JP2017161373A - オープンエミッション分析方法及び装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気ガス採取部10の排出口7aと採取口11との間にスポンジからなる通気性と弾力があるフィルター40を介在させ、排出口7aと採取口11との間に形成される間隙を閉じる。この状態で排気ガス採取部10内を一定流量で吸引すると、排気ガスと排出口7a周囲の外気が採取口11から排気ガス採取部10の内部へ取り込まれる。このとき、フィルター40を介して取り込まれる外気の流量は、フィルター40の通気抵抗によって抑制されるため、排気ガス採取部10内へ取り込まれる排気ガスと外気の合計流量を吸引流量より小さくして、排気ガスの漏れ出しを防ぐ。
【選択図】図4
Description
しかも、エミッションブーツは基本的に円筒型のマフラーにしか取付けられないこと。
エミッションブーツを取付ける部分に設けられているマフラー外周の部品を予め取り外さなければならず、この脱着時にマフラーを傷つけないようにしなければならないこと。
マフラーと採取口の間に接続治具を設けなければならず、この接続治具は機種毎に専用のものとなる。したがって、測定対象の全機種に応じた多数の接続治具を予めストックとして用意してなければならず、実際の測定時にはこのストックから該当品を選別しなければならないこと。
したがって、このような過大流量Gを生じる構成に対しては、上記スリットを設けても漏れを防止することができない。特に、流入合計流量が増大する高速域での漏れ出しを防止することが困難であった。
そこで本願は、オープンエミッション分析における手間がかからず汎用性を有する特性を備えるとともに、クローズエミッション分析のような漏れ出しを低減できる方法及び装置の提供を目的とする。
排出口(7a)から排出される排気ガスを周囲の外気と一緒に排気ガス採取部(10)から取り込み、この採取された排気ガスを分析するオープンエミッション分析方法において、
前記排気ガス採取部(10)の採取口(11)と前記排出口(7a)の周囲との間に形成される外気流入間隙を、通気性のある外気流入抑制部材(40)で覆い、
この外気流入抑制部材(40)により、外気の流入を抑制して、前記採取口(11)から排気ガスが漏れ出すことを防止することを特徴とする。
前記排気ガス採取部(10)の内部を所定の吸引流量で吸引するとともに、
前記外気流入抑制部材(40)は、前記採取口(11)へ流入する外気の流量と排気ガスの流入合計流量を、前記吸引流量よりも少なくするように抑制することを特徴とする。
前記外気流入抑制部材(40)は、排気ガスを干渉せずに流すとともに、外気を通気抵抗により風速を抑制して通過させることを特徴とする。
マフラー(6)の後端部に形成される排出口(7a)から排出される排気ガスを周囲の外気と一緒に取り込む排気ガス採取部(10)と、この取り込まれた排気ガスと外気の混合ガスを一定流量で流す定量流路(20)と、この定量流路(20)を所定の吸引流量で吸引する吸引手段(24)と、前記定量流路(20)の混合ガスについて排気ガスを分析する濃度分析部(30)とを備えたオープンエミッション分析装置において、
前記排気ガス採取部(10)の採取口(11)と前記排出口(7a)の周囲との間に形成される外気流入間隙を、通気性のある外気流入抑制部材(40)で覆い、
この外気流入抑制部材(40)を通して外気を前記採取口(11)へ流入させることを特徴とする。
前記外気流入抑制部材(40)は、前記採取口(11)を覆うフィルター(40)であり、排気ガス通路(44)をなす貫通穴(41)を備え、この貫通穴(41)に前記排出口(7a)を臨ませることを特徴とする。
前記マフラー(6)はその後端部を覆うエンドキャップ(6a)を備え、
前記外気流入抑制部材(40)は、前記採取口(11)と前記エンドキャップ(6a)との間に挟持されることを特徴とする。
前記採取口(11A)の縁部を反り返した折り曲げ部(15A)を備え、この折り曲げ部(15A)と前記エンドキャップ(6a)との間に前記外気流入抑制部材(40)を挟持することを特徴とする。
前記外気流入抑制部材(40)は、形状を容易に変形する材料からなることを特徴とする。
前記フィルター(40)は目の粗さにより通気性が変化するスポンジ材料からなることを特徴とする。
前記スポンジ材料の目の粗さは、前記採取口(11)へ流入する外気の流量と排気ガスの流入合計流量が測定する全範囲で前記吸引流量よりも少なくなる設定になっていることを特徴とする。
したがって、接続が容易になり手間がかからなくなる。また、外気流入抑制部材(40)は複数の異なる形状の部材に対して共通に使用できるようになり、エミッションブーツや専用の接続治具を用いないので汎用性が高くなり、ストック部材を少なくすることができる。
図1において、本実施例の開放型排気ガス分析システム(オープンエミッション分析システム)1は、自動2輪車2の後部から排出される排気ガスを周囲にある大気と一緒に採取する開放型の排気ガス採取部10と、この排気ガス採取部10に接続されて、排気ガス採取部10から採取された排気ガス及び大気が混合して流れる定量流路20と、この定量流路20の混合ガスの一部を採取して濃度を測定する濃度分析部30とを備える。
この走行風Wは車両の後方に流れ、排気ガスと共に排気ガス採取部10へ取り込まれる。
排気ガス採取部10は、排出口7aから排出される排気ガスとともに、外気流入間隙から排出口7a周囲の走行風及び大気(以下、外気という)を取り込む。
混合部21は、サイクロン等によりダストを除去するとともに排気ガス及び大気を攪拌して混合し、排気ガスを走行風で希釈した混合ガスを生成するものである。但し、混合部21は省略可能である。
なお、定流量機構は上記構成に限られず、臨界オリフィスや吸引ポンプからなる構成等、その他公知の種々の装置を使用できる。また、定流量機構ではなく、可変流量制御機構を用いてもよい。
分析機器33は、例えば採取された混合ガスを溜める採取バッグである。この採取バッグに溜まった混合ガス中に含まれる所定成分の濃度が、例えばNDIR等の公知の分析計で分析される。
なお、採取口11や下流側の開口部13の開口形状並びに排気ガス採取部10の通路断面形状は、円形状に限られず、例えば矩形、三角形等の多角形状、又は、楕円をなすものであってもよい。
そこで採取口11の近傍へ外挿されて固定されているフィルター40に対して、その上流面40a側から、排出口7aを貫通穴41へ入れ、マフラー6のエンドキャップ6aをフィルター40に押しつければ、フィルター40の上流面40aにおける貫通穴41の開口周囲部分はエンドキャップ6aにより押し込まれる。
また、この実施例では外気流入間隙が軸方向視で同心円状をなしているが、その形状は排出口7aや採取口11の形状に応じて種々なものが可能である。
図6の(A)は突き合わせ形式フィルター45、(B)は押し込み形式フィルター46、(C)は固定部材による固定形式フィルター47である。これら各形式のフィルターはこれまで述べたものと同じスポンジ製であって、通気性と適度な弾性を備えている。また、これら各種のフィルター(45、46、47)は固定形式の相違に関する説明上使用するものであり、これまで並びにこれ以降に説明するフィルター40は、これら各種のフィルター(45、46、47)を含むものである。
なお、この突き合わせ形式フィルター45の下流側外周部を外挿部42として、ここを採取口11の周囲へ外挿してもよい。外挿部42を設ければ、図4のものとほぼ同じになる。但し、この例では貫通孔41がストレート穴になっている。
45よりも厚く(軸方向長さが長い)形成され、下流側部分を採取口11から内へ押し込んでいる。これにより採取口11と排出口7aの間隔が適正にされるとともに、排気ガス採取部10がテーパー状をなすため、細目のフィルター46は押し込むだけで、容易に変形しながらかつその変形量による摩擦力の増大によって確実に位置決め固定される。したがって、フィルターを採取口11の外側へ出さず、内側へコンパクトに取付けできる。
なお、押し込み形式フィルター46の側面を部分的にテーパー状に傾斜させておいてもよい。
このピン48は採取口11の周方向へ好ましくは複数設けられる。このようにすると、フィルターをより確実に固定できる。
なお、この固定形式は押し込み形式フィルター46に併用することもできる。また、固定部材は図示のもの以外にも種々可能である。
粗目のフィルターを使用すると、その通気抵抗(フィルター抵抗)により、通過風速は速度が減衰され、フィルターなしの場合よりも直線の傾きが緩くなる。
フィルターの設定は、まず、この減衰特性を満たすことが必要である。これら2種類のフィルターは、風速の減衰特性にいずれも合格するものであり、さらに各フィルターは、次の流量特性を有するように設定される。
なお、横軸は測定範囲内における車速(km/h)、縦軸は排気ガス採取部10へ流入する気体の流入流量を示す。吸引ブロア24による吸引流量は、全車速において、例えば、4.5m3/minで一定とする。但し、吸引流量は任意に設定可能である。
(A)及び(B)の各グラフは、縦軸にCO2の濃度(%)、横軸に車速(km/h)を表示してある。
測定は図中に略図で示すように、採取口11よりも上流側かつ排出口7a周囲の上流側位置である第1検出部50と、これより下流側の採取口11近傍における第2検出部51の2ケ所について行われる。
まず、図2及び図3に示すように、例えば予め採取口11へフィルター40を取付けておき、この排気ガス通路41へテールパイプ7の排出口7aを差し込み、マフラー6のエンドキャップ6aをフィルター40へ密接させて、排出口7aの周囲をフィルター40で密に囲み、排出口7aと採取口11との間に形成される外気流入間隙をフィルター40で閉じる。
すると、排出口7aから排出される排気ガスと、排出口7a周囲の外気とが、採取口11から排気ガス採取部10の内部へ吸引され、さらに排気ガスと外気が混合された混合ガスとなって定量流路20へ流れる。
このとき、フィルター40を介して排出口7aと採取口11を接続し、排出口7aと採取口11との間に形成される外気流入間隙をフィルター40で閉じたので、フィルター40自体の存在も排気ガスの漏れを直接阻止する閉塞部材として役立ち、この間隙から排気ガスの一部が漏れ出すことを防止できる。
このため、車速が高速になっても排気ガスが漏れ出さないようにできる。したがって、測定範囲の全車速において、排気ガスの全量を取り込んで測定することができ、正確なオープンエミッション分析が可能になる。
また、フィルター40は排気ガスと干渉せず外気のみを通気抵抗により風速を抑制して通過させるので、排気ガスの流入流量に影響せず、正確なオープンエミッション分析を可能にする。
その結果、簡単でかつ信頼性の高いオープンエミッション分析を可能にする。
この排気ガス採取部10Aは、上流側端部が反り返った曲げフランジ15を形成したファンネル形状になっている。曲げフランジ15は断面略U字状に曲がり、その最も上流位置となる最上流部16が採取口11Aの開口縁部となる。曲げフランジ15の先端17は排気ガス採取部10Aの上流側端部の上に折り返されている。
曲げフランジ15は上流側のストレート部18における上流側端部と一体に形成され、その先端17がストレート部18の上に間隔を持って重なっている。先端17は採取口11Aの開口縁部である最上流部16よりも大径であり、最上流部16より下流側に位置している。
なお、固定部材として図示のピン49以外のものを使用することは任意にできる。
図12は(A)〜(D)にバリエーションを示し、それぞれのバリエーションにおいては、左側にフィルター部分を中心とする模式的側断面図、右側に軸方向視におけるフィルター40、マフラー6及び排出口7aの各形状を模式的に示す。
さらには通気性のある中空体に、繊維や粉体、粒体を詰めたものでもよい。要は、通気性を備え、通気抵抗により通過する流体流量を抑制でき、さらにある程度の弾力があり、取付相手に応じて形状を容易に変形して密着できる材料からなるものであればよい。
また、外気流入抑制部材は、実施例のフィルターのような板状ではなく、図6の(B)に示すような筒状であってもよい。この場合、一端開口側に排出口を臨ませ、他端開口側を採取口の内側又は外側へ被せるようにする。
6a:エンドキャップ、6b:排出口、7:テールパイプ、7a:排出口、10・10A:排気ガス採取部、11・11A:採取口、15A:折れ曲がり部、40:フィルター(外気流入抑制部材)、41:貫通穴、44:排気ガス通路
前記採取口(11A)の縁部を反り返した折り曲げ部(15)を備え、この折り曲げ部(15)と前記エンドキャップ(6a)との間に前記外気流入抑制部材(40)を挟持することを特徴とする。
なお、押し込み形式フィルター46の側面を部分的にテーパー状に傾斜させておいてもよい。
このため、車速が高速になっても排気ガスが漏れ出さないようにできる。したがって、測定範囲の全車速において、排気ガスの全量を取り込んで測定することができ、正確なオープンエミッション分析が可能になる。
この排気ガス採取部10Aは、上流側端部が反り返った曲げフランジ15を形成したファンネル形状になっている。曲げフランジ15は本願発明の折り曲げ部に相当し、断面略U字状に曲がり、その最も上流位置となる最上流部16が採取口11Aの開口縁部となる。曲げフランジ15の先端17は排気ガス採取部10Aの上流側端部の上に折り返されている。
6a:エンドキャップ、6b:排出口、7:テールパイプ、7a:排出口、10・10A:排気ガス採取部、11・11A:採取口、15:折れ曲げ部、40:フィルター(外気流入抑制部材)、41:貫通穴、44:排気ガス通路
Claims (10)
- 排出口(7a)から排出される排気ガスを周囲の外気と一緒に排気ガス採取部(10)から取り込み、この採取された排気ガスを分析するオープンエミッション分析方法において、
前記排気ガス採取部(10)の採取口(11)と前記排出口(7a)の周囲との間に形成される外気流入間隙を、通気性のある外気流入抑制部材(40)で覆い、
この外気流入抑制部材(40)により、外気の流入を抑制して、前記採取口(11)から排気ガスが漏れ出すことを防止することを特徴とするオープンエミッション分析方法。 - 前記排気ガス採取部(10)の内部を所定の吸引流量で吸引するとともに、
前記外気流入抑制部材(40)は、前記採取口(11)へ流入する外気の流量と排気ガスの流入合計流量を、前記吸引流量よりも少なくするように抑制することを特徴とする請求項1に記載したオープンエミッション分析方法。 - 前記外気流入抑制部材(40)は、排気ガスを干渉せずに流すとともに、外気を通気抵抗により風速を抑制して通過させることを特徴とする請求項2に記載したオープンエミッション分析方法。
- マフラー(6)の後端部に形成される排出口(7a)から排出される排気ガスを周囲の外気と一緒に取り込む排気ガス採取部(10)と、この取り込まれた排気ガスと外気の混合ガスを一定流量で流す定量流路(20)と、この定量流路(20)を所定の吸引流量で吸引する吸引手段(24)と、前記定量流路(20)の混合ガスについて排気ガスを分析する濃度分析部(30)とを備えたオープンエミッション分析装置において、
前記排気ガス採取部(10)の採取口(11)と前記排出口(7a)の周囲との間に形成される外気流入間隙を、通気性のある外気流入抑制部材(40)で覆い、
この外気流入抑制部材(40)を通して外気を前記採取口(11)へ流入させることを特徴とするオープンエミッション分析装置。 - 前記外気流入抑制部材(40)は、前記採取口(11)を覆うフィルター(40)であり、排気ガス通路(44)をなす貫通穴(41)を備え、この貫通穴(41)に前記排出口(7a)を臨ませることを特徴とする請求項4に記載したオープンエミッション分析装置。
- 前記マフラー(6)はその後端部を覆うエンドキャップ(6a)を備え、
前記外気流入抑制部材(40)は、前記採取口(11)と前記エンドキャップ(6a)との間に挟持されることを特徴とする請求項5に記載したオープンエミッション分析装置。 - 前記採取口(11A)の縁部を反り返した折り曲げ部(15A)を備え、この折り曲げ部(15A)と前記エンドキャップ(6a)との間に前記外気流入抑制部材を挟持することを特徴とする請求項6に記載したオープンエミッション分析装置。
- 前記外気流入抑制部材(40)は、形状を容易に変形する材料からなることを特徴とする請求項4〜7のいずれか1項に記載したオープンエミッション分析装置。
- 前記フィルター(40)は目の粗さにより通気性が変化するスポンジ材料からなることを特徴とする請求項5に記載したオープンエミッション分析装置。
- 前記スポンジ材料の目の粗さは、前記採取口(11)へ流入する外気の流量と排気ガスの流入合計流量が測定する全範囲で前記吸引流量よりも少なくなる設定になっていることを特徴とする請求項9に記載したオープンエミッション分析装置。
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