JPS60257339A - 耐高温サンプルガス・プローブ - 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】 本発明は、ガス分析器に関し、特に、フィルターを備え
ており、サンプルガスを高温環境内から分析器へ送給す
るための新規なサンプル抽出グローブ（以下、単に「サ
ンプル・プローブ」または「プローブ」と称する）に関
する。

ガス分析器のためのプローブは周知であり、分析すべき
ガスを、該ガスを有する環境からガス分析器へ送給する
のに使用されている。

精巧なガス分析器であればあるほど、サンプルガス流の
ガスを分析する前に該ガス流内の小粒子をヂ別し除去し
ておくことが重要である。１５００〒（８２２°Ｇ）以
下の温度下で使用するためのフィルターは周知であり１
．可撓性のセラミック製フィルター材を備えた複合金属
製フィルターが用いられている。

しかし々が′ら、製鋼所の均熱炉々どのように作動温度
が１５００°Ｆ（８２２°Ｃ）を越える作業環境におい
ては、時間がたつにつれてフィルターの素材である金属
が強度を失い、セラミック繊維がもろくなる。可撓性の
セラミック繊維材で被覆したアルミナ（Ａｌｘ　Ｏａ　
）セラミック管で製造したフィルターをテストのために
均熱炉に使用したところ、管に割れが生じ、セラミック
繊維がもろくなった。

米国特許第４．１６１．８　ａ　３号は、はとんど常時
逆吹き洗浄をする必要のある内部フィルターを開示して
いる。この場合、サン−プルガスを分析器へ送給する前
にサンプルガス内の液体を凝縮させて除去し々ければな
らない。

米国特許第４．０７９．６２２号は、煙を沖紙上に収集
することができるようにサンプルガスを冷却するように
したジャケット付サンプル・プローブを開示している。

しかし７ながら、このプローブの場合、サンプルガスな
連続的に送給することができず、バッチ式にしか送るこ
とができない。

米国特許第３．５４９．３２７号および４，１４７，５
００号は、やはり、サンプルを分析する前に凝縮により
サンプルから液体を除去するようにしたサンプル・プロ
ーブを開示している。

従って、従来のサンプル・プローブにおいては、サンプ
ルの「湿分」分析を行うことはできない。

即ち、凝縮により除去された液体の分析、例えば最初に
抽出されたサンプルガス内には存在していたが、そのサ
ンプルガスを分析器に送給する前に凝縮により除去され
た酵素分の分析はできない。

発明の概裂 本発明は、例えば周囲温度がｓ、　ｏ　ｏ　ｏ　’Ｆ（
１６６２℃）にもなる製鋼所の均熱炉のよう々高温環境
からのサンプルガスを分析するためのフィルター付プロ
ーブに関する。

本発明によれば、サンプル分析装置のノ・−ドウエアの
高温露呈部分を最少限にし、フィルターを装置の比較的
低温の部分に配設する。管の素材は、３０００下（１６
６２℃）の酸化および還元雰囲気に耐えることができる
材料とする。そのような高温環境に耐えることができる
信頼性の高いフィルター材は今までのところ知られてい
ない。従って、本発明によれば、ガス分析器のためのフ
ィルターを温度が約６ｏｏａＦ（ｘ１ｓ℃）にまで低下
されるサンプルガス抽出管の端部のところに配置する。

そのよう力比較的低い温゛度のところでは慣用の金属ま
たはセラミック繊維製フィルターを用いることができる
。ただし、フィルター設置領域の温度は、分析すべきガ
ス流内に含まれている酸々どの各種物質の霧点より高い
温度に維持する。

本発明は、高温ガスを極めて簡単な態様でサンプル抽出
し、濾過することができる独特の構成を提供するもので
あり、複数な、あるいは特殊な配管や、洗浄器等を必要
とすることなく、サンプルガスの抽出・濾過を行うこと
ができる。

１“°　□ｆゎイ、オいカ、よ、い。、−１□ええつ付
フランジを有するガス分析器のための耐高温サンプルガ
ス・プローブにおいて、閉鎖した一端を有し、開口した
他端を前記取付フランジに連結されて、前記入口ボート
に連通せしめられたフィルターと、両端が開口しており
、開口した一端を高温環境に連通ずるようになされた耐
熱管と、前記分析器を、前記高温環境を囲う容器に接続
するために前記管の周りに配設された取付手段と、前記
フィルターを収容し、かつ、前記管の前記一端に流入し
たサンプルガスを、それが該フィルターに流入するまで
の間に冷却するのに十分な長さを有し、かつ、サンプル
ガス内の液体の凝縮を防止するのに十分に高い温度に保
つ冷却通路を画定するために、前記管と前記取付フラン
ジとの間に連結された冷却通路構成手段とから成る耐高
温サンプルガス・プローブを提供する。

本発明の他の目的は、設計が簡単で、構造的に丈夫であ
り、製造費の安いサンプルガス・プローブを提供するこ
とである。

第１図を参照して説明すると、本発明のサンプルガス・
プローブ１０は、基本的には、高温環境を囲う容器（こ
の例では炉壁１４によって囲われた製鋼所の均熱炉１２
）からガ′ス分析器１６ヘサンプルガスを抽出し、送給
するための耐熱管４４とフィルター２２とから成ってい
る。

ガス分析器１６は、斯界において周知のものであるから
、ここでは詳しくは説明しないが、入口ポート２０を備
えた分析器ブロック１８を有している。フィルター２２
は、閉鎖した一端２４と、開放したねじ付他端２６を有
している。フィルター２２は、焼結金属製フィルターで
あってもよく、あるいはスクリーンフィルター、あるい
はセラミック繊維製フィルターであってもよい。フィル
ター２２は、例えば６００°Ｆ（３１８９Ｃ）までの比
較的高い温度に耐えることができるものでなければなら
ないが、均熱炉１２内に存在する３ｏｏｏ６Ｆ（１６６
２℃）もの高い温度に耐えることができるものである必
要はない。また、フィルター２２は、剛性であってもよ
く、あるいは可撓性であってもよい。

分析器１６は、ポル）３０を突設した取付フランジ３０
を備えており、フランジ２８には、ステンレス鋼パイプ
ニップル４ｏを受容するたメツ雌ねじ付偏心開口３２が
設けられている。バイプニツ７’＃４０は、冷却通路の
うちの、フィルター２２を収容するフィルター収容部分
を画定する。

パイプニップル４０は、耐高温セラミックセメント４２
を介して例えば膨化珪素合金製の耐熱管４４に連結され
ている。管４４は、均熱炉１２に連通する開口端４６を
有し、サンプルガスをパイプニップル４０によって画定
される冷却室−５送る。

分析器のフランジ２８は、大径パイプ４８を介し　。

て炉壁１４に連結される。バイブ４８は一端を炉壁１４
に符号５ｏで示されるように溶接され、他端をパイプフ
ランジ５２に固定されている。パイプフランジ５２は、
ボルト３ｏにナツト５４によって固定される。取付フラ
ンジ２８とパイプフランジ５２との間に耐高温ガスケッ
ト５６が介設される。

、パイプニップル４０内の通路の長さ、およびパイプ４
８内の空間の長さは、管４４の開口端即ち入口端４６に
流入したサンプルガスが−、フィルター２２の破壊を回
避するのに十分に低い温度で、しかも、サンプルガス内
の液体、特に、識の凝縮を防止するのに十分に高い温度
にまで冷却されるのに十分な長さとなるように選択され
る。

第２図は、取付フランジ２８に管４４と大径パイプ４８
とが偏心関係に取付けられた態様を示す。

管４４は、１０７儂程度の長さとし、パイプ４８は、例
えばＺ６ｃｒｆＬの長さとすることができ、取付フラン
ジ５２は適当な寸法とすることができる。

第３図は本発明の別の実施例を示す。第１．２図の実施
例のものと同様な部品は、第３図でも同じ参照番号で示
されている。第３図の実施例では、耐熱管４４を炉壁１
４を貫通して若干の長さだけ均熱炉１２内へ突入させで
ある。パイプ４８は、それに固定された取付フランジ５
２を介してボルトとナツトの組合せ３１により中間フラ
ンジ２９に連結される。フランジ５２と２９の間に耐高
温ガスケット５６が介設されている。中間フランジ２９
と分析器取付フランジ２８との間にプラケット２７がボ
ルト止めされる。フィルター２２は、分析器１６の入口
ボートに螺入させ、垂直に垂下させる。フィルター２２
をこの位置に取付けることによりフィルターが粒子によ
って汚されるのを防止する。

フィルター２２は、冷却通路を画定するステンレス鋼パ
イプニップル６０内へ挿入される。この冷却通路内には
、サンプルガスが均熱炉１２から分析器１６へ移動する
間に過度に冷却されるような場合に、サンプルガスの温
度を凝縮温度より高い値に維持するための加熱器コイル
６２が配設されている。

ステンレス鋼パイプニップル６０は、１字形継手６６を
介してニップル６６に連結されている。

別のステンレス鋼ニップル６８が連結管７０を貫通して
延設され、該連結管７０に溶接されている。

連結管７０はフランジ２９に溶接されている。

ニップル６６と６８とは、ねじ付ユニオン継手によって
連結されており、管４８４を取出す際にニップル６６と
６８を容易に外すことができるように表されている冷却
通路、即ち、ニップ／Ｉ／６０．６６．６８を清掃する
ためにそ坊へのアクセスを可能にするために、更に別の
ニップル７８を介してゲート弁またはボール弁７６が丁
字形継手６４に連結されている。（ここで、「アクセス
」とは、清掃操作などを行うために何らかの器具を挿入
したり、処理流体を導入したりすることをいう。）弁７
６は、管４４および、ニップル６８．６６．６０、およ
び１字形継手６４を清掃する場合に開放することができ
る。管４４および丁字形継手６４にフィルター２２から
の粒子が堆積するので、弁７６を開いてブローバック清
掃操作または機械的清掃操作を行うことができる。

分析器の過熱を防止するために炉壁１４と分析器１６と
の間にクリアランスが維持されていることに留意すべき
である。また、ニップル６６．６８．１字形継手６４、
ユニオン継手７２により冷却通路が延長されたことによ
り温度降下も増大される。

第４図に示されるように、中間フランジ２９にけ偏心し
たところにユニオン継手７２を受容する開口乙１が設け
られている。

第５図の実施例は、第３図の実施例とは、パイプニップ
ル６８の代りに、両端にねじを有するニップル８０を用
いたという点で異る。ニップル８０は、一端においてユ
ニオン継手７２　（第３図）に螺着され、他端において
中間フランジ２９に螺着される。耐熱管４４は、ニップ
ル８０にねじ係合により、または耐熱セラミックセメン
トを介して連結される。第５図の実施例は、単にユニオ
ン継手７２をねじ戻して外し、１字形継手６４をニップ
ル８０との軸方向の整列位置からずれるように枢動させ
、二、ツプル８０をねじ戻して中間フランジ２９から外
すことによって、管４４を取外し、交換することを可能
にする。従って、管４４を交換または清掃する間分析器
１６を取付けたままにしておくことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の耐高温サンプルガス・プロー・ プの断面図、第２図は第１図の線２−２に沿ってみた断
面図、第３図は本発明の別の実施例の、第１図と同様の
図、第４図は耐熱管を支持するための取付フランジの正
面図、第５図は本発明の更に別の実施例の部分断面図で
ある。 １２：均熱炉（容器） １６：ガス分析器 ２０：入口ポート ２２：フィルター ２７：ブラケット ２８：取付フランジ ２９：中間フランジ ４０：パイプニップル（冷却通路） ４２：耐高温セメント ４８：大径パイプ ７６：弁 ７８：第３ニツプル

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）入口ボートを備えた取付フランジを有するガス分析
   器のための耐高温サンプルガス・プローブにおいて、 閉儲した一端を有し、開口した他端を前記取付フランジ
   に連結されて前記入口ボートに連通せしめられたフィル
   ターと、 両端が開口しており、開口した一端を高温環境に連通ず
   るようになされた耐熱管と、 ・前記分析器を、前記高温環境を囲う容器に接続するた
   めに前記管の周りに配設された取付手段と、前記フィル
   ターを収容し、かつ、前記管の前記一端に流入したサン
   プルガスなそれが該フィルターに流入するまでの間に冷
   却するのに十分カ長さの冷却通路を画定するために、前
   記管と前記取付７２ンジとの間に連結された冷却通路構
   成手段とから成る耐高温サンプルガス・プローブ。 ２）前記取付手段は、前記取付フランジと前記容器との
   間に連結された大径パイプから成るものである特許請求
   の範囲第１項記載の耐高温サンプルガス・プローブ。 ３）前記冷却通路構成手段は、前記大径パイプ内に延設
   され、一端を前記管の開口他端に耐高温セメントを介し
   て連結され、他端を前記取付７う／ジに螺着されたパイ
   プニップルから成るものである特許請求の範囲第２項記
   載の耐高温サンプルガス・プローブ。 ４）前記管は炭化珪素合金で形成され、前記フィルター
   は焼結金属で形成されている特許請求の範囲第６項記載
   の耐高温サンプルガス−プローブ。 ５）前記取付手段は、前記大径パイプに連結された中間
   フランジと、該中間フランジと前記取付フランジの間に
   連結され、該中間フランジと取付フランジとの間に所定
   の角度を設定するブラケットを含み、前記冷却通路構成
   手段は、一端を前記耐熱管に、他端を前記中間フランジ
   に連結された第１ニツプルと、前記取付フランジに連結
   され、前記フィルターを収容する空−′間を画定する第
   ２ニツプルと、第１ニツプルと第２ニツプルの間に連結
   された丁字形継手とから成るものである特許請求の範囲
   第２項記載の耐高温サンプルガス・ブローで・ ６）前記冷却通路へのアクセスを可能にするために前記
   、丁字形継手に第３ニツプルが連結され、該第６ニツプ
   ルに弁が接続されている特許請求の範囲第５項記載の耐
   高温サンプルガス・プローブ。 ７）前記第１ニツプルには、該第１ニツプルを、前記管
   に連結される第１部分と前記１字形継手に連結される第
   ２部分とに分割するユニオン継手が設けられており、該
   第１部分は、前記管を前記取付手段から取外すことを可
   能にするために前記中間フランジに螺着されている特許
   請求の範囲第６項記載の耐高温サンプルガス・プローブ
   。 ８）前記フィルターに流入するサンプルガスの温度を該
   サンプルガス内の蒸気の露点より高い温度に維持するた
   めに前記冷却道”路を加熱するための加熱手段が前記第
   ２ニツプルに設けられている特許請求の範囲第６項記載
   の耐高温サンプルガス・プローブ。