(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排ガス通路に、エンジン排ガスを浄化するための触媒装置と、上記触媒装置の上流側に上記エンジン排ガスを通過させる筒状の担体にＨＣ脱離温度特性の異なる２種類以上のＨＣ吸着材を担持させたＨＣ吸着体とを備え、上記担体をその排ガスの流れ方向と平行に２つ以上のゾーンに分割し、それら各ゾーンに上記各ＨＣ吸着材をそれぞれ独立して担持してなるＨＣ吸着体において、上記各ＨＣ吸着材を担持する比率が上記触媒装置の活性温度域に応じて決定されることを特徴とするＨＣ吸着体。
【請求項２】
上記触媒装置の活性温度域に相当する温度域で、上記ＨＣ脱離温度特性が強まる上記ＨＣ吸着材を担持する比率が、他の上記ＨＣ吸着材より増加するように決定されることを特徴とする請求項１に記載のＨＣ吸着体。
【請求項３】
上記各ゾーンが排ガスの流れ方向左右又は上下に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＨＣ吸着体。
【請求項４】
上記各ゾーンが同芯円状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＨＣ吸着体。
【請求項５】
上記各ゾーンが放射線状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のＨＣ吸着体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジン排ガス中の有害成分の一つである炭化水素（ＨＣ）を吸着・脱離するためのＨＣ吸着体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジン等の排ガスラインには、主にこれを流れる排ガス中のＮＯｘを浄化するためのＮＯｘ浄化用触媒が備えられていると共に、その上流側には、特にエンジン始動時に大量に発生する炭化水素（ＨＣ）を吸着するためのＨＣ吸着体が備えられたものが提案されている。
【０００３】
このＨＣ吸着体は、排ガスを通過すべく断面ハニカム構造をした筒状の担体にγ−アルミナ等のＨＣ吸着材を担持したものであり、ＮＯｘ浄化用触媒が十分に働かない低温時等に排ガス中のＨＣを吸着しておき、ＮＯｘ浄化用触媒が活性温度域に達したときに吸着していたＨＣを脱離してＮＯｘ浄化用触媒側に送り、ここでその触媒作用によって効果的に浄化（ＨＣ＋Ｏ2→ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ，ＮＯ＋ＨＣ→ＣＯ2＋Ｈ2Ｏ＋Ｎ2等）することでＨＣの環境への排出を抑制するようにしたものである。
【０００４】
しかしながら、１種類の吸着材のみを使用しただけでは、前記ＮＯｘ触媒の活性温度域に適したＨＣの脱離を行うためには不十分な場合がある。図５に各種ＨＣ吸着材のＨＣ脱離特性、すなわち吸着したＨＣの脱離強度（脱離量）と温度との関係を示す。ＮＯｘ触媒が仮に１５０℃〜３００℃に活性域を持つとした場合に、例えば図示するようにＨＣ吸着材としてγ−アルミナを用いた場合には、約１５０℃〜２００℃の温度域では効率的にＨＣを脱離することができるが、それ以上の温度域になるとＨＣ脱離強度が一気に減少してしまう。従って、このＮＯｘ触媒の２００℃〜３００℃における活性をうまく活かすことができない。また、ＨＣ吸着材としてＹ型ゼオライトを用いた場合には、約２５０℃〜３００℃の温度域では効率的にＨＣを脱離することができるが、その前後の温度域ではＨＣ脱離量が極端に減少する。従ってこのＮＯｘ触媒の１５０℃〜２５０℃における活性をうまく活かすことができない。
【０００５】
そのため、脱離特性の異なる２種以上のＨＣ吸着材を適宜組み合わせ、これを担体上に多層コートや混合コート等によって担持させることでＮＯｘ触媒の活性域により適した温度範囲でＨＣを脱離するような特性を付与することが考えられている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように脱離特性の異なる２種類以上の吸着材を組み合わせてこれを担体上に多層にコートしたり、混合コートして担持させる構造では、ある温度域で一旦、一方のＨＣ吸着材から脱離したＨＣがそのまま隣接或いは接触している他方のＨＣ吸着材側に吸着されてしまい、効率的にＨＣを脱離することができないといった問題がある。
【０００７】
すなわち、例えば、図１３に示すように約２００℃付近に脱離強度のピークを有する吸着材Ａと、約３００℃付近に脱離強度のピークを有する吸着材Ｂとを組み合わせた場合、２００℃付近で吸着材Ａから脱離されたＨＣが、直ちにその温度域で吸着材Ｂに吸着されてしまうというように吸着材Ａの特性が吸着材Ｂに撚り妨げられるという場合がある。
【０００８】
そこで、本発明はこのような課題を有効に解決するために案出されたものであり、その目的は、ＮＯｘ触媒の活性な温度域において効率的にＨＣを脱離することを容易にする新規なＨＣ吸着体を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明は、エンジンの排ガス通路に、エンジン排ガスを浄化するための触媒装置と、上記触媒装置の上流側に上記エンジン排ガスを通過させる筒状の担体にＨＣ脱離温度特性の異なる２種類以上のＨＣ吸着材を担持させたＨＣ吸着体とを備え、上記担体をその排ガスの流れ方向と平行に２つ以上のゾーンに分割し、それら各ゾーンに上記各ＨＣ吸着材をそれぞれ独立して担持してなるＨＣ吸着体において、上記各ＨＣ吸着材を担持する比率が上記触媒装置の活性温度域に応じて決定されるものである。
【００１０】
これによって、ある温度域で所定のゾーンの吸着材から脱離したＨＣが他のゾーンの吸着材に接触することがなくそのまま排ガスの流れに伴ってその下流へ流されるようになるため、一旦脱離したＨＣが他の吸着材に吸着されることがなくなり、触媒装置の活性温度域に応じて決定した比率で担持されたそれぞれのＨＣ吸着材のＨＣ脱離温度特性に従い脱離したＨＣを確実に触媒装置側へ流すことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明を実施する好適一形態を添付図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本発明に係るＨＣ吸着体１の実施の一形態を示す斜視図、図２はガスの流れ方向正面図を示したものである。
【００１３】
図示するように、このＨＣ吸着体１は、エンジン排ガスを通過させるべく円筒状をした断面ハニカム構造の担体２にＨＣを吸着・脱離するための吸着層３を担持させたものであり、エンジン排ガスを通過させた際にその排ガス中の炭化水素（ＨＣ）を低温時に吸着すると共に、所定の温度に達したときに吸着したＨＣを脱離してその下流側の図示しない触媒装置側に送るようになっている。
【００１４】
また、この担体２は、その中央部を境にして排ガスの流れ方向と平行になるように上下２つのゾーン（Ａゾーン，Ｂゾーン）に分割されており、各ゾーンに担持される各吸着層３Ａ，３Ｂはそれぞれ異なるＨＣ脱離温度特性を有する２種類の吸着材Ａ，Ｂから形成されている。すなわち、図２に示すように、図中上方に位置するＡゾーン側の吸着層３Ａは低温領域（例えば、約１５０〜２５０℃）でＨＣ脱離強度のピークを有する吸着材Ａから形成され、図中下方に位置するＢゾーン側の吸着層３Ｂは、高温領域（例えば、約２００〜３５０℃）でＨＣ脱離強度のピークを有する吸着材Ｂから形成されている。
【００１５】
そのため、このような構造をした本発明のＨＣ吸着体１にあっては、エンジン始動時等の温度が低い状態の時には、その排ガス中のＨＣをそのまま各ゾーンの吸着層３Ａ，３Ｂで吸着することになるが、時間が経過してその排ガス熱によってその温度が上昇してその下流側の触媒装置の活性温度域に達すると、先ず、Ａゾーン側の吸着層３Ａ（吸着材Ａ）に吸着されていたＨＣがこれより脱離し始め、そのまま排ガスに伴って触媒装置側に流され、ここで効率的に浄化されることになる。次に、さらにそのＨＣ吸着体１の温度が上昇するとＡゾーン側の吸着層３Ａの脱離強度が低下してくるが、これに代わってＢゾーン側の吸着層３Ｂの脱離強度が上昇することになるため、今度はその吸着層３Ｂ側に吸着されていたＨＣが脱離し始め、同じくそのまま排ガスに伴って触媒装置側へ流され、同じくここで効率的に浄化されることになる。
【００１６】
すなわち、本発明のＨＣ吸着体１は、上述したように担体２をその排ガスの流れと平行になるように２つのゾーンＡ，Ｂに分割し、各ゾーンＡ，Ｂの吸着層３Ａ，３ＢをそれぞれＨＣ脱離温度特性の異なる２つのＨＣ吸着材Ａ，Ｂで独立して形成したため、従来の多層コートや混合コート等のように一旦脱離したＨＣが再度吸着されることなくそのまま触媒装置側に流すことができる。この結果、所期の目的のようにＨＣ脱離強度の異なる２つの吸着材２の特性を効果的に利用して低温域から高温域に亘って広い温度域でＨＣを脱離することが可能となり、優れたＨＣ脱離特性を発揮することができる。
【００１７】
ここで本発明に適用する吸着材Ａ，Ｂとしては、特に限定するものでなく、従来公知の吸着材、例えば、γ−アルミナ，β型ゼオライト，Ｙ型ゼオライト，ＭＯＲ型ゼオライト，ＺＳＭ−５等をそのまま適用することができる。
【００１８】
また、この各ゾーンの分割形態やその分割数等は、各ゾーンがガスの流れ方向に平行とそれぞれ独立した状態であれば、本実施の形態に限定されるものでなく、例えば、図３に示すような形態であっても良い。
【００１９】
すなわち、図３の実施の形態にあっては、担体２を同芯円上に２つのゾーンに分割し、その軸部付近をＡゾーンとし、その周囲をＢゾーンとしたものであり、このように分割しても各ゾーンから脱離したＨＣが他のゾーンの吸着材に触れることなくそのまま下流側へ流れるようになるため、上記実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、図４（ｃ）〜（ｅ）に示すように、ガスの流れ方向上下左右或いは放射線状に３つ以上のゾーンに分割し、それらのゾーンに異なる吸着材Ａ，Ｂをそれぞれ交互に担持させるようにしたり、あるいは同図（ｇ）〜（ｉ）に示すように各ゾーンを全て異なる吸着材（Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ）で形成しても良い。さらに同図（ｆ）に示すように、それぞれの脱離強度に合わせて各ゾーンの比率を適宜異ならしめるような形態にしても良い。
【００２０】
【実施例】
図５に示すようなそれぞれＨＣ脱離温度特性が異なる５種類の吸着材（γ−アルミナ，β型ゼオライト，Ｙ型ゼオライト，ＭＯＲ型ゼオライト，ＺＳＭ−５）を上記実施の形態の如くそれぞれ独立した状態で適宜組み合わせ、その組み合わせ後の吸着材のＨＣ脱離温度特性を調べた。
【００２１】
（実施例１）
低温域でＨＣ脱離強度に優れているγ−アルミナと、高温域でＨＣ脱離強度に優れているＺＳＭ−５をそれぞれ独立した状態で組み合わせてそのＨＣ脱離温度特性を調べたところ、図６に示すように、それぞれの吸着材のＨＣ脱離強度ピークは低くなったものの、低温域から高温域に亘って広範囲でまんべんなくＨＣ脱離性能を発揮することができた。また、この吸着材の組み合わせ比率を１：１にした場合には、低温側のＨＣ脱離強度が強くなり、反対に比率をＺＳＭ−５の比率を多くした場合（１：３）には、高温側でのＨＣ脱離強度が強まることがわかった。
【００２２】
この結果、使用する触媒装置の活性温度域が比較的低温側に寄っている場合にはγ−アルミナの比率を増やせば良く、反対に使用する触媒装置の活性温度域が比較的高温側に寄っている場合にはＺＳＭ−５の比率を増やせば使用する触媒装置の種類に応じて最適なＨＣ脱離強度を有するＨＣ吸着体を提供することができることが分かった。
【００２３】
（実施例２）
低温域でＨＣ脱離強度に優れているβ型ゼオライトと、高温域でＨＣ脱離強度に優れているＺＳＭ−５を組み合わせてそのＨＣ脱離特性を調べたところ、図７に示すように、それぞれ吸着材のＨＣ脱離強度ピークは低くなったものの、低温域から高温域に亘って広い範囲でまんべんなくＨＣ脱離性能を発揮することができた。また、実施例１と同様にこれらの組み合わせ比率を変化させることによってＨＣ脱離強度を任意にコントロールできることが分かった。
【００２４】
（実施例３）
低温域でＨＣ脱離強度に優れているβ型ゼオライトと、中温域でＨＣ脱離強度に優れているＹ型ゼオライトを組み合わせてそのＨＣ脱離特性を調べたところ、図８に示すように、実施例１，２に比べてその温度域はやや狭くなったものの、低温域から中温域では実施例１，２よりも優れたＨＣ脱離性能を発揮することができた。また、実施例１と同様にこれらの組み合わせ比率を変化させることによってＨＣ脱離強度を任意にコントロールできることが分かった。
【００２５】
（実施例４）
低温域でＨＣ脱離強度に優れているγ−アルミナと、中温域でＨＣ脱離強度に優れているＹ型ゼオライトを組み合わせてそのＨＣ脱離特性を調べたところ、図９に示すように、実施例３に比べてより低温域から中温域に亘って優れたＨＣ脱離性能を発揮することができた。また、実施例１と同様にこれらの組み合わせ比率を変化させることによってＨＣ脱離強度を任意にコントロールできることが分かった。
【００２６】
（実施例５）
低温域でＨＣ脱離強度に優れているγ−アルミナと、中温域でＨＣ脱離強度に優れているＭＯＲ型ゼオライトを組み合わせてそのＨＣ脱離特性を調べたところ、図１０に示すように、実施例４に比べて特に低温域側のＨＣ脱離強度を向上させることができた。また、実施例１と同様にこれらの組み合わせ比率を変化させることによってＨＣ脱離強度を任意にコントロールできることが分かった。
【００２７】
（実施例６）
低温域でＨＣ脱離強度に優れているγ−アルミナと、これよりもやや高温域でＨＣ脱離強度に優れているβ型ゼオライトと、高温域でＨＣ脱離強度に優れているＭＯＲ型ゼオライトとの３種類の吸着材を組み合わせてそのＨＣ脱離特性を調べたところ、図１１に示すように、低温域から高温域の広範囲でＨＣ脱離性能を発揮することができた。また、実施例１と同様にこれらの組み合わせ比率を変化させることによってＨＣ脱離強度を任意にコントロールできることが分かった。
【００２８】
（実施例７）
低温域でＨＣ脱離強度に優れているγ−アルミナと、高温域でＨＣ脱離強度に優れているＭＯＲ型ゼオライトと、さらに高温域でＨＣ脱離強度に優れているＺＳＭ−５の３種類を組み合わせてそのＨＣ脱離特性を調べたところ、図１２に示すように、実施例６の場合よりもさらに広い温度域でまんべんなくＨＣ脱離性能を発揮することができた。また、実施例１と同様にこれらの組み合わせ比率を変化させることによってＨＣ脱離強度を任意にコントロールできることが分かった。
【００２９】
【発明の効果】
以上要するに本発明によれば、あるＨＣ吸着材から一旦脱離したＨＣが他のＨＣ吸着材に吸着されることがなくなるため、２種以上のＨＣ吸着材を組み合わせる場合に、組み合わせるＨＣ吸着材の種類や量を変えることにより、それぞれのＨＣ吸着材の特性を活かしたＨＣ脱離特性を有するＨＣ吸着体が得られる。これによって、ＮＯｘ触媒の活性温度域に応じた適切なＨＣ吸着特性を有するＨＣ吸着体を提供することができるため、有害なＨＣの環境への排出を効果的に抑制すると共に、このＨＣを同じくエンジン排ガス中の有害物質であるＮＯｘの還元剤として有効利用することができ、ＮＯｘを効果的に浄化しその環境への排出を抑制することが可能となる、等といった優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＨＣ吸着体の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】本発明に係るＨＣ吸着体の実施の一形態を示す正面図及びその部分拡大図である。
【図３】本発明に係るＨＣ吸着体の他の実施の形態を示す斜視図である。
【図４】本発明に係るＨＣ吸着体の他の実施の形態を示す概念図である。
【図５】従来公知の各種ＨＣ吸着体のＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図６】γーアルミナとＺＳＭ−５のＨＣ脱離温度特性及びそれを所定の比率で組み合わせたときのＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図７】β型ゼオライトとＺＳＭ−５のＨＣ脱離温度特性及びそれを所定の比率で組み合わせたときのＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図８】β型ゼオライトとＹ型ゼオライトのＨＣ脱離温度特性及びそれを所定の比率で組み合わせたときのＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図９】γ−アルミナとＹ型ゼオライトのＨＣ脱離温度特性及びそれを所定の比率で組み合わせたときのＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図１０】γ−アルミナとＭＯＲ型ゼオライトのＨＣ脱離温度特性及びそれを所定の比率で組み合わせたときのＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図１１】γ−アルミナとβ型ゼオライトとＭＯＲ型ゼオライトのＨＣ脱離温度特性及びそれらを所定の比率で組み合わせたときのＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図１２】γ−アルミナとＭＯＲ型ゼオライトとＺＳＭ−５のＨＣ脱離温度特性及びそれらを所定の比率で組み合わせたときのＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【図１３】２種類の吸着材のＨＣ脱離温度特性を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１  ＨＣ吸着体
２  担体
3A,3B  吸着層
A,B,C,D  吸着材
【図１】
0004567928.tif 000002
【図２】
0004567928.tif 000003
【図３】
0004567928.tif 000004
【図４】
0004567928.tif 000005
【図５】
0004567928.tif 000006
【図６】
0004567928.tif 000007
【図７】
0004567928.tif 000008
【図８】
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【図９】
0004567928.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0004567928.tif 000012
【図１２】
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【図１３】
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