JP4193692B2 - ガス分析計の試料前処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、煙道ガス等を分析するためのガス分析計の試料前処理装置に関する。

煙道等から採取される燃焼排ガスは高温であり且つ多量の水分やダストを含むので、これを分析するには冷却、除塵、除湿等の試料前処理が必要となる。

図３は、そのような試料前処理のための装置構成の一例を示す流路図である。
同図において、試料ガスは図の左側から導入ライン５に沿って導入され、まずドレンセパレータ２においてミスト状水分とダストが分離され、次にクーラ３で冷却され、凝縮により発生したドレンは下方に落ち、常温となったクリーンなガス成分のみがポンプ７によってガス分析計８に送られ分析される。ドレンセパレータ２およびクーラ３で分離された水分はドレン排出流路６ａ、６ｂ、６ｃを通って流下し、下方のドレンポット４に溜まる。ドレンポット４内のドレン水位が上昇して排出口４ａを越えるとオーバフローして流出するので、ドレンポット４内には常に一定量のドレンが溜まっている。ドレン排出流路６ｂ、６ｃの下端はこのドレンに浸され水封されているので、導入ライン５をはじめこの試料前処理装置の内部は大気から遮断された状態が保たれる。

クーラ３よりも上流側で何らかの原因で流路が閉塞された場合にポンプ７が作動し続けると、この試料前処理装置の内部は負圧となり、ドレンポット４内のドレンが吸い上げられ、ポンプ７を通ってその下流側のガス分析計８にまで水が流入する恐れがある。このような事態を防止するために安全ポット１が設けられている。安全ポット１の容量はドレンポット４に溜まるドレン量よりも大きく設定されているので、たとえドレンポット４内のドレンの全量が吸い上げられても安全ポット１が満杯になることはなく、水封が破られた後は排出口４ａから大気が吸い込まれるので、ドレン水位が安全ポット１を越えて上昇することはない。即ち、安全ポット１はドレンの逆流防止の役割を担うものである。

図４は、従来の安全ポット１の構造の一例を縦断面図で示したものである。
同図に示すように、従来の安全ポット１は、所定の内容積を持つ胴部１１の頂部に突出する上部配管口１２と底部に突出する下部配管口１３とを有し、これらが一直線上に位置するように軸対称形に構成されていた。
なお、ここでは配管口とは先端の開口部のみでなく、胴部１１から突出する管部を含めた呼称とする。

上述したように、従来の安全ポット１は構造、原理共に極めて簡単なものであるが、実際の試料処理における複雑なプロセスにおいては種々の問題が発生する。その一つは、図３の構成において、上流側の流路が不完全に閉塞されたため装置内の負圧が徐々に上昇する場合に発生する問題である。即ち、負圧が徐々に上昇し水封が未だ破られない状態が長く続くと、クーラ３で発生したドレンが、下から上昇して来るドレンと拮抗して安全ポット１から下へ落ちることができず、安全ポット１内に多量のドレンが溜まり、さらに負圧が上昇したとき水封が破られるより先にドレンがクーラ３に逆流し、さらに後段のガス分析計８に流入することがある。
このような事態を防ぐために、安全ポット１からドレンを下方のドレンポット４に流下させるドレン排出流路６ｂとは別に、ドレンポット４からドレンを吸い上げ水封を破るための流路をもう１本設けるように工夫した例もある（例えば、特許文献１参照）。

特開平１０−４３５０１号公報

従来の安全ポット１に関しては上記の他にも問題が起こり得る。即ち、負圧が発生して水封が破られたとき、ドレン排出流路６ｂを通して空気が安全ポット１内に吸入され、それより先に安全ポット１内に吸い上げられていたドレンの中を気泡となって上昇し、ドレン水面で激しく飛沫を跳ね上げる。空気が進入するドレン排出流路６ｂ、下部配管口１３および上部配管口１２が鉛直方向に一直線上にあるので、気泡は上昇する勢いを弱めることなく水面を跳ね上げ、これにより発生する飛沫は直線的に上部配管口１２から飛び出しクーラ３に進入する確率が高い。進入した飛沫はクーラ３の性能低下を引き起こし、またポンプ７、その他の部品、および後段のガス分析計８に流入し、分析に支障をきたす結果となる。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、上記のような安全ポットにおいてドレンが飛沫として逆流する現象を防止し、以て、信頼性を高めたガス分析計の試料前処理装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、安全ポットの下部配管口が有する開口部を横向きに設け、上部配管口および開口部が、鉛直方向に一直線上にならないように配置すると共に、これに接続されるドレン排出流路が下部配管口の直近において横向きから下向きに屈曲し、または、下部配管口自体が横向きから下向きに屈曲するように構成した。
このように構成したことにより、水封が破られて空気が吸入される際に、屈曲する流路で空気の勢いが弱められて安全ポットに進入することになり、また、屈曲する部分で気泡がつぶれて細分化されるという効果も加わって、気泡によるドレン飛沫の跳ね上げ量が減少し、しかも跳ね上げ方向も上部配管口からそれるので、上部配管口から飛び出す飛沫の量が減少する。

本発明によれば、負圧により水封が破られたときに吸入される空気流に伴ってドレン飛沫がクーラに逆流し、さらにガス分析計にまで流入して分析に支障をきたすような事態が防止できるので、信頼性の高いガス分析計の試料前処理装置を提供することができる。

図１は、本発明になる試料前処理装置で用いられる安全ポット１の形状を示す縦断面図である。本品を用いる試料前処理装置の全体構成は図３と同様である。
本品は、図１に示すように、所定の内容積を持つ胴部１１の頂部に上部配管口１２、底部に下部配管口１３を備えており、通常はプラスチックを用いて構成される。上向きに突出する上部配管口１２は、これに軟質チューブを差し込んで配管し、図３に示すクーラ３に接続される。底部側面から横向きに突出し下向きに屈曲する下部配管口１３は、同様に軟質チューブにより図３に示すドレンポット４に接続される。また、この安全ポット１の底面１４は下部配管口１３に向けて下方に傾斜するように構成される。

上記のように構成された安全ポット１を用いた本発明になる試料前処理装置の動作を、図１、図３を併せて参照しながら以下に説明する。
正常に試料前処理が行われている状態では、クーラ３で凝縮発生するドレンが上部配管口１２から流入し、底面１４の傾斜を流下して下部配管口１３から流出し、ドレンポット４に流れ落ちる。底面１４が傾斜しているために、この状態では安全ポット１内にドレンが溜まることはない。
異常事態として負圧が発生すると、ドレンポット４内のドレンが安全ポット１に吸い上げられるが、胴部１１の内容積は従来と同じくドレンポット４に溜まるドレン量よりも大きく設定されているので、ドレン水位が上部配管口１２まで達してクーラ３に逆流することはない。
さらに負圧が上昇して水封が破られると、空気が吸入される。吸入された空気は屈曲した下部配管口１３を通って胴部１１に進入する際に、屈曲部で勢力を弱められるとともに、横方向から進入することにより、ドレン飛沫の跳ね上げ方向が上部配管口１２からそれて斜めに傾くので、上部配管口１２から飛び出す飛沫の量が減少する。

なお、本文中の上向き、下向き、横向き、或いは上方、下方などの方向を示す用語は、全て本発明に関わる試料前処理装置または安全ポットを正常に使用できるように設置した状態での方向を表すものとする。

図２は本発明の他の実施例における安全ポット１の形状を示す縦断面図を示す。同図においては、図１と同一機能のものには同符号を付してあるので、再度の説明を省く。
図２に示す安全ポット１を図１のものと比較すると、下部配管口１３は屈曲せずに横方向に突出しており、これに差し込まれた軟質チューブから成るドレン排出流路６ｂが下部配管口１３の直近において下向きに屈曲している。
このように構成すると、作用効果は図１のものと同等でありながら、下部配管口１３の形状が簡単であるから製作コストが安くなるという利点が生じる。
なお、これ以外にも特許請求範囲に記載する範囲内で多様な変形が可能である。

本発明の一実施形態を示す図である。 本発明の他の実施形態を示す図である。 従来のガス分析計の試料前処理装置の構成例を示す図である。 従来の安全ポットの形状を示す図である。

符号の説明

１ 安全ポット
２ ドレンセパレータ
３ クーラ
４ ドレンポット
４ａ 排出口
５ 導入ライン
６ａ、６ｂ、６ｃ ドレン排出流路
７ ポンプ
８ ガス分析計
１１ 胴部
１２ 上部配管口
１３ 下部配管口
１４ 底面

Claims (2)

1. 測定ガスを分析計に導く導入ラインに設けられたクーラで分離されたドレンを該クーラから下方に向かうドレン排出流路を通してドレンポットに排出するように構成されたガス分析計の試料前処理装置であって、前記ドレン排出流路の中間にドレンの逆流を防ぐ安全ポットを配置したものにおいて、該安全ポットは頂部に前記クーラに接続される上向きの上部配管口と底部に前記ドレンポットに接続される横向きに設けられた開口部を有する下部配管口とを有すると共に、前記上部配管口および前記開口部は、鉛直方向に一直線上に配置されておらず、前記下部配管口またはその直近の前記ドレン排出流路が横向きから下向きに屈曲するように構成されていることを特徴とするガス分析計の試料前処理装置。
2. 前記安全ポットの底部が前記下部配管口に向けて下方に傾斜するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載するガス分析計の試料前処理装置。

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