JP4365796B2 - Gas analyzer - Google Patents
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Description
本発明は、例えば被測定ガスに含まれる所定成分を測定するガス分析装置に関するものである。 The present invention relates to a gas analyzer that measures, for example, a predetermined component contained in a gas to be measured.
従来、高温において酸素イオン伝導性のあるジルコニア等の固体電解質を使用して、電気化学反応を利用した酸素濃淡電池の原理により、製鋼における各種の炉、その他の工業炉、ボイラ等から排出される燃焼排ガス中の酸素濃度(若しくは酸素分圧)を検知し、それら炉、ボイラの燃焼状態を制御することが知られている。このような電気化学反応を利用した従来の酸素センサの測定対象となる、工業炉の燃焼排ガス等の被測定ガスは、煙道等の通路の中では層状に流れているので測定点の深さによって酸素濃度の値が大きく異なる。そこで、複数個の酸素センサを被測定ガスの流れに対してその深さ方向に所定の間隔をおいて配置し、測定深さ方向がそれぞれ異なる個所における酸素分圧又は酸素濃度を求めるようにしたいわゆる多点式のガス分析装置が、従来、提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 Conventionally, it is discharged from various furnaces in steelmaking, other industrial furnaces, boilers, etc. according to the principle of oxygen concentration cell using electrochemical reaction using a solid electrolyte such as zirconia with oxygen ion conductivity at high temperature It is known to detect the oxygen concentration (or oxygen partial pressure) in the combustion exhaust gas and control the combustion state of these furnaces and boilers. The gas to be measured, such as combustion exhaust gas from an industrial furnace, which is a measurement target of a conventional oxygen sensor using such an electrochemical reaction, flows in layers in a passage such as a flue, so the depth of the measurement point Depending on the oxygen concentration, the value varies greatly. Therefore, a plurality of oxygen sensors are arranged at a predetermined interval in the depth direction with respect to the flow of the gas to be measured, and the oxygen partial pressure or the oxygen concentration at a location where the measurement depth directions are different from each other is obtained. A so-called multi-point gas analyzer has been conventionally proposed (see, for example, Patent Document 1).
こうした多点式のガス分析装置としては例えば次のような構成が知られている。即ち、図11に示すように、ガス分析装置100は煙道外に配置される本体箱101と、当該本体箱101から延出されて煙道内に挿入される主管102と、当該主管102の周壁に着脱可能に設けられた複数個のガスセンサ103(図11では一つのみ図示する。)と、を備えている。主管102は焼却炉等における煙道壁104の主管挿入口105に挿入されており、当該主管102はその本体箱101寄りに設けられたフランジ部102aを介して主管挿入口105の先端に形成されたフランジ部105aに固定されている。両フランジ部102a,105a間にはパッキン106が介在されており、当該パッキン106により煙道内外の気密が確保されている。
For example, the following configuration is known as such a multipoint gas analyzer. That is, as shown in FIG. 11, the
各ガスセンサ103は主管102の管軸方向において所定間隔毎に配置されており、各ガスセンサ103により煙道内の被測定ガスが検出される。即ち、各ガスセンサ103は酸素イオン伝導性を有するジルコニアセラミックス等の固体電解質をセンサ素子(図示略)として使用した酸素センサである。ジルコニアセラミックスは赤熱された状態でその結晶構造中で酸素イオンが移動しやすくなり、その内外面の酸素分圧の差により電圧を生じる酸素濃淡電池となる。例えばセンサ素子の内側に大気を、外側に被測定ガスを接触させることにより大気の酸素濃度を基準とした電圧が発生する。
Each
ガスセンサ103は、前記センサ素子、当該センサ素子を加熱するヒータ(図示略)、当該センサ素子の温度を検出する熱電対等の温度センサ(図示略)を備えており、それらは一体的に設けられている。各ガスセンサ103の基端部からは、それぞれセンサ出力取り出し用、ヒータ電力供給用及び熱電対出力取り出し用のリード線107が引き出されており、各リード線107は主管102内を通って本体箱101内に導入され、当該本体箱101内の端子台を介して外部の制御装置(図示略)に接続されている。この制御装置は前記温度センサにより検出されたセンサ素子の温度に基づいてヒータへの給電をオン/オフすることにより、当該センサ素子の温度を一定に保つ。そして前記センサ素子に発生した電圧はセンサ出力取り出し用のリード線107を介して制御装置に入力され、この入力された電圧に基づいて制御装置は煙道内の被測定ガスに含まれる酸素濃度を求める。
前記従来のガス分析装置100においては、前記センサ素子の劣化等、何らかの原因でガスセンサ103の交換作業が行われる場合がある。その際、その交換すべきガスセンサ103に対応するリード線107に折れが発生し、断線するおそれがあった。特に、ヒータ電力供給用のリード線107は通電により劣化促進の傾向にあるので折れやすい。そして、リード線に折れが発生した場合にはガスセンサ103だけでなく、その折れたリード線107をも交換する必要がある。また、交換しなくてもよい他のガスセンサ103のリード線107に折れが発生し、断線するおそれがあった。
In the
しかし、その場合には次のような問題があった。即ち、各リード線107は主管102内における本体箱101側において、グランドパッキン108に挿通されている。このグランドパッキン108と主管102との間及びグランドパッキン108と各リード線107との間にそれぞれシリコン109を塗布して硬化させることにより、主管102と本体箱101との気密が確保されている。また、シリコン109が硬化することにより、各ガスセンサ103から引き出された全てのリード線107はグランドパッキン108とともに一体的に固定されている。グランドパッキン108の本体箱101側には押さえ部材110が装着されており、当該押さえ部材110によりグランドパッキン108の本体箱101側への移動が規制される。
However, there were the following problems in that case. That is, each
そしてこのような構成が採用されていたため、前記従来のガス分析装置においては、折れたリード線107だけでなく、交換を要しない他のガスセンサ103から引き出された健全なリード線107をもすべて交換する必要がある。即ち、交換すべきガスセンサ103から引き出されたリード線107を交換するためには、グランドパッキン108とシリコン109とによる主管102と本体箱101との間の気密構造を取り壊す必要があった。そして、ガスセンサ103の交換後には再度グランドパッキン108と主管102との間及びグランドパッキン108と各リード線107との間にそれぞれシリコン109を塗布して硬化させ、当該気密構造を再構築する必要があった。この気密構造の再構築後においては、本体箱101と主管102との間の気密が確保されているかどうかの検査も必要であった。このように、ガスセンサ103の交換作業は面倒であった。
Since such a configuration is adopted, in the conventional gas analyzer, not only the
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は、ガスセンサの交換作業を簡単にすることができるガス分析装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a gas analyzer capable of simplifying the replacement work of the gas sensor.
請求項1に記載の発明は、本体箱と、前記本体箱から延出されて煙道内へ挿入される主管と、前記主管の周壁に着脱可能に取り付けられて煙道内を流れる被測定ガスに含まれる所定成分を検出する複数個のガスセンサと、前記各ガスセンサからそれぞれ複数本ずつ引き出されたリード線とを備え、前記各リード線を、それぞれ前記主管内を通して本体箱内に導入すると共に、それらリード線から取り出された各ガスセンサからの出力に基づいて前記被測定ガスの分析を行うようにしたガス分析装置において、単一のガスセンサから引き出された複数本のリード線を一単位とし、各ガスセンサにそれぞれ対応する複数単位のリード線を各ガスセンサにそれぞれ対応して設けた封止管に挿通し、当該封止管を本体箱の側壁に着脱可能に固定するようにしたことを要旨とする。 The invention according to claim 1 is included in a main body box, a main pipe extending from the main body box and inserted into the flue, and a gas to be measured that is detachably attached to a peripheral wall of the main pipe and flows in the flue. A plurality of gas sensors for detecting a predetermined component and a plurality of lead wires led out from each of the gas sensors. The lead wires are introduced into the main body box through the main pipe and the leads. In the gas analyzer configured to analyze the gas to be measured based on the output from each gas sensor taken out from the wire, a plurality of lead wires drawn out from a single gas sensor are set as one unit, and each gas sensor A plurality of corresponding lead wires are inserted into sealing tubes provided corresponding to the respective gas sensors, and the sealing tubes are detachably fixed to the side walls of the main body box. The gist of the thing.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記封止管の外周面には正三角形の板状をなすフランジ部材を設けると共にその中心を前記封止管が貫通するようにし、各封止管のフランジ部材はそれぞれ隣り合う一対のフランジ部材の一辺が互いに平行をなすように配置し、前記フランジ部材を介して封止管を本体箱の前記側壁に着脱可能に固定するようにしたことを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a flange member having an equilateral triangular plate shape is provided on the outer peripheral surface of the sealing tube, and the sealing tube passes through the center thereof. The flange member of each sealing tube is arranged so that one side of a pair of adjacent flange members is parallel to each other, and the sealing tube is detachably fixed to the side wall of the main body box via the flange member. The summary is as follows.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は請求項2に記載の発明において、前記主管の先端壁には当該主管内と煙道内とを連通する貫通孔を形成し、前記貫通孔には両端が開口した管体の一端を前記先端壁の内面側から接続する一方、同じく他端側は前記主管の管軸と交差する方向へ屈曲させつつ当該主管内に開放させるようにしたことを要旨とする。 According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect of the present invention, a through hole that communicates the inside of the main pipe with the inside of the flue is formed in the tip wall of the main pipe, and the through hole is formed in the through hole. The gist is that one end of a tube body having both ends opened is connected from the inner surface side of the tip wall, while the other end side is opened in the main tube while being bent in a direction intersecting the tube axis of the main tube. And
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の発明において、前記主管の基端部には前記本体箱を固定するための本体箱固定部材を設けると共に当該本体箱固定部材よりも先端側には当該主管を前記煙道の煙道壁に固定するためのフランジ部を設け、前記主管における前記フランジ部と前記本体箱固定部材との間には基準ガスの導入口を設けるようにしたことを要旨とする。 The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein a main body box fixing member for fixing the main body box is provided at a base end portion of the main pipe. In addition, a flange portion for fixing the main pipe to the flue wall of the flue is provided on the tip side of the main body box fixing member, and a reference is provided between the flange portion of the main pipe and the main body box fixing member. The gist is that a gas inlet is provided.
(作用)
請求項1に記載の発明によれば、単一のガスセンサから引き出された複数本のリード線を一単位とし、各ガスセンサにそれぞれ対応する複数単位のリード線を各ガスセンサにそれぞれ対応して設けた封止管に挿通し、当該封止管を本体箱の側壁に着脱可能に固定するようにしたので、ガスセンサ毎にリード線を交換できる。即ち、ガスセンサの交換作業時において当該交換するガスセンサのリード線に折れ等が発生する場合があり、その場合にはリード線も交換する必要がある。その際、各ガスセンサの全てのリード線を交換する必要はなく、前記折れ等が発生したリード線を含む前記一単位のリード線を交換するだけでよい。その交換時においてもリード線は前記一単位毎に封止管に挿通されることにより束ねられているので、本体箱の側壁に対する着脱作業も簡単である。従って、リード線に折れ等が発生した場合における当該ガスセンサの交換作業の簡素化が図られる。
(Function)
According to the first aspect of the present invention, a plurality of lead wires drawn out from a single gas sensor are used as one unit, and a plurality of units of lead wires corresponding to each gas sensor are provided corresponding to each gas sensor. Since the sealing tube is inserted through the sealing tube and detachably fixed to the side wall of the main body box, the lead wire can be replaced for each gas sensor. In other words, when the gas sensor is exchanged, the lead wire of the gas sensor to be exchanged may be broken. In this case, the lead wire needs to be exchanged. At that time, it is not necessary to replace all the lead wires of each gas sensor, and it is only necessary to replace the one unit lead wire including the lead wire where the breakage or the like has occurred. Even at the time of replacement, the lead wires are bundled by being inserted into the sealing tube for each unit, so that the attaching / detaching operation to the side wall of the main body box is also easy. Therefore, the replacement work of the gas sensor can be simplified when the lead wire is broken.
請求項2に記載の発明によれば、請求項1に記載の発明の作用に加えて、封止管はフランジ部材を利用することにより本体箱の側壁に容易に固定することができる。また、封止管のフランジ部材は三角板状に形成されると共にその中心を封止管が貫通するように設けられる。そして、隣り合う一対のフランジ部材の一辺が互いに平行をなすように、各フランジ部材はそれぞれ配置される。これにより、各封止管がそれぞれ主管内に挿入可能となる程度に各フランジ部材を集合させることができる。ちなみに、各ガスセンサからのリード線は主管内を通り本体箱内に導入されるので、必然的に各封止管もそれぞれ前記主管に挿入されることとなる。 According to the invention described in claim 2, in addition to the operation of the invention described in claim 1, the sealing tube can be easily fixed to the side wall of the main body box by using the flange member. The flange member of the sealing tube is formed in a triangular plate shape and is provided so that the sealing tube penetrates the center thereof. And each flange member is each arrange | positioned so that one side of a pair of adjacent flange member may mutually become parallel. Thereby, each flange member can be assembled to such an extent that each sealing pipe can be inserted into the main pipe. Incidentally, since the lead wire from each gas sensor passes through the main pipe and is introduced into the main body box, each sealing pipe is inevitably inserted into the main pipe.
フランジ部材の形状としては、本発明における正三角形の他に、円形、正方形、長方形等の様々な形状が考えられる。しかし、フランジ部材をそれら他の形状とした場合には各封止管をそれぞれ主管内に挿入しようとしても、各フランジ部材が互いに干渉し合ってそれらの取付けが困難となる。フランジ部材を例えば正方形の板状に形成した場合を例にとって詳述すると、同じ外径の封止管をフランジ部材の中心を貫通させるようにした場合、正方形の中心と当該中心から正方形の一辺までの距離と、正三角形の中心と当該中心から正三角形の一辺までの距離を比べると、正三角形の中心からその一辺までの距離の方が小さい。これと同様のことが、フランジ部材を円形及び長方形等の形状にした場合についても言える。従って、各フランジ部材をより近接して配置するためには、本発明のように、フランジ部材を正三角形状に形成することが望ましい。 As the shape of the flange member, various shapes such as a circle, a square, a rectangle and the like can be considered in addition to the regular triangle in the present invention. However, if the flange members have other shapes, even if each sealing tube is inserted into the main tube, the flange members interfere with each other, making it difficult to attach them. For example, when the flange member is formed in a square plate shape, for example, when a sealing tube having the same outer diameter is made to penetrate the center of the flange member, the center of the square and the center to the one side of the square And the distance from the center of the equilateral triangle to the one side of the equilateral triangle, the distance from the center of the equilateral triangle to the one side is smaller. The same applies to the case where the flange member has a circular shape or a rectangular shape. Therefore, in order to arrange the flange members closer to each other, it is desirable to form the flange members in a regular triangle shape as in the present invention.
ところで、前記ガスセンサとしては、前記煙道内の圧力と当該煙道内の被測定ガスの所定成分濃度との積と、前記発信器内の圧力と当該発信器内に供給された基準ガスの所定成分濃度の積との比に基づいた電圧を出力するものが多く採用されている。このため、煙道内の圧力と主管内の圧力とを同じにする必要がある。そして、煙道内の圧力と主管内の圧力とが同じになれば、煙道内の圧力及び主管内の圧力はそれぞれ無視でき、ガスセンサから出力された電圧と基準ガスの所定成分濃度とから被測定ガスの所定成分濃度を求めることが可能となる。 By the way, as the gas sensor, the product of the pressure in the flue and the predetermined component concentration of the gas to be measured in the flue, the pressure in the transmitter and the predetermined component concentration of the reference gas supplied into the transmitter Many devices that output a voltage based on the ratio to the product of are used. For this reason, it is necessary to make the pressure in the flue and the pressure in the main pipe the same. If the pressure in the flue and the pressure in the main pipe become the same, the pressure in the flue and the pressure in the main pipe can be ignored, and the gas to be measured can be determined from the voltage output from the gas sensor and the predetermined component concentration of the reference gas. It is possible to obtain the predetermined component concentration.
このような背景にあって、請求項3に記載の発明によれば、請求項1又は請求項2に記載の発明の作用に加えて、煙道内と主管内とは貫通孔(管体)を介して連通しているので、当該煙道内の圧力と主管内の圧力とは同じになる。このため、煙道内の圧力及び主管内の圧力はそれぞれ無視でき、ガスセンサから出力された電圧と基準ガスにおける前記所定の成分濃度とから被測定ガスにおける前記所定の成分濃度を求めることが可能となる。 Against this background, according to the invention described in claim 3, in addition to the action of the invention described in claim 1 or 2, the inside of the flue and the inside of the main pipe have through holes (tubes). Therefore, the pressure in the flue and the pressure in the main pipe are the same. Therefore, the pressure in the flue and the pressure in the main pipe can be ignored, and the predetermined component concentration in the gas to be measured can be obtained from the voltage output from the gas sensor and the predetermined component concentration in the reference gas. .
また、煙道内を流れる被測定ガスには粉塵等の異物が含まれている場合も多く、この異物が主管の先端壁に形成された貫通孔を介して当該主管内に進入するおそれがある。しかし、本発明においては、前記貫通孔には主管の管軸と交差する方向へ屈曲した管体を前記先端壁の内面側から接続するようにしているので、前記異物の主管内への進入が抑制される。即ち、管体の屈曲が抵抗となるので、前記貫通孔を介して管体内に進入した前記異物は当該管体を通過しにくくなる。 In addition, the gas to be measured flowing in the flue often contains foreign matters such as dust, and there is a possibility that the foreign matter may enter the main pipe through a through hole formed in the tip wall of the main pipe. However, in the present invention, since the tubular body bent in the direction intersecting the tube axis of the main pipe is connected to the through hole from the inner surface side of the tip wall, the entry of the foreign matter into the main pipe is prevented. It is suppressed. That is, since the bending of the tube body becomes a resistance, the foreign matter that has entered the tube body through the through hole is less likely to pass through the tube body.
請求項4に記載の発明によれば、請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載の発明の作用に加えて、本体箱が固定された主管はフランジ部を介して煙道を構成する煙道壁に容易に固定される。そして前述したガスセンサを採用するにあたって、本発明では主管におけるフランジ部と本体箱固定部材との間に基準ガスの導入口を設けるようにしたことにより、例えばフランジ部の外周面に導入口を形成するようにした場合に比べて形成が容易である。 According to the invention described in claim 4, in addition to the operation of the invention described in any one of claims 1 to 3, the main pipe to which the main body box is fixed has a flue through the flange portion. Easily fixed to the flue wall that makes up. In adopting the gas sensor described above, in the present invention, the introduction port of the reference gas is provided between the flange portion of the main pipe and the main body box fixing member, so that, for example, the introduction port is formed on the outer peripheral surface of the flange portion. The formation is easier than in the case of doing so.
本発明によれば、ガスセンサ毎に束ねられたリード線を一単位として交換可能となるので例えば一つのガスセンサ及びそのガスセンサから引き出されたリード線を交換する場合に、交換を要しないガスセンサから引き出された他のリード線まで交換する必要はない。従って、ガスセンサの交換作業を簡単にすることができる。 According to the present invention, since the lead wires bundled for each gas sensor can be exchanged as a unit, for example, when replacing one gas sensor and a lead wire drawn from the gas sensor, the lead wire is drawn from a gas sensor that does not need to be exchanged. There is no need to replace other lead wires. Therefore, the replacement work of the gas sensor can be simplified.
以下、本発明を例えばエンジン、ボイラ、工業用炉等の排気管に取り付けられて当該排気管内の煙道を流れる排ガス等の被測定ガスに含まれる所定成分を検出して分析するガス分析装置に具体化した一実施形態を図1〜図10(a),(b),(c)に基づいて説明する。 Hereinafter, the present invention is a gas analyzer that detects and analyzes a predetermined component contained in a gas to be measured such as exhaust gas that is attached to an exhaust pipe of an engine, boiler, industrial furnace, etc. and flows through a flue in the exhaust pipe. A specific embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 10A, 10B, and 10C.
図1に示すように、前記排気管の管壁である煙道壁Wには筒状の主管挿入口Mが突設されており、主管挿入口Mの先端外周縁には環状のフランジ部Maが形成されている。そして、このフランジ部Maを利用してガス分析装置11が煙道壁Wに取り付けられている。ガス分析装置11は端子箱12と、当該端子箱12の一側面から延出されて煙道内に挿入される円筒状の主管13とを備えている。
As shown in FIG. 1, a cylindrical main pipe insertion port M projects from a flue wall W, which is a pipe wall of the exhaust pipe, and an annular flange portion Ma is formed at the outer peripheral edge of the distal end of the main pipe insertion port M. Is formed. And the
<主管>
主管13の基端側にはフランジ部15が形成されており、当該フランジ部15には複数(図1では1つのみ図示する。)の校正ガス供給口15aが形成されている。校正ガス供給口15aは後述するガスセンサ保持部21と同数個だけ設けられている。
<Supervisor>
A
主管13はその先端側から主管挿入口Mに挿入されている。そして、煙道壁Wのフランジ部Maの外面と当該主管13のフランジ部15の内面との間にシール部材16を介在させた状態で、前記フランジ部15側からボルト17を挿通し、当該ボルト17にナット18を締め付けることにより、主管13は煙道壁Wに固定されている。両フランジ部Ma,15により密接状態で挟み込まれたシール部材16により、煙道の内外、即ち両フランジ部Ma,15間の気密が確保されている。また、図2に併せ示すように、前記各ボルト17のうちの2つはアイボルト17a(図2では1つのみ図示する。)が使用されている。両アイボルト17aはガス分析装置11の煙道壁Wに対する着脱作業の際に当該ガス分析装置11を吊下支持するために使用される。
The
図1に示すように、主管13のフランジ部15よりも先端側における外周面には当該主管13の管軸方向において所定間隔毎にガスセンサ保持部21が配置されており、その内部にガスセンサを備えている。各ガスセンサ保持部21にはそれぞれフィルタカバー22が被冠されている。また、主管13の外周面において、フィルタカバー22の反対側には点検口蓋23が各ガスセンサ保持部21に対応するように取り付けられている。さらに、主管13の先端には主管蓋24が取り付けられている。主管13は、各ガスセンサ保持部21(フィルタカバー22)が被測定ガスの流れの下流方向を向くように取り付けられている。
As shown in FIG. 1, gas
主管13の外周面には複数の支持部材25を介して複数本の校正ガス導入管26(図1では1つのみ図示する。)が配設されている。校正ガス導入管26はガスセンサ保持部21と同じ数だけ設けられている。それら校正ガス導入管26の一端はフランジ部15に形成された校正ガス供給口15aに接続され、同じく他端はガスセンサ保持部21に接続されている。
A plurality of calibration gas introduction pipes 26 (only one is shown in FIG. 1) are disposed on the outer peripheral surface of the
図2に併せ示すように、主管13の基端部(外端部)の外周面には、四角板状の端子箱固定部材27が設けられている。端子箱固定部材27において、主管13の基端側開口部13aの周囲には4つの雌ねじ部27aが形成されており、各雌ねじ部27aのさらに外側には複数(本実施形態では8つ)の雌ねじ部27bが形成されている。主管13は端子箱固定部材27を介して端子箱12の側壁外面に固定されている。この端子箱固定部材27と端子箱12の固定構造については後に詳述する。
As shown in FIG. 2, a square plate-like terminal
端子箱固定部材27と端子箱12の側壁外面との間にはパッキン28が介在されており、当該パッキン28により主管13と端子箱12との間の気密が確保されている。また、主管13の外周面において、フランジ部15と端子箱固定部材27との間には基準ガス導入口29が突設されている。この基準ガス導入口29は図示しないコンプレッサ等の基準ガス供給源に接続されている。前記基準ガス供給源からの基準ガス(例えば、大気)は基準ガス導入口29を介して主管13内に供給される。
A packing 28 is interposed between the terminal
<ガスセンサ>
図4に示すように、主管13の管壁には当該主管13の管軸方向において所定間隔毎にガスセンサ保持部21用の取付け口31が形成されており、各取付け口31にはそれぞれガスセンサ保持部21が固定されている。各ガスセンサ保持部21にはそれぞれ図示しないガスセンサが内蔵されている。このガスセンサは酸素イオン伝導性を有するジルコニアセラミックス等の固体電解質をガスセンサ素子として使用した酸素センサである。ジルコニアセラミックスは赤熱された状態でその結晶構造中で酸素イオンが移動しやすくなり、その内外面の酸素分圧の差により電圧を生じる酸素濃淡電池となる。例えば前記ガスセンサに大気等の基準ガス(酸素濃度既知)及び被測定ガス(酸素濃度未知)をそれぞれ接触させることにより大気の酸素濃度を基準とした電圧が発生する。そして、前記ガスセンサは、ガスセンサ素子、当該ガスセンサ(正確には、ガスセンサ素子)を加熱する図示しないヒータ、当該ガスセンサ素子の温度を検出する熱電対等の図示しない温度センサを内蔵し、それらが一体とされたセンサユニットとして構成されている。
<Gas sensor>
As shown in FIG. 4, attachment holes 31 for the gas
ちなみに、前記ガスセンサは、正確には前記煙道内の圧力と当該煙道内の被測定ガスの酸素濃度との積と、主管13内の圧力と当該主管13内に供給された基準ガスの酸素濃度の積との比に基づいた電圧を出力するものである。しかし、後述するように、本実施形態では、煙道内と主管13内とが連通した構成とされているので、当該煙道内の圧力と主管13内の圧力は同じになる。このため、本実施形態では、煙道内の圧力と主管13内の圧力とはそれぞれ無視できる。
Incidentally, the gas sensor is more precisely the product of the pressure in the flue and the oxygen concentration of the gas to be measured in the flue, the pressure in the
図5(a)に併せ示すように、ガスセンサ保持部21の外端面にはフィルタ32が露出しており、当該フィルタ32を覆うように有蓋筒状のフィルタカバー22が当該ガスセンサ保持部21の外端部に螺合されている。図4に示すように、フィルタカバー22の内部には当該フィルタカバー22をガスセンサ保持部21に取り付けたときにフィルタ32が露出する空間22aが形成されており、当該空間22aと外部との間はフィルタカバー22の側壁に形成された貫通孔22bを介して連通している。
As shown in FIG. 5 (a), the
煙道内を流れる被測定ガスはフィルタカバー22の貫通孔22bを介して空間22aに導入され、さらにフィルタ32介して内蔵された前記ガスセンサへ至る。このとき、フィルタ32により被測定ガスと共に流れる粉塵等の異物が濾過されるので、当該異物が前記ガスセンサへ至ることはない。また、フィルタ32はフィルタカバー22により覆われているので、前記異物がフィルタ32に直撃することが回避されると共に当該フィルタ32の目詰まりも抑制される。
The gas to be measured flowing in the flue is introduced into the
さらに、ガスセンサ保持部21の内端部には基準ガス導入口(図示略)が形成されており、主管13内に供給された基準ガスの一部は当該主管13の基端側から先端側へ流れる過程において前記基準ガス導入口からガスセンサ保持部21内に導入されて前記ガスセンサに接触可能とされている。前記ガスセンサに接触した基準ガスは前記基準ガス導入口から主管13内に再び導出されて主管13の先端側へ流れる。
Further, a reference gas introduction port (not shown) is formed at the inner end portion of the gas
図4に示すように、各ガスセンサ保持部21(正確には、ガスセンサ)の内端部からは、それぞれセンサ出力取り出し用の2本のリード線33a、ヒータ電力供給用の2本のリード線33b及び熱電対出力取り出し用の2本のリード線33cが引き出されている。それら引き出された各リード線33a,33b,33cは主管13内を通って端子箱12内に導入されている。端子箱12内に導入された各リード線33a,33b,33cは当該端子箱12内に配置された後述する端子台74を介して外部の制御装置(図示略)に接続されている。この制御装置は前記温度センサにより検出された前記ガスセンサ素子の温度に基づいてヒータへの給電をオン/オフすることにより、当該ガスセンサ素子の温度を一定に保つ。ガスセンサ素子に発生した電圧はセンサ出力取り出し用のリード線33aを介して前記制御装置に入力され、この入力された電圧に基づいて当該制御装置は煙道内の被測定ガスの酸素濃度を求める。
As shown in FIG. 4, two
図4に示すように、各ガスセンサ保持部21の外端部における側壁には校正ガス導入口21aが形成されており、当該校正ガス導入口21aには前記校正ガス導入管26(図4では図示略)が接続されている。校正ガス導入管26から供給された校正ガスは、前記ガスセンサに接触し、その後、フィルタ32を介して空間22aから煙道内に排出される。尚、各ガスセンサ保持部21のガスセンサ素子は校正ガス導入管26を介して供給された校正ガスを使用して適宜校正作業が行われる。即ち、前記ガスセンサの誤差を基準(基準ガスの酸素濃度)に照らして正す。
As shown in FIG. 4, a calibration
<点検口蓋>
図4に示すように、主管13の管壁において、前記各取付け口31の反対側にはそれぞれ点検口34が配置形成されている。各点検口34にはそれぞれ点検口蓋23が着脱可能に取り付けられており、これにより各点検口34は閉塞されている。点検口蓋23はガスセンサ保持部21の点検作業等の際に取り外され、その露出した点検口34を介してガスセンサ保持部21の点検作業が行われる。
<Inspection palate>
As shown in FIG. 4, an
<主管蓋>
図7(b)に二点鎖線で示すように、主管13の先端部には開口部35が形成されている。主管13の先端部(内端部)には主管蓋24が螺合されており、当該主管蓋24により開口部35は閉塞されている。この主管蓋24は本発明の先端壁を構成する。図7(a)に併せ示すように、主管蓋24の中心には貫通孔24aが形成されており、当該貫通孔24aにはJ字状に形成された屈曲管37が内側から接続されている。即ち、屈曲管37は両端が開口した管体であり、その一端は主管蓋24にその内面側から片持ち状態で接続される一方、同じく他端側は主管13の管軸と交差する方向(本実施形態では、主管蓋24の内面側)へ屈曲しつつ当該主管13内に開放している。そして、この屈曲管37を介して煙道の内部と主管13の内部とは連通している。
<Main pipe lid>
As shown by a two-dot chain line in FIG. 7B, an
従って、煙道内の圧力と主管内の圧力とは等しくなる。詳述すると、煙道内の圧力が上昇すれば主管13内の圧力も上昇し、逆に煙道内の圧力が下降すれば主管13内の圧力も下降する。このように、主管蓋24の貫通孔24a(正確には、屈曲管37)は、煙道内の圧力と主管13内の圧力(基準ガス圧)とを同期させる圧力調整機能を有する。主管13の基端側の基準ガス導入口29から供給された基準ガスは屈曲管37を通って煙道内に排出される。
Accordingly, the pressure in the flue is equal to the pressure in the main pipe. More specifically, if the pressure in the flue increases, the pressure in the
<端子箱>
次に、端子箱12について説明する。図3に示すように、端子箱12は四角枠状の端子箱本体41、当該端子箱本体41の開口した両側部に取り付けられた2つのカバー42,42(図3では1つのみ図示する。)及び当該端子箱本体41の両側部と両カバー42,42との間にそれぞれ介在されたパッキン43,43を備えている。
<Terminal box>
Next, the
同図に示されるように、端子箱本体41の互いに対向する両側部にはそれぞれ開口部41a,41aが形成されている。2つの開口部41a,41aの周縁部にはそれぞれ四角環状のフランジ部44,44が設けられており、両フランジ部44,44には複数の挿通孔44aが形成されている。一方、カバー42は四角平板の四隅をそれぞれ切り欠いて4つの側縁部を内方へ折り曲げることにより形成されており、四角平板状のカバー本体42a及び4つの被覆壁42bを備えている。また、カバー42(正確には、カバー本体42a)において、各被覆壁42bの基端部近傍には複数の挿通孔42cが形成されている。
As shown in the figure, openings 41a and 41a are formed in opposite side portions of the
前記両パッキン43,43は四角環状に形成されており、当該両パッキン43,43を両フランジ部44,44との間で挟み込むようにして両カバー42,42が端子箱本体41の外側から重ね合わせられている。そして、カバー42の挿通孔42c及びフランジ部44の挿通孔44aに複数本のボルト45(図3では1つのみ図示する。)をそれぞれ当該カバー42の外方から挿通してそれらの先端にナット46を締め付けることにより両カバー42,42は端子箱本体41に固定されている。両カバー42,42により端子箱本体41の2つの開口部41a,41aはそれぞれ閉塞されている。また、両カバー42,42とフランジ部44,44との間に介在されたパッキン43により端子箱本体41と外部との間の気密が確保されている。
The
図6に併せ示すように、カバー42,42を端子箱本体41の側部に取り付けた状態において、パッキン43の外周縁部及びフランジ部44の外周縁部を被覆可能となるように各被覆壁42bのカバー本体42aの内面からの突出高さが設定されている。パッキン43の内面(端子箱本体41側の側面)はフランジ部44によって、また同じく外面(パッキン43のカバー42側の側面)はカバー本体42aによって、さらに同じく側縁部は被覆壁42bによってそれぞれ覆われることにより、外部からの日光等の光がパッキン43に当たることが抑制される。
As shown in FIG. 6, in the state where the
ちなみに、被覆壁42bを形成しないようにした場合には、パッキン43の内外両面はそれぞれフランジ部44及びカバー本体42aにより覆われるものの、フランジ部44とカバー42(正確には、カバー本体42a)との間からパッキン43の外周縁部が外部に露出し、その露出部分に光が照射され得る。本実施形態では、パッキン43の外周縁部を被覆壁42bにより覆うことにより、当該パッキン43の外周縁部への日光等の光の照射を抑制している。
Incidentally, when the covering
ここで、前記端子箱固定部材27と端子箱12との固定構造について詳述する。即ち、図3に示すように、端子箱本体41の一側壁の中央には連通孔47が形成されており、当該連通孔47の内径は前記主管13の基端側開口部の内径とほぼ同じに設定されている。また、図2に併せ示すように、端子箱本体41の一側壁において、連通孔47の周囲には複数(本実施形態では4つ)の透孔48が形成されており、各透孔48のさらに外側には複数(本実施形態では8つ)の挿通孔49が形成されている。連通孔47、各透孔48及び各挿通孔49は、主管13の基端側開口部13a、各雌ねじ部27a及び各雌ねじ部27bにそれぞれ一致するように配置されている。そして、各挿通孔49にそれぞれ複数のボルト50を端子箱12の内側から挿通してそれらを前記端子箱固定部材27の雌ねじ部27bに締め付けることにより当該端子箱固定部材27は端子箱12の側壁に固定されている。
Here, the fixing structure of the terminal
<封止管固定部材>
図3に示すように、端子箱本体41において端子箱固定部材27が固定された前記一側壁の内面には封止管固定部材61が固定されている。即ち、封止管固定部材61は四角板状に形成されており、当該封止管固定部材61の四隅にはそれぞれ挿通孔62が形成されている。各挿通孔62は前記一側壁の各透孔48に一致するように配置されている。そして、各挿通孔62及び各透孔48にそれぞれボルト63(図3では1つのみ図示する。)を端子箱本体41の内側から挿通し、図2に示す端子箱固定部材27の各雌ねじ部27aに締め付けることにより、封止管固定部材61は前記一側壁の内面に固定されている。
<Sealing tube fixing member>
As shown in FIG. 3, a sealing
図8に鎖線で示すように、封止管固定部材61の裏面(前記一側壁側の側面)には円環状の溝64が形成されており、当該溝64には図9(a)に併せ示すようにOリング65が装着されている。前記ボルト63の締め付けにより当該Oリング65が前記一側壁の内面との間で押し潰されることにより、当該一側壁と封止管固定部材61との間の気密が確保されている。
As shown by a chain line in FIG. 8, an
図8に示すように、封止管固定部材61の中央には4つの封止管挿入孔66が形成されている。各封止管挿入孔66は縦横にそれぞれ2つずつ並ぶように配置形成されている。また、各封止管挿入孔66は前記溝64の内側に収まるように、且つ封止管固定部材61の各挿通孔62と前記各透孔48とを一致させた状態において前記一側壁の連通孔47に対応する範囲内に収まるように配置形成されている。
As shown in FIG. 8, four sealing tube insertion holes 66 are formed in the center of the sealing
封止管固定部材61の表面(前記一側壁と反対側の側面)において、各封止管挿入孔66の周囲にはそれぞれ3つの雌ねじ部67が形成されている。各封止管挿入孔66にそれぞれ対応した3つの雌ねじ部67はそれらの中心点を直線で結んだときに正三角形をなすように配置されている。また、各雌ねじ部67は、図8における上下方向において隣り合う一対の封止管挿入孔66にそれぞれ対応する3つの雌ねじ部67の中心点を直線で結んだときに形成される2つの正三角形の互いに対向する一辺同士が平行をなすように配置されている。
On the surface of the sealing tube fixing member 61 (side surface opposite to the one side wall), three
封止管固定部材61において互いに反対側に位置する2つの側縁(本実施形態では、左側側縁及び右側側縁)にそれぞれ沿うように離間配置された2つの挿通孔62,62間には、それぞれ2つの雌ねじ部68,68が前記両側縁に沿うように離間して形成されている。
Between the two
<端子台>
図3に示すように、封止管固定部材61の表面には端子台支持部材71が固定されている。即ち、端子台支持部材71は一対の腕部材72,72、及び両腕部材72,72間に固定された一対の平板状の支持台73,73を備えている。腕部材72は帯状に形成されており、その一端部には腕部材72の延びる方向に対して直交する方向(図3における上下方向)へ延出された固定部72aが当該腕部材72の側方へ突出するように設けられている。この固定部72aの上下両端部にはそれぞれ挿通孔72b,72bが形成されている。そして、両支持台73,73は両腕部材72,72の図3における上行部間及び下行部間に溶接等により固定されている。このように一体的に構成された端子台支持部材71は、各挿通孔72bに図示しないボルトを端子箱本体41の内側から挿通して当該ボルトを封止管固定部材61の各雌ねじ部68に締め付けることにより当該封止管固定部材61の表面に固定されている。
<Terminal block>
As shown in FIG. 3, a terminal
両支持台73,73のうち両腕部材72,72の図3における上行部間に固定された一方の支持台73の表面(上面)には2つの端子台74が固定されている。また、図3における下行部間に固定された他方の支持台73を設けることにより端子台支持部材71を四角筒状とし、それにより当該端子台支持部材71の全体的な強度が確保されている。また、両腕部材72,72の下行部間に固定された他方の支持台73の表面(下面)にも2つの端子台74を固定することもできる。
Two
<封止管>
図9(a)に併せ示すように、封止管固定部材61の4つの封止管挿入孔66にはそれぞれ封止管81(図3では2つのみ図示する。)が挿入固定されている。各封止管81はそれぞれ各ガスセンサに対応して設けられ、当該封止管81は両端が気密状に封止された円筒状に形成されている。各ガスセンサからそれぞれ6本ずつ引き出された合計24本のリード線33a,33b,33cは、一つのガスセンサから引き出された6本のリード線33a,33b,33cを一単位として対応する封止管81に気密状に挿通されている。
<Sealing tube>
As shown in FIG. 9A, sealing tubes 81 (only two are shown in FIG. 3) are inserted and fixed in the four sealing tube insertion holes 66 of the sealing
図9(b)に併せ示すように、各封止管81において、それぞれ6本のリード線33a,33b,33cは当該封止管81の内面に沿って周状(円環状)に規則正しく配置されている。また、各封止管81内にはそれぞれ酸化マグネシウム(いわゆるマグネシア)等の絶縁体材料81aが充填されている。これにより、各封止管81内における各リード線33a,33b,33cの前記配置状態が保たれると共に、各封止管81内における各リード線33a,33b,33c間の絶縁性、及び封止管81と各リード線33a,33b,33cとの間の絶縁性がそれぞれ確保されている。
As shown in FIG. 9B, in each sealing
<フランジ部材>
図9(a)に示されるように、封止管81の一端寄り(外端寄り)にはフランジ部材82が固定されている。このフランジ部材82は図10(c)に示すように正三角形の板状に形成されている。そして、図10(a)に併せ示すように、フランジ部材82の中央(中心)には封止管81を挿通可能とした挿通孔83が形成されており、当該挿通孔83の周囲には複数(本実施形態では3つ)の貫通孔84が形成されている。各貫通孔84はそれぞれ三角形状のフランジ部材82の3つの頂点に対応するように、且つ前記封止管固定部材61の封止管挿入孔66の周囲に形成された3つを一組とする雌ねじ部67に一致するように配置形成されている。
<Flange member>
As shown in FIG. 9A, a
また、図10(b)に併せ示すように、フランジ部材82の一方面において、挿通孔83の開口部周縁には段差部85が形成されており、当該段差部85には図9(a)に併せ示されるようにOリング86が装着されている。このように構成されたフランジ部材82は段差部85が封止管81の先端側(封止管81の封止管挿入孔66への挿入側)を向くように封止管81の基端側に挿通固定されている。即ち、フランジ部材82は正三角形の板状に形成されたフランジ部材82はその中心を封止管81が貫通するように設けられている。そして、基端側にフランジ部材82が固定された封止管81はその先端側から封止管固定部材61の封止管挿入孔66へ挿入すると共にフランジ部材82の各貫通孔84にそれぞれ外側からボルト87を挿通して封止管固定部材61の雌ねじ部67に締め付けることにより、封止管固定部材61に固定されている。前記ボルト87の締め付けに伴ってOリング65が押し潰されることにより、封止管固定部材61とフランジ部材82との間の気密が確保されている。
Further, as shown in FIG. 10B, a stepped
図8に示すように、4つのフランジ部材82は、縦列及び横列がそれぞれ2個ずつとなるように配置されている。また、各フランジ部材82は縦列方向において隣り合う一対のフランジ部材82,82における互いに対向する一辺が平行をなすように且つ近接して配置されている。そして、各フランジ部材82は、それぞれの封止管挿入孔66に挿通された各封止管81の全てが主管13内に挿入可能となる程度に封止管固定部材61の中央付近に集められている。
As shown in FIG. 8, the four
フランジ部材82の形状としては、本実施形態における正三角形の他に、円形、正方形、長方形等の様々な形状が考えられる。しかし、フランジ部材82をそれら他の形状とした場合には各封止管81をそれぞれ主管13内に挿入しようとしても、各フランジ部材82が互いに干渉し合ってそれらの取付けが困難となる。フランジ部材82を例えば正方形の板状に形成した場合を例にとって詳述すると、同じ外径の封止管81をフランジ部材82の中心を貫通させるようにした場合、正方形の中心と当該中心から正方形の一辺までの距離と、正三角形の中心と当該中心から正三角形の一辺までの距離を比べると、正三角形の中心からその一辺までの距離の方が小さい。これと同様のことが、フランジ部材82を円形及び長方形等の形状にした場合についても言える。従って、各フランジ部材82をより近接して配置するためには、本実施形態のように、フランジ部材82を正三角形状に形成することが望ましい。
As the shape of the
<リード線の引き出し>
図3に併せ示すように、各封止管81の端子箱12内に突出した端部からそれぞれ引き出された各リード線33a,33b,33cは前記両端子台74,74を介してガス分析装置11の前記制御装置に接続されている。詳述すると、両端子台74,74には各ガスセンサ保持部21からそれぞれ引き出された合計24本のリード線33a,33b,33cが接続されると共に、当該各リード線33a,33b,33cに対応した別のリード線(図示略)が接続されている。そして、それら別のリード線は図3に示されるように端子箱本体41において前記端子箱固定部材27が固定された一側壁に隣接する側壁(図3における上壁)に突設された3つの引出口12bから端子箱12の外部に導出され、前記制御装置に接続されている。
<Lead wire drawer>
As shown in FIG. 3, the
<ガス分析装置の動作>
次に、前述のように構成したガス分析装置の動作を説明する。主管13の管軸方向において所定間隔毎に取り付けられた4個のガスセンサ保持部21(正確には、ガスセンサ)は、煙道内等の被測定ガスの流れの中に配置されて、煙道壁Wの内面からの距離がそれぞれ異なる4箇所における被測定ガスの酸素濃度を検出する。即ち、被測定ガスの計測中においては、基準ガス導入口29を介して主管13内には基準ガスが常に供給され、各ガスセンサ保持部21のガスセンサからは基準ガスの酸素濃度を基準とした電圧が出力される。ガス分析装置11の前記制御装置は、各ガスセンサから出力された電圧に基づいて(例えば各出力電圧の平均値を求め、その平均値に基づいて)、ボイラ等の制御対象機器を制御(燃焼制御等)する。
<Operation of gas analyzer>
Next, the operation of the gas analyzer configured as described above will be described. Four gas sensor holding portions 21 (more precisely, gas sensors) attached at predetermined intervals in the pipe axis direction of the
<ガスセンサの交換作業>
ところで、前述したようなガス分析装置11においては、ガスセンサに内蔵された前記ガスセンサ素子の劣化等、何らかの原因によりガスセンサの交換が必要となる場合がある。その際、ガスセンサから引き出されたリード線33a,33b,33cに折れが発生するおそれがあり、そうした場合にはガスセンサだけでなく、その折れたリード線も交換する必要がある。また、交換作業時他の正常なガスセンサのリード線に折れを発生させた場合には、その折れたリード線も交換する必要がある。
<Replacement of gas sensor>
By the way, in the
以下、その場合におけるガスセンサ及びリード線33a,33b,33cの交換作業について説明する。尚、本実施形態では、4つのガスセンサのうちの一つのみを交換する場合について説明する。
Hereinafter, replacement work of the gas sensor and the
<ガスセンサ及びリード線33a,33b,33cの取り外し作業時>
ガスセンサ及びリード線33a,33b,33cを交換する場合には、まず端子箱12の各ボルト45を取り外して両カバー42,42のうち少なくとも一方を取り外す。そして、開口部41aを介して内側にある端子台74に接続された前記制御装置との接続線、校正ガス供給口15aに接続された校正ガス供給管(図示略)及び基準ガス導入口29に接続された基準ガス導入管(図示略)を取り外す。その後、ボルト17及びナット18を取り外して主管挿入口Mのフランジ部Maと主管13のフランジ部15との結合を解除する。そして、当該主管13を主管挿入口Mから引き抜いて煙道壁Wから取り外す。次に、交換すべきガスセンサに対応する点検口蓋23を取り外して点検口34を開放し、その開放された点検口34を介して交換すべきガスセンサの各リード線33a,33b,33cを途中で切断する。その後、交換すべきガスセンサをガスセンサ保持部21から取り外す。
<When removing gas sensor and
When replacing the gas sensor and the
折れ等の発生によりリード線33a,33b,33cの交換を要する場合には次のようにする。即ち、開口部41aを介して交換すべきガスセンサに対応する封止管81のフランジ部材82を封止管固定部材61に固定している3つのボルト87をそれぞれ取り外すことにより封止管固定部材61に対する固定を解除して、当該封止管81を封止管固定部材61の封止管挿入孔66から引き抜く。それに伴って、当該封止管81に挿通された各リード線33a,33b,33cも封止管挿入孔66から引き抜かれる。
When the
<ガスセンサ及びリード線33a,33b,33cの取付け作業時>
折れ等の発生がなくリード線33a,33b,33cを交換しなかった場合には、前述のようにガスセンサの取り外し作業の完了後、ガスセンサ及びリード線33a,33b,33cを取り付ける。その場合、取り外した前記ガスセンサに代わる新たなガスセンサを当該取り外したガスセンサ保持部21に取付け固定し、前記新たなガスセンサから引き出されたリード線33a,33b,33cと取り外し時に切断した各リード線33a,33b,33cとを図示しないコネクタ等を利用して接続する。
<During installation of gas sensor and
When the
折れ等の発生によりリード線33a,33b,33cも交換した場合には、取り外した前記封止管81に代わる封止管81を当該取り外した封止管81が挿入されていた封止管挿入孔66に挿入する。具体的には、各リード線33a,33b,33cのガスセンサに接続される側の端部(即ち前記コネクタ)を封止管挿入孔66に挿入しつつ、封止管81をその先端側から当該封止管挿入孔66に挿入する。そして、フランジ部材82の3つの貫通孔84を封止管固定部材61の3つの雌ねじ部67に一致させた状態で、各貫通孔84にそれぞれボルト87をフランジ部材82の外側から挿入して雌ねじ部67に締め付けることにより、当該フランジ部材82を封止管固定部材61に固定する。これにより、封止管81はその先端側が主管13内に挿入された状態で端子箱12に固定される。
When the
そして、主管13内に挿入された各リード線33a,33b,33cの端部を交換後のガスセンサから引き出されたリード線33a,33b,33cと図示しないコネクタ等を利用して接続する。最後に、点検口蓋23を点検口34に取付けると共に前記制御装置との接続線を端子台74に接続する。その後、取り外したカバー42を端子箱本体41に取り付け、前記校正ガス供給管及び、前記基準ガス導入管を接続することでガスセンサの交換作業は全て完了となる。
Then, the end portions of the
このように、本実施形態では、ガスセンサ保持部21毎のガスセンサの6本のリード線33a,33b,33cを一単位としてそれらを封止管81に挿通し、当該封止管81を端子箱12(正確には、封止管固定部材61)に固定するようにした。これによりリード線33a,33b,33cの交換を要する場合には、折れたリード線に対応したガスセンサの6本のリード線33a,33b,33c毎に引き抜くことができる。このため、交換を要しない他のガスセンサの各リード線33a,33b,33cを交換する必要はなく、折れの発生したリード線を含む6本のリード線33a,33b,33cのみを交換するだけでよい。しかも、6本のリード線33a,33b,33cは封止管81により一体的に束ねられているので、それらの抜き差しも容易である。さらに、封止管固定部材61に固定されるフランジ部材82の段差部85に装着されたOリング86によりフランジ部材82と封止管固定部材61との気密は容易に確保される。即ち、封止管81を封止管固定部材61の封止管挿入孔66に挿通してフランジ部材82の外側からボルト87を挿通して締め付けるだけで、封止管81の封止管固定部材61に対する固定と、封止管81(正確には、フランジ部材82)と封止管固定部材61との間の気密の確保とが完了する。従って、ガスセンサ及びリード線33a,33b,33cの交換作業が簡単になる。
As described above, in this embodiment, the six
<実施形態の効果>
従って、本実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)単一のガスセンサから引き出された複数本のリード線33a,33b,33cを一単位とし、当該単位毎に対応して設けた封止管81に挿通し、当該封止管81を端子箱12の側壁に着脱可能に固定するようにした。このため、ガスセンサ毎にリード線33a,33b,33cを交換することができる。即ち、ガスセンサの交換作業時において当該交換するガスセンサのリード線33a,33b,33cに折れ等が発生する場合があり、その場合にはそれらリード線33a,33b,33cも交換する必要がある。その際、各ガスセンサの全てのリード線33a,33b,33cを交換する必要はなく、封止管81に一括して挿通された前記折れ等が発生したリード線を含む前記一単位のリード線33a,33b,33cを交換するだけでよい。その交換時においてもリード線33a,33b,33cは前記一単位毎に封止管81に挿通されることにより束ねられているので、端子箱12の側壁に対する着脱作業も簡単である。従って、リード線に折れ等が発生した場合における当該リード線33a,33b,33cの交換作業の簡素化が図られる。
<Effect of embodiment>
Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1) A plurality of
(2)封止管81の外周面にはフランジ部材82を突設し、当該フランジ部材82を介して封止管81を端子箱12の前記側壁に着脱可能に固定するようにした。このため、封止管81はフランジ部材82を利用することにより端子箱12の側壁に容易に固定することができる。また、シリコンを塗布して硬化させる必要がなく、当該気密構造を再構築することができるので、シリコンの硬化時間が無くなると共に気密検査も容易になった。ここのため、ガスセンサの交換作業時間が大幅に短縮できる。
(2) A
(3)端子箱12の前記側壁の内面には封止管固定部材61を固定し、前記封止管81は自身のフランジ部材82を介して前記封止管固定部材61に着脱可能に固定するようにした。このため、何らかの原因により端子箱12の前記側壁に歪み等があっても、封止管固定部材61を介することにより前記歪み等が封止管81の固定に影響することはない。このため、封止管81の固定をより安定させることができる。
(3) A sealing
(4)フランジ部材82は正三角形の板状に形成すると共にその中心を封止管81が貫通するように設けた。そして、縦列方向において隣り合う一対のフランジ部材82における互いに対向する一辺が平行をなすように、各フランジ部材82をそれぞれ配置するようにした。このため、各封止管81がそれぞれ主管13内に挿入可能となる程度に各フランジ部材82を集合させることができる。
(4) The
フランジ部材82の形状としては、本実施形態における正三角形の他に、円形、正方形、長方形等の様々な形状が考えられる。しかし、フランジ部材82をそれら他の形状とした場合には各封止管81をそれぞれ主管13内に挿入しようとしても、各フランジ部材82が互いに干渉し合ってそれらの取付けが困難となる。フランジ部材82を例えば円形の板状に形成した場合を例にとって詳述すると、同じ外径の封止管81をフランジ部材82の中心を貫通させるようにした場合、円形の中心と当該中心から円の外周までの距離(即ち円の半径)と、正三角形の中心と当該中心から正三角形の一辺までの距離を比べると、正三角形の中心からその一辺までの距離の方が小さい。これと同様のことが、フランジ部材82を正方形及び長方形等の形状にした場合についても言える。従って、各フランジ部材82をより近接して配置するためには、本実施形態のように、フランジ部材82を正三角形状に形成することが望ましい。
As the shape of the
(5)前記一単位のリード線33a,33b,33cは封止管81の内周面に沿うように且つ一定間隔おきに配置するようにし、その配置を保った状態で当該封止管81の両端から引き出すようにした。このため、各リード線33a,33b,33cは前述した規則正しい周状の配置状態を保ったまま、即ち整列状態で封止管81の両端から引き出される。このため、各リード線33a,33b,33cの封止管81の両端部近傍における絡み合いが抑制される。
(5) The one-
(6)主管13の主管蓋24には当該主管13内と煙道内とを連通する貫通孔24aを形成し、当該貫通孔24aにはJ字状の屈曲管37を主管蓋24の内面側から接続するようにした。この屈曲管37は、両端が開口した管体であり、その一端を主管蓋24の内面側から接続する一方、同じく他端側は主管13の管軸と交差する方向へ屈曲させつつ主管蓋24側に向け、その状態で主管13内に開放させるようにした。
(6) The
ガスセンサ素子は、前記煙道内の圧力と当該煙道内の被測定ガスの酸素濃度との積と、主管13内の圧力と当該主管13内に供給された基準ガスの酸素濃度の積との比に基づいた電圧を出力する。ここで、煙道内と主管13内とは貫通孔24a(屈曲管37)を介して連通しているので、当該煙道内の圧力と主管13内の圧力とは同じになる。このため、煙道内の圧力及び主管13内の圧力はそれぞれ無視でき、ガスセンサ素子から出力された電圧と基準ガスにおける酸素濃度とから被測定ガスにおける酸素濃度を求めることが可能となる。
The gas sensor element has a ratio between the product of the pressure in the flue and the oxygen concentration of the gas to be measured in the flue and the product of the pressure in the
また、煙道内を流れる被測定ガスには多量に粉塵等の異物が含まれている場合も多く、この異物が主管蓋24の貫通孔24aを介して主管13内に進入するおそれがある。しかし、本実施形態においては、貫通孔24aには主管13の管軸と交差する方向へ屈曲した屈曲管37を主管蓋24の内面側から接続するようにしているので、前記異物の主管13内への進入が抑制される。即ち、屈曲管37の屈曲が管路抵抗となるので、前記貫通孔24aを介して屈曲管37内に進入した前記異物は当該屈曲管37を通過しにくくなる。
In addition, the gas to be measured flowing in the flue often contains a large amount of foreign matter such as dust, and this foreign matter may enter the
(7)端子箱12内には端子台74を設け、当該端子台74には端子箱12内に導入されたリード線33a,33b,33cを接続するようにした。このため、端子台74を介することにより外部の前記制御装置との接続も容易になる。
(7) A
(8)主管13の基端部には端子箱固定部材27を設け、当該端子箱固定部材27は端子箱12の前記側壁の内面側から挿入されたボルト50を締め付けることにより端子箱12の前記側壁の外面に固定するようにした。このため、ボルト50の頭が端子箱12の外部に露出することがないので、ガス分析装置11の外観性が向上する。
(8) A terminal
(9)封止管固定部材61は、端子箱12の内側から且つ当該端子箱12の前記側壁を貫通するようにボルト63を挿通して当該ボルト63を端子箱固定部材27に締め付けることにより端子箱12の前記側壁の内面に固定するようにした。このため、封止管固定部材61を固定するボルト63を端子箱12の外方から締め付けるようにした場合と異なり、それらボルト63の頭も端子箱12の外部に露出することがない。従って、ガス分析装置11の外観性をいっそう向上させることができる。
(9) The sealing
(10)主管13の外周面にはフランジ部15を設け、当該フランジ部15を介して前記煙道を構成する煙道壁Wに主管13を固定するようにした。このため、主管13はその外周面に設けられたフランジ部15を介して煙道壁Wに容易に固定することができる。また、主管13の周壁におけるフランジ部15と端子箱固定部材27との間には基準ガス導入口29を設けるようにした。このため、例えばフランジ部15の外周面に基準ガス導入口29を形成するようにした場合に比べて形成が容易になる。
(10) A
(11)また、基準ガス導入口29は主管13の外周面に突設するようにした。このため、基準ガス導入口29と前記基準ガス供給源とを例えばフレキシブルチューブ等の管体により接続するようにした場合には当該管体を基準ガス導入口29に簡単に接続することができる。
(11) The reference
(12)端子箱固定部材27は端子箱12の内側から挿入された複数のボルト50を締め付けることにより当該端子箱12の外面に固定するようにした。このため、各ボルト50を端子箱12の外側から締め付けるようにした場合と異なり、各ボルト50が外部に露出することがない。従って、ガス分析装置11の外観性が向上する。
(12) The terminal
(13)端子箱12の側部にはメンテナンス用の開口部41aを形成すると共に当該開口部41aを閉塞するカバー42を設けるようにした。また、端子箱12の側部にはフランジ部44を形成して当該フランジ部44とカバー42との間にはパッキン43を配置するようにした。そして、カバー42には、フランジ部44とカバー42との間から露出するパッキン43の外周縁を覆う被覆壁42bを設けるようにした。このため、外部からの光がパッキン43(特に、その外周縁)へ照射されることが抑制される。その結果、光によるパッキン43の劣化が抑制され、当該パッキンの製品寿命も確保される。ガス分析装置11が屋外設置されるような場合等においては日光のパッキン43への照射が抑制されることにより、特に有効である。
(13) An opening 41a for maintenance is formed on the side of the
(14)端子箱12の側壁内面に固定された封止管固定部材61に対して4つの封止管81を挿通支持するようにした。このため、ガス分析装置11を組み立てる場合、4つの封止管81を封止管固定部材61に予め取付け、その封止管固定部材61を端子箱12に取り付けるようにすれば、4つの封止管81を一つずつ端子箱12に取り付けるようした場合に比べて、封止管81の取付け作業が簡単になる。ひいてはガス分析装置11の組立作業効率を向上させることができる。
(14) The four
(15)主管13は、各ガスセンサ保持部21(フィルタカバー22)が被測定ガスの流れに対し下流方向を向くように取り付けるようにした。このため、被測定ガスに多量に粉塵等の異物が含まれている場合においても、前記異物がフィルタ32に直撃することが回避できると共に当該フィルタ32の目詰まりも抑制できる。
(15) The
<別の実施形態>
尚、前記各実施形態は、次のように変更して実施してもよい。
・本実施形態では、ガスセンサ保持部21の外端面のフィルタ32を覆うように有蓋筒状のフィルタカバー22が当該ガスセンサ保持部21の外端部に螺合するようにした。これは、被測定ガスに多量に粉塵等の異物が含まれている場合において、前記異物がフィルタ32に直撃することが回避すると共に当該フィルタ32の目詰まりも抑制するためであった。しかし被測定ガスに粉塵等の異物が少ない場合においては、図5(b)に示されるような円環状のフィルタカバー91を用いてもよい。このようにすれば、上壁が開口することによりフィルタ32からの被測定ガスの流入量が確保され、ガスセンサ素子の感度がよくなる。
<Another embodiment>
In addition, you may implement each said embodiment as follows.
In the present embodiment, the covered
・本実施形態では、4つのガスセンサ保持部21を備えたいわゆる4点用のガス分析装置11に本発明を具体化したが、2点用及び3点用のガス分析装置に応用するようにしてもよい。2点用とする場合にはガスセンサ保持部21は2つ、また3点用とする場合にはガスセンサ保持部21は3つ用意する。
In the present embodiment, the present invention is embodied in a so-called four-
・本実施形態では、屈曲管37をJ字状としたが、管の一部に屈曲した部位があればよく例えば蛇行状、S字状、L字状及びU字状等の任意の形状とするようにしてもよい。
・本実施形態では、縦列方向において隣り合う一対のフランジ部材82,82における互いに対向する一辺が平行をなすように4つのフランジ部材82をそれぞれ配置するようにしたが、次のようにしてもよい。即ち、横列方向において隣り合う一対のフランジ部材82,82における互いに対向する一辺が平行をなすように4つのフランジ部材82をそれぞれ配置する。
In the present embodiment, the
In the present embodiment, the four
<別の技術的思想>
次に、前記実施形態及び別の実施形態から把握できる技術的思想について以下に記載する。
<Another technical idea>
Next, the technical idea that can be grasped from the embodiment and another embodiment will be described below.
(イ)前記本体箱の側壁内面には封止管固定部材を固定し、前記封止管は前記封止管固定部材に挿通すると共に自身のフランジ部材を介して当該封止管固定部材に着脱可能に固定するようにした請求項1〜請求項4のうちいずれか一項に記載のガス分析装置。 (A) A sealing tube fixing member is fixed to the inner surface of the side wall of the main body box, and the sealing tube is inserted into the sealing tube fixing member and attached to and detached from the sealing tube fixing member through its own flange member. The gas analyzer according to any one of claims 1 to 4, wherein the gas analyzer is fixed in a possible manner.
(ロ)前記本体箱固定部材は前記本体箱の前記側壁の内面側から挿入されたボルトを締め付けることにより本体箱の前記側壁の外面に固定するようにした請求項1〜請求項4及び前記(イ)項のうちいずれか一項に記載のガス分析装置。 (B) The main body box fixing member is fixed to the outer surface of the side wall of the main body box by tightening a bolt inserted from the inner surface side of the side wall of the main body box. The gas analyzer according to any one of items a).
(ハ)前記(ロ)に記載のガス分析装置において、前記封止管固定部材は、本体箱の内側から且つ当該本体箱の前記側壁を貫通するようにボルトを挿通して当該ボルトを前記本体箱固定部材に締め付けることにより本体箱の前記側壁の内面に固定するようにしたガス分析装置。 (C) In the gas analyzer according to (b), the sealing tube fixing member is inserted through a bolt from the inside of the main body box and through the side wall of the main body box, and the bolt is inserted into the main body. A gas analyzer that is fixed to the inner surface of the side wall of the main body box by being fastened to a box fixing member.
(ニ)請求項4に記載の発明において、前記基準ガスの導入口は主管の外周面に突設するようにしたガス分析装置。
(ホ)前記本体箱の側部にはメンテナンス用の開口部を形成するとともに当該開口部を閉塞するカバー42を着脱可能に設け、前記本体箱における開口部周縁とカバーとの間にはパッキンを配置するとともに当該パッキンの外周縁を覆う被覆部を前記カバーに設けるようにした請求項1〜請求項4及び前記(イ)〜(ハ)項のうちいずれか一項に記載のガス分析装置。
(D) The gas analyzer according to claim 4, wherein the reference gas introduction port projects from the outer peripheral surface of the main pipe.
(E) A side opening of the main body box is formed with a maintenance opening and a
11…ガス分析装置、12…端子箱(本体箱)、13…主管、15…フランジ部、
21…ガスセンサ、27…端子箱固定部材(本体箱固定部材)、29…基準ガス導入口、
33a,33b,33c…リード線、24…主管蓋(主管の先端壁)、24a…貫通孔、37…屈曲管(管体)、42b…被覆壁、50,63…ボルト、61…封止管固定部材、74…端子台、81…封止管、82…フランジ部材、W…煙道壁。
DESCRIPTION OF
21 ... Gas sensor, 27 ... Terminal box fixing member (main body box fixing member), 29 ... Reference gas inlet,
33a, 33b, 33c ... lead wire, 24 ... main tube lid (tip wall of main tube), 24a ... through hole, 37 ... bent tube (tube), 42b ... covered wall, 50, 63 ... bolt, 61 ... sealing tube Fixing member, 74 ... terminal block, 81 ... sealing tube, 82 ... flange member, W ... flue wall.
Claims (4)
前記主管の周壁に着脱可能に取り付けられて煙道内を流れる被測定ガスに含まれる所定成分を検出する複数個のガスセンサと、
前記各ガスセンサからそれぞれ複数本ずつ引き出されたリード線とを備え、
前記各リード線を、それぞれ前記主管内を通して本体箱内に導入すると共に、それらリード線から取り出された各ガスセンサからの出力に基づいて前記被測定ガスの分析を行うようにしたガス分析装置において、
単一のガスセンサから引き出された複数本のリード線を一単位とし、各ガスセンサにそれぞれ対応する複数単位のリード線を各ガスセンサにそれぞれ対応して設けた封止管に挿通し、当該封止管を本体箱の側壁に着脱可能に固定するようにしたガス分析装置。 A main body box, and a main pipe extending from the main body box and inserted into the flue,
A plurality of gas sensors that are detachably attached to the peripheral wall of the main pipe and detect predetermined components contained in the gas to be measured flowing in the flue;
A plurality of lead wires each led out from each of the gas sensors,
In the gas analyzer, the lead wires are introduced into the main body box through the main pipes, and the gas to be measured is analyzed based on outputs from the gas sensors taken out from the lead wires.
A plurality of lead wires drawn out from a single gas sensor are regarded as one unit, and a plurality of units of lead wires corresponding to the respective gas sensors are inserted into sealing tubes provided corresponding to the respective gas sensors. Is a gas analyzer that is detachably fixed to the side wall of the main body box.
各封止管のフランジ部材はそれぞれ隣り合う一対のフランジ部材の一辺が互いに平行をなすように配置し、
前記フランジ部材を介して封止管を本体箱の前記側壁に着脱可能に固定するようにした請求項1に記載のガス分析装置。 An outer peripheral surface of the sealing tube is provided with a flange member having a plate shape of an equilateral triangle so that the sealing tube passes through the center thereof,
The flange members of each sealing tube are arranged so that one side of a pair of adjacent flange members is parallel to each other,
The gas analyzer according to claim 1, wherein a sealing tube is detachably fixed to the side wall of the main body box via the flange member.
前記貫通孔には両端が開口した管体の一端を前記先端壁の内面側から接続する一方、同じく他端側は前記主管の管軸と交差する方向へ屈曲させつつ当該主管内に開放させるようにした請求項1又は請求項2に記載のガス分析装置。 A through hole is formed in the tip wall of the main pipe to communicate the main pipe and the flue,
One end of a tube body that is open at both ends is connected to the through-hole from the inner surface side of the tip wall, and the other end side is also opened in the main tube while being bent in a direction intersecting the tube axis of the main tube. The gas analyzer according to claim 1 or claim 2.
前記主管における前記フランジ部と前記本体箱固定部材との間には基準ガスの導入口を設けるようにした請求項1〜請求項3のうちいずれか一項に記載のガス分析装置。 A main body box fixing member for fixing the main body box is provided at a base end portion of the main pipe, and a flange for fixing the main pipe to the flue wall of the flue is provided at a tip side of the main body box fixing member. Set up a section,
The gas analyzer according to any one of claims 1 to 3, wherein an inlet for a reference gas is provided between the flange portion and the main body box fixing member in the main pipe.
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