JPH06148106A - ガス発熱量及びウオッベ指標測定装置 - Google Patents
ガス発熱量及びウオッベ指標測定装置Info
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- JPH06148106A JPH06148106A JP5051262A JP5126293A JPH06148106A JP H06148106 A JPH06148106 A JP H06148106A JP 5051262 A JP5051262 A JP 5051262A JP 5126293 A JP5126293 A JP 5126293A JP H06148106 A JPH06148106 A JP H06148106A
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
- G01N33/22—Fuels; Explosives
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Abstract
(57)【要約】
【目的】燃料ガスの変化に迅速に応答して燃料ガスのウ
オッベ指標及び発熱量を測定する装置及び方法を提供す
ること。 【構成】ガス状燃料の燃焼特性を測定する装置。一定圧
の燃料と一定圧の周囲空気を供給される混合器内に理論
量の燃料／空気混合物を維持することによって燃料の発
熱量及びウオッベ指標を測定する。周囲空気の圧力は、
理論量の混合物を燃焼させ、燃焼後の残留酸素量を測定
し、その測定値の変化を利用することによって制御す
る。周囲空気のための制御信号は、ウオッベ指標に比例
する。
オッベ指標及び発熱量を測定する装置及び方法を提供す
ること。 【構成】ガス状燃料の燃焼特性を測定する装置。一定圧
の燃料と一定圧の周囲空気を供給される混合器内に理論
量の燃料／空気混合物を維持することによって燃料の発
熱量及びウオッベ指標を測定する。周囲空気の圧力は、
理論量の混合物を燃焼させ、燃焼後の残留酸素量を測定
し、その測定値の変化を利用することによって制御す
る。周囲空気のための制御信号は、ウオッベ指標に比例
する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ガス状燃料（「燃料ガ
ス」とも称する）の分析に関し、特に、燃料ガスの発熱
量（カロリー値）とともに、燃料ガスのウオッベ指標を
測定するための装置及び方法に関する。
ス」とも称する）の分析に関し、特に、燃料ガスの発熱
量（カロリー値）とともに、燃料ガスのウオッベ指標を
測定するための装置及び方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】燃料ガスの燃焼目的のための混合効率の
指標として燃料ガスのウオッベ指標の測定を必要とする
ような用例は多数存在する。又、そのような用例の多く
において、適正な請求金額を決定するために燃料ガスの
発熱量を測定することも望ましい場合がある。ウオッベ
指標は、燃料ガス混合物の密度の平方根に対して反比例
関係にある、燃料ガス混合物の発熱量に比例する。燃料
ガスのウオッベ指標と発熱量の両方の測定は、慣用のセ
ンサーを用いていろいろな方式で行われている。しかし
ながら、そのような測定には、高い精度及び信頼性が求
められることはいうまでもなく、応答（レスポンス）速
度も重要であるが、今日までのところそれらの全部の要
素が満足には充足されていない。
指標として燃料ガスのウオッベ指標の測定を必要とする
ような用例は多数存在する。又、そのような用例の多く
において、適正な請求金額を決定するために燃料ガスの
発熱量を測定することも望ましい場合がある。ウオッベ
指標は、燃料ガス混合物の密度の平方根に対して反比例
関係にある、燃料ガス混合物の発熱量に比例する。燃料
ガスのウオッベ指標と発熱量の両方の測定は、慣用のセ
ンサーを用いていろいろな方式で行われている。しかし
ながら、そのような測定には、高い精度及び信頼性が求
められることはいうまでもなく、応答（レスポンス）速
度も重要であるが、今日までのところそれらの全部の要
素が満足には充足されていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、燃
料ガスの変化に迅速に応答して燃料ガスのウオッベ指標
及び発熱量の測定を実施することができる装置及び方法
を提供することを課題とする。プロセスを制御するため
にこれらの測定値をフィードバック系に用いれば、ある
いは、発熱量の測定値を請求金額の基礎データとして用
いれば、その迅速な応答時間がシステム全体をより能率
的にすることは明らかである。
料ガスの変化に迅速に応答して燃料ガスのウオッベ指標
及び発熱量の測定を実施することができる装置及び方法
を提供することを課題とする。プロセスを制御するため
にこれらの測定値をフィードバック系に用いれば、ある
いは、発熱量の測定値を請求金額の基礎データとして用
いれば、その迅速な応答時間がシステム全体をより能率
的にすることは明らかである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成を以下に概略的に説明する。本発明によ
れば、ガス状燃料をオリフィスを通して調整された圧力
で混合器（「混合チャンバー」とも称する）へ送給す
る。混合器へは又、第１空気源と第２空気源からそれぞ
れ別々の毛管を通して周囲空気を供給する。第１空気源
からの空気を通す第１毛管は一定圧に設定し、第１空気
源からの空気を通す第２毛管の空気圧はフィードバック
ループによって制御する。一定圧の第１空気源からは、
混合器へ供給される空気の大部分（例えば総量の９０
％）を供給し、第２空気源からの空気は、制御可能な可
変圧とする。混合器へのガス状燃料の入力、及び２つの
空気入力は、既知のガス状燃料に関して理論量の混合物
を創生するように最初に調節しておく。この混合物を高
温酸化ジルコニウム型の酸素（Ｏ2 ）センサー即ちガス
分析器へ供給する。酸素センサーは、理論量の混合物を
高温で燃焼させ、燃焼後の残留酸素量を測定し、残留酸
素量の測定値に比例する出力信号を発する。この信号を
制御器／トランスジューサ（電流／圧力変換器）で圧力
値に変換し、その値に基づいて混合器に接続された第２
毛管へ供給される可変空気圧を制御する。混合器内の入
力ガス状燃料が初期校正力変動して理論量ではなくなる
と、上記残留酸素量の変化となって現れ、その結果、元
の理論量バランスが回復されるまで上記可変空気圧を変
更する。残留酸素センサーからの信号又は空気圧のこの
変動は、ウオッベの指標と反比例の関係にある。連続し
たガス状燃料の発熱量を出力として表示させるために、
理論量の混合物中の総酸素量を測定する、燃焼型ではな
い第２酸素センサーを上記残留酸素センサーと並列に設
ける。
の本発明の構成を以下に概略的に説明する。本発明によ
れば、ガス状燃料をオリフィスを通して調整された圧力
で混合器（「混合チャンバー」とも称する）へ送給す
る。混合器へは又、第１空気源と第２空気源からそれぞ
れ別々の毛管を通して周囲空気を供給する。第１空気源
からの空気を通す第１毛管は一定圧に設定し、第１空気
源からの空気を通す第２毛管の空気圧はフィードバック
ループによって制御する。一定圧の第１空気源からは、
混合器へ供給される空気の大部分（例えば総量の９０
％）を供給し、第２空気源からの空気は、制御可能な可
変圧とする。混合器へのガス状燃料の入力、及び２つの
空気入力は、既知のガス状燃料に関して理論量の混合物
を創生するように最初に調節しておく。この混合物を高
温酸化ジルコニウム型の酸素（Ｏ2 ）センサー即ちガス
分析器へ供給する。酸素センサーは、理論量の混合物を
高温で燃焼させ、燃焼後の残留酸素量を測定し、残留酸
素量の測定値に比例する出力信号を発する。この信号を
制御器／トランスジューサ（電流／圧力変換器）で圧力
値に変換し、その値に基づいて混合器に接続された第２
毛管へ供給される可変空気圧を制御する。混合器内の入
力ガス状燃料が初期校正力変動して理論量ではなくなる
と、上記残留酸素量の変化となって現れ、その結果、元
の理論量バランスが回復されるまで上記可変空気圧を変
更する。残留酸素センサーからの信号又は空気圧のこの
変動は、ウオッベの指標と反比例の関係にある。連続し
たガス状燃料の発熱量を出力として表示させるために、
理論量の混合物中の総酸素量を測定する、燃焼型ではな
い第２酸素センサーを上記残留酸素センサーと並列に設
ける。
【０００５】
【実施例】図１は、幾つかの特定の種類の燃料に関する
理論量の燃焼用酸素（各種燃料を燃焼させるのに化学量
論的に必要とされる量の酸素）と、その燃料の発熱量と
の関係を示すグラフである。図に示されるように、この
関係は、基本的に直線関係である。図２は、燃料ガスサ
ンプルのウオッベ指標と、その発熱量を連続的に測定す
るための本発明の装置の概略図である。燃料ガス（「ガ
ス状燃料」とも称する）のサンプルは、燃料ガス導入口
Ａから供給され、逆流防止器１３及びガス圧力調整器１
５を通してオリフィス１１へ送られる。圧力調整器１５
とオリフィス１１の間の導管に、オリフィス１１への入
力圧を表示するための圧力計１７が配設されている。
理論量の燃焼用酸素（各種燃料を燃焼させるのに化学量
論的に必要とされる量の酸素）と、その燃料の発熱量と
の関係を示すグラフである。図に示されるように、この
関係は、基本的に直線関係である。図２は、燃料ガスサ
ンプルのウオッベ指標と、その発熱量を連続的に測定す
るための本発明の装置の概略図である。燃料ガス（「ガ
ス状燃料」とも称する）のサンプルは、燃料ガス導入口
Ａから供給され、逆流防止器１３及びガス圧力調整器１
５を通してオリフィス１１へ送られる。圧力調整器１５
とオリフィス１１の間の導管に、オリフィス１１への入
力圧を表示するための圧力計１７が配設されている。
【０００６】オリフィス１１からの出力燃料ガスは、混
合チャンバー（「混合器」とも称する）１９への第１入
力として供給される。混合チャンバー１９への第２入力
は、空気毛管２７を通して供給される空気である。この
毛管２７は、周囲空気を空気導入口Ｂから導管を通して
実質的に一定の圧力で受取る。空気導入口Ｂから導入さ
れた周囲空気は、毛管２７へ通される前に第１段階空気
圧力調整器４７に通され、更に第２段階空気圧力調整器
２３に通される。第１段階空気圧力調整器４７からの空
気圧は、圧力計４５に表示され、第２段階空気圧力調整
器２３からの空気圧は、圧力計２５に表示される。第２
段階空気圧力調整器２３は、第１毛管２７を通して供給
される空気と、第２毛管２９を通して供給される可変圧
空気との合計が混合チャンバー１９内に理論量の燃料／
空気混合物（以下、単に「混合物」とも称する）を創生
するように規定された流量の空気を送るように調節して
おくことができる。
合チャンバー（「混合器」とも称する）１９への第１入
力として供給される。混合チャンバー１９への第２入力
は、空気毛管２７を通して供給される空気である。この
毛管２７は、周囲空気を空気導入口Ｂから導管を通して
実質的に一定の圧力で受取る。空気導入口Ｂから導入さ
れた周囲空気は、毛管２７へ通される前に第１段階空気
圧力調整器４７に通され、更に第２段階空気圧力調整器
２３に通される。第１段階空気圧力調整器４７からの空
気圧は、圧力計４５に表示され、第２段階空気圧力調整
器２３からの空気圧は、圧力計２５に表示される。第２
段階空気圧力調整器２３は、第１毛管２７を通して供給
される空気と、第２毛管２９を通して供給される可変圧
空気との合計が混合チャンバー１９内に理論量の燃料／
空気混合物（以下、単に「混合物」とも称する）を創生
するように規定された流量の空気を送るように調節して
おくことができる。
【０００７】混合チャンバー１９からの出力は、弁によ
って制御される流量計３１を通して残留酸素（Ｏ2 ）セ
ンサー（以下、単に「酸素センサー」又は「酸素分析
器」又は「ガス分析器」とも称する）３５へ供給され
る。酸素センサー３５は、高温酸化ジルコニウム型のも
のであり、混合器１９からの理論量の混合物を燃焼さ
せ、その燃焼後に残留した残留酸素の量を理論量の混合
物の正負どちらかの方向の不均衡の尺度として検出す
る。この種のセンサーは、応答（レスポンス）時間が非
常に速く（１段階の変化の例えば９０％を１秒未満のう
ちに検出する）、０．１０ｐｐｍもの微量の酸素から１
００％の酸素に至るまで高い信頼性と精度をもって酸素
を測定することができる。この目的に適する市販の酸素
センサーとしては、米国マサチューセッツ州のパナメト
リックス・インコーポレイテッド社から販売されている
シリーズ３５０ジルコニア型酸素分析器がある。
って制御される流量計３１を通して残留酸素（Ｏ2 ）セ
ンサー（以下、単に「酸素センサー」又は「酸素分析
器」又は「ガス分析器」とも称する）３５へ供給され
る。酸素センサー３５は、高温酸化ジルコニウム型のも
のであり、混合器１９からの理論量の混合物を燃焼さ
せ、その燃焼後に残留した残留酸素の量を理論量の混合
物の正負どちらかの方向の不均衡の尺度として検出す
る。この種のセンサーは、応答（レスポンス）時間が非
常に速く（１段階の変化の例えば９０％を１秒未満のう
ちに検出する）、０．１０ｐｐｍもの微量の酸素から１
００％の酸素に至るまで高い信頼性と精度をもって酸素
を測定することができる。この目的に適する市販の酸素
センサーとしては、米国マサチューセッツ州のパナメト
リックス・インコーポレイテッド社から販売されている
シリーズ３５０ジルコニア型酸素分析器がある。
【０００８】酸素センサー３５からの出力信号は、プロ
セス制御器（以下、「センサー／分析器」又は単に「制
御器」とも称する）３７に送られる。制御器３７は、残
留酸素の測定値の変化に応答して変化する電気出力信号
（電流信号）を電流／圧力変換器（単に、「変換器」又
は「トランスジューサ」とも称する）３９に供給する。
この種のプロセス制御器は、当該技術分野において周知
であり、好適な制御器としては、米国イリノイ州のラブ
・コントローラ・コーポレーシヨン社製のシリーズ３０
０制御器がある。
セス制御器（以下、「センサー／分析器」又は単に「制
御器」とも称する）３７に送られる。制御器３７は、残
留酸素の測定値の変化に応答して変化する電気出力信号
（電流信号）を電流／圧力変換器（単に、「変換器」又
は「トランスジューサ」とも称する）３９に供給する。
この種のプロセス制御器は、当該技術分野において周知
であり、好適な制御器としては、米国イリノイ州のラブ
・コントローラ・コーポレーシヨン社製のシリーズ３０
０制御器がある。
【０００９】電流／圧力変換器３９は、プロセス制御器
３７から電流信号を受取る一方、空気導入口Ｂから第１
段階空気圧力調整器４７及び第２段階空気圧力調整器４
３を通して空気を受取る。圧力調整器４３からの圧力は
圧力計４１に表示される。電流／圧力変換器３９は、制
御器３７からの入力電流の変化に応じて圧力調整器４３
からの空気の圧力を制御し、制御された圧力の空気を毛
管２９を通して混合器１９への空気入力として供給す
る。かくして、残留酸素センサー３５以降の制御器３
７、変換器３９及び毛管２９によって構成されるフィー
ドバックループは、残留酸素量の変化に応答して空気入
力を変更することにより空気／燃料混合器１９内に理論
量の空気／燃料混合物を維持する働きをする。
３７から電流信号を受取る一方、空気導入口Ｂから第１
段階空気圧力調整器４７及び第２段階空気圧力調整器４
３を通して空気を受取る。圧力調整器４３からの圧力は
圧力計４１に表示される。電流／圧力変換器３９は、制
御器３７からの入力電流の変化に応じて圧力調整器４３
からの空気の圧力を制御し、制御された圧力の空気を毛
管２９を通して混合器１９への空気入力として供給す
る。かくして、残留酸素センサー３５以降の制御器３
７、変換器３９及び毛管２９によって構成されるフィー
ドバックループは、残留酸素量の変化に応答して空気入
力を変更することにより空気／燃料混合器１９内に理論
量の空気／燃料混合物を維持する働きをする。
【００１０】図２の装置においては、燃料ガスオリフィ
スを通る燃料流Ｑg は、下式 Ｑg ＝ Ｋg √Ｐ／ｄ で表すことができる。ここで、Ｋg は適当の比例定数で
あり、Ｐは圧力計１７によって表示される燃料ガスの圧
力、ｄは燃料ガスの密度である。一方、毛管２７を通る
空気流Ｑa は、下式 Ｑa ＝ ＫＰ／η ＝ Ｋa ここで、Ｋa は、適当な比例定数であり、Ｐは調整器２
３によって調整され圧力計２５によって表示される圧
力、ηは空気の粘度である。先に述べたように、毛管２
９を通して供給される空気の圧力は可変であり、上述し
たフィードバックループによって制御されるが、毛管２
９からの空気流Ｑwの代表的な値を毛管２７からの空気
流Ｑa との相対的な値として表せば、１．０５４５Ｋｇ
／ｃｍ2 （１５ｐｓｉｇ）の公称圧力下でＱw ＝ ０．
１Ｑa である。即ち、毛管２９からの空気流Ｑw は、通
常、毛管２７からの空気流Ｑa の１０分の１である。ウ
オッベ指標は、変換器３９の出力端における圧力値、又
は、変換器３９への入力端における電流信号によって表
示される。
スを通る燃料流Ｑg は、下式 Ｑg ＝ Ｋg √Ｐ／ｄ で表すことができる。ここで、Ｋg は適当の比例定数で
あり、Ｐは圧力計１７によって表示される燃料ガスの圧
力、ｄは燃料ガスの密度である。一方、毛管２７を通る
空気流Ｑa は、下式 Ｑa ＝ ＫＰ／η ＝ Ｋa ここで、Ｋa は、適当な比例定数であり、Ｐは調整器２
３によって調整され圧力計２５によって表示される圧
力、ηは空気の粘度である。先に述べたように、毛管２
９を通して供給される空気の圧力は可変であり、上述し
たフィードバックループによって制御されるが、毛管２
９からの空気流Ｑwの代表的な値を毛管２７からの空気
流Ｑa との相対的な値として表せば、１．０５４５Ｋｇ
／ｃｍ2 （１５ｐｓｉｇ）の公称圧力下でＱw ＝ ０．
１Ｑa である。即ち、毛管２９からの空気流Ｑw は、通
常、毛管２７からの空気流Ｑa の１０分の１である。ウ
オッベ指標は、変換器３９の出力端における圧力値、又
は、変換器３９への入力端における電流信号によって表
示される。
【００１１】図２の装置は、混合器１９から理論量の燃
料／空気混合物を供給される第２の酸素センサー（「酸
素分析器」とも称する）２１を備えたものとして示され
ている。この酸素センサー２１は、混合器１９内の理論
量の混合物中の総酸素量を測定する。この目的に適する
酸素センサーとしてはいろいろなものがあるが、好適な
酸素センサーの一例は、米国マサチューセッツ州のパナ
メトリックス・インコーポレイテッド社から販売されて
いるＴＭＯ２Ｄ酸素分析器である。第２の酸素センサー
２１からの出力信号は、ガス状燃料の発熱量の尺度とな
る。
料／空気混合物を供給される第２の酸素センサー（「酸
素分析器」とも称する）２１を備えたものとして示され
ている。この酸素センサー２１は、混合器１９内の理論
量の混合物中の総酸素量を測定する。この目的に適する
酸素センサーとしてはいろいろなものがあるが、好適な
酸素センサーの一例は、米国マサチューセッツ州のパナ
メトリックス・インコーポレイテッド社から販売されて
いるＴＭＯ２Ｄ酸素分析器である。第２の酸素センサー
２１からの出力信号は、ガス状燃料の発熱量の尺度とな
る。
【００１２】図２に示された実施例の装置の典型的な作
動方法においては、まず、初期校正を行う。即ち、既知
の粗製の燃料を燃料導入口Ａから供給し、酸素センサー
３５によって検出される残留酸素量が、混合チャンバー
１９内の理論量の混合物に対応する値となるように毛管
２７及び２９を通して供給される空気流を調整する。こ
の初期校正において、圧力調整器２３と４３をそれらの
間に望ましい比率を設定するように調節することができ
る。
動方法においては、まず、初期校正を行う。即ち、既知
の粗製の燃料を燃料導入口Ａから供給し、酸素センサー
３５によって検出される残留酸素量が、混合チャンバー
１９内の理論量の混合物に対応する値となるように毛管
２７及び２９を通して供給される空気流を調整する。こ
の初期校正において、圧力調整器２３と４３をそれらの
間に望ましい比率を設定するように調節することができ
る。
【００１３】ガス状燃料のウオッベ指標並びに発熱量を
測定するための上述した本発明の方法を実施するための
装置としては、上述したそう値以外のいろいろな装置を
用いることができる。例えば、燃料導入口側のオリフィ
ス１１及び圧力調整器１５の代わりに、一定流の燃料を
供給する適当な手段、例えば容積計量型ポンプを用いた
場合、変換器３９からの空気圧力又はセンサー／分析器
３７からの信号は、ウオッベ指標ではなく、燃料の発熱
量を直接的に表す。
測定するための上述した本発明の方法を実施するための
装置としては、上述したそう値以外のいろいろな装置を
用いることができる。例えば、燃料導入口側のオリフィ
ス１１及び圧力調整器１５の代わりに、一定流の燃料を
供給する適当な手段、例えば容積計量型ポンプを用いた
場合、変換器３９からの空気圧力又はセンサー／分析器
３７からの信号は、ウオッベ指標ではなく、燃料の発熱
量を直接的に表す。
【００１４】以上、本発明を実施例に関連して説明した
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
が、本発明は、ここに例示した実施例の構造及び形態に
限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲から逸
脱することなく、いろいろな実施形態が可能であり、い
ろいろな変更及び改変を加えることができることを理解
されたい。
【図１】図１は、燃料混合物中の理論量の空気と、その
燃料混合物の発熱量との関係を示すグラフである。
燃料混合物の発熱量との関係を示すグラフである。
【図２】図２は、燃料ガス混合物のウオッベ指標と発熱
量を連続的に測定するための本発明の装置の概略図であ
る。
量を連続的に測定するための本発明の装置の概略図であ
る。
Ａ：ガス状燃料（燃料ガス）導入口（ガス状燃料源） Ｂ：空気導入口（空気源） １１：オリフィス １９：混合器（混合チャンバー） ２１：第２の酸素センサー（酸素分析器） ２３：第２段階空気圧力調整器 ３５：残留酸素センサー（酸素分析器又はガス分析器） ３７：プロセス制御器（酸素センサー／分析器） ３９：電流／圧力変換器 ４３：第２段階空気圧力調整器 ４５：第１段空気階圧力調整器
【手続補正書】
【提出日】平成５年６月１４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正内容】
【０００７】 混合チャンバー１９からの出力は、弁に
よって制御される流量計３１を通して残留酸素（Ｏ２）
センサー（以下、「酸素センサー」又は「酸素分析器」
又は「ガスセンサー分析器」又は「ガス分析器」とも称
する）３５へ供給される。酸素センサー３５は、高温酸
化ジルコニウム型のものであり、混合器１９からの理論
量の混合物を燃焼させ、その燃焼後に残留した残留酸素
の量を理論量の混合物の正負どちらかの方向の不均衡の
尺度として検出する。この種のセンサーは、応答（レス
ポンス）時間が非常に速く（１段階の変化の例えば９０
％を１秒未満のうちに検出する）、０．１０ｐｐｍもの
微量の酸素から１００％の酸素に至るまで高い信頼性と
精度をもって酸素を測定することができる。この目的に
適する市販の酸素センサーとしては、米国マサチューセ
ッツ州のパナメトリックス・インコーポレイテッド社か
ら販売されているシリーズ３５０ジルコニア型酸素分析
器がある。
よって制御される流量計３１を通して残留酸素（Ｏ２）
センサー（以下、「酸素センサー」又は「酸素分析器」
又は「ガスセンサー分析器」又は「ガス分析器」とも称
する）３５へ供給される。酸素センサー３５は、高温酸
化ジルコニウム型のものであり、混合器１９からの理論
量の混合物を燃焼させ、その燃焼後に残留した残留酸素
の量を理論量の混合物の正負どちらかの方向の不均衡の
尺度として検出する。この種のセンサーは、応答（レス
ポンス）時間が非常に速く（１段階の変化の例えば９０
％を１秒未満のうちに検出する）、０．１０ｐｐｍもの
微量の酸素から１００％の酸素に至るまで高い信頼性と
精度をもって酸素を測定することができる。この目的に
適する市販の酸素センサーとしては、米国マサチューセ
ッツ州のパナメトリックス・インコーポレイテッド社か
ら販売されているシリーズ３５０ジルコニア型酸素分析
器がある。
Claims (11)
- 【請求項１】ガス状燃料の燃焼特性を測定するための測
定装置であって、 加圧されたガス状燃料源と、 ガス状燃料を通すために前記ガス状燃料源に接続された
オリフィスと、 該オリフィスへ供給されるガス状燃料の圧力を制御する
ために該オリフィスと前記ガス状燃料源との間に配置さ
れた圧力調整器と、 前記オリフィスから供給されるガス状燃料を第１入力と
して受入れる第１ガス入力端と、第２ガス入力端と、第
３ガス入力端と、１つのガス出力端とを有する混合器
と、 前記混合器の第２ガス入力端へ第２入力として空気を供
給する第１空気源と、 前記混合器の第３ガス入力端へ第３入力として空気を実
質的に一定の所定圧力で供給する第２空気源と、 前記混合器の出力端からの出力ガスを燃焼させ、燃焼後
の残留酸素量を測定し、残留酸素量の測定値に比例する
出力信号を発生するためのガス分析器と、 前記混合器の出力端を前記ガス分析器に接続するための
手段と、 該ガス分析器からの出力信号に応答して作動し、前記混
合器内に理論量の空気／燃料混合物を維持するように該
出力信号に応じて前記第１空気源の圧力を制御するため
の制御器とから成り、前記ガス分析器からの前記出力信
号により前記ガス状燃料のウオッベ指標の尺度を表示す
るようになされていることを特徴とする測定装置。 - 【請求項２】前記ガス分析器は、電気出力信号を発生
し、前記制御器は、該電気出力信号の変化に応じて圧力
が変化する加圧空気出力信号を発生するものであること
を特徴とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項３】前記混合器の出力端から供給される前記理
論量の空気／燃料混合物中の総酸素量を測定し、前記ガ
ス状燃料の発熱量を表わす値として、該総酸素量を表示
する出力信号を発生する第２酸素分析器を含むことを特
徴とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項４】前記ガス分析器は、酸化チタン型分析器で
あることを特徴とする請求項１に記載の測定装置。 - 【請求項５】前記第１空気源から前記混合器へ供給され
る空気は、前記第２空気源から該混合器へ供給される空
気の１部分であることを特徴とする請求項１に記載の測
定装置。 - 【請求項６】前記第２空気源は、前記混合器へ供給され
る空気の圧力を調節するための圧力調整器を含むことを
特徴とする請求項５に記載の測定装置。 - 【請求項７】ガス状燃料の燃焼特性を測定するための測
定装置であって、 加圧されたガス状燃料源と、 １ガス入力端と、第２ガス入力端と、第３ガス入力端
と、１つのガス出力端とを有する混合器と、 ガス状燃料源に接続されており、ガス状燃料を前記混合
器の第１ガス入力端へ第１入力としてガス状燃料を供給
するための手段と、 前記混合器の第２ガス入力端へ第２入力として空気を供
給する第１空気源と、 前記混合器の第３ガス入力端へ第３入力として空気を実
質的に一定の所定圧力で供給する第２空気源と、 前記混合器の出力端からの出力ガスを燃焼させ、燃焼後
の残留酸素量を測定し、残留酸素量の測定値に比例する
出力信号を発生するためのガス分析器と、 前記混合器の出力端を前記ガス分析器に接続するための
手段と、 該ガス分析器からの出力信号に応答して作動し、前記混
合器内に理論量の空気／燃料混合物を維持するように該
出力信号に応じて前記第１空気源の圧力を制御するため
の制御器とから成り、前記ガス分析器からの前記出力信
号により前記ガス状燃料の発熱量の尺度を表示するよう
になされていることを特徴とする測定装置。 - 【請求項８】燃料サンプル導入口から供給されるガス状
燃料の燃焼特性を測定するための測定方法であって、 （ａ）燃料サンプル導入口からガス状燃料をオリフィス
を通して制御された圧力で送給し、 （ｂ）オリフィスからのガス状燃料を混合器へ第１入力
として供給し、 （ｃ）第１空気源から前記混合器へ第２入力として空気
を実質的に一定の所定圧力で供給し、 （ｄ）第２空気源から前記混合器へ第２入力として空気
を該混合器内に理論量の空気／燃料混合物を創生するよ
うな圧力で空気を供給し、 （ｅ）前記混合器からの出力をガス分析器に接続し、該
ガス分析器内で混合器からの出力ガスを燃焼させ、該ガ
ス分析器によって出力ガスの燃焼後の残留酸素量を測定
し、残留酸素量の測定値に比例する出力信号を発生さ
せ、 （ｆ）前記混合器内に理論量の空気／燃料混合物を維持
するように前記ガス分析器からの出力信号に応答して前
記第２空気源の圧力を制御し、前記ガス分析器からの前
記出力信号を前記ガス状燃料のウオッベ指標の尺度とし
て測定することから成る測定方法。 - 【請求項９】前記ガス分析器は、電気出力信号を発生す
るものであり、その電気出力信号を、該電気出力信号の
変化に応じて圧力が変化する加圧空気出力信号に変換さ
せることを特徴とする請求項１に記載の測定方法。 - 【請求項１０】前記ガス状燃料の発熱量を表わす値とし
て、前記混合器から出力として供給される前記理論量の
空気／燃料混合物中の総酸素量を測定することを特徴と
する請求項８に記載の測定方法。 - 【請求項１１】燃料サンプル導入口から供給されるガス
状燃料の燃焼特性を測定するための測定方法であって、 （ａ）燃料サンプル導入口からガス状燃料を制御された
圧力で第１入力として混合器へ供給し、 （ｂ）第１空気源から前記混合器へ第２入力として空気
を実質的に一定の所定圧力で供給し、 （ｃ）第２空気源から前記混合器へ第２入力として空気
を該混合器内に理論量の空気／燃料混合物を創生するよ
うな圧力で空気を供給し、 （ｄ）前記混合器からの出力をガス分析器に接続し、該
ガス分析器内で混合器からの出力ガスを燃焼させ、該ガ
ス分析器によって出力ガスの燃焼後の残留酸素量を測定
し、残留酸素量の測定値に比例する出力信号を発生さ
せ、 （ｅ）前記混合器内に理論量の空気／燃料混合物を維持
するように前記ガス分析器からの出力信号に応答して前
記第２空気源の圧力を制御し、前記ガス分析器からの前
記出力信号を前記ガス状燃料の発熱量の尺度として測定
することから成る測定方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US850044 | 1992-03-12 | ||
| US07/850,044 US5288149A (en) | 1992-03-12 | 1992-03-12 | Gas calorimeter and wobbe index meter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06148106A true JPH06148106A (ja) | 1994-05-27 |
Family
ID=25307130
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5051262A Pending JPH06148106A (ja) | 1992-03-12 | 1993-02-18 | ガス発熱量及びウオッベ指標測定装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5288149A (ja) |
| EP (1) | EP0560501A3 (ja) |
| JP (1) | JPH06148106A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US6893152B2 (en) * | 2000-12-26 | 2005-05-17 | Gaz De France | Method and device for evaluating a fuel gas wobbe index |
| JP2008151512A (ja) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Yokogawa Electric Corp | 燃焼式熱量計 |
| JP2011502250A (ja) * | 2007-10-31 | 2011-01-20 | アヌビス， ベーヴェーベーアー | 炭化水素燃料の発熱量および相対密度を決定するための方法ならびに装置 |
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- 1992-03-12 US US07/850,044 patent/US5288149A/en not_active Expired - Fee Related
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1993
- 1993-02-18 EP EP19930301176 patent/EP0560501A3/en not_active Withdrawn
- 1993-02-18 JP JP5051262A patent/JPH06148106A/ja active Pending
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Also Published As
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|---|---|
| EP0560501A3 (en) | 1994-09-21 |
| US5288149A (en) | 1994-02-22 |
| EP0560501A2 (en) | 1993-09-15 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19950627 |