JP2008286641A - Sampling device and sampling method - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To perform analysis with responsiveness, even when pressure fluctuates greatly, in a short time, in a sampling device for sampling sample gas via a sample probe from a gas chamber wherein pressure fluctuation is repeated with a prescribed period and the gas is analyzed. <P>SOLUTION: This device is equipped with an adjusting channel 6, whose one end is connected to the output of the sample probe 5, whose other end is opened to the air, having a channel section larger than the sample probe 5. The device is also equipped with a suction path for sucking the sample gas, in a direction orthogonal to the adjusting channel from the adjusting channel 6 and guiding the gas to a gas analysis means by the action of a suction means. A suction position of the suction path is set on a farther downstream side Ps than a re-adhering point Pc of a jet jetting out from the sample probe into the adjusting channel, in a state where the flow rate of a sample gas flow generated following pressure fluctuation becomes a maximum flow rate. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、所定の周期で圧力変動を繰り返すガス室からサンプルプローブを介してサンプリングされるサンプルガスを、吸引手段によりガス分析手段に導いて、当該サンプルガスを分析するサンプリング装置に関し、特に、圧力変動が大きい場合にも、その変動に高速に応答してガス分析を行うことができるサンプリング装置及びサンプリング方法に関する。   The present invention relates to a sampling apparatus for analyzing a sample gas by introducing a sample gas sampled from a gas chamber that repeats pressure fluctuations at a predetermined cycle via a sample probe to a gas analysis means by a suction means, and in particular, a pressure The present invention relates to a sampling apparatus and a sampling method capable of performing gas analysis in response to the fluctuation at high speed even when the fluctuation is large.

この種の高速応答可能なサンプリング装置として、特許文献1には二重管構成のサンプリング装置が開示されている。この文献に開示の技術では、サンプルガスの流れに対向して(流れ方向逆向きに)二重管を配設し、内管内にサンプルガスを導入してガスの分析を実行する。この文献に開示の技術では、サンプルガスの分析を行う状態では、内管の先端位置を外管の先端位置より僅かに上流側に突き出した状態で、内管内にサンプルガスを受け入れ、受け入れたサンプルガスをガス分析計に導いて分析を行う(当該特許文献1図2(B)に示す状態)。
一方、校正ガスを使用して分析系の校正を行う場合は、内管の先端位置を外管の先端位置より僅かに引退した状態(内管が引退され、外管の先端近傍にデッドスペースが形成されている状態)で、内管と外管との間に形成される中間路に校正ガスを導入し、校正ガスを前記デッドスペースに噴出させるとともに、サンプルガスが有するガス圧により内管内に校正ガスを受け入れ、受け入れた校正ガスをガス分析計に導いて校正を行う(当該特許文献1図2(A)に示す状態)。
このようにすることで、分析系の校正を的確に行えるとともに、ある程度の高速応答性も備えたサンプリング装置を提供することが可能となる。
この種の分析系で採用されるガス分析計は、基本的に所定範囲の圧力の下、所定範囲の流量のサンプルガスをガス分析計に受け入れ、所要の目的の分析を行えるものである。
As this type of sampling device capable of high-speed response, Patent Document 1 discloses a sampling device having a double tube configuration. In the technique disclosed in this document, a double pipe is disposed opposite to the flow of the sample gas (in the direction opposite to the flow direction), and the sample gas is introduced into the inner pipe to perform gas analysis. In the technique disclosed in this document, in the state of analyzing the sample gas, the sample gas is received and received in the inner tube with the tip position of the inner tube protruding slightly upstream from the tip position of the outer tube. The gas is introduced into a gas analyzer for analysis (the state shown in FIG. 2B of Patent Document 1).
On the other hand, when calibrating an analysis system using a calibration gas, the tip position of the inner tube is slightly retracted from the tip position of the outer tube (the inner tube is retracted and there is a dead space near the tip of the outer tube. In the formed state), a calibration gas is introduced into an intermediate passage formed between the inner tube and the outer tube, and the calibration gas is ejected into the dead space, and the gas pressure of the sample gas causes the gas to enter the inner tube. Calibration gas is received and calibration is performed by introducing the received calibration gas to the gas analyzer (the state shown in FIG. 2A of Patent Document 1).
By doing so, it is possible to provide a sampling apparatus that can accurately calibrate the analysis system and also has a certain degree of high-speed response.
A gas analyzer employed in this type of analysis system is basically capable of receiving a sample gas having a predetermined range of flow rate into a gas analyzer under a predetermined range of pressure and performing an analysis for a desired purpose.

特許3429421号公報Japanese Patent No. 3429421

この種のサンプリング装置の適用対象として、エンジンの燃焼室内のガス組成を分析対象とする場合がある。ここで、応答性よく燃焼室内のガスを分析できれば、燃焼室内のガス組成の変化をリアルタイムにとらえることが可能となり、例えば、ガスエンジンにおける燃料の排気管への吹き抜けの有無の解析や、吸気管内の濃度変化の計測が可能となる。
さらに、メタンを主成分とする都市ガスを燃料とするエンジンの燃焼室内のガスに関して、メタン濃度を応答性よく分析できれば、燃焼前の混合気の濃度変化を把握することができ、ノッキングの発生位置の特定や成層燃焼のような燃焼を実現するうえで重要な情報を得ることができる。
As an application target of this type of sampling device, there is a case where a gas composition in a combustion chamber of an engine is an analysis target. Here, if the gas in the combustion chamber can be analyzed with good responsiveness, it becomes possible to capture the change in the gas composition in the combustion chamber in real time. For example, in the gas engine, analysis of the presence or absence of blowout of fuel into the exhaust pipe, It is possible to measure the concentration change of the.
Furthermore, if the methane concentration can be analyzed with good responsivity for the gas in the combustion chamber of an engine that uses city gas containing methane as the main component, the change in the concentration of the air-fuel mixture before combustion can be ascertained. It is possible to obtain information that is important in identifying combustion and realizing combustion such as stratified combustion.

しかしながら、例えば、今日実用の段階にある過給式のガスエンジンでは、燃焼室内圧が12MPaを超えるような応用例もある。この例の場合、燃焼室内の圧力変化が、非常に短時間で生じるため、燃焼室内のガスを従来から知られている技術を使用して直接分析計に導入した場合、応答性よくガス分析を行うことが困難であった。通常、この種のガス分析計にあっては、ガス圧力の上昇はそのまま出力の上昇に繋がるが、回転数が数100〜数1000rpmのエンジンの場合、その単一サイクル中でのガス分析が困難であった。
即ち、このような例にあっては、従来技術をそのまま適用すると、圧力変化が分析に大きく影響し信頼性の高い分析結果を得られなくなったり、甚だしい場合は、本来、分析対象とすべきでない分析対象外のサンプルガスをガス分析計内に吸引してしまったりしてガス分析計の出力が特定の指標値のまま、一サイクル中の過半の時間保持されてしまう等の問題が発生し、燃焼室のガス分析を的確におこなうことができないという問題が発生した。
However, for example, in a supercharged gas engine that is in practical use today, there are applications in which the pressure in the combustion chamber exceeds 12 MPa. In this example, the pressure change in the combustion chamber occurs in a very short time, so if the gas in the combustion chamber is introduced directly into the analyzer using a conventionally known technique, the gas analysis can be performed with good responsiveness. It was difficult to do. Normally, in this type of gas analyzer, an increase in gas pressure directly leads to an increase in output, but in the case of an engine with a rotational speed of several hundred to several thousand rpm, it is difficult to perform gas analysis in a single cycle. Met.
That is, in such an example, if the conventional technology is applied as it is, the change in pressure greatly affects the analysis, and it is impossible to obtain a reliable analysis result. The sample gas outside the analysis target is sucked into the gas analyzer and the output of the gas analyzer remains at a specific index value, causing problems such as being held for a majority of the time in one cycle, There was a problem that the gas analysis of the combustion chamber could not be performed accurately.

本発明の目的は、所定の周期で圧力変動を繰り返すガス室から、サンプルガスをサンプルプローブを介してサンプリングして分析を行うサンプリング装置として、その圧力が短時間に大きく変動する場合にも、応答性よく分析を行うことができるサンプリング装置を得ることにある。   The object of the present invention is as a sampling device that performs analysis by sampling a sample gas from a gas chamber that repeats pressure fluctuations at a predetermined cycle via a sample probe, even when the pressure fluctuates greatly in a short time. An object of the present invention is to obtain a sampling apparatus capable of performing analysis with good sexuality.

上記目的を達成するための本発明に係る、所定の周期で圧力変動を繰り返すガス室からサンプルプローブを介してサンプリングされるサンプルガスを、吸引手段によりガス分析手段に導いて、前記サンプルガスを分析するサンプリング装置の特徴構成は、
一端が前記サンプルプローブの出口に接続され、他端が大気開放されるとともに、前記サンプルプローブより流路断面積が大きい調整流路を備え、
前記吸引手段の働きにより、前記調整流路から当該調整流路に直交する方向にサンプルガスを吸引して前記ガス分析手段に導く吸引路を備え、
前記圧力変動に伴って発生するサンプルガス流の流速が最大流速となる状態で、前記サンプルプローブから前記調整流路に噴出する噴流の再付着点より下流側に、前記吸引路の吸引位置が設定されていることにある。
According to the present invention for achieving the above object, a sample gas sampled from a gas chamber that repeats pressure fluctuations at a predetermined cycle via a sample probe is guided to a gas analysis means by a suction means, and the sample gas is analyzed. The characteristic configuration of the sampling device
One end is connected to the outlet of the sample probe, the other end is opened to the atmosphere, and an adjustment channel having a larger channel cross-sectional area than the sample probe is provided,
By the action of the suction means, a suction path for sucking a sample gas from the adjustment flow path in a direction perpendicular to the adjustment flow path and leading to the gas analysis means,
The suction position of the suction path is set downstream of the reattachment point of the jet flow ejected from the sample probe to the adjustment flow channel in a state where the flow velocity of the sample gas flow generated with the pressure fluctuation becomes the maximum flow velocity. There is in being.

本願に係るサンプリング装置は、サンプルプローブとその出口側に備えられる調整流路とを備え、ガス室からサンプリングされるサンプルガスは、調整流路を流れるように構成される。そして、この調整流路の出口側(下流側)は大気開放されており、一定の圧力状態が確保されている。   The sampling device according to the present application includes a sample probe and an adjustment channel provided on the outlet side thereof, and the sample gas sampled from the gas chamber is configured to flow through the adjustment channel. And the exit side (downstream side) of this adjustment flow path is open | released by air | atmosphere, and the fixed pressure state is ensured.

さて、サンプルプローブは、本来、ガス室内に起こっている事象に大きく影響することなく、ガス室内にあるガスをサンプルガスとして取り出すものであるため、プローブの流路断面積はかなりの程度絞られたものとされる。従って、この流路は一種の絞りとして働き、ガス室内での圧力変化に伴って調整流路にサンプルガスが送られるが、調整流路内の状態は、圧力変動(流量変動)が緩和され、サンプルプローブを通過する分の時間遅れを伴ったものとなる。この調整流路はその下流端が大気開放されていることにより、流路端に到るに従って、調整流路内のガス圧は大気圧に漸近する。   Now, since the sample probe is designed to extract the gas in the gas chamber as the sample gas without greatly affecting the events occurring in the gas chamber, the flow passage cross-sectional area of the probe is considerably reduced. It is supposed to be. Therefore, this flow path functions as a kind of throttle, and the sample gas is sent to the adjustment flow path with a pressure change in the gas chamber, but the pressure fluctuation (flow rate fluctuation) is mitigated in the state in the adjustment flow path, This is accompanied by a time delay for passing through the sample probe. Since the downstream end of the adjustment channel is open to the atmosphere, the gas pressure in the adjustment channel gradually approaches atmospheric pressure as it reaches the channel end.

本願にあっては、調整流路の流路断面積は、サンプルプローブの断面積より大きく選択されていることにより、サンプルプローブを比較的高速で流れてきたサンプルガス流は、噴流として調整流路内に流入し、調整流路の入口部位において流路壁から剥離して剥離流となる。また、この部位にあっては、サンプルガス流の流速は比較的高速に保たれる状態も発生するため、このガス流の噴出口近傍においてガス圧が比較的低くなる部位も発生する。そして、下流に行くに従って、流れが再発達することで圧力回復が起こる。   In the present application, the flow path cross-sectional area of the adjustment flow path is selected to be larger than the cross-sectional area of the sample probe, so that the sample gas flow that has flowed through the sample probe at a relatively high speed is adjusted as a jet flow. And flows into the adjustment flow path and separates from the flow path wall at the inlet portion of the adjustment flow path. Moreover, in this part, since the state where the flow velocity of the sample gas flow is maintained at a relatively high speed also occurs, a part where the gas pressure is relatively low also occurs in the vicinity of the gas flow outlet. And as it goes downstream, the flow recurs and pressure recovery occurs.

調整流路には、吸引手段の働きにより、流路に直交する方向に流路内のサンプルガスを吸引してガス分析手段に導く吸引路が接続されている。
このように調整流路からサンプルガスを吸引することで、ガス室側のサンプルガスの圧力変動の影響を低減し、調整流路内のガスを、圧力、流量の点で、安定した状態でガス分析手段に導くことができ、ガス分析手段による分析を良好に実行することが可能となる。さらに、流路に直交する方向に流路内のサンプルガスを吸引することで、調整流路内を流れるサンプルガスの動圧の影響を排除することができる。
A suction path is connected to the adjustment flow path by sucking the sample gas in the flow path in a direction orthogonal to the flow path and guiding it to the gas analysis means by the action of the suction means.
By sucking the sample gas from the adjustment flow path in this way, the influence of the pressure fluctuation of the sample gas on the gas chamber side is reduced, and the gas in the adjustment flow path is stabilized in terms of pressure and flow rate. It can lead to an analysis means, and it becomes possible to perform the analysis by a gas analysis means satisfactorily. Furthermore, the influence of the dynamic pressure of the sample gas flowing in the adjustment channel can be eliminated by sucking the sample gas in the channel in the direction orthogonal to the channel.

さらに、当該吸引路が調整流路と接続されている位置である吸引位置は、ガス室内で発生している圧力変動に伴って発生するサンプルガス流の流速が最大流速となる状態で、サンプルプローブから調整流路に噴出する噴流の再付着点より下流側に、当該吸引路の吸引位置が設定されている。   Furthermore, the suction position, which is the position where the suction path is connected to the adjustment flow path, is a state in which the flow rate of the sample gas flow generated in accordance with the pressure fluctuation generated in the gas chamber is the maximum flow rate. The suction position of the suction path is set on the downstream side from the reattachment point of the jet flow ejected from the nozzle to the adjustment channel.

ここで、サンプルガス流の流速が最大流速となる状態は、サンプルプローブから調整流路へ噴出するサンプルガス流量が最大となる状態であり、この状態で、調整流路の入口部位に最も大きな剥離領域(帰還流域)が形成される。そして、この領域より下流側では、流れは大気開放された調整流路の下流側端へ向かって流れ、順次、調整流路から流出する。   Here, the state in which the flow rate of the sample gas flow becomes the maximum flow rate is a state in which the flow rate of the sample gas ejected from the sample probe to the adjustment channel is maximum, and in this state, the largest separation occurs at the inlet portion of the adjustment channel. A region (return basin) is formed. Then, on the downstream side of this region, the flow flows toward the downstream end of the adjustment flow path opened to the atmosphere, and sequentially flows out of the adjustment flow path.

さて、この剥離領域より下流側の部位では、流れにおいて圧力回復が起こり、吸引手段で確実にサンプルガスを吸引することが可能である。従って、ガス室内の変化を代表できるサンプルガスを、当該吸引位置から順次吸引して、良好にガス分析を行うことができる。これに対して、再付着点より上流側に吸引位置が設定されている場合は、一旦、再付着点を通り過ぎたガスで、帰還領域に留まることがあるサンプルガスを吸引して、ガス分析を行うこととなりかねず、良好な分析を行うことはできない。   Now, pressure recovery occurs in the flow at the downstream side of the separation region, and the sample gas can be reliably sucked by the suction means. Therefore, the sample gas that can represent the change in the gas chamber can be sequentially sucked from the suction position, and gas analysis can be performed satisfactorily. On the other hand, when the suction position is set upstream from the reattachment point, the gas that has passed through the reattachment point is sucked in the sample gas that may remain in the return region, and the gas analysis is performed. It can be done and a good analysis cannot be done.

上記のサンプリング装置にあって、
前記吸引位置が、前記再付着点より下流側におけるサンプルガス流の再発達により圧力が大気圧に回復する位置、若しくは当該位置より下流側の位置であることが好ましい。
In the above sampling device,
It is preferable that the suction position is a position where the pressure recovers to the atmospheric pressure due to the redevelopment of the sample gas flow downstream from the reattachment point, or a position downstream from the position.

ここで、「大気圧に回復する位置」には「流れ方向で最初に大気圧以上となる位置」を含む他、「ほぼ大気圧に回復している位置であり、流れ方向で最初に大気圧の95%以上となる位置」を含む。
再付着点より下流側の位置に吸引位置を設定する場合にあっても、吸引手段を用いてガス分析手段にサンプルガスを吸引するのに、過度の吸引能力を必要とする構成は、必ずしも好ましいものではない。
そこで、吸引位置としては、サンプルプローブから調整流路内に噴出する噴流に関して、流れの剥離がなくなり、流れの再発達により大気圧近傍まで圧力が回復している位置、及びそれより下流とする。この様にすると、吸引能力が比較的低いものを使用しながら、ガス分析手段内を流れるガス流量を分析可能流量範囲として良好にガス分析を行える。
Here, “the position where atmospheric pressure recovers” includes “the position where atmospheric pressure first exceeds atmospheric pressure”, and “the position where atmospheric pressure recovers to atmospheric pressure first. "Position that is 95% or more of".
Even when the suction position is set at a position downstream from the reattachment point, a configuration that requires excessive suction capability to suck the sample gas into the gas analysis means using the suction means is not necessarily preferable. It is not a thing.
Therefore, the suction position is a position where the separation of the flow is eliminated with respect to the jet flow ejected from the sample probe into the adjustment channel, and the pressure is restored to near atmospheric pressure by the re-development of the flow, and the downstream position. In this way, gas analysis can be performed satisfactorily with the flow rate of the gas flowing through the gas analysis means within the range of flow rate that can be analyzed, while using the one having a relatively low suction capacity.

さて、上記のサンプリング装置にあって、前記ガス室が、エンジンにおけるシリンダとピストンとにより画定され、内部で燃料が燃焼する燃焼室であるであることが好ましい。   Now, in the above sampling apparatus, it is preferable that the gas chamber is defined by a cylinder and a piston in the engine, and is a combustion chamber in which fuel burns.

この構成を採用する場合は、エンジンに備えられる燃焼室内に存在するガスの分析を、良好に行える。   When this configuration is adopted, the gas present in the combustion chamber provided in the engine can be analyzed well.

さて、本願のサンプリング装置を使用してエンジンの燃焼室内のガスの分析をサンプルして実行するに、前記調整流路における前記吸引位置より下流側で大気開放される位置までの流路容積が、前記エンジンの1サイクル当りに前記ガス分析手段が吸引する体積未満に設定してあることが好ましい。
この構成にあっては、吸引位置から大気開放される位置までの流路容積を、エンジンの1サイクル当りにガス分析手段が吸引する体積未満とすることにより、エンジンから調整流路に流れるサンプルガスの流量が不足ぎみとなる時点において、吸引路に流入するガスは、最悪(サンプルプローブ側から吸引路に吸引されるガスが無いとした場合)でも、前記吸引位置から大気開放される位置までに残っているガスと大気との混合ガスとなる。通常、サンプルプローブ側から流れてくるガスが幾分含まれている。従って、ガス分析手段側で分析対象とするガスは、最悪でも、吸引位置を調整流路の下流側に通過したガスであって、大気により希釈されたガスとすることができる。よって、吸引位置を通過して、本来、再度分析の対象とすることが好ましいとはいえない吸引位置から大気開放される位置に残留しているガスのみをガス分析手段の導いて分析を行う等の不具合を解消できる。
Now, in order to sample and execute the analysis of the gas in the combustion chamber of the engine using the sampling device of the present application, the flow path volume to the position where the adjustment flow path is opened to the atmosphere downstream from the suction position, It is preferable that the volume is set to be less than the volume sucked by the gas analysis means per cycle of the engine.
In this configuration, the sample gas flowing from the engine to the adjustment flow path is set so that the flow path volume from the suction position to the position opened to the atmosphere is less than the volume sucked by the gas analysis means per cycle of the engine. When the flow rate of the gas becomes insufficient, the gas flowing into the suction path is the worst (when there is no gas sucked into the suction path from the sample probe side) until the position where the atmosphere is released from the suction position. It becomes a mixed gas of the remaining gas and the atmosphere. Usually, some gas flowing from the sample probe side is included. Therefore, the gas to be analyzed on the gas analysis means side can be a gas that has passed through the suction position to the downstream side of the adjustment flow path and is diluted with the atmosphere. Therefore, the gas analysis means guides only the gas that has passed through the suction position and remains in the atmosphere open from the suction position, which is not preferably the object of analysis again. Can solve the problem.

この構成を採用する場合、さらに、前記調整流路における前記吸引位置より下流側で大気開放される位置までの流路容積が、前記エンジンの吸気行程時間に前記ガス分析手段が吸引する体積未満に設定してあることが好ましい。
即ち、この構成では、直接的に、吸気行程時間分での問題を解決することとなる。この場合も、吸引位置から大気開放される位置までの流路容積を、エンジンの吸気行程時間にガス分析手段が吸引する体積未満とすることにより、エンジンから調整流路に流れるサンプルガスの流量が不足ぎみとなる行程において、吸引路に流入するガスは、最悪(サンプルプローブ側から吸引路に吸引されるガスが無いとした場合)でも、前記吸引位置から大気開放される位置までに残っているガスと大気との混合ガスとなる。通常、サンプルプローブ側から流れてくるガスが幾分含まれる。従って、ガス分析手段側で分析対象とするガスは、最悪でも、吸引位置を調整流路の下流側に通過したガスであって、大気により希釈されたガスとすることができる。よって、吸引位置を通過して、本来、再度分析の対象とすることが好ましいとはいえない吸引位置から大気開放される位置に残留しているガスのみをガス分析手段に導いて分析を行う等の不具合を解消できる。
In the case of adopting this configuration, the flow volume of the adjustment flow path from the suction position to the position opened to the atmosphere downstream from the suction position is less than the volume sucked by the gas analysis means during the intake stroke time of the engine. Preferably it is set.
That is, this configuration directly solves the problem of the intake stroke time. Also in this case, the flow volume of the sample gas flowing from the engine to the adjustment flow path is reduced by setting the flow path volume from the suction position to the position where the air is released to less than the volume sucked by the gas analysis means during the intake stroke time of the engine. In the short stroke, the gas flowing into the suction path remains from the suction position to the position where the air is released to the atmosphere, even in the worst case (when there is no gas sucked into the suction path from the sample probe side). It becomes a mixed gas of gas and the atmosphere. Usually, some gas flowing from the sample probe side is included. Therefore, the gas to be analyzed on the gas analysis means side can be a gas that has passed through the suction position to the downstream side of the adjustment flow path and is diluted with the atmosphere. Therefore, only the gas remaining in the position that is released from the suction position through the suction position and is not preferably intended to be analyzed again is guided to the gas analysis means for analysis. Can solve the problem.

さて、これまで説明してきたサンプリング装置を使用して、前記サンプルガスを分析することにより、所定の周期で圧力変動を繰り返すガス室から吐出されるサンプルガスを良好に分析できる。   By analyzing the sample gas using the sampling apparatus described so far, it is possible to satisfactorily analyze the sample gas discharged from the gas chamber that repeats pressure fluctuations at a predetermined cycle.

本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
以下に示す実施の形態にあっては、エンジン1に備えられるシリンダ1aとピストン1bとにより画定され、内部で燃料が燃焼する燃焼室2(ガス室の一例)からサンプルガスsgをサンプリングして、その分析を行う場合について説明する。
この例は、燃料がメタンを主成分とする都市ガスであり、燃料と空気との混合気g1を過給機3により過給した状態で燃焼室2内に導き、圧縮行程において混合気g1を圧縮するとともに、火花点火させて運転する火花点火式エンジン1における燃焼室2内のガスがガス分析の対象となる例である。
ガス分析計4(ガス分析手段の一例)としては、所謂、THC(全炭化水素)の測定に適した分析装置を使用する。このガス分析計4は、FID法(水素炎イオン化法)によりTHCを分析できるものであり、このガス分析計4に、ガス圧101Pa、ガス流量3.5リットル/minで、サンプルガスsgを導入することで、良好にガス分析を実行できる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the embodiment shown below, a sample gas sg is sampled from a combustion chamber 2 (an example of a gas chamber) defined by a cylinder 1a and a piston 1b provided in the engine 1 and in which fuel burns. A case where the analysis is performed will be described.
In this example, the fuel is city gas whose main component is methane, and the mixture g1 of fuel and air is introduced into the combustion chamber 2 while being supercharged by the supercharger 3, and the mixture g1 is supplied in the compression stroke. This is an example in which the gas in the combustion chamber 2 in the spark ignition engine 1 that is compressed and operated by spark ignition is the target of gas analysis.
As the gas analyzer 4 (an example of a gas analyzing means), an analyzer suitable for measurement of so-called THC (total hydrocarbons) is used. This gas analyzer 4 is capable of analyzing THC by the FID method (hydrogen flame ionization method). A sample gas sg is introduced into the gas analyzer 4 at a gas pressure of 101 Pa and a gas flow rate of 3.5 liters / min. By doing so, the gas analysis can be performed satisfactorily.

図1は、上記の条件に従って、シリンダ1a内の燃焼室2からサンプルガスsgをサンプリングし、分析を行う本願に係るサンプリング装置100を模式的に示したものである。
図1に示すように、このサンプリング装置100は、燃焼室2に接続されるサンプルプローブ5と、このサンプルプローブ5の出口に一端が接続され、他端が大気開放される調整流路6とを備えている。
さらに、この調整流路6の所定位置には、サンプルポンプ7(吸引手段の一例)の働きにより、調整流路6から当該調整流路6に直交する方向にサンプルガスsgを吸引してガス分析計4に導く吸引路8が接続されている。
FIG. 1 schematically shows a sampling apparatus 100 according to the present application that samples and analyzes a sample gas sg from a combustion chamber 2 in a cylinder 1a in accordance with the above-described conditions.
As shown in FIG. 1, the sampling apparatus 100 includes a sample probe 5 connected to the combustion chamber 2, and an adjustment channel 6 having one end connected to the outlet of the sample probe 5 and the other end opened to the atmosphere. I have.
Further, at a predetermined position of the adjustment channel 6, the sample gas sg is sucked from the adjustment channel 6 in a direction orthogonal to the adjustment channel 6 by the action of the sample pump 7 (an example of a suction unit). A suction path 8 leading to a total of 4 is connected.

以下、さらに詳細に各部位について説明する。
図5(c)は、サンプルプローブ5と調整流路6とからなる流路の構成を模式的に示したものである。
前記サンプルプローブ5は、一端が燃焼室2に、他端が調整流路6に接続されており、燃焼室内のサンプルガスsgをサンプリングするものであり、具体的には、流路径(図5(c)のd1)が0.5mm、流路長(図5(c)のL1)が1000mmに構成されている。
Hereinafter, each part will be described in more detail.
FIG. 5C schematically shows the configuration of the flow path composed of the sample probe 5 and the adjustment flow path 6.
The sample probe 5 has one end connected to the combustion chamber 2 and the other end connected to the adjustment flow path 6, and samples the sample gas sg in the combustion chamber. The d1) of c) is 0.5 mm, and the channel length (L1 in FIG. 5C) is 1000 mm.

前記調整流路6は、一端がサンプルプローブ5の他端に接続され、他端が大気開放されている。具体的には、この調整流路6は、その流路径(図5(c)のd2)が3mm、流路長(図5(c)のL2)が30mmに構成されている。   The adjustment channel 6 has one end connected to the other end of the sample probe 5 and the other end open to the atmosphere. Specifically, the adjustment flow path 6 has a flow path diameter (d2 in FIG. 5C) of 3 mm and a flow path length (L2 in FIG. 5C) of 30 mm.

図5(c)に示すように、サンプルプローブ5と調整流路6との間に流路断面積を急拡大する段差部6aが形成されることとなっている(図1参照)。即ち、流路は、流路径0.5mmから3mmまで、6倍に急拡大する。   As shown in FIG. 5 (c), a step portion 6a is formed between the sample probe 5 and the adjustment channel 6 to rapidly expand the channel cross-sectional area (see FIG. 1). That is, the flow path rapidly expands 6 times from a flow path diameter of 0.5 mm to 3 mm.

前記吸引路8は、調整流路6の先端(サンプルプローブ5の接続側)から20mmの位置に、調整流路6の路壁に対して直角に接続されている。さらに、この吸引路8の下手側に前記ガス分析計4が、さらにその下流側にサンプルポンプ7が接続されている。
この吸引路8では、サンプルポンプ7が、一定の吸引圧で吸引位置Psから調整流路6内のサンプルガスsgを吸引することで、ガス分析計4に所定範囲のガス流量でサンプルガスsgを導入し、安定的にガス分析が行える。図5(c)には、調整流路8の入口から吸引位置Psまでの距離をLsとして表示している。
The suction path 8 is connected at a right angle to the road wall of the adjustment flow path 6 at a position 20 mm from the tip of the adjustment flow path 6 (the connection side of the sample probe 5). Further, the gas analyzer 4 is connected to the lower side of the suction passage 8 and the sample pump 7 is connected to the downstream side thereof.
In the suction path 8, the sample pump 7 sucks the sample gas sg in the adjustment flow path 6 from the suction position Ps with a constant suction pressure, so that the sample analyzer sg is supplied to the gas analyzer 4 at a gas flow rate within a predetermined range. Introduced and stable gas analysis. In FIG. 5C, the distance from the inlet of the adjustment flow path 8 to the suction position Ps is displayed as Ls.

ここで、後にも図5(a)(b)を使用して説明するように、この吸引位置Psは、調整流路6に噴出する噴流Faの再付着点Pcより下流側におけるサンプルガス流の再発達により圧力がほぼ大気圧に回復する位置で、サンプルポンプ7の働きによりガス分析計4に、当該ガス分析計4の分析可能流量範囲の流量を吸引可能な位置とされている。   Here, as will be described later with reference to FIGS. 5 (a) and 5 (b), the suction position Ps is the amount of the sample gas flow downstream of the reattachment point Pc of the jet Fa ejected into the adjustment flow path 6. At a position where the pressure is restored to almost atmospheric pressure by the redevelopment, the gas analyzer 4 can be sucked into the gas analyzer 4 by the action of the sample pump 7 so as to be able to suck the flow rate within the flow rate range that can be analyzed.

一方、エンジン1の1サイクル当たりの時間に、このガス分析計4が吸引する体積をv1として、この調整流路6における吸引位置Psから大気開放端6bに至るまでの流路容積をv2とすると、このv2は前記v1より小さく設定されている。
一方、図5に示す例には対応しないが、吸引位置Psより上流側の構成を同一として、流路容積v2は、その最小値として、吸引位置Psのエッジによる流れの剥離の影響を回避するめ、吸引位置Psでの吸引口径(1mm)の5倍程度の距離(5mm)とすることができる。即ち、流路容積v2は、吸引位置Psでの吸引口径との関係で、その良好な最小値を規定でき、その最大値はこれまで説明したv1との関係で規定することができる。
On the other hand, assuming that the volume that the gas analyzer 4 sucks in the time per cycle of the engine 1 is v1, and the flow path volume from the suction position Ps to the atmosphere open end 6b in the adjustment flow path 6 is v2. , V2 is set smaller than v1.
On the other hand, although not corresponding to the example shown in FIG. 5, the configuration upstream of the suction position Ps is the same, and the flow path volume v2 is set to the minimum value to avoid the influence of flow separation due to the edge of the suction position Ps. The distance (5 mm) can be about 5 times the suction aperture (1 mm) at the suction position Ps. That is, the flow path volume v2 can be defined as a favorable minimum value in relation to the suction aperture at the suction position Ps, and the maximum value can be defined in relation to v1 described so far.

燃焼室内におけるガスの状態とサンプリング装置の作動
以下、図1に示すサンプリング装置100の働きについて、図面に基づいて説明する。
図2は、燃焼室2内におけるガス圧の変化を示したものであり、図3は、燃焼室2内におけるガス圧の変化に対応する、サンプルプローブ5の入口(実線)、調整流路6の入口(破線)、ガス分析計4の入口(一点鎖線)における流量を、夫々クランク角に対応して示したものである。
図2からも判明するように、この例では、燃焼室2内のガス圧は、正圧領域で、12MPa程度まで変化する。
図3に示すように、上記燃焼室2内のガス圧の変化に伴って、燃焼室2からサンプルプローブ5、調整流路6、吸引路8に、サンプルガスsgが流れる。サンプルプローブ5の入口では、エンジン1の1サイクル中の比較的制限されたクランク角域(特定の行程域)で、比較的大きな流量変化が起こっている。一方、調整流路6の入口では、上記のサンプルプローブの入口での変化に対して、時間遅れをもって、広いクランク角域で、比較的小さな流量変化が起こっている。さらに、調整流路8にはほぼ一定流量のサンプルガスsgが流れている。
Gas State in the Combustion Chamber and Operation of the Sampling Device Hereinafter, the operation of the sampling device 100 shown in FIG. 1 will be described based on the drawings.
FIG. 2 shows the change in gas pressure in the combustion chamber 2, and FIG. 3 shows the inlet (solid line) of the sample probe 5 corresponding to the change in gas pressure in the combustion chamber 2, and the adjustment flow path 6. The flow rates at the inlet (dashed line) and the inlet (dashed line) of the gas analyzer 4 are shown corresponding to the crank angle, respectively.
As can be seen from FIG. 2, in this example, the gas pressure in the combustion chamber 2 changes to about 12 MPa in the positive pressure region.
As shown in FIG. 3, the sample gas sg flows from the combustion chamber 2 to the sample probe 5, the adjustment channel 6, and the suction channel 8 with the change in the gas pressure in the combustion chamber 2. At the inlet of the sample probe 5, a relatively large flow rate change occurs in a relatively limited crank angle region (specific stroke region) during one cycle of the engine 1. On the other hand, at the inlet of the adjustment channel 6, a relatively small flow rate change occurs in a wide crank angle region with a time delay with respect to the change at the inlet of the sample probe. Furthermore, a substantially constant flow rate of sample gas sg flows through the adjustment channel 8.

これら流量から、本願に係る調整流路6では、燃焼室2からサンプルプローブ5を介して調整流路6に、時間遅れを伴ってサンプルガスsgが流入するが、調整流路6に流入してくる流入量より、ガス分析計4に流入するサンプルガス量が多い領域(図3の場合:クランク角がほぼ−60°より小さいAで示す領域)では、必ずしも調整流路6に新たに流入してくるサンプルガスsgが吸引路8に吸引されていない。   From these flow rates, in the adjustment flow path 6 according to the present application, the sample gas sg flows into the adjustment flow path 6 from the combustion chamber 2 via the sample probe 5 with a time delay, but flows into the adjustment flow path 6. In the region where the amount of sample gas flowing into the gas analyzer 4 is larger than the amount of inflow coming (in the case of FIG. 3, the region indicated by A where the crank angle is substantially less than −60 °), it does not necessarily flow into the adjustment channel 6. The incoming sample gas sg is not sucked into the suction path 8.

このような燃焼室2、サンプルプローブ5、調整流路6、吸引路8を介する構成において、ガス分析計4で得られるTHCの分析結果を示したのが、図4(a)である。この図も、横軸にクランク角をとって示している。さらに、この図には、クランク角に対応して、膨張・吸排気、圧縮・着火の別を矢印で示した。   FIG. 4A shows the analysis result of THC obtained by the gas analyzer 4 in such a configuration through the combustion chamber 2, the sample probe 5, the adjustment channel 6, and the suction channel 8. This figure also shows the crank angle on the horizontal axis. Further, in this drawing, the expansion / intake / exhaust and compression / ignition are indicated by arrows corresponding to the crank angle.

同図に示すように、圧縮に伴って、THC濃度が所定の濃度まで上昇し、その濃度が維持された状態で着火が起こり、膨張に伴ってTHC濃度は順次低下している。さらに、膨張・吸排気の進行で、THC濃度は、ほぼ最低値まで低下している。このような定性的挙動は、燃焼室2内におけるTHC濃度の変化として充分に納得のおける変化であり、本願に係るサンプリング装置100により、これまでほぼ不可能であった燃焼室2内におけるガス分析を良好に行えていることが判る。   As shown in the figure, with compression, the THC concentration increases to a predetermined concentration, ignition occurs while the concentration is maintained, and the THC concentration gradually decreases with expansion. Furthermore, the THC concentration has decreased to almost the minimum value with the progress of expansion / intake and exhaust. Such a qualitative behavior is a sufficiently satisfactory change as a change in the THC concentration in the combustion chamber 2, and the gas analysis in the combustion chamber 2 that has been almost impossible until now by the sampling device 100 according to the present application. It turns out that it is performing well.

技術上の問題点と本願における解決手段
1 吸引位置の設定
これまで説明してきたように、本願にあっては、サンプルプローブ5の下流側に調整流路6を備える構成を採用する。ここで、サンプルプローブ5内の流路断面積及び調整流路6の流路断面積は流れ方向において一定であり、流路は調整流路6の入口で段差を伴って急拡大される。結果、サンプルプローブ5から調整流路6内に流れる流れは、調整流路6内に入った段階で、路壁wからは剥離し、再付着点Pcに至って、初めて調整流路6内の全断面において、大気開放側である下流側に向かう流れ成分を有するものとなる。
Technical Problem and Solution in the Present Application 1 Setting of Suction Position As described above, in the present application, a configuration including the adjustment flow path 6 on the downstream side of the sample probe 5 is adopted. Here, the flow path cross-sectional area in the sample probe 5 and the flow path cross-sectional area of the adjustment flow path 6 are constant in the flow direction, and the flow path is rapidly expanded with a step at the entrance of the adjustment flow path 6. As a result, the flow that flows from the sample probe 5 into the adjustment flow path 6 is separated from the road wall w when it enters the adjustment flow path 6 and reaches the reattachment point Pc. In the cross section, it has a flow component toward the downstream side, which is the atmosphere open side.

この調整流路6の入口近傍における流れの状態と、流れに沿った各位置での圧力を模式的に描いたのが図5(a)(b)である。これら図からも示すように、調整流路6の入口から再付着点Pcの至るまでの流れは、路壁wから剥離した噴流Faの形態を取り、また噴流Faと調整流路6の路壁wとの間には、逆流(帰還流)Fbが形成されている。
一方、図5(b)から判明するように、調整流路6の流れに関しては、調整流路6の入口近傍が最も圧力の低い部位となっており、順次、下流側に向かうに従って圧力が回復する。
FIGS. 5A and 5B schematically show the flow state in the vicinity of the inlet of the adjustment flow path 6 and the pressure at each position along the flow. As shown in these figures, the flow from the inlet of the adjustment flow path 6 to the reattachment point Pc takes the form of the jet Fa separated from the road wall w, and the road wall between the jet Fa and the adjustment flow path 6. A reverse flow (return flow) Fb is formed between w.
On the other hand, as can be seen from FIG. 5B, regarding the flow of the adjustment flow path 6, the vicinity of the inlet of the adjustment flow path 6 is the lowest pressure portion, and the pressure gradually recovers toward the downstream side. To do.

さて、燃焼室2内のガス圧は周期的に変化するため、上記の再付着点Pcの位置が大気開放側へ移動したり、調整流路6の入口側に戻ったりする。この情況において、再付着点Pcが最も大気開放側に形成された状態で、吸引位置Psが、この再付着点Pcよりも調整流路6の入口側に位置されると、逆流したサンプルガスsgを吸引路8に吸引することとなりかねない。そこで、吸引位置Psは、燃焼室2の圧力変動に伴って発生するサンプルガス流の流速が最大流速となる状態(調整流路6の入口におけるサンプルガスsgの流速が最大となる状態)で、サンプルプローブ5から調整流路6に噴出する噴流の再付着点Pcより下流側に、吸引路8が接続される吸引位置Psを設定している。   Now, since the gas pressure in the combustion chamber 2 periodically changes, the position of the reattachment point Pc moves to the atmosphere opening side or returns to the inlet side of the adjustment flow path 6. In this situation, when the reattachment point Pc is formed on the most open side of the atmosphere, and the suction position Ps is positioned closer to the inlet side of the adjustment flow path 6 than the reattachment point Pc, the sample gas sg that has flowed backward is obtained. May be sucked into the suction path 8. Therefore, the suction position Ps is a state in which the flow rate of the sample gas flow generated with the pressure fluctuation in the combustion chamber 2 is the maximum flow rate (the state in which the flow rate of the sample gas sg at the inlet of the adjustment flow path 6 is maximum). A suction position Ps to which the suction path 8 is connected is set downstream of the reattachment point Pc of the jet flow ejected from the sample probe 5 to the adjustment flow path 6.

2 調整流路における吸引位置から大気開放位置までの流路容積
先にも説明したように、図4(a)は、図1に示すサンプリング装置100を使用した場合のガス分析計4の出力(THC濃度)を示したものである。この結果は、吸引位置Psから大気開放端6bに至るまでの流路容積v2に対して、エンジン1サイクル当たりに分析計4が吸引する体積v1が大きい場合である。
2 Flow path volume from the suction position to the atmospheric release position in the adjustment flow path As described above, FIG. 4A shows the output of the gas analyzer 4 when the sampling device 100 shown in FIG. THC concentration). This result is a case where the volume v1 sucked by the analyzer 4 per engine cycle is larger than the flow path volume v2 from the suction position Ps to the atmosphere open end 6b.

さて、本願の発明者らは、本願に係るサンプリング装置100の検討過程において、吸引位置Psから大気開放端6bに至るまでの流路容積v2が、v1より大きい場合に関しても検討した。この場合、吸引位置Psより下流側の調整流路6には、吸引位置Psを所定のタイミングで通過したサンプルガスsgが主に滞留することとなり、燃焼室2側の圧力変動(サンプルプローブ5を介する周期的なサンプルガスsgの流出)に伴って、サンプルガスspは調整流路6内の流路方向に往復移動を繰り替えす。   Now, the inventors of the present application also examined a case where the flow path volume v2 from the suction position Ps to the atmosphere open end 6b is larger than v1 in the examination process of the sampling device 100 according to the present application. In this case, the sample gas sg that has passed through the suction position Ps at a predetermined timing mainly stays in the adjustment flow path 6 on the downstream side of the suction position Ps, and the pressure fluctuation on the combustion chamber 2 side (sample probe 5 is removed). The sample gas sp reciprocates in the direction of the flow path in the adjustment flow path 6 as the sample gas sg periodically flows out.

この情況におけるガス分析計4の出力を示したのが、図4(b)である。この図からも判明するように、吸引位置Psより下流側の調整流路6が不用意に長い場合は、ガス分析計4に、本来吸引されるべきでないサンプルガスsgまで吸引されることとなり好ましい結果が得られない。即ち、本願のようなサンプリング装置100では、吸引位置Psより下流側の流路容積v2を適切に選択することで、燃焼室2側の圧力変動によって形成される調整流路6内におけるサンプルガスsgの呼吸(調整流路6内での流路軸に沿った往復動)を利用して、大気を調整流路内に導き、サンプルガスsgをある程度希釈する必要がある。   FIG. 4B shows the output of the gas analyzer 4 in this situation. As can be seen from this figure, when the adjustment flow path 6 on the downstream side of the suction position Ps is carelessly long, it is preferable that the gas analyzer 4 sucks the sample gas sg that should not be sucked. The result is not obtained. That is, in the sampling apparatus 100 as in the present application, the sample gas sg in the adjustment flow path 6 formed by the pressure fluctuation on the combustion chamber 2 side is selected by appropriately selecting the flow path volume v2 downstream from the suction position Ps. It is necessary to dilute the sample gas sg to some extent by using the respiration (reciprocating motion along the flow path axis in the adjustment flow path 6) to guide the atmosphere into the adjustment flow path.

〔別実施形態〕
(1) 上記の実施形態にあっては、ガス分析計としてTHCを検出可能な分析計を採用したが、メタン等を検出可能な分析計等、任意のガス成分をその検出対象とするガス分析計を採用できる。
(2) 上記の実施形態では、調整流路における吸引位置Psより下流側で大気開放される位置までの流路容積v2が、前記エンジンの一サイクル時間にガス分析手段が吸引する体積v1未満とする例を示したが、この構成は、本来吸引位置Psより下流側に位置するサンプルガスsgの大気による希釈を目的とするため、エンジンの吸気行程時間にガス分析手段が吸引する体積未満に設定するものとしてもよい。
(3) 上記の実施形態にあっては、吸引位置Psを噴流の側壁への再付着が完了し、さらに下流側に流れて、圧力が充分に回復している位置としたが、吸引手段の能力が充分なものであれば、再付着点より下流側に設定しておけば帰還流を吸引することなく、新たな排気をサンプリングできる。
[Another embodiment]
(1) In the above embodiment, an analyzer capable of detecting THC is adopted as a gas analyzer. However, a gas analyzer that detects any gas component such as an analyzer capable of detecting methane or the like. A total can be adopted.
(2) In the above embodiment, the flow path volume v2 up to the position where the atmosphere is released downstream from the suction position Ps in the adjustment flow path is less than the volume v1 that the gas analyzing means sucks in one cycle time of the engine. Although this example is intended to dilute the sample gas sg originally located downstream of the suction position Ps with the atmosphere, it is set to be less than the volume sucked by the gas analysis means during the intake stroke time of the engine. It is good also as what to do.
(3) In the above embodiment, the suction position Ps is set to a position where the reattachment to the side wall of the jet is completed and further flows downstream, and the pressure is sufficiently recovered. If the capacity is sufficient, new exhaust gas can be sampled without sucking the return flow if it is set downstream from the reattachment point.

所定の周期で圧力変動を繰り返すガス室から、サンプルガスをサンプルプローブを介してサンプリングして分析を行うサンプリング装置として、その圧力が短時間に大きく変動する場合にも、応答性よく分析を行うことができるサンプリング装置を得ることができた。   As a sampling device that performs analysis by sampling a sample gas through a sample probe from a gas chamber that repeats pressure fluctuations at a predetermined period, even when the pressure fluctuates greatly in a short time, it performs analysis with good responsiveness A sampling device capable of

燃焼室内からサンプリングされるサンプルガスを本願に係るサンプリング装置を使用して分析している状態を示す図The figure which shows the state which is analyzing the sample gas sampled from a combustion chamber using the sampling device which concerns on this application 燃焼室内のガス圧の変化を示す図Diagram showing changes in gas pressure in the combustion chamber 本願に係るサンプリング装置を使用してガス分析を行う場合の、サンプリング装置各部位の流量の変化を示す図The figure which shows the change of the flow volume of each site | part of a sampling apparatus when performing a gas analysis using the sampling apparatus which concerns on this application 図1に示すサンプリング装置を使用したガス分析の結果を示す図(図4(a))及び、調整流路における吸引位置より下流側の流路容積が大きい場合のガス分析の結果を示す図(図4(b))The figure which shows the result of gas analysis using the sampling device shown in FIG. 1 (FIG. 4A), and the figure which shows the result of gas analysis when the flow path volume downstream from the suction position in the adjustment flow path is large ( FIG. 4 (b)) 本願に係るサンプリング装置に関し、サンプルプローブから調整流路に至る流れの状態を示す図(図5(a))、ガス圧の状態を示す図(図5(b))及び流路の概略構成を示す図(図5(c))Regarding the sampling device according to the present application, a diagram showing a flow state from the sample probe to the adjustment channel (FIG. 5A), a diagram showing a gas pressure state (FIG. 5B), and a schematic configuration of the channel Figure (Fig. 5 (c))

符号の説明Explanation of symbols

1 エンジン
2 燃焼室
3 過給機
4 ガス分析計
5 サンプルプローブ
6 調整流路
7 サンプルポンプ
8 吸引路
Fa 噴流
Fb 逆流(帰還流)
Pc 再付着点
Ps 吸引位置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Combustion chamber 3 Supercharger 4 Gas analyzer 5 Sample probe 6 Adjustment flow path 7 Sample pump 8 Suction path Fa Jet flow Fb Back flow (return flow)
Pc Reattachment point Ps Suction position

Claims (7)

所定の周期で圧力変動を繰り返すガス室からサンプルプローブを介してサンプリングされるサンプルガスを、吸引手段によりガス分析手段に導いて、前記サンプルガスを分析するサンプリング装置であって、
一端が前記サンプルプローブの出口に接続され、他端が大気開放されるとともに、前記サンプルプローブより流路断面積が大きい調整流路を備え、
前記吸引手段の働きにより、前記調整流路から当該調整流路に直交する方向にサンプルガスを吸引して前記ガス分析手段に導く吸引路を備え、
前記圧力変動に伴って発生するサンプルガス流の流速が最大流速となる状態で、前記サンプルプローブから前記調整流路に噴出する噴流の再付着点より下流側に、前記吸引路の吸引位置が設定されているサンプリング装置。
A sampling apparatus for analyzing a sample gas by introducing a sample gas sampled from a gas chamber that repeats pressure fluctuations at a predetermined cycle via a sample probe to a gas analysis means by a suction means,
One end is connected to the outlet of the sample probe, the other end is opened to the atmosphere, and an adjustment channel having a larger channel cross-sectional area than the sample probe is provided,
By the action of the suction means, a suction path for sucking a sample gas from the adjustment flow path in a direction perpendicular to the adjustment flow path and leading to the gas analysis means,
The suction position of the suction path is set downstream of the reattachment point of the jet flow ejected from the sample probe to the adjustment flow channel in a state where the flow velocity of the sample gas flow generated with the pressure fluctuation becomes the maximum flow velocity. Sampling equipment.
前記サンプルプローブと前記調整流路との間に流路断面積を急拡大する段差部を備えた請求項1記載のサンプリング装置。   The sampling apparatus according to claim 1, further comprising a step portion that rapidly expands a cross-sectional area of the channel between the sample probe and the adjustment channel. 前記吸引位置が、前記再付着点より下流側におけるサンプルガス流の再発達により圧力が大気圧に回復する位置、若しくは当該位置より下流側の位置である請求項1又は2記載のサンプリング装置。   The sampling apparatus according to claim 1, wherein the suction position is a position where the pressure recovers to an atmospheric pressure due to redevelopment of the sample gas flow downstream from the reattachment point, or a position downstream from the position. 前記ガス室が、エンジンに備えられるシリンダとピストンとにより画定され、内部で燃料が燃焼する燃焼室である請求項1〜3の何れか一項記載のサンプリング装置。   The sampling apparatus according to any one of claims 1 to 3, wherein the gas chamber is a combustion chamber defined by a cylinder and a piston provided in an engine and in which fuel burns. 前記調整流路における前記吸引位置より下流側で大気開放される位置までの流路容積が、前記エンジンの1サイクル当りに前記ガス分析手段が吸引する体積未満に設定してある請求項4記載のサンプリング装置。   The flow path volume from the suction position in the adjustment flow path to the position where the atmosphere is opened downstream is set to be less than the volume sucked by the gas analysis means per cycle of the engine. Sampling device. 前記調整流路における前記吸引位置より下流側で大気開放される位置までの流路容積が、前記エンジンの吸気行程時間に前記ガス分析手段が吸引する体積未満に設定してある請求項4記載のサンプリング装置。   The flow path volume from the suction position to the position where the atmosphere is opened downstream from the suction position in the adjustment flow path is set to be less than the volume sucked by the gas analysis means during the intake stroke time of the engine. Sampling device. 請求項1〜6の何れか一項に記載のサンプリング装置を使用して、前記サンプルガスを分析するサンプリング方法。   The sampling method which analyzes the said sample gas using the sampling apparatus as described in any one of Claims 1-6.
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