特許 6173309 排ガス希釈装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6173309

(24)【登録日】2017年7月14日

(45)【発行日】2017年8月2日

(54)【発明の名称】排ガス希釈装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/22 20060101AFI20170724BHJP

   G01N 1/00 20060101ALI20170724BHJP

【ＦＩ】

   G01N1/22 M

   G01N1/22 G

   G01N1/00 101T

【請求項の数】8

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-518336(P2014-518336)

(86)(22)【出願日】2013年4月17日

(86)【国際出願番号】JP2013061398

(87)【国際公開番号】WO2013179794

(87)【国際公開日】20131205

【審査請求日】2016年2月23日

(31)【優先権主張番号】特願2012-126046(P2012-126046)

(32)【優先日】2012年6月1日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000155023

【氏名又は名称】株式会社堀場製作所

(74)【代理人】

【識別番号】100121441

【弁理士】

【氏名又は名称】西村 竜平

(74)【代理人】

【識別番号】100154704

【弁理士】

【氏名又は名称】齊藤 真大

(72)【発明者】

【氏名】浅見 哲司

(72)【発明者】

【氏名】高倉 義智

【審査官】 大瀧 真理

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１１／０２８３３８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−１５３７４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−０６２０５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開平０７−００５０４４（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 実開昭６３−０３８０３６（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第０１／０９０７４１（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６１５１９５２（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０１Ｎ １／００ − １／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関に接続された排気管を流れる排ガスの一部をサンプルガスとして採取するサンプリングラインが接続されるサンプリングポートと、
サンプリングされた排ガスを希釈するための希釈用ガスを供給する希釈用ガス供給ラインが接続される希釈用ガス供給ポートと、
前記サンプリングポート及び前記希釈用ガス供給ポートに連通して前記サンプルガスを前記希釈用ガスで希釈する希釈器と、
前記希釈器に接続されて前記希釈器により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路と、
前記メイン流路に設けられて当該メイン流路を流れる希釈排ガス流量を調整するメイン流量調整機構と、
前記希釈用ガス供給ラインに設けられ、前記希釈器に供給される希釈用ガス流量を調整する希釈用ガス流量調整機構と、
前記メイン流路から分岐した複数の分岐流路に設けられて、それぞれにＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む計測機器の何れかを有する計測機器ラインが接続される複数の計測機器ポートと、
当該各分岐流路を流れる希釈排ガス流量を調整する複数の分岐流量調整機構と、
前記メイン流量調整機構、希釈用ガス流量調整機構および複数の分岐流量調整機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置が、
前記排気管を流れる排ガス流量を直接的又は間接的に示す排ガス流量関連信号を取得する排ガス流量取得部と、
前記排ガス流量取得部が取得した排ガス流量関連信号により示される排ガス流量をパラメータとして、
前記メイン流量調整機構又は前記複数の分岐流量調整機構を制御し、前記複数の計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量を調整し、
前記メイン流量調整機構を制御して、前記排気管を流れる排ガス流量と前記サンプリングラインを流れるサンプリング流量との比を一定にし、
前記希釈用ガス流量調整機構を制御して、前記サンプリング流量と、前記サンプリング流量および前記希釈用ガス流量の合計との比を一定にする流量調整機構制御部とを有する排ガス希釈装置。

【請求項2】

前記複数の分岐流量調整機構を制御して前記排気管を流れる排ガス流量と前記各計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量との比を一定にするものである請求項１記載の排ガス希釈装置。

【請求項3】

前記流量調整機構制御部が、前記複数の分岐流量制御機構を制御して前記各計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量同士の比を一定にするものである請求項１記載の排ガス希釈装置。

【請求項4】

可搬型である請求項１記載の排ガス希釈装置。

【請求項5】

内燃機関に接続された排気管を流れる排ガスの一部をサンプルガスとして採取するサンプリングラインが接続されるサンプリングポートと、
サンプリングされた排ガスを希釈するための希釈用ガスを供給する希釈用ガス供給ラインおよび当該希釈用ガス流量を調整する希釈用ガス流量調整機構が接続される希釈用ガス供給ポートと、
前記サンプリングポート及び前記希釈用ガス供給ポートに連通して前記サンプルガスを前記希釈用ガスで希釈する希釈器と、
前記希釈器に接続されて前記希釈器により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路と、
前記メイン流路に設けられて当該メイン流路を流れる希釈排ガス流量を調整するメイン流量調整機構と、
前記メイン流路から分岐した複数の分岐流路に設けられて、それぞれにＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む計測機器の何れか及び分岐流量調整機構を有する計測機器ラインが接続される複数の計測機器ポートと、
前記メイン流量調整機構、希釈用ガス流量調整機構および複数の分岐流量調整機構を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置が、
前記排気管を流れる排ガス流量を直接的又は間接的に示す排ガス流量関連信号を取得する排ガス流量取得部と、
前記排ガス流量取得部が取得した排ガス流量関連信号により示される排ガス流量をパラメータとして、
前記複数の分岐流量調整機構を制御し、前記複数の計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量を調整し、
前記メイン流量調整機構を制御して、前記排気管を流れる排ガス流量と前記サンプリングラインを流れるサンプリング流量との比を一定にし、
前記希釈用ガス流量調整機構を制御して、前記サンプリング流量と、前記サンプリング流量および前記希釈用ガス流量の合計との比を一定にする流量調整機構制御部とを有する排ガス希釈装置。

【請求項6】

前記複数の分岐流量調整機構を制御して前記排気管を流れる排ガス流量と前記各計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量との比を一定にするものである請求項５記載の排ガス希釈装置。

【請求項7】

前記流量調整機構制御部が、前記複数の分岐流量制御機構を制御して前記各計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量同士の比を一定にするものである請求項５記載の排ガス希釈装置。

【請求項8】

可搬型である請求項５記載の排ガス希釈装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エンジンなどの内燃機関から排出される排ガスの成分を計測する排ガス計測システムに用いられる排ガス希釈装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来の排ガス計測システムのうち、エンジン排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を計測するシステムは、特許文献１に示すように、希釈トンネル（マイクロトンネル）を用いて、サンプリングされたエンジン排ガスを希釈用空気により希釈して、希釈された排ガスをＰＭ採取フィルタに導くことによってＰＭを捕集するように構成されている。なお、ここで排気管を流れるエンジン排ガス流量Ｑ_１とサンプリングされたエンジン排ガス流量Ｑ_２との比（Ｑ_２／Ｑ_１）は一定とされている。そして、このフィルタに捕集されたＰＭの質量が精密天秤で秤量されることにより求められる。

【0003】

また、排ガス計測システムのうち、定容量希釈サンプリング装置（ＣＶＳ）は、特許文献２に示すように、エンジン排ガスの全量を希釈用空気で希釈して、それらを合わせた総流量が常に一定となるように制御し、希釈されたエンジン排ガスの一部を一定流量でバッグに採取するように構成されている。なお、ここでＣＶＳにより制御される総流量Ｑ_３とバッグに採取される希釈排ガス流量Ｑ_４との比（Ｑ_４／Ｑ_３）は一定とされている。そして、バッグ内の希釈されたエンジン排ガスがガス分析計により分析される。

【0004】

さらに、排ガス計測システムのうち、バッグミニダイリュータ（ＢＭＤ）は、特許文献３に示すように、エンジン排ガスの一部を採取して、一定の希釈比となるように希釈用空気で希釈され、希釈されたエンジン排ガスの一部が、エンジン排ガスの流量に比例した流量でバッグにサンプリングされるように構成されている。なお、で排気管を流れるエンジン排ガス流量Ｑ_１とバッグに採取される希釈排ガス流量Ｑ_５との比（Ｑ_５／Ｑ_１）は一定とされている。そして、バッグ内の希釈されたエンジン排ガスがガス分析計により分析される。

【0005】

ところが、排ガス計測システムに上記複数の計測機器を組み込む場合には、複数の計測機器毎に専用の希釈サンプリング装置が必要であり、排ガス計測システムが大型化してしまうという問題がある。また、各計測機器毎にエンジン排ガスを採取する部分が異なること、及び各計測機器毎に希釈サンプリング装置が異なり希釈方式も異なることから、各計測機器に導入される排ガスの特性が異なることになり、各計測機器の計測結果を比較してもその比較結果の信頼性が悪いという問題がある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平１１−３２６１６１号公報

【特許文献2】特開平８−２２６８７９号公報

【特許文献3】特表２００８−５０７６９３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、１つの排ガス希釈装置によりＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に希釈排ガスを供給することで、排ガス希釈装置を組み込んだ排ガス計測システムを小型化するとともに、ＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器において同一の排ガス及び希釈条件により希釈された排ガスを測定することをその主たる所期課題とするものである。

【課題を解決するための手段】

【0008】

すなわち、本発明に係る排ガス希釈装置は、内燃機関に接続された排気管を流れる排ガスの一部をサンプルガスとして採取するサンプリングラインが接続されるサンプリングポートと、サンプリングされた排ガスを希釈するための希釈用ガスを供給する希釈用ガス供給ラインが接続される希釈用ガス供給ポートと、前記サンプリングポート及び前記希釈用ガス供給ポートに連通して前記サンプルガスを前記希釈用ガスで希釈する希釈器と、前記希釈器に接続されて前記希釈器により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路から分岐した複数の分岐流路に設けられて、それぞれにＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む計測機器の何れかを有する計測機器ラインが接続される複数の計測機器ポートと、当該各分岐流路を流れる希釈排ガス流量を調整する複数の分岐流量調整機構と、前記複数の分岐流量調整機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記排気管を流れる排ガス流量を直接的又は間接的に示す排ガス流量関連信号を取得する排ガス流量取得部と、前記排ガス流量取得部が取得した排ガス流量関連信号により示される排ガス流量をパラメータとして前記複数の分岐流量調整機構を制御し、前記複数の計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量を調整する流量調整機構制御部とを有することを特徴とする。

【0009】

このようなものであれば、希釈器により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路から、分岐流路を介してＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に希釈された排ガスを供給することにより、１つの排ガス希釈装置によりＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に希釈排ガスを供給することができる。このとき制御装置が排気管を流れる排ガス流量関連信号により示される排ガス流量をパラメータとして分岐流量調整機構を制御することで、各計測機器に流れる希釈排ガスの希釈比又は分流比をそれぞれ所望の値とすることができる。したがって、本発明の排ガス希釈装置を組む込んだ排ガス計測システムを小型化することができるとともに、各計測機器毎に希釈サンプリング装置を準備する必要が無いのでコストを削減することもできる。また、１つの排ガス希釈装置により希釈された排ガスをＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に供給することができるので、同一の排ガス及び同一の希釈条件により希釈された排ガスを測定することができ、複数の計測機器の計測結果を比較する場合に、その比較結果の信頼性を向上させることができる。その他、１つの排ガス希釈装置によりＰＭ計測機器及び排ガス測定計測機器を含む複数の計測機器に供給する希釈排ガスを生成しているので、エンジンストップ及びスタートに合わせてサンプリングをオンオフすること、又は排ガスの所定成分の濃度を見てサンプリングをオンオフすること等のアプリケーションを組みやすいという効果もある。また、１つの排ガス希釈装置の動作確認を行うだけで良く、メンテナンス作業を容易にすることもできる。
なお、本発明では、排ガス希釈装置が分岐流量調整機構を備えているので、排ガス希釈装置に接続される計測機器ラインの構成を簡略化することができる。

【0010】

また、本発明に係る排ガス希釈装置は、内燃機関に接続された排気管を流れる排ガスの一部をサンプルガスとして採取するサンプリングラインが接続されるサンプリングポートと、サンプリングされた排ガスを希釈するための希釈用ガスを供給する希釈用ガス供給ラインが接続される希釈用ガス供給ポートと、前記サンプリングポート及び前記希釈用ガス供給ポートに連通して前記サンプルガスを前記希釈用ガスで希釈する希釈器と、前記希釈器に接続されて前記希釈器により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路と、前記メイン流路から分岐した複数の分岐流路に設けられて、それぞれにＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む計測機器の何れか及び分岐流量調整機構を有する計測機器ラインが接続される複数の計測機器ポートと、前記複数の分岐流量調整機構を制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記排気管を流れる排ガス流量を直接的又は間接的に示す排ガス流量関連信号を取得する排ガス流量取得部と、前記排ガス流量取得部が取得した排ガス流量関連信号により示される排ガス流量をパラメータとして前記複数の分岐流量調整機構を制御し、前記複数の計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量を調整する流量調整機構制御部とを有することを特徴とする。

【0011】

このようなものであれば、希釈器により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路から分岐流路を介してＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に希釈された排ガスを供給することにより、１つの排ガス希釈装置によりＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に希釈排ガスを供給することができる。このとき制御装置が排気管を流れる排ガス流量関連信号により示される排ガス流量をパラメータとして分岐流量調整機構を制御することで、各計測機器に流れる希釈排ガスの希釈比又は分流比をそれぞれ所望の値とすることができる。したがって、本発明の排ガス希釈装置を組む込んだ排ガス計測システムを小型化することができるとともに、各計測機器毎に希釈サンプリング装置を準備する必要が無いのでコストを削減することもできる。また、１つの排ガス希釈装置により希釈された排ガスをＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に供給することができるので、同一の排ガス及び同一の希釈条件により希釈された排ガスを測定することができ、ＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器の計測結果を比較する場合に、その比較結果の信頼性を向上させることができる。その他、１つの排ガス希釈装置によりＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器に供給する希釈排ガスを生成しているので、エンジンストップ及びスタートに合わせてサンプリングをオンオフすること、又は排ガスの所定成分の濃度を見てサンプリングをオンオフすること等のアプリケーションを組みやすいという効果もある。また、１つの排ガス希釈装置の動作確認を行うだけで良く、メンテナンス作業を容易にすることもできる。
なお、本発明では、計測機器及び分岐流量調整機構を有する計測機器ラインを排ガス希釈装置に接続するように構成しているので、排ガス希釈装置に分岐流量調整機構を設ける必要が無く、排ガス希釈装置を小型化することができる。

【0012】

前記メイン流路に設けられて当該メイン流路を流れる希釈排ガス流量を調整するメイン流量調整機構をさらに備え、前記流量調整機構制御部が、前記排ガス流量取得部が取得した排ガス流量関連信号により示される排ガス流量をパラメータとして前記メイン流量調整機構又は前記複数の分岐流量調整機構を制御し、前記複数の計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量を調整することが望ましい。これならば、各計測機器に流れる希釈排ガスの希釈比又は分流比それぞれをより一層好適に所望の値とすることができる。

【0013】

本発明の排ガス希釈装置を用いて複数の計測機器に所望の分流比の希釈排ガスを供給するための具体的な実施に態様としては、前記流量調整機構制御部が、前記メイン流量調整機構を制御して前記排気管を流れる排ガス流量と前記サンプリングラインを流れるサンプリング流量との比を一定にするものであることが望ましい。

【0014】

前記流量調整機構制御部が、前記メイン流量調整機構を制御して前記排気管を流れる排ガス流量と前記サンプリングラインを流れるサンプリング流量との比を一定にし、且つ、前記複数の分岐流量調整機構を制御して前記排気管を流れる排ガス流量と前記各計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量との比を一定にするものであることが望ましい。これならば、複数の計測機器に所望の希釈比及び分流比の希釈排ガスを供給することができる。希釈比、希釈器内の滞留時間及び温度の範囲が最近の排ガス試験規制によって規定されているが、本方法では、エンジンサイズに関わらずサンプリング条件を同じにすることができるため、エンジンサイズに関わらず、排ガス試験規制に則った設定とすることができる。

【0015】

また、前記流量調整機構制御部が、前記複数の分岐流量制御機構を制御して前記各計測機器ラインに流れる希釈排ガス流量同士の比を一定にするものであることが望ましい。これならば、各計測機器ラインに流れる希釈排ガスの分流比を一定に制御し易くなる。

【発明の効果】

【0016】

このように構成した本発明によれば、１つの排ガス希釈装置により複数の計測機器に希釈排ガスを供給することで、排ガス希釈装置を組み込んだ排ガス計測システムを小型化するとともに、複数の計測機器において同一の排ガス及び希釈条件により希釈された排ガスを測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本実施形態の排ガス希釈装置を用いた排ガス計測システムの模式図。

【図2】同実施形態における制御装置の機能構成図。

【図3】変形実施形態の排ガス希釈装置を用いた排ガス計測システムの模式図。

【図4】変形実施形態の排ガス希釈装置を用いた排ガス計測システムの模式図。

【符号の説明】

【0018】

１００・・・排ガス希釈装置
Ｅ・・・内燃機関
ＥＨ・・・排気管
Ｌ１・・・サンプリングライン
Ｌ３ａ〜Ｌ３ｃ・・・計測機器ライン
Ｌ２・・・希釈用空気供給ライン（希釈用ガス供給ライン）
２・・・サンプリングポート
３・・・希釈用空気供給ポート（希釈用ガス供給ポート）
４・・・希釈器
５・・・メイン流路
６・・・メイン流量調整機構
７ａ〜７ｃ・・・計測機器ポート
８・・・制御装置
８１・・・排ガス流量取得部
８２・・・流量調整機構制御部
９ａ〜９ｃ・・・計測機器
１０ａ〜１０ｃ・・・分岐流量調整機構

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下に本発明に係る排ガス希釈装置１００について図面を参照して説明する。

【0020】

本実施形態の排ガス希釈装置１００は、エンジンＥに接続された排気管ＥＨを流れるエンジン排ガス（以下、単に排ガスという。）の一部を採取して希釈し、複数の計測機器に供給する、例えば可搬型のものである。

【0021】

具体的にこのものは、図１に示すように、排気管ＥＨを流れる排ガスの一部をサンプリングガスとして採取するサンプリングラインＬ１が接続されるサンプリングポート２と、サンプリングされた排ガスを希釈するための希釈用ガスとして希釈用空気を供給する希釈用空気供給ライン（希釈用ガス供給ライン）Ｌ２が接続される希釈用空気供給ポート（希釈用ガス供給ポート）３と、サンプリングポート２及び希釈用空気供給ポート３に連通してサンプルガスを希釈用空気で希釈する単一の希釈器４と、希釈器４に接続されて希釈器４により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路５と、メイン流路５に設けられて当該メイン流路５を流れる希釈排ガス流量を調整するメイン流量調整機構６と、メイン流路５から分岐した複数の分岐流路７１ａ〜７１ｃに設けられて、それぞれに計測機器９ａ〜９ｃ及び分岐流量調整機構１０ａ〜１０ｃを有する計測機器ラインＬ３ａ〜Ｌ３ｃが接続される複数の計測機器ポート７ａ〜７ｃと、メイン流量調整機構６及び複数の分岐流量調整機構１０ａ〜１０ｃを制御する制御装置８とを備えている。

【0022】

希釈用空気供給ポート３に接続される希釈用空気供給ラインＬ２には、当該希釈用空気供給ラインＬ２を流れて希釈器４に供給される希釈用空気流量を調整する希釈用空気流量調整機構１１が設けられている。この希釈用空気流量調整機構１１は、マスフローコントローラにより構成されており、後述する制御装置８により制御される。

【0023】

希釈器４は、サンプリングポート２を一端に有する第１流路２１が上流側に接続されるとともに、希釈用空気供給ポート３を一端に有する第２流路３１が上流側に接続される希釈トンネルである。そして、希釈トンネル４の下流側に、メイン流路５が接続されている。

【0024】

メイン流路５の下流側に設けられたメイン流量調整機構６は、図１においては、メイン流路５を流れる希釈排ガス流量を測定するメイン流量計６１と、当該メイン流量計６１の下流側に設けられた回転数制御可能なポンプ６２とから構成される。このポンプ６２は、後述する制御装置８によりその回転数が制御される。また、このメイン流量調整機構６は、後述する第２の計測機器（排ガス採取バッグ９ｂ）及び第３の計測機器（排ガス分析計９ｃ）に流れる流量をメイン流路５に供給して補正するための流量補正ライン６３が接続されている。この流量補正ライン６３はメイン流量計６１の上流側に接続されており、流量補正ライン６３を流れる補正用空気の流量を測定する流量計６３１が設けられている。

【0025】

複数の計測機器ポート７ａ〜７ｃは、希釈排ガス中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのＰＭ計測機器であるＰＭ採取フィルタ９ａが設けられた第１の計測機器ラインＬ３ａが接続される第１の計測機器ポート７ａと、排ガス計測機器である希釈排ガスを採取する排ガス採取バッグ９ｂが設けられた第２の計測機器ラインＬ３ｂが接続される第２の計測機器ポート７ｂと、希釈排ガスに含まれる各種成分を連続測定するための排ガス分析計９ｃが設けられた第３の計測機器ラインＬ３ｃが接続される第３の計測機器ポート７ｃとからなる。

【0026】

第１の計測機器ラインＬ３ａには、ＰＭ採取フィルタ９ａの下流側に第１の分岐流量調整機構１０ａが設けられている。本実施形態の第１の分岐流量調整機構１０ａは、第１の計測機器ラインＬ３ａを流れる希釈排ガス流量を測定する第１の流量計１０ａ１と、当該第１の流量計１０ａ１の下流側に設けられた回転数制御可能な第１のポンプ１０ａ２とから構成されている。この第１のポンプ１０ａ２は、後述する制御装置８によりその回転数が制御される。これにより、第１の計測機器ラインＬ３ａを流れる希釈排ガス流量が調整される。なお、この第１の計測機器ラインＬ３ａの下端部は、メイン流路５に接続されている。つまり、第１の計測機器ラインＬ３ａの下流側は、メイン流路５に第１の計測機器ラインＬ３ａの下流側を接続するための接続ポート１２に接続される。この接続ポート１２を一端に有する接続用内部流路１２１は、メイン流量調整機構６のメイン流量計６１の上流側においてメイン流路５に合流している。

【0027】

第２の計測機器ラインＬ３ｂには、排ガス採取バッグ９ｂの上流側に第２の計測機器ラインＬ３ｂを流れる希釈排ガス流量を調整するマスフローコントローラ等の分岐流量調整機構１０ｂが設けられている。この分岐流量調整機構１０ｂは、後述する制御装置８により制御される。これにより、第２の計測機器ラインＬ３ｂを流れる希釈排ガス流量が調整される。

【0028】

第３の計測機器ラインＬ３ｃには、排ガス分析計９ｃの上流側に第３の計測機器ラインＬ３ｃを流れる希釈排ガス流量を測定する第３の流量計１０ｃ１が設けられている。そして、排ガス分析計９ｃの内部に設けられたポンプ（不図示）を後述する制御装置８が制御することによって、第３の計測機器ラインＬ３ｃを流れる希釈排ガス流量が調整される。つまり、第３の流量計１０ｃ１及び排ガス分析計９ｃのポンプにより分岐流量調整機構１０ｃが構成される。

【0029】

制御装置８は、排気管ＥＨを流れる排ガス流量に基づいて、所定の希釈比及び分流比による比例サンプリングとなるように、メイン流量調整機構６及び分岐流量調整機構１０ａ〜１０ｃ、希釈用空気流量調整機構１１を制御するものである。具体的にこの制御装置８は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェイス、ＡＤ変換器等を備えた汎用乃至専用のコンピュータであり、前記メモリの所定領域に記憶させた所定プログラムにしたがってＣＰＵ、周辺機器等を協働させることにより、図２に示すように、排ガス流量取得部８１、流量調整機構制御部８２等としての機能を発揮する。

【0030】

排ガス流量取得部８１は、前記排気管ＥＨに設けられて当該排気管ＥＨを流れる排ガス流量Ｑ_Ａを測定する排ガス流量計１３からその排ガス流量を直接的に示す測定信号である排ガス流量関連信号を取得するものである。そして、排ガス流量取得部８１は、排ガス流量計１３から取得した排ガス流量関連信号を流量調整機構制御部８２に出力する。なお、排ガス流量計１３としては、熱式流量計、ピトー管式流量計、差圧式流量計、超音波式流量計等を用いることができる。その他、排ガス流量取得部８１は、排気管ＥＨを流れる排ガス流量Ｑ_Ａを間接的に示す排ガス流量関連信号を取得するものであっても良い。なお、排ガス流量Ｑ_Ａを間接的に示す排ガス流量関連信号としては、エンジンの空撚比（Ａ／Ｆ）を示す信号等が考えられる。

【0031】

流量調整機構制御部８２は、排ガス流量関連信号を取得して、当該排ガス流量関連信号が示す排ガス流量Ｑ_Ａを算出し、当該排ガス流量Ｑ_Ａを用いて、以下のようにメイン流量調整機構６及び分岐流量調整機構１０ａ〜１０ｃを制御する。なお、本実施形態では、制御装置８が希釈用空気流量調整機構１１を制御することにより、希釈器４での希釈比が一定となるように希釈用空気流量Ｑ_Ｃを調整している。

【0032】

具体的に流量調整機構制御部８２は、排ガス流量Ｑ_Ａに基づいて、メイン流量調整機構６を制御して排気管ＥＨを流れる排ガス流量Ｑ_ＡとサンプリングラインＬ１を流れるサンプリング流量Ｑ_Ｂとの比（Ｑ_Ｂ／Ｑ_Ａ）を一定にする。また、流量調整機構制御部８２は、第１及び第２の分岐流量調整機構１０ａ、１０ｂを制御して、排気管ＥＨを流れる排ガス流量Ｑ_Ａと第１及び第２の計測機器ラインＬ３ａ、Ｌ３ｂに流れる希釈排ガス流量Ｑ_Ｄ、Ｑ_Ｅとの比（Ｑ_Ｄ／Ｑ_Ａ、Ｑ_Ｅ／Ｑ_Ａ）を一定にするものである。なお、第３の分岐流量調整機構１０ｃは、第３の計測機器ラインＬ３ｃを流れる希釈ガス流量Ｑ_Ｆが排ガス分析計９ｃにおいて所定の精度で計測が可能なサンプルガス流量となるように制御される。

【0033】

このようにメイン流量調整機構６及び分岐流量調整機構１０ａ、１０ｂを制御することによって、第１〜第３の計測機器ラインＬ３ａ〜Ｌ３ｃに流れる希釈排ガスの希釈比が（Ｑ_Ｂ／（Ｑ_Ｂ＋Ｑ_Ｃ））となる。なお、第１の計測機器ラインＬ３ａに流れる希釈排ガスの分流比が（Ｑ_Ｂ／Ｑ_Ａ×Ｑ_Ｄ／（Ｑ_Ｂ＋Ｑ_Ｃ））となり、第２の計測機器ラインＬ３ｂに流れる希釈排ガスの分流比が（Ｑ_Ｂ／Ｑ_Ａ×Ｑ_Ｅ／（Ｑ_Ｂ＋Ｑ_Ｃ））となり、第３の計測機器ラインＬ３ｃに流れる希釈排ガスの分流比が（Ｑ_Ｂ／Ｑ_Ａ×Ｑ_Ｆ／（Ｑ_Ｂ＋Ｑ_Ｃ））となる。このとき、流量調整機構制御部８２が、分岐流量調整機構１０ａ、１０ｂを制御することによって、第１〜第３の計測機器ラインＬ３ａ〜Ｌａ３に流れる希釈排ガス流量同士の比を一定にすることが分流比を一定にする観点から望ましい。

【0034】

このように構成した本実施形態に係る排ガス希釈装置１００によれば、希釈器４により希釈された希釈排ガスが流れるメイン流路５から分岐流路７１ａ〜７１ｃを介してＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器９ａ〜９ｃに希釈された排ガスを供給することにより、１つの排ガス希釈装置１００によりＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器９ａ〜９ｃに希釈排ガスを供給することができる。このとき制御装置８が排気管ＥＨを流れる排ガス流量をパラメータとしてメイン流量調整機構６及び分岐流量調整機構１０ａ、１０ｂを制御することで、各計測機器９ａ、９ｂに流れる希釈排ガスの希釈比及び分流比をそれぞれ所望の値とすることができる。したがって、排ガス希釈装置１００を組む込んだ排ガス計測システムを小型化することができるとともに、各計測機器９ａ〜９ｃ毎に希釈サンプリング装置を準備する必要が無いのでコストを削減することもできる。

【0035】

また、１つの排ガス希釈装置１００により希釈された排ガスをＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器９ａ〜９ｃに供給することができるので、同一の排ガス及び同一の希釈条件により希釈された排ガスを測定することができ、ＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器９ａ〜９ｃの計測結果を比較する場合に、その比較結果の信頼性を向上させることができる。

【0036】

さらに、１つの排ガス希釈装置１００によりＰＭ計測機器及び排ガス計測機器を含む複数の計測機器９ａ〜９ｃに供給する希釈排ガスを生成しているので、エンジンストップ及びスタートに合わせてサンプリングをオンオフすること、又は排ガスの所定成分の濃度を見てサンプリングをオンオフすること等のアプリケーションを組みやすいという効果もある。また、１つの排ガス希釈装置１００の動作確認を行うだけで良く、メンテナンス作業を容易にすることもできる。さらに、本実施形態では、計測機器９ａ〜９ｃ及び分岐流量調整機構１０ａ〜１０ｃを有する計測機器ラインＬ３ａ〜Ｌ３ｃを排ガス希釈装置１００に接続するように構成しているので、排ガス希釈装置１００に分岐流量調整機構を設ける必要が無く、排ガス希釈装置１００を小型化することができる。また、排ガス希釈装置１００がサンプルガスポート２、希釈用空気供給ポート３及び複数の計測機器ポート７ａ〜７ｃ等を有しているので、所定の場所に設置した後に各ラインを接続すればよく、可搬型のものとして好適に用いることができる。その他、希釈比、希釈器４内の滞留時間及び温度の範囲が最近の排ガス試験規制によって規定されているが、本方法では、エンジンサイズに関わらずサンプリング条件を同じにすることができるため、エンジンサイズに関わらず、排ガス試験規制に則った設定とすることができる。

【0037】

なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

【0038】

例えば、前記実施形態の流量調整機構制御部８２が、以下のようにメイン流量調整機構６及び分岐流量調整機構１０ａ、１０ｂを制御するように構成しても良い。つまり、流量調整機構制御部８２が、メイン流量調整機構６を制御して排気管ＥＨを流れる排ガス流量Ｑ_ＡとサンプリングラインＬ１を流れるサンプリング流量Ｑ_Ｂの比（Ｑ_Ｂ／Ｑ_Ａ）を一定にする。また、流量調整機構制御部８２は、第１及び第２の分岐流量調整機構１０ａ、１０ｂを制御して第１及び第２の計測機器ラインＬ３ａ、Ｌ３ｂに流れる希釈排ガス流量Ｑ_Ｄ、Ｑ_Ｅを一定にするものであっても良い。

【0039】

また、流量調整機構制御部８２が、メイン流量調整機構６を制御してサンプリングラインＬ１を流れるサンプリング流量Ｑ_Ｂを一定にするとともに、第１及び第２の分岐流量調整機構１０ａ、１０ｂを制御して、排気管ＥＨを流れる排ガス流量Ｑ_Ａと、第１及び第２の計測機器ラインＬ３ａ、Ｌ３ｂに流れる希釈排ガス流量Ｑ_Ｄ、Ｑ_Ｅとの比（Ｑ_Ｄ／Ｑ_Ａ、Ｑ_Ｅ／Ｑ_Ａ）を一定にするものであっても良い。

【0040】

また、分流比のみを一定にする観点から言うと、流量調整機構制御部８２が、メイン流量調整機構６を制御して、排気管ＥＨを流れる排ガス流量Ｑ_ＡとサンプリングラインＬ１を流れるサンプリング流量Ｑ_Ｂとの比（Ｑ_Ｂ／Ｑ_Ａ）を一定にするものであれば良い。

【0041】

また、希釈用空気供給ラインＬ２を流れる希釈用空気流量を希釈用空気流量調整機構１１により一定流量に調整するものであっても良い。

【0042】

また、前記実施形態のメイン流量調整機構６は、メイン流量計６１と、容量可変型ポンプ６２と、流量計６３１を有する流量補正ライン６３とを有するものであったが、図３に示すように、臨界流量ベンチュリー（ＣＦＶ）等の定流量器６４と、定容量ポンプ６５と、流量調整機構６６１を有する流量補正ライン６６とを有するものであっても良い。また、希釈用空気供給ラインＬ２に設けた希釈用空気流量調整機構１１を臨界流量ベンチュリー（ＣＦＶ）等の定流量器としても良い。

【0043】

さらに、前記実施形態では、第１、第２及び第３の計測機器ラインＬ３ａ〜Ｌ３ｃに設けられた第１、第２及び第３の分岐流量調整機構１０ａ〜１０ｃが排ガス希釈装置１００の外部に設けられたものであったが、図４に示すように、第１、第２及び第３の分岐流量調整機構１０ａ〜１０ｃが装置１００内部の各分岐流路７１ａ〜７１ｃに設けられたものであっても良い。同様に、希釈用空気供給ラインＬ２に設けた希釈用空気流量調整機構１１も、図４に示すように、希釈用空気供給ポート３及び希釈器４の間の第２流路３１に設けても良い。

【0044】

加えて、第１、第２及び第３の計測機器ラインＬ３ａ〜Ｌ３ｃは、前記実施形態のように３つに限られず、それ以上であっても良い。また、計測機器９ａ〜９ｃの種類としては、希釈された排ガスを用いて計測できる計測機器であれば良く、例えば、レーザ散乱式凝縮粒子カウンタ（ＣＰＣ）を用いた固体粒子数計測装置（ＳＰＣＳ）や、ガス吸収瓶（インピンジャー）等であっても良い。

【0045】

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

【産業上の利用可能性】

【0046】

本発明の排ガス希釈装置によれば、１つの排ガス希釈装置により複数の計測機器に希釈排ガスを供給することで、排ガス希釈装置を組み込んだ排ガス計測システムを小型化するとともに、複数の計測機器において同一の排ガス及び希釈条件により希釈された排ガスを測定することができる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】