JPH0640053B2 - 排気ガス中の粒子状物質の測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は排気ガス中の粒子状物質の測定装置に係り、と
くにエンジンから排出される排気ガスの一部をダイリュ
ーショントンネルによって希釈してその中の粒子状物質
を測定する装置に係り、ディーゼルエンジンの排気ガス
の測定に用いて好適なものに関する。

〔発明の概要〕

本発明は、エンジンから排出される排気ガスの通路の抽
出位置に第１の絞り手段と調整弁とを設けるとともに、
排気ガス通路に接続された抽出管に第２の絞り手段を設
け、第１の絞り手段と第２の絞り手段に取付けられた２
つの差圧計の検出値が所定の関係を維持するように調整
弁を設定または制御するようにしたものであって、これ
によって抽出管を通して抽出される排気ガスの抽出比が
常に一定になるようにしたものである。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンの排気ガス中にはパティキュレート
等の粒子状物質が含まれている。このような物質をその
まま大気中に放出すると、大気汚染の原因になる。そこ
でディーゼルエンジンの排気ガス対策を行なうために、
排気ガス中に含まれる粒子状物質を測定することが試み
られている。この場合において排気ガスはダイリューシ
ョントンネルに導かれるとともに、このダイリューショ
ントンネルで希釈され、大気中に排気ガスが排出された
場合と同じ条件にして測定が行なわれるようにしてい
る。ところが排気ガスの全量をダイリューショントンネ
ルに導くようにすると、巨大なダイリューショントンネ
ルを必要とし、これによって測定装置が非常に大掛りに
なる。そこで排気ガスの一部を分流抽出し、抽出したガ
スをミニダイリューショントンネルによって希釈するこ
とにより、装置の小型化を図るようにしている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが従来のミニダイリューショントンネルを用いた
排気ガス中の粒子状物質の測定装置は、定常モード用に
開発されたものであって、過渡モード用にはなっていな
い。従って排気ガスの状態が時間とともに激しく変動す
るような場合には、エンジンから排出される排気ガスの
量と抽出される排気ガスの量との間の比例関係が成立し
なくなって抽出の精度が得られなくなり、これによって
測定結果に誤差を生ずることになる。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであっ
て、エンジンから排出される排気ガスの量が時間に対し
て変化する場合においても、常に一定の抽出比で排気ガ
スが抽出されるようにした測定装置を提供することを目
的とするものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、エンジンから排出される排気ガスの一部を抽
出してダイリューショントンネルに導き、該ダイリュー
ショントンネルで希釈するとともに、希釈されたガス中
から粒子状物質をフィルタ等によって捕捉して重量を測
定するようにした装置において、排気ガス通路の抽出位
置に第１の絞り手段と調整弁とを設けるとともに、前記
排気ガス通路に接続された抽出管に第２の絞り手段を設
け、前記第１の絞り手段および第２の絞り手段に取付け
られた２つの差圧計の検出値が所定の関係を維持するよ
うに、例えば２つの差圧計の検出値が互いに等しくなる
ように、前記調整弁を設定または制御するようにしたも
のである。

〔作用〕

従って本発明によれば、２つの差圧計の検出値に応じて
調整弁を制御することによって、排気ガスの抽出比を常
に一定に維持することが可能になり、排気ガスの排出量
が時間とともに移動する場合においても正確に測定を行
なうことが可能になり、過渡モードの測定を精度よく行
なうことが可能になる。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例に係る排気ガス測定装置を示
すものであって、エンジン１０の排気マニホールドには
排気管１１が接続されるようになっており、しかもこの
排気管１１の途中には抽出器１２が接続されている。抽
出器１２から延出された抽出装置１３はダイリューショ
ントンネル１４内に導かれるようになっている。ダイリ
ューショントンネル１４は抽出された排気ガスを希釈す
るためのものであって、その入口側にはフィルタ１５が
設けられるとともに、出口側には熱交換器１６とルーツ
ブロアから成る定容量ポンプ１７とが取付けられてい
る。またこのダイリューショントンネル１４には希釈排
気ガス採取管１９とパティキュレート採取管２０とがそ
れぞれ取付けられている。

つぎに上記抽出器１２の構造について第１図によって説
明すると、排気ガスが通過する排気管１１の抽出位置に
は絞り２５が設けられている。これに対して抽出管１３
には別の絞り２６が設けられている。そしてこれらの排
気管１１および抽出管１３の絞り２５、２６の両側には
それぞれ差圧計２７、２８が接続されるようになってい
る。これらの差圧計２７、２８はコントローラ２９と接
続されている。そしてコントローラ２９の出力側がアク
チュエータ３０に接続されている。アクチュエータ３０
の出力端はリンク３１を介してレバー３２に連結されて
いる。レバー３２が排出管１１のバタフライバルブ３３
の開閉を制御するようにしている。また上記抽出管１３
の排気管１１の外側に引出されている部分には保温手段
または加熱手段３４が設けられている。

以上のような構成において、エンジン１０が発生する排
気ガスは排気管１１によって外部に排出されるととも
に、この排気管１１の途中に接続されている抽出管１２
によって、一定の割合で抽出されるようになっており、
抽出された排気ガスがダイリューショントンネル１４に
よって希釈されるようにしている。ダイリューショント
ンネル１４はルーツブロア１７によって希釈空気を吸引
するようにしており、トンネル１４内に導入された空気
はまずフィルタ１５によって濾過されるとともに、この
後に抽出された排気ガスを希釈する。そして熱交換器１
６によって熱交換を行ない、ポンプ１７の先端側から排
出されるようにしている。そして希釈排気ガスの採取管
１９およびパテイキュレート採取管２０を通してサンプ
リングされた試料に基いて排気ガス中の粒子状物質の測
定を行なうようにしている。

このような測定を行なう装置において、抽出管１３の先
端側であってダイリューショントンネル１４に開口され
ている部分は常時ほぼ大気圧に保たれている。そして試
験に先立って、エンジン１０の最大排気ガス流量条件を
設定し、差圧計２７による主流路１１の流量を測定す
る。つぎにバタフライバルブ３３をアクチュエータ３０
によって調整して抽出管１３の流量が断面積比で定めら
れた分割流量になるように調整する。この場合に抽出管
１３の先端部であってダイリューショントンネル１４に
開口されている部分が大気圧に保たれているために、差
圧計２８の指示値は抽出器１２の入口の大気に対する圧
力を示すことになる。またこの圧力は主流路１１の大気
排出口迄の背圧とも等しい。

従って主流路１１の排気ガス流路の空気抵抗が変らない
限り、排気ガスの流量が変化しても主流路１１および抽
出流路１３の背圧比は変化しないために、分割比は常の
それぞれの流路１１、１３の断面積比に保たれることに
なる。なお流量測定用絞り２５、２６は排気ガスの温度
が変化しても同じ温度条件であるために、差圧計２７、
２８による流量比は正確に測定できる。また２つの流路
１１、１３のガス線速は常に等しいために、排気ガス中
に含まれるパティキュレートも所定の分割比で分割され
るようになる。

そしてこのような動作を達成するために、２つの差圧計
２７、２８の検出値をそれぞれコントローラ２９に供給
するようにしており、コントローラ２９は２つの差圧計
２７、２８の差圧が等しくなるようにアクチュエータ３
０を介してバタフライバルブ３３を調整し、主流路１１
のオリフィス２５の背圧を調整する。いま主流路１１お
よび抽出管１３を通る排気ガスの流速をそれぞれＶおよ
びｖとすると、 という関係が成立する。そして上述の如くコントローラ
２９、アクチュエータ３０およびバタフライバルブ３３
によって、△Ｐ＝△ｐとなるように制御を行なうように
しているために、Ｖ＝ｖなる関係が成立する。従って主
流路１１および抽出管１３内の排気ガスの流量は断面積
比に比例し、抽出比は断面積比に等しくなる。

このように本実施例に係る測定装置は、エンジン１０か
ら抽出される排気ガス中の粒子状物質を測定するに際し
て、排気ガスを抽出器１２によって抽出するとともに、
抽出された排気ガスをダイリューショントンネル１４に
よって希釈するようにしている。従って小型のミニダイ
リューショントンネル１４の使用が可能になり、装置の
小型化に寄与することになる。さらに抽出器１２にはそ
の主流路１１と抽出管１３とにそれぞれ絞り２５、２６
および差圧計２７、２８を設けるようにしており、バタ
フライバルブ３３によって抽出比を一定にしている。従
ってエンジン１０の状態が変動しても常に正しい抽出比
で排気ガスの抽出を行なうことが可能になるとともに、
過渡モードの測定を精度よく行なうことが可能になる。

つぎに上記実施例の変形例を第３図および第４図によっ
て説明する。この変形例においては、抽出器１２の抽出
管１３の接続位置の上流側に整流板３５を取付けるよう
にしたものであって、この整流板３５によって排気ガス
の流れを整流し、この後に抽出管１３によって抽出する
ようにしたものである。このような構造によれば、抽出
器１２の抽出部分における乱流の発生を防止することが
可能になる。

第５図はさらに別の変形例を示すものであって、この変
形例においては、抽出管１３が排気管１１内に突出され
ることなく、排気管１１の側面に設けられている開口に
接続されるようにしている。このような構成にすること
によって、主流路１１内における抽出管１３による乱流
の発生を防止することが可能になる。

〔発明の効果〕

以上のように本発明は、排気ガス通路の抽出位置に第１
の絞り手段と調整弁とを設けるとともに、排気ガス通路
に接続された抽出管に第２の絞り手段を設け、第１の絞
り手段および第２の絞り手段に取付けられた２つの差圧
計の検出値が所定の関係を維持するように調整弁を設定
または制御するようにしたものである。従ってこの調整
弁の設定または制御によって、排気ガス通路と抽出管の
断面積に応じた抽出比で排気ガスを抽出することが可能
になり、過渡モードの測定を正確に行なうことが可能に
なる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る測定装置の抽出器の構
造を示すブロック図、第２図はダイリューショントンネ
ルの全体の構造を示す概略平面図、第３図は変形例の抽
出器の要部断面図、第４図は第３図におけるIV〜IV線断
面図、第５図はさらに別の変形例の抽出器の縦断面図で
ある。 なお図面に用いた符号において、 １０……エンジン １１……排気管 １２……抽出器 １３……抽出管 １４……ダイリューショントンネル ２５、２６……絞り ２７、２８……差圧計 ２９……コントローラ ３０……アクチュエータ ３３……バタフライバルブ である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンから排出される排気ガスの一部を
   抽出してダイリューショントンネルに導き、該ダイリュ
   ーショントンネルで希釈するとともに、希釈されたガス
   中から粒子状物質を捕捉して重量を測定するようにした
   装置において、排気ガス通路の抽出位置に第１の絞り手
   段と調整弁とを設けるとともに、前記排気ガス通路に接
   続された抽出管に第２の絞り手段を設け、前記第１の絞
   り手段および第２の絞り手段に取付けられた２つの差圧
   計の検出値が所定の関係を維持するように前記調整弁を
   設定または制御するようにしたことを特徴とする排気ガ
   ス中の粒子状物質の測定装置。