JPH0684351U - ガスサンプリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 サンプリングガス中のダスト除去が充分にな
され、しかもサンプリング経路における炭酸アンモニウ
ム塩の析出ができるだけ少ないガスサンプリリング装置
を提供する。 【構成】 少なくともダスト除去手段１，２，３とサン
プリングガス吸引手段４と流量計測手段７と流量調節手
段５と光学式ガス分析手段８と前記各手段を接続するサ
ンプリング配管９とを備えてなり、前記ダスト除去手段
１，２，３とサンプリングガス吸引手段４と流量計測手
段７と流量調節手段５と光学式ガス分析手段８と前記サ
ンプリング配管９とが所定温度例えば１００℃に加熱さ
れてなるものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はガスサンプリング装置に関する。さらに詳しくは、サンプリング経路 中のダストによる閉塞が改善されてなるガスサンプリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来より、軸受け部材等の耐磨耗性を必要とする鋼材においては、その耐磨耗 性を向上させるために、アンモニアガスを用いて窒化処理を行った後、油浴させ ることにより焼入れおよび冷却がなされている。この窒化炉のアンモニアガスの 使用量のコントロールおよび窒化深さのコントロールを目的として、窒化炉排ガ ス中のアンモニア濃度の測定がなされている。図７はかかる目的のために用いら れている従来のガスサンプリング装置Ｓの一例の概略図である。図７に示すガス サンプリング装置においては、煙道から採取されたサンプリングガスは、サンプ リング配管１０７により接続されている１次フィルター１０１、２次フィルター １０２、ガスサンプリングポンプ１０３、ニードルバルブ１０４、流量計１０５ を介して光学式ガス分析計１０６に導かれ分析される。

【０００３】 なお、図７に示すガスサンプリング装置Ｓでは、ガスサンプリングポンプ１０ ３の下流側に、ニードルバルブ１０８と流量計１０９とを有するバイパス１１０ が設けられて、その流量をニードルバルブ１０８により調節してガス分析計１０ ６への流入ガス量の調整がなされている。

【０００４】 ところで、よく知られているように、窒化処理は、多量のアンモニアガスとと もに二酸化炭素と窒素ガスを供給して５５０°Ｃ前後の高温でなされる。これら のアンモニアガスと二酸化炭素は、約６０°Ｃ以下の温度で反応して炭酸アンモ ニウム塩の結晶が生成されるために、炭酸アンモニウム塩が析出する。また、当 然のことながら、油浴させた際にはオイルも飛散し、オイルミストの状態でオイ ルもサンプルガス中に存在する。

【０００５】 このため、従来のガスサンプリング装置Ｓにおいては、図７に示すように、１ 次フィルター１０１および２次フィルター１０２を設けて、析出した炭酸アンモ ニウム塩の結晶やオイルの除去がなされている。図８は１次フィルター１０１お よび２次フィルター１０２に用いられている糸巻式フィルター１２０の概略図を 示すものである。

【０００６】 しかしながら、かかる従来のフィルター１２０では炭酸アンモニウム塩の結晶 やオイルミストの除去が充分になしえないために、サンプリング配管の閉塞やサ ンプリング能力の低下を招来している。また、これらのダストにより分析計の光 学系が汚染されて測定の際にドリフトを生じている。

【０００７】 さらに、図７に示す従来のガスサンプリング装置Ｓにおいては、サンプリング 経路においてサンプリングガス中のアンモニア成分が炭酸アンモニウム塩として 析出するため、サンプリングガス中のアンモニアガスが消耗してその濃度が低下 する。そのため、測定値が実際値よりも小さくでるという問題もある。また、前 述したように、バイパス１１０により分析計１０６へのガス流量の調整がなされ ているが、手動操作のためにその流量調整にはバラツキが大きいという問題もあ る。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案はかかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、サンプリング ガス中のダスト除去が充分になされ、しかもサンプリング経路における炭酸アン モニウム塩の析出ができるだけ少ないガスサンプリリング装置を提供することを 主たる目的とする。

【０００９】 また、本考案はオイルミストの除去が充分になしえるダスト除去手段を提供す ることをも目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

本考案のガスサンプリング装置は、少なくともダスト除去手段とサンプリング ガス吸引手段と流量計測手段と流量調節手段と光学式ガス分析手段と前記各手段 を接続するサンプリング配管とを備えてなり、前記ダスト除去手段とサンプリン グガス吸引手段と流量計測手段と流量調節手段と光学式ガス分析手段と前記サン プリング配管とが所定温度に加熱されてなることを特徴とする。

【００１１】 本考案のガスサンプリング装置においては、前記ダスト除去手段が複数の除去 手段からなり、そのうちの一つの除去手段の加熱温度が他よりも若干低くされて いるのが好ましい。

【００１２】 また、本考案のガスサンプリング装置においては、圧力調節手段および該圧力 調節手段を前記配管に接続する接続配管とが付加されてなり、前記圧力調節手段 および前記接続配管が所定温度に加熱されてなるのが好ましい。

【００１３】 さらに、本考案のガスサンプリング装置においては、例えば３方口電磁弁など の流路切替手段が付加されるとともに、この流路切替手段のサンプリング配管と 接続されていない口にゼロ・スパンガスラインが接続されてなり、該流路切替手 段が所定温度に加熱されてなるのが好ましく、また前記ダスト除去手段が、並列 に配設され、その各列が定期的に切替え可能とされているのが好ましい。

【００１４】 その上、本考案のガスサンプリング装置においては、少なくとも前記サンプリ ングガス吸引手段の加熱が加熱室内でなされるのがさらに好ましい。

【００１５】

【作用】

本考案のガスサンプリング装置においては、サンプリング系が所定温度に加熱 されているので、炭酸アンモニウム塩の析出が防止できる。そのため、炭酸アン モニウム塩の析出によりサンプリング系が閉塞することはない。また、炭酸アン モニウム塩の析出が従来のガスサンプリング装置と比較して著しく低減されるの で、測定誤差を小さくできる。

【００１６】 ダスト除去手段が複数の除去手段、例えば第１次除去手段と第２次除去手段と 第３次除去手段とからなり、そのうちの一つの除去手段、例えば前記第２次除去 手段の加熱温度が他よりも若干低くされている好ましい実施例においては、ダス ト除去が確実になしえるとともに、他の除去手段よりも低く加熱されている第２ 次除去手段ではオイルミストの除去が集中的かつ確実になされる。

【００１７】 圧力調節手段が付加され、その圧力調節手段およびそれの接続配管が所定温度 に加熱されている好ましい実施例においては、サンプリング系の圧力が調節でき るので、圧力調節によりガス分析計にサンプリングガスを定量供給できる。した がって、測定精度が一段と向上する。

【００１８】 流路切替手段が付加されるとともに、それのサンプリング配管と接続されてい る口にゼロ・スパンガスラインが接続されてなり、この流路切替手段が所定温度 に加熱されている好ましい実施例においては、流路切替手段により流路を切り替 えることによりサンプリング系にゼロガスあるいはスパンガスを流して、ガス分 析計のゼロ点調整およびスパン調整を随時行うことができる。したがって、ガス 分析計のゼロ点変動およびスパン変動を随時補正することができる。

【００１９】 ダスト除去手段が並列に配設され、その各列が定期的に切替え可能とされてい る好ましい実施例においては、ガスサンプリングを中断することなくダスト除去 手段のメンテナンスあるいは濾材の再生作業がなし得る。

【００２０】

【実施例】

以下、添付図面を参照しながら本考案を実施例に基づいて説明するが、本考案 はかかる実施例のみに限定されるものではない。

【００２１】 図１は本考案の一実施例の概略図、図２は同実施例に用いられているダスト除 去手段の概略図である。図において、１は１次フィルター、２は２次フィルター 、３は３次フィルター、４はサンプリングポンプ、５はニードルバルブ、６は３ 方口電磁弁、７は流量計、８は光学式ガス分析計、９はサンプリング配管、１０ はバイパス配管、１１は圧力調節弁、１２はゼロ・スパンガスライン、１３はゼ ロガスライン、１４はスパンガスライン、Ｒは加熱室、Ｓはサンプリング装置を 示す。

【００２２】 図１に示す本考案の一実施例のガスサンプリング装置Ｓでは、煙道からサンプ リングされたサンプリングガスは、サンプリング配管９により接続されている１ 次フィルター１、２次フィルター２、３次フィルター３、ガスサンプリングポン プ４、ニードルバルブ５、３方口電磁弁６、流量計７を介して光学式ガス分析計 ８に導かれガス分析がなされる。なお、本実施例においては、ニードルバルブ５ の下流から分析計８の下流へのバイパスライン１０が設けられている。このバイ パスライン１０には圧力調節弁１１が設けられて、流量計７入口の圧力調節がな されている。これにより、ガス分析計８には一定量のガスが供給される。また、 ３方口電磁弁６のガスサンプリングライン９と接続されていない口には、ゼロ・ スパンガスライン１２が接続されている。このゼロ・スパンガスライン１２には ゼロガスライン１３からのゼロガスあるいはスパンガスライン１４からのスパン ガスが供給されている。そして、３方口電磁弁６により流路の切り替えがなされ ると、ゼロガスあるいはスパンガスが分析計８に供給されてそのゼロ点調整ある いはスパン調整がなされる。

【００２３】 本実施例のガスサンプリング装置Ｓにおいては、炭酸アンモニウム塩の析出を 防止するために、サンプリングライン９およびバイパスライン１０はその機器を 含めて８０°Ｃ〜１００°Ｃに加熱されている。ただし、２次フィルター２はオ イルミストと一部の炭酸アンモニウム塩を集中的かつ効率よく除去するために、 その加熱温度より若干低めの温度、例えば７０°Ｃ程度に加熱されている。

【００２４】 この加熱は、例えばニクロム線を折り込んだシート状加熱体をサンプリング配 管９、１次フィルター１、２次フィルター２、３次フィルター６、ガスサンプリ ングポンプ４、ニードルバルブ５、３方口電磁弁６、流量計７、分析計８、パイ パス配管１０、圧力調節弁１１に巻き付けることによって行ってもよく、ニクロ ム線を折り込んだシート状加熱体に代えてスチームトレスにより行ってもよい。 また、３次フィルター３、サンプリングポンプ４、ニードルバルブ５、３方口電 磁弁６、圧力調節弁１１およびそれに関連する配管９、１０の加熱は、加熱室Ｒ にそれらを設置することにより行ってもよい。この加熱室Ｒによる加熱による場 合には、部品間の配管を加熱することと、また部品の加熱も同時に温度制御でき るため、加熱温度の均一化と、かかる費用の低減できるという利点がある。

【００２５】 なお、本実施例における１次フィルター１、３次フィルター３、ガスサンプリ ングポンプ４、ニードルバルブ５、３方口電磁弁６、流量計７、光学式ガス分析 計８および圧力調節弁１１はその耐熱度が８０〜１００°Ｃである点を除いては 、その構成は従来のものと同様であるので、その構成の詳細な説明は省略する。

【００２６】 本実施例における２次フィルター２は、その概略が図２に示されるように、本 体２１と、本体２１に装填されている濾過エレメント２２とを主要構成要素とし てなる。

【００２７】 本体２１の一方の端部２１ａの略中央にはサンプリングガス入口２１１が設け られており、入口から遠い方の端部２１ｂの近傍の胴部２１ｃにはサンプリング ガス出口２１２が設けられている。これらのガス入口２１１および出口２１２に はサンプリング配管９が着脱自在に接続されている。また、本体２１の適宜位置 には、２次フィルター２の加熱温度を制御するための温度センサー２３が取り付 けられている。

【００２８】 濾過エレメント２２は、例えば図３〜図５に示すように、所定間隔で設けられ ている内縁部および外縁部につば２２１ａが内側を向けて設けられている一対の リング状エンドプレート２２１，２２１と、このエンドプレート２２１の内縁部 に設けられているつば２２１ａに外嵌しているインナーパイプ２２２と、このイ ンナーパイプ２２２の外周を取り巻いて設けられているいる濾材２２３と、この 濾材２２３を補強している濾材２２３の両面に設けられたステンレス製の金網２ ２４とからなっている。そして、このインナーパイプ２２２には、導入されたサ ンプリングガスを放出するために多数の穴が散点状に設けられている。また、濾 材２２３は蛇腹状とされ、その濾過面積が大きくされている。その蛇腹状の谷部 はインナーパイプ２２２の外周と当接し、山部の端部はエンドプレート２２１の 外縁部に設けられているつば２２１ａの内側に当接している。その上、濾材２２ ３の端部はエンドプレート２２１に接着剤で固定され、この部分からのサンプリ ングガスのリークが防止されている。ここで濾材２２３としては、例えばポリエ ステル繊維をフェルト状にしたもの、繊維状活性炭をフェルト状にしたものなど が用いられる。また、インナーパイプ２２２のエンドプレート２２１に外嵌され ている部分も接着剤で固定されて、その部分からのサンプリングガスのリークが 防止されている。そして、かかる構成を有する濾過エレメント２２をガス入口２ １１に設けられた接続管２１３をエンドプレート２２１の内縁部のつば２２１ａ に嵌入した状態で本体２１に装填する。

【００２９】 ２次フィルター２をかかる構成とすることにより、ガス入口２１１から導入さ れたサンプリングガスを、インナーパイプ２２２、濾材２２３を通ってガス出口 ２１２から排出することができる。この間に、濾材２２３によりオイルミストが 除去される。

【００３０】 次に、かかる構成を有する２次フィルター２のオイル除去能力についてテスト を行った。

【００３１】 実験例１ ポリエステル繊維をフェルト状にしたものを濾材２２３として用いて２次フィ ルター２を作製し、その温度を８０°Ｃに調節してオイルミストの濃度が４８３ ．４ｐｐｍのテストガスを、同じく８０°Ｃに加熱された配管より流した。この フィルター２の出口でオイルミストの濃度を測定したところ９１．４ｐｐｍであ った。このことから、このフィルター２のオイルミスト除去効率は８１．１％で あることがわかる。

【００３２】 実験例２ 繊維状活性炭をフェルト状にしたものを濾材２２３として用いて２次フィルタ ー２を作製し、その温度を８０°Ｃに調節してオイルミストの濃度が７７９ｐｐ ｍのテストガスを、同じく８０°Ｃに加熱された配管より流した。このフィルタ ー２の出口でオイルミストの濃度を測定したところ７２．９ｐｐｍであった。こ のことから、このフィルター２のオイルミスト除去効率は９０．５％であること がわかる。

【００３３】 実験例３ 繊維状活性炭をフェルト状にしたものを濾材２２３として用いて２次フィルタ ー２を作製し、その温度を８０°Ｃに調節してオイルミストの濃度が６９７ｐｐ ｍのテストガスを、同じく８０°Ｃに加熱された配管より流した。このフィルタ ー２の出口でオイルミストの濃度を測定したところ３５．１ｐｐｍであった。こ のことから、このフィルター２のオイルミスト除去効率は９５．０％であること がわかる。

【００３４】 このように本実施例に用いている２次フィルター２はオイルミスト除去効率が 高いものであるといえる。

【００３５】 図６は２次フィルター２を並列に配設したものであって、１次フィルター１か らのサンプリング配管９を４方口電磁弁１５で２本の配管９Ａ，９Ｂに分岐し、 並列に配列された２次フィルター２Ａ，２Ｂの各々に接続する。ここで、４方口 電磁弁１５の残りの口はパージ用ガスの注入口として使用される。また、並列に 配列された２次フィルター２Ａ，２Ｂからのサンプリング配管９Ａ，９Ｂは再び ４方口電磁弁１６により１本の配管９にまとめられて３次フィルター３接続され る。そして、４方口電磁弁１６の残りの口はパージ用ガスの排出口として使用さ れる。かかる構成とすることにより、例えば使用中の２次フィルター２Ａの効率 が低下してきたときには、４方口電磁弁１５，１６を切り替えて、使用中のフィ ルター２Ａと待機中のフィルター２Ｂを切り替えるとともに、今まで使用してい たフィルター２Ａにパージ用ガスを流すことにより、ガスサンプリングを継続し ながらその再生を図ることができる。

【００３６】 ここでは２次フィルター２を並列にした場合について説明したが、１次フィル ター１および／または３次フィルター３も並列配列とすることができる。

【００３７】 また、本実施例において２次フィルターとして用いているフィルターを、１次 フィルターおよび／または３次フィルターとして用いてもよい。

【００３８】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案によれば、サンプリング系が所定温度に加熱され ているので、炭酸アンモニウム塩の析出が防止できる。そのため、炭酸アンモニ ウムの析出によりサンプリング系が閉塞することはない。また、炭酸アンモニウ ム塩の析出が従来のガスサンプリング装置と比較して著しく低減されるので、測 定誤差を小さくできる。さらに、オイルミストの除去も充分になされているので 、光学式ガス分析計にドリフトが生ずることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のガスサンプリング装置の一実施例の概
略図である。

【図２】同実施例に用いる２次フィルターの概略図であ
る。

【図３】同フィルターの濾過エレメントの長手方向部分
断面図である。

【図４】図３のＡーＡ線断面図である。

【図５】濾材の要部構造図である。

【図６】２次フィルターを並列に配列した場合の説明図
である。

【図７】従来のガスサンプリング装置の概略図である。

【図８】従来の糸巻き式フィルターの概略図である。

【符号の説明】

１ １次フィルター ２ ２次フィルター ２１ 本体 ２２ 濾過エレメント ３ ３次フィルター ４ サンプリングポンプ ５ ニードルバルブ ６ ３方口電磁弁 ７ 流量計 ８ 光学式ガス分析装置 ９ サンプリング配管 １０ バイパス配管 １１ 圧力調節弁 １２ ゼロ・スパンガスライン １３ ゼロガスライン １４ スパンガスライン １５，１６ ４方口電磁弁 Ｒ 加熱室 Ｓ ガスサンプリング装置

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくともダスト除去手段とサンプリン
   グガス吸引手段と流量計測手段と流量調節手段と光学式
   ガス分析手段と前記各手段を接続するサンプリング配管
   とを備えてなり、 前記ダスト除去手段とサンプリングガス吸引手段と流量
   計測手段と流量調節手段と光学式ガス分析手段と前記サ
   ンプリング配管とが所定温度に加熱されてなることを特
   徴とするガスサンプリング装置。
2. 【請求項２】 前記ダスト除去手段が複数の除去手段か
   らなり、そのうちの一つの除去手段の加熱温度が他より
   も若干低くされていることを特徴とする請求項１記載の
   ガスサンプリング装置。