(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
模擬排ガス供給路から供給される模擬排ガスが流れるガスセルに沿って第１加熱部および第２加熱部をこの順に設け、第１加熱部によって前記模擬排ガスを加熱し、第２加熱部によって前記ガスセル内に設けられた触媒を加熱するようにした触媒評価試験装置において、前記模擬排ガス供給路に分岐流路を接続し、この分岐流路の下流端を前記第１加熱部と第２加熱部との間において前記ガスセルに接続するとともに、前記模擬排ガス供給路および分岐流路のそれぞれに模擬排ガスの流量を調整する流量調整弁を設け、前記触媒入口近傍の温度を検出し、この検出された温度に基づいて前記流量調整弁の開度を調整して、触媒入口近傍の温度が所定の温度になるように制御することを特徴とする触媒評価試験装置。
【請求項２】
触媒入口近傍の温度を上昇させる場合には、第１加熱部と第２加熱部をともにオンさせ、前記温度を下降させる場合には、第１加熱部のみをオンさせるようにしてなる請求項１に記載の触媒評価試験装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、自動車のエンジンに連なる排気管などに設けられる触媒を評価するための触媒評価試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
自動車のエンジンに連なる排気管などに設けられる触媒を評価する場合、エンジンからの排ガスと同様の成分を含む模擬排ガスが用いられる。ここで、模擬排ガスとは、例えば、ＮＯX 、ＣＯ2 、ＨＣ、Ｈ2 Ｏなどエンジン排ガスに含まれる各種の成分を前記排ガスにおける濃度と同様濃度となるように窒素ガスと混合したものである。この場合、模擬排ガスを実際の排ガス温度と同様の温度状態にするとともに、評価対象の触媒を加熱して所定の温度になるようにして、模擬排ガスと触媒とにおいて所定の吸着反応が十分に行われるようにする必要がある。
【０００３】
そこで、従来においては、図３に示すような触媒評価試験装置を用いていた。この図において、１は模擬排ガスＧが流れる例えば細長い流通型のガスセルで、このガスセル１の上流端１ａには、模擬排ガスＧを供給する模擬排ガス供給路２が接続されており、下流端１ｂは、ガス分析装置（図示していない）への流路３に接続されている。模擬排ガス供給路２には流量測定機能と流量制御機能を兼ね備えたマスフローコントローラよりなる流量制御弁４が設けられ、その上流側は模擬排ガス源（図示していない）に接続されている。
【０００４】
前記ガスセル１には、その上流側からこれに沿うようにして第１加熱部５および第２加熱部６がこの順で設けられている。これらの加熱部５，６はいずれも、赤外線加熱炉よりなり、第１加熱部５はガスセル１内に導入される模擬排ガスＧを加熱し、第２加熱部６はガスセル１内の下流側に設けられる触媒７を加熱するように構成されている。８は触媒７の入口近傍の温度を検出する温度センサで、その出力はコントローラ９に入力されるようにしてある。
【０００５】
上記構成の触媒評価試験装置においては、第１加熱部５および第２加熱部６をそれぞれ動作させて所定の温度になるようにし、その状態で模擬排ガスＧをガスセル１の上流側から供給し、触媒７において所定の吸着反応を行わせている。この場合、触媒７の入口側の温度を温度センサ８によって検出し、この検出された温度に基づいてコントローラ９から第１加熱部５に制御信号が送出され、これによって、第１加熱部５の発熱量を制御し、模擬排ガスＧの温度を所望の値になるようにしていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の触媒評価試験装置においては、温度域によっては第１加熱部５における熱量がゼロになり、触媒７の入口側における温度を変更するような場合、昇温温度が最大５０℃／ｍｉｎ程度しかなく、また、また、冷却機能を備えてないため、降温速度の制御はほとんど不可能であった。このため、従来の昇温速度や降温速度では、実際のエンジン排ガスの温度状態を再現することが困難であり、特に、エンジンの起動時や高負荷時における排ガスと同様の模擬排ガスを実現することが困難であった。
【０００７】
この発明は、上述の事柄に留意してなされたもので、その目的は、エンジン排ガスの高速昇温および高速降温を実現することができ、エンジン排ガスと同等の模擬排ガスを得ることのできる触媒評価試験装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明では、模擬排ガス供給路から供給される模擬排ガスが流れるガスセルに沿って第１加熱部および第２加熱部をこの順に設け、第１加熱部によって前記模擬排ガスを加熱し、第２加熱部によって前記ガスセル内に設けられた触媒を加熱するようにした触媒評価試験装置において、前記模擬排ガス供給路に分岐流路を接続し、この分岐流路の下流端を前記第１加熱部と第２加熱部との間において前記ガスセルに接続するとともに、前記模擬排ガス供給路および分岐流路のそれぞれに模擬排ガスの流量を調整する流量調整弁を設け、前記触媒入口近傍の温度を検出し、この検出された温度に基づいて前記流量調整弁の開度を調整して、触媒入口近傍の温度が所定の温度になるように制御することを特徴としている（請求項１）。
【０００９】
そして、上記触媒評価試験装置において、触媒入口近傍の温度を上昇させる場合には、第１加熱部と第２加熱部をともにオンさせ、前記温度を下降させる場合には、第１加熱部のみをオンさせるようにしてもよい（請求項２）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の詳細を、図を参照しながら説明する。図１は、この発明の触媒評価試験装置の構成の一例を示すものである。なお、この図において、図３における符号と同一のものは同一部材を示している。前記図１において、１０は模擬排ガス供給路２から分岐した流路で、この分岐流路１０は、その上流側が流量調整弁４の下流側の点１１に分岐接続され、その下流側はガスセル１の第１加熱部５と第２加熱部６との間の点１２に合流接続されている。なお、以下において、分岐点１１以降の模擬排ガス供給路２Ａをホットライン、分岐流路１０をクールラインという。
【００１１】
１３，１４は前記ホットライン２Ａおよびクールライン１０にそれぞれ設けられる流量調整弁で、ホットライン２Ａ側の流量調整弁１３は、例えばニードルバルブよりなり、前記分岐点１１とガスセル１の上流端１ａとの間に介装され、コントローラ９からの指令によって開度が調整される。また、クールライン１０側の流量調整弁１４は、例えばマスフローコントローラよりなり、前記分岐点１１と接続点１２との間に介装され、コントローラ９からの信号に基づいて演算を行う演算回路１５およびこの演算回路１５の指令によって制御信号を出力するコントローラ１６からの指令によって開度が調整される。
【００１２】
上記構成の触媒評価試験装置においては、第１加熱部５および第２加熱部６は、それぞれ常時オン動作して、所定の熱量を発するように制御される。また、模擬排ガス供給路２の上流側から供給される模擬排ガスＧは、例えば室温程度であり、この模擬排ガスＧはマスフローコントローラ４によって流量調整され、模擬排ガス供給路２を流れ、分岐点１１においてホットライン２Ａとクールライン１０とに分流される。そして、ホットライン２Ａを流れる模擬排ガスＧは、バルブ１３を経てガスセル１の上流端１ａからガスセル１内に供給されて所定の熱量を発している第１加熱部５を通過するので、適宜の高温に加熱され、触媒７の直前においてはかなり高温状態になっている。一方、クールライン１０を流れる模擬排ガスＧは、マスフローコントローラ１４を経てガスセル１の第２加熱部６の上流側から供給され、前記ホットライン２Ａを流れる模擬排ガスＧとは異なり、第１加熱部５で加熱されることがないので、室温程度であるので、触媒７の直前においては室温程度の温度状態である。
【００１３】
したがって、流量調整弁４を通過する模擬排ガスＧの流量Ｑが一定である場合、ホットライン２Ａを流れる模擬排ガスＧの流量Ｑ1 とし、クールライン１０を流れる模擬排ガスＧの流量Ｑ2 とするとき、Ｑ＝Ｑ1 ＋Ｑ2 であるので、触媒７における温度をより高温にする（昇温制御）場合には、流量比Ｑ1 ／Ｑ2 を大きくし、触媒７における温度をより低温にする（高温制御）場合には、流量比Ｑ1 ／Ｑ2 を小さくなるようにするのである。
【００１４】
そして、特に、降温制御を行う場合、前記Ｑ1 ／Ｑ2 を小さくだけでなく、第２加熱部６をオフとすれば、触媒７を通過する模擬排ガスＧの温度をより速やかに降下させることができる。
【００１５】
図２は、この発明の効果を説明するための図で、この図において、実線Ａはこの発明の触媒評価試験装置における触媒７の直前における温度の昇降状態を示し、仮想線Ｂは従来の（図３に示す）触媒評価試験装置における触媒７の直前における温度の昇降状態を示している。この図から、この発明の触媒評価試験装置によれば、触媒７を通過させる模擬排ガスＧの温度をきわめて速やかに上昇させたり、降下させることができることが分かる。
【００１６】
したがって、この発明によれば、実際のエンジンから排出される排ガスにおけると同様の模擬排ガスの温度状態を実現することができ、特に従来の触媒評価試験装置においては困難であったエンジンの起動時や高負荷時における排ガスと同様の模擬排ガスを実現することができ、触媒７の評価試験を実車にきわめて近い状態で行うことができる。
【００１７】
上述の実施の形態においては、加熱部５，６が赤外線加熱炉で構成されているが、これに代えて、ニクロム線などよりなるヒータで構成してもよい。また、ホットライン２Ａ側の流量調整弁１３としてバルブを用い、クールライン１０側の流量調整弁１４としてマスフローコントローラを用いていたが、これに代えて、流量調整弁１３をマスフローコントローラとし、流量調整弁１４をニードルバルブとしてもよい。また、両流量調整弁１３，１４をニードルバルブとしたり、マスフローコントローラとしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明の触媒評価試験装置によれば、エンジン排ガスの高速昇温および高速降温を実現することができ、エンジン排ガスと同等の模擬排ガスを得ることができる。したがって、触媒の評価試験をより精度よく行わせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の触媒評価試験装置の構成の一例を概略的に示す図である。
【図２】この発明の作用効果を説明するための図である。
【図３】従来の触媒評価試験装置を概略的に示す図である。
【符号の説明】
１…ガスセル、２…模擬排ガス供給路、５…第１加熱部、６…第２加熱部、７…触媒、１０…分岐流路、１３，１４…流量調整弁、Ｇ…模擬排ガス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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