JP5149613B2 - 吸熱型ガス発生装置 - Google Patents
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Description
この発明は、熱処理用雰囲気ガスとして用いられる吸熱型ガスを生成する吸熱型ガス発
生装置に関する。
生装置に関する。
鋼材などの被処理物に、無酸化加熱処理，光輝加熱処理，浸炭処理などの熱処理を施す
熱処理炉においては、還元性（無酸化）雰囲気形成用のガスとして、一酸化炭素，水素及
び窒素を主成分とする吸熱型ガスが利用される。そしてこの吸熱型ガスを生成する装置と
しては、一般に炉体内に、触媒の充填されたレトルトと、このレトルトを加熱するヒータ
とを設け、プロパン，ブタン又は天然ガス等の炭化水素ガスと空気との混合ガスを上記レ
トルトに流通させて高温加熱することにより、吸熱型ガスを生成する吸熱型ガス発生装置
（変成炉ともいう）が用いられている（たとえば特許文献１〜３参照。）。
実公平８−９８２号公報
特許第２７０１３３４号公報
特開２００２−３５６７６３号公報
熱処理炉においては、還元性（無酸化）雰囲気形成用のガスとして、一酸化炭素，水素及
び窒素を主成分とする吸熱型ガスが利用される。そしてこの吸熱型ガスを生成する装置と
しては、一般に炉体内に、触媒の充填されたレトルトと、このレトルトを加熱するヒータ
とを設け、プロパン，ブタン又は天然ガス等の炭化水素ガスと空気との混合ガスを上記レ
トルトに流通させて高温加熱することにより、吸熱型ガスを生成する吸熱型ガス発生装置
（変成炉ともいう）が用いられている（たとえば特許文献１〜３参照。）。
ところが上記の吸熱型ガス発生装置においては、装置の長期間使用により、耐熱金属製
のレトルトに、レトルト内と炉体内とが連通する亀裂やピンホールなどの損傷が発生する
ことがある。このレトルトの損傷が発生すると、レトルト内のガスが炉体内へ漏出して燃
焼し、レトルト自身及び炉体の損傷が更に進行することになるが、従来はこのレトルトの
損傷発生は、雰囲気ガス発生装置の稼働中におけるヒータの断線や炉温過熱、炉体からの
火炎の噴出などの異常発生により検知していたので、レトルトの損傷発生からかなり時間
が経過してから損傷発生を検知することになり、装置各部の損傷拡大を防ぐことができな
かった。
のレトルトに、レトルト内と炉体内とが連通する亀裂やピンホールなどの損傷が発生する
ことがある。このレトルトの損傷が発生すると、レトルト内のガスが炉体内へ漏出して燃
焼し、レトルト自身及び炉体の損傷が更に進行することになるが、従来はこのレトルトの
損傷発生は、雰囲気ガス発生装置の稼働中におけるヒータの断線や炉温過熱、炉体からの
火炎の噴出などの異常発生により検知していたので、レトルトの損傷発生からかなり時間
が経過してから損傷発生を検知することになり、装置各部の損傷拡大を防ぐことができな
かった。
この発明は上記従来の問題点を解決しようとするもので、装置の稼働状態においてレト
ルトの損傷発生を早期に検知することができる吸熱型ガス発生装置を提供することを目的
とする。
ルトの損傷発生を早期に検知することができる吸熱型ガス発生装置を提供することを目的
とする。
上記目的を達成するために発明者らは、吸熱型ガス発生装置の稼働中における炉体内の
雰囲気ガス成分が、レトルトの損傷発生によりどのように変動するかを、詳細に調査・分
析した結果、上記雰囲気ガス成分の変動に基づいてレトルトの損傷発生を検知できること
を見出した。具体的には、レトルトが損傷すると、レトルト内の生成ガス（吸熱型ガス）
が炉体内へ漏出して、その生成ガス中の一酸化炭素が高温の炉体内で炭酸ガスとなり、同
じく生成ガス中の水素が水蒸気となり、これらの酸化に伴って炉体内の酸素濃度が減少し
、さらに上記酸素濃度が減少すると生成ガス中の一酸化炭素の酸化不足により、未酸化状
態の一酸化炭素濃度が増加し、また損傷がレトルトの入口付近の場合には原料ガスである
炭化水素ガスの漏出により上記と同様な炭酸ガスの生成及び酸素濃度が減少するという現
象が発生する。これらの炉体内の雰囲気ガス成分の変動を検出することにより、レトルト
の損傷発生を検知できることを知見し、この知見に基づいてこの発明を完成するに至った
。
雰囲気ガス成分が、レトルトの損傷発生によりどのように変動するかを、詳細に調査・分
析した結果、上記雰囲気ガス成分の変動に基づいてレトルトの損傷発生を検知できること
を見出した。具体的には、レトルトが損傷すると、レトルト内の生成ガス（吸熱型ガス）
が炉体内へ漏出して、その生成ガス中の一酸化炭素が高温の炉体内で炭酸ガスとなり、同
じく生成ガス中の水素が水蒸気となり、これらの酸化に伴って炉体内の酸素濃度が減少し
、さらに上記酸素濃度が減少すると生成ガス中の一酸化炭素の酸化不足により、未酸化状
態の一酸化炭素濃度が増加し、また損傷がレトルトの入口付近の場合には原料ガスである
炭化水素ガスの漏出により上記と同様な炭酸ガスの生成及び酸素濃度が減少するという現
象が発生する。これらの炉体内の雰囲気ガス成分の変動を検出することにより、レトルト
の損傷発生を検知できることを知見し、この知見に基づいてこの発明を完成するに至った
。
すなわち、請求項１記載の吸熱型ガス発生装置は、炉体内に炭化水素ガスと空気との混合ガスを流通させるレトルトと、該混合ガスを高温加熱するヒータとをそなえた吸熱型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定装置と、前記炭酸ガス濃度測定装置による炭酸ガス濃度の測定値が設定値以上となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴とする。
この発明（請求項１〜４記載の発明）において「ヒータ」とは、炉体内の雰囲気を変化
させるバーナ式のヒータを除外し、電熱式のヒータやラジアントチューブなどの輻射加熱
ヒータを指称するものとする。
させるバーナ式のヒータを除外し、電熱式のヒータやラジアントチューブなどの輻射加熱
ヒータを指称するものとする。
請求項１記載の発明によれば、濃度測定対象である炭酸ガスは、レトルトの損傷がない
状態での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内には存在せず、レトルトの損傷によって前
記生成ガス中の一酸化炭素および原料ガス中の炭化水素の酸化によりはじめて発生するも
のであるので、測定した炭酸ガス濃度と零に近い小さい炭酸ガス濃度設定値との対比によ
り、精度よく早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
状態での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内には存在せず、レトルトの損傷によって前
記生成ガス中の一酸化炭素および原料ガス中の炭化水素の酸化によりはじめて発生するも
のであるので、測定した炭酸ガス濃度と零に近い小さい炭酸ガス濃度設定値との対比によ
り、精度よく早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
また請求項２記載の発明は、炉体内に炭化水素ガスと空気との混合ガスを流通させるレトルトと、該混合ガスを高温加熱するヒータとをそなえた吸熱型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の酸素濃度を測定する酸素濃度測定装置と、前記酸素濃度測定装置による酸素濃度の測定値が設定値以下となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴とする。
請求項２記載の発明によれば、濃度測定対象である酸素は、レトルトの損傷がない状態
での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内では、炉体周囲の大気の酸素濃度（２１％）に
ほぼ等しい酸素濃度を有するものであり、レトルトの損傷によって前記生成ガス中の一酸
化炭素や水素の酸化及び原料ガス中の炭化水素の酸化に消費されることにより減少するも
のであるので、測定した酸素濃度と上記の大気の酸素濃度より所定量小さい酸素濃度設定
値との対比により、早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内では、炉体周囲の大気の酸素濃度（２１％）に
ほぼ等しい酸素濃度を有するものであり、レトルトの損傷によって前記生成ガス中の一酸
化炭素や水素の酸化及び原料ガス中の炭化水素の酸化に消費されることにより減少するも
のであるので、測定した酸素濃度と上記の大気の酸素濃度より所定量小さい酸素濃度設定
値との対比により、早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
また請求項３記載の吸熱型ガス発生装置は、炉体内に炭化水素ガスと空気との混合ガスを流通させるレトルトと、該混合ガスを高温加熱するヒータとをそなえた吸熱型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の水分濃度の目安としての露点または水蒸気濃度を測定する水分濃度測定装置と、前記水分濃度測定装置による水分濃度の目安としての露点または水蒸気濃度の測定値が設定値以上となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴とする。
請求項３記載の発明によれば、濃度測定対象である水分は、レトルトの損傷がない状態
での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内では、炉体周囲の大気の水分濃度にほぼ等しい
水分濃度を有するものであり、レトルトの損傷によって前記生成ガス中の水素の酸化によ
り増加するものであるので、測定した水分濃度（露点または水蒸気濃度）と上記の大気の水分濃度より所定量大きい水分濃度設定値との対比により、早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内では、炉体周囲の大気の水分濃度にほぼ等しい
水分濃度を有するものであり、レトルトの損傷によって前記生成ガス中の水素の酸化によ
り増加するものであるので、測定した水分濃度（露点または水蒸気濃度）と上記の大気の水分濃度より所定量大きい水分濃度設定値との対比により、早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
また請求項４記載の吸熱型ガス発生装置は、炉体内にレトルトとヒータをそなえた吸熱
型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の一酸化炭素濃度を測定する一酸化炭素濃
度測定装置と、前記一酸化炭素濃度測定装置による一酸化炭素濃度の測定値が設定値以上
となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴と
する。
型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の一酸化炭素濃度を測定する一酸化炭素濃
度測定装置と、前記一酸化炭素濃度測定装置による一酸化炭素濃度の測定値が設定値以上
となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴と
する。
請求項４記載の発明によれば、濃度測定対象である一酸化炭素は、レトルトの損傷がな
い状態での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内には存在せず、レトルトの損傷によって
前記生成ガス中の一酸化炭素や水素の酸化及び原料ガス中の炭化水素の酸化に消費される
ことにより酸素濃度が減少すると、未酸化分の一酸化炭素としてその濃度が増加するもの
であるので、測定した一酸化炭素濃度と零に近い小さい一酸化炭素濃度設定値との対比に
より、精度よく早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
い状態での稼働中の吸熱型ガス発生装置の炉体内には存在せず、レトルトの損傷によって
前記生成ガス中の一酸化炭素や水素の酸化及び原料ガス中の炭化水素の酸化に消費される
ことにより酸素濃度が減少すると、未酸化分の一酸化炭素としてその濃度が増加するもの
であるので、測定した一酸化炭素濃度と零に近い小さい一酸化炭素濃度設定値との対比に
より、精度よく早期にレトルトの損傷発生を検知することができる。
以上説明したようにこの発明によれば、吸熱型ガス発生装置の稼働中において、レトル
トの損傷発生により変動する炉体内の雰囲気ガス成分の変動状況を検出することにより、
レトルトの損傷発生を早期に検知することができる。
トの損傷発生により変動する炉体内の雰囲気ガス成分の変動状況を検出することにより、
レトルトの損傷発生を早期に検知することができる。
また上記の効果に加えて、請求項１記載の発明によれば、レトルト損傷発生検知用の測
定・判定対象ガスとして、レトルト損傷なしの状態の炉体内及び炉体の周囲の大気中には
存在しない炭酸ガスを用いているので、濃度零に近い低濃度の設定値Ｕ０をもとに精度よ
くレトルト損傷発生を検出でき、特に早期にレトルトの損傷発生を検知することができる
。
定・判定対象ガスとして、レトルト損傷なしの状態の炉体内及び炉体の周囲の大気中には
存在しない炭酸ガスを用いているので、濃度零に近い低濃度の設定値Ｕ０をもとに精度よ
くレトルト損傷発生を検出でき、特に早期にレトルトの損傷発生を検知することができる
。
以下図１〜図２に示す第１例により、請求項１記載の発明の実施の形態を説明する。図
１において１は吸熱型ガス発生装置で、２はその炉体であり、この炉体２内には内部に図
示しないニッケル触媒などを充填したＵ字形のレトルト３と、このレトルト加熱用の電熱
式のヒータ４とが設けられている。レトルト３は複数本並設されているが、１本のみを図
示してある。
１において１は吸熱型ガス発生装置で、２はその炉体であり、この炉体２内には内部に図
示しないニッケル触媒などを充填したＵ字形のレトルト３と、このレトルト加熱用の電熱
式のヒータ４とが設けられている。レトルト３は複数本並設されているが、１本のみを図
示してある。
５は原料ガス供給路で、炉体２の外部に突出したレトルト３の一端部に接続され、６は
生成ガス送出路で、同じくレトルト３の他端部に接続されている。原料ガス供給路５には
、下流部で合流した炭化水素ガス供給路７と空気供給路８とが、ルーツブロワ９を介して
接続されている。１０，１１は流量計、１２は空気入口部のフィルタ、１３は図示しない
炭化水素ガス供給装置から供給されるガス流量を調節して空気と炭化水素ガスの混合比を
調節するバルブである。また１４は生成ガス送出路６に設けたガス冷却用のクーラで、生
成ガス送出路６の先端側は、開閉弁１５を介して、図示しない雰囲気熱処理炉等の生成ガ
ス使用装置に接続されている。
生成ガス送出路で、同じくレトルト３の他端部に接続されている。原料ガス供給路５には
、下流部で合流した炭化水素ガス供給路７と空気供給路８とが、ルーツブロワ９を介して
接続されている。１０，１１は流量計、１２は空気入口部のフィルタ、１３は図示しない
炭化水素ガス供給装置から供給されるガス流量を調節して空気と炭化水素ガスの混合比を
調節するバルブである。また１４は生成ガス送出路６に設けたガス冷却用のクーラで、生
成ガス送出路６の先端側は、開閉弁１５を介して、図示しない雰囲気熱処理炉等の生成ガ
ス使用装置に接続されている。
一方２０はレトルト損傷検出装置で、炉体２内の炭酸ガス濃度Ｕを測定する炭酸ガス濃
度測定装置２１と、この測定装置による炭酸ガス濃度の測定値が設定値Ｕ０以上となった
場合にレトルト３の損傷有りと判定する判定装置２５とから成る。
度測定装置２１と、この測定装置による炭酸ガス濃度の測定値が設定値Ｕ０以上となった
場合にレトルト３の損傷有りと判定する判定装置２５とから成る。
炭酸ガス濃度測定装置２１は、一端部が炉体２内に開口するサンプリング管２２を、ガ
ス吸引用のポンプ２３を介して炭酸ガス濃度を計測する炭酸ガス分析計２４に接続して成
る。また判定装置２５は、炭酸ガス濃度の設定値Ｕ０を設定するための設定器２６と、上
記炭酸ガス分析計２４の出力する炭酸ガス濃度測定値Ｕと上記設定値Ｕ０とを比較して、
炭酸ガス濃度測定値が設定値Ｕ０以上となったとき、損傷検出信号Ｓ１を出力する比較器
２７とから成り、この例では損傷検出信号Ｓ１は警報器２８に入力される構成としてある
。
ス吸引用のポンプ２３を介して炭酸ガス濃度を計測する炭酸ガス分析計２４に接続して成
る。また判定装置２５は、炭酸ガス濃度の設定値Ｕ０を設定するための設定器２６と、上
記炭酸ガス分析計２４の出力する炭酸ガス濃度測定値Ｕと上記設定値Ｕ０とを比較して、
炭酸ガス濃度測定値が設定値Ｕ０以上となったとき、損傷検出信号Ｓ１を出力する比較器
２７とから成り、この例では損傷検出信号Ｓ１は警報器２８に入力される構成としてある
。
次に図２は、吸熱型ガス発生装置１の稼働中にレトルト３が損傷した場合の炉体２内の
炭酸ガス濃度の変化を略示する線図で、レトルト損傷なしの状態では炉体２内の炭酸ガス
濃度は零であるが、時点Ｔ１でレトルトの損傷が発生すると、この損傷部から炉体２内へ
漏出した生成ガス（吸熱型ガス）中の一酸化炭素及び原料ガス中の炭化水素が高温の炉体
内で酸化して炭酸ガスとなり、炉体２内の炭酸ガス濃度が図示のように増加する。そこで
炭酸ガス濃度の設定値として、濃度零に近い設定値Ｕ０を選定して設定器２６の設定をお
こなっておく。
炭酸ガス濃度の変化を略示する線図で、レトルト損傷なしの状態では炉体２内の炭酸ガス
濃度は零であるが、時点Ｔ１でレトルトの損傷が発生すると、この損傷部から炉体２内へ
漏出した生成ガス（吸熱型ガス）中の一酸化炭素及び原料ガス中の炭化水素が高温の炉体
内で酸化して炭酸ガスとなり、炉体２内の炭酸ガス濃度が図示のように増加する。そこで
炭酸ガス濃度の設定値として、濃度零に近い設定値Ｕ０を選定して設定器２６の設定をお
こなっておく。
上記構成の装置において、原料ガス供給路５からレトルト３内に原料ガスを供給し、ヒ
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置２０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ２３により連続吸引して炭酸ガス濃度の監視（炭酸ガ
ス分析計２４による炭酸ガス濃度測定値Ｕと設定値Ｕ０との比較器２７における対比）を
常時おこなう。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生すると、前述のように炭
酸ガスが発生しその濃度が増加するので、炭酸ガス分析計２４による炭酸ガス濃度の測定
値Ｕが設定値Ｕ０以上となった時点Ｔ２で判定装置２５がレトルト損傷を検知して損傷検
出信号Ｓ１を発し、警報器２８の吹鳴によりレトルト損傷が報知される。
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置２０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ２３により連続吸引して炭酸ガス濃度の監視（炭酸ガ
ス分析計２４による炭酸ガス濃度測定値Ｕと設定値Ｕ０との比較器２７における対比）を
常時おこなう。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生すると、前述のように炭
酸ガスが発生しその濃度が増加するので、炭酸ガス分析計２４による炭酸ガス濃度の測定
値Ｕが設定値Ｕ０以上となった時点Ｔ２で判定装置２５がレトルト損傷を検知して損傷検
出信号Ｓ１を発し、警報器２８の吹鳴によりレトルト損傷が報知される。
以上のように、炉体２内の雰囲気の炭酸ガス濃度が設定値以上となったことによりレト
ルト３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生成
ガス及び原料ガスが炉体内に高濃度に充満して激しく燃焼するのに至る前の、一酸化炭素
及び炭化水素の燃焼による炭酸ガス発生の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後の早
期の時点で、レトルトの損傷発生を検知することができるのである。また特にこの例では
、測定・判定対象ガスである炭酸ガスは、レトルト損傷なしの状態の炉体内及び炉体の周
囲の大気中には存在しないので、ガスサンプリングに伴って炉体内に侵入する空気によっ
て影響を受けることもなく、濃度零に近い低濃度の設定値Ｕ０をもとに精度よくレトルト
損傷発生を検出でき、レトルト損傷発生後短時間で損傷発生を検知することができるので
ある。
ルト３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生成
ガス及び原料ガスが炉体内に高濃度に充満して激しく燃焼するのに至る前の、一酸化炭素
及び炭化水素の燃焼による炭酸ガス発生の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後の早
期の時点で、レトルトの損傷発生を検知することができるのである。また特にこの例では
、測定・判定対象ガスである炭酸ガスは、レトルト損傷なしの状態の炉体内及び炉体の周
囲の大気中には存在しないので、ガスサンプリングに伴って炉体内に侵入する空気によっ
て影響を受けることもなく、濃度零に近い低濃度の設定値Ｕ０をもとに精度よくレトルト
損傷発生を検出でき、レトルト損傷発生後短時間で損傷発生を検知することができるので
ある。
次に図３〜図４に示す第２例により、請求項２記載の発明の実施の形態を説明する。こ
の例の装置は、前記第１例における炭酸ガス濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置
２０のかわりに、酸素濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置３０を用いたものであ
り、その他の構成は前記第１例の装置と同じであるので、図１と同一部分には図１と同一
符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
の例の装置は、前記第１例における炭酸ガス濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置
２０のかわりに、酸素濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置３０を用いたものであ
り、その他の構成は前記第１例の装置と同じであるので、図１と同一部分には図１と同一
符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
すなわち、レトルト損傷検出装置３０は、炉体２内の酸素濃度を測定する酸素濃度測定
装置３１と、この測定装置による酸素濃度の測定値が設定値以下となった場合にレトルト
３の損傷有りと判定する判定装置３５とから成る。
装置３１と、この測定装置による酸素濃度の測定値が設定値以下となった場合にレトルト
３の損傷有りと判定する判定装置３５とから成る。
酸素濃度測定装置３１は、一端部が炉体２内に開口するサンプリング管３２を、ガス吸
引用のポンプ３３を介して酸素濃度を計測する酸素センサ３４に接続して成る。また判定
装置３５は、酸素濃度の設定値Ｖ０を設定するための設定器３６と、上記酸素センサ３４
の出力する酸素濃度測定値Ｖと上記設定値Ｖ０とを比較して、酸素濃度測定値が設定値Ｖ
０以下となったとき、損傷検出信号Ｓ２を出力する比較器３７とから成り、この例でも損
傷検出信号Ｓ２は警報器３８に入力される構成としてある。
引用のポンプ３３を介して酸素濃度を計測する酸素センサ３４に接続して成る。また判定
装置３５は、酸素濃度の設定値Ｖ０を設定するための設定器３６と、上記酸素センサ３４
の出力する酸素濃度測定値Ｖと上記設定値Ｖ０とを比較して、酸素濃度測定値が設定値Ｖ
０以下となったとき、損傷検出信号Ｓ２を出力する比較器３７とから成り、この例でも損
傷検出信号Ｓ２は警報器３８に入力される構成としてある。
次に図４は、吸熱型ガス発生装置１の稼働中にレトルト３が損傷した場合の炉体２内の
酸素濃度の変化を略示する線図で、レトルト損傷なしの状態では炉体２内の酸素濃度は炉
体周囲の大気の酸素濃度Ｖa（＝２１％）にほぼ等しい値を示すものであるが、時点Ｔ１
でレトルトの損傷が発生すると、この損傷部から炉体２内へ漏出した生成ガス（吸熱型ガ
ス）中の一酸化炭素及び原料ガス中の炭化水素が高温の炉体内で酸化して炭酸ガスとなり
、同じく生成ガス中の水素が水蒸気となるのに伴って、炉体２内の酸素濃度が図示のよう
に減少する。そこで酸素濃度の設定値として、上記大気の酸素濃度Ｖaより所定量小さい
設定値Ｖ０を選定して設定器３６の設定をおこなっておく。
酸素濃度の変化を略示する線図で、レトルト損傷なしの状態では炉体２内の酸素濃度は炉
体周囲の大気の酸素濃度Ｖa（＝２１％）にほぼ等しい値を示すものであるが、時点Ｔ１
でレトルトの損傷が発生すると、この損傷部から炉体２内へ漏出した生成ガス（吸熱型ガ
ス）中の一酸化炭素及び原料ガス中の炭化水素が高温の炉体内で酸化して炭酸ガスとなり
、同じく生成ガス中の水素が水蒸気となるのに伴って、炉体２内の酸素濃度が図示のよう
に減少する。そこで酸素濃度の設定値として、上記大気の酸素濃度Ｖaより所定量小さい
設定値Ｖ０を選定して設定器３６の設定をおこなっておく。
上記構成の装置において、原料ガス供給路５からレトルト３内に原料ガスを供給し、ヒ
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置３０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ３３により連続吸引して酸素濃度の監視（酸素センサ
３４による酸素濃度測定値Ｖと設定値Ｖ０との比較器３７における対比）を常時おこなう
。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生すると、前述のように酸素濃度が減少
するので、酸素センサ３４による酸素濃度の測定値Ｖが設定値Ｖ０以下となった時点Ｔ２
で判定装置３５がレトルト損傷を検知して損傷検出信号Ｓ２を発し、警報器３８の吹鳴に
よりレトルト損傷が報知される。
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置３０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ３３により連続吸引して酸素濃度の監視（酸素センサ
３４による酸素濃度測定値Ｖと設定値Ｖ０との比較器３７における対比）を常時おこなう
。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生すると、前述のように酸素濃度が減少
するので、酸素センサ３４による酸素濃度の測定値Ｖが設定値Ｖ０以下となった時点Ｔ２
で判定装置３５がレトルト損傷を検知して損傷検出信号Ｓ２を発し、警報器３８の吹鳴に
よりレトルト損傷が報知される。
以上のように、炉体２内の雰囲気の酸素濃度が設定値以下となったことによりレトルト
３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生成ガス
及び原料ガスが炉体内に高濃度に充満して激しく燃焼するのに至る前の、一酸化炭素及び
炭化水素及び水素の酸化による酸素濃度減少の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後
の早期の時点で、レトルトの損傷発生を検知することができるのである。
３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生成ガス
及び原料ガスが炉体内に高濃度に充満して激しく燃焼するのに至る前の、一酸化炭素及び
炭化水素及び水素の酸化による酸素濃度減少の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後
の早期の時点で、レトルトの損傷発生を検知することができるのである。
次に図５〜図６に示す第３例により、請求項３記載の発明の実施の形態を説明する。こ
の例の装置は、前記第１例における炭酸ガス濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置
２０のかわりに、水分濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置４０を用いたものであ
り、その他の構成は前記第１例の装置と同じであるので、図１と同一部分には図１と同一
符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
の例の装置は、前記第１例における炭酸ガス濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置
２０のかわりに、水分濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置４０を用いたものであ
り、その他の構成は前記第１例の装置と同じであるので、図１と同一部分には図１と同一
符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
すなわち、レトルト損傷検出装置４０は、炉体２内の水分濃度（この例では露点）を測
定する水分濃度測定装置４１と、この測定装置による水分濃度の測定値が設定値以上とな
った場合にレトルト３の損傷有りと判定する判定装置４５とから成る。
定する水分濃度測定装置４１と、この測定装置による水分濃度の測定値が設定値以上とな
った場合にレトルト３の損傷有りと判定する判定装置４５とから成る。
水分濃度測定装置４１は、一端部が炉体２内に開口するサンプリング管４２を、ガス吸
引用のポンプ４３を介して水分濃度の目安となる露点を計測する露点計４４に接続して成る。また判定装置４５は、水分濃度（露点）の設定値Ｗ０を設定するための設定器４６と、上記露点計４４の出力する水分濃度（露点）測定値Ｗと上記設定値Ｗ０とを比較して、水分濃度（露点）測定値が設定値Ｗ０以上となったとき、損傷検出信号Ｓ３を出力する比較器４７とから成り、この例でも損傷検出信号Ｓ３は警報器４８に入力される構成としてある。
引用のポンプ４３を介して水分濃度の目安となる露点を計測する露点計４４に接続して成る。また判定装置４５は、水分濃度（露点）の設定値Ｗ０を設定するための設定器４６と、上記露点計４４の出力する水分濃度（露点）測定値Ｗと上記設定値Ｗ０とを比較して、水分濃度（露点）測定値が設定値Ｗ０以上となったとき、損傷検出信号Ｓ３を出力する比較器４７とから成り、この例でも損傷検出信号Ｓ３は警報器４８に入力される構成としてある。
次に図６は、吸熱型ガス発生装置１の稼働中にレトルト３が損傷した場合の炉体２内の水分濃度（露点）の変化を略示する線図で、レトルト損傷なしの状態では炉体２内の水分濃度（露点）は炉体周囲の大気の水分濃度（露点）Ｗaにほぼ等しい値を示すものであるが、時点Ｔ１でレトルトの損傷が発生すると、この損傷部から炉体２内へ漏出した生成ガス（吸熱型ガス）中の水素が高温の炉体内で酸化して水蒸気となり、炉体２内の水分濃度（露点）が図示のように増加する。そこで水分濃度（露点）の設定値として、上記の大気の水分濃度（露点）Ｗaより所定量大きい（高露点の）設定値Ｗ０を選定して設定器４６の設定をおこなっておく。
上記構成の装置において、原料ガス供給路５からレトルト３内に原料ガスを供給し、ヒ
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置４０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ４３により連続吸引して水分濃度の監視（露点計４４
による水分濃度（露点）測定値Ｗと設定値Ｗ０との比較器４７における対比）を常時おこなう。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生すると、前述のように水分濃度が増加するので、露点計４４による水分濃度（露点）の測定値Ｗが設定値Ｗ０以上となった時点Ｔ２で判定装置４５がレトルト損傷を検知して損傷検出信号Ｓ３を発し、警報器４８の吹鳴によりレトルト損傷が報知される。
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置４０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ４３により連続吸引して水分濃度の監視（露点計４４
による水分濃度（露点）測定値Ｗと設定値Ｗ０との比較器４７における対比）を常時おこなう。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生すると、前述のように水分濃度が増加するので、露点計４４による水分濃度（露点）の測定値Ｗが設定値Ｗ０以上となった時点Ｔ２で判定装置４５がレトルト損傷を検知して損傷検出信号Ｓ３を発し、警報器４８の吹鳴によりレトルト損傷が報知される。
以上のように、炉体２内の雰囲気の水分濃度が設定値以上となったことによりレトルト
３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生成ガス
及び原料ガスが炉体内に高濃度に充満して激しく燃焼するのに至る前の、生成ガス中の水
素の酸化による水蒸気発生の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後の早期の時点で、
レトルトの損傷発生を検知することができるのである。なお上記水分濃度は、露点として
測定・判定するかわりに水蒸気濃度として測定・判定するなどしてもよい。
３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生成ガス
及び原料ガスが炉体内に高濃度に充満して激しく燃焼するのに至る前の、生成ガス中の水
素の酸化による水蒸気発生の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後の早期の時点で、
レトルトの損傷発生を検知することができるのである。なお上記水分濃度は、露点として
測定・判定するかわりに水蒸気濃度として測定・判定するなどしてもよい。
次に図７〜図８に示す第４例により、請求項４記載の発明の実施の形態を説明する。こ
の例の装置は、前記第１例における炭酸ガス濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置
２０のかわりに、一酸化炭素濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置５０を用いたも
のであり、その他の構成は前記第１例の装置と同じであるので、図１と同一部分には図１
と同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
の例の装置は、前記第１例における炭酸ガス濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置
２０のかわりに、一酸化炭素濃度を測定対象とするレトルト損傷検出装置５０を用いたも
のであり、その他の構成は前記第１例の装置と同じであるので、図１と同一部分には図１
と同一符号を付して図示し、それらの部分の詳細な説明は省略する。
すなわち、レトルト損傷検出装置５０は、炉体２内の一酸化炭素濃度を測定する一酸化
炭素濃度測定装置５１と、この測定装置による一酸化炭素濃度の測定値が設定値以上とな
った場合にレトルト３の損傷有りと判定する判定装置５５とから成る。
炭素濃度測定装置５１と、この測定装置による一酸化炭素濃度の測定値が設定値以上とな
った場合にレトルト３の損傷有りと判定する判定装置５５とから成る。
一酸化炭素濃度測定装置５１は、一端部が炉体２内に開口するサンプリング管５２を、
ガス吸引用のポンプ５３を介して一酸化炭素濃度を計測するＣＯガス分析計５４に接続し
て成る。また判定装置５５は、一酸化炭素濃度の設定値Ｘ０を設定するための設定器５６
と、上記ＣＯガス分析計５４の出力する一酸化炭素濃度測定値Ｘと上記設定値Ｘ０とを比
較して、一酸化炭素濃度測定値が設定値Ｘ０以上となったとき、損傷検出信号Ｓ４を出力
する比較器５７とから成り、この例でも損傷検出信号Ｓ４は警報器５８に入力される構成
としてある。
ガス吸引用のポンプ５３を介して一酸化炭素濃度を計測するＣＯガス分析計５４に接続し
て成る。また判定装置５５は、一酸化炭素濃度の設定値Ｘ０を設定するための設定器５６
と、上記ＣＯガス分析計５４の出力する一酸化炭素濃度測定値Ｘと上記設定値Ｘ０とを比
較して、一酸化炭素濃度測定値が設定値Ｘ０以上となったとき、損傷検出信号Ｓ４を出力
する比較器５７とから成り、この例でも損傷検出信号Ｓ４は警報器５８に入力される構成
としてある。
次に図８は、吸熱型ガス発生装置１の稼働中にレトルト３が損傷した場合の炉体２内の
一酸化炭素濃度の変化を略示する線図に、前記第２例の図４における酸素濃度の変化を破
線で併記した線図である。レトルト損傷なしの状態では炉体２内の一酸化炭素濃度は零で
あるが、時点Ｔ１でレトルトの損傷が発生すると、先ず前記第２例と同じくこの損傷部か
ら炉体２内へ漏出した生成ガス（吸熱型ガス）中の一酸化炭素及び原料ガス中の炭化水素
が酸化して炭酸ガスとなり、同じく生成ガス中の水素が高温の炉体内で酸化して水蒸気と
なることにより、炉体２内の酸素濃度が前記大気の酸素濃度Ｖaから図示のように減少す
るので、これに伴って未酸化の一酸化炭素の濃度が、上記酸化過程の進行により図示のよ
うに増加する。そこで一酸化炭素濃度の設定値として、濃度零に近い設定値Ｘ０を選定し
て設定器５６の設定をおこなっておく。
一酸化炭素濃度の変化を略示する線図に、前記第２例の図４における酸素濃度の変化を破
線で併記した線図である。レトルト損傷なしの状態では炉体２内の一酸化炭素濃度は零で
あるが、時点Ｔ１でレトルトの損傷が発生すると、先ず前記第２例と同じくこの損傷部か
ら炉体２内へ漏出した生成ガス（吸熱型ガス）中の一酸化炭素及び原料ガス中の炭化水素
が酸化して炭酸ガスとなり、同じく生成ガス中の水素が高温の炉体内で酸化して水蒸気と
なることにより、炉体２内の酸素濃度が前記大気の酸素濃度Ｖaから図示のように減少す
るので、これに伴って未酸化の一酸化炭素の濃度が、上記酸化過程の進行により図示のよ
うに増加する。そこで一酸化炭素濃度の設定値として、濃度零に近い設定値Ｘ０を選定し
て設定器５６の設定をおこなっておく。
上記構成の装置において、原料ガス供給路５からレトルト３内に原料ガスを供給し、ヒ
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置５０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ５３により連続吸引して一酸化炭素濃度の監視（ＣＯ
ガス分析計５４による一酸化炭素濃度測定値Ｘと設定値Ｘ０との比較器５７における対比
）を常時おこなう。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生後、前述のように一
酸化炭素濃度が零から増加するので、ＣＯガス分析計５４による一酸化炭素濃度の測定値
Ｘが設定値Ｘ０以上となった時点Ｔ２で判定装置５５がレトルト損傷を検知して損傷検出
信号Ｓ４を発し、警報器５８の吹鳴によりレトルト損傷が報知される。
ータ４により加熱したレトルト３内を流通させて吸熱型ガスの生成をおこなっている吸熱
型ガス発生装置１の稼働中には、レトルト損傷検出装置５０も連続作動させて炉体２内の
雰囲気ガスの一部（少量）をポンプ５３により連続吸引して一酸化炭素濃度の監視（ＣＯ
ガス分析計５４による一酸化炭素濃度測定値Ｘと設定値Ｘ０との比較器５７における対比
）を常時おこなう。この状態で、時点Ｔ１でレトルト３に損傷が発生後、前述のように一
酸化炭素濃度が零から増加するので、ＣＯガス分析計５４による一酸化炭素濃度の測定値
Ｘが設定値Ｘ０以上となった時点Ｔ２で判定装置５５がレトルト損傷を検知して損傷検出
信号Ｓ４を発し、警報器５８の吹鳴によりレトルト損傷が報知される。
以上のように、炉体２内の雰囲気の一酸化炭素濃度が設定値以上となったことによりレ
トルト３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生
成ガス中の一酸化炭素が未酸化のまま炉体外へ流出して激しく燃焼するのに至る前の、炉
体内での一酸化炭素増加の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後の早期の時点で、レ
トルトの損傷発生を検知することができるのである。またこの例の測定・判定対象である
一酸化炭素は、レトルト損傷なしの炉体内及び炉体の周囲の大気中には存在しないので、
濃度零に近い低濃度の設定値Ｘ０をもとに精度よくレトルトの損傷発生を検出でき、レト
ルトの損傷発生を確実に検知することができるのである。
トルト３の損傷発生を検出するようにしたので、損傷によりレトルト３内から漏出した生
成ガス中の一酸化炭素が未酸化のまま炉体外へ流出して激しく燃焼するのに至る前の、炉
体内での一酸化炭素増加の初期の段階、すなわちレトルト損傷発生後の早期の時点で、レ
トルトの損傷発生を検知することができるのである。またこの例の測定・判定対象である
一酸化炭素は、レトルト損傷なしの炉体内及び炉体の周囲の大気中には存在しないので、
濃度零に近い低濃度の設定値Ｘ０をもとに精度よくレトルトの損傷発生を検出でき、レト
ルトの損傷発生を確実に検知することができるのである。
この発明は上記各例に限定されるものではなく、たとえば炭酸ガス濃度測定装置２１，
酸素濃度測定装置３１，水分濃度測定装置４１，一酸化炭素濃度測定装置５１等の具体的
構成は上記以外のものとしてもよく、同様に判定装置２５，３５，４５，５５の具体的構
成も上記以外のものとしてもよい。また判定装置２５，３５，４５，５５による損傷検出
信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、上記の例の警報器に出力するほか、ＯＫ・ＮＧを表示す
る表示灯に出力したり、吸熱型ガス発生装置の制御装置へ出力して、たとえば吸熱型ガス
発生装置の原料ガス供給路に設けた緊急時作動用の開閉弁などの動作制御用の原信号とし
て利用するようにしてもよい。
酸素濃度測定装置３１，水分濃度測定装置４１，一酸化炭素濃度測定装置５１等の具体的
構成は上記以外のものとしてもよく、同様に判定装置２５，３５，４５，５５の具体的構
成も上記以外のものとしてもよい。また判定装置２５，３５，４５，５５による損傷検出
信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４は、上記の例の警報器に出力するほか、ＯＫ・ＮＧを表示す
る表示灯に出力したり、吸熱型ガス発生装置の制御装置へ出力して、たとえば吸熱型ガス
発生装置の原料ガス供給路に設けた緊急時作動用の開閉弁などの動作制御用の原信号とし
て利用するようにしてもよい。
１…吸熱型ガス発生装置、２…炉体、３…レトルト、４…ヒータ、２０…レトルト損傷
検出装置、２１…炭酸ガス濃度測定装置、２４…炭酸ガス分析計、２５…判定装置、３０
…レトルト損傷検出装置、３１…酸素濃度測定装置、３４…酸素センサ、３５…判定装置
、４０…レトルト損傷検出装置、４１…水分濃度測定装置、４４…露点計、４５…判定装
置、５０…レトルト損傷検出装置、５１…一酸化炭素濃度測定装置、５４…ＣＯガス分析
計、５５…判定装置。
検出装置、２１…炭酸ガス濃度測定装置、２４…炭酸ガス分析計、２５…判定装置、３０
…レトルト損傷検出装置、３１…酸素濃度測定装置、３４…酸素センサ、３５…判定装置
、４０…レトルト損傷検出装置、４１…水分濃度測定装置、４４…露点計、４５…判定装
置、５０…レトルト損傷検出装置、５１…一酸化炭素濃度測定装置、５４…ＣＯガス分析
計、５５…判定装置。
Claims (4)
- 炉体内に炭化水素ガスと空気との混合ガスを流通させるレトルトと、該混合ガスを高温加熱するヒータとをそなえた吸熱型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の炭酸ガス濃度を測定する炭酸ガス濃度測定装置と、前記炭酸ガス濃度測定装置による炭酸ガス濃度の測定値が設定値以上となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴とする吸熱型ガス発生装置。
- 炉体内に炭化水素ガスと空気との混合ガスを流通させるレトルトと、該混合ガスを高温加熱するヒータとをそなえた吸熱型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の酸素濃度を測定する酸素濃度測定装置と、前記酸素濃度測定装置による酸素濃度の測定値が設定値以下となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴とする吸熱型ガス発生装置。
- 炉体内に炭化水素ガスと空気との混合ガスを流通させるレトルトと、該混合ガスを高温加熱するヒータとをそなえた吸熱型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の水分濃度の目安としての露点または水蒸気濃度を測定する水分濃度測定装置と、前記水分濃度測定装置による水分濃度の目安としての露点または水蒸気濃度の測定値が設定値以上となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴とする吸熱型ガス発生装置。
- 炉体内に炭化水素ガスと空気との混合ガスを流通させるレトルトと、該混合ガスを高温加熱するヒータとをそなえた吸熱型ガス発生装置において、前記炉体内の雰囲気の一酸化炭素濃度を測定する一酸化炭素濃度測定装置と、前記一酸化炭素濃度測定装置による一酸化炭素濃度の測定値が設定値以上となった場合に前記レトルトの損傷有りと判定する判定装置とを、具備したことを特徴とする吸熱型ガス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007335078A JP5149613B2 (ja) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | 吸熱型ガス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2007335078A JP5149613B2 (ja) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | 吸熱型ガス発生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2009156513A JP2009156513A (ja) | 2009-07-16 |
| JP5149613B2 true JP5149613B2 (ja) | 2013-02-20 |
Family
ID=40960729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2007335078A Expired - Fee Related JP5149613B2 (ja) | 2007-12-26 | 2007-12-26 | 吸熱型ガス発生装置 |
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| JP (1) | JP5149613B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP2701334B2 (ja) * | 1988-07-12 | 1998-01-21 | 大同特殊鋼株式会社 | 雰囲気ガス発生装置の運転方法 |
| JPH08982Y2 (ja) * | 1990-07-04 | 1996-01-17 | 大同特殊鋼株式会社 | 吸熱形ガス発生装置 |
| JP2502360Y2 (ja) * | 1990-07-04 | 1996-06-19 | 大同特殊鋼株式会社 | 吸熱形ガス発生装置における変成炉 |
| JP2002356763A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-12-13 | Denso Corp | ガス浸炭方法及びその装置 |
| JP2002357388A (ja) * | 2001-06-01 | 2002-12-13 | Daido Steel Co Ltd | 熱処理炉 |
-
2007
- 2007-12-26 JP JP2007335078A patent/JP5149613B2/ja not_active Expired - Fee Related
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