(57)【要約】【課題】ガソリン代替のアルコール燃料車の排気ガスに含まれるアルコール成分はもとより、軽油代替のバイオディーゼル燃料車からの排気ガスに含まれる種々のアルコール類をも余すことなく捕集することができ、分析精度を向上させることができる自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法及び捕集装置を提供する。【解決手段】エンジンＥからの排気ガスを還元反応槽３内に導入し、槽内の還元剤（例えばシュウ酸）水溶液Ｓｒに通して、ミスト状アルコールを捕集すると共に、中間的なアルコール酸化物を元のアルコールに還元して上記水溶液Ｓｒ中に捕集する。望ましくは、還元剤水溶液に通した後の排気ガスをさらに誘導体化反応槽４内の誘導体化反応試薬（例えば３，５−ジニトロベンジルクロライド）の水溶液Ｓｄに通して、還元反応槽３で捕集できなかったガス状アルコールを捕集する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンからの排気ガスを還元剤水溶液に通すことを特徴とする自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法。
【請求項２】
エンジンからの排気ガスを上記還元剤水溶液に通した後、さらに誘導体化反応試薬の水溶液に通すことを特徴とする請求項１に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法。
【請求項３】
エンジンからの排気ガスを上記還元剤水溶液に通した後、トラップ槽を通過させることを特徴とする請求項２に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法。
【請求項４】
エンジンからの排気ガスを上記還元剤水溶液に先立って酸性水溶液に通すことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つの項に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法。
【請求項５】
エンジンからの排気ガスを上記酸性水溶液に通した後、トラップ槽を通過させることを特徴とする請求項４に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法。
【請求項６】
エンジンからの排気ガスを１２０℃以上に加熱することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つの項に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法。
【請求項７】
上記各水溶液及びトラップ槽を冷却することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つの項に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法。
【請求項８】
エンジンからの排気ガスを導入するガス導入管と、還元剤水溶液が収納された還元反応槽を備え、該還元反応槽は、一端が上記ガス導入管に接続されると共に、他端が上記還元剤水溶液中に開口するガス吸入管を有していることを特徴とする自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【請求項９】
誘導体化反応試薬の水溶液が収納された誘導体化反応槽を備え、該誘導体化反応槽は、一端が上記還元反応槽から反応済みガスを導くガス排出管に接続されると共に、他端が上記誘導体化反応試薬の水溶液中に開口するガス吸入管を有していることを特徴とする請求項８に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【請求項１０】
上記還元反応槽と誘導体化反応槽の間に、還元反応槽からの反応済みガス中に含まれる還元剤水溶液を捕集するトラップ槽を備えていることを特徴とする請求項９に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【請求項１１】
上記ガス導入管と還元反応槽の間に、酸性水溶液が収納された固体成分溶解槽を備え、該固体成分溶解槽は、一端が上記ガス導入管に接続されると共に、他端が上記酸性水溶液中に開口するガス吸入管を有すると共に、当該固体成分溶解槽のガス排出管には上記還元反応槽のガス導入管の一端が接続されていることを特徴とする請求項８〜１０のいずれか１つの項に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【請求項１２】
上記固体成分溶解槽と還元反応槽の間に、固体成分溶解槽からの反応済みガス中に含まれる酸性水溶液を捕集するトラップ槽を備えていることを特徴とする請求項１１に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【請求項１３】
上記ガス導入管と還元反応槽の間に、固体成分溶解槽を迂回するバイパス管を設けたことを特徴とする請求項１１又は１２に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【請求項１４】
上記ガス導入管に、該導入管内を通過する排気ガスを加熱する加熱手段を設けたことを特徴とする請求項８〜１２のいずれか１つの項に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【請求項１５】
上記各槽を冷却するための冷却手段を設けたことを特徴とする請求項８〜１３のいずれか１つの項に記載の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用エンジンから排出される排気ガスの分析技術に係わり、特にガソリン代替としてアルコールを含む燃料を用いるアルコール燃料車や、軽油代替として脂肪酸メチルエステル（ＦＥＭＥ）を含むバイオディーゼル燃料を用いるディーゼルエンジン車からの排出ガスに含まれる種々のアルコール類を捕集することができるアルコール成分捕集方法と、これに用いる捕集装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、化石燃料の枯渇化や、ＣＯ２規制などの観点から、菜種、大豆、サトウキビなどの農業作物や、麦わら、籾殻などの農業廃棄物、その他一般の廃棄物などを起源とするバイオ燃料に対する期待が高まっており、ガソリンエンジンにおいては、例えばサトウキビやキャッサバ等から製造されたエタノールをガソリンに混合した「アルコール燃料」の実用化が進んでおり、３％のエタノールを混合したＥ３燃料、特に北米等では、１０％のエタノールを混合したＥ１０燃料まで実用化が進んでいる。また、さらに高濃度にエタノールを含有するＥ８５燃料やＥ９５燃料についてもその検討が始まっている。
【０００３】
一方、ディーゼルエンジンにおいては、なたね油、大豆油、コーン油などの植物油や、天ぷら油などの廃食用油を原料とするＦＥＭＥの検討が進んでいる。すなわち、植物油由来のＦＡＭＥは、軽油と比べて硫黄分が少なく、上記エタノールと同様に環境適応型の燃料として注目され、バイオディーゼル燃料として、ディーゼルエンジンにそのまま、あるいは軽油に混合して使用することができ、単位容量当たりの走行距離についても、従来の軽油とほとんど変わらないことが確認されている。
【０００４】
この軽油代替のバイオディーゼル燃料は、上記のような油脂（主成分：脂肪酸グリセリンエステル）にメタノールやエタノールを作用させて精製するものであるが、そのため精製工程においてメタノールやエタノールのほかエチレングリコールやグリセリンといった比較的高分子の重質アルコールが燃料中に残留しており、これらが排気ガス中に混入してしまう懸念がある。
これらアルコール類は、炭化水素（ＨＣ）の一種であり、大気中の光化学オキシダントの原因となることから、自動車からの排出量が法的に規制されており、排気ガス中におけるこれらアルコール類の含有量の測定が必要となる。
【０００５】
このような自動車排気ガス中のアルコールを分析するためのアルコール捕集方法としては、ＥＰＡ（米国環境保護局）が指定している方法、つまり自動車からの排出ガスを蒸留水にバブリングすることによって、排出ガス中に含まれるアルコール分を蒸留水に吸収させる方法が知られており、広く採用されている。
また、他の自動車排気ガス分析装置としては、複数の計量管と、アルコール類及びアセトアルデヒドを分析するアルコール類分析装置と、ホルムアルデヒド分析装置を備え、これらを流路切換え手段を介して流路で接続した自動車排気ガス分析装置が提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平７−１０７５３３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、バブリングによってアルコール分を蒸留水に吸収させる、いわゆるＥＰＡ法は、ガソリン代替のメタノールやエタノールを含む燃料の使用を前提としたものであって、これら以外のアルコールを含む燃料や、上記した軽油代替のバイオディーゼル燃料の使用は想定されていない。
【０００７】
すなわち、バイオディーゼル燃料のように、エチレングリコールやグリセリンといった重質アルコールを含む燃料を用いたディーゼルエンジンからの排気ガスには、上記したようにこれら重質アルコールが含まれることになるが、これら重質アルコール類は、水に溶解しなくはないものの、溶解度の関係から完全に捕集することが難しい。しかも、これら重質アルコールが完全燃焼しないまま、一時的に中間的なアルコール酸化物となって排出されることがあり、このようなアルコール酸化物は水に溶解し難く、上記ＥＰＡ法では捕集することができない。
さらに、ディーゼルエンジンからの排気ガスには、固体成分、すなわち粒子状物質（ＰＭ）が含まれており、これにアルコール成分が吸着していることが考えられるが、このような粒子状物質に吸着したアルコール成分については水に溶解せず、ＥＰＡ法によって捕集することはできない。
【０００８】
一方、上記特許文献１に記載された自動車排気ガス分析装置は、分析系をアルコール系とホルムアルデヒド系に分割することによりアルデヒド類やアルコール類を高精度で分析することができるようにしたものであるが、ガソリン代替のアルコール燃料車を対象とするものであって、軽油代替のバイオディーゼル燃料の使用は想定されておらず、本質的に上記同様の問題点がある。
【０００９】
本発明は、自動車排気ガスに含まれるアルコール成分の従来の捕集方法における上記のような課題に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、ガソリン代替のアルコール燃料車の排気ガスに含まれるアルコール成分はもとより、軽油代替のバイオディーゼル燃料車からの排気ガスに含まれる種々のアルコール類をも余すことなく捕集することができ、分析精度を向上させることができる自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法と共に、当該捕集に好適に用いられる捕集装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記目的を達成すべく、上記代替燃料を用いたガソリンエンジンあるいはディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれるアルコール類やアルコール派生成分の形態について調査すると共に、これら種々のアルコール成分を吸収したり、分解したりするための試薬について各種検討を重ねた結果、還元剤水溶液を用いることによって、重質アルコールを含むアルコール類をこれに溶解させることができると共に、中間酸化物となったアルコールについても、アルコールに還元された状態で当該還元剤水溶液に吸収させることができ、粒子状物質と一体化したアルコール成分については、酸に粒子状物質を溶解させることによって分離・吸収できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【００１１】
本発明は上記知見に基づくものであって、本発明の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法は、エンジンからの排気ガスを例えばシュウ酸のような還元剤の水溶液に通すようにしたことを特徴としており、排気ガスに粒子状物質が含まれていることが予測される場合には、還元剤水溶液に先立って、例えば塩酸や硝酸などの酸を溶解した酸性水溶液に通すようにすることができる。
【００１２】
また、本発明の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置は、アルコール成分の上記捕集方法に好適に使用することができ、エンジンからの排気ガスが導入されるガス導入管と還元反応槽を備え、当該還元反応槽には、例えばシュウ酸のような還元剤の水溶液が収納されると共に、一端がガス導入管に接続され、他端がその中の還元剤水溶液中に開口するガス吸入管を具備していることを特徴としており、粒子状物質が含まれていることが予測される排気ガスの場合には、当該還元反応槽の上流側に、例えば塩酸や硝酸などを溶解した酸性水溶液が収納された固体成分溶解槽を配設したものとすることができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、エンジンからの排気ガスを還元剤水溶液（例えばシュウ酸）に通すようにしていることから、前出のＥＰＡ法と同様のアルコール捕集効果を得ることができ、排気中にエチレングリコールやグリセリンのようなミスト状の重質アルコールが含まれていたとしても、その溶解度によってメタノールやエタノールなどの軽質アルコールと共に上記水溶液中に溶解され、これらアルコール成分を捕集することができる。すなわち、アルコール類は、水や水溶液に対し無限大の溶解度を示す性質を持つことから、本発明で用いる還元剤水溶液に対してもアルコールが溶解し、よって捕集することが可能となるものである。
また、エンジンシリンダー内の反応によって一時的に生成されたアルコールの中間酸化物は、還元剤によって還元されて元のアルコールになることによって、当該還元剤水溶液中に溶解するので、同時に捕集することができる。
【００１４】
そして、粒子状物質（固体成分）が含まれるディーゼルエンジンからの排気ガスについては、排気ガスを上記還元剤水溶液に先立って、酸性水溶液（例えば、塩酸の水溶液）に通すようにすれば、粒子状物質が当該酸性水溶液中に溶解することによって吸着していたアルコール成分を粒子状物質から離脱させることができ、これを当該水溶液に溶解させて捕集することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集方法について、さらに詳細に説明する。なお、本明細書において、「％」は特記しない限り質量百分率を意味するものとする。
【００１６】
本発明のアルコール成分捕集方法は、排気ガスを還元反応槽内に導入し、槽内の還元剤水溶液に通すこと（バブリング）によって、排気中に含まれるメタノールやエタノールなどの軽質アルコールのみならず、エチレングリコールやグリセリンのような重質アルコールをも当該水溶液中に溶解させる一方、中間的なアルコール酸化物を元のアルコールに還元した状態で同様に溶解させることによって、これらアルコール成分を高収率で捕集するものであるが、このような還元剤試薬としては、上記したシュウ酸（Ｈ２Ｃ２Ｏ４）の他には、例えば沃化カリウム（ＫＩ）、硫化水素（Ｈ２Ｓ）、微粉末状炭素（Ｃ）などを使用することができる。
また、その濃度としては、排気ガス中に含まれることが予想されるアルコール類の種類や量、言い換えると使用する燃料中におけるアルコールや脂肪酸メチルエステルのガソリンや軽油に対する混合量に応じて、数ｐｐｍオーダーから７０％程度の範囲内で選択することができる。
【００１７】
このとき、上記還元剤水溶液には、ミスト状のアルコール類を吸収させることができ、実質的にほとんどのアルコール類が捕集されるが、これらアルコール類の一部がガス状となっている場合には、排気ガス中のアルコール類を完全には捕集しきれないことが考えられる。
【００１８】
そこで、上記還元反応槽のサンプルガス下流側に誘導体化反応槽を配設し、還元剤水溶液に通したのちの排気ガス（サンプルガス）を誘導体化反応槽内に導入して、当該槽内の誘導体化反応試薬、例えば３，５−ジニトロベンジルクロライドの水溶液に通すようにすることが望ましい。
当該反応槽内においては、ガス状のアルコール類が上記試薬と反応してアルコール誘導体が形成され、これが槽内の水溶液に溶解されることから、還元反応槽内において還元剤水溶液に捕集されなかったアルコール類をすべて捕集することができ、アルコールの収率を高めて、分析精度を向上させることができる。
【００１９】
この誘導体化反応試薬としては、上記した３，５−ジニトロベンジルクロライド以外には、例えばｐ−ニトロベンジルクロライドなどのアルコールを誘導体化させる試薬を使用することができる。
また、その濃度としては、上記した還元剤試薬と同様に、排気ガス中に含まれることが予想されるアルコール類の種類や量に応じて、数ｐｐｍオーダーから２０％程度の範囲内で選択することができる。なお、当該水溶液は、上記試薬に応じたｐＨ調整剤を添加することによって、ｐＨ４〜６程度に調製する。
【００２０】
また、ディーゼルエンジンからの排気ガスに含まれるアルコール成分を捕集し、分析する場合には、上記還元反応槽の上流側に固体成分溶解槽を配設し、サンプルガスを還元剤水溶液に先立って、固体成分溶解槽内の酸性水溶液、例えば塩酸や硝酸の水溶液に通すことによって、排ガス中に含まれる固体成分（粒子状物質）を溶解し、その表面に付着していたアルコール成分を分離して、当該水溶液に吸収させて捕集することができるようになる。
【００２１】
このとき、固体成分溶解槽に収納する酸性水溶液としては、例えば塩酸（ＨＣｌ）、硝酸（ＨＮＯ３）、硫酸（Ｈ２ＳＯ４）、リン酸（Ｈ３ＰＯ４）、      、      、      などの水溶液を用いることができ、この場合も排気ガス中に含まれることが予想されるアルコール類の種類や量、つまり燃料の種類に応じて、ｐＨ２〜３程度から濃酸の状態まで種々の濃度範囲のものを適用することができる。
なお、粒子捕集装置（ＤＰＦ：ディーゼル・パーティクル・フィルタ）を備えたディーゼルエンジンの場合には、上記ガス導入管と還元反応槽の間に、固体成分溶解槽を迂回するバイパス管を設け、排気ガス中に固体成分の混入があり得る期間、例えばＤＰＦ装置のフィルター再生機構が作動している期間やフィルターの劣化を検出した期間だけ、当該固体成分溶解槽内に排気ガスを通し、これ以外の間は、排気ガスを直接還元反応槽に導入するようになすことも可能である。
【００２２】
さらに、上記固体成分溶解槽内の酸性水溶液が下流側の還元反応槽に流入したり、還元反応槽内の還元剤水溶液が下流側の誘導体化反応槽に流入したりすると、下流側の捕集液のｐＨが変化するなど、種々の悪影響が生じることから、これら固体成分溶解槽や還元反応槽の下流位置にはトラップ槽を設けて、これら槽内の水溶液が下流側の捕集液に混入しないようにすることが望ましい。
【００２３】
そして、エンジンからの排気ガスを当該捕集装置の最初の捕集溶液槽に導くガス導入管が長くなると、当該管内を通過する間に排気ガスが冷却され、排気ガスに含まれるアルコール類が凝縮して管壁に付着し、これによってアルコール成分の収率が低下することが考えられる。これを防止するためには、管内を通過する排気ガスを１２０℃程度以上に加熱することが望ましく、例えば、当該ガス導入管の外周部に電熱ヒータなどの加熱手段を配設することができる。
【００２４】
また、エンジンからの排気ガスは、上記加熱手段によって加熱されたり、ディーゼルエンジンにおいて、上記ＤＰＦ装置のフィルター再生機構が作動したりした場合には、相当な高温になっているため、通過する排気ガスによって槽内の捕集溶液が加熱されると、当該水溶液が蒸発することによって、当該水溶液自身の濃度が変化したり、下流側の溶液槽に流入して下流側水溶液のｐＨを変化させたりする事態が生じる。そこで、適当な冷却手段によって、これら各捕集溶液槽と共にトラップ槽を冷却することが望ましい。
【００２５】
なお、上記捕集溶液のうち、酸性水溶液及び還元剤水溶液（トラップ槽内に溜まった酸性水溶液や還元剤水溶液も含む）に捕集されたアルコール成分は、例えばガスクロマトグラフ／水素炎イオン化検出器（ＧＣ／ＦＩＤ）の他、ガスクロマトグラフ／質量検出器（ＧＣ／ＭＳ）、ガスクロマトグラフ／炎光光度検出器（ＧＣ／ＦＰＤ）、ガスクロマトグラフ／熱伝導度検出器（ＧＣ／ＴＣＤ）等によって分析することができる。
また、誘導体化反応槽内の誘導体化反応試薬水溶液に捕集されたアルコール成分は、液体クロマトグラフ／紫外線吸収検出器（ＬＣ／ＵＶ）によって測定することができる。
【実施例】
【００２６】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。なお、本発明は、これらの実施例のみに限定されることはない。
【００２７】
（実施例１）
図１は、本発明の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置の第１の実施例を示すブロック図であって、図に示すアルコール成分捕集装置１は、コンスタントボリュームサンプラー（ＣＶＳ）を介して自動車に搭載されたエンジンＥの排気系に接続されたガス導入管２と、還元反応槽３と、誘導体化反応槽４を備えており、上記還元反応槽３には還元剤水溶液Ｓｒとして、シュウ酸の水溶液が収納されると共に、誘導体化反応槽４には誘導体化反応試薬としての３，５−ジニトロベンジルクロライドの水溶液Ｓｄが収納されている。
【００２８】
上記還元反応槽３は、一端側でガス導入管２に接続されると共に、他端側が当該反応槽３の底部にまで延出してシュウ酸水溶液Ｓｒ中に開口し、排気ガスをバブリングするガス吸入管３ａを備えている。なお、ガス導入管２は、エンジンＥからの排気ガスが管内を通過中に冷却してガスに含まれるアルコール成分が凝縮しないように、ヒータ２ａ（加熱手段）が配設されており、管内を通過するガスを１５０℃程度に加熱できるようになっている。
【００２９】
また、上記誘導体化反応槽４は、一端側において還元反応槽３のガス排出管３ｂに接続されるとと共に、他端側が当該誘導体化反応槽４の底部にまで延出して上記ジニトロベンジルクロライド水溶液Ｓｄ中に開口し、還元剤水溶液Ｓｒとの反応済ガスをバブリングするガス吸入管４ａを備えている。
そして、誘導体化反応槽４のガス排出管４ｂは、ポンプＰ及びガスメータＭに接続され、排出されたガス量を測定するようになっている。
【００３０】
そして、上記還元反応槽３及び誘導体化反応槽４は、氷浴５（冷却手段）に浸漬されており、排気ガスの熱によって各槽３及び４内の水溶液Ｓｒ及びＳｄの温度が上昇しないようにしてある。
【００３１】
上記捕集装置１において、エンジンＥの運転によって発生した排気ガスは、ＣＶＳ装置に導入され、ＣＶＳ装置において、排気ガスと希釈空気が混合され、一定の流速（例えば、５ｍ３／ｍｉｎ、１５３／ｍｉｎなど）で流れるようになっており、希釈空気との混合ガス（希釈排気ガス）のＣＯ２濃度から、排気ガスと空気との混合割合が求められる。
【００３２】
この希釈排気ガスをポンプＰを用いて吸引することにより、排気ガスは、ガス導入管２内でヒータ２ａによって１５０℃程度に加熱された状態で還元反応槽３及び誘導体化反応槽４内に導入され、還元剤水溶液Ｓｒ、次いで誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄにバブリングされる。バブリングされたガス量は、ガスメータＭにより記録される。
【００３３】
このとき、上記還元反応槽３内においては、ミスト状のアルコール成分が還元剤水溶液Ｓｒに溶解すると共に、還元剤によって不完全燃焼したアルコール酸化物がアルコールに還元されることから、排気ガス中に軽質アルコール類と共に、エチレングリコールやグリセリンのような重質アルコールやアルコール酸化物が含まれていたとしても、当該還元剤水溶液Ｓｒ中に捕集することができる。
また、誘導体化反応槽４内においては、ガス中に還元剤水溶液Ｓｒによって捕集されなかったガス状のアルコールが含まれていたとしても、これらアルコール成分は誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄ中の３，５−ジニトロベンジルクロライドと反応することによって可溶性のアルコール誘導体となって、当該水溶液Ｓｄ中に捕集される。
【００３４】
そして、還元剤水溶液Ｓｒによって捕集されたアルコール成分は、例えばＧＣ／ＦＩＤにより分析され、誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄによって捕集されたアルコール成分はＬＣ／ＵＶにより分析され、これら方法によって測定されたアルコール量をそれぞれ合算することによって、当該車両のアルコール排出量の計算を行う。
【００３５】
（実施例２）
図２は、本発明の自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置の第２の実施例を示すブロック図であって、図に示すアルコール成分捕集装置１０は、実施例１に係わる捕集装置１と同様に、ＣＶＳ装置に接続されたガス導入管２と、還元反応槽３と、誘導体化反応槽４を備えると共に、上記還元反応槽３の上流側に、固体成分溶解槽６及びトラップ槽７を備えており、上記還元反応槽３及び誘導体化反応槽４には、上記実施例１と同様に、還元剤水溶液Ｓｒ及び誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄとして、沃化カリウム及びｐ−ニトロベンジルクロライドの水溶液がそれぞれ収納されている。
【００３６】
この実施例において、エンジンＥｄはディーゼルエンジンであって、その排気系は、粒子捕集装置（ＤＰＦ）を介して上記ＣＶＳ装置に接続されている。
当該ＤＰＦ装置は、エンジンからの排気ガス中に含まれる固体成分（ＰＭ）を捕集して、大気中に放出されるのを防止する装置であるが、捕集された粒子量が所定の量に達すると、図示しないエンジンコントローユニット（ＥＣＵ）から発生する粒子除去信号（再生信号）に応じて、エンジンがフィルタに溜まった粒子を燃焼してフィルタ機能を再生する運転状態に移行するようになっている。
【００３７】
上記固体成分溶解槽６は、当該槽内に酸性水溶液Ｓａとしての硫酸の水溶液が収納されていると共に、一端側においてガス導入管２に接続され、他端側が当該溶解槽６の底部にまで延出して硫酸水溶液Ｓａ中に開口し、ＣＶＳ装置からの排気ガスをバブリングするガス吸入管６ａを備えている。なお、ガス導入管２は、上記実施例と同様に、加熱手段としてのヒータ２ａが配設されている。
そして、固体成分溶解槽６のガス排出管６ｂは、トラップ槽７の吸入管７ａに接続され、固体成分溶解槽６内において酸と反応済みの排気ガスを空のトラップ槽内に導き、ガス中に含まれる硫酸水溶液Ｓａを当該トラップ槽内に捕集して、下流側の還元剤水溶液Ｓｒ及び誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄの捕集性能に悪影響を及ぼすことがないようにしてある。
【００３８】
トラップ槽７は、ガス排出管７ｂ及び３ｂと、ガス吸入管３ａ及び４ａを介して、上記還元反応槽３及び誘導体化反応槽４に連結され、誘導体化反応槽４のガス排出管４ｂは、ポンプＰ及びガスメータＭに接続されており、トラップ槽７からの排出ガスは、同様に還元反応槽３及び誘導体化反応槽４内の沃化カリウム水溶液Ｓｒ及びｐ−ニトロベンジルクロライド水溶液Ｓｄ中にバブリングされるようになっている。
【００３９】
さらに、上記固体成分溶解槽６のガス吸入管６ａと還元反応槽３のガス吸入管３ａの間には、電磁バルブ８ａ及び８ｂを介してバイパス管８に連結されており、当該バルブ８ａ，８ｂの切換えによって、上記固体成分溶解槽６及びトラップ槽７を迂回して、ＣＶＳ装置からの排気ガスを直接還元反応槽３内に導入することができるようにしてある。
なお、これら各槽６、７、３及び４は、上記実施例１と同様に、氷浴５内に浸漬されており、各槽の温度上昇を防止できるようにしてある。
【００４０】
上記アルコール成分捕集装置１０において、エンジンＥｄの運転によって発生した排気ガスは、同様にＣＶＳ装置に導入され、ＣＶＳ装置において、排気ガスと希釈空気が混合され、ポンプＰを起動すると、この希釈排気ガスがガス導入管２を経て当該捕集装置１０に導き入れられるが、図外のエンジンコントローユニットから再生信号が発生していない間、すなわちエンジンＥｄが上記ＤＰＦ装置のフィルタ機能を回復するための再生モード運転に入っていない場合には、バルブ８ａ，８ｂの切換によって、排気ガスが固体成分溶解槽６及びトラップ槽７を迂回して、還元反応槽３内に直接流入するようになっており、上記実施例１の場合と同様に、還元反応槽３内においてミスト状のアルコール成分が還元剤水溶液Ｓｒに溶解すると共に、還元剤によって不完全燃焼したアルコール酸化物がアルコールに還元され、誘導体化反応槽４内の誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄとの反応によって、ガス状のアルコール成分が可溶性のアルコール誘導体となって当該水溶液Ｓｄ中に捕集されることから、排気ガス中に軽質アルコール類と共に、エチレングリコールやグリセリンのような重質アルコールやアルコールの中間的酸化物が含まれていたとしても、ガス状のアルコールが含まれていたとしても、当該還元剤水溶液Ｓｒ及び誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄ中に捕集することができる。
【００４１】
そして、エンジンコントローユニットから再生信号が発生し、エンジンＥｄが再生モード運転が開始された場合には、上記再生信号に応じて、上記バルブ８ａ，８ｂが切換わり、ＣＶＳ装置からの希釈排気ガスがまず固体成分溶解槽６に導入されることから、運転モードが非定常運転となることによって排気ガス中に微量の固体成分が含まれていたとしても、これが当該槽６内の酸性水溶液Ｓａに溶解し、これに吸着していたアルコール成分があったとしても固体成分から離脱して、当該酸性水溶液Ｓａ中に捕集されることになる。
【００４２】
固体成分溶解槽６から排出された排気ガスは、トラップ槽７を経て還元反応槽３及び誘導体化反応槽４に導入され、同様にミスト状及びガス状の全アルコール成分と共に、アルコール酸化物が還元剤水溶液Ｓｒ及び誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄに捕集されることになる。
そして、エンジンコントローユニットからの再生信号が消滅して、エンジンの再生運転が終了した後、排気ガスの流速を勘案した所定時間後に上記バルブ８ａ，８ｂを初期の状態に戻し、ＣＶＳ装置からの排気ガスが直接還元反応槽３内に流入するように切換えられる。
【００４３】
そして、固体成分溶解槽６及びトラップ槽７中の酸性水溶液Ｓａと共に、還元反応槽３中の還元剤水溶液Ｓｒによって捕集されたアルコール成分は、ＧＣ／ＦＩＤによりそれぞれ分析され、ＬＣ／ＵＶにより分析された誘導体化反応試薬水溶液Ｓｄによって捕集されたアルコール成分と合算することによって、当該車両のアルコール排出量の計算を行うことができる。
なお、上記実施例においては、バイパス管８を設け、図外のエンジンコントローユニットからの再生信号に応じて、再生運転中のみ排気ガスが固体成分溶解槽６及びトラップ槽７を通過するようにしたが、バイパス管８を配設することなく、排気ガスが固体成分溶解槽６及びトラップ槽７に常時導入されるようにすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施例に係わる自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置の構造を示すブロック図である。
【図２】本発明の第２の実施例に係わる自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置の構造を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４５】
１，１０    自動車排気ガス中のアルコール成分捕集装置ウィンドウレギュレータ
２    ガス導入管
２ａ  ヒータ（加熱手段）
３    還元反応槽
３ａ  ガス吸入管
３ｂ  ガス排出管
４    誘導体化反応槽
４ａ  ガス吸入管
５    氷浴（冷却手段）
６    固体成分溶解槽
６ａ  ガス吸入管
７    トラップ槽
８    バイパス管
Ｓｒ  還元剤水溶液
Ｓｄ  誘導体化反応試薬水溶液
Ｓａ  酸性水溶液
【図１】
2005307932.tif 000003
【図２】
2005307932.tif 000004