JPH0634576Y2

JPH0634576Y2 - 排気ガス導入装置

Info

Publication number: JPH0634576Y2
Application number: JP1988156606U
Authority: JP
Inventors: 武志庄司
Original assignee: Mitsubishi Motors Corp
Current assignee: Mitsubishi Motors Corp
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1988-12-02
Publication date: 1994-09-07
Anticipated expiration: 2003-12-02
Also published as: JPH0278712U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、エンジン本体からの排気ガスを取出すための
排気ガス導入装置に関する。

〈従来の技術〉一般に、エンジン本体から排出される排気ガスの成分を
分析する手段として、エンジン本体から排出される排気
ガス全体を流通管内に導入して分析するようにしたもの
が知られているが、装置全体が大型化する難点があるた
め、エンジン本体から排出される排気ガスの一部を取り
出して分析に使用するようにして、装置全体の小型化を
図るようにしたものが開発されている。

この場合、流通管にはエアコンプレッサからエアフィル
タを介して空気が導入するようにして、流通管の中間部
にベンチュリを形成する小径なイジェクタを設け、この
イジェクタ内に吸気管の吐出端を配設し、イジェクタ内
を流れる空気の圧力低下を利用しながら吸気管を介して
排気管内の排気ガスを吸入するようにしている。そし
て、流通管内で空気と排気ガスとが混合され、希釈され
た排気ガスが吸気管を介して排気ガス分析計に送られて
排気ガスの分析が行なわれる。

ところが、上述の構成のものにあっては、流通管に形成
されたイジェクタによる空気の圧力低下現象を利用して
排気管内の排気ガスの一部を吸引するようになっている
ので、エンジン本体の回転数の変化、すなわち、排気管
内を流れる排気ガスの流量の変化にかかわりなく、吸気
管を介して流通管内に導入される排気ガスの流量は常に
一定に保持される。したがって、エンジン本体の回転数
が変化した場合であっても流通管内の排気ガス濃度が変
化することがないので、エンジン本体の回転数の変化に
対応させた排気ガスの分析を行なうことができない。

そこで、装置全体の小型化が図れるとともに、エンジン
本体の回転数の変化に対応させて排気ガスの分析を行な
わせることができる排気ガス導入装置が開発されてい
る。

例えば、第３〜９図は、実開昭60-127420号公報の排気
ガスサンプル取り出し装置を示すものである。

第３図は排気ガス導入装置をそなえた分析装置全体の概
略構成を示すもので、31はエンジン本体、32はこのエン
ジン本体31の排気管であり、この排気管32には排気ディ
フューザ33の一端が連結されている。この排気ディフュ
ーザ33は、第４〜６図に示すように、その本体34が次第
に拡径したほぼ筒状に形成され、この本体34の一端に排
気管32のフランジ部32aに連結されるフランジ部34aが設
けられ、他端に比例分割器35のフランジ部35aに連結さ
れるフランジ部35bが設けられている。さらに、この排
気ディフューザ33の本体34は比例分割器35側の吐出端部
が八角形状に形成されている。

また、比例分割器35は第７〜９図に示すようにほぼ円筒
状のケース36と、流路抵抗が互いに等しい複数の細管37
とによって形成されている。この場合、細管37の各吸入
端は排気ディフューザ33の吐出端部形状に合わせて、八
角形状に一様に分布する状態で配列されている（第５図
参照）。

さらに、この比例分割器35の各細管37の吐出端に対して
離間対向状態で吸入レデューサ38が配設されている。

この吸入レデューサ38には吸入ブロア39が連結され、エ
ンジン本体31から排気管32,排気ディフューザ33,比例分
割器35の各細管37を介して導かれる排気ガス吸入レデュ
ーサ38を介して吸入ブロア39に吸入されるようになって
いる。また、このとき、比例分割器35によって排気ディ
フューザ33の吐出端から送り出される排気ガスが均一に
分割されて各細管37内に導入されるようになっている。

また、比例分割器35を形成している各細管37のうちの１
本によってサンプルプローブ40が形成されている。この
サンプルプローブ40は、吸入端部以外の部分が比例分割
器35のケース36の外部に延出されており、このサンプル
プローブ40によって排気ガス流量に比例した排気ガスが
取り出されるようになっている。このサンプルプローブ
40の吐出端41は排気ガス希釈用の流通管（ダイリューシ
ョントンネル）42の内部に挿入されている。

なお、このサンプルプローブ40は、比例分割器35側に固
定された吸入部40a,流通管42側に固定された噴射ノズル
部40bおよび吸入部40aと噴射ノズル部40bとの間を連結
する連結部40cによって形成されており、このサンプル
プローブ40の吐出端41の背圧P₁および比例分割器35の各
細管37の吐出端背圧P₂はともにほぼ一定値で、かつその
圧力差も両者の入口圧力P_oとの差圧に比べて微小なもの
となっている。

一方、流通管42には拡散オリフィス43および臨界流速ベ
ンチュリ44がそれぞれ設けられているとともに、ベンチ
ュリ44側に吸入ブロア45が連結されており、この吸入ブ
ロア45によってエアフィルタ46を介して流通管42内に空
気が吸入されるようになっている。

また、サンプルプローブ40の吐出端41は拡散オリフィス
43よりもエアフィルタ46側に配設されている。そして、
流通管42内における拡散オリフィス43よりも上流側にサ
ンプルプローブ40から吐出される排気ガスとエアフィル
タ46を介して導入された空気との混合室47が形成され、
この混合室47内で空気と混合されて希釈された排気ガス
が拡散オリフィス43を介してベンチュリ44側に流用され
るようになっている。

この流通管42内におけるベンチュリ44の近傍には、吸気
管48の一端部が挿入されている。この吸気管48の他端部
はバッグ49を介して排気ガス分析計50に連結されてお
り、この排気ガス分析計50によって排気ガスの成分分析
等が行なわれるようになっている。なお、符号51はパテ
ィキュレート捕集フィルタホルダ、52は定サンプル流量
コントローラおよびガス分析計を示す。

上述の構成により、エンジン本体31から排気管32および
排気ディフューザ33を介して導出された排気ガスは比例
分割器35の各細管37およびサンプルプローブ40内に導入
される。

このとき、排気ディフューザ33から送り出された排気ガ
スは比例分割器35の各細管37およびサンプルプローブ40
に均一に分割された状態でそれぞれ流入される。

このため、エンジン本体31の回転数が変化した場合であ
ってもサンプルプローブ40内にはエンジン本体31から排
出される排気ガスの流量に比例した流量の排気ガスサン
プルが導入されるので、このサンプルプローブ40によっ
てエンジン本体31の排気ガス量に比例した排気ガスサン
プルを取り出すことができ、エンジン本体31の回転数の
変化に対応させた排気ガスの分析を行なわせることがで
きる。

〈考案が解決しようとする課題〉排気ディフューザ33は比例分割器35に排気ガスを均等に
流入させるために設けられている。しかし、比例分割器
35は円筒状のケース36内に複数の細管37を一様に分布す
るようにしているため、細管37同士の中心距離が場所に
よって異なり、排気ディフューザ33からの排気が全ての
細管37に均等に流入されていなかった。

本考案は上記状況に鑑みてなされたもので、全ての細管
に対し排気ガスの流入が均一に行なわれる比例分割器を
備えた排気ガス導入装置を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉上記目的を達成するための本考案の構成は、エンジン本
体の排気管に排気ディフューザの一端を連結し、複数の
細管からなると共に該複数の細管のうちの何れかにより
排気ガスサンプルを取出すサンプルプローブが形成され
た比例分割器を前記排気ディフューザの他端に連結した
排気ガス導入装置において、前記比例分割器の細管同士
の中心距離を全て等しく配設したことを特徴とする。

〈作用〉エンジン本体から排出された排気ガスは、排気ディフュ
ーザを経て比例分割器の各細管内へ導かれ、細管のうち
のサンプルプローブによって排気ガスサンプルが取出さ
れる。比例分割器における細管同士は中心間距離が全て
等しくなっているので、排気ディフューザからの排気ガ
スは全ての細管に対し均一に流入する。

〈実施例〉第１図は本考案の一実施例に係る排気ガス導入装置を表
わし、第１図（ａ）にはその側面、第１図（ｂ）にはそ
の平面を示してある。

図に示すように、本実施例に係る排気ガス導入装置は、
エンジン本体６の排気ガス管７に一端を連結された排気
ディフューザ１と、このディフューザ１の他端に一端を
連結された比例分割器２と、この比例分割器２の他端が
導入されたサージタンク５を備えている。

排気ディフューザ１の一端にはフランジ部1aが設けら
れ、このフランジ部1aが排気ガス管７の端部に設けられ
たフランジ部7aに連結されていて、排気ディフューザ１
の他端にもフランジ部1bが設けられていて、このフラン
ジ部1bが比例分割器２のケース８に設けられたフランジ
8aに連結されている。

また、排気ディフューザ１はその一端部に排気管７とほ
ぼ同径の縮径管部９をそなえ、他端部側に縮径管部９よ
りも拡径した拡径直管部10をそなえており、縮径管部９
と拡径直管部10とはホーン形管部11で結合され一体とな
っている。

拡径直管部10の径D₂は、エンジン本体６のアイドル運転
状態でも排気ガスの流れが乱流域となる寸法で、且つ比
例分割器２の径ｄの1.05倍以上に形成されている。ま
た、縮径管部９以外の排気ディフューザ１の流さＬ（ホ
ーン形管部11の長さL₁＋拡径直管部10の長さL₂）は、拡
径直管部10の径D₂と縮径管部９の径D₁との差（D₂−D₁）
の５倍から100倍の間に設定されている。従って、拡径
直管部10が小径であっても、排気ガスは拡径直管部10を
通過する過程で均一に混合される。また、拡径直管部10
の管壁付近の境界層が比例分割器２に流入されることが
ない。

比例分割器２は、そのケース８の内部に、一端をディフ
ューザ１の他端に開口した、複数の細管3,4をそなえて
いる。

これらの細管3,4はいずれも同様な大きさ，形状であ
り、中間部に屈曲部3a,4aが設けられている。そして、
各細管3,4はその長さを100mmから300mmの範囲内に設定
され、その内径を2mmから30mmの範囲内に設定されてい
る。

このような長さの設定は、細管長さが大きすぎれば内圧
が過大となり、逆に小さすぎれば各細管３および細管４
の吸入端3c,4cと吐出端3b,4bとの圧力差が一定に保てな
いために行なうものであり、内径の設定も、内径が大き
すぎると圧力差が一定に保てず、逆に小さすぎれば内圧
が過大となるために行なうものである。

これらの細管3,4のうち、符号３のものは、いずれも屈
曲部3aを両側方へ向けて配設されて、その他端をサージ
タンク５内へ導入されている。そして、符号４で示す細
管が、サンプルプローブとして構成されていて、屈曲部
4aを上方へ向けられており、その他端の吐出端4bを細管
３の吐出端3bとは離隔して第３図に示す従来例のものと
同様な流通管42内へ導かれるように配設されている。

第２図に示すように、細管３（４）は互いの中心位置が
全ての細管３（４）に対して同一距離を保つように配設
されている。即ち、第２図（ｂ）に示すように、細管３
（４）の中心は正三角形の頂点の位置に配置され、各細
管３（４）の中心間距離S₁，S₂，S₃は等しくなってい
る。従って、比例分割器２の細管３（４）は全体として
断面が正六角形状に配設され、細管３（４）の総数Ｎ
は、（N_o＝1,Ni＝6i,i≧１）となる。比例分割器２の各細管
３（４）の互いの位置関係は全て等しく均一であるの
で、各細管３（４）に流入する排気ガスも均一に流入す
ると共に、比例分割器２の形状をコンパクトにすること
ができる。

第２図（ａ）に示すように、排気ディフューザ１の拡径
直管部10の断面形状は比例分割器２の断面形状に合わせ
て正六角形状になっている。これにより、比例分割器２
への排気ガスの流入がよりスムーズに行なわせる。尚、
比例分割器２の細管３（４）の集合形状が円形になって
いる場合、拡径直管部10の断面形状を円形に設定するこ
とが可能である。

なお、流通管42をはじめとした排気ガス分析装置は、従
来例と同様に構成されている。つまり、第３図に示すよ
うに、流通管42に拡散オリフィス43および臨界流速ベン
チュリ44がそれぞれ設けられているとともに、ベンチュ
リ44側に吸入ブロア45が連結されており、この吸入ブロ
ア45によってエアフィルタ46を介して流通管42内に空気
が吸入されるようになっている。

また、サンプルプローブ４の吐出端4bは拡散オリフィス
43よりもエアフィルタ46側に配設される。そして、流通
管42内における拡散オリフィス43よりも上流側にサンプ
ルプローブ４から吐出される排気ガスとエアフィルタ46
を介して導入された空気との混合室47が形成され、この
混合室47内で空気と混合されて希釈された排気ガスが拡
散オリフィス43を介してベンチュリ44側に流出されるよ
うになっている。

また、流通管42内におけるベンチュリ44の近傍には、吸
気管48の一端部が挿入されている。この吸気管48の他端
部はバッグ49を介して排気ガス分析計50に連結されてお
り、この排気ガス分析計50によって排気ガスの成分分析
等が行なわれるようになっている。

そして、パティキュレート捕集フィルタホルダ51および
定サンプル流量コントローラおよびガス分析計52も従来
例と同様にそなえられている。

本実施例の排気ガス導入装置は上述のごとく構成される
ため、エンジン本体６から排出された排気ガスは排気管
７から排気ディフューザ１を通過して比例分割器２内へ
導かれる。

この時、拡径直管部10の径D₂は、エンジン本体６のアイ
ドル運転状態でも排気ガスの流れが乱流域となる寸法
で、且つ比例分割器２の径ｄの1.05倍以上に形成されて
いるので、拡径直管部10の管壁付近の境界層が比例分割
器２に流入されることがない。また、拡径直管部10の断
面形状を正六角形状に形成したので、比例分割器２の細
管３（４）の集合形状に拡径直管部10の形状が合致し、
排気ガスの流入がスムーズに行なえる。また、縮径管部
９以外の排気ディフューザ１の長さＬは、拡径直管部10
の径D₂と縮径管部９の径D₁との差の５倍から100倍の間
に設定されているので、排気ディフューザ１に流入した
排気ガスは十分均一に混合され、比例分割器２の各細管
３（４）へ均等に分配して導かれる。そして、排気ガス
は各細管3,4内を同等な条件で通過した後、細管４内の
排気ガスは流通管42内へ、細管３内の排気ガスはサージ
タンク５内へ導かれる。この時、サージタンク５によっ
て各細管３内からの排気ガスも細管４内から流通管42内
へ導かれる排気ガスと同一の流出状態に保持される。

細管３（４）は互いの中心位置が全ての細管３（４）に
対して同一距離を保つように正六角形状に配設されてい
るので、比例分割器２をコンパクトにすることができる
と共に、排気ガスが全ての細管３（４）に対して均一に
流入する。排気ディフューザ１の拡径直管部10の断面形
状が正六角形状になっていることと相俟って、細管３
（４）への排気ガスの流入がスムーズに且つ均一に行な
われる。

上述した排気ガス導入装置は、細管3,4へ均等にしかも
スムーズに排気ガスを流入させることができると共に、
各細管3,4内及び各吐出端3b,4bで互いに同一条件で排気
ガスが流通・吐出するため、極めて精度の良い排気ガス
サンプリングが実現する。

〈考案の効果〉本考案の排気ガス導入装置は、比例分割器の細管を中心
距離を全て等しくして配設したので、排気ディフューザ
からの排気ガスが全ての細管に均一に流入すると共に、
比例分割器をコンパクトにすることができる。この結
果、均一な状態の排気ガスのサンプリングが可能にな
り、排気ガス分析が精度良く行なえる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本考案の一実施例に係る排気ガス導入装
置の側面図、第１図（ｂ）は本考案の一実施例に係る排
気ガス導入装置の平面図、第２図（ａ）は第１図中のII
-II線矢視図、第２図（ｂ）は第２図（ａ）の要部拡大
図、第３図は従来の排気ガス導入装置を備えた排気ガス
分析装置の概略構成図、第４図，第５図，第６図は排気
ディフューザの側面図，正面図，斜視図、第７図は比例
分割器を一部破断して示す側面図、第８図は比例分割器
の吐出口を示す正面図、第９図は比例分割器を一部破断
して示す平面図である。図面中、１は排気ディフューザ、２は比例分割器、３は細管、４はサンプルプローブとしての細管、６はエンジン本体、７は排気管、９は縮径管部、 10は拡径直管部、 11はホーン形管部である。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】エンジン本体の排気管に排気ディフューザ
の一端を連結し、複数の細管からなると共に該複数の細
管のうちの何れかにより排気ガスサンプルを取出すサン
プルプローブが形成された比例分割器を前記排気ディフ
ューザの他端に連結した排気ガス導入装置において、前
記比例分割器の細管同士の中心距離を全て等しく配設し
たことを特徴とする排気ガス導入装置。