排ガス計測用バッグ
【課題】システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気分析をスムーズに短時間で行える排ガス計測用バッグを提供する。
【解決手段】自動車等の排ガスの定容量サンプリング流路から取り込んだガスが流れる内部流路を有するガス接続部1と、ガスを噴出させる複数のガス出入り孔21を周壁に形成したパイプ2と、ガス接続部1の少なくともパイプ2が接続される側及び該パイプ2全体を収容する内部空間30を備え、この内部空間30にガス出入り孔21から噴出させた前記ガスを封入する変形可能なバッグ本体3と、ガス接続部1に設けられ、その内部空間30に封入しているガスを定容量サンプリング流路Z5に排気するガス排気口4と、排気用流路13上に配され、ガスの排気時には、排気用流路13を開放してガスの通過を許容し、非排気時にはその排気用流路13を閉塞してガスの通過を防止する逆止弁5とを具備するようにした。
【解決手段】自動車等の排ガスの定容量サンプリング流路から取り込んだガスが流れる内部流路を有するガス接続部1と、ガスを噴出させる複数のガス出入り孔21を周壁に形成したパイプ2と、ガス接続部1の少なくともパイプ2が接続される側及び該パイプ2全体を収容する内部空間30を備え、この内部空間30にガス出入り孔21から噴出させた前記ガスを封入する変形可能なバッグ本体3と、ガス接続部1に設けられ、その内部空間30に封入しているガスを定容量サンプリング流路Z5に排気するガス排気口4と、排気用流路13上に配され、ガスの排気時には、排気用流路13を開放してガスの通過を許容し、非排気時にはその排気用流路13を閉塞してガスの通過を防止する逆止弁5とを具備するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば自動車の排ガスに含まれる各種成分を分析するための排ガス計測用バッグに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車エンジン等から排気される排ガスを分析するために、例えば、定容量サンプリング(Constant Volume Sampling:CVS)法によるガス濃度の測定では、過渡的に流量が変化する排ガスを大気で希釈し、その希釈ガスを収容する排ガス計測用バッグが用いられている。
【0003】
具体的にこの種の排ガス計測用バッグは、例えばフッ素樹脂シートを貼り合わせて伸縮自在に構成されたバッグ本体と、このバッグ本体の内部に平面視数字の8の字状に配されるパイプと、この8の字状のパイプの中央部に配され、外部のガス流路とパイプの内部流路とを接続するガス接続部とを具備し、前記パイプに、その全長にわたってその周面に均一な間隔で、適宜大きさ(例えば圧損によりガスを噴出できる程度の大きさ)の径を有する小径のガス出入り孔を複数個形成されている。
【0004】
そして、この排ガス計測用バッグのガス接続部を、希釈ガスが流れる定容量サンプリング流路に接続し、定容量サンプリング流路から希釈ガスをガス接続部を介してパイプに導入することで、その希釈ガスが、パイプに設けた複数のガス出入り孔を介してバッグ本体内に噴出されるようにしている。このようにして、バッグ本体内にガス出入り孔によって噴出された希釈ガスは、該バッグ本体内に均一に行き渡り、バッグ本体内は均一な濃度のガスで満たされることとなる。
【0005】
バッグ本体内の希釈ガスを、排ガス計測用バッグの下流側に設けた吸引ポンプで吸引すると、バッグ本体内の希釈ガスは、パイプのガス出入り孔からパイプの内部流路及びガス接続部を経て、ガス分析部に到達し、このガス分析部で希釈ガスの分析することができる。そして、計測が終わった時点で、内部空間を空にした排ガス計測用バッグに、別のガスを上述と同様して導入すれば、引き続いて次の計測を行うことができる(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2005−055333号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の構成では、バッグ本体へのガスの封入と排気とを同一のガス出入り孔で行うため、このガス出入り孔の圧損によって排気を容易に行えず、空気の吸入と排気を繰り返し行い、バッグ本体内部をきれいにするいわゆるバックパージや、バッグ本体内部のガスを完全に排気するいわゆるバックダンプに時間が掛かってしまう。排気スピードを上げようとすると、大型で強力なポンプを使用する必要があり、システムが大型化し高価なものとなる。そして、例えば、排気時にバッグ本体の一部がガス出入り孔を閉塞すると、さらに、排気スピードが落ちてバックパージやバックダンプに非常に時間が掛かってしまうといった問題点を有している。
【0007】
本発明は、以上の問題点に着目し、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグを提供することを、その主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち本発明に係る排ガス計測用バッグは、自動車等の排ガスに含まれる各種成分を分析等するための測定用のガスが流れる外部流路に接続され、この外部流路から取り込んだガスが流れる内部流路を有するガス接続部と、前記ガス接続部の内部流路と連絡され、前記ガスを噴出させる複数のガス噴出孔を周壁に形成したパイプと、前記ガス接続部の少なくともパイプが接続される側及び該パイプ全体を収容する内部空間を備え、この内部空間に前記ガス噴出孔から噴出させた前記ガスを封入する変形可能なバッグ本体と、前記ガス接続部又はこれとは別体の部材に設けられ、前記内部空間に封入しているガスを前記外部流路に排気するガス排気口と、前記ガス排気口と前記外部流路とを結ぶ排気用流路上に配され、前記ガスの排気時には、前記排気用流路を開放して前記ガスの通過を許容する一方、非排気時にはその排気用流路を閉塞して前記ガスの通過を防止する弁と、を具備していることを特徴とする。
【0009】
このようなものであれば、内部空間にガスを噴出するガス噴出孔と、内部空間に封入しているガスを強制的に排気できるガス排気口とを別に構成し、弁を動作させることで、バッグ本体のガスを排気するときのみガス排気口からガスを排気するように構成しているため、ガスの排気時の圧損による排気スピードの低下が起こり難く、ひいては、システムの大型化やコストアップを招くことも無い。また、排気時にバッグ本体の一部がガス排気口を閉塞するといった不具合を防止する工夫を行い易く、かかる不具合による排気スピードの低下を防ぐことができる。
【0010】
すなわち、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグを提供することができる。
【0011】
本発明の望ましい態様としては、前記弁は、前記排気用流路を閉塞する閉塞位置と開放する開放位置との間で進退可能な作動体と、この作動体を開放位置から閉塞位置へ向かう方向へ常時付勢する付勢部材とを具備する逆止弁であることが好ましい。弁が、かかる構成の逆止弁であれば、例えば、前記ガスの排気時には、その排気力が、前記付勢部材の付勢力に打ち勝って、前記作動体を前記閉塞位置から前記開放位置に移動させることで前記ガスの通過を許容する一方、非排気時には、前記作動体が前記開放位置に留まって前記ガスの通過を防止するように動作するため、簡便な構成でありながら、ガスの封入時に排気されるといった不具合を防止できるようになるからである。
【0012】
このとき、前記内部流路は、一端側を前記外部流路に接続させた中央流路と、一端側を前記パイプに接続させた分流路と、一端側に前記ガス排気口を設けた排気用流路とを備えるとともに、前記中央流路、前記分流路及び前記排気用流路の内部空間の一部同士を少なくとも連続させているものであり、前記逆止弁を、前記排気用流路上に配しているのであれば、その逆止弁は、ガスの非排気時には付勢部材の付勢力を利用して閉塞位置に、排気時にはガスの圧力を利用して開放位置にそれぞれ自動的に位置付けられる。
【0013】
本発明の望ましい態様としては、前記ガスの排気時に、前記バック本体の一部が前記ガス排気口を塞ぐことを防止する閉塞防止部を具備しているものが挙げられる。
【0014】
例えば、前記ガス接続部のパイプを接続している面と同一の面に、前記ガス排気口を備え、このガス排気口の近傍に設けた前記パイプの基端部が、前記閉塞防止部としての機能を担うようにしているのであれば、この閉塞防止部のために特別な部材を用いずに済むため、無用なコストアップを防止することができる。
【発明の効果】
【0015】
このように構成した本発明の排ガス計測用バッグによれば、バッグ本体へのガスの封入ラインと排気ラインとを別に構成するとともに、弁によってバッグ本体のガスを排気するときのみガス排気口からガスを排気するように構成しているため、排気時に封入ラインの圧損による影響を受けずに済み、バックパージやバックダンプを短時間に行うことができる。
【0016】
すなわち、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の排ガス計測用バッグの一実施形態について、図を参照しつつ説明する。
【0018】
本実施形態に係る排ガス計測用バッグAは、例えば、図1に示すように、自動車排ガス測定システムZに組み込まれて使用されるものである。
【0019】
以下、排ガス計測用バッグAについて具体的に説明する前に、自動車排ガス測定システムZについて簡単に説明する。
【0020】
自動車排ガス測定システムZは、排ガス源としての自動車のエンジン(図示せず)から排気される排ガスGが流れるサンプルガス希釈配管Z1と、このサンプルガス希釈配管Z1に接続され希釈用エアーHを導入する希釈用エアー導入管Z2と、サンプルガス希釈配管Z1の下流側に接続されるベンチュリ管Z3と、このベンチュリ管Z3の下流側の管路に設けられ、希釈用エアーHによって希釈された排ガス(以下、希釈後の排ガスG1という)を所定の流量Q1で吸引する吸引装置Z4と、サンプルガス希釈配管Z1を流れる希釈後の排ガスG1を定容量でサンプリングするための定容量サンプリング流路Z5とを具備し、さらにこの定容量サンプリング流路Z5には、上流から、前記ベンチュリ管Z3と相似的な機能を有するベンチュリ管よりなるガスサンプリング部Z6、上流側ポンプZ7、排ガス計測用バッグA、下流側吸引ポンプZ8、及びガス分析部Z9が順に設けられている。
【0021】
そして、排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填する場合には、ガスサンプリング部Z6によって希釈後の排ガスG1を吸引するときの流量をQ2とするとき、Q2/Q1が常に一定となるように、前記定容量サンプリング流路Z5の上流側ポンプZ7を動作させる。
【0022】
そして、当該排ガス計測用バッグAを接続している定容量サンプリング流路Z5の接続点Zxより下流側の開閉弁Z12を閉じ、上流側の開閉弁Z11を開けば、排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1が充填される。
【0023】
このようにして、排ガス計測用バッグAに充填された希釈後の排ガスG1を、ガス分析部Z9で分析する場合には、この排ガス計測用バッグAの上流側の開閉弁Z11を閉じる一方、下流側の開閉弁Z12を開くことにより、ガス分析部Z9に希釈後の排ガスG1がサンプルガスとして供給されて分析を行うことができる。
【0024】
排ガス計測用バッグAは、図1〜図7等に示すように、外部流路である定容量サンプリング流路Z5に接続され、この定容量サンプリング流路Z5から取り込んだ希釈後の排ガスG1が流れる内部流路10を有するガス接続部1と、前記ガス接続部1の内部流路され、前記希釈後の排ガスG1を噴出させる複数のガス噴出孔であるガス出入り孔21(本発明の「ガス噴出孔」に相当。本実施形態では、ガス抽入時にはこの孔からガスが出て、排気時にはガスが入ってくるため、ガス出入り孔と呼ぶ。)を周壁に形成したパイプ2a、2b(以下、パイプ2と総称する)と、前記ガス接続部1のパイプ2が接続される側及び該パイプ2全体を収容する内部空間30を備え、この内部空間30にガス出入り孔21から噴出させた希釈後の排ガスG1を封入する変形可能なバッグ本体3と、前記ガス出入り孔21とは別に設けられ、前記内部空間30に封入している希釈後の排ガスG1を強制的に排気できるガス排気口4とを具備するものである。
【0025】
ガス接続部1は、図4等にしめすように、外観視略円柱形状のものであって、頂面1aからパイプ2を接続する面である側周面1bにかけて貫通させた内部流路10(図4では図示せず)を備えている。
【0026】
具体的に、この内部流路10は、図5、図6、図7に示すように、頂面1aの中央から底面1cに向かって伸びる断面略円形状で有底の中央流路11と、この中央流路11の内壁面に設けた開口11bと側周面1bに設けた開口1bxとを連絡する断面略円形状の分流路12と、前記中央流路11の内壁面に設けた開口11cと側周面に設けたガス排気口4とを連絡する排気用流路13とを具備するものである。
【0027】
中央流路11は、定容量サンプリング流路Z5に適宜方法で接続されるものであって、この中央流路11の開口11a側を、頂面1aから若干飛び出させることで、該ガス接続部1と定容量サンプリング流路Z5との接続を容易に行えるようにしている。本実施形態では、この中央流路11の内径をパイプ2の内径よりも大きく設定している。
【0028】
分流路12は、側周面1bに設けた開口1bxにおいて、パイプ2に適宜方法で接続されるものである。本実施形態では、この分流路12の内径をパイプ2の内径とを略同一に設定している。
【0029】
排気用流路13は、該流路13の途中部分に、後述する逆止弁5の作動体51等を収容する収容部131を備えている。
【0030】
逆止弁5は、希釈後の排ガスG1の強制的な排気時にはその通過を許容する一方、非排気時にはその通過を防止するものである。具体的に、この逆止弁5は、排気用流路13を閉塞する閉塞位置(P1)(図9参照)と開放する開放位置(P2)(図11参照)との間で進退可能な作動体51と、この作動体51を開放位置(P2)から閉塞位置(P1)へ向かう方向へ常時付勢する例えばバネ等の付勢部材52とを具備し、ガスの強制的な排気時には、希釈後の排ガスG1を排気する排気力が、付勢部材52の付勢力に打ち勝って、作動体51を閉塞位置(P1)から開放位置(P2)に移動させることで希釈後の排ガスG1の通過を許容する一方、非排気時には、作動体51が開放位置(P2)に留まってガスの通過を防止するようにしている。
【0031】
バッグ本体3は、例えばフッ素樹脂シートを貼り合わせて伸縮自在に構成したものであって、ガスの充填によって図3の想像線に示すように該バッグ本体3の厚み方向に膨らむようにしている。
【0032】
パイプ2は、長手方向に各部略等断面形状の例えばフッ素樹脂などより形成したものである。本実施形態では、2本の略円形状のパイプ2のそれぞれの一部を、ガス接続部1に接続することで、この2本のパイプ2が、平面視数字の8の字状を成すようにしている。
【0033】
各パイプ2は、その全長にわたってその周壁に均一な間隔で複数個のガス出入り孔21を有するようにしている。本実施形態では、このガス出入り孔21が、適宜大きさ(例えば圧損が可及的に大きくならないように抑制しつつ最小化される程度の大きさ)の径を有するものとしている。また、このガス出入り孔21を、バック本体3の厚み方向と直交する方向であるパイプ2の外周縁に沿って開設することで、このガス出入り孔21が、ガスの強制的な排気時に、萎んだバック本体3によって閉塞されることを防止している。
【0034】
以上のように構成される排ガス計測用バッグAを用いて希釈後の排ガスG1を計測するときの動作、特に排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填するときの動作及び排気するときの動作について説明する。
【0035】
(1)排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填するときの動作について。
【0036】
まず、排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填するために、前記定容量サンプリング流路Z5の上流側ポンプZ7を動作させる。
【0037】
このとき上流側ポンプZ7は、ガスサンプリング部Z6によって希釈後の排ガスG1を吸引するときの流量をQ2とするとき、Q2/Q1が常に一定となるように動作させる。ここで、Q1は、吸引装置Z4が、希釈用エアーHによって希釈後の排ガスG1を吸引する流量である。
【0038】
そして、当該排ガス計測用バッグAを接続している定容量サンプリング流路Z5に設けられた接続点より下流側の開閉弁Z12を閉じ、上流側の開閉弁Z11を開くと、希釈後の排ガスG1は、上流側ポンプZ7の圧力によってガス接続部1の中央流路11及び分流路12を介してパイプ2に導入され、さらにパイプ2に設けた複数のガス出入り孔21を介してバッグ本体3内に噴出される(図8参照)。このようにして、バッグ本体3内にガス出入り孔21によって噴出された希釈後の排ガスG1は、該バッグ本体3内に均一に行き渡り、バッグ本体3内は均一な濃度のガスG1で満たされることとなる。
【0039】
このようにして、希釈後の排ガスG1がバッグ本体3内に噴出されるときにおいて、中央流路11と連絡している排気用流路13内の作動体51は、図9に示すように、上流側ポンプZ7の圧力(希釈後の排ガスG1の圧力)によって、開放位置(P2)から閉塞位置(P1)向かう方向に付勢されるので、排気用流路13は閉塞状態を保つ。したがって、該排気用流路13によって、前記噴出のための圧力が低下することはなく、ガス出入り孔21から希釈後の排ガスG1が噴出する勢いを弱め、排ガスの希釈エアーとのミキシングが不十分になるということはない。
【0040】
(2)排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を排気するときの動作について。
【0041】
まず、排ガス計測用バッグAの上流側の開閉弁12を閉じる一方、下流側の開閉弁13を開く。そして、排ガス計測用バッグAの下流側に設けた下流側吸引ポンプZ8を動作させる(図10参照)。すると、排ガス計測用バッグAのガス接続部1の中央流路11の圧力は、この下流側吸引ポンプZ8により減圧される。この減圧によって、中央流路11と連絡している排気用流路13内の作動体51は、図11に示すように、閉塞位置(P1)から開放位置(P2)に移動し、排気用流路13は、閉塞状態から開放状態になる。
【0042】
パイプ2に設けられたガス出入り孔21は、ガスのミキシングを十分に行うため、圧損が大きくならない程度の最小限の大きさにしているが、本実施形態ではガスの排気時にはそのガス出入り孔21のみならず、排気用流路13からも排ガスが排出されるため、バッグ本体3に充填されている希釈後の排ガスG1を容易に排気することができる。
【0043】
しかもパイプ2に設けたガス出入り孔21は、希釈後の排ガスG1を外部に導出するガス導出孔としての機能も有しているため、排気スピードの上昇に役立つ。
【0044】
このようにして排気を続けるとバッグ本体3は内部空間30が小さくなるようにその厚み方向に収縮するが、ガス排気口4を、パイプ2の基端部が接続される面と同じ面である、ガス接続部1の側周面1bに設けているため、ガス排気口4の近傍に設けた前記パイプ2の基端部が、ガス排気口4を塞いでしまうことを防止する閉塞防止部として機能し、収縮したバッグ本体3によってガス排気口4が塞がれることを好適に防止できる。したがって、バッグ本体3が収縮し、希釈後の排ガスG1が内部空間30にほとんど残らない状態であっても、ガス排気口4から排気することができる。
【0045】
しかして、バッグ本体3内の希釈後の排ガスG1を、略完全に排気することができる。
【0046】
以上に説明した本実施形態の排ガス計測用バッグAによれば、内部空間30にガスを噴出するガス出入り孔21と、内部空間30に封入しているガスを強制的に排気できるガス排気口4とを別に構成するとともに、逆止弁5によってバッグ本体3のガスを排気するときのみガス排気口4からガスを排気するように構成しているため、ガスの排気時の圧損による排気スピードの低下が起こらず、ひいては、システムの大型化やコストアップを招くことも無い。また、排気時にバッグ本体3の一部がガス排気口4を閉塞するといった不具合を、閉塞防止部として機能するパイプ2の基端部により防止でき、かかる不具合による排気スピードの低下を防ぐことができる。
【0047】
すなわち、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグAを提供することができる。
【0048】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【0049】
例えば、閉塞防止部は、パイプ2の基端部以外のものであってもよい。例えば、ガス排気口4近傍に設けた突起であってもよい。
【0050】
また、ガス排気口4を、ガス接続部1に一体に設けているが、ガス接続部とは別体の部材(図示せず)に設けることもできる。
【0051】
また、パイプ2の基端部及びガス排気口は、ガス接続部の底面やその他の面に設けられていてもよい。
【0052】
また、本実施形態では、弁に逆止弁を用いているが、これに限られるものではなく、例えば、電磁弁を用いるなど、任意のタイプの弁を用いることができる。
【0053】
また、ガス接続部1の構成は本実施形態のものに限られるものではない。
【0054】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】本発明の一実施形態における排ガス計測用バッグを組み込んだ自動車排ガス測定装置の一例を概略的に示す図である。
【図2】同実施形態における排ガス計測用バッグの正面図。
【図3】同実施形態における排ガス計測用バッグの側面図。
【図4】同実施形態におけるガス接続部とパイプとの接続態様を表す斜視図。
【図5】同実施形態におけるガス接続部とパイプとの接続部分である要部を拡大して示す図。
【図6】図5におけるD1−D1断面図。
【図7】図5におけるD2−D2断面図。
【図8】同実施形態におけるパイプからガスが噴出する状態を模式的に示す図。
【図9】同状態での要部拡大断面図。
【図10】同実施形態におけるガス排気口からガスを排気する状態を模式的に示す図。
【図11】同状態での要部拡大断面図。
【符号の説明】
【0056】
A・・・・・・・・・・排ガス計測用バッグ
Z5・・・・・・・・・外部流路(定容量サンプリング流路)
1・・・・・・・・・・ガス接続部
1b・・・・・・・・・ガス接続部1のパイプ2を接続している面(側周面)
2(2a、2b)・・・パイプ
3・・・・・・・・・・バッグ本体
4・・・・・・・・・・ガス排気口
5・・・・・・・・・・弁(逆止弁)
10・・・・・・・・・ガス接続部1の内部流路
11・・・・・・・・・中央流路
12・・・・・・・・・分流路
13・・・・・・・・・排気用流路
21・・・・・・・・・ガス噴出孔(ガス出入り孔)
30・・・・・・・・・内部空間
51・・・・・・・・・作動体
52・・・・・・・・・付勢部材
(P1)・・・・・・・閉塞位置
(P2)・・・・・・・開放位置
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば自動車の排ガスに含まれる各種成分を分析するための排ガス計測用バッグに関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、自動車エンジン等から排気される排ガスを分析するために、例えば、定容量サンプリング(Constant Volume Sampling:CVS)法によるガス濃度の測定では、過渡的に流量が変化する排ガスを大気で希釈し、その希釈ガスを収容する排ガス計測用バッグが用いられている。
【0003】
具体的にこの種の排ガス計測用バッグは、例えばフッ素樹脂シートを貼り合わせて伸縮自在に構成されたバッグ本体と、このバッグ本体の内部に平面視数字の8の字状に配されるパイプと、この8の字状のパイプの中央部に配され、外部のガス流路とパイプの内部流路とを接続するガス接続部とを具備し、前記パイプに、その全長にわたってその周面に均一な間隔で、適宜大きさ(例えば圧損によりガスを噴出できる程度の大きさ)の径を有する小径のガス出入り孔を複数個形成されている。
【0004】
そして、この排ガス計測用バッグのガス接続部を、希釈ガスが流れる定容量サンプリング流路に接続し、定容量サンプリング流路から希釈ガスをガス接続部を介してパイプに導入することで、その希釈ガスが、パイプに設けた複数のガス出入り孔を介してバッグ本体内に噴出されるようにしている。このようにして、バッグ本体内にガス出入り孔によって噴出された希釈ガスは、該バッグ本体内に均一に行き渡り、バッグ本体内は均一な濃度のガスで満たされることとなる。
【0005】
バッグ本体内の希釈ガスを、排ガス計測用バッグの下流側に設けた吸引ポンプで吸引すると、バッグ本体内の希釈ガスは、パイプのガス出入り孔からパイプの内部流路及びガス接続部を経て、ガス分析部に到達し、このガス分析部で希釈ガスの分析することができる。そして、計測が終わった時点で、内部空間を空にした排ガス計測用バッグに、別のガスを上述と同様して導入すれば、引き続いて次の計測を行うことができる(例えば、特許文献1参照)。
【特許文献1】特開2005−055333号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、従来の構成では、バッグ本体へのガスの封入と排気とを同一のガス出入り孔で行うため、このガス出入り孔の圧損によって排気を容易に行えず、空気の吸入と排気を繰り返し行い、バッグ本体内部をきれいにするいわゆるバックパージや、バッグ本体内部のガスを完全に排気するいわゆるバックダンプに時間が掛かってしまう。排気スピードを上げようとすると、大型で強力なポンプを使用する必要があり、システムが大型化し高価なものとなる。そして、例えば、排気時にバッグ本体の一部がガス出入り孔を閉塞すると、さらに、排気スピードが落ちてバックパージやバックダンプに非常に時間が掛かってしまうといった問題点を有している。
【0007】
本発明は、以上の問題点に着目し、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグを提供することを、その主たる所期課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0008】
すなわち本発明に係る排ガス計測用バッグは、自動車等の排ガスに含まれる各種成分を分析等するための測定用のガスが流れる外部流路に接続され、この外部流路から取り込んだガスが流れる内部流路を有するガス接続部と、前記ガス接続部の内部流路と連絡され、前記ガスを噴出させる複数のガス噴出孔を周壁に形成したパイプと、前記ガス接続部の少なくともパイプが接続される側及び該パイプ全体を収容する内部空間を備え、この内部空間に前記ガス噴出孔から噴出させた前記ガスを封入する変形可能なバッグ本体と、前記ガス接続部又はこれとは別体の部材に設けられ、前記内部空間に封入しているガスを前記外部流路に排気するガス排気口と、前記ガス排気口と前記外部流路とを結ぶ排気用流路上に配され、前記ガスの排気時には、前記排気用流路を開放して前記ガスの通過を許容する一方、非排気時にはその排気用流路を閉塞して前記ガスの通過を防止する弁と、を具備していることを特徴とする。
【0009】
このようなものであれば、内部空間にガスを噴出するガス噴出孔と、内部空間に封入しているガスを強制的に排気できるガス排気口とを別に構成し、弁を動作させることで、バッグ本体のガスを排気するときのみガス排気口からガスを排気するように構成しているため、ガスの排気時の圧損による排気スピードの低下が起こり難く、ひいては、システムの大型化やコストアップを招くことも無い。また、排気時にバッグ本体の一部がガス排気口を閉塞するといった不具合を防止する工夫を行い易く、かかる不具合による排気スピードの低下を防ぐことができる。
【0010】
すなわち、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグを提供することができる。
【0011】
本発明の望ましい態様としては、前記弁は、前記排気用流路を閉塞する閉塞位置と開放する開放位置との間で進退可能な作動体と、この作動体を開放位置から閉塞位置へ向かう方向へ常時付勢する付勢部材とを具備する逆止弁であることが好ましい。弁が、かかる構成の逆止弁であれば、例えば、前記ガスの排気時には、その排気力が、前記付勢部材の付勢力に打ち勝って、前記作動体を前記閉塞位置から前記開放位置に移動させることで前記ガスの通過を許容する一方、非排気時には、前記作動体が前記開放位置に留まって前記ガスの通過を防止するように動作するため、簡便な構成でありながら、ガスの封入時に排気されるといった不具合を防止できるようになるからである。
【0012】
このとき、前記内部流路は、一端側を前記外部流路に接続させた中央流路と、一端側を前記パイプに接続させた分流路と、一端側に前記ガス排気口を設けた排気用流路とを備えるとともに、前記中央流路、前記分流路及び前記排気用流路の内部空間の一部同士を少なくとも連続させているものであり、前記逆止弁を、前記排気用流路上に配しているのであれば、その逆止弁は、ガスの非排気時には付勢部材の付勢力を利用して閉塞位置に、排気時にはガスの圧力を利用して開放位置にそれぞれ自動的に位置付けられる。
【0013】
本発明の望ましい態様としては、前記ガスの排気時に、前記バック本体の一部が前記ガス排気口を塞ぐことを防止する閉塞防止部を具備しているものが挙げられる。
【0014】
例えば、前記ガス接続部のパイプを接続している面と同一の面に、前記ガス排気口を備え、このガス排気口の近傍に設けた前記パイプの基端部が、前記閉塞防止部としての機能を担うようにしているのであれば、この閉塞防止部のために特別な部材を用いずに済むため、無用なコストアップを防止することができる。
【発明の効果】
【0015】
このように構成した本発明の排ガス計測用バッグによれば、バッグ本体へのガスの封入ラインと排気ラインとを別に構成するとともに、弁によってバッグ本体のガスを排気するときのみガス排気口からガスを排気するように構成しているため、排気時に封入ラインの圧損による影響を受けずに済み、バックパージやバックダンプを短時間に行うことができる。
【0016】
すなわち、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0017】
以下、本発明の排ガス計測用バッグの一実施形態について、図を参照しつつ説明する。
【0018】
本実施形態に係る排ガス計測用バッグAは、例えば、図1に示すように、自動車排ガス測定システムZに組み込まれて使用されるものである。
【0019】
以下、排ガス計測用バッグAについて具体的に説明する前に、自動車排ガス測定システムZについて簡単に説明する。
【0020】
自動車排ガス測定システムZは、排ガス源としての自動車のエンジン(図示せず)から排気される排ガスGが流れるサンプルガス希釈配管Z1と、このサンプルガス希釈配管Z1に接続され希釈用エアーHを導入する希釈用エアー導入管Z2と、サンプルガス希釈配管Z1の下流側に接続されるベンチュリ管Z3と、このベンチュリ管Z3の下流側の管路に設けられ、希釈用エアーHによって希釈された排ガス(以下、希釈後の排ガスG1という)を所定の流量Q1で吸引する吸引装置Z4と、サンプルガス希釈配管Z1を流れる希釈後の排ガスG1を定容量でサンプリングするための定容量サンプリング流路Z5とを具備し、さらにこの定容量サンプリング流路Z5には、上流から、前記ベンチュリ管Z3と相似的な機能を有するベンチュリ管よりなるガスサンプリング部Z6、上流側ポンプZ7、排ガス計測用バッグA、下流側吸引ポンプZ8、及びガス分析部Z9が順に設けられている。
【0021】
そして、排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填する場合には、ガスサンプリング部Z6によって希釈後の排ガスG1を吸引するときの流量をQ2とするとき、Q2/Q1が常に一定となるように、前記定容量サンプリング流路Z5の上流側ポンプZ7を動作させる。
【0022】
そして、当該排ガス計測用バッグAを接続している定容量サンプリング流路Z5の接続点Zxより下流側の開閉弁Z12を閉じ、上流側の開閉弁Z11を開けば、排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1が充填される。
【0023】
このようにして、排ガス計測用バッグAに充填された希釈後の排ガスG1を、ガス分析部Z9で分析する場合には、この排ガス計測用バッグAの上流側の開閉弁Z11を閉じる一方、下流側の開閉弁Z12を開くことにより、ガス分析部Z9に希釈後の排ガスG1がサンプルガスとして供給されて分析を行うことができる。
【0024】
排ガス計測用バッグAは、図1〜図7等に示すように、外部流路である定容量サンプリング流路Z5に接続され、この定容量サンプリング流路Z5から取り込んだ希釈後の排ガスG1が流れる内部流路10を有するガス接続部1と、前記ガス接続部1の内部流路され、前記希釈後の排ガスG1を噴出させる複数のガス噴出孔であるガス出入り孔21(本発明の「ガス噴出孔」に相当。本実施形態では、ガス抽入時にはこの孔からガスが出て、排気時にはガスが入ってくるため、ガス出入り孔と呼ぶ。)を周壁に形成したパイプ2a、2b(以下、パイプ2と総称する)と、前記ガス接続部1のパイプ2が接続される側及び該パイプ2全体を収容する内部空間30を備え、この内部空間30にガス出入り孔21から噴出させた希釈後の排ガスG1を封入する変形可能なバッグ本体3と、前記ガス出入り孔21とは別に設けられ、前記内部空間30に封入している希釈後の排ガスG1を強制的に排気できるガス排気口4とを具備するものである。
【0025】
ガス接続部1は、図4等にしめすように、外観視略円柱形状のものであって、頂面1aからパイプ2を接続する面である側周面1bにかけて貫通させた内部流路10(図4では図示せず)を備えている。
【0026】
具体的に、この内部流路10は、図5、図6、図7に示すように、頂面1aの中央から底面1cに向かって伸びる断面略円形状で有底の中央流路11と、この中央流路11の内壁面に設けた開口11bと側周面1bに設けた開口1bxとを連絡する断面略円形状の分流路12と、前記中央流路11の内壁面に設けた開口11cと側周面に設けたガス排気口4とを連絡する排気用流路13とを具備するものである。
【0027】
中央流路11は、定容量サンプリング流路Z5に適宜方法で接続されるものであって、この中央流路11の開口11a側を、頂面1aから若干飛び出させることで、該ガス接続部1と定容量サンプリング流路Z5との接続を容易に行えるようにしている。本実施形態では、この中央流路11の内径をパイプ2の内径よりも大きく設定している。
【0028】
分流路12は、側周面1bに設けた開口1bxにおいて、パイプ2に適宜方法で接続されるものである。本実施形態では、この分流路12の内径をパイプ2の内径とを略同一に設定している。
【0029】
排気用流路13は、該流路13の途中部分に、後述する逆止弁5の作動体51等を収容する収容部131を備えている。
【0030】
逆止弁5は、希釈後の排ガスG1の強制的な排気時にはその通過を許容する一方、非排気時にはその通過を防止するものである。具体的に、この逆止弁5は、排気用流路13を閉塞する閉塞位置(P1)(図9参照)と開放する開放位置(P2)(図11参照)との間で進退可能な作動体51と、この作動体51を開放位置(P2)から閉塞位置(P1)へ向かう方向へ常時付勢する例えばバネ等の付勢部材52とを具備し、ガスの強制的な排気時には、希釈後の排ガスG1を排気する排気力が、付勢部材52の付勢力に打ち勝って、作動体51を閉塞位置(P1)から開放位置(P2)に移動させることで希釈後の排ガスG1の通過を許容する一方、非排気時には、作動体51が開放位置(P2)に留まってガスの通過を防止するようにしている。
【0031】
バッグ本体3は、例えばフッ素樹脂シートを貼り合わせて伸縮自在に構成したものであって、ガスの充填によって図3の想像線に示すように該バッグ本体3の厚み方向に膨らむようにしている。
【0032】
パイプ2は、長手方向に各部略等断面形状の例えばフッ素樹脂などより形成したものである。本実施形態では、2本の略円形状のパイプ2のそれぞれの一部を、ガス接続部1に接続することで、この2本のパイプ2が、平面視数字の8の字状を成すようにしている。
【0033】
各パイプ2は、その全長にわたってその周壁に均一な間隔で複数個のガス出入り孔21を有するようにしている。本実施形態では、このガス出入り孔21が、適宜大きさ(例えば圧損が可及的に大きくならないように抑制しつつ最小化される程度の大きさ)の径を有するものとしている。また、このガス出入り孔21を、バック本体3の厚み方向と直交する方向であるパイプ2の外周縁に沿って開設することで、このガス出入り孔21が、ガスの強制的な排気時に、萎んだバック本体3によって閉塞されることを防止している。
【0034】
以上のように構成される排ガス計測用バッグAを用いて希釈後の排ガスG1を計測するときの動作、特に排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填するときの動作及び排気するときの動作について説明する。
【0035】
(1)排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填するときの動作について。
【0036】
まず、排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を充填するために、前記定容量サンプリング流路Z5の上流側ポンプZ7を動作させる。
【0037】
このとき上流側ポンプZ7は、ガスサンプリング部Z6によって希釈後の排ガスG1を吸引するときの流量をQ2とするとき、Q2/Q1が常に一定となるように動作させる。ここで、Q1は、吸引装置Z4が、希釈用エアーHによって希釈後の排ガスG1を吸引する流量である。
【0038】
そして、当該排ガス計測用バッグAを接続している定容量サンプリング流路Z5に設けられた接続点より下流側の開閉弁Z12を閉じ、上流側の開閉弁Z11を開くと、希釈後の排ガスG1は、上流側ポンプZ7の圧力によってガス接続部1の中央流路11及び分流路12を介してパイプ2に導入され、さらにパイプ2に設けた複数のガス出入り孔21を介してバッグ本体3内に噴出される(図8参照)。このようにして、バッグ本体3内にガス出入り孔21によって噴出された希釈後の排ガスG1は、該バッグ本体3内に均一に行き渡り、バッグ本体3内は均一な濃度のガスG1で満たされることとなる。
【0039】
このようにして、希釈後の排ガスG1がバッグ本体3内に噴出されるときにおいて、中央流路11と連絡している排気用流路13内の作動体51は、図9に示すように、上流側ポンプZ7の圧力(希釈後の排ガスG1の圧力)によって、開放位置(P2)から閉塞位置(P1)向かう方向に付勢されるので、排気用流路13は閉塞状態を保つ。したがって、該排気用流路13によって、前記噴出のための圧力が低下することはなく、ガス出入り孔21から希釈後の排ガスG1が噴出する勢いを弱め、排ガスの希釈エアーとのミキシングが不十分になるということはない。
【0040】
(2)排ガス計測用バッグAに希釈後の排ガスG1を排気するときの動作について。
【0041】
まず、排ガス計測用バッグAの上流側の開閉弁12を閉じる一方、下流側の開閉弁13を開く。そして、排ガス計測用バッグAの下流側に設けた下流側吸引ポンプZ8を動作させる(図10参照)。すると、排ガス計測用バッグAのガス接続部1の中央流路11の圧力は、この下流側吸引ポンプZ8により減圧される。この減圧によって、中央流路11と連絡している排気用流路13内の作動体51は、図11に示すように、閉塞位置(P1)から開放位置(P2)に移動し、排気用流路13は、閉塞状態から開放状態になる。
【0042】
パイプ2に設けられたガス出入り孔21は、ガスのミキシングを十分に行うため、圧損が大きくならない程度の最小限の大きさにしているが、本実施形態ではガスの排気時にはそのガス出入り孔21のみならず、排気用流路13からも排ガスが排出されるため、バッグ本体3に充填されている希釈後の排ガスG1を容易に排気することができる。
【0043】
しかもパイプ2に設けたガス出入り孔21は、希釈後の排ガスG1を外部に導出するガス導出孔としての機能も有しているため、排気スピードの上昇に役立つ。
【0044】
このようにして排気を続けるとバッグ本体3は内部空間30が小さくなるようにその厚み方向に収縮するが、ガス排気口4を、パイプ2の基端部が接続される面と同じ面である、ガス接続部1の側周面1bに設けているため、ガス排気口4の近傍に設けた前記パイプ2の基端部が、ガス排気口4を塞いでしまうことを防止する閉塞防止部として機能し、収縮したバッグ本体3によってガス排気口4が塞がれることを好適に防止できる。したがって、バッグ本体3が収縮し、希釈後の排ガスG1が内部空間30にほとんど残らない状態であっても、ガス排気口4から排気することができる。
【0045】
しかして、バッグ本体3内の希釈後の排ガスG1を、略完全に排気することができる。
【0046】
以上に説明した本実施形態の排ガス計測用バッグAによれば、内部空間30にガスを噴出するガス出入り孔21と、内部空間30に封入しているガスを強制的に排気できるガス排気口4とを別に構成するとともに、逆止弁5によってバッグ本体3のガスを排気するときのみガス排気口4からガスを排気するように構成しているため、ガスの排気時の圧損による排気スピードの低下が起こらず、ひいては、システムの大型化やコストアップを招くことも無い。また、排気時にバッグ本体3の一部がガス排気口4を閉塞するといった不具合を、閉塞防止部として機能するパイプ2の基端部により防止でき、かかる不具合による排気スピードの低下を防ぐことができる。
【0047】
すなわち、システムの大型化やコストアップを招来することなく、排気をスムーズに行うことができ、バックパージやバックダンプを短時間で行える排ガス計測用バッグAを提供することができる。
【0048】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【0049】
例えば、閉塞防止部は、パイプ2の基端部以外のものであってもよい。例えば、ガス排気口4近傍に設けた突起であってもよい。
【0050】
また、ガス排気口4を、ガス接続部1に一体に設けているが、ガス接続部とは別体の部材(図示せず)に設けることもできる。
【0051】
また、パイプ2の基端部及びガス排気口は、ガス接続部の底面やその他の面に設けられていてもよい。
【0052】
また、本実施形態では、弁に逆止弁を用いているが、これに限られるものではなく、例えば、電磁弁を用いるなど、任意のタイプの弁を用いることができる。
【0053】
また、ガス接続部1の構成は本実施形態のものに限られるものではない。
【0054】
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】本発明の一実施形態における排ガス計測用バッグを組み込んだ自動車排ガス測定装置の一例を概略的に示す図である。
【図2】同実施形態における排ガス計測用バッグの正面図。
【図3】同実施形態における排ガス計測用バッグの側面図。
【図4】同実施形態におけるガス接続部とパイプとの接続態様を表す斜視図。
【図5】同実施形態におけるガス接続部とパイプとの接続部分である要部を拡大して示す図。
【図6】図5におけるD1−D1断面図。
【図7】図5におけるD2−D2断面図。
【図8】同実施形態におけるパイプからガスが噴出する状態を模式的に示す図。
【図9】同状態での要部拡大断面図。
【図10】同実施形態におけるガス排気口からガスを排気する状態を模式的に示す図。
【図11】同状態での要部拡大断面図。
【符号の説明】
【0056】
A・・・・・・・・・・排ガス計測用バッグ
Z5・・・・・・・・・外部流路(定容量サンプリング流路)
1・・・・・・・・・・ガス接続部
1b・・・・・・・・・ガス接続部1のパイプ2を接続している面(側周面)
2(2a、2b)・・・パイプ
3・・・・・・・・・・バッグ本体
4・・・・・・・・・・ガス排気口
5・・・・・・・・・・弁(逆止弁)
10・・・・・・・・・ガス接続部1の内部流路
11・・・・・・・・・中央流路
12・・・・・・・・・分流路
13・・・・・・・・・排気用流路
21・・・・・・・・・ガス噴出孔(ガス出入り孔)
30・・・・・・・・・内部空間
51・・・・・・・・・作動体
52・・・・・・・・・付勢部材
(P1)・・・・・・・閉塞位置
(P2)・・・・・・・開放位置
【特許請求の範囲】
【請求項1】
自動車等の排ガスに含まれる各種成分を分析等するための測定用のガスが流れる外部流路に接続され、この外部流路から取り込んだガスが流れる内部流路を有するガス接続部と、
前記ガス接続部の内部流路と連絡され、前記ガスを噴出させる複数のガス噴出孔を周壁に形成したパイプと、
前記ガス接続部の少なくともパイプが接続される側及び該パイプ全体を収容する内部空間を備え、この内部空間に前記ガス噴出孔から噴出させた前記ガスを封入する変形可能なバッグ本体と、
前記ガス接続部又はこれとは別体の部材に設けられ、前記内部空間に封入しているガスを前記外部流路に排気するガス排気口と、
前記ガス排気口と前記外部流路とを結ぶ排気用流路上に配され、前記ガスの排気時には、前記排気用流路を開放して前記ガスの通過を許容する一方、非排気時にはその排気用流路を閉塞して前記ガスの通過を防止する弁と、を具備している排ガス計測用バッグ。
【請求項2】
前記弁は、前記排気用流路を閉塞する閉塞位置と開放する開放位置との間で進退可能な作動体と、この作動体を開放位置から閉塞位置へ向かう方向へ常時付勢する付勢部材とを具備する逆止弁である請求項1記載の排ガス計測用バッグ。
【請求項3】
前記内部流路は、一端側を前記外部流路に接続させた中央流路と、一端側を前記パイプに接続させた分流路と、一端側に前記ガス排気口を設けた排気用流路とを備えるとともに、前記中央流路、前記分流路及び前記排気用流路の内部空間の一部同士を少なくとも連続させているものであり、
前記逆止弁を、前記排気用流路上に配している請求項2記載の排ガス計測用バッグ。
【請求項4】
前記ガスの排気時に、前記バック本体の一部が前記ガス排気口を塞ぐことを防止する閉塞防止部を具備している請求項1乃至3いずれか記載の排ガス計測用バッグ。
【請求項5】
前記ガス接続部のパイプを接続している面と同一の面に、前記ガス排気口を備え、
このガス排気口の近傍に設けた前記パイプの基端部が、前記閉塞防止部としての機能を担うようにしている請求項4記載の排ガス計測用バッグ。
【請求項1】
自動車等の排ガスに含まれる各種成分を分析等するための測定用のガスが流れる外部流路に接続され、この外部流路から取り込んだガスが流れる内部流路を有するガス接続部と、
前記ガス接続部の内部流路と連絡され、前記ガスを噴出させる複数のガス噴出孔を周壁に形成したパイプと、
前記ガス接続部の少なくともパイプが接続される側及び該パイプ全体を収容する内部空間を備え、この内部空間に前記ガス噴出孔から噴出させた前記ガスを封入する変形可能なバッグ本体と、
前記ガス接続部又はこれとは別体の部材に設けられ、前記内部空間に封入しているガスを前記外部流路に排気するガス排気口と、
前記ガス排気口と前記外部流路とを結ぶ排気用流路上に配され、前記ガスの排気時には、前記排気用流路を開放して前記ガスの通過を許容する一方、非排気時にはその排気用流路を閉塞して前記ガスの通過を防止する弁と、を具備している排ガス計測用バッグ。
【請求項2】
前記弁は、前記排気用流路を閉塞する閉塞位置と開放する開放位置との間で進退可能な作動体と、この作動体を開放位置から閉塞位置へ向かう方向へ常時付勢する付勢部材とを具備する逆止弁である請求項1記載の排ガス計測用バッグ。
【請求項3】
前記内部流路は、一端側を前記外部流路に接続させた中央流路と、一端側を前記パイプに接続させた分流路と、一端側に前記ガス排気口を設けた排気用流路とを備えるとともに、前記中央流路、前記分流路及び前記排気用流路の内部空間の一部同士を少なくとも連続させているものであり、
前記逆止弁を、前記排気用流路上に配している請求項2記載の排ガス計測用バッグ。
【請求項4】
前記ガスの排気時に、前記バック本体の一部が前記ガス排気口を塞ぐことを防止する閉塞防止部を具備している請求項1乃至3いずれか記載の排ガス計測用バッグ。
【請求項5】
前記ガス接続部のパイプを接続している面と同一の面に、前記ガス排気口を備え、
このガス排気口の近傍に設けた前記パイプの基端部が、前記閉塞防止部としての機能を担うようにしている請求項4記載の排ガス計測用バッグ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2008−157682(P2008−157682A)
【公開日】平成20年7月10日(2008.7.10)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−344742(P2006−344742)
【出願日】平成18年12月21日(2006.12.21)
【出願人】(000155023)株式会社堀場製作所 (638)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成20年7月10日(2008.7.10)
【国際特許分類】
【出願日】平成18年12月21日(2006.12.21)
【出願人】(000155023)株式会社堀場製作所 (638)
【Fターム(参考)】
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