WO2020013041A1 - 溶存気体測定装置 - Google Patents

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中島　秀敏
康弘 阿部
廣治 田口
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株式会社ピュアロンジャパン
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Definitions

  • the present invention relates to a dissolved gas measuring device for measuring the concentration of a gas dissolved in an aqueous solution of a gas flowing through a pipe through which a specific gas passes.
  • the concentration of hydrogen gas dissolved in insulating oil is measured by detecting the amount of hydrogen gas that has passed through a permeable membrane and transferred to a hydrogen gas chamber using a hydrogen gas detection sensor. At the same time, the hydrogen gas in the hydrogen gas chamber is discharged from the vent by natural ventilation.
  • Patent Document 1 it is conceivable to use the device of Patent Document 1 as a dissolved gas measuring device for measuring the concentration of a specific gas dissolved in an aqueous solution of a gas flowing through a pipe through which the specific gas passes.
  • an object of the present invention is to continue discharging natural gas in a closed space for storing gas permeated through a pipe while natural gas is flowing through an aqueous solution of a specific gas flowing through the pipe. It is an object of the present invention to provide a dissolved gas measuring device capable of effectively measuring the concentration of the specific gas dissolved in the gas.
  • a dissolved gas measuring device that measures the concentration of the specific gas dissolved in an aqueous solution of the specific gas flowing through a pipe that transmits a specific gas
  • a pipe presser for fixing the dissolved gas measuring device to the pipe
  • a gas storage unit that is a space for storing gas transmitted through the pipe
  • a ventilation tube for ventilating the gas stored in the gas storage unit
  • the ventilator has a gas sensor that measures the concentration of the specific gas that has flowed into the ventilator from the gas storage unit, and a vent that discharges the gas out of the ventilator.
  • the gas sensor is disposed in the ventilation tube so as to be located between the gas storage unit and the ventilation port.
  • the dissolved gas measuring device includes a pipe holding unit that fixes the dissolved gas measuring device to a pipe, a gas storage unit that is a space for storing gas transmitted through the pipe, and ventilation of the gas stored in the gas storage unit. And a ventilation tube to be used.
  • the ventilator has a gas sensor that measures the concentration of a specific gas that has flowed into the ventilator from the gas storage unit, and a vent that discharges the gas out of the ventilator. It is located in the ventilation tube so that it is located between the ventilation opening and the ventilation port. With this, the specific gas that has passed through the pipe and flowed into the ventilation tube from the gas storage unit is naturally ventilated outside the ventilation tube. In this case, the concentration of the specific gas is always measured by the gas sensor that measures the concentration of the specific gas, so that the concentration of the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing in the pipe can be effectively measured.
  • the concentration of the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing through the pipe is maintained while the gas in the closed space for storing the gas permeated through the pipe is continuously discharged by natural ventilation. Can be provided.
  • the ventilation tube is arranged on one end side of the pipe holding section in the pipe direction.
  • the ventilation tube is arranged on one end side of the pipe holding portion in the pipe direction.
  • the dissolved gas measurement device when the specific gas is lighter than air, the dissolved gas measurement device is fixed to the pipe so that the ventilation tube is located above the pipe, and when the specific gas is heavier than air, the ventilation is performed below the pipe.
  • the dissolved gas measuring device can be used fixed to the pipe so that the cylinder is positioned.
  • the natural ventilation of the gas in the closed space for storing the gas permeated through the pipe is actively performed, and the concentration of the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing through the pipe is reduced. It is possible to provide a dissolved gas measuring device capable of more accurately measuring.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the dissolved gas measuring device according to the embodiment in use.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of the dissolved gas measuring device according to the embodiment in use.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of the dissolved gas measuring device of the present embodiment as viewed from above
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the dissolved gas measuring device of the present embodiment as viewed from the front.
  • the dissolved gas measuring device includes a pipe holding unit 1, a hinge 2, a fixing unit 3, and a ventilation tube 4.
  • the pipe holding part 1 is a part for fixing the dissolved gas measuring device to the pipe 11, and is composed of, for example, a first pipe holding part 1a and a second pipe holding part 1b.
  • the first pipe holding section 1a has a gas storage section 5 and an exhaust port 6.
  • the hinge 2 is fixed to one side surface of the first pipe pressing portion 1a and the second pipe pressing portion 1b, and rotatably supports the first pipe pressing portion 1a and the second pipe pressing portion 1b.
  • the fixing part 3 is configured so that the first pipe pressing part 1a and the second pipe pressing part 1b can be detachably fixed in a state where the pipe 11 is interposed therebetween.
  • the locking part 3a and the locking receiving part 3b And a catch clip composed of The fixing part 3 is fixed to the side surface of the first pipe pressing part 1a and the second pipe pressing part 1b opposite to the side to which the hinge 2 is fixed.
  • the number of the fixing portions 3 may be one or plural.
  • the gas storage section 5 is a closed space for storing gas permeated through the pipe 11, and is open to the pipe 11 side.
  • the edge of the portion of the gas storage section 5 that opens toward the pipe 11 is configured to contact the outer peripheral surface of the pipe 11 without any gap.
  • the gas storage unit 5 is filled with a gas substantially inactive with a specific gas whose concentration is to be measured.
  • the exhaust port 6 is a hole for exhausting a gas mixture of a specific gas stored in the gas storage unit 5 and a gas substantially inert to the specific gas to the ventilation tube 4 side.
  • One is open to the surface of the gas storage 5.
  • the other side penetrates through the first pipe holding portion 1a and is open on the surface on the opposite side of the first pipe holding portion 1a, and an O-ring 7 is fitted in the edge thereof.
  • the ventilation pipe 4 is perpendicular to the surface of the first pipe holding section 1 a opposite to the side in contact with the pipe 11, for example, in the direction of the pipe 11 so that the gas mixture flows into the ventilation pipe 4 from the gas storage section 5.
  • the ventilation tube 4 has a gas sensor 8, a ventilation port 9, and a ventilation port filter 10.
  • the gas sensor 8 is a sensor configured to measure the concentration of a specific gas contained in the gas mixture.
  • the gas sensor 8 has, for example, an annular structure, and is located between the gas reservoir 5 and the ventilation port 9. So that it is arranged in the ventilation tube 4.
  • the gas sensor 8 is fitted into a portion of the ventilation tube 4 which is open to the first pipe holding portion 1a, and an end of the gas sensor 8 on the first pipe holding portion 1a side is provided with a gap in the O-ring 7. It is arranged so that it touches without.
  • the gas sensor 8 transmits the measurement result of the concentration of the specific gas contained in the mixed gas to a computer that collects and accumulates data of the measurement result via a medium such as a cable (not shown).
  • the gas sensor 8 may transmit the measurement result of the concentration of the specific gas contained in the gas mixture to the computer by wireless communication.
  • the ventilation port 9 is a hole for discharging the mixed gas that has passed through the gas sensor 8 to the outside of the ventilation tube 4 by natural ventilation while moving in the direction indicated by the arrow 12 so as to be pushed out by gas permeating the pipe 11. .
  • the ventilation port 9 penetrates through the ventilation tube 4 in the upward and downward directions.
  • the direction of penetration of the ventilation tube 4 is not limited to this.
  • the ventilation port 9 may be configured to penetrate the ventilation tube 4 in a direction corresponding to the front or the rear when the dissolved gas measuring device is fixed to the pipe 11.
  • the gas mixture is naturally ventilated from the gas storage unit 5, whereby the concentration of the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing through the pipe 11 and the specific gas in the gas mixture in the gas storage unit 5 are determined. And eventually the equilibrium state is reached, and then the equilibrium state is maintained.
  • the dissolved gas measuring device measures the concentration of a specific gas contained in the gas mixture.
  • the time at which the concentration of the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing through the pipe 11 and the concentration of the specific gas in the mixed gas in the gas storage unit 5 reach equilibrium is determined, for example, by the gas sensor 8. Can be determined by measuring the concentration of the gas over time and keeping the measured concentration constant for a predetermined time.
  • the ventilation port filter 10 is a filter for preventing foreign substances from entering the ventilation tube 4 through the ventilation port 9.
  • the ventilation port filter 10 prevents the failure of the gas sensor 8 due to the entry of foreign matter.
  • the gas that has passed through the pipe 11 is stored in the gas storage unit 5 and passes through the exhaust port 6 and the gas sensor 8 while moving in the direction indicated by the arrow 12.
  • the concentration of the gas in the pipe 11 can be measured without contaminating the aqueous solution of the gas flowing in the pipe 11.
  • the gas further moves in the direction indicated by the arrow 12 in the ventilation tube 4, passes through the ventilation port 9, and is discharged out of the ventilation tube 4 by natural ventilation.
  • the specific gas that has passed through the pipe 11 and flowed into the ventilation tube 4 from the gas storage unit 5 always flows when the specific gas is naturally ventilated out of the ventilation tube 4. Since it is measured by the gas sensor that measures the concentration of the gas, the concentration of the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing through the pipe 11 can be effectively measured.
  • the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing through the pipe 11 is maintained while the gas in the closed space for storing the gas permeated through the pipe 11 is continuously discharged by natural ventilation. It is possible to provide a dissolved gas measuring device capable of effectively measuring the concentration of a dissolved gas.
  • the ventilation tube 4 may be arranged at any position on the surface of the first pipe holding part 1a, but as shown in FIG. 2, one end side in the direction of the first pipe holding part 1a pipe 11 Are preferably arranged.
  • the dissolved gas measuring device when the specific gas is lighter than air, the dissolved gas measuring device is fixed to the pipe 11 so that the ventilation tube 4 is located above the pipe 11, and when the specific gas is heavier than air, The dissolved gas measuring device can be fixed to the pipe 11 and used so that the ventilation tube 4 is located below the pipe.
  • the natural ventilation of the gas in the closed space for storing the gas permeated through the pipe 11 is actively performed, and the gas dissolved in the aqueous solution of the gas flowing through the pipe 11 is removed.
  • a dissolved gas measuring device capable of measuring the concentration more accurately can be provided.
  • the pipe holding part 1 is constituted by a pair of pipe holding parts 1a and 1b which hold the pipe 11 therebetween, and is fixed in a state where the pipe 11 is held by using the hinge 2 and the fixing part 3.
  • the present invention is not limited to this.
  • the pipe holding part 1 may be formed of a single tubular part formed so as to surround the outer periphery of the pipe 11. In this case, the dissolved gas measuring device does not include the hinge 2 and the fixing part 3.

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Abstract

配管を透過した気体を貯留するための密閉空間内の気体の自然換気による排出を継続しつつ、配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度を効果的に測定することが可能な溶存気体測定装置を提供する。　特定の気体を透過する配管中を流通する該特定の気体の水溶液中に溶存する該特定の気体の濃度を測定する溶存気体測定装置であって、配管押さえ部と、ガス貯留部と、換気筒とを備える。換気筒は気体センサーと換気口とを有している。気体センサーは、ガス貯留部と換気口との間に位置するように、換気筒内に配置されている。

Description

溶存気体測定装置
　本発明は、特定の気体を透過する配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する当該気体の濃度を測定する溶存気体測定装置に関する。
　従来、絶縁油中に溶存する水素ガスを、透過膜を透過して密閉空間である水素ガスチャンバに移行させ、当該移行した水素ガスの量を検知することで絶縁油中に溶存する水素ガスの濃度を測定する油中水素ガス検知装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
　特許文献１の装置においては、水素ガス検知センサーを用いて、透過膜を透過して水素ガスチャンバに移行した水素ガスの量を検知することで絶縁油中に溶存する水素ガスの濃度を測定すると共に、水素ガスチャンバ内の水素ガスは自然換気により通気口から排出される。
実開昭５７－１６４４５９号公報
　特許文献１の装置を、特定の気体を透過する配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する当該特定の気体の濃度を測定する溶存気体測定装置として用いることが考えられる。
　しかしながら、特許文献１の装置においては、センサーと通気口との設置位置が大きく異なるため、透過膜を透過した気体を貯留する密閉空間に移行した気体の一部がセンサーにより測定されずに自然換気により通気口から排出されてしまい、気体の水溶液中に溶存する当該特定の気体の濃度を正確に測定できない課題があった。
　本発明の目的は、かかる従来技術の課題に鑑み、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間内の気体の自然換気による排出を継続しつつ、配管中を流通する特定の気体の水溶液中に溶存する当該特定の気体の濃度を効果的に測定することが可能な溶存気体測定装置を提供することにある。
　本発明による溶存気体測定装置は、
　特定の気体を透過する配管中を流通する該特定の気体の水溶液中に溶存する該特定の気体の濃度を測定する溶存気体測定装置であって、
　前記配管に前記溶存気体測定装置を固定する配管押さえ部と、
　前記配管を透過した気体を貯留する空間であるガス貯留部と、
　前記ガス貯留部に貯留された気体を換気する換気筒とを備え、
　前記換気筒は、前記ガス貯留部から該換気筒に流入した前記特定の気体の濃度を測定する気体センサーと、該気体を該換気筒外に排出する換気口とを有しており、
　前記気体センサーは、前記ガス貯留部と前記換気口との間に位置するように、前記換気筒内に配置されていることを特徴とする。
　本発明の溶存気体測定装置は、配管に前記溶存気体測定装置を固定する配管押さえ部と、配管を透過した気体を貯留する空間であるガス貯留部と、ガス貯留部に貯留された気体を換気する換気筒とを備えている。
　そして、換気筒は、ガス貯留部から換気筒に流入した特定の気体の濃度を測定する気体センサーと、気体を換気筒外に排出する換気口とを有しており、気体センサーは、ガス貯留部と換気口との間に位置するように、換気筒内に配置されている　これにより、配管を透過してガス貯留部から換気筒に流入した特定の気体は、換気筒外に自然換気されるときに、必ず当該特定の気体の濃度を測定する気体センサーにより測定されるので、配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度を効果的に測定することができる。
　このように、本発明によれば、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間内の気体の自然換気による排出を継続しつつ、配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度を効果的に測定することが可能な溶存気体測定装置を提供することができる。
　本発明による溶存気体測定装置において、
　前記換気筒は、前記配管押さえ部の前記配管方向における一方の端部側に配置されていることが好ましい。
　本発明の溶存気体測定装置は、換気筒が配管押さえ部の配管方向における一方の端部側に配置されている。
　これにより、特定の気体が空気より軽い場合には配管の上方に換気筒が位置するように溶存気体測定装置を配管に固定して、特定の気体が空気より重い場合には配管の下方に換気筒が位置するように溶存気体測定装置を配管に固定して用いることができる。
　そのため、特定の気体の重さを勘案して自然な換気を積極的に行うことができるので、配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度をより正確に測定することができる。
　このように、本発明によれば、配管を透過した気体を貯留するための密閉空間内の気体の自然換気を積極的に行い、配管中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度をより正確に測定することが可能な溶存気体測定装置を提供することができる。
本実施形態の溶存気体測定装置の使用状態の断面図。 本実施形態の溶存気体測定装置の使用状態の断面図。
　添付の図１及び図２を参照して本発明を実施するための形態についてさらに詳しく説明する。なお、同一の構成には同一の符号を付して、説明を省略する場合がある。
　図１は本実施形態の溶存気体測定装置の使用状態を上方から見た断面図であり、図２は本実施形態の溶存気体測定装置の使用状態を正面から見た断面図である。
　本実施例による溶存気体測定装置は、配管押さえ部１と、蝶番２と、固定部３と、換気筒４とを備える。
　配管押さえ部１は、配管１１に溶存気体測定装置を固定する部品であり、例えば第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとで構成される。第１配管押さえ部１ａは、ガス貯留部５と排気口６とを有している。
　蝶番２は、第１配管押さえ部１ａ及び第２配管押さえ部１ｂの一方の側面に固定されており、第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとを回転自在に支持している。
　固定部３は、第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとを配管１１を挟み込んだ状態に着脱自在に固定できるように構成されており、例えば係止部３ａと係止受け部３ｂとで構成されるキャッチクリップである。固定部３は、蝶番２が固定されている側の反対側の第１配管押さえ部１ａ及び第２配管押さえ部１ｂの側面に固定されている。固定部３は、１つでもよいし、複数でもよい。
　ガス貯留部５は、配管１１を透過した気体を貯留する密閉空間であり、配管１１側に開口している。ガス貯留部５の当該配管１１側に開口している部分の淵は、配管１１の外周面に隙間なく接するように構成されている。
　ガス貯留部５は、配管１１に溶存気体測定装置を固定した初期の状態においては、濃度の測定対象である特定の気体に実質的に不活性な気体により満たされている。
　第１配管押さえ部１ａと第２配管押さえ部１ｂとを、蝶番２を支点にして回転させてチューブなどの配管１１を挟み込み、固定部３を用いて固定した状態においては、当該配管１１の外周面の一部とガス貯留部５とに囲まれた空間が、配管１１を透過した気体を貯留する密閉空間を形成する。
　排気口６は、ガス貯留部５に貯留された特定の気体と特定の気体に実質的に不活性な気体との混合気体を換気筒４側に排気する孔である。一方はガス貯留部５の表面に開口している。他方は第１配管押さえ部１ａを貫通して第１配管押さえ部１ａの反対側の表面に開口しており、その淵にはＯリング７がはめ込まれている。
　換気筒４は、ガス貯留部５から当該混合気体が当該換気筒４内に流入するように、第１配管押さえ部１ａの配管１１と接する側の反対側の表面に、例えば配管１１方向に垂直に配置されている。そして換気筒４は、気体センサー８と換気口９と換気口フィルター１０とを有している。
　気体センサー８は、混合気体に含まれる特定の気体の濃度を測定するように構成されたセンサーであり、例えば円環状の構造をしており、ガス貯留部５と換気口９との間に位置するように、当該換気筒４内に配置されている。そして気体センサー８は、換気筒４の第１配管押さえ部１ａ側に開口している部分にはめ込まれており、気体センサー８の第１配管押さえ部１ａ側の端部は、Ｏリング７に隙間なく接するように配置されている。
　なお、気体センサー８は、図示しないケーブルなどの媒体を介して、混合気体に含まれる特定の気体の濃度の測定結果を、当該測定結果のデータを収集、蓄積等するコンピュータに送信する。あるいは、気体センサー８は、無線通信により混合気体に含まれる特定の気体の濃度の測定結果を当該コンピュータに送信することとしてもよい。
　換気口９は、配管１１を透過した気体により押し出されるようにして矢印１２で示される方向に移動しながら気体センサー８を通過した混合気体を自然換気にて換気筒４外に排出する孔である。換気口９は、例えば図２に示すように、配管１１に溶存気体測定装置を固定した際にそれぞれ上方及び下方にあたる方向に向かって換気筒４を貫通している。
　なお、換気筒４の貫通方向は、これに限定されない。例えば換気口９は、配管１１に溶存気体測定装置を固定した際に手前方向又は奥方向にあたる方向に向かって換気筒４を貫通するように構成されていてもよい。
　このようにしてガス貯留部５から当該混合気体が自然換気されることにより、配管１１中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度とガス貯留部５中の混合気体中の特定の気体の濃度とがやがて平衡となるとともに、その後の平衡状態が保たれる。
　そして、配管１１中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度とガス貯留部５中の混合気体中の特定の気体の濃度とが平衡になったときに、溶存気体測定装置は、気体センサー８により混合気体中に含まれる特定の気体の濃度を測定する。
　配管１１中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度とガス貯留部５中の混合気体中の特定の気体の濃度とが平衡に達する時期は、例えば気体センサー８により混合気体中の特定の気体の濃度を経時的に測定し、測定された濃度が所定時間一定になることにより知ることができる。
　換気口フィルター１０は、換気口９を通して換気筒４内に異物が混入することを防ぐためのフィルターである。換気口フィルター１０は、異物混入に伴う気体センサー８の故障を防止している。
　配管１１を透過した気体がガス貯留部５に貯留し、矢印１２で示す方向に移動しながら排気口６及び気体センサー８を通過する。当該気体センサー８を通過する気体の濃度を気体センサー８で測定することで、配管１１内を流れる気体の水溶液の汚染を伴わずに配管１１内の気体の濃度の測定が可能となる。そして当該気体は、気体センサー８で濃度を測定された後に、換気筒４内を矢印１２で示す方向にさらに移動して換気口９を通って換気筒４外に自然換気にて排出される。
　上記の構成を備える本発明によれば、配管１１を透過してガス貯留部５から換気筒４に流入した特定の気体は、換気筒４外に自然換気されるときに、必ず当該特定の気体の濃度を測定する気体センサーにより測定されるので、配管１１中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度を効果的に測定することができる。
　このように、本発明によれば、配管１１を透過した気体を貯留するための密閉空間内の気体の自然換気による排出を継続しつつ、配管１１中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度を効果的に測定することが可能な溶存気体測定装置を提供することができる。
　また、換気筒４は、第１配管押さえ部１ａの表面の何れの位置に配置されていてもよいが、図２に示すように、第１配管押さえ部１ａ配管１１方向における一方の端部側に配置されていることが好ましい。
　これにより、特定の気体が空気より軽い場合には配管１１の上方に換気筒４が位置するように溶存気体測定装置を配管１１に固定して、特定の気体が空気より重い場合には配管１１の下方に換気筒４が位置するように溶存気体測定装置を配管１１に固定して用いることができる。
　そのため、特定の気体の重さを勘案して自然な換気を積極的に行うことができるので、配管１１中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度をより正確に測定することができる。
　このように、本発明によれば、配管１１を透過した気体を貯留するための密閉空間内の気体の自然換気を積極的に行い、配管１１中を流通する気体の水溶液中に溶存する気体の濃度をより正確に測定することが可能な溶存気体測定装置を提供することができる。
　以上、本発明の実施形態について図面を用いて説明したが、本発明はこれに限定されない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能である。
　例えば、上記の実施例においては、配管押さえ部１が配管１１を挟み込む一対の配管押さえ部１ａと１ｂとで構成され、蝶番２と、固定部３とを用いて配管１１を挟み込んだ状態に固定するように構成されているが、これに限定されない。
　配管押さえ部１が配管１１の外周を包みこむように形成された、管状の一つの部品により構成されてもよい。この場合、溶存気体測定装置は、蝶番２と固定部３とを備えない。
　１ａ…第１配管押さえ部、１ｂ…第２配管押さえ部、２…蝶番、３…固定部、４…換気筒、５…ガス貯留部、６…排気口、７…Ｏリング、８…気体センサー、９…換気口、１０…換気口フィルター、１１…配管

Claims (2)

  1. 　特定の気体を透過する配管中を流通する該特定の気体の水溶液中に溶存する該特定の気体の濃度を測定する溶存気体測定装置であって、
    　前記配管に前記溶存気体測定装置を固定する配管押さえ部と、
    　前記配管を透過した気体を貯留する空間であるガス貯留部と、
    　前記ガス貯留部に貯留された気体を換気する換気筒とを備え、
    　前記換気筒は、前記ガス貯留部から該換気筒に流入した前記特定の気体の濃度を測定する気体センサーと、該気体を該換気筒外に排出する換気口とを有しており、
    　前記気体センサーは、前記ガス貯留部と前記換気口との間に位置するように、前記換気筒内に配置されていることを特徴とする溶存気体測定装置。
  2. 　請求項１に記載の溶存気体測定装置において、
    　前記換気筒は、前記配管押さえ部の前記配管方向における一方の端部側に配置されていることを特徴とする溶存気体測定装置。
     
     
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