(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
特定地域の風を模擬する気流を発生させている風洞内に設置された煙突模型から、排出ガスを模擬するトレースガスを放出し、地域内の特定位置を模擬する風洞内の所定位置に設定された複数の測定点を流れる気流内に拡散しているトレースガス濃度を測定するため、前記測定点に設けたガスサンプリング孔からトレースガス濃度測定を行う測定点に対応して設けた試験管内に気流を吸引するガス吸引装置において、両方向に液体を移送できるポンプを介装した配管で連結され、ポンプ作動により一方から排出した液体を他方に注入できるようにした２つの液槽と、開口した底面を前記液槽底面と離隔させて前記液槽内にそれぞれ設置され、閉鎖した上面に前記試験管をそれぞれ接続させる配管が連結され、組を形成する円筒状のガス吸引ポッドと、前記配管に介装され、一方の前記液槽に設置された前記ガス吸引ポッドを前記試験管に連通させるとともに、他方の前記液槽に設置された前記ガス吸引ポッドを大気に連通させる流路切替機構とを設けたことを特徴とするガス吸引装置。
【請求項２】
前記ガス吸引ポッドが、前記ガス吸引ポッド内に流入した空気を外部に放出する逃がし制御弁を上端部に設けていることを特徴とする請求項１のガス吸引装置。
【請求項３】
前記ガス吸引ポッドが、上端部から上方に突出させて設けられ頂端に前記配管を接続し、円錐状の空間を内部に形成したテーパ部と、前記ガス吸引ポッド内部を上下動する液位に対応して上昇・下降し、上昇時に前記テーパ部に嵌合して前記配管を閉鎖する円錐部を上方に設けたフロートとを設けていることを特徴とする請求項１のガス吸引装置。
【請求項４】
前記ガス吸引ポッドが、内径の異なる少なくとも２種類のものからなることを特徴とする請求項１のガス吸引装置。
【請求項５】
前記ガス吸引ポッドが、内径の異なる少なくとも２種類のものからなり、少なくとも小径のものの内周面には、液体との接触角を調整できる膜状部材が展貼されていることを特徴とする請求項４のガス吸引装置。
【請求項６】
前記ガス吸引ポッドが、同一径で且つ長さの異なる少なくとも２種類のものからなり、長さの短いものの下端には、底面に設けた開口を閉鎖する自動開閉機構を設けていることを特徴とする請求項１のガス吸引装置。
【請求項７】
前記液体が水、若しくは水よりも粘性の大きい液体であることを特徴とする請求項１ないし請求項６のガス吸引装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は拡散風洞等において、煙突等を模擬する煙突模型から風洞内に放出され、風洞内を流れる気流中に拡散しているトレースガス濃度を検出し、気流中のトレースガス拡散状況を調査するために、風洞床面所定位置に設定された測定点に穿設されたガスサンプリング孔から気流を吸引して、ガス吸収液を充填している試験管へ導入するためのガス吸引装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
発電所等の建設にあたっては、発電所建設予定地周辺の地形や季節毎に変化する自然環境、特に風向や風速等によって、発電所に立設された煙突から大気中に放出される排ガスが建設予定地周辺にどのように流れ、さらには周辺特定地域ではどのような濃度になるか等、建設予定地周辺の環境にどのような影響を及ぼすかを予め調査することが行なわれている。
【０００３】
このために、建設予定地周辺の建造物を含む地形模型を製作して、建設予定地周辺の風向や風速等の自然現象を模擬できる風洞内に設置して、建設予定地周辺に発生する風を模擬再現している気流を発生させている風洞内で、地形模型に設けた煙突模型から排ガスを模擬したトレースガスを放出して、放出されたトレースガスの気流中における拡散状況又は地形模型上に設定されている測定点でのトレースガス濃度を調査することにより、発電所の煙突から大気中に実際に放出される排ガスが、建設予定地周辺の環境にどのような影響があるかを予測するようにしている。
【０００４】
図７は、このような地形模型上を流れる気流中のトレースガス濃度を調査するために、風洞内に設定されている測定点から気流を吸引して、気流中に拡散しているトレースガス濃度を検出するために設けた試験管内に導入するため、従来から使用されている風洞及びガス吸引装置を示す図である。
図に示すように、風洞０１内の床面には図示省略した地形模型（以下床面という）が設けられ、この床面上に煙突模型０２が立設されて、煙突より放出される排ガスを模擬するトレースガス０３を、この煙突模型０２から風を模擬再現させている気流０４中に放出するようにしている。
この気流０４中に放出されたトレースガス０３は、気流０４中で拡散しながら煙突模型０２風下側に向けて流れて行く。
【０００５】
煙突模型０２風下側の風洞０１床面上のガス濃度計測を必要とする測定点には、トレースガス０３が拡散されながら流れてくる気流０４を吸引するためのガスサンプリング孔０５が予め開けられている。
また、このガスサンプリング孔０５には、サンプリングチューブ０６の一端が連結され、さらにその他端側は試験管０７に挿入され、ガス濃度を測定するため試験管０７に充填されているガス吸収液０８に浸漬させるようにしている。
また、この試験管０７内には、一端をガス吸収液０８の上方に開口させ、他端を流路切替機構０１０に接続させた配管０９が設けられており、試験管０７は流路切替機構０１０とも連結されている。
【０００６】
さらに、この流路切替機構０１０には、２本からなる配管０１１ａ，０１１ｂの一端がそれぞれ連結され、配管０１１ａ，０１１ｂの他端は、２本で一組にされているガス吸引ポッド０１２ａ，０１２ｂの上部とそれぞれ接続され、流路切替機構０１０の切換え操作により、試験管０７とガス吸引ポッド０１２ｄ，０１２ｂの何れかとを連通するようにしている。
また、このガス吸引ポッド０１２ａ，０１２ｂのそれぞれの底面には、配管０１４ａ，０１４ｂの一端が連結され、さらに配管０１４ａ，０１４ｂの他端は、ガス吸引ポッド０１２ａ，０１２ｂの下部に設置されたチャンバ０１５ａ，０１５ｂにそれぞれ接続されている。
【０００７】
また、各チャンバ０１５ａ，０１５ｂの下端には、配管０１６ａ，０１６ｂの一端が連結され、さらに配管０１６ａ，０１６ｂの他端は、図７（ｂ）に示すように、それぞれ定量フィーダーである（ローラー）ポンプ０１７の、ローラ一部に配設されているシリコンチューブ０１８に接続されている。
また、上述したガス吸引ポッド０１２には、所要のガス吸引点、換言すれば気流０４を吸引するために風洞０１床面に穿設されたガスサンプリング孔０５の数と等しい組数設けられ、その中には水０１３が１本のガス吸引ポッド０１２の容量と同じ量充填されて、さらには注、排できるようにされている。
【０００８】
このような構成にされたガス吸引装置において、初期条件として一方のガス吸引ポッド０１２ａには、上端に水位が設定される量の水０１３を充填しておき、さらには、流路切替機構０１０を操作することによって、配管０９から吸引ポッド０１２ａまでの流路を開にし、他方、吸引ポッド０１２ｂの上部に設けられた配管０１１ｂは、流路切替機構０１０内をバイパスさせて、吸引ポッド０１２ｂ内に溜まっている空気を外部へ流れるようにセットする。
【０００９】
このように初期条件を設定した後、気流０４を発生させた状態で、煙突模型０２から気流０４中にトレースガス０３を放出するとともに、ポンプ０１７を回転させると、ガス吸引ポッド０１２ａ内の水０１３の水位が下がり、吸引ポッド０１２ｂ内の水位は上昇していき、これに伴い、水位が低下するガス吸引ポッド０１２ａ内には負圧が発生し、ガス吸引ポッド０１２ａと連通している試験管０７内の空気が吸引され、ガス吸引ポッド０１２ａに導入されるために試験管０７内に負圧が生じ試験管０７のガス吸収液０８中には、サンプリングチューブ０６を通じて風洞０１内の気流０４が一定量づつ吸引され、気流０４中に拡散しているトレースガス０３が溶け込む。
【００１０】
この時、気流０４中に拡散しているトレースガス０３は、ガス吸収液０８内に完全に溶解し、この溶解によりガス吸収液０８の電気電導率が変化するので、このガス吸収液０８の電気電導率を計測することにより、ガス吸収液０８中のトレースガス０３の濃度を求めることができ、さらに試験管０７中に吸引された気流０４の流量を求めておくことにより、試験管０７に連通されているガスサンプリング孔０５が設けられている風洞０１内測定点上を流れている気流０４中のトレースガス０３の濃度を検出することができる。
【００１１】
しかも、このガス吸引装置は、何れの試験管０７にも等量の気流０４が吸引され、しかも連続的に使用できるようにされている。
すなわち、前述したようにして試験管０７内に同じ大きさの負圧を生じさせるために、同じ大きさ（容量）にされているガス吸引ポッド０１２ａ内の水位が下端まで下がると、他方のガス吸引ポッド０１２ｂ内の水位は上端まで上昇するので、この時点で、今度は、配管０９から吸引ポッド０１２ｂまでの流路を開にし、ガス吸引ポッド０１２ａの上部に設けられた配管０１１ａは、流路切替機構０１０内でバイパスさせて、試験管０７内を負圧にするときに試験管０７内から吸引され、ガス吸引ポッド０１２ａ内に流入している空気を外部へ流れるように流路切替機構０１０の切替え操作を行う。
【００１２】
このように、流路切換機構０１０を切替えた後、ポンプ０１７を先ほどとは逆に回転させれば、吸引ポッド０１２ｂ内の水位が下がり、ガス吸引ポッド０１２ａ内の水位は上昇するため、水位の低下するガス吸引ポッド１２ｂが連通された試験管０７には、再び負圧が生じるため、再び試験管０７のガス吸収液０８内には風洞０１内の気流が溶け込んでいくからである。
【００１３】
しかしながら、従来のガス吸引装置には、次のような不具合があった。
【００１４】
・ポンプ０１７に配設されているシリコンチューブ０１８は、経年変化による材質の劣化が生じるため、定期的に交換する必要があり、しかも、上述したような床面上に設定された多数の測定点におけるトレースガス０３濃度を測定する風洞試験を行うためには、６００点ものシリコンチューブ０１８を使用する必要があるため、材料費及び作業時間が多大なものとなる。
【００１５】
・試験管０７からポンプ０１７までは、流路切替機構０１０、配管０９、０１１、０１４、０１６、ガス吸引ポッド０１２、チャンバ０１５と多くの部材が設けられているため、これらが経年劣化や、水アカ・ホコリ等による詰まりによって、流路内の抵抗が変化しやすく、それにより各ガス吸引ポッド０１２によって発生させることのできる負圧に差が生じ、この負圧によって試験管０７内に吸引される気流０４の流量アンバランスが生じるため、各ガスサンプリング孔０５の位置での気流０４に含まれるトレースガス０３の精確な濃度が計測できなくなる。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来のガス吸引装置の上述した不具合を解消するために、経年変化による材質の劣化が少なく交換の頻度を少なくでき、しかも構造が簡単で部材の点数が少なくできるために、メンテナンス性に優れ、材料費及び作業時間を低減できるとともに、経年劣化や塵埃等の詰りによる計測系統の流路抵抗の変動を少くして、風洞内から試験管に吸引される気流の流量アンバランスを少なくして計測精度を保持し、より精確な計測ができるようにしたガス吸引装置の提供を課題とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明のガス吸引装置は次の手段とした。
【００１８】
（１）特定地域に発生する風を模擬する気流を発生させている風洞内に設置された煙突模型から、排出ガスを模擬するトレースガスを気流内に放出し、地域内の特定位置を模擬して風洞内の所定位置に設けられた、複数の測定点を流れる気流内に拡散しているトレースガス濃度をそれぞれ測定するため、複数の測定点にそれぞれ設けられたガスサンプリング孔から、トレースガス濃度測定を行う測定点の数に対応して設けた試験管内に気流を吸引するガス吸引装置において、両方向に液体を移送できるポンプを介装した配管で連結され、ポンプ作動により一方から排出した液体を他方に注入できるようにした２つの液槽と、開口した底面を液槽底面と離隔させて液槽内にそれぞれ設置し、閉鎖した上面に試験管をそれぞれ接続させる配管が連結され、一組を形成する円筒状のガス吸引ポッドと、配管に介装され、液位を下降させている一方の液槽に設置されたガス吸引ポッドを試験管に連通させるとともに、一方の液槽の液位下降に伴い液位が上昇している他方の液槽に設置されたガス吸引ポッド内の空気をバイパスさせ、外部に放出する流路切替機構とを設けるものとした。
【００１９】
（ａ）これにより、特定位置を模擬している風洞内の多数の測定点を流れる気流内に拡散しているトレースガス濃度を連続的に計測でき、発電所等から排出される排ガスの設置地域に及ぼす影響を予測できると共に、経時変化による構成部材材質の劣化が少なく、部材交換の頻度を少なくでき、しかも構造が簡単で部材点数を少なくできるために、メンテナンス性に優れ、材料費及び作業時間を低減することができる。
また、経年劣化や塵芥の滞留等による計測系統の流路抵抗の変動を少なくできるので、サンプリング孔から試験管内に吸引される気流の流量アンバランスを生じにくく、計測精度が保持され、長時間にわたっての正確な計測ができるようになる。
【００２０】
また、本発明のガス吸引装置は上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００２１】
（２）ガス吸引ポッドが、液槽内の液位の下降時等にガス吸引ポッド内に流入した空気を外部に放出するための逃がし制御弁を、閉鎖している上面蓋等ガス吸引ポッドの上端部に設けるものとした。
【００２２】
（ｂ）これにより、上述（ａ）に加え、液槽内の液位の上昇に伴うガス吸引ポッド内の液位の上昇につれて、内部に流入している空気が外部に放出されるとき、ガス吸引ポッドの上端部内周側に空気が付着して残留するのを低減でき、ガス吸引ポッド内には空気を含まない水が充填され、ガス吸引ポッドの液位下降で試験管内に発生させることのできる負圧の大きさは、正確に液位に対応したものにでき、試験管内への正確な吸引量が設定でき正確な計測ができる。
【００２３】
また、本発明のガス吸引装置は上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００２４】
（３）ガス吸引ポッドが、上端部から上方に突出させて設けられ、上端に配管を接続されるとともに内部に円錐状の空間が形成されたテーパ部と、ガス吸引ポッド内部を上下動する液位に対応して上昇・下降し、上昇したときにテーパ部に嵌合して、シールし配管を閉鎖する円錐部を上方に設けたフロートとを設けているものとした。
【００２５】
（ｃ）これにより、上述（ａ）に加え、液槽内に液体を注入して液位を上昇させているとき、誤った操作等によりガス吸引ポッド内の液位が急上昇することがあっても、フロートの円錐部がテーパ部に嵌合し配管を閉鎖するので、試験管内への流体の逆流を防止でき、逆流により生じることのある実験準備のやり直し等によるロスを少なくでき、効率の良い試験ができる。
【００２６】
また、本発明のガス吸引装置は上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００２７】
（４）ガス吸引ポッドが、内径の異なる少なくとも２種類のものからなるものとした。
【００２８】
（ｄ）これにより、上述（ａ）に加え、トレースガス濃度の異なる風洞内の複数の測定点を流れる気流内のガス濃度を測定するとき、ガス濃度の高い測定点での計測には内径の小さいガス吸引ポッドを使用し、ガス濃度の低い測定点での計測には内径の大きいガス吸引ポッドを使用した試験ができ、これにより、試験管内には、ガス吸引ポッドの断面積に比例した気流が風洞内から吸引され、試験管に充填されるガス吸収液の容量を一定にしても、ガス吸収液に吸収されるトレースガス濃度を、濃度測定器の測定範囲内に納めることができ、試験管内への気流吸引の繰り返し、又はガス吸収液を薄めるための時間が不要になり、効率の良い試験ができる。
【００２９】
また、本発明のガス吸引装置は上述（４）の手段に加え、次の手段とした。
【００３０】
（５）ガス吸引ポッドが、内径の異なる少なくとも２種類のものからなり、少なくとも小径のガス吸引ポッドの内周面には、液体との接触角を調整できる膜状部材が展貼されているものとした。
【００３１】
（ｅ）これにより、上述（ｄ）に加え、内部に流入する液体の表面張力により異なる内径のガス吸引ポッドを使用した場合は、液位に差異が生じるようなガス吸引ポッドを使って行う試験においても、膜状部材の選定によりガス吸引ポッドの内径によらず液位を一定に保持でき、試験管内への正確な吸引量が設定できて試験精度の向上が図れ、さらには、極端に内径の小さいガス吸引ポッドを使用した高濃度のガスが拡散した試験もできるようになる。
【００３２】
また、本発明のガス吸引装置は上述（１）の手段に加え、次の手段とした。
【００３３】
（６）ガス吸引ポッドが、同一径で且つ長さの異なる少なくとも２種類のものからなり、長さの短いガス吸引ポッドの下端には、下降した内部の液位が下端まで到達したとき、底面に設けられている開口を閉鎖する自動開閉機構を設けているものとした。
【００３４】
（ｆ）これにより、上述（ａ）に加え、試験管内への全測定点における気流吸引速度を一定にし、しかも測定点のガス濃度に応じた吸引量が設定できるので、試験時間の短縮と試験精度の向上が図れる。
【００３５】
また、自動開閉機構を設けたので、短いガス吸引ポッドの下端以下にまで、液槽内の液位を下げても短いガス吸引ポッド内には液体が残留し、内部の圧力変動を少くできると共に、長い吸引ポッドにより、多量の気流の吸引ができる。
【００３６】
また、本発明のガス吸引装置は上述（１）ないし（６）の手段に加え、次の手段とした。
【００３７】
（７）液槽内に注、排される液体を水、若しくは水よりも粘性の大きい液体にした。
【００３８】
（ｇ）これにより、上述（ａ）に加え、液体として水を使用する場合は、試験準備が簡単になるとともに、試験費用が低減でき、また液体として水よりも粘性の大きい液体を使用する場合は、液槽の液位を変えるポンプの脈動等により発生する液位の間欠的変化を最小限にすることができ、試験精度のより一層の向上が図れる。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のガス吸引装置の実施の一形態を図面に基づき説明する。
なお、図７に基づき説明した従来のガス吸引装置に使用されている部材と同一若しくは類似の部材、並びに先に説明した実施の形態に使用されている部材と同一若しくは類似の部材については、同一符号を付して説明は極力省略する。
【００４０】
図１は、本発明の実施の第１形態を示すガス吸引装置の側面図である。
図に示すように、本実施の形態のガス吸引装置では、２つの液槽としての水槽１９ａ，１９ｂを設け、各水槽１９ａ，１９ｂ内それぞれに、従来のガス吸引ポッド１２に代えて、下端を開口とし内径及び長さが同一にされたガス吸引ポッド２０を複数配置するものとした。
【００４１】
すなわち、このガス吸引ポッド２０は、水槽１９ａ，１９ｂ内にそれぞれ配置されたガス吸引ポッド２０ａ，２０ｂを一組として、ガスサンプリング孔０５と同数の組数設けられ、同一組のガス吸引ポッド２０ａ，２０ｂは上端に図７に示したものと同様の配管０１１によって、同一の流路切替機構０１０に各々接続されている。
さらに、この水槽１９の底面からは、配管２３が設けられ、途中に設けられたポンプ２４を介してこの配管２３によって２つの水槽１９ａ，１９ｂは接続されている。
【００４２】
このように構成された本実施の形態のガス吸引装置では、初期条件として、一方の水槽１９ａ内の水２１の水位２２を、この水槽１９ａ内に配置されたガス吸引ポッド２０ａの上端まで上昇させる。
また、他方の水槽１９ｂの水位２５は、水槽１９ｂ内に配置されたガス吸引ポッド２０ｂの下端が浸漬する位置に設定する必要があるので、それに見合う水２１の量を注水しておく。
【００４３】
さらに、流路切替機構０１０により、配管０９から、上述したガス吸引ポッド２０ａまでの流路を開にし、他方の水槽１９ｂに配置された、ガス吸引ポッド２０ｂの上部に設けられた配管１１ｂは、流路切替機構１０内でバイパスさせ、ガス吸引ポッド２０ｂ内に流入している空気がガス吸引ポッド２０ｂ内の水位２５の上昇と共に外部へ流出するようにしておく。
【００４４】
このような初期条件が設定されたガス吸引装置において、ポンプ２４を作動させて、水槽１９ａ内の水２１と水槽１９ｂ内に移動させて、水槽１９ａの水位２２を一定速度で下げていくと、水位２２の下降によりガス吸引ポッド２０ａ内の圧力が負圧となり、配管０１１ａ、流路切替機構０１０及び配管０９を介して接続された試験管０７内に充填されているガス吸収液０８上方の空気が、ガス吸引ポッド２０ａに吸引されるために、試験管０７の内部が負圧になりガスサンプリング孔０５の上方を流れる気流０４が、サンプリングチューブ０６を介して試験管０７内に吸入され、試験管０７に充填されているガス吸収液０８中に気流０４中に拡散しているトレースガス０３は一定流量で溶け込んでいく。
【００４５】
また、このガス吸引装置は、従来のガス吸引装置と同様に連続的に使用することもできる。
すなわち、上述したようにポンプ２４の作動により、水槽１９ａの水位２２が下げる過程で、他方の水槽１９ｂにはポンプ２４から吐出される水２１が流入しており、水槽１９ａの水位２２が所要の位置まで下がると、一方の水槽１９ｂの水位２５はガス吸引ポッド２０ｂの上端まで上昇する。
【００４６】
この時点で、流路切替機構０１０により、今度は配管０９からガス吸引ポッド２０ｂまでの流路を開にし、吸引ポッド２０ａの上部に設けられた配管０１１ａは、流路切替機構０１０内でバイパスさせる操作を行い、ガス吸引ポッド２０ａ内の水位２２が下降することにより、内部に流入した空気を外部へ流出させるようにした後、ポンプ２４を先ほどとは反対方向に作動させれば、吸引ポッド２０ｂの水位２５が下がるため、配管０１１ｂ、流路切替機構０１０、配管０９を介してガス吸引が行われ試験管０７内が負圧により再びガス吸収液０８内には風洞０１の気流０４中に拡散しているトレースガス０３が溶け込んでいき、連続した気流０４中のトレースガス０３濃度の計測ができるようになる。
【００４７】
このように、本実施の形態のガス吸引装置では、２つの水槽１９内に、下端を開口させたガス吸引ポッド０１２ａ，０１２ｂからなるガス吸引ポッド０１２がガスサンプリング孔０５の数、換言すればトレーサガス０３の濃度を計測する計測点と同数の複数組配置されており、この一組の吸引ポッド０１２ａ，０１２ｂのそれぞれは、上端が流路切替機構０１０を介して配管０１１ａ，０１１ｂで接続されており、さらに、この水槽１９の底面からは、配管２３が設けられ、ポンプ２４を介して２つの水槽１９ａ，１９ｂが接続された構成にされているので、従来のガス吸引装置に比べ、構造が簡単になり、メンテナンス性に優れたものにできる。
【００４８】
さらには、ガス吸引ポッド２０から試験管０７までの部材数を少なくできるため、経年劣化や、水アカ・ホコリ等の詰まりによる、気流０４中のガス濃度を測定する試験管０７に吸引される気流０４の流量アンバランスが生じにくく、精度の高い気流０４中に拡散しているガス濃度計測ができるものとなる。
【００４９】
次に、図２は本発明の実施の第２形態を示すガス吸引装置の側面図である。
図に示すように、本実施の形態のガス吸引装置は、前述した実施の第１形態のガス吸引装置の構成に加え、ガス吸引ポッド２０ａ，２０ｂのそれぞれの上端部に、エアー抜き用の逃がし制御弁２６を設置するようにしている。
【００５０】
前述したように、実施の第１形態のガス吸引装置では、ガス初期条件として、一方の水槽１９ａ内の水２１の水位２２を、水槽１９ａに設置したガス吸引ポッド２０ａの上端に設定するようにしているので、その際、ガス吸引ポッド２０ａの上端部内周面には、空気が付着して残りやすく、その分だけ水位２２の下降によって試験管０７内に発生させることのできる負圧の大きさが小さくなるため、試験管０７内へ吸引される気流０４の流量が小さくなり、精確な吸引量設定の誤差要因となることが予測される。
【００５１】
このため、本実施の形態のガス吸引装置では、水槽１９ｂの水位を下降させて水槽１９ａ内の水位を上昇させる時は、逃がし制御弁２６ａをオーブンにしてガス吸引ポッド２０ａ内に空気が極力残らないようにした。
すなわち、ガス吸引のために水槽１９ａ内の水位を下げる時は、逃がし制御弁２６ａを閉じて、試験管０７内の負圧発生に支障が生じないようにして、他方の水槽１９ｂ側に設置した逃がし弁２６ｂはオープンにして、ガス吸引ポッド２０ｂ内に空気が残留しないようにしている。
【００５２】
このように、実施の形態のガス吸引装置は、実施の第１形態のガス吸引装置に加え、ガス吸引ポッド２０の上端部に、エアー抜き用の逃がし制御弁２６を設置したことにより、ガス吸引ポッド２０への注水時に、上端部外周側に空気が残ることがなく、排水時のガス吸引ポッド２０により発生する負圧により、より精確な吸引量を設定できるようになる。
【００５３】
次に、図３は、本発明の実施の第３形態のガス吸引装置に使用されるガス吸引ポッド上部の拡大側面図である。
図に示すように、本実施の形態のガス吸引装置に設けるようにした、ガス吸引ポッド２７の上部は、上方に向けて径が小さくされたテーパ型形状にされており、そのテーパ部２７ａの上端に前述した配管０１１を接続するようにしている。
また、ガス吸引ポッド２７内には、ガス吸引ポッド２７内径と略等しい径にされた底板部２８ａと、テーパ部２７ａと同テーパ型形状にされた円錐部２８ｂとからなるフロート２８を配設するようにしている。
【００５４】
ガス吸引装置による試験管０７への気流０４の吸引時、初期条件としてガス吸引ポッド２７内の水位は所要の高さに設定されるが、その際、何らかの原因でガス吸引ポッド２７内への注水が止まらなかった場合、水２１は配管０１１，０９を通って試験管０７まで逆流することがあり、実験準備のやり直しとなり多大なロスとなる。
しかしながら、本実施の形態のガス吸引装置では、上述のように構成されているので、注水による水位の上昇に伴ってフロート２８が上昇するが、フロート２８の底板部２８ａがガス吸引ポッド２７の上端に達したとき、円錐部２８ｂがテーパ部２７ａに嵌合して、ガス吸引ポッド２７の上部で機械的なストッパーとなるため、水２１が誤って試験管０７まで逆流することを防止することができ、実験準備のやり返し等のロスをなくすることができるものとなる。
【００５５】
次に、図４は本発明の実施の第４形態のガス吸引装置を示す側面図である。
図に示すように、水槽１９ａ，１９ｂ内には内径の大きいガス吸引ポッド２９１ａ，２９１ｂで一組を構成する大径ガス吸引ポッド２９と内径の小さいガス吸引ポッド３０１ａ，３０１ｂで一組を構成する小径ガス吸引ポッド３０とが、それぞれ複数組づつ配置するようにしている。
なお、これらのガス吸引ポッド２９，３０は、２種類の内径ではなく必要に応じて所要の大きさにされた内径で所要の組数設置することもできるものである。
【００５６】
従来の技術で説明したように、風洞０１にて模型煙突０２から気流０４中に放出され、気流０４中に拡散するトレースガス０３の拡散濃度を測定する場合、当然ながら模型煙突０２に近い方が濃度は大きく、遠距離になるに従いトレースガス０３は気流０４中に拡散され、濃度は小さくなっていく。
また、トレースガス０３の気流０４中への拡散濃度は、試験管０７内のガス吸収液０８に気流０４中に拡散しているトレースガス０３を溶け込ませたのち、ガス吸収液０８の電気電導率度を計測して求めるが、トレースガス０３濃度が小さい場合、電導率度計の測定範囲内に収まるまで、ガス吸引を繰り返して多量の気流０４を試験管０７内に吸引する必要がある。
【００５７】
一方、模型煙突０２から遠方に設けたガスサンプリング孔０５を設けた測定点の濃度が計測できる程度になるまでガス吸引を繰り返す操作を行うと、模型煙突０２近傍の測定点で吸引されたトレースガス０３濃度は逆に高くなりすぎてしまい電導率計の測定範囲に収まらなくなる。
【００５８】
このような場合、煙突模型０２近傍の測定点に設置したガスサンプリング孔０５から吸引された気流０４中のトレースガス０３が溶解されている試験管０７中のガス吸収液０８を、電導率計の測定可能範囲まで薄める作業が必要となる。
つまり、実験条件又はトレースガス０３の濃度を測定する測定点によっては、ガス吸引の繰り返し時間に加え、ガス吸収液０８の薄め時間も必要なため、実験時間を通常より多く要する場合がある。
【００５９】
本実施の形態のガス吸引装置は、このような不具合を解消しようとするもので、トレースガス０３濃度が小さい煙突模型０３から遠い気流０４中のガス濃度が低い測定点の測定においては、１回あたりの吸引量が多い大径ガス吸引ポッド２９を使用し、ガス濃度が高くなる煙突模型０２近傍の測定点における測定においては、１回あたりの吸引量が小さい小径ガス吸引ポッド３０を使用して測定点の設置位置に応じた気流０４の量を試験管０７内に吸引して電導率計の測定範囲の濃度になるようにトレースガス０３をガス吸収液０８に溶け込ませるようにして、トレースガス０３吸引の繰り返し時間と吸収液０８の薄め時間の短縮を図れるようにすることができる。
【００６０】
次に、図５は本発明の実施の第５形態のガス吸引装置を示す側面図である。
図に示すように、本実施の形態のガス吸引装置では、実施の第４形態のガス吸引装置と同様に水槽１９ａ，１９ｂ内には、内径の大きい大径ガス吸引ポッド２９１ａ，２９１ｂで一組を構成するガス吸引ポッド２９と内径の小さいガス吸引ポッド３０１ａ，３０１ｂで一組を構成する小径ガス吸引ポッド３０とを、それぞれ複数組づつ配置するようにしている。
【００６１】
なお、これらのガス吸引ポッド３０も必要に応じて、換言すれば、試験管０７に吸引する気流０４の吸引量に対応して定められる大きさの内径にしたものを複数種類設けるようにしても良いことは、実施の第４形態のものと同様である。
また、本実施の形態のガス吸引装置においては、特に内径が小さくされ毛管現象（表面張力）の水位３２に及ぼす影響が大きくなる、小径ガス吸引ポッド３３の内周面には、膜状部材３４を展貼するようにしている。
【００６２】
すなわち、実施の第４形態のガス吸引側板を使用し、水槽１９の水２１を排水して水位３１を下降させてガス吸引を行う時、ガス吸引ポッド２９，３０の内径が異なると、図５（ｂ）に示すように大径ガス吸引ポッド２９内と小径ガス吸引ポッド３０内の水位３１，３２が吸引中に異なる場合が生じることがある。
これはガス吸引ポッド内周面と水２１との毛管現象によって、大径ガス吸引ポッド２９は小径ガス吸引ポッド３０では、小径ガス吸引ポッド３０の場合の方が毛管現象の水位に及ぼす影響が大きくなるためで、これにより、小径ガス吸引ポッド３０の水位３２が、大径ガス吸引ポッド２９の水位３１よりも高くなる。
【００６３】
このように、大径ガス吸引ポッド２９と小径ガス吸引ポッド３０において、水位３１，３２に差異が生じると配管０１１を介して大径ガス吸引ポッド２９及び小径ガス吸引ポッド３０にそれぞれ連結されている試験管０７内に発生する負圧が異なる大きさになるため、通常は負圧の大きさとガス吸引ポッド３０の内径の大きさで設定されるガス吸引量の精確な設定ができなくなる可能性がある。
【００６４】
このため、本実施の形態のガス吸引装置では、特に水位に及ぼす毛管現象の影響が大きくなる小径ガス吸引ポッド３３の内周部に、図５（ａ）に示すように、膜状部材３４を展貼し、水２１と部材３４の表面張力と接触角を調整することで、毛管現象により生じる水位の差をなしく、異なる内径のガス吸引ポッド３０を使用する場合でも、ガス吸引時（排水時）のガス吸引ポッド３０内水位を一定に保持できるようにした。
【００６５】
これにより、試験管０７内に適量のガス吸引を行うため、大径ガス吸引ポッド２９と小径ガス吸引ポッド３３を混在させて試験を行う場合でも、ガス吸引ポッド内の水位３１、ガス吸引ポッドの径の大小に拘わらず試験管０７内に発生する負圧の大きさを一定にすることができ、ガス吸引量を精確に設定することができて実験精度を向上させることができる。
【００６６】
次に、図６は本発明の実施の第６形態のガス吸引装置を示す側面図である。
図に示すように、本実施の形態のガス吸引装置では、実施の第１〜第２形態のガス吸引装置と同様に水槽１９ａ，１９ｂ内には、内径の等しいガス吸引ポッドを配置するようにしているが、このガス吸引ポッドの長さは実施の第１〜第２形態のものとは異なり、計測点位置に対応させて変えるようにしている。
【００６７】
前述したように、実施の第４形態においては、測定点位置に応じて、任意の内径のガス吸引ポッド２９，３０を水槽１９内に配置することにより、煙突模型０２の近傍の様に、気流０４中へのトレースガス０３の拡散濃度の低い測定点位置では多量の気流０４を試験管０７へ吸引させて、前述したように、電導率度計で計測できるだけの気流０４に混合しているトレースガス量をガス吸収液０８に吸収させるようにして、吸引の繰り返しを行わずに済むようにして吸引繰り返しに要する時間を短縮できると共に、逆にトレースガス０３の拡散濃度の高い測定点位置の計測では少量の気流０４を試験管０７へ吸引させて、ガス吸収液０８に吸収させるトレースガス０３の量を少くして、ガス吸収液０８のトレースガス濃度が高すぎ拡散濃度計測に支障を来すために、これまで行われているガス吸収液０８の薄め時間の短縮を図り、作業時間を短くするようにしている。
【００６８】
しかしながら、このような実施の形態のものでは、ガス吸引ポッド２９，３０の内径が異るために実施の第５形態で説明した不具合とは別の不具合が生じることが予測される。
すなわち、ポンプ２４によって水位３１を一様に下げることによりガス吸引ポッド２９，３０内に発生させた負圧により、試験管０７に吸引される気流０４は、ガス吸引ポッド２９，３０の内径の大きさによって通常同じ内径にされている試験管０７の内部から排出される空気の量が異なるために試験管０７へ吸引される気流０４の吸引流量が異なるものとなり、測定点によって気流０４の吸引速度が変化することになる。
【００６９】
このように、風洞０１気流０４の速度に対して気流吸引速度の割合がある程度大きくなると、測定点における精確な拡散濃度が計測できないことが生じることがある。
すなわち、気流０４の速度に対して吸引速度が大きすぎると、試験管０７内に吸引される気流０４は、サンプリング孔０５の上方の床面（地形模型）上を流れる気流０４のみならず、床面から離れた空間に拡散しているトレースガス０３が混合している気流まで吸引してしまい、床面上の測定点位置での気流０４に混合しているトレースガス０３の濃度を測定できなくなるからである。
【００７０】
このため、本実施の形態のガス吸引装置では、前述したように内径が等しく長さが長い長尺ガス吸引ポッド３５と長さを短くした短尺ガス吸引ポッド３６を水槽１９ａ，１９ｂ内に配置するようにしている。
すなわち、水槽１９ａ，１９ｂにそれぞれ配置された長尺ガス吸引ポッド３５ａ，３５ｂ又は短尺ガス吸引ポッド３６ａ，３６ｂを１組とし、計測点位置のトレースガス０３濃度を考慮して定められた長さにしたものを複数組水槽１９ａ，１９ｂ内に配置するようにしている。
また、長さの短い短尺ガス吸引ポッド３６の下端には、自動開閉機構３７を設置するようにしている。
【００７１】
本実施の形態のガス吸引装置では、上述の構成にされ、ポンプ２４を作動させることにより水槽１９ａの水２１を排水し、ガス吸引を開始するが、この時、短尺ガス吸引ポッド３６ａの下端まで水位２２が達したら、自動開閉機構３７を閉じて短尺ガス吸引ポッド３６ａによるガス吸引をストップし、長尺ガス吸引ポッド３５ａにおいてはガス吸引をそのまま続け、長尺ポッド３５ａの下端にまで水位２２が達するまでガス吸引を行う。
【００７２】
なお、短尺ガス吸引ポッド３６ａの下端まで水位が達した時点では、他方の水槽１９ｂでは、水槽１９ａから排水された水２１が注入され、短尺ガス吸引ポッド３６ｂの下端まで水位２５が達しているので、短尺ガス吸引ポッド３６ｂの下端に設けられている自動開閉機構３７を開いて、短尺ガス吸引ポッド３６ｂ内部への注水を開始する。
このようにして、ガス吸引ポッド３５，３６は同じ流量の試験管０７内の空気を吸引するので、本実施の形態のガス吸引装置では、測定点のガス吸引速度は一定の状態で、吸引量だけ任意に設定することができるようになり、実験時間の短縮と実験精度の向上を図ることができる。
【００７３】
次に、本発明の実施の第７形態のガス吸引装置について説明する。
本実施の形態のガス吸引装置は、図１に示す実施の第１形態のガス吸引装置と略同じ構成にされ、水槽１９に充填される液体が、実施の第１形態では水０１３であるのに対して、本実施の形態のものでは、粘性の大きな液体を充填するようにしている。
このようにすることにより、実施の第１０形態において説明したポンプ２４の脈動による水位２２の間欠的変化を、粘性の作用により最小限に小さくすることができるようになる。
【００７４】
なお、このような粘性の大きな液体を使うことは、実施の第１形態ばかりでなく、実施の第２〜第１０形態のガス吸引装置に対してもできるものであり、このような粘性の大きな液体を使用することにより、より精確なガス濃度計測を行うことができるものである。
【００７５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のガス吸引装置は、風洞内所定位置に設けた複数の測定点を流れる気流内に拡散しているトレースガス濃度をそれぞれ測定する試験管内に気流を吸引するガス吸引装置において、ポンプを介装した配管で連結されその作動により一方から他方に注、排できるようにした２つの液槽、開口底面を液槽底面と離隔させて液槽内にそれぞれ設置し、閉鎖した上面に試験管とそれぞれ接続させる配管が連結され組を形成する円筒状のガス吸引ポッド、配管に介装し液位下降側の液槽に設置したガス吸引ポッドを試験管に連通させ、液位が上昇側の液槽に設置したガス吸引ポッド内の空気をバイパスして外部に放出する流路切替機構を設けるものとした。
【００７６】
これにより、部材の経時劣化が少なく部材交換頻度を少なくでき、構造が簡単で部材点数の少なくでき、メンテナンス性に優れ、材料費、作業時間を低減できる。
また、経年劣化や塵芥の滞留等による計測系統の流路抵抗の変動を少なくでき、試験管内に吸引される気流の流量アンバランスを少なくし計測精度が保持され、長時間正確な計測ができる。
【００７７】
また、本発明のガス吸引装置は、ガス吸引ポッドが液槽内液位上昇時、ガス吸引ポッド内に流入した空気を外部に放出する逃がし制御弁を上面蓋に設けた。
【００７８】
これにより、ガス吸引ポッド内液位上昇による空気の外部放出時の上端部内周側への付着残留を低減でき、ガス吸引ポッドで発生できる負圧の大きさを液位に対応するものにでき、試験管内への正確な吸引量が設定でき正確な計測ができる。
【００７９】
また、本発明のガス吸引装置は、ガス吸引ポッドが、上面から突出し上端に配管を接続し、円錐状の空間を内部に形成したテーパ部、ガス吸引ポッド内部の液位上下動に対応し上昇・下降し、上昇時テーパ部に嵌合し配管を閉鎖する円錐部を上方に設けたフロートを設けるものとした。
【００８０】
これにより、液槽内液体の上昇時、ガス吸引ポッド内液位が急上昇しても、フロートがテーパ部に嵌合し配管を閉鎖し、試験管内への液体の逆流を防止でき実験準備やり直し等によるロスがなく効率の良い試験ができる。
【００８１】
また、本発明のガス吸引装置は、ガス吸引ポッドが、内径の異なる少なくとも２種類のものからなるものとした。
【００８２】
これにより、トレースガス濃度の異なる風洞内の複数測定点の気流内のガス濃度測定時にガス濃度の高い測定点での計測には小径のガス吸引ポッドを使用し、ガス濃度の低い測定点での計測には大径のガス吸引ポッドを使用した試験ができ、一定量の試験管内ガス吸収液に吸収されるトレースガス濃度は、濃度測定器の測定範囲内に納まり、気流吸引の繰り返し、又はガス吸収液薄めの時間が不要になり、効率の良い試験ができる。
【００８３】
また、本発明のガス吸引装置は、ガス吸引ポッドが内径の異なる２種類の以上のものからなり、小径のものの内周面に液体との接触角を調整できる膜状部材が展貼したものにした。
【００８４】
これにより、異なる内径のガス吸引ポッドを使用した試験においても、内径の大きさによらず膜状部材選定により液位を一定に保持でき、試験管内への正確な吸引量が設定でき試験精度向上が図れる。
【００８５】
また、本発明のガス吸引装置は、ガス吸引ポッドが、同一径で且つ長さの異なる複数のものからなり、長さの短いガス吸引ポッドには下降した内部の液位が下端到達時開口を閉鎖する自動開閉機構を設けたものとした。
【００８６】
これにより、全測定点から試験管内への気流吸引速度を一定にし、しかも測定点に応じた吸引量が設定でき、試験時間の短縮と試験精度の向上が図れる。
【００８７】
また、本発明のガス吸引装置は、液槽内に注、排される液位を水、若しくは水よりも粘性の大きい液体にした。
【００８８】
これにより、液体として水を使用する場合は試験準備が簡単になり、試験費用が低減でき、水よりも粘性の大きい液体を使用する場合は液槽の液位を変えるポンプの脈動が少なく液位の間欠的変化を最小限にでき、試験精度をより一層の向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の第１の形態を示すガス吸引装置の側面図、
【図２】本発明の実施の第２の形態を示すガス吸引装置の側面図、
【図３】本発明の実施の第３の形態のガス吸引装置に使用されるガス吸引ポッドの側面拡大図、
【図４】本発明の実施の第４の形態を示すガス吸引装置の側面図、
【図５】本発明の実施の第５の形態を示すガス吸引装置の側面図、
【図６】本発明の実施の第６の形態を示すガス吸引装置の側面図、
【図７】地形模型上を流れる気流中のトレースガス濃度を計測するために、従来から使用されている風洞及びガス吸引装置を示す側面図である。
【符号の説明】
０１                        風洞
０２                        煙突模型
０３                        トレースガス
０４                        気流
０５                        ガスサンプリング孔
０６                        サンプリングチューブ
０７                        試験管
０８                        ガス吸収液
０９                        配管
０１０                      流路切替機構
０１１，０１１ａ，０１１ｂ  配管
０１２，０１２ａ，０１２ｂ  ガス吸引ポッド
０１３                      水
０１４ａ，０１４ｂ          配管
０１５，０１５ａ，０１５ｂ  チャンバ
０１６，０１６ａ，０１６ｂ  配管
０１７                      （ローラー）ポンプ
０１８                      シリコンチューブ
１９，１９ａ，１９ｂ        水槽
２０，２０ａ，２０ｂ        ガス吸引ポッド
２１                        水
２２                        水位
２３                        配管
２４                        ポンプ
２５                        水位
２６，２６ａ，２６ｂ        逃がし制御弁
２７                        ガス吸引ポッド
２７ａ                      テーパ部
２８                        フロート
２８ａ                      底板部
２８ｂ                      円錐部
２９，２９１ａ，２９１ｂ    大径ガス吸引ポッド
３０，３０１ａ，３０１ｂ    小径ガス吸引ポッド
３１，３２                  水位
３３                        小径ガス吸引ポッド（膜状部材付）
３４                        膜状部材
３５，３５ａ，３５ｂ        長尺ガス吸引ポッド
３６，３６ａ，３６ｂ        短尺ガス吸引ポッド
３７                        自動開閉機構
【図１】
0003868288.tif 000002
【図２】
0003868288.tif 000003
【図３】
0003868288.tif 000004
【図４】
0003868288.tif 000005
【図５】
0003868288.tif 000006
【図６】
0003868288.tif 000007
【図７】
0003868288.tif 000008