JP2021099269A

JP2021099269A - Calorimeter

Info

Publication number: JP2021099269A
Application number: JP2019231344A
Authority: JP
Inventors: 尚史小澤; Hisafumi Ozawa; 奥野　辰行; Tatsuyuki Okuno; 辰行奥野; 良春名川; Yoshiharu Nakawa; 辰志南; Tatsushi Minami; 香那子倉橋; Kanako Kurahashi
Original assignee: Yazaki Energy System Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Current assignee: Yazaki Energy System Corp; Tokyo Gas Co Ltd
Priority date: 2019-12-23
Filing date: 2019-12-23
Publication date: 2021-07-01
Anticipated expiration: 2039-12-23
Also published as: JP7333261B2

Abstract

To provide a calorimeter which calculates heat generation quantity and enables the accuracy of the heat generation quantity calculation to be improved.SOLUTION: A calorimeter 20 is used to obtain heat generation quantity on the basis of temperature rise due to combustion of fuel gas, and comprises a combustion function unit 21 and a calculating device 24. The combustion function unit 21 comprises: a tube 25 in which a fuel gas to be measured flows; a catalyst 26a provided inside the tube 25 and for combusting the fuel gas; a heater 27 heating the catalyst 26a; and a sheath thermocouple 28 outputting a signal that corresponds to a temperature rise due to the reaction between the catalyst 26a heated by the heater 27 and the fuel gas. The calculating device 24 calculates heat generation quantity from a temperature rise width ΔT which is based on the signal from the sheath thermocouple 28. Furthermore, the calculating device 24 adds a correction amount that corresponds to the cumulative use hours of the combustion function unit 21 to the temperature rise width ΔT which is based on the signal from the sheath thermocouple 28, to thereby calculate heat generation quantity.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、測定対象となる燃料ガスが流れる管材と、管材の内側に塗布された触媒と、触媒が設けられる管材上の部位を加熱するコイルと、当該加熱部位における温度に応じた信号を出力する温度測定部とを備えた熱量計が開示されている（例えば特許文献１参照）。この熱量計は、コイルによる加熱環境下において触媒を利用して燃料ガスを燃焼させ、燃焼時における温度上昇に基づいて発熱量を算出する。 Conventionally, a pipe material through which fuel gas to be measured flows, a catalyst applied to the inside of the pipe material, a coil that heats a portion on the pipe material on which the catalyst is provided, and a temperature at which a signal corresponding to the temperature at the heating portion is output. A calorimeter including a measuring unit is disclosed (see, for example, Patent Document 1). This calorimeter burns fuel gas using a catalyst in a heating environment with a coil, and calculates the calorific value based on the temperature rise during combustion.

特開２０１７−７５８８２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-75882

しかし、特許文献１に記載の熱量計は、温度上昇により触媒のシンタリングが進み、触媒が劣化して温度上昇幅ΔＴが低下することから、発熱量の算出精度が低下してしまう。 However, in the calorimeter described in Patent Document 1, the catalyst sintering progresses as the temperature rises, the catalyst deteriorates, and the temperature rise width ΔT decreases, so that the calculation accuracy of the calorific value decreases.

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、発熱量の算出精度を向上させ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 provide a calorimeter capable of improving the calculation accuracy of the calorific value.

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ものである。熱量計は、燃焼機能部と発熱量算出部とを備えている。燃焼機能部は、測定対象となる燃料ガスが流れる管材と、管材の内側に設けられ燃料ガスを燃焼させるための触媒と、触媒を加熱する発熱源と、発熱源によって加熱された触媒と燃料ガスとの反応による温度上昇に応じた信号を出力する温度測定部とを備えている。発熱量算出部は、温度測定部からの信号に基づく温度上昇幅から発熱量を算出するものであり、温度測定部からの信号に基づく温度上昇幅に対して、燃焼機能部の累積使用時間に応じた補正量を加算して発熱量を算出する。 The calorimeter of the present invention is for determining the calorific value based on the temperature rise when the fuel gas is burned. The calorimeter includes a combustion function unit and a calorific value calculation unit. The combustion function unit includes a pipe material through which the fuel gas to be measured flows, a catalyst provided inside the pipe material for burning the fuel gas, a heat generating source for heating the catalyst, and a catalyst and fuel gas heated by the heat generating source. It is equipped with a temperature measuring unit that outputs a signal according to the temperature rise due to the reaction with. The calorific value calculation unit calculates the calorific value from the temperature rise width based on the signal from the temperature measurement unit, and the cumulative usage time of the combustion function unit is calculated with respect to the temperature rise width based on the signal from the temperature measurement unit. The calorific value is calculated by adding the corresponding correction amounts.

この熱量計によれば、温度測定部からの信号に基づく温度上昇幅に対して燃焼機能部の累積使用時間に応じた補正量を加算して発熱量を算出する。このため、累積使用により低下する温度上昇幅に対して補正値が加算されることとなり、発熱量の算出精度を向上させることができる。 According to this calorimeter, the calorific value is calculated by adding the correction amount according to the cumulative usage time of the combustion function unit to the temperature rise width based on the signal from the temperature measuring unit. Therefore, the correction value is added to the temperature rise width that decreases due to cumulative use, and the calculation accuracy of the calorific value can be improved.

本発明によれば、発熱量の算出精度を向上させ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 capable of improving the calculation accuracy of the calorific value.

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 including the calorimeter which concerns on embodiment of this invention. 図１に示した熱量計の構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the calorimeter shown in FIG. 図２に示した構成の一部拡大図である。It is a partially enlarged view of the structure shown in FIG. 温度上昇幅の低下を示すグラフである。It is a graph which shows the decrease of the temperature rise width. 補正された温度上昇幅を示すグラフである。It is a graph which shows the corrected temperature rise width.

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す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において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾点が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to preferred embodiments. The present invention is not limited to the embodiments shown below, and can be appropriately modified without departing from the spirit of the present invention. Further, in the embodiments shown below, some parts of the configuration are omitted from the illustration and description, but the details of the omitted technology are within a range that does not cause any contradiction with the contents described below. Needless to say, publicly known or well-known techniques are appropriately applied.

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とを備え、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 the mixed gas obtained by mixing combustible gas and air by the gas mixing device 10 to the calorimeter 20 as fuel gas. , The calorimeter 20 burns the fuel gas and measures the calorific value.

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とを備えている。 In such a measurement system 1, the gas mixer 10 includes first to third pipes 11 to 13, first and second flow meters 14a and 14b, first and second valves 15a and 15b, and a mixer 16. And have.

第１配管１１は、上流側のレギュレーターＲ１と混合器１６とを接続する配管であって、レギュレーターＲ１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 regulator R1 on the upstream side and the mixer 16 and guides the combustible gas flowing through the regulator R1 to the mixer 16. The first flow meter 14a 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 15a is a needle valve provided on the downstream side of the first flow meter 14a of the first pipe 11.

第２配管１２は、上流側のレギュレーターＲ２と混合器１６とを接続する配管であって、レギュレーターＲ２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 that connects the regulator R2 on the upstream side and the mixer 16 and guides the air flowing through the regulator R2 to the mixer 16. The second flow meter 14b is provided on the second pipe 12 and measures the flow rate of air flowing through the second pipe 12. The second valve 15b is a needle valve provided on the downstream side of the second flow meter 14b 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 the combustible gas flowing through the first and second pipes 11 and 12 with air. 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.

図２は、図１に示した熱量計２０の構成を示す構成図であり、図３は、図２に示した構成の一部拡大図である。図２に示すように、熱量計２０は、燃料ガスを燃焼させたときの温度変化に基づいて発熱量を求めるものであり、燃焼機能部２１と、定電圧源２２と、データロガー２３と、演算装置（発熱量算出部）２４とを備えている。 FIG. 2 is a configuration diagram showing the configuration of the calorimeter 20 shown in FIG. 1, and FIG. 3 is a partially enlarged view of the configuration shown in FIG. As shown in FIG. 2, the calorimeter 20 obtains the calorific value based on the temperature change when the fuel gas is burned, and includes the combustion function unit 21, the constant voltage source 22, the data logger 23, and the like. It is equipped with a calculation device (calorific value calculation unit) 24.

燃焼機能部２１は、ガス混合装置１０からの燃料ガスを、定電圧源２２からの電圧を利用して燃焼させるものであり、図２及び図３に示すように、管材２５、多孔質体２６、ヒータ（発熱源）２７、及びシース熱電対（温度測定部）２８を備えている。 The combustion function unit 21 burns the fuel gas from the gas mixing device 10 by using the voltage from the constant voltage source 22, and as shown in FIGS. 2 and 3, the pipe material 25 and the porous body 26 , A heater (heat source) 27, and a sheath thermocouple (temperature measuring unit) 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、図１に示した第３配管１３が接続されている。管材２５は、例えばセラミック管（材質はアルミナ）により構成されている。なお、管材２５は、セラミックに限らず、ヒータ２７の加熱に耐え得る素材であれば、他の素材であってもよい。 The pipe material 25 is a pipe through which the fuel gas to be measured flows, and the third pipe 13 shown in FIG. 1 is connected to the pipe material 25. The pipe material 25 is made of, for example, a ceramic pipe (material is alumina). The pipe material 25 is not limited to ceramics, and may be any other material as long as it can withstand the heating of the heater 27.

多孔質体２６は、内部に多数の気孔を有する構造体であり、本実施形態では金属材料（例えばステンレス）によって形成されて金属多孔質体となっている。また、多孔質体２６は、燃料ガスを燃焼させるために、パラジウムや白金等の触媒２６ａを担持している。触媒２６ａは、ディップコーティング等の手法により、ペースト状にされたうえで含浸させられることにより多孔質体２６に担持されている。 The porous body 26 is a structure having a large number of pores inside, and in the present embodiment, it is formed of a metal material (for example, stainless steel) to be a metallic porous body. Further, the porous body 26 carries a catalyst 26a such as palladium or platinum in order to burn the fuel gas. The catalyst 26a is supported on the porous body 26 by being made into a paste by a method such as dip coating and then impregnated.

このような多孔質体２６は、管材２５の内側のうち後端側（燃焼ガスの流れ方向における下流側）に設けられている。本実施形態において多孔質体２６は、外周形状が管材２５の内周形状と概ね対応しており、管材２５の中空部を埋めるように管材２５内に配置されている。 Such a porous body 26 is provided on the rear end side (downstream side in the flow direction of the combustion gas) of the inside of the pipe material 25. In the present embodiment, the outer peripheral shape of the porous body 26 substantially corresponds to the inner peripheral shape of the pipe material 25, and the porous body 26 is arranged in the pipe material 25 so as to fill the hollow portion of the pipe material 25.

ヒータ２７は、管材２５内に配置された多孔質体２６を加熱するものである。ヒータ２７は、管材２５の外周面２５ｂのうち多孔質体２６が設けられる位置と対向して取り付けられている。ヒータ２７は、定電圧源２２から電圧が印加されて発熱し、管材２５及び多孔質体２６を所定の温度（例えば４００℃）に加熱する。 The heater 27 heats the porous body 26 arranged in the pipe material 25. The heater 27 is attached to the outer peripheral surface 25b of the pipe material 25 so as to face the position where the porous body 26 is provided. The heater 27 generates heat when a voltage is applied from the constant voltage source 22, and heats the tube material 25 and the porous body 26 to a predetermined temperature (for example, 400 ° C.).

シース熱電対２８は、多孔質体２６の温度に応じた信号を出力するものである。シース熱電対２８は、保護管であるシース内に熱電対素線を納め、絶縁物で充填密封して一体化したものであり、ゼーベック効果を利用して温度を測定する。シース熱電対２８は、管材２５の後端側から管材２５内に挿入されて、先端が多孔質体２６の略中心部まで挿入されている。なお、本実施形態においてはシース熱電対２８を用いているが、これに限らず、他の温度計測機器を用いてもよい。 The sheath thermocouple 28 outputs a signal according to the temperature of the porous body 26. The sheath thermocouple 28 is a body in which a thermocouple wire is housed in a sheath which is a protective tube, filled with an insulator, sealed, and integrated, and the temperature is measured by utilizing the Seebeck effect. The sheath thermocouple 28 is inserted into the pipe material 25 from the rear end side of the pipe material 25, and the tip thereof is inserted to a substantially central portion of the porous body 26. Although the sheath thermocouple 28 is used in this embodiment, the present invention is not limited to this, and other temperature measuring devices may be used.

ここで、ヒータ２７により多孔質体２６が昇温されており、多孔質体２６（管材２５内）に燃料ガスが供給された場合、多孔質体２６において燃料ガスが燃焼する。このとき、多孔質体２６の温度は上昇することとなる。シース熱電対２８は、このような温度に応じた信号を出力することとなる。 Here, the temperature of the porous body 26 is raised by the heater 27, and when the fuel gas is supplied to the porous body 26 (inside the pipe material 25), the fuel gas burns in the porous body 26. At this time, the temperature of the porous body 26 will rise. The sheath thermocouple 28 outputs a signal corresponding to such a temperature.

データロガー２３は、シース熱電対２８から出力される信号、すなわち、多孔質体２６の温度を記録するものである。演算装置２４は、例えば例えばＰＣ（Personal Computer）によって構成され、データロガー２３の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演算するものである。この演算装置２４は、例えば温度上昇幅ΔＴと発熱量との相関を示すデータを記憶しており、この相関データに基づいて発熱量を算出する。なお、演算装置２４は、発熱量を演算するにあたり、第１流量計１４ａ及び第２流量計１４ｂの計測値も入力する。 The data logger 23 records a signal output from the sheath thermocouple 28, that is, the temperature of the porous body 26. The arithmetic unit 24 is configured by, for example, a PC (Personal Computer), and calculates the calorific value of the fuel gas supplied to the combustion function unit 21 based on the recorded contents of the data logger 23. The arithmetic unit 24 stores, for example, data showing the correlation between the temperature rise width ΔT and the calorific value, and calculates the calorific value based on the correlation data. The arithmetic unit 24 also inputs the measured values of the first flow meter 14a and the second flow meter 14b when calculating the calorific value.

さらに熱量計２０は保護容器２９を備えている。保護容器２９は、管材２５の後端側を収納する断熱性の筐体である。この保護容器２９は、例えば風の影響によりシース熱電対２８による検出温度が変動してしまう事態を防止している。 Further, the calorimeter 20 includes a protective container 29. The protective container 29 is a heat-insulating housing for accommodating the rear end side of the pipe material 25. The protective container 29 prevents a situation in which the temperature detected by the sheath thermocouple 28 fluctuates due to, for example, the influence of wind.

ここで、上記のような熱量計２０は、図３に示すように、温度上昇により触媒２６ａのシンタリングが進み、触媒２６ａが劣化した結果、温度上昇幅ΔＴが低下することから、発熱量の算出精度が低下してしまう。 Here, as shown in FIG. 3, in the calorimeter 20 as described above, the sintering of the catalyst 26a progresses due to the temperature rise, and as a result of the deterioration of the catalyst 26a, the temperature rise width ΔT decreases. The calculation accuracy will decrease.

図４は、温度上昇幅ΔＴの低下を示すグラフである。なお、図４に示す例においては触媒２６ａにパラジウムが用いられている。 FIG. 4 is a graph showing the decrease in the temperature increase width ΔT. In the example shown in FIG. 4, palladium is used for the catalyst 26a.

図４に示すように、或る燃料ガスが管材２５に導入された場合において、燃焼機能部２１が未使用（累積使用時間がゼロ）である場合の温度上昇幅ΔＴは約９０℃である。しかし、この温度上昇幅ΔＴは、燃焼機能部２１の累積使用時間が大きくなるに従って低下していく傾向があり、具体的に累積使用時間が１００ｈｒで約７５℃となり、２００ｈｒで約７０℃となり、３００ｈｒで約６８℃となり、４００ｈｒで約６６℃となってしまう。 As shown in FIG. 4, when a certain fuel gas is introduced into the pipe material 25, the temperature rise width ΔT when the combustion function unit 21 is unused (cumulative usage time is zero) is about 90 ° C. However, this temperature rise width ΔT tends to decrease as the cumulative usage time of the combustion function unit 21 increases. Specifically, the cumulative usage time is about 75 ° C. at 100 hr and about 70 ° C. at 200 hr. It becomes about 68 ° C. at 300 hr and about 66 ° C. at 400 hr.

ここで、本件発明者らは、この温度上昇幅ΔＴの低下の一因として、触媒活性とは無関係である、ベース温度の低下が存在することを見出した。ベース温度が低下してしまうと、連続計測ではその計測時点でのベース温度が測定できず、燃焼時の温度しか測定できないため、温度上昇幅ΔＴの算出時には例えば初期のベース温度が利用され、結果として、温度上昇幅ΔＴが小さく算出されてしまう（低下してしまう）。表１は、累積使用時間によるベース温度の変化を示す表である。

Here, the present inventors have found that one of the causes of the decrease in the temperature increase width ΔT is a decrease in the base temperature, which is independent of the catalytic activity. When the base temperature drops, the base temperature at the time of measurement cannot be measured by continuous measurement, and only the temperature at the time of combustion can be measured. Therefore, for example, the initial base temperature is used when calculating the temperature rise width ΔT, and the result is Therefore, the temperature rise width ΔT is calculated to be small (decreased). Table 1 is a table showing changes in base temperature with cumulative usage time.

表１に示すように、パラジウムを触媒２６ａとする燃焼機能部２１について、開始時（すなわち累積使用時間０ｈｒ）においては、ベース温度が３９９．０８℃であるが、終了時（すなわち累積使用時間４１３ｈｒ）においては、ベース温度が３８８．０８℃まで低下してしまう。 As shown in Table 1, the combustion function unit 21 using palladium as the catalyst 26a has a base temperature of 399.08 ° C. at the start (that is, cumulative usage time of 0 hr), but at the end (that is, cumulative usage time of 413 hr). ), The base temperature drops to 388.08 ° C.

そこで、本実施形態に係る演算装置２４は、シース熱電対２８からの信号に基づく温度上昇幅ΔＴに対して、燃焼機能部２１の累積使用時間が長くなるに従って大きな値となる補正量を加算して発熱量を算出する機能を備えている。 Therefore, the arithmetic unit 24 according to the present embodiment adds a correction amount that becomes larger as the cumulative usage time of the combustion function unit 21 becomes longer with respect to the temperature rise width ΔT based on the signal from the sheath thermocouple 28. It has a function to calculate the calorific value.

具体的に演算装置２４は、Ｔ_Ｂ（０）を初期のベース温度とし、Ｔ_Ｂ（ｔ_１）を任意の累積使用時間ｔ１時点のベース温度とし、現時点の累積使用時間をｔとした場合、補正量を

なる式から算出する。ここで、例えば累積使用時間ｔ１を例えば４１３ｈｒとした場合、上記表１との関係から式（１）は１１×ｔ／４１３となる。よって、演算装置２４は、例えば累積使用時間が４００ｈｒである場合、補正量を約１０．７℃（１１×４００／４１３）と算出する。 Specifically, the ALU unit 24, if the T B a ₍₀₎ as the initial base temperature, the T B _(t ₁₎ based temperature any accumulated use time t1 time, the accumulated use time of the current was set to t, Correction amount

It is calculated from the formula. Here, for example, when the cumulative usage time t1 is set to, for example, 413 hr, the equation (1) is 11 × t / 413 in relation to the above Table 1. Therefore, the arithmetic unit 24 calculates the correction amount to be about 10.7 ° C. (11 × 400/413), for example, when the cumulative usage time is 400 hr.

具体的には補正がない場合において累積使用時間が４００ｈｒであるとき、初期からの温度変化量（温度上昇幅ΔＴの低下）は−２８．６℃となってしまい、劣化により初期と比べて３０．６％ΔＴが低下しているように見えてしまう。これに対して、上記式（１）により、触媒活性の低下とは無関係な温度変化量に相当する補正量を加算することで、初期からの温度変化量（温度上昇幅ΔＴの低下）は−１７．９℃（１９．２％）と、劣化に相当する温度低下を正しく算出できる。このように、或る累積使用時間tのときのベース温度を上手く推測し、そのベース温度を基に温度上昇幅ΔＴを算出すると、誤差が少なく熱量算出できる。よって、熱量計算値として、低めに算出される値を、より正しい値に補正できる。 Specifically, when the cumulative usage time is 400 hr without correction, the amount of temperature change from the initial stage (decrease in the temperature rise width ΔT) becomes −28.6 ° C., which is 30 compared to the initial stage due to deterioration. It seems that 6.6% ΔT is decreasing. On the other hand, by adding the correction amount corresponding to the temperature change amount irrelevant to the decrease in catalytic activity according to the above equation (1), the temperature change amount from the initial stage (decrease in temperature increase width ΔT) is −. The temperature drop corresponding to deterioration can be correctly calculated as 17.9 ° C. (19.2%). In this way, if the base temperature at a certain cumulative usage time t is well estimated and the temperature rise width ΔT is calculated based on the base temperature, the calorific value can be calculated with little error. Therefore, as the calorific value calculation value, a value calculated lower can be corrected to a more correct value.

なお、図４に示すように、温度上昇幅ΔＴの低下は累積使用時間の増加に応じて略比例的となっている。このため、補正量については上記式（１）の比例式（一次式）によって算出することができるが、特に一次式に限らず、二次以上の式によって算出されてもよい。 As shown in FIG. 4, the decrease in the temperature increase width ΔT is substantially proportional to the increase in the cumulative usage time. Therefore, the correction amount can be calculated by the proportional formula (linear formula) of the above formula (1), but it is not particularly limited to the linear formula, and may be calculated by a quadratic or higher formula.

図５は、補正された温度上昇幅ΔＴを示すグラフである。なお、図５に示すグラフは図４に示したものと同じ条件での温度上昇幅ΔＴ（補正済み）を示している。図５に示すように、補正された温度上昇幅ΔＴは少なくとも７５℃程度を維持している。このため、ベース温度の低下による見かけ上の温度上昇幅ΔＴの低下が補正され、実際の温度上昇幅ΔＴに近い値が算出されており、発熱量の算出精度を向上させることができる。 FIG. 5 is a graph showing the corrected temperature rise width ΔT. The graph shown in FIG. 5 shows the temperature rise width ΔT (corrected) under the same conditions as those shown in FIG. As shown in FIG. 5, the corrected temperature rise width ΔT is maintained at least about 75 ° C. Therefore, the apparent decrease in the temperature increase width ΔT due to the decrease in the base temperature is corrected, and a value close to the actual temperature increase width ΔT is calculated, so that the calculation accuracy of the calorific value can be improved.

さらに、本件発明者らは、温度上昇幅ΔＴの低下の一因として触媒劣化による触媒活性の低下が存在することを見出した。触媒活性が低下すると、燃焼時に温度が上昇し難くなって、燃焼時温度の低下を招く。このため、本実施形態に係る演算装置２４は、累積使用時間に対する燃焼時温度の低下量のデータを記憶しており、この累積使用時間に応じた低下量を補正量として加算することとなる。これによっても、温度上昇幅ΔＴの低下を考慮して発熱量が算出され、発熱量の算出精度を向上させることができる。 Furthermore, the present inventors have found that a decrease in catalytic activity due to catalyst deterioration exists as one of the causes of a decrease in the temperature increase range ΔT. When the catalytic activity decreases, it becomes difficult for the temperature to rise during combustion, which causes a decrease in the combustion temperature. Therefore, the arithmetic unit 24 according to the present embodiment stores the data of the amount of decrease in the combustion temperature with respect to the cumulative use time, and the amount of decrease according to the cumulative use time is added as the correction amount. This also allows the calorific value to be calculated in consideration of the decrease in the temperature rise width ΔT, and the accuracy of calculating the calorific value can be improved.

次に、本実施形態に係る熱量計２０の動作を説明する。 Next, the operation of the calorimeter 20 according to the present embodiment will be described.

まず、データロガー２３は、燃料ガスが供給されていない時点でシース熱電対２８からの信号に基づいてベース温度（すなわちヒータ２７によって加熱される多孔質体２６の温度）を記録する。次いで、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燃料ガスが熱量計２０に供給される。 First, the data logger 23 records the base temperature (that is, the temperature of the porous body 26 heated by the heater 27) based on the signal from the sheath thermocouple 28 when the fuel gas is not supplied. Next, the fuel gas obtained by mixing the combustible gas and the air by the gas mixing device 10 is supplied to the calorimeter 20.

燃料ガスは、管材２５内の多孔質体２６まで至り触媒２６ａと反応する。触媒２６ａとの反応によって多孔質体２６は温度上昇する。データロガー２３は、シース熱電対２８からの信号に基づいて、このような上昇した温度を記録する。 The fuel gas reaches the porous body 26 in the pipe material 25 and reacts with the catalyst 26a. The temperature of the porous body 26 rises due to the reaction with the catalyst 26a. The data logger 23 records such an elevated temperature based on the signal from the sheath thermocouple 28.

ここで、演算装置２４は、燃焼機能部２１について累積使用時間を計測しており、現在の累積使用時間に基づいて補正量（ベース温度の低下に基づく補正量、及び、触媒活性の低下に基づく補正量）を算出する。次に、演算装置２４は、上昇後の温度からベース温度を差し引くと共に補正量を加算して、補正された温度上昇幅ΔＴを算出する。次いで、演算装置２４は、補正された温度上昇幅ΔＴと予め記憶される相関データとに基づいて発熱量を算出する。 Here, the arithmetic unit 24 measures the cumulative usage time of the combustion function unit 21, and is based on the correction amount (correction amount based on the decrease in the base temperature and the decrease in the catalytic activity) based on the current cumulative usage time. Correction amount) is calculated. Next, the arithmetic unit 24 calculates the corrected temperature rise width ΔT by subtracting the base temperature from the temperature after the rise and adding the correction amount. Next, the arithmetic unit 24 calculates the calorific value based on the corrected temperature rise width ΔT and the correlation data stored in advance.

このようにして、本実施形態に係る熱量計２０によれば、シース熱電対２８からの信号に基づく温度上昇幅ΔＴに対して燃焼機能部２１の累積使用時間が長くなるに従って大きな値となる補正量を加算して発熱量を算出する。このため、累積使用時間が長くなるほど進行するベース温度の低下や触媒２６ａのシンタリングによる触媒活性低下に応じた補正値を加算することとなり、発熱量の算出精度を向上させることができる。 In this way, according to the calorimeter 20 according to the present embodiment, the correction becomes larger as the cumulative usage time of the combustion function unit 21 becomes longer with respect to the temperature rise width ΔT based on the signal from the sheath thermocouple 28. The calorific value is calculated by adding the amounts. Therefore, the correction value corresponding to the decrease in the base temperature and the decrease in the catalytic activity due to the sintering of the catalyst 26a, which progresses as the cumulative usage time becomes longer, is added, and the calculation accuracy of the calorific value can be improved.

また、本件発明者らは触媒２６ａの劣化とは無関係にベース温度が低下し、これが温度上昇幅ΔＴの低下の一因となっていることを見出した。そこで、演算装置２４が現時点の累積使用時間に基づく現時点のベース温度の低下量を加味した補正量を加算することで、発熱量の算出精度を向上させることができる。 Further, the present inventors have found that the base temperature decreases regardless of the deterioration of the catalyst 26a, which contributes to the decrease in the temperature increase width ΔT. Therefore, the arithmetic unit 24 can improve the calculation accuracy of the calorific value by adding a correction amount that takes into account the amount of decrease in the current base temperature based on the current cumulative usage time.

また、本件発明者らは触媒２６ａのシンタリングの進行に応じて触媒活性が低下し、これが温度上昇幅ΔＴの低下の一因となっていることを見出した。そこで、演算装置２４が現時点の累積使用時間に基づく触媒活性の低下による燃焼時温度の低下を加味した補正量を加算することで、発熱量の算出精度を向上させることができる。 Further, the present inventors have found that the catalytic activity decreases as the sintering of the catalyst 26a progresses, which contributes to the decrease in the temperature rise width ΔT. Therefore, the calculation device 24 can improve the calculation accuracy of the calorific value by adding the correction amount in consideration of the decrease in the combustion temperature due to the decrease in the catalytic activity based on the current cumulative usage time.

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。 Although the present invention has been described above based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and modifications may be made without departing from the spirit 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、本実施形態において触媒２６ａは多孔質体２６に担持されているが、これに限らず、単に触媒２６ａのみが管材２５の内周面に設けられていてもよい。加えて、多孔質体２６は管材２５の後端側を塞ぐように設けられているが、これに限らず、中央部開口を有するなど塞ぐように設けられていなくともよい。さらに、多孔質体２６（触媒２６ａ）は管材２５の後端側に限らず、管材２５の長手方向中央あたりに設けられていてもよい。 For example, in the present embodiment, the calorimeter 20 is provided with the protective container 29, but the present invention is not particularly limited to this, and the calorimeter 20 may not be provided. Further, in the present embodiment, the catalyst 26a is supported on the porous body 26, but the present invention is not limited to this, and only the catalyst 26a may be provided on the inner peripheral surface of the pipe material 25. In addition, the porous body 26 is provided so as to close the rear end side of the pipe material 25, but the present invention is not limited to this, and the porous body 26 may not be provided so as to have an opening at the center. Further, the porous body 26 (catalyst 26a) is not limited to the rear end side of the pipe material 25, and may be provided around the center of the pipe material 25 in the longitudinal direction.

さらに、本実施形態においてはヒータ２７を発熱源として説明したが、これに限らず、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。加えて、ヒータ２７は、管材２５を加熱することで間接的に触媒２６ａを加熱するものであるが、これに限らず、触媒２６ａ（多孔質体２６）を直接加熱するように配置されていてもよい。 Further, in the present embodiment, the heater 27 has been described as a heat generating source, but the present invention is not limited to this, and if possible, a means for sending hot air or the like for heating a specific portion may be used. In addition, the heater 27 indirectly heats the catalyst 26a by heating the pipe material 25, but is not limited to this, and is arranged so as to directly heat the catalyst 26a (porous body 26). May be good.

加えて、本実施形態に係る演算装置２４は温度上昇幅ΔＴに対して、燃焼機能部２１の累積使用時間が長くなるに従って大きな値となる補正量を加算して発熱量を算出するが、補正量は累積使用時間が長くなるに従って大きな値となるものでなくともよい。例えば、管材２５の素材の問題等により、例えば累積使用時間が或る時間に達したときに過渡的に大きな温度上昇幅ΔＴが得られる等の事情がある場合には、その累積使用時間に達したときの補正量は小さくされてもよい。また、例えば特定の触媒２６ａを使用した場合に、或る累積使用時間以上では温度上昇幅ΔＴについて低下が殆ど見られなくなる等の事情がある場合には、その累積使用時間以上においては補正量が一定値とされてもよい。すなわち、補正量は累積使用時間が長くなるに従って大きな値となるものに限らず、種々の事情等を考慮して、累積使用時間に応じて定められたものであってもよい。 In addition, the arithmetic unit 24 according to the present embodiment calculates the calorific value by adding a correction amount that becomes larger as the cumulative usage time of the combustion function unit 21 becomes longer with respect to the temperature rise width ΔT. The amount does not have to increase as the cumulative usage time increases. For example, if there is a situation such as a transiently large temperature rise width ΔT being obtained when the cumulative usage time reaches a certain time due to a problem of the material of the pipe material 25, the cumulative usage time is reached. The amount of correction may be reduced. Further, for example, when a specific catalyst 26a is used, if there is a circumstance such that the temperature rise width ΔT hardly decreases after a certain cumulative usage time, the correction amount is adjusted above the cumulative usage time. It may be a constant value. That is, the correction amount is not limited to a value that increases as the cumulative usage time increases, and may be determined according to the cumulative usage time in consideration of various circumstances and the like.

１：計測システム
１０：ガス混合装置
１１：第１配管
１２：第２配管
１３：第３配管
１４ａ：第１流量計
１４ｂ：第２流量計
１５ａ：第１バルブ
１５ｂ：第２バルブ
１６：混合器
２０：熱量計
２１：燃焼機能部
２２：定電圧源
２３：データロガー
２４：演算装置（発熱量算出部）
２５：管材
２５ｂ：外周面
２６：多孔質体
２６ａ：触媒
２７：ヒータ（発熱源）
２８：シース熱電対（温度測定部）
２９：保護容器
ΔＴ：温度上昇幅
Ｒ１，Ｒ２：レギュレーター 1: Measurement system 10: Gas mixer 11: 1st pipe 12: 2nd pipe 13: 3rd pipe 14a: 1st flow meter 14b: 2nd flow meter 15a: 1st valve 15b: 2nd valve 16: Mixer 20: Calorimeter 21: Combustion function unit 22: Constant voltage source 23: Data logger 24: Calculation device (calorific value calculation unit)
25: Pipe material 25b: Outer peripheral surface 26: Porous body 26a: Catalyst 27: Heater (heat source)
28: Sheath thermocouple (temperature measuring unit)
29: Protective container ΔT: Temperature rise width R1, R2: Regulator

Claims

It is a calorimeter for calculating the calorific value based on the temperature rise when burning fuel gas.
A pipe material through which the fuel gas to be measured flows, a catalyst provided inside the pipe material for burning the fuel gas, a heat generating source for heating the catalyst, and the catalyst and the fuel gas heated by the heat generating source. A combustion function unit equipped with a temperature measuring unit that outputs a signal according to the temperature rise due to the reaction of
A calorific value calculation unit that calculates the calorific value from the temperature rise width based on the signal from the temperature measurement unit is provided.
The calorific value calculation unit calculates the calorific value by adding a correction amount according to the cumulative usage time of the combustion function unit to the temperature rise width based on the signal from the temperature measurement unit. Calorimeter.

The calorimeter according to claim 1, wherein the calorimeter calculating unit adds the correction amount in consideration of the amount of decrease in the current base temperature based on the current cumulative usage time.

The method according to claim 1 or 2, wherein the calorific value calculation unit adds the correction amount in consideration of the decrease in the combustion temperature due to the decrease in the catalytic activity based on the current cumulative usage time. Calorimeter.