(57)【要約】      （修正有）【課題】電源投入後の暖機時間を短縮することができる赤外線ガス分析計を提供する。【解決手段】光源１１と、赤外光が入射するセル１２と、赤外光を受光する検出器１４と、セル１２内に入射する赤外光の光量を切り替えるためのセクタ１５と、セクタ１５を回転させるモータ１６と、モータ１６を保持する保持部１７と、冷却ファン１８を備える。光源１１が、赤外光を照射する。モータ１６が、セクタ１５を回転させる。保持部１７が、光源１１及びモータ１６を互いに空間１９を隔てて並べて保持する。冷却ファン１８が、回転軸１８１を中心に回転する。冷却ファン１８は、光源１１及びモータ１６が並ぶ方向Ｄに対して交差する方向に回転軸１８１が延び、かつ、空間１９が回転軸１８１の軸線Ｌ上からずれて位置するように配置されている。【選択図】図２Ａ
0003224551.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
赤外光を照射する光源と、
前記光源からの赤外光が入射するセルと、
前記セル内を通過した赤外光を受光する検出器と、
前記光源から前記セル内に入射する赤外光の光量を切り替えるためのセクタと、
前記セクタを回転させるモータと、
前記光源及び前記モータを互いに空間を隔てて並べて保持する保持部と、
回転軸を中心に回転する冷却ファンとを備え、
前記冷却ファンは、前記光源及び前記モータが並ぶ方向に対して交差する方向に前記回転軸が延び、かつ、前記空間が前記回転軸の軸線上からずれて位置するように配置されている、赤外線ガス分析計。
【請求項２】
前記光源は、前記モータとの間に第１空間を隔てて配置された第１光源と、前記モータとの間に第２空間を隔てて配置された第２光源とを含み、
前記冷却ファンは、前記回転軸の軸線上に前記第１空間及び前記第２空間が位置しないように配置されている、請求項１に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項３】
前記第１光源及び前記第２光源は、前記モータを挟んで配置されており、
前記冷却ファンは、前記第１空間と前記第２空間との間の領域に前記回転軸が位置するように配置されている、請求項２に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項４】
前記冷却ファンは、前記回転軸が前記光源からの赤外光の光軸方向に対して平行方向に延びるように配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項５】
前記冷却ファンは、前記回転軸が前記光源からの赤外光の光軸方向に対して直交方向に延びるように配置されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項６】
前記光源、前記セル、前記検出器、前記セクタ、前記モータ、前記保持部及び前記冷却ファンを収容する筐体と、
前記筐体内に対して吸気又は排気を行うファンとをさらに備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計。
【請求項７】
可搬式である、請求項１〜６のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、赤外線ガス分析計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
試料ガスに含まれる測定対象成分を検出するための装置として、赤外線ガス分析計が用いられる場合がある（例えば、下記特許文献１参照）。赤外線ガス分析計にはセルが備えられており、当該セル内に供給される試料ガスに対して光源から赤外光が照射される。セル内を通過した赤外光は検出器により受光され、その受光量に基づいて試料ガス中の測定対象成分の濃度が測定される。
【０００３】
光源からセル内に入射する赤外光の光量は、光源とセルとの間に配置されたセクタにより切り替えられる。セクタは、例えば開口が形成された板状の部材である。セクタは、モータの駆動により回転可能であり、上記開口が光源に対向する位置と、上記開口が光源に対向しない位置との間で回転可能である。上記開口が光源に対向しているときには、光源からセル内に赤外光が入射し、上記開口が光源に対向していないときには、光源からセル内への赤外光の入射が遮断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−２０１５８３号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
光源及びモータは、いずれも動作に伴って発熱することにより熱源となる。これらの熱源から発生した熱は、セル及び検出器へと伝わる。セル及び検出器の温度が不安定な状態では測定値に誤差が生じるため、赤外線ガス分析計の電源投入後、セル及び検出器の温度が安定するまでは暖機運転が必要となる。作業の効率を向上させるという観点では、電源投入後の暖機時間は短いことが好ましい。特に、配置場所が変更される可搬式の赤外線ガス分析計では、このニーズが高い。
【０００６】
本考案は、上記実情に鑑みてなされたものであり、電源投入後の暖機時間を短縮することができる赤外線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】
【０００７】
本考案の第１の態様は、光源、セル、検出器、セクタ、モータ、保持部及び冷却ファンを備える赤外線ガス分析計である。前記光源は、赤外光を照射する。前記セルには、前記光源からの赤外光が入射する。前記検出器は、前記セル内を通過した赤外光を受光する。前記セクタは、前記光源から前記セル内に入射する赤外光の光量を切り替える。前記モータは、前記セクタを回転させる。前記保持部は、前記光源及び前記モータを互いに空間を隔てて並べて保持する。前記冷却ファンは、回転軸を中心に回転する。前記冷却ファンは、前記光源及び前記モータが並ぶ方向に対して交差する方向に前記回転軸が延び、かつ、前記空間が前記回転軸の軸線上からずれて位置するように配置されている。
【考案の効果】
【０００８】
本考案の第１の態様によれば、冷却ファンを用いて光源及びモータを冷却することにより、光源及びモータからセル及び検出器に伝わる熱を減少させ、セル及び検出器の温度を短時間で安定させることができるため、電源投入後の暖機時間を短縮することができる。冷却ファンの回転軸の軸線上に対して、光源とモータとの間の空間の位置がずれているため、冷却ファンからの風が上記空間内に流れやすく、光源及びモータを効率よく冷却することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】赤外線ガス分析装置の外観構成の一例を示した斜視図である。
【図２Ａ】測定部の第１実施形態を示した概略側面図である。
【図２Ｂ】図２Ａの測定部の概略平面図である。
【図３Ａ】測定部の第２実施形態を示した概略側面図である。
【図３Ｂ】図３Ａの測定部の概略平面図である。
【考案を実施するための形態】
【００１０】
１．赤外線ガス分析計の外観構成
図１は、赤外線ガス分析装置１の外観構成の一例を示した斜視図である。赤外線ガス分析装置１は、試料ガスに含まれる一酸化炭素、二酸化炭素又はメタンなどの測定対象成分の濃度を測定するための装置である。
【００１１】
この赤外線ガス分析装置１は、可搬式のコンパクトな装置であり、測定対象成分の濃度を測定するための測定部が筐体２内に収容されている。筐体２内には、測定部だけでなく、ポンプ及びクーラー（いずれも図示せず）などの各種電気部品が全て収容されている。ユーザは、筐体２を持ち運んで所望の場所に設置し、電気コンセント（図示せず）を介して交流電源から赤外線ガス分析装置１に電力を供給することにより、赤外線ガス分析装置１を手軽に使用することができる。
【００１２】
筐体２には、操作部３及び表示部４などが設けられている。操作部３には、例えば複数のボタンが含まれる。ユーザは、操作部３を操作することにより、赤外線ガス分析装置１の動作の指示、及び、各種の設定操作を行うことができる。表示部４は、例えば液晶表示器を含む。表示部４には、赤外線ガス分析装置１における設定内容、及び、測定結果などが表示される。
【００１３】
筐体２の側面には、筐体２内に空気を吸気するための吸気口５が形成されている。筐体２内における吸気口５に対向する位置には、吸気ファン６が設けられている。吸気ファン６を駆動させることにより、筐体２外の空気を吸気口５から筐体２内に導き、円滑に吸気することができる。
【００１４】
２．測定部の第１実施形態
図２Ａは、測定部１０の第１実施形態を示した概略側面図である。図２Ｂは、図２Ａの測定部１０の概略平面図である。測定部１０には、光源１１、セル１２、集光器１３、検出器１４、セクタ１５、モータ１６、保持部１７及び冷却ファン１８などが備えられている。これらの各部は、互いに連結されることにより一体的に構成されている。
【００１５】
本実施形態では、光源１１、セル１２、集光器１３及び検出器１４が、それぞれ２つずつ設けられている。２つのセル１２は、測定対象成分の濃度に対応する長さを有しており、それぞれ異なる長さを有している。具体的には、測定対象成分の濃度が低いほどセル１２が長く形成され、測定対象成分の濃度が高いほどセル１２が短く形成される。
【００１６】
各光源１１は、赤外光を照射する赤外光源である。セル１２、集光器１３及び検出器１４は、この順序で、光源１１から照射される赤外光の光軸上に一直線上に配置される。各セル１２は、試料セル１２１及び比較セル１２２に分離されている。試料セル１２１及び比較セル１２２は、それぞれ光源１１から照射される赤外光の光軸に対して平行に延びている。試料セル１２１には、測定対象成分を含む試料ガスが導入される。一方、比較セル１２２には、試料ガス中の測定対象成分の濃度を測定する際の基準となるガスが封入されている。
【００１７】
試料セル１２１及び比較セル１２２には、それぞれ光源１１からの赤外光が入射する。試料セル１２１及び比較セル１２２にそれぞれ入射する赤外光は、その一部が測定対象成分により吸収され、セル１２１，１２２内を通過した光のみが集光器１３で集光されて、検出器１４により受光される。赤外光は、測定対象成分の濃度に比例した吸収を受けるため、検出器１４で検出される赤外光の受光量に基づいて、ガス中の測定対象成分の濃度を測定することができる。
【００１８】
試料セル１２１及び比較セル１２２にそれぞれ入射する赤外光は、セクタ１５により制限することができる。セクタ１５は、赤外光の光軸に対して交差（例えば直交）する方向に延びる板状の部材であり、１つ又は複数の開口１５１が形成されている。モータ１６は、セクタ１５に連結された駆動軸１６１を備えている。駆動軸１６１は、赤外光の光軸に対して平行に延びている。モータ１６は、駆動軸１６１を回転駆動させることにより、セクタを回転させることができる。
【００１９】
この例では、セクタ１５に少なくとも２つの開口１５１ａ，１５１ｂが形成されている。一方の開口１５１ａは、試料セル１２１と光源１１との間を通過可能である。モータ１６の駆動によりセクタ１５を回転させたときには、開口１５１ａが試料セル１２１に対向する位置と、対向しない位置とに切り替わる。開口１５１ａが試料セル１２１に対向する状態では、光源１１からの赤外光が試料セル１２１内に入射する。一方、開口１５１ａが試料セル１２１に対向しない状態では、光源１１からの赤外光が試料セル１２１内に入射しない。すなわち、光源１１から試料セル１２１内に入射する赤外光の光量がセクタ１５により切り替えられる。
【００２０】
他方の開口１５１ｂは、比較セル１２２と光源１１との間を通過可能である。モータ１６の駆動によりセクタ１５を回転させたときには、開口１５１ｂが比較セル１２２に対向する位置と、対向しない位置とに切り替わる。開口１５１ｂが比較セル１２２に対向する状態では、光源１１からの赤外光が比較セル１２２内に入射する。一方、開口１５１ｂが比較セル１２２に対向しない状態では、光源１１からの赤外光が比較セル１２２内に入射しない。すなわち、光源１１から比較セル１２２内に入射する赤外光の光量がセクタ１５により切り替えられる。
【００２１】
モータ１６を駆動させると、光源１１からの赤外光が試料セル１２１及び比較セル１２２に交互に入射する。これにより、試料セル１２１を通過した光、及び、比較セル１２２を通過した光が、時分割により個別に検出器１４で検出される。
【００２２】
保持部１７は、光源１１及びモータ１６を保持している。この例では、保持部１７は、中空状の部材であり、内部にセクタ１５を収容している。また、保持部１７は、光源１１及びモータ１６だけでなく、セル１２、集光器１３、検出器１４及び冷却ファン１８も一体的に保持している。ただし、光源１１及びモータ１６を保持するための保持部が別の部材として設けられていてもよい。
【００２３】
保持部１７に保持された光源１１及びモータ１６は、互いに空間１９を隔てて並べて配置されている。本実施形態では、２つの光源１１（第１光源１１１及び第２光源１１２）が備えられており、第１光源１１１はモータ１６との間に第１空間１９１を隔てて配置され、第２光源１１２はモータ１６との間に第２空間１９２を隔てて配置されている。第１空間１９１及び第２空間１９２は、それぞれ同程度の面積を有しているが、これに限られるものではない。
【００２４】
冷却ファン１８は、保持部１７に固定された支持部材１８３により、光源１１及びモータ１６に対して離間した一定の位置に支持されている（図２Ｂでは支持部材１８３を省略している）。ただし、冷却ファン１８は、保持部１７とは分離して支持されていてもよい。
【００２５】
冷却ファン１８は、回転軸１８１及び複数の羽根１８２を備えている。回転軸１８１は、光源１１からの赤外光の光軸方向に対して平行方向に延びており、モータ１６とは異なる駆動源（例えば別のモータ）により回転駆動される。複数の羽根１８２は、回転軸１８１に対して径方向に放射状に延びるように固定されている。冷却ファン１８は、回転軸１８１を中心に回転されることにより、回転軸１８１が延びる方向に対して平行方向に風を発生させる。
【００２６】
回転軸１８１は、光源１１及びモータ１６が並ぶ方向Ｄに対して交差する方向、かつ、赤外光の光軸方向に対して平行方向に延びている。回転軸１８１の軸線Ｌ上には、モータ１６の駆動軸１６１が延びている。「交差する方向」は、９０°で交差する方向（直交方向）であってもよいし、直交方向に対して傾斜した方向（例えば８０°〜１００°で交差する方向）であってもよい。
【００２７】
第１光源１１１及び第２光源１１２は、モータ１６を挟んで配置されている。これにより、モータ１６を挟んで両側に、第１空間１９１及び第２空間１９２が形成されている。回転軸１８１の軸線Ｌ上には空間１９（第１空間１９１及び第２空間１９２）が位置しておらず、第１空間１９１及び第２空間１９２との間の領域に回転軸１８１が位置するように冷却ファン１８が配置されている。すなわち、第１空間１９１及び第２空間１９２は、回転軸１８１の軸線Ｌ上からずれて位置している。これにより、第１空間１９１及び第２空間１９２には、冷却ファン１８の羽根１８２が対向可能となっている。各羽根１８２から回転軸１８１に対して平行方向に発生する風は、第１空間１９１及び第２空間１９２に吹き付けられる。
【００２８】
筐体２内には、測定部１０の温度を測定するための温度センサ２０が設けられている。温度センサ２０は、例えば１つだけ設けられている。この例では、一方の集光器１３を構成する金属ブロックに温度センサ２０が取り付けられている。ただし、温度センサ２０の設置位置は任意であり、測定部１０を構成する他の部材に取り付けられていてもよい。
【００２９】
赤外線ガス分析装置１の電源を投入したときには、光源１１、モータ１６、冷却ファン１８及び吸気ファン６の動作が開始される。光源１１及びモータ１６は、いずれも動作に伴って発熱することにより熱源となる。これらの熱源から発生した熱は、セル１２及び検出器１４へと伝わるため、セル１２及び検出器１４の温度が安定するまでは暖機運転が行われる。暖機運転終了後は、赤外線ガス分析装置１に備えられた制御部（図示せず）が、温度センサ２０により検知される温度に基づいて光学系の温度の補正を行いながら、分析が行われる。
【００３０】
３．測定部の第２実施形態
図３Ａは、測定部１０の第２実施形態を示した概略側面図である。図３Ｂは、図３Ａの測定部１０の概略平面図である。第２実施形態では、冷却ファン１８の設置態様のみが第１実施形態とは異なるため、第１実施形態と同様の構成については、図に同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００３１】
冷却ファン１８は、保持部１７により、光源１１及びモータ１６に対して離間した一定の位置に支持されている。ただし、冷却ファン１８は、保持部１７とは分離して支持されていてもよい。冷却ファン１８の回転軸１８１は、光源１１からの赤外光の光軸方向に対して直交方向に延びている。
【００３２】
回転軸１８１は、光源１１及びモータ１６が並ぶ方向Ｄに対して直交方向、かつ、赤外光の光軸方向に対して直交方向に延びている。「直交方向」は、９０°に限らず、９０°に対して若干傾斜した方向も含む概念であり、例えば８０°〜１００°の範囲を含んでいてもよい。
【００３３】
回転軸１８１の軸線Ｌ上には空間１９（第１空間１９１及び第２空間１９２）が位置しておらず、第１空間１９１及び第２空間１９２との間の領域に回転軸１８１が位置するように冷却ファン１８が配置されている。これにより、第１空間１９１及び第２空間１９２には、冷却ファン１８の羽根１８２が対向可能となっている。各羽根１８２から回転軸１８１に対して平行方向に発生する風は、第１空間１９１及び第２空間１９２に吹き付けられる。
【００３４】
４．変形例
各光源１１は、モータ１６を挟んで配置された構成に限らず、モータ１６を中心とする円周上の他の位置に配置されていてもよい。この場合、各光源１１とモータ１６との距離は、同一又は略同一であってもよい。
【００３５】
以上の実施形態では、冷却ファン１８が１つだけ設けられた構成について説明した。しかし、このような構成に限らず、冷却ファン１８が複数設けられた構成であってもよい。また、光源１１、セル１２、集光器１３及び検出器１４は、それぞれ２つずつ設けられた構成に限らず、それぞれ１つずつ設けられた構成であってもよいし、それぞれ３つ以上設けられた構成であってもよい。吸気ファン６は、省略することも可能である。また、吸気ファン６の代わりに排気ファンを設けて、筐体２内の空気を排気ファンにより排気口から排気させてもよい。
【００３６】
セル１２は、試料セル１２１及び比較セル１２２を備えた構成に限らず、試料セル１２１のみを備えた構成であってもよい。この場合、セクタ１５は、開口１５１が１つだけ形成された構成であってもよい。また、集光器１３は、試料セル１２１を通過した光のみを検出器１４に集光させるような構成であってもよい。
【００３７】
５．態様
上述した複数の例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。
【００３８】
（第１項）一態様に係る赤外線ガス分析計は、
赤外光を照射する光源と、
前記光源からの赤外光が入射するセルと、
前記セル内を通過した赤外光を受光する検出器と、
前記光源から前記セル内に入射する赤外光の光量を切り替えるためのセクタと、
前記セクタを回転させるモータと、
前記光源及び前記モータを互いに空間を隔てて並べて保持する保持部と、
回転軸を中心に回転する冷却ファンとを備え、
前記冷却ファンは、前記光源及び前記モータが並ぶ方向に対して交差する方向に前記回転軸が延び、かつ、前記空間が前記回転軸の軸線上からずれて位置するように配置されていてもよい。
【００３９】
第１項に記載の赤外線ガス分析計によれば、冷却ファンを用いて光源及びモータを冷却することにより、光源及びモータからセル及び検出器に伝わる熱を減少させ、セル及び検出器の温度を短時間で安定させることができるため、電源投入後の暖機時間を短縮することができる。冷却ファンの回転軸の軸線上に対して、光源とモータとの間の空間の位置がずれているため、冷却ファンからの風が上記空間内に流れやすく、光源及びモータを効率よく冷却することができる。
【００４０】
（第２項）第１項に記載の赤外線ガス分析計において、
前記光源は、前記モータとの間に第１空間を隔てて配置された第１光源と、前記モータとの間に第２空間を隔てて配置された第２光源とを含み、
前記冷却ファンは、前記回転軸の軸線上に前記第１空間及び前記第２空間が位置しないように配置されていてもよい。
【００４１】
第２項に記載の赤外線ガス分析計によれば、第１空間及び第２空間に冷却ファンからの風を送り、光源及びモータを効率よく冷却することができる。
【００４２】
（第３項）第２項に記載の赤外線ガス分析計において、
前記第１光源及び前記第２光源は、前記モータを挟んで配置されており、
前記冷却ファンは、前記第１空間と前記第２空間との間の領域に前記回転軸が位置するように配置されていてもよい。
【００４３】
第３項に記載の赤外線ガス分析計によれば、第１空間及び第２空間に冷却ファンからの風を効率よく送り、光源及びモータをより効率よく冷却することができる。
【００４４】
（第４項）第１項〜第３項のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計において、
前記冷却ファンは、前記回転軸が前記光源からの赤外光の光軸方向に対して平行方向に延びるように配置されていてもよい。
【００４５】
第４項に記載の赤外線ガス分析計によれば、赤外光の光軸方向に対して平行方向に沿って、光源とモータとの間の空間に冷却ファンからの風を送り、光源及びモータを効率よく冷却することができる。
【００４６】
（第５項）第１項〜第３項のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計において、
前記冷却ファンは、前記回転軸が前記光源からの赤外光の光軸方向に対して直交方向に延びるように配置されていてもよい。
【００４７】
第５項に記載の赤外線ガス分析計によれば、赤外光の光軸方向に対して直交方向に沿って、光源とモータとの間の空間に冷却ファンからの風を送り、光源及びモータを効率よく冷却することができる。
【００４８】
（第６項）第１項〜第５項のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計において、
前記光源、前記セル、前記検出器、前記セクタ、前記モータ、前記保持部及び前記冷却ファンを収容する筐体と、
前記筐体内に対して吸気又は排気を行うファンとをさらに備えていてもよい。
【００４９】
第６項に記載の赤外線ガス分析計によれば、筐体内に対してファンにより効率よく吸気又は排気を行うことができるため、光源及びモータをさらに効率よく冷却することができる。
【００５０】
（第７項）第１項〜第６項のいずれか一項に記載の赤外線ガス分析計において、可搬式であってもよい。
【００５１】
第７項に記載の赤外線ガス分析計によれば、可搬式の赤外線ガス分析計において、光源及びモータを効率よく冷却し、電源投入後の暖機時間を短くすることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１      赤外線ガス分析装置
２      筐体
５      吸気口
６      吸気ファン
１０    測定部
１１    光源
１２    セル
１３    集光器
１４    検出器
１５    セクタ
１６    モータ
１７    保持部
１８    冷却ファン
１９    空間
２０    温度センサ
１１１  第１光源
１１２  第２光源
１８１  回転軸
１９１  第１空間
１９２  第２空間
【図１】
0003224551.tif 000003
【図２Ａ】
0003224551.tif 000004
【図２Ｂ】
0003224551.tif 000005
【図３Ａ】
0003224551.tif 000006
【図３Ｂ】
0003224551.tif 000007