JPH04131737A

JPH04131737A - 定流量サンプリング装置

Info

Publication number: JPH04131737A
Application number: JP2253319A
Authority: JP
Inventors: Ryuzo Kano; 龍三加納; Mikihiko Suzuki; 幹彦鈴木
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 1990-09-22
Filing date: 1990-09-22
Publication date: 1992-05-06
Anticipated expiration: 2012-03-12
Also published as: JP2590385B2

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）この発明は、各種自動車の排出ガス中の悪臭物質、特に
吸着性の高い試料ガスのサンプリング装置に関する。

〔従来の技術〕

自動車から排出される排気ガス中の有害成分を測定する
技術として所謂ＣＶＳ法がある。このＣＶＳ法とは第４
図に示すように、モータ３０を用いてファン３１を廻し
、空気取り入れ口３２から希釈用空気を取り入れると共
に自動車テールバイプ３４から排気ガスを引き入れ、先
ず空気フィルタ３３から取り入れた希釈空気をポンプ３
６により粒子フィルタ３５を通して希釈空気試料バッグ
３７に校正用として集め、続いて自動車テールバイブ３
４から引き入れた排気ガスを熱交換器４０で一定温度と
した後容積型ポンプ４２によりフィルタ４１を通し希釈
された排気ガスを排気試料バッグ４３に集めて分析する
方法である。この図で、３９と４５は電磁弁、３８と４
４は流量計である。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記する従来のＣＶＳ法のような排気ガス分析装置では
排気ガスを試料バッグに集めてサンプリングするため、
吸着性のあるガス例えば炭化水素類、アルデヒド類、ア
ルコール類等は試料バッグに吸着し測定出来ないという
欠点があった。また、試料バッグにサンプリングした後
、分析機器に導入する操作を手動で行う必要があり手間
がかかると共に操作中にサンプリングガスが漏れる等の
問題点があった。この発明はかかる課題を解決するため
になされたものである。

〔課題を解決するための手段〕

即ち、この発明は上記する課題を解決するために、定流
量サンプリング装置が、 ■分岐部を有しガス流量調整弁と該分岐部の背圧を調整
する背圧調整弁及びポンプを配置したガス採取ラインと
、マスフローコントローラを配置し前記ガス採取ライン
の分岐部から採取した試料ガスをガス収容タンクへ送る
ラインと、前記ガス収容タンク内の圧力を検出する圧力
検出器と該ガス収容タンク内を真空引きする真空ポンプ
とを配置したラインと、バルブを配置し一定の内圧に達
した前記ガス収容タンクから試料ガスを分析機器へ送る
ラインとより成ることを特徴とする。

また、■前記ガス採取ラインと、試料ガスをガス収容タ
ンクへ送るラインと、ガス収容タンク内を真空引きする
真空ポンプを配置したラインと、ガス収容タンクから試
料ガスを分析機器へ送るラインとを、前記ポンプと真空
ポンプの駆動部を除き、恒温槽に収容したことを特徴と
する。

更に■ガス採取ラインと試料ガスをガス収容タンクへ送
るラインとガス収容タンク内を真空引きする真空ポンプ
を配置したラインとガス収容タンクから試料ガスを分析
機器へ送るライン等におけるすべての動作を演算処理装
置によりシーケンス制御することを特徴とする。

〔作　用〕

上記■、■、■による手段を、添付した第１図のライン
の記号を付して説明すると　次のように動作する。

先ず、スイッチボタンを押してスタート信号をｒＯＮＪ
とすると、ポンプが作動してガス取り入れ口よりガスが
ガス採取ラインＡに導入される。

また、ラインＤの真空ポンプも作動して、ガス収容球形
タンク内をほぼ真空とする。

次に、ガス収容球形タンク内がほぼ真空となると、排気
ガス採取準備が完了する。準備が完了した後、スタート
信号によりガス採取ラインＡの分岐部ａから排気ガスは
ラインＢを経由してガス収容タンクに採取収容される。

自動分析計からの準備完了信号を６１認した後、ガス収
容タンクの内圧により試料ガスを分析機器へ送るライン
Ｃを介して排気ガスを自動分析計に送り出す。

排気ガスを自動分析計に送り出したらこのラインＣＯガ
ス送りを停止して一回目の分析は終了し、必要なら次の
分析に入る。これらの動作は自動的に行われる。

〔実施例〕

以下、この発明の具体的実施例について図面を参照して
説明する。

第１図はこの発明にかかる定流量サンプリング装置の構
成部品とその流路配管図である。

この定流量サンプリング装置の主要な構成部品及びこれ
らの配管はステンレス製の恒温槽１に収納されるが、該
恒温槽１の内部は通常１２０°Ｃに保たれている（但し
、この温度は変更することが可能である）。

ガス人口２から導入される排気ガスはステンレス製のフ
ィルタ３（１０μ）とフィルタ４（２μ）でダスト除去
される。次にこの排気ガスは試料通過部分が加熱された
高温ポンプ５で吸引されキャピラリ７とバッファタンク
８と背圧調整弁９及びバイパス流量計１０を通りドレイ
ントラップ１１より外部へ排出される。このラインをガ
スラインＡとする。尚、ニードルバルブ６はポンプ流量
を調整するのに使用される。

ａ部はガスラインＡの分岐部となっており、該ａ部は前
記背圧調整弁９により１．０〜１．２ｋｇｆ／ｃｍ”に
加圧されている。この圧力は圧力計１２で監視するよう
にしである。また、前記ａ部の上流にあるキャピラリ７
と下流にあるバッファタンク８とはａ部でのポンプによ
る圧力の脈動を防止するためのものである。

次に、前記分岐部ａ部の下流にはエア弁１３と流量計１
４及びマスフローコントローラ１５とが配置され排気ガ
ス収容タンクであるステンレス製の球形タンク１６に接
続配管されている。このラインをガスラインＢとする。

尚、これは重要なことであるが、前記球形タンク１６を
球形としたのは採取されるサンプルガスの濃度を均一化
しやすくするためである。即ち、実験の結果、採取した
排気ガスを球形タンク１６に収容すれば内部空間のどこ
からサンプルガスを取出してもほぼ平均的濃度となるか
らである。また、該球形タンク１６内の圧力は圧力検出
器１７により内部圧力が検出されるようになっている。

前記球形タンク１６からは、エア弁１８とニドルバルブ
１９を介して該球形タンク１６内の排気ガスを自動分析
機器（自動ガスクロマトグラフ、具体的には計量バルブ
）へ送り出す。このラインをガスラインＣとする。

更に、前記球形タンク１６からは、エア弁２０を介して
真空ポンプ２１により該球形タンク１６内のガスを排出
するためのラインがある。このラインをガスラインＤと
する。

次に、前記分岐部ａ部の下流のガスラインＡのバッファ
タンク８の前の管路とガスラインＣのエア弁１８とニー
ドルバルブ１９との間の管路とはエア弁２２を配置した
管路で連結されている。このラインをバイパスラインＥ
とする。また、ガスラインＢのエア弁１３と流量計１４
との間の管路にはエア弁２３を配置した管路に点検用ガ
ス人口２４が配置されている。

尚、前記ガスラインＡのフィルタ４とキャピラリ７との
管路途中に別途エア弁２５と２６を配置して配管された
ラインは前記恒温槽１の内部の管路をパージするための
ラインである。このラインをバージラインＦとする。

この発明にかかる定流量サンプリング装置の主要部は以
上のような構成になっており、この装置は演算処理装置
（ＣＰＵ）によるシーケンス制御により自動的に作動さ
せる。次に、排気ガスのサンプリングから自動分析終了
までのその作用について第３図のフローチャート図を参
照して説明する。

（１）先ず、スイッチボタンを押してスタート信号をｒ
ＯＮＪとすると、エア弁２０が「開」となり、高温ポン
プ５が作動し、更に真空ポンプ２１が作動して、球形タ
ンク１６内をｌ　ｓ＋ｍＨｇ以下まで吸引して内部ガス
を排出する（■、■、■）。

（２）球形タンク１６内がｌ　ｍｍＨｇ以下になると、
エア弁２０が「閉」となる。また、排気ガスはガスライ
ンＡを約１．０〜１．５１／ｍｉｎで流れる。そして排
気ガス採取準備完了の信号が「ＯＮ」となる（■）。

（３）排気ガスを採取する時にはサンプリングスタート
信号によりエア弁１３が「開」となり、任意の時間（モ
ード運転の運転時間）で排気ガスが前記球形タンク１６
に採取される（■、■）。このときの流量と時間の関係
の例は第２図に示すような関係になっている。即ち、採
取時間を１０分間にしたい場合は流量を２００ｍ１／ｍ
ｉｎにすれば良く、採取時間を２０分にしたい場合は１
００ｍ１／ｍｉｎにすレバ良い。採取流量はマスフロー
コントローラ１５で決定してサンプリング時間を決めれ
ば良い。

なお、このとき球形タンク１６内の圧力が０．６〜０．
８ｋｇｆ／ｃｍ”でサンプリングが終了するように設定
し、サンプリングが完了すればエア弁１３は「閉」とな
り、圧力の上・下限警報装置もｒＯＦＦ」となる。球形
タンク１６内圧力に異常があればサンプリング異常警報
が「ＯＮ」となり、そこで試料の採取は停止される（■
、■、■、［相］、■、■）。

（４）自動分析計からの準備完了信号を確認した後、エ
ア弁１８を「開」として、球形タンク１６の内圧により
排気ガスを自動分析計に送り出す（■、０、■）。

（５）排気ガスを自動分析計に送り出したらエア弁１８
を「閉」として−回目の分析は終了しく［相］）、必要
なら次の分析に入る。

以上の操作は自動的に行われる。

次の「表１」はモード運転時のメタノール自動車排気ガ
ス中の吸着性ガスをこの発明にかかる装置でサンプリン
グして測定した値と米国のＦｅｄｅｒａＩ　Ｒｅｇｉｓ
ｔｅｒで規定された方法による測定値との比較を示す。

両方法は１０％以内で実用上問題のない程度に一敗して
いる。

実験に使用した供試エンジンは水冷４気筒、排気量２．
０ＯＯｃｃ、燃料はＭＢ２である。

以下余白表１（単位：ｐｐｍ）この発明では上記したように、装置内に点検用ガス人口
２４と球形タンク１６のバイパスラインＥが設けられて
おり、標準ガスによるサンプリング装置内の校正や直接
サンプルを自動分析計に流して、サンプルガスの瞬時値
を求めることも出来る。そして測定終了後は装置内部へ
の試料ガスの吸着を除去するため恒温槽１を１８０°Ｃ
に上げてサンプリング用管路全体を清浄な空気でパージ
ラインＦによりパージすることが出来るようになってい
る。

この発明の一実施例は以上のようであるが、更に変形実
施例も可能である。例えば、各部の設定圧力、流量、温
度等は勿論変更しても良い。サンプルガス捕集用のタン
クは球形タンク１６としたが、内部をなるべく均一濃度
とするような攪拌装置を設ければ他の形状であっても良
い。尚、この定流量サンプリング装置は自動車の排気ガ
スをサンプリングし分析装置へ送るためだけでなく、他
のガスのサンプリングにも使用することが出来ることは
勿論である。

［発明の効果］この発明にかかる定流量サンプリング装置は以上詳述し
たような構成としたので、従来正確に分析出来なかった
吸着性の高い排気ガスを再現性よく自動分析することが
出来る。特に、モード運転に対応した平均サンプリング
を精度良く行うことが出来る。また、従来長時間かかっ
ていた吸着性ガスのサンプリングを短時間で簡単に行う
ことが出来るし、この装置によれば排気ガスの全自動分
析を短時間に繰り返して行うことが出来るなど従来にな
い優れた特有の効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明にかかる定流量サンプリング装置の構
成部品とその流路配管図、第２図は排気ガスを採取する
時の採取流量と採取時間の関係の例を示す図、第３図は
排気ガスのサンプリングから自動分析終了までのフロー
チャート図、第４図は従来の自動車排気ガスの分析法で
あるＣＶＳ法を用いる時の装置の概要を示す図である。１・・・恒温槽　２−・・排気ガス人口　５−・−ポン
プ７・・・キャピラリ　８−・バッファタンク９・・・
背圧調整弁　１０．１４−・流量計１２−圧力計　１３
．１８．２０・・・エア弁１５・−マスフローコントロ
ーラ１６−・球形タンク　１７−・・圧力検出器２１−・・
真空ポンプ　２４−点検用ガス入口出願人　株式会社　
島　津　製　作　所代理人　弁理士　河　崎　眞　樹第２図採気時間（分）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）分岐部を有しガス流量調整弁と該分岐部の背圧を
調整する背圧調整弁及びポンプを配置したガス採取ライ
ンと、マスフローコントローラを配置し前記ガス採取ラ
インの分岐部から採取した試料ガスをガス収容タンクへ
送るラインと、前記ガス収容タンク内の圧力を検出する
圧力検出器と該ガス収容タンク内を真空引きする真空ポ
ンプとを配置したラインと、エア弁を配置し一定の内圧
に達した前記ガス収容タンクから試料ガスを分析機器へ
送るラインとより成る定流量ガスサンプリング装置。
（２）ガス採取ラインと、試料ガスをガス収容タンクへ
送るラインと、ガス収容タンク内を真空引きする真空ポ
ンプを配置したラインと、ガス収容タンクから試料ガス
を分析機器へ送るラインとを、前記ポンプと真空ポンプ
の駆動部を除き、恒温槽に収容した請求項第１項記載の
定流量ガスサンプリング装置。
（３）ガス採取ラインと試料ガスをガス収容タンクへ送
るラインとガス収容タンク内を真空引きする真空ポンプ
を配置したラインとガス収容タンクから試料ガスを分析
機器へ送るライン等におけるすべての動作を演算処理装
置によりシーケンス制御することを特徴とする請求項第
１項若しくは第２項記載の定流量ガスサンプリング装置
。