特許 7497778 ガス分析装置

(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】2024-06-03

(45)【発行日】2024-06-11

(54)【発明の名称】ガス分析装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/22 20060101AFI20240604BHJP

   B01D 53/26 20060101ALI20240604BHJP

【ＦＩ】

G01N1/22 P

B01D53/26 100

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2023517049

(86)(22)【出願日】2022-01-28

(86)【国際出願番号】 JP2022003388

(87)【国際公開番号】W WO2022230269

(87)【国際公開日】2022-11-03

【審査請求日】2023-09-05

(31)【優先権主張番号】P 2021074001

(32)【優先日】2021-04-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000001993

【氏名又は名称】株式会社島津製作所

(74)【代理人】

【識別番号】110001069

【氏名又は名称】弁理士法人京都国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】千田 温子

(72)【発明者】

【氏名】板橋 亨久

【審査官】山口 剛

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２１－０１５０２８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－１８３１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開平０２－０３７３５０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１４－１４５６２５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／００ － １／４４

Ｂ０１Ｄ ５３／２６ － ５３／２８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分析対象ガスが流れるガス流路と、該ガス流路に設けられ該分析対象ガスを分析する分析部よりも上流側に配置され、該ガス流路において該分析対象ガスを冷却することにより発生した液体が導入されるドレンポットとを備え、
該ドレンポットが、
前記ガス流路において発生した液体が排出される第１ドレン流路の終端を受け、該第１ドレン流路の終端よりも鉛直方向上方に連通口を有する第１液体容器と、
前記連通口から前記第１液体容器の外方且つ鉛直方向下方に向かうように設けられた第２ドレン流路と、
前記第２ドレン流路の終端を受け、前記第１ドレン流路の終端及び該第２ドレン流路の終端よりも鉛直方向上方であって前記連通口よりも鉛直方向下方に設けられた排出口を有する第２液体容器と
を備えるガス分析装置。

【請求項2】

さらに、
３から３以上の自然数であるＮまでのいずれか１つの自然数ｎを用いて表される（Ｎ－２）個の液体容器である、第（ｎ－１）排出口を有する第ｎ液体容器と、
（Ｎ－２）個のドレン流路であって、第（ｎ－２）排出口から第（ｎ－１）液体容器の外方且つ下方に向かうように設けられ、終端が前記第ｎ液体容器の内部に配置された第ｎドレン流路と
を備え、
前記第（ｎ－１）排出口が、前記第（ｎ－１）ドレン流路の終端及び前記第ｎドレン流路の終端よりも上であって前記第（ｎ－２）排出口よりも下に設けられている、
請求項１に記載のガス分析装置。

【請求項3】

前記第２液体容器と前記第２ドレン流路の組み合わせ、及び前記第ｎ液体容器と前記第ｎドレン流路の組み合わせのうちの少なくとも2組が同じ構造を有する、請求項２に記載のガス分析装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ドレンポットを備えるガス分析装置に関する。

【背景技術】

【0002】

火力発電所やごみ焼却場等の施設では、燃焼により生じた高温の排ガスが排出される。この排ガスに含まれる特定の成分の量が法令で定められた基準値を超えていないことを確認するために、これらの施設ではガス分析装置が用いられている。

【0003】

上述した施設で生じる排ガスには一般に水蒸気が含まれており、このような排ガスをそのまま分析計に導入すると正確な測定ができない。そのため、排ガスのサンプリング地点と分析計を結ぶガス流路の途中には、分析対象ガスを冷却する冷却器が設けられる。冷却器で排ガスを冷却すると、冷却器内では水蒸気が液化し、分析対象ガスから水蒸気が除去される。液化した水（ドレン水）は、ドレン流路（排水管）を通してドレンポットに導入される（例えば特許文献１）。

【0004】

ドレンポットは、外気がドレン流路を通ってガス流路に流入して分析対象ガスに混入することを防ぐために設けられる。ドレンポットには密閉式とオーバーフロー式の2つの形式のものがある。

【0005】

密閉式のドレンポットは、開閉弁を有する排液口が設けられた密閉容器であり、冷却器から延びるドレン流路の終端が容器内に挿入されている。密閉式のドレンポットでは、通常は開閉弁が閉鎖されることにより容器が密閉され、それによって外気がガス流路に流入することが防止される。冷却器からドレン水が流入することでドレンポット内の液量が増加してゆくことから、施設の管理者は定期的に、ガス分析装置の動作を停止させたうえで排液口の開閉弁を開放し、溜まったドレン水をドレンポットの外に排出する操作を行う。

【0006】

オーバーフロー式のドレンポットは、常時大気開放されている排液口が側面に設けられた容器であり、冷却器から延びるドレン流路の終端が排液口よりも下側に配置されている。オーバーフロー式のドレンポットでは常時、排液口（すなわち、ドレン流路の終端よりも上側）まで水を貯留しておくことにより、外気がドレン流路及び冷却器を通してガス流路に流入することが防止される（水封）。冷却器からドレン水が流入することでドレンポット内の水量が増加してゆくと、ドレン水が排液口からドレンポットの外に自然に排出され、液面の高さは排液口の高さ（すなわち、ドレン流路の終端よりも上）に保たれる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【文献】特開２００５－１９５３２７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

オーバーフロー式のドレンポットは、ドレン水をドレンポットの外に排出する操作を行う必要がないため管理の手間を抑えることができるという点で密閉式のドレンポットよりも優れているが、以下の問題を有する。ドレン流路内には、ガス流路から分析対象ガスが侵入する一方、ドレン流路の終端からドレンポット内の液体が侵入する。ドレン流路内の液面の高さは、分析対象ガスの圧力とドレンポットから侵入するドレン水の水圧が均衡する位置となる。分析対象ガスのゲージ圧力（絶対圧から大気圧を差し引いた圧力）がxである場合には、ドレンポット内の液面の高さとドレン流路内の液面の高さの差δhは、x=δh・ρ・gより、δh=x/ρ・g（ρはドレンポット内の液体の密度、gは重力加速度）となる。そのため、分析対象ガスのゲージ圧力が最大でx_max（>0、すなわち絶対圧が大気圧よりも高い）になることが想定される場合には、水封の状態を維持するために、排液口（ドレンポット内の液面の高さ）とドレン流路の終端の高さの差ΔHをx_max/ρ・g以上にすることが求められる。例えば、分析対象ガスのゲージ圧力が最大で10kPa=10⁴Pa（約0.1気圧）になることが想定される場合には、ΔHは約980mmあるいはそれ以上（ρは水の密度として計算）にすることが好ましい。このように、分析対象ガスの想定ゲージ圧力によっては、ドレンポットの寸法が大きくなってしまう

【0009】

本発明が解決しようとする課題は、管理の手間を抑えることができるオーバーフロー式であって、小型化が可能なドレンポットを備えるガス分析装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために成された本発明に係るガス分析装置は、分析対象ガスが流れるガス流路と、該ガス流路に設けられ該分析対象ガスを分析する分析部よりも上流側に配置され、該ガス流路において該分析対象ガスを冷却することにより発生した液体が導入されるドレンポットとを備え、
該ドレンポットが、
前記ガス流路において発生した液体が排出される第１ドレン流路の終端を受け、該第１ドレン流路の終端よりも鉛直方向上方に連通口を有する第１液体容器と、
前記連通口から前記第１液体容器の外方且つ鉛直方向下方に向かうように設けられた第２ドレン流路と、
前記第２ドレン流路の終端を受け、前記第１ドレン流路の終端及び該第２ドレン流路の終端よりも鉛直方向上方であって前記連通口よりも鉛直方向下方に設けられた排出口を有する第２液体容器と
を備える。

【発明の効果】

【0011】

本発明に係るガス分析装置では、分析対象ガスを冷却することにより発生した液体（ドレン水）は、第１ドレン流路を通って第１液体容器に導入される。第１液体容器では、ドレン水は連通口の高さまで貯留され、該連通口から排出される。第１液体容器から排出されたドレン水は、第２ドレン流路を通って第２液体容器に導入される。第２液体容器では、ドレン水は排出口の高さまで貯留され、該排出口から第２液体容器の外部に排出される。

【0012】

第１ドレン流路内のドレン水の液面は、分析対象ガスのゲージ圧力が負（絶対圧が大気圧未満）であるときには連通口の高さ（第１液体容器内の液面の高さ）よりも上側に位置し、該ゲージ圧力が正である（絶対圧が大気圧を超える）ものの比較的低いときには連通口と第１ドレン流路の終端の間に位置する。さらに分析対象ガスの圧力が高くなってゆくと、第１ドレン流路内のドレン水の液面が終端まで押し下げられ、分析対象ガスが第１ドレン流路の終端から第１液体容器内に侵入し、連通口を通って第２ドレン流路内に流入する。これにより、第２ドレン流路内のドレン水の液面は押し下げられ、排出口の高さ（第２液体容器内の液面の高さ）よりも低くなる。その結果、連通口と第１ドレン流路の終端の高さの差ΔH1と、排出口と第２ドレン流路の終端の高さの差ΔH2との和である(ΔH1+ΔH2)に、ドレン水の密度ρ及び重力加速度gを乗じた(ΔH1+ΔH2)・ρ・gで表される最大ゲージ圧力の分析対象ガスが水封される。

【0013】

従来の、ドレン水を貯留する容器を１つのみ有するドレンポットを用いて本発明と同様に最大ゲージ圧力が(ΔH1+ΔH2)・ρ・gである分析対象ガスを水封するには、該容器に設けられた排出口とドレン流路の終端の高さの差ΔHを(ΔH1+ΔH2)以上にする必要があるため、ドレンポット全体の高さは(ΔH1+ΔH2)よりも高くしなければならない。それに対して本発明では、ドレンポット全体の高さは、（排出口よりも上側にある）連通口と第２ドレン流路の終端の高さの差よりも高くなるが、排出口が第１ドレン流路の終端よりも上に設けられていることにより、この高さの差は(ΔH1+ΔH2-Δm)で表される。ここでΔmは排出口と第１ドレン流路の終端の高さの差である。(ΔH1+ΔH2-Δm)<(ΔH1+ΔH2)であることから、本発明によればドレンポット全体の高さを従来のドレンポット全体の高さよりも抑えることができ、ドレンポットを小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明に係るガス分析装置の一実施形態を示す概略構成図及びドレンポットの部分の拡大図。

【図2】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの分解図。

【図3】本発明に係るガス分析装置におけるドレンポットの変形例を示す概略構成図。

【図4】本発明に係るガス分析装置におけるドレンポットの他の変形例を示す概略構成図。

【図5A】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの動作を説明するための図であって、分析対象ガスのゲージ圧力が正の場合の状態を示す図。

【図5B】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの動作を説明するための図であって、図５Ａに示した状態よりも分析対象ガスの圧力が高い場合の状態を示す図。

【図5C】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの動作を説明するための図であって、図５Ｂに示した状態よりも分析対象ガスの圧力が高い場合の状態を示す図。

【図6】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの動作を説明するための図であって、分析対象ガスのゲージ圧力が負の場合の状態の一例を示す図。

【図7】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの変形例を示す概略構成図。

【図8】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの他の変形例を示す概略構成図。

【図9】本実施形態のガス分析装置におけるドレンポットの他の変形例を示す概略構成図。

【発明を実施するための形態】

【0015】

図１～図９を用いて、本発明に係るガス分析装置の実施形態を説明する。

【0016】

(1) 本実施形態のガス分析装置の構成
本実施形態のガス分析装置１０は、火力発電所、ごみ焼却場、工場等の排ガス発生施設９０のガス排出部に取り付けられたガス採取プローブ９１で採取され、パイプライン９２を通じて導入された排ガスに含まれる所定の物質（例えば窒素酸化物、硫黄酸化物、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素）の濃度を測定するために用いられる。

【0017】

ガス分析装置１０は、ガス取込口１１とガス分析部１２を備えており、これらは分析対象ガス流路１３で接続されている。ガス分析部１２には、例えば非分散型赤外（NDIR: Non-Dispersive Infrared）分光計が用いられる。また、分析対象ガス流路１３には分析対象ガス用ポンプ１５が接続されている。

【0018】

分析装置の校正後に水蒸気を含んだ分析対象ガスを分析装置に導入すると、校正時と測定時で分析装置内の水蒸気の量が異なり測定結果の信頼性が低下する。そのためガス分析装置１０は、ガス取込口１１からガス分析部１２に至る分析対象ガス流路１３の途中に冷却部（冷却器）１４を備える。分析対象ガスは、冷却部１４によって所定の温度まで冷却してからガス分析部１２に導入する。本実施形態では冷却部１４を1つ備えた構成としたが、複数の冷却部を配置して段階的に分析対象ガスを冷却するようにしてもよい。

【0019】

冷却部１４内では、分析対象ガス流路１３に第１ドレン流路２２１が接続されている。第１ドレン流路２２１は鉛直下方に向かって伸びている。冷却部１４における分析対象ガスの冷却によって生じた水等の液体（ドレン水）は、第１ドレン流路２２１を通じてドレンポット２０に排出される。

【0020】

本実施形態では、ドレンポット２０は、第１液体容器２１１と、第２液体容器２１２と、第３液体容器２１３を備える。第１液体容器２１１は第１蓋２４１を、第２液体容器２１２は第２蓋２４２を、第３液体容器２１３は第３蓋２４３を、それぞれ有する。なお、第１蓋２４１、第２蓋２４２及び第３蓋２４３のうちのいずれか1つ又は複数（3つ共の場合を含む）は省略してもよい。

【0021】

第１液体容器２１１の内部には第１ドレン流路２２１の終端２２０１が配置されている。また、第１液体容器２１１は、第１ドレン流路２２１の終端２２０１よりも上に連通口２３１を有する。連通口２３１には、第１液体容器２１１の外側方に延びる第１接続管２５１が接続されている。連通口２３１と第１接続管２５１を合わせたものを、本発明における連通口とみなすことができる。

【0022】

連通口（の第１接続管２５１）から第１液体容器２１１の外方且つ下方に向かうように、第２ドレン流路２２２が設けられている。第２ドレン流路２２２の終端２２０２は第２液体容器２１２の内部に配置されている。

【0023】

また、第２液体容器２１２は、第１ドレン流路２２１の終端２２０１及び第２ドレン流路２２２の終端２２０２よりも上であって連通口２３１よりも下に、第１排出口２３２を有する。第１排出口２３２には、第２液体容器２１２の外側方に延びる第２接続管２５２が接続されている。第１排出口２３２と第２接続管２５２を合わせたものを、本発明における排出口とみなすことができる。

【0024】

排出口（の第２接続管２５２）から第２液体容器２１２の外方且つ下方に向かうように、第３ドレン流路２２３が設けられている。第３ドレン流路２２３の終端２２０３は第３液体容器２１３の内部に配置されている。これにより、第２液体容器２１２と第３液体容器２１３は第１排出口２３２及び第３ドレン流路２２３を介して連通している。

【0025】

また、第３液体容器２１３は、第２ドレン流路２２２の終端２２０２及び第３ドレン流路２２３の終端２２０３よりも上であって第１排出口２３２よりも下に、第２排出口２３３を有する。第２排出口２３３には第３液体容器２１３の外側方に延びる第３接続管２５３が接続され、第３接続管２５３には下方に延びる排出管２９が接続されている。

【0026】

図２にドレンポット２０の分解図を示す。第１液体容器２１１と第２液体容器２１２と第３液体容器２１３は互いに分離することが可能である。

【0027】

第２液体容器２１２の側面には第１接続管挿通口２６２が設けられており、この第１接続管挿通口２６２に第１接続管２５１が挿入されることにより第１液体容器２１１と第２液体容器２１２が一体化されている。第１接続管挿通口２６２に第１接続管２５１を挿入した後に、第１接続管２５１に第２ドレン流路２２２を接続し、その後、第２蓋２４２を装着する。

【0028】

同様に、第３液体容器２１３の側面には第２接続管挿通口２６３が設けられており、この第２接続管挿通口２６３に第２接続管２５２が挿入されることにより第２液体容器２１２と第３液体容器２１３が一体化されている。第２接続管挿通口２６３に第２接続管２５２を挿入した後に、第２接続管２５２に第３ドレン流路２２３を接続し、その後、第３蓋２４３を装着する。

【0029】

第２液体容器２１２（第２蓋２４２、第２接続管２５２を含む）と第２ドレン流路２２２を組み合わせた容器セット２０２と、第３液体容器２１３（第３蓋２４３、第３接続管２５３を含む）と第３ドレン流路２２３を組み合わせた容器セット２０３は、同じ構造を有している。これら容器セット２０２、２０３と同じ構造を有する、第４液体容器２１４（第４蓋２４４、第４接続管２５４を含む）と第４ドレン流路２２４を組み合わせた容器セット２０４を第３液体容器２１３に接続することにより、図３に示すように4個の液体容器を備えるドレンポットを構成することができる。同様にして、5個以上の液体容器を備えるドレンポットを構成することができる。あるいは、容器セット２０３を省略して、図４に示すように2個の液体容器を備えるドレンポットを構成してもよい。後述のように、液体容器の個数を多くするほど、水封することができる分析対象ガスの圧力を高くすることができる。

【0030】

排ガス発生施設９０にガス分析装置１０を設置する際には、排ガス発生施設９０から発生する分析対象ガスの最大圧力に応じて、ドレンポット２０が有する液体容器の個数を定める。この設置作業の際には、上記のように同じ構成を有する複数個の容器セットを予め用意しておき、実際の分析対象ガスの最大圧力に応じて、用意した容器セットのうち必要な個数のもののみを使用すればよい。これにより、必要以上に多くの液体容器を接続することがないため、ドレンポット２０が占有するスペースを抑えることができる。また、使用せずに残った容器セットを作業者が持ち帰って他のガス分析装置で使用することができるため、無駄が生じることなく且つ分析対象ガスの最大圧力に応じて柔軟にドレンポット２０の設定を行うことができる。

【0031】

(2) 本実施形態のガス分析装置におけるドレンポット２０の動作
本実施形態のガス分析装置の動作は、ドレンポット２０の動作を除いて、従来のガス分析装置の動作と同様である。以下ではドレンポット２０の動作を説明する。

【0032】

予め、第１液体容器２１１、第２液体容器２１２及び第３液体容器２１３にはそれぞれ、連通口２３１、第１排出口２３２及び第２排出口２３３の高さまで水を貯留しておく。

【0033】

第１液体容器２１１には、冷却部１４における分析対象ガスの冷却によって生じたドレン水が、第１ドレン流路２２１を通って流入する。これにより、第１液体容器２１１内の水が溢れ、連通口２３１から第２ドレン流路２２２を通って第２液体容器２１２に流入する。これによってさらに第２液体容器２１２内の水が溢れ、第１排出口２３２から第３ドレン流路２２３を通って第３液体容器２１３に流入する。そして、第３液体容器２１３内の水が溢れ、第２排出口２３３から排出管２９を通ってドレンポット２０の外に排出される。排出された水は回収し、該水に含まれる分析対象ガス（排ガス）の成分を除去する等の処理を行う。

【0034】

第１ドレン流路２２１内のドレン水の液面の高さは、分析対象ガス流路１３を流れる分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが0（絶対圧が大気圧）である場合には第１液体容器２１１内の液面の高さ（すなわち連通口２３１の高さ）と同じになるが、分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが正の（絶対圧が大気圧よりも高い）場合にはそれよりも押し下げられる。分析対象ガスのゲージ圧力P_Gがδh1・ρ・g（ここでρはドレン水の密度、gは重力加速度）であるときには、第１液体容器２１１内の液面と第１ドレン流路２２１内の液面の高さの差はδh1となる（図５Ａ）。ここで、連通口２３１と第１ドレン流路２２１の終端２２０１との高さの差をΔH1とすると、δh1≦ΔH1である。

【0035】

分析対象ガスのゲージ圧力P_GがΔH1・ρ・gよりも高くなると、第１ドレン流路２２１内の液面は第１ドレン流路２２１の終端２２０１まで押し下げられる。さらに、分析対象ガスが連通口２３１を通って第２ドレン流路２２２内に流入し、第２ドレン流路２２２内の液面の高さが第２液体容器２１２内の液面の高さ（すなわち第１排出口２３２の高さ）よりも押し下げられる。分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが(ΔH1+δh2)・ρ・gであるときには、第２液体容器２１２内の液面と第２ドレン流路２２２内の液面の高さの差はδh2となる（図５Ｂ）。ここで、第１排出口２３２と第２ドレン流路２２２の終端２２０２との高さの差をΔH2とすると、δh2≦ΔH2である。

【0036】

分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが(ΔH1+ΔH2)・ρ・gよりも高くなると、第２ドレン流路２２２内の液面は第２ドレン流路２２２の終端２２０２まで押し下げられる。さらに、分析対象ガスが第１排出口２３２を通って第３ドレン流路２２３内に流入し、第３ドレン流路２２３内の液面の高さが第３液体容器２１３内の液面の高さ（すなわち第２排出口２３３の高さ）よりも押し下げられる。分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが(ΔH1+ΔH2+δh3)・ρ・gであるときには、第３液体容器２１３内の液面と第３ドレン流路２２３内の液面の高さの差はδh3となる（図５Ｃ）。ここで、第２排出口２３３と第３ドレン流路２２３の終端２２０３との高さの差をΔH3とすると、δh3≦ΔH3である。

【0037】

さらに分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが高くなり、第３ドレン流路２２３内の液面が第３ドレン流路２２３の終端２２０３まで押し下げられると、このときのゲージ圧力P_Gは(ΔH1+ΔH2+ΔH3)・ρ・gであり、図１及び図５Ａ～Ｃに示した3個の液体容器を有するドレンポット２０で水封することが可能な最大ゲージ圧力P_Gmaxとなる。

【0038】

仮に、このような最大ゲージ圧力P_Gmax=(ΔH1+ΔH2+ΔH3)・ρ・gを有する分析対象ガスを、液体容器を1個のみ有するドレンポットで水封するならば、当該液体容器の排出口とドレン流路の終端との高さの差を(ΔH1+ΔH2+ΔH3)としなければならない。それに対して本実施形態では、位置が最も高い排出口である連通口２３１と、位置が最も低いドレン流路の終端である第３ドレン流路２２３の終端２２０３の高さの差は(ΔH1+ΔH2+ΔH3-Δm1-Δm2)となる。ここでΔm1は第１排出口２３２と第１ドレン流路２２１の終端２２０１との高さの差、Δm2は第２排出口２３３と第２ドレン流路２２２の終端２２０２との高さの差である。Δm1及びΔm2が(ΔH1+ΔH2+ΔH3)から差し引かれるのは、第１排出口２３２が第１ドレン流路２２１の終端２２０１よりも上側に、第２排出口２３３が第２ドレン流路２２２の終端２２０２よりも上側に、それぞれ配置されていることによる。(ΔH1+ΔH2+ΔH3-Δm1-Δm2)<(ΔH1+ΔH2+ΔH3)であることから、本実施形態におけるドレンポット２０の全体の高さは、液体容器を1個のみ有するドレンポットよりも低くすることができる。

【0039】

一方、ドレンポットの横断面積の大きさは、水封することができる分析対象ガスの圧力には影響を及ぼさない。従って、本実施形態のように液体容器を複数用いる場合にも、液体容器1個当たりの横断面積を小さくすることにより、横方向のドレンポットの占有スペースを従来と同等又はそれ以下とすることができる。

【0040】

以上のように、本実施形態のガス分析装置によれば、ドレンポット２０を従来よりも小型化することができる。

【0041】

図３に示した4個の液体容器を有するドレンポットでは、最大ゲージ圧力P_Gmaxは(ΔH1+ΔH2+ΔH3+ΔH4)・ρ・g（ここでΔH4は第３排出口２３４と第４ドレン流路２２４の終端２２０４との高さの差）となり、図１及び図５Ａ～Ｃに示した3個の液体容器を有するドレンポット２０よりも最大ゲージ圧力が高くなる。ドレンポットの個数をさらに増加させると、最大ゲージ圧力をさらに高くすることができる。また、図４に示した2個の液体容器を有するドレンポットは、最大ゲージ圧力P_Gmaxが(ΔH1+ΔH2)・ρ・gと、図１及び図５Ａ～Ｃに示したドレンポット２０における最大ゲージ圧力よりも低くなるが、ドレンポット全体の高さを当該ドレンポット２０よりも抑えることができる。

【0042】

ここまでは分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが正である、すなわち分析対象ガスの絶対圧が大気圧を超えている場合について説明したが、図６に示すように、分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが負である、すなわち分析対象ガスの絶対圧が大気圧未満である場合にも、ドレンポット２０により水封することが可能である。この場合、分析対象ガスのゲージ圧力P_Gが比較的大気圧に近いときには、第１ドレン流路２２１及び第２ドレン流路２２２の液面はそれぞれ第１液体容器２１１及び第２液体容器２１２の液面と同じ高さとなり、第３ドレン流路２２３の液面が第３液体容器２１３の液面よりも高くなる。それよりもゲージ圧力P_Gが低下すると、第３ドレン流路２２３の液面は第２液体容器２１２の液面の高さまで達し、第２ドレン流路２２２の液面が第２液体容器２１２の液面よりも高くなる。さらにゲージ圧力P_Gが低下すると、第２ドレン流路２２２の液面が第１液体容器２１１の液面の高さまで達し、第１ドレン流路２２１の液面が第１液体容器２１１の液面よりも高くなる（図６）。

【0043】

(3) 変形例
本発明は上記実施形態には限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態では第２ドレン流路２２２の全体が第２液体容器２１２の内部に配置されている（図１参照）が、第２ドレン流路２２２の終端２２０２さえ第２液体容器２１２の内部に配置されていれば、第２ドレン流路２２２の一部が第２液体容器２１２の外に配置されていてもよい。同様に、第３ドレン流路２２３の終端２２０３さえ第３液体容器２１３の内部に配置されていれば、第３ドレン流路２２３の一部が第３液体容器２１３の外に配置されていてもよい。

【0044】

上記実施形態では各容器（第１液体容器～第３液体容器２１１～２１３）にそれぞれ1つずつ蓋（第１蓋～第３蓋２４１～２４３）を設けたが、図７に示すように、複数の液体容器に共通の蓋２４を設けてもよい。

【0045】

上記実施形態では第３液体容器２１３の側面から外側方に延びる第３接続管２５３に排出管２９を接続しているが、その代わりに、図８に示すように、第３液体容器２１３の底面を貫いて上方に延びる排出管２９１を用いてもよい。この例では、第３液体容器２１３内の液面が排出管２９１の上端２９１１の高さまで上昇したときに、第３液体容器２１３内の液体が第３液体容器２１３の外に排出される。

【0046】

上記実施形態では互いに分離可能な複数の容器（第１液体容器～第３液体容器２１１～２１３）を用いたが、その代わりに、図９に示すように1個の液体容器内の空間を仕切り２１０１、２１０２によって複数の部分空間２１１１、２１１２、２１１３に分け、これら複数の部分空間２１１１～２１１３をそれぞれ本発明における第１液体容器、第２液体容器等として用いてもよい。

【0047】

さらに、これら実施形態及び変形例を適宜組み合わせてもよい。

【0048】

［態様］
上述した例示的な実施形態は、以下の態様の具体例であることが当業者により理解される。

【0049】

（第１項）
第１項に係るガス分析装置は、分析対象ガスが流れるガス流路と、該ガス流路に設けられ該分析対象ガスを分析する分析部よりも上流側に配置され、該ガス流路において該分析対象ガスを冷却することにより発生した液体が導入されるドレンポットとを備え、
該ドレンポットが、
前記ガス流路において発生した液体が排出される第１ドレン流路の終端を受け、該第１ドレン流路の終端よりも鉛直方向上方に連通口を有する第１液体容器と、
前記連通口から前記第１液体容器の外方且つ鉛直方向下方に向かうように設けられた第２ドレン流路と、
前記第２ドレン流路の終端を受け、前記第１ドレン流路の終端及び該第２ドレン流路の終端よりも鉛直方向上方であって前記連通口よりも鉛直方向下方に設けられた排出口を有する第２液体容器と
を備える。

【0050】

第１項に係るガス分析装置によれば、ドレンポット全体の高さを従来のドレンポット全体の高さよりも抑えることができ、ドレンポットを小型化することができる。

【0051】

（第２項）
第２項に係るガス分析装置は、第１項に係るガス分析装置において、
さらに、
３から３以上の自然数であるＮまでのいずれか１つの自然数ｎを用いて表される（Ｎ－２）個の液体容器である、第（ｎ－１）排出口を有する第ｎ液体容器と、
（Ｎ－２）個のドレン流路であって、第（ｎ－２）排出口から第（ｎ－１）液体容器の外方且つ下方に向かうように設けられ、終端が前記第ｎ液体容器の内部に配置された第ｎドレン流路と
を備え、
前記第（ｎ－１）排出口が、前記第（ｎ－１）ドレン流路の終端及び前記第ｎドレン流路の終端よりも上であって前記第（ｎ－２）排出口よりも下に設けられている。

【0052】

第２項に係るガス分析装置によれば、第２液体容器と同様の構成を有する第ｎ液体容器を（Ｎ－２）個（少なくとも１個：Ｎ≧３）備える。そのため、分析対象ガスの圧力がより高くなっても、分析対象ガスを水封することができる。

【0053】

（第３項）
第３項に係るガス分析装置は、第２項に係るガス分析装置において、
前記第２液体容器と前記第２ドレン流路の組み合わせ、及び前記第ｎ液体容器と前記第ｎドレン流路の組み合わせのうちの少なくとも2組が同じ構造を有する。

【0054】

第３項に係るガス分析装置では、同じ構造を有する2組以上の液体容器とドレン流路の組み合わせ（容器セット）を接続する。これにより、第２液体容器及び1若しくは複数個の第ｎ液体容器並びに第２ドレン流路及び1若しくは複数個の第ｎドレン流路、又は、複数個の第ｎ液体容器（第２液体容器は含まない）及び複数個の第ｎドレン流路（第２ドレン流路は含まない）を構成する。第３項に係るガス分析装置によれば、分析対象ガスの最大圧力に応じて、液体容器の個数を容易に増減することができる。そのため、最大圧力の分析対象ガスを確実に水封しつつ、必要以上に多くの液体容器を接続することがないためドレンポットが占有するスペースを抑えることができる。

【符号の説明】

【0055】

１０…ガス分析装置
１１…ガス取込口
１２…ガス分析部
１３…分析対象ガス流路
１４…冷却部
１５…分析対象ガス用ポンプ
２０…ドレンポット
２０２、２０３、２０４…容器セット
２１…液体容器
２１０１、２１０２…仕切り
２１１１、２１１２、２１１３…部分空間
２１１…第１液体容器
２１２…第２液体容器
２１３…第３液体容器
２１４…第４液体容器
２２０１…第１ドレン流路の終端
２２０２…第２ドレン流路の終端
２２０３…第３ドレン流路の終端
２２０４…第４ドレン流路の終端
２２１…第１ドレン流路
２２２…第２ドレン流路
２２３…第３ドレン流路
２２４…第４ドレン流路
２３１…連通口
２３２…第１排出口
２３３…第２排出口
２３４…第３排出口
２４…蓋
２４１…第１蓋
２４２…第２蓋
２４３…第３蓋
２４４…第４蓋
２５１…第１接続管
２５２…第２接続管
２５３…第３接続管
２５４…第４接続管
２６２…第１接続管挿通口
２６３…第２接続管挿通口
２９、２９１…排出管
２９１１…排出管の上端
９０…排ガス発生施設
９１…ガス採取プローブ
９２…パイプライン

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図5C】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】