JP2000035388A

JP2000035388A - 排気ガスサンプリング装置

Info

Publication number: JP2000035388A
Application number: JP10261230A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Hanashiro; 規之花城; Junji Shibata; 淳史柴田; Kyosuke Sasaki; 恭介佐々木; Mamoru Matsuyama; 守松山; Shigeru Yanagihara; 茂柳原; Hideta Yamawaki; 秀太山脇
Original assignee: Honda Motor Co Ltd; Tsukasa Sokken KK
Current assignee: Honda Motor Co Ltd; Tsukasa Sokken KK
Priority date: 1998-05-12
Filing date: 1998-09-16
Publication date: 2000-02-02

Abstract

(57)【要約】【課題】排気ガスと外気と混合せしめた際に、排気ガ
スの急激な温度低下を抑えて結露を防止する。【解決手段】排気ガスの分析を行うには、先ず、バル
ブ２１、２７…、４０ａ…、５０ａ…が閉に、バルブ１
１，１２、１７…、３１、３７…が開になっていること
を確認した後に、排気管を排気ガス供給配管４に接続す
るとともにブロア６を駆動し、更に供給ポンプ１３を駆
動し、排気ガスと外気とをミキシング装置７で混合した
後、混合ガスの一部をサンプリング配管１０、分岐配管
１０ａ…を介して、各バッグＢに収納する。この後、バ
ルブ１７…、４０ａ…を閉じ、バルブ５０ａ…を開とし
て、バッグＢ内に収納した分析用の混合ガスを分岐配管
１０ａ…中を逆流せしめることで、分析装置に送り込ん
で分析を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動車等の排気ガス
中の成分を分析するための排気ガスを採取する排気ガス
サンプリング装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の排気ガスサンプリング装置の構成
を図２に基づいて説明する。図中１００１は外気供給配
管であり、この外気供給配管１０１の一端は拡径された
外気取入口１０２とされ、この外気取入口１０２内には
フィルター１０３が設けられ、また、外気供給配管１０
１の途中には排気ガス供給配管１０４が接続され、この
排気ガス供給配管１０４の接続部よりも下流側を混合ガ
ス流通配管１０５とし、下流側に設けたブロア１０６に
て排気ガスと外気との混合ガスを混合ガス流通配管１０
５を介して下流側に引き出すようにしている。

【０００３】前記排気ガス供給配管１０４の接続部より
も下流側の混合ガス流通配管１０５の途中にはミキシン
グ装置１０７を配置し、このミキシング装置１０７の下
流側に排気量の異なるエンジンに対して常に一定の流量
の排気ガスを確保するためのベンチュリー装置１０８を
配置している。

【０００４】また、前記ミキシング装置１０７よりも下
流側で、前記ベンチュリー装置１０８よりも上流側の混
合ガス流通配管１０５からサンプリング配管１０９を分
岐し、このサンプリング配管１０９にフィルタ１１０、
供給ポンプ１１１、流量計１１３、圧力スイッチ１１４
を設けるとともに、圧力スイッチ１１４の下流側を更に
３本の分岐配管１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃに分け、
各分岐配管１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃには夫々バル
ブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ及び圧力スイッチ１１
７ａ、１１７ｂ、１１７ｃを設け、更に各分岐配管１１
５ａ、１１５ｂ、１１５ｃの末端にはジョイント１１８
ａ、１１８ｂ、１１８ｃを介してバッグ１１９ａ、１１
９ｂ、１１９ｃを着脱自在に設けている。尚、３本の分
岐配管１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃに分けているの
は、アメリカ規制用のＬＡ−４モードの測定、即ち、１
つ目のサンプリングバッグにスタートから５０４秒経過
時点までの排気ガスを収集し、２つ目のサンプリングバ
ッグに５０５秒から１３７４秒経過時点までの排気ガス
を収集し、３つ目のサンプリングバッグに、１０分間停
止後の再スタートから５０４秒までの排気ガスを収集す
るためである。尚、ＶＳ０６モードの時は３本のうちの
どれか１本のみを使用する。また、国内規制用として
は、１０・１５モードや１１モードがある。

【０００５】また、前記混合ガスの流通配管１０５のブ
ロア１０６の直前にはエアー供給配管１２１を接続して
いる。更に、前記外気供給配管１０１の排気ガス供給配
管１０４との接続部よりも上流側からは参照用の外気供
給配管１３０を導出し、この外気供給配管１３０は、前
記サンプリング配管１０９と同様の構成をしているの
で、細かな説明は省略する。

【０００６】そして、サンプリング配管１０９及び参照
用の外気供給配管１３０の各分岐管はバルブ１４０ａ…
を介してリードバック配管１４０に接続され、このリー
ドバック配管１４０は分析計につながっている。また、
サンプリング配管１０９及び参照用の外気供給配管１３
０の各分岐管はバルブ１５０ａ…を介し排気管１５０に
接続され、この排気管１５０の途中には可逆ポンプ１５
１が設けられている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の排気ガ
スサンプリング装置にあっては、自動車等の排気管を排
気ガス供給配管１０４に接続するとともにブロア１０６
を駆動し、温度低下により結露が生じないように外気を
混入して２０倍程度まで排気ガス濃度を希釈し、その一
部をサンプリング配管１０９、分岐配管１１５ａ、１１
５ｂ、１１５ｃを介して、バッグ１１９ａ、１１９ｂ、
１１９ｃに収納した後、分析計に供給して分析を行うよ
うにしている。

【０００８】しかしながら、エンジンから排出された排
気ガスを２０倍程度まで希釈してしまうと、正確な分析
結果が得られない。特に、もともと排気ガスの成分割合
が空気に近いガソリン低公害車の場合には、上記の欠点
は顕著となる。

【０００９】また、従来のサンプリング配管はテフロン
樹脂製またはテフロン樹脂をコーティングした配管を使
用している。このためサンプリング配管内に汚れが吸着
されやすく、また炭化水素成分の浸出があるため低公害
車の測定には不向きである。

【００１０】更に、従来にあっては所定のサンプリング
が終了したならば、サンプリング配管１０９を例にとっ
て説明すると、バルブ１１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃを
閉じた状態で、バルブ１５０ａ…を開とし、可逆ポンプ
１５１を逆転させ、エアを排気管１５０を介してバッグ
１１９ａ，１１９ｂ，１１９ｃまで供給し、この後、可
逆ポンプ１５１を正転させ、バッグ内のガスを排出する
ことを何回か繰り返してバッグから分析計に至るまでの
配管中に排気ガスが残留しないようにしている。しかし
ながら、上記のようにエアパージを行っても、バルブ１
１６ａ，１１６ｂ，１１６ｃよりも上流側のサンプリン
グ配管１０９内に残る排気ガスをエアに置換することは
できないので、正確な計測値が期待できない。

【００１１】更に、従来にあっては空気によって配管中
に残留している排気ガス成分を除去するようにしている
が、低公害車の測定の場合にはもともと排気ガス中に含
まれる成分は少なく空気の成分割合に近いため、エアパ
ージによって空気に置換しても正確な測定は保証されな
い。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、排気ガス供給配管と外気供給配管とを合流せし
めて混合ガスの流通配管とし、この混合ガスの流通配管
の途中からサンプリング配管を分岐し、このサンプリン
グ配管を介して分析用の混合ガスを取り出すようにした
排気ガスサンプリング装置において、前記排気ガス供給
配管、外気供給配管、混合ガス流通配管、サンプリング
配管または混合ガスの一時収納部に、混合ガスの結露を
防止するためのヒータを設けた。このような構成とする
ことで、従来は外気で２０倍程度まで希釈していたが、
５倍程度の希釈でも結露が生じにくくなり、分析精度を
向上させることができる。

【００１３】また、前記サンプリング配管の分岐部より
も下流側に混合ガス温度を低下させてブロアの破損を防
止する熱交換器を設けることも可能である。

【００１４】また、前記外気供給配管内で、排気ガス供
給配管との合流部よりも上流側にヒータを設ける構成と
することも可能である。このような構成とすることで、
排気ガスの温度低下を有効に防止できる。

【００１５】また、前記サンプリング配管をエンジンの
種類に応じて複数系統設けるようにしてもよい。このよ
うな構成とすることで、通常のエンジンからの排ガス及
び排ガスの汚れ（すす等）が残る可能性のある配管を例
えばガソリン低公害車のエンジンからの排ガス分析用に
使用しないで済み、正確な測定が行える。

【００１６】また、前記サンプリング配管にはステンレ
ス製のものを使用することが好ましい。ステンレス製配
管とすることで、テフロン系配管を加熱した場合のよう
に、配管からの炭化水素の浸出を防止するとともに、す
す等の汚れを簡単に取り除くことができ、分析精度を高
めることが可能になる。

【００１７】更に、分析用の排気ガスが流れるサンプリ
ング配管及び分析装置につながるリードバック配管に対
してパージガスの導入を可能とすることで、従来に比較
して分析精度を高めることができる。尚、パージガスと
しては窒素ガスが好ましい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る排気ガス
サンプリング装置の全体構成図であり、排気ガスサンプ
リング装置は外気供給配管１の一端を拡径された外気取
入口２とし、この外気取入口２内にはフィルター３が設
けられ、また、外気供給配管１の途中には排気ガス供給
配管４が接続され、この排気ガス供給配管４の接続部よ
りも下流側を混合ガス流通配管５とし、下流側に設けた
ブロア６にて排気ガスと外気との混合ガスを混合ガス流
通配管５を介して下流側に引き出すようにしている。

【００１９】前記排気ガス供給配管４の接続部よりも下
流側の混合ガス流通配管５の途中にはミキシング装置７
を配置し、このミキシング装置７の下流側に排気量の異
なるエンジンに対して常に一定の流量の排気ガスを確保
するためのベンチュリー装置８を配置している。

【００２０】また、前記ミキシング装置７よりも下流側
で、前記ベンチュリー装置８よりも上流側の混合ガス流
通配管５から２本のステンレス製のサンプリング配管１
０，２０を分岐し、更に前記外気供給配管１の排気ガス
供給配管４との合流位置よりも上流側から参照用のステ
ンレス製の外気供給配管３０を分岐している。尚、前記
２本のサンプリング配管１０，２０のうち、サンプリン
グ配管１０は通常のエンジン用で、他方のサンプリング
配管２０はガソリン低公害車のエンジン用あるいは天然
ガス自動車等のエンジン用である。

【００２１】サンプリング配管１０にはバルブ１１，１
２、フィルタ１３、供給ポンプ１４、流量計１５、圧力
スイッチ１６を設けるとともに、圧力スイッチ１６の下
流側を分析するガス成分毎に更に３本の分岐配管１０ａ
…に分け、各分岐配管１０ａ…には夫々バルブ１７…及
び圧力スイッチ１８…を設け、更に各分岐配管１０ａ…
の末端にはジョイント１９…を介してバッグＢ・・・を
着脱自在に設けている。

【００２２】また、分岐配管１０ａの途中からは排気用
配管４０、及び分析装置へ混合ガスを送る分析用配管５
０（リードバック配管）が更に分岐し、各分岐配管１０
ａ…と排気用配管４０との間にはバルブ４０ａ…が設け
られ、分岐配管１０ａ…と分析用配管５０との間にはバ
ルブ５０ａ…が設けられ、排気用配管４０にはポンプ４
１を設けている。

【００２３】また、サンプリング配管２０にはサンプリ
ング配管１０と同様に、バルブ２１，２２、フィルタ２
３、供給ポンプ２４、流量計２５、圧力スイッチ２６を
設けるとともに、圧力スイッチ２６の下流側を更に３本
の分岐配管２０ａ…に分け、各分岐配管２０ａ…には夫
々バルブ２７…及び圧力スイッチ２８…を設け、更に各
分岐配管２０ａ…の末端にはジョイント２９…を介して
バッグＢ・・・を着脱自在に設けている。

【００２４】更に、参照用の外気供給配管３０には、バ
ルブ３１，３２、フィルタ３３、供給ポンプ３４、流量
計３５、圧力スイッチ３６を設けるとともに、圧力スイ
ッチ３６の下流側を更に３本の分岐配管３０ａ…に分
け、各分岐配管３０ａ…は夫々バルブ３７…及び圧力ス
イッチ３８…を設け、更に各分岐配管３０ａ…の末端に
はジョイント３９…を介してバッグＢ・・・を着脱自在
に設けている。

【００２５】一方、前記排気用配管４０はサンプリング
配管２０及び外気供給配管３０の各分岐管２０ａ、３０
ａに対して共用とされ、分析用配管５０はサンプリング
配管２０及び外気供給配管３０の各分岐管２０ａ、３０
ａに対して個別に設けられている。

【００２６】サンプリング配管１０の各分岐配管１０ａ
からの分析用配管５０はバルブ５１を介して前記排気用
配管４０に接続し、サンプリング配管２０の各分岐管２
０ａからの分析用配管５０はバルブ５２，５３を介して
前記排気用配管４０に接続し、外気供給配管３０の各分
岐管３０ａからの分析用配管５０はバルブ５４，５５を
介して前記排気用配管４０に接続している。

【００２７】尚、サンプリング配管２０及び外気供給配
管３０の各分岐配管２０ａ…，３０ａ…と前記排気用配
管４０との間にはバルブ４０ａ…が設けられ、分岐配管
２０ａ…，３０ａ…と前記分析用配管５０との間にはバ
ルブ５０ａ…が設けられている。

【００２８】また、前記サンプリング配管１０，２０の
バルブ１１，２１の下流側には窒素ガスパージ配管６０
を接続している。この窒素ガスパージ配管６０にはバル
ブ６１・・・及び窒素ガスボンベ６２を設けている。

【００２９】更に、前記混合ガス流通配管５のミキシン
グ装置７の下流側には混合ガスの温度を一定に維持する
ための熱交換器７１を配設し、またベンチュリー装置８
の下流側にはブロア６へ流れる混合ガスの温度を低下せ
しめて、ブロア６の寿命を長くするための熱交換器７２
を配設している。また、熱交換器７２とブロア６との間
の混合ガス流通配管５にはエアー供給配管７３を接続
し、更なる混合ガスの温度低下を図るとともに、ベンチ
ュリー８で流量を絞った時に、ブロア６に負荷をかけず
一定の力で吸引できるように、絞った分だけ、このエア
ー供給配管７３から外気を導入するようにしている。

【００３０】一方、本実施例にあっては、各所にヒータ
を配置して混合ガスの結露防止を図っている。具体的に
は、外気供給配管１内で排気ガス供給配管４との合流部
よりも上流側にヒータ８０を、外気供給配管１と排気ガ
ス供給配管４との合流部の周囲にコイルヒータ８１を、
ミキシング装置７の上流側の混合ガス流通配管５の周囲
にコイルヒータ８２を、ミキシング装置７の近傍にオー
ブンヒータ８３を、分岐したサンプリング配管１０，２
０の中間部の周囲にコイルヒータ８４を、外気供給配管
３０の近傍にオーブンヒータ８５を、更にバッグＢの近
傍にオーブンヒータ８６を設けている。ヒータの種類及
び設置箇所は上記に限らず、結露を有効に防止できる箇
所であればよい。尚、図において破線で囲った範囲が各
オーブンヒータの加熱効果がおよぶ範囲である。

【００３１】以上において、通常のエンジンからの排気
ガスの分析を行うには、先ず、バルブ２１，２２、２７
…、４０ａ…、５０ａ…が閉に、バルブ１１，１２、１
７…、３１、３７…が開になっていることを確認した後
に、自動車等の排気管を排気ガス供給配管４に接続する
とともにブロア６を駆動し、更に供給ポンプ１３を駆動
し、排気ガスと外気とをミキシング装置７で混合した
後、混合ガスの一部をサンプリング配管１０、分岐配管
１０ａ…を介して、各バッグＢ…に収納する。

【００３２】また上記と並行して、参照用の外気供給配
管３０に設けた供給ポンプ３３を駆動し、導入した外気
の一部を、分岐配管３０ａ…を介して、各バッグＢに収
納する。

【００３３】この後、バルブ５１を操作して分岐配管１
０ａ…からの分析用配管５０（リードバック配管）を分
析装置につなげた状態で、バルブ１７…、４０ａ…を閉
じ、バルブ５０ａ…を開として、バッグＢ内に収納した
分析用の混合ガスを分岐配管１０ａ…中を逆流せしめる
ことで、分析装置に送り込んで分析を行う。

【００３４】同様にして、上記と並行してバルブ３７
…、４０ａ…を閉じ、バルブ５０ａ…を開として、バッ
グＢ内に収納した参照用の外気（空気）を分岐配管３０
ａ…中を逆流せしめることで、分析装置に送り込んで分
析を行う。

【００３５】そして、参照用の外気を分析することで、
もともと外気中に含まれていた成分（例えば窒素酸化
物）の割合を知ることができるので、この値の補正計算
を行い、混合ガスの分析結果から引くことによって、燃
焼によって生じた窒素酸化物等の量を正確に知ることが
できる。

【００３６】また、例えばガソリン低公害車のエンジン
からの排気ガス中の成分の分析を行う場合には、サンプ
リング配管１０のバルブ１１を閉じ、サンプリング配管
２０のバルブ２１を開け、前記と同様にして分析を行え
ばよい。

【００３７】更に、分析が終了した後の処理をサンプリ
ング配管１０について説明すると、バルブ１７…及びバ
ルブ５０ａ…を閉とし、バルブ４０ａ…を開とし、ポン
プ４１を駆動し、バッグＢ…内の残ガスを排出する。

【００３８】この後、バルブ４０ａ…を閉とするととも
に、バルブ１１、５０ａ…も閉とし、バルブ１２、１７
…を開とする。この状態で窒素ガスパージ配管６０のバ
ルブ６１を開とし窒素ガスボンベ６２からの窒素ガスを
サンプリング配管１０中に送り込む。するとサンプリン
グ配管１０中の混合ガスは窒素ガスに置換され、またサ
ンプリング配管１０及び分岐管１０ａ…中の混合ガスを
バッグＢに押込む。

【００３９】この後、再びバルブ１７…及びバルブ４０
ａ，５１，５２を閉とし、バルブ５０ａ，５３を開と
し、ポンプ４１を駆動し、バッグＢ…内の残ガスを排出
する。以上の操作を複数回繰り返すことで、分岐管１０
ａ、バッグＢ内及び分析用配管５０の途中までは完全に
窒素ガスで置換される。

【００４０】更に、以上の操作が完了したならば、分析
装置側においても窒素ガスパージを行う。即ち、分析装
置側から分析用配管５０内に窒素ガスを逆流せしめ、バ
ルブ５１の部分から分析用配管５０内の残留ガスを排気
用配管４０内に送り込む。次いで、バルブ１２を閉じ、
バルブ１１を開とし、窒素ガスパージ配管６０を介して
バルブ１１よりも上流側に残る排気ガスを排出する。
尚、サンプリング配管２０及び参照用の外気供給配管３
０についても同様の操作を行って、配管内を窒素ガスに
置換し、次の測定に備える。

【００４１】

【発明の効果】以上に説明したように本発明によれば、
排気ガスサンプリング装置を構成する主要な配管の周囲
等にヒータを設けたので、外気との混合割合を少なくし
ても、つまり希釈割合を少なくしても、急激な温度低下
を抑制できるので、結露の発生を防止できる。したがっ
て、結露中に排気ガス成分が溶解し、実際の割合よりも
少ない値が分析結果として測定されてしまうことがなく
なり、測定結果の信頼性が高まる。

【００４２】また、所定箇所に熱交換器を設けること
で、サンプリング配管に送られる混合ガスの温度を一定
にでき、或いはブロアの寿命も長くすることが可能にな
る。また、前記外気供給配管の排気ガスの供給配管との
合流位置よりも上流側から参照用の外気供給配管を分岐
せしめることで、外気中の成分に変動があっても、正確
な分析が行え、更にサンプリング配管を複数系統にする
ことで、燃焼形態の異なる複数のエンジンに対応するこ
とができる。

【００４３】また、サンプリング配管をステンレス製と
することで、汚れが付着しにくくなり、且つ炭化水素成
分の浸出がないので、低公害車の排気ガス成分の測定に
も適している。

【００４４】更に、サンプリングが終了した後、窒素ガ
ス等で少なくともサンプリング配管及び分析用配管内を
置換するようにすれば、正確な計測が行え、計測値の信
頼性が高まる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気ガスサンプリング装置の全体
構成図

【図２】従来の排気ガスサンプリング装置の全体構成図

【符号の説明】

１…外気供給配管、２…外気取入口、３…フィルター、
４…排気ガス供給配管、５…混合ガス流通配管、６…ブ
ロア、７…ミキシング装置、８…ベンチュリー装置、１
０，２０…サンプリング配管、３０…参照用の外気供給
配管、４０…排気用配管、５０…分析用配管、１０ａ，
２０ａ，３０ａ…分岐配管、１１，１２，１７，２１，
２２，３１，３２，４０ａ，５０ａ…バルブ、１３，２
３，３３…供給ポンプ、１５，２５，３５…流量計、１
６，２６，３６…圧力スイッチ、６０…窒素ガスパージ
配管、７１，７２…熱交換器、７３…エアー供給配管、
８０，８１，８２，８３，８４，８５，８６…ヒータ、
Ｂ…バッグ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者柴田淳史三重県鈴鹿市平田町1907番地本田技研工業株式会社鈴鹿製作所内 (72)発明者佐々木恭介三重県鈴鹿市平田町1907番地本田技研工業株式会社鈴鹿製作所内 (72)発明者松山守三重県鈴鹿市平田町1907番地本田技研工業株式会社鈴鹿製作所内 (72)発明者柳原茂東京都世田谷区玉堤１丁目19番４号株式会社司測研内 (72)発明者山脇秀太東京都世田谷区玉堤１丁目19番４号株式会社司測研内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガス供給配管と外気供給配管とを合
流せしめて混合ガス流通配管とし、この混合ガス流通配
管の途中からサンプリング配管を分岐し、このサンプリ
ング配管を介して分析用の混合ガスを取り出すようにし
た排気ガスサンプリング装置において、前記排気ガス供
給配管、外気供給配管、混合ガス流通配管、サンプリン
グ配管または混合ガスの一時収納部には、混合ガスの結
露を防止するためのヒータを設けたことを特徴とする排
気ガスサンプリング装置。
【請求項２】請求項１に記載の排気ガスサンプリング
装置において、前記サンプリング配管の分岐部よりも下
流側には混合ガス温度を低下させてブロアの破損を防止
する熱交換器が設けられていることを特徴とする排気ガ
スサンプリング装置。
【請求項３】請求項１に記載の排気ガスサンプリング
装置において、前記外気供給配管内で、排気ガス供給配
管との合流部よりも上流側にヒータを設けたことを特徴
とする排気ガスサンプリング装置。
【請求項４】請求項１に記載の排気ガスサンプリング
装置において、前記サンプリング配管はエンジンの種類
に応じて複数系統設けられていることを特徴とする排気
ガスサンプリング装置。
【請求項５】請求項１に記載の排気ガスサンプリング
装置において、前記サンプリング配管をステンレス製と
したことを特徴とする排気ガスサンプリング装置。
【請求項６】請求項１に記載の排気ガスサンプリング
装置において、分析用の排気ガスが流れる前記サンプリ
ング配管及び分析装置につながるリードバック配管には
パージガスの導入が可能とされていることを特徴とする
排気ガスサンプリング装置。
【請求項７】請求項６に記載の排気ガスサンプリング
装置において、前記パージガスは窒素であることを特徴
とする排気ガスサンプリング装置。