(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定ガスを検出器の反応槽に導いて、オゾンと一酸化窒素との化学反応の際に生じる化学発光の強度から一酸化窒素濃度を定量するとともに、測定ガスを前記反応槽に導く流路を、流路切換器により、二酸化窒素還元触媒を通る還元流路と、二酸化窒素還元触媒を通らないバイパス流路とに切り換えて測定ガスを前記反応槽に導くことにより二酸化窒素濃度も定量できるようにした化学発光式窒素酸化物計において、
前記流路切換器を前記二酸化窒素還元触媒の下流に配置し、前記二酸化窒素還元触媒と前記流路切換器との間の流路に分岐流路を設け、前記流路切換器が前記バイパス流路を前記反応槽に接続しているときであっても、前記二酸化窒素還元触媒に常時測定ガスが流れるようにし、前記分岐流路をオゾン発生器につながる流路に接続し、前記分岐流路から流出される測定ガスをオゾン源ガスとして用いることを特徴とする化学発光式窒素酸化物計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、測定ガスを検出器の反応槽に導いて、オゾンと一酸化窒素との化学反応の際に生じる化学発光の強度から一酸化窒素濃度を定量するとともに、測定ガスをその反応槽に導く流路を、流路切換器により、二酸化窒素還元触媒を通る還元流路と、二酸化窒素還元触媒を通らないバイパス流路とに切り換えて測定ガスを反応槽に導くことにより二酸化窒素濃度も定量できるようにした化学発光式窒素酸化物計に関するものである。
化学発光式窒素酸化物計は、例えば大気中や煙道排ガス中の窒素酸化物濃度の測定若しくは監視、医療診断用の窒素酸化物濃度測定、又はこれらに関係した試験分野などに利用される。
【０００２】
【従来の技術】
工場の燃焼炉や自動車のエンジンからの排ガスなどに含まれる人体に有害な窒素酸化物（ＮＯｘ）が問題になっているなか、大気中や排気ガス中の窒素酸化物濃度を測定する装置の一つに、化学発光式窒素酸化物計がある。これは、測定ガスとオゾンガス（Ｏ３）とを測定装置の反応槽内で接触させ、測定ガス中の一酸化窒素（ＮＯ）とＯ３とが化学反応を起こす際に発生する化学発光の強度を光電測定部で検出することにより測定ガス中のＮＯ含有量を定量測定するものである。
化学発光式窒素酸化物計では、測定原理上、ＮＯのみしか測定できないので、二酸化窒素（ＮＯ２）を測定する際には、ＮＯ２をＮＯに還元する触媒を通し、その時の指示値と触媒を通さない場合の指示値との差からＮＯ２濃度を換算する。
【０００３】
図１は、従来の化学発光式窒素酸化物計を表す概略流路構成図である。
測定ガスを供給する測定ガス入口２からの流路は、測定ガス中のほこりなどを除去するフィルタ４を介して、水分を除去する除湿器６に接続されている。除湿器６からの流路は２つの流路に分岐され、一方の流路９ａは測定ガス中のＮＯ２をＮＯに変換するＮＯ２／ＮＯコンバータ８を介して、他方の流路９ｂはコンバータ８を介さずに、三方電磁弁からなる流路切換器１０に接続されている。流路切換器１０の共通出口は、抵抗管１２を介して、ＮＯとＯ３との反応により化学発光を生じさせる反応槽１４に接続されている。流路切換器１０の切換えにより、測定ガスは、コンバータ８を介して、又は介さずに、反応槽１４に送られる。反応槽１４には、反応槽１４で発生した化学発光を検出する光電測定部２８が組み合わされている。
【０００４】
オゾン源ガスとして空気を供給する空気入口１６からの流路は、空気中のほこりなどを除去するフィルタ１８、水分を除去する除湿器２０、例えば高濃度の硫黄酸化物や有機溶剤などのオゾン生成を妨害する物質を取り除く活性炭カラム２２を介して、空気中の酸素からＯ３を生成するオゾン発生器２４に接続されている。オゾン発生器２４からの流路は、抵抗管２６を介して、反応槽１４に接続されている。
反応槽１４からの流路は、Ｏ３を分解するオゾン分解器３０を介して、吸引ポンプ３２に接続されている。ポンプ３２の排気側は、窒素酸化物を吸収するＮＯｘ吸着器３４を介して、排気口３６に導かれている。
【０００５】
測定ガスのＮＯ濃度を測定する場合は、流路切換器１２により流路９ｂを反応槽１４に接続してコンバータ８を通さずに測定ガスを反応槽１４に導く。
ＮＯ２濃度を測定する場合は、流路切換器１２により流路９ａを反応槽１４に接続してコンバータ８により測定ガス中のＮＯ２をＮＯに変換した後、その測定ガスを反応槽１４に導く。その測定ガスにはＮＯ２に起因するＮＯと元々存在するＮＯとが含まれ、それらのＮＯ濃度の合計はＮＯｘ濃度に相当する。そして、ＮＯｘ濃度とＮＯ濃度の差を求めることによりＮＯ２濃度が計算される。
この従来例の運転時には、流路切換器１０により、例えば１５秒毎に流路９ａと９ｂが交互に切り換えられて反応槽１４に接続される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＮＯ２／ＮＯコンバータ８を通る流路９ａと、通らない流路９ｂとが交互に切り換えられるため、流路９ｂが反応槽１４に接続されているときに、コンバータ８に測定ガスがたまったままになる状態が存在する。そのため、流路９ａ側に切り換えられた直後に反応槽１４に送られる測定ガスは前回の流路９ａ側接続時に流れた測定ガスであり、特に測定ガスのＮＯ２濃度変化が大きい場合、流路９ａが反応槽１４に接続されて測定ガスがコンバータ８から反応槽１４に送られるようになっても指示値の安定が遅れ、測定誤差を生じる場合があった。
【０００７】
そこで本発明は、ＮＯ２／ＮＯコンバータを通る流路と通らない流路の切換え後の指示値の安定を迅速にして、誤差の少ない測定を行なうことができる化学発光式窒素酸化物計を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、測定ガスを検出器の反応槽に導いて、オゾンと一酸化窒素との化学反応の際に生じる化学発光の強度から一酸化窒素濃度を定量するとともに、測定ガスをその反応槽に導く流路を、流路切換器により、二酸化窒素還元触媒を通る還元流路と、二酸化窒素還元触媒を通らないバイパス流路とに切り換えて測定ガスを反応槽に導くことにより二酸化窒素濃度も定量できるようにした化学発光式窒素酸化物計であって、流路切換器を二酸化窒素還元触媒の下流に配置し、二酸化窒素還元触媒と流路切換器との間の流路に分岐流路を設け、流路切換器がバイパス流路を反応槽に接続しているときであっても、二酸化窒素還元触媒に常時測定ガスが流れるようにしたものである。
【０００９】
流路切換器によりバイパス流路を反応槽に接続しているときであっても、分岐流路を通して二酸化窒素還元触媒から測定ガスを排出することにより、測定ガスが二酸化窒素還元触媒内を常時流れるので、二酸化窒素還元触媒内に測定ガスが留まることがなくなり、流路切換器を還元流路側に接続した後の指示値を迅速に安定させることができる。
【００１０】
測定ガスを二酸化窒素還元触媒に供給する前に測定ガス中のほこりや水分を除去する。また、酸素からオゾンを生成するオゾン発生器にオゾン源ガスを供給する前には、オゾン源ガス中のほこりや水分を除去する。
そこで、本発明はさらに、上記分岐流路をオゾン発生器につながる流路に接続し、その分岐流路から流出される測定ガスをオゾン源ガスとして用いる。その結果、オゾン源ガスとして供給される測定ガス中のほこりや水分は除去されており、オゾン源ガス中のほこりや水分を除去するための装置を別途設けることを省略することができる。また、流路構成を簡単にすることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
【実施例】
図２は、化学発光式窒素酸化物計の参考例を表す概略流路図である。図１と同じ部分には同じ符号を付して詳しい説明は省略する。
測定ガスを供給する測定ガス入口２からの流路はフィルタ４を介して除湿器６に接続され、除湿器６からの流路は２つの流路に分岐され、一方の流路９ａはＮＯ2／ＮＯコンバータ８を介して、他方の流路９ｂはコンバータ８を介さずに、流路切換器１０に接続され、流路切換器１０の共通出口は抵抗管１２を介して反応槽１４に接続されている。反応槽１４には光電測定部２８が組み合わされている。空気入口１６からの流路はフィルタ１８、除湿器２０及び活性炭カラム２２を介してオゾン発生器２４に接続されており、オゾン発生器２４からの流路は抵抗管２６を介して反応槽１４に接続されている。反応槽１４からの流路はオゾン分解器３０を介して吸引ポンプ３２に接続され、ポンプ３２の排気側はＮＯｘ吸着器３４を介して排気口３６に導かれている。ここまでの構成は図１のものと同じである。
この参考例では、コンバータ８と流路切換器１０との間の流路に、抵抗管３８を備えた分岐流路９ｃが接続されており、分岐流路９ｃはオゾン分解器３０とポンプ３２との間の流路に導かれて、常時吸引されるようになっている。
【００１２】
ポンプ３２を作動させると、測定ガス入口２から測定ガスが吸引され、空気入口１６から空気が吸引される。測定ガス入口２から吸引された測定ガスは、フィルタ４により除塵され、除湿器６により除湿された後、反応槽１４側に吸引される。その測定ガスは、流路切換器１０が流路９ａ側に接続されているときにはコンバータ８を介して、流路９ｂ側に接続されているときにはコンバータ８を介さずに、さらに抵抗管３８を介して、反応槽１４に導かれる。このとき、流路切換器１０がいずれの流路９ａ，９ｂに接続されているに拘らず、コンバータ８を通過した測定ガスが分岐流路９ｃ側に吸引される。これにより、流路切換器１０がいずれの流路９ａ，９ｂに接続されていてもコンバータ８内に測定ガスを流しつづけて、古い測定ガスが滞留することを防いで、コンバータ８内を新しい測定ガスに置換していく。
流路切換器１０が切り換えられてコンバータ８が反応槽１４に接続されたときには、測定すべき測定ガスが直ちに反応槽１４に導入される。
【００１３】
他方、空気入口１６から吸引された空気は、フィルタ１８により除塵され、除湿器２０により除湿され、さらに活性炭カラム２２によりオゾン生成妨害物質が除去された後、オゾン発生器２４に導かれる。オゾン発生器２４では、空気中の酸素からＯ３が生成される。オゾン発生器２４からのＯ３を含む空気は、抵抗管２６を介して、反応槽１４に導かれる。
反応槽１４にそれぞれ導かれた測定ガスとＯ３を含む空気が混合され、生じた化学発光が光電測定部８により検出され、その検出強度に基づいてＮＯ濃度が算出される。
その後、反応槽１４内の測定ガスとＯ３を含む空気の混合ガスは、オゾン分解器３０に導かれてＯ３が分解された後、分岐流路９ｃからの測定ガスと合流してポンプ３２に吸引される。ポンプ３２から排出される混合ガスは、ＮＯｘ吸着器３４により窒素酸化物が除去された後、排気口３６から排出される。
【００１４】
図３は、一実施例を表す概略流路図である。
試料ガス入口２からの流路はフィルタ４を介して除湿器６に接続されており、除湿器６からの流路は２つの流路９ａ，９ｂに分岐され、一方の流路９ａはＮＯ2／ＮＯコンバータ８を介して、他方の流路９ｂはコンバータ８を介さずに、流路切換器１０に接続されており、流路切換器１０の共通出口は抵抗管１２を介して反応槽１４に接続されている。反応槽１４には光電測定部２８が組み合わされている。反応槽１４からの流路はオゾン分解器３０を介して吸引ポンプ３２に接続され、ポンプ３２の排気側はＮＯｘ吸着器３４を介して排気口３６に導かれている。以上の構成は図２の参考例と同じである。
【００１５】
図２の参考例ではオゾン生成用の空気入口１６を別途設けているのに対し、この実施例では、コンバータ８と流路切換器１０との間の流路に、分岐流路９ｄが接続されており、分岐流路９ｃは活性炭カラム２２を介してオゾン発生器２４に導かれている。オゾン発生器２４からの流路は抵抗管４０を介して反応槽１４に接続されている。
また、フィルタ４、除湿器６間の流路は、調圧器４２を介して、反応槽１４、オゾン分解器３０間の流路に接続されており、調圧器４２によりポンプ３２による反応槽１４内の減圧の大きさを調整するようになっている。なお、図２には、この調圧器４２を備える流路は設けられていないが、同様に設けてもよい。
【００１６】
ポンプ３２を作動させると、測定ガス入口２から測定ガスが吸引される。測定ガス入口２から吸引された測定ガスは、フィルタ４により除塵され、除湿器６により除湿された後、反応槽１６側に吸引される。その測定ガスは、流路切換器１０が流路９ａ側に接続されているときにはコンバータ８を介して、流路９ｂ側に接続されているときにはコンバータ８を介さずに、さらに抵抗管３８を介して、反応槽１４に導かれる。このとき、流路切換器１０がいずれの流路９ａ，９ｂに接続されているに拘らず、コンバータ８を通過した測定ガスが分岐流路９ｄ側に吸引される。そして、その測定ガスは、活性炭カラム２２を介して、オゾン発生器２４に導かれる。オゾン発生器２４からのＯ３を含む空気は、抵抗管２６を介して、反応槽１４に導かれる。
【００１７】
この実施例では、コンバータ８に常時測定ガスを流すための分岐流路９ｄに導かれる測定ガスをオゾン源ガスとしてオゾン発生器２４に供給している。分岐流路９ｄに導かれる測定ガスは、フィルタ４により除塵され、除湿器６により除湿されているので、オゾン源ガス中のほこりや水分を除去するための装置を別途設けるのを省略することができる。また、流路構成を簡単にすることもできる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の化学発光式窒素酸化物計では、流路切換器を二酸化窒素還元触媒の下流に配置し、二酸化窒素還元触媒と流路切換器との間の流路に分岐流路を設け、流路切換器が二酸化窒素還元触媒を通らない流路を反応槽に接続しているときであっても、二酸化窒素還元触媒に常時測定ガスが流れるようにしたので、二酸化窒素還元触媒内に測定ガスが留まることがなくなり、流路切換器を還元流路側に接続した後の指示値を迅速に安定させることができ、誤差の少ない測定を行なうことができる。
さらに、分岐流路をオゾン発生器につながる流路に接続し、分岐流路から流出される測定ガスをオゾン源ガスとして用いるので、オゾン源ガスとして供給される測定ガス中のほこりや水分は除去されており、オゾン源ガス中のほこりや水分を除去するための装置を別途設けることを省略することができ、流路構成を簡単にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来の化学発光式窒素酸化物計を表す概略流路構成図である。
【図２】参考例を表す概略流路図である。
【図３】一実施例を表わす概略流路図である。
【符号の説明】
２      試料ガス入口
４，１８      フィルタ
６，２０      除湿器
８      ＮＯ2／ＮＯコンバータ
９ａ      還元流路
９ｂ      バイパス流路
９ｃ，９ｄ      分岐流路
１０      流路切換器
１２，２６，３８，４０      抵抗管
１４      反応槽
１６      空気入口
２２      活性炭カラム
２４      オゾン発生器
２８      光電測定部
３０      オゾン分解器
３２      吸引ポンプ
３４      ＮＯｘ吸着器
３６      排気口
４２      調圧器
【図１】
0003582399.tif 000002
【図２】
0003582399.tif 000003
【図３】
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