(57)【要約】  【課題】いたずらに触媒金属の量を増加させることなく、より長期間にわたって排気浄化性能を確保できるようにする。  【解決手段】両端に開口する排気流路を有する担体３と、前記担体３に担持される排気浄化用の触媒とを具備する排気浄化装置１において、前記担体３の上流側の端部に触媒が担持されていないか触媒の担持量が他の領域よりも少ない触媒非担持領域３ａを備えるようにする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端に開口する排気流路を有する担体と、前記担体に担持される排気浄化用の触媒とを具備する排気浄化装置において、
前記担体の上流側の端部に触媒が担持されていないか触媒の担持量が他の領域よりも少ない触媒非担持領域を有することを特徴とする排気浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関等の排気通路上に設けられる排気浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両に搭載される内燃機関から排出される排気を浄化するための排気浄化装置として、セラミック製あるいは金属製のハニカム体に活性アルミナ等の担持層を形成し、その担持層に白金やロジウム等の触媒金属を担持させたものが多く用いられている（例えば、特許文献１を参照）。
【０００３】
排気浄化装置においては、触媒の熱劣化とともに、潤滑油や燃料に由来するリン、カルシウム、亜鉛、硫黄等が触媒を覆ってこれを被毒させる現象が発生する。触媒の被毒による失活が生じた後も排気浄化性能を確保するためには、予め触媒金属をより多く担持させておくことが求められる。しかし、貴金属である触媒材料を多く使用することは、製造コストの騰貴に直結する。無論、失活した触媒材料は無駄になってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明、いたずらに触媒金属の量を増加させることなく、より長期間にわたって排気浄化性能を確保できるようにすることを所期の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る排気浄化装置は、両端に開口する排気流路を有する担体と、前記担体に担持される排気浄化用の触媒とを具備し、前記担体の上流側の端部に触媒が担持されていないか触媒の担持量が他の領域よりも少ない触媒非担持領域を有する。
【０００７】
本発明の発明者は、触媒の被毒による排気浄化性能の劣化を抑制するという要望に応えるべく鋭意研究を進め、その結果、触媒の被毒が上流側端部において集中的に起こりやすいことを見出した。本発明は、この知見に基づいてなされたものであり、触媒が被毒しやすい上流側端部を触媒非担持領域として触媒の被毒を可及的に回避し、触媒金属の使用量の増大を抑えながらより長期間にわたり排気浄化性能の維持を図る。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、いたずらに触媒金属の量を増加させることなく、より長期間にわたって排気浄化性能を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態に係る排気浄化装置を示す中央縦断面図。
【図２】同実施形態に係る排気浄化装置を示す全体斜視図。
【図３】同実施形態に係る触媒非担持領域の模式図。
【図４】同実施形態に係る触媒担持領域の模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の一実施形態を、図面を参照して説明する。図１に、本実施形態の排気浄化装置１を示す。本実施形態の排気浄化装置１は、排気通路上、より具体的には排気管２内に設けられ、排気浄化用の触媒を担持する担体３と、この担体３と排気管２との間に設けられ前記担体３を保持する触媒保持体４とを具備する。
【００１１】
前記担体３は、既知の排気浄化装置と同様に構成することができる。即ち、担体３は、耐熱性を有するコージェライト等のセラミックの一体成形品である。図２に示すように、担体３は、円柱状の外形をなしており、その内部に多数の壁を格子状に張り巡らせることで、上流側から下流側に向けて延伸するとともに両端に開口する排気流路である多数のセルを形成してある。
【００１２】
前記触媒保持体４は、担体３の排気管２に対する揺動や振動を防止するために設けられており、セラミックファイバやアルミナ等の無機繊維を素材としたマットを主体として形成されている。この触媒保持体４は、担体３をくるむような円筒状をなす。
【００１３】
本実施形態では、図１に示すように、前記担体３の上流側の端部、より具体的には前記担体３の上流側の端から３０ｍｍまでの領域に触媒金属が担持されていない触媒非担持領域３ａを設定している。前記図１においては、この触媒非担持領域３ａに網点を付して示している。一方、前記担体３の他の領域は、触媒金属が担持されている触媒担持領域３ｂとしている。
【００１４】
より具体的には、触媒担持領域３ｂにおいては、図４に模式的に示すように、担体３の内周面、より厳密には前記セルの内周面に隣接させて第１の触媒金属を含む下担持層６を形成し、この下担持層６の外側に第２の触媒金属を含む上担持層５を形成している。
【００１５】
一方、触媒非担持領域３ａにおいては、図３に模式的に示すように、担体３の内周面すなわちセルの内周面に、触媒金属を含まない無触媒コーティング層７を形成し、この無触媒コーティング層７が排気流路に露出するようにしている。
【００１６】
ここで、図示しない内燃機関からの排気がこの排気浄化装置１に達すると、排気は触媒非担持領域３ａを経て触媒担持領域３ｂに達する。触媒非担持領域３ａにおいては、潤滑油や燃料に由来するリン、カルシウム、亜鉛、硫黄等といった触媒被毒の原因となる物質の一部が無触媒コーティング層７に付着する。しかし、この触媒非担持領域３ａの無触媒コーティング層７に触媒金属は含まれていないので、触媒の被毒は発生しない。一方、触媒担持領域３ｂにおいては、排気が上担持層５及び下担持層６中の触媒を加熱し、この触媒により排気中の一酸化炭素や炭化水素が酸化される反応、及び窒素酸化物が還元される反応が促進される。
【００１７】
すなわち本実施形態の構成によれば、触媒が被毒しやすい上流側端部を触媒非担持領域３ａとしているので、触媒被毒の原因となる物質の一部がこの触媒非担持領域３ａに付着して排気中から除去され、従って、触媒の被毒を可及的に回避することができる。加えて、触媒を担体３の内周の全体にわたって均一に担持させる態様と比較して、同じ触媒の使用量において触媒担持領域３ｂに担持させる単位体積当たりの触媒の量を増やすことができる。以上のことから、触媒金属として用いられる貴金属の使用量の増大を抑えつつ、より長期間にわたり排気浄化性能の維持を図ることができる。
【００１８】
なお、本発明は以上に述べた実施形態に限らない。
【００１９】
例えば、上述した実施形態では、触媒非担持領域３ａに触媒金属が含まれないコーティング層７のみを形成するようにしているが、例えば、触媒非担持領域３ａにおいても第１の触媒金属を含む下担持層６を形成しつつ、この下担持層６の外側で排気流路に露出する箇所に触媒金属が含まれない無触媒コーティング層７を形成することにより、触媒非担持領域３ａにおいて触媒層６に含まれる単位体積当たりの触媒金属の量を触媒担持領域３ｂよりも少なくする態様や、触媒非担持領域３ａにおいては担体３自体が排気流路に露出する態様等、他の態様を採用してもよい。また、触媒を担持するための構造に、上述した実施形態に係るもの以外を採用してももちろんよい。
【００２０】
また、触媒非担持領域は、上述した実施形態において採用した、担体の上流側の端から３０ｍｍまでの領域に限らず、任意に設定してよい。但し、触媒非担持領域の下流側の端が担体の上流側の端から１０〜３０ｍｍの範囲であればより望ましい。
【００２１】
そして、担体と排気管との間に設けられる触媒保持体の材質、形状等は任意に設定してよく、このような触媒保持体を省略してももちろんよい。
【００２２】
その他、本発明の趣旨を損ねない範囲で種々に変更してよい。
【符号の説明】
【００２３】
１…排気浄化装置
３…担体
３ａ…触媒非担持領域
５…触媒（上担持層）
６…触媒（下担持層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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