(57)【要約】      （修正有）【課題】溶融金属ダストの通過を防止するフィルタを適切に更新し、ガスサンプリング管によるガスの採取を連続的に行うことが可能なガスサンプリング管を提供する。【解決手段】溶融金属の収容された容器内のガスを吸引するためのガスサンプリング管であって、吸引した容器内のガスを容器外へ流通させる中空の管本体部１１と、容器内へ挿入される管本体部１１の先端１３に設けられ、先端１３の開口を外方から覆うフィルタ部１００と、を有し、フィルタ部１００には、容器内のガスを通過させ、かつ、溶融金属ダストの通過を防止する複数のフィルタ１０１が積層されて設けられるとともに、複数のフィルタ１０１の内、最外方のフィルタ１０１を脱落させて、最外方のフィルタ１０１よりも内方側のフィルタ１０１を露出させるフィルタ除去機構が設けられている、ガスサンプリング管が提供される。【選択図】図３
2020112384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
溶融金属の収容された容器内のガスを吸引するためのガスサンプリング管であって、
吸引した前記容器内のガスを容器外へ流通させる中空の管本体部と、
前記容器内へ挿入される前記管本体部の先端に設けられ、前記先端の開口を外方から覆うフィルタ部と、
を有し、
前記フィルタ部には、
前記容器内のガスを通過させ、かつ、溶融金属ダストの通過を防止する複数のフィルタが積層されて設けられるとともに、
前記複数のフィルタの内、最外方のフィルタを脱落させて、前記最外方のフィルタよりも内方側のフィルタを露出させるフィルタ除去機構が設けられている、ガスサンプリング管。
【請求項２】
前記複数のフィルタは、筒状の本体部の内部に設けられており、
前記本体部は、当該本体部の軸方向に沿って連設されている、請求項１に記載のガスサンプリング管。
【請求項３】
前記複数のフィルタは、少なくとも略半球状部を有する形状に形成されている、請求項１または２に記載のガスサンプリング管。
【請求項４】
前記フィルタ除去機構は、
紐状部材と、
前記紐状部材が係止されるための被係止部と、を有し、
前記紐状部材が切断される、または前記紐状部材と前記被係止部との係止状態が解除されることにより、前記最外方のフィルタが脱落される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のガスサンプリング管。
【請求項５】
前記フィルタ除去機構は、棒状部材を有し、
前記棒状部材が前記フィルタ部に接触することにより、前記最外方のフィルタが脱落される、請求項１〜４のいずれか一項に記載のガスサンプリング管。
【請求項６】
吸引される前記ガスの圧力損失が閾値を超えた場合に、前記最外方のフィルタが脱落される、請求項１〜５のいずれか一項に記載のガスサンプリング管。
【請求項７】
前記複数のフィルタは、セラミックフィルタである、請求項１〜６のいずれか一項に記載のガスサンプリング管。
【請求項８】
前記容器は、転炉または転炉型溶解炉である、請求項１〜７のいずれか一項に記載のガスサンプリング管。
【請求項９】
ガスサンプリング管を用いて溶融金属の収容された容器内のガスを吸引するガスサンプリング方法であって、
前記ガスサンプリング管は、
吸引した前記容器内のガスを容器外へ流通させる中空の管本体部と、
前記容器内のガスを通過させ、かつ、溶融金属ダストの通過を防止する複数のフィルタが積層されて設けられるとともに、前記容器内へ挿入される前記管本体部の先端に設けられ、前記先端の開口を外方から覆うフィルタ部と、
を有しており、
前記ガスサンプリング管を、前記容器内へ挿入する工程と、
前記複数のフィルタの最外方のフィルタを脱落させ、前記最外方のフィルタよりも内方側のフィルタを露出させながら、前記ガスを吸引する工程と、
を含む、ガスサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスサンプリング管及びガスサンプリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
炉等の内部が高温になる容器において、容器内部のガスを採取、分析するため、ガスサンプリング管が容器に取り付けられる場合がある。かかるガスサンプリング管には、ガスに含まれるダストを捕集するためにフィルタが取り付けられることがある。下記特許文献１には、サンプリング管にガスを吹き込み、定期的にダストをフィルタから払い落とし、フィルタの目詰まりを防止する技術が記載されている。
【０００３】
しかし、下記特許文献１に記載の技術では、ダストに溶融した金属が含まれる場合や、ダストの濃度が高い場合、ガス吹込みによる払い落としでは間に合わず、フィルタ自体の連続的な更新が必要になる場合がある。
【０００４】
一方、下記特許文献２には、ガスサンプリング管に自己剥離能を有するフィルタを管内部に取り付ける技術が記載されている。すなわち、溶融金属ダストがフィルタに付着した際、フィルタのごく表層とともに溶融金属ダストを剥離させるとともに、フィルタを管内部から押し出し、フィルタを更新する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１３９４０９号公報
【特許文献２】特開平１０−９０１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、上記特許文献２に記載の技術においても、フィルタの更新が適切に行われないという問題があった。すなわち、フィルタがガスサンプリング管の内部に設けられているため、溶融金属ダストがガスサンプリング管とフィルタとの隙間に溶着した場合、フィルタの更新が適切に行われない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、溶融金属ダストの通過を防止するフィルタを適切に更新し、ガスサンプリング管によるガスの採取を連続的に行うことが可能な、新規かつ改良されたガスサンプリング管を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、溶融金属の収容された容器内のガスを吸引するためのガスサンプリング管であって、吸引した上記容器内のガスを容器外へ流通させる中空の管本体部と、上記容器内へ挿入される上記管本体部の先端に設けられ、上記先端の開口を外方から覆うフィルタ部と、を有し、上記フィルタ部には、上記容器内のガスを通過させ、かつ、溶融金属ダストの通過を防止する複数のフィルタが積層されて設けられるとともに、上記複数のフィルタの内、最外方のフィルタを脱落させて、上記最外方のフィルタよりも内方側のフィルタを露出させるフィルタ除去機構が設けられている、ガスサンプリング管が提供される。
【０００９】
上記複数のフィルタは、筒状の本体部の内部に設けられており、上記本体部は、当該本体部の軸方向に沿って連設されてもよい。
【００１０】
上記複数のフィルタは、少なくとも略半球状部を有する形状に形成されてもよい。
【００１１】
上記フィルタ除去機構は、紐状部材と、上記紐状部材が係止されるための被係止部と、を有し、上記紐状部材が切断される、または上記紐状部材と上記被係止部との係止状態が解除されることにより、上記最外方のフィルタが脱落されてもよい。
【００１２】
上記フィルタ除去機構は、棒状部材を有し、上記棒状部材が上記フィルタ部に接触することにより、上記最外方のフィルタが脱落されてもよい。
【００１３】
吸引される上記ガスの圧力損失が閾値を超えた場合に、上記最外方のフィルタが脱落されてもよい。
【００１４】
上記複数のフィルタは、セラミックフィルタであってもよい。
【００１５】
上記容器は、転炉または転炉型溶解炉であってもよい。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、ガスサンプリング管を用いて溶融金属の収容された容器内のガスを吸引するガスサンプリング方法であって、上記ガスサンプリング管は、吸引した容器内のガスを容器外へ流通させる中空の管本体部と、上記容器内のガスを通過させ、かつ、溶融金属ダストの通過を防止する複数のフィルタが積層されて設けられるとともに、上記容器内へ挿入される上記管本体部の先端に設けられ、上記先端の開口を外方から覆うフィルタ部と、を有しており、上記ガスサンプリング管を上記容器内へ挿入する工程と、上記複数のフィルタの最外方のフィルタを脱落させ、上記最外方のフィルタよりも内方側のフィルタを露出させながら、上記ガスを吸引する工程と、を含む、ガスサンプリング方法が提供される。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように本発明によれば、フィルタを適切に更新し、ガスサンプリング管によるガスの採取を連続的に行うことが可能な、新規かつ改良されたガスサンプリング管が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る容器の一例を示す断面図である。
【図２】同実施形態に係るガスサンプリング管の一例を示す正面図である。
【図３】同実施形態に係るガスサンプリング管のフィルタ部を示す部分断面図である。
【図４Ａ】同実施形態に係るフィルタの周辺構造の一例を示す正面図である。
【図４Ｂ】図４ＡにおけるＩ−Ｉ’端面図である。
【図４Ｃ】図４ＡにおけるＩＩ−ＩＩ’端面図である。
【図４Ｄ】図４ＡにおけるＩＩＩ−ＩＩＩ’断面図である。
【図５Ａ】同実施形態に係るフィルタの周辺構造の一例を示す断面図である。
【図５Ｂ】同実施形態に係るフィルタ除去機構の一例を示す斜視図である。
【図６】同実施形態に係るフィルタ除去機構のその他の例を示す図である。
【図７】同実施形態に係るガスサンプリング方法のフローチャートである。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るガスサンプリング管のフィルタ部を示す断面図である。
【図９】同実施形態の変形例に係るガスサンプリング管のフィルタ部を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２０】
＜１．第１の実施形態＞
［容器の構成］
本実施形態に係るガスサンプリング管の説明にあたり、まず、ガスサンプリング管を用いてガスの採取が行われる容器の概略構成を説明する。図１は、本実施形態に係る容器１の一例を示す断面図である。容器１は、例えば転炉または転炉型溶解炉である。転炉または転炉型溶解炉の内部へガスサンプリング管から吹き込まれるガスとしては、酸素を含んだガスがある。
【００２１】
図１に示すように、容器１は、上部が開口した有底筒状の容器であり、内部に溶融金属Ｍを収容している。容器１は、ガスを溶融金属Ｍの液面に向かって吹き込むための吹込み管２を備えてもよい。吹込み管２は、容器１の上部の開口から容器１内へ挿入される。吹込み管２の先端位置は、溶融金属Ｍの液面から所定の距離となる位置に設定される。吹込み管２から容器１内に吹き込まれるガスの一例として、酸素を含んだガスがある。
【００２２】
本実施形態に係るガスサンプリング管１０は、容器１の上部の開口から容器１内へ挿入される。ガスサンプリング管１０は、その先端１３の位置が容器１の上部に相当する位置となるように上下動され、ガスサンプリング管１０の容器１内における高さ位置に設定される。また、ガスサンプリング管１０は、図１に示すように、吹込み管２から水平方向に所定距離離間して配置される。ガスサンプリング管１０は、吹込み管２に取り付けられてもよい。
【００２３】
［ガスサンプリング管の構成］
続いて、図２および図３を参照して、本実施形態に係るガスサンプリング管１０の構成およびフィルタ構造について説明する。図２は、本実施形態に係るガスサンプリング管１０の一例を示す正面図である。図３は、本実施形態に係るガスサンプリング管１０のフィルタ部１００を示す部分断面図である。
【００２４】
ガスサンプリング管１０は、容器１内のガスを採取する機能を有する。図２に示すように、ガスサンプリング管１０は、管本体部１１と、フィルタ部１００とを備える。
【００２５】
管本体部１１は、長尺の中空鋼管である。管本体部１１の先端１３には、開口１７が設けられている。図３に示すように、管本体部１１は、吸引ポンプ１５によって開口１７から吸引された容器１内のガスを、管内を通して容器１外へ流通させる（図２の矢印参照）。吸引ポンプ１５は、容器１内のガスを吸引するためのポンプであり、公知の種々の気体ポンプ装置が用いられる。管本体部１１は、容器１内の高温環境に耐えるため、水冷方式の冷却機構を備えてもよい。
【００２６】
フィルタ部１００は、容器１内へ挿入される管本体部１１の先端１３に設けられており、容器１内のガスを通過させ、かつ、溶融金属ダストの通過を防止する機能を有する。フィルタ部１００は、図３に示すように、管本体部１１の先端の開口１７を外方から覆うように設けられている。
【００２７】
フィルタ部１００は、複数のフィルタ１０１と、取付部１１０と、本体部１２０と、図示しないフィルタ除去機構(後述する図５Ａおよび図５Ｂのフィルタ除去機構１３０に相当）を有する。
【００２８】
複数のフィルタ１０１は、容器１内のガスを通過させ、かつ、溶融金属ダストの通過を防止する材料から形成される。フィルタ１０１として、公知の技術であるセラミック製のフィルタが用いられ得る。また、フィルタ１０１には、ガスを流通させるための孔が設けられる。かかる孔の形状は、ハニカム形状、円形状など種々の形状を採り得る。
【００２９】
複数のフィルタ１０１は、フィルタ部１００の外方側から開口１７へ向かって、積層するように設けられている。各フィルタ１０１は、後述するフィルタ除去機構によって外方側から順に脱落させることができるように設けられている。
【００３０】
本体部１２０は、フィルタ部１００の外形を成す、筒状の部材である。１つの本体部１２０の内部には、少なくとも１つのフィルタ１０１が設けられている。すなわち、筒状の本体部１２０を軸方向視したとき、フィルタ１０１は、本体部１２０の開口を塞ぐように（本体部１２０の軸方向とフィルタ１０１の延在する面とが直交するように）設けられている。
【００３１】
複数の本体部１２０は、図３に示すように、当該本体部１２０の軸方向に沿って連設されている。フィルタ部１００は、例えば図３に示すように、６個のフィルタ１０１を備えている。なお、フィルタ１０１の個数は、吸引されたガスの成分分析に必要な吸引量、分析に要する時間により、適宜設定される。一例として、分析に要する時間は、５分〜１０分程度である。また、分析の際のガス吸引速度は、一例として、１Ｌ／秒程度である。
【００３２】
取付部１１０は、管本体部１１の先端１３にフィルタ部１００を取り付けるための部材である。図３に示すように、取付部１１０は、連設された複数の本体部１２０のうち、管本体部１１側に設けられる本体部１２０に取り付けられており、本体部１２０と反対側の端部には、管本体部１１の先端１３の外径と同等の内径を有する周壁１１１が形成されている。管本体部１１の先端１３が取付部１１０の周壁１１１に嵌入されることにより、フィルタ部１００を管本体部１１に取り付けられる。管本体部１１の先端１３が取付部１１０の周壁１１１に嵌入されることにより、フィルタ部１００により管本体部１１の先端１３の開口１７が外方から覆われる。
【００３３】
フィルタ除去機構は、複数のフィルタ１０１の内、最外方のフィルタ１０１を脱落させて、最外方のフィルタ１０１よりも内方側のフィルタ１０１を露出させる。フィルタ除去機構についての詳細は、後述する。以上、ガスサンプリング管１０の構成について説明した。
【００３４】
［フィルタの周辺構造］
続いて、図４Ａ〜図４Ｄを参照しながら、本実施形態に係るフィルタ１０１の周辺構造の一例について説明する。図４Ａは、本実施形態に係るフィルタ１０１の周辺構造の一例を示す正面図である。図４Ｂは、図４ＡにおけるＩ−Ｉ’端面図である。図４Ｃは、図４ＡにおけるＩＩ−ＩＩ’端面図である。図４Ｄは、図４ＡにおけるＩＩＩ−ＩＩＩ’断面図である。以下に、フィルタ１０１の周辺構造として、フィルタ１０１の設けられる本体部１２０について説明する。
【００３５】
図４Ａに示すように、本体部１２０は、軸方向の一端から突出する先端部１２１を有する。先端部１２１は、本体部１２０の一端から突出方向に向かって、径の小さくなる円錐台形状を有する。先端部１２１は、内部が中空に形成され、本体部１２０の中空部分と連通している。
【００３６】
図４Ａおよび図４Ｃに示すように、先端部１２１の中空部分には、後述するフィルタ除去機構１３０の一部である被係止部１３１および延出部１３３が設けられる。図４Ｄに示すように、先端部１２１の円錐台形状の端面には、フィルタ１０１が設けられる。なお、フィルタ１０１の設置位置は、先端部１２１に限定されるものではなく、本体部１２０の内周側であればよい。例えば、フィルタ１０１は、本体部１２０の中空部分内に設けられてもよい。
【００３７】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、本体部１２０の軸方向他端側の中空部分の内周面には、先端部１２１の外部形状に対応する形状を有する被嵌入部１２３が形成される。本体部１２０が連設される際、一方の本体部１２０から突出した先端部１２１が、他方の本体部１２０の被嵌入部１２３へ嵌入される。
【００３８】
先端部１２１が、他の本体部１２０の被嵌入部１２３へ嵌入されることで、複数の本体部１２０が連設される際に、本体部１２０同士の位置決めがしやすくなる。また、本体部１２０同士が正確に連設されて本体部１２０間の隙間がなくなり、隙間に溶融ダストが溶着して本体部１２０が脱落しにくくなることを抑制できる。以上、本実施形態に係るフィルタ１０１の周辺構造の一例について説明した。
【００３９】
次に、図４Ｃ、図５Ａ、図５Ｂを参照しながら、本実施形態に係るフィルタ除去機構１３０の一例について説明する。図５Ａは、本実施形態に係るフィルタ１０１の周辺構造の一例を示す断面図である。また、図５Ｂは、本実施形態に係るフィルタ除去機構１３０の一例を示す斜視図である。
【００４０】
図５Ａに示すように、フィルタ除去機構１３０は、被係止部１３１と、延出部１３３と、紐状部材１３５と、ストッパ１３７とを有する。
【００４１】
図５Ｂに示すように、被係止部１３１は、円筒状の部材である。被係止部１３１は、先端部１２１の内部において、延出部１３３の延出方向の先端に設けられる。
【００４２】
延出部１３３は、薄板状の部材である。図４Ｃおよび図５Ａに示すように、延出部１３３の長手方向の一端は、先端部１２１の内周壁面に取り付けられている。延出部１３３は、内周壁から先端部１２１の軸中心へ向かって延出して設けられる。また、延出部１３３の長手方向の他端には、被係止部１３１の外周面が取り付けられている。
【００４３】
紐状部材１３５は、被係止部１３１を介して、フィルタ１０１を間接的または直接的に保持するカーボンファイバ製の紐である。紐状部材１３５の一端は、被係止部１３１に係止される。一方、紐状部材１３５の他端は、管本体部１１に沿って容器１の外部まで達している。
【００４４】
紐状部材１３５は、被係止部１３１の筒内を挿通されている。紐状部材１３５は、一端に被係止部１３１に係止されるためのストッパ１３７を有する。
【００４５】
図５Ｂに示すように、ストッパ１３７は、被係止部１３１の筒の内径よりも長い辺を有する薄板状の部材である。紐状部材１３５の一端が、ストッパ１３７の一の面の中央に取り付けられている。
【００４６】
紐状部材１３５に付与された張力によって、ストッパ１３７の一の面が、円筒状の被係止部１３１の軸方向の端縁に当接される。この結果、紐状部材１３５と被係止部１３１とが係止状態となっている。
【００４７】
なお、被係止部１３１の形状は、円筒形状に限定されない。例えば、被係止部１３１は、リング状の部材や、板状部材にスリットが設けられたものでもよい。また、延出部１３３は設けられなくてもよく、被係止部１３１が直接、先端部１２１等に取り付けられてもよい。
【００４８】
また、紐状部材１３５は、容器１内の環境に応じて必要な耐熱性および強度を有すればよく、材質はカーボンファイバに限定されない。また、ストッパ１３７の形状は、薄板形状に限定されない。例えば、ストッパ１３７は、棒状、球体、紐状部材１３５に設けられた結び目等でもよい。
【００４９】
次に、フィルタ除去機構１３０によるフィルタ１０１の除去動作について説明する。すなわち、紐状部材１３５と被係止部１３１とが係止状態にあるとき、各フィルタ１０１に対応する紐状部材１３５の他端側（容器１の外部側）が切断される。これにより、紐状部材１３５に付与されていた張力が無くなり、被係止部１３１を介して所定の位置に保持されていたフィルタ１０１が脱落する。
【００５０】
もしくは、紐状部材１３５と被係止部１３１とが係止状態にあるとき、紐状部材１３５の他端側が引っ張られることで紐状部材１３５がストッパ１３７から外れる。これにより、ストッパ１３７と被係止部１３１との係止状態が解除され、被係止部１３１を介して所定の位置に保持されていたフィルタ１０１が脱落する。
【００５１】
以上の通り、紐状部材１３５が操作され、紐状部材１３５と被係止部１３１との係止状態が解除されることで、フィルタ１０１が脱落する。従って、容器１の外部からフィルタ１０１を脱落させることができる。また、紐状部材１３５と被係止部１３１との組み合わせという比較的簡便な機構により、フィルタ除去機構１３０が実現される。
【００５２】
なお、本実施形態では、フィルタ除去機構１３０は、紐状部材１３５と被係止部１３１とを含む構成としたが、本発明はかかる例に限定されない。例えば、フィルタ除去機構１３０は、棒状部材であってもよい。
【００５３】
図６は、本実施形態に係るフィルタ除去機構１３０のその他の例を示す図である。図６に示すように、フィルタ除去機構１３０としての棒状部材１３９は、一端がフィルタ部１００近傍まで延在し、他端が容器１の外部まで延在された棒である。棒状部材１３９の材質の一例として、セラミックが挙げられる。棒状部材１３９の一端がフィルタ部１００に接触することで、接触時の振動または外力が加わり、最外方のフィルタ１０１が脱落される。棒状部材１３９の操作によりフィルタ１０１が脱落するので、容器１の外部からフィルタ１０１を脱落させることができる。また、棒状部材１３９という簡便な機構により、フィルタ除去機構１３０が実現される。
【００５４】
［ガスサンプリング方法］
続いて、図７を参照しながら、本実施形態に係るガスサンプリング方法について説明する。図７は、本実施形態に係るガスサンプリング方法のフローチャートである。図７に示すように、まず、ガスサンプリング管１０が、容器１内に挿入される（Ｓ１０１）。このとき、ガスサンプリング管１０の先端１３が所定の位置になるよう設定される。続いて、ガスサンプリング管１０により、容器１内のガスが吸引される（Ｓ１０３）。ガス吸引の開始は、容器１内における溶融金属Ｍの反応が定常状態となる時期に応じて、適切に設定される。ガスサンプリング管１０によって吸引されたガスに対しては、公知の分析技術により、ガス成分の定性的また定量的な分析が行われる。
【００５５】
ステップＳ１０３において、ガスが吸引されている間、ガスの圧力が計測される。そして、ガスの圧力の計測結果に基づいて、圧力損失が閾値を超えたか否かが判定される（Ｓ１０５）。溶融金属ダストの付着によりフィルタが閉塞されると、吸引されるガスの圧力が低下し、圧力損失が生じる。圧力損失が閾値を超えた場合、フィルタ除去機構１３０は、最外方のフィルタ１０１を脱落させる（Ｓ１０７）。これにより、最外方のフィルタよりも内方側のフィルタが露出する。一方、ステップＳ１０５において、圧力損失が閾値を超えたと判定されない場合、ステップＳ１０９に進む。なお、ステップＳ１０５において、圧力損失の代わりに、ガス流量が閾値以下となったか否かが判定されてもよい。
【００５６】
続いて、容器１内のガス成分を分析するのに必要なサンプリングが完了したか否かが判定される（Ｓ１０９）。サンプリングが完了したと判定された場合、ガスサンプリングは終了する。一方、サンプリングが完了したと判定されない場合、ステップＳ１０３に戻って、ガスの吸引が継続される。以上、本実施形態に係るガスサンプリング方法について説明した。
【００５７】
以上、本実施形態に係るガスサンプリング管１０の構成と、これを用いたガスサンプリング方法を説明した。本実施形態によれば、フィルタ部１００が、ガスサンプリング管１０の先端１３の開口１７を外方から覆っているとともに、フィルタ除去機構が、フィルタ部１００の有する複数のフィルタ１０１を更新する。これにより、溶融金属ダストが高濃度で飛散している環境においても、ガスサンプリング管１０は、フィルタ除去機構１３０によりフィルタ１０１を更新しながらガスを吸引するので、連続的にガスを採取することができる。また、フィルタ部１００により開口１７が外方から覆われているので、ガスサンプリング管１０とフィルタ部１００との隙間に溶融金属ダストが溶着することがなく、フィルタの更新が適切に行える。
【００５８】
また、本実施形態によれば、フィルタ１０１が、筒状の本体部１２０の内部に設けられていることで、フィルタ１０１と管本体部１１とが、溶融金属ダストにより溶着することを防止でき、フィルタ１０１の更新がしやすくなる。また、図３に示したように、本体部１２０が軸方向に沿って連設されていることで、フィルタ部１００へ吸引されるガスの流れが一方向に制御され、溶融金属ダストがフィルタ１０１以外の場所へ溶着することを抑制できる。
【００５９】
＜２．第２の実施形態＞
次に、本発明に係る第２の実施形態について説明する。本実施形態は、第１の実施形態とフィルタの形状およびフィルタ部の管本体部１１への取り付け方において相違する。具体的には、本実施形態に係るフィルタは、半球型のフィルタを有している。なお、本実施形態の管本体部１１の構成、ガス吸引の方法等は、第１の実施形態と共通するので、説明は省略する。
【００６０】
図８を参照しながら、本実施形態に係るガスサンプリング管１０について説明する。図８は、本実施形態に係るガスサンプリング管１０のフィルタ部２００を示す断面図である。フィルタ部２００は、複数のフィルタ２０１〜２０６と、土台部２１０と、フランジ部２２０と、図示しないフィルタ除去機構とを有する。
【００６１】
図８に示すように、フィルタ部２００は、管本体部１１の先端１３の開口１７を外方から覆っている。具体的には、土台部２１０は、一端が開口された円筒状に形成された周壁面２１１と、周壁面２１１の他端の開口を覆う底面２１３とを有する。管本体部１１の先端１３は、土台部２１０の周壁面２１１の内周へ挿入され、底面２１３を貫通している。先端１３が底面２１３を貫通した状態で、フランジ部２２０と周壁面２１１の他端側の縁部とが当接し、互いに固定されている。底面２１３を貫通した先端１３の開口１７は、複数のフィルタ２０１〜２０６により覆われている。なお、土台部２１０には、管本体部１１と同様に、水冷機構が設けられてもよい。
【００６２】
複数のフィルタ２０１〜２０６は、略半球状に形成され、互いに異なる半径を有する相似形状を有している。複数のフィルタ２０１〜２０６は、フィルタ部２００において、積層されて設けられている。すなわち、複数のフィルタ２０１〜２０６は、それぞれ、より大きな径を有するフィルタの半球状の内部に収容されている。また、最も小さな径を有するフィルタ２０６の内部には、開口１７が収容されている。
【００６３】
複数のフィルタ２０１〜２０６の端縁は、土台部２１０の底面２１３の外方側の面に取り付けられている。複数のフィルタ２０１〜２０６は、開口１７を中心として、同心円状に底面２１３に取り付けられている。
【００６４】
本実施形態に係るフィルタ除去機構として、図５Ａおよび図５Ｂに記載したような第一の実施形態に係るフィルタ除去機構１３０としての紐状部材１３５と被係止部１３１が用いられ得る。また、本実施形態に係るフィルタ除去機構として、図６に記載したような第一の実施形態の変形例に係るフィルタ除去機構１３０としての棒状部材１３９が用いられ得る。本実施形態に係るフィルタ除去機構により、複数のフィルタ２０１〜２０６の端縁が、底面２１３から取り外され、最外方のフィルタが脱落し、内方のフィルタが露出する。
【００６５】
本実施形態によれば、複数のフィルタ２０１〜２０６の形状が半球状のため、複数のフィルタ２０１〜２０６の表面積が最も少なくなる。従って、溶融金属ダストの複数のフィルタ２０１〜２０６へ付着する可能性が小さくなる。また、複数のフィルタ２０１〜２０６は、それぞれ、より大きな径を有するフィルタの半球状の内部に収容されている。これにより、複数のフィルタ２０１〜２０６を設けるのに必要なスペースが低減される。
【００６６】
なお、本実施形態において、土台部２１０を介して複数のフィルタ２０１〜２０６が取り付けられる例を説明したが、本実施形態はこれに限定されない。例えば、本実施形態において、先端１３に土台部２１０が設けられず、フランジ部２２０が、先端１３の外周面に取り付けられ、複数のフィルタ２０１〜２０６が、フランジ部２２０に取り付けられてもよい。
【００６７】
［変形例］
次に、図９を参照しながら、本実施形態の変形例について説明する。本変形例では、フィルタ部の形状が、上記実施形態のフィルタ部と相違する。図９は、本変形例に係るガスサンプリング管１０のフィルタ部３００を示す断面図である。図９に示すように、フィルタ部３００は、管本体部１１の先端１３の開口１７を外方から覆っている。フィルタ部３００は、複数のフィルタ３０１〜３０６と、フランジ部３２０と、図示しないフィルタ除去機構とを有する。複数のフィルタ３０１〜３０６は、それぞれ半球状部３１１〜３１６と、筒状部３２１〜３２６とを有する。
【００６８】
複数のフィルタ３０１〜３０６は、円筒状の筒状部３２１〜３２６の一端縁に略半球状に形成された半球状部３１１〜３１６が取り付けられて、形成されている。複数のフィルタ３０１〜３０６は、互いに異なる大きさを有する相似形状を有している。
【００６９】
複数のフィルタ３０１〜３０６は、フィルタ部２００において、積層されて設けられている。すなわち、複数のフィルタ３０１〜３０６は、それぞれ、より大きなフィルタの半球状部および筒状部の内部に収容されている。また、最も小さなフィルタ３０６の内部には、開口１７が収容されている。
【００７０】
複数のフィルタ３０１〜３０６の筒状部３２１〜３２６の他端縁は、フランジ部３２０に取り付けられている。複数のフィルタ３０１〜３０６は、開口１７を中心として、同心円状にフランジ部３２０に取り付けられている。
【００７１】
図示しないフィルタ除去機構により、複数のフィルタ３０１〜３０６の筒状部３２１〜３２６の端縁が、フランジ部３２０から取り外され、最外方のフィルタが脱落し、内方のフィルタが露出する。
【００７２】
本変形例によれば、複数のフィルタ３０１〜３０６が、筒状部３２１〜３２６を有するので、複数のフィルタ３０１〜３０６の表面積が増える。この結果、複数のフィルタ３０１〜３０６に設けられるガスを流通させる孔の数も増え、溶融金属ダストが付着して、複数のフィルタ３０１〜３０６が閉塞されるまでの時間を長くすることができる。
【００７３】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００７４】
１  容器
２  吹込み管
１０  ガスサンプリング管
１１  管本体部
１３  先端
１５  吸引ポンプ
１７  開口
１００、２００、３００  フィルタ部
１０１、２０１〜２０６、３０１〜３０６  フィルタ
１２０  本体部
１３０  フィルタ除去機構
１３１  被係止部
１３３  延出部
１３５  紐状部材
１３７  ストッパ
１３９  棒状部材
３１１〜３１６  半球状部
Ｍ  溶融金属
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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