WO2023120015A1 - 排ガス分析装置、排ガス分析方法、及び、排ガス分析用プログラム - Google Patents
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Definitions
- control section supplies the heated gas to the sampling probe when testing the specimen with a cold start.
- an exhaust gas analysis method is a method for analyzing exhaust gas emitted from a vehicle or a test piece that is a part of the vehicle, comprising: a main channel through which the exhaust gas flows; Using an exhaust gas analyzer having a sampling probe for sampling exhaust gas and a gas analyzer for measuring component concentrations in the exhaust gas sampled via the sampling probe, sampling of the exhaust gas by the sampling probe is started.
- the heated gas is first supplied to the sampling probe, and in a state in which the sampling probe is heated, sampling of the exhaust gas by the sampling probe is started.
- the exhaust gas analysis program causes a computer to have a function of a control unit for controlling operations related to the analysis of the exhaust gas, and the control unit includes the Before starting sampling of the exhaust gas by the sampling probe, the heated gas is supplied to the sampling probe by the heating gas supply mechanism, and in a state where the sampling probe is heated, sampling of the exhaust gas by the sampling probe is performed. characterized by starting.
- the main flow path 2 of this embodiment is formed by a tail pipe attachment 6 connected to the tail pipe (exhaust pipe) EH of the vehicle V.
- the tail pipe attachment 6 is connected to the exhaust pipe EH so that the exhaust gas flows into the main passage 2 inside, and the sampling probe 3 for sampling a part of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas flowing through the main passage 2 are controlled.
- a measuring flow meter 4 is attached.
- the tail pipe attachment 6 is a straight pipe-shaped attachment pipe that is attached to the open end of the exhaust pipe EH. In this embodiment, it is a circular pipe having a circular cross section. One end opening of the tail pipe attachment 6 is attached to the opening end of the exhaust pipe EH, and the other end opening is open, through which the exhaust gas is discharged to the outside.
- the concentration signal of each component obtained by this gas analyzer 5 is sent to the host computing device 10 .
- This arithmetic unit 10 is a discharge mass calculator for calculating the discharge mass of each component using the concentration signal of each component obtained by the gas analyzer 5 and the flow signal output from the flow rate calculator 42 of the flowmeter 4. and a display portion DP, such as a display that displays the concentration, flow rate, and/or mass of each component discharged.
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Abstract
本発明は、サンプリングプローブにヒータを設けて加熱することなく、サンプリングプローブのコールドスポットを低減するものであり、車両又はその一部から排出される排ガスを分析する排ガス分析装置100であって、排ガスが流れるメイン流路2から排ガスをサンプリングするサンプリングプローブ3と、サンプリングプローブ3によりサンプリングされた排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計5と、サンプリングプローブ3に加熱したガスを供給する加熱ガス供給機構9と、排ガスの分析に関する動作を制御する制御部COMとを備え、制御部COMは、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する前に、加熱ガス供給機構9により加熱したガスをサンプリングプローブ3に供給し、サンプリングプローブ3が加熱された状態で、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する。
Description
本発明は、排ガス分析装置、排ガス分析方法、及び、排ガス分析用プログラムに関するものである。
従来、例えば車両搭載型の排ガス分析装置では、特許文献1に示すように、車両のテールパイプ(排気管)にテールパイプアタッチメントを取り付け、当該テールパイプアタッチメントに設けられたサンプリングプローブからサンプリングラインを通じて排ガスをサンプリングして、ガス分析計に排ガスを導入してその成分濃度を測定している。
上記のサンプリングラインには、コールドスポット(温度が低い領域)に排ガスの粒子状物質等が吸着して汚れることや、水分が結露してしまうことを防ぐために、例えばホットホース等の加熱導入管が用いられている。一方、サンプリングプローブは、排ガスにより温められること等から、加熱はせずに断熱部材を設けて断熱することに留まっている。
しかしながら、サンプリングプローブを断熱するだけでは、コールドスタート試験の開始直後は、サンプリングプローブの温度は外気温と同等であり、コールドスポットが発生してしまう。その結果、サンプリングプローブに粒子状物質等が吸着して汚れてしまい、極性分子のNH3等が汚れに吸着し、ガス分析計の精度及び応答の低下を引き起こす。また、排ガス中の水分が結露してしまうと、その結露水に水溶性の排ガス成分(NH3やNO2等)が溶けてしまい、ガス分析計の精度の低下を引き起こす。さらに、その結露水が蒸発することによって、本来、車両から排出されていないタイミングで、排ガス成分を計測してしまう。
なお、サンプリングプローブにヒータを設けて加熱することも考えられるが、サンプリングプローブを含むサンプリングシステムのサイズが大型化するだけでなく、消費電力が増えてしまう。特に、車載型排ガス計測システム(PEMS;portable emissions measurement system)においては、小型化及び省電力化が求められており、サンプリングプローブにヒータを設ける構成は採用しにくい。
そこで、本発明は、上述したような問題に鑑みてなされたものであり、サンプリングプローブにヒータを設けて加熱することなく、サンプリングプローブのコールドスポットを低減することをその主たる課題とするものである。
すなわち、本発明に係る排ガス分析装置は、車両又はその一部である供試体から排出される排ガスを分析する排ガス分析装置であって、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路から前記排ガスをサンプリングするサンプリングプローブと、前記サンプリングプローブを介してサンプリングされた前記排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計と、前記サンプリングプローブに加熱したガスを供給する加熱ガス供給機構と、前記排ガスの分析に関する動作を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱ガス供給機構により前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給し、前記サンプリングプローブが加熱された状態で、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始することを特徴とする。
このような構成であれば、サンプリングプローブによる排ガスのサンプリングを開始する前に、加熱ガス供給機構により加熱したガスをサンプリングプローブに供給し、サンプリングプローブが加熱された状態で、サンプリングプローブによる排ガスのサンプリングを開始するので、サンプリングプローブのコールドスポットを低減することができる。その結果、サンプリングプローブに排ガス成分(NH3等)が吸着しにくくなり、また、排ガス中の水分の結露を防止することができ、結露水に水溶性の排ガス成分(NH3やNO2等)が溶けることを防止することができる。これにより、ガス分析計の精度及び応答を維持することができる。
サンプリングプローブを所望の温度に加熱するための具体的な実施の態様としては、前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、所定時間又は前記サンプリングプローブが所定温度に加熱されるまで、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給することが望ましい。
本発明の効果を一層顕著にするためには、前記制御部は、コールドスタートで前記供試体を試験する場合に、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給することが望ましい。
本発明の排ガス分析装置は、前記サンプリングプローブ及び前記ガス分析計に接続されて、前記サンプリングプローブによりサンプリングされた前記排ガスを前記ガス分析計に導入する加熱導入管を備えていることが望ましい。
この構成であれば、サンプリングされた排ガスがガス分析計に導入される前に、加熱導入管の内壁に排ガス成分(NH3等)が吸着しにくくなり、また、排ガス中の水分の結露を防止することができる。これによっても、ガス分析計の精度及び応答を維持することができる。
前記加熱ガス供給機構は、前記加熱導入管を用いて構成されており、前記加熱導入管により加熱されたガスを、前記加熱導入管を通じて前記サンプリングプローブに供給することが望ましい。
この構成であれば、既存の加熱導入管を用いてガスを加熱することができ、また、加熱導入管にガスを逆流させるだけでサンプリングプローブに加熱されたガスを供給することができ、加熱ガス供給機構の構成を簡単にすることができる。また、加熱導入管にガスを逆流させてサンプリングプローブに供給しているので、加熱導入管及びサンプリングプローブをパージすることもできる。
前記サンプリングプローブ及び前記加熱導入管の間に粒子状物質を捕集するフィルタが設けられており、前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブ及び前記フィルタに供給することが望ましい。
この構成であれば、フィルタが加熱導入管の上流側に設けられているので、加熱導入管の内壁が粒子状物質等で汚れにくくなり、ガス分析計の応答を維持することができる。
本発明の効果を一層顕著にするためには、前記ガス分析計は、吸着性及び/又は水溶性を有する成分、例えば、NH3及び/又はNO2の濃度を測定するものであることが望ましい。
前記排ガス分析装置は、車両搭載型のものであり、前記メイン流路は、前記供試体のテールパイプに接続されるテールパイプアタッチメントにより形成されており、前記サンプリングプローブは、前記テールパイプアタッチメントに固定されていることが望ましい。
本発明の排ガス分析装置は、前記メイン流路を流れる排ガスの流量を測定する流量計と、前記ガス分析計により得られた成分濃度と、前記流量計により得られた流量とを用いて成分排出質量を演算する演算装置とをさらに備えることが望ましい。
また、本発明に係る排ガス分析方法は、車両又はその一部である供試体から排出される排ガスを分析する排ガス分析方法であって、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路から前記排ガスをサンプリングするサンプリングプローブと、前記サンプリングプローブを介してサンプリングされた前記排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計とを有する排ガス分析装置を用いて、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給し、前記サンプリングプローブが加熱された状態で、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始することを特徴とする。
さらに、本発明に係る排ガス分析用プログラムは、車両又はその一部である供試体から排出される排ガスを分析する排ガス分析装置に用いられる排ガス分析用プログラムであって、前記排ガス分析装置は、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路から前記排ガスをサンプリングするサンプリングプローブと、前記サンプリングプローブを介してサンプリングされた前記排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計と、前記サンプリングプローブに加熱したガスを供給する加熱ガス供給機構とを備えており、前記排ガス分析用プログラムは、前記排ガスの分析に関する動作を制御する制御部の機能をコンピュータに備えさせるものであり、前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱ガス供給機構により前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給し、前記サンプリングプローブが加熱された状態で、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始することを特徴とする。
以上に述べた本発明によれば、サンプリングプローブにヒータを設けて加熱することなく、サンプリングプローブのコールドスポットを低減することができる。
以下に本発明の一実施形態に係る排ガス分析装置について図面を参照して説明する。なお、以下に示すいずれの図についても、わかりやすくするために、適宜省略し又は誇張して模式的に描かれている。同一の構成要素については、同一の符号を付して説明を適宜省略する。
本実施形態の排ガス分析装置100は、図1に示すように、供試体である車両Vに搭載されて、車両Vが路上を走行する際に車両Vの内燃機関Eから排出される排ガスを、路上走行中にリアルタイムに分析する車両搭載型のものである。本実施形態の排ガス分析装置100は、採取した排ガスを希釈せずに、そのまま濃度測定する直接サンプリング方式のものである。
そして、この排ガス分析装置100は、排ガスが流れるメイン流路2と、メイン流路2から排ガスをサンプリングするサンプリングプローブ3と、メイン流路2を流れる排ガスの流量を測定する流量計4と、サンプリングプローブ3を介してサンプリングされた排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計5とを備えている。
本実施形態のメイン流路2は、車両Vのテールパイプ(排気管)EHに接続されるテールパイプアタッチメント6により形成されている。このテールパイプアタッチメント6は、排気管EHに接続されて、内部のメイン流路2に排ガスが流れるとともに、排ガスの一部を採取するためのサンプリングプローブ3及びメイン流路2を流れる排ガスの流量を測定する流量計4が取り付けられている。このテールパイプアタッチメント6は、排気管EHの開口端部に取り付けられる直管形状をなす取付管である。本実施形態では、断面円形状をなす円管である。そして、テールパイプアタッチメント6の一端開口部が排気管EHの開口端部に装着されるとともに、他端開口部は開放されており、当該他端開口部から排ガスが外部に排出される。
サンプリングプローブ3は、テールパイプアタッチメント6に固定されており、テールパイプアタッチメント6により形成されるメイン流路2から排ガスの一部を採取するものである。サンプリングプローブ3は、例えば概略中空円筒状のものであり、その先端部は、メイン流路2に配置されており、1又は複数の排ガス採取口が形成されている。このサンプリングプローブ3の基端部は、テールパイプアタッチメント6の外部に配置されており、例えばホットホース等の加熱導入管7に接続される。
本実施形態では、サンプリングプローブ3の基端部と加熱導入管7との間には、排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ8が設けられていても良い。このフィルタ8は、サンプリングプローブ3及び加熱導入管7に対して着脱可能に構成されており、メンテンナンス等において交換できるように構成されている。
流量計4は、メイン流路2を流れる排ガスの差圧を検出するためのピトー管41と、当該ピトー管41を用いて排ガスの全圧と静圧との差圧を検出して、排ガスの流量を算出する流量算出部42とを有している。ここで、ピトー管41は、テールパイプアタッチメント6に固定されている。
ガス分析計5は、排ガスに含まれる測定対象成分(例えばCO、CO2、NOX、THC、NH3、N2O又はNO2等)の濃度を連続測定するものである。このガス分析計5には、サンプリングプローブ3が一端部に接続された加熱導入管7の他端部が接続される。
このガス分析計5により得られた各成分の濃度信号は、上位の演算装置10に送られる。この演算装置10は、ガス分析計5により得られた各成分の濃度信号と、流量計4の流量算出部42から出力される流量信号とを用いて各成分の排出質量を演算する排出質量演算部を有しており、また、各成分の濃度、流量、及び/又は、各成分の排出質量を表示するディスプレイ等の表示部DPを有している。
なお、ガス分析計5は、CO又はCO2の濃度を測定するものの場合には、非分散型赤外吸収法(NDIR法)を用いたNDIR検出器を用いることができ、NOXの濃度を測定するものの場合には、化学発光分析法(CLD)を用いたCLD検出器を用いることができ、THCの濃度を測定するものの場合には、水素炎イオン化分析法(FID)を用いたFID検出器を用いることができる。また、ガス分析計5は、NH3、N2O又はNO2等の濃度を測定するものの場合には、フーリエ変換赤外吸収法(FTIR)を用いたFTIR検出器、又は、赤外レーザ吸収変調法(特許6886507号参照)を用いたIRLAM検出器を用いることができる。ガス分析計5は、これらの何れかの検出器を有するものであっても良いし、上記のうち複数種の検出器を有するものであっても良い。その他、ガス分析計5は、測定対象成分に応じて種々の分析法を用いた検出器とすることができる。
ここで、ガス分析計5の内部流路構成について図2を参照して説明する。
ここで、ガス分析計5の内部流路構成について図2を参照して説明する。
加熱導入管7の他端部が接続される導入ポートP1には、分析用流路5aが接続されている。この分析用流路5aには、上流側から、オリフィス等の流量制限部5bと、集塵用フィルタ5cと、検出器5dと、ドレンタンク5eと、吸引ポンプ5fと、三方弁5gとが設けられている。なお、三方弁5gは、分析用流路5aを排気ポートP2とバイパス流路5kとの間で切り替えるものである。
また、分析用流路5aにおいて、流量制限部5bの上流側には、各種校正ガスを導入するための校正用流路5hが接続されている。さらに、分析用流路5aにおいて、ドレンタンク5e及び吸引ポンプ5fの間には、大気を導入するための大気導入流路5iが接続されている。この大気導入流路5iには、流量制限部5bの下流側の圧力を調整するための圧力調整弁5jが設けられている。また分析用流路5a、校正用流路5h及び大気導入流路5iの所要箇所は、加熱ブロックHB1によって100度以上(例えば113℃)に加熱されている。
<サンプリングプローブ3の測定前加熱>
然して、本実施形態の排ガス分析装置100は、サンプリングプローブ3に加熱したガス(ここでは、加熱した大気)を供給する加熱ガス供給機構9をさらに備えている。本実施形態の加熱ガス供給機構9は、サンプリングプローブ3に加熱した大気を供給して、サンプリングプローブ3を加熱パージするものである。
然して、本実施形態の排ガス分析装置100は、サンプリングプローブ3に加熱したガス(ここでは、加熱した大気)を供給する加熱ガス供給機構9をさらに備えている。本実施形態の加熱ガス供給機構9は、サンプリングプローブ3に加熱した大気を供給して、サンプリングプローブ3を加熱パージするものである。
具体的に加熱ガス供給機構9は、少なくとも加熱導入管7を用いて構成されており、加熱導入管7に対して排ガスが流れる方向とは逆方向に加熱したガスを流す(つまり、逆流させる)ことによって、加熱した大気をサンプリングプローブ3及びフィルタ8に供給する。ここで、サンプリングプローブ3に供給される加熱した大気は、少なくとも加熱導入管7により加熱された大気である。
ここで、サンプリングプローブ3に加熱した大気を供給して加熱パージする場合のガスの流れを図3に示す。
ここで、サンプリングプローブ3に加熱した大気を供給して加熱パージする場合のガスの流れを図3に示す。
加熱した大気をサンプリングプローブ3に供給する場合には、三方弁5gを切り替えて、三方弁5gに接続されたバイパス流路5kに大気が流れるようにする。このバイパス流路5kは、分析用流路5aにおいて、流量制限部5bの上流側に接続されている。
そして、吸引ポンプ5fを起動すると、大気導入流路5iから大気が導入されるとともに、三方弁5gを介してバイパス流路5kに大気が流れる。バイパス流路5kを流れた大気は、分析用流路5aとの合流点Xにおいて分析用流路5aを上流側に向かって(つまり、導入ポートP1に向かって)流れる大気と、分析用流路5aを下流側に向かって(つまり、吸引ポンプ5fに向かって)流れる大気とに分かれる。
分析用流路5aを上流側に向かって流れる大気は、分析用流路5aを加熱する加熱ブロックHB1によって加熱されながら導入ポートP1に流れる。その後、大気は、導入ポートP1に接続された加熱導入管7をサンプリングプローブ3に向かって流れる。
加熱導入管7をサンプリングプローブ3に向かって流れる大気は、加熱導入管7によって加熱されて、フィルタ8及びサンプリングプローブ3に流れて、サンプリングプローブ3の排ガス採取口から流出する。これにより、フィルタ8及びサンプリングプローブ3が加熱パージされる。
このように本実施形態の加熱ガス供給機構9は、大気導入流路5i、分析用流路5aの一部、吸引ポンプ5f、三方弁5g、バイパス流路5k及び加熱導入管7を用いて構成されていても良い。
<排ガス分析装置の動作の一例>
次に、排ガス分析装置100の動作について図3及び図4を参照して説明する。
次に、排ガス分析装置100の動作について図3及び図4を参照して説明する。
なお、以下の動作は、排ガス分析装置100に設けられた制御部COM(図1参照)により制御される。この制御部COMは、例えば演算装置10等のコンピュータにより構成されており、排ガス分析装置100における排ガスの分析に関する一連の動作を制御するものである。また、以下の動作は、供試体である車両Vのコールドスタート試験を想定したものであるが、ホットスタート試験であっても良い。
<加熱工程>
サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する前(内燃機関Eを始動する前)に、加熱ガス供給機構9により加熱した大気をサンプリングプローブ3及びフィルタ8に供給し、サンプリングプローブ3及びフィルタ8が加熱された状態で、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する。
サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する前(内燃機関Eを始動する前)に、加熱ガス供給機構9により加熱した大気をサンプリングプローブ3及びフィルタ8に供給し、サンプリングプローブ3及びフィルタ8が加熱された状態で、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する。
具体的には、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する前に、三方弁5gをバイパス流路5k側に切り替えると、図3に示すように、吸引ポンプ5fによって、大気導入流路5iから大気が導入されて、バイパス流路5kに流れる。バイパス流路5kから分析用流路5aの上流側に流入した大気は、加熱ブロックHB1で加熱されながら加熱導入管7に流入する。そして、加熱導入管7に流入した大気は、加熱導入管7で加熱されて、フィルタ8及びサンプリングプローブ3に供給される。
ここで、フィルタ8及びサンプリングプローブ3に加熱したガスを供給する時間(つまり、加熱時間)は、予め定められた設定時間(例えば10分程度)としても良いし、サンプリングプローブ3に温度センサ(不図示)を取り付けておき、当該温度センサの検出温度が予め定められた設定温度となるまでとしても良い。
<排ガス分析工程>
上記サンプリングプローブ3の加熱が終了した後に、サンプリングプローブ3により排ガスをサンプリングして排ガス分析を行う。排ガス分析装置100が供試体である車両Vに搭載される前に加熱工程が行われる場合には、排ガス分析装置100を車両Vに搭載する。そして、車両Vの内燃機関Eを始動して、排ガス分析工程を行う。
上記サンプリングプローブ3の加熱が終了した後に、サンプリングプローブ3により排ガスをサンプリングして排ガス分析を行う。排ガス分析装置100が供試体である車両Vに搭載される前に加熱工程が行われる場合には、排ガス分析装置100を車両Vに搭載する。そして、車両Vの内燃機関Eを始動して、排ガス分析工程を行う。
具体的には、三方弁5gをバイパス流路5kから排気ポートP2側に切り替えると、吸引ポンプ5fによって、サンプリングプローブ3から排ガスがサンプリングされる。そしてサンプリングされた排ガスは、分析用流路5aを流れて検出器5dに導入される。これにより、排ガスに含まれる測定対象成分(例えばCO、CO2、NOX、THC、NH3、N2O又はNO2等)の濃度が連続測定される。
ここで、サンプリングプローブ3の加熱工程と、排ガス分析工程との間の時間が長すぎると、サンプリングプローブ3が冷えてしまうので、サンプリングプローブ3の加熱工程終了から所定時間以内に、車両Vの内燃機関Eを始動して、排ガス分析工程を開始することが望ましい。具体的には、サンプリングプローブ3の加熱工程終了直後が最も望ましい。また、サンプリングプローブ3の加熱工程終了から例えば1分以内が望ましく、より望ましくは、サンプリングプローブ3の加熱工程終了から少なくとも15秒以内である。その他、サンプリングプローブ3の加熱工程終了後から排ガス分析工程開始までの時間は、状況に応じて適宜設定可能である。また、サンプリングプローブ3の加熱工程終了後もサンプリングプローブ3の温度を温度センサで検出しておき、当該検出温度が所定温度未満になるまでに排ガス分析工程を開始することが考えられる。
<サンプリングプローブの加熱の有無におけるNH3の濃度の推移>
図5に、上記の排ガス分析装置100を用いてサンプリングプローブ3を(a)加熱しない場合と、(b)加熱した場合とにおける排ガス中のNH3の濃度の測定結果の推移を示している。
図5に、上記の排ガス分析装置100を用いてサンプリングプローブ3を(a)加熱しない場合と、(b)加熱した場合とにおける排ガス中のNH3の濃度の測定結果の推移を示している。
図5から分かるように、測定開始から200秒付近までにおいて、サンプリングプローブ3を加熱した場合の方が、NH3の濃度ピークが明確に高くなっている。これは、測定前にサンプリングプローブ3を加熱することで、測定開始から200秒付近までの間で、結露が抑えられているためと考えられる。このため、特にコールドスタート試験において、供試体の始動時(測定開始時)またはその直後におけるより正確なNH3の濃度測定が可能となる。
<本実施形態の効果>
このように構成した本実施形態の排ガス分析装置100によれば、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する前に、加熱ガス供給機構9により加熱したガスをサンプリングプローブ3に供給し、サンプリングプローブ3が加熱された状態で、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始するので、サンプリングプローブ3のコールドスポットを低減することができる。その結果、サンプリングプローブ3に排ガス成分が吸着しにくくなり、また、排ガス中の水分の結露を防止することができ、結露水に水溶性の排ガス成分(NH3やNO2等)が溶けることを防止することができる。これにより、ガス分析計5の精度及び応答を維持することができる。
このように構成した本実施形態の排ガス分析装置100によれば、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始する前に、加熱ガス供給機構9により加熱したガスをサンプリングプローブ3に供給し、サンプリングプローブ3が加熱された状態で、サンプリングプローブ3による排ガスのサンプリングを開始するので、サンプリングプローブ3のコールドスポットを低減することができる。その結果、サンプリングプローブ3に排ガス成分が吸着しにくくなり、また、排ガス中の水分の結露を防止することができ、結露水に水溶性の排ガス成分(NH3やNO2等)が溶けることを防止することができる。これにより、ガス分析計5の精度及び応答を維持することができる。
また、ガス分析計5がNH3及び/又はNO2等の吸着性及び/又は水溶性を有する成分濃度を測定するものであり、サンプリングプローブ3を加熱する効果を一層顕著にすることができる。
さらに、フィルタ8が加熱導入管7の上流側に設けられているので、加熱導入管7の内壁が粒子状物質等で汚れにくくなり、ガス分析計5の応答を維持することができる。また、フィルタ8も加熱したガスにより加熱されるので、フィルタ8のコールドスポットを低減することもできる。
<その他の実施形態>
例えば、前記実施形態では、メイン流路2が、円筒状のテールパイプアタッチメント6により形成されていたが、サンプリングプローブ3をテールパイプEHに差し込んで排ガスを採取する構成の場合には、テールパイプEHの内部がメイン流路2となる。この場合、メイン流路2は、排ガス分析装置100の装置構成の一部とはならない。
例えば、前記実施形態では、メイン流路2が、円筒状のテールパイプアタッチメント6により形成されていたが、サンプリングプローブ3をテールパイプEHに差し込んで排ガスを採取する構成の場合には、テールパイプEHの内部がメイン流路2となる。この場合、メイン流路2は、排ガス分析装置100の装置構成の一部とはならない。
また、前記実施形態では、フィルタ8をサンプリングプローブ3及び加熱導入管7の間に設ける構成であったが、加熱導入管7、又は、加熱導入管7とガス分析計5との間に設ける構成としても良い。
さらに、前記実施形態の排ガス分析装置100は、車両搭載型のものであったが、供試体を試験室で試験する場合には、車両に搭載しないものであっても良い。
その他、本発明の趣旨に反しない限りにおいて様々な実施形態の変形や組み合わせを行っても構わない。
本発明によれば、サンプリングプローブにヒータを設けて加熱することなく、サンプリングプローブのコールドスポットを低減することができる。
100・・・排ガス分析装置
V ・・・供試体
EH ・・・テールパイプ
2 ・・・メイン流路
3 ・・・サンプリングプローブ
4 ・・・流量計
5 ・・・ガス分析計
6 ・・・テールパイプアタッチメント
7 ・・・加熱導入管
8 ・・・フィルタ
9 ・・・加熱ガス供給機構
COM・・・制御部
V ・・・供試体
EH ・・・テールパイプ
2 ・・・メイン流路
3 ・・・サンプリングプローブ
4 ・・・流量計
5 ・・・ガス分析計
6 ・・・テールパイプアタッチメント
7 ・・・加熱導入管
8 ・・・フィルタ
9 ・・・加熱ガス供給機構
COM・・・制御部
Claims (11)
- 車両又はその一部である供試体から排出される排ガスを分析する排ガス分析装置であって、
前記排ガスが流れるメイン流路から前記排ガスをサンプリングするサンプリングプローブと、
前記サンプリングプローブを介してサンプリングされた前記排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計と、
前記サンプリングプローブに加熱したガスを供給する加熱ガス供給機構と、
前記排ガスの分析に関する動作を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱ガス供給機構により前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給し、前記サンプリングプローブが加熱された状態で、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する、排ガス分析装置。 - 前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、所定時間又は前記サンプリングプローブが所定温度に加熱されるまで、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給する、請求項1に記載の排ガス分析装置。
- 前記制御部は、コールドスタートで前記供試体を試験する場合に、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給する、請求項1又は2に記載の排ガス分析装置。
- 前記加熱ガス供給機構は、前記サンプリングプローブ及び前記ガス分析計に接続されて、前記サンプリングプローブによりサンプリングされた前記排ガスを前記ガス分析計に導入する加熱導入管を用いて構成されており、
前記加熱ガス供給機構は、前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱導入管により加熱されたガスを、前記加熱導入管を通じて前記サンプリングプローブに供給する、請求項1乃至3の何れか一項に記載の排ガス分析装置。 - 前記サンプリングプローブ、又は前記サンプリングプローブと前記加熱導入管との間に粒子状物質を捕集するフィルタが設けられており、
前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブ及び前記フィルタに供給する、請求項4に記載の排ガス分析装置。 - 前記ガス分析計は、吸着性及び/又は水溶性を有する成分の濃度を測定するものである、請求項1乃至5の何れか一項に記載の排ガス分析装置。
- 前記ガス分析計は、NH3及び/又はNO2の濃度を測定するものである、請求項6に記載の排ガス分析装置。
- 前記排ガス分析装置は、車両搭載型のものであり、
前記メイン流路は、前記供試体のテールパイプに接続されるテールパイプアタッチメントにより形成されており、
前記サンプリングプローブは、前記テールパイプアタッチメントに固定されている、請求項1乃至7の何れか一項に記載の排ガス分析装置。 - 前記メイン流路を流れる排ガスの流量を測定する流量計と、
前記ガス分析計により得られた成分濃度、及び前記流量計により得られた流量を用いて成分排出質量を演算する演算装置とをさらに備える、請求項1乃至8の何れか一項に記載の排ガス分析装置。 - 車両又はその一部である供試体から排出される排ガスを分析する排ガス分析方法であって、
前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路から前記排ガスをサンプリングするサンプリングプローブと、前記サンプリングプローブを介してサンプリングされた前記排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計とを有する排ガス分析装置を用いて、
前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給し、前記サンプリングプローブが加熱された状態で、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する、排ガス分析方法。 - 車両又はその一部である供試体から排出される排ガスを分析する排ガス分析装置に用いられる排ガス分析用プログラムであって、
前記排ガス分析装置は、前記排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路から前記排ガスをサンプリングするサンプリングプローブと、前記サンプリングプローブを介してサンプリングされた前記排ガス中の成分濃度を測定するガス分析計と、前記サンプリングプローブに加熱したガスを供給する加熱ガス供給機構とを備えており、
前記排ガス分析用プログラムは、前記排ガスの分析に関する動作を制御する制御部の機能をコンピュータに備えさせるものであり、
前記制御部は、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する前に、前記加熱ガス供給機構により前記加熱したガスを前記サンプリングプローブに供給し、前記サンプリングプローブが加熱された状態で、前記サンプリングプローブによる前記排ガスのサンプリングを開始する、排ガス分析用プログラム。
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JP2021209050 | 2021-12-23 | ||
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- 2022-11-24 WO PCT/JP2022/043386 patent/WO2023120015A1/ja unknown
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