JPH04331352A - Particulate analysis device - Google Patents

Particulate analysis device

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JPH04331352A
JPH04331352A JP13063791A JP13063791A JPH04331352A JP H04331352 A JPH04331352 A JP H04331352A JP 13063791 A JP13063791 A JP 13063791A JP 13063791 A JP13063791 A JP 13063791A JP H04331352 A JPH04331352 A JP H04331352A
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JP
Japan
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exhaust gas
flow path
tape
sample
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP13063791A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroji Kamisaka
博二 上坂
Takeshi Yamada
毅 山田
Tokihiro Tsukamoto
塚本 時弘
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Horiba Ltd
Original Assignee
Horiba Ltd
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Publication date
Application filed by Horiba Ltd filed Critical Horiba Ltd
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Publication of JPH04331352A publication Critical patent/JPH04331352A/en
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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
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N15/00Investigating characteristics of particles; Investigating permeability, pore-volume or surface-area of porous materials
    • G01N15/06Investigating concentration of particle suspensions
    • G01N15/0606Investigating concentration of particle suspensions by collecting particles on a support
    • G01N15/0637Moving support
    • G01N15/0643Moving support of the filter type

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable a particulate analysis of a diesel engine exhaust gas to be performed automatically and continuously. CONSTITUTION:A taper-shaped filter 1 is passed continuously at a fixed speed in the order of a sample channel 5 which supplies a fixed flow of exhaust gas from a diesel engine and a heating combustion furnace 12 for combusting a particulate which is adhered to the filter 1 under O2 atmosphere. A combustion gas which is obtained by the heating combustion furnace 12 is analyzed continuously by an analysis meter 18 along with it. The sample channel 5 is constituted by setting an upstream side of a ductwork for sucking a fixed flow of air by a pump 8 to be a Venturi pipe 6 and then connecting a sample introduction pipe 7 which introduces one portion of exhaust gas from a diesel engine 4 to a throat portion 6a of the Venturi pipe 6 for supplying a fixed flow of exhaust gas.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン排
気ガス中のパーティキュレート(すす等の微粒子状物質
)を定量分析するパーティキュレート分析装置に関する
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a particulate analyzer for quantitatively analyzing particulate matter (fine particulate matter such as soot) in diesel engine exhaust gas.

【0002】0002

【従来の技術】ディーゼルエンジン排気ガス中のパーテ
ィキュレートの測定方法としては、図3に示すように、
ディーゼルエンジン25から排出される高温排気ガスを
ダイリューショントンネル26等のガス流路中に定量供
給し、このダイリューショントンネル26の下流部から
分岐管27を経て一定流量導出される排気ガスに含まれ
るパーティキュレートを、分岐管27に介装した捕集フ
ィルタ29によって捕集し、そのフィルタ29を精密天
秤等で秤量してパーティキュレート捕集前のフィルタ2
9との重量差に基づき定量分析を行うフィルタ捕集法が
一般に知られている。
[Prior Art] As shown in Fig. 3, a method for measuring particulates in diesel engine exhaust gas is as follows.
High-temperature exhaust gas discharged from the diesel engine 25 is supplied in a fixed amount into a gas flow path such as a dilution tunnel 26, and the exhaust gas is led out at a constant flow rate from the downstream part of the dilution tunnel 26 via a branch pipe 27. The contained particulates are collected by a collection filter 29 interposed in the branch pipe 27, and the filter 29 is weighed using a precision balance or the like to remove the particulates from the filter 2 before collecting the particulates.
A filter collection method is generally known in which quantitative analysis is performed based on the weight difference with 9.

【0003】なお、上記ダイリューショントンネル26
は、その上流部から導入される排気ガスを、エアフィル
タ24を介して外部から導入される常温エアにより希釈
および冷却するためのトンネルである。このダイリュー
ショントンネル26の下流側には、一定流量Q0 の吸
引および排気を行うCVS(Constant Vol
ume Sampler )装置28が接続されている
[0003] Furthermore, the dilution tunnel 26
is a tunnel for diluting and cooling the exhaust gas introduced from the upstream part with normal temperature air introduced from the outside via the air filter 24. On the downstream side of this dilution tunnel 26, there is a CVS (Constant Vol.
ume Sampler) device 28 is connected.

【0004】このフィルタ捕集方法の場合、フィルタ2
9に吸着した水分が測定誤差として大きく影響するため
、フィルタ29中の水分のみを取り除く温度での加熱処
理が必要である。また、パーティキュレート中には通常
有機溶媒に溶解するsof(soluble orga
n−ic fraction)と称される揮発性HC成
分、ds(dry soot) と称されるC(すす)
成分、硫化塩(sulfate )等が含まれており、
sofは有機溶媒抽出、硫化塩は蒸留水またはイオンク
ロマト用溶離液によって抽出測定しなければならない。 そのため、上記方法では、全測定を完了するのに数時間
を要すると共に、作業自体に高度の熟練が要求され、分
析結果に個人差が生じる。
In the case of this filter collection method, the filter 2
Since the moisture adsorbed in the filter 29 has a large effect on measurement errors, heat treatment at a temperature that removes only the moisture in the filter 29 is required. In addition, particulates usually contain sof (soluble organ), which is dissolved in organic solvents.
Volatile HC component called n-ic fraction), C (soot) called ds (dry soot)
Contains ingredients such as sulfate,
Sof must be measured by organic solvent extraction, and sulfide salts must be extracted and measured using distilled water or an eluent for ion chromatography. Therefore, in the above method, it takes several hours to complete all measurements, and the work itself requires a high level of skill, resulting in individual differences in analysis results.

【0005】そこで、これに代わる方法として、ディー
ゼルエンジンからの排気ガスが定量供給される流路に設
置されて排気ガス中のパーティキュレートを捕集したフ
ィルタ29を、図4に示すように、加熱炉30内で段階
的に昇温加熱して前記パーティキュレート中のHC,C
,Sを燃焼させ、その燃焼ガスを酸化触媒31に接触さ
せた後、分析計32に導いて分析する方法が提案されて
いる。 図4において、分析計32で検出された燃焼ガスの検出
信号は、プリアンプ33で増幅されて演算部34に入力
され、その入力信号に基づきパーティキュレート中のH
C,C,Sの重量が演算部34で演算される。この方法
の場合、フィルタ設置後の処理を自動化できるので、測
定の所要時間を短縮化でき、分析結果の個人差もある程
度解消できる。
Therefore, as an alternative method, as shown in FIG. 4, a filter 29 installed in a flow path through which exhaust gas from a diesel engine is supplied in a fixed amount to collect particulates in the exhaust gas is heated. HC and C in the particulates are heated stepwise in a furnace 30.
, S is combusted, the combustion gas is brought into contact with an oxidation catalyst 31, and then introduced into an analyzer 32 for analysis. In FIG. 4, a combustion gas detection signal detected by an analyzer 32 is amplified by a preamplifier 33 and inputted to an arithmetic unit 34, and based on the input signal, H
The weights of C, C, and S are calculated by the calculating section 34. In the case of this method, since the processing after filter installation can be automated, the time required for measurement can be shortened, and individual differences in analysis results can be eliminated to some extent.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記方法の場
合でも、パーティキュレート捕集後のフィルタ29を、
排気ガス流路から取り出して加熱炉30に設置するとい
った作業は人手によって行う必要がある。このため、そ
の作業の途中でフィルタ29にパーティキュレート以外
の不純物が付着する可能性が非常に高く、その不純物が
分析結果の誤差要因となるという問題点があった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, even in the case of the above method, the filter 29 after collecting particulates is
The work of taking it out from the exhaust gas flow path and installing it in the heating furnace 30 needs to be done manually. Therefore, there is a very high possibility that impurities other than particulates will adhere to the filter 29 during the process, and there is a problem in that these impurities will cause errors in the analysis results.

【0007】また、各測定時点ごとにフィルタの設置作
業を行わなければならないので、ディーゼルエンジンか
ら排出される排気ガスに対して連続的に測定することが
できないという問題点も有する。さらに、この方法の場
合にも人手による作業が介在するので、分析結果に個人
差が生じるのを回避できないという問題点も残る。
[0007] Furthermore, since the filter must be installed at each measurement point, there is also the problem that continuous measurement of exhaust gas emitted from a diesel engine is not possible. Furthermore, since this method also involves manual work, there remains the problem that individual differences in analysis results cannot be avoided.

【0008】上記の従来欠点に鑑み、本発明は、個人差
や不純物などの誤差要因が介在せず、自動的かつ連続的
に測定できるパーティキュレート分析装置を提供せんと
するものである。
In view of the above-mentioned conventional drawbacks, the present invention aims to provide a particulate analyzer that can perform automatic and continuous measurement without intervening error factors such as individual differences and impurities.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、エアを導入するベンチュリ管を上流部
に設け、このベンチュリ管のスロート部にディーゼルエ
ンジンからの排気ガスの一部を導入するサンプル導入管
を接続して、エアによる希釈排気ガスをポンプで吸引し
定流量供給するようにしたサンプル流路と、このサンプ
ル流路の途中を連続的に横切るように一定速度で繰り出
され排気ガス中のパーティキュレートを捕集するテープ
状フィルタと、前記サンプル流路を横切ってきたテープ
状フィルタを連続的に前記繰り出し速度と同じ速度で通
過させながら加熱して、捕集されたパーティキュレート
中のHC,C,Sを燃焼させる加熱燃焼炉と、この加熱
燃焼炉による燃焼ガスを分析する分析計とを備えたこと
を特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a venturi pipe for introducing air into the upstream part, and a part of the exhaust gas from the diesel engine is delivered to the throat part of the venturi pipe. A sample flow path is connected to the sample introduction tube that introduces the sample, and the exhaust gas diluted with air is sucked in by a pump and supplied at a constant flow rate. A tape-shaped filter that collects particulates in the exhaust gas and a tape-shaped filter that has crossed the sample flow path are heated while being passed through the tape-shaped filter continuously at the same speed as the feeding speed to collect the collected particles. It is characterized by being equipped with a heating combustion furnace that burns the HC, C, and S in the curate, and an analyzer that analyzes the combustion gas produced by this heating combustion furnace.

【0010】0010

【作用】上記の構成によれば、テープ状フィルタを排気
ガスの供給部であるサンプル流路から加熱燃焼炉へと定
速移動させることによって、パーティキュレートの定量
分析を連続的に行うことができ、人手によるフィルタの
設置などの作業を省力化できる。サンプル流路には、そ
のベンチュリ管からのエアの導入に伴って、ベンチュリ
管のスロート部に接続されたサンプル導入管からディー
ゼルエンジンの排気ガスの一部が導入されるので、凹凸
の少ない流路を通じて排気ガスの一部を定流量供給でき
、流路の途中でパーティキュレートの一部が捕捉される
のを抑えることができる。
[Operation] According to the above configuration, quantitative analysis of particulates can be continuously performed by moving the tape filter at a constant speed from the sample channel, which is the exhaust gas supply section, to the heating combustion furnace. , it can save labor such as manual installation of filters. As air is introduced from the venturi tube into the sample flow path, a portion of the diesel engine exhaust gas is introduced from the sample introduction tube connected to the throat of the venturi tube, creating a flow path with less unevenness. A part of the exhaust gas can be supplied at a constant flow rate through the flow path, and part of the particulates can be prevented from being captured in the middle of the flow path.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本発明に係るパーティキュレート分析装置
の構成を概略的に示す模式図である。同図において、テ
ープ状フィルタ1はディーゼルエンジン4から排出され
る排気ガス中のパーティキュレートを捕集するためのも
のであり、例えば石英繊維からなり、予め巻き付けられ
ているローダ側ロール2から一定速度で繰り出されてア
ンローダ側ロール3へと巻き取られる。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be explained based on the drawings. FIG. 1 is a schematic diagram schematically showing the configuration of a particulate analyzer according to the present invention. In the figure, a tape-shaped filter 1 is used to collect particulates in exhaust gas discharged from a diesel engine 4, and is made of, for example, quartz fiber, and is filtered at a constant speed from a loader-side roll 2 that has been wound in advance. It is fed out and wound onto the unloader side roll 3.

【0012】上記テープ状フィルタ1の移動経路の途中
には、ディーゼルエンジン4から排出される排気ガスの
一部を、テープ状フィルタ1に定量供給するサンプル流
路5が、テープ状フィルタ1と交差するように配置され
ている。
In the middle of the moving path of the tape-shaped filter 1, a sample flow path 5 that supplies a fixed amount of part of the exhaust gas discharged from the diesel engine 4 to the tape-shaped filter 1 intersects with the tape-shaped filter 1. It is arranged so that

【0013】このサンプル流路5の上流側は、その一端
が図示しないエアフィルタ等を介して外気に開放された
ベンチュリ管6からなり、ベンチュリ管6のスロート部
6aにはディーゼルエンジン4からの排気ガスの一部を
導入するサンプル導入管7が接続されている。なお、こ
れらの部材は、静電気を帯びない、例えばステンレスス
チール等の金属材料で構成することが望ましい。
The upstream side of the sample flow path 5 consists of a venturi tube 6, one end of which is open to the outside air via an air filter (not shown), etc., and the throat portion 6a of the venturi tube 6 is connected to the exhaust gas from the diesel engine 4. A sample introduction tube 7 is connected to introduce a part of the gas. Note that these members are desirably made of a metal material, such as stainless steel, that does not carry static electricity.

【0014】また、サンプル流路5の、テープ状フィル
タ1との交差部よりも下流側には吸引ポンプ8が設けら
れ、ベンチュリ管6から取り込まれるエアと、サンプル
導入管7から導入される排気ガスと、後述するパージエ
アの一部とを混合したガスが吸引ポンプ8によって吸引
排気される。
In addition, a suction pump 8 is provided downstream of the intersection of the sample channel 5 with the tape-shaped filter 1, and a suction pump 8 is provided to collect air taken in from the Venturi tube 6 and exhaust gas introduced from the sample introduction tube 7. A mixture of gas and a portion of purge air, which will be described later, is sucked and exhausted by the suction pump 8 .

【0015】さらに、サンプル流路5の、テープ状フィ
ルタ1との交差部とベンチュリ管6との間には、サンプ
ル導入管7から導入される排気ガスをベンチュリ管6か
ら取り込まれるエアで希釈・冷却するための希釈トンネ
ル9が介装されている。
Furthermore, between the intersection of the sample channel 5 with the tape-shaped filter 1 and the Venturi tube 6, the exhaust gas introduced from the sample introduction tube 7 is diluted with air taken in from the Venturi tube 6. A dilution tunnel 9 for cooling is provided.

【0016】サンプル流路5のテープ状フィルタ1との
交差部では、サンプル流路5を横切ってテープ状フィル
タ1の移動が可能となるように、サンプル流路5は分断
されている。
At the intersection of the sample flow path 5 with the tape-shaped filter 1, the sample flow path 5 is divided so that the tape-shaped filter 1 can be moved across the sample flow path 5.

【0017】この分断部分から排気ガスが流路外に漏出
しないように、サンプル流路5の分断部分はシール用空
室10で取り囲まれている。この空室10には、テープ
状フィルタ1の通過を許容する入口10aおよび出口1
0bと、排気ガスの漏出を阻止するエアカーテンとなる
パージエアを導入するためのエア導入口10cとが設け
られている。なお、エアカーテンによるシール部は、極
力沿面距離を長くし、テープ状フィルタ1の通過を許容
するギャップを可能な限り狭く(テープ状フィルタ1の
厚みの1.1 〜1.5 倍程度)することが望ましい
The divided portion of the sample flow path 5 is surrounded by a sealing chamber 10 to prevent exhaust gas from leaking out of the flow path from this divided portion. This empty chamber 10 includes an inlet 10a and an outlet 10a through which the tape-shaped filter 1 passes.
0b, and an air introduction port 10c for introducing purge air that serves as an air curtain to prevent leakage of exhaust gas. In addition, the creepage distance of the air curtain seal should be as long as possible, and the gap that allows the tape-shaped filter 1 to pass should be made as narrow as possible (approximately 1.1 to 1.5 times the thickness of the tape-shaped filter 1). This is desirable.

【0018】シール用空室10のエア導入口10cから
導入されるパージエアの供給流量Qp1は、シール用空
室5内において当該パージエアの圧力がサンプル流路5
内のガスの圧力を上回るように、つまりサンプル流路5
のガスが空室10に漏出しないように定められる。
The supply flow rate Qp1 of the purge air introduced from the air inlet port 10c of the sealing chamber 10 is such that the pressure of the purge air in the sealing chamber 5 reaches the sample flow path 5.
in order to exceed the pressure of the gas in the sample flow path 5.
is determined so that no gas leaks into the empty space 10.

【0019】また、サンプル流路5の下流側の吸引ポン
プ8による排気流量Qb は一定となるように定められ
る。すなわち、ディーゼルエンジンからサンプル流路5
に供給される希釈排気ガスの一定流量をQs とした場
合、吸引ポンプ8による排気流量Qb は、Qb =Q
s +ΔQp1 となる。ただし、ΔQp1は、パージエアのうちサンプ
ル流路5内に流入する流量(一定)を表す。
Furthermore, the exhaust flow rate Qb by the suction pump 8 on the downstream side of the sample channel 5 is determined to be constant. That is, from the diesel engine to the sample flow path 5
When the constant flow rate of the diluted exhaust gas supplied to is Qs, the exhaust flow rate Qb by the suction pump 8 is Qb = Q
s + ΔQp1. However, ΔQp1 represents the flow rate (constant) of the purge air flowing into the sample flow path 5.

【0020】テープ状フィルタ1の移動経路の、前記サ
ンプル流路5交差部よりも下手側の途中には、パージ部
11が配置される。このパージ部11は、テープ状フィ
ルタ1にN2 やボンベエア等CO,CO2 ,HCの
不純物が少ないガスを吹きつけて、テープ状フィルタ1
で捕集された物質のうちから、パーティキュレート以外
の物質であるCO,CO2 ,HC等のガス成分と、フ
ィルタ1に吸着されている水分とを取り除くためのもの
である。
A purge section 11 is disposed in the middle of the moving path of the tape-shaped filter 1 on the downstream side of the intersection of the sample flow paths 5. The purge section 11 blows a gas containing few impurities such as CO, CO2, and HC such as N2 or cylinder air onto the tape-shaped filter 1.
This is to remove gaseous components other than particulates such as CO, CO2, and HC from the collected substances, as well as moisture adsorbed on the filter 1.

【0021】さらに、テープ状フィルタ1の移動経路の
、前記パージ部11よりも下手側の途中には、テープ状
フィルタ1の通過を許容してフィルタ1を加熱する加熱
燃焼炉12が配置される。この加熱燃焼炉12には、赤
外反射炉やCO2 レーザ等からなる加熱源13からの
輻射熱を透過させる窓12aと、加熱燃焼炉12内にO
2 またはエアを担体ガスあるいはパージガスとして供
給するための給気口12b,12cが設けられている。 担体ガスは加熱燃焼炉12内をO2 雰囲気にするガス
であり、パージガスは加熱燃焼炉12のフィルタ出入口
をシールするガスである。
Furthermore, a heating combustion furnace 12 is disposed in the movement path of the tape-shaped filter 1 on the downstream side of the purge section 11 to allow the tape-shaped filter 1 to pass therethrough and heat the filter 1. . This heating combustion furnace 12 includes a window 12a that transmits radiant heat from a heating source 13 such as an infrared reverberating furnace or a CO2 laser, and an O2 inside the heating combustion furnace 12.
2 or air supply ports 12b and 12c for supplying air as carrier gas or purge gas are provided. The carrier gas is a gas that creates an O2 atmosphere inside the heating combustion furnace 12, and the purge gas is a gas that seals the filter entrance and exit of the heating combustion furnace 12.

【0022】また、加熱燃焼炉12の、テープ状フィル
タ1通過部を挟んで上記給気口12b,12cと対向す
る側には、加熱燃焼炉12で生成される燃焼ガスを吸引
する吸気路14が接続されている。この吸気路14の途
中には、酸化触媒部15が介装されている。この酸化触
媒部15は、例えばアルミナ担体に白金をコーティング
した酸化触媒を石英管内に充填したものからなり、その
内部は約 600〜800 ℃程度に加熱されている。
Further, on the side of the heating combustion furnace 12 facing the above-mentioned air supply ports 12b and 12c with the tape-shaped filter 1 passing portion in between, there is an air intake passage 14 for sucking the combustion gas generated in the heating combustion furnace 12. is connected. An oxidation catalyst section 15 is interposed in the middle of this intake passage 14. The oxidation catalyst section 15 is made of, for example, a quartz tube filled with an oxidation catalyst made of an alumina carrier coated with platinum, and the inside thereof is heated to about 600 to 800 degrees Celsius.

【0023】吸気路14の下流側には、定量採取用のC
VS装置16と吸引ポンプ17とが接続されていて、こ
れにより加熱燃焼炉12中から吸気路14を経て一定流
量Qm の燃焼ガスが採取される。例えば、加熱燃焼炉
12の給気口12bから一定流量Qc の担体ガスが、
また給気口12cから一定流量Qp2のパージガスが炉
内に供給されるものとすると、加熱燃焼炉8から採取さ
れる燃焼ガスの流量Qm は、 Qm =Qc +ΔQp2 となる。ただし、ΔQp2は、炉内に供給されるパージ
ガスのうち吸気路10に流入する流量(一定)を表す。
[0023] On the downstream side of the intake passage 14, there is a C for quantitative sampling.
A VS device 16 and a suction pump 17 are connected, whereby a constant flow rate Qm of combustion gas is sampled from the heating combustion furnace 12 through the intake passage 14. For example, a constant flow rate Qc of carrier gas is supplied from the air supply port 12b of the heating combustion furnace 12,
Further, assuming that a constant flow rate Qp2 of purge gas is supplied into the furnace from the air supply port 12c, the flow rate Qm of the combustion gas collected from the heating combustion furnace 8 is Qm = Qc + ΔQp2. However, ΔQp2 represents the flow rate (constant) of the purge gas supplied into the furnace flowing into the intake passage 10.

【0024】吸引ポンプ17の下流側には、採取された
燃焼ガスの成分濃度を検出するための例えば非分散型赤
外線ガス分析計(以下、NDIRと呼ぶ)18が設けら
れる。このNDIR18は、例えばH2 O,CO2 
,SO2 等のガスを同時に検出するためのH2 O検
出器、CO2 検出器、SO2 検出器(図示せず)を
互いに光学的に直列または並列に配置して構成されてい
る。
On the downstream side of the suction pump 17, for example, a non-dispersive infrared gas analyzer (hereinafter referred to as NDIR) 18 is provided for detecting the component concentration of the sampled combustion gas. This NDIR18 is, for example, H2O, CO2
, SO2 and the like are optically arranged in series or parallel to each other.

【0025】NDIR18の次段には、NDIR18の
各検出器による検出信号をそれぞれ増幅するプリアンプ
19,20,21が接続され、さらにその次段には増幅
された各検出信号を入力して、これらの検出信号に基づ
き燃焼ガスH2 O,CO2 ,SO2 の各ガス濃度
をHC,C,Sの重量に換算する演算を行う演算回路2
2が接続されている。
Preamplifiers 19, 20, and 21 are connected to the next stage of the NDIR 18 to amplify the detection signals from the respective detectors of the NDIR 18, and the amplified detection signals are input to the next stage, and these amplified detection signals are input. an arithmetic circuit 2 that performs calculations to convert the concentrations of combustion gases H2O, CO2, and SO2 into the weights of HC, C, and S based on the detection signals of the
2 are connected.

【0026】次に、上記分析装置によるパーティキュレ
ートの定量分析動作について説明する。ローダ側ロール
2から繰り出されるテープ状フィルタ1は一定速度でア
ンローダ側ロール3へと巻き取られる。これにより、テ
ープ状フィルタ1は、サンプル流路5、パージ部11お
よび加熱燃焼炉12をこれらの配置順序にしたがって通
過する。サンプル流路5を横切るとき、ディーゼルエン
ジン4からサンプル流路5を経て供給されてくる定流量
Qs の希釈された排気ガスがテープ状フィルタ1を透
過する。その結果、テープ状フィルタ1に排気ガス中の
パーティキュレートが捕集される。
Next, the operation of quantitatively analyzing particulates by the above analyzer will be explained. The tape-shaped filter 1 unwound from the loader-side roll 2 is wound onto the unloader-side roll 3 at a constant speed. Thereby, the tape-shaped filter 1 passes through the sample channel 5, the purge section 11, and the heating combustion furnace 12 in the order in which they are arranged. When crossing the sample channel 5, a constant flow rate Qs of diluted exhaust gas supplied from the diesel engine 4 via the sample channel 5 passes through the tape filter 1. As a result, particulates in the exhaust gas are collected on the tape-shaped filter 1.

【0027】なお、サンプル流路5のベンチュリ管6で
は、その開放端から取り込まれる定流量エアに対して一
定割合の流量の排気ガスがサンプル導入管7を経てディ
ーゼルエンジン4から導入される。その結果、サンプル
流路5には、エアで希釈された一定流量Qs の排気ガ
スが供給されることになる。図2は、上記ベンチュリ管
6の開放端から取り込まれるエア流量と、サンプル導入
管7から導入される排気ガスのサンプル流量との対比関
係を示すグラフであり、その関係曲線はベンチュリ管6
や、そのスロート部6aに接続されるサンプル導入管7
の構造・寸法を変えることによって、曲線(イ),(ロ
),(ハ)のように任意に設定することができる。
In the venturi tube 6 of the sample flow path 5, exhaust gas is introduced from the diesel engine 4 via the sample introduction tube 7 at a constant flow rate relative to the constant flow rate of air taken in from its open end. As a result, the sample channel 5 is supplied with exhaust gas diluted with air at a constant flow rate Qs. FIG. 2 is a graph showing a comparative relationship between the air flow rate taken in from the open end of the venturi tube 6 and the sample flow rate of exhaust gas introduced from the sample introduction tube 7, and the relationship curve is
and a sample introduction tube 7 connected to its throat portion 6a.
By changing the structure and dimensions of the curves, curves (A), (B), and (C) can be arbitrarily set.

【0028】上記エア流量と、排気ガスのサンプル流量
との比は、実施例のようにディーゼルエンジン4から排
出された排気ガスを直接サンプリングする場合には、1
0:1程度とするのが望ましい。また、ディーゼルエン
ジン4からの排気ガスの全量を、例えば図3で示したよ
うなダイリューショントンネル26で希釈した後、サン
プリングする場合には、2:1ないし3:1程度とする
のが望ましい。
[0028] When the exhaust gas discharged from the diesel engine 4 is directly sampled as in the embodiment, the ratio between the air flow rate and the exhaust gas sample flow rate is 1.
It is desirable that the ratio be about 0:1. Further, when sampling the entire amount of exhaust gas from the diesel engine 4 after diluting it in the dilution tunnel 26 as shown in FIG. .

【0029】なお、サンプル流路5としては、吸引ポン
プ、定圧レギュレータ、キャピラリ等を接続して構成し
たり、流路にニードルバルブ、流量検出器を設け、流量
検出器が検出する流量に応じてポンプの回転数やニード
ルバルブの開度をコントローラで制御することによって
定流量供給するといった構成のものが一般的である。
The sample flow path 5 may be configured by connecting a suction pump, a constant pressure regulator, a capillary, etc., or may be provided with a needle valve and a flow rate detector in the flow path, and the sample flow path may be configured by connecting a suction pump, a constant pressure regulator, a capillary, etc. A common configuration is to supply a constant flow rate by controlling the rotation speed of the pump and the opening degree of the needle valve with a controller.

【0030】ちなみに、上記サンプル流路5として、こ
のような一般的な構成のものを採用した場合には、流路
に凹凸が多いので、その凹凸部に排気ガス中のパーティ
キュレートの一部が捕捉されてしまい、測定精度を低下
させる一因となるという不具合が生じる。これに対して
、実施例のサンプル流路5の構成では、流路の凹凸部が
少なくなるので、パーティキュレートが途中で捕捉され
るのを充分回避できる。
Incidentally, when such a general configuration is adopted as the sample flow path 5, since the flow path has many unevenness, some of the particulates in the exhaust gas are trapped in the unevenness. This causes a problem in that it is captured and becomes a factor in reducing measurement accuracy. On the other hand, in the configuration of the sample flow path 5 of the embodiment, since the unevenness of the flow path is reduced, trapping of particulates on the way can be sufficiently avoided.

【0031】また、この実施例では、ベンチュリ管6の
下流部に設けられた希釈トンネル9によって排気ガスが
希釈・冷却されるので、図3で示したディーゼルエンジ
ン25からの排気ガスの全量をダイリューショントンネ
ル26で希釈・冷却する場合の分析データとの間に相関
のある分析結果を得ることができる。
Furthermore, in this embodiment, since the exhaust gas is diluted and cooled by the dilution tunnel 9 provided downstream of the venturi tube 6, the entire amount of exhaust gas from the diesel engine 25 shown in FIG. 3 is diluted and cooled. It is possible to obtain analysis results that are correlated with analysis data obtained when diluting and cooling in the solution tunnel 26.

【0032】さて、パーティキュレートを捕集したテー
プ状フィルタ1がサンプル流路5との交差部を過ぎてパ
ージ部11に差し掛かると、テープ状フィルタ1に対し
てN2 などのガスが吹きつけられ、これによってテー
プ状フィルタ1に捕集された物質のうちから、パーティ
キュレート以外の物質であるCO,CO2 ,HC等の
ガス成分と、フィルタ1に吸着されている水分とが除去
される。
Now, when the tape-shaped filter 1 that has collected particulates passes the intersection with the sample flow path 5 and approaches the purge section 11, a gas such as N2 is blown against the tape-shaped filter 1. As a result, gas components such as CO, CO2, and HC, which are substances other than particulates, and moisture adsorbed on the filter 1 are removed from the substances collected on the tape-shaped filter 1.

【0033】次に、加熱燃焼炉8に差し掛かると、テー
プ状フィルタ1はO2 雰囲気中で加熱される。これに
より、テープ状フィルタ1に付着しているパーティキュ
レートが燃焼し、CO2 ,H2 O,SO2 などの
燃焼ガスに変化する。この燃焼ガスは吸気路14に吸引
され、酸化触媒部15を経てNDIR18へと定流量供
給される。その燃焼ガスの中に、加熱燃焼炉12で不完
全燃焼であったCO,HCが含まれる場合でも、これら
のガスは途中の酸化触媒部15において完全燃焼しCO
2 ,H2 Oとなる。
Next, when entering the heating combustion furnace 8, the tape-shaped filter 1 is heated in an O2 atmosphere. As a result, the particulates adhering to the tape-shaped filter 1 are combusted and changed into combustion gases such as CO2, H2O, and SO2. This combustion gas is sucked into the intake passage 14, and is supplied in a constant amount to the NDIR 18 via the oxidation catalyst section 15. Even if the combustion gas contains CO and HC that were incompletely combusted in the heating combustion furnace 12, these gases are completely combusted in the oxidation catalyst section 15 midway and become CO.
2, H2O.

【0034】酸化触媒部15を経て完全にCO2 ,H
2 O,SO2 となった各燃焼ガスは、NDIR18
の各検出器によってそれぞれ検出される。その検出信号
はそれぞれ対応するプリアンプ19,20,21で増幅
されて演算回路22に入力され、ここでHC,C,Sの
重量(mg)に換算される。
[0034] CO2 and H are completely removed through the oxidation catalyst section 15.
Each combustion gas that has become 2 O, SO2 has an NDIR of 18
are detected by each detector. The detection signals are amplified by the corresponding preamplifiers 19, 20, and 21 and input to the arithmetic circuit 22, where they are converted into the weights (mg) of HC, C, and S.

【0035】ところで、テープ状フィルタ1がサンプル
流路5を横切ってから、加熱燃焼炉12を通過するまで
の所要時間をtとすると、演算回路22で得られるパー
ティキュレートの分析結果は、その分析時点よりも時間
tだけ前に遡った時点にサンプル流路5に供給された排
気ガスに対するデータとなる。すなわち、この場合、分
析結果には時間tだけの遅れが生じる。そこで、分析結
果を解析する場合には、この時間遅れを考慮して分析デ
ータと排気ガスとを対応付ければよい。
By the way, if the time required for the tape-shaped filter 1 to cross the sample channel 5 until it passes through the heating and combustion furnace 12 is t, then the analysis result of the particulates obtained by the arithmetic circuit 22 is as follows. The data corresponds to the exhaust gas that was supplied to the sample flow path 5 at a time t before the current time. That is, in this case, the analysis result is delayed by the time t. Therefore, when analyzing the analysis results, it is only necessary to take this time delay into consideration and associate the analysis data with the exhaust gas.

【0036】なお、本実施例では、分析計として非分散
型赤外線ガス分析計(NDIR)18を用いた場合につ
いて説明したが、これに限らず、例えば熱伝導度型分析
計(TCD)等を用いてもよい。
In this embodiment, the case where a non-dispersive infrared gas analyzer (NDIR) 18 is used as the analyzer has been explained, but the present invention is not limited to this, and for example, a thermal conductivity analyzer (TCD) or the like can be used. May be used.

【0037】[0037]

【発明の効果】本発明は、上述した構成より成り、テー
プ状フィルタを、ディーゼルエンジンからの排気ガスを
定流量供給するサンプル流路、およびフィルタに付着し
たパーティキュレートをO2 雰囲気下で燃焼させる加
熱燃焼炉のそれぞれに、これらの順序で一定速度により
通過させ、加熱燃焼炉での燃焼ガスを分析計で分析する
ようにしているので、フィルタの設置等の人手による作
業が不要で、自動的かつ連続的な測定が可能となる。ま
た、サンプル流路は、そのベンチュリ管からのエアの定
流量吸引に伴って、ベンチュリ管のスロート部に接続さ
れたサンプル導入管からディーゼルエンジンの排気ガス
の一部を一定流量導入するようにしているので、凹凸の
少ない流路を通じて排気ガスの一部を定流量供給でき、
流路の途中でパーティキュレートの一部が捕捉されてし
まうことがなく、精度の高い測定が可能となる。
Effects of the Invention The present invention has the above-mentioned configuration, and includes a sample flow path that supplies a constant flow of exhaust gas from a diesel engine to a tape-shaped filter, and heating for burning particulates attached to the filter in an O2 atmosphere. The combustion gas is passed through each combustion furnace in this order at a constant speed, and the combustion gas in the heating combustion furnace is analyzed by an analyzer, so there is no need for manual work such as installing filters, and the process is automatic and efficient. Continuous measurement becomes possible. In addition, the sample flow path is designed so that as a constant flow rate of air is sucked from the Venturi tube, a portion of the diesel engine exhaust gas is introduced at a constant flow rate from the sample introduction tube connected to the throat of the Venturi tube. Because of this, a part of the exhaust gas can be supplied at a constant flow rate through a flow path with few irregularities.
Particulates are not trapped in the middle of the flow path, allowing highly accurate measurement.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明の実施例のパーティキュレート分析装置
の概要を模式的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the outline of a particulate analyzer according to an embodiment of the present invention.

【図2】実施例のパーティキュレート分析装置のサンプ
ル流路に供給されるエア流量と排気ガスのサンプル流量
との対比関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a comparative relationship between the air flow rate supplied to the sample flow path of the particulate analyzer of the example and the sample flow rate of exhaust gas.

【図3】フィルタでパーティキュレートを採取する従来
の装置の概要を模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically showing an outline of a conventional device for collecting particulates using a filter.

【図4】フィルタに捕集したパーティキュレートに基づ
きパーティキュレートの定量分析を行う測定系の一例を
模式的に示す図である。
FIG. 4 is a diagram schematically showing an example of a measurement system that performs quantitative analysis of particulates based on particulates collected by a filter.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…テープ状フィルタ、5…サンプル流路、6…ベンチ
ュリ管、6a…スロート部、7…サンプル導入管、8…
ポンプ、12…加熱燃焼炉、18…分析計。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1...Tape filter, 5...Sample channel, 6...Venturi tube, 6a...Throat part, 7...Sample introduction tube, 8...
Pump, 12... heating combustion furnace, 18... analyzer.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  エアを導入するベンチュリ管を上流部
に設け、このベンチュリ管のスロート部にディーゼルエ
ンジンからの排気ガスの一部を導入するサンプル導入管
を接続して、エアによる希釈排気ガスをポンプで吸引し
定流量供給するようにしたサンプル流路と、このサンプ
ル流路の途中を連続的に横切るように一定速度で繰り出
され排気ガス中のパーティキュレートを捕集するテープ
状フィルタと、前記サンプル流路を横切ってきたテープ
状フィルタを連続的に前記繰り出し速度と同じ速度で通
過させながら加熱して、捕集されたパーティキュレート
中のHC,C,Sを燃焼させる加熱燃焼炉と、この加熱
燃焼炉による燃焼ガスを分析する分析計とを備えたこと
を特徴とするパーティキュレート分析装置。
Claim 1: A venturi pipe for introducing air is provided at the upstream part, and a sample introduction pipe for introducing a part of the exhaust gas from the diesel engine is connected to the throat part of this venturi pipe, so that the exhaust gas diluted by the air is A sample flow path that is sucked by a pump and supplied with a constant flow rate; a tape-shaped filter that is fed out at a constant speed to continuously cross the sample flow path to collect particulates in the exhaust gas; a heating combustion furnace that burns HC, C, and S in the collected particulates by heating the tape-shaped filter that has crossed the sample flow path while continuously passing it at the same speed as the feeding speed; A particulate analyzer characterized by comprising an analyzer for analyzing combustion gas from a heating combustion furnace.
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