JP3984364B2 - Gas analyzer sampling device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ガス分析計のサンプリング装置(以下、単にサンプリング装置という)の改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、煙道を流れるガスをNOX 計などのガス分析計によって連続的に分析する場合、プローブなどによって採取されたガス中に含まれるドレンを予め除去し、可及的に乾燥した所定圧力のガスをサンプルガスとして供給する必要があり、従来においては、ガス分析計の前段に、図5〜図7にそれぞれ示すようなサンプリング装置を設けていた。
【0003】
すなわち、図5に示すサンプリング装置は、NOX 計などのガス分析計1に対してサンプルガスGを供給するサンプルガス流路2に、サンプルガスG中に含まれるドレンを除去するためのドレンセパレータ(気液分離器ともいう)3、フィルタ4、吸引ポンプ5を上流側からこの順で設けるとともに、ドレンセパレータ3に接続されるドレン流路6に、所定高さ位置にドレン排出孔7を有する水封トラップ8を設けたものである。
【0004】
そして、図6に示すサンプリング装置は、図5に示したサンプリング装置において、ドレンセパレータ3の前段に吸引ポンプ5に設けたもので、他の構成は図5に示したサンプリング装置と変わるところはない。
【0005】
また、図7に示したサンプリング装置は、図5に示したサンプリング装置とは異なり、ドレンセパレータ3に接続されるドレン流路6に、ドレンポット9を設けるとともに、このドレンポット9内に、内部に貯留されるドレンDのレベルを検出するセンサ10を設けるとともに、ドレンポット9に接続されるドレン排出管11に二方弁12を設け、ドレンレベルセンサ10の検知結果に基づいてコントローラ(図示していない)を介して二方弁12を開いて、ドレンポット9内のドレンDを自動的に排出するようにしたものである。なお、図7において、13はドレンポット9内のドレン出口部に設けられる二方弁保護用フィルタである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記図5〜図7に示したサンプリング装置においては、それぞれ以下のような問題点があった。すなわち、図5に示したサンプリング装置においては、サンプルガスGの圧力に合わせて水封長Lを変更する必要があり、ガス分析計1が盤内に収容されるような場合、その対応範囲に限度が生じてくる。
【0007】
そして、図6に示したサンプリング装置においては、ドレンセパレータ3の前段に吸引ポンプ5に設けているので、サンプルガスGの圧力に合わせて水封長Lを変更する必要はなくなるが、吸引ポンプ5にサンプルガスG中に含まれるドレンが侵入するので、吸引ポンプ5の早期劣化を招来するとともに、ポンプ内ドレンに測定成分が溶解し、これによる測定成分の損失が生ずる。
【0008】
また、図7に示したサンプリング装置においては、ドレンセパレータ3に供給されるサンプルガスGが減圧されている場合には、ドレンポット9内のドレンDを確実に排出することができないといった不都合がある。
【0009】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、サンプルガスの圧力に左右されることなく、サンプルガスから分離除去したドレンをサンプルガス採取に悪影響を与えることなく、自動的にしかも確実に排出することができるサンプリング装置を提供することである。
【0010】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、ガス分析計に対してサンプルガスを供給するサンプルガス流路に、サンプルガス中に含まれるドレンを分離除去するためのドレンセパレータを設けるとともに、このドレンセパレータによって分離されたドレンを受けるドレンポットを備えたサンプリング装置において、前記ドレンポットにその内部に貯留されたドレンのレベルを検出するセンサを設けるとともに、前記ドレンポットに対して接続・分離手段を介して第2のドレンポットを接続し、さらに、第2のドレンポットに排気機構を接続し、前記ドレンポット(第1のドレンポット)内のドレンレベルが所定レベルに達するまでは前記接続・分離手段により第1のドレンポットと第2のドレンポットとは分離され、所定レベル以上になったときに前記接続・分離手段により第1のドレンポットと第2のドレンポットを接続し、第1のドレンポット内のドレンを前記接続・分離手段を介し、前記排気機構により排気された第2のドレンポット側に排出するようにしている(請求項1)。
【0011】
上記サンプリング装置においては、サンプルガスが加圧状態であろうと、減圧状態であろうと、ドレンセパレータによって分離されたドレンを受けるドレンポット内に貯留されたドレンを、確実に自動排出することができる。
【0012】
そして、上記サンプリング装置において、第1のドレンポットと2のドレンポットとの間に介装される接続・分離手段として三方弁を用いるとともに、第2のドレンポットに吸引/圧送機構を設けるようにしてもよい(請求項2)。
【0013】
また、前記接続・分離手段として二方弁を用い、第2のドレンポットにドレン排出管を接続するようにしてもよい(請求項3)。
【0014】
【発明の実施の形態】
発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の各実施の形態を示す図において、図5〜図7に示した符号と同じ符号は、同一物または相当物を示す。
【0015】
図1は、この発明のサンプリング装置の一つの実施の形態を概略的に示す図で、図7に示したものと大きく異なるところは、ドレンセパレータ3によって分離されたドレンDを受けるドレンポット9に、接続・分離手段としての三方電磁弁を介して別のドレンポットを接続したことである。
【0016】
すなわち、図1において、14は三方電磁弁15を介してドレンポット9(以下、第1のドレンポット9という)に接続される別のドレンポット(以下、第2のドレンポット14という)である。すなわち、前記三方電磁弁15は、その第1のポート15aが第1のドレンポット9のフィルタ13に接続された管16aに、第2のポート15bが第2のドレンポット14の下部に接続された管16bに、それぞれ接続されるようにして設けられるとともに、その第3のポート15cには、ドレン排出管17が接続されている。
【0017】
前記第2のドレンポット14は、一時的にドレンDを貯留するもので、この第2のドレンポット14には、三方電磁弁18、給気流路19、排気流路20、吸引ポンプ21とからなる給気・排気機構22が接続されている。すなわち、三方電磁弁18は、その第1のポート18aが第2のドレンポット14の上部に接続され、その第2ポート18bが給気流路19に接続され、第3のポート18cが排気流路20に接続されるようにして設けられている。そして、吸引ポンプ21は、例えばダブルヘッドタイプの吸引ポンプよりなり、給気流路19および排気流路20に跨がるようにして設けられている。そして、給気流路19のポンプ21より上流側にはポンプ保護用のエアーフィルタ23が設けられ、その上流側は大気開放されている。また、排気流路20のポンプ21より下流側は大気開放されている。
【0018】
なお、図示してないが、上記サンプリング装置においては、ドレンレベルセンサ10からの検出出力が入力されるとともに、これに基づいてあるいはタイマー回路に基づいて三方電磁弁15,18の開閉を切り換えたりするコントローラが設けられている。
【0019】
上記構成のサンプリング装置の動作について説明する。まず、当初、三方電磁弁15,18はオフとなっており、したがって、三方電磁弁15においては、ポート15aとポート15bとが非連通である一方、ポート15bとポート15cとが連通し、また、三方電磁弁18においては、ポート18aとポート18bとが連通する一方、ポート18aとポート18cとは非連通となっている。そして、ポンプ21は動作してない。
【0020】
上記状態でポンプ5を動作させることにより、サンプルガスGがサンプルガス流路2内をガス分析計1方向に流れる。そして、このサンプルガスGは、ドレンセパレータ3においてガスとドレンDに分離され、ドレンDと分離された乾燥したガスがガス分析計1に供給され、分離されたドレンDはドレン流路6を経て第1のドレンポット9に流入する。この状態においては、三方電磁弁15はオフであるので、第1のドレンポット9内のドレンDは、第2のドレンポット14方向に流出することはなく、第1のドレンポット9内に貯留される。
【0021】
前記第1のドレンポット9内に貯留されたドレンDが所定のレベルに達すると、ドレンレベルセンサ10がこれを検出して、その出力がコントローラに送られる。この検出出力を受けたコントローラからの制御信号により、三方電磁弁15,18がオンとなる。その結果、三方電磁弁15においては、ポート15aとポート15bとが連通し、ポート15bとポート15cとが非連通となる。そして、三方電磁弁18においては、ポート18aとポート18cとが連通し、ポート18aとポート18bとが非連通となる。また、ポンプ21がオンとなり吸引動作状態となる。
【0022】
上記のように、三方電磁弁15,18の開閉状態が切り換わり、ポンプ21がオンとなることにより、ポンプ21によって第2のドレンポット14内の空気が排気流路20を介して外部に排気される。その結果、第1のドレンポット9内のドレンDは、第2のドレンポット14方向に吸引され、これにより、第1のドレンポット9内のドレンDが三方電磁弁15を経て第2のドレンポット14に移送され、この内部に貯留される。
【0023】
そして、所定の設定時間(この時間は、第1のドレンポット9内のドレンDの全てが第2のドレンポット14内に移送するのに十分な時間であればよい)経過すると、コントローラからの制御信号により、三方電磁弁15,18がオフに切り換えられる。これにより、三方電磁弁15においては、ポート15aとポート15bとが非連通になるとともに、ポート15bとポート15cとが連通し、三方電磁弁18においては、ポート18aとポート18bとが連通するとともに、ポート18aとポート18cとが非連通となる。
【0024】
上記のように、三方電磁弁15,18の開閉状態が再び切り換わり、ポンプ21がオンを継続していることにより、フィルタ23を介して給気流路19内に吸引された空気が第2のドレンポット14方向に供給される。その結果、第2のドレンポット14内に一時的に貯留されたドレンDは、第2のドレンポット14から押し出され、三方電磁弁15を経てドレン排出管17に流入し、ドレン出口(図示していない)方向に排出される。
【0025】
そして、所定の設定時間(この時間は、第2のドレンポット14内のドレンDの全てが排出されるのに十分な時間であればよい)経過すると、コントローラからの制御信号により、ポンプ20がオフに切り換えられ、ドレンDの排出が完了する。
【0026】
上記図1に示した実施の形態においては、吸・排気機構22の構成部材として三方電磁弁18やダブルヘッドタイプの吸引ポンプ21を用いていたが、計装エアーが利用できるような場合には、図2に示すように構成することができる。すなわち、図2に示す実施の形態においては 給気流路19および排気流路20にそれぞれ常閉型の二方電磁弁24,25をそれぞれ介装するとともに、給気流路19においては、二方電磁弁24の上流側を計装エアー源(図示していない)に接続し、排気流路20においては、二方電磁弁25の下流側にシングルヘッドタイプの吸引ポンプ26を設け、このポンプ26の下流側を大気開放としている。なお、二方電磁弁24,25およびポンプ26は、前記コントローラからの信号により制御されることはいうまでもない。
【0027】
上記図2に示すように構成されたサンプリング装置の動作においては、第1のドレンポット9から第2のドレンポット14へのドレンDを移送を行う場合に、二方電磁弁25を開状態にするとともに、ポンプ26を吸引動作させ、また、第2のドレンポット14に一時的に貯留されたドレンDを三方電磁弁17を経て排出する場合に、二方電磁弁24を開状態として計装エアーを第2のドレンポット14方向に供給する点が異なるだけで、他の動作については、図1に示したサンプリング装置と同じである。
【0028】
図3は、上記図2に示した実施の形態の変形例ともいうべきもので、この実施の形態においては、第2のドレンポット14の上部に給気、排気を兼用した管27を接続し、この給・排気管27に三方電磁弁28を設け、この三方電磁弁28の第1のポート28aを第2のドレンポット14側に、第2のポート28bに計装エアー供給管29を、第3のポート28cに吸引ポンプ30を備えた排気管31を接続したもので、コントローラによって三方電磁弁28および吸引ポンプ30を適宜制御することにより、ドレンDを自動排出することができる。
【0029】
上述した実施の形態においてはいずれも、第2のドレンポット14に一時的に貯留したドレンDを排出するのに、第2のドレンポット14と第1のドレンポット9との間に設けられた三方電磁弁15を介して行っていたが、この三方電磁弁15に代えて、二方電磁弁を用い、第2のドレンポット14内のドレンDの排出を第2のドレンポット14において行うようにしてもよい。
【0030】
図4はこのように構成された実施の形態を示すもので、この図において、32は第1のドレンポット9と第2のドレンポット14との間を接続する常閉型の二方電磁弁で、そのポート32a,32bはそれぞれ管16a,16bに接続されている。33は第2のドレンポット14の下部に接続されるドレン排出管で、常閉型の二方電磁弁34を備えている。35は第2のドレンポット14の上部に接続される給気管で、常閉型の二方電磁弁36を備えている。
【0031】
上記図4に示したサンプリング装置においては、二方電磁弁32を開くことにより、第1のドレンポット9内のドレンDを第2のドレンポット14に移送することができる。そして、第2のドレンポット14内のドレンDを排出する場合には、二方電磁弁32を閉じるとともに、二方電磁弁34,36を開くようにする。これらの二方電磁弁32,34,36の開閉制御はコントローラによって行われることはいうまでもない。
【0032】
なお、上述した各実施の形態においては、第1のドレンポット9内のドレン量の監視をドレンレベルセンサによって行うようにしているが、サンプルガスGに含まれるドレンDの量が常に一定であるような場合には、前記監視をタイマを用いて行うようにしてもよい。
【0033】
【発明の効果】
この発明のサンプリング装置においては、ドレンセパレータによって分離されたドレンを受ける第1のドレンポットに、その内部に貯留されたドレンのレベルを検出するセンサを設けるとともに、第1のドレンポットに対して接続・分離手段を介して第2のドレンポットを接続し、さらに、第2のドレンポットに排気機構を接続し、第1のドレンポット内のドレンレベルが所定レベルに達するまでは前記接続・分離手段により第1のドレンポットと第2のドレンポットとは分離され、所定レベル以上になったときに前記接続・分離手段により第1のドレンポットと第2のドレンポットを接続し、第1のドレンポット内のドレンを前記接続・分離手段を介し、前記排気機構により排気された第2のドレンポット側に排出するように構成しているので、サンプルガスの圧力の左右されることなく、ドレンを自動的に排出することができる。
【0034】
そして、この発明のサンプリング装置においては、サンプルガスの採取ラインに悪影響を与えることがないので、所望のガス分析を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明のサンプリング装置の一つの実施の形態を概略的に示す図である。
【図2】 前記サンプリング装置の他の実施の形態を概略的に示す図である。
【図3】 前記サンプリング装置の他の実施の形態を部分的に示す図である。
【図4】 前記サンプリング装置の他の実施の形態を部分的に示す図である。
【図5】 従来のサンプリング装置を説明するための図である。
【図6】 従来のサンプリング装置を説明するための図である。
【図7】 従来のサンプリング装置を説明するための図である。
【符号の説明】
1…ガス分析計、2…サンプルガス流路、3…ドレンセパレータ、9…第1のドレンポット、10…ドレンレベルセンサ、14…第2のドレンポット、15,32…接続・分離手段、17,33…ドレン排出管、22…給気・排気機構、D…ドレン、G…サンプルガス。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an improvement in a gas analyzer sampling device (hereinafter simply referred to as a sampling device).
[0002]
[Prior art]
For example, when continuously analyzing the gas flowing through the flue with a gas analyzer such as a NO x meter, drain contained in the gas collected by the probe or the like is removed in advance, and a predetermined pressure that is as dry as possible is obtained. It is necessary to supply gas as a sample gas, and conventionally, a sampling device as shown in FIGS. 5 to 7 has been provided in front of the gas analyzer.
[0003]
That is, the sampling apparatus shown in FIG. 5 is a drain separator for removing the drain contained in the sample gas G in the sample
[0004]
The sampling apparatus shown in FIG. 6 is the same as the sampling apparatus shown in FIG. 5 except that the
[0005]
The sampling apparatus shown in FIG. 7 is different from the sampling apparatus shown in FIG. 5 in that a
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the sampling devices shown in FIGS. 5 to 7 have the following problems. That is, in the sampling device shown in FIG. 5, it is necessary to change the water seal length L in accordance with the pressure of the sample gas G. When the
[0007]
In the sampling device shown in FIG. 6, since the
[0008]
Further, in the sampling apparatus shown in FIG. 7, when the sample gas G supplied to the
[0009]
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned matters, and its purpose is not to be affected by the pressure of the sample gas, and the drain separated and removed from the sample gas is automatically affected without adversely affecting the sampling of the sample gas. Furthermore, it is to provide a sampling device that can discharge reliably.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, a drain separator for separating and removing drain contained in the sample gas is provided in the sample gas flow path for supplying the sample gas to the gas analyzer, and the drain separator is provided. In the sampling apparatus having a drain pot for receiving the drain separated by the above, a sensor for detecting the level of the drain stored in the drain pot is provided in the drain pot, and the drain pot is connected via a connecting / separating means. A second drain pot is connected, and an exhaust mechanism is connected to the second drain pot. Until the drain level in the drain pot (first drain pot) reaches a predetermined level, the connecting / separating means the first drain pot and a second drain pot are separated, as it becomes more than a predetermined level Wherein the connecting and separating means to connect the first drain pot and the second drain pot, a first drain in drain pot through the connection and separation means, a second drain exhausted by the exhaust mechanism It discharges to the pot side (Claim 1).
[0011]
In the sampling apparatus, whether or not the sample gas is in a pressurized state or a reduced pressure state, the drain stored in the drain pot that receives the drain separated by the drain separator can be surely automatically discharged.
[0012]
In the sampling device, a three-way valve is used as a connecting / separating means interposed between the first drain pot and the second drain pot, and a suction / pressure feeding mechanism is provided in the second drain pot. (Claim 2).
[0013]
Further, a two-way valve may be used as the connection / separation means, and a drain discharge pipe may be connected to the second drain pot.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in the figure which shows each following embodiment, the same code | symbol as the code | symbol shown in FIGS. 5-7 shows the same thing or an equivalent.
[0015]
FIG. 1 is a diagram schematically showing one embodiment of a sampling apparatus according to the present invention. The difference from the one shown in FIG. 7 is that a
[0016]
That is, in FIG. 1, 14 is another drain pot (hereinafter referred to as the second drain pot 14) connected to the drain pot 9 (hereinafter referred to as the first drain pot 9) via the three-
[0017]
The
[0018]
Although not shown, in the sampling device, the detection output from the
[0019]
The operation of the sampling apparatus having the above configuration will be described. First, the three-
[0020]
By operating the
[0021]
When the drain D stored in the
[0022]
As described above, the open / close state of the three-
[0023]
When a predetermined set time (this time is sufficient for all of the drain D in the
[0024]
As described above, the open / closed state of the three-
[0025]
Then, when a predetermined set time has elapsed (this time may be sufficient time for all of the drain D in the
[0026]
In the embodiment shown in FIG. 1, the three-
[0027]
In the operation of the sampling apparatus configured as shown in FIG. 2, when the drain D is transferred from the
[0028]
FIG. 3 should also be referred to as a modification of the embodiment shown in FIG. 2. In this embodiment, a
[0029]
In any of the above-described embodiments, the drain D temporarily stored in the
[0030]
FIG. 4 shows an embodiment configured in this manner. In this figure,
[0031]
In the sampling device shown in FIG. 4, the drain D in the
[0032]
In each of the above-described embodiments, the drain amount in the
[0033]
【The invention's effect】
In the sampling device of the present invention, a sensor for detecting the level of the drain stored in the first drain pot that receives the drain separated by the drain separator is provided and connected to the first drain pot. The second drain pot is connected via the separating means, and the exhaust mechanism is connected to the second drain pot. The connecting / separating means until the drain level in the first drain pot reaches a predetermined level. The first drain pot and the second drain pot are separated by the above, and when the level becomes equal to or higher than a predetermined level , the first drain pot and the second drain pot are connected by the connecting / separating means. The drain in the pot is configured to be discharged to the second drain pot side exhausted by the exhaust mechanism through the connection / separation means. In, without being influenced in the pressure of the sample gas, it is possible to automatically discharge drain.
[0034]
In the sampling apparatus according to the present invention, the sample gas collection line is not adversely affected, so that desired gas analysis can be performed.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing one embodiment of a sampling apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram schematically showing another embodiment of the sampling device.
FIG. 3 is a diagram partially showing another embodiment of the sampling device.
FIG. 4 is a diagram partially showing another embodiment of the sampling device.
FIG. 5 is a diagram for explaining a conventional sampling device;
FIG. 6 is a diagram for explaining a conventional sampling device.
FIG. 7 is a diagram for explaining a conventional sampling device.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (3)
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