(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ダクト中の排ガスを、ダクトに設けられた採取口から挿入された採取管により採取した試料ガスを、前記採取管と接続部により接続された導管を介することによって、吸収液を入れた容器と吸収液に試料ガスを導入するための入口管とを有する吸収瓶に通気して捕集する排ガス試料採取方法において、吸収液に試料ガスを導入するときは、保温又は加熱された前記導管内に前記入口管を気密に挿入し、吸収液への試料ガスの導入を終了した後は、前記導管内から引き抜いた前記入口管の内部を洗浄液で洗浄し、当該洗浄液を吸収液に加えることを特徴とする排ガス試料採取方法。
【請求項２】
ダクト中の排ガスを、ダクトに設けられた採取口から挿入された採取管により採取した試料ガスを、前記採取管と接続部により接続された導管を介することによって、吸収液を入れた容器と吸収液に試料ガスを導入するための入口管とを有する吸収瓶に通気して捕集する排ガス試料採取装置において、前記入口管が、保温又は加熱された前記導管内に気密かつ抜き差し可能に挿入されたことを特徴とする排ガス試料採取装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排ガス試料採取方法及び採取装置に関し、さらに詳しくは、塩化水素や硫黄酸化物のように、結露水に吸着しやすい成分であっても、損失なく、正確に捕集できる排ガス試料採取方法及び採取装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
排ガスを手分析する場合、吸収液を入れた吸収瓶に試料ガスを導入して捕集し、分析対象となる成分を吸収した吸収液を分析用試料溶液とすることが行われている（日本工業規格Ｋ００９５−１９９４「排ガス試料採取方法」参照）。
【０００３】
図３に示すように、吸収瓶１は、吸収液２を入れる容器３と、吸収液２に排ガスを導入するための入口管４とから基本的に構成される。入口管４の吸収液２内に挿入される一端側には、ガラス製ボールフィルタ５等が設けられ、吸収液２へのパブリングが効率的に行えるようになっている。また、吸収瓶１の出口６の先には、乾燥管、吸引ポンプ、ガスメータ等が順次接続される（いずれも図示せず）。
【０００４】
ダクト１１から排ガスを採取するための採取管１２の先端には、フィルター１３が取り付けられており、ダクト壁１４に設けられた採取口１５からダクト１１内に挿入されている。
【０００５】
採取管１２と吸収瓶１との間は導管１６で接続される。１７は、採取管１２と導管１６との接続部である。この導管１６は、通常採取管１２と共に、ヒータ等で加熱又は保温される保温領域２１におかれる。これは、排ガス中の水分又は露点の高いガス成分が、導管１６中で凝縮、又は凝縮水が凍結することを避けるために行われるものである。
【０００６】
従来、導管１６と吸収瓶１の入口管４とは、保温領域２１の外で、球面すり合わせ継手２２を用いて接続されていた。球面すり合わせ継手２２は、吸収瓶１側の継手２２ａと、導管１６側の継ぎ手２２ｂとに分離可能で、これらを密着させることにより気密に接続できるようになっている。
【０００７】
また、導管１６の出口付近途中には、三方コック２３が取り付けられ、バイパス２４が接続されるようになっている。このバイパス２４には、洗浄瓶等が適宜介装され、吸収瓶１の下流側で三方コックを介して、前術の乾燥管、吸引ポンプ、ガスメータ等に接続されている。
【０００８】
吸収瓶１へ試料ガスを捕集するには、まず、三方コック２３がバイパス２４側に回され、バイパス２４を経由して、試料ガスが乾燥管、吸引ポンプ、ガスメータ等に流れ、採取管１２から三方コック２３までが試料ガスで置換される。その後、三方コック２３を入口管４側に回し、吸収瓶１に試料ガスを通気する。そして、所定量の試料ガスを通気した後、出口６側の接続をはずすと共に、球面すり合わせ継手２２を継手２２ａと継手２２ｂとに分離して、導管１６と吸収瓶１との接続をはずす。
【０００９】
吸収液２は、一旦ビーカーにとった後にフラスコに移されるが、その際、継手２２ａ、入口管４、容器３内を洗浄した水も吸収液に追加され、最終的にフラスコで一定容積とされたものが、分析用の試料溶液となる。このように、容器３だけでなく、継手２２ａ及び入口管４も洗浄するのは、試料ガスが、保温領域２１から出たところで冷却されて結露し、この結露水に分析対象成分が吸着するからである。従って、これを洗浄回収することにより採取時におけるマイナス誤差要因の解消が図られている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上述のように、従来から結露水への分析対象成分吸着に関する対策がとられているが、本発明者は、この対策がマイナス誤差要因解消のために決して充分とは言えないことを経験上把握した。すなわち、試料ガスは、保温領域２１の外に出ると急激に外気によって冷却される。そのため、継手２２ｂや継手２２ｂ近傍の導管１６内にも結露が生じてしまう。そして、吸収瓶１から切り離されてしまうこの部分に発生した結露水は洗浄できないので、これに吸着した分析対象成分は、回収することができない。
【００１１】
さらに、球面すり合わせ継手２２は保温領域２１の直近に配置されるが、吸収瓶１への通気終了後、継手２２ａと継手２２ｂとに分離する際、外気が継手２２ｂから導管１６内へと流入して導管内に残留する試料ガスを直接冷却するので、保温領域２１内にまで結露が発生する。この状態で、次の分析のために吸収瓶１を再度、球面すり合わせ継手２２において接続すると、洗浄回収のできない広範な範囲に生じた結露水に分析対象成分が吸着されてしまう。
【００１２】
もし、球面すり合わせ継手２２や、球面すり合わせ継手２２近傍の入口管４にまで保温領域２１を延長すれば、上記問題は解消可能である。しかし、保温領域２１にはヒータや保温材が巻き付けられており、継手の接続、取り外しの際にこれらをその都度取り外すことになってしまい、非常に繁雑で実用的でない。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、結露水に吸着しやすい成分であっても、損失なく正確に、しかも簡便に捕集できる排ガス試料採取方法及び採取装置を提供することを課題とする。
【００１４】
本発明は上記課題を解決するために、ダクト中の排ガスを、ダクトに設けられた採取口から挿入された採取管により採取した試料ガスを、前記採取管と接続部により接続された導管を介することによって、吸収液を入れた容器と吸収液に試料ガスを導入するための入口管とを有する吸収瓶に通気して捕集する排ガス試料採取方法において、吸収液に試料ガスを導入するときは、保温又は加熱された前記導管内に前記入口管を気密に挿入し、吸収液への試料ガスの導入を終了した後は、前記導管内から引き抜いた前記入口管の内部を洗浄液で洗浄し、当該洗浄液を吸収液に加えることを特徴とする排ガス試料採取方法を提供する。
【００１５】
また、ダクト中の排ガスを、ダクトに設けられた採取口から挿入された採取管により採取した試料ガスを、前記採取管と接続部により接続された導管を介することによって、吸収液を入れた容器と吸収液に試料ガスを導入するための入口管とを有する吸収瓶に通気して捕集する排ガス試料採取装置において、前記入口管が、保温又は加熱された前記導管内に気密かつ抜き差し可能に挿入されたことを特徴とする排ガス試料採取装置を提供する。
【００１６】
このように、入口管を導管内に挿入、すなわち、入口管と導管とを二重管構造にすれば、入口管を保温領域内にまで延長できることになり、結露水に吸着した測定対象成分は、確実に洗浄回収できる。また、接続と取り外しも、挿入と引き抜きによってなされ、これらは、保温領域外から、保温材等を取り外すことなく容易に行えるものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図１に沿って本発明の実施形態を説明する。なお、図３と同じ構成部材には同一符号を付し、その説明を省略する。図１において、３１はゴム管、３２はリング状のシール部材である。本実施形態では、保温領域２１の出口側から導管１６にゴム管３１がかぶせられ、このゴム管３１の一端側は保温領域２１の外部に、他端は保温領域内に収納されている。そして、このゴム管３１から入口管４を、これよりも大径の耐熱ガラス製の導管１６内に挿入できるようになっている。入口管４は耐熱ガラス製で、その先端付近には、シリコンゴム製シール部材３２が固定的に装着されており、このシール部材３２により、導管１６と入口管４との間が気密に保たれている。
【００１８】
図３における従来技術と同様、出口６とバイパス２４とは下流側における三方コックを介して、乾燥管、吸引ポンプ、ガスメータ等に接続されている。この点を図２を参照しつつ、より具体的に説明する。採取装置１００の吸収瓶１の出口６の下流側には、さらにもう一つの吸収瓶４１が球面すり合わせ継手４２を介して接続されている。また、吸収瓶４１の下流側にも球面すり合わせ継手４３が介装されている。バイパス２４には、洗浄瓶５２，５３が介装されている。なお、洗浄瓶５２，５３の前後にも、球面すり合わせ継手（図示せず）が適宜介装されており、これらの洗浄瓶をバイパス２４から取り外すことが容易にできるようになっている。
【００１９】
吸収瓶５１と洗浄瓶５３の下流側には、三方コック５４が設けられ、吸収瓶側かバイパスの洗浄瓶側かのいずれか一方を通過した試料ガスが、さらに下流の水銀マノメータ５５に通気可能となっている。そして、その後試料ガスは、乾燥管５６、吸引ポンプ５７、ガスメータ５８を経て排出されるようになっている。６１、６２は、流量調節コックである。
【００２０】
本実施形態で排ガス試料を採取する場合、以下のような操作が行われる。まず、吸引ポンプ５７を作動させ、三方コック２３、５４をバイパス２４側とし、バイパス２４を経由して排ガスを吸引する。このとき、排ガス試料がそのまま外気中に放出されないように、洗浄瓶５２、５３内に吸収液を入れておく。そして、採取管１２から三方コック２３までが試料ガスで充分置換されたら、吸引ポンプ５７を停止し、三方コック２３、５４を吸収瓶１、４１側に切替え、そのときのガスメータ５８の指示を記録する。
【００２１】
その後、吸引ポンプ５７を作動させて、試料ガスを吸収瓶１、４１に通す。このとき、流量調節コック６１，６２を調節して、所定の流量で試料ガスを採取する。そして、試料ガスを所定量採取した後、吸引ポンプ５７を停止し、三方コック２３、５４を閉じ、ガスメータ５８の指示を読みとる。このときのガスメータ５８の指示と、先に記録した指示との差がガスメータで測定したガス量である。なお、ガスメータで測定したガス量から標準状態に換算したガス量を求めるために、温度と圧力を測定しておく。
【００２２】
試料ガスの吸引終了後、球面すり合わせ継手４２、４３をはずすと共に、入口管４をシール部材３２と共に導管１６の内部から引き抜き、吸収瓶１及び吸収瓶４１を採取装置１００から取り外す。そして、吸収液２は、吸収瓶４１内の吸収液と共に一旦ビーカーにとった後にフラスコに移される。その際に、導管１６に挿入されていた入口管４の先端側から、吸収瓶１の容器３、球面すり合わせ継手４２を経て吸収瓶４１にまで至る試料ガス通過経路の内部総てが、水で洗浄され、その洗浄水も吸収液に追加される。そして、最終的にフラスコで一定容積とされたものが、分析用の試料溶液となる。
【００２３】
このとき、入口管４は、保温領域２１内にまで挿入されているので、保温領域２１の外部において生じた結露水に吸着した分析対象成分は、結露水と共に洗い流して確実に回収することができる。
【００２４】
さらに、新たな排ガス試料を採取する場合には、新らしい吸収液を入れた吸収瓶１及び４１を、採取装置１００に取り付ければよい。このとき、入口管４は、シール部材３２と共にゴム管３１の先端を延ばして拡げたところから、導管１６の内部へと挿入すればよい。そして、球面すり合わせ継手４２、４３を連結すれば、採取装置１００が図１及び図２に示す元の状態に組み上がるので、上記の工程を繰り返すことにより、試料ガスの採取を繰り返すことができる。
【００２５】
なお、入口管４を引き抜いている間、導管１６に外気が流入し、その出口付近に若干の結露が発生するが、結露水の発生範囲は導管１６の出口近傍に留まるので、入口管４を結露水発生箇所よりもさらに奥まで挿入すれば、次回試料ガス採取時のガス流路には結露水が存在しないこととなり、取り外し時に生じた結露水に吸着されるという問題も発生しない。また、ゴム管３１の存在によって外気流入が制限されるので、結露水の発生量も少量に抑えられる。
【００２６】
本実施形態では、入口管４を導管１６に気密かつ抜き差し可能に挿入する態様として、シール部材３２を先端に装着した耐熱ガラス製の入口管４を、それよりも大径の耐熱ガラス製の導管１６内に挿入する態様としたが、挿入の態様に特に限定はない。例えば、挿入部における入口管４の外側と導管１６の内部とを、すり合わせガラスとすることも可能である。また、導管１６と入口管４とを、前者の内径と後者の外径とが等しいテフロン（商品名）チューブ製とすれば、入口管４の外側にグリースを塗ることによって、簡便に気密かつ抜き差し可能となる。また、導管１６内にリング状パッキング部材を固定的に装着し、このパッキング部材の内側に、ガラス製、金属製等からなる入口管４を挿入することもできる。
【００２７】
また、本実施形態では、吸収瓶を２つ配置したが、１つの吸収瓶でも充分に対象成分の吸収ができれば、吸収瓶は一つのみでも良い。同様に、バイパス２４に介装する洗浄瓶の数も任意である。
【００２８】
また、入口管４は、導管１６に挿入される先端部分からボールフィルタ５までを必ずしも一体的に製作する必要はなく、気密かつ水密に内部を通気通水できる状態であれば、途中に適宜の継手等を介装してもよい。なお、吸収瓶の種類に特に限定はなく、ボールフィルターを先端に有するものの他、入口管の一端がそのまま吸収液中で開口しているものや、ガラス製の濾過板を通過させるもの等、種々の形状、構成の吸収瓶が使用できる。
【００２９】
また、本実施形態では、一定量の試料ガスを吸収液に通気するために、吸引ポンプ５７及びガスメータ５８を用いたが、これらに変えて、一定容積の吸引が可能な注射筒を吸収瓶１の下流側に配置してもよい。
【００３０】
【発明の効果】
本発明に係る排ガス試料採取方法及び採取装置によれば、結露水に吸着した分析対象成分を確実に回収できるので、正確な排ガスの分析が可能となる。特に、従来マイナス誤差の発生しやすかった結露水に吸着しやすい成分、例えば塩化水素や硫黄酸化物等の手分析が正確に行えるようになる。また、吸収瓶の付け替えを、保温材やヒータ等を取り外すことなく行えるので、操作も簡便で、日常の手分析作業を効率的に行えるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る排ガス試料採取装置の要部構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る排ガス試料採取装置の全体構成を示す概略図である。
【図３】従来技術に係る試料採取装置の要部構成図である。
【符号の説明】
１          吸収瓶
２          吸収液
３          容器
４          入口管
１１        ダクト
１６        導管
２１        保温領域
【図１】
0004227711.tif 000002
【図２】
0004227711.tif 000003
【図３】
0004227711.tif 000004