JP2013160692A - 排ガス分析装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安価かつ簡易に排ガスを分析する。
【解決手段】排ガス分析装置１において、排ガス分析計２は、煤塵に対する耐久性がない、既製の小型の燃焼排ガス分析計であり、排ガス中の酸素濃度、一酸化炭素濃度及び窒素酸化物濃度を測定する。そして、収納ケース２０の台２１に固定され、電源プラグ１６から給電を受けて動作し、吸気管９から排気ガスを吸入し、その排気ガスの成分分析を行い、その後、排ガスを排気管１０へ排出する。洗浄瓶３は、排気ガス中のドレンを貯める透明な瓶である。目視窓４は、収納ケース２０の側面に設けられ、収納ケース２０の外部から洗浄瓶３の内部を視認できる。導入管６は、導入口５から排ガスを吸入し、その排ガスを洗浄瓶３の中に導き入れる。綿７は、導入管６の排出口を包むように設けられ、排ガス中の煤塵を除去し、ドレンを回収する。付属フィルタ８は、吸気管９の吸入口に設けられ、排ガス中の水蒸気を除去する。
【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス中のＮＯｘやＣＯ等の有害ガスの濃度を測定し、排ガスの燃焼性を分析する装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンやボイラの、ＮＯｘやＣＯ等を含む燃焼排ガスを評価するには、ガスクロマトグラフ質量分析計や燃焼排ガス分析計を用いる方法があり、一方、分析器（例えば、オールザット分析計）など、試薬等を用いる、人手による分析手法もある。

また、事業会社内で試験研究やサンプル測定をする（換言すれば、日常の傾向管理や計量証明を伴わない）場合には、既製のガスクロマトグラフや排ガス分析計、検知管を用いて、簡易に燃焼排ガスの濃度測定を実施することもある。

特開２０１０−２２７７４９号公報

しかしながら、ディーゼルエンジンやボイラの排ガスは高濃度の煤塵を含んでいるため、既製の排ガス分析計は、その本体とともに、ガス採取部も高濃度の煤塵に耐えるような構造仕様の製品を使用する必要があるので、本体の価格だけでなく付属品の価格を含めて、装置全体のコストが高くなる。また、ガスクロマトグラフに関しても、特殊な専用装置であるが故に高価であり、煤塵による影響をなくすため、前処理フィルタ等を用いて、煤塵を取除く必要があるので、さらに高価になる。一方、分析器による測定は、試薬の準備や測定手法を熟知した技術者が行う必要があり、簡単にできるわけではない。

また、検知管を用いた手法により、複数組成のガスを測定する際には、都度検知管の取替えが必要であり、高濃度の煤塵を含むガスに関しては、測定値に悪影響を及ぼすとともに、測定値を読取る人の見方により差異が生じる。

なお、特許文献１には、排ガス処理方法として、酸性ガス除去工程において、濃度計測工程で計測された二酸化硫黄濃度及び塩化水素濃度に基づき、排ガス中の濃度が目標濃度に近付くように、液状アルカリ剤や粉末アルカリ剤の供給量を制御する方法が開示されているが、安価かつ簡易に、排ガス中の煤塵を取り除いて、排ガスを分析するものではない。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、安価かつ簡易に排ガスを分析することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、排ガス分析装置であって、排ガス中の固体及び液体を吸着し、当該排ガス中の気体を透過させるフィルタと、前記フィルタを収容する容器と、前記フィルタを透過した気体を、前記容器から吸入し、分析する排ガス分析計と、を備えることを特徴とする。

この構成によれば、フィルタは、排ガス中の煤塵やドレンを吸着し、それらを除いた気体を透過させるものであればよく、例えば、綿や繊維フィルタが使えるので、安価に調達できる。そして、そのフィルタを入れた容器を、排ガス分析計から出ている吸気管の吸入口に付けることにより、排ガス分析装置を簡易に製作できる。これによれば、排ガスを分析する際に、安価なフィルタの容器を、煤塵への耐久性がなく、安価な排ガス分析計に付けることにより、安価かつ簡易に排ガスの濃度を測定することができる。さらに、排ガス分析計が、煤塵への耐久性を備えていなくても、フィルタを用いることにより、ディーゼルエンジンやボイラの、煤塵を含む燃焼排ガスを分析可能とすることができる。

また、本発明の上記排ガス分析装置において、前記容器及び前記排ガス分析計を収納する筐体を備え、前記筐体は、外気を前記筐体の内部へ吸入する吸気口と、前記筐体の内部の空気を外部へ排出する排気ファンと、を備えることとしてもよい。
この構成によれば、筐体に収納された排ガス分析計から発生する熱を外部に排出することにより、排ガス分析計の温度上昇を防止することができる。

また、本発明の上記排ガス分析装置において、前記容器は、透明であり、前記筐体は、前記容器の近傍に透明な開口部をさらに備えることとしてもよい。
この構成によれば、開口部を通して、フィルタを収容した容器の内部を、筐体の外部から目視可能であるので、フィルタの色や容器に溜まったドレンの量を確認することができる。これによれば、フィルタに煤塵が吸着して黒くなったときに、フィルタを交換し、ドレンの量が多くなったときに、ドレンを廃棄することができる。

また、本発明の上記排ガス分析装置において、外部から供給される電力を所定の電圧に変圧可能な変圧器をさらに備えることとしてもよい。
この構成によれば、変圧器を用いることにより、外部電源の電圧が異なっても、同じ電圧の電力を排ガス分析計に供給できるので、日本国内でも、海外でも、同じ排ガス分析計を用いた排ガス分析装置を使用することができる。

また、本発明の上記排ガス分析装置において、前記フィルタは、綿であることとしてもよい。

その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。

本発明によれば、安価かつ簡易に排ガスを分析することができる。

排ガス分析装置１の構成を示す斜視図である。

以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態を説明する。本発明の実施の形態に係る排ガス分析装置は、小型の燃焼排ガス分析計と、排ガス中の煤塵を取除くフィルタとを組み合わせたものである。フィルタは、排ガスに対して、触媒反応や化学反応を起こすことなく、固体及び液体だけを吸着し、気体をそのまま透過させる脱塵・ドレン回収フィルタであり、例えば、綿や繊維フィルタが用いられる。

これによれば、小型であり、かつ、必要に応じて搬送可能であり、従来の装置に比べて安価に製作可能となる。

図１は、排ガス分析装置１の構成を示す斜視図である。排ガス分析装置１は、例えば、２７０ｍｍ（縦）×５００ｍｍ（横）×２８５ｍｍ（高さ）の筐体である収納ケース２０を備え、収納ケース２０は、蓋により開閉可能であり、主として、排ガス分析計２、洗浄瓶３及び電源機器ＰＳを収納する。

排ガス分析計２は、既製の小型の燃焼排ガス分析計であり、煤塵に対する耐久性はないが、高濃度の排ガスに対しては希釈機能によりセンサを保護することができ、排ガス中の酸素濃度、一酸化炭素濃度及び窒素酸化物濃度を測定可能である。排ガス分析計２は、収納ケース２０の底面から洗浄瓶３の高さと同じくらいの高さの台２１に固定され、吸気管９、排気管１０及び電源プラグ１６が接続されている。排ガス分析計２は、電源プラグ１６から直流電力の供給を受けて、吸気管９から排気ガスを吸入し、その排気ガスの成分分析を行うとともに、その後の排ガスを排気管１０へ排出する。

なお、排ガス分析計２は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）ケーブルの接続端子（図示せず）を備えており、収納ケース２０の蓋が閉められ、分析計の表示部が見えない状態であっても、分析計と、ＰＣ（Personal Computer）との間にＵＳＢケーブルを接続することにより、ＰＣの画面に排気ガスに関する測定値等を表示することができる。このとき、ＰＣに分析計専用のソフトウェアをインストールすることにより、分析データの監視、収録及び編集が可能になる。排ガス分析計２には、例えば、株式会社テストーにより提供される、ハンディタイプ燃焼排ガス分析計が用いられる。

洗浄瓶３は、排気ガス中のドレンを貯める透明な容器であり、収納ケース２０のコーナー部に２枚の板２２、２３により固定される。目視窓４は、収納ケース２０の上記コーナー部近傍の側面に設けられる透明な開口部である。目視窓４を通して、収納ケース２０の外部から洗浄瓶３の内部を目視することにより、洗浄瓶３の中に溜まったドレンの量や、後述するように洗浄瓶３に収容された綿７の色を確認することができる。そして、ドレンの量が多かったり、綿７が変色したりしていることが分かった場合には、洗浄瓶３を収納ケース２０から取り出すことにより、洗浄瓶３に溜まったドレンを廃棄したり、綿７を新しいものに交換したりすることができる。

導入管６は、導入口５から排ガス（吸気）を吸入し、その排ガスを洗浄瓶３の中に導き入れる管である。綿７は、洗浄瓶３に収容され、導入管６の排出口を包み込むように設けられ、排ガスを排ガス分析計２に取り込む前に、排出口から出る排ガス中の煤塵（固体）を除去し、ドレン（ミスト状の液体）を回収するフィルタである。綿７に煤塵が溜まって、綿７の色が黒くなったときには、洗浄瓶３の蓋を開けて交換することができる。実際には、綿７として、フレッシュスペリオール（登録商標）が用いられるが、繊維フィルタ等で代用してもよい。

付属フィルタ８は、排ガス分析計２の専用部材として、綿７より高い位置にある、吸気管９の吸入口に設けられ、排ガス中の水蒸気及び綿７で完全に除去し切れなかった煤塵を除去することが可能となり、排ガス分析計２の機器保護につながる。吸気管９は、付属フィルタ８を通過した排ガスを排ガス分析計２まで誘導する。一方、排ガス分析計２から排出された排ガス（排気）は、排気管１０を通して排気口１１から排気される。

電源機器ＰＳとしては、電源ケーブル１２、電源トランス１３、ＤＣ／ＡＣインバータ１４及びコンセント１５を備える。電源ケーブル１２は、外部の電源から給電を受けるためのケーブルである。電源トランス１３は、例えば、外部の電源から受けた８５〜２３０Ｖの電圧を所定の電圧に変換可能な変圧器であり、外部の電源が１００Ｖでも、２００Ｖであっても同じ電圧に変換できる。これにより、日本国内でも、海外であっても同じ使用電圧の排ガス分析計２を用いることができる。ＤＣ／ＡＣインバータ１４は、電源トランス１３から受けた電力を交流から直流へ変換し、排気ファン１８に供給する。コンセント１５は、海外であっても排ガス分析計２が使用できるように、電源トランス１３で１００Ｖの電圧に変換された交流電力の給電口である。

さらに、排ガス分析装置１は、収納ケース２０内部の排熱用として、吸気口１７及び排気ファン１８を備える。吸気口１７は、収納ケース２０の一側面に設けられ、外気を取り込む通風口である。排気ファン１８は、吸気口１７と相対する、収納ケース２０の側面に設けられ、ＤＣ／ＡＣインバータ１４から給電を受けて回転し、収納ケース２０内の空気を外部へ排出する。これにより、収納ケース２０内での排ガス分析計２や電源機器の温度上昇を抑止することができる。

なお、実際に、排ガス分析計２の吸気管９の前に綿７を設けた状態と、設けない状態とで、同じ排ガスの濃度計測を行った結果、計測値に差がないことから、排ガスのフィルタとして綿７を付けることによる、排ガス分析計２の濃度計測精度への影響はないことが確認されている。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、安価かつ簡易に排ガスを分析することができる。すなわち、排ガス分析計２に、綿７を入れた洗浄瓶３を付けることにより、小型であり、かつ、必要に応じて搬送可能な排ガス分析装置１を提供することができ、従来の装置に比べて安価に製作可能となる。そして、安価、かつ、簡易な構成により、高濃度な排ガスに対応可能であり、煤塵を除去することができるので、実際に排ガスの分析を行う上で非常に有用である。

さらに、以下の効果が期待できる。
（１）排ガス分析装置１の調達コストを低減することができる。実際には、装置コストが約２００万円から約１００万円に下がり、約５０％になった。
（２）高濃度の煤塵による、排ガス分析計２の損耗を防止することができ、メンテナンスコスト、ランニングコストの低減を図ることができる。従来、煤塵を含む排ガスに対して、フィルタなしで排ガス分析計２を用いると、早い時期に排ガス分析計２の分解、点検が必要になり、その費用に数万円かかっていた。
（３）短時間で簡易に、排ガスの濃度測定が可能となることから、研究業務の効率化を図ることができる。
（４）排ガス分析計２をＰＣに接続することにより、デジタル表示及びデータ収録が可能であることから、排ガス分析の正確性の向上を図ることができる。

≪その他の実施の形態≫
以上、本発明を実施するための形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１ 排ガス分析装置
２ 排ガス分析計
３ 洗浄瓶（容器）
４ 目視窓（開口部）
７ 綿（フィルタ）
１３ 電源トランス（変圧器）
１７ 吸気口
１８ 排気ファン
２０ 収納ケース（筐体）

Claims (5)

1. 排ガス中の固体及び液体を吸着し、当該排ガス中の気体を透過させるフィルタと、
   前記フィルタを収容する容器と、
   前記フィルタを透過した気体を、前記容器から吸入し、分析する排ガス分析計と、
   を備えることを特徴とする排ガス分析装置。
2. 請求項１に記載の排ガス分析装置であって、
   前記容器及び前記排ガス分析計を収納する筐体を備え、
   前記筐体は、
   外気を前記筐体の内部へ吸入する吸気口と、
   前記筐体の内部の空気を外部へ排出する排気ファンと、
   を備える
   ことを特徴とする排ガス分析装置。
3. 請求項２に記載の排ガス分析装置であって、
   前記容器は、透明であり、
   前記筐体は、前記容器の近傍に透明な開口部をさらに備える
   ことを特徴とする排ガス分析装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の排ガス分析装置であって、
   外部から供給される電力を所定の電圧に変圧可能な変圧器
   をさらに備えることを特徴とする排ガス分析装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の排ガス分析装置であって、
   前記フィルタは、綿である
   ことを特徴とする排ガス分析装置。

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