JP6166149B2 - Calorimeter and calorie measuring method - Google Patents
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Description
本発明は、ガスの熱量計測技術に関し、特に、ガスの熱量を連続して精度良く計測することが可能であり、比較的簡単な構造で且つ小型の熱量計等に関する。 The present invention relates to a gas calorimetric technique, and more particularly to a small calorimeter or the like that can measure the calorific value of a gas continuously and with a relatively simple structure.
従来、都市ガスなどの熱量を計測する目的で種々の熱量計が用いられている。 Conventionally, various calorimeters are used for the purpose of measuring the amount of heat such as city gas.
かかる従来の熱量計には、法定の測定方法であるユンカース式流水形ガス熱量計法、ガスクロマトグラフ法を用いたもの、速応形熱量計(下記特許文献1などに記載)、ガス密度式熱量計、熱伝導率式熱量計(下記特許文献2などに記載)などがある。 Such conventional calorimeters use the Junkers flow gas calorimeter method, which is a legal measurement method, a gas chromatograph method, a rapid response calorimeter (described in Patent Document 1 below), a gas density calorimeter, and the like. And a thermal conductivity calorimeter (described in Patent Document 2 below).
また、下記特許文献3には、酸化触媒を用いた計測法について記載されている。当該方法では、熱した触媒にガスを流して触媒燃焼させ、温度変化等から熱量を求める。 Patent Document 3 below describes a measurement method using an oxidation catalyst. In this method, gas is passed through a heated catalyst to cause catalytic combustion, and the amount of heat is obtained from a temperature change or the like.
しかしながら、上述したユンカース式流水形ガス熱量計法及びガスクロマトグラフ法では、連続計量が不可能であるという課題がある。 However, the above-mentioned Junkers-type flowing water gas calorimeter method and gas chromatograph method have a problem that continuous measurement is impossible.
また、上記速応形熱量計では、長時間の使用において測定値がドリフトするという課題があり、また、装置が大型であるという欠点もある。 Further, the rapid response calorimeter has a problem that the measured value drifts when used for a long time, and has a drawback that the apparatus is large.
また、上述したガス密度式熱量計及び熱伝導率式熱量計には、密度及び熱伝導率は空気成分と可燃性ガス成分とで区別ができないため空気成分が混入すると精度が悪くなる、という問題がある。 In addition, the above-mentioned gas density calorimeter and thermal conductivity calorimeter have the problem that the density and thermal conductivity cannot be distinguished between the air component and the combustible gas component, so the accuracy deteriorates when the air component is mixed. There is.
また、上記特許文献3に記載された方法及び装置では、基準ガスと試料ガスを交互に流す手順が用いられ、また、各ガス用のチャンバーが設けられるなど、測定方法及びそのための装置が比較的複雑であるという課題がある。 Further, in the method and apparatus described in Patent Document 3, the measurement method and the apparatus therefor are comparatively used, such as a procedure in which a reference gas and a sample gas are alternately flowed, and a chamber for each gas is provided. There is a problem of being complicated.
そこで、本発明の目的は、ガスの熱量計であって、ガスの熱量を連続して精度良く計測することが可能であり、比較的簡単な構造で且つ小型の熱量計、等を提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a gas calorimeter that can measure the calorific value of a gas continuously and accurately, and has a relatively simple structure and a small calorimeter. It is.
上記の目的を達成するために、本発明の一つの側面は、連続して流入するガスの熱量を計測する熱量計が、前記ガスが周囲に導入される第1酸化触媒と、前記ガスが周囲に導入されない第2酸化触媒と、前記第1酸化触媒と前記第2酸化触媒にそれぞれ設けられた抵抗器を、電気回路の要素として含むブリッジ回路と、前記ブリッジ回路のブリッジ間電流を検出する電流計と、前記ブリッジ回路に電圧が印加され、前記抵抗器によって前記第1酸化触媒及び前記第2酸化触媒が加熱され、前記ガスが前記第1酸化触媒の周囲に導入された際に、前記電流計によって検出された電流値に基づいて、前記ガスの熱量を求める演算部と、を有する、ことである。 In order to achieve the above object, according to one aspect of the present invention, there is provided a calorimeter that measures the calorific value of a continuously flowing gas, a first oxidation catalyst into which the gas is introduced, and a gas that surrounds the gas. A second oxidation catalyst that is not introduced into the circuit, a bridge circuit that includes resistors provided in the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst, respectively, and a current that detects an inter-bridge current of the bridge circuit And when the voltage is applied to the bridge circuit, the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst are heated by the resistor, and the gas is introduced around the first oxidation catalyst, the current And a calculation unit that obtains the amount of heat of the gas based on the current value detected by the meter.
更に、上記の発明において、好ましい態様は、前記ブリッジ回路は、ホイートストンブリッジ回路である、ことを特徴とする。 Furthermore, in the above invention, a preferable aspect is characterized in that the bridge circuit is a Wheatstone bridge circuit.
更に、上記の発明において、好ましい態様は、更に、前記ガスを前記第1酸化触媒の周囲に導くガス導入管を有する、ことを特徴とする。 Furthermore, in the above-mentioned invention, a preferable aspect further includes a gas introduction pipe for guiding the gas to the periphery of the first oxidation catalyst.
更にまた、上記の発明において、一つの好ましい態様は、更に、空気を前記第1酸化触媒に導く空気管を有する、ことを特徴とする。 Furthermore, in the above-mentioned invention, one preferable aspect further includes an air pipe for guiding air to the first oxidation catalyst.
また、上記の発明において、一つの態様は、前記空気管の先端が前記第1酸化触媒の近傍で開口する、ことを特徴とする。 Moreover, in the above invention, one aspect is characterized in that a tip of the air pipe opens in the vicinity of the first oxidation catalyst.
また、上記の発明において、他の態様は、前記空気管の先端が前記ガス導入管の内部で開口する、ことを特徴とする。 In the above invention, another aspect is characterized in that a tip of the air pipe opens inside the gas introduction pipe.
更に、上記の発明において、一つの態様は、前記第1酸化触媒は、多孔質体で構成され、前記ガス導入管は、前記第1酸化触媒の前記抵抗器の近傍まで延びる、ことを特徴とする。 Furthermore, in the above invention, one aspect is characterized in that the first oxidation catalyst is formed of a porous body, and the gas introduction pipe extends to the vicinity of the resistor of the first oxidation catalyst. To do.
上記の目的を達成するために、本発明の別の側面は、連続して流入するガスの熱量を計測する熱量計測方法において、前記ガスが周囲に導入される第1酸化触媒と、前記ガスが周囲に導入されない第2酸化触媒と、前記第1酸化触媒と前記第2酸化触媒にそれぞれ設けられた抵抗器を、電気回路の要素として含むブリッジ回路と、前記ブリッジ回路のブリッジ間電流を検出する電流計と、が設けられ、前記ブリッジ回路に電圧を印加し、前記抵抗器によって前記第1酸化触媒及び前記第2酸化触媒を加熱し、前記ガスを前記第1酸化触媒の周囲に導入し、前記電流計によって検出された電流値に基づいて、前記ガスの熱量を求める、ことである。 In order to achieve the above object, according to another aspect of the present invention, there is provided a calorimetric method for measuring a calorific value of a continuously flowing gas, wherein a first oxidation catalyst into which the gas is introduced to the surroundings, and the gas A bridge circuit including a second oxidation catalyst that is not introduced to the surroundings, resistors provided in the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst, respectively, as elements of the electric circuit, and an inter-bridge current of the bridge circuit is detected. An ammeter, applying a voltage to the bridge circuit, heating the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst by the resistor, introducing the gas around the first oxidation catalyst, The amount of heat of the gas is obtained based on the current value detected by the ammeter.
本発明の更なる目的及び、特徴は、以下に説明する発明の実施の形態から明らかになる。 Further objects and features of the present invention will become apparent from the embodiments of the invention described below.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態例を説明する。しかしながら、かかる実施の形態例が、本発明の技術的範囲を限定するものではない。なお、図において、同一又は類似のものには同一の参照番号又は参照記号を付して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, such an embodiment does not limit the technical scope of the present invention. In the drawings, the same or similar elements are denoted by the same reference numerals or reference symbols.
図1は、本発明を適用した熱量計の実施の形態例に係る構成図である。図1に示す熱量計1が本発明を適用した熱量計であり、詳細は後述するが、計測対象であるガスを導入して触媒燃焼させる検知部3と、ガスを導入しない参照部4の温度差に基づいてガスの熱量を計測する。また、触媒燃焼のための加熱装置としては電圧が印加されるブリッジ回路を用い、ブリッジ間で検知される電流値に基づいて上記温度差を求める。当該熱量計1を用いることにより、比較的簡便な装置で連続的なガスの熱量計測が可能となる。 FIG. 1 is a configuration diagram according to an embodiment of a calorimeter to which the present invention is applied. A calorimeter 1 shown in FIG. 1 is a calorimeter to which the present invention is applied. Although details will be described later, the temperature of a detection unit 3 that introduces a gas to be measured and performs catalytic combustion and a temperature of a reference unit 4 that does not introduce the gas Measure the heat value of the gas based on the difference. In addition, a bridge circuit to which a voltage is applied is used as a heating device for catalytic combustion, and the temperature difference is obtained based on a current value detected between the bridges. By using the calorimeter 1, the calorific value of the gas can be continuously measured with a relatively simple device.
図1では、熱量計1の大括りな機能構成を示している。本実施の形態例では、熱量計1は、都市ガスの工場や家屋への供給管(図中のガス管)に設置されて、供給管に流れるガスの熱量を連続して(随時)計測することを想定している。 FIG. 1 shows a general functional configuration of the calorimeter 1. In this embodiment, the calorimeter 1 is installed in a city gas factory or house supply pipe (gas pipe in the figure) and continuously (as needed) measures the amount of heat of the gas flowing through the supply pipe. Assumes that.
ガス流量計測部2は、ガス管から熱量計1に導入されるガスの量を計測する部分である。検知部3は、導入されたガスにより上述した触媒燃焼が行われる部分であり、参照部4は、ガスを導入せず、熱量計測のためのゼロ点補正を行うための値を計測する部分であり、ガスによる熱量分のみを計測するために参照される部分である。加熱回路部5は、検知部3及び参照部4に設けられる酸化触媒を加熱するための電気回路(上記ブリッジ回路)である。なお、検知部3、参照部4、及び加熱回路部5の具体的な構成(構造)については後述する。
The gas flow rate measuring unit 2 is a part that measures the amount of gas introduced into the calorimeter 1 from the gas pipe. The detection unit 3 is a part where the above-described catalytic combustion is performed by the introduced gas, and the reference unit 4 is a part which measures a value for performing zero point correction for heat quantity measurement without introducing the gas. Yes, it is a part that is referred to in order to measure only the amount of heat by gas. The
演算部6は、ガス流量計測部2及び加熱回路部5で検知された計測値からガスの熱量を求める部分である。具体的な方法については後述する。なお、当該演算部6は、いわゆるマイクロコンピューター等で構成することができ、図示していないが、CPU、RAM、ROM、ASIC、表示装置、入力装置等を備える。また、外部装置と通信するための通信インターフェースを備えるようにしてもよい。
The calculation unit 6 is a part for obtaining the heat quantity of the gas from the measurement values detected by the gas flow rate measurement unit 2 and the
図2は、本熱量計1のより具体的な構成図である。図2に示すように、ガス流量計測部2には流量計21が設けられ、ガス管(上記供給管)から熱量計1に導入するガスの流量(例えば、Vリットル/秒)を、熱量の計測中、連続して計測する。計測された流量は演算部6に送信される。 FIG. 2 is a more specific configuration diagram of the calorimeter 1. As shown in FIG. 2, the gas flow rate measuring unit 2 is provided with a flow meter 21, and the flow rate of gas introduced into the calorimeter 1 from the gas pipe (the supply pipe) (for example, V liter / second) Measure continuously during measurement. The measured flow rate is transmitted to the calculation unit 6.
検知部3には、検知部加熱素子36(抵抗器)を内部に包含した検知部触媒35(第1酸化触媒)が設けられる。検知部触媒35は、例えば球状に固められた酸化触媒であり、Pt系触媒、Pd系触媒などを用いることができる。検知部加熱素子36は電気抵抗(第1抵抗器)であり、後述する加熱回路部5の電気回路(例えば、ホイートストンブリッジ回路)の一部を構成する。当該検知部加熱素子36に電気が印加されることによって検知部触媒35が加熱される。
The detection unit 3 is provided with a detection unit catalyst 35 (first oxidation catalyst) including a detection unit heating element 36 (resistor) inside. The detection unit catalyst 35 is, for example, an oxidation catalyst hardened in a spherical shape, and a Pt-based catalyst, a Pd-based catalyst, or the like can be used. The detection unit heating element 36 is an electric resistance (first resistor) and constitutes a part of an electric circuit (for example, a Wheatstone bridge circuit) of the
また、ガス導入管31は、流量計21で計測されたガスを検知部触媒35の近傍(周囲)に導入する管である。当該ガス導入管31の先端は、ガスが検知部触媒35に吹きかけられるような位置にすることが好ましい。 The gas introduction pipe 31 is a pipe for introducing the gas measured by the flow meter 21 to the vicinity (surrounding) of the detection unit catalyst 35. It is preferable that the tip of the gas introduction pipe 31 is positioned so that the gas is blown onto the detection unit catalyst 35.
エアー管32(空気管)は、ガスが燃焼するための酸素を供給する空気を吹き込む管であり、ガス導入管31と同様に、その先端が、検知部触媒35の近傍に位置するように設けられている。従って、空気が検知部触媒35の周囲に吹き込まれる。なお、図示していないが、エアー管32の上流には送風機などを設けることができる。 The air pipe 32 (air pipe) is a pipe that blows in air for supplying oxygen for gas combustion. Like the gas introduction pipe 31, the air pipe 32 is provided so that its tip is located in the vicinity of the detection unit catalyst 35. It has been. Accordingly, air is blown around the detection unit catalyst 35. Although not shown, a blower or the like can be provided upstream of the air pipe 32.
次に、参照部4には、図2に示すように、参照部加熱素子46(抵抗器)を内部に包含した参照部触媒45(第2酸化触媒)が設けられる。なお、参照部加熱素子46及び参照部触媒45は、検知部加熱素子36及び検知部触媒35と同仕様とする。 Next, as shown in FIG. 2, the reference portion 4 is provided with a reference portion catalyst 45 (second oxidation catalyst) including a reference portion heating element 46 (resistor) inside. The reference part heating element 46 and the reference part catalyst 45 have the same specifications as the detection part heating element 36 and the detection part catalyst 35.
次に、加熱回路部5には、上記検知部加熱素子36及び上記参照部加熱素子46に電流を流して発熱させるための電気回路が設けられている。当該電気回路は、ここでは、一例として、ホイートストンブリッジ回路を構成している。当該電気回路には、図2に示されるように、電源51によって所定の電圧が印加される、ブリッジ回路があり、その一方の経路には、直列に接続される第1抵抗器としての検知部加熱素子36と第2抵抗器としての参照部加熱素子46が設けられ、それとは並列に接続される他方の経路には、第3抵抗器53と第4抵抗器54が直列に接続されている。
Next, the
これら抵抗器の各抵抗値は、検知部3にガスが導入されていない状態、すなわちガスが燃焼していない状態において、ブリッジ間(検知部加熱素子36と参照部加熱素子46の間の出力端子と、第3抵抗器と第4抵抗器の間の出力端子の間)に電流が流れないような値に調整されている。当該ブリッジ間には、ブリッジ間に流れる電流を計測(検出)する電流計52が設けられ、ここで計測された電流値は演算部6に送信される。 The resistance values of these resistors are the values between the bridges (the output terminals between the detection unit heating element 36 and the reference unit heating element 46) when no gas is introduced into the detection unit 3, that is, when the gas is not combusted. And between the output terminals between the third resistor and the fourth resistor). An ammeter 52 for measuring (detecting) the current flowing between the bridges is provided between the bridges, and the current value measured here is transmitted to the calculation unit 6.
次に、このような構成を有する本熱量計1における熱量の計測方法について説明する。まず、加熱回路部5の電源51を投入し、検知部加熱素子36からの発熱により検知部触媒35を完全燃焼できる温度域、例えば400℃以上に加熱する。その後、ガス管から流量計21、ガス導入管31を介して概ね一定量の(Vリットル/秒が概ね一定の)ガスを、検知部触媒35の近傍に連続して導入する。導入されたガスは、上記熱せられた検知部触媒35(酸化触媒)及びエアー管32から導入される空気により触媒燃焼し、完全燃焼する。
Next, a method for measuring the amount of heat in the calorimeter 1 having such a configuration will be described. First, the power supply 51 of the
当該燃焼により検知部触媒35の温度が上昇する。その後も概ね同量のガスが連続して導入されて、上記燃焼が継続される。燃焼開始後、一定の時間が経過すると、検知部触媒35の状態は安定し温度は概ね一定の状態となる。この定常状態では、検知部触媒35への入熱と検知部触媒35からの放熱がバランスしている(入熱=放熱)。 The temperature of the detection part catalyst 35 rises by the said combustion. Thereafter, approximately the same amount of gas is continuously introduced and the combustion is continued. When a certain amount of time has elapsed after the start of combustion, the state of the detection unit catalyst 35 becomes stable and the temperature becomes substantially constant. In this steady state, the heat input to the detection unit catalyst 35 and the heat release from the detection unit catalyst 35 are balanced (heat input = heat release).
一方、参照部4では、上記電源の投入後、参照部加熱素子46からの発熱により参照部触媒45が加熱され、参照部触媒45の温度が上昇する。参照部4には、ガスは導入されないので、燃焼による温度上昇はなく、電源の投入後、一定の時間が経過すると、参照部触媒45の温度は概ね一定な状態となる。この定常状態では、参照部触媒45への入熱と参照部触媒45からの放熱がバランスしている(入熱=放熱)。 On the other hand, in the reference portion 4, after the power is turned on, the reference portion catalyst 45 is heated by the heat generated from the reference portion heating element 46, and the temperature of the reference portion catalyst 45 rises. Since no gas is introduced into the reference portion 4, there is no temperature rise due to combustion, and the temperature of the reference portion catalyst 45 becomes substantially constant when a certain time elapses after the power is turned on. In this steady state, the heat input to the reference catalyst 45 and the heat radiation from the reference catalyst 45 are balanced (heat input = heat radiation).
このように、検知部触媒35と参照部触媒45の温度が概ね一定になり定常状態となると、演算部6は、流量計21から送信されるガス流量(V(リットル/秒))、電流計52から送信される電流値に基づいて、熱量を演算する。 As described above, when the temperatures of the detection unit catalyst 35 and the reference unit catalyst 45 become substantially constant and become a steady state, the calculation unit 6 sends the gas flow rate (V (liter / second)) and ammeter transmitted from the flow meter 21. Based on the current value transmitted from 52, the amount of heat is calculated.
当該演算では、まず、演算部6は、電流計52から送信された電流値から検知部触媒35と参照部触媒45の温度差(td(℃))を求める。上述のとおり、加熱回路部5は、ホイートストンブリッジを形成しており、電流計52で検知された電流値は上記定常状態における検知部加熱素子36(第1抵抗器)と参照部加熱素子46(第2抵抗器)の抵抗値の差によるものである。また、検知部加熱素子36(第1抵抗器)と参照部加熱素子46(第2抵抗器)の温度と抵抗値の関係は、予め決定されて演算部に記憶されている。また、電源51によって印加される電圧値、第3抵抗器53及び第4抵抗器54の抵抗値は既知であり、演算部に記憶されている。従って、演算部6は、上記検知された電流値から検知部加熱素子36(第1抵抗器)と参照部加熱素子46(第2抵抗器)の抵抗値を求め、当該抵抗値から検知部加熱素子36(第1抵抗器)と参照部加熱素子46(第2抵抗器)の温度差、すなわち、検知部触媒35と参照部触媒45の温度差(td(℃))を求める。
In the calculation, first, the calculation unit 6 obtains a temperature difference (td (° C.)) between the detection unit catalyst 35 and the reference unit catalyst 45 from the current value transmitted from the ammeter 52. As described above, the
次に、演算部6は、ガス流量(V(リットル/秒))と求めた温度差(td(℃))から下記(1)式を用いて、導入されたガスの熱量(H1(kJ/m3))を求める。 Next, the calculation unit 6 uses the following equation (1) from the gas flow rate (V (liters / second)) and the obtained temperature difference (td (° C.)) to calculate the amount of heat (H1 (kJ / m 3 )) is obtained.
H1=F1(w×td)/V (1)
なお、上記(1)式において、wは各酸化触媒部分(検知部触媒35、参照部触媒45)の質量(g)(既知)、F1は予め定められた定数である。
H1 = F1 (w × td) / V (1)
In the above equation (1), w is the mass (g) (known) of each oxidation catalyst portion (detecting portion catalyst 35, reference portion catalyst 45), and F1 is a predetermined constant.
演算部6は、求めた熱量の値を表示装置に表示すると共に熱量計1内のメモリに記録する。なお、それに代えて又はそれに加えて、演算部6は求めた熱量の値を外部の装置に送信するようにしてもよい。 The calculation unit 6 displays the calculated heat value on the display device and records it in the memory in the calorimeter 1. Note that instead of or in addition to that, the calculation unit 6 may transmit the calculated value of heat quantity to an external device.
本熱量計1では、このような熱量の計測を所定の頻度で(例えば、1秒毎に)連続して実行する。 In the present calorimeter 1, such a calorific value is continuously measured at a predetermined frequency (for example, every second).
なお、上記(1)式は、上記定常状態になり、同じ仕様の検知部触媒35及び参照部触媒45への入熱(すなわち、各触媒からの放熱)の差が、導入され完全燃焼したガスの熱量に相当し、上記放熱量は、各触媒がその時点で有している熱量に依存するとの考えに基づくものである。なお、検知部触媒35及び参照部触媒45の比熱は既知である。 Note that the above equation (1) is in the steady state, and the difference between the heat input to the detection unit catalyst 35 and the reference unit catalyst 45 (that is, the heat release from each catalyst) having the same specifications is introduced and completely burned. The amount of heat released is based on the idea that each catalyst depends on the amount of heat that each catalyst has at that time. In addition, the specific heat of the detection part catalyst 35 and the reference part catalyst 45 is known.
また、F1は、熱量が既知である基準ガスを用いて同様の計測を行い、その計測から得られる計測値を上記(1)式に当てはめることによって予め決定しておく。なお、F1を定数ではなく温度の関数として決定してもよい。 Further, F1 is determined in advance by performing the same measurement using a reference gas with a known calorie and applying the measurement value obtained from the measurement to the above equation (1). Note that F1 may be determined not as a constant but as a function of temperature.
次に、本熱量計1の酸化触媒の劣化確認について説明する。酸化触媒(特に、検知部触媒35)の劣化を確認するために、定期的にガスを導入せずに電流計52の値をチェックするようにする。これにより、ゼロ点のドリフト状況を把握することができる。電流計52で検出された電流値がゼロでなければ、ゼロ点がドリフトしていると考えられ、その幅が増加傾向あるいは減少傾向であれば酸化触媒が劣化していると推察される。当該劣化確認は、演算部6が予め定められたタイミング(頻度)で自動で行うようにしてもよい。この場合、劣化していると判断されれば、その旨が表示装置や通信装置を用いて熱量計1の管理者へ報知される。 Next, confirmation of deterioration of the oxidation catalyst of the calorimeter 1 will be described. In order to confirm the deterioration of the oxidation catalyst (in particular, the detection unit catalyst 35), the value of the ammeter 52 is checked without periodically introducing gas. Thereby, the drift situation of the zero point can be grasped. If the current value detected by the ammeter 52 is not zero, it is considered that the zero point is drifting, and if the width is increasing or decreasing, it is assumed that the oxidation catalyst has deteriorated. The deterioration check may be automatically performed by the calculation unit 6 at a predetermined timing (frequency). In this case, if it is determined that the battery has deteriorated, the fact is notified to the administrator of the calorimeter 1 using a display device or a communication device.
また、検知部3と参照部4の触媒及び加熱素子を定期的に入れ換えて(互いに交換して)用い、当該交換による計測結果の変化から酸化触媒の劣化を把握する様にしてもよい。 Further, the catalyst and the heating element of the detection unit 3 and the reference unit 4 may be periodically exchanged (exchanged with each other), and the deterioration of the oxidation catalyst may be grasped from the change in the measurement result due to the exchange.
以上、本実施の形態例に係る熱量計1について説明したが、変形形態として、エアー管32を設けない形態としてもよい。この場合、ガスの燃焼に必要な空気は、検知部触媒35の周囲から自然に導入される。当該エアー管32を設けない形態では、エアー管自体、及び、空気を送る送風機等の装置を設ける必要がなく、装置の構造(構成)を簡略化することができる。 The calorimeter 1 according to the present embodiment has been described above. However, as a modification, the air pipe 32 may not be provided. In this case, air necessary for gas combustion is naturally introduced from the periphery of the detection unit catalyst 35. In the form in which the air pipe 32 is not provided, it is not necessary to provide the air pipe itself and a device such as a blower for sending air, and the structure (configuration) of the device can be simplified.
また、他の形態として、エアー管32をガス導入管31に合流させるようにしてもよい。換言すれば、エアー管32の空気が放出される先端部(開口部)をガス導入管31の内部に設けるようにしてもよい。この場合、当該合流の位置は、流量計21の下流側で、ガス導入管31の先端部(開口部)までの間とする。このような形態とすることにより、検知部触媒35の周囲に、事前によく混合されたガスと空気が導入されることになり、より燃焼を完全なものにすることができる。 As another form, the air pipe 32 may be joined to the gas introduction pipe 31. In other words, a tip portion (opening portion) from which air from the air pipe 32 is released may be provided inside the gas introduction pipe 31. In this case, the position of the merge is between the downstream side of the flow meter 21 and the tip (opening) of the gas introduction pipe 31. By setting it as such a form, the gas and air mixed well beforehand are introduce | transduced around the detection part catalyst 35, and combustion can be made more perfect.
また、他の変形形態として、検知部触媒35を多孔質体で構成し、ガス導入管31を検知部触媒35に挿入し、ガス導入管31のガスを噴き出す先端が検知部加熱素子36の近傍に達すように構成してもよい。図3は、当該形態を示した図である。 As another variation, the detection unit catalyst 35 is formed of a porous body, the gas introduction pipe 31 is inserted into the detection unit catalyst 35, and the tip from which the gas in the gas introduction pipe 31 is ejected is in the vicinity of the detection unit heating element 36. It may be configured to reach FIG. 3 is a diagram showing the embodiment.
以上説明したように、本実施の形態例に係る熱量計1では、ガスの熱量を、定常状態における電流計52の検知値(電流値)に基づいて求めることができるので、熱量の連続計測が可能であり、また、熱量計1を比較的簡単な構造とすることができる。 As described above, in the calorimeter 1 according to the present embodiment, the calorific value of the gas can be obtained based on the detected value (current value) of the ammeter 52 in the steady state. It is possible, and the calorimeter 1 can have a relatively simple structure.
また、加熱回路としてホイートストンブリッジ回路が用いられ、上記電流値による熱量計測を容易に行うことができる。 Further, a Wheatstone bridge circuit is used as the heating circuit, and the calorific value can be easily measured based on the current value.
また、ガス導入管31が設けられ、ガスが酸化触媒(検知部触媒35)の近傍まで導かれるので、計測対象であるガスの完全燃焼がなされ、高い精度の計測が可能である。 In addition, since the gas introduction pipe 31 is provided and the gas is guided to the vicinity of the oxidation catalyst (the detection unit catalyst 35), the gas to be measured is completely burned, and high-precision measurement is possible.
また、エアー管32が設けられ、酸素が確実に燃焼領域に導かれるので、ガスが完全燃焼され得る。 Further, since the air pipe 32 is provided and oxygen is reliably guided to the combustion region, the gas can be completely burned.
さらに、エアー管32の先端を酸化触媒の近傍で開口するようにすることにより、良好な燃焼がなされる。 Furthermore, good combustion is achieved by opening the tip of the air tube 32 in the vicinity of the oxidation catalyst.
また、エアー管32の先端をガス導入管31の内部で開口することにより、事前に良く混合されたガスと空気を酸化触媒の周囲に供給でき、燃焼をさらに完全なものにすることができる。 Further, by opening the tip of the air pipe 32 inside the gas introduction pipe 31, gas and air mixed well in advance can be supplied around the oxidation catalyst, and combustion can be made more complete.
更に、酸化触媒を多孔質体で構成し、その中にガス導入管31を挿入する形態とすることで、更に、ガスを確実に完全燃焼させることができる。 Further, by forming the oxidation catalyst with a porous body and inserting the gas introduction pipe 31 into the porous body, the gas can be surely completely burned.
本発明の保護範囲は、上記の実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶものである。 The protection scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but covers the invention described in the claims and equivalents thereof.
1 熱量計、 2 ガス流量計測部、 3 検知部、 4 参照部、 5 加熱回路部、 6 演算部、 21 流量計、 31 ガス導入管、 32 エアー管、 35 検知部触媒、 36 検知部加熱素子、 45 参照部触媒、 46 参照部加熱素子、 51 電源、 52 電流計、 53 第3抵抗器、 54 第4抵抗器
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Calorimeter, 2 Gas flow measurement part, 3 Detection part, 4 Reference part, 5 Heating circuit part, 6 Calculation part, 21 Flow meter, 31 Gas introduction pipe, 32 Air pipe, 35 Detection part catalyst, 36 Detection part Heating element 45 Reference unit catalyst 46 Reference unit heating element 51 Power source 52 Ammeter 53
Claims (8)
前記ガスが周囲に導入される第1酸化触媒と、
前記ガスが周囲に導入されない、前記第1酸化触媒と同仕様である第2酸化触媒と、
前記第1酸化触媒に設けられた第1抵抗器と前記第2酸化触媒に設けられた第2抵抗器を、電気回路の要素として含むブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路のブリッジ間電流を検出する電流計と、
前記ブリッジ回路に電圧が印加され、前記抵抗器によって前記第1酸化触媒及び前記第2酸化触媒が加熱され、前記ガスが前記第1酸化触媒の周囲に導入された際に、前記電流計によって検出された電流値に基づいて前記第1抵抗器と前記第2抵抗器の抵抗値を求め、当該抵抗値に基づいて前記第1酸化触媒と前記第2酸化触媒の温度差(td)を求め、当該温度差(td)に基づいて、下記(1)式により前記ガスの熱量(H)を求める演算部と、を有する
ことを特徴とする熱量計。
(1)H=F×w×td/V (ただし、Fは予め定められた定数であり、wは前記第1酸化触媒及び前記第2酸化触媒の質量であり、Vは前記ガスの流量である。) A calorimeter that measures the amount of heat (H) of continuously flowing gas,
A first oxidation catalyst into which the gas is introduced;
A second oxidation catalyst having the same specifications as the first oxidation catalyst, wherein the gas is not introduced to the surroundings;
A bridge circuit including a first resistor provided in the first oxidation catalyst and a second resistor provided in the second oxidation catalyst as elements of an electric circuit;
An ammeter for detecting a current between bridges of the bridge circuit;
When the voltage is applied to the bridge circuit, the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst are heated by the resistor, and the gas is introduced around the first oxidation catalyst, the ammeter detects the current. Obtaining a resistance value of the first resistor and the second resistor based on the current value obtained, obtaining a temperature difference (td) between the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst based on the resistance value; A calorimeter comprising: an arithmetic unit that obtains the heat quantity (H) of the gas based on the temperature difference (td) by the following formula (1) .
(1) H = F × w × td / V (where F is a predetermined constant, w is the mass of the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst, and V is the flow rate of the gas) is there.)
前記ブリッジ回路は、ホイートストンブリッジ回路である
ことを特徴とする熱量計。 In claim 1,
The calorimeter, wherein the bridge circuit is a Wheatstone bridge circuit.
前記ガスを前記第1酸化触媒の周囲に導くガス導入管を有する
ことを特徴とする熱量計。 In claim 1 or 2, further,
A calorimeter comprising a gas introduction pipe for guiding the gas to the periphery of the first oxidation catalyst.
空気を前記第1酸化触媒に導く空気管を有する
ことを特徴とする熱量計。 In any one of Claims 1 thru | or 3, Furthermore,
A calorimeter comprising an air pipe for guiding air to the first oxidation catalyst.
前記空気管の先端が前記第1酸化触媒の近傍で開口する
ことを特徴とする熱量計。 In claim 4,
A calorimeter, wherein a tip of the air pipe opens near the first oxidation catalyst.
前記空気管の先端が前記ガス導入管の内部で開口する
ことを特徴とする熱量計。 In claim 4,
A calorimeter characterized in that the tip of the air pipe opens inside the gas introduction pipe.
前記第1酸化触媒は、多孔質体で構成され、
前記ガス導入管は、前記第1酸化触媒の前記第1抵抗器の近傍まで延びる
ことを特徴とする熱量計。 In claims 3 to 6,
The first oxidation catalyst is composed of a porous body,
The gas introduction pipe extends to the vicinity of the first resistor of the first oxidation catalyst.
前記ガスが周囲に導入される第1酸化触媒と、
前記ガスが周囲に導入されない、前記第1酸化触媒と同仕様である第2酸化触媒と、
前記第1酸化触媒に設けられた第1抵抗器と前記第2酸化触媒に設けられた第2抵抗器を、電気回路の要素として含むブリッジ回路と、
前記ブリッジ回路のブリッジ間電流を検出する電流計と、が設けられ、
前記ブリッジ回路に電圧を印加し、前記抵抗器によって前記第1酸化触媒及び前記第2酸化触媒を加熱し、前記ガスを前記第1酸化触媒の周囲に導入し、前記電流計によって検出された電流値に基づいて前記第1抵抗器と前記第2抵抗器の抵抗値を求め、当該抵抗値に基づいて前記第1酸化触媒と前記第2酸化触媒の温度差(td)を求め、当該温度差(td)に基づいて、下記(1)式により前記ガスの熱量(H)を求める
ことを特徴とする熱量計測方法。
(1)H=F×w×td/V (ただし、Fは予め定められた定数であり、wは前記第1酸化触媒及び前記第2酸化触媒の質量であり、Vは前記ガスの流量である。) A calorific value measuring method for measuring the calorific value (H) of gas flowing continuously,
A first oxidation catalyst into which the gas is introduced;
A second oxidation catalyst having the same specifications as the first oxidation catalyst, wherein the gas is not introduced to the surroundings;
A bridge circuit including a first resistor provided in the first oxidation catalyst and a second resistor provided in the second oxidation catalyst as elements of an electric circuit;
An ammeter for detecting an inter-bridge current of the bridge circuit,
A voltage is applied to the bridge circuit, the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst are heated by the resistor, the gas is introduced around the first oxidation catalyst, and a current detected by the ammeter A resistance value of the first resistor and the second resistor is obtained based on the value, a temperature difference (td) between the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst is obtained based on the resistance value, and the temperature difference is obtained. Based on (td) , calorie | heat amount (H) of the said gas is calculated | required by following (1) Formula . The calorie | heat amount measuring method characterized by the above-mentioned.
(1) H = F × w × td / V (where F is a predetermined constant, w is the mass of the first oxidation catalyst and the second oxidation catalyst, and V is the flow rate of the gas) is there.)
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