(57)【要約】【課題】内燃機関から排出された未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる内燃機関の排気浄化用の触媒装置を提供する。【解決手段】内燃機関の排気浄化用の触媒装置２０は、内燃機関２の排気通路４内に配置され、触媒を担持した触媒担持体３０と、触媒担持体の排気出口部よりも下流側の排気通路内に配置された第１部位４１及び触媒担持体の排気入口部よりも上流側の排気通路内に配置された第２部位４２を有するとともに第１部位と第２部位とを接続する接続部４３を有する熱伝導体４０と、を備えている。【選択図】図２
2018040269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路内に配置され、触媒を担持した触媒担持体と、
前記触媒担持体の排気出口部よりも下流側の前記排気通路内に配置された第１部位及び前記触媒担持体の排気入口部よりも上流側の前記排気通路内に配置された第２部位を有するとともに、前記第１部位と前記第２部位とを接続する接続部を有する熱伝導体と、を備える内燃機関の排気浄化用の触媒装置。
【請求項２】
前記第２部位は、排気が通過可能な排気通過孔を複数個有する網、又は前記排気通過孔を複数個有する整流部材によって構成されている請求項１記載の内燃機関の排気浄化用の触媒装置。
【請求項３】
前記接続部は、前記触媒担持体の外周面を覆うように配置された円筒部材、前記触媒担持体を軸方向に貫通する棒状部材、又は前記触媒担持体を軸方向に貫通するワイヤ部材によって構成されている請求項１又は２に記載の内燃機関の排気浄化用の触媒装置。
【請求項４】
前記熱伝導体は、前記第２部位から放出された熱によって前記上流側の前記排気通路内の温度が前記内燃機関から排出された未燃燃料の蒸発温度以上になるように設計されている請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の排気浄化用の触媒装置。
【請求項５】
内燃機関の排気通路内に配置され、触媒を担持した触媒担持体と、
前記触媒担持体の排気出口部よりも下流側の前記排気通路内に配置された部位及び前記触媒担持体の排気入口部よりも上流側の前記排気通路内に配置された部位を有さずに、前記排気出口部から前記排気入口部にかけて前記触媒担持体のセルを軸方向に貫通する熱伝導体と、を備える内燃機関の排気浄化用の触媒装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の排気浄化用の触媒装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の排気通路内に配置された排気浄化用の触媒装置が知られている（例えば特許文献１参照）。このような触媒装置は、触媒を担持した触媒担持体を有しており、触媒の温度が触媒活性化温度以上になった場合に、触媒機能を発揮して排気を浄化することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−８４５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、例えば排気温度が低温の場合において、触媒担持体の排気入口部の温度が内燃機関から排出された未燃燃料の蒸発温度よりも低温になる場合がある。このような場合、未燃燃料が触媒担持体の排気入口部に滞留し、排気入口部の触媒の活性点がこの未燃燃料に覆われてしまい、排気入口部の触媒が失活する（すなわち活性化できなくなる）可能性がある。そして、この触媒の失活は、排気入口部側から排気出口部側へと徐々に進行していき、最終的には触媒担持体の触媒が全体的に失活する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、内燃機関から排出された未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる内燃機関の排気浄化用の触媒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】
上記目的を達成するため、本発明に係る第１の内燃機関の排気浄化用の触媒装置は、内燃機関の排気通路内に配置され、触媒を担持した触媒担持体と、前記触媒担持体の排気出口部よりも下流側の前記排気通路内に配置された第１部位及び前記触媒担持体の排気入口部よりも上流側の前記排気通路内に配置された第２部位を有するとともに、前記第１部位と前記第２部位とを接続する接続部を有する熱伝導体と、を備えている。
【０００７】
また、上記目的を達成するため、本発明に係る第２の内燃機関の排気浄化用の触媒装置は、内燃機関の排気通路内に配置され、触媒を担持した触媒担持体と、前記触媒担持体の排気出口部よりも下流側の前記排気通路内に配置された部位及び前記触媒担持体の排気入口部よりも上流側の前記排気通路内に配置された部位を有さずに、前記排気出口部から前記排気入口部にかけて前記触媒担持体のセルを軸方向に貫通する熱伝導体と、を備えている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る第１の内燃機関の排気浄化用の触媒装置によれば、上記の触媒担持体と上記の熱伝導体とを備えているので、触媒担持体の排気出口部よりも下流側の排気通路内の熱を第１部位で吸収して接続部を介して第２部位へ伝導させて、この第２部位から放出された熱によって触媒担持体の排気入口部よりも上流側の排気通路内を暖めることができる。これにより、内燃機関から排出された未燃燃料の気化を促進させて、未燃燃料が触媒担持体の排気入口部に滞留することを抑制することができる。この結果、未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる。
【０００９】
また、本発明に係る第２の内燃機関の排気浄化用の触媒装置によれば、上記の触媒担持体と上記の熱伝導体とを備えているので、触媒担持体の排気出口部の熱を熱伝導体が吸収して触媒担持体の排気入口部に伝導させることで、この排気入口部を暖めることができる。これにより、内燃機関から排出された未燃燃料の気化を促進させて、未燃燃料が触媒担持体の排気入口部に滞留することを抑制することができる。この結果、未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施形態１に係る内燃機関システムの構成を示す模式図である。
【図２】図２（ａ）は実施形態１に係る触媒装置の模式的斜視図である。図２（ｂ）は触媒担持体の模式的斜視図である。
【図３】実施形態１の変形例に係る触媒装置の熱伝導体の第２部位を排気流動方向で上流側から視認した正面図である。
【図４】図４（ａ）は実施形態２に係る触媒装置の模式的斜視図である。図４（ｂ）は実施形態２に係る熱伝導体の接続部を１本だけ抜き出して拡大した模式的斜視図である。
【図５】実施形態２の変形例に係る触媒装置の熱伝導体の接続部を１本だけ抜き出した断面図である。
【図６】実施形態３に係る触媒装置の構成を説明するための模式図である。
【図７】図７（ａ）〜図７（ｃ）は比較例に係る触媒装置の温度分布と失活の進行状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１に係る内燃機関の排気浄化用の触媒装置２０（以下、触媒装置２０と略称する）について図面を参照しつつ説明する。なお、図面に関しては、構成が分かり易いように模式的に図示されており、各部材の厚みや幅、長さ等の比率は必ずしも実際の製品の比率と一致しているとは限らない。
【００１２】
図１は、本実施形態に係る触媒装置２０が適用された内燃機関システム１の構成を示す模式図である。この内燃機関システム１は車両に搭載されている。内燃機関システム１は、内燃機関２と、内燃機関２の各気筒３から排出された排気（Ｇ）が通過する排気通路４と、排気通路４内に配置された排気浄化装置１０とを備えている。内燃機関２の種類は特に限定されるものではないが、本実施形態では一例として、軽油を燃料とするディーゼル機関を用いている。
【００１３】
排気浄化装置１０は、排気通路４内に配置された排気浄化用の触媒装置２０と、この触媒装置２０よりも下流側の排気通路４内に配置された排気浄化用のフィルタ５０とを備えている。フィルタ５０は、排気に含まれるＰＭ等を捕集することで排気を浄化できるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されるものではないが、本実施形態においては、フィルタ５０の一例として、酸化触媒が担持されたフィルタであるキャタライズド・スート・フィルタ（ＣＳＦ）を用いている。
【００１４】
続いて触媒装置２０の詳細について説明する。図２（ａ）は触媒装置２０の模式的斜視図である。触媒装置２０は、排気浄化用の触媒を担持した触媒担持体３０を備えるとともに、熱伝導体４０を備えている。なお、図２（ａ）において排気（Ｇ）の流動方向は右方向である。
【００１５】
図２（ｂ）は触媒担持体３０の模式的斜視図である。触媒担持体３０は、排気が内部を通過することができ、且つ触媒を担持することができるものであればよく、その具体的な構成は特に限定されるものではない。本実施形態においては、この触媒担持体３０の一例として、外筒３１と、この外筒３１の内部を複数個のセル３３に区画する隔壁３２とを有する触媒担持体（いわゆるモノリスタイプの触媒担持体）を用いている。
【００１６】
この触媒担持体３０において、排気は、格子状の隔壁３２によって区画されたセル３３の内部を通過する。また触媒は、触媒が排気と接触できるように、隔壁３２の表面部分に担持されている。隔壁３２の材質は、触媒を担持できるものであればよく、その具体的な材質は特に限定されるものではないが、本実施形態においては一例としてセラミックを用い、具体的にはコージライトを用いている。なお、触媒担持体３０に担持されている触媒の一例として、本実施形態においては、酸化触媒を用いている。このような酸化触媒の具体例として、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）等の貴金属酸化触媒を用いることができる。
【００１７】
触媒担持体３０に担持された触媒は、この触媒の温度が触媒活性化温度以上になっている場合、その触媒機能を発揮して、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に変化させる酸化反応を促進させることができる。なお、この酸化反応で生成された二酸化窒素によって、フィルタ５０に堆積したＰＭを燃焼させて、二酸化炭素（ＣＯ２）として排出させることもできる。また、本実施形態に係る触媒は、触媒活性化温度以上の場合、内燃機関２から排出された未燃燃料を燃焼（酸化）させる酸化反応も促進させることができ、このときの反応熱によって排気の温度を上昇させることもできる。これにより、この高温になった排気の熱によってフィルタ５０に堆積したＰＭを燃焼除去させて、フィルタ５０を再生させることもできる。
【００１８】
図２（ａ）を再び参照して、熱伝導体４０は、第１部位４１及び第２部位４２を有するとともに、第１部位４１と第２部位４２とを接続する接続部４３を有している。
【００１９】
熱伝導体４０の第１部位４１は、触媒担持体３０の排気出口部（排気流動方向で下流側の端面部分）よりも下流側の排気通路４内に配置されている。また、第２部位４２は、触媒担持体３０の排気入口部（排気流動方向で上流側の端面部分）よりも上流側の排気通路４内に配置されている。また第１部位４１及び第２部位４２は、排気が通過可能な排気通過孔４４を複数個有する網（すなわちメッシュ）によって構成されている。
【００２０】
接続部４３は、触媒担持体３０の外周面（外筒３１の外周面）を覆うように配置された円筒部材によって構成されている。具体的には接続部４３は、第１部位４１を構成する網の外周縁部と第２部位４２を構成する網の外周縁部とを接続しつつ、触媒担持体３０の外周面を全体的に覆っている。これにより、本実施形態に係る触媒担持体３０は、その外筒３１が接続部４３（円筒部材）の内周面に直接接触するように、この接続部４３の内部に配置されている。
【００２１】
なお、触媒担持体３０における酸化反応時の反応熱によって排気温度が上昇する結果、排気温度は触媒担持体３０の排気入口部の側よりも排気出口部の側の方が高くなる。このため、内燃機関２の運転中において、熱伝導体４０は、第１部位４１が高温側になり、第２部位４２が低温側になっている。したがって、熱伝導体４０において、第１部位４１が排気の熱を吸収し、この吸収された熱は接続部４３を介して第２部位４２へ伝導され、第２部位４２が熱を放出する。
【００２２】
熱伝導体４０を構成する各部材（第１部位４１、第２部位４２及び接続部４３）の具体的な材質は、熱伝導率（Ｗ／ｍ・Ｋ）が良好なものであれば特に限定されるものではなく
、例えば銅、アルミニウム、金、銀等の種々の材質を用いることができる。なお、これらのうち、銅は安価であり、入手が容易であり、加工性も良好である。そこで、本実施形態においては、熱伝導体４０の各部材の材質の一例として、銅を用いている。
【００２３】
なお、本実施形態のように、熱伝導体４０の材質として銅を用いる場合、耐熱銅合金（純銅よりも耐熱性の高い銅合金）を用いることが好ましい。この構成によれば、熱伝導体４０の材質として純銅を用いる場合に比較して、高温時における熱伝導体４０の軟化を抑制することができる。あるいは、熱伝導体４０の材質として純銅を用いる場合には、高温時における軟化を抑制するために、熱伝導体４０は耐熱合金からなる補強材によって補強されていることが好ましい。
【００２４】
また、熱伝導体４０の材質として銅を用いる場合、熱伝導体４０の表面には、排気や空気に対する耐酸化性が銅よりも良好な金属メッキ、具体的には金メッキ等のような化学的に安定した金属メッキが施されていることが好ましい。すなわち、この場合、熱伝導体４０は、銅を主成分とし、この銅の表面に化学的に安定した金属メッキ層が配置された構成となる。この構成によれば、高温の排気や高温の空気に含まれる酸素によって熱伝導体４０が酸化することを抑制できるとともに、排気に含まれる硝酸等の酸成分によって熱伝導体４０が酸化することも抑制することができる。
【００２５】
また、熱伝導体４０は、第２部位４２から放出された熱によって、触媒担持体３０よりも上流側の排気通路４内の温度が内燃機関２から排出された未燃燃料の蒸発温度以上になるように、設計されている。具体的には、本実施形態では、燃料として軽油を用いているので、未燃燃料の蒸発温度は軽油の蒸発温度に等しい。また、本実施形態では、この軽油の蒸発温度として、軽油の核沸騰領域と遷移沸騰領域との間の蒸発温度である３５０℃前後の値を用いている。すなわち、本実施形態に係る熱伝導体４０は、第２部位４２から放出された熱によって触媒担持体３０よりも上流側の排気通路４内の温度が３５０℃前後になるように設計されている。
【００２６】
より具体的には、熱伝導体４０の各部材のうち、特に接続部４３の板厚（すなわち円筒部材の肉厚）が厚いほど、熱伝導体４０は高温側からより多くの熱を容易に低温側へ伝導することができる。そこで、本実施形態においては、熱伝導体４０の特に接続部４３の板厚を最適な厚みに設定することで、触媒担持体３０よりも上流側の排気通路４内の温度が未燃燃料の蒸発温度以上になるように設計されている。
【００２７】
続いて上述した触媒装置２０の作用効果について、比較例に係る触媒装置２００と比較しつつ説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は比較例に係る触媒装置２００の温度分布と失活の進行状態を模式的に示す図である。この比較例に係る触媒装置２００は、熱伝導体４０を備えておらず、触媒担持体２１０のみを備えている点において、本実施形態に係る触媒装置２０と異なっている。図７（ａ）の温度曲線３００は、失活が生じる前の状態における触媒担持体２１０の温度分布を示し、図７（ｂ）の温度曲線３００ａは触媒担持体２１０の排気入口部に失活が生じ始めた場合の触媒担持体２１０の温度分布を示し、図７（ｃ）の温度曲線３００ｂは図７（ｂ）よりも失活が進行した場合の触媒担持体２１０の温度分布を示している。
【００２８】
図７（ａ）に示すように、失活が生じる前において、触媒担持体２１０の温度は、排気入口部（一例として２００℃が例示されている）から排気出口部（一例として６００℃が例示されている）にかけて徐々に上昇している。
【００２９】
ここで、例えば排気温度が低く、その結果、排気入口部の温度が未燃燃料の蒸発温度（本実施形態では３５０℃前後）よりも低温の場合、排気によって運搬されてきた未燃燃料（具体的には排気通路４の管壁面を伝わってきた未燃燃料や排気に乗って飛来してきた未燃燃料）が気化せずに液体の状態で、触媒担持体２１０の排気入口部に滞留する可能性がある。この場合、排気入口部における触媒の活性点が未燃燃料に覆われてしまう結果、触媒が失活してしまい、図７（ｂ）に例示されているように、触媒が失活した失活領域２２０（斜線領域で図示されている）が排気入口部に形成されてしまう。
【００３０】
図７（ｂ）に例示するように、失活領域２２０においては、触媒作用による酸化反応が起こらず、酸化反応熱が発生しないため、温度が上昇せずに低温（一例として２００℃）のままである。この結果、この失活領域２２０の低温によって、触媒担持体２１０の失活領域２２０よりも排気出口側の部分の温度も低下してしまう。具体的には、図７（ｂ）において触媒担持体２１０の排気出口の温度は５００℃であり、これは図７（ａ）の６００℃よりも低下している。そして、この失活領域２２０は、図７（ｃ）に例示するように、排気入口側から排気出口側（すなわち下流側）へと徐々に進行していく。その結果、最終的には触媒担持体２１０の触媒が全体的に失活してしまう。
【００３１】
これに対して本実施形態に係る触媒装置２０によれば、図２で説明したように、触媒担持体３０の他に熱伝導体４０を備えているので、触媒担持体３０の排気出口部よりも下流側の排気通路４内の熱を第１部位４１で吸収して、この吸収された熱を接続部４３を介して第２部位４２に伝導させ、この第２部位４２から放出された熱によって触媒担持体３０の排気入口部よりも上流側の排気通路４内を暖めることができる。これにより未燃燃料の気化を促進させて、未燃燃料が排気入口部に滞留することを抑制することができる。この結果、未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる。
【００３２】
特に本実施形態によれば、熱伝導体４０の第２部位４２が、排気が通過可能な排気通過孔４４を複数個有する網によって構成されているので、この第２部位４２の網によって、触媒担持体３０の排気入口部よりも上流側の排気通路４内の部分を効果的に暖めることができる。これにより、未燃燃料を効果的に気化させることができるので、未燃燃料による触媒の失活を効果的に抑制することができる。
【００３３】
なお、本実施形態によれば、熱伝導体４０の第１部位４１も網によって構成されているので、第１部位４１によって排気の熱を効果的に吸収することができる。この点においても、未燃燃料による触媒の失活を効果的に抑制することができる。
【００３４】
また本実施形態によれば、熱伝導体４０は第２部位４２から放出された熱によって上流側の排気通路４内の温度が未燃燃料の蒸発温度以上になるように設計されているので、未燃燃料の気化を効果的に促進させることができる。この点においても、未燃燃料による触媒の失活を効果的に抑制することができる。
【００３５】
また本実施形態によれば、上述したように未燃燃料による触媒の失活を抑制できるので、この触媒の失活に伴って生じる種々の不具合の発生も抑制することができる。具体的には、例えば未燃燃料によって触媒が失活した場合、排気通路４から白煙が排出される可能性があるが、本実施形態では、このような白煙の排出も抑制することができる。
【００３６】
また、未燃燃料によって触媒が失活した場合、失活領域２２０に滞留した未燃燃料が、その後に例えば内燃機関２が高負荷運転状態に移行して排気温度が高くなった場合等において、急激に燃焼することがある。この場合、フィルタ５０の温度が急激に上昇して、フィルタ５０が劣化する可能性がある。これに対して本実施形態によれば、未燃燃料による触媒の失活を抑制できるので、このようなフィルタ５０の高温劣化も抑制することができる。
【００３７】
また、未燃燃料によって触媒が失活した場合、例えば触媒の活性化のために排気温度を強制的に上昇させるために、無駄な燃料を多く消費する必要があり、この結果、燃費が悪化してしまう。これに対して、本実施形態によれば、未燃燃料による触媒の失活を抑制できる結果、このような燃費の悪化も抑制することができる。
【００３８】
（実施形態１の変形例）
続いて上述した実施形態１の変形例に係る内燃機関の排気浄化用の触媒装置２０ａ（以下、触媒装置２０ａと略称する）について説明する。図３は本変形例に係る触媒装置２０ａの熱伝導体４０ａの第２部位４２ａを排気流動方向で上流側から視認した正面図である。図３において排気は紙面手前側から紙面奥側へ流動する。本変形例に係る触媒装置２０ａの熱伝導体４０ａの第２部位４２ａは、排気が通過可能な排気通過孔４４を複数個有する整流部材によって構成されている点において、図２（ａ）の熱伝導体４０の第２部位４２とは異なっている。触媒装置２０ａの他の構成は触媒装置２０と同様であるので、他の構成の説明は省略する。
【００３９】
本変形例に係る第２部位４２ａは、具体的には、円板状の板部材に複数個の排気通過孔４４が形成された整流部材となっている。排気は、この排気通過孔４４を通過することで整流されて、触媒担持体３０のセル３３に流入する。
【００４０】
なお、熱伝導体４０ａの第２部位４２ａのみならず、第１部位４１も図３と同様の整流部材によって構成されていてもよい。
【００４１】
本変形例においても、上述した実施形態１の場合と同様に、第２部位４２ａによって、触媒担持体３０の排気入口部よりも上流側の排気通路４内の部分を効果的に暖めることができる。これにより、排気中の未燃燃料を効果的に気化させることができるので、未燃燃料による触媒の失活を効果的に抑制することができる。さらに本変形例によれば、第２部位４２ａによって排気を整流することができるので、触媒担持体３０へ流入する排気を整流させることもできる。
【００４２】
（実施形態２）
続いて本発明の実施形態２に係る内燃機関の排気浄化用の触媒装置２０ｂ（以下、触媒装置２０ｂと略称する）について説明する。図４（ａ）及び図４（ｂ）は本実施形態に係る触媒装置２０ｂの熱伝導体４０ｂの構成を説明するための模式図である。具体的には図４（ａ）は、本実施形態に係る触媒装置２０ｂの模式的斜視図である。なお、熱伝導体４０ｂの構成を視認し易くするために、図４（ａ）において、触媒担持体３０は点線で図示されている。図４（ｂ）は、本実施形態に係る熱伝導体４０ｂの接続部４３ｂを１本だけ抜き出して拡大した模式的斜視図である。
【００４３】
本実施形態に係る熱伝導体４０ｂは、接続部４３に代えて、接続部４３ｂを有する点において、図２（ａ）に例示した熱伝導体４０と異なっている。熱伝導体４０ｂの他の構成は熱伝導体４０と同様であるので、他の構成の説明は省略する。
【００４４】
本実施形態に係る接続部４３ｂは、第１部位４１及び第２部位４２を接続している点は接続部４３と同様であるが、触媒担持体３０を軸方向に貫通する棒状部材によって構成されている点において接続部４３と異なっている。具体的には、棒状部材からなる各接続部４３ｂは、第１部位４１を構成する網と第２部位４２を構成する網とを接続しつつ、触媒担持体３０のセル３３の内部を触媒担持体３０の軸方向（すなわち排気流動方向）に貫通している。また、各々の接続部４３ｂは、セル３３の隔壁３２に接触するようにして、セル３３内を貫通している。
【００４５】
なお、本実施形態に係る触媒装置２０ｂにおいても、実施形態１と同様に、熱伝導体４０ｂは、第２部位４２から放出された熱によって触媒担持体３０よりも上流側の排気通路４内の温度が未燃燃料の蒸発温度以上になるように設計されている。具体的には、本実施形態の場合、接続部４３ｂの総断面積（各接続部４３ｂの軸方向に垂直な面で切断した断面積の合計値）が大きいほど、熱伝導体４０ｂは高温側の熱を容易に低温側へ伝導することができる。そこで、本実施形態においては、熱伝導体４０ｂの特に接続部４３ｂの総断面積を適切な値に設定することで、触媒担持体３０よりも上流側の排気通路４内の温度が未燃燃料の蒸発温度以上になるように設計されている。
【００４６】
なお、本実施形態において、第２部位４２に代えて、図３で説明した第２部位４２ａ（整流部材）を用いてもよい。あるいは、本実施形態において第１部位４１も、図３のような整流部材によって構成されていてもよい。
【００４７】
以上説明した本実施形態に係る触媒装置２０ｂにおいても、前述した実施形態１と同様の作用効果を奏することができる。具体的には触媒装置２０ｂによれば、上記の熱伝導体４０ｂを備えているので、触媒担持体３０の排気出口部よりも下流側の排気通路４内の熱を第１部位４１で吸収して、この吸収された熱を接続部４３ｂを介して第２部位４２に伝導させ、この第２部位４２から放出された熱によって触媒担持体３０の排気入口部よりも上流側の排気通路４内を暖めることができる。これにより、未燃燃料の気化を促進させて、未燃燃料が排気入口部に滞留することを抑制できるので、未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる。
【００４８】
また触媒装置２０ｂによれば、接続部４３ｂが触媒担持体３０のセル３３の隔壁３２に接触しているため、高温となっている触媒担持体３０の排気出口部の隔壁３２の熱を接続部４３ｂが効果的に吸収して、触媒担持体３０の排気入口部側へ効果的に伝導することもできる。これにより、未燃燃料が排気入口部に滞留することを効果的に抑制し、以って、未燃燃料による触媒の失活を効果的に抑制することができる。
【００４９】
（実施形態２の変形例）
続いて上述した実施形態２の変形例に係る内燃機関の排気浄化用の触媒装置２０ｃ（以下、触媒装置２０ｃと略称する）について説明する。図５は本変形例に係る触媒装置２０ｃの熱伝導体４０ｃが有する接続部４３ｃを１本だけ抜き出して、その断面を図示したものである。本変形例に係る接続部４３ｃは、触媒担持体３０を軸方向に貫通するワイヤ部材によって構成されている点において、図４（ａ）及び図４（ｂ）に例示した棒状の接続部４３ｂと異なっている。
【００５０】
すなわち、本変形例に係る熱伝導体４０ｃは、第１部位４１と、第２部位４２と、第１部位４１及び第２部位４２を接続するとともに触媒担持体３０を軸方向に貫通するワイヤ部材からなる接続部４３ｃ（複数個の接続部４３ｃ）と、を有する構造になっている。また、各々の接続部４３ｃ（各ワイヤ部材）は、触媒担持体３０のセル３３内を軸方向に貫通している。熱伝導体４０ｃの他の構成は熱伝導体４０ｂと同様であるので、他の構成の説明は省略する。
【００５１】
また、各々の接続部４３ｃを構成するワイヤ部材は、複数本の素線４５が撚られた構造を有している。このように構成されたワイヤ部材には、隣接する素線４５と素線４５との間である素線間に、空間部４６（素線４５の存在しない領域）が形成されている。すなわち、各々の接続部４３ｃは、素線間に空間部４６を有する撚り線ワイヤによって構成されている。
【００５２】
なお、素線４５の材質としては、熱伝導率の良好な材質を用いることができ、例えば銅
、アルミニウム、金、銀等の種々の材質を用いることができる。本変形例においては、素線４５の材質の一例として、銅を用いている。なお、素線４５の材質として銅を用いる場合、耐熱銅合金を用いることが好ましい。また、素線４５として、銅の表面に排気や空気に対する耐酸化性が銅よりも良好な金属メッキ、具体的には金メッキ等のような化学的に安定した金属メッキが施されたもの（すなわち銅の表面に化学的に安定した金属メッキ層が配置された構造のもの）を用いることも好ましい。
【００５３】
本変形例においても、上述した実施形態２と同様に、触媒担持体３０の排気出口部よりも下流側の排気通路４内の熱を第１部位４１で吸収して、この吸収された熱を接続部４３ｃを介して第２部位４２に伝導させ、この第２部位４２から放出された熱によって触媒担持体３０の排気入口部よりも上流側の排気通路４内を暖めることができる。これにより、未燃燃料の気化を促進させて、未燃燃料が排気入口部に滞留することを抑制できるので、未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる。
【００５４】
また本変形例においても、接続部４３ｃが触媒担持体３０のセル３３の隔壁３２に接触しているため、高温となっている触媒担持体３０の排気出口部の隔壁３２の熱を接続部４３ｃが効果的に吸収して、触媒担持体３０の排気入口部側へ効果的に伝導することもできる。これにより、未燃燃料が排気入口部に滞留することを効果的に抑制し、以って、未燃燃料による触媒の失活を効果的に抑制することもできる。
【００５５】
さらに本変形例によれば、以下に説明する効果も奏することができる。具体的には、接続部４３ｃを構成する金属（本変形例では一例として銅）の熱膨張係数は、触媒担持体３０を構成するセラミックの熱膨張係数よりも極めて大きい。したがって、仮に接続部４３ｃが径方向に大きく熱膨張した場合、この接続部４３ｃの周囲に存在する触媒担持体３０に割れ等が発生する可能性がある。これに関して、本変形例によれば、接続部４３ｃがワイヤ部材によって構成されているので、接続部４３ｃが熱膨張した場合であっても、ワイヤ部材の素線間に存在する空間部４６によって、この接続部４３ｃの径方向の熱膨張を吸収することができる。これにより、接続部４３ｃが径方向に大きく熱膨張することを抑制できるので、触媒担持体３０に割れ等が発生することを抑制することができる。
【００５６】
なお、本変形例において、熱伝導体４０ｃの接続部４３ｃの全てが図５のようなワイヤ部材によって構成されている必要はなく、一部のみが図５のようなワイヤ部材によって構成されていてもよい。具体的には、熱伝導体４０ｃの複数本の接続部のうち、一部は図４のような棒状部材によって構成され、他部は図５のようなワイヤ部材によって構成されていてもよい。
【００５７】
（実施形態３）
続いて本発明の実施形態３に係る内燃機関の排気浄化用の触媒装置２０ｄ（以下、触媒装置２０ｄと略称する）について説明する。図６は本実施形態に係る触媒装置２０ｄの構成を説明するための模式図である。本実施形態に係る触媒装置２０ｄは、内燃機関２の排気通路４内に配置された触媒担持体３０と、第１部位４１及び第２部位４２を有さずに、触媒担持体３０の排気出口部から排気入口部にかけて触媒担持体３０のセル３３を軸方向に貫通する熱伝導体４０ｄと、を備えている。
【００５８】
具体的には、熱伝導体４０ｄは、第１部位４１及び第２部位４２を備えておらず、図４（ｂ）で説明した接続部４３ｂと同様の棒状部材からなる熱伝導体４０ｂが、触媒担持体３０の排気出口部から排気入口部にかけてセル３３内を軸方向に貫通する構成となっている。また、各々の熱伝導体４０ｂはセル３３の隔壁３２に接するようにして、セル３３を貫通している。
【００５９】
また、本実施形態に係る触媒装置２０ｄにおいても、熱伝導体４０ｄは、排気入口側の熱伝導体４０ｄから放出された熱によって触媒担持体３０の排気入口側の温度が未燃燃料の蒸発温度以上になるように設計されている。
【００６０】
なお、本実施形態において、熱伝導体４０ｄとして、図５で説明した接続部４３ｃのようなワイヤ部材を用いることもできる。
【００６１】
本実施形態によれば、触媒担持体３０の排気出口部の熱を熱電導体４０ｄが吸収して触媒担持体３０の排気入口部に伝導することで、触媒担持体３０の排気入口部を暖めることができる。これにより、内燃機関２から排出された未燃燃料の気化を促進させて、未燃燃料が触媒担持体３０の排気入口部に滞留することを抑制できるので、未燃燃料による触媒の失活を抑制することができる。
【００６２】
また、本実施形態によれば、熱伝導体４０ｄが触媒担持体３０のセル３３の隔壁３２に接触しているため、高温となっている触媒担持体３０の排気出口部の隔壁３２の熱を接続部４３が効果的に吸収して、触媒担持体３０の排気入口部側へ効果的に伝導することもできる。これにより、触媒担持体３０の排気入口部を効果的に暖めて、未燃燃料が排気入口部に滞留することを効果的に抑制し、以って、未燃燃料による触媒の失活を効果的に抑制することもできる。
【００６３】
以上本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  内燃機関システム
２  内燃機関
４  排気通路
１０  排気浄化装置
２０  内燃機関の排気浄化用の触媒装置
３０  触媒担持体
４０  熱伝導体
４１  第１部位
４２  第２部位
４３  接続部位
４４  排気通過孔
４５  素線
４６  空間部
【図１】
2018040269.tif 000003
【図２】
2018040269.tif 000004
【図３】
2018040269.tif 000005
【図４】
2018040269.tif 000006
【図５】
2018040269.tif 000007
【図６】
2018040269.tif 000008
【図７】
2018040269.tif 000009