JP3054514B2 - Exhaust gas mixed substance collection method - Google Patents
Exhaust gas mixed substance collection methodInfo
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、排気ガス中の混合物
質を捕集する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to how you collect the mixed substance in the exhaust gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排気ガス中
に含まれるカーボン、金属成分、硫酸成分等の混合物質
の量を測定する方法として、以下の如きものは知られて
いる。即ち、排気ガスから所定量のサンプルガスを抽出
し、これを所定量の希釈用ガス（所定の成分調整を施し
た空気）で希釈することで、上記混合物質を、所定の粒
子径を有した粒子状物質（以下「ＰＭ」と言う）に生成
させ、このＰＭを含んだ混合ガスを捕集フィルターに通
し、捕集フィルターに付着残留したＰＭの量を秤量によ
って求めるという方法である。環境問題が叫ばれる今日
では、大型船舶用のエンジン等、これまで対象とされる
ことのなかった超大型エンジンについても、その排気ガ
スに対する上記混合物質の含有量測定が要求されるよう
になってきた。2. Description of the Related Art Conventionally, the following methods are known as methods for measuring the amount of a mixed substance such as carbon, a metal component and a sulfuric acid component contained in exhaust gas of a diesel engine. That is, by extracting a predetermined amount of sample gas from the exhaust gas and diluting the extracted gas with a predetermined amount of a diluting gas (air having been subjected to predetermined component adjustment), the mixed substance has a predetermined particle size. This is a method in which particulate matter (hereinafter referred to as “PM”) is generated, a mixed gas containing the PM is passed through a collection filter, and the amount of PM remaining on the collection filter is determined by weighing. Nowadays, environmental issues are being sought, and it has become necessary to measure the content of the above mixed substances in the exhaust gas of ultra-large engines, such as engines for large ships, which have not been targeted before. Was.
【０００３】[0003]
【従来技術の欠点】従来、超大型エンジンに対して上記
混合物質の含有量測定を正確に行うことはできなかっ
た。なぜなら、超大型エンジンの排気ガスは高温・大流
量且つ流量変動幅が大きいため、ＰＭを生成させるには
その排気ガスを相当大きな倍率で希釈させなければなら
ないからである。例えば通常エンジンにおいてＰＭを生
成させるために排気ガスを１０〜５０倍に希釈すればよ
いとされる場合に、超大型エンジンの排気ガスは１００
倍を超えて希釈させる必要がある。即ち、このような大
きな希釈倍率を実現するには大量の希釈用ガスが必要と
なるから、測定装置（希釈用ガス発生器や希釈の場とす
る希釈トンネル）の超大型化を招来するばかりでなく、
大量の希釈用ガス等を高精度で流量制御することは技術
的にも困難であった。なお、これとは別の方法として、
希釈用ガス発生器の能力範囲内の希釈用ガス量によって
上記の希釈倍率を実現させることができるように、超大
型エンジンから抽出するサンプルガス量を微少量化する
ことも考えられないわけではないが、排気ガスの特性か
ら、この方法も技術的に困難な面が多く、殆ど実現性の
ないものであった。Disadvantages of the prior art Conventionally, it has not been possible to accurately measure the content of the above-mentioned mixed substances for a very large engine. This is because the exhaust gas of a super-large engine has a high temperature and a large flow rate and a large fluctuation range of the flow rate. Therefore, in order to generate PM, the exhaust gas must be diluted at a considerably large magnification. For example, if it is necessary to dilute the exhaust gas by 10 to 50 times in order to generate PM in a normal engine, the exhaust gas of a super-large engine becomes 100
Must be diluted more than 1-fold. That is, a large amount of diluting gas is required to realize such a large dilution ratio, which only leads to an ultra-large size of a measuring device (a diluting gas generator or a dilution tunnel for dilution). Not
It has been technically difficult to control the flow rate of a large amount of dilution gas or the like with high accuracy. In addition, as another method,
Although it is not inconceivable to minimize the amount of sample gas extracted from a super-large engine so that the above-mentioned dilution ratio can be realized by the amount of dilution gas within the capacity range of the dilution gas generator. Also, due to the characteristics of the exhaust gas, this method is also technically difficult in many aspects and is hardly feasible.
【０００４】[0004]
【前記欠点を解消するための手段】この発明は前記欠点
を解消するために以下の如き手段を採用した。請求項１
の発明は、サンプルガス入口・希釈用ガス入口・混合ガ
ス出口を有する少なくとも２本の希釈トンネルと、希釈
トンネル相互間において一端部が前段側の希釈トンネル
内に臨まされ他端部が後段側の希釈トンネルのサンプル
ガス入口に接続されたサンプルガス中間分流管と、一端
部が排気ガス導出管内に臨まされるようになされ他端部
が初段の希釈トンネルのサンプルガス入口に接続された
サンプルガス初段分流管と、最終段となる希釈トンネル
の混合ガス出口に接続された捕集フィルターとを有する
排気ガスの混合物質捕集装置を用いて行う混合物質捕集
方法において、最終段希釈トンネルの混合ガス出口から
流出する混合ガスの流量が一定となるように制御すると
共に、全希釈トンネルのサンプルガス入口から流入する
サンプルガスの流量が互いに等しくなるように制御し、
試供エンジンからの排気ガス流量が変動したとき、全希
釈トンネルの希釈用ガス入口から流入する希釈用ガスの
流量と、最終段を除く各希釈トンネルの混合ガス出口か
ら流出する混合ガスの流量とが互いに等しい値を保持す
るように制御しつつ、最終段希釈トンネルの混合ガス出
口から捕集フィルターへ流れる混合ガスの、排気ガスに
対する希釈倍率を一定化させるように、いずれか一つの
希釈トンネルの希釈用ガス入口から流入する希釈用ガス
の流量を制御するようにした排気ガスの混合物質捕集方
法である。The present invention employs the following means to solve the above-mentioned drawbacks. Claim 1
According to the invention, at least two dilution tunnels each having a sample gas inlet, a dilution gas inlet, and a mixed gas outlet, and between the dilution tunnels, one end faces the front-side dilution tunnel and the other end faces the rear-stage dilution tunnel. A sample gas intermediate shunt pipe connected to the sample gas inlet of the dilution tunnel, and a sample gas first stage connected to the sample gas inlet of the first stage dilution tunnel with one end facing the exhaust gas outlet tube and the other end connected to the sample gas inlet of the first stage dilution tunnel In a mixed substance collection method performed using a mixed substance collection device for exhaust gas having a distribution pipe and a collection filter connected to a mixed gas outlet of a dilution tunnel serving as a final stage, the mixed gas of the final stage dilution tunnel is used. The flow rate of the mixed gas flowing out of the outlet is controlled to be constant, and the flow rate of the sample gas flowing through the sample gas inlet of all dilution tunnels is controlled. Controlled so they become equal to each other,
When the flow rate of the exhaust gas from the sample engine fluctuates, the flow rate of the dilution gas flowing in from the dilution gas inlet of all the dilution tunnels and the flow rate of the mixture gas flowing out of the mixture gas outlet of each dilution tunnel excluding the last stage are changed. The dilution of any one of the dilution tunnels is controlled such that the dilution ratio of the mixed gas flowing from the mixed gas outlet of the final-stage dilution tunnel to the collection filter with respect to the exhaust gas is controlled while maintaining the same value. This is a method for collecting a mixed substance of exhaust gas, which controls the flow rate of a dilution gas flowing from a gas inlet.
【０００５】[0005]
【発明の効果】この発明は前記した如き構成によって以
下の如き効果を奏するものである。 請求項１の発明
によれば、複数本の希釈トンネルにより排気ガスを複数
段階にわたって希釈するようにしているので、結果的に
大きな希釈倍率が得られ、希釈トンネル各個や希釈用ガ
ス発生器として大型のものを何ら必要とすることなく、
超大型エンジンに対して、ＰＭの含有量測定を通じて混
合物質の正確な含有量測定が行えるようになった。
請求項１の発明によれば、試供エンジンの回転数が変動
して排気ガスの流量が変動したときには、いずれか一つ
の希釈トンネルに供給される希釈用ガスの流量のみを制
御するだけで、全体としてのサンプルガスの採取比を一
定化させつつ、全体の希釈倍率の一定化をも図るもので
あるから、制御が極めて容易となる。しかも、各希釈ト
ンネルに対するサンプルガスの抽出流量等において、余
裕を持った（ある程度の流量を持った）抽出が行えるの
で、流量制御も高精度となり、従って混合物質の含有量
測定が精度の高いものとなる利点がある。According to the present invention, the following effects can be obtained by the above configuration. According to the first aspect of the present invention, since the exhaust gas is diluted by a plurality of dilution tunnels in a plurality of stages, a large dilution ratio is obtained as a result, and each of the dilution tunnels and the dilution gas generator have a large size. Without any need for
For ultra-large engines, accurate measurement of the content of mixed substances through PM content measurement has become possible.
According to the first aspect of the present invention, when the rotational speed of the sample engine fluctuates and the flow rate of the exhaust gas fluctuates, only the flow rate of the dilution gas supplied to any one of the dilution tunnels is controlled. Since the overall dilution ratio is also made constant while the sampling ratio of the sample gas is kept constant, the control becomes extremely easy. In addition, since extraction with sufficient margin (with a certain flow rate) can be performed in the extraction flow rate of the sample gas to each dilution tunnel, the flow rate control becomes highly accurate, and therefore, the content measurement of the mixed substance is performed with high precision. There are advantages.
【０００６】[0006]
【実施例】以下にこの発明を図面を参照しつつ実施例方
法に基づいて説明する。まず、実施例方法の実施に使用
される捕集装置１について説明する。図１の如く、この
捕集装置１は、試供エンジン２に接続された排気ガス導
出管３と、この排気ガス導出管３にサンプルガス初段分
流管６を介して接続された一段目（初段）の希釈トンネ
ル４と、この希釈トンネル４にサンプルガス中間分流管
７を介して接続された二段目（本捕集装置１ではこれを
最終段とした）の希釈トンネル５と、この希釈トンネル
５の下流側に接続された捕集フィルター９と、希釈用ガ
スを発生させてこれを二股に分岐した供給管２３，２４
により各希釈トンネル４，５へ各別に供給する希釈用ガ
ス発生器８とを有している。なお、上記二段目の希釈ト
ンネル５に対して捕集フィルター９を接続することな
く、この希釈トンネル５に、更にサンプルガス中間分流
管７を介して三段目以降の希釈トンネルを接続し、その
最終段となる希釈トンネルの下流側に捕集フィルター９
を接続することも可能である。この場合、三段目以降の
希釈トンネルに対しても希釈用ガス発生器８からの希釈
用ガスが供給されるようにする必要があることは勿論で
ある。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
It will be explained based on the law . First used to implement the example method
The collecting device 1 to be performed will be described. As shown in FIG. 1, the trapping device 1 includes an exhaust gas outlet pipe 3 connected to a sample engine 2 and a first stage (first stage) connected to the exhaust gas outlet tube 3 via a sample gas initial stage branch pipe 6. Dilution tunnel 4, a second-stage dilution tunnel 5 connected to the dilution tunnel 4 via a sample gas intermediate branch pipe 7 ( this is the last stage in the trapping device 1 ), and a dilution tunnel 5. Filter 9 connected to the downstream side of the feed pipe, and supply pipes 23 and 24 for generating a diluting gas and branching it into two branches.
And a diluting gas generator 8 to be separately supplied to each of the dilution tunnels 4 and 5. Note that, without connecting the collection filter 9 to the second-stage dilution tunnel 5, the third-stage dilution tunnel is further connected to this dilution tunnel 5 via the sample gas intermediate branch pipe 7, A collection filter 9 is provided downstream of the dilution tunnel, which is the final stage.
Can also be connected. In this case, it is of course necessary to supply the dilution gas from the dilution gas generator 8 also to the third and subsequent dilution tunnels.
【０００７】上記希釈トンネル４，５は、それぞれサン
プルガス入口２０、希釈用ガス入口２１、混合ガス出口
２２を有した空洞体である。流量制御の容易性を考慮す
れば、両希釈トンネル４，５の全長及び内径並びに各口
相互（サンプルガス入口２０相互、希釈用ガス入口２１
相互、混合ガス出口２２相互）の開口径を等しくしてお
くのが好ましい。The above-mentioned dilution tunnels 4 and 5 are cavities having a sample gas inlet 20, a dilution gas inlet 21 and a mixed gas outlet 22, respectively. Taking into account the ease of flow control, the total length and inner diameter of the two dilution tunnels 4 and 5 and each other (the sample gas inlet 20, the dilution gas inlet 21).
It is preferable to make the opening diameters of the mutual and mixed gas outlets 22 equal.
【０００８】上記サンプルガス初段分流管６及びサンプ
ルガス中間分流管７についても、それらの内径（特に、
サンプルガス初段分流管６において排気ガス導出管３内
に臨んで開口する上流端６ａの内径と、サンプルガス中
間分流管７において一段目の希釈トンネル４内に臨んで
開口する上流端７ａの内径）が同じ寸法に形成されてい
る。これら両分流管６，７の下流端が上記各希釈トンネ
ル４，５のサンプルガス入口２０に接続されている。The inner diameter of the sample gas first-stage branch pipe 6 and the sample gas intermediate branch pipe 7 (particularly,
(Inner diameter of upstream end 6a opening in exhaust gas outlet pipe 3 in sample gas first-stage distribution pipe 6, and inner diameter of upstream end 7a opening in first-stage dilution tunnel 4 in sample gas intermediate distribution pipe 7) Are formed in the same dimensions. The downstream ends of the two branch pipes 6 and 7 are connected to the sample gas inlets 20 of the respective dilution tunnels 4 and 5.
【０００９】上記希釈用ガス発生器８は、両希釈トンネ
ル４，５で必要とされる量の希釈用ガスを発生させるこ
とが可能なもので、発生された希釈用ガスは、各希釈ト
ンネル４，５に対して、上記各供給管２３，２４（言う
までもなく、これらの各下流端が各希釈トンネル４，５
の希釈用ガス入口２１に接続されている）の途中に設け
られた各別に制御可能な流量調節器１０，１１を介して
供給されるようになっている。なお、希釈用ガス発生器
８は、各希釈トンネル４，５に対して各別個のものを接
続するようにしてもよい。The diluting gas generator 8 is capable of generating the required amount of diluting gas in both the diluting tunnels 4 and 5. , 5 with respect to the supply pipes 23, 24 (of course, each downstream end thereof is connected to each dilution tunnel 4, 5
(Which is connected to the dilution gas inlet 21) is provided via flow controllers 10 and 11 which can be individually controlled and which are provided in the middle of the dilution gas inlet 21). The dilution gas generator 8 may be connected separately to each of the dilution tunnels 4 and 5.
【００１０】一段目の希釈トンネル４の混合ガス出口２
２には排気管２５が接続され、この排気管２５の途中に
は流量調節器１３及びポンプ１４が設けられている。二
段目の希釈トンネル５の混合ガス出口２２には排気管２
６が接続され、この排気管２６にはその上流側から下流
側へかけて上記捕集フィルター９、流量調節器１２、ポ
ンプ１５及び分析器１７が設けられている。この分析器
１７は、混合ガス中に含まれる特定の成分（窒素酸化物
又は二酸化炭素等）の濃度を測定できるようになってい
る。なお、二段目の希釈トンネル５において、１９は混
合ガスの温度を測定するための温度計である。The mixed gas outlet 2 of the first-stage dilution tunnel 4
An exhaust pipe 25 is connected to 2, and a flow controller 13 and a pump 14 are provided in the middle of the exhaust pipe 25. An exhaust pipe 2 is provided at the mixed gas outlet 22 of the second dilution tunnel 5.
The exhaust pipe 26 is provided with the collection filter 9, the flow controller 12, the pump 15, and the analyzer 17 from the upstream side to the downstream side. The analyzer 17 can measure the concentration of a specific component (such as nitrogen oxide or carbon dioxide) contained in the mixed gas. In the second dilution tunnel 5, reference numeral 19 denotes a thermometer for measuring the temperature of the mixed gas.
【００１１】上記排気ガス導出管３には、上記排気管２
６に設けられた分析器１７と同様に、排気ガス中に含ま
れる特定成分（同上）の濃度を測定することができる分
析器１６が設けられている。The exhaust gas outlet pipe 3 is connected to the exhaust pipe 2
Similarly to the analyzer 17 provided in 6, an analyzer 16 capable of measuring the concentration of the specific component (same as above) contained in the exhaust gas is provided.
【００１２】[0012]
【実施例方法】次に、上記捕集装置１を用いて行う実施
例の捕集方法を説明する。まず、試供エンジン２を所定
回転数で運転させると共に、希釈用ガス発生器８及び各
ポンプ１４，１５を作動させる。これにより排気ガス導
出管３内に排気ガスが流れはじめると、その一部がポン
プ１４に引かれてサンプルガス初段分流管６から一段目
の希釈トンネル４内へと抽出され、残りの排気ガスはそ
のまま排気ガス導出管３の下流端から排気される。希釈
トンネル４内では、抽出されたサンプルガスと希釈用ガ
ス発生器８から流量調節器１０を経て供給された希釈用
ガスとが混合した混合ガスが得られる。この混合ガスの
一部は、ポンプ１５に引かれてサンプルガス中間分流管
７から二段目の希釈トンネル５内へと抽出され、残りは
排気管２５を介して排気される。希釈トンネル５内で
は、抽出されたサンプルガスと希釈用ガス発生器８から
流量調節器１１を経て供給された希釈用ガスとが混合し
て、ＰＭが生成された混合ガスが得られる。この混合ガ
スは次に捕集フィルター９を通り排気されるようになる
ので、捕集フィルター９にはＰＭが付着残留したものと
なる。従って、この捕集フィルター９を秤量し、試験前
の荷重と比較することでＰＭ含有量を知ることができ
る。[Embodiment Method] Next, an implementation using the above-mentioned collection device 1 will be described.
An example collecting method will be described. First, the sample engine 2 is operated at a predetermined rotational speed, and the dilution gas generator 8 and the pumps 14 and 15 are operated. As a result, when the exhaust gas starts flowing into the exhaust gas outlet pipe 3, a part of the exhaust gas is drawn by the pump 14 and extracted from the sample gas first-stage branch pipe 6 into the first-stage dilution tunnel 4, and the remaining exhaust gas is removed. The exhaust gas is exhausted from the downstream end of the exhaust gas outlet pipe 3 as it is. In the dilution tunnel 4, a mixed gas in which the extracted sample gas and the dilution gas supplied from the dilution gas generator 8 through the flow controller 10 are mixed is obtained. Part of the mixed gas is drawn by the pump 15 and extracted from the sample gas intermediate branch pipe 7 into the second-stage dilution tunnel 5, and the rest is exhausted through the exhaust pipe 25. In the dilution tunnel 5, the extracted sample gas and the dilution gas supplied from the dilution gas generator 8 via the flow rate controller 11 are mixed to obtain a mixed gas in which PM is generated. This mixed gas is then exhausted through the collection filter 9, so that PM remains on the collection filter 9. Therefore, the PM content can be known by weighing the trapping filter 9 and comparing it with the load before the test.
【００１３】上記捕集フィルター９を通る段階での混合
ガスの、排気ガスに対する希釈倍率は、各希釈トンネル
４，５での希釈倍率の積として求めることができる。即
ち、排気ガスにおける一段目の希釈トンネル４での希釈
倍率をＭ１、この混合ガスにおける二段目の希釈トンネ
ル５での希釈倍率をＭ２とすれば、全体の希釈倍率Ｍは
Ｍ＝Ｍ１×Ｍ２となる。従っていま、各々の希釈倍率Ｍ
１，Ｍ２を例えばいずれも１０倍にしたと仮定すれば、
全体の希釈倍率Ｍとして１００倍のものが得られるとい
うわけである。勿論、この場合に必要な希釈トンネル
４，５や希釈用ガス発生器８には、従来において用いて
いたような通常大きさのものをそのまま使用することが
できるのである。また、希釈トンネル５によって得られ
た混合ガスの温度は、上記のように希釈用ガスとの混合
が２回行われたことに伴って、冷却も２段階で行われた
ことになり、捕集フィルター９においてＰＭ捕集に都合
のよい温度（通常は揮発性物質を残存させる意味で５２
℃以下とされる）まで無理なく、しかも確実に冷却され
るものである。The dilution ratio of the mixed gas to the exhaust gas at the stage of passing through the collection filter 9 can be obtained as the product of the dilution ratios in the respective dilution tunnels 4 and 5. That is, if the dilution ratio of the exhaust gas in the first-stage dilution tunnel 4 is M1, and the dilution ratio of the mixed gas in the second-stage dilution tunnel 5 is M2, the overall dilution ratio M is M = M1 × M2. Becomes Therefore, each dilution ratio M
Assuming that both M1 and M2 are, for example, 10 times,
Thus, a total dilution factor M of 100 times can be obtained. Of course, in this case, as the dilution tunnels 4 and 5 and the dilution gas generator 8 which are necessary, those having a normal size as used in the related art can be used as they are. In addition, the temperature of the mixed gas obtained by the dilution tunnel 5 indicates that the mixing with the dilution gas was performed twice as described above, and that the cooling was also performed in two stages. A temperature convenient for PM collection in the filter 9 (usually 52
℃ or less), and is cooled down without fail.
【００１４】ところで、試供エンジン２の回転数は、運
転環境やエンジンコンディション又は故意の操作によっ
て小幅乃至大幅に変動する。従って排気ガス導出管３内
を流れる排気ガスの流量Ｅ０も変動することになる。し
かし、上記した全体の希釈倍率Ｍは、排気ガスの流量Ｅ
０の変動に影響されることなく、常に一定に保持させな
ければならないことは言うまでもない。そして、この全
体の希釈倍率Ｍを一定化させるには、各希釈トンネル
４，５での希釈倍率Ｍ１，Ｍ２を一定化させなければな
らないことになる。ここで、希釈倍率Ｍ１，Ｍ２は数１
によって求めることができる。ここにおいてＳ１，Ｓ２
は、各希釈トンネル４，５内に抽出されるサンプルガス
の流量であり、Ｄ１，Ｄ２は、各希釈トンネル４，５内
に供給される希釈用ガスの流量である。Incidentally, the rotation speed of the sample engine 2 varies slightly or largely depending on the operating environment, engine condition or intentional operation. Therefore, the flow rate E0 of the exhaust gas flowing in the exhaust gas outlet pipe 3 also varies. However, the overall dilution ratio M described above is different from the flow rate E of the exhaust gas.
Needless to say, it must be kept constant without being affected by the fluctuation of zero. In order to make the overall dilution factor M constant, the dilution factors M1 and M2 in each of the dilution tunnels 4 and 5 must be made constant. Here, the dilution ratios M1 and M2 are given by Equation 1.
Can be determined by: Here, S1, S2
Is the flow rate of the sample gas extracted into each of the dilution tunnels 4 and 5, and D1 and D2 are the flow rates of the dilution gas supplied into each of the dilution tunnels 4 and 5.
【００１５】[0015]
【数１】 (Equation 1)
【００１６】ところが、上記数１に排気ガスの流量Ｅ０
が直接的に関与していないことからも明らかなように、
希釈倍率Ｍ１，Ｍ２を一定化させることと、各希釈トン
ネル４，５内に実際にどれだけのサンプルガスが抽出さ
れたか、即ち、サンプルガスの流量Ｓ１，Ｓ２が、排気
ガス流量Ｅ０の変動に正確に追従したものとなっている
か否かということとは、全くの別問題である。そのた
め、希釈倍率Ｍ１，Ｍ２を一定化させるにあたっては、
まず、排気ガスの流量Ｅ０と一段目の希釈トンネル４内
に抽出されるサンプルガスの流量Ｓ１との採取比（Ｎ１
とする）及びこの希釈トンネル４で得られた混合ガスの
流量と二段目の希釈トンネル５内に抽出されるサンプル
ガスの流量Ｓ２との採取比（Ｎ２とする）が、全体とし
て一定化していることが前提条件として必須不可欠とな
ってくる。これら採取比Ｎ１，Ｎ２は数２のようにな
る。However, the flow rate E0 of the exhaust gas is expressed by the above equation (1).
Is not directly involved,
The dilution ratios M1 and M2 are made constant, and how much sample gas is actually extracted in each of the dilution tunnels 4 and 5, that is, the flow rates S1 and S2 of the sample gas are caused by the fluctuation of the exhaust gas flow rate E0. Whether or not they are following exactly is a completely different matter. Therefore, in order to make the dilution ratios M1 and M2 constant,
First, the sampling ratio (N1) of the flow rate E0 of the exhaust gas and the flow rate S1 of the sample gas extracted into the first-stage dilution tunnel 4
And the sampling ratio (N2) between the flow rate of the mixed gas obtained in the dilution tunnel 4 and the flow rate S2 of the sample gas extracted into the second-stage dilution tunnel 5 is constant as a whole. Is indispensable as a precondition. These sampling ratios N1 and N2 are as shown in Expression 2.
【００１７】[0017]
【数２】 (Equation 2)
【００１８】なお、各サンプルガスの流量Ｓ１，Ｓ２
は、各々数３のように表すことができる。The flow rates S1 and S2 of each sample gas
Can each be expressed as in Equation 3.
【００１９】[0019]
【数３】 (Equation 3)
【００２０】従って上記数３を用いて、両採取比Ｎ１，
Ｎ２の積として得られる全体の採取比Ｎを表せば、数４
のようになる。Therefore, using the above equation (3), both sampling ratios N1,
Expressing the overall sampling ratio N obtained as the product of N2,
become that way.
【００２１】[0021]
【数４】 (Equation 4)
【００２２】この数４から明らかなように、全体として
の採取比Ｎを一定にしようとするためには、排気ガスの
流量Ｅ０、各希釈トンネル４，５に供給される希釈用ガ
スの流量Ｄ１，Ｄ２及び排出される混合ガスの流量Ｅ
１，Ｅ２が、相互に関連性を持って制御されるようにな
るから、結果として、これらの制御に伴って各希釈倍率
Ｍ１及びＭ２の一定化も容易且つ正確に行えるようにな
る。ただ、上記数４の状態で全体の採取比Ｎの一定化を
行おうとする場合、排気ガスの流量Ｅ０の変動時には、
各流量調節器１０〜１３やポンプ１４，１５等により、
逐次多くの制御因子を動かす必要が生じ、面倒且つ困難
となるので、以下のようにする。As is apparent from the equation (4), in order to keep the overall sampling ratio N constant, the flow rate E0 of the exhaust gas and the flow rate D1 of the dilution gas supplied to each of the dilution tunnels 4 and 5 are required. , D2 and the flow rate E of the discharged mixed gas
Since E1 and E2 are controlled in relation to each other, the dilution ratios M1 and M2 can be easily and accurately fixed with these controls. However, when trying to stabilize the entire sampling ratio N in the state of the above equation 4, when the flow rate E0 of the exhaust gas fluctuates,
By each flow controller 10-13 and pumps 14, 15, etc.
Since it becomes necessary to move a large number of control factors one after another, which is troublesome and difficult, the following is performed.
【００２３】まず両希釈トンネル４，５内に抽出される
サンプルガスの流量Ｓ１，Ｓ２が互いに等しい値を保持
するように制御する（Ｓ１＝Ｓ２）。この場合、サンプ
ルガス初段分流管６とサンプルガス中間分流管７との内
径が同一であれば、主にポンプ１４，１５の作動バラン
スを調節したり、流量調節器１３，１２を調節したりす
ること等によって上記制御が可能となるが、例えばサン
プルガス中間分流管７等に自動弁（図示略）を設けてお
き、サンプルガス初段分流管６内の流量の変動に合わせ
てこの自動弁を連動させるようなことで上記制御を行う
こともできる。そして、両希釈トンネル４，５内に供給
される希釈用ガスの流量Ｄ１，Ｄ２と、一段目の希釈ト
ンネル４から流出する混合ガスの流量Ｅ１との三者が互
いに等しい値を保持するように、主に流量調節器１０，
１１，１３を操作すること等によって制御し（Ｄ１＝Ｄ
２＝Ｅ１）、これらＤ１，Ｄ２，Ｅ１を一つの制御因子
Ｖとおく。このＤ１＝Ｄ２＝Ｅ１＝Ｖを上記数４に代入
することで数５を得る。First, control is performed so that the flow rates S1 and S2 of the sample gas extracted into the two dilution tunnels 4 and 5 are kept equal to each other (S1 = S2). In this case, if the inner diameters of the sample gas first-stage branch pipe 6 and the sample gas intermediate branch pipe 7 are the same, mainly the operation balance of the pumps 14 and 15 is adjusted, and the flow controllers 13 and 12 are adjusted. For example, an automatic valve (not shown) is provided in the sample gas intermediate distribution pipe 7 and the like, and the automatic valve is interlocked in accordance with the fluctuation of the flow rate in the sample gas first-stage distribution pipe 6. The above control can also be performed by causing the control. Then, the flow rates D1 and D2 of the dilution gas supplied into the two dilution tunnels 4 and 5 and the flow rate E1 of the mixed gas flowing out of the first-stage dilution tunnel 4 are maintained at the same value. , Mainly the flow controller 10,
Control by operating 11, 13 (D1 = D
2 = E1), and these D1, D2, and E1 are set as one control factor V. Equation 5 is obtained by substituting D1 = D2 = E1 = V into Equation 4 above.
【００２４】[0024]
【数５】 (Equation 5)
【００２５】また、二段目の希釈トンネル５から流出す
る混合ガスの流量Ｅ２が一定に保持されるように、主に
流量調節器１２を操作すること等によって制御する。従
って混合ガスの流量Ｅ２を定数κと考えれば、数５は、
数６のように書き改めることができる。The control is mainly performed by operating the flow controller 12 so that the flow rate E2 of the mixed gas flowing out from the second-stage dilution tunnel 5 is kept constant. Therefore, assuming that the flow rate E2 of the mixed gas is a constant κ, Equation 5 becomes
Equation 6 can be rewritten.
【００２６】[0026]
【数６】 (Equation 6)
【００２７】なお、言うまでもなく、それぞれのガス流
量Ｅ０，Ｅ１，Ｅ２，Ｓ１，Ｓ２，Ｄ１，Ｄ２を検出す
るために、各々の必要箇所に流量計（いずれも図示略）
が設けられているものとする。以上のような各種制御を
コンピューター等を用いて自動的に行いながら、排気ガ
スの流量Ｅ０が変動したときには、上記数６によって明
らかなように制御因子Ｖ（実際には、いずれか一方の希
釈トンネル４，５に供給される希釈用ガスの流量Ｄ１又
はＤ２）のみを制御して、全体の採取比Ｎを一定化さ
せ、またこれに伴って全体の希釈倍率Ｍの一定化を図る
ものである。表１は、本実施例方法による具体的な試験
データと、従来方法により試験を行った場合の試験デー
タとを比較して示したものである。なお、この試験に用
いた試供エンジン２は、排気量１００００ｌである。表
１中において従来方法として挙げたＳ１，Ｄ１，Ｅ１の
各値は、排気ガス導出管３に希釈トンネル４を１本だけ
接続した場合（即ち、図示は省略するが、サンプルガス
中間分流管７や希釈トンネル５が無く、希釈トンネル４
の下流端に、直接的に捕集フィルター９等を接続した場
合）を試験して導き出したものである。Needless to say, in order to detect the respective gas flow rates E0, E1, E2, S1, S2, D1 and D2, flow meters (not shown) are provided at respective necessary places.
Shall be provided. When the flow rate E0 of the exhaust gas fluctuates while automatically performing various controls as described above using a computer or the like, the control factor V (actually, one of the dilution tunnels Only the flow rate D1 or D2) of the dilution gas supplied to 4, 4 is controlled to make the overall sampling ratio N constant, and accordingly, the whole dilution ratio M is made constant. . Table 1, and specific test data in accordance with the present inventive method, there is shown by comparing the test data when tested by conventional methods. The test engine 2 used in this test has a displacement of 10000 l. The values of S1, D1, and E1 listed as conventional methods in Table 1 are obtained when only one dilution tunnel 4 is connected to the exhaust gas outlet pipe 3 (that is, although not shown, the sample gas intermediate split pipe 7). No dilution tunnel 5 and dilution tunnel 4
(Where the collection filter 9 or the like is directly connected to the downstream end of the sample).
【００２８】[0028]
【表１】 [Table 1]
【００２９】この表１から明らかなように、本実施例方
法では、全体の希釈倍率Ｍとして１００倍を得るため
に、いずれの希釈トンネル４，５も、各々の希釈倍率Ｍ
１，Ｍ２が最大でも３１倍程度で済むものであり、大型
化する必要は全くないものであった。また、排気ガス流
量Ｅ０が最も少量になった場合を観察すると、従来の方
法では、希釈トンネル４内に抽出されるサンプルガスの
流量Ｓ１が極微量になり、精度を保つうえで困難である
ことが予想されるのに対し、本実施例方法では、この場
合でもサンプルガスの流量に余裕を持った抽出が行え、
高精度を維持できるという利点がある。As is clear from Table 1, this embodiment
In the method , in order to obtain a total dilution factor M of 100 times, each of the dilution tunnels 4 and 5 has its own dilution factor M.
1, M2 can be about 31 times at the maximum, and there is no need to increase the size at all. In addition, when observing the case where the exhaust gas flow rate E0 becomes the smallest, it is difficult to maintain the accuracy with the conventional method because the flow rate S1 of the sample gas extracted into the dilution tunnel 4 becomes extremely small. On the other hand, in the method of the present embodiment , extraction with a sufficient flow rate of the sample gas can be performed even in this case,
There is an advantage that high accuracy can be maintained.
【００３０】なお、前記捕集フィルター９を秤量して得
られたＰＭ含有量に対して、全体の採取比Ｎと、これに
応じた係数とを掛け合わせることで、排気ガス中のＰＭ
含有量を求めることができる。この場合に用いる係数
は、排気ガス導出管３に設けられた分析器１６により排
気ガス中の特定成分（窒素酸化物又は二酸化炭素等）の
濃度を測定すると共に、二段目の希釈トンネル５の排気
管２６に設けられた分析器１７により最終的な混合ガス
中の特定成分（同上）の濃度を測定したうえで、これら
の比率として算出するものである。The PM content obtained by weighing the trapping filter 9 is multiplied by the overall sampling ratio N and a coefficient corresponding to the ratio to obtain the PM content in the exhaust gas.
The content can be determined. The coefficient used in this case is determined by measuring the concentration of a specific component (such as nitrogen oxide or carbon dioxide) in the exhaust gas with an analyzer 16 provided in the exhaust gas outlet pipe 3 and measuring the concentration of the second-stage dilution tunnel 5. After the concentration of the specific component (same as above) in the final mixed gas is measured by the analyzer 17 provided in the exhaust pipe 26, it is calculated as a ratio of these components.
【図１】この発明の実施例方法の実施に使用される捕集
装置の概要図である。FIG. 1 is a schematic view of a trapping device used for carrying out a method according to an embodiment of the present invention.
【符号の説明】１ 捕集装置 ２ 試供エンジン ３ 排気ガス導出管 ４ 希釈ガストンネル ５ 希釈ガストンネル ６ サンプルガス初段分流管 ７ サンプルガス中間分流管 ８ 希釈用ガス発生器 ９ 捕集フィルター ２０ サンプルガス入口 ２１ 希釈用ガス入口 ２２ 混合ガス出口[Description of Signs] 1 Collection device 2 Sample engine 3 Exhaust gas outlet pipe 4 Dilution gas tunnel 5 Dilution gas tunnel 6 Sample gas first-stage branch pipe 7 Sample gas intermediate branch pipe 8 Dilution gas generator 9 Collection filter 20 Sample gas Inlet 21 Diluent gas inlet 22 Mixed gas outlet
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 1/22 G01N 1/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01N 1/22 G01N 1/02
Claims (1)
合ガス出口を有する少なくとも２本の希釈トンネルと、
希釈トンネル相互間において一端部が前段側の希釈トン
ネル内に臨まされ他端部が後段側の希釈トンネルのサン
プルガス入口に接続されたサンプルガス中間分流管と、
一端部が排気ガス導出管内に臨まされるようになされ他
端部が初段の希釈トンネルのサンプルガス入口に接続さ
れたサンプルガス初段分流管と、最終段となる希釈トン
ネルの混合ガス出口に接続された捕集フィルターとを有
する排気ガスの混合物質捕集装置を用いて行う混合物質
捕集方法において、最終段希釈トンネルの混合ガス出口
から流出する混合ガスの流量が一定となるように制御す
ると共に、全希釈トンネルのサンプルガス入口から流入
するサンプルガスの流量が互いに等しくなるように制御
し、試供エンジンからの排気ガス流量が変動したとき、
全希釈トンネルの希釈用ガス入口から流入する希釈用ガ
スの流量と、最終段を除く各希釈トンネルの混合ガス出
口から流出する混合ガスの流量とが互いに等しい値を保
持するように制御しつつ、最終段希釈トンネルの混合ガ
ス出口から捕集フィルターへ流れる混合ガスの、排気ガ
スに対する希釈倍率を一定化させるように、いずれか一
つの希釈トンネルの希釈用ガス入口から流入する希釈用
ガスの流量を制御するようにした排気ガスの混合物質捕
集方法。1. at least two dilution tunnels having a sample gas inlet, a dilution gas inlet, and a mixed gas outlet;
A sample gas intermediate diverter pipe having one end facing the inside of the dilution tunnel on the front side and the other end connected to the sample gas inlet of the dilution tunnel on the rear side between the dilution tunnels,
One end is made to face the exhaust gas outlet pipe, and the other end is connected to the sample gas first-stage branch pipe connected to the sample gas inlet of the first-stage dilution tunnel, and connected to the mixed gas outlet of the last-stage dilution tunnel. In the mixed substance trapping method performed by using a mixed substance trapping device for exhaust gas having a trapping filter, the flow rate of the mixed gas flowing out from the mixed gas outlet of the final-stage dilution tunnel is controlled to be constant. When the flow rate of the exhaust gas from the test engine fluctuates by controlling the flow rates of the sample gas flowing from the sample gas inlets of all the dilution tunnels to be equal to each other,
While controlling so that the flow rate of the dilution gas flowing from the dilution gas inlet of all the dilution tunnels and the flow rate of the mixed gas flowing out of the mixed gas outlets of the respective dilution tunnels except for the final stage maintain the same value, In order to stabilize the dilution ratio of the mixed gas flowing from the mixed gas outlet of the final dilution tunnel to the collection filter with respect to the exhaust gas, the flow rate of the dilution gas flowing from the dilution gas inlet of any one of the dilution tunnels is adjusted. A method for collecting mixed substances of exhaust gas to be controlled.
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|---|---|---|---|
| JP5172453A JP3054514B2 (en) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | Exhaust gas mixed substance collection method |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP5172453A Expired - Fee Related JP3054514B2 (en) | 1993-06-17 | 1993-06-17 | Exhaust gas mixed substance collection method |
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| JP (1) | JP3054514B2 (en) |
Cited By (1)
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1993
- 1993-06-17 JP JP5172453A patent/JP3054514B2/en not_active Expired - Fee Related
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