ガス吸着材の評価装置
【課題】 この発明はガス吸着材の評価装置に関し、ガス吸着材に吸着されたガスの吸着量分布を取得することを目的とする。
【解決手段】 活性炭付フィルタ１２に供給される精製空気の流量の計測、制御を行うマスフローコントローラ２６を設ける。濾過部１２aの一部を覆う第１の開口部３４を有する第１の吸着材ホルダー２８を設ける。第１の開口部３４と同様の第２の開口部４０を有する第２の吸着材ホルダー３８を、フィルタ１２を介してホルダー２８と対向して配置する。これらの開口部３４、４０のそれぞれの縁部に互いに磁極を異ならせた一対の磁石３６、４２を配置する。計測部位を変更させるアクチュエータ４８を設ける。混合ガスの流量を計測するマスフローメータ５２と、THC濃度を検出する全炭化水素分析計５６とを設ける。THC吸着量をデータ処理回路６２により算出する。THC吸着量分布および総吸着量をデータ表示パネル６４により表示する。
【解決手段】 活性炭付フィルタ１２に供給される精製空気の流量の計測、制御を行うマスフローコントローラ２６を設ける。濾過部１２aの一部を覆う第１の開口部３４を有する第１の吸着材ホルダー２８を設ける。第１の開口部３４と同様の第２の開口部４０を有する第２の吸着材ホルダー３８を、フィルタ１２を介してホルダー２８と対向して配置する。これらの開口部３４、４０のそれぞれの縁部に互いに磁極を異ならせた一対の磁石３６、４２を配置する。計測部位を変更させるアクチュエータ４８を設ける。混合ガスの流量を計測するマスフローメータ５２と、THC濃度を検出する全炭化水素分析計５６とを設ける。THC吸着量をデータ処理回路６２により算出する。THC吸着量分布および総吸着量をデータ表示パネル６４により表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス吸着材の評価装置に係り、特に、活性炭付フィルタ等のガス吸着材に吸着されたガスの吸着分布を評価するうえで好適な評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開平６−９３９３２号公報には、内燃機関が備えるキャニスタ（活性炭付フィルタ）に吸着された蒸発燃料の吸着量に基づいて、吸気通路への蒸発燃料の供給量を制御する内燃機関の蒸発燃料制御装置が開示されている。この装置では、キャニスタに吸着された吸着量を、キャニスタの周辺部と内部との温度の差より算出することとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９３９３２号公報
【特許文献２】特開平５−２３１２０９号公報
【特許文献３】特開平５−２４８３１２号公報
【特許文献４】特開平１０−２６１６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関において、機関停止中に吸気口から蒸発燃料が大気中に漏れ出すのを防止すべく、例えば、吸気通路のエアクリーナ内に蒸発燃料を吸着させるガス吸着材を備える構成が知られている。このような構成を有する内燃機関が搭載される車両において、内燃機関の吸気口の形状やガス吸着材の搭載位置等は、一般に、車種毎に異なるものとされている。従って、ガス吸着材に吸着される蒸発燃料（THC）の吸着量分布は、車種毎に異なるものとなる。このような場合に、ガス吸着材に吸着された蒸発燃料の吸着量分布を把握できると、ガス吸着材の吸着効率を向上させるうえで便宜である。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ガス吸着材に吸着されたガスの吸着量分布を取得することのできるガス吸着材の評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、計測対象ガスを脱離させるキャリアガスをガス吸着材に供給するキャリアガス供給手段と、
前記ガス吸着材における濾過面積の一部を覆う第１の開口部を有し、前記キャリアガス供給手段の下流側に設置され、前記キャリアガスが内部に導入される第１の吸着材ホルダーと、
前記第１の開口部とほぼ同一寸法で形成された第２の開口部を有し、当該第２の開口部が前記ガス吸着材を介して前記第１の開口部と対向するように配置される第２の吸着材ホルダーと、
前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーとを前記ガス吸着材に押し付けた状態に保持するホルダー保持手段と、
前記第１の吸着材ホルダーおよび前記第２の吸着材ホルダーを変位させることにより、前記ガス吸着材の計測部位を変更させる計測部位変更手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記計測部位から脱離した計測対象ガスの質量を取得するガス質量取得手段と、
前記ガス質量取得手段により取得された前記計測部位毎の前記質量の分布を表示する質量分布表示手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記ホルダー保持手段は、前記第１の開口部および前記第２の開口部のそれぞれの縁部に互いに磁極を異ならせて配置された一対の磁石であり、
前記計測部位変更手段は、前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーの何れか一方のみを変位させるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量を計測するキャリアガス流量計測手段と、
前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量制御を行う流量制御手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記第２の吸着材ホルダーから流出する前記キャリアガスと前記ガス吸着材から脱離した計測対象ガスとの混合ガス中の前記計測対象ガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量を計測する混合ガス流量計測手段とを備え、
前記流量制御手段は、前記キャリアガスの供給流量を、前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量に所定の過剰流量を加えた流量となるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、キャリアガスが第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーにより保持されるガス吸着材に供給されることで、ガス吸着材に吸着された計測対象ガスが脱離される。また、ガス吸着材の計測部位は、計測部位変更手段によって第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーを変位させることにより変更される。このため、本発明によれば、複数の計測部位のそれぞれから脱離した計測対象ガスの質量を、計測部位毎に取得することにより、ガス吸着材に吸着された計測対象ガスの吸着量分布を得ることができる。
【００１０】
第２の発明によれば、第１の吸着材ホルダーと第２の吸着材ホルダーとが一対の磁石の磁力により、ガス吸着材を介して保持される。また、計測部位変更手段により第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーの何れか一方を変位させると、他方の吸着材ホルダーが磁力により追従して変位する。このため、本発明によれば、これらのホルダーの位置合わせを容易に実行することができ、更に、これらのホルダーの一方のみを変位させるだけで、計測部位を変更することが可能となる。このように、本発明によれば、簡便かつ安価な構成でガス吸着材の吸着量分布を得ることができる。
【００１１】
第３の発明によれば、ガス濃度検出手段に供給される混合ガス流量より大きな流量のキャリアガスを第１の吸着材ホルダーに供給することにより、第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーとガス吸着材との間から大気を吸込むのを防止することができる。このため、本発明によれば、計測時に、大気に含まれる計測対象ガスの影響分を補正するといった対策を講じる必要なく、高い精度で計測を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のガス吸着材の評価装置１０の構成を説明するための図である。図１に示すガス吸着材の評価装置１０は、ガス吸着材、より具体的には、活性炭付フィルタ１２に吸着された計測対象ガス、より具体的には、蒸発燃料（THC）の吸着量分布を取得するための装置として構成されたものである。本実施形態における活性炭付フィルタ１２は、機関停止中に吸気通路内に生ずる蒸発燃料を吸着させるべく、内燃機関の吸気通路のエアクリーナ内に配置されるものとする。尚、図１におけるフィルタ１２は、図１中に示すＸ方向で切断された断面で示されている。また、図１において、フィルタ１２の断面の垂線方向をＹ方向と称する。フィルタ１２は、Ｘ方向およびＹ方向に対してそれぞれ所定寸法を有する濾過部１２aを備えている。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のガス吸着材の評価装置１０は、フィルタ１２に吸着されたTHC吸着量を取得するためのサンプリング流量とTHC濃度を計測する計測部１４と、計測部１４の各構成要素を制御する制御部１６と、計測部１４によって計測された各種のデータを処理するデータ処理部１８とにより構成されている。
【００１４】
先ず、計測部１４の具体的な構成について説明する。計測部１４は、フィルタ１２を固定するためのフィルタ支持台２０を備えている。また、評価装置１０は、フィルタ１２にTHCを脱離させるキャリアガスとしてのゼロガスを供給するキャリアガス供給管２２を備えている。より具体的には、本実施形態では、そのようなゼロガスとして精製空気を用いることとしており、キャリアガス供給管２２の上流側端部には、高圧の精製空気が充填された精製空気ボンベ（図示省略）が取り付けられている。尚、ここで用いるゼロガスは、精製空気に限らず、窒素等の不活性ガスをベースとするものであってもよい。
【００１５】
精製空気ボンベの下流側のキャリアガス供給管２２には、流路を開閉する電磁弁２４が設置されている。キャリアガス供給管２２には、電磁弁２４の更に下流側にマスフローコントローラ２６が設置されている。マスフローコントローラ２６は、キャリアガス供給管２２内を流れる精製空気の流量の計測および制御を行うものである。
【００１６】
キャリアガス供給管２２の下流側端部には、第１の吸着材ホルダー２８が接続されている。より具体的には、キャリアガス供給管２２におけるマスフローコントローラ２６と第１の吸着材ホルダー２８との間の部位は、可撓性を有するシリコンチューブ３０により構成されている。第１の吸着材ホルダー２８は、ほぼ角柱状の外形を有しており、その内部には精製空気の通路が確保されている。第１の吸着材ホルダー２８は、その内部に、シリコンチューブ３０から導入される精製空気を整流し、かつ、加熱するためのヒータ付整流板３２を備えている。第１の吸着材ホルダー２８の他端は、開放端とされており、ここでは、その他端を第１の開口部３４と称する。第１の開口部３４の開口面積は、フィルタ１２の吸着量分布を得るべく適当な数に分割された濾過部１２aの分割単位面積と等しくなるように構成されている。第１の開口部３４の縁部には、第１の磁石３６が取り付けられている。
【００１７】
本実施形態のガス吸着材の評価装置１０は、第２の吸着材ホルダー３８を備えている。第２の吸着材ホルダー３８は、第１の開口部３４と同一寸法で形成された第２の開口部４０を有している。第２の吸着材ホルダー３８は、第２の開口部４０がフィルタ１２を介して第１の開口部３４と対向するように配置されている。第２の開口部４０の縁部には、第１の開口部３４と同様に、第２の磁石４２が取り付けられている。以下、図２を参照して、本実施形態で用いられる第１の磁石３６および第２の磁石４２の詳細な構成について説明する。
【００１８】
図２は、図１に示す第１の磁石３６および第２の磁石４２の磁極配置の一例を示す図である。より具体的には、図２（Ａ）は、第１の磁石３６をフィルタ１２側から見た図であり、図２（Ｂ）は、第２の磁石４２をフィルタ１２側から見た図である。図２に示すように、第１の磁石３６と第２の磁石４２は、磁極が交互に入れ替わるように配置された単位磁石４４を組み合わせたものとしてそれぞれ構成されており、第１の磁石３６と第２の磁石４２とが合わさった状態で対向する磁極が異なるような磁極配置を有している。このような構成を有する磁石３６、４２を備えたことにより、第１の吸着材ホルダー２８と第２の吸着材ホルダー３８とは、フィルタ１２を介して磁力により互いに引き付けられることとなる。尚、ホルダー２８、３８の断面形状、および磁石３６、４２の形状は、四角形に限らず、例えば、円形であってもよい。
【００１９】
図１に示すように、第２の吸着材ホルダー３８は、ホルダー支持具４６に固定されている。ホルダー支持具４６は、アクチュエータ４８に取り付けられている。アクチュエータ４８は、ホルダー支持具４６に固定された第２の吸着材ホルダー３８を、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれの方向に対して変位させることができるように構成されている。第２の吸着材ホルダー３８の下流側端部には、フィルタ１２から脱離したTHCと精製空気との混合ガスが流通する混合ガス管路５０が接続されている。
【００２０】
混合ガス管路５０には、第２の吸着材ホルダー３８の下流側に、混合ガスの流量を計測するマスフローメータ５２が設置されている。より具体的には、混合ガス管路５０における第２の吸着材ホルダー３８とマスフローメータ５２との間の部位は、可撓性を有するフレキシブルホース５４により構成されている。混合ガス管路５０には、マスフローメータ５２の更に下流側に、混合ガス中のTHC濃度を検出する全炭化水素分析計５６が設置されている。全炭化水素分析計５６は、その内部に吸引ポンプを備えている。全炭化水素分析計５６に取り込まれる混合ガスの流量は、所定の設定流量Qbとなるように全炭化水素分析計５６により制御されている。
【００２１】
制御部１６は、所定の計測条件の設定を受け付ける操作盤５８と、計測部１４の各構成要素を制御する制御回路６０とにより構成されている。より具体的には、制御回路６０には、上述した電磁弁２４、マスフローコントローラ２６、アクチュエータ４８、マスフローメータ５２、および全炭化水素分析計５６とが接続されている。
【００２２】
データ処理部１８は、計測部１４によって計測された各種のデータを処理するデータ処理回路６２と、データ処理回路６２により算出されたTHC吸着量の分布および総吸着量を表示するデータ表示パネル６４とにより構成されている。データ処理回路６２は、マスフローメータ５２により計測された混合ガスの流量（体積流量）と、全炭化水素分析計５６により検出された混合ガス中のTHC濃度と、予め記憶しているTHCの密度に基づく時間積算値により、アクチュエータ４８によって予め位置決めされた計測部位におけるTHC吸着量を算出する。データ表示パネル６４は、図１に示すように、各計測部位の吸着量を、その数値とともに濃度に応じて背景色の濃淡を変更して表示するものである。
【００２３】
図１は、互いに対向する第１の吸着材ホルダー２８と第２の吸着材ホルダー３８とが、磁力によりフィルタ１２を挟み込んでいる状態を示している。このような状態からアクチュエータ４８により第２の吸着材ホルダー３８を変位させると、第１の吸着材ホルダー２８は、第２の吸着材ホルダー３８に追従して移動する。そして、第１の吸着材ホルダー２８は、第２の吸着材ホルダー３８が新たに位置決めされた位置において、第２の吸着材ホルダー３８とともにフィルタ１２を押し付けるようにして保持する。
【００２４】
上記のように構成された本実施形態のシステムにおいて、制御回路６０の指令に基づき、電磁弁２４が開弁されると、精製空気がキャリアガス供給管２２内に導入される。キャリアガス供給管２２内に導入された精製空気の流量は、マスフローコントローラ２６により所定の流量Qaとなるように制御される。第１の吸着材ホルダー２８に導入された精製空気は、ヒータ付整流板３２により加熱された状態でフィルタ１２に供給される。その結果、フィルタ１２に吸着されたHCの脱離が促進される。脱離したTHCは精製空気との混合ガスとなり、その混合ガスはマスフローメータ５２および全炭化水素分析計５６に順に導入された後に排気される。
【００２５】
また、本実施形態のシステムでは、THC吸着量の計測精度を良好に保つべく、第１の吸着材ホルダー２８に供給される精製空気の流量Qaが、全炭化水素分析計５６に供給される混合ガスの設定流量Qbに所定の過剰流量kを加えた流量となるように、マスフローコントローラ２６を制御している。この過剰流量kの設定手法について説明する。先ず、THCが吸着される前の状態のフィルタ１２をフィルタ支持台２０にセットし、その状態で精製空気の供給量を徐々に増加させていく。そして、全炭化水素分析計５６で測定されるTHC濃度がゼロを示した時の精製空気の供給流量が流量Qaとなるように過剰流量kを決定する。このような過剰流量kの設定によれば、全炭化水素分析計５６が吸引する流量Qbより大きな流量Qaを第１のホルダー２８側に与えることで、ホルダー２８、３８とフィルタ１２との間から大気を吸込むのを防ぐことができる。このため、フィルタ１２から脱離したTHCの吸着量を高い精度で計測することが可能となる。
【００２６】
次に、図３を参照して、本実施形態のガス吸着材の評価装置１０により実現される活性炭付フィルタ１２の吸着量分布の計測の具体的な処理について説明する。
図３は、図１に示す制御回路６０が上記の機能を実現するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図３に示す一連の処理が実行される前に、事前準備として、ヒータ付整流板３２の電源がONされ、また、フィルタ１２がフィルタ支持台２０にセットされる。そして、計測を行ううえで必要な所定の計測条件が操作盤５８により入力される。
【００２７】
具体的には、フィルタ１２における各計測部位のＸ方向およびＹ方向の寸法、すなわち、ホルダー２８、３８の開口部３４、４０のＸ方向およびＹ方向の寸法が入力される。次いで、各計測部位の計測順序が入力される。次いで、計測部位の切換え条件が入力される。この際、操作盤５８は、その切換えを濃度Cに基づいて行うか、或いは、計測時間Tに基づいて行うかの何れかの選択を受け付ける。また、マスフローメータ５２で計測される流量Qb、および過剰流量kが入力される。次いで、自動または固定の何れかから選択された全炭化水素分析計５６のTHC計測レンジが入力される。
【００２８】
上記のような計測条件が設定された後に、計測開始が実行されると、図３に示すルーチンの一連の処理が実行される。先ず、全炭化水素分析計５６のゼロ点とスパン点の校正が実行される（ステップ１００）。次いで、第１の吸着材ホルダー２８および第２の吸着材ホルダー３８が位置決めされる（ステップ１０２）。具体的には、予め設定された計測順序に従って、ホルダー２８、３８の位置がアクチュエータ４８により所定の計測部位に移動される。
【００２９】
次に、電磁弁２４が開弁される（ステップ１０４）。次いで、今回の計測部位に対する計測データの取り込みと演算が開始される（ステップ１０６）。具体的には、アクチュエータ４８の位置情報、マスフローメータ５２による流量Qb、および全炭化水素分析計５６によるTHC濃度がデータ処理回路６２に取り込まれる。そして、流量Qb、THC濃度、およびTHCの密度に基づく時間積算値により、計測時間に応じたTHC吸着量が算出される。
【００３０】
次に、マスフローコントローラ２６により計測される精製空気の瞬時流量値Qaが設定流量Qbと過剰流量kの和と等しいか否かが判定される（ステップ１０８）。その結果、Qa＝Qb＋kが成立しないと判定されると、警告が発せられ（ステップ１１０）、今回の計測が速やかに終了される。
【００３１】
一方、上記ステップ１０８において、Qa＝Qb＋kの成立が認められる場合には、計測が続行され、次いで、マスフローメータ５２により計測される混合ガスの瞬時流量値が設定流量Qbと等しいか否かが判定される（ステップ１１２）。その結果、当該瞬時流量値が設定流量Qbと等しくないと判定されると、警告が発せられ（ステップ１１０）、今回の計測が速やかに終了される。
【００３２】
一方、上記ステップ１１２において、混合ガスの瞬時流量値が設定流量Qbと等しいことが認められる場合には、計測が続行され、次いで、THC濃度の計測値が切換え条件濃度C以下であるか否かが判定される（ステップ１１４）。本ルーチンの処理では、計測部位の切換えを、予め設定された濃度Cに基づいて実行することとしている。すなわち、本ルーチンの処理では、このような濃度Cを計測下限値として、THC濃度の計測値が濃度C以下となった時点で今回のフィルタ１２の計測部位に対する計測を終了させることとしている。尚、本実施形態のシステムのように、キャリアガスとしてゼロガスを用いている場合には、全炭化水素分析計５６が示すTHC濃度がゼロとなるまで計測を行うこととしてもよい。このような手法によれば、計測部位に吸着されたTHCの総量を得ることができる。また、既述したように、計測時間Tに基づいて計測部位を切換えることとしてもよい。すなわち、ヒータ付整流板３２の温度が一定とされ、マスフローメータ５２により計測される混合ガス流量Qbが一定とされた条件下で、フィルタ１２の各計測部位から所定の計測時間Tの間に脱離するTHC量を計測することとしてもよい。
【００３３】
上記ステップ１１４において、THC濃度の計測値≦切換え条件濃度Cの成立が判定されると、電磁弁２４が閉弁され（ステップ１１６）、今回のフィルタ１２の計測部位に対する計測データの取り込みと演算が停止される（ステップ１１８）。次に、今回のフィルタ計測部位♯が予め設定された最終計測部位♯か否かが判定される（ステップ１２０）。その結果、今回のフィルタ計測部位♯が最終計測部位♯でないと判定された場合には、予め設定された計測順序に従って、次の計測部位に対して上述したステップ１００〜１２０の処理が実行される。
【００３４】
一方、上記ステップ１２０において、今回のフィルタ計測部位♯が最終計測部位♯であると判定された場合には、各計測部位から脱離したTHCの質量（吸着量）に基づき、活性炭付フィルタ１２に吸着されたTHCの吸着量分布と総吸着量がデータ表示パネル６４に表示される（ステップ１２２）。
【００３５】
以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、活性炭付フィルタ１２に吸着された蒸発燃料の吸着量分布を取得することができる。吸着量分布を試験前後のフィルタの秤量値の差により評価する手法では、吸着量分布を得るためにフィルタを切断する必要があるが、本実施形態の評価装置１０によれば、フィルタ１２に損傷を与えることなく、吸着量分布を精度良く計測することができる。
【００３６】
また、本実施形態の構成によれば、２つのホルダー２８、３８に磁極を異ならせて配置させた磁石３６、４２を備えたことにより、ホルダー２８、３８の位置合わせを容易に実行することができ、更に、第２の吸着材ホルダー３８のみをアクチュエータ４８により変位させるだけで、計測部位を変更することが可能となる。このため、本実施形態のシステムによれば、簡便かつ安価な構成でフィルタ１２の吸着量分布を把握することができる。
【００３７】
また、本実施形態の評価装置１０では、２つのホルダー２８、３８によりフィルタ１２を挟み込む構成とし、更に、上流側の第１の吸着材ホルダー２８に下流側の第２の吸着材ホルダー３８に比して過剰流量k分だけ大きな流量を与えたことにより、大気中のTHCを装置内に取り込んでしまうことがない。このため、計測時に、大気中のTHC濃度分を補正する必要がなく、また、クリーンチャンバ内で計測を行わなければならないといった計測場所の制限を受けない。
【００３８】
また、本実施形態の活性炭付フィルタ１２のように、内燃機関のエアクリーナ内に配置されたものでは、吸気口の形状や活性炭付フィルタ１２の搭載位置等が車種毎に異なることに起因して、一般に、車種毎に吸着量分布が異なるものとなる。本実施形態のシステムによれば、フィルタ１２の吸着量分布を把握することができるため、例えば、吸着量の多い部位により多くの活性炭を追加する等の対策を行うことで、活性炭付フィルタ１２の吸着効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
ところで、上述した実施の形態１においては、活性炭付フィルタ１２に供給するキャリアガスとしてゼロガス（精製空気）を用いることとしているが、本発明で使用されるキャリアガスはこれに限定されるものではなく、計測対象ガスの含有濃度が所定の計測下限値以下（例えば、本実施の形態１であれば、上述した濃度C以下）とされたガスであればよい。
【００４０】
また、上述した実施の形態１においては、全炭化水素分析計５６を備え、活性炭付フィルタ１２に吸着された蒸発燃料（THC）の吸着量分布を計測する構成を示しているが、本発明の計測対象となるガスはこれに限定されるものではなく、例えば、CO、NO等であってもよい。
【００４１】
尚、上述した実施の形態１においては、精製空気ボンベ、電磁弁２４、およびマスフローコントローラ２６が、前記第１の発明における「キャリアガス供給手段」に、第１の磁石３６および第２の磁石４２が、前記第１の発明における「ホルダー保持手段」に、アクチュエータ４８が、前記第１の発明における「計測部位変更手段」に、マスフローメータ５２、全炭化水素分析計５６、およびデータ処理回路６２が、前記第１の発明における「ガス質量取得手段」に、データ表示パネル６４が、前記第１の発明における「質量分布表示手段」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、マスフローコントローラ２６が、前記第３の発明における「キャリアガス流量計測手段」および「流量制御手段」に、全炭化水素分析計５６が、前記第３の発明における「ガス濃度検出手段」に、分析計５６が備える吸引ポンプが、前記第３の発明における「混合ガス供給手段」に、マスフローメータ５２が、前記第３の発明のおける「混合ガス流量計測手段」に、それぞれ相当している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１のガス吸着材の評価装置の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す第１の磁石および第２の磁石の磁極配置の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 評価装置
１２ 活性炭付フィルタ
２４ 電磁弁
２６ マスフローコントローラ
２８ 第１の吸着材ホルダー
３４ 第１の開口部
３６ 第１の磁石
３８ 第２の吸着材ホルダー
４０ 第２の開口部
４２ 第２の磁石
４８ アクチュエータ
５２ マスフローメータ
５６ 全炭化水素分析計
６０ 制御回路
６２ データ処理回路
６４ データ表示パネル
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ガス吸着材の評価装置に係り、特に、活性炭付フィルタ等のガス吸着材に吸着されたガスの吸着分布を評価するうえで好適な評価装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特開平６−９３９３２号公報には、内燃機関が備えるキャニスタ（活性炭付フィルタ）に吸着された蒸発燃料の吸着量に基づいて、吸気通路への蒸発燃料の供給量を制御する内燃機関の蒸発燃料制御装置が開示されている。この装置では、キャニスタに吸着された吸着量を、キャニスタの周辺部と内部との温度の差より算出することとしている。
【０００３】
【特許文献１】特開平６−９３９３２号公報
【特許文献２】特開平５−２３１２０９号公報
【特許文献３】特開平５−２４８３１２号公報
【特許文献４】特開平１０−２６１６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、内燃機関において、機関停止中に吸気口から蒸発燃料が大気中に漏れ出すのを防止すべく、例えば、吸気通路のエアクリーナ内に蒸発燃料を吸着させるガス吸着材を備える構成が知られている。このような構成を有する内燃機関が搭載される車両において、内燃機関の吸気口の形状やガス吸着材の搭載位置等は、一般に、車種毎に異なるものとされている。従って、ガス吸着材に吸着される蒸発燃料（THC）の吸着量分布は、車種毎に異なるものとなる。このような場合に、ガス吸着材に吸着された蒸発燃料の吸着量分布を把握できると、ガス吸着材の吸着効率を向上させるうえで便宜である。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、ガス吸着材に吸着されたガスの吸着量分布を取得することのできるガス吸着材の評価装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、計測対象ガスを脱離させるキャリアガスをガス吸着材に供給するキャリアガス供給手段と、
前記ガス吸着材における濾過面積の一部を覆う第１の開口部を有し、前記キャリアガス供給手段の下流側に設置され、前記キャリアガスが内部に導入される第１の吸着材ホルダーと、
前記第１の開口部とほぼ同一寸法で形成された第２の開口部を有し、当該第２の開口部が前記ガス吸着材を介して前記第１の開口部と対向するように配置される第２の吸着材ホルダーと、
前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーとを前記ガス吸着材に押し付けた状態に保持するホルダー保持手段と、
前記第１の吸着材ホルダーおよび前記第２の吸着材ホルダーを変位させることにより、前記ガス吸着材の計測部位を変更させる計測部位変更手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記計測部位から脱離した計測対象ガスの質量を取得するガス質量取得手段と、
前記ガス質量取得手段により取得された前記計測部位毎の前記質量の分布を表示する質量分布表示手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記ホルダー保持手段は、前記第１の開口部および前記第２の開口部のそれぞれの縁部に互いに磁極を異ならせて配置された一対の磁石であり、
前記計測部位変更手段は、前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーの何れか一方のみを変位させるように構成されていることを特徴とする。
【０００８】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量を計測するキャリアガス流量計測手段と、
前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量制御を行う流量制御手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記第２の吸着材ホルダーから流出する前記キャリアガスと前記ガス吸着材から脱離した計測対象ガスとの混合ガス中の前記計測対象ガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量を計測する混合ガス流量計測手段とを備え、
前記流量制御手段は、前記キャリアガスの供給流量を、前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量に所定の過剰流量を加えた流量となるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の発明によれば、キャリアガスが第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーにより保持されるガス吸着材に供給されることで、ガス吸着材に吸着された計測対象ガスが脱離される。また、ガス吸着材の計測部位は、計測部位変更手段によって第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーを変位させることにより変更される。このため、本発明によれば、複数の計測部位のそれぞれから脱離した計測対象ガスの質量を、計測部位毎に取得することにより、ガス吸着材に吸着された計測対象ガスの吸着量分布を得ることができる。
【００１０】
第２の発明によれば、第１の吸着材ホルダーと第２の吸着材ホルダーとが一対の磁石の磁力により、ガス吸着材を介して保持される。また、計測部位変更手段により第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーの何れか一方を変位させると、他方の吸着材ホルダーが磁力により追従して変位する。このため、本発明によれば、これらのホルダーの位置合わせを容易に実行することができ、更に、これらのホルダーの一方のみを変位させるだけで、計測部位を変更することが可能となる。このように、本発明によれば、簡便かつ安価な構成でガス吸着材の吸着量分布を得ることができる。
【００１１】
第３の発明によれば、ガス濃度検出手段に供給される混合ガス流量より大きな流量のキャリアガスを第１の吸着材ホルダーに供給することにより、第１の吸着材ホルダーおよび第２の吸着材ホルダーとガス吸着材との間から大気を吸込むのを防止することができる。このため、本発明によれば、計測時に、大気に含まれる計測対象ガスの影響分を補正するといった対策を講じる必要なく、高い精度で計測を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１のガス吸着材の評価装置１０の構成を説明するための図である。図１に示すガス吸着材の評価装置１０は、ガス吸着材、より具体的には、活性炭付フィルタ１２に吸着された計測対象ガス、より具体的には、蒸発燃料（THC）の吸着量分布を取得するための装置として構成されたものである。本実施形態における活性炭付フィルタ１２は、機関停止中に吸気通路内に生ずる蒸発燃料を吸着させるべく、内燃機関の吸気通路のエアクリーナ内に配置されるものとする。尚、図１におけるフィルタ１２は、図１中に示すＸ方向で切断された断面で示されている。また、図１において、フィルタ１２の断面の垂線方向をＹ方向と称する。フィルタ１２は、Ｘ方向およびＹ方向に対してそれぞれ所定寸法を有する濾過部１２aを備えている。
【００１３】
図１に示すように、本実施形態のガス吸着材の評価装置１０は、フィルタ１２に吸着されたTHC吸着量を取得するためのサンプリング流量とTHC濃度を計測する計測部１４と、計測部１４の各構成要素を制御する制御部１６と、計測部１４によって計測された各種のデータを処理するデータ処理部１８とにより構成されている。
【００１４】
先ず、計測部１４の具体的な構成について説明する。計測部１４は、フィルタ１２を固定するためのフィルタ支持台２０を備えている。また、評価装置１０は、フィルタ１２にTHCを脱離させるキャリアガスとしてのゼロガスを供給するキャリアガス供給管２２を備えている。より具体的には、本実施形態では、そのようなゼロガスとして精製空気を用いることとしており、キャリアガス供給管２２の上流側端部には、高圧の精製空気が充填された精製空気ボンベ（図示省略）が取り付けられている。尚、ここで用いるゼロガスは、精製空気に限らず、窒素等の不活性ガスをベースとするものであってもよい。
【００１５】
精製空気ボンベの下流側のキャリアガス供給管２２には、流路を開閉する電磁弁２４が設置されている。キャリアガス供給管２２には、電磁弁２４の更に下流側にマスフローコントローラ２６が設置されている。マスフローコントローラ２６は、キャリアガス供給管２２内を流れる精製空気の流量の計測および制御を行うものである。
【００１６】
キャリアガス供給管２２の下流側端部には、第１の吸着材ホルダー２８が接続されている。より具体的には、キャリアガス供給管２２におけるマスフローコントローラ２６と第１の吸着材ホルダー２８との間の部位は、可撓性を有するシリコンチューブ３０により構成されている。第１の吸着材ホルダー２８は、ほぼ角柱状の外形を有しており、その内部には精製空気の通路が確保されている。第１の吸着材ホルダー２８は、その内部に、シリコンチューブ３０から導入される精製空気を整流し、かつ、加熱するためのヒータ付整流板３２を備えている。第１の吸着材ホルダー２８の他端は、開放端とされており、ここでは、その他端を第１の開口部３４と称する。第１の開口部３４の開口面積は、フィルタ１２の吸着量分布を得るべく適当な数に分割された濾過部１２aの分割単位面積と等しくなるように構成されている。第１の開口部３４の縁部には、第１の磁石３６が取り付けられている。
【００１７】
本実施形態のガス吸着材の評価装置１０は、第２の吸着材ホルダー３８を備えている。第２の吸着材ホルダー３８は、第１の開口部３４と同一寸法で形成された第２の開口部４０を有している。第２の吸着材ホルダー３８は、第２の開口部４０がフィルタ１２を介して第１の開口部３４と対向するように配置されている。第２の開口部４０の縁部には、第１の開口部３４と同様に、第２の磁石４２が取り付けられている。以下、図２を参照して、本実施形態で用いられる第１の磁石３６および第２の磁石４２の詳細な構成について説明する。
【００１８】
図２は、図１に示す第１の磁石３６および第２の磁石４２の磁極配置の一例を示す図である。より具体的には、図２（Ａ）は、第１の磁石３６をフィルタ１２側から見た図であり、図２（Ｂ）は、第２の磁石４２をフィルタ１２側から見た図である。図２に示すように、第１の磁石３６と第２の磁石４２は、磁極が交互に入れ替わるように配置された単位磁石４４を組み合わせたものとしてそれぞれ構成されており、第１の磁石３６と第２の磁石４２とが合わさった状態で対向する磁極が異なるような磁極配置を有している。このような構成を有する磁石３６、４２を備えたことにより、第１の吸着材ホルダー２８と第２の吸着材ホルダー３８とは、フィルタ１２を介して磁力により互いに引き付けられることとなる。尚、ホルダー２８、３８の断面形状、および磁石３６、４２の形状は、四角形に限らず、例えば、円形であってもよい。
【００１９】
図１に示すように、第２の吸着材ホルダー３８は、ホルダー支持具４６に固定されている。ホルダー支持具４６は、アクチュエータ４８に取り付けられている。アクチュエータ４８は、ホルダー支持具４６に固定された第２の吸着材ホルダー３８を、Ｘ方向およびＹ方向のそれぞれの方向に対して変位させることができるように構成されている。第２の吸着材ホルダー３８の下流側端部には、フィルタ１２から脱離したTHCと精製空気との混合ガスが流通する混合ガス管路５０が接続されている。
【００２０】
混合ガス管路５０には、第２の吸着材ホルダー３８の下流側に、混合ガスの流量を計測するマスフローメータ５２が設置されている。より具体的には、混合ガス管路５０における第２の吸着材ホルダー３８とマスフローメータ５２との間の部位は、可撓性を有するフレキシブルホース５４により構成されている。混合ガス管路５０には、マスフローメータ５２の更に下流側に、混合ガス中のTHC濃度を検出する全炭化水素分析計５６が設置されている。全炭化水素分析計５６は、その内部に吸引ポンプを備えている。全炭化水素分析計５６に取り込まれる混合ガスの流量は、所定の設定流量Qbとなるように全炭化水素分析計５６により制御されている。
【００２１】
制御部１６は、所定の計測条件の設定を受け付ける操作盤５８と、計測部１４の各構成要素を制御する制御回路６０とにより構成されている。より具体的には、制御回路６０には、上述した電磁弁２４、マスフローコントローラ２６、アクチュエータ４８、マスフローメータ５２、および全炭化水素分析計５６とが接続されている。
【００２２】
データ処理部１８は、計測部１４によって計測された各種のデータを処理するデータ処理回路６２と、データ処理回路６２により算出されたTHC吸着量の分布および総吸着量を表示するデータ表示パネル６４とにより構成されている。データ処理回路６２は、マスフローメータ５２により計測された混合ガスの流量（体積流量）と、全炭化水素分析計５６により検出された混合ガス中のTHC濃度と、予め記憶しているTHCの密度に基づく時間積算値により、アクチュエータ４８によって予め位置決めされた計測部位におけるTHC吸着量を算出する。データ表示パネル６４は、図１に示すように、各計測部位の吸着量を、その数値とともに濃度に応じて背景色の濃淡を変更して表示するものである。
【００２３】
図１は、互いに対向する第１の吸着材ホルダー２８と第２の吸着材ホルダー３８とが、磁力によりフィルタ１２を挟み込んでいる状態を示している。このような状態からアクチュエータ４８により第２の吸着材ホルダー３８を変位させると、第１の吸着材ホルダー２８は、第２の吸着材ホルダー３８に追従して移動する。そして、第１の吸着材ホルダー２８は、第２の吸着材ホルダー３８が新たに位置決めされた位置において、第２の吸着材ホルダー３８とともにフィルタ１２を押し付けるようにして保持する。
【００２４】
上記のように構成された本実施形態のシステムにおいて、制御回路６０の指令に基づき、電磁弁２４が開弁されると、精製空気がキャリアガス供給管２２内に導入される。キャリアガス供給管２２内に導入された精製空気の流量は、マスフローコントローラ２６により所定の流量Qaとなるように制御される。第１の吸着材ホルダー２８に導入された精製空気は、ヒータ付整流板３２により加熱された状態でフィルタ１２に供給される。その結果、フィルタ１２に吸着されたHCの脱離が促進される。脱離したTHCは精製空気との混合ガスとなり、その混合ガスはマスフローメータ５２および全炭化水素分析計５６に順に導入された後に排気される。
【００２５】
また、本実施形態のシステムでは、THC吸着量の計測精度を良好に保つべく、第１の吸着材ホルダー２８に供給される精製空気の流量Qaが、全炭化水素分析計５６に供給される混合ガスの設定流量Qbに所定の過剰流量kを加えた流量となるように、マスフローコントローラ２６を制御している。この過剰流量kの設定手法について説明する。先ず、THCが吸着される前の状態のフィルタ１２をフィルタ支持台２０にセットし、その状態で精製空気の供給量を徐々に増加させていく。そして、全炭化水素分析計５６で測定されるTHC濃度がゼロを示した時の精製空気の供給流量が流量Qaとなるように過剰流量kを決定する。このような過剰流量kの設定によれば、全炭化水素分析計５６が吸引する流量Qbより大きな流量Qaを第１のホルダー２８側に与えることで、ホルダー２８、３８とフィルタ１２との間から大気を吸込むのを防ぐことができる。このため、フィルタ１２から脱離したTHCの吸着量を高い精度で計測することが可能となる。
【００２６】
次に、図３を参照して、本実施形態のガス吸着材の評価装置１０により実現される活性炭付フィルタ１２の吸着量分布の計測の具体的な処理について説明する。
図３は、図１に示す制御回路６０が上記の機能を実現するために実行するルーチンのフローチャートである。尚、図３に示す一連の処理が実行される前に、事前準備として、ヒータ付整流板３２の電源がONされ、また、フィルタ１２がフィルタ支持台２０にセットされる。そして、計測を行ううえで必要な所定の計測条件が操作盤５８により入力される。
【００２７】
具体的には、フィルタ１２における各計測部位のＸ方向およびＹ方向の寸法、すなわち、ホルダー２８、３８の開口部３４、４０のＸ方向およびＹ方向の寸法が入力される。次いで、各計測部位の計測順序が入力される。次いで、計測部位の切換え条件が入力される。この際、操作盤５８は、その切換えを濃度Cに基づいて行うか、或いは、計測時間Tに基づいて行うかの何れかの選択を受け付ける。また、マスフローメータ５２で計測される流量Qb、および過剰流量kが入力される。次いで、自動または固定の何れかから選択された全炭化水素分析計５６のTHC計測レンジが入力される。
【００２８】
上記のような計測条件が設定された後に、計測開始が実行されると、図３に示すルーチンの一連の処理が実行される。先ず、全炭化水素分析計５６のゼロ点とスパン点の校正が実行される（ステップ１００）。次いで、第１の吸着材ホルダー２８および第２の吸着材ホルダー３８が位置決めされる（ステップ１０２）。具体的には、予め設定された計測順序に従って、ホルダー２８、３８の位置がアクチュエータ４８により所定の計測部位に移動される。
【００２９】
次に、電磁弁２４が開弁される（ステップ１０４）。次いで、今回の計測部位に対する計測データの取り込みと演算が開始される（ステップ１０６）。具体的には、アクチュエータ４８の位置情報、マスフローメータ５２による流量Qb、および全炭化水素分析計５６によるTHC濃度がデータ処理回路６２に取り込まれる。そして、流量Qb、THC濃度、およびTHCの密度に基づく時間積算値により、計測時間に応じたTHC吸着量が算出される。
【００３０】
次に、マスフローコントローラ２６により計測される精製空気の瞬時流量値Qaが設定流量Qbと過剰流量kの和と等しいか否かが判定される（ステップ１０８）。その結果、Qa＝Qb＋kが成立しないと判定されると、警告が発せられ（ステップ１１０）、今回の計測が速やかに終了される。
【００３１】
一方、上記ステップ１０８において、Qa＝Qb＋kの成立が認められる場合には、計測が続行され、次いで、マスフローメータ５２により計測される混合ガスの瞬時流量値が設定流量Qbと等しいか否かが判定される（ステップ１１２）。その結果、当該瞬時流量値が設定流量Qbと等しくないと判定されると、警告が発せられ（ステップ１１０）、今回の計測が速やかに終了される。
【００３２】
一方、上記ステップ１１２において、混合ガスの瞬時流量値が設定流量Qbと等しいことが認められる場合には、計測が続行され、次いで、THC濃度の計測値が切換え条件濃度C以下であるか否かが判定される（ステップ１１４）。本ルーチンの処理では、計測部位の切換えを、予め設定された濃度Cに基づいて実行することとしている。すなわち、本ルーチンの処理では、このような濃度Cを計測下限値として、THC濃度の計測値が濃度C以下となった時点で今回のフィルタ１２の計測部位に対する計測を終了させることとしている。尚、本実施形態のシステムのように、キャリアガスとしてゼロガスを用いている場合には、全炭化水素分析計５６が示すTHC濃度がゼロとなるまで計測を行うこととしてもよい。このような手法によれば、計測部位に吸着されたTHCの総量を得ることができる。また、既述したように、計測時間Tに基づいて計測部位を切換えることとしてもよい。すなわち、ヒータ付整流板３２の温度が一定とされ、マスフローメータ５２により計測される混合ガス流量Qbが一定とされた条件下で、フィルタ１２の各計測部位から所定の計測時間Tの間に脱離するTHC量を計測することとしてもよい。
【００３３】
上記ステップ１１４において、THC濃度の計測値≦切換え条件濃度Cの成立が判定されると、電磁弁２４が閉弁され（ステップ１１６）、今回のフィルタ１２の計測部位に対する計測データの取り込みと演算が停止される（ステップ１１８）。次に、今回のフィルタ計測部位♯が予め設定された最終計測部位♯か否かが判定される（ステップ１２０）。その結果、今回のフィルタ計測部位♯が最終計測部位♯でないと判定された場合には、予め設定された計測順序に従って、次の計測部位に対して上述したステップ１００〜１２０の処理が実行される。
【００３４】
一方、上記ステップ１２０において、今回のフィルタ計測部位♯が最終計測部位♯であると判定された場合には、各計測部位から脱離したTHCの質量（吸着量）に基づき、活性炭付フィルタ１２に吸着されたTHCの吸着量分布と総吸着量がデータ表示パネル６４に表示される（ステップ１２２）。
【００３５】
以上説明した通り、本実施形態のシステムによれば、活性炭付フィルタ１２に吸着された蒸発燃料の吸着量分布を取得することができる。吸着量分布を試験前後のフィルタの秤量値の差により評価する手法では、吸着量分布を得るためにフィルタを切断する必要があるが、本実施形態の評価装置１０によれば、フィルタ１２に損傷を与えることなく、吸着量分布を精度良く計測することができる。
【００３６】
また、本実施形態の構成によれば、２つのホルダー２８、３８に磁極を異ならせて配置させた磁石３６、４２を備えたことにより、ホルダー２８、３８の位置合わせを容易に実行することができ、更に、第２の吸着材ホルダー３８のみをアクチュエータ４８により変位させるだけで、計測部位を変更することが可能となる。このため、本実施形態のシステムによれば、簡便かつ安価な構成でフィルタ１２の吸着量分布を把握することができる。
【００３７】
また、本実施形態の評価装置１０では、２つのホルダー２８、３８によりフィルタ１２を挟み込む構成とし、更に、上流側の第１の吸着材ホルダー２８に下流側の第２の吸着材ホルダー３８に比して過剰流量k分だけ大きな流量を与えたことにより、大気中のTHCを装置内に取り込んでしまうことがない。このため、計測時に、大気中のTHC濃度分を補正する必要がなく、また、クリーンチャンバ内で計測を行わなければならないといった計測場所の制限を受けない。
【００３８】
また、本実施形態の活性炭付フィルタ１２のように、内燃機関のエアクリーナ内に配置されたものでは、吸気口の形状や活性炭付フィルタ１２の搭載位置等が車種毎に異なることに起因して、一般に、車種毎に吸着量分布が異なるものとなる。本実施形態のシステムによれば、フィルタ１２の吸着量分布を把握することができるため、例えば、吸着量の多い部位により多くの活性炭を追加する等の対策を行うことで、活性炭付フィルタ１２の吸着効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
ところで、上述した実施の形態１においては、活性炭付フィルタ１２に供給するキャリアガスとしてゼロガス（精製空気）を用いることとしているが、本発明で使用されるキャリアガスはこれに限定されるものではなく、計測対象ガスの含有濃度が所定の計測下限値以下（例えば、本実施の形態１であれば、上述した濃度C以下）とされたガスであればよい。
【００４０】
また、上述した実施の形態１においては、全炭化水素分析計５６を備え、活性炭付フィルタ１２に吸着された蒸発燃料（THC）の吸着量分布を計測する構成を示しているが、本発明の計測対象となるガスはこれに限定されるものではなく、例えば、CO、NO等であってもよい。
【００４１】
尚、上述した実施の形態１においては、精製空気ボンベ、電磁弁２４、およびマスフローコントローラ２６が、前記第１の発明における「キャリアガス供給手段」に、第１の磁石３６および第２の磁石４２が、前記第１の発明における「ホルダー保持手段」に、アクチュエータ４８が、前記第１の発明における「計測部位変更手段」に、マスフローメータ５２、全炭化水素分析計５６、およびデータ処理回路６２が、前記第１の発明における「ガス質量取得手段」に、データ表示パネル６４が、前記第１の発明における「質量分布表示手段」に、それぞれ相当している。
また、上述した実施の形態１においては、マスフローコントローラ２６が、前記第３の発明における「キャリアガス流量計測手段」および「流量制御手段」に、全炭化水素分析計５６が、前記第３の発明における「ガス濃度検出手段」に、分析計５６が備える吸引ポンプが、前記第３の発明における「混合ガス供給手段」に、マスフローメータ５２が、前記第３の発明のおける「混合ガス流量計測手段」に、それぞれ相当している。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１のガス吸着材の評価装置の構成を説明するための図である。
【図２】図１に示す第１の磁石および第２の磁石の磁極配置の一例を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００４３】
１０ 評価装置
１２ 活性炭付フィルタ
２４ 電磁弁
２６ マスフローコントローラ
２８ 第１の吸着材ホルダー
３４ 第１の開口部
３６ 第１の磁石
３８ 第２の吸着材ホルダー
４０ 第２の開口部
４２ 第２の磁石
４８ アクチュエータ
５２ マスフローメータ
５６ 全炭化水素分析計
６０ 制御回路
６２ データ処理回路
６４ データ表示パネル
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象ガスを脱離させるキャリアガスをガス吸着材に供給するキャリアガス供給手段と、
前記ガス吸着材における濾過面積の一部を覆う第１の開口部を有し、前記キャリアガス供給手段の下流側に設置され、前記キャリアガスが内部に導入される第１の吸着材ホルダーと、
前記第１の開口部とほぼ同一寸法で形成された第２の開口部を有し、当該第２の開口部が前記ガス吸着材を介して前記第１の開口部と対向するように配置される第２の吸着材ホルダーと、
前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーとを前記ガス吸着材に押し付けた状態に保持するホルダー保持手段と、
前記第１の吸着材ホルダーおよび前記第２の吸着材ホルダーを変位させることにより、前記ガス吸着材の計測部位を変更させる計測部位変更手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記計測部位から脱離した計測対象ガスの質量を取得するガス質量取得手段と、
前記ガス質量取得手段により取得された前記計測部位毎の前記質量の分布を表示する質量分布表示手段と、
を備えることを特徴とするガス吸着材の評価装置。
【請求項２】
前記ホルダー保持手段は、前記第１の開口部および前記第２の開口部のそれぞれの縁部に互いに磁極を異ならせて配置された一対の磁石であり、
前記計測部位変更手段は、前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーの何れか一方のみを変位させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のガス吸着材の評価装置。
【請求項３】
前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量を計測するキャリアガス流量計測手段と、
前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量制御を行う流量制御手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記第２の吸着材ホルダーから流出する前記キャリアガスと前記ガス吸着材から脱離した計測対象ガスとの混合ガス中の前記計測対象ガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量を計測する混合ガス流量計測手段とを備え、
前記流量制御手段は、前記キャリアガスの供給流量を、前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量に所定の過剰流量を加えた流量となるように制御することを特徴とする請求項１または２記載のガス吸着材の評価装置。
【請求項１】
計測対象ガスを脱離させるキャリアガスをガス吸着材に供給するキャリアガス供給手段と、
前記ガス吸着材における濾過面積の一部を覆う第１の開口部を有し、前記キャリアガス供給手段の下流側に設置され、前記キャリアガスが内部に導入される第１の吸着材ホルダーと、
前記第１の開口部とほぼ同一寸法で形成された第２の開口部を有し、当該第２の開口部が前記ガス吸着材を介して前記第１の開口部と対向するように配置される第２の吸着材ホルダーと、
前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーとを前記ガス吸着材に押し付けた状態に保持するホルダー保持手段と、
前記第１の吸着材ホルダーおよび前記第２の吸着材ホルダーを変位させることにより、前記ガス吸着材の計測部位を変更させる計測部位変更手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記計測部位から脱離した計測対象ガスの質量を取得するガス質量取得手段と、
前記ガス質量取得手段により取得された前記計測部位毎の前記質量の分布を表示する質量分布表示手段と、
を備えることを特徴とするガス吸着材の評価装置。
【請求項２】
前記ホルダー保持手段は、前記第１の開口部および前記第２の開口部のそれぞれの縁部に互いに磁極を異ならせて配置された一対の磁石であり、
前記計測部位変更手段は、前記第１の吸着材ホルダーと前記第２の吸着材ホルダーの何れか一方のみを変位させるように構成されていることを特徴とする請求項１記載のガス吸着材の評価装置。
【請求項３】
前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量を計測するキャリアガス流量計測手段と、
前記第１の吸着材ホルダーに供給される前記キャリアガスの流量制御を行う流量制御手段と、
前記第２の吸着材ホルダーの下流側に設置され、前記第２の吸着材ホルダーから流出する前記キャリアガスと前記ガス吸着材から脱離した計測対象ガスとの混合ガス中の前記計測対象ガス濃度を検出するガス濃度検出手段と、
前記ガス濃度検出手段に前記混合ガスを供給する混合ガス供給手段と、
前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量を計測する混合ガス流量計測手段とを備え、
前記流量制御手段は、前記キャリアガスの供給流量を、前記ガス濃度検出手段に供給される前記混合ガスの流量に所定の過剰流量を加えた流量となるように制御することを特徴とする請求項１または２記載のガス吸着材の評価装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２００６−１７６７５（Ｐ２００６−１７６７５Ａ）
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１９８３８６（Ｐ２００４−１９８３８６）
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月１９日（２００６．１．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年７月５日（２００４．７．５）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]