【手続補正書】
【提出日】平成22年10月1日(2010.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象成分及び腐食性成分を含むサンプルガスが通過するケース内に、前記腐蝕性成分を吸着除去する不揮発性酸を含むスクラバ物質を設けてなるスクラバにおいて、前記ケースの全部または一部を透明または半透明に形成するとともに、前記スクラバ物質は、無機担体に、不揮発性酸及びサンプルガス中の腐食性成分との反応に伴い有色の塩を析出してスクラバ物質の表面を初期状態とは異なる色に着色する着色剤の混合物を含浸させて形成された第１スクラバ物質と、無機担体に不揮発性酸及びサンプルガス中の腐食性成分と還元反応して該腐食性成分の吸着反応を早める還元剤としてのＣｕ2 Ｏの混合物を含浸させて形成されたものであるか、またはリン酸処理した銅ウールである第２スクラバ物質との２種類からなり、これら第１スクラバ物質及び第２スクラバ物質の少なくとも各１つが、ケース内に層状に分け隔てて収容されていることを特徴とするスクラバ。
【請求項２】
前記ケース内には、２種類のスクラバ物質が、上流側から下流側にかけて、第１スクラバ物質、第２スクラバ物質、及び第１スクラバ物質の順に３層に分け隔てて、または、第１スクラバ物質、第２スクラバ物質、第１スクラバ物質、及び第２スクラバ物質の順に４層に分け隔てて、収容されている請求項１に記載のスクラバ。
【請求項３】
前記ケース内の下部には、サンプルガスとスクラバ物質との接触により生成される不純物がサンプルガス中の水分に溶けて生じる凝縮液とサンプルガスとを分離する分離部材と、この分離部材とケースの下流部分とにより形成される分離凝縮液の液溜め部と、この液溜め部の水位よりも上方位置をガス導入口として前記分離部材の内部に形成されたサンプルガス通路とからなり、凝縮液が下流側へ流出するのを防止する流出防止機構が内蔵されている請求項１または２に記載のスクラバ。
【請求項４】
前記着色剤としては、炭酸銀、硝酸銀またはリン酸銀の何れかを用いる請求項１〜３のいずれかに記載のスクラバ。
【請求項５】
前記スクラバ物質のうち、第１スクラバ物質の層のサンプルガス流れ方向の長さは、第２スクラバ物質の層のサンプルガス流れ方向の長さよりも短く構成されている請求項１〜４のいずれかに記載のスクラバ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するために、この発明のスクラバは、測定対象成分及び腐食性成分を含むサンプルガスが通過するケース内に、前記腐蝕性成分を吸着除去する不揮発性酸を含むスクラバ物質を設けてなるスクラバにおいて、前記ケースの全部または一部を透明または半透明に形成するとともに、前記スクラバ物質は、無機担体に、不揮発性酸及びサンプルガス中の腐食性成分との反応に伴い有色の塩を析出してスクラバ物質の表面を初期状態とは異なる色に着色する着色剤の混合物を含浸させて形成された第１スクラバ物質と、無機担体に不揮発性酸及びサンプルガス中の腐食性成分と還元反応して該腐食性成分の吸着反応を早める還元剤としてのＣｕ2 Ｏの混合物を含浸させて形成されたものであるか、またはリン酸処理した銅ウールである第２スクラバ物質との２種類からなり、これら第１スクラバ物質及び第２スクラバ物質の少なくとも各１つが、ケース内に層状に分け隔てて収容されていることを特徴としている（請求項１）。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、上記スクラバにおいて、前記ケース内には、２種類のスクラバ物質が、上流側から下流側にかけて、第１スクラバ物質、第２スクラバ物質、及び第１スクラバ物質の順に３層に分け隔てて、または、第１スクラバ物質、第２スクラバ物質、第１スクラバ物質、及び第２スクラバ物質の順に４層に分け隔てて、収容されていることが好ましい（請求項２）。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
そして、上記スクラバにおいて、前記ケース内の下部には、サンプルガスとスクラバ物質との接触により生成される不純物がサンプルガス中の水分に溶けて生じる凝縮液とサンプルガスとを分離する分離部材と、この分離部材とケースの下流部分とにより形成される分離凝縮液の液溜め部と、この液溜め部の水位よりも上方位置をガス導入口として前記分離部材の内部に形成されたサンプルガス通路とからなり、凝縮液が下流側へ流出するのを防止する流出防止機構が内蔵されていることが好ましい（請求項３）。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
具体的には、前記着色剤としては、炭酸銀、硝酸銀またはリン酸銀の何れかを用いる（請求項４）。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１６】
さらに、上記いずれのスクラバにおいても、前記スクラバ物質のうち、第１スクラバ物質の層のサンプルガス流れ方向の長さは、第２スクラバ物質の層のサンプルガス流れ方向の長さよりも短く構成されていることが好ましい（請求項５）。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
請求項１ないし３に係る発明では、第１スクラバ物質に含まれる着色剤とサンプルガス中の腐食性成分とが反応するに伴い、有色の塩がスクラバ物質の表面に析出し、その析出量に比例するように、スクラバ物質の表面が変色する。従って、全部または一部が透明または半透明に形成されたケースを通してその内部に設けられた第１スクラバ物質の表面の色を目視し、その色を目安とすることにより、第１及び第２スクラバ物質の劣化の進行度合いを的確に判定することができ、スクラバ物質の状態や適切な交換時期を正確かつ容易に把握することができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
また、ＮＨ3 ガス検知管やその他特別で大掛かりな構成を必要としないので、非常に低コストでかつ簡易に製造することができる。
しかも、スクラバ物質として、無機担体に、不揮発性酸及び着色剤の混合物を含浸させて形成された第１スクラバ物質と、無機担体に、不揮発性酸及び還元剤の混合物を含浸させて形成された第２スクラバ物質との２種類を用い、これら２種類のスクラバ物質をケース内に層状に分け隔てて収容しているので、サンプルガス中に含まれる、例えば塩化水素や臭化水素等の腐食性成分と着色剤との反応及びサンプルガス中に含まれる、例えば塩素や臭素等の腐蝕性成分と還元剤との反応をそれぞれの層毎で良好に行わせることができ、また、いずれの層での反応においても、ＳＯ2 やＮＯ2 等の測定対象成分を吸着除去することがない。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２５】
【図１】この発明に係るスクラバを組み込んだガス分析システムの構成を概略的に示す説明図である。
【図２】上記ガス分析システムに用いられる一般的なスクラバの構成を概略的に示す説明図である。
【図３】上記一般的なスクラバの構成を外観的に示す分解斜視図である。
【図４】この発明の第１実施例に係るガス分析システムの要部の構成を概略的に示す説明図である。
【図５】この発明の第２実施例に係るガス分析システムの要部の構成を概略的に示す説明図である。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
図１は、この発明に係るスクラバを組み込んだガス分析システムの構成を概略的に示す説明図である。この図１において、１は、ボイラなどから排出された排ガスＧが内部を流れる煙道で、この煙道１に、ガス採取部としての耐腐食性素材よりなるガスサンプリング用のプローブ管２が挿入され、プローブ管２により、排ガスＧの一部がサンプルガスＳとして採取される。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３０】
そして、図２は、上記したガス分析システムに用いられる一般的なスクラバ８の構成を概略的に示す説明図であり、図３は同スクラバ８の外観構成を示す分解斜視図である。
図２および図３において、１２は、スクラバカラムとしてのケースであり、このケース１２は、透明または半透明な耐熱性の樹脂（例えば、ポリプロピレンなど）によって形成され、上下方向において対称な構造を有している。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
上記した一般的なスクラバ８において、無機担体として、単位質量当たりの表面積が１４．０ｃｍ2 ／ｇ以上、単位質量当たりの細孔容積が０．７ｍＬ／ｇ以上である白色のシラス系天然軽石（例えば、大江化学工業製の商品名パミスターの直径１〜６ｍｍの各種粒度のもの）が使用されている。なお、無機担体は、色が薄く、粒度がほぼ均一となっていることが望ましい。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４１】
また、不揮発性酸として、濃度が２〜２０重量％の希リン酸液（Ｈ3 ＰＯ 4）が用いられている。さらに、着色剤として炭酸銀が、還元剤としてＣｕ2 Ｏがそれぞれ用いられている。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
さらに、スクラバ物質４０に、吸湿性をもった不揮発性酸である希リン酸液が含まれており、この希リン酸液によりケース１２内にて凝縮液Ｌが生成されるが、生成された凝縮液Ｌは流出防止機構３３によりトラップされ、液溜め部３２に溜められる。このことは、サンプルガスＳ中の水分量が多い場合にケース１２内で生じる凝縮液Ｌについても同様である。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４９】
上記構成からなるガス分析システムでは、以下のような効果が得られる。すなわち、ケース１２内で生成される二種の銀塩（ハロゲン化銀およびＡｇ2 Ｓ）は、中性雰囲気では、測定対象成分であるＳＯ2 ガスやＮＯX ガスなどと反応して亜硫酸銀、亜硝酸銀を生成し、このように測定対象成分が反応したりスクラバ物質４０に吸着されたりすると、測定誤差や応答遅れが生じることになる。しかし、この実施例では、スクラバ物質４０に不揮発性酸である希リン酸液を含ませて、ケース１２内を酸性雰囲気とし、測定対象成分の反応や吸着、溶解による損失を可及的に低く抑えているので、上記のような測定誤差や応答遅れが生じない。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５３】
また、スクラバ物質４０に用いた希リン酸は不揮発性酸であり、サンプルガスＳ中の水分を吸湿し、その吸水量が多いほど腐食性ガス成分の吸着及び反応速度を早める作用がある。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５４】
ここで、この発明のスクラバの性能評価を行うための実験およびその結果について説明する。
まず、スクラバ物質４０の形成方法について説明すると、５〜３０重量％の濃度の希リン酸（不揮発性酸）と炭酸銀（着色剤）とＣｕ2 Ｏ（還元剤）との混合物の中に無機担体を浸漬して３０分静置し、その後８５℃の環境下に５時間以上置いて乾燥させる。これにより、スクラバ物質４０が形成される。そして、このスクラバ物質４０の他に、スクラバ物質４０と比べて炭酸銀（着色剤）を含まない点で異なるスクラバ物質（以下、還元用スクラバ物質という）と、Ｃｕ2 Ｏ（還元剤）を含まない点で異なるスクラバ物質（以下、着色用スクラバ物質という）とを形成する。すなわち、５〜３０重量％の濃度の希リン酸（不揮発性酸）とＣｕ2 Ｏ（還元剤）との混合物の中に無機担体を浸漬して３０分静置し、その後８５℃の環境下に５時間以上置いて乾燥させることにより、還元用スクラバ物質を形成する。また、５〜１０重量％の濃度の希リン酸（不揮発性酸）と炭酸銀（着色剤）との混合物の中に無機担体を浸漬して３０分静置し、その後８５℃の環境下に５時間以上置いて乾燥させることにより、着色用スクラバ物質を形成する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５８】
図２に示した一般的な構成のスクラバでは、無機担体に、不揮発性酸と着色剤と還元剤との混合物を含浸乾燥させたスクラバ物質４０を用いているが、本発明は、このような構成ではなく、例えば、スクラバ物質として、無機担体に、不揮発性酸と着色剤との混合物を含浸乾燥させたスクラバ物質と、無機担体に、不揮発性酸と、還元剤との混合物を含浸乾燥させたスクラバ物質との２種類を用意し、本体部１３内に上記２種類のスクラバ物質を分け隔てた状態で設けたものである。そのように構成された本発明のスクラバ４１の特徴的構成について、図４を参照しながら以下に説明する。
【手続補正１９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５９】
すなわち、図４はこの発明の第１実施例を示すもので、この図において、４０ａは第１スクラバ物質で、無機担体（詳細は後述する）に、不揮発性酸と、腐食性成分と反応して有色の塩を形成する着色剤との混合物を含浸（分散）乾燥させて形成されている。また、４０ｂは第２スクラバ物質で、無機担体に、不揮発性酸と還元剤との混合物を含浸（分散）乾燥させて形成されている。
【手続補正２０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６４】
すなわち、図５は、この発明の第２実施例を示すもので、この図において、４８は網状の仕切り部材であり、押さえ部材３９ａ、３９ｂ間に充填されるスクラバ物質４０ａ，４０ｂは、仕切り部材４２、４３、４８によって、筒体１８内に、上側から順に、第１層４４、第２層４５、第３層４６および第４層４９に分け隔てられた状態で収容されている。
【手続補正２１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６７】
また、各実施例において、無機担体として、上述のシラス系天然軽石以外に、活性炭、モレキュラーシーブ等を用いることができ、不揮発性酸として、Ｈ3 ＰＯ4 に代えてＨ2 ＳＯ4 等を用いることができる。また、着色剤として、炭酸銀の他、硝酸銀、リン酸銀などの銀塩を用いることができ、還元剤として、Ｃｕ2 Ｏの他のＣｕを主成分とする銅ウール（線径８０μｍ又は２００μｍ）状のものや、ＳｎＯなどＳｎを主成分とする銅線にＳｎメッキを施したものなどを用いることができる。
【手続補正２２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
また、図４および図５に示した実施例では、ケース１２の全体が透明または半透明としているが、このような構成に限られず、例えば、ケース１２が、側壁の適宜の箇所にのみ透明または半透明の部分を有するものでもよい。もちろん、この場合、透明または半透明の部分は、その透明または半透明の部分を通してケース１２内部に設けられたスクラバ物質４０（４０ａ，４０ｂ）の表面の色を見たときに、スクラバ物質の劣化の進行度合いを把握・判定することができる位置に設けておかなければならないことはいうまでもない。
【手続補正２３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６９
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
一方、図４および図５に示す実施例では、第２スクラバ物質４０ｂを用いているが、この第２スクラバ物質４０ｂに変えて、リン酸処理した銅ウールや錫線材などを用いてもよく、この場合にも、第２スクラバ物質４０ｂを用いた場合と同様の効果が得られる。
【手続補正２５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７１
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正２６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７２】
また、例えば、サンプルガスＳ中に還元剤との反応比率が高い腐食性成分が含まれているなど、サンプルガスＳ中に還元剤と反応する成分が多く含まれていると予想される場合などには、図４，図５に示す実施例において、スクラバ物質４０の還元剤の含有比率を大きくしたり、あるいは図４および図５に示す実施例において、第２スクラバ物質４０ｂよりなる層を厚くし、ケース１２内に存在する還元剤と着色剤との比率を例えば１：１〜９：１の範囲で適宜に調整することが好ましい。