JPS586903B2 - ブンセキソウチヨウサンプリングソウチ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は分析装置に係り、特に煙道排ガス中のばいじん
濃度などエアロゾル測定装置に使用するに好適な希釈器
を備えたサンプリング装置に関する。

エアロゾル測定装置の如く、低濃度の粒子秋物質しか測
定できない測定装置を用いて、煙道排ガスの如き高濃度
のはいしんを測定する場合、サンプルガスを希釈して測
定することが必要である。

本発明はこのような場合に必要な希釈器を備えたサンプ
リング装置に関するものであるが、以下エアロゾル測定
装置を例にとって説明する。

エアロゾルとは固体または液体粒子の混在した気体のこ
とをいい、最近光散乱方式のエアロゾル測定装置を煙道
排ガス中のばいじんの連続目動測定に利用することが多
い。

しかしながら煙道排ガス中のばいじん濃度は、光散乱方
式エアロゾルに測定装置の測定限度以上であることが多
いため、ばいじん濃度に応じ１〜１０００倍の清浄空気
でサンプルガスの希釈を行う必要がある。

希釈方式としては本発明者等によるクローズタイプ（特
願昭４７−２９５７２号、特願昭４７−１２４２０３号
および特願４７−１２４２０４号）とオープンタイプ（
特願昭４９−４９７５７号）がある。

前者クローズタイプでは希釈率が大きくなるほど希釈用
清浄空気量も多くポンプ等の装置が大形となる。

また希釈後測定に必要なサンプルガスの残りを除湿除じ
んするだめの処理装置が必要であり装置が大形かつ構成
が複雑になる欠点があり、かかる欠点のない方式として
後者オープンタイプが提供されている。

第１図は従来技術になるオープンタイプ希釈方式の構成
を示すもので、煙道１内のサンプリングノズル３より煙
道排ガス２の一部が希釈器４に吸引され、清浄空気送入
管５より送入された清浄空気と混合して希釈が行われる
が、煙道排ガス２の希釈器４への吸引は希釈器４の内部
をインジエクタ構造とし、インジエクタノズル６から希
釈器４に送入される清浄空気量に対応した吸引力が生ず
ることにより行はれる。

エアロゾル測定装置８にはポンプ（図示せず）が内蔵さ
れていて、希釈後の低濃度エアロゾルは導入管７を介し
エアロゾル測定装置８に一定流量で吸引されてばいじん
濃度の計測が行われる。

９は清浄空気流量を示す流量計、１０はフィルタ、１１
はポンプ、１２は清浄空気送入量を設定および調節する
ためのバルブである。

かかる希釈方式では清浄空気送入量が増せばサンプリン
グノズル３から希釈器４に吸収される排ガス量もそれに
応じて増し希釈率は一定に維持される。

したがって清浄空気送入量を変えることにより希釈率は
一定に維持しながらサンプリングノズル３における吸引
ガス量を変えることができ、サンプリングノズル３にお
ける吸引ガス流速を煙道排ガス２の流速に合わせる等速
吸引サンプリングのだめの設定を清浄空気送入量を変え
ることにより設定できる。

また希釈率はインジエクタノズル６０口径により変わり
、希釈率の異なるいくつかの口径を有するインジエクタ
ノズル６を用意し、ノズル６を取外し交換可能にして排
ガス２のばいじん濃度に応じノズル６を選択し希釈率を
設定している。

しかし、このようなオープンタイプ希釈方式ではサンプ
リングノズル３における等速吸引サンプリングの設定を
清浄空気送入量により行うため選択できる希釈率に限度
があシ特に５倍程度より小さい低希釈率が得られないこ
と、ばいじん濃度に応じ希釈率を選定する場合その都度
インジエクタノズル６の交換が必要なこと、また希釈率
が連続的に選定できないという欠点がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、等
速吸引サンプリングのだめの設定が行え希釈率１（希釈
なし）から１０００倍程度ないしそれ以上の希釈率まで
ばいじＡ７濃度に応じ連続した希釈率の設定が行え、か
つノズル等の交換を行わすに外部で任意に希釈率の設定
が行える希釈器を備えだエアロゾル測定装置用サンプリ
ング装置を提供するにある。

本発明の特徴は、オープンタイプ希釈方式を採用したエ
アロゾル測定装置において、従来技術のインジエクショ
ン効果に対しエジエクション効果を利用して被測定試料
を希釈器に導入するようにし、また希釈率１〜１０倍程
度の希釈器を数段力スケードに接続することにより１〜
１０００倍ないしそれ以上の希釈率が任意に連続して選
定できかつ希釈率の選定がノズル等を交換することなく
希釈器に送入する清浄空気量を変えることにより行える
ようにしたことにある。

以下本発明を第２図および第３図を用いて詳細に説明す
る。

第２図は本発明の一実施例を示す原理構成図で、第２図
により動作を説明する払まず大気中の空気がポンプ１１
ｂにより吸引され、流量計９ｂを介して空気送入管１６
によりエジエクタ１５に送入される。

この際送入空気量の調整はバルブ１２ｂを調整して加減
する。

エジエクタ１５に一定流量で空気が送入されるとエジエ
クション効果により送入空気量に対応した吸引力を生じ
、サンプリングノズル３から吸引管１４内に煙道排ガス
２を吸引する。

かかる構成になるサンプリング装置については、本発明
者等によわ先に出願しており〔特願昭５０−６３６７号
（特公昭５５−２６４０４号公報）〕、詳細説明は省略
するが、本発明は前記サンプリング装置にサンプルガス
を清浄空気により希釈するだめの希釈装置を組合せたサ
ンプリング装置を提供するにある。

すなわち、吸引管１４に吸引された煙道排ガス２の一部
は導入管１７により希釈器１８ａに導入され、清浄空気
送入量１９より送入される清浄空気と混合して希釈が行
われるが、残りの排ガスはエジエクタ１５に送スした空
気とともに煙道内へ排出される。

吸引管１４から希釈器１１への被測定試料（以下サンプ
ルガスという）の導入は、エジエクタ１５と同一構造の
エジエクタ１５ａに空気送入管１６ａを介しポンプ１１
ｃにより大気中の空気を送入するときエジエクション効
果により生ずる吸引力により行われる。

一方、希釈器１８ａへの清浄空気の送入は、清浄空気送
入管１９を介しポンプ１１により大気中の空気を導入し
フィルタ１０により導入空気を清浄化して行われる。

すなわち、エジエクタ１５ａに空気送入管１６ａより送
入する空気を一定流量で送入すれば、エジエクタ１５ａ
には一定した吸引力を生じ、清浄空気送入管１９より希
釈器−８３へ送入する清浄空気量を変えることにより、
希釈器１８ａに導入されるサンプルガス量が変わり、希
釈器１８ａ内でのサンプルガスと清浄空気の混合比が変
わって連続して任意の希釈率の希釈を行うことができる
。

次に希釈器１８ａ内より希釈されたサンプルガス（以下
希釈サンプルガスという）の一部を導入管１７ａを介し
て希釈器１８ｂに導入し、清浄空気送入管１９より分流
して送入される清浄空気でふたたび希釈を行うが、残り
の希釈サンプルガスはエジエクタ１５ａに送入された空
気とともに煙道内へ排出される。

希釈器１８ａから希釈器１８ｂへの希釈サンプルガスの
導入は、エジェクタ１５および１５ａと同一構造のエジ
エクタ１５ｂに、空気送入管１６ａより分流して送入さ
れる送入空気とエジエクタ１５ｂのエジコクション効果
により生ずる吸引力により導入管１７ａを介して行われ
る。

希釈器１８ｂ内でさらに希釈された希釈サンプルガスの
一部は、エアロゾル測定装置８に内蔵さわるポンプによ
りエアロゾル測定装置８に一定流量例えば１００ｌ／ｈ
ｒで吸引されてばいじん濃度の計測が行われるが、残り
の希釈サンプルガスはエジエクタ１５ｂに送入された空
気とともに煙道内へ排出される。

かかる構成および動作になるサンプリング装置で、希釈
器１８ａおよび１８ｂの希釈率は１段当り１〜１０倍程
度とし、したがって第２図に示すように希釈器を２段に
構成することにより１〜１００倍の希釈を行い、希釈器
およびエジエクタを増して３段構成とすれば１〜１００
０倍の希釈を行うことができる。

また、希釈率１倍とは希釈を行わないことで、清浄空気
の伽入をバルブ１２を閉じて停止すれば、吸引管１４に
吸引された煙道排ガスの一部は希釈器１８ａに導入され
、さらにその一部が希釈器１８ｂに導入され、またさら
にその一部がエアロゾル測定装置８に導入され、希釈を
必要としない低濃度ばいじんについては直接排ガスをエ
アロゾル測定装置８に導入して計測が行われる。

第２図で９〜９ｃはエジェクタ送入空気量および希釈用
清浄空気量を指示させる流量計で、１２〜１２ｃはこれ
ら空気量を調節するだめのバルブを示す。

また、１３は希釈器、エジエクタおよび空気送入管等を
支えるフランジである。

第３図は、第２図の希釈器１８ａおよびエジェクタ１５
ａの構造を示す一実症例で、希釈器１８およびエジエク
タ１５ｂも同じものが使用される。

第３図により希釈器１８ａの作用を説明するが、第２図
と同一部は同じ符号で示し説明の重複をさける。

エジエクタ１５ａのノズル２１とレデューサ２２で構成
される通路に空気送入管１６ａより空気が送入されると
、ノズル２１の先端近傍が負圧になり、導入管１７より
サンプルガスが希釈器１８ａに吸引される。

一方、希釈用の清浄空気は清浄空気送入管１９から第２
図のポンプ１１により供給され希釈器１８ａ内に導入さ
わるが、前記エジェクタ１５ａの負圧は清浄空気の導入
にも作用し、清浄空気の送大量が多くなるほど導入管１
７から希釈器１８ａ内へのサンプルガスの導入量は減少
して希釈器１８ａ内に導入されるサンプルガス量と清浄
空気量の比が変わり希釈率が変わる。

また、希釈器１８ａ内へのサンプルガスおよび清浄空気
の導入には前記エジエクタ１５ａの負圧のほかに第２図
のエジェクタ１５ｂＫよシ生じた負圧も導入管１７ａを
介して加わるが、エジェクタ１５ｂの負圧をエジェクタ
１５ａの負圧より大きくなるように、エジエクタ１５ｂ
およびエジエクタ１５ａに第２図のポンプ１１ｃから送
入する空気量を配分するか、エジエクタ１５ｂおよびエ
ジエクタ１５ａ内のノズルとレデューサの関係寸法を選
定して、導入管１７ａにより希釈器１８ｂ内の清浄空気
あるいはサンプルガスが希釈器１８ａ内へ逆流すること
を防いでいる。

２０は導入管１７から導入されるサンプルガスと清浄空
気送入管１９から送入される清浄空気の混合を十分に行
うだめのオリフイスである。

かかる構成および動作による希釈装置で希釈率の選定は
、あらかじめ一定濃度のエアロゾルを吸引させて第４図
に示す清浄空気送入量と希釈率の検量線を求め、この検
量線より清浄空気送入量を第２図のバルプ１２および１
２ａと流量計９により設定することにより行われる。

以上説明したように本発明の実施例によれば、希釈器へ
の被測定試料の導入にエジェクション効果を利用して行
い、希釈用清浄空気の希釈器への導入は独立して外部ポ
ンプにより行うため、希釈率１（希釈なし）から連続し
て希釈率の設定が可能なこと、希釈器を数段カスケード
に接続することにより高い希釈率まで連続した希釈率で
希釈が行えるとともに希釈器１段当シの希釈率可変範囲
を小さくできるためポンプ等の容量が小さくなり装置が
小型軽量化できること、希釈率の設定が希釈用清浄空気
の送大量を設定することで行えるため操作取扱いが容易
なこと、また、エジエクション効果により被測定試料の
導入を行い測定器に必要な被測定試料量以外はすべて煙
道内に排出されるため余分な被測定試料の処理装置を必
要としない分析装置用サンプリング装置を提供できると
いう顕著な効果がある。

なお、第２図の実施例ではエアロゾル測定装置を例にと
って本発明のサンプリング装置を説明したが、本発明は
これに限定されるものでなく、例えば炎光光度計式亜硫
酸ガス分析計その他被測定試料を希釈して分析しなけれ
ばならない高感度分析装置に適用することができる。

また、被測定試料雰囲気を煙道に限定して説明したが、
タンクまたはその他の雰囲気でも差し支えないことはい
うまでもない。

さらにまた、被測定試料を希釈するのに清浄空気を用い
たが、これは窒素などの清浄気体でもよい。

以上述べたように本発明によれば、外部より高希釈率の
はいしん濃度まで連続した希釈率の設定が行えうるエア
ロゾル測定装置用サンプリング装置を提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のオープンタイプのサンプリング装置の原
理構成図、第２図は本発明の一実施例を示すオーブンタ
イプエジエクション方式のサンプリング装置の原理構成
図、第３図は第２図の希釈器の具体的構造の一実施例を
示す断面図、第４図は第２図のサンプリング装置の希釈
用清浄空気送入量と希釈率の関係を示す線図である。 符号の説明、１・・・・・・煙道、２・・・・・・煙道
排ガス、３・・・・・・サンプリングノズル、９・・・
・・・流量計、１０・・・・・・フィルタ、１１・・・
・・・ポンプ、１２・・・・・・バルプ、１３・・・・
・・フランジ、１４・・・・・・吸引管、１５・・・・
・・エジエクタ、１６・・・・・・空気送入管、１７・
・・・・・導入管、１８・・・・・・希釈器、１９・・
・・・・清浄空気送入管。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一端に被測定試料を吸引するサンプリングノズルを
   有する吸引管、この吸引管の他端に連結された第１のエ
   ジエクタ、この第１のエジエクタに空気を送入する第１
   の空気送入管、前記吸引管内に吸引された被測定試料の
   一部を吸引管よりとり出す第１の導入管、この第１の導
   入管によってとジ出された被測定試料を空気によって希
   釈する希釈器、この希釈器に連結された第２のエジエク
   タ、との第２のエジエクタに空気を送入する第２の空気
   送入管．、前記希釈器内の希釈された被演淀試料の一部
   を希釈器よりとり出し測定装置に送る第２の導入管とよ
   り構成したことを特徴とする分析装置用サンプリング召
   １。