(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排ガスを排出する排気経路中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部を有する排ガス分析装置において、
前記測定部は、
前記排気経路中の排ガスが通過する排ガス通過孔が穿設され、該排ガス通過孔内に向けて照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡が配設される本体部と、
前記排ガス通過孔を通過する排ガスとは別に、前記排気経路から排ガスを分流し、分流した排ガスを前記反射鏡の表面に向けて吹き付けるパージ経路とを具備してなることを特徴とする排ガス分析装置。
【請求項２】
前記パージ経路は、内部中空の管部材より構成され、一端が前記排気経路を構成する配管に接続され、他端が前記本体部に接続されることを特徴とする請求項１に記載の排ガス分析装置。
【請求項３】
前記パージ経路は、経路内の排ガス中の排ガス汚れを除去するフィルタ部材が設けられることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排ガス分析装置。
【請求項４】
前記パージ経路の他端は、前記本体部における前記反射鏡の長手方向の一端側に接続されることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の排ガス分析装置。
【請求項５】
前記測定部は、前記パージ経路から前記反射鏡に向けて吹き付けられた排ガスを前記排気経路に還流させる還流経路を具備してなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の排ガス分析装置。
【請求項６】
前記パージ経路は、分流されなかった前記排気経路中の排ガスが前記排ガス通過孔を通過するタイミングに合わせて、分流された排ガスを前記反射鏡の表面に向けて吹き付ける排ガス流量調整手段が設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一項に記載の排ガス分析装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス分析装置の技術に関し、より詳細には、内燃機関の排ガスを排出する排気経路中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部を有する排ガス分析装置の改良技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中の成分濃度や温度を測定し、分析するための装置として、排気経路に光源や検出器部等からなる測定部（排ガス分析用センサ）を直接に配設し、排気経路を流れる排ガス中を透過したレーザ光を検出する等して排ガス中の成分濃度等をリアルタイムで測定するように構成された排ガス分析装置の構成が公知である。
【０００３】
具体的には、従来の排ガス分析装置の構成としては、内燃機関より排出された排ガスが通過する排ガス通過孔に向けてレーザ光を照射し、反射鏡によりレーザ光を多重反射させた後に、排ガス中を透過したレーザ光を検出するように構成されている。このように、排ガス分析装置は、測定部の排ガス通過孔内で対向する一対の反射鏡によってレーザ光を多重反射させて、レーザ光が排ガス中を透過する距離（測定長）をより長く確保することで、その測定精度を向上するように構成されている。
【０００４】
ところで、上述した従来の排ガス分析装置は、例えば、内燃機関としてガソリンエンジンの性能特性を排ガス中の成分濃度から評価する試験などにも用いられる。その際、エンジンを異常燃焼状態で動作させる場合などには、異常燃焼により排ガス中に大量のススやカーボンスーツなどの排ガス汚れが大量に含まれる。そして、このように多量の排ガス汚れを含んだ排ガスを排ガス分析装置にて測定すると、排ガス通過孔を排ガスが通過する際に、排ガス通過孔に露出した反射鏡の表面に排ガス汚れが付着してしまう場合があった。
【０００５】
特に、上述した排ガス分析装置の構成では、反射鏡によってレーザ光を正確に多重反射させる必要があるため、このように反射鏡の表面に排ガス汚れが付着すると、レーザ光の反射率が低下し、その結果、排ガス中の成分濃度の測定精度が低下して正確な分析ができないという課題があった。また、長時間に渡って測定が継続されると、反射鏡によるレーザ光の反射率が徐々に低下するため、測定初期と後期とで精度が一定しないという課題があった。
【０００６】
そのため、従来の排ガス分析装置の構成において、例えば、特許文献１に示すように、反射鏡の表面に光触媒層と、光触媒層を照射する光触媒用の光線を発生させるレーザダイオードとを備え、光触媒用の光線を光ファイバを通して反射鏡に照射することで光触媒層を活性化させて、反射鏡の表面に付着した排ガス汚れを除去するようにした構成が提案されている（特許文献１参照）。
【０００７】
しかしながら、特許文献１に開示される排ガス分析装置の構成では、表面に光触媒層が別途設けられた反射鏡と、光触媒用の光線を発生させるレーザダイオードとがそれぞれ設けられる必要があるため、装置構成が複雑になるとともに、製造コストが増加してしまうという問題があった。そのため、従来より、排ガス分析装置としては、より簡易な構成で反射鏡の表面を清浄に保つことができる構造が希求されていた。
【０００８】
一方、これまでに、経路中に付着した排ガス汚れを除去するという観点から、分析経路中にパージガスを流す構成を備えた排ガス分析装置が幾つか提案されている。例えば、特許文献２には、排ガスを分析計にまで導入するためのサンプリングラインを備えた排ガス測定装置において、サンプリングライン内の汚れを取るために、サンプリングラインの下流側に不活性ガスをパージガスとして供給するためのパージラインが設けられた構成が開示されている（特許文献２参照）。
【０００９】
確かに、特許文献２に開示された構成を上述した構成の排ガス分析装置に適用して、排ガス分析装置における反射鏡の表面にパージガスを供給する構成とすると、パージガスにより反射鏡の表面に排ガス汚れが付着するのを防止し、また反射鏡の表面に付着した排ガス汚れが除去されることが期待できる。しかしながら、計測対象となる排ガス中にパージガスが混入することで排ガスの濃度や流量が変化してしまい、その結果、排ガス中の成分濃度を安定して測定することができず、正確な分析ができないという課題があった。
【特許文献１】特開２００６−３４３２９３号公報
【特許文献２】特開２００３−７５３０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
そこで、本発明においては、排ガス分析装置に関し、前記従来の課題を解決するもので、簡易な構成で反射鏡の表面を清浄に保つことができ、測定精度を安定させた排ガス分析装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１２】
すなわち、請求項１においては、内燃機関の排ガスを排出する排気経路中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部を有する排ガス分析装置において、前記測定部は、前記排気経路中の排ガスが通過する排ガス通過孔が穿設され、該排ガス通過孔内に向けて照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡が配設される本体部と、前記排ガス通過孔を通過する排ガスとは別に、前記排気経路から排ガスを分流し、分流した排ガスを前記反射鏡の表面に向けて吹き付けるパージ経路とを具備してなるものである。
【００１３】
請求項２においては、前記パージ経路は、内部中空の管部材より構成され、一端が前記排気経路を構成する配管に接続され、他端が前記本体部に接続されるものである。
【００１４】
請求項３においては、前記パージ経路は、経路内の排ガス中の排ガス汚れを除去するフィルタ部材が設けられるものである。
【００１５】
請求項４においては、前記パージ経路の他端は、前記本体部における前記反射鏡の長手方向の一端側に接続されるものである。
【００１６】
請求項５においては、前記測定部は、前記パージ経路から前記反射鏡に向けて吹き付けられた排ガスを前記排気経路に還流させる還流経路を具備してなるものである。
【００１７】
請求項６においては、前記パージ経路は、分流されなかった前記排気経路中の排ガスが前記排ガス通過孔を通過するタイミングに合わせて、分流された排ガスを前記反射鏡の表面に向けて吹き付ける排ガス流量調整手段が設けられるものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１９】
請求項１に示す構成としたので、簡易な構成で反射鏡の表面を清浄に保つことができ、反射鏡表面でのレーザ光の反射ロスを低減して排ガスの成分濃度の測定精度を安定させることができる。
【００２０】
請求項２に示す構成としたので、既存の排ガス分析装置の測定部に対してパージ経路を容易に設けることができる。
【００２１】
請求項３に示す構成としたので、反射鏡に向けて吹き付けられるパージ経路中の排ガスをクリーンに変換することで、反射鏡の表面を確実に清浄にすることができる。
【００２２】
請求項４に示す構成としたので、反射鏡に向けて吹き付けられたパージ経路からの排ガスを、反射鏡の長さ方向に沿って効果的に全面に行き渡らせることができ、反射鏡の表面を確実に清浄にすることができる。
【００２３】
請求項５に示す構成としたので、排ガスを排気経路に還流させることで排気経路中の排ガス濃度を略一定に保つことができ、排気経路の複数箇所に測定部を設置した場合であっても、連続して排ガス中の成分濃度を測定することができる。
【００２４】
請求項６に示す構成としたので、排気経路中の排ガス流量などの測定条件が経時変化した場合であっても、測定条件の変化に応じて反射鏡へ供給される排ガスの流量を適宜調整することができるため、排ガスの濃度変化等に起因する測定結果への影響を低減して、測定の安定性を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、発明を実施するための最良の形態を説明する。
図１は本発明の一実施例に係る排ガス分析装置を車輌に搭載した状態を示した側面図、図２は第一実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図、図３は同じく図２の測定部の斜視図、図４は図２における反射鏡の近傍位置の垂直断面図、図５は図２における反射鏡の近傍位置の水平断面図、図６は図２に示した測定部において排ガスが流れる様子を示した側面図、図７は第二実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図、図８は第三実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図、図９は第四実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図、図１０は第五実施例の排ガス分析装置の測定部の反射鏡の近傍位置の垂直断面図である。
なお、以下の本実施例では、図４に示すように本体部５０の長手方向としての長さ方向をＸ方向とし、短手方向としての幅方向をＹ方向とする。
【００２６】
まず、第一実施例の排ガス分析装置１の全体構成について、以下に概説する。
図１に示すように、本実施例の排ガス分析装置１は、自動車２に配置された内燃機関であるエンジン２０から排出される排ガス中の成分濃度や温度を測定して分析するものである。具体的には、排ガス分析装置１は、上述した排気経路３の複数箇所に配設された複数の測定部５・５・・・と、測定部５に接続されたレーザ発振・受光用のコントローラ６と、コントローラ６に接続されたコンピュータ装置７等とで構成されている。
【００２７】
自動車２には、エンジン２０からの排ガスを機外に排出する排気経路３が敷設されており、排気経路３は、エキゾーストマニホールド３０、排気管３１、第一触媒装置３２、第二触媒装置３３、マフラー３４、及び排気パイプ３５等とから構成されている。また、排気経路３の各構成機器は、断面円形状の配管３ａによって連結されている。
【００２８】
排気経路３においては、エンジン２０の排ガスが、まずエキゾーストマニホールド３０で合流され、排気管３１を通じて第一触媒装置３２及び第二触媒装置３３に導入され、その後マフラー３４を通じて排気パイプ３５から大気中に放出される。このような排気経路３が形成されることによって、エンジン２０からの排ガスは、二つの触媒装置３２・３３によって浄化され、マフラー３４によって消音・減圧されて大気中に放出される。
【００２９】
本実施例の測定部５・５・・・は、排気経路３において４箇所に配置されており、具体的には、第一触媒装置３２の上流側のエンジン２０と排気管３１との間、第一触媒装置３２と第二触媒装置３３との間、第二触媒装置３３とマフラー３４との間、マフラー３４の下流側の排気パイプ３５の末端部にそれぞれ配置されている。
【００３０】
排ガス分析装置１では、各測定部５において、コントローラ６によって赤外線レーザ光が照射され、かつ排ガスを透過した後のレーザ光が受光されることで、排気経路３を流れる排ガスの成分濃度が連続的にリアルタイムで測定される。そして、得られたデータが、コントローラ６からコンピュータ装置７に送られて排ガス中の成分が分析される。
【００３１】
コントローラ６は、複数の波長の赤外線レーザ光を照射する照射装置であり、レーザ光の波長は、検出する排ガスの成分に合わせて設定される。また、コントローラ６には、測定部５に接続された図示せぬ差分型光検出器等が設けられており、測定部５により受光された信号光が導光され、排ガス中を透過して減衰したレーザ光と排ガス中を透過していないレーザ光との信号光が接続されたコンピュータ装置７に出力される。コンピュータ装置７では、コントローラ６からの出力信号が解析されて、排ガスの成分濃度や排ガスの温度を算出する等して、排ガスの分析が行われる。
【００３２】
このように、本実施例の排ガス分析装置１では、各測定部５による排気経路３の一断面におけるスポット的な排ガスの測定が可能となっている。特に、本実施例のように、測定部５が排気経路３の複数箇所に設けられることで、排ガスが排気経路３の所定断面でどのように変化するかを瞬時に測定することができ、排ガスの状態をリアルタイムに連続して測定することができる。
【００３３】
次に、測定部５の構成について、以下に詳述する。
なお、本実施例の排ガス分析装置１は、排気経路３に取り付けられた各測定部５・５・・・がそれぞれ略同一に構成されている。以下、その一例として、第一触媒装置３２と第二触媒装置３３との間に配置された測定部５について説明する。
【００３４】
図２に示すように、本実施例の測定部５は、エンジン２０の排ガスを排出する排気経路３中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定するものであって、排気経路３を構成する配管３ａ・３ａの連結部に設けられた管継手３６・３６によって本体部５０が前後方向から挟まれた状態で排気経路３の所定の箇所に取り付けられる。
【００３５】
管継手３６・３６は、断面円形の貫通孔３６ａが穿設された筒状に形成され、一方の開口縁部にフランジ部３６ｂが設けられている。測定部５（の本体部５０）は、一対の管継手３６・３６のフランジ部３６ｂが設けられた側の開口端の離間に、図示せぬガスケットを介して挟み込まれ、フランジ部３６ｂ・３６ｂがボルト３８・３８によって締結されることで固定される。
【００３６】
管継手３６の貫通孔３６ａは、配管３ａと同じ直径の円形に形成され、排ガスの流れが妨げられないように構成されている。また、図示せぬガスケットは、貫通孔３６ａ等と略同じ直径の孔が開口され、管継手３６・３６の間に測定部５を挟んで配管３ａと接続しても、排ガスが途中で漏れることはなく、排気経路３の長さの増加も少ないように構成されている。
【００３７】
このようにして、測定部５は、上述した管継手３６・３６を介して排気経路３の各配管３ａと接続されており、排気経路３を流れる排ガスが、一方の管継手３６の貫通孔３６ａを介して本体部５０に送られた後に、本体部５０の排ガス通過孔５０ａを通過して、他方の管継手３６の貫通孔３６ａより排気経路３の下流側に送られる。
【００３８】
なお、本実施例の管継手３６には、後述するパージ経路５５及び還流経路５６が接続されており、排気経路３中の排ガスが排気経路３から管継手３６を介してパージ経路５５に分流され、一方で、測定部５に設けられた反射鏡５２に向けて吹き付けられた排ガスが還流経路５６から管継手３６を介して排気経路３に還流させる（図５参照）。このパージ経路５５及び還流経路５６の詳細は、後述する。
【００３９】
図２乃至図５に示すように、本実施例の測定部５の構成としては、矩形状の薄板材から形成され、略中心部に排気経路３中の排ガスが通過する円形の排ガス通過孔５０ａが貫通された本体部５０と、分析用のレーザ光を排ガス通過孔５０ａ内に向けて照射する照射部５１と、照射部５１より排ガス通過孔５０ａ内に照射されたレーザ光を多重反射させる一対の反射鏡５２・５２と、排ガス中を透過したレーザ光を検出する受光部５３と、排ガス通過孔５０ａ内に配設されたスリーブ形状のカバーリング５４と、排ガス通過孔５０ａを通過する排ガスとは別に排気経路３から排ガスを分流し、分流した排ガスを反射鏡５２・５２の表面に向けて吹き付けるパージ経路５５と、反射鏡５２に向けて吹き付けられた排ガスを排気経路３に還流させる還流経路５６等とで構成されている。
【００４０】
本体部５０には、照射部５１及び受光部５３が投光面と受光面とがそれぞれ排ガス通過孔５０ａの中心方向に向くようにして組み付けられるとともに、一対の反射鏡５２・５２が、排ガス通過孔５０ａに面するように上下位置に対向して配設され、照射部５１より照射されたレーザ光が排ガス通過孔５０ａ内を排気経路３に対して直交して横切るように平行状態に固定されている（図３参照）。
【００４１】
照射部５１からは、排気経路３と直交する一断面に沿ってレーザ光が照射され、照射部５１から照射されたレーザ光が受光部５３にて受光される。本実施例では、照射部５１及び受光部５３は、上述したコントローラ６に接続されており、コントローラ６から射出された赤外レーザ光が照射部５１を介して排ガス通過孔５０ａに照射され、排ガス中を透過したレーザ光が受光部５３で受光されてコントローラ６に受光信号が入力される。
【００４２】
反射鏡５２・５２は、平面視長板形状に形成され、本体部５０の長さ方向（図５においてＸ方向）に沿って排ガス通過孔５０ａを挟んで略平行となるように配設されている。この反射鏡５２・５２によって、照射部５１より照射されたレーザ光は、一方の反射鏡５２により他方の反射鏡５２に向けて反射され、一対の反射鏡５２・５２により交互に反射されて受光側の受光部５３に到達される（図３及び図５参照）。このように本実施例の測定部５では、一対の反射鏡５２・５２によって、照射部５１により照射されたレーザ光が排気経路３に直交する一断面内を複数回反射してから受光部５３で受光される。
【００４３】
カバーリング５４は、通過孔５４ａを有する円筒状部材であって、通過孔５４ａの外径が排ガス通過孔５０ａの内径よりも小さくなるように形成されている（図３及び図４参照）。また、カバーリング５４の幅は、本体部５０の幅と略同じに形成されている。このカバーリング５４の周面には、一対の長穴のレーザ光通過小孔（図略）が穿設されており、各レーザ光通過小孔は、照射部５１より排ガス通過孔５０ａ内に向けて照射されたレーザ光が、反射鏡５２・５２間で複数回反射されて受光部５３に受光されるように、レーザ光の光路上に設けられている。
【００４４】
また、図４及び図５に示すように、本実施例の本体部５０には、外部空間と排ガス通過孔５０ａの内部空間とを連通する複数の取付孔５０ｂ・５０ｂ・・・が穿設されており、後述するパージ経路５５の管部材５５ａ及び還流経路５６の管部材５６ａが各取付孔５０ｂ・５０ｂ・・・に嵌入されて取り付けられる。本実施例の取付孔５０ｂは、本体部５０に設けられた反射鏡５２の表面に対して略水平状態に本体部５０の長さ方向（図５においてＸ方向）に沿って穿設され、一端が外部空間に開口されるとともに、他端が排ガス通過孔５０ａに向けて開口されている。本実施例では、一の本体部５０に四つの取付孔５０ｂ・５０ｂ・・・が穿設され、各取付孔５０ｂにパージ経路５５の接続端５５ｂ及び還流経路５６の接続端５６ｂがそれぞれ嵌入される。
【００４５】
取付孔５０ｂは、排ガス通過孔５０ａ側の開口部が本体部５０において反射鏡５２の長さ方向（図５においてＸ方向）端側の表面側に開口されており、パージ経路５５の接続端５５ｂより排出された排ガスが反射鏡５２の表面に向けて吹き付けられるとともに、還流経路５６の接続端５６ｂより反射鏡５２に吹き付けられた排ガスが還流経路５６に導入されて、排ガス通過孔５０ａより排出される。
【００４６】
次に、パージ経路５５及び還流経路５６の構成について、以下に詳述する。
なお、本実施例では、パージ経路５５及び還流経路５６は本体部５０に対してそれぞれ一対ずつ設けられており、以下の実施例では特に断りのない限り、一方のパージ経路５５及び還流経路５６の構成について説明するが、他方についても同様に構成されるものとする。
【００４７】
図４乃至図６に示すように、パージ経路５５は、本体部５０の排ガス通過孔５０ａを通過する排ガスとは別に排気経路３から排ガスを分流して、分流した排ガスを反射鏡５２・５２の表面に向けて吹き付けるために設けられた分流経路である。具体的には、本実施例のパージ経路５５は、内部中空に形成された管部材５５ａより構成されおり、パージ経路５５を構成する管部材５５ａは、一端が排気経路３を構成する配管３ａに接続された一方の管継手３６に接続され、他端の接続端５５ｂが本体部５０に接続されている。
【００４８】
管部材５５ａの一端は、管継手３６に接続されて、管継手３６の貫通孔３６ａに開口されている。そのため、排気経路３から管継手３６の貫通孔３６ａを通過する排ガスの一部が、管部材５５ａの一端を介して管部材５５ａの内部に分流される（図６参照）。
【００４９】
接続端５５ｂは、本体部５０に穿設された取付孔５０ｂに嵌入されている。上述したように、この取付孔５０ｂは、一端が外部空間に開口されるとともに、他端が排ガス通過孔５０ａに向けて開口されているため、取付孔５０ｂに嵌入された接続端５５ｂから分流された排ガスが排ガス通過孔５０ａに向けて排出される。そして、取付孔５０ｂは、反射鏡５２の長さ方向（図４においてＸ方向）の一端側に開口されるように穿設されているため、接続端５５ｂから排出された排ガスが排ガス通過孔５０ａに露出された反射鏡５２の表面に向けて吹き付けられる。
【００５０】
本実施例のパージ経路５５では、反射鏡５２の長さ方向（図５においてＸ方向）の一端側から他端側に向けて反射鏡５２の表面に向けて排ガスが吹き付けられる。換言すると、パージ経路５５よって、排ガス通過孔５０ａを通過する排ガスの流れと直交する方向であって、照射部５１より照射されたレーザ光が一対の反射鏡５２・５２により交互に反射されて受光側の受光部５３に到達されるまでの光路を横切るようにして排ガスが吹き付けられる。
【００５１】
また、パージ経路５５には、管部材５５ａの中途部であって接続端５５ｂに至る間にフィルタ部材５５ｃが設けられており、パージ経路５５内の排ガスがフィルタ部材５５ｃを通過することで排ガス中のススやカーボンスーツなどの排ガス汚れが除去される。すなわち、排気経路３からパージ経路５５に分流された排ガスは、パージ経路５５の接続端５５ｂまでの間にススやカーボンスーツなどの排ガス汚れが除去されてクリーンな状態に変換され、接続端５５ｂより反射鏡５２に向けて吹き付けられるのである。
【００５２】
フィルタ部材５５ｃの素材としては特に限定されず、例えば、ススやカーボンスーツなどの排ガス汚れをろ過する積層金属メッシュフィルタや積層金属不織不フィルタなどの積層金属フィルタ、耐熱性セラミックより形成された微細孔フィルタなどを用いることができる。
【００５３】
排気経路３からパージ経路５５に分流される排気ガスの流量は、排気経路３から排ガス通過孔５０ａを通過する排ガスの流量に影響を及ぼすため、パージ経路５５（管部材５５ａ）の長さや口径は、そのような影響を最小限に留めるように適宜設定される。好ましくは、排気経路３からパージ経路５５に分流された排ガスを、排気経路３より分流されなかった排ガスが排ガス通過孔５０ａを通過するタイミングに合わせて、反射鏡５２の表面に吹き付けられるように適宜設定される（例えば、図８参照）。
【００５４】
このように、本実施例の測定部５では、パージ経路５５が設けられることで、排気経路３中の排ガスは、管継手３６→パージ経路５５（管部材５５ａ→→フィルタ部材５５ｃ→接続端５５ｂ）→取付孔５０ｂ→排ガス通過孔５０ａ→反射鏡５２と流れて、反射鏡５２の表面に向けて吹き付けられるように構成されている（図６参照）。
【００５５】
一方で、図４乃至図６に示すように、還流経路５６は、パージ経路５５から反射鏡５２に向けて吹き付けられた排ガスを排気経路３に還流させる経路であって、具体的には、本実施例の還流経路５６は、内部中空に形成された管部材５６ａより構成されおり、還流経路５６を構成する管部材５６ａは、一端が排気経路３を構成する配管３ａに接続された他方の管継手３６に接続され、他端の接続端５６ｂが本体部５０に接続されている。
【００５６】
接続端５６ｂは、本体部５０に穿設された取付孔５０ｂであって、上述したパージ経路５５の接続端５５ｂが嵌入された取付孔５０ｂと反射鏡５２を挟んで対向する位置にある取付孔５０ｂに嵌入されている。取付孔５０ｂに嵌入された接続端５６ｂから、パージ経路５５から反射鏡５２の長さ方向に沿って吹き付けられた排ガスが管部材５６ａの内部へと導入される。すなわち、パージ経路５５に分流された排ガスは、排ガス通過孔５０ａ内の反射鏡５２の表面に向けて吹き付けられると、一部はそのまま排ガス通過孔５０ａの下流側へと送られるが、かかる排ガスの多くは接続端５６ｂを介して還流経路５６（の管部材５６ａ）内へと導入される。
【００５７】
管部材５６ａの一端は、管継手３６に接続されて、管継手３６の貫通孔３６ａに開口されている。そのため、還流経路５６の管部材５６ａ内の排ガスは、管部材５６ａの一端を介して管継手３６の貫通孔３６ａへと送られて、排気経路３に還流される。
【００５８】
このように、本実施例の測定部５では、還流経路５６が設けられることで、反射鏡５２の表面に向けて突きつけられた排ガスは、排ガス通過孔５０ａ→取付孔５０ｂ→還流経路５６（接続端５６ｂ→管部材５６ａ）→管継手３６と流れて、排気経路３に還流されるように構成されている（図６参照）。
【００５９】
以上のように、本実施例の排ガス分析装置１は、エンジン２０の排ガスを排出する排気経路３中の排ガスにレーザ光を照射し、排ガスを透過したレーザ光を検出することで排ガス中の成分濃度を測定する測定部５を有する排ガス分析装置１において、測定部５は、排気経路３中の排ガスが通過する排ガス通過孔５０ａが穿設され、排ガス通過孔５０ａ内に向けて照射されたレーザ光を多重反射させる反射鏡５２が配設される本体部５０と、排ガス通過孔５０ａを通過する排ガスとは別に排気経路３から排ガスを分流し、分流した排ガスを反射鏡５２の表面に向けて吹き付けるパージ経路５５とを具備してなるため、簡易な構成で反射鏡５２の表面を清浄に保つことができ、反射鏡５２表面でのレーザ光の反射ロスを低減して排ガスの成分濃度の測定精度を安定させることができる。
【００６０】
すなわち、排ガス分析装置１では、測定部５に排ガス通過孔５０ａを通過する排ガスとは別に排気経路３から排ガスを分流し、分流した排ガスを反射鏡５２の表面に向けて吹き付けるパージ経路５５が設けられているため、パージ経路５５から供給される排ガス（パージガス）によって、反射鏡５２の表面に排ガス中に含まれるススやカーボンスーツなどの排ガス汚れが付着するのを防止することができ、また、反射鏡５２の表面に付着した排ガス汚れを除去することができ、反射鏡５２の表面を清浄に保つことができるのである。また、このようにパージ経路５５を設けるだけで、反射鏡５２の表面に排ガス（パージガス）を供給することができるため、測定部５を簡易に構成することができる。
【００６１】
さらに、本実施例の排ガス分析装置１では、測定部５において測定対象となる排ガス中に含まれる成分毎に対応する吸収量から排ガス中の成分濃度等が測定され、排ガスの成分濃度等はレーザ光路上における排ガス濃度の影響を受ける。本実施例のように、排気経路３中の排ガスをパージ経路５５により分流してこれを反射鏡５２の表面に吹き付けるように構成することで、排気経路３より分流された排ガスが反射鏡５２の表面近傍のレーザ光路を横切るため、レーザ光路上における排ガス濃度の影響を低減することができ、排ガス中の成分濃度の分析精度を向上できる。
【００６２】
特に、本実施例のパージ経路５５は、内部中空の管部材５５ａより構成され、一端が排気経路３を構成する配管３ａ（管継手３６）に接続され、他端が本体部５０に接続されるため、既存の測定部５に対して管部材５５ａよりなるパージ経路５５を容易に設けることができる。
【００６３】
また、本実施例のパージ経路５５には、パージ経路５５内の排ガス中のススやカーボンスーツなどの排ガス汚れを除去するフィルタ部材５５ｃが設けられるため、パージ経路５５より反射鏡５２に吹き付けられる排ガス（パージガス）をクリーンに変換することで、反射鏡５２の表面を確実に清浄にすることができる。
【００６４】
また、本実施例のパージ経路５５には、反射鏡５２の長さ方向の一端側に接続されるため、反射鏡５２の表面に向けて吹き付けられたパージ経路５５からの排ガスを、反射鏡５２の長さ方向に沿って効果的に全面に行き渡らせることができ、反射鏡５２の表面を確実に清浄にすることができる。
【００６５】
さらに、本実施例の測定部５は、パージ経路５５から反射鏡５２に向けて吹き付けられた排ガスを排気経路３に還流させる還流経路５６を具備してなるため、反射鏡５２の表面に吹き付けられたパージ経路５５からの排ガスを反射鏡５２の表面に滞留させることなく、排ガス通過孔５０ａ外に送り出すことができるため、排ガスの成分濃度の測定精度をより安定させることができる。特に、かかる排ガスを排気経路３に還流させることで、排気経路３中の排ガス濃度を略一定に保つことができ、例えば、排気経路３の複数箇所に測定部５を設置した場合であっても、連続して排ガス中の成分濃度を測定することができる。
【００６６】
なお、排ガス分析装置１の構成としては、上述した実施例に限定されず、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００６７】
すなわち、測定部５の構成としては、上述した第一実施例の排ガス分析装置１ではパージ経路５５及び還流経路５６が設けられるが（図２参照）、その内還流経路５６は必ずしも設けられる必要はない。具体的には、図７に示す第二実施例のように、測定部５においてパージ経路５５のみが設けられ、還流経路５６が省略されるように構成してもよい。かかる構成の場合には、パージ経路５５より反射鏡５２に吹き付けられた排ガスは、排ガス通過孔５０ａより排気経路３の下流方向へと送られる。このように構成することで、測定部５をより簡易かつコンパクトに構成することができる。
【００６８】
また、パージ経路５５の構成としては、図８に示す第三実施例のように、分流されなかった排気経路３中の排ガスが排ガス通過孔５０ａを通過するタイミングに合わせて、分流された排ガスを反射鏡５２の表面に向けて吹き付ける排ガス流量調整手段としてのポンプ部材５５ｄが別途設けられてもよい。具体的には、ポンプ部材５５ｄは、上述したコントローラ６に接続され、パージ経路５５中の排ガスの内、反射鏡５２に吹き付けられる排ガスの流量を調整可能に構成され、コントローラ６によってポンプ部材５５ｄの図示せぬバルブ等が開閉制御されることで、パージ経路５５から反射鏡５２に吹き付けられる排ガスの流量が制御される。
【００６９】
ポンプ部材５５ｄによる排ガス流量の調整方法としては、まず、排気経路３の上流側の排ガスＦ１が一方の管継手３６に到達すると、排気経路３中の排ガスＦ１の一部の排ガスＦ２がパージ経路５５内に分流される。そして、パージ経路５５に分流されなかった排ガスＦ３は、やがて一方の管継手３６から排ガス通過孔５０ａに到達される。一方で、ポンプ部材５５ｄによりパージ経路５５内に分流された排ガスＦ２が流量が制御されて、パージ経路５５に分流されなかった排ガスＦ３が排ガス通過孔５０ａに到達するタイミングと同期するようにして、反射鏡５２の表面に排ガスＦ４が吹き付けられる。
【００７０】
上述した実施例（例えば、図２等参照）では、分流されなかった排気経路３中の排ガスが排ガス通過孔５０ａを通過するタイミングに合わせて、分流された排ガスが反射鏡５２の表面に向けて吹き付けられるように、パージ経路５５の管部材５５ａの長さや口径などが適宜設定されるところ、排気経路３中の排ガス流量などの測定条件が経時変化した場合には対応することができず、測定の安定性に劣るという課題がある。本実施例のようにパージ経路５５に別途ポンプ部材５５ｄを設けることで、排気経路３中の排ガス流量などの測定条件が経時変化した場合であっても、測定条件の変化に応じて反射鏡５２へ供給される排ガスの流量を適宜調整することができるため、排ガスの濃度変化等に起因する測定結果への影響を低減して、測定の安定性を向上することができる。
【００７１】
また、パージ経路５５の構成としては、図９に示す第四実施例のように、パージ経路１５５として、管部材１５５ａの一端が、排気経路３を構成する配管３ａに接続された管継手３６の内、排気経路３の下流側に接続される他方の管継手３６に接続され、他端が、本体部５０に接続されるように構成されてもよい。具体的には、かかるパージ経路１５５の構成では、排気経路３中の排ガスの内排ガス通過孔５０ａを通過した排ガスの一部をパージ経路１５５内に分流して、反射鏡５２の表面に吹き付けるように構成される。
【００７２】
また、パージ経路５５の構成としては、上述した第一実施例では、本体部５０に対して反射鏡５２の長さ方向（図５においてＸ方向）の一端側に接続されるが、パージ経路５５と本体部５０との接続位置は特に限定されず、例えば、本体部５０に対して反射鏡５２の幅方向（図５においてＹ方向）の一端側に接続されてもよい。
【００７３】
さらに、本体部５０の構成としては、上述した第一実施例の排ガス分析装置１では、反射鏡５２の表面に対して略水平状態に本体部５０の長さ方向に沿って取付孔５０ｂが穿設されるが（図４参照）、例えば、図１０に示す第五実施例のように、反射鏡５２の表面に対して鋭角方向に傾斜された状態に本体部５０の長さ方向に沿って穿設されてもよい。すなわち、かかる本体部５０の構成のように、取付孔５０ｂが反射鏡５２の表面に対して傾斜された状態で穿設されることで、取付孔５０ｂに嵌入されたパージ経路５５の接続端５５ｂから反射鏡５２の表面に対して斜め方向から排ガスが吹き付けられるため、反射鏡５２の長さ方向に沿ってより効果的に全面に行き渡らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の一実施例に係る排ガス分析装置を車輌に搭載した状態を示した側面図。
【図２】第一実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図。
【図３】同じく図２の測定部の斜視図。
【図４】図２における反射鏡の近傍位置の垂直断面図。
【図５】図２における反射鏡の近傍位置の水平断面図。
【図６】図２に示した測定部において排ガスが流れる様子を示した側面図。
【図７】第二実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図。
【図８】第三実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図。
【図９】第四実施例の排ガス分析装置の測定部の側面図。
【図１０】第五実施例の排ガス分析装置の測定部の反射鏡の近傍位置の垂直断面図。
【符号の説明】
【００７５】
１    排ガス分析装置
３    排気経路
３ａ    配管
５    測定部
２０    エンジン
３６    管継手
５０    本体部
５０ａ    排ガス通過孔
５１    照射部
５２    反射鏡
５３    受光部
５５    パージ経路
５５ａ    管部材
５５ｂ    接続部
５５ｃ    フィルタ部材
５６    還流経路
５６ａ    管部材
５６ｂ    接続部
【図１】
0005038923.tif 000002
【図２】
0005038923.tif 000003
【図３】
0005038923.tif 000004
【図４】
0005038923.tif 000005
【図５】
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【図６】
0005038923.tif 000007
【図７】
0005038923.tif 000008
【図８】
0005038923.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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