(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガスが流れる排ガス流路の内部に一端が配置され且つ前記排ガス流路の外部に他端が配置されており、前記排ガス流路の内部に配置された開口部から排ガスを採取することができる採取管と、
前記排ガス流路の内部に一端が配置され且つ前記排ガス流路の外部に他端が配置されており、前記採取管の少なくとも一部を囲い、前記採取管に接する熱媒体を内蔵する外管と、
アンモニアを捕捉するための吸収材と、前記排ガス流路の外部で前記採取管に連結されており且つ前記吸収材を覆うケースと、を有するカートリッジと、
を備え、
前記ケースは、前記ケースから外部への熱伝達を促進する放熱フィンを備える排ガス採取装置。
【請求項２】
前記ケースは、前記吸収材を内蔵する本体部と、前記本体部の一端に設けられて前記採取管に挿入できる連結部と、を備える請求項１に記載の排ガス採取装置。
【請求項３】
前記外管は、前記採取管との間の隙間を密封するキャップを両端に備え、
前記連結部の先端は、前記排ガス流路の外部に位置する前記キャップよりも前記排ガス流路側に位置する請求項２に記載の排ガス採取装置。
【請求項４】
前記外管は、前記排ガス流路の内部に、前記排ガス流路の内部の前記排ガスから前記熱媒体への熱伝達を促進する加熱フィンを備える請求項１〜３のいずれか１項に記載の排ガス採取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス採取装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排ガスに含まれるアンモニア濃度を測定するための排ガス採取装置が知られている。従来から、煙道に配置される採取管によってアンモニアの採取が行われている。しかしながら、アンモニアが採取管の内部に付着するために、アンモニア濃度の測定値の精度が低下するという問題があった。これに対して、特許文献１には、採取チューブの内部に付着したアンモニアを洗浄水で洗い流し、使用した洗浄水も測定対象としての試料に含める排ガス採取器具が記載されている。特許文献１の技術によれば、排ガスに含まれるアンモニア濃度の測定精度を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１２−９３１５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載される技術のように洗浄水を用いてアンモニアを採取する場合、アンモニアの採取精度は向上するものの、洗浄工程が必要となる分、採取効率の向上には限界があった。
【０００５】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、アンモニアの採取精度を向上させると共に採取効率を向上させることができる排ガス採取装置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】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る排ガス採取装置は、排ガスが流れる排ガス流路の内部に一端が配置され且つ前記排ガス流路の外部に他端が配置されており、前記排ガス流路の内部に配置された開口部から排ガスを採取することができる採取管と、前記排ガス流路の内部に一端が配置され且つ前記排ガス流路の外部に他端が配置されており、前記採取管の少なくとも一部を囲い、前記採取管に接する熱媒体を内蔵する外管と、アンモニアを捕捉するための吸収材と、前記排ガス流路の外部で前記採取管に連結されており且つ前記吸収材を覆うケースと、を有するカートリッジと、を備える。
【０００７】
これにより、排ガスの熱が熱媒体を介して採取管に伝達するので、採取管が加熱される。また、外管の他端が排ガス流路の外部に位置しているので、採取管のうち排ガス流路の外部に位置する部分も排ガス流路の内部の温度に近い温度に保たれる。このため、排ガスが採取管の内部を通過するときに、排ガス中のアンモニアが採取管の内壁に付着しにくくなる。このため、採取管の内壁への付着に起因する誤差が抑制される。そして、採取管を通過した排ガス中のアンモニアは、カートリッジに流入する。カートリッジが排ガス流路の外部に位置しているので、カートリッジに流入した排ガスは冷却される。これにより、排ガス中のアンモニアが気体の状態を保ちにくくなるため、吸収材に捕捉される。このため、排ガス採取装置は、先行技術が要する洗浄工程を経ずに、アンモニアを精度よく採取することができる。したがって、排ガス採取装置は、アンモニアの採取精度を向上させると共に採取効率を向上させることができる。
【０００８】
本発明の望ましい態様として、前記ケースは、前記ケースから外部への熱伝達を促進する放熱フィンを備えることが好ましい。
【０００９】
これにより、排ガスの熱によるカートリッジの温度上昇が抑制される。このため、排ガス採取装置は、カートリッジの温度を所定値以下に保ちながら、カートリッジを通過する排ガスの流量を大きくすることができる。したがって、排ガス採取装置は、採取効率をさらに向上させることができる。
【００１０】
本発明の望ましい態様として、前記ケースは、前記吸収材を内蔵する本体部と、前記本体部の一端に設けられて前記採取管に挿入できる連結部と、を備えることが好ましい。
【００１１】
これにより、カートリッジの採取管に対する位置決めが容易になる。このため、カートリッジの採取管への取付けが容易になる。
【００１２】
本発明の望ましい態様として、前記外管は、前記採取管との間の隙間を密封するキャップを両端に備え、前記連結部の先端は、前記排ガス流路の外部に位置する前記キャップよりも前記排ガス流路側に位置することが好ましい。
【００１３】
採取管のうちキャップに接する部分は、採取管のうち熱媒体に接する部分に比較して低温になる。このため、採取管のうちキャップに接する部分においては、アンモニアが付着する可能性が、採取管のうち熱媒体に接する部分よりも高くなる。これに対して、第１連結部の先端がキャップよりも排ガス流路側に位置することで、排ガスは、キャップに対応する位置に到達する前にカートリッジに流入することができる。したがって、排ガス採取装置は、アンモニアの採取精度をさらに向上させることができる。
【００１４】
本発明の望ましい態様として、前記外管は、前記排ガス流路の内部に、前記排ガス流路の内部の前記排ガスから前記熱媒体への熱伝達を促進する加熱フィンを備えることが好ましい。
【００１５】
これにより、熱媒体の温度が、排ガス流路の内部の温度に近い温度に保たれやすくなる。このため、排ガスが採取管の内部を通過するときの、アンモニアが採取管の内壁に付着する可能性が低減される。したがって、排ガス採取装置は、アンモニアの採取精度をさらに向上させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、アンモニアの採取精度を向上させると共に採取効率を向上させることができる排ガス採取装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本実施形態に係る排ガス採取装置を示す模式図である。
【図２】図２は、本実施形態に係る採取管の周辺を示す断面図である。
【図３】図３は、本実施形態に係る排ガス採取装置を用いた採取方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、下記の発明を実施するための形態（以下、実施形態という）により本発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、下記実施形態で開示した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。
【００１９】
（実施形態）
図１は、本実施形態に係る排ガス採取装置を示す模式図である。図２は、本実施形態に係る採取管の周辺を示す断面図である。排ガス採取装置１は、例えば火力発電所等の排ガス９０に含まれるアンモニア濃度を測定するために、排ガス９０が流れる排ガス流路９から排ガス９０を採取する装置である。
【００２０】
排ガス流路９の内部を流れる排ガス９０に含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）を取り除くために、脱硝装置が用いられている。脱硝装置は、排ガスにアンモニア（ＮＨ３）を注入し触媒に接触させることによって、窒素酸化物（ＮＯｘ）を窒素（Ｎ２）及び水（Ｈ２Ｏ）に分解する。
【００２１】
脱硝装置が排ガス９０中に注入するアンモニアの一部は、窒素酸化物と反応せずに触媒を通過することがある。脱硝装置を通過した排ガス９０に含まれるアンモニア（未反応のアンモニア）は、排ガス９０に含まれる硫黄酸化物（ＳＯｘ）と反応して硫酸水素アンモニウム（ＮＨ４ＨＳＯ４）を生成する。生成された酸性硫安は、脱硝装置の下流に配置されるエアヒーターを閉塞させる可能性がある。このため、火力発電所を円滑に運転するために、脱硝装置を通過した排ガス９０に含まれるアンモニア濃度を把握する必要がある。排ガス流路９内からアンモニアを採取するために、排ガス流路９に排ガス採取装置１が設けられる。
【００２２】
図１に示すように、排ガス採取装置１は、採取管４と、外管３と、カートリッジ２と、流量計１１と、ポンプ１２と、第１接続管１７と、第２接続管１８と、制御装置１３と、第１温度計１４と、第２温度計１５と、を備える。
【００２３】
採取管４は、排ガス９０を採取するための中空部材である。排ガス９０の採取が行われる際には、排ガス９０が採取管４の内部を通過する。採取管４の一端は排ガス流路９の内部に配置されており、採取管４の他端は排ガス流路９の外部に配置されている。すなわち、採取管４は排ガス流路９の外壁９１を貫通している。採取管４は、一端に開口部４１を備える。開口部４１は、排ガス９０の流れの上流側に向かって開口している。
【００２４】
図２に示すように、外管３は、採取管４を囲う中空部材である。例えば、外管３の全長は採取管４の全長よりも短い。このため、外管３は採取管４の一部を囲っている。外管３の一端は排ガス流路９の内部に配置されており、外管３の他端は排ガス流路９の外部に配置されている。すなわち、外管３は排ガス流路９の外壁９１を貫通している。より具体的には、外管３の一端は、採取管４の開口部４１よりも外壁９１に近い位置に配置されている。外管３の他端は、採取管４の他端と同じ位置に配置されている。
【００２５】
外管３は、本体部３０と、キャップ３１と、加熱フィン３３と、を備える。本体部３０は、例えば円筒状の部材であって、熱媒体３５を内蔵している。熱媒体３５は、例えば沸点が３００℃以上である熱媒体油であり、採取管４に接している。すなわち、採取管４が熱媒体３５に浸かっている。キャップ３１は、本体部３０の両端に配置されており、本体部３０と採取管４との間の隙間を密封している。キャップ３１により、熱媒体３５の外部への漏出が防止されている。加熱フィン３３は、排ガス９０から熱媒体３５への熱伝達を促進するための部材である。加熱フィン３３は、排ガス流路９の内部に位置する本体部３０の外壁に、外管３の長手方向に沿って複数並べられている。例えば、外管３の長手方向から見た加熱フィン３３の形状は円環状である。加熱フィン３３は、例えばアルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属で形成されている。
【００２６】
排ガス９０の温度は、例えば約３００℃である。本体部３０が排ガス９０に接するので、排ガス９０の熱は本体部３０を介して熱媒体３５に伝達する。さらに、加熱フィン３３も排ガス９０に接するので、排ガス９０の熱は加熱フィン３３及び本体部３０を介して熱媒体３５に伝達する。熱媒体３５が排ガス９０の熱によって加熱されることで、熱媒体３５の温度は排ガス９０の温度と略同等となる。そして、熱媒体３５が採取管４に接しているので、熱媒体３５の熱は採取管４の内部に伝達する。これにより、採取管４の内部の温度が熱媒体３５の温度と略同等となる。すなわち、採取管４の内部の温度は、約３００℃に保たれる。これにより、排ガス９０を採取するときに、採取管４の内壁におけるアンモニア化合物の付着が抑制される。
【００２７】
カートリッジ２は、アンモニアを捕捉するための装置である。図２に示すように、カートリッジ２は、排ガス流路９の外側で採取管４に連結されている。カートリッジ２は、採取管４に対して着脱可能な状態で取り付けられる。カートリッジ２は、アンモニアを捕捉する吸収材２２と、吸収材２２を覆うケース２１と、第１シール２３と、第２シール２４と、を備える。
【００２８】
吸収材２２は、固体であって、ケース２１の内部に充填されている。例えば、事前測定において排ガス９０の三酸化硫黄（ＳＯ３）濃度がアンモニア濃度よりも大きい場合、吸収材２２としてグラスウール（シリカウール）が用いられる。一方、事前測定において排ガス９０の三酸化硫黄濃度がアンモニア濃度よりも小さい場合、吸収材２２としてスルホン酸で化学修飾された充填剤が用いられる。
【００２９】
ケース２１は、本体部２１０と、第１連結部２１１と、第２連結部２１２と、放熱フィン２１３と、を備える。本体部２１０は、吸収材２２を内蔵し且つ位置決めする部材であって、例えば略円柱状の中空部材である。第１連結部２１１は、本体部２１０の一端から突出する円筒状部材である。第１連結部２１１の外周は、採取管４の内周よりも小さい。第１連結部２１１は、排ガス流路９の外側に位置する採取管４の端部から、採取管４の内部に挿入されている。例えば、第１連結部２１１の端部は、キャップ３１よりも排ガス流路９側に位置している。第１連結部２１１は、採取管４内の排ガス９０を本体部２１０に導くことができる。第２連結部２１２は、本体部２１０の他端から突出する円筒状部材である。第２連結部２１２の外周は、第１接続管１７の内周よりも小さい。第２連結部２１２は、第１接続管１７に挿入されている。第２連結部２１２は、本体部２１０内の気体を第１接続管１７に導くことができる。放熱フィン２１３は、ケース２１から外部への熱伝達を促進するための部材である。放熱フィン２１３は、本体部２１０の外壁に、採取管４の長手方向に沿って複数並べられている。例えば、採取管４の長手方向から見た放熱フィン２１３の形状は円環状である。放熱フィン２１３は、例えばアルミニウム合金等の熱伝導率の高い金属で形成されている。
【００３０】
第１シール２３は、カートリッジ２と採取管４との間の隙間を密封するための部材である。第１シール２３は、例えば、合成ゴム等で形成されたＯリングである。図２に示すように、第１シール２３は、採取管４及び本体部２１０に挟まれることで位置決めされている。採取管４と本体部２１０との間の隙間を第１シール２３が密封することで、採取管４内に排ガス流路９の外部の空気が侵入することが抑制される。
【００３１】
第２シール２４は、カートリッジ２と第１接続管１７との間の隙間を密封するための部材である。第２シール２４は、例えば、合成ゴム等で形成されたＯリングである。図２に示すように、第２シール２４は、第１接続管１７及び本体部２１０に挟まれることで位置決めされている。第１接続管１７と本体部２１０との間の隙間を第２シール２４が密封することで、第１接続管１７内に排ガス流路９の外部の空気が侵入することが抑制される。
【００３２】
上述したように、採取管４の内部における排ガス９０の温度は約３００℃であるため、採取管４からカートリッジ２に熱が伝達する。一方、カートリッジ２は、常温である排ガス流路９の外部に配置されている。このため、採取管４からカートリッジ２に伝達した熱は、本体部２１０を介して外部へ伝達する。さらに、放熱フィン２１３が外部に露出しているので、カートリッジ２の熱は本体部２１０及び放熱フィン２１３を介して外部に伝達する。これにより、排ガス９０は、カートリッジ２に流入すると冷却される。例えば、排ガス９０は、吸収材２２を通過するまでに１００℃以下に冷却される。排ガス９０が１００℃以下に冷却されると、アンモニアは気体の状態を保ちにくくなる。このため、排ガス９０中のアンモニアが吸収材２２に捕捉される。
【００３３】
排ガス９０の三酸化硫黄濃度がアンモニア濃度よりも大きい場合、吸収材２２において排ガス９０が冷却されると、グラスウールである吸収材２２で酸性硫安が生成される。すなわち、排ガス９０中のアンモニアが、酸性硫安として吸収材２２に捕捉される。一方、排ガス９０の三酸化硫黄濃度がアンモニア濃度よりも小さい場合、吸収材２２において排ガス９０が冷却されると、スルホン酸で修飾した充填剤である吸収材２２にアンモニアが捕捉される。
【００３４】
流量計１１は、カートリッジ２を通過する気体の流量を測定するための装置である。流量計１１は、例えば質量流量を測定でき且つ流量を制御することができる流量計である。すなわち、流量計１１はマスフロコントローラである。図１に示すように、流量計１１は、第１接続管１７でカートリッジ２と接続されている。カートリッジ２を通過した気体は、第１接続管１７を介して流量計１１に流入する。
【００３５】
ポンプ１２は、排ガス９０をカートリッジ２に導くための装置である。図１に示すように、ポンプ１２は、第２接続管１８で流量計１１と接続されており、第２接続管１８の内部を負圧にすることができる。ポンプ１２が稼働すると、第２接続管１８、第１接続管１７、カートリッジ２及び採取管４の内部が負圧になるので、排ガス９０が開口部４１から採取管４に流入する。排ガス９０は、採取管４、カートリッジ２、流量計１１の順に通過したあとポンプ１２から排出される。
【００３６】
制御装置１３は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）等のコンピュータであり、入力インターフェースと、出力インターフェースと、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）と、内部記憶装置と、を含んでいる。入力インターフェース、出力インターフェース、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び内部記憶装置は、内部バスで接続されている。制御装置１３は、入力信号の変化に応じて、出力信号を変化させることができる。制御装置１３は、第１温度計１４及び第２温度計１５と電気的に接続されており、第１温度計１４及び第２温度計１５から入力信号を受信できる。また、制御装置１３は、流量計１１及びポンプ１２と電気的に接続されており、流量計１１及びポンプ１２へ出力信号を出力できるとともに、流量計１１から入力信号を受信できる。
【００３７】
第１温度計１４は、採取管４の内部の温度を測定するための装置である。第１温度計１４は、プローブ１４１と、測温部１４２と、を有する。例えば、プローブ１４１は、外管３及び採取管４を貫通している。測温部１４２は、プローブ１４１の先端に配置されており、採取管４の内部の温度を測定する。第１温度計１４は、測温部１４２での測定結果を、信号として一定時間毎に制御装置１３に出力する。
【００３８】
第２温度計１５は、第１接続管１７の内部の温度を測定するための装置である。すなわち、第２温度計１５は、カートリッジ２を通過した気体の温度を測定するための装置である。第２温度計１５は、プローブ１５１と、測温部１５２と、を有する。例えば、プローブ１５１は、第１接続管１７を貫通している。測温部１５２は、プローブ１５１の先端に配置されており、第１接続管１７の内部の温度を測定する。第２温度計１５は、測温部１５２での測定結果を、信号として一定時間毎に制御装置１３に出力する。
【００３９】
制御装置１３は、第１温度計１４からの入力信号に応じて、ポンプ１２を稼働させる。具体的には、制御装置１３は、第１温度計１４の測定結果が例えば３００℃以上となった時にポンプ１２を稼働させる。また、制御装置１３は、流量計１１からの入力信号に応じて、ポンプ１２を停止させる。具体的には、制御装置１３は、流量計１１における流量を積算し、流量の積算値が所定値以上となった時にポンプ１２を停止させる。また、制御装置１３は、第２温度計１５からの入力信号に応じて流量計１１に信号を発する。流量計１１は、制御装置１３からの入力信号に応じて通過する気体の流量を調整することができる。具体的には、第２温度計１５の測定結果が例えば１００℃以上になったときに制御装置１３が流量計１１に信号を発し、流量計１１が通過する気体の流量を小さくする。
【００４０】
図３は、本実施形態に係る排ガス採取装置を用いた採取方法を示すフローチャートである。図３に示すように、本実施形態に係る排ガス採取装置１を用いて排ガス９０を採取する際、カートリッジ２が採取管４に接続される（ステップＳ１）。図１及び図２は、カートリッジ２が採取管４に接続された後の状態を示している。
【００４１】
次に、制御装置１３が、採取管４の内部の温度が所定値以上であるかどうかを判定する。すなわち、制御装置１３が、第１温度計１４の測定値と所定値とを比較する。例えば、所定値は３００℃である。第１温度計１４の測定値が所定値未満である場合（ステップＳ２、Ｎｏ）、制御装置１３は、第１温度計１４の測定値と所定値との比較を繰り返す。
【００４２】
第１温度計１４の測定値が所定値以上である場合（ステップＳ２、Ｙｅｓ）、制御装置１３は、ポンプ１２に信号を出力し、ポンプ１２によるカートリッジ２の吸引を開始させる（ステップＳ３）。これにより、採取管４の内部の温度が所定値としての３００℃以上である状態で、排ガス９０が採取管４の内部を通過する。このため、排ガス９０中のアンモニアが採取管４の内壁に付着しにくいので、排ガス９０中のアンモニアが採取管４を通過してカートリッジ２に流入する。
【００４３】
次に、制御装置１３が、カートリッジ２から流出した気体の温度が所定値以下であるかどうかを判定する。すなわち、制御装置１３が、第２温度計１５の測定値と所定値とを比較する。例えば、所定値は１００℃である。第２温度計１５の測定値が所定値以上である場合（ステップＳ４、Ｎｏ）、制御装置１３は、流量計１１に信号を出力し、流量計１１における流量すなわちカートリッジ２における流量を小さくする（ステップＳ４１）。これにより、カートリッジ２の温度上昇が抑制されるので、第２温度計１５の測定値が低くなる。その後、制御装置１３は再びステップＳ４を行う。
【００４４】
第２温度計１５の測定値が所定値以下である場合（ステップＳ４、Ｙｅｓ）、制御装置１３は、流量計１１を通過した気体の流量の積算値（積算流量）と所定値とを比較する。所定値は、例えば吸収材２２の容量に応じて設定される。積算流量が所定値未満の場合（ステップＳ５、Ｎｏ）、制御装置１３は再びステップＳ４を行う。カートリッジ２から流出した気体の温度が所定値としての１００℃以下であるとき、カートリッジ２は１００℃に近い温度まで冷却されている。このため、カートリッジ２に流入した排ガス９０中のアンモニアが吸収材２２に捕捉される。
【００４５】
積算流量が所定値以上の場合（ステップＳ５、Ｙｅｓ）、ポンプ１２に信号を出力し、ポンプ１２によるカートリッジ２の吸引を停止させる（ステップＳ６）。これにより、カートリッジ２への排ガス９０の流入が停止する。
【００４６】
次に、カートリッジ２が採取管４から取り外される（ステップＳ７）。排ガス９０の採取が続けて行われる場合は、新たなカートリッジ２が採取管４に接続される。一方、排ガス９０の採取が続けて行われない場合は、採取管４の端部は例えば蓋によって密封される。これにより、排ガス９０の漏出が防止される。
【００４７】
上述した採取方法を経てカートリッジ２の吸収材２２に採取されたアンモニア量は、種々の方法によって測定される。例えば、アンモニアを採取した後のカートリッジ２は、ほう酸溶液に浸けられる。これにより、吸収材２２に捕捉されたアンモニアがほう酸溶液に溶け出す。そして、例えばインドフェノール青吸光光度法等によって吸収材２２に捕捉されたアンモニア量が測定される。その後、吸収材２２に捕捉されたアンモニア量と、流量計１１の積算流量と、に基づいて排ガス９０中のアンモニア濃度が算出される。
【００４８】
また、吸収材２２に捕捉されたアンモニア量は、吸収材２２に捕捉されたアンモニアをガス化することで測定することができる。例えば、吸収材２２に捕捉されたアンモニア量が、ガスクロマトグラフィーのヘッドスペース法と同様の手法で測定される。この場合、アンモニアを採取した後のカートリッジ２が、例えば約５５０℃に加熱される。そして、加熱により発生したガス中のアンモニアを分析することによって、吸収材２２に捕捉されたアンモニア量が測定される。その後、吸収材２２に捕捉されたアンモニア量と、流量計１１の積算流量と、に基づいて排ガス９０中のアンモニア濃度が算出される。
【００４９】
なお、ステップＳ２における所定値は、必ずしも３００℃でなくてもよく、例えば２５０℃程度以上の範囲で適宜設定されればよい。また、ステップＳ４における所定値は、必ずしも１００℃でなくてもよく、例えば１５０℃程度以下の範囲で適宜設定されればよい。例えば、カートリッジ２の温度が１５０℃以下であれば、アンモニアは気体の状態を保ちにくくなるため、アンモニアが吸収材２２に捕捉される。
【００５０】
なお、流量計１１は、必ずしも図１に示したようにポンプ１２の上流側に配置されていなくてもよく、ポンプ１２の下流側に配置されていてもよい。すなわち、第１接続管１７によってカートリッジ２とポンプ１２とが接続されており、第２接続管１８によってポンプ１２と流量計１１とが接続されていてもよい。
【００５１】
なお、第１温度計１４は、必ずしも採取管４の内部の温度を測定しなくてもよく、例えば熱媒体３５の温度を測定してもよいし、外管３の温度を測定してもよい。また、第２温度計１５は、必ずしもカートリッジ２を通過した気体の温度を測定しなくてもよく、例えばカートリッジ２の本体部２１０の温度を測定してもよい。また、制御装置１３、第１温度計１４及び第２温度計１５は、必ずしもなくてもよい。
【００５２】
なお、カートリッジ２は、必ずしも第１シール２３及び第２シール２４を備えていなくてもよい。第１シール２３がない場合、例えば、弾性体等で形成された第１連結部２１１の外周が採取管４の内周よりも大きく、第１連結部２１１が採取管４に圧入されていてもよい。これにより、第１連結部２１１が採取管４に密着するので採取管４内に排ガス流路９の外部の空気が侵入することが抑制される。また、第２シール２４がない場合、例えば、弾性体等で形成された第２連結部２１２の外周が第１接続管１７の内周よりも大きく、第２連結部２１２が第１接続管１７に圧入されていてもよい。これにより、第２連結部２１２が第１接続管１７に密着するので第１接続管１７内に排ガス流路９の外部の空気が侵入することが抑制される。
【００５３】
なお、カートリッジ２のケース２１は、必ずしも第１連結部２１１、第２連結部２１２及び放熱フィン２１３を備えていなくてもよい。ケース２１は、少なくとも採取管４を通過した排ガス９０を吸収材２２に導くための開口部等を備えていればよい。
【００５４】
以上で説明したように、排ガス採取装置１は、採取管４と、外管３と、カートリッジ２と、を備える。採取管４は、排ガス９０が流れる排ガス流路９の内部に一端が配置され、且つ排ガス流路９の外部に他端が配置されており、排ガス流路９の内部に配置された開口部４１から排ガス９０を採取することができる。外管３は、排ガス流路９の内部に一端が配置され且つ排ガス流路９の外部に他端が配置されており、採取管４の少なくとも一部を囲い、採取管４に接する熱媒体３５を内蔵する。カートリッジ２は、アンモニアを捕捉するための吸収材２２と、排ガス流路９の外部で採取管４に連結されており且つ吸収材２２を覆うケース２１と、を有する。
【００５５】
これにより、排ガス９０の熱が熱媒体３５を介して採取管４に伝達するので、採取管４が加熱される。また、外管３の他端が排ガス流路９の外部に位置しているので、採取管４のうち排ガス流路９の外部に位置する部分も排ガス流路９の内部の温度に近い温度に保たれる。このため、排ガス９０が採取管４の内部を通過するときに、排ガス９０中のアンモニアが採取管４の内壁に付着しにくくなる。このため、採取管４の内壁への付着に起因する誤差が抑制される。そして、採取管４を通過した排ガス９０中のアンモニアは、カートリッジ２に流入する。カートリッジ２が排ガス流路９の外部に位置しているので、カートリッジ２に流入した排ガス９０は冷却される。これにより、排ガス９０中のアンモニアが気体の状態を保ちにくくなるため、吸収材２２に捕捉される。このため、排ガス採取装置１は、先行技術が要する洗浄工程を経ずに、アンモニアを精度よく採取することができる。したがって、排ガス採取装置１は、アンモニアの採取精度を向上させると共に採取効率を向上させることができる。
【００５６】
また、排ガス採取装置１において、ケース２１は、ケース２１から外部への熱伝達を促進する放熱フィン２１３を備える。
【００５７】
これにより、排ガス９０の熱によるカートリッジ２の温度上昇が抑制される。このため、排ガス採取装置１は、カートリッジ２の温度を所定値以下に保ちながら、カートリッジ２を通過する排ガス９０の流量を大きくすることができる。したがって、排ガス採取装置１は、採取効率をさらに向上させることができる。
【００５８】
また、排ガス採取装置１において、ケース２１は、吸収材２２を内蔵する本体部２１０と、本体部２１０の一端に設けられて採取管４に挿入できる連結部（第１連結部２１１）と、を備える。
【００５９】
これにより、カートリッジ２の採取管４に対する位置決めが容易になる。このため、カートリッジ２の採取管４への取付けが容易になる。
【００６０】
また、排ガス採取装置１において、外管３は、採取管４との間の隙間を密封するキャップ３１を両端に備える。連結部（第１連結部２１１）の先端は、排ガス流路９の外部に位置するキャップ３１よりも排ガス流路９側に位置する。
【００６１】
採取管４のうちキャップ３１に接する部分は、採取管４のうち熱媒体３５に接する部分に比較して低温になる。このため、採取管４のうちキャップ３１に接する部分においては、アンモニアが付着する可能性が、採取管４のうち熱媒体３５に接する部分よりも高くなる。これに対して、第１連結部２１１の先端がキャップ３１よりも排ガス流路９側に位置することで、排ガス９０は、キャップ３１に対応する位置に到達する前にカートリッジ２に流入することができる。したがって、排ガス採取装置１は、アンモニアの採取精度をさらに向上させることができる。
【００６２】
また、排ガス採取装置１において、外管３は、排ガス流路９の内部に、排ガス流路９の内部の排ガス９０から熱媒体３５への熱伝達を促進する加熱フィン３３を備える。
【００６３】
これにより、熱媒体３５の温度が、排ガス流路９の内部の温度に近い温度に保たれやすくなる。このため、排ガス９０が採取管４の内部を通過するときの、アンモニアが採取管４の内壁に付着する可能性が低減される。したがって、排ガス採取装置１は、アンモニアの採取精度をさらに向上させることができる。
【符号の説明】
【００６４】
１  排ガス採取装置
１１  流量計
１２  ポンプ
１３  制御装置
１４  第１温度計
１４１  プローブ
１４２  測温部
１５  第２温度計
１５１  プローブ
１５２  測温部
１７  第１接続管
１８  第２接続管
２  カートリッジ
２１  ケース
２１０  本体部
２１１  第１連結部
２１２  第２連結部
２１３  放熱フィン
２２  吸収材
２３  第１シール
２４  第２シール
３  外管
３０  本体部
３１  キャップ
３３  加熱フィン
３５  熱媒体
４  採取管
４１  開口部
９  排ガス流路
９０  排ガス
９１  外壁
【図１】
0006641850.tif 000002
【図２】
0006641850.tif 000003
【図３】
0006641850.tif 000004