JP2003014636A - Ｓｏ３濃度計測装置 - Google Patents
Ｓｏ３濃度計測装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 セルを往復する測定光の透過窓に起因する迷
光の発生を防ぎ、精度の高い測定を可能とするＳＯ3濃
度計測装置を提供する。 【解決手段】 ＳＯ3濃度計測装置１のセル１０には、
ガス室１１と隔壁１３，１４を介して隣接してミラーボ
ックス１５，１６が形成されており、該ミラーボックス
１５，１６の内部に反射ミラー１２…が配設され、隔壁
１３，１４の光路部位に測定光孔が開口形成されると共
に、ミラーボックス１５，１６に不活性ガスを供給する
不活性ガス供給装置６０を備えて構成されている。
光の発生を防ぎ、精度の高い測定を可能とするＳＯ3濃
度計測装置を提供する。 【解決手段】 ＳＯ3濃度計測装置１のセル１０には、
ガス室１１と隔壁１３，１４を介して隣接してミラーボ
ックス１５，１６が形成されており、該ミラーボックス
１５，１６の内部に反射ミラー１２…が配設され、隔壁
１３，１４の光路部位に測定光孔が開口形成されると共
に、ミラーボックス１５，１６に不活性ガスを供給する
不活性ガス供給装置６０を備えて構成されている。
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検ガスが導入さ
れたセルのガス室内を往復して被検ガスを透過した測定
光を分析してＳＯ3濃度を測定するＳＯ3濃度計測装置に
関し、詳しくはその反射鏡配設部の構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】ボイラーやゴミ焼却炉等からの排ガスに
は、窒素酸化物（ＮＯX）や硫黄酸化物（ＳＯX）等の有
害成分が含まれているため、これら有害成分を除去する
必要がある。 【０００３】図３に、それら有害成分の除去装置を備え
たボイラーの一例の概念図を示す。図中、３１は燃料タ
ンク、３２はボイラー、３３は脱硝装置、３４は予熱器
３４Ａ，集塵器３４Ｂ，吸収塔３４Ｃとから成る脱硫装
置、３５は煙突である。 【０００４】窒素酸化物の除去は、脱硝装置３３におい
てアンモニア（ＮＯＨ3）を加えて還元触媒によって窒
素と水とに還元することによって行われる。 【０００５】硫黄酸化物の除去は、脱硫装置３４におい
てアンモニアを加えて硫酸アンモニウムに化学変化させ
て集塵器３４Ｂで分離回収することによって行われる。 【０００６】このような除去装置では、排気ガス中に含
まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物の量によって添加すべ
き（必要な）アンモニアの量が決まる。このため、排気
ガス中に含まれる有害ガスの量を把握して添加するアン
モニアの量を調節することが望まれる。ところが、窒素
酸化物及び硫黄酸化物の内のＳＯ2は紫外線吸収分析法
等によって連続測定が可能であるものの、硫黄酸化物の
内のＳＯ3は紫外線吸収域がＳＯ2と重なると共に吸収量
が小さいために連続計測可能な測定方法が確立されてお
らず、やむなく燃料中に含まれる硫黄成分量及び燃焼に
用いた酸素量から類推算出した硫黄酸化物の排出量に基
づいて添加するアンモニア量を設定していた。しかし、
安全を期するためには余裕を持って（余分に）添加する
必要があるために不合理で、コスト増加の要因となって
いた。 【０００７】また、予熱器３４では排ガスと吸気の間で
熱交換を行って排ガス温度を下げると共に吸気を加熱す
るが、排ガスの温度が酸露点以下に低下するとＳＯ3が
硫酸となって装置内面に付着して不具合を招くため、推
定したＳＯ3の量から排ガス温度が酸露点以下とならな
いように余裕を持った（高い）温度設定とせざるを得
ず、効率が悪いものであった。 【０００８】そこで、本出願人は先にＳＯ3の連続測定
を可能とするＳＯ3濃度計測装置を提案した。（特願平
１１−３７４１０２号） これは、図４に概念図を示すように、所定長さでその長
手方向両端にそれぞれ透過窓１７′を備えたセル１０′
に、煙道２′から排ガスを吸入する吸入管路２１′と煙
道２に排ガスを排出する排出管路２２′が接続されると
共に、セル１０′内に測定光を照射する光源３０′と、
該光源３０′から出射してセル１０′内のガスを透過し
た測定光を受光してＳＯ3濃度を算出する算出手段４
０′とを備えて構成されている。 【０００９】吸入管路２１′にはフィルター２０′が介
装されると共に排出管路２２′にはポンプ２３′が介設
されており、ポンプ２３′の駆動によって煙道２′を流
れる排ガスをフィルター２０′によって粉塵を除去して
セル１０′に導入し、煙道２′に排出する。 【００１０】算出手段４０′は、測定光を分光する分光
器４１′と、分光した測定光を受光する受光素子４２′
と、その受光結果からＳＯ3濃度を算出する演算装置４
３′とを備えている。 【００１１】そして、光源３０′からの測定光を算出手
段４０′で受け、セル１０′内部の排ガスを透過する際
の紫外線の吸収量に基づいて多変量解析によってＳＯ3
濃度を算出するものである。 【００１２】ところで、ＳＯ3は吸収が少ないためにあ
る程度長い光路長を必要とし、このためセル１０′はそ
の両端部に反射鏡１２′を設置して測定光をセル１０′
内に複数回往復させて所定の光路長を得るように（いわ
ゆるマルチパルスセルとして）構成されるが、セル１
０′内に反射鏡１２′及びその光軸調節のための角度調
整機構を含む保持機構を配設すると、温度及び雰囲気に
よって短期間で腐食・劣化して機能不全を生じてしまう
ため、反射鏡１２′はセル１０′の両端に設けられた透
過窓１７′の外側に配設され、測定光を透過窓１７′を
介してセル１０′内に反射するようになっている。 【００１３】また、ＳＯ3は低温では硫酸ガスとなって
紫外線を吸収しなくなって正しい計測値が得られないた
め、セルにはヒーターが設けられ、内部のガスを硫酸ガ
ス化する温度以上に保つようになっている。 【００１４】上記のごときＳＯ3濃度計測装置を前述の
有害成分除去装置の各部に設けてそれぞれの部位のＳＯ
3濃度を計測し、その測定結果に基づいて運転条件を設
定することで、効率の良い合理的な運転が可能となる。 【００１５】即ち、脱硫装置の予熱器の前段のＳＯ3濃
度から酸露点温度が解るために吸排気の熱交換比率を高
めて効率を向上できると共に、脱硫装置において必要充
分なアンモニア量が解るために無駄のない合理的な添加
が可能となる。 【００１６】また、脱硝装置ではＮＯXを還元する還元
触媒が劣化するとＳＯ2をＳＯ3に酸化する酸化触媒とし
て機能するようになるが、脱硝装置の前後のＳＯ3濃度
を計測して比較することで還元触媒の劣化度合いを知る
ことができる。 【００１７】更に、従来できなかったＳＯ3の連続測定
が可能となることから、外部への排出監視にも利用でき
る。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のごと
き構成のＳＯ3濃度計測装置では、測定光の光路を屈曲
する反射鏡はセルの両端に設けられた窓の外側に配設さ
れているため、測定光はセルへの入射及びセルからの出
射の都度窓を透過する。このため、測定光が窓を透過す
る際にその表面で乱反射を生じ、これら反射光が迷光と
なって算出手段に至ってノイズとなり、測定誤差の原因
となるという問題があった。 【００１９】本発明は、上記解決課題に鑑みてなされた
ものであって、セルを往復する測定光の透過窓に起因す
る迷光の発生を防ぎ、精度の高い測定を可能とするＳＯ
3濃度計測装置の提供を目的とする。 【００２０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のＳＯ3濃度計測装置は、煙道を流れる排ガスをセル
内のガス室に導入し、該ガス室内のガスを通過した測定
光のＳＯ3による吸収を解析してその濃度を測定するＳ
Ｏ3濃度計測装置であって、測定光の光路を光路屈曲部
材で屈曲して前記ガス室を往復させるように構成された
ものにおいて、前記セルには前記ガス室を挟む両側にそ
れぞれ隔壁部材を介して隔離設置空間が形成されて当該
隔離設置空間内に前記光路屈曲部材が配設され、前記隔
壁部材の光路部位に測定光通過孔が開口形成されると共
に、前記隔離設置空間に不活性ガスを供給するパージガ
ス供給手段を備えて構成されていることを特徴とする。 【００２１】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。 【００２２】図１は本発明に係るＳＯ3濃度計測装置の
全体構成を示す概念図であり、図２（Ａ）はそのセルの
拡大図である。 【００２３】ＳＯ3濃度計測装置１は、吸入管路２１と
排出管路２２を介して煙道２に接続された所定長さの密
閉された円柱状セル１０と、キセノンランプ等を備えて
セル１０内に測定光を照射する光源３０と、該光源３０
から出射してセル１０内のガスを透過した測定光を受光
してＳＯ3濃度を算出する分析演算装置４０とを備えて
構成されている。 【００２４】吸入管路２１は煙道２内に突出配設された
プローブ２１Ａに接続されると共に途中にフィルター２
０が介装され、また、排出管路２２にはポンプ２３が介
設されてこのポンプ２３の駆動によって煙道２を流れる
排ガスをフィルター２０を介してセル１０に導入し、煙
道２に排出する。 【００２５】セル１０は、所定長さの円筒の両端部が側
端壁１０Ｌ，１０Ｒによって閉塞されて内部にガス室１
１が形成されると共に、そのガス室１１の両端に光路屈
曲部材としての複数の反射ミラー１２（１２Ａ〜１２
Ｅ）が配設され、これら反射ミラー１２…によって測定
光の光路を屈曲してガス室１１を複数回往復通過させた
後、分析演算装置４０に向けて出射するいわゆるマルチ
パスセルとして構成されている。尚、セル１０の形状は
円筒状に限るものではなく、角柱状や他の形状であって
も良いものである。 【００２６】セル１０の周囲には加熱装置５０が配設さ
れており、この加熱装置５０は温度制御装置５１によっ
て制御されてセル１０内の被検ガスの温度をＳＯ3の酸
露点以上の所定温度（例えば４００℃）に保持するよう
になっている。 【００２７】分析演算装置４０は、測定光を分光する分
光器４１と、分光した測定光を受光する受光素子４２
と、その受光結果に基づいてＳＯ3濃度を算出する演算
装置４３とを備えて構成されている。 【００２８】そして、上記構成のＳＯ3濃度計測装置１
は、煙道２を流れる排ガスの一部を被検ガスとしてフィ
ルター２０によって粉塵を除去しつつ吸入管路２１を介
してセル１０のガス室１１に導入し、光源３０からの出
射してガス室１１内の被検ガスを透過した測定光を分析
演算装置４０で受光し、被検ガスを透過する際の紫外線
の吸収量に基づいて多変量解析によってＳＯ3濃度を算
出するものである。 【００２９】ここで、セル１０は、両端の側端壁１０
Ｌ，１０Ｒの内側にそれぞれ所定間隔離間して隔壁部材
としての隔壁１３，１４が配設されて、左右の隔壁１
３，１４の間がガス室１１とされると共に、その両端の
隔壁１３，１４と側端壁１０Ｌ，１０Ｒとの間がそれぞ
れ隔離設置空間としてのミラーボックス（入出射ミラー
ボックス１５，反射ミラーボックス１６）とされ、これ
らミラーボックス１５，１６内に反射ミラー１２…が配
設されている。 【００３０】図中左側の入出射ミラーボックス１５に
は、当該セル１０の中心軸と直交して入射する測定光を
ガス室１１側に向けて略直角に屈曲する入射ミラー１２
Ａと、他方の反射ミラーボックス１６からの測定光を反
転屈曲する反転ミラー１２Ｃと、更に反射ミラーボック
スから戻る測定光をセル１０の中心軸と直交するように
屈曲して外部に出射する出射ミラー１２Ｅとが配設さ
れ、各ミラー１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｅの調整機構１２
ａ，１２ｃ，１２ｅが側端壁１０Ｌを貫通して外部に突
出配設されている。この入出射ミラーボックス１５への
入射位置及び出射位置には、石英ガラス等による入出射
窓１５Ａ，１５Ｂが設けられている。入出射ミラーボッ
クス１５とガス室１１とを仕切る隔壁１３には、図２
（Ａ）のＢ−Ｂ断面に相当する隔壁１３の平面図である
図２（Ｂ）に示すように、測定光の光路位置にそれぞれ
必要最小限の径の測定光通過孔としての測定光孔１３Ａ
…が形成され、測定光はこの測定光孔１３Ａ…を通るよ
うになっている。 【００３１】他方側の反射ミラーボックス１６には、入
出射ミラーボックス１５から入射するセル１０の中心軸
と略平行な測定光を反転屈曲する二組の反射ミラー１２
Ｂ，１２Ｄが配設され、それぞれの調整機構１２ｂ，１
２ｄが側端壁１０Ｒを貫通して外部に突出配設されてい
る。反射ミラーボックス１６とガス室１１とを仕切る隔
壁１４には、隔壁１３と同様に測定光の光路と対応する
位置にそれぞれ通過孔としての測定光孔１４Ａ…が形成
されているものである。 【００３２】また、両ミラーボックス１５，１６には、
パージガス供給手段としてのパージガス供給装置６０が
パージガス管路６１を介して接続されており、パージガ
ス供給装置６０からアルゴン又は窒素等の不活性ガスが
供給されるようになっている。その供給される不活性ガ
スの圧力は、ガス室１１に供給される被検ガスの圧力よ
り僅かに高く設定される。 【００３３】上記構成のセル１０では、入射窓１５Ａを
介して入出射ミラーボックス１５に入射した測定光を、
入射ミラー１２Ａによってセル１０の中心軸と略平行に
屈曲させ、反射ミラーボックス１６の反射ミラー１２
Ｂ，１２Ｄと入出射ミラーボックス１５の反射ミラー１
２Ｃとの間でガス室１１を複数回往復（図は二往復）さ
せ、入出射ミラーボックス１５の出射ミラー１２Ｅで反
射屈曲して出射窓１５Ｂを介して分析演算装置４０に向
けて出射する。各ミラーボックス１５，１６からガス室
１１への出射及びガス室１１からミラーボックス１５，
１６への入射は、隔壁１３，１４の通過孔１３Ａ，１３
Ｂ，１３Ｃ，１４Ａ，１４Ｂを介して行われ、従って、
その際に反射や減光が生ずることが無い。 【００３４】測定時には、セル１０は加熱装置５０によ
ってガス室１１内の被検ガスを酸露点以上の所定温度
（例えば４００℃）とすべく加熱維持され、また、ミラ
ーボックス１５，１６にはパージガス供給装置６０から
不活性ガスが供給される。ミラーボックス１５，１６に
供給される不活性ガスの圧力は前述のごとくガス室１１
内の被検ガスの圧力より僅かに高く設定され、このため
不活性ガスは隔壁１３，１４の通過孔１３Ａ…，１４Ａ
…を介してガス室１１内へ漏出する。これにより、ミラ
ーボックス１５，１６の内部は常に不活性ガスに充たさ
れ、それ内部に配設された反射ミラー１２…及びそれら
の調整機構１２ａ〜１２ｅが被検ガスに曝露されること
による腐食や劣化は防がれるものである。隔壁１３，１
４の通過孔１３Ａ…，１４Ａ…を介してガス室１１へ漏
出した不活性ガスは、ガス室１１から排出される被検ガ
スと共に排出管路２２を介して下流側の煙道２に排出さ
れる。 【００３５】尚、不活性ガスの温度は、ミラーボックス
１５，１６内の反射ミラー１２…及びそれらの調整機構
１２ａ〜１２ｅの腐食・劣化防止の観点からは低い方が
良いが、ガス室１１内の被検ガスを酸露点以上の温度に
維持するためには同様の温度に予め加熱して供給するこ
とが好ましい。 【００３６】また、屈曲回数を含む光路構成は上記構成
例に限るものではなく、適宜変更可能なものである。 【００３７】 【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るＳＯ3
濃度計測装置によれば、セルにはガス室を挟む両側にそ
れぞれ隔壁部材を介して隔離設置空間が形成されて当該
隔離設置空間内に光路屈曲部材が配設され、隔壁部材の
光路部位に測定光通過孔が開口形成されると共に、隔離
設置空間に不活性ガスを供給するパージガス供給手段を
備えて構成されていることにより、セル内を往復する測
定光は通過孔を通過するために反射や屈折によって迷光
を生ずることは全く無く、また、反射鏡はパージガス供
給手段から供給される不活性ガス雰囲気中に位置するた
めに排ガスによって酸化や劣化を生ずることも無く、精
度の高い測定が可能となると共に高い耐久性を得ること
ができるものである。
れたセルのガス室内を往復して被検ガスを透過した測定
光を分析してＳＯ3濃度を測定するＳＯ3濃度計測装置に
関し、詳しくはその反射鏡配設部の構造に関する。 【０００２】 【従来の技術】ボイラーやゴミ焼却炉等からの排ガスに
は、窒素酸化物（ＮＯX）や硫黄酸化物（ＳＯX）等の有
害成分が含まれているため、これら有害成分を除去する
必要がある。 【０００３】図３に、それら有害成分の除去装置を備え
たボイラーの一例の概念図を示す。図中、３１は燃料タ
ンク、３２はボイラー、３３は脱硝装置、３４は予熱器
３４Ａ，集塵器３４Ｂ，吸収塔３４Ｃとから成る脱硫装
置、３５は煙突である。 【０００４】窒素酸化物の除去は、脱硝装置３３におい
てアンモニア（ＮＯＨ3）を加えて還元触媒によって窒
素と水とに還元することによって行われる。 【０００５】硫黄酸化物の除去は、脱硫装置３４におい
てアンモニアを加えて硫酸アンモニウムに化学変化させ
て集塵器３４Ｂで分離回収することによって行われる。 【０００６】このような除去装置では、排気ガス中に含
まれる窒素酸化物及び硫黄酸化物の量によって添加すべ
き（必要な）アンモニアの量が決まる。このため、排気
ガス中に含まれる有害ガスの量を把握して添加するアン
モニアの量を調節することが望まれる。ところが、窒素
酸化物及び硫黄酸化物の内のＳＯ2は紫外線吸収分析法
等によって連続測定が可能であるものの、硫黄酸化物の
内のＳＯ3は紫外線吸収域がＳＯ2と重なると共に吸収量
が小さいために連続計測可能な測定方法が確立されてお
らず、やむなく燃料中に含まれる硫黄成分量及び燃焼に
用いた酸素量から類推算出した硫黄酸化物の排出量に基
づいて添加するアンモニア量を設定していた。しかし、
安全を期するためには余裕を持って（余分に）添加する
必要があるために不合理で、コスト増加の要因となって
いた。 【０００７】また、予熱器３４では排ガスと吸気の間で
熱交換を行って排ガス温度を下げると共に吸気を加熱す
るが、排ガスの温度が酸露点以下に低下するとＳＯ3が
硫酸となって装置内面に付着して不具合を招くため、推
定したＳＯ3の量から排ガス温度が酸露点以下とならな
いように余裕を持った（高い）温度設定とせざるを得
ず、効率が悪いものであった。 【０００８】そこで、本出願人は先にＳＯ3の連続測定
を可能とするＳＯ3濃度計測装置を提案した。（特願平
１１−３７４１０２号） これは、図４に概念図を示すように、所定長さでその長
手方向両端にそれぞれ透過窓１７′を備えたセル１０′
に、煙道２′から排ガスを吸入する吸入管路２１′と煙
道２に排ガスを排出する排出管路２２′が接続されると
共に、セル１０′内に測定光を照射する光源３０′と、
該光源３０′から出射してセル１０′内のガスを透過し
た測定光を受光してＳＯ3濃度を算出する算出手段４
０′とを備えて構成されている。 【０００９】吸入管路２１′にはフィルター２０′が介
装されると共に排出管路２２′にはポンプ２３′が介設
されており、ポンプ２３′の駆動によって煙道２′を流
れる排ガスをフィルター２０′によって粉塵を除去して
セル１０′に導入し、煙道２′に排出する。 【００１０】算出手段４０′は、測定光を分光する分光
器４１′と、分光した測定光を受光する受光素子４２′
と、その受光結果からＳＯ3濃度を算出する演算装置４
３′とを備えている。 【００１１】そして、光源３０′からの測定光を算出手
段４０′で受け、セル１０′内部の排ガスを透過する際
の紫外線の吸収量に基づいて多変量解析によってＳＯ3
濃度を算出するものである。 【００１２】ところで、ＳＯ3は吸収が少ないためにあ
る程度長い光路長を必要とし、このためセル１０′はそ
の両端部に反射鏡１２′を設置して測定光をセル１０′
内に複数回往復させて所定の光路長を得るように（いわ
ゆるマルチパルスセルとして）構成されるが、セル１
０′内に反射鏡１２′及びその光軸調節のための角度調
整機構を含む保持機構を配設すると、温度及び雰囲気に
よって短期間で腐食・劣化して機能不全を生じてしまう
ため、反射鏡１２′はセル１０′の両端に設けられた透
過窓１７′の外側に配設され、測定光を透過窓１７′を
介してセル１０′内に反射するようになっている。 【００１３】また、ＳＯ3は低温では硫酸ガスとなって
紫外線を吸収しなくなって正しい計測値が得られないた
め、セルにはヒーターが設けられ、内部のガスを硫酸ガ
ス化する温度以上に保つようになっている。 【００１４】上記のごときＳＯ3濃度計測装置を前述の
有害成分除去装置の各部に設けてそれぞれの部位のＳＯ
3濃度を計測し、その測定結果に基づいて運転条件を設
定することで、効率の良い合理的な運転が可能となる。 【００１５】即ち、脱硫装置の予熱器の前段のＳＯ3濃
度から酸露点温度が解るために吸排気の熱交換比率を高
めて効率を向上できると共に、脱硫装置において必要充
分なアンモニア量が解るために無駄のない合理的な添加
が可能となる。 【００１６】また、脱硝装置ではＮＯXを還元する還元
触媒が劣化するとＳＯ2をＳＯ3に酸化する酸化触媒とし
て機能するようになるが、脱硝装置の前後のＳＯ3濃度
を計測して比較することで還元触媒の劣化度合いを知る
ことができる。 【００１７】更に、従来できなかったＳＯ3の連続測定
が可能となることから、外部への排出監視にも利用でき
る。 【００１８】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のごと
き構成のＳＯ3濃度計測装置では、測定光の光路を屈曲
する反射鏡はセルの両端に設けられた窓の外側に配設さ
れているため、測定光はセルへの入射及びセルからの出
射の都度窓を透過する。このため、測定光が窓を透過す
る際にその表面で乱反射を生じ、これら反射光が迷光と
なって算出手段に至ってノイズとなり、測定誤差の原因
となるという問題があった。 【００１９】本発明は、上記解決課題に鑑みてなされた
ものであって、セルを往復する測定光の透過窓に起因す
る迷光の発生を防ぎ、精度の高い測定を可能とするＳＯ
3濃度計測装置の提供を目的とする。 【００２０】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のＳＯ3濃度計測装置は、煙道を流れる排ガスをセル
内のガス室に導入し、該ガス室内のガスを通過した測定
光のＳＯ3による吸収を解析してその濃度を測定するＳ
Ｏ3濃度計測装置であって、測定光の光路を光路屈曲部
材で屈曲して前記ガス室を往復させるように構成された
ものにおいて、前記セルには前記ガス室を挟む両側にそ
れぞれ隔壁部材を介して隔離設置空間が形成されて当該
隔離設置空間内に前記光路屈曲部材が配設され、前記隔
壁部材の光路部位に測定光通過孔が開口形成されると共
に、前記隔離設置空間に不活性ガスを供給するパージガ
ス供給手段を備えて構成されていることを特徴とする。 【００２１】 【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施の形態について説明する。 【００２２】図１は本発明に係るＳＯ3濃度計測装置の
全体構成を示す概念図であり、図２（Ａ）はそのセルの
拡大図である。 【００２３】ＳＯ3濃度計測装置１は、吸入管路２１と
排出管路２２を介して煙道２に接続された所定長さの密
閉された円柱状セル１０と、キセノンランプ等を備えて
セル１０内に測定光を照射する光源３０と、該光源３０
から出射してセル１０内のガスを透過した測定光を受光
してＳＯ3濃度を算出する分析演算装置４０とを備えて
構成されている。 【００２４】吸入管路２１は煙道２内に突出配設された
プローブ２１Ａに接続されると共に途中にフィルター２
０が介装され、また、排出管路２２にはポンプ２３が介
設されてこのポンプ２３の駆動によって煙道２を流れる
排ガスをフィルター２０を介してセル１０に導入し、煙
道２に排出する。 【００２５】セル１０は、所定長さの円筒の両端部が側
端壁１０Ｌ，１０Ｒによって閉塞されて内部にガス室１
１が形成されると共に、そのガス室１１の両端に光路屈
曲部材としての複数の反射ミラー１２（１２Ａ〜１２
Ｅ）が配設され、これら反射ミラー１２…によって測定
光の光路を屈曲してガス室１１を複数回往復通過させた
後、分析演算装置４０に向けて出射するいわゆるマルチ
パスセルとして構成されている。尚、セル１０の形状は
円筒状に限るものではなく、角柱状や他の形状であって
も良いものである。 【００２６】セル１０の周囲には加熱装置５０が配設さ
れており、この加熱装置５０は温度制御装置５１によっ
て制御されてセル１０内の被検ガスの温度をＳＯ3の酸
露点以上の所定温度（例えば４００℃）に保持するよう
になっている。 【００２７】分析演算装置４０は、測定光を分光する分
光器４１と、分光した測定光を受光する受光素子４２
と、その受光結果に基づいてＳＯ3濃度を算出する演算
装置４３とを備えて構成されている。 【００２８】そして、上記構成のＳＯ3濃度計測装置１
は、煙道２を流れる排ガスの一部を被検ガスとしてフィ
ルター２０によって粉塵を除去しつつ吸入管路２１を介
してセル１０のガス室１１に導入し、光源３０からの出
射してガス室１１内の被検ガスを透過した測定光を分析
演算装置４０で受光し、被検ガスを透過する際の紫外線
の吸収量に基づいて多変量解析によってＳＯ3濃度を算
出するものである。 【００２９】ここで、セル１０は、両端の側端壁１０
Ｌ，１０Ｒの内側にそれぞれ所定間隔離間して隔壁部材
としての隔壁１３，１４が配設されて、左右の隔壁１
３，１４の間がガス室１１とされると共に、その両端の
隔壁１３，１４と側端壁１０Ｌ，１０Ｒとの間がそれぞ
れ隔離設置空間としてのミラーボックス（入出射ミラー
ボックス１５，反射ミラーボックス１６）とされ、これ
らミラーボックス１５，１６内に反射ミラー１２…が配
設されている。 【００３０】図中左側の入出射ミラーボックス１５に
は、当該セル１０の中心軸と直交して入射する測定光を
ガス室１１側に向けて略直角に屈曲する入射ミラー１２
Ａと、他方の反射ミラーボックス１６からの測定光を反
転屈曲する反転ミラー１２Ｃと、更に反射ミラーボック
スから戻る測定光をセル１０の中心軸と直交するように
屈曲して外部に出射する出射ミラー１２Ｅとが配設さ
れ、各ミラー１２Ａ，１２Ｃ，１２Ｅの調整機構１２
ａ，１２ｃ，１２ｅが側端壁１０Ｌを貫通して外部に突
出配設されている。この入出射ミラーボックス１５への
入射位置及び出射位置には、石英ガラス等による入出射
窓１５Ａ，１５Ｂが設けられている。入出射ミラーボッ
クス１５とガス室１１とを仕切る隔壁１３には、図２
（Ａ）のＢ−Ｂ断面に相当する隔壁１３の平面図である
図２（Ｂ）に示すように、測定光の光路位置にそれぞれ
必要最小限の径の測定光通過孔としての測定光孔１３Ａ
…が形成され、測定光はこの測定光孔１３Ａ…を通るよ
うになっている。 【００３１】他方側の反射ミラーボックス１６には、入
出射ミラーボックス１５から入射するセル１０の中心軸
と略平行な測定光を反転屈曲する二組の反射ミラー１２
Ｂ，１２Ｄが配設され、それぞれの調整機構１２ｂ，１
２ｄが側端壁１０Ｒを貫通して外部に突出配設されてい
る。反射ミラーボックス１６とガス室１１とを仕切る隔
壁１４には、隔壁１３と同様に測定光の光路と対応する
位置にそれぞれ通過孔としての測定光孔１４Ａ…が形成
されているものである。 【００３２】また、両ミラーボックス１５，１６には、
パージガス供給手段としてのパージガス供給装置６０が
パージガス管路６１を介して接続されており、パージガ
ス供給装置６０からアルゴン又は窒素等の不活性ガスが
供給されるようになっている。その供給される不活性ガ
スの圧力は、ガス室１１に供給される被検ガスの圧力よ
り僅かに高く設定される。 【００３３】上記構成のセル１０では、入射窓１５Ａを
介して入出射ミラーボックス１５に入射した測定光を、
入射ミラー１２Ａによってセル１０の中心軸と略平行に
屈曲させ、反射ミラーボックス１６の反射ミラー１２
Ｂ，１２Ｄと入出射ミラーボックス１５の反射ミラー１
２Ｃとの間でガス室１１を複数回往復（図は二往復）さ
せ、入出射ミラーボックス１５の出射ミラー１２Ｅで反
射屈曲して出射窓１５Ｂを介して分析演算装置４０に向
けて出射する。各ミラーボックス１５，１６からガス室
１１への出射及びガス室１１からミラーボックス１５，
１６への入射は、隔壁１３，１４の通過孔１３Ａ，１３
Ｂ，１３Ｃ，１４Ａ，１４Ｂを介して行われ、従って、
その際に反射や減光が生ずることが無い。 【００３４】測定時には、セル１０は加熱装置５０によ
ってガス室１１内の被検ガスを酸露点以上の所定温度
（例えば４００℃）とすべく加熱維持され、また、ミラ
ーボックス１５，１６にはパージガス供給装置６０から
不活性ガスが供給される。ミラーボックス１５，１６に
供給される不活性ガスの圧力は前述のごとくガス室１１
内の被検ガスの圧力より僅かに高く設定され、このため
不活性ガスは隔壁１３，１４の通過孔１３Ａ…，１４Ａ
…を介してガス室１１内へ漏出する。これにより、ミラ
ーボックス１５，１６の内部は常に不活性ガスに充たさ
れ、それ内部に配設された反射ミラー１２…及びそれら
の調整機構１２ａ〜１２ｅが被検ガスに曝露されること
による腐食や劣化は防がれるものである。隔壁１３，１
４の通過孔１３Ａ…，１４Ａ…を介してガス室１１へ漏
出した不活性ガスは、ガス室１１から排出される被検ガ
スと共に排出管路２２を介して下流側の煙道２に排出さ
れる。 【００３５】尚、不活性ガスの温度は、ミラーボックス
１５，１６内の反射ミラー１２…及びそれらの調整機構
１２ａ〜１２ｅの腐食・劣化防止の観点からは低い方が
良いが、ガス室１１内の被検ガスを酸露点以上の温度に
維持するためには同様の温度に予め加熱して供給するこ
とが好ましい。 【００３６】また、屈曲回数を含む光路構成は上記構成
例に限るものではなく、適宜変更可能なものである。 【００３７】 【発明の効果】以上述べたように、本発明に係るＳＯ3
濃度計測装置によれば、セルにはガス室を挟む両側にそ
れぞれ隔壁部材を介して隔離設置空間が形成されて当該
隔離設置空間内に光路屈曲部材が配設され、隔壁部材の
光路部位に測定光通過孔が開口形成されると共に、隔離
設置空間に不活性ガスを供給するパージガス供給手段を
備えて構成されていることにより、セル内を往復する測
定光は通過孔を通過するために反射や屈折によって迷光
を生ずることは全く無く、また、反射鏡はパージガス供
給手段から供給される不活性ガス雰囲気中に位置するた
めに排ガスによって酸化や劣化を生ずることも無く、精
度の高い測定が可能となると共に高い耐久性を得ること
ができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＳＯ3濃度計測装置の全体構成を
示す概念図である。 【図２】（Ａ）はセルの拡大図，（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断
面に相当する隔壁の平面図である。 【図３】有害成分除去装置を備えたボイラーの一例の概
念図である。 【図４】従来例としてのＳＯ3濃度装置の概念図であ
る。 【符号の説明】 １ ＳＯ3濃度計測装置 ２ 煙道 １０ セル １１ ガス室 １２ 反射ミラー（光路屈曲部材） １３，１４ 隔壁（隔壁部材） １３Ａ，１４Ａ 測定光孔（測定光通過孔） １５ 入出射ミラーボックス（隔離設置空間） １６ 反射ミラーボックス（隔離設置空間） ６０ 不活性ガス供給装置（パージガス供給手段）
示す概念図である。 【図２】（Ａ）はセルの拡大図，（Ｂ）はそのＢ−Ｂ断
面に相当する隔壁の平面図である。 【図３】有害成分除去装置を備えたボイラーの一例の概
念図である。 【図４】従来例としてのＳＯ3濃度装置の概念図であ
る。 【符号の説明】 １ ＳＯ3濃度計測装置 ２ 煙道 １０ セル １１ ガス室 １２ 反射ミラー（光路屈曲部材） １３，１４ 隔壁（隔壁部材） １３Ａ，１４Ａ 測定光孔（測定光通過孔） １５ 入出射ミラーボックス（隔離設置空間） １６ 反射ミラーボックス（隔離設置空間） ６０ 不活性ガス供給装置（パージガス供給手段）
─────────────────────────────────────────────────────
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(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０１Ｎ 21/15 Ｇ０１Ｎ 21/15
(72)発明者 八木 武人
東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
(72)発明者 倉田 孝男
東京都江東区豊洲三丁目１番15号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
(72)発明者 草間 滋
東京都江東区豊洲三丁目２番16号 石川島
播磨重工業株式会社東京エンジニアリング
センター内
(72)発明者 鈴木 孝平
神奈川県横浜市磯子区新中原町１ 石川島
播磨重工業株式会社機械・プラント開発セ
ンター内
Ｆターム(参考） 2G052 AA02 AB07 AB08 AC25 AD02
AD42 BA03 BA14 CA08 CA29
EA03 EB11 EB12 FC04 FC12
GA12 HB06 HC25 HC40 JA07
JA09 JA10 JA11 JA18 JA22
2G057 AA01 AB03 AB06 AC03 BA05
BB02 BD01 DA03 DA11 DC01
EA01 JA03
2G059 AA01 BB01 CC06 DD12 DD13
DD15 DD16 EE01 EE12 GG10
HH03 JJ01 JJ12 KK01 LL03
LL04 MM01 MM02 NN01 NN07
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】煙道を流れる排ガスをセル内のガス室に導
入し、該ガス室内のガスを通過した測定光のＳＯ3によ
る吸収を解析してその濃度を測定するＳＯ3濃度計測装
置であって、測定光の光路を光路屈曲部材で屈曲して前
記ガス室を往復させるように構成されたものにおいて、 前記セルには前記ガス室を挟む両側にそれぞれ隔壁部材
を介して隔離設置空間が形成されて当該隔離設置空間内
に前記光路屈曲部材が配設され、前記隔壁部材の光路部
位に測定光通過孔が開口形成されると共に、前記隔離設
置空間に不活性ガスを供給するパージガス供給手段を備
えて構成されていることを特徴とするＳＯ3濃度計測装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197936A JP2003014636A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Ｓｏ３濃度計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001197936A JP2003014636A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Ｓｏ３濃度計測装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003014636A true JP2003014636A (ja) | 2003-01-15 |
Family
ID=19035459
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001197936A Pending JP2003014636A (ja) | 2001-06-29 | 2001-06-29 | Ｓｏ３濃度計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003014636A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006267047A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Toshiba Corp | レーザー光を利用した物質検出装置及びその方法 |
| JP2009042217A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Korea Research Inst Of Standards & Science | 実時間工程診断ができる分光分析器 |
| US7749446B2 (en) * | 2004-10-02 | 2010-07-06 | Peterman Jr John William | Optimized gas cell |
| WO2023095326A1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | 富士電機株式会社 | ガス分析計および多重反射セル |
-
2001
- 2001-06-29 JP JP2001197936A patent/JP2003014636A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7749446B2 (en) * | 2004-10-02 | 2010-07-06 | Peterman Jr John William | Optimized gas cell |
| JP2006267047A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Toshiba Corp | レーザー光を利用した物質検出装置及びその方法 |
| JP2009042217A (ja) * | 2007-08-07 | 2009-02-26 | Korea Research Inst Of Standards & Science | 実時間工程診断ができる分光分析器 |
| WO2023095326A1 (ja) * | 2021-11-29 | 2023-06-01 | 富士電機株式会社 | ガス分析計および多重反射セル |
| JP7485237B2 (ja) | 2021-11-29 | 2024-05-16 | 富士電機株式会社 | ガス分析計および多重反射セル |
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