ガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法
【課題】製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリングにおいて、分析精度が高く、しかも簡便なガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法を提供する。
【解決手段】製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管に三方弁を設置することにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法。
【解決手段】製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管に三方弁を設置することにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法に関する。
具体的には、製鉄所において取り扱うガス（燃焼ガス、排気ガス、雰囲気ガス）を簡易にサンプリングすることができ、測定の準備時間を大幅に削減することができるガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所においては、加熱炉などに用いる燃焼ガスや、排気ガス、雰囲気ガス等、種々のガスを取り扱っており、これらのガスを定期的にサンプリングして分析することによって、適正な操業を確認している。
図３は、従来のサンプリング装置を例示する図である。
従来のガスサンプリング方法は、図３に示すように、ガスを取り扱う製鉄所内の各設備に設けられているガス取り出しバルブに、ポンプおよびガスサンプル瓶を接続し、このポンプで分析試料となるガスを吸引してガスサンプル瓶（集気ビン）に溜める方法であり、具体的な手順を以下に示す。
1. ポンプと集気ビンは、始めは接続していない。
2. ガ集気ビンの両端の導通管にはクリップがあり、それにより水が漏れないようにとめる。
3. ポンプを起動し、採取するガス通しを十分にする。
4. ポンプと集気ビンを接続する。
5. 集気ビンのクリップ（両側2つ）を緩める。
6. 集気ビン内部の水とサンプリングガスが置換される。
7. 4.の時に若干エアーが混入するが、置換時間を十分に使うことで混入エアーの排出を行なう。
8. 十分に置換を行ない、ポンプを動かしたまま（通気したまま）集気ビンの 両側のクリップをとめる。
このように、ガスサンプル瓶として、水封した集気ビンを用いることによって、外気を遮断して分析試料へのエア混入を防止していた。
しかし、この従来方法は、ポンプなど装置要素が多くなり準備に多くの時間を要するうえ、ポンプを使用することからサンプリング現場にて電源の確保といった2次作業の時間が必要だった。また、装置の重量が重いうえ、集気ビンはガラス製であることから壊れ易く運搬などの取扱いが煩雑であり、定期的に行う必要があり、ときには３日以上も続くガスサンプリング作業に多大な労力とコストがかかっていた。
さらに、集気ビンまでの導通管に用いていたゴムチューブ、ゴムチューブと集気ビンの接続部、クリップ締め付け部はシール性が悪いため、サンプリング後に時間が経過するとガス組成に変化が生じて正確な分析ができないという問題点があった。
【０００３】
製鉄所以外で用いられるガスサンプリング装置としては、例えば、特開2001-221724号公報に、注射筒型吸引器具を用いて土壌ガスをサンプリングすることにより、ポンプなどの強制吸引装置を必要としないサンプリング方法が開示されている。
しかし、この方法は、注射筒までの導通管内部にあるエアーの混入があるためサンプリングガス組成が変化するという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開2001-221724号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決し、製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリングにおいて、分析精度が高く、しかも簡便なガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリングにおいて、分析試料の導通管に三方弁を設けることによって、分析精度が高く、しかも簡便なガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法を提供するものであり、その要旨とするところは、許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管に三方弁を設置することにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング装置。
（２）（１）に記載のガスサンプリング装置を用いる方法であって、
前記三方弁の吸気側から、前記分析試料のガスを吸入し、
前記三方弁の排気側から、前記注射器内部のガスを排出する工程を複数回繰り返すことにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリングにおいて、分析試料の導通管に三方弁を設けることによって導通管内部のエアーをサンプリングガスと置換することが可能となり、分析精度が高く、しかも簡便なガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法を提供することができ、具体的には以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
１）測定準備作業が大幅に簡略化でき、作業時間の短縮が図れる。
２）ポンプなどの付随する装置を必要とせず、電源などを必要とせず、サンプリングが簡易で装置が簡略化でき、装置全体を安価なものとすることができる。
３）シール性の高い導通管を利用することで、数日間放置した場合においても従来と比較してガス組成の変化がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実施するための最良の形態について、図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のガスサンプリング装置の実施形態を例示する図である。
図１において、１はサンプリング用注射器、２はピストン、３はピストン容器、４は三方弁、５はサンプリングチューブ（導通管）、６は吸気口、７は排気口、８は雰囲気ガス取り出し口、９は炉壁を示す。
ガスを取り扱う製鉄所内の設備として、例えば、加熱炉の炉壁９には、図１に示すような雰囲気ガス取り出し口８が設けられており、加熱炉の操業状態を確認するために定期的に雰囲気ガスをサンプリングして分析する必要がある。
本発明のガスサンプリング装置は、製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器１を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管５に三方弁４を設置することにより、前記注射器１内部のガスを分析試料と置換することを特徴とする。
【０００９】
従来は前述のように、ポンプと水封された集気ビンを用いてガスサンプリングを行っていたため、多大な労力と時間を要していたうえ、導通管に用いたゴムチューブ、ゴムチューブと集気ビンの接続部、クリップ締め付け部のシール性が悪かったため分析精度が十分ではなかった。
そこで、本発明は、注射器４を用いて分析試料となるガスをサンプリングし、この注射器４にガスを導くサンプリングチューブ５からなる導通管に三方弁４を設置することにより、注射器１内部のガスを分析試料と置換することにより、従来に比べて飛躍的にガスサンプリング作業を効率化することができるうえ、分析試料へのエア混入を防止することにより分析精度を著しく向上させることができる。
なお、本発明においては、サンプリングチューブ５および注射器１の材質は問わないが、サンプリングチューブ５をシリコン製にすることによってチューブからのガスの漏洩を防止することができ、また、注射器１をプラスチック製にすることによってガラスに比べて軽いうえ材料コストを低減することができる。
【００１０】
図２は、本発明のガスサンプリング方法の実施形態を例示する図である。
図２において、１はサンプリング用注射器、２はピストン、３はピストン容器、４は三方弁、５はサンプリングチューブ（導通管）、６は吸気口、７は排気口、８は雰囲気ガス取り出し口、９は炉壁を示す。
本発明のガスサンプリング方法は、前述のガスサンプリング装置を用いる方法であって、前記三方弁４の吸気側から、前記分析試料のガスを吸入し、前記三方弁４の排気側７から、前記注射器内部のガスを排出する工程を複数回繰り返すことにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とする。
本発明によれば、注射器を用いたガスサンプリング装置において、導通管部分に三方弁を設置することで、導通管内部のエアーを分析試料となるサンプリングガスと置換することが可能となり精度の高いサンプリングができる。
【００１１】
以下にガスサンプリングの手順を、図２を用いて説明する。
まず、サンプリングチューブ５をガス取り出し口８に取りつけ、コックを開とする。
次に、ピストン２を後退させることでサンプリングガスの吸気を行なう。
次に、三方弁４を排気側にして、ピストンを前進させ排気することによって、初期にピストン容器３内部、サンプリングチューブ５内部にあった空気を排出することができる。
以上の工程を3〜4回繰り返すことでピストン容器３内部、サンプリングチューブ５内部のガスはサンプリングガスに置換される。
次に、ピストン２を後退させることでサンプリングガスの吸気を行ない三方弁４により閉とする。
そして、三方弁の部分をガスクロマトグラフィー（ガス組成分析装置）に接続し、測定を行なう。
以上の手順によって、注射器内部のガスを分析試料と置換することができ分析精度を著しく向上させることができる。
【実施例】
【００１２】
図４は、本発明のガスサンプリング方法の実施例を示す図である。
図４の横軸はガスの成分を示し、縦軸はそれぞれの成分の濃度（％）を示す。
図４に示すように、標準ガスを示す左側の棒グラフに比べて、従来の集気ビンを用いたサンプリング結果を示す中央の棒グラフは、3日間放置後の各成分の値が著しく変化しているが、本発明のサンプリング結果を示す右側の棒グラフでは、３日間放置しても元の標準ガスの組成とほぼ等しい濃度を示しており、本発明のガスサンプリング方法によれば分析精度が従来法に比べて著しく向上することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のガスサンプリング装置の実施形態を例示する図である。
【図２】本発明のガスサンプリング方法の実施形態を例示する図である。
【図３】従来のサンプリング装置を例示する図である。
【図４】本発明のガスサンプリング方法の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１ サンプリング用注射器
２ ピストン
３ ピストン容器
４ 三方弁
５ サンプリングチューブ（導通管）
６ 吸気口
７ 排気口
８ 雰囲気ガス取り出し口
９ 炉壁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法に関する。
具体的には、製鉄所において取り扱うガス（燃焼ガス、排気ガス、雰囲気ガス）を簡易にサンプリングすることができ、測定の準備時間を大幅に削減することができるガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
製鉄所においては、加熱炉などに用いる燃焼ガスや、排気ガス、雰囲気ガス等、種々のガスを取り扱っており、これらのガスを定期的にサンプリングして分析することによって、適正な操業を確認している。
図３は、従来のサンプリング装置を例示する図である。
従来のガスサンプリング方法は、図３に示すように、ガスを取り扱う製鉄所内の各設備に設けられているガス取り出しバルブに、ポンプおよびガスサンプル瓶を接続し、このポンプで分析試料となるガスを吸引してガスサンプル瓶（集気ビン）に溜める方法であり、具体的な手順を以下に示す。
1. ポンプと集気ビンは、始めは接続していない。
2. ガ集気ビンの両端の導通管にはクリップがあり、それにより水が漏れないようにとめる。
3. ポンプを起動し、採取するガス通しを十分にする。
4. ポンプと集気ビンを接続する。
5. 集気ビンのクリップ（両側2つ）を緩める。
6. 集気ビン内部の水とサンプリングガスが置換される。
7. 4.の時に若干エアーが混入するが、置換時間を十分に使うことで混入エアーの排出を行なう。
8. 十分に置換を行ない、ポンプを動かしたまま（通気したまま）集気ビンの 両側のクリップをとめる。
このように、ガスサンプル瓶として、水封した集気ビンを用いることによって、外気を遮断して分析試料へのエア混入を防止していた。
しかし、この従来方法は、ポンプなど装置要素が多くなり準備に多くの時間を要するうえ、ポンプを使用することからサンプリング現場にて電源の確保といった2次作業の時間が必要だった。また、装置の重量が重いうえ、集気ビンはガラス製であることから壊れ易く運搬などの取扱いが煩雑であり、定期的に行う必要があり、ときには３日以上も続くガスサンプリング作業に多大な労力とコストがかかっていた。
さらに、集気ビンまでの導通管に用いていたゴムチューブ、ゴムチューブと集気ビンの接続部、クリップ締め付け部はシール性が悪いため、サンプリング後に時間が経過するとガス組成に変化が生じて正確な分析ができないという問題点があった。
【０００３】
製鉄所以外で用いられるガスサンプリング装置としては、例えば、特開2001-221724号公報に、注射筒型吸引器具を用いて土壌ガスをサンプリングすることにより、ポンプなどの強制吸引装置を必要としないサンプリング方法が開示されている。
しかし、この方法は、注射筒までの導通管内部にあるエアーの混入があるためサンプリングガス組成が変化するという問題点があった。
【０００４】
【特許文献１】特開2001-221724号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、前記のような従来技術の問題点を解決し、製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリングにおいて、分析精度が高く、しかも簡便なガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリングにおいて、分析試料の導通管に三方弁を設けることによって、分析精度が高く、しかも簡便なガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法を提供するものであり、その要旨とするところは、許請求の範囲に記載した通りの下記内容である。
（１）製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管に三方弁を設置することにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング装置。
（２）（１）に記載のガスサンプリング装置を用いる方法であって、
前記三方弁の吸気側から、前記分析試料のガスを吸入し、
前記三方弁の排気側から、前記注射器内部のガスを排出する工程を複数回繰り返すことにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング方法。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリングにおいて、分析試料の導通管に三方弁を設けることによって導通管内部のエアーをサンプリングガスと置換することが可能となり、分析精度が高く、しかも簡便なガスサンプリング装置およびガスサンプリング方法を提供することができ、具体的には以下のような産業上有用な著しい効果を奏する。
１）測定準備作業が大幅に簡略化でき、作業時間の短縮が図れる。
２）ポンプなどの付随する装置を必要とせず、電源などを必要とせず、サンプリングが簡易で装置が簡略化でき、装置全体を安価なものとすることができる。
３）シール性の高い導通管を利用することで、数日間放置した場合においても従来と比較してガス組成の変化がない。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明を実施するための最良の形態について、図１および図２を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明のガスサンプリング装置の実施形態を例示する図である。
図１において、１はサンプリング用注射器、２はピストン、３はピストン容器、４は三方弁、５はサンプリングチューブ（導通管）、６は吸気口、７は排気口、８は雰囲気ガス取り出し口、９は炉壁を示す。
ガスを取り扱う製鉄所内の設備として、例えば、加熱炉の炉壁９には、図１に示すような雰囲気ガス取り出し口８が設けられており、加熱炉の操業状態を確認するために定期的に雰囲気ガスをサンプリングして分析する必要がある。
本発明のガスサンプリング装置は、製鉄所において取り扱うガスの分析析試料を注射器１を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管５に三方弁４を設置することにより、前記注射器１内部のガスを分析試料と置換することを特徴とする。
【０００９】
従来は前述のように、ポンプと水封された集気ビンを用いてガスサンプリングを行っていたため、多大な労力と時間を要していたうえ、導通管に用いたゴムチューブ、ゴムチューブと集気ビンの接続部、クリップ締め付け部のシール性が悪かったため分析精度が十分ではなかった。
そこで、本発明は、注射器４を用いて分析試料となるガスをサンプリングし、この注射器４にガスを導くサンプリングチューブ５からなる導通管に三方弁４を設置することにより、注射器１内部のガスを分析試料と置換することにより、従来に比べて飛躍的にガスサンプリング作業を効率化することができるうえ、分析試料へのエア混入を防止することにより分析精度を著しく向上させることができる。
なお、本発明においては、サンプリングチューブ５および注射器１の材質は問わないが、サンプリングチューブ５をシリコン製にすることによってチューブからのガスの漏洩を防止することができ、また、注射器１をプラスチック製にすることによってガラスに比べて軽いうえ材料コストを低減することができる。
【００１０】
図２は、本発明のガスサンプリング方法の実施形態を例示する図である。
図２において、１はサンプリング用注射器、２はピストン、３はピストン容器、４は三方弁、５はサンプリングチューブ（導通管）、６は吸気口、７は排気口、８は雰囲気ガス取り出し口、９は炉壁を示す。
本発明のガスサンプリング方法は、前述のガスサンプリング装置を用いる方法であって、前記三方弁４の吸気側から、前記分析試料のガスを吸入し、前記三方弁４の排気側７から、前記注射器内部のガスを排出する工程を複数回繰り返すことにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とする。
本発明によれば、注射器を用いたガスサンプリング装置において、導通管部分に三方弁を設置することで、導通管内部のエアーを分析試料となるサンプリングガスと置換することが可能となり精度の高いサンプリングができる。
【００１１】
以下にガスサンプリングの手順を、図２を用いて説明する。
まず、サンプリングチューブ５をガス取り出し口８に取りつけ、コックを開とする。
次に、ピストン２を後退させることでサンプリングガスの吸気を行なう。
次に、三方弁４を排気側にして、ピストンを前進させ排気することによって、初期にピストン容器３内部、サンプリングチューブ５内部にあった空気を排出することができる。
以上の工程を3〜4回繰り返すことでピストン容器３内部、サンプリングチューブ５内部のガスはサンプリングガスに置換される。
次に、ピストン２を後退させることでサンプリングガスの吸気を行ない三方弁４により閉とする。
そして、三方弁の部分をガスクロマトグラフィー（ガス組成分析装置）に接続し、測定を行なう。
以上の手順によって、注射器内部のガスを分析試料と置換することができ分析精度を著しく向上させることができる。
【実施例】
【００１２】
図４は、本発明のガスサンプリング方法の実施例を示す図である。
図４の横軸はガスの成分を示し、縦軸はそれぞれの成分の濃度（％）を示す。
図４に示すように、標準ガスを示す左側の棒グラフに比べて、従来の集気ビンを用いたサンプリング結果を示す中央の棒グラフは、3日間放置後の各成分の値が著しく変化しているが、本発明のサンプリング結果を示す右側の棒グラフでは、３日間放置しても元の標準ガスの組成とほぼ等しい濃度を示しており、本発明のガスサンプリング方法によれば分析精度が従来法に比べて著しく向上することが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のガスサンプリング装置の実施形態を例示する図である。
【図２】本発明のガスサンプリング方法の実施形態を例示する図である。
【図３】従来のサンプリング装置を例示する図である。
【図４】本発明のガスサンプリング方法の実施例を示す図である。
【符号の説明】
【００１４】
１ サンプリング用注射器
２ ピストン
３ ピストン容器
４ 三方弁
５ サンプリングチューブ（導通管）
６ 吸気口
７ 排気口
８ 雰囲気ガス取り出し口
９ 炉壁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管に三方弁を設置することにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスサンプリング装置を用いる方法であって、
前記三方弁の吸気側から、前記分析試料のガスを吸入し、
前記三方弁の排気側から、前記注射器内部のガスを排出する工程を複数回繰り返すことにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング方法。
【請求項１】
製鉄所において取り扱うガスの分析試料を注射器を用いて採集するガスサンプリング装置であって、前記注射器入側の導通管に三方弁を設置することにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング装置。
【請求項２】
請求項１に記載のガスサンプリング装置を用いる方法であって、
前記三方弁の吸気側から、前記分析試料のガスを吸入し、
前記三方弁の排気側から、前記注射器内部のガスを排出する工程を複数回繰り返すことにより、前記注射器内部のガスを分析試料と置換することを特徴とするガスサンプリング方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００６−１３２９４１（Ｐ２００６−１３２９４１Ａ）
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３１８６６６（Ｐ２００４−３１８６６６）
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２日（２００４．１１．２）
【出願人】（０００００６６５５）新日本製鐵株式会社 (6,474)
【Ｆターム（参考）】
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