WO2024057807A1 - 光ファイバセンサの貫通構造及びガス化装置 - Google Patents

光ファイバセンサの貫通構造及びガス化装置 Download PDF

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WO2024057807A1
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tube
metal
space
metal seal
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茂 吉田
要治 中野
真一郎 森
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三菱重工業株式会社
三菱パワー株式会社
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    • C10J3/00—Production of combustible gases containing carbon monoxide from solid carbonaceous fuels
    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C10J3/46—Gasification of granular or pulverulent flues in suspension
    • C10J3/48—Apparatus; Plants
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    • G01D5/32—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable characterised by optical transfer means, i.e. using infrared, visible, or ultraviolet light with attenuation or whole or partial obturation of beams of light
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    • G01K11/32—Measuring temperature based upon physical or chemical changes not covered by groups G01K3/00, G01K5/00, G01K7/00 or G01K9/00 using changes in transmittance, scattering or luminescence in optical fibres
    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/46—Processes or apparatus adapted for installing or repairing optical fibres or optical cables

Definitions

  • the present disclosure relates to a penetrating structure for an optical fiber sensor and a gasification device including the penetrating structure for the optical fiber sensor.
  • a gasification apparatus having a dual structure including a gasification furnace configured to gasify carbon-containing solid fuel and a pressure vessel covering the gasification furnace is known (see Patent Document 1).
  • a chordal thermocouple is sometimes installed inside the pressure vessel wall in order to evaluate temperature fluctuations in the furnace wall tube that forms part of the furnace wall that partitions the inside and outside of the gasifier.
  • Appropriately understanding temperature fluctuations throughout the gasifier is important for stable operation, but installing a large number of chordal thermocouples is not realistic due to installation time, cost, and restrictions on the maximum number of ports. do not have.
  • an optical fiber sensor capable of multi-point measurement using a single optical fiber is preferable to the above-mentioned chordal thermocouple.
  • a penetrating structure for the optical fiber sensor is required to take out the optical fiber from inside the relatively high temperature and high pressure pressure vessel while ensuring airtightness.
  • fiber optic sensors are relatively easy to damage. Therefore, the penetrating structure of the optical fiber sensor is desired to have a structure in which an optical fiber can be easily installed, and a structure in which the optical fiber can be easily replaced when the optical fiber is damaged.
  • a penetrating structure of an optical fiber sensor includes: A penetrating structure for an optical fiber sensor that penetrates a partition wall that partitions a first space and a second space whose interior temperature is higher than the first space, at least one optical fiber inserted into a through hole penetrating the partition; a metal seal tube through which the at least one optical fiber is inserted; an optical fiber connector having a connection portion to which one end of the at least one optical fiber is connected; a joint member having an insertion hole through which the metal seal tube is inserted, and configured to detachably support the metal seal tube inserted into the insertion hole, The insertion hole of the coupling member is formed in a size that allows the optical fiber connector to be inserted therethrough.
  • a gasifier according to an embodiment of the present disclosure includes: A gasifier configured to partially burn and gasify carbon-containing solid fuel, A penetrating structure of the optical fiber sensor, The gasification furnace is provided with the partition wall that partitions the second space formed inside the pressure vessel and the first space formed outside the pressure vessel.
  • an optical fiber sensor penetration structure and a gasification device that allow easy installation and replacement of optical fibers.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a penetrating structure of an optical fiber sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of a metal seal tube according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a penetrating structure of an optical fiber sensor according to a comparative example.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a penetrating structure of an optical fiber sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a penetrating structure of an optical fiber sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a penetrating structure of an optical fiber sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a penetrating structure of an optical fiber sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a penetrating structure of an optical fiber sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of a metal seal tube according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of a metal seal tube according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of a metal seal tube according to an embodiment of the present disclosure.
  • 12 is a schematic sectional view showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal seal tube shown in FIG. 11.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gasifier according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIGS. 1 and 4 to 8 are schematic cross-sectional views of a penetrating structure 1 of an optical fiber sensor according to an embodiment of the present disclosure.
  • the penetration structure 1 of the optical fiber sensor according to some embodiments includes a first space 21 and a second space 22 whose internal temperature is higher than the first space 21. It penetrates the partition wall 23 that partitions the space.
  • the second space 22 also has a higher internal pressure than the first space 21 .
  • the partition wall 23 described above includes a pressure vessel wall that partitions a second space 22 formed inside the pressure vessel 2 and a first space 21 formed outside the pressure vessel 2.
  • the pressure vessel 2 has a second space 22 formed therein by an inner surface of a partition wall 23 (pressure vessel wall).
  • a first space 21 is formed outside the pressure vessel 2 with a partition wall 23 interposed between the first space 21 and the second space 22 .
  • a gasification furnace 20 (see FIG. 13) is installed inside the pressure vessel 2. This gasifier 20 is configured to partially combust and gasify the carbon-containing solid fuel (for example, coal) introduced into the gasifier 20 .
  • the inside of the gasifier 20 becomes high temperature, and the gasifier wall 28 (see FIG. 13) that partitions the outside and the inside of the gasifier 20 is heated. Due to the heat, the temperature inside the second space 22 becomes higher than the temperature inside the first space 21 . Further, the pressure inside the second space 22 is maintained higher than the pressure inside the first space 21.
  • the pressure vessel 2 of the present disclosure only needs to have a partition wall 23 (pressure vessel wall) that partitions the first space 21 and the second space 22, and the gasifier 20 is not installed inside the pressure vessel 2. It is also applicable to cases where
  • the temperature inside the second space 22 is as high as 300° C. or higher.
  • the pressure inside the second space 22 is a high pressure of 1 MPa or more.
  • the temperature inside the first space 21 is normal temperature (atmospheric temperature), and the pressure inside the first space 21 is normal pressure (atmospheric pressure).
  • the partition wall 23 of the present disclosure may be any partition wall that partitions the first space 21 and the second space 22.
  • the partition wall 23 may be a partition wall or the like that partitions the inside and outside of a storage device (for example, a storage tank) in which a second space 22 for storing relatively high temperature and high pressure fluid is formed.
  • the partition wall 23 includes a partition main body 231 that partitions between the first space 21 and the second space 22, and a partition wall main body 231 that partitions the partition wall main body 231 from the partition wall main body 231 to the first space, as shown in FIGS.
  • the partition wall 23 may further include a heat insulating material 27 attached to the outer surface (the surface facing the first space 21) of the partition main body 231.
  • the heat insulating material 27 is disposed in the first space 21 and covers the protrusion 232, the flange 233, the fastening member 26, and the sealing member 25.
  • the heat insulating material 27 can reduce heat transfer from the second space 22 to the first space 21 via the partition main body 231.
  • the fastening member 26 is screwed into a bolt 26A that is inserted through a through hole 234 formed in the flange portion 233 and a through hole 251 formed in the outer circumference of the sealing member 25. , a nut 26B that clamps the flange portion 233 and the outer circumferential portion of the sealing member 25 between the bolt 26A.
  • the sealing member 25 is made of an annular plate in which a center hole (through hole) 252 having a smaller hole diameter than the through hole 24 is formed.
  • the first space 21 and the second space 22 communicate with each other via the through hole 24 and the center hole 252 of the sealing member 25 .
  • the penetration structure 1 of the optical fiber sensor includes at least one optical fiber 3 inserted into a through hole 24 passing through a partition 23, and at least one optical fiber. 3, and an optical fiber connector 5 having a connecting portion (first connecting portion) 51 to which one end of at least one optical fiber 3 is connected.
  • the optical fiber 3 is a transmission line for transmitting optical signals.
  • the optical fiber 3 has a concentric structure in which a core with a relatively high refractive index is covered with a cladding with a relatively low refractive index, and light (optical signal) is propagated while being confined inside the core. ing.
  • the optical fiber 3 is made of a thin fibrous substance made of quartz glass, fluoride glass, chalcogenide glass, plastic, or the like.
  • the optical fiber 3 is inserted through the through hole 24 and the center hole 252 of the sealing member 25.
  • a sensing section 31 is provided on one side of the optical fiber 3 in the longitudinal direction (on the second space 22 side).
  • the sensing unit 31 acquires the state of the second space 22 (measurement environment) by utilizing the property that light changes depending on the state of the second space 22 (measurement environment) in which the sensing unit 31 is arranged. It has become.
  • the sensing section 31 may be a detection element (FBG) present in the core of the optical fiber 3, or may be configured integrally with the optical fiber 3. Further, the sensing unit 31 may be separate from the optical fiber 3 and may be detachably connected to the end portion of the optical fiber 3 on one side (the second space 22 side) in the longitudinal direction.
  • FBG detection element
  • the end portion 32 of the optical fiber 3 on the other side in the longitudinal direction (first space 21 side) is connected to the first connection portion 51 of the optical fiber connector 5.
  • the optical fiber sensor includes an optical fiber 3 including a sensing section 31 and a measuring instrument 10 configured to be able to transmit and receive optical signals.
  • the measuring instrument 10 includes a light emitting section (light source) 101 and a light receiving section (light receiving element) 102.
  • the optical fiber sensor includes the above-described optical fiber connector 5 and a relay optical fiber whose one end is connected to the second connection part 52 of the optical fiber connector 5 and whose other end is connected to the measuring instrument 10. 11.
  • the optical fiber connector 5 may be connected to the measuring instrument 10, and in this case, the optical fiber sensor does not need to include the relay optical fiber 11.
  • the light emitted from the irradiation section 101 is guided to the sensing section 31 via the relay optical fiber 11, the optical fiber connector 5, and the optical fiber 3.
  • the light guided to the sensing section 31 changes according to changes in the state of the second space 22 (measurement environment). Reflected light that changes from the sensing section 31 according to changes in the state of the second space 22 (measurement environment) is guided to the light receiving section 102 via the optical fiber 3, the optical fiber connector 5, and the relay optical fiber 11.
  • the measuring instrument 10 detects a change in the state of the second space 22 (measurement environment) in which the sensing unit 31 is arranged (for example, at least one of a strain change or a temperature change) using reflections guided from the sensing unit 31 to the light receiving unit 102. It is detected as a change in light (for example, a change in the wavelength of reflected light).
  • the metal seal tube 4 is made of a metal material and has a cylindrical shape having an outer surface 41 and an inner surface 42 .
  • the inner surface 42 of the metal seal tube 4 forms an insertion hole through which at least one optical fiber 3 is loosely inserted, and there is a gap 43 between the inner surface 42 of the metal seal tube 4 and the outer surface of the optical fiber 3. is formed.
  • the optical fiber 3 has an insertion portion 33 that is inserted into the metal seal tube 4 between the sensing portion 31 and the end portion 32 on the other side (first space 21 side).
  • the metal seal tube 4 is formed into a cylindrical shape in which the outer surface 41 and the inner surface 42 have circular contours in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal seal tube 4 (FIG. 12). reference).
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the metal seal tube 4 according to an embodiment of the present disclosure.
  • a seal member 43A is disposed inside the metal seal tube 4, filling the above-mentioned gap 43 and sealing the inside of the metal seal tube 4.
  • the seal member 43A is adapted to abut on the inner surface 42 of the metal seal tube 4 and also on the outer surface of the optical fiber 3.
  • the seal member 43A is made of metal, ceramic, or resin material that can be used at high temperatures of 300° C. or higher.
  • the optical fiber sensor penetrating structure 1 further includes a joint member 6, as shown in FIGS. 1 and 4 to 8.
  • the joint member 6 has insertion holes 63 and 64 through which the metal seal tube 4 is inserted, and is configured to detachably support the metal seal tube 4 inserted into the insertion holes 63 and 64.
  • the insertion hole 63 and the insertion hole 64 of the coupling member 6 are formed in a size that allows the optical fiber connector 5 to be inserted therethrough. Further, the insertion hole 63 and the insertion hole 64 of the joint member 6 are formed in a size that allows the sensing portion 31 to be inserted therethrough.
  • the joint member 6 When supporting the metal seal tube 4 inserted into the insertion holes 63 and 64, the joint member 6 seals between at least one of the insertion holes 63 and 64 and the outer surface 41 of the metal seal tube 4. is configured to do so. By sealing at least one of the insertion holes 63 and 64 with the coupling member 6, fluid circulation (leakage) through the insertion holes 63 and 64 can be suppressed.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a penetration structure 01 of an optical fiber sensor according to a comparative example.
  • the penetration structure 01 of the optical fiber sensor according to the comparative example includes the above-mentioned at least one optical fiber 3, the above-mentioned metal seal tube 4, the above-mentioned optical fiber connector 5, and a joint member.
  • the joint member 06 includes a joint body 061 having an insertion hole 063 through which the optical fiber 3 is inserted, and a nut member 62 having an insertion hole 64 through which the metal seal tube 4 is inserted.
  • the insertion hole 063 of the joint body 061 is not formed in a size that allows the metal seal tube 4 and the optical fiber connector 5 to be inserted therethrough.
  • the installation work (new installation work) of the optical fiber 3 and the replacement work of the optical fiber 3 when the optical fiber 3 is damaged may become difficult.
  • the single optical fiber 3, which is not attached to the metal seal tube 4 or the optical fiber connector 5 is inserted through the insertion holes 063 and 64 of the coupling member 06. Later, it will be necessary to attach it to the metal seal tube 4 and the optical fiber connector 5.
  • the penetration structure 1 of the optical fiber sensor allows at least one optical fiber 3 inserted into the through hole 24 passing through the partition wall 23 to move the relatively high temperature second space 22 to the relatively low temperature.
  • the optical signal (reflected light) transmitted by the optical fiber 3 into the first space 21 can be extracted.
  • the penetration structure 1 of the optical fiber sensor can suppress fluid flow (leakage) between the first space 21 and the second space 22 via the penetration hole 24 by the metal seal tube 4 and the joint member 6.
  • the penetration structure 1 of the optical fiber sensor is formed by forming the penetration holes 63 and 64 of the joint member 6 to a size that allows the metal seal tube 4 and the optical fiber connector 5 to be inserted therethrough.
  • the metal seal tube 4 to which the optical fiber 3 is attached and the optical fiber connector 5 can be passed through the insertion holes 63 and 64.
  • the single optical fiber 3, which is not attached to the metal seal tube 4 or the optical fiber connector 5 is inserted into the penetration holes 063, 64 of the coupling member 06. There is no need to attach it to the metal seal tube 4 or the optical fiber connector 5 after inserting it.
  • the optical fiber 3 can be easily installed (newly installed), and the optical fiber 3 can be easily replaced when the optical fiber 3 is damaged.
  • the above-described joint member 6 includes a joint body 61 having a first insertion hole 63 through which the metal seal tube 4 is inserted, and a metal seal tube, as shown in FIGS. 1 and 4 to 8.
  • the nut member 62 includes a second insertion hole 64 into which the joint body 4 is inserted, and a threaded portion 66 into which the joint body 61 is threaded.
  • the joint body 61 has a threaded portion 65 that threads into a threaded portion 66 of the nut member 62 .
  • Each of the joint body 61 and the nut member 62 is formed from a metal material.
  • the joint body 61 is formed into a cylindrical shape having a longitudinal direction along the extending direction of the first insertion hole 63 formed by the inner surface thereof.
  • the nut member 62 is formed into a cylindrical shape having a longitudinal direction along the extending direction of the second insertion hole 64 formed by the inner surface thereof.
  • a threaded portion (threaded portion) 65 is formed on the outer surface of the end (one end) of the joint body 61 on the side away from the through hole 24 in the longitudinal direction.
  • a threaded portion (threaded portion) 66 is formed on the inner surface of the end (one end) of the nut member 62 on the side of the through hole 24 in the longitudinal direction.
  • the inner surface of the one end of the joint body 61 is pressed against the outer surface of the metal seal tube 4 by the biasing force directed toward the inner surface of the joint body 61 . Thereby, the space between the joint body 61 and the metal seal tube 4 is sealed.
  • the above-mentioned joint member 6 has an inner surface of at least one of the joint body 61 or the nut member 62 due to the urging force generated by the screwing of the threaded part 65 of the joint body 61 and the threaded part 66 of the nut member 62. It may further include a seal member (not shown) that seals between the outer surface of the metal seal tube 4 and the outer surface of the metal seal tube 4. This sealing member (not shown) may be made of a resin material.
  • the metal seal tube 4 inserted into the first insertion hole 63 and the second insertion hole 64 can be connected to the joint member 6. I can support it. Further, by releasing the threaded connection between the joint body 61 and the nut member 62, the metal seal tube 4 can be easily removed from the joint member 6.
  • the penetration structure 1 of the optical fiber sensor including such a joint member 6 allows the optical fiber 3 to be easily installed (newly installed), and also allows the optical fiber 3 to be easily replaced when the optical fiber 3 is damaged. be.
  • the joint main body 61 described above is arranged in the first space 21, and One end (the end on the through-hole 24 side) in the direction of movement) is connected to the partition wall 23 .
  • the metal seal tube 4 is inserted through the insertion holes 63 and 64 of the coupling member 6 and the center hole 252 of the sealing member 25 described above.
  • the above-mentioned heat insulating material 27 has an insertion hole formed therein for loosely inserting the joint member 6 therethrough.
  • a threaded portion (threaded portion) 253 is formed on the inner surface of the sealing member 25 forming the center hole 252 at least in a portion in the penetrating direction of the center hole 252 .
  • a threaded part (threaded part) 67 that threads into the threaded part (threaded part) 253 is formed on the outer surface of the end of the joint body 61 on the side of the through hole 24 .
  • the threaded portion 67 of the joint body 61 is threaded into the threaded portion 253 of the sealing member 25 .
  • the joint body 61 has a welded portion W1 in which the inner peripheral edge (edge of the center hole 252) of the surface of the sealing member 25 on the first space 21 side is circumferentially welded to the outer surface of the joint body 61.
  • the end of the joint body 61 on the through hole 24 side is fixed to the sealing member 25 (partition wall 23) by the weld W1.
  • the joint member 6 can be fixed to the partition wall 23 by connecting one end of the joint body 61 (the end on the through hole 24 side) to the partition wall 23.
  • the joint body 61 By arranging the joint body 61 in the relatively low-temperature first space 21, heat input from the outside to the joint member 6 and the metal seal tube 4 is reduced compared to when the joint body 61 is placed in the relatively high-temperature second space 22. Therefore, damage to the joint member 6 and the metal seal tube 4 due to heat can be suppressed.
  • the above-described optical fiber sensor penetration structure 1 is arranged in the first space 21 and extends in the extending direction of the first insertion hole 63 of the joint body 61.
  • One end 71 (end on the through hole 24 side) is connected to one end (end on the through hole 24 side) of the partition wall 23 , and the other end 72 (end on the side away from the through hole 24 ) It further includes a connected metal extension tube 7.
  • the metal extension tube 7 is formed into a cylindrical shape with an inner surface sized to allow the metal seal tube 4 and the optical fiber connector 5 to be inserted therethrough.
  • the metal seal tube 4 is inserted into the insertion holes 63 and 64 of the coupling member 6 described above, and the end of the metal seal tube 4 on the through hole 24 side is inserted into the metal extension tube 7. ing.
  • the above-mentioned heat insulating material 27 has an insertion hole formed therein for loosely inserting the metal extension tube 7 therethrough.
  • the metal extension tube 7 includes a first metal extension tube 7A including the above-described one end 71, and an end portion of the first metal extension tube 7A on the side away from the through hole 24, and a metal extension tube 7A on the through hole 24 side. and a second metal extension tube 7B to which the ends of the metal extension tube 7B are connected and include the other end 72 described above.
  • the outer surface and inner surface are larger than that of the second metal extension tube 7B.
  • a threaded portion (threaded portion) 253 is formed on the inner surface of the sealing member 25 forming the center hole 252 at least in part in the penetrating direction of the center hole 252.
  • the threaded portion 73 of the first metal extension tube 7A is threaded into the threaded portion 253 of the sealing member 25.
  • the first metal extension tube 7A has a welded portion W6 where the inner peripheral edge (edge of the center hole 252) of the surface of the sealing member 25 on the first space 21 side is circumferentially welded to the outer surface of the first metal extension tube 7A. .
  • the end of the first metal extension tube 7A on the through hole 24 side is fixed to the sealing member 25 (partition wall 23) by the weld W6.
  • a threaded portion (threaded portion) 74 is formed on the outer surface of the end of the first metal extension tube 7A on the side away from the through hole 24.
  • a threaded portion (threaded portion) 75 that threads into the threaded portion 74 is formed on the inner surface of the end of the second metal extension tube 7B on the through hole 24 side.
  • a threaded portion 75 of the second metal extension tube 7B is screwed into a threaded portion 74 of the first metal extension tube 7A.
  • the first metal extension tube 7A has a welded portion W7 on the outer surface of the first metal extension tube 7A, where the end surface of the second metal extension tube 7B on the through hole 24 side is welded in the circumferential direction. The end of the first metal extension tube 7A on the side away from the through hole 24 is fixed to the end of the second metal extension tube 7B on the side of the through hole 24 by the weld W7.
  • a threaded portion (threaded portion) 76 is formed on the inner surface of the other end 72 (the end on the side away from the through hole 24) of the second metal extension tube 7B.
  • a threaded part (threaded part) 67A that threads into the threaded part 76 is formed on the outer surface of the end of the joint body 61 on the through hole 24 side.
  • the threaded portion 67A of the joint body 61 is screwed into the threaded portion 76 of the second metal extension tube 7B.
  • the joint body 61 has a welded portion W8 on the outer surface of the joint body 61, in which the end face of the second metal extension tube 7B on the side away from the through hole 24 is welded in the circumferential direction.
  • the end of the joint body 61 on the through hole 24 side is fixed to the end of the second metal extension tube 7B on the side away from the through hole 24 by the weld W8. As described above, the end of the joint body 61 on the through hole 24 side is fixed to the sealing member 25 (partition wall 23) via the metal extension tube 7 (first metal extension tube 7A and second metal extension tube 7B).
  • the metal extension tube 7 does not include a plurality of metal extension tubes 7A, 7B with different sizes of the outer and inner surfaces, but is a single tube whose outer and inner surfaces are constant in size in the longitudinal direction. It may consist of a metal extension tube.
  • the joint member 6 can be fixed to the partition wall 23 by connecting one end of the joint body 61 to the partition wall 23 via the metal extension tube 7.
  • the joint body 61 By connecting the joint body 61 to the partition wall 23 via the metal extension pipe 7, heat input from the outside to the joint member 6 and the metal seal pipe 4 is suppressed compared to the case where the joint body 61 is connected directly to the partition wall 23. Therefore, damage to the joint member 6 and the metal seal tube 4 due to heat can be suppressed.
  • the distance L between the sealing member 25 (partition wall 23) and the metal seal tube 4 can be increased.
  • the temperature of the fluid guided to the metal seal tube 4 due to heat radiation from the inside of the metal extension tube 7 to the outside is lower than the temperature inside the second space 22 .
  • the metal extension tube 7 is set such that the distance L is such that the temperature of the seal member 43A that seals the inside of the metal seal tube 4 can be maintained below the heat-resistant temperature of the seal member 43A.
  • the temperature inside the second space 22 is as high as 300° C. or higher.
  • the pressure inside the second space 22 is a high pressure of 1 MPa or more.
  • the temperature inside the first space 21 is normal temperature (atmospheric temperature), and the pressure inside the first space 21 is normal pressure (atmospheric pressure).
  • the outer surface size (outer diameter) of the metal extension tube 7 is 0.5 inch or more and 1 inch or less. In this case, if the distance L is 0.2 m or more, the temperature of the sealing member 43A can be maintained below the heat-resistant temperature. Note that the above-mentioned distance L can be shortened by arranging a constriction part or the like inside the metal extension tube 7 to inhibit the flow of fluid (high temperature gas).
  • the above-described optical fiber sensor penetration structure 1 is arranged inside a metal extension tube 7, as shown in FIG. 8, and is a relay for detachably connecting at least one optical fiber 3. It further includes a connector 13.
  • the relay connector 13 includes a first connection part 131 to which the optical fiber 3 is detachably connected, and a second connection to which an optical fiber 3 different from the optical fiber 3 connected to the first connection part 131 is detachably connected. 132.
  • the relay connector 13 is configured to transmit light between the optical fiber 3 connected to the first connection part 131 and the optical fiber 3 connected to the second connection part 132.
  • Each of the optical fibers 3 includes a first optical fiber 3A having one end connected to the first connection part 131 and a second optical fiber 3B having one end connected to the second connection part 132.
  • the first optical fiber 3A is provided with the above-mentioned sensing section 31.
  • the other end of the second optical fiber 3B is connected to the first connection portion 51 of the optical fiber connector 5.
  • the temperature inside the metal extension tube 7 becomes lower than the temperature inside the second space 22 due to heat radiation from the inside of the metal extension tube 7 to the outside (first space 21 ).
  • the heat resistance temperature of the relay connector 13 specifically, the heat resistance temperature of the adhesive used for bonding inside the relay connector 13
  • the relay connector 13 By arranging the relay connector 13 inside the metal extension tube 7, the optical fiber 3 can be easily removed in the event that at least one optical fiber 3 connected to the relay connector 13 has an abnormality such as disconnection or signal abnormality. Easily replaceable.
  • the one optical fiber (3A or 3B) in which the abnormality occurs may be replaced.
  • a heat radiation fin (not shown) is arranged in the first space 21 and connected to the outer surface of the metal extension tube 7. You can.
  • the optical fiber sensor penetration structure 1 described above has one end 81 connected to the metal seal tube 4, and the axial direction of at least one optical fiber 3, as shown in FIGS. 4 to 8. It further includes a cladding tube 8 that covers at least a portion in the (longitudinal direction).
  • the cladding tube 8 is formed into a bellows tube shape having peaks 82 and valleys 83 extending along the circumferential direction of the cladding tube 8 alternately along the axial direction (longitudinal direction) of the cladding tube 8, and is flexible. be.
  • the cladding tube 8 is formed in a size that can be inserted into the insertion holes 63 and 64 of the coupling member 6. That is, the outer diameter (maximum diameter) of the cladding tube 8 is smaller than the hole diameters of the insertion holes 63 and 64.
  • the cladding tube 8 includes a first cladding tube 8A whose one end 81A (81) is connected to the end of the metal seal tube 4 on the second space 22 side (left side in the figure), and a metal seal tube 4, the second cladding tube 8B has one end 81B (81) connected to the end on the side away from the second space 22 (right side in the figure).
  • the first cladding tube 8A has a welded part W2 in which at least a part of the circumferential direction is welded to the end of the metal sealed tube 4 on the second space 22 side. It is fixed to the end on the 22 side.
  • the second cladding tube 8B has a welded portion W3 in which at least a part of the circumferential direction is welded to the end portion of the metal sealed tube 4 on the side away from the second space 22. It is fixed to the end on the side away from the second space 22.
  • the cladding tube 8 (the first cladding tube 8A, the second cladding tube 8B, and the third cladding tube 8C to be described later) is attached to the metal seal tube 4 by caulking other than welding, adhesion, fitting, brazing, or screw fastening. It may also be connected to a relay box 12, which will be described later.
  • the first cladding tube 8A covers at least one optical fiber 3 up to the sensing section 31.
  • the second cladding tube 8B covers at least one optical fiber 3 up to the first connection portion 51 of the optical fiber connector 5.
  • the first cladding tube 8A covers at least one optical fiber 3 up to a relay box 12, which will be described later.
  • the other end of the first cladding tube 8A has a welded portion W5 that is at least partially welded to the relay box 12 in the circumferential direction, and is fixed to the relay box 12 by the welded portion W5.
  • the optical fiber sensor penetration structure 1 further includes a third cladding tube 8C, which has one end connected to the relay box 12 and covers at least one optical fiber 3 up to the sensing section 31. You can leave it there.
  • the third cladding tube 8C has a bellows tube shape having peaks 82 and valleys 83 extending along the circumferential direction of the third cladding tube 8C alternately along the axial direction (longitudinal direction) of the third cladding tube 8C. is formed.
  • the one end of the third cladding tube 8C has a welded portion W4 that is at least partially welded to the relay box 12 in the circumferential direction, and is fixed to the relay box 12 by the welded portion W4.
  • the first cladding tube 8A covers at least one optical fiber 3 (3B) up to the second connection portion 132 of the relay connector 13.
  • the optical fiber sensor penetration structure 1 further includes a fourth cladding tube 8D that covers at least one optical fiber 3 from the first connection portion 131 of the relay connector 13 to the sensing portion 31. You may be prepared.
  • the fourth cladding tube 8D has a bellows tube shape having mountain portions 82 and valley portions 83 extending along the circumferential direction of the fourth cladding tube 8D alternately along the axial direction (longitudinal direction) of the fourth cladding tube 8D. is formed.
  • damage to the optical fiber 3 is suppressed by covering at least a part of the optical fiber 3 in the axial direction (longitudinal direction) with the cladding tube 8 and protecting the optical fiber 3 with the cladding tube 8. can.
  • the number of times the optical fiber 3 is replaced can be reduced.
  • the above-mentioned optical fiber sensor penetration structure 1 is arranged inside the above-mentioned second space 22, as shown in FIG. 6, and the above-mentioned at least one optical fiber 3 has a circular shape.
  • the relay box 12 is further provided which is configured to accommodate the extra length portion 34C wound into an elliptical shape.
  • the relay box 12 is arranged inside the through hole 24.
  • the relay box 12 is formed with an internal space 120 for accommodating the extra length portion 34C of at least one optical fiber 3 described above.
  • the cladding tube 8 has a larger coefficient of linear expansion than the optical fiber 3. For this reason, when the cladding tube 8 is extended due to heat input from the outside of the cladding tube 8, the optical fiber 3 does not extend further than the cladding tube 8, and there is a risk of disconnection if there is no extra length.
  • the extra length portion 34C of the optical fiber 3 wound in a circular or elliptical shape in the relay box 12 arranged inside the second space 22 heat input from the outside of the cladding tube 8 can be prevented. Breaking of the optical fiber 3 when the cladding tube 8 is extended can be suppressed. By suppressing breakage of the optical fiber 3, the number of times the optical fiber 3 is replaced (replacement frequency) can be reduced.
  • At least one optical fiber 3 described above is inserted into the cladding tube 8 so as to have extra length portions 34A, 34B.
  • the optical fiber 3 inserted into the first cladding tube 8A has an extra length portion 34A. That is, when the length of the first cladding tube 8A in the axial direction (longitudinal direction) is defined as D1, and the length of the portion of the optical fiber 3 inserted into the first cladding tube 8A is defined as L1, L1 >Condition D1 is satisfied.
  • the extra length portion 34A is preferably 0.7% ⁇ D1 or more, and preferably satisfies the condition L1 ⁇ D1+0.7% ⁇ D1.
  • the optical fiber 3 inserted into the second cladding tube 8B has an extra length portion 34B. That is, when the length of the second cladding tube 8B in the axial direction (longitudinal direction) is defined as D2, and the length of the portion of the optical fiber 3 inserted into the second cladding tube 8B is defined as L2, L2 >Condition D2 is satisfied.
  • the extra length portion 34B is preferably 0.7% ⁇ D2 or more, and preferably satisfies the condition L2 ⁇ D2+0.7% ⁇ D2.
  • the cladding tube 8 has a larger coefficient of linear expansion than the optical fiber 3. For this reason, when the cladding tube 8 is extended due to heat input from the outside of the cladding tube 8, the optical fiber 3 does not extend further than the cladding tube 8, and there is a risk of disconnection if there is no extra length.
  • the optical fiber 3 By inserting the optical fiber 3 into the cladding tube 8 so as to have an extra length, it is possible to suppress the breakage of the optical fiber 3 when the cladding tube 8 is extended due to heat input from the outside of the cladding tube 8 .
  • the number of times the optical fiber 3 is replaced replacement frequency
  • the outer diameter (maximum diameter ) is relatively large. If the outer diameter of the seal member 43A is large, the seal member 43A and the metal seal tube 4 may become loose due to the difference in thermal expansion in the radial direction that occurs between the seal member 43A and the metal seal tube 4 connected to the outside of the seal member 43A. There is a possibility that the seal member 43 ⁇ /b>A and the metal seal tube 4 may peel off and leak from the seal between the seal member 43 ⁇ /b>A and the metal seal tube 4 .
  • FIGS. 9 to 11 are schematic cross-sectional view along the longitudinal direction of the metal seal tube 4 according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a schematic sectional view showing a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the metal seal tube 4 shown in FIG. 11.
  • the above-described optical fiber sensor penetrating structure 1 is arranged inside the metal seal tube 4 with a gap 44 between it and the metal seal tube 4, as shown in FIGS. 9 to 12. It further includes at least one inner metal tube 9 through which at least one optical fiber 3 is inserted.
  • the inner metal tube 9 is made of a metal material and has a cylindrical shape having an outer surface 91 and an inner surface 92.
  • the inner metal tube 9 is loosely inserted into the metal seal tube 4, and the above-mentioned gap 44 is formed between the inner surface 42 of the metal seal tube 4 and the outer surface 91 of the inner metal tube 9.
  • the inner surface 92 of the inner metal tube 9 forms an insertion hole through which at least one optical fiber 3 is loosely inserted, and there is a gap 43 between the inner surface 92 of the inner metal tube 9 and the outer surface of the optical fiber 3. is formed.
  • the inner metal tube 9 is formed into a cylindrical shape in which the outer surface 91 and the inner surface 92 have circular outlines in a cross section perpendicular to the longitudinal direction of the inner metal tube 9 (FIG. 12). reference).
  • a sealing member 43B that fills the above-mentioned gap 43 and seals the inside of the inner metal tube 9 is arranged inside the inner metal tube 9.
  • the sealing member 43B is adapted to abut on the inner surface 92 of the inner metal tube 9 and on the outer surface of the optical fiber 3.
  • the seal member 43B is made of resin material or glass.
  • the inner metal tube 9 disposed inside the metal seal tube 4 has an inner diameter (minimum diameter) smaller than that of the metal seal tube 4.
  • the outer diameter (maximum diameter) of the sealing member 43B that seals between the inner metal tube 9 and at least one optical fiber 3 inserted into the inner metal tube 9 is made relatively small. be able to.
  • the at least one inner metal tube 9 described above is brazed to the metal seal tube 4, as shown in FIG.
  • the gap 44 described above is filled with a solder 44A for joining by brazing.
  • At least one inner metal tube 9 and the metal seal tube 4 are joined by brazing. Then, the space between at least one inner metal tube 9 and the metal seal tube 4 is sealed by the solder 44A that is joined by brazing.
  • the solder 44A as a member that seals between at least one inner metal tube 9 and the metal seal tube 4
  • thermal expansion between the inner metal tube 9 and the metal seal tube 4 can be suppressed. Since the thermal expansion can be made equal to the thermal expansion of the metal seal tube 4, the thermal stress generated between the inner metal tube 9 and the metal seal tube 4 can be reduced.
  • the at least one inner metal tube 9 described above has a metal seal tube 4 circumferentially welded to at least one end 93, 94 of the inner metal tube 9. It has welded parts W8 and W9.
  • the inner metal tube 9 has one axial (longitudinal) end surface of the metal seal tube 4 circumferentially welded to the outer surface of one axial (longitudinal) end of the inner metal tube 9. It has a welded part W8.
  • the inner metal tube 9 is fixed to the metal seal tube 4 by the weld W8, and the space between the metal seal tube 4 and the inner metal tube 9 is sealed.
  • the inner metal tube 9 has the other axial (longitudinal) end surface of the metal seal tube 4 circumferentially welded to the outer surface of the other axial (longitudinal) end of the inner metal tube 9. It has a welded part W9.
  • the inner metal tube 9 is fixed to the metal seal tube 4 by the weld W9, and the space between the metal seal tube 4 and the inner metal tube 9 is sealed. Note that the inner metal tube 9 only needs to have at least one of the welded portion W8 and the welded portion W9.
  • At least one inner metal tube 9 and the metal seal tube 4 are joined by the circumferentially welded welds W8 and W9.
  • the space between at least one inner metal tube 9 and the metal seal tube 4 is sealed by the circumferentially welded welds W8 and W9.
  • the welding temperature for forming the welds W8 and W9 may exceed the heat-resistant temperature of the seal member 43B, so the welding for forming the welds W8 and W9 should be performed before filling the gap 43 with the seal member 43B. It is preferable to do so.
  • the at least one inner metal tube 9 described above may include a plurality of inner metal tubes 9 each having at least one optical fiber 3 (3C-3F) inserted therethrough. Contains inner metal tubes 9 (9A to 9D).
  • a plurality of inner metal tubes 9 are inserted into the metal seal tube 4.
  • Each of the plurality of inner metal tubes 9 is brazed to the metal seal tube 4.
  • each of the plurality of inner metal tubes 9 is fixed to the metal seal tube 4 by welding, and the space between each of the plurality of inner metal tubes 9 and the metal seal tube 4 is sealed. It is also possible to make it look like this.
  • each of the plurality of inner metal tubes 9 protects the optical fiber 3 inserted into each inner metal tube 9, thereby suppressing damage to the optical fiber 3.
  • a plurality of inner metal tubes 9 inside the metal seal tube 4 a plurality of optical fibers 3, each protected by the inner metal tube 9, can be inserted into the metal seal tube 4 all at once. .
  • FIG. 13 is a schematic cross-sectional view of a gasifier according to an embodiment of the present disclosure.
  • Gasifier 2A according to some embodiments is configured to partially combust and gasify carbon-containing solid fuel.
  • the gasifier 2A includes the above-mentioned optical fiber sensor penetration structure 1, the above-mentioned second space 22 formed inside the above-mentioned pressure vessel 2, and the above-mentioned second space 22 formed outside the pressure vessel 2. and the above-mentioned partition wall 23 that partitions the above-mentioned first space 21.
  • the gasification furnace 20 described above is installed inside the pressure vessel 2 .
  • the gasifier 20 includes the above-mentioned gasifier wall 28 that partitions the gasifier inner space 280 formed inside the gasifier 20 and the above-described second space 22 formed in the gasifier 20, and a second At least one burner device 29 (in the illustrated example, a plurality of burner devices 29) is attached to the gasifier wall 28 in the space 22 and burns the carbon-containing solid fuel introduced into the gasifier interior space 280.
  • the second space 22 described above is formed by the outer surface of the gasifier wall 28 and the inner surface of the partition wall (pressure vessel wall) 23 of the pressure vessel 2 that covers the outer periphery of the gasifier wall 28. It may also be an annulus portion.
  • the optical fiber 3 is transmitted from the inside of the pressure vessel 2 to the outside by the at least one optical fiber 3 inserted into the through hole 24 passing through the partition wall 23 that partitions the inside and outside of the pressure vessel 2.
  • the optical signal can be extracted.
  • the metal seal tube 4 and the joint member 6 can suppress fluid flow (leakage) between the inside and outside of the pressure vessel 2 via the through hole 24 .
  • the gasifier 2A equipped with the optical fiber sensor penetration structure 1 can easily install (newly install) the optical fiber 3 for monitoring the internal state of the gasifier 2A, and the optical fiber 3 can be easily installed (newly installed). In such cases, the optical fiber 3 can be easily replaced.
  • expressions expressing shapes such as a square shape or a cylindrical shape do not only mean shapes such as a square shape or a cylindrical shape in a strict geometric sense, but also within the range where the same effect can be obtained. , shall also represent shapes including uneven parts, chamfered parts, etc.
  • the expressions "comprising,””including,” or “having" one component are not exclusive expressions that exclude the presence of other components.
  • a penetrating structure (1) of an optical fiber sensor according to at least one embodiment of the present disclosure, A penetrating structure (1) for an optical fiber sensor that penetrates a partition wall (23) that partitions a first space (21) and a second space (22) whose inside temperature is higher than the first space (21), , at least one optical fiber (3) inserted into a through hole (24) penetrating the partition wall (23); a metal seal tube (4) through which the at least one optical fiber (3) is inserted; an optical fiber connector (5) having a connection part (51) to which one end of the at least one optical fiber (3) is connected; It has an insertion hole (63, 64) through which the metal seal tube (4) is inserted, and is configured to detachably support the metal seal tube (4) inserted into the insertion hole (63, 64). a joint member (6); The insertion holes (63, 64) of the joint member (6) were formed in a size that allowed the optical fiber connector (5) to be inserted therethrough.
  • the penetration structure (1) of the optical fiber sensor has a relatively high temperature due to at least one optical fiber (3) inserted into the penetration hole (24) passing through the partition wall (23).
  • the optical signal transmitted by the optical fiber (3) can be taken out from the second space of the space to the first space of relatively low temperature.
  • the penetrating structure (1) of the optical fiber sensor has a metal seal tube (4) and a joint member (6) that connect a first space (21) and a second space (22) via a through hole (24). Fluid circulation (leakage) can be suppressed.
  • the penetration structure (1) of the optical fiber sensor connects the insertion holes (63, 64) of the joint member (6) to the metal seal tube (4) and the optical fiber connector (5).
  • the metal seal tube (4) and the optical fiber connector (5) can be passed through the insertion hole (63, 64). can.
  • a single optical fiber (3) that is not attached to a metal seal tube (4) or an optical fiber connector (5) is inserted into the insertion hole (063, 064) of the coupling member (06). There is no need to attach it to the metal seal tube (4) or optical fiber connector (5) after inserting it.
  • Such a penetrating structure (1) of the optical fiber sensor allows the optical fiber (3) to be easily installed (newly installed), and also allows the optical fiber (3) to be easily installed when the optical fiber (3) is damaged. Exchangeable.
  • the joint member (6) is a joint body (61) having a first insertion hole (63) through which the metal seal tube (4) is inserted; It includes at least a nut member (62) having a second insertion hole (64) through which the metal seal tube (4) is inserted, and a threaded portion (66) threaded onto the joint body (61).
  • the first insertion hole (63) and the second insertion hole (64) are connected.
  • the inserted metal seal tube (4) can be supported by the joint member (6).
  • the metal seal tube (4) can be easily removed from the joint member (6).
  • the penetrating structure (1) of the optical fiber sensor including such a joint member (6) allows the optical fiber (3) to be easily installed (newly installed), and the optical fiber (3) can be easily installed (newly installed). The fiber (3) can be easily replaced.
  • the optical fiber sensor penetration structure (1) described in 2) above was arranged in the first space (21), and one end in the extending direction of the first insertion hole (63) was connected to the partition wall (23).
  • the joint member (6) can be fixed to the partition wall (23) by connecting one end of the joint body (61) to the partition wall (23).
  • the joint body (61) By arranging the joint body (61) in the relatively low temperature first space (21), the joint member (6) and the metal seal pipe Heat input from the outside to (4) can be suppressed, and damage to the joint member (6) and the metal seal tube (4) due to heat can be suppressed.
  • the optical fiber sensor penetration structure (1) described in 2) above is arranged in the first space (21), one end (71) is connected to one end in the extending direction of the first insertion hole (63) of the joint body (61), and the partition wall (23) It further includes a metal extension tube (7) whose other end (72) is connected to the metal extension tube (7).
  • the joint member (6) can be connected to the partition wall (23). It can be fixed to By being connected to the partition wall (23) via the metal extension pipe (7), the joint body (61) is more easily connected to the joint member (6) and the metal seal pipe than when connected directly to the partition wall (23). Heat input from the outside to (4) can be suppressed, and damage to the joint member (6) and the metal seal tube (4) due to heat can be suppressed.
  • the apparatus further includes a relay connector (13) that is disposed inside the metal extension tube (7) and removably relays the at least one optical fiber (3).
  • the temperature inside the metal extension tube (7) is reduced by the heat radiation from the inside of the metal extension tube (7) to the outside (first space 21). lower than the temperature.
  • the relay connector (13) By lowering the temperature inside the metal extension tube (7) than the heat-resistant temperature of the relay connector (13), it becomes possible to arrange the relay connector (13) inside the metal extension tube (7).
  • an abnormality such as disconnection or signal abnormality occurs in at least one optical fiber (3) connected to the relay connector (13). In some cases, the optical fiber (3) can be easily replaced.
  • the optical fiber sensor penetration structure (1) according to any one of 1) to 5) above, A cladding tube (8) having one end (81) connected to the metal seal tube (4) and covering at least a portion of the at least one optical fiber (3) in the axial direction, the cladding tube (8)
  • the flexible cladding tube (8) is further provided with a flexible cladding tube (8) having peaks and valleys extending along the circumferential direction of the cladding tube (8) alternately along the axial direction of the cladding tube (8).
  • the configuration of 6) above at least a portion of the optical fiber (3) in the axial direction is covered with the covering tube (8), and the optical fiber (3) is protected by the covering tube (8), thereby suppressing damage to the optical fiber (3).
  • the number of times (replacement frequency) the optical fiber (3) needs to be replaced can be reduced.
  • a relay box (12) is arranged inside the second space (22) and configured to be able to store an extra length of the at least one optical fiber (3) wound in a circular or elliptical shape. Be prepared.
  • the cladding tube (8) has a larger coefficient of linear expansion than the optical fiber (3). Therefore, when the cladding tube (8) is extended due to heat input from the outside of the cladding tube (8), the optical fiber (3) does not extend further than the cladding tube (8), so there is no excess length. There is a risk of wire breakage.
  • the cladding tube (8) It is possible to suppress breakage of the optical fiber (3) when the cladding tube (8) is extended due to heat input from the outside. By suppressing the breakage of the optical fiber (3), the number of times the optical fiber (3) is replaced (replacement frequency) can be reduced.
  • the optical fiber sensor penetration structure (1) described in 6) above the optical fiber sensor penetration structure (1) described in 6) above, The at least one optical fiber (3) is inserted into the cladding tube (8) so as to have an extra length.
  • the cladding tube (8) has a larger coefficient of linear expansion than the optical fiber (3). Therefore, when the cladding tube (8) is extended due to heat input from the outside of the cladding tube (8), the optical fiber (3) does not extend further than the cladding tube (8), so there is no excess length. There is a risk of wire breakage.
  • the optical fiber (3) It is possible to suppress wire breakage. By suppressing breakage of the optical fiber (3), the number of times the optical fiber (3) is replaced (replacement frequency) can be reduced.
  • the optical fiber sensor penetration structure (1) according to any one of 1) to 8) above, At least one inner metal tube (9) disposed inside the metal seal tube (4) with a gap between the metal seal tube (4) and through which the at least one optical fiber (3) is inserted. ).
  • the outer diameter (maximum diameter) of the seal member becomes relatively large. If the outer diameter of the seal member is large, the seal member and the metal seal tube (4) may peel off due to the difference in radial thermal expansion that occurs between the seal member and the metal seal tube (4) connected to the outside of the seal member. , there is a risk that leakage may occur from the seal between the seal member and the metal seal tube (4).
  • the inner metal tube (9) disposed inside the metal seal tube (4) has an inner diameter (minimum diameter) smaller than that of the metal seal tube (4).
  • the optical fiber sensor penetration structure (1) described in 9) above is brazed to the metal seal tube (4).
  • At least one inner metal tube (9) and the metal seal tube (4) are joined by brazing. Then, the at least one inner metal tube (9) and the metal seal tube (4) are sealed with a solder that is joined by brazing.
  • thermal expansion between the inner metal tube (9) and the metal seal tube (4) is reduced. Since the thermal expansion can be made equal to the thermal expansion of the inner metal tube (9) and the metal seal tube (4), the thermal stress generated between the inner metal tube (9) and the metal seal tube (4) can be reduced.
  • the optical fiber sensor penetration structure (1) described in 9) above has a weld (W8, W9) circumferentially welded to the metal seal tube (4) at at least one end of the inner metal tube (9).
  • At least one inner metal tube (9) and the metal seal tube (4) are joined by the circumferentially welded portions (W8, W9).
  • the welded portions (W8, W9) welded in the circumferential direction seal the space between at least one inner metal tube (9) and the metal seal tube (4).
  • the optical fiber sensor penetrating structure (1) according to any one of 9) to 11) above, Said at least one inner metal tube (9) comprises a plurality of inner metal tubes (9) each through which said at least one optical fiber (3) is inserted.
  • each of the plurality of inner metal tubes (9) protects the optical fiber (3) inserted into each inner metal tube (9), so that the optical fiber (3) Damage can be suppressed.
  • a plurality of inner metal tubes (9) inside the metal seal tube (4), a plurality of optical fibers (3) each protected by an inner metal tube (9) can be metal sealed at once. It can be inserted into the tube (4).
  • the gasifier (2A) according to at least one embodiment of the present disclosure includes: A gasifier (2A) configured to partially burn and gasify carbon-containing solid fuel, The penetration structure (1) of the optical fiber sensor according to any one of 1) to 12) above; The second space (22) is formed inside the pressure vessel (2) in which the gasifier (20) is installed, and the first space (21) is formed outside the pressure vessel (2). and the partition wall (23) that partitions the.
  • the pressure vessel (2) is The optical signal transmitted by the optical fiber (3) can be extracted from the inside of the optical fiber (3) to the outside. Further, the metal seal pipe (4) and the joint member (6) can suppress fluid flow (leakage) between the inside and outside of the gasifier (2A) via the through hole (24).
  • the gasifier (2A) equipped with the optical fiber sensor penetration structure (1) allows easy installation (new installation) of the optical fiber (3) for monitoring the internal state of the gasifier (2A). In addition, when the optical fiber (3) is damaged, the optical fiber (3) can be easily replaced.

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Abstract

第１空間と前記第１空間よりも内部の温度が高い第２空間の間を仕切る隔壁を貫通する光ファイバセンサの貫通構造であって、上記隔壁を貫通する貫通孔に挿通される少なくとも１本の光ファイバと、少なくとも１本の光ファイバを挿通させる金属シール管と、少なくとも１本の光ファイバの一端部が接続される接続部を有する光ファイバコネクタと、金属シール管を挿通させる挿通孔を有し、挿通孔に挿入された金属シール管を着脱可能に支持するように構成された継手部材と、を備え、継手部材の挿通孔は、光ファイバコネクタを挿通可能な大きさに形成された。

Description

光ファイバセンサの貫通構造及びガス化装置
　本開示は、光ファイバセンサの貫通構造及び該光ファイバセンサの貫通構造を備えるガス化装置に関する。
　本願は、２０２２年９月１４日に日本国特許庁に出願された特願２０２２－１４６４３１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　炭素含有固体燃料のガス化を行うように構成されたガス化炉とガス化炉を覆う圧力容器との二重構造のガス化装置が知られている（特許文献１参照）。従来、ガス化炉の内部と外部を仕切る炉壁の一部を構成する炉壁管の温度変動を評価するために、圧力容器壁よりも内側にコーダル熱電対を設置することがある。ガス化炉全体の温度変動を適切に把握することは、安定運転のために重要であるが、コーダル熱電対を多数設置することは、設置工期、コスト、ポート上限数の制約から、現実的ではない。
特開２０１７－１１０１５２号公報
　多点計測には、１本の光ファイバにより多点計測が可能な光ファイバセンサが上述したコーダル熱電対よりも好ましい。しかしながら、炉壁を計測する光ファイバセンサを設けるためには、比較的高温高圧の圧力容器内から気密性を確保しつつ、光ファイバを取り出す光ファイバセンサの貫通構造が必要となる。そして、光ファイバセンサは、比較的損傷し易い。このため、上記光ファイバセンサの貫通構造は、光ファイバを容易に設置できる構造であり、光ファイバの損傷時等において光ファイバを容易に取り換えできる構造が望まれる。
　上述した事情に鑑みて、本開示の少なくとも一実施形態の目的は、光ファイバを容易に設置、交換可能な光ファイバセンサの貫通構造及びガス化装置を提供することにある。
　本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造は、
　第１空間と前記第１空間よりも内部の温度が高い第２空間の間を仕切る隔壁を貫通する光ファイバセンサの貫通構造であって、
　前記隔壁を貫通する貫通孔に挿通される少なくとも１本の光ファイバと、
　前記少なくとも１本の光ファイバを挿通させる金属シール管と、
　前記少なくとも１本の光ファイバの一端部が接続される接続部を有する光ファイバコネクタと、
　前記金属シール管を挿通させる挿通孔を有し、前記挿通孔に挿入された前記金属シール管を着脱可能に支持するように構成された継手部材と、を備え、
　前記継手部材の前記挿通孔は、前記光ファイバコネクタを挿通可能な大きさに形成された。
　本開示の一実施形態に係るガス化装置は、
　炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化させるように構成されたガス化装置であって、
　前記光ファイバセンサの貫通構造と、
　ガス化炉が内側に設置された圧力容器の内部に形成される前記第２空間と前記圧力容器の外部に形成される前記第１空間を仕切る前記隔壁と、を備える。
　本開示の少なくとも一実施形態によれば、光ファイバを容易に設置、交換可能な光ファイバセンサの貫通構造及びガス化装置が提供される。
本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る金属シール管の長手方向に沿った概略断面図である。 比較例に係る光ファイバセンサの貫通構造の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造の概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る金属シール管の長手方向に沿った概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る金属シール管の長手方向に沿った概略断面図である。 本開示の一実施形態に係る金属シール管の長手方向に沿った概略断面図である。 図１１に示される金属シール管の長手方向に直交する断面を示す概略断面図である。 本開示の一実施形態に係るガス化装置の概略断面図である。
　以下、添付図面を参照して本開示の幾つかの実施形態について説明する。ただし、実施形態として記載されている又は図面に示されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は、本開示の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
（光ファイバセンサの貫通構造）
　図１、図４～図８の各々は、本開示の一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造１の概略断面図である。幾つかの実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造１は、図１、図４～図８に示されるように、第１空間２１と第１空間２１よりも内部の温度が高い第２空間２２の間を仕切る隔壁２３を貫通するものである。第２空間２２は、第１空間２１よりも内部の圧力も高い。
（隔壁）
　図示される実施形態では、上述した隔壁２３は、圧力容器２の内部に形成された第２空間２２と、圧力容器２の外部に形成された第１空間２１を仕切る圧力容器壁を含む。圧力容器２は、隔壁２３（圧力容器壁）の内面により、その内部に第２空間２２が形成されている。圧力容器２の外部には、第２空間２２との間に隔壁２３を挟んで第１空間２１が形成されている。図示される実施形態では、圧力容器２の内側には、ガス化炉２０（図１３参照）が設置されている。このガス化炉２０は、ガス化炉２０に導かれる炭素含有固体燃料（例えば、石炭）を部分燃焼させてガス化させるように構成されている。ガス化炉２０を駆動させ、炭素含有固体燃料を部分燃焼させることで、ガス化炉２０内が高温となり、ガス化炉２０の外部と内部を仕切るガス化炉壁２８（図１３参照）の伝熱により、第２空間２２の内部の温度が、第１空間２１の内部の温度よりも高くなる。また、第２空間２２の内部の圧力は、第１空間２１の内部の圧力よりも高く保たれている。なお、本開示の圧力容器２は、第１空間２１と第２空間２２とを仕切る隔壁２３（圧力容器壁）を有していればよく、圧力容器２の内側にガス化炉２０が設置されない場合にも適用可能である。
　或る実施形態では、第２空間２２の内部の温度は、３００℃以上の高温になっている。第２空間２２の内部の圧力は、１ＭＰａ以上の高圧になっている。第１空間２１の内部の温度は、常温（大気温度）になっており、第１空間２１の内部の圧力は、常圧（大気圧）になっている。なお、本開示の隔壁２３は、第１空間２１と第２空間２２の間を仕切るものであればよい。隔壁２３は、比較的高温高圧の流体を収納する第２空間２２が内部に形成された収納装置（例えば、収納タンク）の内部と外部を仕切る隔壁等であってもよい。
　図示される実施形態では、隔壁２３は、図１、図４～図８に示されるように、第１空間２１と第２空間２２の間を仕切る隔壁本体２３１と、隔壁本体２３１から第１空間２１側に突出し、その内面により貫通孔２４を形成する筒状の突出部２３２と、突出部２３２の先端部（第１空間２１側の端部）から外周側（突出部２３２の径方向における外側）に突出するフランジ部２３３と、フランジ部２３３に締結部材２６を介して締結され、貫通孔２４を封止する板状の封止部材２５と、を含む。隔壁２３は、隔壁本体２３１の外面（第１空間２１に面する面）に取り付けられる断熱材２７をさらに含んでもよい。図示される実施形態では、断熱材２７は、第１空間２１に配置され、突出部２３２、フランジ部２３３、締結部材２６及び封止部材２５を被覆するようになっている。断熱材２７により、隔壁本体２３１を介した第２空間２２から第１空間２１への熱移動を低減できる。
　図示される実施形態では、締結部材２６は、フランジ部２３３に形成された貫通孔２３４及び封止部材２５の外周部に形成された貫通孔２５１を挿通するボルト２６Ａと、ボルト２６Ａに螺合し、ボルト２６Ａとの間にフランジ部２３３及び封止部材２５の外周部を挟持するナット２６Ｂと、を含む。封止部材２５は、貫通孔２４よりも孔径が小さい中心孔（貫通孔）２５２が形成された環状板からなる。貫通孔２４及び封止部材２５の中心孔２５２を介して第１空間２１と第２空間２２とが連通している。
　光ファイバセンサの貫通構造１は、図１、図４～図８に示されるように、隔壁２３を貫通する貫通孔２４に挿通される少なくとも１本の光ファイバ３と、少なくとも１本の光ファイバ３を挿通させる金属シール管４と、少なくとも１本の光ファイバ３の一端部が接続される接続部（第１接続部）５１を有する光ファイバコネクタ５と、を備える。
（光ファイバ、光ファイバセンサ）
　光ファイバ３は、光信号を伝送するための伝送路である。光ファイバ３は、比較的屈折率の高いコアを比較的屈折率の低いクラッドにより覆う同心円状の構造を有し、光（光信号）をコアの内部に閉じこめられた状態で伝搬するようになっている。光ファイバ３は、石英ガラス、フッ化物ガラス、カルコゲナイドガラス、又はプラスチック等により形成される細い繊維状の物質からなる。
　光ファイバ３は、貫通孔２４及び封止部材２５の中心孔２５２を挿通している。光ファイバ３の長手方向の一方側（第２空間２２側）には、センシング部３１が設けられる。センシング部３１は、センシング部３１が配置された第２空間２２（測定環境）の状態の変化により光が変化する性質を利用して、第２空間２２（測定環境）の状態を取得するようになっている。センシング部３１は、光ファイバ３のコア中に存在する検出素子（ＦＢＧ）であってもよく、光ファイバ３と一体に構成されていてもよい。また、センシング部３１は、光ファイバ３とは別体であり、光ファイバ３の長手方向の一方側（第２空間２２側）の端部に着脱可能に接続されていてもよい。
　光ファイバ３の長手方向の他方側（第１空間２１側）の端部３２は、光ファイバコネクタ５の第１接続部５１に接続される。光ファイバセンサは、センシング部３１を含む光ファイバ３と、光信号を送受信可能に構成された計測器１０と、を備える。計測器１０は、光の照射部（光源）１０１と、光の受光部（受光素子）１０２と、を含む。図示される実施形態では、光ファイバセンサは、上述した光ファイバコネクタ５と、光ファイバコネクタ５の第２接続部５２に一端側が接続され、他端側が計測器１０に接続された中継用光ファイバ１１をさらに備える。なお、光ファイバコネクタ５を計測器１０に接続してもよく、この場合には、光ファイバセンサは、中継用光ファイバ１１を備えていなくてもよい。
　照射部１０１から照射された光は、中継用光ファイバ１１、光ファイバコネクタ５や光ファイバ３を介してセンシング部３１に導かれる。センシング部３１に導かれた光は、第２空間２２（測定環境）の状態の変化に応じて変化する。センシング部３１から第２空間２２（測定環境）の状態の変化に応じて変化した反射光は、光ファイバ３、光ファイバコネクタ５や中継用光ファイバ１１を介して受光部１０２に導かれる。計測器１０は、センシング部３１が配置された第２空間２２（測定環境）の状態の変化（例えば、歪変化又は温度変化の少なくとも一方）を、センシング部３１から受光部１０２に導かれた反射光の変化（例えば、反射光の波長の変化）として検出するようになっている。
（金属シール管）
　金属シール管４は、金属材料から形成されており、外面４１と内面４２とを有する筒状に形成されている。金属シール管４の内面４２は、少なくとも１本の光ファイバ３を緩く挿通させる挿通孔を形成するようになっており、金属シール管４の内面４２と光ファイバ３の外面との間に隙間４３が形成されている。光ファイバ３は、センシング部３１と上記他方側（第１空間２１側）の端部３２との間に金属シール管４に挿入される部分である挿入部３３を有する。図示される実施形態では、金属シール管４は、金属シール管４の長手方向に直交する断面において外面４１及び内面４２の輪郭形状が円形状に形成された円筒状に形成されている（図１２参照）。
　図２は、本開示の一実施形態に係る金属シール管４の長手方向に沿った概略断面図である。幾つかの実施形態では、図２に示されるように、金属シール管４の内部には、上述した隙間４３に充填され、金属シール管４の内部を封止するシール部材４３Ａが配置されている。シール部材４３Ａは、金属シール管４の内面４２に当接するとともに、光ファイバ３の外面に当接するようになっている。シール部材４３Ａは、３００℃以上の高温に適用可能な金属、セラミックス又は樹脂材料から形成されている。シール部材４３Ａにより、金属シール管４の上記挿通孔を封止することで、金属シール管４の上記挿通孔を介した流体の流通（漏れ）を抑制できる。
（継手部材）
　光ファイバセンサの貫通構造１は、図１、図４～図８に示されるように、継手部材６をさらに備える。継手部材６は、金属シール管４を挿通させる挿通孔６３、６４を有し、挿通孔６３、６４に挿入された金属シール管４を着脱可能に支持するように構成されている。継手部材６の挿通孔６３及び挿通孔６４は、光ファイバコネクタ５を挿通可能な大きさに形成されている。また、継手部材６の挿通孔６３及び挿通孔６４は、センシング部３１を挿通可能な大きさに形成されている。
　継手部材６は、挿通孔６３、６４に挿入された金属シール管４を支持する際に、挿通孔６３又は挿通孔６４の少なくとも一方と、金属シール管４の外面４１と、の間を封止するように構成されている。継手部材６により、挿通孔６３又は挿通孔６４の少なくとも一方を封止することで、挿通孔６３、６４を介した流体の流通（漏れ）を抑制できる。
（比較例に係る継手部材）
　図３は、比較例に係る光ファイバセンサの貫通構造０１の概略断面図である。比較例に係る光ファイバセンサの貫通構造０１は、図３に示されるように、上述した少なくとも１本の光ファイバ３と、上述した金属シール管４と、上述した光ファイバコネクタ５と、継手部材０６と、を備える。継手部材０６は、光ファイバ３を挿通させる挿通孔０６３を有する継手本体０６１と、金属シール管４を挿通させる挿通孔６４を有するナット部材６２と、を含む。継手本体０６１の挿通孔０６３は、金属シール管４及び光ファイバコネクタ５を挿通可能な大きさに形成されていない。
　比較例に係る光ファイバセンサの貫通構造０１では、光ファイバ３の設置作業（新設作業）や、光ファイバ３が損傷した場合等における光ファイバ３の交換作業が困難なものとなる虞がある。具体的には、光ファイバ３を設置、交換する際に、金属シール管４や光ファイバコネクタ５に取り付けられていない、単体の光ファイバ３を継手部材０６の挿通孔０６３、６４を挿通させた後に、金属シール管４や光ファイバコネクタ５に取り付ける作業が必要となる。光ファイバ３を金属シール管４に取り付ける際には、光ファイバ３と金属シール管４との間にシール部材４３Ａを充填する作業も必要となる。
　上記の構成によれば、光ファイバセンサの貫通構造１は、隔壁２３を貫通する貫通孔２４に挿通される少なくとも１本の光ファイバ３により、比較的高温の第２空間２２から比較的低温の第１空間２１に光ファイバ３が伝送する光信号（反射光）を取り出すことができる。光ファイバセンサの貫通構造１は、金属シール管４及び継手部材６により、貫通孔２４を介した第１空間２１と第２空間２２との間の流体の流通（漏れ）を抑制できる。
　また、上記の構成によれば、光ファイバセンサの貫通構造１は、継手部材６の挿通孔６３、６４を、金属シール管４及び光ファイバコネクタ５を挿通可能な大きさに形成することで、光ファイバ３が取り付けられた金属シール管４や光ファイバコネクタ５を、挿通孔６３、６４の内部を通過させることができる。この場合には、比較例に係る光ファイバセンサの貫通構造０１のように、金属シール管４や光ファイバコネクタ５に取り付けられていない、単体の光ファイバ３を継手部材０６の挿通孔０６３、６４を挿通させた後に、金属シール管４や光ファイバコネクタ５に取り付けなくて良い。このような光ファイバセンサの貫通構造１は、光ファイバ３を容易に設置（新設）可能であり、且つ光ファイバ３が損傷した場合等において光ファイバ３を容易に交換可能である。
（継手本体、ナット部材）
　幾つかの実施形態では、上述した継手部材６は、図１、図４～図８に示されるように、金属シール管４を挿通させる第１挿通孔６３を有する継手本体６１と、金属シール管４を挿通させる第２挿通孔６４及び継手本体６１に螺合する螺合部６６を有するナット部材６２と、を少なくとも含む。継手本体６１は、ナット部材６２の螺合部６６に螺合する螺合部６５を有する。継手本体６１及びナット部材６２の各々は、金属材料から形成されている。
　継手本体６１は、その内面により形成された第１挿通孔６３の延在方向に沿って長手方向を有する筒状に形成されている。ナット部材６２は、その内面により形成された第２挿通孔６４の延在方向に沿って長手方向を有する筒状に形成されている。
　図示される実施形態では、継手本体６１の長手方向における貫通孔２４から離れた側の端部（一端部）の外面に螺合部（ネジ部）６５が形成されている。ナット部材６２の長手方向における貫通孔２４側の端部（一端部）の内面に螺合部（ネジ部）６６が形成されている。継手本体６１の螺合部６５にナット部材６２の螺合部６６を螺合させることで、継手本体６１の螺合部６５が形成された上記一端部に生じる内周側（継手部材６の径方向における内側）に向かう付勢力により、継手本体６１の上記一端部の内面が金属シール管４の外面に押し付けられる。これにより、継手本体６１と金属シール管４の間が封止される。
　なお、上述した継手部材６は、継手本体６１の螺合部６５とナット部材６２の螺合部６６の螺合により生じる上記付勢力により、継手本体６１又はナット部材６２の少なくとも一方の内面と、金属シール管４の外面との間を封止する不図示のシール部材をさらに含んでいてもよい。この不図示のシール部材は、樹脂材料から形成されていてもよい。
　上記の構成によれば、ナット部材６２の螺合部６６を継手本体６１に螺合させることで、第１挿通孔６３及び第２挿通孔６４に挿通された金属シール管４を継手部材６により支持できる。また、継手本体６１とナット部材６２の螺合を解除することで、継手部材６から金属シール管４を容易に取り外すことができる。このような継手部材６を備える光ファイバセンサの貫通構造１は、光ファイバ３を容易に設置（新設）可能であり、且つ光ファイバ３が損傷した場合等において光ファイバ３を容易に交換可能である。
（継手部材の固定）
　幾つかの実施形態では、図１、図４～図６に示されるように、上述した継手本体６１は、第１空間２１に配置され、継手本体６１の長手方向（第１挿通孔６３の延在方向）における一方側の端部（貫通孔２４側の端部）が隔壁２３に接続されている。
　図示される実施形態では、金属シール管４は、上述した継手部材６の挿通孔６３、６４及び封止部材２５の中心孔２５２に挿通されている。上述した断熱材２７には、継手部材６を緩く挿通させるための挿通孔が形成されている。封止部材２５の中心孔２５２を形成する内面には、中心孔２５２の貫通方向における少なくとも一部に螺合部（ネジ部）２５３が形成されている。継手本体６１の貫通孔２４側の端部の外面に螺合部（ネジ部）２５３に螺合する螺合部（ネジ部）６７が形成されている。封止部材２５の螺合部２５３に、継手本体６１の螺合部６７が螺合されている。
　継手本体６１は、継手本体６１の外面に封止部材２５の第１空間２１側の面の内周縁（中心孔２５２の縁）が周方向溶接された溶接部Ｗ１を有する。溶接部Ｗ１により、継手本体６１の貫通孔２４側の端部が封止部材２５（隔壁２３）に固定されている。
　上記の構成によれば、継手本体６１の一方側の端部（貫通孔２４側の端部）を隔壁２３に接続することで、継手部材６を隔壁２３に固定できる。継手本体６１を比較的低温の第１空間２１に配置することで、比較的高温の第２空間２２に配置される場合に比べて、継手部材６や金属シール管４への外部からの入熱を抑制でき、継手部材６や金属シール管４の熱による損傷を抑制できる。
（金属延長管）
　幾つかの実施形態では、図７及び図８に示されるように、上述した光ファイバセンサの貫通構造１は、第１空間２１に配置され、継手本体６１の第１挿通孔６３の延在方向における一方側の端部（貫通孔２４側の端部）に一端７１（貫通孔２４側の端部）が接続され、隔壁２３に他端７２（貫通孔２４から離れた側の端部）が接続された金属延長管７をさらに備える。
　金属延長管７は、金属シール管４及び光ファイバコネクタ５を挿通可能な大きさに形成された内面を有する筒状に形成されている。図示される実施形態では、金属シール管４は、上述した継手部材６の挿通孔６３、６４に挿通されており、金属シール管４の貫通孔２４側の端部が金属延長管７に挿入されている。上述した断熱材２７には、金属延長管７を緩く挿通させるための挿通孔が形成されている。
　図示される実施形態では、金属延長管７は、上述した一端７１を含む第１金属延長管７Ａと、第１金属延長管７Ａの貫通孔２４から離れた側の端部に、貫通孔２４側の端部が接続され、且つ上述した他端７２を含む第２金属延長管７Ｂと、を含む。第２金属延長管７Ｂよりも外面及び内面が大きい。
　封止部材２５の中心孔２５２を形成する内面には、中心孔２５２の貫通方向における少なくとも一部に螺合部（ネジ部）２５３が形成されている。第１金属延長管７Ａ（金属延長管７）の一端７１（貫通孔２４側の端部）の外面には、螺合部（ネジ部）２５３に螺合する螺合部（ネジ部）７３が形成されている。封止部材２５の螺合部２５３に、第１金属延長管７Ａの螺合部７３が螺合されている。第１金属延長管７Ａは、第１金属延長管７Ａの外面に封止部材２５の第１空間２１側の面の内周縁（中心孔２５２の縁）が周方向溶接された溶接部Ｗ６を有する。溶接部Ｗ６により、第１金属延長管７Ａの貫通孔２４側の端部が封止部材２５（隔壁２３）に固定されている。
　第１金属延長管７Ａの貫通孔２４から離れた側の端部の外面には、螺合部（ネジ部）７４が形成されている。第２金属延長管７Ｂの貫通孔２４側の端部の内面には、螺合部７４に螺合する螺合部（ネジ部）７５が形成されている。第１金属延長管７Ａの螺合部７４に、第２金属延長管７Ｂの螺合部７５が螺合されている。第１金属延長管７Ａは、第１金属延長管７Ａの外面に第２金属延長管７Ｂの貫通孔２４側の端面が周方向溶接された溶接部Ｗ７を有する。溶接部Ｗ７により、第１金属延長管７Ａの貫通孔２４から離れた側の端部が第２金属延長管７Ｂの貫通孔２４側の端部に固定されている。
　第２金属延長管７Ｂの他端７２（貫通孔２４から離れた側の端部）の内面には、螺合部（ネジ部）７６が形成されている。継手本体６１の貫通孔２４側の端部の外面に螺合部７６に螺合する螺合部（ネジ部）６７Ａが形成されている。第２金属延長管７Ｂの螺合部７６に、継手本体６１の螺合部６７Ａが螺合されている。継手本体６１は、継手本体６１の外面に第２金属延長管７Ｂの貫通孔２４から離れた側の端面が周方向溶接された溶接部Ｗ８を有する。溶接部Ｗ８により、継手本体６１の貫通孔２４側の端部が第２金属延長管７Ｂの貫通孔２４から離れた側の端部に固定されている。以上より、継手本体６１の貫通孔２４側の端部は、金属延長管７（第１金属延長管７Ａ及び第２金属延長管７Ｂ）を介して封止部材２５（隔壁２３）に固定されている。なお、他の実施形態では、金属延長管７は、外面及び内面の大きさが異なる複数の金属延長管７Ａ、７Ｂを含まずに、外面及び内面の大きさが長手方向において一定である一本の金属延長管からなるものであってもよい。
　上記の構成によれば、金属延長管７を介して継手本体６１の一方側の端部を隔壁２３に接続することで、継手部材６を隔壁２３に固定できる。継手本体６１は、金属延長管７を介して隔壁２３に接続されることで、直接隔壁２３に接続される場合に比べて、継手部材６や金属シール管４への外部からの入熱を抑制でき、継手部材６や金属シール管４の熱による損傷を抑制できる。
　光ファイバセンサの貫通構造１は、金属延長管７を備えることで、封止部材２５（隔壁２３）と金属シール管４の間の距離Ｌを大きなものとすることができる。金属延長管７の内部から外部への放熱により金属シール管４に導かれる流体の温度は、第２空間２２の内部の温度よりも低温となる。金属延長管７は、上記距離Ｌが金属シール管４の内部を封止するシール部材４３Ａの温度が、シール部材４３Ａの耐熱温度以下を維持できる長さとなるように設定されている。
　或る実施形態では、第２空間２２の内部の温度は、３００℃以上の高温になっている。第２空間２２の内部の圧力は、１ＭＰａ以上の高圧になっている。第１空間２１の内部の温度は、常温（大気温度）になっており、第１空間２１の内部の圧力は、常圧（大気圧）になっている。金属延長管７の外面の大きさ（外径）は、０．５インチ以上１インチ以下である。この場合には、上記距離Ｌが０．２ｍ以上の長さがあれば、シール部材４３Ａの温度を耐熱温度以下に維持できる。なお、金属延長管７の内部に流体（高温ガス）の流れを阻害する絞り部等を配置することで、上記距離Ｌを短くすることができる。
（中継コネクタ）
　幾つかの実施形態では、上述した光ファイバセンサの貫通構造１は、図８に示されるように、金属延長管７の内部に配置され、少なくとも１本の光ファイバ３を着脱可能に中継する中継コネクタ１３をさらに備える。
　中継コネクタ１３は、光ファイバ３が着脱可能に接続される第１接続部１３１と、第１接続部１３１に接続される光ファイバ３とは異なる光ファイバ３が着脱可能に接続される第２接続部１３２と、を含む。中継コネクタ１３は、第１接続部１３１に接続された光ファイバ３と、第２接続部１３２に接続された光ファイバ３との間で光を伝達するようになっている。光ファイバ３の各々は、第１接続部１３１に一端が接続された第１光ファイバ３Ａと、第２接続部１３２に一端が接続された第２光ファイバ３Ｂと、を含む。第１光ファイバ３Ａには、上述したセンシング部３１が設けられている。第２光ファイバ３Ｂの他端は、光ファイバコネクタ５の第１接続部５１に接続されている。
　上記の構成によれば、金属延長管７の内部から外部（第１空間２１）への放熱により、金属延長管７の内部の温度は、第２空間２２内の温度よりも低くなる。金属延長管７の内部の温度を中継コネクタ１３の耐熱温度（具体的には、中継コネクタ１３の内部において接着に用いられる接着剤の耐熱温度）よりも下げることで、金属延長管７の内部に中継コネクタ１３を配置することが可能となる。中継コネクタ１３を金属延長管７の内部に配置することで、中継コネクタ１３に接続される少なくとも１本の光ファイバ３に断線や信号異常発生等の異常が生じた場合等において、光ファイバ３を容易に交換可能である。第１光ファイバ３Ａ又は第２光ファイバ３Ｂのうちの一方に異常が発生した場合等において、異常が発生した上記一方の光ファイバ（３Ａ又は３Ｂ）を交換すればよい。
　なお、金属延長管７の内部から外部への放熱が促進されるように、第１空間２１に配置され、金属延長管７の外面には、不図示の放熱フィンが接続されるようになっていてもよい。
（被覆管）
　幾つかの実施形態では、上述した光ファイバセンサの貫通構造１は、図４～図８に示されるように、金属シール管４に一端８１が接続され、少なくとも１本の光ファイバ３の軸方向（長手方向）における少なくとも一部を被覆する被覆管８をさらに備える。被覆管８は、被覆管８の周方向に沿って延びる山部８２及び谷部８３を被覆管８の軸方向（長手方向）に沿って交互に有するような蛇腹管形状に形成され、フレキシブルである。被覆管８は、継手部材６の挿通孔６３、６４に挿通可能な大きさに形成されている。すなわち、被覆管８の外径（最大径）は、挿通孔６３及び挿通孔６４の孔径よりも小さい。
　図示される実施形態では、被覆管８は、金属シール管４の第２空間２２側（図中左側）の端部に一端８１Ａ（８１）が接続された第１被覆管８Ａと、金属シール管４の第２空間２２から離れた側（図中右側）の端部に一端８１Ｂ（８１）が接続された第２被覆管８Ｂと、を含む。第１被覆管８Ａは、金属シール管４の第２空間２２側の端部に周方向の少なくとも一部が溶接された溶接部Ｗ２を有し、溶接部Ｗ２により金属シール管４の第２空間２２側の端部に固定されている。第２被覆管８Ｂは、金属シール管４の第２空間２２から離れた側の端部に周方向の少なくとも一部が溶接された溶接部Ｗ３を有し、溶接部Ｗ３により金属シール管４の第２空間２２から離れた側の端部に固定されている。なお、被覆管８（第１被覆管８Ａ、第２被覆管８Ｂ及び後述する第３被覆管８Ｃ）は、溶接以外のカシメ、接着、嵌合、ロウ付け又はネジ締結などにより、金属シール管４や後述する中継箱１２に接続されてもよい。
　図４、図５及び図７に示される実施形態では、第１被覆管８Ａは、センシング部３１までに亘り少なくとも１本の光ファイバ３を被覆している。図４～図８に示される実施形態では、第２被覆管８Ｂは、光ファイバコネクタ５の第１接続部５１までに亘り少なくとも１本の光ファイバ３を被覆している。
　図６に示される実施形態では、第１被覆管８Ａは、後述する中継箱１２までに亘り少なくとも１本の光ファイバ３を被覆している。第１被覆管８Ａの他端は、中継箱１２に周方向の少なくとも一部が溶接された溶接部Ｗ５を有し、溶接部Ｗ５により中継箱１２に固定されている。光ファイバセンサの貫通構造１は、図６に示されるように、中継箱１２に一端が接続され、センシング部３１までに亘り少なくとも１本の光ファイバ３を被覆する第３被覆管８Ｃをさらに備えていてもよい。第３被覆管８Ｃは、第３被覆管８Ｃの周方向に沿って延びる山部８２及び谷部８３を第３被覆管８Ｃの軸方向（長手方向）に沿って交互に有するような蛇腹管形状に形成されている。第３被覆管８Ｃの上記一端は、中継箱１２に周方向の少なくとも一部が溶接された溶接部Ｗ４を有し、溶接部Ｗ４により中継箱１２に固定されている。
　図８に示される実施形態では、第１被覆管８Ａは、中継コネクタ１３の第２接続部１３２までに亘り少なくとも１本の光ファイバ３（３Ｂ）を被覆している。光ファイバセンサの貫通構造１は、図８に示されるように、中継コネクタ１３の第１接続部１３１からセンシング部３１までに亘り少なくとも１本の光ファイバ３を被覆する第４被覆管８Ｄをさらに備えていてもよい。第４被覆管８Ｄは、第４被覆管８Ｄの周方向に沿って延びる山部８２及び谷部８３を第４被覆管８Ｄの軸方向（長手方向）に沿って交互に有するような蛇腹管形状に形成されている。
　上記の構成によれば、光ファイバ３の軸方向（長手方向）における少なくとも一部を、被覆管８により被覆し、被覆管８により光ファイバ３を保護することで、光ファイバ３の損傷を抑制できる。光ファイバ３の損傷を抑制することで、光ファイバ３の交換回数（交換頻度）の低減が図れる。
（中継箱）
　幾つかの実施形態では、上述した光ファイバセンサの貫通構造１は、図６に示されるように、上述した第２空間２２の内部に配置され、上述した少なくとも１本の光ファイバ３の円形状又は楕円形状に巻回した余長部分３４Ｃを収納可能に構成された中継箱１２をさらに備える。
　図示される実施形態では、中継箱１２は、貫通孔２４の内部に配置されている。中継箱１２は、上述した少なくとも１本の光ファイバ３の余長部分３４Ｃを収納するための内部空間１２０が形成されている。
　上記の構成によれば、被覆管８は、光ファイバ３よりも線膨張係数が大きい。このため、被覆管８の外部からの入熱により被覆管８が延びたときに、光ファイバ３は、被覆管８よりも延びないため、余長部分がないと断線する虞がある。第２空間２２の内部に配置された中継箱１２に、光ファイバ３の円形状又は楕円形状に巻回した余長部分３４Ｃを収納しておくことで、被覆管８の外部からの入熱により被覆管８が延びた際における、光ファイバ３の断線を抑制できる。光ファイバ３の断線を抑制することで、光ファイバ３の交換回数（交換頻度）の低減が図れる。
（光ファイバの余長部分）
　幾つかの実施形態では、図５に示されるように、上述した少なくとも１本の光ファイバ３は、余長部分３４Ａ、３４Ｂを有するように被覆管８の内部に挿入されている。
　図示される実施形態では、第１被覆管８Ａに挿入された光ファイバ３は、余長部分３４Ａを有する。すなわち、第１被覆管８Ａの軸方向（長手方向）における長さをＤ１と定義し、光ファイバ３の第１被覆管８Ａに挿入されている部分の長さをＬ１と定義した場合において、Ｌ１＞Ｄ１の条件を満たす。余長部分３４Ａは、０．７％×Ｄ１以上であることが好ましく、Ｌ１≧Ｄ１＋０．７％×Ｄ１の条件を満たすことが好ましい。
　図示される実施形態では、第２被覆管８Ｂに挿入された光ファイバ３は、余長部分３４Ｂを有する。すなわち、第２被覆管８Ｂの軸方向（長手方向）における長さをＤ２と定義し、光ファイバ３の第２被覆管８Ｂに挿入されている部分の長さをＬ２と定義した場合において、Ｌ２＞Ｄ２の条件を満たす。余長部分３４Ｂは、０．７％×Ｄ２以上であることが好ましく、Ｌ２≧Ｄ２＋０．７％×Ｄ２の条件を満たすことが好ましい。
　上記の構成によれば、被覆管８は、光ファイバ３よりも線膨張係数が大きい。このため、被覆管８の外部からの入熱により被覆管８が延びたときに、光ファイバ３は、被覆管８よりも延びないため、余長部分がないと断線する虞がある。被覆管８の内部に余長部分を有するように挿入しておくことで、被覆管８の外部からの入熱により被覆管８が延びた際における、光ファイバ３の断線を抑制できる。光ファイバ３の断線を抑制することで、光ファイバ３の交換回数（交換頻度）の低減が図れる。
（内側金属管）
　金属シール管４と該金属シール管４に挿通される少なくとも１本の光ファイバ３との間をシール部材４３Ａ（図２参照）により封止する場合には、シール部材４３Ａの外径（最大径）が比較的大きなものとなる。シール部材４３Ａの外径が大きいと、シール部材４３Ａとシール部材４３Ａの外側に接続される金属シール管４との間に生じる径方向の熱膨張差により、シール部材４３Ａと金属シール管４とが剥離し、シール部材４３Ａと金属シール管４の間の封止から漏れが生じる虞がある。
　図９～図１１の各々は、本開示の一実施形態に係る金属シール管４の長手方向に沿った概略断面図である。図１２は、図１１に示される金属シール管４の長手方向に直交する断面を示す概略断面図である。幾つかの実施形態では、上述した光ファイバセンサの貫通構造１は、図９～図１２に示されるように、金属シール管４の内部に金属シール管４との間に隙間４４を介して配置され、少なくとも１本の光ファイバ３を挿通させる少なくとも１本の内側金属管９をさらに備える。
　内側金属管９は、金属材料から形成されており、外面９１と内面９２とを有する筒状に形成されている。内側金属管９は、金属シール管４の内部に緩く挿通され、金属シール管４の内面４２と内側金属管９の外面９１の間に上述した隙間４４が形成されている。内側金属管９の内面９２は、少なくとも１本の光ファイバ３を緩く挿通させる挿通孔を形成するようになっており、内側金属管９の内面９２と光ファイバ３の外面との間に隙間４３が形成されている。図示される実施形態では、内側金属管９は、内側金属管９の長手方向に直交する断面において外面９１及び内面９２の輪郭形状が円形状に形成された円筒状に形成されている（図１２参照）。
　内側金属管９の内部には、上述した隙間４３に充填され、内側金属管９の内部を封止するシール部材４３Ｂが配置されている。シール部材４３Ｂは、内側金属管９の内面９２に当接するとともに、光ファイバ３の外面に当接するようになっている。シール部材４３Ｂは、樹脂材料又はガラスから形成されている。シール部材４３Ｂにより、内側金属管９の内部に形成された隙間４３を封止することで、隙間４３を介した流体の流通（漏れ）を抑制できる。
　上記の構成によれば、金属シール管４の内部に配置される内側金属管９は、金属シール管４よりも内径（最小径）が小さなものとなる。この場合には、内側金属管９と該内側金属管９に挿通される少なくとも１本の光ファイバ３との間を封止するシール部材４３Ｂの外径（最大径）を比較的小さなものにすることができる。これにより、シール部材４３Ｂと内側金属管９との間に生じる径方向の熱膨張差によって、シール部材４３Ｂと内側金属管９とが剥離することを抑制でき、且つシール部材４３Ｂと内側金属管９の間の封止から漏れが生じることを抑制できる。
（ロウ付けによる内側金属管の固定）
　幾つかの実施形態では、図９に示されるように、上述した少なくとも１本の内側金属管９は、金属シール管４にロウ付けされている。上述した隙間４４には、ロウ付けにより接合させるろう４４Ａが充填されている。
　上記の構成によれば、ロウ付けにより、少なくとも１本の内側金属管９と金属シール管４とが接合される。そして、ロウ付けにより接合させるろう４４Ａにより、少なくとも１本の内側金属管９と金属シール管４との間が封止される。少なくとも１本の内側金属管９と金属シール管４との間を封止する部材をろう４４Ａとすることで、内側金属管９と金属シール管４の間の熱膨張を、内側金属管９や金属シール管４の熱膨張と同等にできるため、内側金属管９と金属シール管４の間に生じる熱応力を軽減できる。
　なお、ロウ付け温度は、シール部材４３Ｂの耐熱温度を超える虞があるため、ロウ付けは、シール部材４３Ｂを隙間４３に充填する前に行うことが好ましい。
（溶接による内側金属管の固定）
　幾つかの実施形態では、図１０に示されるように、上述した少なくとも１本の内側金属管９は、内側金属管９の少なくとも一方の端部９３、９４に金属シール管４が周方向溶接された溶接部Ｗ８、Ｗ９を有する。
　図示される実施形態では、内側金属管９は、内側金属管９の軸方向（長手方向）の一端部の外面に、金属シール管４の軸方向（長手方向）の一端面が周方向溶接された溶接部Ｗ８を有する。溶接部Ｗ８により、内側金属管９が金属シール管４に固定されるとともに、金属シール管４と内側金属管９の間が封止される。
　図示される実施形態では、内側金属管９は、内側金属管９の軸方向（長手方向）の他端部の外面に、金属シール管４の軸方向（長手方向）の他端面が周方向溶接された溶接部Ｗ９を有する。溶接部Ｗ９により、内側金属管９が金属シール管４に固定されるとともに、金属シール管４と内側金属管９の間が封止される。なお、内側金属管９は、溶接部Ｗ８又は溶接部Ｗ９の少なくとも一方を有していればよい。
　上記の構成によれば、上記周方向溶接された溶接部Ｗ８、Ｗ９により、少なくとも１本の内側金属管９と金属シール管４とが接合される。そして、上記周方向溶接された溶接部Ｗ８、Ｗ９により、少なくとも１本の内側金属管９と金属シール管４との間が封止される。
　なお、溶接部Ｗ８、Ｗ９を形成する溶接の温度は、シール部材４３Ｂの耐熱温度を超える虞があるため、溶接部Ｗ８、Ｗ９を形成する溶接は、シール部材４３Ｂを隙間４３に充填する前に行うことが好ましい。
（複数本の内側金属管）
　幾つかの実施形態では、図１１及び図１２に示されるように、上述した少なくとも１本の内側金属管９は、各々が少なくとも１本の光ファイバ３（３Ｃ～３Ｆ）を挿通させる複数本の内側金属管９（９Ａ～９Ｄ）を含む。
　図示される実施形態では、金属シール管４の内部に複数本の内側金属管９が挿通されている。複数本の内側金属管９の各々は、金属シール管４にロウ付けされている。なお、他の実施形態では、複数本の内側金属管９の各々は、金属シール管４に溶接により固定され、複数本の内側金属管９の各々と金属シール管４との間が封止されるようになっていてもよい。
　上記の構成によれば、複数本の内側金属管９の各々により、各内側金属管９に挿通された光ファイバ３を保護することで、光ファイバ３の損傷を抑制できる。金属シール管４の内部に複数本の内側金属管９を配置することで、各々が内側金属管９に保護された複数本の光ファイバ３を一括して金属シール管４に挿通させることができる。
（ガス化装置）
　図１３は、本開示の一実施形態に係るガス化装置の概略断面図である。幾つかの実施形態に係るガス化装置２Ａは、炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化させるように構成されている。ガス化装置２Ａは、図１３に示されるように、上述した光ファイバセンサの貫通構造１と、上述した圧力容器２の内部に形成される上述した第２空間２２と圧力容器２の外部に形成される上述した第１空間２１を仕切る上述した隔壁２３と、を備える。圧力容器２の内側には上述したガス化炉２０が設置される。ガス化炉２０は、ガス化炉２０の内部に形成されるガス化炉内空間２８０とガス化炉２０に形成される上述した第２空間２２を仕切る上述したガス化炉壁２８と、第２空間２２においてガス化炉壁２８に取り付けられて、ガス化炉内空間２８０に導かれた炭素含有固体燃料を燃焼させるための少なくとも１つ（図示例では複数）のバーナー装置２９と、を備える。図１３に示されるように、上述した第２空間２２は、ガス化炉壁２８の外面と、ガス化炉壁２８の外周を覆う圧力容器２の隔壁（圧力容器壁）２３の内面とにより形成されるアニュラス部であってもよい。
　上記の構成によれば、圧力容器２の内部と外部を仕切る隔壁２３を貫通する貫通孔２４に挿通される少なくとも１本の光ファイバ３により、圧力容器２の内部から外部に光ファイバ３が伝送する光信号を取り出すことができる。また、金属シール管４及び継手部材６により、貫通孔２４を介した圧力容器２の内部と外部との間の流体の流通（漏れ）を抑制できる。また、光ファイバセンサの貫通構造１を備えるガス化装置２Ａは、ガス化装置２Ａの内部の状態を監視するための光ファイバ３を容易に設置（新設）可能であり、且つ光ファイバ３が損傷した場合等において光ファイバ３を容易に交換可能である。
　本明細書において、「ある方向に」、「ある方向に沿って」、「平行」、「直交」、「中心」、「同心」或いは「同軸」等の相対的或いは絶対的な配置を表す表現は、厳密にそのような配置を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の角度や距離をもって相対的に変位している状態も表すものとする。
　例えば、「同一」、「等しい」及び「均質」等の物事が等しい状態であることを表す表現は、厳密に等しい状態を表すのみならず、公差、若しくは、同じ機能が得られる程度の差が存在している状態も表すものとする。
　また、本明細書において、四角形状や円筒形状等の形状を表す表現は、幾何学的に厳密な意味での四角形状や円筒形状等の形状を表すのみならず、同じ効果が得られる範囲で、凹凸部や面取り部等を含む形状も表すものとする。
　また、本明細書において、一の構成要素を「備える」、「含む」、又は、「有する」という表現は、他の構成要素の存在を除外する排他的な表現ではない。
　本開示は上述した実施形態に限定されることはなく、上述した実施形態に変形を加えた形態や、これらの形態を適宜組み合わせた形態も含む。
　上述した幾つかの実施形態に記載の内容は、例えば以下のように把握されるものである。
１）本開示の少なくとも一実施形態に係る光ファイバセンサの貫通構造（１）は、
　第１空間（２１）と前記第１空間（２１）よりも内部の温度が高い第２空間（２２）の間を仕切る隔壁（２３）を貫通する光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記隔壁（２３）を貫通する貫通孔（２４）に挿通される少なくとも１本の光ファイバ（３）と、
　前記少なくとも１本の光ファイバ（３）を挿通させる金属シール管（４）と、
　前記少なくとも１本の光ファイバ（３）の一端部が接続される接続部（５１）を有する光ファイバコネクタ（５）と、
　前記金属シール管（４）を挿通させる挿通孔（６３、６４）を有し、前記挿通孔（６３、６４）に挿入された前記金属シール管（４）を着脱可能に支持するように構成された継手部材（６）と、を備え、
　前記継手部材（６）の前記挿通孔（６３、６４）は、前記光ファイバコネクタ（５）を挿通可能な大きさに形成された。
　上記１）の構成によれば、光ファイバセンサの貫通構造（１）は、隔壁（２３）を貫通する貫通孔（２４）に挿通される少なくとも１本の光ファイバ（３）により、比較的高温の第２空間から比較的低温の第１空間に光ファイバ（３）が伝送する光信号を取り出すことができる。光ファイバセンサの貫通構造（１）は、金属シール管（４）及び継手部材（６）により、貫通孔（２４）を介した第１空間（２１）と第２空間（２２）との間の流体の流通（漏れ）を抑制できる。
　また、上記１）の構成によれば、光ファイバセンサの貫通構造（１）は、継手部材（６）の挿通孔（６３、６４）を、金属シール管（４）及び光ファイバコネクタ（５）を挿通可能な大きさに形成することで、光ファイバ（３）が取り付けられた金属シール管（４）や光ファイバコネクタ（５）を、挿通孔（６３、６４）の内部を通過させることができる。この場合には、従来のように、金属シール管（４）や光ファイバコネクタ（５）に取り付けられていない、単体の光ファイバ（３）を継手部材（０６）の挿通孔（０６３、０６４）を挿通させた後に、金属シール管（４）や光ファイバコネクタ（５）に取り付けなくて良い。このような光ファイバセンサの貫通構造（１）は、光ファイバ（３）を容易に設置（新設）可能であり、且つ光ファイバ（３）が損傷した場合等において光ファイバ（３）を容易に交換可能である。
２）幾つかの実施形態では、上記１）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記継手部材（６）は、
　前記金属シール管（４）を挿通させる第１挿通孔（６３）を有する継手本体（６１）と、
　前記金属シール管（４）を挿通させる第２挿通孔（６４）及び前記継手本体（６１）に螺合する螺合部（６６）を有するナット部材（６２）と、を少なくとも含む。
　上記２）の構成によれば、ナット部材（６２）の螺合部（６６）を継手本体（６１）に螺合させることで、第１挿通孔（６３）及び第２挿通孔（６４）に挿通された金属シール管（４）を継手部材（６）により支持できる。また、継手本体（６１）とナット部材（６２）の螺合を解除することで、継手部材（６）から金属シール管（４）を容易に取り外すことができる。このような継手部材（６）を備える光ファイバセンサの貫通構造（１）は、光ファイバ（３）を容易に設置（新設）可能であり、且つ光ファイバ（３）が損傷した場合等において光ファイバ（３）を容易に交換可能である。
３）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記継手本体（６１）は、前記第１空間（２１）に配置され、前記第１挿通孔（６３）の延在方向における一方側の端部が前記隔壁（２３）に接続された。
　上記３）の構成によれば、継手本体（６１）の一方側の端部を隔壁（２３）に接続することで、継手部材（６）を隔壁（２３）に固定できる。継手本体（６１）を比較的低温の第１空間（２１）に配置することで、比較的高温の第２空間（２２）に配置される場合に比べて、継手部材（６）や金属シール管（４）への外部からの入熱を抑制でき、継手部材（６）や金属シール管（４）の熱による損傷を抑制できる。
４）幾つかの実施形態では、上記２）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記第１空間（２１）に配置され、前記継手本体（６１）の前記第１挿通孔（６３）の延在方向における一方側の端部に一端（７１）が接続され、前記隔壁（２３）に他端（７２）が接続された金属延長管（７）をさらに備える。
　上記４）の構成によれば、金属延長管（７）を介して継手本体（６１）の一方側の端部を隔壁（２３）に接続することで、継手部材（６）を隔壁（２３）に固定できる。継手本体（６１）は、金属延長管（７）を介して隔壁（２３）に接続されることで、直接隔壁（２３）に接続される場合に比べて、継手部材（６）や金属シール管（４）への外部からの入熱を抑制でき、継手部材（６）や金属シール管（４）の熱による損傷を抑制できる。
５）幾つかの実施形態では、上記４）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記金属延長管（７）の内部に配置され、前記少なくとも１本の光ファイバ（３）を着脱可能に中継する中継コネクタ（１３）をさらに備える。
　上記５）の構成によれば、金属延長管（７）の内部から外部（第１空間２１）への放熱により、金属延長管（７）の内部の温度は、第２空間（２２）内の温度よりも低くなる。金属延長管（７）の内部の温度を中継コネクタ（１３）の耐熱温度よりも下げることで、金属延長管（７）の内部に中継コネクタ（１３）を配置することが可能となる。中継コネクタ（１３）を金属延長管（７）の内部に配置することで、中継コネクタ（１３）に接続される少なくとも１本の光ファイバ（３）に断線や信号異常発生等の異常が生じた場合等において、光ファイバ（３）を容易に交換可能である。
６）幾つかの実施形態では、上記１）から上記５）までの何れかに記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記金属シール管（４）に一端（８１）が接続され、前記少なくとも１本の光ファイバ（３）の軸方向における少なくとも一部を被覆する被覆管（８）であって、前記被覆管（８）の周方向に沿って延びる山部及び谷部を前記被覆管（８）の軸方向に沿って交互に有するようなフレキシブルな被覆管（８）をさらに備える。
　上記６）の構成によれば、光ファイバ（３）の軸方向における少なくとも一部を、被覆管（８）により被覆し、被覆管（８）により光ファイバ（３）を保護することで、光ファイバ（３）の損傷を抑制できる。光ファイバ（３）の損傷を抑制することで、光ファイバ（３）の交換回数（交換頻度）の低減が図れる。
７）幾つかの実施形態では、上記６）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記第２空間（２２）の内部に配置され、前記少なくとも１本の光ファイバ（３）の円形状又は楕円形状に巻回した余長部分を収納可能に構成された中継箱（１２）をさらに備える。
　上記７）の構成によれば、被覆管（８）は、光ファイバ（３）よりも線膨張係数が大きい。このため、被覆管（８）の外部からの入熱により被覆管（８）が延びたときに、光ファイバ（３）は、被覆管（８）よりも延びないため、余長部分がないと断線する虞がある。第２空間（２２）の内部に配置された中継箱（１２）に、光ファイバ（３）の円形状又は楕円形状に巻回した余長部分を収納しておくことで、被覆管（８）の外部からの入熱により被覆管（８）が延びた際における、光ファイバ（３）の断線を抑制できる。光ファイバ（３）の断線を抑制することで、光ファイバ（３）の交換回数（交換頻度）の低減が図れる。
８）幾つかの実施形態では、上記６）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記少なくとも１本の光ファイバ（３）は、余長部分を有するように前記被覆管（８）の内部に挿入されている。
　上記８）の構成によれば、被覆管（８）は、光ファイバ（３）よりも線膨張係数が大きい。このため、被覆管（８）の外部からの入熱により被覆管（８）が延びたときに、光ファイバ（３）は、被覆管（８）よりも延びないため、余長部分がないと断線する虞がある。被覆管（８）の内部に余長部分を有するように挿入しておくことで、被覆管（８）の外部からの入熱により被覆管（８）が延びた際における、光ファイバ（３）の断線を抑制できる。光ファイバ（３）の断線を抑制することで、光ファイバ（３）の交換回数（交換頻度）の低減が図れる。
９）幾つかの実施形態では、上記１）から上記８）までの何れかに記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記金属シール管（４）の内部に前記金属シール管（４）との間に隙間を介して配置され、前記少なくとも１本の光ファイバ（３）を挿通させる少なくとも１本の内側金属管（９）をさらに備える。
　金属シール管（４）と該金属シール管（４）に挿通される少なくとも１本の光ファイバ（３）との間をシール部材により封止する場合には、シール部材の外径（最大径）が比較的大きなものとなる。シール部材の外径が大きいと、シール部材とシール部材の外側に接続される金属シール管４との間に生じる径方向の熱膨張差により、シール部材と金属シール管（４）とが剥離し、シール部材と金属シール管（４）の間の封止から漏れが生じる虞がある。上記９）の構成によれば、金属シール管（４）の内部に配置される内側金属管（９）は、金属シール管（４）よりも内径（最小径）が小さなものとなる。この場合には、内側金属管（９）と該内側金属管（９）に挿通される少なくとも１本の光ファイバ（３）との間を封止するシール部材の外径（最大径）を比較的小さなものにすることができる。これにより、シール部材と内側金属管（９）との間に生じる径方向の熱膨張差によって、シール部材と内側金属管（９）とが剥離することを抑制でき、且つシール部材と内側金属管（９）の間の封止から漏れが生じることを抑制できる。
１０）幾つかの実施形態では、上記９）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記少なくとも１本の内側金属管（９）は、前記金属シール管（４）にロウ付けされている。
　上記１０）の構成によれば、ロウ付けにより、少なくとも１本の内側金属管（９）と金属シール管（４）とが接合される。そして、ロウ付けにより接合させるろうにより、少なくとも１本の内側金属管（９）と金属シール管（４）との間が封止される。少なくとも１本の内側金属管（９）と金属シール管（４）との間を封止する部材をろうとすることで、内側金属管（９）と金属シール管（４）の間の熱膨張を、内側金属管（９）や金属シール管（４）の熱膨張と同等にできるため、内側金属管（９）と金属シール管（４）の間に生じる熱応力を軽減できる。
１１）幾つかの実施形態では、上記９）に記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記少なくとも１本の内側金属管（９）は、前記内側金属管（９）の少なくとも一方の端部に前記金属シール管（４）に周方向溶接された溶接部（Ｗ８、Ｗ９）を有する。
　上記１１）の構成によれば、上記周方向溶接された溶接部（Ｗ８、Ｗ９）により、少なくとも１本の内側金属管（９）と金属シール管（４）とが接合される。そして、上記周方向溶接された溶接部（Ｗ８、Ｗ９）により、少なくとも１本の内側金属管（９）と金属シール管（４）との間が封止される。
１２）幾つかの実施形態では、上記９）から上記１１）までの何れかに記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）であって、
　前記少なくとも１本の内側金属管（９）は、各々が前記少なくとも１本の光ファイバ（３）を挿通させる複数本の内側金属管（９）を含む。
　上記１２）の構成によれば、複数本の内側金属管（９）の各々により、各内側金属管（９）に挿通された光ファイバ（３）を保護することで、光ファイバ（３）の損傷を抑制できる。金属シール管（４）の内部に複数本の内側金属管（９）を配置することで、各々が内側金属管（９）に保護された複数本の光ファイバ（３）を一括して金属シール管（４）に挿通させることができる。
１３）本開示の少なくとも一実施形態に係るガス化装置（２Ａ）は、
　炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化させるように構成されたガス化装置（２Ａ）であって、
　上記１）から上記１２）までの何れかに記載の光ファイバセンサの貫通構造（１）と、
　ガス化炉（２０）が内側に設置された圧力容器（２）の内部に形成される前記第２空間（２２）と前記圧力容器（２）の外部に形成される前記第１空間（２１）を仕切る前記隔壁（２３）と、を備える。
　上記１３）の構成によれば、圧力容器（２）の内部と外部を仕切る隔壁（２３）を貫通する貫通孔（２４）に挿通される少なくとも１本の光ファイバ（３）により、圧力容器（２）の内部から外部に光ファイバ（３）が伝送する光信号を取り出すことができる。また、金属シール管（４）及び継手部材（６）により、貫通孔（２４）を介したガス化装置（２Ａ）の内部と外部との間の流体の流通（漏れ）を抑制できる。また、光ファイバセンサの貫通構造（１）を備えるガス化装置（２Ａ）は、ガス化装置（２Ａ）の内部の状態を監視するための光ファイバ（３）を容易に設置（新設）可能であり、且つ光ファイバ（３）が損傷した場合等において光ファイバ（３）を容易に交換可能である。
１　　　　　　光ファイバセンサの貫通構造
２　　　　　　圧力容器
２Ａ　　　　　ガス化装置
３　　　　　　光ファイバ
３Ａ　　　　　第１光ファイバ
３Ｂ　　　　　第２光ファイバ
４　　　　　　金属シール管
５　　　　　　光ファイバコネクタ
６　　　　　　継手部材
７　　　　　　金属延長管
７Ａ　　　　　第１金属延長管
７Ｂ　　　　　第２金属延長管
８　　　　　　被覆管
８Ａ　　　　　第１被覆管
８Ｂ　　　　　第２被覆管
８Ｃ　　　　　第３被覆管
８Ｄ　　　　　第４被覆管
９　　　　　　内側金属管
１０　　　　　計測器
１１　　　　　中継用光ファイバ
１２　　　　　中継箱
１３　　　　　中継コネクタ
２０　　　　　ガス化炉
２１　　　　　第１空間
２２　　　　　第２空間
２３　　　　　隔壁
２４　　　　　貫通孔
２５　　　　　封止部材
２６　　　　　締結部材
２６Ａ　　　　ボルト
２６Ｂ　　　　ナット
２７　　　　　断熱材
２８　　　　　ガス化炉壁
２９　　　　　バーナー装置
３１　　　　　センシング部
３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ　余長部分
４３，４４　　隙間
４３Ａ，４３Ｂ　シール部材
４４Ａ　　　　ろう
６１　　　　　継手本体
６２　　　　　ナット部材
６３　　　　　第１挿通孔
６４　　　　　第２挿通孔
６５，６６　　螺合部
８２　　　　　山部
８３　　　　　谷部
１０１　　　　照射部
１０２　　　　受光部
１２０　　　　内部空間
２３１　　　　隔壁本体
２３２　　　　突出部
２３３　　　　フランジ部
２５２　　　　中心孔
Ｌ　　　　　　距離
Ｗ１～Ｗ９　　溶接部

Claims (13)

  1. 　第１空間と前記第１空間よりも内部の温度が高い第２空間の間を仕切る隔壁を貫通する光ファイバセンサの貫通構造であって、
    　前記隔壁を貫通する貫通孔に挿通される少なくとも１本の光ファイバと、
    　前記少なくとも１本の光ファイバを挿通させる金属シール管と、
    　前記少なくとも１本の光ファイバの一端部が接続される接続部を有する光ファイバコネクタと、
    　前記金属シール管を挿通させる挿通孔を有し、前記挿通孔に挿入された前記金属シール管を着脱可能に支持するように構成された継手部材と、を備え、
    　前記継手部材の前記挿通孔は、前記光ファイバコネクタを挿通可能な大きさに形成された、
    光ファイバセンサの貫通構造。
  2. 　前記継手部材は、
    　前記金属シール管を挿通させる第１挿通孔を有する継手本体と、
    　前記金属シール管を挿通させる第２挿通孔及び前記継手本体に螺合する螺合部を有するナット部材と、を少なくとも含む、
    請求項１に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  3. 　前記継手本体は、前記第１空間に配置され、前記第１挿通孔の延在方向における一方側の端部が前記隔壁に接続された、
    請求項２に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  4. 　前記第１空間に配置され、前記継手本体の前記第１挿通孔の延在方向における一方側の端部に一端が接続され、前記隔壁に他端が接続された金属延長管をさらに備える、
    請求項２に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  5. 　前記金属延長管の内部に配置され、前記少なくとも１本の光ファイバを着脱可能に中継する中継コネクタをさらに備える、
    請求項４に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  6. 　前記金属シール管に一端が接続され、前記少なくとも１本の光ファイバの軸方向における少なくとも一部を被覆する被覆管であって、前記被覆管の周方向に沿って延びる山部及び谷部を前記被覆管の軸方向に沿って交互に有するようなフレキシブルな被覆管をさらに備える、
    請求項１乃至５の何れか１項に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  7. 　前記第２空間の内部に配置され、前記少なくとも１本の光ファイバの円形状又は楕円形状に巻回した余長部分を収納可能に構成された中継箱をさらに備える、
    　請求項６に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  8. 　前記少なくとも１本の光ファイバは、余長部分を有するように前記被覆管の内部に挿入されている、
    請求項６に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  9. 　前記金属シール管の内部に前記金属シール管との間に隙間を介して配置され、前記少なくとも１本の光ファイバを挿通させる少なくとも１本の内側金属管をさらに備える、
    請求項１乃至５の何れか１項に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  10. 　前記少なくとも１本の内側金属管は、前記金属シール管にロウ付けされている、
    請求項９に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  11. 　前記少なくとも１本の内側金属管は、前記内側金属管の少なくとも一方の端部に前記金属シール管が周方向溶接された溶接部を有する、
    請求項９に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  12. 　前記少なくとも１本の内側金属管は、各々が前記少なくとも１本の光ファイバを挿通させる複数本の内側金属管を含む、
    請求項９に記載の光ファイバセンサの貫通構造。
  13. 　炭素含有固体燃料を部分燃焼させてガス化させるように構成されたガス化装置であって、
    　請求項１乃至５の何れか１項に記載の光ファイバセンサの貫通構造と、
    　ガス化炉が内側に設置された圧力容器の内部に形成される前記第２空間と前記圧力容器の外部に形成される前記第１空間を仕切る前記隔壁と、を備える、
    ガス化装置。
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