JPS63259440A

JPS63259440A - 露点測定装置

Info

Publication number: JPS63259440A
Application number: JP63013735A
Authority: JP
Inventors: アンドルー、カール、ミチェル
Original assignee: MICHIERU INSTR Ltd
Current assignee: MICHIERU INSTR Ltd
Priority date: 1987-01-26
Filing date: 1988-01-26
Publication date: 1988-10-26
Also published as: EP0276953A2; US4826327A; GB8701616D0; EP0276953A3

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】〔産業上の利用分野〕本発明は気体の露点測定装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、気体の露点測定は、鏡面をなす凝縮面を有する感
知器を、前記凝縮面が被測定気体の存在するチャンバー
内に露出するように配設し、前記凝縮面をヒートポンプ
等により冷却又は加熱して被測定気体の露点温度に維持
して被測定気体の凝縮を前記凝縮面上で生ぜしめ、それ
を発光ダイオードとフォト・ダイオードとの組み合せか
らなる検知器で検知し、その際の前記凝縮面の温度を温
度計で表示することによりなされていた（米国特許３，
１１２．６４８号）。

この場合、前記凝縮面を冷却するためには、前記ヒート
ポンプによって前記凝縮面から除去された熱を前記凝縮
面近傍に配設されている蓄熱器に移送し蓄熱処理しなけ
ればならない、そして、前記し−トボンプにより前記凝
縮面から除かれる熱量が大きいため、前記蓄熱器も必然
的に蓄熱容量の大きい大型なものが要求される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、前記感知器内の前記凝縮面近傍に大容量の′前
記蓄熱器を配設することは、構造的に困難であり、さら
に前記凝縮面と前記蓄熱器が近接して配設されると、相
互に熱的に悪影響を及ぼし合うという問題がある。すな
わち、前記凝縮面は前記蓄熱器から不必要な熱を供給さ
れ、逆に前記蓄熱器、その冷却性能が低下することにな
る。

本発明は、前記凝縮面と前記蓄熱器との間での熱的悪影
響を解消し、迅速かつ正確に気体の露点を測定しうる露
点測定装置を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、気体に露出する鏡面又は他の凝縮面（１）を
備えた感知器と、前記表面の凝縮を検知したときに電気
信号を発する光学検知器又は他の手段（７，８）と、前
記凝縮面（１）の温度をコントロールするための電気作
動装置（１１゜１１′）と、凝縮が起ったときの前記凝
縮面（１）の温度を表示するための温度計からなり、前
記電気作動装置＜１１．１１’）は凝縮が起きたときの
凝縮面（１）の温度を維持するために前記手段（７，８
）によって生じた信号に応じてコントロールされるよう
になっている露点測定装置において、この露点測定装置
は前記凝縮面（１）と蓄熱器（１３）間にヒートパイプ
（１２，１２’　）を有し、このヒートパイプは前記凝
縮面（１）の温度が降下するときに前記凝縮面（１）か
ら余分な熱を前記蓄熱器（１３）に移送するような構成
とした。

また、高温気体流の高い露点を測定するために、前記電
気作動装置（１１，１１’）は前記凝縮面を加熱するた
めの抵抗電気ヒータであり、前記ヒートパイプ（１２，
１２’　）が前記凝縮面に直接熱的に接続され、前記凝
縮面からの熱を高温気体流から離れた雰囲気中に移送す
る。

また、雰囲気の露点ある。いは雰囲気温度の近傍又はそ
れよりも低い温度における気体の露点を測定するために
、前記電気作動装置（１１，１１’）が前記凝縮面（１
）を冷却するための熱電し−トボンプである。

また、前記熱電ヒートポンプ（１１）が前記凝縮面（１
）からの熱を前記ヒートパイプ（１２）の一端に送り、
前記ヒートパイプ（１２）の他端は前記蓄熱器（１３）
に熱的に接続されている。

また、前記ヒートパイプ（１２’）の一端が前記Ｉｆ縮
面〈１）に熱的に接続され、前記熱電ヒートポンプ（１
１Ｍが前記ヒートパイプ（１２”）から前記蓄熱器（１
３）に熱を送る。

また、前記蓄熱器（１３）が、銅、アルミニウムおよび
黄銅のいずれか１種の材質からなるフィン形状を有する
ブロック体（１３）である。

〔作用〕

上記の本発明の構成によればチャンバー内に露出してい
る感知器の１１ａ面を、検知器から発せられる電気信号
により制御される温度調節のための電気作動装置によっ
て冷却あるいは加熱し、被測定気体を前記凝縮面上で凝
縮させ、前記凝縮面の面状態の変化から被測定気体の凝
縮の発生を前記検知器が検知して電気信号を発生し、こ
の電気信号により前記電気作動装置が制御されて前記凝
縮面の加熱あるいは冷却が交互に繰り返されて、最終的
に前記凝縮面は被測定気体の露点温度に維持される。こ
のときの前記凝縮面の温度を温度計にて表示することに
より当該気体の露点が測定される。

上記のように前記凝縮面から前記電気作動装置によって
除去された熱は、ヒートパイプによって蓄熱器に移送さ
れ蓄熱処理されるものであり、前記ヒートパイプを介す
ることにより、前記凝縮面と前記蓄熱器とを、相互に熱
的影響を及ぼさないように配設することができ、前記凝
縮面の温度を被測定気体の露点温度に安定維持すること
がきわめて容易となり、迅速かつ正確な露点測定がなし
える。

〔実施例〕

本発明の露点測定装置の実施例を図面を参照して説明す
る。

第１図は、本発明の露点測定装置の断面を示す概略図で
ある。

第１図において露点測定装置は凝縮面１を有する感知器
１ａが配設されたカバー基材９と、前記凝縮面１上での
被測定気体の凝縮を検知する検知手段７．８として作用
する発光ダイオード７ａと、フォト・ダイオード８ａと
を有するブロック基材６と、被測定気体を導入するた力
のチャンバー２と、温度調節のための電気作動装置１１
として作用する熱電し−トボンプｌｌａと、前記熱電ヒ
ートポンプｌｌａから送られてくる熱を移送するための
し−トバイブ１２と、前記ヒートパイプにより移送され
た熱を蓄える蓄熱器１３とを有している。

前記感知器１ａは前記凝縮面１を前記チャンバー２に露
出するように前記カバー基材９に保持されている。

前記凝縮面１は鏡面であり、前記発光ダイオード７ａか
ら前記凝縮面１に照射された光を前記フォト・ダイオー
ド８ａに向けて反射するように配設されている。なお、
前記凝縮面１は、必ずしも鏡面であることを要せず、前
記検知手段７．８の種類に応じて種々の適切な形状とす
ることができる。

また、前記感知器１ａには前記凝縮面ｌの表面温度を表
示するための白金抵抗温度計（図示せず）が装着されて
いる。

前記チャンバー２は被測定気体を導入し露点を測定する
ための空間であり、前記ブロック基材６のチャンバー用
の凹部を前記カバー基材９で覆うことにより形成される
。前記チャンバー２内には、図示例のように、前記ａＳ
面１を被測定気体中に露出させるように前記感知器１ａ
の１部が突出している。また、前記ブロック基材６には
、前記チャンバー２内に被測定気体を導入するための導
入孔３と、前記チャンバー２から被測定気体を排出する
ための排気孔４とが設けられている。

なお、前記ブロック基材６と前記カバー基材９とは加圧
結合部材１０により係止されている。

また、前記チャンバー２の前記凝縮面１に対向する壁面
は透明窓部５となっており、前記検知器　　゛段７，８
と前記凝縮面１ａとの間を往復する光が通過するように
なっている。前記透明窓部５の材質はガラス、アクリル
樹脂（ｐｅｒｓｐｅｘ　）等であってよい。

前記発光ダイオード７ａおよび前記フォト・ダイオード
８ａは、前記凝縮面１上での被測定気体の凝縮を検知す
るための検知手段７．８としての作用をなし、前記透明
窓部５の後方（図示例では上方）に位置するように前記
ブロック基材６中の凹部２１および２２中に配設されて
いる。

前記発光ダイオード７ａは前記凝縮面１に向けて光を射
照し、前記フォト・ダイオード８ａは前記凝縮面１で反
射された光を受け、光電効果により受光した光の強度に
応じた電気信号を発生する。

前記発光ダイオード７ａと前記フォトダイオード８ａは
、各々の電気回路により前記温度調節のための電気作動
装置１１と接続されている。

すなわち、第３図に示すように、発光ダイオード７ａ、
フォト・ダイオード８ａは加圧結合部材１０を介してコ
ントローラＣに接続され、このコントローラＣには前記
感知器１ａの白金抵抗温度計が接続されるとともに、電
気作動装置１１が接続されている。

前記電気作動装置１１はベルテイエ効果（Ｐｅｌｔｉｅ
ｒ　Ｅｆｆｅｃｔ）を利用した熱電ヒートポンプ１１ａ
等であり、前記熱電ヒートポンプｌｌａの軸方向の一端
は前記カバー基材９の内部で前記感知器１ａ接続されて
いる。また、前記熱電ヒートポンプｌｌａの軸方向の他
端は前記ヒートパイプ１２と接続されている。

なお、前記電気作動装置１１として抵抗電気ヒータを用
いてもよい。

前記ヒートパイプ１２は内部に作動液を封入した管体で
あり、前記作動液を自然流下させるもの、あるいは金属
細線を編んだ熱サイフオン（Ｔｈｅｒｉ。

−５ｙｐｈｏｎ　）と呼ばれる灯心（Ｈｉｃｋ　）の毛
管作用を利用して還流させるもののいずれであってもよ
い。

前記ヒートパイプ１２の前記熱電ヒートポンプｌｌａと
の接続端部と反対側の端部は前記蓄熱器１３の中に嵌合
され接続されている。

前記蓄熱器１３は銅、アルミニウムおよび黄銅のいずれ
か１種の材質からなり、フィン形状を有したブロック体
である。前記ヒートパイプ１２により移送された熱は前
記蓄熱器１３によって蓄熱処理される。

第２図は本発明の他の実施例の断面を示す概略図であり
、第１図に示される実施例と異なる点は、前記感知器１
ａと前記蓄熱器１３との間に配設される前記熱電ヒート
ポンプ１１′とヒートパイプ１２′の配設順序が逆とな
る点である。

また、本発明では前記電気作動装置１１としての熱電し
−トボンブを２個使用し、そのうち１個は前記感知器１
ａと前記熱電ヒートパイプ１２との間に配設し、他の１
個は前記ヒートパイプ１２と前記蓄熱器１３との間に配
設するものでもよい。

また、前記蓄熱器としては、上記のような特定形状のブ
ロック体ではなく、被測定気体と熱的影響を及ぼし合わ
ない雰囲気空間を蓄熱器として用いることもできる。

本発明の露点測定装置は上記の構成を有するため２つの
異なる目的のための露点測定装置として適用できる。第
１に、煙突の中を流れる排煙のように露点温度の高い高
温気体流の露点測定が可能となる。この場合、前記凝縮
面は前記電気作動装置として作用する抵抗電気ヒータに
より加熱される。また、前記ヒートパイプは前記凝縮面
を有する前記感知器に熱的に直接接続され、前記凝縮面
の余分な熱は前記ヒートパイプによって測定対象である
高温気体流から離れた雰囲気空間（本例では煙突外部の
空間）に移送される。この場合、前記雰囲気は前記蓄熱
器としての作用をなす。

前記ヒートパイプは、前記凝縮面からの熱を高温気体流
から得られる熱よりも大きな割合で移送せしめる。この
結果、前記凝縮面を気体の露点より低い温度にする。前
記抵抗電気ヒータは前記凝縮面の温度を露点まで上昇せ
しめるとともに前記鏡面をなす凝縮面の温度を露点に維
持するために光検知器あるいは他の検知器のコントロー
ルによりＯＮ、ＯＦＦする。

また、第２に、本発明の露点測定装置は、露点温度が雰
囲気温度とほぼ同じか、もしくは雰囲気温度よりも低い
気体の露点測定が可能である。この目的のために、前記
鏡面又は他の凝縮面を冷却する必要がある。このため、
電気作動装置が好ましくは熱電し−トボンプであり、例
えばベルテイ工効果の熱電ヒートポンプである。前記凝
縮面を冷却する場合には、前記熱なヒートポンプにより
前記凝縮面から除去された熱は前記し−トバイプにより
前記蓄熱器に移送される。

上述したように、本発明の露点測定装置はヒートパイプ
を有しているなめ前記凝縮面から除去された熱を被測定
気体の雰囲気および前記凝縮面に熱的悪影響を及ぼすこ
となく前記蓄熱器に移送することができる。また、前記
蓄熱器は前記ヒートパイプを介して前記凝縮面から離れ
た位置に設置することができるため、前記蓄熱器は、従
来の露点測定装置に比べ小型の蓄熱器でよく、前記蓄熱
器と前記凝縮面との間には熱的悪影響が生じない。

次に、第１図を用いて本発明の露点測定装置による気体
の露点測定を具体的に説明する。

先ず、前記温度調節のための電気作動装置１１により前
記凝縮面１は前記チャンバー２内の被測定気体が凝縮を
生じる温度以下に調節される。そして、前記凝縮面！上
で被測定気体の凝縮が生じると、前記発光ダイオード７
ａから照射された光が前記凝縮面１で反射され前記フォ
ト・ダイオード８ａに入射する光量が減少し、前記フォ
ト・ダイオード８ａにて発生する電気信号はこの光量の
減少に対応して変化する。前記フォト・ダイオード８ａ
での電気信号の変化は適宜増幅されて前記コントローラ
Ｃを介して電気作動装置１１に送られ、この信号の変化によって前記電気作動装
置１１による前記凝縮面１の温度調節が制御される。そ
して、前記凝縮面１は加熱及び冷却を繰り返されて被測
定気体が凝縮を開始する温度、すなわち露点温度に漸次
近づけられ、最終的に露点温度に維持される。このとき
の前記凝縮面１の温度を白金抵抗温度計にて表示するこ
とにより被測定気体の露点を測定できる。

〔発明の効果〕

本発明の露点測定装置によれば、前記凝縮面と前記蓄熱
器が前記ヒートパイプを介して距離を隔てて配設されて
いるなめ、前記蓄熱器は小型の蓄熱器でよく、また前記
凝縮面と前記蓄熱器との間で熱的悪影響を及ぼし合うこ
とがなく、さらに従来の装置に比べ前記凝縮面の冷却温
度範囲が太きいものとなる。このため、広い範囲の露点
温度の測定が正確かつ迅速に行なうことができるという
効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の露点測定装置の１実施例の概略を示す
断面図、第２図は本発明の露点測定装置の他の実施例の
概略を示す断面図、第３図は各部材の接続関係説明図で
ある。１・・・凝縮面、１ａ・・・感知器、２・・・チャンバ
ー、７．８・・・検知手段、１１・・・電気作動装置、
ｌｌａ・・・熱電ヒートポンプ、１２・・・ビートパイ
プ、１３・・・蓄熱器。

Claims

【特許請求の範囲】１、気体に露出する鏡面又は他の凝縮面（１）を備えた
感知器と、前記表面の凝縮を検知したときに電気信号を
発する光学検知器又は他の手段（７、８）と、前記凝縮
面（１）の温度をコントロールするための電気作動装置
（１１、１１′）と、凝縮が起ったときの前記凝縮面（
１）の温度を表示するための温度計からなり、前記電気
作動装置（１１、１１′）は凝縮が起きたときの凝縮面
（１）の温度を維持するために前記手段（７、８）によ
って生じた信号に応じてコントロールされるようになっ
ている露点測定装置において、この露点測定装置は前記
凝縮面（１）と蓄熱器（１３）間にヒートパイプ（１２
、１２′）を有し、このヒートパイプは前記凝縮面（１
）の温度が降下するときに前記凝縮面（１）から余分な
熱を前記蓄熱器（１３）に移送することを特徴とする露
点測定装置。２、高温気体流の高い露点を測定するために、前記電気
作動装置（１１、１１′）は前記凝縮面を加熱するため
の抵抗電気ヒータであり、前記ヒートパイプ（１２、１
２′）が前記凝縮面に直接熱的に接続され、前記凝縮面
からの熱を高温気体流から離れた雰囲気中に移送するこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の露点測定装
置。３、雰囲気の露点あるいは雰囲気温度の近傍又はそれよ
りも低い温度における気体の露点を測定するために、前
記電気作動装置（１１、１１′）が前記凝縮面（１）を
冷却するための熱電ヒートポンプであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の露点測定装置。４、前記ヒートポンプ（１）が前記凝縮面（１）からの
熱を前記ヒートパイプ（１２）の一端に送り、前記ヒー
トパイプ（１２）の他端は前記蓄熱器（１３）に熱的に
接続されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項
記載の露点測定装置。５、前記ヒートパイプ（１２′）の一端が前記凝縮面（
１）に熱的に接続され、前記熱電ヒートポンプ（１１′
）が前記ヒートパイプ（１２′）から前記蓄熱器（１３
）に熱を送ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
載の露点測定装置。６、前記蓄熱器（１３）が銅、アルミニウムおよび黄銅
のいずれか１種の材質からなるフィン形状を有するブロ
ック体（１３）であることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第５項のいずれか１項に記載の露点測定装置
。