JPS6049249B2 - ガス分析システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、プローブによつて採取されたサンプルガスを
半透膜式気相除湿器を通してガス分析計に導入するよう
にしたガス分析システムに関するものである。

一般にガス分析計内に導入されるサンプルガスに水分が
含まれていると反応セルの窓が汚染されたり、スパンド
リフトが生じたりするので、サンプルガス中の水分はで
きるだけ除去することが望ましい。

ガス分析計の中でも特に例えば５０２ガス分析計の場合
には、５０２ガスがドレンに溶解し易いため、サンプル
ガス中の水分を除湿器よつて除去すると共に、サンプル
ガスを採取するプローブから除湿器に到るまでのガス導
管を５００ガスの露点以上に加熱するようにしている。
しかし、プローブと除湿器との間の距離が長くなると、
導管加熱のための電力消費量が増大し、均一な加熱を施
すことも難くなる。ガス分析計を精度よく長期間安定し
て作動させるためには、ダスト、ミスト、水分を、サン
プルガスのロスをできるだけ少なくして除去した清浄な
状態に前処理し、分析計に導入しなければならない。し
かるに前処理でのロスを少なくするためには、凝縮水の
極力少なくすること、凝縮水とサンプルガスとの接触時
間を少なくすること、サンプルガスとの接触部の材料と
して分析対象成分と反応しないものを選定すること、な
どの配慮が必要である。

Ｊ−方、半透膜式気相除湿器を良好に動作させるために
もダストやミスト、水分を事前に除去する必要がある。

さらに、気相除湿器のドライバージガスとして計装用空
気が得られない場合には、それをシステｉム自身で作り
出さなければならない。本発明の目的は、保守・点検の
煩雑さをできる限り軽減し、安価で効率の良いサンプル
ガス用除湿手段を備えたガス分析システムを提供するこ
とである。

さらに本発明の目的は、寒冷地でのドレン排出口の凍結
事故を防止することができ、しかもプローブと除湿器と
の間においてガス導管の加熱・保温を必要としないガス
分析システムを提供することである。

この目的を達成するために、本発明は、初めに述べたガ
ス分析システムにおいて、一端が大気に開放した大気開
放管を設け、ガス分析計から排出されたガスを前記大気
開放管内に排気させ、この排気された排気ガスをドライ
バージガスとして気相除湿器に導入することを特徴とす
るガス分析システムを構成したものてある。

以下、図面を参照して本発明を更に説明する。

第１図は本発明の一実施例を示すものである。サンプル
ガスはプローブ１によつて採取され、ここで粗いダスト
を除去された後に、必要に応じて設けられるフィルタ２
に入る。サンプルガスに水分が含まれている場合にフィ
ルタ２に発生する凝縮水はバイパスガスと共に第１のエ
アアスピレータ１２で吸引される。ここでフィルタ２と
後述の除湿器３をサンプルガスの露点温度以上に加熱し
た恒温槽３０内に収納した場合には上記凝縮水を生じる
ことがなく、ガスの溶解ロス低減を図ることができる。
また、エアエスピレータ１２によつてサンプルガスの一
部をフィルタ２からバイパスして吸引することにより、
フィルタ２内には単位時間当たり、より多量のサンプル
ガスが吸引されるので、フィルタ２内のサンプルガスが
新しいサンプルガスと置換される速度が速くなると共に
、フィルタ基部と外周面附近から、フィルタ内に吸引さ
れたサンプルガスをバイパスさせることにより、フィル
タ内に古いサンプルガスが溜るという事態を避けること
ができる。第１のエアエスピレータ１２には大きな吸引
力は不要であり、ダストやドレンが混入しても吸引力の
変化しない構造の−ものが望ましい。これによつて吸引
された凝縮水は空気で稀釈され、気相に近い状態で排出
されるので、排出口が凍結して閉塞してしまうようなお
それは無い。フィルタ２を通つたサンプルガスは半透膜
式気相除湿器３により出口ガス露点が外気，温度以下に
なるまで除湿され、更にポンプ牡フィルタ５および流量
計６を通つてガス分析計７に導入される。特に或る種の
分析計、例えば赤外線分析計などにおいては、分析計内
のサンプルガス圧力が変化すると指示誤差が生じるので
、これを軽減するため分析計７のガス出口は一端が大気
に開口した大気開放管８に導管２１を通して接続する。

大気開放管８はこれから分岐して更に流量計９、気相除
湿器３のパージガスを負圧にするためのニードル弁１０
を含む導管２２を通り、気相除湿器３のパージ側を通つ
て第２のエアエスピレータ１３に接続される。導管２２
には圧力計１１も配設され゜る。第２のエアエスピレー
タ１３は高真空を発生するように作られる。両エアエス
ピレータ１２，１３は圧縮空気の助けによつて所期の吸
気作用を行なう。

第２図は大気開放管８の詳細構成を示すものである。

ガス分析計７から導管２１を通つて排出されたサンプル
ガスは、大気開放管８の開口端８１とは反対側の導入口
８２に排気される。この大気開放管８内へ排気された乾
燥したサンプルガスは、取出口８３からパージガス取入
用導管２２を”通して流量計９に導かれる。ここで、分
析計７から出たサンプルガスを大気開放管８に通す理由
についてさらに詳細に説明する。

上述のように、分析計７として赤外線分析計が使用され
ることがよくある。

この赤外線分析計は、双極子モーメントを有する分子が
各分子特有の波長の赤外線を吸収して、その振動エネル
ギーレベル間の遷移を生ずることを利用したもので、一
定の長さの測定セル内にサンプルガスを導き、測定セル
を透過する赤外線につき、サンプルガス中の濃度測定し
ようとしている分子に吸収される波長における該赤外線
の減衰率を測定することにより濃度測定を可能にするも
のである。そのために、測定セル内のガス圧がたとえば
２倍になると、その中の分子密度も２倍になり、その結
果濃度測定値も２倍になる。

従つて、正確な濃度測定を行なうためには、測定セル内
のガス圧を一定に維持することが必要である。

ところが、気相除湿器３のパージガスをガス分析計７か
ら得るために、その気相除湿器３に分析計７を直接的に
接続した場合には、分析計７における測定セル内のガス
圧が変動することがあり、正確な濃度測定を期待できな
い。そこで、大気開放管８を用いることにより、測定セ
ル内のガス圧力をほぼ大気圧という一定圧に維持し、そ
れによつて分析計７における濃度測定の正確さを期して
いるわけである。

第３図は半透膜式気相除湿器３の詳細構成を示すものて
ある。

この気相除湿器３は、外管３１の内部に仕切板３２、３
３を介して多数の内管３４を支持して成るものてある。
各内管３４は例えばイー◆アイ●デュポン社の商品名ナ
フイオン（Ｎ．ＡＦ′ＩＯＮ）によつて構成され、水蒸
気を選択的に透過させる機能を持つている。したがつて
、水蒸気を含んだサンプルガスすなわちウェットサンプ
ルガスを入口３５から各内管３４内に導入し、出口３６
から排出させると、その過程でサンプルガス中の水蒸気
は各内管３４の管壁を通して外管３１内に排出される。
一方、外管３１のパージガス入口３７から出口３８に向
つて大気開放管８から導かれたドライバージガスを流し
ておくと、外管３１内に排出されたサンプルガス中の水
蒸気は入口３７から導入されたドライバージガス導入口
に吸収され、出口３８から排出されるウェットパージガ
スとして連れ出されることになる。このようにして出口
３６からは水蒸気を含まない乾燥したサンプルガスすな
わちドライサンプルガスを得ることができる。第４図は
、第１図のニードル弁１０の代わりに細管式固定紋り１
４を配設した実施例を示すものてある。

この構成によれば、流量と固定紋り１４の両端の差圧か
はほ比例関係にあることを利用して、流量計９の指示か
ら除湿器３のパージ側圧力を知ることができるので、第
１図の圧力計１１を省略することがてきる。第５図は、
吸引力の弱いフィルタ２側に細管式固定紋り１５を挿入
することにより、気相除湿器３からのウェットパージガ
ス吸引用ものと、フィルタ２からの凝縮水ならびにバイ
パスガス吸引用のものとを共通のエアエスピレータ１６
で済ませるようにした実施例を示すものてある。

以上述べたように本発明によれば、ガス分析計の出口側
に大気開放管を設けたことにより、乾燥している分析計
排ガスを分析計の指示に影響を及ぼさずに除湿器用のド
ライバージガスとして有効活用でき、また、除湿器のド
ライバージガス導入口を可動部および消耗部が無く、耐
久性の高いエアエスピレータで吸引することにより、例
えばダイヤフラム式吸引器におけるダイヤフラム弁の定
期的交換といつた煩雑な作業を必要とすることなく、保
守・点検をほとんど必要としない、いわゆるメンテナン
スフリーのシステムとすることができる。

更にプローブの直後に除湿器を設けることにより分析計
盤内で凝縮水が発生することがないので、盤内に特別の
除湿器を必要とすることもない。半透膜式気相除湿器の
除湿能力はその周囲温度に左右され、周囲温度が低くな
ると除湿能力が高まり、出口ガス露点が低くなる。

そのため除湿器３のサンプルガス出口側は外気温度にさ
らす必要があり、そうすることにより出口ガス露点は外
気温度にスライドして上下し、ガス導管加熱を不要にす
るという目的を達することができる。図面の簡単な説明
第１図は本発明の一実施例の系統図、第２図は第１図の
大気開放管の詳細を示す縦断面図、第３図は第１図の半
透膜式気相除湿器の詳細を示す縦断面図、第４図および
第５図はそれぞれ本発明のフ他の実施例を示す要部の系
統図である。

１・・・・・・プローブ、３・・・・・・半透膜式気相
除湿器、４・・・・・・ポンプ、６，９・・・・・・流
量計、７・・・・・・ガス分析計、８・・・・・・大気
開放管、１０・・・・ニードル弁、１１・・・・・・圧
力計、１２，１３，１６・・・・・・エアエス５ピレー
タ、１４・・・・・・細管式固定絞り。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ プローブによつて採取されたサンプルガスを半透膜
   式気相除湿器を通してガス分析計に導入するようにした
   ガス分析システムにおいて、一端が大気に開放した大気
   開放管を設け、前記ガス分析計から排出されたガスを前
   記大気開放管内に排気させ、この排気された排気ガスを
   ドライパージガスとして前記気相除湿器に導入すること
   を特徴とするガス分析システム。 ２ 特許請求の範囲第１項に記載のガス分析システムに
   おいて、大気開放管と気相除湿器のドライパージガス導
   入口との間の導管に、流量計、ニールド弁および圧力計
   が配設されていることを特徴とする分析システム。 ３ 特許請求の範囲第１項記載のガス分析システムにお
   いて、大気開放管と気相除湿器のドライパージガス導入
   口との間との導管に、流量計および細管式固定紋りが配
   設されていることを特徴とするガス分析システム。