(57)【要約】【課題】第１触媒と、第１触媒からの排ガスが通過する第２触媒を設けた場合であっても、エンジン始動時から第２触媒を早期に昇温させ、排ガスの浄化効率をこれまでよりも早期に高めることができる排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排ガス浄化装置３は、排気マニホールド２９からの排ガスを浄化する排ガス浄化触媒３２を備えている。排ガス浄化触媒３２は、排気マニホールド２９からの排ガスを浄化する第１触媒３４と、第１触媒３４を通過した排ガスを浄化する第２触媒３５とを備えている。第１触媒３４の熱容量は、第２触媒３５の熱容量よりも小さい。第２触媒３５の熱容量は、２５℃の温度環境下で１８４〜３２２Ｊ／Ｋであり、第１触媒３４の熱容量は、２５℃の温度環境下で２０Ｊ／Ｋ以下である。【選択図】図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気マニホールドからの排ガスを浄化する排ガス浄化触媒を備えた排ガス浄化装置であって、
前記排ガス浄化触媒は、前記排気マニホールドからの排ガスを浄化する第１触媒と、前記第１触媒を通過した前記排ガスを浄化する第２触媒とを備えており、
前記第１触媒の熱容量は、前記第２触媒の熱容量よりも小さく、
前記第２触媒の熱容量は、２５℃の温度環境下で１８４〜３２２Ｊ／Ｋであり、
前記第１触媒の熱容量は、２５℃の温度環境下で２０Ｊ／Ｋ以下であることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記排ガス浄化装置は、前記第１および前記第２触媒と、前記第１および前記第２触媒を内部に収容する金属製のハウジングと、を備えた触媒コンバータを有しており、
前記ハウジングには、前記排気マニホールドからの排ガスが流入し、排ガスの上流から下流に向かって排ガスの流路断面が拡大した入側コーン部と、
前記入側コーン部に連続し、排ガスの流路断面が一定となる胴体部と、
前記胴体部に連続し、排ガスの上流から下流に向かって、排ガスの流路断面が縮小した出側コーン部と、が形成されており、
前記第１触媒は、前記入側コーン部内に配置されており、
前記第２触媒は、前記胴体部内に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【請求項３】
前記第１触媒は、金属材料からなる担体に、排ガスを浄化する金属触媒が担持されたものであることを特徴とする請求項１または２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記担体は、円板状の形状を有しており、
外周部と、
前記外周部の内側に形成された内周部と、
前記外周部と前記内周部との間に、排ガスが通過する方向に複数の孔が形成され、前記各孔を形成する壁面に前記金属触媒が担持された第１ガス通過部と、
前記内周部の内側に、排ガスが通過する方向に沿って形成された空洞部である第２ガス通過部と、を備え、
前記第１ガス通過部の排ガスが流れる流路の断面積と、前記第２ガス通過部の排ガスが流れる流路の断面積との総断面積に対する、前記第２ガス通過部の排ガスが流れる流路の断面積の比率は、３．５〜２５％であることを特徴とする請求項３に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気マニホールドからの排ガスを浄化する排ガス浄化触媒を備えた排ガス浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、エンジンから排出された排ガスを浄化するために、排気マニホールドには、排ガス浄化装置が接続されている。排ガス浄化装置は、排気マニホールドからの排ガスを浄化する触媒を備えており、触媒は、排ガスを浄化する金属触媒と、金属触媒を担持する担体（触媒担体）とで構成されている。
【０００３】
たとえば、特許文献１には、このような排ガス浄化装置として、排気マニホールドからの排ガスを浄化する第１触媒と、第１触媒を通過した排ガスを浄化する第２触媒と、を備えた排ガス浄化装置が開示されている。この排ガス浄化装置では、第１触媒は、第２触媒よりも熱容量が小さい。これにより、第１触媒を早期に昇温させ、エンジン始動時における排気性能を向上させることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−１６５０９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の如き構成であっても、エンジン始動時に、第１触媒が活性化する段階で、第１触媒を通過する排ガスには、第１触媒における排ガスの反応時の熱が入熱されるが、この入熱される熱量よりも多い熱量が、第１触媒自体に吸熱されることがある。すなわち、第１触媒により、排ガスの熱が多く奪われると、第１触媒を通過し、第２触媒に向かう排ガスの温度は、第１触媒を設けない場合よりも、低くなることがある。この結果、エンジン始動時から第２触媒が活性化するまでの時間が遅くなり、エンジン始動時から所定の浄化効率に達するまでの時間が、第１触媒を設けない場合よりも長くなることがある。
【０００６】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、第１触媒と、第１触媒からの排ガスが通過する第２触媒を設けた場合であっても、エンジン始動時から第２触媒を早期に昇温させ、排ガスの浄化効率をこれまでよりも早期に高めることができる排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】
【０００７】
前記課題を鑑みて、発明者が鋭意検討を重ねた結果、第１触媒の熱容量を、第２触媒の熱容量よりも、極端に小さくすれば、排気マニホールドからの排ガスが第１触媒を通過する際に、排ガスの熱が第１触媒に奪われることを抑えることができると考えた。ここで、これまでは、触媒の熱容量を極端に小さくすると、触媒の大きさが極端に小さくなるため、排ガスの浄化性能は、ほとんど無いと考えられていた。しかしながら、発明者の後述する実験からも明らかなように、第１触媒を第２触媒に比べて極めて小さくしても、第１触媒が排ガスの浄化に十分に寄与するとの新たな知見を得た。
【０００８】
本発明は、この発明者の新たな知見に基づくものであり、排ガス浄化装置は、排気マニホールドからの排ガスを浄化する排ガス浄化触媒を備えた排ガス浄化装置であって、前記排ガス浄化触媒は、前記排気マニホールドからの排ガスを浄化する第１触媒と、前記第１触媒を通過した前記排ガスを浄化する第２触媒とを備えており、前記第１触媒の熱容量は、前記第２触媒の熱容量よりも小さく、前記第２触媒の熱容量は、２５℃の温度環境下で１８４〜３２２Ｊ／Ｋであり、前記第１触媒の熱容量は、２５℃の温度環境下で２０Ｊ／Ｋ以下であることを特徴とする。
【０００９】
本発明によれば、第２触媒の熱容量は、車両で利用される一般的な触媒の熱容量の範囲であり、これに対して、第１触媒の熱容量は、第２触媒の熱容量に対して極端に小さい２０Ｊ／Ｋ以下である。これにより、エンジン始動時に、排気マニホールドから比較的に低温の排ガスが第１触媒を通過したとしても、第１触媒は、上述した如く熱容量が小さいため、第１触媒は早期に昇温される。また、第１触媒を通過する排ガスの熱は、第１触媒に奪われ難いため、第１触媒を通過した排ガスの熱により、第２触媒も、第１触媒に続けて早期に昇温させることができる。このような結果、エンジン始動時から、第１触媒が早期に活性化されるとともに、これまでよりも早期に第２触媒も活性化されるため、排ガスの浄化効率をエンジン始動時から早期に高めることができる。
【００１０】
ここで、第１触媒の熱容量は、２５℃の温度環境下で２０Ｊ／Ｋ以下であるので、第１触媒の大きさは、従来の触媒よりも、かなり小さい。このため、第１触媒を配置するためのスペースを新たに設けること無く、第１触媒を簡単に配置することができる。第１触媒の熱容量が、２０Ｊ／Ｋを超える場合には、後述する発明者らの実験の結果からも明らかなように、第１触媒を設けない場合よりも、エンジン始動時から第２触媒が活性化するまでの時間が長くなることが分かっている。
【００１１】
ここで、たとえば、第１触媒を第２触媒より上流の排気マニホールド内または排気管内等に配置してもよいが、より好ましい態様としては、前記排ガス浄化装置は、前記第１および前記第２触媒と、前記第１および前記第２触媒を内部に収容する金属製のハウジングと、を備えた触媒コンバータを有しており、前記ハウジングには、前記排気マニホールドからの排ガスが流入し、排ガスの上流から下流に向かって排ガスの流路断面が拡大した入側コーン部と、前記入側コーン部に連続し、排ガスの流路断面が一定となる胴体部と、前記胴体部に連続し、排ガスの上流から下流に向かって、排ガスの流路断面が縮小した出側コーン部と、が形成されており、前記第１触媒は、前記入側コーン部内に配置されており、前記第２触媒は、前記胴体部内に配置されている。
【００１２】
この態様によれば、第２触媒は、これまでの触媒の如く、触媒コンバータのハウジングの胴体部に配置されている。一方、第１触媒は、第２触媒に比べてその大きさが小さいため、第１触媒を排気管などに配置することも可能であるが、この態様では、入側コーン部内に第１触媒が配置されている。これにより、排気管に第１触媒を配置する場合に比べて、大きな径であり、かつ、流路に沿った長さが短い第１触媒を、排ガス浄化装置に配置することができる。このような結果、第１触媒を通過する排ガスの圧損を低減することができる。
【００１３】
また、第１触媒の金属触媒を担持する担体（触媒担体）は、セラミックス材料からなる担体、または金属材料からなる担体のいずれであってもよいが、より好ましい態様としては、前記第１触媒は、金属材料からなる担体に、排ガスを浄化する金属触媒が担持されたものである。
【００１４】
たとえば担体に利用されるコージライトなどのセラミックス材料の比熱に比べて、担体に利用されるステンレス鋼などの金属材料の比熱は一般的に小さい。したがって、この態様によれば、第１触媒の担体を金属材料からなる担体とすることにより、上述した第１触媒の熱容量の条件を満たす第１触媒を簡単に得ることができる。
【００１５】
また、第１触媒は、これまでの触媒に比べて極端に小さい触媒であるため、セラミックス材料からなる担体は、熱衝撃などにより割れ易いが、この態様では、金属材料からなる担体にすることにより、このような割れを回避することができる。また、触媒コンバータの金属製のハウジングの入側コーン部に第１触媒を配置する場合には、ハウジングの入側コーン部と、第１触媒の担体とを溶接により簡単に接合することができる。
【００１６】
さらに好ましい態様としては、前記担体は、円板状の形状を有しており、外周部と、前記外周部の内側に形成された内周部と、前記外周部と前記内周部との間に、排ガスが通過する方向に複数の孔が形成され、前記各孔を形成する壁面に前記金属触媒が担持された第１ガス通過部と、前記内周部の内側に、排ガスが通過する方向に沿って形成された空洞部である第２ガス通過部と、を備え、前記第１ガス通過部の排ガスが流れる流路の断面積と、前記第２ガス通過部の排ガスが流れる流路の断面積との総断面積に対する、前記第２ガス通過部の排ガスが流れる流路の断面積の比率は、３．５〜２５％である。
【００１７】
この態様によれば、第１触媒に向かって流れる排ガスの速度はその中央が高く、その位置には、第２ガス通過部が存在する。第１ガス通過部は複数の孔が形成されており、第２ガス通過部は空洞部であるため、第２ガス通過部は、第１ガス通過部に比べて、排ガスの圧損が小さく、第２ガス通過部に排ガスは流れ易い。このような結果、第２ガス通過部を流れる排ガスの流量を確保しつつその流速は高められ、この排ガスが、第２触媒の中央部分に流れる。これにより、第２触媒の中央部分が早期に昇温され、その昇温時の熱は、その中央部分から周りに均一に伝達されるので、第２触媒を早期に活性化し、これを早期に昇温することができる。なお、第１ガス通過部を排ガスが通過することにより、第１ガス通過部が昇温され、この昇温された熱は、第２ガス通過部を通過する排ガスに伝達される。
【００１８】
ここで、上述した断面積の比率が、３．５％未満である場合、第２ガス通過部を流れる排ガスの流量が少なくなるため、第２触媒の昇温効果を充分に期待できないことがある。一方、この断面積の比率が２５％を超えた場合、第１触媒の第１ガス通過部を流れる排ガスの流量が少なくなるため、第１触媒の昇温効果が低下してしまう。これにより、第２触媒の昇温効果を充分に期待できないことがある。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、第１触媒と、第１触媒からの排ガスが通過する第２触媒を設けた場合であっても、エンジン始動時から第２触媒を早期に昇温させ、排ガスの浄化効率をこれまでよりも早期に高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置を説明するための模式的概念図である。
【図２】図１に示す排ガス浄化装置の第１触媒コンバータの模式的斜視図である。
【図３】図２に示す第１触媒の模式的平面図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る排ガス浄化装置を説明するための模式的概念図である。
【図５】図４に示す第１触媒の模式的平面図である。
【図６Ａ】実施例２および実施例３の第１触媒の模式的平面図である。
【図６Ｂ】実施例４の第１触媒の模式的平面図である。
【図７】実施例１〜４および比較例１〜３に係る第１触媒コンバータを通過した排ガスのＨＣ５０％浄化到達時間を示したグラフである。
【図８】実施例１〜４および比較例１〜３の第１触媒の熱容量と、第１触媒コンバータを通過した排ガスのＨＣ５０％浄化到達時間との関係を示したグラフである。
【図９】実施例１、３および比較例１〜３の第１触媒を通過した後の排ガス温度の変化を測定したグラフである。
【図１０】実施例５〜７および比較例４、５の第１触媒の第２ガス通過部の面積率と、第１触媒コンバータを通過した排ガスのＨＣ５０％浄化到達時間との関係を示したグラフである。
【図１１】実施例５〜７および比較例５の第１触媒の第２ガス通過部の面積率と、第１触媒の昇温温度との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
〔第１実施形態〕
以下に、本発明の第１実施形態に係る排ガス浄化装置を、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化装置３を説明するための模式的概念図であり、図２は、図１に示す排ガス浄化装置３の第１触媒コンバータ３０の模式的斜視図である。なお、図２では、第１触媒コンバータ３０の内部を示すために、ハウジング３３を半割状態にして図示している。
【００２２】
図１に示すように、本実施形態に係る排ガス浄化装置３は、エンジン２の下流に取付けられ、エンジン２で燃焼後の排ガスを浄化する装置である。エンジン２は、ガソリンエンジンまたはディーゼルエンジンのいずれのエンジンであってもよく、本実施形態では、その一例として、図１にガソリン直噴エンジンを例示している。
【００２３】
エンジン２では、吸気弁２５を介して吸入された空気が、シリンダブロック２１とピストン２２で形成された燃焼室に入流し、燃料噴射弁２８で噴射された燃料（ガソリン）と混合される。混合された混合気は、燃焼室内で、点火プラグ２７で点火されて燃焼し、燃焼後の排ガスは、排気弁２６を介して、排気マニホールド２９から排出される。
【００２４】
排気マニホールド２９で排気された排ガスは、排ガス浄化装置３で浄化される。具体的には、排ガス浄化装置３は、排気マニホールド２９に接続される第１触媒コンバータ３０と、第１触媒コンバータ３０の下流において、排気管３６を介して、第１触媒コンバータ３０に接続される第２触媒コンバータ３７と、を備えている。第１触媒コンバータ３０は、たとえば、車両のエンジンルーム（図示せず）に配置され、第２触媒コンバータ３７は、たとえば、車両の床下（図示せず）に配置される。
【００２５】
第１触媒コンバータ３０は、排気マニホールド２９からの排ガスを浄化する排ガス浄化触媒３２と、排ガス浄化触媒３２を収容するハウジング３３とを備えている。第２触媒コンバータ３７も、同様に、第１触媒コンバータ３０により浄化しきれなかった排ガスをさらに浄化する排ガス浄化触媒３８と、排ガス浄化触媒３８を収容するハウジング３９とを備えている。ハウジング３３、３９は、たとえば、ステンレス鋼、炭素鋼、またはアルミニウムなどの金属材料からなる。
【００２６】
図２に示すように、第１触媒コンバータ３０のハウジング３３には、入側コーン部３３ａと、胴体部３３ｂと、出側コーン部３３ｃと、が形成されている。入側コーン部３３ａは、排気マニホールド２９からの排ガスが流入し、排ガスの上流から下流に向かって、排ガスの流路断面が拡大したコーン形状である。胴体部３３ｂは、排ガスが流れる上流側において、入側コーン部３３ａに連続して形成されており、排ガスの流路断面が一定となる筒形状である。出側コーン部３３ｃは、排ガスが流れる上流側において、胴体部３３ｂに連続して形成されており、排ガスの上流から下流に向かって、排ガスの流路断面が縮小したコーン形状である。
【００２７】
本実施形態では、第１触媒コンバータ３０の排ガス浄化触媒３２は、排気マニホールド２９からの排ガスを浄化する第１触媒３４と、第１触媒３４を通過した排ガスを浄化する第２触媒３５とを備えている。第１触媒３４は、入側コーン部３３ａ内に配置されており、第２触媒３５は、胴体部３３ｂ内に配置されている。
【００２８】
本実施形態では、エンジン２が、ガソリンエンジンであることから、第１触媒３４および第２触媒３５は、ガソリンエンジンの排ガスの炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒化酸化物（ＮＯｘ）を浄化する三元触媒である。一方、内燃機関が、ディーゼルエンジンである場合には、第１触媒３４および第２触媒３５は、一酸化炭素（ＣＯ）と炭化水素（ＨＣ）等を除去する酸化触媒である。なお、第２触媒コンバータ３７に収容される排ガス浄化触媒３８も、内燃機関の種類に応じて、第１および第２触媒３４、３５と同様の触媒が設定されている。
【００２９】
第１触媒３４および第２触媒３５は、担体（触媒担体）に、排ガスを浄化する金属触媒が担持されたものである。これらの担体は、セラミックス材料または金属材料のいずれの材料からなってもよいが、より好ましくは、金属材料からなる。金属材料としては、耐熱性および耐食性を有した材料であることが好ましく、たとえば、ステンレス鋼、アルミニウムなどを挙げることができる。
【００３０】
ここで、たとえば担体の素材であるコージライトなどのセラミックス材料の比熱に比べて、担体の素材であるステンレス鋼などの金属材料の比熱は小さい。これにより、第１触媒３４の担体を金属材料からなる担体とすることにより、後述するような第１触媒３４の熱容量の条件を満たす触媒を簡単に製造することができる。これに加えて、第１触媒３４は、後述するように極めて小さい熱容量の条件を満たすため、セラミックス材料からなる担体は、熱衝撃などにより割れ易いが、金属材料からなる担体にすれば、このような割れを回避することができる。
【００３１】
図２および図３に示すように、第１触媒３４の担体は、円板状であり、リング状の金属枠体（外周部）３４ａの内部に、排ガスが通過する複数のセル（孔）が形成された構造体である。具体的には、第１触媒３４では、金属枠体３４ａの内部に、波状に屈曲した金属帯体３４ｂと、板状の金属帯体３４ｃとを重ね合わせて巻回させて、複数のセルを形成している。
【００３２】
一方、本実施形態では、第２触媒３５の担体は、円柱状であり、セラミックス材料からなり、排ガスが通過する複数のセルが形成された構造の担体である。セラミックス材料としては、たとえば、アルミナ、ジルコニア、コージライト、チタニア、炭化珪素、および窒化珪素などのうちのいずれか一種を主成分とする多孔質のセラミックス材料を挙げることができる。排ガス浄化触媒３８の担体も同様である。
【００３３】
第１触媒３４および第２触媒３５の金属触媒は、粒状であり、これらのセルを形成する内壁面に、セラミックス材料を介して担持されている。金属触媒となる金属しては、白金、ロジウム、およびパラジウムのうち少なくとも一種を含む貴金属が選択される。担体に触媒金属を担持するセラミックス材料としては、ジルコニアとアルミナ、セリアとアルミナ、または、セリア−ジルコニアとアルミナ、の混合素材などを挙げることができる。担体に金属触媒を担持する際には、上述したセラミックス材料と金属触媒を含むスラリーに担体にコートし、これを焼成することにより得ることができる。
【００３４】
本実施形態では、第１触媒３４の熱容量は、第２触媒３５の熱容量よりも小さい。具体的には、第１触媒３４の熱容量は、２５℃の温度環境下で２０Ｊ／Ｋ以下であり、第２触媒３５の熱容量は、２５℃の温度環境下で１８４〜３２２Ｊ／Ｋである。
【００３５】
なお、第２触媒３５の熱容量の範囲は、一般的に市販されている車両のエンジンの排気量に応じて適用される触媒の熱容量であり、上述した材料等を適宜選択することにより、この熱容量の範囲に収めることができる。第２触媒３５の熱容量が、１８４Ｊ／Ｋ未満である場合、第２触媒３５の大きさ（熱容量）が小さ過ぎるため、排ガスの浄化性能が十分ではない。一方、第２触媒３５の熱容量が、３２２Ｊ／Ｋを超える場合には、第２触媒３５の大きさ（熱容量）が大き過ぎるため、エンジンの始動時に、排ガスによる第２触媒３５の昇温が遅くなる。
【００３６】
本実施形態によれば、第１触媒３４の熱容量は、第２触媒３５の熱容量に対して極端に小さい２０Ｊ／Ｋ以下である。したがって、エンジン２の始動時に、排気マニホールド２９から比較的に低温の排ガスが第１触媒３４を通過したとしても、第１触媒３４は、上述した如く熱容量が小さいため、これまでの触媒に比べて第１触媒３４は早期に昇温される。
【００３７】
また、第１触媒３４を通過する排ガスの熱は、第１触媒３４の熱容量が小さいため、第１触媒３４に奪われ難く、この排ガスの熱に金属触媒との反応熱が加味される。このため、第１触媒３４を通過した排ガスの熱により、第２触媒３５も、エンジン２の始動時から第１触媒３４に続けて早期に昇温させることができる。このような結果、エンジン２の始動時から、第１触媒３４が早期に活性化されるとともに、これまでよりも早期に第２触媒３５も活性化されるため、排ガスの浄化効率を早期に高めることができる。さらに、第１触媒３４の金属触媒が、排ガスの浄化の一部を担うため、第１触媒３４を設けない場合に比べて、第２触媒３５の金属触媒の反応熱を抑えることができる。この結果、第２触媒３５での金属触媒の劣化を抑えることができる。
【００３８】
第１触媒３４の熱容量が、２０Ｊ／Ｋを超える場合には、第１触媒３４を設けない場合よりも、エンジン２の始動時から第２触媒３５が活性化するまでの時間が長くなる。なお、製造上の観点から、第１触媒３４の熱容量は、３Ｊ／Ｋ以上であることが好ましい。
【００３９】
さらに、第１触媒３４の熱容量は、２５℃の温度環境下で２０Ｊ／Ｋ以下であるので、第１触媒の大きさは、従来の一般的な触媒よりも、かなり小さい。このため、第１触媒３４を配置するためのスペースを新たに設けること無く、第１触媒３４を簡単に配置することができる。
【００４０】
特に、本実施形態では、第２触媒３５は、これまでの触媒の如く、第１触媒コンバータ３０のハウジング３３の胴体部３３ｂに配置され、第１触媒３４は、入側コーン部３３ａ内に配置されている。これにより、排気管に第１触媒３４を配置する場合に比べて、大きな径で、かつ、排ガスの流路に沿った長さが短い第１触媒を配置することができる。このような結果、第１触媒３４を通過する排ガスの圧損を低減することができる。
【００４１】
これに加えて、第１触媒３４を通過することにより排ガスは、第２触媒３５の上流側で整流化されるため、第２触媒３５に向かう排ガスの速度勾配を緩やかすることができ、その排ガスの速度分布を平滑にすることができる。
【００４２】
上述したように、第１触媒３４の担体は、金属材料からなる。これにより、金属製のハウジング３３の入側コーン部３３ａに第１触媒３４を配置する際には、入側コーン部３３ａと、第１触媒３４の担体とを溶接により簡単に接合することができる。
【００４３】
〔第２実施形態〕
図４は、本発明の第２実施形態に係る排ガス浄化装置を説明するための模式的概念図であり、図５は、図４に示す第１触媒３４Ａの模式的平面図である。第２実施形態に係る排ガス浄化装置が、第１実施形態と相違する点は、第１触媒３４Ａの形状であり、したがって、第１実施形態に係る触媒浄化装置の他の部材と同じ機能を有するものは、同じ符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
第２実施形態に係る第１触媒３４Ａは、上述した金属材料からなる担体（触媒担体）３４’に、排ガスを浄化する金属触媒が担持されたものである。担体３４’は、円板状の形状を有しており、金属枠体（外周部）３４ａと、金属枠体３４ａの内側に形成されたリング状の内周部３４ｅと、を備えている。第１触媒３４Ａは、第１ガス通過部３４ｆと第２ガス通過部３４ｇとをさらに備えている。
【００４５】
第１ガス通過部３４ｆは、金属枠体３４ａと内周部３４ｅとの間に形成されており、第１ガス通過部３４ｆは、複数のセル（孔）３４ｈ、３４ｈ…が形成されている。具体的には、複数のセル３４ｈは、第１実施形態と同様に、波状に屈曲した金属帯体３４ｂと、板状の金属帯体３４ｃとを重ね合わせて巻回させることにより、形成されている。第１実施形態と同様に、各セル３４ｈは、排ガスが通過する方向に形成されており、各セル３４ｈには、第１実施形態で示した金属触媒が担持されている。
【００４６】
第２ガス通過部３４ｇは、内周部３４ｅの内側において、排ガスが通過する方向に沿って形成された空洞部であり、第１ガス通過部３４ｆと第２ガス通過部３４ｇとは、内周部３４ｅにより区画されている。また、図５に示すように、第２ガス通過部３４ｇは、第２触媒３５の中央部分３５ａに対向した位置に配置されている。
【００４７】
本実施形態では、第１ガス通過部３４ｆの排ガスが流れる流路の断面積と、第２ガス通過部３４ｇの排ガスが流れる流路の断面積との総和に対する、第２ガス通過部３４ｇの排ガスが流れる流路の断面積の比率は、３．５〜２５％である。
【００４８】
なお、第１ガス通過部３４ｆの排ガスが流れる流路は、複数のセル３４ｈであり、その流路の断面積は、排ガスが流れる方向と直交する仮想断面における、複数のセル３４ｈの面積を合わせた総面積である。具体的には、この断面積は、図５に示す平面視において、金属枠体３４ａと内周部３４ｅとの間で囲まれた領域の面積から、金属帯体３４ｂと板状の金属帯体３４ｃの断面積を減算した面積である。
【００４９】
一方、第２ガス通過部３４ｇのガスが通過する流路は、空洞部そのものであり、その流路の断面積は、排ガスが流れる方向と直交する仮想断面における、空洞部の面積である。具体的には、この断面積は、図５に示す平面視において、内周部３４ｅにより囲まれた領域の面積である。
【００５０】
第２実施形態によれば、円板状の第１触媒３４Ａと円柱状の第２触媒３５の軸線は一致しており、図４に示すように、第１触媒３４Ａに向かって流れる排ガスの速度はその中央が高く、その位置には、第２ガス通過部３４ｇが存在する。第１ガス通過部３４ｆは複数の孔セル（孔）３４ｈ、３４ｈ、…で形成されており、第２ガス通過部３４ｇは空洞部であるため、第２ガス通過部３４ｇは、第１ガス通過部３４ｆに比べて、排ガスの圧損が小さく、第２ガス通過部３４ｇに排ガスは流れ易い。
【００５１】
このような結果、第２ガス通過部３４ｇを流れる排ガスの流量を確保しつつ、その流速は高められ、この排ガスが、第２触媒３５の中央部分３５ａに流れる。これにより、第２触媒３５の中央部分３５ａが早期に昇温され、その昇温時の熱は、その中央部分３５ａから外周部分３５ｂに均一に伝達されるので、第２触媒３５を早期に活性化し、これを早期に昇温することができる。なお、第１ガス通過部３４ｆにも排ガスが通過することにより、この排ガスで第１ガス通過部３４ｆの金属触媒が活性化されるため、第１ガス通過部３４ｆが昇温され、この昇温された熱は、第２ガス通過部３４ｇを通過する排ガスに伝達される。
【００５２】
特に、本実施形態では、上述した断面積の比率を上述した範囲にすることにより、第２触媒３５を早期に活性化し、これを昇温することができる。この断面積の比率が、３．５％未満である場合には、後述する発明者の実験からも明らかなように、第１触媒３４Ａの第２ガス通過部３４ｇを流れる排ガスの流量が少なくなるため、第２触媒３５の昇温効果を充分に期待できないことがある。一方、この断面積の比率が２５％を超えた場合には、第１触媒３４Ａの第１ガス通過部３４ｆを流れる排ガスの流量が少なくなるため、第１触媒３４Ａの昇温効果が低下してしまう。この場合も、第２触媒３５の昇温効果を充分に期待することができないことがある。
【実施例】
【００５３】
以下に、本発明の実施例を説明する。
【００５４】
＜実施例１＞
以下に示すようにして、図２に示す第１触媒コンバータ３０を作製した。まず、第１触媒３４の担体（メタル基材）として、図３に示す形状の担体を準備した。具体的には、第１触媒３４の担体は、直径８０ｍｍ、長さ２ｍｍの円板状のステンレス鋼からなる担体（メタル担体）であり、リング状の金属枠体（外周部）３４ａの厚さは、１．０ｍｍであり、波状の金属帯体３４ｂおよび板状の金属帯体３４ｃの厚さは、３０μｍであり、１平方インチあたりのセル数は、６００個であり、担体の重量は、１１．５ｇであった。
【００５５】
次に、金属触媒として、所定の割合のロジウムの粒子を含む、セリア−ジルコニアのスラリーを、担体にコートし、１２０℃で乾燥後、５００℃で焼成した。これにより、担体には、１．３ｇの重量のコート層が被覆され、そのうち、ロジウムの重量は、約０．１ｇであった。
【００５６】
担体およびコート層の重量と、各材料の比熱から、得られた第１触媒３４の熱容量を算出した。担体の素材であるステンレス鋼の比熱は、２５℃の温度環境下で、０．４６Ｊ／ｇ・Ｋであり、コート層に含まれる焼成後のセリア−ジルコニアの比熱は、２５℃の温度環境下で、０．７７Ｊ／ｇ・Ｋである。したがって、実施例１の第１触媒３４の熱容量は、２５℃の温度環境下で、６．３Ｊ／Ｋであった。なお、第１触媒３４に対するロジウムの含有量は、微量であるため、ロジウムの熱容量は加味していない。
【００５７】
次に、第２触媒３５として、直径１０３ｍｍのコージライトからなるセラミックス製の担体に、金属触媒として、白金およびロジウムの粒子を含む、セリア−ジルコニアのスラリーをコートし、第１触媒と同じように、乾燥および焼成をした。第２触媒３５には、金属触媒として、粒状の白金１．８ｇおよび粒状のロジウム０．２ｇが含まれている。なお、第１触媒３４と同様に、第２触媒３５の熱容量を算出した。第２触媒３５の熱容量は、２５℃の温度環境下で、３２２Ｊ／Ｋである。
【００５８】
次に、ハウジング３３の入側コーン部３３ａに、第１触媒３４を溶接し、その後、胴体部３３ｂを入側コーン部３３ａに溶接した後、胴体部３３ｂに第２触媒３５をアロンセラミックス（登録商標）で固定した。最後に、胴体部３３ｂに、出側コーン部３３ｃを溶接した。これにより、実施例１に係る第１触媒コンバータ３０を得た。
【００５９】
＜実施例２＞
実施例１と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。実施例２の第１触媒コンバータが、実施例１のものと相違する点は、図６Ａに示す第１触媒３４Ｂを用いた点である。具体的には、第１触媒３４Ｂの担体（メタル基材）は、直径８０ｍｍ、長さ１０ｍｍの円板状のステンレス鋼からなる担体（メタル担体）であり、リング状の金属枠体（外周部）３４ａの厚さは、１．０ｍｍである。次に、全長５００ｍｍ、直径０．１２ｍｍのステンレス鋼からなる素線を、直径５ｍｍのコイルに加工し、これを５本重ねたコイル３４ｄを、合計８本作製し、図６Ａに示すように、これらのコイル３４ｄを金属枠体（外周部）３４ａの内部に固定したものを、実施例２の第１触媒の担体とした。この担体の重量は、２０．３ｇであった。
【００６０】
この担体に、実施例１と同様に、所定の割合でロジウムを含有したスラリーを担体にコートし、１２０℃で乾燥後、５００℃で焼成した。これにより、担体には、３．０ｇの重量のコート層が形成され、そのうち、ロジウムの重量は、約０．１ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒３４Ｂの熱容量を実施例１と同様に算出した。実施例２の第１触媒３４Ｂの熱容量は、２５℃の温度環境下で、１１．７Ｊ／Ｋであった。
【００６１】
＜実施例３＞
実施例１と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。実施例３の第１触媒コンバータが、実施例１のものと相違する点は、図６Ａに示す第１触媒３４Ｂを用いた点であり、実施例３の第１触媒は、実施例２と同様の形状の触媒である。具体的には、第１触媒３４Ｂの担体（メタル基材）は、直径７０ｍｍ、長さ１０ｍｍの円板状のステンレス鋼の担体（メタル担体）であり、リング状の金属枠体３４ａ（外周部）の厚さは、１．０ｍｍである。次に、実施例２と同様に、全長５００ｍｍ、直径０．１２ｍｍのステンレス鋼からなる素線を、直径５ｍｍのコイルに加工し、これを５本重ねたコイル３４ｄを、合計８本作製し、これらのコイル３４ｄを金属枠体（外周部）３４ａの内部に固定したものを、実施例３の第１触媒の担体とした。この担体の重量は、１７．８ｇであった。
【００６２】
この担体に、実施例１と同様に、所定の割合でロジウムを含有したスラリーを担体にコートし、１２０℃で乾燥後、５００℃で焼成した。これにより、担体には、２．６ｇの重量のコート層が形成され、そのうち、ロジウムの重量は、約０．１ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒３４Ｂの熱容量を実施例１と同様に算出した。実施例３の第１触媒３４Ｂの熱容量は、２５℃の温度環境下で、１０．２Ｊ／Ｋであった。
【００６３】
＜実施例４＞
実施例１と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。実施例４の第１触媒コンバータが、実施例１のものと相違する点は、図６Ｂに示す第１触媒３４Ｃを用いた点である。具体的には、第１触媒３４Ｃの担体（メタル基材）は、直径８０ｍｍ、長さ１０ｍｍの円板状のステンレス鋼の担体（メタル担体）であり、リング状の金属枠体（外周部）３４ａの厚さは、１．０ｍｍである。次に、実施例２と同様に、全長５００ｍｍ、直径０．１２ｍｍのステンレス鋼からなる素線を、直径５ｍｍのコイルに加工し、これを５本重ねたコイル３４ｄを、合計１０本作製し、実施例２と同様に、これらのコイル３４ｄを金属枠体（外周部）３４ａの内部に固定したものを実施例４の第１触媒の担体とした。この担体の重量は、２０．３ｇであった。
【００６４】
この担体に、実施例１と同様に、所定の割合でロジウムを含有したスラリーを担体にコートし、１２０℃で乾燥後、５００℃で焼成した。これにより、担体には、２．８ｇの重量のコート層が形成され、そのうち、ロジウムの重量は、約０．１ｇであった。
【００６５】
担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒３４Ｃの熱容量を、実施例１と同様に算出した。実施例４の第１触媒３４Ｃの熱容量は、２５℃の温度環境下で、１１．５Ｊ／Ｋであった。
【００６６】
＜比較例１＞
実施例１と同じように、第１触媒コンバータを作製した。比較例１が、実施例１と相違する点は、第１触媒コンバータに第１触媒を設けなかった点である。
【００６７】
＜比較例２＞
実施例１と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。比較例２の第１触媒コンバータが、実施例１のものと相違する点は、図３に示す担体の長さを１０ｍｍにした点であり、その他の担体の構造は同じである。この担体の重量は、４１．２ｇであった。
【００６８】
この担体に、実施例１と同様のスラリーを担体にコートし、１２０℃で乾燥後、５００℃で焼成した。これにより、担体には、４．７ｇの重量のコート層が形成され、そのうち、ロジウムの重量は、約０．１ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒の熱容量を実施例１と同様に算出した。比較例２の第１触媒の熱容量は、２５℃の温度環境下で、２２．７Ｊ／Ｋであった。
【００６９】
＜比較例３＞
実施例１と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。比較例３の第１触媒コンバータが、実施例２のものと相違する点は、第１触媒の構造である。直径８０ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ１．０ｍｍのリング状のステンレス鋼からなる金属枠体を準備した。つぎに、第２触媒の担体のセルが形成された部分から、直径７８ｍｍ、長さ１０ｍｍの円筒体を切り出して、リング状の金属枠体に、切り出した円筒体を挿入し、アロンセラミックスで固定したものを比較例３の担体とした。
【００７０】
この担体に、実施例１と同様のスラリーを担体にコートし、１２０℃で乾燥後、５００℃で焼成した。これにより、担体にコート層が形成され、そのうち、ロジウムの重量は、約０．３ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒の熱容量を実施例１と同様に算出した。比較例３の第１触媒の熱容量は、２５℃の温度環境下で、２８．８Ｊ／Ｋであった。
【００７１】
〔評価試験〕
実施例１〜４および比較例１〜３の第１触媒コンバータをそれぞれ、エンジンからバイパス経路のある排気管に接続した。エンジン内で、エンジンの流入空気量（すなわち排ガス量に相当）２５ｇ／秒、ストイキの条件で混合気を燃焼し、排ガス温度を４５０℃に調整した排ガスを排気管に流した。その後、バイパス経路に切り換えて、排気管に流れる排ガスを、バイパス経路に流通させ、第１触媒コンバータに排ガスを通過させた。第１触媒コンバータから排出される排ガスのＨＣの浄化効率がエンジン始動時から５０％に到達するまでの時間を測定した。この結果を、図７および図８に示す。なお、この評価試験では、バイパス経路に切り換えたタイミングを、エンジン始動時と仮定している。
【００７２】
図７は、実施例１〜４および比較例１〜３に係る第１触媒コンバータを通過した排ガスのＨＣ５０％浄化到達時間を示したグラフである。図８は、実施例１〜４および比較例１〜３の第１触媒の熱容量と、第１触媒コンバータを通過した排ガスのＨＣ５０％浄化到達時間との関係を示したグラフである。
【００７３】
さらに、バイパス経路に切り換えてから（エンジン始動時から）、実施例１、３および比較例１〜３の第１触媒コンバータ内の第１触媒を通過した排ガスの温度を測定した。この結果を、図９に示す。図９は、実施例１、３および比較例１〜３の第１触媒を通過した後の排ガス温度の変化を測定したグラフである。
【００７４】
〔結果１〕
図７に示すように、実施例１〜４の第１触媒コンバータのＨＣ５０％浄化到達時間は、比較例１のものよりも、短かった。これは、実施例１〜４では、比較例１とは異なり、第２触媒の上流に、第１触媒をさらに配置したことにより、浄化効率が向上したためであると考えられる。
【００７５】
しかしながら、図７に示すように、比較例２、３では、第２触媒の上流に第１触媒を配置したにもかかわらず、第１触媒コンバータのＨＣ５０％浄化到達時間は、比較例１よりも長くなった。図９に示すように、エンジン始動時から２〜７秒における比較例２、３の排ガスの温度は、実施例１、３のものよりも低かった。
【００７６】
このことから、実施例１〜４の第１触媒の熱容量に比べて、比較例２、３の熱容量は大きいため、比較例２、３では、第１触媒を排ガスが通過する際に、第１触媒に排ガスの熱が多く奪われたと考えられる。これにより、比較例２、３では、実施例１、３に比べて、エンジンが始動してから初期の段階（２〜７秒）では、第２触媒に到達する排ガスの温度が低いため、第２触媒の排ガスによる昇温が遅くなったと考えられる。このような結果、図８に示すように、実施例１〜４に比べて、第１触媒の熱容量の小さい比較例２、３では、第１触媒コンバータのＨＣ５０％浄化到達時間が長くなったと言える。
【００７７】
一方、図９に示すように、実施例１、３の排ガス温度は、エンジン始動時から６秒あたりまで、比較例１の排ガスの温度と略同じである。これは、実施例１、３では、第１触媒の熱容量が、比較例２、３のものよりも小さいため、第１触媒に奪われる（吸熱される）排ガスの熱量が少なく、第１触媒が活性化したことによる反応時の熱が、排ガスに入熱されたからであると考えられる。したがって、実施例１〜４の第１触媒コンバータでは、第１触媒による排ガスの吸熱の影響をほとんど受けずに、第２触媒を早期に昇温できると考えられる。そして、図９に示すように、エンジン始動時から６秒以降では、実施例１、３では、第１触媒の活性化により、第１触媒を通過した排ガスの温度（すなわち、第２触媒に流入する排ガスの温度）は、比較例１のものよりも高くなり、第２触媒がより高温に昇温され、第２触媒による排ガスの浄化が促進されると言える。
【００７８】
以上の結果から、図８に示すように、第１触媒の熱容量が、２５℃の温度環境下で２０Ｊ／Ｋ以下であれば、第１触媒とともに、第２触媒を早期に活性化することができると言える。
【００７９】
＜実施例５＞
実施例１と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。まず、第１触媒の担体（メタル基材）として、図５に示す形状の担体を準備した。具体的には、第１触媒３４Ａの担体３４’は、外径８０ｍｍ、内径３０ｍｍ、長さ２ｍｍの円板状のステンレス鋼からなる担体（メタル担体）であり、リング状の金属枠体（外周部）３４ａの厚さは、１．０ｍｍであり、内周部３４ｅの厚さは、３０μｍである。第１ガス通過部３４ｆを形成する波状の金属帯体３４ｂおよび板状の金属帯体３４ｃの厚さは、３０μｍであり、１平方インチあたりのセル数（孔数）は、６００個であり、担体の重量は、１１．０ｇであった。
【００８０】
この担体に、実施例１と同様に、所定の割合でロジウムを含有したスラリーを担体にコートし、１２０℃で乾燥後、５００℃で焼成した。これにより、担体には、１．０ｇの重量のコート層が形成され、そのうち、ロジウムの重量は、約０．１０ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒３４Ａの熱容量を実施例１と同様に算出した。実施例５の第１触媒３４Ａの熱容量は、２５℃の温度環境下で、６．６Ｊ／Ｋであった。担体の素材であるステンレス鋼の比熱は、２５℃の温度環境下で、０．４６Ｊ／ｇ・Ｋであり、コート層に含まれる焼成後のセリア−ジルコニアの比熱は、２５℃の温度環境下で、１．５Ｊ／ｇ・Ｋである。さらに、第１ガス通過部３４ｆの排ガスが流れる流路の断面積と、第２ガス通過部３４ｇの排ガスが流れる流路の断面積との総断面積に対する、第２ガス通過部３４ｇの排ガスが流れる流路の断面積の比率（以下「空洞部の面積率」という）は、１４％であった。
【００８１】
＜実施例６＞
実施例５と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。実施例５と相違する点は、第１触媒３４Ａの担体３４’の内径を１５ｍｍとし、担体の重量を、１１．４ｇとした点である。さらにこの担体に対して、実施例５と同様に、１．２ｇの重量のコート層を形成し、そのうち、コート層に含まれるロジウムの重量は、約０．１１ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒３４Ａの熱容量を実施例５と同様に算出した。実施例５の第１触媒３４Ａの熱容量は、２５℃の温度環境下で、７．０Ｊ／Ｋであった。空洞部の面積率は、３．５％であった。
【００８２】
＜実施例７＞
実施例５と同じようにして、第１触媒コンバータを作製した。実施例５と相違する点は、第１触媒３４Ａの担体３４’の内径を４０ｍｍとし、担体の重量を、１０．１ｇとした点である。さらにこの担体に対して、実施例５と同様に、１．０ｇの重量のコート層を形成し、そのうち、コート層に含まれるロジウムの重量は、約０．１０ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒３４Ａの熱容量を実施例５と同様に算出した。実施例５の第１触媒３４Ａの熱容量は、２５℃の温度環境下で、６．２Ｊ／Ｋであった。空洞部の面積率は、２５％であった。
【００８３】
＜比較例４＞
実施例５と同じように、第１触媒コンバータを作製した。比較例４が、実施例５と相違する点は、第１触媒コンバータに第１触媒を設けなかった点である。したがって、比較例４の触媒コンバータは、比較例１のものと同じである。
【００８４】
＜比較例５＞
実施例５と同じように、第１触媒コンバータを作製した。比較例５が、実施例５と相違する点は、図３に示す空洞部の無い第１触媒３４を用いた点である。したがって、比較例５は、本発明に含まれる実施例である。比較例５の第１触媒３４の担体の重量は、１１．６ｇであった。さらにこの担体に対して、実施例５と同様に、コート層を形成し、そのうち、１．２ｇのコート層に含まれるロジウムの重量は、約０．１１ｇであった。担体およびコート層の重量から、得られた第１触媒３４の熱容量を実施例５と同様に算出した。比較例５の第１触媒３４の熱容量は、２５℃の温度環境下で、７．１Ｊ／Ｋであった。
【００８５】
実施例５〜７および比較例４および５の第１触媒コンバータに対しして、実施例１と同様の評価試験を行い、第１触媒コンバータから排出される排ガスのＨＣの浄化効率がエンジン始動時から５０％に到達するまでの時間を測定した。この結果を、図１０に示す。図１０は、実施例５〜７および比較例４、５の第１触媒の第２ガス通過部の面積率と、第１触媒コンバータを通過した排ガスのＨＣ５０％浄化到達時間との関係を示したグラフである。
【００８６】
さらに、実施例５〜７および比較例５の第１触媒に排ガスを通過してから１０秒後の第１触媒の昇温温度を測定した。この結果を図１１に示す。図１１は、実施例５〜７および比較例５の第１触媒の第２ガス通過部の面積率と、第１触媒の昇温温度との関係を示したグラフである。
【００８７】
〔結果２〕
図１０に示すように、実施例５〜７および比較例５の第１触媒コンバータのＨＣ５０％浄化到達時間は、比較例４のものよりも、短かった。これは、実施例５〜７および比較例５では、比較例４とは異なり、第２触媒の上流に、第１触媒をさらに配置したことにより、浄化効率が向上したためであると考えられる。
【００８８】
さらに、実施例５〜７の触媒コンバータのＨＣ５０％浄化到達時間は、比較例５のものよりも短かった。これは、実施例５〜７では、比較例５に比べて、第２ガス通過部を介して、流速の高い排ガスを、短時間で第２触媒の中央部分に流すことができたからであると考えられる。このようにして、第１触媒の第２ガス通過部を通過した排ガスが、第２触媒の中央部分に向かって流れ、第２触媒の中央部分が早期に昇温され、その昇温時の熱は、その中央部分から周りに伝達されたと考えられる。そして、空洞部の面積率を３．５％以上確保すれば、このような効果が期待できると考えられる。
【００８９】
さらに、図１１に示すように、実施例５〜７の第１触媒の昇温温度は、比較例５のものに比べて低くなった。これは、空洞部の面積率が大きくなるに従って、第１ガス通過部を流れる排ガスの流量が減少したからであると考えられる。そして、空洞部の面積率を２５％以下確保すれば、第１ガス通過部を流れる排ガスの流量を確保することができ、第１触媒による昇温効果を期待することができると考えられる。
【００９０】
以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明は、前記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精神を逸脱しない範囲で、種々の設計変更を行うことができるものである。
【００９１】
本実施形態では、第１触媒コンバータに第１触媒を配置したが、たとえば、第１触媒の熱容量の条件を満たすことができ、第１触媒の活性化により、より高い温度の排ガスを第２触媒に流すことができるのであれば、第１触媒コンバータのさらに上流に、第１触媒を設けてもよい。
【符号の説明】
【００９２】
２：エンジン、２９：排気マニホールド、３：排ガス浄化装置、３０：第１触媒コンバータ（触媒コンバータ）、３２：排ガス浄化触媒、３３：ハウジング、３３ａ：入側コーン部、３３ｂ：胴体部、３３ｃ：出側コーン部、３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ：第１触媒、３４ａ：金属枠体(外周部）、３４ｅ：内周部、３４ｆ：第１ガス通過部、３４ｇ：第２ガス通過部、３４ｈ：セル（孔）、３５：第２触媒
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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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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