(57)【要約】【課題】自動車からの排ガスの濃度変化を精度よくシミュレーションして、排ガスの濃度変化に正確に連動する模擬排ガスを供給できるようにする。【解決手段】制御部３００は、各原料ガス流量コントローラー群１〜４を第１時間間隔ごとに予め設定した流量で変化させ、各切換え弁６〜９を第１時間間隔ごとに切り換えることで、第１時間間隔の間に、第１時間間隔よりも短い第２時間間隔ごとに、各原料ガス流量コントローラー群１〜４からの混合ガスを所定の順番で連続的に混合ガス供給管２６に送り、混合ガス供給管２６に供給される混合ガスに対応する各原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，・・・の開度と各原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，・・・の原料ガスに対するコンバージョンファクタとから算出した混合ガス流量コントローラーの混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づき、混合ガス流量コントローラーの開度を調整する。【選択図】図１
2013217821.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
原料ガスを供給する原料ガス供給部を有し、複数の前記原料ガス供給部を集合してなる原料ガス供給部群と、
前記各原料ガス供給部に対応して設けられ、前記各原料ガスの流量を調節する原料ガス流量コントローラーを有し、複数の前記原料ガス流量コントローラーを集合してなる原料ガス流量コントローラー群と、
複数の前記原料ガス流量コントローラー群を集合してなる原料ガス流量コントローラーシステムと、
前記各原料ガス流量コントローラー群で生成される前記混合ガスを供給する混合ガス供給管と、
前記各原料ガス流量コントローラー群で生成される前記混合ガスを供給せずに排出する混合ガス排出管と、
前記各原料ガス流量コントローラー群に対応して設けられ、前記各原料ガス流量コントローラー群で生成される前記混合ガスの流路を前記混合ガス供給管と前記混合ガス排出管とに切り換える切換え弁を有し、複数の前記切換え弁を集合してなる切換え弁システムと、
前記混合ガス供給管に設けられ、前記混合ガスの流量を調節する混合ガス流量コントローラーと、
前記混合ガス供給管に接続され、余分な前記混合ガスを排出するオーバーフロー管と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記原料ガス流量コントローラーシステム及び前記切換え弁システムを制御することによって、前記各原料ガス流量コントローラー群を第１時間間隔ごとに予め設定した流量で変化させ、さらに、前記各切換え弁を前記第１時間間隔ごとに切り換えることで、前記第１時間間隔の間に、前記第１時間間隔よりも短い前記第２時間間隔ごとに、前記各原料ガス流量コントローラー群からの前記混合ガスを所定の順番で連続的に前記混合ガス供給管に送り、
前記混合ガス供給管に供給される前記混合ガスに対応する前記各原料ガス流量コントローラーの開度と前記各原料ガス流量コントローラーの前記原料ガスに対するコンバージョンファクタとから算出した前記混合ガス流量コントローラーの前記混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づき、前記混合ガス流量コントローラーの開度を調整することを特徴とする模擬排ガス用評価システム。
【請求項２】
前記混合ガス供給管から前記混合ガスが供給され、内部に排ガス浄化触媒が収容されるガスセルと、
前記ガスセルの外側に間隔をあけて配置された加熱部と、
前記ガスセルの外壁を冷却する冷却部と、
前記ガスセル内の前記排ガス浄化触媒から上流側に間隔をあけて配置され、前記混合ガスの温度を測定する温度センサーとを備え、
前記制御部は、
予め設定された前記温度センサーの位置の混合ガス温度設定値に従って前記冷却部を制御し、かつ、前記温度センサーからの検出信号に基づいて前記加熱部を制御し、
前記冷却部による冷却を常時行うとともに、前記冷却部の冷却出力と前記加熱部の加熱出力とを制御することによって、前記排ガス浄化触媒の直前の前記混合ガスの温度を前記混合ガス温度設定値に一致させることを特徴とする請求項１に記載の模擬排ガス用評価システム。
【請求項３】
前記混合ガス供給管から前記混合ガスが供給され、内部に排ガス浄化触媒が収容されるガスセルと、
前記ガスセルの外側に間隔をあけて配置された加熱部と、
液体を供給する液体供給源と、
キャリアガスを供給するキャリアガス供給源と、
前記液体及び前記キャリアガスの供給を受け、前記液体が混合された前記キャリアガスを放出する混合部と、
前記液体供給源から前記液体を前記混合部に供給する液体供給管と、
前記液体供給管に設けられ、前記液体の流量を調節する液体流量コントローラーと、
前記キャリアガス供給源から前記キャリアガスを前記混合部に供給するキャリアガス供給管と、
前記キャリアガス供給管に設けられたキャリアガス流量コントローラーと、
前記混合部を冷却する液体冷却部とを備え、
前記制御部は、
前記液体流量コントローラー、前記キャリアガス流量コントローラー、前記混合ガス流量コントローラー及び前記加熱部を制御することによって、前記ガスセルにおいて、前記液体を気化状態にして、又は前記液体をミスト状態にして、又は前記液体の一部を気化状態にし、残りをミスト状態にして、前記混合ガスと混合させることを特徴とする請求項１に記載の模擬排ガス用評価システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数種類の原料ガスを混合して模擬排ガス（混合ガス）を生成して、この模擬排ガスを用いて、自動車の排気管に設けられる排ガス浄化触媒やセンサーなどの性能を試験評価する模擬排ガス用評価システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のエンジンに連なる排気管などに設けられる排ガス浄化触媒やセンサーなどの性能を評価する場合、エンジンからの排ガスの成分濃度を予め測定して、同様の成分を含む模擬排ガスを生成し、この模擬排ガスを使って触媒などを評価する。
複数種類の原料ガス（例えば、ＣＯ、ＣＯ２、ＮＯ、ＮＯ２、ＨＣ、Ｎ２）を所定の混合比で混合して、模擬排ガス（混合ガス）を生成する。原料ガスの流量を制御することによって、模擬排ガスの組成や流量を設定し、水分添加及び加熱することによって、自動車からの排ガスと同等の模擬排ガスを生成し、この模擬排ガスを評価対象となる触媒の入ったガスセルに導入し、触媒を通過する前後のガス濃度をガス分析計で計測して、触媒の浄化性能を評価している。
【０００３】
従来の触媒及びセンサの評価試験の方法では、定常的に供給される模擬排ガスにリッチ成分又はリーン成分を添加することによって模擬排ガスを変化させていた（特許文献１参照）。そのため、定常の模擬排ガスやリッチ成分及びリーン成分の濃度を変更するには、各原料ガスの流量を変化する必要がある。しかし、原料ガスの流量を変化すると、配管内の圧力が変化するので、他の原料ガスの流量に影響を与える。即ち、模擬排ガス濃度を変化させる際に、複数の原料ガスの流量が互いに干渉して、各原料ガスの流量が安定するまで数秒程度の時間がかかる。また、各原料ガスの設定濃度によって、各原料ガスの流量や流量変化率（バルブ開度）が異なるので、各原料ガスの流量が安定するまでの時間が異なり、自動車からの排ガス成分を精度よくシミュレーションできない。さらに、各原料ガスの流量を変化する際に、模擬排ガスの流量が揺らいでいた。
【０００４】
また、模擬排ガスの濃度及び流量を変更するとき、その都度、模擬排ガスの流量が安定するまで流量の計測を待ち、計測後に、模擬排ガス用のマスフローメータの開度を調節する。そのため、模擬排ガスの濃度及び流量の変更開始から変更完了まで数秒から数十秒の時間を要していた。そして、この間は、模擬排ガスの濃度及び流量が不確定となる問題があった。
【０００５】
また、模擬排ガスをガスセルに供給するための模擬排ガス供給管には、余分な模擬排ガスを排出するオーバーフロー管が接続される。ガスセルへの模擬排ガスの供給量が多く、ガスセルから模擬排ガス供給管に、オーバーフロー管からオーバーフローが生じる程度の流量の模擬排ガスが供給されるときは、模擬排ガス供給管内の模擬排ガスの流量がほぼ一定になり、ガス分析計による測定が正確になされるが、ガスセルへの模擬排ガスの供給量が減少し、ガスセルから模擬排ガス供給管への模擬排ガスの供給量が減少すると、模擬排ガス供給管内の模擬排ガスの流量が変動し、ガス分析計による正確な測定が行えなくなるという問題があった。その結果、自動車の排ガスと同等の線速度流量変化を正確にシミュレーションすることができなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１９４５８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、自動車からの排ガスの濃度変化を精度よくシミュレーションして、排ガスの濃度変化に正確に連動する模擬排ガスを供給可能な模擬排ガス用評価システムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る模擬排ガス用評価システムは、
原料ガスを供給する原料ガス供給部を有し、複数の原料ガス供給部を集合してなる原料ガス供給部群と、
各原料ガス供給部に対応して設けられ、各原料ガスの流量を調節する原料ガス流量コントローラーを有し、複数の原料ガス流量コントローラーを集合してなる原料ガス流量コントローラー群と、
複数の原料ガス流量コントローラー群を集合してなる原料ガス流量コントローラーシステムと、
各原料ガス流量コントローラー群で生成される混合ガスを供給する混合ガス供給管と、
各原料ガス流量コントローラー群で生成される混合ガスを供給せずに排出する混合ガス排出管と、
各原料ガス流量コントローラー群に対応して設けられ、各原料ガス流量コントローラー群で生成される混合ガスの流路を混合ガス供給管と混合ガス排出管とに切り換える切換え弁を有し、複数の切換え弁を集合してなる切換え弁システムと、
混合ガス供給管に設けられ、混合ガスの流量を調節する混合ガス流量コントローラーと、
混合ガス供給管に接続され、余分な混合ガスを排出するオーバーフロー管と、
制御部とを備え、
制御部は、
原料ガス流量コントローラーシステム及び切換え弁システムを制御することによって、各原料ガス流量コントローラー群を第１時間間隔ごとに予め設定した流量で変化させ、さらに、各切換え弁を第１時間間隔ごとに切り換えることで、第１時間間隔の間に、第１時間間隔よりも短い第２時間間隔ごとに、各原料ガス流量コントローラー群からの混合ガスを所定の順番で連続的に混合ガス供給管に送り、
混合ガス供給管に供給される混合ガスに対応する各原料ガス流量コントローラーの開度と各原料ガス流量コントローラーの原料ガスに対するコンバージョンファクタとから算出した混合ガス流量コントローラーの混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づき、混合ガス流量コントローラーの開度を調整する。
【０００９】
上記の模擬排ガス用評価システムによれば、制御部は、各原料ガス流量コントローラー群を第１時間間隔ごとに予め設定した流量で変化させる。第１時間間隔は、各原料ガス流量コントローラー群からの混合ガスが所定の濃度及び流量に安定するのに必要な時間が設定される。従って、第１時間間隔の間に、各原料ガス流量コントローラー群からの混合ガスは、所定の濃度及び流量で安定する。
【００１０】
さらに、制御部は、各切換え弁を第１時間間隔ごとに切り換えることで、第１時間間隔の間に、第１時間間隔よりも短い第２時間間隔ごとに、各原料ガス流量コントローラー群からの混合ガスを所定の順番で連続的に混合ガス供給管に送る。これによって、第１時間間隔の間に混合ガスが安定し、この安定した混合ガスを各原料ガス流量コントローラー群から連続的に混合ガス供給管に送ることができるので、設定された濃度及び流量の混合ガスを正確に評価装置（触媒評価装置、センサ評価装置など）に送ることができる。
【００１１】
さらに、上記の模擬排ガス用評価システムによれば、混合ガス供給管に供給すべき混合ガスの濃度および流量設定値に従って、原料ガス流量コントローラーの開度を調整すると同時に、原料ガス流量コントローラーの開度および原料ガス流量コントローラーの原料ガスに対するコンバージョンファクタから算出した混合ガス流量コントローラーの混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づいて混合ガス流量コントローラーの開度を調整するようにしたので、混合ガスの濃度および流量設定値の変更後、瞬時に、当該設定値に対応する濃度および流量の混合ガスを混合ガス供給管に供給することができる。
【００１２】
さらに好ましくは、本発明に係る模擬排ガス用評価システムは、
混合ガス供給管から混合ガスが供給され、内部に排ガス浄化触媒が収容されるガスセルと、
ガスセルの外側に間隔をあけて配置された加熱部と、
ガスセルの外壁を冷却する冷却部と、
ガスセル内の排ガス浄化触媒から上流側に間隔をあけて配置され、混合ガスの温度を測定する温度センサーとを備え、
制御部は、
予め設定された温度センサーの位置の混合ガス温度設定値に従って冷却部を制御し、かつ、温度センサーからの検出信号に基づいて加熱部を制御し、
冷却部による冷却を常時行うとともに、冷却部の冷却出力と加熱部の加熱出力とを制御することによって、排ガス浄化触媒の直前の混合ガスの温度を混合ガス温度設定値に一致させる。
【００１３】
上記の模擬排ガス用評価システムによれば、混合ガス供給管およびガスセルを加熱部によって加熱するとともに、ガスセルの混合ガス入口の近傍を冷却部によって常時冷却するようにし、予め決定された温度センサーの位置の混合ガス温度設定値に従って冷却部の冷却出力を制御し、かつ、排ガス浄化触媒の直前に配置した温度センサーの検出値に基づいて、加熱部の加熱出力を制御するので、加熱部を常時高出力で作動させたままで、混合ガス温度設定値が低温領域にあるときは、冷却部の冷却出力を高出力にし、高温領域にあるときは冷却部の冷却出力を低出力にすることによって、混合ガスの温度を昇降させることができ、その結果、排ガス浄化触媒の直前の混合ガスの温度を、低温領域から高温領域に至る全ての温度領域において高速で昇降させることができる。
【００１４】
さらに好ましくは、本発明に係る模擬排ガス用評価システムは、
混合ガス供給管から混合ガスが供給され、内部に排ガス浄化触媒が収容されるガスセルと、
ガスセルの外側に間隔をあけて配置された加熱部と、
液体を供給する液体供給源と、
キャリアガスを供給するキャリアガス供給源と、
液体及びキャリアガスの供給を受け、液体が混合されたキャリアガスを放出する混合部と、
液体供給源から液体を混合部に供給する液体供給管と、
液体供給管に設けられ、液体の流量を調節する液体流量コントローラーと、
キャリアガス供給源からキャリアガスを混合部に供給するキャリアガス供給管と、
キャリアガス供給管に設けられたキャリアガス流量コントローラーと、
混合部を冷却する液体冷却部とを備え、
制御部は、
液体流量コントローラー、キャリアガス流量コントローラー、混合ガス流量コントローラー及び加熱部を制御することによって、ガスセルにおいて、液体を気化状態にして、又は液体をミスト状態にして、又は液体の一部を気化状態にし、残りをミスト状態にして、混合ガスと混合させる。
【００１５】
上記の模擬排ガス用評価システムによれば、混合ガス中の気化した液体の設定濃度の変更によって、ガスセルへの液体の供給量が変化しても、液体をキャリアガスとともに常に一定の速度でガスセルまで輸送することができる。そして、液体の供給量の多少にかかわらず、液体を、輸送中に気化させることなく、ガスセルに供給することができる。それによって、混合ガス中の液体の濃度を任意の設定濃度に任意のタイミングで瞬時に切り替えることができ、また、設定濃度毎に液体の濃度を一定に維持することができる。さらには、ガスセル内の温度を制御することによって、ガスセル内において、液体を気化させ、または液体をミスト状態で、または液体の一部を気化させ、残りの部分はミスト状態で希釈ガスと混合し、混合ガスを生成することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る模擬排ガス用評価システムは、自動車からの排ガスの濃度変化を精度よくシミュレーションして、排ガスの濃度変化に正確に連動する模擬排ガスを供給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】模擬排ガス用評価システムの原料ガス流量調整機構を示す図。
【図２】模擬排ガス用評価システムの混合ガス流量調整機構を示す図。
【図３】模擬排ガス用評価システムの混合ガス温度調整機構を示す図。
【図４】模擬排ガス用評価システムの液体調整機構を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面に基づいて、本発明に係る模擬排ガス用評価システムを説明する。
【００１９】
［原料ガス流量調整機構］
先ず、図１に基づいて、模擬排ガス用評価システムにおける原料ガスの流量を調整するための原料ガス流量調整機構について説明する。原料ガス流量調整機構は、数種類の原料ガス供給部５ａ〜５ｅから原料ガスを送り、その原料ガスを混合して、その混合ガスを混合ガス供給管２６へ送る。
【００２０】
図１の通り、模擬排ガス用評価システムは、原料ガス供給部群５を備える。原料ガス供給部群５は、Ｎ２ボンベからなるＮ２ガス供給部５ａ、Ｏ２ボンベからなるＯ２ガス供給部５ｂ、ＣＯ２ボンベからなるＣＯ２ガス供給部５ｃ、ＣＯボンベからなるＣＯガス供給部５ｄ、Ｃ３Ｈ６ボンベからなるＣ３Ｈ６ガス供給部５ｅを集合してなる。そして、Ｎ２ガス供給部５ａはＮ２ガスを供給し、Ｏ２ガス供給部５ｂはＯ２ガスを供給し、ＣＯ２ガス供給部５ｃはＣＯ２ガスを供給し、ＣＯガス供給部５ｄはＣＯガスを供給し、Ｃ３Ｈ６ガス供給部５ｅはＣ３Ｈ６を供給する。Ｎ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、ＣＯガス及びＣ３Ｈ６ガスは、混合ガスを生成するための原料ガスとなる。
【００２１】
模擬排ガス用評価システムは、原料ガス流量コントローラーシステム１００を備える。原料ガス流量コントローラーシステム１００は、第１原料ガス流量コントローラー群１、第２原料ガス流量コントローラー群２、第３原料ガス流量コントローラー群３及び第４原料ガス流量コントローラー群４を集合してなる。そして、第１原料ガス流量コントローラー群１は、５つの原料ガス流量コントローラー（マスフローコントローラー）１ａ〜１ｅを集合してなる。また、第２原料ガス流量コントローラー群２は、５つの原料ガス流量コントローラー２ａ〜２ｅを集合してなる。また、第３原料ガス流量コントローラー群３は、５つの原料ガス流量コントローラー３ａ〜３ｅを集合してなる。また、第４原料ガス流量コントローラー群４は、５つの原料ガス流量コントローラー４ａ〜４ｅを集合してなる。
【００２２】
原料ガス流量コントローラー１ａ，２ａ，３ａ，４ａは、Ｎ２ガス供給部５ａに接続され、Ｎ２ガス供給部５ａから供給されるＮ２ガスの流量を調整する。原料ガス流量コントローラー１ｂ，２ｂ，３ｂ，４ｂは、Ｏ２ガス供給部５ｂに接続され、Ｏ２ガス供給部５ｂから供給されるＯ２ガスの流量を調整する。原料ガス流量コントローラー１ｃ，２ｃ，３ｃ，４ｃは、ＣＯ２ガス供給部５ｃに接続され、ＣＯ２供給部５ｃから供給されるＣＯ２ガスの流量を調整する。原料ガス流量コントローラー１ｄ，２ｄ，３ｄ，４ｄは、ＣＯガス供給部５ｄに接続され、ＣＯガス供給部５ｄから供給されるＣＯガスの流量を調整する。また、原料ガス流量コントローラー１ｅ，２ｅ，３ｅ，４ｅは、Ｃ３Ｈ６ガス供給部５ｅに接続され、Ｃ３Ｈ６ガス供給部５ｅから供給されるＣ３Ｈ６ガスの流量を調整する。
【００２３】
第１原料ガス流量コントローラー群１の原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅは、出口側に第１混合管１０に接続されている。そして、第１原料ガス流量コントローラー群１によって流量を調整されたＮ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、ＣＯガス及びＣ３Ｈ６ガスが、第１混合管１０で混合され、混合ガスが生成される。また、第２原料ガス流量コントローラー群２の原料ガス流量コントローラー２ａ〜２ｅは、出口側で第２混合管１１に接続されている。そして、第２原料ガス流量コントローラー群２によって流量を調整されたＮ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、ＣＯガス及びＣ３Ｈ６ガスが、第２混合管１１で混合され、混合ガスが生成される。また、第３原料ガス流量コントローラー群３の原料ガス流量コントローラー３ａ〜３ｅは、第３混合管１２に接続されている。そして、第３原料ガス流量コントローラー群３によって流量を調整されたＮ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、ＣＯガス及びＣ３Ｈ６ガスが、第３混合管１２で混合され、混合ガスが生成される。また、第４原料ガス流量コントローラー群４の原料ガス流量コントローラー４ａ〜４ｅは、第４混合管１３に接続されている。そして、第４原料ガス流量コントローラー群４によって流量を調整されたＮ２ガス、Ｏ２ガス、ＣＯ２ガス、ＣＯガス及びＣ３Ｈ６ガスが、第４混合管１３で混合され、混合ガスが生成される。
【００２４】
模擬排ガス用評価システムは、切換え弁システム２００を備える。切換え弁システム２００は、第１切換え弁６、第２切換え弁７、第３切換え弁８及び第４切換え弁９を集合してなる。
そして、第１切換え弁６は、第１混合管１０に接続される。第１切換え弁６は、第１供給管１４及び第１排出管１８に接続され、第１混合管１０で生成された混合ガスの流路を、第１供給管１４と第１排出管１８とに切り換える。また、第２切換え弁７は、第２混合管１１に接続される。第２切換え弁７は、第２供給管１５及び第２排出管１９に接続され、第２混合管１１で生成された混合ガスの流路を、第２供給管１５と第２排出管１９とに切り換える。また、第３切換え弁８は、第３混合管１２に接続される。第３切換え弁８は、第３供給管１６及び第３排出管２０に接続され、第３混合管１２で生成された混合ガスの流路を、第３供給管１６と第３排出管２０とに切り換える。また、第４切換え弁９は、第４混合管１３に接続される。第４切換え弁９は、第４供給管１７及び第４排出管２１に接続され、第４混合管１３で生成された混合ガスの流路を、第４供給管１７と第４排出管２１とに切り換える。
【００２５】
第１、第２、第３及び第４供給管１４，１５，１６，１７は、接続部２２ａを介して、混合ガス供給管２６に接続される。そして、混合ガス供給管２６は、ガスセル２７（図２）に接続され、混合ガスは、第１、第２、第３又は第４供給管１４，１５，１６，１７を通って、混合ガス供給管２６からガスセル２７（図２）へ供給される。また、第１、第２、第３及び第４排出管１８，１９，２０，２１は、接続部２３ａを介して、混合ガス排出管２３に接続される。そして、混合ガス排出管２３は、ガスセル２７（図２）に接続されておらず、混合ガスは、第１、第２、第３又は第４排出管１８，１９，２０，２１を通って、混合ガス排出管２３から外部へ排出される。
【００２６】
模擬排ガス用評価システムは、制御部３００を備える。制御部３００は、原料ガス流量コントローラーシステム１００及び切換え弁システム２００を制御する。制御部３００は、各原料ガス流量コントローラー群１，２，３，４を第１時間Ｔ１の間隔ごとに予め設定した流量で変化させる。さらに、制御部３００は、各切換え弁６，７，８，９を第１時間Ｔ１の間隔ごとに切り換える。
【００２７】
下記表１〜表５に基づいて、制御部３００によって制御される原料ガス流量コントローラーシステム１００及び切換え弁システム２００の動作について詳しく説明する。
【００２８】
【表１】
2013217821.tif 000003
【００２９】
上記表１は、測定対象となる自動車からの排ガスの成分濃度を第２時間Ｔ２の間隔で測定し、その測定結果に基づいて、第２時間Ｔ２の間隔でシュミレーションする混合ガスの成分濃度を示す。第２時間Ｔ２の間隔は、０．５〜２秒程度が好ましく、本実施形態では「１秒」に設定されている。後述するが、第２時間Ｔ２の間隔が等間隔（１秒ごと）なので、第１時間Ｔ１は、第２時間Ｔ２と流量コントロール群１，２，３，４のライン数（４ライン）とを乗じた値で設定される。上記の通り、本実施形態の模擬排ガス用評価システムは、４ラインの流量コントロール群１，２，３，４を備えているので、第１時間Ｔ１の間隔は、「４秒（＝１秒×４ライン）」に設定される。
【００３０】
【表２】
2013217821.tif 000004
【００３１】
【表３】
2013217821.tif 000005
【００３２】
【表４】
2013217821.tif 000006
【００３３】
【表５】
2013217821.tif 000007
【００３４】
上記表２〜表５は、第１時間Ｔ１ごとにおける、各原料ガス流量コントローラー群１，２，３，４からの混合ガスの各原料ガスの流量を示す。
表２の通り、第１原料ガス流量コントローラー群１は、４秒（第１時間Ｔ１）ごとに、各原料ガスの濃度を原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅによって変化させる。そして、４秒（第１時間Ｔ１）ごとに、第１切換え弁６を切り換えて、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスを、４秒（第１時間Ｔ１）ごとに１秒（第２時間Ｔ２）の間、混合ガス供給管２６へ送る。表２に示された太枠で囲まれた時間に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスが、混合ガス供給管２６へ送られる。
【００３５】
表２の通り、１秒目に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスが、混合ガス供給管２６へ送られる。１秒目を経過後、第１原料ガス流量コントローラー群１は、５秒目における各原料ガスの流量を設定する。そして、２秒目から５秒目までの間に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスは、混合ガス排出管２３を通じて外部へ排出される。また、２秒目から５秒目までの間に、所定の濃度及び流量に安定した混合ガスが生成される。そして、５秒目に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスが、混合ガス供給管２６へ送られる。同様に、９秒目、１３秒目に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスが、混合ガス供給管２６へ送られる。
【００３６】
同様に、表３〜表５の通り、第２〜第４原料ガス流量コントローラー群２，３，４は、４秒（第１時間Ｔ１）ごとに、各原料ガスの濃度を原料ガス流量コントローラー２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅによって変化させる。そして、４秒（第１時間Ｔ１）ごとに、第２、第３及び第４切換え弁７，８，９を切り換えて、第２〜第４原料ガス流量コントローラー群２，３，４からの混合ガスを、４秒（第１時間Ｔ１）ごとに１秒（第２時間Ｔ２）の間、混合ガス供給管２６へ送る。表３〜表５に示された太枠で囲まれた時間に、第２〜第４原料ガス流量コントローラー群２，３，４からの混合ガスが、混合ガス供給管２６へ送られる。
【００３７】
そして、１秒（第２時間Ｔ２）ごとに、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られ、その後、第２原料ガス流量コントローラー群２からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られ、その後、第３コントローラー群３からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られ、その後、第４原料ガス流量コントローラー群４からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られる。即ち、１秒目に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られ、２秒目に、第２原料ガス流量コントローラー群２からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られ、３秒目に、第３原料ガス流量コントローラー群３からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られ、４秒目に、第４原料ガス流量コントローラー群４からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られ、５秒目に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスが混合ガス供給管２６へ送られる。
このように、４秒（第１時間Ｔ１）の間に、１秒（第２時間Ｔ２）ごとに、第１〜第４原料ガス流量コントローラー群１，２，３，４からの混合ガスを順番に連続的に混合ガス供給管２６へ送る。
【００３８】
表２の通り、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスは、１秒目、５秒目、９秒目、１３秒目（太枠で囲まれた時間）に、混合ガス供給管２６へ送られるが、それ以外の間は、混合ガス排出管２３を介して外部へ排出される。これによって、１秒目と５秒目との間における３秒（第１時間Ｔ１−第２時間Ｔ２）の間に、第１原料ガス流量コントローラー群１からの混合ガスを外部へ排出することで、所定の濃度及び流量に安定させることができる。同様に、３秒（第１時間Ｔ１−第２時間Ｔ２）の間に、第２、第３及び第４原料ガス流量コントローラー群２，３，４からの混合ガスを外部へ排出することで、各原料ガスを所定の濃度及び流量に安定させることができる。これによって、常時、各原料ガスが所定の濃度及び流量で安定した混合ガスを混合ガス供給管２６へ送ることができる。
【００３９】
【表６】
2013217821.tif 000008
【００４０】
上記表６は、第２時間Ｔ２の間隔ごとに、混合ガスを混合ガス供給管２６へ送る原料ガス流量コントローラー群を示す。表６の通り、第１時間Ｔ１を１サイクルとして、混合ガスが、第２時間Ｔ２の間隔ごとに、４ラインの原料ガス流量コントローラー群１，２，３，４から順番に連続的に、混合ガス供給管２６へ供給される。
【００４１】
なお、第２時間Ｔ２より長い所定時間の間、混合ガスの成分濃度を変化しない場合、各原料ガス流量コントローラー群からの混合ガスを順番に送る必要がなく、１つの所定の原料ガス流量コントローラー群からの混合ガスを混合ガス供給管２６に送る。そして、その所定時間が経過する第１時間Ｔ１前まで、所定の原料ガス流量コントローラー群以外の原料ガス流量コントローラー群からの混合ガスの流量を０又は少量とする。これによって、原料ガスの消費を最小限に抑えることができる。
【００４２】
また、第２時間Ｔ２の間隔は、等間隔で設定しなくてもよい。この場合、第１時間Ｔ１は、各ラインごとの第２時間Ｔ２を合計した値となる。また、長時間混合ガス濃度を変化させる必要が無い場合には、模擬排ガス供給管へ供給している原料ガス流量コントローラー群の第２時間Ｔ２間隔を長く設定し、他の原料ガス流量コントローラー群の原料ガス流量を０もしくは少流量にすることにより、原料ガス消費を低減することができる。
また、原料ガスの流量が少ない場合、通常の管の内容積では、速度が遅くなり、所定の濃度まで混合するのに時間がかかるので、通常よりも極力小さな管の内容積として、速度をできるだけ速くすることが好ましい。また、各原料ガスを混合する混合管の代わりに、各原料ガスを導入して混合する混合チャンバーでもよい。
【００４３】
［混合ガス流量調整機構］
次に、図２に基づいて、模擬排ガス用評価システムにおける混合ガスの流量を調整するための混合ガス流量調整機構について説明する。混合ガス流量調整機構は、混合ガスを混合ガス供給管２６へ送った後、ガスセル２７を経て、ガス分析計２９へ送る。
【００４４】
混合ガス供給管２６の途中の接続部２２ｂに混合ガス流量コントローラー２４の入口２４ａが接続される。この実施例では、混合ガス流量コントローラー２４は、マスフローコントローラからなっている。混合ガス流量コントローラー２４は、制御部３００によって制御される。
混合ガス供給管２６における混合ガス流量コントローラー２４の上流側には、接続部２２ｃを介して、余分な混合ガスを排出するオーバーフロー管２５が分岐接続される。
【００４５】
制御部３００は、混合ガス供給管２６に供給すべき混合ガスの濃度および流量設定値に従って、第１〜第４原料ガス流量コントローラー群１，２，３，４における各原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの開度を調整する。
上記の通り、混合ガスは、第２時間Ｔ２ごとに、第１〜第４原料ガス流量コントローラー群１，２，３，４のいずれかから供給される。そして、第２時間Ｔ２ごとに、混合ガス供給菅２６に供給する混合ガスに対応する第１〜第４原料ガス流量コントローラー群１，２，３，４のいずれかに応じて、原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの開度と原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの原料ガスに対するコンバージョンファクタとから算出した混合ガス流量コントローラー２４の混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づき、混合ガス流量コントローラー２４の開度を調整する。
【００４６】
混合ガス流量コントローラー２４の混合ガスに対するコンバージョンファクタの算出法は、次のとおりである。
すなわち、ｎ種類の原料ガスを混合する場合を考え、混合ガス供給菅２６に供給する混合ガスに対応する原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの第１の原料ガス、第２の原料ガス、・・・、および第ｎの原料ガスに対するコンバージョンファクタを、それぞれ、ＣＦ１、ＣＦ２、・・・、およびＣＦｎとし（各原料ガスに対するコンバージョンファクタは、例えば、窒素のＣＦ値＝１、酸素のＣＦ値＝０．９８、二酸化炭素のＣＦ値＝０．７４、一酸化炭素のＣＦ値＝１等、既知である。）、第１の原料ガスの濃度Ｘ１（vol％）、第２の原料ガスの濃度Ｘ２（vol％）、・・・、第ｎの原料ガスの濃度Ｘｎ（vol％）の割合で混合するとき、混合ガス流量コントローラー２４の混合ガスに対するコンバージョンファクタＣＦは、
【００４７】
【数１】
2013217821.tif 000009
となる。
【００４８】
混合ガス供給管２６に供給すべき混合ガスの濃度および流量設定値に従って、原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの開度が調整されると同時に、原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの開度と原料ガス流量コントローラー１ａ〜１ｅ，２ａ〜２ｅ，３ａ〜３ｅ，４ａ〜４ｅの原料ガスに対するコンバージョンファクタから算出された混合ガス流量コントローラー２４の混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づいて混合ガス流量コントローラー２４の開度が調整される。
【００４９】
そして、混合ガスの濃度および流量設定値が変更された場合には、瞬時に、当該設定値に対応する濃度および流量の混合ガスが混合ガス供給管２６に供給される。
【００５０】
模擬排ガス用評価システムは、入口２７ａが混合ガス供給管２６の出口２６ｂに接続され、内部に試験すべき排ガス浄化触媒３３が収容されたガスセル２７を備えている。
【００５１】
ガスセル２７の出口２７ｂには測定ガス供給管２８の入口２８ａが接続され、測定ガス供給管２８の出口２８ｂにはガス分析計２９が接続される。また、測定ガス供給管２８の途中には、希釈ガス供給管３０が分岐接続され、希釈ガス供給管３０に希釈ガス供給源３１が接続される。
【００５２】
希釈ガス供給管３０の希釈ガス供給源３１よりも下流側には、希釈ガス流量コントローラー３２が設けられる。この実施例では、希釈ガス流量コントローラー３２として、マスフローコントローラが用いられるが、マスフローコントローラ以外の任意の公知の流量制御バルブが使用可能である。希釈ガス流量コントローラー３２は、制御部３００によって制御されるようになっている。
また、測定ガス供給管２８の希釈ガス供給管３０との接続部よりも上流側には、余分な測定ガスを排出する第２のオーバーフロー管３４が分岐接続される。
【００５３】
この場合、ガスセル２７が混合ガス流量コントローラー２４に近接して配置され、オーバーフロー管２５が混合ガス流量コントローラー２４の入口２４ａの近傍において混合ガス供給管２６に分岐接続され、第２のオーバーフロー管３４がガスセル２７の出口２７ｂの近傍において測定ガス供給管２８に分岐接続されていること、要するに、オーバーフロー管２５の混合ガス供給管２６との接続部２２ｃおよび第２のオーバーフロー管３４の測定ガス供給管２８との接続２８ｃ間の距離ができるだけ短くなっていることが好ましい。
それによって、混合ガスの濃度および流量設定値の変化を、希釈ガスによる希釈前の測定ガスに正確に反映させることができる。
【００５４】
制御部３００は、希釈ガス供給管３０から測定ガス供給管２８に供給される希釈ガスの流量が一定になり、かつ、第２のオーバーフロー管３４から余分な測定ガスが常時排出され、かつ、ガス分析計２９に供給される、希釈された測定ガスの流量が一定になるように、希釈ガス流量コントローラー３２の開度を調整する。
【００５５】
すなわち、例えば、排ガス浄化触媒３３の試験が、ガスセル２７への混合ガスの供給量を５リットル／分〜３０リットル／分の範囲内で変化させ、その間に、ガス分析計２９に対して測定ガスを１０リットル／分の一定流量で供給されるような条件下で実施される場合には、制御部３００は、希釈ガス流量コントローラー３２の開度を、希釈ガス供給源３１から希釈ガスが６リットル／分の一定流量で測定ガス供給管２８に供給されるように調整する。それによって、ガスセル２７への混合ガスの供給量が変化しても、ガス分析計２９に対しては、常に、混合ガスの濃度の０．４倍の濃度の測定ガスが、４リットル／分の一定流量で供給される。
【００５６】
さらに、測定ガス供給管２８における第２のオーバーフロー管３４の下流測に希釈ガス供給管３０を分岐接続し、希釈ガス供給管３０から測定ガス供給管２８に供給される希釈ガスの流量が一定になり、かつ、第２のオーバーフロー管３４から余分な測定ガスが常時排出され、かつ、ガス分析計２９に供給される測定ガスの流量が一定になるようにしたので、混合ガス供給管２６からガスセル２７への混合ガスの供給流量が変化しても、ガス分析計２９には、常に、一定濃度に希釈された測定ガスを一定の流量で供給することができる。それによって、ガスセル２７への混合ガスの供給流量が変化しても、常にガス分析計２９による正確な測定を行うことができる。
こうして、自動車排ガスと同等の線速度流量変化を正確にシミュレーションすることができる。
【００５７】
希釈ガス供給管３０から測定ガス供給管２８に希釈ガスを一定流量で供給し、余分な測定ガスを第２のオーバーフロー管３４から常に排出する構成としているが、この構成に起因して、オーバーフロー管２５の接続部２２ｃおよび第２のオーバーフロー管３４の接続部２８ｃの間の領域において、混合ガスの濃度および流量設定値の変化が正確に反映されない場合がある。
【００５８】
このような場合には、排ガス浄化触媒３３の試験のための混合ガスの濃度および流量設定値の組を予め制御部３００のメモリに格納しておき、排ガス浄化触媒３３の試験が完了したとき、制御部３００が、ガス分析計２９による測定ガスの濃度測定値と、メモリに格納された混合ガスの前記濃度設定値とを比較し、濃度設定値と測定ガスの濃度測定値との差が所定の基準値以上であるときは、濃度設定値が測定ガスの濃度測定値に一致するように、メモリに格納された混合ガスの前記濃度および流量設定値を補正し、補正した濃度および流量設定値に従って、排ガス浄化触媒の再試験を行うようにすればよい。
【００５９】
［混合ガス温度調整機構］
次に、図３に基づいて、模擬排ガス用評価システムにおける混合ガスの温度を調整するための混合ガス温度調整機構について説明する。
【００６０】
上記の通り、模擬排ガス用評価システムは、一端２６ａ側から混合ガスが導入される混合ガス供給管２６と、混合ガス供給管２６の他端２６ｂに接続され、内部に排ガス浄化触媒３３が収容されるガスセル２７とを備える。さらに、模擬排ガス用評価システムは、混合ガス供給管２６およびガスセル２７の外側に間隔をあけて配置された赤外線加熱部３５を備えている。
【００６１】
この実施例では、ガスセル２７は、混合ガス供給管２６よりも大きい径を有する触媒収容管２７ｃと、混合ガス供給管２６と触媒収容管２７ｃを接続するテーパ管２７ｄとから構成され、また、赤外線加熱部３５は、混合ガス供給管２６およびガスセル２７を取り囲む円筒状の赤外線炉からなっているが、ガスセル２７および赤外線加熱部３５の構成は、これに限定されるものではない。
【００６２】
模擬排ガス用評価システムは、また、ガスセル２７側から混合ガス供給管２６側に至る一定の長さにわたってのびる領域を冷却する冷却部３７ａ、３７ｂを備えている。この場合、冷却部３７ａ、３７ｂは、混合ガス供給管２６の他端２６ｂから上流側の前記一定の長さにわたってのびる領域を冷却するようになっていてもよい。
【００６３】
冷却部３７ａ、３７ｂは、この実施例では、前記一定の長さにわたり、ガスセル２７および混合ガス供給管２６の外側に固定され、ガスセル２７および混合ガス供給管２６の外側空間を密閉状態に取り囲む冷媒溜３８を備えている。
冷媒溜３８は、ガスセル２７の外周にシールされた状態で固定された第１の環状フランジ３８ａと、第１の環状フランジ３８ａから上流側に前記一定の長さ離れた位置に、混合ガス供給管２６の外周にシールされた状態で固定された第２の環状フランジ３８ｂと、第１および第２の環状フランジ３８ａ、３８ｂの間にのび、第１および第２の環状フランジ３８ａ、３８ｂの外周縁同士を接続する筒状の側壁３８ｃと、を備えている。冷媒溜３８には、少なくとも１つの冷媒入口３８ｄおよび冷媒出口３８ｅが形成される。
【００６４】
冷却部３７ａ、３７ｂは、さらに、冷媒供給源３９と、一端が冷媒供給源３９に接続され、他端が冷媒溜３８の冷媒入口３８ｄに接続された冷媒供給管４０と、冷媒溜３８の冷媒出口３８ｅに接続された冷媒排出管４１と、冷媒供給管４０の途中に配置され、冷媒の流量を制御する流量制御ユニット４２を備えている。
この場合、冷媒排出管４１を、熱交換器を介して冷媒供給源３９に接続し、冷媒溜３８から排出された冷媒を熱交換器によって所定の温度まで冷却した後、冷媒供給源３９に戻すようにしてもよい。
【００６５】
この実施例では、冷媒は、純水に空気を混合したものからなっており、冷媒供給源３９は、水タンク３９ａと、ポンプ３９ｂと、冷媒供給管４０の途中に分岐接続された空気供給管４５からなっている。この場合、純水に、空気の代わりに窒素を混合したものを冷媒として使用してもよい。
また、流量制御ユニット４２は、水タンク３９ａおよびポンプ３９ｂを接続し、純水を循環させる主管４２ａと、主管４２ａの途中に配置され、主管４２ａから冷媒供給管４０を分岐させる少なくとも１つの分流弁（または分岐弁）４２ｂとからなっている。
【００６６】
流量制御ユニット４２は、例えば、冷媒供給管４０の途中に配置された、マスフローコントローラ等のような流量調節弁から構成してもよい。
また、冷媒の構成もこの実施例に限定されず、公知の適当な液体状冷媒または気体状冷媒またはそれらの混合物を冷媒として使用することができる。
また、冷却部３７ａ、３７ｂの構成もこの実施例に限定されず、冷却出力を適当に制御することができ、ガスセル２７の入口付近の冷却に適したものであれば、どのような構成を有していてもよい。
【００６７】
スペース３６内には、また、赤外線加熱部３５からの赤外線を遮光する遮光板４３が配置され、冷却部３７ａ、３７ｂによって冷却される領域の下流側の端（この実施例では、冷媒溜３８の下流側の端）の近傍から下流側にのびている。この実施例では、遮光板４３は、ガスセル２７の外側を、これから間隔をあけて取り囲む円筒形状を有している。
排ガス浄化触媒３３は、ガスセル２７内の冷却部３７ａ、３７ｂによって冷却される領域より下流側であって、遮光板４３によって赤外線が遮られた領域に収容される。
【００６８】
模擬排ガス用評価システムは、さらに、ガスセル２７内の赤外線が遮られた領域において、排ガス浄化触媒３３から上流側に間隔をあけて配置された温度センサー４４と、予め決定された温度センサー４４の位置の混合ガス温度設定値に従って冷却部３７ａ、３７ｂを制御するとともに、温度センサー４４からの検出信号に基づいて赤外線加熱部３５を制御する制御部３００を備えている。
【００６９】
この実施例では、冷却部３７ａ、３７ｂの冷却出力が、冷媒供給源３９から冷媒供給管４０に供給される冷媒の流量よって決定され、冷媒の流量は、分流弁４２ｂの開度（分流弁４２ｂにおける冷媒供給管４０側の開度）を調節することによって制御される。
そして、冷媒が、常時、冷媒溜３８の冷媒入口３８ｄから混合ガス供給管２６およびガスセル２７に向けて噴射され、混合ガス供給管２６およびガスセル２７の外周面を伝って流れた後、冷媒溜３８の冷媒出口３８ｅから排出されるとともに、混合ガス温度設定値に従って冷媒の流量が制御部３００によって制御され、同時に、温度センサー４４の検出値に基づいて赤外線加熱部３５の加熱出力が制御部３００によって制御され、それによって、排ガス浄化触媒３３の直前の混合ガスの温度が混合ガス温度設定値に一致するように制御される。
【００７０】
こうして、混合ガス供給管２６およびガスセル２７を赤外線加熱部３５によって加熱するとともに、ガスセル２７の混合ガス入口の近傍を冷却部３７ａ、３７ｂによって常時冷却し、予め決定された温度センサー４４の位置の混合ガス温度設定値に従って冷却部３７ａ、３７ｂの冷却出力を制御し、同時に、温度センサー４４の検出値に基づいて赤外線加熱部の加熱出力を制御するので、赤外線加熱部３５を常時高出力で作動させたままで、混合ガス温度設定値が低温領域にあるときは、冷却部３７ａ、３７ｂの冷却出力を高出力にし、高温領域にあるときは冷却部３７ａ、３７ｂの冷却出力を低出力にすることによって、混合ガスの温度を昇降させることができ、その結果、排ガス浄化触媒３３の直前の混合ガスの温度を、低温領域から高温領域に至る全ての温度領域において高速で昇降させることができる。
【００７１】
この実施例では、制御部３００による冷媒の流量の制御は、混合ガス温度設定値が取り得る範囲を複数の温度帯に区分し、温度帯毎に冷却に必要な冷媒の流量（分流弁４２ｂの開度）を予め設定しておき、混合ガス温度設定値がどの温度帯に属するのかをその都度判定して、分流弁４２ｂの開度を、当該温度帯に対応する値に調節し、冷媒供給源３９から冷媒供給管４０に対応する量の冷媒を供給することからなっている。
【００７２】
また、赤外線加熱部３５は、制御部３００によって、模擬排ガス用評価システムの起動時を除いて、加熱出力が、赤外線加熱部３５のソフトスタートを不要とすべく予め設定された最低値以下にならないよう制御される。
この制御は、好ましくは、予め決定された温度センサー４４の検出値の範囲を複数の温度帯に区分し、温度帯毎に加熱出力の前記最低値を予め設定しておき、温度センサー４４の検出値がどの温度帯に属するのかをその都度判定して、赤外線加熱部３５の加熱出力が当該温度帯に対応する最低値以下にならないようにすることからなっている。
【００７３】
［液体調整機構］
次に、図４に基づいて、模擬排ガス用評価システムにおける原料ガスの液体を調整する液体調整機構について説明する。
【００７４】
模擬排ガス用評価システムは、液体供給源４６と、キャリアガス供給源４７と、液体およびキャリアガスの供給を受け、液体が混合されたキャリアガスを放出する混合部４８を備えている。キャリアガスとしては、窒素を使用することが好ましいが、後述の希釈ガス、あるいは希釈ガスの１つの成分ガスを使用してもよい。
【００７５】
混合部４８は、この実施例では、液体の供給を受ける第１の入口４８ａと、キャリアガスの供給を受ける第２の入口４８ｂと、液体が混合されたキャリアガスを排出する出口４８ｃとを有する混合チャンバ４８を備えている。そして、混合チャンバ４８の第１の入口４８ａは、液体供給管５０を通じて液体供給源４６に接続され、第２の入口４８ｂは、キャリアガス供給管５１を通じてキャリアガス供給源４７に接続されている。液体供給管５０およびキャリアガス供給管５１には、それぞれ、液体流量コントローラー５２およびキャリアガス流量コントローラー５３が配置されている。本実施例では、液体流量コントローラー５２およびキャリアガス流量コントローラー５３は、流量制御バルブからなるが、マスフローコントローラーなどでもよい。
混合部４８は、さらに、一端４９ａが混合チャンバの出口４８ｃに接続された混合管４９を備えている。
【００７６】
混合ガス供給管２６には、必要に応じて、攪拌器５５が備えられる。攪拌器５５としては、管内が螺旋状に形成されたミキシング管や、内部に旋回流発生用フィンを備えた管が使用され得る。それによって、混合ガスと気化した液体との混合を早め、濃度分布の安定した混合ガスを迅速に形成することが可能になる。
【００７７】
また、混合部の混合管４９の他端は、ガスセル２７の壁を貫通し、ガスセル２７内に突出している。
模擬排ガス用評価システムは、また、混合部を冷却する液体冷却部５４を備えている。
液体冷却部５４は、ガスセル２７の外部であって、混合部のガスセル２７との接続部の近傍領域を冷却することが好ましく、この実施例では、ガスセル２７に近接する混合管４９部分を包囲するように配置されている。
液体冷却部５４の冷却作用により、ガスセル２７からの熱伝導よって混合部が加熱されることが防止され、それによって、液体が混合部において気化することが防止される。
また、ガスセル２７からの熱伝導を抑制すべく、ガスセル２７内に突出する混合管４９部分の、ガスセル２７の内部空間との接触面積が小さい方が好ましく、よって、小径の混合管４９を用いることが好ましい。
【００７８】
模擬排ガス用評価システムは、また、液体流量コントローラー５２およびキャリアガス流量コントローラー５３を制御する制御部３００を備えている。なお、液体冷却部５４は、制御部３００によって制御されるようになっていてもよいし、制御部３００とは独立に動作するようになっていてもよい。
【００７９】
ガスセル２７内における、混合ガス供給口２６ｂおよび混合管４９の他端４９ｂから下流側に間隔をあけた位置に、性能評価すべき排ガス浄化触媒３３が配置される。
【００８０】
上記の構成において、液体供給源４６から液体が液体供給管５０を通じて混合チャンバ４８に供給され、また、キャリアガス供給源４７からキャリアガスがキャリアガス供給管５１を通じて混合チャンバ４８に供給される。そして、液体流量コントローラー５２およびキャリアガス流量コントローラー５３が制御部３００によって制御され、混合ガス中の液体の濃度が設定濃度になるように、液体流量コントローラー５２によって液体の供給量が調節されると共に、液体が混合されたキャリアガスが混合管４９中を常に一定の速度で流れるように、キャリアガス流量コントローラー５３によって、キャリアガスの供給量が調節される。また、液体冷却部５４が作動して、混合管４９を冷却する。
【００８１】
こうして、液体が混合されたキャリアガスが、混合管４９を通じてガスセル２７に、混合管４９内で気化することなく供給される。そして、制御部３００によってガスセル２７内の温度が制御されることにより、ガスセル２７内の温度に応じて、ガスセル２７内において、液体が気化されて混合ガスと混合されて混合ガスが生成され、あるいは、液体がミスト状態で混合ガスと混合されて混合ガスが生成され、あるいは、液体の一部が気化され、残りの部分がミスト状態で混合ガスと混合されて混合ガスが生成される。
【００８２】
これにより、液体の供給量の多少にかかわらず、液体を、キャリアガスと共に常に一定の速度で、気化させることなくガスセルまで輸送し、ガスセルに供給することができる。それによって、混合ガス中の液体の濃度を任意の設定濃度に任意のタイミングで瞬時に切り替えることができ、また、設定濃度毎に液体の濃度を一定に維持することができる。さらには、ガスセル内の温度を制御することによって、ガスセル内において、液体を気化させ、または液体をミスト状態で、または液体の一部を気化させ、残りの部分はミスト状態で混合ガスと混合し、混合ガスを生成することができる。
【００８３】
そして、ガスセルを、排ガス浄化触媒性能評価装置のガスセルとした場合には、混合ガスの濃度を、コールドスタート時および走行中の車両の排ガス浄化装置内の触媒の直前における排出ガスの濃度変化が正確に再現されるように、変化させることができる。
【符号の説明】
【００８４】
１  第１原料ガス流量コントローラー群
２  第２原料ガス流量コントローラー群
３  第３原料ガス流量コントローラー群
４  第４原料ガス流量コントローラー群
５  原料ガス供給部群
６  第１切換え弁
７  第２切換え弁
８  第３切換え弁
９  第４切換え弁
１ａ〜１ｅ  第１原料ガス流量コントローラー群の流量コントローラー
２ａ〜２ｅ  第２原料ガス流量コントローラー群の流量コントローラー
３ａ〜３ｅ  第３原料ガス流量コントローラー群の流量コントローラー
４ａ〜４ｅ  第４原料ガス流量コントローラー群の流量コントローラー
５ａ〜５ｅ  原料ガス供給部
１０  第１混合管
１１  第２混合管
１２  第３混合管
１３  第４混合管
１４  第１供給管
１５  第２供給管
１６  第３供給管
１７  第４供給管
１８  第１排出管
１９  第２排出管
２０  第３排出管
２１  第４排出管
１００  原料ガス流量コントローラーシステム
２００  切換え弁システム
３００  制御部
２３  混合ガス排出管
２３ａ  接続部
２２ａ  入口
２２ｂ  接続部
２４  混合ガス流量コントローラー
２４ａ  入口
２４ｂ  出口
２５  オーバーフロー管
２６  混合ガス供給管
２６ａ  接続部（一端）
２６ｂ  出口（他端）（混合ガス供給口）
２２ｃ  接続部
２７  ガスセル
２７ａ  入口
２７ｂ  出口
２７ｃ  触媒収容管
２７ｄ  テーパ管
２８  測定ガス供給管
２８ａ  入口
２８ｂ  出口
２８ｃ  接続部
２９  ガス分析計
３０  希釈ガス供給管
３１  希釈ガス供給源
３２  希釈ガス流量コントローラー
３３  排ガス浄化触媒
３４  第２のオーバーフロー管
３５  赤外線加熱部（加熱部）
３６  スペース
３７ａ、３７ｂ  冷却部
３８  冷媒溜
３８ａ  第１の環状フランジ
３８ｂ  第２の環状フランジ
３８ｃ  側壁
３８ｄ  冷媒入口
３８ｅ  冷媒出口
３９  冷媒供給源
３９ａ  水タンク
３９ｂ  ポンプ
４０  冷媒供給管
４１  冷媒排出管
４２  流量制御ユニット
４２ａ  主管
４２ｂ  分流弁
４３  遮光板
４４  温度センサー
４５  空気供給管
４６  液体供給源
４７  キャリアガス供給源
４８  混合チャンバ（混合部）
４８ａ  第１の入口
４８ｂ  第２の入口
４８ｃ  出口
４９  混合管
４９ａ  一端
４９ｂ  他端
５０  液体供給管
５１  キャリアガス供給管
５２  液体流量コントローラー
５３  キャリアガス流量コントローラー
５４  液体冷却部
５５  攪拌器
【図１】
2013217821.tif 000010
【図２】
2013217821.tif 000011
【図３】
2013217821.tif 000012
【図４】
2013217821.tif 000013
【手続補正書】
【提出日】平成24年6月28日(2012.6.28)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
原料ガスを供給する原料ガス供給部を有し、複数の前記原料ガス供給部を集合してなる原料ガス供給部群と、
前記各原料ガス供給部に対応して設けられ、前記各原料ガスの流量を調節する原料ガス流量コントローラーを有し、複数の前記原料ガス流量コントローラーを集合してなる原料ガス流量コントローラー群と、
複数の前記原料ガス流量コントローラー群を集合してなる原料ガス流量コントローラーシステムと、
前記各原料ガス流量コントローラー群で生成される前記混合ガスを供給する混合ガス供給管と、
前記各原料ガス流量コントローラー群で生成される前記混合ガスを供給せずに排出する混合ガス排出管と、
前記各原料ガス流量コントローラー群に対応して設けられ、前記各原料ガス流量コントローラー群で生成される前記混合ガスの流路を前記混合ガス供給管と前記混合ガス排出管とに切り換える切換え弁を有し、複数の前記切換え弁を集合してなる切換え弁システムと、
前記混合ガス供給管に設けられ、前記混合ガスの流量を調節する混合ガス流量コントローラーと、
前記混合ガス供給管に接続され、余分な前記混合ガスを排出するオーバーフロー管と、
制御部とを備え、
前記制御部は、
前記原料ガス流量コントローラーシステム及び前記切換え弁システムを制御することによって、前記各原料ガス流量コントローラー群を第１時間間隔ごとに予め設定した流量で変化させ、さらに、前記各切換え弁を前記第１時間間隔ごとに前記第１時間間隔よりも短い第２時間間隔の間だけ切り換えることで、前記第２時間間隔ごとに、前記各原料ガス流量コントローラー群からの前記混合ガスを所定の順番で連続的に前記混合ガス供給管に送り、
前記混合ガス供給管に供給される前記混合ガスに対応する前記各原料ガス流量コントローラーの開度と前記各原料ガス流量コントローラーの前記原料ガスに対するコンバージョンファクタとから算出した前記混合ガス流量コントローラーの前記混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づき、前記混合ガス流量コントローラーの開度を調整することを特徴とする模擬排ガス用評価システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明に係る模擬排ガス用評価システムは、
原料ガスを供給する原料ガス供給部を有し、複数の原料ガス供給部を集合してなる原料ガス供給部群と、
各原料ガス供給部に対応して設けられ、各原料ガスの流量を調節する原料ガス流量コントローラーを有し、複数の原料ガス流量コントローラーを集合してなる原料ガス流量コントローラー群と、
複数の原料ガス流量コントローラー群を集合してなる原料ガス流量コントローラーシステムと、
各原料ガス流量コントローラー群で生成される混合ガスを供給する混合ガス供給管と、
各原料ガス流量コントローラー群で生成される混合ガスを供給せずに排出する混合ガス排出管と、
各原料ガス流量コントローラー群に対応して設けられ、各原料ガス流量コントローラー群で生成される混合ガスの流路を混合ガス供給管と混合ガス排出管とに切り換える切換え弁を有し、複数の切換え弁を集合してなる切換え弁システムと、
混合ガス供給管に設けられ、混合ガスの流量を調節する混合ガス流量コントローラーと、
混合ガス供給管に接続され、余分な混合ガスを排出するオーバーフロー管と、
制御部とを備え、
制御部は、
原料ガス流量コントローラーシステム及び切換え弁システムを制御することによって、各原料ガス流量コントローラー群を第１時間間隔ごとに予め設定した流量で変化させ、さらに、各切換え弁を第１時間間隔ごとに第１時間間隔よりも短い第２時間間隔の間だけ切り換えることで、第２時間間隔ごとに、前記各原料ガス流量コントローラー群からの前記混合ガスを所定の順番で連続的に前記混合ガス供給管に送り、
混合ガス供給管に供給される混合ガスに対応する各原料ガス流量コントローラーの開度と各原料ガス流量コントローラーの原料ガスに対するコンバージョンファクタとから算出した混合ガス流量コントローラーの混合ガスに対するコンバージョンファクタに基づき、混合ガス流量コントローラーの開度を調整する。