JP2000065698A - ガス分析用ガス捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造が簡単で少量の吸収液であっても十分なガ
スの吸収が可能なガス分析用ガス捕集装置を提供する。 【解決手段】 上方に下方の筒部より大きな筒部を有
する筒体であって、該筒体の下方の筒部に液体を満た
し、その筒体の下方から導入された気体が上方の筒部を
経て放出されるように構成した 。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス分析用ガス捕
集装置に関し、大気中のガスを吸収液（純水）に捕集し
これを分析する装置に関し、詳しくは、低濃度のガスを
効率良く捕集し連続的に分析を可能にする捕集装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】低濃度（１μg/m3以下）のイオン性のガ
ス（例えばアンモニア）を測定する場合、直接ガスを採
取し分析する方法では、検出器の感度が十分に得られず
測定が行えない。図２は従来一般的に使用されている捕
集装置（インピンジャ）を用いて連続的にガスの捕集、
分析を行う様にした構成図である。 (００００)図２において、１はインピンジャ（石英、ま
たはガラス製）であり、このインピンジャ１は外筒２、
この外筒２の内径に気密に挿入可能な外径を有する内筒
３およびこの内筒３の中央付近に先端が外筒２の底部付
近まで達するサンプルガス導入管４を気密に挿入して構
成されている。 (００００)外筒２の底部には３方に接続口を有する電磁
弁（切換弁）５のコモンが接続されており、この電磁弁
５の一方には吸収液８をインピンジャ１に導入するため
の導入口Ａおよび吸収液の導出口Ｂが設けられている。 (００００)内筒３の上部付近にはサンプルガスを吸引す
るための吸引口３ａが設けられており、この吸引口３ａ
にはガス吸引ポンプ６の吸引口が接続されている。２点
鎖線で囲った７は電磁弁５の導出口Ｂにサンプルポンプ
が接続されたイオンクロマトグラフ（アナライザ）、９
は吸収液のレベルを測定するレベルセンサである。 (００００)上記の構成において、吸収液８は電磁弁５の
接続口Ａ-COMを通ってインピンジャ１に供給され、予め
設定された吸収液の注入量に相当する液位がレベルセン
サ９によって計測される。所定の吸収液が注入された
後、電磁弁５が閉となりガス吸引ポンプ６が駆動され
る。その結果、インピンジャの空間（Ｃ部）が負圧とな
りサンプルガス導入管４の上部から被測定ガスを含む気
体（空気）が所定時間吸引される。 (００００)サンプルガス導入管４から吸引された気体は
先端から吸収液中に放出され、気体に混入していた被測
定ガスが吸収液中に溶け込む。一定時間経過後ガス吸引
ポンプ６の駆動を止める。その後、電磁弁５の流路をCO
M-Bにし、吸収したサンプルをイオンクロマトグラフの
サンプルポンプで吸引して吸収液に吸収された被測定ガ
スの分析を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、吸収後の測
定を考えると、吸収液の量はできるだけ少ない方が望ま
しい。（同じ量のガスを吸収するとして吸収液の量が半
分であれば、液の濃度は2倍濃くなる。液濃度が同じで
あればガスの捕集時間は半分で良いことになり、捕集効
率は向上することとなる。） (００００)一方、インピンジャ１の捕集を考えると、ガ
スの吸引流量を同じとするとガスが吸収液に接している
時間が長い方が捕集効率が良くなる。つまり、同じ吸収
液量なら、インピンジャの径を細くし長さを長くした方
が良いことになる。しかし、導入管４があるため、イン
ピンジャ１の内径を細く,長くするには限界がある。即
ち、インピンジャの外筒２の内径を細くするとサンプル
導入管４の外径との間の空間が狭くなる。その結果、サ
ンプル導入管４から導入されるガスの流量が大きいとそ
のバブリングの勢いで吸収液(純水)が上方に吹き上げら
れて、サンプルガス出口からオーバフローする恐れがあ
る。

【０００４】オーバフローを防止するためにサンプル導
入管４の外径を細くすると共にガスをゆっくり注入する
ことも考えられるが、その場合、捕集のための時間がか
かるという問題がある。従ってオーバフローを押えつつ
捕集の時間を一定時間内とするために従来は吸収液量を
３０ｍｌ程度とし、外筒２の内径を２４ｍｍ、サンプル
導入管の外径を８ｍｍ程度としているが、その場合、吸収
液の高さはサンプル導入管の肉厚を無視した場合６６ｍ
ｍ程度となる。吸収液の高さはサンプル導入管にガスが
導入された場合は更に上昇する。 (００００)サンプルガスを吸収液の底からバブリングす
るためにはサンプルガス導入管４を外筒２の底まで伸ば
す必要があり、また液の入れ換えを考えると図２に示す
様に2つの部品（外筒，内筒）で構成する必要がある。
その結果、構造が複雑になるという問題があり、液交換
時の洗浄に手間がかかる。これは、微量のガス分析を行
う場合には測定誤差となるという問題があった。 (００００)吸収液をイオンクロマトグラフで連続的に分
析する場合、濃縮カラム法を使用するが、必要となる吸
収液の量は10〜20ml程度である。図２に示す従来のイン
ピンジャの構造ではオーバフローの防止を考えると吸収
液量は30ml程度を必要とするが、その場合、吸収液の全
量を測定することができない。 (００００)全量を使用できないということは、吸収した
ガス全てを測定に使用しないため、装置全体としての捕
集効率が下がることとなる。また、ガスの濃度は、測定
した液濃度から吸収液全体のイオンの総量を求め、吸収
したガスの総量で割ることで求めるため吸収液の量が重
要になる。しかし、吸収液の全量を使用しない場合は再
計量しなければならずその計量も難しいという問題があ
った。 (００００)本発明は上記従来技術の問題点を解決するた
めになされたもので、構造が簡単で少量の吸収液であっ
ても十分なガスの吸収が可能なガス分析用ガス捕集装置
を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明では、請求項１においては上方に下方の
筒部より大きな筒部を有する筒体であって、該筒体の下
方の筒部に液体を満たし、その筒体の下方から導入され
た気体が上方の筒部を経て放出されるように構成したこ
とを特徴とする。請求項２においては筒体の下方から導
入された気体が上方の筒部を経て放出されるに際し、下
方の筒部の上部を含む上方の筒部でバブリングするよう
に構成したことを特徴とする。請求項３においては筒体
の上方から下方の筒部の所定のレベルまで液体を流入さ
せ、筒体の下方から所定の時間気体を流入させるように
構成したことを特徴とする。請求項４においては筒体の
下部に第１切換弁を設け、この第１切換弁の一方の接続
口から前記気体を流入させ、所定の時間気体を流入させ
た後切換弁の他方の接続口から液体が流出するように構
成したことを特徴とする。請求項５においては筒体の上
部に第２切換弁を設け、この第２切換弁の一方の接続口
から前記液体を流入させ、切換弁の他方の接続口から気
体を吸引するように構成したことを特徴とする。請求項
６においては筒体中のほぼ全量の液体を前記第１切換弁
を介してイオンクログラフに送出するように構成したこ
とを特徴とする。請求項７においては液体の液位測定手
段を用いたことを特徴とする。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下図面を用いて本発明を詳しく
説明する。図１は本発明の実施の形態の一例を示す構成
図である。図において１０はインピンジャであり、本発
明のインピンジャ１０は下部筒体１１とこの下部筒体の
上部に設けられた上部筒体１２および上部筒体１２に延
長して形成された延長管１２ａで構成されており、これ
らは一体に形成されている。

【０００７】下部筒体１１の下端には３方に接続口を有
する第１電磁弁（切換弁）１５のコモンが接続されてお
り、この第１電磁弁１５の一方には被測定ガス導入口Ａ
および吸収液の導出口Ｂが設けられている。 (００００)延長管１２ａの上端には３方に接続口を有す
る第２電磁弁（切換弁）１６のコモンが接続されてお
り、この第２電磁弁１６の一方には吸収液（例えば純
水）を導入するための導入口Ｄおよびサンプルガスを吸
引するための吸引ポンプ６の吸引口Ｃが設けられてい
る。 (００００)なお、図では省略するが、電磁弁１５の接続
口Ｂには図３に示す従来例と同様イオンクロマトグラフ
が接続され、下部筒体１１の上方には液位を監視するた
めのレベルセンサ９が接続されている。 (００００)上記の構成において、初期状態では電磁弁１
６の接続口Dのみを開として吸収液をインピンジャ１に
注入する。この場合、注入量は下部筒体１１の上方まで
とし吸収液が予め定めたレベルセンサ９での監視位置ま
で注入する。 (００００)次に電磁弁１５のA-COMラインおよび電磁弁
１６の接続口Ｃを開きインピンジャ上部より吸引ポンプ
６でサンプルガスを吸引する。その結果、ガスは下部筒
体１１の上部付近でもバブリングをするが、この部分は
内径が細いため一部の吸収液が内径の大きな上部筒体ま
で吹き上げられここでバブリングを繰り返す。 (００００)バブリング後、電磁弁１５の接続口B-COMラ
インを開き吸収液をイオンクロマトグラフに送る。そし
て、吸収液が下部筒体１１の底にくる直前に電磁弁１６
のD-COMラインを開き純水を送る。これにより、インピ
ンジャ壁面に残った吸収液もイオンクロマトグラフに送
られ捕集効率の良いガス分析用ガス捕集装置を実現する
ことができる。

【０００８】例えば図１に示す下部筒体１１の内径は１
０ｍｍ以下に形成することが可能であり、吸収液量を数
ｍｌ程度に設定することも容易である。従ってイオンク
ロマトグラフでの連続測定に適した試料量(１０〜２０
ｍｌ)にすることは十分可能である。

【０００９】このことは捕集したガスの全てを濃縮でき
るというだけでなく、吸収液量の管理も従来に比較して
厳密に行う必要もないこととなる。 言い換えれば効率
よく信頼性のある分析を行うことができる。 (００００)なお、本発明の以上の説明は、説明および例
示を目的として特定の好適な実施例を示したに過ぎな
い。したがって本発明はその本質から逸脱せずに多くの
変更、変形をなし得ることは当業者に明らかである。例
えば、切換手段は電磁弁としたが手動で切換えてもよ
く、筒体の形状は必ずしも円筒でなくてもよい。特許請
求の範囲の欄の記載により定義される本発明の範囲は、
その範囲内の変更、変形を包含するものとする。

【００１０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、上
方に下方の筒部より大きな筒部を有する筒体の下方の筒
部に液体を満たし、その筒体の下方から気体を導入し上
方の筒部を経て放出されるように構成し、気体が上方の
筒部を経て放出されるに際し、下方の筒部の上部を含む
上方の筒部でバブリングするように構成したので、構成
を簡単にすることができ、下部筒体の径を細くして長さ
を充分に長くすることができる。その結果、サンプルガ
スが吸収液に接する時間を長くして吸収液中にガスが溶
け込む量を多くすることが可能となり、捕集効率の良い
ガス分析用ガス捕集装置を実現することができる。ま
た、吸収液を分析に最適な量とすることが可能なので分
析精度を向上させたガス捕集装置を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス分析用ガス捕集装置の実施の
形態の一例を示す概略構成図である。

【図２】従来のガス分析用ガス捕集装置の実施の形態の
一例を示す概略構成図である。

【符号の説明】

６ サンプルガス吸収ポンプ ８ 吸収液 ９ レベルセンサ １０ インピンジャ １１ 下部筒体 １２ 上部筒体 １２ａ 延長管 １５ 第１切換弁（電磁弁） １６ 第２切換弁（電磁弁）

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】上方に下方の筒部より大きな筒部を有する
   筒体であって、該筒体の下方の筒部に液体を満たし、そ
   の筒体の下方から吸引された気体が上方の筒部を経て放
   出されるように構成したことを特徴とするガス分析用ガ
   ス捕集装置。
2. 【請求項２】筒体の下方から吸引された気体が上方の筒
   部を経て放出されるに際し、下方の筒部の上部を含む上
   方の筒部でバブリングするように構成したことを特徴と
   する請求項１記載のガス分析用ガス捕集装置。
3. 【請求項３】筒体の上方から下方の筒部の所定のレベル
   まで液体を流入させ、筒体の下方から所定の時間気体を
   吸引するように構成したことを特徴とする請求項１記載
   のガス分析用ガス捕集装置。
4. 【請求項４】筒体の下部に第１切換弁を設け、この第１
   切換弁の一方の接続口から前記気体を流入させ、所定の
   時間気体をバブリングさせた後切換弁の他方の接続口か
   ら液体が流出するように構成したことを特徴とする請求
   項１記載のガス分析用ガス捕集装置。
5. 【請求項５】筒体の上部に第２切換弁を設け、この第２
   切換弁の一方の接続口から前記液体を流入させ、第２切
   換弁の他方の接続口から気体を吸引するように構成した
   ことを特徴とする請求項１記載のガス分析用ガス捕集装
   置。
6. 【請求項６】筒体中のほぼ全量の液体を前記第１切換弁
   を介してイオンクログラフに送出するように構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載のガス分析用ガス捕集装
   置。
7. 【請求項７】液体の液位測定手段を用いたことを特徴と
   する請求項１記載のガス分析用ガス捕集装置。