(57)【要約】【課題】担体上の貴金属の移動を抑制することにより排ガス浄化性能を長期間維持可能な排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】触媒コンバーター１に、貴金属が担持された担体であるＰｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４と、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４を冷却する冷却水を流通する冷却水流通経路５と、を具備する。触媒コンバーター１に高温の排ガスが導入されてもＰｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４は冷却水により冷却されているため、貴金属（Ｐｔ、Ｒｈ）の担体上の移動が抑制され、貴金属の粒成長や異種貴金属間の固溶が防止されるので、触媒コンバーター１の排ガス浄化性能が長期間維持される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
貴金属が担持された担体と、
前記担体を冷却する冷却水を流通する冷却水流通経路と、
を具備することを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
前記担体は、それぞれ異なる種類の貴金属が担持された複数の担体部材からなり、
前記冷却水流通経路は、前記複数の担体部材の境界部に沿って冷却水を流通す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】
前記複数の担体部材は、
Ｐｔが担持された第一の担体部材と、
Ｒｈが担持され、前記第一の担体部材よりも排ガスの排気経路において下流側に配置された第二の担体部材と、
からなることを特徴とする請求項２に記載の排ガス浄化装置。
【請求項４】
前記排ガスの温度または前記担体の温度が所定の温度以上になった場合に前記冷却水流通経路に冷却水を流通することを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか一項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、エンジン等の内燃機関から排出される排ガスを浄化する排ガス浄化装置に関する。より詳細には、排ガス浄化装置に用いられる貴金属の粒成長や異種貴金属間の固溶に起因する排ガス浄化性能の低下を防止する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プラチナ（Ｐｔ）やロジウム（Ｒｈ）等の貴金属からなる触媒を担体に担持し、これと排ガスとを接触させることにより排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等を分解し、排ガスを浄化する排ガス浄化装置は公知となっている。
近年、自動車の排ガス規制は更に強化される傾向にあり、排ガス浄化装置の排ガス浄化性能の向上が求められている。排ガス浄化性能を向上する方法としては、担体の表面積の増大、貴金属粒子の微細化（貴金属の表面積の増大）、担体表面への貴金属粒子の均一分散等を効果的に組み合わせることが挙げられる。
また、高温の排ガスに長期間接触した場合に貴金属が移動することに起因して同種の貴金属粒子が結合して粒成長したり、異種の貴金属粒子が結合して合金化したりする（固溶する）ことを抑制することにより、長期間高い排ガス浄化性能を維持すること、すなわち排ガス浄化性能の低下防止も求められている。
【０００３】
排ガス浄化性能の低下を防止する方法としては、貴金属が担持される担体の材料およびその表面性状の最適化（例えば、セリア−ジルコニア系担体）を図ることにより貴金属の粒成長を抑制する方法や、異種貴金属をそれぞれ担体の別の部分に担持することにより異種貴金属間の固溶を抑制する方法が知られている。
【０００４】
しかし、上記従来の方法でも、年々厳しくなる排ガス規制に対応することは困難である。
すなわち、触媒となる貴金属を担体粒子別あるいはコート層別に担持しても、触媒床温９００℃以上のリーン雰囲気では貴金属が担体上で数十ミクロンも移動することが実験で確かめられている。
貴金属は、通常はそれぞれ粒成長を抑制するのに適した担体に担持されるため、異種貴金属を担持するための担体上に移動すると粒成長が抑制されず、貴金属の粒成長が進行して排ガス浄化性能（触媒としての機能）が低下する。
また、異種貴金属が同一担体上で共存した状態でリッチ雰囲気となると、異種貴金属間で合金化が進み、例えば同一の結晶構造（面心立方構造）を有するプラチナとロジウムの間では固溶が起こる。そして、このような固溶が起こると、特にロジウムの触媒としての性能が低下することが経験的に知られている。
【０００５】
上記方法の他、排ガスの温度を制御することにより排ガス浄化装置の排ガス浄化性能を向上、維持する技術として特許文献１に記載の方法や特許文献２に記載の装置が知られている。
【０００６】
特許文献１に記載の方法は、排ガス浄化装置よりも上流側の排気経路に排ガスの温度を検出するためのセンサを設け、検出された排ガスの温度が所定の温度以上である場合には排ガス浄化装置よりも上流側の排気経路に接触する冷却水槽（冷却水経路）に冷却水を流通させることにより排ガス浄化装置に導入される排ガスの温度を低下させるものである。
特許文献２に記載の排ガス浄化装置は、排ガス浄化装置の周囲を筒状の部材で覆い、当該筒状の部材の両端に開閉弁を設け、排ガス浄化装置の温度が高い場合には開閉弁を開いて当該筒状の部材内に外気を導入することにより空冷で排ガス浄化装置を冷却し、排ガス浄化装置の温度が低い場合には開閉弁を閉じて当該筒状の部材内に排ガスを還流させることにより排ガスの熱で排ガス浄化装置を昇温するものである。
【０００７】
しかし、特許文献１に記載の技術は、触媒自体を冷却している訳ではなく、排気管の内部を流通する気体である排ガスを冷却するものであるため、冷却水と排ガスとの間の熱交換の効率が良くない。従って、排気管の内部を流通する排ガスを十分に冷却するためにはある程度排気管を長くして広い冷却ゾーンを確保する必要があり、設計上の制約となるという問題がある。
また、特許文献２に記載の技術は、排ガス浄化装置の構造が複雑になるとともに、空冷であるため水冷に比べて十分な冷却効果を得るのが困難な場合があるという問題がある。
【特許文献１】特開平２−６７４１５号公報
【特許文献２】特開平７−９１２３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は以上の如き状況に鑑み、担体上の貴金属の移動を抑制することにより排ガス浄化性能を長期間維持可能な排ガス浄化装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、請求項１においては、
貴金属が担持された担体と、
前記担体を冷却する冷却水を流通する冷却水流通経路と、
を具備するものである。
【００１１】
請求項２においては、
前記担体は、
それぞれ異なる種類の貴金属が担持された複数の担体部材からなり、
前記冷却水流通経路は、
前記複数の担体部材の境界部に沿って冷却水を流通するものである。
【００１２】
請求項３においては、
前記複数の担体部材は、
Ｐｔが担持された第一の担体部材と、
Ｒｈが担持され、前記第一の担体部材よりも排ガスの排気経路において下流側に配置された第二の担体部材と、
からなるものである。
【００１３】
請求項４においては、
前記排ガスの温度または前記担体の温度が所定の温度以上になった場合に前記冷却水流通経路に冷却水を流通するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の効果としては、排ガス浄化性能の低下を防止することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下では、図１乃至図４を用いて本発明に係る排ガス浄化装置の実施の一形態である触媒コンバーター１が適用されたエンジン１０について説明する。
【００１６】
エンジン１０は本発明に係るエンジンの実施の一形態であり、駆動源となる内燃機関である。エンジン１０は内部で燃料を燃焼させることにより駆動力を発生させる。その結果、エンジン１０の内部（シリンダ）では排ガスが発生する。
なお、本実施例のエンジンは自動車に用いられるものであるが、本発明に係るエンジンの用途は自動車に限定されず、種々の用途に用いられるエンジンに適用可能である。
【００１７】
以下では、エンジン１０の排気経路について説明する。
なお、以下の説明では「上流側」は排気経路において排ガスの発生源たるエンジン１０に近い側を指し、「下流側」は排気経路において排ガスの発生源たるエンジン１０から遠い側を指す。
【００１８】
エンジン１０の排気経路は本発明に係る排ガスの排気経路の実施の一形態であり、エンジン１０と外部とを連通し、エンジン１０の内部にて発生した排ガスを外部に排出するための経路である。
エンジン１０の排気経路はエキゾーストマニホールド１１、排気管１２、触媒コンバーター１、排気管１３、マフラー１４、排気管１５を具備する。
【００１９】
エキゾーストマニホールド１１は上流側の端部が複数に分岐し、下流側の端部にて合流した形状の配管である。エキゾーストマニホールド１１の上流側の端部はそれぞれエンジン１０に形成された複数のシリンダ（不図示）に接続される。
【００２０】
排気管１２はその一端がエキゾーストマニホールド１１の下流側の端部に接続される配管である。
【００２１】
触媒コンバーター１はその一端が排気管１２の下流側の端部に接続されるものであり、排ガスを浄化するものである。本実施例の触媒コンバーター１に用いられる触媒はいわゆる三元触媒であり、排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等を分解する。触媒コンバーター１の詳細については後述する。
【００２２】
排気管１３はその一端が触媒コンバーター１の下流側の端部に接続される配管である。
【００２３】
マフラー１４はその一端が排気管１３の下流側の端部に接続されるものであり、排ガスを徐々に膨張させることにより排ガスを外部に排出する際の騒音を低減するものである。
【００２４】
排気管１５はその一端が触媒コンバーター１の下流側の端部に接続され、他端が外部に開放された配管である。
【００２５】
エンジン１０の内部にて発生した排ガスは、エキゾーストマニホールド１１、排気管１２、触媒コンバーター１、排気管１３、マフラー１４、排気管１５を経て外部に排出される。
【００２６】
以下ではエンジン１０の冷却水経路について説明する。
エンジン１０の冷却水経路は、ポンプ１６、冷却水管１７、冷却経路１０ａ、冷却水管１８、ラジエタ１９、冷却水管２０、リザーバタンク２１、冷却水管２２を具備する。
ポンプ１６はエンジン１０の冷却水を圧送するものである。
ここで、「冷却水」は、通常の水だけでなく、水に何らかの添加物を添加したもの（例えば、不凍液）や、水以外の液体状の冷媒（油等）等も含む。
冷却水管１７はその一端がポンプ１６の吐出側ポートに接続される配管である。
冷却経路１０ａはエンジン１０の内部に形成された冷却水の経路であり、その一端が冷却水管１７の他端に接続される。
冷却水管１８はその一端が冷却経路１０ａの他端に接続される配管である。
ラジエタ１９は内部を流通する冷却水と外気との間で熱交換を行うことにより冷却水から熱を外部に放出し、冷却水の温度を低下させるものである。ラジエタ１９の導入側ポート１９ａは冷却水管１８の他端に接続される。
冷却水管２０はその一端がラジエタ１９の戻り側ポート１９ｂに接続されるとともに他端がポンプ１６の吸入側ポートに接続される配管である。
リザーバタンク２１は冷却水の余剰分を貯溜するための容器であり、冷却水経路の圧力を一定に保持するとともにエンジン１０の冷却水経路の冷却水が不足した場合にはこれを適宜補充する。
冷却水管２２はその一端がラジエタ１９、他端がリザーバタンク２１に接続される配管である。
【００２７】
ポンプ１６により圧送された冷却水は冷却水管１７を経て冷却経路１０ａに導入され、エンジン１０の熱を受け取る。続いて、冷却水は冷却水管１８を経てラジエタ１９に導入され、外部に熱を放出する。そして、冷却水は冷却水管２０を経てポンプ１６に戻される。
このようにして、エンジン１０の冷却水経路の内部を冷却水が循環することにより、エンジン１０が冷却される。
【００２８】
以下では触媒コンバーター１について説明する。
触媒コンバーター１は本発明に係る排ガス浄化装置の実施の一形態であり、エンジン１０から排出される排ガスを浄化するものである。
触媒コンバーター１はケース２、Ｐｔ担体部材３、Ｒｈ担体部材４、冷却水流通経路５を具備する。
【００２９】
ケース２は触媒コンバーター１の主たる構造体を成すとともにエンジン１０の排気経路の一部を成す筒状の部材であり、その内部にＰｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４が収容される。
ケース２の一端は排気管１２に接続され、他端は排気管１３に接続される。
【００３０】
Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４は本発明に係る担体の実施の一形態であり、貴金属が担持されたものである。
「貴金属」は排ガスの浄化に寄与し得る触媒作用を奏する材料（主として金属材料）を広く含む。貴金属の具体例としてはプラチナ（Ｐｔ）、ロジウム（Ｒｈ）、パラジウム（Ｐｄ）等が挙げられる。
また、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４は本発明に係る複数の担体部材の実施の一形態であり、それぞれ異なる種類の貴金属であるプラチナ（Ｐｔ）およびロジウム（Ｒｈ）が担持されたものである。
【００３１】
Ｐｔ担体部材３は本発明に係る第一の担体部材の実施の一形態であり、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の耐熱性に優れたセラミックスからなるモノリス（多数の孔を開ける等により大きな表面積を有するもの）に、貴金属であるプラチナ（Ｐｔ）が担持されたものである。プラチナは主として排ガスに含まれる一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）の分解（酸化反応）に寄与する。
Ｐｔ担体部材３にはプラチナだけでなく、一酸化炭素（ＣＯ）および炭化水素（ＨＣ）の分解を効率良く行うためにセリア（ＣｅＯ２）とジルコニア（ＺｒＯ２）の固溶体も併せて担持される。
セリア−ジルコニアは担体の熱安定性を向上し、担体の焼結（相変態）が進行して表面積が減少することを防止するとともに、プラチナの周囲の酸素濃度に応じて酸素の吸収および放出を行うことによりプラチナの周囲の酸素濃度を略一定に保持する機能（酸素貯蔵能；ＯＳＣ）も有する。
Ｐｔ担体部材３はケース２の内部において排気管１２に接続されている方の端部、すなわち排ガスの排気経路の上流側に配置される。
【００３２】
Ｒｈ担体部材４は本発明に係る第二の担体部材の実施の一形態であり、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）等の耐熱性に優れたセラミックスからなるモノリス（多数の孔を開ける等により大きな表面積を有するもの）に、貴金属であるロジウム（Ｒｈ）が担持されたものである。ロジウムは主として排ガスに含まれる窒素酸化物（ＮＯｘ）の分解（還元反応）に寄与する。Ｒｈ担体部材４にはロジウムだけでなく、窒素酸化物（ＮＯｘ）の分解を効率良く行うためにジルコニア（ＺｒＯ２）も併せて担持される。この際、ＺｒＯ２は担体として用い、Ｒｈを当該ＺｒＯ２に担持するとＮＯｘ浄化能が向上する。
Ｒｈ担体部材４はケース２の内部において排気管１３に接続されている方の端部、すなわち排ガスの排気経路の下流側に配置される。従って、Ｒｈ担体部材４はＰｔ担体部材３よりも排ガスの排気経路において下流側に配置されることとなる。
【００３３】
Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４はその端部同士が近接するように配置される。このように配置することにより触媒コンバーター１を全体としてコンパクトに構成（小型化）することが可能である。
なお、本実施例ではＰｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４を別体としたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、同一のモノリスの一端側にＰｔを担持し、他端側にＲｈを担持する構成としても良い。
また、本実施例では排気経路の上流側にＰｔ担体部材３、排気経路の下流側にＲｈ担体部材４、を配置する構成としたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、排気経路の上流側にロジウムを担持した担体部材、排気経路の下流側にプラチナを担持した担体部材、を配置する構成としても良い。
【００３４】
冷却水流通経路５は本発明に係る冷却水流通経路の実施の一形態であり、Ｐｔ担体部材３とＲｈ担体部材４を冷却する冷却水を流通するものである。
冷却水流通経路５はケース２よりも直径が大きい筒状の部材からなり、その両端部が閉塞される。ケース２の外周面と冷却水流通経路５の内周面との隙間（空間）が冷却水を流通するための経路となる。
図２に示す如く、冷却水流通経路５は、Ｐｔ担体部材３とＲｈ担体部材４とが隣接する部分の周囲を取り巻く形で設けられている。従って、冷却水流通経路５の内部を流通する冷却水は、Ｐｔ担体部材３とＲｈ担体部材４との境界部に沿って流通することとなる。
なお、本実施例では冷却水流通経路５をケース２と別部材とする構成としたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、冷却水流通経路５とケース２とを一体成型する、あるいはケース２の内部に冷却水を流通する経路を形成（例えば、穿設）しても同様の効果を奏する。
【００３５】
以下では触媒コンバーター１の冷却水循環システムについて説明する。
触媒コンバーター１の冷却水循環システムは、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４、より厳密にはＰｔ担体部材３とＲｈ担体部材４との境界部を冷却するためのシステムであり、冷却水バイパス経路２３、排ガス温度センサ２４、開閉弁２５、制御装置２６を具備する。
【００３６】
冷却水バイパス経路２３は冷却水管２３ａおよび冷却水管２３ｂを具備する。
冷却水管２３ａは一端が冷却水管１８の中途部に接続され、他端が冷却水流通経路５に接続される配管である。冷却水管２３ｂは一端が冷却水流通経路５に接続され、他端が冷却水管２０の中途部に接続される配管である。
【００３７】
排ガス温度センサ２４は排気管１２の中途部に設けられ、排気管１２を通過する排ガスの温度を検出するものである。
なお、本実施例では排ガス温度センサ２４を排気経路において触媒コンバーター１よりも上流側となる位置である排気管１２の中途部に設け、触媒コンバーター１に導入される前の排ガスの温度を検出する構成としたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、排ガスの温度を検出する手段（センサ等）を排ガス浄化装置に設け、排ガス浄化装置に導入された排ガスの温度を検出する構成としても良い。
また、排ガスの温度を検出する手段（センサ等）を排ガス経路において排ガス浄化装置よりも下流側に設けても良い。ただし、触媒となる貴金属の温度と大きく乖離していると制御の精度が低下することから、排ガスの温度を検出する際には、排ガス浄化装置に極力近い位置で検出することが望ましい。
さらに、排ガスの温度を検出する代わりに担体自体の温度を検出する構成としても良い。
【００３８】
開閉弁２５は冷却水管２３ａの中途部に設けられる弁であり、冷却水管２３ａの中途部を冷却水が通過可能な状態（開いた状態）と、冷却水管２３ａの中途部を冷却水が通過不能な状態（閉じた状態）と、に切り替えることが可能である。
なお、本実施例の開閉弁２５は開いた状態と閉じた状態を切り替えるものとしたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、開閉弁の開度を調整可能（ひいては冷却水の流量を調節可能）としても良い。
【００３９】
制御装置２６は冷却水供給制御プログラムを格納し、これに従って触媒コンバーター１への冷却水の供給を制御するものである。
制御装置２６には排ガス温度センサ２４が接続され、排ガス温度センサ２４が検出した排ガスの温度に係る情報を取得することが可能である。
制御装置２６には開閉弁２５が接続され、開閉弁２５の開閉を行うための信号を送信することが可能である。
【００４０】
制御装置２６は排ガス温度センサ２４から取得した排ガスの温度が８００℃以上である場合には開閉弁２５を開く。
その結果、ポンプ１６により圧送され、冷却水管１７、冷却経路１０ａ、冷却水管１８に到達した冷却水の一部は冷却水管２３ａを経て冷却水流通経路５の内部の空間に導入される。冷却水流通経路５の内部の空間に導入された冷却水は、当該空間を流通する過程で熱伝導によりＰｔ担体部材３とＲｈ担体部材４との境界部およびその近傍からケース２を介して熱伝導により熱を受け取り、Ｐｔ担体部材３とＲｈ担体部材４との境界部およびその近傍を冷却する。そして、冷却水流通経路５の内部の空間に導入された冷却水は、冷却水管２３ｂを経て冷却水管２０に戻される。
【００４１】
なお、本実施例においては排ガス温度センサ２４から取得した排ガスの温度が８００℃以上となった場合に冷却水流通経路５に冷却水を流通する構成としたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、貴金属の種類や担体の構造、排ガスの流量等に応じて冷却水流通経路に冷却水を流通する「所定の温度」を適宜選択することが可能である。
ただし、実験結果より、特にリーン雰囲気下で触媒床温が９００℃以上となった場合には担体上での貴金属の移動が起こることが確認されているため、「所定の温度」を９００℃未満とすることが望ましい。
【００４２】
なお、本発明に係る冷却水流通経路は本実施例の冷却水流通経路５に限定されず、他の構成でも良い。本発明に係る冷却水流通経路の他の実施例としては、複数の担体の境界部に沿って排ガス浄化装置の外周面に冷却水を流通するための配管を巻回したもの等が挙げられる。
【００４３】
また、本実施例ではエンジン１０の冷却水の一部を触媒コンバーター１の冷却に流用する構成としたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、エンジンの冷却水経路とは独立した専用の冷却水循環システムを具備する構成としても良い。
【００４４】
さらに、本実施例では異なる二種類の貴金属がそれぞれ担持された二つの担体（Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４）を具備する構成としたが、三種類以上の貴金属がそれぞれ担持された三つ以上の担体を具備する構成としても良い。
【００４５】
以下では、図３および図４を用いて本実施例の触媒コンバーター１、比較用触媒コンバーター（ａ）および比較用触媒コンバーター（ｂ）を用いた排ガス浄化性能の評価試験結果について説明する。
【００４６】
＜評価試験１＞
まず、触媒コンバーター１および比較用触媒コンバーター（ａ）を９５０℃に保持し、これらに９００℃のストイキガスおよび大気を所定の時間間隔で交互に切り替えながら所定の流量で５０時間流す。ストイキガスおよび大気を交互に切り替えて流すことにより、加速と減速とを交互に繰り返すような走行をしている自動車から排出される排ガスを模している。
比較用触媒コンバーター（ａ）は、プラチナおよびセリア−ジルコニアを下層、ロジウムおよびジルコニウムを上層にコートしたモノリスからなる担体を具備する触媒コンバーターであり、従来の触媒コンバーターに近い構成からなる。
【００４７】
次に、触媒コンバーター１のＰｔ担体部材３とＲｈ担体部材４との境界部から直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片を切り出す。このとき、試験片の前半部についてはＰｔ担体部材３、後半部についてはＲｈ担体部材４から切り出す。また、比較用触媒コンバーター（ａ）からも直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片を切り出す。
【００４８】
続いて、切り出された二つの試験片のそれぞれについて試験容器に収容し、当該試験容器にモデルガスを所定の流量で流しつつ試験片の温度を徐々に上昇させていく。ここで、「モデルガス」はストイキ状態の排ガスを模したガスである。
また、これと並行して、当該試験容器から排出されるガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を分析し、排出されるガス中の窒素酸化物の濃度がモデルガス中の窒素酸化物の濃度の半分（５０％）となる温度（以下「窒素酸化物浄化開始温度」という。）を求める。
【００４９】
図３は上記触媒コンバーター１および比較用触媒コンバーター（ａ）から切り出された試験片の窒素酸化物浄化開始温度を示すものである。
図３に示す如く、触媒コンバーター１から切り出された試験片の窒素酸化物浄化開始温度（約３０５℃）は、比較用触媒コンバーター（ａ）から切り出された試験片の窒素酸化物浄化開始温度（約３４０℃）よりも低く、窒素酸化物の分解（還元）がより低温から活発に行われていることが分かる。
従って、触媒コンバーター１は、比較用触媒コンバーター（ａ）よりも、９００℃のストイキガスおよび大気を所定の時間間隔で交互に切り替えながら所定の流量で５０時間流すことによる排ガス浄化性能の低下が小さく、高い排ガス浄化性能が維持されていることが分かる。
【００５０】
＜評価試験２＞
まず、触媒コンバーター１および比較用触媒コンバーター（ｂ）を９５０℃に保持し、これらに９００℃のストイキガスおよび大気を所定の時間間隔で交互に切り替えながら所定の流量で５０時間流す。ストイキガスおよび大気を交互に切り替えて流すことにより、加速と減速とを交互に繰り返す自動車の走行状態を模している。
比較用触媒コンバーター（ｂ）は、触媒コンバーター１と略同様の担体を具備するが、冷却水流通経路を具備しないものである。
【００５１】
次に、触媒コンバーター１のＰｔ担体部材３とＲｈ担体部材４との境界部から直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片を切り出す。このとき、試験片の前半部についてはＰｔ担体部材３、後半部についてはＲｈ担体部材４から切り出す。また、比較用触媒コンバーター（ｂ）からも同様に直径３０ｍｍ、長さ５０ｍｍの試験片を切り出す。
【００５２】
続いて、切り出された二つの試験片のそれぞれについて試験容器に収容し、当該試験容器にモデルガスを所定の流量で流しつつ試験片の温度を徐々に上昇させていく。
また、これと並行して、当該試験容器から排出されるガス中の炭化水素（ＨＣ）の濃度を分析し、排出されるガス中の炭化水素の濃度がモデルガス中の炭化水素の濃度の半分（５０％）となる温度（以下「炭化水素浄化開始温度」という。）を求める。
【００５３】
図４は上記触媒コンバーター１および比較用触媒コンバーター（ｂ）から切り出された試験片の炭化水素浄化開始温度を示すものである。
図４に示す如く、触媒コンバーター１から切り出された試験片の炭化水素浄化開始温度（約３２５℃）は、比較用触媒コンバーター（ｂ）から切り出された試験片の炭化水素浄化開始温度（約３５５℃）よりも低く、炭化水素の酸化がより低温から活発に行われていることが分かる。
従って、触媒コンバーター１は、比較用触媒コンバーター（ｂ）よりも、９００℃のストイキガスおよび大気を所定の時間間隔で交互に切り替えながら所定の流量で５０時間流すことによる排ガス浄化性能の低下が小さく、高い排ガス浄化性能が維持されていることが分かる。
【００５４】
以上の如く、本発明に係る排ガス浄化装置の実施の一形態である触媒コンバーター１は、
貴金属が担持された担体であるＰｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４と、
Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４を冷却する冷却水を流通する冷却水流通経路５と、
を具備するものである。
このように構成することにより、貴金属が担持された担体の温度の上昇を防止することが可能である。結果として、担体上の貴金属の移動を抑制し、ひいては（１）貴金属の粒成長、および（２）複数種類の貴金属を用いている場合における異種貴金属間の固溶、に起因する排ガス浄化性能の低下を防止することが可能である。
【００５５】
また、触媒コンバーター１の担体は、
それぞれ異なる種類の貴金属が担持された複数の担体部材であるＰｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４からなり、
冷却水流通経路５は、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４の境界部に沿って冷却水を流通するものである。
このように構成することにより、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４の境界部の温度の上昇を防止することが可能である。結果として、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４の間における貴金属（プラチナおよびロジウム）の移動を抑制し、異種貴金属用の担体上における粒成長および異種貴金属間の固溶に起因する排ガス浄化性能の低下を効果的に防止することが可能である。
【００５６】
なお、本実施例ではＰｔ担体部材３とＲｈ担体部材４との境界部に沿って冷却水を流通する構成としたが、本発明に係る排ガス浄化装置はこれに限定されず、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４の周囲全体を冷却する構成としても良い。
この場合、異なる担体部材間の貴金属の移動に伴う粒成長（粒成長の抑制効果が小さい異種貴金属用の担体に移動したことに起因する粒成長）および異種貴金属の固溶による排ガス浄化性能の低下を防止するだけでなく、元の担体に担持された状態での粒成長に起因する排ガス浄化性能の低下をも防止することが可能である。
【００５７】
本実施例では図２に示す如く冷却水流通経路５とＰｔ担体部材３とが重複する部分と、冷却水流通経路５とＲｈ担体部材４とが重複する部分とがほぼ同面積であるが、実験結果より担体の温度が９００℃程度のときの貴金属の移動に関してはプラチナよりもロジウムの方が顕著であることから、冷却水流通経路５とＰｔ担体部材３とが重複する部分よりも冷却水流通経路５とＲｈ担体部材４とが重複する部分の面積を大きくすることにより、複数の担体部材間における貴金属の移動をより効果的に抑制することが可能である。
【００５８】
また、本実施例では担体が二つの担体部材（Ｐｔ担体部材３とＲｈ担体部材４）からなる構成としたが、例えば担体を四つの担体部材からなる構成とし、排気経路の上流側から順にプラチナが担持された担体部材、ロジウムが担持された担体部材、プラチナが担持された担体部材、ロジウムが担持された担体部材を直列的に配置する構成としても良い。すなわち、複数の担体部材の数と貴金属の種類の数とは同数でなくとも良い。
【００５９】
また、触媒コンバーター１の複数の担体部材は、
Ｐｔが担持されたＰｔ担体部材３と、
Ｒｈが担持され、Ｐｔ担体部材３よりも排ガスの排気経路において下流側に配置されたＲｈ担体部材４と、
からなるものである。
このように構成することにより、Ｐｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４の間における貴金属（プラチナおよびロジウム）の移動を抑制し、異種貴金属用の担体上における粒成長および異種貴金属間の固溶に起因する排ガス浄化性能の低下を効果的に防止することが可能である。
【００６０】
また、触媒コンバーター１は、
排ガスの温度またはＰｔ担体部材３およびＲｈ担体部材４の温度が所定の温度以上（本実施例では８００℃以上）になった場合に冷却水流通経路５に冷却水を流通するものである。
このように構成することにより、担体の温度を担持された貴金属の移動が抑制される範囲に保持することが可能であり、排ガス浄化性能の低下を効果的に防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る排ガス浄化装置の実施の一形態が適用されるエンジンの全体模式図。
【図２】本発明に係る排ガス浄化装置の実施の一形態を示す断面図。
【図３】本発明に係る排ガス浄化装置の実施の一形態および従来の排ガス浄化装置の排ガス浄化性能の評価試験の結果を示す図。
【図４】同じく本発明に係る排ガス浄化装置の実施の一形態および従来の排ガス浄化装置の排ガス浄化性能の評価試験の結果を示す図。
【符号の説明】
【００６２】
１    触媒コンバーター（排ガス浄化装置）
３    Ｐｔ担体部材（第一の担体部材）
４    Ｒｈ担体部材（第二の担体部材）
５    冷却水流通経路
【図１】
2007332830.tif 000003
【図２】
2007332830.tif 000004
【図３】
2007332830.tif 000005
【図４】
2007332830.tif 000006