JP4731275B2 - 炉内ガス測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、加熱炉、特に溶媒が共存する加熱炉のガスを検出するための炉内ガス測定装置に関する。

塗装品の乾燥などに使用する乾燥炉は、塗料の溶媒、たとえばセロソルブアセレートなどの高沸点溶剤の蒸気が存在するため、濃度によっては爆発の危険性が生じる。このため図６に示したように炉内のガスをサンプリング流路Ｅを介してポンプＦにより炉外のガス検出装置Ｇに引き出すように構成されている。

その際、高沸点溶媒の凝固によるガス検出装置、とりわけガス検出素子への付着を防止するため、サンプリング流路Ｅに冷却手段ＨとドレインＪを接続して高沸点溶媒をガス検出装置の上流側で除去するように構成されている。
これによれば、ガス検出素子の劣化を防止することができるものの、装置全体が大型化するという問題がある。

このため、特許文献１に見られるように管体の先端に多孔性耐熱材料のキャップを装着してセンサー室を構成し、このセンサー室にガス検出素子を収容して、センサー室を炉内に位置させるように構成した炉内ガス測定装置が提案されている。
実公平3-42351号公報

このような高沸点溶媒を検出するガス検出素子には、接触燃焼式ガスセンサーが好適であるが、雰囲気の温度が高くなると被検出ガスのセンサー表面での燃焼による温度変化が小さくなるため、図７に示したように測定感度が低下するという問題がある。
一方、測定感度の低下を避けようとして、炉内の低温領域にセンサーを配置すると、高沸点溶媒がヤニ状に凝固してガス検出素子に付着するという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであってその目的とするところは、サンプリング流路の引き回しを不要として、炉内に直接挿入することができる炉内ガス測定装置を提供することである。

このような課題を達成するために請求項１の発明は、管体の一端に雰囲気に露出可能にガスセンサーが設けて構成されたプローブと、前記プローブの先端に装着され、ガス吸引口を備えるとともに炉外の吸引ポンプから流路により負圧の供給を受けるキャップと、前記プローブを前記管体の軸方向に移動可能に支持する窓を有する取付金具とからなり、前記取付金具を被測定環境を区画する炉壁に固定し、前記プローブを前記窓に挿通して前記ガスセンサーを前記被測定環境の所定領域に位置させるように構成されている。

請求項１の発明によれば、プローブを軸方向に移動させることにより、ガスセンサーをガスを検出するのに適した領域に位置させることができる。ガス吸引口から炉内のガスを吸引してガスセンサーに強制的に流入させることができ、炉内のガス濃度の変化に追従できる。

図１は、本発明の第１実施例を示すものであって、ガス測定装置１は、乾燥炉を構成する炉壁Ａにネジなどの固定手段１１で固定される取付金具１０と、この取付金具１０に図中符号Ｂにより示すように相対的に軸方向に移動可能なプローブ２０との２体で構成されている。

取付金具１０は、中心にプローブ２０が移動可能に挿通される窓１２を備えた基台１３に取り付けネジの挿入穴１４を穿設して構成されている。

プローブ２０は、取付金具１０に対して摺動可能な管体の先端に取り付けられたガスセンサー２１と、後端に取り付けられてガスセンサー２１からの信号を受けるガス検出器制御回路部２２とから構成されている。なお、図中符号２３は、管体の中心に配置されてガスセンサー２１からの信号を伝送するリード線を収容する保護管を示す。

この実施例において、取り付け金具１０を炉壁Ａに固定し、窓１２にプローブ２０を挿入してガスセンサー２１が所定温度、つまり炉内の高沸点溶剤が凝固することなく、かつガスセンサー２１の感度が最大となる位置まで軸方向に図中符号Ｂの矢印の方向に移動させる。

なお、炉内のガスの監視が不要となった場合には、温度が低下する以前にプローブ２０を摺動させて炉内Ｃから引き抜くことにより、高沸点溶剤の凝固を防止することができる。

図２は本発明の第２実施例を示すものであって、この実施例ではプローブ２０の先端にガス吸引口３１を供えたキャップ３０を装着するとともに、キャップ３０の後端にプローブ２０を貫通した流路３２の一端が連通されてキャップ３０に負圧を供給するように構成されている。

流路３２の他端は、ドレイン３３を介して図示しない吸引ポンプの吸引圧を受けている。ドレイン３３は、プローブに固定され、かつ吸引ポンプへの接続口３４を備えた基部３５と、基部３５に着脱可能な液溜め部３６とにより構成されている。

この実施例において、前述の実施例と同様にプローブを取付金具により炉壁に取り付け、吸引ポンプを作動させると、ガス吸引口から炉内ガスがキャップに流れ込み、ガス流路を経由してドレインに流れ込む。この途中で炉内ガスはガスセンサー２２にも流れ込むから可燃性ガスの有無や濃度を検出することができる。

一方、炉壁より外側に移動した炉内ガスは冷却されてドレインに液滴となって溜まる。

なお、上述の実施例においてはキャップのガス吸引口から炉内ガスを吸引しているが、図３(イ)に示したように延長管４０を吸引口３１に装着することにより、ガスセンサー２１を直接配置することができない高温領域のガスを吸引することができる。

なお、ガスの温度が極めて高い場合には、図３(ロ)に示したようにコイル状に成型した延長管４１を装着したり、また冷却フィンを延長管の外周に設けて炉内ガスを冷却させてからキャップ３０、つまりガスセンサー２１に流入させてもよい。

これらの実施例によれば、加熱源Ｄの直近の炉内ガスを吸引できるため、未燃焼ガスの発生を短時間で検出でき、爆発などの事故を未然に防止することができる。

また、図４に示したようにキャップ３０の吸引口３１の近傍に温度センサー４２を配置するとともに、温度センサー４２の信号をガス検出器制御回路部２３に伝送することにより、ガスセンサー２１の温度特性を補正してガス濃度を正確に検出することができる。

延長管４０（４１）を経由してキャップ３０に流入する炉内ガスの温度は、延長管４０（４１）による冷却能力に大きく依存するので、温度センサー４２により吸引ポンプの吸引能力、例えばポンプを駆動するモータの回転速度を制御して延長管内のガスの流速を低下させて延長管４０（４１）で十分に冷却させるようにしてもよい。このような機能は、モータの回転を温度センサー４２の信号により制御する回路をガス検出器制御回路部２３に組み込むことにより実現できる。

図５は、吸引ポンプの吸引能力を制御することなく、延長管４０（４１）を流れるガスの流速を調整するための一実施例を示すものであって、バイメタルなどの温度に応じて変形度が変化する板材により開口の面積が変化する流路抵抗体４３を形成し、この流路抵抗体４３をガスセンサー２１の直近、例えば吸引管４０（４１）の下流側、またはキャップ３０の吸引口３１に装填する。

この実施例によれば延長管４０（４１）を流れるガスの温度に応動して流路抵抗体４３の開口面積が変化するから、キャップ３０に流入する炉内ガスの温度が上昇した場合には実線で示すように変形して流路抵抗が増加し、延長管４０（４１）を流れるガスの流速を低下させる。これにより、炉内ガスは、延長管４０（４１）で十分に冷却されてからガスセンサー２１に流入することになる。

本発明の第１実施例を炉壁に取り付けた状態で示す図である。 本発明の第２実施例を炉壁に取り付けた状態で示す図である。 図(イ)、(ロ)は、それぞれ本発明の第３実施例をキャップ先端の構造で示す図である。 本発明の第４実施例をキャップ先端の構造で示す図である。 プローブ先端のキャップに流入する炉内ガスの温度を制御するための流路抵抗体の一実施例を示す図である。 炉内ガスを測定する従来の技術の一例を示す図である。 雰囲気温度とガスセンサーの検出出力との関係を示す線図である。

符号の説明

１ ガス測定装置 １０ 取付金具 １１ 固定手段 １２ プローブ挿通用の窓 １３ 基台 １４ 取り付けネジの挿入穴 ２０ プローブ ２１ ガスセンサー ２２ ガス検出器制御回路部 ３０ キャップ ３１ ガス吸引口 ４０、４１ 延長管 ４２ 温度センサー ４３ 流路抵抗体

Claims (1)

1. 管体の一端に雰囲気に露出可能にガスセンサーが設けて構成されたプローブと、前記プローブの先端に装着され、ガス吸引口を備えるとともに炉外の吸引ポンプから流路により負圧の供給を受けるキャップと、前記プローブを前記管体の軸方向に移動可能に支持する窓を有する取付金具とからなり、前記取付金具を被測定環境を区画する炉壁に固定し、前記プローブを前記窓に挿通して前記ガスセンサーを前記被測定環境の所定領域に位置させるように構成されている炉内ガス測定装置。

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