JPH0726763U - 連続パーティキュレート測定装置のシール装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シール効果の高いシール手段を備えた連続パ
ーティキュレート測定装置を提供する。 【構成】 パーティキュレートを捕集した状態で移動す
るフィルタ１を挟んで上下に対応する位置に、前記フィ
ルタ１の上面に臨んで開放される上部二重管16を具備し
た上部シール手段17と、そのフィルタ１の下面に臨んで
開放される下部二重管18を具備した下部シール手段19と
を設けている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、ディーゼルエンジンからの排気ガス中のパーティキュレート（すす 等の微粒子状物質）を連続的に定量分析するためのパーティキュレート測定装置 のシール装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼルエンジンからの排気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高温排気ガスをダイリューショントンネ ル等のガス流路中に定量供給させ、そのダイリューショントンネルの下流部にサ ンプル流路を分岐形成し、そのサンプル流路から一定流量導出される排気ガス中 に含まれるパーティキュレートを、フィルタによって捕集し、そのフィルタを精 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を求めその 値に基づき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】 しかし、このフィルタ捕集法では、フィルタに吸着した水分が測定値に誤差と して大きく影響するため、水分のみを取り除ける温度でフィルタを加熱処理する 必要があり、人手を介してパーティキュレート捕集後のフィルタをサンプル流路 から取り外して加熱炉に設置していたが、その作業が煩に耐えなかった。

【０００４】 そこで、本出願人は先に、特願平３−１３０６３６号等にて、人手を要さず、 自動的かつ連続的にパーティキュレートの定量分析をおこなうことができる装置 を提案している。これは、希釈された排気ガスが定流量供給されるサンプル流路 と、このサンプル流路を連続的に横切るように一定速度で繰り出されて排気ガス 中のパーティキュレートを捕集するテープ状フィルタと、そのパーティキュレー トを捕集したテープ状フィルタを連続的に前記繰り出し速度と同じ速度で通過さ せならが加熱する加熱燃焼炉と、この加熱燃焼炉による燃焼ガスを分析する分析 計とを備えたものである。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】

しかるに、上述したように、テープ状フィルタを連続的に移動させる場合、サ ンプルガス捕集部と加熱燃焼部においてはそのテープ状フィルタと外部とのシー ルが必要とされ、それぞれパージ用エアおよびパージ用ガスでシールが施される 。

【０００６】 このようなシールは、測定精度や信頼性を向上させるためには、よりタイトで シール性が高いことが好ましいことはいうまでもなく、その改良が望まれている 。

【０００７】 本考案はこのような実情に鑑みてなされ、シール効果の高いシール装置を備え た連続パーティキュレート測定装置を提供することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案は上述の課題を解決するための手段を以下のように構成している。 すなわち、第１の考案では、パーティキュレートを捕集した状態で移動するフ ィルタを挟んで上下に対応する位置に、前記フィルタの上面に臨んで開放される 上部二重管を具備した上部シール手段と、そのフィルタの下面に臨んで開放され る下部二重管を具備した下部シール手段とを有し、前記上部シール手段が、前記 上部二重管の両管路に対してその接線方向に噴出口を臨ませ、かつその上部二重 管の直径方向に互いに点対称に配置される二つのシールガス導入ノズルよりなる 一方、前記下部シール手段が、前記下部二重管の内側の管路に対してその接線方 向に噴出口を臨ませたシールガス導入ノズルと、前記下部二重管の外側の管路に 対してその接線方向に吸入口を臨ませたガス排出ノズルとよりなり、かつその吸 入口と前記噴出口とが、前記下部二重管の直径方向に相対応する位置に互いに対 向する向きに配置されていることを特徴としている。

【０００９】 第２の考案では、パーティキュレートを捕集した状態で移動するフィルタを挟 んで上下に対応する位置に、前記フィルタの上面に臨んで開放される上部二重管 を具備した上部シール手段と、そのフィルタの下面に臨んで開放される下部二重 管を具備した下部シール手段とを有し、前記上部シール手段が、前記上部二重管 の両管路に対してその接線方向に噴出口を臨ませ、かつその上部二重管の直径方 向に互いに点対称に配置される二つのシールガス導入ノズルよりなる一方、前記 下部シール手段が、前記下部二重管の両管路に対してその接線方向に噴出口を臨 ませ、かつその下部二重管の直径方向に互いに点対称に配置される二つのシール ガス導入ノズルよりなることを特徴としている。

【００１０】 第３の考案では、パーティキュレートを捕集した状態で移動するフィルタを挟 んで上下に対応する位置に、前記フィルタの上面に臨んで開放される上部二重管 を具備した上部シール手段と、そのフィルタの下面に臨んで開放される下部二重 管を具備した下部シール手段とを有し、前記上部シール手段が、前記上部二重管 の内側の管路に対してその接線方向に噴出口を臨ませたシールガス導入ノズルと 、前記上部二重管の外側の管路に対してその接線方向に吸入口を臨ませたガス排 出ノズルとよりなり、かつその吸入口と前記噴出口とが、前記上部二重管の直径 方向に相対応する位置に互いに対向する向きに配置される一方、前記下部シール 手段が、前記下部二重管の内側の管路に対してその接線方向に噴出口を臨ませた シールガス導入ノズルと、前記下部二重管の外側の管路に対してその接線方向に 吸入口を臨ませたガス排出ノズルとよりなり、かつその吸入口と前記噴出口とが 、前記下部二重管の直径方向に相対応する位置に互いに対向する向きに配置され ていることを特徴としている。

【００１１】

【作用】

第１の考案では、上部シール手段の二つのシールガス導入ノズルの噴出口から 上部二重管内に噴射されたシールガスが両管路内を回流してフィルタの上面に向 けて二重の円弧状にシール壁を形成する一方、下部シール手段の内側の管路に対 してシールガス導入ノズルの噴出口から噴射されたシールガスがその内側の管路 内を回流してフィルタの下面に向けて円弧状のシール壁を形成するとともに、そ のシール壁の外側縁部分のシールガスと、フィルタの上面に噴射されたシールガ スとが下部二重管の外側の管路内に吸引回収され、フィルタを上下に貫通して連 なる円弧状のシール壁が形成される。

【００１２】 第２の考案では、フィルタの上面と下面にそれぞれ二重の円弧状にシール壁が 形成される。

【００１３】 第３の考案では、フィルタの上面と下面にそれぞれ内側の管路から噴射された シールガスが、それぞれ外側の管路内に吸引回収される。

【００１４】

【実施例】

以下に本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。 図５は連続パーティキュレート測定装置の構成を概略的に示す模式図である。 同図において、符号１はディーゼルエンジンから排出される高温排気ガス中のパ ーティキュレートを捕集するためのテープ状フィルタで、例えば石英繊維等から なり、予め巻き付けられているローダ側ロール２から一定速度で繰り出されてア ンローダ側ロール３へと巻き取られる。

【００１５】 上記テープ状フィルタ１の移動経路の途中には、図示しないディーゼルエンジ ンから排出される排気ガスがダイリューショントンネル（図示省略）で希釈され てその一部をテープ状フィルタ１に定量供給するためのサンプル流路４が、テー プ状フィルタ１と交差するように設けられている。そのダイリューショントンネ ルの下流部には、エジェクターが配置され、そのエジェクターを介して抽出した サンプルガスがサンプル流路４に導入されるようになっており、そのエジェクタ ーにより配管内へのパーティキュレートの堆積が少なくなり、サンプルガスの流 量の安定化が図られている。

【００１６】 上述のサンプル流路４のテープ状フィルタ１との交差部では、サンプル流路４ を横切ってテープ状フィルタ１の移動が可能となるように、サンプル流路４は分 断され、その分断部分にパーティキュレートを捕集するための捕集部５が設けら れ、かつ、その捕集部５の下方に設けたポンプ７によって排気ガス（サンプルガ ス）が吸引排気されるようになっている。

【００１７】 その捕集部５には、後述するように、上部シールブロック31と下部シールブロ ック32とよりなるシール手段６（図３，図４参照）が設けられ、テープ状フィル タ１を通過する排気ガスが流路外に漏出しないようにシールが施される。

【００１８】 テープ状フィルタ１の移動経路の、前記サンプル流路４の交差部よりも下流側 の途中には、パージ部８が配置され、このパージ部８では、テープ状フィルタ１ にＮ₂ やボンベエア等ＣＯ，ＣＯ₂ ，ＨＣの不純物が少ないガスを吹きつけて、 テープ状フィルタ１で捕集された物質のうちから、パーティキュレート以外の物 質であるＣＯ，ＣＯ₂ ，ＨＣ等のガス成分と、テープ状フィルタ１に吸着されて いる水分とが取り除かれる。

【００１９】 さらに、テープ状フィルタ１の移動経路の、前記パージ部８よりも下流側の途 中には、テープ状フィルタ１の通過を許容し、かつテープ状フィルタ１を加熱す るための加熱燃焼炉９（図１参照）が支持部材9bに支持されて配置されている。

【００２０】 その加熱燃焼炉９の天井部には、ＣＯ₂ レーザや赤外反射炉等よりなる加熱源 10からの輻射熱を透過させる光学窓11が嵌装され、かつその円筒状に形成された 側壁12には外部からキャリアガス（Ｏ₂ ガス）を導入するためのガス導入口Ｃ₇ が開設されるとともに、その側壁12の内側には、図１および図２（Ｃ）に示すよ うに、そのガス導入口Ｃ₇ から導入したキャリアガスを光学窓11に向けて案内す るための円筒状のガイド板（ガイド部材）14がその側壁12との間に円弧状の間隙 Ｋを有してその側壁12に沿って立上るようにその側壁12の内側に固定して設けら れ、その内部に燃焼室15が形成されている。なお、Ｎ₇ はガス導入口Ｃ₇ を有す るノズルである。

【００２１】 このような構成により、そのキャリアガスによって光学窓11が冷却されてから そのキャリアガスが燃焼の用に供されるため光学窓11の温度が過度に上昇するの が回避され、光学窓11にクラックや割れが入るのが防止される。また、光学窓11 にキャリアガスが吹き付けられるので、煤が光学窓11に付着するのが防止され透 過輻射熱の低下が防がれ高い燃焼効率が維持される。

【００２２】 一方、その側壁12の下部には、後述するように、テープ状フィルタ１の上面に 臨んで下方に向けて開放される上部二重管16を具備した上部シール手段17が設け られ、また、その上部シール手段17と対応するテープ状フィルタ１の直下の位置 には、そのテープ状フィルタ１の下面に臨んで上方に向けて開放される下部二重 管18を具備した下部シール手段19が支持部材20ｂによって支持された下部シール ブロック20内に設けられ、燃焼室15内が効果的にシールされるようになっている 。

【００２３】 その下部シールブロック20の中央部には、燃焼室15内で生成された燃焼ガスを テープ状フィルタ１を介して吸引する吸気路21が接続されており、図５に示すよ うに、その吸気路21には酸化触媒部22と定流量サンプリング装置23を介してポン プ24が接続され、そのポンプ24で吸引された燃焼ガスが酸化されて後、例えば非 分散型赤外線ガス分析計25に導入されてＣＯ₂ ，Ｈ₂ Ｏ，ＳＯ₂ 等の燃焼ガスの 成分が検出され、その検出値がプリアンプ26，27，28で増幅された後演算回路29 に入力され、ＨＣ，Ｃ，Ｓの重量が求められるようになっている。

【００２４】 上述の上部シール手段17と下部シール手段19について説明すると、図１および 図２（Ａ），（Ｂ）に示すように、その上部シール手段17は、上部二重管16の両 管路16ａ，16ｂに対してその接線方向に噴出口Ｃ₁ ，Ｃ₂ を臨ませ、かつその上 部二重管16の直径方向に互いに点対称に配置される二つのシールガス導入ノズル Ｎ₁ ，Ｎ₂ よりなる。一方、下部シール手段19は、下部二重管18の内側の管路18 ａに対してその接線方向に噴出口Ｃ₃ を臨ませたシールガス導入ノズルＮ₃ と、 外側の管路18ｂに対してその接線方向に吸入口Ｃ₄ を臨ませたガス排出ノズルＮ ₄ とよりなり、その吸入口Ｃ₄ と噴出口Ｃ₃ とが下部二重管18の直径方向に相対 応する位置に互いに対向する向きに配置されている。なお、加熱燃焼炉９の下端 とテープ状フィルタ１との隙間は１mm以下、下部シールブロック20の上端とテー プ状フィルタ１との隙間はゼロであることが好ましい。

【００２５】 このような構成により、上部シール手段17の二つの噴出口Ｃ₁ ，Ｃ₂ から上部 二重管16内に噴射されたシールガスが、両管路16ａ，16ｂ内を回流してテープ状 フィルタ１の上面に向けて二重の円弧状にシール壁を形成する一方、下部シール 手段19の内側の管路18ａに対してシールガス導入ノズルＮ₃ の噴出口Ｃ₃ から噴 射されたシールガスがその内側の管路18ａ内を回流してテープ状フィルタ１の下 面に向けて円弧状のシール壁を形成するとともに、そのシール壁の外側縁部分の シールガスと、テープ状フィルタ１の上面に噴射されたシールガスとが外側の管 路18ｂ内に吸引回収される。これにより、テープ状フィルタ１の上下に貫通して 連なるシール壁が形成され、高いシール効果を得ることができ、かつシールガス の消費量を少なくできる。

【００２６】 ちなみに、加熱燃焼炉９における流量条件については、噴出口Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ ₃ 、吸入口Ｃ₄ およびガス導入口Ｃ₇ 、吸気路21を流過するガスの流量をそれぞ れＱ₁ ，Ｑ₂ ，Ｑ₃ ，Ｑ₄ ，Ｑ₇ ，Ｑ₈ とすれば、Ｑ₄ ≦０＜Ｑ₁ ，Ｑ₂ ，Ｑ₃ ≪Ｑ₇ ＝Ｑ₈ であることが好ましい。

【００２７】 他方、捕集部５に設けられるシール手段６（図３，図４参照）について説明す ると、テープ状フィルタ１を挟んで上下に対応する位置にそれぞれ支持部材31ｂ ，32ｂによって支持された上部シールブロック31と下部シールブロック32とに軸 線を一致させてサンプル流路4a，4bが上下に貫通して形成され、かつ、その上部 シールブロック31の下部および下部シールブロック32の上部とに、サンプル流路 4a，4bを取り囲むような円弧状の溝31ａ，32ａが穿設形成され、その溝31ａ，32 ａの接線方向に噴口Ｃ₅ ，Ｃ₆ を臨ませたエア供給ノズルＮ₅ ，Ｎ₆ からパージ 用エアを供給するように構成される。なお、上部シールブロック31の下端とテー プ状フィルタ１との隙間は１mm、下部シールブロック32の上端とテープ状フィル タ１との隙間はゼロであることが好ましい。

【００２８】 このような構成により、サンプルガスの周囲を取り囲むようにパージ用エアに よるシール壁が円弧状に形成され、サンプルガスが外部に漏れ出ることなく、か つ外部から測定値に影響を及ぼすガスや異物等を取り込まないような高いシール 性が発揮される。

【００２９】 ちなみに、捕集部５における流量条件については、噴口Ｃ₅ ，Ｃ₆ 、サンプル 流路4a，4bを流過するガスの流量をそれぞれＱ₅ ，Ｑ₆ ，Ｑ₉ ，Ｑ₁₀とすれば、 Ｑ₉ ＜Ｑ₁₀＜Ｑ₉ ＋Ｑ₅ ＋Ｑ₆ であることが好ましい。

【００３０】 なお、他の実施例として、図示は省略するが、テープ状フィルタ１の上面側に 上部シール手段17を設ける一方、テープ状フィルタ１の下面側にも、上部シール 手段17と同じ構成のシール手段を設けてもよく、この場合には、テープ状フィル タ１の上面と下面にそれぞれ二重の円弧状にシール壁が形成されるため、外乱の 影響を受け難い安定したシール性が発揮される。

【００３１】 あるいは、テープ状フィルタ１の下面側に下部シール手段19を設ける一方、テ ープ状フィルタ１の上面側にも、下部シール手段19と同じ構成のシール手段を設 けてもよく、この場合には、テープ状フィルタ１の上面と下面にそれぞれ内側の 管路18ａから噴射されたシールガスがそれぞれ外側の管路18ｂ内に吸引回収され るため、シールガスの消費量をより一層少なくして良好なシール性を得ることが できる。

【００３２】

【考案の効果】

以上説明したように、第１の考案によれば、パーティキュレートを捕集した状 態で移動するフィルタの上面に臨んで開放される上部二重管の両管路に対してそ の接線方向に噴出口を臨ませ、かつその上部二重管の直径方向に互いに点対称に 配置される二つのシールガス導入ノズルにより上部シール手段を形成する一方、 フィルタの下面に臨んで開放される下部二重管の内側の管路に対してその接線方 向に噴出口を臨ませたシールガス導入ノズルと、前記下部二重管の外側の管路に 対してその接線方向に吸入口を臨ませたガス排出ノズルとにより下部シール手段 を形成し、かつその吸入口と前記噴出口とを、前記下部二重管の直径方向に相対 応する位置に互いに対向する向きに配置したので、フィルタの上面に向けて二重 の円弧状にシール壁が形成される一方、下部シール手段の内側の管路からフィル タの下面に向けて円弧状のシール壁が形成されるとともに、そのシール壁の外側 縁部分のシールガスと、フィルタの上面に噴射されたシールガスとが下部二重管 の外側の管路内に吸引回収され、フィルタの上下に連なるシール壁が形成され高 いシール効果を得ることができ、かつシールガスの消費量を少なくできる。

【００３３】 第２の考案では、フィルタの上面側と下面側とに、第１の考案の上部シール手 段と同じ構成のシール手段を設けたので、フィルタの上面と下面にそれぞれ二重 の円弧状にシール壁が形成され、外乱の影響を受け難い安定したシール性が発揮 される。

【００３４】 第３の考案では、フィルタの上面側と下面側とに、第１の考案の下部シール手 段と同じ構成のシール手段を設けたので、フィルタの上面と下面にそれぞれ内側 の管路から噴射されたシールガスが、それぞれ外側の管路内に吸引回収されるた め、シールガスの消費量をより一層少なくして良好なシール性を得ることができ る。

【００３５】 なお、本考案は、シール手段を加熱燃焼部に設けた実施例について説明したが 、本考案はシール手段を設ける位置について特定するものではなく、サンプルガ スの捕集部に本考案の各シール手段を適宜設けてよいことはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の連続パーティキュレート測定装置のシ
ール装置の一実施例を示す縦断面図である。

【図２】（Ａ）は図１のＸ−Ｘ線矢視断面図、（Ｂ）は
同Ｙ−Ｙ線矢視断面図、（Ｃ）は同Ｚ−Ｚ線矢視断面図
である。

【図３】サンプルガスの捕集部の縦断面図である。

【図４】図３のＵ−Ｕ線矢視断面図である。

【図５】連続パーティキュレート測定装置の要部構成図
である。

【符号の説明】

１…フィルタ、16…上部二重管、17…上部シール手段、
18…下部二重管、19…下部シール手段、Ｃ₁ ，Ｃ₂ ，Ｃ
₃ …噴出口、Ｃ₄ …吸入口、Ｎ₁ ，Ｎ₂ ，Ｎ₃…シール
ガス導入ノズル、Ｎ₄ …ガス排出ノズル。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 パーティキュレートを捕集した状態で移
   動するフィルタを挟んで上下に対応する位置に、前記フ
   ィルタの上面に臨んで開放される上部二重管を具備した
   上部シール手段と、そのフィルタの下面に臨んで開放さ
   れる下部二重管を具備した下部シール手段とを有し、前
   記上部シール手段が、前記上部二重管の両管路に対して
   その接線方向に噴出口を臨ませ、かつその上部二重管の
   直径方向に互いに点対称に配置される二つのシールガス
   導入ノズルよりなる一方、前記下部シール手段が、前記
   下部二重管の内側の管路に対してその接線方向に噴出口
   を臨ませたシールガス導入ノズルと、前記下部二重管の
   外側の管路に対してその接線方向に吸入口を臨ませたガ
   ス排出ノズルとよりなり、かつその吸入口と前記噴出口
   とが、前記下部二重管の直径方向に相対応する位置に互
   いに対向する向きに配置されていることを特徴とする連
   続パーティキュレート測定装置のシール装置。
2. 【請求項２】 パーティキュレートを捕集した状態で移
   動するフィルタを挟んで上下に対応する位置に、前記フ
   ィルタの上面に臨んで開放される上部二重管を具備した
   上部シール手段と、そのフィルタの下面に臨んで開放さ
   れる下部二重管を具備した下部シール手段とを有し、前
   記上部シール手段が、前記上部二重管の両管路に対して
   その接線方向に噴出口を臨ませ、かつその上部二重管の
   直径方向に互いに点対称に配置される二つのシールガス
   導入ノズルよりなる一方、前記下部シール手段が、前記
   下部二重管の両管路に対してその接線方向に噴出口を臨
   ませ、かつその下部二重管の直径方向に互いに点対称に
   配置される二つのシールガス導入ノズルよりなることを
   特徴とする連続パーティキュレート測定装置のシール装
   置。
3. 【請求項３】 パーティキュレートを捕集した状態で移
   動するフィルタを挟んで上下に対応する位置に、前記フ
   ィルタの上面に臨んで開放される上部二重管を具備した
   上部シール手段と、そのフィルタの下面に臨んで開放さ
   れる下部二重管を具備した下部シール手段とを有し、前
   記上部シール手段が、前記上部二重管の内側の管路に対
   してその接線方向に噴出口を臨ませたシールガス導入ノ
   ズルと、前記上部二重管の外側の管路に対してその接線
   方向に吸入口を臨ませたガス排出ノズルとよりなり、か
   つその吸入口と前記噴出口とが、前記上部二重管の直径
   方向に相対応する位置に互いに対向する向きに配置され
   る一方、前記下部シール手段が、前記下部二重管の内側
   の管路に対してその接線方向に噴出口を臨ませたシール
   ガス導入ノズルと、前記下部二重管の外側の管路に対し
   てその接線方向に吸入口を臨ませたガス排出ノズルとよ
   りなり、かつその吸入口と前記噴出口とが、前記下部二
   重管の直径方向に相対応する位置に互いに対向する向き
   に配置されていることを特徴とする連続パーティキュレ
   ート測定装置のシール装置。