JP2005189176A - ハニカム構造体の圧力損失の評価方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 圧力損失が非常に小さいハニカム構造体の、圧力損失の微妙な違いを短時間で高精度に測定することができる、ハニカム構造体の圧力損失の評価方法を得る。
【解決手段】
ハニカム構造体に、気体の目標流量と気体の流量の許容範囲とを設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記気体の流量の許容範囲にあるときに前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、前記差圧の測定値と前記気体の流量の測定値より前記気体の目標流量に換算して求めた差圧を、前記気体の目標流量での前記ハニカム構造体の圧力損失として求める
【選択図】 なし

Description

本発明は、排気ガスを浄化するのに使用されるハニカム構造体の圧力損失の評価方法に関する。

ディーゼルエンジンやガソリンエンジンなど内燃機関の排ガスを浄化するのに使用される排ガス浄化用ハニカム構造体は、一般にセラミックあるいは金属などの耐熱材料で構成されており，内燃機関の排気系に組みこまれ排ガス中に含まれる有害物質を取り除く役割を果たす。前記排ガス浄化用ハニカム構造体には、触媒物質を担持することにより目的の有害物質を取り除く役割を果たす所謂触媒コンバータや、主にディーゼルエンジンの排ガス中の粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒｓ、以下「ＰＭ」という）を前記ハニカム構造体がろ過捕捉し、排ガス浄化に寄与するディーゼルパティキュレートフィルタ（以下ＤＰＦという）もある。

前記排ガス浄化用ハニカム構造体は、その圧力損失により排ガスの流れを妨げるためエンジン出力の低下の原因となる。従ってハニカム構造体の圧力損失を求めて評価することが必要となる。

ハニカム構造体の圧力損失とは、ハニカム構造体を気体が通過したときのハニカム構造体の上流側の気体の圧力値から下流側の気体の圧力値を引いたものであり、排気ガスがハニカム構造体を通過する際に受ける抵抗が最大の要因となる。

ハニカム構造体の圧力損失を求めて評価する手段としては、例えば非特許文献1に記載の日本工業規格（ＪＩＳ）の自動車用エアクリーナの試験方法を用いることがある。この非特許文献１の試験装置は、供試体（ＪＩＳでは自動車用エアクリーナ）を収納する試験用チャンバと、試験用チャンバの出口側および入口側に接続した差圧計と、出口側から順に送気管を介して接続したアブソリュートフィルタ、空気流量計、空気流量制御装置、および排気送風機などからなる。そして、非特許文献１の試験装置で、供試体の圧力損失を求める場合には、試験室の空気を１５分間以上流し、その後、差圧計により圧力損失を求めることになる。また、空気量、差圧などの値を、２０℃、相対湿度６５％、気圧１０１３ｈＰａの標準状態に補正して、圧力損失を求めることになる。また、例えば特許文献１に記載の発明のように前記ハニカム構造体を内燃機関の排気系に組み込み、求めた圧力損失をエンジンの排気流量で補正する方法や、特許文献２に記載の発明のように内燃機関を用いずに粒子含有気体発生器により前記ハニカム構造体に粒子を含有した気体を送り込み、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧より圧力損失を求める記載が見られる。

ところで近年、ハニカム構造体の隔壁の薄壁化や、ＤＰＦにおいては薄壁化に加え気孔率が５０％以上で平均細孔径１５μｍ以上とする等、圧力損失をさらに下げるための技術開発が進められている。このため、ハニカム構造体の圧力損失自体が低くなってきたことにより、従来以上に圧力損失の測定を再現性良く測定することが難しくなってきた。従って、ハニカム構造体のフィルタ特性の検査、判定を行う際に、低い圧力損失を精度良く求める技術が必要になっている。

ＪＩＳ Ｄ １６１２−１９８９ 自動車用エアクリーナの試験方法［第４頁第８．項（通気抵抗試験）、第２０頁第２．（１５）項（通気抵抗）、第２４頁（試験用ダスト）、第２７頁（図６ パネル形フィルタエレメント用清浄効率及びダスト保持量試験装置）、第３２〜３４頁（標準状態に対する空気量及び通気抵抗の補正）］ 特開平８−１０９８１８号公報 特許第２８０７３７０号公報

ところがこのようなハニカム構造体に前記自動車用エアクリーナの試験方法を用いて圧力損失を求めても、あるいは前記特許文献記載の圧力損失を求める方法を用いても、圧力損失自体が極めて小さい事から、ハニカム構造体を流れる気体の流量および温度および湿度と測定環境の大気圧および温度および湿度のわずかな変化の影響が、圧力損失の値に大きくばらつきとして表れ、圧力損失を精度良く求めることは困難である。特に気体流量の変化については、流量制御弁のような流量を安定させる装置を用いてもなお存在する微小な流量の変化が、圧力損失の値に及ぼす影響は無視できない。したがって、圧力損失を高精度に求めることができない場合がある。

そこで本発明者らはハニカム構造体に供給する気体が設定した目標流量にて流量の変化が少なく、安定した流れを保ったときの差圧を測定すれば、ハニカム構造体の圧力損失を高精度に求めることができるとの知見を得、特願２００３−０５１０４４号に記載の発明に想到した。

しかしながら、前記特願２００３−０５１０４４号に記載の発明では圧力損失を高精度に求めることができるものの、目標とする気体の流量において安定した流れを保つまでに長時間を要する場合があり、特に多数のハニカム構造体の圧力損失を求めたり、１つのハニカム構造体について気体の流量を変化させて多数回圧力損失を求める場合には長時間を要する場合があった。そのため精度を落とすことなくより短時間でハニカム構造体の圧力損失を測定する方法が望まれた。

したがって本発明の課題は、ハニカム構造体の圧力損失を短時間で高精度に求めることができる、ハニカム構造体の圧力損失の評価方法を得ることにある。

本発明者らは、上記課題について鋭意研究した。その結果、ハニカム構造体に供給する気体の流量が設定した目標流量に一致しなくとも、測定した気体の流量及びハニカム構造体の気体の流入側と流出側の差圧を解析すれば、ハニカム構造体の圧力損失を短時間で高精度に求めることができるとの知見を得、本発明に想到した。

すなわち、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法は、ハニカム構造体に、気体の目標流量と気体の流量の許容範囲とを設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記気体の流量の許容範囲にあるときに前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、前記差圧の測定値と前記気体の流量の測定値より前記気体の目標流量に換算して求めた差圧を、前記気体の目標流量での前記ハニカム構造体の圧力損失として求めることを特徴とする。

気体の流量が例えば３０Ｎｍ^３／ｍｉｎであるときのハニカム構造体の圧力損失を求める場合には、ハニカム構造体に気体を３０Ｎｍ^３／ｍｉｎとなるように供給し、ハニカム構造体の気体の上流側と下流側との差圧を測定すればよいが、測定値の精度を上げるために気体の流量を３０Ｎｍ^３／ｍｉｎに一致させ、しかも流れが安定した状態を待って差圧を測定する場合には長い時間が必要である。本発明では気体の流量が許容範囲、例えば３０±０．３Ｎｍ^３／ｍｉｎにあるときに、即ち概ね目標流量となったときに差圧を測定するため測定に要する時間が短縮でき、このときの流量と差圧の測定値により気体の目標流量での差圧に換算するため、精度を落とすことなく圧力損失を求めることが可能となる。

測定した気体の流量と差圧から目標流量での差圧を求める換算の方法としては、外挿又は内挿、即ち差圧の測定値に目標流量／測定流量を乗じる方法や、目標流量近傍における気体の流量と差圧の平均的な相関関係が判っている場合は前記相関関係を用いる方法などを用いることができる。気体の流量の許容範囲は、要求される差圧の測定精度と測定時間とに応じて設定すればよい。前記換算の方法として、上記外挿又は内挿にて目標流量での差圧を求める場合には、気体の流量の許容範囲は目標流量の±１０％以内が望ましく、更に望ましくは目標流量の±１％以内である。

また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法は、ハニカム構造体に、少なくとも異なる3つの目標流量を設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記目標流量それぞれの近傍にあるときに前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、前記差圧の測定値と気体流量の測定値より差圧と気体流量との相関を表す近似曲線を求め、前記近似曲線より求めた目標流量の範囲内の任意の気体流量での差圧を、目標流量の範囲内の前記任意の気体流量での前記ハニカム構造体の圧力損失として求めることを特徴とする。

このように少なくとも異なる３つの流量の測定値の範囲内において前記気体の流量と前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧の相関を求めることにより、ハニカム構造体の圧力損失を短時間で高精度に評価することができる。ここで、差圧の測定は気体の流量が目標流量の近傍にあるときに行うことに注目すべきである。気体の流量を目標流量に一致させ、しかも流れが安定した状態を待って差圧を測定する場合には長い時間が必要であるが、本発明においては一致させなくても差圧の測定を行うことができるため測定時間の短縮に効果がある。特に１つのハニカム構造体に対して気体流量を変化させたときの各気体流量における差圧を知りたいときに測定時間の短縮の効果が大きい。

前記目標流量の近傍とは、要求される差圧の測定精度と測定時間とに応じて近傍の範囲を設定すればよく、前記目標流量の範囲の±２０％以内が望ましく、更に望ましくは±５％以内である。また、前記気体の流量と前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧の相関は、近似直線で表すと圧力損失を高精度に評価できず、近似曲線、例えば２次曲線とすることにより圧力損失を高精度に評価できる。

また本発明は、ハニカム構造体に、気体の目標流量と気体の流量の許容範囲とを設定すると共に流量の変動許容量を設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記気体の流量の許容範囲にあり、かつ流量の変動量が前記変動許容量より小さいときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定する方法を取ることもできる。そしてこの後に差圧の測定値と気体の流量の測定値から気体の目標流量での差圧に換算して求めることにより、ハニカム構造体の圧力損失を求めればよい。差圧を測定するときには気体の流量が変動せずに一定量で安定して流れているほど測定精度が向上する。したがって気体の流量の変動許容量を設定しておき、気体の流量の変動が許容量以下であるときに、即ち気体の流れがより安定した状況でハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定することにより、ハニカム構造体の圧力損失を短時間でさらに高精度に評価することができる。

また、ハニカム構造体に、少なくとも異なる3つの目標流量を設定すると共に流量の変動許容量を設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記目標流量それぞれの近傍にあり、かつ流量の変動量が前記変動許容量より小さいときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定する方法を取ることもできる。そしてこの後に差圧の測定値と気体の流量の測定値より差圧と気体の流量との相関を表す近似曲線を求め、前記気体の目標流量の範囲内の任意の流量での差圧を前記近似曲線より求めることにより、前記気体の目標流量の範囲内の任意の流量でのハニカム構造体の圧力損失を求めればよい。気体の流れがより安定した状況で気体の目標流量近傍での差圧を測定することにで、それぞれの差圧の測定精度が向上することにより差圧と気体流量との相関を表す近似曲線の精度も向上する。したがってハニカム構造体の圧力損失を短時間でより高精度に評価することができる。

また本発明は、繰り返し求めた前記圧力損失のバラツキが±３％以内であることが望ましく、±３％以内であれば高精度に評価されていると言える。特に、ハニカム構造体の隔壁の気孔率を５０％以上、平均細孔径を１５μｍ以上などとして圧力損失をさらに小さくした場合での、小さくした圧力損失の微妙な違いを高精度に評価されていると言える。

また、本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法においては、前記ハニカム構造体に、微粒子を供給し、微粒子を捕捉した前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を求めることもできる。これにより実際のエンジンの運転状況を想定したＰＭの捕捉の状況に応じたハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価することができる。

上記微粒子はカーボン微粒子とし、該カーボン微粒子が粒状のかたまりとなって微粒子の分布が偏らない程度、さらには供給の結果として前記気体の流量が大きく変動しない程度の供給速度（時間あたり供給量）とするべきである。カーボン微粒子の供給の結果、前記気体の流量が大きく変動すると、ハニカム構造体へのカーボン微粒子の捕捉条件が変化するためである。また、カーボン微粒子を少量づつ秤量して前記ハニカム構造体に供給し、一度の供給毎に前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を求めることを繰返すことが望ましい。これにより該カーボン微粒子の供給量と、これを捕捉したハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧の関係を正確に把握することができる。

本発明のハニカム構造体の評価方法によれば、ハニカム構造体の圧力損失を短時間で高精度に評価することができる。

以下、本発明を具体化した実施の形態の一例を詳細に説明する。なお、以下の説明においては、ＤＰＦおよび触媒コンバータをまとめて「ハニカム構造体」とする。

図１は、実施の形態１において測定されるハニカム構造体１であり、（ａ）はその模式斜視図、（ｂ）は模式断面図である。このハニカム構造体１は、ディーゼルエンジンの排気系に配置されてＰＭを捕捉する役割を果たし、強度と共に圧力損失が特に小さいことが要求されている。ハニカム構造体１は、外径２６７ｍｍ×長さ３０４ｍｍの円筒形状でコージェライト材の多孔質セラミック焼結体である。なお、コージェライト材以外にも、例えば炭化硅素、窒化硅素、アルミナなどを選択することができる。ハニカム構造体１には、外皮１ａ内に断面略正方形状の複数の貫通孔１ｂがその軸線方向に沿って規則的に配列されている。各貫通孔１ｂは隔壁１ｃによって互いに隔てられている。貫通孔１ｂの各端面１ｄ、１ｅは各封止材１ｆ、１ｇによって交互に封止されており、端面１ｄ、１ｅ全体としては市松模様になっている。隔壁１ｃは、厚さが０．３ｍｍ、ピッチが１．５ｍｍ、気孔率が６５％、平均細孔径が２０μｍとなっている。

ハニカム構造体１をディーゼルエンジンの排気系に配置したとき、排気ガスは、端面１ｄに開口した貫通孔１ｂから流入（矢印Ａ１）し、多孔質の隔壁１ｃを通過（矢印Ａ２）して隣接する貫通孔から流出（矢印Ａ３）する。このとき、排気ガス中に含まれるＰＭは隔壁１ｃで捕捉される。そして、一定量のＰＭが蓄積されるとこれを電気ヒータで燃焼したりして、ハニカム構造体１の再生を行う。

次に、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置について説明する。図２は、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の一例の模式図である。なお、試験用の気体としては、通常の空気を用いている。図２で、試験用チャンバ３には、緩衝材２を介してハニカム構造体１を収納している。緩衝材２はハニカム構造体１の周囲に巻き付けて試験用チャンバ３への出し入れを容易にすると共にハニカム構造体１を保護している。試験用チャンバ３は、入口側３ａを開いてハニカム構造体１の出し入れをできるようにし、また奥のストッパ（図示せず）でハニカム構造体１と緩衝材２の位置決めができるようにしている。試験用チャンバ３の入口側３ａおよび出口側３ｂには、ハニカム構造体１の差圧を検出してコンピュータ６に入力する差圧計５を接続している。試験用チャンバ３の出口側３ｂに続く送気管７ａには、流入したゴミなどを捕捉するアブソリュートフィルタ８を接続している。アブソリュートフィルタ８に続く送気管７ｂにはハニカム構造体１を通過した空気の流量を検出してコンピュータ６に入力する差圧式流量計１０を接続している。差圧式流量計１０に続く送気管７ｃには、コンピュータ６との入出力により空気の流量を制御する流量調整弁１１を接続している。流量調整弁１１に続く送気管７ｄには、コンピュータ６との入出力により一定出力で空気を吸引する排気送風機１２を接続している。また、試験用チャンバ３の入口側３ａには、測定環境中に浮遊する塵埃が試験用チャンバ３内に流入するを防止すると共に空気を整流してハニカム構造体１に供給するフィルタ４を備えている。

また、アブソリュートフィルタ８の前の送気管７ａには、送気管７ａを流れる空気の温度・湿度を検出して、コンピュータ６に入力するデジタル温度・湿度計９を備えている。フィルタ４の近くには、測定環境の温度・湿度・気圧を検出して、コンピュータ６に入力するデジタル温度・湿度・気圧計１３を備えている。

コンピュータ６には、ハニカム構造体１への空気の目標流量と流量の許容範囲を記憶させている。そして、コンピュータ６は、一定時間ごと同時に、空気の流量と、空気の温度・湿度、測定環境の温度・湿度・気圧のサンプリングを行い、空気の流量が許容範囲にあるときに検出した差圧計５の値に、空気の温度・湿度、測定環境の温度・湿度・気圧をもとに標準状態にする補正をかける演算を行い、圧力損失の値をディスプレイ６ａに表示している。なお、モニタ６ａの表示値が配線のノイズなどで各検出値と異なっている場合、ノイズを除去するように補正している。

次に、圧力損失の評価方法について説明する。圧力損失には、ハニカム構造体１の圧力損失に加え、試験用チャンバ３の圧力損失も含まれている。このため事前に、ハニカム構造体１を試験用チャンバ３に収納しないで、試験用チャンバ３単独の圧力損失を測定している。通常、標準状態における試験用チャンバ３のみの圧力損失は一定であるので、いったん測定して得られた試験用チャンバ３の圧力損失をコンピュータ６に記憶させ、これを自動的に差し引いて、ハニカム構造体の圧力損失としている。なお、簡易的な圧力損失の評価方法としては、標準状態でない測定環境の場合に、試験用チャンバ３のみの差圧とハニカム構造体１の差圧の両方を測定し、標準状態における試験用チャンバ３の差圧との比からハニカム構造体１の差圧の測定値に補正を加えて標準状態して求めることもできる。

本実施例では、気体の目標流量を１５Ｎｍ^３／ｍｉｎ、気体の流量の許容範囲を１５±０．１５Ｎｍ^３／ｍｉｎと設定してハニカム構造体１に空気を連続して供給するように、コンピュータ６に入力した。なお気体の目標流量１５Ｎｍ^３／ｍｉｎは、ディーゼルエンジン実機での排気ガス温度が４００〜６００℃で流量が約３７〜４８Ｎｍ^３／ｍｉｎに相当させている。次に圧力損失の評価装置を稼動し、ハニカム構造体１を通過する空気の流量を測定したところ１４．９７Ｎｍ^３／ｍｉｎであり気体の流量の許容範囲である１５±０．１５Ｎｍ^３／ｍｉｎの範囲にあるので、ハニカム構造体１の気体流入側と流出側との差圧を測定したところ、２７６．６８ｍｍＡｑの結果を得た。次に本実施例では以下の式によって目標流量での差圧を求めた。
目標流量での差圧＝差圧測定値×目標流量／流量の測定値
したがって目標流量１５Ｎｍ^３／ｍｉｎでの差圧は、２７７．２５（ｍｍＡｑ）と求められた。同様にハニカム構造体１の圧力損失を繰り返し求めたところ、圧力損失の値のバラツキは３％程度であった。

次に実施例１と同じ評価装置を用い、ハニカム構造体１の圧力損失を求めた別の方法を図３により説明する。本実施例では気体の目標流量を、７．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ、１０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、１２．５Ｎｍ^３／ｍｉｎの3つを設定した。圧力損失の評価装置を稼動し、本実施例では目標流量それぞれにおいて１秒毎に３０秒間ハニカム構造体１を通過する空気の流量およびハニカム構造体１の気体流入側と流出側との差圧を測定した。図３には測定された毎秒の流量と差圧およびこれらに基づいた差圧と流量の近似曲線および式を示している。なお本実施例では近似曲線として、２次曲線を用いた。

この式を用いて目標流量の範囲である７．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ〜１２.５Ｎｍ^３／ｍｉｎにおいて任意の流量におけるハニカム構造体１の圧力損失を求めることができ、例えば、本式によれば、流量９Ｎｍ^３／ｍｉｎにおけるハニカム構造体１の圧力損失は１０３．９０ｍｍＡｑであり、流量１１Ｎｍ^３／ｍｉｎにおけるハニカム構造体１の圧力損失は１５１．９１ｍｍＡｑと求められた。同様に上記３つの目標流量それぞれにおいて、ハニカム構造体１を通過する空気の流量およびハニカム構造体１の気体流入側と流出側の差圧を測定し、測定された流量と差圧より上記同様２次近似式を求めて、該近似式より流量９Ｎｍ^３／ｍｉｎと１１Ｎｍ^３／ｍｉｎにおけるハニカム構造体１の圧力損失を繰り返し求めたところ、圧力損失の値のバラツキは３％程度であった。

次に実施例１と同じ評価装置を用い、ハニカム構造体１の圧力損失を求めた別の方法を図４により説明する。本実施例では気体の目標流量を１５Ｎｍ^３／ｍｉｎ、気体の流量の許容範囲を１５±０.１Ｎｍ^３／ｍｉｎ、流量の変動許容量を０．０５Ｎｍ^３／ｍｉｎとした。次に圧力損失の評価装置を稼動し、１秒毎にハニカム構造体１を通過する空気の流量および空気上流側と下流側との差圧を測定すると同時に、空気の流量を測定した。この結果図４のように、経過時間１２ｓから１７ｓの６秒間において、流量が流量の許容範囲である１５±０.１Ｎｍ^３／ｍｉｎであり、流量の変動許容量の０.０５Ｎｍ^３／ｍｉｎ以下と安定していたので、この６秒間の流量平均値１４．９５５Ｎｍ^３／ｍｉｎ、差圧平均値は２７６．３８７を用いて、実施例１と同じく以下の式
目標流量での差圧＝差圧測定値×目標流量／流量の測定値
により目標流量における差圧は２７７．２２（ｍｍＡｑ）と求められた。同様にハニカム構造体１の圧力損失を繰り返し求めたところ、圧力損失の値のバラツキは３％であった。

次に実施例１と同じ評価装置を用い、ハニカム構造体１の圧力損失を求めた別の方法を図５により説明する。本実施例では気体の目標流量を、７．５Ｎｍ^３／ｍｉｎ、１０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、１２．５Ｎｍ^３／ｍｉｎの3つを設定し、流量の変動許容量を０．０５Ｎｍ^３／ｍｉｎとした。圧力損失の評価装置を稼動し、本実施例では目標流量それぞれにおいて、ハニカム構造体１を通過する空気の流量と差圧を１秒毎に測定し、空気の流量が目標流量の近傍にあり、かつ６秒間連続して流量の変動許容量が満足されたときの前記６秒間の空気の流量の平均値と差圧の平均値とを得た。図５には前記流量の平均値と差圧の平均値およびこれらに基づいた差圧と流量の近似曲線および式を示している。この式を用いて流量７.５Ｎｍ^３／ｍｉｎ〜１２.５Ｎｍ^３／ｍｉｎの範囲で任意の流量におけるハニカム構造体１の圧力損失を求めることができる。すなわち、本式によれば、例えば流量９Ｎｍ^３／ｍｉｎにおけるハニカム構造体１の圧力損失は１０２．９９ｍｍＡｑであり、流量１１Ｎｍ^３／ｍｉｎにおけるハニカム構造体１の圧力損失は１５１．４９ｍｍＡｑと求められた。同様に上記３つの目標流量それぞれにおいて、ハニカム構造体１を通過する空気の流量およびハニカム構造体１の気体流入側と流出側の差圧を測定し、測定された流量と差圧より上記同様２次近似式を求めて、該近似式より流量９Ｎｍ^３／ｍｉｎと１１Ｎｍ^３／ｍｉｎにおけるハニカム構造体１の圧力損失を繰り返し求めたところ、圧力損失の値のバラツキは２％であった。

図６は、実施例５での、内燃機関が排出するＰＭをろ過捕捉する状態をモデル化したハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の模式図であり、ＰＭにあたるカーボン微粒子をハニカム構造体１に送り、ハニカム構造体１の圧力損失を測定できるようにしている。図６では、前述した実施例１と同じ構成のものは同符号で示している。図６の評価装置は、図２での試験用チャンバ３の入口側３ａのフィルタ４を外している。カーボン微粒子１４はあらかじめ重量を測定し、同一重量に分けて準備しておく。ここでは１ｇずつに秤量して合計１０ｇを準備した。

実施例１と同じように、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置を作動させ、本実施例では気体の目標流量を１０Ｎｍ^３／ｍｉｎ、気体の流量の許容範囲を１０±０．１０Ｎｍ^３／ｍｉｎと設定し、空気の流量が許容範囲を満足したときに、ハニカム構造体１の空気上流側と下流側との差圧を測定する。測定後、入口３ａからハニカム構造体１に向けて秤量済のカーボン微粒子１４を供給すると、ハニカム構造体１にカーボン微粒子が捕捉され、圧力損失は上昇、空気の流量は低下の傾向を示し空気の流量が許容範囲から外れる場合があるので、再び空気の流量が許容範囲を満足するように調節して、流量及び差圧を測定する。以降同様にカーボン微粒子を１ｇずつ、目標の供給量である１０ｇまで供給と測定を繰返し行った。表１はこのようにして得られた供給量と流量および差圧の測定結果である。このような方法で測定を行うことにより、カーボン微粒子を連続的に供給するよりも正確に煤カーボン微粒子供給量と圧力損失の関係を得ることができる。

表２は単一のハニカム構造体１の差圧を、実施例１に記すハニカム構造体の圧力損失の評価方法と同じ方法を用いて測定した実施例と、比較例として特願２００３−０５１０４４号に記載の発明を用いて測定したものの比較を表す。

表２に示すように、比較例である従来手法によっても、本実施例によっても差圧の測定値はほとんど一致しており、そのバラツキも±３％以内であるから、どちらの手法によってもハニカム構造体の圧力損失を高精度に評価できていることがわかる。また、計測時間は本実施例の方が、比較例である従来手法で測定した場合に比べて平均的に半分程度の時間となっており、本発明のハニカム構造体評価方法がいかに有効であるかが分かる。

なお、実施の形態では、多孔質セラミック焼結体からなるハニカム構造体について説明したが、これに限らず、耐熱合金からなるハニカム構造体についても本発明のハニカム構造体の圧力損失の評価方法および評価装置を適用できることは言うまでもない。

実施例１において圧力損失を測定するハニカム構造体１であり、（ａ）はその模式斜視図、（ｂ）は模式断面図である。 実施例１での、ハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の一例の模式図である。 実施例２での、空気の流量・差圧から、ハニカム構造体１の圧力損失を求めるための説明図である。 実施例３での、経過時間・空気の流量・差圧から、ハニカム構造体１の圧力損失を求めるための説明図である。 実施例４での、空気の流量・差圧から、ハニカム構造体１の圧力損失を求めるための説明図である。 実施例５での、ＣＲＴに用いられるハニカム構造体１の圧力損失の評価装置の模式図である。

符号の説明

１ ハニカム構造体（ＤＰＦ、触媒コンバータ）
１ａ 外皮
１ｂ 貫通孔
１ｃ 隔壁
１ｄ、１ｅ 端面
１ｆ、１ｇ 封止材
２ 緩衝材
３ 試験用チャンバ
３ａ 入口側
３ｂ 出口側
４ フィルタ
５ 差圧計
６ コンピュータ
６ａ モニタ
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ 送気管
８ アブソリュートフィルタ
９ デジタル温度・湿度計
１０ 差圧式流量計
１１ 流量調整弁
１２ 排気送風機
１３ デジタル温度・湿度・気圧計
１４ カーボン微粒子
Ａ１ 流入
Ａ２ 通過
Ａ３ 流出

Claims (6)

1. ハニカム構造体に、気体の目標流量と気体の流量の許容範囲とを設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記気体の流量の許容範囲にあるときに前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、前記差圧の測定値と前記気体の流量の測定値より前記気体の目標流量に換算して求めた差圧を、前記気体の目標流量での前記ハニカム構造体の圧力損失として求めることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
2. ハニカム構造体に、少なくとも異なる3つの目標流量を設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記目標流量それぞれの近傍にあるときに前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定し、前記差圧の測定値と気体流量の測定値より差圧と気体流量との相関を表す近似曲線を求め、前記近似曲線より求めた目標流量の範囲内の任意の気体流量での差圧を、目標流量の範囲内の前記任意の気体流量での前記ハニカム構造体の圧力損失として求めることを特徴とするハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
3. ハニカム構造体に、気体の目標流量と気体の流量の許容範囲とを設定すると共に流量の変動許容量を設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記気体の流量の許容範囲にあり、かつ流量の変動量が前記変動許容量より小さいときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定することを特徴とする請求項１に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
4. ハニカム構造体に、少なくとも異なる3つの目標流量を設定すると共に流量の変動許容量を設定して気体を供給し、気体の流量の測定値が前記目標流量それぞれの近傍にあり、かつ流量の変動量が前記変動許容量より小さいときに、前記ハニカム構造体の気体流入側と流出側との差圧を測定することを特徴とする請求項２に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
5. 前記ハニカム構造体に、微粒子を供給することを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れかに記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。
6. 繰り返し求めた前記圧力損失のバラツキが±３％以内であることを特徴とする請求項３または請求項４に記載のハニカム構造体の圧力損失の評価方法。

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