JP6933053B2 - ガスサンプリングプローブ - Google Patents

Description

本発明は、ガスサンプリングプローブに関し、特に、煙道内を流れる排ガス等を採取して分析装置に導くためのガスサンプリングプローブに関する。

石炭や重油を燃焼させたときにボイラから排出される燃焼排ガス（サンプルガス）中には、有害物質であるＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯｘ等の成分が含まれている。そして、燃焼排ガス中におけるこれらの成分の含有量を分析するガス分析装置が開発されている（例えば特許文献１参照）。このようなガス分析装置では、煙道内に挿入されたガスサンプリングプローブによって採取される燃焼排ガスに前処理等を施し、赤外線ガス分析計や化学発光式分析計等の分析装置を用いて燃焼排ガス中における成分の含有量を検出している。

図３は、一般的なガス分析装置の一例を示す概略構成図である。なお、地面に水平な一方向をＸ方向とし、地面に水平でＸ方向と垂直な方向をＹ方向とし、Ｘ方向とＹ方向とに垂直な方向をＺ方向とする。
ガス分析装置２００は、プラントの煙道１０内をＺ方向に流れる燃焼排ガスＳＧ中のＮＯｘ、ＳＯｘ、ＣＯｘの含有量を分析するために用いられるものとする。煙道１０はＺ方向に伸びており、煙道１０の壁面１１の外周面に首フランジ１２が形成されている。

ガス分析装置２００は、ガスサンプリングプローブ２と、赤外線ガス分析計６１と、ガスサンプリングプローブ２と赤外線ガス分析計６１との間に配置された真空ポンプ６２と、ガスサンプリングプローブ２と接続されたパージガス導入機構６３とを備える。

ガスサンプリングプローブ２は、ステンレス鋼製の本体ケース部４０と、本体ケース部４０に取り付けられるフィルタ管１３０と、本体ケース部４０に取り付けられるステンレス鋼製のフランジ管１５０とを備える。そして、本体ケース部４０とフランジ管１５０とにより本体部１２０が構成される。

フィルタ管１３０は、左右方向（Ｘ方向）が中心軸となり先端面（左端面）を有する円筒体である。そして、フィルタ管１３０の基端部（右部）１３１は、ステンレス鋼製であって外周面にはネジ溝が形成されている。また、フィルタ管１３０の先端部（左部）から中部は網状となっており、燃焼排ガスＳＧ中に含まれる固体成分（以下、ダストと称する）の進入を防ぐようになっている。

本体ケース部４０は、左右方向（Ｘ方向）を中心軸とする円柱体であって、円柱体内部には内部空間４１が形成されている。そして、本体ケース部４０の基端面（右端面）には内部空間４１と連通するサンプルガス排出管４２が形成され、側壁の一方（図における下方）には内部空間４１と連通するパージガス導入管４３が形成されている。また、本体ケース部４０の先端面（左端面）には、内部空間につながるネジ孔４４が形成されており、このネジ孔４４にフィルタ管１３０の基端部１３１が取り付けられるようになっている。

サンプルガス排出管４２には、煙道１０から燃焼排ガスＳＧを採取するための真空ポンプ６２が接続されるとともに、パージガス導入管４３には、内部空間４１内にパージガス（窒素ガスや空気等）を流入させるためのパージガス導入機構６３が接続されている。

フランジ管１５０は、左右方向（Ｘ方向）を中心軸とする円筒体であって、先端面（左端面）には首フランジ１２に取り付けるためのフランジ１５１が形成されている。そして、フランジ管１５０の基端部（右部）の内周面が本体ケース部４０側壁の外周面に取り付けられるようになっている。

フランジ管１５０のフランジ１５１は、左右方向（Ｘ方向）に貫通する複数個のネジ孔を有し、このネジ孔にネジ７０を通すことで、フランジ１５１と首フランジ１２とを固定することが可能となっている。これにより、フィルタ管１３０が煙道１０内に配置されるとともに、本体部１２０が煙道１０外に配置されるようになっている。

このようなガス分析装置２００によれば、真空ポンプ６２を作動させると、煙道１０内を流れる燃焼排ガスＳＧは、フィルタ管１３０を通過して本体ケース部４０の内部空間４１に進み、その後、サンプルガス排出管４２を経て赤外線ガス分析計６１に導入される。そして、赤外線ガス分析計６１によって燃焼排ガスＳＧ中における成分の含有量が検出される。

また、燃焼排ガスＳＧがフィルタ管１３０を通過するときには、燃焼排ガスＳＧ中に含まれるダストが除去されるが、長期間使用するとフィルタ管１３０に付着したダストが蓄積して目詰まりを起こす。この目詰まりを解消するためには、真空ポンプ６２を停止してパージガス導入機構６３からパージガスを流入させることにより、パージガス圧によって蓄積したダストをフィルタ管１３０の外側に飛ばして除去するようにしている。

特開平１１−１９０６８６号公報

ところで、上述したようなガスサンプリングプローブ２では、ダストやカルマン渦やパージガス等によりフィルタ管１３０が共振して大きく振れることがあり、このときにネジ機構で螺合されているフィルタ管１３０の基端部１３１と本体ケース部４０のネジ孔４４との接続部分が緩み、フィルタ管１３０が本体部１２０から脱離して煙道１０内に落下することがあった。また、その場合には、プラント全体の稼働を停止しなければフィルタ管１３０を回収できず、回収には多大な労力を要するという問題点があった。
そこで、本発明は、フィルタ管が本体部から脱離して落下しないようにしたガスサンプリングプローブを提供することを目的とする。

上記課題を解決するためになされた本発明のガスサンプリングプローブは、内部空間が形成され、前記内部空間と連通するサンプルガス排出管が形成された本体部と、前記本体部の前記内部空間と連通するように基端部が取り付けられる筒状のフィルタ管とを備え、前記フィルタ管の先端側が煙道内に挿入され、前記煙道内のサンプルガスが前記フィルタ管を通過して前記サンプルガス排出管に導かれるガスサンプリングプローブであって、前記フィルタ管の基端部には、前記フィルタ管の外周面から突出するフィルタ管凸部が形成されており、前記本体部には、前記フィルタ管取り付け時の前記フィルタ管凸部の位置よりも先端側となる位置に本体部凸部が形成されるようにしている。

以上のように、本発明のガスサンプリングプローブによれば、フィルタ管が本体部から脱離することによるプラントの稼働停止やプラント自体の損傷等のトラブルの発生を防ぐことができる。

（その他の課題を解決するための手段及び効果）
また、本発明のガスサンプリングプローブにおいて、前記本体部には、ネジ孔が形成されるとともに、前記フィルタ管の基端部の外周面には、ネジ溝が形成されており、前記フィルタ管は、前記ネジ孔と前記ネジ溝とによるネジ機構によって前記本体部に取り付けられるようにしてもよい。
さらに、本発明のガスサンプリングプローブにおいて、前記本体部は、前記内部空間及び前記サンプルガス排出管を有する本体ケース部と、測定対象物壁面に取り付けるためのフランジを有する筒状のフランジ管とを備え、前記フランジ管は、前記本体ケース部に取り付けられるようになっているとともに、前記本体部凸部は、前記フランジ管の内周面から突出するように形成してもよい。

本発明のガスサンプリングプローブを備えたガス分析装置の一例を示す概略構成図。 図１に示すガスサンプリングプローブの分解断面図。 一般的なガス分析装置の一例を示す概略構成図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。なお、本発明は、以下に説明するような実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の態様が含まれる。

図１は、本発明のガスサンプリングプローブを備えたガス分析装置の一例を示す概略構成図であり、図２は図１に示すガスサンプリングプローブの分解断面図である。なお、上述したガス分析装置２００と同様のものについては、同じ符号を付すことにより説明を省略する。
ガス分析装置１００は、ガスサンプリングプローブ１と、赤外線ガス分析計６１と、ガスサンプリングプローブ１と赤外線ガス分析計６１との間に配置された真空ポンプ６２と、ガスサンプリングプローブ１と接続されたパージガス導入機構６３とを備える。

ガスサンプリングプローブ１は、ステンレス鋼製の本体ケース部４０と、本体ケース部４０に取り付けられるフィルタ管３０と、本体ケース部４０に取り付けられるステンレス鋼製のフランジ管５０とを備える。そして、本体ケース部４０とフランジ管５０とにより本体部２０が構成される。

フィルタ管３０は、左右方向（Ｘ方向）が中心軸となり先端面（左端面）を有する円筒体である。そして、フィルタ管３０の基端部（右部）３１は、ステンレス鋼製であって外周面にはネジ溝が形成されている。また、基端部３１より先端側となる位置の外周面には、フィルタ管３０の外周面から上下方向（Ｚ方向）及び前後方向（Ｙ方向）に突出するフィルタ管凸部３２が形成されている。さらに、フィルタ管３０の先端部（左部）から中部は網状となっており、燃焼排ガス（サンプルガス）ＳＧ中に含まれるダストの進入を防ぐようになっている。

フランジ管５０は、左右方向（Ｘ方向）を中心軸とする円筒体であって、先端面（左端面）にはネジ７０を用いて首フランジ１２に取り付けるためのフランジ５１が形成されている。そして、フランジ管５０左部の内周面には、上下方向（Ｚ方向）及び前後方向（Ｙ方向）に突出する本体部凸部５２が形成されている。また、フランジ管５０の基端部（右部）の内周面が本体ケース部４０側壁の外周面に取り付けられるようになっている。

ここで、図１に示すガス分析装置１００の使用方法について説明する。
＜１＞ガスサンプリングプローブの設置時
まず、測定者等は、本体ケース部４０のネジ孔４４とフィルタ管３０の基端部３１とをネジ機構により取り付ける。次に、測定者等は、本体ケース部４０の外周面にフランジ管５０を取り付ける。このとき、本体部凸部５２がフィルタ管凸部３２よりフィルタ管３０の先端側となる位置に配置する。次に、測定者等は、ネジ７０を用いて首フランジ１２とフランジ５１とを固定することで、フィルタ管３０を煙道１０内に配置するとともに、本体部２０を煙道１０外に配置する。

＜２＞サンプルガスの分析時
真空ポンプ６２を作動させると、煙道１０内を流れる燃焼排ガスＳＧは、フィルタ管３０を通過して本体ケース部４０の内部空間４１に進み、その後、サンプルガス排出管４２を経て赤外線ガス分析計６１に導入される。そして、赤外線ガス分析計６１によって燃焼排ガスＳＧ中における成分の含有量が検出される。
そして、フィルタ管３０の清掃時には、真空ポンプ６２を停止させてパージガス導入管４３からパージガスを流入させることにより、パージガス圧によって蓄積したダストをフィルタ管３０の外側に飛ばして除去する。

＜３＞フィルタ管の脱離時
本発明のガスサンプリングプローブ１では、本体部凸部５２がフィルタ管凸部３２よりもフィルタ管３０の先端側に配置されているため、本体部２０からフィルタ管３０が脱離しても煙道１０内に落下することはない。したがって、測定者等は、ネジ７０を外して首フランジ１２からフランジ５１を取り外して、脱離したフィルタ管３０の基端部３１を再び本体ケース部４０のネジ孔４４へネジ機構により取り付ける。
その後、測定者等は、ネジ７０を用いて首フランジ１２とフランジ５１とを固定することで、フィルタ管３０を煙道１０内に配置するとともに、本体部２０を煙道１０外に配置する。

以上のように、本発明のガスサンプリングプローブ１を備えたガス分析装置１００によれば、本体部２０から脱離したフィルタ管３０が煙道１０内に落下することがなくなり、プラントの稼働停止やプラント自体の損傷等のトラブルの発生を防ぐことができる。

本発明は、サンプルガス中の所定成分の濃度を分析するガス分析装置等に利用することができる。

１： ガスサンプリングプローブ
２０： 本体部
３０： フィルタ管
３１： 基端部
３２： フィルタ管凸部
４０： 本体ケース部
４１： 内部空間
４２： サンプルガス排出管
５０： フランジ管
５２： 本体部凸部
ＳＧ： 燃焼排ガス（サンプルガス）

Claims (3)

1. 内部空間が形成され、前記内部空間と連通するサンプルガス排出管が形成された本体部と、
   前記本体部の前記内部空間と連通するように基端部が取り付けられる筒状のフィルタ管とを備え、
   前記フィルタ管の先端側が煙道内に挿入され、前記煙道内のサンプルガスが前記フィルタ管を通過して前記サンプルガス排出管に導かれるガスサンプリングプローブであって、
   前記フィルタ管の基端部には、前記フィルタ管の外周面から突出するフィルタ管凸部が形成されており、
   前記本体部には、前記フィルタ管取り付け時の前記フィルタ管凸部の位置よりも先端側となる位置に本体部凸部が形成されていることを特徴とするガスサンプリングプローブ。
2. 前記本体部には、ネジ孔が形成されるとともに、
   前記フィルタ管の基端部の外周面には、ネジ溝が形成されており、
   前記フィルタ管は、前記ネジ孔と前記ネジ溝とによるネジ機構によって前記本体部に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のガスサンプリングプローブ。
3. 前記本体部は、前記内部空間及び前記サンプルガス排出管を有する本体ケース部と、測定対象物壁面に取り付けるためのフランジを有する筒状のフランジ管とを備え、
   前記フランジ管は、前記本体ケース部に取り付けられるようになっているとともに、
   前記本体部凸部は、前記フランジ管の内周面から突出するように形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のガスサンプリングプローブ。

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