JP2012062755A - 微粒子濃度測定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】微粒子濃度測定装置の測定精度を向上させる。
【解決手段】ディーセルエンジンの排気ラインを流れる排ガス中の微粒子濃度を測定する微粒子濃度測定装置は、排気ラインから分岐され、排気ラインの流路断面積よりも小さい流路断面積を有する排ガス採取ラインと、前排ガス採取ラインに設置された、微粒子検出フィルタと、微粒子検出フィルタの入口と出口の間に生じる差圧を検知する差圧検知部と、を備え、微粒子検出フィルタのセル壁を通過する排ガスの流速が、０．０２ｍ／秒以上で２．０ｍ／秒以下であることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は内燃エンジンの排ガス浄化技術に係り、特にディーゼルエンジンの排ガス中に含まれる微粒子（ＰＭ）の濃度を測定する微粒子濃度測定装置に関する。

従来、ディーゼルエンジンの排ガス中のＣ（炭素）を主とする微粒子（ＰＭ：particulate matter）の濃度を検出する装置として、図１に示す特許文献１の装置２０ＰＭ（ＰＭセンサ）が知られている。この微粒子濃度測定装置２０ＰＭは、排気ライン２１から分岐された副排気ライン２１Ａと、副排気ライン２１Ａに設置された微粒子検出フィルタ２２Ａと、微粒子検出フィルタ２２Ａの入り口と出口の間に生じる差圧ΔＰを測定する差圧測定部２２Ｂとを含み、さらに副排気ライン２１Ａには、流量調整バルブ２３，流量測定部２４および温度測定部Ｔ１が設けられ、微粒子検出フィルタ２２Ａにはヒータ２２Ｈが設けられている。

特許文献１による従来の微粒子濃度測定装置２０ＰＭでは、微粒子検出フィルタ２２Ａの前後における差圧ΔＰと、副排気ライン２１Ａにおける排ガスの温度Ｔと、副排気ライン２１Ａにおける排ガスの流量Ｑ２とが測定される。測定された差圧ΔＰと排ガス温度Ｔと排ガス流量Ｑ２とから、単位時間あたりに微粒子検出フィルタ２２Ａに捕捉される微粒子の質量ＰＭ［ｇ／ｈ］が算出される。この微粒子の質量ＰＭ［ｇ／ｈ］から、排ガス中の微粒子の濃度ＰＭ_conc［ｇ／ｍ³］が算出される。

また特許文献１には、従来の排ガス浄化装置２０の一部として、排気ライン２１に設けられ多孔質セラミックより構成される微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ：diesel particulate filter）２２が開示されている。従来の微粒子濃度測定装置２０ＰＭの上記副排気ライン２１Ａは、微粒子捕捉フィルタ２２の排ガス流れ上流側に接続され、求められた排ガス中の微粒子の濃度ＰＭ_conc［ｇ／ｍ³］と、エンジン運転状況もしくは排気ライン２１の微粒子捕捉フィルタ２２に流入するガス流量Ｑ１とから、微粒子捕捉フィルタ２２に流入する微粒子の質量ＰＭ_{enter full filter}［ｇ／ｈ］を算出している。微粒子捕捉フィルタ２２は温度測定部Ｔ２を備えている。

ＥＰ１９１６３９４Ａ１号公報

本発明は、微粒子濃度測定装置の測定精度を向上させることを課題とする。

一の側面によれば本発明は、ディーセルエンジンの排気ラインを流れる排ガス中の微粒子濃度を測定する微粒子濃度測定装置であって、上記排気ラインから分岐され、上記排気ラインの流路断面積よりも小さい流路断面積を有する排ガス採取ラインと、前排ガス採取ラインに設置された、微粒子検出フィルタと、上記微粒子検出フィルタの入口と出口の間に生じる差圧を検知する差圧検知部と、を備え、上記微粒子検出フィルタのセル壁を通過する上記排ガスの流速が、０．０２ｍ／秒以上で２．０ｍ／秒以下であることを特徴とする微粒子濃度測定装置を提供する。

本発明によれば、上記微粒子検出フィルタのセル壁を通過する排ガスの流速が最適化され、微粒子検出フィルタへの不均一な微粒子の堆積が抑制され、排ガス中の微粒子量の検出精度が向上する。

従来の排ガス浄化装置の構成を示す図である。 第１の実施形態による微粒子濃度測定装置を示す図である。 第１の実施形態による微粒子濃度測定装置における微粒子検出フィルタの作用を説明する図である。 第１の実施形態による微粒子濃度測定装置における微粒子検出フィルタの変形例を示す図である。 第１の実施形態による微粒子濃度測定装置の構成をより詳細に示す図である。 第１の実施形態による微粒子濃度測定装置において、セル壁を通過する排ガスの流速と測定誤差との関係を示すグラフである。 図６の実験の詳細を説明する図である。 図６の実験の詳細を説明する図である。 図６の実験の詳細を説明する図である。 図６の実験における微粒子量の真値を測定するための構成を示す図である。 第１の実施形態による微粒子濃度測定装置の全体を示す図である。 第１の実施形態による微粒子濃度測定装置の一変形例を示す図である。 第２の実施形態による微粒子濃度測定装置を使った排ガス浄化装置の構成を示す図である。

[第１の実施形態]
図２は、本発明の第１の実施形態による微粒子濃度測定装置４０ＰＭ（ＰＭセンサ）の構成を示す。ただし図２中、先に説明した部分には同一の参照符号を付し、説明を省略する。図２の微粒子濃度測定装置４０ＰＭは、微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２に異常が発生し、微粒子が排気ライン２１中を微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２の下流側閾値以上に漏れ出した場合に、これを検出し、アラームやランプの点滅・点灯を発するために使うことができる。

図２の本発明の第１の実施形態を参照するに、微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２が形成されたディーゼルエンジンの排気ライン２１には、微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２の下流側において、一端に排ガス採取部４１ａを有する排ガス採取ライン４１Ａが、排ガス採取部４１ａを介して接続されており、排ガス採取ライン４１Ａには、図３に示す微粒子検出フィルタ４２Ａと、流量調整バルブ４３と、排ガス採取ラインの流量Ｑ２を測定する流量測定部４４とが直列に接続されている。排ガス採取ライン４１Ａは、下流側の端部が、例えば負圧タンクや、エアインテーク部などの微粒子検出フィルタ４１Ａの入口よりも圧力の低い部分に接続され、排気ライン２１中の排ガスが、微粒子検出フィルタ４２Ａに吸引される。これは、排ガス採取ライン４１Ａの下流側に吸引ポンプを接続したのと同じであり、微粒子検出フィルタ４２Ａに排ガスを確実に供給することが可能となる。

また微粒子検出フィルタ４２Ａには、微粒子検出フィルタ４２Ａの温度を測定する温度測定部Ｔ１が設けられ、また差圧測定部４２Ｂが設けられ、差圧測定部（差圧検知部）４２Ｂにより、微粒子検出フィルタ４２Ａの前後の差圧ΔＰが測定（検知）される。排ガス採取部４１ａは、排気ライン２１の流路断面積よりも小さな流路断面積を有している。流量調整バルブ４３は流量測定部４４により制御され、排ガス採取ライン４１Ａを流れる排ガスの流量を所定値に制御する。

なお先に説明した差圧測定部４２Ｂとしてはダイヤフラム圧力計や、例えばゲージ式、ベローズ式、熱式などの公知の圧力計を使うことができ、また流量測定部４４としては、ホットワイヤ流量計やベンチュリ流量計など、公知の流量計を使うことができる。

図３は本発明の第１の実施形態における微粒子検出フィルタ４２Ａの例を示す。ただし図３の例では、微粒子検出フィルタ４２Ａ中に単一のセル４２ｂのみが形成されているが、微粒子検出フィルタ４２Ａは、複数のセル４２ｂが形成されたものであってもよい。また、板状のフィルタであってもよい。

本実施形態では、微粒子検出フィルタ４２Ａは、全体とし、微粒子捕捉フィルタ２２（ＤＰＦ）中における排ガス通路４２ａの総容積の５％以下、例えば０．０５〜５％、あるいは６５ｍｌ以下、例えば０．０５〜６５ｍｌの容積、あるいは０．１〜１０００ｃｍ^２の濾過面積（好ましくは１〜１０ｃｍ^２の濾過面積）を有する一または複数のガス通路４２ａが、例えば矩形断面形状で、またいずれか一端が閉じられた状態（図３では後方が閉じられた状態）で形成されている。

図３の本発明の第一実施形態を参照するに、多孔質セラミックよりなる各々のセル４２ｂは一端が開放され他端が閉じられたガス通路４２ａを形成し、ガス通路４２ａに導入された排ガスは、多孔質セラミックよりなるセル壁を通過して隣接するガス通路へと移動する。その際、セル４２ｂの内壁面に、微粒子が捕捉され、微粒子層４２ｃが形成される。

図４は、図３の本発明の第一の実施形態におけるセル４２ｂの一変形例を示す。図４のセルでは、排ガスはセル外部からセル壁を通過して、セル内部のガス通路４２ａへと流れ、その際前記セル４２ｂの外面に前記微粒子層４２ｃの堆積が生じる。

なお、同様なセルは図１で説明した従来の排ガス浄化装置における微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２にも形成されているが、ガス通路４２ａおよびセル４２ｂの外形は、必ずしも微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２中のガス通路と同一サイズあるいは同一の断面形状で形成される必要はなく、円形、四角形、八角形、だ円等の任意の形状にしてもよい。また微粒子検出フィルタ４２Ａ（セル４２ｂ）を構成する多孔質セラミックの材質が、微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２を構成する多孔質セラミックと同一である必要もなく、セラミックでなくてもよいことに注意すべきである。ガス通路４２ａの総容積を、微粒子捕捉フィルタ２２（ＤＰＦ）中における排ガス通路の総容積の５％以下、あるいは６５ｍｌ以下の容積、あるいは０．１〜１０００ｃｍ^２の濾過面積（好ましくは１〜１０ｃｍ^２の濾過面積）を有するように形成することにより、セル４２ｂには微粒子層の一様な堆積が生じるため、以下に説明するように、微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２における微粒子堆積量を、簡単かつ正確に測定することが可能になる。なお、微粒子検出フィルタは、図４の本発明の第一の実施形態に示すように底部を排ガス流れ上流側として設置してもよい。

図２の本発明の第一の実施形態における微粒子濃度測定装置４０ＰＭでは、微粒子検出フィルタ４２Ａに捕捉された微粒子の蓄積量が、以下の形の式により算出される。

（式１）
ただしΔＰは［Ｐａ］単位で表した差圧を、μは［Ｐａ・ｓ］単位で表した動粘性係数を、Ｑは［m³／ｈ］単位で表した排ガス流量を、αは［ｍ］単位で表したセルの一辺の長さを、ρ［ｇ／ｍ^３］単位で表した排ガス密度を、Ｖtrapは［ｍ³］単位で表したフィルタ体積を、Ｗsは［ｍ］単位で表した壁厚を、Ｋｗは［ｍ^−１］単位で表した壁のガス透過率（パーマビリティ）を、Ｋsootは［ｍ^−１］単位で表した捕捉微粒子層のガス透過率（パーマビリティ）を、Ｗは［ｍ］単位で表した捕捉微粒子層の厚さを、Ｆは係数（＝２８．４５４）を、Ｌは［ｍ］単位で表した有効フィルタ長さを、βは［ｍ^−１］単位で表した多孔質壁のフォルヒハイマー係数を、ζは［Ｐａ］単位で表したフィルタ通過による差圧を表す。

次に、微粒子検出フィルタ２２Ａ（セル２１ｂ）に捕捉された微粒子の質量ｍ_sootが、式

（式２）
により求められる。ただしｍ_sootは、捕捉された微粒子の質量［ｇ］、Ｎcellsは、入口側セルの開口数、ρ_sootは、捕捉された微粒子の密度である。

そして、ｍ_sootを、微粒子検出フィルタ４２Aの前回の再生からの経過時間［ｓ］で割れば、単位時間あたりの捕捉量ＰＭ［ｇ／ｓ］が得られる。

このようにして単位時間当たりで堆積する微粒子の質量ＰＭ［ｇ／ｓ］が求められると、排ガス中の微粒子濃度ＰＭconc［ｇ／ｍ^３］が、微粒子検出フィルタ２２Ａを通過する排ガス流量Ｑ２［m³／ｓ］を使って、
ＰＭ［ｇ／ｓ］＝ＰＭconc［ｇ／ｍ^３］×Ｑ２［ｍ³／ｓ］ （式３）
により求められる。

図２に示すように、このような微粒子濃度測定装置４０ＰＭを微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２の下流側に配設することにより、微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２に異常が生じ微粒子が排気ライン２１中を微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２の下流側に閾値以上に漏れ出した場合、本実施形態によればこのような異常を直ちに検出してアラームやランプの点滅・点灯を発することができる。

ところで、このような排ガス浄化装置を備えたディーゼルエンジンシステム１００では、微粒子捕捉フィルタ２２に生じた異常をいちはやく検出するため、微粒子濃度測定装置４０ＰＭには、高い測定精度が要求される。

図５を参照するに、本発明の第一の実施形態における微粒子検出フィルタ４２Ａは、一端が排ガス採取部４１ａを構成し、排ガス採取ライン４１Ａに連続するハウジング４２Ｅ中に格納されており、差圧検知部４２Ｂを構成するダイヤフラム圧力計は、微粒子検出フィルタの下流側に形成されている。差圧測定部４２Ｂの一端は、微粒子検出センサの上流側に接続され、また他端は微粒子検出フィルタ４２Ａの下流側において排ガス採取ライン４１Ａに接続されており、その結果、差圧測定部４２Ｂは微粒子検出フィルタ４２Ａを構成するセル４２ｂの前後の差圧を測定することができる。

図６は、本発明の第一の実施形態において、式（１）〜（３）に従って求めた排ガス中の微粒子濃度と排気ライン２１中の微粒子の実測値（真値、後述）との間の測定誤差と、排ガスがセル４２ｂのセル壁を通過する際の流速との関係を示す。

ただし図６の実験は、図７Ａ，７Ｂの本発明の第一の実施形態に示す形状を有し表１に示す試料Ａ〜Ｅについて、ディーゼルエンジンを、２０００ｒｐｍおよび４０Ｎｍの回転数およびトルクで二回運転し、２５００ｒｐｍおよび４０Ｎｍの回転数およびトルクで二回運転し、３０００ｒｐｍおよび４０Ｎｍの回転数およびトルクで二回運転し、３５００ｒｐｍおよび４０Ｎｍの回転数およびトルクで二回運転して、行っている。

図７Ａ及び７Ｂを参照すれば、微粒子検出フィルタ４２Ａはその一端が排ガス採取部４１ａを構成し、またガス通路４２ａを形成するセル４２ｂを含む。セル４２ｂの内壁面に微粒子が捕捉され、微粒子層４２ｃが形成されている。図７Ａ及び７ＢにおいてＬ_1CELLはセル４２ｂの長さを、ｃはセル４２ｂをその入口側で保持するハウジング４２Eの壁部の厚さを、ｅはセル４２ｂの底部の厚さを、αはセル４２ｂの（内側の）一辺の長さを、ｂは微粒子検出フィルタ４２Ａの一辺の長さ（セル４２ｂの外側の一辺の長さ）を、Ｗ_ｓはセル４２ｂの壁厚をそれぞれ表す。Ｌ_１CELLからｃを減じたものが微粒子検出フィルタ４２Ａの有効フィルタ長となる。

なお表１中、試料Ｄでは、試料Ａのセルを３行３列構成にセル集合体を形成し、形成されたセル集合体の外周をシールしており、図７Ｃに示すように形成されたセルの端部を交互に塞いでいる。表１中、白い四角は、例えば上流側からこのようなセル集合体をみた場合に開いているセルを、黒い四角は塞がれているセルを示している。

測定誤差は、図２の本発明の第一の実施形態の構成において排気ライン２１中の排ガスをフィルタに通し、捕捉された微粒子の実測値（後述）を真値とし、式（１）〜（３）で求めた微粒子量のこの真値に対するずれとして求めている。

図８の本発明の実施形態に示すようにディーゼルエンジン１１から排気ライン２１に排出された排ガスを、清浄な空気が導入される希釈トンネル１１１に導き、これを５２℃以下の温度まで希釈および冷却し、１次捕集フィルタ１１５および２次捕集フィルタ１１６上に採取し、その質量をマイクロ天秤で測定することにより、排ガス中の微粒子量を直接に実測し、これを排気ライン２１の濃度に換算しこれを真値とした。同じ排気ライン２１に設けられた微粒子濃度検出装置４０ＰＭの算出値（ＰＭconc）と真値とを比較することにより測定誤差を求めている。ディーゼルエンジン（Ｅ／Ｇ）と微粒子濃度検出装置４０ＰＭの距離を１．５〜２．０ｍとしている。なお図８の第一の実施形態の構成では、ダイリューショントンネル１１１を通過した後、排ガスは熱交換器１１２および臨界流ベンチュリ管１１３を介してブロワ１１４により吸引される。また１次捕集フィルタ１１５および２次捕集フィルタの下流側にもブロワ１１７が設けられ、排ガスを吸引している。

図６の本発明の第一実施形態のセル壁を通過する排ガスの流速と測定誤差との関係を示すグラフを参照するに、セル４２ｂのセル壁を通過する排ガスの流速が増大すると、測定誤差も増大する傾向が見られるが、これはセル４２ｂ中における排ガスの流速が増大するにつれてセル４２ｂ中における微粒子の堆積が不均一になりやすいことを示している。

一方、図６の本発明の第１実施形態に関するグラフより、測定誤差は流速が約０．１ｍ／秒あたりで最小になり、それよりも流速を低減すると、測定誤差は再び増大するのがわかる。

表２は、図６の本発明の第１実施形態に関する実験の詳細を示す。

表２の本発明の第１実施形態に関する実験結果を参照するに、実施例１〜実施例１０では測定誤差が±１０％以下であるのに対し、比較例１〜３では測定誤差が±１０％を超えている。

表２の実験結果よりわかるように、図６の実験では、セル４２ｂとして、表１のセルＡ〜Ｅを使い、排ガスの流量を変化させた。セル壁を通過する排ガスの流速が０．０２ｍ／秒から２．０ｍ／秒の範囲では、いずれの試料であっても、±１０％以下の測定誤差を実現できるのがわかる。特に流速が０．１１ｍ／秒から０．２１ｍ／秒の範囲では、引き込み流量が０．６〜１．０／分の範囲で変化しても、±２％以下の測定誤差を実現できることがわかる。

また本実施形態では、微粒子濃度測定装置４０ＰＭの測定誤差を、セル４２ｂのセル壁を通過する排ガスの流速を制御することにより最小化する。このようなセル壁を通過する排ガスの流速Ｖｓは、排ガス流量Ｑ２を制御することにより、制御できる。このような排ガス流量Ｑ２の制御は、排ガス採取ライン４１Ａ中の排ガス流量Ｑ２を流量測定部４４で検出し、流量調整バルブ４３を制御することによっても行える。

なお先記セル４２ｂを製造する際に、図７Ａ，７Ｂに示す形状パラメータα，ｂ，ｃ，ｅ，Ｌ，Ｗｓおよび気孔率ｐは、セラミックの成形条件や焼成条件を選択することにより、所望のとおりに設定することが可能である。

なお、図９に示す本実施形態の微粒子濃度測定装置４０ＰＭＡは、図２に示す排気ライン２１に微粒子捕捉フィルタ２２の下流側において差し込まれ、固定されるヘッド部４２ｅを形成された例えばステンレスなどの耐熱金属よりなるパイプ形状のハウジング４２Ｅを含み、ハウジング４２Ｅ中には微粒子検出フィルタ４２Ａが、好ましくはＳｉＣなどの多孔質セラミックにより構成され配設されている。ここでヘッド部４２ｅは、排気ライン２１に挿入される排ガス採取ラインを構成する。

図９の本実施形態に示すようにハウジング４２Ｅからは排ガスが通る可撓性ホース４２Ｆが延在し、可撓性ホース４２Ｆの下流側端には、差圧測定部４２Ｂおよび流量調整バルブ４３および流量測定部４４を格納した制御ユニット４２Ｇが形成されている。制御ユニット４２Ｇを通過した排ガスは、排気管４２ｇへと排出される。

このような構成によれば、所望の微粒子濃度測定装置を小型に構成でき、その結果、微粒子濃度測定装置を車両の任意の部位に、必要に応じて取り付けることが可能となる。

なお本実施形態において、図１０の本実施形態の一変形例に示すように、図９の本実施形態の構成において流量制御ユニット４２Ｇから排ガスを排出する排気管４２ｇにポンプ４２Ｐを接続し、排ガスを強制的に排気するように構成することもできる。かかる構成では、ヘッド部４２ｅが静止した、すなわち流れのない排ガス雰囲気中に設けられても、排ガスが、ポンプ４２Ｐが発生する負圧により吸い込まれ、所望の微粒子濃度測定を行うことが可能となる。
［第２の実施形態］
図１１は、本発明の第２の実施形態による微粒子濃度検出装置６０ＰＭ（ＰＭセンサ）を有するディーゼルエンジンの排ガス浄化装置６０の構成を示す。

図１１の本発明の第２の実施形態を参照するに、排ガス浄化装置６０は図１の排ガス浄化装置２０と類似した構成を有し、排気ライン２１から微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２の上流側において分岐した排ガス採取ライン４１Ａを有している。

図１１の本発明の第２の実施形態の構成では、微粒子捕捉フィルタ２２を通過していない排ガスが微粒子検出フィルタ４２Ａに捕捉され、微粒子検出フィルタ４２Ａに捕捉された微粒子の量をもとに、先の式（１）〜（３）に加えて、以下の処理を行っている。

排ガス中の微粒子濃度ＰＭconcは、排ガス採取ライン２１Ａ中においても排気ライン２１中においても同じであり、従って、排気ライン２１を通過する微粒子の量（ＰＭ enter full filter ［ｇ／ｈ］）は、
ＰＭ enter full filter ［ｇ/ｈ］＝ＰＭconc［ｇ／ｍ^３］×Ｑ１［ｍ³／ｈ］
（式４）
により求められる。ここでＱ１は排気ライン２１の排ガス流量を表す。

これにより、微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２中に蓄積した微粒子の量を推定することができる。ただしＱ１は微粒子捕捉フィルタ（ＤＰＦ）２２を通過する排ガスの流量である。Ｑ１は、実測して求めてもよいし、エンジンの運転状態から見積もってもよい。

図１１の本は発明の第２の実施形態の構成では、さらに排ガス採取ライン４１Ａ中にバルブ４３が設けられ、バルブ４３は、図１の排ガス浄化装置２０の場合と同様に、流量測定部４４により制御され、排ガス採取ライン４１Ａ中の排ガス流量が所定値Ｑ２に制御される。

一方、かかる構成では、経時的に微粒子検出フィルタ４２Ａ中に微粒子の堆積が生じるため、微粒子検出フィルタ４２Ａの再生を行っている。

このため本実施形態では微粒子検出フィルタ４２Ａ（セル４２ｂ）上にヒータ４２ｈが形成されており、ヒータ４２ｈを駆動ラインからの電力により必要に応じて駆動することにより、セル４２ｂに捕捉されたカーボン（Ｃ）を主とする微粒子を燃焼させ、微粒子検出フィルタ４２Ａを再生する。

本実施形態においても、第一実施形態と同様の効果を発揮することができる。

以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。たとえば、上記実施形態における流量測定部４４は、予め排ガス採取ライン４１Ａを流れる流量が判っていれば、無くしてもよい。また、温度測定部Ｔ１は排ガスの特性を一定と考えれば無くしてもよい。さらに、本発明の第２実施形態におけるヒータ４２ｈは、再生処理の必要が無ければ、廃止してもよい。さらにまた、流量を精確に測定していれば、バルブ４３を無くすことができる。また、本発明の第１実施形態の微粒子濃度測定装置に、第２実施形態で説明したヒータを配置してもよい。

なお、バルブとポンプとを併用してもよい。また、排ガス採取ラインに流入させる排ガスの流量は、排ガス採取ラインの断面積と、微粒子検出フィルタの容積との組合せによって、構造的に調節することも可能である。

以上、本発明を好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した要旨内において様々な変形・変更が可能である。

１１ ディーゼルエンジン
２０ 排ガス浄化装置
２０PM，４０ＰＭＡ 微粒子濃度測定装置
２１ 排気ライン
２１Ａ 副排気ライン
２２ 微粒子捕捉フィルタ
２２Ａ，４２Ａ 微粒子検出フィルタ
２２Ｂ，４２Ｂ 差圧測定部
２２Ｈ ヒータ
２３，４３ 流量調整バルブ
２４，４４ 流量測定部
４１Ａ 排ガス採取ライン
４１ａ 排ガス採取部
４２Ｅ ハウジング
４２Ｆ 可撓性ホース
４２Ｇ 制御ユニット
４２Ｐ ポンプ
４２ａ 排ガス通路
４２ｂ セル
４２ｃ 微粒子層
４２ｅ ヘッド部
４２ｇ 排気管
６０ＰＭ 微粒子濃度検出装置
１１１ 希釈トンネル
１１２ 熱交換器
１１３ 臨界流ベンチュリ管
１１４，１１７ ブロワ
１１５ １次捕集フィルタ
１１６ ２次捕集フィルタ
Ｔ１，Ｔ２ 温度測定部

Claims (8)

1. ディーセルエンジンの排気ラインを流れる排ガス中の微粒子濃度を測定する微粒子濃度測定装置であって、
   前記排気ラインから分岐され、前記排気ラインの流路断面積よりも小さい流路断面積を有する排ガス採取ラインと、
   前排ガス採取ラインに設置された、微粒子検出フィルタと、
   前記微粒子検出フィルタの入口と出口の間に生じる差圧を検知する差圧検知部と、
   を備え、
   前記微粒子検出フィルタのセル壁を通過する前記排ガスの流速が、０．０２ｍ／秒以上で２．０ｍ／秒以下であることを特徴とする微粒子濃度測定装置。
2. 前記微粒子検出フィルタのセル壁を通過する前記排ガスの流速が、０．１１ｍ／秒以上で０．２１ｍ／秒以下であることを特徴とする請求項１記載の微粒子濃度測定装置。
3. さらに前記微粒子検出フィルタを通過する排ガスの流速を調整する流速調整手段を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の微粒子濃度測定装置。
4. 前記流速調整手段は、前記排ガス採取ラインに挿入され、前記排ガス採取ライン中における排ガス流量を測定する流量測定部と、前記排ガス採取ラインに挿入され、前記排ガス採取ライン中における排ガス流量を制御する流量制御バルブと、前記流量測定部で測定された前記排ガス流量に基づいて前記流量制御バルブを制御し、前記排ガス採取ライン中における排ガス流量を所定値に制御する制御装置と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の微粒子濃度測定装置。
5. 前記流速調整手段は、前記副微粒子捕捉フィルタの下流側に配置されるポンプであることを特徴とする請求項３に記載の微粒子濃度測定装置。
6. 前記排気ラインに前記微粒子検出フィルタよりもフィルタ容積が大きい微粒子捕捉フィルタが配置される請求項１〜５のうち、いずれか一項記載の微粒子濃度測定装置。
7. 前記排気ラインにおいて、前記排ガス採取ラインが前記微粒子捕捉フィルタの下流側に接続されることを特徴とする請求項６記載の微粒子濃度測定装置。
8. 前記排気ラインにおいて、前記排ガス採取ラインが前記微粒子捕捉フィルタの上流側に接続されることを特徴とする請求項６記載の微粒子濃度測定装置。

Images