JP6279232B2 - Simulated gas supply device - Google Patents
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Description
本発明は、例えば触媒やガス分析計等の試験対象に、模擬ガスを供給する模擬ガス供給装置に関するものである。 The present invention relates to a simulated gas supply device that supplies simulated gas to a test object such as a catalyst or a gas analyzer.
従来、自動車の排気管等に設けられる触媒を評価する場合には、エンジンからの排ガスと同様の成分を含む模擬ガスが用いられている。ここで、模擬ガスとは、例えば、ＮＯＸ、ＣＯ２、ＨＣ、Ｈ２、Ｏ２などのエンジン排ガスに含まれる各種成分をエンジン排ガスにおける濃度と同様の濃度となるように窒素ガスと混合したものである。 Conventionally, when evaluating a catalyst provided in an exhaust pipe or the like of an automobile, a simulated gas containing the same components as exhaust gas from an engine has been used. Here, the simulated gas is, for example, a mixture of various components contained in engine exhaust gas such as NO X , CO 2 , HC, H 2 and O 2 with nitrogen gas so as to have a concentration similar to the concentration in the engine exhaust gas. Is.
前記模擬ガスを用いて触媒の評価を行うものとして、特許文献１に示すように、模擬ガス供給路から供給される模擬ガスが流れるガスセルに沿って上流側から第１加熱部及び第２加熱部をこの順に設け、第１加熱部により模擬ガスを加熱し、第２加熱部によりガスセルに設けられた触媒を加熱するように構成された触媒評価試験装置がある。 As an evaluation of the catalyst using the simulated gas, as shown in Patent Document 1, the first heating unit and the second heating unit from the upstream side along the gas cell through which the simulated gas supplied from the simulated gas supply path flows. Are provided in this order, and there is a catalyst evaluation test apparatus configured to heat a simulated gas by a first heating unit and to heat a catalyst provided in a gas cell by a second heating unit.
そして近年、模擬ガスにオゾンガスを添加して触媒に供給し、オゾンガスによる触媒の浄化性能を評価する試験が行われつつある。 In recent years, a test for evaluating the purification performance of the catalyst by ozone gas by adding ozone gas to the simulated gas and supplying it to the catalyst is being conducted.
しかしながら、模擬ガス内にオゾンガスを入れると、模擬ガスに含まれる各種成分がオゾンガスによって酸化されてしまう。また、オゾンガス自体も非常に不安定であるため、酸素に変化してしまい、オゾンガスを効率的に触媒に流入させることが難しい。このため、触媒の評価試験を精度良く行うことが難しいという問題がある。 However, when ozone gas is put into the simulated gas, various components contained in the simulated gas are oxidized by the ozone gas. Moreover, since ozone gas itself is very unstable, it changes to oxygen, and it is difficult to efficiently flow ozone gas into the catalyst. For this reason, there is a problem that it is difficult to accurately perform a catalyst evaluation test.
ここで、特許文献２に示すように、触媒の上流側において模擬ガスにオゾンガスを注入するための装置を備えたものが考えられている。 Here, as shown in Patent Document 2, a device equipped with an apparatus for injecting ozone gas into the simulated gas on the upstream side of the catalyst is considered.
この装置は、酸素ボンベから供給される酸素を２つの分岐路に分流させて、一方の分岐路に設けたオゾン発生器によりオゾンガスを生成して、オゾンガス及び酸素ガスからなる注入ガスを模擬ガスに注入するように構成されている。なお、この注入ガスに含まれるオゾン量及び酸素量は、流量制御ユニットにより個別に制御されている。 In this apparatus, oxygen supplied from an oxygen cylinder is divided into two branch passages, ozone gas is generated by an ozone generator provided in one branch passage, and an injection gas composed of ozone gas and oxygen gas is used as a simulation gas. It is configured to inject. Note that the amount of ozone and the amount of oxygen contained in the injected gas are individually controlled by the flow rate control unit.
しかしながら、前記注入ガスは、オゾンガス及び酸素ガスからなるため、模擬ガスに含まれる各種成分がオゾンガスにより酸化されるだけでなく、酸素によっても酸化されてしまう恐れがある。また、注入ガスをオゾンガスのみから構成すると、高濃度のオゾンガスが模擬ガスに注入されるため、前記各種成分の酸化反応が生じ易い。一方で、注入ガスの酸素量を増やすと、模擬ガスの各種成分濃度が変化してしまい、排ガスを模擬することが難しくなる。 However, since the injection gas is composed of ozone gas and oxygen gas, various components contained in the simulated gas may be oxidized not only by ozone gas but also by oxygen. In addition, when the injection gas is composed only of ozone gas, high-concentration ozone gas is injected into the simulated gas, so that the oxidation reaction of the various components easily occurs. On the other hand, when the amount of oxygen in the injection gas is increased, the concentration of various components in the simulation gas changes, making it difficult to simulate the exhaust gas.
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、オゾンガスと模擬ガスに含まれる各種成分との反応を抑えつつ、模擬ガスの成分濃度に影響を与えることなく、オゾンガスを試験対象に速やかに供給することをその主たる所期課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems all at once, while suppressing the reaction between the ozone gas and various components contained in the simulated gas, without affecting the component concentration of the simulated gas, The main objective is to promptly supply the test object.
すなわち本発明に係る模擬ガス供給装置は、模擬ガスを生成して試験対象に供給する模擬ガス供給装置であって、模擬ガスを前記試験対象に流すための模擬ガス流路と、オゾンガスを前記試験対象に供給するオゾンガス供給路と、前記オゾンガス供給路に接続されて、オゾンガスに不活性であり且つ模擬ガスの成分濃度に影響を与えないキャリアガスを、前記オゾンガス供給路に供給するキャリアガス供給路とを備えることを特徴とする。 That is, the simulated gas supply apparatus according to the present invention is a simulated gas supply apparatus that generates a simulated gas and supplies the simulated gas to the test object, and includes a simulated gas flow path for flowing the simulated gas to the test object, and ozone gas to the test object. An ozone gas supply path that supplies the target, and a carrier gas supply path that is connected to the ozone gas supply path and that supplies a carrier gas that is inert to the ozone gas and does not affect the component concentration of the simulated gas to the ozone gas supply path It is characterized by providing.
このようなものであれば、キャリアガスを用いてオゾンガスを送っているので、オゾンガスの流速を速くすることができ、オゾンガスが模擬ガスに含まれる各種成分と反応する前に、オゾンガスを試験対象まで流入させることができる。また、キャリアガスを用いてオゾンガスを送ることにより、オゾンガスが希釈されるので、オゾンガスと模擬ガスに含まれる各種成分とを反応し難くすることができる。さらに、キャリアガスがオゾンガスに不活性で且つ模擬ガスの成分濃度に影響を与えないものであるので、キャリアガスでオゾンガスを送る際に、オゾンガスがキャリアガスと反応することを防ぐとともに、キャリアガスによる模擬ガスの成分濃度の変動を抑えることができる。 In such a case, since the ozone gas is sent using the carrier gas, the flow rate of the ozone gas can be increased, and before the ozone gas reacts with various components contained in the simulated gas, the ozone gas is moved to the test object. Can flow in. Moreover, since ozone gas is diluted by sending ozone gas using carrier gas, it can make it difficult to react ozone gas and the various components contained in simulation gas. Furthermore, since the carrier gas is inert to the ozone gas and does not affect the component concentration of the simulated gas, the ozone gas is prevented from reacting with the carrier gas when the ozone gas is sent with the carrier gas. Variations in the component concentration of the simulated gas can be suppressed.
ここで、オゾンガスに不活性であり且つ模擬ガスの成分濃度に影響を与えないキャリアガスとしては、例えば窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等を挙げることができる。特に窒素ガスは、模擬ガスを生成する材料ガスとして用いられるものであり、特に望ましい。 Here, examples of the carrier gas that is inert to ozone gas and does not affect the component concentration of the simulated gas include nitrogen gas, helium gas, and argon gas. Nitrogen gas is particularly desirable because it is used as a material gas for generating a simulated gas.
前記模擬ガス流路が、前記模擬ガスを構成する第１ガスを供給する第１ガス供給路と、前記第１ガス供給路が接続されて前記第１ガスを加熱する第１ガス加熱部と、前記第１ガス加熱部により加熱された前記第１ガスを含む模擬ガスを前記試験対象に供給する模擬ガス供給路とを備え、前記オゾンガス供給路が、前記第１ガス加熱部よりも下流側に接続されていることが望ましい。
これならば、模擬ガス流路におけるオゾンガスが供給される位置を、試験対象に近い位置にすることができるので、模擬ガス流路に供給されたオゾンガスを速やかに試験対象に流すことができる。これにより、オゾンガスと模擬ガスに含まれる各種成分との反応をより一層防ぐとともに、オゾンガスが酸素ガスに変化することも抑制することができる。
A first gas supply path for supplying the first gas constituting the simulated gas to the simulated gas flow path; a first gas heating section for connecting the first gas supply path to heat the first gas; A simulated gas supply path that supplies the test object with a simulated gas containing the first gas heated by the first gas heating section, and the ozone gas supply path is located downstream of the first gas heating section. It is desirable to be connected.
If this is the case, the position where the ozone gas is supplied to the simulated gas flow path can be set to a position close to the test object, so that the ozone gas supplied to the simulated gas flow path can be quickly passed through the test object. Accordingly, the reaction between the ozone gas and various components contained in the simulated gas can be further prevented, and the change of the ozone gas to the oxygen gas can be suppressed.
前記オゾンガス供給路が、酸素ガスが供給されて当該酸素ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成部を有しており、前記キャリアガス供給路が、前記オゾンガス生成部よりも下流側に接続されていることが望ましい。
オゾンガス生成部よりも上流側にキャリアガス供給路が接続された場合であっても、オゾンガス生成部により生成されたオゾンガスを送ることができるが、採用するものによっては、キャリアガスがオゾンガス生成部により他の成分に変化してしまう恐れがある。一方で、キャリアガス供給路をオゾンガス生成部よりも下流側に接続することで、キャリアガスの変化を抑えつつ、オゾンガスを模擬ガス流路に送ることができる。
The ozone gas supply path has an ozone gas generation section that generates ozone gas from the oxygen gas supplied with oxygen gas, and the carrier gas supply path is connected to the downstream side of the ozone gas generation section. Is desirable.
Even when the carrier gas supply path is connected to the upstream side of the ozone gas generation unit, the ozone gas generated by the ozone gas generation unit can be sent. There is a risk of changing to other components. On the other hand, by connecting the carrier gas supply path to the downstream side of the ozone gas generator, the ozone gas can be sent to the simulated gas flow path while suppressing the change of the carrier gas.
前記キャリアガス供給路が、前記模擬ガスを生成する材料ガスの一部をキャリアガスとして供給するものであることが望ましい。
このように模擬ガスを生成する材料ガスの一部をキャリアガスとして用いることで、模擬ガスの成分濃度の変動をより一層低減することができる。
It is desirable that the carrier gas supply path supply a part of the material gas that generates the simulated gas as a carrier gas.
By using a part of the material gas that generates the simulated gas as the carrier gas in this way, it is possible to further reduce fluctuations in the component concentration of the simulated gas.
このように構成した本発明によれば、オゾンガスと模擬ガスに含まれる各種成分との反応を抑えつつ、模擬ガスの成分濃度に影響を与えることなく、オゾンガスを試験対象に速やかに供給することができる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to quickly supply ozone gas to a test object without affecting the component concentration of the simulated gas while suppressing the reaction between the ozone gas and various components contained in the simulated gas. it can.
以下に本発明に係る模擬ガス供給装置について図面を参照して説明する。 A simulated gas supply apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
本実施形態の模擬ガス供給装置１００は、エンジン排ガスを模擬した模擬ガスを生成して試験対象である触媒２００に供給するものであり、触媒評価試験装置に組み込まれて用いられる。 The simulated gas supply device 100 of the present embodiment generates simulated gas that simulates engine exhaust gas and supplies the simulated gas to the catalyst 200 to be tested, and is used by being incorporated in a catalyst evaluation test device.
具体的にこのものは、模擬ガスを触媒２００に流すための模擬ガス流路２と、模擬ガス流路２に接続されて、オゾンガスを模擬ガス流路２を介して触媒２００に供給するオゾンガス供給路３と、オゾンガス供給路３に接続されて、キャリアガスをオゾンガス供給路３に供給するキャリアガス供給路４とを備えている。 Specifically, this includes a simulated gas flow path 2 for flowing a simulated gas to the catalyst 200, and an ozone gas supply connected to the simulated gas flow path 2 and supplying ozone gas to the catalyst 200 via the simulated gas flow path 2. A path 3 and a carrier gas supply path 4 connected to the ozone gas supply path 3 and supplying a carrier gas to the ozone gas supply path 3 are provided.
模擬ガス流路２は、模擬ガスを生成して触媒２００に供給する流路であり、模擬ガスを構成する加熱されても反応し難い第１ガスを供給する第１ガス供給路２１と、第１ガス供給路２１が接続されて第１ガスを加熱する第１ガス加熱部２２と、模擬ガスを構成する加熱されると反応し易い第２ガスを供給する第２ガス供給路２３と、前記第２ガス供給路２３が接続されるとともに、前記第１ガス加熱部２２により加熱された第１ガス及び前記第２ガス供給路２３により供給される第２ガスが混合されて生成された模擬ガスを触媒２００に供給する模擬ガス供給路２４とを備えている。 The simulated gas flow path 2 is a flow path that generates a simulated gas and supplies the simulated gas to the catalyst 200. The simulated gas flow path 2 includes a first gas supply path 21 that supplies the first gas that does not easily react even when heated and constitutes the simulated gas. A first gas heating section 22 connected to one gas supply path 21 for heating the first gas, a second gas supply path 23 for supplying a second gas that is easily reacted when heated to constitute the simulated gas, A simulated gas generated by mixing the first gas heated by the first gas heating unit 22 and the second gas supplied by the second gas supply path 23 while being connected to the second gas supply path 23 And a simulated gas supply path 24 for supplying the catalyst 200 to the catalyst 200.
第１ガス供給路２１は、模擬ガスのベースとなる第１ガスを供給するものであり、本実施形態では、窒素、二酸化炭素又は酸素の少なくとも１つからなるガスを供給するものである。具体的には、第１ガスの成分毎、つまり第１ガスを構成する材料ガス毎に供給路を有しており、図１には、窒素ガス供給路２１ａ、二酸化炭素ガス供給路２１ｂ及び酸素ガス供給路２１ｃを有する場合を示している。各供給路２１ａ〜２１ｃには、マスフローコントローラ２１１及び開閉弁２１２が設けられている。そして、マスフローコントローラ２１１によって供給路２１ａ〜２１ｃを流れるガス流量が制御されるように構成されている。なお、各供給路２１ａ〜２１ｃの上流側には、各ガス成分（材料ガス）のガスボンベ又はガス発生部が接続されている。 The first gas supply path 21 supplies a first gas serving as a base of the simulated gas. In the present embodiment, the first gas supply path 21 supplies a gas composed of at least one of nitrogen, carbon dioxide, and oxygen. Specifically, a supply path is provided for each component of the first gas, that is, for each material gas constituting the first gas. FIG. 1 shows a nitrogen gas supply path 21a, a carbon dioxide gas supply path 21b, and oxygen. The case where it has the gas supply path 21c is shown. A mass flow controller 211 and an opening / closing valve 212 are provided in each of the supply paths 21a to 21c. The mass flow controller 211 is configured to control the flow rate of gas flowing through the supply paths 21a to 21c. In addition, the gas cylinder or gas generation part of each gas component (material gas) is connected to the upstream of each supply path 21a-21c.
第１ガス加熱部２２は、第１ガスが流れる流通管２２１の外周部にヒータ等の加熱手段２２２を設けることにより構成されている。 The 1st gas heating part 22 is comprised by providing the heating means 222, such as a heater, in the outer peripheral part of the flow pipe 221 through which the 1st gas flows.
第２ガス供給路２３は、模擬ガスの各種成分となる第２ガスを供給するものであり、例えば、ＮＨ３、ＮＯ、ＮＯ２、ＳＯ２、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６、ＣＯ、Ｈ２等の少なくとも１つからなるガスを供給するものである。この第２ガスは、第１ガス加熱部２２により加熱されると反応してしまうガスである。具体的には、第２ガスの成分毎、つまり第２ガスを構成する材料ガス毎に供給路を有しており、図１には、アンモニアガス供給路２３ａ、一酸化窒素供給路２３ｂ、二酸化窒素供給路２３ｃを示しており、その他の成分の供給路については省略している。各供給路２３ａ〜２３ｃ等には、マスフローコントローラ２３１及び開閉弁２３２が設けられている。そして、マスフローコントローラ２３１によって供給路２１ａ〜２１ｃを流れるガス流量が制御されるように構成されている。なお、各供給路２３ａ〜２３ｃの上流側には、各ガス成分（材料ガス）のガスボンベ又はガス発生部が接続されている。 The second gas supply path 23 supplies a second gas that is various components of the simulated gas. For example, NH 3 , NO, NO 2 , SO 2 , CH 4 , C 2 H 6 , CO, and H 2 are used. A gas comprising at least one of the above is supplied. The second gas is a gas that reacts when heated by the first gas heating unit 22. Specifically, a supply path is provided for each component of the second gas, that is, for each material gas constituting the second gas. FIG. 1 shows an ammonia gas supply path 23a, a nitric oxide supply path 23b, a dioxide dioxide. The nitrogen supply path 23c is shown, and the supply paths for other components are omitted. A mass flow controller 231 and an opening / closing valve 232 are provided in each of the supply paths 23a to 23c. The mass flow controller 231 is configured to control the flow rate of gas flowing through the supply paths 21a to 21c. In addition, the gas cylinder or gas generation part of each gas component (material gas) is connected to the upstream of each supply path 23a-23c.
模擬ガス供給路２４は、第１ガス加熱部２２により加熱された第１ガス及び第２ガス供給路２３により供給される第２ガスが混合されて生成された模擬ガスを触媒加熱部２５に収容された触媒２００に供給するものである。 The simulated gas supply path 24 stores the simulated gas generated by mixing the first gas heated by the first gas heating section 22 and the second gas supplied by the second gas supply path 23 in the catalyst heating section 25. The supplied catalyst 200 is supplied.
この触媒加熱部２５は、触媒２００が内部に収容される収容部２５１と、当該収容部２５１の外周部に設けられたヒータ等の加熱手段２５２とを有している。なお、触媒加熱部２５において触媒２００を通過した模擬ガスは、外部に設けられたガス分析装置（不図示）に供給されて、その模擬ガス中の成分濃度が分析される。そして、触媒通過前の模擬ガスの成分濃度と比較することによって触媒２００の性能が評価される。なお、触媒２００の入口近傍には、触媒２００の温度を検出するための温度検出部（不図示）が設けられており、この温度検出部の検出温度に基づいて前記触媒加熱部２５が制御されて、触媒２００の最高温度が例えば５００℃〜６００℃となる温度範囲内で制御される。 The catalyst heating unit 25 includes a housing unit 251 in which the catalyst 200 is housed, and a heating unit 252 such as a heater provided on the outer periphery of the housing unit 251. The simulated gas that has passed through the catalyst 200 in the catalyst heating unit 25 is supplied to a gas analyzer (not shown) provided outside, and the component concentration in the simulated gas is analyzed. Then, the performance of the catalyst 200 is evaluated by comparing with the component concentration of the simulated gas before passing through the catalyst. A temperature detection unit (not shown) for detecting the temperature of the catalyst 200 is provided in the vicinity of the inlet of the catalyst 200, and the catalyst heating unit 25 is controlled based on the temperature detected by the temperature detection unit. Thus, the maximum temperature of the catalyst 200 is controlled within a temperature range of 500 ° C. to 600 ° C., for example.
オゾンガス供給路３は、酸素ガスが供給されて当該酸素ガスからオゾンガスを生成するオゾンガス生成部３１を有している。このオゾンガス生成部３１は、酸素ガスからオゾンガスを生成するオゾン発生器３１１と、当該オゾン発生器３１１の下流に設けられて、オゾン濃度を測定するオゾン計３１２とを有する。オゾン発生器３１１は、例えば放電方式のものであり、供給された酸素ガスの一部をオゾンガスに変換するものである。また、オゾンガス供給路３において、前記オゾンガス生成部３１の上流側には、マスフローコントローラ３２及び開閉弁３３が設けられている。そして、マスフローコントローラ３２によってオゾン発生器３１１に流入する酸素ガスの流量が制御されるように構成されている。 The ozone gas supply path 3 includes an ozone gas generation unit 31 that is supplied with oxygen gas and generates ozone gas from the oxygen gas. The ozone gas generation unit 31 includes an ozone generator 311 that generates ozone gas from oxygen gas, and an ozone meter 312 that is provided downstream of the ozone generator 311 and measures the ozone concentration. The ozone generator 311 is of a discharge type, for example, and converts part of the supplied oxygen gas into ozone gas. In the ozone gas supply path 3, a mass flow controller 32 and an opening / closing valve 33 are provided on the upstream side of the ozone gas generation unit 31. The flow rate of oxygen gas flowing into the ozone generator 311 is controlled by the mass flow controller 32.
ここで、オゾン発生器３１１により生成されたオゾンガスの分解を抑制するために、オゾン発生器３１１の下流側から触媒２００までの経路（具体的には、オゾン発生器３１１の下流側から収容部２５１までの経路）は、石英ガラス製やフッ素樹脂製の配管により形成されている。 Here, in order to suppress the decomposition of the ozone gas generated by the ozone generator 311, a path from the downstream side of the ozone generator 311 to the catalyst 200 (specifically, from the downstream side of the ozone generator 311 to the accommodating portion 251). Is formed by piping made of quartz glass or fluororesin.
このオゾンガス供給路３は、前記第１ガス加熱部２２よりも下流側である模擬ガス供給路２４に接続されている。より詳細には、模擬ガス供給路２４において、前記第２ガス供給路２３が接続された接続点よりも下流側に接続されている。これにより、オゾンガスと模擬ガスとが接触する経路を短くして、オゾンガスが模擬ガスに含まれる各種成分と反応しうる領域を少なくしている。 The ozone gas supply path 3 is connected to a simulated gas supply path 24 that is downstream of the first gas heating unit 22. More specifically, the simulated gas supply path 24 is connected to the downstream side of the connection point to which the second gas supply path 23 is connected. Thereby, the path | route which ozone gas and simulation gas contact is shortened, and the area | region which ozone gas can react with the various components contained in simulation gas is decreased.
キャリアガス供給路４は、オゾンガスを模擬ガス流路２に送るためのキャリアガスを、オゾンガス供給路３に供給するものである。ここで、キャリアガスは、オゾンガスに不活性であり、且つ、模擬ガスの成分濃度に影響を与えないガスである。また、キャリアガスは、それらの条件を備え、且つ、模擬ガスを生成する材料ガスの一部（第１ガス又は第２ガスに含まれるガス）を用いることがより好ましく、本実施形態のキャリアガスは、窒素ガスである。また、キャリアガス供給路４には、前記第１ガス供給路２１における窒素ガス供給路２１ａが接続された窒素ガスボンベ（不図示）から窒素ガスの一部を供給するように構成されている。さらに、キャリアガス供給路４には、マスフローコントローラ４１及び開閉弁４２が設けられている。そして、マスフローコントローラ４１によってオゾンガス供給路３に流入するキャリアガスの流量が制御されるように構成されている。このキャリアガス供給路４は、前記オゾンガス供給路３において、前記オゾンガス生成部３１よりも下流側に接続されている。 The carrier gas supply path 4 supplies a carrier gas for sending ozone gas to the simulated gas flow path 2 to the ozone gas supply path 3. Here, the carrier gas is a gas that is inert to the ozone gas and does not affect the component concentration of the simulated gas. Further, it is more preferable to use a part of the material gas (gas contained in the first gas or the second gas) that has these conditions and generates a simulated gas as the carrier gas. Is nitrogen gas. The carrier gas supply path 4 is configured to supply a part of nitrogen gas from a nitrogen gas cylinder (not shown) to which the nitrogen gas supply path 21a in the first gas supply path 21 is connected. Further, a mass flow controller 41 and an opening / closing valve 42 are provided in the carrier gas supply path 4. The mass flow controller 41 is configured to control the flow rate of the carrier gas flowing into the ozone gas supply path 3. The carrier gas supply path 4 is connected to the downstream side of the ozone gas generation section 31 in the ozone gas supply path 3.
上記のように構成された模擬ガス供給装置１００の制御装置５は、前記各マスフローコントローラを制御するとともに、各マスフローコントローラの制御流量を取得し、オゾンガス生成部３１のオゾン計３１２からのオゾン濃度を取得することで、以下の演算処理を行う。その他、制御装置５は、前記第１ガス加熱部２２、触媒加熱部２５、オゾン発生器３１１及び各開閉弁を制御する。なお、制御装置５は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェイス、ＡＤ変換器等を有する専用乃至汎用のコンピュータである。 The control device 5 of the simulated gas supply device 100 configured as described above controls each mass flow controller, acquires the control flow rate of each mass flow controller, and calculates the ozone concentration from the ozone meter 312 of the ozone gas generation unit 31. By performing the acquisition, the following arithmetic processing is performed. In addition, the control device 5 controls the first gas heating unit 22, the catalyst heating unit 25, the ozone generator 311, and the on-off valves. The control device 5 is a dedicated or general-purpose computer having a CPU, a memory, an input / output interface, an AD converter, and the like.
具体的に、制御装置５は、オゾン計３１２により得られたオゾン濃度Ｃｍと、オゾンガス供給路３のマスフローコントローラ３２の制御流量Ｑａと、キャリアガス供給路４のマスフローコントローラ４１の制御流量Ｑｂとから、オゾンガス供給路３から模擬ガス供給路２４に供給される混合ガス（＝オゾンガス＋キャリアガス）流量Ｑｃ（＝Ｑａ＋Ｑｂ）と、オゾン濃度Ｃｘとを算出する。 Specifically, the control device 5 uses the ozone concentration Cm obtained by the ozone meter 312, the control flow rate Qa of the mass flow controller 32 in the ozone gas supply path 3, and the control flow rate Qb of the mass flow controller 41 in the carrier gas supply path 4. Then, the mixed gas (= ozone gas + carrier gas) flow rate Qc (= Qa + Qb) supplied from the ozone gas supply path 3 to the simulated gas supply path 24 and the ozone concentration Cx are calculated.
また、制御装置５は、第１ガス供給路２１により供給される第１ガス流量（各供給路のマスフローコントローラ２１１の制御流量の合計）Ｑｄと、第２ガス供給路２３により供給される第２ガス流量（各供給路のマスフローコントローラ２３１の制御流量の合計）Ｑｅと、前記算出した混合ガス流量Ｑｃと、前記算出したオゾン濃度Ｃｘとから、触媒２００に供給されるトータル流量（模擬ガス流量（Ｑｄ＋Ｑｅ）と混合ガス流量Ｑｃとの合計）Ｑｆ（＝Ｑｃ＋Ｑｄ＋Ｑｅ）と、オゾン濃度Ｃｙとを算出する。このようにして得られたトータル流量Ｑｆ及びオゾン濃度Ｃｙは、触媒の性能評価に用いられる。 In addition, the control device 5 supplies the first gas flow rate (the total control flow rate of the mass flow controller 211 of each supply channel) Qd supplied by the first gas supply channel 21 and the second gas supply channel 23 supplied by the second gas supply channel 23. From the gas flow rate (the total control flow rate of the mass flow controller 231 of each supply channel) Qe, the calculated mixed gas flow rate Qc, and the calculated ozone concentration Cx, the total flow rate (simulated gas flow rate ( The sum of Qd + Qe) and the mixed gas flow rate Qc) Qf (= Qc + Qd + Qe) and the ozone concentration Cy are calculated. The total flow rate Qf and the ozone concentration Cy thus obtained are used for catalyst performance evaluation.
このように構成した本実施形態に係る模擬ガス供給装置１００によれば、キャリアガスを用いてオゾンガスを送っているので、オゾンガスの流速を速くすることができ、オゾンガスが模擬ガスに含まれる各種成分と反応する前に、オゾンガスを触媒２００まで流入させることができる。また、キャリアガスを用いてオゾンガスを送ることにより、オゾンガスが希釈されるので、オゾンガスと模擬ガスに含まれる各種成分とを反応し難くすることができる。さらに、キャリアガスがオゾンガスに不活性で且つ模擬ガスの成分濃度に影響を与えないものであるので、キャリアガスでオゾンガスを送る際に、オゾンガスがキャリアガスと反応することを防ぐとともに、キャリアガスによる模擬ガスの成分濃度の変動を抑えることができる。
以上により、模擬ガスに含まれる各種成分を変化させること無く、オゾンガスを効率良く触媒２００に流入させることができるので、オゾンガスを触媒２００に供給することによる触媒浄化率の変化を正しく評価することができる。また、オゾン分解触媒の評価においては、オゾン分解率の変化を正しく評価することができる。
According to the simulated gas supply apparatus 100 according to the present embodiment configured as described above, since the ozone gas is sent using the carrier gas, the flow rate of the ozone gas can be increased, and various components contained in the simulated gas can be obtained. Before reacting with ozone gas, ozone gas can flow into the catalyst 200. Moreover, since ozone gas is diluted by sending ozone gas using carrier gas, it can make it difficult to react ozone gas and the various components contained in simulation gas. Furthermore, since the carrier gas is inert to the ozone gas and does not affect the component concentration of the simulated gas, the ozone gas is prevented from reacting with the carrier gas when the ozone gas is sent with the carrier gas. Variations in the component concentration of the simulated gas can be suppressed.
As described above, the ozone gas can be efficiently flowed into the catalyst 200 without changing the various components contained in the simulated gas. Therefore, it is possible to correctly evaluate the change in the catalyst purification rate caused by supplying the ozone gas to the catalyst 200. it can. Moreover, in the evaluation of the ozone decomposition catalyst, the change in the ozone decomposition rate can be correctly evaluated.
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
例えば、前記実施形態では、キャリアガスとして窒素ガスを用いているが、オゾンガスに不活性であり、且つ模擬ガスの成分濃度に影響を与えないガスであれば、例えばヘリウムガス、アルゴンガス又は二酸化炭素ガスを用いても良い。
The present invention is not limited to the above embodiment.
For example, in the above embodiment, nitrogen gas is used as the carrier gas. For example, helium gas, argon gas, or carbon dioxide may be used as long as it is inert to ozone gas and does not affect the component concentration of the simulated gas. Gas may be used.
また、オゾンガス供給路３に供給される酸素ガスは、第１ガスを構成する酸素ガスの一部を用いても良いし、第２ガスに酸素ガスが含まれている場合には、当該第２ガスを構成する酸素ガスの一部を用いても良い。 In addition, as the oxygen gas supplied to the ozone gas supply path 3, a part of the oxygen gas constituting the first gas may be used, and when the second gas contains oxygen gas, the second gas is used. A part of oxygen gas constituting the gas may be used.
さらに、前記実施形態では、オゾンガス供給路３が、前記第２ガス供給路２３の接続点よりも下流側に接続されているが、第２ガス供給路２３の接続点よりも上流側に接続されたものであっても良いし、収容部２５１に模擬ガス流路２とは別の経路で接続されたものであっても良い。 Furthermore, in the embodiment, the ozone gas supply path 3 is connected to the downstream side of the connection point of the second gas supply path 23, but is connected to the upstream side of the connection point of the second gas supply path 23. Or may be connected to the accommodating portion 251 through a route different from the simulated gas flow path 2.
その上、前記実施形態では、キャリアガス供給路４が、オゾンガス供給路３においてオゾンガス生成部３１よりも下流側に接続されているが、オゾンガス生成部３１よりも上流側に接続されたものであっても良い。 Moreover, in the embodiment, the carrier gas supply path 4 is connected to the downstream side of the ozone gas generation section 31 in the ozone gas supply path 3, but is connected to the upstream side of the ozone gas generation section 31. May be.
加えて、例えば触媒評価試験終了後などにおいて、オゾンガス供給路３からオゾンガスを模擬ガス流路２に供給することにより、前記オゾンガスによって前記模擬ガス流路２をパージするように構成しても良い。 In addition, for example, after the catalyst evaluation test is completed, the simulated gas channel 2 may be purged by the ozone gas by supplying ozone gas from the ozone gas supply channel 3 to the simulated gas channel 2.
さらに、図２に示すように、第１ガス加熱部２２及び模擬ガス供給路２４が単一のチャンバ（模擬ガス生成セル）１０により形成されたものであっても良い。つまり、この模擬ガス生成セル１０において上流側に第１ガス加熱部２２が設けられ、下流側に模擬ガス生成セル１０内に配置された触媒２００を加熱するため触媒加熱部２５が設けられ、第１ガス加熱部２２及び触媒加熱部２５の間に第２ガス供給路２３及びオゾンガス供給路３が接続されている。 Further, as shown in FIG. 2, the first gas heating unit 22 and the simulated gas supply path 24 may be formed by a single chamber (simulated gas generation cell) 10. That is, in the simulated gas generation cell 10, the first gas heating unit 22 is provided on the upstream side, and the catalyst heating unit 25 is provided on the downstream side to heat the catalyst 200 disposed in the simulated gas generation cell 10. A second gas supply path 23 and an ozone gas supply path 3 are connected between the 1 gas heating section 22 and the catalyst heating section 25.
さらに前記実施形態では、模擬ガスは、第１ガス及び第２ガスを混合することで生成されるものであったが、第２ガスを用いることなく、第１ガスを第１ガス加熱部２２で加熱することによって生成されるものであっても良い。 Furthermore, in the said embodiment, although simulation gas was produced | generated by mixing 1st gas and 2nd gas, 1st gas is made into 1st gas heating part 22 without using 2nd gas. It may be generated by heating.
その上、本発明は、触媒評価試験装置に用いるものの他、ガス分析計に模擬ガスを供給することにより、当該ガス分析計の性能試験を行うものにも適用可能である。 Moreover, the present invention can be applied not only to a catalyst evaluation test apparatus but also to a performance test of the gas analyzer by supplying a simulated gas to the gas analyzer.
加えて、光化学スモッグの原因となる光化学オキシダントを生成する成分（例えばオゾンやアルデヒド等）を排出する煙道に設けられる触媒の除去効率等を測定して評価すべく、本発明の模擬ガスを、それらの成分を含むガスで構成しても良い。この場合には、例えばアルデヒドを含むガスを第２ガス供給路から模擬ガス流路に供給するように構成することが考えられる。 In addition, in order to measure and evaluate the removal efficiency of a catalyst provided in a flue that discharges a component (for example, ozone or aldehyde) that generates a photochemical oxidant that causes photochemical smog, the simulated gas of the present invention is used. You may comprise with the gas containing those components. In this case, for example, it may be configured to supply a gas containing aldehyde from the second gas supply path to the simulated gas flow path.
その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。 In addition, it goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.
１００・・・模擬ガス供給装置
２００・・・触媒（試験対象）
２ ・・・模擬ガス流路
２１ ・・・第１ガス供給路
２２ ・・・第１ガス加熱部
２３ ・・・第２ガス供給路
２４ ・・・模擬ガス供給路
３ ・・・オゾンガス供給路
４ ・・・キャリアガス供給路
100 ... Simulated gas supply device 200 ... Catalyst (test object)
2 ... Simulated gas flow path 21 ... First gas supply path 22 ... First gas heating section 23 ... Second gas supply path 24 ... Simulated gas supply path 3 ... Ozone gas supply path 4 ... Carrier gas supply path
Claims (4)
模擬ガスを前記試験対象に流すための模擬ガス流路と、
オゾンガスを前記試験対象に供給するとともに、オゾン濃度を測定するオゾン計が設けられたオゾンガス供給路と、
前記オゾンガス供給路に接続されて、オゾンガスに不活性であり且つ模擬ガスの成分濃度に影響を与えないキャリアガスを、前記オゾンガス供給路に供給するキャリアガス供給路と、
前記模擬ガス流路、前記オゾンガス供給路及び前記キャリアガス供給路それぞれに設けられた流量制御装置と、
前記オゾン計により測定されたオゾン濃度と、前記各流量制御装置それぞれの制御流量とを用いて前記試験対象に供給される前記模擬ガス中のオゾン濃度を算出する制御装置とを備える模擬ガス供給装置。 A simulated gas supply device that generates simulated gas and supplies it to a test object,
A simulated gas flow path for flowing simulated gas to the test object;
While supplying ozone gas to the test object, an ozone gas supply path provided with an ozone meter for measuring ozone concentration ,
A carrier gas supply path that is connected to the ozone gas supply path and that is inert to the ozone gas and does not affect the component concentration of the simulated gas;
A flow rate control device provided in each of the simulated gas flow path, the ozone gas supply path and the carrier gas supply path ;
A simulated gas supply device comprising: a control device that calculates an ozone concentration in the simulated gas supplied to the test object using the ozone concentration measured by the ozone meter and the control flow rate of each flow rate control device. .
前記模擬ガスを構成する第１ガスを供給する第１ガス供給路と、
前記第１ガス供給路が接続されて前記第１ガスを加熱する第１ガス加熱部と、
前記第１ガス加熱部により加熱された前記第１ガスを含む模擬ガスを前記試験対象に供給する模擬ガス供給路とを備え、
前記オゾンガス供給路が、前記第１ガス加熱部よりも下流側に接続されている請求項１記載の模擬ガス供給装置。 The simulated gas flow path is
A first gas supply path for supplying a first gas constituting the simulated gas;
A first gas heating unit that is connected to the first gas supply path and heats the first gas;
A simulated gas supply path that supplies the test object with a simulated gas containing the first gas heated by the first gas heating unit;
The simulated gas supply device according to claim 1, wherein the ozone gas supply path is connected to a downstream side of the first gas heating unit.
前記キャリアガス供給路が、前記オゾンガス生成部よりも下流側に接続されている請求項１又は２記載の模擬ガス供給装置。 The ozone gas supply path has an ozone gas generation unit that is supplied with oxygen gas and generates ozone gas from the oxygen gas,
The simulated gas supply apparatus according to claim 1, wherein the carrier gas supply path is connected to a downstream side of the ozone gas generation unit.
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