JPH09311097A

JPH09311097A - ガス採取用プローブ管

Info

Publication number: JPH09311097A
Application number: JP8151523A
Authority: JP
Inventors: Isao Shiromaru; 功四郎丸; Naohito Shimizu; 直仁清水; Shigeyuki Akiyama; 重之秋山; Masahiko Fujiwara; 雅彦藤原; Tetsushi Inoue; 哲志井ノ上
Original assignee: Horiba Ltd; Chugoku Electric Power Co Inc
Current assignee: Horiba Ltd; Chugoku Electric Power Co Inc
Priority date: 1996-05-23
Filing date: 1996-05-23
Publication date: 1997-12-02
Anticipated expiration: 2016-05-23
Also published as: JP3448157B2

Abstract

(57)【要約】【課題】装置の小型化、構造の簡素化を図れながら、
ダスト処理を簡便な手段で格段に容易に行え、併せてガ
ス分析計の格段の高速応答性を図ることができ、例えば
脱硝、脱硫などの制御に使用される場合、その高効率化
が期待できるガス採取用プローブ管を提供する。【解決手段】ガス流路内に挿入配置され、先端の吸引
口２がガス流れ４の下流側に向けて開放されていると共
に、この吸引口２の吸引流速ｖcm／sec がガス流速Ｖcm
／sec の５分の１以下となるようにこの吸引口２の径ｄ
が設定され、且つ、この吸引口２の下壁３がガス流れ４
の下流側程下位となる傾斜面を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、例えば、石炭焚
きボイラーや重油焚きボイラー等の発電ボイラーから排
出される燃焼排ガスの煙道ダクト等に設けられ、この燃
焼排ガスの一部をガス分析計に供給して、ガスの成分分
析を行うのに採用される試料ガス採取用プローブ管に関
する。

【０００２】

【従来の技術】前記の例のように、石炭や重油を燃焼さ
せるボイラーから排出される燃焼排ガス中にはＮＯ_X、
ＳＯ_X、ＳＯ₂、ＣＯ₂、ＣＯなどの成分が含まれてい
て、常時その成分量をガス分析計で分析し、その分析結
果を脱硝、脱硫の制御に役立てている。

【０００３】この場合、ガス成分の分析は、現に採取し
たそのガス成分がたちどころに判別すれば、時宜に適し
て理想的な排出ガス成分のコントロールが可能になり、
産業利用上多大の貢献を期待できる。

【０００４】以上の要求を満足させる為の一つの手段と
しては、ガス分析計の高速応答性を高めることである。
そのため、現在実施されているこの種ガス採取用プロー
ブ管０１は、図１２に示されるように、煙道０２の側面
からこの煙道０２内に、燃焼排ガス流れ０Ｖに直交する
姿勢で挿入配置され、しかもその径（内径）０Ｄが２０
〜３０ｍｍφと太く形作られているとともに、下端の吸
引口０３は燃焼排ガス流れ０Ｖの下流側程高位に位置し
て、一応はこの燃焼排ガス流れ０Ｖに直に対向しないよ
うに形成され、この吸引口０３から多量に燃焼排ガスを
吸引する構成を備えている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記のような
ボイラーからの燃焼排ガス中には、多量の粉塵や煤塵
（以下、ダストという）が混入しており、ガスサンプリ
ング時には必然的にこのダストも共に吸引してしまう
が、この吸引されるダストの処理は従来よりなかなか困
難であった。従って、ガス分析計の高速応答性を高める
べく燃焼排ガスを多量に吸引すればするほど吸引ダスト
量が増大し、ガス分析計の高速応答性を高めることはな
かなか困難であった。また、この種のガス採取用プロー
ブ管をダスト量の多い採取ポイントに配置することもダ
スト処理の困難性から考えて問題があり、その設置場所
の設定には種々の検討を要し、また、各種のダスト除去
手段を採用しなければならず、装置の大型化、構造の複
雑化を余儀なくされ、コスト的にも問題があった。更
に、この従来技術によると、燃焼排ガスの流れが吸引口
に直に作用してダストの吸引量を増大させるように働く
形となっていた。

【０００６】この発明は、上述の従来技術の問題点に鑑
みて発案されたもので、第１の目的は、装置の小型化、
構造の簡素化を図れながら、ダスト処理を簡便な手段で
格段に容易に行え、併せてガス分析計の格段の高速応答
性を図ることができ、例えば脱硝、脱硫などの制御に使
用される場合、その高効率化が期待できるガス採取用プ
ローブ管を提供することにある。第２の目的は、前記第
１の目的を達成することに加えて、プローブ管の構造の
格段のシンプル化を図りながら、ダストのより効率的な
処理が可能なプローブ管を提供することにある。第３の
目的は、前記第１の目的を達成することに加えて、吸引
口からプローブ管の本体に至る間でのダスト処理を一層
効率良く行えるプローブ管を提供することにある。そし
て、第４の目的は、ガス流路内の流速に十分に耐え得る
強度を保持でき、併せてダスト処理を一層効率良く行え
るプローブ管を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明のガス採取用プローブ管は、図１の原理図
に示されるように、ガス採取用のプローブ管１が、ダス
ト５が直接的にガス吸引口２に至らないような形状構造
と、この吸引口２でのダスト５の吸引流速ｖcm／sec を
可及的に小さくするような口径ｄとを備える構造とし
た。そして、このようなダスト５が直接的にガス吸引口
２に至らないような形状構造と、この吸引口２でのダス
ト５の吸引流速ｖcm／sec を可及的に小さくするような
口径ｄとの組み合わせによって、ダストの吸引が可及的
に少なくなり、その処理も簡便で、ガス分析計の格段の
高速応答性を図ることができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明は、例えば、発電ボイラー
から排出される燃焼排ガスの煙道ダクト等のガス流路内
に挿入配置されていて、先端の試料ガス取り込み用の吸
引口２がガス流れ４の下流側に向けて開放されていると
共に、この吸引口２の吸引流速ｖcm／sec がガス流速Ｖ
cm／sec の５分の１以下となるようにこの吸引口２の径
ｄが設定され、且つ、この吸引口２の下壁３がガス流れ
４の下流側程下位となる傾斜面を備えているものであ
る。

【０００９】この吸引口２の径ｄを、吸引口２の吸引流
速ｖcm／sec がガス流速Ｖcm／secの５分の１以下とな
るよう大きさに設定するのは以下の理由による。図１１
は、図１に示される構造を備えたこの発明に係るガス採
取用プローブ管と、図１２に示される従来技術に係るガ
ス採取用プローブ管とを、ダスト濃度が３０ｇ／Ｎｍ³
の石炭燃焼排ガスが流れる煙道内に設置した場合の、採
取ガス流速比と採取ガス濃度の測定結果との関係を示し
ている。この発明に係るプローブ管１は、その内径Ｄφ
（８ｍｍ）にて吸引口２の口径ｄφを変化させ、このプ
ローブ管と吸引口２との開口部面積の比率、つまりｄ／
Ｄが１．０，３．５及び７．０の場合での測定結果を示
す。

【００１０】この測定結果から理解されるように、吸引
口２とプローブ管１の面積比が吸引口付近の流速比とな
り、採取ガス中の濃度に大きく影響を与えることが判
る。そこで、この発明に係る図１に示される構造で、ダ
スト除去率を９５％以上を目標にすれば、図１１におい
て、採取ダスト濃度１．５ｇ／Ｎｍ³を得るのには、プ
ローブ管１に対する吸引口２の面積比（ｄ／Ｄ）²は約
５倍と言う数値を示している。

【００１１】因みに、図１１に示される測定例の延長線
上で、図１２に示される従来の技術に係るプローブ管
（先端４５°カット）のダスト除去率を見ると、８４％
程度であった。

【００１２】採取ガス流速比が１／５以上であると、吸
引ダスト量が増大し、また、ダスト量の多い採取ポイン
トへの配置が困難で、ガス分析計の高速応答性を高める
ことが難しくなり、従来技術による問題点が顕著に現れ
だす。逆に、プローブ管１に対する吸引口２の面積比
（ｄ／Ｄ）²が約５０倍でも顕著な効果が見られる。つ
まり、採取ガス流速比を１／５０以下に設定しても当初
のダスト除去効果が得られる。構造上流速比の設定は、
吸引口の面積比（ｄ／Ｄ）²で決まるが、図１の漏斗状
吸引部２Ａでは長さｈと直径ｄφの寸法に相当する。具
体的には、燃焼排ガス測定時には、煙道に予め設置され
た採取点フランジのパイプ径以下の寸法で製作する必要
がある。従って、上記面積比（ｄ／Ｄ）²を満足する寸
法はフランジの内径によって制限される。

【００１３】装置の小型化、構造の格段のシンプル化を
図れながら、ダスト処理を簡便な手段で格段に容易に行
え、併せてガス分析計の格段の高速応答性を図ることが
できながら、ダストのより効率的な処理が可能なプロー
ブ管を提供する第２の目的を達成するために、前記プロ
ーブ管は、本体が鉤型に形成されていると共に、その先
端に漏斗状に形成された前記吸引口が備わっている構成
を採用するのが一層効果的である。

【００１４】ガス流路内のダストの量に応じて前記吸引
口のガス流れに対する角度が調整されるように、このプ
ローブ管の本体のガス流路内に挿入配置される部位に、
フレキシブル構造を備えさせることもできる。

【００１５】また、吸引口からプローブ管の本体に至る
間でのダスト処理を一層効率良く行う第３の目的を達成
するために、プローブ管の本体の先端をジグザグ状の吸
引流路に形成し、この吸引流路の先端に試料ガス取り込
み用の吸引口がガス流れの下流側に向けて開放されてい
ると共に、この吸引口の径はこの吸引口での吸引流速が
ガス流速の少なくとも５分の１以下となるように寸法設
定され、且つ、このジグザグ状の吸引流路の前記吸引口
に連なる下壁がガス流れの下流側程下位となる傾斜面に
形成されている構成を採用できる。

【００１６】ガス流路内の流速に十分に耐え得る強度を
保持でき、併せてダスト処理を一層効率良く行える第４
の目的を達成するために、プローブ管は試料ガス取り込
み用の吸引口２がガス流れ４の下流側に開放された姿勢
で、全体が補強用構造体で囲繞されている構成を採用で
きる。

【００１７】

【作用】上記のように構成されたガス採取用プローブ管
によって、試料ガスを採取すべく、前記吸引口２から試
料ガスを吸引すると、図１の原理図に示されるように、
ガス流れ４の下流側に向けて開放された試料ガス取り込
み用の吸引口２は、従来の単純にガス流れに直交する方
向に向かって開放される吸引口のようにガス流れがダス
トを積極的に吸引口に押し込むように働く構造とは違っ
て、ガス流れ４に混入しているダスト５を、一旦は吸引
口２の下流側に流し、その後この吸引口２からの吸引流
６に乗せて、今までのガス流れ４方向とは全く反対の方
向にＵターンさせるようにして吸引する構造で、容易に
はダスト５を吸引できず、このＵターン現象を起こさせ
ることで、比較的重く大きいダスト５は、慣性Ｉによっ
て吸引されることなく下流側へそのまま流下させ、吸引
口２には容易に至らず、吸引流６に浮遊できる軽量・微
小なダスト５ａのみがこの吸引流６に乗るように働き、
ここでダストを言わば分級・分離させる如き機能が働
く。

【００１８】そして、この分級・分離作用は、ガス流れ
４の下流側程下位となる傾斜面を備えたこの吸引口２の
下壁３が助長するように働く。つまり、この傾斜した下
壁３はガス流れ４を、上流から下流へと直線的には流下
させず、その傾斜面の外面で下流側に向かうに従って吸
引口２より遠ざける側に積極的に案内して、前記ダスト
が吸引流６に容易に乗れないような、吸引口２からより
遠ざかる方向への慣性Ｉを積極的に与えるように働く。

【００１９】しかも、ガス流速の５分の１以下となるよ
うに寸法設定された吸引口２によってその吸引流速ｖcm
／sec を可及的に小さくして、前記吸引流６に乗って吸
引口２内に至らんとする軽量・微小なダスト５ａも、こ
の吸引口２内で自重により沈降させ、更にガス流れ４の
下流側程下位となる傾斜面を備えたこの吸引口２の下壁
３上に堆積させるように働き、たとえ軽量・微小なダス
ト５ａとはいえ容易にはプローブ管の本体１Ａにまでは
吸引しないように働く。そして、この吸引口２の下壁３
上に落下して、ある程度の厚みまで堆積すると、プロー
ブ管１の振動或いは堆積ダストの自重等によつて、この
下壁３の傾斜がこの堆積ダストを自然に落下させるよう
に働く。

【００２０】図３に示されるように、プローブ管の本体
が鉤型に形成されていると共に、その先端に漏斗状に形
成された前記吸引口が備わった構造は、上記原理図に示
される如き作用をうまく発揮させながら、併せてプロー
ブ管の構造そのものをシンプルにするように働き、殊に
ガス流れを、上流から下流へと直線的には流下させず、
その言わばラッパ状の外面で下流側に向かうに従って吸
引口全周域から放射方向に遠ざける側に積極的に案内し
て、前記ダストが吸引流に容易に乗れないような、吸引
口２からより遠ざかる方向への慣性を積極的に与えるよ
うに働く。

【００２１】図４に示されるように、プローブ管の本体
の先端をジグザグ状の吸引流路に形成し、この吸引流路
の先端に試料ガス取り込み用の吸引口がガス流れの下流
側に向けて開放されていると共に、この吸引口の径はこ
の吸引口での吸引流速がガス流速の５分の１以下となる
ように寸法設定され、且つ、このジグザグ状の吸引流路
の前記吸引口に連なる下壁がガス流れの下流側程下位と
なる傾斜面に形成されている構成は、上記原理図に示さ
れる如き作用をうまく発揮させながら、併せてジグザグ
の吸引流路に至ったダストを、流路の曲がり部分、つま
り方向転換点において、今までの直進方向への慣性力を
うまく利用して、流路の曲がり部分の壁に付き当てて吸
引流から落下させるように働き、これを数回反復させ
て、ダストの吸引流からの遊離を格段に高めるように働
く。

【００２２】また、図５乃至図８に示されるように、試
料ガス取り込み用の吸引口がガス流れの下流側に開放さ
れた姿勢でこのプローブ管全体が補強用構造体で囲繞さ
れる構造は、上記原理図に示される如き作用をうまく発
揮させながら、併せてガス流路内の流速に十分に耐え得
る強度を保持するように働くとともに、前記図１の原理
図に示した前記吸引口２の下壁３がガス流れ４に作用す
ると同じように、ガス流れ４を上流から下流へと直線的
には流下させず、この補強用構造体の外面で下流側に向
かうに従って吸引口より遠ざける側に積極的に案内し
て、前記ダストが吸引流に容易に乗れないような、吸引
口からより遠ざかる方向への慣性を積極的に与えるよう
に働く。

【００２３】更に、図９や図１０に示されるように、プ
ローブ管の本体のガス流路内に挿入配置される部位に、
フレキシブル構造を備えさせる構造は、上記原理図に示
される如き作用をうまく発揮させながら、併せてガス流
路内のダスト量の大小に応じて、吸引口のガス流れ方向
に対する角度を自在に変更調節して、最も理想的な角度
が得られるように働く。

【００２４】

【実施例】以下、この発明を石炭を燃焼させるボイラー
から排出される燃焼排ガスの排ガス流路に適用した場合
について、図を参照しながら説明する。図２は、この発
明が適用されるガスサンプリング装置の全体的な構成を
示し、煙道１０に設けられたガス採取用プローブ管１１
で採取されたサンプリングガスは、サンプルガス供給経
路Ｒを介してガス分析装置Ａに送られる。そして、この
ガス採取用プローブ管１１からガス分析装置迄の間の前
記サンプルガス供給経路Ｒ中には、ダストを分離処理す
るサイクロンＳ、サンプリング用のポンプＰとその前後
を挟んで一対のフィルターＦ、更に除湿装置Ｅ、仕切り
弁Ｖが適宜設けられている。このガス分析装置Ａは、図
外のガス分析計、制御・データ処理などを行うＣＰＵ、
表示部などを備えており、供給されるサンプルガス中の
ＳＯ₂、ＮＯ_X、ＣＯ₂、ＣＯなどの成分のうちの一つ
または複数を連続的かつ高速応答で分析できるように構
成されている。

【００２５】そこで、図３は、この発明の第１実施例に
係るガス採取用プローブ管を概略的に示すもので、この
図３において、１０は煙道で、燃焼排ガスが流れてい
る。１１はこの煙道１０に挿入配置されるガス採取部と
してのプローブ管で、このプローブ管１１によって、燃
焼排ガスの一部がサンプルガスとして採取される。そし
て、このプローブ管１１によって採取されたサンプルガ
スは、プローブ管１１の本体１１Ａから、図２に示され
るように、サンプルガス供給経路Ｒを介してガス分析装
置Ａに供給される。

【００２６】このプローブ管１１は、図３に示されるよ
うに、煙道１０内において、先端１１Ｂがこの煙道１０
の燃焼排ガスのガス流れ１４方向の下流側に向けて開放
されるようにしてＬ字状に折り曲げられている。前記先
端１１Ｂには、ガス流れ１４方向の下流側に向かうほど
放射方向に広がる壁を備え、言わば漏斗状の吸引口１２
が一体に連設されている。この漏斗状の吸引口１２の開
口角度θは、煙道の条件によって、約３０°〜１００°
の範囲で適宜選択されるが、好ましくは約９０°前後に
設定される。

【００２７】そして、この発明は、この吸引口１２が前
記のように漏斗状に形成されていると言う形状の特徴と
併せて、その開口径を一定の範囲に定めた点に特徴があ
り、両方の特徴が相乗的に働き、ダスト１５の吸引を可
及的に少なくできるものである。そこで、この吸引口１
２の口径ｄ、つまり、漏斗状の開放縁の内径は、４０〜
５０ｍｍに形成されている。この数値は、本発明者らの
長年の経験則と、各種実験の結果得られたもので、基本
的には、ダスト１５の取り込み量はプローブ管先端の開
口径に反比例すると言う基本法則に則って構成されてい
る。

【００２８】具体的には、この吸引口１２での吸引流速
ｖcm／sec が、燃焼排ガスのガス流速Ｖcm／sec の５分
の１以下となるような口径であるように設定されてい
る。また、この条件と、プローブ管１１に付加される吸
引のための流速が一般に５０〜２００cm／sec である条
件とを考慮した場合、本実施例では、このプローブ管１
１の本体１１Ａ並びに先端１１Ｂの内径Ｄは吸引口１２
の口径ｄの約５分の１の、８〜１０ｍｍに設定されてい
る。従って、図１１に示される従来の構造に比べて、約
３０〜４０％もの細径化を達成できる。

【００２９】このように構成されたガス採取用プローブ
管１１からサンプルガスを吸引すると、プローブ管１１
の内径Ｄよりも吸引口１２の口径ｄが、前記の通り、約
５倍も広いために、この吸引口１２部分での吸引流速が
格段に遅くなり、サンプルガスと共に吸引されようとす
るダスト１５はその自重によって吸引流１６に乗り切れ
ずにこの吸引口１２の傾斜した下壁１３、つまりロート
内面に沈降し、プローブ管１１には容易に吸引されな
い。

【００３０】また、吸引口１２が燃焼排ガスのガス流れ
１４方向の下流側に向かって開放されているために、多
くのダスト１５は慣性Ｉによって、吸引口１２の下流側
にそのまま流され、容易に吸引口１２に至らず、吸引流
１６には、この吸引流１６に浮遊できる軽量・微小なダ
スト１５ａしか残存しないことになる。

【００３１】更に、吸引口１２は、漏斗状に形成されて
いるために、燃焼排ガスはその傾斜した外面に案内され
て、上流から下流へと直線的には流下せず、その傾斜し
た外面で下流側に向かうに従って吸引口１２からより遠
ざかる側に積極的に案内されて、前記ダスト１５が吸引
流１６に容易に乗れないような、吸引口１２からより遠
ざかる方向への慣性Ｉを積極的に与えることができ、ダ
スト取り込み量を一層少なくすることができる。

【００３２】しかも、吸引流１６に乗って吸引口１２内
に至り、ここでロート内面に沈降し軽量・微小なダスト
１５ａは順次このロート内面に堆積されて行くが、ある
程度の厚みまで堆積すると、プローブ管１１の振動或い
は堆積ダストの自重等によつて、自然にこのロートの傾
斜に案内されて煙道内に落下し、燃焼排ガスによって下
流側へ流下されることになる。

【００３３】このように、本発明に係るガス採取用プロ
ーブ管は、吸引口１２が前記のように漏斗状に形成され
ていると言う形状の特徴と併せて、その開口径を一定の
範囲に定めたことが相乗的に作用し、装置の小型化、構
造の簡素化を図れながら、ダスト処理を簡便な手段で格
段に容易に行え、併せてガス分析計の格段の高速応答性
を図ることができ、例えば脱硝、脱硫などの制御に使用
される場合、その高効率化が期待できるものである。

【００３４】次に、図４に示される構造は、第２の実施
例を示し、概略的に述べれば、プローブ管の本体１１Ａ
の先端部１１Ｂがジグザグ状の吸引流路に形成され、こ
の吸引流路の先端に吸引口１２がガス流れ１４の下流側
に向けて開放され、この吸引口１２の口径ｄは、この吸
引口１２の吸引流速ｖcm／sec が燃焼排ガスのガス流速
Ｖcm／sec の５分の１以下となるような寸法に設定され
た場合の一例を示している。

【００３５】前記ジグジグ状の吸引流路の具体的な構造
は、以下の通りである。図示されるように、プローブ管
１１の本体１１Ａは、直管状で燃焼排ガスの煙道１０内
に略垂直な姿勢で挿入配置されていて、この本体１１Ａ
の下端に一次拡径路１１ａが連設される。そして、この
一次拡径路１１ａの下に、先端をガス流れ１４の下流側
に向けて開放して吸引口１２とした吸引路１１ｂが連設
されている。前記一次拡径路１１ａは、ガス流れ１４方
向に沿った断面形状が矩形に形成されたケース１７で構
成されていて、その一方の対角線を上下方向に沿わせた
形で配置され、この上下方向に沿う前記対角線上で相対
向する上方の角部が前記本体１１Ａの下端に連通口１１
ｃを介して連通連設され、他方の角部に前記吸引路１１
ｂの上端に連なる連通口１１ｄが開口されている。

【００３６】また、前記吸引路１１ｂは、ガス流れ１４
方向に沿った断面形状が長方形に形成されたケース１８
で構成されていて、前記一次拡径路１１ａを構成するケ
ース１７の下壁１７ａに、上端角部が前記連通口１１ｄ
を介して前記一次拡径路１１ａに連通されていると共
に、下端がガス流れ１４方向の下流側に向かうに従って
下位に位置する傾斜姿勢で連設配置され、この傾斜した
ケース１８の下端に前記吸引口１２が設けられてる。

【００３７】以上のような矩形のケース１７と長方形の
ケース１８との組み合わせによって、前記本体１１Ａの
先端１１Ｂをジグザグ状の吸引流路に形成して、吸引口
１２から前記本体１１Ａに至る流路を蛇行させ、もって
ダスト１５の吸引を可及的に少なくするように構成され
ている。また、傾斜したケース１８の吸引口１２に連な
る下壁１３は、ガス流れ１４方向の下流側に向かうに従
って下位に位置する傾斜姿勢となる。

【００３８】そして、このケース１８の下端に開放され
る吸引口１２は、図示されるように、傾斜姿勢にあるこ
のケース１８の下端を仮想鉛直線に沿って切断して形成
されることによって、この吸引口１２の吸引流速ｖcm／
sec が燃焼排ガスのガス流速Ｖcm／sec の５分の１以下
となるような口径ｄに寸法設定されている。

【００３９】従って、吸引口１２から吸引されようとす
る軽量・微小なダスト１５ａは、慣性Ｉ₀によって直進
し、先ず、前記傾斜姿勢にあるケース１８の上端壁に突
き当たり、ここで一度分級・分離される。そして、落下
したダスト１５ａはこのケース１８の傾斜下壁１３上に
付着して堆積するが、ある程度の厚みまで堆積すると、
プローブ管１１の振動或いは堆積ダストの自重等によつ
て、自然にこの下壁１３の傾斜に案内されて煙道１０内
に落下し、燃焼排ガスによって下流側へ流下されること
になる。

【００４０】そして、更に軽量・微小なダスト１５ａが
前記上端角部の前記連通口１１ｄを介して前記一次拡径
路１１ａ内に吸引されることになるが、この一次拡径路
１１ａは広い部屋に構成されているために、吸引流は必
然的に緩速度となっているので、ここでダスト１５ａは
更なる分級・分離を受け、殆どが落下沈降されることに
なる。ここで落下してダスト１５ａはこの矩形のケース
１７の、ガス流れ１４下流側に存在する、傾斜壁１７ａ
上に付着して堆積するが、ある程度の厚みまで堆積する
と、プローブ管１１の振動或いは堆積ダストの自重等に
よつて、自然にこの下壁１７ａの傾斜に案内されて前記
連通口１１ｄを介して前記傾斜したケース１８内に落下
し、先と同様にして煙道１０内に落下し、燃焼排ガスに
よって下流側へ流下されることになる。

【００４１】このように、吸引口１２からプローブ管１
１の本体１１Ａに至る間の吸引流路を幾度か蛇行させる
ことによって、慣性力をうまく利用して効果的なダスト
の分離を可能にできた。

【００４２】尚、図示されるように、前記一次拡径路１
１ａを形成している矩形のケース１７のガス流れ１４下
流側の傾斜壁１７ａを前記傾斜したケース１８内に延設
さて、この傾斜したケース１８内の流路に狭隘部１８Ａ
を形成すれば、この狭隘部１８Ａの吸引流下流側を拡経
路に形成でき、前記一次拡径路１１ａと相まってダスト
の分級・分離作用を一層効果的に発揮できる。

【００４３】次に、図５並びに図６に示される構成は、
第３の実施例を示し、概略的に述べれば、プローブ管１
１全体が、試料ガス取り込み用の吸引口１２がガス流れ
１４の下流側に開放された姿勢で、補強用構造体１９で
囲繞された構造を示したもので、この補強用構造体１９
は外管２０とその下端に一体的に連設される先端流路形
成体２１とから構成される。

【００４４】そして、具体的には、プローブ管１１の本
体１１Ａは、直管状で、図示しないが、燃焼排ガスの煙
道１０内に略垂直な姿勢で挿入配置されていて、この直
管状の本体１１Ａの外側が別の直管状の外管２０で囲繞
されている。この外管２０は、例えばステンレス鋼材を
素材にしたパイプで形成されていて、図示されるよう
に、前記本体１１Ａの外周に所定の空間が形成されるよ
うに、やや大径のものが採用されている。

【００４５】前記先端流路形成体２１は、耐熱性の素
材、例えばセラミックや石英ガラス等で形成されている
と共に、前記外管２０の直径と同等の直径を備えた円柱
状に形成され、前記直管状の本体１１Ａと外管２０との
下端に一体的に連設される。そして、この円柱状の先端
流路形成体２１に、図示されるように、ガス流れ１４の
下流側に開放された姿勢で吸引口１２が設けられている
とともに、この吸引口１２と前記本体１１Ａの先端１１
Ｂとを連通させるＬ字状の流路２２が形成されている。

【００４６】前記補強用構造体１９は、以上のようにし
て、プローブ管１１を試料ガス取り込み用の吸引口１２
がガス流れ１４の下流側に開放された姿勢で、全体を囲
繞するので、図６に示されるように、燃焼排ガスは、こ
の円柱状の補強用構造体１９のガス流れ１４の上流側に
面する半周部分に案内されて下流側に流下する。この
時、ダスト１５はこの補強用構造体１９の最大径部分を
通過するときの慣性Ｉによって、吸引口１２側へ回り込
まずに、直線的に下流側に流下される傾向を示し、従っ
て、この時点で、重く・大きいダストの一次的な分級・
分離を可能にする。そして、この実施例では、この補強
用構造体１９の存在によって、燃焼排ガスの流れを吸引
口１２から大きく遠ざけることが可能で、図２に示され
る構造に比べて、ダストの分級・分離作用を格段に効果
的に発揮でき、ダストの吸引量を可及的に少なくでき
て、ガス分析計の高速応答性を格段に向上できる。ま
た、必然的に、煙道１０内のガス流速に十分に耐え得る
強度を保持できるため、高圧、高速の流れを持つ煙道に
は好適である。

【００４７】また、この補強用構造体１９は、図３に示
される、プローブ管の本体１１Ａが鉤型に形成されてい
ると共に、その先端に漏斗状に形成された前記吸引口１
２が備わっている構造、更には図４に示される、プロー
ブ管の本体１１Ａの先端部１１Ｂがジグザグ状の吸引流
路に形成され、その先端に漏斗状に形成された前記吸引
口１２が備わっている構造にも適用でき、具体的には、
図７の第４実施例や図８の第５実施例に示されるよう
に、ステンレス鋼材で形成され、下端が閉塞された外管
２３のみでこのプローブ管１１が囲繞されている。従っ
て、本例では前記図５並びに図６に示される先端流路形
成体２１を必要とせず、構造的にもシンプルなプローブ
管が得られる。

【００４８】図９に示される構造は、本発明の第６の実
施例を示し、また、図１０に示される構造は、本発明の
第７の実施例を示し、いずれもプローブ管の本体の吸引
口１２が一体的に連結される先端１１Ｂ近くで、煙道
（図１，図３参照）内に位置する部位がフレキシブル構
造２４で構成されたもので、図１の原理図に示される如
き作用をうまく発揮させながら、併せてガス流路内のダ
スト量の大小に応じて、吸引口１２のガス流れ方向に対
する角度を自在に変更調節して、最も理想的な角度が得
られ、また、プローブ管を煙道に配置するに際しても、
このフレキシブル構造２４部分を真っ直ぐにしたままで
煙道内に挿入配置し、その後、このフレキシブル構造２
４を介して、吸引口１２を所定の適正な角度に調整でき
るもので、煙道に穿設される設置穴が可及的に小さくな
るように工夫されている。

【００４９】そこで、図９に示されるフレキシブル構造
２４は、具体的には、たわみ金属管２４Ａが採用された
場合を例示する。また、図１０のフレキシブル構造２４
は、図９に示される構造の変形例を示し、耐熱性の合成
樹脂、例えばテフロン、を素材にした可撓性チューブ２
４Ｂの外周が複数個の保護管２４Ｃで囲繞されたもので
ある。具体的には、吸引口側ほど大径に形成された短尺
パイプ２４ａが、次位の短尺パイプ２４ａの小径側がこ
の大径側に順次挿入されて、嵌め合い部分が互いにピン
２４ｂで連結され、相互に角度変更自在に構成されてな
り、この保護管２４Ｃが可撓性チューブ２４Ｂの外周を
囲繞してなり、この可撓性チューブ２４Ｂの先端に吸引
口１２が、また、反対側がプローブ管の本体の先端１１
Ｂに夫々一体に連結されている。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように、この発明に係るガ
ス採取用プローブ管は、従来の手法と違って、試料ガス
取り込み用の吸引口がガス流れの下流側に向けて開放さ
れていることによって、ガス流れに混入しているダスト
は、一旦は吸引口の下流側に流れ、その後この吸引口か
らの吸引流に乗って、今までのガス流れ方向とは全く反
対の方向にＵターンして吸引されねばならないから、比
較的重く大きいダストを、慣性によって吸引することな
く下流側へそのままうまく流下させ、吸引流にはこれに
浮遊できる軽量・微小なダストのみが残存するようにす
ることができ、ダストの言わば分級・分離機能がうまく
働き、吸引ダスト量を格段に少なくできて、ガス分析計
の格段の高速応答性を図ることができ、例えば脱硝、脱
硫などの制御に使用される場合、その高効率化が期待で
きる。

【００５１】そして、この吸引口の径をこの吸引口での
吸引流速がガス流速の５分の１以下となるように寸法設
定してあることによって、吸引口での吸引流速ｖcm／se
c を可及的に小さくして、吸引流に乗って吸引口内に至
らんとする軽量・微小なダストも、この吸引口内で自重
によりうまく沈降させることができ、一層のダストの吸
引量の減少が図られ、ガス分析計の一層の高速応答性を
図ることができる。

【００５２】更に、吸引口をガス流れの下流側程下位と
なる傾斜した下壁を備えた構成としたことによって、こ
の下壁上に落下してある程度の厚みまで堆積した軽量・
微小なダストを、プローブ管の振動或いは堆積ダストの
自重等によつて、この下壁の傾斜で自然に落下させるこ
とができるので、プローブ管の目詰まりを起こすことも
なく、ガス分析計の一層の高速応答性を図ることができ
る。

【００５３】以上のように、この発明では、ダストの吸
引量を可及的に少なくできるために、このプローブ管以
降ガス分析計に至る迄のサンプルガス供給経路中に配置
されるダスト除去のための各種装置、部品を簡便な構造
に置換できたり、場合によってはこれらの装置、部品を
省略することが可能で、装置全体の構造の簡素化を図
れ、併せて経済的に提供できる。

【００５４】また、この発明は、プローブ管の本体が鉤
型に形成されていると共に、その先端に漏斗状に形成さ
れた前記吸引口が備わった構造を採用することによっ
て、前記の通りのガス分析計の高速応答性を図ることが
できる上に、プローブ管全体構造の格段の簡素化が図れ
る。殊にガス流れを、上流から下流へと直線的には流下
させず、その言わばラッパ状の外面で下流側に向かうに
従って吸引口全周域から放射方向に遠ざける側に積極的
に案内して、前記ダストが吸引流に容易に乗れないよう
な、吸引口からより遠ざかる方向への慣性を積極的に与
えることができるので、ダストの吸引量を格段に少なく
でき、ガス分析計の高速応答性の一層の向上を図ること
ができる。

【００５５】また、プローブ管の本体で、ガス流路内に
挿入配置される部位が、フレキシブル構造を備えさせる
ことによって、図１の原理図に示される如き作用をうま
く発揮させながら、併せてガス流路内のダスト量の大小
に応じて、吸引口のガス流れ方向に対する角度を自在に
変更調節して、最も理想的な角度が得られ、ガス分析計
の高速応答性の一層の向上を図ることができる上に、プ
ローブ管を煙道に配置するに際しても、このフレキシブ
ル構造部分を真っ直ぐにしたままで煙道内に挿入配置
し、その後、このフレキシブル構造を介して、吸引口を
所定の適正な角度に調整できるもので、煙道に穿設され
る設置穴を可及的に小さくでき、設置作業の簡易性を図
れる。

【００５６】また、プローブ管の本体の先端をジグザグ
状の吸引流路に形成することによって、前記の通りのガ
ス分析計の高速応答性を図ることができる上に、ジグザ
グの吸引流路に至ったダストを流路の曲がり部分、つま
り方向転換点において、今までの直進方向への慣性力を
うまく利用して、流路の曲がり部分の壁に付き当てて吸
引流からうまく落下させることができ、これを数回反復
させて、ダストの吸引流からの遊離を格段に高めること
かできるので、ダストの吸引量を格段に少なくでき、ガ
ス分析計の高速応答性の一層の向上を図ることができ
る。

【００５７】また、試料ガス取り込み用の吸引口がガス
流れの下流側に開放された姿勢でこのプローブ管全体を
補強用構造体で囲繞することによって、前記の通りのガ
ス分析計の高速応答性を図ることができる上に、ガス流
路内の流速に十分に耐え得る強度を保持でき、併せてガ
ス流れを上流から下流へと直線的には流下させず、この
補強用構造体の外面で下流側に向かうに従って吸引口よ
り遠ざける側に積極的に案内して、前記ダストが吸引流
に容易に乗れないような、吸引口からより遠ざかる方向
への慣性を積極的に与えることができるので、ダストの
吸引量を格段に少なくでき、ガス分析計の高速応答性の
一層の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るガス採取用プローブ管の原理説明
図である。

【図２】本発明に係るガス採取用プローブ管が適用され
る装置の概略説明図である。

【図３】本発明に係るガス採取用プローブ管の第１の実
施例を示し、要部の概略断面図である。

【図４】本発明に係るガス採取用プローブ管の第２の実
施例を示し、要部の概略断面図である。

【図５】本発明に係るガス採取用プローブ管の第３の実
施例を示し、要部の概略断面図である。

【図６】本発明に係るガス採取用プローブ管の第３の実
施例を示し、図５中のＡ−Ａ断面図である。

【図７】本発明に係るガス採取用プローブ管の第４の実
施例を示し、要部の概略断面図である。

【図８】本発明に係るガス採取用プローブ管の第５の実
施例を示し、要部の概略断面図である。

【図９】本発明に係るガス採取用プローブ管の第６の実
施例を示し、要部の概略断面図である。

【図１０】本発明に係るガス採取用プローブ管の第７の
実施例を示し、要部の概略断面図である。

【図１１】本発明に係るガス採取用プローブ管の採取ガ
ス流速比と採取ガスダスト濃度との特性を示すグラフで
ある。

【図１２】従来の構造の概略説明図である。

【符号の説明】

１，１１…プローブ管、１Ａ，１１Ａ…プローブ管の本
体、１Ｂ，１１Ｂ…プローブ管の先端、２，１２…吸引
口、２Ａ…漏斗状の吸引部、３，１３…吸引口の下壁、
４，１４…ガス流れ、５，１５…ダスト、５ａ，１５ａ
…軽量・微小なダスト、６，１６…吸引流、１０…煙
道、１９…補強構造体、２３…外管、２４…フレキシブ
ル構造、Ｄ…プローブ管の本体の内径、ｄ…吸引口の口
径、Ｇ…燃焼排ガス、ｈ…漏斗状吸引部の長さ、Ｖ…ガ
ス流速、ｖ…吸引流。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者秋山重之京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社堀場製作所内 (72)発明者藤原雅彦京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社堀場製作所内 (72)発明者井ノ上哲志京都府京都市南区吉祥院宮の東町２番地株式会社堀場製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ガス流路内に挿入配置されていて、先端
の試料ガス取り込み用の吸引口がガス流れの下流側に向
けて開放されていると共に、この吸引口の径はこの吸引
口での吸引流速がガス流速の５分の１以下となるように
寸法設定され、且つ、この吸引口下壁がガス流れの下流
側程下位となる傾斜面を備えていることを特徴とするガ
ス採取用プローブ管。
【請求項２】プローブ管の本体が鉤型に形成されてい
ると共に、その先端に漏斗状に形成された吸引口が備わ
っている請求項１記載のガス採取用プローブ管。
【請求項３】プローブ管の本体で、ガス流路内に挿入
配置される部位が、フレキシブル構造を備えている請求
項１記載のガス採取用プローブ管。
【請求項４】プローブ管の本体の先端がジグザグ状の
吸引流路に形成され、この吸引流路の先端に試料ガス取
り込み用の吸引口がガス流れの下流側に向けて開放され
ていると共に、この吸引口の径はこの吸引口での吸引流
速がガス流速の少なくとも５分の１以下となるように寸
法設定され、且つ、このジグザグ状の吸引流路の前記吸
引口に連なる下壁がガス流れの下流側程下位となる傾斜
面に形成されていることを特徴とするガス採取用プロー
ブ管。
【請求項５】プローブ管は試料ガス取り込み用の吸引
口がガス流れの下流側に開放された姿勢で、全体が補強
用構造体で囲繞されている請求項１乃至請求項４のいず
れかに記載のガス採取用プローブ管。