JPH02257068A - 熱線風速計ならびにそれを用いたガス成分および流速の測定方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、熱線風速計ならびにそれを用いたガス成分
および流速の測定方法に関し、特に風速、風温の測定と
ガス分析とを同時に行なうことが可能な熱線風速計およ
びその測定方法に関するものである。

［従来の技術］ ボイラー、熱処理炉、焼却炉等においては、燃焼管理、
排ガス管理等を行なうために、炉内、煙道内等において
風速、風温の測定とガス分析が行なわれている。第３図
は、このような風速、風温の測定とガス分析が行なわれ
る対象となる装置の一例として、ボイラーの装置構成を
示す概略ブロツク図である。

第３図を参照して、ボイラー３０の内部で重油等の燃料
が燃焼させられることによって発生した燃焼ガスは、矢
印で示される方向に流れる。この燃焼ガスは、まず、脱
硝装置４０によってその燃焼ガスに含まれるＮＯアが除
去される。その後、この燃焼ガスは脱硫装置５０を通過
することによって、その燃焼ガスに含まれる硫黄が除去
される。

さらに、この燃焼ガスは、集塵装置６０を経てその燃焼
ガスに含まれる煤塵等が除去された後、煙道７０に至る
。その後、この燃焼ガスは煙突８０によって大気中に流
れ出る。

上記のように所定の処理が行なわれた燃焼ガスが大気中
に流れ出るまでに、すなわち、煙道７０内において、そ
の燃焼ガスの流速、風温の測定と成分の分析が行なわれ
る。これは、ボイラー３０内において完全に燃焼が行な
われているかどうか、等の燃焼管理、排ガス管理を行な
うためである。

第３図に示すように、この測定は煙道７０内にプローブ
２ａ、２ｂ、２ｃが挿入されることによって行なわれる
。たとえば、風速測定のためのプローブ２ａが煙道７０
のＡという位置から挿入され、ガス分析のためのプロー
ブ２ｂが煙道７０のＢの位置から挿入されることによっ
て、さらに、風温測定のためのプローブ２Ｃが煙道７０
のＣの位置から挿入されることによって、煙道内におけ
る風速、風温の測定と燃焼ガスの成分分析が行なわれる
。このように、従来の風速測定とガス分析は、それぞれ
別々のプローブが煙道内の異なる位置に設けられること
によって行なわれている。これは、風速測定のための装
置とガス分析のための装置とが別々に構成されているた
めである。あるいは、風速測定のためのプローブ２ａと
ガス分析のためのプローブ２ｂと風温測定のためのプロ
ーブ２Ｃとが、煙道７０の同一の位置、たとえば、Ａの
位置に交互に挿入されることによって、風速、風温の測
定とガス分析とが行なわれる場合もある。

［発明が解決しようとする課題］ 風速、風温の測定値とガス分析値とは、管理解析上、関
連があり、同一箇所で測定されることが望ましい。しか
しながら、従来の風速測定とガス分析は、異なる位置に
、風速測定のためのプローブとガス分析のためのプロー
ブとが挿入されることによって、それらの測定が行なわ
れている。そのため、両者の測定が不正確になるという
問題点があった。

また、従来の風速測定とガス分析において、同一箇所に
、風速、風温の測定のためのプローブとガス分析のため
のプローブとを交互に挿入する場合もある。しかし、こ
の方法によれば、両者の測定が行なわれる位置が同一に
なるが、測定値の経時的な変化に対しては、ずれが生じ
ることになり、測定が不正確になるという問題点があっ
た。さらに、同一位置に交互に挿入する場合においても
、挿入位置を常に同一位置に特定することは困難であり
、測定位置のずれによる不正確さも解消され得ないとい
う問題点があった。

さらに、異なる３箇所で風速、風温の測定とガス分析と
を行なう場合においても、あるいは同一箇所に交互にプ
ローブを挿入することによって三者の測定を行なう場合
においても、風速、風温の測定とガス分析の装置が別々
に構成されているため、その取扱いが不便であるという
問題点がありた。

そこで、この発明は、上記のような問題点を解消するた
めになされたもので、同一箇所において風速、風温の測
定とガス分析とを同時に行なうことが可能であり、かつ
、その取扱いが簡便化された熱線風速計ならびにガス成
分および流速、風温の測定方法を提供することを目的と
する。

［課題を解決するための手段］ この発明に従った熱線風速計は、測定すべき気流中に置
かれ、かつ気流が通過するための入口窓と出口窓とを有
する保護管内に、気流の温度を測定する測温センサと、
その気流の温度より高い温度に保たれた放熱センサとを
配置し、この測温センサと放熱センサとの温度差を一定
に保つように制御することによって、気流の流速、風温
を測定するようにされた熱線風速計である。この熱線風
速計において、以下のことを特徴とするものである。気
流の一部を吸入してガス分析するためのガス吸入管のガ
ス吸入口が、保護管内にあり、かつ、測温センサと放熱
センサとが位置する測定領域に配置されている。

この熱線風速計を用いたガス成分および流速、風温の測
定方法は、非測定時においては、ガス吸入口から所定の
ガスを測定領域に向けて噴出させることによって、測定
領域が正常に保たれる。流速、風温の測定時においては
、ガス吸入口から気流の一部を吸入することによって、
同時にガスの成分も分析される。

［作用コ この発明においては、ガス分析するためのガス吸入管の
ガス吸入口が、気流の流速を測定するための測温センサ
と放熱センサとが位置する測定領域に配置されている。

また、ガス吸入口は、気流か通過する保護管内に設けら
れている。そのため、ガス吸入口と、熱線風速計のセン
サとか、保護管内において、はぼ同一の位置に設けられ
ることになる。したがって、保護管内を通過する同一の
測定されるべき気流の流速が熱線風速計のセンサによっ
て測定されると同時に、保護管内に設けられたガス吸入
管のガス吸入口から同一の気流が吸入されることによっ
てガス成分の分析が行なわれる。

また、この発明においては、非測定時には、ガス分析す
るためのガス吸入管のガス吸入口から、所定のガスが測
定領域に向けて噴出させられる。

そのため、吸入管の内部および熱線風速計のセンサ部分
の周辺が清浄に保たれ得る。したがって、ガス吸入口や
センサ部分の汚染による測定精度の劣化が防止され得る
。

［実施例］ 第１図は、この発明に従った熱線風速計を用いた場合に
風速測定とガス分析とを行なうための概略的な装置構成
を示す図である。第２図は、第１図において示される装
置に使用される熱線風速計のプローブ部分を略図的に示
す概略断面図である。

以下、第１図および第２図を参照して、この発明の一実
施例について説明する。

第１図を参照して、煙道内には測定されるべき気体流１
中に熱線風速計のプローブ２が設けられている。このプ
ローブ２は、煙道を構成する煙道側壁１４および断熱壁
１５に挿入口を設けることによって煙道の内部に挿入さ
れている。また、プローブ２は、煙道の側壁に対してフ
ランジ］２および煙道側フランジ１３を介して固定され
ている。

プローブ２の煙道外の端部には端子箱９が設けられてい
る。熱線風速計のセンサ部分は、この端子箱９を介して
熱線風速計計器部２４に接続されている。燃焼ガスの成
分分析のためにプローブ２の内部に設けられるガス吸入
管は、プローブ側バルブ１９を介して接続管１８に接続
されている。この接続管１８は、三叉バルブ２０を介し
てガス吸入系統とガス送入系統とに分岐される。ガス吸
入系統においては、一定量のガスを吸入するために吸入
ポンプ２２と、それを駆動するためのモータ２３とが設
けられている。吸入されたガスは、分析装置側バルブ２
１を介して設けられたガス分析装置２５によって分析さ
れる。一方、ガス送入系統においては、圧力制御弁２７
およびバルブ２８を介して送入ガス管２６に接続された
ボンベ等のパージガス源２９が設けられている。

上記のように構成される装置に用いられる熱線風速計の
プローブ部分の構成について説明する。

第２図を参照して、放熱センサ３は、その内部に加熱用
抵抗線を設けた細管からなる。この抵抗線に加熱用電流
を流すことによって、放熱センサ３の温度が、測定され
る気体流１の温度より高く保たれている。測温センサ４
は気体流１の温度を測定するために設けられている。こ
の放熱センサ３と測温センサ４とは保護管６内に設けら
れたリード線８を介して端子箱９に接続されている。端
子箱９の内部においては、このリード線８が接続端子１
０の各々に接続されている。端子箱９から延びるリード
線１］は風速計計器部２４に接続されている。風速計計
器部２４に設けられる回路においては、気体流１の温度
より高い温度が一定の温度差でもって放熱センサ３に与
えられるように、電流が制御されている。この電流値を
風速信号に変換することによって風速値が風速計計器部
２４に指し示される。

また、このプローブ２の内部には、ガス採取管１６が、
放熱センサ３と測温センサ４とともに耐熱セメント５に
よって装着されている。保護管６に設けられた入口窓７
ａから入り、出口窓７ｂを出る気体流１の一部は、吸入
口１７から吸入される。この吸入されたガスは、ガス採
取管１６に接続された接続管１８を通してガス分析装置
２５に吸入される。この吸入されたガスが有圧の場合に
は、第１図に示すようにバルブ１９の開閉のみでガスを
採取することが可能である。しかしながら、ガスが有圧
でない場合には、吸入ポンプ２２を駆動させることによ
って一定量のガスが吸入される。

ガス分析装置２５は、Ｏ□、Ｃｏ、ＮＯｘ、Ｓ。

８等の分析対象ガスの種類によって所定の分析機器を構
成する。なお、分析装置側バルブ２１は分析されるガス
量に応じて調整するために用いられる。また、ガス吸入
時においては、三又バルブ２０はガス分析装置２５側に
開となるように設定される。

以上のように、プローブ２の内部には、風速測定のため
の放熱センサ３と測温センサ４と、ガス成分分析のため
のガス採取管１６とが設けられているので、測定対象と
して同一の気体流に対して、風速とガス成分とが同時に
測定され得る。そのため、互いに関連のある風速、風温
の値とガス成分値とが同時にデータ処理されることが可
能となる。

さらに、風速測定のためのセンサとガス分析のためのガ
ス採取管とが一体化されてプローブ内に設けられている
ので、その取扱いが容易になるとともに、風速測定とガ
ス分析とを同時に行なうことが可能な装置が構成され得
る。

また、第１図に示したように、三又バルブ２０をガス送
入系統側に開とすることによって、ガス採取管１６を用
いてパージガスを送り出すことができる。このパージガ
スはパージガス源２９に入れられ、圧縮空気、窒素等が
用いられる。吸入口１７から吹き出されるように送り込
まれるパージガスは、ガス採取管１６の内部および風速
計の放熱センサ３、測温センサ４の周辺部を清浄に保つ
役割をする。このパージガスの吹き出しか非測定時に行
なわれることにより、煙道内の煤塵等の汚染による測定
精度の劣化が防止され得る。

すなわち、三又バルブ２０を非測定時においてガス送入
系統側に開になるように切換えることにより、パージガ
ス源２９に入れられたガスは、バルブ２８を介して圧力
制御弁２７によって適当な圧力に調整される。このパー
ジガスは、三又バルブ２０および接続管１８を経てプロ
ーブ２に至る。

その後、パージガスは吸入口１７から噴出し、保護管６
の出口窓７ｂから気体流中に流出する。これによって、
ガス採取管１６への煤塵の侵入が防止される。また、保
護管６内への気体流の流入をある程度阻止することがで
き、煤塵等のセンサ部分への付着を可及的に防止するこ
とができる。また、吐出口の形状および方向を適当に変
えることにより、パージガスをセンサ部分の表面に吹付
け、センサ部分の表面に付着しようとする煤塵等を吹き
飛ばすことも可能である。さらに、パージガスの圧力を
高めて噴出させることにより、センサ部分の表面に付着
した煤塵をある程度除去することも可能である。

このようにして、測定時には風速、風温の測定とガス成
分の分析とが同一箇所で同時に行なうことができるとと
もに、非測定時においてはパージガスを常に噴出させる
ことにより、センサ部分の周辺とガス採取管の内部とを
清浄に保つことが可能になる。

なお、風速、風温とガス成分とを複数点において測定す
ることによって、それらの分布を調べる場合、プローブ
２に複数個の窓７ａ、７ｂと、それらに対応する複数個
のセンサおよび吸入口を設けてもよい。

［発明の効果コ 以上のように、この発明によれば、風速、風温とガス成
分とを同時に同一箇所で測定することが可能になるため
、関連するデータ処理、たとえば、風量、分析成分の各
流量、燃焼解析等も同時に実施することが可能になる。

また、風速測定のためのプローブとガス分析のためのプ
ローブとが一体化された構造を有するので、その取扱い
も非常に簡単になる。

さらに、非測定時に測定領域を清浄に保つことが可能に
なるので、測定精度が劣化せず、常に正確な測定を行な
うことが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従った熱線風速計を用いたガス成分
分析および流速測定の装置構成を示す概略構成図である
。 第２図は第１図に用いられる熱線風速計のプローブ部分
を略図的に示す概略断面図である。 第３図は従来のガス成分および流速の測定方法を説明す
るために燃焼装置の一例として、ボイラーの全体構成を
示すブロック図である。 図において、１は気体流、２はプローブ、３は放熱セン
サ、４は測温センサ、６は保護管、１６はガス採取管、
１７は吸入口、２６は送入ガス管、２９はパージガス源
である。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）測定すべき気流中に置かれ、かつ気流が通過する
   ための入口窓と出口窓とを有する保護管内に、気流の温
   度を測定する測温センサと、その気流の温度より高い温
   度に保たれた放熱センサとを配置し、この測温センサと
   放熱センサとの温度差を一定に保つように制御すること
   によって、気流の流速、風温を測定するようにされた熱
   線風速計において、 気流の一部を吸入してガス分析するためのガス吸入管の
   ガス吸入口を、前記保護管内であって、前記測温センサ
   と前記放熱センサとが位置する測定領域に配置したこと
   を特徴とする、熱線風速計。
2. （２）請求項１に記載の熱線風速計を用いたガス成分お
   よび流速、風温の測定方法であって、非測定時に、前記
   ガス吸入口から所定のガスを前記測定領域に向けて噴出
   させることによって、前記測定領域を清浄に保ち、 流速、風温の測定時に、前記ガス吸入口から気流の一部
   を吸入することによって、同時にガスの成分をも分析す
   る、ガス成分および流速の測定方法。