(57)【要約】【課題】  排気ガス後処理装置用の触媒やＤＰＦのテストピースを用いて、内燃機関等の排気ガス後処理装置の性能を評価する装置または評価方法を提供すること。【解決手段】  排気ガス流路Ｅｐに接続され、排気ガス流量測定部ＦＭと、プローブ１と、テストピースＴＰが設けられる試料ガス流路Ｌｓと、希釈ガス流路Ｌｄと、希釈ガス流量制御部ＦＣと、混合ガス流路Ｌｍと、定流量を吸引するポンプＰを有するとともに、処理対象物を測定する測定部として、ＰＭフィルタ２とＮＯｘ分析計３を設けることを特徴とする。【選択図】    図１
2010013989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスから粒子状物質、ガス状物質などの処理対象物を処理する排気ガス後処理装置をそのテストピースを用いて評価する装置であって、
前記排気ガスの流量を知得する排気ガス流量測定部あるいは排気ガス流量算出部と、該排気ガスの一部を試料ガスとして採取する試料ガス採取部と、該試料ガスを給送し、前記テストピースが設けられる試料ガス流路と、前記試料ガス流路に接続し希釈ガスを導入される希釈ガス流路と、該希釈ガス流路に設けられた希釈ガス流量を制御する希釈ガス流量制御部と、前記試料ガス流路と希釈ガス流路に接続し希釈ガスと試料ガスの混合ガスが作成される混合ガス流路と、該混合ガス流路に設けられた定流量吸引部を有するとともに、
前記処理対象物を測定する測定部を設けることを特徴とする排気ガス後処理装置の評価装置。
【請求項２】
前記排気ガス流量に比例する試料ガス流量が吸引されるように、希釈ガス流量を制御することを特徴とする請求項１記載の排気ガス後処理装置の評価装置。
【請求項３】
前記排気ガスの温度を知得する排気ガス温度測定部あるいは排気ガス温度算出部を有するとともに、前記テストピースの温度を、前記排気ガスの温度と同一温度となるように制御することを特徴とする請求項１または２記載の排気ガス後処理装置の評価装置。
【請求項４】
前記排気ガスの流路内部に、前記テストピースを配設することを特徴とする請求項１記載の排気ガス後処理装置の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気ガス後処理装置の評価装置に関し、例えば、内燃機関の排気ガス中の粒子状物質（ＰＭ、パーティキュレートマター）や窒素酸化物（ＮＯｘ）などを除去・処理の対象とする排気ガス後処理装置の評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動車の排気ガス中の有害物質については、エンジン自体の改良あるいは燃焼方式の改良に加え、排気ガスを所定の処理装置による有害物質の除去あるいは改質する方法における改良によって、大幅に低減されている。特に、排気ガス中の窒素酸化物やＰＭについては、その排出量および発ガン性等有害性が懸念されることから、実動状態における、さらなる低減が求められ、例えば、排気ガス後処理装置用の触媒やディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）あるいは各種の吸着処理装置を用いて処理されている。
【０００３】
具体的には、図５に示すような静電吸着型の未処理ＰＭの捕集装置が提案されている。具体的には、流路制御弁１１７によって、捕集リアクタ１１０の排出側を主排気経路１１５および副排気経路１１６に選択的に接続する。副排気経路１１６を選択しＰＭフィルタ１２０を利用することにより、排気ガスを濾過して未処理のＰＭの排出を抑制できる。捕集リアクタ１１０による吸着を中止すると共に流路制御弁１１７により捕集リアクタ１１０の排出側を副排気経路１１６に接続することにより、ＰＭを剥離させ静電吸着型の捕集リアクタ１１０を再生できると共にその際のＰＭの排出を抑制でき、またこれを低回転時に行うことにより濾過型のＰＭフィルタ１２０による圧力損失を抑制できる（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−１２０９８８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、こうした従来の方法では、以下のような課題があった。
（ｉ）排気ガス後処理装置の性能を評価するとき、定常状態の排気ガスを少量のテストピースに流すことで、定常状態での排気ガス後処理装置用触媒やＤＰＦの評価を行うことはできる。しかし、排気ガス流量や温度が急激に変化する過渡運転状態の排気ガスに対する浄化性能を評価するには、エンジンの排気ガスの全量を流すことができる排気ガス後処理装置を試作して排気管に取り付けて評価するしかなく、テストピースの段階で過渡運転状態の排気ガスに対する浄化性能を正しく評価することはできなかった。
（ii）テストピースに流せる排気ガスは少量のため、排気ガス分析計で測定するには流量が不足することがあるため、測定精度の低下あるいは排気ガスの変動に追随できないことがあった。
【０００６】
そこで、この発明の目的は、排気ガス後処理装置用の触媒やディーゼルパーティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）の少量のサンプル（テストピース）を用いて、内燃機関等の排気ガス後処理装置の性能を評価する装置を提供することにある。特に、排気ガスの少量採取によって、排気ガス流量や温度が急激に変化する過渡運転状態の排気ガスの変化に対して追随可能な排気ガス後処理装置の評価装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、以下に示す排気ガス後処理装置の評価装置によって、上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに到った。
【０００８】
つまり、本発明は、内燃機関の排気ガスから粒子状物質、ガス状物質などの処理対象物を処理する排気ガス後処理装置をそのテストピースを用いて評価する装置であって、
前記排気ガスの流量を知得する排気ガス流量測定部あるいは排気ガス流量算出部と、該排気ガスの一部を試料ガスとして採取する試料ガス採取部と、該試料ガスを給送し、前記テストピースが設けられる試料ガス流路と、前記試料ガス流路に接続し希釈ガスを導入される希釈ガス流路と、該希釈ガス流路に設けられた希釈ガス流量を制御する希釈ガス流量制御部と、前記試料ガス流路と希釈ガス流路に接続し希釈ガスと試料ガスの混合ガスが作成される混合ガス流路と、該混合ガス流路に設けられた定流量吸引部を有するとともに、
前記処理対象物を測定する測定部を設けることを特徴とする。
【０００９】
排気ガス後処理装置、特に排気ガスの後処理装置の性能や機能を評価するには、排気ガスの定常状態のみならず過渡状態における性能や機能を検証することが不可欠である。本発明は、排気ガスの一部を採取する試料ガス流路に排気ガス後処理装置のテストピースを配置するとともに、排気ガス流量を指標とする希釈ガス流量を制御することによって、排気ガス流路において生じた過渡状態をテストピースに写し込むことを実現するものである。具体的な実現手段として、排気ガス流量の測定、試料ガスの希釈、希釈された混合ガスの定流量化、排気ガス流量を指標とする希釈ガス流量の制御、を用いることによって、発明の目的である、触媒やＤＰＦの少量のサンプルを用いて、使用状態を忠実に追随した排気ガス後処理装置の性能評価ができる評価装置の提供が可能となった。特に、排気ガスの少量採取によって、排気ガス流量や温度が急激に変化する過渡運転状態の排気ガスの変化に対しても追随できるという優れた機能を有している。
【００１０】
また、排気ガス後処理装置の性能評価においては、テストピースで処理された試料ガス中の処理対象物を素早く測定することが好ましい。本発明に係る構成によって、迅速に測定できるとともに、希釈された条件での測定が可能となり取扱いが容易となった。特に、上記の混合ガス作製の希釈率を所定値以上とすることによって、排気ガス流量の変動に連動した希釈ガス流量の変動に伴う希釈率の変化、およびこれに伴う測定部の測定精度に対してほとんど影響を与えることがない条件を設定することが可能となった。
【００１１】
本発明は、上記排気ガス後処理装置の評価装置であって、前記排気ガス流量に比例する試料ガス流量が吸引されるように、希釈ガス流量を制御することを特徴とする。
【００１２】
排気ガスの後処理装置の性能や機能を評価において、排気ガスの過渡状態における性能や機能を検証するには、排気ガスの一部を採取する試料ガス流路に排気ガス後処理装置のテストピースを配置するとともに、該試料ガス流量と排気ガス流量を一定比率とすることが好ましい。具体的な実現手段として、排気ガス流量の測定、試料ガスの希釈、希釈された混合ガスの定流量化、排気ガス流量と連動した希釈ガス流量の制御、を用いることによって、排気ガスの少量採取による評価を可能とし、過渡運転状態をさらに忠実に追随した排気ガス後処理装置の性能評価ができる評価装置の提供が可能となった。
【００１３】
本発明は、上記排気ガス後処理装置の評価装置であって、前記排気ガスの温度を知得する排気ガス温度測定部あるいは排気ガス温度算出部を有するとともに、前記テストピースの温度を、前記排気ガスの温度と同一温度となるように制御することを特徴とする。
【００１４】
エンジン等からの排気ガスは、多量の水分や種々の沸点を有する物質が混在することから、ガスの温度条件によってその性状が変化する。本発明は、テストピース（導入流路を含む）における温度条件をかかる排気ガスと同一条件にすることによって、テストピースにおいてもこうした排気ガスの状態を再現することを可能にした。また、特に過渡運転における排気ガス状態の変化に対する追随が難しいが、こうした構成によって、上記流量条件の追随性と相俟って、非常に追随性の高い処理条件を形成することが可能となった。従って、使用状態を忠実に追随した排気ガス後処理装置の性能評価が可能となった。
【００１５】
本発明は、上記排気ガス後処理装置の評価装置であって、前記排気ガスの流路内部に前記テストピースを配設することを特徴とする。
【００１６】
テストピースは、本来の排気ガス後処理装置と同一条件下に設置されることが好ましい一方、試料ガスの採取条件等、単に設置条件が一致しても同等の性能評価ができるものではない。本発明は、試料ガスを排気ガス流量に比例して採取するシステムであり、排気ガスの流路内部における状態を忠実に反映できることから、排気ガス後処理装置と同一条件下での性能評価が可能となったもので、従前ではできなかった優れた技術的効果を有するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。本発明に係る排気ガス後処理装置の評価装置（以下「本装置」という）は、排気ガスの流量を知得する排気ガス流量測定部あるいは排気ガス流量算出部と、排気ガスの一部を試料ガスとして採取する試料ガス採取部と、試料ガスを給送し、前記テストピースが設けられる試料ガス流路と、試料ガス流路に接続し希釈ガスを導入される希釈ガス流路と、希釈ガス流路に設けられた希釈ガス流量を制御する希釈ガス流量制御部と、試料ガス流路と希釈ガス流路に接続し希釈ガスと試料ガスの混合ガスが作成される混合ガス流路と、混合ガス流路に設けられた定流量吸引部を有するとともに、処理対象物を測定する測定部を設けることを特徴とする。また、本装置において対象にするテストピースは、排気ガス後処理装置のサンプルあるいはその一部を取出したものであり、例えば、排気ガス後処理を行う未燃物酸化触媒や三元触媒あるいはＰＭ処理用フィルタなどのサンプルが該当する。
【００１８】
＜本発明に係る排気ガス後処理装置の評価装置の全体構成＞
本装置の基本構成例（第１構成例）を図１に示す。本装置は、粒子状物質としてＰＭ、およびガス状有害物質としてＮＯｘを処理対象物とする場合を例示する。排気ガス流路Ｅｐに接続され、排気ガス流量測定部ＦＭと、プローブ１（試料ガス採取部に相当）と、試料ガス流路Ｌｓと、テストピースＴＰと、希釈ガス流路Ｌｄと、希釈ガス流量制御部ＦＣと、混合ガス流路Ｌｍと、ポンプＰ（定流量吸引部に相当）と、ＰＭフィルタ２（測定部の１つに相当）と、ＮＯｘ分析計３（測定部の１つに相当）と、制御操作部４から構成される。
【００１９】
ここで、排気ガスが送気される排気ガス流路Ｅｐの内部に挿入されたプローブ１から、排気ガスの一部を試料ガスとして採取される。採取された試料ガスは、これに繋がる試料ガス流路Ｌｓを介して、ポンプＰによって、一定流量がテストピースＴＰに導入される。テストピースＴＰで処理されたガスは、その下流において、接続される希釈ガス流路Ｌｄから供給される希釈ガスと混合される。こうして形成された混合ガスは、混合ガス流路Ｌｍを介してＰＭフィルタ２に導入され、さらに吸引ポンプＰを介してＮＯｘ分析計３に導入される。
【００２０】
このとき、制御操作部４によって、排気ガス流量Ｑｅの変化に比例する試料ガス流量Ｑｓが吸引されるように、希釈ガス流量Ｑｄを制御されることによって、排気ガスの少量採取により排気ガス後処理装置と同一条件下での性能評価が可能となった。詳細は後述する。
【００２１】
また、テストピースＴＰの評価は、そこで処理された試料ガスを希釈した後、ＰＭフィルタ２におけるバッチ的測定あるいは連続性を有する方法（例えば、ＰＭフィルタ２の重量変化の追跡やＰＭフィルタ２への照射した光の透過光量の追跡等）で検出された透過ＰＭによって、およびＮＯｘ分析計３で連続的に検出された透過ＮＯｘによって行うことができる。テストピースＴＰは、上記触媒等を所定の容器内に収容する場合やＰＭ処理用フィルタなどのサンプルを直接試料ガス流路Ｌｓに配置する場合がある。
【００２２】
〔温度条件の影響〕
本装置において、排気ガスの温度を知得する排気ガス温度測定部（図示せず）を有するとともに、テストピースＴＰの温度を、排気ガスと同一温度となるように制御することが好ましい。温度依存性があるテストピースＴＰの場合、処理能力を正確に評価するには、テストピースＴＰを流れる排気ガスが、排気ガス流路Ｅｐ内と同じ温度になるようにすることが好適であり、試料ガス流路ＬｓおよびテストピースＴＰの周囲を、断熱又は加熱することによって、こうした条件を確保することができる。さらに、温度条件を含め、テストピースＴＰを排気ガス後処理装置と同様の条件に設けるためには、テストピースＴＰを排気ガス流路Ｌｅ内に設置することが好ましい。詳細は、本装置の第３構成例において述べる。
【００２３】
〔本装置の構成要素について〕
排気ガス流路Ｅｐとは、例えば、エンジン内部あるいはＥＧＲ（排気ガス還流システム）の還流ラインなど燃焼過程に関与する流路は除き、自動車排気用のテールパイプやエンジン燃焼室直後の排出管などの排気ガス後処理装置が配設される流路をいう。排気ガスは、例えば、ガス温度約０〜５００℃、ガス流量Ｇｅ約５０〜１０００Ｌ／ｍｉｎの範囲で大きく変動する。また、排気ガス流路Ｅｐとして、こうした排気ガスの計測システムに用いる希釈トンネルに適用することが可能である。直接上記排出管から採取する場合に比較して、安定な性状の排気ガスを採取することができる。
【００２４】
排気ガス流量測定部ＦＭとしては、ベンチュリ式あるいはドプラー式流量計等連続測定が可能な手段を用いることができる。ただし、排気ガスの流量Ｑｅは、排気ガス流量測定部ＦＭによる実測ではなく、例えば、エンジンへの燃料供給量および空気供給量などの空気排気ガス排出源の稼動条件から算出することが可能である。
【００２５】
プローブ１は、排気ガス流路Ｅｐ内の排気ガスの流れを代表するポイントにその先端部を配置し、耐熱性、耐食性かつ排気ガス中のＰＭやＮＯｘなどに対して影響を与えない素材、具体的にはステンレス鋼（ＳＵＳ）やセラミックス製の細管が好適である。採取される試料ガス流量Ｑｓは、排気ガスの分流比ｋによって異なるが、例えば、約１〜１０Ｌ／ｍｉｎ程度で定量化され、排気ガス流量Ｑｅがゼロの場合であっても、外気が吸引される。また、分流比ｋは、例えば、希釈比（Ｑｃ／Ｑｓ）が４以上になるように設定するのが好適である。
【００２６】
希釈ガスは、清浄化された空気あるいは窒素などの不活性ガスを用い、そのガス流量Ｑｄは、試料ガス流量Ｑｓおよび分流比ｋによって設定され、約１０〜１００Ｌ／ｍｉｎの範囲で、希釈ガス流量制御部ＦＣによって制御される。希釈ガス流量制御部ＦＣは、マスフローコントローラ（ＭＦＣ）など高速で流量を制御できる装置が好適である。
【００２７】
本装置においては、混合ガス流路Ｌｍの一部に、処理対象物であるＰＭおよびＮＯｘを測定する測定部であるＰＭフィルタ２およびＮＯｘ分析計３が設けられている。未処理あるいは通過するＰＭおよびＮＯｘを測定することによって、テストピースＴＰの迅速で正確な評価が可能となる。ＰＭフィルタ２は、メンブレンフィルタ，ガラスファイバーフィルタなどを用いることが可能で、捕集前のフィルタの重量と捕集後のフィルタの重量との差から、単位時間あるいは単位通過流量当りの捕集したＰＭを測定する。ＮＯｘ分析計３は、ＮＯｘに対する選択性の高い連続分析計として、赤外線式（ＮＤＩＲ）、化学発光式（ＣＬＤ）あるいは紫外線式（ＮＤＵＶ）などを用いることができる。
【００２８】
ポンプＰは、吸引される混合ガスの定量性が確保できれば、様式を問うものではない。例えば、定量ポンプを用いる代わりに、ダイヤフラムポンプやシリンダポンプなどの吸引ポンプに加え、ベンチュリや圧力・流量制御部を設けて定量化を図ることができる。
【００２９】
＜本装置の第２構成例＞
図２は、本装置の第２構成例を示す。第１構成例における混合ガス流路Ｌｍを、希釈トンネルＤＴ（分流希釈装置に相当）によって構成するとともに、その分流されたガスの一部をＰＭフィルタ２およびＮＯｘ分析計３に導入することを特徴とする。試料ガスを希釈ガスにより同伴させて分流することによって、測定部に必要とされる試料ガス流量を確保するとともに、定量導入による測定の安定化を図ることができる。また、図２では、分流された混合ガスを、ＰＭフィルタ２が設けられた流路Ｌｍ２とＮＯｘ分析計３が設けられた流路Ｌｍ３に別々に導入する構成を例示したが、第１構成例と同様、ＰＭフィルタ２とＮＯｘ分析計３を直列に配置することもできることはいうまでもない。
【００３０】
つまり、テストピースＴＰによって処理された試料ガスは、希釈ガスとともに希釈トンネルＤＴに導入されることによって、均一に拡散された混合ガスを形成するとともに、分流可能な層流化されたガス流を形成することができる。従って、こうした希釈トンネルＤＴを通過した混合ガスを所定流量測定部に供給することによって、排気ガスの変化に素早く追随した試料ガスを測定部に供給することが可能となる。その結果、ＰＭフィルタ２のフィルタ面で均一にＰＭを捕集できることによって、ＰＭの測定精度が向上し、応答性に優れたＮＯｘ計の特性を活かして、ＮＯｘの過渡応答を正確に測定することができる。
【００３１】
〔本装置の第３構成例〕
図３は、本装置の第３構成例を示す。排気ガス流路Ｅｐ内部に試料ガス採取部１、試料ガス流路ＬｓおよびテストピースＴＰを配設することを特徴とし、実際の排気ガス温度におけるテストピースＴＰの性能を評価することができる。特に、過渡状態においては排気ガス温度および流量が急激に変化することから、こうした条件下においてテストピースＴＰの性能を評価することによって、実際に使用される排気ガス後処理装置と同等の評価を行うことができる。また、排気ガス流路Ｅｐから採取された試料ガスが、テストピースＴＰに導入する前に吸着や露結等によって変質することを防止することができる。なお、図３では、試料ガス採取部１を設けた構成を示したが、ハニカム状の触媒やＤＰＦのサンプルの場合には、試料ガス採取部１を省略して直接テストピースＴＰから排出ガスを吸引することが可能となり、より応答性の高い評価が可能となる。
【００３２】
＜本発明に係る排気ガス後処理装置の評価方法＞
次に、本発明に係る排気ガス後処理装置の評価方法について述べる。本発明は上記の本装置によって、排気ガス後処理装置の評価を行うもので、具体的な実現手段として、（１）排気ガス流量の変動に追随した流量の試料ガスの採取、（２）試料ガスのテストピースへの導入、（３）処理されたガスを希釈した混合ガスの作製、（４）混合ガスの測定、によって排気ガスの少量採取による評価を可能とし、テストピースでの処理能力、つまり排気ガス後処理装置の特性を評価することができる。ここでは、上記（１）〜（４）について、図１に示した第１構成例の本装置を基に説明する。
【００３３】
（１）排気ガス流量の変動に追随した流量の試料ガスの採取
本装置を作動させた状態において、排気ガス流量Ｑｅの実測し、試料ガスと希釈ガスとからなる混合ガスを一定流量Ｑｃで吸引するとともに、排気ガス流量Ｑｅを指標として希釈ガス流量Ｑｄの制御することによって、排気ガス流量Ｑｅの変動に追随した試料ガス流量Ｑｓの試料ガスの採取が可能となる。つまり、排気ガスの流量Ｑｅ、試料ガス流量Ｑｓ、希釈ガス流量Ｑｄ、および混合ガス流量Ｑｃ（一定）を下式２および３によって制御することによって、変化する排気ガス流量Ｑｅに比例する（ｋ：排気ガスの分流比）を採取することができる。
Ｑｄ＋Ｑｓ＝Ｑｃ    ・・式１
Ｑｓ＝ｋＱｅ        ・・式２
Ｑｄ＝Ｑｃ−ｋＱｅ  ・・式３
【００３４】
（１−１）排気ガスの流量の決定
本装置においては、排気ガス流路Ｌｅに排気ガス流量測定部ＦＭを配置し（予め排気ガス流路Ｌｅに配置されている場合を含む）、実測された流量Ｑｅを用いる。ただし、こうした測定部を用いる方法以外に、エンジン等排気ガス排出源の稼動条件から算出された（燃料および空気供給流量から燃焼された排気ガス流量の算出が可能）流量Ｑｅを用いる、あるいは、両者の加重平均により決定することも可能である。ここでは、例えば、Ｑｅ＝４００Ｌ／ｍｉｎから５００Ｌ／ｍｉｎに変動した場合を想定する。
【００３５】
（１−２）処理後の試料ガスを希釈した混合ガスの定流量化
試料ガスをテストピースＴＰに導入し、処理した後の試料ガスを希釈ガスと混合し、該混合ガスを吸引ポンプＰによって一定流量（Ｑｃ）で吸引する。つまり、下式１が成立するようにし、混合ガス流量Ｑｃ＝Constantとする。例えば、混合ガス流量Ｑｃ＝６０Ｌ／ｍｉｎとする。
Ｑｄ＋Ｑｓ＝Ｑｃ    ・・式１
【００３６】
（１−３）希釈ガス流量の制御
希釈ガス流量Ｑｄを、排気ガス流量Ｑｅを指標として、下式２および３が成立するように制御する。具体的には、希釈ガス流量制御部ＦＣを調整することによって、排気ガス流量Ｑｅに比例する試料ガス流量Ｑｓが採取される。
Ｑｓ＝ｋＱｅ        ・・式２
Ｑｄ＝Ｑｃ−ｋＱｅ  ・・式３
例えば、分流比ｋ＝１／１００とすると、排気ガス流量Ｑｅの変動に対応して、式３から、希釈ガス流量Ｑｄ＝５６Ｌ／ｍｉｎから５５Ｌ／ｍｉｎとなり、希釈ガス流量Ｑｄをこうした値に調整する必要がある。このとき、式２から、試料ガス流量Ｑｓ＝４Ｌ／ｍｉｎから５Ｌ／ｍｉｎに調整されることとなる。
【００３７】
（２）試料ガスのテストピースへの導入
上記のように、排気ガス流量Ｑｅに比例した試料ガス流量Ｑｓの試料ガスが採取され、テストピースＴＰに導入される。テストピースＴＰでは、ＰＭ除去フィルタやＮＯｘ分解触媒あるいは除去触媒のサンプルが単独あるいは組合せとして配設され、試料ガス中のＰＭやＮＯｘが除去・処理される。このとき、テストピースＴＰは、排気ガスと同じ温度に維持され、試料ガス流量Ｑｓを排気ガス流量Ｑｅに比例して供給されることよって、排気ガスの少量採取により排気ガス後処理装置と同等の評価を行うことができる。つまり、除去効率（通過量）、流量特性および経時変化といった定常状態でも測定できる項目に加え、例えば、流量の急激な変化に伴うテストピースＴＰ表面での吸着状態からの脱離による通過ＰＭやＮＯｘの急増現象など過渡状態におけるこうした処理対象物の動向を正確に把握することができる。
【００３８】
ここで、試料ガスをテストピースＴＰに導入しない場合との比較し、テストピースＴＰによる排気ガスの処理能力を評価することができる。つまり、テストピースＴＰに導入した試料ガスを、希釈ガスで希釈した後ＰＭフィルタ２で採取し、テストピースＴＰに導入しないときの採取量と比較してテストピースＴＰのＰＭ除去能力を評価する。また、ＮＯｘも同様に、テストピースＴＰに導入した場合と導入しない場合の、希釈後の混合ガス中のＮＯｘ濃度をＮＯｘ分析計３で測定し、ＮＯｘの除去能力を評価する。
【００３９】
（３）処理されたガスを希釈した混合ガスの作製
テストピースＴＰによって処理された試料ガスを希釈ガスと混合させ、混合ガスを作製する。このとき、希釈率λは両者の流量比Ｑｃ／Ｑｓであり、６０／４＝１５から６０／５＝１２に変化するが、上式１より、Ｑｓ＝Ｑｃ−Ｑｄであり、下式４によって決定される値であることから、後述するＰＭおよびＮＯｘの測定値を随時補正することができる。
λ＝Ｑｃ／Ｑｓ＝Ｑｃ／（Ｑｃ−Ｑｄ）  ・・式４
【００４０】
ここで、本装置において、試料ガスを希釈することは、以下の意義を有する。
（３−１）排気ガス流量Ｑｅに比例した試料ガス流量Ｑｓを維持・確保するとともに、排気ガスの少量採取による評価が可能となる。
（３−２）上記のように測定部の応答に必要となる試料ガス流量を確保するとともに、試料ガスの清浄化を図ることができ、共存する水分等の処理が不要となる。
（３−３）試料ガスを常温の希釈ガスで数倍〜数１０倍に希釈することによって、混合ガスの温度を所定の温度（例えば５２℃以下）にすることができる。つまり、ＰＭ測定のＥＰＡ（米国環境庁規格）基準に適合した条件で、排気ガス中のＰＭをＰＭフィルク２に捕集することで、客観的な基準によって、テストピースＴＰでのＰＭ除去能力を評価することができる。
【００４１】
（４）混合ガスの測定
テストピースＴＰに導入され処理された試料ガスに希釈ガスを混合し、作製された混合ガスを測定することによって、測定部であるＰＭフィルタ２およびＮＯｘ分析計３までの流路において希釈以外の特別な処理を行わずに、ＰＭおよびＮＯｘ濃度を直接測定することができ、排気ガスの処理能力を正確に評価することができる。また、試料ガスをテストピースＴＰに導入しない場合との比較が可能であることは、上記の通りである。
【００４２】
ここで、図１では、ＰＭフィルタ２とＮＯｘ分析計３を、ポンプＰを介して直列に配置している。試料ガスを希釈した直後にＰＭフィルタ２を配置することによって、凝集・付着しやすいＰＭをより確実に捕集し、精度よく測定することができる。また、ＰＭフィルタ２を通過した混合ガスをＮＯｘ分析計３に供給することによって、ＰＭが除去され清浄化された状態で測定することができ、高いＮＯｘの測定精度を確保することができる。
【００４３】
図１〜３では、テストピースＴＰが設置された１つの試料ガス流路Ｌｓからなる構成例を示したが、試料ガス流路Ｌｓを分岐し、一方の流路にテストピースＴＰを設置し、他方の流路をバイパスとして、各々希釈ガスを混入して、ＰＭおよびＮＯｘを測定し、その差量によって、テストピースＴＰによる排気ガスの処理能力を評価することができる。
【００４４】
以上の評価装置および評価方法によって、以下のような従前にない技術的効果を得ることができる。
（ｉ）排気ガス後処理用の触媒やＤＰＦの過渡運転での評価を、少量のテストピースで行うことができるため、触媒やＤＰＦの開発期間の短縮やコストの削減が可能になった。
（ii）排気ガスの少量採取による評価が可能となるとともに、試料ガスを希釈した混合ガスを測定するため、ガス分析計に必要な流量を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る排気ガス後処理装置の評価装置の全体構成を例示する説明図
【図２】本発明に係る排気ガス後処理装置の評価装置の第２構成例を示す説明図
【図３】本発明に係る排気ガス後処理装置の評価装置の第３構成例を示す説明図
【図４】従来技術に係る未処理ＰＭの捕集装置の実施態様を示す説明図。
【符号の説明】
【００４６】
１    プローブ
２    ＰＭフィルタ
３    ＮＯｘ分析計
４    制御操作部
ＤＴ  希釈トンネル
Ｅｐ  排気ガス流路
ＦＣ  希釈ガス流量制御部
ＦＭ  排気ガス流量測定部
Ｌｄ  希釈ガス流路
Ｌｍ  混合ガス流路
Ｌｓ  試料ガス流路
Ｐ    ポンプ
Ｑｃ  混合ガス流量
Ｑｄ  希釈ガス流量
Ｑｅ  排気ガス流量
Ｑｓ  試料ガス流量
ＴＰ  テストピース
【図１】
2010013989.tif 000003
【図２】
2010013989.tif 000004
【図３】
2010013989.tif 000005
【図４】
2010013989.tif 000006