JPH0226059Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、圧縮空気作動型の制御機器を駆動す
る圧縮空気の露点状態を監視する装置に関するも
のである。

火力、原子力発電所等のプラントにおいては圧
縮空気の運動エネルギーにより作動される多数の
制御機器を使用しているが、これらの機器は、運
転時に圧縮空気が凝結し、水滴を生じると運転不
能、あるいは性能低下をきたし、甚しい場合には
プラント事故を起したり、プラント機器に損傷を
生じてしまうことにもなりかねない。

このため、これらの機器を作動する圧縮空気
は、常に水滴を生じない状態で使用することが必
要とされており、一般には空気圧縮機に除湿装置
を付加して水滴の発生を防止している。

しかしながら、このような方法による圧縮空気
の水滴発生の防止手段は、除湿装置が事故により
故障したり、その機能が低下した場合には効果が
なく、又冬季などにおいて環境温度が極端に低下
した場合には圧縮空気配管内に水分が凝結してし
まう等の問題点があつた。

そのため、このような機器についてはその運転
状態を監視するだけでなく、圧縮空気の露点状態
をも常時監視して、水分の凝結を未然に防止する
ことが不可欠とされている。

ところで、空気中に含まれている水蒸気が凝結
するか否かを知る方法として、露点温度と乾球温
度を同時に検出して、該露点温度と乾球温度とを
比較して判断するものはすでに公知である。しか
しながら、このような方法は加圧下にある圧縮空
気については適用できないため、前述した機器の
作動エネルギーとなる圧縮空気の露点を知る方法
として直ちに適用できない。

このため、従来における圧縮空気の露点の監視
方法としては圧縮空気を一旦大気圧に戻してから
乾球温度と露点温度とを測り、加圧下における値
に換算して、その露点を間接的に検知していたの
である。

しかし、このような従来の方法では、圧縮空気
の露点を正しく検知することができず、推測に頼
ることが多いため時として、圧縮空気に水滴を生
じさせ機器の運転を停止させたり、損傷を与えた
りすることがあつた。

本考案は、このような事情に鑑みてなされたも
のであり、加圧下に於ける空気の露点を直接検知
できるようになされた酸化薄膜式露点センサを利
用して構成された露点検出器（この明細書では、
「酸化薄膜式露点検出器」という）に、記録表示
装置、警報手段を組み合わせて圧縮空気の状態を
常時監視し、露点に近づいた時直ちに警報を発す
るようにした圧縮空気の監視装置を提供するもの
である。

以下、添付図面と共に本考案の一実施例につい
て詳細に説明する。

第１図は、本考案の構成の概略を示すブロツク
線図であり、この図に於て、１は測定すべき圧縮
空気の一部をサンプル採取するエアー取入口、２
は開閉動作する元弁、３は酸化薄膜式露点検出器
であり、測定筒３０に配備された露点検出センサ
３１と、測温センサ３２、これら２つのセンサ３
１，３２によつて検知された圧縮空気の露点と温
度をそれぞれ電気信号に変換する露点変換器３
３、温度変換器３４とを含んで構成されている。

７は酸化薄膜式露点検出器３の測定筒３０内に
取り込まれた圧縮空気の圧力変動を抑止する緩衝
タンクであり、８は採取した圧縮空気の放出流量
を調節する絞り弁であり、さらに９は空気放出口
１０を通じて大気に放出される圧縮空気の流量を
検知する流量計である。

警報手段４は、検出器３内の露点変換器３３
と、温度変換器３４との出力レベルを比較判断す
る演算回路部４１とを備えており、この演算回路
部４１はその判断結果が測定空気温度と露点温度
の差が所定の設定値内に接近した時点で、次段の
警報機器４２に作動信号を送出し、この警報機器
４２を作動させるようになつている。この警報機
器４２は、ブザー、サイレン、ハザードランプ等
の公知の警報装置を用いて構成されており、通常
の機器の警報装置としてよく知られているような
方法に従つて作動するようになつている。記録表
示装置５は、検知器３の露点変換器３３、温度変
換器３４より出力される電気信号を続み取つて、
これを記録表示できるようになつており実施例で
は、従来公知の２ペンレコーダを使用している。
この記録表示装置５は、検出器３の出力信号を忠
実に表示できるものであれば、マイクロコンピユ
ータとCRTを用いて、視覚表示できるようにし
たものでもよいことはいうまでもない。

酸化薄膜式露点検出器３の露点検出センサ３１
の原理的構成は、第２図に示すようなもので、純
粋なアルミニウム基板３１ａの表面に、細孔３ｂ
を穿ち、その上に導電膜３１ｃを形成して成る極
めて薄い（厚さにして約10μ程度）の酸化アルミ
ニウム層３１ｄを形成して構成される。このセン
サ３１は、酸化アルミニウム層３１ｄの吸湿性を
利用しており、そのアルミニウム膜３１ｄに浸入
するガスの水蒸気圧により、その静電容量が変る
コンデンサーのような働きをして直ちに空気の露
点を検知するものであるが、その詳細については
すでに公知であるので割愛する。

次に、添付図面に示された実施例について本考
案装置の動作要領を説明すると、測定しようとす
る圧縮空気は、元弁２を開くことによつて、その
一部を取入口１より採取された測定筒３０内へ導
びかれる。測定筒３０内では２つのセンサ３１，
３２にそれぞれ圧縮空気自体の温度と、その露点
温度が検知され、各々の変換器３３，３４により
それぞれ電気信号に変換される。かくして電気信
号に変換された圧縮空気の温度と、その露点温度
は共に記録表示装置５により続み取られ、次々に
２ペンレコーダの記録紙に記入されていくが、こ
れと同時に変換器３３，３４からの出力信号は演
算回路部４１でその信号レベルが比較判断され圧
縮空気の測定温度とその露点温度の差が所定設定
値内に接近した時、演算回路部４１は、警報信号
を出力する。警報機器４２がこの警報信号を受け
ると、直ちに作動され、圧縮空気が露点温度に接
近したことを知らせるのである。

尚、前記演算回路部４１からの作動信号の送出
条件すなわち測定空気温度と露点温度の差の設定
値は、例えば以下のようにして決定することがで
きる。

まず、一般に制御機器に供給する圧縮空気の露
点温度は、制御機器の周囲温度より少なくとも10
℃以上低くするものとされている。このため、上
記薄膜式露点検出器３による測定箇所と制御機器
間の経路に温度差がある場合は、この温度差の最
大推定値に前記10℃を加算し、更に露点検出セン
サ３１の検出誤差等の裕度を加算した値を設定値
とする。つまり、測温センサ３２により測定され
る最高空気温度が８℃、薄膜式露点検出器３から
制御機器に至るまでの間における最低空気温度が
−５℃と推定した場合は、前記温度差の最大推定
値は８−（−５）＝13℃となり、前記裕度を５℃と
した設定値S1が13＋10＋５＝28℃と決定される。
すなわち、露点検出センサ３１により検出される
露点温度と測温センサ３２により測定される空気
温度の差が28℃以内になると警報が発せられる。
最高空気温度が35.5℃、最低空気温度が25℃と推
定した場合は、前記温度差の最大推定値は35.5−
25＝10.5℃となり、前記裕度を５℃とした設定値
S2は10.5＋10＋５＝25.5℃と決定される。すなわ
ち、露点温度と空気温度の差が25.5℃以内になる
と警報が発せられる。

また、空気圧縮機に付加した除湿装置の性能に
よつて上記設定値を決定してもよい。例えば前記
除湿装置に温度が40℃で７Kg／cm²に加圧された空
気が送り込まれ、且つこの除湿装置の出口におけ
るこの装置の保証露点温度が前記加圧状態で−
8.5℃である場合、除湿装置が正常に機能してい
れば、空気温度と露点温度の差は40−（−8.5）＝
48.5℃となる。したがつて、除湿装置が機能しな
くなつた場合の露点温度の上昇を10℃とし、48.5
−10＝38.5℃を上記設定値とすれば、単に露点温
度と空気温度の差が接近したことのみならず、除
湿温度の機能低下も逸早く検出できる。

上記のように設定値の決定基準は種々のものが
考えられるが、それぞれの決定基準により算出さ
れるものの内、最も大きな数値を実際の設定値と
すれば、水蒸気の凝結をより確実に防止すること
ができる。

本考案は、以上のような構成だから、加圧下に
おける圧縮空気の温度および露点温度を直接取り
出して記録表示できると共に、圧縮空気の温度が
露点温度に接近すれば直ちに警報機器を作動して
警報信号を発することができるので、圧縮空気配
管内での水蒸気の凝結が未然に防止できる。

従つて、近年の大型プラント等における圧縮空
気作動機器の運転監視装置としてきわめて実用的
価値の高いものである。

また、本考案は前述した実施例以外にも種々の
変更態様をもつて実施可能なことはいうまでもな
く、原子力発電所の放射能危険区域での強制空気
清浄装置に附随して設けられたフイルタの吸湿に
よる機能障害の予防にも有効である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本考案装置の概略構成を示すブロツ
ク線図、第２図は酸化薄膜式露点検出器内に組み
込まれた露点検出センサーの構造を概略的に示す
図である。 符号の説明、３……酸化薄膜式露点検出器、４
……警報手段、５……記録表示装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 圧縮空気の一部を導入し、該空気の温度とその
   露点温度とを検知し、共に電気信号に変換する酸
   化薄膜式露点検出器と、該検出器の上記２つの出
   力信号をデータ信号として読み取り、これを記録
   表示する記録表示装置と、上記検出器の上記２つ
   の出力信号レベルを比較判断し、露点温度と空気
   温度の差が所定の設定値内に接近したとき作動す
   る警報手段とを備えた露点温度監視装置。