JP4407909B2 - ガス分析装置用フィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ガス分析装置に内蔵させるのに適した被検出ガスのフィルタに関する。

分析装置に内蔵されているセンサーは、塵埃によりその特性や感度が劣化するため、サンプリング流路の途中にフィルタを接続してセンサーへの塵埃の侵入を防止することが行われている。
このようなフィルタとしては、それぞれの一側に流路を備えた円板体を、フィルム状フィルタ材を挟んで対向配置したフィルタや、また特許文献１に見られるようにフィラメント材を筒状に成形したフィルタ材を筒状容器に収容したフィルタ材が利用されている。
特開平7-213814号公報

前者のフィルタは、フィルタ材を構成する材料を幅広く選択できるものの、断面積が大きいため、分析装置に内蔵させる場合にはデッドスペースが生じるという問題がある。
これに対して後者のフィルタは、断面積が小さいため、デッドスペースを小さくできるものの、フィラメント材を筒状に成形する関係上、材料に制約を受けるという問題がある。

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところはフィルタ材を構成する材料に制約を受けることなく、筒状に構成することができるガス分析装置に適したフィルタ材を提供することである。

このような課題を達成するために本発明においては、一端に第１の接続口を、他端に開口を有し、内表面に相互に連通する溝部を備えた有底状の外筒と、一端に第２の接続口を有し、外表面に相互に連通するとともに貫通孔を介して前記第２の接続口に連通する溝部を備えて前記外筒に挿入可能な内筒と、前記内筒の前記溝部が形成されている領域を覆い、かつ周方向で重なり部を生じるように前記内筒の外表面に巻回されたフィルム状のフィルタ材とからなり、前記外筒の内周面と前記内筒の外表面との隙間が、前記フィルム状のフィルタ材を収容可能な程度であり、また前記外筒の内部底面と前記内筒の他端の先端面との間隙が、気体を通過させることができる程度であり、さらに前記内筒の第２の接続口側が前記外筒の前記開口に気密的に固定されている。

内筒にフィルタ材を、一部がオーバラップするように巻回して外筒に収容することによりフィルタを形成できるため、断面形状の小型化が可能となり、分析装置に収容した場合にもデッドスペースを可及的に小さくでき、またフィルム状のフィルタ材なら使用が可能であるため、フィルター材の選択幅が大きくなる。

図１は、本発明の一実施例を示すものであって、一端に開口部１ａを有する有底の円筒状外筒１と、フィルム状フィルタ材２の巻きつけが可能な有底の円筒状内筒３とを組み合わせて構成されている。

外筒１の内周面には複数の環状の溝１ｂと、これら環状の溝１ｂを交差する軸方向に延びる溝１ｃとが形成されている。

一方、内筒３の外周面には複数の環状の溝３ａと、これらの溝３ａに交差する軸方向に延びる溝３ｂとが形成され、好ましくは軸方向に延びる溝３ｂの位置に後述する接続口５に連通する貫通孔３ｃが穿設されている。なお、貫通孔３ｃは、内筒３の内部空間３ｅを介して接続口５に連通している。

なお、これらの溝は、フィルタ材との間で気体流通路を形成するもので、そのため幅がフィルタ材２の剛性により溝から浮く、つまり溝に陥没しない程度の幅に選択されている。また軸方向に延びる溝１ｃ、３ｂは、周方向の溝１ｂ，３ａよりも若干幅広とされ、流体抵抗を可及的に下げるように構成されている。

外筒１には、その底部に内部に連通する接続口４が、また内筒３には内部に連通する接続口５と外筒１の開口部１ａに接合可能なフランジ３ｄとが形成され、また内筒３は、フランジ３ｄ端面から先端面までの長さが、外筒１の底面との間に気体が流通できる程度の間隙ΔＧ１を形成できる程度に選択されている。

この実施例において、内筒３の少なくとも溝３ａ、３ｂが形成されている領域を覆うようにフィルム状のフィルタ材２を、図２に示したように周方向で一部をオーバラップさせて重なり部２ａ（図中、クロスハッチングにより示す領域）が生じるように巻回し、外筒１に挿入して内筒３のフランジ３ｄを外筒１の開口部１ａに超音波溶着、または接着剤、または固定具により気密に接合する。

この状態で外筒１の接続口４を流入口とし、内筒３の接続口５を排出口としてサンプリング流路に接続すると、流れ込んだ被検ガスは外筒１の軸方向に延びる溝１ｃを経由して周方向の複数の溝１ｂに流れ込み、フィルタ材２を内筒３の周面に押し付けるようにして通過する。

このようにフィルタ材２が内筒３の外周面に差圧により押し付けられるため、フィルタ材２と内筒３との気密性が確保され、フィルタリング領域以外から被検ガスが通過するのを確実に防止できる。

フィルタ材２を通過した被検ガスは、内筒３の周方向の溝３ａを経由して軸方向の溝３ｂに流れ込み、貫通孔３ｃから内筒３の内部空間３ｅに流出し、接続口５から図示しない流路を経由してセンサーに流入する。

ところで、外筒１と内筒３との隙間ΔＧ２を、フィルタ材２を介装できる程度にまで小さく、また内筒３の表面の溝３ａ、３ｂと接続口５とを連通させる流路を確保できる空洞を備えた形状として内筒を構成すると、フィルタ全体のデッドスペースを可及的に小さくでき、応答特性を改善することができる。

なお、上述の実施例においては、内筒の軸方向に延びる溝３ｂに接続口５に連通する貫通孔３ｃを形成しているが、周方向の溝３ａに貫通孔３ｃを形成しても同様の作用を奏する。

また、上述の実施例においては、フィルタ材２の外表面から被検ガスを流入させるようにしたが、内面側から流入させ外筒の接続口４から排出させるように使用することもできる。

また、上述の実施例においては、外筒の内面と内筒の外面とにそれぞれ溝を形成しているが、外筒から被検ガスを流入させる場合には、外筒の、また内筒から被検ガスを流入させる場合には内筒の溝を省略しても同等の作用を奏する。

また、上述の実施例においては、環状の溝と軸方向に延びる溝とにより気体流通路となる凹部を形成しているが、相互に接続された網目状の溝や凹凸を形成しても同様の作用を奏する。

本発明の一実施例を分解して示す組み立て斜視図である。 内筒にフィルタ材を装着した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施例を示す断面図である。

符号の説明

１ 円筒状の外筒 １ｂ 環状の溝 １ｃ 溝 ２ フィルム状フィルタ材 ２ａ 重なり部 ３ 円筒状の内筒 ３ａ 環状の溝 ３ｂ 溝 ３ｃ 貫通孔 ４、５ 接続口

Claims (3)

1. 一端に第１の接続口を、他端に開口を有し、内表面に相互に連通する溝部を備えた有底状の外筒と、一端に第２の接続口を有し、外表面に相互に連通するとともに貫通孔を介して前記第２の接続口に連通する溝部を備えて前記外筒に挿入可能な内筒と、前記内筒の前記溝部が形成されている領域を覆い、かつ周方向で重なり部を生じるように前記内筒の外表面に巻回されたフィルム状のフィルタ材とからなり、前記外筒の内周面と前記内筒の外表面との隙間が、前記フィルム状のフィルタ材を収容可能な程度であり、また前記外筒の内部底面と前記内筒の他端の先端面との間隙が、気体を通過させることができる程度であり、さらに前記内筒の第２の接続口側が前記外筒の前記開口に気密的に固定されているガス分析装置用フィルタ。
2. 前記溝部が、複数の環状の溝と軸方向に延びる溝とにより形成されている請求項１に記載のガス分析装置用フィルタ。
3. 前記第１の接続口が流入口であり、また前記第２の接続口が流出口として構成されている請求項１に記載のガス分析装置用フィルタ。

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