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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-01-17
(45)【発行日】2024-01-25
(54)【発明の名称】水分分離装置
(51)【国際特許分類】
G01N 1/22 20060101AFI20240118BHJP
【ＦＩ】
G01N1/22 P
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2020133576
(22)【出願日】2020-08-06
(65)【公開番号】P2022029959
(43)【公開日】2022-02-18
【審査請求日】2023-03-10
(73)【特許権者】
【識別番号】000167200
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトサーモシステム
(74)【代理人】
【識別番号】100128912
【弁理士】
【氏名又は名称】松岡 徹
(72)【発明者】
【氏名】中谷 淳司
【審査官】前田 敏行
(56)【参考文献】
【文献】実開平０７－０２０５４３（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１０－１９０８９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５５－１２５５３８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平１１－１３２９１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－０１８１４３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｎ １／２２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
水分を含むサンプルガスが導入され、前記サンプルガスが下方に流動する第１の配管と、前記第１の配管の少なくとも一部が内側に配置され、前記サンプルガスよりも温度の低い冷却ガスが導入されるとともに、前記冷却ガスが上方又は下方に流動する第２の配管と、
前記第１の配管の下端部が開口し、前記サンプルガスが前記第１の配管から導入されるとともに前記サンプルガスから分離された前記水分が前記下端部から滴下する出口室と、
前記出口室に連通するとともに前記出口室の下方に配置され、前記サンプルガスから分離された前記水分を回収する水分回収室と、
前記出口室に連通し、前記出口室に流出した前記サンプルガスを誘導するサンプルガス誘導部と、を備え、
前記出口室は、前記第２の配管に対して上下方向において隣接して配置されている、水分分離装置。
【請求項2】
請求項１に記載の水分分離装置であって、前記第１の配管及び前記第２の配管は、それぞれ上下に直線状に延びるように設けられ、
前記冷却ガスが、前記第１の配管における前記サンプルガスの流動方向と平行な方向に沿って前記第２の配管を流動する、水分分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、水分を含むサンプルガスから水分を分離する水分分離装置に関する。
【背景技術】
【0002】
採取されたサンプルガスの成分が、赤外分光光度計等の分析計を用いて分析される際には、サンプルガス中に水分が多く含まれると、成分の分析が困難となる。尚、赤外分光光度計によってサンプルガスの成分の分析が行われる場合、赤外線の吸収のピークの違いに基づく赤外スペクトルによる成分の分析が行われる。一方、水分としての水蒸気は赤外線を吸収する。このため、サンプルガス中の水蒸気が飽和している場合或いはサンプルガスが高湿度である場合のようにサンプルガス中に水分が多く含まれている場合、分析対象のサンプルガスと水分とにおいて赤外線の吸収のピークが重なってしまうことになる。したがって、サンプルガス中に水分が多く含まれると、赤外スペクトルによる成分の分析が困難となる。
【0003】
上記のように、サンプルガス中に水分が多く含まれると、分析計による成分の分析が困難となる。そこで、水分を多く含むサンプルガスからある程度水分を分離して水分を減少させた後にサンプルガスを分析計に供給し、サンプルガスの成分の分析を行うことが行われる。水分を含むサンプルガスから水分を分離する方法としては、冷却水等の液体の冷媒を用いた熱交換器を使用し、水分を含むサンプルガスを一旦冷却してサンプルガス中に含まれる水分の一部を凝縮させて分離する方法がある。しかし、この場合、液体の冷媒を用いた熱交換器が必要となり、設備コスト及び設置スペースの増大を招いてしまうことになる。
【0004】
上記に対し、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としない空冷式の水分分離装置として、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１に開示された水分分離装置は、サンプルガスを分析計に導入するためのサンプルガスラインに設けられるドレンセパレータ本体と、ドレンセパレータ本体の周囲を覆うとともに計装エアが導入されて排出される外筒容器とを備えて構成されている。そして、特許文献１の水分分離装置は、外筒容器内でドレンセパレータ本体に計装エアを吹き付けることによってドレンセパレータ本体内でサンプルガスを冷却してサンプルガス中の水分を分離させるように構成されている。尚、ドレンセパレータ本体はサンプルガスラインに設けられており、サンプルガスは、ドレンセパレータ本体の上端側においてドレンセパレータ本体に導入され、ドレンセパレータ本体の上端側においてドレンセパレータ本体から取り出される。また、ドレンセパレータ本体内でサンプルガスから分離された水分は、ドレンセパレータ本体の下部に設けられたドレン排出口から排出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開平１０－１９７４２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
特許文献１の水分分離装置は、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。しかしながら、特許文献１の水分分離装置によると、サンプルガスは、ドレンセパレータ本体の上端側において、ドレンセパレータ本体に導入されてドレンセパレータ本体から取り出される。そして、計装エアが外筒容器内でドレンセパレータ本体に吹き付けられることで、ドレンセパレータ本体内の上端側の領域を流動するサンプルガスが冷却される。このため、ドレンセパレータ本体を介したサンプルガスと計装エアとの間の熱交換を効率よく行うことができず、サンプルガスの冷却効率が低下することになる。また、サンプルガスの冷却効率が低いため、サンプルガスから十分に水分を分離することが難しく、水分の分離能力も低下することになる。
【0007】
したがって、サンプルガスの冷却効率を向上させ、水分の分離能力の向上を図ることができる水分分離装置の実現が望まれる。また、水分分離装置においては、サンプルガスの冷却効率の向上と水分の分離能力の向上とともに、更に、サンプルガスから分離した水分を容易に回収できるとともに水分が分離されたサンプルガスを分析計等の供給先へと効率よく誘導できることが望まれる。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みることにより、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる水分分離装置は、水分を含むサンプルガスが導入され、前記サンプルガスが下方に流動する第１の配管と、前記第１の配管の少なくとも一部が内側に配置され、前記サンプルガスよりも温度の低い冷却ガスが導入されるとともに、前記冷却ガスが上方又は下方に流動する第２の配管と、前記第１の配管の下端部が開口し、前記サンプルガスが前記第１の配管から導入されるとともに前記サンプルガスから分離された前記水分が前記下端部から滴下する出口室と、前記出口室に連通するとともに前記出口室の下方に配置され、前記サンプルガスから分離された前記水分を回収する水分回収室と、前記出口室に連通し、前記出口室に流出した前記サンプルガスを誘導するサンプルガス誘導部と、を備え、前記出口室は、前記第２の配管に対して上下方向において隣接して配置されている。
【0010】
この構成によると、第１の配管を流動するサンプルガスと第２の配管を流動する冷却ガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。そして、サンプルガスが冷却されることで、温度による飽和水蒸気量の違いに応じてサンプルガス中に含まれる水分の一部が凝縮する。これにより、サンプルガスから水分が凝縮されて分離される。よって、上記の構成によると、サンプルガスから水分を分離する際に、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。
【0011】
また、上記の構成によると、サンプルガスが第１の配管を下方に流動するとともに、第１の配管の内側に又は第１の配管が内側に配置された第２の配管を冷却ガスが上方又は下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、第１及び第２の配管のうちの一方が他方の内側に配置されて上下方向に延びる領域における上下方向の全長に亘って、サンプルガス及び冷却ガスが上下方向に沿って流れながらサンプルガスと冷却ガスとの間で効率よく熱交換が行われることになる。これにより、サンプルガスの冷却効率の向上を図れ、水分の分離能力の向上を図ることができる。
【0012】
更に、上記の構成によると、サンプルガスが冷却されて水分が分離されて下方に流動する第１の配管の下端部が出口室に開口しており、サンプルガスから分離された水分が出口室に滴下するとともに、水分が分離されたサンプルガスも出口室に流出する。このため、効率よく冷却して分離したサンプルガスと水分とを第１の配管から下方の出口室へとそのまま簡単に排出することができる。そして、水分は、出口室の下方の水分回収室に回収され、水分が分離されたサンプルガスは、出口室に連通するサンプルガス誘導部から誘導され、分析計等の供給先へと供給される。このため、上記の構成によると、サンプルガスから分離した水分を容易に回収するとともに水分が分離されたサンプルガスを効率よく誘導することができる。
【0013】
従って、上記の構成によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置を提供することができる。
【0014】
（２）前記第１の配管及び前記第２の配管は、それぞれ上下に直線状に延びるように設けられ、前記冷却ガスが、前記第１の配管における前記サンプルガスの流動方向と平行な方向に沿って前記第２の配管を流動する場合がある。
【0015】
この構成によると、第１及び第２の配管がそれぞれ上下に直線状に延び、冷却ガスがサンプルガスの流動方向と平行な方向に沿って流動する。このため、第1の配管を流動するサンプルガスと第２の配管を流動する冷却ガスとの間での熱交換を更に効率よく行うことができる。これにより、サンプルガスの冷却効率を更に向上させ、水分の分離能力を更に向上させることができる。
【発明の効果】
【0026】
本発明によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】熱処理装置で発生したガスからサンプルガスをサンプリングし、水分分離装置でサンプルガスから水分を分離し、水分を分離したサンプルガスを分析計へと供給する系統を模式的に示す図である。
【図2】本発明の第１実施形態の水分分離装置と水分分離装置に冷却ガスを供給するエアークーラーとを示す図である。
【図3】本発明の第１実施形態の水分分離装置を示す図である。
【図4】飽和水蒸気量と温度との関係を示す図であって、サンプルガスから分離される水分について説明するための図である。
【図5】本発明の第２実施形態の水分分離装置を示す図である。
【図6】本発明の第３実施形態の水分分離装置を示す図である。
【図7】図７（Ａ）は、第３実施形態の水分分離装置の断面を示す図であって、図６のＡ－Ａ線矢視位置から見た断面を示す図である。図７（Ｂ）は、第３実施形態の変形例の水分分離装置の断面を示す図である。図７（Ｃ）は、第３実施形態の他の変形例の水分分離装置の断面を示す図である。
【図8】本発明の第４実施形態の水分分離装置を示す図である。
【図9】本発明の第５実施形態の水分分離装置を示す図である。
【図10】本発明の第６実施形態の水分分離装置を示す図である。
【図11】本発明の第７実施形態の水分分離装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。
【0029】
［水分分離装置の適用形態］
本発明は、サンプルガスから水分を分離する水分分離装置として、種々の用途に広く適用することができるものである。例えば、本発明は、被処理物に対して各種処理を行う際に発生するガスからサンプルガスをサンプリングして水分を分離し、水分を分離したサンプルガスを分析計等の供給先へと供給する際において、サンプルガスから水分を分離するための水分分離装置として、適用される。以下の説明においては、実施の形態として、熱処理装置で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計へとサンプルガスを供給する系統において適用される水分分離装置の形態を例にとって説明する。
本発明は、サンプルガスから水分を分離する水分分離装置として、種々の用途に広く適用することができるものである。例えば、本発明は、被処理物に対して各種処理を行う際に発生するガスからサンプルガスをサンプリングして水分を分離し、水分を分離したサンプルガスを分析計等の供給先へと供給する際において、サンプルガスから水分を分離するための水分分離装置として、適用される。以下の説明においては、実施の形態として、熱処理装置で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計へとサンプルガスを供給する系統において適用される水分分離装置の形態を例にとって説明する。
【0030】
図１は、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプルガスをサンプリングし、水分分離装置１でサンプルガスから水分を分離し、水分を分離したサンプルガスを分析計１０１へと供給する系統を模式的に示す図である。
【0031】
熱処理装置１００は、金属製の被処理物（図示省略）を過熱水蒸気で加熱して被処理物の熱処理を行う装置として構成されている。尚、過熱水蒸気は、沸点よりも高い温度に加熱された水蒸気であり、沸点よりも高い温度の乾いた水蒸気である。熱処理装置１００は、筒状に延びる熱処理室１０２と、熱処理室１０２を外部から加熱するヒーター１０３とを備えて構成されている。熱処理装置１００においては、熱処理室１０２内において、入口１０２ａから出口１０２ｂに向かって被処理物が搬送されながら過熱水蒸気で加熱されて被処理物の熱処理が行われる。尚、過熱水蒸気は、ボイラと過熱器とを備えて構成された過熱水蒸気生成装置１０４において生成される。過熱水蒸気生成装置１０４において、水が加熱されて蒸発して生成された飽和水蒸気が更に加熱されることで過熱水蒸気が生成され、その過熱水蒸気が、熱処理室１０２へと供給される。
【0032】
熱処理装置１００において過熱水蒸気を用いて行われる被処理物に対する熱処理としては、例えば、脱脂処理、焼結処理、を例示することができる。熱処理装置１００において脱脂処理が行われる場合、熱処理装置１００での処理の前の処理工程において機械加工等が施された被処理物が、熱処理装置１００に搬入される。そして、熱処理装置１００においては、被処理物に付着した油脂が、過熱水蒸気によって加熱されることで気化され、被処理物から除去される。また、熱処理装置１００において焼結処理が行われる場合、油脂成分を主成分とするバインダーで結合された被焼結材として構成された被処理物が、熱処理装置１００に搬入される。そして、熱処理装置１００においては、過熱水蒸気によって被処理物が加熱されてバインダーが気化されて除去され、続いて、過熱水蒸気によって更に加熱されることで、油脂を主成分とするバインダーが除去された被処理物が焼結される。
【0033】
熱処理装置１００での熱処理が行われると、被処理物は熱処理室１０２の出口１０２ｂから搬出される。また、熱処理装置１００での熱処理の際には、熱処理室１０２内での脱脂処理等に伴って生じた排気ガスが発生する。排気ガスは、過熱水蒸気と、脱脂処理等によって被処理物から除去された油脂とを含むガスとして構成される。熱処理装置１００で発生した排気ガスは、熱処理室１０２における出口１０２ｂの近傍に設けられた排気口（図示省略）から排気系統１０５へと排出される。尚、排気系統１０５には、例えば、圧縮空気等の高圧流体を用いて負圧を発生させることで排気ガスを吸引して排出するエジェクタ（図示省略）が設けられている。これにより、熱処理室１０２における出口１０２ｂの近傍に設けられた排気口から排気ガスが吸引されて排気系統１０５へと排出される。
【0034】
排気系統１０５は、燃焼装置１０６へと接続している。熱処理室１０２から排気系統１０５へと排出された排気ガスは、排気系統１０５を流動して燃焼装置１０６に導入される。燃焼装置１０６は、排気ガスが導入される燃焼室（図示省略）と、外部の空気を燃焼室内に供給することで酸素を燃焼室内に供給する酸素供給部（図示省略）と、燃焼室内に設置されて排気ガスを加熱して燃焼させるヒーター（図示省略）とを備えている。そして、燃焼装置１０６は、導入された排気ガスを空気と混合した状態で排気ガスを加熱して排気ガスを燃焼するように構成されている。燃焼室に導入される排気ガスは、過熱水蒸気と油脂とを含むガスとして構成されており、排気ガスが燃焼されることで、油脂が燃焼して二酸化炭素となる。過熱水蒸気と油脂とを含むガスとして構成された排気ガスは、燃焼装置１０６において燃焼されることで、過熱水蒸気と二酸化炭素とを含むガスとして構成された排気ガスとなる。
【0035】
燃焼装置１０６で燃焼された排気ガスは、排出系統１０７ａへ排出される。排出系統１０７ａの下流端は外部に開放されており、燃焼装置１０６から排出系統１０７ａに排出された排気ガスは、排出系統１０７ａを通過して外部へ排出される。また、排出系統１０７ａからはサンプリング系統１０７ｂが分岐しており、燃焼装置１０６から排出系統１０７ａへ排出された排気ガスの一部が、サンプリング系統１０７ｂへと流動する。これにより、熱処理装置１００で発生して燃焼装置１０６で燃焼されて排出される排気ガスの一部が、サンプルガスとしてサンプリングされてサンプリング系統１０７ｂへ流動する。
【0036】
燃焼装置１０６から排出された排気ガスは、過熱水蒸気と二酸化炭素とを含むガスとして構成されている。そして、排出系統１０７ａへと排出された後に、排気ガスの一部としてサンプリングされたサンプルガスは、配管として構成されたサンプリング系統１０７ｂを流動する間に、サンプリング系統１０７ｂの外部の空気によって、サンプリング系統１０７ｂの管壁を介して冷却される。サンプルガスは、サンプリング系統１０７ｂの流動中に冷却されることで、外部の空気の温度である室温（例えば、２５℃）に近い温度まで温度が低下し、例えば、３０℃程度まで温度が低下する。温度が低下すると、サンプルガスは、水蒸気と二酸化炭素とを含むガスとして構成された状態となる。尚、サンプルガス中の水蒸気は、飽和水蒸気の状態でサンプルガスに含まれている。そして、サンプリング系統１０７ｂを流動したサンプルガスは、水分分離装置１へと導入される。
【0037】
水分分離装置１では、導入されたサンプルガスが冷却され、室温よりも十分に低い温度まで冷却され、例えば、１０℃程度まで冷却される。水分分離装置１では、サンプルガスが、水分分離装置１への導入時の温度（例えば、３０℃）から室温よりも十分に低い温度（例えば、１０℃）まで冷却されることで、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分がサンプルガスから分離される。これにより、水分分離装置１においてサンプルガスから水分が十分に分離される。水分分析装置１で水分が十分に分離されたサンプルガスは、分析計供給系統１０８へと誘導され、分析計供給系統１０８を流動する。
【0038】
分析計供給系統１０８を流動するサンプルガスは、配管として構成された分析計供給系統１０８の流動中に、分析計供給系統１０８の外部の空気によって、分析計供給系統１０８の管壁を介して温められる。サンプルガスは、分析計供給系統１０８の流動中に温められることで、外部の空気の温度である室温（例えば、２５℃）に近い温度まで昇温し、例えば、２０℃程度まで温度が上昇する。温度が上昇すると、サンプルガスの湿度が低下する。そして、湿度が低下して二酸化炭素を含むガスとして構成されたサンプルガスが、分析計供給系統１０８から分析計１０１へと供給される。分析計１０１は、例えば、赤外分光光度計として構成される。サンプルガスが分析計１０１へ供給されると、分析計１０１でのサンプルガスの成分の分析が行われる。分析計１０１でサンプルガスの成分の分析が行われることで、例えば、サンプルガス中の二酸化炭素の含有量が求められる。
【0039】
上記のように、水分分離装置は、例えば、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において適用される。以下、水分分離装置の詳細な実施形態について、第１乃至第７実施形態を例にとって説明する。
【0040】
［第１実施形態］
図２は、本発明の第１実施形態の水分分離装置１と水分分離装置１に冷却ガスを供給するエアークーラー１０９とを示す図である。図３は、本発明の第１実施形態の水分分離装置１を示す図である。図２及び図３では、水分分離装置１について、断面図で図示している。尚、図１では、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、第１実施形態の水分分離装置１が適用された形態を例示している。
図２は、本発明の第１実施形態の水分分離装置１と水分分離装置１に冷却ガスを供給するエアークーラー１０９とを示す図である。図３は、本発明の第１実施形態の水分分離装置１を示す図である。図２及び図３では、水分分離装置１について、断面図で図示している。尚、図１では、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、第１実施形態の水分分離装置１が適用された形態を例示している。
【0041】
図１乃至図３に示す水分分離装置１は、サンプリング系統１０７ａから導入されたサンプルガスを冷却し、サンプルガス中に含まれる水分を分離して、分析計供給系統１０８へとサンプルガスを供給する。また、水分分離装置１は、サンプルガスを冷却するための冷却ガスが導入されるように構成されている。本実施形態では、水分分離装置１は、エアークーラー１０９に接続されており、サンプルガスを冷却するための冷却ガスが、エアークーラー１０９から導入される。
【0042】
尚、エアークーラー１０９は、圧縮空気が供給されることで、室温（例えば、２５°）よりも十分に低い温度の空気を冷却ガスとして生成する装置として構成される。エアークーラー１０９には、コンプレッサと圧縮空気の貯留タンクとを備えて構成された圧縮空気供給源１１０から圧縮空気が圧縮空気供給系統１１１を介して供給される。圧縮空気供給系統１１１から高圧の圧縮空気がエアークーラー１０９へ供給されると、高圧の空気は、エアークーラー１０９内の渦流発生器に供給される。そして、高圧の空気は、渦流発生器により筒状のエアークーラー１０９内で筒状の内周面の接線方向に吐出され、膨張しながら高速で回転する渦流を形成しながら、エアークーラー１０９の長手方向に沿って流動する。そして、エアークーラー１０９の一方の端部１０９ａに設けられた調整弁で風量が調整された空気が、熱風の状態で排出される。一方、一方の端部１０９ａから排出されない残りの空気は、エアークーラー１０９の筒内で渦流の遠心力によって形成された内側の空洞内を外側の渦流と同方向に回転しながら膨張しながらエアークーラー１０９の他方の端部１０９ｂ側へ流動する。このとき、渦流の内側を他方の端部１０９ｂ側へ移動する空気は、膨張しながら減速による制動作用のために外側の渦流に対して仕事を行うことで室温より低く且つ０℃より高い所定の温度まで温度が低下する。そして、室温より低い所定の温度まで温度が低下した空気は、冷風として他方の端部１０９ｂへ流動する。エアークーラー１０９の他方の端部１０９ｂは、接続配管１１２を介して水分分離装置１に接続しており、エアークーラー１０９の端部１０９ｂから冷風として排出された低温の空気は、冷却ガスとして、水分分離装置１へ導入される。尚、上述の通り、エアークーラー１０９にて生成されて水分分離装置１へ導入される冷却ガスの温度は、室温より低く且つ０℃より高い温度に設定されることが好ましい。更には、エアークーラー１０９から水分分離装置１へ導入される冷却ガスの温度は、０℃よりも高い温度で且つ室温よりも十分に低い温度に設定されることが好ましく、より具体的には、０℃よりも高い温度で且つ室温よりも０℃に近い温度に設定されることが好ましい。
【0043】
【0044】
第１の配管１１は、水分を含むサンプルガスが導入され、サンプルガスが下方に流動する配管として構成されている。第１の配管１１は、円形断面で細長く直線状に延びる円管状の配管として設けられている。第１の配管１１は、熱伝導性に優れた金属製の円管として設けられ、例えば、ステンレス製の円管として設けられている。第１の配管１１は、後述する第２の配管１２に対して支持されている。また、第１の配管１１は、その長手方向が上下方向に延びた状態で、第２の配管１２に対して支持されており、本実施形態では、上下に直線状に延びるように設けられている。
【0045】
第１の配管１１は、上端部が、サンプリング系統１０７ｂの下流側の端部に対してカップリング１０７ｃを介して接続している。第１の配管１１の上端部には、サンプリング系統１０７ｂから、飽和水蒸気の状態で水分を含むサンプルガスが導入される。尚、図３では、サンプルガスが流動する様子を細い破線の矢印で模式的に示している。第１の配管１１の上端部に上方から導入されたサンプルガスは、第１の配管１１の内側を第１の配管１１が延びる上下方向に沿って下方に流動する。第１の配管１１は、後述の第２の配管１２の内側を貫通しており、第１の配管１１の下端部は、後述の出口室１３内で開口している。
【0046】
第２の配管１２は、第１の配管１１の少なくとも一部が内側に配置され、サンプルガスよりも温度の低い冷却ガスが導入されるとともに、冷却ガスが下方に流動する配管として構成されている。第２の配管１２は、円形断面で直線状に延びる円筒状の配管として設けられている。第２の配管１２は、熱伝導性に優れた金属製の円管として設けられ、例えば、ステンレス製の円管として設けられている。第２の配管１２は、例えば、水分回収室１４に固定された支持フレーム１６に対して固定されて支持されている。また、第２の配管１２は、その長手方向が上下方向に延びた状態で、支持フレーム１６に対して支持されており、本実施形態では、上下に直線状に延びるように設けられている。
【0047】
第２の配管１２には、円形断面で直線状に延びる円管状の管本体部１２ａと、管本体部１２ａの上端部を塞ぐ上蓋部１２ｂと、管本体部１２ａの下端部を塞ぐ下蓋部１２ｃとが設けられている。上蓋部１２ｂは、中心に貫通孔が形成された円板状の部材として設けられて、管本体部１２ａの上端部に気密状態で密着した状態で管本体部１２ａの上端部に固定されている。そして、上蓋部１２ｂの貫通孔には、第１の配管１１が、挿通されている。第１の配管１１は、上蓋部１２ｂの貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で上蓋部１２ｂの貫通孔に挿通されている。下蓋部１２ｃは、中心に貫通孔が形成された円板状の部材として設けられて、管本体部１２ａの下端部に気密状態で密着した状態で管本体部１２ａの下端部に固定されている。そして、下蓋部１２ｃの貫通孔には、管本体部１２ａを貫通した第１の配管１１が、挿通されている。第１の配管１１は、下蓋部１２ｃの貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で下蓋部１２ｃの貫通孔に挿通されている。
【0048】
第１の配管１１は、上蓋部１２ｂを貫通し、管本体部１２ａを挿通し、更に、下蓋部１２ｃを貫通した状態で、第２の配管１２に対して取り付けられている。このため、第１の配管１１は、第２の配管１２の内側に挿入された状態で配置されている。また、第１の配管１１は、上蓋部１２ｂの中心に設けられた貫通孔を貫通するとともに、下蓋部１２ｃの中心に設けられた貫通孔を貫通している。そして、第１の配管１１は、管本体部１２ａと平行に延びて、管本体部１２ａをその中心軸線に沿って挿通している。このため、第１の配管１１と第２の配管１２とは、中心軸線が一致する同心状に配置された二重管として設けられている。
【0049】
また、水分分離装置１においては、冷却ガス導入管１７ａ及び冷却ガス排出管１７ｂが設けられており、冷却ガス導入管１７ａ及び冷却ガス排出管１７ｂは、第２の配管１２の管本体部１２ａに接続している。
【0050】
冷却ガス導入管１７ａは、管長の短い円管として設けられ、エアークーラー１０９から供給される冷却ガスを第２の配管１２に導入するように構成されている。より具体的には、冷却ガス導入管１７ａは、管長方向の一方の端部が、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに接続した接続配管１１２に接続しており、管長方向の他方の端部が、管本体部１２ａに対して管本体部１２ａの上端側において接続している。また、冷却ガス導入管１７ａの他方の端部は、管本体部１２ａの上端側に設けられて管本体部１２ａの管壁を貫通する貫通孔を気密状態で貫通して、管本体部１２ａの内部で開口している。これにより、エアークーラー１０９の端部１０９ｂと第２の配管１２内の上端側の領域とは、冷却ガス導入管１７ａを介して連通している。
【0051】
冷却ガス排出管１７ｂは、管長の短い円管として設けられ、第２の配管１２に導入されて第２の配管１２を流動した冷却ガスを第２の配管１２から排出するように構成されている。より具体的には、冷却ガス排出管１７ｂは、管長方向の一方の端部が、管本体部１２ａに対して管本体部１２ａの下端側において接続しており、管長方向の他方の端部側の部分が、管本体部１２ａの外側に向かって突出している。そして、冷却ガス排出管１７ｂの一方の端部は、管本体部１２ａの下端側に設けられて管本体部１２ａの管壁を貫通する貫通孔を気密状態で貫通して、管本体部１２ａの内部で開口している。一方、管本体部１２ａから外部に突出した冷却ガス排出管１７ｂの他方の端部は、外部に開口している。これにより、第２の配管１２内の下端側の領域と、第２の配管１２の外部とは、冷却ガス排出管１７ｂを介して連通している。
【0052】
上記の通り、第２の配管１２には、その上端側において、冷却ガス導入管１７ａが接続している。このため、エアークーラー１０９で冷却されて端部１０９ｂから排出された空気は、冷却ガスとして、冷却ガス導入管１７ａを介して、第２の配管１２内の上端側の領域へと導入される。そして、第２の配管１２内へ導入された冷却ガスは、第２の配管１２内を下方に流動する。尚、図３では、冷却ガスが流動する様子を細い実線の矢印で模式的に示している。
【0053】
また、第１の配管１１及び第２の配管１２は、いずれも上下に直線状に延びて、中心軸線が一致する二重管として設けられている。そして、サンプルガスは、第２の配管１２の内側で同心状に配置された第１の配管１１の内側を下方に流動し、冷却ガスは、第２の配管１２の内側であって第１の配管１１の外側の領域を下方に流動する。このため、冷却ガスは、第１の配管１１におけるサンプルガスの流動方向と平行な方向に沿って第２の配管１２を流動する。更に、冷却ガスは、サンプルガスの流動方向に対して平行な方向であって且つ同じ方向に沿って、第２の配管１２を下方に流動する。第１の配管１１の内側をサンプルガスが下方に流動し、第２の配管１２の内側で第１の配管１１の外側を冷却ガスが下方に流動することで、第１の配管１１の管壁の全周を介して、サンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われる。これにより、第１の配管１１の流動中に、サンプルガスが冷却され、サンプルガスにおける温度の低下に伴う飽和水蒸気量の減少に伴い、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分が、第１の配管１１内においてサンプルガスから分離される。第１の配管１１内においてサンプルガスから分離された水分は、第１の配管１１中を落下し、後述の出口室１３内で開口する第１の配管１１の下端部から出口室１３内へ滴下する。尚、図３では、サンプルガスから分離された水分が落下する様子を太い破線の矢印で模式的に示している。
【0054】
また、第２の配管１２には、その下流端側において、冷却ガス排出管１７ｂが接続している。このため、第２の配管１２を下方へ流動し、第１の配管１１の管壁を介してサンプルガスとの間で熱交換を行った冷却ガスは、冷却ガス排出管１７ｂへと流動し、冷却ガス排出管１７ｂを介して、第２の配管１２の外部へと排出される。
【0055】
出口室１３は、第２の配管１２の下方に配置され、第１の配管１１から流出したサンプルガスが導入される室として設けられている。本実施形態では、出口室１３は、第２の配管１２に対して上下方向において隣接して配置されている。出口室１３は、出口室本体部１８と連通管部１９とを有して構成されている。
【0056】
出口室１３の出口室本体部１８は、第１の配管１１が開口するとともに後述するサンプルガス誘導部１５が連通するように構成され、サンプルガスが導入されるとともに導入されたサンプルガスをサンプルガス誘導部１５へ送るための室として設けられている。具体的には、出口室本体部１８は、例えば、円筒状に形成された側壁１８ａと円板状に形成された底部壁１８ｂとを有している。そして、出口室本体部１８は、側壁１８ａの上端側が第２の配管１２の下蓋部１２ｃで気密に閉じられるとともに側壁１８ａの下端側が底壁部１８ｂで気密に閉じられることで区画された室として構成されている。
【0057】
また、出口室本体部１８内では、第２の配管１２の下蓋部１２ｃを貫通した第１の配管１１が、下蓋部１２ｃから下方に向かって延びている。第１の配管１１は、出口室本体部１８内において、下蓋部１２ｃから、出口室本体部１８における上下方向の高さ位置の途中位置まで延びている。尚、本実施形態では、第１の配管１１は、出口室本体部１８内において、高さ方向の略中央部分の位置まで延びている。そして、出口室本体部１８内で下方に延びる第１の配管１１の下端部は、出口室本体部１８内で開口している。また、出口室本体部１８には、側壁１８ａにおいて、後述するサンプルガス連通部１５が連通している。
【0058】
上記の通り、第１の配管１１が出口室本体部１８内で開口しているため、第１の配管１１から流出するサンプルガスは、出口室１３に導入される。更に、第１の配管１１の下端部が出口室本体部１８内で開口しているため、第１の配管１１内でサンプルガスから分離された水分は、水滴の状態となって、第１の配管１１に沿って下方に落下し、第１の配管１１の下端部から出口室１３に滴下する。このように、出口室１３は、サンプルガスが第１の配管１１から導入されるとともにサンプルガスから分離された水分が第１の配管１１の下端部から滴下するように構成されている。
【0059】
出口室１３の連通管部１９は、出口室本体部１８の下端から下方に向かって延びるとともに後述の水分回収室１４に開口して連通する管部分として構成されている。連通管部１９は、上下方向に細長く延びる円管状に形成され、上端部は、出口室本体部１８の底壁部１８ｂに接続し、下端部は、後述の水分回収室１４内で開口している。円板状に形成された底壁部１８ｂの中心には、貫通孔が設けられており、その貫通孔に対して連通管部１９の上端部が気密状態で嵌め込まれて固定されている。連通管部１９の上端部は、開口しており、連通管部１９は、出口室本体部１８内と連通している。
【0060】
連通管部１９は、出口室本体部１８内に連通した状態で出口室本体部１８の下端に対して接続している。このため、サンプルガスから分離されて出口室本体部１８内で第１の配管１１の下端部から滴下した水分は、出口室本体部１８内を落下し、出口室本体部１８の下端から連通管部１９へと移動する。また、連通管部１９は、水分回収室１４内で開口している。このため、連通管部１９へ移動した水分は、連通管部１９を落下して、水分回収室１４へ回収される。尚、本実施形態では、連通管部１９の上端部は、第１の配管１１の下端部の鉛直下方に配置されている。このため、出口室本体部１８内で第１の配管１１から滴下した水分は、下方に落下してそのまま連通管部１９の上端部へ落下し、連通管部１９内を通過して水分回収室１４へと回収される。
【0061】
水分回収室１４は、出口室１３に連通するとともに出口室１３の下方に配置され、サンプルガスから分離された水分を回収する室として構成されている。水分回収室１４は、上方が開放された容器として設けられ、内側に水が貯留されるように構成されている。尚、図２及び図３は、水分回収室１４に水Ｗａが貯留された状態を断面図で示している。水分回収室１４は、例えば、上面が開放された直方体状或いは円筒状の容器として形成され、出口室１３に対して上下方向において直列に配置されて、出口室１３の下方に配置されている。水分回収室１４における開放された上面は、例えば、出口室１３の出口室本体部１８の下端と略同じ高さ位置に配置されている。
【0062】
また、水分回収室１４には、排水口１４ａが設けられている。排水口１４ａは、水分回収室１４の側壁の上端側において貫通孔として設けられている。水分回収室１４に水が供給されて貯留されると、水分回収室１４に貯留される水Ｗａの水面は、排水口１４ａの高さ位置まで上昇する。そして、排水口１４ａの高さ位置を超えて水分回収室１４へ水が供給されると、排水口１４ａから水分回収室１４の外部へと水が排出される。尚、本実施形態では、水分回収室１４には、排水口１４ａの位置で排水管１４ｂが接続しており、排水口１４ａから排出された水は、排水管１４ｂへと排出される。
【0063】
また、水分回収室１４の内側では、出口室本体部１８の下端から延びる連通管部１９が、水分回収室１４の上面側から底面側に向かって下方に延びている。そして、連通管部１９は、水分回収室１４内において、排水口１４ａが開口する高さ位置よりも下方の位置まで延びている。このため、連通管部１９の下端は、水分回収室１４内において排水口１４ａが開口する位置よりも下方で開口している。これにより、連通管部１９は、その下端が、水分回収室１４において、水分回収室１４に貯留された水Ｗａの水面よりも下方で開口するように構成されている。サンプルガスから分離されて第１の配管１１から滴下した水分は、出口室本体部１８を通過して連通管部１９を落下し、水分回収室１４内の水Ｗａの水面へと到達し、水分回収室１４へ回収される。
【0064】
サンプルガス誘導部１５は、出口室１３に接続する配管として設けられ、出口室１３に連通し、出口室１３に流出したサンプルガスを誘導するように構成されている。より具体的には、サンプルガス誘導部１５は、円管として設けられ、管長方向の一方の端部が、出口室１３の出口室本体部１８の側壁１８ａに対して出口室本体部１８の上半側において接続している。そして、サンプルガス誘導部１５の管長方向の他方の端部は、分析計１０１に接続した分析計供給系統１０８に接続している。
【0065】
また、サンプルガス誘導部１５の一方の端部は、出口室本体部１８の上半側に設けられて側壁１８ａを貫通する貫通孔を気密状態で貫通して、出口室本体部１８の内部で開口している。これにより、出口室本体部１８の上半側の領域と、分析計供給系統１０８とは、サンプルガス誘導部１５を介して連通している。また、出口室本体部１８においては、サンプルガス誘導部１５は、出口室本体部１８の高さ方向における中間位置よりも上方の位置で出口室本体部１８の内部に連通している。そして、出口室本体部１８内で出口室本体部１８の上端側から下方に延びる第１の配管１１は、出口室本体部１８の高さ方向における略中間位置まで延びている。このため、第１の配管１１の下端部において出口室１３に開口した出口側開口１１ａは、サンプルガス誘導部１５が出口室１３に連通する位置よりも下方に配置されている。このため、出口側開口１１ａから出口室１３へと流出したサンプルガスがサンプルガス誘導部１５へと流動する一方、出口側開口１１ａから滴下する水分がサンプルガス誘導部１５へ流れてしまうことが防止される。
【0066】
次に上述した水分分離装置１の水分分離動作について説明する。水分を分離する対象のサンプルガスは、サンプリング系統１０７ｂから水分分離装置１へと導入される。サンプルガスは、熱処理装置１００で発生した後に燃焼装置１０６で燃焼されて排出系統１０７ａへと排出される排気ガスの一部として、サンプリング系統１０７ｂへサンプリングされる。サンプルガスは、室温よりもかなり高い温度の状態でサンプリング系統１０７ｂへサンプリングされるが、サンプリング系統１０７ｂを流動することで、外部の空気の温度である室温（例えば、２５℃）に近い温度まで温度が低下し、例えば、３０℃程度まで温度が低下する。そして、サンプルガスは、室温に近い温度まで温度が低下した状態で、水分分離装置１における第１の配管１１へと導入される。
【0067】
また、水分分離装置１へは、サンプリング系統１０７ｂからサンプルガスが導入されるとともに、エアークーラー１０９から冷却ガスが導入される。冷却ガスは、エアークーラー１０９において圧縮空気から生成され、室温よりも十分に低い温度まで冷却された空気として生成され、例えば、０℃よりも高い温度の範囲で室温よりも十分に低い温度まで冷却された空気として生成される。冷却ガスは、エアークーラー１０９から冷却ガス導入菅１７ａを経て第２の配管１２へと導入される。
【0068】
水分分離装置１へは、サンプルガスと冷却ガスとが、継続的に導入される。サンプルガスは、第１の配管１１へ継続的に導入され、冷却ガスは、冷却ガス導入菅１７ａを経て第２の配管１２へ継続的に導入される。サンプルガスは、図３の細い破線の矢印で示すように、第１の配管１１へ導入されると、上下に延びる第１の配管１１を上方から下方に流動する。そして、冷却ガスは、第２の配管１２へ導入されると、図３の細い実線の矢印で示すように、上下に延びる第２の配管１２を上方から下方に流動する。このとき、サンプルガスが、第２の配管１２の内側に配置された第１の配管１１の内側を流動するとともに、冷却ガスが、第２の配管１２の内側で第１の配管１１の外側を流動する。そして、サンプルガスと冷却ガスとが同方向に流動しながら、第１の配管１１の管壁を介して、サンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われ、サンプルガスが冷却される。サンプルガスは、第１の配管１１に沿って流動しながら冷却されることで、サンプルガスにおける温度による飽和水蒸気量の違いに応じてサンプルガス中に含まれる水分の一部が凝縮して分離される。
【0069】
図４は、飽和水蒸気量と温度との関係を示す図であって、サンプルガスから分離される水分について説明するための図である。サンプルガスが、例えば、３０℃の状態で第１の配管１１に導入される場合を例にとって説明する。サンプルガス中の水蒸気が飽和している場合（即ち、湿度１００％の場合）、サンプルガス中に含まれる水蒸気の量は、図４における点Ｘ１で示すように、３０．４ｇ／ｍ３程度となる。そして、サンプルガスは、第１の配管１１を流動しながら、０℃よりも高い温度で且つ室温よりも十分に低い温度で第２の配管１２に導入されて第２の配管１２を流動する冷却ガスとの間で熱交換を行い、冷却される。サンプルガスは、第１の配管１１における第２の配管１２の内側に配置された部分を通過中に亘って冷却され、室温よりも低い温度にまで冷却される。サンプルガスが、例えば、１０℃まで冷却されると、図４における点Ｘ２で示すように、飽和水蒸気量は、９．４１ｇ／ｍ３程度となる。そして、サンプルガスが冷却されることで、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分が、液体の水となってサンプルガスから分離される。サンプルガスが３０℃から１０℃にまで冷却される場合であれば、３０℃の飽和水蒸気量（３０．４ｇ／ｍ３）と１０℃の飽和水蒸気量（９．４１ｇ／ｍ３）との差分に対応した水分が、凝縮してサンプルガスから分離される。
【0070】
第２の配管１２を流動してサンプルガスを冷却した冷却ガスは、冷却ガス排出管１７ｂを介して第２の配管１２の外部へと排出される。一方、サンプルガスは、第１の配管１１を流動して冷却されて水分が分離されると、第１の配管１１の下端部の出口側開口１１ａから出口室１３へと流出する。水分が分離されて出口室１３へと流出したサンプルガスは、サンプルガス誘導部１５へと流動し、サンプルガス誘導部１５から分析計供給系統１０８へと流動する。また、第１の配管１１内でサンプルガスから分離された水分は、出口側開口１１ａから滴下して出口室１３内に落下し、更に、水分回収室１４へと落下して水分回収室１４に回収される。
【0071】
サンプルガス誘導部１５から分析計供給系統１０８へと流動したサンプルガスは、分析計供給系統１０８を流動する間に外部の空気によって温められ、室温（例えば、２５℃）に近い温度まで温度が上昇し、例えば、２０℃程度まで温度が上昇する。サンプルガスは、分析計供給系統１０８を流動して温度が上昇すると、温度の上昇に伴って飽和水蒸気量が多くなるため、湿度が低下することになる。そして、サンプルガスは、湿度が低下した状態で、分析計１０１へと供給され、分析が行われることになる。
【0072】
尚、分析計供給系統１０８へと流動したサンプルガスの温度が、例えば、２０℃まで上昇すると、図４における点Ｘ３で示すように、飽和水蒸気量は、１７．３ｇ／ｍ３程度となる。このため、第１の配管１１を流動して１０℃まで冷却されて水分が分離されたサンプルガスが、分析計供給系統１０８を流動して２０℃まで昇温した場合であれば、サンプルガスは、１７．３ｇ／ｍ３の飽和水蒸気量に対して９．４１ｇ／ｍ３の水分が含まれた状態となる。このため、２０℃まで昇温したサンプルガスの湿度は、５４％程度となる。この場合、水分分離装置１への導入前は室温よりも高い温度で且つ湿度１００％の飽和水蒸気の状態で水分を含んでいたサンプルガスは、水分分離装置１で冷却されて水分が分離された後、室温に近い温度で湿度が大幅に低下した状態で、分析計１０１へと供給される。そして、分析計１０１では、湿度が大きく低下して水分が大幅に減少した状態のサンプルガスの成分の分析が行われる。
【0073】
以上説明したように、本実施形態の水分分離装置１によると、第１の配管１１を流動するサンプルガスと第２の配管１２を流動する冷却ガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。そして、サンプルガスが冷却されることで、温度による飽和水蒸気量の違いに応じてサンプルガス中に含まれる水分の一部が凝縮する。これにより、サンプルガスから水分が凝縮されて分離される。よって、上記の構成によると、サンプルガスから水分を分離する際に、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。
【0074】
また、本実施形態の水分分離装置１によると、サンプルガスが第１の配管１１を下方に流動するとともに、第１の配管１１が内側に配置された第２の配管１２を冷却ガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、第１の配管１１が第２の配管１２の内側に配置されて上下方向に延びる領域における上下方向の全長に亘って、サンプルガス及び冷却ガスが上下方向に沿って流れながらサンプルガスと冷却ガスとの間で効率よく熱交換が行われることになる。これにより、サンプルガスの冷却効率の向上を図れ、水分の分離能力の向上を図ることができる。
【0075】
更に、本実施形態の水分分離装置１によると、サンプルガスが冷却されて水分が分離されて下方に流動する第１の配管１１の下端部が出口室１３に開口しており、サンプルガスから分離された水分が出口室１３に滴下するとともに、水分が分離されたサンプルガスも出口室１３に流出する。このため、効率よく冷却して分離したサンプルガスと水分とを第１の配管１１から下方の出口室１３へとそのまま簡単に排出することができる。そして、水分は、出口室１３の下方の水分回収室１４に回収され、水分が分離されたサンプルガスは、出口室１３に連通するサンプルガス誘導部１５から誘導され、供給先である分析計１０１へと供給される。このため、水分分離装置１によると、サンプルガスから分離した水分を容易に回収するとともに水分が分離されたサンプルガスを効率よく誘導することができる。
【0076】
従って、本実施形態によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置１を提供することができる。
【0077】
また、水分分離装置１によると、第１の配管１１及び第２の配管１２がそれぞれ上下に直線状に延び、冷却ガスがサンプルガスの流動方向と平行な方向に沿って流動する。このため、第1の配管１１を流動するサンプルガスと第２の配管１２を流動する冷却ガスとの間での熱交換を更に効率よく行うことができる。これにより、サンプルガスの冷却効率を更に向上させ、水分の分離能力を更に向上させることができる。
【0078】
また、水分分離装置１によると、第２の配管１２の内側に挿入された第１の配管１１の内側をサンプルガスが流動し、第２の配管１２を流動する冷却ガスが、第１の配管１１の周囲を全周に亘って覆いながら第１の配管１１の外側を流動する。このため、サンプルガスが流動する第１の配管１１の全周に亘る広い面積を介して、冷却ガスが、サンプルガスから更に効率よく抜熱することができる。これにより、サンプルガスの冷却効率を更に向上させ、水分の分離能力を更に向上させることができる。
【0079】
また、水分分離装置１は、第１の配管１１と第２の配管１２とが、中心軸線が一致する同心状に配置された二重管として設けられている。このため、水分分離装置１によると、第１及び第２の配管（１１、１２）の中心軸線に垂直な断面における中心軸線周りの周方向の領域において、サンプルガス及び冷却ガスの流量分布がより均等となる。これにより、冷却ガスによるサンプルガスの冷却のムラをより低減でき、サンプルガスの冷却効率を更に向上させ、水分の分離能力を更に向上させることができる。
【0080】
また、水分分離装置１によると、冷却ガスとサンプルガスとは、熱交換をしながら平行に且つ同方向に流動する。このため、冷却ガスがサンプルガスから抜熱しながら流動する方向と、サンプルガスが冷却ガスによって冷却されながら流動する方向とが、同方向となる。これにより、熱交換が行われる冷却ガスとサンプルガスとの間の温度差を大きく設定することができ、より効率よくサンプルガスを冷却することができる。
【0081】
また、水分分離装置１によると、第１の配管１１の出口側開口１１ａがサンプルガス誘導部１５の出口室１３への連通位置よりも下方に配置されているため、出口側開口１１ａから出口室１３に滴下する水分がサンプルガス誘導部１５へ浸入してしまうことをより確実に防止することができる。このため、水分が分離されてサンプルガス誘導部１５を誘導されるサンプルガスに水分が混入してしまうことをより確実に防止することができる。
【0082】
また、水分分離装置１によると、第１の配管１１から滴下して出口室本体部１８に排出された水分は、連通管部１９を通って、水分回収室１４に貯留されている水Ｗａの水面へと落下し、水分回収室１４に回収される。また、第１の配管１１から出口室本体部１８に流出したサンプルガスは、サンプルガス誘導部１５へと流動してサンプルガス誘導部１５を誘導されて、供給先の分析計１０１へと供給される。そして、水分分離装置１によると、出口室本体部１８と水分回収室１４とを連通する連通管部１９の下端は、水分回収室１４に貯留された水Ｗａの水面よりも下方で開口し、水分回収室１４内の水Ｗａの中で開口する。このため、出口室本体部１８の外部の空気が、水分回収室１４で開口する連通管部１９から流入してしまうことを確実に防止することができる。これにより、出口室本体部１８からサンプルガス誘導部１５へと流動してサンプルガス誘導部１５を誘導されるサンプルガスに外部の空気が混入してしまうことを確実に防止することができる。
【0083】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態の水分分離装置２について説明する。図５は、本発明の第２実施形態の水分分離装置２を示す図である。尚、図５では、水分分離装置２について、断面図で図示しており、更に、エアークーラー１０９の一部とともに図示している。第２実施形態の水分分離装置２は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第２実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図５では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
次に、本発明の第２実施形態の水分分離装置２について説明する。図５は、本発明の第２実施形態の水分分離装置２を示す図である。尚、図５では、水分分離装置２について、断面図で図示しており、更に、エアークーラー１０９の一部とともに図示している。第２実施形態の水分分離装置２は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第２実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図５では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
【0084】
図５に示す第２実施形態の水分分離装置２は、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプリング系統１０７ａから導入されたサンプルガスを冷却し、サンプルガス中に含まれる水分を分離して、分析計供給系統１０８へとサンプルガスを供給する。そして、水分分離装置２は、水分分離装置１と同様に、第１の配管１１と、第２の配管１２と、出口室１３と、水分回収室１４と、サンプルガス誘導部１５と、を備えて構成されている。しかし、水分分離装置２は、第２の配管１２における冷却ガスの流動方向に関する構成において、水分分離装置１とは異なっている。
【0085】
水分分離装置２においては、第２の配管１２は、水分分離装置１の第２の配管１２と同様に、第１の配管１１の一部が内側に配置されるとともに、第１の配管１１に対して中心軸線が一致するように同心状に配置されている。そして、エアークーラー１０９から供給される冷却ガスが、冷却ガス導入菅１７ａを介して第２の配管１２へ導入されるように構成されている。ただし、水分分離装置２では、第２の配管１２は、水分分離装置１と異なり、冷却ガスが上方に流動するように構成されている。
【0086】
水分分離装置２においては、冷却ガス導入菅１７ａは、管長方向の一方の端部が、エアークーラー１０９に接続した接続配管１１２に接続し、管長方向の他方の端部が、第２の配管１２の管本体部１２ａに対して管本体部１２ａの下端側において接続している。そして、冷却ガス導入菅１７ａの他方の端部は、管本体部１２ａの下端側に設けられて管本体部１２ａの管壁を貫通する貫通孔を気密状態で貫通して、管本体部１２ａの内部で開口している。これにより、エアークーラー１０９と第２の配管１２内の下端側の領域とが冷却ガス導入管１７ａを介して連通し、エアークーラー１０９からの冷却ガスが、第２の配管１２内の下端側の領域へ導入される。
【0087】
また、冷却ガス導入菅１７ａから第２の配管１２へ導入されて第２の配管１２を流動した冷却ガスは、冷却ガス排出管１７ｂを介して第２の配管１２から排出される。冷却ガス排出管１７ｂは、管長方向の一方の端部が、管本体部１２ａに対して管本体部１２ａの上端側において接続しており、管長方向の他方の端部側の部分が、管本体部１２ａの外側に向かって突出している。そして、冷却ガス排出管１７ｂの一方の端部は、管本体部１２ａの上端側に設けられて管本体部１２ａの管壁を貫通する貫通孔を気密状態で貫通して、管本体部１２ａの内部で開口している。一方、管本体部１２ａから外部に突出した冷却ガス排出管１７ｂの他方の端部は、外部に開口している。これにより、第２の配管１２内の上端側の領域と、第２の配管１２の外部とは、冷却ガス排出管１７ｂを介して連通している。
【0088】
水分分離装置２では、エアークーラー１０９から排出された冷却ガスが、冷却ガス導入管１７ａを介して、第２の配管１２内の下端側の領域へと導入される。そして、第２の配管１２内へ導入された冷却ガスは、第２の配管１２の内側であって第１の配管１１の外側の領域を上方に流動する。一方、サンプルガスは、第２の配管１２の内側で同心状に配置された第１の配管１１を下方に流動する。このため、第１の配管１１の内側をサンプルガスが下方に流動し、第２の配管１２の内側で第１の配管１１の外側を冷却ガスが上方に流動することで、第１の配管１１の管壁の全周を介して、サンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われる。これにより、第１の配管１１の流動中に、サンプルガスが冷却され、サンプルガスにおける温度の低下に伴う飽和水蒸気量の減少に伴い、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分が、第１の配管１１内においてサンプルガスから分離される。第１の配管１１内においてサンプルガスから分離された水分は、第１の配管１１中を落下し、出口室１３内で開口する第１の配管１１の下端部の出口側開口１１ａから出口室１３内へ滴下し、出口室１３を通過して水分回収室１４へ回収される。また、第２の配管１２を上方へ流動し、第１の配管１１の管壁を介してサンプルガスとの間で熱交換を行った冷却ガスは、冷却ガス排出管１７ｂへと流動し、冷却ガス排出管１７ｂを介して、第２の配管１２の外部へと排出される。また、水分が分離されたサンプルガスは、第１の配管１１から出口室１３に流出してサンプルガス誘導部１５へと流動し、サンプルガス誘導部１５から分析計供給系統１０８を介して分析計１０１へと供給される。
【0089】
上述した水分分離装置２によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから水分を分離する際に、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。そして、水分分離装置２によると、サンプルガスが第１の配管１１を下方に流動するとともに、第１の配管１１が内側に配置された第２の配管１２を冷却ガスが上方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、第１の配管１１が第２の配管１２の内側に配置されて上下方向に延びる領域における上下方向の全長に亘って、サンプルガス及び冷却ガスが上下方向に沿って流れながらサンプルガスと冷却ガスとの間で効率よく熱交換が行われることになる。これにより、サンプルガスの冷却効率の向上を図れ、水分の分離能力の向上を図ることができる。また、水分分離装置２によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから分離した水分を容易に回収するとともに水分が分離されたサンプルガスを効率よく誘導することができる。
【0090】
従って、第２実施形態によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置２を提供することができる。
【0091】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態の水分分離装置３について説明する。図６は、本発明の第３実施形態の水分分離装置３を示す図である。尚、図６では、水分分離装置３について、断面図で図示している。第３実施形態の水分分離装置３は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第３実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図６では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
次に、本発明の第３実施形態の水分分離装置３について説明する。図６は、本発明の第３実施形態の水分分離装置３を示す図である。尚、図６では、水分分離装置３について、断面図で図示している。第３実施形態の水分分離装置３は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第３実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図６では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
【0092】
図６に示す第３実施形態の水分分離装置３は、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプリング系統１０７ａから導入されたサンプルガスを冷却し、サンプルガス中に含まれる水分を分離して、分析計供給系統１０８へとサンプルガスを供給する。そして、水分分離装置３は、水分分離装置１と同様に、第１の配管１１と、第２の配管１２と、出口室１３と、水分回収室１４と、サンプルガス誘導部１５と、を備えて構成されている。しかし、水分分離装置３は、第１の配管１１が複数備えられている構成において、水分分離装置１とは異なっている。
【0093】
図７（Ａ）は、水分分離装置３の断面を示す図であって、図６のＡ－Ａ線矢視位置から見た断面を示す図である。尚、図７（Ａ）では、水分分離装置３の断面として図６のＡ－Ａ線矢視位置において表れる第１の配管１１及び第２の配管１２の断面のみを図示しており、水分分離装置３における他の部分の図示を省略している。図６及び図７（Ａ）に示すように、水分分離装置３においては、第１の配管１１は、複数設けられており、具体的には、２つ設けられている。
【0094】
２つの第１の配管１１のそれぞれは、水分分離装置１の第１の配管１１と同様に構成され、細長く直線状に延びる金属製の円管として設けられており、水分を含むサンプルガスが導入されてそのサンプルガスが下方に流動する配管として構成されている。２つの第１の配管１１のそれぞれは、その一部が第２の配管１２の内側に配置されており、その長手方向が上下方向に直線状に延びた状態で、第２の配管１２に対して支持されている。また、２つの第１の配管１１は、上下方向に延びる第２の配管１２の内側で、上下方向に沿って互いに平行に延びている。そして、各第１の配管１１は、第２の配管１２が延びる方向に対して平行に延びている。尚、第２の配管１２の上蓋部１２ｂ及び下蓋部１２ｃのそれぞれには、各第１の配管１１が気密状態で挿通される貫通孔が２つ設けられており、各第１の配管１１は、上蓋部１２ｂ及び下蓋部１２ｃの貫通孔に挿通された状態で、第２の配管１２に支持されている。
【0095】
また、２つの第１の配管１１のそれぞれは、上端部が、サンプリング系統１０７ｂの下流側の端部に対して接続している。尚、第３実施形態では、サンプリング系統１０７ｂは、下流側において２つの系統に分岐している。そして、２つの第１の配管１１のそれぞれは、サンプリング系統１０７ｂの下流側において分岐した２つの系統のそれぞれの下流側の端部に対して接続している。各第１の配管１１の上端部には、サンプリング系統１０７ａにおける分岐した系統の下流側の端部から、飽和水蒸気の状態で水分を含むサンプルガスが導入される。各第１の配管１１の上端部に上方から導入されたサンプルガスは、各第１の配管１１の内側を各第１の配管１１が延びる上下方向に沿って下方に流動する。各第１の配管１１は、第２の配管１２の内側を挿通しており、各第１の配管１１の下端部は、出口室１３内で開口している。また、各第１の配管１１の下端部において出口室１３に開口した出口側開口１１ａは、サンプルガス誘導部１５が出口室１３に連通する位置よりも下方に配置されている。
【0096】
水分分離装置３では、エアークーラー１０９から排出された冷却ガスが、冷却ガス導入管１７ａを介して、第２の配管１２内の上端側の領域へと導入される。そして、第２の配管１２内へ導入された冷却ガスは、第２の配管１２の内側であって２つの第１の配管１１のそれぞれの外側の領域を下方に流動する。一方、サンプルガスは、第２の配管１２の内側で上下に延びるように配置された各第１の配管１１を下方に流動する。このため、各第１の配管１１の内側をサンプルガスが下方に流動し、第２の配管１２の内側で各第１の配管１１の外側を冷却ガスが下方に流動することで、各第１の配管１１の管壁の全周を介して、サンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われる。これにより、各第１の配管１１の流動中に、サンプルガスが冷却され、サンプルガスにおける温度の低下に伴う飽和水蒸気量の減少に伴い、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分が、各第１の配管１１内においてサンプルガスから分離される。各第１の配管１１内においてサンプルガスから分離された水分は、各第１の配管１１中を落下し、出口室１３内で開口する各第１の配管１１の下端部の出口側開口１１ａから出口室１３内へ滴下し、出口室１３を通過して水分回収室１４へ回収される。また、第２の配管１２を下方へ流動し、各第１の配管１１の管壁を介してサンプルガスとの間で熱交換を行った冷却ガスは、冷却ガス排出管１７ｂを介して、第２の配管１２の外部へと排出される。また、水分が分離されたサンプルガスは、各第１の配管１１から出口室１３に流出してサンプルガス誘導部１５へと流動し、サンプルガス誘導部１５から分析計供給系統１０８を介して分析計１０１へと供給される。
【0097】
上述した水分分離装置３によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから水分を分離する際に、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。そして、水分分離装置３によると、サンプルガスが複数の（本実施形態では、２つの）第１の配管１１を下方に流動するとともに、複数の第１の配管１１が内側に配置された第２の配管１２を冷却ガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、各第１の配管１１が第２の配管１２の内側に配置されて上下方向に延びる領域における上下方向の全長に亘って、サンプルガス及び冷却ガスが上下方向に沿って流れながらサンプルガスと冷却ガスとの間で効率よく熱交換が行われることになる。これにより、サンプルガスの冷却効率の向上を図れ、水分の分離能力の向上を図ることができる。また、水分分離装置３によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから分離した水分を容易に回収するとともに水分が分離されたサンプルガスを効率よく誘導することができる。
【0098】
従って、第３実施形態によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置３を提供することができる。
【0099】
また、水分分離装置３によると、サンプルガスが複数の第１の配管１１を下方に流動するとともに、複数の第１の配管１１が内側に配置された第２の配管１２を冷却ガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、複数の第１の配管１１の管壁を介してサンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われることになる。そして、第１の配管１１が１つの場合と複数の場合とでは、合計の断面積が同じ大きさの場合であってサンプルガスの単位時間当たりの合計の流量が同じ場合で比較すると、第１の配管１１が複数の場合の方が、冷却ガスとの間で熱交換が行われる第１の配管１１の管壁の表面積が大きくなる。このため、水分分離装置３によると、冷却ガスとサンプルガスとの間で更に効率よく熱交換を行うことができるため、更にサンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができる。
【0100】
尚、第３実施形態では、第１の配管１１が２つ設けられた水分分離装置３の形態を例示したが、第１の配管１１が更に多く設けられた形態が実施されてもよい。図７（Ｂ）は、第３実施形態の変形例の水分分離装置３ａの断面を示す図である。図７（Ｃ）は、第３実施形態の他の変形例の水分分離装置３ｂの断面を示す図である。尚、図７（Ｂ）は、水分分離装置３ａにおいて、水分分離装置３について図６のＡ－Ａ線矢視線で示す位置に対応する位置での断面である。また、図７（Ｃ）は、水分分離装置３ｂにおいて、水分分離装置３について図６のＡ－Ａ線矢視線で示す位置に対応する位置での断面である。
【0101】
図７（Ｂ）に示す変形例の水分分離装置３ａと図７（Ｃ）に示す変形例の水分分離装置３ｂとは、いずれも、第３実施形態の水分分離装置３と同様に構成されているが、第１の配管１１の数が異なっている。図７（Ｂ）に示す水分分離装置３ａは、第１の配管１１が３つ設けられており、図７（Ｃ）に示す水分分離装置３ｂは、第１の配管１１が４つ設けられている。水分分離装置３ａ及び水分分離装置３ｂのいずれにおいても、複数の第１の配管１１は、サンプリング系統１０７ｂの下流側において分岐した複数の系統に対してそれぞれ接続し、サンプルガスがそれぞれ導入される。そして、水分分離装置３ａ及び水分分離装置３ｂのいずれにおいても、複数の第１の配管１１は、第２の配管１２の内側で上下方向に互いに平行に延びており、サンプルガスが各第１の配管１１を下方に流動し、更に、各第１の配管１１の下端部の出口側開口１１ａが出口室１３内で開口している。
【0102】
図７（Ｂ）及び図７（Ｃ）に示す変形例の水分分離装置３ａ及び水分分離装置３ｂのように、第１の配管１１が３つ以上設けられた形態が実施されてもよい。この形態によると、冷却ガスとの間で熱交換が行われる第１の配管１１の管壁の表面積を第１の配管１１の数に応じて更に大きくすることができ、更にサンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができる。
【0103】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態の水分分離装置４について説明する。図８は、本発明の第４実施形態の水分分離装置４を示す図である。尚、図８では、水分分離装置４について、断面図で図示している。第４実施形態の水分分離装置４は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第４実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図８では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
次に、本発明の第４実施形態の水分分離装置４について説明する。図８は、本発明の第４実施形態の水分分離装置４を示す図である。尚、図８では、水分分離装置４について、断面図で図示している。第４実施形態の水分分離装置４は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第４実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図８では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
【0104】
図８に示す第４実施形態の水分分離装置４は、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプリング系統１０７ａから導入されたサンプルガスを冷却し、サンプルガス中に含まれる水分を分離して、分析計供給系統１０８へとサンプルガスを供給する。そして、水分分離装置４は、水分分離装置１と同様に、第１の配管２１と、第２の配管１２と、出口室１３と、水分回収室１４と、サンプルガス誘導部１５と、を備えて構成されている。しかし、水分分離装置４は、第１の配管２１の構成において、水分分離装置１とは異なっている。
【0105】
水分分離装置４においては、第１の配管２１は、水分分離装置１の第１の配管１１と同様に、金属製の円管として設けられており、水分を含むサンプルガスが導入されてそのサンプルガスが下方に流動する配管として構成されている。そして、第１の配管２１は、その一部が第２の配管１２の内側に配置されており、第２の配管１２に対して、上蓋部１２ｂ及び下蓋部１２ｃの貫通孔に挿通された状態で支持されている。また、第１の配管２１の上端部が、サンプリング系統１０７ｂの下流側の端部に対して接続している。そして、第１の配管２１の下端部は、出口室１３内で開口しており、サンプルガス誘導部１５が出口室１３に連通する位置よりも下方に配置されている。しかし、第１の配管２１は、第２の配管１２の内側に配置されている部分の形状において、水分分離装置１の第１の配管１１とは異なっている。
【0106】
第１の配管２１は、第２の配管１２の内側においては、複数回に亘って湾曲しながら下方に延びるように設けられている。より具体的には、第１の配管２１は、円弧状に湾曲しながら下方に延びる部分と、鉛直方向に対して斜め方向に延びながら下方に延びる部分とを交互に繰り返しながら下方に延びるように設けられている。
【0107】
水分分離装置４によると、サンプルガスは、第１の配管２１に導入されると、第２の配管１２内で複数回に亘って湾曲しながら下方に延びる第１の配管２１に沿って下方に流動する。そして、冷却ガスは、湾曲して延びる第１の配管１１の外側であって第２の配管１２の内側において、下方に流動する。これにより、湾曲しながら延びる第１の配管２１の管壁の全周を介して冷却ガスとサンプルガスとの間で効率よく熱交換が行われてサンプルガスが冷却され、サンプルガスから水分が分離される。
【0108】
よって、第４実施形態によると、第１実施形態と同様に、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置４を提供することができる。
【0109】
また、水分分離装置４によると、サンプルガスは、第２の配管１２内で複数回に亘って湾曲しながら下方に延びる第１の配管２１を流動する。これにより、サンプルガスは、第２の配管１２の内側において、直線状の経路の場合に比してより長い経路を有する第１の配管２１に沿って下方に流動しながら、配管１１の管壁を介して冷却ガスとの間で熱交換が行われて冷却され、水分が分離される。これにより、サンプルガスの単位時間当たりの流量が同じ場合で比較すると、直線状の経路の場合に比してより長い経路を有する第１の配管２１では、冷却ガスとの間で熱交換が行われる時間を長くすることができる。このため、水分分離装置４によると、冷却ガスとサンプルガスとの間で更に効率よく熱交換を行うことができるため、更にサンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができる。
【0110】
［第５実施形態］
次に、本発明の第５実施形態の水分分離装置５について説明する。図９は、本発明の第５実施形態の水分分離装置５を示す図である。尚、図９では、水分分離装置５について、断面図で図示している。第５実施形態の水分分離装置５は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第５実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図９では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
次に、本発明の第５実施形態の水分分離装置５について説明する。図９は、本発明の第５実施形態の水分分離装置５を示す図である。尚、図９では、水分分離装置５について、断面図で図示している。第５実施形態の水分分離装置５は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第５実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図９では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
【0111】
図９に示す第５実施形態の水分分離装置５は、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプリング系統１０７ａから導入されたサンプルガスを冷却し、サンプルガス中に含まれる水分を分離して、分析計供給系統１０８へとサンプルガスを供給する。そして、水分分離装置５は、水分分離装置１と同様に、第１の配管２２と、第２の配管２３と、出口室１３と、水分回収室１４と、サンプルガス誘導部１５と、を備えて構成されている。しかし、水分分離装置５は、第１の配管２２及び第２の配管２３の配置に関する構成において、水分分離装置１とは異なっている。
【0112】
第１の配管２２は、水分を含むサンプルガスが導入され、サンプルガスが下方に流動する配管として構成されている。第1の配管２２は、円形断面で直線状に延びる円筒状の配管として設けられており、長手方向における一方の端部側において段状に縮径するように構成されている。第１の配管２２は、熱伝導性に優れた金属製の配管として設けられ、例えば、ステンレス製の配管として設けられている。第１の配管２２は、例えば、水分回収室１４に固定された支持フレーム１６に対して固定されて支持されている。また、第１の配管２２は、その長手方向が上下方向に延びた状態で、支持フレーム１６に対して支持されており、本実施形態では、上下に直線状に延びるように設けられている。
【0113】
第１の配管２２は、大径管部２４と小径管部２５とを備えて構成されている。大径管部２４には、大径管本体部２４ａと、大径管本体部２４ａの上端部を塞ぐ上蓋部２４ｂと、大径管本体部２４ａの下端部を塞ぐ下蓋部２４ｃとが設けられている。
【0114】
大径管本体部２４ａは、円形断面で直線状に上下に延びる円管状に設けられている。そして、大径管本体部２４ａの上端側には、サンプルガス導入管２６が接続している。サンプルガス導入管２６は、細長い円管として設けられ、サンプリング系統１０７ｂから供給されるサンプルガスを第1の配管２２に導入するように構成されている。より具体的には、サンプルガス導入管２６は、管長方向の一方の端部が、サンプリング系統１０７ｂの下流側の端部に対して接続しており、管長方向の他方の端部が、大径管本体部２４ａに対して大径管本体部２４ａの上端側において接続している。そして、サンプルガス導入管２６の他方の端部は、大径管本体部２４ａの上端側に設けられて大径管本体部２４ａの管壁を貫通する貫通孔を貫通している。また、サンプルガス導入管２６の他方の端部は、大径管本体部２４ａの上端側の貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で大径管本体部２４ａの上端側の貫通孔に挿通され、大径管本体部２４ａの内部で開口している。これにより、サンプリング系統１０７ｂと第１の配管２２の上端側の領域とが、サンプルガス導入管２６を介して連通し、第１の配管２２の上端側の領域にサンプルガスが導入される。
【0115】
また、大径管本体部２４ａの下端側には、大径管本体部２４ａの管壁を貫通して後述の第２の配管２３が挿通される貫通孔が設けられている。第２の配管２３は、第１の配管２２に挿入されており、その下端側の部分が、大径管本体部２４ａの下端側の貫通孔を大径管本体部２４ａの内側から外側に向かって貫通している。また、第２の配管２３の下端側の部分は、大径管本体部２４ａの下端側の貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で大径管本体部２４ａの下端側の貫通孔に挿通され、大径管本体部２４ａの外部で開口している。
【0116】
大径管部２４の上蓋部２４ｂは、中心に貫通孔が形成された円板状の部材として設けられて、大径管本体部２４ａの上端部に気密状態で密着した状態で大径管本体部２４ａの上端部に固定されている。そして、上蓋部２４ｂの貫通孔には、第２の配管２３が、挿通されている。第２の配管２３は、上蓋部２４ｂの貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で上蓋部２４ｂの貫通孔に挿通されている。
【0117】
大径管部２４の下蓋部２４ｃは、中心に貫通孔が形成された円板状の部材として設けられて、大径管本体部２４ａの下端部に気密状態で密着した状態で大径管本体部２４ａの下端部に固定されている。そして、下蓋部２４ｃの貫通孔には、小径管部２５が固定されている。
【0118】
小径管部２５は、大径管部２４の下方で大径管部２４と上下に直列に並んで設けられている。また、小径管部２５は、大径管部２４に対して、同一中心軸線上で上下に並んで設けられている。そして、小径管部２５は、大径管部２４よりも径の小さい円管状に形成され、上下方向に細長く延びるとともに、大径管部２４の下端から出口室１３内で下方に向かって延びるように設けられている。このため、第1の配管２２は、大径管部２４と小径管部２５とがこの順番で上下に直線状に並び、更に、大径管部２４から小径管部２５へと連続する下端側において、大径の大径管部２４から小径の小径管部２５へと段状に縮径するように構成されている。
【0119】
また、小径管部２５は、その上端部が、大径管部２４の下蓋部２４ｃの中心に設けられた貫通孔に対して、気密状態で嵌め込まれて固定され、大径管部２４に開口している。これにより、小径管部２５は、その上端部において、大径管部２４の下蓋部２４ｃに接続して大径管部２４に連通している。そして、小径管部２５は、その下端部において、出口室１３内で開口して出口室１３に連通している。また、小径管部２５の下端部は、第１の配管２２の下端部であり、第１の配管２２の下端部において出口室１３に開口した出口側開口２２ａは、サンプルガス誘導部１５が出口室１３に連通する位置よりも下方に配置されている。
【0120】
第２の配管２３は、少なくとも一部が第１の配管２２の大径管部２４の内側に配置され、サンプルガスよりも温度の低い冷却ガスが導入されるとともに、冷却ガスが下方に流動する配管として構成されている。第２の配管２３は、円形断面で細長く延びる円管状の配管として設けられている。第２の配管２３は、熱伝導性に優れた金属製の円管として設けられ、例えば、ステンレス製の円管として設けられている。第２の配管２３は、第１の配管２２に対して支持されている。また、第２の配管２３は、上下配管部２３ａと、水平配管部２３ｂとを有している。
【0121】
第２の配管２３の上下配管部２３ａは、上下方向に直線状に延びる部分として設けられ、第１の配管２２の大径管部２４の内側に挿入された状態で配置されている。上下配管部２３ａは、大径管部２４に対して、中心軸線が一致する同心状に配置されており、大径管部２４と平行に上下に延びるように配置されている。上下配管部２３ａは、上端側において、大径管部２４の上蓋部２４ｂに設けられた貫通孔を気密状態で貫通しており、大径管部２４に支持されている。また、上下配管部２３ａの上端部は、上蓋部２４ｂから上方に突出して大径管部２４の外側に配置されている。そして、上下配管部２３ａの上端部は、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに対してカップリング（図示省略）を介して接続している。これにより、エアークーラー１０９から供給される冷却ガスが、第２の配管２３に導入される。
【0122】
第２の配管２３の水平配管部２３ｂは、上下配管部２３ａの下端側で上下配管部２３ａに連続するとともに水平方向に直線状に延びる部分として設けられている。水平配管部２３ｂは、上下配管部２３ａに対して、略９０°に屈曲する屈曲部を介して接続しており、水平配管部２３ｂの一方の端部が、上下配管部２３ａの下端部に連通している。そして、水平配管部２３ｂは、上下配管部２３ａの下端部に接続する部分から水平方向に沿って延びるとともに、第１の配管２２の大径管部２４の内側から外側に向かって延びるように設けられている。また、水平配管部２３ｂは、大径管部２４の大径管本体部２４ａの管壁に設けられた貫通孔を気密状態で貫通しており、大径管部２４に支持されている。そして、水平配管部２３ｂにおける上下配管部２３ａに接続する側と反対側の端部は、大径管本体部２４ａから側方に突出して大径管部２４の外側に配置されている。また、水平配管部２３ｂは、大径管部２４の外側に配置された端部において開口している。尚、水平配管部２３ｂは、大径管本体部２４ａの管壁を貫通して大径管本体部２４ａの内側から外側に突出して配置された状態で形成され易いように、２つの配管部分が連結されることで構成されてもよい。即ち、水平配管部２３ｂは、上下配管部２３ａに連続するとともに大径管本体部２４ａの管壁を貫通する配管部分と、大径管本体部２４ａの外側で延びる配管部分とが連結されることで、構成されてもよい。
【0123】
水分分離装置５では、サンプリング系統１０７ｂから排出されたサンプルガスが、サンプルガス導入菅２６を介して、第１の配管２２内の上端側の領域へと導入される。そして、第１の配管２２内へ導入されたサンプルガスは、第１の配管２２の内側であって第２の配管２３の外側の領域を下方に流動する。一方、エアークーラー１０９から排出された冷却ガスは、第２の配管２３の上下配管部２３ａへ導入され、第１の配管２２の大径管部２４の内側に配置された上下配管部２３ａを下方に流動する。このため、第２の配管２３の上下配管部２３ａの内側を冷却ガスが下方に流動し、第１の配管２２の大径管部２４の内側で上下配管部２３ａの外側をサンプルガスが下方に流動することで、第２の配管２３の上下配管部２３ａの管壁の全周を介して、サンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われる。これにより、第１の配管２２の大径管部２４の流動中に、サンプルガスが冷却され、サンプルガスにおける温度の低下に伴う飽和水蒸気量の減少に伴い、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分が、第１の配管２２の大径管部２４内においてサンプルガスから分離される。大径管部２４内においてサンプルガスから分離された水分は、大径管部２４にその下方で連通する小径管部２５を落下し、出口室１３内で開口する小径管部２５の下端部の出口側開口２２ａから出口室１３内へ滴下し、出口室１３を通過して水分回収室１４へ回収される。また、第２の配管２３の上下配管部２３ａを下方へ流動し、上下配管部２３ａの管壁を介してサンプルガスとの間で熱交換を行った冷却ガスは、水平配管部２３ｂへと流動し、水平配管部２３ｂの端部から第２の配管２３の外部へと排出される。また、水分が分離されたサンプルガスは、第１の配管２２から出口室１３に流出してサンプルガス誘導部１５へと流動し、サンプルガス誘導部１５から分析計供給系統１０８を介して分析計１０１へと供給される。
【0124】
上述した水分分離装置５によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから水分を分離する際に、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。そして、水分分離装置５によると、サンプルガスが第１の配管２２を下方に流動するとともに、第１の配管２２の内側に配置された第２の配管２３を冷却ガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、第２の配管２３が第１の配管２２の内側に配置されて上下方向に延びる領域における上下方向の全長に亘って、サンプルガス及び冷却ガスが上下方向に沿って流れながらサンプルガスと冷却ガスとの間で効率よく熱交換が行われることになる。これにより、サンプルガスの冷却効率の向上を図れ、水分の分離能力の向上を図ることができる。また、水分分離装置５によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから分離した水分を容易に回収するとともに水分が分離されたサンプルガスを効率よく誘導することができる。
【0125】
従って、第５実施形態によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置５を提供することができる。
【0126】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態の水分分離装置６について説明する。図１０は、本発明の第６実施形態の水分分離装置６を示す図である。尚、図１０では、水分分離装置６について、断面図で図示している。第６実施形態の水分分離装置６は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。また、第６実施形態の水分分離装置６は、前述の第５実施形態の水分分離装置５と同様に、冷却ガスが導入されて流動する第２の配管２３の一部が、サンプルガスが導入されて流動する第１の配管２２の内側に配置されるように構成されている。尚、以下の第６実施形態の説明においては、前述の第１実施形態及び第５実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態及び第５実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図１０では、図３及び図９と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
次に、本発明の第６実施形態の水分分離装置６について説明する。図１０は、本発明の第６実施形態の水分分離装置６を示す図である。尚、図１０では、水分分離装置６について、断面図で図示している。第６実施形態の水分分離装置６は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。また、第６実施形態の水分分離装置６は、前述の第５実施形態の水分分離装置５と同様に、冷却ガスが導入されて流動する第２の配管２３の一部が、サンプルガスが導入されて流動する第１の配管２２の内側に配置されるように構成されている。尚、以下の第６実施形態の説明においては、前述の第１実施形態及び第５実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態及び第５実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図１０では、図３及び図９と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
【0127】
図１０に示す第６実施形態の水分分離装置６は、第１実施形態の水分分離装置１及び第５実施形態の水分分離装置５と同様に、サンプリング系統１０７ａから導入されたサンプルガスを冷却し、サンプルガス中に含まれる水分を分離して、分析計供給系統１０８へとサンプルガスを供給する。そして、水分分離装置６は、水分分離装置５と同様に、第１の配管２２と、第２の配管２３と、出口室１３と、水分回収室１４と、サンプルガス誘導部１５と、を備えて構成されている。しかし、水分分離装置６は、第２の配管２３が複数備えられている構成において、水分分離装置５とは異なっている。
【0128】
図１０に示すように、水分分離装置６においては、第２の配管２３は、複数設けられており、具体的には、２つ設けられている。２つの第２の配管２３のそれぞれは、水分分離装置５の第２の配管２３と同様に構成され、一部が第１の配管２２の大径管部２４の内側に配置され、サンプルガスよりも温度の低い冷却ガスが導入されるとともに、冷却ガスが下方に流動する円管状の配管として構成されている。
【0129】
２つの第２の配管２３のそれぞれは、水分分離装置５の第２の配管２３と同様に構成され、上下配管部２３ａ及び水平配管部２３ｂを有している。各第２の配管２３の上下配管部２３ａは、第１の配管２２の大径管部２４の内側で上下に延びるように配置されている。そして、２つの第２の配管２３の上下配管部２３ａは、上下に延びる大径管部２４の内側で上下方向に沿って互いに平行に延びている。尚、大径管部２４の上蓋部２４ｂには、各第２の配管２３の上下配管部２３ａが気密状態で挿通される貫通孔が２つ設けられており、各第２の配管２３の上下配管部２３ａは、上蓋部２４ｂの貫通孔に挿通された状態で、第１の配管２２に支持されている。また、各第２の配管２３の水平配管部２３ｂは、各上下配管部２３ａに対してその下端側で連続するとともに水平方向に延びるように設けられている。そして、各第２の配管２３の水平配管部２３ｂは、第１の配管２２の大径管部２４の内側から外側に向かって延び、大径管本体部２４ａから側方に突出して大径管部２４の外側で開口している。尚、大径管本体部２４ａの管壁には、各第２の配管２３の水平配管部２３ｂが気密状態で挿通される貫通孔が２つ設けられており、各第２の配管２３の水平配管部２３ｂは、大径管本体部２４ａの貫通孔に挿通された状態で、第１の配管２２に支持されている。
【0130】
また、２つの第２の配管２３のそれぞれは、大径管部２４の上蓋部２４ｂから上方に突出した上下配管部２３ａの上端部において、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに対して接続配管（図示省略）を介して接続している。尚、第６実施形態では、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに接続された接続配管は、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに接続する側と反対側の下流側において、２つの系統に分岐している。そして、２つの第２の配管２３の上下配管部２３ａのそれぞれは、エアークーラー１０９に接続した接続配管の下流側において分岐した２つの系統のそれぞれの下流側の端部に対して接続している。各第２の配管２３の上下配管部２３ａの上端部には、エアークーラー１０９に接続した接続配管における分岐した系統の下流側の端部から、冷却ガスが導入される。各第２の配管２３の上下配管部２３ａの上端部に上方から導入された冷却ガスは、各第２の配管２３の上下配管部２３ａを下方に流動し、次いで、各第２の配管２３の水平配管部２３ｂを水平に流動して、各第２の配管２３の外部へ排出される。
【0131】
水分分離装置６では、サンプリング系統１０７ｂから排出されたサンプルガスが、サンプルガス導入菅２６を介して、第１の配管２２の大径管部２４内の上端側の領域へと導入される。そして、第１の配管２２の大径管部２４内へ導入されたサンプルガスは、大径管部２４の内側であって２つの第２の配管２３のそれぞれの外側の領域を下方に流動する。一方、エアークーラー１０９から排出された冷却ガスは、２つの第２の配管２３のそれぞれの上下配管部２３ａへ導入され、第１の配管２２の大径管部２４の内側に配置された各上下配管部２３ａを下方に流動する。このため、各第２の配管２３の上下配管部２３ａの内側を冷却ガスが下方に流動し、第１の配管２２の大径管部２４の内側で各上下配管部２３ａの外側をサンプルガスが下方に流動することで、各第２の配管２３の上下配管部２３ａの管壁の全周を介して、サンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われる。これにより、第１の配管２２の大径管部２４の流動中に、サンプルガスが冷却され、サンプルガスにおける温度の低下に伴う飽和水蒸気量の減少に伴い、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分が、第１の配管２２の大径管部２４内においてサンプルガスから分離される。大径管部２４内においてサンプルガスから分離された水分は、大径管部２４にその下方で連通する小径管部２５を落下し、出口室１３内で開口する小径管部２５の下端部の出口側開口２２ａから出口室１３内へ滴下し、出口室１３を通過して水分回収室１４へ回収される。また、各第２の配管２３の上下配管部２３ａを下方へ流動し、各上下配管部２３ａの管壁を介してサンプルガスとの間で熱交換を行った冷却ガスは、各第２の配管２３の水平配管部２３ｂへと流動し、各水平配管部２３ｂの端部から各第２の配管２３の外部へと排出される。また、水分が分離されたサンプルガスは、第１の配管２２から出口室１３に流出してサンプルガス誘導部１５へと流動し、サンプルガス誘導部１５から分析計供給系統１０８を介して分析計１０１へと供給される。
【0132】
上述した水分分離装置６によると、第１実施形態の水分分離装置１及び第５実施形態の水分分離装置５と同様に、サンプルガスから水分を分離する際に、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。そして、水分分離装置６によると、サンプルガスが第１の配管２２を下方に流動するとともに、第１の配管２２の内側に配置された複数の（本実施形態では、２つの）第２の配管２３を冷却ガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、複数の第２の配管２３が第１の配管２２の内側に配置されて上下方向に延びる領域における上下方向の全長に亘って、サンプルガス及び冷却ガスが上下方向に沿って流れながらサンプルガスと冷却ガスとの間で効率よく熱交換が行われることになる。これにより、サンプルガスの冷却効率の向上を図れ、水分の分離能力の向上を図ることができる。また、水分分離装置６によると、第１実施形態の水分分離装置１及び第５実施形態の水分分離装置５と同様に、サンプルガスから分離した水分を容易に回収するとともに水分が分離されたサンプルガスを効率よく誘導することができる。
【0133】
従って、第６実施形態によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置６を提供することができる。
【0134】
また、水分分離装置６によると、冷却ガスが複数の第２の配管２３を下方に流動するとともに、複数の第２の配管２３が内側に配置された第１の配管２２をサンプルガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、複数の第２の配管２３の管壁を介してサンプルガスと冷却ガスとの間で熱交換が行われることになる。そして、第２の配管２３が１つの場合と複数の場合とでは、合計の断面積が同じ大きさの場合であって冷却ガスの単位時間当たりの合計の流量が同じ場合で比較すると、第２の配管２３が複数の場合の方が、冷却ガスとの間で熱交換が行われる第２の配管２３の管壁の表面積が大きくなる。このため、水分分離装置６によると、冷却ガスとサンプルガスとの間で更に効率よく熱交換を行うことができるため、更にサンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができる。
【0135】
尚、第６実施形態では、第２の配管２３が２つ設けられた水分分離装置６の形態を例示したが、第２の配管２３が更に多く設けられた形態が実施されてもよい。即ち、第１の配管２２の内側において３つ以上の第２の配管２３が配置された水分分離装置の形態が実施されてもよい。
【0136】
［第７実施形態］
次に、本発明の第７実施形態の水分分離装置７について説明する。図１１は、本発明の第７実施形態の水分分離装置７を示す図である。尚、図１１では、水分分離装置７について、断面図で図示している。第７実施形態の水分分離装置７は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第７実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図１１では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
次に、本発明の第７実施形態の水分分離装置７について説明する。図１１は、本発明の第７実施形態の水分分離装置７を示す図である。尚、図１１では、水分分離装置７について、断面図で図示している。第７実施形態の水分分離装置７は、例えば、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、熱処理装置１００で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計１０１へとサンプルガスを供給する系統において、適用される。尚、以下の第７実施形態の説明においては、前述の第１実施形態と異なる点について説明し、前述の第１実施形態と同様の構成或いは対応する構成については、図面において同一の符号を付すことで、或いは同一の符号を引用することで、重複する説明を省略する。また、図１１では、図３と同様に、サンプルガスが流動する様子については細い破線の矢印で模式的に示し、冷却ガスが流動する様子については細い実線の矢印で模式的に示し、サンプルガスから分離された水分が落下する様子については太い破線の矢印で模式的に示している。
【0137】
図１１に示す第７実施形態の水分分離装置７は、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプリング系統１０７ａから導入されたサンプルガスを冷却し、サンプルガス中に含まれる水分を分離して、分析計供給系統１０８へとサンプルガスを供給する。そして、水分分離装置７は、水分分離装置１と同様に、第１の配管２７と、第２の配管２８と、第２の配管２９と、出口室１３と、水分回収室１４と、サンプルガス誘導部１５と、を備えて構成されている。しかし、水分分離装置７は、第１の配管２７、第２の配管２８、及び第２の配管２９に関する構成において、水分分離装置１とは異なっている。
【0138】
図１２は、水分分離装置７の断面を示す図であって、図１１のＢ－Ｂ線矢視位置から見た断面を示す図である。尚、図１２では、水分分離装置７の断面として図１１のＢ－Ｂ線矢視位置において表れる第１の配管２７、第２の配管２８、及び第２の配管２９の断面のみを図示しており、水分分離装置７における他の部分の図示を省略している。図１１及び図１２に示すように、水分分離装置７においては、第２の配管２９の内側に第１の配管２７の一部が配置されているとともに、第１の配管２７の内側に第２の配管２８の一部が配置されている。
【0139】
第１の配管２７は、水分を含むサンプルガスが導入され、サンプルガスが下方に流動する配管として構成されている。第1の配管２７は、円形断面で直線状に延びる円筒状の配管として設けられており、長手方向における一方の端部側において段状に縮径するように構成されている。第１の配管２７は、熱伝導性に優れた金属製の配管として設けられ、例えば、ステンレス製の配管として設けられている。第１の配管２７は、後述の第２の配管２９に対して支持されている。また、第１の配管２７は、その長手方向が上下方向に延びた状態で、第２の配管２９に対して支持されており、本実施形態では、上下に直線状に延びるように設けられている。
【0140】
第１の配管２７は、大径管部３０と小径管部３１とを備えて構成されている。大径管部３０は、円形断面で直線状に上下に延びる円管状に設けられている。そして、大径管部３０の上端側には、サンプルガス導入管３２が接続している。サンプルガス導入管３２は、細長い円管として設けられ、サンプリング系統１０７ｂから供給されるサンプルガスを第1の配管２７に導入するように構成されている。より具体的には、サンプルガス導入管３２は、管長方向の一方の端部が、サンプリング系統１０７ｂの下流側の端部に対して接続しており、管長方向の他方の端部が、大径管部３０に対して大径管部３０の上端側において接続している。そして、サンプルガス導入管３２の他方の端部は、大径管部３０の上端側に設けられて大径管部３０の管壁を貫通する貫通孔を貫通している。また、サンプルガス導入管３２の他方の端部は、大径管部３０の上端側の貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で大径管部３０の上端側の貫通孔に挿通され、大径管部３０の内部で開口している。これにより、サンプリング系統１０７ｂと第１の配管２７の上端側の領域とが、サンプルガス導入管３２を介して連通し、第１の配管２７の上端側の領域にサンプルガスが導入される。尚、大径管部３０は、後述の第２の配管２９の内側に配置されており、サンプルガス導入菅３２は、第２の配管２９の管壁を貫通した状態で更に大径管部３０の管壁も貫通している。
【0141】
また、大径管部３０の下端側には、大径管部３０の管壁を貫通して後述の第２の配管２８が挿通される貫通孔が設けられている。第２の配管２８は、第１の配管２７に挿入されており、その下端側の部分が、大径管部３０の下端側の貫通孔を大径管部３０の内側から外側に向かって貫通している。また、第２の配管２８の下端側の部分は、大径管部３０の下端側の貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で大径管部３０の下端側の貫通孔に挿通されている。
【0142】
大径管部３０の上端部は、中心に貫通孔が形成された円板状の上蓋部材３３によって塞がれている。上蓋部材３３は、大径管部３０の上端部に対して気密状態で密着した状態で固定されている。尚、上蓋部材３３の直径は大径管部３０の直径よりも大きく、上蓋部材３３は、大径管部３０よりも径方向に張り出した状態で設けられている。そして上蓋部材３３には、後述の第２の配管２９の上端部も固定されている。また、上蓋部材３３の貫通孔には、第２の配管２８が、挿通されている。第２の配管２８は、上蓋部材３３の貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で上蓋部材３３の貫通孔に挿通されている。
【0143】
大径管部３０の下端部は、中心に貫通孔が形成された円板状の下蓋部材３４によって塞がれている。下蓋部材３４は、その上面側において、大径管部３０の下端部に対して気密状態で密着した状態で固定されている。尚、下蓋部材３４の直径は大径管部３０の直径よりも大きく、下蓋部材３４は、大径管部３０よりも径方向に張り出した状態で設けられている。そして、下蓋部材３４には、その外周の縁部分の上面側において、後述の第２の配管２９の下端部も固定されている。尚、下蓋部材３４は、その外周の縁部分の下面側において、出口室１３の出口室本体部１８ａの上端部に対して気密状態で密着して固定されている。また、下蓋部材３４の貫通孔には、小径管部３１が固定されている。
【0144】
小径管部３１は、大径管部３０の下方で大径管部３０と上下に直列に並んで設けられている。また、小径管部３１は、大径管部３０に対して、同一中心軸線上で上下に並んで設けられている。そして、小径管部３１は、大径管部３０よりも径の小さい円管状に形成され、上下方向に細長く延びるとともに、大径管部３０の下端から出口室１３内で下方に向かって延びるように設けられている。このため、第1の配管２７は、大径管部３０と小径管部３１とがこの順番で上下に直線状に並び、更に、大径管部３０から小径管部３１へと下蓋部材３４を介して連続する下端側において、大径の大径管部３０から小径の小径管部３１へと段状に縮径するように構成されている。
【0145】
また、小径管部３１は、その上端部が、下蓋部材３４の中心に設けられた貫通孔に対して、気密状態で嵌め込まれて固定され、大径管部３０に開口している。これにより、小径管部３１は、その上端部において、下蓋部材３４を介して大径管部３０に接続して大径管部３０に連通している。そして、小径管部３１は、その下端部において、出口室１３内で開口して出口室１３に連通している。また、小径管部３１の下端部は、第１の配管２７の下端部であり、第１の配管２７の下端部において出口室１３に開口した出口側開口２７ａは、サンプルガス誘導部１５が出口室１３に連通する位置よりも下方に配置されている。
【0146】
第２の配管２８は、少なくとも一部が第１の配管２７の大径管部３０の内側に配置され、サンプルガスよりも温度の低い冷却ガスが導入されるとともに、冷却ガスが下方に流動する配管として構成されている。第２の配管２８は、円形断面で細長く延びる円管状の配管として設けられている。第２の配管２８は、熱伝導性に優れた金属製の円管として設けられ、例えば、ステンレス製の円管として設けられている。第２の配管２８は、上蓋部材３３、第１の配管２７、及び第２の配管２９によって支持されている。また、第２の配管２８は、上下配管部２８ａと、水平配管部２８ｂとを有している。
【0147】
第２の配管２８の上下配管部２８ａは、上下方向に直線状に延びる部分として設けられ、第１の配管２７の大径管部３０の内側に挿入された状態で配置されている。上下配管部２８ａは、大径管部３０に対して、中心軸線が一致する同心状に配置されており、大径管部３０と平行に上下に延びるように配置されている。上下配管部２８ａは、上端側において、上蓋部材３３に設けられた貫通孔を気密状態で貫通しており、上蓋部材３３に支持されている。また、上下配管部２８ａの上端部は、上蓋部材３３から上方に突出して大径管部３０の外側に配置されている。そして、上下配管部２８ａの上端部は、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに対して接続配管（図示省略）を介して接続している。これにより、エアークーラー１０９から供給される冷却ガスが、第２の配管２８に導入される。
【0148】
第２の配管２８の水平配管部２８ｂは、上下配管部２８ａの下端側で上下配管部２８ａに連続するとともに水平方向に直線状に延びる部分として設けられている。水平配管部２８ｂは、上下配管部２８ａに対して、略９０°に屈曲する屈曲部を介して接続しており、水平配管部２８ｂの一方の端部が、上下配管部２８ａの下端部に連通している。そして、水平配管部２８ｂは、上下配管部２８ａの下端部に接続する部分から水平方向に沿って延びるとともに、第１の配管２７の大径管部３０の内側から外側に向かって延び、更に、第２の配管２９の内側から外側に向かって延びるように設けられている。また、水平配管部２８ｂは、大径管部３０の管壁に設けられた貫通孔を気密状態で貫通しており、大径管部３０に支持されている。更に、水平配管部２８ｂは、大径管部３０の外側に配置された第２の配管２９の管壁に設けられた貫通孔も気密状態で貫通し、第２の配管２９にも支持されている。そして、水平配管部２８ｂにおける上下配管部２８ａに接続する側と反対側の端部は、大径管部３０から側方に突出するとともに更に第２の配管２９からも突出して大径管部３０及び第２の配管２９の外側に配置されている。また、水平配管部２８ｂは、大径管部３０及び第２の配管２９の外側に配置された端部において開口している。
【0149】
第２の配管２９は、第１の配管２７の一部の大径管部３０が内側に配置され、サンプルガスよりも温度の低い冷却ガスが導入されるとともに、冷却ガスが下方に流動する配管として構成されている。第２の配管２９は、円形断面で直線状に延びる円筒状の配管として設けられている。第２の配管２９は、熱伝導性に優れた金属製の円管として設けられ、例えば、ステンレス製の円管として設けられている。第２の配管２９は、例えば、支持フレーム１６に対して固定されて支持されている。また、第２の配管２９は、その長手方向が上下方向に延びた状態で、支持フレーム１６に対して支持されており、本実施形態では、上下に直線状に延びるように設けられている。
【0150】
第２の配管２９の上端部は、上蓋部材３３によって塞がれており、第２の配管２９の下端部は、下蓋部材３４によって塞がれている。上蓋部材３３は、第２の配管２９の上端部に対して気密状態で密着した状態で固定されており、下蓋部材３４は、第２の配管２９の下端部に対して気密状態で密着した状態で固定されている。尚、円板状の上蓋部材３３は、その外周の縁部分の下面側において、第２の配管２９の上端部に密着して固定されており、径方向の内側の部分の下面側において、大径管部３０の上端部に密着して固定されている。また、円板状の下蓋部材３４は、その外周の部分の上面側において、第２の配管２９の下端部に密着して固定されており、径方向の内側の部分の上面側において、大径管部３０の下端部に密着して固定されている。
【0151】
また、第２の配管２９の上端側には、冷却ガス導入菅３５ａが接続している。冷却ガス導入菅３５ａは、細長い円管として設けられ、エアークーラー１０９から供給される冷却ガスを第２の配管２９に導入するように構成されている。より具体的には、冷却ガス導入菅３５ａは、管長方向の一方の端部が、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに対して接続配管（図示省略）を介して接続しており、管長方向の他方の端部が、第２の配管２９に対して第２の配管２９の上端側において接続している。そして、冷却ガス導入菅３５ａの他方の端部は、第２の配管２９の上端側に設けられて第２の配管２９の管壁を貫通する貫通孔を貫通している。また、冷却ガス導入菅３５ａの他方の端部は、第２の配管２９の上端側の貫通孔の縁部に対してシール部材を介して気密状態で密着した状態で第２の配管２９の上端側の貫通孔に挿通され、第２の配管２９の内部で開口している。これにより、エアークーラー１０９と第２の配管２９の上端側の領域とが、冷却ガス導入管３５ａを介して連通し、第２の配管２９の上端側の領域に冷却ガスが導入される。尚、冷却ガス導入菅３５ａの他方の端部は、第２の配管２９内における第１の配管２７の大径管部３０の外側の領域において、開口している。このため、第２の配管２９内に導入された冷却ガスは、第２の配管２９の内側の領域であって且つ第１の配管２７の大径管部３０の外側の領域、即ち、第２の配管２９の内周面と大径管部３０の外周面との間の領域を流動する。
【0152】
尚、冷却ガス導入菅３５ａの一方の端部、及び、第２の配管２８の上下配管部２８ａの上端部は、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに対して接続配管（図示省略）を介して接続している。第７実施形態では、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに接続された接続配管は、エアークーラー１０９の端部１０９ｂに接続する側と反対側の下流側において、２つの系統に分岐している。そして、冷却ガス導入菅３５ａの一方の端部と、上下配管部２８ａの上端部とのそれぞれは、エアークーラー１０９に接続した接続配管の下流側において分岐した２つの系統のそれぞれの下流側の端部に対して接続している。これにより、エアークーラー１０９から供給される冷却ガスは、第２の配管２８及び第２の配管２９の両方に導入される。
【0153】
また、第２の配管２９の下端側には、冷却ガス排出菅３５ｂが接続している。冷却ガス排出菅３５ｂは、細長い円管として設けられ、第２の配管２９に導入されて第２の配管２９を流動した冷却ガスを第２の配管２９から排出するように構成されている。より具体的には、冷却ガス排出管３５ｂは、管長方向の一方の端部が、第２の配管２９に対して第２の配管２９の下端側において接続しており、管長方向の他方の端部側の部分が、第２の配管２９の外側に向かって突出している。そして、冷却ガス排出管３５ｂの一方の端部は、第２の配管２９の下端側に設けられて第２の配管２９の管壁を貫通する貫通孔を気密状態で貫通して、第２の配管２９の内部で開口している。一方、第２の配管２９から外部に突出した冷却ガス排出管３５ｂの他方の端部は、外部に開口している。これにより、第２の配管２９内の下端側の領域と第２の配管２９の外部とは冷却ガス排出管３５ｂを介して連通しており、第２の配管２９を流動した冷却ガスが冷却ガス排出管３５ｂを介して外部へと排出される。
【0154】
水分分離装置７では、サンプリング系統１０７ｂから排出されたサンプルガスが、サンプルガス導入菅３２を介して、第１の配管２７の大径管部３０内の上端側の領域へと導入される。そして、第２の配管２７の大径管部３０内へ導入されたサンプルガスは、大径管部３０の内側であって第２の配管２８の外側の領域を下方に流動する。一方、エアークーラー１０９から排出された冷却ガスは、第２の配管２８の上下配管部２８ａへ導入されるとともに、冷却ガス導入菅３５ａを介して第２の配管２９内の上端側の領域へと導入される。そして、上下配管部２８ａに導入された冷却ガスは、大径管部３０の内側に配置された上下配管部２８ａを下方に流動する。また、第２の配管２９に導入された冷却ガスは、大径管部３０が内側に配置された第２の配管２９の内側の領域であって大径管部３０の外側の領域を下方に流動する。このため、上下配管部２８ａの内側を冷却ガスが下方に流動し、上下配管部２８ａの外側で大径管部３０の内側をサンプルガスが下方に流動し、大径管部３０の外側で第２の配管２９の内側を冷却ガスが下方に流動する。これにより、第１の配管２７の大径管部３０を流動するサンプルガスは、大径管部３０の内側において第２の配管２８の上下配管部２８ａの管壁の全周を介して冷却ガスとの間で熱交換が行われるとともに、大径管部３０の管壁の全周を介しても冷却ガスとの間で熱交換が行われる。したがって、第１の配管２７の大径管部３０の流動中に、サンプルガスが、大径管部３０の内側及び外側の両側から冷却され、サンプルガスにおける温度の低下に伴う飽和水蒸気量の減少に伴い、温度による飽和水蒸気量の違いに応じて凝縮した水分が、第１の配管２７の大径管部３０内においてサンプルガスから分離される。大径管部３０内においてサンプルガスから分離された水分は、大径管部３０にその下方で連通する小径管部３１を落下し、出口室１３内で開口する小径管部３１の下端部の出口側開口２７ａから出口室１３内へ滴下し、出口室１３を通過して水分回収室１４へ回収される。また、第２の配管２８の上下配管部２８ａを下方へ流動し、上下配管部２８ａの管壁を介してサンプルガスとの間で熱交換を行った冷却ガスは、第２の配管２８の水平配管部２８ｂへと流動し、水平配管部２８ｂの端部から第２の配管２８の外部へと排出される。そして、第２の配管２９を下方に流動し、大径管部３０の管壁を介してサンプルガスとの間で熱交換を行った冷却ガスは、冷却ガス排出管３５ｂを介して第２の配管２９の外部へと排出される。また、水分が分離されたサンプルガスは、第１の配管２７から出口室１３に流出してサンプルガス誘導部１５へと流動し、サンプルガス誘導部１５から分析計供給系統１０８を介して分析計１０１へと供給される。
【0155】
上述した水分分離装置７によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから水分を分離する際に、液体の冷媒を用いた熱交換器を必要としないため、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制することができる。そして、水分分離装置７によると、サンプルガスが第１の配管２７を下方に流動し、第１の配管２７の内側に配置された第２の配管２８を冷却ガスが下方に流動するとともに第１の配管２７が内側に配置された第２の配管２９を冷却ガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、第１の配管２７が第２の配管２９の内側に配置されているとともに第２の配管２８が第１の配管２７の内側に配置されて上下方向に延びる領域における上下方向の全長に亘って、サンプルガス及び冷却ガスが上下方向に沿って流れながらサンプルガスと冷却ガスとの間で効率よく熱交換が行われることになる。これにより、サンプルガスの冷却効率の向上を図れ、水分の分離能力の向上を図ることができる。また、水分分離装置７によると、第１実施形態の水分分離装置１と同様に、サンプルガスから分離した水分を容易に回収するとともに水分が分離されたサンプルガスを効率よく誘導することができる。
【0156】
従って、第７実施形態によると、設備コスト及び設置スペースの増大を抑制できるとともに、サンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができ、更に、水分を容易に回収してサンプルガスを効率よく誘導できる、水分分離装置７を提供することができる。
【0157】
また、水分分離装置７においては、第２の配管（２８、２９）が２つ設けられており、一つの第２の配管２８は、その一部が第１の配管２７の内側に配置され、他の第２の配管２９は、第１の配管２７の一部が内側に配置されている。そして、水分分離装置７においては、サンプルガスが第１の配管２７を下方に流動し、第１の配管２７の内側に配置された第２の配管２８を冷却ガスが下方に流動するとともに第１の配管２７が内側に配置された第２の配管２９を冷却ガスが下方に流動しながら、冷却ガスとサンプルガスとの間で熱交換が行われてサンプルガスが冷却される。このため、第１の配管２７を流動するサンプルガスは、第１の配管２７の内側及び外側の両側から冷却される。これにより、水分分離装置７によると、冷却ガスとサンプルガスとの間で更に効率よく熱交換を行うことができるため、更にサンプルガスの冷却効率を向上させて水分の分離能力の向上を図ることができる。
【0158】
［変形例］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例が実施されてもよい。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができるものである。例えば、次のような変形例が実施されてもよい。
【0159】
前述の実施形態では、熱処理装置で発生した排気ガスからサンプリングしたサンプルガスから水分を分離して分析計へと供給する系統において適用される形態を例にとって説明したが、前述の実施形態の水分分離装置は、この例に限らず、広く適用することができる。例えば、前述の実施形態の水分分離装置は、被処理物に対して熱処理以外の処理を行う際に発生するガスからサンプルガスをサンプリングして水分を分離し、水分を分離したサンプルガスを分析計等の供給先へと供給する系統において適用されてもよい。また、前述の実施形態の水分分離装置は、種々のガス発生源において発生したガスからサンプルガスをサンプリングして水分を分離し、水分を分離したサンプルガスを分析計或いは分析計以外の種々の供給先へと供給する系統において適用されてもよい。
【0160】
前述の実施形態では、圧縮空気が供給されることで低温の空気を冷却ガスとして生成するエアークーラーから、水分分離装置に冷却ガスが導入される形態を例にとって説明したが、この通りでなくもよい。即ち、エアークーラー以外の冷却ガス供給源から水分分離装置に対して冷却ガスが導入される形態が実施されてもよい。例えば、液体窒素を貯留するボンベを有して液体窒素の一部を継続的に降圧させながらボンベから放出することで低温の窒素ガスを生成して冷却ガスとして供給する冷却ガス供給源から、水分分離装置に対して、冷却ガスが導入される形態が実施されてもよい。
【0161】
前述の第１乃至第４実施形態では、出口室が、第２の配管の下端側で第２の配管と一体に結合されて設けられた形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、第１乃至第４実施形態において、出口室が、第２の配管の下方において第２の配管から分離して設けられ、外部に対して区画されるとともに第１の配管とサンプルガス誘導部と水分回収室とが連通した形態の水分分離装置が実施されてもよい。
【0162】
前述の第３乃至第７実施形態では、冷却ガスが第２の配管を下方へ流動するように構成された水分分離装置の形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。第３乃至第７実施形態において、冷却ガスが第２の配管を上方へ流動するように構成された水分分離装置の形態が実施されてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0163】
本発明は、水分を含むサンプルガスから水分を分離する水分分離装置として、広く適用することができる。
【符号の説明】
【0164】
１、２、３、４、５、６、７ 水分分離装置
１１、２１、２２、２７ 第１の配管
１２、２３、２８、２９ 第２の配管
１３ 出口室
１４ 水分回収室
１５ サンプルガス誘導部
１１、２１、２２、２７ 第１の配管
１２、２３、２８、２９ 第２の配管
１３ 出口室
１４ 水分回収室
１５ サンプルガス誘導部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】