(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に略平行に延びる複数のセルを有するハニカム形状の担体基材が排ガス流路に直列に複数個列設された排ガス浄化装置であって、
複数個の該担体基材のうち少なくとも二つの該担体基材は、下流側端部が目封じされてなる入口側のセルと該入口側のセルに隣接しセルの上流側端部が目封じされてなる出口側のセルを含んでなるウォールフロー部と、目封じされていないセルを含んでなるストレートフロー部と、を有し、
該ウォールフロー部と該ストレートフロー部とを有する少なくとも二つの該担体基材は互いに隣接して直列に配置され、一方の該担体基材の該ウォールフロー部には他方の該担体基材の該ストレートフロー部が対向し、一方の該担体基材の該ストレートフロー部には他方の該担体基材の該ウォールフロー部が対向し、
該ウォールフロー部と該ストレートフロー部とを有する少なくとも二つの該担体基材のうち少なくとも最上流にある該担体基材には、該セルどうしを区画するセル隔壁に触媒金属を含む触媒コート層が形成され、該ストレートフロー部の該触媒コート層の厚さが該ウォールフロー部の該触媒コート層の厚さより厚いことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項２】
少なくとも下流側の前記担体基材の前記ストレートフロー部の前記触媒コート層にはNOx 吸蔵材を含む請求項１に記載の排ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジンからの排ガス中に含まれるパティキュレート（粒子状物質：炭素微粒子、サルフェート等の硫黄系微粒子、高分子量炭化水素微粒子等、以下ＰＭと略称する）を捕集して燃焼除去するとともに、排ガス中のNOx も効率よく浄化できる排ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジンについては、排ガスの厳しい規制とそれに対処できる技術の進歩とにより、排ガス中の有害成分は確実に減少されてきている。しかし、ディーゼルエンジンについては、有害成分がＰＭとして排出されるという特異な事情から、規制も技術の進歩もガソリンエンジンに比べて遅れている。
【０００３】
現在までに開発されているディーゼルエンジン用排ガス浄化装置としては、大きく分けてトラップ型の排ガス浄化装置と、オープン型の排ガス浄化装置とが知られている。このうちトラップ型の排ガス浄化装置としては、セラミック製の目封じタイプのハニカム体（ディーゼルＰＭフィルタ（以下ＤＰＦという））が知られている。このＤＰＦは、セラミックハニカム構造体の入口側のセルの下流側端部が市松状に目封じされ隣接する出口側のセルの上流側端部が市松状に目封じされてなるものであり、セル隔壁の細孔で排ガスを濾過してセル隔壁にＰＭを捕集することで排出を抑制するいわゆるウォールフロー型のものである。
【０００４】
しかしＤＰＦでは、ＰＭの堆積によって圧損が上昇するため、何らかの手段で堆積したＰＭを定期的に除去して再生する必要がある。そこで従来は、圧損が上昇した場合にバーナあるいは電気ヒータ等で堆積したＰＭを燃焼させることでＤＰＦを再生することが行われている。しかしながらこの場合には、ＰＭの堆積量が多いほど燃焼時の温度が上昇し、それによる熱応力でＤＰＦが破損する場合もある。
【０００５】
そこで近年では、ＤＰＦのセル隔壁にアルミナなどからコート層を形成し、そのコート層に白金族貴金属などの触媒金属を担持した連続再生式ＤＰＦが開発されている。この連続再生式ＤＰＦによれば、セル隔壁の細孔中に捕集されたＰＭが触媒金属の触媒反応によって酸化燃焼するため、捕集と同時にあるいは捕集に連続して燃焼させることでＤＰＦを再生することができる。そして触媒反応は比較的低温で生じること、及び捕集量が少ないうちに燃焼できることから、ＤＰＦに作用する熱応力が小さく破損が防止されるという利点がある。
【０００６】
このような連続再生式ＤＰＦとして、例えば特開平9-220423号公報には、セル隔壁の気孔率が40〜65％で、平均細孔径が５〜35μｍであり、コート層を構成する多孔質酸化物はセル隔壁の平均細孔径より小さい粒径のものが90wt％以上を占めている構成のものが開示されている。このような高比表面積の多孔質酸化物をコートすることにより、セル隔壁の表面だけでなく細孔の内部表面にまでコート層を形成することができる。またコート量を一定とすればコート層の厚さを薄くすることができるので、圧損の増大を抑制することができる。
【０００７】
そしてセル隔壁の細孔内にＰＭが捕集される状況では、ＰＭと触媒金属との接触確率が高く、かつ保温性が高いのでＰＭの酸化反応が円滑に進行する。またＰＭの捕集に伴って圧損が敏感に増大するため、圧損を検知することでＰＭの堆積量を推定することができる。したがって圧損が基準値を超えた場合に高温の排ガスを流すなどの再生処理を行うことで、基準量以内の堆積量でＰＭを燃焼することができ、燃焼時に連続再生式ＤＰＦが高温となることを防止することができる。
【０００８】
しかしＰＭの堆積状況によっては、堆積量が増しても圧損が敏感に増大しない場合があり、また再生処理が不十分の場合には、ＰＭの異常堆積が起こり得る。またアッシュの堆積によりＰＭ連続再生性が低下する場合もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、ＰＭの捕集率の低下を抑制しつつ、ＰＭのウォールフロー部への異常に多量の堆積や、それによる担体基材の溶損を回避することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する本発明の排ガス浄化装置の特徴は、軸方向に略平行に延びる複数のセルを有するハニカム形状の担体基材が排ガス流路に直列に複数個列設された排ガス浄化装置であって、複数個の担体基材のうち少なくとも二つの担体基材は、下流側端部が目封じされてなる入口側のセルと入口側のセルに隣接しセルの上流側端部が目封じされてなる出口側のセルを含んでなるウォールフロー部と、目封じされていないセルを含んでなるストレートフロー部と、を有し、
ウォールフロー部とストレートフロー部とを有する少なくとも二つの担体基材は互いに隣接して直列に配置され、一方の担体基材のウォールフロー部には他方の担体基材のストレートフロー部が対向し、一方の担体基材のストレートフロー部には他方の担体基材のウォールフロー部が対向し、
ウォールフロー部とストレートフロー部とを有する少なくとも二つの担体基材のうち最上流にある担体基材には、セルどうしを区画するセル隔壁に触媒金属を含む触媒コート層が形成され、ストレートフロー部の触媒コート層の厚さがウォールフロー部の触媒コート層の厚さより厚いことにある。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の排ガス浄化装置では、少なくとも二つの担体基材は、ウォールフロー部と、セルの両端が目封じされていないストレートフロー部とを有している。ウォールフロー部とは、入口側のセルの下流側端部が目封じされ隣接する出口側のセルの上流側端部が目封じされた、従来のウォールフロー型のＤＰＦと同様の構造の部位をいう。またストレートフロー部とは、セルが目封じされていない従来のストレートフロー型のハニカム基材と同様の構造の部位をいう。
【００１５】
したがって本発明の排ガス浄化装置によれば、ウォールフロー部でＰＭを捕集することができる。そしてストレートフロー部の存在により、圧損を低く抑制することができる。さらに少なくとも一つの担体基材にはセルどうしを区画するセル隔壁に触媒金属を含む触媒コート層が形成されているので、HC及びCOを酸化浄化することができる。そして触媒コート層にNOx 吸蔵材をさらに担持すれば、NOx 吸蔵放出能の発現によりNOx を還元浄化することも可能である。また触媒コート層が形成された担体基材を最上流に設置すると、触媒の反応熱を触媒装置全体に効果的に伝えることができ、また排ガス中のNOを上流でNO2 に酸化して、このNO2 により下流で捕集したＰＭを酸化できるので好ましい。
【００１６】
またストレートフロー部の存在により、ＰＭやアッシュの異常堆積によるエンジンへの影響を回避することができる。そしてストレートフロー部の触媒コート層を厚く形成しても圧損には影響が小さい。したがってストレートフロー部の触媒コート層を厚くすることにより、触媒金属及びNOx 吸蔵材を低い担持密度でかつ十分な量で担持することができる。これにより触媒性能が向上し、かつ触媒性能の劣化を抑制することができる。
【００１７】
例えば図５には、触媒コート層を各種厚さで形成した場合のガス流量と圧損の関係を示している。図５より明らかなように、ウォールフロー部の圧損と同等以下とするにはストレートフロー部の触媒コート層を 0.5mm以下とすればよいことがわかる。つまり、ストレートフロー部に従来のコート層の厚さである 0.3mm以上に触媒コート層を形成しても、圧損の上昇を小さくすることができる。
【００１８】
また図６にはPtとNOx 吸蔵材を担持した触媒コート層のコート量と耐久試験後のNOx 吸蔵量との関係を示している。NOx 吸蔵材の担持量は同一である。図６からわかるように、コート量が増すほどNOx 吸蔵量が増大しており、NOx 吸蔵材の量は同一であるので、コート量が増すほど触媒性能の劣化が抑制されていることが明らかである。つまりコート量が多くなるほど担持密度が低くなるため、触媒性能の劣化を抑制することができる。
【００１９】
さらに、上流側の担体基材のストレートフロー部を通過したＰＭは、下流側の担体基材のウォールフロー部で捕集することができるので、全体としてＰＭを十分に捕集することができる。
【００２０】
ウォールフロー部とストレートフロー部とを有する少なくとも二つの担体基材は、互いに隣接して直列に配置され、一方の担体基材のウォールフロー部には他方の担体基材のストレートフロー部が対向し、一方の担体基材のストレートフロー部には他方の担体基材のウォールフロー部が対向していることが望ましい。このように配置することで、ウォールフロー部とストレートフロー部の初期圧損差が大きくストレートフロー部に流れやすい場合はストレートフロー部のコート量によって調整したりすれば、全体としての圧損は径方向各部位で同等となるため、少なくともＰＭの堆積量が少ない場合には、この排ガス浄化装置に流入した排ガスは直進し、上流側及び下流側それぞれの担体基材のウォールフロー部によってＰＭが効率よく捕集される。そしてウォールフロー部でＰＭやアッシュの堆積が進行すると、ウォールフロー部の通過抵抗が増大するため、排ガスは上流側及び下流側の担体基材のストレートフロー部を優先的に流れるようになるので、ＰＭやアッシュの異常堆積によるエンジンへの影響を回避することができる。
【００２１】
そして上流側の担体基材のストレートフロー部を通過したＰＭは、下流側の担体基材のウォールフロー部に流入する確率が高いので、排ガスが上流側の担体基材のストレートフロー部を優先的に流れるようになった際にも、ＰＭの捕集効率の低下が抑制される。また上流側及び下流側の担体基材にともに触媒コート層を形成した場合は、ウォールフロー部から流出する排ガスはＰＭが酸化される一方で、NOが酸化されてNO2 となり、この排ガスが下流側の担体基材のストレートフロー部に流入するので、少なくとも下流側の担体基材のストレートフロー部の触媒コート層にNOx 吸蔵材を担持することが好ましい。
【００２２】
上記のように構成する場合のウォールフロー部とストレートフロー部の配置形態は特に制限されないが、例えば上流側の担体基材の中心部分にウォールフロー部を形成し、その外周にストレートフロー部を形成することができる。そして下流側に隣接する担体基材の中心部分にストレートフロー部を形成し、その外周にウォールフロー部を形成する。また上流側と下流側の担体基材をこの逆に構成してもよいが、排ガスの流速が大きい上流側の担体基材の中心部分にウォールフロー部を形成すれば、ＰＭの捕集効率がより向上する。
【００２３】
また下流側の担体基材のストレートフロー部の断面積を上流側の担体基材のウォールフロー部の断面積より小さくすることも好ましい。このようにすれば、ウォールフロー部でのＰＭ捕集によって圧損が増大した場合などに、上流側の担体基材のストレートフロー部を通過した排ガスが下流側の担体基材のストレートフロー部に流入するのを抑制することができ、ＰＭ捕集率が向上する。
【００２４】
触媒コート層は、ウォールフロー部とストレートフロー部とを有する担体基材に形成することが望ましい。この場合、ストレートフロー部の触媒コート層の厚さは、ウォールフロー部の触媒コート層の厚さより厚くすることが望ましい。ストレートフロー部に触媒コート層を厚く形成しても、圧損に及ぼす影響が小さく、ＰＭの捕集率にも影響がほとんどない。そして触媒コート層を厚く形成することで、触媒金属及びNOx 吸蔵材を多く担持しても担持密度を低くすることができ、触媒金属どうしの粒成長あるいはNOx 吸蔵材が触媒金属を覆うような不具合を防止することができ、ＰＭ浄化率及びNOx 浄化率の耐久性が向上する。
【００２５】
またストレートフロー部の触媒コート層を厚く形成することによって、セル通路をウォールフロー部より狭くして、ウォールフロー部の方が流入抵抗が小さくなるようにすることができ、そうすることによって排ガス流速が小さい低負荷時においても、排ガス流れがストレートフロー部に偏ることなくウォールフロー部にも多く流入するので、ＰＭの捕集率が向上する。
【００２６】
担体基材は、コーディエライトなどの耐熱性セラミックスから製造することができる。例えばコーディエライト粉末を主成分とする粘土状のスラリーを調製し、それを押出成形などで成形し、焼成してハニカム構造体とする。コーディエライト粉末に代えて、アルミナ、マグネシア及びシリカの各粉末をコーディエライト組成となるように配合することもできる。その後ハニカム構造体の一端面のウォールフロー部となる部分のセル開口を同様の粘土状のスラリーなどで目封じし、他端面では一端面で目封じされたセルに隣接するセルのセル開口を目封じする。その後焼成などで目封じ材を固定することで、ウォールフロー部とストレートフロー部をもつ担体基材を製造することができる。
【００２７】
担体基材は、セル隔壁の気孔率が60〜80％であることが望ましく、セル隔壁の平均細孔径が20〜40μｍであることが望ましい。気孔率が60％より低かったり平均細孔径が20μｍより小さいと圧損が増大し、気孔率が80％を超えたり平均細孔径が40μｍより大きくなるとＰＭ捕集率が低下する。
【００２８】
そして担体基材のセル隔壁に細孔を形成するには、上記したスラリー中にカーボン粉末、木粉、澱粉、樹脂粉末などの可燃物粉末などを混合しておき、可燃物粉末が焼成時に消失することで細孔を形成することができる。この細孔によりウォールフロー部における入口側のセルと出口側のセルは互いに連通し、ＰＭは細孔内に捕集されるが気体は入口側セルから出口側セルへと細孔を通過可能となる。
【００２９】
複数個の担体基材の少なくとも一つの担体基材のセル隔壁には、担体となる多孔質酸化物と少なくとも触媒金属を含む触媒コート層が形成されている。多孔質酸化物は、 Al2O3、ZrO2、CeO2、TiO2、SiO2などの酸化物あるいはこれらの複数種からなる複合酸化物から構成することができる。
【００３０】
ウォールフロー部の触媒コート層は、セル隔壁の表面ばかりでなく、細孔内の表面にも形成されていることが望ましい。このように触媒コート層を形成するには、例えば特開平9-220423号公報に記載されているように、セル隔壁の平均細孔径より小さい粒径のものが90重量％以上を占める多孔質酸化物粉末を用いることが好ましい。平均細孔径より大きな粒径のものが10重量％より多くなると、細孔内の表面にコート層を形成することが困難となり、細孔内に進入したＰＭを酸化燃焼することが困難となる。
【００３１】
またウォールフロー部の触媒コート層の形成量は、担体基材のセル径にもよるが、厚さが１〜20μｍの範囲、あるいは担体基材の体積１リットルあたり60〜 200ｇの範囲とすることが好ましい。触媒コート層の形成量がこの範囲より少なくなると、触媒金属が高密度に担持されるため高温に晒されると触媒金属の粒成長が生じて活性が低下する場合がある。また触媒コート層の形成量がこの範囲より多くなると、圧損が増大するとともに、細孔の径及び開口面積が低下してしまう。
【００３２】
触媒コート層を形成するには、多孔質酸化物粉末をアルミナゾルなどのバインダ成分及び水とともにスラリーとし、そのスラリーをセル隔壁に付着させた後に焼成し、その後少なくとも触媒金属を担持すればよい。スラリーをセル隔壁に付着させるには通常の浸漬法を用いることができるが、エアブローあるいは吸引によって細孔内に入ったスラリーの余分なものを除去することが望ましい。
【００３３】
触媒コート層には少なくとも触媒金属が担持されている。この触媒金属としては、触媒反応によってＰＭの酸化を促進するものであれば用いることができるが、Pt、Rh、Pdなどの白金族の貴金属から選ばれた一種又は複数種、Agあるいは卑金属などから選ばれる一種又は複数種を担持することが特に好ましい。触媒金属の担持量は、担体基材１リットルあたり 0.5〜10ｇの範囲とすることが好ましい。担持量がこれより少ないと活性が低すぎて実用的でなく、この範囲より多く担持しても活性が飽和するとともにコストアップとなってしまう。
【００３４】
また触媒金属に加えて、Ba，Ca，Srなどのアルカリ土類金属、Na，Ｋ，Li，Csなどのアルカリ金属、あるいはLa，Nd，Sc，Ｙなどの希土類元素から選ばれるNOx 吸蔵材をさらに担持することが好ましい。NOx 吸蔵材を担持することでNOx 吸蔵放出能が発現され、NOx 浄化能が向上する。このNOx 吸蔵材の担持量は、担体基材１リットルあたり0.01〜２モルの範囲とすることが好ましい。担持量がこれより少ないとNOx 吸蔵放出能が発現されず、これより多く担持するとPtなどの触媒金属を覆って酸化能が低下するようになる。
【００３５】
触媒金属及びNOx 吸蔵材を担持するには、触媒金属又はNOx 吸蔵元素の硝酸塩などを溶解した溶液を用い、吸着担持法、吸水担持法などによって多孔質酸化物層に担持すればよい。また多孔質酸化物粉末に予め触媒金属を担持しておき、その触媒粉末を用いて触媒コート層を形成した後にNOx 吸蔵材を担持することもできる。
【００３６】
例えば２個の担体基材を列設する場合、上流側の担体基材の断面におけるウォールフロー部とストレートフロー部の面積比率は、ウォールフロー部：ストレートフロー部＝１：２〜30：１の範囲とし、下流側の担体基材の断面におけるウォールフロー部とストレートフロー部の面積比率は、ウォールフロー部：ストレートフロー部＝２：１〜１：30の範囲とすることが望ましい。この範囲から外れると、圧損とＰＭ捕集率とのバランスが崩れるため好ましくない。
【００３７】
複数の担体基材を列設する場合、担体基材どうしの間隔は断面の長径（直径）の１／ 100〜１／２の範囲とするのが好ましい。間隔がこれより広くなると、互いのストレートフロー部を流れる排ガス量が多くなるためＰＭ捕集率が低下する。また間隔がこれより狭くなると、圧損が増大する、又はＰＭが異常堆積する場合がある。
【００３８】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
【００３９】
（参考例１）
図１に本参考例の排ガス浄化装置を示す。この排ガス浄化装置は、上流側触媒１と下流側触媒２とからなり、排ガス流路に互いに10mmの間隔を隔てて直列に列設されている。上流側触媒１及び下流側触媒２は、それぞれ直径 130mm，長さ 150mmで体積が約２Ｌの円柱状をなし、断面四角形のセルが 300セル／inch2 形成されている。また気孔率は65％、セル隔壁の平均細孔径は25μｍであって、コージェライトから形成されている。
【００４０】
上流側触媒１では、軸心部の直径80mmの部分にウォールフロー部10が形成され、その外周部にストレートフロー部11が形成されている。また下流側触媒２では、軸心部の直径80mmの部分にストレートフロー部20が形成され、その外周部にウォールフロー部21が形成されている。ウォールフロー部10，21は、コーディエライト粉末を主成分とする粘土状スラリーを用い、排ガスの流入側のセル開口を１マスおきに市松状に目封じし、流出側においては流入側で目封じされていないセルのセル開口を市松状に目封じして、その後に焼成することで形成されている。
【００４１】
上流側触媒１及び下流側触媒２のセル隔壁には、全面に図示しない触媒コート層が形成されている。この触媒コート層は、平均粒径１μｍの Al2O3粉末48重量％、平均粒径 0.5μｍのTiO2粉末40重量％及び平均粒径 0.5μｍのZrO2粉末10重量％と、アルミナゾル（ Al2O3が20重量％）10重量％を含むスラリーを調製し、上記のウォールフロー部及びストレートフロー部が形成されたそれぞれの担体基材を浸漬後引き上げ、吸引して余分なスラリーを除去した後、 120℃で乾燥し 500℃で60分間焼成して触媒コート層を形成した。スラリーの平均粒径は１μｍと微細であるため、触媒コート層はセル隔壁の細孔内にも形成され、それぞれの担体基材の体積１リットルあたり 150ｇ形成された。
【００４２】
そして所定濃度のジニトロジアンミン白金水溶液の所定量をコート層に吸水させ、 120℃で乾燥後 500℃で60分間焼成してPtを担持した。Ptはそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり３ｇ担持された。次いで硝酸リチウム水溶液、硝酸カリウム水溶液及び酢酸バリウム水溶液を用い、同様にしてそれぞれの担体基材の体積１リットルあたりLiを 0.2モル、Ｋを0.05モル、Baを 0.1モル担持した。
【００４３】
この排ガス浄化装置では、排ガスは先ず上流側触媒１に流入し、初期にはウォールフロー部10及びストレートフロー部11をほぼ同様に流れて下流側端面から排出される。ウォールフロー部10では、セル隔壁の細孔中にＰＭが捕集され、触媒コート層に担持されているPtによって連続的に酸化燃焼される。また排ガス中のHC及びCOもPtによって酸化除去され、NOはNOx となってNOx 吸蔵材に吸蔵される。そしてストレートフロー部11では、排ガス中のHC，COが酸化され、NOが酸化されNOx となってNOx 吸蔵材に吸蔵される。
【００４４】
ウォールフロー部10を通過した排ガスは、対向している下流側触媒２の軸心部のストレートフロー部20に優先的に流入し、Ptによって残りのHC，COが酸化されるとともにNOはNOx となってNOx 吸蔵材に吸蔵される。またストレートフロー部11から出た排ガスは、対向している下流側触媒２のウォールフロー部21に優先的に流入し、ＰＭが捕集されるとともにPtによって残りのHC，COが酸化されNOx がNOx 吸蔵材に吸蔵される。
【００４５】
そして定期的に軽油などの還元剤を排ガス中に添加することによって、NOx 吸蔵材に吸蔵されたNOx が放出され、放出されたNOx 及び排ガス中に元々存在するNOx は、環境に豊富に存在するHC及びCOなどの還元成分によって還元除去される。
【００４６】
またウォールフロー部10，21に堆積したＰＭ及びアッシュの堆積量は、圧損の上昇量の検知、流入したＰＭ量の推定などによって判定できる。したがって堆積量が上限値となった場合にエンジン制御、還元剤添加などを行うことで、ウォールフロー部10，21の捕集能を再生することができ圧損を低下させることができる。
【００４７】
したがって本参考例の排ガス浄化装置によれば、ストレートフロー部11，20によって圧損の増大及びウォールフロー部でのＰＭの異常堆積を防止でき、ウォールフロー部10，21によってＰＭを捕集できる。そしてコート層にはPt及びNOx 吸蔵材が担持されているため、排ガス中のＰＭ，HC，CO及びNOx を効率よく除去することができる。
【００４８】
（実施例１）
本実施例の排ガス浄化装置は、ストレートフロー部11，20の触媒コート層のコート量をそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり 250ｇとしたこと以外は参考例１と同様の構成であるため、図１を参照しながら説明する。この排ガス浄化装置では、ウォールフロー部10，21の触媒コート層のコート量はそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり 150ｇであるので、ストレートフロー部11，20の触媒コート層はウォールフロー部10，21より厚くなっている。各触媒コート層に担持されているPt及びNOx 吸蔵材の担持量は、参考例１と同様である。
【００４９】
したがって本実施例の排ガス浄化装置では、ストレートフロー部11，20の触媒コート層におけるPt及びNOx 吸蔵材の担持密度がウォールフロー部10，21の触媒コート層に比べて低密度となっている。そのためPtの粒成長あるいはNOx 吸蔵材がPtを覆うことによる触媒性能の劣化を抑制することができ、HC，CO及びNOx の浄化性能の耐久性が向上する。
【００５０】
またストレートフロー部11，20の触媒コート層を厚くしただけであるので、ウォールフロー部10，21によるＰＭ捕集能には影響がなく、圧損の増大もほとんどない。そして上流側触媒１においては、ストレートフロー部11のセルがウォールフロー部10より狭くなるために、排ガスがウォールフロー部10に進入しやすくなる。したがってガス流速が小さな低負荷時においても、ウォールフロー部10によるＰＭ捕集効率が向上する。
【００５１】
（実施例２）
図２に本実施例の排ガス浄化装置を示す。この排ガス浄化装置は、ストレートフロー部11，20の触媒コート層のコート量をそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり 250ｇとしたこと、及び外周から数セル分の最外周部12，22の触媒コート層のコート量をそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり 350ｇとしたこと以外は参考例１と同様の構成である。
【００５２】
この排ガス浄化装置では、ウォールフロー部10，21の触媒コート層のコート量はそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり 150ｇであるので、ストレートフロー部11，20の触媒コート層はウォールフロー部10，21より厚くなっており、最外周部12，22の触媒コート層はさらに厚くなっている。各触媒コート層に担持されているPt及びNOx 吸蔵材の担持量は、参考例１と同様である。
【００５３】
したがって本実施例の排ガス浄化装置では、実施例１と同様の作用効果が奏される。そして触媒コート層のコート量が多いため、最外周部12，22は熱容量が増大するとともに排ガスの流入量が低下する。これにより保温効果が高まるため、外気に近く温度が下がりやすい最外周部12，22におけるＰＭの燃焼効率が向上し、燃え残りを抑制することができる。
【００５４】
（実施例３）
図３に本実施例の排ガス浄化装置を示す。この排ガス浄化装置は、上流側触媒１の軸心部の直径 100mmの部分にウォールフロー部10が形成され、その断面積が対向する下流側触媒２のストレートフロー部20の断面積（直径80mm）より大きくなっていること、及びストレートフロー部11，20の触媒コート層のコート量をそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり 250ｇとしたこと以外は参考例１と同様の構成である。
【００５５】
したがって本実施例の排ガス浄化装置では、実施例１と同様の作用効果が奏される。また上流側触媒１のウォールフロー部10にＰＭが堆積して圧損が上昇した場合には、ストレートフロー部11を通過したガスは下流側触媒２のストレートフロー部20に流入しやすくなり、そうなるとウォールフロー部21におけるＰＭ捕集率が低下してしまう。しかし本実施例では、上流側触媒１のウォールフロー部10と下流側触媒２のウォールフロー部21とが一部重複しているので、ストレートフロー部11を通過したガスがストレートフロー部20に流入しにくくなり、ウォールフロー部21のＰＭ捕集率が低下するのが防止されている。
【００５６】
（実施例４）
図４に本実施例の排ガス浄化装置を示す。この排ガス浄化装置は、上流側触媒１の軸心部の直径80mmの部分にストレートフロー部13が形成され、その外周部にウォールフロー部14が形成されている。また下流側触媒２の直径80mmの部分にウォールフロー部23が形成され、その外周部にストレートフロー部24が形成されている。さらにストレートフロー部13，24の触媒コート層のコート量をそれぞれの担体基材の体積１リットルあたり 250ｇとしたこと以外は参考例１と同様の構成である。
【００５７】
この排ガス浄化装置によれば、参考例１と同様の作用効果が奏されるとともに、ストレートフロー部13，24の触媒コート層におけるPt及びNOx 吸蔵材の担持密度がウォールフロー部14，23の触媒コート層に比べて低密度となっている。そのためPtの粒成長あるいはNOx 吸蔵材がPtを覆うことによる触媒性能の劣化を抑制することができ、耐久性が向上する。
【００５８】
またストレートフロー部13，24の触媒コート層を厚くしただけであるので、ウォールフロー部14，23によるＰＭ捕集能には影響がなく、圧損の増大もほとんどない。そして上流側触媒１においては、ストレートフロー部13のセルがウォールフロー部14より狭くなるために、排ガスがウォールフロー部14に進入しやすくなる。したがってガス流速が小さな低負荷時においても、ウォールフロー部14によるＰＭ捕集効率が向上する。
【００５９】
【発明の効果】
すなわち本発明の排ガス浄化装置によれば、ＰＭの捕集率の低下を抑制しつつ、ウォールフロー部のセル壁へＰＭが異常に多量に堆積することを回避することができ、それによって再生時に担体基材が溶損するのを回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一参考例の排ガス浄化装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図２】本発明の第２の実施例の排ガス浄化装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図３】本発明の第３の実施例の排ガス浄化装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図４】本発明の第４の実施例の排ガス浄化装置の構成を模式的に示す斜視図である。
【図５】各種コート量におけるガス流量と圧損との関係を示すグラフである。
【図６】コート量と耐久後のNOｘ 吸蔵量との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１：上流側触媒                ２：下流側触媒
10，21：ウォールフロー部      11，20：ストレートフロー部
【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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