JP3033495B2 - ガスサンプリングプローブ - Google Patents

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、例えば煙突から
の排気ガス（煙）をガス分析計にて分析する場合に、ガ
スを煙突からサンプリングしダストを除去する機能を備
えたプローブ（導入器）に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種のガスサンプリングプローブは、
通常煙突等に取り付け易い円筒状ケースが主体となり、
その内方の同軸上に円筒状のフィルタを内設し、ケース
の一端側すなわち煙突側にガスのサンプリング用孔を設
置するとともに他端の開口側を封止する封止部材（通称
ヘッドピースという）を取り付け、サンプリング用孔か
らのガス（煙）をフィルタを通過させてダストを除去
し、封止部材に設けた出口に導いて、この出口に接続さ
れた配管を経てガス分析計等にガスを供給するように構
成されている。具体的には図３に示すとおりである。

【０００３】図３において、Ｐは煙突側の取付台座（図
示せず）に接合されてサンプリングプローブＧＳ全体を
その取付台座に取り付けるためのフランジであって、こ
の取り付けはボルトＢ等にて固定され取り付けられる。
このフランジＰには煙突側からのガス（煙）をサンプリ
ングするためのサンプリング用孔ＳＨが穿設されてい
る。そして、さらにこのサンプリング用孔ＳＨの中心を
軸心とする円筒状のケースＥが前記フランジＰに溶着固
定されていて、サンプリングプローブＧＳの基体を形成
している。このケースの外周にはバンドヒータＢＨが巻
設されていて、プローブ内部が加熱維持されるようにな
っている。

【０００４】他方この円筒状のケースＥの他端には、こ
の他端の開口側を封止する封止部材（以下ヘッドピース
という）ＨＰが冠着されている。このヘッドピースＨＰ
の内方中心にはフィルタ用支軸Ｓが捩じ込まれていて、
この支軸Ｓの頭とヘッドピースＨＰの内面との間に円筒
状のフィルタＦが保持されている。この支軸Ｓ、円筒状
フィルタＦそしてケースＥは同心状に配置されている。
さらに、ヘッドピースＨＰの内方には支軸Ｓの捩じ込み
部を中心に排ガス用の出口ＤＰが穿設されている。この
出口ＤＰには図示していないが、ガス分析計に接続され
た配管がとりつけられていて、この出口ＤＰから排出さ
れたガスがガス分析計にて分析されるようになってい
る。

【０００５】以上のような構成によって、煙突からサン
プリングされたガスは、ケースＥ内に導かれてフィルタ
Ｆの外周からフィルタＦを通過し、この通過によってダ
ストが除去された後、ヘッドピースＨＰの出口ＤＰから
排出されガス分析計に供給されてその成分が分析される
のである。

【０００６】ここで、Ｋ１は支軸Ｓの頭に係止されたフ
ィルタ支持金具であり、他方Ｋ２は支軸Ｓのヘッドピー
スＨＰ側にて係止されたフィルタ支持金具であり、この
両支持金具Ｋ１、Ｋ２に端板ＴＰを介しててフィルタＦ
が支持されている。支軸ＳはヘッドピースＨＰに捩じ込
まれていて、両支持金具Ｋ１、Ｋ２はフィルタＦを弾接
保持している。なお、ヘッドピースＨＰはケースＥに対
してはＯリングＯＬやシールパッキン部材ＰＡにて密封
され、サンプリングガスが外部に漏洩しないように配慮
されている。ＲＰは受板である。また、ケースＥの開口
端側にはボス部Ｔが凸設されていて、このボス部Ｔに長
半円弧のヨークＦＬがボルトＳＰにて回動可能に取り付
けられている。図示状態はヨークＦＬが長手方向に位置
されていて、頂部にボルトＳＢが貫通され、このボルト
ＳＢの捩じ込みによって、ヘッドピースＨＰがケースＥ
に対して相対的に内方に押し込められ、フィルタＦの保
持を強固にする。ヘッドピースＨＰをケースＥから取り
外す場合はヨークＦＬをボルトＳＰの支点を中心に曲げ
て外す。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種のサ
ンプリングプローブＧＳの場合、ガスは高温でフィルタ
を通過しダストが除去されるが、その場合プローブ内部
の温度は一般的に排ガスの酸露点（約１５０度Ｃ）以上
に維持されていることが条件となる。そのために上記し
たとおりバンドヒータＢＨが巻設されているのである。
ところが、従来のサンプリングプローブＧＳの場合、フ
ィルタはヘッドピースＨＰと直接的にかつ面接合されて
おり、一方ヘッドピースＨＰの外側は外気に露呈してい
るため、フィルタの熱がヘッドピースＨＰへ伝達されヘ
ッドピースＨＰの外面から外部に飛散され、したがって
フィルタの温度が低下する。このことによって、フィル
タを通過するガスは冷却され、ガス中から水分がドレイ
ン化することになる。すると、この水分は排ガス中の塩
素や二酸化硫黄、プローブ本体の鉄等と化合して、塩化
鉄やアルカリ鉄、硫酸塩等を発生し、これらによってプ
ローブ内の金属類（支軸等）が腐食し破損されることに
なる。温度低下を防ぐためにヒータを高温化させる方法
があるが、電気容量を大きくするかヒータを大型化する
ことになるなど問題がある。

【０００８】この発明は上記問題を解決するために創案
されたもので、フィルタの熱がヘッドピースを介して外
部に飛散しないようなサンプリングプローブを提供する
ことを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明が提供するサン
プリングプローブは、煙突側の取付台座に接合される開
口を有するフランジと、一端側が前記フランジの開口に
挿入固定され他端側には開口を封止する封止部材を内挿
するとともに外周にヒータが巻設され同軸上にフィルタ
を内設する円筒状ケースとよりなり、前記封止部材をケ
ース長手方向に中間と外側の２個の封止部材に分割する
とともに、フィルタと中間の封止部材および中間の封止
部材と外側の封止部材との間に空気層を形成し、この中
間の封止部材と空気層の介在によりフィルタの熱が外側
の封止部材に伝達し外部に飛散するのを抑えるように構
成したことを特徴としている。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１はこの発明が提供するガスサ
ンプリングプローブの内部構成を示し、図２はこの発明
のガスサンプリングプローブの外観を示している。これ
らの図において１は煙突側の取付台座（図示せず）に接
合されてサンプリングプローブＧＳ全体をその取付台座
に取り付けるためのフランジ、２はこのフランジ１の開
口部に挿入溶着された円筒状のケースである。６はフラ
ンジ１を煙突側の取付台座（図示せず）に接合するため
のボルトである。４はケース２の煙突側寄り位置に内設
されたガスサンプリング板でケース２に溶着されかつガ
スサンプリング用孔４Ｈが穿設されている。このガスサ
ンプリング用孔４Ｈに煙突側からのガス配管ＧＰが接続
される。

【００１１】５はケース２の軸心に対して同心的に配置
されたフィルタで、例えばステンレス材のメッシュ状部
材で構成されている。このフィルタ５は、底の深い細長
状の容器の形をなし、底の部分がガスサンプリング板４
に対向している。このフィルタ５の開口側にはフランジ
５Ｆが形成されていて、ケース２の上端側に溶着接続さ
れた延長ケース３の段部３Ｋに係止されている。７は延
長ケース３に嵌挿される中間の封止部材で、中央部には
ガスを出口７Ｐに導く開口７Ｔが形成されている。８は
外側の封止部材で中間の封止部材７と同様延長ケース３
に嵌挿されている。図に示すとおり、中間の封止部材７
にはその中央にピン７Ｓが植設され、また外側の封止部
材８にはピン７Ｓを受け入れる凹部８Ｇが形成されてい
る。さらに外側の封止部材８の外側は抜き取りを容易に
するよう手で把持するための把持頭８Ｋが形成されてい
る。１１はヨークで長半円弧状をなし、両端は延長ケー
ス３のボス９に捩じ込まれたボルト１０を支軸として回
動可能に保持されている。図示状態はヨーク１１が長手
方向に位置されていて、頂部にボルト１２が貫通され、
このボルト１２の先端が外側の封止部材８の把持頭８Ｋ
に当接している。

【００１２】なお、中間の封止部材７のフィルタ５側面
には深さの浅い凹部７Ａが形成されており、また、外側
の封止部材８の中間封止部材７側面にも深さの浅い凹部
８Ａが形成されている。これら各凹部７Ａ、８Ａの存在
によってフィルタ５と中間の封止部材７および中間の封
止部材７と外側の封止部材８との間に空気層が形成され
る。さらに、この中間の封止部材７と外側の封止部材８
との間にはシール用のＯリング１４がが介在され、各封
止部材７、８による封止が確実ならしめられており、ま
た、中間の封止部材７と延長ケース３との間にもシール
用のＯリング１３が介在されていてシールが行われてい
る。フィルタ５のフランジ部５Ｆ側の開口は封止部材７
の開口７Ｔにつながりガスは円滑に流れる。１５はケー
ス２の外周に巻設されたヒータで、図示しない電力源に
てケース２を加熱する。

【００１３】なお、この発明によるガスサンプリングプ
ローブの組み立てにおいては、ボルト１２が捩じ込まれ
ると、外側の封止部材８と中間の封止部材７は、延長ケ
ース３に対して相対的に内方に押し込まれ、Ｏリング１
３、１４の介在で弾接嵌挿されることになる。また、フ
ィルタ５や各封止部材７、８を取り外す場合には、図２
の２点鎖線で示すように、ヨーク１１をボルトの支点を
中心に曲げて外す。すると、まず外側の封止部材８のの
把持頭８Ｋを把持して抜き取ることができ、つぎに中間
の封止部材７のピン７Ｓを把持して抜き取る。すると、
ケース３には円筒の穴が形成されて支障物がなくなり、
フィルタ５をケース２、３の開口側から抜き取ることが
できる。そして、フィルタ５の洗浄や取換え、さらには
ケース内の清掃、メンテナンスが可能となる。

【００１４】以上の構成であるから、煙突からの排ガス
（煙）は煙突側からのガスパイプＧＰからケース２内に
導かれ、フィルタ５の外周からフィルタ５を通過する。
そしてこの通過によって、ガス中のダストが除去される
ことになる。ダストが除去されて浄化されたガスは中間
の封止部材７の開口７Ｔから出口７Ｐに導かれ、ここに
接続された配管等を経てガス分析計等に供給されること
になる。

【００１５】そして、このような構成によって、排ガス
のダスト除去が確実に行われるが、この場合プローブ内
部５の熱は中間の封止部材７や各空気層の介在によっ
て、外側の封止部材８に伝達されにくく、外部に飛散さ
れることが抑えられることになる。

【００１６】図示例の場合は、ケース２の煙突側寄り位
置に内設されたガスサンプリング板４のガスサンプリン
グ用孔４Ｈに煙突側からのガスパイプＧＰが接続される
ようになっているので、サンプリングされたガスがフラ
ンジ１にて冷却されることもなく、プローブ内部５の温
度維持に効果的である。

【００１７】この発明は以上説明したとおりであるが、
上記ならびに図示例に限定されるものではなく、この発
明の特徴を生かした種々の変形実施例を包含する。例え
ば図示例ではケースが２個の部材を溶着接合した形であ
るが、これを１本の円筒状部材で構成することは当業者
が容易に変更できる事項である。外側の封止部材と中間
の封止部材の形状も図示例に限定されず、特に空気層を
形成するための手段としては図示凹部を設けることに限
定されず、たとえば外側の封止部材と中間の封止部材を
少し間隔をおいてケースに密封固定するようにしてもよ
い。この場合は凹部形成の加工が不要であるが、封止部
材の固定を確実に行う必要がある。凹部を形成する場
合、中間の封止部材の両面に形成することもできる。な
お、図示例における封止部材をケース内に押し込める機
構は、必ず具備しなければならないものではなく、ま
た、具備するとしてもそのための手段は、ヨークとボル
トにより行う方式に限定されない。ただ、図示実施例は
実際のガスサンプリングにおいて、コンパクトにして取
り扱いの容易なプローブである。また、煙突側からのガ
ス配管をケースの内方まで延出させてフランジによるガ
スの冷却を防ぐ形にしているがこの点は従来の構成のま
までもよい事項である。

【００１８】図示例ではガスの出口が中間の封止部材に
設置されていて、ガスの冷却がより少なくなるよう配慮
されているが、外側の封止部材に出口を設置するように
してもよい。また、フィルタの形状は必ずしも円筒状に
限定されないが、シール機能を良好ならしめる関係でケ
ースが円筒状に構成されており、ガスのダスト除去を円
滑かつ迅速に行わせるためにはフィルタも円筒状である
のが望ましい。この発明はこれらすべての変形実施例を
包含する。

【００１９】

【発明の効果】この発明のガスサンプリングプローブ
は、プローブ内部の熱が外側の封止部材へ伝達されその
外面から外部に飛散されてプローブ内部の温度が低下
し、通過ガスが冷却されるという事態は解消され、ガス
中の水分のドレイン化による、塩化鉄やアルカリ鉄、硫
化塩等の腐食性物質の発生がなくなり、ガスサンプリン
グプローブの耐食性を著しく向上できる。しかも、構成
が簡略で加温費用も安く経済的なガスサンプリングプロ
ーブを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明によるガスサンプリングプローブの構
成を示す図である。

【図２】この発明によるガスサンプリングプローブの外
観を示す図である。

【図３】従来のガスサンプリングプローブを示す図であ
る。

【符号の説明】

１…フランジ ２…ケース ３…延長ケース ４…ガスサンプリング板 ５…フィルタ ７…中間の封止部材 ８…外側の封止部材 １１…ヨーク １２…ボルト １３、１４…Ｏリング １５…ヒータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01N 1/22 G01N 1/00 101

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 煙突側の取付台座に接合される開口を有
   するフランジと、一端側が前記フランジの開口に挿入固
   定され他端側には開口を封止する封止部材を内挿すると
   ともに外周にヒータが巻設され同軸上にフィルタを内設
   する円筒状ケースとよりなり、前記封止部材をケース長
   手方向に中間と外側の２個の封止部材に分割するととも
   に、フィルタと中間の封止部材および中間の封止部材と
   外側の封止部材との間に空気層を形成し、この中間の封
   止部材と空気層の介在によりフィルタの熱が外側の封止
   部材に伝達し外部に飛散するのを抑えるように構成した
   ことを特徴とするガスサンプリングプローブ。