JP3312591B2 - 導電率検出センサ - Google Patents

導電率検出センサ

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JP3312591B2 JP05227098A JP5227098A JP3312591B2 JP 3312591 B2 JP3312591 B2 JP 3312591B2 JP 05227098 A JP05227098 A JP 05227098A JP 5227098 A JP5227098 A JP 5227098A JP 3312591 B2 JP3312591 B2 JP 3312591B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、ボイラの缶水の
一部を取出したサンプル水の流路の途中に設けた十字
形、T字形の継手等に取付け、2本の電極によりサンプ
ル水の導電率を計測するボイラのブロー管理装置や、高
温冷却水の水質管理装置に使用する導電率検出センサに
関する。
【0002】
【従来の技術】従来の低温、低圧タイプの導電率検出セ
ンサは、図2に示すように棒形電極部12と、その後端
から同心状に突出する小径ねじ軸13とを備えた金属製
の2本の電極11,11の各小径ねじ軸に外径が棒形電
極部に対応したパッキン18を嵌め、前記棒形電極部が
入る大径孔部16と、小径ねじ軸が貫通する小径孔部1
7とからなる2つの段付孔15,15を軸方向に平行に
備えたプラスチック製の円柱形の電極ホルダ14の上記
2つの段付孔に各電極11を挿入し、段付孔の小径孔部
17から後向きに突出した各電極の小径ねじ軸13に後
からナット19をねじ込んで電極ホルダの後端面14′
に締付けることにより棒形電極部12の後端でパッキン
18を段付孔の段15′に押付け、各電極11を電極ホ
ルダ14にシールして固定する。
【0003】各電極の小径ねじ軸の後端部には導線20
を取付けた圧着端21を嵌めたのちナット22をねじ込
み、ナット19に対し締付けて圧着端子を固定し、筒形
のターミナルボックス23の前端部内周を電極ホルダの
外周後部の雄ねじにねじ込んでターミナルボックスを電
極ホルダに後向きに周定し、圧着端子21に取付けた導
線20をターミナルボックス23から外に引出す。
【0004】ボイラの缶水の導電率を測定するには、ボ
イラの缶水の一部を取出したサンプル水の流路1の、サ
ンプル水が下から上に流れる個所に十字形継手2を接続
し、電極ホルダ14の外周に設けた6角形などの工具係
合部24をモンキなどでつかまえ、その係合部の前に形
成した雄ねじを、サンプル水の流れに直交する継手の2
つの雌ねじ孔3,4の一方、例えば3にねじ込み、継手
の十字路の中央部2′内で2本の電極11,11の一方
を上、他方を下に位置させ、電極ホルダをねじ込まなか
った雌ねじ孔4はプラグ5をねじ込んで塞ぎ、ターミナ
ルボックス23から引出した導線20,20は管理装置
の制御器に接続する。
【0005】低温、低圧タイプの導電率検出センサの電
極ホルダ14のプラスチックの材質はPE、PP、PV
C、PTFE、パッキン18の弾性プラスチックの材質
はEPDM、NBRであって、耐熱性に問題があるた
め、適用温度は通常40℃以下、適用圧力は通常5kg
f/cm2 以下である。従って、最高使用圧力が16k
gf/cm2 、温度約203℃のボイラの缶水の導電率
を計測するためには、サンプル水の流路1には、十字形
継手2の上流に冷却水による熱交換器と減圧器を接続
し、継手中を下から上に流れるサンプル水の温度を40
℃程度、圧力を5kgf/cm2 程度に下げている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ボイラの運転
休止や、自動弁の閉止によりボイラの圧力がサンプル水
に伝わらなくなった場合はサンプル水の温度は40℃以
下に下がり、圧力は5kgf/cm2 以下、ボイラが停
止して冷えると大気圧まで下がる。このため、長期間の
運転中には電極ホルダが熱膨張により膨張、収縮を繰返
すうちに、材料の結晶組織により復元性が失われるた
め、パッキン18の締付け力が弱まる。それでもボイラ
の運転中は継手中を下から上に流れるサンプル水の圧力
5kgf/cm2 で各電極11,11は段付孔の大径孔
部16の奥に向かって加圧され、これにより電極の棒形
電極部12の後端はパッキン18を段付孔の段15′に
押付けるため、パッキングによるシールは行われる。し
かし、ボイラの運転休止、停止などでサンプル水の圧力
が下がると、各電極11,11の棒形電極部12の後端
を介してパッキン18を段付孔の段15′に押付ける力
が低下するため、パッキン18によるシール効果は失わ
れ、ターミナルボックス側への液もれが生じる。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点
を解消するために開発されたもので、棒形電極部と、そ
の後端から突出する小径ねじ軸とを有する金属製の2本
の電極と、上記2本の電極を貫通して支持する段付孔を
軸方向に平行に備えた電極ホルダと、上記電極ホルダの
後部を大径前半部に保持し、各電極の小径ねじ軸の後端
に接続した導線を小径後半部を通じて引出す段付き中空
部を有するニップルとからなり、各電極の棒形電極部の
外周と電極ホルダの段付孔の大径孔部との間、及び電極
ホルダの後部外周とニップルの内周の大径前半部との間
を夫々Oリングでシールすると共に、各電極の棒形電極
部の後端とその後端が対向する段付孔の段との間、及び
電極ホルダの後端と、その後端が対向するニップルの段
付き中空部の段部との間を夫々シール材でシールしたこ
とを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】31は導電性の金属、例えばステ
ンレス鋼、銀、銅、黄銅、金、白金、チタン等からなる
2本の電極で、従来の電極と同様に棒形電極部32と、
その後端から同心状に後向きに突出する一体の小径ねじ
軸33を備えている。尚、電極の精度を向上するため電
極に銀のロー付けやメッキなどの処理を施すこともあ
る。34はプラスチックで成形した円柱形の電極ホルダ
で、上記2本の電極31,31を貫通して支持するため
棒形電極部32が入る大径孔部36と、小径ねじ軸が貫
通する小径孔部37とからなる2つの段付孔35,35
を軸方向に平行に備えている。
【0009】各電極31を電極ホルダの段付孔35に挿
入する際は、棒形電極部32の外周に設けた環状溝にO
リング50を嵌めて保持すると共に、小径ねじ軸33に
は外径が棒形電極部の外径に対応したOリング、又は板
パッキンからなるシール材38を嵌めておく。こうして
Oリング50を段付孔の大径孔部36の内周に摺接しな
がら各電極31を電極ホルダの段付孔35に挿通し、小
径孔部37から外に後向きに突出した小径ねじ軸33の
後端部にナット39をねじ込んで電極ホルダの後面3
4′に締付けることによって棒形電極部の後端でシール
材38を段付孔の段35′に押付け、各電極31を電極
ホルダ34に固定する。これによって各電極の棒形電極
部の外周と、電極ホルダの段付孔の大径孔部との間をO
リング50がシールし、又、各電極の棒形電極部の後端
と、その後端が対向する段付孔の段35′との間をシー
ル材38がシールし、こうして各電極と電極ホルダの間
は二重にシールされる。従って、ボイラの運転休止、停
止などでサンプル水の圧力が下がり、各電極31,31
の棒形電極部32の後端を介してシール材38を段付孔
の段35′に押付ける力が低下しても、Oリング50が
シール機能を維持し、ターミナルボックス側への液もれ
を防止する。
【0010】電極31,31の各小径ねじ軸33には導
線40を取付けた圧着端子41を後から嵌めたのちナッ
ト42をねじ込み、圧着端子41をナット39に対して
固定する。
【0011】電極ホルダ34の後部外周には環状溝を設
け、Oリング51を嵌めて保持する。Oリング51は図
示のように前後2個保持してもよい。
【0012】52は金属、例えばステンレス鋼製のニッ
プルで、Oリング51を外周に保持した電極ホルダ34
の後部を内周に嵌合する大径の前半嵌合部54と、それ
よりも小径の後半筒部55とからなる段付き中空部53
を有し、前半嵌合部54と後半筒部55との境界は段部
56になっている。そして、前半嵌合部の外周には前述
した継手2の雌ねじ孔3又は4にねじ込むための雄ね
じ、後半筒部の外周にはターミナルボックス43を取付
けるための雄ねじ、上記両方の雄ねじの間には6角形な
どの工具係合部44が設けてある。このニップル52は
市販のステンレス鋼製異径六角ニップルを加工して製造
することができる。
【0013】電極ホルダのOリング51を保持した後部
をニップル52の前半嵌合部54の内周に挿入して保持
する。それには、前半嵌合部54の内周に段部56に押
付けられるOリング、又は板パッキンのシール材57を
嵌め入れ、導線40を後半筒部55の後端から外に引出
し、電極ホルダの後部に保持したOリング51を前半嵌
合部54の内周に摺接させながら電極ホルダの後部をニ
ップルの前半嵌合部の内部に押込み、電極ホルダの後端
でシール材57を段部56に圧縮する。この圧縮状態を
保つため、ニップルの工具係合部44の前には留めねじ
45をねじ込むための半径方向の複数の雌ねじ孔を設け
てあり、電極ホルダ34の外周の後端部には上記留めね
じ45の先端を受入れる凹部46を設けてある。
【0014】従って、前述したようにニップルの前半嵌
合部54の内部に電極ホルダのOリング51を保持した
後部を押込んでシール材57を段部56に圧縮し、その
状態で複数の留めねじ45を半径方向の雌ねじ孔にねじ
込み、留めねじの先端を電極ホルダの凹部46に係合す
ることによって、電極ホルダの後部をニップルの前半嵌
合部に保持でき、電極ホルダの後部とニップルの前半嵌
合物の間はOリング51と、圧縮状態のシール材57で
二重にシールされる。これによりボイラの運転休止、停
止などでサンプル水の圧力が下がり、電極ホルダの後端
を介してシール材57をニップルの段部56に押付ける
力が低下しても、Oリング51がシール機能を維持する
のでターミナルボックス側への液もれを防止する。
【0015】電極ホルダ34は、図示の実施形態では小
径ねじ軸33をナット39で後から締付ける面34′の
回りから後に延長し、ニップルの前半嵌合部の内部に突
入する筒部47を有し、この筒部47により小径ねじ軸
の後端部とナット39,42、圧着端子41を囲むと共
に、筒壁47の後端がシール材57を段部56に圧縮す
るようになっている。そして、必要に応じニップルの後
半筒部55と筒壁47の内部にはエポキシ樹脂の充填層
48を設け、シールをより確実に行う。尚、小径ねじ軸
の後端部、ナット39,42、圧着端子41をニップル
の後半筒部55中に収容するようにして筒壁47を省略
することも可能である。
【0016】後半筒部55の外周の雄ねじにはターミナ
ルボックス43の前端部をねじ込んで取付け、導線40
はターミナルボックスの内部を経て外に出す。
【0017】図示の実施形態では電極ホルダ34の二つ
の段付孔の大径孔部36の長さは電極の棒形電極部32
と同じで、棒形電極部の前端は電極ホルダの前端に露出
するようになっているが、これにより導電性を向上させ
る効果がある。
【0018】又、プラスチック製の電極ホルダ34の後
部を金属製のニップル52の前半嵌合部54の内部に保
持することにより電極の機械的強度を向上させる効果が
あり、又、ターミナルボックス取付け用の雄ねじを金属
製のニップルに設けることにより同じく機械的強度を向
上させる効果がある。
【0019】電極ホルダ34を成形するプラスチックの
材質には耐熱性、耐食性を有し、機械的強度に優れたP
EEKや、PPSを使用し、又、Oリング50,51や
シール材38の弾力性を有するゴムの材質には耐熱性、
耐食性、柔軟性に優れた軟質テフロンゴムや、FKM
(フッ素ゴム)を使用すると、適用温度203℃、適用
圧力16kgf/cm2 に耐えられる高温、高圧タイプ
の導電率検出センサを得ることができる。このセンサを
継手に取付けて使用するときは、継手の上流側の流路に
サンプル水の冷却用の熱交換器や、圧力を下げる減圧器
を接続する必要が無くなると共に、冷却水を多量に使用
する必要が無くなる。
【0020】
【発明の効果】本発明によれば、ボイラの運転休止、停
止などでサンプル水の圧力が下がった場合に生じるター
ミナルボックス側への液もれが防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明による導電率検出センサの一実施形態
の断面図である。
【図2】従来の導電率検出センサの断面図である。
【符号の説明】
31 電極 32 電極の棒形電極部 33 電極の小径ねじ軸 34 電極ホルダ 35 電極ホルダの段付孔 36 段付孔の大径孔部 37 段付孔の小径孔部 38 シール材(Oリング又は板パッキン) 39 ナット 40 導線 41 圧着端子 42 ナット 43 ターミナルボックス 44 工具係合部 45 留めねじ 46 凹部 50 Oリング 51 Oリング 52 ニップル 53 段付中空部 54 段付中空部の前半嵌合部 55 段付中空部の後半筒部 56 段付中空部の段部 57 シール材(Oリング又は板パッキン)
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 27/00 - 27/24

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 棒形電極部と、その後端から突出する小
    径ねじ軸とを有する金属製の2本の電極と、上記2本の
    電極を貫通して支持する段付孔を軸方向に平行に備えた
    電極ホルダと、上記電極ホルダの後部を大径前半部に保
    持し、各電極の小径ねじ軸の後端に接続した導線を小径
    後半部を通じて引出す段付き中空部を有するニップルと
    からなり、各電極の棒形電極部の外周と電極ホルダの段
    付孔の大径孔部との間、及び電極ホルダの後部外周とニ
    ップルの内周の大径前半部との間を夫々Oリングでシー
    ルすると共に、各電極の棒形電極部の後端とその後端が
    対向する段付孔の段との間、及び電極ホルダの後端とそ
    の後端が対向するニップルの段付き中空部の段部との間
    を夫々シール材でシールしたことを特徴とする導電率検
    出センサ。
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