JP6257032B2

JP6257032B2 - 触媒評価装置

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Publication number: JP6257032B2
Application number: JP2013273310A
Authority: JP
Inventors: 陽一岡田; 正也船見; 隆宏塩田
Original assignee: Horiba Ltd
Current assignee: Horiba Ltd
Priority date: 2013-12-27
Filing date: 2013-12-27
Publication date: 2018-01-10
Anticipated expiration: 2033-12-27
Also published as: JP2015127035A

Description

この発明は、排ガスに含まれる有害成分を除去するための触媒を評価する触媒評価装置に関する。

上述した触媒を評価する場合、排ガスを模した試験ガスが用いられている。この試験ガスは、排ガスに含まれる種々の成分ガスを混合して生成されるものである。

ところで、排ガスには、Ｏ_２ガスが多く含まれるリーン状態のエンジンから排出されものや、燃料（Ｃ_ｘＨ_ｙＯ_ｚ）が多く含まれるリッチ状態のエンジンから排出されるもの等があり、排ガスに含まれる種々の成分ガスの混合比率は、エンジンの状態によって変化する。そのため、排ガスを模した試験ガスを用いて触媒を評価する場合、試験ガスに含まれる種々の成分ガスの混合比率を実際のエンジンの状態に合わせて変化させる必要がある。

試験ガスに含まれる種々の成分濃度を変化させることができる触媒評価装置として、例えば特許文献１記載の装置がある。

この特許文献１記載の装置は、試験ガスが流れるとともに、触媒が配置されるメイン流路と、成分ガスの混合比率及び流量が互いに異なる試験ガスを生成する複数の流量コントローラ群とを備え、複数の流量コントローラ群のうちから選択された１つの流量コントローラ群がメイン流路に試験ガスを供給する。そして、流量コントローラ群を切り換えることで、メイン流路を流れる試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させる。

特開２０１３−８７６８９号公報

しかしながら、特許文献１に記載した触媒評価装置では、流量コントローラ群ごとに試験ガスの流量が異なり、試験ガスの流量が変わるとメイン流路の圧力も変わるので、触媒を通過する試験ガスの混合比率に加えて触媒にかかる圧力も変化してしまい、試験ガスの混合比率だけを変化させて正確に触媒評価を行うことができないという問題が生じる。

本発明は、上記課題に鑑みて成されたものであり、試験ガスの混合比率だけを変化させることができ、正確な触媒評価を行うことができる触媒評価装置を提供することをその主たる目的とするものである。

本発明にかかる触媒評価装置は、複数の成分ガスが混合して生成される試験ガスが流れるとともに、触媒が配置される触媒配置領域が設けられたメイン流路と、
前記触媒配置領域の上流に設けられるとともに、前記メイン流路に接続されて各成分ガスを供給する複数の成分ガス供給配管と、前記メイン流路に供給される複数の成分ガスの供給流量の合計を一定にした状態で、試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させる制御部とを備えることを特徴とする。

上述の構成によれば、メイン流路に供給される複数の成分ガスの供給流量の合計を一定にしているので、触媒配置領域を流れる試験ガスの流量を一定に保った状態で、試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させることができる。そのため、触媒配置領域の圧力を変化させることなく、触媒配置領域を流れる試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率だけを変化させることができ、正確な触媒評価を行うことができる。

また別の具体的な一態様としては、前記メイン流路を流れる試験ガスの温度を調整する温度調整部をさらに備え、前記制御部は、前記温度調整部を制御して、触媒配置領域を流れる試験ガスの温度を変化させるものを挙げることができる。
さらに具体的には、前記温度調整部により温度調整される試験ガスが、前記複数の成分ガス供給配管から複数の成分ガスの供給流量の合計を一定にした状態で供給されるよう構成されているものを挙げることができる。

このように構成すれば、制御部は、触媒配置領域を流れる試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率だけではなく、触媒配置領域を流れる試験ガスの温度を変化させることができるので、触媒評価のバリエーションを増やすことができる。

さらに触媒評価のバリエーションを増やす別の具体的な一態様としては、前記触媒配置領域の上流に設けられて、前記メイン流路から分岐する分岐路と、前記分岐路を流れる前記試験ガスの流量を変化させる流量変化機構と、をさらに備え、前記制御部は、前記流量変化機構を制御して、前記触媒配置領域を流れる試験ガスの流量を変化させるものを挙げることができる。

このように構成すれば、制御部が、触媒配置領域を流れる試験ガスの流量を変化させることができるので、さらにバリエーションに富んだ触媒評価を行うことができ、より実際の内燃機関に近い状態で正確な触媒評価を行うことができる。

加えて触媒評価のバリエーションを増やす別の具体的な一態様としては、前記触媒配置領域の下流に接続されるとともに、前記メイン流路を流れる前記試験ガスを排出する排出路と、前記排出路の抵抗を変化させる抵抗変化機構とをさらに備え、前記制御部は、前記抵抗変化機構を制御して、前記触媒配置領域の圧力を変化させるものを挙げることができる。

このように構成すれば、制御部が、触媒配置領域の圧力を変化させることができるので、さらにバリエーションに富んだ触媒評価を行うことができ、より実際の内燃機関に近い状態で正確な触媒評価を行うことができる。

本発明によれば、試験ガスの混合比率だけを変化させることができ、正確な触媒評価を行うことができる。

本発明の第１実施形態にかかる触媒評価装置の概略図。本発明の第２実施形態にかかる触媒評価装置の概略図。本発明の第３実施形態にかかる触媒評価装置の概略図。

本発明の触媒評価装置は、自動車等に搭載され、エンジンから排出される排ガス中の有害成分を除去する触媒の性能を評価するためのものである。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態にかかる触媒評価装置１は、図１に示すように、複数の成分ガスが混合して生成される試験ガスが流れるとともに、触媒８が配置される触媒配置領域Ｘが設けられたメイン流路２と、触媒配置領域Ｘの上流に設けられるとともに、メイン流路２に接続されて各成分ガスを供給する複数の成分ガス供給配管３と、各成分ガス供給配管３を流れる成分ガスの流量を変化させる成分ガス流量変化機構４と、成分ガス流量変化機構４を制御して、メイン流路２に供給される複数の成分ガスの供給流量の合計を一定にした状態で、試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させる制御部５とを備える。

試験ガスは排ガスを模したものであって、排ガスに含まれる複数の成分ガスを混合して生成されている。そして、この成分ガスは、例えばＮ_２、ＣＯ_２、Ｏ_２等の反応性に乏しいベースガスと、例えばＣＯ、ＮＯ_Ｘ、ＳＯ_Ｘ、ＮＨ_３等反応性に富む反応ガスとに分けることができる。

メイン流路２は、ベースガス、反応ガス及びベースガスと反応ガスとを混合して生成される試験ガスとが流れるものであって、加熱部６と、混合部７と、触媒が配置される触媒配置領域Ｘとが設けられている。

加熱部６は、メイン流路２を流れるベースガスを加熱するものである。そして、メイン流路２を囲むように設けられたヒータ等から構成されている。なお、本実施形態では、加熱部６が、メイン流路２を流れる試験ガスの温度を調整する温度調整部に該当する。

混合部７は、メイン流路２を流れるベースガスと反応ガスとを混合して試験ガスを生成するものである。

触媒配置領域Ｘは、本装置の評価対象となる触媒８が充填される領域である。そして、メイン流路２に設けられるとともに混合部７の下流に設けられる。触媒８は、試験ガスに含まれる有害成分を除去するものである。

成分ガス供給配管３は、メイン流路２に接続されて各成分ガスを供給するものであって、成分ガスの種類に応じて複数設けられるものである。そして、メイン流路２にベースガスを供給するベースガス供給配管１０と、メイン流路２に反応ガスを供給する反応ガス供給配管１１とを具備する。

ベースガス供給配管１０は、メイン流路２にベースガスを供給するものである。本実施形態では、ベースガス供給配管１０として、Ｎ_２ガスを供給するベースガス供給配管１０ａと、ＣＯ_２ガスを供給するベースガス供給配管１０ｂと、Ｏ_２ガスを供給するベースガス供給配管１０ｃとが設けられている。

ベースガス供給配管１０ａ、ベースガス供給配管１０ｂ及びベースガス供給配管１０ｃの下流端部は合流して第１合流管１４に接続されている。第１合流管１４は、加熱部６の上流のメイン流路２に接続されるとともに、ベースガス供給配管１０ａ、１０ｂ、１０ｃから流れてくるベースガスをメイン流路２に導入するものである。

反応ガス供給配管１１は、メイン流路２に反応ガスを供給するものである。本実施形態では、反応ガス供給配管１１として、ＣＯガスを供給する反応ガス供給配管１１ａと、ＮＯ_Ｘガスを供給する反応ガス供給配管１１ｂと、ＳＯ_Ｘガスを供給する反応ガス供給配管１１ｃと、ＮＨ_３ガスを供給する反応ガス供給配管１１ｄとが設けられている。

反応ガス供給配管１１ａ、反応ガス供給配管１１ｂ、反応ガス供給配管１１ｃ及び反応ガス供給配管１１ｄの下流端は合流して第２合流管１５に接続されている。第２合流管１５は、加熱部６の下流であって混合部７の上流のメイン流路２に接続されるとともに、反応ガス供給配管１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄを流れる反応ガスをメイン流路２に導入するものである。

成分ガス流量変化機構４は、各成分ガス供給配管３を流れる成分ガスの流量を変化させるものであって、各ベースガス供給配管１０を流れるベースガスの流量をそれぞれ調整する第１流量調整部１２と、各反応ガス供給配管１１を流れる反応ガスの流量をそれぞれ調整する第２流量調整部１３とを有する。

第１流量調整部１２は、各ベースガス供給配管１０を流れるベースガスの流量を調整するものであって、例えばマスフローコントローラを用いることができる。そして、ベースガス供給配管１０ａを流れるＮ_２ガスの流量を調整する第１流量調整部１２ａと、ベースガス供給配管１０ｂを流れるＣＯ_２ガスの流量を調整する第１流量調整部１２ｂと、ベースガス供給配管１０ｃを流れるＯ_２ガスの流量を調整する第１流量調整部１２ｃとを備える。

マスフローコントローラは、ベースガス供給配管１０を流れるベースガスの流量を測定する図示しない第１流量測定計と、ベースガス供給配管１０を流れるベースガスの流量を調整する図示しない第１流量調整弁とを備える。

第１流量測定計は、例えば２対の発熱抵抗線を供給配管に巻いてブリッジ回路を形成し、この発明抵抗線に電流を流して加熱した状態で供給配管に流体を流した際に２対の発熱抵抗線の間に生じる温度差を用いて流体の流量を計測する熱式のものを用いることができる。

第１流量調整弁は、ベースガス供給配管１０を塞ぐように配置される調整弁本体と、ベースガス供給配管１０に外付けされて、制御部５からの制御信号に応じて調整弁本体を移動させて管内の開度を調整する調整弁駆動部とを備える。

第２流量調整部１３は、各反応ガス供給配管１１を流れる反応ガスの流量を調整するものであって、第１流量調整部１２と同様にマスフローコントローラを用いることができる。そして、反応ガス供給配管１１ａを流れるＣＯガスの流量を調整する第２流量調整部１３ａと、反応ガス供給配管１１ｂを流れるＮＯ_Ｘガスの流量を調整する第２流量調整部１３ｂと、反応ガス供給配管１１ｃを流れるＳＯ_Ｘガスの流量を調整する第２流量調整部１３ｃと、反応ガス供給配管１１ｄを流れるＮＨ_３ガスの流量を調整する第２流量調整部１３ｄとを備える。第２流量調整部１３に用いられるマスフローコントローラは、反応ガス供給配管１１を流れる反応ガスの流量を測定する図示しない第２流量測定計と、反応ガス供給配管１１を流れる反応ガスの流量を調整する図示しない第２流量調整弁とを備える。

制御部５は、前記成分ガス流量変化機構４を制御して、前記メイン流路２に供給される複数の成分ガスの供給流量の合計を一定にした状態で、試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させるものであって、本実施形態では、第１流量調整部１２及び第２流量調整部１３を制御して試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させるものである。この制御部５は、構造的には、ＣＰＵ、内部メモリ、Ｉ／Ｏバッファ回路、ＡＤコンバータ等を有した所謂コンピュータ回路である。そして、内部メモリの所定領域に格納したプログラムに従って動作することで情報処理を行い、その機能を発揮するように構成されている。

制御部５が、試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させる方法について詳述する。

まず、制御部５は、メイン流路２に供給される複数の成分ガスの供給流量の合計値及び各成分ガスの比率を図示しない受信部で受け付ける。

そして、制御部５は、受け付けた合計値を用いて、メイン流路２に供給される複数の成分ガスの供給流量の合計値を一定にした状態、つまり、ベースガス供給配管１０からメイン流路２に供給されるベースガスの供給流量、及び、反応ガス供給配管１１からメイン流路２に供給される反応ガスの供給流量の合計値を一定にした状態で、第１流量調整部１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）及び第２流量調整部１３（１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄ）を制御して、各成分ガスの比率が先程受け付けた比率となるように各成分ガスの流量を変えて、試験ガスに含まれる各成分ガスの混合比率を変化させる。

具体的に、第１流量調整部１２の制御は以下の通りである。まず、それぞれの第１流量測定計が測定した測定値と先程受信した各成分ガスの比率に基づいて設定した設定値との偏差を算出し、該偏差に比例動作、微分動作又は積分動作等の演算処理を施して駆動信号を生成する。そして、この駆動信号を調整弁駆動部に入力して第１流量調整弁を調整する。

第２流量調整部１３の制御は以下の通りである。まず、それぞれの第２流量測定計が測定した測定値と先程受信した各成分ガスの比率に基づいて設定した設定値との偏差を算出し、該偏差に比例動作、微分動作又は積分動作等の演算処理を施して駆動信号を生成する。そして、この駆動信号を調整弁駆動部に入力して第２流量調整弁を調整する。

上述したように構成した第１実施形態にかかる触媒評価装置１は、メイン流路２に供給される複数の成分ガスの供給流量の合計を一定にしているので、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を一定に保った状態で、試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率を変化させることができる。そのため、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させることなく、触媒配置領Ｘ域を流れる試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率だけを変化させることができ、正確な触媒評価を行うことができる。

加熱部６が成分ガスのうちベースガスのみを加熱するので、反応ガスが加熱部６で反応して触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量が変化することを防ぐことができる。そのため、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を一定にして圧力変化を防ぐことができる。

また、ベースガスの供給流量を一定にしているので、温度調整部である加熱部６を流れるベースガスの流量を一定にすることができ、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの温度を一定にすることができる。

さらに、制御部５が加熱部６を制御して、ベースガスを加熱する温度を変化させれば、このベースガスと反応ガスとが混合して生成される試験ガスの温度も変化させることができるので、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの温度を変化させることができ、触媒評価のバリエーションを増やすことができる。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態にかかる触媒評価装置１について説明する。
なお、第１実施形態と同じ部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

第２実施形態にかかる触媒評価装置１は、図２に示すように、反応ガス供給配管１１がメイン流路２に２つ接続されており、メイン流路２にＣＯガスとＮＯ_Ｘガスとをそれぞれ供給する第１反応ガス供給配管２０ａ、２０ｂと、メイン流路２にＳＯ_ＸガスとＮＨ_３ガスとをそれぞれ供給する第２反応ガス供給配管２１ａ、２１ｂとを備える。第１反応ガス供給配管２０ａ、２０ｂの下流端部は合流して第３合流管２２に接続されている。また、第２反応ガス供給配管２１ａ、２１ｂの下流端部は合流して第４合流管２３に接続されている。そして、第３合流管２２及び第４合流管２３は、加熱部６の下流であって混合部７の上流のメイン流路２に接続されている。

第２実施形態における触媒評価装置１においても、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を一定にした状態で、試験ガスに含まれる成分ガスの配合比率を変化させることができる。

＜第３実施形態＞
次に、第３実施形態にかかる触媒評価装置１について説明する。
なお、第１実施形態及び第２実施形態と同じ部分には同一の符号を付し、説明を省略する。

第３実施形態にかかる触媒評価装置１は、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの配合比率や温度に加えて、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量や触媒配置領域Ｘの圧力も変化させることができるものである。

第３実施形態における触媒評価装置１は、第１実施形態に加えて、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を変化させる構造と、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させる構造とを備える。

触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を変化させる構造としては、図３に示すように、触媒配置領域Ｘの上流に設けられて、メイン流路２から分岐する分岐路３０と、分岐路３０を流れる試験ガスの流量を変化させる流量変化機構３１とを備える。また、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させる構造としては、図３に示すように、触媒配置領域Ｘの下流に接続されるとともに、メイン流路２を流れる試験ガスを排出する排出路４０と、排出路４０の抵抗を変化させる抵抗変化機構４３とを備える。

まず、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を変化させる構造について以下に説明する。

分岐路３０は、混合部７の下流であって触媒配置領域Ｘの上流のメイン流路２から分岐するものであって、メイン流路２を流れる試験ガスの一部が流れるものである。

流量変化機構３１は、分岐路３０の開閉を行う分岐路用開閉弁３２と、分岐路３０を流れる試験ガスの水分を除去するための水分除去部３３と、水分除去部３３を経た試験ガスの流量を調整する分岐路用流量調整弁３４と、分岐路３０内を差圧にしてメイン流路２から分岐路３０に試験ガスを流すためのポンプ３５とを備える。

分岐路用開閉弁３２は、分岐路３０の開閉を行うものであって、例えば電磁弁等で構成される。そして、分岐路３０の開閉を行うことによって、メイン流路２から分岐路３０に試験ガスが流れ込む状態と、メイン流路２から分岐路３０に試験ガスが流れ込まない状態とを切り換えるものである。

水分除去部３３は、試験ガスに含まれる水分を分離・除去するものであって、試験ガスに含まれる水分を分離するドレインセパレータ３３ａ、ドレインセパレータ３３ａが分離した水分を貯蔵するドレインポット３３ｂとを備える。水分除去部３３を通過した試験ガスは、水分が除去された状態となる。

分岐路用流量調整弁３４は、分岐路３０を流れる試験ガスの流量を調整するものであって、例えば、分岐路３０内を塞ぐように配置される調整弁本体（図示しない）と、分岐路３０に外付けされて、制御部５からの制御信号に応じて調整弁本体を移動させて路内の開度を調整する調整弁本体駆動部（図示しない）とを備える。

そして制御部５は、流量変化機構３１を制御して、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を変化させる。具体的に制御部５は、分岐路用開閉弁３２を開いてメイン流路２を流れる試験ガスの一部を分岐路３０に流すとともに、分岐路３０を流れる試験ガスの流量を分岐路用流量調整弁３４で調整する。

次に、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させる構造について以下に説明する。

排出路４０は、触媒配置領域Ｘの下流に設けられるとともに、メイン流路２に接続されるものである。この排出路４０は途中から並列に設けられ、それぞれ所定の抵抗を有した複数の分岐排出路（第１分岐排出路４１ａ、第２分岐排出路４１ｂ、第３分岐排出路４１ｃ）に分岐する。

分岐排出路（第１分岐排出路４１ａ、第２分岐排出路４１ｂ、第３分岐排出路４１ｃ）は、抵抗が互いに異なるものであって、管径や長さが異なるキャピラリー管等で構成されている。また、第１分岐排出路４１ａ、第２分岐排出路４１ｂ及び第３分岐排出路４１ｃはその下流端部が合流排出路４２に接続されている。

抵抗変化機構４３は、排出路４０の抵抗を変化させるものであって、本実施形態では、第１分岐排出路４１ａ、第２分岐排出路４１ｂ及び第３分岐排出路４１ｃの路内を開閉する第１開閉弁４４ａ、第２開閉弁４４ｂ、第３開閉弁４４ｃと、合流排出路４２を流れる試験ガスの水分を除去するための水分除去部３３と、水分除去部３３を経た試験ガスの流量を調整する排出路用流量調整弁４５と、合流排出路４２内を差圧にしてメイン流路２から排出路４０に試験ガスを流すためのポンプ４６とを備える。

第１開閉弁４４ａ、第２開閉弁４４ｂ、第３開閉弁４４ｃは、例えばパルス間隔で開閉が切り替わる電磁弁等であって、図示しないが、分岐排出路４１内を塞ぐように配置される弁体と、分岐排出路４１に接続され、弁体を収容する弁座と、弁体を駆動させる駆動部とを備える。

排出路用流量調整弁４５は、合流排出路４２を流れる試験ガスの流量を調整するものであって、合流排出路４２内を塞ぐように配置される調整弁本体（図示しない）と、合流排出路４２に外付けされて、制御部５からの制御信号に応じて調整弁本体を移動させて路内の開度を調整させる調整弁駆動部（図示しない）とを備える。

また、混合部７の下流であって触媒配置領域Ｘの上流のメイン流路２の試験ガスの圧力を測定する圧力測定計５０が設けられている。

そして制御部５は、抵抗変化機構４３を制御して、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させる。具体的に制御部５は、第１開閉弁４４ａ、第２開閉弁４４ｂ又は第３開閉弁４４ｃの少なくとも一つを高速で開閉させて排出路４０内の抵抗を変える。排出路４０内の抵抗を変えると、排出路４０に接続されたメイン流路２の圧力が変わるので、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させることができる。

また、制御部５が、排出路用流量調整弁４５の開度が大きくなるように制御すると、排出路４０の抵抗が減少するので、触媒配置領域Ｘの圧力を減少させることができる。逆に、排出路用流量調整弁４５の開度が小さくなるように制御すると、排出路４０の抵抗が増加するので、触媒配置領域Ｘの圧力を増加させることができる。

ここで、排出路用流量調整弁４５の開度は開閉弁４３のように瞬時に開閉できるものではなく、開閉弁４３と比べると低速で開閉するものであるので、排出路用流量調整弁４５を制御して触媒配置領域Ｘの圧力を変化させた場合、圧力が無段階に変化する。

上述したように構成した第３実施形態にかかる触媒評価装置１は、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスに含まれる成分ガスの混合比率や温度だけではなく、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量や、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させることができるので、触媒評価のバリエーションを増やすことができる。

また、触媒配置領域Ｘの圧力を変化させる構成として、第１開閉弁４３ａ、第２開閉弁４３ｂ及び第３開閉弁４３ｃに加えて、排出路用流量調整弁４５を備えるので、排出路用流量調整弁４５による無段階に変化する圧力の上に、開閉弁４３による高速な圧力変化を重畳させることができるので、触媒８に作用する圧力変化のバリエーションをさらに増やすことができ、例えばエンジンの脈動等を再現してより実際の内燃機関の状態に近づけて触媒評価を行うことができる。

ここで、メイン流路２に供給されるベースガス又は反応ガスの供給流量の合計値を変えれば、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を変化させることができる。しかし、ベースガスの供給流量を変えてしまうと、加熱部６で加熱されるベースガスの量が変わるので、試験ガスの流量変化に伴って、試験ガスの温度が変化してしまうという問題が生じる。一方、本実施形態では、流量変化機構３１を別途備えるので、加熱部６で加熱されるベースガスの量を一定にした状態で、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量を流量変化機構３１で変化させることができる。そのため、触媒配置領域Ｘを流れる試験ガスの流量変化に伴って試験ガスの温度が変化することを防ぎ、試験ガスの温度だけを独立して変化させることができる。

本発明は上記実施形態に限られたものではない。

上記実施形態では、成分ガスをベースガスと反応ガスとに分けてメイン流路に供給したが、ベースガスと反応ガスに分けずに成分ガスをメイン流路に供給してもよい。

また、上記実施形態では、温度調整部として加熱部を用いたが、温度調整部はこの構成に限られたものではなく、例えば混合部の下流であって触媒配置領域の上流に設けられるとともに、メイン流路を流れる試験ガスを加熱又は冷却する機構を別途設けてもよい。

さらに上記第３実施形態において、抵抗変化機構は開閉弁と排出用流量調整弁をともに備えるものであったが、いずれか一方を備えるものであってもよい。

加えて上記第３実施形態において、流量変化機構は分岐路用流量調整弁で触媒配置領域を流れる試験ガスの流量を変化させるものであったが、例えば、抵抗の異なる複数の分岐路とこの分岐路内の開閉を行う開閉弁とを設けて、開閉弁を開閉を行うことで触媒配置領域を流れる試験ガスの流量を変化させてもよい。

そのうえ、上記実施形態ではベースガスの成分濃度及び反応ガスの成分濃度をそれぞれ変化させるものであったが、例えばベースガスの成分濃度のみ、又は、反応ガスの成分濃度のみを変化させるものであってもよい。具体的には、ベースガスの成分濃度のみを変化する場合、反応ガスとして例えばＣＯ、ＮＯ_ｘ、ＳＯ_ｘ、ＮＨ_３のうちから選択された１種のガス、又は複数のガスが流れる反応ガス供給配管を一本用意し、この配管を流れる反応ガスの流量を一定となるようにする。反応ガスの成分濃度のみを変化する場合、ベースガスとして例えばＮ_２、ＣＯ_２、Ｏ_２のうちから選択された１種のガス、又は複数のガスが流れるベースガス供給配管を一本用意し、この配管を流れるベースガスの流量を一定となるようにする。

また、上記実施形態では、ベースガスの供給流量が一定にするとともに、反応ガスの供給流量が一定にするように触媒評価装置を構成しているが、ベースガスの供給流量と反応ガスの供給流量との供給比率を変化させるとともに、ベースガスの供給流量と反応ガスの供給流量の合計値が一定となるように触媒評価装置を構成してもよい。具体的には、ベースガス供給配管と反応ガス供給配管とをそれぞれ一本用意し、これら配管を流れるベースガス及び反応ガスの流量の合計値が一定となるように、配管を流れるベースガスと反応ガスとの流量を変化させる。このとき、ベースガスとして、例えばＮ_２、ＣＯ_２、Ｏ_２のうちから選択された１種のガス、又は複数のガスを用いてもよいし、反応ガスとして、例えばＣＯ、ＮＯ_ｘ、ＳＯ_ｘ、ＮＨ_３のうちから選択された１種のガス、又は複数のガスを用いてもよい。

本発明は、その趣旨に反しない範囲で様々な変形が可能である。

１・・・触媒評価装置
２・・・メイン流路
３・・・成分ガス供給配管
５・・・制御部
Ｘ・・・触媒配置領域

Claims

ベースガスと反応ガスが混合して生成される試験ガスが流れるとともに、触媒が配置される触媒配置領域が設けられたメイン流路と、
前記メイン流路において前記触媒配置領域よりも上流に設けられた加熱部と、
前記メイン流路において前記加熱部よりも上流にベースガスを供給するベースガス供給配管と、
前記メイン流路において前記触媒配置領域よりも上流で、かつ、前記加熱部よりも下流に反応ガスを供給する反応ガス供給配管と、を備え、
前記メイン流路に供給されるベースガスの流量を一定にした状態で、試験ガスの混合比率を変化させる制御部とを備え、
前記ベースガス供給配管から供給されるベースガスの供給流量と、前記反応ガス供給配管から供給される反応ガスの供給流量の合計を一定にした状態で供給されるよう構成されていることを特徴とする触媒評価装置。
前記ベースガス供給配管、又は、前記反応ガス供給配管を流れるベースガス、又は、反応ガスの流量をそれぞれ変化させる成分ガス流量変化機構をさらに備え、
前記制御部が、前記成分ガス流量変化機構を制御することを特徴とする請求項１記載の触媒評価装置。
前記制御部は、前記加熱部を制御してベースガスのみを加熱し、前記触媒配置領域を流れる試験ガスの温度を変化させることを特徴とする請求項１又は２記載の触媒評価装置。
前記メイン流路において前記触媒配置領域の上流で、かつ、前記加熱部よりも下流から分岐する分岐路と、
前記分岐路を流れる前記試験ガスの流量を変化させる流量変化機構と、をさらに備え、
前記制御部は、前記流量変化機構を制御して、前記触媒配置領域を流れる試験ガスの流量を変化させることを特徴とする請求項１、２又は３記載の触媒評価装置。
前記触媒配置領域の下流に接続されるとともに、前記メイン流路を流れる前記試験ガスを排出する排出路と、
前記排出路の抵抗を変化させる抵抗変化機構とをさらに備え、
前記制御部は、前記抵抗変化機構を制御して、前記触媒配置領域の圧力を変化させることを特徴とする請求項１、２、３又は４記載の触媒評価装置。