JPH1194718A - ガス分析計の加熱プローブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加熱が必要で、一端側が固定されている
ガス分析計のプローブにおいても、容易に測定点の変更
ができ、測定条件の変更ができるガス分析計の加熱プロ
ーブを提供する。 【解決手段】 測定点Ａ，Ｂに連通連結されてサンプル
ガスを採取する毛細管２と、この毛細管２を挿入する加
熱配管３と、この加熱配管３が前記毛細管２を挿入した
状態を分離可能に保持するための管継手部４と、前記加
熱配管３の外周に配置されて加熱配管４を加熱すること
により毛細管２および採取したサンプルガスの温度を一
定に保つ加熱ヒータ５とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス分析計の加熱
プローブに関する。

【０００２】

【従来技術】従来より、自動車エンジンの排気ガスなど
のサンプルガスを分析する際、サンプルガスの採取を分
析対象となる測定点にプローブを差し込むことによって
行うことにより、この測定点におけるガスの状態を検知
することができ、より綿密な測定を行うことが可能とな
っている。

【０００３】例えば、近年では自動車エンジンのシリン
ダ内においてもバルブの近傍や、点火プラグの近傍など
に存在するガスを毛細管を使って採取し、これをガス分
析することにより、エンジンの性能を測定することも可
能となっている。この毛細管は圧力変動の激しい場所か
らサンプルガスを採取するものであるから、前記毛細管
は内径が極めて小さく、かつその一端をシリンダ内に連
通連結するように銀ロウ付けまたは溶接などの手段で固
定している。なお、毛細管はサンプル流路にバッファが
生じないようにするために途中で接続されることなく、
連続した一定の長さを有するものである。

【０００４】また、例えばハイドロカーボンを含むサン
プルガスを測定する場合には、約１９０℃に加熱したス
テンレス製の配管をサンプル流路とすることによって、
より安定したガス分析を行うことができる。したがっ
て、ハイドロカーボンなど高温を保つべきガスを含むサ
ンプルガスを採取する配管の外周にはヒータを被覆した
加熱プローブを用いることにより、規定の温度を保つよ
うにしていた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述のよう
に毛細管の一端をシリンダ等の固定点に溶接してプロー
ブとする場合、サンプルガスを採取するポイントを変え
るためには、分析計を別の加熱プローブに接続しなおす
必要があった。このため、従来のように毛細管の回りに
ヒータを取り付けた場合には、加熱プローブの一端を形
成する毛細管がサンプルガスの採取点で固定されている
ため、毛細管のみならず、この毛細管の外周に取り付け
られた比較的高価な加熱ヒータもガス分析計から取り外
す必要があった。すなわち、複数個接続した毛細管のそ
れぞれに各別にホットホースと呼ばれる加工をして加熱
ヒータを取付ける必要があり、経済的でなかった。

【０００６】また、金属配管を接続する一般的な方法
は、金属継手で互いをかしめることによって行われるの
で、一度組み立てを行った加熱プローブを再び分離する
などの変更を行うことができず、不便であった。

【０００７】本発明はこのような実情を考慮に入れてな
されたものであって、加熱が必要で、一端側が固定され
ているガス分析計のプローブにおいても、容易に測定点
の変更ができ、測定条件の変更ができるガス分析計の加
熱プローブ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】本発明は上述の点を考慮
に入れてなされたものであって、測定点に連通連結され
てサンプルガスを採取する毛細管と、この毛細管が挿入
される加熱配管と、この加熱配管を前記毛細管が挿入さ
れた状態で保持するための管継手部と、前記加熱配管の
外周に配置されて加熱配管を加熱することにより毛細管
および採取したサンプルガスの温度を一定に保つ加熱ヒ
ータとを有することを特徴としている。

【０００９】したがって、本発明のガス分析計の加熱プ
ローブは、加熱を行うときの加熱配管および加熱ヒータ
をサンプル流路となる毛細管と分離可能の別部材で構成
することにより、内側の毛細管だけを容易に使用条件に
合わせて交換ができる。つまり、ガス分析計の移設およ
び測定点の変更に伴い、測定点に固定された毛細管だけ
を残したまま比較的高価なガス分析計と加熱配管を分離
して、別の測定点に固定された毛細管に接続することが
できる。

【００１０】このため、複数の測定点が存在しても一つ
の加熱配管によって毛細管を加熱することができて経済
的である。さらに、測定点やサンプルガスの条件に合わ
せて毛細管の太さや材料などの条件を容易に変更できる
ので、様々な流量や種類のサンプルガスを常に最適にガ
ス分析できる。

【００１１】また、前記管継手部が、前記加熱配管の下
流端部を一端側に接続した管継手と、サンプルガスを吸
着することがなく且つ耐熱性に優れた合成樹脂よりなり
前記加熱配管および管継手を毛細管に被覆させた状態で
毛細管の下流端部に外接するように嵌合したスペーサ樹
脂と、このスペーサ樹脂に外接した状態で袋ナットによ
って前記管継手の他端側に強圧されることによりスペー
サ樹脂を管継手の他端側に接続する樹脂リングとからな
るようにしてもよい。この場合、金属の継手に対してか
しめることなく毛細管を接続することができるので、測
定条件の変更による毛細管の変更、つまり、測定点の変
更を容易にすることができる。

【００１２】さらに、前記スペーサ樹脂がふっ素系樹脂
よりなる場合には、スペーサ樹脂と毛細管との間からの
ガス漏れを防止することができるだけでなく、耐熱性に
優れており、かつ例えばハイドロカーボンなどの吸着性
のガスの吸着を効果的に抑えることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】図１〜３は一例としてエンジン１
０のシリンダ１１内に設けた測定点Ａ，Ｂ（図２のみに
図示）におけるガスを採取する加熱プローブ１に、本発
明のガス分析計の加熱プローブ１の一例を用いた例を示
している。

【００１４】これらの図において、本例の加熱プローブ
１は測定点Ａ，Ｂに連通連結されてサンプルガスを採取
する毛細管２と、この毛細管２を挿入する加熱配管３
と、この加熱配管３が前記毛細管２を挿入した状態を保
持する管継手部４と、前記加熱配管３の外周に配置され
た加熱ヒータ５とからなっている。そして、この加熱プ
ローブ１の下流端部が下流側のサンプル流路６を介して
ガス分析計７に接続されて、測定点Ａにおけるガスの状
態を測定することができる。

【００１５】前記毛細管２は例えば内径が０．４ｍｍ，
外径が１ｍｍ，長さが４００ｍｍのステンレス製の管体
の一端をシリンダ１１に形成した溝に接着したり、ジョ
イント１２などを介して接続することによってエンジン
１１に固定的に設けられている。加熱配管３は内径が２
ｍｍ，外径が３ｍｍのステンレス製の管体であって、そ
の外周にホットホースと呼ばれる加工を施すことによ
り、加熱ヒータ５を密着させている。

【００１６】前記加熱ヒータ５は図外の電源に接続され
ることにより、加熱配管３およびこの加熱配管３内に挿
入した毛細管２を加熱して、例えば、ハイドロカーボン
をサンプルガスとして採取するために最適な温度である
１９１℃に温度調節される。

【００１７】本発明のガス分析計の加熱プローブ１は毛
細管２と加熱配管３を管継手部４によって分離可能に接
続しているので、内側に位置する毛細管２だけを加熱配
管３や加熱ヒータ５と別に使用条件に合わせて交換でき
る。つまり、ガス分析計７の測定点Ａを例えば測定点Ｂ
に移動する場合には、測定点Ａに連通連結されている毛
細管２を加熱配管３や加熱ヒータ５から取り外し、代わ
りに、測定点Ｂに連通連結された別の毛細管２を挿入し
て加熱プローブ１を形成することにより、ガス分析計７
を移設できる。

【００１８】このように変更される毛細管２は、測定す
るサンプルガスの条件に合わせて毛細管２の材質や太さ
等を適宜変更可能であり、毛細管２の種類を変更して
も、異なる加熱プローブ１を形成するのに、加熱配管３
や加熱ヒータ５などを共通に使用できるので経済的であ
る。

【００１９】前記管継手部４の構成は図３に示す断面図
において明示している。すなわち、本例の管継手部４は
少なくとも管継手８と、スペーサ樹脂９と、このスペー
サ樹脂９に外接する樹脂リング９ａとからなっている。

【００２０】前記管継手８は例えば両端に外径が３ｍｍ
の配管を接続可能とするものであって、その両側に締付
け用の袋ナット８ａ，８ｂを設けており、その一端側に
前記加熱配管３の下流端部を、外周にテーパ部が形成さ
れたリング８ｃを介して袋ナット８ｂによって締めつけ
ることにより固定する。なお、本例の加熱配管３，管継
手８，袋ナット８ｂ，リング８ｃは何れもステンレスよ
りなるので、この袋ナット８ｂを締めつけることによ
り、加熱配管３と管継手８はかしめられて分離不能とな
る。

【００２１】スペーサ樹脂９は例えばハイドロカーボン
などのサンプルガスを吸着することがなく且つ耐熱性に
優れた合成樹脂の一例としてふっ素系樹脂よりなり、前
記毛細管２の下流端部に外接するように嵌合されるもの
であり、本例では外径が３ｍｍ，内径が１ｍｍの大きさ
である。また、このスペーサ樹脂９に外接した樹脂リン
グ９ａはスペーサ樹脂９と同じふっ素系樹脂よりなり、
内径が３ｍｍ，外径が５ｍｍのリング体である。ふっ素
系樹脂よりなるスペーサ樹脂９および樹脂リング９ａは
耐熱性が２００℃以上もあり、サンプルガスであるハイ
ドロカーボンの吸着性もないので、約１９０℃に加熱し
た毛細管２を十分に保持できるとともに、ガス分析に悪
影響を及ぼすことがない。

【００２２】そして、前記リング体９ａをスペーサ樹脂
９の上流端の外周に位置させた状態で例えばグラファイ
トからなる袋ナット８ａによって前記管継手８の他端側
に押しつけられる。このとき、リング体９ａがスペーサ
樹脂９に食い込むように弾性変形し、変形したリング体
９ａによってスペーサ樹脂９を周りから挟み込むよう強
圧する。このようにしてスペーサ樹脂９を毛細管２の下
流端部に接続することができる。

【００２３】上述の例のように、合成樹脂よりなるスペ
ーサ樹脂９およびリング体９ａによって毛細管２を加熱
配管３内に保持させることにより、金属の管継手８に対
してかしめることなく毛細管２を接続することができ
る。したがって、測定条件の変更に対応して毛細管２を
容易に取り外すことができ、測定点の変更を容易にする
ことができる。

【００２４】なお、上記の例ではサンプルガスの一例と
して自動車エンジンのシリンダ内にある測定点Ａ，Ｂか
らハイドロカーボンの濃度値を測定する例を示している
が、本発明はこれに限られるものではなく、他の任意の
サンプルガスを測定するのに用いてもよい。さらに、加
熱ヒータ５によって調節されるサンプルガスの温度も適
宜設定可能である。また、この温度が低い場合にはスペ
ーサ樹脂９およびリング体９ａの材料となる樹脂はふっ
素系樹脂に限られるものではなく、必要な耐熱性を有す
る樹脂で、サンプルガスの吸着がない樹脂あれば使用で
きることは言うまでもない。

【００２５】また、上述の例では加熱配管３と管継手８
との接続を、袋ナット８ｂの締付けによってリング８ｃ
をかしめることにより行っていたが、本発明はこれに限
られるものではなく、たとえば加熱配管３と管継手８を
銀ロウ付けなどにより接続してもよい。さらには、加熱
配管３の下流端部にフランジを形成して、前記毛細管２
の下流端部にスペーサ樹脂９およびリング体９ａを取付
けた状態で、このフランジに前記袋ナット８ａを螺合す
ることにより、加熱配管３と毛細管２を挿脱可能に取付
けるようにしてもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガス分析
計の加熱プローブによれば、サンプルガスの加熱を行う
加熱配管や加熱ヒータをサンプル流路となる毛細管と分
離可能の別部材で構成しているので、内側の毛細管だけ
を容易に使用条件に合わせて交換ができる。つまり、測
定点やサンプルガスの種類や流量などの条件に合わせて
毛細管の太さや材料などの条件を容易に変更できるの
で、常に最適な状態で様々な条件のサンプルガスをガス
分析できる。また、ガス分析計の移設および測定点の変
更に伴い、測定点に固定された毛細管だけを残したまま
ガス分析計と比較的高価な加熱配管を分離できる。した
がって、別のサンプル採取点を測定する時、金属継手や
加熱配管を毛細管と共に交換する必要がなく、加熱配管
とガス分析計を再利用でき、経済的である。

【００２７】また、前記管継手部を管継手と、サンプル
ガスを吸着することがなく且つ耐熱性に優れた合成樹脂
よりなるスペーサ樹脂と、樹脂リングとからなるように
した場合には、金属の継手に対してかしめることなく毛
細管を接続することができるので、測定条件の変更によ
る毛細管の変更、つまり、測定点の変更を容易にするこ
とができる。

【００２８】さらに、前記スペーサ樹脂がふっ素系樹脂
よりなる場合には、スペーサ樹脂と毛細管との間からの
ガス漏れを防止することができるだけでなく、耐熱性に
優れており、かつハイドロカーボンなどの吸着を効果的
に抑えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のガス分析計の加熱プローブを用いたガ
ス分析の一例を示す図である。

【図２】前記ガス分析計の加熱プローブの分解図であ
る。

【図３】前記ガス分析計の加熱プローブの管継手部の構
成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１…加熱プローブ、２…毛細管、３…加熱配管、４…管
継手部、５…加熱ヒータ、７…ガス分析計、８…管継
手、８ａ…袋ナット、９…スペーサ樹脂、９ａ…樹脂リ
ング、Ａ，Ｂ…測定点。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定点に連通連結されてサンプルガスを
   採取する毛細管と、この毛細管が挿入される加熱配管
   と、この加熱配管を前記毛細管が挿入された状態で保持
   するための管継手部と、前記加熱配管の外周に配置され
   て加熱配管を加熱することにより毛細管および採取した
   サンプルガスの温度を一定に保つ加熱ヒータとを有する
   ことを特徴とするガス分析計の加熱プローブ。
2. 【請求項２】 前記管継手部が、前記加熱配管の下流端
   部を一端側に接続した管継手と、サンプルガスを吸着す
   ることがなく且つ耐熱性に優れた合成樹脂よりなり前記
   加熱配管および管継手を毛細管に被覆させた状態で毛細
   管の下流端部に外接するように嵌合したスペーサ樹脂
   と、このスペーサ樹脂に外接した状態で袋ナットによっ
   て前記管継手の他端側に強圧されることによりスペーサ
   樹脂を管継手の他端側に接続する樹脂リングとからなる
   請求項１に記載のガス分析計の加熱プローブ。
3. 【請求項３】 前記スペーサ樹脂がふっ素系樹脂よりな
   る請求項２に記載のガス分析計の加熱プローブ。