JPH0531547Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本考案は、サンプルガス排出源からのサンプル
ガスを分析ラインを通じて分析部に供給するとと
もに、分析部に較正ガスを供給するようにしたガ
ス分析装置に関する。

＜従来の技術＞ 従来のガス分析装置は、一般的に、モータで駆
動されるダイアフラムポンプ（ダイアフラムを内
蔵した往復動ポンプ）を用いて分析部にサンプル
ガスを導入させており、ダイアフラムポンプを分
析部の上流に配して分析部に対してサンプルガス
を圧送させる方式と、ダイアフラムポンプを分析
部の下流に配して分析部に対してサンプルガスを
吸引させる方式とに大別される。

この圧送方式のガス分析装置を第３図に、吸引
方式のガス分析装置を第４図にそれぞれ示して説
明する。

第３図および第４図において、符号１はサンプ
ルガスの除湿冷却器、符号２はダイアフラムポン
プ、符号３は較正ガス供給用の電磁弁ユニツト、
符号４はサンプルガスを分析する分析部、符号５
は流量計、符号６はバツフアタンクをそれぞれ示
している。

圧送方式の場合、分析ラインの上流から除湿冷
却器１、ダイアフラムポンプ２、電磁弁ユニツト
３、分析部４、流量計５が順次配置されており、
吸引方式の場合、分析ラインの上流から除湿冷却
器１、電磁弁ユニツト３、分析部４、流量計５、
バツフアタンク６、ダイアフラムポンプ２が順次
配置されている。なお、吸引方式の場合には、サ
ンプルガスの吸引量に脈動が生ずるので、ダイア
フラムポンプ２の上流にバツフアタンク６を設け
て前記脈動を抑制する必要がある。

そして、圧送方式のガス分析装置については、
単一のダイアフラムポンプ２で複数の分析ライン
にサンプルガスを圧送し、例えば自動車の排気ガ
スなどのように多成分の分析を並行して行うよう
に構成したものがあるが、吸引方式のガス分析装
置についてはダイアフラムポンプ２を設けた単一
の分析ラインで単一成分の分析を行うようにして
いた。

＜考案が解決しようとする問題点＞ しかしながら、このような構成を有する従来例
の場合には、次のような問題点がある。

即ち、ダイアフラムポンプ２自体が、比較的大
型、大重量、消費電力大、振動大、脈動大、高価
などの欠点を有するものであるため、その配置ス
ペースや配置状態など特別な配慮を施す必要があ
り、装置全体が大型になるとともに構造が複雑に
なる。さらにはダイアフラムポンプ２周辺の配管
や除湿冷却器１などの構造が制約される。

そこで、本件考案者らは、ダイアフラムポンプ
２に代わるものとして、ダイアフラムポンプ２に
比べて小形、小重量、消費電力小、振動小、脈動
無し、安価など総ての点で優れているエゼクタポ
ンプに着目し、このエゼクタポンプで分析ライン
にサンプルガスを吸引導入することを考えた。

ところが、一般に、エゼクタポンプには、駆動
用エアや被吸引ガスの圧力変動がサンプルガスの
吸引量に大きな影響を及ぼすという問題があり、
このようなエゼクタポンプをそのまま分析ライン
に設けると、次のような不都合が生じる。

即ち、駆動用エアとしては、通常の工場の生産
ラインで使用されている高圧空気を使用するが、
駆動用エアの圧力変動がそのままサンプルガスの
吸引量のばらつきとなる。また、エゼクタポンプ
が吸引方式としてしか用いることができないため
に、サンプルガス排出源からのサンプルガスの吐
出圧が変動すると、分析部４へのサンプルガス吸
引量がばらつくことになる。このようにサンプル
ガス吸引量がばらつくと、分析部４の指示誤差が
大きくなり、測定を正確に行えない。

さらに、較正時において較正ガスをボンベなど
により加圧して減圧状態の分析ラインに供給する
ために、エゼクタポンプによる較正ガスの吸引量
がサンプルガスの吸引量に対して異なつてしま
い、分析部４を正しく較正できなくなる。

このような不都合があるため、ガス分析装置に
おいてエゼクタポンプをダイアフラムポンプ２に
単純に置き換えることには問題があつた。

本考案はこのような事情に鑑みて創案されたも
ので、装置全体がコンパクトでかつ簡素な構造に
できて、正確な測定を行うことができるガス分析
装置を提供することを目的としている。

＜問題点を解決するための手段＞ 本考案はこのような目的を達成するために、ダ
イアフラムポンプの持つ欠点を解消できるエゼク
タポンプを採用して、エゼクタポンプを用いる場
合において生ずる上記不都合を解消するような構
成とした。

即ち、本考案にかかるガス分析装置は、サンプ
ルガス排出源からのサンプルガスを分析ラインを
通じて分析部に供給するとともに、分析部に較正
ガスを供給するようにしたものであつて、 前記分析ラインにおける前記分析部の設置位置
よりも下流に配置され、サンプルガスを吸引する
エゼクタポンプと、 このエゼクタポンプ駆動用のエアの圧力を一定
に調整する駆動用エア圧力調整手段と、 前記サンプルガス排出源からのサンプルガスの
吐出圧の変動を一定に調整するサンプルガス圧力
調整手段と、 前記分析部の出入口間の差圧を一定に調整する
差圧調整手段と、 加圧状態で供給される較正ガスの圧力をサンプ
ルガスの圧力に対応するように減圧補正する較正
ガス圧力補正手段と、 を備えていることに特徴を有するものである。

＜作用＞ 本考案の構成による作用は次のとおりである。

ダイアフラムポンプに比べて小型、小重量、消
費電力小、振動小、脈動無し、安価であるエゼク
タポンプを用いるから、ダイアフラムポンプでは
必要であつたモータが不要となり、装置全体がコ
ンパクトにかつ簡素な構造になる。

圧力変動のある駆動用エアを用いてもその圧力
が駆動用エア圧力調整手段により一定に調整され
るから、エゼクタポンプによるサンプルガスの吸
引量がばらつかなくなる。また、サンプルガス排
出源からのサンプルガスの吐出圧が変動してもサ
ンプルガス圧力調整手段により一定に調整される
から、一定圧力のサンプルガスが分析部に流入す
ることになる。さらに、分析部の出入口間の差圧
が差圧調整手段により一定に調整されるから、分
析部内のサンプルガス流量が一定に保持される。

しかも、較正時において、加圧状態で供給され
る較正ガスの圧力が、サンプルガスの調整された
圧力に対応して較正ガス圧力補正手段で減圧補正
されるから、分析部への較正ガス吸引量がサンプ
ルガス吸引量とほぼ同じなる。

＜実施例＞ 以下、本考案の一実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

第１図は本考案のガス分析装置の機能ブロツク
図である。同図において、従来例にかかる第４図
に付してある符号と同一の符号は同一部品もしく
は対応する部分を指す。

本実施例において、第４図に示す従来例と異な
つている構成は、次のとおりである。

ダイアフラムポンプ２の代わりとしてエゼクタ
ポンプ７が設けられている。このエゼクタポンプ
７は、駆動用エアにより負圧を発生させてサンプ
ルガスを吸引する構成である。

エゼクタポンプ７を設けるにあたつて、エゼク
タポンプ７の駆動用エア供給側に駆動用エア圧力
調整手段８を設け、分析部４に対して並列に差圧
調整手段９を設け、除湿冷却器１に対して並列に
サンプルガス圧力調整手段１０を設け、さらに、
較正ガスラインに較正ガス圧力補正手段１１を設
けてある。

駆動用エア圧力調整手段８は、駆動用エアの圧
力が変動していてもその圧力を一定に調整して、
エゼクタポンプ７に対して常に一定圧力の駆動用
エアを導入させるためのものであつて、これによ
りエゼクタポンプ７によるサンプルガスの吸引量
を安定化させるようにしている。

差圧調整手段９は、分析部４の出入口における
サンプルガスの差圧を一定に調整するためのもの
であつて、これにより分析部４の内部のサンプル
ガス流量を一定に保持するようにしている。

サンプルガス圧力調整手段１０は、サンプルガ
ス排出源からのサンプルガスの吐出圧が変動した
ときにサンプルガスの圧力を一定に調整するもの
であり、サンプルガス圧力変動によつて分析部４
の指示誤差が生じるのを防ぐようにしている。

較正ガス圧力補正手段１１は、加圧状態でボン
ベなどから供給される較正ガスの圧力をサンプル
ガスの調整された圧力に対応して減圧補正して、
分析部４への較正ガス吸引量をサンプルガス吸引
量とほぼ同じにさせるものである。

第２図は本考案の一実施例にかかるガス分析装
置の構成図である。ここでのガス分析装置は自動
車の排気ガスの各成分を各々別々に分析するよう
に構成されたものである。同図において、第１図
に付してある符号と同一の符号は同一部品もしく
は対応する部分を指す。

即ち、自動車の排気管に装着される導管Ｇの近
傍には、除湿冷却器１としてのクーラ１ａおよび
フイルタ１ｂが設けられており、この除湿冷却器
１によりサンプルガスの露点が下げられるととも
に、サンプルガスに含むドレンやダストがドレン
ポツト１２に溜めて、必要に応じて電磁弁１３か
ら外部に放出するようになつている。

クーラ１ａとフイルタ１ｂとの間には圧力セン
サ１４が設けられており、この圧力ンサ１４から
の出力信号によりクーラ１ａの上流側に設けられ
たサンプルガス圧力調整手段１０としての電磁弁
１０ａが制御されてサンプルガスの圧力を一定に
調整するようになつている。この圧力調整された
サンプルガスが分析ラインに導入される。

フイルタ１ｂの下流には電磁弁V₁を介してフ
ローコントロールブロツク１５が設けられてい
る。このフローコントロールブロツク１５は、ゼ
ロガスおよびスパンガスよりなる較正ガスを後述
の各種分析計に供給する電磁弁ユニツト３および
較正ガス圧力補正手段１１としての圧力レギユレ
ータ１１ａ〜１１ｄで構成されている。電磁弁ユ
ニツト３は、ゼロガス用電磁弁３ａ〜３ｄ、スパ
ンガス用電磁弁３ｅ〜３ｈで構成されている。符
号V₂〜V₅は測定状態と較正状態とを切り換える
ための電磁弁である。即ち、較正ガスは圧力レギ
ユレータ１１ａ〜１１ｄにより圧力を一定に調整
されて後述する各種分析計へと流れる。

このフローコントロールブロツク１５の下流に
は、それぞれ公知の赤外線式分析計１６、化学発
光式分析計１７および水素炎イオン化式分析計１
８が設けられている。赤外線式分析計１６（略称
NDIR）は、サンプルガスとしての排気ガスの
CO成分およびCO₂成分を検出するもので、化学
発光式分析計１７（略称CLD）は、排気ガスの
NO成分もしくはNO_x成分を検出するもので、水
素炎イオン化式分析計１８（略称FID）は、トー
タルHC成分を検出するものである。

赤外線式分析計１６は、分析部４ａ，４ｂと、
差圧調整手段９としての差圧レギユレータ９ａ，
９ｂと、流量計１６ａ，１６ｂと、リリーフ弁１
６ｃ，１６ｄと、複数のキヤピラリ１６ｅとを備
えている。

化学発光式分析計１７は、分析部４ｃと、差圧
調整手段９としての差圧レギユレータ９ｃと、
NO_xコンバータ１７ａと、O₃発生器１７ｂと、
O₃分解器１７ｃと、流量計１７ｄと、リリーフ
弁１７ｅと、複数のキヤピラリ１７ｆとを備えて
いる。

水素炎イオン化式分析計１８は、分析部４ｄ
と、差圧調整手段９としての差圧レギユレータ９
ｄと、流量計１８ａと、リリーフ弁１８ｂと、複
数のキヤピラリ１８ｃとを備えている。

前記各流量計１６ａ，１６ｂ，１７ｄ，１８ａ
は、異常を検知するとともに、フローコントロー
ルブロツク１５に備える圧力レギユレータ１１ａ
〜１１ｄで較正ガスの圧力を調整しきれないとき
に較正ガスの過剰分をオーバーフローさせるもの
であり、各リリーフ弁１６ｃ，１６ｄ，１７ｅ，
１８ｂは較正時において異常が生じて較正ガスが
供給されないようなときに外部空気を吸引するも
のである。

そして、これら各分析計１６〜１８の下流に
は、減圧レギユレータ１９ａ，１９ｂを介してエ
ゼクタポンプ７ａ，７ｂが設けられている。エゼ
クタポンプ７ｃは、電磁弁V₁の下流に流量計５、
電磁弁２０、２つのニードル弁２１ａ，２１ｂを
介して設けられている。なお、電磁弁２０は測定
状態と較正状態とが共存する場合（測定中に単一
成分のみ較正するとき）に両者間のバランスをと
り、ニードル弁２１ａ，２１ｂは測定状態と較正
状態とが共存する場合に両者間の流量を調節する
ものである。

エゼクタポンプ７ａ〜７ｃの駆動エア供給口に
は、駆動用エア圧力調整手段８としての単一の圧
力レギユレータ８ａおよび除湿器８ｂを介して例
えば工場エアライン（もしくは駆動エア供給源）
に接続されている。

次に動作を説明する。ここでは、赤外線式分析
計１６の流路を主体として述べる。

測定する際には、エゼクタポンプ７ａを駆動す
ることにより導管Ｇに自動車からの排気ガスが吸
引され、クーラ１ａおよびフイルタ１ｂを介して
ドレンやダストが除去され、フローコントロール
ブロツク１５の電磁弁V₁〜V₃を開いて分析ライ
ンに前記洗浄されたサンプルガスを導く。なお、
エゼクタポンプ７ａを供給する駆動用エアとして
は圧力変動のある除湿が不十分な工場の生産ライ
ンの高圧空気を用いるが、この高圧空気はまず除
湿器８ｂで露点が下げられてから、圧力レギユレ
ータ８ａにより一定圧力に制御される。

サンプルガスの流量、圧力の条件は予め設定さ
れた圧力と各キヤピラリにより定められている。
そして、自動車からの排気ガスの吐出圧が高くな
つても、点Ｂの圧力が圧力センサ１４で検知され
てこれに基づき電磁弁１０ａを制御して、点Ａの
圧力が所定値以上になるのを防止するようになつ
ているから、点Ｂの圧力は予め定めた所定範囲内
に安定することになる。

そして、点Ｃ、点Ｅの圧力は差圧調整手段９と
しての差圧レギユレータ９ａ，９ｂにより一定に
制御されており、点Ｄの圧力は減圧レギユレータ
１９ａで一定に制御されているので、点ｃと点Ｄ
との間および点Ｅと点Ｄとの間の差圧が一定圧に
なるように構成されている。つまり、点Ｃと点Ｄ
との間および点Ｅと点Ｄとの間の差圧を常に一定
に調整しているので、分析部４ａ，４ｂへのサン
プルガス吸引量が一定に保持される。

ところで、分析部４ａ，４ｂの較正時において
は、電磁弁V₁〜V₃を閉じ、ゼロガスを電磁弁３
ａ，３ｂおよび圧力レギユレータ１１ａ，１１ｂ
を介して分析部４へ導入する。このとき、点Ｃ，
点Ｅの圧力が測定時よりも高くなろうとするが、
差圧レギユレータ９ａ，９ｂで一定圧力に調整さ
れる。この差圧レギユレータ９ａ，９ｂで調整し
きれないときは、その分が流量計１６ａ，１６ｂ
およびキヤピラリ１６ｅを介して外部にバイパス
される。スパンガスの場合も前述とほぼ同様にし
て分析部４ａ，４ｂの指示誤差が生じないように
圧力が一定に調整される。

他の化学発光式分析計１７および水素炎イオン
化式分析計１８についても、上記赤外線式分析計
１６と同様に分析部４ｃ，４ｄの指示誤差が安定
に制御されるのである。

そして、測定状態において、特定の単一成分の
みを較正する必要が生じた場合は、電磁弁２０を
開いて流量計５を介して流れるバイパス流量を増
加させることにより、点Ｂの圧力変化を防止す
る。バイパス流量はニードル弁２１ａ，２１ｂに
より調節することができる。

以上説明したことから明らかなように、エゼク
タポンプ７を使用するにあたつて生ずる可能性の
ある不都合（従来技術の問題点で記載）を、駆動
用エア圧力調整手段８、差圧調整手段９、サンプ
ルガス圧力調整手段１０および較正ガス圧力補正
手段１１で解決できる。つまり、駆動用エア圧力
調整手段８で一定圧力に調整した駆動用エアをエ
ゼクタポンプ７に供給するので、サンプルガスの
吸引量のばらつきを防止できる。また、サンプル
ガス圧力調整手段１０で分析ラインに流入したサ
ンプルガスの圧力を一定に調整しているので、常
に一定圧力のサンプルガスを分析部４に導入させ
ることができる。さらに、差圧調整手段９で分析
部４の出入口間の差圧を一定に保持するから、分
析部４へのサンプルガス吸引量を一定に調整させ
ることができる。しかも、較正時において較正ガ
ス圧力補正手段１１で較正ガスの圧力をサンプル
ガスの圧力に対応して減圧補正するから、分析部
４の較正を正確に行える。

なお、本考案にかかる駆動用エア圧力調整手段
８、差圧調整手段９、サンプルガス圧力調整手段
１０おび較正ガス圧力補正手段１１は上記第２図
の具体例で説明したものに限定されない。

＜考案の効果＞ 本考案によれば、次の効果が発揮される。

ダイアフラムポンプに比べて小型、小重量、消
費電力小、振動小、脈動無し、安価であるエゼク
タポンプを用いるから、ダイアフラムポンプを用
いる場合のように配置状態など特別な対策を施す
必要がなく、装置全体をコンパクトにかつ簡素な
構造にできる。また、エゼクタポンプの場合、ダ
イアフラムポンプと異なり、モータが不要でダイ
アフラムなどの可動部がないので、メンテナンス
周期を長期化できる。さらに、エゼクタポンプを
用いるので、ダイアフラムポンプの場合に比べて
配管の自由度を増加できる。

しかも、実施例中に記載しているように、駆動
用エア圧力調整手段、差圧調整手段、サンプルガ
ス圧力調整手段および較正ガス圧力補正手段によ
り、エゼクタポンプ使用により生ずる可能性のあ
る不都合を解決することができる。

したがつて、簡素な構造でかつ装置全体をコン
パクトにでき、しかも正確な測定を行うことがで
きるガス分析装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案のガス分析装置の機能ブロツク
図である。第２図は本考案の一実施例にかかるガ
ス分析装置の構成図である。また、第３図および
第４図は従来のガス分析装置の機能ブロツク図で
ある。 ４……分析部、７……エゼクタポンプ、８……
駆動用エア圧力調整手段、９……差圧調整手段、
１０……サンプルガス圧力調整手段、１１……較
正ガス圧力補正手段。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 サンプルガス排出源からのサンプルガスを分析
   ラインを通じて分析部に供給するとともに、分析
   部に較正ガスを供給するようにしたガス分析装置
   において、 前記分析ラインにおける前記分析部の設置位置
   よりも下流に配置され、サンプルガスを吸引する
   エゼクタポンプと、 このエゼクタポンプ駆動用のエアの圧力を一定
   に調整する駆動用エア圧力調整手段と、 前記サンプルガス排出源からのサンプルガスの
   吐出圧の変動を一定に調整するサンプルガス圧力
   調整手段と、 前記分析部の出入口間の差圧を一定に調整する
   差圧調整手段と、 加圧状態で供給される較正ガスの圧力をサンプ
   ルガスの圧力に対応するように減圧補正する較正
   ガス圧力補正手段と、 を備えていることを特徴とするガス分析装置。