JP7461833B2 - Calorimeter - Google Patents

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Description

本発明は、熱量計に関する。 The present invention relates to a calorimeter.

燃料ガスの熱量測定に用いられる熱量計として、燃料ガスの通路内に熱電対と触媒とを設け、通路内を通過する燃料ガスの触媒燃焼による発熱量を熱電対で測定するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載の熱量計では、ガラス管内の触媒室に粒径が300オングストロームの粉末状のパラジウム及びアルミナが触媒として充填され、この触媒室の上流側と下流側とにガラスウールが充填されている。 A known calorimeter used to measure the calorific value of fuel gas is one in which a thermocouple and a catalyst are provided in a fuel gas passage, and the amount of heat generated by catalytic combustion of the fuel gas passing through the passage is measured by the thermocouple (see, for example, Patent Document 1). In the calorimeter described in Patent Document 1, a catalyst chamber in a glass tube is filled with powdered palladium and alumina with a particle size of 300 angstroms as catalysts, and the upstream and downstream sides of this catalyst chamber are filled with glass wool.

特開昭60-44855号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-44855

特許文献1に記載の熱量計では、ガラス管内を通過する燃料ガスの流体抵抗の観点から、粉末状の触媒及びガラスウールをガラス管内に密に詰め込むことは好ましくないとされている。ここで、粉末状の触媒及びガラスウールをガラス管内に密に詰め込まない場合、ガラス管内の触媒室に触媒が少ない又は無い空間ができる。この触媒が少ない又は無い空間に熱電対の測温接点が位置する場合、測温接点の周囲において、燃料ガスの燃焼反応が生じ難くなり、熱電対で計測される温度上昇幅が小さくなり、その温度上昇幅から算出される燃料ガスの燃焼時の発熱量が小さくなる。これにより、燃料ガスの燃焼時の発熱量の測定分解能および測定精度が低くなる。 In the calorimeter described in Patent Document 1, it is considered undesirable to pack the powdered catalyst and glass wool tightly inside the glass tube from the viewpoint of the fluid resistance of the fuel gas passing through the glass tube. Here, if the powdered catalyst and glass wool are not packed tightly inside the glass tube, a space with little or no catalyst will be created in the catalyst chamber inside the glass tube. If the temperature measurement junction of the thermocouple is located in this space with little or no catalyst, the combustion reaction of the fuel gas will be less likely to occur around the temperature measurement junction, the temperature rise measured by the thermocouple will be smaller, and the amount of heat generated during combustion of the fuel gas calculated from the temperature rise will be smaller. This reduces the measurement resolution and measurement accuracy of the amount of heat generated during combustion of the fuel gas.

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、燃料ガスの熱量測定の精度を向上させることができる熱量計を提供することにある。 The present invention was made in consideration of these circumstances, and its purpose is to provide a calorimeter that can improve the accuracy of fuel gas calorific value measurement.

本発明に係る熱量計は、測定対象の燃料ガスが流入する管材と、前記管材に挿入され測温接点を備える測温体と、前記管材の内側における前記測温接点よりも下流側に設けられ、前記燃料ガスが通過する第1のストッパー部材と、前記第1のストッパー部材により堰き止められ、前記測温接点を覆うように前記管材の内側に充填された顆粒状の触媒と、前記触媒を加熱する加熱部と、前記管材に固定された固定部とを備え、前記測温体は、前記固定部に固定され、前記固定部から前記管材の内側に挿入され前記第1のストッパー部材を貫通し、前記第1のストッパー部材は、前記測温体の被覆材に固定され、前記第1のストッパー部材は、板材であり、前記板材の中心部に前記被覆材が挿通される孔が形成され、前記板材における前記中心部の周囲の全域に直径が前記触媒の粒径よりも小さい複数の通気孔が形成されている。 The calorimeter of the present invention comprises a pipe material through which fuel gas to be measured flows, a temperature sensor inserted into the pipe material and having a temperature measuring junction, a first stopper member provided inside the pipe material downstream of the temperature measuring junction and through which the fuel gas passes, a granular catalyst filled inside the pipe material so as to cover the temperature measuring junction and be blocked by the first stopper member, a heating section for heating the catalyst , and a fixing section fixed to the pipe material , wherein the temperature sensor is fixed to the fixing section and inserted into the inside of the pipe material from the fixing section and penetrates the first stopper member, the first stopper member being fixed to a coating material of the temperature sensor, the first stopper member being a plate material, a hole through which the coating material is inserted is formed in the center of the plate material, and a plurality of air holes having a diameter smaller than the particle size of the catalyst are formed all around the center of the plate material .

本発明に係る熱量計において、前記触媒の粒径は、100μm以上1000μm以下であってもよい。 In the calorimeter according to the present invention, the particle size of the catalyst may be 100 μm or more and 1000 μm or less.

本発明に係る熱量計において、前記第1のストッパー部材と共に前記触媒を挟み込むように前記管材の内側に設けられ、前記燃料ガスが通過する第2のストッパー部材を備えてもよい。 The calorimeter according to the present invention may also include a second stopper member that is provided inside the pipe material so as to sandwich the catalyst together with the first stopper member and through which the fuel gas passes.

本発明に係る熱量計において、前記管材は縦向きに配されてもよい。 In the calorimeter according to the present invention, the tube may be arranged vertically.

本発明の熱量計によれば、熱電対の測温接点の周囲に顆粒状の触媒が存在するので、測温接点の周囲において燃料ガスの燃焼反応が生じ、熱電対で計測される温度上昇幅が大きくなるため、その温度上昇幅から算出される燃料ガスの燃焼時の発熱量が大きくなる。これにより、燃料ガスの燃焼時の発熱量の分解能および測定精度が向上する。 According to the calorimeter of the present invention, a granular catalyst is present around the temperature measurement junction of the thermocouple, so a combustion reaction of the fuel gas occurs around the temperature measurement junction, and the temperature rise measured by the thermocouple increases, so the amount of heat generated during combustion of the fuel gas calculated from the temperature rise increases. This improves the resolution and measurement accuracy of the amount of heat generated during combustion of the fuel gas.

図1は、本発明の一実施形態に係る熱量計を備える測定システムの概略を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an outline of a measurement system including a calorimeter according to an embodiment of the present invention. 図2は、図1に示す熱量計の構成を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the calorimeter shown in FIG. 図3は、図2に示す熱量計の燃焼機能部を拡大して示す断面図である。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the combustion function portion of the calorimeter shown in FIG. 図4は、図3に示す燃焼機能部の第1のストッパー部材を示す平面図である。FIG. 4 is a plan view showing the first stopper member of the combustion function portion shown in FIG. 図5は、実施例の燃焼特性を確認する実験の結果を示すグラフ及び表である。FIG. 5 is a graph and a table showing the results of an experiment to confirm the combustion characteristics of the examples. 図6は、比較例の燃焼特性を確認する実験の結果を示すグラフ及び表である。FIG. 6 is a graph and a table showing the results of an experiment to confirm the combustion characteristics of the comparative example. 図7は、実施例の触媒室と比較例の触媒室とを拡大して示す図である。FIG. 7 is an enlarged view showing the catalyst chamber of the embodiment and the catalyst chamber of the comparative example. 図8は、本発明の他の実施形態に係る熱量計の燃焼機能部を拡大して示す断面図である。FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view showing a combustion function portion of a calorimeter according to another embodiment of the present invention.

以下、本発明を好適な実施形態に沿って説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。また、以下に示す実施形態においては、一部構成の図示や説明を省略している箇所があるが、省略された技術の詳細については、以下に説明する内容と矛盾が発生しない範囲内において、適宜公知又は周知の技術が適用されていることはいうまでもない。 The present invention will be described below in accordance with a preferred embodiment. Note that the present invention is not limited to the embodiment described below, and can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention. In addition, in the embodiment described below, some configurations are omitted from illustration and description, but it goes without saying that publicly known or well-known technologies are used as appropriate for the details of the omitted technologies, within the scope of not causing any contradiction with the contents described below.

図1は、本発明の一実施形態に係る熱量計20を備える測定システム1の概略を示すブロック図である。この図に示すように、測定システム1は、ガス混合装置10と、熱量計20とを備える。ガス混合装置10は、可燃ガスと空気とを混合することにより混合ガスを燃料ガスとして熱量計20に供給する。熱量計20は、ガス混合装置10から供給された燃料ガスを燃焼させて発熱量を測定する。 Figure 1 is a block diagram showing an outline of a measurement system 1 including a calorimeter 20 according to one embodiment of the present invention. As shown in this figure, the measurement system 1 includes a gas mixing device 10 and a calorimeter 20. The gas mixing device 10 mixes a combustible gas with air and supplies the mixed gas as a fuel gas to the calorimeter 20. The calorimeter 20 combusts the fuel gas supplied from the gas mixing device 10 to measure the calorific value.

ガス混合装置10は、第1配管11と、第2配管12と、第3配管13と、第1流量計14aと、第2流量計14bと、第1バルブ15aと、第2バルブ15bと、混合器16と、第1レギュレーターR1と、第2レギュレーターR2とを備える。 The gas mixing device 10 includes a first pipe 11, a second pipe 12, a third pipe 13, a first flow meter 14a, a second flow meter 14b, a first valve 15a, a second valve 15b, a mixer 16, a first regulator R1, and a second regulator R2.

第1配管11は、第1レギュレーターR1と混合器16とを接続し、第1レギュレーターR1を通して供給される可燃ガスを混合器16まで導く。第1流量計14aは、第1配管11に設けられ、第1配管11を流れる可燃ガスの流量を測定する。第1バルブ15aは、第1配管11における第1流量計14aより下流側に設けられ、混合器16に供給される可燃ガスの流量を調整するニードルバルブ等の流量調整バルブである。 The first pipe 11 connects the first regulator R1 and the mixer 16, and guides the combustible gas supplied through the first regulator R1 to the mixer 16. The first flowmeter 14a is provided in the first pipe 11 and measures the flow rate of the combustible gas flowing through the first pipe 11. The first valve 15a is provided downstream of the first flowmeter 14a in the first pipe 11, and is a flow rate adjustment valve such as a needle valve that adjusts the flow rate of the combustible gas supplied to the mixer 16.

第2配管12は、第2レギュレーターR2と混合器16とを接続し、第2レギュレーターR2を通して供給される空気を混合器16に導く。第2流量計14bは、第2配管12に設けられ、第2配管12を流れる空気の流量を測定する。第2バルブ15bは、第2配管12における第2流量計14bより下流側に設けられ、混合器16に供給される空気の流量を調整するニードルバルブ等の流量調整バルブである。 The second pipe 12 connects the second regulator R2 and the mixer 16, and guides the air supplied through the second regulator R2 to the mixer 16. The second flow meter 14b is provided in the second pipe 12 and measures the flow rate of the air flowing through the second pipe 12. The second valve 15b is provided downstream of the second flow meter 14b in the second pipe 12, and is a flow rate adjustment valve such as a needle valve that adjusts the flow rate of the air supplied to the mixer 16.

混合器16は、第1配管11から供給された可燃ガスと第2配管12から供給された空気とを混合する。この混合器16には、第3配管13が接続されている。この第3配管13は、混合器16において混合された混合ガスを燃料ガスとして熱量計20に供給する。 The mixer 16 mixes the combustible gas supplied from the first pipe 11 with the air supplied from the second pipe 12. The mixer 16 is connected to the third pipe 13. The third pipe 13 supplies the mixed gas mixed in the mixer 16 to the calorimeter 20 as fuel gas.

熱量計20は、燃焼機能部21と、定電圧源(電圧源)22と、データロガー23と、演算装置24とを備える。燃焼機能部21には、第3配管13から燃料ガスが供給される。定電圧源22は、燃焼機能部21に電力を供給する。燃焼機能部21は、定電圧源22から供給される電力により駆動され、第3配管13から供給された燃料ガスを燃焼させる。 The calorimeter 20 includes a combustion function unit 21, a constant voltage source (voltage source) 22, a data logger 23, and a calculation device 24. Fuel gas is supplied to the combustion function unit 21 from the third pipe 13. The constant voltage source 22 supplies power to the combustion function unit 21. The combustion function unit 21 is driven by the power supplied from the constant voltage source 22, and combusts the fuel gas supplied from the third pipe 13.

図2は、図1に示す熱量計20の構成を模式的に示す断面図である。この図に示すように、燃焼機能部21は、管材211と、シース熱電対212と、ヒーター213と、触媒214と、第1のストッパー部材215と、第2のストッパー部材216とを備える。管材211は、燃料ガスの燃焼時の温度に対する耐熱性と、燃焼時の燃料ガスの管材211外への放熱を抑える低い伝熱性とを有する管材である。本実施形態の管材211は、内径が4mmの円筒状のセラミックチューブである。なお、管材211の内径は、2mm以上10mm以下が好ましい。 Figure 2 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the calorimeter 20 shown in Figure 1. As shown in this figure, the combustion function section 21 includes a tube material 211, a sheathed thermocouple 212, a heater 213, a catalyst 214, a first stopper member 215, and a second stopper member 216. The tube material 211 is a tube material having heat resistance against the temperature during combustion of the fuel gas and low heat conductivity that suppresses heat radiation of the fuel gas to the outside of the tube material 211 during combustion. The tube material 211 in this embodiment is a cylindrical ceramic tube with an inner diameter of 4 mm. The inner diameter of the tube material 211 is preferably 2 mm or more and 10 mm or less.

管材211は縦向きに配されており、管材211の上端に第3配管13が接続されている。管材211の下端の近傍には、排気孔211aが形成されている。 The pipe 211 is arranged vertically, and the third pipe 13 is connected to the upper end of the pipe 211. An exhaust hole 211a is formed near the lower end of the pipe 211.

シース熱電対212は、熱電対素線212aと、シース212bと、スリーブ212cと、アダプター212dと、ケーブル212eとを備え、ゼーベック効果を利用して温度を測定する。熱電対素線212aは、一端(上端)に測温接点Pが設けられている。シース212bは、直線性の高い形状を維持する硬質で細い管材であり、熱電対素線212aを被覆している。本実施形態のシース212bは、外径が0.5mmの金属製の管材である。シース212b内には絶縁物が充填されている。本実施形態のシース熱電対212は、非接地型である。なお、シース熱電対212を接地型や露出型に変えてもよい。 The sheathed thermocouple 212 includes a thermocouple wire 212a, a sheath 212b, a sleeve 212c, an adapter 212d, and a cable 212e, and uses the Seebeck effect to measure temperature. The thermocouple wire 212a has a temperature measuring junction P at one end (upper end). The sheath 212b is a hard, thin tube that maintains a highly linear shape, and covers the thermocouple wire 212a. The sheath 212b in this embodiment is a metal tube with an outer diameter of 0.5 mm. The sheath 212b is filled with an insulating material. The sheathed thermocouple 212 in this embodiment is a non-grounded type. The sheathed thermocouple 212 may be changed to a grounded type or an exposed type.

スリーブ212cは、直線性の高い形状を維持する硬質で細い管材であり、熱電対素線212aの他端側を被覆している。このスリーブ212cの一端とシース212bの他端とが銀ろう付け等により接合されている。本実施形態のスリーブ212cは、外径が6mmで金属製である。 The sleeve 212c is a hard, thin tube that maintains a highly linear shape and covers the other end of the thermocouple wire 212a. One end of the sleeve 212c and the other end of the sheath 212b are joined by silver brazing or the like. The sleeve 212c in this embodiment has an outer diameter of 6 mm and is made of metal.

アダプター212dは、円筒状の管材取付部212zと、ナット形状の張出部212yとを備える。管材取付部212zと張出部212yとは、一体で形成され同軸的に配されている。張出部212yは、管材取付部212zの外面から径方向外側に張り出す部位である。管材取付部212zと張出部212yとには、スリーブ212cが挿通されている。管材取付部212zは、管材211の下端から管材211内に挿入されている。張出部212yとスリーブ212cとは、溶接等により接合されている。また、張出部212yと管材211の下端とは、接着等により接合されている。なお、張出部212yが、ナット形状であることは必須ではない。また、張出部212yと管材211の下端とを接着等で接合することによりアダプター212dと管材211の下端とを接合することは必須ではなく、管材取付部212zと管材211の下端とを相互に螺合させることによりアダプター212dと管材211の下端とを接合してもよい。 The adapter 212d includes a cylindrical pipe mounting portion 212z and a nut-shaped protruding portion 212y. The pipe mounting portion 212z and the protruding portion 212y are integrally formed and arranged coaxially. The protruding portion 212y is a portion that protrudes radially outward from the outer surface of the pipe mounting portion 212z. A sleeve 212c is inserted between the pipe mounting portion 212z and the protruding portion 212y. The pipe mounting portion 212z is inserted into the pipe 211 from the lower end of the pipe 211. The protruding portion 212y and the sleeve 212c are joined by welding or the like. The protruding portion 212y and the lower end of the pipe 211 are joined by adhesive or the like. It is not essential that the protruding portion 212y is nut-shaped. In addition, it is not essential to join the adapter 212d to the lower end of the pipe 211 by bonding the overhanging portion 212y to the lower end of the pipe 211, and the adapter 212d to the lower end of the pipe 211 may be joined by screwing the pipe attachment portion 212z to the lower end of the pipe 211 together.

ここで、管材211の下端は、アダプター212dにより閉塞されている。他方で、管材211に形成された排気孔211aは、管材取付部212zの上端よりも上側に配されている。これによって、管材211内を下向きに流れた燃料ガスは、排気孔211aを通して管材211外へ流出する。 The lower end of the pipe 211 is closed by the adapter 212d. On the other hand, the exhaust hole 211a formed in the pipe 211 is disposed above the upper end of the pipe mounting portion 212z. As a result, the fuel gas that flows downward inside the pipe 211 flows out of the pipe 211 through the exhaust hole 211a.

ケーブル212eは、柔軟性のある補償導線であり、このケーブル212eの一端が熱電対素線212aの他端(下端)に接続されている。このケーブル212eの他端には不図示の圧着端子が取り付けられており、この圧着端子がデータロガー23に取り付けられている。ケーブル212eの一部は、スリーブ212cに挿入されている。 Cable 212e is a flexible compensation conductor, and one end of this cable 212e is connected to the other end (lower end) of thermocouple wire 212a. A crimp terminal (not shown) is attached to the other end of this cable 212e, and this crimp terminal is attached to data logger 23. A part of cable 212e is inserted into sleeve 212c.

ヒーター213は、管材211が挿通されたコイル型のヒーターである。このヒーター213のコイル部213aは、少なくとも管材211の触媒室211bを含む範囲の周囲に巻回されている。コイル部213aは、リード部213bを介して定電圧源22に接続されており、定電圧源22から電圧を印加されることにより発熱する。 The heater 213 is a coil-type heater through which the tubular material 211 is inserted. The coil portion 213a of the heater 213 is wound around an area that includes at least the catalyst chamber 211b of the tubular material 211. The coil portion 213a is connected to the constant voltage source 22 via the lead portion 213b, and generates heat when a voltage is applied from the constant voltage source 22.

触媒214は、触媒室211bに充填された顆粒状の触媒である。触媒214の粒径は、粉末の粒径に比して数十倍~数百倍と大きい。触媒214の粒径は、100μm未満に篩にかけて整粒するのは困難であり、1000μmより大きくすると管材211の内径と近くなって燃料ガスとの接触が悪くなるという観点から、100μm以上1000μm以下が好ましく、355μm以上710μm以下がより好ましい。また、触媒214は、例えば、パラジウムや白金等を金属や金属酸化物が担持したもの等である。触媒室211bに充填される触媒214の質量は、0.1g以上0.5g以下が好ましい。ここで、本実施形態の触媒214の質量は、0.12gであり、後述するように触媒室211bの上端から測温接点Pまでの距離は、約1mmであり、触媒室211bの下端から上端までの距離は、約5mmである。それに対して、触媒室211bに充填される触媒214の質量を0.1gとする場合、触媒室211bの下端から触媒214の上端までの距離は、4.17(=(0.1/0.12)×5)mmとなる。この場合、測温接点Pが触媒214から露出しない。 Catalyst 214 is a granular catalyst filled in catalyst chamber 211b. The particle size of catalyst 214 is several tens to several hundreds times larger than the particle size of powder. From the viewpoint that it is difficult to size the catalyst 214 by sieving it to less than 100 μm, and if it is larger than 1000 μm, it becomes close to the inner diameter of pipe material 211 and contact with fuel gas becomes poor, it is preferable that the particle size of catalyst 214 is 100 μm or more and 1000 μm or less, and more preferably 355 μm or more and 710 μm or less. In addition, catalyst 214 is, for example, palladium, platinum, etc. supported by metal or metal oxide. The mass of catalyst 214 filled in catalyst chamber 211b is preferably 0.1 g or more and 0.5 g or less. Here, the mass of the catalyst 214 in this embodiment is 0.12 g, and as described below, the distance from the upper end of the catalyst chamber 211b to the temperature measurement contact point P is approximately 1 mm, and the distance from the lower end to the upper end of the catalyst chamber 211b is approximately 5 mm. In contrast, if the mass of the catalyst 214 filled in the catalyst chamber 211b is 0.1 g, the distance from the lower end of the catalyst chamber 211b to the upper end of the catalyst 214 is 4.17 (= (0.1/0.12) × 5) mm. In this case, the temperature measurement contact point P is not exposed from the catalyst 214.

第1のストッパー部材215は、触媒室211bの下側に配されている。この第1のストッパー部材215は、管材211の内周面に嵌合したステンレス等の金属製の板である。本実施形態の第1のストッパー部材215は円板である。また、本実施形態の第1のストッパー部材215の厚みは約1mmである。 The first stopper member 215 is disposed below the catalyst chamber 211b. This first stopper member 215 is a plate made of metal such as stainless steel that fits onto the inner circumferential surface of the pipe material 211. In this embodiment, the first stopper member 215 is a circular plate. The thickness of the first stopper member 215 in this embodiment is approximately 1 mm.

図3は、図2に示す熱量計20の燃焼機能部21を拡大して示す断面図である。図4は、図3に示す燃焼機能部21の第1のストッパー部材215を示す平面図である。これらの図に示すように、第1のストッパー部材215には複数の通気孔215aが形成されている。この通気孔215aの直径は、触媒214の粒径(平均値)よりも小さい。これにより、燃料ガスは、通気孔215aを通過するが、触媒214は、通気孔215aを通過せずに第1のストッパー部材215の上に堆積する。本実施形態の通気孔215aの直径は0.3mmである。 Figure 3 is an enlarged cross-sectional view of the combustion function section 21 of the calorimeter 20 shown in Figure 2. Figure 4 is a plan view showing the first stopper member 215 of the combustion function section 21 shown in Figure 3. As shown in these figures, a plurality of ventilation holes 215a are formed in the first stopper member 215. The diameter of the ventilation holes 215a is smaller than the particle size (average value) of the catalyst 214. As a result, the fuel gas passes through the ventilation holes 215a, but the catalyst 214 does not pass through the ventilation holes 215a and accumulates on the first stopper member 215. The diameter of the ventilation holes 215a in this embodiment is 0.3 mm.

通気孔215aは、第1のストッパー部材215の中心部を除く全域に密に形成されている。それに対して、第1のストッパー部材215の中心部には、通気孔215aに比して大径の孔215bが形成されている。この孔215bにはシース212bが挿通されている。ここで、第1のストッパー部材215の中心部とシース212bとはセラミック接着剤等の接着剤により接着されている。この接着剤により、孔215bとシース212bとの隙間が埋められている。 The ventilation holes 215a are densely formed all over the first stopper member 215 except for the center. In contrast, a hole 215b with a larger diameter than the ventilation holes 215a is formed in the center of the first stopper member 215. The sheath 212b is inserted into this hole 215b. The center of the first stopper member 215 and the sheath 212b are bonded together with an adhesive such as a ceramic adhesive. The adhesive fills the gap between the hole 215b and the sheath 212b.

図3に示すように、第2のストッパー部材216は、触媒室211bの上側に配されている。この第2のストッパー部材216は、管材211の内周面に嵌合したステンレス等の金属製の板である。本実施形態の第2のストッパー部材216は円板である。ここで、第2のストッパー部材216の全域に複数の通気孔216aが密に形成されている。この通気孔216aの直径は、触媒214の粒径(平均値)よりも小さい。これにより、燃料ガスは、第2のストッパー部材216の通気孔216aを通過するが、触媒214は、第2のストッパー部材216の通気孔216aを通過せずに第2のストッパー部材216の下側に留まる。本実施形態の第2のストッパー部材216の通気孔216aの直径は0.3mmである。また、本実施形態の第2のストッパー部材216の厚みは約1mmである。なお、触媒214が振動によって揺れ動いたり飛散したりすることが抑えられていればよく、かかる条件を満たしているのであれば、第2のストッパー部材216の構成を変更したり、第2のストッパー部材216を非設置にしたりすることが可能である。例えば、流路抵抗を抑える観点から、第2のストッパー部材216の通気孔216aの直径を触媒214の粒径よりも大きくしたり、第2のストッパー部材216を網目状部材にしたり、第2のストッパー部材216の厚みを上記の約1mmに比して小さくしたりすること等が可能である。 3, the second stopper member 216 is disposed above the catalyst chamber 211b. The second stopper member 216 is a plate made of metal such as stainless steel that is fitted to the inner circumferential surface of the pipe material 211. The second stopper member 216 of this embodiment is a disk. Here, a plurality of vent holes 216a are densely formed throughout the second stopper member 216. The diameter of the vent holes 216a is smaller than the particle size (average value) of the catalyst 214. As a result, the fuel gas passes through the vent holes 216a of the second stopper member 216, but the catalyst 214 does not pass through the vent holes 216a of the second stopper member 216 and remains below the second stopper member 216. The diameter of the vent holes 216a of the second stopper member 216 of this embodiment is 0.3 mm. The thickness of the second stopper member 216 of this embodiment is about 1 mm. As long as the catalyst 214 is prevented from shaking or scattering due to vibration, and such conditions are met, it is possible to change the configuration of the second stopper member 216 or to not install the second stopper member 216. For example, from the perspective of reducing flow path resistance, it is possible to make the diameter of the vent hole 216a of the second stopper member 216 larger than the particle size of the catalyst 214, to make the second stopper member 216 a mesh member, or to make the thickness of the second stopper member 216 smaller than the above-mentioned approximately 1 mm.

ここで、熱電対素線212aの先端の測温接点Pは、触媒室211bに配されている。測温接点Pの位置は、触媒室211bの径方向の中央部が好ましい。また、触媒室211bの上端(第2のストッパー部材216の下面)から測温接点Pまでの距離は、触媒214の粒径の最大値よりも大きいことが好ましい。本実施形態では、触媒室211bの上端から測温接点Pまでの距離は、約1mmに設定されている。 Here, the temperature measurement contact P at the tip of the thermocouple wire 212a is disposed in the catalyst chamber 211b. The position of the temperature measurement contact P is preferably the radial center of the catalyst chamber 211b. In addition, it is preferable that the distance from the upper end of the catalyst chamber 211b (the lower surface of the second stopper member 216) to the temperature measurement contact P is greater than the maximum particle size of the catalyst 214. In this embodiment, the distance from the upper end of the catalyst chamber 211b to the temperature measurement contact P is set to approximately 1 mm.

コイル部213aが定電圧源22から電圧を印加されることにより発熱すると、触媒214が所定の温度に加熱される。データロガー23は、シース熱電対212から出力される信号、すなわち、測温接点Pの周囲の温度を記録する。 When the coil portion 213a generates heat by applying a voltage from the constant voltage source 22, the catalyst 214 is heated to a predetermined temperature. The data logger 23 records the signal output from the sheathed thermocouple 212, i.e., the temperature around the temperature measuring junction P.

演算装置24は、データロガー23の記録内容に基づいて燃焼機能部21に供給された燃料ガスの燃焼時の発熱量を演算する。発熱量を演算するに際し、演算装置24には、第1流量計14a及び第2流量計14bの測定値も入力される。演算装置24としては、例えばPC(Personal Computer)を用いることができる。 The calculation device 24 calculates the amount of heat generated during combustion of the fuel gas supplied to the combustion function unit 21 based on the contents recorded by the data logger 23. When calculating the amount of heat generated, the measurement values of the first flow meter 14a and the second flow meter 14b are also input to the calculation device 24. For example, a PC (Personal Computer) can be used as the calculation device 24.

ここで、燃焼機能部21の作製方法について説明する。まず、第1のストッパー部材215をシース212bに接着する。次に、シース熱電対212を第1のストッパー部材215と共に管材211に挿入する。次に、シース熱電対212のアダプター212dを管材211の下端に接着する。次に、触媒214を、管材211の上端から第1のストッパー部材215の上に充填する。次に、管材211の上端から棒材(図示省略)を挿入して、この棒材により触媒室211b内の上層の触媒214を平らにする。その後、第2のストッパー部材216を管材211の上端から挿入する。 Now, the method of manufacturing the combustion function section 21 will be described. First, the first stopper member 215 is bonded to the sheath 212b. Next, the sheathed thermocouple 212 is inserted into the tube material 211 together with the first stopper member 215. Next, the adapter 212d of the sheathed thermocouple 212 is bonded to the lower end of the tube material 211. Next, the catalyst 214 is filled on top of the first stopper member 215 from the upper end of the tube material 211. Next, a rod (not shown) is inserted from the upper end of the tube material 211, and the upper layer of catalyst 214 in the catalyst chamber 211b is flattened with this rod. After that, the second stopper member 216 is inserted from the upper end of the tube material 211.

図2に示すように、保護容器29は、縦方向の寸法が横方向の寸法に比して大きい断熱性の筐体であり、管材211の上端側を除く全体と、この管材211に収納された触媒214等を収容する。この保護容器29は、例えば風の影響により、シース熱電対212の測定温度が変動することを抑制している。 As shown in FIG. 2, the protective container 29 is an insulated housing whose vertical dimension is larger than its horizontal dimension, and contains the entire pipe material 211 except for the upper end side, as well as the catalyst 214 and other components housed in the pipe material 211. The protective container 29 prevents the measured temperature of the sheathed thermocouple 212 from fluctuating due to the influence of wind, for example.

保護容器29の天板29aには、管材211が挿通される開口が形成されている。他方で、保護容器29の底板29bには、スリーブ212cが挿通される開口が形成されている。保護容器29の側板29cには、リード部213bが挿通される溝が形成されている。保護容器29の底板29bは、シース熱電対212の張出部212yを支持することで燃焼機能部21を支持している。なお、側板29cがリード部213bを支持することで燃焼機能部21が保護容器29に支持されるようにしてもよい。 The top plate 29a of the protective container 29 has an opening through which the tube material 211 is inserted. On the other hand, the bottom plate 29b of the protective container 29 has an opening through which the sleeve 212c is inserted. The side plate 29c of the protective container 29 has a groove through which the lead portion 213b is inserted. The bottom plate 29b of the protective container 29 supports the protruding portion 212y of the sheathed thermocouple 212, thereby supporting the combustion function portion 21. Note that the side plate 29c may support the lead portion 213b, thereby supporting the combustion function portion 21 on the protective container 29.

保護容器29の背板29dには、開口29fが形成されており、この開口29fには、金属製の網目状の部材である金網29gが設けられている。即ち、背板29dには、網目状に仕切られた多数の開口が形成されている。これにより、燃料ガスの燃焼により触媒室211bで発生した排ガスが、排気孔211aを通して管材211内から保護容器29へ排出され、背板29dの多数の開口を通して保護容器29外へ排出される。 An opening 29f is formed in the back plate 29d of the protective container 29, and a metal mesh member 29g is provided in this opening 29f. That is, the back plate 29d has a number of openings partitioned into a mesh pattern. As a result, exhaust gas generated in the catalyst chamber 211b by the combustion of the fuel gas is discharged from inside the pipe material 211 through the exhaust hole 211a to the protective container 29, and is discharged outside the protective container 29 through the many openings in the back plate 29d.

以上のような構成の熱量計20において、演算装置24は、シース熱電対212により測定されてデータロガー23に記録された温度に基づいて、燃料ガスの燃焼時の発熱量を演算する。演算装置24には、触媒214における温度変化と燃料ガスの燃焼時の発熱量との相関関係を示す相関データが記憶されており、演算装置24は、この相関データを利用して、燃料ガスの燃焼時の発熱量を演算する。 In the calorimeter 20 configured as described above, the calculation device 24 calculates the amount of heat generated during combustion of the fuel gas based on the temperature measured by the sheathed thermocouple 212 and recorded in the data logger 23. The calculation device 24 stores correlation data that indicates the correlation between the temperature change in the catalyst 214 and the amount of heat generated during combustion of the fuel gas, and the calculation device 24 uses this correlation data to calculate the amount of heat generated during combustion of the fuel gas.

具体的には、制御装置(図示省略)が、第1バルブ15a、第2バルブ15b、及び混合器16を制御し、可燃ガスを第1配管11に流し、空気を第2配管12に流し、可燃ガスと空気とを混合器16にて混合する。これにより、所定濃度の可燃ガスを含む燃料ガスを生成する。この燃料ガスは、第3配管13を通じて熱量計20に供給される。この際、第1流量計14aは、第1配管11を流れる可燃ガスの流量を測定して測定情報を演算装置24に出力し、第2流量計14bは、第2配管12を流れる空気の流量を測定して測定情報を演算装置24に出力する。 Specifically, a control device (not shown) controls the first valve 15a, the second valve 15b, and the mixer 16 to flow the combustible gas into the first pipe 11 and the air into the second pipe 12, and the combustible gas and the air are mixed in the mixer 16. This generates fuel gas containing a predetermined concentration of combustible gas. This fuel gas is supplied to the calorimeter 20 through the third pipe 13. At this time, the first flowmeter 14a measures the flow rate of the combustible gas flowing through the first pipe 11 and outputs the measurement information to the calculation device 24, and the second flowmeter 14b measures the flow rate of the air flowing through the second pipe 12 and outputs the measurement information to the calculation device 24.

定電圧源22はヒーター213に電圧を印加しており、触媒214の温度は例えば250~400℃程度となる。この状態において、燃料ガスの燃焼時の発熱によって測温接点Pの周囲の温度が上昇する。シース熱電対212は、測温接点Pの周囲の温度に応じた信号をデータロガー23に送信し、データロガー23はこれを記憶する。 The constant voltage source 22 applies a voltage to the heater 213, and the temperature of the catalyst 214 becomes, for example, about 250 to 400°C. In this state, the temperature around the temperature measurement contact point P rises due to heat generated during combustion of the fuel gas. The sheathed thermocouple 212 transmits a signal corresponding to the temperature around the temperature measurement contact point P to the data logger 23, which stores this signal.

演算装置24は、予め記憶している相関データと、データロガー23が記憶したシース熱電対212の測温情報と、第1流量計14a及び第2流量計14bの流量情報とから、燃料ガスの燃焼時の発熱量を演算する。 The calculation device 24 calculates the amount of heat generated during combustion of the fuel gas from the correlation data stored in advance, the temperature measurement information of the sheathed thermocouple 212 stored by the data logger 23, and the flow rate information of the first flow meter 14a and the second flow meter 14b.

以下、本実施形態に係る燃焼機能部21の燃焼特性を確認するために実施された実験について説明する。本実験では、顆粒状の触媒214を用いた実施例の燃焼特性と、触媒を塗布した多孔質体を用いた比較例の燃焼特性とについて確認した。本実験では、触媒に対する加熱温度を200℃から360℃まで上昇させ、シース熱電対212による燃焼時の測定温度と燃焼前の触媒の加熱温度との差ΔT(℃)(以下、単にΔT(℃)という)の変化を確認した。本実験ではメタン濃度3.0%の燃料ガスを用いた。 Below, an experiment conducted to confirm the combustion characteristics of the combustion function unit 21 according to this embodiment will be described. In this experiment, the combustion characteristics of an example using a granular catalyst 214 and the combustion characteristics of a comparative example using a porous body coated with a catalyst were confirmed. In this experiment, the heating temperature of the catalyst was increased from 200°C to 360°C, and the change in the difference ΔT (°C) between the temperature measured during combustion by the sheathed thermocouple 212 and the heating temperature of the catalyst before combustion (hereinafter simply referred to as ΔT (°C)) was confirmed. In this experiment, fuel gas with a methane concentration of 3.0% was used.

実施例の仕様は以下のとおりである。まず、顆粒状の触媒214の粒径は、355μm以上710μm以下であり、触媒214の質量は、0.1181gである。管材211の内径は4.0mmであり、触媒室211bの上端から測温接点Pまでの距離は1.0mmである。管材211の材質はセラミックである。 The specifications of the embodiment are as follows. First, the particle size of the granular catalyst 214 is 355 μm or more and 710 μm or less, and the mass of the catalyst 214 is 0.1181 g. The inner diameter of the tube material 211 is 4.0 mm, and the distance from the upper end of the catalyst chamber 211b to the temperature measurement contact point P is 1.0 mm. The material of the tube material 211 is ceramic.

比較例の仕様は以下のとおりである。まず、金属多孔質体は、内部に多数の連続性気孔を有する構造体であり、ステンレスで形成されている。触媒は、ディップコーティングにより金属多孔質体に塗布されている。触媒の質量は0.0515gである。また、管材211の内径は4.0mmであり、触媒室211bの上端から測温接点Pまでの距離は1.0mmである。管材211の材質はセラミックである。 The specifications of the comparative example are as follows. First, the metal porous body is a structure having many continuous pores inside, and is made of stainless steel. The catalyst is applied to the metal porous body by dip coating. The mass of the catalyst is 0.0515 g. The inner diameter of the tube material 211 is 4.0 mm, and the distance from the upper end of the catalyst chamber 211b to the temperature measuring junction P is 1.0 mm. The material of the tube material 211 is ceramic.

図5は、実施例の燃焼特性を確認する実験の結果を示すグラフ及び表である。このグラフ及び表に示すように、触媒214の加熱温度が200℃~260℃の場合には、ΔT(℃)の上昇は僅か(触媒214の加熱温度が260.1℃のときにΔT(℃)が2.5℃)であるのに対して、触媒214の加熱温度が280℃以上の場合には、ΔT(℃)が210℃を超える。触媒214の加熱温度が330℃の場合には、ΔT(℃)は約214℃である。触媒214の加熱温度が280℃以上の場合に、ΔT(℃)が210℃以上の範囲で安定する。この実験結果から、触媒214の加熱温度が280℃以上の場合に、燃料ガスと触媒214との反応による発熱量がシース熱電対212の測定値に顕著に出現すると共に、反応開始温度付近で発熱量の測定値が安定することを確認できる。 Figure 5 is a graph and table showing the results of an experiment to confirm the combustion characteristics of the embodiment. As shown in this graph and table, when the heating temperature of the catalyst 214 is 200°C to 260°C, the increase in ΔT (°C) is slight (ΔT (°C) is 2.5°C when the heating temperature of the catalyst 214 is 260.1°C), whereas when the heating temperature of the catalyst 214 is 280°C or higher, ΔT (°C) exceeds 210°C. When the heating temperature of the catalyst 214 is 330°C, ΔT (°C) is about 214°C. When the heating temperature of the catalyst 214 is 280°C or higher, ΔT (°C) is stable in the range of 210°C or higher. From the results of this experiment, it can be confirmed that when the heating temperature of the catalyst 214 is 280°C or higher, the heat generation amount due to the reaction between the fuel gas and the catalyst 214 appears significantly in the measurement value of the sheathed thermocouple 212, and the measured value of the heat generation amount is stable near the reaction start temperature.

図6は、比較例の燃焼特性を確認する実験の結果を示すグラフ及び表である。このグラフ及び表に示すように、触媒の加熱温度が0~270℃の場合には、ΔT(℃)の上昇は僅か(触媒の加熱温度が269.2℃のときにΔT(℃)が4.1℃)であるのに対して、触媒の加熱温度が300℃以上の場合には、ΔT(℃)が120℃を超える。触媒の加熱温度が330℃の場合には、ΔT(℃)は約145℃である。この実験結果から、触媒の加熱温度が280℃以上の場合に、燃料ガスの燃焼反応による発熱量が熱電対の測定値に顕著に出現することを確認できる。 Figure 6 is a graph and table showing the results of an experiment to confirm the combustion characteristics of the comparative example. As shown in this graph and table, when the catalyst heating temperature is between 0 and 270°C, the increase in ΔT (°C) is slight (ΔT (°C) is 4.1°C when the catalyst heating temperature is 269.2°C), whereas when the catalyst heating temperature is 300°C or higher, ΔT (°C) exceeds 120°C. When the catalyst heating temperature is 330°C, ΔT (°C) is approximately 145°C. From these experimental results, it can be confirmed that when the catalyst heating temperature is 280°C or higher, the amount of heat generated by the combustion reaction of the fuel gas is significantly reflected in the thermocouple measurements.

ここで、触媒の加熱温度が330℃という条件で実施例と比較例とを比較すると、実施例のΔT(℃)は214℃であるのに対して、比較例のΔT(℃)は145℃であり、実施例が比較例を大きく上回ることを確認できる。ここで、ΔT(℃)が大きいほどシース熱電対212による測温の分解能が高くなり、シース熱電対212による測温の精度が向上する。また、実施例のΔT(℃)は反応開始温度(280℃)付近で安定するのに対して、比較例のΔT(℃)は反応開始温度(280℃)から離れた温度(320~330℃)で安定すること、即ち、実施例が比較例よりも速応性に優れることを確認できる。 When comparing the Example and Comparative Example under the condition that the catalyst heating temperature is 330°C, ΔT (°C) of the Example is 214°C, while ΔT (°C) of the Comparative Example is 145°C, and it can be confirmed that the Example significantly exceeds the Comparative Example. Here, the larger ΔT (°C) is, the higher the resolution of the temperature measurement by the sheathed thermocouple 212 becomes, and the accuracy of the temperature measurement by the sheathed thermocouple 212 improves. Also, while ΔT (°C) of the Example is stable near the reaction start temperature (280°C), ΔT (°C) of the Comparative Example is stable at a temperature (320-330°C) away from the reaction start temperature (280°C), it can be confirmed that the Example has a faster response than the Comparative Example.

図7は、実施例の触媒室211bと比較例の触媒室とを拡大して示す図である。この図に示すように、実施例の触媒室211bと比較例の触媒室とを比較すると、実施例の触媒214間の隙間の大きさが、比較例の多孔質体の空洞Hの大きさに比して小さい。ここで、比較例の触媒室では、測温接点Pの周囲に空洞Hが位置する場合も想定され、この場合には、測温接点Pの周囲に触媒が存在しないことになり、温度の測定値が低くなる可能性がある。それに対して、実施例の触媒室211bでは、測温接点Pの周囲に触媒214が存在するので、比較例に比して温度の測定値が高くなる。 Figure 7 is an enlarged view of the catalyst chamber 211b of the embodiment and the catalyst chamber of the comparative example. As shown in this figure, when comparing the catalyst chamber 211b of the embodiment and the catalyst chamber of the comparative example, the size of the gap between the catalyst 214 of the embodiment is smaller than the size of the cavity H of the porous body of the comparative example. Here, in the catalyst chamber of the comparative example, it is assumed that the cavity H is located around the temperature measurement contact point P, in which case there is no catalyst around the temperature measurement contact point P, and the measured temperature value may be low. In contrast, in the catalyst chamber 211b of the embodiment, the catalyst 214 is present around the temperature measurement contact point P, so the measured temperature value is higher than in the comparative example.

以上説明したように、本実施形態の熱量計20では、顆粒状の触媒214が、熱電対素線212aの先端の測温接点Pを覆うように管材211内の触媒室211bに充填され、第1のストッパー部材215により堰き止められている。ここで、顆粒に比して粒径が小さい粉末状の触媒を用いる場合には、燃料ガスの流体抵抗の観点から、触媒を触媒室211bに密に充填することができない。それに対して、本実施形態の熱量計20によれば、触媒214を触媒室211bに密に充填した場合でも、触媒214間の通気路を確保でき、燃料ガスの流体抵抗を抑えることができる。他方で、多孔質体に触媒を担持させた構造体を用いる場合には、燃料ガスの流体抵抗は抑えられるものの、構造体の各所に大きな空洞Hが存在することになる。それに対して、本実施形態の熱量計20によれば、触媒214を触媒室211bに密に充填できることにより、触媒214間に大きな空洞ができない。 As described above, in the calorimeter 20 of this embodiment, the granular catalyst 214 is filled in the catalyst chamber 211b in the pipe material 211 so as to cover the temperature measuring contact P at the tip of the thermocouple wire 212a, and is blocked by the first stopper member 215. Here, when using a powdered catalyst having a smaller particle size than granules, the catalyst cannot be densely packed in the catalyst chamber 211b from the viewpoint of the fluid resistance of the fuel gas. In contrast, according to the calorimeter 20 of this embodiment, even if the catalyst 214 is densely packed in the catalyst chamber 211b, it is possible to ensure an air passage between the catalysts 214, and the fluid resistance of the fuel gas can be suppressed. On the other hand, when a structure in which a catalyst is supported on a porous body is used, the fluid resistance of the fuel gas is suppressed, but large cavities H exist in various places in the structure. In contrast, according to the calorimeter 20 of this embodiment, the catalyst 214 can be densely packed in the catalyst chamber 211b, so that large cavities are not formed between the catalysts 214.

これによって、本実施形態の熱量計20によれば、燃料ガスの流体抵抗を抑えたうえで、熱電対素線212aの測温接点Pの周囲に大きな空洞を作らずに触媒214を存在させることができ、測温接点Pの周囲における燃料ガスと触媒214との反応を促進させることができる。従って、測温接点Pの周囲における燃料ガスの燃焼時の発熱量を大きくすることができ、シース熱電対212による測温の分解能を高め、熱量計20による燃料ガスの燃焼時の発熱量の測定精度を向上させることができる。 As a result, according to the calorimeter 20 of this embodiment, the flow resistance of the fuel gas can be suppressed, and the catalyst 214 can be present without creating a large cavity around the temperature measurement contact P of the thermocouple wire 212a, and the reaction between the fuel gas and the catalyst 214 around the temperature measurement contact P can be promoted. Therefore, the amount of heat generated when the fuel gas is burned around the temperature measurement contact P can be increased, the resolution of the temperature measurement by the sheathed thermocouple 212 can be improved, and the measurement accuracy of the amount of heat generated when the fuel gas is burned by the calorimeter 20 can be improved.

また、本実施形態の熱量計20によれば、シース熱電対212のシース212bがアダプター212dに固定され、このアダプター212dが管材211の下端に固定されることにより、熱電対素線212aの測温接点Pと管材211とが相対的に位置決めされている。さらに、第1のストッパー部材215がシース212bに固定されることで、第1のストッパー部材215と測温接点Pとが相対的に位置決めされている。従って、測温接点Pを触媒室211b内の所望の位置に配置することができる。 In addition, according to the calorimeter 20 of this embodiment, the sheath 212b of the sheathed thermocouple 212 is fixed to the adapter 212d, and this adapter 212d is fixed to the lower end of the pipe material 211, thereby positioning the temperature measurement junction P of the thermocouple wire 212a relative to the pipe material 211. Furthermore, the first stopper member 215 is fixed to the sheath 212b, thereby positioning the first stopper member 215 relative to the temperature measurement junction P. Therefore, the temperature measurement junction P can be positioned at a desired position within the catalyst chamber 211b.

また、本実施形態の熱量計20には、管材211におけるアダプター212dと第1のストッパー部材215との間に排気孔211aが形成されている。これにより、熱電対素線212aの測温接点Pと管材211との相対的な位置決めを行ったうえで、燃焼機能部21での燃料ガスの燃焼により生じた排ガスを管材211外へ排出することができる。 In addition, in the calorimeter 20 of this embodiment, an exhaust hole 211a is formed between the adapter 212d in the pipe material 211 and the first stopper member 215. This allows the exhaust gas generated by the combustion of the fuel gas in the combustion function section 21 to be discharged outside the pipe material 211 after the relative positioning of the temperature measurement junction P of the thermocouple wire 212a and the pipe material 211 is performed.

また、本実施形態の熱量計20では、板材である第1のストッパー部材215の中心部に、シース212bが挿通される孔215bが形成され、第1のストッパー部材215の中心部の周囲の全域に、複数の通気孔215aが密に形成されている。これにより、第1のストッパー部材215を多孔質体にする場合に比して、燃料ガスの流体抵抗を抑えることができる。 In addition, in the calorimeter 20 of this embodiment, a hole 215b through which the sheath 212b is inserted is formed in the center of the first stopper member 215, which is a plate material, and multiple air holes 215a are densely formed around the entire area around the center of the first stopper member 215. This makes it possible to reduce the flow resistance of the fuel gas compared to when the first stopper member 215 is made of a porous material.

また、本実施形態の熱量計20では、顆粒状の触媒214の粒径が、100μm以上1000μm以下である。即ち、本実施形態の触媒214は、粉末状の触媒に比して、粒径が格段に大きい。従って、触媒214を触媒室211bに密に充填した場合でも、粉末状の触媒を用いる場合に比して、燃料ガスの流体抵抗を抑えることができる。 In addition, in the calorimeter 20 of this embodiment, the particle size of the granular catalyst 214 is 100 μm or more and 1000 μm or less. That is, the particle size of the catalyst 214 of this embodiment is significantly larger than that of a powdered catalyst. Therefore, even if the catalyst 214 is densely packed in the catalyst chamber 211b, the flow resistance of the fuel gas can be reduced compared to when a powdered catalyst is used.

また、本実施形態の熱量計20では、第1のストッパー部材215と第2のストッパー部材216とが、顆粒状の触媒214を挟み込むように管材211の内側に設けられている。これにより、顆粒状の触媒214が、燃料ガスの下流側のみならず上流側にも飛散しない。 In addition, in the calorimeter 20 of this embodiment, the first stopper member 215 and the second stopper member 216 are provided inside the pipe material 211 so as to sandwich the granular catalyst 214. This prevents the granular catalyst 214 from scattering not only downstream but also upstream of the fuel gas.

また、本実施形態の熱量計20では、管材211とシース熱電対212とは縦向きに配されている。このため、顆粒状の触媒214を管材211内に充填する作業を、管材211の上端から管材211内に流し込むという簡易な作業で実施できる。 In addition, in the calorimeter 20 of this embodiment, the tube 211 and the sheathed thermocouple 212 are arranged vertically. Therefore, the work of filling the tube 211 with the granular catalyst 214 can be performed by the simple work of pouring it into the tube 211 from the upper end of the tube 211.

図8は、本発明の他の実施形態に係る熱量計の燃焼機能部321を拡大して示す断面図である。この図に示すように、本実施形態の燃焼機能部321は、上述の実施形態の燃焼機能部21の第1のストッパー部材215及び第2のストッパー部材216に代えて、第1のストッパー部材315及び第2のストッパー部材316を備える。 Figure 8 is an enlarged cross-sectional view of the combustion function unit 321 of a calorimeter according to another embodiment of the present invention. As shown in this figure, the combustion function unit 321 of this embodiment includes a first stopper member 315 and a second stopper member 316 instead of the first stopper member 215 and the second stopper member 216 of the combustion function unit 21 of the above-mentioned embodiment.

第1のストッパー部材315及び第2のストッパー部材316は、金属多孔質体である。この金属多孔質体は、多数の連続性気孔を内部に有する構造体であり、本実施形態では例えばステンレスから形成されている。第1のストッパー部材315及び第2のストッパー部材316の気孔径は、触媒214の粒径よりも小さいことが望ましい。 The first stopper member 315 and the second stopper member 316 are porous metal bodies. This porous metal body is a structure having many continuous pores inside, and in this embodiment is made of, for example, stainless steel. It is desirable that the pore diameter of the first stopper member 315 and the second stopper member 316 is smaller than the particle diameter of the catalyst 214.

以上、上記実施形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、変更を加えてもよいし、適宜公知や周知の技術を組み合わせてもよい。 The present invention has been described above based on the above embodiment, but the present invention is not limited to the above embodiment, and modifications may be made without departing from the spirit of the present invention, and publicly known or well-known technologies may be appropriately combined.

例えば、上記実施形態では、管材211を縦向きとしたが、管材211を横向きにしてもよい。また、上記実施形態では、シース熱電対212を管材211の下流端から管材211内に挿入したが、熱電対素線212aを管材211の上流端や中間部から管材211内に挿入してもよい。 For example, in the above embodiment, the pipe material 211 is oriented vertically, but the pipe material 211 may be oriented horizontally. Also, in the above embodiment, the sheathed thermocouple 212 is inserted into the pipe material 211 from the downstream end of the pipe material 211, but the thermocouple wire 212a may be inserted into the pipe material 211 from the upstream end or the middle part of the pipe material 211.

また、上記実施形態では、測温体として熱電対を用いたが、測温抵抗体等の他の測温体を用いてもよい。 In addition, in the above embodiment, a thermocouple is used as the temperature sensor, but other temperature sensors such as a resistance temperature sensor may also be used.

20 熱量計
211 管材
211a 排気孔
212 シース熱電対(測温体)
212b シース(被覆材)
212d アダプター(固定部)
213 ヒーター(加熱部)
214 触媒
215 第1のストッパー部材
215a 通気孔
215b 孔
216 第2のストッパー部材
315 第1のストッパー部材
316 第2のストッパー部材
P 測温接点
20 Calorimeter 211 Pipe material 211a Exhaust hole 212 Sheathed thermocouple (temperature measuring element)
212b sheath (covering material)
212d Adapter (fixed part)
213 Heater (heating unit)
214 Catalyst 215 First stopper member 215a Vent 215b Hole 216 Second stopper member 315 First stopper member 316 Second stopper member P Temperature measuring contact point

Claims (4)

測定対象の燃料ガスが流入する管材と、
前記管材に挿入され測温接点を備える測温体と、
前記管材の内側における前記測温接点よりも下流側に設けられ、前記燃料ガスが通過する第1のストッパー部材と、
前記第1のストッパー部材により堰き止められ、前記測温接点を覆うように前記管材の内側に充填された顆粒状の触媒と、
前記触媒を加熱する加熱部と
前記管材に固定された固定部と
を備え
前記測温体は、前記固定部に固定され、前記固定部から前記管材の内側に挿入され前記第1のストッパー部材を貫通し、
前記第1のストッパー部材は、前記測温体の被覆材に固定され、
前記第1のストッパー部材は、板材であり、前記板材の中心部に前記被覆材が挿通される孔が形成され、前記板材における前記中心部の周囲の全域に直径が前記触媒の粒径よりも小さい複数の通気孔が形成されている熱量計。
A pipe material into which the fuel gas to be measured flows;
A temperature sensor having a temperature measuring junction inserted into the pipe material;
a first stopper member provided inside the pipe material downstream of the temperature measuring junction, through which the fuel gas passes;
a granular catalyst filled inside the pipe material so as to be blocked by the first stopper member and cover the temperature measuring junction;
A heating unit that heats the catalyst ;
A fixing portion fixed to the pipe material;
Equipped with
The temperature sensor is fixed to the fixing portion, and is inserted from the fixing portion into the inside of the pipe material and penetrates the first stopper member.
The first stopper member is fixed to a coating material of the temperature measuring element,
The first stopper member is a plate material, a hole through which the coating material is inserted is formed in the center of the plate material, and a plurality of air holes having a diameter smaller than the particle size of the catalyst are formed around the entire area around the center of the plate material .
前記触媒の粒径は、100μm以上1000μm以下である請求項1に記載の熱量計。 2. The calorimeter according to claim 1 , wherein the particle size of the catalyst is 100 μm or more and 1000 μm or less. 前記第1のストッパー部材と共に前記触媒を挟み込むように前記管材の内側に設けられ、前記燃料ガスが通過する第2のストッパー部材を備える請求項1又は2に記載の熱量計。 3. The calorimeter according to claim 1, further comprising a second stopper member provided inside the tube so as to sandwich the catalyst together with the first stopper member, and through which the fuel gas passes. 前記管材は縦向きに配されている請求項1からまでの何れか1項に記載の熱量計。 4. A calorimeter as claimed in any one of claims 1 to 3 , wherein the tubes are arranged vertically.
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