(57)【要約】【課題】フィルタの全域を有効に活用して、フィルタの強制再生の頻度を低下することができる排気ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排気管１の中途位置に、酸化触媒装置１１とフィルタ１２とが流方向ｘの下流側に向かって順に配置されており、酸化触媒装置１１が、それぞれ異なる構造で構成された中央部１１ａと外周部１１ｂとを有しており、その異なる構造により、外周部１１ｂに存在する外周通気孔１４ｂを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰｂが、中央部１１ａに存在する中央通気孔１４ａを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰａよりも低くなる構成にした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンから排出された排気ガスが通過する排気管の中途位置に、排気ガスに含有された浄化対象成分を酸化する酸化触媒装置と排気ガスに含有された粒子状物質を捕集するフィルタとが排気ガスの流方向の下流側に向かって順に配置されており、前記酸化触媒装置が、前記流方向に延在する複数の隔壁と、これら隔壁により区画されて排気ガスが流入する入口から流出する出口まで貫通して排気ガスの流路として形成された複数の通気孔とを有している排気ガス浄化装置において、
前記酸化触媒装置が、それぞれ異なる構造で構成された中央部と外周部とを有しており、その中央部が前記酸化触媒装置の径方向の中心に配置されて前記流方向に延在しており、その外周部が環状に形成されてその中央部の外側に隣接して前記流方向に延在しており、
前記異なる構造により、前記外周部に存在する前記通気孔を通過する排気ガスの通路抵抗が、前記中央部に存在する前記通気孔を通過する排気ガスの通路抵抗よりも低くなることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
前記異なる構造が、前記外周部に存在する前記通気孔の前記流方向の長さが、前記中央部に存在する前記通気孔の前記流方向の長さよりも短い構造である請求項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】
前記外周部に存在する前記通気孔の入口が、前記中央部に存在する前記通気孔の入口よりも下流側に配置されている請求項２に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項４】
前記異なる構造が、前記外周部に存在する前記通気孔における排気ガスの通過面積が、前記中央部に存在する前記通気孔における排気ガスの通過面積よりも広い構造である請求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項５】
前記異なる構造が、前記外周部に存在する前記隔壁の壁厚が、前記中央部に存在する前記隔壁の壁厚よりも薄い構造である請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項６】
前記異なる構造が、前記外周部の径方向の横断面における単位あたりの前記通気孔の数が、前記中央部の径方向の横断面における単位あたりの前記通気孔の数よりも大きい構造である請求項１〜５のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項７】
前記フィルタが、前記流方向に延在する複数の隔壁と、これら隔壁により区画されて排気ガスが流入する入口から流出する出口まで貫通して排気ガスの流路として形成された複数の通気孔とを有しており、
前記フィルタが、それぞれ異なる構造で構成された中央部と外周部とを有しており、その中央部が前記フィルタの径方向の中心に配置されて前記流方向に延在しており、その外周部が環状に形成されてその中央部の外側に隣接して前記流方向に延在しており、
前記異なる構造により、前記外周部に存在する前記通気孔を通過する排気ガスの通路抵抗が、前記中央部に存在する前記通気孔を通過する排気ガスの通路抵抗よりも低くなる請求項１〜６のいずれか１項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、排気ガス浄化装置に関し、詳しくは、フィルタの強制再生の頻度を低下する排気ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
酸化触媒装置やフィルタなどのハニカム基材を、複数のハニカム焼成体で構成し、このハニカム焼成体の中心部における熱容量を外周部における熱容量よりも大きくする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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５７５７８８０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、エンジンから排出された排気ガスは、排気ガス浄化装置に到達するまでの間に排気管の径方向の中央部よりも外周部の速度や流量が低下する傾向にある。つまり、酸化触媒装置に流入する排気ガスの速度や流量は、酸化触媒装置の径方向の中央部に対して外周部で低下する。
【０００５】
これにより、酸化触媒装置の下流側に配置された、ＰＭ（粒子状物質）を捕集するためのフィルタの内部では、外周部でのＰＭの堆積量が中央部に対して少なくなっている。また、これに伴って、フィルタの強制再生時に堆積量の多い中央部が堆積量の少ない外周部に対して堆積したＰＭの燃焼による発熱量が多いため高温になり熱膨張差が生じる。それ故、その熱膨張差によるフィルタの破損を回避するために、中央部のＰＭの堆積量を制限しなければならない。
【０００６】
つまり、外周部の堆積量が少ないことに加えて、中央部の堆積量を制限する必要があることから、フィルタの全域を有効に活用できていない。それ故、フィルタを強制再生する頻度が増加して、燃費が悪化するという問題がある。
【０００７】
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、フィルタの全域を有効に活用して、フィルタの強制再生の頻度を低下することが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】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の排気ガス浄化装置は、エンジンから排出された排気ガスが通過する排気管の中途位置に、排気ガスに含有された浄化対象成分を酸化する酸化触媒装置と排気ガスに含有された粒子状物質を捕集するフィルタとが排気ガスの流方向の下流側に向かって順に配置されており、前記酸化触媒装置が、前記流方向に延在する複数の隔壁と、これら隔壁により区画されて排気ガスが流入する入口から流出する出口まで貫通して排気ガスの流路として形成された複数の通気孔とを有している排気ガス浄化装置において、前記酸化触媒装置が、それぞれ異なる構造で構成された中央部と外周部とを有しており、その中央部が前記酸化触媒装置の径方向の中心に配置されて前記流方向に延在しており、その外周部が環状に形成されてその中央部の外側に隣接して前記流方向に延在しており、前記異なる構造により、前記外周部に存在する前記通気孔を通過する排気ガスの通路抵抗が、前記中央部に存在する前記通気孔を通過する排気ガスの通路抵抗よりも低くなる
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、酸化触媒装置の外周部の通路抵抗を中央部の通路抵抗よりも低くするので、この通路抵抗の差により酸化触媒装置に流入する前に生じた排気ガスの速度や流量の差を低減できる。これにより、中央部を通過後の排気ガスの速度や流量と外周部を通過後の排気ガスの速度や流量とを等しくするには有利になり、酸化触媒装置を通過後の排気ガスの速度や流量を均一化することができる。
【００１０】
したがって、酸化触媒装置の中央部と外周部との通路抵抗の差によりフィルタに流入する排気ガスの速度や流量を調整して均一化することにより、フィルタの径方向の外周部の堆積量を増加できる。これにより、フィルタの中央部と外周部との堆積量の差が小さくなり、ＰＭ燃焼時の熱膨張差が小さくなるので、フィルタの強制再生に至るまでのＰＭの堆積量を増加できる。つまり、本発明によれば、フィルタの全域を有効に活用して、フィルタの強制再生の頻度を低下することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の排気ガス浄化装置の第一実施形態を例示する斜視図である。
【図２】図１の排気ガス浄化装置を例示する排ガスの流方向の縦断面図である。
【図３】図１の酸化触媒装置を例示する径方向の横断面図である。
【図４】図１の酸化触媒装置を通過後の排気ガスの流れを例示する流方向の縦断面図である。
【図５】本発明の排気ガス浄化装置の第二実施形態の酸化触媒装置を例示する流方向の縦断面図である。
【図６】本発明の排気ガス浄化装置の第三実施形態の酸化触媒装置を例示する流方向の縦断面図である。
【図７】本発明の排気ガス浄化装置の第四実施形態の酸化触媒装置を例示する流方向の縦断面図である。
【図８】本発明の排気ガス浄化装置の第五実施形態の酸化触媒装置を例示する流方向の縦断面図である。
【図９】本発明の排気ガス浄化装置の第六実施形態の酸化触媒装置を例示する流方向の縦断面図である。
【図１０】図９の酸化触媒装置を例示する径方向の横断面図である。
【図１１】本発明の排気ガス浄化装置の第七実施形態の酸化触媒装置を例示する径方向の横断面図である。
【図１２】本発明の排気ガス浄化装置の第八実施形態を例示する排ガスの流方向の縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図中では、ｘを排気ガスの流方向（排気管１の管軸方向）とし、ｙを排気管１の径方向（流方向ｘに直交する方向）とする。
【００１３】
図１に例示するように、第一実施形態の排気ガス浄化装置１０は、図示しないエンジンから排出された排気ガスが通過する排気管１の中途位置に配置されている。排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１とフィルタ１２とが排気ガスの流方向ｘの下流側に向かって上流側から順に配置されている。排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１及びフィルタ１２を収納する管状のケース２０を備えている。
【００１４】
図２に例示するように、酸化触媒装置１１は、径方向ｙの横断面が円になる円柱状に形
成されたフルースルー型のハニカム基材で構成されている。フィルタ１２は、径方向ｙの横断面が円になる円柱状に形成されたウォールフロー型のハニカム基材で構成されている。
【００１５】
酸化触媒装置１１は、コーディエライトなどを原料としたセラミックスで構成された多孔質の隔壁１３（後述する中央隔壁１３ａ、外周隔壁１３ｂ）を有している。隔壁１３は、流方向ｘに延在している。酸化触媒装置１１は、この隔壁１３により区画されて、排気ガスが流入する入口から流出する出口まで貫通して排気ガスの流路となる複数の通気孔（セル）１４（後述する中央通気孔１４ａ、外周通気孔１４ｂ）が形成されている。
【００１６】
隔壁１３は、酸化触媒を担持している。この酸化触媒は、排気ガスに含有される浄化対象成分を酸化する触媒である。酸化触媒としては、白金（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）などの貴金属が例示される。浄化対象成分としては、炭化水素、一酸化炭素、及び一酸化窒素が例示される。
【００１７】
フィルタ１２は、シリコンカーバイドやコーディエライトなどを原料としたセラミックスで構成された多孔質の隔壁１５と目封じ部材１６とを有している。フィルタ１２は、隔壁１５により、排気ガスが流入する入口から流出する出口まで貫通して排気ガスの流路となる複数の通気孔（セル）１７が形成されている。この通気孔１７は、目封じ部材１６により入口又は出口のどちらか一方が塞がれており、フィルタ１２の流入側端面及び流出側端面では、隣り合う通気孔１７が交互に塞がれている。
【００１８】
ケース２０は、接続用拡径管２１、触媒収納管２２、フィルタ収納管２３、及び接続用縮径管２４を有している。接続用拡径管２１、触媒収納管２２、フィルタ収納管２３、及び接続用縮径管２４は、排気ガスの流方向ｘの上流側から下流側に向かって順に配置されて、互いに連結されている。接続用拡径管２１、触媒収納管２２、フィルタ収納管２３、及び接続用縮径管２４のそれぞれの管軸Ｌ１は流方向ｘに直線状に並んでいる。
【００１９】
接続用拡径管２１は、排気管１と触媒収納管２２とを接続しており、流方向ｘの下流側に向かって管径が拡径している。触媒収納管２２は、内部に保持材２５を介して酸化触媒装置１１を収納しており、管径が一定の円管である。フィルタ収納管２３は、内部に保持材２６を介してフィルタ１２を収納しており、管径が一定の円管である。接続用縮径管２４は、フィルタ収納管２３と排気管１とを接続しており、流方向ｘの下流側に向かって管径が縮径している。
【００２０】
保持材２５、２６は、筒状の無機繊維成形マットであり、酸化触媒装置１１の柱面と触媒収納管２２の内筒面との間に、フィルタ１２の柱面とフィルタ収納管２３の内筒面との間にそれぞれ介在している。保持材２５、２６としては、バーミキュライトなどの加熱膨張材やセラミックファイバなどの耐熱材をバインダによりマット状に形成したものが例示される。
【００２１】
排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１が、径方向ｙに関して中央部１１ａと外周部１１ｂとに区分されている。中央部１１ａと外周部１１ｂとはそれぞれ異なる構造で構成されている。そして、排気ガス浄化装置１０は、その異なる構造によって、中央部１１ａに存在する中央通気孔１４ａを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰａよりも、外周部１１ｂに存在する外周通気孔１４ｂを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰｂが低くなっている。
【００２２】
中央部１１ａは、酸化触媒装置１１の径方向ｙの中心に配置されて流方向ｘに延在する柱状に形成されている。外周部１１ｂは、中央部１１ａの外側に隣接して流方向ｘに延在する環柱状に形成されている。
【００２３】
中央部１１ａと外周部１１ｂとは、酸化触媒装置１１に流入する排気ガスの速度や流量に基づいて区分されている。中央部１１ａに流入する排気ガスの速度は、外周部１１ｂに流入する排気ガスの速度よりも速く、中央部１１ａに流入する排気ガスの流量は、外周部１１ｂに流入する排気ガスの流量よりも大きい。中央部１１ａと外周部１１ｂとは、予め実験や試験により酸化触媒装置１１における速度分布や流量分布を求めておき、それらの速度分布や流量分布に基づいて、中央部１１ａに比して速度、及び流量が低下した部分を外周部１１ｂにするとよい。また、排気ガスを乱流と見做して、排気ガスの速度分布における極点を結んだ線を、中央部１１ａと外周部１１ｂとの境界としてもよい。
【００２４】
具体的に、この実施形態の異なる構造は、外周部１１ｂに存在する外周通気孔１４ｂの流方向ｘの長さＬｂが、中央部１１ａに存在する中央通気孔１４ａの流方向ｘの長さＬａよりも短い構造である。つまり、酸化触媒装置１１は、中央部１１ａに対して外周部１１ｂが流方向ｘの下流側に向かって窪んでいる。
【００２５】
中央部１１ａは、中央隔壁１３ａにより区画された中央通気孔１４ａを有している。中央隔壁１３ａは、酸化触媒装置１１の入口端面から出口端面まで延在しており、中央通気孔１４ａは、入口端面から出口端面まで貫通している。中央通気孔１４ａの流方向ｘの長さＬａは、酸化触媒装置１１の流方向ｘの長さに等しい。中央部１１ａを通過する排気ガスは、中央通気孔１４ａによる通路抵抗ΔＰａにより速度や流量が低下する。
【００２６】
外周部１１ｂは、外周隔壁１３ｂにより区画された外周通気孔１４ｂを有している。外周隔壁１３ｂは、酸化触媒装置１１の入口端面から出口側に離間した位置から出口端面まで延在しており、外周通気孔１４ｂは、入口端面から出口側に離間した位置から出口端面まで貫通している。つまり、外周通気孔１４ｂの入口は、中央通気孔１４ａの入口よりも排気ガスの流れにおいて下流側に配置されている。外周通気孔１４ｂの流方向ｘの長さＬｂは、中央通気孔１４ａの流方向ｘの長さＬａよりも短く、酸化触媒装置１１の流方向ｘの長さよりも短い。外周部１１ｂを通過する排気ガスは、外周通気孔１４ｂによる通路抵抗ΔＰｂにより速度や流量が低下する。
【００２７】
図３に例示するように、中央部１１ａの径方向ｙの横断面は、外周が段々になっている。外周部１１ｂの径方向ｙの横断面は、内周が段々になっている。径方向ｙの横断面において、中央部１１ａの中央隔壁１３ａ、中央通気孔１４ａ、外周部１１ｂの外周隔壁１３ｂ、外周通気孔１４ｂのそれぞれは、同一の形状である。
【００２８】
酸化触媒装置１１の通気孔１４における通路抵抗は、通気孔１４の流方向ｘの長さに比例し、通気孔１４の排ガスの通過面積（通路断面積：通気孔１４の径方向ｙの径）に反比例する。つまり、中央通気孔１４ａ及び外周通気孔１４ｂの通過面積は等しくなるこの実施形態で、長さＬａ、Ｌｂの差分は、通路抵抗ΔＰａ、ΔＰｂの差分に基づいて設定されている。
【００２９】
通路抵抗ΔＰａ、ΔＰｂの差分は、酸化触媒装置１１を通過した排気ガスの速度又は流量を均一にする値に設定するとよい。上述したとおり、中央部１１ａの中央通気孔１４ａに流入する排気ガスの速度は、外周部１１ｂの外周通気孔１４ｂに流入する排気ガスの速度よりも速く、中央部１１ａの中央通気孔１４ａに流入する排気ガスの流量は、外周部１１ｂの外周通気孔１４ｂに流入する排気ガスの流量よりも大きい。
【００３０】
したがって、通路抵抗ΔＰａ、ΔＰｂの差分は、予め実験や試験により通路抵抗ΔＰａ、ΔＰｂを等しくした場合の酸化触媒装置１１を通過後の排気ガスの速度分布を求めておき、その速度分布が酸化触媒装置１１の全域で均一になるようにするとよい。つまり、中央部１１ａと外周部１１ｂとの速度や流量の差が大きい場合は通路抵抗ΔＰａ、ΔＰａの差分を大きくし、速度や流量の差が小さい場合は通路抵抗ΔＰａ、ΔＰａの差分を小さくする。
【００３１】
この実施形態では、長さＬａ、Ｌｂの差分は、酸化触媒装置１１を通過後の排気ガスの速度分布が酸化触媒装置１１の全域で均一になるよう設定されている。つまり、中央部１１ａと外周部１１ｂとにおける排気ガスの速度や流量の差が大きい場合は長さＬａ、Ｌｂの差分を大きくし、速度や流量の差が小さい場合は長さＬａ、Ｌｂの差分を小さくする。
【００３２】
また、通路抵抗ΔＰａ、ΔＰｂの差分、あるいは長さＬａ、Ｌｂの差分は、排気ガスを乱流と見做して、径方向ｙにおける排気ガスの速度分布の曲線（流方向ｘに凸の曲線）を直線にするように設定してもよい。
【００３３】
次に、この実施形態の酸化触媒装置１１の製造方法について説明する。酸化触媒装置１１は、例えば、押出成形により形成されたハニカム基材を乾燥、焼成して製造されている。この実施形態では、押出成形によりハニカム基材を形成した後に、外周部１１ｂに相当する箇所を切削加工により長さを短くして製造する。
【００３４】
次に、この実施形態の排気ガス浄化装置１０の動作について説明する。排気ガス浄化装置１０においては、排気ガスが酸化触媒装置１１、フィルタ１２の順に通過する。酸化触媒装置１１では、担持された酸化触媒により、流入した排気ガスに含有された炭化水素を水蒸気と二酸化炭素に、一酸化炭素を二酸化炭素に、一酸化窒素を二酸化窒素にそれぞれ酸化する。フィルタ１２では、目封じ部材１６により、流入した排気ガスが多孔質の隔壁１５を通過するときに、この隔壁１５で排気ガスに含有されるＰＭ（粒子状物質）を濾し取り、捕集する。
【００３５】
図示しないエンジンから排出された排気ガスは、排気管１の内部を流れて、排気ガス浄化装置１０に到達する。排気ガスの速度や流量は、排気ガス浄化装置１０に到達するまでの間に、排気管１の内筒面との摩擦などにより、排気管１の径方向ｙの中央部よりも外周部で低下する。
【００３６】
ここで、排気ガス浄化装置１０のフィルタ１２に流入する排気ガスの速度や流量について、図４を参照しながら説明する。図４では、それぞれの矢印の長さが、排気ガスの速度や流量の大きさを表している。
【００３７】
つまり、排気ガス浄化装置１０においては、外周通気孔１４ｂの長さＬｂが中央通気孔１４ａの長さＬａよりも短いことにより、外周部１１ｂの通路抵抗ΔＰｂは中央部１１ａの通路抵抗ΔＰａよりも低くなる。これにより、中央部１１ａを通過する排気ガスの速度や流量と外周部１１ｂを通過する排気ガスの速度や流量とが等しくなり易くなるので、フィルタ１２に流入する排気ガスの速度や流量は均一化することになる。
【００３８】
以上のように、排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の外周部１１ｂの通路抵抗ΔＰｂが中央部１１ａの通路抵抗ΔＰａよりも低くなるので、その差により酸化触媒装置１１に流入する前に生じた排気ガスの速度や流量の差を低減できる。これにより、中央部１１ａを通過後の排気ガスの速度や流量を、外周部１１ｂを通過後の排気ガスの速度や流量に等しくするには有利になり、フィルタ１２に流入する排気ガスの速度や流量を均一化することができる。
【００３９】
したがって、フィルタ１２の径方向ｙの外周部の堆積量を従来に比して増加できる。また、フィルタ１２の中央部と外周部とのＰＭの堆積量の差が小さくなるので、この堆積さ
れたＰＭの燃焼で発生する熱量の差が小さくなり、ＰＭ燃焼時の熱膨張差を小さくでき、フィルタ１２の強制再生に至るまでのＰＭの堆積量を増加できる。つまり、上記の排気ガス浄化装置１０によれば、フィルタ１２の全域を有効に活用して、フィルタ１２が従来に比してフィルタ１２を強制再生させるまでに捕集できるＰＭが増加するので、フィルタ１２の強制再生の頻度を低下することができる。
【００４０】
図５に例示するように、第二実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の外周部１１ｂにおける外周通気孔１４ｂの流方向ｘの長さＬｂが、径方向ｙの中央側から外側に向かって徐々に短くなっている点が第一実施形態とは異なる。この実施形態の酸化触媒装置１１の外周部１１ｂの流方向ｘの縦断面は、外周部１１ｂの入口において階段状になっている。
【００４１】
図６に例示するように、第三実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の外周部１１ｂの流方向ｘの縦断面が、外周部１１ｂの出口において階段状になっている点が第二実施形態とは異なる。
【００４２】
図７に例示するように、第四実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の外周部１１ｂの流方向ｘの縦断面が、外周部１１ｂの入口及び出口の両方において階段状になっている点が第二、三実施形態とは異なる。
【００４３】
酸化触媒装置１１に流入する前の排気ガスの速度や流量は、径方向ｙの外周に向かって徐々に低くなる。したがって、第二〜第四実施形態のように、その徐々に低くなる排気ガスの速度や流量に基づいて外周部１１ｂの入口又は出口のどちらか一方、あるいは両方を階段状に構成することで、酸化触媒装置１１を通過後の排気ガスの速度分布の均一化には有利になる。特に、外周部１１ｂの径方向ｙの中央側と外側とで排気ガスの速度や流量の差が大きくなる場合には、第四実施形態のように入口及び出口の両方を階段状に構成することで、酸化触媒装置１１を通過後の排気ガスの速度や流量の均一化には有利になる。
【００４４】
図８に例示するように、第五実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の外周部１１ｂの流方向ｘにおける縦断面が外周部１１ｂの入口において斜めに直線状になっている点が第二実施形態とは異なる。この実施形態の酸化触媒装置１１の外周部１１ｂは、流方向ｘの縦断面において三角形状に切り取られている。この実施形態では、外周部１１ｂの入口を斜めに直線状に形成したが、出口のみ、あるいは入口と出口の両方を斜めに直線状に形成してもよい。
【００４５】
このように、外周部１１ｂを流方向ｘの縦断面において三角形状に切り取ることで、つまり、押出成形後に円筒状のハニカム基材の外周部１１ｂに相当する箇所を面取りすることで、中央部１１ａと外周部１１ｂとを異なる構造にでき、大量生産には有利になる。
【００４６】
図９、図１０に例示するように、第六実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の異なる構造が、外周部１１ｂに存在する外周通気孔１４ｂにおける排気ガスの通過面積Ｓｂが、中央部１１ａに存在する中央通気孔１４ａにおける排気ガスの通過面積Ｓａよりも広い構造である点が既述の実施形態とは異なる。
【００４７】
また、この実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の異なる構造が、外周部１１ｂに存在する外周隔壁１３ｂの壁厚Ｄｂが、中央部１１ａに存在する中央隔壁１３ａの壁厚Ｄａよりも薄い構造である点が既述の実施形態とは異なる。
【００４８】
この実施形態で、中央部１１ａを構成する中央ハニカム基材と、外周部１１ｂを構成する外周ハニカム基材とは、流方向ｘの長さと径方向ｙの横断面積とが同一であるが、それ
ぞれ排気ガスの通過面積Ｓａ、Ｓｂが異なっている。そのため、壁厚Ｄａと壁厚Ｄｂとが異なっている。
【００４９】
この実施形態の酸化触媒装置１１の製造方法は、円筒状のハニカム基材を押出成形する際に、中央部１１ａと外周部１１ｂとで金型の形状が異なっている専用の押出し型を使用した押出成形により、壁厚と通過面積とを異ならせて製造する。
【００５０】
上述したとおり、通気孔１４における通路抵抗は、通気孔１４の排ガスの通過面積（通気孔１４の径方向ｙの径）に反比例する。そこで、この実施形態のように、通過面積Ｓｂを通過面積Ｓａよりも広くすることで、外周部１１ｂを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰｂが、中央部１１ａを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰａよりも低くなる。これにより、フィルタ１２に流入する排気ガスの速度や流量の均一化には有利になる。
【００５１】
また、酸化触媒装置１１に流入する際に、排気ガスは隔壁１３に衝突して乱流となることで、速度や流量が低下する。そこで、この実施形態のように、壁厚Ｄｂを壁厚Ｄａよりも薄くすることで、外周通気孔１４ｂに流入する排気ガスの速度や流量の低下を、中央通気孔１４ａに流入する排気ガスよりも抑制できる。これにより、これにより、フィルタ１２に流入する排気ガスの速度や流量の均一化には有利になる。
【００５２】
図１１に例示するように、第七実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の異なる構造が、外周部１１ｂの径方向ｙの横断面における単位あたりの外周通気孔１４ｂの数が、中央部１１ａの径方向ｙの横断面における単位あたりの中央通気孔１４ａの数よりも多い構造である点が既述の実施形態とは異なる。
【００５３】
つまり、この実施形態で、外周部１１ｂに存在する外周通気孔１４ｂにおける排気ガスの通過面積Ｓｂは、中央部１１ａに存在する中央通気孔１４ａにおける排気ガスの通過面積Ｓａよりも広くなっている。これにより、外周部１１ｂを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰｂが、中央部１１ａを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰａよりも低くなり、フィルタ１２に流入する排気ガスの速度や流量の均一化には有利になる。
【００５４】
図１２に例示するように、第八実施形態の排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１に加えて、フィルタ１２の中央部１２ａと外周部１２ｂとが異なる構造に構成されている点が既述の実施形態と異なる。
【００５５】
このフィルタ１２の異なる構造は、既述した実施形態と同様に、外周部１２ｂに存在する外周通気孔１７ｂを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰａが、中央部１２ａに存在する中央通気孔１７ａを通過する排気ガスの通路抵抗ΔＰｂよりも低くなる構造である。
【００５６】
次に、この実施形態のフィルタ１２の製造方法について説明する。フィルタ１２は、例えば、押出成形により形成されたハニカム基材を乾燥、焼成して製造されている。この実施形態では、中央部１２ａを構成する中央ハニカム基材と、外周部１２ｂを構成する外周ハニカム基材とがそれぞれ異なる構造に構成されているので、それぞれを別々に製造する。具体的には、中央ハニカム基材と外周ハニカム基材とを同一の金型を使用した押出成形により、長さのみを異ならせて製造する。そして、中央ハニカム基材と外周ハニカム基材とを結合して一体化して完成する。
【００５７】
このように、酸化触媒装置１１に加えて、フィルタ１２の中央部１２ａと外周部１２ｂとを異なる構造で構成して、それぞれの通路抵抗ΔＰａ、ΔＰｂとを異ならせることで、フィルタ１２を通過する排気ガスの速度や流量を均一化することができる。
【００５８】
これにより、フィルタ１２の径方向ｙの外周部１２ｂの堆積量を従来に比して増加できる。また、フィルタ１２の中央部１２ａと外周部１２ｂとのＰＭの堆積量の差が小さくなるので、ＰＭ燃焼時の熱膨張差を小さくでき、フィルタ１２の強制再生に至るまでのＰＭの堆積量を増加できる。つまり、この実施形態の排気ガス浄化装置１０によれば、フィルタ１２の全域を有効に活用して、フィルタ１２が従来に比してフィルタ１２を強制再生させるまでに捕集できるＰＭが増加するので、フィルタ１２の強制再生の頻度を低下することができる。
【００５９】
また、この実施形態では、フィルタ１２の通気孔１７の通路抵抗が通気孔１７の流方向ｘの長さに比例することを利用して、フィルタ１２の中央部１２ａと外周部１２ｂとを流方向ｘの長さがそれぞれ異なる構造とした。つまり、中央部１２ａと外周部１２ｂとを同じ金型を用いて、押出成形によりハニカム基材を押し出す時間やカットする間隔などを変えるだけで容易に製造できる。これにより、大量生産には有利になる。
【００６０】
フィルタ１２の異なる構造は、第六実施形態のように、外周部１２ｂに存在する外周通気孔における排気ガスの通過面積が、中央部１２ａに存在する中央通気孔における排気ガスの通過面積よりも広い構造でもよい、また、第七実施形態のように、外周部１２ｂの径方向ｙの横断面における単位あたりの外周通気孔の数が、中央部１２ａの径方向ｙの横断面における単位あたりの中央通気孔の数よりも多い構造でもよい。この場合は中央部１２ａと外周部１２ｂの長さは同じでも良い。この場合も、中央部１２ａと外周部１２ｂとで異なる金型を用いて、中央ハニカム基材と外周ハニカム基材とをそれぞれ別々に押出成形により製造して、組み合わせればよく、大量生産には有利になる。
【００６１】
既述の実施形態では、排気ガス浄化装置１０は、酸化触媒装置１１の下流側にフィルタ１２が配置されていることが望ましいので、酸化触媒装置１１の下流側にフィルタ１２を配置した例を説明したが、フィルタ１２を備えていなくてもよい。
【００６２】
既述の実施形態では、酸化触媒装置１１をセラミックスで構成したが、金属の隔壁で構成されたフルースルー型のハニカム基材としてもよい。また、フィルタ１２をウォールフロー型のハニカム基材で構成したが、金属メッシュ型のフィルタを用いてもよい。また、フィルタ１２の下流側に、排気ガスに含有される窒素酸化物を還元除去する選択的還元触媒装置を備えてもよい。
【００６３】
既述した実施形態のそれぞれの異なる構造は、その異なる構造により、外周部１１ｂの通路抵抗ΔＰｂが、中央部１１ａの通路抵抗ΔＰａよりも低くなる構造であればよく、各実施形態の構造のいくつかを組み合わせてもよい。例えば、第一実施形態の構造と第七実施形態の構造を組み合わせたり、第四実施形態の構造と第六実施形態の構造を組み合わせたりしてもよい。また、フィルタ１２においても同様であり、フィルタ１２の異なる構造を、第四実施形態で例示した酸化触媒装置１１の異なる構造と同様の構造にしてもよい。
【００６４】
また、中央部１１ａに存在する中央隔壁１３ａを中央通気孔１４ａの通路抵抗ΔＰａが大きくなるような形状にしてもよい。例えば、そのような形状としては、波形が例示できる。
【符号の説明】
【００６５】
１  排気管
１０  排気ガス浄化装置
１１  酸化触媒装置
１１ａ  中央部
１１ｂ  外周部
１３ａ  中央隔壁
１３ｂ  外周隔壁
１４ａ  中央通気孔
１４ｂ  外周通気孔
ΔＰａ、ΔＰｂ  通路抵抗
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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