(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
高温ガスにおけるエアロゾルの濃度の検出のための方法であって、揮発性及び半揮発性の粒子を前記ガスの加熱により除去し、前記ガスの流れにおいてエアロゾルの濃度計測を行う、前記方法において、
第１の段階において、前記ガスが２つの部分流に分割されるとともに両部分流が加熱され、これら部分流のうち１つが少なくとも一度フィルタされること、両部分流がつづいて再び合流されること、第２の段階において、前記排ガスが再び２つの部分流に分割され、これら部分流のうち１つが前記第１の段階よりも高温かつ少なくとも３００℃に加熱され、他の部分流が少なくとも一度フィルタされること、両部分流がつづいて再び合流されること、及び該合流された全体流の温度が３５℃を上回らないように前記第２の段階における前記他の部分流が冷却されるとともにこの全体流において濃度計測が実行されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記部分流のうち１つが、前記第１の段階において、加熱前に少なくとも一度フィルタされることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記第１の段階において、両部分流が少なくとも１５０℃に加熱されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記第２の段階において、加熱されない部分流が第１のフィルタリングの前に冷却されることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
フィルタされていない部分流において流量計測が実行されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
更に、合流された全体流においても流量計測が実行されることを特徴とする請求項５記載の方法。
【請求項７】
高温ガスにおけるエアロゾルの濃度の検出のための装置であって、揮発性及び半揮発性の粒子を前記ガスの加熱により除去するための部分システムと、エアロゾルの濃度計測のための計測システムとを備えた前記装置において、
前記ガスを２つの部分流に分割するための第１の分岐部（２）と、両部分流のためのヒータ装置（３）と、前記両部分流のいずれかにおける、少なくとも１つのフィルタ装置（５）と、更に前記両部分流が合流する合流部（７）と、更に再度２つの部分流に分割するための、前記合流部（７）に後置された第２の分岐部（８）と、両部分流がつづいて再び合流する、前記計測システム（１５）の手前の第２の合流部（１４）とを備え、このとき、前記第２の分岐部（８）における部分流のうち１つを前記第１の分岐部（２）において分岐された前記部分流よりも高温かつ少なくとも３００℃に加熱する更に別のヒータ装置（９）が当該部分流内に設けられているとともに、少なくとも１つの更に別のフィルタ装置（１３）が加熱されていない部分流に設けられており、該フィルタ装置（１３）の前に、前記第２の合流部（１４）での合流後の全体流の温度が３５℃を上回らないように前記加熱されていない部分流を冷却する少なくとも１つの冷却装置（１１）が設けられていることを特徴とする装置。
【請求項８】
前記フィルタ装置（５）が前記ヒータ装置（３）の手前に配置されていることを特徴とする請求項７記載の装置。
【請求項９】
それぞれフィルタされていない部分流における、少なくとも１つの前記分岐部とこれに続く合流部の間に、複数の流量計測装置（６，１０）を備えることを特徴とする請求項７又は８記載の装置。
【請求項１０】
最後の前記合流部（１４）と前記計測システム（１５）の間に追加の流量計測装置（１６）を備えることを特徴とする請求項９記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に内燃機関の排ガスである高温ガスにおけるエアロゾルの濃度の検出のための方法であって、揮発性及び半揮発性の粒子を前記排ガスの加熱により除去し、場合によっては、場合によっては希薄化された排ガス流の部分流においてエアロゾルの濃度計測を行う、前記方法、及び特に内燃機関の排ガスである高温ガスにおけるエアロゾルの濃度の検出のための装置であって、揮発性及び半揮発性の粒子を前記排ガスの加熱により除去するための部分システムと、エアロゾルの濃度計測のための計測システムと、場合によっては排ガス流の前記計測システムへの分岐のための装置と、場合によっては排ガス流の希薄化のためのシステムとを備えた前記装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排ガスにおけるエアロゾル濃度の検出のため、試験及び研究の目的のため、並びに法定の基準値のチェックのために、正確な証明を適切に表現するよう所定のプロセス経過が必要である。また、基本的な方法過程が法律制定に採用された。
【０００３】
典型的には高温の希薄化が行われ、このとき、３００〜４００℃の壁温度を有する加熱された配管において揮発性及び半揮発性の粒子が除去される。このシステムは、「揮発性粒子除去装置（ＶＰＲ）」と呼ばれている。エアロゾルの濃度は、粒子カウンタによって特定され、その初期温度は、３５℃を超えるべきではない。
【０００４】
内燃機関のピストンストローク容積及び／又は出力に応じて、「揮発性粒子除去装置」は、全体流希薄化システム又は部分流希薄化システムからそのサンプルを引き出す。研究の目的のために、しばしば、排ガスシステムからも直接サンプルが引き出される。
【０００５】
これら全てのシステムの欠点は、その高いエネルギー消費であり、この結果、これらシステムは、特にオンボード計測システムに対して良好に適するものではない。その上、このようなシステムは、外部の圧縮空気供給を必要とするとともに、サンプルの流量によって動作する。これは、特に部分流希薄化システムに対して問題であるとともに、全体としてシステムにおける流量が非常に高くなる。これは、さらに、高いエネルギー消費をもたらすものである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、本発明の課題は、より良好な方法と、上述の欠点を回避するとともに、わずかなエネルギー消費で内燃機関の排ガス中のエアロゾル濃度の正確な計測が可能な上記方法に適した装置である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この課題の達成のために、冒頭に記載された方法において、第１の段階において、前記排ガスが２つの部分流に分割されるとともに両部分流が加熱され、これら部分流のうち１つが好ましくは加熱前にフィルタされること、両部分流が再び合流されること、第２の段階において、前記排ガスが再び２つの部分流に分割され、これら部分流のうち１つが前記第１の段階よりも高温に加熱され、他の部分流が少なくとも一度フィルタされること、及び両部分流が最終的に再び合流されるとともにこの全体流において濃度計測が実行されることを特徴としている。
【０００８】
第１の好ましい実施形態によれば、前記第１の段階において、両部分流が少なくとも１５０℃に加熱されるようになっている。
【０００９】
好ましくは、前記第２の段階において、フィルタされない部分流が少なくとも３００℃に加熱される。
【００１０】
他の追加的な発明は、前記第２の段階において、加熱されない部分流が第１のフィルタリングの前に冷却されることを特徴としている。
【００１１】
本発明の他の実施形態によれば、前記加熱されない部分流が、両部分流の合流後の前記全体流が３５℃の温度を上回らないよう冷却されるようになっている。
【００１２】
好ましくは、更に、フィルタされていない部分流において、好ましくは更に合流された前記全体流においても流量計測が実行されるようにすることも可能である。
【００１３】
上述の課題の達成のために、冒頭に記載された装置は、前記排ガスを２つの部分流に分割するための第１の分岐部と、両部分流のためのヒータ装置と、前記両部分流のいずれかにおける、好ましくは前記ヒータ装置の手前の少なくとも１つのフィルタ装置と、更に前記両部分流が合流する合流部と、更に再度２つの部分流に分割するための、前記合流部に後置された第２の分岐部と、両部分流が最終的に再び合流する、前記計測システムの手前の第２の合流部とを備え、このとき、更に別のヒータ装置が前記部分流のうち１つに設けられているとともに、少なくとも１つの更に別のフィルタ装置が加熱されていない部分流に設けられていることを特徴としている。
【００１４】
この装置の好ましい実施形態によれば、前記第１の合流部の後、かつ、前記更に別のフィルタ装置の前に少なくとも１つの冷却装置が設けられている。
【００１５】
この装置の他の好ましい形態は、それぞれフィルタされていない部分流における、少なくとも１つの前記分岐部とこれに続く合流部の間に、複数の流量計測装置を備えることを特徴としている。
【００１６】
このような装置においては、最後の前記合流部と前記計測システムの間に追加の流量計測装置を備えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の一実施例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、図面としても添付された実施例に基づいて、本発明について詳細に説明する。
【００１９】
内燃機関の排ガスは、配管１を介して本発明に基づくシステムへ供給され、そして、第１の分岐部２へ至り、ここでこの排ガスは、２つの部分流に分割される。両部分流は、例えば加熱された壁部を有する配管であるヒータ装置３によって、典型的には少なくとも１５０℃の温度に加熱される。これら配管のうちの１つには、好ましくはヒータ装置３の手前に、減衰係数の調整のためのバルブ４と、湿気、炭化水素及び特定の粒子を分離する例えば３つのフィルタ５が設けられている。しかし、１つ又は２つの上記フィルタを備えた適宜のフィルタ装置を使用することもできる。フィルタされていない部分流の配管には、流量計測装置６が例えば毛細管の原理に基づき設けられている。
【００２０】
フィルタリング及び流量計測の後、分割された両部分流は、このすぐ後に後置された第２の分岐部８によって再度２つの部分流に分割されるために、合流部７により再び合流する。両部分流のうちの１つについては分岐部８の後に更に別のヒータ装置９が設けられており、このヒータ装置により、全ての揮発性及び半揮発性の粒子が除去されるよう、フィルタされていないこの部分流が少なくとも３００℃に加熱される。フィルタされていない部分流の配管においては、新たに更に別の流量計測装置１０が、例えばここでも毛細管の原理に基づき設けられている。
【００２１】
加熱されていない部分流は、ここでも減衰係数を調整できるように、当該部分流がバルブ１２を通過した後に更に少なくとも１つのフィルタ１３を通過する前に、好ましくはこのために配管へ設けられた冷却装置１１によって冷却される。好ましくは、ここでも湿気、炭化水素及び特定の粒子を分離する３つのフィルタ１３が設けられる。
【００２２】
第２の合流部１４においては、流量計測後における高温の部分流と、加熱されていないとともにフィルタされ、かつ、好ましくは冷却された部分流とが新たに合流され、この全体流が計測システム１５へ供給される。この計測システムは、原則的には適宜の基礎に基づき動作することが可能であるが、好ましくは、排ガスをシステムによって吸入するためにポンプを備えている。冷却された部分流は、好ましくは、冷却装置１１によって、合流された全体流が３５℃の温度を上回らないようにもたらされる。万一の場合には、全体流のための更に別の流量計測装置１６を設けることも可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１            配管
２            第１の分岐部
３            ヒータ装置
４            バルブ
５            フィルタ
６            流量計測装置
７            合流部
８            第２の分岐部
９            ヒータ装置
１０          流量計測装置
１１          冷却装置
１２          バルブ
１３          フィルタ
１４          第２の合流部
１５          計測システム
１６          流量計測装置
【図１】
0006027616.tif 000002