特許 7086885 ハニカム担体評価装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-06-10

(45)【発行日】2022-06-20

(54)【発明の名称】ハニカム担体評価装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/00 20060101AFI20220613BHJP

   B01J 35/04 20060101ALI20220613BHJP

   B01D 46/00 20220101ALI20220613BHJP

   B01D 53/94 20060101ALI20220613BHJP

【ＦＩ】

F01N3/00 G

B01J35/04 301Z

B01D46/00 302

B01D53/94 100

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2019064927

(22)【出願日】2019-03-28

(65)【公開番号】P2020165347

(43)【公開日】2020-10-08

【審査請求日】2020-10-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000004064

【氏名又は名称】日本碍子株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000523

【氏名又は名称】アクシス国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】大森 智史

(72)【発明者】

【氏名】阿部 真之

【審査官】二之湯 正俊

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０６４０６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特許第５３１３７３２（ＪＰ，Ｂ２）

【文献】特開２００５－１９５０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－２００１１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００１／００５４２８１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２００５－１６３６２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－１０３８１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／００－ ３／３８

Ｆ０１Ｎ ９／００－１１／００

Ｂ０１Ｊ ３５／０４

Ｂ０１Ｄ ４６／００

Ｂ０１Ｄ ５３／９４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

燃焼ガスを発生させるためのバーナーと、
前記燃焼ガスが送入されるための配管と、
前記配管内に配置されているハニカム担体と、
前記配管に設けられるとともに、前記燃焼ガスの流れ方向において前記ハニカム担体の上流側に配置され、前記燃焼ガスが前記ハニカム担体に到達する前に前記燃焼ガスを拡散させるための拡散部材と
を備え、
前記バーナーの前記燃焼ガスをエンジンの排気ガスに代えて前記ハニカム担体に供給するハニカム担体評価装置であり、
前記拡散部材は、
前記拡散部材の径方向における外周側に設けられた周辺部と、
前記配管の径方向における中央部に配置され、前記燃焼ガスの流通を阻害する流通阻害部と、
前記拡散部材の径方向において前記流通阻害部と前記周辺部との間に延在され、前記燃焼ガスの流通を許容する流通許容部と
を有している円板状の部材であり、
前記配管には、前記バーナーの先端の周囲を覆う燃焼管、前記ハニカム担体を格納するハウジング、及び前記燃焼管と前記ハウジングとの間を接続する接続管が設けられており、
前記拡散部材の前記周辺部は、前記接続管及び前記ハウジングの内縁よりも外側に位置するとともに、前記接続管と前記ハウジングとの間に挟み込まれている、
ハニカム担体評価装置。

【請求項2】

前記拡散部材に隣接する位置における前記配管の内径（Ｄ１）に対する前記流通阻害部の外径（Ｄ２）の比率（Ｄ２／Ｄ１）は、４５％以上かつ６５％以下である、
請求項１記載のハニカム担体評価装置。

【請求項3】

前記拡散部材は、前記燃焼ガスの流れ方向に関する前記ハニカム担体の上流側端面から８０ｍｍ以上かつ１２０ｍｍ以下の位置に配置されている、
請求項１又は請求項２に記載のハニカム担体評価装置。

【請求項4】

前記流通許容部は、互いに離間して設けられた複数の開口を有している、
請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載のハニカム担体評価装置。

【請求項5】

前記流通阻害部の外縁と前記拡散部材に隣接する位置における前記配管の内縁との間に位置する円環領域の全面積（Ａ１）に対する前記複数の開口の合計開口面積（Ａ２）の比率（Ａ２／Ａ１）は、２０％以上かつ４０％以下である、
請求項４記載のハニカム担体評価装置。

【請求項6】

前記燃焼ガスの流れ方向における前記拡散部材の上流側に配置され、前記拡散部材とは異なる形状を有する第２拡散部材
をさらに備える、
請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載のハニカム担体評価装置。

【請求項7】

前記第２拡散部材は、
筒部と、
前記筒部の内側に設けられた軸部と、
前記筒部の内周壁と前記軸部との間に延在されるとともに、前記筒部の周方向に互いに間隔をおいて配置された複数の羽部と
を有しており、
前記複数の羽部は、
前記燃焼ガスの流れ方向に関する上流側に配置された上流端と、
前記燃焼ガスの流れ方向に関する下流側に配置された下流端と、
をそれぞれ有しており、
前記上流端と前記下流端とが前記筒部の周方向に互いにずれて位置するように、前記筒部の軸方向にねじれて延在されている、
請求項６記載のハニカム担体評価装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ＤＰＦ又は触媒担体等に利用されるハニカム担体の評価を行うためのハニカム担体評価装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ガソリン車用のハニカム担体の評価項目の一つとして、エンジンを使用した耐熱衝撃性の確認（高温排気ガスと低温排気ガスとを交互にハニカム担体に供給し、ハニカム担体の破損有無の確認）を長時間行う冷熱耐久試験がある。エンジンを用いて冷熱耐久試験を行うと時間及び設備費用がかかる。下記の特許文献１では、エンジンの代わりにバーナーを用いてハニカム担体の試験を行うことが提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許５３１３７３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明者らの検討の結果、エンジンの代わりにバーナーを用いてハニカム担体の試験を行ったところ、エンジンの排気ガスをハニカム担体に供給した場合と、バーナーの燃焼ガスをハニカム担体に供給した場合とで、ハニカム担体の内部の温度分布が変わるという新たな課題があることがわかった。具体的には、エンジンの排気ガスをハニカム担体に供給した場合、ハニカム担体の径方向における中央部と周辺部との間の温度差は５０℃程度である。一方、バーナーの燃焼ガスをハニカム担体に供給した場合、ハニカム担体の径方向における周辺部の温度が上がらず、ハニカム担体の径方向における中央部と周辺部との間の温度差が１５０℃程度となった。すなわち、バーナーを用いる試験では、ハニカム担体が車両に搭載された際の温度分布を再現できず、評価精度が低くなっており、改善の余地があるものであった。

【0005】

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、その目的の一つは、エンジンの代わりにバーナーを用いつつ、ハニカム担体の評価精度を向上できるハニカム担体評価装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係るハニカム担体評価装置は、一実施形態において、燃焼ガスを発生させるためのバーナーと、燃焼ガスが送入されるための配管と、配管内に配置されたハニカム担体と、配管に設けられるとともに、燃焼ガスの流れ方向においてハニカム担体の上流側に配置され、燃焼ガスがハニカム担体に到達する前に燃焼ガスを拡散させるための拡散部材とを備え、バーナーの燃焼ガスをエンジンの排気ガスに代えてハニカム担体に供給するハニカム担体評価装置であり、拡散部材は、拡散部材の径方向における外周側に設けられた周辺部と、配管の径方向における中央部に配置され、燃焼ガスの流通を阻害する流通阻害部と、拡散部材の径方向において流通阻害部と周辺部との間に延在され、燃焼ガスの流通を許容する流通許容部とを有している円板状の部材であり、配管には、バーナーの先端の周囲を覆う燃焼管、ハニカム担体を格納するハウジング、及び燃焼管とハウジングとの間を接続する接続管が設けられており、拡散部材の周辺部は、接続管及びハウジングの内縁よりも外側に位置するとともに、接続管とハウジングとの間に挟み込まれている。

【発明の効果】

【0007】

本発明のハニカム担体評価装置の一実施形態によれば、配管の径方向における中央部に配置され、燃焼ガスの流通を阻害する流通阻害部と、流通阻害部の周囲に配置され、燃焼ガスの流通を許容する流通許容部とを有する拡散部材をハニカム担体の上流に配置する。このため、バーナーの燃焼ガスをハニカム担体に供給してもハニカム担体の温度分布の偏りを低減でき、エンジンの代わりにバーナーを用いつつ、ハニカム担体の評価精度を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の実施の形態によるハニカム担体評価装置を示す構成図である。

【図2】図１の第１拡散部材４を示す正面図である。

【図3】図１の第２拡散部材５を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。本発明は各実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、各実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素からいくつかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態の構成要素を適宜組み合わせてもよい。

【0010】

図１は、本発明の実施の形態によるハニカム担体評価装置を示す構成図である。図１に示すように、本実施の形態のハニカム担体評価装置には、バーナー１、配管２、ハニカム担体３、第１拡散部材４及び第２拡散部材５が設けられている。第１拡散部材４は本発明の拡散部材を構成し、第２拡散部材５は本発明の第２拡散部材を構成する。

【0011】

本実施の形態のバーナー１は、燃焼ガス１ａを発生させるための機器である。本実施の形態のバーナー１には空気供給源１０及び可燃ガス供給源１１が接続されている。バーナー１は、空気供給源１０からの空気１０ａと可燃ガス供給源１１からの可燃ガス１１ａとを燃焼させて燃焼ガス１ａを発生させる。空気供給源１０は例えばコンプレッサー又はボンベ等により構成することができ、空気１０ａは圧縮空気であり得る。可燃ガス１１ａとしては、例えば液化天然ガス（ＬＮＧ）等を使用することができる。

【0012】

バーナー１からの燃焼ガス１ａは配管２に送入される。本実施の形態の配管２には、燃焼管２０、接続管２１及びハウジング２２が設けられている。

【0013】

燃焼管２０は、バーナー１の先端の周囲を覆うとともに、バーナー１からの燃焼ガス１ａを接続管２１に案内するための管である。

【0014】

本実施の形態の燃焼管２０には、バイパス管２００が接続されている。バイパス管２００は、バーナー１を介さずに空気供給源１０からの空気１０ａを燃焼管２０に供給するための配管である。バイパス管２００から燃焼管２０に供給される空気１０ａを二次エアーと呼ぶ。二次エアーの供給量を調節することにより、燃焼ガス１ａの温度及び燃焼ガス１ａの空気過剰率λを調整することができる。バーナー１による燃焼ガス１ａの発生が止められて、二次エアーのみが配管２内に送られてもよい。

【0015】

接続管２１は、燃焼管２０とハウジング２２との間を接続するための管である。バーナー１からの燃焼ガス１ａは、接続管２１を通過してハウジング２２に向かう。本実施の形態の接続管２１の内径は、燃焼管２０の内径及びハニカム担体３の外径よりも小さい。ハニカム担体３の外径が１００ｍｍ程度であるとき、接続管２１の内径が５５ｍｍ程度であり得る。なお、ハニカム担体３の外径は、５０～５００ｍｍの範囲内のものが用いられ、接続管２１は、他の内径及び長さを有する他の接続管２１に交換することができる。

【0016】

ハウジング２２は、ハニカム担体３を格納する筐体である。ハウジング２２には、筒部２２ａ及び拡径部２２ｂが設けられている。筒部２２ａは、ハニカム担体３の外径と同程度の内径を有する筒状部である。ハニカム担体３は、筒部２２ａの内側に収められている。拡径部２２ｂは、燃焼ガス１ａの流れ方向における下流側に向けて接続管２１の内径から筒部２２ａの内径まで内径が徐々に拡がる筒状部である。本実施の形態では、燃焼ガス１ａの流れ方向における下流側のハウジング２２の端部は開放されている。

【0017】

本実施の形態のハニカム担体３は、柱状の構造体である。ハニカム担体３の素材としては、セラミックス又は金属が使用され得る。ハニカム担体３には、ハニカム担体３の長手方向に延びる複数のセルがハチの巣状に設けられている。複数のセルは、隔壁により互いに区画されて形成されており、ハニカム担体３の第１端面から第２端面までハニカム担体３を貫通している。また、複数のセルは、ハニカム担体３の内部において流体の流路を形成する。本実施の形態のハニカム担体３は、触媒を担持していてもよい。触媒としては、例えば、ハニカム担体３が車両の排気ガスの浄化に使用される場合、排気ガスを酸化又は還元する機能を有する触媒を用いることができる。触媒としては、貴金属（例えば、白金、ロジウム、パラジウム、ルテニウム、インジウム、銀、金など）、アルミニウム、ニッケル、ジルコニウム、チタン、セリウム、コバルト、マンガン、亜鉛、銅、スズ、鉄、ニオブ、マグネシウム、ランタン、サマリウム、ビスマス、バリウムなどが挙げられる。これらの元素は、金属単体、金属酸化物、及びそれ以外の金属化合物であってもよい。また、触媒は、単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。

【0018】

ハニカム担体３は、本実施の形態のハニカム担体評価装置により評価試験が行われる対象である。評価試験には、耐熱衝撃性の確認（高温ガスと低温ガスとを交互にハニカム担体３に供給し、ハニカム担体３の破損有無の確認）を長時間行う冷熱耐久試験が含まれる。冷熱耐久試験は、バーナー１からの燃焼ガス１ａ、二次エアー並びに燃焼ガス１ａ及び二次エアーの混合ガスがハニカム担体３に供給されることにより実施され得る。

【0019】

第１及び第２拡散部材４，５は、配管２に設けられるとともに、燃焼ガス１ａの流れ方向においてハニカム担体３の上流側に配置されており、燃焼ガス１ａがハニカム担体３に到達する前に燃焼ガス１ａを拡散させるための部材である。第２拡散部材５は、第１拡散部材４よりも上流側に配置されている。第２拡散部材５は、第１拡散部材４と異なる形状を有することが好ましい。但し、第２拡散部材５の形状が第１拡散部材４の形状と同じであってもよい。本実施の形態では、第１拡散部材４は接続管２１とハウジング２２との間に挟み込まれており、第２拡散部材５は燃焼管２０と接続管２１との間に挟み込まれている。

【0020】

次に、図２は、図１の第１拡散部材４を示す正面図である。図２に示すように、本実施の形態の第１拡散部材４は、円板状の部材である。第１拡散部材４には、周辺部４０、流通阻害部４１及び流通許容部４２が設けられている。

【0021】

周辺部４０は、第１拡散部材４の径方向における外周側に設けられた円環状の部分である。周辺部４０には、周方向に互いに離間する複数の貫通孔４００が設けられている。周辺部４０は、接続管２１とハウジング２２との間に挟み込まれる。第１拡散部材４を接続管２１及びハウジング２２に固定する際に、ボルト及びナット等の締結部材が貫通孔４００に通される。第１拡散部材４が接続管２１及びハウジング２２に取り付けられた際、第１拡散部材４、接続管２１及びハウジング２２が互いに同軸であることが好ましい。また、第１拡散部材４が接続管２１及びハウジング２２に取り付けられた際、周辺部４０は、図２において二点鎖線で示す接続管２１及びハウジング２２の内縁２１ａ，２２ｃよりも外側に位置する。周辺部４０（接続管２１及びハウジング２２の内縁２１ａ，２２ｃ）の内側に流通阻害部４１及び流通許容部４２が設けられている。

【0022】

流通阻害部４１は、配管２（接続管２１及びハウジング２２）の径方向における中央部に配置されており、燃焼ガス１ａの流通を阻害するための部分である。本実施の形態の流通阻害部４１は、第１拡散部材４の中央部に設けられた孔に取り付けられた円板体によって構成されている。流通阻害部４１は、後述の開口４２０が設けられていない非開口部等の他の態様を採ってもよい。

【0023】

流通許容部４２は、流通阻害部４１の周囲に配置され、燃焼ガス１ａの流通を許容するための部分である。本実施の形態の流通許容部４２は、互いに離間して設けられた複数の開口４２０を有している。本実施の形態の開口４２０は、複数の列をなすように配置されている。図２では、鉛直方向に対して４５度傾斜する複数の平行線に沿って開口４２０が配置されている。また、開口４２０は千鳥配置されている。すなわち、第１列の開口４２０は、第１列の隣に位置する第２列の開口４２０に対して第１及び第２列の延在方向にずれて配置されている。但し、開口４２０の配置は、任意であり、例えば放射状等の他の配置であってもよい。

【0024】

第１拡散部材４が設けられている位置を燃焼ガス１ａが通過する際、接続管２１及びハウジング２２の径方向における中央部の燃焼ガス１ａの流れが流通阻害部４１によって阻害される。燃焼ガス１ａは、流通阻害部４１を迂回して、流通許容部４２を通って下流に向かう。このとき、接続管２１及びハウジング２２の径方向における中央部の燃焼ガス１ａが、接続管２１及びハウジング２２の径方向における周辺部の燃焼ガス１ａと攪拌される。このため、第１拡散部材４の下流側では、ハウジング２２の径方向における燃焼ガス１ａの温度分布が一様となるか又は一様に近づけられる。バーナー１の燃焼ガス１ａをハニカム担体３に直接供給すると、ハニカム担体３の径方向における周辺部の温度が上がらず、ハニカム担体の径方向における中央部と周辺部との間の温度差が大きくなることがある。本実施の形態のように、第１拡散部材４を用いることにより、バーナー１の燃焼ガス１ａをハニカム担体３に供給してもハニカム担体３の温度分布の偏りを低減でき、エンジンの代わりにバーナー１を用いつつ、ハニカム担体３の評価精度を向上できる。

【0025】

第１拡散部材４に隣接する位置における配管２（接続管２１及びハウジング２２）の内径Ｄ１に対する流通阻害部４１の外径Ｄ２の比率Ｄ２／Ｄ１は、４５％以上かつ６５％以下であることが好ましい。比率Ｄ２／Ｄ１が４５％以上であると、流通阻害部４１を迂回する燃焼ガス１ａの流れが適度となり、燃焼ガス１ａの流れの攪拌作用がより向上する。一方、比率Ｄ２／Ｄ１が６５％を超えると、流通阻害部４１による燃焼ガス１ａの流れの阻害が過多となり、ハニカム担体中央部の温度が上がりにくくなる虞がある。なお、図２では、内径Ｄ１が５５ｍｍであり、外径Ｄ２が３０ｍｍであり、比率Ｄ２／Ｄ１が約５５％の態様を示している。

【0026】

第１拡散部材４は、燃焼ガス１ａの流れ方向に関するハニカム担体３の上流側端面３ａ（図１参照）から８０ｍｍ以上かつ１２０ｍｍ以下の位置に配置されていることが好ましい。第１拡散部材４とハニカム担体３の上流側端面３ａとの離間距離が８０ｍｍ未満であると、ハニカム担体外周部の温度が上がりにくくなる虞がある。一方、離間距離が１２０ｍｍを超えると、ハニカム担体外周部の温度が上がりにくくなる虞がある。なお、ハニカム担体３側の第１拡散部材４の端面を基準として離間距離を測定することができる。

【0027】

流通阻害部４１の外縁４１ａと第１拡散部材４に隣接する位置における配管２の内縁（接続管２１及びハウジング２２の内縁２１ａ，２２ｃ）との間に位置する円環領域の全面積Ａ１に対する複数の開口４２０の合計開口面積Ａ２の比率Ａ２／Ａ１は、２０％以上かつ４０％以下であることが好ましい。比率Ａ２／Ａ１が２０％未満であると、抵抗が大きくなりバーナーが燃焼しなくなる虞がある。一方、比率Ａ２／Ａ１が４０％を超えると、ハニカム担体外周部の温度が上がりにくくなる虞がある。

【0028】

開口４２０は、流通阻害部４１の外縁４１ａと第１拡散部材４に隣接する位置における接続管２１及びハウジング２２の内縁２１ａ，２２ｃとの間に位置する円環領域に均一に分散されていることが好ましい。均一に分散されているとは、円環領域を複数の区画に分けた際に、各区画の開口率の差が所定範囲内に収まることと理解することができる。各区画の開口率は、各区画の全面積に対する開口４２０の合計開口面積である。例えば、円環領域の中心で直交する２つ直線により円環領域を４つの区画に分けた際に、各区画の開口率の差が２０％以内に収まる場合に、開口４２０が均一に分散されていると理解することができる。

【0029】

次に、図３は、図１の第２拡散部材５を示す構成図である。図３の（ａ）は第２拡散部材５の正面図であり、（ｂ）は第２拡散部材５の右側面図であり、（ｃ）は第２拡散部材５の背面図である。図３に示すように、本実施の形態の第２拡散部材５は、ボビン形状の部材である。第２拡散部材５には、筒部５０、第１フランジ５１、第２フランジ５２、軸部５３及び複数の羽部５４が設けられている。

【0030】

筒部５０は、第２拡散部材５に隣接する位置における燃焼管２０及び接続管２１の内径と同じ内径を有する筒状の部分である。

【0031】

第１及び第２フランジ５１，５２は、筒部５０の軸方向における両端において筒部５０の外周面から径方向外方に突出された円環状の部分である。第１及び第２フランジ５１，５２には、周方向に互いに離間して設けられた複数の貫通孔５１０，５２０がそれぞれ設けられている。燃焼管２０に設けられたフランジと第１フランジ５１とが隣接された後、ボルト及びナット等の締結部材が貫通孔５１０に通されて、第２拡散部材５が燃焼管２０に取り付けられる。同様に、接続管２１に設けられたフランジと第２フランジ５２とが隣接された後、ボルト及びナット等の締結部材が貫通孔５２０に通されて、第２拡散部材５が接続管２１に取り付けられる。第２拡散部材５が燃焼管２０及び接続管２１に取り付けられた際、第２拡散部材５の筒部５０、燃焼管２０及び接続管２１が同軸であることが好ましい。

【0032】

軸部５３は、筒部５０の内側に設けられている。軸部５３は、筒部５０の径方向中心において筒部５０の軸方向に延在されている。

【0033】

複数の羽部５４は、筒部５０の内周壁５００と軸部５３との間に延在されるとともに、筒部５０の周方向に互いに間隔をおいて配置された板状の部分である。複数の羽部５４は、燃焼ガス１ａの流れ方向に関する上流側に配置された上流端５４０ｕ（図３の（ａ）参照）と、燃焼ガス１ａの流れ方向に関する下流側に配置された下流端５４０ｄ（図３の（ｃ）参照）とをそれぞれ有している。複数の羽部５４は、上流端５４０ｕと下流端５４０ｄとが筒部５０の周方向に互いにずれて位置するように、筒部５０の軸方向燃焼ガスの流れ方向にねじれて延在されている。

【0034】

例えば、図３の（ａ）において、上流端５４０ｕの端部が時計の１２時位置に設けられた羽部５４を第１羽部５４１と呼ぶ。図３の（ａ）のように第２拡散部材５を正面から見たとき、第１羽部５４１は下流側に向かうにつれて時計の９時位置に近づくようにねじれながら延在する。図３（ｃ）のように第２拡散部材５を背面から見たとき、上流端５４０ｕの端部は時計の３時位置（正面から見たときの９時位置）に位置している。図３の（ａ）及び（ｃ）に示すように筒部５０の一端側から第２拡散部材５を軸方向に沿って見たとき、筒部５０の内側は各羽部５４で占められており、筒部５０の他端側は見えない。図３の（ａ）及び（ｃ）では、上流端５４０ｕ及び下流端５４０ｄに隣接して描いた白抜きの扇形により、各羽部５４が奥行を有していることを表現している。また、白抜きの扇形に隣接した網掛けの扇形により各羽部５４の表面を表現している。筒部５０内には、燃焼ガス１ａのねじれた流路が形成されている。図３の（ａ）及び（ｃ）では、各羽部５４がねじれる方向及びねじれた流路に沿って進む燃焼ガス１ａの流れを二点鎖線の矢印にて表現している。ねじれた流路に沿って燃焼ガス１ａが流れることにより、燃焼ガス１ａが攪拌される。

【0035】

なお、図３の（ａ）及び（ｃ）において、上流端５４０ｕ及び下流端５４０ｄを長方形で示しているが、上流端５４０ｕ及び下流端５４０ｄはうねりを持ったより複雑な形状とすることができる。

【0036】

次に、実施例を挙げる。実施例として、図１に示すハニカム担体評価装置にてハニカム担体３の温度分布調査を行った。実施例の具体的な条件は、以下の通りである。

【0037】

すなわち、ハニカム担体３の上流側端面３ａを基準に１００ｍｍの位置に第１拡散部材４を配置し、１１００ｍｍの位置に第２拡散部材５を配置した。

【0038】

第１拡散部材４としては、板厚３ｍｍの円板状の部材を使用した。その部材の中心直径３０ｍｍの範囲に流通阻害部４１を形成するとともに、その周囲２５ｍｍの円環領域に流通許容部４２を形成した。流通許容部４２は、上下左右３ｍｍ間隔で直径５ｍｍの開口４２０を均一に設けることにより形成した。

【0039】

第２拡散部材５としては、内径５５ｍｍの筒部５０の内側に４枚の羽部５４を設けたものを使用した。羽部５４の形状は、厚さ２ｍｍ、高さ２７ｍｍ、長さ６０ｍｍとした。各羽部５４は、燃焼ガス１ａの流れ方向に関する第２拡散部材５の上流側と下流側との間で９０度ねじられている。

【0040】

接続管２１の内径は５５ｍｍとした。燃焼ガス１ａの流量Ｖ１と二次エアーの流量Ｖ２との割合Ｖ１：Ｖ２を８：２とした。

【0041】

また、比較例として、第１及び第２拡散部材４，５を省略して、ハニカム担体３の温度分布調査を行った。その他の条件は、実施例と同様である。

【0042】

比較例では、ハニカム担体３の径方向における周辺部の温度が上がらず、ハニカム担体３の径方向における中央部と周辺部との間の温度差が１５０℃程度となった。一方、実施例では、ハニカム担体３の径方向における中心部のみならず周辺部の温度も上がり、ハニカム担体３の径方向における中央部と周辺部との間の温度差が５０℃程度となった。この温度差５０℃程度は、バーナー１を用いずにエンジンからの排気ガスをハニカム担体３に供給した場合と同程度である。

【0043】

本実施の形態のようなハニカム担体評価装置では、配管２の径方向における中央部に配置され、燃焼ガス１ａの流通を阻害する流通阻害部４１と、流通阻害部４１の周囲に配置され、燃焼ガス１ａの流通を許容する流通許容部４２とを有する第１拡散部材４をハニカム担体３の上流に配置するので、バーナー１の燃焼ガス１ａをハニカム担体３に供給してもハニカム担体３の温度分布の偏りを低減でき、エンジンの代わりにバーナー１を用いつつ、ハニカム担体３の評価精度を向上できる。

【0044】

また、第１拡散部材４に隣接する位置における配管２の内径Ｄ１に対する流通阻害部４１の外径Ｄ２の比率Ｄ２／Ｄ１が４５％以上かつ６５％以下であるので、十分な燃焼ガス１ａの流れの攪拌作用を確保しつつ、ハニカム担体３の温度分布をより均一にできる。

【0045】

また、第１拡散部材４は、燃焼ガスの流れ方向に関するハニカム担体の上流側端面から８０ｍｍ以上かつ１２０ｍｍ以下の位置に配置されているので、ハニカム担体３の温度分布をより均一にできる。

【0046】

また、流通許容部４２は、互いに離間して設けられた複数の開口を有しているので、容易に流通許容部４２を形成でき、第１拡散部材４の部品コストを低減できる。

【0047】

また、流通阻害部４１の外縁４１ａと第１拡散部材４に隣接する位置における配管２の内縁との間に位置する円環領域の全面積Ａ１に対する複数の開口４２０の合計開口面積Ａ２の比率Ａ２／Ａ１が２０％以上かつ４０％以下であるので、ハニカム担体３の温度分布をより均一にできる。

【0048】

また、燃焼ガス１ａの流れ方向における第１拡散部材４の上流側に第１拡散部材４とは異なる形状を有する第２拡散部材５が配置されているので、第１及び第２拡散部材４，５において異なる方式で燃焼ガス１ａの攪拌を行うことができ、ハニカム担体３の温度分布の偏りをより確実に低減できる。

【0049】

また、上流端５４０ｕと下流端５４０ｄとが筒部５０の周方向に互いにずれて位置するように、筒部５０の軸方向にねじれて延在された複数の羽部５４を第２拡散部材５が有しているので、より確実に第１及び第２拡散部材４，５において異なる方式で燃焼ガス１ａの攪拌を行うことができる。

【0050】

なお、実施の形態では、第１拡散部材４の上流に第２拡散部材５が設けられるように説明したが、第２拡散部材は省略されてもよい。

【符号の説明】

【0051】

１ バーナー、１ａ 燃焼ガス、２ 配管、３ ハニカム担体、４ 第１拡散部材、４１ 流通阻害部、４２ 流通許容部、４２０ 開口、５ 第２拡散部材、５０ 筒部、５３ 軸部、５４ 羽部、５４０ｄ 下流端、５４０ｕ 上流端、５００ 内周壁

【図1】

【図2】

【図3】