JP2000337138A - 接触コンバーター - Google Patents
接触コンバーターInfo
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- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/28—Construction of catalytic reactors
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- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】同一量の貴金属で接触コンバーターの転化率を
改善するか、又は同一の転化率で貴金属の使用量を減少
させることを目的とする。 【解決手段】接触コンバーターはハウジングを有し、こ
の内部に触媒的に活性な貴金属で被覆される3枚の基板
が、排気ガスの流れ方向に見た場合、連続して配列され
る。第１及び第3の触媒基板の間に設けられる第２の触
媒基板が上記第１及び第３基板よりも少量の触媒的に活
性な貴金属で被覆される。
改善するか、又は同一の転化率で貴金属の使用量を減少
させることを目的とする。 【解決手段】接触コンバーターはハウジングを有し、こ
の内部に触媒的に活性な貴金属で被覆される3枚の基板
が、排気ガスの流れ方向に見た場合、連続して配列され
る。第１及び第3の触媒基板の間に設けられる第２の触
媒基板が上記第１及び第３基板よりも少量の触媒的に活
性な貴金属で被覆される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関、特にデ
ィーゼル内燃機関の排気ガス装置用の接触コンバーター
であって、上記内燃機関に接続するための入口が形成さ
れまた出口が形成されているハウジングを含み、そして
触媒的に活性な貴金属で被覆される第１及び第２の基板
を含み、上記基板は排気ガスの流れ方向に見た場合、ハ
ウジング内に連続して配列され、上記第１の基板は上記
入口の近傍に配列される接触コンバーターに関する。
ィーゼル内燃機関の排気ガス装置用の接触コンバーター
であって、上記内燃機関に接続するための入口が形成さ
れまた出口が形成されているハウジングを含み、そして
触媒的に活性な貴金属で被覆される第１及び第２の基板
を含み、上記基板は排気ガスの流れ方向に見た場合、ハ
ウジング内に連続して配列され、上記第１の基板は上記
入口の近傍に配列される接触コンバーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気ガス装置用の上述した種
類の接触コンバーターが知られている。この公知のコン
バーターにおいて、第１基板による酸化を通じて、排気
ガス中に含まれる一酸化炭素は二酸化炭素に、また排気
ガス中に含まれる炭化水素は二酸化炭素と水にそれぞれ
変換される。触媒的に活性な貴金属で被覆される第2基
板は窒素酸化物をこの窒素酸化物の還元を通じて窒素及
び二酸化炭素に変換する。
類の接触コンバーターが知られている。この公知のコン
バーターにおいて、第１基板による酸化を通じて、排気
ガス中に含まれる一酸化炭素は二酸化炭素に、また排気
ガス中に含まれる炭化水素は二酸化炭素と水にそれぞれ
変換される。触媒的に活性な貴金属で被覆される第2基
板は窒素酸化物をこの窒素酸化物の還元を通じて窒素及
び二酸化炭素に変換する。
【０００３】排気ガス中の汚染物質を法律の規制に基く
最大許容の汚染物質量よりも少なくするために、上記コ
ンバーターは内燃機関の性能に調和させられる。そのた
め、触媒的に活性な貴金属及び/又はコンバーター容積
の合計比率はコンバーターが十分に高い転化率を有する
ために相応して調和される。これに関して、用語の転化
率はコンバーターを流れる前の排気ガス中の汚染物質の
量と、コンバーターを流れる前の排気ガス中の汚染物質
の量に関してコンバーターを流れた後の汚染物質の量と
の差として理解されるであろう。
最大許容の汚染物質量よりも少なくするために、上記コ
ンバーターは内燃機関の性能に調和させられる。そのた
め、触媒的に活性な貴金属及び/又はコンバーター容積
の合計比率はコンバーターが十分に高い転化率を有する
ために相応して調和される。これに関して、用語の転化
率はコンバーターを流れる前の排気ガス中の汚染物質の
量と、コンバーターを流れる前の排気ガス中の汚染物質
の量に関してコンバーターを流れた後の汚染物質の量と
の差として理解されるであろう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は同一量
の貴金属でコンバーターの転化率を改善するか、又は同
一の転化率で貴金属の使用量を減少させるかの方法で上
述した種類の接触コンバーターを発展させることであ
る。
の貴金属でコンバーターの転化率を改善するか、又は同
一の転化率で貴金属の使用量を減少させるかの方法で上
述した種類の接触コンバーターを発展させることであ
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は特許請求の範囲
の請求項1に従う特徴を有する接触コンバーターによっ
て上記目的を達成する。この接触コンバーターは特に排
気ガスの流れ方向に見た場合、少なくとも一つの触媒的
に活性な貴金属で被覆される第３の基板が上記ハウジン
グ内の上記出口の近傍の上記第２基板の後に配列され、
上記第２基板が上記第１又は第３基板よりも少量の触媒
的に活性な貴金属で被覆されるようにして上記目的を達
成する。
の請求項1に従う特徴を有する接触コンバーターによっ
て上記目的を達成する。この接触コンバーターは特に排
気ガスの流れ方向に見た場合、少なくとも一つの触媒的
に活性な貴金属で被覆される第３の基板が上記ハウジン
グ内の上記出口の近傍の上記第２基板の後に配列され、
上記第２基板が上記第１又は第３基板よりも少量の触媒
的に活性な貴金属で被覆されるようにして上記目的を達
成する。
【０００６】本発明のコンバーターでは合計3枚の基板
が使用される。第1基板と第3基板の間に配置される第2
基板は上記2つの基板の内の１つよりも少量の触媒的に
活性な貴金属で被覆される。本発明のコンバーターによ
れば、所定の容量に関して同一の合計量の触媒的に活性
な貴金属が被覆されている従来の接触コンバーターと比
較して、より高い転化率が同一量の貴金属で達成され
る。更に本発明によれば、転化率を同じに維持しながら
触媒的に活性な貴金属の量を低減できる。この場合、そ
れぞれの基板の改良された効率により、転化率を同じに
維持しながらコンバーターの容積も低減できる。本発明
のコンバーターがディーゼル内燃機関に用いられた場
合、このコンバーターは同時に煤フィルターとして作用
する。この場合、本発明のコンバーターの転化率は相応
の性能を有する公知のコンバーターの転化率と比較して
煤の粒子の転換においても改善される。
が使用される。第1基板と第3基板の間に配置される第2
基板は上記2つの基板の内の１つよりも少量の触媒的に
活性な貴金属で被覆される。本発明のコンバーターによ
れば、所定の容量に関して同一の合計量の触媒的に活性
な貴金属が被覆されている従来の接触コンバーターと比
較して、より高い転化率が同一量の貴金属で達成され
る。更に本発明によれば、転化率を同じに維持しながら
触媒的に活性な貴金属の量を低減できる。この場合、そ
れぞれの基板の改良された効率により、転化率を同じに
維持しながらコンバーターの容積も低減できる。本発明
のコンバーターがディーゼル内燃機関に用いられた場
合、このコンバーターは同時に煤フィルターとして作用
する。この場合、本発明のコンバーターの転化率は相応
の性能を有する公知のコンバーターの転化率と比較して
煤の粒子の転換においても改善される。
【０００７】本発明の更なる優れた特徴は以下の記述、
添付の図面及び従属請求項に示される。
添付の図面及び従属請求項に示される。
【０００８】第１及び第3の触媒基板の間に設けられる
第２の触媒基板が第１及び第３基板よりも少量の触媒的
に活性な貴金属で被覆される場合、特に有利である。そ
れぞれの基板に被覆される触媒的に活性な貴金属の量を
適正に選定することにより、接触コンバーターに用いら
れる貴金属の合計量をさらに低減させながら、転化率を
均等に高く維持できる。
第２の触媒基板が第１及び第３基板よりも少量の触媒的
に活性な貴金属で被覆される場合、特に有利である。そ
れぞれの基板に被覆される触媒的に活性な貴金属の量を
適正に選定することにより、接触コンバーターに用いら
れる貴金属の合計量をさらに低減させながら、転化率を
均等に高く維持できる。
【０００９】更に、第１及び第３基板の触媒的に活性な
貴金属の量は約1.77ｇ/ｄｍ3〜約5.30ｇ/ｄｍ3（50ｇ/
ｆｔ3〜150ｇ/ｆｔ3）の範囲内にあることが望まれる。
第2基板の触媒的に活性な貴金属の量は好ましくは約0.0
35ｇ/ｄｍ3〜約0.35ｇ/ｄｍ3（1ｇ/ｆｔ3〜10ｇ/ｆ
ｔ3）の範囲内にある。特に良好な試験結果が被覆物の
これらの貴金属量により達成できる。
貴金属の量は約1.77ｇ/ｄｍ3〜約5.30ｇ/ｄｍ3（50ｇ/
ｆｔ3〜150ｇ/ｆｔ3）の範囲内にあることが望まれる。
第2基板の触媒的に活性な貴金属の量は好ましくは約0.0
35ｇ/ｄｍ3〜約0.35ｇ/ｄｍ3（1ｇ/ｆｔ3〜10ｇ/ｆ
ｔ3）の範囲内にある。特に良好な試験結果が被覆物の
これらの貴金属量により達成できる。
【００１０】好ましい態様では、第1基板の容積は基板
全体の容積の20〜50％である。これと比較すると、第2
の触媒物質の容積は基板全体の容積の30〜70％、好まし
くは40％である。第3基板の有効容積は基板全体の容積
の約30〜40％である。３枚の基板の異なる容量を適正に
選定することにより、接触コンバーターを内燃機関の異
なる操作条件に適合させることができる。
全体の容積の20〜50％である。これと比較すると、第2
の触媒物質の容積は基板全体の容積の30〜70％、好まし
くは40％である。第3基板の有効容積は基板全体の容積
の約30〜40％である。３枚の基板の異なる容量を適正に
選定することにより、接触コンバーターを内燃機関の異
なる操作条件に適合させることができる。
【００１１】本発明の接触コンバーターの好ましい態様
において、第１基板及び上記第３基板の触媒的に活性な
貴金属の量は約2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）であるが、
第2基板の触媒的に活性な貴金属の量は約0.35ｇ/ｄｍ3
（10ｇ/ｆｔ3）である。この場合、接触コンバーターの
触媒的に活性な貴金属の平均量は約1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ
/ｆｔ3）に相当する。この態様では、特に炭化水素及び
一酸化炭素の転化における転化率は対応の触媒的活性の
貴金属の平均量を含有する接触コンバーターと比較する
と著しく改善される。
において、第１基板及び上記第３基板の触媒的に活性な
貴金属の量は約2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）であるが、
第2基板の触媒的に活性な貴金属の量は約0.35ｇ/ｄｍ3
（10ｇ/ｆｔ3）である。この場合、接触コンバーターの
触媒的に活性な貴金属の平均量は約1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ
/ｆｔ3）に相当する。この態様では、特に炭化水素及び
一酸化炭素の転化における転化率は対応の触媒的活性の
貴金属の平均量を含有する接触コンバーターと比較する
と著しく改善される。
【００１２】別の態様において、第１基板及び上記第３
基板の触媒的に活性な貴金属の量は約3.53ｇ/ｄｍ3（10
0ｇ/ｆｔ3）であるが、第2基板の触媒的に活性な貴金属
の量は約0.071ｇ/ｄｍ3（2ｇ/ｆｔ3）である。ここで、
同様に、接触コンバーターの触媒的に活性な貴金属の平
均量は約1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）に相当する。この
態様は比較的小さいコンバーター容積を有する窒素酸化
物の転化において比較的高い転化率を有することに特に
特徴づけられる。
基板の触媒的に活性な貴金属の量は約3.53ｇ/ｄｍ3（10
0ｇ/ｆｔ3）であるが、第2基板の触媒的に活性な貴金属
の量は約0.071ｇ/ｄｍ3（2ｇ/ｆｔ3）である。ここで、
同様に、接触コンバーターの触媒的に活性な貴金属の平
均量は約1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）に相当する。この
態様は比較的小さいコンバーター容積を有する窒素酸化
物の転化において比較的高い転化率を有することに特に
特徴づけられる。
【００１３】更に、接触コンバーターのハウジングに、
好ましくは内燃機関の燃焼工程からの追加の炭化水素を
コンバーターのハウジング内に導入できるインプット(i
nput)を形成することが提案される。上記導入された追
加の炭化水素が窒素酸化物と反応して二酸化炭素と窒素
を生成できるため、この追加の炭化水素によりコンバー
ター内の活性窒素還元が可能となる。この追加の炭化水
素を導入するために、好ましくは圧力管路が使用され、
これを通じて内燃機関の排気ガスからの炭化水素又は少
量の燃料がハウジング内に供給されて、コンバーター内
の温度により燃焼し、相応の排気ガスを生成する。
好ましくは内燃機関の燃焼工程からの追加の炭化水素を
コンバーターのハウジング内に導入できるインプット(i
nput)を形成することが提案される。上記導入された追
加の炭化水素が窒素酸化物と反応して二酸化炭素と窒素
を生成できるため、この追加の炭化水素によりコンバー
ター内の活性窒素還元が可能となる。この追加の炭化水
素を導入するために、好ましくは圧力管路が使用され、
これを通じて内燃機関の排気ガスからの炭化水素又は少
量の燃料がハウジング内に供給されて、コンバーター内
の温度により燃焼し、相応の排気ガスを生成する。
【００１４】本発明を以下の２つの態様と図面を参照し
て更に詳細に説明する。図１〜図４に示すエンジン試験
の評価において、本発明のコンバーターの２つの異なる
態様が使用された。この２つの態様は同一に構成されて
いるが、しかし使用される基板挿入物において相違す
る。本発明の接触コンバーターは耐熱性で高品質のスチ
ールから製造され、そして入口及び出口が形成されるハ
ウジングを有する。上記入口は一般に接触コンバーター
が取り付けられた状態において内燃機関の排気ガス装置
の予備マフラーに接続し、これは次いで内燃機関のマニ
ホールドに接続する。接触コンバーターの上記出口は排
気ガス装置の中間マフラーに接続し、これは次いで後マ
フラーに接続する。
て更に詳細に説明する。図１〜図４に示すエンジン試験
の評価において、本発明のコンバーターの２つの異なる
態様が使用された。この２つの態様は同一に構成されて
いるが、しかし使用される基板挿入物において相違す
る。本発明の接触コンバーターは耐熱性で高品質のスチ
ールから製造され、そして入口及び出口が形成されるハ
ウジングを有する。上記入口は一般に接触コンバーター
が取り付けられた状態において内燃機関の排気ガス装置
の予備マフラーに接続し、これは次いで内燃機関のマニ
ホールドに接続する。接触コンバーターの上記出口は排
気ガス装置の中間マフラーに接続し、これは次いで後マ
フラーに接続する。
【００１５】３枚の基板挿入物、いわゆるモノリス、は
金属又はセラミック材料から製造されて上記ハウジング
内に挿入される。通路が各モノリス中に形成され、各モ
ノリスの縦方向に延び、通路の数はｃｍ2当たり約54〜6
2セル（ｉｎ2当たり350〜400セル）である。各通路の内
面は例えば酸化アルミニウム(Al2O3)の中間層で被覆さ
れ、この中間層上にパラジウム、白金、ロジウム、又は
白金類似金属の触媒的に活性な貴金属の層が形成され
る。もちろん、上記触媒的に活性な層は複数の貴金属又
は貴金属合金からも形成できる。また異なる基板挿入物
の貴金属層の組成は変更可能である。
金属又はセラミック材料から製造されて上記ハウジング
内に挿入される。通路が各モノリス中に形成され、各モ
ノリスの縦方向に延び、通路の数はｃｍ2当たり約54〜6
2セル（ｉｎ2当たり350〜400セル）である。各通路の内
面は例えば酸化アルミニウム(Al2O3)の中間層で被覆さ
れ、この中間層上にパラジウム、白金、ロジウム、又は
白金類似金属の触媒的に活性な貴金属の層が形成され
る。もちろん、上記触媒的に活性な層は複数の貴金属又
は貴金属合金からも形成できる。また異なる基板挿入物
の貴金属層の組成は変更可能である。
【００１６】図１において、１枚の基板挿入物を有する
従来の接触コンバーターの転化率が３枚の基板挿入物を
有する本発明の接触コンバーターの転化率と比較して示
される。コンバーター容積に対するエンジンストローク
容積の比率が1：1.05であるENC IIIに従うエンジン試験
を通じて比較値が決定された。従来のコンバーターの触
媒的に活性な層中の貴金属量は1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆ
ｔ3）である。本発明に従う接触コンバーターでは、合
計3枚の基板挿入物、即ちモノリスがそれぞれ使用され
る。第１のモノリス、これは上記入口の近傍に配置され
る、は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）の貴金属量の貴金属
層を有する。流れ方向に見た場合、２番目である上記基
板挿入物は0.35ｇ/ｄｍ3（10ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有
する触媒的に活性な貴金属層を備える。第３の基板挿入
物、これは上記後者の後に続きそして上記コンバーター
の出口近傍にある、は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）の触
媒的に活性な貴金属量を有する貴金属層を備える。触媒
的に活性な貴金属の平均合計量は比較のコンバーターと
同様に1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）である。
従来の接触コンバーターの転化率が３枚の基板挿入物を
有する本発明の接触コンバーターの転化率と比較して示
される。コンバーター容積に対するエンジンストローク
容積の比率が1：1.05であるENC IIIに従うエンジン試験
を通じて比較値が決定された。従来のコンバーターの触
媒的に活性な層中の貴金属量は1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆ
ｔ3）である。本発明に従う接触コンバーターでは、合
計3枚の基板挿入物、即ちモノリスがそれぞれ使用され
る。第１のモノリス、これは上記入口の近傍に配置され
る、は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）の貴金属量の貴金属
層を有する。流れ方向に見た場合、２番目である上記基
板挿入物は0.35ｇ/ｄｍ3（10ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有
する触媒的に活性な貴金属層を備える。第３の基板挿入
物、これは上記後者の後に続きそして上記コンバーター
の出口近傍にある、は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）の触
媒的に活性な貴金属量を有する貴金属層を備える。触媒
的に活性な貴金属の平均合計量は比較のコンバーターと
同様に1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）である。
【００１７】図1より明らかなように、本発明のコンバ
ーターの転化率は炭化水素（HC）について約63％、一酸
化炭素（CO）について約52％であり、これらはいずれも
比較のコンバーターの転化率よりも極めて高い。また本
発明のコンバーターにおいて、窒素酸化物（NOｘ）の転
化率及び炭化水素と組み合わされた窒素酸化物（HC＋NO
ｘ）の転化率は比較のコンバーターの転化率を越える。
更に、コンバーターのフィルター作用がディーゼル内燃
機関を使用した場合に説明される煤粒子の二酸化炭素へ
の転換における転化率（グラフでPMとして示される）も
同様に比較のコンバーターの転化率に関して改善され
る。
ーターの転化率は炭化水素（HC）について約63％、一酸
化炭素（CO）について約52％であり、これらはいずれも
比較のコンバーターの転化率よりも極めて高い。また本
発明のコンバーターにおいて、窒素酸化物（NOｘ）の転
化率及び炭化水素と組み合わされた窒素酸化物（HC＋NO
ｘ）の転化率は比較のコンバーターの転化率を越える。
更に、コンバーターのフィルター作用がディーゼル内燃
機関を使用した場合に説明される煤粒子の二酸化炭素へ
の転換における転化率（グラフでPMとして示される）も
同様に比較のコンバーターの転化率に関して改善され
る。
【００１８】図2において、ENC IIIに従うエンジン試験
を通じて同様に形成された第2のグラフが示される。コ
ンバーター容積に対するエンジンストローク容積の比率
は1.09：1である。この試験では1枚の基板挿入物、即ち
1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する触媒的
に活性な層、を有する従来の接触コンバーターが比較の
コンバーターとして使用された。この比較試験におい
て、3枚の基板挿入物を有する本発明の第2の態様のコン
バーターが使用された。この第2の態様において、ハウ
ジング内の入口の近傍に配置される第1基板の被膜の貴
金属量は3.53ｇ/ｄｍ3（100ｇ/ｆｔ3）であるが、これ
に対し第2基板の被膜の貴金属量は0.071ｇ/ｄｍ3（2ｇ/
ｆｔ3）である。第３の基板挿入物、これは排気ガスの
流れ方向に見た場合上記後者の後に続く、は上記第1基
板挿入物と同様に3.53ｇ/ｄｍ3（100ｇ/ｆｔ3）の貴金
属量を有する貴金属層を備える。ここで同様に、本発明
に従うコンバーターの被膜の平均貴金属量は1.77ｇ/ｄ
ｍ3（50ｇ/ｆｔ3）である。
を通じて同様に形成された第2のグラフが示される。コ
ンバーター容積に対するエンジンストローク容積の比率
は1.09：1である。この試験では1枚の基板挿入物、即ち
1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する触媒的
に活性な層、を有する従来の接触コンバーターが比較の
コンバーターとして使用された。この比較試験におい
て、3枚の基板挿入物を有する本発明の第2の態様のコン
バーターが使用された。この第2の態様において、ハウ
ジング内の入口の近傍に配置される第1基板の被膜の貴
金属量は3.53ｇ/ｄｍ3（100ｇ/ｆｔ3）であるが、これ
に対し第2基板の被膜の貴金属量は0.071ｇ/ｄｍ3（2ｇ/
ｆｔ3）である。第３の基板挿入物、これは排気ガスの
流れ方向に見た場合上記後者の後に続く、は上記第1基
板挿入物と同様に3.53ｇ/ｄｍ3（100ｇ/ｆｔ3）の貴金
属量を有する貴金属層を備える。ここで同様に、本発明
に従うコンバーターの被膜の平均貴金属量は1.77ｇ/ｄ
ｍ3（50ｇ/ｆｔ3）である。
【００１９】上記比較試験より明らかなように、本発明
のコンバーターの転化率は全ての排気ガス、即ち炭化水
素（HC）、一酸化炭素（CO）及び窒素酸化物（HC＋NO
ｘ）について従来のコンバーターの転化率よりも大き
い。図2のグラフより明らかなように、本発明のコンバ
ーターにおける煤粒子の二酸化炭素（PM）への転化率は
従来のコンバーターの転化率よりも少し低い。しかしな
がら、本発明のコンバーターで測定された上記汚染物質
の値は法律上の最大許容限界値よりもまだ十分に低い。
のコンバーターの転化率は全ての排気ガス、即ち炭化水
素（HC）、一酸化炭素（CO）及び窒素酸化物（HC＋NO
ｘ）について従来のコンバーターの転化率よりも大き
い。図2のグラフより明らかなように、本発明のコンバ
ーターにおける煤粒子の二酸化炭素（PM）への転化率は
従来のコンバーターの転化率よりも少し低い。しかしな
がら、本発明のコンバーターで測定された上記汚染物質
の値は法律上の最大許容限界値よりもまだ十分に低い。
【００２０】図3は２つの従来の接触コンバーターの転
化率を発明の第1の態様の接触コンバーターの転化率と
比較するグラフを示す。第1の比較のコンバーターは1枚
の基板挿入物を有し、その触媒的に活性な層は1.77ｇ/
ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する。第2の比較の
触媒コンバーターは同様に1枚の基板挿入物を有し、そ
の貴金属層は3.53ｇ/ｄｍ3（100ｇ/ｆｔ3）の貴金属量
を有する。本発明に従うコンバーターは、図1に基く試
験で使用された第1の態様のコンバーターと同様に、第1
及び第3の基板挿入物中に2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）
の貴金属量を有する触媒的に活性な層を有するが、上記
2つの基板挿入物の間に配置される第2の基板挿入物は0.
35ｇ/ｄｍ3（10ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する。本発明
に従うコンバーターの平均貴金属量は全体として1.77ｇ
/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）である。
化率を発明の第1の態様の接触コンバーターの転化率と
比較するグラフを示す。第1の比較のコンバーターは1枚
の基板挿入物を有し、その触媒的に活性な層は1.77ｇ/
ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する。第2の比較の
触媒コンバーターは同様に1枚の基板挿入物を有し、そ
の貴金属層は3.53ｇ/ｄｍ3（100ｇ/ｆｔ3）の貴金属量
を有する。本発明に従うコンバーターは、図1に基く試
験で使用された第1の態様のコンバーターと同様に、第1
及び第3の基板挿入物中に2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）
の貴金属量を有する触媒的に活性な層を有するが、上記
2つの基板挿入物の間に配置される第2の基板挿入物は0.
35ｇ/ｄｍ3（10ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する。本発明
に従うコンバーターの平均貴金属量は全体として1.77ｇ
/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）である。
【００２１】図3のグラフより明らかなように、本発明
のコンバーターの転化率は全ての排気ガス（HC，CO，NO
ｘ，HC＋NOｘ）について、触媒活性層が1.77ｇ/ｄｍ
3（50ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する第1の比較コンバー
ターの転化率よりも高い。これに対し、本発明のコンバ
ーターの転化率は炭化水素（HC）及び一酸化炭素（CO）
について、より大きな貴金属量、即ち3.53ｇ/ｄｍ3（10
0ｇ/ｆｔ3）の触媒的に活性な層を有する第2の比較コン
バーターの転化率よりも低い。しかしながら、本発明の
コンバーターは上記グラフのNOｘ及びHC＋NOｘのデータ
に示すように、第2の比較コンバーターよりも窒素酸化
物（NOｘ）を無毒な排気ガスにより多く変換できる。こ
れは本発明のコンバーターの還元反応が特に上記2つの
比較コンバーターよりも窒素酸化物を窒素及び二酸化炭
素に変換するためによりよく触媒的に作用することを示
す。この場合も、同様に煤粒子が二酸化炭素に変換され
る割合を示す転化率（PM）は比較のコンバーターの場合
よりも低い。しかしながら、上記汚染物質の値は法律上
の最大許容限界値よりもまだ十分に低い。
のコンバーターの転化率は全ての排気ガス（HC，CO，NO
ｘ，HC＋NOｘ）について、触媒活性層が1.77ｇ/ｄｍ
3（50ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する第1の比較コンバー
ターの転化率よりも高い。これに対し、本発明のコンバ
ーターの転化率は炭化水素（HC）及び一酸化炭素（CO）
について、より大きな貴金属量、即ち3.53ｇ/ｄｍ3（10
0ｇ/ｆｔ3）の触媒的に活性な層を有する第2の比較コン
バーターの転化率よりも低い。しかしながら、本発明の
コンバーターは上記グラフのNOｘ及びHC＋NOｘのデータ
に示すように、第2の比較コンバーターよりも窒素酸化
物（NOｘ）を無毒な排気ガスにより多く変換できる。こ
れは本発明のコンバーターの還元反応が特に上記2つの
比較コンバーターよりも窒素酸化物を窒素及び二酸化炭
素に変換するためによりよく触媒的に作用することを示
す。この場合も、同様に煤粒子が二酸化炭素に変換され
る割合を示す転化率（PM）は比較のコンバーターの場合
よりも低い。しかしながら、上記汚染物質の値は法律上
の最大許容限界値よりもまだ十分に低い。
【００２２】図4は従来のコンバーターの性能が本発明
のコンバーターの性能とともにコンバーターの容量に依
存して説明される比較試験を示す。ここも同様に、ディ
ーゼル内燃機関の放出物がENC IIIに従うエンジン試験
を通じて分析された。この場合、エンジンのストローク
容積は1.7リットルであった。
のコンバーターの性能とともにコンバーターの容量に依
存して説明される比較試験を示す。ここも同様に、ディ
ーゼル内燃機関の放出物がENC IIIに従うエンジン試験
を通じて分析された。この場合、エンジンのストローク
容積は1.7リットルであった。
【００２３】従来構造の比較コンバーターとして、2.37
6リットルの容積のコンバーターが使用され、基板挿入
物の触媒的に活性な層の貴金属量は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ
/ｆｔ3）である。これに対し、本発明に従うコンバータ
ーは、図1で示した試験で使用したコンバーターと同様
に、３枚の基板挿入物を有し、第1及び第3の基板挿入物
の触媒的に活性な層は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）の貴
金属量を有するが、上記2つの基板挿入物の間に配置さ
れる第2の基板挿入物の貴金属被膜は0.35ｇ/ｄｍ3（10
ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する。本発明に従うコンバー
ターの平均貴金属量は1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）であ
るが、そのコンバーター容量は1.803リットルであり、
これは比較のコンバーターのコンバーター容量よりも少
ない。
6リットルの容積のコンバーターが使用され、基板挿入
物の触媒的に活性な層の貴金属量は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ
/ｆｔ3）である。これに対し、本発明に従うコンバータ
ーは、図1で示した試験で使用したコンバーターと同様
に、３枚の基板挿入物を有し、第1及び第3の基板挿入物
の触媒的に活性な層は2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）の貴
金属量を有するが、上記2つの基板挿入物の間に配置さ
れる第2の基板挿入物の貴金属被膜は0.35ｇ/ｄｍ3（10
ｇ/ｆｔ3）の貴金属量を有する。本発明に従うコンバー
ターの平均貴金属量は1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3）であ
るが、そのコンバーター容量は1.803リットルであり、
これは比較のコンバーターのコンバーター容量よりも少
ない。
【００２４】図4のグラフより明らかなように、本発明
のコンバーターの転化率は炭化水素（HC）、一酸化炭素
（CO）、及び炭化水素と窒素酸化物との還元反応（HC＋
NOｘ）について、比較コンバーターの転化率よりも低
い。これに対し、窒素酸化物（NOｘ）の転換及び煤粒子
（PM）の転換に関する転化率は本発明のコンバーターが
比較のコンバーターよりも少し大きい。
のコンバーターの転化率は炭化水素（HC）、一酸化炭素
（CO）、及び炭化水素と窒素酸化物との還元反応（HC＋
NOｘ）について、比較コンバーターの転化率よりも低
い。これに対し、窒素酸化物（NOｘ）の転換及び煤粒子
（PM）の転換に関する転化率は本発明のコンバーターが
比較のコンバーターよりも少し大きい。
【００２５】この比較試験において、比較のコンバータ
ーは本発明のコンバーターよりもかなり大きなコンバー
ター容量の2.376リットル（本発明は1.803リットル）を
有し、より大きな被膜貴金属量の2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/
ｆｔ3）（本発明は1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3））を有
するにもかかわらず、比較のコンバーターの転化率は特
に、一酸化炭素の転化率及び炭化水素と窒素酸化物との
反応の転化率がほんの僅かに本発明よりも大きいだけで
あり、これに対し、本発明のコンバーターは比較のコン
バーターよりも少ないコンバーター容量で略同じ性能が
得られると判断できる。
ーは本発明のコンバーターよりもかなり大きなコンバー
ター容量の2.376リットル（本発明は1.803リットル）を
有し、より大きな被膜貴金属量の2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/
ｆｔ3）（本発明は1.77ｇ/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3））を有
するにもかかわらず、比較のコンバーターの転化率は特
に、一酸化炭素の転化率及び炭化水素と窒素酸化物との
反応の転化率がほんの僅かに本発明よりも大きいだけで
あり、これに対し、本発明のコンバーターは比較のコン
バーターよりも少ないコンバーター容量で略同じ性能が
得られると判断できる。
【００２６】最後に、寿命試験、いわゆる急速老化試験
を実施した結果、本発明のコンバーターは触媒活性層中
の貴金属量が低いにもかかわらず、寿命と転化率の両方
において比較のコンバーターよりも優れていることが判
明した。
を実施した結果、本発明のコンバーターは触媒活性層中
の貴金属量が低いにもかかわらず、寿命と転化率の両方
において比較のコンバーターよりも優れていることが判
明した。
【図1】従来の接触コンバーターの転化率を発明の第１
の態様の接触コンバーターの転化率と比較して示すグラ
フ。
の態様の接触コンバーターの転化率と比較して示すグラ
フ。
【図2】従来の接触コンバーターの転化率を発明の第2の
態様の接触コンバーターの転化率と比較して示すグラ
フ。
態様の接触コンバーターの転化率と比較して示すグラ
フ。
【図3】２つの従来の接触コンバーターの転化率を発明
の第1の態様の接触コンバーターの転化率と比較して示
すグラフであって、上記２つの比較コンバーターはそれ
らの貴金属の量が異なるグラフ。
の第1の態様の接触コンバーターの転化率と比較して示
すグラフであって、上記２つの比較コンバーターはそれ
らの貴金属の量が異なるグラフ。
【図4】従来の接触コンバーターの転化率を発明の第1の
態様の接触コンバーターの転化率と比較して示すグラフ
であって、上記従来のコンバーターのコンバーター容積
は上記本発明のコンバーターのコンバーター容積より大
きいグラフ。
態様の接触コンバーターの転化率と比較して示すグラフ
であって、上記従来のコンバーターのコンバーター容積
は上記本発明のコンバーターのコンバーター容積より大
きいグラフ。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） (72)発明者 ジョルジュ・ブラード ルクセンブルク大公国4907 バスシャラー ジュ，リュー・ジ・エヌ・シュマヒャー 19 (72)発明者 グラハム・バシュフォード−ロジェ ベルギー王国6792 エクス−スュール−ク ロワ，リュー・デュ・シャトー 10
Claims (13)
- 【請求項１】 内燃機関、特にディーゼル内燃機関の排
気ガス装置用の接触コンバーターであり、上記内燃機関
に接続するための入口が形成されまた出口が形成されて
いるハウジングを含み、そして触媒的に活性な貴金属で
被覆されて排気ガスの流れ方向に見た場合、ハウジング
内に連続して配列される第１及び第２の基板を含み、上
記第１の基板が上記入口の近傍に配列される接触コンバ
ーターであって、排気ガスの流れ方向に見た場合、少な
くとも一つの触媒的に活性な貴金属で被覆される第３の
基板が上記ハウジング内の上記出口の近傍の上記第２基
板の後に配列され、上記第２基板が上記第１又は第３基
板よりも少量の触媒的に活性な貴金属で被覆されること
を特徴とする上記接触コンバーター。 - 【請求項２】 上記第２基板が上記第１及び第３基板よ
りも少量の触媒的に活性な貴金属で被覆されることを特
徴とする請求項１の接触コンバーター。 - 【請求項３】 上記第１基板及び/又は上記第３基板の
触媒的に活性な貴金属の量は約1.77ｇ/ｄｍ3〜約5.30ｇ
/ｄｍ3（50ｇ/ｆｔ3〜150ｇ/ｆｔ3）の範囲内にあるこ
とを特徴とする請求項１の接触コンバーター。 - 【請求項４】 上記第2基板の触媒的に活性な貴金属の
量は約0.035ｇ/ｄｍ3〜約0.35ｇ/ｄｍ3（1ｇ/ｆｔ3〜10
ｇ/ｆｔ3）の範囲内にあることを特徴とする請求項１の
接触コンバーター。 - 【請求項5】 上記第1基板の容積は基板全体の容積の20
〜50％であることを特徴とする請求項１の接触コンバー
ター。 - 【請求項6】 上記第2基板の容積は基板全体の容積の30
〜70％、好ましくは40％であることを特徴とする請求項
１の接触コンバーター。 - 【請求項7】 上記第3基板の容積は基板全体の容積の30
〜40％であることを特徴とする請求項１の接触コンバー
ター。 - 【請求項8】 上記第１基板及び上記第３基板の触媒的
に活性な貴金属の量は約2.47ｇ/ｄｍ3（70ｇ/ｆｔ3）で
あり、上記第2基板の触媒的に活性な貴金属の量は約0.3
5ｇ/ｄｍ3（10ｇ/ｆｔ3）であり、上記接触コンバータ
ーの平均の触媒的に活性な貴金属の量は約1.77ｇ/ｄｍ3
（50ｇ/ｆｔ3）であることを特徴とする請求項１の接触
コンバーター。 - 【請求項9】 上記第１基板及び上記第３基板の触媒的
に活性な貴金属の量は約3.53ｇ/ｄｍ3（100ｇ/ｆｔ3）
であり、上記第2基板の触媒的に活性な貴金属の量は約
0.071ｇ/ｄｍ3（2ｇ/ｆｔ3）であり、上記接触コンバー
ターの平均の触媒的に活性な貴金属の量は約1.77ｇ/ｄ
ｍ3（50ｇ/ｆｔ3）であることを特徴とする請求項１の
接触コンバーター。 - 【請求項10】 各基板はセラミック又は金属のモノリス
として形成され、そして好ましくはそれぞれｃｍ2当た
り54〜62のセル又は通路（ｉｎ2当たり350〜400セル）
を有することを特徴とする請求項１の接触コンバータ
ー。 - 【請求項11】 第１及び第２の基板の相互に対面する末
端面及び/又は第2及び第3の基板の相互に対面する末端
面は互いに間隔を空けられることを特徴とする請求項１
の接触コンバーター。 - 【請求項12】 上記接触コンバーターのハウジングは窒
素酸化物の活性還元のための少なくとも１つのインプッ
トを有し、これを通じて好ましくは内燃機関の燃焼工程
からの炭化水素が上記ハウジング内に追加して導入され
ることを特徴とする請求項１の接触コンバーター。 - 【請求項13】 圧力管路が上記追加の炭化水素の導入の
ために上記接触コンバーターの上記ハウジングに接続さ
れることを特徴とする請求項１2の接触コンバーター。
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|---|---|---|---|
| DE19918876.9 | 1999-04-26 | ||
| DE19918876A DE19918876A1 (de) | 1999-04-26 | 1999-04-26 | Katalytischer Konverter |
Publications (2)
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|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000119380A Expired - Fee Related JP3394940B2 (ja) | 1999-04-26 | 2000-04-20 | 接触コンバーター |
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| Country | Link |
|---|---|
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| JP (1) | JP3394940B2 (ja) |
| DE (2) | DE19918876A1 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
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| DE10341869B4 (de) * | 2003-09-09 | 2014-09-11 | Volkswagen Ag | Regeneration eines Dieselpartikelfilters einer Dieselbrennkraftmaschine |
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