2バルブ15a,15bと、混合器16とから構成されている。   In such a measurement system 1, the gas mixing device 10 includes first to third pipes 11 to 13, first and second flow meters 14 a and 14 b, first and second valves 15 a and 15 b, and a mixer 16. It consists of and.

第1配管11は、上流側のレギュレーターと混合器16とを接続する配管であって、レギュレーターを介して流れてくる可燃ガスを混合器16まで導くものである。第1流量計14aは、第1配管11上に設けられ、第1配管11を流れる可燃ガスの流量を計測するものである。第1バルブ15aは、第1配管11の第1流量計14aの下流側に設けられたニードルバルブである。   The first pipe 11 is a pipe that connects the upstream regulator and the mixer 16, and guides the combustible gas flowing through the regulator to the mixer 16. The first flow meter 14 a is provided on the first pipe 11 and measures the flow rate of the combustible gas flowing through the first pipe 11. The first valve 15 a is a needle valve provided on the downstream side of the first flow meter 14 a of the first pipe 11.

第2配管12は、上流側のレギュレーターと混合器16とを接続する配管であって、レギュレーターを介して流れてくる空気を混合器16まで導くものである。第2流量計14bは、第2配管12上に設けられ、第2配管12を流れる空気の流量を計測するものである。第2バルブ15bは、第2配管12の第2流量計14bの下流側に設けられたニードルバルブである。   The second pipe 12 is a pipe connecting the upstream regulator and the mixer 16, and guides the air flowing through the regulator to the mixer 16. The second flow meter 14 b is provided on the second pipe 12 and measures the flow rate of air flowing through the second pipe 12. The second valve 15 b is a needle valve provided on the downstream side of the second flow meter 14 b of the second pipe 12.

混合器16は、第1及び第2配管11,12を通じて流れてくる可燃ガスと空気とを混合するものである。第3配管13は、混合器16による混合によって得られた混合ガスを、燃料ガスとして熱量計20に供給するための配管である。   The mixer 16 mixes combustible gas and air flowing through the first and second pipes 11 and 12. The third pipe 13 is a pipe for supplying the mixed gas obtained by mixing by the mixer 16 to the calorimeter 20 as fuel gas.

熱量計20は、燃焼機能部21と、定電圧源(電圧源)22と、データロガー23と、演算装置(発熱量算出手段)24とを備えている。燃焼機能部21は、ガス混合装置10からの燃料ガスを燃焼させるものであり、定電圧源22からの電圧を利用して燃料ガスを燃焼させる。データロガー23は、燃焼機能部21における温度を記録するものであって、特に燃料ガスの燃焼によって上昇する温度を記録するものである。演算装置24は、例えばPC(Personal Computer)であって、データロガー23に記録内容に基づいて燃焼機能部21に供給された燃料ガスの発熱量を求めるものである。また、演算装置24は、発熱量を求めるに際し、第1及び第2流量計14a,14bの計測値についても入力する。   The calorimeter 20 includes a combustion function unit 21, a constant voltage source (voltage source) 22, a data logger 23, and an arithmetic device (heat generation amount calculation means) 24. The combustion function unit 21 burns the fuel gas from the gas mixing device 10 and burns the fuel gas using the voltage from the constant voltage source 22. The data logger 23 records the temperature in the combustion function unit 21, and particularly records the temperature that rises due to the combustion of the fuel gas. The arithmetic unit 24 is, for example, a PC (Personal Computer), and obtains the calorific value of the fuel gas supplied to the combustion function unit 21 based on the contents recorded in the data logger 23. Further, when the calorific value is obtained, the arithmetic device 24 also inputs the measured values of the first and second flow meters 14a and 14b.

図2は、図1に示した熱量計20の構成を示す側面図である。図2に示すように、熱量計20は、管材25、触媒層26、コイル(発熱源、ヒータ)27、及び温度測定部(温度測定手段)28を備えている。   FIG. 2 is a side view showing the configuration of the calorimeter 20 shown in FIG. As shown in FIG. 2, the calorimeter 20 includes a pipe member 25, a catalyst layer 26, a coil (heat generation source, heater) 27, and a temperature measurement unit (temperature measurement means) 28.

管材25は、測定対象となる燃料ガスが流れる配管であり、本実施形態ではセラミック管(材質はアルミナ)により構成されている。本実施形態において管材25は、例えば外径3mm、内径2mmとなっている。   The pipe material 25 is a pipe through which the fuel gas to be measured flows, and is constituted by a ceramic pipe (material is alumina) in this embodiment. In this embodiment, the pipe material 25 has an outer diameter of 3 mm and an inner diameter of 2 mm, for example.

触媒層26は、管材25の内側に塗布されて設けられ、燃料ガスを接触燃焼させるためのものである。本実施形態において触媒層26は、パラジウムや白金などの触媒により構成されている。また、触媒層26は、管材25の先端側の特定部位(約25mmの部位)に塗布されている。   The catalyst layer 26 is applied and provided on the inner side of the pipe member 25, and is used for catalytic combustion of fuel gas. In the present embodiment, the catalyst layer 26 is composed of a catalyst such as palladium or platinum. Further, the catalyst layer 26 is applied to a specific portion (a portion of about 25 mm) on the distal end side of the tube material 25.

コイル27は、触媒層26が設けられる特定部位を加熱するものであって、詳細には触媒層26が設けられる特定部位(以下、管材25の特定部位、及び触媒層26を合わせて燃焼部Fと称する)の管材外側に巻き付けられ、定電圧源22からの電圧が印加されるものである。このコイル27は、白金線等の金属線によって構成されており、電圧印加によって燃焼部Fを300℃以上600℃以下程度に加熱することとなる。   The coil 27 heats a specific part where the catalyst layer 26 is provided. Specifically, the specific part where the catalyst layer 26 is provided (hereinafter, the specific part of the pipe 25 and the catalyst layer 26 are combined to form the combustion portion F). And a voltage from the constant voltage source 22 is applied. This coil 27 is comprised by metal wires, such as a platinum wire, and will heat the combustion part F to about 300 to 600 degreeC by voltage application.

なお、管材25はセラミック管に限らず、燃焼部Fの加熱温度に耐え得る素材であれば、他の素材であってもよい。但し、耐え得る素材であっても、触媒層26に悪影響(例えば被毒)を及ぼさないことを条件とする。   The pipe member 25 is not limited to a ceramic tube, and may be another material as long as it can withstand the heating temperature of the combustion section F. However, it is a condition that even a material that can withstand is not adversely affected (for example, poisoning) on the catalyst layer 26.

温度測定部28は、燃焼部Fにおける温度に応じた信号を出力するものである。より詳細に温度測定部28は、2つの熱電対28a,28bによって構成され、1つが燃焼部Fの管材外側に設けられた温接点として機能する第1熱電対28aであり、もう1つが燃焼部Fと離間して設けられて基準温度接点となる冷接点として機能する第2熱電対28bである。ここで、コイル27により燃焼部Fが昇温されており、燃焼部Fに燃料ガスが供給された場合、燃焼部Fにおいて燃料ガスが燃焼する。このとき、燃焼部Fの温度は上昇することなる。第1熱電対28aは、このような温度に応じた信号を出力するものとなっている。一方、第2熱電対28bは、燃焼による温度上昇の影響を略受けない程度に離間しており、燃焼部Fにおいて燃料ガスが燃焼したときと燃焼していないときとで略同じ温度状態となる。よって、第2熱電対28bは、基準温度に応じた信号を出力するものとなっている。   The temperature measurement unit 28 outputs a signal corresponding to the temperature in the combustion unit F. More specifically, the temperature measurement unit 28 includes two thermocouples 28a and 28b, one is a first thermocouple 28a that functions as a hot junction provided outside the tube of the combustion unit F, and the other is a combustion unit. A second thermocouple 28b that is provided apart from F and functions as a cold junction serving as a reference temperature junction. Here, when the temperature of the combustion part F is raised by the coil 27 and fuel gas is supplied to the combustion part F, the fuel gas burns in the combustion part F. At this time, the temperature of the combustion part F rises. The 1st thermocouple 28a outputs the signal according to such temperature. On the other hand, the second thermocouple 28b is separated to the extent that it is not substantially affected by the temperature rise due to combustion, and the temperature is substantially the same between when the fuel gas is burned and when not burning in the combustion section F. . Thus, the second thermocouple 28b outputs a signal corresponding to the reference temperature.

上記のような構成において、管材25、触媒層26、コイル27及び温度測定部28は、図1に示した燃焼機能部21を構成している。   In the above configuration, the pipe material 25, the catalyst layer 26, the coil 27, and the temperature measuring unit 28 constitute the combustion function unit 21 shown in FIG.

さらに、図2に示すように、熱量計20は、保護容器29を備えている。図3は、図2に示した保護容器29の詳細を示す構成図であって、(a)は側方透視図を示し、(b)は前面図を示し、(c)は後面図を示し、(d)は上面図を示している。   Furthermore, as shown in FIG. 2, the calorimeter 20 includes a protective container 29. 3 is a configuration diagram showing details of the protective container 29 shown in FIG. 2, wherein (a) shows a side perspective view, (b) shows a front view, and (c) shows a rear view. , (D) shows a top view.

まず、図3(a)に示すように、保護容器29は、管材25の先端側(少なくとも燃焼部Fを含む)、触媒層26、コイル27及び第1熱電対28a(温度測定部28の一部)を収納する断熱性の筐体である。第2熱電対28bは、保護容器29の外側に設けられている。この保護容器29によって例えば風の影響により第1熱電対28aによる検出温度が変動してしまう事態を防止している。   First, as shown in FIG. 3 (a), the protective container 29 includes a tip side of the pipe material 25 (including at least the combustion part F), a catalyst layer 26, a coil 27, and a first thermocouple 28a (one of the temperature measurement parts 28). Part). The second thermocouple 28 b is provided outside the protective container 29. The protective container 29 prevents the temperature detected by the first thermocouple 28a from fluctuating due to, for example, wind.

保護容器29内には、管材支持部29aが設けられている。管材支持部29aは保護容器29の底面から上面に向けて突設する部材であり、保護容器29内の管材25が載置されるものである。   In the protective container 29, a pipe material support portion 29a is provided. The tube material support portion 29a is a member that protrudes from the bottom surface to the top surface of the protective container 29, and on which the tube material 25 in the protective container 29 is placed.

また、図3(b)及び図3(c)に示すように、保護容器29は、平板状の底板29bと、底板29bの上面側に被さる断面が逆向き凹形状の矩形板29cとを備えている。また、図3(b)に示すように、保護容器29の前面(燃料ガスの流れに対して上流側)には、底板29bと矩形板29cとによって形成される筒体前面側端部を閉塞する閉塞板29dが設けられている。この閉塞板29dは、第1板29d1と第2板29d2とに分離している。第1板29d1と第2板29d2とには、管材25が挿入される半円状の切り欠き29e1,29e2が形成されており、切り欠き29e1,29e2が合致することで管材25の挿入口として機能するようになっている。さらに、図3(c)に示すように、保護容器29の後面(燃料ガスの流れに対して下流側)には、前面と同様に閉塞板29fが設けられている。この閉塞板29fは、前面側と異なり1枚の板材によって構成されている。   As shown in FIGS. 3B and 3C, the protective container 29 includes a flat bottom plate 29b and a rectangular plate 29c having a concave shape whose cross section covers the upper surface side of the bottom plate 29b. ing. Further, as shown in FIG. 3B, the front end of the cylindrical body formed by the bottom plate 29b and the rectangular plate 29c is closed on the front surface of the protective container 29 (upstream with respect to the flow of the fuel gas). A closing plate 29d is provided. The closing plate 29d is separated into a first plate 29d1 and a second plate 29d2. The first plate 29d1 and the second plate 29d2 are formed with semicircular cutouts 29e1 and 29e2 into which the pipe material 25 is inserted. It is supposed to function. Further, as shown in FIG. 3C, a closing plate 29f is provided on the rear surface of the protective container 29 (downstream with respect to the flow of the fuel gas) in the same manner as the front surface. Unlike the front surface side, the closing plate 29f is composed of a single plate material.

また、図3(d)に示すように、保護容器29の上面(すなわち矩形板29cのうち底板29bと対向する面)には、開口部29gが形成され、開口部29gには金網29hが設けられている。この金網29hを介して、燃焼部Fの燃焼にて発生した排ガスが保護容器29外に排出されることとなる。   Further, as shown in FIG. 3 (d), an opening 29g is formed on the upper surface of the protective container 29 (that is, the surface of the rectangular plate 29c facing the bottom plate 29b), and a metal mesh 29h is provided on the opening 29g. It has been. Exhaust gas generated by the combustion of the combustion section F is discharged out of the protective container 29 through the wire mesh 29h.

なお、上記の保護容器29は、長さ(図3(a)左右方向)が約120mmであり、高さ(図3(b)(c)上下方向)が約45mmであり、幅(図3(b)(c)左右方向)が約50mmとなっている。このように保護容器29は例えばメートル単位の大きさとしないことにより過度に大型化しない程度の大きさとなっている。   The protective container 29 has a length (FIG. 3 (a) left-right direction) of about 120 mm, a height (FIG. 3 (b) (c) vertical direction) of about 45 mm, and a width (FIG. 3). (B) (c) left-right direction) is about 50 mm. Thus, the protective container 29 has a size that does not become excessively large by not making the size in units of meters, for example.

また、熱量計20において演算装置24は、温度測定部28により測定された温度(すなわちデータロガー23にて記録された温度情報)に基づいて、発熱量を算出するものとして機能する。発熱量を算出するにあたり、演算装置24は、燃焼部Fにおける温度上昇と発熱量との相関関係を示す相関データを記憶している。なお、相関データは以下のようにして求められる。   In the calorimeter 20, the arithmetic unit 24 functions as a unit that calculates the amount of heat generation based on the temperature measured by the temperature measuring unit 28 (that is, temperature information recorded by the data logger 23). In calculating the calorific value, the arithmetic unit 24 stores correlation data indicating the correlation between the temperature rise in the combustion section F and the calorific value. The correlation data is obtained as follows.

まず、燃焼部Fにおいて既知の燃料ガスを流して燃焼させたときの温度上昇を測定する。これにより、例えば以下の表1〜表3に示すデータが得られる。


First, a temperature rise is measured when a known fuel gas is flowed in the combustion section F and burned. Thereby, for example, the data shown in Tables 1 to 3 below are obtained.


一方で、可燃ガスを燃焼させたときの発熱量は表4に示す発熱量であることが知られている。
On the other hand, it is known that the calorific value when combustible gas is burned is the calorific value shown in Table 4.

ここで、例えば水素の発熱量は286kJ/molであるため、水素濃度が1.5%の燃料ガスにおける発熱量は、286(kJ/mol)×0.015=4.29kJ/molと算出できる。同様に、水素濃度が0.5%のときの発熱量や1.0%のときの発熱量についても算出できる。そして、これらの算出される発熱量と表1とを組み合わせると、以下の表5が得られる。
Here, for example, the calorific value of hydrogen is 286 kJ / mol, so the calorific value of the fuel gas with a hydrogen concentration of 1.5% can be calculated as 286 (kJ / mol) × 0.015 = 4.29 kJ / mol. . Similarly, the calorific value when the hydrogen concentration is 0.5% and the calorific value when the hydrogen concentration is 1.0% can also be calculated. Then, when these calorific values calculated and Table 1 are combined, the following Table 5 is obtained.

同様にして、表6も得られる。
Similarly, Table 6 is also obtained.

なお、省略するが、表5と表6とに示す発熱量を加算すれば、表3に対応するものについても同様に算出できる。   Although omitted, if the calorific values shown in Tables 5 and 6 are added, those corresponding to Table 3 can be calculated in the same manner.

そして、表5及び表6等に示す関係をグラフ化すると、図4に示す相関データが得られる。図4は、図2に示した演算装置24に記憶される相関データを示すグラフである。なお、図4において横軸は発熱量(kJ/mol)を示し、縦軸は温度上昇(℃)を示している。   Then, when the relationships shown in Table 5 and Table 6 are graphed, the correlation data shown in FIG. 4 is obtained. FIG. 4 is a graph showing correlation data stored in the arithmetic device 24 shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis indicates the calorific value (kJ / mol), and the vertical axis indicates the temperature rise (° C.).

図4に示すように、発熱量と温度上昇とは、水素を含む燃焼ガス、メタンを含む燃焼ガス、及び水素とメタンとの双方を含む燃焼ガスの全てにおいて、比例関係を有しているといえる。よって、演算装置24は、図4に示すデータや比例関係を示す1次の演算式等を記憶しておくことで、データロガー23にて記録された温度情報に基づいて、発熱量を算出することができる。   As shown in FIG. 4, the calorific value and the temperature increase have a proportional relationship in all of the combustion gas containing hydrogen, the combustion gas containing methane, and the combustion gas containing both hydrogen and methane. I can say that. Therefore, the arithmetic unit 24 stores the data shown in FIG. 4, a primary arithmetic expression indicating a proportional relationship, and the like, thereby calculating the amount of heat generation based on the temperature information recorded by the data logger 23. be able to.

なお、演算装置24は、以下の2つの機能の少なくとも1つを備えることが好ましい。まず、第1の機能として、演算装置24は、管材25の内側に燃料ガスが流通していない場合に温度測定部28により測定される温度の初期値(例えば熱量計20が最初に使用され燃焼部Fが所定時間加熱されたときの温度)を記憶しておく。そして、演算装置24は、管材25の内側に燃料ガスが流通していない場合新たに温度測定部28により測定される温度の値を取得し、これと記憶した値とを比較して変動量を算出する。さらに、演算装置24は、管材25の内側に燃料ガスが流通し燃焼部Fにおいて燃焼させられたときに温度測定部28により測定された温度に対して変動量を加味したうえで発熱量を算出する。これにより、熱量計20の長期の使用によって計測値がドリフトしてしまったとしても、算出された変動量に基づいて補正することができるからである。   The arithmetic device 24 preferably has at least one of the following two functions. First, as a first function, the arithmetic unit 24 uses the initial value of the temperature measured by the temperature measurement unit 28 when the fuel gas is not circulating inside the pipe member 25 (for example, the calorimeter 20 is used first for combustion). The temperature when the part F is heated for a predetermined time is stored. Then, the arithmetic unit 24 newly obtains a temperature value measured by the temperature measuring unit 28 when the fuel gas is not circulating inside the pipe member 25, and compares this with the stored value to obtain the amount of variation. calculate. Further, the arithmetic unit 24 calculates the heat generation amount after taking into account the fluctuation amount with respect to the temperature measured by the temperature measurement unit 28 when the fuel gas flows inside the pipe member 25 and burns in the combustion unit F. To do. Thereby, even if the measured value drifts due to long-term use of the calorimeter 20, it can be corrected based on the calculated fluctuation amount.

また、第2の機能として、演算装置24は、管材25の内側に燃料ガスが流通し燃焼部Fにおいて燃焼させられたときに温度測定部28により測定された複数回分の温度の値のうち、最高値と最低値とを除く値の平均値に基づいて発熱量を算出する。これにより、周囲環境によって瞬時的に異常値となる状況であったとしても、この異常値を除くことができるうえに、発熱量の算出に平均値が採用されるため、発熱量の測定精度を向上させることができるからである。   Further, as a second function, the arithmetic unit 24 is configured such that, among the temperature values measured by the temperature measurement unit 28 when the fuel gas flows inside the pipe member 25 and is burned in the combustion unit F, The calorific value is calculated based on the average value excluding the highest value and the lowest value. As a result, even if the situation becomes an abnormal value instantaneously depending on the surrounding environment, this abnormal value can be removed and the average value is adopted for the calculation of the calorific value. This is because it can be improved.

次に、本実施形態に係る熱量計20による発熱量の測定の様子を説明する。まず、図1に示す第1及び第2バルブ15a,15bを制御して可燃ガスと空気とを第1及び第2配管11,12に流し混合器16にて混合することで、所定濃度の可燃ガスを含む燃料ガスを生成する。そして、燃料ガスは第3配管13を通じて熱量計20に供給される。この際、第1及び第2流量計14a,14bは、第1及び第2配管11,12を流れるそれぞれの気体流量を計測しており、この情報は演算装置24に出力される。   Next, how the calorific value is measured by the calorimeter 20 according to the present embodiment will be described. First, the first and second valves 15a and 15b shown in FIG. 1 are controlled so that the combustible gas and air flow through the first and second pipes 11 and 12 and are mixed by the mixer 16, so that the combustible having a predetermined concentration is obtained. Fuel gas containing gas is generated. The fuel gas is supplied to the calorimeter 20 through the third pipe 13. At this time, the first and second flow meters 14 a and 14 b measure the respective gas flow rates flowing through the first and second pipes 11 and 12, and this information is output to the arithmetic device 24.

図2に示す熱量計20において定電圧源22はコイル27に電圧を印加しており、燃焼部Fの温度は300℃以上600℃以下程度となっている。この状態において、燃焼部Fに燃料ガスが供給されると、燃料ガスの燃焼熱によって燃焼部Fの温度が上昇する。第1熱電対28aは、上昇前後の温度に応じた信号をデータロガー23に送信しており、データロガー23はこれを記憶している。   In the calorimeter 20 shown in FIG. 2, the constant voltage source 22 applies a voltage to the coil 27, and the temperature of the combustion part F is about 300 ° C. or more and 600 ° C. or less. In this state, when fuel gas is supplied to the combustion section F, the temperature of the combustion section F rises due to the combustion heat of the fuel gas. The first thermocouple 28a transmits a signal corresponding to the temperature before and after the rise to the data logger 23, and the data logger 23 stores this.

演算装置24は、図4に示した相関データと、データロガー23の記憶内容と、第1及び第2流量計14a,14bのデータとから、発熱量を算出する。なお、本実施形態においては、第2熱電対28bを備えるため、第1熱電対28aと第2熱電対28bとの温度差分を用いるようにしてもよい。   The computing device 24 calculates the calorific value from the correlation data shown in FIG. 4, the stored contents of the data logger 23, and the data of the first and second flow meters 14a and 14b. In addition, in this embodiment, since the 2nd thermocouple 28b is provided, you may make it use the temperature difference of the 1st thermocouple 28a and the 2nd thermocouple 28b.

そして、燃焼により発生した排ガスは、保護容器29の上面の金網29hを介して外部に排出されることとなる。   The exhaust gas generated by the combustion is discharged to the outside through the wire mesh 29h on the upper surface of the protective container 29.

図5は、異なる燃料ガスを連続的に熱量計20に供給した場合における温度状況を示すグラフである。なお、図5に示す温度は、第1熱電対28aの温度である。   FIG. 5 is a graph showing temperature conditions when different fuel gases are continuously supplied to the calorimeter 20. The temperature shown in FIG. 5 is the temperature of the first thermocouple 28a.

まず、時刻0における初期温度が例えば388℃となっており、この時刻0の時点から時刻12分までの第1期間において、メタン濃度1.0%、水素濃度0.5%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給されたとすると、図5の一点鎖線に示すように、温度は時刻12分の時点で409.6℃まで上昇する。演算装置24は、例えば409.6−388=21.6℃という温度上昇から図4に示すデータ等に基づいて発熱量を算出する。   First, the initial temperature at time 0 is, for example, 388 ° C., and includes a combustible gas having a methane concentration of 1.0% and a hydrogen concentration of 0.5% in the first period from time 0 to time 12 minutes. Assuming that the fuel gas is supplied to the calorimeter 20, the temperature rises to 409.6 ° C. at the time of 12 minutes as shown by the one-dot chain line in FIG. The computing device 24 calculates the amount of heat generation based on the data shown in FIG. 4 from a temperature rise of 409.6 to 388 = 21.6 ° C., for example.

さらに、時刻12分から時刻24分までの第2期間において、メタン濃度2.0%、水素濃度1.0%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給されたとすると、図5の一点鎖線に示すように、温度は時刻24分の時点で436.7℃まで上昇する。演算装置24は、例えば436.7−388=48.7℃という温度上昇から図4に示すデータ等に基づいて発熱量を算出する。   Furthermore, assuming that fuel gas containing a combustible gas having a methane concentration of 2.0% and a hydrogen concentration of 1.0% is supplied to the calorimeter 20 in the second period from time 12 minutes to time 24 minutes, an alternate long and short dash line in FIG. As shown, the temperature rises to 436.7 ° C. at 24 minutes. The arithmetic unit 24 calculates the amount of heat generation based on the data shown in FIG. 4 from the temperature rise of 436.7-388 = 48.7 ° C., for example.

また、時刻24分から時刻26分までの第3期間において、メタン濃度4.0%、水素濃度1.5%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給されたとすると、図5の一点鎖線に示すように、温度は時刻24分の時点で489.2℃まで上昇する。演算装置24は、例えば489.2−387=101.2℃という温度上昇から図4に示すデータ等に基づいて発熱量を算出する。   Also, in the third period from time 24 minutes to time 26 minutes, assuming that fuel gas containing a combustible gas having a methane concentration of 4.0% and a hydrogen concentration of 1.5% is supplied to the calorimeter 20, a one-dot chain line in FIG. As shown, the temperature rises to 489.2 ° C. at 24 minutes. The computing device 24 calculates the amount of heat generation based on the data shown in FIG. 4 from a temperature rise of 489.2−387 = 101.2 ° C., for example.

加えて、図5に示すグラフでは、上記第1〜第3期間において、水素のみ、又はメタンのみを含む燃料ガスについても供給した場合における温度状況についても示している。   In addition, the graph shown in FIG. 5 also shows the temperature condition when supplying only hydrogen or fuel gas containing only methane in the first to third periods.

まず、第1期間において、水素濃度0.5%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給され、第2期間において水素濃度1.0%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給され、第3期間において水素濃度1.5%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給されたとする。このとき、図5の実線に示すように、温度は時刻12分の時点で2.4℃上昇し、時刻24分の時点で6.4℃上昇し、時刻36分の時点で10.0℃上昇する。演算装置24は、これらの温度上昇から図4に示すデータ等に基づいて発熱量を算出する。   First, in the first period, a fuel gas containing a combustible gas having a hydrogen concentration of 0.5% is supplied to the calorimeter 20, and in the second period, a fuel gas containing a combustible gas having a hydrogen concentration of 1.0% is supplied to the calorimeter 20. It is assumed that fuel gas containing a combustible gas having a hydrogen concentration of 1.5% is supplied to the calorimeter 20 in the third period. At this time, as shown by the solid line in FIG. 5, the temperature rises 2.4 ° C. at the time 12 minutes, 6.4 ° C. rises at the time 24 minutes, and 10.0 ° C. at the time 36 minutes. To rise. The arithmetic unit 24 calculates the amount of heat generation from these temperature rises based on the data shown in FIG.

同様に、第1期間において、メタン濃度1.0%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給され、第2期間においてメタン濃度2.0%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給され、第3期間においてメタン濃度4.0%の可燃ガスを含む燃料ガスが熱量計20に供給されたとする。このとき、図5の二点鎖線に示すように、温度は時刻12分の時点で19.8℃上昇し、時刻24分の時点で44.1℃上昇し、時刻36分の時点で92.4℃上昇する。演算装置24は、これらの温度上昇から図4に示すデータ等に基づいて発熱量を算出する。   Similarly, in the first period, a fuel gas containing a combustible gas having a methane concentration of 1.0% is supplied to the calorimeter 20, and in a second period, a fuel gas containing a combustible gas having a methane concentration of 2.0% is supplied to the calorimeter 20. It is assumed that fuel gas containing combustible gas having a methane concentration of 4.0% is supplied to the calorimeter 20 in the third period. At this time, as shown by a two-dot chain line in FIG. 5, the temperature rises by 19.8 ° C. at the time of 12 minutes, rises by 44.1 ° C. at the time of 24 minutes, and reaches 92. Increase by 4 ° C. The arithmetic unit 24 calculates the amount of heat generation from these temperature rises based on the data shown in FIG.

このように、本実施形態に係る熱量計20は、連続的に温度を検出することで発熱量の連続測定が可能となっている。   As described above, the calorimeter 20 according to the present embodiment can continuously measure the calorific value by continuously detecting the temperature.

なお、上記では、発熱量の算出に当たり、第1〜第3期間のそれぞれの終了時点である時刻12分、24分、36分における温度を採用しているが、これに限らず、温度がある程度安定していれば、時刻12分、24分、36分よりも前の時刻における温度が採用されてもよい。特に、上記した第2の機能として、演算装置24が処理を実行する際には、例えば時刻30分、31分、32分、33分、34分、35分、36分の計6回の温度を最小し、これらのうち、最高値と最低値とを除いた4つの温度の平均値から、図4に示すデータ等に基づいて発熱量を算出してもよい。   In the above description, when calculating the amount of generated heat, the temperatures at the end times of the first to third periods, which are 12 minutes, 24 minutes, and 36 minutes, are employed, but the temperature is not limited to this. As long as it is stable, the temperature at the time before 12 minutes, 24 minutes, and 36 minutes may be adopted. In particular, as the second function described above, when the arithmetic unit 24 executes the process, for example, the temperature is 30 times, 31 minutes, 32 minutes, 33 minutes, 34 minutes, 35 minutes, and 36 minutes in total, for example, six times. The heat generation amount may be calculated based on the data shown in FIG. 4 or the like from the average value of the four temperatures excluding the highest value and the lowest value.

このようにして、本実施形態に係る熱量計20によれば、管材25と、管材内側にて燃料ガスを接触燃焼させるための触媒層26と、触媒層26が設けられる管材25上の特定部位を加熱する発熱源としてのコイル27とを備えるため、発熱源による発熱及び触媒層26を利用した接触燃焼により燃料ガスを燃焼させることができる。このため、連続的に燃料ガスを流しながら発熱源による発熱及び触媒層26を利用した接触燃焼により燃料ガスを燃焼させ続けることが可能となり、発熱量を連続測定することができる。また、上記構成であるため、燃料ガスの燃焼部Fとして機能する部分は管径程度の大きさに収まり、例えば上記実施形態にように発熱源がコイル27である場合にはコイル27を含めた大きさも燃料ガスを流通させる流路より僅かに大きい程度とすることができるため、小型化が可能となる。しかも、燃料ガスを燃焼させたときの実際の温度上昇に基づいて発熱量を求めるため、成分分析等などを行う必要が無く、測定精度の低下を防止することができる。従って、連続測定を可能としつつも、小型化を図って設置の容易性を高めることができ、且つ、測定精度の低下を抑えることができる。   Thus, according to the calorimeter 20 according to the present embodiment, the pipe member 25, the catalyst layer 26 for catalytic combustion of the fuel gas inside the pipe member, and the specific portion on the pipe member 25 where the catalyst layer 26 is provided. Therefore, the fuel gas can be burned by the heat generated by the heat source and the contact combustion using the catalyst layer 26. For this reason, it becomes possible to continue burning the fuel gas by the heat generated by the heat source and the contact combustion using the catalyst layer 26 while continuously flowing the fuel gas, and the calorific value can be continuously measured. In addition, because of the above configuration, the portion that functions as the fuel gas combustion portion F fits in the size of the tube diameter. For example, when the heat source is the coil 27 as in the above embodiment, the coil 27 is included. Since the size can be made slightly larger than the flow path through which the fuel gas is circulated, the size can be reduced. In addition, since the calorific value is obtained based on the actual temperature rise when the fuel gas is burned, it is not necessary to perform component analysis or the like, and it is possible to prevent a decrease in measurement accuracy. Therefore, while enabling continuous measurement, it is possible to improve the ease of installation by reducing the size, and to suppress a decrease in measurement accuracy.

また、発熱源は、触媒層26が設けられる管材25上の特定部位の管材25外側に取り付けられたコイル27であるため、管材25の外側に取り付けることができる程度の大きさのコイル27により、小型化を図って設置の容易性を高めることができる。   Moreover, since the heat source is the coil 27 attached to the outside of the pipe member 25 at a specific portion on the pipe member 25 on which the catalyst layer 26 is provided, the coil 27 having a size that can be attached to the outside of the pipe member 25 It is possible to improve the ease of installation by reducing the size.

また、触媒層26、コイル27及び第1熱電対28a(温度測定部28の一部)を収納する保護容器29を更に備えるため、例えば風の影響により検出温度が変動してしまい、発熱量の測定精度が低下してしまう事態を防止することができる。   In addition, since the protective container 29 that houses the catalyst layer 26, the coil 27, and the first thermocouple 28a (a part of the temperature measuring unit 28) is further provided, for example, the detection temperature fluctuates due to the influence of the wind, and the amount of generated heat It is possible to prevent a situation where the measurement accuracy is lowered.

また、触媒層26が設けられる部位の管材外側に設けられた第1熱電対28aと、当該部位と離間して設けられる第2熱電対28bとを有するため、これらの差分に基づいて温度上昇分を正確に測定することができ、第1熱電対28aのみの場合と比較して周囲環境による影響を受け難く、発熱量の測定精度を向上させることができる。   Moreover, since it has the 1st thermocouple 28a provided in the pipe material outer side of the site | part in which the catalyst layer 26 is provided, and the 2nd thermocouple 28b provided spaced apart from the said site | part, based on these differences, it is the amount of temperature rise. As compared with the case of only the first thermocouple 28a, it is less affected by the surrounding environment, and the measurement accuracy of the calorific value can be improved.

また、管材25の内側に燃料ガスが流通していない場合に測定される温度の初期値と、新たに測定される温度の値とを比較して変動量を算出し、管材25の内側に燃料ガスが流通しているときに測定された温度に対して変動量を加味したうえで発熱量を算出する。このように、燃料ガスが流通していない場合の温度の初期値と、新たに測定された温度の値とを比較することにより、熱量計20の長期の使用によって計測値がドリフトしてしまったとしても、これを補正することができる。   In addition, the fluctuation amount is calculated by comparing the initial value of the temperature measured when the fuel gas is not circulating inside the tube material 25 and the newly measured temperature value. The calorific value is calculated after adding the fluctuation amount to the temperature measured when the gas is circulating. Thus, by comparing the initial value of the temperature when the fuel gas is not circulating with the newly measured temperature value, the measured value has drifted due to long-term use of the calorimeter 20. However, this can be corrected.

また、管材25の内側に燃料ガスが流通しているときに測定された複数回分の温度の値のうち、最高値と最低値とを除く値の平均値に基づいて発熱量を算出するため、周囲環境によって瞬時的に異常値となる値があったとしても、この異常値を除くことができるうえに、発熱量の算出に平均値が採用されるため、発熱量の測定精度を向上させることができる。   Moreover, in order to calculate the calorific value based on the average value of the values excluding the highest value and the lowest value among the temperature values for a plurality of times measured when the fuel gas is circulating inside the pipe member 25, Even if there is an instantaneously abnormal value depending on the surrounding environment, this abnormal value can be removed and the average value is adopted for calculating the calorific value, so that the accuracy of calorific value measurement can be improved. Can do.

以上、実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよい。   As described above, the present invention has been described based on the embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and may be modified without departing from the gist of the present invention.

例えば、本実施形態において熱量計20は保護容器29を備えているが、特にこれに限らず、備えない構成であってもよい。また、触媒層26は管材25の先端特定部位に設けられているが、これに限らず、管材25の長手方向中ほどに設けられていてもよい。   For example, although the calorimeter 20 includes the protective container 29 in the present embodiment, the configuration is not limited thereto, and a configuration without the protective container 29 may be used. Moreover, although the catalyst layer 26 is provided in the tip specific part of the pipe material 25, the catalyst layer 26 is not limited thereto, and may be provided in the middle of the pipe material 25 in the longitudinal direction.

さらに、本実施形態においてはコイル27を発熱源として説明したが、これに限らず、他のヒータ等(例えば特定部位に貼り付け可能なラバーヒータ)であってもよいし、可能であれば特定部位を加熱する熱風等を送り込む手段などであってもよい。   Furthermore, in the present embodiment, the coil 27 has been described as a heat source. However, the present invention is not limited to this, and other heaters (for example, a rubber heater that can be attached to a specific portion) may be used. A means for sending hot air or the like for heating the part may be used.

また、本実施形態において保護容器29は、温度測定部28の一部である第1熱電対28aのみを収納しているが、さらに第2熱電対28bが収納されるようになっていてもよい。加えて、温度測定部28は2つの熱電対28a,28bという2部材によって構成されているが、これに限らず、1つのセンサ部等によって構成されていてもよい。   Further, in the present embodiment, the protective container 29 accommodates only the first thermocouple 28a that is a part of the temperature measuring unit 28, but may further accommodate the second thermocouple 28b. . In addition, the temperature measurement unit 28 is configured by two members, ie, two thermocouples 28a and 28b, but is not limited thereto, and may be configured by one sensor unit or the like.

1 :計測システム
20 :熱量計
21 :燃焼機能部
22 :定電圧源(電圧源)
23 :データロガー
24 :演算装置(発熱量算出手段)
25 :管材
26 :触媒層
27 :コイル(発熱源、ヒータ)
28 :温度測定部(温度測定手段)
28a :第1熱電対(温接点)
28b :第2熱電対(冷接点)
29 :保護容器
F :燃焼部
1: Measurement system 20: Calorimeter 21: Combustion function unit 22: Constant voltage source (voltage source)
23: Data logger 24: Arithmetic device (heat generation amount calculation means)
25: Tubing material 26: Catalyst layer 27: Coil (heat source, heater)
28: Temperature measuring section (temperature measuring means)
28a: 1st thermocouple (hot junction)
28b: Second thermocouple (cold junction)
29: Protection container F: Combustion section

Claims (6)

燃料ガスを燃焼させたときの温度上昇に基づいて発熱量を求めるための熱量計であって、
測定対象となる燃料ガスが流れる管材と、
前記管材の内側に設けられ、燃料ガスを接触燃焼させるための触媒層と、
前記触媒層が設けられる前記管材上の部位を加熱する発熱源と、
前記部位における温度に応じた信号を出力する温度測定手段と、
を備えることを特徴とする熱量計。
A calorimeter for obtaining a calorific value based on a temperature rise when fuel gas is burned,
A pipe material through which the fuel gas to be measured flows,
A catalyst layer provided on the inner side of the tube material for catalytic combustion of the fuel gas;
A heat source that heats a portion on the pipe member on which the catalyst layer is provided;
Temperature measuring means for outputting a signal corresponding to the temperature in the part;
A calorimeter comprising:
前記発熱源は、前記触媒層が設けられる前記管材上の部位の前記管材外側に取り付けられ、電圧源からの電圧が印加されるヒータである
ことを特徴とする請求項1に記載の熱量計。
The calorimeter according to claim 1, wherein the heat source is a heater that is attached to the outside of the tube material at a site on the tube material on which the catalyst layer is provided, and to which a voltage from a voltage source is applied.
前記管材のうち前記触媒層が設けられる部位、前記触媒層、前記発熱源及び前記温度測定手段を収納する保護容器を更に備える
ことを特徴とする請求項1又は請求項2のいずれかに記載の熱量計。
The said pipe | tube material is further equipped with the protection container which accommodates the site | part in which the said catalyst layer is provided, the said catalyst layer, the said heat-generation source, and the said temperature measurement means. Calorimeter.
前記温度測定手段は、2つの熱電対によって構成され、1つが前記部位の前記管材外側に設けられた温接点として機能し、もう1つが前記部位と離間して設けられて基準温度接点となる冷接点として機能する
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の熱量計。
The temperature measuring means is composed of two thermocouples, one of which functions as a hot contact provided outside the pipe material of the part, and the other is a cold contact which is provided apart from the part and serves as a reference temperature contact. The calorimeter according to any one of claims 1 to 3, wherein the calorimeter functions as a contact point.
前記温度測定手段により測定された温度に基づいて発熱量を算出する発熱量算出手段をさらに備え、
前記発熱量算出手段は、前記管材の内側に燃料ガスが流通していない場合における前記温度測定手段により測定される温度の初期値と、前記管材の内側に燃料ガスが流通していない場合に新たに前記温度測定手段により測定される温度の値とを比較して変動量を算出し、前記管材の内側に燃料ガスが流通しているときに前記温度測定手段により測定された温度に対して前記変動量を加味したうえで発熱量を算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱量計。
A calorific value calculating means for calculating a calorific value based on the temperature measured by the temperature measuring means;
The calorific value calculating means is newly provided when an initial value of the temperature measured by the temperature measuring means when the fuel gas is not flowing inside the pipe material and when the fuel gas is not flowing inside the pipe material. The amount of variation is calculated by comparing the temperature value measured by the temperature measurement means with respect to the temperature measured by the temperature measurement means when fuel gas is flowing inside the pipe. The calorific value according to any one of claims 1 to 4, wherein the calorific value is calculated in consideration of the fluctuation amount.
前記温度測定手段により測定された温度に基づいて発熱量を算出する発熱量算出手段をさらに備え、
前記発熱量算出手段は、前記管材の内側に燃料ガスが流通しているときに前記温度測定手段により測定された複数回分の温度の値のうち、最高値と最低値とを除く値の平均値に基づいて発熱量を算出する
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の熱量計。
A calorific value calculating means for calculating a calorific value based on the temperature measured by the temperature measuring means;
The calorific value calculation means is an average value of values excluding a maximum value and a minimum value among a plurality of temperature values measured by the temperature measurement means when fuel gas is circulating inside the pipe. The calorific value according to any one of claims 1 to 4, wherein the calorific value is calculated on the basis of the calorific value.
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