(57)【要約】【課題】特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いを高精度に測定することができる、ハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置を得る。【解決手段】ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて前記気体を連続して供給し、前記気体の流量が所定時間内で許容範囲にあるときに測定した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧から、前記ハニカム構造体の圧力損失を求める。【選択図】          図３
2004257954.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて前記気体を連続して供給し、前記気体の流量が所定時間内で許容範囲にあるときに測定した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧から、前記ハニカム構造体の圧力損失を求めることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項２】
ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて前記気体を連続して供給し、前記気体の流量が所定時間内で許容範囲にあるときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、次いで、前記差圧の測定後に連続する所定時間内で前記気体の流量が前記許容範囲にあるときに、前記差圧から圧力損失を求めることを特徴とする、請求項１に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項３】
ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて前記気体を連続して供給し、前記気体の流量が所定時間内で第１の許容範囲内にあり、前記気体の流量の平均が前記所定時間内で前記第１の許容範囲と中心を同じくして前記第１の許容範囲の広くとも２／３の幅を持った範囲内にあり、かつ前記所定時間内の直近短時間の前記気体の流量が前記第１の許容範囲より狭い第２の許容範囲内にあり、前記直近短時間での前記気体の流量の平均が前記第２の許容範囲と中心を同じくして前記第２の許容範囲の広くとも２／３の幅を持った範囲内にあるときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、次いで、前記差圧の測定後に連続する所定時間内で前記気体流量が前記第２の許容範囲にあるときに、前記差圧から圧力損失を求めることを特徴とする、請求項２に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項４】
繰り返し求めた前記圧力損失のバラツキが±３％以内であることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項５】
ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて気体を供給し、前記気体の流量が許容範囲にあるときに測定した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧の少なくとも２以上の測定値から求めた平均値から、圧力損失を求めることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項６】
ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて気体を供給し、前記気体の流量が許容範囲にあるときに測定した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧の少なくとも３以上の測定値から求めた中央値から、圧力損失を求めることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項７】
前記気体の流量および前記差圧は、前記気体の温度、前記気体の湿度、測定環境の温度、測定環境の湿度、および測定環境の気圧の少なくとも１以上による補正を加えることを特徴とする請求項１乃至請求項６の何れかに記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項８】
前記ハニカム構造体に、微粒子を供給することを特徴とする請求項１乃至請求項７何れかに記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項９】
前記微粒子をカーボン微粒子とし、該カーボン微粒子の投入速度を１ｇ／ｍｉｎ以下とすることを特徴とする請求項８に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
【請求項１０】
ハニカム構造体を収納する試験用チャンバと、該試験用チャンバの入口側および出口側に接続して、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を検出してコンピュータに入力する差圧検出手段と、前記試験用チャンバに続く送気管の末端に接続して、前記ハニカム構造体に気体を供給する送気手段と、前記送気管中に配置して、前記ハニカム構造体への気体の流量を検出して前記コンピュータに入力する流量検出手段と、前記送気管中に配置して、前記コンピュータとの入出力により前記気体の流量を制御する流量制御手段とを有し、前記コンピュータには、前記ハニカム構造体への前記気体の目標流量と該目標流量に対する許容範囲を記憶しており、前記流量が前記許容範囲にあるときに検出した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧から、圧力損失を求めるようにしていることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価装置。
【請求項１１】
前記試験用チャンバの入口側に、フィルタを備えることを特徴とする請求項１０に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価装置。
【請求項１２】
前記試験用チャンバの入口側に、前記ハニカム構造体に微粒子を供給する微粒子供給手段を備えることを特徴とする請求項１０に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価装置。
【請求項１３】
前記気体の温度検出手段、前記気体の湿度検出手段、測定環境の温度検出手段、測定環境の湿度検出手段、測定環境の気圧検出手段の少なくとも１の検出手段を有し、前記コンピュータが、前記検出手段での検出値をもとに、前記気体の流量、および差圧に補正を加えることを特徴とする請求項１０乃至請求項１２の何れかに記載のハニカム構造体の圧力損失の評価装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガスを浄化するのに使用されるハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど内燃機関の排ガスを浄化するのに使用される排ガス浄化用ハニカム構造体は、一般にセラミックあるいは金属などの耐熱材料で構成されており，内燃機関の排気系に組みこまれ、排ガス中に含まれる有害物質を取り除く役割を果たす。前記排ガス浄化用ハニカム構造体には、触媒物質を担持することにより目的の有害物質を取り除く役割を果たすものや、主にディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒｓ、以下「ＰＭ」という）を前記ハニカム構造体がろ過捕捉し、排ガス浄化に寄与するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦという）用ハニカム構造体もある。
【０００３】
前記排ガス浄化用ハニカム構造体は、その圧力損失により排ガスの流れを妨げるためエンジン出力の低下の原因となる。また、前記ＤＰＦ用ハニカム構造体においては、排ガス中のＰＭが前記ＤＰＦ用ハニカム構造体内部に捕捉され蓄積されるのに伴い、圧力損失が高くなりエンジン出力の低下につながる。このためハニカム構造体の初期の圧力損失や、ＰＭの蓄積後の圧力損失を把握する必要がある。
【０００４】
さて、ハニカム構造体の「圧力損失」とは、ハニカム構造体を気体が通過したときのハニカム構造体の上流側の気体の圧力値から下流側の気体の圧力値を引いたものであり、排気ガスがハニカム構造体を通過する際に受ける抵抗が最大の要因となる。従って、ハニカム構造体の隔壁の材料、厚さ、気孔率、細孔径など、また排気ガスが流入するハニカム構造体の入口端部形状などを、適切にする必要がある。
【０００５】
ハニカム構造体の圧力損失を求めて、評価する手段としては、日本工業規格（ＪＩＳ）の自動車用エアクリーナの試験方法を用いることがある（例えば、非特許文献１参照）。この非特許文献１の試験装置は、供試体（ＪＩＳでは自動車用エアクリーナ）を収納する試験用チャンバと、試験用チャンバの出口側および入口側に接続した差圧計と、出口側から順に送気管を介して接続したアブソリュートフィルタ、空気流量計、空気流量制御装置、および排気送風機などからなる。
そして、非特許文献１の試験装置で、供試体となるハニカム構造体の圧力損失を求める場合には、試験室の空気を１５分間以上流し、その後、差圧計により圧力損失を求めることになる。また、空気量、差圧などの値を、２０℃、相対湿度６５％、気圧１０１３ｈＰａの標準状態に補正して、圧力損失を求めることになる。また、例えば特許文献１に記載の発明のように前記ハニカム構造体を内燃機関の排気系に組み込み、求めた圧力損失をエンジンの排気流量で補正する方法や、特許文献２に記載の発明のように内燃機関を用いずに粒子含有気体発生器により前記ハニカム構造体に粒子を含有した気体を送り込み、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧より圧力損失を求める記載が見られる。これらはいずれも圧力損失の上昇後に測定を行うため、比較的容易に圧力損失が求められる。
【０００６】
ところで、前記ＤＰＦ用ハニカム構造体においては、一定量のＰＭが蓄積されるとこれを電気ヒータで燃焼させたり、逆洗エアーで除去しＤＰＦの再生を行う必要があるが、従来の電気ヒータで微粒子を燃焼再生する方法では、微粒子の自己発熱によりＤＰＦ用ハニカム構造体自体が溶損したり、また逆洗エアーを用いる場合は装置が複雑になる問題があり、最近では触媒物質の作用によりＤＰＦ用ハニカム構造体内で微粒子を連続的に燃焼させる技術（ＣＲＴシステム）が採用されるようになってきた。
【０００７】
【非特許文献１】
ＪＩＳ  Ｄ  １６１２−１９８９  自動車用エアクリーナの試験方法［第４頁第８．項（通気抵抗試験）、第２０頁第２．（１５）項（通気抵抗）、第２４頁（試験用ダスト）、第２７頁（図６  パネル形フィルタエレメント用清浄効率及びダスト保持量試験装置）、第３２〜３４頁（標準状態に対する空気量及び通気抵抗の補正）］
【特許文献１】
特開平８−１０９８１８号公報
【特許文献２】
特許第２８０７３７０号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記ＣＲＴシステムでは、定常状態においてＰＭは連続的に燃焼除去され蓄積されないので、ＰＭ蓄積による圧力損失の上昇はほとんどない。さらにＣＲＴシステムではＤＰＦ用ハニカム構造体の上流側に酸化触媒を担持したハニカム構造体の配置が不可欠である。場合によってはＤＰＦ用ハニカム構造体の下流側にＮＯｘ除去の触媒を担持したハニカム構造体の配置が必要になる事もあり、内燃機関の排気系全体の圧力損失が大きくなりエンジン出力の低下につながるので、ＤＰＦ用ハニカム構造体自体にも気孔率が５０％以上で平均細孔径１５μｍ以上の材料を用いたりセル構造を最適化する技術が適用される等、ＤＰＦ用ハニカム構造体そのものの圧力損失を低く抑えるための技術開発が進められており、その評価および検査を行うために低い圧力損失を精度良く求める必要がある。
【０００９】
ところがこのようなＤＰＦ用ハニカム構造体に前記自動車用エアクリーナの試験方法を用いて圧力損失を求めても、あるいは前記特許文献記載の圧力損失を求める方法を用いても、圧力損失自体が極めて小さい事から、ＤＰＦ用ハニカム構造体を流れる気体の流量および温度および湿度と測定環境の大気圧および温度および湿度のわずかな変化の影響が、圧力損失の値に大きくばらつきとして表れ、圧力損失を精度良く求めることは困難である。特に気体流量の変化については、流量制御弁のような流量を安定させる装置を用いてもなお存在する微小な流量の変化が、圧力損失の値に及ぼす影響は無視できない。したがって異なるハニカム構造体間の圧力損失のが異なると思われてもその差異が出ず、圧力損失を高精度に求めることができない。
【００１０】
したがって本発明の課題は、ハニカム構造体の圧力損失を高精度に求めることができる、ハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置を得ることにある。特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いを高精度に求めることができる、ハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置を得ることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題について鋭意研究した。その結果、ハニカム構造体に供給する気体の流量の変化が少なく、安定した流れを保ったときの差圧を測定すれば、ハニカム構造体の圧力損失を高精度に求めることができるとの知見を得、本発明に想到した。
【００１２】
すなわち、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法は、ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて気体を連続して供給し、前記気体の流量が所定時間内で許容範囲にあるときに測定した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧から、前記ハニカム構造体の圧力損失を求めることを特徴とする。
これにより、前記気体の流量変化が小さく安定した流れを保った状態でハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定することにより、ハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価することができ、特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いをさらに高精度に評価することができる。
【００１３】
ここで、気体の流量が許容範囲にあるとは、例えば、３０Ｎｍ３  ／ｍｉｎを中心に、許容範囲が±０．９Ｎｍ３  ／ｍｉｎにあることを言う。また差圧の測定は、前記気体の流量が所定時間内で許容範囲にあるときに測定するのみではなく、連続的に測定しておき、前記気体の流量が所定時間内で許容範囲にあるときの差圧のみを抽出して圧力損失を求めることもできることは言うまでもない。
【００１４】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法は、ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて前記気体を連続して供給し、前記気体の流量が所定時間内で許容範囲にあるときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、次いで、前記差圧の測定後に連続する所定時間内で前記気体の流量が前記許容範囲にあるときに、前記差圧から圧力損失を求める方法を取ることもできる。これにより、前記気体の流量変化が小さく安定した流れを保った状態で、ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、かつ前記差圧の測定の後の前記気体の流量変化が小さいことを確認することにより、ハニカム構造体の圧力損失をより高精度に評価することができ、特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いを高精度に評価することができる。
ここで、ある経過した所定時間内とは例えば１０ｓ（秒）間、差圧の測定後に連続する所定時間内とは前記１０ｓに続く例えば３ｓ間を言う。
【００１５】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法は、ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて前記気体を連続して供給し、前記気体の流量が所定時間内で第１の許容範囲で、前記気体の流量の平均が前記所定時間内で前記第１の許容範囲と中心を同じくして前記第１の許容範囲の広くとも２／３の幅を持った範囲内にあり、かつ前記所定時間内の直近短時間の前記気体の流量が前記第１の許容範囲より狭い第２の許容範囲で、前記直近短時間での前記気体の流量の平均が前記第２の許容範囲と中心を同じくして前記第２の許容範囲の広くとも２／３の幅を持った範囲内にあるときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、次いで、前記差圧の測定後に連続する所定時間内で前記気体流量が前記第２の許容範囲にあるときに、前記差圧から圧力損失を求める方法を取ることもできる。ここで前記気体の流量の平均は、前記第１および第２の許容範囲と中心を同じくして前記第１および第２の許容範囲の広くとも２／３の幅を持った範囲内にあることが望ましい。これにより前記気体の流量の変化、言いかえれば気体の流量のバラツキの平均値の変動が収束傾向にある、気体の流れがより安定した状況で測定することとなる。これにより、前記気体の流量変化が小さく、かつ小さく変化する気体の流量の平均値も収束傾向にある時点でハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、前記差圧の測定の後の前記気体の流量変化が小さいことを確認することにより、ハニカム構造体の圧力損失をさらに高精度に評価することができ、特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いをさらに高精度に評価することができる。
ここで、気体の流量が第１の許容範囲とは、例えば１５Ｎｍ３  ／ｍｉｎ±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎ以内に、第２の許容範囲とは、第１の許容範囲より狭い、例えば１５Ｎｍ３  ／ｍｉｎ±０．０５Ｎｍ３  ／ｍｉｎ以内を言う。
【００１６】
また本発明は、繰り返し求めた前記圧力損失のバラツキが±３％以内であることが望ましく、±３％以内であれば高精度に評価されていると言える。特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いを高精度に評価されていると言える。
【００１７】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法は、ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて気体を供給し、前記気体の流量が許容範囲にあるときに測定した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧の少なくとも２以上の測定値から求めた平均値から、圧力損失を求めることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価方法であり、例えば、許容範囲を１０Ｎｍ３／ｍｉｎ±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとして気体を供給した場合、測定経過中に気体の流量が許容範囲を満足したときに測定した差圧を１０点抽出し、この１０点の差圧を平均することで、高精度にハニカム構造体の圧力損失を評価することができる。
【００１８】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法は、ハニカム構造体に、気体の流量に対する許容範囲を決めて気体を供給し、前記気体の流量が許容範囲にあるときに測定した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧の少なくとも３以上の測定値から求めた中央値から、圧力損失を求めることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価方法であり、例えば、許容範囲を１０Ｎｍ３／ｍｉｎ±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとして気体を供給した場合、測定経過に気体の流量が許容範囲を満足したときに測定した差圧を１１点抽出し、この１１点中の中央値の６点目を差圧の測定値とすることで、高精度にハニカム構造体の圧力損失を評価することができる。
【００１９】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法においては、前記気体の流量および前記差圧は、前記気体の温度、前記気体の湿度、測定環境の温度、測定環境の湿度、および測定環境の気圧の少なくとも１以上による補正を加えることができる。ハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価するために、前記補正を加えることが望ましい。
【００２０】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法においては、前記ハニカム構造体に、微粒子を供給することもできる。これにより実際のエンジンの運転状況を想定したＰＭの捕集の状況に応じたハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価することができる。
【００２１】
また、上記微粒子はカーボン微粒子とし、該カーボン微粒子の投入速度を１ｇ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。ここで、カーボン微粒子の投入速度を１ｇ／ｍｉｎ以下としたのは、投入速度１ｇ／ｍｉｎを超えると、カーボン微粒子が粒状のかたまりとなって、微粒子の分布が偏り、均一に投入することが難しいためである。よって該カーボン微粒子の投入速度を１ｇ／ｍｉｎ以下とすることが好ましい。
【００２２】
次に、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価装置は、ハニカム構造体を収納する試験用チャンバと、該試験用チャンバの入口側および出口側に接続して、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を検出してコンピュータに入力する差圧検出手段と、前記試験用チャンバの出口側に続く送気管の末端に接続して、前記ハニカム構造体に気体を送気する送気手段と、前記送気管中に配置して、前記ハニカム構造体への気体の流量を検出して前記コンピュータに入力する流量検出手段と、前記送気管中に配置して、前記コンピュータとの入出力により前記気体の流量を制御する流量制御手段とを有し、前記コンピュータには、前記ハニカム構造体への前記気体の目標流量と該目標流量に対する許容範囲を記憶しており、前記流量が前記許容範囲にあるときに検出した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧から、圧力損失を求めるようにしていることを特徴とする。ここで、流量検出手段と流量制御手段の送気管中の配置は前後何れでも良い。これにより、ハニカム構造体の圧力損失をさらに高精度に評価することができ、特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いをさらに高精度に評価することができる。
【００２３】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価装置においては、前記試験用チャンバの入口側に、フィルタを備えることもできる。これにより、測定環境中に浮遊する塵埃が試験用チャンバ内に流入するを防止すると共に、気体を整流してハニカム構造体に供給することで圧力損失の値の誤差を少なくできる。
【００２４】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価装置においては、前記試験用チャンバの入口側に、前記ハニカム構造体に微粒子を供給する微粒子供給手段を備えることもできる。これにより、ＰＭの捕集の状況に応じたハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価することができる。
【００２５】
また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価装置においては、前記気体の温度検出手段、前記気体の湿度検出手段、測定環境の温度検出手段、測定環境の湿度検出手段、測定環境の気圧検出手段の少なくとも１の検出手段を有し、前記コンピュータが、前記検出手段での検出値をもとに、前記気体の流量、および差圧に補正を加える評価装置とすることが好ましい。これにより、ハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、以下の説明においては、ＤＰＦおよび触媒コンバータをまとめて「ハニカム構造体」とする。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、実施の形態１において測定されるハニカム構造体１であり、（ａ）はその模式斜視図、（ｂ）は模式断面図である。このハニカム構造体１は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されてＰＭを捕集する役割を果たし、強度と共に圧力損失が特に小さいことが要求されている。ハニカム構造体１は、外径２６７ｍｍ×長さ３０４ｍｍの円筒形状でコージェライト材の多孔質セラミック焼結体である。なお、コージェライト材以外にも、例えば炭化硅素、窒化硅素、アルミナなどを選択することができる。ハニカム構造体１には、外皮１ａ内に断面略正方形状の複数の貫通孔１ｂがその軸線方向に沿って規則的に配列されている。各貫通孔１ｂは隔壁１ｃによって互いに隔てられている。貫通孔１ｂの各端面１ｄ、１ｅは各封止材１ｆ、１ｇによって交互に封止されており、端面１ｄ、１ｅ全体としては市松模様になっている。隔壁１ｃは、厚さが０．３ｍｍ、ピッチが１．５ｍｍ、気孔率が６５％、平均細孔径が２０μｍとなっている。
【００２８】
ハニカム構造体１をディーゼルエンジンの排気系に配置したとき、排気ガスは、端面１ｄに開口した貫通孔１ｂから流入（矢印Ａ１）し、多孔質の隔壁１ｃを通過（矢印Ａ２）して隣接する貫通孔から流出（矢印Ａ３）する。このとき、排気ガス中に含まれるＰＭは隔壁１ｃで捕集される。そして、一定量のＰＭが蓄積されるとこれを電気ヒータで燃焼したりして、ハニカム構造体１の再生を行う。
【００２９】
次に、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置について説明する。図２は、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の一例の模式図である。なお、試験用の気体としては、通常の空気を用いている。図２で、試験用チャンバ３には、緩衝材２を介してハニカム構造体１を収納している。緩衝材２はハニカム構造体１の周囲に巻き付けて試験用チャンバ３への出し入れを容易にすると共にハニカム構造体１を保護している。試験用チャンバ３は、入口側３ａを開いてハニカム構造体１の出し入れをできるようにし、また奥のストッパ（図示せず）でハニカム構造体１と緩衝材２の位置決めができるようにしている。試験用チャンバ３の入口側３ａおよび出口側３ｂには、ハニカム構造体１の差圧を検出してコンピュータ６に入力する差圧計５を接続している。試験用チャンバ３の出口側３ｂに続く送気管７ａには、流入したゴミなどを捕捉するアブソリュートフィルタ８を接続している。アブソリュートフィルタ８に続く送気管７ｂにはハニカム構造体１を通過した空気の流量を検出してコンピュータ６に入力する差圧式流量計１０を接続している。差圧式流量計１０に続く送気管７ｃには、コンピュータ６との入出力により空気の流量を制御する流量調整弁１１を接続している。流量調整弁１１に続く送気管７ｄには、コンピュータ６との入出力により一定出力で空気を吸引する排気送風機１２を接続している。また、試験用チャンバ３の入口側３ａには、測定環境中に浮遊する塵埃が試験用チャンバ３内に流入するを防止すると共に空気を整流してハニカム構造体１に供給するフィルタ４を備えている。
【００３０】
また、アブソリュートフィルタ８の前の送気管７ａには、送気管７ａを流れる空気の温度・湿度を検出して、コンピュータ６に入力するデジタル温度・湿度計９を備えている。フィルタ４の近くには、測定環境の温度・湿度・気圧を検出して、コンピュータ６に入力するデジタル温度・湿度・気圧計１３を備えている。
【００３１】
コンピュータ６には、ハニカム構造体１への空気の目標流量とこの目標流量に対する許容範囲を記憶させている。そして、コンピュータ６は、一定時間ごと同時に、空気の流量と、空気の温度・湿度、測定環境の温度・湿度・気圧のサンプリングを行い、空気の流量が許容範囲にあるときに検出した差圧計５の値に、空気の温度・湿度、測定環境の温度・湿度・気圧をもとに標準状態にする補正をかける演算を行い、圧力損失の値をディスプレイ６ａに表示している。なお、モニタ６ａの表示値が配線のノイズなどで各検出値と異なっている場合、ノイズを除去するように補正している。
【００３２】
次に、圧力損失の評価方法について説明する。
圧力損失には、ハニカム構造体１の圧力損失に加え、試験用チャンバ３の圧力損失も含まれている。このため事前に、ハニカム構造体１を試験用チャンバ３に収納しないで、試験用チャンバ３単独の圧力損失を測定している。通常、標準状態における試験用チャンバ３のみの圧力損失は一定であるので、いったん測定して得られた試験用チャンバ３の圧力損失をコンピュータ６に記憶させ、これを自動的に差し引いて、ハニカム構造体の圧力損失としている。なお、簡易的な圧力損失の評価方法としては、標準状態でない測定環境の場合に、試験用チャンバ３のみの差圧とハニカム構造体１の差圧の両方を測定し、標準状態における試験用チャンバ３の差圧との比からハニカム構造体１の差圧の測定値に補正を加えて標準状態して求めることもできる。
【００３３】
図３は、経過時間・空気の流量・差圧から、ハニカム構造体１の圧力損失を求めるための説明図である。図３では、ハニカム構造体１に、目標流量を１５Ｎｍ３  ／ｍｉｎと決めて空気を連続して供給するように、コンピュータ６に入力している。なお、目標流量１５Ｎｍ３  ／ｍｉｎは、ディーゼルエンジン実機での排気ガス温度が４００〜６００℃で流量が約３７〜４８Ｎｍ３  ／ｍｉｎに相当させている。また、所定時間を１０ｓ（秒）とし、流量の許容範囲を１５±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとした。そして圧力損失の評価装置を稼動し、ハニカム構造体１を通過する空気の流量を測定し、所定時間１０秒間で空気の流量の許容範囲を満足したときに、空気上流側と下流側との差圧を測定し、前記差圧からハニカム構造体１の圧力損失を求める。図３の例では経過時間６ｓ以降所定時間の１０秒間にて空気流量が許容範囲を満足しているため、経過時間１９ｓのハニカム構造体１の空気流入側と流出側との差圧の値より圧力損失を求めた。同様にハニカム構造体１の圧力損失を繰り返し求めたところ、圧力損失の値のバラツキは３％程度であった。
【００３４】
（実施の形態２）
次に（実施の形態１）と同じ評価装置を用い、ハニカム構造体１の圧力損失を求めた別の方法を図４により説明する。ここでは所定時間を１０ｓとし、この間の流量の許容範囲を１５±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとした。また、ハニカム構造体１の空気流入側と流出側との差圧の測定後の連続する所定時間を３ｓとした。
図４の例では経過時間４ｓ以降の１０秒間にて空気流量が許容範囲を満足しているため、経過時間１９ｓのハニカム構造体１の空気流入側と流出側との差圧を測定し、ついで１４ｓ以降１６ｓまでの３秒間の空気の流量が許容範囲を満足しているため、先に求めた差圧より圧力損失を求めた。同様にハニカム構造体１の圧力損失を繰り返し求めたところ、圧力損失の値のバラツキは３％以内に収めることが出来た。
【００３５】
（実施の形態３）
次に（実施の形態１）および（実施の形態２）と同じ評価装置を用い、ハニカム構造体１の圧力損失を求めた別の方法を図５により説明する。ここでは所定時間を１０ｓ（秒）間とし、流量の許容範囲（第１の許容範囲）を１５±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとし、かつ流量の平均を前記第１の許容範囲（１５±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎ）の２／３以下の１５±０．０５Ｎｍ３  ／ｍｉｎとして、コンピュータ６に入力している。また、前記所定時間１０ｓ間内での直近短時間を５ｓ間とし、この間の流量の許容範囲（第２の許容範囲）を流量の第１の許容範囲より狭い許容範囲の１５±０．０５Ｎｍ３  ／ｍｉｎとし、かつ平均の流量の許容範囲を前記第２の許容範囲の２／３以下の１５±０．０１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとして、コンピュータ６に入力している。また、差圧の測定後に連続する所定時間を３ｓ間とし、この時間での流量の許容範囲を第２の許容範囲と同じ１５±０．０５Ｎｍ３  ／ｍｉｎ以下として、コンピュータ６に入力している。また、差圧は、空気の温度２０℃、相対湿度６５％、気圧１０１３ｈＰａの標準状態に補正して求めている。図５の例では、経過時間１０ｓ以降の所定時間である１０秒間で空気の流量が前記第１の許容範囲である１５±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎを満足し、かつ流量の平均がその許容範囲である１５±０．０５Ｎｍ３  ／ｍｉｎを満足している。そして、直近短時間の５ｓ間となる経過時間１５ｓ以降の５ｓ間にて、空気の流量が第２の許容範囲である１５±０．０５Ｎｍ３  ／ｍｉｎを満足し、かつ流量の平均がその許容範囲である１５±０．０１Ｎｍ３  ／ｍｉｎを満足している。そこで経過時間１９ｓでのハニカム構造体１の空気上流側と下流側との差圧を測定する。ついで、差圧測定後に連続する所定時間である経過時間２０ｓ以降の３ｓ間にて、空気の流量が許容範囲である１５±０．０５Ｎｍ３  ／ｍｉｎを満足していることより、先に測定した前記差圧よりハニカム構造体１の圧力損失を求めた。
【００３６】
上記の測定方法により、異なるハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）について、測定日を変えて各々８回、差圧を測定した。なお、ハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）のみの差圧は、ハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）を収納した状態の差圧から、ハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）を収納しない試験用チャンバ３の差圧を引いて求めた。その結果を表１に示す。また、図６に、異なるハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）についての測定回数ごとの差圧を示す。
【００３７】
（表１）
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【００３８】
表１および図６に示すように、測定日を変えても、差圧のバラツキは±２％未満であり、ハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）の圧力損失を高精度に評価できていることがわかる。また、ハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）で差圧の平均が違っており、微妙な圧力損失の違いを高精度に評価できていることがわかる。
【００３９】
（実施の形態４）
前記実施の形態と同じ評価装置を用い、ハニカム構造体１の圧力損失を求めた別の方法として、空気の流量の許容範囲を１５±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとし、許容範囲にある時の差圧を１０点抽出し、この１０点の差圧の平均値よりハニカム構造体１の圧力損失を求めた。また、ハニカム構造体１の圧力損失を求めた別の方法として、同様に空気の流量の許容範囲を１５±０．１Ｎｍ３  ／ｍｉｎとし、許容範囲にある時の差圧を１１点抽出し、この１１点の差圧の中央値より圧力損失を求めた。これら２つの方法によりハニカム構造体１の圧力損失を繰り返し求めたところ、そのバラツキは何れも３％であった。
【００４０】
（実施の形態５）
図７は、実施の形態３に記した方法にて測定し、供給する空気や測定環境の条件、すなわち空気の温度・湿度、測定環境の温度・湿度・気圧が異なる時（Ｃ、Ｄ）の、同じハニカム構造体１で、経過時間ごとの差圧の変化を示す図である。
ここで測定環境Ｃでは、測定室のエアコンが自動運転されておる状況で測定を行ったものであり、また測定環境Ｄは、測定室のエアコンが運転されていない状況で測定を行ったものである。なお、図７で、点線は、差圧を供給空気の温度・湿度および測定環境の温度・湿度・気圧から補正していない値であり、一方、実線はここでは標準状態に補正した値を示す。図７から、同じハニカム構造体１でも、補正していない場合には、差圧が異なり、しかも経過時間ごとにバラツキを持っているが、補正することで、殆ど一致した値となっている。したがって、差圧を測定するたびに気体の温度・湿度、測定環境の温度・湿度・気圧をもとに、これに補正を施す事が望ましいことが判る。
【００４１】
（実施の形態６）
図８は、実施の形態６での、ＣＲＴに用いられるハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の模式図であり、ＰＭにあたるカーボン微粒子をハニカム構造体１に送り、ハニカム構造体１の圧力損失を測定できるようにしている。図８では、前述した実施の形態３と同じ構成のものは同符号で示している。図８の評価装置は、図２での試験用チャンバ３の入口側３ａのフィルタ４を外し、一方、カーボン微粒子１５ａの供給手段を設けている。すなわち、カーボン微粒子１５ａの供給手段は、入口３ａにダストインジェクタ１４の噴出口１４ａを対向させ、ダストインジェクタ１４には２本のチューブ１６を接続している。一方のチューブ１６はカーボン微粒子を貯留しているダストフィーダ１５に、他方のチューブ１６はドライヤ１７を介して空気圧縮機１８に接続している。空気圧縮機１８を作動させ、ダストフィーダ１５とダストインジェクタ１４間の攪拌機（図示せず）により、カーボン微粒子１５ａをダストインジェクタ１４に一定の投入量および速度で送り込んでいる。そして、空気圧縮機１８で圧縮し、またドライヤ１７で乾燥した圧縮空気をダストインジェクタ１４に送ることで、カーボン微粒子１５ａをダストインジェクタ１４に引き込み、カーボン混合気としてハニカム構造体１に向けて噴射している。
【００４２】
実施の形態３と同じように、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置を作動させ、空気が目標流量の１０Ｎｍ３  ／ｍｉｎ近くとなり安定した時点で、ダストインジェクタ１４からハニカム構造体１に向けてカーボン微粒子１５ａの投入する。そして、カーボン微粒子１５ａの投入量が２ｇ／ｌ（リットル）になるまで１ｓ（秒）ごとに差圧計５で差圧を検出してコンピュータ６に入力する。コンピュータ６で、実施の形態３と同様に補正を行い圧力損失を求める。図９は、カーボン微粒子１５ａの投入量ごとの補正前と補正後の差圧を示す図である。図９から、補正前は、カーボン微粒子１５ａの投入量ごとの差圧が大きく脈動しているが、補正後は、差圧が安定している。したがって、補正後の差圧をもとに、カーボン微粒子１５ａを投入した際の圧力損失を高精度に評価できることがわかる。
また、ＣＲＴに用いられるハニカム構造体１での、カーボン微粒子１５ａの投入量が２ｇ／ｌ（リットル）になるまでの圧力損失を高精度に評価できることがわかる。
【００４３】
（比較例）
図１０は、単一のハニカム構造体１の差圧を、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置を用いて測定したものと、用いずに測定したものの比較を表す図である。この図の横軸は、日に１回測定したときの測定回数を示している。図１０に示すように、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置を用いて測定したものは、用いずに測定したものに比較して、差圧のバラツキが小さく、本発明のハニカム構造体の評価方法および評価装置によるのが有効であることがわかる。
【００４４】
なお、実施の形態では、多孔質セラミック焼結体からなるハニカム構造体について説明したが、これに限らず、耐熱合金からなるハニカム構造体についても本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置を適用できることは言うまでもない。
【００４５】
【発明の効果】
以上、詳細に説明のとおり、本発明のハニカム構造体の評価方法および評価装置によれば、ハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価することができる。特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いを高精度に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１において圧力損失を測定するハニカム構造体１であり、（ａ）はその模式斜視図、（ｂ）は模式断面図である。
【図２】実施の形態１での、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の一例の模式図である。
【図３】実施の形態１での、経過時間・空気の流量・差圧から、ハニカム構造体１の圧力損失を求めるための説明図である。
【図４】実施の形態２での、経過時間・空気の流量・差圧から、ハニカム構造体１の圧力損失を求めるための説明図である。
【図５】実施の形態３での、経過時間・空気の流量・差圧から、ハニカム構造体１の圧力損失を求めるための説明図である。
【図６】実施の形態３での、異なるハニカム構造体１（Ａ，Ｂ）についての測定回数ごとの差圧を示す図である。
【図７】実施の形態５での、図２の圧力損失の評価装置を用い、供給する空気や測定環境の条件、すなわち空気の温度・湿度、測定環境の温度・湿度・気圧が異なる、同じハニカム構造体１（Ｃ，Ｄ）で、経過時間ごとの差圧の変化を示す図である。
【図８】実施の形態６での、ＣＲＴに用いられるハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の模式図である。
【図９】実施の形態６での、カーボン微粒子１５ａの投入量ごとの補正前と補正後の差圧を示す図である。
【図１０】比較例での、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置によらずに測定した、異なるハニカム構造体１（Ｅ，Ｆ）の流量および差圧を示す図である。
【符号の説明】
１  ハニカム構造体（ＤＰＦ、触媒コンバータ）
１ａ  外皮
１ｂ  貫通孔
１ｃ  隔壁
１ｄ、１ｅ  端面
１ｆ、１ｇ  封止材
２  緩衝材
３  試験用チャンバ
３ａ  入口側
３ｂ  出口側
４  フィルタ
５  差圧計
６  コンピュータ
６ａ  モニタ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  送気管
８  アブソリュートフィルタ
９  デジタル温度・湿度計
１０  差圧式流量計
１１  流量調整弁
１２  排気送風機
１３  デジタル温度・湿度・気圧計
１４  ダストインジェクタ
１４ａ  噴出口
１５  ダストフィーダ
１５ａ  カーボン微粒子
１６  チューブ
１７  ドライヤ
１８  空気圧縮機
Ａ１  流入
Ａ２  通過
Ａ３  流出
【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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【図９】
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【図１０】
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