(57)【要約】【課題】酸化触媒又は三元触媒又はＮＯｘ浄化触媒とＨＣ吸着材を用いている排気ガス浄化装置において、加速時の内燃機関の運転状態においても、三元触媒又はＮＯｘ浄化触媒のＨＣライトオフ温度上昇までの間は、ＨＣ吸着材に流入する排気ガスを効率よく冷却できてＨＣ吸着材でＨＣを吸着処理できる排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気ガスを浄化する酸化触媒又は三元触媒又はＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持した第１排気ガス処理部材３を備える共に、該第１排気ガス処理部材３の下流側にＨＣ吸蔵機能を有する第２排気ガス処理部材４を配置した排気ガス浄化装置１において、前記第２排気ガス処理部材４に流入する排気ガスの温度を冷却させる放熱部５を前記第１排気ガス処理部材３と前記第２排気ガス処理部材４との間に設けると共に、前記放熱部５より上流側を断熱構造に形成し、更にその上流側を保温構造に形成する。【選択図】図１
2010007524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスを浄化する酸化触媒又は三元触媒又はＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持した第１排気ガス処理部材を備える共に、該第１排気ガス処理部材の下流側にＨＣ吸蔵機能を有する第２排気ガス処理部材を配置した排気ガス浄化装置において、前記第２排気ガス処理部材に流入する排気ガスの温度を冷却させる放熱部を前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材との間に設けると共に、前記放熱部より上流側を断熱構造に形成し、更にその上流側を保温構造に形成したことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記放熱部を底部にして前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材を前記放熱部の両側に並列に配置して、前記第１排気ガス処理部材と前記放熱部と前記第２排気ガス処理部材との全体形状をＵ字形状に配置したことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材を並列に配置すると共に、その間に屈曲した接続通路を設けて、前記第１排気ガス処理部材と前記接続通路と前記第２排気ガス処理部材との全体形状をＳ字形状に構成すると共に、前記接続通路の一部又は全部を前記放熱部として形成したことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材をＴ字形状又はＬ字形状に配置すると共に、その間に屈曲した接続通路を設けて、前記第１排気ガス処理部材と前記接続通路と前記第２排気ガス処理部材との全体形状をＴ字形状又はＬ字形状に構成すると共に、前記接続通路の一部又は全部を前記放熱部として形成したことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、三元触媒やＮＯｘ浄化触媒等の触媒装置を有する排気ガス浄化装置で、ゼオライト等のＨＣ吸着材を使用し、触媒装置とＨＣ吸着材と放熱部との配置を工夫することにより、大気中へのＨＣの流出量を大幅に減少することができる排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車搭載の内燃機関の排気ガス浄化システムにおけるＨＣの流出対策に関連して、ゼオライト等の細孔構造を持つ材料が、この材料の細孔に分子径の大きいＨＣ種やアンモニア等を吸着する特性があることが知られており、使用されている。このＨＣを吸着する材料は、温度が２５０℃以下ではＨＣ種等を吸着し、それ以上の２５０℃〜３００℃の温度では逆に吸着したＨＣ種等を放出する。３００℃以上では酸化触媒、三元触媒、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒、選択還元型ＮＯｘ触媒等の貴金属を担持する触媒でＨＣ種等を酸化する。このＨＣ種等の放出は高温域では分子運動が活発になるためと思われる。
【０００３】
この材料をＨＣ吸着材として排気ガス浄化システム中に配置しているシステムの場合には、２５０℃以上ではＨＣを放出してしまうため、このＨＣ放出の温度領域が、他の酸化触媒（ＤＯＣ）等のＨＣライトオフ温度域と重なるようにしないと、これらの排気ガス処理装置の下流側にＨＣが流出するので、排気ガスの状態が悪化する温度領域ができてしまうという問題がある。
【０００４】
特に、ＨＣの流出対策が必要な触媒システムとして、三元触媒（ＴＷＣ）やＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ）がある。この三元触媒を使用している排気ガス浄化システムでは、加速時などで燃料を多くする場合には空燃比が深いリッチ側となるため、流出するＨＣの量が増加する。また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒を使用している排気ガス浄化システムでは、ＮＯｘ吸蔵能力を回復するための再生処理時にＨＣなどをポスト噴射や排気管内直接噴射で供給してリッチ雰囲気とする必要があるため、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒から放出されるＮＯｘ量に対応した最適な制御を行なわないと大気中へのＨＣの流出量が増加する懸念がある。また、三元触媒と同様に加速時にはその懸念が増大する。つまり、加速に伴いＮＯｘ吸蔵還元型触媒の触媒温度が上昇して、吸蔵されていたＮＯｘが放出され、この放出されたＮＯｘを還元するＮＯｘ再生制御の機会が増加するため、ＨＣの流出量が増加し易くなる。
【０００５】
このＨＣの流出防止対策として、ＨＣ吸着材を三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒の下流側（後段）に配置することである程度の効果はあるが、ＨＣ吸着材のＨＣ吸着温度域が２５０℃以下と比較的低温であるため、加速時にような排気ガス温度が急激に高くなる場合には、ＨＣの流出防止に対しては効果が薄いという問題がある。
【０００６】
そのため、これらの排気ガス浄化システムでは、加速時のＨＣ流出の問題に対して、ＮＯｘ浄化率を犠牲にしてＨＣの流出の増加を抑える制御を行なっている。例えば、三元触媒の場合には燃料噴射量を抑えて過度のリッチ雰囲気になることを回避する。また、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の場合には触媒温度が上昇してＨＣ浄化率が向上するまで、ＮＯｘ吸蔵能力を回復するための空燃比リッチ制御を停止する。
【０００７】
一方、三元触媒とＨＣ吸着浄化触媒の配置に関しては、三元触媒をエンジンルーム内に位置する排気系の上流部に配設するとともに、ＨＣ吸着剤と酸素供給剤等を主成分とするＨＣ吸着浄化触媒を、エンジンルーム外に位置するアンダフロア部の排気系の下流部に配設して、三元触媒をエンジンの始動後の早い段階で活性化し、この活性化以前にＨＣ吸着剤がＨＣ脱離温度に上昇することを冷却に車両の走行風を利用しつつ防止するエンジンの排気ガス浄化装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００８】
また、ＨＣ吸着材の上層に三元触媒層を備えてなるＨＣ吸着触媒の上流側に、リーンＮＯｘ触媒（ＮＯｘ吸蔵還元型触媒）を配置し、リーンＮＯｘ触媒とＨＣ吸着触媒との間に、排気を冷却するための配管の内外の冷却フィンや配管内のハニカム構造体などからなるヒートマス（熱容量）を設けたり、水などの冷媒によって冷却したりして、ＨＣ吸着触媒に導入される排気の温度を積極的に低下させて、リーンＮＯｘ触媒の活性化に対して、ＨＣ吸着材が脱離開始温度に達するのを確実に遅らせるようにした内燃機関の排気浄化装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００９】
しかしながら、前者においては、走行速度により、アンダーフロア部に配設したＨＣ吸着剤触媒の温度がバラつき、ＨＣ吸着能力が制御し難いという問題があり、後者においては、後流側に選択還元型ＮＯｘ触媒がないので、ＨＣ吸着材より脱離したＨＣが流出するという問題がある。また、これらの三元触媒とＨＣ吸着浄化触媒や、リーンＮＯｘ触媒とＨＣ吸着触媒とは別個に形成され、離間して配設されるため、排気ガス浄化システムが長くなる上に、装置が２分するため取り付けに手間が掛かるという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上記の状況を鑑みてなされたものであり、その目的は、三元触媒又はＮＯｘ浄化触媒とＨＣ吸着材を用いている排気ガス浄化装置において、加速時の内燃機関の運転状態においても、三元触媒又はＮＯｘ浄化触媒のＨＣライトオフ温度上昇までの間は、ＨＣ吸着材に流入する排気ガスを効率よく冷却できてＨＣ吸着材でＨＣを吸着処理できる排気ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記のような目的を達成するための排気ガス浄化装置は、内燃機関の排気ガスを浄化する酸化触媒又は三元触媒又はＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持した第１排気ガス処理部材を備える共に、該第１排気ガス処理部材の下流側にＨＣ吸蔵機能を有する第２排気ガス処理部材を配置した排気ガス浄化装置において、前記第２排気ガス処理部材に流入する排気ガスの温度を冷却させる放熱部を前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材との間に設けると共に、前記放熱部より上流側を断熱構造に形成し、更にその上流側を保温構造に形成して構成される。
【００１２】
この構成によれば、第１排気ガス処理部材側を保温構造とし、第１排気ガス処理部材と放熱部との間に断熱構造を設けたので、両者の温度差の増大の促進とその維持を行うことができる。つまり、加速時のように排気ガス温度が上昇する時において、放熱部で排気ガスを冷却して、下流側のＨＣ吸着機能を有する第２排気ガス処理部材に流入する排気ガス温度を低下させて、酸化触媒又は三元触媒又はＮＯｘ吸蔵還元型触媒を担持した第１排気ガス処理部材の温度がＨＣライトオフ温度以上の高温領域になるまでの間、第２排気ガス処理部材を低温領域に維持することができる。
【００１３】
そのため、下流側の第２排気ガス処理部材がＨＣ吸着機能を喪失する温度（例えば、２５０℃）になる時点では、既に、上流側の酸化触媒又は三元触媒又はＮＯｘ還元型触媒の第１排気ガス処理部材は活性化温度以上になり、十分にライトオフＨＣ活性が見込めるようになる。従って、第１排気ガス処理部材が活性化する前においては、ＨＣを確実に下流側の第２排気ガス処理部材で吸着できる。
【００１４】
その結果、加速時等において、従来技術で行っていた、三元触媒の場合の燃料を抑えて過度のリッチ雰囲気になることを抑制する制御や、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の場合の触媒温度が上昇してＨＣ浄化率が向上するまでの間リッチ還元を停止する等のＮＯｘ浄化率を犠牲にしてＨＣの大気中への流出防止を図るような制御を行なう必要がなくなる。そのため、加速初期からＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御におけるＮＯｘ還元を十分に行うことができるようになる。
【００１５】
上記の排気ガス浄化装置において、前記放熱部を底部にして前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材を前記放熱部の両側に並列に配置して、前記第１排気ガス処理部材と前記放熱部と前記第２排気ガス処理部材との全体形状をＵ字形状に配置して構成する。この構成によれば、Ｕ字形状の折り曲げ部分である底部に広い面積の放熱部を設けることができるようになるので、排気ガス浄化装置を小型化でき、かつ、配管に取り付ける工数も少なくて済むようになる。
【００１６】
あるいは、上記の排気ガス浄化装置において、前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材を並列に配置すると共に、その間に屈曲した接続通路を設けて、前記第１排気ガス処理部材と前記接続通路と前記第２排気ガス処理部材との全体形状をＳ字形状に構成すると共に、前記接続通路の一部又は全部を前記放熱部として形成して構成する。この構成によれば、Ｓ字形状の折り曲げ部分に広い面積の放熱部を設けることができるようになり、また、流れの拡散を図ることもできるようになる。
【００１７】
あるいは、上記の排気ガス浄化装置において、前記第１排気ガス処理部材と前記第２排気ガス処理部材をＴ字形状又はＬ字形状に配置すると共に、その間に屈曲した接続通路を設けて、前記第１排気ガス処理部材と前記接続通路と前記第２排気ガス処理部材との全体形状をＴ字形状又はＬ字形状に構成すると共に、前記接続通路の一部又は全部を前記放熱部として形成して構成する。この構成によれば、Ｔ字形状又はＬ字形状の折り曲げ部分に比較的広い面積の放熱部を設けることができるようになるので、排気ガス浄化装置を小型化でき、かつ、配管に取り付ける工数も少なくて済むようになる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係る排気ガス浄化装置によれば、三元触媒又はＮＯｘ浄化触媒とＨＣ吸着機能を有する排気ガス処理部材を用いている排気ガス浄化装置において、加速時の内燃機関の運転状態においても、三元触媒又はＮＯｘ浄化触媒のＨＣライトオフ温度上昇までの間は、ＨＣ吸着材に流入する排気ガスを効率よく冷却できてＨＣ吸着材でＨＣを吸着処理でき、大気中へのＨＣの流出を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化装置について、図面を参照しながら説明する。図１に、本発明の第１の実施の形態の排気ガス浄化装置１の構成を示す。この排気ガス浄化装置１は、エンジン（内燃機関）の排気通路に設けられる装置であり、上流側から、酸化触媒（ＤＯＣ）２、第１排気ガス処理部材である三元触媒（ＴＷＣ）又はＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ）３、ＨＣ吸着機能を有する第２排気ガス処理部材であるＨＣ吸着材４を有して構成される。以下、第１排気ガス処理部材としてＮＯｘ吸蔵還元型触媒を用いた場合を例にして説明するが、三元触媒を用いた場合にも本発明を適用できる。
【００２０】
酸化触媒２は、多孔質のセラミックのハニカム構造の担持体に、白金等の酸化触媒を担持させて形成される。この酸化触媒は、排気ガス中のＨＣやＣＯを酸化して排気ガスを浄化する役割と、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生の際にＮＯｘの還元剤として供給されるＨＣの一部を酸化して排気ガスの温度を昇温する役割とを持っている。
【００２１】
ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を貴金属と共に担持して形成され、酸素過剰な排気ガス中のＮＯを酸化して硝酸塩として触媒上に吸着させて、ＮＯｘを浄化する。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒は、排気ガスがリーン空燃比では、ＮＯｘを吸蔵し、リッチ空燃比では、吸蔵したＮＯｘを放出すると共に、この放出されたＮＯｘを還元雰囲気中で還元して、ＮＯｘを低減する。
【００２２】
第２排気ガス処理部材４としては、セラミック担体やメタル担体にゼオライト系やアルミナ系の多孔質物質をコートした物を使用するＨＣ吸着材を用いる。この構成はＨＣ吸着機能を持つものとして知られている。
【００２３】
この放熱部５は、第１排気ガス処理部材３と第２排気ガス処理部材４を接続する接続通路１０に形成され、第１排気ガス処理部材３の排気ガスの流出正面と第２排気ガス処理部材４の排気ガスの流入正面とが放熱面５ａに形成される。つまり、第１排気ガス処理部材３と第２排気ガス処理部材４を保持する触媒キャスニングを折り曲げレイアウトとして折り曲げ部の前側に酸化触媒２とＮＯｘ吸蔵還元型触媒３を、後ろ側にＨＣ吸着材４を配置する。この構成にすることで折り曲げ部分の放熱部５の放熱面５ａから放熱させることが可能となる上、この放熱面５ａの面積量の調整により第２排気ガス処理部材４の温度低下量を調整できる。また、排気ガス浄化装置１全体の長さが短くなるのでコンパクトになる。
【００２４】
図２に示すように、この放熱部５は、最も外側をＳＵＳ材で形成する放熱面５ａで形成する共に、その内側に酸化アルミニウム（アルミナ）又は炭化ケイ素（シリカ）等の厚さ１０ｍｍ程度の断熱層（アルミナ層）５ｂを配置し、この放熱面５ａと断熱ナ層５ｂを保持する支持部材５ｃを設ける。また、この支持部材５ｃの内側にバッフルブレート５ｄを浮き構造で配置する。この放熱面５ａのＳＵＳ層は断熱層５ｂを保持するためでもあり、断熱層５ｂは排気ガスの放熱を防止するが、厚さ等を調整することにより放熱効果の調整が可能となる。また、バッフルブレート５ｄは排気ガスの放熱を防止すると共に、支持部材５ｃとバッフルブレート５ｄの間に空気層を設け、この空気層により断熱効果を得る。この構成により、放熱面５ａの面積等の調整により、放熱部５の構造を、排気ガス温度を第１排気ガス処理部材３の流出部位から第２排気ガス処理部材４の流入部位に至る間で２０℃〜３０℃程度低下させる放熱構造になるように形成する。
【００２５】
第１排気ガス処理部材３を収納する第１ケース６と放熱部５の間の接続部分、及び、第２排気ガス処理部材４を収納する第２ケース７と放熱部５の間の接続部分には、熱伝導率が小さく伝電が少ないＳＵＳ３０４又は遮熱材を包んだガスケット、例えば、セラミックファイバー等の材料で形成されたパッキン８を挟持させて断熱構造を形成する。また、第１排気ガス処理部材３を収納する第１ケース６をグラスウールや発泡プラスチック等の保温材６ａで囲む等して、第１ケース６側を保温構造とする。これにより、第２排気ガス処理部材４の上流側を断熱構造とし、それより更に上流側を保温構造とする。これにより、第１排気ガス処理部材３と第２排気ガス処理部材４との温度差を大きくする。
【００２６】
次に、第２の実施の形態について説明する。図２に示すような第２の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ａでは、第２排気ガス浄化部材として選択還元型ＮＯｘ触媒(ＳＣＲ触媒)４Ａを用いる。この選択還元型ＮＯｘ触媒４Ａは、コージェライトや酸化アルミニウムや酸化チタン等で形成されるハニカム構造等の担持体に、チタニア−バナジウム、β型ゼオライト、酸化クロム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化タングステン等を担持して形成される。この構成により、アンモニアを吸着し、このアンモニアでＮＯｘを還元浄化する。この選択還元型ＮＯｘ触媒４ＡもＨＣ吸着材４と同様にＨＣ吸着機能を持っている。なお、この選択還元型ＮＯｘ触媒４ＡでＮＯｘを浄化する場合には尿素などのアンモニアになる物質を上流側に供給する装置が設けられる。
【００２７】
また、この選択還元型ＮＯｘ触媒４Ａに下流に触媒付きＤＰＦ９を設ける。この触媒付きＤＰＦ９は、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルタ等で形成される。このフィルタの部分に白金や酸化セリウム等の触媒を担持する。この触媒付きＤＰＦ９により、排気ガス中のＰＭ(粒子状微粒子)は、多孔質のセラミックの壁で捕集される。
【００２８】
この第２の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ａも第１の実施の形態の排気ガス浄化装置１と同様なＵ字形状に構成され、同様な効果を奏することが出来る。
【００２９】
次に、第３の実施の形態について説明する。図４に示すように、この第３の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ｂでは、第１排気ガス処理部材３と第２排気ガス処理部材４を並列に配置すると共に、その間に屈曲した接続通路１１を設けて、第１排気ガス処理部材３と接続通路１１と第２排気ガス処理部材４との全体形状をＳ字形状に構成する。それと共に、接続通路１１の一部又は全部を放熱部５として形成して構成する。
【００３０】
この第３の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ｂによれば、第１及び第２の実施の形態の排気ガス浄化装置１、１Ａに比較して、Ｓ字形状の折り曲げ部分に広い面積の放熱部５を設けることができるようになる。また、排気ガスの流れを、十分に拡散することができる。
【００３１】
次に、第４の実施の形態について説明する。図５に示すように、この第４の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ｃでは、第１排気ガス処理部材３と第２排気ガス処理部材４をＴ字形状又はＬ字形状に配置すると共に、その間に屈曲した接続通路１２を設けて、第１排気ガス処理部材３と接続通路１２と第２排気ガス処理部材４との全体形状をＴ字形状又はＬ字形状に構成する。それと共に、接続通路１２の一部又は全部を放熱部５として形成して構成する。
【００３２】
この第４の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ｃによれば、Ｔ字形状又はＬ字形状の折り曲げ部分に比較的広い面積の放熱部５を設けることができるようになるので、排気ガス浄化装置１Ｃを小型化でき、かつ、配管に取り付ける工数も少なくて済むようになる。この第４の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ｃでは、放熱部５の面積に関して、第１及び第２の実施の形態の排気ガス浄化装置１，１Ａと第３の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ｂとの間の面積とすることができる。
【００３３】
次に、第１の実施の形態における実験結果を図６〜図８に示す。この第１の実施の形態では、酸化触媒２がＨＣ酸化機能を有しており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３よりも上流側にあるため、酸化触媒２とＨＣ吸着材４との関係でＨＣ流出量が決まってきている。図６に示すように、加速時において、酸化触媒２とＨＣ吸着材４に温度差が生じ、ＨＣ吸着材４が昇温して２５０℃でＨＣを放出する時点では、酸化触媒２は２３０℃以上になって十分にＨＣライトオフ活性が見込めるようになるので、ＨＣの流出が悪化する温度範囲を無くすことができる。その結果、図７に示すように、第１の実施の形態の排気ガス浄化装置１を使用した実施例Ａは、ＨＣ吸着材を使用しない従来例Ｂに比べて、ＨＣ流出濃度が著しく減少する。また、同じ結果を図８に示すようにＨＣ浄化率で示すと、実施例Ａでは、加速の前半ではＨＣ吸着機能による浄化が行われ、後半では酸化触媒によるＨＣライトオフ活性きのうによる浄化が行われていることが分かる。一方、従来例Ｂでは、前半のＨＣ吸着機能による浄化が行われ低無いので、ＨＣ浄化率は小さくなっている。
【００３４】
従って、上記の構成の排気ガス浄化装置１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃによれば、加速時のエンジンの運転状態においても、上流側の三元触媒又はＮＯｘ吸蔵還元型触媒等の第１排気ガス処理部材３のＨＣライトオフ温度上昇までの間、下流側のＨＣ吸着機能を有する第２排気ガス処理部材４、４Ａに流入する排気ガスを効率よく冷却できて、この第２排気ガス処理部材４、４ＡでＨＣを吸着処理できる。また、断熱構造が同時に容器を形成し、外部も低温化するので、コスト、安全性も同時に達成できる。
【００３５】
その結果、従来技術では、特に加速時において、三元触媒の場合の燃料を抑えて過度のリッチ雰囲気になることを抑制する制御や、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒の場合の触媒温度が上昇してＨＣ浄化率が向上するまでの間リッチ還元を停止する等のＮＯｘ浄化率を犠牲にしてＨＣの大気中への流出防止を図るような制御を行なう必要がなくなる。そのため、加速初期からＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生制御におけるＮＯｘ還元を十分に行うことができるようになり、ＮＯｘ浄化率を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す側断面図である。
【図２】放熱部５の構成を示す部分側断面図である。
【図３】本発明に係る第２の実施の形態の排気ガス浄化装置の構成を示す側断面図である。
【図４】本発明に係る第３の実施の形態の排気ガス浄化装置における第１排気ガス処理部材と第２排気ガス処理部材の配置を示す模式的な図である。
【図５】本発明に係る第４の実施の形態の排気ガス浄化装置における第１排気ガス処理部材と第２排気ガス処理部材の配置を示す模式的な図である。
【図６】実施例の加速時における酸化触媒とＨＣ吸着材との温度の時間的な変化を示す図である。
【図７】実施例と従来例のＨＣ流出濃度を示す図である。
【図８】実施例と従来例のＨＣ浄化率を示す図である。
【符号の説明】
【００３７】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  排気ガス浄化装置
２  酸化触媒（ＤＯＣ）
３  ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ）（第１排気ガス処理部材）
４  ＨＣ吸着材（第２排気ガス処理部材）
４Ａ  選択還元型ＮＯｘ触媒（第２排気ガス処理部材）
５  放熱部
５ａ  放熱面
５ｂ  断熱層
５ｃ  支持部材
５ｄ  バッフルブレート
６  第１ケース
６ａ  保温材（保温構造）
７  第２ケース
８  パッキン（断熱構造）
９  触媒付きＤＰＦ
１０、１１、１２  接続通路
【図１】
2010007524.tif 000003
【図２】
2010007524.tif 000004
【図３】
2010007524.tif 000005
【図４】
2010007524.tif 000006
【図５】
2010007524.tif 000007
【図６】
2010007524.tif 000008
【図７】
2010007524.tif 000009
【図８】
2010007524.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成21年4月24日(2009.4.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
このＨＣの流出防止対策として、ＨＣ吸着材を三元触媒やＮＯｘ吸蔵還元型触媒の下流側（後段）に配置することである程度の効果はあるが、ＨＣ吸着材のＨＣ吸着温度域が２５０℃以下と比較的低温であるため、加速時のような排気ガス温度が急激に高くなる場合には、ＨＣの流出防止に対しては効果が薄いという問題がある。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
しかしながら、前者においては、走行速度により、アンダーフロア部に配設したＨＣ吸着剤触媒の温度がバラつき、ＨＣ吸着能力が制御し難いという問題があり、後者においては、後流側に選択還元型ＮＯｘ触媒がないので、ＨＣ吸着材より脱離したＨＣが流出するという問題がある。また、これらの三元触媒とＨＣ吸着浄化触媒や、リーンＮＯｘ触媒とＨＣ吸着触媒とは別個に形成され、離間して配設されるため、排気ガス浄化システムが長くなる上に、装置が２分するため取り付けに手間が掛かるという問題がある。
【特許文献１】特開平０９−８５０７８号公報
【特許文献２】特開平１１−２１０４４６号公報
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
酸化触媒２は、多孔質のセラミックのハニカム構造の担持体に、白金等の酸化触媒を担持させて形成される。この酸化触媒２は、排気ガス中のＨＣやＣＯを酸化して排気ガスを浄化する役割と、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３のＮＯｘ吸蔵能力を回復するためのＮＯｘ再生の際にＮＯｘの還元剤として供給されるＨＣの一部を酸化して排気ガスの温度を昇温する役割とを持っている。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３は、アルカリ金属又はアルカリ土類金属を貴金属と共に担持して形成され、酸素過剰な排気ガス中のＮＯを酸化して硝酸塩として触媒上に吸着させて、ＮＯｘを浄化する。このＮＯｘ吸蔵還元型触媒３は、排気ガスがリーン空燃比では、ＮＯｘを吸蔵し、リッチ空燃比では、吸蔵したＮＯｘを放出すると共に、この放出されたＮＯｘを還元雰囲気中で還元して、ＮＯｘを低減する。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２４】
図２に示すように、この放熱部５は、最も外側をＳＵＳ材で形成する放熱面５ａで形成する共に、その内側に酸化アルミニウム（アルミナ）又は炭化ケイ素（シリカ）等の厚さ１０ｍｍ程度の断熱層（アルミナ層）５ｂを配置し、この放熱面５ａと断熱層５ｂを保持する支持部材５ｃを設ける。また、この支持部材５ｃの内側にバッフルブレート５ｄを浮き構造で配置する。この放熱面５ａのＳＵＳ層は断熱層５ｂを保持するためでもあり、断熱層５ｂは排気ガスの放熱を防止するが、厚さ等を調整することにより放熱効果の調整が可能となる。また、バッフルブレート５ｄは排気ガスの放熱を防止すると共に、支持部材５ｃとバッフルブレート５ｄの間に空気層を設け、この空気層により断熱効果を得る。この構成により、放熱面５ａの面積等の調整により、放熱部５の構造を、排気ガス温度を第１排気ガス処理部材３の流出部位から第２排気ガス処理部材４の流入部位に至る間で２０℃〜３０℃程度低下させる放熱構造になるように形成する。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２６】
次に、第２の実施の形態について説明する。図３に示すような第２の実施の形態の排気ガス浄化装置１Ａでは、第２排気ガス浄化部材として選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）４Ａを用いる。この選択還元型ＮＯｘ触媒４Ａは、コージェライトや酸化アルミニウムや酸化チタン等で形成されるハニカム構造等の担持体に、チタニア−バナジウム、β型ゼオライト、酸化クロム、酸化マンガン、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化タングステン等を担持して形成される。この構成により、アンモニアを吸着し、このアンモニアでＮＯｘを還元浄化する。この選択還元型ＮＯｘ触媒４ＡもＨＣ吸着材４と同様にＨＣ吸着機能を持っている。なお、この選択還元型ＮＯｘ触媒４ＡでＮＯｘを浄化する場合には尿素などのアンモニアになる物質を上流側に供給する装置が設けられる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
次に、第１の実施の形態における実験結果を図６〜図８に示す。この第１の実施の形態では、酸化触媒２がＨＣ酸化機能を有しており、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒３よりも上流側にあるため、酸化触媒２とＨＣ吸着材４との関係でＨＣ流出量が決まってきている。図６に示すように、加速時において、酸化触媒２とＨＣ吸着材４に温度差が生じ、ＨＣ吸着材４が昇温して２５０℃でＨＣを放出する時点では、酸化触媒２は２３０℃以上になって十分にＨＣライトオフ活性が見込めるようになるので、ＨＣの流出が悪化する温度範囲を無くすことができる。その結果、図７に示すように、第１の実施の形態の排気ガス浄化装置１を使用した実施例Ａは、ＨＣ吸着材を使用しない従来例Ｂに比べて、ＨＣ流出濃度が著しく減少する。また、同じ結果を図８に示すようにＨＣ浄化率で示すと、実施例Ａでは、加速の前半ではＨＣ吸着機能による浄化が行われ、後半では酸化触媒によるＨＣライトオフ活性きのうによる浄化が行われていることが分かる。一方、従来例Ｂでは、前半のＨＣ吸着機能による浄化が行われていないので、ＨＣ浄化率は小さくなっている。