JPH04270946A - ディーゼルエンジン排ガス分析方法 - Google Patents
ディーゼルエンジン排ガス分析方法Info
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- JPH04270946A JPH04270946A JP3057923A JP5792391A JPH04270946A JP H04270946 A JPH04270946 A JP H04270946A JP 3057923 A JP3057923 A JP 3057923A JP 5792391 A JP5792391 A JP 5792391A JP H04270946 A JPH04270946 A JP H04270946A
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- exhaust gas
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- diesel engine
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Links
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジン排ガ
ス中のパーティキュレート(すす等の微粒子状物質)の
定量分析方法に関する。
ス中のパーティキュレート(すす等の微粒子状物質)の
定量分析方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジン排ガス中のパーティ
キュレートの測定方法としては、ディーゼルエンジンか
ら排出される定容量の高温排ガスをガス流路中に導入し
、このガス流路中に設けられた捕集フィルタによって、
パーティキュレートを捕集し、該フィルタを精密天秤等
で秤量してパーティキュレート捕集前のフィルタとの重
量差に基づいて定量分析を行うフィルタ捕集法が一般に
知られている。
キュレートの測定方法としては、ディーゼルエンジンか
ら排出される定容量の高温排ガスをガス流路中に導入し
、このガス流路中に設けられた捕集フィルタによって、
パーティキュレートを捕集し、該フィルタを精密天秤等
で秤量してパーティキュレート捕集前のフィルタとの重
量差に基づいて定量分析を行うフィルタ捕集法が一般に
知られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記フ
ィルタ捕集法においては、フィルタに吸着した水分が測
定誤差として大きく影響するため、フィルタ中の水分の
みを取り除く温度での加熱処理が必要となる。
ィルタ捕集法においては、フィルタに吸着した水分が測
定誤差として大きく影響するため、フィルタ中の水分の
みを取り除く温度での加熱処理が必要となる。
【0004】また、パーティキュレート中には通常有機
溶媒に溶解する sof(soluble organ
ic fraction)と称される揮発性HC成分、
sootと称されるC成分、sulfate 等が含ま
れており、(イ) sofは有機溶媒抽出、(ロ)su
lfate は蒸溜水またはイオンクロマト用溶離液に
て抽出測定しなければならない。そのため、全測定を完
了するには数時間を要し、また、作業自体に非常に熟練
性が要求されるため、分析結果に個人差が生ずる欠点が
あった。
溶媒に溶解する sof(soluble organ
ic fraction)と称される揮発性HC成分、
sootと称されるC成分、sulfate 等が含ま
れており、(イ) sofは有機溶媒抽出、(ロ)su
lfate は蒸溜水またはイオンクロマト用溶離液に
て抽出測定しなければならない。そのため、全測定を完
了するには数時間を要し、また、作業自体に非常に熟練
性が要求されるため、分析結果に個人差が生ずる欠点が
あった。
【0005】本発明は、上述の事柄に留意してなされた
もので、その目的とするところは、熟練者でなくても短
時間で簡単に高精度な測定を行うことができるディーゼ
ルエンジン排ガス分析方法を提供することにある。
もので、その目的とするところは、熟練者でなくても短
時間で簡単に高精度な測定を行うことができるディーゼ
ルエンジン排ガス分析方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
め、本発明に係るディーゼルエンジン排ガス分析方法は
、第1発明では、フィルタを設置した流路に、ディーゼ
ルエンジンからの排ガスを定容量流して、当該排ガス中
のパーティキュレートを前記フィルタで捕集し、このフ
ィルタを加熱炉内で加熱して前記パーティキュレート中
のHC,C,Sを燃焼させ、その燃焼ガスを酸化触媒に
接触させた後、分析計に導いて分析するようにしてある
。
め、本発明に係るディーゼルエンジン排ガス分析方法は
、第1発明では、フィルタを設置した流路に、ディーゼ
ルエンジンからの排ガスを定容量流して、当該排ガス中
のパーティキュレートを前記フィルタで捕集し、このフ
ィルタを加熱炉内で加熱して前記パーティキュレート中
のHC,C,Sを燃焼させ、その燃焼ガスを酸化触媒に
接触させた後、分析計に導いて分析するようにしてある
。
【0007】また、第2発明では、フィルタを設置した
流路に、ディーゼルエンジンからの排ガスを定容量流し
て、当該排ガス中のパーティキュレートを前記フィルタ
で捕集し、このフィルタを酸化触媒を載置した加熱炉内
で加熱して前記パーティキュレート中のHC,C,Sを
燃焼させ、その燃焼ガスを分析計に導いて分析するよう
にしてある。
流路に、ディーゼルエンジンからの排ガスを定容量流し
て、当該排ガス中のパーティキュレートを前記フィルタ
で捕集し、このフィルタを酸化触媒を載置した加熱炉内
で加熱して前記パーティキュレート中のHC,C,Sを
燃焼させ、その燃焼ガスを分析計に導いて分析するよう
にしてある。
【0008】
【作用】上記特徴構成によれば、定容量のディーゼルエ
ンジン排ガス中のパーティキュレートを捕集したフィル
タを加熱炉内で加熱して前記パーティキュレート中のH
C,C,Sを燃焼させ、そのとき発生する燃焼ガスを分
析計に導いて分析するようにしたため、フィルタ中の水
分を除去するための加熱処理(但し、評価する内容によ
っては熱処理不要)や溶媒抽出等の前処理を必要とせず
、非常に短時間で定量分析を行うことができ、また、精
密天秤や有機溶媒を使用する必要がないため、分析結果
に個人差が生ずることがなく、熟練者でなくても高精度
な測定を行うことができる。
ンジン排ガス中のパーティキュレートを捕集したフィル
タを加熱炉内で加熱して前記パーティキュレート中のH
C,C,Sを燃焼させ、そのとき発生する燃焼ガスを分
析計に導いて分析するようにしたため、フィルタ中の水
分を除去するための加熱処理(但し、評価する内容によ
っては熱処理不要)や溶媒抽出等の前処理を必要とせず
、非常に短時間で定量分析を行うことができ、また、精
密天秤や有機溶媒を使用する必要がないため、分析結果
に個人差が生ずることがなく、熟練者でなくても高精度
な測定を行うことができる。
【0009】また、たとえ加熱炉内の温度が低く、不完
全燃焼が生じた場合においても、酸化触媒によって確実
に酸化されるため、測定精度が向上する。そのうえ、炉
内の温度を低く設定できるため、爆燃したりせず、安定
した燃焼が可能となる他、加熱炉長(均熱長)を短くす
ることができるので、炉構造を小型、軽量にできる。
全燃焼が生じた場合においても、酸化触媒によって確実
に酸化されるため、測定精度が向上する。そのうえ、炉
内の温度を低く設定できるため、爆燃したりせず、安定
した燃焼が可能となる他、加熱炉長(均熱長)を短くす
ることができるので、炉構造を小型、軽量にできる。
【0010】さらに、第2発明によれば、酸化触媒を加
熱炉内に載置するため、装置全体をより一層小型化する
ことができる。
熱炉内に載置するため、装置全体をより一層小型化する
ことができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
すると、図1は本発明に係るディーゼルエンジン排ガス
分析方法の第1実施例を示し、同図において、2は例え
ば不純物の少ない石英等よりなるフィルタで、まずこの
フィルタ2を設置した流路(図示せず)に、ディーゼル
エンジンからの高温排ガスを定容量流して、当該排ガス
中のパーティキュレートをフィルタ2で捕集する。そし
てこのフィルタ2を、例えば電気抵抗炉からなる加熱燃
焼炉1内に設置する。この加熱燃焼炉1には、保護用フ
ィルタ3、電磁弁4、調圧器5、ニードルバルブ6を介
してO2 が供給されるように構成されている。
すると、図1は本発明に係るディーゼルエンジン排ガス
分析方法の第1実施例を示し、同図において、2は例え
ば不純物の少ない石英等よりなるフィルタで、まずこの
フィルタ2を設置した流路(図示せず)に、ディーゼル
エンジンからの高温排ガスを定容量流して、当該排ガス
中のパーティキュレートをフィルタ2で捕集する。そし
てこのフィルタ2を、例えば電気抵抗炉からなる加熱燃
焼炉1内に設置する。この加熱燃焼炉1には、保護用フ
ィルタ3、電磁弁4、調圧器5、ニードルバルブ6を介
してO2 が供給されるように構成されている。
【0012】18は加熱燃焼炉1の直後に設けられた酸
化触媒であり、例えば石英管内にアルミナ担体に白金を
コーティングした酸化触媒を充填したものからなり、そ
の内部は約 600〜800 ℃程度に加熱されている
。7は酸化触媒18を経た燃焼ガスを検出するための例
えば非分散型赤外線ガス分析計(以下、NDIRと云う
)であり、電磁弁8、ニードルバルブ9、流量計10を
介して導入される例えばH2 O,CO2 ,SO2
等の複数のガスを同時に検出するためのH2 O検出器
、CO2 検出器、SO2 検出器(図示せず)を互い
に光学的に直列または並列に配置して構成されている。
化触媒であり、例えば石英管内にアルミナ担体に白金を
コーティングした酸化触媒を充填したものからなり、そ
の内部は約 600〜800 ℃程度に加熱されている
。7は酸化触媒18を経た燃焼ガスを検出するための例
えば非分散型赤外線ガス分析計(以下、NDIRと云う
)であり、電磁弁8、ニードルバルブ9、流量計10を
介して導入される例えばH2 O,CO2 ,SO2
等の複数のガスを同時に検出するためのH2 O検出器
、CO2 検出器、SO2 検出器(図示せず)を互い
に光学的に直列または並列に配置して構成されている。
【0013】11はニードルバルブ12、電磁弁13を
備えたパージ用バイパス流路である。14はNDIR7
からの出力信号を増幅するためのプリアンプ、15は出
力信号の曲がりを補正するためのリニアライザ、16は
NDIR7からの出力信号としてのガス濃度をHC,C
,Sの各重量に換算するための演算回路、17はHC,
C,Sの各重量等を表示するための表示器である。
備えたパージ用バイパス流路である。14はNDIR7
からの出力信号を増幅するためのプリアンプ、15は出
力信号の曲がりを補正するためのリニアライザ、16は
NDIR7からの出力信号としてのガス濃度をHC,C
,Sの各重量に換算するための演算回路、17はHC,
C,Sの各重量等を表示するための表示器である。
【0014】そして電磁弁4、8を開弁、電磁弁13を
閉弁してO2 を加熱燃焼炉1内に導入すると共に、加
熱燃焼炉1内を 600〜800 ℃程度に加熱し、酸
素気流中においてフィルタ2に捕集されているパーティ
キュレート中のHC,C,Sを燃焼させる。これにより
、HC,C, Sの多くは酸化されてH2 O,CO2
,SO2 となり、完全に酸化されなかった残りの成
分についても酸化触媒18において完全に酸化され、こ
れらの燃焼ガスはNDIR7に導入される。
閉弁してO2 を加熱燃焼炉1内に導入すると共に、加
熱燃焼炉1内を 600〜800 ℃程度に加熱し、酸
素気流中においてフィルタ2に捕集されているパーティ
キュレート中のHC,C,Sを燃焼させる。これにより
、HC,C, Sの多くは酸化されてH2 O,CO2
,SO2 となり、完全に酸化されなかった残りの成
分についても酸化触媒18において完全に酸化され、こ
れらの燃焼ガスはNDIR7に導入される。
【0015】上記H2 O,CO2 ,SO2 はND
IR7に設けられたH2 O検出器、CO2 検出器、
SO2 検出器(図示せず)により検出され、それぞれ
ガス濃度(volume%)に対応した信号として出力
される。この出力信号はプリアンプ14、リニアライザ
15により増幅、リニアライズされ、次いで演算回路1
6によりHC,C,Sへ重量換算(mg)され、表示器
17に表示される。
IR7に設けられたH2 O検出器、CO2 検出器、
SO2 検出器(図示せず)により検出され、それぞれ
ガス濃度(volume%)に対応した信号として出力
される。この出力信号はプリアンプ14、リニアライザ
15により増幅、リニアライズされ、次いで演算回路1
6によりHC,C,Sへ重量換算(mg)され、表示器
17に表示される。
【0016】つまり、H2 O,CO2 ,SO2 の
各濃度がC1 ,C2 ,C3 であるガスが流量L(
l/min)で流れた場合のH2 O,CO2 ,S
O2 の各ガスの総量はX1(H2 O) =L/60
×∫C1 dt (l)X2(CO2) =L/6
0×∫C2 dt(l)X3(SO2) =L/60
×∫C3 dt(l)となり、それぞれのガス中に含ま
れているC, H,S成分の重量は次式により算出され
る。
各濃度がC1 ,C2 ,C3 であるガスが流量L(
l/min)で流れた場合のH2 O,CO2 ,S
O2 の各ガスの総量はX1(H2 O) =L/60
×∫C1 dt (l)X2(CO2) =L/6
0×∫C2 dt(l)X3(SO2) =L/60
×∫C3 dt(l)となり、それぞれのガス中に含ま
れているC, H,S成分の重量は次式により算出され
る。
【0017】
【数1】
【0018】
【数2】
【0019】
【数3】
【0020】また、排ガスを定容量流して、フィルタ2
にパーティキュレートを捕集させる際のガス量を演算回
路16に入力しておけば、次式より
にパーティキュレートを捕集させる際のガス量を演算回
路16に入力しておけば、次式より
【0021】
【数4】
として、(mg/m3)の単位として表示することも可
能である。なお、測定終了後、パージを行う場合には電
磁弁4、13を開弁、電磁弁8を閉弁し、必要時間O2
を導入してパージを行えばよい。
能である。なお、測定終了後、パージを行う場合には電
磁弁4、13を開弁、電磁弁8を閉弁し、必要時間O2
を導入してパージを行えばよい。
【0022】そして、以上の結果から、ディーゼルエン
ジン排ガス中のsof,soot,sulfateの量
はそれぞれ
ジン排ガス中のsof,soot,sulfateの量
はそれぞれ
【0023】
【数5】
【0024】
【数6】
として求めることができる。
【0025】また、ここでsof および soot
中のH(mg)はH2 SO4(sulfate)のH
2 も合算されてその分高く計測されるので、S量によ
り想定されるH2 分を差し引けば、より正確に計測出
来る。
中のH(mg)はH2 SO4(sulfate)のH
2 も合算されてその分高く計測されるので、S量によ
り想定されるH2 分を差し引けば、より正確に計測出
来る。
【0026】図2はエンジン負荷に対する発生粒子量の
関係を示し、縦軸は粒子状物質の性状比率、横軸はエン
ジン負荷率を表す。同図において、実線はDry so
ot、一点鎖線はsof 、破線は硫酸イオンの変化を
示す。図3は図2に示した各成分の合計であるパーティ
キュレートの量を示し、縦軸はパーティキュレートの濃
度比率、横軸はエンジン負荷率を表す。
関係を示し、縦軸は粒子状物質の性状比率、横軸はエン
ジン負荷率を表す。同図において、実線はDry so
ot、一点鎖線はsof 、破線は硫酸イオンの変化を
示す。図3は図2に示した各成分の合計であるパーティ
キュレートの量を示し、縦軸はパーティキュレートの濃
度比率、横軸はエンジン負荷率を表す。
【0027】これより、sof の少ないエンジン負荷
の大きい条件で評価をするのであれば、H成分を分析せ
ず、CやS成分のみを分析すればよいことになる。
の大きい条件で評価をするのであれば、H成分を分析せ
ず、CやS成分のみを分析すればよいことになる。
【0028】図4は本発明の第2実施例を示し、酸化触
媒18が加熱燃焼炉1内に載置されている以外は第1実
施例と何ら変わるところはない。そして図5はこの第2
実施例による加熱燃焼炉1内の燃焼温度に対するCO2
およびCOガス発生量の変化を示す図であり、この図
から明らかなように、本実施例によれば比較的低温(6
00 ℃付近)から安定してCO2 が発生しており、
逆にCOの発生は全温度域にわたって観測されていない
。また、酸化触媒を用いない場合には、燃焼温度が高温
になるにつれてCO2 の発生量は増加しているものの
、COも常に発生しており、このことから、酸化触媒を
用いることにより、確実に酸化できるようになり、非常
に高精度な測定を行うことができるようになったのであ
る。
媒18が加熱燃焼炉1内に載置されている以外は第1実
施例と何ら変わるところはない。そして図5はこの第2
実施例による加熱燃焼炉1内の燃焼温度に対するCO2
およびCOガス発生量の変化を示す図であり、この図
から明らかなように、本実施例によれば比較的低温(6
00 ℃付近)から安定してCO2 が発生しており、
逆にCOの発生は全温度域にわたって観測されていない
。また、酸化触媒を用いない場合には、燃焼温度が高温
になるにつれてCO2 の発生量は増加しているものの
、COも常に発生しており、このことから、酸化触媒を
用いることにより、確実に酸化できるようになり、非常
に高精度な測定を行うことができるようになったのであ
る。
【0029】なお、本実施例では、分析計として非分散
型赤外線ガス分析計(NDIR)を用いた場合について
説明したが、これに限らず、たとえば熱伝導度型分析計
(TCD)等を用いてもよい。
型赤外線ガス分析計(NDIR)を用いた場合について
説明したが、これに限らず、たとえば熱伝導度型分析計
(TCD)等を用いてもよい。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
定容量のディーゼルエンジン排ガス中のパーティキュレ
ートを捕集したフィルタを加熱炉内で加熱して前記パー
ティキュレート中のHC,C,Sを燃焼させ、そのとき
発生する燃焼ガスを分析計に導いて分析するようにした
ため、フィルタ中の水分を除去するための加熱処理や溶
媒抽出等の前処理を必要とせず、非常に短時間で定量分
析を行うことができ、また、精密天秤や有機溶媒を使用
する必要がないため、分析結果に個人差が生ずることが
なく、熟練者でなくても高精度な測定を行うことができ
る。
定容量のディーゼルエンジン排ガス中のパーティキュレ
ートを捕集したフィルタを加熱炉内で加熱して前記パー
ティキュレート中のHC,C,Sを燃焼させ、そのとき
発生する燃焼ガスを分析計に導いて分析するようにした
ため、フィルタ中の水分を除去するための加熱処理や溶
媒抽出等の前処理を必要とせず、非常に短時間で定量分
析を行うことができ、また、精密天秤や有機溶媒を使用
する必要がないため、分析結果に個人差が生ずることが
なく、熟練者でなくても高精度な測定を行うことができ
る。
【0031】また、たとえ加熱炉内の温度が低く、不完
全燃焼が生じた場合においても、酸化触媒によって確実
に酸化されるため、測定精度が向上する。そのうえ、炉
内の温度を低く設定できるため、爆燃したりせず、安定
した燃焼が可能となる他、加熱炉長(均熱長)を短くす
ることができるので、炉構造を小型、軽量にできる。
全燃焼が生じた場合においても、酸化触媒によって確実
に酸化されるため、測定精度が向上する。そのうえ、炉
内の温度を低く設定できるため、爆燃したりせず、安定
した燃焼が可能となる他、加熱炉長(均熱長)を短くす
ることができるので、炉構造を小型、軽量にできる。
【0032】さらに、第2発明によれば、酸化触媒を加
熱炉内に載置するため、装置全体をより一層小型化する
ことができる。
熱炉内に載置するため、装置全体をより一層小型化する
ことができる。
【図1】ディーゼルエンジン排ガス分析装置の全体構成
図である。
図である。
【図2】エンジン負荷に対する各成分の発生粒子量の関
係を示す図である。
係を示す図である。
【図3】エンジン負荷に対するパーティキュレート発生
量の関係を示す図である。
量の関係を示す図である。
【図4】本発明の別実施例を示す全体構成図である。
【図5】燃焼温度に対するガス発生量の関係を示す図で
ある。
ある。
1…加熱(燃焼)炉、2…フィルタ、7…分析計、18
…酸化触媒。
…酸化触媒。
Claims (2)
- 【請求項1】 フィルタを設置した流路に、ディーゼ
ルエンジンからの排ガスを定容量流して、当該排ガス中
のパーティキュレートを前記フィルタで捕集し、このフ
ィルタを加熱炉内で加熱して前記パーティキュレート中
のHC,C,Sを燃焼させ、その燃焼ガスを酸化触媒に
接触させた後、分析計に導いて分析するようにしたこと
を特徴とするディーゼルエンジン排ガス分析方法。 - 【請求項2】 フィルタを設置した流路に、ディーゼ
ルエンジンからの排ガスを定容量流して、当該排ガス中
のパーティキュレートを前記フィルタで捕集し、このフ
ィルタを酸化触媒を載置した加熱炉内で加熱して前記パ
ーティキュレート中のHC,C,Sを燃焼させ、その燃
焼ガスを分析計に導いて分析するようにしたことを特徴
とするディーゼルエンジン排ガス分析方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057923A JPH04270946A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ディーゼルエンジン排ガス分析方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3057923A JPH04270946A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ディーゼルエンジン排ガス分析方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04270946A true JPH04270946A (ja) | 1992-09-28 |
Family
ID=13069525
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3057923A Pending JPH04270946A (ja) | 1991-02-27 | 1991-02-27 | ディーゼルエンジン排ガス分析方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04270946A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007183262A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Ditest Fahrzeugdiagnose Gmbh | ディーゼルエンジンにおける排気ガス検査方法と排気ガス検査装置 |
-
1991
- 1991-02-27 JP JP3057923A patent/JPH04270946A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007183262A (ja) * | 2005-12-29 | 2007-07-19 | Ditest Fahrzeugdiagnose Gmbh | ディーゼルエンジンにおける排気ガス検査方法と排気ガス検査装置 |
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