JPH1068660A - エンタルピー差の検出方法および検出装置 - Google Patents
エンタルピー差の検出方法および検出装置Info
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- JPH1068660A JPH1068660A JP9147599A JP14759997A JPH1068660A JP H1068660 A JPH1068660 A JP H1068660A JP 9147599 A JP9147599 A JP 9147599A JP 14759997 A JP14759997 A JP 14759997A JP H1068660 A JPH1068660 A JP H1068660A
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- cooling element
- water vapor
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
- G01N25/56—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating moisture content
Abstract
(57)【要約】
【課題】 水蒸気を含んだガス流を露点温度以下の温度
に冷却する際に発生するエンタルピー差の検出方法およ
び検出装置を提供すること。 【解決手段】 電気冷却素子（２）を有するガス冷却器
（１）を使用して、例えばガス流の水蒸気含有量（水分
測定）の検出に用いられ、ガス流入部（５）とガス流出
部（６）の領域には測定装置が設けられており、該測定
装置はガス流の状態量と通流特性量を検出し、評価装置
にさらに供給するためのものである形式の方法におい
て、前記冷却素子（２）の電力消費量を検出し、ガス流
入部（５）およびガス流出部（６）におけるガス流の状
態量および通流特性量と関連付ける。
に冷却する際に発生するエンタルピー差の検出方法およ
び検出装置を提供すること。 【解決手段】 電気冷却素子（２）を有するガス冷却器
（１）を使用して、例えばガス流の水蒸気含有量（水分
測定）の検出に用いられ、ガス流入部（５）とガス流出
部（６）の領域には測定装置が設けられており、該測定
装置はガス流の状態量と通流特性量を検出し、評価装置
にさらに供給するためのものである形式の方法におい
て、前記冷却素子（２）の電力消費量を検出し、ガス流
入部（５）およびガス流出部（６）におけるガス流の状
態量および通流特性量と関連付ける。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、水蒸気を含んだガ
ス流を露点温度以下の温度に冷却する際に発生するエン
タルピー差の検出方法、特に請求項１記載の水蒸気含有
量の検出方法、および請求項８記載のこの方法を実施す
るための装置に関する。
ス流を露点温度以下の温度に冷却する際に発生するエン
タルピー差の検出方法、特に請求項１記載の水蒸気含有
量の検出方法、および請求項８記載のこの方法を実施す
るための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】露点以下の温度に冷却する際に発生する
水蒸気を含むガス流のエンタルピー差を検出すること
は、基本的に物理的測定課題である。この測定により例
えば、それ自体公知の物理的関係によってガス流の水蒸
気含有量を検出することができる。この測定は例えばプ
ロセスガス技術およびイミッション測定技術において大
きな技術的意味を持つ。ここでは一連の構成成分の他
に、ガス状媒体、例えば排気ガス中の水蒸気含有量（湿
度）が検出される。
水蒸気を含むガス流のエンタルピー差を検出すること
は、基本的に物理的測定課題である。この測定により例
えば、それ自体公知の物理的関係によってガス流の水蒸
気含有量を検出することができる。この測定は例えばプ
ロセスガス技術およびイミッション測定技術において大
きな技術的意味を持つ。ここでは一連の構成成分の他
に、ガス状媒体、例えば排気ガス中の水蒸気含有量（湿
度）が検出される。
【０００３】それ以上の具体的適用分野は、本願の先行
出願であるＤＥ３２２４５０６Ｃ１に、乾燥機の排気空
気中の水蒸気濃度の検出が記載されている。これによれ
ば、測定ガス試料が電気冷却素子を有するガス冷却器に
導入され、この中で近似的にすべての水蒸気を凝縮す
る。電気冷却素子の能力はここでは次のように選定され
る。すなわち、測定ガス流をどのような条件の下でも露
点温度以下に冷却することができるように選定される。
これは、完全な凝縮を水分含有量とガス温度が高い場合
でも保証するためである。水分含有量の検出は、ガス冷
却器に既知の一定の容積流の測定ガスを供給することに
よって行う。ガス冷却器では測定ガス流が、前もって設
定した例えば＋５℃の温度において凝縮可能なすべての
ガスが凝縮するまで冷却される。ガス冷却器のガス流出
部にはガス通流計が取り付けられている。ガス通流計は
乾燥した測定ガス試料の通流を検出する。このようにし
て熱勘定によって水蒸気の元の含有量を算出することが
できる。
出願であるＤＥ３２２４５０６Ｃ１に、乾燥機の排気空
気中の水蒸気濃度の検出が記載されている。これによれ
ば、測定ガス試料が電気冷却素子を有するガス冷却器に
導入され、この中で近似的にすべての水蒸気を凝縮す
る。電気冷却素子の能力はここでは次のように選定され
る。すなわち、測定ガス流をどのような条件の下でも露
点温度以下に冷却することができるように選定される。
これは、完全な凝縮を水分含有量とガス温度が高い場合
でも保証するためである。水分含有量の検出は、ガス冷
却器に既知の一定の容積流の測定ガスを供給することに
よって行う。ガス冷却器では測定ガス流が、前もって設
定した例えば＋５℃の温度において凝縮可能なすべての
ガスが凝縮するまで冷却される。ガス冷却器のガス流出
部にはガス通流計が取り付けられている。ガス通流計は
乾燥した測定ガス試料の通流を検出する。このようにし
て熱勘定によって水蒸気の元の含有量を算出することが
できる。
【０００４】この測定の欠点は、技術コストが比較的高
いことである。確かに定置での適用、例えば前記のよう
なタバコ−空気流乾燥器のプロセス監視では甘受するこ
とができるが、例えば住宅の暖房装置の定期検査で必要
な携帯型排気ガス分析装置の場合のような一連の重要な
使用目的に対しては適さない。
いことである。確かに定置での適用、例えば前記のよう
なタバコ−空気流乾燥器のプロセス監視では甘受するこ
とができるが、例えば住宅の暖房装置の定期検査で必要
な携帯型排気ガス分析装置の場合のような一連の重要な
使用目的に対しては適さない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の測定をできるだけ簡単な手段によって確実に行うこと
ができる、冒頭に述べた形式の方法および装置を提供す
ることである。とりわけ携帯使用目的に鑑み、携帯型測
定ガス分析ユニットの構成部材として使用できるように
装置をできるだけ小型かつ軽量に構成すべきものであ
る。
の測定をできるだけ簡単な手段によって確実に行うこと
ができる、冒頭に述べた形式の方法および装置を提供す
ることである。とりわけ携帯使用目的に鑑み、携帯型測
定ガス分析ユニットの構成部材として使用できるように
装置をできるだけ小型かつ軽量に構成すべきものであ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題は、請求項１の
特徴部分に記載の方法によって解決される。本発明の方
法の有利な実施形態は請求項２から７に記載されてい
る。
特徴部分に記載の方法によって解決される。本発明の方
法の有利な実施形態は請求項２から７に記載されてい
る。
【０００７】この課題はまた、請求項８の特徴部分に記
載の方法によって解決される。本発明の装置の有利な実
施形態は請求項９から１３に記載されている。
載の方法によって解決される。本発明の装置の有利な実
施形態は請求項９から１３に記載されている。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明は、冷却素子の電力消費を
検出し、エンタルピー差ないし水蒸気含有量の計算に使
用することを基本思想とする。従って、ガス冷却体のガ
ス流入部とガス流出部における状態特性量と通流特性量
が電力消費と結合される。
検出し、エンタルピー差ないし水蒸気含有量の計算に使
用することを基本思想とする。従って、ガス冷却体のガ
ス流入部とガス流出部における状態特性量と通流特性量
が電力消費と結合される。
【０００９】本発明の方法は、個々の測定に適するだけ
でなく、例えば比較的長時間にわたる測定から恒久的監
視にまで適する。このためにガス流の状態特性量および
通流特性量および/ または冷却素子の電力消費が連続的
に検出され、評価される。
でなく、例えば比較的長時間にわたる測定から恒久的監
視にまで適する。このためにガス流の状態特性量および
通流特性量および/ または冷却素子の電力消費が連続的
に検出され、評価される。
【００１０】エンタルピー差ないし水蒸気含有量の時間
的変化（変動）を検出するために、２つの択一的手段が
とくに有利である。
的変化（変動）を検出するために、２つの択一的手段が
とくに有利である。
【００１１】第１の択一的手段によれば、露点温度がガ
ス流出部で一定に保持される。すなわち、ガス流の温度
以下の値に保持される。温度を一定に保持するために必
要な、冷却素子の消費電力が検出され、その時間的変化
（変動）がエンタルピー差ないし水蒸気含有量の時間的
変化と直接相関される。
ス流出部で一定に保持される。すなわち、ガス流の温度
以下の値に保持される。温度を一定に保持するために必
要な、冷却素子の消費電力が検出され、その時間的変化
（変動）がエンタルピー差ないし水蒸気含有量の時間的
変化と直接相関される。
【００１２】第２の択一的手段によれば、冷却素子の電
力消費が一定の保持される。エンタルピー差ないし水蒸
気含有量の変化は、この場合、ガス流出部における温度
の相応の変化を生じさせ、この温度変化を連続的に検出
する。もちろんいずれの場合でも、ガス流出部の温度は
ガス流の露点温度より低くなければならない。従って、
冷却素子の電力消費を介してガス流出部の温度を測定の
開始時に、極端な場合には、すなわち所与の測定領域の
上側境界部では、ガス流出部の温度が露点温度に対して
安全な間隔を有するまで低下させることが必要である。
力消費が一定の保持される。エンタルピー差ないし水蒸
気含有量の変化は、この場合、ガス流出部における温度
の相応の変化を生じさせ、この温度変化を連続的に検出
する。もちろんいずれの場合でも、ガス流出部の温度は
ガス流の露点温度より低くなければならない。従って、
冷却素子の電力消費を介してガス流出部の温度を測定の
開始時に、極端な場合には、すなわち所与の測定領域の
上側境界部では、ガス流出部の温度が露点温度に対して
安全な間隔を有するまで低下させることが必要である。
【００１３】較正（補正）のために、ガス冷却体には所
定の熱量が取り込まれる。この熱量は所定のエンタルピ
ー差ないし所定の水蒸気含有量に相応する。このことに
よりトリガされたガス冷却体の応答が検出され、評価さ
れる。このようにしてこの較正点に対してシステムファ
クタが検出される。このシステムファクタは、システム
に起因する特性、例えば熱移動、熱損失、冷却素子の効
率、老化作用等を考慮する。較正過程をそれぞれ異なる
所定の熱量に対して順次複数回繰り返すことにより、特
性曲線を得ることができる。必要な較正点の数は実質的
に特性曲線の種類に依存する。線形特性の場合には異な
る熱量による２回の測定で十分であるが、さらに較正測
定することによって精度を向上させることができる。極
端な場合には、１つの較正点で十分なこともある。
定の熱量が取り込まれる。この熱量は所定のエンタルピ
ー差ないし所定の水蒸気含有量に相応する。このことに
よりトリガされたガス冷却体の応答が検出され、評価さ
れる。このようにしてこの較正点に対してシステムファ
クタが検出される。このシステムファクタは、システム
に起因する特性、例えば熱移動、熱損失、冷却素子の効
率、老化作用等を考慮する。較正過程をそれぞれ異なる
所定の熱量に対して順次複数回繰り返すことにより、特
性曲線を得ることができる。必要な較正点の数は実質的
に特性曲線の種類に依存する。線形特性の場合には異な
る熱量による２回の測定で十分であるが、さらに較正測
定することによって精度を向上させることができる。極
端な場合には、１つの較正点で十分なこともある。
【００１４】熱量を取り込むために、状態特性量が正確
に既知のガス流、とりわけエンタルピー差ないし水蒸気
含有量が既知のガス流を用いることができ、このガス流
がガス冷却体に装入される。このようにして非常に正確
に較正過程を行うことができる。
に既知のガス流、とりわけエンタルピー差ないし水蒸気
含有量が既知のガス流を用いることができ、このガス流
がガス冷却体に装入される。このようにして非常に正確
に較正過程を行うことができる。
【００１５】本発明の方法のとくに有利な実施例では、
熱量がガス冷却体に組み込まれた加熱素子によって装入
される。これによりエンタルピー差ないし水蒸気含有量
のシミュレーションが、いずれの較正ガス流も必要とせ
ずに行われる。従って較正は内部で、基本的には長時間
測定中にも行うことができる。そのために測定を短時間
中断すれば良いだけである。
熱量がガス冷却体に組み込まれた加熱素子によって装入
される。これによりエンタルピー差ないし水蒸気含有量
のシミュレーションが、いずれの較正ガス流も必要とせ
ずに行われる。従って較正は内部で、基本的には長時間
測定中にも行うことができる。そのために測定を短時間
中断すれば良いだけである。
【００１６】これに適した装置は、それ自体公知の電気
冷却素子を有するガス冷却体を次のように構成して得ら
れる。すなわち、測定装置をガス流入部とガス流出部の
領域に、例えば温度、圧力、および容積流のようなガス
流の状態量と通流特性量を検出するために配置するので
ある。
冷却素子を有するガス冷却体を次のように構成して得ら
れる。すなわち、測定装置をガス流入部とガス流出部の
領域に、例えば温度、圧力、および容積流のようなガス
流の状態量と通流特性量を検出するために配置するので
ある。
【００１７】さらに、冷却素子の電力消費を検出するた
めの測定装置が、これが元から備えられていない場合に
は必要である。さらに評価装置を設けなければならず、
この評価装置で冷却素子の電力消費と、ガス流入部とガ
ス流出部におけるガス流の状態量および通流特性量とを
相互に関連付ける。評価装置として通常はマイクロプロ
セッサを用いる。
めの測定装置が、これが元から備えられていない場合に
は必要である。さらに評価装置を設けなければならず、
この評価装置で冷却素子の電力消費と、ガス流入部とガ
ス流出部におけるガス流の状態量および通流特性量とを
相互に関連付ける。評価装置として通常はマイクロプロ
セッサを用いる。
【００１８】この種のガス冷却器が復水分離器として測
定ガスを処理するような多くの適用分野がとくに有利で
ある。この場合、ガス冷却器が特別な付加的コストなし
で別の測定課題、すなわち測定ガス流のエンタルピー差
ないし水蒸気含有量の検出を行うことができる。有利に
は冷却素子としてペルティエ素子を使用する。ペルティ
エ素子は可動部材を必要とせず、従ってとくに保守の必
要がなく汚れに対して頑強である。このことは排気ガス
分析ではとくに重要である。なぜならそこに存在するカ
ーボン粒子およびちり粒子が汚れの原因となるからであ
る。さらに排気ガスには侵襲性の成分、例えば塩素やフ
ッ素が含まれており、これらに対して十分な保護を行わ
なければならない。最後に測定ガスは通常、高温であ
り、一部には１５００℃に達することもある。ここでは
本発明の装置は、他のコンセプトの装置に対して格段に
有利であり、簡単で頑強な構造によって極端な条件での
測定も可能である。
定ガスを処理するような多くの適用分野がとくに有利で
ある。この場合、ガス冷却器が特別な付加的コストなし
で別の測定課題、すなわち測定ガス流のエンタルピー差
ないし水蒸気含有量の検出を行うことができる。有利に
は冷却素子としてペルティエ素子を使用する。ペルティ
エ素子は可動部材を必要とせず、従ってとくに保守の必
要がなく汚れに対して頑強である。このことは排気ガス
分析ではとくに重要である。なぜならそこに存在するカ
ーボン粒子およびちり粒子が汚れの原因となるからであ
る。さらに排気ガスには侵襲性の成分、例えば塩素やフ
ッ素が含まれており、これらに対して十分な保護を行わ
なければならない。最後に測定ガスは通常、高温であ
り、一部には１５００℃に達することもある。ここでは
本発明の装置は、他のコンセプトの装置に対して格段に
有利であり、簡単で頑強な構造によって極端な条件での
測定も可能である。
【００１９】有利にはガス冷却に加熱素子が組み込まれ
る。これは簡単な較正過程を可能にするためである。こ
のためには例えば、小型の構成のためとくに簡単にガス
冷却器に組み込むことのできる熱カートリッジが適す
る。
る。これは簡単な較正過程を可能にするためである。こ
のためには例えば、小型の構成のためとくに簡単にガス
冷却器に組み込むことのできる熱カートリッジが適す
る。
【００２０】実際には加熱素子の加熱能力を複数の段階
で調整できるように構成する有利である。その際、各段
は正確に再現可能な加熱能力を表す。
で調整できるように構成する有利である。その際、各段
は正確に再現可能な加熱能力を表す。
【００２１】携帯型排気ガス分析ユニットの具体的な適
用例に対して、出力を１．０Ｗから１５Ｗの領域で５段
階に調整可能な熱カートリッジを使用するのが有利であ
ることが示された。これによりガス冷却器の露点温度を
約１０℃から８０℃の間でシミュレートすることができ
る。装置の自動調整が最小のコストで可能である。
用例に対して、出力を１．０Ｗから１５Ｗの領域で５段
階に調整可能な熱カートリッジを使用するのが有利であ
ることが示された。これによりガス冷却器の露点温度を
約１０℃から８０℃の間でシミュレートすることができ
る。装置の自動調整が最小のコストで可能である。
【００２２】本発明を以下詳細に図面を用いて説明す
る。
る。
【００２３】
【実施例】図１によれば、連続的に取り出される測定ガ
ス流がガス供給管５を介してガス冷却器１に供給され
る。ガス供給管５の領域では詳細には図示しない形式
で、測定ガス流の状態量および通流特性量、例えば温度
Ｔ１、圧力Ｐ１または容積流Ｖ１が検出され、詳細には
図示しない評価ユニットに供給される。
ス流がガス供給管５を介してガス冷却器１に供給され
る。ガス供給管５の領域では詳細には図示しない形式
で、測定ガス流の状態量および通流特性量、例えば温度
Ｔ１、圧力Ｐ１または容積流Ｖ１が検出され、詳細には
図示しない評価ユニットに供給される。
【００２４】測定ガス流はガス冷却器１を通って案内さ
れ、冷却される。このためにガス冷却器１にはペルティ
エ素子２０が設けられている。このペルティエ素子は同
様に評価ユニットと接続されており、その電力消費が同
じように検出され、評価される。
れ、冷却される。このためにガス冷却器１にはペルティ
エ素子２０が設けられている。このペルティエ素子は同
様に評価ユニットと接続されており、その電力消費が同
じように検出され、評価される。
【００２５】ガス冷却器１を通る際に測定ガス流は露点
以下の温度に冷却される。これにより水蒸気が水に凝縮
され、この水は復水管路１４を介してガス冷却器１を去
る。測定ガスはガス冷却器１をガス流出管６を介して去
り、その際に詳細に図示しない測定装置によって再度、
状態量および通流特性量、例えば温度Ｔ２，圧力Ｐ２ま
たは容積流Ｖ２が検出され、評価ユニットに供給され
る。
以下の温度に冷却される。これにより水蒸気が水に凝縮
され、この水は復水管路１４を介してガス冷却器１を去
る。測定ガスはガス冷却器１をガス流出管６を介して去
り、その際に詳細に図示しない測定装置によって再度、
状態量および通流特性量、例えば温度Ｔ２，圧力Ｐ２ま
たは容積流Ｖ２が検出され、評価ユニットに供給され
る。
【００２６】ペリティエ素子２０は、温度が一定のレベ
ルに維持されるように制御される。状態量および通流特
性量から評価ユニットで検出されたエンタルピー差ない
し検出された水蒸気含有量は変動することがある。冒頭
に述べたような場合に対して、温度はガス流出部で一定
に保持される。このことは所要の冷却電力の時間的変化
になって現れる。
ルに維持されるように制御される。状態量および通流特
性量から評価ユニットで検出されたエンタルピー差ない
し検出された水蒸気含有量は変動することがある。冒頭
に述べたような場合に対して、温度はガス流出部で一定
に保持される。このことは所要の冷却電力の時間的変化
になって現れる。
【００２７】較正のためにガス冷却器１には加熱素子が
熱カートリッジ２３の形態で組み込まれている。較正を
行うために測定ガス流が中断され、熱カートリッジ２３
を介して所定の熱量がガス冷却器１に供給される。完全
な特性曲線は複数の調整点によって作成される。
熱カートリッジ２３の形態で組み込まれている。較正を
行うために測定ガス流が中断され、熱カートリッジ２３
を介して所定の熱量がガス冷却器１に供給される。完全
な特性曲線は複数の調整点によって作成される。
【００２８】本発明の装置の具体的な実現は図２に示さ
れている。
れている。
【００２９】冷却ブロック２が外側からペルティエ素子
２０を介して冷却される。ペルティエ素子２０はそれ自
体公知のように電気線路２１を介して評価装置と接続さ
れている。ペルティエ素子２０はそのコールド側が扁平
面で冷却ブロック２と、ホット側が扁平面で冷却レール
１８と結合されている。周囲へ理想的な熱放出を行うた
めに冷却レール１８は多数のフィン１９を有している。
２０を介して冷却される。ペルティエ素子２０はそれ自
体公知のように電気線路２１を介して評価装置と接続さ
れている。ペルティエ素子２０はそのコールド側が扁平
面で冷却ブロック２と、ホット側が扁平面で冷却レール
１８と結合されている。周囲へ理想的な熱放出を行うた
めに冷却レール１８は多数のフィン１９を有している。
【００３０】冷却ブロック２は、矩形の基底切断部を有
する垂直に配置された直方体の基本形を有する。基底切
断部は垂直方向に延在する円筒状の切欠部３を有し、こ
の切欠部はその下側端部で円錐状の部分に移行してい
る。上方に向かって切欠部３は貫通している。切欠部３
はストッパ９により上方に向かって閉鎖されている。ス
トッパはエラスティックなやわらかいパッキン１０を有
し、パッキンによりストッパ９と冷却ブロック２との間
が切欠部３の上側端部で気密に閉鎖される。
する垂直に配置された直方体の基本形を有する。基底切
断部は垂直方向に延在する円筒状の切欠部３を有し、こ
の切欠部はその下側端部で円錐状の部分に移行してい
る。上方に向かって切欠部３は貫通している。切欠部３
はストッパ９により上方に向かって閉鎖されている。ス
トッパはエラスティックなやわらかいパッキン１０を有
し、パッキンによりストッパ９と冷却ブロック２との間
が切欠部３の上側端部で気密に閉鎖される。
【００３１】ストッパ９を通ってガス供給管５が案内さ
れている。ガス供給管は上方で切欠部３と同心に開口し
ている。また切欠部３の下側端部近傍まで延在してお
り、これによりガス供給管５と切欠部３の内壁との間に
リング空間３ａがある。リング空間３ａの領域では、ガ
ス排出管６が上方で開口している。ガス排出管６も同じ
ように、ストッパ９に配置されている。ガス排出管６
は、ストッパ９を軸方向に貫通して、ここから外側に向
かって突出している。この突出の程度は少なくとも、こ
こに詳細に図示しない接続機構、例えばホース結合部の
形態のものを取り付けることができるか、またはホース
を直接差し込むことができる程度である。ガス供給管５
はこの実施例では、実質的に半径方向にストッパ９を通
って外側に導かれており、ここからガス排出管６と同じ
ように突出している。これも測定ガスを導く管路への接
続、例えば加熱可能な測定ガスホースにゾンデ管を接続
することができるようにするためである。
れている。ガス供給管は上方で切欠部３と同心に開口し
ている。また切欠部３の下側端部近傍まで延在してお
り、これによりガス供給管５と切欠部３の内壁との間に
リング空間３ａがある。リング空間３ａの領域では、ガ
ス排出管６が上方で開口している。ガス排出管６も同じ
ように、ストッパ９に配置されている。ガス排出管６
は、ストッパ９を軸方向に貫通して、ここから外側に向
かって突出している。この突出の程度は少なくとも、こ
こに詳細に図示しない接続機構、例えばホース結合部の
形態のものを取り付けることができるか、またはホース
を直接差し込むことができる程度である。ガス供給管５
はこの実施例では、実質的に半径方向にストッパ９を通
って外側に導かれており、ここからガス排出管６と同じ
ように突出している。これも測定ガスを導く管路への接
続、例えば加熱可能な測定ガスホースにゾンデ管を接続
することができるようにするためである。
【００３２】ガス供給管５は切欠部の領域で複数の渦巻
き体８を有する。この渦巻き体は円錐台の形状を有し、
それぞれ対で相互に同軸に配置されている。図示の実施
例では、３つのこのような二重円錐台構成体が設けられ
ている。これによってリング空間３ａを上方に流れるガ
スが整列した管流を形成するこということがない。横断
面狭窄部と横断面拡大部とを複数順次配列することによ
り強力な渦が形成され、この渦がガスと内壁との間の熱
伝導を格段に改善する。
き体８を有する。この渦巻き体は円錐台の形状を有し、
それぞれ対で相互に同軸に配置されている。図示の実施
例では、３つのこのような二重円錐台構成体が設けられ
ている。これによってリング空間３ａを上方に流れるガ
スが整列した管流を形成するこということがない。横断
面狭窄部と横断面拡大部とを複数順次配列することによ
り強力な渦が形成され、この渦がガスと内壁との間の熱
伝導を格段に改善する。
【００３３】ガス供給管５はこれに配置された渦巻き体
８も含めて、ストッパ９と固定的に結合されている。こ
れにより例えば渦巻き体９の表面を簡単に清掃すること
ができる。有利なのは、前記の要素を一体的に１つのプ
ラスチック射出成形部の形態で構成することである。渦
巻き体８とストッパ９を回転部材として製造することも
できる。
８も含めて、ストッパ９と固定的に結合されている。こ
れにより例えば渦巻き体９の表面を簡単に清掃すること
ができる。有利なのは、前記の要素を一体的に１つのプ
ラスチック射出成形部の形態で構成することである。渦
巻き体８とストッパ９を回転部材として製造することも
できる。
【００３４】ここで切欠部３の内壁の被覆部４はとくに
重要である。材料と被覆の厚さの適切な選択により、冷
却ブロック２の内壁がガスに曝される領域で確実に保護
されるようになり、その際に熱伝導が損なわれることも
ない。被覆部４に対する適切な材料としてプラスチッ
ク、例えばＲＩＬＳＡＮ（商標名）またはＴＥＦＬＯＮ
（商標名）があり、約３００μｍの厚さで塗布される。
この被覆部はガスの侵襲性成分に対して不活性であり、
十分な付着力をとくにアルミニウムに対して有してい
る。アルミニウムは冷却ブロック２の製造に有利に用い
られる。上記のオーダーの層厚は前記の材料および同等
の材料において十分な熱伝導性を保証し、これによりガ
ス冷却器全体に対して優れた効率を実現することができ
る。
重要である。材料と被覆の厚さの適切な選択により、冷
却ブロック２の内壁がガスに曝される領域で確実に保護
されるようになり、その際に熱伝導が損なわれることも
ない。被覆部４に対する適切な材料としてプラスチッ
ク、例えばＲＩＬＳＡＮ（商標名）またはＴＥＦＬＯＮ
（商標名）があり、約３００μｍの厚さで塗布される。
この被覆部はガスの侵襲性成分に対して不活性であり、
十分な付着力をとくにアルミニウムに対して有してい
る。アルミニウムは冷却ブロック２の製造に有利に用い
られる。上記のオーダーの層厚は前記の材料および同等
の材料において十分な熱伝導性を保証し、これによりガ
ス冷却器全体に対して優れた効率を実現することができ
る。
【００３５】切欠部３の下側端部は円錐形に構成され
る。これにより内壁を下降する凝縮水滴が切欠部３の最
深部に配置された開口部７から流出することができる。
開口部７は凝縮水放出に用い、それ自体公知のように構
成されている。図示の実施例では開口部７は孔部として
冷却ブロック２に直接設けられておらず、ストッパ１１
に設けられた孔部の形態で構成されている。ストッパ１
１には半径方向でパイプ１３が設けられている。このパ
イプは孔部に開口し、外側に向かって案内された凝縮水
管１４を収容している。ストッパ１１はエラスティック
でやわらかいパッキン１２によって冷却ブロック２の相
応の開口部に設けられている。
る。これにより内壁を下降する凝縮水滴が切欠部３の最
深部に配置された開口部７から流出することができる。
開口部７は凝縮水放出に用い、それ自体公知のように構
成されている。図示の実施例では開口部７は孔部として
冷却ブロック２に直接設けられておらず、ストッパ１１
に設けられた孔部の形態で構成されている。ストッパ１
１には半径方向でパイプ１３が設けられている。このパ
イプは孔部に開口し、外側に向かって案内された凝縮水
管１４を収容している。ストッパ１１はエラスティック
でやわらかいパッキン１２によって冷却ブロック２の相
応の開口部に設けられている。
【００３６】冷却ブロック２は実質的に完全に隔離ジャ
ケットにより取り囲まれている。この隔離ジャケットは
ここでは３つの個々の部材からなる。分離壁１５は冷却
ブロック２を冷却レール１８から分離する。分離壁１５
はペリティエ素子２０の領域に切欠部を有する。この切
欠部には冷却ブロック２の棚状の突起２２が入り込んで
おり、ペリティエ素子２０とのコールド側との接触面を
形成している。
ケットにより取り囲まれている。この隔離ジャケットは
ここでは３つの個々の部材からなる。分離壁１５は冷却
ブロック２を冷却レール１８から分離する。分離壁１５
はペリティエ素子２０の領域に切欠部を有する。この切
欠部には冷却ブロック２の棚状の突起２２が入り込んで
おり、ペリティエ素子２０とのコールド側との接触面を
形成している。
【００３７】２つの別の隔離要素が冷却ブロック２をそ
の他の側で取り囲んでいる。下部１７には凝縮水管１９
とペリティエ素子２０の接続線路２１が貫通している。
上部１６は容易に取り出すことができるように構成され
ている。これはストッパ９を冷却ブロック２から清掃の
ために取り出すことができるようにするためである。
の他の側で取り囲んでいる。下部１７には凝縮水管１９
とペリティエ素子２０の接続線路２１が貫通している。
上部１６は容易に取り出すことができるように構成され
ている。これはストッパ９を冷却ブロック２から清掃の
ために取り出すことができるようにするためである。
【００３８】隔離ジャケット１５、１６、１７はさらに
冷却体の効率を改善する。なぜなら、隔離ジャケットは
冷却ブロック２から周囲への熱伝導をほぼ阻止するから
である。
冷却体の効率を改善する。なぜなら、隔離ジャケットは
冷却ブロック２から周囲への熱伝導をほぼ阻止するから
である。
【００３９】ガス冷却体１の内部には熱カートリッジ２
３が配置されている。熱カートリッジは前に詳細に説明
した較正過程に用いる。
３が配置されている。熱カートリッジは前に詳細に説明
した較正過程に用いる。
【００４０】前記のことから、それ自体市販されている
冷却体に同じように市販されている加熱素子を組み込む
ことによって、この冷却体をとりわけ測定ガスの水分含
有量の検出に用いることができる。そのために必要な、
ガス流入部とガス流出部の測定装置は通常のセンサであ
り、簡単に前記の領域に適用することができる。従って
センサの詳細な説明はここでは省略する。
冷却体に同じように市販されている加熱素子を組み込む
ことによって、この冷却体をとりわけ測定ガスの水分含
有量の検出に用いることができる。そのために必要な、
ガス流入部とガス流出部の測定装置は通常のセンサであ
り、簡単に前記の領域に適用することができる。従って
センサの詳細な説明はここでは省略する。
【図１】本発明の装置の一般的構成を示す概略図であ
る。
る。
【図２】本発明のガス冷却器の概略図である。
１ ガス冷却器 ２ 冷却ブロック ３ 切欠部 ３ａ リング空間 ４ 被覆部 ５ ガス供給管 ６ ガス排出管 ７ 開口部 ８ 渦巻き体 ９ ストッパ １０ パッキン １１ ストッパ １２ パッキン １３ パイプ １４ 凝縮水管 １５ 分離壁（隔離ジャケット） １６ 上部（隔離ジャケット） １７ 下部（隔離ジャケット） １８ 冷却レール １９ フィン ２０ ペルティエ素子 ２１ 電気線路 ２２ 突起 ２３ 熱カートリッジ
Claims (13)
- 【請求項１】 水蒸気を含んだガス流を露点温度以下の
温度に冷却する際に発生するエンタルピー差の検出方法
であって、 電気冷却素子（２）を有するガス冷却器（１）を使用し
て、例えばガス流の水蒸気含有量（水分測定）の検出に
用いられ、 ガス流入部（５）とガス流出部（６）の領域には測定装
置が設けられており、該測定装置はガス流の状態量と通
流特性量を検出し、評価装置にさらに供給するためのも
のである形式の方法において、 前記冷却素子（２）の電力消費量を検出し、ガス流入部
（５）およびガス流出部（６）におけるガス流の状態量
および通流特性量と関連付ける、ことを特徴とする、エ
ンタルピー差の検出方法。 - 【請求項２】 ガス流の状態量および通流特性量の時間
的変化および/ または冷却素子（２）の電力消費の時間
的変化を検出し、評価する、請求項１記載の方法。 - 【請求項３】 ガス流出部（６）における温度（Ｔ２）
をガス流の露点温度以下に一定保持する場合、冷却素子
（２）の電力消費の時間的変化を検出する、請求項２記
載の方法。 - 【請求項４】 冷却素子（２）の電力消費を一定に保持
する場合、ガス流出部（６）における温度（Ｔ２）の時
間的変化を検出する、請求項２記載の方法。 - 【請求項５】 較正を行うために、複数回順次連続して
ガス冷却器（１）にそれぞれ異なる大きさの定義された
熱量を装入し、 当該熱量は所定のエンタルピー差ないし水蒸気含有量に
相応するものであり、これによりトリガされたガス冷却
器（１）の反応、すなわち冷却素子（２）の所要の電力
消費量ないしガス流出部（６）における温度上昇を検出
し、 特性曲線で評価する、請求項１から４までのいずれか１
項記載の方法。 - 【請求項６】 較正を行うために、正確に状態量が既知
である、例えば水蒸気含有量が既知であるガス流を用い
る、請求項５記載の方法。 - 【請求項７】 熱量をガス冷却器（１）に組み込まれた
加熱素子（２３）によって形成する、請求項５記載の方
法。 - 【請求項８】 水蒸気を含むガス流が露点温度以下の温
度に冷却された際に発生するエンタルピー差、例えば水
蒸気含有量（水分測定）を検出するための装置であっ
て、電気冷却素子（２）を有するガス冷却器（１）を有
する形式の装置において、 ガス流入部（５）とガス流出部（６）の領域に測定装置
が設けられており、該測定装置はガス流の状態量と通流
特性量を検出するためのものであり、 冷却素子（２）の電力消費量を検出するための測定装置
が設けられており、 前記電力消費量と、ガス流出部（６）およびガス流出部
（５）におけるガス流の状態量および通流特性量とを関
連付ける評価装置が設けられている、ことを特徴とす
る、エンタルピー差の検出装置。 - 【請求項９】 冷却素子（２）はペルティエ素子であ
る、請求項８記載の装置。 - 【請求項１０】 ガス冷却器（１）に加熱素子（２３）
が組み込まされている、請求項８または９記載の装置。 - 【請求項１１】 加熱素子（２３）は熱カートリッジで
ある、請求項１０記載の装置。 - 【請求項１２】 加熱素子（２３）の加熱能力は複数の
段階で調整可能である、請求項１０または１１記載の装
置。 - 【請求項１３】 加熱能力は有利には５段階で、１．０
Ｗから１５Ｗの間で調整可能である、請求項１２記載の
装置。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19622530A DE19622530A1 (de) | 1996-06-05 | 1996-06-05 | Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln insbesondere des Feuchtegehalts eines Meßgasstroms |
| DE19622530.2 | 1996-06-05 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1068660A true JPH1068660A (ja) | 1998-03-10 |
| JP2958866B2 JP2958866B2 (ja) | 1999-10-06 |
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ID=7796198
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9147599A Expired - Fee Related JP2958866B2 (ja) | 1996-06-05 | 1997-06-05 | エンタルピー差の検出方法および検出装置 |
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| EP (1) | EP0811837B1 (ja) |
| JP (1) | JP2958866B2 (ja) |
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| DE (2) | DE19622530A1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| FI102641B1 (fi) * | 1996-06-13 | 1999-01-15 | Jouni Kalevi Takala | Menetelmä ja laite haihdutusmäärän mittaamiseksi |
| GB9814862D0 (en) * | 1998-07-10 | 1998-09-09 | South Bank Univ Entpr Ltd | Method and equipment for measuring vapour flux from surfaces |
| GB0201423D0 (en) * | 2002-01-23 | 2002-03-13 | South Bank Univ Entpr Ltd | Improved method and equipment for measuring vapour flux from surfaces |
| CN100561208C (zh) * | 2005-11-24 | 2009-11-18 | 西安交通大学 | 双层管直接加热式流动湿蒸汽湿度测量仪 |
| CN100573129C (zh) * | 2006-05-31 | 2009-12-23 | 西北工业大学 | 一种凝结式蒸汽干度测量装置及测量方法 |
| EP2324349B1 (de) * | 2008-09-03 | 2016-11-30 | Testo AG | Verfahren und vorrichtung zur messwerterfassung und messwertanzeige |
| FR2962888B1 (fr) | 2010-07-20 | 2012-08-31 | Oreal | Applicateur et dispositif de conditionnement et d'application comportant un tel applicateur. |
| US9864847B2 (en) * | 2014-09-04 | 2018-01-09 | Robert A. Bellantone | Method for predicting the solubility of a molecule in a polymer at a given temperature |
| CN103901068B (zh) * | 2014-04-18 | 2016-08-24 | 国家电网公司 | 汽轮机低压缸排汽焓值的在线监测方法 |
| CN108375637B (zh) * | 2018-02-06 | 2021-03-30 | 陕西中烟工业有限责任公司 | 一种大容量加热不燃烧烟草制品模拟实验分析装置及方法 |
| DE102022113558A1 (de) | 2022-05-30 | 2023-11-30 | Hps Home Power Solutions Ag | Vorrichtung zum Trocknen eines Gasstroms |
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|---|---|---|---|---|
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| US3265301A (en) * | 1963-07-02 | 1966-08-09 | Honeywell Inc | Absolute humidity control and indication apparatus |
| DE2856288C2 (de) * | 1978-12-27 | 1986-07-03 | Babcock-BSH AG vormals Büttner-Schilde-Haas AG, 4150 Krefeld | Vorrichtung zur Ermittlung von Enthalpien und aus Enthalpieänderungen ableitbaren Größen von strömungsfähigen Medien |
| DE3224506C1 (de) * | 1982-07-01 | 1983-07-07 | B.A.T. Cigaretten-Fabriken Gmbh, 2000 Hamburg | Einrichtung zur Bestimmung der Anteile an kondensierbaren und unkondensierbaren Gasen bzw. Daempfen in Prozessgasstroemen |
| DE3708697A1 (de) * | 1987-03-18 | 1988-09-29 | Draegerwerk Ag | Verfahren und anordnung zur messung des taupunktes |
| GB2211619B (en) * | 1987-10-26 | 1991-04-17 | Spirax Sarco Ltd | Measuring dryness fraction |
| IT1251763B (it) * | 1991-11-06 | 1995-05-23 | Getters Spa | Dispositivo per misurare con precisione la presenza di umidita' |
| DE4433451A1 (de) * | 1994-09-20 | 1996-03-21 | Testo Gmbh & Co | Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung des Wasserdampfgehaltes in Gasen |
| US5435146A (en) * | 1994-09-23 | 1995-07-25 | Carrier Corporation | Method and apparatus for determining relative humidity |
-
1996
- 1996-06-05 DE DE19622530A patent/DE19622530A1/de not_active Withdrawn
-
1997
- 1997-06-03 EP EP97108858A patent/EP0811837B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-03 AT AT97108858T patent/ATE313074T1/de not_active IP Right Cessation
- 1997-06-03 DE DE59712517T patent/DE59712517D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-05 US US08/869,745 patent/US5847263A/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-05 JP JP9147599A patent/JP2958866B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| EP0811837B1 (de) | 2005-12-14 |
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