生命科学関連特許情報
| タイトル： | 特許公報(B2)_高温、高圧用導電率検出センサ |
| 出願番号： | 2000065810 |
| 年次： | 2004 |
| IPC分類： | 7,G01N27/07,G01R27/22 |
特許情報キャッシュ
野末 満 黒川 努 JP 3596413 特許公報(B2) 20040917 2000065810 20000310 高温、高圧用導電率検出センサ 栗田工業株式会社 000001063 福田 賢三 100082669 福田 伸一 100095337 福田 武通 100061642 野末 満 黒川 努 20041202 7 G01N27/07 G01R27/22 JP G01N27/07 G01R27/22 Z 7 G01N 27/00-27/24 G01R 27/00-27/32 特開平１１−２４８６５８（ＪＰ，Ａ） 実開昭６２−２０３４４６（ＪＰ，Ｕ） 特開昭６２−２８９７５４（ＪＰ，Ａ） 特開昭６３−０７５６４６（ＪＰ，Ａ） 3 2001255294 20010921 6 20020925 田中 洋介 【０００１】【発明の属する技術分野】この発明は、ボイラー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字形の継ぎ手等に取付け、４本の電極によりサンプル水の導電率を計測するボイラー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】本特許出願人は、そのような高温、高圧タイプの導電率検出センサを特開平１１−２４８６５８号公報で提案した。この導電率検出センサは２電極式で、各電極の棒形電極部の外周と電極ホルダの段付き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Ｏリングでシールすると共に、各電極の棒状電極部の後端とその後端が対向する段付き孔の段との間、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シール材でシールしている。【０００３】【発明が解決しようとする課題】上記２電極式センサは電極間に流れる電流を直接に測定するため、電極表面に被膜が形成されると電気伝導率を測定するには洗浄及び校正が必要になる。この点、４電極式センサは汚れに対して強いとされているが、２電極式よりも大形になり、それによって配管への取付けが大がかりになる。【０００４】導電率の測定には温度補正が必要であるため、温度センサを導電率検出センサの内部に埋没させて内部一体型にすることが望ましいが、そうするとボイラー水など検水との接触面積が少なくなって温度応答性が悪くなり、その結果、間違った導電率が計測されることが生じる。【０００５】【課題を解決するための手段】請求項１の導電率検出センサは４電極式でありながら２電極式と同程度の大きさにまとめたのであって、棒形電極部及びその後端から一体に突出したねじ軸を有する金属製の４本の電極と、上記４本の電極の１本宛を軸方向に平行な４つの支持孔に夫々貫通して支持し、各電極の棒形電極部の前端が向いた前端部を検水部とした樹脂製の電極ホルダと、上記電極ホルダの後部を大径中空部に保持した大径前半部及び各電極のねじ軸の後端に接続した導線を小径中空部を通じて外に後向きに引き出す小径後半部を有する段付き中空部を備えた金属性のニップルとからなり、上記４本の各電極の棒形電極部と、上記棒形電極部を収容した電極ホルダの支持孔の電極部収容部分との間を高温乾燥によって固化するシール材でシールすると共に、各電極のねじ軸と、このねじ軸を収容した電極ホルダの支持孔のねじ軸収容部分との間をシールし、電極ホルダの後部外周と、これを保持したニップルの大径中空部の内周との間をＯリングでシールし、電極ホルダの後端と、ニップルの大径中空部の後端とをシール材でシールし、且つ各電極のねじ軸の後端に接続した導線を外に引き出したニップルの小径中空部の内部に熱によって固化するシール材を充填し、上記電極ホルダには前端の検水部の回りを囲む前向き筒部を一体に形成し、この前向き筒部の前端をシリコンゴム製の保護キャップで塞ぐと共に、前向き筒部の側面に、検水を該前向き筒部の直径方向に流すため通水孔を当該直径方向に対向して設けたことを特徴とする。又、請求項２の導電率検出センサは、請求項１に記載の高温、高圧用導電率検出センサにおいて、電極ホルダには電極の支持孔と平行な第２支持孔を設け、この第２支持孔に棒形電極部及びその後端から一体に突出したねじ軸を有する金属製の１本の温度センサを電極と同方向に貫通して支持し、この温度センサの前端部を電極ホルダの前端の検水部から上記４本の電極の前端よりも前に長く突出させたことを特徴とする。請求項３の導電率検出センサは、請求項２に記載の高温、高圧用導電率検出センサにおいて、電極ホルダが支持孔に貫通して支持する４本の電極は、電極ホルダの前端の直径方向に沿って一列に配列し、第２支持孔に貫通して支持する１本の温度センサは、電極ホルダの前端の中央近傍に設けたことを特徴とする。【０００６】【発明の実施の形態】１０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４本の電極で、棒形電極部１１と、その後端から同心状に後向きに突出するほゞ同径の一体のねじ軸１３を備え、棒形電極部１１は中間よりも前に環状溝１２を有する。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。【０００７】２０はプラスチックで成形した円柱形の電極ホルダで、上記４本の電極１０を１本宛、貫通して支持する４つの支持孔２１を軸方向に平行に備えている。各支持孔２１は棒形電極部収容部分２２と、ねじ軸１３を収容するねじ孔のねじ軸収容部分２３とからなる。【０００８】各電極１０を電極ホルダの支持孔２１に貫通して支持する際は、棒形電極部１１の外周に高温乾燥によって固化するシール材、例えばコーキング剤を塗布し、且つ、環状溝１２にもこれを満たして棒形電極部収容部分２２に挿入すると共に、ねじ軸１３にはテフロン製のシールテープなどを巻付けてねじ孔のねじ軸収容部分２３にねじ込み棒形電極部１１、ねじ軸１３とも支持孔２１にシールして固定する。これにより電極に加わる軸方向の力で電極が支持孔２１内でずれ動くのが防止できる。この状態でねじ軸１３の後端部は電極ホルダ２０の後端から後向きに突出し、被覆した導線１４を高温半田などで連結することができる。又、棒形電極部１１の前端部は電極ホルダ２０の前端から僅かに、例えば１ｍｍ突出する。【０００９】電極ホルダ２０の前端の前は検水部２４であり、電極ホルダは前端の回りから前向きに突出する同心の前向き筒部２５を備えている。【００１０】そして、温度センサ３０を、電極１０と一緒に支持するため、電極ホルダ２０には左右の直径方向Ｄの上側に前記４つの支持孔２１を左右に一列に設けて前述したように４本の電極１０を貫通支持し、直径方向Ｄの下側の中央部に第２支持孔２６を軸方向に設け、この第２支持孔２６に温度センサ３０を貫通支持する（図１ｄ参照）。【００１１】温度センサ３０はセンサ本体３１の前に大径部３２を有し、大径部３２の前に小判形の感知部３３を備えている。感知部３３の小判形の円弧面３３′，３３′は大径部３２の外周と連なっている。【００１２】第２支持孔２６は温度センサ３０の大径部３２と、その直後のセンサ本体３１の外周に嵌めたＯリング３４を受入れる拡径部を前端部に有する。従って第２支持孔２６に支持された温度センサ３０の小判形の感知部３３が電極ホルダの前端から前に突出する長さは、例えば４ｍｍで、４本の電極１０の前端よりも前に長く突出している。尚、感知部３３は小判形の二つの平らな面を、４つの支持孔の配列と同じく左と右に向けている。温度センサの感知部３３をこのように長く電極ホルダの前端の検水部２４から突出させることにより検水に対する温度センサの接触面積が増大し、良好な感度を得ることができる。【００１３】温度センサ３０のセンサ本体３１の長さは短く、第２支持孔の前半内部に後端が位置し、その後端からは被覆した導線３５が延びて第２支持孔の後端から突出する。温度センサを第２支持孔内に固定するため前述したＯリング３４のほかに、センサ本体の後端に接続した導線３５の前端外周には前述した高温乾燥によって固化するシール材、例えばコーキング剤を塗布し、その固化層３６で固定する。【００１４】電極ホルダの前端から突出する前向き筒部２５の側面には、検水を流すための通水孔２７，２７を直径方向に対向して設けてボイラ水などの検水を該前向き筒部２５の直径方向に流すことができるようにし、温度センサの小判形の感知部の上下に向いた円弧面３３′，３３′が通水孔２７，２７を通って流れるボイラ水などの検水を浴びる。尚、前向き筒部２５の前端には中心に孔を有する保護キャップ２８を取外し可能に嵌め、検水部２４を塞ぐ。保護キャップ２８はシリコンゴム製などの容易に脱着できるものであることが好ましい。その側面に直径方向に対向して設けられた通水孔を有する前向き筒部２５、及びその前端を塞ぐキャップ２８によって４極式導電率測定時のもれ電流によるノイズを防止し、安定した測定を行うことができる。【００１５】電極ホルダ２０の後端には第２支持孔２６の左右に一部を埋めて導電部材３７，３７が取付けてあり、温度センサ３０の２本の導線３５の芯線を１本宛、上記導電部材３７，３７に接続する。そして、各導電部材３７，３７には後向きに被覆導線３８，３８が高温半田で連結してある。電極ホルダの外周後端には同心の後向き筒２９が設けてある。【００１６】４０は金属、例えばステンレス鋼製のニップルで六角形の工具係合部４１の前に電極ホルダ２０の後部を大径中空部の内周に保持する大径前半部４２と、電極のねじ軸１３の後端に連結された導線１４や、温度センサの導電部材３７の後端に連結した導線３８を小径中空部を通じて外に引き出す小径後半部４３とからなる段付き中空部４４を備えている。【００１７】電極ホルダの後部を大径前半部４２の内周に保持するには、段付き中空部４４の内部の段面４４′にパッキン４５を当て、電極ホルダの後部外周の環状溝にＯリング４６を嵌めて大径前半部４２の内周に前から押込み、電極ホルダの後向き筒２９の後端で上記パッキン４５を圧縮する。そして、大径前半部４２の回りに複数個設けた半径方向のネジ孔に止めねじ４７をねじ込み、止めねじの先端で電極ホルダ２０の後部外周を締付ける。尚、Ｏリング４６は１つでもよいが、図では２個使用し、シール性を高めている。又、電極ホルダの後端から後に延びる各導線１４，３８を小径中空部から外に後向きに引き出し、段付き中空部の内部に電極ホルダの後向き筒の内部も含んで高温下でシール性を持続できるシール材、例えばエポキシ樹脂などのモールド剤４８を充填して固化させる。【００１８】【発明の効果】請求項１によれば４電極式でありながら２電極式と同程度の大きさで、汚れに対して強い導電率検出センサが得られる。又、請求項２、３により４電極と一緒に温度センサを電極ホルダに埋没した一体型の温度センサ付き導電率検出センサが得られる。【図面の簡単な説明】【図１】図は本発明による導電率検出センサの一実施形態を示すもので、（ａ）は全体の側面図、（ｂ）は同じく平面図、（ｃ）は（ｂ）を右から見た正面図、（ｄ）は（ｃ）の保護キャップを外した状態の正面図、（ｅ）は（ｄ）のＡ−Ａ線での断面図、（ｆ）は（ｄ）のＢ−Ｂ線での断面図。【符号の説明】１０ 電極１１ 電極の棒形電極部１３ 電極のねじ軸２０ 電極ホルダ２１ 電極の支持孔２２ 支持孔の棒形電極部収容部分２３ 支持孔のねじ軸収容部分２４ 検水部２６ 第２支持孔３０ 温度センサ３１ 温度センサのセンサ本体３２ 温度センサの大径部３３ 温度センサの小判形感知部４０ ニップル４１ ニップルの工具係合部４２ ニップルの大径前半部４３ ニップルの小径後半部４５ 電極ホルダの後端とニップルの大径中空部の後端（段面４４′）との間をシールするシール材（パッキン）４８ ニップルの小径中空部（小径後半部の内周）に充填されたシール材（モールド剤） 棒形電極部及びその後端から一体に突出したねじ軸を有する金属製の４本の電極と、上記４本の電極の１本宛を軸方向に平行な４つの支持孔に夫々貫通して支持し、各電極の棒形電極部の前端が向いた前端部を検水部とした樹脂製の電極ホルダと、上記電極ホルダの後部を大径中空部に保持した大径前半部及び各電極のねじ軸の後端に接続した導線を小径中空部を通じて外に後向きに引き出す小径後半部を有する段付き中空部を備えた金属性のニップルとからなり、上記４本の各電極の棒形電極部と、上記棒形電極部を収容した電極ホルダの支持孔の電極部収容部分との間を高温乾燥によって固化するシール材でシールすると共に、各電極のねじ軸と、このねじ軸を収容した電極ホルダの支持孔のねじ軸収容部分との間をシールし、電極ホルダの後部外周と、これを保持したニップルの大径中空部の内周との間をＯリングでシールし、電極ホルダの後端と、ニップルの大径中空部の後端とをシール材でシールし、且つ各電極のねじ軸の後端に接続した導線を外に引き出したニップルの小径中空部の内部に熱によって固化するシール材を充填し、上記電極ホルダには、前端の検水部の回りを囲む前向き筒部を一体に形成し、この前向き筒部の前端をシリコンゴム製の保護キャップで塞ぐと共に、前向き筒部の側面に、検水を該前向き筒部の直径方向に流すための通水孔を当該直径方向に対向して設けたことを特徴とする高温、高圧用導電率検出センサ。 請求項１に記載の高温、高圧用導電率検出センサにおいて、電極ホルダには電極の支持孔と平行な第２支持孔を設け、この第２支持孔に棒形電極部及びその後端から一体に突出したねじ軸を有する金属製の１本の温度センサを電極と同方向に貫通して支持し、この温度センサの前端部を電極ホルダの前端の検水部から上記４本の電極の前端よりも前に長く突出させたことを特徴とする高温、高圧用導電率検出センサ。 請求項２に記載の高温、高圧用導電率検出センサにおいて、電極ホルダが支持孔に貫通して支持する４本の電極は、電極ホルダの前端の直径方向に沿って一列に配列し、第２支持孔に貫通して支持する１本の温度センサは、電極ホルダの前端の中央近傍に設けたことを特徴とする高温、高圧用導電率検出センサ。