JP2567655B2 - ガス分析装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、例えば特願昭53−1726号（特公昭56−4882
2号公報）等により本願出願人が既に提案しているよう
に、サンプルガスと比較ガス（例えばゼロガス）とを所
定周波数で交互にガス分析計へ提供するように構成して
ある流体変調式ガス分析装置とか、あるいは、実願昭62
−200657号に示されているように、ガス分析計における
測定セルへサンプルガスを、そして、比較セルへ比較ガ
スを、夫々連続的に供給するように構成してあるガス分
析装置などのように、サンプルガスと比較ガスとを間欠
的あるいは連続的にガス分析計へ供給するように構成し
てあるガス分析装置に係り、更に詳しくは、それらガス
分析装置におけるガス分析計への比較ガス供給技術に関
するものである。

〔従来の技術〕

この種のガス分析装置においては、ガス分析計へ供給
されるサンプルガスと比較ガスとの水分含有率が異なる
と、その差が分析結果に悪影響を与えるため、サンプル
ガスおよび比較ガスに対して予め除湿処理を施すことに
よって、両者夫々の含有水分量ならびに両者の間の水分
含有率の差を可及的に小さく調整しておく、という配慮
がなされる。

そのための一般的な従来手段としては、前記流体変調
式ガス分析装置の場合を例にとれば、第５図に示すよう
に、サンプルガス供給ラインｓおよび比較ガス供給ライ
ンｒの夫々に、共通の電子冷却器ｙを介装して両者の間
の調湿を行う、という構成が用いられていた。なお、こ
の第５図において、ａはサンプルガス取り入れ口、ｂは
サンプルガス用１次フィルター、ｃはドレンセパレー
タ、ｄはドレンポット、ｅはサンプルガス用２次フィル
ター、ｆはサンプルガス供給用ポンプ、ｇは比較ガス用
フィルター（この比較ガスとしては、一般に、大気ある
いは窒素ガス等が用いられる）、ｈは比較ガス供給用ポ
ンプ、ｉは定圧トラップ、ｊはサンプルガスと比較ガス
とを所定周波数で交互にガス分析計へ供給する流体変調
機構（例えばロータリーバルブ等で構成される）、ｋは
ガス分析計、ｌは流量計を示している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記したような従来手段による場合に
は、サンプルガスおよび比較ガス中の含有水分をドレン
として凝縮させる方式の電子冷却器ｙを採用しているた
めに、露点を０℃以下に下げること（つまり、露点０℃
における水分含有率以下にすること）が不可能であり、
従って、例えば低濃度NO_Xの分析を行うような場合に
は、十分な測定精度を得られる程度に水分の除去を行う
ことができない、という問題があった。

そこで、第６図に示すように、サンプルガス供給ライ
ンｓおよび比較ガス供給ラインｒに、夫々、露点を０℃
以下に下げることが可能な半透膜除湿器x,xを介装する
ことにより、両者の水分含有率を共に十分に下げること
ができるように構成することが考えられているが、その
場合には、高価な半透膜除湿器ｘを両ラインs,rに各別
に設けなければならないため、非常にコスト高になるの
みならず、サンプルガスと比較ガスの水分含有率を必ず
しも確実に一致させることができない、という問題があ
る。なお、前記各半透膜除湿器ｘを通過させるべく供給
されるパージガスとしては、一般に、例えばドライエア
とかドライ窒素ガス等が用いられる。また、この第６図
における参照符号a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,r,sにより
示される各部材は、前記第５図のものと同様である。

本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的は、半透膜除湿器をただ１個用いるだけで
ありながら、サンプルガスおよび比較ガスの両方を、共
に十分に水分除去処理された状態で得ることができ、し
かも、それら両者の水分含有率を容易に一致させ得るよ
うにせんとすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的を達成するために、本発明は、第１図の概念
図（クレーム対応図）に示すように、サンプルガスと比
較ガスとをガス分析計へ、図中実線で示しているように
流体変調機構を設けることにより所定周波数で交互に、
あるいは、図中想像線で示しているように流体変調機構
を設ないで連続的に、供給するように構成してあるガス
分析装置において、前記ガス分析計へのサンプルガスの
供給路に半透膜除湿器を介装し、かつ、その半透膜除湿
器を通過させるべきパージガスとして乾燥された比較ガ
スを導入すると共に、そのパージガス（比較ガス）を、
該半透膜除湿器からのサンプルガスの出口における水分
含有率と等しいまたは略等しい水分含有率となる位置か
ら導出するように構成してある、 という点に特徴がある。

〔作用〕

かかる特徴構成により発揮される作用は次の通りであ
る。

即ち、上記本発明に係るガス分析装置においては、後
述する実施例の記載からもより一層明らかとなるよう
に、露点を０℃以下に下げることができる半透膜除湿器
をサンプルガスの供給路に設けてあるから、サンプルガ
スに対する水分除去作用を十分に発揮させ得ることは勿
論、その半透膜除湿器を通過させるべく供給されるパー
ジガスとして乾燥された比較ガスを導入するように構成
すると共に、そのパージガス（比較ガス）を、該半透膜
除湿器からのサンプルガスの出口における水分含有率と
等しいまたは略等しい水分含有率となる位置から導出す
るように構成してあるため、ただ１個の半透膜除湿器を
用いるだけでありながら、サンプルガスと比較ガスの水
分含有率を共に十分に小さくした状態で容易に一致させ
ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明に係るガス分析装置の具体的な一実施例
を図面（第２図ないし第４図）に基いて説明する（な
お、ここでは流体変調式ガス分析装置の場合を例にとっ
て説明する）。

第２図の全体概略構成図に示すように、例えばロータ
リーバルブ等で構成される流体変調機構１により、サン
プルガスと比較ガス（通常はゼロガス）とを所定周波数
で交互にガス分析計２へ供給するように構成してある流
体変調式ガス分析装置において、前記流体変調機構１に
対するサンプルガス供給ラインＳに、サンプルガス取り
入れ口3,1次フィルター4,ドレンセパレータ5,ドレンポ
ット6,2次フィルター7,ポンプ８等をこの順に配設する
と共に、前記ポンプ８と流体変調機構１との間に、露点
を０℃以下に下げること（つまり、露点０℃における水
分含有率以下にすること）が可能な半透膜除湿器Ｘを介
装して、サンプルガスに対する十分な水分除去を行える
ように構成してある。なお、この半透膜除湿器Ｘとは、
例えばナフィオン（デュポン社の商標）等の半透膜材料
で構成されたサンプルガス用主流路の周囲にパージガス
（乾燥ガス）を連続的に流動させるように構成されたも
のである。

而して、前記半透膜除湿器Ｘを通過させるべく供給さ
れるパージガスとして、本発明装置においては、比較ガ
スとして兼用できるガス（例えば、乾燥された大気や窒
素ガスなど）を導入すると共に、そのパージガス（比較
ガス）を、該半透膜除湿器Ｘからのサンプルガスの出口
（Ａ点）における水分含有率（露点）と等しいまたは略
等しい水分含有率（露点）となる位置（Ｂ点）から導出
し、そのようにして得られた比較ガスを前記流体変調機
構１へ供給するように構成してある。なお、この第２図
中、９は定圧トラップ、10は流量計である。

ところで、上記した半透膜除湿器Ｘからの比較ガス導
出位置（Ｂ点）は、例えば第３図に例示するような実験
結果に基いて決定することができる。

即ち、この第３図に示すグラフは、あるサンプルガス
を３／分で流し、かつ、パージガス（比較ガス）とし
て乾燥窒素ガスを５／分で流した場合（実際の測定時
と同じ状態）において、半透膜除湿器Ｘの長手方向にお
ける各位置（％表示している）とその位置におけるパー
ジガス（比較ガス）の水分含有率（露点）との関係を、
周囲温度（０℃,20℃,30℃）別に測定して作成した一例
を示したものである。従って、実際の測定時において
は、周囲温度および半透膜除湿器Ｘの出口におけるサン
プルガスの水分含有率（露点）を測定し、その測定結果
をこのグラフに適用することにより、半透膜除湿器Ｘか
らの比較ガス導出位置（Ｂ点）を容易に決定することが
できる。

また、第４図は、上記のようにして、半透膜除湿器Ｘ
のサンプルガス出口（Ａ点）における水分含有率と比較
ガス導出位置（Ｂ点）における水分含有率とを一致させ
るべく、一旦、その比較ガス導出位置（Ｂ点）を決定し
固定した場合において、半透膜除湿器Ｘの入口における
サンプルガスの水分含有率変化の影響を調べた一実験結
果例を示すものであり、このグラフから明らかなよう
に、その影響は非常に小さい。

なお、本発明は、上記実施例に係る流体変調式のガス
分析装置に限らず、サンプルガスと比較ガスとを連続的
にガス分析計へ供給する形式のガス分析装置にも適用で
きることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上詳述したところから明らかなように、本発明に係
るガス分析装置によれば、露点を０℃以下に下げること
が可能な半透膜除湿器をガス分析計へのサンプルガスの
供給路に介装し、かつ、その半透膜除湿器を通過させる
べきパージガスとして乾燥された比較ガスを導入すると
共に、そのパージガス（比較ガス）を、該半透膜除湿器
からのサンプルガスの出口における水分含有率と等しい
または略等しい水分含有率となる位置から導出するよう
に構成してあるから、ただ１個の半透膜除湿器を用いる
だけの非常に簡素な構成のものでありながら、サンプル
ガスと比較ガスの水分含有率を共に十分に小さくした状
態で容易に一致させることができ、以って、従来よりも
安価に構成でき、しかも、優れた測定精度を発揮させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的概念を説明するための模式図で
ある。 また、第２図ないし第４図は本発明に係るガス分析装置
の具体的な一実施例を示し、第２図は全体概略構成図、
第３図はその使用法を説明するため用いる一実験結果を
示すグラフ、第４図はその作用を補足説明するために用
いる一実験結果を示すグラフである。 そして、第５図および第６図は本発明の技術的背景なら
びに従来技術の問題点を説明するためのものであって、
第５図は従来一般の流体変調式ガス分析装置の全体概略
構成図を示し、第６図は比較例に係る流体変調式ガス分
析装置の全体概略構成図を示している。 ２……ガス分析計、 Ｘ……半透膜除湿器、 Ｂ……比較ガス導出位置。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サンプルガスと比較ガスとをガス分析計へ
   供給するように構成してあるガス分析装置において、 前記ガス分析計へのサンプルガスの供給路に半透膜除湿
   器を介装し、かつ、その半透膜除湿器を通過させるべき
   パージガスとして乾燥された比較ガスを導入すると共
   に、そのパージガス（比較ガス）を、該半透膜除湿器か
   らのサンプルガスの出口における水分含有率と等しいま
   たは略等しい水分含有率となる位置から導出するように
   構成してあることを特長とするガス分析装置。