| 【発明の名称】 |
導電率検出センサ |
| 【発明者】 |
【氏名】藤原 重美
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| 【要約】 |
【課題】導電率を測定するサンプル水の圧力が低下してもシールが確実に行われ、サンプル水の液もれを生じないようにする。
【解決手段】棒形電極部３２と、その後端から突出する小径ねじ軸３３とを有する金属製の２本の電極３１と、上記２本の電極を貫通して支持する段付孔３５を軸方向に平行に備えた電極ホルダ３４と、上記電極ホルダの後部を大径前半部５４に保持し、各電極の小径ねじ軸の後端に接続した導線４０を小径後半部５５を通じて引出す段付き中空部５３を有するニップル５２とからなり、各電極の棒形電極部の外周と電極ホルダの段付孔の大径孔部との間、及び電極ホルダの後部外周とニップルの内周の大径前半部との間を夫々Ｏリング５１，５２でシールすると共に、各電極の棒形電極部の後端とその後端が対向する段付孔の段１５′との間、及び電極ホルダの後端とその後端が対向するニップルの段付き中空部の段部５６との間を夫々シール材３８，４７でシールする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 棒形電極部と、その後端から突出する小径ねじ軸とを有する金属製の２本の電極と、上記２本の電極を貫通して支持する段付孔を軸方向に平行に備えた電極ホルダと、上記電極ホルダの後部を大径前半部に保持し、各電極の小径ねじ軸の後端に接続した導線を小径後半部を通じて引出す段付き中空部を有するニップルとからなり、各電極の棒形電極部の外周と電極ホルダの段付孔の大径孔部との間、及び電極ホルダの後部外周とニップルの内周の大径前半部との間を夫々Ｏリングでシールすると共に、各電極の棒形電極部の後端とその後端が対向する段付孔の段との間、及び電極ホルダの後端とその後端が対向するニップルの段付き中空部の段部との間を夫々シール材でシールしたことを特徴とする導電率検出センサ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ボイラの缶水の一部を取出したサンプル水の流路の途中に設けた十字形、Ｔ字形の継手等に取付け、２本の電極によりサンプル水の導電率を計測するボイラのブロー管理装置や、高温冷却水の水質管理装置に使用する導電率検出センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の低温、低圧タイプの導電率検出センサは、図２に示すように棒形電極部１２と、その後端から同心状に突出する小径ねじ軸１３とを備えた金属製の２本の電極１１，１１の各小径ねじ軸に外径が棒形電極部に対応したパッキン１８を嵌め、前記棒形電極部が入る大径孔部１６と、小径ねじ軸が貫通する小径孔部１７とからなる２つの段付孔１５，１５を軸方向に平行に備えたプラスチック製の円柱形の電極ホルダ１４の上記２つの段付孔に各電極１１を挿入し、段付孔の小径孔部１７から後向きに突出した各電極の小径ねじ軸１３に後からナット１９をねじ込んで電極ホルダの後端面１４′に締付けることにより棒形電極部１２の後端でパッキン１８を段付孔の段１５′に押付け、各電極１１を電極ホルダ１４にシールして固定する。
【０００３】各電極の小径ねじ軸の後端部には導線２０を取付けた圧着端２１を嵌めたのちナット２２をねじ込み、ナット１９に対し締付けて圧着端子を固定し、筒形のターミナルボックス２３の前端部内周を電極ホルダの外周後部の雄ねじにねじ込んでターミナルボックスを電極ホルダに後向きに周定し、圧着端子２１に取付けた導線２０をターミナルボックス２３から外に引出す。
【０００４】ボイラの缶水の導電率を測定するには、ボイラの缶水の一部を取出したサンプル水の流路１の、サンプル水が下から上に流れる個所に十字形継手２を接続し、電極ホルダ１４の外周に設けた６角形などの工具係合部２４をモンキなどでつかまえ、その係合部の前に形成した雄ねじを、サンプル水の流れに直交する継手の２つの雌ねじ孔３，４の一方、例えば３にねじ込み、継手の十字路の中央部２′内で２本の電極１１，１１の一方を上、他方を下に位置させ、電極ホルダをねじ込まなかった雌ねじ孔４はプラグ５をねじ込んで塞ぎ、ターミナルボックス２３から引出した導線２０，２０は管理装置の制御器に接続する。
【０００５】低温、低圧タイプの導電率検出センサの電極ホルダ１４のプラスチックの材質はＰＥ、ＰＰ、ＰＶＣ、ＰＴＦＥ、パッキン１８の弾性プラスチックの材質はＥＰＤＭ、ＮＢＲであって、耐熱性に問題があるため、適用温度は通常４０℃以下、適用圧力は通常５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下である。従って、最高使用圧力が１６ｋｇｆ／ｃｍ2 、温度約２０３℃のボイラの缶水の導電率を計測するためには、サンプル水の流路１には、十字形継手２の上流に冷却水による熱交換器と減圧器を接続し、継手中を下から上に流れるサンプル水の温度を４０℃程度、圧力を５ｋｇｆ／ｃｍ2 程度に下げている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、ボイラの運転休止や、自動弁の閉止によりボイラの圧力がサンプル水に伝わらなくなった場合はサンプル水の温度は４０℃以下に下がり、圧力は５ｋｇｆ／ｃｍ2 以下、ボイラが停止して冷えると大気圧まで下がる。このため、長期間の運転中には電極ホルダが熱膨張により膨張、収縮を繰返すうちに、材料の結晶組織により復元性が失われるため、パッキン１８の締付け力が弱まる。それでもボイラの運転中は継手中を下から上に流れるサンプル水の圧力５ｋｇｆ／ｃｍ2 で各電極１１，１１は段付孔の大径孔部１６の奥に向かって加圧され、これにより電極の棒形電極部１２の後端はパッキン１８を段付孔の段１５′に押付けるため、パッキングによるシールは行われる。しかし、ボイラの運転休止、停止などでサンプル水の圧力が下がると、各電極１１，１１の棒形電極部１２の後端を介してパッキン１８を段付孔の段１５′に押付ける力が低下するため、パッキン１８によるシール効果は失われ、ターミナルボックス側への液もれが生じる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は上述した問題点を解消するために開発されたもので、棒形電極部と、その後端から突出する小径ねじ軸とを有する金属製の２本の電極と、上記２本の電極を貫通して支持する段付孔を軸方向に平行に備えた電極ホルダと、上記電極ホルダの後部を大径前半部に保持し、各電極の小径ねじ軸の後端に接続した導線を小径後半部を通じて引出す段付き中空部を有するニップルとからなり、各電極の棒形電極部の外周と電極ホルダの段付孔の大径孔部との間、及び電極ホルダの後部外周とニップルの内周の大径前半部との間を夫々Ｏリングでシールすると共に、各電極の棒形電極部の後端とその後端が対向する段付孔の段との間、及び電極ホルダの後端と、その後端が対向するニップルの段付き中空部の段部との間を夫々シール材でシールしたことを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】３１は導電性の金属、例えばステンレス鋼、銀、銅、黄銅、金、白金、チタン等からなる２本の電極で、従来の電極と同様に棒形電極部３２と、その後端から同心状に後向きに突出する一体の小径ねじ軸３３を備えている。尚、電極の精度を向上するため電極に銀のロー付けやメッキなどの処理を施すこともある。３４はプラスチックで成形した円柱形の電極ホルダで、上記２本の電極３１，３１を貫通して支持するため棒形電極部３２が入る大径孔部３６と、小径ねじ軸が貫通する小径孔部３７とからなる２つの段付孔３５，３５を軸方向に平行に備えている。
【０００９】各電極３１を電極ホルダの段付孔３５に挿入する際は、棒形電極部３２の外周に設けた環状溝にＯリング５０を嵌めて保持すると共に、小径ねじ軸３３には外径が棒形電極部の外径に対応したＯリング、又は板パッキンからなるシール材３８を嵌めておく。こうしてＯリング５０を段付孔の大径孔部３６の内周に摺接しながら各電極３１を電極ホルダの段付孔３５に挿通し、小径孔部３７から外に後向きに突出した小径ねじ軸３３の後端部にナット３９をねじ込んで電極ホルダの後面３４′に締付けることによって棒形電極部の後端でシール材３８を段付孔の段３５′に押付け、各電極３１を電極ホルダ３４に固定する。これによって各電極の棒形電極部の外周と、電極ホルダの段付孔の大径孔部との間をＯリング５０がシールし、又、各電極の棒形電極部の後端と、その後端が対向する段付孔の段３５′との間をシール材３８がシールし、こうして各電極と電極ホルダの間は二重にシールされる。従って、ボイラの運転休止、停止などでサンプル水の圧力が下がり、各電極３１，３１の棒形電極部３２の後端を介してシール材３８を段付孔の段３５′に押付ける力が低下しても、Ｏリング５０がシール機能を維持し、ターミナルボックス側への液もれを防止する。
【００１０】電極３１，３１の各小径ねじ軸３３には導線４０を取付けた圧着端子４１を後から嵌めたのちナット４２をねじ込み、圧着端子４１をナット３９に対して固定する。
【００１１】電極ホルダ３４の後部外周には環状溝を設け、Ｏリング５１を嵌めて保持する。Ｏリング５１は図示のように前後２個保持してもよい。
【００１２】５２は金属、例えばステンレス鋼製のニップルで、Ｏリング５１を外周に保持した電極ホルダ３４の後部を内周に嵌合する大径の前半嵌合部５４と、それよりも小径の後半筒部５５とからなる段付き中空部５３を有し、前半嵌合部５４と後半筒部５５との境界は段部５６になっている。そして、前半嵌合部の外周には前述した継手２の雌ねじ孔３又は４にねじ込むための雄ねじ、後半筒部の外周にはターミナルボックス４３を取付けるための雄ねじ、上記両方の雄ねじの間には６角形などの工具係合部４４が設けてある。このニップル５２は市販のステンレス鋼製異径六角ニップルを加工して製造することができる。
【００１３】電極ホルダのＯリング５１を保持した後部をニップル５２の前半嵌合部５４の内周に挿入して保持する。それには、前半嵌合部５４の内周に段部５６に押付けられるＯリング、又は板パッキンのシール材５７を嵌め入れ、導線４０を後半筒部５５の後端から外に引出し、電極ホルダの後部に保持したＯリング５１を前半嵌合部５４の内周に摺接させながら電極ホルダの後部をニップルの前半嵌合部の内部に押込み、電極ホルダの後端でシール材５７を段部５６に圧縮する。この圧縮状態を保つため、ニップルの工具係合部４４の前には留めねじ４５をねじ込むための半径方向の複数の雌ねじ孔を設けてあり、電極ホルダ３４の外周の後端部には上記留めねじ４５の先端を受入れる凹部４６を設けてある。
【００１４】従って、前述したようにニップルの前半嵌合部５４の内部に電極ホルダのＯリング５１を保持した後部を押込んでシール材５７を段部５６に圧縮し、その状態で複数の留めねじ４５を半径方向の雌ねじ孔にねじ込み、留めねじの先端を電極ホルダの凹部４６に係合することによって、電極ホルダの後部をニップルの前半嵌合部に保持でき、電極ホルダの後部とニップルの前半嵌合物の間はＯリング５１と、圧縮状態のシール材５７で二重にシールされる。これによりボイラの運転休止、停止などでサンプル水の圧力が下がり、電極ホルダの後端を介してシール材５７をニップルの段部５６に押付ける力が低下しても、Ｏリング５１がシール機能を維持するのでターミナルボックス側への液もれを防止する。
【００１５】電極ホルダ３４は、図示の実施形態では小径ねじ軸３３をナット３９で後から締付ける面３４′の回りから後に延長し、ニップルの前半嵌合部の内部に突入する筒部４７を有し、この筒部４７により小径ねじ軸の後端部とナット３９，４２、圧着端子４１を囲むと共に、筒壁４７の後端がシール材５７を段部５６に圧縮するようになっている。そして、必要に応じニップルの後半筒部５５と筒壁４７の内部にはエポキシ樹脂の充填層４８を設け、シールをより確実に行う。尚、小径ねじ軸の後端部、ナット３９，４２、圧着端子４１をニップルの後半筒部５５中に収容するようにして筒壁４７を省略することも可能である。
【００１６】後半筒部５５の外周の雄ねじにはターミナルボックス４３の前端部をねじ込んで取付け、導線４０はターミナルボックスの内部を経て外に出す。
【００１７】図示の実施形態では電極ホルダ３４の二つの段付孔の大径孔部３６の長さは電極の棒形電極部３２と同じで、棒形電極部の前端は電極ホルダの前端に露出するようになっているが、これにより導電性を向上させる効果がある。
【００１８】又、プラスチック製の電極ホルダ３４の後部を金属製のニップル５２の前半嵌合部５４の内部に保持することにより電極の機械的強度を向上させる効果があり、又、ターミナルボックス取付け用の雄ねじを金属製のニップルに設けることにより同じく機械的強度を向上させる効果がある。
【００１９】電極ホルダ３４を成形するプラスチックの材質には耐熱性、耐食性を有し、機械的強度に優れたＰＥＥＫや、ＰＰＳを使用し、又、Ｏリング５０，５１やシール材３８の弾力性を有するゴムの材質には耐熱性、耐食性、柔軟性に優れた軟質テフロンゴムや、ＦＫＭ（フッ素ゴム）を使用すると、適用温度２０３℃、適用圧力１６ｋｇｆ／ｃｍ2 に耐えられる高温、高圧タイプの導電率検出センサを得ることができる。このセンサを継手に取付けて使用するときは、継手の上流側の流路にサンプル水の冷却用の熱交換器や、圧力を下げる減圧器を接続する必要が無くなると共に、冷却水を多量に使用する必要が無くなる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０６３
【氏名又は名称】栗田工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月４日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】福田 武通 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２４８６５８ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）９月１７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−５２２７０ |
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