ガス流量絞りユニット、流量調節システム、分析計、及びガス流量絞りユニットの調整方法
【課題】水素ガス等の低分子ガスであっても簡便に精密な流量調節が可能で、しかも特段の設置場所を要さないガス流量絞りユニット、また、このガス流量絞りユニットを用いた流量調節システム、分析計、及びこのガス流量絞りユニットの簡便な調整方法を提供する。
【解決手段】貫通孔１１を有する本体１０と、雄ネジ２１を有する調節ネジ２０を備え、
前記貫通孔１１は、一端側に前記調節ネジが螺合する雌ネジ部１１ａを有し、かつ該雌ネジ部１１ａに隣接する中継部１１ｃの口径が前記調節ネジ２０の雄ネジ２１の外径より小さいことを特徴とするガス流量絞りユニット。
【解決手段】貫通孔１１を有する本体１０と、雄ネジ２１を有する調節ネジ２０を備え、
前記貫通孔１１は、一端側に前記調節ネジが螺合する雌ネジ部１１ａを有し、かつ該雌ネジ部１１ａに隣接する中継部１１ｃの口径が前記調節ネジ２０の雄ネジ２１の外径より小さいことを特徴とするガス流量絞りユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス流量絞りユニット、特に水素ガス等、低分子ガスの流量調節に適したガス流量絞りユニットに関する。また、このガス流量絞りユニットを用いた流量調節システム、分析計、及びガス流量絞りユニットの調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分析計、特にガス分析計の分野では、ガスの流量を一定に制御することが求められている。例えば、ガスクロマトグラフ装置のキャリヤガスや、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）に供給する水素ガス等の流量を制御することは、正確な分析を行う上で重要である。
そこで、従来から様々な流量調節機構が提案されている。例えば、特許文献１には、ガス流出口に対して円錐状の突起を有するプランジャを進退させ、ガス流出口の開口面積を調整することによって流量を制御する流量制御弁が開示されている。
また、特許文献２には、流量調節用のキャピラリーが開示されている。キャピラリーは流路抵抗が大きいため、その内部にガスを通過させることにより、その流量を低下させることができる。この場合、流量の調節はキャピラリーの長さを調整することにより行う。
また、細い貫通孔が形成された円筒部材の貫通孔にピンを打ち込み、貫通孔とピンとの隙間をガス流路とすることにより流量を低下させる流量絞りも知られている。この場合、貫通孔に対するピンの打ち込み量により流量の調節を行っている。
【特許文献１】特開平８−２７１４９２号公報
【特許文献２】特開２０００−９６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１のように。プランジャの進退で流量を調節する流量制御弁によって、水素ガス等の流量調節を行おうとすると、極僅かにプランジャを後退させただけで、大きく流量が増大してしまう。そのため、分子量の小さいガスの流量調節は、事実上できなかった。
また、特許文献２のようなキャピラリーを用いた場合、水素ガス等の流量調節には長いキャピラリーが必要であり、コイル状に巻くなどしてもある程度の設置場所を要するものであった。また、流量の調節は長さを徐々に短くしながら試行錯誤的に行わなければならず、一旦短くしすぎるともはや使用することができない。そのため、キャピラリーを用いて所望の流量を得ることは、非常に時間を要するものであった。
また、円筒部材とピンを用いた流量絞りでは、貫通孔に対するピンの打ち込み量は、円筒部材とピンを配管中からはずさなければ調整できない。そのため、流量の調節は、打ち込み量を適当に設定して配管に取付け、所望の流量でなければ、再度取り外して打ち込み量を変えるという繰り返しが必要である。また、少しずつ打ち込み量を多くすることはできても、少しずつ打ち込み量を減らすことは困難である。そのため、打ち込みすぎた場合は、最初から調整をやり直さなければならなかった。したがって、この流量絞りを用いて所望の流量を得ることも、非常に時間を要するものであった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水素ガス等の低分子ガスであっても簡便に精密な流量調節が可能で、しかも特段の設置場所を要さないガス流量絞りユニット、また、このガス流量絞りユニットを用いた流量調節システム、分析計、及びこのガス流量絞りユニットの簡便な調整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】
【０００５】
上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
［１］貫通孔を有する本体と、雄ネジを有する調節ネジを備え、
前記貫通孔は、一端側に前記調節ネジが螺合する雌ネジ部を有し、かつ該雌ネジ部に隣接する部分の口径が前記調節ネジの雄ネジの外径より小さいことを特徴とするガス流量絞りユニット
［２］前記調節ネジが、前記本体への挿入後端側に有底の角穴を有する［１］に記載のガス流量絞りユニット。
【０００６】
［３］ガス供給源の下流側に設けられる減圧弁と、該減圧弁の下流側に設けられる［１］又は［２］に記載のガス流量絞りユニットと、を備えることを特徴とする流量調節システム。
［４］［３］に記載の流量調節システムと、該流量調節システムの下流側に設けられた水素炎イオン化検出器とを備え、前記流量調節システムにより流量を調節されるガスが水素ガスであることを特徴とする分析計。
［５］さらに、分離カラムを有し、前記水素炎イオン化検出器に前記分離カラムの流出端が接続されている［４］に記載の分析計。
［６］［１］又は［２］に記載のガス流量絞りユニットの調整方法であって、ガス供給源の下流側に減圧弁と流量計と前記ガス流量絞りユニットの本体とを順次接続し、前記流量計の測定値が所定の流量となるように前記本体に前記調節ネジをねじ込むことを特徴とするガス流量絞りユニットの調整方法。
【発明の効果】
【０００７】
［１］の発明では、本体の貫通孔における雄ネジの外径より小さい部分に調節ネジがねじ込まれる度合いによって本体と調節ネジとの密着の程度が調整できる。そのため、水素ガス等の低分子ガスであっても精密かつ簡便に流量絞りが可能である。しかも、配管中にの僅かな場所に設置できる。
［２］の発明では、調節ネジが角穴を有するので、レンチ等を用いたねじ込みが可能である。
［３］の発明では、水素ガス等の低分子ガスであっても精密かつ簡便に流量調節が可能である。
［４］又は［５］の発明では、水素炎イオン化検出器に供給する水素ガス流量を精密かつ簡便に調節できるので、感度の高い分析計とすることができる。
［６］の発明によれば、配管に接続したまま実際にガスを流してガス流量絞りユニットの調整を行えるので、精密かつ簡便にガス流量絞りユニットを調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［ガス流量絞りユニット］
本発明に係るガス流量絞りユニットの一実施形態を、図１を参照しつつ説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態のガス流量絞りユニット１は本体１０と調節ネジ２０とから構成されている。
本体１０は貫通孔１１と、一端側の周面に設けられた雄ネジ１２と、他端側の周面に設けられた雄ネジ１３とを有している。貫通孔１１は、雄ネジ１２側が雌ネジ部１１ａ、他端側が配管挿入部１１ｂとされ、雌ネジ部１１ａと配管挿入部１１ｂとの間が中継部１１ｃとされている。配管挿入部１１ｂの口径は中継部１１ｃの口径より大きく、配管挿入部１１ｂと中継部１１ｃの口径差により、配管を挿入する際の位置決めが容易となっている。
調節ネジ２０は、周面に雌ネジ部１１ａと螺合する雄ネジ２１を有し、一端側に断面６角形の有底の角穴２２が軸方向に設けられている。雄ネジ２１の外径は貫通孔１１の中継部１１ｃの口径より若干大きくされている。すなわち、中継部１１ｃの口径は雄ネジ２１の外径より若干小さい。
【０００９】
図１（ｂ）に示すように、調節ネジ２０を雌ネジ部１１ａに螺挿し、さらに進めて中継部１１ｃの一部にまで螺挿した状態では、中継部１１ｃの螺挿された部分は、調節ネジ２０の雄ネジ２１が食い込んだねじ切り部１１ｄとなる。
本実施形態では、調節ネジ２０が本体１０より剛性の材質とされている。これにより、ねじ切り部１１ｄの形成が容易となる。例えば本体１０を真鍮製、調節ネジ２０をステンレス鋼製とすることができる。また、本体１０をステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製、調節ネジ２０をステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製としたりすることもできる。なお、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）より、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）の方が剛性である。
このねじ切り部１１ｄでは、貫通孔１１に対する調節ネジ２０の密着性が高いため、水素ガスやヘリウムガス等の低分子ガスであっても、流通が制限される。これに対して、雄ネジ２１が雌ネジ部１１ａに螺合している部分では、ガスは比較的自由に流通できる。
したがって、ねじ切り部１１ｄの形成度合い、すなわち、調節ネジ２０のねじ込み度合いにより、ガス流量の絞り加減を調節することができる。
調節ネジ２０の本体１０への螺挿は、角穴２２にレンチを差し込むことにより、容易に行うことができる。
【００１０】
ガス流量絞りユニット１は、例えば図２に示すようにして配管中に組み込むことができる。図２において、符号３０は本体１０に螺合する継手部材である。継手部材３０は袋ナット部３１と接続部３２とからなり、袋ナット部３１には本体１０の雄ネジ１２に螺合する雌ネジ３３と中継孔３４が設けられている。また、接続部３２には、中継孔３４と連通し、下流側配管Ｌ１が挿入される下流側配管挿入部３５が設けられている。また、接続部３２は、周面に雄ネジ３６を有している。
また、符号４０は継手部材３０に螺合する袋ナットである。袋ナット４０は、下流側配管Ｌ１が挿入される挿入孔４１と、継手部材３０の雄ネジ３６と螺合する雌ネジ４２を有している。そして、下流側配管Ｌ１を挿入孔４１に挿入し、締め付け部材６１をかませた状態で袋ナット４０を締め付けることにより、下流側配管Ｌ１を継手部材３０に取り付けられるようになっている。
また、符号５０は本体１０に螺合する袋ナットである。袋ナット５０は、上流側配管Ｌ２が挿入される挿入孔５１と、本体１０の雄ネジ１３と螺合する雌ネジ５２を有している。そして、上流側配管Ｌ２を挿入孔５１に挿入し、締め付け部材６２をかませた状態で袋ナット５０を締め付けることにより、上流側配管Ｌ２を本体１０に取り付けられるようになっている。
【００１１】
なお、本実施形態では、中継部１１ｃの口径を一定としたが、中継部１１ｃの口径が一定である必要はなく、例えば、中継部１１ｃの配管挿入部１１ｂ側をさらに小さい口径としてもよい。
また、配管挿入部１１ｂの口径を中継部１１ｃの口径より大きくすることは必ずしも必要ではなく、配管挿入部１１ｂの口径が中継部１１ｃの口径と同一であってもよい。
また、本実施形態では、調節ネジ２０を本体１０より剛性の材質としたが、本体１０の方が調節ネジ２０より剛性の材質であってもよい。この場合、雄ネジ２１の中継部１１ｃに螺挿された部分が潰れるか摩耗することにより、貫通孔１１に対する調節ネジ２０の密着性が得られる。また、調節ネジ２０と本体１０との剛性が略同等であってもよい。この場合、雄ネジ２１が貫通孔１１に食い込みつつ雄ネジ２１の中継部１１ｃに螺挿された部分が潰れるか摩耗することにより、貫通孔１１に対する調節ネジ２０の密着性が得られる。
【００１２】
［ガス流量絞りユニットの調整方法］
図３を用いて、ガス流量絞りユニット１の調整方法を説明する。図３に示すように、ガス入口１５０ａからガスが導入される調整流路１５０上に、開閉弁ＳＶＡ、減圧弁ＣＶＡ、圧力計ＰＡ、流量計１５１、ガス流量絞りユニット１を順次接続する。ここで、ガス流量絞りユニット１は、本体１０の配管挿入部１１ｂ側を上流側として接続する。
この図３の状態で、圧力計ＰＡを見ながら減圧弁ＣＶＡを操作し、実際にガス流量絞りユニット１を使用する際と同等の圧力にまでガス流量絞りユニット１に供給されるガスの圧力を減圧する。そして、ガス流量絞りユニット１の本体１０に調節ネジ２０をねじ込んでいき、流量計１５１の測定値が所定の流量となったときにねじ込みを中止する。
なお、流量計１５１の測定値が所定の流量未満となってしまった際は、調節ネジ２０を一旦緩め、その後再度ねじ込みを行う。
これにより、同等の圧力下で使用すれば、同等の流量にまでガス流量を絞れるように調整することができる。なお、この調整中、ガス流量絞りユニット１は恒温槽に入れ、実際にガス流量絞りユニット１を使用する際と同等の温度条件下におくことが好ましい。
【００１３】
［分析装置］
図４は、本発明の分析計の一実施形態に係るガスクロマトグラフ装置で、本実施形態に係るガス流量絞りユニット１が組み込まれたものである。
図４のガスクロマトグラフ装置は、計量管Ｍに試料ガスである大気を導入するサンプリング状態と、計量管Ｍに導入した大気を分離カラムＣに供給する分析状態とを切り換えて、大気中のメタンと、メタン以外の炭化水素（非メタン炭化水素）とを分離して測定するガスクロマトグラフ装置である。
なお、図４に示した各三方弁はいずれも電磁弁であり、図中白の三角で示したポートはオフのときのみに開となる常開ポート、図中黒の三角で示したポートはオンのときのみに開となる常閉ポート、図中白と黒の三角で示したポートは、オンオフにかかわらず開となる共通ポートである。また、図４に示した各二方弁はいずれも電磁弁であり、オンのときのみに２つのポートが連通する開閉弁である。
【００１４】
本実施形態のガスクロマトグラフ装置は、キャリヤガス入口１１０ａから排出口１１０ｂまでの主流路１１０を備えている。この主流路１１０には、キャリヤガス入口１１０ａ側から、減圧弁ＣＶ１、圧力計Ｐ１、三方弁ＳＶ１、計量管Ｍ、三方弁ＳＶ２、三方弁ＳＶ３、三方弁ＳＶ４、三方弁ＳＶ５、分離カラムＣ、三方弁ＳＶ６、三方弁ＳＶ７、検出器Ｄが順次設けられている。
三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７は、いずれも共通ポートと常閉ポートを用いて主流路１１０に設けられており、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンのときに主流路１１０をキャリヤガスが通過できるようになっている。本実施形態では、図示しない制御装置により、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンとなる分析状態と、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオフとなるサンプリング状態とを、交互に切り換えられるようになっている。
【００１５】
主流路１１０には、第１バイパス１１１と、第２バイパス１２と、第３バイパス１１３とが接続されている。第１バイパスは、圧力計Ｐ１の下流側であり三方弁ＳＶ１の上流側である位置と、三方弁ＳＶ３とを繋いで主流路１１０に接続されている。第２バイパスは、三方弁ＳＶ４と三方弁ＳＶ６とを繋いで主流路１１０に接続されている。第３バイパスは、三方弁ＳＶ５と三方弁ＳＶ７とを繋いで主流路１１０に接続されている。これら各バイパスは、いずれも各三方弁の常開ポートに繋がれている。
【００１６】
また、三方弁ＳＶ２の常開ポートには試料ガス供給路１１４が繋がれている。試料ガス供給路１１４の上流側には、三方弁ＳＶ８を介して試料ガス導入路１１５とスパンガス導入路１１６とが繋がれている。試料ガス導入路１１５の上流端は試料大気入口１１５ａとされている。試料大気入口１１５ａ近傍にはフィルター１１５ｂが設けられており、粉塵等が取り除かれた状態で試料ガス供給路１１４に大気を供給できるようになっている。スパンガス導入路１１６の上流端はスパンガス入口１１６ａとされている。本実施形態のガスクロマトグラフ装置は、大気中のメタンと、メタン以外の炭化水素（非メタン炭化水素）とを測定するので、スパンガスとしては、メタンと非メタン（プロパン、オルト-キシレン等）を含むガスが通常使用される。
図示しない制御装置により、三方弁ＳＶ８は、通常はオフとされて試料ガス導入路１１５と試料ガス供給路１１４とを連通させ、校正時にはオンとされてスパンガス導入路１１６と試料ガス供給路１１４とを連通させるようになっている。
【００１７】
また、三方弁ＳＶ１の常開ポートには試料ガス流出路１１７が繋がれている。試料ガス流出路には、二方弁ＳＶ１１が設けられている。二方弁ＳＶ１１は、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンとなるタイミング（分析状態）と同期して閉となり、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオフとなるタイミング（サンプリング状態）と同期して開となるように、図示しない制御装置によって制御されている。
【００１８】
検出器ＤはＦＩＤである。そのため、検出器Ｄに水素を供給する燃料水素供給路１２０と、大気を供給する助燃ガス供給路１３０とを備えている。
燃料水素供給路１２０には、水素ガス入口１２０ａ側から、二方弁ＳＶ１２、減圧弁ＣＶ２、圧力計Ｐ２、バッファー１２１、ガス流量絞りユニット１が設けられている。
減圧弁ＣＶ２で減圧された水素ガスの流れをガス流量絞りユニット１で絞ることによって、所定の流量の水素ガスを検出器Ｄに供給することができる。
【００１９】
検出器Ｄへの所定流量の水素ガスの供給は具体的には以下のように行う。まず、図３を用いて説明した調整を減圧弁ＣＶ２による減圧と同等の減圧条件下で行い、ガス流量絞りユニット１を調整する。そして、この調整が完了したガス流量絞りユニット１を図４のように燃料水素供給路１２０に組み込み、助燃ガス供給路１３０から大気を供給しつつ所定の試料ガスを導入したときの検出器Ｄの出力を確認する。そして、水素ガスの流量が、助燃ガス供給路１３０から供給される大気の流量とバランスするように減圧弁ＣＶ２を微調整する。バランスが良好か否かは検出器Ｄの出力で判断できる。すなわち、検出器Ｄの出力が最大となるように減圧弁ＣＶ２を微調整する。
なお、ガス流量絞りユニット１は恒温槽内に配置され、図３を用いて説明した調整時と同じ温度条件下で使用されることが好ましい。
【００２０】
ガス流量絞りユニット１は、図２を用いて説明したように、本体１０の配管挿入部１１ｂに上流側の配管を挿入し、調節ネジ２０側から流出する水素ガスをＦＩＤに導くように接続するのが好ましいが、本体１０の配管挿入部１１ｂに下流側の配管を挿入し、調節ネジ２０側に減圧弁ＣＶ２からの水素ガスを供給するように接続してもよい。
なお、二方弁ＳＶ１２は、電源断となったときに水素ガスの供給を遮断するための弁であり、電源が供給されガスクロマトグラフ装置が稼働中の間は開とされている。また、バッファー２１は、電源断とされたとき、検出器Ｄへの水素の供給が急に停止しないようにするためのものである。
【００２１】
助燃ガス供給路１３０の上流側には、二方弁ＳＶ１３を介して助燃ガス導入路１３１が接続されている。助燃ガス導入路１３１の上流端は助燃ガス入口１３１ａとされている。助燃ガス入口１３１ａ近傍にはフィルター１３１ｂが設けられており、粉塵等が取り除かれた状態で助燃ガス供給路１３０に大気を供給できるようになっている。また、助燃ガス供給路１３０には、二方弁ＳＶ１３側から、ポンプ１３２、ドライヤ１３３、燃焼炉１３４、減圧弁ＣＶ３、圧力計Ｐ３が順次設けられている。ここで、ドライヤ１３３は大気中の水分を除くものであり、燃焼炉１３４は大気中の可燃成分を燃焼させるものである。ドライヤ１３３と燃焼炉１３４により、精製された大気が検出器Ｄに供給できるようになっている。
【００２２】
二方弁ＳＶ１３は、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンとなるタイミング（分析状態）と同期して開となり、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオフとなるタイミング（サンプリング状態）と同期して閉となるように、図示しない制御装置によって制御されている。つまり、二方弁ＳＶ１３は二方弁ＳＶ１１が開のとき閉となり、二方弁ＳＶ１１が閉のときに開となる。
したがって、二方弁ＳＶ１１及び二方弁ＳＶ１３は、協働してサンプリング状態のときに試料ガス流出路と助燃ガス供給路とを連通させ、分析状態のときに助燃ガス導入路と助燃ガス供給路とを連通させるように切り換える機能を有する。
【００２３】
なお、本実施形態では、各流路は、アルミブロック中に形成され、このアルミブロックの表面等に各三方弁や二方弁等を配置するようにしている。そのため、各流路の長さを短くして、デッドボリュームを最小限に抑えることができる。また、各流路を配管で形成しなくても良いので、装置全体の小型化、低コスト化が可能である。
【００２４】
本実施形態のガスクロマトグラフ装置は、以下の（１）サンプリング状態と（２）分析状態とを繰り返すことにより、大気中のメタンおよび非メタン一定間隔にて継続的に測定することができる。
【００２５】
（１）サンプリング状態
サンプリング状態では、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７をオフとすると共に、二方弁ＳＶ１１を開、二方弁ＳＶ１２を開、二方弁ＳＶ１３を閉とする。また、三方弁ＳＶ８はオフとしておく、
この状態では、大気がポンプ１３２の吸引力により試料大気入口１１５ａから導入され、試料ガス導入路１１５、試料ガス供給路１１４、計量管Ｍ、試料ガス流出路１１７、助燃ガス供給路１３０の順に流れる。これにより、計量管Ｍ内の気体は新たに測定する大気に置換される。また、計量管Ｍを通過した大気が検出器Ｄに助燃ガスとして供給される。一方水素ガスが燃料水素供給路１２０を流れて検出器Ｄに供給される。
なお、試料ガス導入路１１５、試料ガス供給路１１４、計量管Ｍ、試料ガス流出路１１７内の大気の圧力は、ポンプ１３２の吸引力により大気圧未満となっている。次の（２）分析状態において、大気圧下で計量された大気を分離カラムＣへと供給するためには、（２）分析状態への移行に先立って、二方弁ＳＶ１１だけを開から閉とし、計量管Ｍ内の圧力を、予め大気圧としておくことが好ましい。
【００２６】
また、キャリヤガスは各バイパスを経由して検出器Ｄに至る。具体的には、圧力計Ｐ１を通過した後第１バイパス１１１を流れ、サンプリング中の計量管Ｍを迂回して主流路１１０に戻る。
次に、第２バイパス１１２を流れ、三方弁ＳＶ６から三方弁ＳＶ５の方向に分離カラムＣを流れ、次いで第３バイパス１１３を経由して主流路１１０に戻り検出器Ｄへと流れる。その結果、分離カラムＣがバックフラッシュされ、前回の測定で吸着された成分が除去されて分析状態への移行が可能となる。
【００２７】
（２）分析状態
分析状態では、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７をオンとすると共に、二方弁ＳＶ１１を閉、二方弁ＳＶ１２を開、二方弁ＳＶ１３を開とする。また、三方弁ＳＶ８はオフとしておく、
これにより、大気がポンプ１３２の吸引力により助燃ガス入口１３１ａから導入され、助燃ガス導入路１３１、助燃ガス供給路１３０の順に流れ、検出器Ｄに助燃ガスとして供給される。一方水素ガスが燃料水素供給路１２０を流れて検出器Ｄに供給される。すなわち、検出器Ｄへの助燃ガスと水素ガスの供給は、サンプリング状態か分析状態かにかかわらず継続される。
【００２８】
また、キャリヤガスは、主流路１１０を流れ、計量管Ｍ内の大気を押し流しつつ、三方弁ＳＶ５から三方弁ＳＶ６の方向に分離カラムＣを流れる。これにより、分離カラムＣにより大気中の成分が分離される。分離された大気中の成分は、キャリヤガスと共に検出器Ｄに送られ、順次検出される。これにより、大気中のメタンと非メタンを分離して測定することができる。
【００２９】
なお、三方弁ＳＶ８をオンとして試料大気に換えてスパンガスを導入するようにするほかは、上記（１）、（２）と同様にすれば、スパン構成を行うことができる。
スパン校正は、要求される測定精度等に応じて適宜のタイミングで行えばよい。
【００３０】
本発明では、切換手段を総て電磁弁で構成しているので、キャリヤガスの圧力は、０．２ＭＰａ以下であることが好ましい。キャリヤガスの圧力は、分離カラムＣの充填長が長いほど高圧とする必要があるので、分離カラムＣの充填長は分離に支障のない範囲で短くすることが好ましい。
本実施形態のように、メタン及び非メタンを測定する場合、一般に、上流側の充填剤を珪藻土系の充填剤、下流側の充填剤をエチルビニルベンゼンとジビニルベンゼンの共重合体とすることが行われるが、これらの充填剤のさらに下流側に活性炭を充填することが好ましい。これにより、全体の充填長を短くしても良好な分離が可能となる。
【００３１】
本実施形態では、サンプリング状態と分析状態の切換を総て電磁弁（三方弁又は二方弁）で構成したが、１０方弁等の多方弁を使用してもよい。また、本実施形態の計量管に換えて濃縮管を用いてもよい。
また、本実施形態では、分離カラムを有するガスクロマトグラフ装置としたが、本発明の分析計は、分離カラムのないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス流量絞りユニットの、（ａ）は分解状態、（ｂ）は組み立て状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るガス流量絞りユニットを配管に組み込んだ状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るガス流量絞りユニットを調整する際の流路構成を示す概略構成図である。
【図４】本発明の分析計の一実施形態に係るガスクロマトグラフ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…ガス流量絞りユニット、１０…本体、１１…貫通孔、１１ａ…雌ネジ部、
１１ｂ…配管挿入部、１１ｃ…中継部、１２、１３…雄ネジ、
２０…調節ネジ、２１…雄ネジ、２２…角穴、
３０…継手部材、４０、５０…袋ナット、６１、６２…締め付け部材、
１５０…調整流路、１５１…流量計、ＰＡ…圧力計、ＣＶＡ…減圧弁、
１１０…主流路、１１１…第１バイパス、１１２…第２バイパス、
１１３…第３バイパス、１１４…試料ガス供給路、１１５…試料ガス導入路、
１１６…スパンガス導入路、１１７…試料ガス流出路、
１２０…燃料水素供給路、１３０…助燃ガス供給路、１３１…助燃ガス導入路、
１３２…ポンプ、ＳＶ１〜ＳＶ８…三方弁、ＳＶ１１〜ＳＶ１３…二方弁、
Ｍ…計量管、Ｃ…分離カラム、Ｄ…検出器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガス流量絞りユニット、特に水素ガス等、低分子ガスの流量調節に適したガス流量絞りユニットに関する。また、このガス流量絞りユニットを用いた流量調節システム、分析計、及びガス流量絞りユニットの調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
分析計、特にガス分析計の分野では、ガスの流量を一定に制御することが求められている。例えば、ガスクロマトグラフ装置のキャリヤガスや、水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）に供給する水素ガス等の流量を制御することは、正確な分析を行う上で重要である。
そこで、従来から様々な流量調節機構が提案されている。例えば、特許文献１には、ガス流出口に対して円錐状の突起を有するプランジャを進退させ、ガス流出口の開口面積を調整することによって流量を制御する流量制御弁が開示されている。
また、特許文献２には、流量調節用のキャピラリーが開示されている。キャピラリーは流路抵抗が大きいため、その内部にガスを通過させることにより、その流量を低下させることができる。この場合、流量の調節はキャピラリーの長さを調整することにより行う。
また、細い貫通孔が形成された円筒部材の貫通孔にピンを打ち込み、貫通孔とピンとの隙間をガス流路とすることにより流量を低下させる流量絞りも知られている。この場合、貫通孔に対するピンの打ち込み量により流量の調節を行っている。
【特許文献１】特開平８−２７１４９２号公報
【特許文献２】特開２０００−９６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１のように。プランジャの進退で流量を調節する流量制御弁によって、水素ガス等の流量調節を行おうとすると、極僅かにプランジャを後退させただけで、大きく流量が増大してしまう。そのため、分子量の小さいガスの流量調節は、事実上できなかった。
また、特許文献２のようなキャピラリーを用いた場合、水素ガス等の流量調節には長いキャピラリーが必要であり、コイル状に巻くなどしてもある程度の設置場所を要するものであった。また、流量の調節は長さを徐々に短くしながら試行錯誤的に行わなければならず、一旦短くしすぎるともはや使用することができない。そのため、キャピラリーを用いて所望の流量を得ることは、非常に時間を要するものであった。
また、円筒部材とピンを用いた流量絞りでは、貫通孔に対するピンの打ち込み量は、円筒部材とピンを配管中からはずさなければ調整できない。そのため、流量の調節は、打ち込み量を適当に設定して配管に取付け、所望の流量でなければ、再度取り外して打ち込み量を変えるという繰り返しが必要である。また、少しずつ打ち込み量を多くすることはできても、少しずつ打ち込み量を減らすことは困難である。そのため、打ち込みすぎた場合は、最初から調整をやり直さなければならなかった。したがって、この流量絞りを用いて所望の流量を得ることも、非常に時間を要するものであった。
【０００４】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、水素ガス等の低分子ガスであっても簡便に精密な流量調節が可能で、しかも特段の設置場所を要さないガス流量絞りユニット、また、このガス流量絞りユニットを用いた流量調節システム、分析計、及びこのガス流量絞りユニットの簡便な調整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】
【０００５】
上記の課題を達成するために、本発明は以下の構成を採用した。
［１］貫通孔を有する本体と、雄ネジを有する調節ネジを備え、
前記貫通孔は、一端側に前記調節ネジが螺合する雌ネジ部を有し、かつ該雌ネジ部に隣接する部分の口径が前記調節ネジの雄ネジの外径より小さいことを特徴とするガス流量絞りユニット
［２］前記調節ネジが、前記本体への挿入後端側に有底の角穴を有する［１］に記載のガス流量絞りユニット。
【０００６】
［３］ガス供給源の下流側に設けられる減圧弁と、該減圧弁の下流側に設けられる［１］又は［２］に記載のガス流量絞りユニットと、を備えることを特徴とする流量調節システム。
［４］［３］に記載の流量調節システムと、該流量調節システムの下流側に設けられた水素炎イオン化検出器とを備え、前記流量調節システムにより流量を調節されるガスが水素ガスであることを特徴とする分析計。
［５］さらに、分離カラムを有し、前記水素炎イオン化検出器に前記分離カラムの流出端が接続されている［４］に記載の分析計。
［６］［１］又は［２］に記載のガス流量絞りユニットの調整方法であって、ガス供給源の下流側に減圧弁と流量計と前記ガス流量絞りユニットの本体とを順次接続し、前記流量計の測定値が所定の流量となるように前記本体に前記調節ネジをねじ込むことを特徴とするガス流量絞りユニットの調整方法。
【発明の効果】
【０００７】
［１］の発明では、本体の貫通孔における雄ネジの外径より小さい部分に調節ネジがねじ込まれる度合いによって本体と調節ネジとの密着の程度が調整できる。そのため、水素ガス等の低分子ガスであっても精密かつ簡便に流量絞りが可能である。しかも、配管中にの僅かな場所に設置できる。
［２］の発明では、調節ネジが角穴を有するので、レンチ等を用いたねじ込みが可能である。
［３］の発明では、水素ガス等の低分子ガスであっても精密かつ簡便に流量調節が可能である。
［４］又は［５］の発明では、水素炎イオン化検出器に供給する水素ガス流量を精密かつ簡便に調節できるので、感度の高い分析計とすることができる。
［６］の発明によれば、配管に接続したまま実際にガスを流してガス流量絞りユニットの調整を行えるので、精密かつ簡便にガス流量絞りユニットを調整できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
［ガス流量絞りユニット］
本発明に係るガス流量絞りユニットの一実施形態を、図１を参照しつつ説明する。図１（ａ）に示すように、本実施形態のガス流量絞りユニット１は本体１０と調節ネジ２０とから構成されている。
本体１０は貫通孔１１と、一端側の周面に設けられた雄ネジ１２と、他端側の周面に設けられた雄ネジ１３とを有している。貫通孔１１は、雄ネジ１２側が雌ネジ部１１ａ、他端側が配管挿入部１１ｂとされ、雌ネジ部１１ａと配管挿入部１１ｂとの間が中継部１１ｃとされている。配管挿入部１１ｂの口径は中継部１１ｃの口径より大きく、配管挿入部１１ｂと中継部１１ｃの口径差により、配管を挿入する際の位置決めが容易となっている。
調節ネジ２０は、周面に雌ネジ部１１ａと螺合する雄ネジ２１を有し、一端側に断面６角形の有底の角穴２２が軸方向に設けられている。雄ネジ２１の外径は貫通孔１１の中継部１１ｃの口径より若干大きくされている。すなわち、中継部１１ｃの口径は雄ネジ２１の外径より若干小さい。
【０００９】
図１（ｂ）に示すように、調節ネジ２０を雌ネジ部１１ａに螺挿し、さらに進めて中継部１１ｃの一部にまで螺挿した状態では、中継部１１ｃの螺挿された部分は、調節ネジ２０の雄ネジ２１が食い込んだねじ切り部１１ｄとなる。
本実施形態では、調節ネジ２０が本体１０より剛性の材質とされている。これにより、ねじ切り部１１ｄの形成が容易となる。例えば本体１０を真鍮製、調節ネジ２０をステンレス鋼製とすることができる。また、本体１０をステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）製、調節ネジ２０をステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）製としたりすることもできる。なお、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４）より、ステンレス鋼（ＳＵＳ３１６）の方が剛性である。
このねじ切り部１１ｄでは、貫通孔１１に対する調節ネジ２０の密着性が高いため、水素ガスやヘリウムガス等の低分子ガスであっても、流通が制限される。これに対して、雄ネジ２１が雌ネジ部１１ａに螺合している部分では、ガスは比較的自由に流通できる。
したがって、ねじ切り部１１ｄの形成度合い、すなわち、調節ネジ２０のねじ込み度合いにより、ガス流量の絞り加減を調節することができる。
調節ネジ２０の本体１０への螺挿は、角穴２２にレンチを差し込むことにより、容易に行うことができる。
【００１０】
ガス流量絞りユニット１は、例えば図２に示すようにして配管中に組み込むことができる。図２において、符号３０は本体１０に螺合する継手部材である。継手部材３０は袋ナット部３１と接続部３２とからなり、袋ナット部３１には本体１０の雄ネジ１２に螺合する雌ネジ３３と中継孔３４が設けられている。また、接続部３２には、中継孔３４と連通し、下流側配管Ｌ１が挿入される下流側配管挿入部３５が設けられている。また、接続部３２は、周面に雄ネジ３６を有している。
また、符号４０は継手部材３０に螺合する袋ナットである。袋ナット４０は、下流側配管Ｌ１が挿入される挿入孔４１と、継手部材３０の雄ネジ３６と螺合する雌ネジ４２を有している。そして、下流側配管Ｌ１を挿入孔４１に挿入し、締め付け部材６１をかませた状態で袋ナット４０を締め付けることにより、下流側配管Ｌ１を継手部材３０に取り付けられるようになっている。
また、符号５０は本体１０に螺合する袋ナットである。袋ナット５０は、上流側配管Ｌ２が挿入される挿入孔５１と、本体１０の雄ネジ１３と螺合する雌ネジ５２を有している。そして、上流側配管Ｌ２を挿入孔５１に挿入し、締め付け部材６２をかませた状態で袋ナット５０を締め付けることにより、上流側配管Ｌ２を本体１０に取り付けられるようになっている。
【００１１】
なお、本実施形態では、中継部１１ｃの口径を一定としたが、中継部１１ｃの口径が一定である必要はなく、例えば、中継部１１ｃの配管挿入部１１ｂ側をさらに小さい口径としてもよい。
また、配管挿入部１１ｂの口径を中継部１１ｃの口径より大きくすることは必ずしも必要ではなく、配管挿入部１１ｂの口径が中継部１１ｃの口径と同一であってもよい。
また、本実施形態では、調節ネジ２０を本体１０より剛性の材質としたが、本体１０の方が調節ネジ２０より剛性の材質であってもよい。この場合、雄ネジ２１の中継部１１ｃに螺挿された部分が潰れるか摩耗することにより、貫通孔１１に対する調節ネジ２０の密着性が得られる。また、調節ネジ２０と本体１０との剛性が略同等であってもよい。この場合、雄ネジ２１が貫通孔１１に食い込みつつ雄ネジ２１の中継部１１ｃに螺挿された部分が潰れるか摩耗することにより、貫通孔１１に対する調節ネジ２０の密着性が得られる。
【００１２】
［ガス流量絞りユニットの調整方法］
図３を用いて、ガス流量絞りユニット１の調整方法を説明する。図３に示すように、ガス入口１５０ａからガスが導入される調整流路１５０上に、開閉弁ＳＶＡ、減圧弁ＣＶＡ、圧力計ＰＡ、流量計１５１、ガス流量絞りユニット１を順次接続する。ここで、ガス流量絞りユニット１は、本体１０の配管挿入部１１ｂ側を上流側として接続する。
この図３の状態で、圧力計ＰＡを見ながら減圧弁ＣＶＡを操作し、実際にガス流量絞りユニット１を使用する際と同等の圧力にまでガス流量絞りユニット１に供給されるガスの圧力を減圧する。そして、ガス流量絞りユニット１の本体１０に調節ネジ２０をねじ込んでいき、流量計１５１の測定値が所定の流量となったときにねじ込みを中止する。
なお、流量計１５１の測定値が所定の流量未満となってしまった際は、調節ネジ２０を一旦緩め、その後再度ねじ込みを行う。
これにより、同等の圧力下で使用すれば、同等の流量にまでガス流量を絞れるように調整することができる。なお、この調整中、ガス流量絞りユニット１は恒温槽に入れ、実際にガス流量絞りユニット１を使用する際と同等の温度条件下におくことが好ましい。
【００１３】
［分析装置］
図４は、本発明の分析計の一実施形態に係るガスクロマトグラフ装置で、本実施形態に係るガス流量絞りユニット１が組み込まれたものである。
図４のガスクロマトグラフ装置は、計量管Ｍに試料ガスである大気を導入するサンプリング状態と、計量管Ｍに導入した大気を分離カラムＣに供給する分析状態とを切り換えて、大気中のメタンと、メタン以外の炭化水素（非メタン炭化水素）とを分離して測定するガスクロマトグラフ装置である。
なお、図４に示した各三方弁はいずれも電磁弁であり、図中白の三角で示したポートはオフのときのみに開となる常開ポート、図中黒の三角で示したポートはオンのときのみに開となる常閉ポート、図中白と黒の三角で示したポートは、オンオフにかかわらず開となる共通ポートである。また、図４に示した各二方弁はいずれも電磁弁であり、オンのときのみに２つのポートが連通する開閉弁である。
【００１４】
本実施形態のガスクロマトグラフ装置は、キャリヤガス入口１１０ａから排出口１１０ｂまでの主流路１１０を備えている。この主流路１１０には、キャリヤガス入口１１０ａ側から、減圧弁ＣＶ１、圧力計Ｐ１、三方弁ＳＶ１、計量管Ｍ、三方弁ＳＶ２、三方弁ＳＶ３、三方弁ＳＶ４、三方弁ＳＶ５、分離カラムＣ、三方弁ＳＶ６、三方弁ＳＶ７、検出器Ｄが順次設けられている。
三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７は、いずれも共通ポートと常閉ポートを用いて主流路１１０に設けられており、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンのときに主流路１１０をキャリヤガスが通過できるようになっている。本実施形態では、図示しない制御装置により、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンとなる分析状態と、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオフとなるサンプリング状態とを、交互に切り換えられるようになっている。
【００１５】
主流路１１０には、第１バイパス１１１と、第２バイパス１２と、第３バイパス１１３とが接続されている。第１バイパスは、圧力計Ｐ１の下流側であり三方弁ＳＶ１の上流側である位置と、三方弁ＳＶ３とを繋いで主流路１１０に接続されている。第２バイパスは、三方弁ＳＶ４と三方弁ＳＶ６とを繋いで主流路１１０に接続されている。第３バイパスは、三方弁ＳＶ５と三方弁ＳＶ７とを繋いで主流路１１０に接続されている。これら各バイパスは、いずれも各三方弁の常開ポートに繋がれている。
【００１６】
また、三方弁ＳＶ２の常開ポートには試料ガス供給路１１４が繋がれている。試料ガス供給路１１４の上流側には、三方弁ＳＶ８を介して試料ガス導入路１１５とスパンガス導入路１１６とが繋がれている。試料ガス導入路１１５の上流端は試料大気入口１１５ａとされている。試料大気入口１１５ａ近傍にはフィルター１１５ｂが設けられており、粉塵等が取り除かれた状態で試料ガス供給路１１４に大気を供給できるようになっている。スパンガス導入路１１６の上流端はスパンガス入口１１６ａとされている。本実施形態のガスクロマトグラフ装置は、大気中のメタンと、メタン以外の炭化水素（非メタン炭化水素）とを測定するので、スパンガスとしては、メタンと非メタン（プロパン、オルト-キシレン等）を含むガスが通常使用される。
図示しない制御装置により、三方弁ＳＶ８は、通常はオフとされて試料ガス導入路１１５と試料ガス供給路１１４とを連通させ、校正時にはオンとされてスパンガス導入路１１６と試料ガス供給路１１４とを連通させるようになっている。
【００１７】
また、三方弁ＳＶ１の常開ポートには試料ガス流出路１１７が繋がれている。試料ガス流出路には、二方弁ＳＶ１１が設けられている。二方弁ＳＶ１１は、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンとなるタイミング（分析状態）と同期して閉となり、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオフとなるタイミング（サンプリング状態）と同期して開となるように、図示しない制御装置によって制御されている。
【００１８】
検出器ＤはＦＩＤである。そのため、検出器Ｄに水素を供給する燃料水素供給路１２０と、大気を供給する助燃ガス供給路１３０とを備えている。
燃料水素供給路１２０には、水素ガス入口１２０ａ側から、二方弁ＳＶ１２、減圧弁ＣＶ２、圧力計Ｐ２、バッファー１２１、ガス流量絞りユニット１が設けられている。
減圧弁ＣＶ２で減圧された水素ガスの流れをガス流量絞りユニット１で絞ることによって、所定の流量の水素ガスを検出器Ｄに供給することができる。
【００１９】
検出器Ｄへの所定流量の水素ガスの供給は具体的には以下のように行う。まず、図３を用いて説明した調整を減圧弁ＣＶ２による減圧と同等の減圧条件下で行い、ガス流量絞りユニット１を調整する。そして、この調整が完了したガス流量絞りユニット１を図４のように燃料水素供給路１２０に組み込み、助燃ガス供給路１３０から大気を供給しつつ所定の試料ガスを導入したときの検出器Ｄの出力を確認する。そして、水素ガスの流量が、助燃ガス供給路１３０から供給される大気の流量とバランスするように減圧弁ＣＶ２を微調整する。バランスが良好か否かは検出器Ｄの出力で判断できる。すなわち、検出器Ｄの出力が最大となるように減圧弁ＣＶ２を微調整する。
なお、ガス流量絞りユニット１は恒温槽内に配置され、図３を用いて説明した調整時と同じ温度条件下で使用されることが好ましい。
【００２０】
ガス流量絞りユニット１は、図２を用いて説明したように、本体１０の配管挿入部１１ｂに上流側の配管を挿入し、調節ネジ２０側から流出する水素ガスをＦＩＤに導くように接続するのが好ましいが、本体１０の配管挿入部１１ｂに下流側の配管を挿入し、調節ネジ２０側に減圧弁ＣＶ２からの水素ガスを供給するように接続してもよい。
なお、二方弁ＳＶ１２は、電源断となったときに水素ガスの供給を遮断するための弁であり、電源が供給されガスクロマトグラフ装置が稼働中の間は開とされている。また、バッファー２１は、電源断とされたとき、検出器Ｄへの水素の供給が急に停止しないようにするためのものである。
【００２１】
助燃ガス供給路１３０の上流側には、二方弁ＳＶ１３を介して助燃ガス導入路１３１が接続されている。助燃ガス導入路１３１の上流端は助燃ガス入口１３１ａとされている。助燃ガス入口１３１ａ近傍にはフィルター１３１ｂが設けられており、粉塵等が取り除かれた状態で助燃ガス供給路１３０に大気を供給できるようになっている。また、助燃ガス供給路１３０には、二方弁ＳＶ１３側から、ポンプ１３２、ドライヤ１３３、燃焼炉１３４、減圧弁ＣＶ３、圧力計Ｐ３が順次設けられている。ここで、ドライヤ１３３は大気中の水分を除くものであり、燃焼炉１３４は大気中の可燃成分を燃焼させるものである。ドライヤ１３３と燃焼炉１３４により、精製された大気が検出器Ｄに供給できるようになっている。
【００２２】
二方弁ＳＶ１３は、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオンとなるタイミング（分析状態）と同期して開となり、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７の総てがオフとなるタイミング（サンプリング状態）と同期して閉となるように、図示しない制御装置によって制御されている。つまり、二方弁ＳＶ１３は二方弁ＳＶ１１が開のとき閉となり、二方弁ＳＶ１１が閉のときに開となる。
したがって、二方弁ＳＶ１１及び二方弁ＳＶ１３は、協働してサンプリング状態のときに試料ガス流出路と助燃ガス供給路とを連通させ、分析状態のときに助燃ガス導入路と助燃ガス供給路とを連通させるように切り換える機能を有する。
【００２３】
なお、本実施形態では、各流路は、アルミブロック中に形成され、このアルミブロックの表面等に各三方弁や二方弁等を配置するようにしている。そのため、各流路の長さを短くして、デッドボリュームを最小限に抑えることができる。また、各流路を配管で形成しなくても良いので、装置全体の小型化、低コスト化が可能である。
【００２４】
本実施形態のガスクロマトグラフ装置は、以下の（１）サンプリング状態と（２）分析状態とを繰り返すことにより、大気中のメタンおよび非メタン一定間隔にて継続的に測定することができる。
【００２５】
（１）サンプリング状態
サンプリング状態では、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７をオフとすると共に、二方弁ＳＶ１１を開、二方弁ＳＶ１２を開、二方弁ＳＶ１３を閉とする。また、三方弁ＳＶ８はオフとしておく、
この状態では、大気がポンプ１３２の吸引力により試料大気入口１１５ａから導入され、試料ガス導入路１１５、試料ガス供給路１１４、計量管Ｍ、試料ガス流出路１１７、助燃ガス供給路１３０の順に流れる。これにより、計量管Ｍ内の気体は新たに測定する大気に置換される。また、計量管Ｍを通過した大気が検出器Ｄに助燃ガスとして供給される。一方水素ガスが燃料水素供給路１２０を流れて検出器Ｄに供給される。
なお、試料ガス導入路１１５、試料ガス供給路１１４、計量管Ｍ、試料ガス流出路１１７内の大気の圧力は、ポンプ１３２の吸引力により大気圧未満となっている。次の（２）分析状態において、大気圧下で計量された大気を分離カラムＣへと供給するためには、（２）分析状態への移行に先立って、二方弁ＳＶ１１だけを開から閉とし、計量管Ｍ内の圧力を、予め大気圧としておくことが好ましい。
【００２６】
また、キャリヤガスは各バイパスを経由して検出器Ｄに至る。具体的には、圧力計Ｐ１を通過した後第１バイパス１１１を流れ、サンプリング中の計量管Ｍを迂回して主流路１１０に戻る。
次に、第２バイパス１１２を流れ、三方弁ＳＶ６から三方弁ＳＶ５の方向に分離カラムＣを流れ、次いで第３バイパス１１３を経由して主流路１１０に戻り検出器Ｄへと流れる。その結果、分離カラムＣがバックフラッシュされ、前回の測定で吸着された成分が除去されて分析状態への移行が可能となる。
【００２７】
（２）分析状態
分析状態では、三方弁ＳＶ１〜ＳＶ７をオンとすると共に、二方弁ＳＶ１１を閉、二方弁ＳＶ１２を開、二方弁ＳＶ１３を開とする。また、三方弁ＳＶ８はオフとしておく、
これにより、大気がポンプ１３２の吸引力により助燃ガス入口１３１ａから導入され、助燃ガス導入路１３１、助燃ガス供給路１３０の順に流れ、検出器Ｄに助燃ガスとして供給される。一方水素ガスが燃料水素供給路１２０を流れて検出器Ｄに供給される。すなわち、検出器Ｄへの助燃ガスと水素ガスの供給は、サンプリング状態か分析状態かにかかわらず継続される。
【００２８】
また、キャリヤガスは、主流路１１０を流れ、計量管Ｍ内の大気を押し流しつつ、三方弁ＳＶ５から三方弁ＳＶ６の方向に分離カラムＣを流れる。これにより、分離カラムＣにより大気中の成分が分離される。分離された大気中の成分は、キャリヤガスと共に検出器Ｄに送られ、順次検出される。これにより、大気中のメタンと非メタンを分離して測定することができる。
【００２９】
なお、三方弁ＳＶ８をオンとして試料大気に換えてスパンガスを導入するようにするほかは、上記（１）、（２）と同様にすれば、スパン構成を行うことができる。
スパン校正は、要求される測定精度等に応じて適宜のタイミングで行えばよい。
【００３０】
本発明では、切換手段を総て電磁弁で構成しているので、キャリヤガスの圧力は、０．２ＭＰａ以下であることが好ましい。キャリヤガスの圧力は、分離カラムＣの充填長が長いほど高圧とする必要があるので、分離カラムＣの充填長は分離に支障のない範囲で短くすることが好ましい。
本実施形態のように、メタン及び非メタンを測定する場合、一般に、上流側の充填剤を珪藻土系の充填剤、下流側の充填剤をエチルビニルベンゼンとジビニルベンゼンの共重合体とすることが行われるが、これらの充填剤のさらに下流側に活性炭を充填することが好ましい。これにより、全体の充填長を短くしても良好な分離が可能となる。
【００３１】
本実施形態では、サンプリング状態と分析状態の切換を総て電磁弁（三方弁又は二方弁）で構成したが、１０方弁等の多方弁を使用してもよい。また、本実施形態の計量管に換えて濃縮管を用いてもよい。
また、本実施形態では、分離カラムを有するガスクロマトグラフ装置としたが、本発明の分析計は、分離カラムのないものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の一実施形態に係るガス流量絞りユニットの、（ａ）は分解状態、（ｂ）は組み立て状態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るガス流量絞りユニットを配管に組み込んだ状態を示す縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るガス流量絞りユニットを調整する際の流路構成を示す概略構成図である。
【図４】本発明の分析計の一実施形態に係るガスクロマトグラフ装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００３３】
１…ガス流量絞りユニット、１０…本体、１１…貫通孔、１１ａ…雌ネジ部、
１１ｂ…配管挿入部、１１ｃ…中継部、１２、１３…雄ネジ、
２０…調節ネジ、２１…雄ネジ、２２…角穴、
３０…継手部材、４０、５０…袋ナット、６１、６２…締め付け部材、
１５０…調整流路、１５１…流量計、ＰＡ…圧力計、ＣＶＡ…減圧弁、
１１０…主流路、１１１…第１バイパス、１１２…第２バイパス、
１１３…第３バイパス、１１４…試料ガス供給路、１１５…試料ガス導入路、
１１６…スパンガス導入路、１１７…試料ガス流出路、
１２０…燃料水素供給路、１３０…助燃ガス供給路、１３１…助燃ガス導入路、
１３２…ポンプ、ＳＶ１〜ＳＶ８…三方弁、ＳＶ１１〜ＳＶ１３…二方弁、
Ｍ…計量管、Ｃ…分離カラム、Ｄ…検出器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貫通孔を有する本体と、雄ネジを有する調節ネジを備え、
前記貫通孔は、一端側に前記調節ネジが螺合する雌ネジ部を有し、かつ該雌ネジ部に隣接する部分の口径が前記調節ネジの雄ネジの外径より小さいことを特徴とするガス流量絞りユニット。
【請求項２】
前記調節ネジが、前記本体への挿入後端側に有底の角穴を有する請求項１に記載のガス流量絞りユニット。
【請求項３】
ガス供給源の下流側に設けられる減圧弁と、該減圧弁の下流側に設けられる請求項１又は２に記載のガス流量絞りユニットと、を備えることを特徴とする流量調節システム。
【請求項４】
請求項３に記載の流量調節システムと、該流量調節システムの下流側に設けられた水素炎イオン化検出器とを備え、前記流量調節システムにより流量を調節されるガスが水素ガスであることを特徴とする分析計。
【請求項５】
さらに、分離カラムを有し、前記水素炎イオン化検出器に前記分離カラムの流出端が接続されている請求項４に記載の分析計。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のガス流量絞りユニットの調整方法であって、ガス供給源の下流側に減圧弁と流量計と前記ガス流量絞りユニットの本体とを順次接続し、前記流量計の測定値が所定の流量となるように前記本体に前記調節ネジをねじ込むことを特徴とするガス流量絞りユニットの調整方法。
【請求項１】
貫通孔を有する本体と、雄ネジを有する調節ネジを備え、
前記貫通孔は、一端側に前記調節ネジが螺合する雌ネジ部を有し、かつ該雌ネジ部に隣接する部分の口径が前記調節ネジの雄ネジの外径より小さいことを特徴とするガス流量絞りユニット。
【請求項２】
前記調節ネジが、前記本体への挿入後端側に有底の角穴を有する請求項１に記載のガス流量絞りユニット。
【請求項３】
ガス供給源の下流側に設けられる減圧弁と、該減圧弁の下流側に設けられる請求項１又は２に記載のガス流量絞りユニットと、を備えることを特徴とする流量調節システム。
【請求項４】
請求項３に記載の流量調節システムと、該流量調節システムの下流側に設けられた水素炎イオン化検出器とを備え、前記流量調節システムにより流量を調節されるガスが水素ガスであることを特徴とする分析計。
【請求項５】
さらに、分離カラムを有し、前記水素炎イオン化検出器に前記分離カラムの流出端が接続されている請求項４に記載の分析計。
【請求項６】
請求項１又は２に記載のガス流量絞りユニットの調整方法であって、ガス供給源の下流側に減圧弁と流量計と前記ガス流量絞りユニットの本体とを順次接続し、前記流量計の測定値が所定の流量となるように前記本体に前記調節ネジをねじ込むことを特徴とするガス流量絞りユニットの調整方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１４７３１０（Ｐ２００７−１４７３１０Ａ）
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３８４７０（Ｐ２００５−３３８４７０）
【出願日】平成１７年１１月２４日（２００５．１１．２４）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月１４日（２００７．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月２４日（２００５．１１．２４）
【出願人】（０００２１９４５１）東亜ディーケーケー株式会社 (204)
【Ｆターム（参考）】
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