(57)【要約】【課題】大きさを小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化触媒及び内燃機関の排ガス浄化システムを提供する。【解決手段】排ガス浄化触媒は、内燃機関の排気通路を流れる排ガスを導入して浄化する第１排ガス触媒流路と、前記第１排ガス触媒流路から流出された排ガスを導入して再浄化する第２排ガス触媒流路と、を含む排ガス触媒本体を備え、前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路は、互いに異なる位置に延設されるとともに、前記第１排ガス触媒流路を流れる排ガスと前記第２排ガス触媒流路を流れる排ガスとが、前記排ガス触媒本体内で平面視において互いに交差する方向を流れるように延設されているように構成される。【選択図】  図２
2015120106.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路を流れる排ガスを導入して浄化する第１排ガス触媒流路と、前記第１排ガス触媒流路から流出された排ガスを導入して再浄化する第２排ガス触媒流路と、を含む排ガス触媒本体を備え、
前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路は、互いに異なる位置に延設されるとともに、前記第１排ガス触媒流路を流れる排ガスと前記第２排ガス触媒流路を流れる排ガスとが、前記排ガス触媒本体内で平面視において互いに交差する方向を流れるように延設されている
ことを特徴とする排ガス浄化触媒。
【請求項２】
前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路のそれぞれは、分割されて対応する排ガスの流れる方向に沿って複数列に延在させて配設されている
ことを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化触媒。
【請求項３】
前記複数列に配設された前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路は、互いに層状に積層して形成されている
ことを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化触媒。
【請求項４】
前記排ガス触媒本体は、側面視において矩形状の複数のセルを上下方向及び幅方向に隣接して配設して形成され、
前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路を形成するセル以外のセルの端面には、排ガスが通流しないように目封じが設けられている
ことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の排ガス浄化触媒。
【請求項５】
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の排ガス浄化触媒と、
前記排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する連通路とを、備え、
前記第１排ガス触媒流路は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、
前記第２排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒である
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項６】
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の２つの排ガス浄化触媒と、
前記２つの排ガス浄化触媒のうち前記排気通路の上流側に設けられた排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第１連通路と、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の下流側端部と上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第２連通路と、
上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第３連通路と、を備え、
上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であり、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であり、前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒である
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項７】
前記内燃機関の前記排気通路に設けられた前記２つの排ガス浄化触媒のうち、前記排気通路の上流側に設けられた排ガス浄化触媒の活性化温度は、下流側に設けられた排ガス浄化触媒の活性化温度よりも低く設定されている
ことを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項８】
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の２つの排ガス浄化触媒と、
前記２つの排ガス浄化触媒のうち前記排気通路の上流側に設けられた排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第１連通路と、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第２連通路と、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路の下流側端部と上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第３連通路と、を備え、
上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒であり、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒である
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【請求項９】
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の排ガス浄化触媒と、
前記排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する連通路とを、備え、
前記第１排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であり、
前記第２排ガス触媒流路は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒である
ことを特徴とする内燃機関の排ガス浄化システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、内燃機関の排気を浄化する排ガス浄化触媒及び内燃機関の排ガス浄化システムに係る。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関のうちディーゼルエンジンの内燃機関は、空気圧縮状態のシリンダ内に軽油を高圧噴射して爆発させる圧縮着火式が採用されている。このディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンと比較して、粒子状物質（ＰＭ）の排出量が多く、この粒子状物質を捕集するフィルタや排ガス中の未燃成分を酸化させる酸化触媒を備える排気浄化装置が採用されている（特許文献１参照）。
【０００３】
この排気浄化装置は筒状のケーシングを備え、ケーシング内には、上流側から下流側に向かって前段酸化触媒、ＤＰＥ、ＳＣＲ触媒、後段酸化触媒が収容されている。ケーシングの長手方向中間部には、ケーシング内に尿素水溶液を下流側へ向かって供給するための噴射ノズルが配設されている。
【０００４】
エンジンから排出された排ガスは、排気通路を経てケーシングの上流側内に導入され、前段酸化触媒を経てＤＰＦを流通する際に含有している粒子状物質が捕集される。その後、排ガスは噴射ノズルから尿素水溶液が噴射され、尿素水溶液は排ガスに混合及び拡散・霧化して加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。そして、生成されたアンモニア（ＮＨ３）によりＳＣＲ触媒で排ガス中のＮＯｘが無害なＮ２に還元されてＮＯｘの浄化が行われる一方、このときの残ったアンモニア（ＮＨ３）が後段酸化触媒によりＮＯに酸化されて処理される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２４６２９号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
この従来の排気浄化装置は、ケーシング内に４つの前段酸化触媒、ＤＰＥ、ＳＣＲ触媒、後段酸化触媒が直線状に配設されているので、大型化している。また、触媒の種類や数量も多い。
【０００７】
一方、ディーゼルエンジンは、殆どが産業車に搭載され、乗用車に比べて、エンジンの排気量が大きく、また、新たに導入される排ガス規制（省燃費技術）も厳しくなる傾向にある。このため、大きさが小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化触媒及び内燃機関の排ガス浄化システムの提供が望まれている。
【０００８】
上述の事情に鑑みて、本発明の少なくとも幾つかの実施形態は、大きさを小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化触媒及び内燃機関の排ガス浄化システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の幾つかの実施形態に係わる排ガス浄化触媒は、
内燃機関の排気通路を流れる排ガスを導入して浄化する第１排ガス触媒流路と、前記第１排ガス触媒流路から流出された排ガスを導入して再浄化する第２排ガス触媒流路と、を含む排ガス触媒本体を備え、
前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路は、互いに異なる位置に延設されるとともに、前記第１排ガス触媒流路を流れる排ガスと前記第２排ガス触媒流路を流れる排ガスとが、前記排ガス触媒本体内で平面視において互いに交差する方向を流れるように延設されているように構成される。
【００１０】
上記排ガス浄化触媒によれば、第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路は、互いに異なる位置に延設されるとともに、第１排ガス触媒流路を流れる排ガスと第２排ガス触媒流路を流れる排ガスとが、排ガス触媒本体内で平面視において互いに交差する方向を流れるように延設されているので、１つの触媒で性質や性能の異なる触媒機能を持たせることができる。このため、種類の異なる２つの触媒を１つの触媒で済ませることができる。よって、大きさを小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化触媒を実現できる。
【００１１】
また、幾つかの実施形態では、
前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路のそれぞれは、分割されて対応する排ガスの流れる方向に沿って複数列に延在させて配設されているように構成される。
【００１２】
この場合には、第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路のそれぞれは、分割されて対応する排ガスの流れる方向に沿って複数列に延在されているので、各触媒流路の内面の面積を増大させることができる。よって、触媒の性能を向上させることが可能な排ガス浄化触媒を実現できる。
【００１３】
また、幾つかの実施形態では、
前記複数列に配設された前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路は、互いに層状に積層して形成されているように構成される。
【００１４】
この場合には、複数列に配設された第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路は、互いに層状に積層して形成されているので、触媒の容量の調整を容易に行うことができる。
【００１５】
また、幾つかの実施形態では、
前記排ガス触媒本体は、側面視において矩形状の複数のセルを上下方向及び幅方向に隣接して配設して形成され、
前記第１排ガス触媒流路及び前記第２排ガス触媒流路を形成するセル以外のセルの端面には、排ガスが通流しないように目封じが設けられているように構成される。
【００１６】
この場合、第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路を形成するセル以外のセルの端面には、排ガスが通流しないように目封じが設けられているので、設定された流路以外のセルに排ガスが流入するのを阻止することができる。触媒の性能を所望の性能にすることができる。
【００１７】
また、幾つかの実施形態に係わる内燃機関の排ガス浄化システムは、
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の排ガス浄化触媒と、
前記排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する連通路とを、備え、
前記第１排ガス触媒流路は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、
前記第２排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であるように構成される。
【００１８】
この場合には、第１排ガス触媒流路は酸化触媒であり、第２排ガス触媒流路はＮＯｘ還元触媒であるので、１つの触媒で性質や性能の異なる触媒機能を持たせることができる。このため、種類の異なる２つの触媒を１つの触媒で済ませることができる。よって、大きさが小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化システムを実現できる。
【００１９】
また、幾つかの実施形態に係わる内燃機関の排ガス浄化システムは、
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の２つの排ガス浄化触媒と、
前記２つの排ガス浄化触媒のうち前記排気通路の上流側に設けられた排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第１連通路と、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の下流側端部と上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第２連通路と、
上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第３連通路と、を備え、
上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であり、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であり、前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒であるように構成される。
【００２０】
この場合、上流側の排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は酸化触媒であり、上流側の排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路はＮＯｘ還元触媒である。また、下流側に設けられた排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路はＮＯｘ還元触媒であり、下流側の排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路はアンモニア酸化触媒である。このように、上流側及び下流側の各排ガス浄化触媒は、異なる２つの機能を有しているので、種類の異なる２つの触媒を１つの触媒で済ませることができる。このため、全体で４つの機能の触媒を２つの触媒で４つの機能を持たせることができる。よって、大きさを小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な内燃機関の排ガス浄化システムを実現できる。また、下流側の排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は、上流側の排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路から流出される排ガスと、上流側の排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路から流出される排ガスが流入するが、これらの流入する排ガスは、高温状態にあるので、下流側の排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路のＮＯｘ還元触媒を容易に温めることができる。
【００２１】
また、幾つかの実施形態では、触媒能力は触媒温度で異なるものもあり、前記内燃機関の前記排気通路に設けられた前記２つの排ガス浄化触媒のうち、前記排気通路の上流側に設けられた排ガス浄化触媒の活性化温度は、下流側に設けられた排ガス浄化触媒の活性化温度よりも低く設定されているように構成される。
【００２２】
この場合、排気通路の上流側に設けられた排ガス浄化触媒の活性化温度は、下流側に設けられた排ガス浄化触媒の活性化温度よりも低く設定されているので、内燃機関の運転開始時に、排ガスの温度が低くても、上流側に設けられた排ガス浄化触媒を活性化することができる。よって、内燃機関の運転開始時に、排ガスの浄化が低下する虞を防止することができる。
【００２３】
また、幾つかの実施形態に係わる内燃機関の排ガス浄化システムは、
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の２つの排ガス浄化触媒と、
前記２つの排ガス浄化触媒のうち前記排気通路の上流側に設けられた排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第１連通路と、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路の下流側端部と下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第２連通路と、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路の下流側端部と上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する第３連通路と、を備え、
上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、前記排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒であり、
下流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であるように構成される。
【００２４】
この場合、上流側に設けられた前記排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路は酸化触媒であり、上流側に設けられた排ガス浄化触媒の第２排ガス触媒流路はアンモニア酸化触媒である。また、下流側に設けられた排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路はＮＯｘ還元触媒である。このように、上流側の排ガス浄化触媒は、異なる２つの機能を有しているので、種類の異なる２つの触媒を１つの触媒で済ませることができる。このため、全体で３つの機能の触媒を２つの触媒で３つの機能を持たせることができる。よって、大きさを小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な内燃機関の排ガス浄化システムを実現できる。また、下流側に設けられた排ガス浄化触媒の第１排ガス触媒流路及び第２排ガス触媒流路は、ともにＮＯｘ還元触媒である。このため、ＮＯｘ還元触媒の容量を増大させた排ガス浄化触媒を備える内燃機関の排ガス浄化システムを実現できる。
【００２５】
また、幾つかの実施形態では、
内燃機関の排気通路の下流側に設けられ、請求項１から４のいずれかに記載の排ガス浄化触媒と、
前記排ガス浄化触媒の前記第１排ガス触媒流路の下流側端部と前記第２排ガス触媒流路の上流側端部とを連通する連通路とを、備え、
前記第１排ガス触媒流路は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であり、
前記第２排ガス触媒流路は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒であるように構成される。
【００２６】
この場合、第１排ガス触媒流路はＮＯｘ還元触媒であり、第２排ガス触媒流路はアンモニア酸化触媒であるので、１つの触媒で性質や性能の異なる触媒機能を持たせることができる。このため、種類の異なる２つの触媒を一体化させた１つの触媒で処理することができる。よって、全体形状を小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化触媒を実現できる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の少なくとも幾つかの実施形態によれば、内部にスチールコードやバイアスコードが設けられたゴムクローラにおいて、スチールコードやバイアスコードが破断等する虞の  低いゴムクローラを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】複数のセルを積層して形成された排ガス浄化触媒の斜視図である。
【図２】同図（ａ）は、１つの排ガス浄化触媒を備えた内燃機関の排ガス浄化システムの構成図であり、同図（ｂ）は、同図（ａ）の矢印Ａ方向から見た排ガス浄化触媒の長手方向一方側の側面図であり、同図（ｃ）は、同図（ａ）の矢印Ｂ方向から見た排ガス浄化触媒の短手方向一方側の側面図である。
【図３】同図（ａ）は、一つの第１排ガス触媒流路から流出した排ガスが一つの第２排ガス触媒流路に流入する場合の排ガス浄化触媒の部分斜視図であり、同図（ｂ）は、一つの第１排ガス触媒流路から流出した排ガスが二つの第２排ガス触媒流路に流入する場合の排ガス浄化触媒の部分斜視図である。
【図４】二つの排ガス浄化触媒を備える内燃機関の排ガス浄化システムの構成図である。
【図５】他の実施形態に係わる二つの排ガス浄化触媒を備える内燃機関の排ガス浄化システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面に従って本発明の排ガス浄化触媒及び内燃機関の排ガス浄化システムの実施形態について、図１〜図５を参照しながら説明する。本実施形態では、内燃機関としてディーゼルエンジンから排出される排ガスを処理する排ガス浄化触媒及び内燃機関の排ガス浄化システムを例にして説明する。先ず、本発明の内燃機関の排ガス浄化システムを説明する前に、排ガス浄化触媒について説明する。なお、この実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、その相対的配置等は、本発明の範囲をこれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００３０】
排ガス浄化触媒１は、図１（斜視図）に示すように、直方体状に形成され、立方体状のセル５を三次元方向に積層して排ガス触媒本体３を構成されている。セル５の内側には筒状の貫通孔５ａが形成されている。このため、セル５の両側は貫通孔５ａを介して開口している。貫通孔５ａの内面には、触媒として作用する金属等の微粒子が付着している。この付着させる微粒子の材質によって、排ガス中の未燃成分を酸化させる酸化触媒となり、また、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒となり、アンモニアを酸化するアンモニア酸化触媒となる。
【００３１】
排ガス浄化触媒１の排ガス触媒本体３は、幅方向にセル５を５列に並べ、奥行方向にセル５を４列に並べ、上下方向にセル５を４段積層して形成されている。１段目の複数のセル５は、各セル５の貫通孔５ａが奥行方向に延びる向きに配置されている。このため、１段目の各列の複数のセル５の各貫通孔５ａは連通した状態となって第２排ガス触媒流路９を形成している。
【００３２】
また、３段目の複数のセル５は、１段目の複数のセル５と同様に、各セル５の貫通孔５ａが奥行方向に延びる向きに配置されている。このため、３段目の各列の複数のセル５の各貫通孔５ａは連通した状態となって第２排ガス触媒流路９を形成している。
【００３３】
２段目の複数のセル５は、各セル５の貫通孔５ａが排ガス浄化触媒１の幅方向に延びる向きに配置されている。このため、２段目の各列の複数のセル５の各貫通孔５ａは連通した状態となって第１排ガス触媒流路７を形成している。
【００３４】
また、４段目の複数のセル５は、２段目の複数のセル５と同様に、各セル５の貫通孔５ａが排ガス浄化触媒１の幅方向に延びる向きに配置されている。このため、４段目の各列の複数のセル５の各貫通孔５ａは連通した状態となって第１排ガス触媒流路７を形成している。
【００３５】
このように排ガス浄化触媒１は、複数のセル５を上下方向に積層して第１排ガス触媒流路７及び第２排ガス触媒流路９を形成するとともに、第１排ガス触媒流路７及び第２排ガス触媒流路９が互いに交わることなく平面視において直交する方向に交差している。このため、第１排ガス触媒流路７及び第２排ガス触媒流路９を性質や性能の異なる触媒機能を持たせると、１つの排ガス浄化触媒１で性質や性能の異なる触媒機能を持たせることができる。このため、種類の異なる２つの触媒を１つの触媒で処理することができる。よって、全体形状を小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化触媒１を実現することができる。
【００３６】
また、第１排ガス触媒流路７及び第２排ガス触媒流路９のそれぞれは、複数列に配設されている。このため、各段に１本の排ガス触媒流路を形成した場合と比較して、複数列の第１排ガス触媒流路７及び第２排ガス触媒流路９は、触媒流路の内面の面積を増大させることができる。よって、排ガスの浄化性能を向上可能な排ガス浄化触媒１を実現できる。
【００３７】
なお、前述した実施形態では、排ガス浄化触媒１の全体の形状を直方体状にした例を示したが、正方形状でもよい。また、本実施形態では、全てのセル５が使用されているが、使用されていないセルがある場合には、排ガスの流通を阻止するため使用されていないセルの貫通孔の開口に目封じを設ける。
【００３８】
次に、内燃機関の排ガス浄化システムについて図２、図３を参照しながら説明する。排ガス浄化システムは、図２（ａ）に示すように、エンジン１４の排気通路１５の下流側に設けられた排ガス浄化触媒１と、排ガス浄化触媒１の第１排ガス触媒流路７の下流側端部と第２排ガス触媒流路９の上流側端部とを連通する連通路１７と、連通路１７の途中に設けられ排ガス中の粒子状物質を捕集するフィルタ（ＤＰＦ）１９と、フィルタ１９よりも下流側の連通路１７に設けられ、連通路１７内に尿素水溶液を噴射する噴射ノズル２１と、第２排ガス触媒流路９の下流側端部に接続された排気連通路２３とを、備えて構成されている。
【００３９】
排ガス浄化触媒１は、前述したように、複数のセル５を積層して構成され、排ガス浄化触媒１の幅方向に延在された複数列の第１排ガス触媒流路７と、排ガス浄化触媒１の奥行き方向に延在された複数列の第２排ガス触媒流路９を有している。排ガス浄化触媒１は、前述したので、その説明は省略する。
【００４０】
複数の第１排ガス触媒流路７は、図２（ｃ）に示すように、排ガス浄化触媒の１段目及び３段目に複数列（図面では５列）に配設されている。第１排ガス触媒流路７は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒である。また、複数の第２排ガス触媒流路９は、図２（ｂ）に示すように、排ガス浄化触媒１の２段目及び４段目に複数列（図面では４列）に配設されている。第２排ガス触媒流路９は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒である。排ガス浄化触媒１は箱状のケーシング１１内に収容されている。
【００４１】
ケーシング１１の幅方向一方側の側面１１ａに排気通路１５が接続され、排気通路１５から流出した排ガスが排ガス浄化触媒１の複数の第１排ガス触媒流路７に連通するように構成されている。また、ケーシング１１の幅方向他方側の側面１１ｂに連通路１７の上流側端が接続され、複数の第１排ガス触媒流路７から流出した排ガスが連通路１７に流入可能に構成されている。また、ケーシング１１の奥行方向の裏面１１ｃには連通路１７の下流側端が接続され、連通路１７から流出する排ガスが複数の第２排ガス触媒流路９に流入するように構成されている。さらに、ケーシング１１の奥行き方向の表面１１ｄには、排気連通路２３の上流側端が接続され、複数の第２排ガス触媒流路９から流出した排ガスが排気連通路２３に流入するように構成されている。
【００４２】
このように構成された排ガス浄化システムでは、エンジン１４から排出された排ガスは、排気通路１５を経てケーシング１１の上流側内に導入され、排ガス浄化触媒１の複数の第１排ガス触媒流路７の流通時に、排ガス中の未燃成分が酸化された後に、フィルタ１９の流通時に排ガス中に含有している粒子状物質が捕集される。その後、排ガスは、噴射ノズル２１から尿素水溶液が噴射され、尿素水溶液は排ガスに混合及び拡散・霧化して加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。そして、生成されたアンモニアにより、排ガスが排ガス浄化触媒１の複数の第２排ガス触媒流路９を流通する際に排ガス中のＮＯｘが無害なＮ２に還元されてＮＯｘの浄化が行われる。その後、排ガスは排気連通路２３を流通して外気等に放出される。
【００４３】
このように、排ガス浄化システムは、排ガス浄化触媒１の第１排ガス触媒流路７が酸化触媒であり、第２排ガス触媒流路９がＮＯｘ還元触媒であるので、１つの排ガス浄化触媒１で性質や性能の異なる２つの触媒機能を持たせることができる。このため、触媒全体の大きさを小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化システムを実現できる。
【００４４】
なお、図３（ａ）に示すように、排ガス浄化触媒１を構成する複数のセル５は、全て同一形状である場合を示したが、図３（ｂ）に示すように、一方のセル５'の大きさが隣接する他方のセル５の大きさの約半分の直方体状に形成されてもよい。このようにセル５'の大きさを小さくすると、排ガスが流通する流路の数を増加させることができる。従って、流路内の面積が増大して触媒の浄化機能をより向上させることができる。
【００４５】
また、前述した実施形態では、排ガス浄化触媒１の第１排ガス触媒流路７は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、第２排ガス触媒流路９は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒である場合を示したが、第１排ガス触媒流路７がＮＯｘ還元触媒であり、第２排ガス触媒流路９がアンモニア酸化触媒であってもよい。
【００４６】
次に、内燃機関の排ガス浄化システムの他の実施形態について図４を参照しながら説明する。この排ガス浄化システムは、図４に示すように、エンジン１４の排気通路１５の下流側に設けられた第１の排ガス浄化触媒３０と、第１の排ガス浄化触媒３０の第１排ガス触媒流路７の下流側端部と第２の排ガス浄化触媒３２の第１排ガス触媒流路７の上流側端部とを連通する第１連通路３４と、第１連通路３４の途中に設けられたフィルタ１９（ＤＰＦ）と、フィルタ１９よりも下流側の第１連通路３４に設けられ、第１連通路３４内に尿素水溶液を噴射する噴射ノズル２１と、第２の排ガス浄化触媒３２の第１排ガス触媒流路７の下流側端部と第１の排ガス浄化触媒３０の第２排ガス触媒流路９の上流側端部とを連通する第２連通路３８と、第１の排ガス浄化触媒３０の第２排ガス触媒流路９の下流側端部と第２の排ガス浄化触媒３２の第２排ガス触媒流路９の上流側端部とを連通する第３連通路４０と、第２の排ガス浄化触媒３２の第２排ガス触媒流路９の下流側端部に接続された排気連通路２３とを有して構成される。
【００４７】
第１の排ガス浄化触媒３０及び第２の排ガス浄化触媒３２は、前述した排ガス浄化触媒１と相違する部分について説明し、排ガス浄化触媒１と同一態様部分については同一符号を附してその説明を省略する。
【００４８】
第１の排ガス浄化触媒３０の第１排ガス触媒流路７は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、第１の排ガス浄化触媒３０の第２排ガス触媒流路９は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒である。また、第２の排ガス浄化触媒３２の第１排ガス触媒流路７は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒であり、第２の排ガス浄化触媒３２の第２排ガス触媒流路９は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒である。
【００４９】
また、第１の排ガス浄化触媒３０の活性化温度（例えば１５０℃）は、第２の排ガス浄化触媒３２の活性化温度（例えば、３００℃）よりも低く設定されている。
【００５０】
このように構成された排ガス浄化システムでは、エンジン１４から排出された排ガスは、排気通路１５を経て第１の排ガス浄化触媒３０を収容するケーシング１１の上流側内に導入され、第１の排ガス浄化触媒３０の複数の第１排ガス触媒流路７の流通時に、排ガス中の未燃成分が酸化された後に、フィルタ１９の流通時に排ガス中に含有している粒子状物質が捕集される。その後、排ガスは、噴射ノズル２１から尿素水溶液が噴射され、尿素水溶液は排ガスに混合及び拡散・霧化して加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。そして、生成されたアンモニアにより、排ガスが第２の排ガス浄化触媒３２の複数の第１排ガス触媒流路７を流通する際に排ガス中のＮＯｘが無害なＮ２に還元されてＮＯｘの浄化が行われる。
【００５１】
その後、生成されたアンモニアにより、排ガスは第２連通路３８を流通し、生成されたアンモニアにより、第１の排ガス浄化触媒３０の複数の第２排ガス触媒流路９の流通時に、排ガス中の残留するＮＯｘが無害なＮ２に還元されてＮＯｘの浄化が行われる。そして、ＮＯｘの還元に消費されなかったアンモニアが第２の排ガス浄化触媒３２の複数の第２排ガス触媒流路９の流通の際に酸化されて、排気連通路２３を介して外気等に放出される。
【００５２】
ここで、第１の排ガス浄化触媒３０の活性化温度（例えば１５０℃）は、第２の排ガス浄化触媒３２の活性化温度（例えば、３００℃）よりも低く設定されているので、エンジン１４の運転開始時に、排ガスの温度が低くても、第１の排ガス浄化触媒３０を活性化することができる。よって、エンジン１４の運転開始時に、排ガスの浄化が低下する虞を防止することができる。
【００５３】
また、２つの第１の排ガス浄化触媒３０及び第２の排ガス浄化触媒３２は、それぞれが異なる２種類の触媒機能を有しているので、種類の異なる２つの触媒を１つの触媒で処理することができる。このため、全体で４つの機能の触媒を２つの触媒で４つの機能を持たせることができる。よって、システム全体を小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な内燃機関の排ガス浄化システムを実現できる。また、第２の排ガス浄化触媒３２の第１排ガス触媒流路７は、第１の排ガス浄化触媒３０の第１排ガス触媒流路７から流出する排ガスと、第１の排ガス浄化触媒３０の第２排ガス触媒流路９から流出する排ガスが流入し、これらの排ガスは、高温状態にあるので、第２の排ガス浄化触媒３２の第１排ガス触媒流路７のＮＯｘ還元触媒を容易に温めることができる。このため、ＮＯｘ還元触媒が活性化するまでの時間を短くすることができる。
【００５４】
次に、内燃機関の排ガス浄化システムの他の実施形態について図５を参照しながら説明する。この排ガス浄化システムは、図５に示すように、エンジン１４の排気通路１５の下流側に設けられた第１の排ガス浄化触媒５０と、第１の排ガス浄化触媒５０の第１排ガス触媒流路７の下流側端部と第２の排ガス浄化触媒５２の第１排ガス触媒流路７の上流側端部とを連通する第１連通路３４と、第１連通路３４の途中に設けられたフィルタ１９（ＤＰＦ）と、フィルタ１９よりも下流側の第１連通路３４に設けられ、第１連通路３４内に尿素水溶液を噴射する噴射ノズル２１と、第２の排ガス浄化触媒５２の第１排ガス触媒流路７の下流側端部と第２の排ガス浄化触媒５２の第２排ガス触媒流路９の上流側端部とを連通する第２連通路３８と、第２の排ガス浄化触媒５２の第２排ガス触媒流路９の下流側端部と第１の排ガス浄化触媒５０の第２排ガス触媒流路９の上流側端部とを連通する第３連通路４０と、第１の排ガス浄化触媒５０の第２排ガス触媒流路９の下流側端部に接続された排気連通路２３とを有して構成される。
【００５５】
第１の排ガス浄化触媒５０及び第２の排ガス浄化触媒５２は、前述した排ガス浄化触媒１と相違する部分について説明し、排ガス浄化触媒１と同一態様部分については同一符号を附してその説明を省略する。
【００５６】
第１の排ガス浄化触媒５０の第１排ガス触媒流路７は、排ガス中の未燃成分を酸化させる機能を有する酸化触媒であり、第１の排ガス浄化触媒５０の第２排ガス触媒流路９は、排ガス中に設けられたアンモニアを酸化する機能を有するアンモニア酸化触媒である。また、第２の排ガス浄化触媒５２の第１排ガス触媒流路７及び第２排ガス触媒流路９は、排ガス中のＮＯｘを浄化する機能を有するＮＯｘ還元触媒である。
【００５７】
このように構成された排ガス浄化システムにおいて、エンジン１４から排出された排ガスは、排気通路１５を経て第１の排ガス浄化触媒５０を収容するケーシング１１の上流側内に導入され、第１の排ガス浄化触媒５０の複数の第１排ガス触媒流路７の流通時に、排ガス中の未燃成分が酸化された後に、フィルタ１９の流通時に排ガス中に含有している粒子状物質が捕集される。その後、排ガスは、噴射ノズル２１から尿素水溶液が噴射され、尿素水溶液は排ガスに混合及び拡散・霧化して加水分解されてアンモニア（ＮＨ３）を生成する。そして、生成されたアンモニアにより、排ガスが第２の排ガス浄化触媒５２の複数の第１排ガス触媒流路７を流通する際に排ガス中のＮＯｘが無害なＮ２に還元されてＮＯｘの浄化が行われる。
【００５８】
その後、生成されたアンモニアにより、排ガスは第２連通路３８を流通し、生成されたアンモニアにより、第２の排ガス浄化触媒５２の複数の第２排ガス触媒流路９の流通時に、排ガス中の残留するＮＯｘが無害なＮ２に還元されてＮＯｘの浄化が行われる。そして、ＮＯの還元に消費されなかったアンモニアは、第１の排ガス浄化触媒５０の複数の第２排ガス触媒流路９の流通の際に酸化され、排気連通路２３を介して外気等に放出される。
【００５９】
この排ガス浄化システムの第１の排ガス浄化触媒５０は、第１排ガス触媒流路７が酸化触媒であり、第２排ガス触媒流路９がアンモニア酸化触媒であるので、１つの触媒で性質や性能の異なる触媒機能を持たせることができる。このため、種類の異なる２つの触媒を１つの触媒で処理することができる。よって、全体形状を小型化し、触媒の種類や数量を低減可能な排ガス浄化触媒を備える排ガス浄化システムを実現できる。また、第２の排ガス浄化触媒５２は、第１排ガス触媒流路７及び第２排ガス触媒流路９がともにＮＯｘ還元触媒である。このため、セル５の数を増加することで、ＮＯｘ還元触媒の容量の増大を容易に変更することができる。
【００６０】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記の形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない範囲での種々の変更が可能である。例えば、上述した各種実施形態を適宜組み合わせてもよい。
【符号の説明】
【００６１】
１  排ガス浄化触媒
３  排ガス触媒本体
５  セル
７  第１排ガス触媒流路
９  第２排ガス触媒流路
１４  エンジン（内燃機関）
１５  排気通路
１７  連通路
３０、５０  第１の排ガス浄化触媒（排ガス浄化触媒）
３２、５２  第２の排ガス浄化触媒（排ガス浄化触媒）
３４  第１連通路
３８  第２連通路
４０  第３連通路
【図１】
2015120106.tif 000003
【図２】
2015120106.tif 000004
【図３】
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【図４】
2015120106.tif 000006
【図５】
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