JPH1090141A

JPH1090141A - ガス塵埃捕集システム

Info

Publication number: JPH1090141A
Application number: JP24642696A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Maki; 正博槙; Toshio Nakano; 寿夫中野; Shozo Sakai; 正三酒井; Koichi Mayama; 晃一真山; Seiji Hirasawa; 清治平沢
Original assignee: Hitachi Device Engineering Co Ltd; Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd; Japan Display Inc
Priority date: 1996-09-18
Filing date: 1996-09-18
Publication date: 1998-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】システムが小形、軽量で、かつ、高濃度の捕集
液を安定して生成することができ、さらに該作業を、使
用者によって予め定められた多数地点で自動的に行うこ
とを可能とするガス塵埃捕集システムを提供する。【解決手段】分析対象である汚染物を含む気体を吸引
し、該吸引した気体に蒸気発生器１４で生成した純水蒸
気を適量混合し、凝縮器８内に送り、該凝縮器８内で冷
却して水分を凝縮し、前記汚染物を高濃度に含む凝縮液
を生成し、該凝縮液を回収溜１１に流下させ、成分分析
系あるいは分取器１３に送り、かつ、吸引ポンプ７によ
り前記気体の未凝縮分を放散させる処理を連続して行う
ガス塵埃捕集システムにおいて、前記気体の複数の取り
入れ口を有する吸引チューブ５₁〜５₄と、該取り入れ口
の選択手段である該チューブ５₁〜５₄にそれぞれ設けた
切り替えバルブ５ａ₁〜５ａ₄を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、水に溶解あるいは
分散するガスと、水に可溶の微小塵埃を含む大気や排ガ
ス等の分析用気体を吸引し、必要ならば該気体に純水蒸
気を混合した後、凝縮器内で適度の温度に冷却して、前
記ガスと前記塵埃を所望の高濃度で含む分析用凝縮液
（すなわち、捕集液）を得るのに好適なガス塵埃捕集シ
ステムに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、大気中の汚染ガスや微小な浮遊塵
埃を、環境測定の対象として分析することがよく行われ
ている。また、特殊な環境であるクリーンルーム内の半
導体部品の生産ラインや、その他の雰囲気が問題となる
生産ラインにおける室内雰囲気の環境測定管理が重要と
なっている。また、煙突から排出される煙や、その他の
排ガス中の有害ガスの分析管理も重要となっている。

【０００３】その中で、イオン性ガスや有機性ガス等に
含まれる極微小浮遊塵埃の分析は特に重要で、大きな割
合を占めるに至っている。なお、微小浮遊塵埃は、一般
に水に可溶で、実際上、ガスと識別が困難である。

【０００４】大気中の混入ガス分析装置は、既に種々提
案され、実用化されている。この種の装置は、例えば本
願と同一出願人による特開平６−１２９９６１号公報に
開示されている。

【０００５】図８は、該公報に開示された従来のガス塵
埃捕集システムの一例を示す全体概略構成図である。

【０００６】１は吸排気系、２は純水蒸気供給系、３は
気水分離系、４は捕集液送液系、１９は制御系、６ａは
温湿度計、５は吸引口（すなわち、取り入れ口）、６は
流量計、１５は連結管、１７は純水タンク、１８は給水
管、１６は純水供給ポンプ、１４は蒸気発生器、８は凝
縮器、９は凝縮管、１０は冷却循環液、７は吸引ポン
プ、１１は回収溜、１２は送液ポンプ、２０は送液管、
１３は成分分析系あるいは分取器である。

【０００７】すなわち、この装置では、吸排気系１と純
水蒸気供給系２と気水分離系３と捕集液送液系４とが、
連結管１５および送液管２０によって連結されており、
さらに、これらの系を制御するパソコン等から構成され
る制御系１９が設置されている。

【０００８】気水分離系３は、凝縮器８とその直下に取
り付けられた回収溜１１から構成され、凝縮器８では凝
縮管９が冷却循環液１０によって冷却されている。吸引
口５から吸引された気体中のガスおよび塵埃成分は、途
中、純水蒸気供給系２から供給される純水蒸気と混合さ
れ、次いで、冷却凝縮される過程で、凝縮液中に濃縮さ
れる形で取り込まれ、回収溜１１に流下して貯溜され
る。

【０００９】回収溜１１に流下した未凝縮気体成分は、
排気管（連結管）１５を経て吸引ポンプ７によって大気
中へ排出される。回収溜１１の底部には１本の送液管２
０が設けられており、回収された凝縮液、すなわち、捕
集液は、送液ポンプ１２により成分分析系あるいは分取
器１３へ送液され、分析が行われる。なお、分析はイン
ライン的に行うようになっており、成分分析系に例えば
イオンクロマトグラフ等の分析器が直結されている。ま
た、吸排気系１には流量計６が取り付けられており、気
体は本システムに吸い込まれた後、気水分離系３を経
て、吸引ポンプ７により一定の速度で吸引、排出されて
いる。純水蒸気供給系２は、純水タンク１７、純水供給
ポンプ１６、蒸気発生器１４、およびこれらをつなぐ給
水管１８から構成されている。純水供給ポンプ１６によ
って一定量の純水を蒸気発生器１４へ送り、一定量の水
蒸気を発生させ、連結管１５によりこの水蒸気を吸引気
体と共に凝縮器８へ送り込む。

【００１０】なお、ガス塵埃を捕集し、分析するには、
分析器の感度に見合うように濃縮して分析に供すること
が肝心である。捕集の原理について以下に簡単に概説す
る。

【００１１】捕集対象であるガス状汚染物を濃度Ｘ（ｎ
ｇ／ｌ）で含む気体を、速度Ｖ（ｌ／分）で吸引し、途
中で純水蒸気をＷ（ｇ／分）の割合で混合し、凝縮器
（図８の符号８）で冷却して捕集液をＳ（ｇ／分）の割
合（すなわち、捕集液の凝縮生成速度）で回収し、分析
して捕集液中の汚染物濃度Ｃ（ｐｐｂ）が得られるとす
ると、気体中の濃度Ｘと捕集液中の濃度Ｃとの間には下
記の関係がある。

【００１２】Ｘ＝Ｃ×Ｓ÷Ｖ÷ｋここで、ｋは捕獲係数で、捕集対象の分子種によって異
なる値をとる。純水蒸気供給量Ｗが大きいときは、上記
式は近似的に下記式のようになる。

【００１３】Ｘ＝Ｃ×Ｗ÷Ｖ÷ｋ逆に、分析する立場から感度を考えた場合、捕集液中の
汚染物濃度がどの程度になるかが重要となる。上式を変
形して捕集液の濃度を表す下式が得られる。

【００１４】Ｃ＝Ｘ×（Ｖ÷Ｓ）×ｋ上記式の吸引流量Ｖと捕集液生成速度Ｓあるいは純水蒸
気供給量Ｗとの比Ｖ／ＳまたはＶ／Ｗを濃縮率と定義す
る。気体中の汚染物濃度Ｘを何倍に濃縮して捕集液を生
成しているかを表す値が濃縮率で、濃縮率が高いほど高
濃度の捕集液を生成することができ、高感度の分析が可
能となる。

【００１５】したがって、吸引能力が固定すなわち吸引
流量Ｖが一定の下で、分析能力に見合った濃縮率の高い
捕集液を生成するには、捕集液の生成速度を小さく設定
する必要がある。また、吸引流量Ｖが一定の下で、一定
かつ所望の濃縮率の捕集を行うには、捕集液の生成速度
を目的とする値に設定し、それを維持する必要がある。

【００１６】そのため、最近では目的とする濃縮率の捕
集液を得るために、高度に制御されたガス塵埃捕集シス
テムの提案がなされている。例えば、捕集液は凝縮器へ
供給される蒸気量によってその生成速度Ｓが左右され
る。したがって、供給する純水蒸気量を厳しくコントロ
ールすると同時に、吸引大気中の水分量の変動量にも注
意する必要がある。すなわち、吸引大気中の水分量が増
加したら、その分、供給純水蒸気量を抑える必要があ
る。また、凝縮器の能力は作動温度によっても変化する
ので、ひいては捕集液生成速度に変化が生じるため、凝
縮器の温度を所望値となるように厳しく制御する必要が
ある。

【００１７】これらの対策を施したシステムの提案がな
されており、図８ではその対策案のうちの１つが記載さ
れている。図中、温湿度計６ａは、温度と湿度をモニタ
し、吸引大気中の水分量をモニタするもので、温度と湿
度のモニタデータと、吸引大気流量から吸引大気中の水
分量を計算することができ、純水供給量を先の計算水分
量に応じて加減できるシステムとなっている。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、生産現場等
の雰囲気中の有害ガスの捕集分析は、多数の地点のガス
を捕集して、有害ガスの絶対的なレベル測定はもとよ
り、その分布を把握し、汚染の原因の究明などが欠かせ
ない。

【００１９】前述の図８に示した従来のガス塵埃捕集機
では、吸引採取して有害ガスの分析がある特定の箇所を
連続して時系列的に測定するのに都合よく作られてい
る。例えば、ある箇所に図８の捕集機を移動して設置
し、自動的に連続して、あるタイムスパンでガス捕集
し、各スパン毎の捕集液を分析して、その中に含まれる
有害ガス濃度を大気換算した値として求め、捕集した各
スパンの該当時刻順に並べることで、有害ガスのその地
点の経時的な変化として捉えることが可能となるよう設
計されている。

【００２０】生産現場の有害ガスの分布を計測するとい
う面では、図８の捕集機では可搬型に、例えば小形軽量
で、かつ、キャスタ付きとなっており、移動してガスを
採取し、分析して各地点の有害ガス濃度を求めることが
できるように配慮がなされている。

【００２１】しかし、分析地点や入り組んだ捕集箇所に
自動的に移動して捕集するシステムではなく、例えば捕
集機自体が移動不可能な、狭いあるいは高い箇所の捕集
は、自動移動タイプの捕集機でも実用上不可能であり、
したがって、移動可能とはいえ、汚染ガスの分布を調べ
るには、装置を人手によって移動させて、再稼働させ
て、捕集データを取得するしかない不便さがあった。な
お、１回１サンプルの捕集は５〜３００分程度かかるの
で、その度に移動するのでは分布測定の作業は大変非能
率となるのは明白である。

【００２２】本発明の目的は、上記のような従来のガス
塵埃捕集システムの問題点を解消し、システムが小形、
軽量で、かつ、高濃度の捕集液を安定して生成すること
ができ、さらに該作業を、使用者によって予め定められ
た多数地点で自動的に行うことを可能とするガス塵埃捕
集システムを提供することにある。

【００２３】

【課題を解決するための手段】ガス塵埃捕集機を多数機
準備し、多数の測定箇所に配置することにより、多数地
点における有害ガスの濃度分布測定が可能となるが、捕
集機の価格や設置場所などを考慮すると不経済である。
また、捕集機内に凝縮器や回収溜等を複数系統準備する
のは、装置の大きさや重さが過大となり、かつ、可搬性
などの点で機動性を失うので実現性がない。

【００２４】そこで、本発明では、捕集機、すなわち、
装置全体の中で、吸引口（すなわち、取り入れ口）部分
を多数持たせ、延長チューブ（パイプ）を接続するなど
により、捕集したい箇所に延長チューブ先をセットし、
予め設定された箇所の順に、吸引流路の切り替えバルブ
を自動的に切り替えて、捕集するシステムとした。例え
ばＡ、Ｂ、Ｃの３地点を捕集する場合、まず、Ａ地点へ
セットした延長チューブに流路がセットされるように、
バルブをセットして必要液量を捕集した後、同様にＢ、
Ｃ地点の順に捕集することにより、人手によらないで自
動的に有害ガスの分布を調べることができるシステムを
実現した。このような操作を継続して行う、例えばＡ、
Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ａ、Ｂ、Ｃ、…地点と、連続的に
継続して捕集し、捕集液の有害ガス成分を分析すること
により、各点の有害ガスの濃度の時間変化を観測するこ
とができる。時間的な意味で、それぞれ隣合う雰囲気の
実際のデータには一般に連続性があるので、各データの
間を補完して考えると、ある瞬間の各地点の濃度分布を
推定できる。

【００２５】すなわち、本発明のガス塵埃捕集システム
は、分析対象である汚染物を含む気体の吸気系と、前記
気体を冷却して、前記気体が元来保有する水分を凝縮
し、前記汚染物を比較的高濃度に含む凝縮液を生成する
冷却凝縮系と、前記気体の未凝縮分を排気する排気系
と、前記凝縮液を受ける凝縮液回収系と、前記汚染物の
成分を分析する前記成分分析系へ前記凝縮液を送液する
送液系とを有し、前記各処理を連続して行うガス塵埃捕
集システムにおいて、前記吸気系に、前記気体の複数の
取り入れ口と、該取り入れ口の選択手段を備えたことを
特徴とする。

【００２６】また、吸気された前記気体に水蒸気を混合
する水蒸気混合系と、前記水蒸気を前記気体と共に冷却
して、前記水蒸気と前記気体が元来保有する水分を凝縮
し、前記汚染物を比較的高濃度に含む凝縮液を生成する
冷却凝縮系とを有することを特徴とする。

【００２７】また、前記吸気系に接続され、かつ複数の
気体吸気箇所にそれぞれ設置した複数のチューブの先端
部の開口により、前記複数の取り入れ口が構成され、前
記取り入れ口の選択手段が、前記チューブにそれぞれ設
けた切り替えバルブであることを特徴とする。

【００２８】また、前記吸気系に、吸気時に非選択とな
った流路を空引きする空引き排気部を設けたことを特徴
とする。

【００２９】さらに、切り替えてガス塵埃捕集する際、
前記系内の洗浄あるいは共洗い洗浄操作（後で詳述）を
行った後、捕集操作を行うことを特徴とする。

【００３０】本発明では、１つのガス塵埃捕集システム
に、複数の吸引口と、流路の切り替えバルブ等の吸引口
の選択手段を付加しただけであるので、装置の大きさと
重さにおける負担が小さいという特長がある。

【００３１】ただし、各捕集地点毎の捕集の同時性にお
いては満足ではないが、実用上雰囲気の時間変化は、緩
慢に起こることが多く、通常の捕集では同時性を厳密に
問題にする必要がなく、十分に実用可能である。

【００３２】なお、このガス塵埃捕集システムは、複数
地点の疑似同時捕集が可能であるが、もともと極微量の
汚染物質の量を検出するものであるから、各地点毎でシ
ステムを作動する場合には、それ以前の場所で捕集した
ことによって捕集システムの各部に付着する汚染物質を
よく洗浄しなければならない。

【００３３】洗浄操作では、純水蒸気を通常操作のとき
より多量に混合して、システム各部の内壁面を濡らすよ
うにして、洗浄効果を高めてもよい。洗浄する場合に
は、回収溜の所定の液溜位置を越えて、凝縮液、すなわ
ち、ここでは洗浄液に相当する液を溜めて、それを何回
も捨てるなどする。ただし、このようにすると、各捕集
地点での捕集液は、系内に残留する上記の洗浄液で薄め
られて汚染物の量が少なめに測定されるおそれがある。

【００３４】結局、本発明のシステムでは、残留する洗
浄液を払い出す操作、すなわち、捕集液を洗浄完了後に
続けて生成する際に、その当初の生成液を廃棄すること
により払い出す操作（この操作を以後「共洗い」と称す
る）を行うことで、洗浄の影響のない捕集液を生成させ
ることができる。共洗い液量の増加と共に、すなわち、
共洗い時間の経過と共に、次第に分析値は特定値に収斂
してくるから、それらが実用上飽和状態になった値を利
用する。あるいは実用上収斂する以前の捕集液は洗浄液
とみなして廃棄することが、正しい分析を行う上で有益
である。ただし、余り長い、あるいは回数の多い共洗い
は、全体の捕集操作のスパン時間を長くさせるので、各
地点を１巡して捕集完了するまでの時間が長くなること
になり、各地点の捕集データの同時捕集性が損なわれ
る。したがって、適当な共洗い条件を予め検討し、制御
プログラムに設定することが望ましい。

【００３５】なお、塵埃というと固形粒子という印象が
あるが、本発明の場合には、極めて微細で、気体（例え
ばクリーンルーム内の空気など）中に浮遊しており、通
常は水蒸気によって溶解される物質なので、実際にはガ
スと区別して認識することは困難である。

【００３６】

【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態について詳細に説明する。なお、以下で説明する
図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その
繰り返しの説明は省略する。

【００３７】《システムの全体構成》実施の形態１図１は、本発明の一実施の形態のガス塵埃捕集システム
の構成図である。

【００３８】１は吸排気系、１ａは吸引切り替え系、２
は純水蒸気供給系、３は気水分離系、４は捕集液送液
系、１９は制御系である。また、吸引切り替え系１ａに
おいて、５₁、５₂、５₃、５₄はそれぞれその先端部に大
気の吸引口（取り入れ口）を有する吸引チューブ（パイ
プ）、５ａ₁、５ａ₂、５ａ₃、５ａ₄はそれぞれ該吸引チ
ューブ５₁〜５₄に直結して設けた２方の切り替えバル
ブ、６ａ₁、６ａ₂、６ａ₃、６ａ₄はそれぞれ吸引チュー
ブ５₁〜５₄の各吸引口から吸引される大気中の温度・湿
度を測定する温湿度センサである。

【００３９】また、６は流量計、１５は連結管、１７は
純水タンク、１８は給水管、１６は純水供給ポンプ、１
４は蒸気発生器、８は凝縮器、９は凝縮管、１０は冷却
循環液、７は吸引ポンプ、１１は回収溜、１２は送液ポ
ンプ、２０は送液管、１３は成分分析系あるいは分取器
である。

【００４０】すなわち、本システム（装置）は、吸排気
系１と、純水蒸気供給系２と、気水分離系３と、捕集液
送液系４とが、連結管１５および送液管２０によって連
結されており、さらに、これらの系を制御するパソコン
等の制御系１９が設置され構成されている。

【００４１】また、吸排気系１は、吸引切り替え系１ａ
と、流量計６と、吸引ポンプ７とから構成されている。
さらに、吸引切り替え系１ａは、フレキシブルチューブ
等からなる複数の吸引チューブ５₁〜５₄と、該吸引チュ
ーブ５₁〜５₄の切り替えバルブ（２方）５ａ₁〜５ａ
₄と、温湿度センサ６ａ₁〜６ａ₄とから構成されてい
る。図１に示す本実施の形態１では、吸引が４系統可能
な例を示している。

【００４２】また、純水蒸気供給系２は、蒸気発生器１
４と、純水供給ポンプ１６と、純水タンク１７と、これ
らを繋ぐ給水管１８と、当該純水蒸気供給系２を気水分
離系３の凝縮器８等へ繋ぐ連結管１５とから構成されて
いる。

【００４３】また、気水分離系３は、凝縮器８と、その
直下に取り付けられ、捕集液を一時貯留する回収溜１１
と、これらを繋ぐ連結管１５とから構成されている。ま
た、凝縮器８内では、凝縮管９が冷却循環液１０によっ
て冷却されている。回収溜１１の凝縮管９の上部には、
連結管１５が取り付けられ、該連結管１５は、吸引ポン
プ７のイン（In）側（吸気側）に連結されている。

【００４４】吸引チューブ５₁〜５₄の各吸引口から吸引
された気体中のガスおよび塵埃成分は、途中、純水蒸気
供給系２から供給される純水蒸気と混合され、次いで、
冷却凝縮される過程で、凝縮液中に濃縮される形で取り
込まれ、回収溜１１に流下して貯溜される。

【００４５】なお、凝縮器８で凝縮されず、回収溜１１
に流下した未凝縮気体成分は、この回収溜１１に連結さ
れた連結管（排気管）１５を経由して吸引ポンプ７によ
って大気中へ排出される。

【００４６】また、回収溜１１の底部には１本の送液管
２０が設けられており、回収された凝縮液、すなわち、
捕集液は、送液ポンプ１２により成分分析系あるいは分
取器１３へ送液され、分析が行われる。なお、分析はイ
ンライン的に行う場合と、オフライン的に行う場合とが
あり、インライン的に行う場合は、成分分析系に例えば
イオンクロマトグラフ等の分析器が直結されている。一
方、オフライン的に行う場合は、凝縮液を試験管等に次
々分け取る分取器（後で図５を用いて詳述）が取り付け
られている。

【００４７】また、吸排気系１には流量計６が取り付け
られており、気体は本システムに吸い込まれた後、気水
分離系３を経て吸引ポンプ７により一定の速度で吸引、
排出されている。

【００４８】また、純水蒸気供給系２は、純水タンク１
７、純水供給ポンプ１６、蒸気発生器１４、およびこれ
らをつなぐ給水管１８から構成されている。純水供給ポ
ンプ１６によって所定量（適量）の純水を蒸気発生器１
４へ送り、所定量の水蒸気を発生させ、連結管１５によ
りこの水蒸気を吸引気体と共に凝縮器８へ送り込む。す
なわち、大気中の水分の増減によって、加減して純水の
供給を行う。

【００４９】また、捕集液送液系４は、送液ポンプ１２
と送液管２０とから構成されている。この送液管２０の
一方は、回収溜１１の下部に連結され、他方は成分分析
系あるいは捕集液を試験管などへ分け取る分取器１３へ
と連結されている。この成分分析系あるいは分取器１３
には、ドレイン（排出機構）が併設されており、ガス塵
埃捕集過程で発生する洗浄液あるいは共洗い液が排出で
きるように構成されている。

【００５０】なお、以上の構成の中で、純水、純水蒸
気、あるいは捕集液が接触し、捕集液の汚染を引き起こ
しやすい図１に示す連結管１５、送液管２０、および給
水管１８を構成する部分、すなわち、図２の貫通タイプ
異径継ぎ手１４ｃ、純水給水細管１４ｂ、蒸気発生管１
４ａ、図３の凝縮管９、図１の大気と純水蒸気とを混合
する部分の連結管１５等の配管は、素材自体が水に対し
て溶解性、腐食性が小さく、溶出による汚染性の少ない
Ｍｏを含むオーステナイト系ステンレススチール、特
に、ＳＵＳ３１６を用いて形成されている。また、捕集
液などが該配管の内表面に滞留すると、不純物の溶出が
大きくなるため、電解研摩を施して該表面が鏡面に仕上
げられている。さらに、微量のＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ等の溶
出による汚染を抑制するために、ＳＵＳ３１６からなる
配管の内表面を前記鏡面に仕上げた表面に、酸化クロム
層（Ｃｒ₂Ｏ₃膜）が被覆されている。

【００５１】《蒸気発生器》図２は、図１に示した純水
蒸気供給系２の中の蒸気発生器１４の一部断面詳細図で
ある。

【００５２】１４ａは蒸気発生管（給水管１８と一体に
なっている）、１４ｂは純水給水細管、１４ｃは貫通タ
イプ異径継ぎ手、１４ｄはヒートブロック、１４ｅは温
度センサ、１４ｆは保温材、１４ｇは保温材カバーであ
る。

【００５３】蒸気発生器１４は、概ね、これらの部品か
ら構成されている。貫通タイプ異径継ぎ手１４ｃによっ
て、純水給水細管１４ｂが蒸気発生管１４ａに差し込ま
れ、ヒートブロック１４ｄによって加熱された蒸気発生
管１４ａ部に、純水が直接供給される構造になってい
る。

【００５４】貫通タイプ異径継ぎ手１４ｃは、貫通穴を
有し、その穴を貫通した純水給水細管１４ｂが、蒸気発
生管１４ａ中に密閉固定されている。

【００５５】ヒートブロック１４ｄにはカートリッジヒ
ータ（図示省略）が取り付けられ、該カートリッジヒー
タに電力が供給され、適温となるように加熱されてい
る。

【００５６】図１に示す純水供給ポンプ１６によって、
純水が純水給水細管１４ｂに送られ、その先端部から蒸
気発生管１４ａ内へ流れ込むと、蒸気発生管１４ａはヒ
ートブロック１４ｄにより加熱されているので、送り込
まれた純水は、気化して純水蒸気となる。貫通タイプ異
径継ぎ手１４ｃ部においては密閉されているので、発生
した純水蒸気は、内圧が上昇し、継ぎ手１４ｃに対して
逆向きに、すなわち、矢印Ａ方向に順次押し出され、大
気と純水蒸気との混合部の配管１５および気水分離系３
の方へと送られる。

【００５７】《凝縮器》図３は、図１に示した気水分離
系３の中の凝縮器８の一部断面詳細図である。

【００５８】９は凝縮管（連結管１５と一体になってい
る）、１０は冷却循環液、８ａは冷却槽、８ｂは保温
材、８ｃは冷却循環液送入管、８ｄは冷却循環液戻り管
である。

【００５９】凝縮器８は、概ね、これらの各部品から構
成されている。冷却循環液１０は、冷却循環液送入管８
ｃから凝縮器８へ送り込まれ、凝縮管９を浸し、冷却し
た後、冷却循環液戻り管８ｄから図示しない冷却循環液
生成器へと帰還する循環システムになっている。なお、
冷却温度は、該冷却循環液生成器のところで制御されて
いる。

【００６０】連結管１５を介して凝縮器８へ吸引された
大気と純水蒸気の混合ガスは（図１参照）、凝縮管９内
で冷却、凝縮され、凝縮液、すなわち、捕集液が生成さ
れる。生成された捕集液は、自然流下して凝縮器８から
連結管１５を通って回収溜１１へと送られる。なお、図
１に示すように、この回収溜１１の上部に、排気系であ
る吸引ポンプ７が設置されているため、気流は凝縮器８
から回収溜１１へと流れるので、吸引された大気の気流
の流れ方向と捕集液の流下方向とが一致しており、捕集
液は回収溜１１へと押し流され、捕集液が凝縮器８の中
で滞留しないようになっている。すなわち、捕集液の滞
留時間が短いので、凝縮管９の壁面からの溶出による汚
染が受けにくいようになっている。

【００６１】《回収溜》図４は、図１に示した気水分離
系３の中の回収溜１１の一部断面詳細図である。

【００６２】１５は連結管、８は凝縮器、９は凝縮管、
１０は冷却循環液、１１ａは高純度溶融石英製容器、１
１ｂはフランジ、１１ｃはＯリング、１１ｄは連結管１
５の先端の剣先部、１１ｅは枝管、１１ｆは液量監視セ
ンサ、１１ｇは捕集液貯溜部、１１ｈはフランジ１１ｂ
の固定用ボルト、１１ｉは上部気液分離空間部、１１ｊ
は液溜ネック部、１１ｋは液溜絞り部である。

【００６３】凝縮器８と回収溜１１との間に、継ぎ目が
あると、捕集液が継ぎ目の間に侵入して滞留しやすい。
これを避けるため、凝縮管９と接続され、凝縮器８と回
収溜１１とを連結する連結管１５は、フランジ１１ｂに
差し込まれ、その端部は図示のように斜めに形成され、
極めて鋭い剣先部１１ｄに加工されている。すなわち、
凝縮管９の延長部は、フランジ１１ｂ部のＯリング１１
ｃでシールされた状態で回収溜１１の中へ差し込まれて
いる。

【００６４】回収溜１１は、不純物が溶出しない高純度
溶融石英製容器１１ａとステンレススチール製のフラン
ジ１１ｂとから構成されている。フランジ１１ｂの固定
用ボルト１１ｈは樹脂製で、振動等の衝撃により石英製
容器１１ａが割れにくくなっている。なお、フランジ１
１ｂもテフロン製等とすることにより、石英製容器１１
ａの破壊抑制効果を高めることができる。容器１１ａが
透明な石英製なのは、光センサで構成される液量監視セ
ンサ１１ｆにより、液面を観察するためである。したが
って、センサの種類によっては、容器１１ａは必ずしも
石英製でなくてもよいことは言うまでもない。

【００６５】また、回収溜１１の下部は、細く絞られ、
さらに、枝管１１ｅが一体に設けられ、この枝管１１ｅ
に液面の位置を検知する液量監視センサ１１ｆが取り付
けられており、捕集液の貯溜状態がモニタできるように
なっている。なお、剣先部１１ｄの先端は、捕集液貯溜
部１１ｇの上端、すなわち、ネック位置より約３０ｍｍ
上に位置するようセットすることとした。また、回収溜
１１の最下部には、成分分析系あるいは分取器１３へ送
液するための細管、すなわち、送液管２０が取り付けら
れている。

【００６６】捕集液は、凝縮管９の剣先部１１ｄの最先
端から静かに落下し、回収溜１１の捕集液貯溜部１１ｇ
に溜る。捕集液が、空の状態から溜り、液量監視センサ
１１ｆの取付位置に達すると、該センサ１１ｆが信号を
発生するので、該信号を取り込んだ制御系１９の指令で
送液ポンプ１２が作動して、成分分析系あるいは分取器
１３へ送られ、分析されるシステムになっている。

【００６７】《分取器》本実施の形態１では、図１の捕
集液送液系４の送液ポンプ１２と送液管２０の下流に、
成分分析系へ捕集液を分析試料として供給するための分
取器１３を取り付けている。

【００６８】図５は、分取器の構成の一例を示す図であ
る。

【００６９】２０は送液管、１３ａは捕集液注入ノズ
ル、１３はそれぞれ試験管、１３ｃは回転操作、１３ｄ
はそれぞれドレイン管、１３ｅは円形試験管ラック、１
３ｆは漏斗状のドレイン受け口、１３ｇは廃液タンクで
ある。

【００７０】この分取器１３では、回転台（図示省略）
に円形試験管ラック１３ｅが載せてある。複数本（ここ
では６本）の試験管１３ｂを円形試験管ラック１３ｅの
円周に沿って配置し、一定方向の回転操作１３ｃ（ただ
し、間欠動作）を制御系１９（図１）の指令により行わ
せ、捕集液注入ノズル１３ａの真下の位置に、１本の試
験管１３ｂを位置させる。回収溜１１（図１）に捕集液
が溜まった信号が制御系１９に来ると、該制御系１９
は、送液ポンプ１２（図１）を動作させて、捕集液を試
験管１３ｂに取り分ける。

【００７１】また、洗浄液の廃棄処理のために、分取器
１３にはドレインライン（図示省略）が設けられてお
り、捕集と同様に洗浄液が溜まった信号を制御系１９が
受けると、所定のタイムラグ（図４の液量監視センサ１
１ｆが、液面を感知してから洗浄必要部分が一杯になる
までの時間）をおいて、送液ポンプ１２を動作させて洗
浄液をドレインラインへ排出させる機構となっている。
１３ｄは下部が貫通したドレイン管であって、洗浄液は
ドレイン管１３ｄを通り、捕集液注入ノズル１３ａの直
下に配置されたドレイン受け口１３ｆを通って廃液タン
ク１３ｇへ送られる。なお、系内洗浄や共洗いを行う操
作においは、分取器１３の円形試験管ラック１３ｅを回
転させて、捕集液注入ノズル１３ａの直下にドレイン管
１３ｄを保持して行う。

【００７２】《本システムの動作説明》次に、本システ
ムの概略の動作について説明する。

【００７３】まず、図１に示した吸引ポンプ７の作動に
よって、ある特定の選択された吸引チューブ５の吸引
口、およびそれに連結した切り替えバルブ５ａから大気
が吸引され、流量計６を通過した後、純水蒸気供給系２
から吸引された大気中の水分の増減に対応して調節し、
一定量となるように制御された所定量の純水蒸気が混合
され、凝縮器８へと導かれる。

【００７４】この混合ガスは、凝縮器８で冷却されて凝
縮し、捕集液が生成される。生成された捕集液は、凝縮
器８の直下に取り付けられた回収溜１１に自然流下して
一時貯留される。凝縮器８で凝縮されない気体成分は回
収溜１１の上部に取り付けられた連結管１５を経由して
吸引ポンプ７から系外へと排出される。水溶性の有害ガ
ス（分析対象成分）は、凝縮液、すなわち、捕集液が生
成される過程で、溶解捕獲され、分析に供せられる試料
となる。

【００７５】次に、一旦、送液ポンプ１２により、回収
溜１１の捕集液貯溜部１１ｇ（図４）を空の状態にした
後、捕集を開始し、この捕集開始から、捕集液が溜ま
り、液量監視センサ１１ｆ（図４）が感知する時点まで
をもって一捕集動作とし、続いて、液量監視センサ１１
ｆによる感知信号を得て、制御系１９から指令を与えて
送液ポンプ１２を作動させ、所定の試験管１３ｂへ捕集
液を送る。分析に必要とされる捕集液の確保には、上記
動作を必要回数繰り返すことで行うこととした。すなわ
ち、送液によって一旦、回収溜１１が空になるが、再度
捕集を繰り返し、液量監視センサ１１ｆが感知する度
に、送液する動作を必要回数繰り返して、試験管１３ｂ
に取り分けることとした。なお、捕集に先立って系内を
洗浄することが必要となる。捕集を行うと、系内には捕
集液が付着し、残留することとなり、残留液が次回の捕
集液の採取に混入するという汚染が生じるため、この汚
染を回避するため、本実施の形態１では、切り替えバル
ブ５ａの切り替えにより捕集場所を変えるときに、捕集
に先立って系内洗浄を行うこととした。なお、回収溜１
１の容積が大きいと、洗浄所要時間が長くなり、迅速な
洗浄ができないので、本実施の形態１では、回収溜１１
の捕集液貯溜部１１ｇの容量を小さく設定して形成し
た。また、本実施の形態１では、捕集液貯溜部１１ｇに
取り付けた液量監視センサ１１ｆを、容量２．５ｍｌの
ところに取り付けた。これにより、濃縮率４００ｌ／ｇ
のとき、吸引速度４０ｌ／分で捕集液生成速度Ｓが０．
１ｇ／分となるので、液量監視センサ１１ｆが感知する
時間間隔は約２５分となる。

【００７６】上述のように、回収溜１１を空の状態にし
た後、捕集開始し、捕集開始から捕集液が溜まり、液量
監視センサ１１ｆが感知するまでの時間を捕集時間と定
義している。したがって、捕集液生成速度Ｓは、液量監
視センサ１１ｆが取り付けられた位置までの溜部容量を
捕集時間で割った値と定義している。濃縮率Ｖ／Ｓは、
吸引大気量Ｖを吸排気系１に取り付けられたマス流量計
６から得られたデータと、上記で得られた捕集液生成速
度Ｓとの比として求められる。制御系１９のパソコンに
より、これらのデータを取り込んで、計算することによ
り容易に各捕集スパン毎の濃縮率を把握することができ
る。

【００７７】本実施の形態１では、捕集システムで信頼
できる分析結果が得られるまで、系内洗浄操作を連続し
て行うことができるようにしている。また、洗浄操作で
は、捕集と同じ条件で液を生成し、回収溜１１の捕集液
貯溜部１１ｇを液量監視センサ１１ｆの位置を越えて回
収溜１１が一杯になるまで満たし、その液を廃棄する。
なお、洗浄を効率よく実施するには、系内構造が洗浄し
易いことが重要である。凝縮器８を構成する凝縮管９に
は内径φの細い４．３５ｍｍを採用しているが、吸引速
度４０ｌ／分で運転すると、フランジ１１ｂに差し込ま
れた凝縮管９から捕集液を含んだ気流が約４５ｍ／秒の
速度で吹き出され、捕集液が回収溜１１内に飛散した
り、あるいは一旦捕集液貯溜部１１ｇに貯溜された捕集
液が吹き上げられる現象や、回収溜１１の内壁面に付着
した捕集液が吹き上げられる現象が見られる。

【００７８】系内洗浄において、良好な洗浄効果を得る
には、このような捕集液の飛散吹き上げ部にまで洗浄液
を満たして廃棄する操作を繰り返して行う必要がある。
飛散し吹き上げた前回の捕集液が、新たな洗浄液の吹き
上げによって次第に重量が大きくなり、自然落下して捕
集液貯溜部１１ｇを汚染するため、該貯溜部１１ｇの清
浄度がなかなか収斂しない状態となる。本実施の形態１
では、洗浄が行い易いように、捕集液貯溜部１１ｇの容
量を、先に記したように約２．５ｍｌと極小さくした。
さらに、捕集液の吹き上げ防止策として、太い上部気液
分離空間部１１ｉと細い捕集液貯溜部１１ｇとをつなぐ
液溜絞り部１１ｋの形状を絞り角６０゜以下とした。こ
のように、絞り角を６０゜以下と深くしたことによっ
て、飛散した捕集液は吹き上げられることなく、自重に
よって速やかに自然落下し、捕集液貯溜部１１ｇに収ま
る。なお、飛散は、液溜絞り部１１ｋの下部の狭い比較
的限られた部分に集中的に起こるが、その部分まで洗浄
液を満たしても、絞り角を６０゜以下と深くしたこと
で、飛散を少量で済ませることできる。また、洗浄は、
捕集液貯溜部１１ｇに洗浄液を満たし、次いで排出する
操作を数回繰り返して行う。既述のように、洗浄を短時
間、すなわち、少量で行うことができるように、捕集液
貯溜部１１ｇの容量を小さくしてある。洗浄液の注入を
監視する手段として、捕集液の生成速度を測定するため
に取り付けた液量監視センサ１１ｆを使用する。液量監
視センサ１１ｆが取り付けられている位置までの容量
（容積）Ｍ′と、飛散によって汚染される液溜絞り部１
１ｋの位置、すなわち、洗浄が必要な部分までの容量
Ｍ″とは、予め測定しておけば既知であり、捕集液貯溜
部１１ｇが空の状態から洗浄液を注入して、液量監視セ
ンサ１１ｆが液面を感知する時間ｔを測定することによ
り、捕集液貯溜部１１ｇの全体を洗浄液で満たすのに要
する時間を、ｔ×Ｍ″÷Ｍ′と予測できるので、洗浄操
作の制御情報として利用することができる。本実施の形
態１では、洗浄操作は、次に捕集を予定しているガスま
たは雰囲気大気を吸引させながら行う。また、洗浄で
は、凝縮器８中の前回分析試料捕集時の汚染も対象とな
るので、捕集時と同様に純水蒸気発生器１４を動作さ
せ、純水蒸気を系内に送り込み、捕集時と同じように凝
縮器８で蒸気が凝縮され、捕集液が生成される状態と
し、生成した液を捕集液貯溜部１１ｇに洗浄液として貯
溜するようにした。凝縮器８の内部は蒸気が凝縮して液
化し、壁面を流下して捕集液貯溜部１１ｇに至る過程
で、壁面に付着している汚れを洗浄液に取り込んで洗浄
する。洗浄液を多く供給する、すなわち、純水供給量を
多くすることによって洗浄を早く行うことができる。本
実施の形態では、洗浄液供給量の制御を行うのに、捕集
時に使っている純水蒸気供給系２とその制御系１９を兼
用することとし、純水供給量を洗浄開始時に多めに設定
できるようにしている。しかし、洗浄終了間際の純水供
給量は、次に予定している捕集時とほぼ同量となるよう
に設定する。また、他の条件、例えば蒸気発生器１４の
設定温度も、洗浄終了間際は、捕集時と同じ条件とし
て、次の捕集に直ちに移行できる状態で洗浄を行うよう
にした。

【００７９】上記のように本実施の形態１では、分析用
試料の捕集に先立って捕集系内を洗浄する操作を全体の
操作フローの中に組み込み、また、洗浄度（清浄度）を
高めるために捕集液貯溜部１１ｇに洗浄液を貯溜し、排
出する操作を繰り返すフローを組み込んである。洗浄液
の生成は、次に予定している捕集位置（新しく場所を変
えて捕集する位置）の大気または捕集ガスを吸引しなが
ら行う方式とした。洗浄中に、段階的に純水供給量を変
えて最終段階では捕集予定時の純水供給量に設定してあ
る。

【００８０】洗浄を行わないと、前回の捕集時の捕集液
が捕集システム内に残留し、正確な結果が得られないこ
とは明白である。特に、ガス塵埃成分が比較的濃く含む
環境下で分析試料を捕集したあとで、ガス塵埃成分をほ
とんど含まないような環境で分析試料を捕集するような
場合には、間違った結果を与えてしまう分析試料が捕集
されるおそれがあるから、入念な洗浄が必要なことも明
白であろう。本実施の形態１では、洗浄を試料捕集の前
操作として行い、洗浄液で系内を洗浄し、前回分の系内
捕集液を除去置換することとした。しかし、純水などの
洗浄液が残って新たに捕集された液に混入して捕集液内
の試料濃度を薄めてしまう負の影響も重大である。本実
施の形態１のシステムでは、純水供給量を多めに設定し
た洗浄操作を、その後に新しい分析試料を採る前に、新
しい環境または捕集気体での捕集操作を一定時間行っ
て、系内をその時点の状況に馴染ませ、さらに生成した
捕集液を分取ラインへ一度通すなどの洗浄操作すなわち
共洗いが大変有効である。なお、本発明システムでは、
試料分析結果が次第に特定値（本当の値）に収斂してく
ることは明かであるから分析結果が実際上特定値に収斂
したと認められるようになるまで捕集操作を繰り返して
行うことが望ましい。

【００８１】１回の洗浄で、通常、汚染量が１／１０〜
１／１００になるので、洗浄操作は通常１回行えばよ
い。しかし、装置毎に汚染の低減率が異なるので、念の
ため装置毎に洗浄回数を決めておくことがよい。高感度
の分析を行うには汚染量を特に低く設定する必要があ
る。汚染が大きいと分析値が汚染によって変動する。そ
こで、分析者が希望する感度限界に合わせて装置の清浄
度すなわち洗浄の繰り返し回数（または連続洗浄時間）
を決められる制御システムとすることとした。洗浄量は
前回の捕集液の濃度に依存し、極めて異常なガスを吸引
捕集した場合には、系内汚染が著しく高くなり、通常の
洗浄回数では所望の清浄度に至らない場合がある。この
ような場合には洗浄を特別多く行うことが必要となる。
通常は測定対象のガス濃度の最大値が吸引された場合で
も次の捕集に影響が生じないように洗浄の繰り返し回数
を決めておき、制御系で自動的に洗浄を行うように設定
する。

【００８２】本実施の形態１では、前述のように、捕集
液の生成速度をモニタするため、液面位置を感知する液
量監視センサ１１ｆを、回収溜１１の枝管１１ｅ部に取
り付けている。この液量監視センサ１１ｆは、捕集液貯
溜部１１ｇへの捕集液の流入によって満たされ、液面が
次第に上昇して、該センサ１１ｆの取付位置まで到達す
ると、信号を発するようになっている。該センサ１１ｆ
は、何らかの原因で液滴が該センサ取付位置に付着ある
いは流れ落ちると、誤信号を発することがある。該セン
サ１１ｆを取り付けて運用したところ、頻繁な誤信号の
発生が見られた。そこで、誤信号の発生の仕方をよく観
察した結果、誤信号の発生の主な原因は、捕集液が液溜
絞り部１１ｋの表面を流下し、捕集液貯溜部１１ｇへと
収まる過程で該貯溜部１１ｇの内壁面を伝わって枝管１
１ｅに上部から流入することによることが分かった。本
実施の形態１では、このような現象を回避するため、枝
管１１ｅの上部取付の角度を図４に示すように上向きと
することとした（図４では、捕集液貯溜部１１ｇと枝管
１１ｅとの成す角度は９０度）。すなわち、液の枝管１
１ｅへの回り込み流入は、自重による自然流下の原則か
ら壁面を登ることができず、したがって、回避すること
ができた。

【００８３】《本システムのフロー》図６は、捕集操作
の全体のフロー図を示す図である。

【００８４】まず、切り替えバルブ５ａ₁〜５ａ₅（図
１）を切り替えて捕集地点Ａを選択し、捕集地点Ａに本
システムを接続する。純水蒸気供給を大目にして系内洗
浄を行い、洗浄液が前述したように所定量（約１０ｍ
ｌ）溜まった時刻を見計らって送液ポンプ１２を作動さ
せ、ドレインラインへ排出し、回収溜１１を空の状態と
する。洗浄は、通常１回でよく、そこで特に指定しない
ときは、洗浄が１回となるよう予め制御プログラムによ
り設定した。

【００８５】続いて、洗浄液の排出へと進める。排出動
作（約２分）中に捕集に予定している条件の純水蒸気供
給量へ条件変更して、排出中に生成される捕集液は共洗
い液としてそのまま排出する。回収溜１１が空になり、
送液ポンプ１２を止めると、捕集管系内に捕集条件で捕
集した液が付着した状態となる。付着して残る液は、続
く捕集時に捕集液としてそのまま貯留することとした。

【００８６】次いで、捕集を行って、捕集液貯溜部１１
ｇ（図４）に２．５ｍｌ貯留する。液量監視センサ１１
ｆが感知信号を与えるので、送液ポンプ１２を再度作動
させ、分取器１３の所定の試験管１３ｂ（図５。通常Ｎ
ｏ．１試験管）へ捕集液の全量を分け取る。

【００８７】次に、切り替えバルブ５ａ₁〜５ａ₅（図
１）を切り替えて本システムを捕集地点Ｂへ接続し、Ａ
地点の場合と同様に、洗浄、捕集操作を行って捕集液を
試験管Ｎｏ．２へ分け取る。同様に、地点Ｃ、Ｄと行
い、一巡後、分析に必要な捕集液を確保するため、必要
に応じて再度Ａ地点から繰り返して捕集を行う。繰り返
し捕集では、繰り返す毎に、Ａ地点には試験管Ｎｏ．１
が、Ｂ地点には試験管Ｎｏ．２が割り当てられるように
位置させて分取した。濃縮率４００ｌ／ｇとしたとき
は、洗浄時間が約５分、廃液時間２分、捕集時間が約２
５分、分取時間３分、したがって各地点毎の操作時間が
約３５分であるので、一巡する時間は、４箇所で約１４
０分である。また、分析必要量が２．５ｍｌの２倍の５
ｍｌの場合では、４箇所各試験管一本捕集の場合、捕集
時間は２８０分になる。以上の操作で、吸引チューブを
捕集開始時に予めセットしたＡ地点からＤ地点までの雰
囲気を自動的に連続してほぼ同時的に捕集し、分析液と
することが可能となった。なお、濃縮率を１００ｌ／ｇ
と下げると、捕集時間が約６分であるので、各地点毎の
操作時間は約１６分、４地点を一巡する捕集時間は約６
４分となり、分析液の必要量が５ｍｌの場合では、同様
に４箇所各一本捕集で捕集時間は約１２８分となる。す
なわち、濃縮率を適切に設定することで、複数地点間の
捕集の同時性を良好たらしめることができる。感度優先
か、あるいは捕集の同時性を優先するかは、分析者の判
断に任された事項である。

【００８８】実施の形態２上記実施の形態１と、吸引口および切り替えバルブ系の
構成が若干異なる構成の実施の形態について図７を用い
て説明する。

【００８９】図７は、本発明の実施の形態２の吸引切り
替え系１ａの構成を示す図である。

【００９０】５₁、５₂、５₃は先端部に吸引口を有する
吸引チューブ、５ａ₁、５ａ₂、５ａ₃、５ａ₄、５ａ₅は
２方の切り替えバルブ、６ａ₁、６ａ₂、６ａ₃は温湿度
センサ、７ａは排気ポンプである。

【００９１】すなわち、多点捕集のため、各地点へ捕集
用の延長吸引チューブ５₁〜５₃を予め設置する。吸引チ
ューブ５₁〜５₃としては、フレキシブルチューブ等を使
用するが、分析対象とする成分が吸引チューブからわず
かながら放出あるいは脱離され、捕集液を汚染すること
がある。多点捕集では、非選択のチューブは気流の流れ
が一時的に止まっており、汚染ガスが滞留し易い。そこ
で、本実施の形態２では、該汚染ガスを待機時に排出す
るための予備排気系を取り付けた。本実施の形態２で
は、３地点を捕集する系の切り替え系を示してある。ま
た、切り替えバルブとして３方バルブを５個使用した実
施の形態で、３地点を順次捕集可能な系の例を示したも
のである。

【００９２】すなわち、本実施の形態２における吸引切
り替え系１ａは、３箇所の分析気体の吸気箇所に、先端
部に吸引口を備えた３本の吸引チューブ５₁〜５₃がそれ
ぞれ設置され、かつ、５個の３方切り替えバルブ５ａ₁
〜５ａ₅が設けられている。また、吸引チューブ５₁〜５
₃と切り替えバルブ５ａ₁〜５ａ₅を接続する連結管５
ｂ、および排気ポンプ７ａが設けられている。さらに、
各吸引口に併設して各吸引口近傍の大気温度と湿度を計
測する３個の温湿度センサ６ａ₁、６ａ₂、６ａ₃が設け
られている。なお、切り替えバルブ５ａ₅が、ガス塵埃
捕集機の本体へ接続してある。

【００９３】吸引チューブ吸引口５₁の吸引口を選択し
た場合は、切り替えバルブ５ａ₁、５ａ₄、５ａ₅を捕集
機側へ接続し、切り替えバルブ５ａ₂と５ａ₃は排気ポン
プ７ａ側へ接続する。なお、排気ポンプ７ａは、捕集機
の稼働と同時に作動させておくこととしているので、排
気ポンプ７ａ側へ接続された吸引チューブ５₂と５₃は、
接続と同時に、すなわち、非選択と同時に、排気ポンプ
７ａによって吸引チューブ５₂、５₃内が排気され、該チ
ューブに関連する汚染ガスが排出され、クリーン化され
た待機状態になるようになっている。

【００９４】また、吸引チューブ５₂の選択時は、切り
替えバルブ５ａ₂、５ａ₄、５ａ₅を捕集機本体へ接続
し、切り替えバルブ５ａ₁と５ａ₃を排気ポンプ７ａへ接
続する。非選択の待機系となった吸引チューブ５₁と５₃
内は、排気ポンプ７ａによって前述と同様に発生する汚
染ガスが排出され、クリーン化された状態となる。

【００９５】さらに、吸引チューブ５₃の選択時は、切
り替えバルブ５ａ₃と５ａ₅を捕集機本体へ接続し、切り
替えバルブ５ａ₁と５ａ₂が排気ポンプ７側へ接続する。
非選択の待機系となった吸引チューブ５₁と５₂内は、排
気ポンプ７ａによって前述と同様に発生する汚染ガスが
排出され、クリーン化された状態となる。

【００９６】したがって、本実施の形態２では、分析気
体の吸引捕集の際、非選択の吸引チューブは、常に排気
ポンプ７に接続されていて、クリーン状態とすることが
可能である。

【００９７】なお、温湿度センサ６ａを各吸引チューブ
５₁〜５₃の先端部の吸引口近傍に併設したが、吸引口毎
に吸引する大気中の水分量に差があまりなく、ほぼ同一
と見なせる環境のガス捕集が想定される場合には、温湿
度センサ１個を代表する吸引口あるいは捕集機本体に取
り付ける簡易型も可能である。

【００９８】以上本発明を実施の形態に基づいて具体的
に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変
更可能であることは勿論である。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
吸引の流路切り替え系を付加することにより、比較的小
形軽量、かつ安価に、複数地点の汚染成分の捕集をほぼ
同時的に実施することができるので、複数地点間の汚染
成分の濃度分布の把握を自動的に行うことができ、した
がって、上記のような汚染物質の発生の原因解析、すな
わち、発生場所の特定等が容易にかつ確実に可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１のガス塵埃捕集システム
の全体概略構成図である。

【図２】図１の純水蒸気供給系２の中の蒸気発生器１４
の一部断面詳細図である。

【図３】図１の気水分離系３の中の凝縮器８の一部断面
詳細図である。

【図４】図１の気水分離系３の中の回収溜１１の一部断
面詳細図である。

【図５】捕集液を分け取る分取器１３の構成を示す斜視
図である。

【図６】本発明の実施の形態１の操作フローを示す図で
ある。

【図７】本発明の実施の形態２の吸引切り替え系１ａの
構成を示す図である。

【図８】従来のガス塵埃捕集システムの一例を示す全体
概略構成図である。

【符号の説明】

１…吸排気系、１ａ…吸引切り替え系、２…純水蒸気供
給系、３…気水分離系、４…捕集液送液系、５₁〜５₄…
吸引チューブ、５ａ₁〜５ａ₅…切り替えバルブ、５ｂ…
吸引切り替え系配管、６ａ₁〜６ａ₄…温湿度センサ、６
…流量計、７…吸引ポンプ、７ａ…排気ポンプ、８…凝
縮器、９…凝縮管、１０…冷却循環液、１１…回収溜、
１１ｆ…液量監視センサ、１１ｄ…剣先部、１１ｅ…枝
管、１１ｇ…捕集液貯溜部、１１ｉ…上部気液分離空間
部、１１ｂ…フランジ部、１１ｊ…液溜ネック部、１１
ｋ…液溜絞り部、１２…送液ポンプ、１３…成分分析系
あるいは分取器、１３ａ…捕集液注入ノズル、１３ｂ…
試験管、１３ｃ…回転操作、１３ｄ…ドレイン管、１３
ｅ…円形試験管ラック、１３ｆ…ドレイン受け口、１３
ｇ…廃液タンク、１４…蒸気発生器、１５…連結管、１
６…純水供給ポンプ、１７…純水タンク、１８…給水
管、１９…制御系、２０…送液管。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者酒井正三千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内 (72)発明者真山晃一千葉県茂原市早野3681番地日立デバイスエンジニアリング株式会社内 (72)発明者平沢清治茨城県ひたちなか市市毛882番地株式会社日立製作所計測器事業部内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】分析対象である汚染物を含む気体の吸気系
と、前記気体を冷却して、前記気体が元来保有する水分を凝
縮し、前記汚染物を比較的高濃度に含む凝縮液を生成す
る冷却凝縮系と、前記気体の未凝縮分を排気する排気系と、前記凝縮液を受ける凝縮液回収系と、前記汚染物の成分を分析する前記成分分析系へ前記凝縮
液を送液する送液系とを有し、前記各処理を連続して行うガス塵埃捕集システムにおい
て、前記吸気系に、前記気体の複数の取り入れ口と、該取り
入れ口の選択手段を備えたことを特徴とするガス塵埃捕
集システム。
【請求項２】分析対象である汚染物を含む気体の吸気系
と、吸気された前記気体に水蒸気を混合する水蒸気混合系
と、前記水蒸気を前記気体と共に冷却して、前記水蒸気と前
記気体が元来保有する水分を凝縮し、前記汚染物を比較
的高濃度に含む凝縮液を生成する冷却凝縮系と、前記気体の未凝縮分を排気する排気系と、前記凝縮液を受ける凝縮液回収系と、前記凝縮液の前記汚染物の成分を分析する成分分析系
と、前記凝縮液を前記成分分析系へ送液する送液系とを有
し、前記各処理を連続して行うガス塵埃捕集システムにおい
て、前記吸気系に、前記気体の複数の取り入れ口と、該取り
入れ口の選択手段を備えたことを特徴とするガス塵埃捕
集システム。
【請求項３】前記吸気系に接続され、かつ複数の気体吸
気箇所にそれぞれ設置した複数のチューブの先端部の開
口により、前記複数の取り入れ口が構成され、前記取り入れ口の選択手段が、前記チューブにそれぞれ
設けた切り替えバルブであることを特徴とする請求項１
または２記載のガス塵埃捕集システム。
【請求項４】前記吸気系に、吸気時に非選択となった流
路を空引きする空引き排気部を設けたことを特徴とする
請求項１または２記載のガス塵埃捕集システム。
【請求項５】切り替えてガス塵埃捕集する際、前記系内
の洗浄あるいは共洗い洗浄操作を行った後、捕集操作を
行うことを特徴とする請求項１または２記載のガス塵埃
捕集システム。