JP2596259Y2 - ガスサンプリング装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はガスサンプリング装置に
関する。さらに詳しくは、サンプリング経路中のダスト
による閉塞が改善されてなるガスサンプリング装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、軸受け部材等の耐磨耗性を必
要とする鋼材においては、その耐磨耗性を向上させるた
めに、アンモニアガスを用いて窒化処理を行った後、油
浴させることにより焼入れおよび冷却がなされている。
この窒化炉のアンモニアガスの使用量のコントロールお
よび窒化深さのコントロールを目的として、窒化炉排ガ
ス中のアンモニア濃度の測定がなされている。図７はか
かる目的のために用いられている従来のガスサンプリン
グ装置Ｓの一例の概略図である。図７に示すガスサンプ
リング装置においては、煙道から採取されたサンプリン
グガスは、サンプリング配管１０７により接続されてい
る１次フィルター１０１、２次フィルター１０２、ガス
サンプリングポンプ１０３、ニードルバルブ１０４、流
量計１０５を介して光学式ガス分析計１０６に導かれ分
析される。

【０００３】なお、図７に示すガスサンプリング装置Ｓ
では、ガスサンプリングポンプ１０３の下流側に、ニー
ドルバルブ１０８と流量計１０９とを有するバイパス１
１０が設けられて、その流量をニードルバルブ１０８に
より調節してガス分析計１０６への流入ガス量の調整が
なされている。

【０００４】ところで、よく知られているように、窒化
処理は、多量のアンモニアガスとともに二酸化炭素と窒
素ガスを供給して５５０°Ｃ前後の高温でなされる。こ
れらのアンモニアガスと二酸化炭素は、約６０°Ｃ以下
の温度で反応して炭酸アンモニウム塩の結晶が生成され
るために、炭酸アンモニウム塩が析出する。また、当然
のことながら、油浴させた際にはオイルも飛散し、オイ
ルミストの状態でオイルもサンプルガス中に存在する。

【０００５】このため、従来のガスサンプリング装置Ｓ
においては、図７に示すように、１次フィルター１０１
および２次フィルター１０２を設けて、析出した炭酸ア
ンモニウム塩の結晶やオイルの除去がなされている。図
８は１次フィルター１０１および２次フィルター１０２
に用いられている糸巻式フィルター１２０の概略図を示
すものである。

【０００６】しかしながら、かかる従来のフィルター１
２０では炭酸アンモニウム塩の結晶やオイルミストの除
去が充分になしえないために、サンプリング配管の閉塞
やサンプリング能力の低下を招来している。また、これ
らのダストにより分析計の光学系が汚染されて測定の際
にドリフトを生じている。

【０００７】さらに、図７に示す従来のガスサンプリン
グ装置Ｓにおいては、サンプリング経路においてサンプ
リングガス中のアンモニア成分が炭酸アンモニウム塩と
して析出するため、サンプリングガス中のアンモニアガ
スが消耗してその濃度が低下する。そのため、測定値が
実際値よりも小さくでるという問題もある。また、前述
したように、バイパス１１０により分析計１０６へのガ
ス流量の調整がなされているが、手動操作のためにその
流量調整にはバラツキが大きいという問題もある。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】本考案はかかる従来技
術の問題点に鑑みなされたものであって、サンプリング
ガス中のダスト除去が充分になされ、しかもサンプリン
グ経路における炭酸アンモニウム塩の析出ができるだけ
少ないガスサンプリリング装置を提供することを主たる
目的とする。

【０００９】また、本考案はオイルミストの除去が充分
になしえるダスト除去手段を提供することをも目的とし
ている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本考案のガスサンプリン
グ装置は、少なくともダスト除去手段とサンプリングガ
ス吸引手段と流量計測手段と流量調節手段と光学式ガス
分析手段と前記各手段を接続するサンプリング配管とを
備えてなり、前記ダスト除去手段とサンプリングガス吸
引手段と流量計測手段と流量調節手段と光学式ガス分析
手段と前記サンプリング配管とが所定温度に加熱されて
なることを特徴とする。

【００１１】本考案のガスサンプリング装置において
は、前記ダスト除去手段が複数の除去手段からなり、そ
のうちの一つの除去手段の加熱温度が他よりも若干低く
されているのが好ましい。

【００１２】また、本考案のガスサンプリング装置にお
いては、圧力調節手段および該圧力調節手段を前記配管
に接続する接続配管とが付加されてなり、前記圧力調節
手段および前記接続配管が所定温度に加熱されてなるの
が好ましい。

【００１３】さらに、本考案のガスサンプリング装置に
おいては、例えば３方口電磁弁などの流路切替手段が付
加されるとともに、この流路切替手段のサンプリング配
管と接続されていない口にゼロ・スパンガスラインが接
続されてなり、該流路切替手段が所定温度に加熱されて
なるのが好ましく、また前記ダスト除去手段が、並列に
配設され、その各列が定期的に切替え可能とされている
のが好ましい。

【００１４】その上、本考案のガスサンプリング装置に
おいては、少なくとも前記サンプリングガス吸引手段の
加熱が加熱室内でなされるのがさらに好ましい。

【００１５】

【作用】本考案のガスサンプリング装置においては、サ
ンプリング系が所定温度に加熱されているので、炭酸ア
ンモニウム塩の析出が防止できる。そのため、炭酸アン
モニウム塩の析出によりサンプリング系が閉塞すること
はない。また、炭酸アンモニウム塩の析出が従来のガス
サンプリング装置と比較して著しく低減されるので、測
定誤差を小さくできる。

【００１６】ダスト除去手段が複数の除去手段、例えば
第１次除去手段と第２次除去手段と第３次除去手段とか
らなり、そのうちの一つの除去手段、例えば前記第２次
除去手段の加熱温度が他よりも若干低くされている好ま
しい実施例においては、ダスト除去が確実になしえると
ともに、他の除去手段よりも低く加熱されている第２次
除去手段ではオイルミストの除去が集中的かつ確実にな
される。

【００１７】圧力調節手段が付加され、その圧力調節手
段およびそれの接続配管が所定温度に加熱されている好
ましい実施例においては、サンプリング系の圧力が調節
できるので、圧力調節によりガス分析計にサンプリング
ガスを定量供給できる。したがって、測定精度が一段と
向上する。

【００１８】流路切替手段が付加されるとともに、それ
のサンプリング配管と接続されている口にゼロ・スパン
ガスラインが接続されてなり、この流路切替手段が所定
温度に加熱されている好ましい実施例においては、流路
切替手段により流路を切り替えることによりサンプリン
グ系にゼロガスあるいはスパンガスを流して、ガス分析
計のゼロ点調整およびスパン調整を随時行うことができ
る。したがって、ガス分析計のゼロ点変動およびスパン
変動を随時補正することができる。

【００１９】ダスト除去手段が並列に配設され、その各
列が定期的に切替え可能とされている好ましい実施例に
おいては、ガスサンプリングを中断することなくダスト
除去手段のメンテナンスあるいは濾材の再生作業がなし
得る。

【００２０】

【実施例】以下、添付図面を参照しながら本考案を実施
例に基づいて説明するが、本考案はかかる実施例のみに
限定されるものではない。

【００２１】図１は本考案の一実施例の概略図、図２は
同実施例に用いられているダスト除去手段の概略図であ
る。図において、１は１次フィルター、２は２次フィル
ター、３は３次フィルター、４はサンプリングポンプ、
５はニードルバルブ、６は３方口電磁弁、７は流量計、
８は光学式ガス分析計、９はサンプリング配管、１０は
バイパス配管、１１は圧力調節弁、１２はゼロ・スパン
ガスライン、１３はゼロガスライン、１４はスパンガス
ライン、Ｒは加熱室、Ｓはサンプリング装置を示す。

【００２２】図１に示す本考案の一実施例のガスサンプ
リング装置Ｓでは、煙道からサンプリングされたサンプ
リングガスは、サンプリング配管９により接続されてい
る１次フィルター１、２次フィルター２、３次フィルタ
ー３、ガスサンプリングポンプ４、ニードルバルブ５、
３方口電磁弁６、流量計７を介して光学式ガス分析計８
に導かれガス分析がなされる。なお、本実施例において
は、ニードルバルブ５の下流から分析計８の下流へのバ
イパスライン１０が設けられている。このバイパスライ
ン１０には圧力調節弁１１が設けられて、流量計７入口
の圧力調節がなされている。これにより、ガス分析計８
には一定量のガスが供給される。また、３方口電磁弁６
のガスサンプリングライン９と接続されていない口に
は、ゼロ・スパンガスライン１２が接続されている。こ
のゼロ・スパンガスライン１２にはゼロガスライン１３
からのゼロガスあるいはスパンガスライン１４からのス
パンガスが供給されている。そして、３方口電磁弁６に
より流路の切り替えがなされると、ゼロガスあるいはス
パンガスが分析計８に供給されてそのゼロ点調整あるい
はスパン調整がなされる。

【００２３】本実施例のガスサンプリング装置Ｓにおい
ては、炭酸アンモニウム塩の析出を防止するために、サ
ンプリングライン９およびバイパスライン１０はその機
器を含めて８０°Ｃ〜１００°Ｃに加熱されている。た
だし、２次フィルター２はオイルミストと一部の炭酸ア
ンモニウム塩を集中的かつ効率よく除去するために、そ
の加熱温度より若干低めの温度、例えば７０°Ｃ程度に
加熱されている。

【００２４】この加熱は、例えばニクロム線を折り込ん
だシート状加熱体をサンプリング配管９、１次フィルタ
ー１、２次フィルター２、３次フィルター６、ガスサン
プリングポンプ４、ニードルバルブ５、３方口電磁弁
６、流量計７、分析計８、パイパス配管１０、圧力調節
弁１１に巻き付けることによって行ってもよく、ニクロ
ム線を折り込んだシート状加熱体に代えてスチームトレ
スにより行ってもよい。また、３次フィルター３、サン
プリングポンプ４、ニードルバルブ５、３方口電磁弁
６、圧力調節弁１１およびそれに関連する配管９、１０
の加熱は、加熱室Ｒにそれらを設置することにより行っ
てもよい。この加熱室Ｒによる加熱による場合には、部
品間の配管を加熱することと、また部品の加熱も同時に
温度制御できるため、加熱温度の均一化と、かかる費用
の低減できるという利点がある。

【００２５】なお、本実施例における１次フィルター
１、３次フィルター３、ガスサンプリングポンプ４、ニ
ードルバルブ５、３方口電磁弁６、流量計７、光学式ガ
ス分析計８および圧力調節弁１１はその耐熱度が８０〜
１００°Ｃである点を除いては、その構成は従来のもの
と同様であるので、その構成の詳細な説明は省略する。

【００２６】本実施例における２次フィルター２は、そ
の概略が図２に示されるように、本体２１と、本体２１
に装填されている濾過エレメント２２とを主要構成要素
としてなる。

【００２７】本体２１の一方の端部２１ａの略中央には
サンプリングガス入口２１１が設けられており、入口か
ら遠い方の端部２１ｂの近傍の胴部２１ｃにはサンプリ
ングガス出口２１２が設けられている。これらのガス入
口２１１および出口２１２にはサンプリング配管９が着
脱自在に接続されている。また、本体２１の適宜位置に
は、２次フィルター２の加熱温度を制御するための温度
センサー２３が取り付けられている。

【００２８】濾過エレメント２２は、例えば図３〜図５
に示すように、所定間隔で設けられている内縁部および
外縁部につば２２１ａが内側を向けて設けられている一
対のリング状エンドプレート２２１，２２１と、このエ
ンドプレート２２１の内縁部に設けられているつば２２
１ａに外嵌しているインナーパイプ２２２と、このイン
ナーパイプ２２２の外周を取り巻いて設けられているい
る濾材２２３と、この濾材２２３を補強している濾材２
２３の両面に設けられたステンレス製の金網２２４とか
らなっている。そして、このインナーパイプ２２２に
は、導入されたサンプリングガスを放出するために多数
の穴が散点状に設けられている。また、濾材２２３は蛇
腹状とされ、その濾過面積が大きくされている。その蛇
腹状の谷部はインナーパイプ２２２の外周と当接し、山
部の端部はエンドプレート２２１の外縁部に設けられて
いるつば２２１ａの内側に当接している。その上、濾材
２２３の端部はエンドプレート２２１に接着剤で固定さ
れ、この部分からのサンプリングガスのリークが防止さ
れている。ここで濾材２２３としては、例えばポリエス
テル繊維をフェルト状にしたもの、繊維状活性炭をフェ
ルト状にしたものなどが用いられる。また、インナーパ
イプ２２２のエンドプレート２２１に外嵌されている部
分も接着剤で固定されて、その部分からのサンプリング
ガスのリークが防止されている。そして、かかる構成を
有する濾過エレメント２２をガス入口２１１に設けられ
た接続管２１３をエンドプレート２２１の内縁部のつば
２２１ａに嵌入した状態で本体２１に装填する。

【００２９】２次フィルター２をかかる構成とすること
により、ガス入口２１１から導入されたサンプリングガ
スを、インナーパイプ２２２、濾材２２３を通ってガス
出口２１２から排出することができる。この間に、濾材
２２３によりオイルミストが除去される。

【００３０】次に、かかる構成を有する２次フィルター
２のオイル除去能力についてテストを行った。

【００３１】実験例１ ポリエステル繊維をフェルト状にしたものを濾材２２３
として用いて２次フィルター２を作製し、その温度を８
０°Ｃに調節してオイルミストの濃度が４８３．４ｐｐ
ｍのテストガスを、同じく８０°Ｃに加熱された配管よ
り流した。このフィルター２の出口でオイルミストの濃
度を測定したところ９１．４ｐｐｍであった。このこと
から、このフィルター２のオイルミスト除去効率は８
１．１％であることがわかる。

【００３２】実験例２ 繊維状活性炭をフェルト状にしたものを濾材２２３とし
て用いて２次フィルター２を作製し、その温度を８０°
Ｃに調節してオイルミストの濃度が７７９ｐｐｍのテス
トガスを、同じく８０°Ｃに加熱された配管より流し
た。このフィルター２の出口でオイルミストの濃度を測
定したところ７２．９ｐｐｍであった。このことから、
このフィルター２のオイルミスト除去効率は９０．５％
であることがわかる。

【００３３】実験例３ 繊維状活性炭をフェルト状にしたものを濾材２２３とし
て用いて２次フィルター２を作製し、その温度を８０°
Ｃに調節してオイルミストの濃度が６９７ｐｐｍのテス
トガスを、同じく８０°Ｃに加熱された配管より流し
た。このフィルター２の出口でオイルミストの濃度を測
定したところ３５．１ｐｐｍであった。このことから、
このフィルター２のオイルミスト除去効率は９５．０％
であることがわかる。

【００３４】このように本実施例に用いている２次フィ
ルター２はオイルミスト除去効率が高いものであるとい
える。

【００３５】図６は２次フィルター２を並列に配設した
ものであって、１次フィルター１からのサンプリング配
管９を４方口電磁弁１５で２本の配管９Ａ，９Ｂに分岐
し、並列に配列された２次フィルター２Ａ，２Ｂの各々
に接続する。ここで、４方口電磁弁１５の残りの口はパ
ージ用ガスの注入口として使用される。また、並列に配
列された２次フィルター２Ａ，２Ｂからのサンプリング
配管９Ａ，９Ｂは再び４方口電磁弁１６により１本の配
管９にまとめられて３次フィルター３接続される。そし
て、４方口電磁弁１６の残りの口はパージ用ガスの排出
口として使用される。かかる構成とすることにより、例
えば使用中の２次フィルター２Ａの効率が低下してきた
ときには、４方口電磁弁１５，１６を切り替えて、使用
中のフィルター２Ａと待機中のフィルター２Ｂを切り替
えるとともに、今まで使用していたフィルター２Ａにパ
ージ用ガスを流すことにより、ガスサンプリングを継続
しながらその再生を図ることができる。

【００３６】ここでは２次フィルター２を並列にした場
合について説明したが、１次フィルター１および／また
は３次フィルター３も並列配列とすることができる。

【００３７】また、本実施例において２次フィルターと
して用いているフィルターを、１次フィルターおよび／
または３次フィルターとして用いてもよい。

【００３８】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
サンプリング系が所定温度に加熱されているので、炭酸
アンモニウム塩の析出が防止できる。そのため、炭酸ア
ンモニウムの析出によりサンプリング系が閉塞すること
はない。また、炭酸アンモニウム塩の析出が従来のガス
サンプリング装置と比較して著しく低減されるので、測
定誤差を小さくできる。さらに、オイルミストの除去も
充分になされているので、光学式ガス分析計にドリフト
が生ずることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のガスサンプリング装置の一実施例の概
略図である。

【図２】同実施例に用いる２次フィルターの概略図であ
る。

【図３】同フィルターの濾過エレメントの長手方向部分
断面図である。

【図４】図３のＡーＡ線断面図である。

【図５】濾材の要部構造図である。

【図６】２次フィルターを並列に配列した場合の説明図
である。

【図７】従来のガスサンプリング装置の概略図である。

【図８】従来の糸巻き式フィルターの概略図である。

【符号の説明】

１ １次フィルター ２ ２次フィルター ２１ 本体 ２２ 濾過エレメント ３ ３次フィルター ４ サンプリングポンプ ５ ニードルバルブ ６ ３方口電磁弁 ７ 流量計 ８ 光学式ガス分析装置 ９ サンプリング配管 １０ バイパス配管 １１ 圧力調節弁 １２ ゼロ・スパンガスライン １３ ゼロガスライン １４ スパンガスライン １５，１６ ４方口電磁弁 Ｒ 加熱室 Ｓ ガスサンプリング装置

Claims (2)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともダスト除去手段とサンプリン
   グガス吸引手段と流量計測手段と流量調節手段と光学式
   ガス分析手段と前記各手段を接続するサンプリング配管
   とを備えてなり、 前記ダスト除去手段とサンプリングガス吸引手段と流量
   計測手段と流量調節手段と光学式ガス分析手段と前記サ
   ンプリング配管とが所定温度に加熱されてなることを特
   徴とするガスサンプリング装置。
2. 【請求項２】 前記ダスト除去手段が複数の除去手段か
   らなり、そのうちの一つの除去手段の加熱温度が他より
   も若干低くされていることを特徴とする請求項１記載の
   ガスサンプリング装置。