JP2014145625A - ガスサンプリングプローブ - Google Patents

Abstract

【課題】生成ガスが導入される内筒の外周面に固定された加熱部の交換又は修理を容易に行う。
【解決手段】ガス生成炉にて生成された生成ガスを採取するガスサンプリングプローブであって、ガス生成炉内の生成ガスが導入されるガス冷却管１ａと、ガス冷却管１ａの外側に配置され、ガス冷却管１ａとの間に生成ガスを冷却するための冷却層１ｌを形成する外筒１ｃと、ガス冷却管１ａの外周面に固定され、ガス冷却管１ａを流通する生成ガスを加熱する加熱用ヒータ１ｂと、ガス冷却管１ａを外筒１ｃに対して着脱可能とする着脱機構１５とを備えるガスサンプリングプローブ１を提供する。
【選択図】図２

Description

本発明は、ガスサンプリングプローブに関する。

従来、石炭をガス化した石炭ガスを生成してガスタービンに供給する石炭ガス化炉が知られている。また、蒸気タービンに供給する蒸気を生成するために石炭を燃焼させ、燃焼により生成された燃焼ガスをガスタービンに供給する加圧流動床ボイラが知られている。
石炭ガス化炉が生成する石炭ガスや加圧流動床ボイラが生成する燃焼ガス等（以下、生成ガスという）には、例えば、塩化水素（ＨＣｌ），塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ），アンモニア（ＮＨ_３），フッ化水素（ＨＦ），塩素（Ｃｌ_２）等の成分の微量ガス（以下、微量成分ガス）が含まれている。これらの微量成分ガスは、生成ガスそのものに含まれているほか、生成ガスに混入したダストにも含まれている。

生成ガスに含まれている微量成分ガスの含有量を正確に分析するため、生成ガスに混入したダストを捕集するダスト捕集ホルダと、生成ガスに含まれる微量成分ガスを吸収液に吸収させるガス吸収瓶とを設けたガスサンプリングプローブが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特開平９−２１８１４１号公報

特許文献１に開示されるガスサンプリングプローブは、生成ガスが導入されるガス冷却管と、その外側に配置される外筒により構成されている。また、ガス冷却管の外周面には加熱部（加熱用ヒータ）が配置されている。

しかしながら、特許文献１に開示されるガスサンプリングプローブは、ガス冷却管が外筒に対して着脱可能な構造となっていない。そのため、生成ガスが導入されるガス冷却管の外周面に固定された加熱部を交換又は修理するためには、ガスサンプリングプローブを分解して再度組み立てるか、ガスサンプリングプローブそのものを交換する必要がある。

本発明は、このような事情を鑑みてなされたものであり、生成ガスが導入される内筒の外周面に固定された加熱部の交換又は修理を容易に行うことが可能なガスサンプリングプローブを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を採用する。
本発明に係るガスサンプリングプローブは、ガス生成炉にて生成された生成ガスを採取するガスサンプリングプローブであって、前記ガス生成炉内の前記生成ガスが導入される内筒と、該内筒の外側に配置され、前記内筒との間に前記生成ガスを冷却するための冷却層を形成する外筒と、前記内筒の外周面に固定され、前記内筒を流通する前記生成ガスを加熱する加熱部と、前記内筒を前記外筒に対して着脱可能とする着脱機構とを備えることを特徴とする。

本発明に係るガスサンプリングプローブによれば、ガス生成炉内の生成ガスが導入される内筒の外周面には、内筒を流通する前記生成ガスを加熱する加熱部が固定されている。また、内筒が、内筒との間に生成ガスを冷却するための冷却層を形成する外筒に対して着脱可能となっている。
このようにすることで、生成ガスが導入される内筒の外周面に固定された加熱部の交換又は修理を容易に行うことが可能なガスサンプリングプローブを提供することができる。

本発明の第１態様のガスサンプリングプローブは、前記着脱機構が、前記内筒又は前記外筒のいずれか一方に固定された雄ねじ部と、前記内筒又は前記外筒のいずれか他方に固定された雌ねじ部とを備え、前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との締結状態を調整することにより前記内筒が前記外筒に対して着脱可能となっていることを特徴とする。
このようにすることで、雄ねじ部と雌ねじ部の締結状態を調整するという容易な作業により、生成ガスが導入される内筒の外周面に固定された加熱部の交換又は修理を行うことができる。

本発明の第１態様のガスサンプリングプローブにおいては、前記着脱機構が、前記内筒の外周面に固定され、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とを接続する円板状の接続部材を備え、前記雄ねじ部は、前記外筒の端部に固定された第１円環部材の外周面に形成されており、前記雌ねじ部は、前記接続部材の外周端に固定された第２円環部材の内周面に形成されている構成であってもよい。
このようにすることで、第１円環部材の外周面に形成された雄ねじ部と、第２円環部材の内周面に形成された雌ネジ部の締結状態を調整するという容易な作業により、生成ガスが導入される内筒の外周面に固定された加熱部の交換又は修理を行うことができる。

本発明の第２態様のガスサンプリングプローブは、前記内筒又は前記外筒のいずれか一方に固定され、外周面に係合溝が設けられた第１継手部と、前記内筒又は前記外筒のいずれか他方に固定され、内周面に前記係合溝に係合する突起部が設けられた第２継手部とを備え、前記第１継手部と前記第２継手部とを係合又は離間させることにより前記内筒が前記外筒に対して着脱可能となっていることを特徴とする。
このようにすることで、第１継手部と第２継手部とを係合又は離間させるという容易な作業により、生成ガスが導入される内筒の外周面に固定された加熱部の交換又は修理を行うことができる。

本発明の第３態様のガスサンプリングプローブは、前記生成ガスが流通する流路上に配置され、前記生成ガスの温度を検出する温度検出部を備えることを特徴とする。
このようにすることで、内筒の外周面の温度に基づいて内筒を流通する生成ガスの温度を間接的に検出する場合に比べ、生成ガスの温度をより正確に検出することができる。

本発明の第３態様のガスサンプリングプローブにおいては、前記内筒に導入された前記生成ガスを減圧する減圧弁と、前記減圧弁により減圧された前記生成ガスに含まれる所定の成分を吸収液に吸収させる吸収部と、前記減圧弁により減圧された生成ガスを前記吸収部に導く配管とを備え、前記温度検出部は、前記配管内に着脱可能に配置されている構成であってもよい。
このようにすることで、減圧弁により減圧され吸収部に供給される生成ガスの温度を正確に検出することができる。また、温度検出部が内筒に配置されている場合に比べ、温度検出部の交換又は修理を容易に行うことができる。

本発明によれば、生成ガスが導入される内筒の外周面に固定された加熱部の交換又は修理を容易に行うことが可能なガスサンプリングプローブを提供することができる。

本発明の第１実施形態のガスサンプリング装置の構成を示す構成図である。 図１に示すガスサンプリングプローブの要部を示す断面図である。 加熱用ヒータによる温度制御を行う温度制御部の制御構成を示す図である。 本発明の第２実施形態のガスサンプリングプローブの要部を示す断面図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態のガスサンプリング装置について、図１〜図４を用いて説明する。図１は、本発明の一実施形態のガスサンプリング装置１００の構成を示す構成図である。図２は、図１に示すガスサンプリングプローブ１の要部を示す断面図である。

図１において、Ａはガス生成炉であり、例えば、石炭をガス化した石炭ガスを生成してガスタービンに供給する石炭ガス化炉である。また、例えば、蒸気タービンに供給する蒸気を生成するために石炭を燃焼させ、燃焼により生成された燃焼ガスをガスタービンに供給する加圧流動床ボイラである。
ガス生成炉Ａにて生成される生成ガスには、例えば、塩化水素（ＨＣｌ），塩化アンモニウム（ＮＨ_４Ｃｌ），アンモニア（ＮＨ_３），フッ化水素（ＨＦ），塩素（Ｃｌ_２）等の微量成分ガスが含まれている。

ガスサンプリングプローブ１は、ガス生成炉Ａにて生成された生成ガスを採取するための管状の装置である。ガスサンプリングプローブ１の先端部は、駆動装置（不図示）により高温高圧（例えば、炉内温度１８００℃，炉内圧力２ＭＰａ）のガス生成炉Ａの内部の所定位置まで挿入される。

フランジ２は、ガス生成炉Ａに固定されており、ボールバルブ３が取り付けられている。ボールバルブ３は、ガス生成炉Ａの炉内と減圧弁６との間の流路上に設けられている。ボールバルブ３の開閉状態を切り替えることにより、ガス生成炉Ａの炉内と減圧弁６との間が連通した連通状態と、ガス生成炉Ａの炉内と減圧弁６との間が遮断された遮断状態とが切り替わる。図１に示される例では、２つのボールバルブ３を設けているが、ボールバルブ３の個数は２個に限らず他の個数であってもよい。

生成ガスのサンプリングを行わない状態で、ガスサンプリングプローブ１の先端部は、ボールバルブ３よりも減圧弁６側に後退した位置に配置されている。生成ガスのサンプリングを行わない状態で、ボールバルブ３は閉状態となっており、ガス生成炉Ａの炉内と減圧弁６との間が遮断された遮断状態となっている。
一方、生成ガスのサンプリングを行う状態では、ガスサンプリングプローブ１の先端部は、ガス生成炉Ａに配置されている。生成ガスのサンプリングを行う状態では、ボールバルブ３は開状態となっており、ガス生成炉Ａの炉内と減圧弁６との間が連通した連通状態となっている。

ボールバルブ３の後端部（減圧弁６側の端部）には、フランジ１ｅが設けられている。フランジ１ｅには、ガスサンプリングプローブ１の外周面を覆うように配置される均圧筒１ｄの一端が固定されている。均圧筒１ｄの他端は、ガスサンプリングプローブ１を摺動可能に支持するグランドボックスフランジ１ｆに固定されている。

図２に示されるように、均圧筒１ｄの側壁には、窒素ガスを供給するライン１ｋと連通する連通穴が設けられている。連通穴を介してライン１ｋから供給される窒素ガスにより、フランジ１ｅ，グランドボックスフランジ１ｆ，ガスサンプリングプローブ１の外周面，均圧筒１ｄの内周面により画定される空間の圧力がガス生成炉Ａの内部と同じ圧力となるように加圧される。

グランドボックスフランジ１ｆとガスサンプリングプローブ１の摺動面には、カーボン製のグランドパッキン１ｇが装着され、押えフランジ１ｈによりグランドボックスフランジ１ｆに固定されている。
グランドパッキン１ｇには供給ライン１ｉに接続された噴射ノズル１ｊによりシール用窒素ガスが供給される。グランドパッキン１ｇとガスサンプリングプローブ１の外周面とがシールされることにより、ライン１ｋから供給される窒素ガスが漏れ出すことが防止される。

ガスサンプリングプローブ１の後端は、円筒ろ紙４ａが着脱可能に装着されたダスト捕集ホルダ４に連通している。ガスサンプリングプローブ１に導入され、ガスサンプリングプローブ１の加熱用ヒータ１ｂにより温度調節された生成ガスは、ダスト捕集ホルダ４に供給される。

ダスト捕集ホルダ４は、ガスサンプリングプローブ１に導入される生成ガスに含まれるダストを捕集し、ダストが除去された生成ガスを減圧弁６に供給する。ダスト捕集ホルダ４は、加熱用ヒータ４ｂによって生成ガスに含まれる微量成分ガスが凝縮しない所定温度に維持される。また、ダスト捕集ホルダ４は、ガス供給ノズル５から供給される窒素ガスによりガスサンプリングプローブ１の内部と同じ圧力に調節される。

減圧弁６は、ダスト捕集ホルダ４によりダストが除去された生成ガスの圧力を低下させる装置である。減圧弁６により減圧された生成ガスは、ドレンポット７に供給される。ドレンポット７は、供給される生成ガスに含まれるドレン（凝縮した蒸気）を除去し、ドレンが除去された生成ガスをガス吸収瓶８に供給する。

ガス吸収瓶８は、生成ガスに含まれる微量成分ガスを吸収する吸収液を収納するものである。図１には、２つのガス吸収瓶８が示されている。例えば、一方のガス吸収瓶８には純水が収納され、他方のガス吸収瓶８には水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液が収納される。ガス吸収瓶８にて微量成分ガスが吸収された生成ガスは、ガスメータ１１に導かれる。

減圧弁６，ドレンポット７，ガス吸収瓶８，ガスメータ１１は、樹脂製のチューブ９により、生成ガスが流通可能な状態で接続されている。また、ドレンポット７，ガス吸収瓶８は、水等の液体が収納された冷却槽１０に収納されている。

減圧弁６とドレンポット７との間の流路上（配管内）には、減圧弁６により減圧された生成ガスの温度を検出する温度センサ１２（温度検出部）が配置されている。温度センサ１２は、後述する制御構成により、ガスサンプリングプローブ１内の生成ガスに含まれる微量成分ガスが凝縮しないように、加熱用ヒータ１ｂを制御する。

温度センサ１２は、減圧弁６とドレンポット７との間の流路上（配管内）に、着脱可能に配置されている。例えば、配管に生成ガスの流入口と流出口に加えたもう１つの開口部を備えたＴ型継手を用いることにより、温度センサ１２を減圧弁６とドレンポット７との間の流路上（配管内）に着脱可能に配置することができる。この場合、流入口および流出口とは異なる開口部に温度センサ１２を配置する。

図２に示されるように、ガスサンプリングプローブ１は、ガス生成炉Ａ内の生成ガスが導入されるガス冷却管１ａ（内筒）と、ガス冷却管１ａの外側に配置されガス冷却管１ａとの間に生成ガスを冷却するための冷却層１ｌを形成する外筒１ｃを備える。

また、ガスサンプリングプローブ１は、ガス冷却管１ａの外周面に固定され、ガス冷却管１ａを流通する生成ガスを加熱する加熱用ヒータ１ｂを備える。加熱用ヒータ１ｂは、貫通穴１６に挿入された電力線１ｍに接続されている。加熱用ヒータ１ｂは、電力線１ｍを介して電力供給源（不図示）から電力の供給を受けることにより、ガス冷却管１ａの内部の生成ガスを、外周面を介して加熱する。

また、ガスサンプリングプローブ１は、外筒１ｃの端部に溶接により接合（固定）された雄ねじ部１３と、ガス冷却管１ａの外周面に固定された締結部１４とを有する着脱機構１５を備える。雄ねじ部１３は、外筒１ｃと略同径の円環状部材（第１円環部材）の外周面に形成されている。

締結部１４は、ガス冷却管１ａの外周面と外筒１ｃの内周面とを接続する円板状の接続部材１４ｂと、接続部材１４ｂの外周端に固定された円環状部材（第２円環部材）とを備える。接続部材１４ｂの内周部分は、ガス冷却管１ａの外周面に溶接により接合（固定）されている。接続部材１４ｂの外周端に固定された円環状部材（第２円環部材）の内周面には雌ねじ部１４ａが形成されている。
着脱機構１５は、雄ねじ部１３と雌ねじ部１４ａの締結状態を調整することにより、ガス冷却管１ａを外筒１ｃに対して着脱可能としている。

雄ねじ部１３と雌ねじ部１４ａとを締結させる際には、雄ねじ部１３と雌ねじ部１４ａとが接する部分にシール部材を配置するのが望ましい。シール部材として、例えば、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）製のシールテープや、液状ガスケットを用いることができる。

このように、本実施形態のガスサンプリングプローブ１は、着脱機構１５により、ガス冷却管１ａが外筒１ｃに対して着脱可能となっている。従って、ガス冷却管１ａの外周面に固定された加熱用ヒータ１ｂが故障した場合であっても、加熱用ヒータ１ｂの交換又は修理を容易に行うことができる。

次に、ガスサンプリングプローブ１を用いた生成ガスの採取方法について説明する。
ガスサンプリングプローブ１を用いて生成ガスに含まれる微量成分ガスの採取を行う前に、予め、ガスサンプリングプローブ１，ダスト捕集ホルダ４，ドレンポット７，ガス吸収瓶８，及びチューブ９を、ＩＮのＨＮＯ_３溶液で２４時間以上洗浄し、これらに付着した微量成分ガスを除去する。その後、ガス吸収瓶８に、純水，水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）の水溶液等の吸収液を収容する。

次に、ボールバルブ３の後端のフランジに均圧筒１ｄの先端のフランジ１ｅを固定する。その後、供給ライン１ｋから均圧筒１ｄ内に窒素ガスを供給し、ガス生成炉Ａの内部と同じ圧力になるように調整する。また、グランドボックスフランジ１ｆに接続される供給ライン１ｉから窒素ガスを供給してシールを形成し、各接続箇所のガス気密試験を行う。

ダスト捕集ホルダ４に円筒ろ紙４ａが装着された後、ガス供給ノズル５からダスト捕集ホルダ４に窒素ガスが供給される。窒素ガスの供給により、ダスト捕集ホルダ４の圧力がガスサンプリングプローブ１内の生成ガスと同じ圧力となるように調整される。その間、ガスサンプリングプローブ１及びダスト捕集ホルダ４に接続される減圧弁６は閉じておく。

その後、ボールバルブ３を全開し、ガスサンプリングプローブ１の近傍に設けた駆動機構（不図示）により、ガスサンプリングプローブ１がガスサンプリングプローブ１の軸方向に移動する。駆動機構は、ガスサンプリングプローブ１の先端部がガス生成炉Ａ内の所定位置に到達したことに応じて、ガスサンプリングプローブ１の移動を停止させる。

ガスサンプリングプローブ１の移動が停止した後、加熱用ヒータ１ｂによるガス冷却管１ａの内部の生成ガスの温度制御が開始される。
加熱用ヒータ１ｂによる温度制御は、図３に示される制御構成により実行される。図３は、加熱用ヒータ１ｂによる温度制御を行う温度制御部２０の制御構成を示す図である。

温度制御部２０は、目標温度を設定する温度設定器２０ｂと、温度センサ１２が検出する検出温度と温度設定器２０ｂにより設定された目標温度を比較して比較結果を出力する比較器２０ａと、比較器２０ａから入力される比較結果に基づいて加熱用ヒータ１ｂに供給する電力を演算する電力演算器２０ｃを備える。

電力演算器２０ｃは、温度センサ１２により検出される検出温度が、温度設定器２０にて設定された目標温度と一致するように、加熱用ヒータ１ｂに供給する電力を演算する。そして、電力演算器２０ｃは、演算した電力に応じた電力供給信号を電力供給源（不図示）に出力する。電力供給信号を受信した電力供給源は、電力供給信号に応じた電力を加熱用ヒータ１ｂに供給する。

温度設定器２０ｂに設定される目標温度は、ガスサンプリングプローブ１内の生成ガスに含まれる微量成分ガスが凝縮してガス冷却管１ａやダスト捕集ホルダ４に付着することを防止するのに適した温度（例えば、２５０℃以下）に設定される。また、目標温度は、減圧弁６に供給される生成ガスの温度が、減圧弁６の耐熱許容温度範囲に含まれるように設定される。

なお、図１中の破線で囲んだ部分は、ヒータ（不図示）により一定温度に保温される。これにより、チューブ９内で生成ガスが凝縮することが防止される。

以上のように各部が保温された状態で、減圧弁６を徐々に開放し、減圧される生成ガスの流量を増加させる。これにより、ダスト捕集ホルダ４の円筒ろ紙４ａによるダストの捕集と、ガス吸収瓶８に収容された吸収液による微量成分ガスの吸収が行われる。

一定時間（例えば、５時間）に渡ってダストの捕集と微量成分ガスの吸収が行われた後、減圧弁６を全閉し、ガスサンプリングプローブ１をガス生成炉Ａ及びボールバルブ３から引き抜く。その後、ボールバルブ３を閉じ、加熱用ヒータ１ｂによる温度制御を停止させる。

ガス冷却管１ａ，ダスト捕集ホルダ４，ダスト捕集ホルダ４から減圧弁６に至る配管は、純水や水酸化ナトリウム水溶液等の吸収液によって洗浄される。そして、この洗浄に用いられた吸収液に含まれる微量成分ガスの成分が計測される。また、ガス吸収瓶８に収容された吸収液に含まれる微量成分ガスの成分も計測される。これらの計測結果の合計値が、ガス冷却管１ａに導入された生成ガスに含まれる微量成分ガスの含有量となる。

以上説明したように、本実施形態のガスサンプリングプローブ１によれば、ガス生成炉Ａ内の生成ガスが導入されるガス冷却管１ａの外周面には、ガス冷却管１ａを流通する生成ガスを加熱する加熱用ヒータ１ｂが固定されている。また、ガス冷却管１ａが、ガス冷却管１ａとの間に生成ガスを冷却するための冷却層を形成する外筒１ｃに対して着脱可能となっている。
このようにすることで、生成ガスが導入されるガス冷却管１ａの外周面に固定された加熱用ヒータ１ｂの交換又は修理を容易に行うことができる。

また、本実施形態のガスサンプリングプローブ１は、着脱機構１５が、ガス冷却管１ａに固定された雄ねじ部１３と、外筒１ｃに固定された雌ねじ部１４ａとを備え、雄ねじ部１３と雌ねじ部１４ａとの締結状態を調整することによりガス冷却管１ａが外筒１ｃに対して着脱可能となっている。
このようにすることで、雄ねじ部１３と雌ねじ部１４ａの締結状態を調整するという容易な作業により、生成ガスが導入されるガス冷却管１ａの外周面に固定された加熱用ヒータ１ｂの交換又は修理を行うことができる。

本実施形態のガスサンプリングプローブ１は、ガス冷却管１ａに導入された生成ガスを減圧する減圧弁６と、減圧弁６により減圧された生成ガスに含まれる所定の成分を吸収液に吸収させるガス吸収瓶８と、減圧弁６により減圧された生成ガスをガス吸収瓶８に導く配管と、温度センサ１２とを備える。温度センサ１２は、配管内に着脱可能に配置されている。

前述した特開平９−２１８１４１号公報において、熱電対はガス冷却管を加熱する加熱用ヒータの近傍に設けられている。従って、特開平９−２１８１４１号公報では、微量成分ガスを吸収液に吸収させるガス吸収瓶に供給される生成ガスの温度を直接的に検出することはできなかった。それにより、ガス吸収瓶に供給される生成ガスの温度を正確に検出し、制御することができなかった。

それに対して本実施形態の温度センサ１２は、減圧弁６とドレンポット７との間の流路上（配管内）に配置されている。従って、本実施形態では、微量成分ガスを吸収液に吸収させるガス吸収瓶８に供給される生成ガスの温度を直接的に検出することができる。それにより、ガス吸収瓶８に供給される生成ガスの温度を正確に検出し、制御することができる。

また、特開平９−２１８１４１号公報において、熱電対はガス冷却管から着脱可能となっておらず、熱電対の交換又は修理を容易に行うことができなかった。それに対して本実施形態においては、温度センサ１２が配管内に着脱可能に配置されているので、温度センサ１２の交換又は修理を容易に行うことができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。
第１実施形態の着脱機構１５は、雄ねじ部１３と雌ねじ部１４ａとの締結状態を調整することによりガス冷却管１ａと外筒１ｃとを着脱可能にするものであった。
それに対して第２実施形態の着脱機構１７は、外周面に係合溝１８ａが設けられた第１継手部１８と、内周面にＯリング１９ｂ（突起部）が設けられた第２継手部１９とを係合させることにより、ガス冷却管１ａと外筒１ｃとを着脱可能にするものである。
なお、以下の説明において、第１実施形態と同様の構成については、同一の符号を付し、説明を省略する。

図４に示す着脱機構１７は、外筒１ｃの端部に固定された第１継手部１８と、ガス冷却管１ａに固定され第１継手部１８と着脱可能に係合する第２継手部１９とを備える。
第１継手部１８の外周面には、第２継手部１９が備えるＯリング１９ｂが係合する円環状の係合溝１８ａが形成されている。

第２継手部１９は、Ｏリング１９ｂを保持する円筒状の保持部材１９ａと、保持部材１９ａにより保持されるＯリング１９ｂと、保持部材１９ａの外側に配置されるカバー部材１９ｄと、保持部材１９ａに固定された円板状の蓋部材１９ｅと、カバー部材１９ｄと蓋部材１９ｅとに接するように配置されたスプリング部材１９ｃとを備える。蓋部材１９ｅは、溶接により、ガス冷却管１ａの外周面に接合されている。

図４に示される状態は、第１継手部１８の係合溝１８ａと第２継手部１９のＯリング１９ｂとが係合している状態である。この状態において、第２継手部１９のＯリング１９ｂは、ガス冷却管１ａの軸方向に直交する半径方向の外周位置がカバー部材１９ｄの内周面と接した状態となっている。従って、図４に示される状態では、第１継手部１８の係合溝１８ａと第２継手部１９のＯリング１９ｂとが係合している。

図４に示される状態で、第１継手部１８から第２継手部１９を離間させる場合、作業者は、カバー部材１９ｄの外周面を持ち、カバー部材１９ｄを図４の右方に移動させるようにする。カバー部材１９ｄには、スプリング部材１９ｃによって図４の左方に移動する付勢力が与えられている。従って、作業者は、スプリング部材１９ｃの付勢力に打ち勝つ力を与えることにより、カバー部材１９ｄを図４の右方に移動させることができる。

カバー部材１９ｄが図４の右方に移動すると、Ｏリング１９ｂの外周位置がカバー部材１９ｄの内周面と接しない状態となり、Ｏリング１９ｂが半径方向外側に位置するように変形する。この変形により、第１継手部１８の係合溝１８ａと第２継手部１９のＯリング１９ｂとが係合しない状態となり、第１継手部１８から第２継手部１９が離間する。このように、作業者は、カバー部材１９ｄの外周面を持ち、カバー部材１９ｄを図４の右方に移動させるという作業をすることにより、第１継手部１８から第２継手部１９を容易に離間させることができる。

第１継手部１８に第２継手部１９を係合させる手順は、前述した第１継手部１８から第２継手部１９を離間させる手順の逆となる。すなわち、作業者は、スプリング部材１９ｃの付勢力に打ち勝つ力をカバー部材１９ｃに与え、カバー部材１９ｃと蓋部材１９ｅが近接するようにする。この状態で、Ｏリング１９ｂの外周位置は、カバー部材１９ｄの外周面と接しない状態である。

そして、作業者は、第２継手部１９を図４の左方に移動させ、Ｏリング１９ｂの位置が第１継手部１８の係合溝１８ａの位置と一致するようにする。この状態で作業者がカバー部材１９ｄを離すと、スプリング部材１９ｃの付勢力によってカバー部材１９ｄが図４の左方に移動し、Ｏリング１９ｂの外周位置がカバー部材１９ｄの内周面と接した状態となる。このようにして、第１継手部１８の係合溝１８ａと第２継手部１９のＯリング１９ｂとの係合が外れにくい状態となる。

以上説明したように、本実施形態のガスサンプリングプローブ１は、外筒１ｃに固定され、外周面に係合溝１８ａが形成された第１継手部１８と、ガス冷却管１ａに固定され、係合溝１８ａに係合するＯリング１９ｂが内周面に設けられた第２継手部１９とを備える。第１継手部１８と第２継手部１９とを係合又は離間させることによりガス冷却管１ａが外筒１ｃに対して着脱可能となっている。
このようにすることで、第１継手部１８と第２継手部１９とを係合又は離間させるという容易な作業により、生成ガスが導入されるガス冷却管１ａの外周面に固定された加熱用ヒータ１ｂの交換又は修理を行うことができる。

〔他の実施形態〕
第１実施形態に示される着脱機構１３は、外筒１ｃに雄ねじ部１３ａが固定され、ガス冷却管１ａに雌ねじ部１４を備える締結部１３ｂが固定されるものであったが、他の態様であってもよい。例えば、着脱機構１３は、外筒１ｃに雌ねじ部が固定され、ガス冷却管１ａに雄ねじ部が固定される態様であってもよい。

また、第１実施形態に示される着脱機構１３の雄ねじ部１３は、外筒１ｃの端部に溶接により接合（固定）されるものであるが、他の態様であってもよい。例えば、外筒１ｃの端部の外周面を加工することにより雄ねじ部１３を設ける態様であってもよい。この場合、外筒１ｃと雄ねじ部１３とは、一体成形された筒状部材に含まれることとなる。

また、第２実施形態に示される着脱機構１５は、外筒１ｃに係合溝１８ａを有する第１継手部１６が固定され、第１継手部１６にＯリング１９ｂを有する第２継手部１７が固定されるものであったが、他の態様であってもよい。例えば、着脱機構１５は、外筒１ｃにＯリング１９ｂを有する第２継手部１７が固定され、第２継手部１７に係合溝１８ａを有する第１継手部１６が固定される態様であってもよい。

また、第２実施形態に示される着脱機構１７の第１継手部１８は、外筒１ｃの端部に溶接により接合（固定）されるものであるが、他の態様であってもよい。例えば、外筒１ｃの端部の外周面を加工することにより第１継手部１８を設ける態様であってもよい。この場合、外筒１ｃと第１継手部１８とは、一体成形された筒状部材に含まれることとなる。

１ ガスサンプリングプローブ
１ａ ガス冷却管（内筒）
１ｂ 加熱用ヒータ（加熱部）
１ｃ 外筒
１ｌ 冷却層
４ ダスト捕集ホルダ
６ 減圧弁
７ ドレンポット
８ ガス吸収瓶
９ チューブ
１２ 温度センサ（温度検出部）
１３ 雄ねじ部
１４ａ 雌ねじ部
１５，１７ 着脱機構
１８ 第１継手部
１８ａ 係合溝
１９ 第２継手部
１９ｂ Ｏリング（突起部）
２０ 温度制御部
１００ ガスサンプリング装置
Ａ ガス生成炉

Claims (6)

1. ガス生成炉にて生成された生成ガスを採取するガスサンプリングプローブであって、
   前記ガス生成炉内の前記生成ガスが導入される内筒と、
   該内筒の外側に配置され、前記内筒との間に前記生成ガスを冷却するための冷却層を形成する外筒と、
   前記内筒の外周面に固定され、前記内筒を流通する前記生成ガスを加熱する加熱部と、
   前記内筒を前記外筒に対して着脱可能とする着脱機構とを備えることを特徴とするガスサンプリングプローブ。
2. 前記着脱機構は、
   前記内筒又は前記外筒のいずれか一方に固定された雄ねじ部と、
   前記内筒又は前記外筒のいずれか他方に固定された雌ねじ部とを備え、
   前記雄ねじ部と前記雌ねじ部との締結状態を調整することにより前記内筒が前記外筒に対して着脱可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のガスサンプリングプローブ。
3. 前記着脱機構は、
   前記内筒の外周面に固定され、前記内筒の外周面と前記外筒の内周面とを接続する円板状の接続部材を備え、
   前記雄ねじ部は、前記外筒の端部に固定された第１円環部材の外周面に形成されており、
   前記雌ねじ部は、前記接続部材の外周端に固定された第２円環部材の内周面に形成されていることを特徴とする請求項２に記載のガスサンプリングプローブ。
4. 前記着脱機構は、
   前記内筒又は前記外筒のいずれか一方に固定され、外周面に係合溝が設けられた第１継手部と、
   前記内筒又は前記外筒のいずれか他方に固定され、内周面に前記係合溝に係合する突起部が設けられた第２継手部とを備え、
   前記第１継手部と前記第２継手部とを係合又は離間させることにより前記内筒が前記外筒に対して着脱可能となっていることを特徴とする請求項１に記載のガスサンプリングプローブ。
5. 前記生成ガスが流通する流路上に配置され、前記生成ガスの温度を検出する温度検出部を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のガスサンプリングプローブ。
6. 前記内筒に導入された前記生成ガスを減圧する減圧弁と、
   前記減圧弁により減圧された前記生成ガスに含まれる所定の成分を吸収液に吸収させる吸収部と、
   前記減圧弁により減圧された前記生成ガスを前記吸収部に導く配管とを備え、
   前記温度検出部は、前記配管内に着脱可能に配置されていることを特徴とする請求項５に記載のガスサンプリングプローブ。

Images