(57)【要約】【課題】金属筐体に形成された圧入孔に硬質材料の封止栓を圧入することでガス封入するガス分析計用機器において、圧入孔への封止栓の圧入に起因する金属筐体への応力によるガス漏れを低減する。【解決手段】ガス分析計用機器１３は、金属筐体１３ａと、ガス封入空間１３ｂ−１，１３ｂ−２，１３ｂ−３と、ガス封入空間１３ｂ−１、１３ｂ−２に連通して形成された圧入孔１３ｃ、１３ｄと、金属筐体よりも硬い材料からなり、圧入孔１３ｃ、１３ｄに圧入された封止栓１３ｃ−１、ガス封入空間１３ｂ−１、１３ｂ−３に連通して形成された非圧入孔１３ｅ、１３ｆと、非圧入孔１３ｅ、１３ｆに圧入とは異なる方法でガスシールされて配置されたカバー部材１３ｅ−１、１３ｆ−１と、非圧入孔１３ｅ、１３ｆの周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて筐体１３ａの表面に形成された溝１３ｅ−２、１３ｆ−２と、を備えている。【選択図】図６
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
複数の表面をもち、隣接する表面は角をもって接している金属筐体と、
前記筐体の内部に形成されたガス封入空間と、
前記筐体の一表面に配置され、該表面から前記ガス封入空間に連通して形成された圧入孔と、
前記筐体と同じ材料又は前記筐体よりも硬い材料からなり、前記圧入孔を封止するために前記圧入孔に圧入された封止栓と、
前記圧入孔が配置されている表面とは異なる他の表面に配置され、該他の表面から前記ガス封入空間に連通して形成された非圧入孔と、
前記非圧入孔に圧入とは異なる方法でガスシールされて配置されたカバー部材と、
前記非圧入孔の周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて前記他の表面に形成された溝と、を備えたガス封入型ガス分析計用機器。
【請求項２】
前記カバー部材のガスシールは、接着剤、ろう付け、溶接又はガラス融着によって行われている請求項１に記載の封入型ガス分析計用機器。
【請求項３】
赤外線を含む光を照射するランプを備えたガス封入型光源であって、２組の前記非圧入孔及び前記カバー部材を備え、一方の前記カバー部材は赤外線透過窓であり、他方の前記カバー部材はランプソケットである請求項１に記載のガス封入型ガス分析計用機器。
【請求項４】
赤外線を吸収しないガスが前記ガス封入空間に封入された比較セルであって、２組の前記非圧入孔及び前記カバー部材を備え、それらの前記カバー部材は赤外線透過窓である請求項１に記載のガス封入型ガス分析計用機器。
【請求項５】
前記ガス封入空間に少なくとも測定ガスと同じガスが封入され、前記ガス封入空間が複数の受光室とそれらの受光室を連通させるための通路によって構成され、前記通路を流れるガス流量を検出するセンサを備えた検出器であって、
少なくとも２組の前記非圧入孔及び前記カバー部材を備え、
１つの前記非圧入孔は前記通路に連通し、その非圧入孔は前記センサを前記通路に配置する際に用いられるものであり、その非圧入孔に配置された前記カバー部材は光を透過しない部材からなり、
他の前記非圧入孔は前記受光室のいずれかに連通しており、その非圧入孔に配置された前記カバー部材は赤外線透過窓である請求項１に記載のガス封入型ガス分析計用機器。
【請求項６】
前記ガス封入空間に所望のガスを封入したガスフィルタ又は集光器であって、２組の前記非圧入孔及び前記カバー部材を備え、それらの前記カバー部材は赤外線透過窓である請求項１に記載のガス封入型ガス分析計用機器。
【請求項７】
赤外線を含む光を照射するガス封入型光源と、測定ガスが流される測定セルと、赤外線を吸収しないガスがガス封入空間に封入された比較セルと、ガス封入空間に少なくとも測定ガスと同じガスが封入され、そのガス封入空間が２つの受光室とそれらの受光室を連通させるための通路によって構成され、その通路に配置されて２つの受光室における光吸収の差に応じた両室間の圧力差を検出するセンサを備えた検出器と、前記ガス封入型光源から照射され、前記測定セルを通過した光及び前記比較セルを通過した光を交互に前記検出器に入射させるためのチョッパと、を少なくとも備えた非分散型赤外線式ガス分析計において、
前記ガス封入型光源が請求項３に記載のガス封入型光源であるか、前記比較セルが請求項４に記載の比較セルであるか、もしくは前記検出器が請求項５に記載の検出器であるか、又はそれらのうちの２以上である非分散型赤外線式ガス分析計。
【請求項８】
赤外線を含む光を照射するガス封入型光源と、測定ガスが流される測定セルと、ガス封入空間に少なくとも測定ガスと同じガスが封入され、そのガス封入空間が２つの受光室とそれらの受光室を連通させるための通路によって構成され、その通路に配置されて２つの受光室における光吸収の差に応じた両室間の圧力差を検出するセンサを備えた検出器と、前記ガス封入型光源から照射され、前記測定セルを透過した光を前記検出器に断続的に入射させるためのチョッパと、を少なくとも備えた非分散型赤外線式ガス分析計において、
前記ガス封入型光源が請求項３に記載のガス封入型光源であるか、もしくは前記検出器が請求項５に記載の検出器であるか、又はその両方である非分散型赤外線式ガス分析計。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ガス封入型ガス分析計用機器及びそれを用いた非分散型赤外線式ガス分析計に関する。赤外線式ガス分析計は、例えば、火力発電所の煙道排ガスなど、燃焼ガス中に含まれるＳＯ2（二酸化硫黄）、ＮＯｘ（窒素酸化物）、ＣＯ（一酸化炭素）、ＣＯ2（二酸化炭素）等の濃度を測定するのに用いられる。
【背景技術】
【０００２】
ガス封入型のガス分析計用機器の封入ガスシール方法として、主として、次の三つの方法が知られている。
第１の方法は、真空機器で用いられるコンフラットシールを用いる方法である（特許文献１を参照。）。図１３に示すように、金属筐体１０１と金属蓋筐体１０３とのシールすべき各々の面に、円錐形をしたエッジ１０１ａ，１０３ａの加工を施し、その間に、筐体１０１，１０３に用いられている金属材料よりも硬度の低い金属パッキン１０５を閉じ込め、両金属筐体１０１，１０３を複数本の締付けネジ１０７で強く締め付けることにより、金属パッキン１０５を押しつぶし、変形した金属パッキン１０５が筐体１０１，１０３の垂直面１０１ｂ，１０３ｂに押しつけられてエッジ１０１ａ，１０３ａを押し返すことでガスシールを行なう方法である。
【０００３】
この方法は、筐体１０１，１０３のエッジ１０１ａ，１０３ａ及び垂直面１０１ｂ，１０３ｂの加工が難しいという問題があった。さらに、金属筐体１０１，１０３、金属パッキン１０５、締付けネジ１０７など多くの構成部品と、ネジ穴やネジ挿通穴の加工が必要であり、構造が複雑で、コストが高くつき、小型化も難しいという問題もあった。また、締付け力が強大なので、締め付け時の力や残留応力は、窓材、ハーメチックシール（気密シール）、接着剤などの構成部品にストレスを与え、ガス漏れの原因となっていた。
【０００４】
第２の方法は、検出器や光源、セル、ガスフィルタなどの金属筐体に突設された金属パイプをかしめて切断する方法である。図１４に示すように、金属筐体２０１に金属パイプ２０３を半田や接着剤で接合し、金属パイプ２０３を専用工具２０５にてかしめて切断する方法である。
【０００５】
この方法は、金属パイプ２０３をかしめる際に、金属筐体２０１と金属パイプ２０３との接合部分２０７にストレスが加わり、接合部分２０７に亀裂が生じてガス漏れを起こす虞れがあった。また、そのストレスを最小限にするために金属パイプ２０３の材料に焼きなまし処理を施した軟らかい純Ｃｕ（銅）、純Ａｌ（アルミニウム）、純Ａｇ（銀）等を使用していたため、コストが高いという問題もあった。さらには、ガス腐食を避けるために金属パイプ２０３に施されている表面処理がかしめ時に剥げ、金属パイプ２０３が腐食されてガス漏れの原因となるという問題もあった。
【０００６】
第３の方法は、図１５に示すように、金属筐体３０１に設けられた圧入孔３０３に、金属筐体３０１と同じ材料又は筐体３０１よりも硬度の高い材料からなる封止栓３０５を圧入する方法である。また、図１６に示すように、圧入孔３０３と封止栓３０５との間に、樹脂製ガスケット３０７を介在させることもある（特許文献２を参照。）。
【０００７】
この方法は、圧入孔３０３及び封止栓３０５の寸法精度や面粗さに高い精度が必要である。加エコストは高くなるが、筐体３０１に圧入孔３０３を設けることで、ガス分析計用機器の小型化が可能となる。
しかしながら、圧入孔３０３への封止栓３０５の圧入による筐体３０１の内部歪が、窓材や接着剤、その他の構成品にストレスを加えるため、ガス漏れの原因となりうることは避けられないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−０２８５２０号公報
【特許文献２】特開２００２−２９８８３２号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００９】
本考案は、金属筐体に形成された圧入孔に封止栓を圧入することでガス封入するガス分析計用機器であって、圧入孔への封止栓の圧入に起因する金属筐体への応力によるガス漏れを低減できるガス封入型ガス分析計用機器、及びそれを用いた非分散型赤外線式ガス分析計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】
【００１０】
本考案にかかるガス封入型ガス分析計用機器は、金属筐体と、上記筐体の内部に形成されたガス封入空間と、上記筐体の表面から上記ガス封入空間に連通して形成された圧入孔と、上記筐体と同じ材料又は上記筐体よりも硬い材料からなり、上記圧入孔を封止するために上記圧入孔に圧入された封止栓と、上記圧入孔とは異なる位置で上記筐体表面から上記ガス封入空間に連通して形成された非圧入孔と、上記非圧入孔に圧入とは異なる方法でガスシールされて配置されたカバー部材と、上記非圧入孔の周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて上記筐体表面に形成された溝と、を備えている。
ここで非圧入孔とは、非圧入孔に圧入とは異なる方法で封止される孔を意味する。
【００１１】
本考案のガス封入型ガス分析計用機器において、上記カバー部材のガスシールは、接着剤、ろう付け、溶接又はガラス融着によって行われている例を挙げることができる。ただし、ガスシールの例はこれらに限定されない。
【００１２】
本考案のガス封入型ガス分析計用機器の一例は、赤外線を含む光を照射するランプを備えたガス封入型光源である。そのガス封入型光源は２組の上記非圧入孔及び上記カバー部材を備え、一方の上記カバー部材は赤外線透過窓であり、他方の上記カバー部材はランプソケットである。
【００１３】
本考案のガス封入型ガス分析計用機器の他の例は、赤外線を吸収しないガスが上記ガス封入空間に封入された比較セルである。その比較セルは２組の上記非圧入孔及び上記カバー部材を備え、それらのカバー部材は赤外線透過窓である。
【００１４】
本考案のガス封入型ガス分析計用機器のさらに他の例は、上記ガス封入空間に少なくとも測定ガスと同じガスが封入され、上記ガス封入空間が複数の受光室とそれらの受光室を連通させるための通路によって構成され、その通路に配置されて２つの受光室における光吸収の差に応じた両室間の圧力差を検出するセンサを備えた検出器である。その検出器は少なくとも２組の上記非圧入孔及び上記カバー部材を備えている。１つの上記非圧入孔は上記通路に連通し、その非圧入孔は上記センサを上記通路に配置する際に用いられるものであり、その非圧入孔に配置された上記カバー部材は光を透過しない部材からなる。他の上記非圧入孔は上記受光室のいずれかに連通しており、その非圧入孔に配置された上記カバー部材は赤外線透過窓である。
【００１５】
本考案のガス封入型ガス分析計用機器のさらに他の例は、上記ガス封入空間に所望のガスを封入したガスフィルタ又は集光器である。そのガスフィルタ又は集光器は２組の上記非圧入孔及び上記カバー部材を備え、それらの上記カバー部材は赤外線透過窓である。ここで、集光はガスフィルタ機能を備えていてもよい。
【００１６】
本考案にかかる非分散型赤外線式ガス分析計は、赤外線を含む光を照射するガス封入型光源と、測定ガスが流される測定セルと、赤外線を吸収しないガスがガス封入空間に封入された比較セルと、ガス封入空間に少なくとも測定ガスと同じガスが封入され、そのガス封入空間が複数の受光室とそれらの受光室を連通させるための通路によって構成され、その通路を流れるガス流量を検出するセンサを備えた検出器と、ガス封入型光源から照射され、測定セルを通過した光及び比較セルを通過した光を交互に検出器に照射させるためのチョッパと、を少なくとも備えている。さらに、本考案の非分散型赤外線式ガス分析計は、本考案のガス封入型ガス分析計用機器が適用されたガス封入型光源、及び検出器のうち少なくとも１つを備えている。
【００１７】
本考案の非分散型赤外線式ガス分析計において、上記比較セルを備えておらず、上記チョッパは上記測定セルを透過した光を上記検出器に断続的に照射させるようにしてもよい。
また、前記ガス封入型光源と前記検出器との間の光路上に、本考案のガス封入型ガス分析計用機器が適用されたガスフィルタ又は集光器をさらに備えているようにしてもよい。ここで、当該ガスフィルタ又は集光器が配置される位置は、測定セルの位置に対して、光源側であってもよいし、検出器側であってもよい。
【考案の効果】
【００１８】
本考案のガス封入型ガス分析計用機器は、非圧入孔の周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて金属筐体表面に形成された溝を備えているので、その溝によって、圧入孔への封止栓の圧入に起因する金属筐体への応力が非圧入孔に伝達するのを緩和できる。これにより、非圧入孔に配置されたカバー部材やガスシールの破損を低減することができ、ひいてはガス封入空間に封入されたガスの漏れを低減できる。そして、ガス封入型ガス分析計用機器の製造時における歩留まりが改善されるほか、輸送時の振動や衝撃に強くなり、結果として、信頼性の高いガス封入型ガス分析計用機器及びそれを用いた非分散型赤外線式ガス分析計を安価に提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】ガス封入型ガス分析計用機器の実施例及び非分散型赤外線式ガス分析計の一実施例を一部側面で示す概略的な構成断面図である。
【図２】図１の光源を拡大して示す断面図である。
【図３】図１の測定セルを拡大して示す断面図である。
【図４】図１の比較セルを拡大して示す断面図である。
【図５】図１の集光器を拡大して示す断面図である。
【図６】図１の検出器を拡大して示す断面図である。
【図７】検出器の一実施例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は有限要素法を用いたシミュレーション結果を示す斜視図、（Ｃ）は同シミュレーション結果を示す左側面図である。
【図８】検出器の比較例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は有限要素法を用いたシミュレーション結果を示す斜視図、（Ｃ）は同シミュレーション結果を示す左側面図である。
【図９】検出器の他の実施例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は有限要素法を用いたシミュレーション結果を示す斜視図、（Ｃ）は同シミュレーション結果を示す左側面図である。
【図１０】検出器のさらに他の実施例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は有限要素法を用いたシミュレーション結果を示す斜視図、（Ｃ）は同シミュレーション結果を示す左側面図である。
【図１１】検出器のさらに他の実施例を概略的に示す断面図である。
【図１２】非分散型赤外線式ガス分析計の他の実施例を一部側面で示す概略的な構成断面図である。
【図１３】金属パッキンを用いたガスシールする方法を説明するための概略的な断面図である。
【図１４】金属パイプをかしめてガスシールする方法を説明するための概略的な断面図である。
【図１５】封止栓を圧入してガスシールする方法を説明するための概略的な断面図である。
【図１６】樹脂製ガスケット及び封止栓を圧入してガスシールする方法を説明するための概略的な断面図である。
【考案を実施するための形態】
【００２０】
図１は、ガス封入型ガス分析計用機器の実施例及び非分散型赤外線式ガス分析計の一実施例を一部側面で示す概略的な構成断面図である。図２は図１の光源を拡大して示す断面図である。図３は図１の測定セルを拡大して示す断面図である。図４は図１の比較セルを拡大して示す断面図である。図５は図１の集光器を拡大して示す断面図である。図６は図１の検出器を拡大して示す断面図である。
この非分散型赤外線式ガス分析計は、光源１、測定セル３、比較セル５、光チョッパ７、モータ９、集光器１１及び検出器１３を備えている。
【００２１】
光源１は、ガス封入型ガス分析計用機器であり、赤外線を含む光を照射する。図２に示すように、光源１の金属筐体１ａ内部にガス封入空間１ｂが形成されている。金属筐体１ａには筐体１ａ表面からガス封入空間１ｂに連通して圧入孔１ｃ及び非圧入孔１ｄ，１ｅが形成されている。
【００２２】
圧入孔１ｃに、圧入孔１ｃを封止するための封止栓１ｃ−１が圧入されている。封止栓１ｃ−１は金属筐体１ａと同じ材料又は金属筐体１ａよりも硬い材料によって形成されている。
非圧入孔１ｄに、赤外線透過窓（カバー部材）１ｄ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。
非圧入孔１ｅに、ランプソケット（カバー部材）１ｅ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。
金属筐体１ａの表面に、非圧入孔１ｄ，１ｅの周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて、溝１ｄ−２，１ｅ−２が形成されている。
【００２３】
図１に示すように、光源１に対して、測定セル３と比較セル５が同量の光が入射されるように互いに平行に配置されている。光チョッパ７は、光源１から放出された光を所定の時間間隔で遮蔽して、測定セル３と比較セル５に交互に導入するためのものである。光チョッパ７はモータ９によって回転される。
【００２４】
図３に示すように、測定セル３の金属筐体３ａに、ガスが供給されるガス通過空間３ｂが形成されている。ガス通過空間３ｂには、測定ガスを含んだ試料ガス、赤外線吸収をもたないＮ2（窒素）のような不活性なガス（ゼロガス）、及び一定濃度の測定ガスを含んだガス（スパンガス）が切り替えて流される。
【００２５】
金属筐体３ａには筐体３ａ表面からガス通過空間３ｂに連通してガス導入孔３ｃ、ガス排出孔３ｄ及び非圧入孔３ｅ，３ｆが形成されている。
非圧入孔３ｅ、３ｆに、赤外線透過窓３ｅ−１、３ｆ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。
金属筐体３ａの表面に、非圧入孔３ｅ，３ｆの周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて、溝３ｅ−２，３ｆ−２が形成されている。
【００２６】
比較セル５はガス封入型ガス分析計用機器である。比較セル５には、赤外線を吸収しないガス、例えば窒素や空気などの不活性ガスが封入されている。図４に示すように、比較セル５の金属筐体５ａ内部にガス封入空間５ｂが形成されている。金属筐体５ａには筐体５ａ表面からガス封入空間５ｂに連通して圧入孔５ｃ及び非圧入孔５ｄ，５ｅが形成されている。
【００２７】
圧入孔５ｃに、圧入孔５ｃを封止するための封止栓５ｃ−１が圧入されている。封止栓５ｃ−１は金属筐体５ａと同じ材料又は金属筐体５ａよりも硬い材料によって形成されている。
非圧入孔５ｄ、５ｅに、赤外線透過窓５ｄ−１、５ｅ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。
金属筐体５ａの表面に、非圧入孔５ｄ，５ｅの周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて、溝５ｄ−２，５ｅ−２が形成されている。
【００２８】
図１に示すように、測定セル３又は比較セル５を透過した光を検出器１３に入射させる集光器１１が配置されている。集光器１１はガス封入型ガス分析計用機器である。集光器１１は集光機能のみをもつものでもよいが、フィルタ機能も備えているようにしてもよい。その場合、集光器１１には、吸収波長域が測定ガス成分の波長域と一部重なり合うガス成分が封入され、その重なり合う波長域の赤外線が除去される。
【００２９】
図５に示すように、集光器１１の金属筐体１１ａ内部にガス封入空間１１ｂが形成されている。金属筐体１１ａには筐体１１ａ表面からガス封入空間１１ｂに連通して圧入孔１１ｃ及び非圧入孔１１ｄ，１１ｅが形成されている。
圧入孔１１ｃに、圧入孔１１ｃを封止するための封止栓１１ｃ−１が圧入されている。封止栓１１ｃ−１は金属筐体１１ａと同じ材料又は金属筐体１１ａよりも硬い材料によって形成されている。
非圧入孔１１ｄ、１１ｅに、赤外線透過窓１１ｄ−１、１１ｅ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。
金属筐体１１ａの表面に、非圧入孔１１ｄ，１１ｅの周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて、溝１１ｄ−２，１１ｅ−２が形成されている。
【００３０】
検出器１３はガス封入型ガス分析計用機器である。図１及び図６に示すように、検出器１３は、金属筐体１３ａの内部に、前方受光室１３ｂ−１、後方受光室１３ｂ−２及び通路１３ｂ−３からなるガス封入空間を備えている。そのガス封入空間には、測定ガスと同様又は同一の赤外線吸収特性をもつガスが封入されている。前方受光室１３ｂ−１と後方受光室１３ｂ−２は赤外線透過板１３ｂ−４によって分離されている。前方受光室１３ｂ−１と後方受光室１３ｂ−２は光の入射に対して前後に配置されている。通路１３ｂ−３は受光室１３ｂ−１と１３ｂ−２を連通させている。
【００３１】
金属筐体１３ａには、筐体１３ａ表面から前方受光室１３ｂ−１に連通して圧入孔１３ｃが形成され、後方受光室１３ｂ−２に連通して圧入孔１３ｄが形成され、圧入孔１３ｃとは異なる位置で前方受光室１３ｂ−１に連通して非圧入孔１３ｅが形成され、通路１３ｂ−３に連通して非圧入孔１３ｆが形成されている。
【００３２】
圧入孔１３ｃ、１３ｄに、圧入孔１３ｃ、１３ｄを封止するための封止栓１３ｃ−１、１３ｄ−１が圧入されている。封止栓１３ｃ−１，１３ｄ−１は金属筐体１３ａと同じ材料又は金属筐体１３ａよりも硬い材料によって形成されている。
非圧入孔１３ｅに、赤外線透過窓１３ｅ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。
非圧入孔１３ｆに、赤外線を透過しない部材、例えば金属カバー（カバー部材）１３ｆ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。
金属筐体１３ａの表面に、非圧入孔１３ｅ，１３ｆの周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて、溝１３ｅ−２，１３ｆ−２が形成されている。
【００３３】
通路１３ｂ−３にセンサ１３ｇが配置されている。センサ１３ｇは、受光室１３ｂ−１，１３ｂ−２における光吸収の差に応じた両室間の圧力差を検出するセンサである。センサ１３ｇは、例えばフローセンサやコンデンサマイクロフォンなど、前方受光室１３ｂ−１と後方受光室１３ｂ−２との圧力差を検出できるものであればどのような原理のものでもよい。センサ１３ｇは非圧入孔１３ｆを介して通路１３ｂ−３に配置される。センサ１３ｇが配置された後、非圧入孔１３ｆは接着剤及び金属カバー１３ｆ−１によって封止される。
【００３４】
非分散型赤外線ガス分析計では、分子に赤外線を照射すると各種ガスが特定の波長の赤外線を吸収する特性を利用する。図１に示す非分散型赤外線ガス分析計を適用したＣＯ（一酸化炭素）ガス分析計では、検出器１３の受光室１３ｂ−１，１３ｂ−２及び通路１３ｂ−３にＣＯガスを封入する。受光室１３ｂ−１，１３ｂ−２で吸収された赤外線のエネルギーは、分子間の衝突により、瞬間的に熱エネルギーに変換される。この熱エネルギーを通路１３ｂ−３に設けられたセンサ１３ｇで圧力差として検出し、測定ガス濃度を求める。
【００３５】
ガス封入型ガス分析計用機器である光源１、比較セル５、集光器１１及び検出器１３では、非圧入孔１ｄ，１ｅ，５ｄ，５ｅ，１１ｄ，１１ｅ，１３ｅ，１３ｆが封止された後、ガス封止空間内の気体がガス置換装置（図示は省略）によって所定のガスに置換された後、圧入孔１ｃ，５ｃ，１１ｃ，１３ｃ，１３ｄに封止栓１ｃ−１，５ｃ−１，１１ｃ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１が圧入されてガスシールされる。このとき、圧入孔への封止栓の圧入に起因して金属筐体１ａ，５ａ，１１ａ，１３ａの内部に応力が生じるが、非圧入孔の周囲に形成された溝１ｄ−２，１ｅ−２，５ｄ−２，５ｅ−２，１１ｄ−２，１１ｅ−２，１３ｅ−２，１３ｆ−２の存在により、非圧入孔１ｄ，１ｅ，５ｄ，５ｅ，１１ｄ，１１ｅ，１３ｅ，１３ｆのガスシール部分への応力の伝達が低減される。これにより、非圧入孔１ｄ，１ｅ，５ｄ，５ｅ，１１ｄ，１１ｅ，１３ｅ，１３ｆにおけるガス漏れや、赤外線透過窓１ｄ−１，５ｄ−１，３ｅ−１，１１ｄ−１，１１ｅ−１，１３ｅ−１の破損を防止できる。
【００３６】
図７は、ガス封入型ガス分析計用機器としての検出器の一実施例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は有限要素法を用いたシミュレーション結果を示す斜視図、（Ｃ）は同シミュレーション結果を示す左側面図である。図６と同じ部分には同じ符号を付す。（Ｂ），（Ｃ）に示すシミュレーション結果は、圧入孔１３ｃ，１３ｄに封止栓を圧入したときに金属筐体１３ａに生じる応力を示すものである。
検出器１３の金属筐体１３ａは直方体形状をもつ。
金属筐体１３ａの上面１３ｈに圧入孔１３ｃ，１３ｄが形成されている。図７（Ａ）では圧入孔１３ｃ，１３ｄに封止栓はまだ圧入されていない。
【００３７】
金属筐体１３ａの正面１３ｉに非圧入孔１３ｅが形成されている。非圧入孔１３ｅに赤外線透過窓１３ｅ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。金属筐体１３ａの正面１３ｉに非圧入孔１３ｅの周囲を取り囲んで溝１３ｅ−２が形成されている。
金属筐体１３ａの左側面１３ｊに非圧入孔１３ｆが形成されている。非圧入孔１３ｆに、金属カバー１３ｆ−１が接着剤によってガスシールされて配置されている。金属筐体１３ａの左側面１３ｊに非圧入孔１３ｅの周囲を一部切り欠いて取り囲んで溝１３ｆ−２が形成されている。
【００３８】
金属筐体１３ａの正面１３ｉに位置決め用の穴１３ｉ−１，１３ｉ−２が形成されている。穴１３ｉ−１，１３ｉ−２は、例えば検出器とセルを結合させたり、検出器を多段に組んだりするのに用いられる。
金属筐体１３ａの左側面１３ｊに位置決め用の穴１３ｊ−１，１３ｊ−２が形成されている。穴１３ｊ−１，１３ｊ−２は、例えば、プリント基板用のスペーサを位置決めする穴である。穴１３ｊ−１，１３ｊ−２に形成されるネジ穴の図示は省略されている。
金属筐体１３ａの上面１３ｈと左側面１３ｊがなす角部に凹部１３ｋが形成されている。凹部１３ｋには通路１３ｂ−３（図６を参照。）につながる配線取出し孔１３ｌが形成されている。配線取出し孔１３ｌはセンサ１３ｇ（図６を参照。）の電位を金属筐体１３ａ外に取り出すための配線を通すためのものである。配線取出し孔１３ｌは、例えばハーメチックシールを接着することによって封止される。
【００３９】
図８は、検出器の比較例を示す図であり、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は有限要素法を用いたシミュレーション結果を示す斜視図、（Ｃ）は同シミュレーション結果を示す左側面図である。図７と同じ部分には同じ符号を付す。
この比較例は、図７の実施例と比較して、非圧入孔１３ｆに対応する溝１３ｆ−２が形成されていない。また、位置決め用の穴１３ｊ−１，１３ｊ−２も形成されていない。
【００４０】
有限要素法を用いたシミュレーションにより、図７に示した実施例と、図８に示した比較例について、圧入孔１３ｃ，１３ｄに封止栓を圧入したときに、非圧入孔１３ｆと金属カバー１３ｆ−１との接着部に生じる応力を計算した。
【００４１】
シミュレーションの結果、溝１３ｆ−２を有する実施例（図７）の上記接着部への相当応力最大値は２.７５ＭＰａ（メガパスカル）、相当応力平均値は０.３７ＭＰａであった。これに対して、溝１３ｆ−２を有さない比較例（図８）の上記接着部への相当応力最大値は８.４８ＭＰａ、相当応力平均値は１.２４ＭＰａであった。このように、溝１３ｆ−２を設けることにより、圧入孔１３ｃ，１３ｄへの封止栓の圧入に起因して非圧入孔１３ｆと金属カバー１３ｆ−１との接着部に生じる応力を、溝１３ｆ−２を設けない場合に比べて、相当応力最大値で約１／３に、相当応力平均値も１／３以下に、低減することができる。これにより、検出器１３におけるガス漏れや、赤外線透過窓１３ｅ−１の破損を防止でき、検出器１３の製造の歩留まりを向上させることができる。
【００４２】
図７に示した実施例に対して、溝１３ｆ−２及び位置決め用の穴１３ｊ−１，１３ｊ−２の配置を変更したものについて、非圧入孔１３ｆと金属カバー１３ｆ−１との接着部に生じる応力を調べた結果を図９及び図１０を参照して説明する。
【００４３】
図９は検出器の他の実施例を示す図であり、図１０は検出器のさらに他の実施例を示す図である。図９及び図１０で、（Ａ）は斜視図、（Ｂ）は有限要素法を用いたシミュレーション結果を示す斜視図、（Ｃ）は同シミュレーション結果を示す左側面図である。図９及び図１０で図７と同じ部分には同じ符号を付す。
【００４４】
図９の実施例では、図７の実施例に比べて、位置決め用の穴１３ｊ−１が非圧入孔１３ｆの近くに配置され、溝１３ｆ−２が非圧入孔１３ｆ及び位置決め用の穴１３ｊ−１を囲むように配置されている。
図１０の実施例では、図９の実施例に比べて、溝１３ｆ−２が非圧入孔１３ｆと位置決め用の穴１３ｊ−１の間を通るように配置されている。
【００４５】
シミュレーションの結果、図９に示した実施例の上記接着部への相当応力最大値は３.２８ＭＰａ、相当応力平均値は０.４８ＭＰａであった。また、図１０に示した実施例の上記接着部への相当応力最大値は２.６６ＭＰａ、相当応力平均値は０.３２ＭＰａであった。
このように、溝１３ｆ−２を設けることにより、溝１３ｆ−２を有さない図８の比較例（上記接着部への相当応力最大値は８.４８ＭＰａ、相当応力平均値は１.２４ＭＰａ）に比べて、圧入孔１３ｃ，１３ｄへの封止栓の圧入に起因して非圧入孔１３ｆと金属カバー１３ｆ−１との接着部に生じる応力を低減することができる。
【００４６】
また、検出器１３は、図１１に示すように、受光した赤外線が貫通する構成であってもよい。
図１１は検出器のさらに他の実施例を概略的に示す断面図である。図６と同じ部分には同じ符号を付す。
【００４７】
この実施例は、図６に示した実施例と比較して、非圧入孔１３ｍ、赤外線透過窓１３ｍ−１及び溝１３ｍ−２をさらに備えている。
非圧入孔１３ｍは、赤外線透過窓１３ｅ−１が配置される金属筐体１３ａ表面の反対側の表面から後方受光室１３ｂ−２に連通して形成されている。赤外線透過窓１３ｍ−１は、接着剤によってガスシールされて、非圧入孔１３ｍに配置されている。溝１３ｍ−２は、非圧入孔１３ｍの周囲を取り囲んで、又は一部切り欠いて、金属筐体１３ａの表面に形成されている。
【００４８】
この実施例で、赤外線透過窓１３ｅ−１から検出器１３内部に入射した赤外線は、前方受光室１３ｂ−１、赤外線透過板１３ｂ−４、後方受光室１３ｂ−２及び赤外線透過窓１３ｍ−１を介して検出器１３外部へ放出される。このような構成にすることにより、検出器１３を多段に配置することができる。また、最終端の検出器１３の後段には、例えば、アルミニウム板などの赤外線反射部材、又は焦電センサを用いたＣＯ2検出器などが配置される。
【００４９】
図１２は、非分散型赤外線式ガス分析計の他の実施例を一部側面で示す概略的な構成断面図である。図１と同じ部分には同じ符号を付す。
この非分散型赤外線式ガス分析計の実施例は、図１に示した実施例と比較して、比較セル５を備えていない。チョッパ７は、光源１から放出された光を所定の時間間隔で遮蔽して測定セル３に照射させ、測定セル３を透過した光を検出器１３に断続的に照射させる。
このように、本考案の非分散型赤外線式ガス分析計は比較セルを備えていない構成でもよい。なお、図１２に示した実施例において、図１１に示した検出器１３を用いることが
できることは言うまでもない。
【００５０】
以上の実施例は本考案の一例であり、本考案の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば検出器１３は、特許文献１に開示された検出器のように、測定セル３からの光が入射される受光室と比較セル５から入射される受光室を備えているものであってもよい。
また、図１及び図１２に示した非分散型赤外線式ガス分析計において、集光器１１がフィルタ機能を備えていない場合には、光源１から検出器１３までの光路上のどこかに、干渉フィルタ、又は本考案のガス分析計用ガス封入機器からなるガスフィルタを備えるようにしてもよい。
また、図１及び図１２に示した非分散型赤外線式ガス分析計において、集光器１１は、集光機能をもたずにガスフィルタとして機能するものであってもよい。この場合、そのガスフィルタは、光源１と測定セル３及び比較セル５との間、又は光源１と測定セル３との間に配置されてもよい。
また、本考案のガス分析計用ガス封入機器は、非分散型赤外線式ガス分析計を構成する
機器以外のガス分析計用ガス封入機器にも適用できる。
【００５１】
また、上記実施例では、非圧入孔１ｄ，１ｅ，５ｄ，５ｅ，１１ｄ，１１ｅ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｍにおけるカバー部材１ｄ−１，１ｅ−１，５ｄ−１，５ｅ−１，１１ｄ−１，１１ｅ−１，１３ｅ−１，１３ｆ−１，１３ｍ−１のガスシールは接着剤等を用いているが、カバー部材の材料に応じて、例えばろう付け、溶接、ガラス融着など、他のガスシール方法を用いるようにしてもよい。
また、上記実施例では、封止栓のみを用いて圧入孔を封止しているが、封止栓と圧入孔の間に配置される樹脂製ガスケット等のガスシール部材を用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本考案のガス分析計用ガス封入機器及び赤外線式ガス分析計は、例えば、火力発電所、石油化学プラント、製鉄所、焼却場などの排ガス測定のほか、触媒研究など試験研究分野でも用いられる。
【符号の説明】
【００５３】
１  光源
３  測定セル
５  比較セル
７  光チョッパ
１１  集光器
１３  検出器
１ａ，５ａ，１１ａ，１３ａ  金属筐体
１ｂ，５ｂ，１１ｂ  ガス封入空間
１３ｂ−１  前方受光室（ガス封入空間）
１３ｂ−２  後方受光室（ガス封入空間）
１３ｂ−３  通路（ガス封入空間）
１ｃ，５ｃ，１１ｃ，１３ｃ，１３ｄ  圧入孔
１ｃ−１，５ｃ−１，１１ｃ−１，１３ｃ−１，１３ｄ−１  封止栓
１ｄ，１ｅ，５ｄ，５ｅ，１１ｄ，１１ｅ，１３ｅ，１３ｆ，１３ｍ  非圧入孔
１ｄ−１，５ｄ−１，５ｅ−１，１１ｄ−１，１１ｅ−１，１３ｅ−１，１３ｍ−１  赤外線透過窓（カバー部材）
１ｅ−１  ランプソケット（カバー部材）
１３ｆ−１  金属カバー（カバー部材）
１ｄ−２，１ｅ−２，５ｄ−２，５ｅ−２，１１ｄ−２，１１ｅ−２，１３ｅ−２，１３ｆ−２，１３ｍ−２  溝
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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