JP2013011238A - 排ガス浄化触媒性能評価装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガス導入管1と、ガスセル2と、赤外線加熱部4と、ガスセル側からガス導入管側に一定の長さにわたってのびる領域を冷却する冷却部6a、6bと、冷却領域の下流側にのびる遮光板12を備える。排ガス浄化触媒3は、ガスセル内の冷却領域の下流側の、赤外線が遮られた領域に収容される。温度センサー13が、ガスセル内の赤外線が遮られた領域における排ガス浄化触媒の直前に配置される。制御部14は、温度センサーの位置の模擬排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赤外線加熱部を制御する。冷却部による冷却が常時行われ、冷却部の冷却出力と赤外線加熱部の加熱出力が、排ガス浄化触媒直前の模擬排ガスの温度が模擬排ガス温度設定値に一致するように制御される。
【選択図】図1
Description
そして、排出ガスの測定試験は、車両をシャシ・ダイナモメータ上にセットして、規定の試験モードで走行させ、その試験期間中の排出ガス中の大気汚染物質の量を定められた測定法に基づいて測定することによって実行される。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記赤外線加熱部の前記加熱出力が前記最低値以下にならないようにする制御は、予め決定された前記温度センサーの検出値の範囲を複数の温度帯に区分し、前記温度帯毎に前記加熱出力の前記最低値を予め設定しておき、前記温度センサーの検出値がどの前記温度帯に属するのかをその都度判定して、前記赤外線加熱部の加熱出力が当該温度帯に対応する前記最低値以下にならないようにすることからなっている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記冷媒は、純水に空気または窒素を混合したものからなっている。
本発明のさらに別の好ましい実施例によれば、前記流量制御ユニットは、前記冷媒供給源に接続され、冷媒を循環させる主管路と、前記主管路の途中に配置され、前記主管路から前記冷媒供給管路を分岐させる少なくとも1つの分流弁または分岐弁と、からなっている。
図1を参照して、本発明による排ガス浄化触媒性能評価装置は、一端1a側から模擬排ガスが導入されるガス導入管1と、ガス導入管1の他端1bに接続され、内部に排ガス浄化触媒3が収容されるガスセル2と、ガス導入管1およびガスセル2の外側に間隔をあけて配置された赤外線加熱部4を備えている。
冷媒溜7は、ガスセル2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7aと、第1の環状フランジ7aから上流側に前記一定の長さ離れた位置に、ガス導入管1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7bと、第1および第2の環状フランジ7a、7bの間にのび、第1および第2の環状フランジ7a、7bの外周縁同士を接続する筒状の側壁7cと、を備えている。冷媒溜7には、少なくとも1つの冷媒入口7dおよび冷媒出口7eが形成される。
この場合、冷媒排出管路10を、熱交換器を介して冷媒供給源8に接続し、冷媒溜7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8に戻すようにしてもよい。
また、流量制御ユニット11は、水タンク8aおよびポンプ8bを接続し、純水を循環させる主管路11aと、主管路11aの途中に配置され、主管路11aから冷媒供給管路9を分岐させる少なくとも1つの分流弁(または分岐弁)11bとからなっている。
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6a、6b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2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。
排ガス浄化触媒3は、ガスセル2内の冷却部6a、6bによって冷却される領域より下流側であって、遮光板12によって赤外線が遮られた領域に収容される。
そして、冷媒が、常時、冷媒溜7の冷媒入口7dからガス導入管1およびガスセル2に向けて噴射され、ガス導入管1およびガスセル2の外周面を伝って流れた後、冷媒溜7の冷媒出口7eから排出されるとともに、模擬排ガス温度設定値に従って冷媒の流量が制御部14によって制御され、同時に、温度センサー13の検出値に基づいて赤外線加熱部4の加熱出力が制御部14によって制御され、それによって、排ガス浄化触媒3の直前の模擬排ガスの温度が模擬排ガス温度設定値に一致するように制御される。
この制御は、好ましくは、予め決定された温度センサー13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13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4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。
まず、模擬排ガス温度設定値の取り得る範囲が0〜1000℃と、予め設定される。そして、冷媒の流量の制御に関しては、この温度設定値の範囲が、表1に示すように、0〜200℃(温度帯No.1)、201〜300℃(温度帯No.2)、301〜350℃(温度帯No.3)、351〜400℃(温度帯No.4)、401〜450℃(温度帯No.5)、451〜500℃(温度帯No.6)、501〜550℃(温度帯No.7)、551〜600℃(温度帯No.8)、601〜700℃(温度帯No.9)、701〜1000℃(温度帯No.10)の10の温度帯に区分される。そして、温度帯毎に、分流弁11bの開度(分流弁11bにおける冷媒供給管路9側の開度)が、95%(温度帯No.1)、85%(温度帯No.2)、75%(温度帯No.3)、65%(温度帯No.4)、55%(温度帯No.5)、45%(温度帯No.6)、35%(温度帯No.7)、25%(温度帯No.8)、15%(温度帯No.9)、5%(温度帯No.10)のように予め設定される。
この場合、加熱出力の最低値が最大加熱出力の0%の温度帯No.1(本発明の排ガス浄化触媒性能評価装置の起動時に相当する。)においては、赤外線加熱部4がソフトスタートされなければならない。
次に、模擬排ガス温度設定値が250℃付近から350℃付近まで上昇せしめられる(50〜55秒)。この昇温過程において、赤外線加熱部4は、再び高出力(最低加熱出力以上)で作動せしめられ、一方、分流弁11bの開度は、模擬排ガス温度設定値が250〜300℃の範囲では85%、301〜350℃の範囲では75%に設定される。このとき、赤外線加熱部4は、ソフトスタートする必要がなく、よって高速での昇温が可能である。
図4のグラフ中、縦軸は温度(℃)と車速(km/h)を、横軸は時間経過(sec)をそれぞれ表している。また、実線で描いた曲線C1は、本発明の装置における模擬排ガスの温度変化を表し、破線で描いた曲線C2は、実車の排出ガスの温度変化を表し、曲線C3は、実車の速度変化を表している。
図4のグラフから、本発明の排ガス浄化触媒性能評価装置によれば、試験モードで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温度変化を正確に再現することができることがわかる。
1a 一端
1b 他端
2 ガスセル
2a 触媒収容管
2b テーパ管
3 排ガス浄化触媒
4 赤外線加熱部
5 スペース
6a、6b 冷却部
7 冷媒溜
7a 第1の環状フランジ
7b 第2の環状フランジ
7c 側壁
7d 冷媒入口
7e 冷媒出口
8 冷媒供給源
8a 水タンク
8b ポンプ
9 冷媒供給管路
10 冷媒排出管路
11 流量制御ユニット
11a 主管路
11b 分流弁
12 遮光板
13 温度センサー
14 制御部
15 空気供給管路
20 ハウジング
20a 第1弁座
20b 第2弁座
21 キャビティ
22 入口管路
23 第1出口管路
24 第2出口管路
25 弁体
26 ロッド
27 リニアアクチュエータ
28 基台
Claims (11)
- 排ガス浄化触媒の性能を評価する装置であって、
一端側から模擬排ガスが導入されるガス導入管と、
前記ガス導入管の他端に接続され、内部に前記排ガス浄化触媒が収容されるガスセルと、
前記ガス導入管および前記ガスセルの外側に間隔をあけて配置された赤外線加熱部と、
前記ガス導入管の前記他端から上流側の一定の長さ、または前記ガスセル側から前記ガス導入管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と、
前記ガスセルおよび前記赤外線加熱部間のスペース内に配置されるとともに、前記冷却部によって冷却される前記領域の下流側の端の近傍から下流側にのびる遮光板と、を備え、前記排ガス浄化触媒は、前記ガスセル内の前記冷却部によって冷却される前記領域より下流側であって、前記遮光板によって赤外線が遮られた領域に収容され、
前記装置は、さらに、
前記ガスセル内の前記赤外線が遮られた領域に、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た温度センサーと、
予め決定された前記温度センサーの位置の模擬排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赤外線加熱部を制御する制御部と、を備えており、前記冷却部による冷却が常時行われるとともに、前記冷却部の冷却出力と前記赤外線加熱部の加熱出力が前記制御部によって制御され、それによって、前記排ガス浄化触媒の直前の前記模擬排ガスの温度が前記模擬排ガス温度設定値に一致するように制御されるものであることを特徴とする装置。 - 前記冷却部は、
前記一定の長さにわたり、前記ガス導入管、または前記ガスセルおよび前記ガス導入管に固定され、前記ガス導入管の外側空間、または前記ガスセルおよび前記ガス導入管の外側空間を密閉状態に取り囲む冷媒溜を備え、前記冷媒溜には、少なくとも1つの冷媒入口および冷媒出口が形成されており、
前記冷却部は、さらに、
冷媒供給源と、
一端が前記冷媒供給源に接続され、他端が前記冷媒溜の冷媒入口に接続された冷媒供給管路と、
前記冷媒溜の冷媒出口に接続された冷媒排出管路と、
前記冷媒供給管路の途中に配置され、冷媒の流量を制御する流量制御ユニットと、を備え、
前記冷却部の冷却出力は前記冷媒供給源から前記冷媒供給管路に供給される冷媒の流量によって決定され、冷媒が、常時、前記冷媒溜の冷媒入口から前記ガス導入管、または前記ガス導入管および前記ガスセルに向けて噴射され、前記ガス導入管の外周面、または前記ガス導入管および前記ガスセルの外周面を伝って流れた後、前記冷媒溜の冷媒出口から排出されるとともに、前記模擬排ガス温度設定値に従って前記冷媒の流量が前記制御部によって制御され、同時に、前記温度センサーの検出値に基づいて前記赤外線加熱部の加熱出力が前記制御部によって制御されることを特徴とする請求項1に記載の装置。 - 前記制御部による前記冷媒の流量の制御は、前記模擬排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、前記温度帯毎に冷却に必要な前記冷媒の流量を予め設定しておき、前記模擬排ガス温度設定値がどの前記温度帯に属するのかをその都度判定して、当該温度帯に対応する流量の冷媒を前記冷媒供給源から前記冷媒供給管路に供給することからなっていることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記赤外線加熱部は、前記制御部によって、前記加熱出力が、前記装置の起動時を除いては前記赤外線加熱部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とを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の装置。
- 前記赤外線加熱部の前記加熱出力が前記最低値以下にならないようにする制御は、予め決定された前記温度センサーの検出値の範囲を複数の温度帯に区分し、前記温度帯毎に前記加熱出力の前記最低値を予め設定しておき、前記温度センサーの検出値がどの前記温度帯に属するのかをその都度判定して、前記赤外線加熱部の加熱出力が当該温度帯に対応する前記最低値以下にならないようにすることからなっていることを特徴とする請求項4に記載の装置。
- 前記冷媒溜は、
前記ガス導入管の前記他端の外周、または前記ガスセルの外周にシールされた状態で固定された第1の環状フランジと、
前記第1の環状フランジから上流側に前記一定の長さ離れた位置において、前記ガス導入管の外周にシールされた状態で固定された第2の環状フランジと、
前記第1および第2の環状フランジの間にのび、前記第1および第2の環状フランジの外周縁同士を接続する筒状の側壁と、を備えていることを特徴とする請求項2〜請求項5のいずれかに記載の装置。 - 前記冷媒は、液体状冷媒または気体状冷媒またはそれらの混合物からなっていることを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれかに記載の装置。
- 前記冷媒は、純水に空気または空気を混合したものからなっていることを特徴とする請求項2〜請求項6のいずれかに記載の装置。
- 前記流量制御ユニットは、前記冷媒供給管路の途中に配置された流量調節弁からなっていることを特徴とする請求項2〜請求項8のいずれかに記載の装置。
- 前記流量制御ユニットは、
前記冷媒供給源に接続され、冷媒を循環させる主管路と、
前記主管路の途中に配置され、前記主管路から前記冷媒供給管路を分岐させる少なくとも1つの分流弁または分岐弁と、からなっていることを特徴とする請求項2〜請求項8のいずれかに記載の装置。 - 前記冷媒排出管路は熱交換器を介して前記冷媒供給源に接続されており、前記冷媒溜から排出された冷媒が前記熱交換器によって所定の温度まで冷却された後、前記冷媒供給源に戻されるようになっていることを特徴とする請求項2〜請求項10のいずれかに記載の装置。
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