(57)【要約】      （修正有）【課題】電極間に導入される検査対象水を確保でき、信頼性の高い測定を行うことができる水質モニタ用電極を提供する。【解決手段】検査対象水の水質をモニタする水質モニタ用電極２０であって、内部と外部とを連通させる貫通穴２２１を有する筒状の第１電極２２と、第１電極２２の内部に収容され、第１電極２２から離間して第１電極２２と同軸上に配置される第２電極２３と、貫通穴２２１の縁部に配置される環状の非導電性部材３０と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検査対象水の水質をモニタする水質モニタ用電極であって、
内部と外部とを連通させる貫通穴を有する筒状の第１電極と、
前記第１電極の内部に収容され、前記第１電極から離間して前記第１電極と同軸上に配置される第２電極と、
前記貫通穴の縁部に配置される環状の非導電性部材と、を備える水質モニタ用電極。
【請求項２】
前記非導電性部材の内径は、前記第１電極の内面と前記第２電極の外面との距離以下である請求項１に記載の水質モニタ用電極。
【請求項３】
前記水質モニタ用電極は、ボイラにおける検査対象水を貯留する貯留部、及び／又は、ボイラにおける検査対象水が流通する配管に配置され、
前記貯留部及び／又は前記配管は、鉄系の金属材料で形成され、
前記第１電極は、鉄系の金属材料で形成され、
前記第２電極は、前記第１電極とは異なる種類の金属材料で形成される請求項１又は２に記載の水質モニタ用電極。
【請求項４】
前記非導電性部材の内径は、３〜５ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載の水質モニタ用電極。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検査対象水の水質をモニタする水質モニタ用電極に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２つの電極間に生じる電流（水質信号）により、ボイラ水（検査対象水）の水質をモニタする水質モニタ用電極が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の水質モニタ用電極は、ボイラの下部ヘッダに貯留されるボイラ水に浸漬されて、下部ヘッダに貯留されるボイラ水の水質をモニタすることで、ボイラの腐食に関する水質をモニタする。
【０００３】
特許文献１に記載の水質モニタ用電極は、内部と外部とを連通させる複数の貫通穴を有する筒状の第１電極と、第１電極の内部に収容され第１電極から離間して第１電極と同軸上に配置される第２電極と、を備える。これにより、第１電極の複数の貫通穴を介して、第１電極と第２電極との間にボイラ水を導入して、第１電極及び第２電極の間に流れる電流（水質信号）により、ボイラの下部ヘッダに貯留されたボイラ水の水質をモニタする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−２３４９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載の水質モニタ用電極には、第１電極の周面に複数の貫通穴が設けられており、複数の貫通穴を介して、第１電極の内部にボイラ水が導入される。このように構成される水質モニタ用電極は、ボイラのボイラ水に長時間浸漬されると、外側に配置される第１電極が腐食し、第１電極の表面には、腐食生成物が盛り上がるように形成される。これにより、第１電極の複数の貫通穴の周囲には、腐食生成物が形成される。そして、複数の貫通穴は、腐食生成物により、塞がっていく。貫通穴が塞がっていくことで、第１電極と第２電極との間に導入されるボイラ水の量が少なくなり、信頼性の高い測定を行えなくなる可能性がある。よって、電極間に導入されるボイラ水（検査対象水）を確保でき、信頼性の高い測定を行うことができる水質モニタ用電極が望まれている。
【０００６】
本発明は、電極間に導入される検査対象水を確保でき、信頼性の高い測定を行うことができる水質モニタ用電極を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、検査対象水の水質をモニタする水質モニタ用電極であって、内部と外部とを連通させる貫通穴を有する筒状の第１電極と、前記第１電極の内部に収容され、前記第１電極から離間して前記第１電極と同軸上に配置される第２電極と、前記貫通穴の縁部に配置される環状の非導電性部材と、を備える水質モニタ用電極に関する。
【０００８】
また、前記非導電性部材の内径は、前記第１電極の内面と前記第２電極の外面との距離以下であることが好ましい。
【０００９】
また、前記水質モニタ用電極は、ボイラにおける検査対象水を貯留する貯留部、及び／又は、ボイラにおける検査対象水が流通する配管に配置され、前記貯留部及び／又は前記配管は、鉄系の金属材料で形成され、前記第１電極は、鉄系の金属材料で形成され、前記第２電極は、前記第１電極とは異なる種類の金属材料で形成されることが好ましい。
【００１０】
また、前記非導電性部材の内径は、３〜５ｍｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、電極間に導入される検査対象水を確保でき、信頼性の高い測定を行うことができる水質モニタ用電極を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の水質モニタを示す図である。
【図２】本実施形態の水質モニタが配置されるボイラを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る水質モニタ１０の一実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態の水質モニタ１０を示す図である。図２は、本実施形態の水質モニタ１０が配置されるボイラ１００を示す図である。
【００１４】
本実施形態の水質モニタ１０は、ボイラ１００（図２参照）に設置される。水質モニタ１０は、ボイラ１００に貯留されたボイラ水の水質判定することで、ボイラ水の腐食に関する情報をモニタリングする。水質モニタ１０は、図１に示すように、ボイラ水の水質に応じた水質信号（電流）が生じる水質モニタ用電極２０と、接続ケーブル４０と、水質モニタ用電極２０に生じた水質信号に基づいてボイラ水の水質を判定する制御器５０と、を備える。
【００１５】
水質モニタ１０は、図２に示すように、ボイラ１００の下部ヘッダ１２０に取り付けられる。下部ヘッダ１２０には、ボイラ１００におけるボイラ水（検査対象水）が貯留される。本実施形態においては、ボイラ１００の主な構成部品は、鉄系金属で形成されており、下部ヘッダ１２０も、鉄系金属で形成されている。
【００１６】
図２に示すように、ボイラの缶体１１０の下部ヘッダ１２０の側面には、水質モニタ用電極２０を固定及び設置するためのモニタ用ソケット１３０と、下部ヘッダ１２０に水を供給する給水配管１４０と、が設置されている。水質モニタ用電極２０の先端側（第１電極２２（後述）及び第２電極２３（後述）が配置される部分）は、下部ヘッダ１２０に貯留されたボイラ水に接触するように、缶体１１０の下部ヘッダ１２０内に突出した状態でモニタ用ソケット１３０に固定される。これにより、水質モニタ用電極２０の先端側（第１電極２２（後述）及び第２電極２３（後述）が配置される部分）は、下部ヘッダ１２０に貯留されたボイラ水に浸漬される。
【００１７】
モニタ用ソケット１３０は、下部ヘッダ１２０の側面であって、バーナ側の水管（図示せず）の近傍に設置される。下部ヘッダ１２０におけるバーナ側の水管（図示せず）の近傍は、缶体１１０内でも腐食の進行しやすい部分である。そのため、バーナ側の水管（図示せず）の近傍に水質モニタ用電極２０を設置することで、缶体１１０内のボイラ水の腐食の程度を精度よく検知することができる。
【００１８】
水質モニタ用電極２０は、下部ヘッダ１２０に貯留されたボイラ水（検査対象水）の水質をモニタする。水質モニタ用電極２０は、ガルバニック腐食（異種金属接触腐食）を利用した腐食センサであり、ボイラ水の腐食の程度に応じた２つの電極（後述する第１電極２２及び第２電極２３）間に生じた水質信号（電流）により、下部ヘッダ１２０に貯留されたボイラ水の水質をモニタする。水質モニタ１０は、水質モニタ用電極２０により生じた水質信号に基づいてボイラ水の水質を判定することで、ボイラ水の腐食に関する情報をモニタリングできる。
【００１９】
図１に示すように、水質モニタ用電極２０は、電極保持部２１と、第１電極２２と、第２電極２３と、複数の樹脂製の環状樹脂部材３０（非導電性部材）と、を備える。電極保持部２１は、円筒状の第１電極２２の内部に円柱状の第２電極２３が配置された状態で、第１電極２２と第２電極２３とを所定の隙間（距離）Ｌ２を開けて支持すると共に固定する。第１電極２２と第２電極２３とは異種金属（異なる種類の金属材料）で構成されている。
【００２０】
第１電極２２は、下部ヘッダ１２０と同種金属の鉄（ＳＳ）製（鉄系の金属材料）の電極であり、中空の円筒状に形成される。第１電極２２の周面には、１２個の貫通穴２２１が形成される。１２個の貫通穴２２１は、第１電極２２の周面において第１電極２２を径方向に貫通して形成され、第１電極２２の内部と外部とを連通させる。貫通穴２２１は、第１電極２２の筒状部分を径方向に貫通しており、第１電極２２の厚さ方向に延びる筒状の内周面の内側の部分により構成される。１２個の貫通穴２２１は、第１電極２２と第２電極２３との間にボイラ水（検査対象水）を導入させる。
【００２１】
１２個の貫通穴２２１は、３個の貫通穴２２１が第１電極２２の長手方向に並んで形成され、３個の貫通穴２２１を１組として周方向に９０°ずつ離間して、計４組（１２個）配置されている。なお、図１においては、４組の貫通穴２２１のうち、対向する２組の貫通穴２２１を図示しており、他の２組の貫通穴の図示を省略している。１２個の貫通穴２２１の周縁部には、それぞれ、樹脂製の環状樹脂部材３０が配置される。
【００２２】
環状樹脂部材３０は、環状に形成され、貫通穴２２１の周縁部に沿って配置される。環状樹脂部材３０には、中央において円形状に形成されて貫通する環状貫通開口３１が形成される。環状樹脂部材３０は、非導電性の部材である。
環状樹脂部材３０は、貫通穴２２１の貫通方向に沿って配置される筒状部３２と、筒状部３２に接続される環状フランジ部３３と、を有する。
【００２３】
筒状部３２は、貫通穴２２１を構成する第１電極２２の厚さ方向（第１電極２２の径方向）に延びる筒状の内周面に沿って延びる。環状樹脂部材３０が貫通穴２２１に取り付けられた状態においては、筒状部３２の外周面は、貫通穴２２１を構成する第１電極２２の厚さ方向に延びる筒状の内周面に沿って配置される。
【００２４】
環状フランジ部３３は、筒状部３２における第１電極２２の外側の端部に接続され、筒状部３２の径方向の外側に延出する。環状フランジ部３３は、所定の厚さを有した円環状に形成され、第１電極２２の外面において、貫通穴２２１の周縁に沿って形成される。環状フランジ部３３の第１電極２２側の面は、第１電極２２の外面に当接して配置される。
【００２５】
環状貫通開口３１は、筒状部３２及び環状フランジ部３３の中央を貫通して形成される開口により構成される。本実施形態においては、環状樹脂部材３０の内径である環状樹脂部材３０の内径（環状貫通開口３１の径）Ｌ１は、例えば、３〜５ｍｍであることが好ましい。
【００２６】
第２電極２３は、第１電極２２とは異種金属（異なる種類の金属材料）で形成され、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）製の電極である。第２電極２３は、円柱形状に形成される。第２電極２３は、第１電極２２の内部に収容され、第１電極２２から離間して第１電極２２と同軸上に配置される。
【００２７】
第２電極２３は、第１電極２２の内部の中空部分に配置される。第２電極２３は、第１電極２２から所定の隙間（距離）Ｌ２を空けて、第１電極２２と同軸上に並行に設置され、止めねじによって、電極保持部２１に固定されている。
【００２８】
本実施形態では、所定の隙間Ｌ２は、第１電極２２の内面と第２電極２３の外面との距離である。所定の隙間Ｌ２は、環状樹脂部材３０の内径Ｌ１以上で構成される。つまり、環状樹脂部材３０の内径Ｌ１は、第１電極２２と第２電極２３との隙間Ｌ２以下で構成される（Ｌ１≦Ｌ２）。本実施形態では、隙間Ｌ２は、例えば、３．５〜５．５ｍｍであることが好ましい。環状樹脂部材３０の内径Ｌ１を第１電極２２と第２電極２３との隙間Ｌ２以下で構成することで、貫通穴２２１を通過した異物が、第１電極２２と第２電極２３との間に詰まることを抑制できる。
【００２９】
制御器５０は、接続ケーブル４０を介して、水質モニタ用電極２０（第１電極２２、第２電極２３）に接続される。接続ケーブル４０は、第１ケーブル４１と、第２ケーブル４２と、を有する。第１ケーブル４１は、一端が第１電極２２に接続され、他端が制御器５０に接続される。第２ケーブル４２は、一端が制御器５０に接続され、他端が第２電極２３に接続される。
【００３０】
制御器５０は、接続ケーブル４０を流れるガルバニック電流（水質信号）を計測するための電流計５１を備える。制御器５０は、水質モニタ用電極２０によりボイラ水の腐食の程度に応じて生じたガルバニック電流（水質信号）を電流計５１により計測して、電流計５１により計測されたガルバニック電流（水質信号）に基づいて、水質モニタ用電極２０により生じた水質信号に基づいてボイラ水の水質を判定することで、缶体１１０の下部ヘッダ１２０に貯留されたボイラ水の腐食に関する情報をモニタリングする。
【００３１】
以上のように構成される水質モニタ１０においては、第１電極２２及び第２電極２３は、異種金属（異なる種類の金属材料）で形成される。そのため、缶体１１０内の下部ヘッダ１２０に設置された水質モニタ用電極２０には、ボイラ水の腐食の程度に応じて、異種金属電極（第２電極２３及び第１電極２２）間にガルバニック電流（水質信号）が流れる。これにより、制御器５０は、下部ヘッダ１２０に貯留されたボイラ水の腐食に関する情報をモニタリングできる。
【００３２】
上述した本実施形態に係る水質モニタ用電極２０によれば、例えば、以下のような効果が奏される。
本実施形態においては、ボイラ水の水質をモニタする水質モニタ用電極２０であって、内部と外部とを連通させる貫通穴２２１を有する筒状の第１電極２２と、第１電極２２の内部に収容され、第１電極２２から離間して第１電極２２と同軸上に配置される第２電極２３と、貫通穴２２１の周縁部に配置される環状の環状樹脂部材３０と、を備える。これにより、第１電極２２の複数の貫通穴２２１の周縁部には、樹脂製の環状樹脂部材３０が配置されるため、第１電極２２が腐食したとしても、環状樹脂部材３０の環状貫通開口３１の周縁部には腐食生成物が形成されない。そのため、環状樹脂部材３０の環状貫通開口３１が小さくなることが抑制されて、第１電極２２の貫通穴２２１が腐食生成物で塞がれることを抑制できる。従って、環状樹脂部材３０の環状貫通開口３１を介して、第１電極２２と第２電極２３との間にボイラ水を安定して導入できる。よって、信頼性の高い測定を行うことができる。
【００３３】
また、本実施形態においては、環状樹脂部材３０の内径Ｌ１は、第１電極２２の内面と第２電極２３の外面との隙間Ｌ２以下である。そのため、第１電極２２の貫通穴２２１を通過した異物が、第１電極２２と第２電極２３との間に詰まることを抑制できる。これにより、水質モニタ用電極２０の性能の低下を抑制でき、信頼性の高い測定を行うことができる。
【００３４】
また、本実施形態においては、水質モニタ用電極２０は、ボイラ１００におけるボイラ水を貯留する下部ヘッダ１２０に配置され、下部ヘッダ１２０は、鉄系の金属材料で形成され、第１電極２２は、鉄系の金属材料で形成され、第２電極２３は、第１電極２２とは異種金属（異なる種類の金属材料）で形成される。つまり、第１電極２２は、ボイラ１００の下部ヘッダ１２０と同じ鉄系の金属材料で形成される。よって、第１電極２２と下部ヘッダ１２０とによりガルバニック腐食（異種金属接触腐食）が生じることがなく、第１電極２２の表面に腐食生成物が形成されることを抑制できる。これにより、水質モニタ用電極２０は、第１電極２２の表面に腐食生成物が形成されないため、ボイラ１００を構成する鉄系金属の腐食に関する情報を精度よくモニタリングできる。
【００３５】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されることなく、種々の形態で実施することができる。
例えば、前記実施形態では、水質モニタ用電極２０を下部ヘッダ１２０に配置したが、これに限定されない。例えば、ボイラ１００から排出されるドレン排水が流通するドレン排水用配管の内部に配置してもよい。この場合、ドレン排水用の配管は、鉄系の金属材料で形成されることが好ましい。ドレン排水用の配管が、鉄系の金属材料で形成されることで、第１電極を鉄系の金属材料で形成しているため、第１電極の表面に腐食生成物が形成されることを抑制できる。
【００３６】
また、前記実施形態では、貫通穴２２１を１２個設けたが、貫通穴２２１の数は、これに限定されない。
【００３７】
また、前記実施形態では、第１電極２２を円筒状に形成したが、これに限定されず、例えば、角筒状に形成してもよい。また、第２電極２３を円柱状に形成したが、これに限定されず、例えば、角柱状に形成してもよい。
【００３８】
また、水質モニタ用電極２０の第１電極２２及び第２電極２３の材料は適宜変更することができる。ただし、ガルバニック腐食を利用した水質モニタ用電極２０であるため、イオン化傾向の異なる異種金属からなる電極を組み合わせる必要がある。また、第１電極は、ボイラや配管と同じ材料で構成するのが好ましく、第２電極のイオン化傾向が第１電極のイオン化傾向よりも小さくなるように電極の材料を選択することが好ましい。
【符号の説明】
【００３９】
２０  水質モニタ用電極
２２  第１電極
２３  第２電極
３０  環状樹脂部材（非導電性部材）
１００  ボイラ
１２０  下部ヘッダ（貯留部）
２２１  貫通穴
Ｌ１  内径
Ｌ２  隙間（距離）
【図１】
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【図２】
2019095335.tif 000004