JP3147555U

JP3147555U - 管路内圧測定用圧力センサ

Info

Publication number: JP3147555U
Application number: JP2008007415U
Authority: JP
Inventors: 秀介平岡
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Filing date: 2008-10-22
Publication date: 2009-01-08
Anticipated expiration: 2018-10-22

Abstract

【課題】管路を流れる排ガスの圧力を測定する圧力センサの寿命を延ばす。
【解決手段】路壁１に設けた開口部Ｈにフランジ付き接手２の周辺部を密封溶接する。前記フランジ付き接手２と圧力センサ３間の接続用部材として、圧力導管４、５と、前記圧力導管４、５より小径のキャピラリ６と、これらを連結するための接手７、８を用いる。前記圧力導管４の両端はフランジ付き接手２と接手７に、前記キャピラリ６の両端は接手７、８にそれぞれ嵌着し、前記圧力導管５の両端は前記接手８と圧力センサ３に嵌着する。
【選択図】図１

Description

本考案は、煙道や煙突などの管体中の排ガスを取り出し、圧力センサにより管路内の絶対圧力を測定する管路内圧測定用圧力センサに関する。

各種の産業プロセスから排出される排ガスは、排ガス処理後煙道を通して大気中に排出される。この排ガス量、すなわち煙道内ガス量は、大気汚染の防止のため排出量が規制されており、通常煙道内ガスはその流量と圧力が測定され、標準状態での流量測定が行われている。その流量測定には、差圧式、超音波式、熱線式などの流量計が用いられ、煙道内圧の測定には安価なストレンゲージ式の圧力センサが多用されている。この圧力センサは、煙道壁に設けられた煙道ガス取出口に内径４ｍｍ以上で長さ５００ｍｍ以下の比較的短いチューブを取り付け、その先端に取り付けられていた。
特開平１１−３５１９２３号公報

管路内圧を測定する圧力センサは上記のとおり煙道などの路壁に設けられた排ガス取出口に４ｍｍ以上のチューブで直接接続されているので、煙道内の排ガス中のＳＯ_２などの腐食性ガスの拡散速度が速く、比較的短期間に腐食性ガスによってストレンゲージなどの圧力センサは腐蝕される問題があった。そのためチューブの途中に薄膜等で圧力センサを隔離すると、測定感度が低下して正確な圧力測定ができなく、耐食性に優れた圧力センサの採用は計装費用が高くなる不都合があった。
本考案は上記の事情に鑑み安価で耐久性のある管路内圧測定用圧力センサを提供するものである。

上記の目的を達成するため、本考案の管路内圧測定用圧力センサは、管路の路壁に設置される排ガス取入部と、前記管路の外側に配置されるストレンゲージ式の圧力センサと、前記排ガス取入部と前記圧力センサとの間に介在する流路とを有し、前記流路は、他の領域に比して内径が小さい領域を有する。
さらに、本考案の前記流路は、圧力導管と、当該圧力導管に比して内径が小さいキャピラリとを有している。
さらに本考案の前記排ガス取入部は、動圧検出孔を有する動圧検出管と、静圧検出孔を有する静圧検出管とから構成されており、当該前記排ガス取入部と前記圧力センサとの間に、管路内を流れる排ガスの動圧と静圧を検出してその差圧を流量信号に変換する差圧式流量計を設けると共に、当該差圧式流量計の静圧検出側の圧力導管を分岐し、その分岐圧力導管に分岐圧力導管より小径のキャピラリを介在させて圧力センサを接続する。
さらに本考案は、前記キャピラリと前記圧力センサを接続する接続部内に排ガス中に含まれる腐食性ガスを吸収する吸収剤を内在させる。
本考案の管路内圧測定用圧力センサは上記の構造によって圧力センサの使用寿命が延び管路内の排ガス圧を長期にわたり測定できる。

実験の結果キャピラリが介在する方がＳＯ_２の拡散速度が遅く、またキャピラリの後のチューブが長い程拡散速度が遅いこと、そしてさらに圧力センサの腐蝕は排ガス中に含まれるＳＯ_２ガスによるところが多いことが確認されている。したがって、キャピラリを使用してＳＯ_２ガスの拡散速度を抑えることでストレージ式の安価な圧力センサの寿命を延ばすことができる。
また、圧力センサの前段部位にてＳＯ_２ガス吸収剤を用いることにより、圧力センサの寿命が延び、さらにキャピラリを吸収剤の前段位置に配設することにより吸収剤の寿命をも延ばすことができる。

本考案による管路内圧測定用圧力センサを図面を参照して説明する。図１は、本考案の第１実施例による管路内圧測定用圧力センサの取付け図で、路壁に流量検出部を取り付けて排ガス流量を測定する熱線式流量計や超音波流量計などの流量計を使用する場合に用いられる管路内圧測定用圧力センサを示す。

煙道の路壁１に円形穴１Ｈを開口し、その開口部Ｈにフランジ付き接手２の周辺部を密封溶接する。前記フランジ付き接手２と圧力センサ３間の接続用部材としては、圧力導管４、５と、この圧力導管４、５より内径が小さい圧力導管として使用するキャピラリ６と、これらを連結するための接手７、８が用いられる。前記圧力導管４の両端はフランジ付き接手２と接手７に、前記キャピラリ６の両端は接手７、８にそれぞれ嵌着され、前記圧力導管５の両端は前記接手８と圧力センサ３に嵌着される。これら嵌着部分の隙間はシール剤や接着剤により密封される。

上記のように路壁１のフランジ付き接手２と圧力センサ３間を接続する圧力導管４、５の間にキャピラリ６を介在させることにより、路壁１内の排ガス中の腐蝕性ガス、例えばＳＯ_２ガスが路壁１の開口部から圧力センサ３へ拡散していく拡散速度は、キャピラリ６の長さが長いほど遅くなることは下記の試験により確認されている。

図２は、内径５ｍｍのビニールチューブを圧力導管４、５に、そして内径０．５ｍｍのＰＴＥＦチューブをキャピラリ６に使用し、キャピラリ６の長さＬを変えてＳＯ_２ガスの拡散速度を試験紙の変化により測定する拡散速度測定セットの構成図である。ＳＯ_２ガスボンベ２１からＳＯ_２ガスをバブラー２２に通して加湿し、圧力導管４、キャピラリ６および圧力導管５を通して試験紙を収容した容器２３に送入する。これによりＳＯ_２ガス成分は容器２３内に拡散し、試験紙を変色させ、この変色程度を観測してｐＨ値を測定する。

図３に前記拡散速度測定セットの測定結果をグラフにして示す。キャピラリ６の長さＬは、５〜１０ｃｍでは拡散速度がほぼ同一で遅くなる。また、拡散速度は、図２に示すキャピラリ６（ＰＴＥＦチューブ）の後段の圧力導管５の長さによっても変化し、その長さが長くなるほど拡散速度は遅くなる。圧力センサ３は排ガス流量を標準状態での流量に換算するために必要な絶対圧力の測定に用いられる。したがってこの用途の圧力センサ３は早い応答性を必要とせず、寿命が重要視されるので、実用的には内径０．５ｍｍ、長さ１０ｃｍ程度のキャピラリ使用が好ましい。

図４は、本考案の第２実施例による差圧式流量計の圧力センサ３の取付図である。この差圧式流量計は路壁１内に挿入して、そのすぐ上流側の流体圧力と下流側の流体圧力を検出するための差圧棒３１と、差圧棒３１からの圧力信号を電気信号に変換した後、所定の演算を行い流量信号に変換する差圧式流量計３２と、前記差圧棒３１からの圧力信号を前記差圧式流量計３２に伝達するための動圧側圧力導管３３と、静圧側圧力導管３４と、前記静圧側圧力導管３４接続用の接手３２Ａに接続された圧力導管部３５と、この圧力導管部３５に接続される圧力センサ３から構成されている。前記圧力導管部３５は圧力導管３６および３７、前記キャピラリ６を接続する異径接手３８により構成されている。

前記差圧棒３１は、動圧検出孔３１ａを有する円筒形の動圧検出管３１Ａと静圧検出孔３１ｂを有する円筒形の静圧検出管３１Ｂで構成され、動圧検出孔３１ａが矢印で示すガス流の上流方向、静圧検出孔３１ｂが下流方向を向く状態で一体的に路体の中心方向に向かって挿入され、動圧検出管３１Ａ内の圧力は動圧側圧力導管３３を介して、静圧検出管３１Ｂ内の圧力は静圧側圧力導管３４を介して差圧式流量計３２に伝達され、両者の圧力差（差圧）が検出される。

図４に示すとおり差圧式流量計３２と圧力センサ３が接続されることによって、静圧側圧力導管３４から圧力導管部３５を介して圧力センサ３に伝達されるＳＯ_２ガスの拡散速度は、前記キャピラリ６と後続の圧力導管３７の組み合わせでキャピラリ６を使用しない場合に比して遅くなり、圧力センサ３の長寿命化が図られる。

本考案の第３実施例は、第１実施例および第２実施例において使用されるキャピラリ６と圧力センサ３を接続する圧力導管部分に、圧力センサ３の腐蝕に最も影響を与えるＳＯ_２ガスを吸収する例えばＣａＯやＣａ（ＯＨ）_２などの化合物を使用した吸収剤を収納した吸収剤カセット３９を図４の２点鎖線で示す吸収剤取付け位置に取り付けるもので、図５はその吸収剤カセット３９と圧力センサ３の取付け状態を示す断面図である。

圧力センサ３の前に吸収剤カセット３９を取り付けることによりＳＯ_２ガスが吸収され、第１実施例および第２実施例におけるＳＯ_２ガスの圧力センサ３への拡散速度は相対的に遅れ、圧力センサ３の寿命もさらに延びる。また、吸収剤カセット３９をキャピラリ６の後段に入れたことにより、キャピラリ６の前段に入れた場合に比して吸収剤の消耗度が減り、吸収剤カセット３９の取替え期間も延ばすことができる。なお、吸収剤カセット３９は、吸収剤が詰め替えられるようにしてもよい。

本考案の管路内圧測定用圧力センサは、上記実施例に限定されるものではなく、キャピラリ６の代わりに金属製または樹脂製の細管を圧力導管として使用でき、また使用される各部材間の接続には、嵌着以外、螺着、接着あるいはシールパッキンの使用などの他の接続方法を用いることもできる。また、実施例２の圧力導管部３５を静圧側圧力導管３４の途中から分岐させるようにしてもよい。図１に示す圧力導管４を図６に示す圧力導管９に変形する方法も考えられる。なお、図５、図６において図４、図１と同じ符号で示す部品は同一であり、詳細な説明は省略している。

煙道などの路壁あるいは差圧式流量計の差圧取出し導管に管路内圧測定用圧力センサを接続する場合に利用される。

本考案の第１実施例による圧力センサの取付け図である。実施例に係る拡散速度測定セットの構成図である。拡散速度セットの測定結果を示すグラフである。第２実施例による圧力センサの取付け図である。第３実施例による吸収剤カセットの取付け図である。圧力導管の変形例を示す図である。

符号の説明

１路壁
１Ｈ円形穴
２フランジ付き接手
３圧力センサ
４圧力導管
５圧力導管
６キャピラリ
７接手
８接手
９圧力導管
２１ＳＯ_２ガスボンベ
２２バブラー
２３容器
３１差圧棒
３１ａ動圧検出孔
３１Ａ動圧検出管
３１ｂ静圧検出孔
３１Ｂ静圧検出管
３２差圧式流量計
３２Ａ接手
３３動圧側圧力導管
３４静圧側圧力導管
３５圧力導管部
３６圧力導管
３７圧力導管
３８異径接手
３９吸収剤カセット
Ｈ開口部
Ｌ長さ

Claims

管路内を流れる排ガスの圧力を測定する管路内圧測定用圧力センサであって、前記管路の路壁に設置される排ガス取入部と、前記管路の外側に配置されるストレンゲージ式の圧力センサと、前記排ガス取入部と前記圧力センサとの間に介在する流路とを有し、前記流路は、他の領域に比して内径が小さい領域を有することを特徴とする管路内圧測定用圧力センサ。
前記流路は、圧力導管と、当該圧力導管に比して内径が小さいキャピラリとを有していることを特徴とする請求項１記載の管路内圧測定用圧力センサ。
前記排ガス取入部は、動圧検出孔を有する動圧検出管と、静圧検出孔を有する静圧検出管とから構成されており、当該前記排ガス取入部と前記圧力センサとの間に、管路内を流れる排ガスの動圧と静圧を検出してその差圧を流量信号に変換する差圧式流量計を設けると共に、当該差圧式流量計の静圧検出側の圧力導管を分岐し、その分岐圧力導管に分岐圧力導管より小径のキャピラリを介在させて圧力センサを接続することを特徴とする請求項２記載の管路内圧測定用圧力センサ。
前記キャピラリと前記圧力センサを接続する接続部内に排ガス中に含まれる腐食性ガスを吸収する吸収剤を内在させることを特徴とする請求項２または請求項３記載の管路内圧測定用圧力センサ。