(57)【要約】【課題】硫黄成分によりフィルタが詰まった場合でも、触媒ケーシング内の排気流路を確保できる内燃機関の排気浄化装置を提供する。【解決手段】本発明に係る内燃機関１の排気浄化装置１００は、排気管２と、排気管２の途中に設けられた触媒ケーシング３と、触媒ケーシング３内に設けられた酸化触媒４と、触媒ケーシング３内に設けられ、排気中の微粒子を捕集するフィルタ５と、を備え、酸化触媒４及びフィルタ５は、排気流れ方向にて互いに並列して配置され、酸化触媒４を通過した排気と、フィルタ５を通過した排気とが、互いに合流して触媒ケーシング３の出口部３１に流入するように構成される。【選択図】図１
2018119442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管と、
前記排気管の途中に設けられた触媒ケーシングと、
前記触媒ケーシング内に設けられた酸化触媒と、
前記触媒ケーシング内に設けられ、排気中の微粒子を捕集するフィルタと、を備え、
前記酸化触媒及び前記フィルタは、排気流れ方向にて互いに並列して配置され、
前記酸化触媒を通過した排気と、前記フィルタを通過した排気とが、互いに合流して前記触媒ケーシングの出口部に流入するように構成された
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
【請求項２】
前記酸化触媒は、前記触媒ケーシングの半径方向中心側に配置された第１の酸化触媒を有し、
前記フィルタは、前記第１の酸化触媒の半径方向外側に隣接して配置された第１のフィルタを有する
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項３】
前記酸化触媒は、前記第１のフィルタの半径方向外側に隣接して配置された第２の酸化触媒を有し、
前記フィルタは、前記第２の酸化触媒の半径方向外側に隣接して配置された第２のフィルタを有する
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項４】
前記酸化触媒は、前記第１のフィルタに収容された第３の酸化触媒を有する
請求項２に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項５】
複数の前記酸化触媒及び複数の前記フィルタが、排気流れ方向に垂直な断面視において、市松状に配置される
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項６】
前記触媒ケーシング内の領域は、排気流れ方向に垂直な断面視において、格子状の複数の区画に区分けされ、
複数の前記酸化触媒及び複数の前記フィルタは、前記複数の区画に市松状に配置される
請求項５に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【請求項７】
前記触媒ケーシング内の領域は、排気流れ方向に垂直な断面視において、格子状の複数の区画に区分けされ、
複数の前記酸化触媒が、前記触媒ケーシングの半径方向中心側に位置する各区画に配置され、
複数の前記フィルタが、前記複数の酸化触媒が配置された各区画より前記触媒ケーシングの半径方向外側に位置する各区画に配置される
請求項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。
【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装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気浄化装置としては、排気管の途中に設けられた触媒ケーシング内に、酸化触媒とフィルタを配置した排気浄化装置が存在する。一般に、酸化触媒とフィルタは、排気上流側から順に直列に配置される。
【０００３】
酸化触媒は、排気中の未燃成分を酸化させ、その酸化熱で排気を昇温する機能を有する。一方、フィルタは、排気中の微粒子（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集し、酸化触媒により昇温された排気で燃焼除去する機能を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２３１６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、フィルタは、燃料に由来して排気中またはＰＭ中に含まれる硫黄成分によって詰まり易い傾向にあり、燃料の硫黄濃度が高い場合には、なお更である。
【０００６】
しかしながら、上記の排気浄化装置では、フィルタが詰まった場合に、フィルタが触媒ケーシング内の排気流路を閉塞してしまい、排気が下流に流れなくなる虞がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決して、硫黄成分によりフィルタが詰まった場合でも、触媒ケーシング内の排気流路を確保できる内燃機関の排気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】
【０００８】
本発明の一態様によれば、排気管と、前記排気管の途中に設けられた触媒ケーシングと、前記触媒ケーシング内に設けられた酸化触媒と、前記触媒ケーシング内に設けられ、排気中の微粒子を捕集するフィルタと、を備え、前記酸化触媒及び前記フィルタは、排気流れ方向にて互いに並列して配置され、前記酸化触媒を通過した排気と、前記フィルタを通過した排気とが、互いに合流して前記触媒ケーシングの出口部に流入するように構成されたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。
【０００９】
また、前記酸化触媒は、前記触媒ケーシングの半径方向中心側に配置された第１の酸化触媒を有し、前記フィルタは、前記第１の酸化触媒の半径方向外側に隣接して配置された第１のフィルタを有することが好ましい。
【００１０】
また、前記酸化触媒は、前記第１のフィルタの半径方向外側に隣接して配置された第２の酸化触媒を有し、前記フィルタは、前記第２の酸化触媒の半径方向外側に隣接して配置された第２のフィルタを有することが好ましい。
【００１１】
また、前記酸化触媒は、前記第１のフィルタに収容された第３の酸化触媒を有することが好ましい。
【００１２】
また、複数の前記酸化触媒及び複数の前記フィルタが、排気流れ方向に垂直な断面視において、市松状に配置されることが好ましい。
【００１３】
また、前記触媒ケーシング内の領域は、排気流れ方向に垂直な断面視において、格子状の複数の区画に区分けされ、複数の前記酸化触媒及び複数の前記フィルタは、前記複数の区画に市松状に配置されることが好ましい。
【００１４】
また、前記触媒ケーシング内の領域は、排気流れ方向に垂直な断面視において、格子状の複数の区画に区分けされ、複数の前記酸化触媒が、前記触媒ケーシングの半径方向中心側に位置する各区画に配置され、複数の前記フィルタが、前記複数の酸化触媒が配置された各区画より前記触媒ケーシングの半径方向外側に位置する各区画に配置されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、硫黄成分によりフィルタが詰まった場合でも、触媒ケーシング内の排気流路を確保できる内燃機関の排気浄化装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】第１実施形態の基本実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ部拡大図である。
【図４】第１実施形態の第１変形例を示す触媒ケーシング内部の断面図である。
【図５】第１実施形態の第２変形例を示す触媒ケーシング内部の断面図である。
【図６】第２実施形態を示す触媒ケーシング内部の断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ部拡大図である。
【図８】第３実施形態を示す触媒ケーシング内部の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を添付図面に沿って説明する。
【００１８】
（１）第１実施形態
（基本実施例）
図１は、本発明の第１実施形態の基本実施例を示す概略構成図である。なお、図中に示す前後方向は、説明の便宜上定められたものに過ぎないものとする。また、矢印Ｇは、排気流れ方向を示すものとする。
【００１９】
図１に示すように、内燃機関１の排気浄化装置１００は、排気管２と、排気管２の途中に設けられた触媒ケーシング３と、を備える。また、排気浄化装置１００は、触媒ケーシング３内に設けられた酸化触媒としてのＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）４と、触媒ケーシング３内に設けられ、排気中の微粒子（ＰＭ）を捕集するフィルタとしてのＤＰＦ（Diesel Particulate filter）５と、を備える。ＤＯＣ４及びＤＰＦ５は、排気流れ方向にて互いに並列して配置される。更に、排気浄化装置１００は、ＤＯＣ４を通過した排気と、ＤＰＦ５を通過した排気とが、互いに合流して触媒ケーシング３の出口部３１に流入するように構成される。
【００２０】
また、本実施形態の排気浄化装置１００は、ＤＯＣ４及びＤＰＦ５に対して燃料を添加する排気管インジェクタ６と、内燃機関１及び排気管インジェクタ６を電子制御するコントローラ（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）７と、を備える。図示しないが、ＥＣＵ７には、ＤＯＣ４及びＤＰＦ５に流入する排気の温度を検出する温度センサや、ＤＰＦ５の前後の差圧を検出する差圧センサ等、各種センサ類が電気的に接続される。
【００２１】
内燃機関１は、図示しない車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、即ちディーゼルエンジンである。但し、内燃機関１の種類、形式、気筒数等は任意である。内燃機関１には、各気筒から排出される排気を集合させる排気マニホールド１０が設けられる。
【００２２】
排気管２は、排気マニホールド１０に接続され、排気マニホールド１０からの排気を下流方向に流して大気に放出する管である。本実施形態では、触媒ケーシング３より上流側に位置する排気管２を上流側排気管２ａ、下流側に位置する排気管２を下流側排気管２ｂとする。上流側排気管２ａには、図示しないターボチャージャより下流の位置に、排気管インジェクタ６が固定支持される。
【００２３】
触媒ケーシング３は、管部材からなり、上流側排気管２ａの出口部２０に接続される入口部３０と、下流側排気管２ｂの入口部２１に接続される出口部３１と、を有する。触媒ケーシング３の入口部３０は、上流側排気管２ａの出口部２０にフランジ接続され、触媒ケーシング３の出口部３１は、下流側排気管２ｂの入口部２１にフランジ接続される。但し、これらの接続方法は任意である。なお、本実施形態では、触媒ケーシング３における入口部３０側を前方とし、出口部３１側を後方とする。
【００２４】
また、触媒ケーシング３は、入口部３０及び出口部３１よりも大径の収容部３２と、入口部３０から収容部３２にかけて拡径された拡径テーパ部３３と、収容部３２から出口部３１にかけて縮径された縮径テーパ部３４と、を有する。
【００２５】
図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図であり、触媒ケーシング３の内部を示している。図２中、符号Ａは、触媒ケーシング３の中心軸（管軸）を示す。また、図３は、図２のＩＩＩ部拡大図である。
【００２６】
図２に示すように、ＤＯＣ４は、触媒ケーシング３の半径方向中心側に配置され、ＤＰＦ５は、ＤＯＣ４の半径方向外側に隣接して配置される。請求項２との関係では、ＤＯＣ４は第１の酸化触媒に相当し、ＤＰＦ５は第１のフィルタに相当する。
【００２７】
ＤＯＣ４は、所謂フロースルー型のハニカム担体であるＤＯＣ担体４０を有する。ＤＰＦ５は、所謂ウォールフロー型のハニカム担体であるＤＰＦ担体５０を有する。本実施形態において、ＤＯＣ担体４０は、円柱状に形成され、ＤＰＦ担体５０は、円筒状に形成される。
【００２８】
具体的には、図３に示すように、ＤＯＣ担体４０は、コージェライト等の耐熱性の多孔質材料からなり、複数のセル４１を有する。図示しないが、各セル４１には、白金Ｐｔ等の貴金属材料を含む酸化触媒層が担持される。
【００２９】
より詳しくは、ＤＯＣ担体４０は、外周壁４２と、複数のセル４１を画成する隔壁４３と、を有する。なお、これら外周壁４２及び隔壁４３には、排気が通過可能な微細孔（不図示）が形成されている。
【００３０】
ＤＰＦ担体５０は、コージェライト等の耐熱性の多孔質材料からなり、複数のセル５１を有する。また、各セル５１の両端開口は、互い違いに市松状に閉塞される。
【００３１】
より詳しくは、ＤＰＦ担体５０は、内周壁５２と、図示しない外周壁と、複数のセル５１を画成する隔壁５３と、を有する。図示しないが、これら各壁には、排気が通過可能な微細孔が形成されている。なお、各セル５１には、ＤＯＣ担体４０の各セル４１と同様に、白金Ｐｔ等の貴金属材料を含む酸化触媒層が担持される。
【００３２】
これらＤＯＣ４及びＤＰＦ５は、互いに隣接して配置され、１つの円柱状部材を成すように、一体的に構成される。ここでいう「隣接」とは、担体同士の当接面（ここでは、ＤＯＣ担体４０の外周壁４２とＤＰＦ担体５０の内周壁５２）が、互いに全面に亘って当接された状態を意味する（以下、同様）。
【００３３】
また、この当接面では、ＤＯＣ担体４０の外周壁４２とＤＰＦ担体５０の内周壁５２とが重なり合うことで、厚みを増した２重壁Ｘが形成される。この２重壁Ｘは、外周壁４２及び内周壁５２に形成された微細孔を通じて、排気を通過させるものとする。
【００３４】
また、本実施形態において、ＤＯＣ４及びＤＰＦ５は、ＤＯＣ担体４０をＤＰＦ担体５０に挿入することで、一体的に構成される。但し、この構成方法は任意であり、例えば、１つの担体をＤＯＣ４とＤＰＦ５の各部分に区分けする方法であっても良い。
【００３５】
このように一体的に構成されたＤＯＣ４及びＤＰＦ５は、図２に示すように、触媒ケーシング３の収容部３２内にて、管軸Ａと同軸に収容される。また、収容部３２の内周面には、断熱緩衝材（マット部材）Ｍが設けられる。なお、本実施形態において、管軸Ａに垂直な断面におけるＤＯＣ４とＤＰＦ５の断面の断面積比は、１：１とされる。
【００３６】
排気浄化装置１００においては、内燃機関１の運転中、図１の矢印Ｇで示すように、上流側排気管２ａから触媒ケーシング３の入口部３０に流入した排気が、ＤＯＣ４を通過する排気と、ＤＰＦ５を通過する排気とに分流される。そして、ＤＯＣ４を通過した排気と、ＤＰＦ５を通過した排気とが、互いに合流して触媒ケーシング３の出口部３１に流入し、下流側排気管２ｂへと流れる。
【００３７】
次に、本実施形態におけるＤＯＣ４及びＤＰＦ５の機能及び作用について、詳細に説明する。
【００３８】
先ず、ＤＰＦ５は、排気中のＰＭを捕集して燃焼除去する機能を有する。より詳しくは、ＤＰＦ５は、図３に示すＤＰＦ担体５０の隔壁５３内を排気が通過する際に、ＰＭを捕集する。
【００３９】
一方、ＤＯＣ４は、酸化触媒層により、排気に含まれる炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯを酸化させ、その酸化熱により、ＤＰＦ５を昇温させる機能を有する。具体的には、ＤＯＣ４は、２重壁Ｘを介して、酸化熱をＤＰＦ５に伝達することで、ＤＰＦ５を昇温する。
【００４０】
そして、ＤＰＦ５は、ＤＯＣ４から伝達された熱、及び、自らの酸化触媒層により発生させた熱により昇温し、上記の捕集したＰＭを燃焼除去する。なお、ＤＰＦ５ほどではないが、ＤＯＣ４自体も、ＰＭを捕集して、燃焼除去することが可能である。
【００４１】
上記のＤＰＦ５及びＤＯＣ４におけるＰＭの燃焼除去は、内燃機関１の通常運転中、連続的に行われる。また、ＤＰＦ５では、所謂「フィルタ再生」を行うことで、ＤＰＦ５に堆積したＰＭのうち、特に、燃料の未燃成分（ＳＯＦ：Soluble Organic Fraction）及び煤が、より効果的に燃焼除去される。フィルタ再生は、排気管インジェクタ６からの燃料噴射（排気管噴射）や、内燃機関１におけるポスト噴射により、ＤＯＣ４及びＤＰＦ５に燃料を添加することで行われる。
【００４２】
より詳しくは、ＥＣＵ７は、車両の走行距離が所定距離に達した時、或いは、差圧センサの検出値が所定値を超えた時に、ＤＰＦ５のＰＭ堆積量が所定量に達したと判定して、フィルタ再生の制御を実行する。また、ＥＣＵ７は、温度センサの検出値が所定値になるように、排気管噴射やポスト噴射の燃料噴射量をフィードバック制御する。
【００４３】
ところで、ＤＰＦ５で捕集されるＰＭには、ＳＯＦや煤だけでなく、硫黄成分も含まれる。また、硫黄成分は、排気中に含まれることもある。
【００４４】
ＤＰＦ５に堆積した硫黄酸化物ＳＯｘは、ＳＯＦや煤に比べて燃え難いため、フィルタ再生を行っても燃焼除去することが難しい。そのため、特に、燃料の質が悪く、燃料の硫黄濃度が高い場合には、短期間で多量の硫黄酸化物がＤＰＦ５に堆積してしまう。仮に、この堆積した硫黄酸化物を除去しようとする場合には、触媒ケーシング３からＤＰＦ５を取り出して、超高温下で熱処理する必要があり、非常に煩雑である。
【００４５】
図示しないが、ここで、比較例として、触媒ケーシング内において、ＤＯＣとＤＰＦを排気上流側から順に直列に配置した排気浄化装置を想定する。
【００４６】
具体的には、比較例のＤＯＣ及びＤＰＦは、いずれも円柱状に形成され、マット部材を介して触媒ケーシングの収容部内に配置される。即ち、この比較例の構成では、上流側排気管から触媒ケーシング内に流入した排気がＤＯＣを通過した後、必ずＤＰＦを通過して触媒ケーシングの出口部に流れる。そのため、硫黄酸化物によりＤＰＦが詰まった場合、ＤＰＦが触媒ケーシング内の排気流路を閉塞してしまい、排気が出口部に流れなくなる虞がある。
【００４７】
これに対して、本実施形態では、図１及び図２に示すように、ＤＯＣ４及びＤＰＦ５が、排気流れ方向にて互いに並列して配置される。そのため、ＤＰＦ５が詰まっても、ＤＯＣ４を通じて排気が流れるので、触媒ケーシング３内の排気流路を確保することができる。
【００４８】
従って、例えば、車両走行時において、排気流路の閉塞により内燃機関１が停止してしまう等の不具合を抑制できる。また、本実施形態では、上述のように、短期間で多量の硫黄酸化物がＤＰＦ５に堆積し、ＤＰＦ５が詰まってしまう場合に特に有効である。
【００４９】
更に、本実施形態の排気浄化装置１００は、次のような作用効果も有する。
【００５０】
先ず、上記比較例のＤＰＦにおいては、半径方向外側よりも中心側が高温になり易い。また、一般に、ウォールフロー型のＤＰＦ担体は、フロースルー型のＤＯＣ担体よりも内部に熱が籠り易い。更に、フィルタ再生時には、堆積した煤等が一気に燃焼することで、ＤＰＦが急激に高温になる場合がある。そのため、上記の比較例では、ＤＰＦの半径方向中心側が過剰に高温になり、ＤＰＦに熱劣化や損傷が生じる虞がある。
【００５１】
これに対して、本実施形態では、触媒ケーシング３内の半径方向中心側にＤＯＣ４が配置され、ＤＯＣ４の半径方向外側にＤＰＦ５が配置されるため、ＤＰＦ５が過剰に高温になるのを抑制して、ＤＰＦ５の熱劣化や損傷を抑制できる。
【００５２】
次に、本実施形態では、ＤＯＣ４とＤＰＦ５が、互いに隣接して一体的に構成される。これにより、ＤＯＣ担体４０とＤＰＦ担体５０とが、互いに密接した状態で支え合うため、其々の強度を向上させることができる。
【００５３】
特に、図３に示すように、ＤＯＣ担体４０の外周壁４２とＤＰＦ担体５０の内周壁５２とが重なり合う部分では、厚みを増した２重壁Ｘが形成されるため、ＤＯＣ担体４０及びＤＰＦ担体５０の強度を更に向上させることができる。
【００５４】
また、この２重壁Ｘでは、ＤＰＦ担体５０のセル５１内から２重壁Ｘを通過して、ＤＯＣ担体４０のセル４１内に排気が流入する際に、排気中に含まれるＰＭを２重壁Ｘで捕集することができる。そして、２重壁Ｘでは、壁の厚みを増した分だけ捕集性能が向上されるため、排気浄化効率を向上させることができる。
【００５５】
更に、硫黄酸化物によりＤＰＦ５が詰まっていく過程で、ＤＰＦ担体５０の隔壁５３内を排気が流れ難くなった場合でも、２重壁Ｘを通じて、ＤＰＦ担体５０のセル５１内からＤＯＣ担体４０のセル４１内に、排気を逃がすことができる。よって、ＤＰＦ５の詰まりに伴う排気圧力の上昇を抑制することができる。
【００５６】
他方、上記のＤＯＣ４及びＤＰＦ５は、以下のように変形することができる。なお、下記の説明において、上記の基本実施例と同一の構成要素については、同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
【００５７】
（第１変形例）
図４は、第１実施形態の第１変形例における触媒ケーシング３内部を示す断面図である。
【００５８】
図４に示すように、第１変形例の排気浄化装置１０１では、触媒ケーシング３の半径方向中心側に第１ＤＯＣ４ａが配置され、第１ＤＯＣ４ａの半径方向外側に隣接して第１ＤＰＦ５ａが配置される。また、第１ＤＰＦ５ａの半径方向外側に隣接して第２ＤＯＣ４ｂが配置され、第２ＤＯＣ４ｂの半径方向外側に隣接して第２ＤＰＦ５ｂが配置される。請求項３との関係では、第１ＤＯＣ４ａは第１の酸化触媒に相当し、第１ＤＰＦ５ａは第１のフィルタに相当し、第２ＤＯＣ４ｂは第２の酸化触媒に相当し、第２ＤＰＦ５ｂは第２のフィルタに相当する。
【００５９】
具体的には、第１ＤＯＣ４ａの担体４０ａは、円柱状に形成される。また、第１ＤＰＦ５ａの担体５０ａ、第２ＤＯＣ４ｂの担体４０ｂ、及び第２ＤＰＦ５ｂの担体５０ｂは、円筒状に形成される。なお、第１変形例において、管軸Ａに垂直な断面におけるＤＯＣ４ａ，４ｂの総断面積とＤＰＦ５ａ，５ｂの総断面積の断面積比は、０．８：１とされる。
【００６０】
かかる構成により、第１変形例では、各ＤＯＣ４ａ，４ｂ及び各ＤＰＦ５ａ，５ｂが、排気流れ方向にて互いに並列して配置されるので、第１実施形態の基本実施例と同様の作用効果が得られる。
【００６１】
また特に、第１変形例では、隣接する担体同士の当接面が複数（ここでは３面）設けられる。図示しないが、かかる構成であれば、担体同士の外周壁と内周壁が重なり合って厚みを増した２重壁が、３つ形成されることになるため、各担体４０ａ，５０ａ，４０ｂ，５０ｂの強度やＰＭの捕集性能を、更に向上させることができる。
【００６２】
（第２変形例）
図５は、第１実施形態の第２変形例における触媒ケーシング３内部を示す断面図である。
【００６３】
図５に示すように、第２変形例の排気浄化装置１０２では、触媒ケーシング３の半径方向中心側に、第１変形例と同様の第１ＤＯＣ４ａが配置される。また、第１ＤＯＣ４ａの半径方向外側に隣接して第３ＤＰＦ５ｃが配置され、第３ＤＰＦ５ｃに第３ＤＯＣ４ｃが収容される。請求項４との関係では、第１ＤＯＣ４ａは第１の酸化触媒に相当し、第３ＤＰＦ５ｃは第１のフィルタに相当し、第３ＤＯＣ４ｃは第３の酸化触媒に相当する。
【００６４】
具体的には、第３ＤＰＦ５ｃの担体５０ｃは、円筒状に形成されると共に、その前面から後面にかけて貫通する複数（ここでは３つ）の貫通孔５４を有する。各貫通孔５４の断面は、第３ＤＰＦ５ｃの担体５０ｃの周方向に沿って長孔状に形成される。
【００６５】
第３ＤＯＣ４ｃは、各貫通孔５４に挿入され、各貫通孔５４に対応して複数（ここでは３つ）設けられる。また、第３ＤＯＣ４ｃの担体４０ｃは、貫通孔５４の内周面に隣接可能な形状を有する。
【００６６】
第３ＤＰＦ５ｃは、第１ＤＯＣ４ａの半径方向外側に隣接して配置され、各第３ＤＯＣ４ｃは、対応する貫通孔５４の内周面に隣接して配置される。なお、第２変形例において、管軸Ａに垂直な断面におけるＤＯＣ４ａ，４ｃの総断面積と第３ＤＰＦ５ｃの断面積の断面積比は、０．９：１とされる。
【００６７】
かかる構成により、第２変形例では、第１ＤＯＣ４ａと第３ＤＰＦ５ｃと複数のＤＯＣ４ｃとが、排気流れ方向にて互いに並列して配置されるので、第１実施形態の基本実施例と同様の作用効果が得られる。
【００６８】
また、図示しないが、第２変形例では、担体同士の外周壁と内周壁が重なって厚みを増した２重壁が、第１ＤＯＣ４ａと第３ＤＰＦ５ｃとの当接面だけでなく、第３ＤＰＦ５ｃ内部にも複数形成される。また、図５の点線Ｂで示すように、第３ＤＰＦ５ｃの担体５０ｃにおいて、隣合う貫通孔５４の間の位置には、リブ部が形成される。そのため、第２変形例では、これらの構成を備えることにより、第１実施形態や第１変形例と比較して、各担体４０ａ，５０ｃ，４０ｃの強度やＰＭの捕集性能を、より一層向上させることができる。
【００６９】
（２）第２実施形態
図６は、本発明の第２実施形態に係る排気浄化装置２００において、触媒ケーシング３の内部を示す断面図である。また、図７は、図６のＶＩＩ部拡大図である。なお、下記の説明において、第１実施形態と同一の構成要素については、同じ符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
【００７０】
図６に示すように、排気浄化装置２００では、複数の酸化触媒としての複数のＤＯＣブロック４ｓと、複数のフィルタとしての複数のＤＰＦブロック５ｓとが、排気流れ方向に垂直な断面視において、市松状に配置される。
【００７１】
具体的には、触媒ケーシング３内の領域は、排気流れ方向に垂直な断面視において、２点鎖線で示す格子状の複数の区画Ｓに区分けされ、複数のＤＯＣブロック４ｓ及び複数のＤＰＦブロック５ｓは、複数の区画Ｓに市松状に配置される。なお、本実施形態の複数の区画Ｓは、縦４区画×横４区画の全１６区画からなるが、これらの区画数は任意である。
【００７２】
各ＤＯＣブロック４ｓの担体４０ｓ及び各ＤＰＦブロック５ｓの担体５０ｓは、其々が配置される区画Ｓの形状に合わせて、略矩形状もしくは略三角形状の断面形状に形成される。
【００７３】
また、図７に示すように、ＤＯＣブロック４ｓの担体４０ｓは、外周壁４２ｓと、複数のセル４１ｓを画成する隔壁４３ｓと、を有する。また、ＤＰＦブロック５ｓの担体５０ｓは、外周壁５２ｓと、複数のセル５１ｓを画成する隔壁５３ｓと、を有する。
【００７４】
これら各担体４０ｓ，５０ｓは、隣合う面が互いに隣接して配置され、各ブロック４ｓ，５ｓが、１つの円柱状部材を成すように、一体的に構成される。また、ＤＯＣブロック４ｓの担体４０ｓの外周壁４２ｓと、ＤＰＦブロック５ｓの担体５０ｓの外周壁５２ｓとが重なり合う部分には、厚みを増した２重壁Ｙが形成される。
【００７５】
一体的に構成された各ブロック４ｓ，５ｓは、図６に示すように、触媒ケーシング３の収容部３２内にて、管軸Ａと同軸に収容される。また、収容部３２の内周面には、マット部材Ｍが設けられる。
【００７６】
かかる構成により、第２実施形態では、各ブロック４ｓ，５ｓが、排気流れ方向にて互いに並列して配置されるため、第１実施形態と同様の作用効果が得られる。
【００７７】
また、第２実施形態では、図７に示すように、２重壁Ｙが、隣合う各担体４０ｓ，５０ｓの全ての当接面（ここでは２４面）で形成される。即ち、第２実施形態では、第１実施形態の２重壁Ｘよりも多くの２重壁Ｙが形成されるため、各担体４０ｓ，５０ｓの強度を更に向上させることができる。また、このように多数配置された２重壁Ｙを排気が通過することで、ＰＭの捕集性能も更に向上させることができる。
【００７８】
（３）第３実施形態
図８は、本発明の第３実施形態に係る排気浄化装置３００において、触媒ケーシング３の内部を示す断面図である。
【００７９】
図８に示すように、排気浄化装置３００は、第２実施形態で述べた各区画Ｓに対して、各ＤＯＣブロック４ｓ及び各ＤＰＦブロック５ｓの配置を変更したものである。
【００８０】
具体的には、第３実施形態において、各ＤＯＣブロック４ｓは、触媒ケーシング３の半径方向中心側に位置する各区画Ｓ１に配置される。また、各ＤＰＦブロック５ｓは、各ＤＯＣブロック４ｓが配置された各区画Ｓ１より触媒ケーシング３の半径方向外側に位置する各区画Ｓ２に配置される。
【００８１】
より詳しくは、半径方向中心側の各区画Ｓ１は、縦２区画×横２区画の全４区画からなり、これらの各区画Ｓ１を囲むようにして、外側の各区画Ｓ２が設けられる。但し、これらの各区画数は、任意である。
【００８２】
かかる第３実施形態の構成によれば、上記第２実施形態と同様の作用効果が得られる。また、第３実施形態では、触媒ケーシング３の半径方向中心側にＤＰＦブロック５ｓが配置されないため、第１実施形態で述べたのと同様に、ＤＰＦブロック５ｓが過剰に高温になるのを抑制して、ＤＰＦブロック５ｓの熱劣化等抑制できる。
【００８３】
なお、本発明は、上述の実施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、適宜変更して実施することが可能である。
【００８４】
例えば、上述した酸化触媒とフィルタの断面積比は任意であり、適宜変更しても良い。例えば、第１実施形態の基本実施例では、ＤＯＣ４とＤＰＦ５の断面積比は１：１で構成されるが、ＤＯＣ４の断面積比を増やすことで、ＤＰＦ５が詰まった場合に、触媒ケーシング３内の排気流路をより大きく確保できる。また、ＤＰＦ５の断面積比を増やすことで、より多くのＰＭをＤＰＦ５で捕集除去することができる。
【００８５】
また、上述した酸化触媒の担体の材質は、コージェライト等の多孔質材料でなくても良い。例えば、第１実施形態の基本実施例において、ＤＯＣ担体４０は、ステンレス鋼等からなるメタル担体であっても良い。
【符号の説明】
【００８６】
１  内燃機関
２  排気管
３  触媒ケーシング
４  ＤＯＣ（酸化触媒）
５  ＤＰＦ（フィルタ）
３１  出口部
１００  排気浄化装置
【図１】
2018119442.tif 000003
【図２】
2018119442.tif 000004
【図３】
2018119442.tif 000005
【図４】
2018119442.tif 000006
【図５】
2018119442.tif 000007
【図６】
2018119442.tif 000008
【図７】
2018119442.tif 000009
【図８】
2018119442.tif 000010