JPH03277957A - プローブ発信器 - 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） 本発明は、燃焼炉、煙道中に挿入して燃焼排ガス中のガ
ス成分濃度を測定するプローブ発信器に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、焼却炉等の燃焼排ガス中のガス成分濃度、例えば
酸素濃度を検出するプローブ発信器としては、例えば第
３図にその一例を示すように、被測定ガス採取管５１の
先端を炉壁５２から煙道２２に挿入するとともに、被測
定ガス採取管５１の基部に被測定ガス通路５４を設け、
この被測定ガス通路５４に面して有底円筒状のジルコニ
ア電解質からなる酸素センサー５５とエゼクタ−５７と
を設置する構造のものが知られている。

測定時には、エゼクタ−ガス供給管５６を通してエゼク
タ−ガスを供給し、エゼクタ−５７から吹き出させ、こ
れにより被測定ガス採取管５１内から被測定ガス排出路
２４へと向って被測定ガスの対流を起させ、酸素センサ
ー５５へと順次新たな被測定ガスを供給する。

（発明が解決しようとする課題） しかし、被測定ガス通路５４、酸素センサー５５は耐熱
性を考慮して炉壁５２の外部に設けており、被測定ガス
の温度は対流の間に低下する。そして、エゼクタ−５７
から吹き出されるエゼクタ−ガスは低温であり、しかも
エゼクタ−５７から吹き出されるときの急激な膨張によ
り温度低下するため、エゼクタ−ガスの流れによって吸
引、排出される被測定ガスの温度が特にエゼクタ−５７
の周辺で大きく低下し、被測定ガス中の水分（Ｈ，Ｏ）
　、酸性分（Ｓｏ、　、Ｓｏ、等）の結露が生じ、被測
定ガス排出路２４等の壁面を腐食したり、被測定ガス中
のダスト等が水分と結合して管壁に粘着し、閉塞の原因
となったりすることがあった。

本発明の課題は、エゼクタ−ガスによる温度低下に起因
する結露、閉塞を防止できるようなプローブ発信器を提
供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、加熱炉内又は煙道内の被測定ガスを採取して
センサー部へと供給するための被測定ガス採取路と；プ
ローブ発信器内の被測定ガスを前記加熱炉内又は煙道内
へと排出するための被測定ガス排出路と；この被測定ガ
ス排出路内にエゼクタ−ガスを吹き出し、前記被測定ガ
ス採取路から前記被測定ガス排出路へと向って前記被測
定ガスを反転させるためのエゼクタ−と；このエゼクタ
−へと前記エゼクタ−ガスを供給するエゼクタ−ガス供
給管とを有するプローブ発信器において、前記加熱炉内
又は煙道内に露出する露出部が前記エゼクタ−ガス供給
管に設けられ、この露出部内を流れるエゼクタ−ガスが
前記加熱炉内又は煙道内の雰囲気との熱交換によって加
熱されるように構成したことを特徴とするプローブ発信
器に係るものである。

「加熱炉」は燃焼炉、焼成炉、焼却炉等を含む。

（実施例） 第１図は本発明の一実施例に係るプローブ発信器を示す
部分断面図である。

このプローブ発信器は、加熱炉の煙道の炉壁５２に設け
られたフランジ部５２ａへと取付部１８を介して取り付
けられる。取付部１８に端子箱１０が固定され、端子箱
１０に着脱自在に端子カバー１４が取り付けられ、端子
箱１０の内部に、ガス濃度、例えば酸素濃度検出用のセ
ンサー部８と、端子台９と校正ガス供給管１２とが収容
される。

なお、図面中、１１は校正ガス入口である。

センサー部８の基部側の端部には、酸素濃淡電池セル、
酸素ポンプセル、ヒーター等へ電源を接続するための電
極を設けている。これらの電極はリード線と接続して、
これらのリード線を端子台９に接続している。センサー
部８の前面には、多孔質セラミックスよりなるフィルタ
ー１３を設置し、被測定ガス中のダスト等の固形分を除
去している。

フィルター１３は被測定ガス採取用のガス採取管３の後
端の内側に設け、ガス採取管３の先端側を煙道２２内へ
と収容し、固定する。ガス採取管３の基部の外周は保温
材２によって覆う、ガス採取管３は二重構造とされてお
り、外周側には被測定ガス採取路１５が形成され、内側
には被測定ガス排出路４が形成される。

エゼクタ−ガス供給管１の一端にはエゼクタ−ガス供給
ロアが設けられる。このエゼクタ−ガス供給管１は、ま
ず１ａで示すように保温材２の中を通り、煙道２２へと
露出してガス採取管３の外周に螺旋状に巻き付けられた
形状の露出部１ｂへと至り、次いで直線状の露出部１ｃ
へと連なり、更に再び１ｄで示すように保温材２の中を
通って設けられ、ガス採取管３の内部に露出してエゼク
タ−６へと連なる。

エゼクタ−ガス供給ロアよりエゼクタ−ガスを供給する
と、このエゼクタ−ガスは、保温材２内の埋め込み部分
１ａ、露出部１ｂ、　ｌｃ、保温材２内の埋め込み部分
１ｄを順次通過し、エゼクタ−６の吹出口２０より吹き
出される。これにより、エゼクタ−６の周辺が負圧とな
って対流が起る結果、煙道２２内の被測定ガスが採取口
１６より採取され、被測定ガス採取路１５内を矢印Ａの
ように流れ、反転して被測定ガス排出口４内を矢印Ｂの
ように流れ、再び煙道２２へと排出される。

本実施例のプローブ発信器によれば、エゼクタ−ガス供
給ロアより供給されたエゼクタ−ガスは、螺旋状にガス
採取管３の外周面へと巻−き付けられた形状の露出部１
ｂ及び直線状の露出部１ｃを通過するとき、煙道２２内
の高温雰囲気との熱交換により加熱され、煙道内温度近
くまで温度上昇する。この状態で、加熱エゼクタ−ガス
は埋め込み部分１ｄを通過し、吹出口２０により吹き出
される。従って、高温のエゼクタ−ガスが被測定ガス排
出路４内へと吹き出されることとなり、吹出口２０付近
が高温にさらされるので、水分や酸性分の露点（例えば
最高でも約２００℃）以上の温度となり、被測定ガス中
の水分や酸性分の結露に起因する腐食や閉塞を効果的に
防止できる。この結果、内部温度の比較的低い煙道、加
熱炉や対流速度の小さい煙道でも、効果的に腐食や閉塞
を防止できる。

しかも、煙道的雰囲気との熱交換によりエゼクタ−ガス
を加熱するので、エゼクタ−ガスを加熱するための特別
のヒーターのごとき外部装置は一切必要とせず、従って
、装置が簡略で場所をとらず、コストも安く、なおかつ
煙道内の排ガスの熱エネルギーを有効に利用できるので
省エネルギーの点からも優れている。

しかも、露出部１ｂがガス採取管３の外周に螺旋状に形
成されているので、非常にコンパクトであり、占有面積
が小さく、取り扱い易く、なおかつ非常に露出部１ｂを
長くでき、露出部ｌｂ内を通過中のエゼクタ−ガスを充
分に加熱する余裕がある。

また、エゼクタ−ガスは、露出部１ｂ、　ｌｃで加熱さ
れた後、保温材２で覆われた埋め込み部分ｌｄ内を流れ
るので、熱輻射等によって熱が逃げず、従って、エゼク
タ−６から吹き出させるときまで温度低下を最小限に抑
えることができる。

また、ガス採取管３の基部を保温材２で覆っているので
、上記のエゼクタ−ガスだけでなく、ガス採取口１６よ
り採取された被測定ガスの温度低下を防止でき、被測定
ガスの温度を水分や酸性分の露点以上の温度に保つこと
が可能となる。

また、端子カバー１４、端子台９を取り外すと、容易に
センサー部８を取り出して交換することが可能である。

炉壁貫通孔２５内を図面において右方へと進めば進むほ
ど温度が低下するので、露出部１ｂ、　ｌｃは、セラ氏
で煙道内温度の８割以下に温度が低下する点よりも図面
において左側に設けることが好ましい。

第２図は本発明の他の実施例に係るプローブ発信器を示
す部分断面図である。第１図のプローブ発信器と同一機
能部材には同一符号を付し、その説明は省略する。

本実施例においては、プローブ発信器全体の構造は第１
図のものと同様であるが、エゼクタ−３６をプローブ発
信器の先端側に煙道２２内に面するように設けた点が異
なる。

即ち、エゼクタ−ガス供給管１の螺旋形状の露出部１ｂ
の末端に、プローブ発信器の先端側へと向う直線状の露
出部１ｅを設ける。この露出部１ｅの末端は、エゼクタ
−３６の空隙３０へと連通しており、空隙３０はガス排
出管壁を斜め方向に切り欠いてなるエゼクタ−ガス吹出
口３３を介して被測定ガス排出路４に連通している。従
って、エゼクタ−ガス供給ロアより供給されたエゼクタ
−ガスは、埋め込み部分１ａを通り、露出部１ｂ、　ｌ
ｅを流れる間に煙道的雰囲気との熱交換により加熱され
、空隙３０を通って吹出口３３より被測定ガス排出路４
内に、プローブ発信器の先端側へと向って吹き出される
。

これにより、吹出口３３よりも第２図において左側では
負圧となり、矢印Ａ、Ｂで示すような対流が生ずる。

本実施例のプローブ発信器によれば、エゼクタ−ガスを
高温に加熱できるだげてな（、吹出口３３を被測定ガス
排出路４の出口近傍に設けているので、被測定ガス排出
路４内におけるエゼクタ−ガスの流路は非常に短かく、
従ってエゼクタ−ガスにより被測定ガス中の水分や酸性
分の結露が起る余地が一層小さくなり、腐食や閉塞の防
止に一層効果的である。

上述の実施例は種々変更できる。

例えば、ガス採取管の外周面にエゼクタ−ガス供給管の
露出部を設ける場合、その形状は螺旋状等である必要は
なく自由に変更できる。また、エゼクタ−ガス供給管の
露出部はガス採取管の表面に設けるのが好ましいが、必
ずしもその必要はない。むろん、燃焼反応を行う加熱炉
の炉壁にプローブ発信器を取りつけても、上記と同様の
効果が得られる。

次いで、更に具体的な実験例について説明する。

石油精製用ボイラーにおいて、第１図、第２図、第３図
のプローブ発信器をそれぞれ用意し、エゼクタ−から吹
出されるエゼクタ−ガスの温度、被測定ガス排出路４か
ら煙道２２へと排出されるガスの温度、及び長時間運転
時の通路の閉塞状態を調べた。

エゼクタ−ガス供給管の材質はステンレス鋼なまし材と
し、内径は４ｓ＋ｍ、外径は６ｍｍとした。第１図、第
２図において、露出部１ｂでのピッチを２０−ｍとし、
全幅を２００　ｔａ−とした。

炉壁５２付近の雰囲気温度・・・５００°Ｃ 第１図 第２図 第３図 煙道へと排出され　　　２３６℃　　　３４０°Ｃるガ
スの温度（”Ｃ） ５ 上記の結果から、本発明により、エゼクタ−ガスの温度
、排ガスの温度を高く保ち、被測定ガス流路の閉塞を抑
制できることが解る。

（発明の効果） 本発明に係るプローブ発信器によれば、加熱炉内又は煙
道内に露出する露出部がエゼクタ−ガス供給管に設けら
れ、この露出部内を流れるエゼクタ−ガスが加熱炉内又
は煙道内の雰囲気との熱交換によって加熱されるので、
高温のエゼクタ−ガスが被測定ガス排出路内へと吹き出
されることとなり、吹出口付近が高温にさらされ、水分
や酸性分の露点以上の温度となり、被測定ガス中の水分
や酸性分の結露に起因する腐食や閉塞を効果的に防止で
きる。

しかも、加熱炉又は煙道内の雰囲気との熱交換によりエ
ゼクタ−ガスを加熱するので、エゼクタ−ガスを加熱す
るための特別のヒーターのごとき外部装置は一切必要と
せず、従って、装置が簡略で場所をとらず、コストも安
く、なおかつ加熱炉内又は煙道内の排ガスの熱エネルギ
ーを有効に利用できるので省エネルギーの点からも優れ
ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例に係るプローブ発信器を示す部
分断面図、 第２図は他の実施例に係るプローブ発信器を示す部分断
面図、 第３図は従来のプローブ発信器を示す概要図である。 １．５６・・・エゼクタ−ガス供給管 ｌａ、　ｌｄ・・・埋め込み部分 ｌｂ、　ｌｃ、　Ｉｅ−露出部 ３・・・ガス採取管 ４・・・被測定ガス排出路 ６　、３６．５７・・・エゼクタ− ７・・・エゼクタ−ガス供給口 ８・・・センサー部 １２・・・校正ガス供給管 １５・・・被測定ガス供給路 ２０、３３・・・エゼクタ−ガス吹出口２２・・・煙道 ３０・・・エゼクタ−内空隙 ５２・・・炉壁 Ａ、Ｂ・・・ガスの流れ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、加熱炉内又は煙道内の被測定ガスを採取してセンサ
   ー部へと供給するための被測定ガス採取路と； プローブ発信器内の被測定ガスを前記加熱 炉内又は煙道内へと排出するための被測定ガス排出路と
   ； この被測定ガス排出路内にエゼクターガス を吹き出し、前記被測定ガス採取路から前記被測定ガス
   排出路へと向って前記被測定ガスを反転させるためのエ
   ゼクターと； このエゼクターへと前記エゼクターガスを 供給するエゼクターガス供給管とを有するプローブ発信
   器において、 前記加熱炉内又は煙道内に露出する露出部 が前記エゼクターガス供給管に設けられ、この露出部内
   を流れるエゼクターガスが前記加熱炉内又は煙道内の雰
   囲気との熱交換によって加熱されるように構成したこと
   を特徴とするプローブ発信器。