JPH0442775Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の属する技術部分野〕 本考案は油入変圧器などから採取した試料油中
に溶解したガスの自動分析装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

油入電気機器例えば変圧器などの内部に熱的も
しくは電気的な異常が起きると、その周辺の絶縁
油や絶縁物が分解しガスを発生する。これらのガ
スは絶縁油中に溶解し、油中のガス濃度が増大す
るので油中に溶存しているガス（以下油中ガスと
称する）を抽出して分析し、その分析結果から変
圧器内部の異常状態を診断する方法が既によく知
られており、異常状態を早期に発見できるので国
内外で広く用いられ効果を挙げている。

油中ガスを分析する方法には、例えば (1) 水銀を使つたトリチエリ真空を利用して油中
ガスを抽出し、抽出ガスをガスクロマトグラフ
により分析する。

(2) 水銀拡散ポンプとテトラポンプを併用して油
中ガスを抽出し、抽出ガスをガスクロマトグラ
フにより分析する。

などがあり、広く用いられている。

しかし、これらの方法は手軽に実施できる反面
次のような問題もある。

(1) 手動または半自動で操作が行なわれるため、
開始から終了までの全過程を通して人手を必要
とする。

(2) 操作が複雑であり、精度の高い分析をするた
めには作業者の熟練を要する。

(3) 水銀を使用しているために、水銀の揮散によ
る作業環境の悪化から人体に危険を及ぼす恐れ
がある。

(4) 装置がガラス製であつて破損しやすい。

以上が問題を解決するために、本考案者らの発
明になる油中ガスの自動分析装置が特公昭52−
209号公報、雑誌「富士時報」第45巻第11号、「石
油学会誌」第24巻第２号などに記載されている。

第３図はこの油中ガス自動分析装置の構成とと
もに油とガスの径路を説明するための系統図を示
したものであり、以下に装置の各構成部材とその
作用は第３図を参照して試料油の採取過程、脱気
過程、抽出ガスの混合過程、抽出ガスのガスクロ
マトグラフへの注入過程および系統内のクリーニ
ング過程とに分けて説明する。

１ 試料油の抽出シリンダへの採取 抽出シリンダ１の中にピストン２がその中心に
設けられたピストン棒３により軸方向に摺動可能
に配置されている。ピストン２の外周下方部分に
は底部までベローズ４が備えられ、ベローズ４と
抽出シリンダ１との間に第１の室４０が形成され
る。ピストン２にはその側面から内部を貫通して
上面に達する細孔６が数個所に設けられている。
ピストン２の側面における細孔６の開口部より上
方の部分と抽出シリンダ１の内側面との間にＯリ
ング５が配置され、抽出シリンダ１の内室のうち
Ｏリング５の上方には第２の室４１が形成され
る。

一方上記抽出シリンダ１に流入し、排出される
試料油の流路は、油入機器から採取された試料油
７を有する容器８から電磁弁９，逆止弁１３，電
磁弁１０を介して第１の室４０に連通するように
配管される径路と、抽出シリンダ１から上方へ延
びる配管に接続される電磁弁１１，逆止弁１４，
電磁弁１２を介してこの系統の外部の自由端へ配
管される径路およびこれら二つの径路を結ぶ配管
とからなる。

次にここまでの構成で試料油７を抽出シリンダ
１へ採取する手順を説明する。ピストン２は抽出
シリンダ１内の最上限の位置で停止し、電磁弁
９，１０，１１，１２は開となつており、逆止弁
１３は容器８の側からのみ油が流れ、逆止弁１４
は抽出シリンダ１の側からのみ油が流れるからこ
の状態でピストン２をピストン棒３により最下限
の位置まで下げると、抽出シリンダ１とピストン
２との間に形成された第２の室４１が減圧される
ために試料油７は電磁弁９，逆止弁１３および電
磁弁１１を通つて抽出シリンダ１に流れ込む。こ
のとき第１の室４０に存在している油はピストン
２の下降により加圧されて電磁弁１０を通つて押
し出されるが、逆止弁１３の方には流れが阻止さ
れるとともに容器８から流れ込んでくる試料油７
と合流して電磁弁１１を通つて第２の室４１に採
取される。

次にピストン棒３を操作してピストン２を最上
限位置まで上げると、第２の室４１に溜つていた
油の一部はピストン２の細孔６を通つて第１の室
４０に流れ込むが、大部分は電磁弁１１，逆止弁
１４および電磁弁１２を通つて外部に排出され
る。同時に第１の室４０は減圧されて、試料油７
が電磁弁９，逆止弁１３および電磁弁１０を通つ
てここに流入するが、このとき二つの径路を結ぶ
配管から排出される油の一部が混入する。

以上の操作を例えば６回繰り返すと、抽出シリ
ンダ１内に採取される油は新しい試料油７に置換
される。最後にピストン２を最上限位置で停止さ
せることにより抽出シリンダ１内の第２の室４１
に溜つた油が排出され、第１の室４０に試料油７
が一定量採取される。

２ 採取した試料油の脱気 抽出シリンダ１に採取された試料油７中のガス
を抽出し分析装置へ導くために、抽出シリンダ１
の上部外方に抽出シリンダ１と連通するように抽
出シリンダ径路が設けられている。すなわち、抽
出ガスは抽出シリンダ１から電磁弁１６を経て油
検出器１７を通つて抽出ガス採取シリンダ１９へ
導かれるが、このシリンダ１９の前後にはそれぞ
れ電磁弁１８と２０を備え、抽出ガスはさらに注
入シリンダ２２，２６および抽出ガス混合シリン
ダ２９に流入する。以下ガス注入シリンダ２２か
ら抽出ガス混合シリンダ２９までの径路を総称し
て計量弁系統と呼ぶ。油検出器１７は、9400〓の
波長の光を発する発光ダイオードとその受光器で
構成されるビームスイツチであり、この部分の配
管には光を透過するガラス管を使用し、抽出シリ
ンダ１から送られてきた油がガラス管内を上昇し
て光を遮つたときに信号を出力するようになつて
いる。そしてこの信号で電磁弁１６を閉じて油が
上昇しないようにしている。ガス注入シリンダ２
２の前後には電磁弁２１，２４，上部に電磁弁２
３を備え、また同様にガス注入シリンダ２６の前
後に電磁弁２５，２８，上部には電磁弁２７を備
え、抽出ガスはこれら電磁弁２３および２７を経
てガスクロマトグラフ４２内の流路に導かれる。
なおガスクロマトグラフ４２の構成と作用につい
ての詳細は記述を省略する。

次に抽出シリンダ１に採取された試料から溶解
ガスを抽出する手順を説明する。最上限位置にあ
るピストン２を電磁弁９，１０，１１，１２およ
び１６を閉じた状態で最下限位置まで下降させる
と、抽出シリンダ１内の上部の第２の室４１は減
圧となり、下部の第１の室４０は圧力が上昇する
ので、第１の室４０に採取された試料油はピスト
ン２の上部の細孔６を通つて、抽出シリンダ１内
の第２の室４１へ激しく噴射され、このときその
領域は真空状態になつているから、試料油７中に
溶存していたガスと油が分離される。ピストン２
が最下限位置に達して再び上昇して行くとき電磁
弁１６を開くと、試料油７から分離抽出されたガ
スは油検出器１７を通り抽出ガス採取シリンダ１
９へ導かれるが、このときあらかじめ電磁弁１８
を開き電磁弁２０を閉じ、抽出ガス採取シリンダ
１９はピストン１９ａを下げて減圧状態にしてお
く。シリンダ１９に採取された抽出ガスは、電磁
弁１８を閉じ電磁弁２０を開いてピストン１９ａ
を上昇させると、あらかじめピストン２２ａ，２
６ａ，２９ａを下げ、電磁弁２１，２４，２５，
２８を開いて減圧された計量弁系統内に導入され
る。これらのピストンおよび弁操作を30回程度繰
り返すことにより、抽出ガス採取シリンダ１９に
採取された抽出ガスは遂時計量弁系統内に集めら
れ、試料油７中に溶解しているガスがほぼ全量抽
出される。

３ 計量弁系統内の抽出ガスの混合 以上の操作により抽出されたガスは、抽出操作
の前後で組成が異なるので、これを均一にするた
めに次の操作を行なう。

電磁弁２１，２４，２５，２８を開き、抽出ガ
ス混合シリンダ２９に接続された外部へのガス放
出径路の電磁弁３１を閉じ、抽出ガス混合シリン
ダ２９内のピストン２９ａを上下させる。このピ
ストン２９ａを上下に駆動する操作を６回程度行
なうことにより、計量弁系統内の抽出ガスは攪拌
されて均一な組成となる。最後にピストン２９ａ
の駆動を停止させるときは最上限位置にしてお
く。

４ 抽出ガスのガスクロマトグラフへの注入 均一に混合された抽出ガスは電磁弁２１，２
４，２５，２８を閉じ、電磁弁２３，２７を開い
た状態でガス注入シリンダ２２，２６内のピスト
ン２２ａ，２６ａを上昇させることにより、ガス
クロマトグラフ４２の流路中に注入される。この
抽出ガスはアルゴンガスボンベ５０に配管されて
流入するアルゴンにより、ガスクロマトグラフ４
２の図示していないカラムおよび検出器に運ばれ
て分析される。

５ 計量弁系統内のクリーニング 以上のごとく計量弁系統内に採取された抽出ガ
スはその一部がガスクロマトグラフ４２に注入分
析される。しかし、このとき注入シリンダ２２，
２６以外の計量弁系統内に採取されていた抽出ガ
スは、そのまま配管内に残留して次回に求める分
析値の誤差となる。したがつてこの系統内の残留
抽出ガスを除去するクリーニングが必要になる。
このクリーニングの手順は次のごとく行なわれ
る。抽出シリンダ１から抽出ガス採取シリンダ１
９を結ぶ径路に接続されたアルゴンガスボンベ５
０から配管途中に設けた電磁弁３０と電磁弁１
８，２０，２１，２４，２５，２８，３１をいず
れも開き、電磁弁１６を閉じてボンベ５０からア
ルゴンガスを計量弁系統内に30秒間流すことによ
り残留している抽出ガスを系統外に排出する。次
に電磁弁３０，３１を閉じ、混合シリンダ２９内
のピストン２９ａを数回上下させると、各電磁弁
や接続部にまだ抜け切らずに残存している抽出ガ
スが引き出されるので再度電磁弁３０，３１を開
き、ボンベ５０からアルゴンガスボンベを30秒間
流して、引き出された抽出ガスを系外に排出す
る。このクリーニング過程は通常１分析工程の中
で抽出シリンダ１への試料油７の採取中および抽
出ガスの分析中の計２回行なわれる。

以上油中ガス自動分析装置についてその構成と
作用の概要を述べた。

以上のごとくこの装置では試料油中の油中ガス
を抽出ガスシリンダ１から採取シリンダ１９へ導
く過程で、第２の室４１に噴射された試料油７は
細孔６を通つて元に戻るが、このとき全部は戻り
切れず、その一部が開いたままの電磁弁１６を通
して上昇するので、これを油検出器１７を用いて
検出して電磁弁１６を閉じることにより試料油７
がそれ以上クリープして進行することのないよう
に留意し、抽出ガス採取シリンダ１９への試料油
７の混入を防止している。

しかしながら、このように油検出器１７を用い
ても、場合によつてはなお試料油７と抽出ガスの
分離が十分でないことが判明した。油検出器は前
述したように発光ダイオードとその受光器からな
るビームスイツチであり、第４図に部分的斜視で
示す。第４図においてガラス管３２を挾むように
ビームスイツチの受光器３３と受光器３４を備え
ており、この部分のガラス管３２は光を透過する
ものを用い、抽出シリンダから送られてくる油が
ガラス管３２の中を上昇して受光器３３からの光
を遮ぎつたときに生ずる受光器３４からの信号に
より第４図には図示してない電磁弁１６を閉じ油
をそれ以上上昇させないようにするものである。
第５図はガラス管３２の断面形状を示してある。
しかし、油の性状によつて油膜状の泡が発生した
場合、この泡は光の透過を阻止することができな
いから電磁弁１６を閉じる作用がなく、油の一部
が抽出ガス採取シリンダ１９から計量弁系統、さ
らにガスクロマトグラフ４２のガス流路系に達
し、その結果分析精度を低下させることになる。

したがつてこのような油中ガス自動分析装置に
おいては、試料油と抽出ガスとが油の 性状にか
かわらず油検出器で確実に分離されることが望ま
れる。

〔考案の目的〕

本考案は上述の点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は試料油と試料油から抽出したガス
とを完全に分離し、油中ガスを精度よく、かつ安
定な分析を行うことができる油中ガス自動分析装
置を提供することにある。

〔考案の要点〕

本考案は油検出器の備えられる配管部分の透明
ガラス管内に油膜状の泡を消滅させるための泡上
昇障害物を設けることにより、油の上昇を確実に
阻止して試料油と油中ガスの分離をよくし、高精
度で安定性に富む油中ガス分析を可能にしたもの
である。

〔考案の実施例〕

以下本考案の実施例に基づき説明する。

本考案の適用される油中ガス自動分析装置の構
成と作用は既に述べたものと同様であるから省略
する。本考案は油検出器が備えられる個所の配管
のガラス管にあり、このガラス管の断面形状を第
１図に示す。第１図は本考案のガラス管３２ａの
みの断面図であり、周辺のビームスイツチの取り
付け状態は第４図と同じであるから図示を省略し
てある。第１図が第５図の従来のガラス管３２と
異なる所は第５図はガラス管３２が内外面ともス
トレートな直管であるのに対し、本考案のガラス
管３２ａでは内面の下方に複数個の突起部３２ｂ
を有していることである。このようにすると油膜
状の泡が管内を上昇するとき障害物となつて泡を
消滅させる作用をする突起物３２ｂがあるために
泡はそれ以上上昇することがない。この突起部３
２ｂはガラス管３２ａを加熱し外周から押圧して
肉厚部をガラス管３２ａの内面に部分的に張り出
させてもよいし、突起部３２ｂを別途用意して取
りつけてもよいが、いずれにしても突起部３２ｂ
はガラス管３２ａの長手方向に対して互に段違い
となるように形成し適当な数量を設置するのが泡
を衝突させて消滅させるのに効果的である。また
油膜状の泡ではなく、油が上昇してきたときは従
来の直管の場合と同様にビームスイツチが作動し
て油検出器直下の電磁弁が閉じるので油はガラス
管３２ａ内で検出器のビームスイツチの位置より
上には進行しないのである。

本考案は以上のごとくガラス管内で油膜状の泡
が検出器の位置に到達する以前に、泡が衝突して
壊れるような泡の進行に対する障害物となるもの
をガラス管内に設けたものであるから、この役割
を果すものであれば第１図のような内面に突起部
３２ｂを設けたガラス管に限ることなく、障害物
として例えば第２図に断面形状を示したように長
手方向に多数の小孔３５をもつ内挿物３６を従来
の直管型ガラス管３２の内面にはめ込むように挿
入するのも合目的である。多数の小孔３５をもつ
内挿物３６は例えば第２図のように２段に連結し
て用いると泡の衝突確率が増すので効果的である
が小孔３５の大きさや数量、内挿物３６の形状や
連結数は実状に応じて決めればよい。

以上いずれも油検出器部における配管中に油膜
状の泡が衝突して壊され、泡の進行を阻止する障
害物を設けてあるので試料油からの抽出ガスは試
料油と完全に分離されて分析することができるも
のである。

〔考案の効果〕

本考案者らの発明になる特公昭52−209号公報
に記載してある油中ガス自動分析装置は多くの利
点を有するものであるが、なお試料油と抽出ガス
の分離に関しては、油検出器部のガラス配管が最
も単純なストレート管であつて油膜状の泡が光を
遮ることができないという点で必ずしも十分でな
かつたのに対し、本考案によれば実施例で説明し
たように、ガラス管内面に泡の進行を阻止する邪
魔物、例えば内面の突起部や多数の小孔を有する
内挿物を適宜設け、これらに泡が衝突して消滅す
るようにしたため、油検出器に流入した試料油は
それ以上上昇することなく、試料油から抽出した
ガスのみがここで完全に分離されて、ガスクロマ
トグラフへ送られる結果、高精度の安定した油中
ガス分析が長期間にわたつて特別な保守も必要と
せずに実施することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のガラス管の形状を示す断面
図、第２図は本考案のガラス管に挿入する内管の
断面図、第３図は本考案の適用される油中ガス自
動分析装置の系統図、第４図は従来の油検出器の
部分的斜視図、第５図は従来の油検出器部に配管
されるガラス管の断面図である。 ３２，３２ａ……ガラス管、３２ｂ……突起
部、３５……小孔、３６……内挿物。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ ベローズを備えたピストンの作動により試料
   油を採取した後、試料油中の溶解ガスを抽出す
   る抽出シリンダ、該抽出シリンダに配管され抽
   出ガスを一時貯留した後、ピストン操作により
   注送する抽出ガス採取シリンダ、該抽出ガス採
   取シリンダから送られる抽出ガスの組成をピス
   トン操作により均一に攪拌するガス混合シリン
   ダおよび抽出ガス採取シリンダと混合ガスシリ
   ンダとの間に配管され抽出ガスをピストン操作
   によりガスクロマトグラフへ注入する注入シリ
   ンダとを備えた油中ガス自動分析装置におい
   て、前記抽出シリンダと前記抽出ガス採取シリ
   ンダとの配管中に接続された油検出器部の透明
   ガラス管の下部内面に、前記抽出シリンダから
   送られる油膜状の泡の通過を阻止する障害物を
   設けたことを特徴とする油中ガス自動分析装
   置。 ２ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、障害物は油検出器部の透明ガラス管の
   長手方向に垂直にそれぞれ段違いに突出した複
   数個の突起部により形成したことを特徴とする
   油中ガス自動分析装置。 ３ 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、障害物は油検出器部の透明ガラス管内
   にはめ込んだ長手方向に複数個の小孔を有する
   内挿物により形成したことを特徴とする油中ガ
   ス自動分析装置。