(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管を流れる内燃機関から排出される排ガスをサンプリングして分析機器に導入するサンプリングラインと、
前記サンプリングラインに上流側から下流側に沿って設けられ、前記サンプリングラインを流れる排ガスを加熱する複数の加熱部と、
前記排気管中の排ガス温度、及び、前記複数の加熱部のうち最下流に位置する加熱部の出口側の排ガス目標温度をパラメータとして、前記複数の加熱部の設定温度を個々に設定する温度制御部とを備え、
前記排ガスが、尿素及び／又は尿素に由来する分解成分を含むものであり、
前記最上流に位置する加熱部の設定温度が、前記尿素の熱分解により生じるイソシアン酸の加水分解温度以上の温度であることを特徴とする排ガスサンプリング装置。
【請求項２】
前記排ガス温度が前記排ガス目標温度よりも低い場合に、前記温度制御部が、最上流に位置する加熱部の設定温度を前記排ガス目標温度よりも高い温度に設定することを特徴とする請求項１記載の排ガスサンプリング装置。
【請求項３】
前記最上流に位置する加熱部の設定温度が、前記尿素の熱分解により生じるシアヌル酸をイソシアン酸に分解する分解温度以上であることを特徴とする請求項２記載の排ガスサンプリング装置。
【請求項４】
前記サンプリングラインに当該サンプリングラインを流れる排ガスを断熱膨張させる断熱膨張部が設けられており、
前記複数の加熱部が、前記断熱膨張部よりも上流側に設けられており、
前記断熱膨張部が、前記サンプリングラインを流れる排ガスを減圧させる絞り部及び当該絞り部を通過した排ガスを温調する温調部を有しており、
前記温度制御部が、前記排ガス温度及び前記絞り部での排ガス目標温度をパラメータとして、前記複数の加熱部の設定温度を個々に設定することを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の排ガスサンプリング装置。
【請求項５】
前記絞り部での排ガス目標温度が、前記排ガスに含まれるＨＣの凝縮温度よりも高い温度である請求項４記載の排ガスサンプリング装置。
【請求項６】
排気管を流れる内燃機関から排出される排ガスに含まれる成分を計測する排ガス計測システムにおいて、
前記排ガスをサンプリングして、前記排ガスに含まれる成分を計測する分析機器に導入するサンプリングラインと、
前記サンプリングラインに上流側から下流側に沿って設けられ、前記サンプリングラインを流れる排ガスを加熱する複数の加熱部と、
前記排気管中の排ガス温度、及び、前記複数の加熱部のうち最下流に位置する加熱部の出口側の排ガス目標温度をパラメータとして、前記複数の加熱部の設定温度を個々に設定する温度制御部とを備え、
前記排ガスが、尿素及び／又は尿素に由来する分解成分を含むものであり、
前記最上流に位置する加熱部の設定温度が、前記尿素の熱分解により生じるイソシアン酸の加水分解温度以上の温度であることを特徴とする排ガス計測システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガスが流れる排気管から排ガスをサンプリングして分析機器に導入する排ガスサンプリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、ディーゼルエンジンから排出されるエンジン排ガスに含まれるＮＯＸを低減するシステムとして、尿素ＳＣＲシステムがある。この尿素ＳＣＲシステムは、排気管内にＳＣＲ触媒を配置し、当該ＳＣＲ触媒の上流側に尿素（（ＮＨ２）２ＣＯ）を注入するものである。
【０００３】
排気管内に注入された尿素は、（ＮＨ２）２ＣＯ＋Ｈ２Ｏ→２ＮＨ３＋ＣＯ２の熱分解反応により、ＮＨ３を生成する。そして、このＮＨ３がＳＣＲ触媒においてＮＯＸと反応して、ＮＯＸが還元されてＮ２となりＮＯＸが低減される。具体的には、ＳＣＲ触媒において、４ＮＨ３＋４ＮＯ＋Ｏ２→４Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ、４ＮＨ３＋２ＮＯ２＋Ｏ２→３Ｎ２＋６Ｈ２Ｏの還元反応が生じる。
【０００４】
上記システムにおいては、排気管に注入する尿素量が過剰であると、ＳＣＲ触媒の下流側にＮＨ３が排出されることになってしまう。また、排気管に注入する尿素量が過少であると、排ガス中に含まれるＮＯＸがＳＣＲ触媒において十分に還元されず、ＳＣＲ触媒の下流側にＮＯＸを含んだ排ガスが排出されてしまう。このため、ＳＣＲ触媒においては注入する尿素量を最適にする必要がある。そして、尿素ＳＣＲの尿素量が最適か否かを検査するためには、ＳＣＲ触媒を通過した排ガスをサンプリングして当該排ガス中に含まれる尿素量又はアンモニア量を調べる必要がある。
【０００５】
従来の排ガス計測システムは、ＳＣＲ触媒の下流側から排ガスをサンプリングするサンプリングラインと、当該サンプリングラインによりサンプリングされた排ガス中のアンモニア濃度を測定するＮＨ３計とを備えており、前記ＮＨ３計により得られたアンモニア濃度に基づいて尿素の注入量が最適か否かを判断している。
【０００６】
しかしながら、排気管を流れる排ガスの温度は、エンジンンの動作状態に応じて種々の温度（例えば１００℃〜５００℃）となり、排気管に注入された尿素が十分に熱分解及び加水分解することなくＳＣＲ触媒を通過する場合がある。このため、サンプリングされた排ガス中に尿素が含まれることになるが、サンプリングラインでの尿素の熱分解及び加水分解を十分に進行させてアンモニアを生成させなければ、適切な尿素の注入量の判断を行うことができないという問題がある。
【０００７】
ここで、特許文献１に示すように、サンプリングラインにアンモニアを吸着させないため、又は排ガス中の所定成分が凝縮しないようにするために、サンプリングラインを所定の一定温度に加熱又は冷却するものがある。
【０００８】
ところが、吸着や凝縮等の防止のためにサンプリングラインを一定温度に加熱するものでは、サンプリングラインが接続された分析機器の使用温度、又はサンプリングラインに設けられたフィルタやオリフィス等の設定温度等の制約から、排ガス中に含まれる尿素等の所定成分を熱分解や加水分解させる温度まで加熱又は冷却することができないという問題がある。例えば、サンプリングラインが接続されたＮＨ３計の使用温度が１１３℃の場合において、サンプリングラインを流れる排ガス中の尿素を熱分解や加水分解させた後にＮＨ３計に導入したい場合を考えると、サンプリングされた排ガスの温度が５００℃の場合には、５００℃から１１３℃に冷却する段階で、前記尿素が熱分解等することになる。一方、サンプリングされた排ガスの温度が１１３℃よりも低い場合には、当該排ガスを１１３℃に加熱するだけでは、排ガスの所定成分を熱分解等させることができないという問題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０１０−２３６８７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで本発明は、排気管を流れる排ガスの温度に関わらず、種々の排ガス条件やサンプリングラインの使用条件等に合わせて、サンプリングラインを流れるサンプリングされた排ガスの温度を所望の温度に加熱又は冷却することができ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】
【００１１】
すなわち本発明に係る排ガスサンプリング装置は、排気管を流れる排ガスをサンプリングして分析機器に導入するサンプリングラインと、前記サンプリングラインに上流側から下流側に沿って設けられ、前記サンプリングラインを流れる排ガスを加熱する複数の加熱部と、前記排気管中の排ガス温度、及び、前記複数の加熱部のうち最下流に位置する加熱部の出口側の排ガス目標温度をパラメータとして、前記複数の加熱部の設定温度を個々に設定する温度制御部とを備えることを特徴とする。
【００１２】
このようなものであれば、サンプリングラインに複数の加熱部を設け、排気管中の排ガス温度及び最下流に位置する加熱部の出口側の排ガス目標温度をパラメータとして、複数の加熱部の設定温度を個々に設定しているので、排気管中の排ガス温度に関わらず、サンプリングラインを流れるサンプリングされた排ガスの温度を所望の温度に加熱又は冷却することができる。例えば、サンプリングラインにおいて、複数の加熱部によって、上流側から下流側に沿って種々の温度勾配を形成することができる。また、種々の排ガス条件により排ガス温度の取り得る範囲が広範囲に亘る場合であっても、複数の加熱部により所望の温度に加熱又は冷却することにより排ガス温度をコントロールして、最下流に位置する加熱部の出口側の排ガス目標温度となるようにし、排ガス温度をサンプリングラインの使用条件等に合わせることができる。
【００１３】
なお、サンプリングラインに１つの加熱部を設けて排ガスを加熱又は冷却する構成では、設定温度を排ガス目標温度に設定することで、排ガス温度を排ガス目標温度に加熱又は冷却することができる。ところが、排ガス温度を所定の温度（第１温度）に加熱又は冷却した後に、前記排ガス目標温度（第２温度）に加熱又は冷却するといったことができない。また、コイルの巻回密度をコントロールする等して、１つの加熱部を用いて単一の温度勾配を形成し、排ガスを目標温度まで加熱又は冷却することも考えられるが、温度勾配が単一であれば、加熱部に流入する排ガス温度に応じて加熱部で加熱又は冷却される温度が決まってしまい、所望の温度にすることが難しい場合がある。
【００１４】
排ガス温度が排ガス目標温度よりも低い場合には、当該排ガス温度を排ガス目標温度に加熱するだけでは、排ガスに含まれる所定成分の分解反応が十分に進行しないといった問題がある。このため、前記排ガス温度が前記排ガス目標温度よりも低い場合に、前記温度制御部が、最上流に位置する加熱部の設定温度を前記排ガス目標温度よりも高い温度に設定することが望ましい。これならば、最上流に位置する加熱部の設定温度を排ガス目標温度よりも高い温度に設定されているので、排ガス温度を一旦、排ガス目標温度よりも高い温度にして、排ガスに含まれる所定成分の分解反応を十分に進行させて、その後、分析機器等に導入することができる。
【００１５】
具体的に本発明の排ガスサンプリング装置を用いて、例えば尿素ＳＣＲシステムの尿素注入の最適性検査を行う場合等においては、前記排ガスが、尿素及び／又は尿素に由来する分解成分を含むものであり、前記最上流に位置する加熱部の設定温度が、前記尿素の熱分解により生じるイソシアン酸の加水分解温度以上の温度であることが望ましい。これならば、尿素の熱分解により生成されるイソシアン酸（ＨＮＣＯ）をサンプリングラインにおいて加水分解させることができるので、尿素から生成されるアンモニア（ＮＨ３）の計測精度を向上させることができる。したがって、例えば尿素ＳＣＲシステムの尿素注入の最適性検査を精度よく行うことができる。
【００１６】
また、尿素の昇温条件によっては、尿素の熱分解によりシアヌル酸が生成される。このシアヌル酸をイソシアン酸に分解して、上記の通り、イソシアン酸を加水分解させるためには、前記最上流に位置する加熱部の設定温度が、前記尿素の熱分解により生じるシアヌル酸をイソシアン酸に分解する分解温度以上であることが望ましい。
【００１７】
前記サンプリングラインに当該サンプリングラインを流れる排ガスを断熱膨張させる断熱膨張部が設けられており、前記複数の加熱部が、前記断熱膨張部よりも上流側に設けられており、前記断熱膨張部が、前記サンプリングラインを流れる排ガスを減圧させる絞り部及び当該絞り部を通過した排ガスを温調する温調部を有しており、前記温度制御部が、前記排ガス温度及び前記絞り部での排ガス目標温度をパラメータとして、前記複数の加熱部の設定温度を個々に設定することが望ましい。このように絞り部及び温調部によって排ガスを減圧加熱していることにより、絞り部を通過した排ガスに含まれる所定成分（例えばハイドロカーボン）の凝縮を防止することができる。また、排ガス目標温度を絞り部における温度としているので、絞り部を介して複数の分析機器を接続した場合等において、絞り部での目標排ガス温度を、複数の分析機器のうち、例えば最も使用温度が高い分析機器のものとすることで、本発明の排ガスサンプリング装置を複数の分析機器に用いることができる。また、このとき、絞り部及び温調部により減圧加熱しているので、絞り部での目標排ガス温度よりも低温にして排ガスを所定の分析機器に導入することができる。
【００１８】
具体的に、ハイドロカーボンの計測システムに用いる場合には、当該ハイドロカーボンが凝縮してしまい、当該ハイドロカーボンにアンモニアが吸着してしまうという問題がある。このため、前記絞り部での排ガス目標温度が、前記排ガスに含まれるＨＣの凝縮温度よりも高い温度であることが望ましい。また、断熱膨張部により断熱膨張させているので、ハイドロカーボンの凝縮を防ぎながらも、排ガス温度をＮＨ３計での使用温度まで低下させることができる。
【発明の効果】
【００１９】
このように構成した本発明によれば、排気管を流れる排ガスの温度に関わらず、サンプリングラインを流れるサンプリングされた排ガスの温度を所望の温度に加熱又は冷却することができ、複数の加熱部の設定温度を個々に設定して種々の温度勾配を形成することができるので、排ガスに含まれる所定成分の分解を十分に進行させる等の種々の用途に用いることができる排ガスサンプリング装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本実施形態の排ガスサンプリング装置を用いた排ガス計測システムの模式図。
【図２】同実施形態の排ガスサンプリング装置の設定温度の一例を示す図。
【図３】同実施形態の排ガスサンプリング装置の設定温度の一例を示す図。
【図４】同実施形態の排ガス及び尿素の注入の有無におけるアンモニア濃度を示す模式図。
【図５】変形実施形態の排ガス計測システムの模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明に係る排ガスサンプリング装置１００を用いた排ガス計測システムについて図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態の排ガス計測システムは、例えばディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガスに含まれる所定成分を計測するものである。
【００２３】
具体的にこのものは、図１に示すように、排気管Ｈ内部にサンプリングポートＳＰが設けられて、当該サンプリングポートＳＰにより採取された排ガスを分析機器３に導入するサンプリングライン２と、当該サンプリングライン２に上流側から下流側に沿って設けられ、サンプリングライン２を流れる排ガスを加熱する複数（本実施形態では３つ）の加熱部４１〜４３と、排気管Ｈ中の排ガス温度ＴＧ（サンプリングポイント（サンプリングポートＳＰ近傍）における排ガスの温度）及び複数の加熱部４１〜４３のうち最下流に位置する加熱部４３の出口側の排ガス目標温度ＴＡをパラメータとして、複数の加熱部４１〜４３それぞれの設定温度を個々に設定する温度制御部５とを備えている。
【００２４】
なお、本実施形態の分析機器３は、レーザ光を用いた吸光光度法によって、排ガスに含まれるアンモニア濃度を測定するＮＨ３計であり、測定セルと、この測定セルの光導入窓からレーザ光を導入して測定セル内の試料ガスに直線性の高いレーザ光を照射するレーザ光照射部と、測定セルから出る透過レーザ光を検出する光検出部と、測定セルに接続されて測定セル内を減圧する減圧ポンプ（サンプリングライン２の下流側に設けられたポンプＰ）とを備えている。ここで、測定セルを多重反射型とすることで、アンモニアが低濃度であっても、検出感度を大きくすることができる。また、レーザ光照射部は、ＮＨ３が吸収特性を有する中赤外領域や近赤外領域等の赤外領域波長又は紫外領域の発振波長を有するレーザ光を射出するものであり、例えば量子カスケードレーザ、波長可変半導体レーザ等の半導体レーザ、固体レーザ又は液体レーザを用いることが考えられる。光検出部は、例えば常温動作型のＭＣＴ（ＨｇＣｄＴｅ）検出器を用いることが考えられる。減圧ポンプは、測定セル内を、例えば、１ｋＰａ（ガス濃度が小さくなりすぎて測定が困難になる圧力）〜５０ｋＰａ（ピークがなだらかになり他のガス成分との干渉が生じやすくなる圧力）に減圧し、好ましくは、ＮＨ３の吸着が起こりにくく、測定が可能なガス濃度を実現しつつ、さらに他のガス成分との干渉が生じない圧力範囲である、２０ｋＰａ〜３０ｋＰａに減圧する。
【００２５】
サンプリングライン２は、排気管Ｈの内部に設けられてサンプリングポートＳＰにより当該排気管Ｈを流れる排ガスの一部を採取するサンプリングユニット２１と、当該サンプリングユニット２１に接続されてサンプリングされた排ガスを分析機器３に導入するサンプリング配管２２とを備えている。
【００２６】
サンプリング配管２２には、サンプリングされた排ガスを断熱膨張して減圧及び冷却する断熱膨張部２３を構成する絞り部（例えばオリフィス）２３１が設けられている。また、この絞り部２３１の上流側直近には排ガス中の煤等を除去するフィルタ２４が設けられている。そして、サンプリング配管２２は、絞り部２３１及びフィルタ２４の上流側である上流側配管２２Ａと、絞り部２３１及びフィルタ２４の下流側である下流側配管２２Ｂとに分けられている。上流側配管２２Ａには、複数の加熱部４１〜４３が設けられており、下流側配管２２Ｂには、当該下流側配管２２Ｂを一定温度（本実施形態では、ＮＨ３計３の使用温度である１１３℃）に保つための断熱膨張部２３を構成する加熱管等の温調部２３２が設けられている。なお、サンプリングライン２上に絞り部２３１が設けられているので、上流側配管２２Ａにおける排ガスの滞留時間を長くすることができる。
【００２７】
複数の加熱部４１〜４３は、絞り部２３１及びフィルタ２４の上流側である上流側配管２２Ａに設けられている。各加熱部４１〜４３は、上流側配管２２Ａの外面に設けられたコイル状又は円筒状のヒータであり、後述する温度制御部５により通電する電流値が制御されることにより所定の温度に調整される。また、複数の加熱部４１〜４３は、上流側配管２２Ａの全体に亘って設けられており、各加熱部４１〜４３は、上流側配管２２Ａを複数に等分割した各領域に亘って全体的に設けられている。このように加熱部４１〜４３を設けることで、排ガスを加熱又は冷却を行い易くしている。
【００２８】
温度制御部５は、ＰＩＤコントローラ等から構成されており、排気管Ｈ内部におけるサンプリングポートＳＰ近傍に設けられて、当該サンプリングポイントにおける排ガス温度ＴＧを検出する温度センサ６から排ガス温度ＴＧを取得する。なお、この温度制御部５には、予め定められた最下流に位置する加熱部４３の出口側の排ガス目標温度ＴＡが入力されている。本実施形態の排ガス目標温度ＴＡは、断熱膨張部２３に流入する排ガスの排ガス目標温度であり、排ガスに含まれるハイドロカーボン（ＨＣ）の凝縮温度よりも高い温度（１９０℃）である。
【００２９】
そして温度制御部５は、前記排ガス温度ＴＧ及び前記排ガス目標温度ＴＡをパラメータとして、前記複数の加熱部４１〜４３の設定温度Ｔ１〜Ｔ３を個々に設定して、各加熱部４１〜４３の加熱温度が設定温度Ｔ１〜Ｔ３となるように各加熱部４１〜４３に流れる電流を制御する。
【００３０】
具体的に温度制御部５は、図２に示すように、排ガス温度ＴＧが排ガス目標温度ＴＡよりも高い場合には、例えば以下のように設定温度Ｔ１〜Ｔ３を設定する。
Ｔ３＝ＴＡ＋（ＴＧ−ＴＡ）／４
Ｔ２＝Ｔ３＋（ＴＧ−ＴＡ）／４
Ｔ１＝Ｔ２＋（ＴＧ−ＴＡ）／４
【００３１】
このように温度制御部５は、排ガス温度ＴＧ及び排ガス目標温度ＴＡの差を等分割した温度を各加熱部４１〜４３の設定温度Ｔ１〜Ｔ３とする。このようにサンプリングされた排ガスの温度を段階的に同じ変化率で変化させることによって、サンプリングされた排ガスの温度が急激に変わらないようにして、排ガス中の所定成分が凝縮等しないようにしている。
【００３２】
一方、図３に示すように、排ガス温度ＴＧが排ガス目標温度ＴＡよりも低い場合には、最上流に位置する加熱部４１の設定温度Ｔ１を排ガス目標温度ＴＡ（＝１９０℃）よりも高い温度に設定する。より詳細には、最上流に位置する加熱部４１の設定温度Ｔ１を３００℃以上に設定している。この３００℃は、尿素の熱分解により生じるシアヌル酸をイソシアン酸に分解する分解温度であり、最上流に位置する加熱部４１の設定温度を分解温度以上に設定することによって、尿素から生成されるアンモニア量を可及的に多くすることができ、アンモニア濃度の測定精度を向上させることができる。
【００３３】
そして、第２の加熱部４２の設定温度Ｔ２及び第３の加熱部４３の設定温度Ｔ３を例えば以下のように設定する。
Ｔ３＝ＴＡ＋（Ｔ１−ＴＡ）／３
Ｔ２＝Ｔ３＋（Ｔ１−ＴＡ）／３
【００３４】
このように温度制御部５は、設定温度Ｔ１及び排ガス目標温度ＴＡの差を等分割した温度を第２、第３の加熱部４２、４３の設定温度Ｔ２、Ｔ３とする。
【００３５】
上記いずれの場合（排ガス温度ＴＧが排ガス目標温度ＴＡよりも高い場合及び低い場合）においても、排ガス温度ＴＧが排ガス目標温度ＴＡに加熱又は冷却されるまでに、排ガスの温度が、尿素が熱分解する温度（１３２℃）、尿素が熱分解して生成されるイソシアン酸の加水分解温度（１６０℃）及び尿素が熱分解して生成されるシアヌル酸を熱分解する温度（３００℃以上）の全ての温度を含む温度範囲で変化するように、複数の加熱部４１〜４３の設定温度Ｔ１〜Ｔ３を設定している。
【００３６】
なお、排ガス温度ＴＧが排ガス目標温度ＴＡよりも低い場合には、第１〜第３の加熱部４１〜４３の設定温度Ｔ１〜Ｔ３を、前記排ガス目標温度ＴＡと同一（１９０℃）にして、サンプリングライン２の上流側配管２２Ａを通過したサンプリングされた排ガスが排ガス目標温度ＴＡとなるようにしても良い。
【００３７】
次に、このように構成した排ガスサンプリング装置１００を用いた排ガス計測システムにより、尿素ＳＣＲ方式において尿素を注入した場合及び尿素を注入しない場合におけるＮＨ３計３により得られるアンモニア濃度の変化について、図４を参照して説明する。
【００３８】
尿素を注入しない場合において、ＮＨ３計３により得られるＮＨ３濃度は、内燃機関から排出された排ガスに当初から含まれる生ＮＨ３濃度である。アンモニアはサンプリングラインで加熱されても熱分解しないため、アンモニアのサンプリングラインの内面への吸着等が無い場合には、排気管を流れる排ガス中のＮＨ３濃度とＮＨ３計３により得られるＮＨ３濃度とは同じである。
【００３９】
一方、尿素を注入した場合において、ＮＨ３計３により得られるＮＨ３濃度は、前記生ＮＨ３濃度に加えて、ＳＣＲ触媒でＮＯＸと反応しきれなかった過剰なＮＨ３及びサンプリングされた排ガスに含まれる尿素が熱分解及び加水分解することにより生成されたＮＨ３が加算されたＮＨ３濃度である。このように尿素を注入することによって、アンモニアスリップ（アンモニアの排出）が発生する。
【００４０】
上記の通り、尿素注入の有無によって、ＮＨ３濃度が異なるため、これら２つの計測で得られたＮＨ３濃度の差により、尿素ＳＣＲに起因するＮＨ３濃度を算出することができ、尿素ＳＣＲシステムの評価を適切に行うことができる。
【００４１】
このように構成した本実施形態に係る排ガス計測システムによれば、サンプリングライン２に複数の加熱部４１〜４３を設け、排気管Ｈ中の排ガス温度ＴＧ及び最下流に位置する加熱部４３の出口側の排ガス目標温度ＴＡをパラメータとして、複数の加熱部４１〜４３の設定温度を個々に設定しているので、排気管Ｈ中の排ガス温度に関わらず、サンプリングライン２を流れるサンプリングされた排ガスの温度を所望の温度に加熱又は冷却することができる。例えば、サンプリングラインにおいて、複数の加熱部４１〜４３によって、上流側から下流側に沿って、例えば上流側から下流側に下がっていく温度勾配、上流側から下流側に上っていく温度勾配、山なりの温度勾配等、種々の温度勾配を形成することができる。また、種々の排ガス条件により排ガス温度ＴＧの取り得る範囲が広範囲に亘る場合であっても、複数の加熱部４１〜４３により所望の温度に加熱又は冷却することにより排ガス温度ＴＧをコントロールして、排ガス目標温度ＴＡとなるようにし、排ガス温度ＴＧをサンプリングライン２に設けられたフィルタ２４、断熱膨張部２３又は分析機器３等の使用条件等に合わせることができる。
【００４２】
特に、排ガス温度ＴＧが排ガス目標温度ＴＡよりも低い場合には、最上流に位置する加熱部４１の設定温度Ｔ１を排ガス目標温度ＴＡ（＝１９０℃）よりも高い３００℃以上に設定しているので、尿素の熱分解により生成されるイソシアン酸（ＨＮＣＯ）をサンプリングライン２において加水分解させることができるだけでなく、尿素の熱分解により生成されるシアヌル酸を熱分解してイソシアン酸に、当該イソシアン酸をサンプリングライン２において加水分解させることができるので、尿素に由来するアンモニア濃度をより正確に計測することができる。
【００４３】
また、ポンプＰにより、測定セル内及び絞り部２３１の下流側から測定セルまでの流路を減圧しているので、測定セルに繋がる流路において減圧される領域を大きくすることができ、ＮＨ３又はＨＣ等の吸着性ガス成分の吸着を低減することができる。これにより、ＮＨ３又はＨＣ等の吸着性を有するガス成分が低濃度であっても精度良く測定可能であり、さらにその濃度測定の応答速度を向上させることができる。また、温調部２３２によって、減圧された試料ガスが加熱されることになり、配管内の結露に伴う吸着性ガス成分の溶解損失を防止でき、測定精度及び応答速度をより一層向上させることができる。さらに、常圧における吸収スペクトルを観測すると吸収ピークが広がりを持つことが知られているが、測定セル内を減圧状態にすることにより、よりシャープなピークが得られ、ＮＨ３の吸収ピークに対する干渉影響が低減できる。
【００４４】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００４５】
例えば、前記実施形態では、排ガスサンプリング装置１００は、複数の測定対象成分（ＨＣ、ＮＨ３等）で共通して用いるために断熱膨張部２３を有するものであったが、断熱膨張部２３を有することなく、図５に示すように、分析機器３にサンプリングした排ガスを直接導入するものであっても良い。この場合において、排ガス中のアンモニアを計測する場合、前記実施形態のように分析機器がＮＨ３計であるため、排ガス目標温度は例えば１１３℃となる。
【００４６】
また、前記実施形態の排ガス計測システムは、ＮＨ３計を有するものであったが、その他、排ガスに含まれる各種成分を計測する複数の分析計を有するものであっても良い。この場合、複数の分析計をサンプリングライン２上に直列的に配置しても良いし、サンプリングライン２の下流側配管を複数に分岐させて各分岐流路にそれぞれ分析計を配置しても良い。
【００４７】
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。
【符号の説明】
【００４８】
１００・・・排ガスサンプリング装置
Ｈ・・・排気管
２・・・サンプリングライン
２１・・・サンプリングユニット
２２・・・サンプリング配管
２３・・・断熱膨張部
２３１・・・絞り部（オリフィス）
２３２・・・温調部（加熱管）
３・・・分析機器（ＮＨ３計）
Ｐ・・・ポンプ
４１・・・第１の加熱部（最上流に位置する加熱部）
４２・・・第２の加熱部
４３・・・第３の加熱部（最下流に位置する加熱部）
ＴＧ・・・排ガス温度
ＴＡ・・・排ガス目標温度
Ｔ１・・・第１の加熱部の設定温度
Ｔ２・・・第２の加熱部の設定温度
Ｔ３・・・第３の加熱部の設定温度
５・・・温度制御部
【図１】
0005752067.tif 000002
【図２】
0005752067.tif 000003
【図３】
0005752067.tif 000004
【図４】
0005752067.tif 000005
【図５】
0005752067.tif 000006