JPH1151853A - 流体の膜状流による内部ガス監視用窓や光学的センサ部分の汚れシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 炉・煙道内監視用窓の汚れを防止し、かつ大
気またはプロセスガスや煙道排ガス等のガス状流体の性
状を光学的手法により測定する分析計においてセンサー
部分の汚れを防止できるシール方法を提供すること。 【解決手段】 非測定ガスの流れと透明ガラス状板との
境界に、空気等のシール用流体の膜状の流れを造ってや
る。すでに昇圧した配管またはポンプ等からシール用流
体を供給し、狭くて細長いすき間から膜状に透明ガラス
状板の表面に吹き出し、下流でその流体を吸い込む構造
にする。シール用流体を供給する回路では、サーキュレ
ーション方式を取ることにより、シール用流体の消費を
最小にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、加熱炉・ボイラー
・焼却炉等の炉・煙道内監視用窓や、大気または燃焼排
ガス・プロセスガス等の成分測定を光学的手法により計
測する分析計等のセンサー部分において、透明ガラス状
板が非測定ガスと接触する面を、空気等のクリーンな流
体でシールすることにより、透明のガラス状板の汚れを
防止する装置およびシール用流体の供給回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、炉内や煙道を監視する透明なガラ
ス状板は内部ガスにより汚れて見えなくなるという支障
があった。また、赤外線やレーザー等を用いたオンライ
ンの光学的なガス成分分析計等の機器においては、非測
定ガスに赤外線やレーザー等の光を透過させ光の吸収ス
ペクトルから演算処理を経て求める成分の濃度を算出す
る方法をとっているが、測定対象が大気および煙道排ガ
スやプロセスガスのいずれの場合においても非測定ガス
に透明のガラス状板が接触している。

【０００３】このため非測定ガスに含まれる水分、不純
物によって透明ガラス状板が汚れ、経時的に光の透過率
が落ち、誤差が増大する欠点があった。煙道排ガスやプ
ロセスガスの場合は、この誤差を少なくしかつ分析計用
サンプリングラインのつまりを防止するため、ガス前処
理装置を設置しガス内のダスト分や水分等を除去する必
要があった。また、前処理装置をつけても、ある期間が
過ぎるとセンサー部の汚れは発生するので定期的に清掃
する必要があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように非測定ガス
が透明のガラス状板に接触しているような方法では、汚
れにより監視用窓が見えなくなったり、分析計等センサ
ー部の測定精度が低下しかつ清掃等の保守に手間を要す
る。ガスのサンプリングラインに前処理装置を設置した
としても、その中のフィルターや除湿装置等につまりや
故障が多く、保守に人手がかかる上に測定の信頼性を低
下させ、かつ分析計等の機器が大型化し高額な装置とな
っていた。

【０００５】また煙道排ガスやプロセスガスの分析計等
の場合、サンプリングラインが長くなり、分析の遅れ時
間が１５〜３０分と大きくなる問題があった。

【０００６】本発明の目的は、簡単な構造で透明ガラス
状板の汚れをシールすることにより、監視用窓の汚れを
防止し、光学的な分析計等の機器の誤差や故障を少なく
し、応答遅れを小さくし、煙道排ガスやプロセスガスの
場合は前処理装置を含むサンプリング装置を不要とし、
小型で安価な測定装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、炉・煙道内ガ
スの監視用窓や、ガス状流体の成分を赤外線やレーザー
等の光線を透過させるような光学的手法を用いて測定す
る分析計等の機器で、透明のガラス状板を有する構造に
おいて、透明なガラス状板が非測定ガスに接触する面を
空気等のクリーンな流体で膜状の流れを作ることにより
シールし、ガラス状板の汚れを防止することを特徴とす
るものである。

【０００８】非測定ガスと接触している透明ガラス状板
の表面に、空気等のクリーンな流体を膜状に吹き出すこ
とができる構造の吹き出し口を設置し、常時吹きつけ
る。

【０００９】吹きつけた流体は、吹き出し口の下流に設
置した吸い込み口から吸引されるようにすることで、シ
ール用流体の流れをスムーズにするとともに非測定ガス
側に流体が入り込む量を極力小さくするようにする。流
体を本装置に送り込むためには、プラント内では圧縮さ
れた空気源を使用できるし、ポンプを利用することがで
きる。流体を吸引する方法としてはポンプまたはエジェ
クターを用いることができる。

【００１０】シール部へ流体を吹き出し、吸い込む手段
として、吹き出し側と吸い込み側の両方にポンプやエジ
ェクターを取り付ける形を取る方法があるが、本発明で
は、サーキュレーションラインをつくることにより、ポ
ンプ１台でかつシール用流体の消費量を最小にできるシ
ール用の流体回路を実現した。この回路は、サーキュレ
ーションだけではシール部から非測定ガスがシール用流
体に混入しシール用流体が汚れないようにサーキュレー
ションラインにフレッシュな注入ラインを設け、シール
用流体を少量注入することを特徴とする回路である。

【００１１】またこの場合、シールする流体の光の吸収
による測定誤差が心配されるが、この種の分析計等の機
器では、光ファイバーを２本敷設し、一方を測定用に使
用しもう一方の光ファイバーは伝送誤差を補償用として
使用することにより、双方のスペクトルの差を計測のデ
ータとしている。この補償用光ファイバーに測定用と同
じ仕様のガラス状板を設置して、吹き込んでいる流体の
同じ流れを与えることにより、シールのために吹きつけ
る流体が測定に及ぼす誤差要因を完全に消滅させること
ができる。

【００１２】煙道排ガスやプロセスガスの測定の場合、
本発明により長いサンプリングラインや汚れ・つまり防
止のための前処理装置を不要にできる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
に基づいて説明する。図１には、本発明の実施形態で、
煙道排ガスやプロセスガスにおいて光学的にガス成分の
測定を行うオンライン分析システム１の構成図が示され
ている。この測定システム１は、本管２から分岐したサ
ンプルライン４と光学的センサー部１０、分析計コント
ローラ３０、赤外線やレーザー等の光伝送路としての光
学系システム３０、およびシール用流体回路２０を備え
ている。

【００１４】非測定ガス３は本管２からサンプルライン
４に分岐され、分析計のセンサー部１０を通過し、本管
２に戻る。

【００１５】赤外線やレーザー等の光は、分析計コント
ローラ３０から光ファイバー３１を通してセンサー部１
０へ送られ、シール部１１と非測定ガス３を透過し分析
計コントローラ３０へ戻る。この時のガスによる吸収ス
ペクトルを測定し、数値処理を経て成分濃度等の目的と
する測定値が出力される。

【００１６】光学系においては、光ファイバー内の光の
減衰やシール用流体の吸収スペクトルが測定の誤差とな
るので、これを相殺する目的で補償用の光ファイバーラ
イン３２を設けることが多い。この場合に、シール用流
体の影響を補償しようとすれば補償用ライン３２にセン
サー部１０のシール部１１と同じ形状のものを挿入す
る。

【００１７】図２には、センサー部１０におけるシール
部１１の構造図が示されている。シール部１１は流体を
膜状にして吹き出すシール用流体吹き出し器４１と、流
体を吸い込むシール用流体吸い込み器４４とを備えてい
る。

【００１８】入口から送られたシール用流体は、配管１
２を経て、シール用流体吹きだし器４１の入口部に送ら
れる。吹きだし部４１の中で流体は扇型に拡散され、狭
くて細長くなった流体吹きだし口４２から膜状に吹き出
し、透明ガラス状板１４の表面を覆いながら流体吹い込
み口４３へ向けて流れる。

【００１９】流体吹い込み口４３から吸い込まれた流体
は、流体吹い込み器４４の出口へ向けて流れ、配管１３
に吸引される。

【００２０】図３には、シール用流体をシール部１１へ
供給する回路２０の構成図が示されている。シール用流
体供給回路２０は、ポンプ２１と、送気ライン２３、分
岐管１３と、戻りライン２２、分岐管１２とから成るサ
ーキュレーションラインと、流体のフレッシュな流体を
供給するためのフレッシュライン２５とを備える。

【００２１】ポンプ２１から吐き出されたシール用流体
は、回路の送気ライン２３と分岐管１３を経てシール部
１１に送られ、吸い込み側１２、２２の方に吸引され、
ポンプの吸い込み側に戻り、サーキュレーションされ
る。

【００２２】シール部１１において非測定ガスの混入に
よりサーキュレーションしている流体が汚れてしまうこ
とを防止するために、このサーキュレーションラインの
どこかにシール用流体をフレッシュとして注入するライ
ン２５を設置する（図３の例ではポンプの吸い込みライ
ンに注入）。これによりフレッシュとしての量と同じシ
ール用流体の量２４がシール部１１から非測定ガスの方
に流入する。

【００２３】

【発明の効果】炉・煙道内の監視用窓や光学的なセンサ
ー部分の透明なガラス状板において、このような本発明
のシール装置を使用すれば、透明ガラス状板の表面の汚
れを防止できる。分析計等の機器においては、サンプリ
ングラインが短くなり、非測定ガスに含まれる汚れ分を
除去するための前処理装置が不要になり、定期点検等の
保守が簡単になり、かつ信頼性が高く応答速度の速いガ
ス分析が可能となる。また本発明のサーキュレーション
によるシール用流体回路を使用すれば、シール用流体の
吹き出しと吸い込み用の動力源はポンプ１台で済み、か
つシール用流体の消費量を最小にできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態で、ガス性状を光学的に測
定するオンライン分析システムの構成図である。

【図２】本実施形態で、透明ガラス状板が非測定ガスに
接触する面を流体でシールするシール部の構造図であ
る。

【図３】シール用流体の供給回路の構成図である。

【符号の説明】

１ ガスの光学的なオンライン分析システム ２ 非測定ガス本管 ３ 非測定ガス ４ 非測定ガス分岐配管 １０ 光学的な分析計のセンサー部 １１ センサー部汚れ防止のためのシール部 １２ シール用流体の吹き出し用配管 １３ シール用流体の吸い込み用配管 １４ 透明ガラス状板 ２０ シール用流体の供給回路 ２１ シール用流体サーキュレーションポンプ ２２ シール用流体戻りライン ２３ シール用流体送気ライン ２４ 非測定ガス系へ流れ込むシール用流体 ２５ シール用流体のフレッシュとしての供給ライン ３０ 分析計コントローラ ３１ 吸収スペクトル伝送用光ファイバー ３２ 補償用の光ファイバー ３３ 補償用のシール部 ４１ シール流体吹き出し器 ４２ シール用流体吹き出し口 ４３ シール用流体吸い込み口 ４４ シール用流体吸い込み器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 炉・煙道内のガスを外部から監視する窓
   やガス状流体の成分を赤外線やレーザー等の光線を透過
   させることにより光学的な手法で測定する分析計等の機
   器で透明のガラス状板を利用する構造において、非測定
   ガスが透明なガラス状板に接触する面を空気等のクリー
   ンな流体で膜状の流れを作ることによりシールし、透明
   ガラス状板の汚れを防止することを特徴とするシール装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載のシール装置において、透
   明ガラス状板の表面に空気等のクリーンな流体を膜状に
   吹き出すことができる構造の吹き出し口から常時に吹き
   つけ、吹きつけた流体は吹き出し口の下流に設置した吸
   い込み口から吸引されるようにすることで、クリーンな
   流体の流れをスムーズにするとともに配管内に流体が入
   り込む量を極力小さくするようにすることを特徴とする
   シール用流体吹き出し器、および吹き出し器と吸い込み
   器を組み合わせた装置。
3. 【請求項３】 請求項１、２記載のシール装置におい
   て、シールのために流体を吹き出し吸い込む手段とし
   て、サーキュレーションラインをつくり、そのラインに
   フレッシュなシール用流体を注入することにより、ポン
   プ１台でかつシール用流体の消費量を最小にできること
   を特徴とするシール用流体の供給回路。