JP3058479B2 - 排ガス流量測定装置 - Google Patents
排ガス流量測定装置Info
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- JP3058479B2 JP3058479B2 JP3130634A JP13063491A JP3058479B2 JP 3058479 B2 JP3058479 B2 JP 3058479B2 JP 3130634 A JP3130634 A JP 3130634A JP 13063491 A JP13063491 A JP 13063491A JP 3058479 B2 JP3058479 B2 JP 3058479B2
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- Japan
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- exhaust gas
- gas
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関やボイラなど
の燃焼機器から排出される排ガスの流量を測定する排ガ
ス流量測定装置に関する。
の燃焼機器から排出される排ガスの流量を測定する排ガ
ス流量測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、例えば自動車のエンジンなどの燃
焼機器から排出される排ガスの流量（以下、排ガス流量
と云う）の測定装置として、図２に示すように、エンジ
ン21の吸気側に接続される燃料供給路22, 空気供給路23
に、燃料流量計24, 吸入空気流量計25をそれぞれ設け、
両流量計24, 25の出力に基づいて排ガス流量を得るもの
がある。
焼機器から排出される排ガスの流量（以下、排ガス流量
と云う）の測定装置として、図２に示すように、エンジ
ン21の吸気側に接続される燃料供給路22, 空気供給路23
に、燃料流量計24, 吸入空気流量計25をそれぞれ設け、
両流量計24, 25の出力に基づいて排ガス流量を得るもの
がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排ガス流量測定装置によれば、流量計24, 25をそれ
ぞれ経由した燃料や空気がエンジン21に対して供給され
るため、エンジン21の性能に悪影響が及ぼされることが
あるほか、エンジン21が大型化し排気量が増大するに伴
って前記流量計24, 25として大型のものを用いる必要が
あり、前記悪影響がより顕著になると共に、装置全体が
大掛かりになるといった欠点がある。
来の排ガス流量測定装置によれば、流量計24, 25をそれ
ぞれ経由した燃料や空気がエンジン21に対して供給され
るため、エンジン21の性能に悪影響が及ぼされることが
あるほか、エンジン21が大型化し排気量が増大するに伴
って前記流量計24, 25として大型のものを用いる必要が
あり、前記悪影響がより顕著になると共に、装置全体が
大掛かりになるといった欠点がある。
【０００４】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、自動車のエンジンな
どの内燃機関やボイラなどの燃焼機器の性能に悪影響を
及ぼすことなく、極めて簡便に排ガス流量を測定できる
排ガス流量測定装置を提供することにある。
もので、その目的とするところは、自動車のエンジンな
どの内燃機関やボイラなどの燃焼機器の性能に悪影響を
及ぼすことなく、極めて簡便に排ガス流量を測定できる
排ガス流量測定装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明に係る排ガス流量測定装置は、内燃機関やボ
イラなどの燃焼機器に供給される空気に不活性ガスをト
レースガスとして供給し、前記燃焼機器から排出される
排ガス中における前記トレースガスの濃度を測定し、こ
のトレースガスの濃度と供給時のトレースガスの流量と
に基づいて前記排ガスの流量を測定するように構成する
とともに、前記トレースガスは、約21％の酸素を含むよ
うにしてあることを特徴としている。
め、本発明に係る排ガス流量測定装置は、内燃機関やボ
イラなどの燃焼機器に供給される空気に不活性ガスをト
レースガスとして供給し、前記燃焼機器から排出される
排ガス中における前記トレースガスの濃度を測定し、こ
のトレースガスの濃度と供給時のトレースガスの流量と
に基づいて前記排ガスの流量を測定するように構成する
とともに、前記トレースガスは、約21％の酸素を含むよ
うにしてあることを特徴としている。
【０００６】
【作用】前記構成の排ガス流量測定装置においては、燃
焼機器に供給される空気に不活性ガスをトレースガスと
して供給しているので、このトレースガスは、燃焼機器
内において燃焼の結果発生する排ガスと十分にミキシン
グされ、更に、前記トレースガスは、約21％の酸素を含
むようにしてあることから、エンジンの性能に悪影響が
及ぼされることがない。また、エンジンの周辺に大きな
改造や装置の取付けが不要になるから、排ガス流量を極
めて簡易にかつ安価に測定することができる。
焼機器に供給される空気に不活性ガスをトレースガスと
して供給しているので、このトレースガスは、燃焼機器
内において燃焼の結果発生する排ガスと十分にミキシン
グされ、更に、前記トレースガスは、約21％の酸素を含
むようにしてあることから、エンジンの性能に悪影響が
及ぼされることがない。また、エンジンの周辺に大きな
改造や装置の取付けが不要になるから、排ガス流量を極
めて簡易にかつ安価に測定することができる。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。
ら説明する。
【０００８】図１は、本発明に係る排ガス流量測定装置
の構成の概略を示す図で、この図において、１は例えば
燃焼機器の一例としての自動車のエンジンで、その吸気
側（上流側）には、空気を導入するための空気供給路２
が接続されると共に、燃料供給流路３が接続され、排気
側（下流側）には、燃焼によって生じた排ガスＥＸが排
出される排ガス流路４が接続されている。
の構成の概略を示す図で、この図において、１は例えば
燃焼機器の一例としての自動車のエンジンで、その吸気
側（上流側）には、空気を導入するための空気供給路２
が接続されると共に、燃料供給流路３が接続され、排気
側（下流側）には、燃焼によって生じた排ガスＥＸが排
出される排ガス流路４が接続されている。
【０００９】前記空気供給路２には、エンジン１の吸気
側に不活性ガスをトレースガスｇとして供給するトレー
スガス供給路５が接続されている。このトレースガス供
給路５には、その上流側から、図外のトレースガス供給
源から供給されるトレースガスｇの圧力を調整するレギ
ュレータ６、トレースガスｇの圧力，温度をそれぞれ検
出し、圧力信号Ｐ，温度信号Ｔをそれぞれ出力する圧力
計７，温度計８、流量制御装置としてのクリチカルフロ
ーベンチュリ（以下、ＣＦＶと云う）９がこの順に介装
されている。なお、前記トレースガス供給路５は、空気
供給路２の空気取入口（図外）など空気供給路２に接続
してあってもよい。
側に不活性ガスをトレースガスｇとして供給するトレー
スガス供給路５が接続されている。このトレースガス供
給路５には、その上流側から、図外のトレースガス供給
源から供給されるトレースガスｇの圧力を調整するレギ
ュレータ６、トレースガスｇの圧力，温度をそれぞれ検
出し、圧力信号Ｐ，温度信号Ｔをそれぞれ出力する圧力
計７，温度計８、流量制御装置としてのクリチカルフロ
ーベンチュリ（以下、ＣＦＶと云う）９がこの順に介装
されている。なお、前記トレースガス供給路５は、空気
供給路２の空気取入口（図外）など空気供給路２に接続
してあってもよい。
【００１０】前記トレースガスｇとして不活性ガスを用
いる理由は、後述するトレースガス分析計13において排
ガスＥＧ中に含まれるトレースガスｇの濃度を測定する
には、トレースガスｇがエンジン１内の燃焼によっても
化学変化をしないガスであることが必要であるからであ
る。
いる理由は、後述するトレースガス分析計13において排
ガスＥＧ中に含まれるトレースガスｇの濃度を測定する
には、トレースガスｇがエンジン１内の燃焼によっても
化学変化をしないガスであることが必要であるからであ
る。
【００１１】そして、このような不活性ガスとして、ア
ルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノンなどがある。しか
し、ネオン、キセノンは高価であり、余り適当ではな
い。また、アルゴンは安価であり手軽に入手できるが、
空気中に 0.1％程度含まれるところから、これを用いる
ときは、トレースガス分析計13から出力されるトレース
ガスｇの濃度信号Ｃg （後述する）の補正を行う必要が
ある。そこで、この実施例においては、比較的安価かつ
手軽に入手できるヘリウムを用いている。
ルゴン、ヘリウム、ネオン、キセノンなどがある。しか
し、ネオン、キセノンは高価であり、余り適当ではな
い。また、アルゴンは安価であり手軽に入手できるが、
空気中に 0.1％程度含まれるところから、これを用いる
ときは、トレースガス分析計13から出力されるトレース
ガスｇの濃度信号Ｃg （後述する）の補正を行う必要が
ある。そこで、この実施例においては、比較的安価かつ
手軽に入手できるヘリウムを用いている。
【００１２】前記排ガス流路４には、この流路４を流れ
る排ガスＥＧの一部を採取する分岐流路10が接続されて
いる。この分岐流路10には、その上流側から、排ガスＥ
Ｇ中に含まれるカーボンなど異物を除去するフィルタ1
1、吸引ポンプ12、例えばマススペクトロメータなどの
トレースガス分析計13がこの順に介装されており、トレ
ースガス分析計13は排ガスＥＧ中に含まれるトレースガ
スｇの濃度を測定し、トレースガスｇの濃度信号Ｃg を
出力するように構成されている。
る排ガスＥＧの一部を採取する分岐流路10が接続されて
いる。この分岐流路10には、その上流側から、排ガスＥ
Ｇ中に含まれるカーボンなど異物を除去するフィルタ1
1、吸引ポンプ12、例えばマススペクトロメータなどの
トレースガス分析計13がこの順に介装されており、トレ
ースガス分析計13は排ガスＥＧ中に含まれるトレースガ
スｇの濃度を測定し、トレースガスｇの濃度信号Ｃg を
出力するように構成されている。
【００１３】14はＣＰＵなどの演算部で、前記トレース
ガス分析計13からの濃度信号Ｃg および前記エンジン１
の吸引側の空気供給路２に供給されるトレースガスｇの
供給量Ｑg とを用いて、前記排ガスＥＸの流量（排ガス
流量）ＱEXを求めるものであり、そのときの計算式は次
の通りである。
ガス分析計13からの濃度信号Ｃg および前記エンジン１
の吸引側の空気供給路２に供給されるトレースガスｇの
供給量Ｑg とを用いて、前記排ガスＥＸの流量（排ガス
流量）ＱEXを求めるものであり、そのときの計算式は次
の通りである。
【００１４】
【数１】
【００１５】そして、この実施例においては、トレース
ガスｇの流量設定装置としてＣＦＶ９を用いているか
ら、前記トレースガスｇの供給量Ｑg は、ＣＦＶ９の流
量計数をＣとするとき、Ｑg は次式で与えられる。
ガスｇの流量設定装置としてＣＦＶ９を用いているか
ら、前記トレースガスｇの供給量Ｑg は、ＣＦＶ９の流
量計数をＣとするとき、Ｑg は次式で与えられる。
【００１６】
【数２】
【００１７】従って、前記演算部14にＣＦＶ８の流量計
数Ｃを予め入力しておくと共に、トレースガス分析計13
からの濃度信号Ｃg 、圧力計７からの圧力信号Ｐ，温度
計８からの温度信号Ｔをそれぞれ演算部14に入力し、前
記２式を用いて演算を行うことにより、排ガス流量ＱEX
を求めることができる。
数Ｃを予め入力しておくと共に、トレースガス分析計13
からの濃度信号Ｃg 、圧力計７からの圧力信号Ｐ，温度
計８からの温度信号Ｔをそれぞれ演算部14に入力し、前
記２式を用いて演算を行うことにより、排ガス流量ＱEX
を求めることができる。
【００１８】而して、上記構成の排ガス流量測定装置に
おいて、空気が供給されるエンジン１の吸気側に対し
て、トレースガス供給路５を介してヘリウムをトレース
ガスｇとして例えば 100 ppm程度供給する。この場合、
トレースガスｇがトレースガス供給路５を通過する際、
圧力計７, 温度計８によって圧力, 温度がそれぞれ検出
され、そのときの圧力信号Ｐ，温度信号Ｔがそれぞれ演
算部14に入力される。
おいて、空気が供給されるエンジン１の吸気側に対し
て、トレースガス供給路５を介してヘリウムをトレース
ガスｇとして例えば 100 ppm程度供給する。この場合、
トレースガスｇがトレースガス供給路５を通過する際、
圧力計７, 温度計８によって圧力, 温度がそれぞれ検出
され、そのときの圧力信号Ｐ，温度信号Ｔがそれぞれ演
算部14に入力される。
【００１９】そして、エンジン１内においては、空気と
燃料との混合ガスが燃焼し、これによって排ガスＥＧ
（燃焼ガス）が生ずるが、前記トレースガスｇは、エン
ジン１内において排ガスＥＧと十分にミキシングされ、
排ガスＥＧとトレースガスｇが十分にミキシングされた
状態で排ガス流路４に排出される。排ガス流路４に排出
されたトレースガスｇを含む排ガスＥＧの大部分はその
まま排出されるが、他の一部は分岐流路10に導入され、
トレースガス分析計13に導かれて、排ガスＥＧ中に含ま
れるトレースガスｇの濃度が測定され、このときの濃度
信号Ｃg は演算部13に入力される。
燃料との混合ガスが燃焼し、これによって排ガスＥＧ
（燃焼ガス）が生ずるが、前記トレースガスｇは、エン
ジン１内において排ガスＥＧと十分にミキシングされ、
排ガスＥＧとトレースガスｇが十分にミキシングされた
状態で排ガス流路４に排出される。排ガス流路４に排出
されたトレースガスｇを含む排ガスＥＧの大部分はその
まま排出されるが、他の一部は分岐流路10に導入され、
トレースガス分析計13に導かれて、排ガスＥＧ中に含ま
れるトレースガスｇの濃度が測定され、このときの濃度
信号Ｃg は演算部13に入力される。
【００２０】そして、演算部14においては、上記ＣＦＶ
８の流量計数Ｃ、トレースガスｇの濃度信号Ｃg 、トレ
ースガスｇの圧力信号Ｐ，温度信号Ｔを用い、前記２式
によって排ガス流量ＱEXが求められる。
８の流量計数Ｃ、トレースガスｇの濃度信号Ｃg 、トレ
ースガスｇの圧力信号Ｐ，温度信号Ｔを用い、前記２式
によって排ガス流量ＱEXが求められる。
【００２１】ところで、上記実施例において、トレース
ガス分析計13におけるトレースガスｇの検出感度が低い
場合には、トレースガスｇの供給量を適宜増やせばよい
が、このようにすると、エンジン１における燃焼条件が
変化する可能性がある。そこで、トレースガスｇを燃焼
に用いられる空気と同じ割合になるように、例えばトレ
ースガスｇとしてヘリウムを用いる場合、ヘリウムを約
79％、酸素を約21％になるように混合した酸素ベースの
トレースガスを用いる。
ガス分析計13におけるトレースガスｇの検出感度が低い
場合には、トレースガスｇの供給量を適宜増やせばよい
が、このようにすると、エンジン１における燃焼条件が
変化する可能性がある。そこで、トレースガスｇを燃焼
に用いられる空気と同じ割合になるように、例えばトレ
ースガスｇとしてヘリウムを用いる場合、ヘリウムを約
79％、酸素を約21％になるように混合した酸素ベースの
トレースガスを用いる。
【００２２】本発明は、上記実施例に限られるものでは
なく、前記ＣＦＶ９に代えて、キャピラリやマスフロー
コントローラをトレースガス供給路５に設けてもよい。
なく、前記ＣＦＶ９に代えて、キャピラリやマスフロー
コントローラをトレースガス供給路５に設けてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の排ガス流
量測定装置においては、燃焼機器に供給される空気に不
活性ガスをトレースガスとして供給しているので、この
トレースガスは、燃焼機器内において燃焼の結果発生す
る排ガスと十分にミキシングされ、更に、前記トレース
ガスは、約21％の酸素を含むようにしてあることから、
エンジンの性能に悪影響が及ぼされることがない。ま
た、燃焼機器の周辺に大きな改造や装置の取付けが不要
であるから、排ガス流量を極めて簡易に測定することが
でき、安価である。そして、本発明に係る排ガス流量測
定装置は、自動車の他、船舶など大型の燃焼機器から排
出される排ガスの流量を測定するのに好適である。
量測定装置においては、燃焼機器に供給される空気に不
活性ガスをトレースガスとして供給しているので、この
トレースガスは、燃焼機器内において燃焼の結果発生す
る排ガスと十分にミキシングされ、更に、前記トレース
ガスは、約21％の酸素を含むようにしてあることから、
エンジンの性能に悪影響が及ぼされることがない。ま
た、燃焼機器の周辺に大きな改造や装置の取付けが不要
であるから、排ガス流量を極めて簡易に測定することが
でき、安価である。そして、本発明に係る排ガス流量測
定装置は、自動車の他、船舶など大型の燃焼機器から排
出される排ガスの流量を測定するのに好適である。
【図１】本発明に係る排ガス流量測定装置の一構成例を
概略的に示す図である。
概略的に示す図である。
【図２】従来技術を説明するための図である。
１…エンジン、ｇ…トレースガス、ＥＧ…排ガス、Ｑg
…トレースガスの流量、ＱEG…排ガスの流量。
…トレースガスの流量、ＱEG…排ガスの流量。
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関やボイラなどの燃焼機器に供給
される空気に不活性ガスをトレースガスとして供給し、
前記燃焼機器から排出される排ガス中における前記トレ
ースガスの濃度を測定し、このトレースガスの濃度と供
給時のトレースガスの流量とに基づいて前記排ガスの流
量を測定するように構成するとともに、前記トレースガ
スは、約21％の酸素を含むようにしてあることを特徴と
する排ガス流量測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130634A JP3058479B2 (ja) | 1991-05-03 | 1991-05-03 | 排ガス流量測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3130634A JP3058479B2 (ja) | 1991-05-03 | 1991-05-03 | 排ガス流量測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04331324A JPH04331324A (ja) | 1992-11-19 |
| JP3058479B2 true JP3058479B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=15038943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3130634A Expired - Fee Related JP3058479B2 (ja) | 1991-05-03 | 1991-05-03 | 排ガス流量測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3058479B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2543658B2 (ja) * | 1993-09-21 | 1996-10-16 | 石油公団 | 管継手のリ―ク検出装置 |
| JP6397691B2 (ja) * | 2014-08-12 | 2018-09-26 | 株式会社堀場製作所 | 排ガス分析システム及び排ガス分析方法 |
| CN112945327B (zh) * | 2021-05-13 | 2021-08-17 | 西安多普多信息科技有限公司 | 一种质量流量检测方法、装置和系统 |
-
1991
- 1991-05-03 JP JP3130634A patent/JP3058479B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04331324A (ja) | 1992-11-19 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
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