JPS63247622A - 高圧力用の電極組立体 - Google Patents

高圧力用の電極組立体

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JPS63247622A
JPS63247622A JP5056288A JP5056288A JPS63247622A JP S63247622 A JPS63247622 A JP S63247622A JP 5056288 A JP5056288 A JP 5056288A JP 5056288 A JP5056288 A JP 5056288A JP S63247622 A JPS63247622 A JP S63247622A
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JP
Japan
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electrode assembly
ceramic material
insulator
high pressure
electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP5056288A
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English (en)
Inventor
スチュアート ジェイムズ トービー
ハリー フレデリック コッサー
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Gemalto Terminals Ltd
Original Assignee
Schlumberger Electronics UK Ltd
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Publication date
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/24Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid
    • G01F23/241Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring variations of resistance of resistors due to contact with conductor fluid for discrete levels
    • G01F23/242Mounting arrangements for electrodes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C04CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04BLIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/10Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on aluminium oxide
    • C04B35/111Fine ceramics

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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】 産業上の利用分野 本発明は、高圧力の水及び蒸気環境で使用する電極組立
体に係り、特に、高圧ボイラの運転中にそのボイラ内の
水のレベルを測定する装置に使用するための電極組立体
に係るが、これに限定するものではない。
従来の技術 このようなボイラの水レベル測定装置に使用する電極組
立体は1通常、これを側部アームとして知られている容
器内に取付けることにより、ボイラ内の水が所定のレベ
ルにあるかないかを感知するのに使用されている。上記
の容器は、その容器内の水のレベルがボイラ内の水のレ
ベルと実質的に同じになるようにボイラのh部及び下部
レベルに接続されている。このような電極組立体は。
典型的に、使用時にこの容器内に配置される第1の電極
を備えており、この第1電極は、更に別の電極から絶縁
されていて、これら2つの電極間で抵抗率の測定を行な
えるようになっているが、容器が導電性である場合には
、上記更に別の電極を容器自体で構成することもできる
。従って、容器内の種々の異なるレベルで抵抗を測定す
るように一連の電極組立体を配置することにより、ボイ
ラ内の水のレベルを評価することができる。
適当な電極組立体は、シールされた入口ポートを通して
容器内に入るスチールロッドとして形成することができ
、シールは絶縁体を組み込んでいてロッドを第1’4f
tmとして使用できるようになっている。この目的に使
用されてきた絶縁体は、酸化アルミニウム(A]、、0
3)のような幾つかのセラミック材料を含む。
発明が解決しようとする課題 電極組立体は、ある用途においては、200bar以上
の圧力で運転するボイラに使用するに酎えることが要求
される。第1の電極だけでなく、セラミックの絶縁体も
、高圧の蒸気/水の環境においてそのような圧力に耐え
なければならない。
不都合なことに、そのような電極組立体の寿命は、希望
するほど永いものであるということは証明されておらず
、典型的には、セラミック絶縁体に最終的に起こる欠陥
によって決まり、これらの欠陥の幾つかは、望ましくな
い短い寿命で起こる。このように早期に欠陥が生じる傾
向があるため、電極組立体を頻繁に交換することになり
、そのたびにプラントの運転を停止することになる。こ
のように頻繁に定期的に交換しなければならないことは
、原子力駆動式プラントのある領域のような。
プラン1−に接近することが困難であるが又は不可能あ
る場所では、特に問題となる。あるプラント。
例えば、石炭又は石油火力発電所のボイラにおいて交換
を行なう場合にも、材料、労力及び最も重要な運転停止
時間の点で、非常に経費がか\るものとなる。
セラミック絶縁体に欠陥が生じる機構は1本質的に絶縁
体のセラミック材料の腐食の1つによるものであると考
えられている。セラミック材料が焼結されたもので閉じ
た孔が多数あるという性質は、実際上分解された高圧の
水によって影響を受ける。これは1粒子境界の腐食によ
りすきま孔の拡大を招く。
そこで、本発明の目的は、従来の電極組立体よりも腐食
の影響を受けないセラミック材料を有した電極組立体を
提供することである。
課題を解決するだめの手段 本発明によれば、高圧の水/蒸気環境に使用するだめの
電極組立体であって、セラミック材料の絶縁体によって
組立体の他の部分から絶縁された電極を少なくとも一つ
具備するような組立体において、上記絶縁体が熱間等方
加圧(hot isostaticpressing)
によって上記セラミック材料から形成されたことを特徴
とする電極組立体が提供される。
本発明の特徴及び効果を更に理解するために、添付図面
を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
実施例 添付図面の電極組立体は、ボイラ内の水のレベルを評価
するためのもので、ステンレススチールロッド11の形
態の第1電極を備えており、このロッドは、その端部に
ネジ切りされたスタソド14によって取り付けられたチ
ップ部分12を有している。このロッド11は、ステン
レススチールのシース15によって囲まれており、絶縁
カラー16によってそこから離間されている。このロッ
ド11は、これに電気接続を行なうことができるように
、ネジ型の電気接続部19で終わっている。使用時に、
センサは、側部アーム壁1oの穴を通して前述のような
ボイラの側部アーム本体に入れられ、側部アーム壁10
の円形のくぼみ18と、シース15のフランジ19と、
クランププレート100との協働作用により位置固定さ
れる。
シール機能は、ガスケット102によりもたらされる。
チップ部分12は、以下で明らかになるように、スタッ
ド14にろう付けされており、シース15の延長部とし
て構成されているが、セラミックスペーサ/絶縁体10
1によりシース15から離間されている。この絶縁体1
01は、シース15と電極ロッド11との間を分離絶縁
する作用も果たす。従って、このシース15は、使用時
には、側部アーム壁10との接触によってアース電位に
なり、ロッド11と電極チップ14はこのシース15か
ら絶縁され、例えば、電極/アー入間の抵抗率又は導電
率のごとき測定を行なって英国特許第1,605,14
5号に開示されたように水のレベルを確立することがで
きる。
セラミックスペーサ101は、その分離絶縁機能に加え
て、側部アームの内部と外部との間にシールを形成し、
それ故、例えば、200barというボイラの全運転圧
力に曝されることになる。
スペーサ101は、英国特許出願筒2,173,138
A号に述べられているように金属部品にろう付けされ、
チップ部分12とスタッド14とのろう付けは、これら
の部分が最初に互いにネジ込まれるときにその間にろう
付は材料を配置することにより同時に行なわれる。
スペーサ101のシール寿命は、その耐腐食性によって
決まる。従来のスペーサの典型的な使用寿命は3年程度
であり、使用時の欠陥を避けるためには電極組立体を少
なくともこれと同じ頻度で交換しなければならない。然
し乍ら、本発明の′ni極組立体においては、スペーサ
101は、熱間等方加圧処理が加えられたセラミックか
ら製造される。
この熱間等方加圧処理は、次の各段階を含む。
レトルト内の最終的な形態に必要とされるものよりもわ
ずかに大きいスペーサを形成するような形状のセラミッ
ク材料を配置し、 レトルト内に不活性ガスの雰囲気を供給し、高い温度で
あるが、軟化及び粒子の成長が生じる温度よりは低い典
型的に1450℃の温度にセラミック材料を曝し、 同時に、セラミック材料を、典型的に30゜000ps
iという高い圧力に曝し、そしてこれらの状態を典型的
に2時間の長い時間にわたって維持する。
この熱間等方加圧処理は、セラミック構造体内のすきま
ギャップを減少させて1本質的に単結晶の構造にするこ
とにより、耐腐食性を増大させる。
熱間等方加圧処理を施すセラミック材料は、典型的に0
.1%未満という低いシリカ含有址であることが望まし
い、これは、シリカが多すぎると、例えば、アルミナ系
のセラミック材料の粒子間に液相が入り込むことによっ
て腐食性が増大すると考えられるためである。このよう
なセラミック材料は、一般に純粋な、典型的には少なく
とも99゜5%のA1□0.であることが好都合である
セラミックスペーサ101は、このような材料でこのよ
うに製造される。公知のセラミック処理に基づいて製造
された部品と比較して、初期寸法は、既に述べたように
、わずかに大きい。これは、ある程度の縮みが熱間等方
加圧中に生じるからである。腐食の影響を受けにくいこ
のようなセラミックスペーサを含む電極組立体は、予想
寿命がより永いものである。このような電極組立体の交
換間隔は、10年以上おそらくそれ以上であることが予
想され、プラントを運転停止させる頻度を大幅に減少さ
せることができる。
【図面の簡単な説明】
添付図面は、高圧力で使用するための本発明による電極
組立体を示す図である。 10、、、側部アーム壁 11、、、ロッド   12.、、チップ部分14、、
、スタッド  15.、、シース16、、、カラー  
 18.、、円形のくぼみ19、、、電気接続部 100、、、クランププレート 101、、、セラミックスペーサ 102、、、ガスケット

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)高圧力の水/蒸気環境で使用するための電極組立
    体であって、セラミック材料の絶縁体によって組立体の
    他の部分から絶縁された電極を少なくとも1つ具備する
    ような電極組立体において、上記絶縁体が熱間等方加圧
    により上記セラミック材料から形成されたことを特徴と
    する電極組立体。
  2. (2)上記セラミック材料は酸化アルミニウムである請
    求項1に記載の電極組立体。
  3. (3)上記酸化アルミニウムは純度が少なくとも99.
    5%で、シリカの含有率が0.1%未満である請求項2
    に記載の電極組立体。
  4. (4)上記絶縁体は、 レトルト内の最終的な絶縁体に必要とされるものよりも
    わずかに大きい絶縁体を形成するような形状とされたセ
    ラミック材料を配置し、 レトルト内に不活性ガスの雰囲気を供給し、高い温度で
    はあるが軟化及び粒子の成長が生じる温度よりは低い温
    度に上記セラミック材料を曝し、 それと同時に上記セラミック材料を高い圧力に曝し、 これらの状態を長い時間にわたって維持することにより
    形成される請求項のいずれかに記載の電極組立体。
  5. (5)上記の高い温度は、1450℃程度である請求項
    4に記載の電極組立体。
  6. (6)上記の高い圧力は、30,000psi程度であ
    る請求項4に記載の電極組立体。
  7. (7)上記の長い時間は、2時間程度である請求項4な
    いし6のいずれかに記載の電極組立体。
JP5056288A 1987-03-03 1988-03-03 高圧力用の電極組立体 Pending JPS63247622A (ja)

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GB2205651A (en) 1988-12-14
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