JPH03218436A - 自動車排ガス中の煤粒子測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、自動車から排出される排ガスに含まれる煤粒
子を測定する測定装置に係り、特にディーゼルエンジン
の排ガスを希釈トンネルに導いて、希釈された排ガス中
の煤粒子を測定する自動車排ガス中の煤粒子測定装置に
関する． 〔従来の技術〕 ディーゼル車においては、ディーゼルエンジンからの排
ガス中に大気汚染源であるＣｏ，ＨＣ，ＮＯｘ等が含ま
れ、この量が法的規制を受けている．また、前記排ガス
中には、パーティキエレート（煤粒子）も含まれており
、この煤粒子は一般に育機溶媒に可溶な物質、いわゆる
Ｓ　Ｏ　Ｆ　（ＳｏｌｕｂｌｅＯｒｇａｎｉｃ　Ｆｒａ
ｃｔｉｏｎ）と称される煤の前段階的物質である白煙あ
るいは青埋と、脊機溶媒に可溶な物質いわゆるｄｒｙ　
ｓｏｏｔと称される煤粒子とに分解されることが知られ
ている．この煤粒子も有害であることから法的規制の対
象の一つとされている．そこでこの煤粒子がディーゼル
エンジンからの排ガス中にどの程度含まれているかを測
定する必要があり、近時、この種の測定装置として、第
２図に示す自動車排ガス中の煤粒子測定装買が採用され
ている． 同図において、１はディーゼルエンジンでアリ、実際に
道路を走行しているのと同様に制ｉｌｌ（シュミレ一日
されたとき排出される高温排ガスが、主排気管２を介し
て外部に排出されるようになっている．そして、この主
排気管２には、後述の第２００８分析計９と共に周知の
ガストレース法を構成する第Ｉ　ＣｏｔあるいはＮＯｘ
分析計３が取り付けられており、高温排ガス中に含まれ
るＣＯｔあるし）はＮＯｘの濃度を直接的に測定可能と
なっている．また、前記主排気管２の管路には、分流装
置４が設けられていて、主排気管２から排ガスの一部を
第１分岐管５に分流させ、ミニトンネル６に供給するよ
うになっている． このミニトンネル６は、排ガスを希釈する希釈トンネル
であって、上流端６ａの空気導入口にエアフィルタ７が
設けられる一方、下流端６ｂには後述するＣＶＳ装置１
０が接続されていて、エアフイＪレタ７を介して外部か
ら導入される常温空気により、前記排ガスが希釈および
冷却される構成となっている．また、前記ミニトン享ル
６の上ａ端６ａ側には、混合用のオリフイス８が設けら
れる一方、下流端６ｂ側には第２０島あるいはＮＯｘ分
析計９が取り付けられており、空気と十分に混合された
希釈排ガス中のＣ（ｈあるいはＮＯｘの濃度を測定する
ようになっている。

前記ＣＶＳ装置１０は、バッグサンプリング等を行うた
めの定容量採取装置（Ｃｏｎｓｔａｎｔνｏｌｕｍｅ　
Ｓａ■ｐｌｅｒ）であって、連続的な吸入・排気により
常時一定量の希釈排ガスがミニトンネル６内を流れるよ
うにしてある．そして、下流端６ｂ側に接続された第２
分岐管１ｌを介し煤粒子測定器１２に希釈排ガスの一部
が供給可能とされている． この煤粒子測定器ｌ２は、粒子捕集フィルタを備えたも
ので、第２分岐管ｌ１の管路に第ｔｔｍ弁１３と共に介
設されており、この第１電磁弁ｌ３がＯＮ作動したとき
、導入される希釈排ガスの一部に含まれる煤粒子を捕集
するようになっている。なお、この煤粒子測定器ｌ２の
下流側管路には、試料採取用ボンプＰが設けられると共
に、流量計１４が介設されている．これにより、煤粒子
の厠定時に前記第１電磁弁ｌ３をＯＮ作動して開弁し、
前記ボンブＰを起動した時点で、煤粒子測定器１２を通
過する希釈排ガスを所定流量に立ち上げて、予め設定さ
れた測定時間内の煤粒子捕集を適正に行えるようになっ
ている． 次に、上記従来の煤粒子測定装置により、ディーゼルエ
ンジンを定常モードとした場合の煤粒子測定について説
明する． まず、エンジン１を始動して例えば１５００ｒｐｍで定
連回転させて、Ａ負荷にシエミレートし定常モードに設
定する．これに伴ってＣｖＳ装置１０を作動させる．ま
た、第１電磁弁１３をＯＮ作動して開弁ずるに伴って試
料採取ポンブＰを運転し、ミニトンネル６より希釈排ガ
スを吸引するようにしておく．この状態でエンジン１か
ら排出される高温排ガスは、主排気管２を介して殆どが
外部に排出されるが、一部は第１分岐管５に導かれミニ
トンネル６側に供給される。

このミニトンネル６には希釈用空気が導入されでいるの
で、希釈された排ガスはＣＶＳ装２１０側から排出され
る。このとき、希釈排ガスの一部が第２分岐管１１に導
かれ、煤粒子測定器１２を通過して外部に排出される。

これに伴って、希釈排ガス中の煤粒子が煤粒子測定器ｌ
２の粒子捕集フィルタにより捕集される。この捕集は予
め設定された測定時間に基づいて行われ、終了時間に達
すると第１電磁弁１３がＯＦＦ作動して閉弁し、試料採
取ボンブＰが停止することにより、第２分岐管１１に導
入される希釈排ガスが遮断される。

そして、測定時間内に補集された煤粒子がサンプリング
され、この煤粒子の重量および濃度が測定される．そし
て、この測定値と、前記第１分析計３、第２分析計９で
の各検出値から求められた排ガスの希釈度とからエンジ
ンｌにより排出された直後の煤粒子の重量および濃度が
求められる。

〔発明が解決しようとする課題〕

この種の測定装置は、大型のダイリューショントンネル
を要さず、簡便に煤粒子を測定できるものであるが、常
に測定誤差を生しるいう不具合があった。すなわち、デ
ィーゼルエンジン１から排出される煤粒子の測定に際し
ては、希釈排ガスを第２分岐管ｌ１に導いて煤粒子測定
器１２を通過させた後、外部に排出するようになってい
る．従ってＣｖＳ装置１０にて一定流量に調整されてい
る希釈排ガスは、測定毎に一部が放出されることとなり
、その希釈比が変化する．例えば、ＣｖＳ装置ＩＯによ
る設定流量が３　ｒｄ／ｗｉｎであるとき、煤粒子測定
器ｌ２側に導かれる分流量を１００　１　／ｗｉｎに調
整していると、希釈排ガスの希釈比は３．３％程度変化
するものであった． このため、所定時間内に捕集され、サンプリングされた
煤粒子の重量および濃度を測定した後、前述した如く排
ガス中の煤粒子を算出する場合、希釈比の変化分だけ誤
差が生じるので、煤粒子の測定値が不正確になるという
問題が残されていた。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、簡単な構
成により、希釈トンネルを流れる希釈排ガスの希釈比が
煤粒子測定時に変化するのを防止して、自動車の排ガス
中に含まれる煤粒子の重量および濃度を高精度に測定し
得る自動車排ガス中の煤粒子測定装置を提供することを
目的としている． 〔課題を解決するための手段〕 上記課題を解決するため、本発明は、自動車排ガスの排
気管路に接続された第１分岐管を介して、前記排ガスの
一部を希釈トンネルに導き、この希釈トンネルに導入さ
れる希釈用空気で希釈された希釈排ガスを吸引・排気す
る定容量採取装置を設けて、希釈トンネル内の希釈排ガ
スの流量を一定に保ち、さらにこの希釈排ガスの一部を
分流させる第２分岐管を介して煤粒子測定器に導き、希
釈排ガス中に含まれる煤粒子を測定して、前記排ガス中
に含まれる煤粒子を測定する自動車排ガス中の煤粒子測
定装！において、前記第２分岐管の煤粒子測定器よりも
下流側と希釈トンネルの下流端との間にバイパス管を設
け、前記希釈トンネルから分流した希釈排ガスを希釈ト
ンネル内に還流させることを特徴としている． （作用〕 上記構成により、煤粒子を測定するに際しては、自動車
のエンジンから排出される直後の排ガスが、第１分岐管
を介し希釈トンネルに導かれる．そして、希釈用空気で
希釈されるが、この希釈排ガスは定容量採取装置によっ
て流量が一定に保たれる．そして、この希釈排ガスの一
部が第２分岐管を介し煤粒子測定器に導かれ、希釈排ガ
ス中の煤粒子が捕集され、かつその重量および濃度が測
定される．このとき、煤粒子測定器を通過する希釈排ガ
スは、第２分岐管からバイパス管を介して前記希釈トン
ネルの下流側に還流されてゆ《．よって、煤粒子の測定
時に希釈トンネルから分流されても再び戻されるので、
希釈トンネル内の希釈排ガスの流量や希釈比に変化が生
じない．このため、前記煤粒子の測定値に基づき、エン
ジンから排出された直後の排ガスに含まれる煤粒子の重
量および濃度を誤差なく求めることができるものである
．（実施例〕 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する． 第１図は本発明に係る自動車排ガス中の煤粒子測定装置
の全体構成図である．なお、第１図において、第２図に
対応する同一部分には同一符号を付して重複説明を省略
する． この自動車排ガス中の煤粒子測定装置は、第１図に示す
ように、第２分岐管１ｌにバイパス管１５を接続しミニ
トンネル６から分流された希釈排ガスの一部をミニトン
ネル６に還流させる構成となっている． すなわち、煤粒子測定器１２を設けた第２分岐管１１の
管端側にバイパス管１５を分岐接続し、このバイパス管
１５の管端を前記ミニトンネル６の下流端６ｂに接続し
ている．そして、第２分岐管１ｌの管路に第２電磁弁１
６を設けると共に、バイパス管１５の管路には第３電磁
弁１７を介設している．なお、本例においては、第２分
岐管１１に空気導入管１８を接続して、大気を導入する
ようになっており、この空気導入管１８の管口にエアフ
ィルタｌ９を設けると共に、管路には、圧力調整用の二
一ドル弁２０および第４電磁弁２１が設けられている。

しかして、煤粒子の測定開始時には、第ｉｉｔｍ弁１３
および第３電磁弁ｌ７がＯＮ作動して開弁し、第２電磁
弁ｌ６および第４電磁弁２１がＯＦＦ作動して閉弁ずる
一方、測定終了時には第１電磁弁ｌ３および第３電磁弁
ｌ７がＯＦＦ作動して閉弁し、第２電磁弁１６および第
４電磁弁２１がＯＮ作動して開弁ずるようになっている
． 次に、上記煤粒子測定装置により、ディーゼルエンジン
を定常モードにした場合の煤粒子測定について説明する
． まず、エンジンｌを始動し１５００ｒｐ−で定速回転さ
せて、Ａｊ［荷にシュミレートし、定常モードに設定す
る．このとき、第１分析計３によりエンジン１から排出
された直後の高温排ガスに含まれるＣＯ．あるいはＮＯ
ｘが測定される． つぎに、ＣｖＳ装２１０を作動させる．続いて、第２電
磁弁ｌ６および第４電磁弁２ｌをＯＮ作動して開弁ずる
一方、第１電磁弁１３および第３電磁弁ｌ７を？ＦＦ作
動して閉弁する。これに伴って試料採取ボンブＰを起動
し、エアフィルタ１９から導入される空気を二一ドル弁
２０を介し所定圧に調圧した後、流量計１４を経て外部
に排出させる。この状態においてエンジンｌからの高温
排ガスは、殆どが外部に排出されるが、分流装置４によ
り分流された一部がミニトンネル６に導かれる．そして
このミニトンネル６内において希釈用空気に混合される
と、この希釈排ガスは下流端６ｂからＣＶＳ装置１０を
経て外部に排出される．このとき、第２分析計９により
希釈排ガス中のＣＯ■あるいはＮＯｘｌ度が測定される
． この後、測定開始時間になると、第１電磁弁１３および
第３電磁弁１７がＯＮ作動して開弁ずる一方、第２電磁
弁１６および第４電磁弁２ｌがＯＦＦ作動して閉弁ずる
．これにより、第１分岐管５とバイパス管１５とが連通
し、空気導入管１８および第２分岐管ｌ１の管端側は遮
断される．すると、試料採取ボンブＰの吸引により希釈
排ガスの一部が第２分岐管１１に導かれ、煤粒子測定器
１２、流量計１４およびノ＼イバス管ｌ５を経て、ミニ
トンネル６の下流端６ｂ側に還流する。そして、この希
釈排ガスが煤粒子測定器ｌ２を通過するとき、希釈排ガ
スに含まれる煤粒子が粒子捕集フィルタにて捕集される
．この捕集は予め設定された測定時間、つまり前記電磁
弁１３，　１６．　１７．　２１の切換時に開始される
が、試料採取ポンプＰが常時運転している状態において
、第２分岐管１１がミニトンネル６に連通した時点で開
始される．よって、試料採取ボンプＰを起動させてから
希釈排ガスを導入する場合に生じるような応答遅れによ
る流量変化の問題は生じなレ）．この後、予め設定され
た測定終了時間に達すると、第１電磁弁１３および第３
電磁弁１７がＯＦＦ作動して閉弁する一方、第２電磁弁
１６および第４電磁弁２１が開弁ずる同時切り換えが行
われる．これにより、第２分岐管１１からバイパス管１
５を介してミニトンネル６に還流していた希釈排ガスの
流通が遮断される．これに伴って前記空気導入管１８と
第２分岐管１１の管路とが連通ずるので、吸入される空
気が外部に排出されることとなり、次の測定に際しての
待機状態に保たれる。

ところで、上記のように煤粒子測定器ｌ２によって捕集
された煤粒子は、所定の測定時間分がサンプリングされ
て、その重量と濃度とが測定される．そして、この測定
値からエンジン１より排出される高温排ガス中の煤粒子
が正確に求められる。

すなわち、第１分析計３および第２分析計９で求められ
たＣ（ｈあるいはＮＯｘの各検出値から排ガスの希釈度
が求められ、これと前記煤粒子測定器ｌ２での測定値と
から主排気管２を流れる排ガス中の煤粒子が適正に求め
られる．またこの際、第２分岐管１１に導かれた希釈排
ガスは外部に排出されず、ミニトンネル６内に戻されて
いるので、希釈排ガスの希釈比に変化が生しないから、
測定誤差の問題は殆どなくなるものである． なお、上記煤粒子の測定は、ディーゼルエンジン１から
の排ガスを測定する場合について説明したが、ディーゼ
ル車に限らずガソリン車、例えば自動２輪車を含む各種
自動車からの排ガス中の煤粒子を測定する場合も同様で
ある． また、測定対象は煤粒子に限定されているものでなく、
他の大気汚染物質等を測定することも可能である。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明に係る自動車排ガス中の煤粒
子測定装置によれば、エンジンから排出された排ガスの
一部を希釈用空気により希釈し、その希釈排ガスを希釈
トンネルから煤粒子測定器およびバイパス管を介して、
希釈トンネルの下流端に還流させるようになっている，
従って、簡単な構成により希釈トンネル内を流れる希釈
排ガスの希釈比を煤粒子測定時においても変動しないか
ら煤粒子の重量および濃度が正確に測定される。

そして、この測定値に基づきエンジン直後の排ガス中に
含まれる煤粒子の重量および濃度を誤差なく高精度に測
定することができる，

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る自動車排ガス中の煤粒子測定装置
を示す全体構成図、第２図は従来例の全体構成閏である
。 ｌ゜゜゛ディーゼルエンジン、２・・・主排気管、５・
・・第１分岐管、６・・・希釈トンネル（ミニトン不ル
）、ｌＯ・・・定容量採取装ｆ（Ｃ　Ｖ　Ｓ装置）、１
１・・・第２分岐管、ｌ２・・・煤粒子測定器、１５・
・・バイパス管。 出 願 人 株式会社 堀場製作所 代 理 人

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 自動車排ガスの排気管路に接続された第１分岐管を介し
   て、前記排ガスの一部を希釈トンネルに導き、この希釈
   トンネルに導入される希釈用空気で希釈された希釈排ガ
   スを吸引・排気する定容量採取装置を設けて、希釈トン
   ネル内の希釈排ガスの流量を一定に保ち、さらにこの希
   釈排ガスの一部を分流させる第２分岐管を介して煤粒子
   測定器に導き、希釈排ガス中に含まれる煤粒子を測定し
   て、前記排ガス中に含まれる煤粒子を測定する自動車排
   ガス中の煤粒子測定装置において、前記第２分岐管の煤
   粒子測定器よりも下流側と希釈トンネルの下流端との間
   にバイパス管を設け、前記希釈トンネルから分流した希
   釈排ガスを希釈トンネル内に還流させることを特徴とす
   る自動車排ガス中の煤粒子測定装置。