JP2596718Y2 - 分流希釈排ガス測定装置 - Google Patents

分流希釈排ガス測定装置

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JP2596718Y2 JP1993033531U JP3353193U JP2596718Y2 JP 2596718 Y2 JP2596718 Y2 JP 2596718Y2 JP 1993033531 U JP1993033531 U JP 1993033531U JP 3353193 U JP3353193 U JP 3353193U JP 2596718 Y2 JP2596718 Y2 JP 2596718Y2
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Description

【考案の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本考案は、エンジンの排ガス中の
排気成分を測定するための分流希釈排ガス測定装置に関
する。
【0002】
【従来の技術】例えば、ディーゼルエンジンから排出さ
れる排ガス中のパーティキュレートの濃度を測定するた
めに、分流希釈式の排ガス測定装置が知られている(例
えば実開平3−118218号公報、実願平4−154
95号等参照)。これは、エンジンから排出された排ガ
スに対して一定の割合で一部の排ガスを、空気が流れる
希釈トンネルにサンプリング通路を介して導き、この分
流されたサンプリングガス中のパーティキュレートの濃
度を検出することにより、排出ささた全排ガス中に占め
るパーティキュレート濃度を計測するものである。
【0003】ところで、従来の装置として、サンプリン
グ通路の排ガス取入口側にサンプルベンチュリを設ける
と共に、エンジン排気管に接続して排ガスを通流させる
排気流通路の前記サンプリング通路より下流側にバイパ
スベンチュリを設けたツインベンチュリ方式のものがあ
る。このツインベンチュリ式の測定装置では、実車マフ
ラ等により排ガスの圧力変動を低減し、各ベンチュリの
下流側圧力を調整して圧力バランスをとることによっ
て、エンジンから排出された排ガス量に対して一定割合
の排ガスを分流させるようしている。
【0004】
【考案が解決しようとする課題】しかしながら、サンプ
ルベンチュリとバイパスベンチュリを通過する排ガスの
流れの形態が異なるため、各ベンチュリ下流側圧力を調
整してバランスをとっても両ベンチュリ部における圧力
変動が同じような特性にならない。このため、排ガス量
が急激な変化をしたり排ガスが低流量となるような運転
条件の時には、一定割合で排ガスを分流させることが難
しいという問題がある。
【0005】本考案は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、あらゆる運転条件においても一定割合で排ガス
を分流させることによって、高い精度の成分測定ができ
る分流希釈排ガス測定装置を提供することを目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、本考案は、エ
ンジン排気通路に接続した排気流通路内にサンプリング
通路を臨ませ、排気流通路を流れる排ガスの一部を前記
サンプリング通路を介して希釈トンネル内に分流させ、
空気と共に希釈トンネルを流れる排ガス中の排気成分を
測定するものであって、前記サンプリング通路の排ガス
取入口近傍にサンプルベンチュリを設ける共に、前記排
気流通路のサンプリング通路より下流側にバイパスベン
チュリを設ける構成のツインベンチュリ式の分流希釈排
ガス測定装置において、前記サンプリング通路のサンプ
ルベンチュリ入口側近傍に、通路内の圧力を検出する第
1圧力センサを設けると共に容積可変の第1共鳴タンク
を連通接続し、前記排気流通路のバイパスベンチュリ入
口側近傍に、同じく通路内の圧力を検出する第2圧力セ
ンサを設けると共に容積可変の第2共鳴タンクを連通接
続し、第1及び第2圧力センサからの各信号に基づいて
各ベンチュリ入口側の圧力変動幅が所定値より小さくな
るように第1及び第2共鳴タンクの容積を可変制御する
制御手段を設ける構成とした。
【0007】
【作用】かかる構成において、サンプルベンチュリとバ
イパスベンチュリの各入口側の圧力をそれぞれの圧力セ
ンサで検出し、これら検出値に基づいて対応する共鳴タ
ンク容積を変化させて、各ベンチュリ入口側の圧力変動
幅を予め設定した所定値より小さく抑えるようにする。
これにより、あらゆる運転条件においても、一定割合で
排ガスを分流させることができるようになる。
【0008】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づいて説
明する。図1において、エンジン1の排気管2には、排
気流通路3が接続されている。この排気流通路3を流れ
る排ガスの一部は、サンプリング通路4を介して、希釈
空気が流れる希釈トンネル5に分流される。
【0009】そして、排気流通路3を流れる排ガス流量
に対して分流されるガス流量を常に一定の比率に保つた
め、サンプリング通路4のガス取入口近傍にサンプルベ
ンチュリ6が設けられると共に、排気流通路3の前記サ
ンプリング通路4より下流側にもバイパスベンチュリ7
が設けられ、かつ、サンプルベンチュリ6の下流の圧力
(希釈トンネル5の内部圧力)と、大気に開放されたバ
イパスベンチュリ7の下流の圧力とが常に一致するよう
に、希釈トンネル5の内部圧力が調整される。このよう
に希釈トンネル5の内部圧力を制御すると、排気流通路
3を流れる排ガス流量と、サンプリング通路4を流れる
分流ガス流量との比率は、サンプルベンチュリ6とバイ
パスベンチュリ7との開口面積に比例することになり、
これにより分流ガス流量を常に一定の比率に制御するこ
とができる。
【0010】また、サンプリング通路4のサンプルベン
チュリ6入口側に、分流ガスの圧力を検出する第1圧力
センサ8と、分流ガスの圧力脈動吸収用の容積可変の第
1共鳴タンク9が設けられている。第1共鳴タンク9に
は、タンクの有効容積を増減させるために室内を仕切る
可動プレート10が設けられ、可動プレート10はエア
シリンダ11に連結され、エアシリンダ11に導入され
る空気圧力に応じて変位する構成である。また、前記排
気流通路3のバイパスベンチュリ7入口側近傍にも、同
じく排気流通路3内の圧力を検出する第2圧力センサ1
2と、圧力脈動吸収用の容積可変の第2共鳴タンク13
が設けられている。第2共鳴タンク13は、第1共鳴タ
ンク9と同様で、可動プレート14がエアシリンダ15
によって変位するようになっている。
【0011】エアシリンダ11,15に接続する配管1
6,17には、調圧弁18,19がそれぞれ介装され、
電磁弁20を介してコンプレッサ21に接続されてい
る。これら調圧弁18,19と電磁弁20は、コントロ
ーラ22によって各第1及び第2圧力センサ8,12か
らの検出信号に応じて制御され、各ベンチュリ6,7の
入口側圧力脈動がそれぞれの予め設定した所定値より小
さくなるように各共鳴タンク9,13の容積を可変制御
すべくエアシリンダ11,15に供給される圧力が調整
される。
【0012】前記希釈トンネル5の下流には、希釈ガス
を採集するための採集通路23が設けられ、この採集通
路23には排ガス中のパーティキュレートの濃度測定の
ためのフィルタ24が設けられる。尚、採集通路23の
下流には図示しないサンプリングポンプが接続され、一
定の流量ガスを吸引する。次に、本実施例装置の作用に
ついて説明する。
【0013】エンジン1から排気管2を通って排気流通
路3に流入した排ガスは、その一部がサンプリング通路
4を介して希釈トンネル5に分流される。これら分流比
率は、分流後の圧力が同一に維持されている関係から、
それぞれサンプルベンチュリ6とバイパスベンチュリ7
との開口面積比に対応したものとなる。従って、排ガス
中に含まれるパーティキュレート等含有成分は、分流ガ
ス中の濃度も同一であり、また、希釈トンネル5では空
気によって所定の割合で希釈されるが、その希釈割合を
予め決めておくことにより、採集通路23から取り出す
ガス中の含有成分も所定の比率で初期の排ガス中の含有
成分と対応する。このため、採集通路23のガス中の含
有成分、例えばパーティキュレートの濃度を測定するこ
とにより、エンジン1から排出された全体の排ガス中の
パーティキュレート濃度を計測することができるのであ
る。
【0014】かかる測定動作において、図2のフローチ
ャートに示すように、コントローラ22によって、サン
プルベンチュリ6とバイパスベンチュリ7の入口側に連
通接続した第1共鳴タンク9と第2共鳴タンク13のそ
れぞれの容積を可変制御してサンプルベンチュリ6及び
バイパスベンチュリ7の入口側の圧力変動幅を所定値以
下に抑えるようにしている。
【0015】即ち、ステップ1(図中、S1と示す。以
下同様)では、コンプレッサ21をON、電磁弁20を
開として配管16,17へエアの供給が可能な状態とす
る。ステップ2では、第1圧力センサ8及び第2圧力セ
ンサ12によって、それぞれ各ベンチュリ6,7入口側
の圧力PS ,PB を測定する。ステップ3では、測定し
た圧力値PS に基づいて算出されたその時の圧力変動Δ
S が予め設定した所定値Aより小さいか否かを判定
し、ΔPS ≧Aの時は、ステップ4で、配管16に介装
した調圧弁18を制御して第1共鳴タンク9の可動プレ
ート10を移動させてΔPS <Aとなるまで第1共鳴タ
ンク9の容積を調整する。
【0016】ステップ5では、ステップ3と同様に、測
定した圧力値PB に基づいて算出されたその時の圧力変
動ΔPB が予め設定した所定値Bより小さいか否かを判
定し、ΔPB ≧Bの時は、ステップ6で、配管17に介
装した調圧弁19を制御して第2共鳴タンク13の可動
プレート14を移動させてΔPB <Bとなるまで第2共
鳴タンク13の容積を調整する。尚、調圧弁18,19
は、コンプレッサ21からの圧力をエアシリンダ11,
15に導いたり、エアシリンダ11,15内の圧力を逃
がしたりすることにより、可動プレート10,14の移
動位置を調整する。
【0017】このように、サンプルベンチュリ6とバイ
パスベンチュリ7の入口側の圧力を検出して、それぞれ
の共鳴タンク9,13の容積を可変制御することで、こ
の部分の圧力変動幅を所定の基準レベル内に制御できる
ので、希釈トンネル5側の分流ガス量を一定の割合にす
ることが容易となり、排ガスの分流を一定の割合にでき
る運転条件が、排ガス量が低流量となる運転状態から過
渡運転状態まで拡大できる。従って、あらゆる運転条件
において排ガス中の排気成分の測定精度を高めることが
できる。
【0018】尚、サンプリング通路4に第1共鳴タンク
9を設けることによって、分流ガス中のパーティキュレ
ートが共鳴タンク内に吸入付着する虞れがあるが、共鳴
タンク9の容積が小さいため吸入付着するとしても極め
て微量である。このため、共鳴タンク内のパーティキュ
レート吸入付着によって、測定用に採集されるガス中の
パーティキュレート濃度が、エンジン1から排出された
直後の排ガス中のパーティキュレート濃度と異なる心配
がほとんどなく測定の信頼性に影響を及ぼすものではな
い。
【0019】
【考案の効果】以上説明したように本考案によれば、サ
ンプルベンチュリとバイパスベンチュリの各入口側の圧
力を検出して両ベンチュリ入口側の圧力脈動幅を同じよ
うなレベルに制御するので、エンジンから排出される排
ガスを一定の割合で分流できる運転条件が拡大でき、排
ガス中の排気成分測定の信頼性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本考案の一実施例を示す簡略構成図
【図2】同上実施例の制御動作を説明するフローチャー
【符号の説明】
1 エンジン 3 排気流通路 4 サンプリング通路 5 希釈トンネル 6 サンプルベンチュリ 7 バイパスベンチュリ 8 第1圧力センサ 9 第1共鳴タンク 12 第2圧力センサ 13 第2共鳴タンク 18,19 調圧弁 22 コントローラ

Claims (1)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】エンジン排気通路に接続した排気流通路内
    にサンプリング通路を臨ませ、排気流通路を流れる排ガ
    スの一部を前記サンプリング通路を介して希釈トンネル
    内に分流させ、空気と共に希釈トンネルを流れる排ガス
    中の排気成分を測定するものであって、前記サンプリン
    グ通路の排ガス取入口近傍にサンプルベンチュリを設け
    る共に、前記排気流通路のサンプリング通路より下流側
    にバイパスベンチュリを設ける構成のツインベンチュリ
    式の分流希釈排ガス測定装置において、 前記サンプリング通路のサンプルベンチュリ入口側近傍
    に、通路内の圧力を検出する第1圧力センサを設けると
    共に容積可変の第1共鳴タンクを連通接続し、前記排気
    流通路のバイパスベンチュリ入口側近傍に、同じく通路
    内の圧力を検出する第2圧力センサを設けると共に容積
    可変の第2共鳴タンクを連通接続し、第1及び第2圧力
    センサからの各信号に基づいて各ベンチュリ入口側の圧
    力変動幅が所定値より小さくなるように第1及び第2共
    鳴タンクの容積を可変制御する制御手段を設ける構成と
    したことを特徴とする分流希釈排ガス測定装置。
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WO2013179794A1 (ja) 2012-06-01 2013-12-05 株式会社堀場製作所 排ガス希釈装置
JP2017133925A (ja) * 2016-01-27 2017-08-03 富士電機株式会社 粒子分析装置
JP6686558B2 (ja) * 2016-03-09 2020-04-22 富士電機株式会社 粒子分析装置および粒子分析方法
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