JP2003194680A - ガス分析用除湿器 - Google Patents

ガス分析用除湿器

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JP2003194680A
JP2003194680A JP2002293131A JP2002293131A JP2003194680A JP 2003194680 A JP2003194680 A JP 2003194680A JP 2002293131 A JP2002293131 A JP 2002293131A JP 2002293131 A JP2002293131 A JP 2002293131A JP 2003194680 A JP2003194680 A JP 2003194680A
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heat exchange
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gas
dehumidifier
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JP2002293131A
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English (en)
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Shigeyuki Akiyama
重之 秋山
Fujio Koga
富士夫 古賀
Yusaku Soda
勇作 曽田
Masahide Noaki
眞秀 野秋
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SODA KOGYO KK
Horiba Ltd
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SODA KOGYO KK
Horiba Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 試料ガス中の水分を除去するガス分析用除湿
器に関し、1つの熱交換ブロックを用いて冷却温度を均
一化すると共に部品点数を削減して製作費用を低減する
ことのできるガス分析用除湿器を提供することを目的と
する。 【解決手段】 ガス流通路及び液排出通路を設けた1つ
の熱交換ブロックと、2系列以上の試料ガス用入口側冷
却管及び出口側冷却管と、放熱器と、前記熱交換ブロッ
クと放熱器との両壁面に設置されるサーモモジュール
と、前記2系列以上の試料ガスより熱交換ブロック内で
凝縮された水滴を排出する排出管と、前記熱交換ブロッ
クに取り付けられる温度制御用センサとで構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、試料ガス中の水
分を除去するガス分析用除湿器、より詳しくは、熱交換
部の冷却温度を均一にし、且つ、部品点数も削減しコス
トを低減することのできるガス分析用除湿器に関する。
【0002】
【従来の技術】大気中の特定物質測定等に用いられるガ
ス分析装置において試料ガスを分析する場合、ガス中の
水分は検出機器等に種々の悪影響を及ぼすので事前に除
去する必要がある。水分の除去装置としては試料ガスを
冷却しガス中の水分を凝縮させて除去する機能を備えた
除湿器が用いられる(例えば特許文献1参照)。
【0003】図8は従来のガス分析用除湿器の熱交換部
の全体斜視図、図9はその横断面図である。このガス分
析用除湿器の熱交換部は、内部で試料ガスの熱を除去す
る熱交換ブロック1と、該熱交換ブロック1に試料ガス
を導入する入口側冷却管2と、除湿されたガスを分析部
へ導入する出口側冷却管3と、冷却され凝固した水分を
排出する排出管4と、前記熱交換ブロック1を冷却する
サーモモジュール5と、放熱器6と、より構成されてい
る。そして更に別系統の試料ガスを除湿する場合には、
前記熱交換ブロック1に密着させた伝熱用ブロック7を
介して別個の熱交換ブロック11を設け、該熱交換ブロ
ック11に試料ガスを導入する入口側冷却管12と除湿
されたガスを分析部へ導入する出口側冷却管13と冷却
され凝固した水分を排出する排出管14とを取り付ける
ように構成されている。8は熱交換ブロック1の温度を
検出する温度センサであって該熱交換ブロック1の温度
を調節するためのものである。尚、前記放熱器6には前
記サーモモジュール5より導かれた熱を放出する冷却フ
ィン6fが設けられている。
【0004】前記熱交換ブロック1及び11の内部には
ガス通路と凝固した水分を排出させるための通路が形成
されており、入口側冷却管2、12や出口側冷却管3、
13及び排出管4、14等はこれらの熱交換ブロック1
の各通路開口部で溶接されている。
【0005】
【特許文献1】実開昭62−135954号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ガス分析用除湿器にお
いては2系列以上の試料ガスの除湿を行う場合、上記す
るように熱交換ブロック1に更に伝熱用ブロック7を介
して別個の熱交換ブロック11を密着させて取り付け冷
却するようになっている。しかし、冷却温度を制御する
ための温度センサ8は一つであるためこれら熱交換ブロ
ック1と熱交換ブロック11との間で冷却温度に差が生
じ同時に温度制御することは困難であり、冷却性能も安
定しない。また、温度センサを2つ以上設置したり、熱
交換ブロック1、11と入口側冷却管2、12や出口側
冷却管3、13との間を溶接構造としたりするのはコス
トアップとなる。この発明はかかる課題に着目してなさ
れたものであり、単独の熱交換ブロックを用いて冷却温
度を均一化するとともに部品点数を削減して製作費用を
低減することのできるガス分析用除湿器を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】即ち、この発明は上記す
る課題を解決するために、ガス分析用除湿器が、1)ガス
流通路及び液排出通路を設けた1つの熱交換ブロック
と、該熱交換ブロックに接続される2系列以上の試料ガ
ス用入口側冷却管及び出口側冷却管と、放熱器と、これ
ら熱交換ブロックと放熱器との両壁面に密着させて設置
されるサーモモジュールと、前記2系列以上の試料ガス
より熱交換ブロック内で凝縮された水滴を排出する排出
管と、前記熱交換ブロックに取り付けられ該熱交換ブロ
ックの温度制御用センサとを備えたことを特徴とする。
また、2)前記入口側冷却管と出口側冷却管の位置関係が
系列によって反対であることを特徴とする。更に、3)前
記熱交換ブロックに設けた試料ガス用の入口側通路又は
出口側通路にスパイラル部材を配置したことを特徴とす
る。
【0008】[作用]ガス分析用除湿器を上記1)の手段と
すると、2系列以上の試料ガスを一つの熱交換ブロック
で効率良く冷却し水分を除去することができる。そして
例え試料ガスが2系列以上であっても1つのサーモモジ
ュールで1つの熱交換ブロックを冷却するだけでよいた
め温度制御も容易である。また、2)の手段とすれば、熱
交換率を更に良くすることも可能である。更に、3)の手
段とすれば、試料ガス導入直後の前記熱交換ブロックに
設けた通路での冷却部の表面積を大きくして冷却効率を
良くすることができる。また、試料ガス導入後直ちに水
分を凝縮することができる。
【0009】
【発明の実施の態様】以下、この発明の具体的実施例に
ついて図面を参照して説明する。図1はこの発明のガス
分析用除湿器の冷却部の斜視図であり、図2は横断面
図、図3は図2のA−A矢視断面である。尚、重複を避
けるため従来技術で説明した構成部品と同一の部品には
同一の符号を用いて説明する。この発明のガス分析用除
湿器は、1つの熱交換ブロック1と、該熱交換ブロック
1に取り付けられる2系列の入口側冷却管2、12及び
出口側冷却管3、13と、冷却フィン6fを形成した放
熱器6と、これら熱交換ブロック1と放熱器6との両壁
面に密着させて設置されるサーモモジュール5と、凝固
した水滴を排出する排出管4、14と等で構成される。
【0010】前記熱交換ブロック1は熱良導体材料(例
えばアルミニゥム)で製作され、冷却管2や3等はステ
ンレスやチタン材で製作されたものが利用される。尚、
前記サーモモジュール5は、二種の異種金属からなるペ
ルチェ素子に直流電流を流すと一方の側は冷却され他方
の側は温められる、といういわゆるペルチェ効果を利用
した冷却装置である。前記熱交換ブロック1の表面1a
と放熱器6の表面6a及びサーモモジュール5の表面は
高精度に加工して良く密着させて接合する。前記サーモ
モジュール5と熱交換ブロック1及び冷却管2や3及び
排出管4等の周囲には発砲ウレタンフォーム等の断熱材
9を充填し、ケ−ス10を放熱器6に取り付けて組み立
てる。
【0011】前記熱交換ブロック1の内部には、入口側
冷却管2から導入された試料ガスを流通させる縦方向の
通路1d及び横方向の通路1eと、除湿された試料ガス
を流通させるための縦方向の通路1fと、凝縮した試料
ガス中の水分を排出するための通路1gとが設けられて
いる。尚、途中の横方向の通路1eには凝縮した水滴を
溜める水溜まりを設けることもある。また、もう一つの
系列の入口側冷却管12、出口側冷却管13、排出管1
4等を接続する熱交換ブロック1の通路も同様な構造で
あるから説明は省略する(以下の説明においても同
様)。上記するように前記熱交換ブロック1には2系列
以上の試料ガスを冷却するためそれぞれ試料ガスの入口
側冷却管2、12及び出口側冷却管3、13とが取り付
けられるが、該熱交換ブロック1とこれらの入口側冷却
管2、12及び出口側冷却管3、13との接合は伝熱セ
メントにより密着させて接合させる。また、該熱交換ブ
ロック1には冷却温度制御用の例えば熱電対、サーミス
ター等の温度センサ8が設置されており、冷却温度を所
定の温度に調節するようにしてある。尚、この場合、入
口側冷却管を2及び13とし、出口側冷却管を3及び1
2とすることで熱交換率を更に良くすることも可能であ
る。
【0012】この発明のガス分析用除湿器は以上のよう
な構成からなり、2系列以上の試料ガスを一つの熱交換
ブロックで効率良く冷却し水分を除去することができ
る。そして例え試料ガスが2系列以上であっても1つの
サーモモジュール5で1つの熱交換ブロック1を冷却す
るだけでよいため温度制御も容易である。
【0013】図4はこの発明のガス分析用除湿器の第2
の実施例の冷却部の斜視図であり、図5は横断面図、図
6は図5のB−B矢視断面図である。上記する実施例に
おいて入口側冷却管2より熱交換ブロック1内の通路1
dに導入された試料ガスは該熱交換ブロック1内で冷却
されガス中の水分は凝縮して水滴となり排出通路1gよ
り排出される。そして図3に示すように、除湿された試
料ガスは通路1fを通って出口側冷却管3より分析部
(分離部、検出部)へ導かれるが、水蒸気が冷却され凝
縮して水となる際いわゆる蒸発潜熱を出すため試料ガス
は入口側通路1dで特によく冷却する必要がある。例え
ば試料ガス自体を5°Cに冷却するのは単に冷却するだ
けでよいが、水が凝縮する際生じる蒸発潜熱を考慮して
5°Cとするには更に低温度で冷却する必要がある。従
って試料ガスは出口側通路1fを通過する間に意図する
冷却温度より過度に冷却されることがある。
【0014】そこで、この実施例では熱交換ブロック1
の入口側冷却管2から導入される試料ガスの通路1dは
上面1aから内部の縦方向へ設けると共に横方向の通路
1eを穿設しそのまま該熱交換ブロック側面1bより開
口させると共に該開口部に試料ガス出口用冷却管3を接
続する(もう一つの出口側冷却管13は熱交換ブロック
1の他の面1cの方向に設けた通路の開口部に接続す
る)。即ち、入口側冷却管2から導入されるガスの通路
1dは通常の長さを有する冷却通路とし、除湿された後
のガス出口用の通路は短い横方向の通路1eとするもの
である。従って出口側冷却管3は熱交換ブロック1の下
部に連結することになる(出口側冷却管13も同様)。
【0015】このように熱交換ブロック1のガス出口側
の通路を短くすると、導入された試料ガスは熱交換ブロ
ック1の内部の通路1d及び通路1eで冷却されて除湿
され所定の温度(2°C〜5°C)に冷却され除湿され
たら直ちに再冷却されることなく分析部へ排出される。
従って試料ガスが必要以上に過度に冷却されることはな
くなる。また、図1乃至図3に示す実施例では試料ガス
の導入、排出の関係から熱交換ブロック1の同じ上面に
配管するのは配管継手を使用する関係上若干配管しずら
い傾向がある。しかしこの実施例のごとく熱交換ブロッ
ク1の上面1aと側面1b(或いは1c)に交互に配管
してやると入口側冷却管と出口側冷却管の配管方向が異
なるので配管工事がし易くなる。そして2系列以上であ
っても熱交換ブロック1自体をコンパクトにすることが
できるので熱交換率を良くすることができる。
【0016】図7はこの発明のガス分析用除湿器の第3
の実施例であり、図5のB−B矢視断面図と同じ方向か
ら見た図である。即ち、熱交換ブロック1の入口側冷却
管2より導入されるガスの通路1dにスパイラル(螺
旋)部材15を挿入したものである。この実施例は上記
するように、試料ガス導入直後の前記熱交換ブロック1
に設けた通路1dでの冷却部の表面積を大きくして冷却
効率が良くなるようにしてある。従ってガス導入後直ち
に水分を凝縮したい場合に便利となる。該スパイラル部
材15の材料としては金属でもよく合成樹脂であっても
よい。尚、このスパイラル部材15は熱交換ブロック1
の出口側の通路1f(図3参照)に設置しても良い。
【0017】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明のガス分析
用除湿器によれば、単独の熱交換ブロックで2系列以上
の試料ガスを効率よく冷却することができる。また、部
品点数も大幅に減らすことができるので製作コストを低
減することができる。更に、出口側冷却管を熱交換ブロ
ックの側面に接続することができるので配管しやすくな
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のガス分析用除湿器の冷却部の斜視図
である。
【図2】この発明のガス分析用除湿器の冷却部の横断面
図である。
【図3】図2のA−A矢視断面である。
【図4】この発明のガス分析用除湿器の第2の実施例の
冷却部の斜視図である。
【図5】この発明のガス分析用除湿器の第2の実施例の
冷却部の横断面図である。
【図6】図5のB−B矢視断面図である。
【図7】この発明のガス分析用除湿器の第3の実施例で
あって図5のB−B矢視断面図と同じ方向から見た図で
ある。
【図8】従来のガス分析用除湿器の冷却部の斜視図であ
る。
【図9】従来のガス分析用除湿器の冷却部の横断面図で
ある。
【符号の説明】
1 熱交換ブロック 1d、1e、1f、1g 熱交換ブロック内通路 2、12 入口側冷却管 3、13 出口側冷却管 4、14 排出管 5 サーモモジュール 6 放熱器 8 温度センサ 15 スパイラル部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 古賀 富士夫 京都市南区吉祥院宮の東町2番地 株式会 社堀場製作所内 (72)発明者 曽田 勇作 東大阪市花園東町2丁目8番15号 株式会 社ソダ工業内 (72)発明者 野秋 眞秀 東大阪市花園東町2丁目8番15号 株式会 社ソダ工業内 Fターム(参考) 2G052 AA01 AD22 AD42 EB04 EB13 FB03 FB05 FD17 HA17 JA03 JA04 JA07 JA15 4D052 AA00 BA06 BB01 BB02 GA01 GA03 GB02

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ガス流通路及び液排出通路を設けた1つ
    の熱交換ブロックと、該熱交換ブロックに接続される2
    系列以上の試料ガス用入口側冷却管及び出口側冷却管
    と、放熱器と、前記熱交換ブロックと放熱器との両壁面
    に密着させて設置されるサーモモジュールと、前記2系
    列以上の試料ガスより熱交換ブロック内で凝縮された水
    滴を排出する排出管と、前記熱交換ブロックに取り付け
    られ該熱交換ブロックの温度制御用センサとを備えたこ
    とを特徴とするガス分析用除湿器。
  2. 【請求項2】 前記入口側冷却管と出口側冷却管の位置
    関係が系列によって反対であることを特徴とする請求項
    第1項記載のガス分析用除湿器。
  3. 【請求項3】 熱交換ブロックに設けた試料ガス用の入
    口側通路又は出口側通路にスパイラル部材を配置したこ
    とを特徴とする請求項第1項若しくは第2項記載のガス
    分析用除湿器。
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