JP6611141B1 - 溶存気体モニター用クランプ - Google Patents

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Abstract

【課題】配管を透過した気体を貯留するための密閉空間の気密を簡易な構成で確保することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供する。【解決手段】溶存気体モニター用クランプは、配管１０を挟み込む一対の配管押さえ部１ａ，１ｂと、一対の配管押さえ部を配管を挟み込んだ状態に着脱自在に固定する固定部３ａ，３ｂとを備える。一対の配管押さえ部の一方は、配管側に開口し配管を透過した気体を貯留する空間であるガス貯留部４と、ガス貯留部に貯留された気体を排気する排気口５とを有する。【選択図】図１

Description

本発明は、特定の気体を透過する配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する当該気体の濃度を測定する溶存気体モニター装置用のクランプに関する。
従来、水素を透過するチューブ等の配管内を流通する水素水の水素濃度を当該水素水とは非接触で測定する溶存水素モニター装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特許文献１の装置においては、配管の外周を包みこむように形成された、水素ガスを貯留させるための密閉空間を形成する外套部材として、管状の部品を使用しているため、当該密閉空間の気密の確保を容易にできるので、当該装置を用いることで配管中を流通する水素水の水素濃度を確実に測定することができる。
特許第５８５９１５９号公報
しかしながら、既設の配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する当該気体の濃度を測定するために溶存気体モニター装置を設置するときなど、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間を形成する外套部材として管状の部品を使用することができない場合がある。
このような場合には、クランプなどの、配管の外周を外側から挟み込む部品を、当該密閉空間を形成する外套部材として用いることが考えられるが、当該部品同士の接合面の気密を確保するためには高度な加工精度が求められ、当該部品の製造コストが高額になるという課題があった。
本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間の気密を簡易な構成で確保することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することにある。
本発明による溶存気体モニター用クランプは、
特定の気体を透過する配管でありかつ気体の水溶液が流通する配管に固定されて該配管中を流通する該水溶液に溶存する該気体の濃度を測定する溶存気体モニター用のクランプであって、
前記配管を挟み込む一対の配管押さえ部と、
前記一対の配管押さえ部を、前記配管を挟み込んだ状態に着脱自在に固定する固定部とを備え、
前記一対の配管押さえ部の一方は、前記配管側に開口し該配管を透過した気体を貯留する空間であるガス貯留部と、該ガス貯留部に貯留された気体を排気する排気口とを有し、
前記一対の配管押さえ部のうち前記ガス貯留部を有する前記配管押さえ部は、前記配管を透過した気体を再度透過する再透過膜を有し、
前記再透過膜は、その前記配管側の面が該配管の外周面に当接するとともに、前記ガス貯留部の開口部全面を覆うように配置されていることを特徴とする。
本発明の溶存気体モニター用クランプは、チューブなどの配管を挟み込む一対の配管押さえ部を備えており、当該配管押さえ部の一方に、配管側に開口し当該配管を透過した気体を貯留する空間であるガス貯留部を備えている。
チューブなどの配管を挟み込んで固定した状態においては、当該配管の外周面の一部とガス貯留部とに囲まれた空間が、配管を透過した気体を貯留する密閉空間を形成する。
これにより、気密を確保すべき部分は、配管とガス貯留部を備える配管押さえ部とが当接する部分のみとなる。チューブなどの配管は弾性を有しており、配管押さえ部と密着させることは容易であるので、配管の外周面とガス貯留部とで形成される密閉空間の気密は、簡易な構成で確保することができる。
また、一対の配管押さえ部の一方は、ガス貯留部に貯留された気体を排気する排気口を有している。排気口の先に、当該気体を検知するセンサーを気密が保たれるように配置することで、配管を透過した気体は、排気口を通過して当該センサーにたどり着き、気体の濃度が測定される。
このように、本発明によれば、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間の気密を簡易な構成で確保することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
また、本発明の溶存気体モニター用クランプは、配管を透過した気体を再度透過する再透過膜を有している。当該再透過膜は、その前記配管側の面が該配管の外周面に当接するとともに、ガス貯留部の開口部全面を覆うように配置されている。
溶存気体モニター用クランプは着脱自在であるため、気体の濃度の測定対象となる配管への設置及び取り外しを繰り返し行うことが考えられる。クランプの配管への設置及び取り外しを繰り返し行った際にガス貯留部に異物が混入するおそれがある。
本発明によれば、ガス貯留部の開口部全面を覆うように配置された再透過膜により、ガス貯留部の気密がより容易に確保されるとともに、クランプの配管への設置及び取り外しを繰り返し行った場合においても、ガス貯留部に異物が混入することを防止でき、異物混入に伴うセンサーの故障を防止することができるので、より確実に気体の濃度を測定することができる。
このように、本発明によれば、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間の気密を容易に確保しつつ、確実に気体の濃度を測定することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
本発明による溶存気体モニター用クランプにおいて、
前記再透過膜は、前記ガス貯留部の開口部全面及び該ガス貯留部を有する前記配管押さえ部の該配管側表面の全面を覆うように配置されていることが好ましい。
本発明の溶存気体モニター用クランプは、再透過膜がガス貯留部の開口部全面及びガス貯留部を有する配管押さえ部の配管側表面の全面を覆うように配置されている。
これにより、開口部を覆う部分からは気体はガス貯留部へと透過するが、開口部を覆う部分以外の部分からは、ガス貯留部を有する配管押さえ部の配管側表面により塞がれているので、気体は透過しない。
そのため、気体の漏洩を防止することができるので、より正確に気体の濃度を測定することができる。
このように、本発明によれば、気体の漏洩を防止しつつ、より正確に気体の濃度を測定することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
本発明による溶存気体モニター用クランプにおいて、
前記ガス貯留部の表面と前記配管との間に該配管の外周面の一部を支持する支持部を備えることが好ましい。
本発明の溶存気体モニター用クランプは、ガス貯留部の表面と配管との間に支持部を有している。そして当該支持部は、配管の外周面の一部を支持している。
なお、配管を透過した気体を透過する再透過膜を有し、当該再透過膜がガス貯留部の開口部全面を覆うように配置されている場合には、当該支持部は、当該再透過膜を介して配管の外周面を支持する。
配管内を流れる気体の水溶液の水圧などにより当該配管がガス貯留部側に膨張、あるいは膨張後に収縮すると、ガス貯留部の容積が変動し、濃度の測定環境が一定に保てない恐れがある。
本発明によれば、配管内を流れる気体の水溶液の水圧などにより当該配管がガス貯留部側に膨張することを防止できる。そのため、配管の膨張によりガス貯留部の容積が小さくなることも防止できるので、濃度の測定環境を一定に保って気体の濃度を測定することができる。
このように、配管がガス貯留部側に膨張することを防止し、気体の濃度の測定環境を一定に保ちながら気体の濃度を測定することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
本実施形態の溶存気体モニター用クランプの全体構成の一例を示す参考図。 本実施形態の溶存気体モニター用クランプの使用状態の断面図。 本実施形態の溶存気体モニター用クランプの使用状態の断面図。 本実施形態の溶存気体モニター用クランプの使用状態の模式図。
次に、添付の図面を参照して本発明を実施するための形態についてさらに詳しく説明する。なお、同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
まず、図１を参照して、本実施形態の溶存気体モニター用クランプの構成について説明する。
溶存気体モニター用クランプは、配管１０を挟み込む一対の配管押さえ部１と、蝶番２と、固定部３とを備える。
一対の配管押さえ部１は、第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとで構成される。第１配管押さえ部１ａは、ガス貯留部４と排気口５と給気口９を有している。第２配管押さえ部１ｂは、ガス貯留部４を有しない。
蝶番２は、第１配管押さえ部１ａ及び第２配管押さえ部１ｂの一方の側面に固定されており、第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとを回転自在に支持している。
固定部３は、第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとを配管１０を挟み込んだ状態に着脱自在に固定できるように構成されており、例えば係止部３ａと係止受け部３ｂとで構成されるキャッチクリップである。固定部３は、蝶番２が固定されている側の反対側の第１配管押さえ部１ａ及び第２配管押さえ部１ｂの側面に固定されている。固定部３は、１つでもよいし、複数でもよい。
ガス貯留部４は、配管１０を透過した気体を貯留する空間であり、配管１０側に開口している。
排気口５は、ガス貯留部４に貯留された気体を排気する孔である。一方はガス貯留部４の表面に開口しており、他方は第１配管押さえ部１ａを貫通して例えば第１配管押さえ部１ａの反対側の表面に開口している。
第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとを、蝶番２を支点にして回転させてチューブなどの配管１０を挟み込み、固定部３を用いて固定した状態においては、当該配管１０の外周面の一部とガス貯留部４とに囲まれた空間が、配管１０を透過した気体を貯留する密閉空間を形成する。すなわち、配管１０の全周より透過する気体を貯留するのではなく、配管１０の一部から透過する気体を貯留する。
これにより、気密を確保すべき部分は、配管１０とガス貯留部４を備える第１配管押さえ部１ａとが当接する部分のみとなる。チューブなどの配管１０は弾性を有しており、第１配管押さえ部１ａと密着させることは容易であるので、配管１０の外周面とガス貯留部４とで形成される密閉空間の気密は、簡易な構成で確保することができる。
また、第１配管押さえ部１ａは、ガス貯留部４に貯留された気体を排気する排気口５を有しているので、排気口５の先に、気密が保たれるように当該気体を検知できるセンサーを配置することで、配管１０を透過した気体は、排気口５を通過して当該センサーにたどり着き、気体の濃度が測定される。
このように、本発明によれば、配管１０を透過した気体を貯留するための密閉空間の気密を簡易な構成で確保することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
また、第１配管押さえ部１ａは、配管１０を透過した気体を透過する再透過膜６を有している。再透過膜６は、気体を透過する材料で形成された膜であり、ガス貯留部４の開口部全面を覆うように配置されている。すなわち、固定部３による固定を解いた状態においても、密閉空間が解放されない構造となる。
これにより、ガス貯留部４の気密がより容易に確保されるとともに、クランプの配管１０への設置及び取り外しを繰り返し行った場合においても、ガス貯留部４に異物が混入することを防止でき、異物混入に伴うセンサーの故障を防止することができるので、より確実に気体の濃度を測定することができる。
このように、本発明によれば、配管１０を透過した気体を貯留するための密閉空間の気密をより容易に確保しつつ、より確実に気体の濃度を測定することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
あるいは、再透過膜６は、ガス貯留部４の開口部全面及び当該ガス貯留部４を有する配管押さえ部１（すなわち、第１配管押さえ部１ａ）の配管１０側表面の全面を覆うように配置されていてもよい。
これにより、開口部を覆う部分からは気体はガス貯留部４へと透過するが、開口部を覆う部分以外の部分からは、ガス貯留部４を有する配管押さえ部１の配管１０側表面により塞がれているので、気体は透過しない。
そのため、気体の漏洩を防止することができるので、より正確に気体の濃度を測定することができる。
このように、本発明によれば、気体の漏洩を防止しつつ、より正確に気体の濃度を測定することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
また、第１配管押さえ部１ａは、ガス貯留部４の表面と配管１０との間に配管１０の外周面を支持する１つ以上の支持部７を有する。
これにより、配管１０内を流れる気体の水溶液の水圧などにより当該配管１０がガス貯留部４側に膨張することを防止できる。そのため、配管１０の膨張によりガス貯留部４の容積が小さくなることも防止できるので、濃度の測定環境を一定に保って気体の濃度を測定することができる。
このように、本発明によれば、配管１０がガス貯留部４側に膨張することを防止し、気体の濃度の測定環境を一定に保ちながら気体の濃度を測定することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
給気口９は、ガス貯留部４に貯留している気体を排気口５を通してガス貯留部４の外に排気するための別の気体をガス貯留部４に給気するための孔である。給気口９の一方はガス貯留部４の表面に開口しており、他方は第１配管押さえ部１ａを貫通して例えば第１配管押さえ部１ａの反対側の表面に開口している。
配管１０を透過してガス貯留部４に貯留している気体を排気口５を通してガス貯留部４の外に排気するための別の気体としては、実質的に配管１０を透過してガス貯留部４に貯留している気体に対して不活性な気体が用いられる。
次に、図２〜図４を用いて本実施形態の溶存気体モニター用クランプの使用状態の一例を説明する。
図２は本実施形態の溶存気体モニター用クランプの使用状態を側面から見た断面図であり、図３は本実施形態の溶存気体モニター用クランプの使用状態を正面から見た断面図である。
図２においては、第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとは、配管１０を挟み込んだ状態で、固定部３により固定されている。
気体の水溶液は、配管１０の内部を矢印１１で示す方向に流れている。そして、当該水溶液内に溶存している気体の一部が、配管１０のガス貯留部４側の表面及び再透過膜６を透過して矢印１２で示す経路にてガス貯留部４へと流れ込み貯留される。
ガス貯留部４に貯留されている気体は、給気口９を通ってガス貯留部４に流入する実質的に当該気体に対して不活性な別の気体とともに、排気口５を通って排気される。
図３に示すように、一対の配管押さえ部１の表面は、断面が半円形状の溝部８を有している。第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとを配管１０を挟み込んだ状態に固定した際に形成される円筒形状の内径と、配管１０の外形とが同径となるように溝部８を形成しているので、溝部８に当該配管１０がちょうど密着するようにはめ込むことができる。
また、図２及び図３に示すように、支持部７が配管１０の外周面を支持している。本実施例においては、１１個の支持部７が再透過膜６の表面に一体的に形成されて配置されている。当該支持部７が配管１０内を流れる気体の水溶液の水圧などにより当該配管１０がガス貯留部側４に膨張することを防止する。また、これらの支持部７は、互いに適度な間隔を保って配置されているので、ガス貯留部４内の気体及び給気口９から流入する別の気体の移動を妨げない。
図４は本実施形態の溶存気体モニター用クランプの使用状態の模式図である。
配管１０を透過する気体をガス貯留部４に貯留させ、当該気体を含む気体（すなわち配管１０から透過した気体と給気口９から流入する別の気体との混合気体）中の当該気体の濃度をセンサー１４で検知することで、配管１０内を流れる気体の水溶液の汚染を伴わずに配管１０内の気体の濃度の測定が可能となる。
なお、配管１０内の気体の濃度の変化にガス貯留部４内の気体の濃度を追従させるために、ガス貯留部４内の気体を循環させ適宜な換気を行う。この換気には、図４に示すように例えば循環ポンプ１５、排気ポンプ１６、及び給気ポンプ１７を用いる。
具体的には、配管１０から透過した気体と別の気体との混合気体は、循環ポンプ１５により排気口５側に引き込まれ、センサー１４に導かれる。
気体の濃度の測定が終わった混合気体は、さらに循環ポンプ１５により給気口９側へと運ばれる。このとき、水溶液内に含まれる気体の濃度とガス貯留部４内の混合気体の当該気体の濃度とが平衡状態となるように、排気ポンプ１６と給気ポンプ１７とにより適宜の換気が行われる。給気ポンプ１７には必要に応じて、タンク１８から実質的に当該気体に対して不活性な気体が供給される。
このようにしてガス貯留部４内の混合気体が換気されることにより、配管１０中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度とガス貯留部４中の混合気体中の特定の気体の濃度とがやがて平衡となるとともに、その後の平衡状態が保たれる。
そして、配管１０中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度とガス貯留部４中の混合気体中の特定の気体の濃度とが平衡になったときに、溶存気体モニターは、センサー１４により混合気体中に含まれる特定の気体の濃度を測定する。
配管１０中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度とガス貯留部４中の混合気体中の特定の気体の濃度とが平衡に達する時期は、例えばセンサー１４により混合気体中の特定の気体の濃度を経時的に測定し、測定された濃度が所定時間一定になることにより知ることができる。
以上述べてきたように、本発明によれば、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間の気密を簡易な構成で確保することが可能な溶存気体モニター用クランプを提供することができる。
以上、本発明の実施形態について図面を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
例えば、実施例においてはガス貯留部４内の気体を強制的にガス貯留部４外に排出するために複数のポンプを用いる構成について説明したが、自然換気によりガス貯留部４内の気体をガス貯留部４外に排出することとしてもよい。この場合、溶存気体モニター用クランプは、循環ポンプ１５、排気ポンプ１６給気ポンプ１７を備えず、給気口９を必ずしも備えずともよい。
１ａ…第１配管押さえ部、１ｂ…第２配管押さえ部、２…蝶番、３…固定部、４…ガス貯留部、５…排気口、６…再透過膜、７…支持部、８…溝部、９…給気口、１０…配管

Claims (3)

  1. 特定の気体を透過する配管でありかつ気体の水溶液が流通する配管に固定されて該配管中を流通する該水溶液に溶存する該気体の濃度を測定する溶存気体モニター用のクランプであって、
    前記配管を挟み込む一対の配管押さえ部と、
    前記一対の配管押さえ部を、前記配管を挟み込んだ状態に着脱自在に固定する固定部とを備え、
    前記一対の配管押さえ部の一方は、前記配管側に開口し該配管を透過した気体を貯留する空間であるガス貯留部と、該ガス貯留部に貯留された気体を排気する排気口とを有し、
    前記一対の配管押さえ部のうち前記ガス貯留部を有する前記配管押さえ部は、前記配管を透過した気体を再度透過する再透過膜を有し、
    前記再透過膜は、その前記配管側の面が該配管の外周面に当接するとともに、前記ガス貯留部の開口部全面を覆うように配置されていることを特徴とする溶存気体モニター用クランプ。
  2. 請求項１に記載の溶存気体モニター用クランプにおいて、
    前記再透過膜は、前記ガス貯留部の開口部全面及び該ガス貯留部を有する前記配管押さえ部の該配管側表面の全面を覆うように配置されていることを特徴とする溶存気体モニター用クランプ。
  3. 請求項１又は２に記載の溶存気体モニター用クランプにおいて、
    前記ガス貯留部の表面と前記配管との間に該配管の外周面の一部を支持する支持部を備えることを特徴とする溶存気体モニター用クランプ。
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