JP5138830B1 - 排ガス浄化触媒または排ガスセンサの性能評価装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ガスセル1と、試験ガス供給管2と、試験ガス排出管3と、冷却ガス供給管4と、バイパス管5と、加熱炉7を備える。試験ガス排出管、冷却ガス供給管及びバイパス管に第1〜第3のバルブ8〜10が設けられる。第1〜第3のバルブの開閉の切り替えにより、性能試験開始前は、冷却ガス供給管からガスセルを経てバイパス管に至る冷却ガス流が生じ、ガスセル内が低温に維持されるが、性能試験開始により、冷却ガスの供給が停止されて高温の試験ガスがガスセルに供給され、試験ガス供給管からガスセルを経て試験ガス排出管に至る試験ガス流が生じる。その後、温度センサ12の位置の温度が所定の温度設定値になるように、当該温度センサの検出信号に基づいて加熱炉が制御される。
【選択図】図2
Description
すなわち、従来技術においては、ガスセルに供給される試験ガスの温度を、近年のエンジンのコールドスタート時の排出ガスの温度変化が正確に再現されるように変化させ得る性能評価装置は存在していなかった。
図1および図2を参照して、本発明による性能評価装置は、内部に排ガス浄化触媒または排ガスセンサ6が収容されるガスセル1と、ガスセル1に接続され、ガスセル1内に試験ガスを供給する試験ガス供給管2と、試験ガス供給管2およびガスセル1の周囲に配置された加熱炉7を備えている。
また、図示の実施例では、加熱炉7が試験ガス供給管2およびガスセル1の周囲に配置されているが、必要に応じて、加熱炉7を試験ガス供給管2の周囲にのみ配置してもよい。また、加熱炉7を試験ガス供給管2およびガスセル1の周囲に配置した場合には、図示の実施例のように、ガスセル1における試験ガスの入口から少なくとも排ガス浄化触媒または排ガスセンサ6に至るまでの部分を加熱炉7の内側に位置させてもよいし、その代わりに、ガスセル1における、排ガス浄化触媒または排ガスセンサ6を含む、排ガス浄化触媒または排ガスセンサ6から下流側の部分を加熱炉7の外側に位置させてもよい。
この場合、冷却ガス供給管4の接続位置はこの実施例に限定されず、冷却ガス供給管4は、ガスセル1と試験ガス排出管2の接続部付近において、ガスセル1、または試験ガス排出管2の第1のバルブ8よりも上流側に接続されておればよい。
この場合、バイパス管5の接続位置はこの実施例に限定されず、バイパス管5は、ガスセル1と試験ガス供給管2の接続部付近において、ガスセル1または試験ガス供給管2に接続されておればよい。
性能評価装置は、さらに、加熱炉7および第1〜第3のバルブ8〜10を制御する制御部11を備えている。
この間に、試験ガス供給管2から一定流量の試験ガスが供給されていてもよいし(この場合には、供給された試験ガスは冷却ガスとともにバイパス管5から排出される)、試験ガス供給管2からは試験ガスが供給されていなくてもよい(この場合には、試験ガス供給管2内に試験ガスが滞留している)。
この冷却ガスの流量の調節は、例えば、第2のバルブ9の上流側に配置した流量計の計測値に基づいて第2のバルブ9の開度を調節することによって、あるいは、第2のバルブ9の上流側に配置したマスフローコントローラによってなされる。
なお、性能試験の開始前の制御部11による第1の温度センサ12の検出信号に基づく第1の温度センサ12の位置での温度制御は、必要に応じてなされればよい。そして、この温度制御がなされない場合には、冷却ガス供給管4から、一定温度の冷却ガスが一定の流量でガスセル1内に供給され、それによって、第1の温度センサ12の位置における温度が所定温度に維持される。
こうして、例えば、低温側初期温度設定値を25℃±5℃とし、高温側初期温度設定値を500℃〜600℃としておけば、性能試験の開始後5秒間に、排ガス浄化触媒または排ガスセンサに供給される試験ガスの温度を25℃±5℃から500℃以上まで上昇させることができ、それによって、コールドスタート時のエンジンの排出ガスの温度状態を正確にシミュレーションすることが可能となる。
例えば、上記実施例では、試験ガス供給管2内に第2の温度センサ13を配置しているが、この温度センサ13を省略することができる。
第2の温度センサ13を省略した場合には、性能試験の開始前に、加熱炉7を始動させるとともに、その加熱温度を高温側初期温度設定値に設定しておき、その後、試験ガス供給管2内の試験ガスが高温側初期温度設定値まで加熱されたタイミングを見計らって、性能試験を開始し、第1のバルブ8を開く一方、第2および第3のバルブ9、10を閉じるようにすればよい。
実験は、第2の温度センサ13がない点を除き、図1〜図2に示したものと同じ構成を有する性能評価装置を用い、ガスセル1内に排ガス浄化触媒をセットして行った。
なお、この性能評価装置の各部のサイズは次のとおりである。
ガスセル1:内径36mm×長さ50mm
試験ガス供給管2:内径8mm
試験ガス排出管3:内径8mm
冷却ガス供給管4:内径4mm
バイパス管5:内径6mm
バイパス管5の接続位置:試験ガス供給管2とガスセル1との接続部から上流側に10mm離れた位置
排ガス浄化触媒6:外径25.4mm×50mm
第1の温度センサ12の取付位置:排ガス浄化触媒6の上面から上流側に10mm離れた位置
そして、加熱炉7として赤外線ゴールドイメージ炉を用い、ガスセル1を加熱炉7に対し、排ガス浄化触媒6が加熱炉7の内部に位置するように配置した。
約30秒経過後、第1のバルブ8を開き、第2および第3のバルブ9、10を閉じ、冷却ガスの供給を停止し、試験ガス供給管2からガスセル1を経て試験ガス排出管3に至る試験ガス流を生じさせた。
そして、第1の温度センサ12を用いて、この間の温度変化を測定した。
1a ガスセル本体
1b テーパ管
1c 壁
2 試験ガス供給管
3 試験ガス排出管
4 冷却ガス供給管
5 バイパス管
6 排ガス浄化触媒または排ガスセンサ
7 加熱炉
8 第1のバルブ
9 第2のバルブ
10 第3のバルブ
11 制御部
12 第1の温度センサ
13 第2の温度センサ
Claims (5)
- 排ガス浄化触媒または排ガスセンサの性能を評価する装置であって、
内部に排ガス浄化触媒または排ガスセンサが収容されるガスセルと、
前記ガスセルに接続された試験ガス供給管と、
前記試験ガス供給管の周囲、または前記試験ガス供給管および前記ガスセルの周囲に配置された加熱炉と、
前記ガスセルに接続されるとともに、前記排ガス浄化触媒または前記排ガスセンサの下流側に配置された試験ガス排出管と、
前記試験ガス排出管の途中に設けられた第1のバルブと、
前記ガスセルと前記試験ガス排出管の接続部付近において、前記ガスセル、または前記試験ガス排出管の前記第1のバルブよりも上流側の部分に接続され、前記ガスセル内に冷却ガスを供給する冷却ガス供給管と、
前記冷却ガス供給管の途中に設けられた第2のバルブと、
前記ガスセルと前記試験ガス供給管の接続部付近において、前記ガスセルまたは前記試験ガス供給管に接続されたバイパス管と、
前記バイパス管の途中に設けられた第3のバルブと、
前記ガスセル内の前記排ガス浄化触媒または前記排ガスセンサの上流側にこれから間隔をあけて配置された温度センサと、
前記加熱炉および前記第1〜第3のバルブを制御する制御部と、を備え、
前記制御部が、前記排ガス浄化触媒または前記排ガスセンサの性能試験の開始前は、前記第1のバルブを閉じる一方、前記第2および第3のバルブを開くことにより、前記冷却ガス供給管から前記ガスセルを経て前記バイパス管に至る冷却ガス流を生じさせて、前記温度センサの位置における温度を所定温度に維持するが、前記性能試験の開始によって、前記第1のバルブを開く一方、前記第2および第3のバルブを閉じることにより、冷却ガスの供給を停止して、前記加熱炉によって予め加熱された前記所定温度よりも高温の試験ガスを前記ガスセル内に供給し、前記試験ガス供給管から前記ガスセルを経て前記試験ガス排出管に至る試験ガス流を生じさせ、その後、前記温度センサの位置における温度が予め決定された温度設定値に一致するように、前記温度センサの検出信号に基づいて前記加熱炉を制御するものであることを特徴とする装置。 - 前記試験ガス供給管内における前記バイパス管との接続部よりも上流側には、別の温度センサが配置され、前記制御部は、前記性能試験の開始前は、前記別の温度センサの位置における温度が予め決定された高温側初期温度設定値になるように、前記別の温度センサの検出信号に基づいて前記加熱炉を制御することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記制御部は、前記性能試験の開始前は、前記温度センサの位置における温度が低温側初期温度設定値になるように、前記温度センサの検出信号に基づいて前記冷却ガス供給管を流れる冷却ガスの流量を調節すること、または、前記温度センサの検出信号に基づいて冷却ガス供給源を制御して前記冷却ガス供給管に供給される冷却ガスの温度を調節することを特徴とする請求項1または請求項2に記載の装置。
- 前記加熱炉が前記試験ガス供給管および前記ガスセルの周囲に配置される場合、前記ガスセルにおける、前記排ガス浄化触媒または前記排ガスセンサを含む、前記排ガス浄化触媒または前記排ガスセンサから下流側の部分が前記加熱炉の外側に位置してい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。
- 前記加熱炉が前記試験ガス供給管および前記ガスセルの周囲に配置される場合、前記ガスセルにおける試験ガスの入口から少なくとも前記排ガス浄化触媒または前記排ガスセンサに至るまでの部分が前記加熱炉の内側に位置してい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。
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