特許 7053813 制御キャビネットユニット

(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】

(24)【登録日】2022-04-04

(45)【発行日】2022-04-12

(54)【発明の名称】制御キャビネットユニット

(51)【国際特許分類】

   G01N 1/22 20060101AFI20220405BHJP

【ＦＩ】

G01N1/22 D

G01N1/22 G

G01N1/22 Q

【請求項の数】 12

(21)【出願番号】P 2020520010

(86)(22)【出願日】2018-09-21

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-12-17

(86)【国際出願番号】 EP2018075581

(87)【国際公開番号】W WO2019081139

(87)【国際公開日】2019-05-02

【審査請求日】2020-04-07

(31)【優先権主張番号】102017124694.0

(32)【優先日】2017-10-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(73)【特許権者】

【識別番号】511236970

【氏名又は名称】エイヴィエル エミッション テスト システムズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】ＡＶＬ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｅｓｔ Ｓｙｓｔｅｍｓ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｇｒａｆ－Ｌａｎｄｓｂｅｒｇ－Ｓｔｒａｓｓｅ １ ｃ， Ｄ－４１４６０ Ｎｅｕｓｓ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】ザシャ ヴィリヒ

(72)【発明者】

【氏名】アヒム ディコウ

(72)【発明者】

【氏名】ソーニャ オピッツ

(72)【発明者】

【氏名】ムラート エツトュルク

【審査官】森口 正治

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－２３３７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平１０－０１９７４４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１７／１２１５５２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２００５／０２１７２９９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１６－０８５２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－２２４７７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１７４０５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】韓国公開特許第１０－２０１８－００８０７５２（ＫＲ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１２／０２５２１３０（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ １／２２－ １／２６

Ｇ０１Ｍ １５／１０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気測定装置用の制御キャビネットユニットであって、
内部に前記排気測定装置の第１の発熱コンポーネント（５０）が配置された第１の内室（２６）を画定する第１の制御キャビネット（１２）、および
内部に前記排気測定装置の第２のコンポーネント（６０）が配置された第２の内室（４２）を画定する第２の制御キャビネット（１４）を備えた、制御キャビネットユニットにおいて、
前記第２のコンポーネント（６０）は前記排気測定装置の排気バッグ（６２）であり、
前記第１の内室（２６）と前記第２の内室（４２）とは、少なくとも１つの流体接続部（７０）を介して互いに接続されており、前記第１の内室（２６）と前記第２の内室（４２）との間を通流する空気流により、前記第２のコンポーネント（６０）を加熱することができるようになっている
ことを特徴とする、制御キャビネットユニット。

【請求項2】

前記第１の制御キャビネット（１２）と前記第２の制御キャビネット（１４）とは、直接に隣接し合って配置されており、前記第１の制御キャビネット（１２）の側壁（１６）は、前記第２の制御キャビネット（１４）の側壁（３２）に直接に接触しており、互いに接触し合う２つの前記側壁（１６，３２）に、前記流体接続部（７０）が形成されている、請求項１記載の制御キャビネットユニット。

【請求項3】

前記第１の発熱コンポーネント（５０）は、前記第１の制御キャビネット(１２)の、前記第２の制御キャビネット（１４）に直接に接している前記側壁（１６）に配置されている、請求項２記載の制御キャビネットユニット。

【請求項4】

前記第１の制御キャビネット（１２）および前記第２の制御キャビネット（１４）は、互いに間隔をあけて別個に配置されており、前記第１の内室（２６）および前記第２の内室（４２）は、少なくとも１つの前記流体接続部（７０）を形成する接続部材を介して、互いに流体接続されている、請求項１記載の制御キャビネットユニット。

【請求項5】

第１の流体接続部（７０）および第２の流体接続部（７２）が設けられており、前記第１の内室（２６）と前記第２の内室（４２）との間で空気が循環するようになっている、請求項１から４までのいずれか１項記載の制御キャビネットユニット。

【請求項6】

前記第１の流体接続部（７０）は、前記第１の制御キャビネット（１２）および前記第２の制御キャビネット(１４)の上部領域に配置されており、前記第２の流体接続部（７２）は、前記第１の制御キャビネット（１２）および前記第２の制御キャビネット（１４）の下部領域に配置されている、請求項５記載の制御キャビネットユニット。

【請求項7】

前記第１の制御キャビネット（１２）内または前記第２の制御キャビネット（１４）内には、ファン（８１）が配置されている、請求項１から６までのいずれか１項記載の制御キャビネットユニット。

【請求項8】

前記ファン（８１）は温度調整式である、請求項７記載の制御キャビネットユニット。

【請求項9】

前記第１の制御キャビネット（１２）内または前記第２の制御キャビネット（１４）内には、ヒータ（８２）が配置されている、請求項１から８までのいずれか１項記載の制御キャビネットユニット。

【請求項10】

前記ヒータ（８２）は温度調整式である、請求項９項記載の制御キャビネットユニット。

【請求項11】

前記第２の制御キャビネット（１４）は断熱されており、前記第２の制御キャビネット（１４）の前記第２の内室（４２）は、周囲温度よりも高い温度を有している、請求項１から１０までのいずれか１項記載の制御キャビネットユニット。

【請求項12】

前記第１の発熱コンポーネント（５０）は電圧供給ユニット（５２）である、請求項１から１１までのいずれか１項記載の制御キャビネットユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気測定装置用の制御キャビネットユニットであって、内部に排気測定装置の第１の発熱コンポーネントが配置された第１の内室を画定する第１の制御キャビネット、および内部に排気測定装置の第２のコンポーネントが配置された第２の内室を画定する第２の制御キャビネットを備えた、制御キャビネットユニットに関する。

【0002】

このような制御キャビネットは、例えばローラ型試験台において、自動車の排気分析に用いられる。この場合は一般に、内部に排気測定装置の様々なコンポーネントが配置された複数の制御キャビネットが設けられる。つまり例えばＣＶＳ装置では、第１の制御キャビネット内に試料採取装置が付属の制御装置および電子装置と共に配置されており、第２の制御キャビネット内には少なくとも１つの排気バッグが配置されている。

【0003】

ＣＶＳ装置では、１回の試験サイクル中に自動車から放出された排気が希釈トンネル内に導入され、その中で空気により希釈される。次いで、希釈により生じた試料ガスが試料採取プローブにより採取され、１つ以上の排気バッグに供給される。走行サイクルの終了後に、排気バッグ内に集められた試料ガスは、複数の分析機器により有害物質の割合に関して分析され、このとき特に、二酸化炭素、一酸化炭素、炭化水素ならびに窒素酸化物の割合が求められる。

【0004】

分析されるべき排気中には、水分が水蒸気の形態で溶解しており、水分は、露点温度未満で凝縮する。この水蒸気の凝縮は、歪曲された測定結果をもたらすため、排気もしくは試料ガスの確実で有意な分析を保証するためには、どんなことがあっても回避せねばならない。

【0005】

水蒸気の凝縮を防ぐために、排気測定装置は一般に、排気温度が露点温度未満に低下することを防ぐ、加熱部材を有している。このような排気測定装置は、例えば欧州特許出願公開第０９５９３３９号明細書に開示されている。排気測定装置は希釈トンネルを有しており、希釈トンネルから、排気と希釈空気とから成る試料ガスが採取され、採取された試料ガスは排気バッグ内に集められ、次いで試料ガスは複数の分析機器により、排気中に含まれる有害物質に関して分析される。排気中もしくは試料ガス中に含まれる水蒸気の凝縮を防ぐために、排気測定装置の複数箇所に加熱部材が設けられており、加熱部材により、排気測定装置内に流入する排気の温度ならびに希釈トンネルから採取されかつ排気バッグに流れ込む試料ガスの温度が、露点温度よりも上に保たれる。排気バッグは、別個の制御キャビネット内に配置されており、この場合、この制御キャビネット内にも同様に、排気バッグ内に集められた試料ガスの加熱用に設けられたヒータが配置されているため、排気バッグ内に含まれる試料ガスの凝縮も、やはり防止されるようになっている。

【0006】

欧州特許出願公開第０９５９３３９号明細書に記載された構成の欠点は、試料ガス中に溶解した水蒸気の凝縮を防ぐために、所要エネルギが高く、排気測定装置の運転コストの増大を招く追加的な加熱部材が使用される、という点にある。

【0007】

よって本発明の課題は、水蒸気の凝縮を、エネルギ効率良くかつ廉価に防止する制御キャビネットユニットを提供することにある。

【0008】

この課題は、請求項１記載の本発明による、排気測定装置用の制御キャビネットユニットにより解決される。

【0009】

本発明では、第１の内室と第２の内室とが、少なくとも１つの流体接続部を介して互いに接続されており、この場合、第１の内室と第２の内室との間を通流する空気流により、第２のコンポーネントを加熱することができるようになっている。これにより、エネルギ効率良く簡単に、排気中に含まれる水蒸気の凝縮が防止され、この場合、第２のコンポーネントを加熱するためには、第１の発熱コンポーネントの排熱が利用される。運転中に第１のコンポーネントはその電力損失に基づき加熱し、このとき第１の発熱コンポーネントの排熱により、第１の内室内の空気が加熱される。第１の内室と第２の内室との間の流体接続部を介して、加熱された空気が第２のコンポーネントに向かって流れ、これにより第２のコンポーネントが加熱されることになる。

【0010】

１つの好適な構成では、第１の制御キャビネットと第２の制御キャビネットとは、直接に隣接し合って配置されており、この場合、第１の制御キャビネットの側壁は、第２の制御キャビネットの側壁に直接に接触しており、互いに接触し合う２つの側壁に、流体接続部が形成されている。これにより、流体接続部を簡単かつ廉価に形成することができ、この場合、流体接続部は、２つの制御キャビネットの互いに接し合う側方部分に形成された、互いに対応する開口により形成されている。さらに、熱伝達が流体接続部を通る対流によっても行われ、互いに接し合う側壁を介した熱伝達によっても行われることにより、第１の内室と第２の内室との間での熱伝達が改善される。択一的に、２つの制御キャビネットは互いに間隔をあけて別個に配置されており、この場合、両内室は、少なくとも１つの流体接続部を形成する接続部材を介して、互いに流体接続されている。

【0011】

好適には、第１のコンポーネントは、第１の制御キャビネットの、第２の制御キャビネットに直接に接している側壁に配置されているため、第１のコンポーネントの排熱は、互いに接触し合う側壁を介して第２の内室に直接に伝達されるようになっている。

【0012】

好適には、第１の流体接続部および第２の流体接続部が設けられており、この場合、第１の内室と第２の内室との間で空気が循環することになる。この場合、加熱された空気が両流体接続部のうちの一方を通り、第１の内室から第２の内室内へ流入し、第２の内室内で冷却された空気は、他方の流体接続部を通って再び第１の内室内へ流入するため、両制御キャビネット間で空気循環が行われることになる。このようにして、第２のコンポーネントには永続的に熱が供給されるようになっている。

【0013】

１つの好適な構成では、第１の流体接続部は、第１の制御キャビネットの上部領域に配置されており、第２の流体接続部は、第１の制御キャビネットの下部領域に配置されている。流体接続部のこのような配置に基づき、第１のコンポーネントにより加熱された空気が第１の内室内で上方に向かって上昇し、制御キャビネットユニットの上部領域に配置された第１の流体接続部を通って第２の内室内へ流入することにより、追加的なコンポーネント無しで空気循環が強制されることになる。加熱された空気中に含まれる熱は第２のコンポーネントに伝達され、これにより空気は冷えて、第２の内室内で下方に向かって降下する。制御キャビネットユニットの下部領域には第２の流体接続部が配置されており、冷えた空気は第２の流体接続部を通って第１の内室内へ流入する。この過程が、排気測定装置の運転中に継続的に繰り返される。

【0014】

好適には、第１の制御キャビネット内または第２の制御キャビネット内にはファンが配置されており、これにより、両内室間での空気循環が支援されると共に、第２のコンポーネントの加熱が促進および改善されるようになっている。

【0015】

好適な構成では、第１の制御キャビネットまたは第２の制御キャビネット内にはヒータが配置されている。これにより、第２のコンポーネントが追加的に加熱されるため、異常な環境条件でも水蒸気の凝縮が確実に回避されるようになっている。

【0016】

好適には、ファンおよび／またはヒータは温度調整式であり、この場合、第２の制御キャビネット内に温度センサが配置されており、第２の内室の温度に応じて、ファンおよび／またはヒータが作動させられるもしくは非作動状態にされる。この場合、ファンおよび／またはヒータは、露点温度を下回ると作動させられる。このようにして、ヒータおよび／またはファンを、エネルギを節約して作動させることができる。

【0017】

１つの有利な構成では、第２の制御キャビネットは断熱されており、この場合、第２の制御キャビネットの内室は、周囲温度よりも高い温度を有している。これにより、第２の内室もしくは第２のコンポーネントから周囲環境への熱損失が減少されることになる。

【0018】

好適には、第１の発熱コンポーネントは電圧供給ユニットであり、第２のコンポーネントは排気測定装置の排気バッグであり、この場合、電圧供給ユニットは高い排熱を有しており、この排熱は、排気バッグ内に集められた試料ガスの温度が露点温度未満に下がることを回避するために利用される。

【0019】

よって、排気中に含まれる水蒸気の凝縮をエネルギ効率良く簡単に防ぎ、第１の発熱コンポーネントの排熱が、第２のコンポーネントの加熱に利用される、排気測定装置用の制御キャビネットユニットが提供される。

【0020】

以下に、添付図面を参照して１つの好適な実施形態に基づき本発明をより詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】排気測定装置用の本発明による制御キャビネットユニットを示す概略図である。

【0022】

図面には、ＣＶＳ装置用の制御キャビネットユニット１０が示されている。制御キャビネットユニット１０は、第１の制御キャビネット１２と、第２の制御キャビネット１４とから成る。

【0023】

第１の制御キャビネット１２は、第１の側壁１６、反対側に位置する第２の側壁１８、床部材２０および天井部材２２ならびに背壁２４を有している。背壁２４とは反対の側には扉（図示せず）が配置されており、開放状態の扉を介して、第１の制御キャビネット１２の第１の内室２６内への介入が可能になる。

【0024】

第２の制御キャビネット１４は、第１の制御キャビネット１２と同様に形成されているため、第２の制御キャビネット１４も、第１の側壁３２、反対側に位置する第２の側壁３４、床部材３６および天井部材３８ならびに背壁４０を有している。

【0025】

第１の内室２６内には、第１の発熱コンポーネント５０が配置されている。第１の発熱コンポーネント５０は、電圧供給ユニット５２であり、ＣＶＳ装置の別のコンポーネント、例えばやはり第１の制御キャビネット１２内に配置された流量調整装置５３の通電用に設けられている。電圧供給ユニット５２は、第１の内室２６内に存在する空気に熱として放出される電力損失を惹起している。

【0026】

第２の内室４２内には第２のコンポーネント６０が配置されており、この場合、第２のコンポーネント６０は排気バッグ６２である。第２の内室４２内には、追加的にさらに２つの別の排気バッグ６４，６６が配置されている。

【0027】

排気バッグ６２，６４，６６はＣＶＳ装置の構成部材であり、この場合、ＣＶＳ装置では、１回の走行サイクル中に自動車から放出された分析するべき排気が、希釈通路内で空気により希釈され、希釈されたこの排気は、希釈通路から採取プローブを介して採取され、排気バッグ６２，６４，６６に供給される。最終的に、走行サイクル中に放出された排気は、有害物質の割合について、複数の分析機器により分析される。

【0028】

分析するべき排気中には、水分が水蒸気の形態で溶解しており、水分は、露点温度未満で凝縮する。この水蒸気の凝縮は、歪曲された測定結果をもたらすため、排気の確実で有意な分析を保証するためには、どんなことがあっても回避せねばならない。凝縮を回避するために、排気バッグ６２，６４，６６に熱が供給され、これにより、排気バッグ６２，６４，６６内に集められた試料ガスの温度が、露点温度よりも上に保たれる。

【0029】

本発明では、第１の内室２６と第２の内室４２とは、第１の流体接続部７０と第２の流体接続部７２とを介して互いに接続されている。この場合、第１の制御キャビネット１２の第１の側壁１６は、第１の流体接続部７０用に第１の開口７４を有していると共に、第２の流体接続部７２用に第２の開口７６を有している。第２の制御キャビネット１４の第１の側壁３２も同様に、第１の流体接続部７０用に第１の開口７８を有していると共に、第２の流体接続部７２用に第２の開口８０を有している。第１の制御キャビネット１２の第１の側壁１６と、第２の制御キャビネット１４の第１の側壁３２とは、互いに直接に接し合っていることから、互いに対応し合う開口７４，７８が第１の流体接続部７０を形成していると共に、互いに対応し合う開口７６，８０が第２の流体接続部７２を形成している。

【0030】

択一的に、第１の制御キャビネット１２の第１の側壁１６と、第２の制御キャビネット１４の第１の側壁３２とは、一体に形成されていてもよい。さらに、第１の制御キャビネット１２の背壁２４と、第２の制御キャビネット１４の背壁４０とは、制御キャビネットユニット１０の１つの択一的な構成では互いに接し合っていてよく、この場合、流体接続部７０，７２用の開口は、両背壁２４，４０に形成されている。

【0031】

第１の流体接続部７０は、両制御キャビネット１２，１４の上部領域に配置されており、第２の流体接続部７２は、下部領域に配置されている。両流体接続部７０，７２のこのような配置に基づき、空気は両内室２６，４２間で循環する。この場合、空気は第１の内室２６内で電圧供給ユニット５２の排熱により加熱され、第１の内室２６内で上方に向かって上昇する。加熱された空気は、制御キャビネットユニット１０の上部領域に配置された第１の流体接続部７０を通り、第２の内室４２内へ流入する。第２の内室４２内では、加熱された空気から排気バッグ６２，６４，６６への熱伝達が行われ、これにより空気は冷却されて、下方に向かって降下する。下部領域では、冷却された空気が第２の内室４２から第１の内室２６内へ流入する。このようにして、両内室２６，４２間で空気の永続的な循環が行われ、これにより、高温の空気は永続的に第２の内室４２内へ運ばれることになる。両内室２６，４２間での空気の循環を高めるために、第２の制御キャビネット１４内にはファン８１が配置されている。追加的に、第１の流体接続部７０に直接に配置され、第１のコンポーネント５０の温度に応じて作動させられる別の温度調整ファン（図示せず）が、各制御キャビネットのうちの一方に配置されていてよい。

【0032】

さらに、第２の制御キャビネット１４内にはヒータ８２が配置されておりかつ制御キャビネット１４は断熱されているため、周囲温度が低くても、排気バッグ６２，６４，６６内に含まれる試料ガスの温度は、露点温度よりも上に保たれる。

【0033】

よって、試料ガスに含まれる水蒸気の凝縮をエネルギ効率良く簡単に防ぎ、第１の発熱コンポーネント５０の排熱が、第２のコンポーネント６０を加熱するためおよび試料ガスに含まれる水蒸気の凝縮を防止するために利用される、排気測定装置用の制御キャビネットユニット１０が提供される。

【0034】

本発明の独立請求項の保護範囲が、制御キャビネットユニットの説明した実施例に限定されていないことは明らかである。このような制御キャビネットユニットは、様々な排気測定装置において使用可能であり、制御キャビネット内には、排気測定装置の様々なコンポーネントが配置され得る。

【図1】