(57)【要約】      （修正有）【課題】結露しても再生可能な窒素酸化物濃度計用検出器を提供する。【解決手段】内部が密閉されパージガスが充填された筐体４４と、筐体内に配置され、試料ガス中の窒素酸化物とオゾンとの化学反応で生じた化学発光強度を検出する光電変換素子と、筐体内に配置され、光電変換素子を冷却する電子冷却素子とを備え、筐体には、パージガス入口４４ａ及びパージガス出口４４ｂが形成されており、パージガス入口及びパージガス出口には、Ｏリング５１ａ、５１ｂを介してネジ５２ａ、５２ｂが止められている構成とする。【選択図】図３
0003209581.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
内部が密閉されパージガスが充填された筐体と、
前記筐体内に配置され、試料ガス中の窒素酸化物とオゾンとの化学反応で生じた化学発光強度を検出する光電変換素子と、
前記筐体内に配置され、前記光電変換素子を冷却する電子冷却素子とを備え、
前記筐体には、パージガス入口及びパージガス出口が形成されている窒素酸化物濃度計用検出器であって、
前記パージガス入口及び前記パージガス出口には、Ｏリングを介してネジが止められていることを特徴とする窒素酸化物濃度計用検出器。
【請求項２】
請求項１に記載の窒素酸化物濃度計用検出器と、
前記パージガス入口に取り付け取り外し可能なパージ用ノズルと、
前記パージガス出口に取り付け取り外し可能なパージ用ノズルとを備えることを特徴とする窒素酸化物濃度計用検出器セット。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ボイラの煙道排ガスや自動車排ガス中等に含まれる窒素酸化物（ＮＯＸ）の濃度を一酸化窒素（ＮＯ）とオゾン（Ｏ３）との反応による化学発光を利用して測定するための窒素酸化物濃度計用検出器及び窒素酸化物濃度計用検出器セットに関する。
【背景技術】
【０００２】
工場のボイラや焼却炉における燃焼や自動車のエンジン内における燃焼等により生じる人体に有害なＮＯＸが問題となっているが、大気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、化学発光法による窒素酸化物濃度計（以下、「ＮＯＸ分析計」と称する）がある。ＮＯＸ分析計は、試料ガス（大気や排気ガス等から採取したサンプルガス）とＯ３とを装置内の反応槽内で接触させ、試料ガス中のＮＯとＯ３との化学（気相）反応によって生じる化学発光強度がＮＯ濃度に比例関係にあることを利用し、検出器で化学発光強度を検出するものである。
【０００３】
このような検出器では、例えばシリコンフォトダイオード等のフォトセンサ（半導体光電変換素子）等が用いられている。ところで、フォトセンサは、低温の状態でノイズを低減することができる。
【０００４】
そのため、検出器は、光透過用窓を有する検出器キャップ（筐体）と、検出器ベース（筐体）とにより、フォトセンサやプリアンプ基板やペルチェ素子（電子冷却素子）や金属製冷却台等を密閉シールドして構成されている（例えば特許文献１参照）。そして、ペルチェ素子の冷却側に金属製冷却台を介してフォトセンサを接触配置して冷却するとともに、ペルチェ素子の放熱側を金属製の検出器ベースに接触配置して放熱させている（図２参照）。
【０００５】
このとき、検出器の密閉空間（筐体内部）に外気が存在すると、ペルチェ素子で冷却されて結露し、フォトセンサやプリアンプ基板に水滴が付着して回路が短絡し、測定ができなくなる。ここで、図５、６は、従来の検出器の構成を示す水平断面図である。検出器１０４の筐体１４４の側壁には、略円柱形状のパージガス入口１４４ａと略円柱形状のパージガス出口１４４ｂとが形成されており、製造時には密閉空間に窒素ガス（パージガス）が充填されている。
【０００６】
次に、検出器１０４の密閉空間に窒素ガスを充填する充填方法について説明する。まず、製造業者等は、パージガス入口１４４ａにパッキン付ノズル１５１を取り付けるとともに、パージガス出口１４４ｂにパッキン付ノズル１５２を取り付ける（図５参照）。次に、パージガス入口１４４ａのパッキン付ノズル１５１から筐体１４４内部に窒素ガスを導入すると、筐体１４４内部の気体がパージガス出口１４４ｂのパッキン付ノズル１５２から筐体１４４外部に排出される。全ての気体が排出されると、パージガス出口１４４ｂにさらにパッキン付ノズル１５２を押し込むことで、先端のパッキン１５２ａを押しつぶしてパージガス出口１４４ｂを塞ぐ。最後に、パージガス入口１４４ａにさらにパッキン付ノズル１５１を押し込むことで、先端のパッキン１５１ａを押しつぶしてパージガス入口１４４ａを塞ぐ（図６参照）。このようにして、検出器１０４の密閉空間に窒素ガスが充填される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−１４８１９２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、検出器１０４を長期的に使用していると、筐体１４４内部（密閉空間）に徐々に外気が入っていき、その結果、結露することがあった。結露した場合、パージガス出口１４４ｂでパッキン１５２ａを押しつぶして塞いでいるため、検出器１０４を再生できず交換しなければならないという問題点があった。
そこで、本考案は、結露しても再生することができる窒素酸化物濃度計用検出器及び窒素酸化物濃度計用検出器セットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本考案の窒素酸化物濃度計用検出器は、内部が密閉されパージガスが充填された筐体と、前記筐体内に配置され、試料ガス中の窒素酸化物とオゾンとの化学反応で生じた化学発光強度を検出する光電変換素子と、前記筐体内に配置され、前記光電変換素子を冷却する電子冷却素子とを備え、前記筐体には、パージガス入口及びパージガス出口が形成されている窒素酸化物濃度計用検出器であって、前記パージガス入口及び前記パージガス出口には、Ｏリングを介してネジが止められているようにしている。
【考案の効果】
【００１０】
本考案の窒素酸化物濃度計用検出器によれば、検出器の筐体内部（密閉空間）が結露しても、ネジを取り外して開放することができるため、再度パージすることが可能となり、その結果、容易に再生することができる。
【００１１】
（他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本考案の窒素酸化物濃度計用検出器セットは、上述したような窒素酸化物濃度計用検出器と、前記パージガス入口に取り付け取り外し可能なパージ用ノズルと、前記パージガス出口に取り付け取り外し可能なパージ用ノズルとを備えるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本考案の一実施形態に係るＮＯＸ分析計の要部構成を示す図。
【図２】検出部の全体構成を示す垂直断面図。
【図３】検出部のシール状態を示す水平断面図。
【図４】検出部のノズル取付状態を示す水平断面図。
【図５】従来の検出器の構成を示す水平断面図。
【図６】従来の検出器のガス充填後の状態を示す水平断面図。
【考案を実施するための形態】
【００１３】
以下、本考案の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本考案は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本考案の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。
【００１４】
図１は、本考案の一実施形態に係るＮＯＸ分析計の要部の構成を示す図である。ＮＯＸ分析計Ａは、試料ガスが導入されるガス導入部１と、反応槽３と光電検出器４とを有する検出部５と、ガス導入部１と検出部５との間に配置された流路ライン２とを備える。
【００１５】
流路ライン２には、電子クーラやフィルタ等からなる前処理部６と、還元触媒が設けられＮＯ２をＮＯに変換するＮＯ２−ＮＯコンバータ７と、流量計８とが配置されている。そして、コンバータ７の入口部には切換コック９が設けられ、切換コック９にはコンバータ７を通ることなくコンバータ７の出口部に至るバイパス路１０が接続されている。
【００１６】
反応槽３の入口部には、無声放電等でＯ３を発生するオゾン発生器１１がＯ３ガス供給ライン１２を介して接続されるとともに、反応槽３の出口部には、排気ガス中の未反応の余剰Ｏ３を分解するオゾンキラー１４が接続されている。
【００１７】
指示計１３は、光電検出器４で測定された化学発光強度を演算処理部（図示せず）で処理して求められたＮＯガス濃度を指示するものである。
【００１８】
このようなＮＯＸ分析計Ａにおいて、まず、ガス導入部１から導入されたＮＯ２ガスとＮＯガスとが共存する試料ガスを、ＮＯ２−ＮＯコンバータ７を通してＮＯ２をＮＯに変換し、その試料ガス中のＮＯ濃度を検出部５において検出する。次に、試料ガスを切換コック９によりコンバータ７を通さずバイパス路１０に流し、その試料ガス中のＮＯ濃度を検出部５において検出する。そして、演算処理部はＮＯガス濃度間の差からＮＯ２ガス濃度を算出する。
【００１９】
ここで、図２は、検出部５の全体構成を示す垂直断面図であり、図３は、検出部５の光電検出器４の部分を示す水平断面図である。検出部５は、反応室３１を有する反応槽３と、光電検出器４とを有する。
【００２０】
光電検出器４は、金属製の検出器ベース４４と、金属製の検出器キャップ４５と、検出器ベース４４上に密着固定されたペルチェ素子（電子冷却素子）４２と、ペルチェ素子４２の冷却側に取り付けられた金属製冷却台４３と、金属製冷却台４３上に取り付けられたフォトセンサ４１と、金属製冷却台４３に取り付けられたプリアンプ基板４６とを備える。
【００２１】
フォトセンサ４１は、化学発光強度を電気信号に変換するものである。
【００２２】
検出器ベース４４は、円形状の下面を有する円筒体である。その側壁には、中心に向かうようにパージガス入口４４ａとパージガス出口４４ｂとが形成されている。パージガス入口４４ａは、ネジ溝が形成された第一円柱形状部と、第一円柱形状部より直径が大きくなる第二円柱形状部とを有する。なお、パージガス出口４４ｂも、パージガス入口４４ａと同様の形状をしている。
【００２３】
そして、パージガス入口４４ａの第一円柱形状部と第二円柱形状部との段差部分にＯリング５１ａが配置され、ネジ５２ａの頭でＯリング５１ａを押さえ付けるように、ネジ５２ａが第一円柱形状部のネジ溝に止められることで、パージガス入口４４ａがシールされている。また、パージガス出口４４ｂの第一円柱形状部と第二円柱形状部との段差部分にＯリング５１ｂが配置され、ネジ５２ｂの頭でＯリング５１ｂを押さえ付けるように、ネジ５２ｂが第一円柱形状部のネジ溝に止められることで、パージガス出口４４ｂがシールされている。
【００２４】
検出器キャップ４５は、円形状の上面を有する円筒体であり、Ｏリング４８を介して検出器ベース４４にネジ（図示せず）により気密に締結されている。
【００２５】
このような検出器ベース４４と検出器キャップ４５とにより、フォトセンサ４１とペルチェ素子４２と金属製冷却台４３とプリアンプ基板４６とが密閉シールドされている。そして、検出器ベース４４と検出器キャップ４５とで形成された密閉空間には、パージガスが充填されている。
上記パージガスとしては、窒素ガス等が挙げられる。
【００２６】
そして、検出器キャップ４５は、フォトセンサ４１と対向する位置となる上部に、反応槽３での試料ガス中のＮＯとＯ３との化学反応によって生じた化学発光光を透過させる光透過用窓４９を有する。また、金属製プレート４７は、検出器ベース４４とリード線（図示せず）とにより接続されている。
【００２７】
検出器キャップ４５の上部には、反応槽３がネジ締結により結合されている。反応室３１には、試料ガスを導入するキャピラリ３２と、Ｏ３ガス導入路３３とが接続されている。また、反応室３１の上部には、反応後のガスを排出する排気路３４が形成されている。
【００２８】
このような検出部５によれば、試料ガス中のＮＯとＯ３とは、検出器キャップ４５の光透過用窓４９の上部で化学反応し、励起されたＮＯ２が基底状態に戻る際に放出する化学発光光（反応光）は、光透過用窓４９を通り、フォトセンサ４１によりその化学発光強度が検出される。
【００２９】
次に、光電検出器４の密閉空間に窒素ガスを充填する充填方法について説明する。まず、使用者等は、パージガス入口４４ａからネジ５２ａを取り外すとともに、パージガス出口４４ｂからネジ５２ｂを取り外す。次に、使用者等は、パージガス入口４４ａにパージ用ノズル５３ａを取り付けるとともに、パージガス出口４４ｂにパージ用ノズル５３ｂを取り付ける（図４参照）。次に、パージガス入口４４ａのパージ用ノズル５３ａから筐体４４、４５内部に窒素ガスを導入すると、筐体４４、４５内部の気体がパージガス出口４４ｂのパージ用ノズル５３ｂから筐体４４、４５外部に排出される。次に、パージガス出口４４ｂからパージ用ノズル５３ｂを取り外した後、ネジ５２ｂを止める。次に、パージガス入口４４ａからパージ用ノズル５３ａを取り外した後、ネジ５２ａを止める。この結果、光電検出器４の密閉空間に窒素ガスが充填される。
【００３０】
以上のように、本考案のＮＯＸ分析計Ａによれば、光電検出器４の筐体４４、４５内部（密閉空間）が結露しても、ネジ５２ａ、５２ｂを取り外して開放することができるため、再度パージすることが可能となり、その結果、容易に再生することができる。
【符号の説明】
【００３１】
Ａ  ＮＯＸ分析計（窒素酸化物濃度計）
４  光電検出器（窒素酸化物濃度計用検出器）
４１  光電変換素子
４２  電子冷却素子
４４、４５  筐体
４４ａ  パージガス入口
４４ｂ  パージガス出口
５１ａ、５１ｂ  Ｏリング
５２ａ、５２ｂ  ネジ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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