JP2017207471A - ガス分析装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ＦＩＤなどの着火を必要とする分析器を備えたガス分析装置において、装置全体を小型化しつつ、前記分析器に確実に着火できるようにする。【解決手段】試料ガスが導かれる第１分析器１１及び第２分析器１２と、第１分析器１１が設けられた第１ガスラインＬ１と、第２分析器１２が設けられるとともに、第１ガスラインＬ１における第１分析器１１の下流側に合流する第２ガスラインＬ２とを具備し、第１分析器１１又は第２分析器１２の少なくとも一方が、試料ガスを分析するにあたり当該分析器１１、１２の設けられているガスラインＬ１、Ｌ２に圧力変動を引き起こすものであり、他方の分析器１２、１１と各ガスラインＬ１、Ｌ２の合流箇所Ｘとの間に、一方の分析器１１、１２から合流箇所Ｘを介して他方の分析器１２、１１に向かって流体が逆流することを防ぐ第１逆流防止機構２１を設けた。【選択図】図２
Description
本発明は、例えば排ガスを分析するガス分析装置に関するものである。
従来、排ガス分析装置としては、特許文献１に示すように、排ガスが導かれる第１水素炎イオン化検出器（以下、第１ＦＩＤという）及び第２水素炎イオン化検出器（以下、第２ＦＩＤという）と、前記第１ＦＩＤが設けられた第１排ガスラインと、前記第２ＦＩＤが設けられた第２排ガスラインとを具備したものがある。
この排ガス分析装置は、前記第２排ガスラインにおける第２ＦＩＤの上流側にのみフィルタ装置を設けてあり、前記第１ＦＩＤと前記第２ＦＩＤの出力値の差に基づいて排ガス中の種々の成分濃度やＰＭ濃度を算出するように構成されている。
この排ガス分析装置は、前記第２排ガスラインにおける第２ＦＩＤの上流側にのみフィルタ装置を設けてあり、前記第１ＦＩＤと前記第２ＦＩＤの出力値の差に基づいて排ガス中の種々の成分濃度やＰＭ濃度を算出するように構成されている。
ところで、このように複数のＦＩＤを備えた排ガス分析装置を例えば車両に搭載する場合、装置全体の小型化が求められるところ、各排ガスラインを例えば各ＦＩＤの下流で合流させて各排ガスラインの一部を共通化することが望まれる。
しかしながら、上述したように構成すると、各排ガスラインが各ＦＩＤの下流で合流しているので、一方のＦＩＤの着火時に他方のＦＩＤの火が点いていると、着火による圧力変動の影響で、一方のＦＩＤに接続された排ガスライン中の空気やガスが他方のＦＩＤに到達してしまい、他方のＦＩＤの火が消えてしまうという問題が生じる。
なお、複数のＦＩＤを同時に着火させるシーケンスを用いたとしても、上述した構成において複数のＦＩＤ全てを火が点いた状態にすることは難しい。
なお、複数のＦＩＤを同時に着火させるシーケンスを用いたとしても、上述した構成において複数のＦＩＤ全てを火が点いた状態にすることは難しい。
そこで、本願発明は、上述した問題を一挙に解決すべくなされたものであり、ＦＩＤなどの着火を必要とする分析器を備えた排ガス分析装置において、装置全体を小型化しつつ、前記分析器に確実に着火できるようにすることをその主たる課題とするものである。
すなわち本発明に係るガス分析装置は、試料ガスが導かれる第１分析器及び第２分析器と、前記第１分析器が設けられた第１ガスラインと、前記第２分析器が設けられるとともに、前記第１ガスラインにおける前記第１分析器の下流側に合流する第２ガスラインとを具備し、前記第１分析器又は前記第２分析器の少なくとも一方が、前記試料ガスを分析するにあたり当該分析器が設けられている前記ガスラインに圧力変動を引き起こすものであり、他方の前記分析器と前記各ガスラインの合流箇所との間に、前記一方の分析器から前記合流箇所を介して前記他方の分析器に向かって流体が逆流することを防ぐ第１逆流防止機構又は前記圧力変動を低減する圧力変動低減機構の少なくとも一方が設けられていることを特徴とするものである。
なお、ここでいう分析器とは、排ガスに含まれる成分を検出する水素炎イオン化検出器に限られず、排ガスに含まれるＰＭを測定するためにＰＭを捕集するフィルタなどを含む概念である。
なお、ここでいう分析器とは、排ガスに含まれる成分を検出する水素炎イオン化検出器に限られず、排ガスに含まれるＰＭを測定するためにＰＭを捕集するフィルタなどを含む概念である。
このようなガス分析装置であれば、各ガスラインを各分析器の下流で合流させているので、装置全体をコンパクト化することができる。
そのうえ、他方の分析器と各ガスラインの合流箇所との間に第１逆流防止機構を設けているので、一方の分析器の着火時等の圧力変動による他方の分析器への流体の逆流を第１逆流防止機構によって防ぐことができる。したがって、例えば各分析器が水素炎イオン化検出器の場合、他方の水素炎イオン化検出器を着火してから一方の水素炎イオン化検出器を着火すれば、両方の水素炎イオン化検出器に火を点けることができる。
そのうえ、他方の分析器と各ガスラインの合流箇所との間に第１逆流防止機構を設けているので、一方の分析器の着火時等の圧力変動による他方の分析器への流体の逆流を第１逆流防止機構によって防ぐことができる。したがって、例えば各分析器が水素炎イオン化検出器の場合、他方の水素炎イオン化検出器を着火してから一方の水素炎イオン化検出器を着火すれば、両方の水素炎イオン化検出器に火を点けることができる。
着火の順番によらず両方の分析器に着火できるようにするためには、前記一方の分析器と前記合流箇所との間に、前記他方の分析器から前記合流箇所を介して前記一方の分析器に向かって流体が逆流することを防ぐ第２逆流防止機構が設けられていることが好ましい。
本発明の効果が顕著に発揮される実施態様としては、第１分析器又は第２分析器の少なくとも一方が、水素炎イオン化検出器又は炎光光度検出器である構成が挙げられる。
前記第１分析器又は前記第２分析器と前記合流箇所との間に、一方の前記検出器である水素炎イオン化検出器又は炎光光度検出器を着火したときに生じる圧力変動を、他方の前記分析器に到達するまでに平滑化するバッファ部が設けられていることが好ましい。
このような構成であれば、仮に一方の分析器である水素炎イオン化検出器の着火による圧力変動が大きく、他方の分析器に逆流する流体の勢いが強い場合や、逆流防止機構の耐圧が低い場合であっても、逆流防止機構とバッファ部との双方によって流体の逆流を防ぐことができ、点いていた火が消えてしまうことをより確実に防ぐことができる。
このような構成であれば、仮に一方の分析器である水素炎イオン化検出器の着火による圧力変動が大きく、他方の分析器に逆流する流体の勢いが強い場合や、逆流防止機構の耐圧が低い場合であっても、逆流防止機構とバッファ部との双方によって流体の逆流を防ぐことができ、点いていた火が消えてしまうことをより確実に防ぐことができる。
装置全体を大掛かりにすることなくバッファ部を設けるためには、前記バッファ部が、一方の前記分析器と前記合流箇所との間に介在する配管部材を螺旋状にして形成されていることが好ましい。
前記合流箇所の下流側に吸引ポンプが設けられており、前記第１ガスライン及び前記第２ガスラインが、前記吸引ポンプによって減圧されることが好ましい。
このような構成であれば、１つの吸引ポンプで両方のガスラインを減圧させることができ、装置全体の小型化を図れる。
このような構成であれば、１つの吸引ポンプで両方のガスラインを減圧させることができ、装置全体の小型化を図れる。
逆流防止機構として例えば逆止弁を用いた場合、逆止弁に水滴が付着すると動作不良を引き起こす可能性があることから、前記第１分析器及び前記第２分析器を加熱する加熱機構をさらに具備し、前記逆流防止機構が、前記吸引ポンプによる減圧下において結露が生じない位置に設けられていることが好ましい。
前記逆流防止機構が逆止弁であれば、簡単で安価な構成で流体の逆流を防ぐことができる。
具体的な実施態様としては、前記第１分析器及び前記第２分析器が水素炎イオン化検出器であり、前記第２ガスラインにおける前記第２分析器の上流側にノンメタンカッタが設けられており、前記第１分析器が、前記試料ガスに含まれるトータルハイドロカーボンを検出し、前記第２分析器が、前記試料ガスに含まれるメタンを検出する構成が挙げられる。
上述した排ガス分析装置が車両に搭載されるものであれば、本発明の効果がより顕著に発揮される。
このように構成した本発明によれば、複数のＦＩＤを備えた排ガス分析装置において、装置全体を小型化するとともにそれぞれのＦＩＤを確実に着火できるようにすることができる。
以下に本発明に係るガス分析装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
本実施形態のガス分析装置１００は、図１に示すように、車両ＶＨに搭載される車載型のものであって（以下、排ガス分析装置１００ともいう）、排ガス採取機構１０１や加熱管ユニット（ホットホース）１０２とともに排ガス分析システム２００を構築するものであり、排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、二酸化炭素（ＣＯ２）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、炭化水素（ＨＣ）等を分析する種々の排ガス分析装置のうちの１つである。
この排ガス分析システム２００は、簡単に説明すると、内燃機関１（エンジン）に連結された排気管２の開口側端部に装着された排ガス採取機構１０１によって排ガスの全部又は一部を採取し、採取された排ガスを加熱管ユニット１０２によって所定の温度に加熱又は維持しながら種々の排ガス分析装置に導入するように構成されている。
本実施形態の排ガス分析装置１００は、排ガスに含まれる有機化合物である炭化水素（ＨＣ）の濃度（量）を測定するものであり、具体的には図２に示すように、排ガスが導かれる第１分析器たる第１水素炎イオン化検出器１１（以下、第１ＦＩＤ１１ともいう）及び第２分析器たる第２水素炎イオン化検出器１２（以下、第２ＦＩＤ１２ともいう）と、第１ＦＩＤ１１が設けられるとともに、上述した加熱管ユニット１０２に接続された第１ガスラインＬ１（以下、第１排ガスラインＬ１ともいう）と、第２ＦＩＤ１２が設けられるとともに、第１排ガスラインＬ１における第１ＦＩＤ１１の上流側から分岐して第１ＦＩＤ１１の下流側に合流する第２ガスラインＬ２（以下、第２排ガスラインＬ２ともいう）とを具備している。
第１ＦＩＤ１１及び第２ＦＩＤ１２は、いわゆる水素炎イオン法を用いたものであり、水素炎に排ガスを導入したときに生じるイオン電流に基づいて排ガス中の炭化水素（ＨＣ）の濃度を連続測定できるように構成されている。
具体的にこれらの第１ＦＩＤ１１及び第２ＦＩＤ１２は、図３に示すように、採取された排ガスに分析用ガスたる水素ガス及び助燃ガス（空気）を一定の割合で混合して、電場をかけた燃焼室（チムニー）１０ａで燃焼させ、その際に排ガスに含まれるＨＣがイオン化されて生じる電流をコレクタ１０ｂで捕集し、それを増幅器１０ｃで増幅して出力する。
これらの第１ＦＩＤ１１及び第２ＦＩＤ１２から出力された出力信号は図示しない情報処理装置に送信され、この情報処理装置が排ガスに含まれる炭化水素濃度（量）を算出する。
具体的にこれらの第１ＦＩＤ１１及び第２ＦＩＤ１２は、図３に示すように、採取された排ガスに分析用ガスたる水素ガス及び助燃ガス（空気）を一定の割合で混合して、電場をかけた燃焼室（チムニー）１０ａで燃焼させ、その際に排ガスに含まれるＨＣがイオン化されて生じる電流をコレクタ１０ｂで捕集し、それを増幅器１０ｃで増幅して出力する。
これらの第１ＦＩＤ１１及び第２ＦＩＤ１２から出力された出力信号は図示しない情報処理装置に送信され、この情報処理装置が排ガスに含まれる炭化水素濃度（量）を算出する。
本実施形態の排ガス分析装置１００は、図２に示すように、第２排ガスラインＬ２における第２ＦＩＤ１２の上流に設けられたノンメタンカッタＮＭＣを有しており、第１ＦＩＤ１１によって排ガス中の全炭化水素（ＴＨＣ）を検出し、第２ＦＩＤ１２によって排ガス中のメタン（ＣＨ４）を検出するように構成されている。この構成により、前記情報処理装置は、第１ＦＩＤ１１及び第２ＦＩＤ１２からの出力信号に基づいて、全炭化水素濃度とメタン濃度とを算出するとともに、これらの差に基づいて排ガスに含まれるノンメタンハイドロカーボン（ＮＭＨＣ）濃度を算出することができる。ここでは、第１ＦＩＤによる検出と第２ＦＩＤによる検出とが同時に行なわれており、情報処理装置は第１ＦＩＤ及び第２ＦＩＤそれぞれからの検出値を用いてノンメタンハイドロカーボンの濃度を逐次算出している。
本実施形態の排ガス分析装置１００は、排ガスの結露を防ぐべく、各ＦＩＤ１１、１２や各排ガスラインＬ１、Ｌ２を加熱する加熱機構Ｈをさらに備えている。
この加熱機構Ｈは、第１排ガスラインＬ１における少なくとも第１ＦＩＤ１１の上流側と、第２排ガスラインＬ２における少なくとも第２ＦＩＤ１２の上流側とを加熱するものであり、ここでは例えばヒータ等を用いて各排ガスラインＬ１、Ｌ２と各ＦＩＤ１１、１２とを１９１度に加熱するように設定されている。
なお、この加熱機構Ｈは、第２排ガスラインＬ２に設けられたノンメタンカッタＮＭＣを各排ガスラインＬ１、Ｌ２よりも高温に加熱するように構成されており、ここでは例えば前記ヒータとは別のヒータを用いてノンメタンカッタＮＭＣを３２７度に加熱するように設定されている。
この加熱機構Ｈは、第１排ガスラインＬ１における少なくとも第１ＦＩＤ１１の上流側と、第２排ガスラインＬ２における少なくとも第２ＦＩＤ１２の上流側とを加熱するものであり、ここでは例えばヒータ等を用いて各排ガスラインＬ１、Ｌ２と各ＦＩＤ１１、１２とを１９１度に加熱するように設定されている。
なお、この加熱機構Ｈは、第２排ガスラインＬ２に設けられたノンメタンカッタＮＭＣを各排ガスラインＬ１、Ｌ２よりも高温に加熱するように構成されており、ここでは例えば前記ヒータとは別のヒータを用いてノンメタンカッタＮＭＣを３２７度に加熱するように設定されている。
本実施形態の排ガス分析装置１００は、各排ガスラインＬ１、Ｌ２が減圧されるように構成されており、具体的には図２に示すように、第１排ガスラインＬ１における合流箇所Ｘよりも下流側に設けられた吸引ポンプＰをさらに備えている。
なお、排ガス分析装置１００としては、必ずしも吸引ポンプＰを備えている必要はなく、第１排ガスラインＬ１や第２排ガスラインＬ２の上流側から排ガスを加圧して（押し込んで）各ＦＩＤ１１、１２に導くように構成されていても構わない。
なお、排ガス分析装置１００としては、必ずしも吸引ポンプＰを備えている必要はなく、第１排ガスラインＬ１や第２排ガスラインＬ２の上流側から排ガスを加圧して（押し込んで）各ＦＩＤ１１、１２に導くように構成されていても構わない。
そして、本実施形態では、第１排ガスラインＬ１における第１ＦＩＤ１１と合流箇所Ｘとの間に合流箇所Ｘから第１ＦＩＤ１１に流体が逆流することを防ぐための第１逆流防止機構２１が設けられており、第２排ガスラインＬ２における第２ＦＩＤ１２と合流箇所Ｘとの間に合流箇所Ｘから第２ＦＩＤ１２に流体が逆流することを防ぐための第２逆流防止機構２２が設けられている。
これらの第１逆流防止機構２１及び第２逆流防止機構２２は、一方のＦＩＤ１１、１２を着火したときの圧力変動により、一方のＦＩＤ１１、１２に接続されている排ガスラインＬ１、Ｌ２中のガスや空気たる流体が合流箇所Ｘを経て他方のＦＩＤ１２、１１に逆流することを防ぐためのものである。なお、ここでいう「逆流」とは、一方のＦＩＤ１１、１２に接続されている排ガスラインＬ１、Ｌ２中のガスが合流箇所Ｘから他方のＦＩＤ１２、１１に向かって僅かにでも流れている状態をいい、必ずしも流体が他方のＦＩＤ１２、１１に到達していなくても良い。すなわち、前記各逆流防止機構２１、２２は、一方のＦＩＤ１１、１２を着火したときの圧力変動が他方のＦＩＤ１２、１１に伝播することを防ぐものといえる。
第１逆流防止機構２１及び第２逆流防止機構２２は、各ＦＩＤ１１、１２から合流箇所Ｘに向かう流体の流れを妨げることなく、合流箇所Ｘから各ＦＩＤ１１、１２に向かう流体の流れを妨げるように構成されたものである。ここでは、各逆流防止機構２１、２２は、互いに同じ構成であり、具体的には各排ガスラインＬ１、Ｌ２に直列に配置された複数の逆止弁Ｖからなる。
これらの逆止弁Ｖは、各ＦＩＤ１１、１２から合流箇所Ｘに向かう流体の流れを妨げることなく、合流箇所Ｘから各ＦＩＤ１１、１２に向かう流体の流れを妨げるように配置されており、所定の耐圧（例えば３〜５ｋＰａ）を有する例えば樹脂製のものである。
なお、排ガスの分析時に各ＦＩＤ１１、１２から水分が流れ出るところ、水滴が逆止弁Ｖに付着すると動作不良を招来する恐れがあることから、本実施形態の逆止弁Ｖは、上述した加熱機構Ｈによる熱が伝わり、各排ガスラインＬ１、Ｌ２において、上述した吸引ポンプＰによる減圧下のもとで結露が生じない温度となる位置に設けられている。
本実施形態の逆止弁Ｖは樹脂製のものであり、所定の使用温度範囲内（例えば５〜８０度）に収まるように、加熱機構Ｈによって直接加熱されない位置に設けられている。なお、逆止弁Ｖの使用温度範囲は上記の範囲に限られず、例えば５度以下で使用可能な逆止弁や８０度以上で使用可能な逆止弁を用いてもよい。
本実施形態の逆止弁Ｖは樹脂製のものであり、所定の使用温度範囲内（例えば５〜８０度）に収まるように、加熱機構Ｈによって直接加熱されない位置に設けられている。なお、逆止弁Ｖの使用温度範囲は上記の範囲に限られず、例えば５度以下で使用可能な逆止弁や８０度以上で使用可能な逆止弁を用いてもよい。
本実施形態の排ガス分析装置１００は、第１ＦＩＤ１１又は第２ＦＩＤ１２と合流箇所Ｘとの間に設けられて、一方のＦＩＤ１１、１２を着火したときに生じる圧力変動を他方のＦＩＤ１２、１１に到達するまでに平滑化（低減）する圧力変動低減機構であるバッファ部３０をさらに備えている。
このバッファ部３０は、合流箇所Ｘから各ＦＩＤ１１、１２に逆流する流体の勢いをやわらげる（すなわち、流速を低減させる）ものである。具体的にバッファ部３０は、一方のＦＩＤから他方のＦＩＤに逆流する流体の抵抗となるキャピラリーや逆流する流体の圧力変動を平滑化する空間などが考えられ、ここでは、図２に示すように、合流箇所Ｘと各ＦＩＤ１１、１２との間に介在して各排ガスラインＬ１、Ｌ２を形成している配管部材を螺旋状にしてなるものである。なお、この螺旋状の部分を長くしたり配管径を大きくすることにより、圧力変動をより平滑化することができることはいうまでもない。
バッファ部３０は、第１ＦＩＤ１１から合流箇所Ｘを経て第２ＦＩＤ１２に到るまでに設けられていれば良いが、本実施形態では、逆止弁Ｖに水滴が付着することを防ぐために逆止弁Ｖを各ＦＩＤ１１、１２に近づけるべく、バッファ部３０は、第１逆流防止機構２１と第２逆流防止機構２２との間、より詳細には第２排ガスラインＬ２における合流箇所Ｘと第２逆流防止機構２２との間に設けてある。
このように構成された本実施形態に係る排ガス分析装置１００によれば、複数のＦＩＤ１１、１２を備えつつ、各排ガスラインＬ１、Ｌ２を各ＦＩＤ１１、１２の下流で合流させているので、装置全体をコンパクト化することができる。
そのうえ、第１ＦＩＤ１１と合流箇所Ｘとの間、及び、第２ＦＩＤ１２と合流箇所Ｘとの間それぞれに逆流防止機構２１、２２が設けられているので、一方のＦＩＤ１１、１２の着火時の圧力変動による他方のＦＩＤ１２、１１への流体の逆流を防ぐことができ、点いていた火が消えてしまうこと防ぐことで、両方の水素炎イオン化検出器に火を点けることができる。
そのうえ、第１ＦＩＤ１１と合流箇所Ｘとの間、及び、第２ＦＩＤ１２と合流箇所Ｘとの間それぞれに逆流防止機構２１、２２が設けられているので、一方のＦＩＤ１１、１２の着火時の圧力変動による他方のＦＩＤ１２、１１への流体の逆流を防ぐことができ、点いていた火が消えてしまうこと防ぐことで、両方の水素炎イオン化検出器に火を点けることができる。
また、第２逆流防止機構２２と合流箇所Ｘとの間にバッファ部３０が設けられているので、仮に一方のＦＩＤ１１、１２の着火による圧力変動が大きく、他方のＦＩＤ１２、１１に逆流する流体の勢いが強い場合や、逆流防止機構２１、２２の耐圧が低い場合であっても、逆流防止機構２１、２２とバッファ部３０との双方によって流体の逆流を防ぐことができ、点いていた火が消えてしまうことをより確実に防ぐことができる。
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、第１ＦＩＤと合流箇所との間、及び、第２ＦＩＤと合流箇所との間それぞれに逆流防止機構が設けられていたが、図４に示すように、何れか一方のみに逆流防止機構２１を設けても良い。
なお、例えば図４に示すように、第１ＦＩＤ１１と合流箇所Ｘとの間にのみ逆流防止機構２１を設けた場合は、始めに第１ＦＩＤ１１を着火して、その後第２ＦＩＤ１２を着火すれば、第２ＦＩＤ１２の着火時の圧力変動による第１ＦＩＤ１１への流体の逆流を防ぐことができるので、両方のＦＩＤ１１、１２に火を点けることができる。
なお、例えば図４に示すように、第１ＦＩＤ１１と合流箇所Ｘとの間にのみ逆流防止機構２１を設けた場合は、始めに第１ＦＩＤ１１を着火して、その後第２ＦＩＤ１２を着火すれば、第２ＦＩＤ１２の着火時の圧力変動による第１ＦＩＤ１１への流体の逆流を防ぐことができるので、両方のＦＩＤ１１、１２に火を点けることができる。
また、前記実施形態の各逆流防止機構は、複数の逆止弁からなるものであったが、各逆流防止機構は、１つの逆止弁からなるものであっても良いし、互いに異なる個数の逆止弁からなるものであっても良い。
さらに、逆流防止機構としては、第１排ガスライン又は第２排ガスラインに例えば電磁弁等の開閉弁を設けて、第１ＦＩＤ又は第２ＦＩＤの着火時に前記開閉弁を閉じることにより、合流箇所から各ＦＩＤに流体が逆流することを防ぐように構成されていても良い。この場合、電磁弁等の開閉弁の弁開度を調整することにより、第１排ガスラインや第２排ガスラインの流量を制御して、例えば第１ＦＩＤの着火時に第２排ガスラインの流量を絞るようにしても良い。
そのうえ、逆流防止機構としては、抵抗管であるキャピラリーであっても良い。
さらに、逆流防止機構としては、第１排ガスライン又は第２排ガスラインに例えば電磁弁等の開閉弁を設けて、第１ＦＩＤ又は第２ＦＩＤの着火時に前記開閉弁を閉じることにより、合流箇所から各ＦＩＤに流体が逆流することを防ぐように構成されていても良い。この場合、電磁弁等の開閉弁の弁開度を調整することにより、第１排ガスラインや第２排ガスラインの流量を制御して、例えば第１ＦＩＤの着火時に第２排ガスラインの流量を絞るようにしても良い。
そのうえ、逆流防止機構としては、抵抗管であるキャピラリーであっても良い。
加えて、逆流防止機構による逆流防止効果が高い場合、つまり逆止弁の耐圧が高い場合や逆止弁の個数が多い場合などは、排ガス分析装置は、必ずしもバッファ部を備えていなくても良い。
また、逆流防止機構による逆流防止効果が低い場合は、排ガス分析装置は、第１ＦＩＤ又は第２ＦＩＤと合流箇所との間に複数のバッファ部が設けられた構成であっても良い。
また、逆流防止機構による逆流防止効果が低い場合は、排ガス分析装置は、第１ＦＩＤ又は第２ＦＩＤと合流箇所との間に複数のバッファ部が設けられた構成であっても良い。
さらに、圧力変動低減機構たるバッファ部３０の圧力変動低減効果が高い場合、排ガス分析装置１００は、図５に示すように、必ずしも逆流防止機構を備えていなくても良い。
この場合、バッファ部３０は、第１排ガスラインＬ１及び第２排ガスラインＬ２の合流箇所Ｘと、何れか一方のＦＩＤ１１、１２との間に設けられていれば良く、ここでは図５に示すように前記合流箇所Ｘに設けてある。
この場合、バッファ部３０は、第１排ガスラインＬ１及び第２排ガスラインＬ２の合流箇所Ｘと、何れか一方のＦＩＤ１１、１２との間に設けられていれば良く、ここでは図５に示すように前記合流箇所Ｘに設けてある。
具体的にバッファ部３０は、図６に示すように、第１ＦＩＤ１１から排出された排ガスや第２ＦＩＤ１２から排出された排ガスが流れ込むバッファ空間Ｓを有するバッファタンクＢＴを備えている。このバッファタンクＢＴには、第１排ガスラインＬ１が接続される第１導入ポートＰ１、第２排ガスラインＬ２が接続される第２導入ポートＰ２、及びバッファ空間Ｓに流れ込んだ排ガスを外部に排出する排出ポートＰ３が設けられている。なお、第１導入ポートＰ１及び第２導入ポートＰ２は、それぞれバッファタンクＢＴの側壁（前面）を貫通する第１導入管Ｔ１及び第２導入管Ｔ２の上流側開口であり、排出ポートＰ３は、バッファタンクＢＴの側壁（背面）を貫通する排出管Ｔ３の下流側開口である。
バッファ空間Ｓには、各ＦＩＤ１１、１２から排出された水分が流れ込んで溜まることから、流れ込んだ水分が第１ポートＰ１や第２ポートＰ２に逆流してしまうことを防ぐべく、第１ポートＰ１及び第２ポートＰ２は、バッファタンクＢＴの底面からある程度高い位置に設けてある。なお、バッファタンクＢＴは各ＦＩＤ１１、１２やノンメタンカッタＮＭＣの熱によって加熱され、さらにはバッファ空間Ｓが減圧下にあることから、バッファタンクＢＴに溜まった水分はバッファタンクＢＴ内で気化して排出ポートＰ３から排気される。
さらにこのバッファ部３０は、バッファ空間Ｓを、第１ＦＩＤ１１から排出された排ガスが流れ込む第１空間Ｓ１と、第２ＦＩＤ１２から排出された排ガスが流れ込む第２空間Ｓ２とに仕切る仕切り部材３１を有している。
この仕切り部材３１は、バッファ空間Ｓを上流側の空間と下流側の空間とに仕切っており、ここでは下流側の空間を第１空間Ｓ１、上流側の空間を第２空間Ｓ２としている。この第１空間Ｓ１に上述した第１導入管Ｔ１の下流側開口を配置させるべく、ここでは第１導入管Ｔ１が仕切り部材３１を貫通して設けられている。
仕切り部材３１には、例えばその上部に第１空間Ｓ１と第２空間Ｓ２とを連通する連通孔３１ｈが形成されており、この構成によって第２空間Ｓ２に流れ込んだ排ガスが貫通孔３１ｈを介して第１空間Ｓ１へと流れ込み、その後排出ポートＰ３から排気されることなる。
このように構成された排ガス分析装置１００によれば、圧力変動低減機構たるバッファ部３０によって、一方のＦＩＤ１１、１２の着火等による圧力変動を他方のＦＩＤ１２、１１に到達するまでに低減させることができるので、一方のＦＩＤの着火等による圧力変動で他方のＦＩＤに点いていた火が消えてしまうことを防ぐことができ、両方のＦＩＤ１１、１２に火を点けることが可能となる。
なお、仕切り部材３１は、各排ガスラインＬ１、Ｌ２からの排ガスが直接合流することを防ぐ構成であれば適宜変更可能である。例えば図７に示す仕切り部材３１は、バッファ空間Ｓを上流側空間Ｓ３と下流側空間Ｓ４とに仕切る第１仕切り要素３１１と、排ガスの流れ方向に延び、上流側空間Ｓ３を第１排ガスラインＬ１からの排ガスが流れ込む上流側第１空間Ｓ４と第２排ガスラインＬ２からの排ガスが流れ込む上流側第２空間Ｓ５とに仕切る第２仕切り要素３１２とを有するものである。
その他の実施形態としては、排ガス分析装置の備えるＦＩＤの個数は２つには限られず、３つ以上であっても良い。かかる構成では、各ＦＩＤに接続される排ガスラインが、各ＦＩＤの下流側で合流しており、この合流箇所と各ＦＩＤとの間に逆流防止機構を設けておけば良い。
なお、各ＦＩＤで分析する排ガス中の成分は、全炭化水素やメタンに限られず、種々変更して構わない。
なお、各ＦＩＤで分析する排ガス中の成分は、全炭化水素やメタンに限られず、種々変更して構わない。
さらに、前記実施形態では、第１分析器及び第２分析器がいずれもＦＩＤであったが、例えば一方の分析器が排ガス中のＰＭを分析すべき当該ＰＭを捕集するフィルタなど、ＦＩＤとは異なるものであっても良い。
このように一方の分析器がフィルタである場合、他方の分析器であるＦＩＤを着火したときの圧力変動の影響で、捕集されたＰＭがフィルタから剥がれ落ちて測定誤差を招来するという問題が生じ得る。
このことから、このような構成においても、他方の分析器（ＦＩＤ）から一方の分析器（フィルタ）に向かって流体が逆流することを防ぐ第１逆流防止機構を設けることで、上述した問題を解決する。
なお、ＦＩＤとは異なる分析器は、フィルタには限られず、ＦＴＩＲ等の分析計であっても良い。
このように一方の分析器がフィルタである場合、他方の分析器であるＦＩＤを着火したときの圧力変動の影響で、捕集されたＰＭがフィルタから剥がれ落ちて測定誤差を招来するという問題が生じ得る。
このことから、このような構成においても、他方の分析器（ＦＩＤ）から一方の分析器（フィルタ）に向かって流体が逆流することを防ぐ第１逆流防止機構を設けることで、上述した問題を解決する。
なお、ＦＩＤとは異なる分析器は、フィルタには限られず、ＦＴＩＲ等の分析計であっても良い。
また、第１分析器と第２分析器としては、分析をするにあたり分析前や分析時において、着火や燃焼などによる圧力変動を、当該分析器が設けられているガスラインに引き起こすものであればＦＩＤに限られる必要はなく、例えば炎光光度検出器（ＦＰＤ）などであっても良い。
前記実施形態では、排ガスを分析する車載型の排ガス分析装置について説明したが、ガス分析装置としては、車載型には限られないし、例えばボンベ内の試料ガスなどを分析するものであっても良い。
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
１００・・・排ガス分析装置
ＶＨ ・・・車両
１ ・・・内燃機関
１１ ・・・第１ＦＩＤ
１２ ・・・第２ＦＩＤ
Ｌ１ ・・・第１排ガスライン
Ｌ２ ・・・第２排ガスライン
Ｘ ・・・合流箇所
２１ ・・・第１逆流防止機構
２２ ・・・第２逆流防止機構
Ｖ ・・・逆止弁
３０ ・・・バッファ部
Ｐ ・・・吸引ポンプ
ＶＨ ・・・車両
１ ・・・内燃機関
１１ ・・・第１ＦＩＤ
１２ ・・・第２ＦＩＤ
Ｌ１ ・・・第１排ガスライン
Ｌ２ ・・・第２排ガスライン
Ｘ ・・・合流箇所
２１ ・・・第１逆流防止機構
２２ ・・・第２逆流防止機構
Ｖ ・・・逆止弁
３０ ・・・バッファ部
Ｐ ・・・吸引ポンプ
Claims (10)
- 試料ガスが導かれる第１分析器及び第２分析器と、
前記第１分析器が設けられた第１ガスラインと、
前記第２分析器が設けられるとともに、前記第１ガスラインにおける前記第１分析器の下流側に合流する第２ガスラインとを具備し、
前記第１分析器又は前記第２分析器の少なくとも一方が、前記試料ガスを分析するにあたり当該分析器が設けられている前記ガスラインに圧力変動を引き起こすものであり、
他方の前記分析器と前記各ガスラインの合流箇所との間に、前記一方の分析器から前記合流箇所を介して前記他方の分析器に向かって流体が逆流することを防ぐ第１逆流防止機構又は前記圧力変動を低減する圧力変動低減機構の少なくとも一方が設けられているガス分析装置。 - 前記一方の分析器と前記合流箇所との間に、前記他方の分析器から前記合流箇所を介して前記一方の分析器に向かって流体が逆流することを防ぐ第２逆流防止機構が設けられている請求項１記載のガス分析装置。
- 前記第１分析器又は前記第２分析器の少なくとも一方が、水素炎イオン化検出器又は炎光光度検出器である請求項１又は２記載のガス分析装置。
- 前記第１分析器又は前記第２分析器と前記合流箇所との間に、一方の前記分析器である前記水素炎イオン化検出器又は炎光光度検出器を着火したときに生じる圧力変動を、他方の前記分析器に到達するまでに平滑化するバッファ部が設けられている請求項３記載のガス分析装置。
- 前記バッファ部が、一方の前記分析器と前記合流箇所との間に介在する配管部材を螺旋状にして形成されている請求項４記載のガス分析装置。
- 前記合流箇所の下流側に吸引ポンプが設けられており、
前記第１ガスライン及び前記第２ガスラインが、前記吸引ポンプによって減圧される請求項１乃至５のうち何れか一項に記載のガス分析装置。 - 前記第１分析器及び前記第２分析器を加熱する加熱機構をさらに具備し、
前記逆流防止機構が、前記吸引ポンプによる減圧下において結露が生じない位置に設けられていることを特徴とする請求項６記載のガス分析装置。 - 前記逆流防止機構が、逆止弁である請求項１乃至７のうち何れか一項に記載のガス分析装置。
- 前記第１分析器及び前記第２分析器が水素炎イオン化検出器であり、
前記第２ガスラインにおける前記第２分析器の上流側にノンメタンカッタが設けられており、
前記第１分析器が、前記試料ガスに含まれるトータルハイドロカーボンを検出し、前記第２分析器が、前記試料ガスに含まれるメタンを検出する請求項１乃至８のうち何れか一項に記載のガス分析装置。 - 車両に搭載される請求項１乃至９のうち何れか一項に記載のガス分析装置。
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