JP3523354B2 - 連続パーティキュレート測定装置 - Google Patents

連続パーティキュレート測定装置

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JP3523354B2
JP3523354B2 JP02119695A JP2119695A JP3523354B2 JP 3523354 B2 JP3523354 B2 JP 3523354B2 JP 02119695 A JP02119695 A JP 02119695A JP 2119695 A JP2119695 A JP 2119695A JP 3523354 B2 JP3523354 B2 JP 3523354B2
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sof
soot
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gas line
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成男 中村
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】この発明は、デイーゼルエンジン
排ガス中のカーボン粒子(Dry Soot:以下SOOTとい
う)の量と、煤の前段階物質であるHC化合物(Solubl
e Organic Fraction:以下SOFという)の量と、これ
らSOOTおよびSOFから構成されるパーティキュレ
ート(以下PMという)の量を同時に連続測定できる新
規な連続パーティキュレート測定装置に関するものであ
る。 【0002】 【従来の技術および発明が解決しようとする課題】デイ
ーゼルエンジンから排出された直後の高温の排ガス中に
は、SOFが蒸発ガスとして含まれている。そして、前
記高温の排ガスが希釈ガスなどによって冷却されると、
ガス状のSOFが凝縮される。しかし、このSOFおよ
びSOOT、更には、PMの量を求めるにあたり、従来
では以下に示す,,の問題点がある。 【0003】 フィルター上にサンプリングされたP
Mに所定の処理を施すことにより、有機溶媒に可溶なS
OFの量と、有機溶媒に不可溶なSOOTの量とからP
Mの量を測定するフィルター燃焼法では、SOFの抽出
に時間がかかり応答速度が遅く、しかも間欠的にしか測
定・分析が行えず実用的でなかった。 【0004】 SOF,SOOTおよびPMの各量を
連続的に測定する装置が特公平5−11787号公報に
開示されており、これは、SOFの導電率に比べてSO
OTの導電率が十分に高いことを利用して、排ガスのエ
アロゾル(aerosol )の導電率を測定することによっ
て、デイーゼルエンジンから排出された直後の高温の排
ガス中のSOOTを連続測定できるように構成されてい
るけれども、SOFの濃度による影響を受け易いという
ことから、期待する信号を得るのが難しく、正しく計測
できなかった。 【0005】 また、特公平4−26416号公報に
は、各ガスラインでSOOT,SOFを分離し、それぞ
れのガスラインで測定したガス状のHC量の差に基づい
てパーティキュレート中のHC化合物(SOF)の量
を、瞬時的に、かつ、連続的に測定できる装置が開示さ
れているけれども、測定対象がSOFの量に限られてお
り、SOFのみならず、SOOT、更にはPMの各量を
連続的に、しかも正しく測定する機構を備えてはいな
い。 【0006】このように、従来では、パーティキュレー
ト中のHC化合物(SOF)の量とカーボン粒子(SO
OT)の量とをそれぞれ自動的に十分に速い応答速度で
測定でき、しかも連続的にPMの量も正確に測定できる
装置はなかった。 【0007】この発明は、上記問題に鑑みてなしたもの
で、その目的は、パーティキュレート中のHC化合物
(SOF)の量とカーボン粒子(SOOT)の量とをそ
れぞれ自動的に十分に速い応答速度で測定でき、しかも
連続的にPMの量も正確に測定できる連続パーティキュ
レート測定装置を提供することにある。 【0008】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の連続パーティキュレート測定装置は、カ
ーボン粒子(SOOT)と煤の前段階物質であるHC化
合物(SOF)とで構成されたパーティキュレートを含
むデイーゼルエンジン排ガスが導入される第1ガスライ
ンと、加熱によって前記パーティキュレート中のHC化
合物(SOF)を蒸発ガス化させた後の排ガスが導入さ
れる、互いに並列に設けられた第2,第3ガスラインと
を備え、前記第1ガスライン、第2ガスラインでそれぞ
れ測定したガス状のHC量の差に基づいて前記パーティ
キュレート中のHC化合物(SOF)の量を測定すると
ともに、前記第3ガスラインで、ガスには吸収されず、
前記カーボン粒子(SOOT)には吸収される波長を有
する赤外線を用いて、前記カーボン粒子(SOOT)の
量を測定し、更に、測定された前記パーティキュレート
中のHC化合物(SOF)の量とカーボン粒子(SOO
T)の量とに基づいてパーティキュレートの量を測定す
るように構成したことを特徴とする。 【0009】 【作用】 (1) 第1ガスラインにおいては、SOFは凝縮して
おり、したがって、SOF分を含まないガス状のHC量
を測定する。 【0010】(2) 第2ガスラインにおいては、PM
中のSOFが蒸発ガス化されているので、SOF分を含
むガス状の全HC量を測定できる。 【0011】(3) 続いて、第1ガスライン、第2ガ
スラインでそれぞれ測定したガス状のHC量の差(SO
F分を含む全HC量とSOF分を含まないHC量の減
算)に基づいて前記PM中のHC化合物(SOF)の量
を測定できる。 【0012】(4) 第3ガスラインでは、排ガスには
吸収されず、SOOTには吸収される波長を有する赤外
線を用いてSOOTの量を測定できる。 【0013】そして、上記(3)で測定されたSOFの
量と、上記(4)で測定されたSOOTの量とに基づい
てPMの量を連続的に、しかも正確に測定できる。 【0014】要するに、この発明では、PM中のSOF
の量とSOOTの量とをそれぞれ自動的に十分に速い応
答速度で測定でき、しかも連続的にPMの量も正確に測
定できる。 【0015】 【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて説
明する。なお、それによってこの発明は限定を受けるも
のではない。図1において、連続パーティキュレート測
定装置は、カーボン粒子(SOOT)と煤の前段階物質
であるHC化合物(SOF)とで構成されたパーティキ
ュレート(PM)を含むデイーゼルエンジン1の排ガス
が導入される第1ガスライン2と、加熱によってPM中
のSOFを蒸発ガス化させた後の排ガスが導入される、
互いに並列に設けられた第2,第3ガスライン3,4と
を備え、第1ガスライン2、第2ガスライン3でそれぞ
れ測定したガス状のHC量の測定値b,aの差(SOF
分を含むガス状の全HC量の測定値aとSOF分を含ま
ないガス状のHC量の測定値bとの減算)に基づいてS
OFの量を測定するとともに、第3ガスライン4で、ガ
スには吸収されず、SOOTには吸収される波長を有す
る赤外線を用いて、SOOTの量を測定し、更に、測定
されたPM中のSOFの量とSOOTの量とに基づいて
PMの量を測定するように構成してある。 【0016】第1ガスライン2においては、SOOTと
凝縮したSOFとで構成されたPMを含むデイーゼルエ
ンジン排ガスが導入され、このSOOT、SOFおよび
その他の夾雑物を捕捉する第1フィルター5と、該第1
フィルター5を通過した後の排ガス中のSOF分を含ま
ないガス状のHC量の測定値bを測定する第1測定器6
が設けられている。 【0017】また、7は、第2,第3ガスライン3,4
を加熱する加熱部である。そして、第2ガスライン3に
おいては、PM中のSOFを蒸発ガス化させた後の排ガ
ス中のSOOTおよびその他の夾雑物を捕捉する第2フ
ィルター8と、該第2フィルター8を通過した後のSO
F分を含むガス状の全HCの量を測定する第2測定器9
が設けられている。 【0018】10は第1演算器で、第1測定器6からの
測定値bと第2測定器9からの測定値aを基にして、そ
の差からPM中のHC化合物(SOF)の量を演算する
ものである。 【0019】更に、第3ガスライン4では、通過する排
ガスを加熱してPM中のSOFを蒸発ガス化させ、しか
もこの蒸発ガス化後における排ガスには吸収されず、S
OOTには吸収される波長を有する赤外線によりSOO
Tの量を測定する第3測定器11が設けられている。し
たがって、排ガスのエアロゾルの導電率を測定すること
によって、デイーゼルエンジンから排出された直後の高
温の排ガス中のSOOTを測定していた従来装置のよう
に、SOFの濃度による影響を受けることがなく、正確
な測定値cを得ることができる。 【0020】また、12は第2演算器で、第3測定器1
1からの測定値cと第1演算器10からの演算値dを基
にして、その和からPMの量を測定するものである。す
なわち、演算値dはPM中のHC化合物(SOF)の量
の測定値であり、これに、SOOTの量の測定値cを加
算することにより、PMの量を連続的に、しかも正確に
測定できる。 【0021】このように、本実施例では、SOFの抽出
に時間がかかり応答速度が遅く、しかも間欠的にしか測
定・分析が行えなかったフィルター燃焼法に比して、S
OFの量の測定値dとSOOTの量の測定値cを正確に
求めることができる上に、連続的にPMの量の測定値c
+dも正確に求めることができる。 【0022】なお、12はデイーゼルエンジン1の排ガ
ス管に接続された希釈トンネルで、サンプルガス取出管
13が分岐連設されている。そして、第1,2,3各ガ
スライン2,3,4がガス取出管13に並列接続されて
いる。 【0023】また、SOOTの量の正確な測定値cは、
例えば、3.8μm等の赤外線の吸光度より求めること
ができる。 【0024】 【発明の効果】以上のようにこの発明では、第1ガスラ
イン、第2ガスラインでそれぞれ測定したガス状のHC
量の差(SOF分を含む全HC量とSOF分を含まない
HC量の減算)に基づいて前記PM中のHC化合物(S
OF)の量を測定できる。 【0025】第3ガスラインでは、排ガスには吸収され
ず、SOOTには吸収される波長を有する赤外線を用い
てSOOTの量を測定する。 【0026】そして、測定されたSOFの量と、測定さ
れたSOOTの量とに基づいてPMの量を連続的に、し
かも正確に測定できる。 【0027】要するに、この発明では、PM中のSOF
の量とSOOTの量とをそれぞれ自動的に十分に速い応
答速度で測定でき、しかも連続的にPMの量も正確に測
定できる。
【図面の簡単な説明】 【図1】この発明の一実施例を示す全体構成説明図であ
る。 【符号の説明】 2…第1ガスライン、3…第2ガスライン、4…第3ガ
スライン、a…第2ガスラインで測定したSOF分を含
むガス状の全HC量の測定値、b…第1ガスラインで測
定したSOF分を含まないガス状のHC量の測定値、c
…第3ガスラインで測定したSOOTの測定値、d…S
OFの量の測定値。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 21/00 - 21/61 G01N 1/22 G01N 27/00 G01N 33/00 JICSTファイル(JOIS)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 カーボン粒子(SOOT)と煤の前段階
    物質であるHC化合物(SOF)とで構成されたパーテ
    ィキュレートを含むデイーゼルエンジン排ガスが導入さ
    れる第1ガスラインと、加熱によって前記パーティキュ
    レート中のHC化合物(SOF)を蒸発ガス化させた後
    の排ガスが導入される、互いに並列に設けられた第2,
    第3ガスラインとを備え、前記第1ガスライン、第2ガ
    スラインでそれぞれ測定したガス状のHC量の差に基づ
    いて前記パーティキュレート中のHC化合物(SOF)
    の量を測定するとともに、前記第3ガスラインで、ガス
    には吸収されず、前記カーボン粒子(SOOT)には吸
    収される波長を有する赤外線を用いて、前記カーボン粒
    子(SOOT)の量を測定し、更に、測定された前記パ
    ーティキュレート中のHC化合物(SOF)の量とカー
    ボン粒子(SOOT)の量とに基づいてパーティキュレ
    ートの量を測定するように構成したことを特徴とする連
    続パーティキュレート測定装置。
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