JPH07117522B2

JPH07117522B2 - プローブ発信器

Info

Publication number: JPH07117522B2
Application number: JP2076712A
Authority: JP
Inventors: 基祐西脇; 諄宇佐美
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1995-12-18
Anticipated expiration: 2010-12-18
Also published as: JPH03277957A

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とエセグター57とを設置する構造の
ものが知られている。

測定時には、エゼクターガス供給管56を通してエゼクタ
ーガスを供給し、エゼクター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、エゼクター57から吹き
出されるエゼクターガスは低温であり、しかもエゼクタ
ー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、エゼクター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ー57の周辺で大き
く低下し、被測定ガス中の水分（H₂O）、酸性分（SO₂、
SO₃等）の結露が生じ、被測定がス排出路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、エゼクター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、エゼクターガ
ス供給管のうち一部が加熱炉内又は煙道内に露出してお
り、エゼクターガス供給管のうち加熱炉内又は煙道内に
露出している露出部内を流れるエゼクターガスが、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
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。

エゼクターガス供給管１の一端にはエゼクターガス供給
口７が設けられる。このエゼクターガス供給管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ー６へと
連なる。

エゼクターガス供給口７よりエゼクターガスを供給する
と、このエゼクターガスは、保温材２内の埋め込み部分
1a、露出部1b,1c、保温材２内の埋め込み部分1dを順次
通過し、エゼクター６の吹出口20より吹き出される。こ
れにより、エゼクター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、エゼクターガス供
給口７より供給されたエゼクターガスは、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1b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、加熱エゼクターガスは埋め込
み部分1dを通過し、吹出口20により吹き出される。従っ
て、高温のエゼクター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、煙道内雰囲気との熱交換によりエゼクターガス
を加熱するので、エゼクター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1b内を通過中のエゼクターガスを充分に加
熱する余裕がある。また、エゼクターガスは、露出部1
b,1cで加熱された後、保温材２で覆われた埋め込み部分
1d内を流れるので、熱輻射等によって熱が逃げず、従っ
て、エゼクター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、上記のエゼクターガスだけでなく、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,1cは、セッ氏で煙道内
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、エゼクター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、エゼクターガス供給管１の螺旋形状の露出部1b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、エゼクター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ーガス吹出口33を介して被
測定ガス排出路４に連通している。従って、エゼクター
ガス供給口７より供給されたエゼクターガスは、埋め込
み部分1aを通り、露出部1b,1eを流れる間に煙道内雰囲
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、エゼクターガスを
高温に加熱できるだげてなく、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ーガスの流路は非常に短かく、従
ってエゼクター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ーガス供給管の
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、エゼクターガス供給管の
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、エゼクターから吹
出されるエゼクターガスの温度、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。

エゼクターガス供給管の材質はステンレス鋼なまし材と
し、内径は4mm、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20mmとし、全幅を200mmと
した。

炉壁52付近の雰囲気温度…500℃ 上記の結果から、本発明により、エゼクターガスの温
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、エゼクターガス
供給管のうち一部を加熱炉内又は煙道内に露出させ、こ
の加熱炉内又は煙道内に露出している露出部内を流れる
エゼクターガスが、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ようにした。従って、高温のエ
ゼクター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
ゼクターガスを加熱するので、エゼクターガスを加熱す
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略図である。 1,56……エゼクターガス供給管 1a,1d……埋め込み部分 1b,1c,1e……露出部３……ガス採取管４……被測定ガス排出路 6,36,57……エゼクター７……エゼクターガス供給口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……エゼクターガス吹出口 22……煙道 30……エゼクター内空隙 52……炉壁 A,B……ガスの流れ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項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、前記エゼクターガス供給管のうち一部が前記加熱炉内又
は煙道内に露出しており、このエゼクターガス供給管の
うち前記加熱炉内又は煙道内に露出している露出部内を
流れる前記エゼクターガスが、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。