(57)【要約】      （修正有）【課題】接ガス部の汚染や劣化を最小限にし、人為的ミスによるサンプルバックの破損を防止できるガスの採取方法と装置を提供する。【解決手段】吸気管１に接続されたサンプルバック２を気密性のある構造の排気管５を接続したサンプルボックス３内に収容し、該３内のガスを排出することで、前記２内にガスを採取する方法において、前記３の５に、前記２の規定容積以下の真空容器６を接続して、前記３内の気体を吸引することで、前記２にガスを採取することとしたものであり、前記１及び３は、内部の気体を、前記２にガスを採取する前に不活性ガスで置換しておくのがよく、また３内の気体の吸引速度を調節する機構を備えるのがよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気管に接続されたサンプルバッグを、気密性のある構造の排気管を接続したサンプルボックス内に収容し、該サンプルボックス内の気体を排出することで、前記サンプルバッグ内にガスを採取する方法において、前記サンプルボックスの排気管に、前記サンプルバッグの規定容積以下の真空容器を接続して、前記サンプルボックス内の気体を吸引することで、前記サンプルバッグにガスを採取することを特徴とするガスの採取方法。
【請求項２】
前記吸気管は、該管内の気体を、前記サンプルバッグ内にガスを採取する前及び後に、不活性ガスで置換することを特徴とする請求項１記載のガスの採取方法。
【請求項３】
前記サンプルボックスは、該ボックス内の気体を、前記サンプルバッグ内にガスを採取する前に、不活性ガスで置換することを特徴とする請求項１又は２記載のガスの採取方法。
【請求項４】
吸気管に接続されたサンプルバッグを、気密性のある構造の排気管を接続したサンプルボックス内に収容し、該サンプルボックス内の気体を排出することで、前記サンプルバッグ内にガスを採取する装置において、前記サンプルボックスの排気管に、前記サンプルバッグの規定容積以下の開閉弁を有する真空容器を接続したことを特徴とするガスの採取装置。
【請求項５】
前記吸気管、サンプルバッグ、サンプルボックス、排気管及び真空容器は、それぞれ脱着可能であり、前記サンプルボックスは、開閉してサンプルバッグが交換可能でかつ気密性を保持する構造であることを特徴とする請求項４記載のガスの採取装置。
【請求項６】
前記真空容器、排気管、サンプルボックス又は開閉弁には、サンプルボックス内の気体の吸引速度を調節する機構を備えることを特徴とする請求項４又は５記載のガスの採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスの採取方法および採取装置に関し、特に可燃性ガス、毒性ガス、特殊高圧ガスなどの危険性の高い成分を含むガス、燃焼排ガスなどの粉塵や水分を含むガスの採取方法及び採取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガスの採取方法には、以下の３つの方法が知られている。
（１）  真空容器内を予め真空とし、バルブを開けて対象ガスを吸引し、採取する方法。
真空容器は、ガラス、金属、樹脂などの材料で、真空に絶えうる強度で製造されている。
そのため、ガスの採取量は、真空容器の内容積以下であること、容器が重いため、多量のガスを採取するには不向きなこと、真空容器内が汚染されても、内部の洗浄に手間がかかるか洗浄が不可能なことなどの問題点があった。
（２）  ポンプを用いガスを吸引し、サンプルバックに採取する方法。
この方法は最も汎用的であり、ポンプの種類及び接ガス部の材質、サンプルバックの材質や容量を任意に選定することで、多種類のガスを採取することができる。
しかしながら、可燃性ガス・毒性ガス・特殊高圧ガスなどの危険性の高い成分を含むガスを採取する場合や、燃焼排ガスなどの粉塵や水分を含むガスを採取する場合は、ポンプの接ガス部の材質選定が難しいこと、接ガス部の汚染や劣化が著しいことなどの問題点があった。
【０００３】
（３）  サンプルバックをサンプルボックスに入れ、サンプルボックスをポンプで減圧してサンプルバックにガスを採取する方法。
ポンプはガスに汚染されないものの、ポンプの吸引圧がサンプルバックの耐圧よりも高く、サンプルバックの規定容積以上のガスを採取した場合、サンプルバックが破損する問題点があった。
そこで、ポンプにタイマ停止機能やマスフロー制御機能を付加し、サンプルバックの規定容積のガスを採取する方法が実用化されている。
しかし、それらの機能を付加したポンプは高価であること、誤設定などの人為的ミスにより過剰のガスを採取しサンプルバックが破損する可能性があることなどの問題点があった。
【特許文献１】特開平５−５２７１９号公報
【特許文献２】特開平８−１１０２８７号公報
【特許文献３】特開平８−３１３４１２号公報
【特許文献４】特開平１１−１５３５２５号公報
【特許文献５】特開２００３−５７１５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記公知技術の問題点を解消して、接ガス部の汚染や劣化を最小限にし、高価な機能を使用せず、人為的ミスによるサンプルバックの破損を防止することができるガスの採取方法及び採取装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明では、吸気管に接続されたサンプルバッグを、気密性のある構造の排気管を接続したサンプルボックス内に収容し、該サンプルボックス内の気体を排出することで、前記サンプルバッグ内にガスを採取する方法において、前記サンプルボックスの排気管に、前記サンプルバッグの規定容積以下の真空容器を接続して、前記サンプルボックス内の気体を吸引することで、前記サンプルバッグにガスを採取することを特徴とするガスの採取方法としたものである。
前記ガスの採取方法において、吸気管は、該管内の気体を、前記サンプルバッグ内にガスを採取する前及び後に不活性ガスで置換するのがよく、また、前記サンプルボックスは、該ボックス内の気体を、前記サンプルバッグ内にガスを採取する前に不活性ガスで置換するのがよい。
【０００６】
また、本発明では、吸気管に接続されたサンプルバッグを、気密性のある構造の排気管を接続したサンプルボックス内に収容し、該サンプルボックス内の気体を排出することで、前記サンプルバッグ内にガスを採取する装置において、前記サンプルボックスの排気管に、前記サンプルバッグの規定容積以下の開閉弁を有する真空容器を接続したことを特徴とするガスの採取装置としたものである。
前記ガスの採取装置において、吸気管、サンプルバック、サンプルボックス、排気管及び真空容器は、それぞれ脱着可能であり、前記サンプルボックスは、開閉してサンプルバックが交換可能でかつ機密性を保持する構造であり、また、前記真空容器、排気管、サンプルボックス又は開閉弁には、サンプルボックス内の気体の吸引速度を調節する機構を備えるのがよい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、被採取ガスで汚染とされるのは吸気管とサンプルバッグに留まるため、洗浄の労力を低減できると共に、人為的ミスでガスを過剰量採取し、サンプルバックを破損する事故を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明を図面を用いて具体的に説明する。
まず、公知技術を図２を用いて説明すると、図２（ａ）はガス採取前、図２（ｂ）はガス採取後を示す。
図２は、吸気管１に接続されたサンプルバック２をサンプルボックス３に収容し、排気管５に接続された排気手段４によりサンプルボックス３内のガスを排出することで、サンプルバック２にガスを採取する方法である。
サンプルボックス３内の気体は、排気管５を経由して排気手段４により排出され、それに伴い吸気管１を経由してサンプルバック２にガスが採取される。
この方法において、サンプルボックス３の内容積は、サンプルバック２の規定容積よりも大きいため、排気手段４の排気圧がサンプルバック２の耐圧よりも高く、かつ排気手段４による排気量がサンプルバック２の規定容積よりも多くなった場合、サンプルバックは破損する。
【０００９】
次に、本発明を図１を用いて説明する。
図１は、本発明の第一の様態を示したものであり、図１（ａ）はガス採取前、図１（ｂ）はガス採取後である。
図１は、吸気管１に接続されたサンプルバッグ２をサンプルボックス３に収容し、排気管５に接続された真空容器６の開閉弁７を開にすることによりサンプルボックス３内の気体を吸引することで、サンプルバッグ２にガスを採取する方法である。
この方法において、サンプルボックス３の内容積は、サンプルバッグ２の規定容積よりも大きいが、真空容器６の内容積はサンプルバッグ２の規定容積以下であり、サンプルバッグ２には真空容器６の内容積以下のガス量しか採取されないため、サンプルバッグ２は破損することが無い。
さらに、サンプルバッグ２が何らかの原因で破損したとしても、ガスはサンプルボックス３内に留まるため、危険性の高いガスを安全に採取することができる。
【００１０】
また、図１に示すサンプルボックスを開閉可能で気密性のある構造とし、吸気管、サンプルバッグ、サンプルボックス、排気管及び真空容器をそれぞれ脱着可能な構造とすること、真空容器を図に示していない真空ポンプで繰返し減圧すること、サンプルバッグを順次交換することで、繰返しガスを採取することができる。
さらに、吸気管とサンプルボックスとサンプルバッグとの脱着機構、サンプルボックスと排気管と真空容器との脱着機構に形状の異なる継手を用いることにより、誤接続を防ぐことができる。
【００１１】
吸気管及び排気管は、ゴム、ポリエチレン樹脂、フッ素樹脂、ステンレスなどの材質を使用することができ、柔軟性を有することが好ましい。また、吸気管の内容積はサンプルバッグの規定容積の５％以下であることが好ましい。サンプルバッグの規定容積に対して吸気管の内容積が小さいほど、希釈されていないガスを採取することができる。吸気管の内容積をサンプルバッグの規定容積の５％以下にすることにより、サンプルバッグに採取したガス濃度を被採取ガス濃度の９５％以上にすることができ、分析誤差を減少させることができる。
該吸気管は、管内の気体をサンドバッグ内にガスを採取する前及び後に、不活性ガスで置換するのがよい。
特に、シランなどの自然性ガスを採取する場合、管内の気体を不活性ガスで置換することで、シランの酸化や発火燃焼を防止することができる。
不活性ガスには窒素、アルゴン、二酸化炭素等を用いることができる。
【００１２】
サンプルバッグは、フッ化ビニル樹脂、４フッ化エチレンと６フッ化プロピレンの共重合体、ナイロン、ポリエチレン、アルミニウム、ポリスチレンなどの材質を使用することができる。
サンプルボックスは、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、金属などの容器を使用することができ、開閉可能で気密性があり、吸気管、サンプルバッグ、排気管が脱着可能な構造が好ましい。また、内容積はサンプルバッグの２．０倍以下が好ましく、１．５倍以下がより好ましい。
【００１３】
サンプルボックス内は、真空容器により均等に減圧されるため、サンプルボックスの内容積が小さいほど、サンプルバッグに採取できるガス量が増加する。サンプルボックスの内容積をサンプルバッグの規定容積の３倍、真空容器の内容積をサンプルバッグの規定容積と同容積、真空容器の圧力をゲージ圧で−９０ｋＰａ、被採取ガスの圧力を−３ｋＰａとし、吸気管と排気管の内容積を無視した場合、サンプルバッグに採取できるガス量は規定容積の８１％に留まる。一方、サンプルボックスの内容積をサンプルバッグの規定容積の２倍、真空容器の内容積をサンプルバッグの規定容積と同容積、真空容器の圧力をゲージ圧で−９０ｋＰａ、被採取ガスの圧力を−３ｋＰａとし、吸気管と排気管の内容積を無視した場合、サンプルバッグには規定容積の８４％のガスが採取できる。さらには、サンプルボックスの内容積をサンプルバッグの規定容積の１．５倍、真空容器の内容積をサンプルバッグの規定容積と同容積、真空容器の圧力をゲージ圧で−９０ｋＰａ、被採取ガスの圧力を−３ｋＰａとし、吸気管と排気管の内容積を無視した場合、サンプルバッグには規定容積の８７％のガスが採取できる。
【００１４】
前記サンプルボックス内の気体は、ガスを採取する前に、不活性ガスで置換することが好ましい。
特に、シランなどの自然性ガスを採取する場合、不活性ガスで置換しておくことで、サンプルバッグに製品不良や破損が生じても、自然性ガスの発火燃焼を防止することができる。
真空容器は、塩化ビニル樹脂、アクリル樹脂、金属などの容器を使用することができる。真空容器の耐圧はゲージ圧で−９０ｋＰａ以下が好ましく、−１０１ｋＰａがより好ましい。
真空容器の耐圧が低い場合、真空容器内を十分に減圧することができず、サンプルバッグに採取できるガス量が減少する。
サンプルボックス内の気体の吸引速度を調節する機構としては、ニードルバルブ、オリフィス管等を用いることができる。
【実施例】
【００１５】
実施例１
図２に示す従来例と図１に示す本発明例との採取ガス量を比較した。
吸気管及び排気管にはフッ素樹脂管、サンプルボックスには内容積１０Ｌの立方体の透明塩化ビニル製の容器を使用した。
排気手段のポンプには、吸引圧力−３０ｋＰａ、大気開放時の排気量２．４Ｌ／ｍｉｎを使用した。
真空容器には内容積４Ｌの金属製容器を使用し、オリフィスとバルブを取付け、内部をゲージ圧力−９０ｋＰａとした。
サンプルバッグには、樹脂製多層フィルムの外周を融着した規定容積５Ｌのものを使用した。
実験結果を表１に示す。
【００１６】
【表１】
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従来例では、吸引ガス圧力０ｋＰａの場合、採取時間２．６分でサンプルバッグが破損し、吸引ガス圧力−３ｋＰａの場合、採取時間３．３分でサンプルバッグが破損した。
一方、本発明の例ではサンプルバッグは破損しなかった。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明のガスの採取装置の一例を示す構成図。
【図２】公知のガスの採取装置の一例を示す構成図。
【符号の説明】
【００１８】
１：吸気管、２：サンプルバック、３：サンプルボックス、
４：排気手段、５：排気管、６：真空容器、７：バルブ
【図１】
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【図２】
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