JP2000206012A - ガスサンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ダストフィルタを交換することなくその目詰
まりを除去できるようにして、ダスト除去の作業負担を
軽減させる。 【解決手段】 ダストフィルタ５を経たサンプルガスを
取り込むドレンセパレータ１と、ドレンセパレータ１内
のサンプルガスを吸引して分析計３に送出するポンプ２
とを備え、ドレンセパレータ１内で生成されたドレン
を、下端が水封されたドレン管６を通して下方のドレン
ポット４に導くように構成し、ドレン管６内の水位が所
定高さに上昇したことを検出する光センサ１０と、ダス
トフィルタ５の目詰まりを吹き飛ばすエアーポンプ１７
とを設け、光センサ１０が検出作動するとエアーポンプ
１７が作動するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガスサンプリング
装置に係り、詳しくは、ドレンセパレータの上流側に配
置されるダストフィルタの目詰まり防止機能を確実に発
揮できるようにして、サンプルガスの分析作動を良好に
維持し得るようにする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、ボイラー排ガスの分析に使用す
るガス分析計は、煙道からサンプリングされたサンプル
ガスを分析し、ガス中のＳＯｘ量やＮＯｘ量等を測定す
る。煙道の排ガスは燃焼によって生じた水分や排ガス粒
子等の塵埃を多量に含んでおり、それら水分や塵埃が分
析計に入ると、サンプルガスラインを詰まらせたり、検
出器の指示異常を引き起こす原因になったりするので、
サンプルガスは除塵並びに除湿された状態としてから分
析計に供給するようにしている。

【０００３】従来のガスサンプリング装置としては、図
６に示すように、採取されたサンプルガスを先ずダスト
フィルタ５を通して除塵し、かつ、次に除湿手段である
ドレンセパレータ１を通して除湿してから分析計３に供
給するようにしている。この場合、サンプルガスを分析
計３に確実に送り込むために、ドレンセパレータ１と分
析計３との間にポンプ２を介装し、その吸い込み負圧で
ダストフィルタ５とドレンセパレータ１とをサンプルガ
スが円滑に通過できるようにしてある。

【０００４】ダストフィルタ５は時間が経つに連れて目
詰まりしてくるので、そうなるとドレセパレータ１内部
の圧力が下がり、ドレンセパレータ１下端に垂下状態で
接続されたドレン管６の水位が上昇する。故に、従来で
は作業者がドレン管６の水位を目視チェックし、所定高
さに水位が上昇したことをもってダストフィルタ５の交
換時期であることを認識するようにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の目視によるドレ
ン管チェック手段では、万全を期すべく一定周期で点検
を行うものとしても、サンプルガス中のダスト量が急激
に増えることが生じるとフィルタ交換時期が遅れ、分析
計に水が入って欠測原因となる等、測定トラブルを招く
おそれがあった。又、ドレン管の目視チェックを行うに
は、ガスサンプリング装置の設置場所に出向いて行かね
ばならないという煩わしさもあった。

【０００６】本発明は、ダストフィルタの交換時期をそ
の設置場所に出向く必要なく、かつ、的確に知り得るよ
うにして、ダストフィルタの所期以上の目詰まりを確実
に防止できるようにすることを目的とする。又、ダスト
フィルタを交換することなくその目詰まりを除去できる
ようにして、ダスト除去の作業負担を軽減させることも
目的である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】〔構成〕第１発明は、ガ
スサンプリング装置において、ダストフィルタと、ダス
トフィルタを経た状態で容器内に取り込まれるサンプル
ガスを容器の内外温度差で冷やして除湿するドレンセパ
レータと、ドレンセパレータ内のサンプルガスを吸引し
て送出するポンプとを備え、ドレンセパレータ内で生成
されたドレンを、下端が水封されたドレン管を通してド
レンセパレータの下方に配置されたドレンポットに導く
ように構成するとともに、ドレン管内の水位が所定高さ
に上昇したことを検出する水位検出手段と、水位検出手
段が検出作動したことを知らしめる認知手段とを設けて
あることを特徴とする。

【０００８】第２発明は、ガスサンプリング装置におい
て、ダストフィルタと、ダストフィルタを経た状態で容
器内に取り込まれるサンプルガスを容器の内外温度差で
冷やして除湿するドレンセパレータと、ドレンセパレー
タ内のサンプルガスを吸引して送出するポンプとを備
え、ドレンセパレータ内で生成されたドレンを、下端が
水封されたドレン管を通してドレンセパレータの下方に
配置されたドレンポットに導くように構成し、ドレン管
内の水位が所定高さに上昇したことを検出する水位検出
手段と、ダストフィルタの目詰まりを除去又は軽減可能
な詰まり解除手段とを設け、水位検出手段が検出作動す
ると詰まり解除手段が作動するように構成してあること
を特徴とする。

【０００９】第３発明は、第２発明において、詰まり解
除手段を、ダストフィルタにおけるサンプルガスの流路
に、ドレンセパレータ側からパージガスの送り込み可能
なパージ機構を設けて構成してあることを特徴とする。

【００１０】第４発明は、ガスサンプリング装置におい
て、ダストフィルタと、ダストフィルタを経た状態で容
器内に取り込まれるサンプルガスを容器の内外温度差で
冷やして除湿するドレンセパレータと、ドレンセパレー
タ内のサンプルガスを吸引して送出するポンプとを備
え、ドレンセパレータ内で生成されたドレンを、下端が
水封されたドレン管を通してドレンセパレータの下方に
配置されたドレンポットに導くように構成し、ドレン管
内の水位の単位時間当たりの上昇量を検出可能な水位変
動検出手段と、その水位変動検出手段による検出情報を
表示する表示手段とを備えてあることを特徴とする。

【００１１】〔作用〕請求項１の構成によれば、ドレン
管内の水位が所定高さに上昇したことを検出する水位検
出手段と、水位検出手段が検出作動したことを知らしめ
る認知手段とを設けたので、設置場所に出向いてのドレ
ン管の目視チェックを不要としながら、ダストフィルタ
の目詰まり具合を知ることができるようになる。例え
ば、ガスサンプリング装置から離れて位置する制御室に
居ながら、警報ブザーやランプ点灯等の認知手段によっ
てダストフィルタの交換時期であることを知ることがで
きる。

【００１２】請求項２の構成によれば、ドレン管内の水
位が所定高さに上昇したことを検出する水位検出手段の
検出作動によって、ダストフィルタの目詰まりを除去又
は軽減可能な詰まり解除手段が作動するので、自動的に
ダストフィルタの目詰まりが防止でき、良好にフィルタ
作動する状態を人手を要することなく維持することが可
能になる。

【００１３】この手段は、ダストフィルタを交換するの
ではなく、目詰まりが生じないように制御するものであ
るから、フィルタの着脱操作が不要でその労力負担が解
消されるとともに、フィルタ交換に要する時間も不要で
あり、装置としての再開が素早く行える点で有利であ
る。又、サンプルガス中のダスト量が急増するようなこ
とがあれば、それに対応して詰まり解除手段が早期に作
動するので、従来のように対策が遅れて欠測を招く不都
合も生じない。

【００１４】請求項３の構成によれば、ダストフィルタ
におけるサンプルガスの流路に、ドレンセパレータ側か
らパージガスの送り込み可能なパージ機構を設けて詰ま
り解除手段を構成するものである。つまり、通常のサン
プルガスの流れ方向と反対向きにパージガスを送る、所
謂ブローバック（逆吹き）を行うことにより、フィルタ
のガス吸い込み側面等に付着したダストを吹き飛ばして
除去させるのである。この手段では、例えばブラシでフ
ィルタ表面を掃くといった手段に比べて、フィルタを損
傷させることなく短時間で効率良くダスト除去が行え、
分析作動状態への復帰が素早くおこなえる点で有利であ
る。

【００１５】請求項４の構成によれば、ドレン管内の水
位の単位時間当たりの変動量を検出可能な水位変動検出
手段と、それによる検出情報の表示手段とを備えたの
で、詳しくは実施形態の項で説明するが、設置場所に
出向いてのドレン管の目視チェックを不要としながら、
ダストフィルタの目詰まり具合を知ること、あと何時
間（何分）でフィルタを交換しなければならないかとい
う、ダストフィルタが目詰まりするまでの時間を予測す
ること、サンプルガスの密度や流量によって分析計の
応答時間が把握できること、ガス分析計の応答状態か
ら採取点の状態を的確に補正し得ること、が可能にな
る。

【００１６】〔効果〕請求項１に記載のガスサンプリン
グ装置では、ドレン管の水位を検出してそのことを知ら
せることが自動化できたので、ドレン管の目視チェック
が不要な分、労力負担を軽減しながら、フィルタ交換時
期を逸したり忘れたりすることによる測定不良の防止効
果の確実性が増し、装置の信頼性を向上することができ
た。

【００１７】請求項２及び３に記載のガスサンプリング
装置では、ドレン管の水位検出に基づくダストフィルタ
の目詰まり除去作動を自動化し得たので、ドレン管の目
視チェック、及びフィルタ交換作業が解消されて大幅に
労力負担を軽減しながら、ダストフィルタの目詰まりを
解消して長期に亘って良好な分析作動が維持でき、装置
としての信頼性並びにメンテナンス性を向上させること
ができた。

【００１８】請求項３に記載のガスサンプリング装置で
は、ブローバックによってダストを吹き飛ばすようにす
ることにより、ダストフィルタの機能を損なうことな
く、かつ、効率良く目詰まりが解消でき、装置として良
好な信頼性を維持しながら作動効率を向上することがで
きる利点がある。

【００１９】請求項４に記載のガスサンプリング装置で
は、ドレン管内水位の単位時間当たりの変動量を検出し
て表示させる工夫により、フィルタ交換時期の的確な把
握や、後何時間でフィルタ交換時期になるかという予測
が行えるとともに、ガス分析計の応答速度の把握、並び
にガス分析計の応答補正による採取点の状態の時間的ズ
レを補正しうることが可能になり、分析作業の迅速化、
信頼性を向上させることができた。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１に第１実施形態によるガス
サンプリング装置を示す。ガスサンプリング装置は、ド
レンセパレータ１と、ポンプ２と、分析計３と、ドレン
ポット４等を備えて構成されるガス分析部Ａ、ガス分析
部Ａのサンプルガス供給方向で上流側に配置されるダス
トフィルタ５、及び制御部Ｂから構成されている。この
ガスサンプリング装置は、ボイラーの煙道排ガスの分析
に使用され、煙道から排ガスをサンプリングし、その採
取されたサンプルガスを除塵及び除湿処理した後に分析
計３に供給するものである。

【００２１】ドレンセパレータ１は、下端にドレン管６
が接続された塩化ビニル又はガラス製の容器７に、サン
プルガスを取り入れる入口管８と、除湿後のサンプルガ
スを取り出す出口管９とを挿入した状態で接続して構成
されている。ドレン管６の下方には、ドレンセパレータ
１で生成したドレンを貯留するドレンポット４が配置し
てあり、ドレン管６の下端開口が水封状態となるよう
に、そのドレン管６の下端はポット底近くの高さに位置
させてある。又、ドレンポット４には、貯留量を決める
出口管４ａが形成してある。

【００２２】ポンプ２は、ドレンセパレータ１の出口管
９内のサンプルガスを吸引して分析計３に送り込むもの
であり、容器７が大気圧よりも低い負圧状態とすること
で、ダストフィルタ５からサンプルガスを入口管８から
吸い込めるようになっている。分析計３は、除塵及び除
湿された状態で送り込まれてくるサンプルガスの成分を
分析する公知のものである。

【００２３】ドレンセパレータ１は、容器７の内外温度
差によって容器７内に取り込まれたサンプルガスを冷や
し、凝縮や結露させて除湿するものである。ダストフィ
ルタ５は、煙道から採取されたサンプルガス中のゴミ、
埃等のダストを除去するものであり、フィルタ５ａは、
濾過紙やオイルを染み込ませたスポンジ体等の一般的な
構造のものである。

【００２４】制御部Ｂは、ドレン管６内の水位が所定高
さに上昇したことを検出する水位検出手段１０と、制御
装置１１と、分析計３の分析結果等を表示する表示部１
２と警報ブザー（認知手段の一例）１３から構成されて
いる。水位検出手段１０は、ドレン管６内水位がｈ3 の
高さに上昇すると作動して制御装置１１に信号出力する
ものであり、非接触型の光センサ等で構成する。そし
て、その水位検出手段１０からの信号が出ると警報ブザ
ー１３が警報音をアラーム出力するように構成されてい
る。

【００２５】以上の構成によるガスサンプリング装置の
作用を説明する。採取されたサンプルガスを先ずダスト
フィルタ５を通してダストを除去し、次いでその除塵さ
れたサンプルガスをドレンセパレータ１に流入して除湿
してから、その一連のサンプルガスの流れはポンプ２の
作用によって行われる。ドレセパレータ１で生成されえ
たドレンはドレン管６内を流下してドレンポット４に回
収されるが、ドレン管６の下端はドレンポット４に貯留
したドレンによって水封されているので、陽気７内の気
圧が下がると、その分ドレン管６内の水位が上昇する。

【００２６】故に、ダストフィルタ５のフィルタ５ａが
目詰まりして、吸い込みが悪くなるに従ってポンプ２の
下流側である容器７内の気圧が下がり、その下がり具合
はドレン管６内の水位上昇量によって判断することが可
能である。そこで、水位検出手段１０がドレン管６内の
水位が限界高さｈ3 まで上昇たことを、警報ブザー１３
で作業者に知らしめ、フィルタ５ａの交換時期になった
ことを認知させるように制御部Ｂが機能するのである。

【００２７】次に、第２実施形態によるガスサンプリン
グ装置を説明する。図２に示すように、第２実施形態の
ガスサンプリング装置は、単一の光センサ１０に代え
て、高さｈ3 よりも低いｈ2 位置に配置した上側光セン
サ１０ａと、それよりも低いｈ1 位置に配置した下側光
センサ１０ｂとの２個のセンサで水位検出手段１０を構
成し、かつ、警報ブザー１３を省く以外は、基本的に第
１実施形態のガスサンプリング装置と同じである。

【００２８】請求項４に言う表示手段である表示部１２
は、下側の第２光センサ１０ｂの検出作動により、ドレ
ン管６内の水位が高さｈ1 になったことを表示ランプ等
で表示するとともに、同様に、上側の第１光センサ１０
ａの検出作動でドレン管６内の水位が高さｈ2 になった
ことも表示する。

【００２９】加えて、これら両光センサ１０ａ，１０ｂ
の一方の検出作動から他方が検出作動するまでに要した
検出時間を計測できるようになっており、それによって
ドレン管６内の水位の単位時間当たりの変動量を検出可
能な水位変動検出手段１４を制御装置１１に備えてあ
る。そして、その水位変動検出手段１４による検出情報
である前記検出時間も表示部１２で表示するようにして
ある。

【００３０】つまり、図３に示すように、両光センサ１
０ａ，１０ｂの上下間隔と、前述した限界高さｈ3 と第
１光センサの高さｈ2 との上下間隔とが制御装置１１に
記憶されているので、測定された前記検出時間に基づい
て、第１光センサ１０ａの検出作動からフィルタ交換時
期までの猶予時間（ｔ3 −ｔ2 ）が後どれ位かを予測し
て表示部１２に表示するようになっている。すなわち、
猶予時間ｔ3 −ｔ2 は、ｔ3 −ｔ2 ＝（ｔ2 −ｔ1 ／ｈ
2 −ｈ1 ）×（ｈ3 −ｈ2 ）で求められるのであり、
「１０時間」といった具合に表示する。このように、フ
ィルタ５ａの交換時期を予め知ることで、メンテナンス
のスケジューリングにも役立つ。

【００３１】ところで、ダストフィルタ５での目詰まり
が進行するに連れて、ドレンセパレータ１に供給される
サンプルガスの単位時間当たりの量が少なくなり、分析
計３への単位時間当たりのガス供給量も減って行く。従
って、サンプルガスの分析応答時間も次第に長くなるの
で、水位検出手段１０ａ，１０ｂの検出状況からその時
のガス分析計３の応答速度を的確に知ることができるよ
うになる。

【００３２】例えば、第２光センサ１０ｂが検出作動し
た時点では応答速度Ｔ₉₀＝１分と表示され、第１光セン
サ１０ａが検出作動した時点では応答速度Ｔ₉₀＝１．５
分と表示されるとともに、前述した猶予時間の算出機能
により、その後は時間の経過（１時間毎に更新する等）
に従って応答速度を長くして表示する予測表示が行え
る。これにより分析装置の計測精度の要因の１つである
応答速度を把握することが可能となる。

【００３３】又、目詰まりによるガス密度（＝単位時間
当たりの流量）の変動が認識できることにより、ガス分
析計３での応答補正も可能になる。すなわち、計測開始
に伴うＮＯｘ等の分析グラフがＳ字等の曲線を描いて変
動する場合に、その変動具合におけるダストフィルタ５
での目詰まりに起因する部分を補正して、目詰まりが無
い正規の検出グラフの状態を求めることができるのであ
る。

【００３４】例えば、図５に示すように、ドレン管６内
の水位がｈ1 のときの応答曲線の立ち上がりが破線ｂで
ある場合でも、水位がｈ2 のときの応答曲線の立ち上が
りが実線ａである場合でも、その時の水位状態から目詰
まりの無い正規の応答グラフは仮想線のｃになると推測
して補正することが可能になるのである。

【００３５】次に、第３実施形態によるガスサンプリン
グ装置を説明する。図４に示すように、第３実施形態の
ガスサンプリング装置は、概略、ダストフィルタ５と、
ガスサンプリング装置Ａと、除塵制御部Ｃとから構成さ
れている。ガスサンプリング装置Ａは、ドレン管６内の
水位が所定高さｈ4 に上昇したことを検出する水位検出
手段１０を装備した以外は第１実施形態のものと同じで
あり、ダストフィルタ５も第１実施形態のものと同じで
ある。

【００３６】除塵制御部Ｃは、ダストフィルタ５とドレ
ンセパレータ１との接続路である入口管８を断続自在な
第１開閉弁１６と、この第１開閉弁１６とダストフィル
タ５との間の接続路部分１５に強制的にパージガスを送
り込むエアーポンプ（パージ機構の一例）１７と、この
エアーポンプ１７の吐出側流路１８を断続自在な第２開
閉弁１９と、制御装置１１と、表示部１２とを備えて構
成されている。

【００３７】つまり、通常のガス分析作動時は、第１開
閉弁１６が開き、かつ、第２開閉弁１９は閉じとなるよ
うに各弁１６，１９の操作部１６ａ，１９ａが制御され
ており、ダストフィルタ５を経たサンプルガスは全てド
レンセパレータ１に送られる。そして、フィルタ５ａが
目詰まりしてドレン管６内の水位が上昇して高さｈ4に
なったことを水位検出手段１０が出力すると、それによ
って第１開閉弁１６を閉じ、かつ、第２開閉弁１９を開
くとともにエアーポンプ１７を駆動させる状態を一定時
間持続してから、元の状態に戻すように制御される。

【００３８】一時的に、ダストフィルタ５に通常とは反
対向きの流れのパージガスを送ること、すなわちブロー
バックすることにより、フィルタ５に付着したダストを
吹き飛ばして清掃できるので、その後は良好なサンプル
ガスの流れが戻り、ドレン管６内の水位も下がる。この
ように自動的にフィルタ５ａの目詰まりを解消するよう
にすれば、フィルタ交換時期を長く取れて経済的である
とともに、従来のように常に目視する必要のない自動化
が図れるようになる。

【００３９】本構造では、エアーポンプ１７がダストフ
ィルタ５の目詰まりを除去又は軽減可能な詰まり解除手
段Ｄを構成している。又、高さｈ4 の位置よりも下側に
も水位検出手段１０を配置し、上側の水位センサ１０が
作動してから下側の水位検出手段１０が検出作動しなく
なるまでの間、前述したブローバック状態を維持させる
ように制御しても良い。

【００４０】〔別実施形態〕水位変動検出手段１４は、
ドレン管６内の水位の昇降変動を所定の範囲で無段階に
検出できる単一のセンサで構成するとか、光センサ１０
を上下に３つ以上配置して構成しても良く、要するに、
ドレン管内の水位の単位時間当たりの変動量を検出でき
るものであれば良い。又、認知手段１３は、警報ブザー
の他、表示ランプや作業者が身に付けた受信装置を振動
させる等、水位検出手段１０が検出作動したことを知ら
しめるものであれば良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態によるガスサンプリング装置の構
造を示す系統図

【図２】第２実施形態によるガスサンプリング装置の構
造を示す系統図

【図３】フィルタ交換時期の予測グラフを示す図

【図４】第３実施形態によるガスサンプリング装置の構
造を示す系統図

【図５】分析計の応答速度グラフを示す図

【図６】従来のガスサンプリング装置を示す系統図

【符号の説明】

１ ドレンセパレータ ２ ポンプ ４ ドレンポット ５ ダストフィルタ ６ ドレン管 ７ 容器 １０ 水位検出手段 １２ 表示手段 １３ 認知手段 １４ 水位変動検出手段 １７ パージ機構 Ｄ 詰まり解除手段

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ダストフィルタと、該ダストフィルタを
   経た状態で容器内に取り込まれるサンプルガスを前記容
   器の内外温度差で冷やして除湿するドレンセパレータ
   と、該ドレンセパレータ内のサンプルガスを吸引して送
   出するポンプとを備え、前記ドレンセパレータ内で生成
   されたドレンを、下端が水封されたドレン管を通して該
   ドレンセパレータの下方に配置されたドレンポットに導
   くように構成するとともに、 前記ドレン管内の水位が所定高さに上昇したことを検出
   する水位検出手段と、該水位検出手段が検出作動したこ
   とを知らしめる認知手段とを設けてあるガスサンプリン
   グ装置。
2. 【請求項２】 ダストフィルタと、該ダストフィルタを
   経た状態で容器内に取り込まれるサンプルガスを前記容
   器の内外温度差で冷やして除湿するドレンセパレータ
   と、該ドレンセパレータ内のサンプルガスを吸引して送
   出するポンプとを備え、前記ドレンセパレータ内で生成
   されたドレンを、下端が水封されたドレン管を通して該
   ドレンセパレータの下方に配置されたドレンポットに導
   くように構成し、 前記ドレン管内の水位が所定高さに上昇したことを検出
   する水位検出手段と、前記ダストフィルタの目詰まりを
   除去又は軽減可能な詰まり解除手段とを設け、前記水位
   検出手段が検出作動すると前記詰まり解除手段が作動す
   るように構成してあるガスサンプリング装置。
3. 【請求項３】 前記詰まり解除手段は、前記ダストフィ
   ルタにおけるサンプルガスの流路に、ドレンセパレータ
   側からパージガスの送り込み可能なパージ機構を設けて
   構成されている請求項２に記載のガスサンプリング装
   置。
4. 【請求項４】 ダストフィルタと、該ダストフィルタを
   経た状態で容器内に取り込まれるサンプルガスを前記容
   器の内外温度差で冷やして除湿するドレンセパレータ
   と、該ドレンセパレータ内のサンプルガスを吸引して送
   出するポンプとを備え、前記ドレンセパレータ内で生成
   されたドレンを、下端が水封されたドレン管を通して該
   ドレンセパレータの下方に配置されたドレンポットに導
   くように構成し、 前記ドレン管内の水位の単位時間当たりの変動量を検出
   可能な水位変動検出手段と、その水位変動検出手段によ
   る検出情報を表示する表示手段とを備えてあるガスサン
   プリング装置。