JP6147082B2

JP6147082B2 - 排ガス分析システム、排ガス採取装置、及び、排ガス漏れ検知方法

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Publication number: JP6147082B2
Application number: JP2013104753A
Authority: JP
Inventors: 明野田; 一平原; 英也横山; 昌宏樋口; 紗矢香吉村
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2013-05-17
Filing date: 2013-05-17
Publication date: 2017-06-14
Anticipated expiration: 2033-05-17
Also published as: US20140338426A1; CN104165967A; JP2014224784A; EP2803969A1

Description

本発明は、内燃機関から排出される排ガスを採取するための排ガス分析システム及び排ガス採取装置、又は内燃機関から排出される排ガスの漏れを検知する排ガス漏れ検知方法に関する。

内燃機関の排ガスに含まれる物質の濃度を測定する装置として、例えば特許文献１に示すように開放型排ガス採取部（以下、オープン型採取部）を有する排ガス分析装置がある。
この排ガス分析装置は、車両の排気管から排出される排ガスを吸引するとともに、排気管の周囲にある大気を吸引するオープン型採取部と、このオープン型採取部から吸引された排ガス及び大気を混合した混合ガスが流れる流路と、この流路に設置されて、混合ガスに含まれる所定の測定成分の濃度を測定する測定部とを備えている。

米国特許第５９０７１０９号明細書

しかしながら、オープン型採取部を備える排ガス分析装置は、オープン型採取部と排気管との間に大気を吸引する空間があるので、この空間から排ガスが外部に漏れるおそれがあり、正確に排ガス分析できないおそれがあるという問題がある。

また、排ガス試験の試験手順について記載されている道路運送車両保安基準の細目告示別紙４４「二輪車排出ガスの測定方法」や国際規格では、内燃機関から排出される排ガスを漏れなく採取することが定められており、排ガスの漏れを抑えることが必要である。

しかしながら、特許文献１に示される従来のオープン型採取部では、排ガスが漏れているか否かを確認できないため、オープン型採取部が内燃機関から排出された排ガスを漏れなく採取できているか否かが分からず、排ガス試験の試験結果に対する信頼性を確保することができない。

この問題の解決方法として、オープン型採取部に排気管を差し込むことで排ガスの漏れを抑えることが考えられる。ところが、排気管をオープン型採取部に差込みすぎると内燃機関に余計な負荷がかかることで試験条件が変わってしまい、正確な排ガス分析が難しくなる。

一方、オープン型排ガス採取部と排気管との間を離しすぎると、オープン型採取部と排気管との間から排ガスが漏れるおそれがあるので、上記問題の解決方法にはなりえない。

そこで、本発明は上記問題点に鑑み、開放型排ガス採取部を用いて排ガスを採取するものにおいて、排気管と開放型排ガス採取部との間から漏れる排ガスを検知することをその主たる所期課題とするものである。

すなわち、内燃機関から排出される排ガスが流れる排気管から前記排ガスを採取する排ガス採取装置、及び、前記排ガス採取装置により採取された排ガスを分析する排ガス分析機器を備える排ガス分析システムであって、前記排ガス採取装置は、前記排気管の排ガス排出口に設けられ、前記排ガス排出口よりも大きい排ガス採取口を有し、前記排ガス排出口から排出される排ガスとともに、前記排ガス排出口周囲の大気を採取するための排ガス採取部と、前記排ガス採取部に接続されて、前記排ガス採取部から採取された排ガス及び大気が流れるメイン流路と、前記排ガス採取部における前記排ガス採取口近傍において、前記排ガスに含まれる所定成分を連続的に検出する排ガス検出機構とを備えることを特徴とする。

このようなものであれば、排ガス検出機構を設けているので、排ガス検出機構の検出結果を確認することで、排気管と排ガス採取部との間から排ガスが漏れたか否かを検知することができる。また、排ガス検出機構を排ガス採取口近傍に設けているので、排気管の周囲にある大気によって漏れた排ガスが希釈されすぎて排ガス検出機構が排ガスに含まれる所定成分を検出しにくくなることを防ぐことができる。
これにより、開放型の排ガス採取部を用いて正確に排ガス分析を行うことができる。さらに、例えば道路運送車両保安基準や国際規格等で定められた測定方法に沿って試験を行うことが可能となるので、排ガス試験の試験結果に対する信頼性を確保することができる。
さらに連続的に検出する排ガス検出機構を備えているので、排ガスの漏れをリアルタイムに検知することが可能となる。

また、前記排ガス検出機構が、前記排ガス採取部の前記排ガス採取口近傍におけるガスを採取する検出用サンプリング部と、前記検出用サンプリング部により採取されたガスにおいて排ガスに含まれる所定成分の濃度を検出する漏れ検出部とを有し、前記検出用サンプリング部は、前記排ガス採取口近傍において、複数のサンプリング管を有することが好ましい。排ガス採取口近傍の複数点にてガスをサンプリングすることにより、排気管が振動等して漏れる場所が特定できない場合であっても、適確にガスをサンプリングして漏れを検知することができる。

ここで、排ガス検出機構は、二酸化炭素もしくは一酸化炭素を測定するものであることが好ましい。排ガスに含まれる二酸化炭素もしくは一酸化炭素は、大気に含まれる二酸化炭素もしくは一酸化炭素と比較して高く、濃度差が大きく出るため、排ガスの漏れを検知しやすくなる。

ここで、排ガス採取部の排ガス採取口が、メイン流路における排ガス採取部に接続される接続部分の断面開口よりも大きい場合、排ガス採取部の内側周面には、排ガス採取口とメイン流路の断面開口とを接続するための絞り面が設けられることになる。
この絞り面が、排ガス採取口に対向する平面を有する場合、排気管から排出されてメイン流路へと向かう排ガス及び大気が、この平面で跳ね返り、排ガス採取部と排気管との間から外部に漏れるおそれがある。
そこで、本発明では、前記排ガス採取部の具体的態様として、その内側周面において前記排ガス採取口側から前記メイン流路の接続部側に向かうにしたがって、その断面開口が徐々に小さくなるテーパ面を有していることが望ましい。
これならば、排気管から排出されてメイン流路へと向かう排ガス及び大気がテーパ面で跳ね返ったとしても、排ガス採取部と排気管との間から外部に漏れることなくメイン流路に流れやすくすることができる。

本発明の排ガス分析システムが、前記メイン流路に設けられ、前記メイン流路を流れる流体の流量を一定にする定流量機構、及び、前記メイン流路に設けられ、前記定流量機構の上流側に接続されて、前記メイン流路に希釈用ガスを導入する希釈用ガス流路をさらに備えることが望ましい。
これならば、希釈用ガス流路から導入される希釈用ガスの流量を調整することで、排ガス採取部から採取される大気の流量を調整することができる。例えば、排ガス検出機構の検出結果により、排ガスが漏れているとユーザが判断した場合、希釈用ガス導入流路を流れる希釈用ガスの流量を減少させることで、排ガス採取部が採取する大気の流量を増やすことができ、排ガスの漏れを解消することができる。また、定流量機構によりメイン流路を流れる流体の流量を変えずに排ガスの漏れを解消できるので、排ガスの希釈率を大きく変動させることなく、正確に排ガス分析を行うことができる。

内燃機関から排出される排ガスが流れる排気管から前記排ガスを採取する排ガス採取装置により採取された排ガスを分析する排ガス分析機器を備える排ガス分析システムの排ガス漏れ検知方法であって、前記排ガス採取装置が、前記排ガスが流れる排気管の排ガス排出口に設けられ、前記排ガス排出口よりも大きい排ガス採取口を有する排ガス採取部、及び、前記排ガス採取部における前記排ガス採取口近傍において、前記排ガスに含まれる所定成分を検出する排ガス検出機構を備え、前記排ガス検出機構による検出結果を用いて前記排ガスの漏れを検知することを特徴とする。

このようなものであれば、排ガス採取部の外部へ排ガスが漏れたことを検知した場合、排気管の排ガス排出口と排ガス採取部の排ガス採取口との位置を調整する等して、排ガスの漏れを解消するための措置を行い、正確に排ガス分析を行うことができる。また、道路運送車両保安基準や国際規格等で定められた測定方法に沿って試験を行うことができ、排ガス試験の試験結果に対する信頼性を確保することができる。

このように本発明によれば、開放型排ガス採取部を用いて排ガスを採取するものにおいて、排気管と開放型排ガス採取部との間から漏れる排ガスを検知することができる。

本実施形態における排ガス採取システムを示す概略図。本実施形態における排ガス採取部を示す側面図。本実施形態における排ガス採取部を示す断面図。本実施形態における排ガス採取部を示す正面図。試験二輪車を試験走行させたときに排ガス検出機構により測定されたＣＯ濃度を示すグラフ。試験二輪車を試験走行させたときに排ガス検出機構により測定されたＣＯ_２濃度を測定したグラフ。他の実施形態における排ガス採取部を示す正面図。

以下に本発明の排ガス採取装置を用いた排ガス分析システムの一実施形態について説明する。

本実施形態における排ガス分析システム１は、開放型の排ガス採取装置を備える定量希釈分析装置（オープン型ＣＶＳ）であり、例えば四輪車や二輪車における内燃機関（エンジン）の排気管１００から排出される排ガスを採取して、大気等の希釈用ガスで希釈した後にその希釈された排ガスの所定成分の濃度を検出するものである。

本実施形態の排ガス分析システム１は、排気管１００から排出される排ガス及び排気管１００の周囲にある大気を採取する開放型の排ガス採取部４と、排ガス採取部４に接続されて、排ガス採取部４から採取された排ガス及び大気が流れるメイン流路５とを備える。

排ガス採取部４は、排気管１００の排ガス排出口１００ａにほぼ対向して設けられるものであり、排ガス排出口１００ａよりも大きい排ガス採取口４ａを有し、前記排ガス排出口１００ａから排出される排ガスとともに、排ガス排出口１００ａ周囲の大気を採取するものである。

排ガス採取部４は、中空の円管形状をなすものであり、上流側の開口部４０に、開口形状が円形の排ガス採取口４ａが形成されている。この排ガス採取口４ａは、排気管１００の排ガス排出口１００ａと概略同心円状となるように配置される。また、排ガス採取部４の下流側の開口部に、メイン流路５が接続されている。

また、排ガス採取部４の内側周面は、図２及び図３に示すように、排ガス採取口４ａからメイン流路５に接続される接続部４ｃに向かうに従って、その断面開口が徐々に小さくなるテーパ面４ｂとしてある。本実施形態では、排ガス採取部４が切頭円錐筒形状をなすものとされることで、その内側周面がテーパ面４ｂとしてある。

メイン流路５には、希釈用ガスをメイン流路５に導入する希釈用ガス導入流路６と、排ガス、大気及び希釈用ガスを攪拌して混合する混合部８と、メイン流路５を流れる流体の流量を一定にする定流量機構９とが上流側からこの順で設けられている。

希釈用ガス導入流路６は、図１に示すように、メイン流路５に接続されて、メイン流路５に希釈用ガスである例えば大気を流すためのものである。この希釈用ガス導入流路６には、例えばユーザが適宜希釈用ガスの流量を変えることができるように流量調整弁６ａが設けられている。

混合部８は、メイン流路５と希釈用ガス導入流路６との合流点よりも下流側に設けられたサイクロンから構成され、このサイクロンが、ダストを除去するとともに排ガス及び大気を攪拌して混合し、排ガスを大気で希釈した混合ガスを生成するものである。ここで、混合部８で排ガスと攪拌混合される大気は、排ガス採取部４で採取された大気、及び、希釈用ガス導入流路６から導入された希釈用ガスである大気である。

定流量機構９は、混合ガスの総流量が一定流量となるように流量制御するものであって、臨界流量ベンチュリ（ＣＦＶ）からなるベンチュリ１０ａと、このベンチュリ１０ａの下流に接続された例えばブロワ等の吸引ポンプ１０ｂとから構成される。

そして、吸引ポンプ１０ｂで混合ガスを吸引して、ベンチュリ１０ａの上流側及び下流側の差圧を所定値以上とすることでメイン流路５を流れる混合ガスの総流量を一定にする。なお、吸引ポンプ１０ｂにより吸引された混合ガスは外部に排出される。

ここで、本実施形態では、メイン流路５における混合部８と定流量機構９との間に、メイン流路５を流れる混合ガスの一部を採取するサンプリングライン１１ａが接続されている。このサンプリングライン１１ａには、サンプリングライン１１ａより採取された混合ガスを分析するための分析機器１１ｂが接続されている。

分析機器１１ｂは、例えば採取された混合ガスを溜める採取バッグである。この採取バッグに溜まった混合ガス中に含まれる所定成分の濃度が、例えばＮＤＩＲ等の分析計で分析される。

しかして、本実施形態の排ガス採取部４には、図２〜図４に示すように、排ガスの漏れを検知するために排ガスに含まれる所定成分を検出する排ガス検出機構７が設けられている。

排ガス検出機構７は、排ガス採取部４の排ガス採取口４ａ近傍におけるガスを採取する検出用サンプリング部７ａと、検出用サンプリング部７ａにより採取されたガスにおいて排ガスに含まれる所定成分の濃度を検出する漏れ検出部７ｂとを備える。なお、漏れ検出部７ｂは、ガスをサンプリングするポンプ７ｃ及びガス成分を検出する検出器７ｄとを備える。

ここで近傍とは、排ガス採取部４において、排ガス採取口４ａから漏れている排ガスを採取できる位置であればよく、例えば、排ガス採取口４ａを形成する排ガス採取部４の開口部４０の内周面、外周面又は先端面が考えられる。

検出用サンプリング部７ａは、排ガス採取口４ａ近傍において開口し、例えば可とう性を備えるサンプリング管７０を有している。具体的にサンプリング管７０は、上流側開口（サンプリング開口）を形成する開口端部７１が排ガス採取部４の開口部４０の外周面に設けられている。本実施形態では、サンプリング管７０の上流側開口端部７１の開口方向は、排ガス採取部４の開口方向と同じ方向であるか、又は排ガス採取部４のテーパ面４ｂの傾斜方向と同じ方向である。なお、検出用サンプリング部７ａは、当該サンプリング管７０、ガス成分検出器７ｄ、又は、ガス成分検出器７ｄの上流又は下流のいずれかに設けられたポンプ7ｃにより近傍のガスをサンプリングする。

本実施形態の検出用サンプリング部７ａは、複数のサンプリング管７０（図では８本）を有しており、該複数のサンプリング管７０の開口端部７１は、排ガス採取口４ａの開口部４０を囲むように周方向に等間隔に設けられている。このように構成することで、設置時の相対位置、又は、排気管１００が振動して排ガス排出口１００ａと排ガス採取口４ａとの位置がずれても、排ガスを漏れなく採取することができる。また、サンプリング管７０の下流側の一端は一本にまとめられて漏れ検出部７ｂに接続されている。なお、サンプリング管７０の個数は状況に応じて、適宜変更される。

漏れ検出部７ｂは、前記検出用サンプリング部７ａにより採取されたガスにおいて、排ガスに含まれる所定成分の濃度を連続測定するものである。具体的には、検出用サンプリング部７ａから採取されたガスに例えば赤外光源から放射された赤外光を当てて、ガスに含まれる所定成分がこの赤外光を吸収する性質を用いた非分散型赤外線吸収法により所定成分の濃度を検出する排ガス分析装置である。また、漏れ検出部７ｂは、測定した濃度を例えばモニタ等の表示部に出力する。

そして、ユーザは、この表示部に出力された測定濃度と予め定めた閾値とを比較することによって、排ガス採取口４ａから排ガスが漏れたか否かを検知することができる。

ここで、漏れ検出部７ｂが検出する所定成分としては、排ガスに含まれるＣＯ、ＣＯ_２、ＮＯ_Ｘ等の様々な成分を用いることができるが、ＣＯ_２が望ましい。この理由を以下の試験結果とともに示す。

図５及び図６は、試験二輪車の排気管１００の排出口１００ａと排ガス採取部４の排ガス採取口４ａとを５ｃｍ離して配置するとともに、メイン流路５に配置される吸引ポンプ１０ｂの吸引量Ｑ_ＦＮＬを４ｍ^３／ｍｉｎに設定して、公式の排ガス試験で用いられるＷＭＴＣ（Ｗｏｒｌｄｗｉｄｅ−ｈａｒｍｏｎｉｚｅｄＭｏｔｏｒｃｙｃｌｅＴｅｓｔＣｙｃｌｅ）モードで試験二輪車を運転したときのＣＯガス、ＣＯ_２ガスの検出濃度を示す試験結果である。

ここで、図５は、漏れ検出部７ｂが所定成分としてＣＯを検出したときの試験結果であり、図６は、漏れ検出部７ｂが所定成分としてＣＯ_２を検出したときの試験結果である。
なお、本試験では、漏れ判定の閾値として暫定的にＣＯを１０ｐｐｍ、ＣＯ_２を０．０５％に設定し、この値を超えたときに排ガスが漏れている可能性があると判断することにした。

図５、図６では、車速５０ｋｍ／ｈ以上の加速時で、ＣＯ濃度が閾値の１０ｐｐｍを超えるとともに、ＣＯ_２濃度が閾値の０．０５％を超えており、ともに排ガスが漏れている可能性が高くなっている。

ここで、図５に示すＣＯ濃度のほうが、図６に示すＣＯ_２濃度よりも顕著なピークが見られた。これは、ＣＯはＣＯ_２と異なり空気中にほとんど含まれない成分であるので、試験二輪車から排出された排ガスが漏れて検出用サンプリング部７ａに採取されると、この排ガスに含まれるＣＯを漏れ検出部７ｂが検出したことが原因と考えられる。

そのため、漏れのセンシングガスとしてＣＯが適しているようにも思えるが、排ガスの有害成分を還元・酸化により浄化する三元触媒システムを装備した車両の場合、ＣＯ濃度が大幅に下がるので、このように顕著なピークが得られなくなる可能性がある。

一方、試験二輪車から排出された排ガスに含まれるＣＯ_２は、空気中に存在するＣＯ_２と混じってしまうので、ＣＯに比べれば顕著なピークは見られないが、排ガスの漏れを検知することができた（図６参照）。

そのため、三元触媒システムを装備した車両であっても漏れ検知を行うことができるという観点から、排ガス検出機構７の漏れ検出部７ｂが検出する所定成分としてＣＯ_２を用いることが望ましいと考えられる。

次に、本実施形態における排ガス漏れ検知方法について説明する。

まず、排気管１００の排ガス排出口１００ａに対して排ガス採取部４の排ガス採取口４ａを所定の採取位置に配置した後に、内燃機関を始動させる。そして排ガス分析システム１の吸引ポンプ１０ｂを始動させると、排ガス採取口４ａが、排気管１００の排ガス排出口１００ａから排出される排ガスを採取するとともに、排ガス排出口１００ａの周囲にある大気を採取する。

このとき、排ガス採取部４における検出用サンプリング部７ａが、排ガス採取口４ａ近傍におけるガスを採取して、漏れ検出部７ｂに導入する。

漏れ検出部７ｂは、検出用サンプリング部７ａから導入されたガスに含まれる所定成分の濃度を検出し、この濃度を例えばモニタ等に出力する。そして、ユーザは、この出力された濃度と予め定めた閾値とを比較して排ガスが漏れたか否かを確認する。

ユーザは、排ガスが漏れていると判断すると、内燃機関の排気管１００の排ガス排出口１００ａと排ガス採取部４の排ガス採取口４ａとの位置関係を調節して排ガスの漏れを解消することができる。

あるいは、ユーザは、希釈用ガス導入流路６を流れる希釈用ガスの流量を流量調整弁６ａを用いて減少させて、排ガス採取部４が採取する大気の流量を増やすことで排ガスの漏れを解消することができる。

以上のように構成した本実施形態の排ガス採取装置によれば、以下のような効果を有する。

つまり、排ガス検出機構７を設けているので、排ガス検出機構７の検出結果を確認することで、排気管１００と排ガス採取部４との間から排ガスが漏れたか否かを検知することができる。また、排ガス検出機構７を排ガス採取口４ａ近傍に設けているので、開放型の排ガス採取部４を用いた場合、排気管１００の周囲にある空気によって排ガスが希釈されすぎて排ガス検出機構７が排ガスに含まれる所定成分を検出しにくくなることを防ぐことができる。
これにより、開放型の排ガス採取部４を用いて正確に排ガス分析を行うことができる。さらに、例えば道路運送車両保安基準や国際規格等で定められた測定方法に沿って試験を行うことが可能となるので、排ガス試験の試験結果に対する信頼性を確保することができる。
さらに連続的に検出する排ガス検出機構７を備えているので、排ガスの漏れをリアルタイムに検知することが可能となる。

また、排ガス採取部４の排ガス採取口４ａ近傍におけるガスを採取する検出用サンプリング部７ａが複数のサンプリング管７０を有するので、排ガス採取口４ａ近傍の複数点にてガスをサンプリングすることができ、排気管１００が振動等して漏れる場所が特定できない場合であっても、適確にガスをサンプリングして漏れを検知することができる。
そして、複数のサンプリング管７０が一本にまとめられて一つの漏れ検出部７ｂに接続されているので、複数のサンプリング管７０それぞれに漏れ検出部７ｂを設ける場合に比べて部品点数を減らして装置構成を簡便なものとすることができる。

さらに、排ガス採取部４の内側周面においてメイン流路５との接続部４ｃの周囲にテーパ面が設けられているので、排気管１００から排出されてメイン流路５へと向かう排ガス及び大気がテーパ面４ｂで跳ね返ったとしても、排ガス採取部４と排気管１００との間から外部に漏れることなくメイン流路５に流れやすくすることができる。

加えて、希釈用ガス流路６を備えているので、希釈用ガス流路６から導入される希釈用ガスの流量を調整することで、排ガス採取部４から採取される大気の流量を調整することができる。例えば、排ガスが漏れているとユーザが判断した場合、希釈用ガス導入流路６を流れる希釈用ガスの流量を減少させることで、排ガス採取部４が採取する大気の流量を増やして、排ガスの漏れを解消することができる。また、定流量機構９によりメイン流路５を流れる流体の流量を変えずに排ガスの漏れを解消できるので、排ガスの希釈率を大きく変動させることなく、正確に排ガス分析を行うことができる。

本実施形態の排ガス検知方法によれば、排ガス検出機構７が検出した所定物質の濃度をユーザが確認し、排ガスが漏れていると判断すれば、排気管１００と排ガス採取部４との位置関係を調節したり、希釈用ガス導入流路６を流れる希釈用ガスの流量を流量調整弁６ａで調整したりして、排ガスの漏れを解消するための措置を行うことができる。そのため、正確に排ガス分析を行うことができるとともに、道路運送車両保安基準や国際規格等で定められた測定方法に沿って試験を行うことができ、排ガス試験の試験結果に対する信頼性を確保することができる。

なお、本発明は実施形態に限られたものではない。

前記実施形態の排ガス分析システムは、メイン流路から希釈された排ガスの一部を採取した後に再度希釈して（二段希釈）、その二段希釈された排ガスを分析するものであってもよい。

また、前記実施形態の排ガス採取装置は、シャシダイナモメータにより駆動される二輪車や四輪車等のエンジンの排気管から排出される排ガスを採取するものであるが、例えば、エンジンダイナモメータにより駆動するエンジンの排気管から排出される排ガスを採取するものであってもよい。

前記実施形態においては希釈用ガス導入流路を設けているが、希釈用ガス導入流路を設けなくてもよい。この場合、混合部で排ガスと混合される大気は、排ガス採取部で採取された大気のみとなる。

前記実施形態においては排気管が排ガス採取口に挿入されているが、例えば排気管の排ガス排出口と排ガス採取部の排ガス採取口とが同一平面上に配置されるように排気管を配置してもよい。また、排気管と排ガス採取部とが一定距離を隔てて配置されていてもよい。

排ガス検出機構は、周囲のガスに含まれる所定成分の濃度を検出するための半導体センサと、この半導体センサが検出した信号を受信して演算した所定成分の濃度をモニタ等に出力する演算装置とで構成してもよい。このように構成すれば、サンプリング管から検出部へガスを送る時間の遅れをなくすことができるので、より一層リアルタイムに排ガスの漏れを検出することができる。

サンプリング管は、排ガス採取口近傍におけるガスを採取することができる位置であれば何処に設置されていてもよく、例えば、排ガス採取部の開口部の内周面に設けられていてもよい。この場合、排気管からの排ガスを不要に吸引することのないよう、サンプリング管の開口端部の向きを排ガス流の流れ方向とは逆向きにするなどの対応が考えられる。

また、検出用サンプリング部を以下のように構成してもよい。
つまり、検出用サンプリング部５０は、図７に示すように、複数の穴を設けた一本のチューブを有し、このチューブを巻回して排ガス採取部４の開口部４０の外周面を囲むように配置してもよい。このように構成すれば、排ガス採取部４の開口部４０全体において排気管１００から排出した排ガスを採取することができるので、より正確に排ガスの漏れを検出することができる。また、チューブを複数配置する必要がないので、検出用サンプリング部５０を簡単な装置設計で容易に製造することができる。

サンプリングラインに接続される分析機器を、例えばＰＭフィルターや、採取された混合ガスを連続的に測定する排ガス分析装置で構成してもかまわない。

本実施形態の排ガス漏れ検知方法において、ユーザは、メイン流路側が内燃機関の排気管側に対して負圧が大きい場合、希釈用ガス導入流路に設けられた流量調整弁を用いて希釈用ガスの流量を調整することにより、負圧状態を低減してもよい。これにより、排ガス採取部が排気管から排出される排ガスを必要以上に吸引することにより生じる内燃機関への負荷を低減できる。

また、漏れ検出部のガス成分検出器は、非分散型赤外線吸収法により所定成分の濃度を検出する排ガス分析装置ではなく、適宜測定対象成分が測れる既存の分析装置を使用することもでき、さらに、半導体センサのようなガス計測器であれば小型であるため、該装置を排ガス採取部の排ガス採取口の外周面もしくは内周面に直接取り付けることもできるため、サンプリング管を有することなく漏れ検知が可能となる。

また、漏れ検出部が検出した所定成分の濃度が予め定めた閾値を超えていた場合には、例えばアラームを鳴らす、又は、モニタ上に警告画面が表示される等のように、漏れているか又は漏れている可能性があることをユーザに報知して、ユーザに注意を促すように構成してもよい。

さらに、漏れ検出部が検出した所定成分の濃度が予め定めた閾値を超えていた場合には、自動で内燃機関の排気管の排ガス排出口と排ガス採取部の排ガス採取口との位置関係を調節するように構成してもよいし、あるいは、自動で希釈用ガス導入流路に設けられた流量調整弁の弁開度を調整して希釈用ガスの流量を調整するように構成してもよい。

加えて、前記実施形態では排ガス採取部の内側周面の全体がテーパ面としてあるが、排ガス採取口の開口サイズをメイン流路の断面開口サイズに絞るものであれば、排ガス採取部の内側周面において流路方向の一部に形成されていてもよい。

また、排ガス採取口の開口形状は円形状に限られず、例えば矩形、三角形等の多角形状、又は、楕円をなすものであってもよい。

定流量機構は臨海流量ベンチュリ及び吸引ポンプとからなる構成に限られず、臨海オリフィスや吸引ブロア、又は、正置換型ポンプ式ＣＶＳ装置（ｐｏｓｉｔｉｖｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｐｕｍｐ：ＰＤＰ）など、その他種々の装置を使用できる。また、定流量機構ではなく、可変流量制御機構、つまりメイン流路を流れる流量を可変制御可能な流量制御機構を用いてもよい。

また、混合部はあってもなくてもよい。

本発明は、その趣旨に反しない範囲で様々な変形が可能である。

２・・・・排ガス採取装置
４・・・・排ガス採取部
４ａ・・・排ガス採取口
５・・・・メイン流路
７・・・・排ガス検出機構
１００・・排気管
１００ａ・排ガス排出口

Claims

内燃機関から排出される排ガスが流れる排気管から前記排ガスを採取する排ガス採取装置、及び、前記排ガス採取装置により採取された排ガスを分析する排ガス分析機器を備える排ガス分析システムであって、
前記排ガス採取装置は、
前記排気管の排ガス排出口に設けられ、前記排ガス排出口よりも大きい排ガス採取口を有し、前記排ガス排出口から排出される排ガスとともに、前記排ガス排出口周囲の大気を採取するための排ガス採取部と、
前記排ガス採取部に接続されて、前記排ガス採取部から採取された排ガス及び大気が流れるメイン流路と、
前記排気管と前記排ガス採取部との間から外部に排ガスが漏れているかを判定する漏れ検出部とを備える排ガス分析システム。
前記排気管と前記排ガス採取部との間から外部に漏れたガスを採取する検出用サンプリング部をさらに有し、
前記漏れ検出部は、前記検出用サンプリング部により採取されたガスにおいて排ガスに含まれる所定成分の濃度を連続的に検出し、
前記検出用サンプリング部は、複数のサンプリング管を有する請求項１記載の排ガス分析システム。
前記漏れ検出部は、二酸化炭素もしくは一酸化炭素を測定する請求項１又は２記載の排ガス分析システム。
前記排ガス採取部は、その内側周面において前記排ガス採取口側から前記メイン流路の接続部側に向かうにしたがって、その断面開口が徐々に小さくなるテーパ面を有している請求項１、２又は３記載の排ガス分析システム。
前記メイン流路に設けられ、前記メイン流路を流れる流体の流量を一定にする定流量機構とをさらに備える請求項１、２、３又は４記載の排ガス分析システム。
前記メイン流路に設けられ、前記定流量機構の上流側に接続されて、前記メイン流路に希釈用ガスを導入する希釈用ガス流路とをさらに備える請求項１、２、３、４又は５記載の排ガス分析システム。
前記漏れ検出部の検出値があらかじめ定めた閾値とを比較して、前記排ガスが前記排気管と前記排ガス採取部との間から外部に漏れているか否かを判断し、前記排ガスが漏れている場合に警告を出力する漏れ検出部を備える請求項１，２，３、４、５又は６記載の排ガス分析システム。
内燃機関から排出される排ガスが流れる排気管から前記排ガスを採取する排ガス採取装置により採取された排ガスを分析する排ガス分析機器を備える排ガス分析システムの排ガス漏れ検知方法であって、
前記排ガス採取装置が、前記排ガスが流れる排気管の排ガス排出口に設けられ、前記排ガス排出口よりも大きい排ガス採取口を有する排ガス採取部、及び、前記排気管と前記排ガス採取部との間から外部に排ガスが漏れているかを判定する漏れ検出部を備え、前記漏れ検出部による判定結果を用いて前記排ガスの漏れを検知する排ガス漏れ検知方法。