(57)【要約】【課題】模擬排ガス等の流体を所定温度にまで精度良く、かつ、極めて短時間で昇温させることが可能な流体加熱装置等を提供する。【解決手段】加熱流路１３を流れる流体の向きを正方向と逆方向とに切替反転させる切替機構４と、正方向に流れる流体が加熱流路１３を出て通過する昇温領域Ｓ１及び逆方向に流れる流体が加熱流路を出て通過する対領域Ｓ２と、昇温領域Ｓ１及び対領域Ｓ２を流れる流体の温度を調整する温調機構１４と、切替機構４を制御して加熱流路１３を流体が逆方向に流れる逆流状態にするとともにこの逆流状態において対領域Ｓ２を流れる流体の温度を予め設定した目標温度となるように温調機構１４を制御した後、切替機構１３を制御して流体が正方向に流れる正流状態にする制御機構４とを具備するようにした。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体を加熱する加熱流路と、
前記加熱流路を流れる流体の向きを正方向と逆方向とに切替反転させる切替機構と、
前記正方向に流れる流体が当該加熱流路を出て通過する昇温領域及び前記逆方向に流れる流体が当該加熱流路を出て通過する対領域と、
前記昇温領域及び対領域を流れる流体の温度を調整する温調機構と、
前記切替機構を制御して加熱流路を流体が逆方向に流れる逆流状態にするとともにこの逆流状態において前記対領域を流れる流体の温度を予め設定した目標温度となるように前記温調機構を制御した後、前記切替機構を制御して流体が正方向に流れる正流状態にする制御機構とを具備していることを特徴とする流体加熱装置。
【請求項２】
前記流体加熱装置を用いた触媒評価試験装置であって、前記流体が模擬排ガスであり、前記昇温領域に排ガスの触媒を設置可能に構成してあることを特徴とする触媒評価試験装置。
【請求項３】
前記加熱流路と、該加熱流路の一端及び他端からそれぞれ延出させた一対の隣接流路とからなり、一方の隣接流路には前記昇温領域が設定されるとともに他方の隣接流路には前記対領域が設定されているセルと、
前記加熱流路に流体を導入するための一対の導入路と、
前記加熱流路から流体を導出するための一対の導出路とを具備し、
一方の導入路及び一方の導出路は、前記一方の隣接流路の延出端部に接続されるとともに、他方の導入路及び他方の導出路は前記他方の隣接流路の延出端部に接続され、
前記切替機構は、逆流状態においては、他方の導入路及び一方の導出路をクローズすることで、一方の導入路からの流体がセルに導入されて他方の導出路から排出されるようにする一方、正流状態においては、一方の導入路及び他方の導出路をクローズすることで、他方の導入路からの流体がセルに導入されて一方の導出路から導出されるようにするものである請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項４】
前記各導入路が、流体が流入する単一の導入ポートに接続されている請求項３記載の流体加熱装置。
【請求項５】
前記加熱流路と、該加熱流路の一端及び他端からそれぞれ延出させた一対の隣接流路とからなり、一方の隣接流路には前記昇温領域が設定されるとともに他方の隣接流路には前記対領域が設定されているセルと、
前記加熱流路に流体を導入するための一対の導入路と、
前記加熱流路から流体を導出するための一対の導出路とを具備し、
一方の導入路は前記加熱流路の一端と昇温領域との間に接続してあり、
他方の導入路及び他方の導出路は他方の隣接流路の延出端部に接続してあり、
一方の導出路は一方の隣接流路の延出端部に接続してあり、
前記切替機構は、逆流状態においては、他方の導入路をクローズすることで、一方の導入路からの流体が前記加熱流路及び一方の隣接領域への流れに分岐した後、各導出路から導出されるようにする一方、正流状態においては、一方の導入路をクローズすることで、他方の導入路からの流体が、一方の導出路及び加熱流路への流れに分岐した後、各導出路から導出されるようにするものである請求項１記載の流体加熱装置。
【請求項６】
前記各導出路を流れる流体の流量比を調整する導出流量比調整機構をさらに具備し、
前記制御機構が、前記導出流量比調整機構を制御して加熱流路を流れる流量が正流状態と逆流状態とにおいて等しくなるようにするものである請求項５記載の流体加熱装置。
【請求項７】
前記制御機構が、前記正流状態において一方の導入路を流量変更可能にオープンする請求項５記載の流体加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、流体加熱装置及びこの流体加熱装置を用いて加熱した模擬排ガスを自動車の排気管に設けられる触媒と反応させて該触媒を評価する触媒評価試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンの排気管などに設けられる触媒を評価する場合、実際の排ガスと同様の成分を有する模擬排ガスを生成するとともに、この模擬排ガスを加熱炉に導入して実際の排気管通過温度と同様の所定温度にまで昇温させ、加熱炉の出口側に設けた触媒に吹き付けるようにしている。
そのために従来は、触媒近傍での模擬排ガスの温度を測定しておき、その測定温度が前記所定温度となるように加熱炉の発熱量を制御している。
【０００３】
ところで近時、エンジンの起動時や高負荷時等における触媒の評価が求められており、そのためには、極めて短時間で模擬排ガスの温度を所定温度にまで精度良く上げる必要がある。
【０００４】
しかしながら、上述した方式では、加熱炉の発熱量をフィードバック制御しながら昇温させるため、昇温速度が極めて遅く（例えば１℃／ｓｅｃ程度）、前記要求に全く応えることができない。
【０００５】
そこで、特許文献１に示すように、加熱炉の出力を、例えば最大値にして過熱した模擬排ガスを生成し、その過熱模擬排ガスと冷却用模擬排ガスとの混合比率を制御して所望の温度の模擬排ガスを得るようにした装置も考えられている。しかし、このようなものでも、昇温速度は前記方式の数倍程度にまでしか改善することはできない。
そしてかかる問題点は、模擬排ガスのみならず流体を昇温加熱するときに共通する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−１２６６５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであって、模擬排ガス等の流体を所定温度にまで精度良く、かつ、極めて短時間で昇温させることが可能な流体加熱装置等を提供することをその所期課題としたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
すなわち本発明に係る流体加熱装置は、以下の構成要件を備えたものであることを特徴とする。
（１）流体を加熱する加熱流路。
（２）前記加熱流路を流れる流体の向きを正方向と逆方向とに切替反転させる切替機構。
（３）前記正方向に流れる流体が当該加熱流路を出て通過する昇温領域及び前記逆方向に流れる流体が当該加熱流路を出て通過する対領域。
（４）前記昇温領域及び対領域を流れる流体の温度を調整する温調機構。
（５）前記切替機構を制御して加熱流路を流体が逆方向に流れる逆流状態にするとともにこの逆流状態において前記対領域を流れる流体の温度を予め設定した目標温度となるように前記温調機構を制御した後、前記切替機構を制御して流体が正方向に流れる正流状態にする制御機構。
【０００９】
本発明の効果が特に顕著となる実施態様としては、前記流体加熱装置を用いた触媒評価試験装置であって、前記流体が模擬排ガスであり、前記昇温領域に排ガスの触媒を設置可能に構成してあるものを挙げることができる。
【００１０】
簡単な構成で本発明を実現するための具体的な実施態様としては、
前記加熱流路と該加熱流路の一端及び他端からそれぞれ延出させた一対の隣接流路とからなり、一方の隣接流路には前記昇温領域が設定されるとともに他方の隣接流路には前記対領域が設定されているセルと、
前記加熱流路に流体を導入するための一対の導入路と、前記加熱流路から流体を導出するための一対の導出路とを具備し、
一方の導入路及び一方の導出路は、前記一方の隣接流路の延出端部に接続されるとともに、他方の導入路及び他方の導出路は前記他方の隣接流路の延出端部に接続され、
前記切替機構は、逆流状態においては、他方の導入路及び一方の導出路をクローズすることで、一方の導入路からの流体がセルに導入されて他方の導出路から排出されるようにする一方、正流状態においては、一方の導入路及び他方の導出路をクローズすることで、他方の導入路からの流体がセルに導入されて一方の導出路から導出されるようにするものを挙げることができる。
【００１１】
流量制御器等を用いることなく、正流状態と逆流状態での加熱流路を流れる流量を等しくするには、前記各導入路が、流体が流入する単一の導入ポートに接続されているものが好ましい。
【００１２】
加熱流路を流れる流量を自在に設定することができるようにするとともに、昇温領域の急速な降温も可能とするには、
前記加熱流路と、該加熱流路の一端及び他端からそれぞれ延出させた一対の隣接流路とからなり、一方の隣接流路には前記昇温領域が設定されるとともに他方の隣接流路には前記対領域が設定されているセルと、
前記加熱流路に流体を導入するための一対の導入路と、
前記加熱流路から流体を導出するための一対の導出路とを具備し、
一方の導入路は前記加熱流路の一端と昇温領域との間に接続してあり、
他方の導入路及び他方の導出路は他方の隣接流路の延出端部に接続してあり、
一方の導出路は一方の隣接流路の延出端部に接続してあり、
前記切替機構は、逆流状態においては、他方の導入路をクローズすることで、一方の導入路からの流体が前記加熱流路及び一方の隣接領域への流れに分岐した後、各導出路から導出されるようにする一方、正流状態においては、一方の導入路をクローズすることで、他方の導入路からの流体が、一方の導出路及び加熱流路への流れに分岐した後、各導出路から導出されるようにするものであることが望ましい。
【００１３】
この場合、導出路側の流量も可変とする必要があり、そのためには、前記各導出路を流れる流体の流量比を調整する導出流量比調整機構をさらに具備し、前記制御機構が、前記導出流量比調整機構を制御して加熱流路を流れる流量が正流状態と逆流状態とにおいて等しくなるようにする構成としておくことが好適である。
【００１４】
降温制御するには、前記制御機構が、前記正流状態において一方の導入路を流量変更可能にオープンするものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
このように構成した本発明によれば、対領域における模擬排ガス温度を所望の目標温度にしておき、その温度制御された加熱模擬排ガスを、流路を切り替えることによって一気に触媒等が設置される昇温領域に流すようにしているので、昇温領域における昇温速度を従来に比べ飛躍的に向上させることができる。
【００１６】
また、最初に逆流状態において目標温度となるように設定される対領域が、昇温領域と熱的に対称又は対称に近いように設計してあるので、逆流状態と正流状態とが対称的な関係となり、流路を切り替えて正流状態としたときに、昇温領域における模擬排ガスの温度を、オーバシュートや非到達なく、精度良く目標温度に到達させることができる。
【００１７】
さらに、逆流状態にある昇温領域は、上流から流れてくる昇温前の流体が通過しており、その下流にある加熱流路の温度影響をほとんど受けることがないので、加熱前の昇温領域を確実に所定の低温状態に保つことが出来る。
【００１８】
そして、上述した３点、つまり、昇温を極めて高速に行える点、加熱後の昇温領域の温度を精度良く目標温度にできる点、及び加熱前の昇温領域を所望の定温度（例えば常温）に保てる点が相俟って、この流体加熱装置を例えば触媒評価試験装置に適用した場合に、実際のエンジンの起動時や高負荷時等に極めて近い状況を再現できることとなり、触媒評価試験を従来に比べ精度良く行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の第１実施形態における触媒評価試験装置の全体を示すとともに、逆流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【図２】同実施形態での正流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【図３】本発明の第２実施形態における触媒評価試験装置の全体を示すとともに、逆流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【図４】同実施形態での正流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【図５】本発明の第３実施形態における触媒評価試験装置の全体を示すとともに、逆流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【図６】同実施形態での正流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【図７】本発明の第４実施形態における触媒評価試験装置の全体を示すとともに、逆流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【図８】同実施形態での正流状態での模擬排ガスの流れを示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の一実施形態に係る触媒評価試験装置１００につき、図面を参照して説明する。
【００２１】
この触媒評価試験装置１００は、所定温度にまで昇温した模擬排ガスをエンジンの排気管に設けられる触媒Ｗに接触させ、その反応を評価・試験することができるように構成したものであり、図１に示すように、導入された模擬排ガスを加熱して内部に収容した触媒Ｗに接触させるセル１、前記セル１に模擬排ガスを導入するための一対の導入路２１、２２、前記セル１から模擬排ガスを導出するための一対の導出路３１、３２、セル１内の模擬排ガスの流通方向を正逆に切り替える切替機構４、前記切替機構４等を制御する制御機構５等を具備している。
【００２２】
以下に各部を説明する。
セル１は、模擬排ガスを昇温する加熱流路１３と、この加熱流路１３の側周囲に設けられた温調機構たるヒータ１４と、加熱流路１３の一端及び他端からそれぞれ延出させた一対の隣接流路１１、１２とを具備したものである。加熱流路１３の一端から延出させた一方の隣接流路１１には前記触媒Ｗを設置するための昇温領域Ｓ１が設定されており、加熱流路１３の他端からから延出させた他方の隣接流路１２には昇温領域Ｓ１とは加熱流路１３を挟んでほぼ対称的な部位に対領域Ｓ２が設定されている。なお、「対称」とは、熱的に対称であってよい。さらにこの実施形態では、昇温領域Ｓ１、対領域Ｓ２及び加熱流路１３の中心部にそれぞれ温度センサＴ１、Ｔ２、Ｔ３を設けている。
【００２３】
一対の導入路２１、２２のうち、一方の導入路２１はセル１の一端部、すなわち一方の隣接流路１１の延出端部に接続してあり、他方の導入路２２はセル１の他端部、すなわち他方の隣接流路１２の延出端部に接続してある。また、各導入路２１、２２の基端部はまとめられて単一の導入ポート２３に接続されている。
【００２４】
一対の導出路３１、３２のうち、一方の導出路３１はセル１の一端部、すなわち一方の隣接流路１１の延出端部に接続してあり、他方の導出路３２はセル１の他端部、すなわち他方の隣接流路１２の延出端部に接続してある。また、各導出路３１、３２の終端部はまとめられて単一の導出ポート３３に接続されている。
【００２５】
切替機構４は、模擬排ガスが、対領域Ｓ２を通過して加熱流路１３の他端から一端に向かって進み、昇温領域Ｓ１を通過する向きに流れる正流状態と、模擬排ガスが昇温領域Ｓ１を通過して加熱流路１３の一端から他端に向かって流れ、対領域Ｓ２を通過する逆流状態とのいずれかに模擬排ガス状態を選択的に切り替えるものである。
【００２６】
具体的にこのものは、各導入路２１、２２及び各導出路３１、３２にそれぞれ設けた開閉バルブ４Ｉ１、４Ｉ２、４Ｏ１、４Ｏ２を具備しており、図１に示すように、一方の導入路２１上及び他方の導出路３２上に設けた開閉バルブ４Ｉ１、４Ｏ２を開、他方の導入路２２上及び一方の導出路３１上に設けた開閉バルブ４Ｉ２、４Ｏ１を閉にすることによって前記逆流状態を生成することができる。
また、図２に示すように、一方の導入路２１上及び他方の導出路３２上に設けた開閉バルブ４Ｉ１、４Ｏ２を閉、他方の導入路２２上及び一方の導出路３１上に設けた開閉バルブ４Ｉ２、４Ｏ１を開にすることによって前記正流状態を生成することができる。
【００２７】
制御機構５は、例えば、図示しないＣＰＵ、メモリ、Ａ／Ｄコンバータ、Ｄ／Ａコンバータ、それらを接続するバス等を備えたデジタル回路と、デジタル回路周辺に接続されたアナログ回路とを具備したものであり、前記メモリに記憶させたプログラムにしたがってＣＰＵやその周辺機器が協働することにより、所定の機能を発揮する。
【００２８】
次に、この制御機構５の具体的な機能説明を兼ねて、本触媒評価試験装置１００の動作について説明する。
まず、オペレータが、セル１内の昇温領域Ｓ１に設けられたホルダに触媒Ｗを設置し、本触媒評価試験装置１００を動作させる。
すると、制御機構５が動作して前記切替機構４を制御し、図１に示すような逆流状態を生成する。このとき、導入ポート２３から導入された模擬排ガスは全て一方の導入路２１を通って加熱流路１３から対領域Ｓ２を流れる。
【００２９】
次に、制御機構５は、この逆流状態において前記対領域Ｓ２を流れる模擬排ガスの温度を温度センサＴ２から取得し、この温度センサＴ２による測定温度が予め設定した目標温度範囲となるように前記ヒータ１４の出力を制御する。なお、このとき、例えば加熱流路１３の中央部に設置された温度センサＴ３からの測定温度が、所定の定格温度を超えていた場合は、ヒータ１４の出力を下げ、何らかの警報を出すようにしてもよい。
【００３０】
その後、制御機構５は、対領域Ｓ２の測定温度が目標温度範囲に入って安定していることを確認した後、そのときのヒータ１４の出力を維持しながら、前記切替機構４を制御して模擬排ガスが正方向に流れる正流状態にする。
【００３１】
このとき、図２に示すように、導入ポート２３から導入された模擬排ガスは全て他方の導入路２２を介して加熱流路１３から昇温領域Ｓ１（触媒Ｗ）を流れるところ、導入ポート２３から導入される模擬排ガスの流量は、図示しない流量制御器等により一定に保たれているから、加熱流路１３及び昇温領域Ｓ１には前記逆流状態と等流量の模擬排ガスが流れることとなる。
【００３２】
なお、正流状態に切替後は、昇温領域Ｓ１の測定温度上昇率が一定以下となるか、あるいはそれに相当する所定時間経過したと判断した後、例えば昇温領域Ｓ１の測定温度が目標温度範囲に入るように、制御機構５は、前記ヒータ１４の出力を制御してもよい。
【００３３】
このように構成した本実施形態に係る触媒評価試験装置１００によれば、対領域Ｓ２における模擬排ガス温度を所望の目標温度にしておき、その温度制御された加熱模擬排ガスを、流路を切り替えることによって一気に触媒Ｗに流すようにしているので、触媒に流れる模擬排ガスの昇温速度を飛躍的に向上させることができる。
【００３４】
また、最初に逆流状態において目標温度となるように設定される対領域Ｓ２は、触媒Ｗが設置されている昇温領域Ｓ１と熱的に対称又は対称に近いように設計してあるので、逆流状態と正流状態とが対称的な関係となり、流路を切り替えて正流状態としたときに、昇温領域Ｓ１における模擬排ガスの温度を、オーバシュートや非到達なく、精度良く目標温度に到達させることができる。
【００３５】
さらに、逆流状態にある触媒Ｗは、上流から流れてくる常温の模擬排ガスに晒されており、その下流にある加熱流路１３の温度影響をほとんど受けることがないため、昇温前の触媒Ｗを所定の低温状態に確実に保つことが出来る。
【００３６】
そして、上述した３点、つまり、昇温を極めて高速に行える点と、加熱後の温度を精度良く目標温度にできる点と、加熱前の触媒を所望の定温度（例えば常温）に保てる点とが相俟って、エンジンの起動時や高負荷時等における触媒Ｗの評価試験を従来に比べ、極めて精度良く行うことができるようになる。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を、図３、図４を参照して説明する。なお、前記第１実施形態と対応する部材には同一の符号を付している。
この実施形態では、一方の導入路２１が前記加熱流路１３の一端と昇温領域Ｓ１との間に接続してある。
【００３８】
また、切替機構４として、前記第１実施形態のような、導出路３１、３２に設けた開閉バルブの代わりに、他方の導出路３２に設けた流量制御器４ＭＯが設けてある。すなわち、各導入路２１、２２に設けた開閉バルブと他方の導出路３２に設けた流量制御器４ＭＯとが切替機構４としての役割を担う。また、この流量制御器４ＭＯは、前記各導出路３１、３２を流れる模擬排ガスの流量比を調整するための導出流量比調整機構としての役割も担う。したがって、流量制御器４ＭＯを一方の導出路３１に設けることも可能である。
【００３９】
なお、図中導出路３１、３２に設けられている開閉バルブ４Ｏ１、４Ｏ２は、動作中、開のままであるから省略してもよい。また、流量制御器４ＭＯの上流に設けられた符号６は、流量制御器４ＭＯの定格温度以下に模擬排ガスの温度を下げるための冷却器を示しており、流量制御器４ＭＯの下流に設けられた符号７は、流量制御器４ＭＯの動作を担保するためのポンプを示している。
【００４０】
このような構成の触媒評価試験装置１００の動作について以下に説明する。
まず、オペレータが、セル１内の昇温領域Ｓ１に設定されたホルダに触媒Ｗを設置し、本触媒評価試験装置１００を動作させる。
すると、制御機構５が動作し、前記切替機構４を制御して、図３に示すような逆流状態を生成する。
【００４１】
ここで、この逆流状態での模擬排ガスの流れについて説明しておく。導入ポート２３から流れ込んだ模擬排ガスは、図３に示すように、その全量が一方の導入路２１を通り、セル１で加熱流路１３に向かう流れと昇温領域Ｓ１（触媒Ｗ）に向かう流れとに分岐する。
【００４２】
加熱流路１３に向かった模擬排ガスは、対領域Ｓ２から他方の導出路３２を通って導出ポート３３で排出される。また、昇温領域Ｓ１に向かった模擬排ガスは、一方の導出路３１を通って導出ポート３３から同じく排出される。
【００４３】
このように、加熱流路１３から対領域Ｓ２を通った模擬排ガスは、その全量が他方の導出路３２に導かれるので、制御機構５は、この他方の導出路３２上に設けた流量制御器４ＭＯに指令して、他方の導出路３２を流れる模擬排ガスの流量、すなわち加熱流路１３を流れる模擬排ガスの流量を予め定めた制御流量に制御する。
【００４４】
一方、この目標流量は、導入ポート２３から流れ込む模擬排ガスの流量よりも小さく設定してあるので、残りの余剰模擬排ガスが昇温領域Ｓ１を通って導出ポート３３から排出されることとなる。
【００４５】
次に、前記実施形態同様、制御機構５は、この逆流状態において前記対領域Ｓ２を流れる模擬排ガスの温度を温度センサＴ２から取得し、この温度センサＴ２による測定温度が予め設定した目標温度範囲となるように前記ヒータ１４の出力を制御する。
【００４６】
そして、制御機構５は、対領域Ｓ２の測定温度が目標温度範囲に入って安定していることを確認した後、そのときのヒータ１４の出力を維持しながら、前記切替機構４を制御して模擬排ガスが正方向に流れる正流状態にする。
【００４７】
ここで、この正流状態での模擬排ガスの流れについて説明すると、導入ポート２３から流れ込んだ模擬排ガスは、図４に示すように、その全量が他方の導入路２２を通り、セル１で加熱流路１３に向かう流れと他方の導出路３２に向かう流れとに分岐する。加熱流路１３に向かった模擬排ガスは、昇温領域Ｓ１（触媒Ｗ）、一方の導出路３１を通って導出ポート３３から排出される。他方の導出路３２に向かった模擬排ガスは導出ポート３３から排出される。
【００４８】
ところで、加熱流路１３を通る模擬排ガスの流量ＱＦは、逆流状態での流量ＱＲと等しくする必要があるので、前記制御機構５は、他方の導出路３２を流れる模擬排ガスの流量を制御することによって、間接的に加熱流路１３を通る模擬排ガスの流量を制御する。
【００４９】
具体的には、他方の導入路２２から流れ込む模擬排ガスの流量ＱＦＩ２（既知）から他方の導出路３２を流れる模擬排ガスの流量ＱＲＯ２を差し引いた差分流量ＱＦＩ２−ＱＲＯ２が、加熱流路１３を流れる流量ＱＦ、すなわち一方の導出路３１を流れる流量であるため、この差分流量が前記逆流状態での加熱流路１３を通る模擬排ガスの流量ＱＲと等しくなるように、前記流量制御器４ＭＯの制御流量ＱＲＯ２を以下の式（１）のように設定する。
ＱＲＯ２＝ＱＦＩ２−ＱＦ
＝ＱＦＩ２−ＱＲ・・・（１）
【００５０】
このような構成でも、前記実施形態同様の効果を得ることができる。加えて、前記流量制御器４ＭＯの制御流量を変えることによって、正逆状態の両方において加熱流路１３を流れる流量を自在に設定することができるので、触媒評価試験の自由度をさらに向上させることができる。
【００５１】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態について、図５、図６を参照して説明する。なお、前記実施形態と対応する部材には同一の符号を付している。
【００５２】
この第３実施形態は、流路構成は第２実施形態と同様であるが、切替機構４として、導入路２１、２２に設けた開閉バルブの代わりに、それぞれ流量制御器４ＭＩ１、４ＭＩ２が設けてある。すなわち、これら流量制御器４ＭＩ１、４ＭＩ２と、他方の導出路３２に設けた流量制御器４ＭＯとが切替機構４としての役割を担う。
【００５３】
次に、このような構成の触媒評価試験装置１００の動作について以下に説明する。
まず、オペレータが、セル１内の昇温領域Ｓ１に設定されたホルダに触媒Ｗを設置し、本触媒評価試験装置１００を動作させる。
【００５４】
すると、制御機構５が動作し、前記切替機構４を制御して（言い換えれば各流量制御器４ＭＩ１、４ＭＩ２、４ＭＯを制御して）、図５に示すような逆流状態を生成する。この逆流状態での加熱流路１３を流れる流量ＱＲは以下の式（２）から求められる。
ＱＲ＝ＱＲＯ２−ＱＲＩ２・・・（２）
ここで、ＱＲＯ２は導出流量制御器４ＭＯの制御流量（他方の導出路３２を流れる流量）、ＱＲＩ２は他方の導入流量制御器４ＭＩ２の制御流量（他方の導入路２２を流れる流量）を表している。
【００５５】
そこで、制御機構５は、加熱流路１３を流れる流量ＱＲが予め定めた値となるように、導入流量制御器４ＭＩ２及び導出流量制御器４ＭＯの制御流量を設定する。
【００５６】
例えば、式（２）から明らかなように、他方の導入流量制御器４ＭＩ２の制御流量ＱＲＩ２を定めれば、導出流量制御器４ＭＯの制御流量ＱＲＯ２は一意的に定まり以下の式（３）のようになる。
ＱＲＯ２＝ＱＲＩ２−ＱＲ・・・（３）
【００５７】
なお、一方の導入路２１の流量ＱＲＩ１は、ＱＲを上回ればよく、制御機構５は、一方の導入流量制御器４ＭＩ１を制御して、昇温領域Ｓ１（触媒Ｗ）を通り一方の導出路３１から排出されるその余剰流量ＱＲ−ＱＲＩ１が、昇温領域Ｓ１（触媒Ｗ）を常温に保てる程度に前記流量ＱＲＩ１を設定する。
【００５８】
次に、前記実施形態同様、制御機構５は、逆流状態において前記対領域Ｓ２を流れる模擬排ガスの温度を温度センサＴ２から取得し、この温度センサＴ２による測定温度が予め設定した目標温度範囲となるように前記ヒータ１４の出力を制御する。
【００５９】
その後、制御機構５は、対領域Ｓ２の測定温度が目標温度範囲に入って安定していることを確認した後、そのときのヒータ１４の出力を維持しながら、前記切替機構４を制御して、図６に示すように、模擬排ガスが正方向に流れる正流状態にする。なお、このとき、一方の導入路２１は一方の導入流量制御器４ＭＩ１によってクローズ状態とし、昇温領域Ｓ１に常温の模擬排ガスが混入しないようにする。
【００６０】
この正流状態での加熱流路１３を流れる流量ＱＦは、以下の式（４）で表される。
ＱＦ＝ＱＦＩ２−ＱＦＯ２・・・（４）
ここで、ＱＦＩ２は、他方の導入流量制御器４ＭＩ２の制御流量（他方の導入路２２を流れる流量）、ＱＦＯ２は導出流量制御器４ＭＯの制御流量（他方の導出路３２を流れる流量）を表している。
【００６１】
ところで、正流状態での加熱流路１３を流れる流量ＱＦは、逆流状態での流量ＱＲと等しくする必要があるので、前記流量ＱＦが流量ＱＲと等しくなるように、制御機構５は、流量制御器４ＭＩ２、４ＭＯの制御流量ＱＦＩ２、ＱＦＯ２を、切替と同時に定める。
【００６２】
具体的には例えば、式（４）から明らかなように、他方の導入流量制御器４ＭＩ２の制御流量ＱＦＩ２を定めれば、導出流量制御器４ＭＯの制御流量ＱＦＯ２は一意的に定まり、以下の式（５）のようになる。
ＱＦＯ２＝ＱＦＩ２−ＱＦ＝ＱＦＩ２−ＱＲ・・・（５）
このような構成でも、前記第２実施形態同様の効果を得ることができる。
【００６３】
さらにこの実施形態では、触媒Ｗの急速降温も可能となる。すなわち、正流状態において、一方の導入路２１に設けた流量制御器４ＭＩ１を開いて、所定の流量を流せば、常温の模擬排ガスが昇温された模擬排ガスと混合するので、昇温領域Ｓ１の温度が急速に下がって前述した触媒Ｗの急速降温が可能となる。このとき、他方の導入路２２を流れる模擬排ガスの流量を減少させれば、昇温された模擬排ガスの流量が小さくなるので、より急速な降温が可能となる。
【００６４】
［第４実施形態］
次に、本発明の第４実施形態について図７、図８を参照して説明する。なお、前記実施形態と対応する部材には同一の符号を付している。
【００６５】
この第４実施形態では、図７に示すように、第３実施形態と比べ、他方の導入路２２が前記加熱流路１３の他端と対領域Ｓ２との間に接続してある点で、流路構成が異なる。また、温調機構として、ヒータ１４は定格出力で一定としておき、加熱された模擬排ガスに導入路２１、２２からの低温模擬排ガスを混合させることによって、対領域Ｓ２又は昇温領域Ｓ１の温度を調整できる構成としている。
具体的に動作の一例を説明する。
【００６６】
まず、逆流状態おいて、制御機構５は、図７に示すように、導入流量制御器４ＭＩ１を制御して、一方の導入路２１を流れる模擬排ガスの流量をＱＲＩ１とする。
【００６７】
次に、対領域Ｓ２の測定温度が、所定の目標温度となるように、他方の導入路２２を流れる模擬排ガスの流量を、導入流量制御器４ＭＩ２に指令を出して制御する。その結果、他方の導入路２２を流れる模擬排ガスの流量がＱＲＩ２になったとする。
【００６８】
一方、制御機構５は、逆流状態での加熱流路１３を流れる模擬排ガスの流量が予め定めたＱＲとなるように、導出流量制御器４ＭＯに指令を出して制御する。そのときの制御流量ＱＲＯ２は、以下の式（６）の通りである。
ＱＲＯ２＝ＱＲ＋ＱＲＩ２・・・（６）
【００６９】
次に制御機構５は、図８に示す正流状態を生成する。
具体的には、各導入流量制御器４ＭＩ１、４ＭＩ２による制御流量を反転させる。すなわち、一方の導入路２１を流れる模擬排ガスの流量ＱＦＩ１をＱＲＩ２とし、他方の導入路２２を流れる模擬排ガスの流量ＱＦＩ２をＱＲＩ１とする。
【００７０】
同時に制御機構５は、正流状態での加熱流路１３を流れる模擬排ガスの流量ＱＦが前記逆流状態での流量ＱＲとなるように、導出流量制御器４ＭＯに指令を出して制御する。そのときの制御流量ＱＦＯ２は、以下の式（７）の通りである。
ＱＦＯ２＝ＱＦＩ２−ＱＦ
＝ＱＲＩ１−ＱＲ・・・（７）
【００７１】
このような構成であれば、ヒータ出力を制御することなく前記第３実施形態同様の効果を得ることができる。また、第３実施形態同様、触媒Ｗの急速降温も可能である。
【００７２】
なお、本発明は前記実施形態に限られない。例えば、流量制御器を設ける部位を変更することも可能であるし、触媒評価試験装置のみならず、流体を一挙に所定温度にまで加熱する目的であれば、種々の用途に本発明を適用可能である。
その他、本発明は、前記実施形態に限られることなく、種々の変形が可能である。
【符号の説明】
【００７３】
１００・・・触媒評価試験装置
１・・・セル
１１、１２・・・隣接流路
１３・・・加熱流路
１４・・・温調機構（ヒータ）
２１、２２・・・導入路
３１、３２・・・導出路
４・・・切替機構
５・・・制御機構
Ｓ１・・昇温領域
Ｓ２・・・対領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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