酸素吸蔵能力の評価方法
【課題】触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価することができる酸素吸蔵能力の評価方法を提供する。
【解決手段】空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１から排気される排ガスＧ１を調整用ハニカム構造体１３に通すことによって、調整用ハニカム構造体１３から酸素濃度が調整された調整ガスＧ２を排出させるとともに、排出された調整ガスＧ２中の酸素濃度を測定し、排出させた調整ガスＧ２を評価対象ハニカム構造体１５に通して、評価対象ハニカム構造体１５から試料ガスＧ３を排出させるとともに、排出された試料ガスＧ３中の酸素濃度を測定し、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度に基づいて、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価する酸素吸蔵能力の評価方法。
【解決手段】空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１から排気される排ガスＧ１を調整用ハニカム構造体１３に通すことによって、調整用ハニカム構造体１３から酸素濃度が調整された調整ガスＧ２を排出させるとともに、排出された調整ガスＧ２中の酸素濃度を測定し、排出させた調整ガスＧ２を評価対象ハニカム構造体１５に通して、評価対象ハニカム構造体１５から試料ガスＧ３を排出させるとともに、排出された試料ガスＧ３中の酸素濃度を測定し、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度に基づいて、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価する酸素吸蔵能力の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素吸蔵能力の評価方法に関し、更に詳しくは、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価することができる酸素吸蔵能力の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排気される排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、及び硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の被浄化成分を浄化するために、排気通路に触媒（例えば三元触媒）が担持されたハニカム構造体が配置されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体は、担持された触媒が例えば三元触媒である場合、上記エンジンなどにおける混合気の空燃比（空気と燃料の混合比率）が理論空燃比よりも大きくなると、即ちリーンになると排ガス中に存在する過剰酸素を吸着保持し、ハニカム構造体に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなると、即ちリッチになると吸着保持された酸素を放出する酸素吸蔵能力を有するものである。そのため、混合気がリーンになったときには過剰な酸素がハニカム構造体（ハニカム構造体の触媒）に吸着保持されてＮＯＸが還元され、混合気がリッチになったときにはハニカム構造体（ハニカム構造体の触媒）に吸着保持された酸素が放出されてＨＣ及びＣＯが酸化される。このようにして排ガス中のＮＯＸ、ＨＣ及びＣＯが同時に浄化されることになる。
【０００４】
このようなハニカム構造体については、排ガスの浄化が正常に行われるか確認するため製造時や使用時においてその酸素吸蔵能力を評価する必要がある。そこで、ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価するために、触媒酸素吸蔵能力評価装置が知られている。例えば、触媒酸素吸蔵能力評価装置としては、触媒の下流側の排気通路中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、酸素濃度の時間変化率が所定変化率の範囲内であるか否かを判定する時間変化率判定手段と、時間変化率が所定変化率の範囲内である場合と、所定変化率の範囲外である場合とで、異なる空燃比制御を行う空燃比制御手段と、酸素濃度に基づいて、触媒に吸蔵された酸素量または触媒から放出された酸素量の少なくとも一方を算出し、算出された酸素量に基づいて触媒の酸素吸蔵能力の評価を行う触媒酸素吸蔵能力評価手段と、を備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の触媒酸素吸蔵能力評価装置であっても、正確な酸素吸蔵能力を評価することは困難であった。
【０００７】
具体的には、ハニカム形状のハニカム構造体において、セルの延びる方向に垂直な断面におけるセルの形状が四角形である場合（四角形セル）と六角形である場合（六角形セル）とでは、セルの形状が、四角形である場合に比べて六角形である方が有効に使用される触媒の量が多い。そのため、六角形セルの方が排ガス中の酸素を有効に吸蔵することができる。従って、一定量の酸素を供給した場合、六角形セルが形成されたハニカム構造体の方が、四角形セルが形成されたハニカム構造体よりも酸素吸蔵能力が高くなるはずである。しかし、特許文献１に記載の触媒酸素吸蔵能力評価装置のような従来の触媒酸素吸蔵能力評価装置では、例えば図７に示すように、四角形セルと六角形セルとにおける酸素吸蔵能力の違いは確認できていなかった。
【０００８】
そのため、四角形セルと六角形セルとにおける酸素吸蔵能力の違いが確認できるような（即ち、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価すること可能な）酸素吸蔵能力の評価方法の開発が切望されていた。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価することができる酸素吸蔵能力の評価方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気させた排ガスを用いること、及び、上記排ガス中の酸素濃度を調整用ハニカム構造体によって調整し、酸素濃度が調整された排ガス（調整ガス）を、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体に供給することによって、上記課題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明によれば、以下に示す、酸素吸蔵能力の評価方法が提供される。
【００１２】
［１］ 空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気される排ガスを調整用ハニカム構造体に通すことによって、前記調整用ハニカム構造体から酸素濃度が調整された調整ガスを排出させるとともに、排出された前記調整ガス中の酸素濃度を測定し、排出された前記調整ガスを評価対象ハニカム構造体に通して、前記評価対象ハニカム構造体から試料ガスを排出させるとともに、排出された前記試料ガス中の酸素濃度を測定し、前記調整ガス中の酸素濃度及び前記試料ガス中の酸素濃度に基づいて、前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１３】
［２］ 前記調整ガス中の酸素濃度から前記調整ガス中の酸素量を算出するとともに、前記試料ガス中の酸素濃度から前記試料ガス中の酸素量を算出した後、前記調整ガス中の酸素量から前記試料ガス中の酸素量を差し引くことによって酸素吸蔵量を算出して前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する前記［１］に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１４】
［３］ ２種類の前記混合比を一定の間隔で切り替えて前記エンジンを稼動させる前記［１］または［２］に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１５】
［４］ 空気に対する燃料の比率が大きくなるような混合比で５秒以上前記エンジンを稼動させた後、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で１．０〜３０．０秒間前記エンジンを稼動させることを繰り返して前記エンジンから前記排ガスを排出させる前記［１］〜［３］のいずれかに記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１６】
［５］ 前記排ガスの流量を、０．５〜１０．０Ｎｍ３／分とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１７】
［６］ 前記燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で前記エンジンを稼動させた場合における前記試料ガス中の酸素濃度が、０．１〜２．０体積％となるように前記混合比を調整する前記［４］または［５］に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法によれば、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気される排ガスを調整用ハニカム構造体に通すことによって、調整用ハニカム構造体から酸素濃度が調整された排ガス（調整ガス）を排出させるため、評価対象ハニカム構造体に供給されるガス中の酸素濃度が適切な濃度になり、触媒が担持されたハニカム構造体（評価対象ハニカム構造体）の酸素吸蔵能力を正確に（精度良く）評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で用いる酸素吸蔵能力評価装置を示す模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す酸素吸蔵能力評価装置の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】エンジンにおける空気と燃料との混合比の変化を示すグラフである。
【図４】本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で測定された酸素量を示すグラフである。
【図５】本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で測定された酸素量の平均値を示すグラフである。
【図６】従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量を示すグラフである。
【図７】従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量の平均値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００２１】
［１］酸素吸蔵能力の評価方法：
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態としては、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１（図１参照）から排気される排ガスＧ１を調整用ハニカム構造体１３（図２参照）に通すことによって、調整用ハニカム構造体１３から酸素濃度が調整された調整ガスＧ２（図２参照）を排出させるとともに、排出させた調整ガスＧ２中の酸素濃度を測定し、排出させた調整ガスＧ２を評価対象ハニカム構造体１５（図２参照）に通して、評価対象ハニカム構造体１５から試料ガスＧ３を排出させるとともに、排出された試料ガスＧ３中の酸素濃度を測定する。その後、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度に基づいて、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価する。具体的には、調整ガスＧ２中の酸素濃度から調整ガスＧ２中の酸素量を算出するとともに、試料ガスＧ３中の酸素濃度から試料ガスＧ３中の酸素量を算出した後、調整ガスＧ２中の酸素量から試料ガスＧ３中の酸素量を差し引くことによって酸素吸蔵量を算出する。そして、算出された酸素吸蔵量から評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００２２】
このような酸素吸蔵能力の評価方法によれば、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１から排気される排ガスＧ１を調整用ハニカム構造体１３に通すことによって、調整用ハニカム構造体１３から酸素濃度が調整された調整ガスＧ２を排出させるため、評価対象ハニカム構造体１５に供給されるガス（調整ガスＧ２）中の酸素濃度が適切な濃度になり、触媒が担持されたハニカム構造体（評価対象ハニカム構造体１５）の酸素吸蔵能力を正確に（精度良く）評価することができる。
【００２３】
ここで、エンジン１１から排気される排ガスＧ１中には、理論上は酸素が含有されない場合（いわゆるリッチ状態）であっても、実際には、エンジン１１内で完全に消費されずに残った酸素が存在している。そのため、従来の酸素吸蔵能力の評価方法（特許文献１参照）における評価では、いわゆるリッチ状態であっても排ガスＧ１中に酸素が存在することに起因して、評価対象ハニカム構造体１５の正確な酸素吸蔵能力は評価することはできていなかった。
【００２４】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法は、例えば、図１に示すような酸素吸蔵能力評価装置１００を用いて行うことができる。図１は、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で用いる酸素吸蔵能力評価装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００の一部を拡大して模式的に示す断面図である。即ち、図２は、調整用ハニカム構造体１３と、この調整用ハニカム構造体１３を収納する第一缶体１７と、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５と、この評価対象ハニカム構造体１５を収納する第二缶体１９と、第一缶体１７と第二缶体１９とを連結する連結配管２１とを示す断面図である。
【００２５】
図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００は、エンジン１１と、このエンジン１１に配設された空気流量計２３と、エンジン１１に配設された空燃比切替ユニット２５と、エンジン１１に連結され、エンジン１１から排気される排ガスＧ１が流入する入口１７ａと酸素濃度が調整された調整ガスＧ２が排出される出口１７ｂとを有し調整用ハニカム構造体１３を収納している第一缶体１７と、連結配管２１を介してこの第一缶体１７に連結されており、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５を収納するための第二缶体１９と、この第二缶体１９の入口付近の酸素濃度を測定する入口側排ガス分析計２７と、第二缶体１９の出口付近の酸素濃度を測定する出口側排ガス分析計２９と、第二缶体１９の入口付近の空燃比を測定する入口側空燃比計３１と、第二缶体１９の出口付近の空燃比を測定する出口側空燃比計３３と、エンジン１１に連結された動力計３５と、を備えており、空燃比切替ユニット２５は、空燃比制御器２５ａと、この空燃比制御器２５ａに接続された基準電圧発生器２５ｂと、を備えている。なお、第二缶体１９の出口１９ｂには排気配管３７が接続されている。連結配管２１には、分岐配管２１ａが形成されており、この分岐配管２１ａが入口側排ガス分析計２７に連結している。排気配管３７には、分岐配管３７ａが形成されており、この分岐配管３７ａが出口側排ガス分析計２９に連結している。
【００２６】
このような酸素吸蔵能力評価装置１００は、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力の評価に際して、まず、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１から排気された排ガスＧ１を、調整用ハニカム構造体１３を収納した第一缶体１７に導入させて調整用ハニカム構造体１３内を通過させる。そして、排ガスＧ１が調整用ハニカム構造体１３内を通過することによって、調整用ハニカム構造体１３内の触媒により排ガスＧ１中の酸素の一部が吸蔵される。そして、排ガスＧ１中の酸素の一部が吸蔵されることにより、調整用ハニカム構造体１３からは酸素濃度が調整された調整ガスＧ２が排出される。次に、調整ガスＧ２を、評価対象ハニカム構造体１５を収納した第二缶体１９に導入することによって評価対象ハニカム構造体１５内を通過させる。そして、評価対象ハニカム構造体１５内を通過させる調整ガスＧ２中の酸素濃度を入口側排ガス分析計２７で測定するとともに、評価対象ハニカム構造体１５から排出されたガス（試料ガスＧ３）中の酸素濃度を出口側排ガス分析計２９で測定する。次に、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度に基づいて、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価する。具体的には、調整ガスＧ２中の酸素濃度から調整ガスＧ２中の酸素量を算出するとともに、試料ガスＧ３中の酸素濃度から試料ガスＧ３中の酸素量を算出した後、調整ガスＧ２中の酸素量から試料ガスＧ３中の酸素量を差し引いて酸素吸蔵量を算出することによって、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００２７】
調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）は、測定された調整ガスＧ２中の酸素濃度（第二缶体１９の入口１７ａ付近の酸素濃度）と、空気流量計２３によって測定される空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））と、酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））とから算出することができる。そして、同様に、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）は、測定された試料ガスＧ３中の酸素濃度（第二缶体１９の出口１７ｂ付近の酸素濃度）と、空気流量計２３によって測定される空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））と、酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））とから算出することができる。
【００２８】
具体的には、調整ガスＧ２中の酸素量は、式：調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）＝空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））×調整ガスＧ２中の酸素濃度（体積％）×酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））によって算出することができ、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）は、式：試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）＝空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））×調整ガスＧ３中の酸素濃度（体積％）×酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））によって算出することができる。
【００２９】
エンジン１１としては、特に制限はないが、例えば、１．０〜５．０Ｌのエンジンなどを用いることができる。
【００３０】
第一缶体１７に収納した調整用ハニカム構造体１３は、図２に示すように、一方の端面２から他方の端面４まで貫通し流体の流路となる複数のセル６を区画形成する多孔質の隔壁８を有するハニカム基材１０と、このハニカム基材１０の隔壁８に担持された触媒と、を備えている。
【００３１】
なお、調整用ハニカム構造体１３としては、従来公知のものを用いることができる。
【００３２】
［１−１］ハニカム基材：
隔壁８の厚さは、０．２０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５〜０．１０ｍｍであることが更に好ましく、０．０５ｍｍ以上で０．０６５ｍｍ未満であることが特に好ましい。０．２０ｍｍ超であると、排ガスＧ１がセル６内を通過するときの圧力損失が大きくなることがあり、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。なお、隔壁８の厚さは、中心軸に平行な断面を顕微鏡観察する方法で測定した値である。
【００３３】
ハニカム基材１０（調整用ハニカム構造体１３）のセル密度（即ち、ハニカム基材１０の中心軸に直交する断面のセル密度）は、１〜３１０個／ｃｍ２であることが好ましく、８〜１５５個／ｃｍ２であることが更に好ましく、１６〜９３個／ｃｍ２であることが特に好ましい。１個／ｃｍ２未満であると、調整用ハニカム構造体１３の強度が低下するおそれがある。一方、３１０個／ｃｍ２超であると、圧力損失が大きくなり、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。
【００３４】
隔壁８の気孔率は、２５．０〜５０．０％であることが好ましく、３５．０〜４５．０％であることが更に好ましい。２５．０％未満であると、圧力損失が増大し、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。一方、５０．０％超であると、調整用ハニカム構造体１３が脆くなり欠落し易くなることがある。隔壁８の気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００３５】
調整用ハニカム構造体１３の中心軸方向の長さは、３０〜１５０ｍｍであることが好ましく、５０〜１００ｍｍであることが更に好ましい。３０ｍｍ未満であると、調整用ハニカム構造体１３が短すぎるため、評価中の振動などにより調整用ハニカム構造体１３が第一缶体１７から外れてしまうおそれがある。また、調整用ハニカム構造体１３が短すぎるため、十分な酸素吸蔵能力が得られないおそれがある。一方、１５０ｍｍ超であると、圧力損失が大きくなり、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。
【００３６】
調整用ハニカム構造体１３の外形が円筒形の場合、その底面の直径は、５０〜１５０ｍｍであることが好ましく、９０〜１２０ｍｍであることが更に好ましい。５０ｍｍ未満であると、圧力損失が大きくなり、調整用ハニカム構造体１３が第一缶体１７から外れるおそれがある。一方、１５０ｍｍ超であると、排ガスの流れが不均一になるおそれがある。
【００３７】
調整用ハニカム構造体１３に担持される触媒の単位体積当りの担持量は、１００〜３００ｇ／Ｌであることが好ましい。上記担持量が１００ｇ／Ｌ未満であると、触媒の担持量が少なすぎるため、触媒が劣化した際に十分な触媒性能が得られなくなるおそれがある。一方、３００ｇ／Ｌ超であると、触媒コートにより目詰まりする（即ち、触媒の担持量が多すぎるため隔壁の細孔が目詰まりする）ため、排ガスＧ１の十分な流量が得られなくなるおそれがある。
【００３８】
ハニカム基材１０のセル６の形状は、特に限定されないが、中心軸に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、または楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。四角形と八角形との組み合わせであることも好ましい態様である。
【００３９】
ハニカム基材１０（隔壁８）は、セラミックを主成分とするものである。隔壁８の材質としては、具体的には、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの中でも、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライトが好ましい。また、「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の９０質量％以上含有することをいう。
【００４０】
調整用ハニカム構造体１３の外形としては、例えば、円筒形、楕円筒形、四角筒形等の底面多角形の筒形状、底面不定形の筒形状等を挙げることができる。
【００４１】
調整用ハニカム構造体１３は、その最外周に位置する外周壁を有していてもよい。なお、外周壁は、成形時に多孔質基材と一体的に形成させる成形一体壁であることが好ましいが、成形後に、多孔質基材の外周を研削して所定形状とし、セラミックセメント等で外周壁を形成するセメントコート壁であることも好ましい態様である。成形一体壁の場合、外周壁の材質は、調整用ハニカム構造体１３の材質と同じであることが好ましい。また、外周壁がセメントコート壁の場合、セメントコート壁の材質としては、共素地にガラス等のフラックス成分を加えた材料等を挙げることができる。また、外周壁の厚さは、５ｍｍ未満であることが好ましい。
【００４２】
［１−２］触媒：
触媒としては、三元触媒、酸化触媒、ＮＯＸ選択還元用ＳＣＲ触媒、ＮＯＸ吸蔵触媒などを挙げることができる。
【００４３】
三元触媒とは、主に炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）を浄化する触媒のことをいう。例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）を含む触媒を挙げることができる。この三元触媒により、炭化水素は水と二酸化炭素に、一酸化炭素は二酸化炭素に、窒素酸化物は窒素に、それぞれ酸化または還元によって浄化される。
【００４４】
上記酸化触媒には、貴金属が含有されることが好ましく、この貴金属としては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、及びパラジウム（Ｐｄ）からなる群より選択される１種以上が好ましい。貴金属の合計量は、調整用ハニカム構造体１３の単位体積（１Ｌ）当り、１．００〜５．００ｇであることが好ましい。
【００４５】
ＮＯＸ選択還元用ＳＣＲ触媒としては、金属置換ゼオライト、バナジウム、チタニア、酸化タングステン、銀、及びアルミナからなる群より選択される少なくとも１種を含有するものを挙げることができる。また、ＮＯＸ吸蔵触媒としては、アルカリ金属、及び／またはアルカリ土類金属等を挙げることができる。アルカリ金属としては、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ等を挙げることができる。アルカリ土類金属としては、Ｃａなどを挙げることができる。
【００４６】
調整用ハニカム構造体１３は、従来公知のハニカム構造体と同様の方法で作製することができる。
【００４７】
［１−３］第一缶体：
第一缶体１７は、特に限定されるものではなく、例えば、自動車排ガス等の排ガス浄化用のセラミックハニカムフィルタを収納するために通常用いられるものを用いることができる。第一缶体１７としては、ステンレス鋼等の金属からなるものを挙げることができる。第一缶体１７の大きさは、調整用ハニカム構造体１３にクッション材４０を巻きつけた状態で圧入できる大きさであることが好ましい。第一缶体１７の入口１７ａの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましく、出口１７ｂの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましい。
【００４８】
［１−４］評価対象ハニカム構造体：
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法によれば、触媒が担持されたハニカム構造体であれば特に制限なく酸素吸蔵能力を評価することができる。即ち、評価対象ハニカム構造体１５のように、一方の端面から他方の端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材と、このハニカム基材の隔壁に担持された触媒と、を備えるものや、評価対象ハニカム構造体１５に更に上記セルを目封止するように形成された目封止部を備えたハニカム構造体であっても良好に酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００４９】
［１−５］第二缶体：
第二缶体１９は、特に限定されるものではなく、例えば、自動車排ガス等の排ガス浄化用のセラミックハニカムフィルタを収納するために通常用いられるものを用いることができる。第二缶体１９としては、ステンレス鋼等の金属からなるものを挙げることができる。第二缶体１９の大きさは、評価対象ハニカム構造体１５にクッション材４０を巻きつけた状態で圧入できる大きさであることが好ましい。第二缶体１９の入口１９ａの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましく、出口１９ｂの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましい。
【００５０】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、２種類の混合比を一定の間隔で切り替えてエンジンを稼動させることが好ましい。２種類の混合比を設定することによって、簡単な操作で酸素吸蔵能力を評価することができる。なお、本明細書において「空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化する」とは、空気と燃料との混合比が異なる燃料ガスを一定の間隔で供給することを意味する。即ち、空気と燃料との混合比がＸ１：Ｙ１である第一燃料ガスを一定時間供給した後、空気と燃料との混合比がＸ２：Ｙ２である第二燃料ガスを一定時間更に供給することを意味する。また、本明細書において「２種類の混合比を一定の間隔で切り替え」るとは、空気と燃料との混合比が異なる２種類の燃料ガス（燃料の種類は同じである）を一定の間隔で交互に供給することを意味する。
【００５１】
更に、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、空気に対する燃料の比率が大きくなるような混合比で５秒間以上エンジン１１を稼動させた後、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で１．０〜３０．０秒間エンジン１１を稼動させることを繰り返し行ってエンジン１１から排ガスＧ１を排気させることが好ましい。このように一定の間隔でエンジン１１を切り替えることによって、より正確に酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００５２】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、エンジン１１から排気される排ガスＧ１の流量を、０．５〜１０．０Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））とすることが好ましく、０．５〜５．０Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））とすることが更に好ましく、０．５〜２．０Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））とすることが特に好ましい。上記流量が０．５Ｎｍ３／分未満であると、排ガスＧ１の流量が少なすぎるため、酸素吸蔵量を十分に評価（測定）することができなくなるおそれがある。また、排ガスＧ１の流量が減少するため、触媒性能が得られなくなるおそれがある。一方、１０．０Ｎｍ３／分超であると、排ガスＧ１の流量が増加するため、エンジン１１の運転状態が高回転となり測定値がバラツクおそれがある。
【００５３】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比（いわゆるリーン状態）でエンジン１１を稼動させた場合における試料ガスＧ３中の酸素濃度を、０．１〜２．０体積％とすることが好ましく、０．１〜１．０体積％とすることが更に好ましい。即ち、リーン状態でエンジン１１を稼動させた場合における試料ガスＧ３中の酸素濃度が、０．１〜２．０体積％（更に好ましくは、０．１〜１．０体積％）となるように混合比（特にリーン状態の混合比）を調整することが好ましい。上記試料ガスＧ３中の酸素濃度が０．１体積％未満であると、酸素吸蔵量を十分に評価（測定）することができなくなるおそれがある。一方、２．０体積％超であると、エンジン１１を正常に運転することができないおそれがある。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
［測定準備］
まず、図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００を用意した。図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００は、１．８Ｌの直列４気筒ガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」と記す）１１と、このエンジン１１に配設された空気流量計２３（司測研社製の「ＬＦＥ−２００Ｂ」）と、エンジン１１に配設された空燃比切替ユニット２５と、エンジン１１に連結され、エンジン１１から排気される排ガスＧ１が流入する入口１７ａと酸素濃度が調整された調整ガスＧ２が排出される出口１７ｂとを有し調整用ハニカム構造体１３を収納している第一缶体１７と、連結配管２１を介してこの第一缶体１７に連結されており、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５を収納するための第二缶体１９と、この第二缶体１９の入口付近の酸素濃度を測定する入口側排ガス分析計２７（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ７５００（２Ｌｉｎｅ仕様）」）と、第二缶体１９の出口付近の酸素濃度を測定する出口側排ガス分析計２９（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ７５００（２Ｌｉｎｅ仕様）」）と、第二缶体１９の入口付近の空燃比を測定する入口側空燃比計３１（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ１１０λ」）と、第二缶体１９の出口付近の空燃比を測定する出口側空燃比計３３（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ１１０λ」）と、エンジン１１に連結された動力計３５（明電舎社製の「ＦＣＤＹ ２６０ｋｗ」）と、を備えており、空燃比切替ユニット２５は、空燃比制御器２５ａと、この空燃比制御器２５ａに接続された基準電圧発生器２５ｂと、を備えている。なお、第二缶体１９の出口１７ｂには排気配管３７が接続されている。
【００５６】
第一缶体１７に収納した調整用ハニカム構造体１３は、図２に示すように、一方の端面２から他方の端面４まで貫通し流体の流路となる複数のセル６を区画形成する多孔質の隔壁８を有するハニカム基材１０と、このハニカム基材１０の隔壁８に担持された触媒と、を備え、セル６の、ハニカム基材１０の中心軸に直交する断面における形状が四角形である。調整用ハニカム構造体１３は、以下のように作製した。
【００５７】
まず、コージェライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用し、コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を１３質量部、分散媒を３５質量部、有機バインダを６質量部、分散剤を０．５質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。分散媒として水を使用し、造孔材としては平均粒子径１〜１０μｍのコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。
【００５８】
次に、所定の金型を用いて坏土を押出成形し、セル形状が四角形で、全体形状が円柱形（円筒形）のハニカム成形体を得た。そして、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。その後、ハニカム成形体を熱風乾燥機で乾燥し、更に、１４１０〜１４４０℃で、５時間、焼成することによってハニカム焼成体を得た。
【００５９】
次に、平均粒子径が１００μｍであるγＡｌ２Ｏ３とＣｅＯ２との混合物粒子（比表面積５０ｍ２／ｇ）をボールミルにて湿式解砕し、細孔を有する平均粒子径５μｍの解砕粒子を得た。得られた解砕粒子を、Ｐｔ及びＲｈを含む溶液に浸漬して解砕粒子の細孔内にＰｔ及びＲｈを担持させた。そして、Ｐｔ及びＲｈを担持させた解砕粒子に、酢酸及び水を加えてコート用スラリーを得た。得られたコート用スラリーに、作製したハニカム焼成体の一方の端部を浸漬し、他方の端部側から吸引することによって隔壁に触媒を担持させた（隔壁に触媒層を形成した）。その後、乾燥させ、６００℃で３時間焼成して、調整用ハニカム構造体を得た。
【００６０】
なお、担持させた酸化物（γＡｌ２Ｏ３とＣｅＯ２）は、調整用ハニカム構造体の単位体積当たりの担持量が３０．０ｇ／Ｌであり、Ｐｔは、調整用ハニカム構造体の単位体積当たりの担持量が２．０ｇ／Ｌであり、Ｒｈは、調整用ハニカム構造体の単位体積当たりの担持量が０．５ｇ／Ｌであった。また、触媒層の平均細孔径は、解砕粒子の平均粒子径と同じ５μｍであった。
【００６１】
得られた調整用ハニカム構造体は、中心軸方向の長さが１０５ｍｍであり、一方の端面の直径が１０３ｍｍであり、ハニカム基材（ハニカム焼成体）の隔壁の厚さが０．０８９ｍｍであり、セル密度が９３個／ｃｍ２であった。
【００６２】
調整用ハニカム構造体１３は、一方の端面２が第一缶体１７の入口１７ａ側を向くとともに他方の端面４が出口１７ｂ側を向くように第一缶体１７内に収納されている。第一缶体１７内に収納する際には、セラミックス繊維を主成分とするクッション材４０で調整用ハニカム構造体１３の外周を覆い、その状態で第一缶体１７内に圧入して固定した。第一缶体１７としては、ステンレス鋼の材質のものを用いた。
【００６３】
このように調整用ハニカム構造体１３を配置することで、第一缶体１７の入口１７ａから第一缶体１７の内部に流入した排ガスＧ１が、調整用ハニカム構造体１３の一方の端面２から調整用ハニカム構造体１３に流入し、セル６を通過して他方の端面４から調整ガスＧ２として排出されることになる。なお、排ガスＧ１がセル６を通過する際に、排ガスＧ１と触媒とが接触することによって排ガスＧ１中の余分な酸素が吸蔵される。従って、酸素濃度が適当な値に調整された調整ガスＧ２が得られる。そのため、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を正確に測定（評価）することができる。
【００６４】
次に、酸素吸蔵能力評価装置１００の第二缶体１９内に、一方の端面２が第二缶体１９の入口１７ａ側を向くとともに他方の端面４が出口１７ｂ側を向くように、酸素吸蔵能力の測定対象である評価対象ハニカム構造体１５を収納した。このように評価対象ハニカム構造体１５を配置することで、第二缶体１９の入口から第二缶体１９の内部に流入した調整ガスＧ２が、評価対象ハニカム構造体１５の一方の端面２から他方の端部４までの間のセル６内を通過することになる。なお、調整ガスＧ２がセル６を通過する際に、調整ガスＧ２と触媒とが接触することによって調整ガスＧ２中の酸素が吸蔵されることになる。
【００６５】
評価対象ハニカム構造体１５としては、図２に示すように、一方の端面１２から他方の端面１４まで貫通し流体の流路となる複数のセル１６を区画形成する多孔質の隔壁１８を有するハニカム基材２０と、このハニカム基材２０の隔壁１８に担持された触媒と、を備え、上記セル１６の、ハニカム基材２０の中心軸に直交する断面における形状が四角形であるもの（以下、「四角セルハニカム」と記す場合がある）を用いた。また、評価対象ハニカム構造体１５（四角セルハニカム１５ａ）としては、中心軸方向の長さが１００ｍｍであり、一方の端面の直径が１０５．７ｍｍであり、ハニカム基材（ハニカム焼成体）の隔壁の厚さが０．０８９ｍｍであり、隔壁に担持された触媒からなる触媒層の厚さが０．０５ｍｍであり、セル密度が９３個／ｃｍ２であるものを用いた。
【００６６】
次に、空気流量計２３、入口側空燃比計３１、及び出口側空燃比計３３の電源を入れた。このとき、空燃比切替ユニット２５の電源がオフになっていることを確認した。その後、エンジン１１を始動させて、約１８００ｒｐｍ／８０Ｎｍで水温が７５℃以上になるまで暖機運転を行った。その後、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９を起動させ、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９の測定準備が完了するまで暖機運転を続けた。
【００６７】
［測定試験］
次に、エンジン１１を２０００ｒｐｍ／６５Ｎｍで運転させた状態で空気流量計２３にて空気流量が０．８Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））になっていることを確認し、測定終了まで上記空気流量を一定に維持する。その後、調整ガスＧ２の温度が４５０±５℃で安定するまでエンジン１１を稼動させた。その後、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９のゼロ点とスパン値を校正した。
【００６８】
次に、図３に示すように、空燃比切替ユニット２５の電源をオンにしてエンジン１１の空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジン１１を３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジン１１を５秒間稼動させた。この操作を１０回繰り返した。なお、図３は、エンジンにおける空気と燃料との混合比の変化を示すグラフである。なお、本明細書において空気過剰率は空燃比から算出した。
【００６９】
そして、上記操作を１０回繰り返す間、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９によって、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度を測定した。なお、測定された酸素濃度から酸素量を算出した。図４中、符合「Ｘ１」は、調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフであり、符合「Ｙ１」は、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフである。
【００７０】
いわゆるリッチ状態における、排ガスＧ１中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であり、調整ガスＧ２中の酸素濃度の平均値は、０体積％であり、試料ガスＧ３中の酸素濃度の平均値は、０体積％であった。また、いわゆるリーン状態における、排ガスＧ１中の酸素濃度の平均値は、１．８３体積％であり、調整ガスＧ２中の酸素濃度の平均値は、０．６５体積％であり、試料ガスＧ３中の酸素濃度の平均値は、０．５５体積％であった。即ち、リッチ状態における調整ガスＧ２中の酸素濃度の平均値は、０体積％であり、リーン状態になったときに酸素吸蔵能力の正確な測定を妨げる酸素が存在していないことを示している。結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
次に、測定した酸素濃度の平均値、空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））、及び、酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））から、第二缶体１９の入口１９ａ付近の酸素の質量（酸素量）（ｇ）及び出口１７ｂ付近の酸素の質量（酸素量）（ｇ）を算出し、その後、入口１７ａ付近の酸素の質量（ｇ）から出口１９ｂ付近の酸素の質量（ｇ）を差し引くことで酸素吸蔵量を算出した。入口１９ａ付近の酸素の質量は、０．５６３ｇであり、出口１９ｂ付近の酸素の質量は、図５に示すように、０．０４６ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、０．５１７ｇであった。
【００７３】
なお、第二缶体１９の入口１９ａ付近の酸素の質量（ｇ）及び出口１９ｂ付近の酸素の質量（ｇ）は、具体的には、それぞれ、以下の式により算出することができる。
式：酸素量（ｇ）＝空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））×調整ガスＧ２（または試料ガスＧ３）中の酸素濃度（体積％）×酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））
【００７４】
次に、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５（四角セルハニカム）を、以下の評価対象ハニカム構造体１５（六角セルハニカム）に代えて、上述した方法と同様の方法で酸素吸蔵量を算出した。
【００７５】
評価対象ハニカム構造体１５としては、一方の端面から他方の端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材と、このハニカム基材の前記隔壁に担持された触媒と、を備え、上記セルの、ハニカム基材の中心軸に直交する断面における形状が六角形であるもの（以下、「六角セルハニカム」と記す場合がある）を用いた。また、評価対象ハニカム構造体１５（六角セルハニカム）としては、中心軸方向の長さが１００ｍｍであり、一方の端面の直径が１０５．７ｍｍであり、ハニカム基材（ハニカム焼成体）の隔壁の厚さが０．０８９ｍｍであり、隔壁に担持された触媒からなる触媒層の厚さが０．０５ｍｍであり、セル密度が９３個／ｃｍ２であるものを用いた。
【００７６】
評価対象ハニカム構造体１５（六角セルハニカム）の場合における、入口１９ａ付近の酸素の質量は、０．５６３ｇであり、出口１９ｂ付近の酸素の質量は、図５に示すように、０．０２４ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、０．５３９ｇであった。図５は、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で測定された酸素量（ｇ）の平均値を示すグラフである。
【００７７】
なお、図４中、符合「Ｚ１」は、六角セルハニカムを評価対象として用いた場合における、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフを示している。また、符合「Ｘ１」は、調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフを示しており、四角セルハニカム１５ａを評価対象として用いた場合と同様にして酸素量（ｇ）が変化することを示している。
【００７８】
なお、図４は、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量（ｇ）を示すグラフであり、四角セルハニカム１５ａと六角セルハニカムとにおける第二缶体１９の出口１９ｂ付近の排ガス（調整ガスＧ２）中の酸素量（ｇ）を示すグラフを重ねて示している。具体的には、図４は、酸素吸蔵能力の評価対象を四角セルハニカム１５ａとし、空燃比切替ユニット２５の電源をオンにしてエンジン１１の空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジン１１を３０秒間稼動させ、その後、上記空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジン１１を５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、第二缶体１９の出口１９ｂ付近の排ガス（調整ガスＧ２）中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。更に、図４は、酸素吸蔵能力の評価対象を六角セルハニカムとし、空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジン１１を３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジン１１を５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、第二缶体１９の出口１９ｂ付近の排ガス（調整ガスＧ２）中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。
【００７９】
（比較例１）
［測定準備］
第一缶体１７を使用していないこと以外は、実施例１と同様の酸素吸蔵能力評価装置を用意する。即ち、本比較例で用いた酸素吸蔵能力評価装置は、エンジンと、このエンジンに配設された空気流量計と、エンジンに配設された空燃比切替ユニットと、連結配管を介してエンジンに連結されており、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体を収納するための第二缶体と、この第二缶体の入口付近の酸素濃度を測定する入口側排ガス分析計と、第二缶体の出口付近の酸素濃度を測定する出口側排ガス分析計と、第二缶体の入口付近の空燃比を測定する入口側空燃比計と、第二缶体の出口付近の空燃比を測定する出口側空燃比計と、エンジンに連結された動力計と、を備えており、空燃比切替ユニットは、空燃比制御器と、この空燃比制御器に接続された基準電圧発生器と、を備えている。なお、第二缶体の出口には排気配管が接続されている。
【００８０】
次に、酸素吸蔵能力評価装置の第二缶体内に、一方の端面が第二缶体の入口側を向くとともに他方の端面が出口側を向くように、酸素吸蔵能力の測定対象である評価対象ハニカム構造体を収納した。
【００８１】
評価対象ハニカム構造体としては、まず、上述した四角セルハニカムと同様の四角セルハニカムを用いた。
【００８２】
［測定試験］
まず、実施例１と同様にして、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度及び出口付近における排ガス中の酸素濃度を測定した。なお、測定した酸素濃度から酸素量を算出した。図６中、符合「Ｘ２」は、第二缶体１９の入口１９ａ付近における排ガス中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフであり、符合「Ｙ２」は、四角セルハニカムにおける第二缶体１９の出口１９ｂ付近における排ガス中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフである。
【００８３】
なお、いわゆるリッチ状態における、排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であり、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であり、第二缶体の出口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０体積％であった。また、いわゆるリーン状態における、排ガス中の酸素濃度の平均値は、１．８３体積％であり、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、１．８３体積％であり、第二缶体の出口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．６９体積％であった。即ち、リッチ状態における、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であるため、リーン状態になったときにおける酸素吸蔵能力の正確な測定が妨げられることが想定される。結果を表１に示す。
【００８４】
次に、測定した酸素濃度の平均値、空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））、及び、酸素密度値１．３３（ｇ／Ｌ）（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））から、第二缶体の入口付近の酸素の質量（ｇ）及び出口付近の酸素の質量（ｇ）を算出し、その後、入口付近の酸素の質量（ｇ）から出口付近の酸素の質量（ｇ）を差し引くことで酸素吸蔵量を算出した。入口付近の酸素の質量は、３．５１ｇであり、出口付近の酸素の質量は、図７に示すように、０．３２ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、３．１９ｇであった。なお、上記評価は、通常のストイキエンジンを用いたため、λが０．９〜１．１となるように行ったが、直噴型のエンジンを用いる場合、λが０．８〜２．７となるように行うことが可能である。
【００８５】
次に、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体（四角セルハニカム）を、上述した六角セルハニカムと同様の六角セルハニカムに代えて、上述した方法と同様の方法で酸素吸蔵量を算出した。なお、図６中、符合「Ｚ２」は、六角セルハニカムにおける第二缶体１９の出口１９ｂ付近における排ガス中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフである。
【００８６】
評価対象ハニカム構造体（六角セルハニカム）の場合おける、入口付近の酸素の質量（酸素量）は、３．５１ｇであり、出口付近の酸素の質量（酸素量）は、図７に示すように、０．３２ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、３．１９ｇであった。図７は、従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量（ｇ）の平均値を示すグラフである。
【００８７】
なお、図６は、従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量（ｇ）を示すグラフであり、四角セルハニカムと六角セルハニカムにおける出口付近の排ガス中の酸素量（ｇ）を示すグラフを重ねて示している。具体的には、図６は、酸素吸蔵能力の評価対象を評価対象ハニカム構造体とし、空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジンを３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジンを５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、出口付近の排ガス中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。更に、図６は、酸素吸蔵能力の評価対象を評価対象ハニカム構造体とし、空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジンを３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジンを５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、出口付近の排ガス中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。
【００８８】
実施例１及び比較例１から明らかなように、実施例１の酸素吸蔵能力の評価方法は、比較例１の酸素吸蔵能力の評価方法に比べて、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価することができることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法は、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する際の好適な方法として採用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
２，１２：一方の端面、４，１４：他方の端面、６，１６：セル、８，１８：隔壁、１０，２０：ハニカム基材、１１：エンジン、１３：調整用ハニカム構造体、１５：評価対象ハニカム構造体、１５ａ：四角セルハニカム、１７：第一缶体、１７ａ，１９ａ：入口、１７ｂ，１９ｂ：出口、１９：第二缶体、２１：連結配管、２３：空気流量計、２５：空燃比切替ユニット、２５ａ：空燃比制御器、２５ｂ：基準電圧発生器、２７：入口側排ガス分析計、２９：出口側排ガス分析計、３１：入口側空燃比計、３３：出口側空燃比計、３５：動力計、３７：排気配管、４０：クッション材、１００：酸素吸蔵能力評価装置、Ｇ１：排ガス、Ｇ２：調整ガス、Ｇ３：試料ガス。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素吸蔵能力の評価方法に関し、更に詳しくは、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価することができる酸素吸蔵能力の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車用、建設機械用、及び産業用定置エンジン、並びに燃焼機器等から排気される排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）、及び硫黄酸化物（ＳＯＸ）等の被浄化成分を浄化するために、排気通路に触媒（例えば三元触媒）が担持されたハニカム構造体が配置されている。
【０００３】
このようなハニカム構造体は、担持された触媒が例えば三元触媒である場合、上記エンジンなどにおける混合気の空燃比（空気と燃料の混合比率）が理論空燃比よりも大きくなると、即ちリーンになると排ガス中に存在する過剰酸素を吸着保持し、ハニカム構造体に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりも小さくなると、即ちリッチになると吸着保持された酸素を放出する酸素吸蔵能力を有するものである。そのため、混合気がリーンになったときには過剰な酸素がハニカム構造体（ハニカム構造体の触媒）に吸着保持されてＮＯＸが還元され、混合気がリッチになったときにはハニカム構造体（ハニカム構造体の触媒）に吸着保持された酸素が放出されてＨＣ及びＣＯが酸化される。このようにして排ガス中のＮＯＸ、ＨＣ及びＣＯが同時に浄化されることになる。
【０００４】
このようなハニカム構造体については、排ガスの浄化が正常に行われるか確認するため製造時や使用時においてその酸素吸蔵能力を評価する必要がある。そこで、ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価するために、触媒酸素吸蔵能力評価装置が知られている。例えば、触媒酸素吸蔵能力評価装置としては、触媒の下流側の排気通路中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、酸素濃度の時間変化率が所定変化率の範囲内であるか否かを判定する時間変化率判定手段と、時間変化率が所定変化率の範囲内である場合と、所定変化率の範囲外である場合とで、異なる空燃比制御を行う空燃比制御手段と、酸素濃度に基づいて、触媒に吸蔵された酸素量または触媒から放出された酸素量の少なくとも一方を算出し、算出された酸素量に基づいて触媒の酸素吸蔵能力の評価を行う触媒酸素吸蔵能力評価手段と、を備えているものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−１５２８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の触媒酸素吸蔵能力評価装置であっても、正確な酸素吸蔵能力を評価することは困難であった。
【０００７】
具体的には、ハニカム形状のハニカム構造体において、セルの延びる方向に垂直な断面におけるセルの形状が四角形である場合（四角形セル）と六角形である場合（六角形セル）とでは、セルの形状が、四角形である場合に比べて六角形である方が有効に使用される触媒の量が多い。そのため、六角形セルの方が排ガス中の酸素を有効に吸蔵することができる。従って、一定量の酸素を供給した場合、六角形セルが形成されたハニカム構造体の方が、四角形セルが形成されたハニカム構造体よりも酸素吸蔵能力が高くなるはずである。しかし、特許文献１に記載の触媒酸素吸蔵能力評価装置のような従来の触媒酸素吸蔵能力評価装置では、例えば図７に示すように、四角形セルと六角形セルとにおける酸素吸蔵能力の違いは確認できていなかった。
【０００８】
そのため、四角形セルと六角形セルとにおける酸素吸蔵能力の違いが確認できるような（即ち、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価すること可能な）酸素吸蔵能力の評価方法の開発が切望されていた。
【０００９】
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価することができる酸素吸蔵能力の評価方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記課題を達成すべく鋭意検討した結果、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気させた排ガスを用いること、及び、上記排ガス中の酸素濃度を調整用ハニカム構造体によって調整し、酸素濃度が調整された排ガス（調整ガス）を、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体に供給することによって、上記課題を解決することが可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１１】
本発明によれば、以下に示す、酸素吸蔵能力の評価方法が提供される。
【００１２】
［１］ 空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気される排ガスを調整用ハニカム構造体に通すことによって、前記調整用ハニカム構造体から酸素濃度が調整された調整ガスを排出させるとともに、排出された前記調整ガス中の酸素濃度を測定し、排出された前記調整ガスを評価対象ハニカム構造体に通して、前記評価対象ハニカム構造体から試料ガスを排出させるとともに、排出された前記試料ガス中の酸素濃度を測定し、前記調整ガス中の酸素濃度及び前記試料ガス中の酸素濃度に基づいて、前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１３】
［２］ 前記調整ガス中の酸素濃度から前記調整ガス中の酸素量を算出するとともに、前記試料ガス中の酸素濃度から前記試料ガス中の酸素量を算出した後、前記調整ガス中の酸素量から前記試料ガス中の酸素量を差し引くことによって酸素吸蔵量を算出して前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する前記［１］に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１４】
［３］ ２種類の前記混合比を一定の間隔で切り替えて前記エンジンを稼動させる前記［１］または［２］に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１５】
［４］ 空気に対する燃料の比率が大きくなるような混合比で５秒以上前記エンジンを稼動させた後、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で１．０〜３０．０秒間前記エンジンを稼動させることを繰り返して前記エンジンから前記排ガスを排出させる前記［１］〜［３］のいずれかに記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１６】
［５］ 前記排ガスの流量を、０．５〜１０．０Ｎｍ３／分とする前記［１］〜［４］のいずれかに記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【００１７】
［６］ 前記燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で前記エンジンを稼動させた場合における前記試料ガス中の酸素濃度が、０．１〜２．０体積％となるように前記混合比を調整する前記［４］または［５］に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法によれば、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気される排ガスを調整用ハニカム構造体に通すことによって、調整用ハニカム構造体から酸素濃度が調整された排ガス（調整ガス）を排出させるため、評価対象ハニカム構造体に供給されるガス中の酸素濃度が適切な濃度になり、触媒が担持されたハニカム構造体（評価対象ハニカム構造体）の酸素吸蔵能力を正確に（精度良く）評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で用いる酸素吸蔵能力評価装置を示す模式的に示す平面図である。
【図２】図１に示す酸素吸蔵能力評価装置の一部を拡大して模式的に示す断面図である。
【図３】エンジンにおける空気と燃料との混合比の変化を示すグラフである。
【図４】本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で測定された酸素量を示すグラフである。
【図５】本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で測定された酸素量の平均値を示すグラフである。
【図６】従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量を示すグラフである。
【図７】従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量の平均値を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。
【００２１】
［１］酸素吸蔵能力の評価方法：
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態としては、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１（図１参照）から排気される排ガスＧ１を調整用ハニカム構造体１３（図２参照）に通すことによって、調整用ハニカム構造体１３から酸素濃度が調整された調整ガスＧ２（図２参照）を排出させるとともに、排出させた調整ガスＧ２中の酸素濃度を測定し、排出させた調整ガスＧ２を評価対象ハニカム構造体１５（図２参照）に通して、評価対象ハニカム構造体１５から試料ガスＧ３を排出させるとともに、排出された試料ガスＧ３中の酸素濃度を測定する。その後、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度に基づいて、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価する。具体的には、調整ガスＧ２中の酸素濃度から調整ガスＧ２中の酸素量を算出するとともに、試料ガスＧ３中の酸素濃度から試料ガスＧ３中の酸素量を算出した後、調整ガスＧ２中の酸素量から試料ガスＧ３中の酸素量を差し引くことによって酸素吸蔵量を算出する。そして、算出された酸素吸蔵量から評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００２２】
このような酸素吸蔵能力の評価方法によれば、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１から排気される排ガスＧ１を調整用ハニカム構造体１３に通すことによって、調整用ハニカム構造体１３から酸素濃度が調整された調整ガスＧ２を排出させるため、評価対象ハニカム構造体１５に供給されるガス（調整ガスＧ２）中の酸素濃度が適切な濃度になり、触媒が担持されたハニカム構造体（評価対象ハニカム構造体１５）の酸素吸蔵能力を正確に（精度良く）評価することができる。
【００２３】
ここで、エンジン１１から排気される排ガスＧ１中には、理論上は酸素が含有されない場合（いわゆるリッチ状態）であっても、実際には、エンジン１１内で完全に消費されずに残った酸素が存在している。そのため、従来の酸素吸蔵能力の評価方法（特許文献１参照）における評価では、いわゆるリッチ状態であっても排ガスＧ１中に酸素が存在することに起因して、評価対象ハニカム構造体１５の正確な酸素吸蔵能力は評価することはできていなかった。
【００２４】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法は、例えば、図１に示すような酸素吸蔵能力評価装置１００を用いて行うことができる。図１は、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で用いる酸素吸蔵能力評価装置１００を模式的に示す平面図である。図２は、図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００の一部を拡大して模式的に示す断面図である。即ち、図２は、調整用ハニカム構造体１３と、この調整用ハニカム構造体１３を収納する第一缶体１７と、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５と、この評価対象ハニカム構造体１５を収納する第二缶体１９と、第一缶体１７と第二缶体１９とを連結する連結配管２１とを示す断面図である。
【００２５】
図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００は、エンジン１１と、このエンジン１１に配設された空気流量計２３と、エンジン１１に配設された空燃比切替ユニット２５と、エンジン１１に連結され、エンジン１１から排気される排ガスＧ１が流入する入口１７ａと酸素濃度が調整された調整ガスＧ２が排出される出口１７ｂとを有し調整用ハニカム構造体１３を収納している第一缶体１７と、連結配管２１を介してこの第一缶体１７に連結されており、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５を収納するための第二缶体１９と、この第二缶体１９の入口付近の酸素濃度を測定する入口側排ガス分析計２７と、第二缶体１９の出口付近の酸素濃度を測定する出口側排ガス分析計２９と、第二缶体１９の入口付近の空燃比を測定する入口側空燃比計３１と、第二缶体１９の出口付近の空燃比を測定する出口側空燃比計３３と、エンジン１１に連結された動力計３５と、を備えており、空燃比切替ユニット２５は、空燃比制御器２５ａと、この空燃比制御器２５ａに接続された基準電圧発生器２５ｂと、を備えている。なお、第二缶体１９の出口１９ｂには排気配管３７が接続されている。連結配管２１には、分岐配管２１ａが形成されており、この分岐配管２１ａが入口側排ガス分析計２７に連結している。排気配管３７には、分岐配管３７ａが形成されており、この分岐配管３７ａが出口側排ガス分析計２９に連結している。
【００２６】
このような酸素吸蔵能力評価装置１００は、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力の評価に際して、まず、空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジン１１から排気された排ガスＧ１を、調整用ハニカム構造体１３を収納した第一缶体１７に導入させて調整用ハニカム構造体１３内を通過させる。そして、排ガスＧ１が調整用ハニカム構造体１３内を通過することによって、調整用ハニカム構造体１３内の触媒により排ガスＧ１中の酸素の一部が吸蔵される。そして、排ガスＧ１中の酸素の一部が吸蔵されることにより、調整用ハニカム構造体１３からは酸素濃度が調整された調整ガスＧ２が排出される。次に、調整ガスＧ２を、評価対象ハニカム構造体１５を収納した第二缶体１９に導入することによって評価対象ハニカム構造体１５内を通過させる。そして、評価対象ハニカム構造体１５内を通過させる調整ガスＧ２中の酸素濃度を入口側排ガス分析計２７で測定するとともに、評価対象ハニカム構造体１５から排出されたガス（試料ガスＧ３）中の酸素濃度を出口側排ガス分析計２９で測定する。次に、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度に基づいて、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価する。具体的には、調整ガスＧ２中の酸素濃度から調整ガスＧ２中の酸素量を算出するとともに、試料ガスＧ３中の酸素濃度から試料ガスＧ３中の酸素量を算出した後、調整ガスＧ２中の酸素量から試料ガスＧ３中の酸素量を差し引いて酸素吸蔵量を算出することによって、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００２７】
調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）は、測定された調整ガスＧ２中の酸素濃度（第二缶体１９の入口１７ａ付近の酸素濃度）と、空気流量計２３によって測定される空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））と、酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））とから算出することができる。そして、同様に、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）は、測定された試料ガスＧ３中の酸素濃度（第二缶体１９の出口１７ｂ付近の酸素濃度）と、空気流量計２３によって測定される空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））と、酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））とから算出することができる。
【００２８】
具体的には、調整ガスＧ２中の酸素量は、式：調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）＝空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））×調整ガスＧ２中の酸素濃度（体積％）×酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））によって算出することができ、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）は、式：試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）＝空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））×調整ガスＧ３中の酸素濃度（体積％）×酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））によって算出することができる。
【００２９】
エンジン１１としては、特に制限はないが、例えば、１．０〜５．０Ｌのエンジンなどを用いることができる。
【００３０】
第一缶体１７に収納した調整用ハニカム構造体１３は、図２に示すように、一方の端面２から他方の端面４まで貫通し流体の流路となる複数のセル６を区画形成する多孔質の隔壁８を有するハニカム基材１０と、このハニカム基材１０の隔壁８に担持された触媒と、を備えている。
【００３１】
なお、調整用ハニカム構造体１３としては、従来公知のものを用いることができる。
【００３２】
［１−１］ハニカム基材：
隔壁８の厚さは、０．２０ｍｍ以下であることが好ましく、０．０５〜０．１０ｍｍであることが更に好ましく、０．０５ｍｍ以上で０．０６５ｍｍ未満であることが特に好ましい。０．２０ｍｍ超であると、排ガスＧ１がセル６内を通過するときの圧力損失が大きくなることがあり、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。なお、隔壁８の厚さは、中心軸に平行な断面を顕微鏡観察する方法で測定した値である。
【００３３】
ハニカム基材１０（調整用ハニカム構造体１３）のセル密度（即ち、ハニカム基材１０の中心軸に直交する断面のセル密度）は、１〜３１０個／ｃｍ２であることが好ましく、８〜１５５個／ｃｍ２であることが更に好ましく、１６〜９３個／ｃｍ２であることが特に好ましい。１個／ｃｍ２未満であると、調整用ハニカム構造体１３の強度が低下するおそれがある。一方、３１０個／ｃｍ２超であると、圧力損失が大きくなり、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。
【００３４】
隔壁８の気孔率は、２５．０〜５０．０％であることが好ましく、３５．０〜４５．０％であることが更に好ましい。２５．０％未満であると、圧力損失が増大し、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。一方、５０．０％超であると、調整用ハニカム構造体１３が脆くなり欠落し易くなることがある。隔壁８の気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
【００３５】
調整用ハニカム構造体１３の中心軸方向の長さは、３０〜１５０ｍｍであることが好ましく、５０〜１００ｍｍであることが更に好ましい。３０ｍｍ未満であると、調整用ハニカム構造体１３が短すぎるため、評価中の振動などにより調整用ハニカム構造体１３が第一缶体１７から外れてしまうおそれがある。また、調整用ハニカム構造体１３が短すぎるため、十分な酸素吸蔵能力が得られないおそれがある。一方、１５０ｍｍ超であると、圧力損失が大きくなり、十分な排ガスＧ１の流量が得られなくなるおそれがある。
【００３６】
調整用ハニカム構造体１３の外形が円筒形の場合、その底面の直径は、５０〜１５０ｍｍであることが好ましく、９０〜１２０ｍｍであることが更に好ましい。５０ｍｍ未満であると、圧力損失が大きくなり、調整用ハニカム構造体１３が第一缶体１７から外れるおそれがある。一方、１５０ｍｍ超であると、排ガスの流れが不均一になるおそれがある。
【００３７】
調整用ハニカム構造体１３に担持される触媒の単位体積当りの担持量は、１００〜３００ｇ／Ｌであることが好ましい。上記担持量が１００ｇ／Ｌ未満であると、触媒の担持量が少なすぎるため、触媒が劣化した際に十分な触媒性能が得られなくなるおそれがある。一方、３００ｇ／Ｌ超であると、触媒コートにより目詰まりする（即ち、触媒の担持量が多すぎるため隔壁の細孔が目詰まりする）ため、排ガスＧ１の十分な流量が得られなくなるおそれがある。
【００３８】
ハニカム基材１０のセル６の形状は、特に限定されないが、中心軸に直交する断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、または楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。四角形と八角形との組み合わせであることも好ましい態様である。
【００３９】
ハニカム基材１０（隔壁８）は、セラミックを主成分とするものである。隔壁８の材質としては、具体的には、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらの中でも、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライトが好ましい。また、「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の９０質量％以上含有することをいう。
【００４０】
調整用ハニカム構造体１３の外形としては、例えば、円筒形、楕円筒形、四角筒形等の底面多角形の筒形状、底面不定形の筒形状等を挙げることができる。
【００４１】
調整用ハニカム構造体１３は、その最外周に位置する外周壁を有していてもよい。なお、外周壁は、成形時に多孔質基材と一体的に形成させる成形一体壁であることが好ましいが、成形後に、多孔質基材の外周を研削して所定形状とし、セラミックセメント等で外周壁を形成するセメントコート壁であることも好ましい態様である。成形一体壁の場合、外周壁の材質は、調整用ハニカム構造体１３の材質と同じであることが好ましい。また、外周壁がセメントコート壁の場合、セメントコート壁の材質としては、共素地にガラス等のフラックス成分を加えた材料等を挙げることができる。また、外周壁の厚さは、５ｍｍ未満であることが好ましい。
【００４２】
［１−２］触媒：
触媒としては、三元触媒、酸化触媒、ＮＯＸ選択還元用ＳＣＲ触媒、ＮＯＸ吸蔵触媒などを挙げることができる。
【００４３】
三元触媒とは、主に炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯＸ）を浄化する触媒のことをいう。例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）を含む触媒を挙げることができる。この三元触媒により、炭化水素は水と二酸化炭素に、一酸化炭素は二酸化炭素に、窒素酸化物は窒素に、それぞれ酸化または還元によって浄化される。
【００４４】
上記酸化触媒には、貴金属が含有されることが好ましく、この貴金属としては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、及びパラジウム（Ｐｄ）からなる群より選択される１種以上が好ましい。貴金属の合計量は、調整用ハニカム構造体１３の単位体積（１Ｌ）当り、１．００〜５．００ｇであることが好ましい。
【００４５】
ＮＯＸ選択還元用ＳＣＲ触媒としては、金属置換ゼオライト、バナジウム、チタニア、酸化タングステン、銀、及びアルミナからなる群より選択される少なくとも１種を含有するものを挙げることができる。また、ＮＯＸ吸蔵触媒としては、アルカリ金属、及び／またはアルカリ土類金属等を挙げることができる。アルカリ金属としては、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ等を挙げることができる。アルカリ土類金属としては、Ｃａなどを挙げることができる。
【００４６】
調整用ハニカム構造体１３は、従来公知のハニカム構造体と同様の方法で作製することができる。
【００４７】
［１−３］第一缶体：
第一缶体１７は、特に限定されるものではなく、例えば、自動車排ガス等の排ガス浄化用のセラミックハニカムフィルタを収納するために通常用いられるものを用いることができる。第一缶体１７としては、ステンレス鋼等の金属からなるものを挙げることができる。第一缶体１７の大きさは、調整用ハニカム構造体１３にクッション材４０を巻きつけた状態で圧入できる大きさであることが好ましい。第一缶体１７の入口１７ａの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましく、出口１７ｂの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましい。
【００４８】
［１−４］評価対象ハニカム構造体：
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法によれば、触媒が担持されたハニカム構造体であれば特に制限なく酸素吸蔵能力を評価することができる。即ち、評価対象ハニカム構造体１５のように、一方の端面から他方の端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材と、このハニカム基材の隔壁に担持された触媒と、を備えるものや、評価対象ハニカム構造体１５に更に上記セルを目封止するように形成された目封止部を備えたハニカム構造体であっても良好に酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００４９】
［１−５］第二缶体：
第二缶体１９は、特に限定されるものではなく、例えば、自動車排ガス等の排ガス浄化用のセラミックハニカムフィルタを収納するために通常用いられるものを用いることができる。第二缶体１９としては、ステンレス鋼等の金属からなるものを挙げることができる。第二缶体１９の大きさは、評価対象ハニカム構造体１５にクッション材４０を巻きつけた状態で圧入できる大きさであることが好ましい。第二缶体１９の入口１９ａの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましく、出口１９ｂの直径は、具体的には、３０〜１２０ｍｍであることが好ましい。
【００５０】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、２種類の混合比を一定の間隔で切り替えてエンジンを稼動させることが好ましい。２種類の混合比を設定することによって、簡単な操作で酸素吸蔵能力を評価することができる。なお、本明細書において「空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化する」とは、空気と燃料との混合比が異なる燃料ガスを一定の間隔で供給することを意味する。即ち、空気と燃料との混合比がＸ１：Ｙ１である第一燃料ガスを一定時間供給した後、空気と燃料との混合比がＸ２：Ｙ２である第二燃料ガスを一定時間更に供給することを意味する。また、本明細書において「２種類の混合比を一定の間隔で切り替え」るとは、空気と燃料との混合比が異なる２種類の燃料ガス（燃料の種類は同じである）を一定の間隔で交互に供給することを意味する。
【００５１】
更に、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、空気に対する燃料の比率が大きくなるような混合比で５秒間以上エンジン１１を稼動させた後、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で１．０〜３０．０秒間エンジン１１を稼動させることを繰り返し行ってエンジン１１から排ガスＧ１を排気させることが好ましい。このように一定の間隔でエンジン１１を切り替えることによって、より正確に酸素吸蔵能力を評価することができる。
【００５２】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、エンジン１１から排気される排ガスＧ１の流量を、０．５〜１０．０Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））とすることが好ましく、０．５〜５．０Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））とすることが更に好ましく、０．５〜２．０Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））とすることが特に好ましい。上記流量が０．５Ｎｍ３／分未満であると、排ガスＧ１の流量が少なすぎるため、酸素吸蔵量を十分に評価（測定）することができなくなるおそれがある。また、排ガスＧ１の流量が減少するため、触媒性能が得られなくなるおそれがある。一方、１０．０Ｎｍ３／分超であると、排ガスＧ１の流量が増加するため、エンジン１１の運転状態が高回転となり測定値がバラツクおそれがある。
【００５３】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法においては、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比（いわゆるリーン状態）でエンジン１１を稼動させた場合における試料ガスＧ３中の酸素濃度を、０．１〜２．０体積％とすることが好ましく、０．１〜１．０体積％とすることが更に好ましい。即ち、リーン状態でエンジン１１を稼動させた場合における試料ガスＧ３中の酸素濃度が、０．１〜２．０体積％（更に好ましくは、０．１〜１．０体積％）となるように混合比（特にリーン状態の混合比）を調整することが好ましい。上記試料ガスＧ３中の酸素濃度が０．１体積％未満であると、酸素吸蔵量を十分に評価（測定）することができなくなるおそれがある。一方、２．０体積％超であると、エンジン１１を正常に運転することができないおそれがある。
【実施例】
【００５４】
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００５５】
（実施例１）
［測定準備］
まず、図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００を用意した。図１に示す酸素吸蔵能力評価装置１００は、１．８Ｌの直列４気筒ガソリンエンジン（以下、単に「エンジン」と記す）１１と、このエンジン１１に配設された空気流量計２３（司測研社製の「ＬＦＥ−２００Ｂ」）と、エンジン１１に配設された空燃比切替ユニット２５と、エンジン１１に連結され、エンジン１１から排気される排ガスＧ１が流入する入口１７ａと酸素濃度が調整された調整ガスＧ２が排出される出口１７ｂとを有し調整用ハニカム構造体１３を収納している第一缶体１７と、連結配管２１を介してこの第一缶体１７に連結されており、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５を収納するための第二缶体１９と、この第二缶体１９の入口付近の酸素濃度を測定する入口側排ガス分析計２７（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ７５００（２Ｌｉｎｅ仕様）」）と、第二缶体１９の出口付近の酸素濃度を測定する出口側排ガス分析計２９（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ７５００（２Ｌｉｎｅ仕様）」）と、第二缶体１９の入口付近の空燃比を測定する入口側空燃比計３１（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ１１０λ」）と、第二缶体１９の出口付近の空燃比を測定する出口側空燃比計３３（堀場製作所社製の「ＭＥＸＡ１１０λ」）と、エンジン１１に連結された動力計３５（明電舎社製の「ＦＣＤＹ ２６０ｋｗ」）と、を備えており、空燃比切替ユニット２５は、空燃比制御器２５ａと、この空燃比制御器２５ａに接続された基準電圧発生器２５ｂと、を備えている。なお、第二缶体１９の出口１７ｂには排気配管３７が接続されている。
【００５６】
第一缶体１７に収納した調整用ハニカム構造体１３は、図２に示すように、一方の端面２から他方の端面４まで貫通し流体の流路となる複数のセル６を区画形成する多孔質の隔壁８を有するハニカム基材１０と、このハニカム基材１０の隔壁８に担持された触媒と、を備え、セル６の、ハニカム基材１０の中心軸に直交する断面における形状が四角形である。調整用ハニカム構造体１３は、以下のように作製した。
【００５７】
まず、コージェライト化原料として、アルミナ、水酸化アルミニウム、カオリン、タルク、及びシリカを使用し、コージェライト化原料１００質量部に、造孔材を１３質量部、分散媒を３５質量部、有機バインダを６質量部、分散剤を０．５質量部、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。分散媒として水を使用し、造孔材としては平均粒子径１〜１０μｍのコークスを使用し、有機バインダとしてはヒドロキシプロピルメチルセルロースを使用し、分散剤としてはエチレングリコールを使用した。
【００５８】
次に、所定の金型を用いて坏土を押出成形し、セル形状が四角形で、全体形状が円柱形（円筒形）のハニカム成形体を得た。そして、ハニカム成形体をマイクロ波乾燥機で乾燥し、更に熱風乾燥機で完全に乾燥させた後、ハニカム成形体の両端面を切断し、所定の寸法に整えた。その後、ハニカム成形体を熱風乾燥機で乾燥し、更に、１４１０〜１４４０℃で、５時間、焼成することによってハニカム焼成体を得た。
【００５９】
次に、平均粒子径が１００μｍであるγＡｌ２Ｏ３とＣｅＯ２との混合物粒子（比表面積５０ｍ２／ｇ）をボールミルにて湿式解砕し、細孔を有する平均粒子径５μｍの解砕粒子を得た。得られた解砕粒子を、Ｐｔ及びＲｈを含む溶液に浸漬して解砕粒子の細孔内にＰｔ及びＲｈを担持させた。そして、Ｐｔ及びＲｈを担持させた解砕粒子に、酢酸及び水を加えてコート用スラリーを得た。得られたコート用スラリーに、作製したハニカム焼成体の一方の端部を浸漬し、他方の端部側から吸引することによって隔壁に触媒を担持させた（隔壁に触媒層を形成した）。その後、乾燥させ、６００℃で３時間焼成して、調整用ハニカム構造体を得た。
【００６０】
なお、担持させた酸化物（γＡｌ２Ｏ３とＣｅＯ２）は、調整用ハニカム構造体の単位体積当たりの担持量が３０．０ｇ／Ｌであり、Ｐｔは、調整用ハニカム構造体の単位体積当たりの担持量が２．０ｇ／Ｌであり、Ｒｈは、調整用ハニカム構造体の単位体積当たりの担持量が０．５ｇ／Ｌであった。また、触媒層の平均細孔径は、解砕粒子の平均粒子径と同じ５μｍであった。
【００６１】
得られた調整用ハニカム構造体は、中心軸方向の長さが１０５ｍｍであり、一方の端面の直径が１０３ｍｍであり、ハニカム基材（ハニカム焼成体）の隔壁の厚さが０．０８９ｍｍであり、セル密度が９３個／ｃｍ２であった。
【００６２】
調整用ハニカム構造体１３は、一方の端面２が第一缶体１７の入口１７ａ側を向くとともに他方の端面４が出口１７ｂ側を向くように第一缶体１７内に収納されている。第一缶体１７内に収納する際には、セラミックス繊維を主成分とするクッション材４０で調整用ハニカム構造体１３の外周を覆い、その状態で第一缶体１７内に圧入して固定した。第一缶体１７としては、ステンレス鋼の材質のものを用いた。
【００６３】
このように調整用ハニカム構造体１３を配置することで、第一缶体１７の入口１７ａから第一缶体１７の内部に流入した排ガスＧ１が、調整用ハニカム構造体１３の一方の端面２から調整用ハニカム構造体１３に流入し、セル６を通過して他方の端面４から調整ガスＧ２として排出されることになる。なお、排ガスＧ１がセル６を通過する際に、排ガスＧ１と触媒とが接触することによって排ガスＧ１中の余分な酸素が吸蔵される。従って、酸素濃度が適当な値に調整された調整ガスＧ２が得られる。そのため、評価対象ハニカム構造体１５の酸素吸蔵能力を正確に測定（評価）することができる。
【００６４】
次に、酸素吸蔵能力評価装置１００の第二缶体１９内に、一方の端面２が第二缶体１９の入口１７ａ側を向くとともに他方の端面４が出口１７ｂ側を向くように、酸素吸蔵能力の測定対象である評価対象ハニカム構造体１５を収納した。このように評価対象ハニカム構造体１５を配置することで、第二缶体１９の入口から第二缶体１９の内部に流入した調整ガスＧ２が、評価対象ハニカム構造体１５の一方の端面２から他方の端部４までの間のセル６内を通過することになる。なお、調整ガスＧ２がセル６を通過する際に、調整ガスＧ２と触媒とが接触することによって調整ガスＧ２中の酸素が吸蔵されることになる。
【００６５】
評価対象ハニカム構造体１５としては、図２に示すように、一方の端面１２から他方の端面１４まで貫通し流体の流路となる複数のセル１６を区画形成する多孔質の隔壁１８を有するハニカム基材２０と、このハニカム基材２０の隔壁１８に担持された触媒と、を備え、上記セル１６の、ハニカム基材２０の中心軸に直交する断面における形状が四角形であるもの（以下、「四角セルハニカム」と記す場合がある）を用いた。また、評価対象ハニカム構造体１５（四角セルハニカム１５ａ）としては、中心軸方向の長さが１００ｍｍであり、一方の端面の直径が１０５．７ｍｍであり、ハニカム基材（ハニカム焼成体）の隔壁の厚さが０．０８９ｍｍであり、隔壁に担持された触媒からなる触媒層の厚さが０．０５ｍｍであり、セル密度が９３個／ｃｍ２であるものを用いた。
【００６６】
次に、空気流量計２３、入口側空燃比計３１、及び出口側空燃比計３３の電源を入れた。このとき、空燃比切替ユニット２５の電源がオフになっていることを確認した。その後、エンジン１１を始動させて、約１８００ｒｐｍ／８０Ｎｍで水温が７５℃以上になるまで暖機運転を行った。その後、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９を起動させ、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９の測定準備が完了するまで暖機運転を続けた。
【００６７】
［測定試験］
次に、エンジン１１を２０００ｒｐｍ／６５Ｎｍで運転させた状態で空気流量計２３にて空気流量が０．８Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））になっていることを確認し、測定終了まで上記空気流量を一定に維持する。その後、調整ガスＧ２の温度が４５０±５℃で安定するまでエンジン１１を稼動させた。その後、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９のゼロ点とスパン値を校正した。
【００６８】
次に、図３に示すように、空燃比切替ユニット２５の電源をオンにしてエンジン１１の空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジン１１を３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジン１１を５秒間稼動させた。この操作を１０回繰り返した。なお、図３は、エンジンにおける空気と燃料との混合比の変化を示すグラフである。なお、本明細書において空気過剰率は空燃比から算出した。
【００６９】
そして、上記操作を１０回繰り返す間、入口側排ガス分析計２７及び出口側排ガス分析計２９によって、調整ガスＧ２中の酸素濃度及び試料ガスＧ３中の酸素濃度を測定した。なお、測定された酸素濃度から酸素量を算出した。図４中、符合「Ｘ１」は、調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフであり、符合「Ｙ１」は、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフである。
【００７０】
いわゆるリッチ状態における、排ガスＧ１中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であり、調整ガスＧ２中の酸素濃度の平均値は、０体積％であり、試料ガスＧ３中の酸素濃度の平均値は、０体積％であった。また、いわゆるリーン状態における、排ガスＧ１中の酸素濃度の平均値は、１．８３体積％であり、調整ガスＧ２中の酸素濃度の平均値は、０．６５体積％であり、試料ガスＧ３中の酸素濃度の平均値は、０．５５体積％であった。即ち、リッチ状態における調整ガスＧ２中の酸素濃度の平均値は、０体積％であり、リーン状態になったときに酸素吸蔵能力の正確な測定を妨げる酸素が存在していないことを示している。結果を表１に示す。
【００７１】
【表１】
【００７２】
次に、測定した酸素濃度の平均値、空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））、及び、酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））から、第二缶体１９の入口１９ａ付近の酸素の質量（酸素量）（ｇ）及び出口１７ｂ付近の酸素の質量（酸素量）（ｇ）を算出し、その後、入口１７ａ付近の酸素の質量（ｇ）から出口１９ｂ付近の酸素の質量（ｇ）を差し引くことで酸素吸蔵量を算出した。入口１９ａ付近の酸素の質量は、０．５６３ｇであり、出口１９ｂ付近の酸素の質量は、図５に示すように、０．０４６ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、０．５１７ｇであった。
【００７３】
なお、第二缶体１９の入口１９ａ付近の酸素の質量（ｇ）及び出口１９ｂ付近の酸素の質量（ｇ）は、具体的には、それぞれ、以下の式により算出することができる。
式：酸素量（ｇ）＝空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））×調整ガスＧ２（または試料ガスＧ３）中の酸素濃度（体積％）×酸素密度値（１．３３ｇ／Ｌ（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））
【００７４】
次に、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体１５（四角セルハニカム）を、以下の評価対象ハニカム構造体１５（六角セルハニカム）に代えて、上述した方法と同様の方法で酸素吸蔵量を算出した。
【００７５】
評価対象ハニカム構造体１５としては、一方の端面から他方の端面まで貫通し流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材と、このハニカム基材の前記隔壁に担持された触媒と、を備え、上記セルの、ハニカム基材の中心軸に直交する断面における形状が六角形であるもの（以下、「六角セルハニカム」と記す場合がある）を用いた。また、評価対象ハニカム構造体１５（六角セルハニカム）としては、中心軸方向の長さが１００ｍｍであり、一方の端面の直径が１０５．７ｍｍであり、ハニカム基材（ハニカム焼成体）の隔壁の厚さが０．０８９ｍｍであり、隔壁に担持された触媒からなる触媒層の厚さが０．０５ｍｍであり、セル密度が９３個／ｃｍ２であるものを用いた。
【００７６】
評価対象ハニカム構造体１５（六角セルハニカム）の場合における、入口１９ａ付近の酸素の質量は、０．５６３ｇであり、出口１９ｂ付近の酸素の質量は、図５に示すように、０．０２４ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、０．５３９ｇであった。図５は、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法の一実施形態で測定された酸素量（ｇ）の平均値を示すグラフである。
【００７７】
なお、図４中、符合「Ｚ１」は、六角セルハニカムを評価対象として用いた場合における、試料ガスＧ３中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフを示している。また、符合「Ｘ１」は、調整ガスＧ２中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフを示しており、四角セルハニカム１５ａを評価対象として用いた場合と同様にして酸素量（ｇ）が変化することを示している。
【００７８】
なお、図４は、本発明の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量（ｇ）を示すグラフであり、四角セルハニカム１５ａと六角セルハニカムとにおける第二缶体１９の出口１９ｂ付近の排ガス（調整ガスＧ２）中の酸素量（ｇ）を示すグラフを重ねて示している。具体的には、図４は、酸素吸蔵能力の評価対象を四角セルハニカム１５ａとし、空燃比切替ユニット２５の電源をオンにしてエンジン１１の空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジン１１を３０秒間稼動させ、その後、上記空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジン１１を５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、第二缶体１９の出口１９ｂ付近の排ガス（調整ガスＧ２）中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。更に、図４は、酸素吸蔵能力の評価対象を六角セルハニカムとし、空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジン１１を３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジン１１を５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、第二缶体１９の出口１９ｂ付近の排ガス（調整ガスＧ２）中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。
【００７９】
（比較例１）
［測定準備］
第一缶体１７を使用していないこと以外は、実施例１と同様の酸素吸蔵能力評価装置を用意する。即ち、本比較例で用いた酸素吸蔵能力評価装置は、エンジンと、このエンジンに配設された空気流量計と、エンジンに配設された空燃比切替ユニットと、連結配管を介してエンジンに連結されており、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体を収納するための第二缶体と、この第二缶体の入口付近の酸素濃度を測定する入口側排ガス分析計と、第二缶体の出口付近の酸素濃度を測定する出口側排ガス分析計と、第二缶体の入口付近の空燃比を測定する入口側空燃比計と、第二缶体の出口付近の空燃比を測定する出口側空燃比計と、エンジンに連結された動力計と、を備えており、空燃比切替ユニットは、空燃比制御器と、この空燃比制御器に接続された基準電圧発生器と、を備えている。なお、第二缶体の出口には排気配管が接続されている。
【００８０】
次に、酸素吸蔵能力評価装置の第二缶体内に、一方の端面が第二缶体の入口側を向くとともに他方の端面が出口側を向くように、酸素吸蔵能力の測定対象である評価対象ハニカム構造体を収納した。
【００８１】
評価対象ハニカム構造体としては、まず、上述した四角セルハニカムと同様の四角セルハニカムを用いた。
【００８２】
［測定試験］
まず、実施例１と同様にして、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度及び出口付近における排ガス中の酸素濃度を測定した。なお、測定した酸素濃度から酸素量を算出した。図６中、符合「Ｘ２」は、第二缶体１９の入口１９ａ付近における排ガス中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフであり、符合「Ｙ２」は、四角セルハニカムにおける第二缶体１９の出口１９ｂ付近における排ガス中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフである。
【００８３】
なお、いわゆるリッチ状態における、排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であり、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であり、第二缶体の出口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０体積％であった。また、いわゆるリーン状態における、排ガス中の酸素濃度の平均値は、１．８３体積％であり、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、１．８３体積％であり、第二缶体の出口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．６９体積％であった。即ち、リッチ状態における、第二缶体の入口付近における排ガス中の酸素濃度の平均値は、０．１６体積％であるため、リーン状態になったときにおける酸素吸蔵能力の正確な測定が妨げられることが想定される。結果を表１に示す。
【００８４】
次に、測定した酸素濃度の平均値、空気流量値（Ｎｍ３／分（標準状態（２０℃、１ａｔｍ）））、及び、酸素密度値１．３３（ｇ／Ｌ）（標準状態（２０℃、１ａｔｍ））から、第二缶体の入口付近の酸素の質量（ｇ）及び出口付近の酸素の質量（ｇ）を算出し、その後、入口付近の酸素の質量（ｇ）から出口付近の酸素の質量（ｇ）を差し引くことで酸素吸蔵量を算出した。入口付近の酸素の質量は、３．５１ｇであり、出口付近の酸素の質量は、図７に示すように、０．３２ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、３．１９ｇであった。なお、上記評価は、通常のストイキエンジンを用いたため、λが０．９〜１．１となるように行ったが、直噴型のエンジンを用いる場合、λが０．８〜２．７となるように行うことが可能である。
【００８５】
次に、酸素吸蔵能力の評価対象である評価対象ハニカム構造体（四角セルハニカム）を、上述した六角セルハニカムと同様の六角セルハニカムに代えて、上述した方法と同様の方法で酸素吸蔵量を算出した。なお、図６中、符合「Ｚ２」は、六角セルハニカムにおける第二缶体１９の出口１９ｂ付近における排ガス中の酸素量（ｇ）の変化を示すグラフである。
【００８６】
評価対象ハニカム構造体（六角セルハニカム）の場合おける、入口付近の酸素の質量（酸素量）は、３．５１ｇであり、出口付近の酸素の質量（酸素量）は、図７に示すように、０．３２ｇであった。そして、酸素吸蔵量は、３．１９ｇであった。図７は、従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量（ｇ）の平均値を示すグラフである。
【００８７】
なお、図６は、従来の酸素吸蔵能力の評価方法で測定された酸素量（ｇ）を示すグラフであり、四角セルハニカムと六角セルハニカムにおける出口付近の排ガス中の酸素量（ｇ）を示すグラフを重ねて示している。具体的には、図６は、酸素吸蔵能力の評価対象を評価対象ハニカム構造体とし、空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジンを３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジンを５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、出口付近の排ガス中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。更に、図６は、酸素吸蔵能力の評価対象を評価対象ハニカム構造体とし、空気過剰率がλ＝０．９となる条件でエンジンを３０秒間稼動させ、その後、空気過剰率がλ＝１．１となる条件でエンジンを５秒間稼動させる操作を１０回繰り返したときにおける、出口付近の排ガス中の酸素量（ｇ）を示すグラフの一部を示している。
【００８８】
実施例１及び比較例１から明らかなように、実施例１の酸素吸蔵能力の評価方法は、比較例１の酸素吸蔵能力の評価方法に比べて、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を正確に評価することができることができることが確認できた。
【産業上の利用可能性】
【００８９】
本発明の酸素吸蔵能力の評価方法は、触媒が担持されたハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する際の好適な方法として採用することができる。
【符号の説明】
【００９０】
２，１２：一方の端面、４，１４：他方の端面、６，１６：セル、８，１８：隔壁、１０，２０：ハニカム基材、１１：エンジン、１３：調整用ハニカム構造体、１５：評価対象ハニカム構造体、１５ａ：四角セルハニカム、１７：第一缶体、１７ａ，１９ａ：入口、１７ｂ，１９ｂ：出口、１９：第二缶体、２１：連結配管、２３：空気流量計、２５：空燃比切替ユニット、２５ａ：空燃比制御器、２５ｂ：基準電圧発生器、２７：入口側排ガス分析計、２９：出口側排ガス分析計、３１：入口側空燃比計、３３：出口側空燃比計、３５：動力計、３７：排気配管、４０：クッション材、１００：酸素吸蔵能力評価装置、Ｇ１：排ガス、Ｇ２：調整ガス、Ｇ３：試料ガス。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気される排ガスを調整用ハニカム構造体に通すことによって、前記調整用ハニカム構造体から酸素濃度が調整された調整ガスを排出させるとともに、排出された前記調整ガス中の酸素濃度を測定し、
排出された前記調整ガスを評価対象ハニカム構造体に通して、前記評価対象ハニカム構造体から試料ガスを排出させるとともに、排出された前記試料ガス中の酸素濃度を測定し、
前記調整ガス中の酸素濃度及び前記試料ガス中の酸素濃度に基づいて、前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項２】
前記調整ガス中の酸素濃度から前記調整ガス中の酸素量を算出するとともに、前記試料ガス中の酸素濃度から前記試料ガス中の酸素量を算出した後、前記調整ガス中の酸素量から前記試料ガス中の酸素量を差し引くことによって酸素吸蔵量を算出して前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する請求項１に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項３】
２種類の前記混合比を一定の間隔で切り替えて前記エンジンを稼動させる請求項１または２に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項４】
空気に対する燃料の比率が大きくなるような混合比で５秒以上前記エンジンを稼動させた後、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で１．０〜３０．０秒間前記エンジンを稼動させることを繰り返して前記エンジンから前記排ガスを排気させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項５】
前記排ガスの流量を、０．５〜１０．０Ｎｍ３／分とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項６】
前記燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で前記エンジンを稼動させた場合における前記試料ガス中の酸素濃度が、０．１〜２．０体積％となるように前記混合比を調整する請求項４または５に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項１】
空気と燃料との混合比が一定の間隔で変化するように稼動させたエンジンから排気される排ガスを調整用ハニカム構造体に通すことによって、前記調整用ハニカム構造体から酸素濃度が調整された調整ガスを排出させるとともに、排出された前記調整ガス中の酸素濃度を測定し、
排出された前記調整ガスを評価対象ハニカム構造体に通して、前記評価対象ハニカム構造体から試料ガスを排出させるとともに、排出された前記試料ガス中の酸素濃度を測定し、
前記調整ガス中の酸素濃度及び前記試料ガス中の酸素濃度に基づいて、前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項２】
前記調整ガス中の酸素濃度から前記調整ガス中の酸素量を算出するとともに、前記試料ガス中の酸素濃度から前記試料ガス中の酸素量を算出した後、前記調整ガス中の酸素量から前記試料ガス中の酸素量を差し引くことによって酸素吸蔵量を算出して前記評価対象ハニカム構造体の酸素吸蔵能力を評価する請求項１に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項３】
２種類の前記混合比を一定の間隔で切り替えて前記エンジンを稼動させる請求項１または２に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項４】
空気に対する燃料の比率が大きくなるような混合比で５秒以上前記エンジンを稼動させた後、燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で１．０〜３０．０秒間前記エンジンを稼動させることを繰り返して前記エンジンから前記排ガスを排気させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項５】
前記排ガスの流量を、０．５〜１０．０Ｎｍ３／分とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【請求項６】
前記燃料に対する空気の比率が大きくなるような混合比で前記エンジンを稼動させた場合における前記試料ガス中の酸素濃度が、０．１〜２．０体積％となるように前記混合比を調整する請求項４または５に記載の酸素吸蔵能力の評価方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１１−１９６２９８（Ｐ２０１１−１９６２９８Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６５５９３（Ｐ２０１０−６５５９３）
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月２３日（２０１０．３．２３）
【出願人】（０００００４０６４）日本碍子株式会社 (2,325)
【Ｆターム（参考）】
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