排ガス分析装置及びプローブユニット
【課題】作業者の安全性の確保及び周辺機器への熱影響を解消し、また、煙道内の圧力影響による不具合を解消する。
【解決手段】ガスセンサ４を内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスをガスセンサ４に導くセンサホルダ５と、センサホルダ５に設けられてガスセンサ４に冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口Ｐ１が煙道外に設けられた冷却用空気流路Ｌ２と、一端が冷却用空気排気口Ｐ２に接続され、他端が煙道内に連通する排出管９と、排出管９上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁１０と、を備える。
【解決手段】ガスセンサ４を内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスをガスセンサ４に導くセンサホルダ５と、センサホルダ５に設けられてガスセンサ４に冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口Ｐ１が煙道外に設けられた冷却用空気流路Ｌ２と、一端が冷却用空気排気口Ｐ２に接続され、他端が煙道内に連通する排出管９と、排出管９上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁１０と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジン、ボイラ、廃棄物燃焼炉、工業用炉等の燃焼装置の排気管に取り付けられて、当該排気管内の煙道を流れる排ガスに含まれる所定成分を分析する排ガス分析装置及びこれに用いられるプローブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、煙道内の排ガスに含まれる酸素又は窒素酸化物等の所定成分を検出して分析する排ガス分析装置としては、特許文献１又は特許文献２に示すように、煙道内にプローブユニットを直接挿入して取り付け、当該プローブユニットにより排ガスをサンプリングすると共に、その排ガス中の例えば酸素又は窒素酸化物等の所定成分を検出するものがある。
【０００３】
具体的にこのプローブユニットは、ガスを内部に導入するための複数のガス導入口を有するガスセンサと、このガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、を備えている。
【０００４】
特許文献１のプローブユニットにおいては、空気供給管からセンサホルダ内に供給された冷却用空気が、冷却用空気流路を通ってガスセンサの基端部に向かって流れ、空気導出孔を通って煙道外、つまり排気管が設けられている周囲に排出されるように構成されている。なお、ガスセンサの基端部には、外部に検出信号を取り出すためのリード線が例えば半田付けによって接続されており、ガスセンサの基端部に冷却用空気を当てるのは、検出信号に含まれるノイズを可及的に小さくするためである。
【０００５】
しかしながら、このように煙道外に冷却用空気を排出する構成では、冷却用空気流路を通過して高温（例えば約４００℃）に加熱された冷却用空気が外部に排出されることになり、作業者の安全面で問題があるだけでなく、周辺機器への熱影響が懸念される。
【０００６】
また特許文献２のプローブユニットにおいては、ガスセンサの基端部に吹き付けられた冷却用空気がセンサホルダの側壁に設けられた連通孔を介して煙道内に排出されるように構成されている。
【０００７】
しかしながら、煙道内の圧力が加圧状態の場合に、冷却用空気の空気供給源が停電等で停止してしまうと、センサホルダの側壁に設けられた連通孔を介して煙道内の高温の排ガスがセンサホルダ内に流れ込んでしまう。そうすると、ガスセンサに高温の排ガスが当たってしまい、ガスセンサへの熱影響が問題となる。特に、ガスセンサの基端部におけるリード線との接続部に高温の排ガスが当たると、接続部が劣化又は損傷してしまうだけでなく、検出信号のノイズが大きくなってしまうという問題がある。また、センサホルダ内に排ガス中のダストが侵入してセンサホルダ内部が汚れてしまうという問題もあり、その清掃作業が煩雑であり、多大の作業時間が必要となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１８４２６６号公報
【特許文献２】特開２００９−４２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、作業者の安全性の確保及び周辺機器への熱影響を解消し、また、煙道内の圧力影響による不具合を解消することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係るプローブユニットは、煙道を流れる排ガスをサンプリングするプローブユニットであって、ガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、前記センサホルダに設けられて前記ガスセンサに冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口が煙道外に設けられた冷却用空気流路と、一端が前記冷却用空気排気口に接続され、他端が煙道内に連通する排出管と、前記排出管上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このようなものであれば、冷却用空気排出口に排出管を接続し、この排出管を煙道内に連通させているので、加熱された冷却用空気が煙道外に排出されることなく、作業者の安全性を確保することできると共に、周辺機器への熱影響を解消することができる。また、排出管に逆止弁を設けているので、煙道内の圧力が加圧状態において、煙道内の排ガスが冷却用空気流路に流れ込むことを防止することができるので、煙道内の圧力影響による不具合を解消することができる。
【００１２】
前記センサホルダが内管及び外管からなる二重管構造を有するものであり、前記内管内に前記ガスセンサが保持されるとともに、その内管内に前記冷却用空気流路における往路が形成され、前記内管及び前記外管により形成される空間に前記冷却用空気流路における復路が形成され、前記内管の軸方向先端側に前記往路及び前記復路を連通する連通孔が形成されていることが望ましい。これならば、連通孔が軸方向先端側に形成されているので、冷却用空気がガスセンサにおける内管内の収容部分全体に当たるので、ガスセンサを十分に冷却することができる。また、内管及び外管の間の空気を冷却用空気が流れることによって、煙道内の排ガスとの間で断熱効果を奏し、ガスセンサを一層冷却することができる。
【００１３】
また、本発明に係る排ガス分析装置は、上記プローブユニットを用いたものであって、ガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、前記センサホルダに設けられて前記ガスセンサに冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口が煙道外に設けられた冷却用空気流路と、一端が前記冷却用空気排気口に接続され、他端が煙道内に連通する排出管と、前記排出管上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成した本発明によれば、作業者の安全性の確保及び周辺機器への熱影響を解消し、また、煙道内の圧力影響による不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス分析装置において、主として校正ガス流路及び清掃・測定ガス流路を示す模式図である。
【図２】同実施形態の排ガス分析装置において、主として冷却用空気流路を示す模式図である。
【図３】同実施形態のプローブユニットの先端部を示す軸方向に沿った断面図である。
【図４】同実施形態のプローブユニットの分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る排ガス分析装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
＜装置構成＞
本実施形態に係る排ガス分析装置１００は、例えば石炭焚きボイラ又は重油焚きボイラ等のボイラ、又はガスエンジン、船舶用エンジン等の内燃機関に接続された排気管Ｈ内の煙道を流れる排ガスＧに含まれる所定成分（例えばＮＯＸ、ＳＯＸ、ＣＯ２、ＣＯ等）を分析する直接挿入型の排ガス分析装置である。なお、この排ガス分析装置１００により得られた分析結果（例えば所定成分の濃度）は、脱硝又は脱硫の制御等に用いられる。
【００１８】
具体的にこのものは、図１及び図２に示すように、排気管Ｈに固定されることにより、その先端部が煙道内に突出して設けられ、内部に所定成分を検出するガスセンサ４を有するプローブユニット２と、当該プローブユニット２からの検出信号を受信して、当該検出信号を受信して、排ガスＧに含まれる所定成分を連続的かつ高速応答で分析する制御ユニット３と、を備える。なお、制御ユニット３は、演算処理部及び表示部等（不図示）を備えており、プローブユニット２と制御ユニット３とはケーブル接続されている。
【００１９】
プローブユニット２は、図１及び図２に示すように、煙道を流れる排ガスＧをサンプリングし、そのサンプリングした排ガスＧに含まれる所定成分を検出するものであり、図３に示すように、ガスを内部に導入するための複数のガス導入孔４ａを有するガスセンサ４と、ガスセンサ４を内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスＧをガスセンサ４に導くセンサホルダ５と、を備えている。
【００２０】
ガスセンサ４は、板状又は棒状の酸素イオン伝導性固体電解質を用いた高温作動型のセンサ素子と、当該センサ素子を加熱するヒータと、前記センサ素子及びヒータを収容する概略筒形状をなすセンサケースと、を備えている。そして、センサケースの先端側には、図３に示すように、ガスをセンサ素子に導くための複数個のガス導入孔４ａが、当該センサケースの周方向に所定間隔をおいて形成（本実施形態では９０度等配）されている。また、センサ素子には一対の電極が設けられており、両電極間の電位差に起因して発生する電流を測定することによって、排ガスＧ中の所定成分の濃度を検出可能に構成されている。センサケースの基端部には、前記センサ素子により生じた電流を外部に出力するためのリード線Ｃが例えば半田付けによって接続されている（図３参照）。
【００２１】
センサホルダ５は、概略円筒形状をなすものであり、少なくとも排気管Ｈ内に挿入される部分の外側周面の外径が一定となるように構成されている。また、センサホルダ５の基端部には、排気管Ｈに設けられた取り付け部Ｈ１にねじ固定するためのフランジ部５０１が形成されている（図１等参照）。センサホルダ５の先端部には、図３に示すように、センサホルダ５内部に排ガスＧを導入するための開口部５０２が形成されている。また、当該開口部５０２には、センサホルダ５内にサンプリングされる排ガスＧ中のダストを除去するための防塵用のフィルタＦが設けられている。なお、図３における符号６は、センサホルダ５の先端部から延出し、開口部５０２及びフィルタＦの前方の空間を少なくとも煙道上流側から囲むように設けられた囲み板である。
【００２２】
フィルタＦは、表面積を可及的に大きくするために、概略有底筒形状をなし、その底壁が先端側となるように前記センサホルダ５の開口部５０２を覆うように取り付けられる。この構成により、フィルタＦの表面積を可及的に大きくし、フィルタＦの目詰まりによる排ガスＧの不通を防止することができる。また、校正時におけるフィルタＦの目詰まりによる圧力影響を軽減することもできる。
【００２３】
また、センサホルダ５は、図３に示すように、内管５１１及び外管５１２からなる二重管構造を有する二重管要素５１と、当該二重管要素５１の先端側内部にガスセンサ４を収容して固定するための固定用要素５２とを有している。そして、二重管要素５１の内管５１１内にガスセンサ４の基端部が収容されるとともに、固定用要素５２内にガスセンサ４の先端部が収容される。具体的に固定用要素５２は、内部にガスセンサ４の先端部（ガス導入孔４ａが形成された部分を含む。）を収容する中空部５２１を有する。この中空部５２１の先端側開口が、センサホルダ５の開口部５０２となる。また、中空部５２１の内面５２１ａは、ガスセンサ４におけるガス導入孔４ａが形成された外側周面と同心円状に形成されている。
【００２４】
＜校正ガス流路Ｌ１について＞
そして、本実施形態のセンサホルダ５には、図３に示すように、ガスセンサ４のガス導入孔４ａを囲む側壁内面、つまり中空部５２１の内面５２１ａにおいて開口し、ガスセンサ４に校正ガスを供給する校正ガス流路Ｌ１が形成されている。
【００２５】
校正ガス流路Ｌ１は、センサホルダ５の内管５１１及び外管５１２の間において、センサホルダ５の軸方向に沿って設けられた校正ガス配管７と、この校正ガス配管７が接続される二重管要素５１の先端壁に形成された内部流路５１ａと、センサホルダ５の固定用要素５２内に形成された内部流路５２ａと、から構成される。なお、校正ガス配管７の外部接続ポート（不図示）には、校正ガス供給源（不図示）が接続される。固定用要素５２の内部流路５２ａの配管接続側開口部には、二重管要素５１の先端壁の内部流路５１ａに接続するための接続パイプ５２２が溶接されている。そして、この接続パイプ５２２が二重管要素５１の内部流路５１ａに嵌合することによって、校正ガス流路Ｌ１が形成される。
【００２６】
このように構成される校正ガス流路Ｌ１において、校正ガス流路Ｌ１における下流側開口側が、その流路を狭めることによって、校正ガスの流速を上げてガスセンサ４（具体的にガス導入孔４ａ）に供給されるように構成されている。詳細には、校正ガス配管７の内径（例えば６ｍｍ）よりも固定用要素５２内に形成された内部流路５２ａの内径を小さくすることによって（例えば４ｍｍ）、校正ガス流路Ｌ１における下流側開口側の流路を狭めるようにしている。
【００２７】
＜案内溝８について＞
しかして本実施形態のプローブユニット２のセンサホルダ５は、図３に示すように、校正ガス流路Ｌ１の下流側開口に連続して設けられ、校正ガス流路Ｌ１からの校正ガスを複数のガス導入孔４ａに行き渡らせるための案内溝８を有している。
【００２８】
この案内溝８は、中空部５２１の内面５２１ａにおいて複数のガス導入孔４ａに対向するようにその配列方向に沿って設けられている。本実施形態のガス導入孔４ａはガスセンサ４（具体的には円筒状をなすセンサケース）の周方向に沿って設けられていることから、案内溝８も周方向に沿って設けられている。また、案内溝８は、校正ガス流路Ｌ１から出た校正ガスが周方向に亘って万遍無く行き渡るようにすべく、中空部５２１の内面５２１ａの全周に亘って形成されている。なお、図２等において案内溝８は、断面Ｖ字状をなすものであるが、その他、案内溝８の沿って流れた校正ガスがガス導入孔４ａに向かって流れるものであれば良く、断面凹状をなすものであっても良いし、断面半円状をなすものであっても良い。
【００２９】
このように案内溝８を設けることによって、ガス導入孔４ａを囲む中空部５２１の内面５２１ａにおいて、複数のガス導入孔４ａの配列方向に沿って案内溝８を設けるという簡単な構成でありながら、校正ガス流路Ｌ１から供給された校正ガスは案内溝８に沿って流れることになり、煙道内の圧力影響、特に引圧による影響を受けにくくすることができ、校正ガスの消費量を増大化させることなく複数のガス導入孔４ａ全てに校正ガスを行き渡らせることができる。また、校正ガス流路Ｌ１の開口に連続した案内溝８が複数のガス導入孔４ａの配列方向に沿って設けられているので、校正ガス流路Ｌ１の開口とガス導入孔４ａとの位置関係に関係なく校正ガスをガス導入孔４ａに導くことができ、センサホルダ５内へのガスセンサ４の取り付けを簡単に行うことができる。
【００３０】
＜冷却用空気流路Ｌ２について＞
さらにセンサホルダ５には、図２に示すように、ガスセンサ４に冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口Ｐ１が煙道外に設けられた冷却用空気流路Ｌ２と、一端が冷却用空気排気口Ｐ１に接続され、他端が煙道内に連通する排出管９と、この排出管９上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁１０と、が設けられている。
【００３１】
冷却用空気流路Ｌ２は、図３に示すように、内管５１１内に形成された冷却用空気往路Ｌ２１と、内管５１１及び外管５１２により形成される空間内に形成される冷却用空気復路Ｌ２２とからなる。本実施形態では、内管５１１内の空間そのものが冷却用空気往路Ｌ２１を形成し、内管５１１及び外管５１２の間の空間そのものが冷却用空気復路Ｌ２２を形成する。そして、冷却用空気往路Ｌ２１及び冷却用空気復路Ｌ２２は、内管５１１の軸方向先端側に形成された１又は複数の連通孔５１１ｈにより連通している。
【００３２】
内管５１１の軸方向基端側には、冷却用空気を内管５１１内に導入するための冷却用空気供給源（不図示）が接続される。また、冷却用空気往路Ｌ２２の下流側開口（冷却用空気排出口Ｐ１）は、外管５１２の軸方向基端側に設けられることによって煙道外に設けられている。
【００３３】
このように内管５１１内の空間全体が冷却用空気往路Ｌ２１となるので、内管５１１内に収容されているガスセンサ４の基端部全体に万遍無く冷却用空気を当てることができ、ガスセンサ４の基端部を効率良く冷却することができる。また、内管５１１及び外管５１２の間の空気を冷却用空気が流れることによって、煙道内の排ガスＧとの間で断熱効果を奏し、ガスセンサ４を一層冷却することができる。
【００３４】
排出管９の他端は、フランジ部５０１に形成された貫通孔５０１ｈに接続されている。この貫通孔５０１ｈは、フランジ部５０１において煙道下流側に形成されている。そして、センサホルダ５のフランジ部５０１を排気管Ｈの取り付け部Ｈ１に固定した状態において、貫通孔５０１ｈを通過した冷却用空気は、センサホルダ５の外側周面と排気管Ｈのセンサホルダ５挿入孔の内面との間に形成された間隙Ｓ１内を通過して、プローブユニット２に対して煙道下流側に排出される。これにより、煙道を構成する排気管Ｈに何ら加工を施すことなく、冷却用空気排出口Ｐ１からの冷却用空気を煙道内に排出することができる。また、冷却用空気が煙道下流側に排出されることから、煙道内に冷却用空気を排出することによる測定結果への悪影響を防止することができる。さらに、逆止弁１０を煙道外に配置しているので、逆止弁が排ガスＧから受ける熱影響を無視することができる。
【００３５】
＜清掃・測定ガス流路Ｌ３について＞
さらにセンサホルダ５は、図１に示すように、フィルタＦを清掃するための清掃用ガスを供給、又はフィルタＦを通過した排ガスＧの一部をガスセンサ４とは異なる測定装置に導く清掃・測定ガス流路Ｌ３と、を備えている。
【００３６】
清掃・測定ガス流路Ｌ３は、図３に示すように、センサホルダ５の内管５１１及び外管５１２の間において、センサホルダ５の軸方向に沿って設けられた清掃・測定ガス配管（以下、単に清掃ガス配管１１という。）と、この清掃ガス配管１１が接続される二重管要素５１の先端壁に形成された内部流路５１ｂと、センサホルダ５の固定用要素５２内に形成された内部流路５２ｂと、から形成される。なお、清掃ガス配管１１の煙道外に設けられた外部接続ポートＰ２には、図３に示すように、清掃用ガス供給源１２又はガスセンサ４とは異なる測定装置１３が接続される。固定用要素５２の内部流路５２ｂの配管接続側開口部には、前記校正ガス流路Ｌ１と同様に、接続パイプ５２３が溶接されている。そして、この接続パイプ５２３が二重管要素５１の内部流路５１ｂに嵌合することによって清掃・測定ガス流路Ｌ３が形成される。なお、清掃・測定ガス流路Ｌ３を構成する固定用要素５２の内部流路５２ｂは、前記案内溝８において開口するように構成されているが、これに限られず、案内溝８を避けて開口させるようにしても良い。
【００３７】
このように構成された清掃・測定ガス流路Ｌ３において、フィルタ清掃時においては、清掃・測定ガス流路Ｌ３の接続ポートＰ２が清掃用ガス供給源１２に接続される。そして、当該清掃用ガス供給源１２から供給される清掃用ガスが清掃ガス配管１１及び内部流路５１ｂ、５２ｂを通って固定用要素５２の中空部５２１に供給され、中空部５２１に供給された清掃用ガスは、フィルタＦをガスセンサ側から煙道側に流れる。このようにフィルタＦに清掃用ガスを流すことによって、フィルタＦに詰まっているダストが煙道側に取り除かれる。
【００３８】
一方、測定時（例えば比較測定時又はガスセンサ４の感度測定時）においては、清掃・測定ガス流路Ｌ３の接続ポートＰ２がガスセンサ４とは異なる測定装置１３に接続される。そして、測定において、フィルタＦを通過した排ガスＧの一部が清掃ガス配管１１及び内部流路５１ｂ、５２ｂを通って測定装置１３に導かれ、測定装置１３において排ガスＧが測定される。ここで、接続する測定装置１３の種類を変更することによって、ガスセンサ４の感度劣化を点検するための比較測定を行うこともできるし、ガスセンサ４の測定項目とは異なる測定項目を測定することもできる。
【００３９】
また、校正時においては、固定用要素５２に供給された校正ガスの一部が内部流路５１ｂ、５２ｂ及び清掃ガス配管１１を通って測定装置１３に導かれることによって、校正ガスの既知の成分濃度と測定装置１３による測定結果とを比較することによって、センサホルダ５内におけるガス漏れなど点検することもできる。このとき、清掃・測定ガス流路Ｌ３が案内溝８に連続して開口しているので、校正ガス流路Ｌ１からの校正ガスを効率よく清掃・測定ガス流路Ｌ３に導くことができる。
【００４０】
＜組み立て方法及びシール構造について＞
最後に、プローブユニット２の組み立て方法について図４を参照して説明する。
まず固定用要素５２の中空部５２１の先端側開口（開口部５０２）近傍に黒鉛パッキン等のシール部材１４を介してフィルタＦを固定具１５によって固定する。なお、本実施形態の固定具１５は、キャップ型ものであり、固定用要素５２に形成された図示しないねじ部に螺合することによってフィルタＦを固定用要素５２に固定するものである。
【００４１】
一方で、ガスセンサ４のセンサケース外周面において、ガス導入孔４ａの後方に形成されたねじ部４ｂに黒鉛パッキン等のシール部材１６及びセンサ固定板１７をこの順で入れた後、固定用ナット１８をねじ部４ｂに螺合させる。そうすると、シール部材１６及びセンサ固定板１７は、固定用ナット１８及びセンサナット１９により挟持される。
【００４２】
その後、二重管要素５１内にガスセンサ４の基端部を挿入すると共に、ガスセンサ４の先端側から固定用要素５２を、当該固定用要素５２の各接続パイプ５２２、５２３が二重管要素５１の各内部流路５１ａ、５１ｂに嵌合するように嵌め入れる。そして、図示しない固定ねじによって二重管要素５１及び固定用要素５２を締結する。これによってシール部材１６及びセンサ固定板１７が二重管要素５１及び固定用要素５２によって挟持されてプローブユニット２が組み立てられる。このとき、ガスセンサ４に取り付けたシール部材１６が二重管要素５１及び固定用要素５２の間に介在する。これによって、ガス漏れの恐れのある部分が二重管要素５１側のみとなり、仮にガス漏れが生じた場合であっても、二重管要素５１及び固定用要素５２間のシール部材１６によりシールされることになる。したがって、少ないシール部材によってガス漏れを防ぐことができ、コスト低減、構造の簡単化及び組み立て作業の容易化を可能にすることができる。
【００４３】
また、図３中に示す部分拡大図及び図４に示すように、二重管要素５１の先端壁前面には、少なくともシール部材１６を収容する収容凹部５１ｘが形成されている。そして、二重管要素５１及び固定用要素５２と締結した状態において、シール部材１６が前記収容凹部５１ｘ内に収容され、煙道内の排ガスと直接接触しないように構成されている。これによって、シール部材１６が排ガスによって浸蝕されることを防ぐことができる。
【００４４】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る排ガス分析装置１００によれば、冷却用空気排出口Ｐ１に排出管９を接続し、この排出管９を煙道内に連通させているので、加熱された冷却用空気が煙道外に排出されることなく、作業者の安全性を確保することできると共に、周辺機器への熱影響を解消することができる。また、排出管９に逆止弁１０を設けているので、煙道内の圧力が加圧状態において、煙道内の排ガスが冷却用空気流路Ｌ２に流れ込むことを防止することができるので、煙道内の圧力影響による不具合を解消することができる。
【００４５】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４６】
例えば、前記実施形態では、センサホルダ５が二重管構造を備え、内管内の空間そのものを冷却用空気往路とし、内管及び外管の間の空間そのものを冷却用空気復路としているが、内管内に冷却用空気往路を構成する配管を設け、内管及び外管の間に冷却空気用復路を構成する配管を設けても良い。
【００４７】
また、センサホルダを二重管構造とすることなく、冷却用空気往路を構成する配管及び冷却空気用復路を構成する配管を設けても良い。
【００４８】
その上、前記実施形態の排出管の他端が接続される貫通孔は、フランジ部に形成されているが、排出管に形成しても良い。この場合、前記実施形態と同様、プローブユニットよりも煙道下流側に形成されることが好ましい。なお、煙道内に排出された冷却用空気の測定への影響が無視できる構成、つまり、センサホルダの開口部と貫通孔との距離が十分に取れるものであれば、貫通孔を煙道上流側に設けても良い。
【００４９】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１００・・・排ガス分析装置
２ ・・・プローブユニット
４ ・・・ガスセンサ
５ ・・・センサホルダ
Ｌ２ ・・・冷却用空気流路
Ｐ１ ・・・冷却用空気排出口
９ ・・・排出管
１０ ・・・逆止弁
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばエンジン、ボイラ、廃棄物燃焼炉、工業用炉等の燃焼装置の排気管に取り付けられて、当該排気管内の煙道を流れる排ガスに含まれる所定成分を分析する排ガス分析装置及びこれに用いられるプローブユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、煙道内の排ガスに含まれる酸素又は窒素酸化物等の所定成分を検出して分析する排ガス分析装置としては、特許文献１又は特許文献２に示すように、煙道内にプローブユニットを直接挿入して取り付け、当該プローブユニットにより排ガスをサンプリングすると共に、その排ガス中の例えば酸素又は窒素酸化物等の所定成分を検出するものがある。
【０００３】
具体的にこのプローブユニットは、ガスを内部に導入するための複数のガス導入口を有するガスセンサと、このガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、を備えている。
【０００４】
特許文献１のプローブユニットにおいては、空気供給管からセンサホルダ内に供給された冷却用空気が、冷却用空気流路を通ってガスセンサの基端部に向かって流れ、空気導出孔を通って煙道外、つまり排気管が設けられている周囲に排出されるように構成されている。なお、ガスセンサの基端部には、外部に検出信号を取り出すためのリード線が例えば半田付けによって接続されており、ガスセンサの基端部に冷却用空気を当てるのは、検出信号に含まれるノイズを可及的に小さくするためである。
【０００５】
しかしながら、このように煙道外に冷却用空気を排出する構成では、冷却用空気流路を通過して高温（例えば約４００℃）に加熱された冷却用空気が外部に排出されることになり、作業者の安全面で問題があるだけでなく、周辺機器への熱影響が懸念される。
【０００６】
また特許文献２のプローブユニットにおいては、ガスセンサの基端部に吹き付けられた冷却用空気がセンサホルダの側壁に設けられた連通孔を介して煙道内に排出されるように構成されている。
【０００７】
しかしながら、煙道内の圧力が加圧状態の場合に、冷却用空気の空気供給源が停電等で停止してしまうと、センサホルダの側壁に設けられた連通孔を介して煙道内の高温の排ガスがセンサホルダ内に流れ込んでしまう。そうすると、ガスセンサに高温の排ガスが当たってしまい、ガスセンサへの熱影響が問題となる。特に、ガスセンサの基端部におけるリード線との接続部に高温の排ガスが当たると、接続部が劣化又は損傷してしまうだけでなく、検出信号のノイズが大きくなってしまうという問題がある。また、センサホルダ内に排ガス中のダストが侵入してセンサホルダ内部が汚れてしまうという問題もあり、その清掃作業が煩雑であり、多大の作業時間が必要となってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−１８４２６６号公報
【特許文献２】特開２００９−４２１６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決するためになされたものであり、作業者の安全性の確保及び周辺機器への熱影響を解消し、また、煙道内の圧力影響による不具合を解消することをその主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち本発明に係るプローブユニットは、煙道を流れる排ガスをサンプリングするプローブユニットであって、ガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、前記センサホルダに設けられて前記ガスセンサに冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口が煙道外に設けられた冷却用空気流路と、一端が前記冷却用空気排気口に接続され、他端が煙道内に連通する排出管と、前記排出管上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
このようなものであれば、冷却用空気排出口に排出管を接続し、この排出管を煙道内に連通させているので、加熱された冷却用空気が煙道外に排出されることなく、作業者の安全性を確保することできると共に、周辺機器への熱影響を解消することができる。また、排出管に逆止弁を設けているので、煙道内の圧力が加圧状態において、煙道内の排ガスが冷却用空気流路に流れ込むことを防止することができるので、煙道内の圧力影響による不具合を解消することができる。
【００１２】
前記センサホルダが内管及び外管からなる二重管構造を有するものであり、前記内管内に前記ガスセンサが保持されるとともに、その内管内に前記冷却用空気流路における往路が形成され、前記内管及び前記外管により形成される空間に前記冷却用空気流路における復路が形成され、前記内管の軸方向先端側に前記往路及び前記復路を連通する連通孔が形成されていることが望ましい。これならば、連通孔が軸方向先端側に形成されているので、冷却用空気がガスセンサにおける内管内の収容部分全体に当たるので、ガスセンサを十分に冷却することができる。また、内管及び外管の間の空気を冷却用空気が流れることによって、煙道内の排ガスとの間で断熱効果を奏し、ガスセンサを一層冷却することができる。
【００１３】
また、本発明に係る排ガス分析装置は、上記プローブユニットを用いたものであって、ガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、前記センサホルダに設けられて前記ガスセンサに冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口が煙道外に設けられた冷却用空気流路と、一端が前記冷却用空気排気口に接続され、他端が煙道内に連通する排出管と、前記排出管上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
このように構成した本発明によれば、作業者の安全性の確保及び周辺機器への熱影響を解消し、また、煙道内の圧力影響による不具合を解消することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る排ガス分析装置において、主として校正ガス流路及び清掃・測定ガス流路を示す模式図である。
【図２】同実施形態の排ガス分析装置において、主として冷却用空気流路を示す模式図である。
【図３】同実施形態のプローブユニットの先端部を示す軸方向に沿った断面図である。
【図４】同実施形態のプローブユニットの分解断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明に係る排ガス分析装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１７】
＜装置構成＞
本実施形態に係る排ガス分析装置１００は、例えば石炭焚きボイラ又は重油焚きボイラ等のボイラ、又はガスエンジン、船舶用エンジン等の内燃機関に接続された排気管Ｈ内の煙道を流れる排ガスＧに含まれる所定成分（例えばＮＯＸ、ＳＯＸ、ＣＯ２、ＣＯ等）を分析する直接挿入型の排ガス分析装置である。なお、この排ガス分析装置１００により得られた分析結果（例えば所定成分の濃度）は、脱硝又は脱硫の制御等に用いられる。
【００１８】
具体的にこのものは、図１及び図２に示すように、排気管Ｈに固定されることにより、その先端部が煙道内に突出して設けられ、内部に所定成分を検出するガスセンサ４を有するプローブユニット２と、当該プローブユニット２からの検出信号を受信して、当該検出信号を受信して、排ガスＧに含まれる所定成分を連続的かつ高速応答で分析する制御ユニット３と、を備える。なお、制御ユニット３は、演算処理部及び表示部等（不図示）を備えており、プローブユニット２と制御ユニット３とはケーブル接続されている。
【００１９】
プローブユニット２は、図１及び図２に示すように、煙道を流れる排ガスＧをサンプリングし、そのサンプリングした排ガスＧに含まれる所定成分を検出するものであり、図３に示すように、ガスを内部に導入するための複数のガス導入孔４ａを有するガスセンサ４と、ガスセンサ４を内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスＧをガスセンサ４に導くセンサホルダ５と、を備えている。
【００２０】
ガスセンサ４は、板状又は棒状の酸素イオン伝導性固体電解質を用いた高温作動型のセンサ素子と、当該センサ素子を加熱するヒータと、前記センサ素子及びヒータを収容する概略筒形状をなすセンサケースと、を備えている。そして、センサケースの先端側には、図３に示すように、ガスをセンサ素子に導くための複数個のガス導入孔４ａが、当該センサケースの周方向に所定間隔をおいて形成（本実施形態では９０度等配）されている。また、センサ素子には一対の電極が設けられており、両電極間の電位差に起因して発生する電流を測定することによって、排ガスＧ中の所定成分の濃度を検出可能に構成されている。センサケースの基端部には、前記センサ素子により生じた電流を外部に出力するためのリード線Ｃが例えば半田付けによって接続されている（図３参照）。
【００２１】
センサホルダ５は、概略円筒形状をなすものであり、少なくとも排気管Ｈ内に挿入される部分の外側周面の外径が一定となるように構成されている。また、センサホルダ５の基端部には、排気管Ｈに設けられた取り付け部Ｈ１にねじ固定するためのフランジ部５０１が形成されている（図１等参照）。センサホルダ５の先端部には、図３に示すように、センサホルダ５内部に排ガスＧを導入するための開口部５０２が形成されている。また、当該開口部５０２には、センサホルダ５内にサンプリングされる排ガスＧ中のダストを除去するための防塵用のフィルタＦが設けられている。なお、図３における符号６は、センサホルダ５の先端部から延出し、開口部５０２及びフィルタＦの前方の空間を少なくとも煙道上流側から囲むように設けられた囲み板である。
【００２２】
フィルタＦは、表面積を可及的に大きくするために、概略有底筒形状をなし、その底壁が先端側となるように前記センサホルダ５の開口部５０２を覆うように取り付けられる。この構成により、フィルタＦの表面積を可及的に大きくし、フィルタＦの目詰まりによる排ガスＧの不通を防止することができる。また、校正時におけるフィルタＦの目詰まりによる圧力影響を軽減することもできる。
【００２３】
また、センサホルダ５は、図３に示すように、内管５１１及び外管５１２からなる二重管構造を有する二重管要素５１と、当該二重管要素５１の先端側内部にガスセンサ４を収容して固定するための固定用要素５２とを有している。そして、二重管要素５１の内管５１１内にガスセンサ４の基端部が収容されるとともに、固定用要素５２内にガスセンサ４の先端部が収容される。具体的に固定用要素５２は、内部にガスセンサ４の先端部（ガス導入孔４ａが形成された部分を含む。）を収容する中空部５２１を有する。この中空部５２１の先端側開口が、センサホルダ５の開口部５０２となる。また、中空部５２１の内面５２１ａは、ガスセンサ４におけるガス導入孔４ａが形成された外側周面と同心円状に形成されている。
【００２４】
＜校正ガス流路Ｌ１について＞
そして、本実施形態のセンサホルダ５には、図３に示すように、ガスセンサ４のガス導入孔４ａを囲む側壁内面、つまり中空部５２１の内面５２１ａにおいて開口し、ガスセンサ４に校正ガスを供給する校正ガス流路Ｌ１が形成されている。
【００２５】
校正ガス流路Ｌ１は、センサホルダ５の内管５１１及び外管５１２の間において、センサホルダ５の軸方向に沿って設けられた校正ガス配管７と、この校正ガス配管７が接続される二重管要素５１の先端壁に形成された内部流路５１ａと、センサホルダ５の固定用要素５２内に形成された内部流路５２ａと、から構成される。なお、校正ガス配管７の外部接続ポート（不図示）には、校正ガス供給源（不図示）が接続される。固定用要素５２の内部流路５２ａの配管接続側開口部には、二重管要素５１の先端壁の内部流路５１ａに接続するための接続パイプ５２２が溶接されている。そして、この接続パイプ５２２が二重管要素５１の内部流路５１ａに嵌合することによって、校正ガス流路Ｌ１が形成される。
【００２６】
このように構成される校正ガス流路Ｌ１において、校正ガス流路Ｌ１における下流側開口側が、その流路を狭めることによって、校正ガスの流速を上げてガスセンサ４（具体的にガス導入孔４ａ）に供給されるように構成されている。詳細には、校正ガス配管７の内径（例えば６ｍｍ）よりも固定用要素５２内に形成された内部流路５２ａの内径を小さくすることによって（例えば４ｍｍ）、校正ガス流路Ｌ１における下流側開口側の流路を狭めるようにしている。
【００２７】
＜案内溝８について＞
しかして本実施形態のプローブユニット２のセンサホルダ５は、図３に示すように、校正ガス流路Ｌ１の下流側開口に連続して設けられ、校正ガス流路Ｌ１からの校正ガスを複数のガス導入孔４ａに行き渡らせるための案内溝８を有している。
【００２８】
この案内溝８は、中空部５２１の内面５２１ａにおいて複数のガス導入孔４ａに対向するようにその配列方向に沿って設けられている。本実施形態のガス導入孔４ａはガスセンサ４（具体的には円筒状をなすセンサケース）の周方向に沿って設けられていることから、案内溝８も周方向に沿って設けられている。また、案内溝８は、校正ガス流路Ｌ１から出た校正ガスが周方向に亘って万遍無く行き渡るようにすべく、中空部５２１の内面５２１ａの全周に亘って形成されている。なお、図２等において案内溝８は、断面Ｖ字状をなすものであるが、その他、案内溝８の沿って流れた校正ガスがガス導入孔４ａに向かって流れるものであれば良く、断面凹状をなすものであっても良いし、断面半円状をなすものであっても良い。
【００２９】
このように案内溝８を設けることによって、ガス導入孔４ａを囲む中空部５２１の内面５２１ａにおいて、複数のガス導入孔４ａの配列方向に沿って案内溝８を設けるという簡単な構成でありながら、校正ガス流路Ｌ１から供給された校正ガスは案内溝８に沿って流れることになり、煙道内の圧力影響、特に引圧による影響を受けにくくすることができ、校正ガスの消費量を増大化させることなく複数のガス導入孔４ａ全てに校正ガスを行き渡らせることができる。また、校正ガス流路Ｌ１の開口に連続した案内溝８が複数のガス導入孔４ａの配列方向に沿って設けられているので、校正ガス流路Ｌ１の開口とガス導入孔４ａとの位置関係に関係なく校正ガスをガス導入孔４ａに導くことができ、センサホルダ５内へのガスセンサ４の取り付けを簡単に行うことができる。
【００３０】
＜冷却用空気流路Ｌ２について＞
さらにセンサホルダ５には、図２に示すように、ガスセンサ４に冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口Ｐ１が煙道外に設けられた冷却用空気流路Ｌ２と、一端が冷却用空気排気口Ｐ１に接続され、他端が煙道内に連通する排出管９と、この排出管９上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁１０と、が設けられている。
【００３１】
冷却用空気流路Ｌ２は、図３に示すように、内管５１１内に形成された冷却用空気往路Ｌ２１と、内管５１１及び外管５１２により形成される空間内に形成される冷却用空気復路Ｌ２２とからなる。本実施形態では、内管５１１内の空間そのものが冷却用空気往路Ｌ２１を形成し、内管５１１及び外管５１２の間の空間そのものが冷却用空気復路Ｌ２２を形成する。そして、冷却用空気往路Ｌ２１及び冷却用空気復路Ｌ２２は、内管５１１の軸方向先端側に形成された１又は複数の連通孔５１１ｈにより連通している。
【００３２】
内管５１１の軸方向基端側には、冷却用空気を内管５１１内に導入するための冷却用空気供給源（不図示）が接続される。また、冷却用空気往路Ｌ２２の下流側開口（冷却用空気排出口Ｐ１）は、外管５１２の軸方向基端側に設けられることによって煙道外に設けられている。
【００３３】
このように内管５１１内の空間全体が冷却用空気往路Ｌ２１となるので、内管５１１内に収容されているガスセンサ４の基端部全体に万遍無く冷却用空気を当てることができ、ガスセンサ４の基端部を効率良く冷却することができる。また、内管５１１及び外管５１２の間の空気を冷却用空気が流れることによって、煙道内の排ガスＧとの間で断熱効果を奏し、ガスセンサ４を一層冷却することができる。
【００３４】
排出管９の他端は、フランジ部５０１に形成された貫通孔５０１ｈに接続されている。この貫通孔５０１ｈは、フランジ部５０１において煙道下流側に形成されている。そして、センサホルダ５のフランジ部５０１を排気管Ｈの取り付け部Ｈ１に固定した状態において、貫通孔５０１ｈを通過した冷却用空気は、センサホルダ５の外側周面と排気管Ｈのセンサホルダ５挿入孔の内面との間に形成された間隙Ｓ１内を通過して、プローブユニット２に対して煙道下流側に排出される。これにより、煙道を構成する排気管Ｈに何ら加工を施すことなく、冷却用空気排出口Ｐ１からの冷却用空気を煙道内に排出することができる。また、冷却用空気が煙道下流側に排出されることから、煙道内に冷却用空気を排出することによる測定結果への悪影響を防止することができる。さらに、逆止弁１０を煙道外に配置しているので、逆止弁が排ガスＧから受ける熱影響を無視することができる。
【００３５】
＜清掃・測定ガス流路Ｌ３について＞
さらにセンサホルダ５は、図１に示すように、フィルタＦを清掃するための清掃用ガスを供給、又はフィルタＦを通過した排ガスＧの一部をガスセンサ４とは異なる測定装置に導く清掃・測定ガス流路Ｌ３と、を備えている。
【００３６】
清掃・測定ガス流路Ｌ３は、図３に示すように、センサホルダ５の内管５１１及び外管５１２の間において、センサホルダ５の軸方向に沿って設けられた清掃・測定ガス配管（以下、単に清掃ガス配管１１という。）と、この清掃ガス配管１１が接続される二重管要素５１の先端壁に形成された内部流路５１ｂと、センサホルダ５の固定用要素５２内に形成された内部流路５２ｂと、から形成される。なお、清掃ガス配管１１の煙道外に設けられた外部接続ポートＰ２には、図３に示すように、清掃用ガス供給源１２又はガスセンサ４とは異なる測定装置１３が接続される。固定用要素５２の内部流路５２ｂの配管接続側開口部には、前記校正ガス流路Ｌ１と同様に、接続パイプ５２３が溶接されている。そして、この接続パイプ５２３が二重管要素５１の内部流路５１ｂに嵌合することによって清掃・測定ガス流路Ｌ３が形成される。なお、清掃・測定ガス流路Ｌ３を構成する固定用要素５２の内部流路５２ｂは、前記案内溝８において開口するように構成されているが、これに限られず、案内溝８を避けて開口させるようにしても良い。
【００３７】
このように構成された清掃・測定ガス流路Ｌ３において、フィルタ清掃時においては、清掃・測定ガス流路Ｌ３の接続ポートＰ２が清掃用ガス供給源１２に接続される。そして、当該清掃用ガス供給源１２から供給される清掃用ガスが清掃ガス配管１１及び内部流路５１ｂ、５２ｂを通って固定用要素５２の中空部５２１に供給され、中空部５２１に供給された清掃用ガスは、フィルタＦをガスセンサ側から煙道側に流れる。このようにフィルタＦに清掃用ガスを流すことによって、フィルタＦに詰まっているダストが煙道側に取り除かれる。
【００３８】
一方、測定時（例えば比較測定時又はガスセンサ４の感度測定時）においては、清掃・測定ガス流路Ｌ３の接続ポートＰ２がガスセンサ４とは異なる測定装置１３に接続される。そして、測定において、フィルタＦを通過した排ガスＧの一部が清掃ガス配管１１及び内部流路５１ｂ、５２ｂを通って測定装置１３に導かれ、測定装置１３において排ガスＧが測定される。ここで、接続する測定装置１３の種類を変更することによって、ガスセンサ４の感度劣化を点検するための比較測定を行うこともできるし、ガスセンサ４の測定項目とは異なる測定項目を測定することもできる。
【００３９】
また、校正時においては、固定用要素５２に供給された校正ガスの一部が内部流路５１ｂ、５２ｂ及び清掃ガス配管１１を通って測定装置１３に導かれることによって、校正ガスの既知の成分濃度と測定装置１３による測定結果とを比較することによって、センサホルダ５内におけるガス漏れなど点検することもできる。このとき、清掃・測定ガス流路Ｌ３が案内溝８に連続して開口しているので、校正ガス流路Ｌ１からの校正ガスを効率よく清掃・測定ガス流路Ｌ３に導くことができる。
【００４０】
＜組み立て方法及びシール構造について＞
最後に、プローブユニット２の組み立て方法について図４を参照して説明する。
まず固定用要素５２の中空部５２１の先端側開口（開口部５０２）近傍に黒鉛パッキン等のシール部材１４を介してフィルタＦを固定具１５によって固定する。なお、本実施形態の固定具１５は、キャップ型ものであり、固定用要素５２に形成された図示しないねじ部に螺合することによってフィルタＦを固定用要素５２に固定するものである。
【００４１】
一方で、ガスセンサ４のセンサケース外周面において、ガス導入孔４ａの後方に形成されたねじ部４ｂに黒鉛パッキン等のシール部材１６及びセンサ固定板１７をこの順で入れた後、固定用ナット１８をねじ部４ｂに螺合させる。そうすると、シール部材１６及びセンサ固定板１７は、固定用ナット１８及びセンサナット１９により挟持される。
【００４２】
その後、二重管要素５１内にガスセンサ４の基端部を挿入すると共に、ガスセンサ４の先端側から固定用要素５２を、当該固定用要素５２の各接続パイプ５２２、５２３が二重管要素５１の各内部流路５１ａ、５１ｂに嵌合するように嵌め入れる。そして、図示しない固定ねじによって二重管要素５１及び固定用要素５２を締結する。これによってシール部材１６及びセンサ固定板１７が二重管要素５１及び固定用要素５２によって挟持されてプローブユニット２が組み立てられる。このとき、ガスセンサ４に取り付けたシール部材１６が二重管要素５１及び固定用要素５２の間に介在する。これによって、ガス漏れの恐れのある部分が二重管要素５１側のみとなり、仮にガス漏れが生じた場合であっても、二重管要素５１及び固定用要素５２間のシール部材１６によりシールされることになる。したがって、少ないシール部材によってガス漏れを防ぐことができ、コスト低減、構造の簡単化及び組み立て作業の容易化を可能にすることができる。
【００４３】
また、図３中に示す部分拡大図及び図４に示すように、二重管要素５１の先端壁前面には、少なくともシール部材１６を収容する収容凹部５１ｘが形成されている。そして、二重管要素５１及び固定用要素５２と締結した状態において、シール部材１６が前記収容凹部５１ｘ内に収容され、煙道内の排ガスと直接接触しないように構成されている。これによって、シール部材１６が排ガスによって浸蝕されることを防ぐことができる。
【００４４】
＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態に係る排ガス分析装置１００によれば、冷却用空気排出口Ｐ１に排出管９を接続し、この排出管９を煙道内に連通させているので、加熱された冷却用空気が煙道外に排出されることなく、作業者の安全性を確保することできると共に、周辺機器への熱影響を解消することができる。また、排出管９に逆止弁１０を設けているので、煙道内の圧力が加圧状態において、煙道内の排ガスが冷却用空気流路Ｌ２に流れ込むことを防止することができるので、煙道内の圧力影響による不具合を解消することができる。
【００４５】
＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４６】
例えば、前記実施形態では、センサホルダ５が二重管構造を備え、内管内の空間そのものを冷却用空気往路とし、内管及び外管の間の空間そのものを冷却用空気復路としているが、内管内に冷却用空気往路を構成する配管を設け、内管及び外管の間に冷却空気用復路を構成する配管を設けても良い。
【００４７】
また、センサホルダを二重管構造とすることなく、冷却用空気往路を構成する配管及び冷却空気用復路を構成する配管を設けても良い。
【００４８】
その上、前記実施形態の排出管の他端が接続される貫通孔は、フランジ部に形成されているが、排出管に形成しても良い。この場合、前記実施形態と同様、プローブユニットよりも煙道下流側に形成されることが好ましい。なお、煙道内に排出された冷却用空気の測定への影響が無視できる構成、つまり、センサホルダの開口部と貫通孔との距離が十分に取れるものであれば、貫通孔を煙道上流側に設けても良い。
【００４９】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【符号の説明】
【００５０】
１００・・・排ガス分析装置
２ ・・・プローブユニット
４ ・・・ガスセンサ
５ ・・・センサホルダ
Ｌ２ ・・・冷却用空気流路
Ｐ１ ・・・冷却用空気排出口
９ ・・・排出管
１０ ・・・逆止弁
【特許請求の範囲】
【請求項１】
煙道を流れる排ガスをサンプリングするプローブユニットであって、
ガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、
前記センサホルダに設けられて前記ガスセンサに冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口が煙道外に設けられた冷却用空気流路と、
一端が前記冷却用空気排気口に接続され、他端が煙道内に連通する排出管と、
前記排出管上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁と、を備えるプローブユニット。
【請求項２】
前記センサホルダが内管及び外管からなる二重管構造を有するものであり、
前記内管内に前記ガスセンサが保持されるとともに、その内管内に前記冷却用空気流路における往路が形成され、
前記内管及び前記外管により形成される空間に前記冷却用空気流路における復路が形成され、
前記内管の軸方向先端側に前記往路及び前記復路を連通する連通孔が形成されている請求項１記載のプローブユニット。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプローブユニットを用いた排ガス分析装置。
【請求項１】
煙道を流れる排ガスをサンプリングするプローブユニットであって、
ガスセンサを内部に保持し、煙道内に突出して設けられてその煙道を流れる排ガスを前記ガスセンサに導くセンサホルダと、
前記センサホルダに設けられて前記ガスセンサに冷却用空気を供給し、冷却用空気排出口が煙道外に設けられた冷却用空気流路と、
一端が前記冷却用空気排気口に接続され、他端が煙道内に連通する排出管と、
前記排出管上に設けられて冷却用空気排出口側から煙道側への流通のみを許容する逆止弁と、を備えるプローブユニット。
【請求項２】
前記センサホルダが内管及び外管からなる二重管構造を有するものであり、
前記内管内に前記ガスセンサが保持されるとともに、その内管内に前記冷却用空気流路における往路が形成され、
前記内管及び前記外管により形成される空間に前記冷却用空気流路における復路が形成され、
前記内管の軸方向先端側に前記往路及び前記復路を連通する連通孔が形成されている請求項１記載のプローブユニット。
【請求項３】
請求項１又は２記載のプローブユニットを用いた排ガス分析装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−２７６５４９（Ｐ２０１０−２７６５４９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３１４３６（Ｐ２００９−１３１４３６）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００１５５０２３）株式会社堀場製作所 (638)
【Ｆターム（参考）】
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