JPH09159585A - ガス濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 煙道を流れるガスのアッシュエロージョンに
よってプローブ１のガス採取口１ａやガス逃がし口１ｄ
の開口径が徐々に広がり測定ガスの流量が変化するの
で、一定の速度でのガス濃度の検出ができなくなる。 【解決手段】 湾曲板に貫通孔２１ａが穿設されたガス
採取口保護部２１と、この貫通孔２１ａの下方に配置さ
れたリング状のガス逃がし口保護部２２とを有するプロ
ーブ保護具２がプローブ１の先端部のガス採取口１ａに
取り付けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、焼却炉やボイラ等
の煙道内にプローブを配置して測定ガスを採取するガス
濃度測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】焼却炉やボイラ等では、煙道から排出さ
れるガスの酸素濃度等をガス濃度測定装置によって検出
することにより、排気ガスの測定を行ったり燃焼の制御
に利用する場合がある。このようなガス濃度測定装置の
従来の構成例を図４に示す。焼却炉やボイラ等の煙道の
炉壁４には、測定装置取付部５が設けられ、この測定装
置取付部５の開口部を通して煙道内にプローブ１が挿入
される。プローブ１は、ステンレス鋼製の管であり、先
端部の周面にガス採取口１ａとガス排出口１ｂとが向か
い合わせに開口されると共に、管状の内部がガイド板１
ｃによって仕切られガス採取口１ａ側とガス排出口１ｂ
側とに２分割されている。また、これらガス採取口１ａ
とガス排出口１ｂとの間のガイド板１ｃには、より小径
のガス逃がし口１ｄが開口されている。

【０００３】測定装置取付部５には、煙道内の中心に向
けてプローブ保護パイプ３が突設されている。プローブ
保護パイプ３は、プローブ１よりも十分に径の大きいス
テンレス鋼製の管であり、プローブ１のガス採取口１ａ
やガス排出口１ｂよりも大径の開口孔３ａ，３ｂが先端
部の周面に向かい合わせに開口されている。また、これ
らの開口孔３ａ，３ｂは、それぞれ煙道内を流れるガス
の上流側と下流側を向くように配置される。さらに、こ
のプローブ保護パイプ３の先端部における上流側を向く
開口孔３ａの周縁部には保護板３ｃが固着されている。
そして、プローブ１は、先端部側からこのプローブ保護
パイプ３内に挿入することにより煙道内に配置される。
この際、プローブ１のガス採取口１ａは、プローブ保護
パイプ３の上流側を向く開口孔３ａと重なり合う位置に
配置され、ガス排出口１ｂも下流側を向く開口孔３ａと
重なり合うことになる。

【０００４】従って、煙道内を流れるガスは、プローブ
保護パイプ３の開口孔３ａを通りガス採取口１ａからプ
ローブ１の管内に侵入する。そして、一部のガスは、測
定ガスとして管内をガイド板１ｃに沿ってプローブ１の
基部側に送られると共に、この基部側から戻って来た測
定ガスが管内の反対側をガイド板１ｃに沿って先端側に
送られ、ガス排出口１ｂからプローブ保護パイプ３の開
口孔３ｂを通り再び煙道内に排出される。また、プロー
ブ１の管内に侵入した残りのガスは、ガイド板１ｃのガ
ス逃がし口１ｄを通りガス排出口１ｂと開口孔３ｂから
直ちに排出される。

【０００５】上記プローブ１の基部側は、炉壁４の外側
でセンサ部６に接続されている。センサ部６は、プロー
ブ１の管内を通って送られて来た測定ガスの酸素濃度を
検出するためのジルコニアセンサを備え、検出結果を制
御装置等にセンサ出力として送り出すようになってい
る。さらに、このセンサ部６には、ジルコニアセンサの
センサ出力を校正するための校正ガスを導入する配管が
施されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】上記ガス濃度測定装置
は、プローブ１のガス採取口１ａの開口径とガス逃がし
口１ｄの開口径の大きさとに応じた流量の測定ガスを煙
道から採取しセンサ部６で酸素濃度を検出するようにな
っている。ところが、煙道を流れるガスにはアッシュ
（灰分）が多量に含まれるので、プローブ１がこのガス
の流れに長期間晒されると、アッシュが高速で衝突する
ことによるアッシュエロージョンによってステンレス鋼
に摩耗が生じ、ガス採取口１ａやガス逃がし口１ｄの開
口径が徐々に広がるようになる。そして、このようにし
てガス採取口１ａやガス逃がし口１ｄの開口径が広がる
と、測定ガスの流量が変化するために、センサ出力の応
答速度が変化してしまう。

【０００７】このため、従来のガス濃度測定装置では、
ガス採取口１ａやガス逃がし口１ｄの開口径が広くなり
過ぎる前に定期的にプローブ１を交換したり修復する必
要があり、高価なプローブ１の交換や修復のための保守
費用が嵩むという問題があった。

【０００８】また、プローブ保護パイプ３の開口孔３ａ
をガス採取口１ａの径とほぼ同じにすれば、この開口孔
３ａの周縁部がガス採取口１ａを保護して開口径の広が
りを防止することができる。しかし、この場合には、プ
ローブ１を取り付けたときに、これらの開口孔３ａとガ
ス採取口１ａとが正確に重なり合うようにしなければな
らず、各部品の加工精度を高める必要がある。しかも、
プローブ１に代えて長尺なプローブ保護パイプ３を定期
的に交換しなければならないので、保守費用が格別に安
くなるということもない。さらに、プローブ保護パイプ
３ではガス逃がし口１ｄまで保護することはできないの
で、このガス逃がし口１ｄの開口径が広がると、結局は
プローブ１自体も交換せざるを得なくなる。

【０００９】なお、上記問題は、図４に示したガス濃度
測定装置に限らず、アッシュエロージョンの激しい場所
にプローブ１を設置するガス濃度測定装置に共通するも
のである。

【００１０】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、プローブの先端にプローブ保護具を取り付け
ることにより、ガス採取口等の摩耗を防ぐことができる
ガス濃度測定装置を提供することを目的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、上記課
題を解決するために、煙道内に配置した管状のプロー
ブの先端部に開口したガス採取口から測定ガスを採取す
るガス濃度測定装置において、湾曲板に貫通孔が穿設さ
れたガス採取口保護部を有するプローブ保護具が、この
ガス採取口保護部をプローブの先端部の外周面に沿わせ
ると共に、貫通孔をガス採取口と重ね合わせた位置に取
り付けられたことを特徴とする。

【００１２】の手段によれば、プローブの先端部にプ
ローブ保護具が取り付けられるので、煙道内を流れるガ
スに含まれるアッシュは、このプローブ保護具のガス採
取口保護部に衝突するようになり、プローブにおけるガ
ス採取口の周縁部に直接当たることがなくなる。従っ
て、アッシュエロージョンによりプローブ保護具のガス
採取口保護部が摩耗して貫通孔の径が大きくなる前にこ
のプローブ保護具を新しいものに取り替えるようにすれ
ば、プローブのガス採取口が摩耗により大きくなる心配
がなくなり、高価なプローブを長期間使用することがで
きるようなる。

【００１３】また、前記のプローブ保護具を先端部
に取り付けたプローブが、先端部に開口孔を有するより
大きな管状のプローブ保護パイプ内に収納されて煙道内
に配置されたことを特徴とする。

【００１４】の手段によれば、プローブ保護パイプが
プローブのガス採取口付近以外の全体を覆い保護するの
で、このプローブの他の部分の摩耗を防ぎ寿命をさらに
延長することができる。この場合、プローブ保護パイプ
には、ガス採取口や貫通孔と重なり合う位置に、これら
よりも十分に径の大きい開口孔が開口される。また、プ
ローブをこのようなプローブ保護パイプで覆うようにす
れば、プローブの先端部に取り付けるプローブ保護具を
ねじ等を用いることなく確実かつ容易に係止させること
ができるようになる。

【００１５】さらに、前記のプローブが、先端部
の周面にガス採取口とガス排出口とを向かい合わせに開
口すると共に、管状の内部をガイド板で仕切ってガス採
取口側とガス排出口側とに２分割し、かつ、ガス採取口
とガス排出口との間のガイド板にガス逃がし口を開口し
たものであり、前記プローブ保護具に、このガイド板の
ガス逃がし口の周縁部を覆うガス逃がし口保護部が設け
れたことを特徴とする。

【００１６】プローブの管状の内部がガイド板によって
仕切られると共に、このガイド板にガス逃がし口が設け
られている場合には、このガス逃がし口はガス採取口よ
りも径が小さいので、アッシュエロージョンによって摩
耗し開口径が広がるおそれが生じる。しかし、の手段
によれば、ガス逃がし口の周縁部もガス逃がし口保護部
によって覆われるので、このガス逃がし口の開口径が広
がることも防止できるようなる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。

【００１８】図１乃至図３は本発明の一実施形態を示す
ものであって、図１はプローブ保護具をプローブの先端
部に取り付ける直前の状態を示す斜視図、図２はプロー
ブ保護具の分解斜視図、図３はプローブ保護具をプロー
ブの先端部に取り付けた状態の縦断面図である。なお、
図４に示した従来例と同様の機能を有する構成部材には
同じ番号を付記して説明を省略する。

【００１９】本実施形態のガス濃度測定装置は、図４に
示した従来例のプローブ１の先端部にプローブ保護具２
を取り付けたものである。プローブ１は、図１及び図３
に示すように、先端部の周面に、上流側を向くガス採取
口１ａと下流側を向くガス排出口１ｂとがほぼ同じ開口
径で向かい合わせに開口されている。また、このプロー
ブ１の管内のガイド板１ｃには、ガス採取口１ａとガス
排出口１ｂとの間に、これらガス採取口１ａやガス排出
口１ｂよりも小径のガス逃がし口１ｄが開口されてい
る。図３に示すように、プローブ保護具２は、このプロ
ーブ１のガス採取口１ａ付近に取り付けられ、その周囲
をプローブ保護パイプ３によって覆われるようになって
いる。プローブ保護パイプ３の先端部の周面には、プロ
ーブ１のガス採取口１ａやガス排出口１ｂと重なり合う
位置に、これらガス採取口１ａやガス排出口１ｂよりも
大径の開口孔３ａ，３ｂが開口されている。また、この
プローブ保護パイプ３の先端部の上流側を向く周面には
保護板３ｃが固着され、この保護板３ｃにも開口孔３ａ
が続けて開口されている。保護板３ｃは、開口孔３ａの
肉厚を厚くしてアッシュエロージョンによる開口径の広
がりを少なくさせるようにしたものである。

【００２０】プローブ保護具２は、図２に示すように、
それぞれステンレス鋼製のガス採取口保護部２１とガス
逃がし口保護部２２とスペーサ２３とによって構成され
ている。ガス採取口保護部２１は、プローブ１の先端部
の外周面に沿う半円筒形状の湾曲板に、プローブ１のガ
ス採取口１ａと同じ径の貫通孔２１ａを穿設したもので
あり、この湾曲板の内側の先端側にピン２１ｂが突設さ
れている。ガス逃がし口保護部２２は、プローブ１のガ
ス逃がし口１ｄと同じ内径を有し、かつガス採取口１ａ
よりも少し小さい外径を有するリングであり、円弧状板
２２ａの下端面に固着される。また、図１に示すよう
に、この円弧状板２２ａの上端部がガス採取口保護部２
１の貫通孔２１ａ内に嵌入され溶接等によって固着され
ることにより、ガス逃がし口保護部２２がガス採取口保
護部２１の下方に配置される。スペーサ２３は、環状の
一部を切り欠いた形状の金具であり、図１に示すよう
に、ガス採取口保護部２１の先端側の外周を覆うように
嵌まり込んで溶接等によって固着される。

【００２１】上記構成のプローブ保護具２は、図１に示
すように、プローブ１の先端部のガス採取口１ａを覆う
ように嵌め込んで取り付けられる。即ち、図３に示すよ
うに、ガス採取口保護部２１の湾曲板がプローブ１の先
端部の外周面に沿うと共に、ピン２１ｂがプローブ１の
先端面に当接する。すると、このガス採取口保護部２１
の貫通孔２１ａがプローブ１のガス採取口１ａ上に正確
に重なり合って位置するようになっている。また、ガス
逃がし口保護部２２は、このガス採取口１ａ内に挿入さ
れ、ガイド板１ｃ上に密着する。そして、このガス逃が
し口保護部２２の内径もガイド板１ｃのガス逃がし口１
ｄ上に正確に重なり合って位置するようになっている。
このようにしてプローブ保護具２を取り付けたプローブ
１は、プローブ保護パイプ３内に挿入される。すると、
スペーサ２３の外周面がこのプローブ保護パイプ３の内
周面にわずかな隙間で嵌合し、これによってプローブ保
護具２がガタなく確実にプローブ１に取り付けられる。

【００２２】上記プローブ保護具２をプローブ１に取り
付けると、ガス採取口１ａの周縁部をガス採取口保護部
２１が覆うと共に、ガス逃がし口１ｄの周縁部をガス逃
がし口保護部２２が覆うので、これらガス採取口１ａや
ガス逃がし口１ｄの周縁部にガスのアッシュが直接衝突
して摩耗させるようなことがなくなり、高価なプローブ
１を長期間使用することができるようになる。

【００２３】ただし、プローブ保護具２の貫通孔２１ａ
やガス逃がし口保護部２２の内径はアッシュエロージョ
ンによって徐々に開口径が広がるので、このプローブ保
護具２は、保守等の際に定期的に取り替える必要があ
る。しかしながら、安価で小さなプローブ保護具２を取
り替えるだけで、プローブ１やプローブ保護パイプ３は
そのまま繰り返し使用することができるので、保守費用
が高価になるようなこともなくなる。また、このプロー
ブ保護具２は、簡単に脱着できるので、取り替え作業が
面倒なものになる心配もない。

【００２４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のガス濃度測定装置によれば、プローブの先端部に取り
付けたプローブ保護具のガス採取口保護部やガス逃がし
口保護部がガス採取口やガス逃がし口を保護するので、
このプローブが煙道内を流れるガスのアッシュエロージ
ョンによって摩耗するのを防止することができる。従っ
て、保守等の際に定期的にこのプローブ保護具を取り替
えることにより、高価なプローブを損なうことなく長期
間使用することができる。また、プローブ保護具は、プ
ローブの先端部のみを覆うものなので、安価で小さい部
品を取り替えるだけでプローブの寿命を長期化すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示すものであって、プロ
ーブ保護具をプローブの先端部に取り付ける直前の状態
を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施形態を示すものであって、プロ
ーブ保護具の分解斜視図である。

【図３】本発明の一実施形態を示すものであって、プロ
ーブ保護具をプローブの先端部に取り付けた状態の縦断
面図である。

【図４】従来例を示すものであって、ガス濃度測定装置
の全体平面図である。

【符号の説明】

１ プローブ １ａ ガス採取口 １ｃ ガイド板 １ｄ ガス逃がし口 ２ プローブ保護具 ２１ ガス採取口保護部 ２１ａ 貫通孔 ２２ ガス逃がし口保護部 ３ プローブ保護パイプ ３ａ 開口孔

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 煙道内に配置した管状のプローブの先端
   部に開口したガス採取口から測定ガスを採取するガス濃
   度測定装置において、 湾曲板に貫通孔が穿設されたガス採取口保護部を有する
   プローブ保護具が、このガス採取口保護部をプローブの
   先端部の外周面に沿わせると共に、貫通孔をガス採取口
   と重ね合わせた位置に取り付けられたことを特徴とする
   ガス濃度測定装置。
2. 【請求項２】 前記プローブ保護具を先端部に取り付け
   たプローブが、先端部に開口孔を有するより大きな管状
   のプローブ保護パイプ内に収納されて煙道内に配置され
   たことを特徴とする請求項１に記載のガス濃度測定装
   置。
3. 【請求項３】 前記プローブが、先端部の周面にガス採
   取口とガス排出口とを向かい合わせに開口すると共に、
   管状の内部をガイド板で仕切ってガス採取口側とガス排
   出口側とに２分割し、かつ、ガス採取口とガス排出口と
   の間のガイド板にガス逃がし口を開口したものであり、 前記プローブ保護具に、このガイド板のガス逃がし口の
   周縁部を覆うガス逃がし口保護部が設けれたことを特徴
   とする請求項１又は請求項２に記載のガス濃度測定装
   置。