(57)【要約】【課題】  パージエアの停止や圧力低下によりフェールセーフシャッタ機構が動作したとき、煙道内の排ガスが結露して液体となっても、シャッタの動作不良や投受光ユニット等の光学部品の汚染を生じることのないダスト計を提供する。【解決手段】  ダクトＤと投受光ユニット３および反射鏡ヘッド４の間に設けられ、パージエアの停止や圧力低下時にダクトＤと投受光ユニット３ないしは反射鏡ヘッド４との間を機械的に遮蔽するフェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂに、シャッタプレート８５の動作空間に溜まった液体を廃棄するための廃液機構（例えばドレイン孔）８７を設けることにより、排ガスの結露により生じた泥などを含む液体は、その廃液機構８７によってフェーセーフシャッタ機構８ａ，８ｂの外部に廃棄されて内部にとどまることを防止し、シャッタ機構内での液体の固化によるシャッタの動作不良や、その液体による投受光ユニット３や反射鏡ヘッド４の光学部品の汚染の発生を未然に防止する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と光検出器とを備えた投受光ユニットと反射鏡を備えた反射鏡ヘッドとが、煙道を介して対向配置され、光源からの光が煙道を通過して反射鏡により反射し、再び煙道を通過して光検出器に入射するまでの間の当該光の減衰量に基づいて煙道内の排ガス中のダスト量を測定するとともに、上記投受光ユニットおよび反射鏡ヘッドを煙道内を流れる排ガス中のダストから保護すべく当該投受光ユニットと煙道の間、および反射鏡ヘッドと煙道の間にパージエアを供給するパージエア供給装置と、そのパージエアの圧力低下時に動作して上記投受光ユニットと煙道の間、および反射鏡ヘッドと煙道の間をそれぞれ遮蔽するフェールセーフシャッタ機構を備えたダスト計において、
上記フェールセーフシャッタ機構に、そのシャッタの動作空間内に溜まった液体を廃棄する廃液機構が設けられていることを特徴とするダスト計。
【請求項２】
上記廃液機構が、上記シャッタの動作空間に一端が連通し、かつ、他端が外部に開口するドレイン孔であることを特徴とする請求項１に記載のダスト計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば火力発電所等における煙道内を流れる排ガス中に含まれるダスト濃度を、ダストによる光の減衰を利用して連続的にモニタするためのダスト計に関する。
【背景技術】
【０００２】
煙道中のダスト量を連続的に計測するダスト計として、従来、光源と光検出器を備えてなる投受光ユニットと、反射鏡を有してなる反射鏡ヘッドとを煙道を挟んで対向配置し、光源からの光が煙道を通って反射鏡により反射し、再び煙道を通って光検出器に入射するまでの間に、その光が煙道中のガス内に存在するダストにより減衰することを利用して、光検出器の出力から煙道中の排ガスに含まれるダスト量（濃度）を計測する技術が知られている（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
この文献に記載のダスト計の構成例を図４に示す。この図４においてＤはその内部に煙道を形成するダクトであり、そのダクトＤの側壁部分に２つの取り付けフランジ４１ａ，４１ｂを対向して設けるとともに、その各取り付けフランジ４１ａ，４１ｂに光軸合わせのための調整ユニット４２ａ，４２ｂを介して投受光ユニット４３および反射鏡ヘッド４４を装着している。
【０００４】
投受光ユニット４３は、光源４３１と光検出器４３２を主体とし、反射鏡ヘッド４４は反射鏡４４１を主体として構成されており、光源４３１からの光はビームスプリッタ４３３に照射され、このビームスプリッタ４３３を通過した光はコリメートレンズ４３４により平行光束とされて測定光となり、ダクトＤ内の煙道を経て反射鏡４４１によって反射され、再び煙道を経てビームスプリッタ４３３によって光検出器４３２に導かれる。一方、光源４３１からの光のうち、ビームスプリッタ４３３により反射された光は、参照光としてダストの存在しない投受光ユニット４３内の空間を介して光検出器４３２に導かれる。光検出器４３２に入射する両光束（測定光と参照光）は、互いに位相をずらして光検出器４３２に導かれるようになっている。
【０００５】
ダクトＤ内に導かれた測定光は、その光経路上に存在するダスト量に応じて減衰する結果、光検出器４３２に入射する測定光の光量とその光経路内に存在するダストの量とは比例関係を有したものとなる。この測定光の光量と参照光の光量との差を求めることによって、部品の劣化や電圧周囲温度の変化に影響を受けることなく、ダクトＤ内の光経路内のダスト量（濃度）を計測することができる。
【０００６】
また、投受光ユニット４３内には、設定された時間ごとに、ゼロ点（ダスト量ゼロ）検出用の反射板４３５と、既知のダスト量に対応する減衰を与えるための参照フィルタ４３６が測定光の光経路内に挿入され、これらの挿入時における光検出器４３２の出力がそれぞれダスト量ゼロおよび既知のダスト量に対応する計測値に変換されるように、測定回路（図示せず）を自動的に校正する機能を有している。
【０００７】
そして、投受光ユニット４３と反射鏡ヘッド４４には、それぞれダクトＤに面した光学部品（窓等）の表面の清浄を保つために、パージエアの導入口４５ａ，４５ｂを通じてパージエアが吹きつけられる。また、図４には図示されていないが、何らかの原因でパージエアの圧力が低下したり、あるいはエアの供給が停止したときに、ダクトＤ内の排ガスが投受光ユニット４３および反射鏡ヘッド４４側に流れてその光学部品にダストが付着することを防止すべく、各取り付けフランジ４１ａ，４１ｂの近傍に、それぞれフェールセーフシャッタ機構がオプション部品として装着されることが常用されている。
【０００８】
フェールセーフシャッタ機構は、パージエアの圧力を圧力センサ等によって検出し、その検出圧力が定められた圧力以下に低下したとき、自動的にモータ等を駆動してダクトＤと投受光ユニット４３ないしは反射鏡ヘッド４４との間をシャッタにより機械的に遮蔽するようになっている。
【非特許文献１】ＶＤＩ（Verein Deutscher Ingenieure)２０６６  Part４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、以上のようなダスト計が取り付けられる煙道を流れる排ガスは外気に比して相当に高温であり、かつ、その排ガスには、水蒸気や泥、あるいはＳＯ2 、ＣＯ、ＣＯ2 などが含まれている。そして、フェールセーフシャッタ機構は、前記したように図４に示す取り付けフランジ４１ａ，４１ｂの近傍に配置されるために、その温度はほぼ外気に等しい温度となる。これらのことから、フェールセーフシャッタ機構が動作して排ガスがこのフェールセーフシャッタ機構に到達したとき、排ガスが冷却されて結露を生じ、泥やＳＯ2 を含んだ液体となる。
【００１０】
フェールセーフシャッタ機構が閉じている時間が短い場合にはフェールセーフシャッタ機構内の隙間や空隙部分に溜まるだけであるが、それでも、その溜まった液体が、時間が経過するにつれ水分が蒸発して泥などの固形分が固まってシャッタの動きが悪くなり、最悪の場合にはシャッタが動かなくなる。
【００１１】
また、結露時間が長いと液体がフェールセーフシャッタ機構の空隙部からあふれ出し、取り付けフランジ側のみならず、投受光ユニットや反射鏡ヘッド側へも浸入し、光学部品がこの液体に触れると、分解・洗浄作業が極めて面倒となる。煙道内が若干の正圧である場合には煙道からの逆流雰囲気が多く、短時間で結露液の量がフェールセーフシャッタ機構内の隙間や空隙部分の容量を越えて投受光ユニットや反射鏡ヘッド側に流れ込む場合がある。
【００１２】
更に、結露液の量が少なくても、その乾燥の過程でＳＯ2 やＮＯ，ＮＯ2 などが水と結合して硫酸や硝酸になり、モータの回転軸部に浸入して金属成分を腐食させる場合もある。
【００１３】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたもので、パージエアの停止や圧力低下時に動作してダクトと投受光ユニット並びに反射鏡ヘッドとの間をシャッタにより機械的に遮蔽するフェールセーフシャッタ機構を備えたダスト計において、フェールセーフシャッタ機構の動作時に上記したような結露に起因するシャッタの動作不良や光学部品の汚染等を生じることのないダスト計の実現をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記の課題を解決するため、本発明のダスト計は、光源と光検出器とを備えた投受光ユニットと反射鏡を備えた反射鏡ヘッドとが、煙道を介して対向配置され、光源からの光が煙道を通過して反射鏡により反射し、再び煙道を通過して光検出器に入射するまでの間の当該光の減衰量に基づいて煙道内のガス中のダスト量を測定するとともに、上記投受光ユニットおよび反射鏡ヘッドを煙道内を流れる排ガス中のダストから保護すべく当該投受光ユニットと煙道の間、および反射鏡ヘッドと煙道の間にパージエアを供給するパージエア供給装置と、そのパージエアの圧力低下時に動作して上記投受光ユニットと煙道の間、および反射鏡ヘッドと煙道の間をそれぞれ遮蔽するフェールセーフシャッタ機構を備えたダスト計において、上記フェールセーフシャッタ機構に、そのシャッタの動作空間内に溜まった液体を廃棄する廃液機構が設けられていることによって特徴づけられる（請求項１）。  
【００１５】
ここで、本発明においては、上記廃液機構として、上記シャッタの動作空間に一端が連通し、かつ、他端が外部に開口するドレイン孔を形成する構成（請求項２）を好適に採用することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、フェールセーフシャッタ機構が動作して投受光ユニットと煙道の間、あるいは反射鏡ヘッドと煙道との間をシャッタで遮蔽したとき、煙道内を流れる排ガスが当該シャッタ機構に到達し、温度差により結露して液体が生じても、その液体は当該シャッタ機構に設けられた廃液機構によって廃棄されるので、フェールセーフシャッタ機構内にとどまることがなく、従って固形分が固まってシャッタの動作不良等を来したり、あるいは投受光ユニットや反射鏡ヘッド側に流れて光学部品を汚すといった不具合が生じない。
【００１７】
そして、請求項２に係る発明のように、廃液機構として、シャッタの動作空間と外部とつなぐドレイン孔を採用することにより、極めて簡単な構成を追加するだけで上記の作用効果を達成することができ、低コストのもとに課題を解決することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照しつつ本発明の好適な実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態の要部構成図である。
【００１９】
この実施の形態の基本的構成は、図４に示したものと同等であり、煙道を形成するダクトＤの側壁部分に２つの取り付けフランジ１ａ，１ｂを対向して設け、一方の取り付けフランジ１ａにはジョイントフランジ２ａを介して投受光ユニット３が取り付けられているとともに、他方の取り付けフランジ１ｂには同じくジョイントフランジ２ｂを介して反射鏡ヘッド４が取り付けられている。
【００２０】
投受光ユニット３および反射鏡ヘッド４は、前記した図４に示したものと同等のものであって、投受光ユニット３内の光源からの光がダクトＤ内を通って反射鏡ヘッド４内の反射鏡で反射され、再びダクトＤ内を通って投受光ユニット３内の光検出器に入射したときの光の減衰量から、ダクトＤ内の排ガス中のダスト量（濃度）が計測される。
【００２１】
投受光ユニット３とダクトＤとの間、および、反射鏡ヘッド４とダクトＤとの間には、それぞれパージエア導入口５ａおよび５ｂが設けられており、これらの各導入口５ａ，５ｂは、ダクトホース６ａ，６ｂによってエアパージユニット７に接続されており、各導入口５ａ，５ｂにパージエアが供給される。
【００２２】
投受光ユニット３とジョイントフランジ２ａとの間、および、反射鏡ヘッド４とジョイントフランジ２ｂとの間には、それぞれフェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂが取り付けられている。このフェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂは、パージエア導入口５ａ，５ｂ内等に配置された圧力センサ（図示せず）によるパージエアの圧力検出結果が所定値以下に低下したときに自動的に動作して、ダクトＤと投受光ユニット３との間、およびダクトＤと反射鏡ヘッド４との間を遮蔽する。
【００２３】
図２にダクトＤ側から見たフェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂの正面図を示し、図３にはそのＡ−Ａ断面図を示す。
【００２４】
フェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂは互いに同一の機構であり、ケーシング８１には測定光を通過させるための透孔８１ａが形成されているとともに、駆動用モータ８２が取り付けられている。この駆動用モータ８２の出力軸８２ａにはクランクアーム８３の基端が固着されている。このクランクアーム８３の先端には長孔８３ａが形成されており、この長孔８３ａと、ケーシング８１に形成された鉛直方向に伸びるガイド溝８１ｂの双方にピン８４がはまり込んでおり、このピン８４はシャッタプレート８５に係合している。シャッタプレート８５の外側は、蓋体８６によって閉鎖されているが、この蓋体８６には、ケーシング８１の透孔８１ａの形成位置に対応して孔８６ａが形成されており、透孔８１ａを塞ぐことはない。
【００２５】
シャッタプレート８５は、ケーシング８１に形成されているプレート用ガイド溝８１ｃに沿って鉛直方向に移動自在であり、従って、駆動用モータ８２の駆動により、クランクアーム８３が揺動し、その揺動がピン８４を介してシャッタプレート８５を上下方向に移動させる。パージエアの圧力が正常な場合には、図２，図３に点線で示すように、シャッタプレート８５は下方に位置して、測定光を通過させるための透孔８１ａが貫通した状態となっているが、パージエアの圧力が所定値以下になったときには、図２に２点鎖線で示す位置にまで上昇して、透孔８１ａを遮蔽することにより、ダクトＤ内の排ガスが投受光ユニット３ないしは反射鏡ヘッド４に流れ込むことを防止する。
【００２６】
さて、シャッタプレート８５の両側とプレート用ガイド溝８１ｃの間、および、シャッタプレート８５の表裏面とケーシング８１並びに蓋体８６との間には、当然のことながら、シャッタプレート８５の移動を可能とするための隙間が形成されており、また、クランクアーム８３の動作領域にも空隙Ｇが形成されている。そして、ケーシング８１には、クランクアーム８３の動作領域である空隙Ｇの底部に、下方に向けて開口するドレイン孔８７が形成されている。
【００２７】
以上の実施の形態によると、パージエアの圧力が低下してフェールセーフシャッタ機構８ａまたは８ｂが動作し、シャッタプレート８５により透孔８１ａを遮蔽したとき、ダクトＤを流れる排ガスがこのシャッタプレート８５に到達して、両者の温度差により結露して液体となっても、その液体は空隙Ｇからドレイン孔８７を介して外部に流出するため、フェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂ内にとどまることがなく、従ってこのフェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂ内で固まってシャッタプレート８５の動作不良を来したり、あるいは投受光ユニット３や反射鏡ヘッド４側に流れ込むことがない。
【００２８】
なお、以上の実施の形態においては、フェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂ内の液体を外部に廃棄する機構として、ケーシング８１に下方に向けて開口するドレイン孔を８７を形成した例を示したが、本発明はこれに限定されることなく、ケーシング８１の任意の位置に孔を開けて内部の液体を吸引する機構など、他の廃液機構を採用することができる。
【００２９】
また、フェールセーフシャッタ機構についても、パージエアの圧力低下により自動的に駆動するモータによってシャッタプレートを移動させる機構のほか、例えばパージエアそのものによってフラップを移動させる機構、つまりパージエアが所定の圧力以上の場合にフラップを上向きに回動させて光経路を開放し、パージエアが所定の圧力以下になったときにフラップが自重により下向きに回動して光経路を遮蔽する機構としても、本発明を等しく適用し得ることは勿論である。
【００３０】
更に、本発明は、投受光ユニット３や反射鏡ヘッド４の具体的構成については特に限定されるものではなく、例えば投受光ユニット３の構成については、図４に示したような構成のほか、測定光と参照光を互いに異なる光検出器で受光するなどの変形が可能であるこは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態の要部構成図である。
【図２】本発明の実施の形態におけるフェールセーフシャッタ機構８ａ，８ｂのダクト側から見た正面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。
【図４】従来のダスト計の構成例の説明図である。
【符号の説明】
【００３２】
１ａ，１ｂ  取り付けフランジ
２ａ，２ｂ  ジョイントフランジ
３  投受光ユニット
４  反射鏡ヘッド
５ａ，５ｂ  パージエア導入口
６ａ，６ｂ  ダクトホース
７  パージエアユニット
８ａ，８ｂ  フェールセーフシャッタ機構
８１  ケーシング
８１ａ  透孔
８１ｂ  ガイド溝
８１ｃ  プレート用ガイド溝
８２  駆動用モータ
８３  クランクアーム
８４  ピン
８５  シャッタプレート
８６  蓋体
８６ａ  孔
８７  ドレイン孔
Ｄ  ダクト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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