JP2002233736A

JP2002233736A - 排気ガス浄化用触媒装置

Info

Publication number: JP2002233736A
Application number: JP2001032587A
Authority: JP
Inventors: Makoto Kyogoku; 誠京極; Toshitsugu Kamioka; 敏嗣上岡; Tomomi Watanabe; 友巳渡辺
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 2001-02-08
Filing date: 2001-02-08
Publication date: 2002-08-20

Abstract

(57)【要約】【課題】高いＮＯｘ浄化率を示すようにＮＯｘ還元触
媒が用いられた排気ガス浄化用触媒装置を提供する。【解決手段】排気通路に配置され、ＮＯｘを還元浄化
する貴金属が担持されたＮＯｘ還元触媒５を備えた排気
ガス浄化用触媒装置において、ＮＯｘ還元触媒５の上流
側に配置され、排気通路中の排気ガスの流れに偏流を生
成する偏流生成手段を更に備えたものとする。ＮＯｘ還
元触媒５は、その上流側から見て、偏流生成手段による
排気ガスの偏流により排気ガスが単位時間及び単位面積
当たりに相対的に多く接触するようになる第１領域５ａ
の方が排気ガスが相対的に少なく接触するようになる第
２領域５ｂよりも、貴金属の担持密度を大きくしたもの
とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化用触
媒装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンやガソリンエンジン
から排出されるＮＯｘ（窒素酸化物）は、そのエンジン
の排気通路に配置されたＮＯｘ還元触媒等の触媒によっ
て還元浄化される。そして、かかる触媒は、通常、温度
が上昇するにつれてＮＯｘ浄化率が上昇して特定の温度
で最大のＮＯｘ浄化率を示し、その特定温度よりも高温
側では温度が上昇するにつれてＮＯｘ浄化率が低下して
いく、すなわち、特定の浄化活性温度域で高いＮＯｘ浄
化活性能を発揮するものである。また、この種の触媒で
は、排気ガス中の還元剤の量を増大させるとＮＯｘの還
元浄化が効率良く進むことが知られている。しかしなが
ら、触媒が上記の特定温度（ＮＯｘ浄化率が最大となる
ピーク温度）よりも高温側にあるときに多量の還元剤を
供給すると、その還元剤の酸化反応熱によって触媒の温
度が大きく上昇し、却ってＮＯｘ浄化性能が低下するこ
とがある。

【０００３】これに対して、特開平９−３１７５２４号
公報には、圧縮上死点付近で燃料を燃焼室に噴射供給す
る主噴射後に少量の燃料を燃焼室に噴射供給する後噴射
によってＮＯｘ浄化触媒に還元剤を供給すること、及び
このＮＯｘ浄化触媒が最大のＮＯｘ浄化率を示す温度よ
りも低温であるときには後噴射量を多くする一方、高温
であるときには後噴射量を少なくすることがそれぞれ開
示されており、これによって、ＮＯｘ浄化触媒がどのよ
うな温度領域にあるかによって後噴射量を異なるものに
し、後噴射によるＮＯｘ還元触媒の過昇温を防止するこ
とができる、との内容が記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、高い
ＮＯｘ浄化率を示すようにＮＯｘ還元触媒が用いられた
排気ガス浄化用触媒装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、ＮＯｘ還元触
媒が高いＮＯｘ浄化率を示す浄化活性温度域がＮＯｘを
還元する触媒材料である貴金属の担持密度や排気ガスの
接触量によってシフトする、すなわち、貴金属の担持密
度が小さいほど、また、単位時間及び単位面積当たりの
排気ガスの接触量が多いほど浄化活性温度域が高温側に
シフトするという知見に基づいてなされたものであり、
偏流生成手段による排気ガスの偏流により単位時間及び
単位面積当たりの排気ガスの接触量が相対的に多くなる
第１領域の方がその接触量が相対的に少なくなる第２領
域よりも貴金属の担持密度が大きくなるようにＮＯｘ還
元触媒を構成したものである。

【０００６】具体的には、本発明は、排気通路に配置さ
れ、ＮＯｘを還元浄化する貴金属が担持されたＮＯｘ還
元触媒を備えた排気ガス浄化用触媒装置において、上記
ＮＯｘ還元触媒の上流側に配置され、排気通路中の排気
ガスの流れに偏流を生成する偏流生成手段を更に備え、
上記ＮＯｘ還元触媒は、その上流側から見て、上記偏流
生成手段による排気ガスの偏流により排気ガスが単位時
間及び単位面積当たりに相対的に多く接触するようにな
る第１領域の方が該排気ガスが相対的に少なく接触する
ようになる第２領域よりも、上記貴金属の担持密度が大
きくなるように構成されていることを特徴とする。

【０００７】上記の構成によれば、偏流生成手段による
排気ガスの偏流により、例えば排気ガスの流速が速く単
位時間及び単位面積当たりのその接触量が相対的に多い
第１領域と、排気ガスの流速が遅くその接触量が相対的
に少ない第２領域とがＮＯｘ還元触媒に形成されること
となるが、第１領域が第２領域よりも貴金属の担持密度
が大きくされているので、特定の温度条件下において、
第１及び第２領域のそれぞれのＮＯｘ浄化率がともに高
い状態となり、その特定温度条件で全体としてのＮＯｘ
浄化率が高いものとなる。すなわち、ＮＯｘ還元触媒
は、貴金属の担持密度が小さいほど、また、単位時間及
び単位面積当たりの排気ガスの接触量が多いほど浄化活
性温度域が高温となることから、単位時間及び単位面積
当たりの排気ガスの接触量が多い第１領域の貴金属の担
持密度を相対的に小さく設定する一方、その接触量が少
ない第２領域の貴金属の担持密度を相対的に多く設定す
ることにより、それぞれの領域のＮＯｘの浄化活性温度
域が近いものとなり、浄化活性温度域の重なる特定温度
域において、それぞれの領域が高いＮＯｘ浄化率で機能
することとなる。

【０００８】また、その特定温度域がＮＯｘを多量に含
有する排気ガスが排出される際の排気ガス温度に一致す
るように第１及び第２領域の貴金属の担持密度を設定す
れば、極めて高性能の排気ガス浄化用触媒装置が構成さ
れることとなる。

【０００９】ここで、偏流生成手段は、特に限定される
ものではないが、例えば、排気通路の屈曲部、排気通路
が徐々に広くなるように形成されたホーン形状の通路拡
大部、排気通路の断面積を調節することができるバリア
ブルジオメトリーターボ（以下、「ＶＧＴ」と称す
る）、又はこれらの組み合わせ等により構成することが
できる。なお、通路拡大部で偏流生成手段を構成する場
合、偏流を確実に生成すべくテーパ角度（ホーン角度）
が２０°以上で排気通路が拡大するものとすることが好
適である。

【００１０】また、ＮＯｘ還元触媒は、ＮＯｘをＨＣや
ＣＯと酸化還元反応させて浄化する触媒であって、いわ
ゆる三元触媒やＮＯｘ吸蔵性能を有するいわゆるＮＯｘ
吸蔵触媒も含まれる。ＮＯｘ還元触媒の具体的なものと
しては、例えば貴金属を担持したゼオライトで形成され
たものを挙げることができる。

【００１１】その場合、貴金属がＰｔであるときは、第
１領域にＰｔが略４ｇ／Ｌ以上担持されている構成であ
ることが好ましい。このようにすれば、通常のＮＯｘ還
元触媒の使用温度域（排気ガス温度域）である２４０〜
２６０℃と、一般的に第１領域に接触する単位時間及び
単位面積当たりの排気ガスの接触量に対応した浄化活性
温度域とが重なることとなるので、その温度域において
第１領域で高いＮＯｘ浄化率を得ることができる。

【００１２】また、貴金属がＰｔであるときは、第２領
域にＰｔが略０．８ｇ／Ｌ以下担持されている構成であ
ることが好ましい。このようにすれば、通常のＮＯｘ還
元触媒の使用温度域（排気ガス温度域）である２４０〜
２６０℃と、一般的に第２領域に接触する単位時間及び
単位面積当たりの排気ガスの接触量に対応した浄化活性
温度域とが重なることとなるので、その温度域において
第２領域で高いＮＯｘ浄化率を得ることができる。

【００１３】さらに、第１領域にＰｔが略４ｇ／Ｌ以上
且つ第２領域にＰｔが略０．８ｇ／Ｌ以下担持されたも
のとすれば、通常のＮＯｘ還元触媒の使用温度域（排気
ガス温度域）において第１及び第２領域の双方で高いＮ
Ｏｘ浄化率を得ることができ、しかも、単位時間及び単
位面積当たりの排気ガスの接触量が同一の場合での両領
域のＮＯｘ浄化率の浄化活性温度域の温度差が大きいも
のとなり、第１領域と第２領域とで貴金属の担持密度を
変えることにより、それぞれの領域でのＮＯｘ浄化率の
浄化活性温度域を近づけて全体としてのＮＯｘ浄化率を
高いものとする、という本発明の作用が適正に営まれる
こととなる。

【００１４】そして、偏流生成手段は、排気ガス温度が
所定温度域にあるとき、第１領域の方が第２領域よりも
排気ガスの単位時間及び単位面積当たりの接触量が多く
なるように偏流を制御する構成であってもよい。かかる
構成によれば、排気ガス温度が所定温度域にあるとき、
偏流生成手段が偏流の制御をすることにより、第１領域
が第２領域よりも単位時間及び単位面積当たりの排気ガ
スの接触量が多くなるので、第１及び第２領域のそれぞ
れのＮＯｘ浄化率が確実に高いものにされることとな
る。そのような制御としては、ターボチャージャーのタ
ービン回転数の制御、ＶＧＴによる排気通路の面積の制
御、又は圧縮上死点付近で燃料を燃焼室に噴射供給する
主噴射の後に少量の燃料を燃焼室に噴射供給する後噴射
による排気ガス流の制御等を挙げることができる。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
偏流生成手段による排気ガスの偏流によって単位時間及
び単位面積当たりの排気ガスの接触量が相対的に多い第
１領域と、排気ガスの流速が遅くその接触量が相対的に
少ない第２領域とがＮＯｘ還元触媒に形成されることと
なるが、第１領域が第２領域よりも貴金属の担持密度が
大きくされているので、第１及び第２領域のそれぞれの
ＮＯｘ浄化率がともに高い状態とされ、全体としてＮＯ
ｘ浄化率を高いものにすることができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて詳細に説明する。

【００１７】（実施形態１）図１に示すように、本発明
の実施形態１に係る排気ガス浄化用触媒装置１は、車両
用のディーゼルエンジン２からの排気ガスを排出するた
めの排気通路３に配置されている。このエンジン２は、
その燃焼室における平均的空燃比がかなりリーン（Ａ／
Ｆ≧１８、酸素濃度が４％以上）な状態で運転されるも
のである。

【００１８】この排気ガス浄化用触媒装置１は、排気通
路３の上流側から順に直列に配置された偏流生成部（偏
流生成手段）４と、ＮＯｘ還元触媒５と、により構成さ
れている。

【００１９】偏流生成部４は、図２に示すように、排気
通路３の直線部４ａと、Ｕ字状の屈曲部（曲げ管）４ｂ
と、ＮＯｘ浄化触媒５に向かって排気通路が徐々に広く
なるように形成されたホーン形状の通路拡大部４ｃと、
により構成されている。この通路拡大部４ｃのテーパ角
度（ホーン角度）は２０°以上である。排気ガスは、排
気通路３の直線部４ａを流通する際には、その中心部分
で流速が最も大きく且つ中心部分を囲う周辺部分で中心
部分から通路壁３ａ側に行くに従って流速が小さくな
り、排気通路３の屈曲部４ａを通過する際には、排気ガ
スに遠心力が作用してその流速の速い部分が屈曲外側
（図２の下方）に移動し、そして、通路拡大部４ｂを通
過する際には、その排気ガスの流れの形態がそのまま拡
大されることとなる。すなわち、この偏流生成部４は、
排気ガスの流れの中心よりやや下方部分でその流速が大
きく且つ単位時間及び単位面積当たりの排気ガス流量が
多い一方、その下方部分を囲う周辺部分で通路壁３ａ側
に行くに従って排気ガスの流速が徐々に小さくなり且つ
単位時間及び単位面積当たりの排気ガス流量が徐々に少
なくなる偏流を生成する。

【００２０】ＮＯｘ還元触媒５は、排気ガス中のＮＯｘ
を還元浄化する機能を有するものであり、例えば、ゼオ
ライト（ＺＳＭ−５）に貴金属であるＰｔをスプレード
ライ法によって乾固担持させた触媒粉を作成し、軸方向
に平行に延びる多数の貫通孔を有するハニカム構造のコ
ージェライト製円柱状担体の各貫通孔壁面にその触媒粉
をバインダによってコーティングして触媒層を形成した
もので構成されている。また、図３に示すように、この
ＮＯｘ還元触媒５は、偏流生成部４によって生成した偏
流における下方部分が接触する第１領域５ａと、周辺部
分が接触する第２領域５ｂと、により構成されている。
そして、相対的に排気ガスの流速が大きく且つ単位時間
及び単位面積当たりのその接触量が多くなる第１領域５
ａには、Ｐｔが４ｇ／Ｌの担持密度で担持されている一
方、相対的に排気ガスの流速が小さく且つその接触量が
少なくなる第２領域５ｂには、Ｐｔが０．８ｇ／Ｌの担
持密度で担持されている。

【００２１】ＮＯｘ浄化触媒５の浄化活性温度域は、図
４に示すように、排気ガスの流速（単位時間及び単位面
積当たりの排気ガスの接触量）に関わりなく、Ｐｔの担
持密度が小さいものほど高く、また、Ｐｔの担持密度に
関わりなく、排気ガスの流速が速くなるほど（単位時間
及び単位面積当たりの排気ガスの接触量が多くなるほ
ど）高い。そして、第１領域５ａを流通する排気ガスを
Ｐｔの担持密度４ｇ／Ｌの触媒により高いＮＯｘ浄化率
で還元浄化することができる浄化活性温度域と、第２領
域５ｂを流通する排気ガスをＰｔの担持密度０．８ｇ／
Ｌの触媒により高いＮＯｘ浄化率で還元浄化することが
できる浄化活性温度域とは一致している。また、それら
の浄化活性温度域は、ＮＯｘ還元触媒６の使用温度域
（排気ガス温度域：２４０〜２６０℃）とも重なってい
る。

【００２２】ＮＯｘ浄化触媒５は、排気ガス中のＨＣの
量が増大することによりそのＨＣとの酸化還元反応によ
ってＮＯｘの還元浄化が効率良く進むものであるため、
圧縮上死点付近で燃料をエンジン２の燃焼室に噴射供給
する主噴射後に少量の燃料を燃焼室に噴射供給する後噴
射によってＮＯｘ浄化触媒５にＨＣを供給する制御が行
われているようになっている。

【００２３】上記構成の排気ガス浄化用触媒装置１によ
れば、偏流生成部（偏流生成手段）４による排気ガスの
偏流により、相対的に排気ガスの流速が大きく且つ単位
時間及び単位面積当たりのその接触量が多い第１領域５
ａと、相対的に排気ガスの流速が小さく且つその接触量
が少ない第２領域とがＮＯｘ還元触媒５に形成されるこ
ととなるが、第１領域５ａが第２領域５ｂよりもＰｔの
担持密度が大きくされているので、ＮＯｘ還元触媒５の
第１及び第２領域５ａ，５ｂのそれぞれがともに高いＮ
Ｏｘ浄化率を示して機能することとなり、その結果、全
体としてＮＯｘ浄化率が極めて高いものとなる。すなわ
ち、ＮＯｘ還元触媒５は、貴金属の担持密度が小さいほ
ど、また、単位時間及び単位面積当たりの排気ガスの接
触量が多いほど浄化活性温度域が高温となることから、
単位時間及び単位面積当たりの排気ガスの接触量が多い
第１領域５ａの貴金属の担持密度が相対的に小さく設定
される一方、その接触量が少ない第２領域５ｂの貴金属
の担持密度が相対的に多く設定されることにより、それ
ぞれの領域のＮＯｘの浄化活性温度域が近いものとな
り、しかも、第１領域５ａにＰｔが略４ｇ／Ｌ以上担持
され且つ第２領域５ｂにＰｔが略０．８ｇ／Ｌ以下担持
されているので、第１及び第２領域５ａ，５ｂのそれぞ
れのＮＯｘの浄化活性温度域がほとんど重なると共にそ
れらがＮＯｘ還元触媒の使用温度域（排気ガス温度域：
２４０〜２６０℃）とも重なり、それぞれの領域が優れ
たＮＯｘ浄化性能を発揮し、極めて高いＮＯｘ浄化率が
得られることとなる。

【００２４】（実施形態２）本発明の実施形態２に係る
排気ガス浄化用触媒装置では、偏流生成部４が、図５に
示すように、排気通路３の直線部（直管）４ａと、ＮＯ
ｘ浄化触媒に向かって排気通路が徐々に広くなるように
形成されたホーン形状の通路拡大部４ｃと、により構成
されている。この通路拡大部４ｃのテーパ角度（ホーン
角度）は２０°以上である。排気ガスは、排気通路３の
直線部４ａを流通する際には、排気ガスの流れの中心部
分でその流速が最も大きく且つ中心部分を囲う周辺部分
で中心部分から通路壁３ａ側に行くに従って流速が小さ
くなり、そして、通路拡大部４ｃを通過する際には、そ
の排気ガスの流れの形態がそのまま拡大されることとな
る。すなわち、偏流生成部４は、排気ガスの流れの中心
部分でその流速が大きく且つ単位時間及び単位面積当た
りの排気ガス流量が多い一方、その中心部分を囲う周辺
部分で中心部分から通路壁３ａ側に行くに従って排気ガ
スの流速が徐々に小さくなり且つ単位時間及び単位面積
当たりの排気ガス流量が徐々に少なくなる偏流を生成す
る。

【００２５】ＮＯｘ還元触媒は、偏流生成部によって生
成した偏流における中心部分が接触する第１領域と、周
辺部分が接触する第２領域と、により構成されている。

【００２６】その他の構成、作用・効果は、実施形態１
と同一である。

【００２７】（実施形態３）本発明の実施形態３に係る
排気ガス浄化用触媒装置では、図６に示すように、ＶＧ
Ｔ１４により偏流制御手段が構成されている。ＶＧＴ
（偏流生成手段）１４では、それに取り付けられたダイ
ヤフラム（図示せず）に作用する負圧が電磁弁（図示せ
ず）により調節され、それによってタービンハウジング
１４ａの排気ガス流入口の面積が調節されるようになっ
ている。排気ガスは、タービンハウジング１４ａに流入
するとその中のタービン１４ｂを回転させた後、排気通
路３に排出される。このとき、排気通路３を流れる排気
ガスは、図７に示すように旋回流となる。すなわち、Ｖ
ＧＴ（偏流生成手段）１４は、排気ガスの流れの中心部
分でその流速が小さく且つ単位時間及び単位面積当たり
の排気ガス流量が少なく、その中心部分を囲う周辺部分
で中心部分から通路壁３ｂ側に行くに従って排気ガスの
流速が徐々に大きくなり且つ単位時間及び単位面積当た
りの排気ガス流量が徐々に多くなり、通路壁３ａ近傍で
僅かに排気ガスの流速が小さくなると共に単位時間及び
単位面積当たりの排気ガス流量が少なくなる偏流を生成
する。

【００２８】ＮＯｘ還元触媒は、排気ガスに含まれるＮ
Ｏｘを還元浄化する機能を有し、例えば、ゼオライト
（ＺＳＭ−５）にＰｔ等の貴金属をスプレードライ法に
よって乾固担持させた触媒粉を作成し、軸方向に平行に
延びる多数の貫通孔を有するハニカム構造のコージェラ
イト製円柱状担体の各貫通孔壁面にその触媒粉をバイン
ダによってコーティングして触媒層を形成したもので構
成されている。また、このＮＯｘ還元触媒は、その外側
部分をなす第１領域と、その第１領域で囲まれた円筒軸
を含む中心部分と、により構成されている。そして、第
１領域には、Ｐｔが０．８ｇ／Ｌの担持密度で担持され
ている一方、第２領域５ｂには、Ｐｔが４ｇ／Ｌの担持
密度で担持されている。

【００２９】ＶＧＴ（偏流生成手段）１４は、排気ガス
温度が２４０〜２６０℃のときに、タービンハウジング
１４ａの排気ガス流入口の面積を調節し、ＮＯｘ還元触
媒の第１領域への単位時間及び単位面積当たりの排気ガ
スの接触量が、その排気ガス温度が第１領域の浄化活性
温度域に含まれることとなる際の接触量となり、且つ第
２領域へのその接触量が、その排気ガス温度が第２領域
の浄化活性温度域に含まれることとなる際の接触量とな
るように偏流を制御する構成となっている。

【００３０】その他の構成は、実施形態１と同一であ
る。

【００３１】上記構成の排気ガス浄化用触媒装置によれ
ば、ＶＧＴ（偏流生成手段）１４は、排気ガス温度が２
４０〜２６０℃、すなわち、ＮＯｘ還元触媒の使用温度
域のとき、排気ガス温度が第１及び第２領域のそれぞれ
の浄化活性温度域に含まれることとなる際のそれぞれの
領域への単位時間及び単位面積当たりの排気ガスの接触
量、すなわち、排気ガスの周辺部分及び中心部分のそれ
ぞれでの流速が実現されるように偏流を制御するので、
第１及び第２領域がともに高いＮＯｘ浄化機能を発揮
し、２４０〜２６０℃の温度域において確実に高いＮＯ
ｘ浄化率を得ることができる。

【００３２】その他の作用・効果は実施形態１と同一で
ある。

【００３３】（その他の実施形態）上記実施形態１〜３
では、ＮＯｘ還元触媒５としてＰｔを担持したゼオライ
トを用いたが、特にこれに限定されるものではなく、Ｒ
ｈ、Ｐｄ等の貴金属を用いたものであっても、また、そ
れをアルミナ等に担持させたものであってもよい。

【００３４】また、上記実施形態１では、排気通路３の
直線部４ａ、排気通路３の屈曲部４ｂ及び通路拡大部４
ｃ、上記第２実施形態では、排気通路３の直線部４ａ及
び通路拡大部４ｃ、上記実施形態３では、ＶＧＴ１４に
より、偏流生成部（偏流生成手段）４又は偏流生成手段
を構成したが、特にこれらに限定されるものではない。

【００３５】また、上記実施形態３では、ＶＧＴ１４に
よるタービンハウジング１４ａの排気ガス流入口の面積
の制御により偏流の制御を行ったが、特にこれに限定さ
れるものではなく、ターボチャージャーのタービン回転
数の制御や圧縮上死点付近で燃料を燃焼室に噴射供給す
る主噴射の後に少量の燃料を燃焼室に噴射供給する後噴
射による排気ガス流の制御等により行ってもよい。

【００３６】また、上記実施形態１及び２では、偏流生
成部（偏流生成手段）４により実施形態３のような偏流
の制御がなされないが、偏流を制御する要素を加えて、
同様の偏流の制御を行うようにしてもよい。

【００３７】

【実施例】ＮＯｘ還元触媒（Ｐｔ／ＺＳＭ−５）の浄化
活性温度域の貴金属担持密度及び排気ガスの接触量（排
気ガスの流速）のそれぞれの依存性を確認する試験評価
を行った。

【００３８】（試験評価サンプル）ＺＳＭ−５にＰｔを
４．２ｇ／Ｌ担持させた２５ｍｌ及び１２．５ｍｌの触
媒と、同様に、Ｐｔを０．８ｇ／Ｌ担持させた２５ｍｌ
及び１２．５ｍｌの触媒とをそれぞれ準備した。各触媒
には、６００℃で２４時間のエージングを施した。

【００３９】（試験評価方法）ＺＳＭ−５にＰｔを４．
２ｇ／Ｌ担持させた２５ｍｌの触媒に、表１に示す組成
のディーゼルエンジンモード（ＨＣ／ＮＯ＝３．０）の
模擬排気ガスをＳＶ＝８５０００ｈ^-1で流通させると共
に、模擬排気ガス温度を徐々に上昇させることにより触
媒温度を上昇させ、各触媒温度におけるＮＯｘ浄化率を
計測した。また、ＺＳＭ−５にＰｔを４．２ｇ／Ｌ担持
させた１２．５ｍｌの触媒に、同一の模擬排気ガスをＳ
Ｖ＝１７００００ｈ^-1で流通させると共に、模擬排気ガ
ス温度を徐々に上昇させることにより触媒温度を上昇さ
せ、各触媒温度におけるＮＯｘ浄化率を計測した。

【００４０】ＺＳＭ−５にＰｔを０．８ｇ／Ｌ担持させ
た触媒についても同様の試験評価を行った。

【００４１】

【表１】

【００４２】（試験評価結果）図８は、ＺＳＭ−５にＰ
ｔを４．２ｇ／Ｌ担持させた触媒の触媒温度とＮＯｘ浄
化率との関係を示す。図９は、ＺＳＭ−５にＰｔを０．
８ｇ／Ｌ担持させた触媒の触媒温度とＮＯｘ浄化率との
関係を示す。

【００４３】図８によれば、Ｐｔの担持密度が４．２ｇ
／Ｌでは、排気ガスをＳＶ＝１７００００ｈ^-1で流通さ
せた場合、浄化活性温度域が浄化ピーク温度約２４０℃
のものとなる一方、ＳＶ＝８５０００ｈ^-1で流通させた
場合、それが浄化ピーク温度約２２５℃のものとなる。
図９によれば、Ｐｔの担持密度が０．８ｇ／Ｌでは、排
気ガスをＳＶ＝１７００００ｈ^-1で流通させた場合、浄
化活性温度域が浄化ピーク温度約２５０℃のものとなる
一方、ＳＶ＝８５０００ｈ^-1で流通させた場合、それが
浄化ピーク温度約２４０℃のものとなる。従って、Ｐｔ
の担持密度に関わりなく、排気ガスの流速が速くなるこ
とにより、ＮＯｘの浄化活性温度域が高温側にシフトす
るのが分かる。

【００４４】また、図８及び９によれば、排気ガスの流
速がＳＶ＝１７００００ｈ^-1では、Ｐｔの担持密度を
４．２ｇ／Ｌとした場合、浄化活性温度域が浄化ピーク
温度約２４０℃のものとなる一方、Ｐｔの担持密度を
０．８ｇ／Ｌとした場合、浄化活性温度域が浄化ピーク
温度約２５０℃のものとなる。また、、排気ガスの流速
がＳＶ＝８５０００ｈ^-1では、Ｐｔの担持密度を４．２
ｇ／Ｌとした場合、浄化活性温度域が浄化ピーク温度約
２２５℃のものとなる一方、Ｐｔの担持密度を０．８ｇ
／Ｌとした場合、浄化活性温度域がピーク温度約２４０
℃のものとなる。従って、排気ガスの流速に関わりな
く、Ｐｔの担持密度が小さくなることにより、ＮＯｘの
浄化活性ピーク温度が高温側にシフトするのが分かる。

【００４５】以上より、排気ガスの流速がＳＶ＝１７０
０００ｈ^-1となる領域（単位時間及び単位面積当たりの
排気ガスの接触量が多い領域）のＰｔの担持密度を４．
２ｇ／Ｌとする一方、排気ガスの流速がＳＶ＝８５００
０ｈ^-1となる領域（単位時間及び単位面積当たりの排気
ガスの接触量が少ない領域）のＰｔの担持密度を０．８
ｇ／ＬとしたＮＯｘ還元触媒を構成すれば、いずれの領
域も約２４０℃でＮＯｘ浄化率が最大となり、約２４０
℃の使用条件下において全体として最大のＮＯｘ浄化率
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態１に係る排気ガス浄化用触媒装置の構
成を示すブロック図である。

【図２】実施形態１の偏流生成部により生成される偏流
の説明図である。

【図３】実施形態１のＮＯｘ還元触媒の斜視図である。

【図４】触媒温度とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ
図である。

【図５】実施形態２の偏流生成部により生成される偏流
の説明図である。

【図６】実施形態３のバリアブルジオメタリターボ（Ｖ
ＧＴ）の斜視図である。

【図７】実施形態３のバリアブルジオメタリターボ（Ｖ
ＧＴ）により生成される偏流の説明図である。

【図８】Ｐｔの担持密度が４．２ｇ／Ｌにおける触媒温
度とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図である。

【図９】Ｐｔの担持密度が０．８ｇ／Ｌにおける触媒温
度とＮＯｘ浄化率との関係を示すグラフ図である。

【符号の説明】

１排気ガス浄化用触媒装置２ディーゼルエンジン３排気通路３ａ通路内壁４偏流生成部（偏流生成手段）４ａ直線部４ｂ屈曲部４ｃ通路拡大部５ＮＯｘ還元触媒５ａ第１領域５ｂ第２領域１４バリアブルジオメタリターボ（ＶＧＴ）１４ａタービンハウジング１４ｂタービン

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｂ０１Ｄ 53/36 １０１Ａ (72)発明者渡辺友巳広島県安芸郡府中町新地３番１号マツダ株式会社内Ｆターム(参考） 3G091 AA10 AA18 AB05 BA14 CA27 CB03 GB06W GB07W GB09X GB10X HA46 4D048 AA06 AB02 BA10X BA11X BA30X BB02 CC25 EA10 4G069 AA03 AA08 BA13B BC75A BC75B BC75C CA03 CA08 CA13 DA06 EA19 EE10 FA02 FA03 FB24 ZA11A ZA11B

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気通路に配置され、ＮＯｘを還元浄化
する貴金属が担持されたＮＯｘ還元触媒を備えた排気ガ
ス浄化用触媒装置において、上記ＮＯｘ還元触媒の上流側に配置され、排気通路中の
排気ガスの流れに偏流を生成する偏流生成手段を更に備
え、上記ＮＯｘ還元触媒は、その上流側から見て、上記偏流
生成手段による排気ガスの偏流により排気ガスが単位時
間及び単位面積当たりに相対的に多く接触するようにな
る第１領域の方が該排気ガスが相対的に少なく接触する
ようになる第２領域よりも、上記貴金属の担持密度が大
きくなるように構成されていることを特徴とする排気ガ
ス浄化用触媒装置。
【請求項２】上記ＮＯｘ還元触媒は、上記貴金属を担
持したゼオライトで形成されていることを特徴とする請
求項１に記載の排気ガス浄化用触媒装置。
【請求項３】上記ＮＯｘ還元触媒の上記貴金属はＰｔ
であって、上記第１領域は、Ｐｔが略４ｇ／Ｌ以上担持されている
ことを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化用触媒
装置。
【請求項４】上記ＮＯｘ還元触媒の上記貴金属はＰｔ
であって、上記第２領域は、Ｐｔが略０．８ｇ／Ｌ以下担持されて
いることを特徴とする請求項２に記載の排気ガス浄化用
触媒装置。
【請求項５】上記偏流生成手段は、排気ガス温度が所
定温度範囲状態のとき、上記第１領域の方が上記第２領
域よりも単位時間及び単位面積当たりの排気ガスの接触
量が多くなるように偏流を制御することを特徴とする請
求項１乃至４のいずれか一に記載の排気ガス浄化用触媒
装置。