JPS6044855A - カロリ−メ−タ - Google Patents

カロリ−メ−タ

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Publication number
JPS6044855A
JPS6044855A JP15262083A JP15262083A JPS6044855A JP S6044855 A JPS6044855 A JP S6044855A JP 15262083 A JP15262083 A JP 15262083A JP 15262083 A JP15262083 A JP 15262083A JP S6044855 A JPS6044855 A JP S6044855A
Authority
JP
Japan
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gas
combustion
catalyst
passage
calorimeter
Prior art date
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Pending
Application number
JP15262083A
Other languages
English (en)
Inventor
Shosaku Maeda
前田 昌作
Takeshi Matsuoka
毅 松岡
Tadashi Akiyama
正 秋山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Azbil Corp
Original Assignee
Azbil Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Azbil Corp filed Critical Azbil Corp
Priority to JP15262083A priority Critical patent/JPS6044855A/ja
Publication of JPS6044855A publication Critical patent/JPS6044855A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N25/00—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means
    • G01N25/20—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity
    • G01N25/22—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures
    • G01N25/28—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly
    • G01N25/30—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements
    • G01N25/32—Investigating or analyzing materials by the use of thermal means by investigating the development of heat, i.e. calorimetry, e.g. by measuring specific heat, by measuring thermal conductivity on combustion or catalytic oxidation, e.g. of components of gas mixtures the rise in temperature of the gases resulting from combustion being measured directly using electric temperature-responsive elements using thermoelectric elements

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、王として燃料用ガスの熱量測定に用いられる
カロリーメータに関する。
〔従来技術〕 ゛ 近年、都市ガス等の精製工程管理用おるいは取引用とし
て、連続的かつ即時的にガスの熱量を測定できるカロリ
ーメータが要望されている。
従来、この種のカロリーメータにおいては、ガス通路内
に設けられた一対の温度センサおよび触媒とを備え、ガ
スと触媒との反応による発熱量を両温度センサの検出温
度差によってめるものが提深遣れている。
しかるに、従来のカロリーメータにおいては、発火点の
高い例えばメタン(CH4)等のガスは酸化反応が鋭敏
に行われないという欠点がある。
そこで、ガス通路内に送給される被測定ガスと支燃ガス
をヒータ等により予熱することが考えられるが、両ガス
の混合ガスを予熱すると触媒との反応前にガス成分が燃
焼して被測定ガスの全熱量を正確に測定することができ
ないという不都合かめる。
〔発明の概要〕
本発明はこのような事情に鑑みなされたもので被測定ガ
スおよび支燃ガスがそれぞれ予熱段階で分離して送給さ
れる送給路を備えるというきわめて簡単な構成により、
被測定ガスが触媒に達する前の発火を防止し、センサと
しての信頼性の高いカロリーメータ全提供するものでる
る。以下、その構成等を図に示す実施例によって詳細に
説明する。
〔実施例〕
第1図は本発明に係るカロリーメータを示す断面図、第
2図は同じくカロリーメータの接続状態を示す回路図、
第4図は上流側の絶縁体を示す断面図でろる。これらの
図において、符号1で示すものは透明の石英ガラス管等
からなるガラス管で、耐熱性を有し内部にガス通路2が
形成されてお〕、このガス通路2の上流および下流側に
はそれぞれ絶縁体3.4がキャップ5.6に接着されて
配設されている。7および8Fiそれぞれ支燃ガスAの
送給路、被測定ガス13Gの送給路で、それぞれの噴出
ロアa 、 8aが後述する触媒の上流側の近傍に位置
付けられて互いに軸線方向に細長くかつ並列して前記上
流側の絶縁体3に形成されている。
9および10はそれぞれガス排出用孔、導線用孔で、前
記送給路7,8と同様にそれぞれが互いに並列して前記
下流側の絶縁体4に形成されている。
11は温度センサでろる第1の熱電対で、正の起電力を
生じる導#12と負の起電力を生じる導線13とからな
シ、それぞれ前記送給路7.8内を貫通している。そし
て両導綜12,13の接合部14が前記送給路T内に臨
んでおυ、この接合部14において、被測定ガス燃焼前
の支燃ガス温度Toが測定される。15は前記ガス通路
2内の中央部よルやや下流側に位置する触#、室で、前
記ガラス管1内の一部に形成されている。16はこの触
媒室、5F、3に配設サレ*M謀r、aooX o粒径
を有し単位量当たシの表面積が大きいノ(ラジウム(P
d) とアルミナ(Aj鵞Os ) ファイバーとを混
合して構成されており、この触媒16の上流および下流
側にはそれぞれ第1のガラスウール17、第2のガラ、
スウール1Bが充填されている。なおパラジウムとアル
ミナファイバの混合重量比は1:10から1:100程
度が望ましい。またガス流線がガラス管1の軸線に平行
になるように触媒16の厚さtl t−5mmにして第
1のガラスクール17.第2のガラスウール18の厚さ
L2に8mmにする必要がめる3、この場合、触媒16
およびガラスウール17,1Bを、密に詰込むことは好
ましくなく、例えば0.01 kf/cm2の圧力でガ
スが流入した時5cc/sac以上のガス流量が流れる
流体抵抗にする。19は温度センサである第2の熱電対
で、前記第10熱電対11と同様圧の起電力を生じる導
線20と負の起電力を生じる導線21とからなシ、それ
ぞれ前記ガス排出用孔8゜導線用孔10内を貫通してい
る。そして両導線20.21の接合部22が前記触媒1
6内のやや下流側に臨んでいる。なお、この熱電対19
の接合部22ft第5図に示すように約4mmの長さ1
゜にわたり捩って抵抗溶接し、さらに金(Au)の薄板
23.24で挾持して潰すかあるいは金メッキすれば、
触媒16内で広い部分にわたシ熱を集めることができる
。25は予熱手段でろるヒータ用のニクロム線で、前記
ガラス管1の外周面における上流側に巻回されており、
前記両送給路7,8を加熱することによシ前記両ガスS
G 、A′を一定温度に加熱するように構成されている
。これによル撚焼前の送給路T内の支燃ガス温度Toが
400℃になるまて支燃ガスAが予熱される。26は前
記ガラス管1の外側に配置された温度コントローラで、
前記送給路1内の支燃ガス温度Toに応じて前記ヒータ
用のニクロム線25への通電電流を制御するように構成
されている。
なお、予熱温度として400 ℃が最適でるる理由は、
400℃よシ低い温度ではメタン(CH4)ガスが十分
燃焼しないからでろシ、また400℃よシ高いと燃焼後
のガスが700℃以上になることがろって一部材料の寿
命、信頼性等に悪影響を及ぼしたシ、予熱段階でるる種
の炭化水素が分解してカーボンにより送給路上等が詰ま
ったりするからでるる。また、ヒータ用のニクロム線2
5をガラス管1に取付けるには、第6図に示すように先
ずガラス管、1外周面の2ケ所に間隔を保ちニクロム線
27.28を数回巻付ける。次にヒータ用のニクロム線
25の一部と一方のニクロム線2Tとをスポット溶接す
る。そしてヒータ用のニクロム線25を一定のピッチ(
5mm位)でガラス管1の外周面に巻付けた後、ヒータ
用のニクロム線25と他方のニクロム線28と全スポッ
ト溶接する。
このようにして巻付位置が調整可能なヒータ用のニクロ
ム線25をガラス管1の外周面に取付けることができる
。
このように構成された接触燃焼式カロリーメータにおい
ては、先ず送給路7からは3 cc/see〜10cc
/see の支燃ガスAが導入され、また送給路8から
は支燃ガス導入量の1/100〜1/1000量の被測
定ガスSGが導入される。次に導入されたこれら支燃ガ
スA、被測定ガスSGはそれぞれ送給路7.8’lz通
過するとき、ヒータ用のニクロム線25によシ一定温度
400℃に予熱され、第1のガラスウール17内に流入
して混合ガスGとなる。そしてこれが触媒室15内に流
入して酸化反応を起こした後、燃焼ガスRGが第2のガ
ラスウール18を通過してガス排出用孔9から排出され
る。このとき触媒室15において、混合ガスGと触媒1
6との酸化反応によシ反応熱が発生するため、第7図に
示すように第1の熱電対11によシ反応前の温度Toを
BC間の起電力で検出すると共に、第2の熱電対19に
よシ反応後の温度T。
をAB間の起電力で検出し、雨検出出力の差すなわちA
C間の起電力をめれば、通路2内を通過する被測定ガス
SGの発熱量を得ることができる。
なお、本実施例においては、ガラス管1として透明の石
英管を用いているため、1100℃まで軟化することが
ないだけでなく管外から見ることができ製作、検査に都
合がよい。またガラス管1は管に沿う熱伝導を小さくす
るために管厚を薄く−(例えば0.4mm位)すること
が好ましく、その管内径は、第8および第9図に示すよ
うに管の軸線に直交する方向の温度分布がガラス管1の
軸線付近Pで平坦になるように大きくする(例えば8〜
10mm位)方が望ましい。−そしてガラス管1の長さ
は200mm位のものを使用し、管両端から触媒16と
ヒータ用のニクロム線25を遠ざけて管両端を常時12
0℃以下(保つ。これによシキャップ5,6と絶縁体3
.4との接着に、接着作業をきわめて簡単にする有機物
接着剤を使用することができ、ガラス管1と接着剤との
熱膨張係数の違いによるガラス管1の割れが防止きれる
。
また、第1および第2の熱電対11.19として、タイ
プK(クロメル−アルメル)熱電対の素(400℃)、
43ttV/℃(500℃) 、42μV/1(600
℃)、42ttV/℃(700℃) と略々一定値を示
しかつその値が大きく計測用センサには有利でるる。ま
たタイプに熱電対の使用最高温度が1370℃ でるる
ため、この場合の使用最高温度650℃を考慮すると熱
電対の高寿命化が期待できる。
さらに、本実施例においてガラス管1を、保温と防風の
意味でガラスウールるるいはセラミックスクール等の断
熱材を巻付けることが望ましい。
この場合断熱材を強固に巻付けると断熱効果が劣シ、断
熱材の量が多過ぎると断熱材自身の熱容量のためにセン
サの応答性が鈍くなるから注意を要する。
〔発明の効果〕
以上説明またように本発明によれば、ガス通路内に配設
された被測定ガスの送給路および支燃ガス送給路と、両
ガスを一定に加熱する予熱手段とを備えたので、予熱段
階で被測定ガスが発火することを確実に防止できる。し
たがって、被測定ガスの全熱量を正確に測定することが
でき、センサとして信頼性の高いメータを得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明に係るカロリーメータを示す断面図、第
2図は同じくカロリーメータの接続状態を示す回路図、
第3図はカロリーメータの要部を示す断面図、第4図は
上流側の絶縁体を示す断面図、第5図は第2の熱電対の
接合部を示す断面図、第6図はヒータ用ニクロム線のガ
ラス管への巻付状態を示す斜視図、第7図は第1.第2
の熱電対を説明するための図、第8図は下流側のガス通
路を示す断面図、第9図はガス通路内の径方向の温度分
布曲線を示す図でめる。 2・・・・ガス通路、7・・・O支燃ガスの送給路、7
a ・・・・噴出口、811・・・被測定ガスの送給路
、8a ・・・・噴出口、11・・・・第1の熱電対、
16・・・拳触媒、19・・争・第2の熱電対、25・
・Φ・ヒータ用のニクロム線、SG・・・・被測定ガス
、A・・・e支燃ガス。 特許出願人 山武ハネウェル株式会社 代理人 山川政樹(ほか1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)カス通路内に温度センサおよび触媒を配設し、前
    記通路内を通過する被測定ガスの熱量を測定する接触燃
    焼式カロリーメータにおいて、前記通路内に配設されか
    つ前記触媒の上流側の近傍にそれぞれの噴出口が位置す
    る被測定ガスの送給路および支燃ガスの送給路と、これ
    ら送給路を加熱することにより前記両ガスを一定温度に
    加熱する予熱手段とを備えたことを特徴とするカロリー
    メータ。
  2. (2)ガス通路内に温度センサおよび触媒を配設し、前
    記通路内金通過する被測定ガスの熱量を測定する接触燃
    焼式カロリーメータにおいて、前記通路内に配設されか
    つ前記触媒の上流側の近傍にそれぞれの噴出口が位置す
    る被測定ガスの送給路および支燃ガスの送給路と、これ
    ら送給路を加熱することによシ前記両ガスを一定温度に
    加熱する予熱手段とを備え、前記両送給路をそれぞれ互
    いに軸線方向に並列して形成したことを特徴とするカロ
    リーメータ。
JP15262083A 1983-08-22 1983-08-22 カロリ−メ−タ Pending JPS6044855A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017075882A (ja) * 2015-10-16 2017-04-20 矢崎エナジーシステム株式会社 熱量計
JP2020160077A (ja) * 2020-06-09 2020-10-01 矢崎エナジーシステム株式会社 熱量計

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4115350Y1 (ja) * 1964-05-04 1966-07-18
JPS53103795A (en) * 1977-02-22 1978-09-09 Ngk Insulators Ltd Measuring apparatus for airrfuel ratio and heat quantity of gaseous fuel

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