(57)【要約】      （修正有）【課題】試料ガスの流通経路上に硫酸が存在する状態を解消できるようにする。【解決手段】試料ガスの前処理部は、ダストを除去するための除塵装置１２を含み、除塵装置は、内部空間２４を有する筐体１６と、筐体の内部空間を第１空間２６と第１空間の外周を取り囲む第２空間２８とに分離する筒状の除塵フィルタ３０と、第１空間の上部に通じ、試料ガス導入部から導入された試料ガスを第１空間へ流入させるための試料ガス入口３２と、第２空間の上部に通じ、除塵フィルタを通過した試料ガスを筐体の外部へ流出させるための試料ガス出口３４と、第１空間の底面に通じ、第１空間内の液を筐体の外部へ流出させるための第１排出口３６と、第２空間の底面に通じ、第２空間２８内の液を筐体の外部へ流出させるための第２排出口３８と、第１排出口の開閉を行なうための開閉機構４０と、を備える。【選択図】図２
2020193936.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
試料ガスを導入する試料ガス導入部と、
前記試料ガス導入部を通じて導入された試料ガスの前処理を行なうための前処理部と、
前記前処理部において前処理が施された試料ガスの分析を行なう分析部と、を備え、
前記前処理部は、試料ガス中のダストを除去するための除塵装置を含み、
前記除塵装置は、
内部空間を有する筐体と、
前記筐体の前記内部空間内に設けられ、前記内部空間を第１空間と前記第１空間の外周を取り囲む第２空間とに分離する筒状の除塵フィルタと、
前記第１空間の上部に通じ、前記試料ガス導入部から導入された試料ガスを前記第１空間へ流入させるための試料ガス入口と、
前記第２空間の上部に通じ、前記除塵フィルタを通過した試料ガスを前記筐体の外部へ流出させるための試料ガス出口と、
前記第１空間の底面に通じ、前記第１空間内の液を前記筐体の外部へ流出させるための第１排出口と、
前記第２空間の底面に通じ、前記第２空間内の液を前記筐体の外部へ流出させるための第２排出口と、
前記第１排出口の開閉を行なうための開閉機構と、を備えている、排ガス測定装置。
【請求項２】
前記開閉機構は、前記第１排出口を開いて前記第２排出口を閉じた状態、及び、前記第１排出口を閉じて前記第２排出口を開いた状態のいずれか一方の状態に切り替えるための３方切替弁である、請求項１に記載の排ガス測定装置。
【請求項３】
前記除塵装置は、前記第１排出口を通じて前記第１空間内の液を吸引し、前記第２排出口を通じて前記第２空間内の液を吸引するための吸引ポンプを備えている、請求項１又は２に記載の排ガス測定装置。
【請求項４】
前記前処理部は、前記除塵装置の前記試料ガス出口から流出した試料ガスの除湿を行なう除湿装置を備えている、請求項１から３のいずれか一項に記載の排ガス測定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
燃焼排ガス中の多成分濃度を測定する排ガス測定装置がある（特許文献１参照。）。そのような排ガス測定装置には、一般的に、試料ガス中のダストや水分を除去するための前処理部が設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−２８１１８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排ガス測定装置に導入される試料ガス中にはＳＯ３が存在している場合が多いが、ＳＯ３が試料ガス中の水分と結合すると硫酸（Ｈ２ＳＯ４）になる。硫酸は沸点が高いため、排ガス測定装置内でミスト状（以下において、ミスト状の硫酸を硫酸ミストと称する）になる。試料ガス中の成分濃度を測定するための分析部に硫酸ミストが流入すると、分析部内に設けられている電極が腐食されてしまう。そのため、分析部よりも前段部分で、試料ガスから硫酸ミストを除去する機能をもたせる必要がある。
【０００５】
試料ガスから硫酸ミストを除去する機能は、試料ガス中のダストを除去するための除塵装置に設ることができる。その場合、除塵装置のいずれかの場所に試料ガスから取り除かれた硫酸を排出するための出口が設けられるが、これまでの除塵装置の構造では、除塵装置内に硫酸が残留する場合があり、そのような場合には、試料ガスの流通経路上に硫酸のような酸が存在する状態となっていた。除塵装置内に硫酸のような酸が存在していると、酸がだんだん溜っていき，試料ガスとともに下流へ流れ込み，分析部を腐食する虞がある。
【０００６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、試料ガスの流通経路上に硫酸が存在する状態を解消できるようにすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る排ガス測定装置は、試料ガスを導入する試料ガス導入部と、前記試料ガス導入部を通じて導入された試料ガスの前処理を行なうための前処理部と、前記前処理部において前処理が施された試料ガスの分析を行なう分析部と、を備え、前記前処理部は、試料ガス中のダストを除去するための除塵装置を含み、前記除塵装置は、内部空間を有する筐体と、前記筐体の前記内部空間内に設けられ、前記内部空間を第１空間と前記第１空間の外周を取り囲む第２空間とに分離する筒状の除塵フィルタと、前記第１空間の上部に通じ、前記試料ガス導入部から導入された試料ガスを前記第１空間へ流入させるための試料ガス入口と、前記第２空間の上部に通じ、前記除塵フィルタを通過した試料ガスを前記筐体の外部へ流出させるための試料ガス出口と、前記第１空間の底面に通じ、前記第１空間内の液を前記筐体の外部へ流出させるための第１排出口と、前記第２空間の底面に通じ、前記第２空間内の液を前記筐体の外部へ流出させるための第２排出口と、前記第１排出口の開閉を行なうための開閉機構と、を備えている。
【０００８】
ここで、前記除塵装置について説明する。試料ガスは試料ガス入口を通じて第１空間の上部に流入し、除塵フィルタを通過して第２空間に流入した後、試料ガス出口を通じて除塵装置の外部へ流出する。試料ガス中のダストは、試料ガスが除塵フィルタを通過する際に除塵フィルタによって捕捉される。また、第１空間に流入した試料ガス中の気体成分は第２空間の上部に通じる試料ガス出口から第２空間の外部へ排出される一方で、試料ガス中に混在する硫酸ミストは重力によって下方へ落下することにより気体成分と分離される。これにより、除塵装置内で試料ガスから硫酸ミストが除去される。試料ガスに混在する硫酸ミストの大部分は試料ガスとともに除塵フィルタを通過し、第１空間から第２空間へ流入して下方へ落下する。そのため、第２空間の底面に排出口（第２排出口）が通じており、第２空間内の液（硫酸）を筐体の外部へ流出させることができるようになっている。一方で、試料ガス中に混在する硫酸ミストのうちの一部は、除塵フィルタを通過しきれずに第１空間に残り、第１空間の下部へ重力により落下する。本発明では、このように第１空間に残存した硫酸も筐体の外部へ排出することができるように、第１空間にも排出口（第１排出口）が通じている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明に係る排ガス測定装置では、除塵装置の第１空間の底面に第１排出口が通じ、第２空間の底面に第２排出口が通じているため、除塵装置の内部空間内の硫酸をすべて除塵装置の外部へ排出することができ、試料ガスの流通経路上に硫酸が存在する状態を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】排ガス測定装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】同実施例の除塵装置の構成を示す概略構成断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明に係る排ガス測定装置の一実施例について説明する。
【００１２】
図１に示されているように、排ガス測定装置は、試料ガス導入部２、前処理部４、ポンプ６、分析部８及び演算処理装置１０を備えている。
【００１３】
前処理部４は除塵装置１２及び除湿装置１４を備えている。除塵装置１２は試料ガス中のダストを除去するためのものであり、除湿装置１４は試料ガス中の水分を除去するためのものである。また、除塵装置１２は、試料ガス中のダストを除去するだけでなく、試料ガス中に含まれる硫酸ミストを除去する機能を有するものである。除塵装置１２の構造について後述する。
【００１４】
分析部８は、前処理部４を経た試料ガス中の成分を測定するものである。分析部８としては、Ｎ２、ＳＯ２、ＮＯ、ＣＯ、ＣＯ２、Ｏ２といった複数の成分を測定することができるＵＲＡ−２０８（株式会社島津製作所の製品）を用いることができる。
【００１５】
演算処理装置１０は、分析部８で得られた測定データを用いて各成分の濃度の定量といった演算処理を行なうものである。演算制御装置１０は、汎用のパーソナルコンピュータ又は専用のコンピュータによって実現される。
【００１６】
除塵装置１２の構造の一例を図２に示す。
【００１７】
除塵装置１２は本体部１８及び蓋部２０からなる筐体１６を有する。本体部１８は上方が開口した筒状の部材であり、蓋部２０は本体部１８の開口を塞ぐように本体部１８の上部にパッキン２２を介して取り付けられている。筐体１６の本体部１８の内部に筒状の除塵フィルタ３０が設けられている。筐体１６の内部空間２４は、除塵フィルタ３０によって第１空間２６及び第２空間２８に分割されている。第１空間２６は除塵フィルタ３０の内側の空間であり、第２空間２８は除塵フィルタ３０の外周面と本体部１８の内周面との間の空間である。除塵フィルタ３０としては、例えばメンブレンフィルタを用いることができる。
【００１８】
蓋部２０には、筐体１６の内部空間２４へ試料ガスを流入させるための試料ガス入口３２が設けられている。試料ガス入口３２は第１空間２６に通じている。本体部１８の側面上部には、内部空間２４内の試料ガスを除塵装置１２の外部へ流出させるための試料ガス出口３４が設けられている。本体部１８の下部には第１排出口３６及び第２排出口３８が設けられている。第１排出口３６は第１空間２６の底面に通じており、第２排出口３８は第２空間２８の底面に通じている。第１排出口３６及び第２排出口３８は共通の３方切替弁４０（開閉機構）に接続されており、３方切替弁４０によって第１排出口３６及び第２排出口３８の開閉状態が切り替えられる。３方切替弁４０は、図示されていない制御装置によって所定のタイミングで自動的に切り替えられるようになっていてもよいし、ユーザが所望のタイミングで手動で切り替えるようになっていてもよい。
【００１９】
この実施例では、共通の３方切替弁４０によって第１排出口３６及び第２排出口３８の開閉状態が切り替えられるように構成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１排出口３６の開閉状態を切り替えるための開閉弁（切替機構）が個別に設けられていてもよい。その場合、第２排出口３８の開閉状態を切り替えるための開閉弁が別途設けられていてもよいし、設けられていなくてもよい。第１排出口３６及び／又は第２排出口３８の開閉状態をそれぞれ切り替えるための開閉弁が設けられている場合、そのような開閉弁は、図示されていない制御装置によって所定のタイミングで自動的に切り替えられるようになっていてもよいし、ユーザが所望のタイミングで手動で切り替えるようになっていてもよい。
【００２０】
試料ガス入口３２から筐体１６内の第１空間２６に流入した試料ガスは、除塵フィルタ３０を通過して試料ガス出口３４から除塵装置１２の外部へ流出する。試料ガスが除塵フィルタ３０を通過する際にダストが除塵フィルタ３０によって捕捉され、試料ガス中のダストが除去される。
【００２１】
また、試料ガス中に存在するＳＯ３は試料ガス中の水分と結合して硫酸（Ｈ２ＳＯ４）となる。試料ガスは、除塵装置１２に流入する前に高温に加熱されるが、沸点の高い硫酸はミスト状となって除塵装置１２内に流入する。除塵装置１２内に流入した硫酸ミストは第１空間２６内及び第２空間２８内で重力によって下方へ落下し、第１空間２６及び第２空間２８の底部にそれぞれ溜まる。第１空間２６の底部に溜まった硫酸は、第１排出口３６を開くことによって除塵装置１２の外部へ排出することができ、第２空間２８の底部に溜まった硫酸は、第２排出口３８を開くことによって除塵装置１２の外部へ排出することができる。
【００２２】
また、３方切替弁４０の下流側の流路上に、第１排出口３６を通じて第１空間２６内の液を吸引し、第２排出口３８を通じて第２空間２８内の液を吸引するための吸引ポンプが設けられていてもよい。そのような吸引ポンプを設けることで、第１空間２６内及び第２空間２８内の硫酸をより確実に除塵装置１２の外部へ排出することができる。
【００２３】
以上のように、この実施例の排ガス測定装置では、試料ガス中のダストを除去するための除塵装置１２に硫酸ミストを除去する機能をもたせているが、第１排出口３６及び第２排出口３８を開くことによって、除塵装置１２の内部空間２４内に溜まる硫酸を除塵装置１２の外部へ排出することができるので、試料ガスの流通経路に硫酸が存在する状態を解消することができる。
【００２４】
以上において説明した実施例は、本発明に係る排ガス測定装置の実施形態の一例を示したに過ぎない。本発明に係る排ガス測定装置の実施形態は以下のとおりである。
【００２５】
本発明に係る排ガス測定装置の実施形態では、試料ガスを導入する試料ガス導入部と、前記試料ガス導入部を通じて導入された試料ガスの前処理を行なうための前処理部と、前記前処理部において前処理が施された試料ガスの分析を行なう分析部と、を備え、前記前処理部は、試料ガス中のダストを除去するための除塵装置を含み、前記除塵装置は、内部空間を有する筐体と、前記筐体の前記内部空間内に設けられ、前記内部空間を第１空間と前記第１空間の外周を取り囲む第２空間とに分離する筒状の除塵フィルタと、前記第１空間の上部に通じ、前記試料ガス導入部から導入された試料ガスを前記第１空間へ流入させるための試料ガス入口と、前記第２空間の上部に通じ、前記除塵フィルタを通過した試料ガスを前記筐体の外部へ流出させるための試料ガス出口と、前記第１空間の底面に通じ、前記第１空間内の液を前記筐体の外部へ流出させるための第１排出口と、前記第２空間の底面に通じ、前記第２空間内の液を前記筐体の外部へ流出させるための第２排出口と、前記第１排出口の開閉を行なうための開閉機構と、を備えている。
【００２６】
本発明に係る排ガス測定装置の上記実施形態の第１の態様では、前記開閉機構は、前記第１排出口を開いて前記第２排出口を閉じた状態、及び、前記第１排出口を閉じて前記第２排出口を開いた状態のいずれか一方の状態に切り替えるための３方切替弁である。このような態様により、前記開閉機構の構成を簡単なものとすることができる。
【００２７】
本発明に係る排ガス測定装置の上記実施形態の第２の態様では、前記除塵装置は、前記第１排出口を通じて前記第１空間内の液を吸引し、前記第２排出口を通じて前記第２空間内の液を吸引するための吸引ポンプを備えている。このような態様により、第１空間内及び第２空間内の液をより確実に除塵装置１２の外部へ排出することができる。
【００２８】
本発明に係る排ガス測定装置の上記実施形態の第３の態様では、前記前処理部は、前記除塵装置の前記試料ガス出口から流出した試料ガスの除湿を行なう除湿装置を備えている。これにより、前記前処理部に、試料ガス中のダスト、硫酸ミスト、水分の除去を行なう機能をもたせることができる。
【００２９】
上記第１の態様から第３の態様は、互いに自由に組み合わせることができる。
【符号の説明】
【００３０】
２      試料ガス導入部
４      前処理部
６      ポンプ
８      分析部
１０      演算処理装置
１２      除塵装置
１４      除湿装置
１６      筐体
１８      本体部
２０      蓋部
２２      パッキン
２４      内部空間
２６      第１空間
２８      第２空間
３０      除塵フィルタ
３２      試料ガス入口
３４      試料ガス出口
３６      第１排出口
３８      第２排出口
４０      ３方切替弁（切替機構）
【図１】
2020193936.tif 000003
【図２】
2020193936.tif 000004