JP5976885B1 - 低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計並びにダスト濃度の測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】煙道内の白濁排気ガスの流れが低速であっても、連続的かつ正確で、さらに長期間、煙道内において直接白濁排気ガス中のダクト濃度を測定できる、低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計を提供する。【解決手段】煙道内において白濁排気ガス中のダスト濃度を直接測定するダスト濃度計であって、前記煙道内で測定対象白濁排気ガスを分離した上で測定対象白濁排気ガス中のミストを気化させる気化装置と、気化装置を経てミストが気化した状態を維持した領域と気化装置を経ない白濁排気ガスとを分断するエアーカーテンを気化装置下流に形成するエアーブロ機構等からなり、前記エアーカーテン内で、ミスト除去されたダストに反射した散乱光を検出して、白濁排気ガス中のダスト濃度を求めることを特徴とする低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計とした。【選択図】図１

Description

本発明は、ダスト濃度計に関し、より詳しくは煙道内が露点以下となってミスト（液滴粒子）とダスト（固体粒子）が吸着、共存し、白濁している白濁排気ガス中のダスト濃度を煙道内において、白濁排気ガスの流れが低速であっても、連続的かつ正確に、また長期測定できる、低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計並びにダスト濃度の測定方法に関する。

各種工場の煙道から排出される排気ガスには、硫黄酸化物や窒素酸化物などの有害物質が大量に含まれる。そのため排気ガス経路に脱硫装置や脱硝装置などの排気ガス処理装置の設置が義務付けられている。

一方、ダストについても所定の排出濃度規制が設けられている。例えば、製紙工場などでは上述の排気ガス処理装置で使用したミストが白煙となって煙突から排出されている。その白煙を見た周辺住民から規制値以上のダストを排出しているのではないかという苦情や不安が工場に寄せられることが多い。

したがって、各種工場では、白煙が規制基準以上のダスト排出によるものか、ミストによるものかを正確に把握し、ダスト排出に関わる規制を遵守していることを常時確認する必要がある。

ダスト濃度計として、従来から光散乱式ダスト濃度計が知られている。従来の光散乱式ダスト濃度計は、リアルタイムに排気ガス中のダスト濃度を連続して測定できるが、ミストを用いる排気ガスの脱硫装置などの下流においては、排気ガスは露点以下の白濁排気ガスとなり、ダストとともに大量のミストが含まれるため、ミストの影響により正確なダスト濃度の測定は原理的に困難であった。

他方、煙道に白濁排気ガスの一部を採取するサンプリング管 (吸引通路)を設け、排気ガスを煙道外の検出室に導入しミストの粒径分布を測定するミスト粒径測定装置が公開されている（特許文献１）。

特許文献１に記載のミスト粒径分布測定装置は、検出室４の上流端でダストとミストの粒径分布を連続的に光学式センサ（光源６、集光レンズ７、受光器１０）で測定し、その光学式センサ下流では検出室４を通過する白濁排気ガスに加熱光線を照射（加熱装置１５、集光レンズ１６）してミストを気化させ、さらにその照射部下流ではミスト気化後のダストの粒径分布を光学式センサ（光源８、集光レンズ９、受光器１１）で測定する。そして、演算機１２、１３及び比較解析器１４によって、測定したミストの気化前後の粒径分布を比較し、ミストの粒径分布を連続的に測定する。

しかしながら、特許文献１のミスト粒径分布測定装置によれば、ミストの粒径分布を測定することはできるが、ダスト濃度は測定できない。また、当該装置では、一定の長さ、小口径のサンプリング管を使用するため、ダストやミストがサンプリング管内に沈着、付着し、それによりサンプリング管の閉塞が起き、煙道から排出される白濁排気ガスを連続して正確にサンプリング管を通して検査室４に採取することが困難であった。

したがって、煙道から排出される白濁排気ガス中のダスト濃度を正確に測定することができず、しかも長期間にわたる測定は不可能であった。

そこで、発明者は、煙道内の白濁排気ガスの一部を煙道外の検査室に採取するためのサンプリング管を用いることなく、直接煙道内において、連続的かつ正確で、さらに長期間、白濁排気ガス中のダクト濃度を測定できる光散乱式ダスト濃度計を発明した（特許文献２）。

特許文献１の発明は、図２に示すように、煙道６内においてミスト１０とダスト１１が吸着、共存した白濁排気ガスを前記煙道６外に吸引サンプルリングすることなく、前記白濁排気ガス中のダスト濃度を前記煙道６内において直接測定するダスト濃度計であって、前記煙道６内に加熱光３ａを収束させ白濁排気ガス中のミスト１０を気化させた瞬間加熱域７を形成する瞬間加熱器３と、前記瞬間加熱域７の前記白濁排気ガスの流れ方向直下流に前記加熱光３ａと異なる波長の計測光４ａを照射する光照射器４と、前記計測光４ａが前記瞬間加熱域７を経たダスト１１に反射することにより散乱した散乱光４ｂを検出する散乱光検出器５と、前記白濁排気ガスの流れ方向に沿って前記煙道６の同一側面に前記瞬間加熱器３、前記光照射器４、前記散乱光検出器５の順で配列させた上でまとめて収納するボックス１ａと、前記散乱光検出器５によって検出された散乱光強度を基に前記白濁排気ガス中のダスト濃度を求める演算装置１２と、からなり、前記ボックス１ａを前記煙道に接続する接続管の１のフランジに接続したことを特徴とする光散乱式ダスト濃度計１というものである。

そして、特許文献２の出願時には、白濁排気ガスの流れが早い場合には瞬間気化が未達成になり、測定値がミスト１０の影響を受けると想定をしていた。そのため、光散乱式ダスト濃度計１の加熱域の長さ及び範囲と加熱量を考慮するだけであった。

ところが、白濁した排気ガスの流速が１０ｍ／ｓｅｃ程度と速い場合でも水蒸気ミストを瞬間気化することが出来、ダスト濃度の連続測定が可能であった。しかしながら、白濁排気ガスの流速が２ｍ／ｓｅｃ程度に遅い場合には、散乱光検出域８に周囲の白濁排気ガスが回り込んで、光散乱式ダスト濃度計１の測定値は水蒸気ミストの影響を受けてしまった。

また、特許文献２の出願時には、煙道６に内部に挿入した光散乱式ダスト濃度計１は高温になることから、白濁排気ガス中の水蒸気ミストは加熱されてドライ状態になると考えており、光散乱式ダスト濃度計１のダスト汚れについて、特段の防止機構を備えていなかった。

しかしながら、光散乱式ダスト濃度計１を実際に白濁排気ガスが流れる煙道に取り付けてフィールドテストを実施したところ、光散乱式ダスト濃度計１の白濁排気ガス入り口付近は低温白濁排気ガスが導入されるために高温にはならなかった。そのため水蒸気化したミスト１０が光散乱式ダスト濃度計１の入口付近に凝縮し、ドレンとして溜まることで、ダスト１１の付着及び成長の恐れが予見された。

特開昭６４−１５６３４号公報 特許第５４５３６０７号公報

そこで、本発明は、煙道内の白濁排気ガスの一部を煙道外の検査室に採取するためのサンプリング管を用いることなく、直接煙道内において、白濁排気ガスの流れが低速であっても、連続的かつ正確で、さらに長期間、白濁排気ガス中のダクト濃度を測定できる、低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計並びにダスト濃度の測定方法を提供する。さらに、白濁排気ガスの気化装置への取り込み口側にミストの凝縮したドレン、ダスト付着を防止した光散乱式ダスト濃度計並びにダスト濃度の測定方法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、
（１）
煙道内においてミストとダストが吸着、共存した白濁排気ガスを前記煙道外に吸引サンプルリングすることなく、白濁排気ガス中のダスト濃度を前記煙道内において直接測定するダスト濃度計であって、
前記煙道内で測定対象白濁排気ガスを分離した上で前記測定対象白濁排気ガス中のミストを気化させる気化装置と、
前記気化装置を経てミストが気化した状態を維持した領域と前記気化装置を経ない前記白濁排気ガスとを分断するエアーカーテンを前記気化装置下流に形成するエアーブロ機構と、
前記エアーカーテン内で前記ミストが気化している領域に光を照射する光照射器と、
前記光がミスト除去されたダストに反射した散乱光を検出する散乱光検出器と、
前記散乱光検出器によって検出された散乱光強度を基に前記白濁排気ガス中のダスト濃度を求める演算装置と、
からなることを特徴とする低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
（２）
前記気化装置が、測定対象白濁排気ガスを前記煙道内の白濁排気ガスの流れに沿って通す通路を内部に備え左右側面が開口した内筒と、前記内筒に外周に巻き付けられたシースヒータと、前記内筒及びシースヒータを収納する第一容器と、
からなり、
前記第一容器を前記煙道内部に固定されることを特徴とする（１）に記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
（３）
前記エアーカーテンは、前記第一容器から、白濁排気ガスの流れの下流側に常時噴出するエアーで形成されることを特徴とする（２）に記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
（４）
前記光照射器及び散乱光検出器が、前記第一容器に連設される第二容器に収納され、前記第二容器の上方に前記エアーカーテンが形成されることを特徴とする（２）又は（３）に記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
（５）
前記気化装置の白濁排気ガスの取り込み口側に、間欠的なエアーブロを噴出することを特徴とする（１）〜（４）の何れかに記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
（６）
煙道内においてミストとダストが吸着、共存した白濁排気ガスを前記煙道外に吸引サンプルリングすることなく、前記白濁排気ガス中のダスト濃度を前記煙道内において直接測定する方法であって、
前記煙道内で測定対象白濁排気ガスを分離した上で前記測定対象白濁排気ガス中のミストを気化させ、
前記気化装置を経てミストが気化した状態を維持した領域と前記白濁排気ガスとを分断するエアーカーテンを形成し、
前記エアーカーテン内でミストが気化した状態を維持した領域に光を照射し、
前記光がミスト除去されたダストに散乱した散乱光を検出し、
検出した散乱光強度から前記白濁排気ガス中のダスト濃度を求めることを特徴とする低流速の排ガスでも測定可能なダスト濃度の測定方法。
とした。

ここで、煙道とは、排気ガスを排出するための通路であり、白濁排気ガスとは、湿式スクラバの出口にように煙道内が露点以下となってダストとミストが共存、吸着し、白濁している排気ガスのことである。

気化装置とは、シースヒータ等のヒータ加熱、光などの加熱光を照射してミストを蒸発、或いは励起、減圧その他方法により煙道内のミストを気化させる装置であり、加熱装置などが例示できる。ミストが気化される領域を加熱域という。

加熱光とは、赤外線ヒータの放射熱、レーザー発生器で生成されたレーザーなどの加熱源であり、直接煙道内の一部領域に収束させ、煙道内に瞬間加熱域を形成させる。瞬間加熱域では、白濁排気ガス中のミストが瞬時に気化し、ダストから分離、拡散し瞬間加熱域から除去される。その他、加熱源としてマイクロ波なども例示できる。

加熱光を収束させる手段として、例えば、赤外線ヒータの放射熱ではレンズや凹面鏡により、レーザーの加熱光では小出力のものを複数用いて焦点に集めることにより、直接煙道内の一部領域に収束させる方法が例示できる。

加熱光の生成装置の一例としては、例えば、１４００℃までの加熱が可能な（有）フィンテック製スポットヒータＨＳＨなどが例示できる。このような装置であれば、加熱光の収束位置、加熱域の体積、加熱温度も制御できる。これにより煙道内に極僅かな体積の瞬間加熱域を形成することができる。

加熱温度としては、ミストが確実に気化し、さらにダストが燃焼しない温度域、例えば１００℃〜５００℃程度であることが望ましい。この範囲であれば、一層正確なダスト濃度の測定が可能になる。

他方、加熱源として、シースヒータを用いることで、集光レンズを用いた加熱光を利用する瞬間気化より、より長期間の連続加熱が可能になる。その場合には、水分の多い白濁排気ガスに直接触れる電源配線端子の絶縁不良を防止する必要がある。

例えば、白濁排気ガスから隔離して間接的に加熱方法として、白濁排気ガスを通す管の周りに、螺旋状にシースヒータを巻き、さらにシースヒータを覆い、白濁排気ガスがシースヒータに直接触れない構造が例示できる。この場合には、シースヒータ格納部に、熱電対を組み込んで温度調節計に接続することでシースヒータの温度設定及び温度制御を可能にすることが望ましい。熱電対を設けることで、白濁排気ガスの温度及び流速に応じて、最適な温度設定が可能になるとともに、シースヒータの過熱防止と寿命向上に繋がる。

計測光とは、（瞬間）加熱域を経た直後の領域（白濁排気ガスの流れ方向直下流で、ミストの気化状態が維持された領域）に光照射器から照射される光である。計測光としては、加熱光と異なる波長とすることで、散乱光の検出精度が高まる。

さらに、計測光として所定の波長域の光りだけを使用すると、散乱光も特定の波長の光として検出することができ、精度よく散乱光を検出することができるので好ましい。例えば、全て一定波長で同期検波した光を使用すること、より具体的には特定の波長の光りだけを通過させる光学フィルターを通して照射することで得られる。

散乱光とは、光照射器から散乱光検出域に照射された計測光が、ミスト除去されたダストにより散乱する光である。加熱域を経た直後の領域では、非加熱域の白濁排気ガスに含まれるミストが混入することはなく、加熱域が散乱光検出域でも維持されるので、散乱光の光量（光強度）はダスト濃度に比例する。

散乱光検出器は、ミストが除去されたダストにより散乱された散乱光の光量を検出する装置である。そして、例えば、予めダスト濃度と散乱光の光強度との比例関係の検量線を作成しておけば、検出した散乱光強度に対するダスト濃度を前記検量線から求めることができる。なお、計測光を光学フィルターで同期検波しない場合には、散乱光の波長の光りだけ光学フィルターを通して散乱光検出器で受光し、散乱光強度を検出してもよい。

例えば、光照射器、散乱光検出器としては、(株)田中電気研究所製ＤＤＭ-ＨＡＬ ２の赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）と光検出器（フォトダイオード）、特開平０９−２３６５４５号公報に記載の光電式粒子濃度測定装置などが使用できる。

演算装置は、散乱光検出器で検出した光強度を基に白濁排気ガス中のダスト濃度を演算する装置で、コンピューターなどである。演算方法としては、例えば、予めダスト濃度と散乱光の光強度との比例式（一次式など）を作成し、演算装置の記憶部に格納しておき、検出した散乱光を比例式に代入することで、ダスト濃度を求め、モニタに直接ｍｇ/ｍ^３ _Ｎの単位で表示することができる。

本発明は、上記構成であるので、白濁排気ガスの一部を採取するためのサンプリング管を設置することなく、白濁排気ガス中のミストを煙道内で気化させることができ、白濁排気ガスの流れが低速でも、測定対象白濁排気ガスのミストを気化させた気流をエアーカーテンで、未処理の白濁排気ガスと分断、隔離することで、ミストの影響なく、散乱光の光量を基に、ダスト濃度を連続的かつ正確に、ダスト濃度を測定することができる。

加えて、本発明である低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダクト濃度計は、気化装置と光学ユニットを煙道に配置するだけであるので、作業が容易である上、設置コストも安い。

さらに、内径が小さく長いサンプリング管を使用しないことから、サンプリング管の閉塞などの問題ものなく、煙道内を流れる白濁排気ガス中のダスト濃度を従来になく極めて長期にわたりメンテナンスフリーで正確に測定することが可能である。

図１は、本発明である低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計の一実施形態の模式図である。図１（Ａ）は低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計の正面部分断面模式図、（Ｂ）は左側面模式図、（Ｃ）は右側面模式図である。 図２は、従来の光散乱式ダスト濃度計の断面模式図である。

以下、図面に基づき本発明である光散乱式ダスト濃度計について詳細に説明する。なお、本発明は下記実施例に限定されるものではない。

図１は、本発明である低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計の一実施形態の模式図である。測定原理は、煙道６内において、白濁排気ガスの流れの上流側に気化装置２を配置し、ミスト１０を気化させ、気化装置２の下流に計測光４ａを照射し、光散乱強度でダスト濃度を測定する方式である。なお、図１中の左白抜き矢印は、白濁排気ガスの流れの方向であり、図１右側が白濁排気ガスの上流、左側が下流である。

図１に示すように、本発明の実施の形態の一例である低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計１ｃは、気化装置２と、光照射器４及び散乱光検出器５とそれらを収納する第二容器２ｍを含む光学ユニット９と、演算装置１２と、さらにエアー送風のための各種エアーブロ機構を備えてなる。そして、白濁排気ガスの上流から下流の流れに対して、気化装置２、光照射器４及び散乱光検出器５の光学ユニット９の順で煙道６内に配置される。

これにより、煙道６から外に白濁排気ガスを引き出すサンプリング管を設けることなく、白濁排気ガスの流れが低速（２ｍ／ｓｅｃ以下）であっても、ミスト１０影響を受けることなく、煙道６内が露点以下となってダスト１１（小○）とミスト１０（大○）、ミスト吸着ダスト１０ａ（二重○）が共存する白濁排気ガス中のダスト１１の濃度を測定することができる。勿論、白濁排気ガスの流れが高速（１０ｍ／ｓｅｃ程度）の場合にも測定可能である。即ち、本発明は、白濁排気ガスの全流速対応型である。

気化装置２は、第一容器２ａと、内筒２ｂと、シースヒータ３ｃと、蓋２ｒと、間欠エアーブロ機構１３とからなる。

第一容器２ａは、内部に左右側面に開口した貫通孔を有し、煙道６に穿孔された穴から煙道６の内部に挿入され、固定される。第一容器２ａの白濁排気ガスの取り入れ口側である貫通孔の内側の縁は内側がより多く切り取られた傾斜２ｆとなっている。内部には、内筒２ｂ及びシースヒータ３ｃが内蔵され、底面が蓋２ｒで封止されるとともに、蓋２ｒで煙道６に係止され、蓋２ｒと煙道６の気密性が保持される。

また、第一容器２ａの、白濁排気ガスの取り入れ口側の側壁内部には、間欠エアーを通す第一流路２ｄが穿設され、前記縁の半円部分の傾斜２ｆに多数穿設されたエアー放出穴２ｅに連通し、間欠エアーでエアーブロ２ｉを噴出させる。

エアーブロ２ｉにより、白濁排気ガスの取り入れ口側の貫通孔に凝縮したミスト１０を乾燥する。前記貫通孔の内側を傾斜２ｆにすることで、ミスト１０及びエアーブロ２ｉは第一容器２ａから外側に流れていく。これにより、第一容器２ａの白濁排気ガスの取り入れ口側に、ミスト１０が凝集したドレンの貯溜がなくなる。

さらに、第一容器２ａの白濁排気ガスの出口側の側壁内部には、常時エアーを通す第二流路２ｇが穿設され、白濁排気ガスの出口側の側壁の端に沿って穿設されたエアー放出口２ｈに連通し、白濁排気ガスの流れの下流方向にエアーを噴出させ、気化装置２を経てミスト１０が気化した状態を維持した領域（気流）と、気化装置２を経ない白濁排気ガスとを分断、隔離して、散乱光検出域８にミスト１０の混入を防ぎ、ミスト１０の影響なく散乱光４ｂを検出するためのエアーカーテン２ｋを形成する。

エアー放出口２ｈは、図１（Ａ）に示すように、第一容器２ａの端に沿うＵの字型で、端は第二容器２ｍまで到達し、通路２ｃを囲むように、複数の孔が点在しても、１つの開口が線条に穿設されていてもよい。即ち、エアーカーテン２ｋは、第二容器２ｍの上に隔離空間を形成するものである。

エアーカーテン２ｋにより、白濁排気ガスの流れが低速であっても、散乱光検出域８に非測定対象の白濁排気ガスのミスト１０、ミスト吸着ダスト１０ａが混入を防止し、ミスト１０の影響を受けることなく、ダスト濃度に基づく、散乱光４ｂを検出することができる。

なお、エアーカーテン２ｋを採用するまでに、散乱光検出域８を白濁排気ガスから分断、隔離するため、金属性の筒を気化装置２の下流に延設した上で、光学ユニット９でダスト濃度を試みたが、計測光４ａがカバーに反射し、散乱光検出器５に乱反射として検出され、測定値が変動した。そこで、カバーに代えて、常時エアーを気化装置２から下流に向け流すことで、エアーカーテン２ｋを形成し、気化領域を白濁排気ガスから分断、隔離することに成功した。エアーカーテン２ｋであれば、白濁排気ガスの混入がなく、計測光４ａの反射もなく、正確なダスト濃度を散乱光４ｂで検出することができる。

内筒２ｂは、煙道６内で、他の白濁排気ガスと分離して測定対象白濁排気ガスを通す通路２ｃを備える金属製の筒で、第一容器２ａの左右の開口に一致するように第一容器２ａの内部に固定される。内筒２ｂの外周には、シースヒータ３ｃが巻き付けられている。内筒２ｂ通路２ｃ内で、ミスト１０はシースヒータ３ｃの熱で気化される。気化したミスト１０はダスト１１から分離され、しばらくの間、ダスト１１へのミスト１０の再吸着は起こらない。

気化装置２の白濁排気ガスの流れの直下流では、エアーカーテン２ｋの分断、隔離作用により非熱域の白濁排気ガスに含まれるミスト１０の混入がなく、さらに気化ミストの凝集によるダスト１１への再吸着はなく、ミスト１０が気化して分離した状態のダスト１１のみが存在する領域が維持される。

シースヒータ３ｃは、内筒２ｂの外周に巻かれ、通電端子３ｄが第一容器２ａ（蓋２ｒ）の外に位置する。シースヒータ３ｃの外側は、隔壁２ｓで覆われ、白濁排気ガスとの接触を防ぐとともに、熱効率を向上させる。シースヒータ３ｃの温度を測定、制御するため、内筒２ｂと隔壁２ｓとの間に、熱電対３ｅを配置する。

間欠エアーブロ機構１３は、エアー供給元（図示せず）と、前記エアー供給元と第一流路２ｄを連絡する配管１３ａと、配管１３ａに設けられた電磁バルブ１３ｂとからなる。電磁バルブ１３ｂは、タイマー或いは演算装置１２の記録部に格納されたプログラムに従って演算装置のＣＰＵで開閉制御される。例えば、電磁バルブ１３ｂを、ＣＰＵの指令で、１５分に１回開き、１０秒間エアーブロ２ｉして、ミスト１０の凝縮を吹き飛ばし又は乾燥させ、ダスト１１の気化装置２の白濁排気ガスの取り込み口側部分への付着を防止する。

エアーブロ２ｉは、ダスト検出値に影響を及ぼすため、ＣＰＵが、エアーブロ２ｉのタイミングに連動して、エアーブロ２ｉ直前のダスト１１の検出値を記録装置に記録し、表示部に、エアーブロ２ｉ中の測定濃度として表示し、連続指示への影響を無くす。

光学ユニット９は、第一容器２ａの下流に位置する第二容器２ｍと、光照射器４と、散乱光検出器５と、エアーブロ機構１４とからなる。

第二容器２ｍは、内部に、光照射器４及び散乱光検出器５を収納し、白濁排気ガスの流れに対し、気化装置２の下流に位置する。ここでは、第一容器２ａに接続して形成され、第一容器２ａと共通の蓋２ｒで封止されている。光照射器４及び散乱光検出器５は、ブロック２ｎで第二容器２ｍ内に固定される。第二容器２ｍとブロック２ｎとの間にはパッキン２ｐを介在させ、気密性を保つ。

また、ブロック２ｎと、光照射器４及び散乱光検出器５の間には、エアーカーテン２ｋ内に連通する第三流路２ｑが形成され、常時エアーが流れ、投光部及び受光部にミスト１０の凝縮によるドレンの貯溜、ドレンへのダスト１１が付着、蓄積を防止する。

光照射器４は、白濁排気ガスの流れに対する気化装置２の下流のエアーカーテン２ｋ内でダスト１１のみが存在する領域の一部に（散乱光検出域８（図１中交差エリア））に、ダスト濃度の測定の基礎となる散乱光４ｂを検出するための計測光４ａを拡散光として照射する。その際、一定波長で同期検波した計測光４ａを照射するとよい。

散乱光検出器５は、計測光４ａが気化装置２を経てミスト１０が除去されたダスト１１に反射することにより散乱した散乱光４ｂを検出する。

なお、散乱光検出域８には、気化装置２を経ていない白濁排気ガス領域が隣接するが、エアーカーテン２ｋで遮断され混合されることがない上、一定波長で同期検波した計測光４ａを照射すれば、散乱光検出域８のダスト１１で散乱した散乱光４ｂと、気化装置２経ていない白濁排気ガス中のミスト１０、ミスト吸着ダスト１０ａで散乱した散乱光とが、異なる波長の散乱光になるため散乱光検出器５により識別できる。

また、気化装置２を経ていない、隣接又は混入した白濁排気ガスから、散乱光検出域８から発生する散乱光４ｂと同波長の散乱光が生成されたとしても極めて低量であること、さらに散乱光検出域８の光強度が極めて強いことから前記白濁排気ガスからの散乱光の光量は無視できる。

エアーブロ機構１４は、エアー供給元（図示せず）と、前記エアー供給元と第二流路２ｇ及び第三流路２ｑを連絡する配管１４ａと、配管１４ａに設けられた電磁バルブ１４ｂとからなる。エアー供給元は、エアータンク、或いは吸引ポンプなどである。第二流路２ｇ及び第三流路２ｑには、常時エアーが流されるため、電磁バルブ１４ｂは通常開放されている。メンテナンスなど必要なときに、励磁して電磁バルブ１４ｂは閉められる。

演算装置１２は、散乱光４ｂがダスト濃度と比例関係にあることに基づいて、散乱光４ｂの光強度からダスト濃度を演算する装置である。例えば、予めダスト濃度と光量と比例関係の検量線を作成しておけば、検出した散乱光４ｂの光量に対するダスト濃度を前記検量線から求めることができる。なお、演算装置１２と散乱光検出器５は一体としてもよい。ここでは、光ファイバー５ａを介して、演算装置１２が散乱光強度シグナルを受光する方式とした。

本発明の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計は、既存の煙道に簡単かつ低コストで取り付けられる。また、これまで困難であった露点以下の白濁排気ガス中のダストのみを直接煙道内において、白濁排気ガスの流れが低速であっても、他のミストの影響を受けることなく、連続的かつ正確に測定できる全流速対応型であるため汎用性、信頼性が高く、白濁排気ガスに対して基準値を超えているのではないかと不安をもつ住民への説明エビデンスを提供できる。さらには、白煙防止対策にも活用することができる。従って、排気ガス測定の技術分野、産業において大いに貢献することが期待できる。

１ 光散乱式ダスト濃度計
１ａ ボックス
１ｂ フランジ
１ｃ 低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計
２ 気化装置
２ａ 第一容器
２ｂ 内筒
２ｃ 通路
２ｄ 第一流路
２ｅ エアー放出穴
２ｆ 傾斜
２ｇ 第二流路
２ｈ エアー放出口
２ｉ エアーブロ
２ｋ エアーカーテン
２ｍ 第二容器
２ｎ ブロック
２ｐ パッキン
２ｑ 第三流路
２ｒ 蓋
２ｓ 隔壁
３ 瞬間加熱器
３ａ 加熱光
３ｂ 焦点
３ｃ シースヒータ
３ｄ 端子
３ｅ 熱電対
４ 光照射器
４ａ 計測光
４ｂ 散乱光
５ 散乱光検出器
５ａ 光ファイバー
６ 煙道
６ａ 開口
６ｂ フランジ
６ｃ 接続管
７ 瞬間加熱域
８ 散乱光検出域
９ 光学ユニット
１０ ミスト
１０ａ ミスト吸着ダスト
１１ ダスト
１２ 演算装置
１３ 間欠エアーブロ機構
１３ａ 配管
１３ｂ バルブ
１４ エアーブロ機構
１４ａ 配管
１４ｂ バルブ

Claims (6)

1. 煙道内においてミストとダストが吸着、共存した白濁排気ガスを前記煙道外に吸引サンプルリングすることなく、白濁排気ガス中のダスト濃度を前記煙道内において直接測定するダスト濃度計であって、
   前記煙道内で測定対象白濁排気ガスを分離した上で前記測定対象白濁排気ガス中のミストを気化させる気化装置と、
   前記気化装置を経てミストが気化した状態を維持した領域と前記気化装置を経ない前記白濁排気ガスとを分断するエアーカーテンを前記気化装置下流に形成するエアーブロ機構と、
   前記エアーカーテン内で前記ミストが気化している領域に光を照射する光照射器と、
   前記光がミスト除去されたダストに反射した散乱光を検出する散乱光検出器と、
   前記散乱光検出器によって検出された散乱光強度を基に前記白濁排気ガス中のダスト濃度を求める演算装置と、
   からなることを特徴とする低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
2. 前記気化装置が、測定対象白濁排気ガスを前記煙道内の白濁排気ガスの流れに沿って通す通路を内部に備え左右側面が開口した内筒と、前記内筒に外周に巻き付けられたシースヒータと、前記内筒及びシースヒータを収納する第一容器と、
   からなり、
   前記第一容器を前記煙道内部に固定されることを特徴とする請求項１に記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
3. 前記エアーカーテンは、前記第一容器から、白濁排気ガスの流れの下流側に常時噴出するエアーで形成されることを特徴とする請求項２に記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
4. 前記光照射器及び散乱光検出器が、前記第一容器に連設される第二容器に収納され、前記第二容器の上方に前記エアーカーテンが形成されることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
5. 前記気化装置の白濁排気ガスの取り込み口側に、間欠的なエアーブロを噴出することを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の低流速の排ガスでも測定可能な光散乱式ダスト濃度計。
6. 煙道内においてミストとダストが吸着、共存した白濁排気ガスを前記煙道外に吸引サンプルリングすることなく、前記白濁排気ガス中のダスト濃度を前記煙道内において直接測定する方法であって、
   前記煙道内で測定対象白濁排気ガスを分離した上で前記測定対象白濁排気ガス中のミストを気化させ、
   前記気化装置を経てミストが気化した状態を維持した領域と前記白濁排気ガスとを分断するエアーカーテンを形成し、
   前記エアーカーテン内でミストが気化した状態を維持した領域に光を照射し、
   前記光がミスト除去されたダストに散乱した散乱光を検出し、
   検出した散乱光強度から前記白濁排気ガス中のダスト濃度を求めることを特徴とする低流速の排ガスでも測定可能なダスト濃度の測定方法。

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