(57)【要約】【課題】ＣＶＳ装置とバッグとを接続する接続管の長さを短くすることができる定容量希釈サンプリング装置用バッグを提供する。【解決手段】気体の流入出が可能な内部流路系を有するガス入出部と、前記ガス入出部の内部流路系と連通していて、その周壁に前記気体が噴出可能な複数のガス噴出孔が形成してあるパイプと、前記パイプが収容してある内部空間を有し、前記内部空間に気体を充填することが可能なバッグ本体と、を備えており、前記ガス入出部が、前記内部空間に気体が充填されていない時点での前記バッグ本体の周縁部に設置してあるようにした。【選択図】図１
2009085842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気体の流入出が可能な内部流路系を有するガス入出部と、
前記ガス入出部の内部流路系と連通していて、その周壁に前記気体が噴出可能な複数のガス噴出孔が形成してあるパイプと、
前記パイプが収容してある内部空間を有し、前記内部空間に気体を充填することが可能なバッグ本体と、を備えており、
前記ガス入出部が、前記内部空間に気体が充填されていない時点での前記バッグ本体の周縁部に設置してある定容量希釈サンプリング装置用バッグ。
【請求項２】
２個のフックを備えている請求項１記載の定容量希釈サンプリング装置用バッグ。
【請求項３】
前記ガス入出部は、複数個設けてある請求項１又は２記載の定容量希釈サンプリング装置用バッグ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ＣＶＳ装置とバッグとを接続する接続管の長さを短くすることができる定容量希釈サンプリング装置用バッグに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等のエンジン排ガスの成分を計測する方法は、排ガスのサンプリング時に、排ガスを空気等で希釈する「希釈サンプリング方式」と、希釈をしない「直接サンプリング方式」と、に大別でき、これらの手法は、排ガス試験の目的や条件によって使い分けられている。
【０００３】
直接サンプリング方式（直接法）では、採取したエンジン排ガスの濃度を希釈せずにそのまま計測するのに対して、希釈サンプリング方式（希釈法）では、採取したエンジン排ガスを大気等で数倍に希釈し、濃度計測を行なう。希釈サンプリング方式によれば、サンプル中の水分濃度を下げることができ、配管内部での結露が起こりにくいため、水の凝縮によるガス濃度変化や、水溶性成分の溶解損失による計測誤差を抑制できる。
【０００４】
希釈法として広く採用されているのは、定容量サンプリング（Ｃｏｎｓｔａｎｔ
Ｖｏｌｕｍｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ：ＣＶＳ）による方法であり、この方法では、エンジン排ガス全量を大気で希釈して一定の既知流量にする。また、最近では、排ガスの一部を採取して一定比率で希釈するバッグミニダイリュータ（ＢＭＤ）法というシステムも考案されている。ＣＶＳ法は、現在最も一般的な希釈サンプリング法であり、図１２にベンチュリ方式を用いた場合の概念を示すように、この方法では、排ガス全量と希釈用の大気を装置に導入し、それらを合わせた総流量が常に一定となるように制御する。希釈した排ガスは、その一部を一定流量でバッグに採取し、試験終了後にバッグ内濃度を分析する。排ガス質量は、この濃度と、希釈排ガスの流量、サンプリング時間、対象成分のガス密度から求めることができる。
【０００５】
このようなバッグとしては、例えば、図１３に示すように、２枚の樹脂シートの４辺を貼り合わせて構成されたバッグ本体３と、このバッグ本体の内部に平面視数字の８の字状に配置されるパイプ２ａ、２ｂ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入出部１と、バッグをＣＶＳ装置に吊り下げて配設するためのフック６と、を具備し、前記パイプ２には、その全長にわたってその周壁に均一な間隔で、小径（例えば圧損しても全てのガス噴出孔からガスを噴出できる程度の大きさの径）を有する複数個のガス噴出孔が形成されているバッグＡが用いられている。
【０００６】
そして、このバッグＡのガス入出部１を、希釈排ガスが流れる定容量サンプリング流路に接続し、希釈排ガスをパイプ２ａ、２ｂに導入することにより、その希釈排ガスが、バッグ本体３内に充填されるように構成してある。
【０００７】
バッグ本体３内の希釈排ガスを、バッグＡの下流側に設けた吸引ポンプで吸引することによりガス分析計に導入して希釈排ガスの計測を行なうことができ、空になったバッグＡに、別のガスを同様に導入すれば、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）。
【０００８】
ＣＶＳ法では排ガスが希釈されるため、水の凝縮や、化学的に活性な成分の相互反応による組成変化を抑制できるが、更に、バッグ内で平均化されたガスを走行終了後に測定する方式であるため、分析計の応答遅れの影響も無視できる。このようにＣＶＳ法には多くの利点があることから、現在、米国、欧州、日本における新型車両の排ガス認証試験、使用過程車の排ガス試験に標準的に用いられている。
【０００９】
ＣＶＳ装置は、図１４にそのガスフローの例を示すように、大きく分けて、排ガスと希釈用空気の混合部、混合ガス流量制御部、バッグ採取部からなる。それぞれのバッグが複数あるのは、試験モードの区切りでバッグを切り替える必要があるためである。
【００１０】
ＣＶＳ装置における希釈流量は、試験エンジンの排気量・試験モード・大気条件等に応じて設定される。試験中、排ガス流量が最大になる時点でも、希釈後の排ガス中の水分濃度が露点以下であることが必要条件で、排ガス平均流量の５〜１０倍程度での運用が一般的である。
【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】
【００１１】
ＣＶＳ法はバッグ採取によるサンプル平均化効果があり、排ガスを精度良く計測できる優れた方法であるが、計測対象の排ガス成分が低濃度化するにつれ、いくつかの誤差要因があることも明らかになってきており、特に、エンジン排ガス中の炭化水素（以下、ＨＣという。）は、計測システムの構成部品への吸着・脱離を起しやすく、これが計測誤差の一因となっている。
【００１２】
図１３に示すような従来のバッグを使用した場合は、ガス入出部がバッグの中央にあるため、ＣＶＳ装置とバッグのガス入出部とを接続する接続管にある程度の長さが必要となる。しかしながら、近時、排ガス濃度の低下とともにサンプリングの精度が要求されるようになり、接続管内部への排ガス成分の吸着や一旦吸着した排ガス成分の脱離や、先の試験時に接続管内に残留した排ガスの影響が無視できなくなってきた。また、ＣＶＳの希釈排ガスの水分濃度は、バッグ内では平均化されて、そこまでの配管中ほどには高くならない。従って、バッグ内が露点ぎりぎりのレベルまで希釈率を下げ、希釈空気量を必要最小限にとどめ、計測精度を確保するためにバッグ入口までの配管を充分に加熱することも考えられるが、全ての接続管に加熱装置を設けることは、装置全体が大きくなると共に、構成が複雑化し、所望の効果を得るために複雑な制御が必要となる。
【００１３】
そこで本発明は、ＣＶＳ装置とバッグとを接続する接続管の長さを短くすることができる定容量希釈サンプリング装置用バッグを提供すべく図ったものである。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
すなわち本発明に係る定容量希釈サンプリング装置用バッグ（以下、ＣＶＳ装置用バッグともいう。）は、気体の流入出が可能な内部流路系を有するガス入出部と、前記ガス入出部の内部流路系と連通していて、その周壁に前記気体が噴出可能な複数のガス噴出孔が形成してあるパイプと、前記パイプが収容してある内部空間を有し、前記内部空間に気体を充填することが可能なバッグ本体と、を備えており、前記ガス入出部が、前記内部空間に気体が充填されていない時点での前記バッグ本体の周縁部に設置してあることを特徴とする。
【００１５】
なお、本発明に係るＣＶＳ装置用バッグは、通常、ＣＶＳ装置に設置して希釈用空気で希釈した排ガスやコントロールとして使用される希釈用空気を採取するために用いられるものである。また、本発明において「内部空間に気体が充填されていない時点」とは、バッグ本体の内部空間に気体が充填されておらず、バッグ本体が萎んで平面状になっているときをいう。更に、本発明において「周縁部」とは、前記内部空間に気体が充填されていない時点での前記バッグ本体において、縁又は重心より縁に近い部分をいう。
【００１６】
このようなものであれば、前記ガス入出部が前記バッグ本体の周縁部に設置してあるので、前記ガス入出部をＣＶＳ装置の排ガス採取口に近づけることができ、これにより、ＣＶＳ装置とＣＶＳ装置用バッグとを接続する接続管の長さを短くすることができるので、接続管内部への排ガス成分の吸着や脱離を最小化することが可能になると共に、接続管内での排ガス温度の低下を少なくし、露点低下による結露、水の凝縮によるガス濃度変化や、水溶性成分の溶解損失による計測誤差を抑制できる。また、接続管内部のデッドボリュームが減少するので、ＣＶＳ装置の排ガス採取口から採取した排ガスがバッグに溜まるまでのデッドタイムが短くなり、測定時差を減らすことができる。また、試験後に接続管内に残留する排ガス量も低減することができる。従って本発明によれば、より精度の良いサンプリングが可能となる。
【００１７】
ＣＶＳ装置用バッグは、通常ＣＶＳ装置に吊り下げて配置され、このように吊り下げ可能なものとするために通常ＣＶＳ装置用バッグはフックを備えているが、従来品はフックを１個しか備えていない。これに対して、本発明に係るＣＶＳ装置用バッグは、２個のフックを備えていることが好ましい。
【００１８】
このように２個のフックが設けてあれば、例えば、２個のフックがバッグ本体の対称な２箇所に設けてある場合、ＣＶＳ装置の排ガス採取口の位置に合わせて接続管が短くなるようにＣＶＳ装置用バッグを上下逆に吊り下げることができる。また、このようなものであれば、本発明に係るＣＶＳ装置用バッグを縦に複数個連結して配設することも可能となる。このため、ＣＶＳ装置用バッグのレイアウトの自由度が増すと共に、従来は希釈空気用バッグと排ガス用バッグのペアが分かりにくかったものの、本発明によればペアを上下に連結して吊り下げることができるのでペアが識別しやすくなる。
【００１９】
更に、前記ガス入出部は、複数個設けてあることが好ましい。前記ガス入出部が複数個設けてあれば、接続管を短くするためのＣＶＳ装置用バッグのレイアウトの自由度をより一層増加することができる。
【発明の効果】
【００２０】
このように本発明によれば、ＣＶＳ装置とＣＶＳ装置用バッグのガス入出部とを接続する接続管の長さを短くすることができるので、接続管内部への排ガス成分の吸着や脱離を少なくし、測定時差を減少させ、残留排ガスの影響を低下させることができると共に、接続管内での排ガス温度の低下を少なくし、露点低下による結露、水の凝縮によるガス濃度変化や、水溶性成分の溶解損失による計測誤差を抑制できる。このため本発明によれば、精度の高いサンプリングが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の一実施形態を図面を参照して説明する。
【００２２】
本実施形態に係るＣＶＳ装置用バッグＡは、ＣＶＳ装置に設置して希釈用空気で希釈した排ガスやコントロールとしての希釈用空気を採取するためのものであり、図１〜８に示すように、気体の流入出が可能な内部流路系１０を有するガス入出部１と、ガス入出部１の内部流路系１０と連通していて、その周壁に前記気体が噴出可能な複数のガス噴出孔２１が形成してあるパイプ２と、パイプ２が収容してある内部空間３０を有するバッグ本体３と、ＣＶＳ装置に吊り下げて設置するためのフック６と、を備えているものである。
【００２３】
以下に、各部について説明する。
ガス入出部１は、図１中左上及び右上の２箇所の角部に設けてあり、図３等に示すように、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にかけて形成された内部流路系１０（図３では図示せず）を備えている。
【００２４】
具体的に、この内部流路系１０は、図４〜６に示すように、頂面１ａの中央から底面１ｃに向かって伸びる有底の円筒状であるガス入出孔１１と、このガス入出孔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、前記ガス入出孔１１の内壁面に設けた開口１１ｃと側周面に設けたガス排出口４とを連絡する排気用流路１３と、を備えている。
【００２５】
ガス入出孔１１は、接続管を介してＣＶＳ装置に接続されるものであって、このガス入出孔１１の開口１１ａ側を、頂面１ａから若干飛び出させることで、ガス入出部１と接続管との継合を容易に行えるようにしている。本実施形態では、このガス入出孔１１の内径をパイプ２の内径よりも大きく設定している。
【００２６】
分流路１２は、側周面１ｂに設けた開口１ｂｘにおいて、パイプ２に連絡しているものである。本実施形態では、この分流路１２の内径をパイプ２の内径と略同一に設定している。
【００２７】
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。
【００２８】
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７参照）と開放する開放位置（Ｐ２）（図８参照）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。
【００２９】
パイプ２は、バッグ本体３の内部空間３０に収容されており、長手方向に各部略等断面形状の例えばフッ素樹脂等より形成したものである。
【００３０】
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噴出孔２１を有している。ガス噴出孔２１は、圧損しても全てのガス噴出孔２１からガスを噴出できるような大きさの径を有しており、ガス入出部１に近いものほど径が小さく、ガス入出部１から遠いものほど径が大きくなるよう構成してある。また、ガス噴出孔２１はパイプ２の周壁のうちバック本体３の周縁部に略対向する方向に開設してあり、これによりガス噴出孔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が防止される。
【００３１】
バッグ本体３は、例えば樹脂シート等の可撓性を有する材料からなるシート（例えば、容量９０Ｌのもので、縦１１５ｃｍ×横７５ｃｍ）２枚の４辺を貼り合わせて伸縮自在に構成したものであって、気体を充填することによって図２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】
ＣＶＳ法を用いた排ガス分析において、ＨＣによるライン汚れは排ガスと接するほとんどの部分で起こる可能性があるため、低濃度計測用のシステムでは、排ガスと接する部分を最小にして使用材料に充分考慮する必要があるが、ＣＶＳ装置用バッグＡの材料として一般的に用いられる塩化ビニル樹脂を用いると、塩化ビニル樹脂からＨＣが湧き出すという問題が生じる。
【００３３】
このため、本実施形態におけるバッグ本体３としては、ポリフッ化ビニル（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ），ＰＶＦ）、ポリフッ化ビニリデン（ｐｏｌｙ（ｖｉｎｙｌｉｄｅｎｅ  ｆｌｕｏｒｉｄｅ），ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ｐｏｌｙ（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ），ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ｔｅｔｒａｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ／ｈｅｘａｆｌｕｏｒｏｐｒｏｐｙｌｅｎｅ  ｃｏｐｏｌｙｍｅｒ，ＦＥＰ）等のフッ素樹脂からなるものが好適に用いられる。
【００３４】
フック６は、バッグ本体３の上下２箇所に設けてあり、ＣＶＳ装置用バッグＡは当該フック６を介してＣＶＳ装置に吊り下げて設置することが可能となる。
【００３５】
したがって、このように構成された本実施形態に係るＣＶＳ装置用バッグＡによれば、ガス入出部１がバッグ本体３の周縁部に設けてあるので、ＣＶＳ装置とＣＶＳ装置用バッグＡのガス入出部１とを接続する接続管を短くすることができるので、接続管内部への排ガス成分の吸着や一旦吸着した排ガス成分の脱離を少なくすることができる。また、接続管内部のデッドボリュームの減少に伴い、ＣＶＳ装置の排ガス採取口から採取した排ガスがバッグに溜まるまでのデッドタイムを短くすることもできる。また、試験後に接続管内に残留する排ガス量も低減することができる。従って、本実施形態に係るＣＶＳ装置用バッグＡによれば、より精度の良いサンプリングが可能となる。
【００３６】
また、本実施形態に係るＣＶＳ装置用バッグＡにおいては、ガス入出部１及びフック６がバッグ本体３上の２箇所に設けてあるので、図９及び１０に示すように、ＣＶＳ装置の排ガス採取口の位置に合わせてＣＶＳ装置用バッグＡを上下逆に吊り下げられることができる。また、本実施形態に係るＣＶＳ装置用バッグＡは縦に複数個連結して配設することも可能である。このため、ＣＶＳ装置用バッグＡのレイアウトの自由度が増すと共に、従来は希釈空気用バッグと排ガス用バッグとのペアが分かりにくかったものの、本発明によればペアを縦に連結して吊り下げることも可能となるのでペアの識別が容易になる。
【００３７】
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
【００３８】
本発明に係るＣＶＳ装置用バッグのバッグ本体の形状は特に限定されず、例えば、気体充満時の外観形状が、円柱状や球状やちょうちん形状等の回転体状や、多角柱状であってもよい。
【００３９】
例えば、バッグ本体の形状が円柱状であれば、バッグ内部が排ガスに接する面積を減少することができるので、排ガス成分の吸着や脱離を減少させることができ、更に、排ガス成分計測終了後のパージ時間も減少させることもできる。
【００４０】
一方、バッグ本体の形状が正六角柱等の正角柱状であれば、複数のバッグにガスが溜まった場合でもバッグを密に配置することができるので、空間を有効利用することができる。
【００４１】
また、バッグ本体の大きさも前記実施形態における大きさに限定されず、試験の目的等に応じて適宜決定することができる。更に、パイプの長さもバッグ本体の大きさに応じて適宜調節することができる。
【００４２】
また、例えば試験車両が低濃度排ガス車であっても、エンジン始動直後には比較的高濃度のガスが排出されることが多く、このような場合、通常の測定ラインに加えて、低濃度排ガス専用のラインを設けたＣＶＳ装置を使用して、試験モードのコールドスタート（エンジン始動時から測定開始するスケジュール、暖機なし）以外のフェーズを低濃度ラインで計測し、コールドスタート時のＨＣ吸着が影響するのを防ぐ手法をとる。このような場合、本発明に係るＣＶＳ装置用バッグと従来のＣＶＳ装置用バッグとを併用して、本発明に係るＣＶＳ装置用バッグを低濃度ラインのみに使用して、通常の測定ラインには従来のＣＶＳ装置用バッグを使用してもよい。この場合、低濃度ラインに接続管を加熱する加熱部を更に設け、より高精度測定に対応させることも可能である。
【００４３】
フッ素樹脂は、ＨＣの湧き出し量が非常に小さいという特性を持つものの、ＣＯ２の透過性が大きいので、燃費計測を行なう場合には、バッグ本体の材料としてはフッ素樹脂以外の可撓性を有する材料を使用することが好ましい。
【００４４】
ガス入出部の設置位置も前記実施形態に限定されず、気体未充填時のバッグ本体の周縁部であればよく、図１１に示すように、バッグ本体の側面に設けられていてもよい。また、ガス入出部の設置数は２個に限られず、１個であっても、３個以上であってもよい。３個以上の場合は、フック６は１個あればレイアウトの自由度が確保可能である。
【００４５】
ガス入出部の構造は気体の流入出が可能なものであれば前記実施形態における構造に限定されず、他の構造であってもよい。
【００４６】
その他、前述した実施形態や変形実施形態の一部又は全部を適宜組み合わせてもよく、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】
【００４７】
【図１】本発明の一実施形態におけるＣＶＳ装置用バッグ（気体未充填時）の正面図。
【図２】同実施形態におけるＣＶＳ装置用バッグ（気体未充填時）の側面図。
【図３】同実施形態におけるガス入出部とパイプとの接続態様を表す斜視図。
【図４】同実施形態におけるガス入出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５】図４におけるＤ１−Ｄ１断面図。
【図６】図４におけるＤ２−Ｄ２断面図。
【図７】同実施形態におけるパイプからガスが噴出する状態での要部拡大断面図。
【図８】同実施形態におけるガス排出口からガスが排出される状態での要部拡大断面図。
【図９】同実施形態におけるＣＶＳ装置用バッグをＣＶＳ装置に設置した一例を模式的に示す図。
【図１０】同実施形態におけるＣＶＳ装置用バッグをＣＶＳ装置に設置した他の一例を模式的に示す図。
【図１１】他の実施形態におけるＣＶＳ装置用バッグ（気体未充填時）の側面図。
【図１２】ＣＶＳ装置（ベンチュリ方式）の一例を概略的に示す図。
【図１３】従来のＣＶＳ装置用バッグ（気体未充填時）の正面図。
【図１４】ＣＶＳ装置のガスフローを示す流路図。
【符号の説明】
【００４８】
Ａ・・・ＣＶＳ装置用バッグ
１・・・ガス入出部
１ｂ・・・ガス入出部１のパイプ２を接続している面（側周面）
２・・・パイプ
３・・・バッグ本体
４・・・ガス排出口
５・・・弁（逆止弁）
６・・・フック
１０・・・ガス入出部１の内部流路系
１１・・・ガス入出孔
１２・・・分流路
１３・・・排気用流路
２１・・・ガス噴出孔
３０・・・内部空間
５１・・・作動体
５２・・・・・・・・・付勢部材
（Ｐ１）・・・・・・・閉塞位置
（Ｐ２）・・・・・・・開放位置
【図１】
2009085842.tif 000003
【図２】
2009085842.tif 000004
【図３】
2009085842.tif 000005
【図４】
2009085842.tif 000006
【図５】
2009085842.tif 000007
【図６】
2009085842.tif 000008
【図７】
2009085842.tif 000009
【図８】
2009085842.tif 000010
【図９】
2009085842.tif 000011
【図１０】
2009085842.tif 000012
【図１１】
2009085842.tif 000013
【図１２】
2009085842.tif 000014
【図１３】
2009085842.tif 000015
【図１４】
2009085842.tif 000016