JPH0726683Y2

JPH0726683Y2 - 工業用ガス濃度測定装置

Info

Publication number: JPH0726683Y2
Application number: JP1989067291U
Authority: JP
Inventors: 喜八郎西尾; 朗永島; 弘村田
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 1989-06-12
Filing date: 1989-06-12
Publication date: 1995-06-14
Anticipated expiration: 2004-06-12
Also published as: JPH038745U

Description

【考案の詳細な説明】（産業上の利用分野）本考案は、工業炉、ボイラー、燃焼炉等の煙道中あるい
は、炉内に挿入して燃焼排ガス中のガス濃度を測定する
工業用ガス濃度測定装置に関するものである。

（従来の技術）例えば、製鋼作業のような個々の処理工程の制御、各燃
焼制御装置の制御は、処理ガス、燃焼ガスの正確な監
視、分析に依存している。このため、これら工業用ガス
内のO₂、NOx,CO,SOx等のガス濃度を検出、測定すること
が行われている。

第２図は、工業用ガス濃度測定装置の概略図である。

各種燃焼ガスの導入口1aから導入管１へと矢印Ａのよう
に燃焼ガスを導入、採取し、主流路３を通して燃焼ガス
排出管30へと矢印Ａのように送り、燃焼ガス排出口30a
より排出する。燃焼ガスの導入は、エアーエゼクター12
から矢印Ｃのようにエアーを吹き出して行う。燃焼ガス
導入管から導入されたガスの一部は、分流管４へと分流
され、酸素濃度検出器５を通って主流路３へと戻る。酸
素濃度検出器５は、分流管４に着脱自在に取り付けられ
た有底円筒型固体電解質からなり、この外側近傍に加熱
炉６が固定される。酸素濃度検出器５へのガス流入側の
分流管壁に校正ガス吹き出し管７が接続される。主流路
３にパージ管32を接続し、このパージ口11から矢印Ｂの
ようにエアを圧入し、主流路３内の塵（ダスト）を除去
する。また、主流路３に二つの掃除管13が接続され、こ
れに蓋14が取り付けられる。装置全体は取付具９により
炉壁８に取り付けられる。

（考案が解決しようとする課題）しかし、こうした装置では、ガス排出口30aが炉壁８間
に位置しており、炉壁部に塵15がガス排出口30aから飛
散、堆積する結果、ガス排出口30aがふさがり、ガス採
取が不可能となる。

また、燃焼ガス導入管１と主流路３との接続部、主流路
３と燃焼ガス排出管30との接続部分に、両者の管径の相
違から段差31が生じ、この段差に塵15が堆積する結果、
酸素濃度検出器５の応答性能を低下させたり、測定誤差
を生じさせ、ガスの流通を阻害していた。

更に、パージ口11からエアを圧入する際、圧縮ポンプか
らパージ口11への配管の圧損のため、主流路３内で圧力
が充分でなく、塵を充分に除去できなかった。

これらのことから、塵の堆積を抑制し、堆積した塵を効
果的に除去し、常に正確な酸素濃度検出と速い応答とを
確保し、サンプルラインの閉塞等の不都合を防止する必
要がある。

本考案の課題は、塵の堆積を抑制し、堆積した塵を効果
的に除去できるような工業用ガス濃度測定装置を提供す
ることである。

（課題を解決するための手段）本考案は、工業用ガス導入口を有する工業用ガス導入管
と；工業用ガス排出口を有する工業用ガス排出管と；工
業用ガス導入管から工業用ガス排出管へと連通して工業
用ガスを導く主流路と；工業用ガスに含まれる被測定ガ
スの濃度を検出する検出部と；主流路を流れる工業用ガ
スを分流して検出部へと導く分流路と；パージ口へと気
体を圧入し、この気体の圧力により主流路内の塵を除去
するための気体圧入手段とを有する工業用ガス濃度測定
装置において、工業用ガス排出管が炉壁を貫通してお
り、工業用ガス排出口が炉内の塵が堆積しない領域に位
置しており；工業用ガス導入管の内壁と前記主流路の内
壁との間、及びこの主流路の内壁と工業用ガス排出管の
内壁との間が実質的に段差なしに接続されており；気体
ポンプにより送られた気体を貯蔵し、気体封止手段の開
放により貯蔵した気体を前記パージ口へと圧入するため
の気体貯蔵手段を有しており；この気体貯蔵手段から主
流路に至る流通路が分岐しており、この分岐した各流通
路がそれぞれ各パージ口に連通しており、このうち一方
のパージ口が工業用ガス排出口の方に近く、他方のパー
ジ口が工業用ガス排出口の方に近く、かつ各パージ口に
おける気体圧力が0.5〜2kg/cm²・Ｇであることを特徴と
する、工業用ガス濃度測定装置に係るものである。

（実施例）第１図は工業用ガスの酸素濃度測定装置を示す概略図で
ある。第２図と同様の部材に同一符号を付し、その説明
は省略する。

本例においては、まず燃焼ガス導入管１と主流路３との
接続に際し、主流路３の先端側にテーパ部21を設けた点
に顕著な特徴がある。これにより、燃焼ガス導入管１が
テーパ部21を介して主流路３へと段差なく接続されるの
で、段差に塵が引っ掛り、堆積し、燃焼ガスの流通を妨
げるようになることはない。また、燃焼ガスを排出管10
と主流路３との接続部においても、やはりテーパ部21を
介して両者が段差なく接続されるので、同様に燃焼ガス
の流通を妨げない。

なお、第１図の例ではガス導入管１、ガス排出管10の内
径と、主流路３の径とが異なる例について述べたが、両
者の径を同一としても接続部の段差をなくすことができ
る。また、ガス導入管１、ガス排出管1aの方にテーパ部
を設けてもよい。

また、燃焼ガス排出管10を延長し、炉壁８を通過した位
置に燃焼ガス排出口10aを位置させていることも重要で
ある。即ち、これによりガス排出口10aが炉内のサンプ
ルガスに面し、炉壁８周辺で取付具９に堆積した塵15に
影響を受けず、燃焼ガスの流通が阻害されない。

更に、パージ用のエア流通路20の途中にパージタンク18
を設置したことが重要である。

即ち、従来はエア流通路20内での圧損のため、パージ口
11での圧力が低下し、充分に塵を除去できなかった。

これに対し、本例ではまずエア流通路20を通じてパージ
タンク18内にエアを圧入し、パージタンク18内の圧力を
高める。次いでノズル17を開いてパージ口11A,11Bへと
エアを送り込み、主流路３内の塵を除去する。この流通
路20はパージタンク18を出た後に分岐し、流通路20A,20
Bとなり、それぞれに圧力計16を設け、パージ口11A,11B
へと連結している。

本例によれば、一旦パージタンク18に蓄積されるので、
図示しないポンプからパージタンク18までの配管による
圧損は計算せずともよく、パージタンク18とパージ口11
A,11Bとの間の短い距離でのみ圧損が生ずる。このた
め、従来よりもはるかに大きな圧力をパージ口11A,11B
で確保でき（0.5〜2kg/cm²・Ｇ）。従って主流路３内の
塵を効率よく除去できる。

しかも、流通路20を分岐させ、二つのパージ口11A,11B
からエアを吹き出しているので、パージ口11Aからのエ
アにより主としてガス排出管10側を効率的に掃除でき、
パージ口11Bからのエアにより主としてガス導入管１側
を効率的に掃除できる。このように、系全体の効果的パ
ージが可能となる。

以上述べたことにより、本例の酸素濃度測定装置によれ
ば、ガスサンプリング系路での塵の堆積を抑制でき、ま
た堆積した塵も効果的にパージにより除去できる。従っ
て、ノーメンテナンスで測定もでき、正確な測定を確保
できる。

なお、エアーエゼクターの代わりに例えばガス排出通路
内に小形のフアンを設け、モータで回転させて排ガスを
吸引するようにしてもよい。また、ガス通路とガス排出
通路とは一体の筐体中にほぼ平行状態に設けられている
が、必ずしも一体の筐体中に設けなくても、別体で形成
して溶接等により一体に連結してもよい。燃焼ガス中の
分圧は、固体電解質５にて検出される。すなわち固体電
解質５の円筒管内には基準ガスとしての空気が自然対流
によって流入しているので、この空気中の酸素分圧と、
燃焼ガス中の酸素分圧とに関係した起電力が発生する。
この場合の関係式はネルンストの式として一般によく知
られたものである。ここで固体電解質５の温度は、熱電
対（図示せず）によって測定される。そして前記起電力
とこの温度とは別に設けられた演算器（図示せず）に入
力される。この演算器は前述のネルンストの式に従って
演算を行い、排ガス中の酸素分圧を求め、表示する。

点検、校正時にはゼロまたはスパンガスとしての校正ガ
スを、外部に設置した標準ガスボンベ（図示せず）から
校正ガス導管７を通して、固体電解質５の外面電極面上
に吹出して校正を行なう。

上述の実施例は種々変更できる。

例えば、工業用ガスの種類は種々であってよく、酸素ガ
ス以外のガス濃度測定にも応用できる。工業用ガスは燃
焼ガスに限られない。工業用ガス導入管、同排出管の寸
法、形状、個数等も変更できる。

工業用ガス導入管と主流路との間等を段差なしで接続す
るには、両者間に中継管を設けてもよい。

パージタンクを複数設けてもよく、パージ口を三個所以
上に設けてもよい。

（考案の効果）本考案の工業用ガス濃度測定装置によれば、塵の非堆積
領域に工業用ガス導入口と同排出口とが存在しているの
で、これらが堆積した塵が影響を受けず、工業用ガスの
流通が阻害されない。

また、工業用ガス導入管、同排出管の内壁と、主流路の
内壁とが実質的に段差なしに接続されているので、段差
に塵が引っ掛かり、堆積して工業用ガスの流通を妨げる
ことはない。

更に、気体封止手段の開放により、気体貯蔵手段から貯
蔵気体をパージ口へと圧入するので、気体ポンプからパ
ージ口へと直接気体を送り込むために必要な配管による
圧損が生じず、気体貯蔵手段をパージ口の近傍に設ける
ことができ、圧損を少なくしてパージ口へと大きな圧力
でエアを圧入することができる。

即ち、パージ口における気体圧力を0.5〜2kg/cm²・Ｇと
大きくすることができる。

更に、気体貯蔵手段から主流路に至る流通路が分岐して
おり、この分岐した各流通路がそれぞれ各パージ口に連
通しており、このうち一方のパージ口が工業用ガス排出
口に近い位置にあるので、このパージ口から吹き出す気
体によって主として工業用ガス排出口側を効率的に掃除
できる。また、他方のパージ口が工業用ガス導入口に近
い位置にあるので、このパージ口から吹き出す気体によ
って主として工業用ガス導入口側を効率的に掃除でき
る。

これらにより、工業用ガスサンプリングが系路での塵の
堆積を抑制でき、かつ堆積した塵を効果的にパージによ
り除去できる。従って、正確な測定を常時行うことがで
き、メンテナンスも減らし、又は無くすることもでき
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は燃焼ガスの酸素濃度測定装置を示す概略図、第２図は従来の酸素濃度測定装置を示す概略図である。１…燃焼ガス導入管 1a…燃焼ガス導入口３…主流路４…分流路５…酸素濃度検出器８…炉壁 10,30…燃焼ガス排出管 10a,30a…燃焼ガス排出口 11,11A,11B…パージ口 15…塵（ダスト） 17…ノズル（気体封止手段） 18…パージタンク 21…テーパ部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献特開昭60−263849（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−129093（ＪＰ，Ａ) 特開昭62−38342（ＪＰ，Ａ) 特開昭61−225277（ＪＰ，Ａ) 実開昭60−59947（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】工業用ガス導入口を有する工業用ガス導入
管と；工業用ガス排出口を有する工業用ガス排出管と；
前記工業用ガス導入管から前記工業用ガス排出管へと連
通して工業用ガスを導く主流路と；前記工業用ガスに含
まれる被測定ガスの濃度を検出する検出部と；前記主流
路を流れる工業用ガスを分流して前記検出部へと導く分
流路と；パージ口へと気体を圧入し、この気体の圧力に
より前記主流路内の塵を除去するための気体圧入手段と
を有する工業用ガス濃度測定装置において、前記工業用ガス排出管が炉壁を貫通しており、前記工業
用ガス排出口が炉内の塵が堆積しない領域に位置してお
り；前記工業用ガス導入管の内壁と前記主流路の内壁と
の間、及びこの主流路の内壁と前記工業用ガス排出管の
内壁との間が実質的に段差なしに接続されており；かつ
気体ポンプにより送られた気体を貯蔵し、気体封止手段
の開放により貯蔵した前記気体を前記パージ口へと圧入
するための気体貯蔵手段を有しており；この気体貯蔵手
段から前記主流路に至る流通路が分岐しており、この分
岐した各流通路がそれぞれ各パージ口に連通しており、
このうち一方のパージ口が工業用ガス排出口の方に近
く、他方のパージ口が工業用ガス導入口の方に近く、か
つ各パージ口における気体圧力が0.5〜2kg/cm²・Ｇであ
ることを特徴とする工業用ガス濃度測定装置。