(57)【要約】【課題】  浄化性能と圧力損失を両立させた触媒装置を提供すること。【解決手段】  触媒装置（１０）は容器（３）内に第１触媒（１）と第２触媒（２）を第１触媒を上流側に第２触媒を下流側にして直列に連続配置して形成されている。第１触媒１の担体はセルの断面が四角形でセルの壁厚さが０．６４mm（２．５mil）、セルの密度が１４０／cm2（９００／in.2）で、第２触媒はセルの断面が六角形でセルの壁厚さが０．８９mm（３．５mil）、セルの密度が９３／cm2（６００／in.2）とされ、第１触媒、第２触媒２の長さをＬ１、Ｌ２とすると、Ｌ１：Ｌ２が１：２〜１：４とされる。その結果、良好な浄化能と低い圧力損失を両立できる。また、第１触媒の上流側の１／２〜１／３、あるいは、下流側の１／２〜１／３に担持する貴金属の密度を他の部分より高くするとさらに良好な浄化能を得ることができる。【選択図】      図１
2006035070.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ多数のセルを有する第１触媒と第２触媒を、同一容器内に第１触媒を上流側ににして直列に配置して成る触媒装置であって、
第１触媒のセルが四角断面、第２触媒のセルが六角断面とされ、第１触媒のセル密度が第２触媒のセル密度より大きくされている、ことを特徴とする触媒装置。
【請求項２】
第１触媒と第２触媒が隙間を開けずに連続して配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の触媒装置。
【請求項３】
第１触媒と第２触媒の長さの比率が１：２〜１：４とされていることを特徴とする請求項１に記載の触媒装置。
【請求項４】
第１触媒の上流寄りの１／３〜１／２、あるいは、第１触媒の下流寄りの１／３〜１／２に担持される触媒物質の密度を他の部分に担持される触媒物質の密度よりも大きくした、ことを特徴とする請求項１に記載の触媒装置。
【請求項５】
第１触媒は担体のセルの壁厚さが０．６４mm（２．５mil）、セルの密度が１４０／cm2（９００／in.2）であり、
第２触媒は担体のセルの壁厚さが０．８９mm（３．５mil）、セルの密度が９３／cm2（６００／in.2）である、
ことを特徴とする請求項１に記載の触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は触媒装置、特に自動車用の内燃機関の排気ガス浄化用の触媒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関の排気ガスを浄化するために触媒浄化装置が使用されている。
この触媒浄化装置は多数のセル（排気ガス通路）を有する担体に触媒機能を有する貴金属等からなる触媒材料を担持させたものである。
セル寸法を小さくすれば排気ガスと触媒材料の接触が増え浄化能は向上するが背圧が上がり出力が低下する、逆に、セル寸法を大きくすれば背圧が上がらず出力が低下しないが排気ガスと触媒材料の接触が減り浄化能が低下する。
【０００３】
そこで、浄化能と背圧を両立させるべく色々なタイプの触媒装置が開発されている。
特許文献１は、セル密度の大きな触媒を上流側に、セル密度の小さな触媒を下流側にして、直列配置した触媒装置を開示している。
特許文献２は、セル密度の小さい触媒を上流側に、セル密度の大きな触媒を下流側にして、直列配置した触媒装置を開示している。
特許文献３は、セル密度の小さい触媒を上流側に、セル密度の大きな触媒を下流側にして、直列配置したディーゼル機関用の触媒装置を開示している。
特許文献４はセル密度の大きな触媒を中心部にセル密度の小さな触媒を外周側に配置した触媒装置を開示している。
【０００４】
上記いずれの発明においては、上流側の触媒のセルの断面形状、下流側の触媒のセルの断面形状については規定がされていない。しかしながら、本願出願人は、上流側の触媒と下流側の触媒のセル密度のみならず、上流側の触媒と下流側の触媒のセルの断面形状を規定することによって、より安定して、排気ガスの浄化性能と背圧を両立することができるという知見を得た。
【０００５】
【特許文献１】特開平９−４４３９号公報
【特許文献２】特開平１０−２０５３２５号公報
【特許文献３】特開平１１−２２４５３号公報
【特許文献４】特開２００２−１７７７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記に鑑み、同一容器内に２つの触媒を直列に配置して成る触媒装置で上流側の触媒と下流側の触媒のセル密度と上流側の触媒と下流側の触媒のセルの断面形状を規定することによって排気ガスの浄化性能と背圧を安定的に両立させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明によれば、それぞれ多数のセルを有する第１触媒と第２触媒を、同一容器内に第１触媒を上流側ににして直列に配置して成る触媒装置であって、第１触媒のセルが四角断面、第２触媒のセルが六角断面とされ、第１触媒のセル密度が第２触媒のセル密度より大きくされている、触媒装置が提供される。
【０００８】
請求項２の発明によれば、請求項１の発明において、第１触媒と第２触媒が隙間を開けずに連続して配置されている、触媒装置が提供される。
【０００９】
請求項３の発明によれば、請求項１の発明において、第１触媒と第２触媒の長さの比率が１：２〜１：４とされている触媒装置が提供される。
【００１０】
請求項４の発明によれば、請求項１の発明において、第１触媒の上流寄りの１／３〜１／２、あるいは、第１触媒の下流寄りの１／３〜１／２に担持される触媒物質の密度を他の部分に担持される触媒物質の密度よりも大きくした、触媒装置が提供される。
【００１１】
請求項５の発明によれば、請求項１の発明において、第１触媒は担体のセルの壁厚さが０．６４mm（２．５mil）、セルの密度が１４０／cm2（９００／in.2）であり、第２触媒は担体のセルの壁厚さが０．８９mm（３．５mil）、セルの密度が９３／cm2（６００／in.2）である、触媒装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
各請求項に記載の触媒装置はそれぞれ多数のセルを有する第１触媒と第２触媒を、同一容器内に第１触媒を上流側ににして直列に配置して成る触媒装置であるが、第１触媒のセルが四角断面、第２触媒のセルが六角断面とされ、第１触媒のセル密度が第２触媒のセル密度より大きくしたことにより良好な浄化能と低い圧力損失を実現することができた。
特に請求項４のように第１触媒の上流寄りの１／３〜１／２、あるいは、第１触媒の下流寄りの１／３〜１／２に担持される触媒物質の密度を他の部分に担持される触媒物質の密度よりも大きくすることにより、より良好な浄化能を得ることができた。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。初めに本発明の経緯、考え方を説明する。
図４は、同じ長さ、同じ径で、セルの諸元が以下のＡ，Ｂの２つの触媒装置についてＬＡ−４モードでのＨＣ（ハイドロカーボン）の排出量を比較した図である。
Ａ：セルの断面が四角形でセルの壁厚さが０．６４mm（２．５mil）、セルの密度が１４０／cm2（９００／in.2）のもの
Ｂ：セルの断面が六角形でセルの壁厚さが０．８９mm（３．５mil）、セルの密度が９３／cm2（６００／in.2）のもの
【００１４】
同図に示されるようにＡに比べてＢはＨＣ（ハイドロカーボン）の排出量がやや多く浄化能が若干劣ることがわかる。
一方、図５は上記のＡ、Ｂの場合における圧力損失を比較した図であり、同図に示されるようにＡはＢに比べて圧力損失が大きい。
【００１５】
したがって、Ａの触媒のみをもちいると浄化能はよいが圧力損失が大きく、逆に、Ｂのの触媒のみをもちいると圧力損失が小さいが浄化能がやや劣ることがわかる。
そこで、本発明では上流側にＡの仕様の触媒を下流側にＢの仕様の触媒を直列に連続配置して、Ｂの触媒のみを用いた場合より良好な浄化性能と、Ａの触媒のみをもちいた場合よりも少ない圧力損失を得た。
【００１６】
図１が本発明の実施の形態を示す図である。
触媒装置１０は容器３内に第１触媒１と第２触媒２を第１触媒１を上流側に第２触媒を下流側にして直列に連続配置して形成されている。
第１触媒１の担体は上記のＡの仕様を有し、第２触媒２の担体は上記のＢの仕様を有している。第１触媒１の長さをＬ１、第２触媒２の長さをＬ２とすると、Ｌ１：Ｌ２が１：２〜１：４となるようにされている。この第１の実施の形態では第１触媒１、第２触媒２に、同じ密度で、貴金属等の触媒物質がコーティングされている。
上述したように、このようにすることによって、Ｂの触媒のみを用いた場合より良好な浄化性能と、Ａの触媒のみをもちいた場合よりも少ない圧力損失を得ることができた。
なお、上記のＡ，Ｂに示したセル密度の組合せは一つの例であって、これ以外のセル密度の組合せもありうる。
【００１７】
また、上記のように第１触媒１と第２触媒２を直列配置した場合に、担体に担持せしめる貴金属等の触媒物質を部分的に高密度にしてさらなる浄化性能の向上を追及した。
その結果、以下に説明する第２の実施の形態と第３の実施の形態のようにすると良好な結果を得ることができた。
【００１８】
図２は第２の実施の形態を説明する図である。この第２の実施の形態では第１触媒１の上流側部分１ａに他の部分よりも高密度の触媒物質がコーティングされている。この高密度の触媒物質がコーティングされた上流側部分１ａの長さをＬ１ａとするとＬ１ａ／Ｌ１は１／３〜１／２である。このようにして第１の実施の形態よりも良好な浄化性能を得ることができた。
【００１９】
図３は第３の実施の形態を説明する図である。この第３の実施の形態では第２の実施の形態とは異なり、第１触媒１の下流側部分１ｂに他の部分よりも高い密度の触媒物質がコーティングされている。この第１触媒１の下流側部分１ｂの長さをＬ１ｂとするとＬ１ｂ／Ｌ１が１／３〜１／２である。このようにして第２の実施の形態と同様に、第１の実施の形態よりも良好な浄化性能を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【００２０】
本発明は触媒装置、特に自動車用内燃機関の排気ガスを浄化する触媒装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１の実施の形態の構造を示す図である。
【図２】第２の実施の形態の構造を示す図である。
【図３】第３の実施の形態の構造を示す図である。
【図４】Ａの触媒とＢの触媒の浄化能を比較した図である。
【図５】Ａの触媒とＢの触媒の圧力損失を比較した図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    第１触媒
２    第２触媒
３    容器
【図１】
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【図２】
2006035070.tif 000004
【図３】
2006035070.tif 000005
【図４】
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【図５】
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