JP2003340244A - 排気浄化装置 - Google Patents
排気浄化装置Info
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＨＣ吸着剤を用いたエンジン排気浄化装置に
おいて、エンジンの冷間始動後に三元触媒が活性温度に
達する前にＨＣ吸着剤からＨＣ脱離が開始されるため始
動後に排出されやすいＨＣを十分に浄化することができ
なかった。 【解決手段】 ＨＣ吸着剤と触媒金属とを担持させた複
数の担体２１ａ〜２１ｄを、ガス流れ方向に隙間ｇを空
けて配設し、最上流に位置する担体２１ａの長さをその
下流のものに比較して小とする。隙間ｇはその前後で隣
接する担体間の伝熱を遮断し、下流への熱伝導を抑制す
るので下流側では担体の温度上昇が遅くなり、ＨＣの捕
捉量が増大すると共に触媒金属の温度上昇量が大きくな
り、ＨＣ脱離時の処理効率が向上する。担体のセルに進
入した排ガスは隙間部分で乱れを発生し排ガスがＨＣ吸
着剤に接触する機会を増やすのでＨＣトラップ性能が向
上する。これにより排気浄化装置の小型化をも図れる。
おいて、エンジンの冷間始動後に三元触媒が活性温度に
達する前にＨＣ吸着剤からＨＣ脱離が開始されるため始
動後に排出されやすいＨＣを十分に浄化することができ
なかった。 【解決手段】 ＨＣ吸着剤と触媒金属とを担持させた複
数の担体２１ａ〜２１ｄを、ガス流れ方向に隙間ｇを空
けて配設し、最上流に位置する担体２１ａの長さをその
下流のものに比較して小とする。隙間ｇはその前後で隣
接する担体間の伝熱を遮断し、下流への熱伝導を抑制す
るので下流側では担体の温度上昇が遅くなり、ＨＣの捕
捉量が増大すると共に触媒金属の温度上昇量が大きくな
り、ＨＣ脱離時の処理効率が向上する。担体のセルに進
入した排ガスは隙間部分で乱れを発生し排ガスがＨＣ吸
着剤に接触する機会を増やすのでＨＣトラップ性能が向
上する。これにより排気浄化装置の小型化をも図れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は主としてエンジンの
排気浄化に適用される排気浄化装置に関し、特にＨＣト
ラップ機能を有する排気浄化装置の改良に関する。
排気浄化に適用される排気浄化装置に関し、特にＨＣト
ラップ機能を有する排気浄化装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】三元触媒を備えた排気
浄化システムではエンジン冷間運転時のＨＣの処理が課
題となっている。触媒が活性温度に達するまでは低温条
件下での燃焼時に排出されやすいＨＣを十分に浄化でき
ないからである。この問題に対応するものとして、特開
平１１−３２４６６２号公報には、ＨＣ吸着剤を担持し
担体と三元触媒を担持した担体とをガス流れ方向に交互
に複数個配置した排気浄化装置が提案されている。ＨＣ
吸着剤は排気ガス中のＨＣを一時的に捕捉しておく機能
を持っており、捕捉されたＨＣは温度上昇に伴い吸着剤
から脱離する。そこで前記排気浄化装置では、三元触媒
に隣接して設けたＨＣ吸着剤により、三元触媒が活性温
度に達するまでのＨＣの排出を抑制している。しかしな
がら、捕捉されたＨＣが吸着剤から脱離を開始する温度
に達しても、この時点では下流側の三元触媒がまだ十分
に活性化していないため、ＨＣの排出を抑制する効果は
十分ではない。また、ＨＣトラップと三元触媒とを交互
に配置した構造であるので、所要のＨＣトラップ性能を
確保しようとすると装置が大型化してしまうという問題
もある。
浄化システムではエンジン冷間運転時のＨＣの処理が課
題となっている。触媒が活性温度に達するまでは低温条
件下での燃焼時に排出されやすいＨＣを十分に浄化でき
ないからである。この問題に対応するものとして、特開
平１１−３２４６６２号公報には、ＨＣ吸着剤を担持し
担体と三元触媒を担持した担体とをガス流れ方向に交互
に複数個配置した排気浄化装置が提案されている。ＨＣ
吸着剤は排気ガス中のＨＣを一時的に捕捉しておく機能
を持っており、捕捉されたＨＣは温度上昇に伴い吸着剤
から脱離する。そこで前記排気浄化装置では、三元触媒
に隣接して設けたＨＣ吸着剤により、三元触媒が活性温
度に達するまでのＨＣの排出を抑制している。しかしな
がら、捕捉されたＨＣが吸着剤から脱離を開始する温度
に達しても、この時点では下流側の三元触媒がまだ十分
に活性化していないため、ＨＣの排出を抑制する効果は
十分ではない。また、ＨＣトラップと三元触媒とを交互
に配置した構造であるので、所要のＨＣトラップ性能を
確保しようとすると装置が大型化してしまうという問題
もある。
【０００３】本発明の目的は、エンジン冷間運転時にお
いてもＨＣの排出を確実に抑制することのできる小型の
排気浄化装置を提供することである。
いてもＨＣの排出を確実に抑制することのできる小型の
排気浄化装置を提供することである。
【０００４】
【発明の概要】本発明では、ＨＣ吸着剤と触媒金属とを
担持させた複数の担体を、ガス流れ方向に隙間を空けて
配設する。
担持させた複数の担体を、ガス流れ方向に隙間を空けて
配設する。
【０００５】それぞれがＨＣトラップおよび触媒機能を
備えた複数の担体を隙間を空けて配設した構成において
は、担体間の隙間がその前後で担体内の伝熱を遮断する
作用を有するため、隙間よりも下流への熱伝導が抑制さ
れ触媒担体全体として温度上昇が遅くなる。すなわちＨ
Ｃが脱離するまでの時間が長くなるので、それだけ下流
側担体でのＨＣの捕捉量を増大させることができる。一
方、その間に触媒金属の温度が上昇して転化率が高くな
るので、ＨＣ脱離時の処理効率も向上する。また、担体
間に隙間を設けるとこの隙間部分でガス流れに乱れを生
じる。この乱れは、排気ガスがＨＣ吸着剤に接触する機
会を増やすのでそれだけＨＣトラップ性能を向上させ
る。
備えた複数の担体を隙間を空けて配設した構成において
は、担体間の隙間がその前後で担体内の伝熱を遮断する
作用を有するため、隙間よりも下流への熱伝導が抑制さ
れ触媒担体全体として温度上昇が遅くなる。すなわちＨ
Ｃが脱離するまでの時間が長くなるので、それだけ下流
側担体でのＨＣの捕捉量を増大させることができる。一
方、その間に触媒金属の温度が上昇して転化率が高くな
るので、ＨＣ脱離時の処理効率も向上する。また、担体
間に隙間を設けるとこの隙間部分でガス流れに乱れを生
じる。この乱れは、排気ガスがＨＣ吸着剤に接触する機
会を増やすのでそれだけＨＣトラップ性能を向上させ
る。
【０００６】隙間を持たない連続したセル構造の触媒で
は、触媒担体の断面上でガスの流量分布および昇温性に
偏りがあり、言い換えればセル毎にＨＣトラップ性能や
転化率に偏りを生じるため排気浄化装置が本来有してい
る性能を使いきることは難しい。これに対して隙間を設
けた構成では前記乱流作用により担体の断面方向でのガ
ス流量分布を均一化できるので制御性が向上し、排気浄
化装置本来の性能を十分に発揮させることが可能とな
る。
は、触媒担体の断面上でガスの流量分布および昇温性に
偏りがあり、言い換えればセル毎にＨＣトラップ性能や
転化率に偏りを生じるため排気浄化装置が本来有してい
る性能を使いきることは難しい。これに対して隙間を設
けた構成では前記乱流作用により担体の断面方向でのガ
ス流量分布を均一化できるので制御性が向上し、排気浄
化装置本来の性能を十分に発揮させることが可能とな
る。
【０００７】他方、前述のようにしてＨＣ吸着剤および
触媒金属の作用が促進されることから、所要の能力を有
する排気浄化装置をより小型化することが可能となる。
触媒金属の作用が促進されることから、所要の能力を有
する排気浄化装置をより小型化することが可能となる。
【０００８】担体または隙間は多数を設けることにより
前記効果をより高めることができ、また詳しくは実施形
態として後述するが、複数の担体のガス流れ方向の寸法
や、担体に担持させる触媒金属またはＨＣ吸着剤の分
布、層構造の設定に応じて固有の有益な特性を与えるこ
とができる。
前記効果をより高めることができ、また詳しくは実施形
態として後述するが、複数の担体のガス流れ方向の寸法
や、担体に担持させる触媒金属またはＨＣ吸着剤の分
布、層構造の設定に応じて固有の有益な特性を与えるこ
とができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明による排気浄化装置
を適用したエンジンシステムの一例を示している。図に
おいて１はエンジン、２はその吸気通路、３は排気通路
である。４は排気通路３から排気ガスの一部を吸気通路
２へと還流させるＥＧＲ通路、５は前記排気還流量を制
御するＥＧＲ制御弁である。７は燃料噴射弁、８は点火
プラグである。
を適用したエンジンシステムの一例を示している。図に
おいて１はエンジン、２はその吸気通路、３は排気通路
である。４は排気通路３から排気ガスの一部を吸気通路
２へと還流させるＥＧＲ通路、５は前記排気還流量を制
御するＥＧＲ制御弁である。７は燃料噴射弁、８は点火
プラグである。
【００１０】９〜１１は排気通路３に介装された排気浄
化装置である。これら３個の排気浄化装置９〜１１は、
基本的にはＣＯ，ＨＣの酸化機能とＮＯｘの還元機能を
併有する三元触媒であり、これらのうち何れかまたは全
部はゼオライト等のＨＣ吸着剤によりＨＣを一時的に捕
捉しておく機能を備えたＨＣトラップ触媒として構成さ
れている。
化装置である。これら３個の排気浄化装置９〜１１は、
基本的にはＣＯ，ＨＣの酸化機能とＮＯｘの還元機能を
併有する三元触媒であり、これらのうち何れかまたは全
部はゼオライト等のＨＣ吸着剤によりＨＣを一時的に捕
捉しておく機能を備えたＨＣトラップ触媒として構成さ
れている。
【００１１】１２と１３はそれぞれ最上流の排気浄化装
置９の上流と下流にて排気ガスの空燃比もしくは酸素濃
度を検出する排気ガスセンサ、１４は中段の排気浄化装
置１０の触媒温度を検出する温度センサである。
置９の上流と下流にて排気ガスの空燃比もしくは酸素濃
度を検出する排気ガスセンサ、１４は中段の排気浄化装
置１０の触媒温度を検出する温度センサである。
【００１２】１５はエンジン回転速度や吸入空気量など
の運転状態信号に基づいて空燃比および点火時期などを
制御するコントローラであり、ＣＰＵおよびその周辺装
置からなるマイクロコンピュータにより構成されてい
る。
の運転状態信号に基づいて空燃比および点火時期などを
制御するコントローラであり、ＣＰＵおよびその周辺装
置からなるマイクロコンピュータにより構成されてい
る。
【００１３】図２に、前記排気浄化装置９〜１１および
その内部に収容される担体の詳細を示す。本発明では、
基本的には図２に示したように排気のガス流れ方向（矢
印方向）に沿って複数、この場合４個のセラミクス製ハ
ニカム状担体２１ａ〜２１ｄを配設する。各担体２１ａ
〜２１ｄはその長さが上流側に位置するものほど小とな
るように設定してあり、また各々の間には隙間ｇ（ｇ１
〜ｇ３）を設けている。各担体２１ａ〜２１ｄには、図
４に示したように、それぞれのセル２４の表面にゼオラ
イトなどのＨＣ吸着剤を含むＨＣトラップ層２５と、Ｐ
ｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等の触媒金属を含む触媒金属層２６とを
コーティングにより形成してある。
その内部に収容される担体の詳細を示す。本発明では、
基本的には図２に示したように排気のガス流れ方向（矢
印方向）に沿って複数、この場合４個のセラミクス製ハ
ニカム状担体２１ａ〜２１ｄを配設する。各担体２１ａ
〜２１ｄはその長さが上流側に位置するものほど小とな
るように設定してあり、また各々の間には隙間ｇ（ｇ１
〜ｇ３）を設けている。各担体２１ａ〜２１ｄには、図
４に示したように、それぞれのセル２４の表面にゼオラ
イトなどのＨＣ吸着剤を含むＨＣトラップ層２５と、Ｐ
ｔ、Ｒｈ、Ｐｄ等の触媒金属を含む触媒金属層２６とを
コーティングにより形成してある。
【００１４】図中の３４は触媒容器、３５はセラミクス
ファイバーあるいはアルミナファイバーなどからなる耐
熱マットである。担体２１ａ〜２１ｄはその外周部に巻
回した耐熱マット３５を介して触媒容器３４内に固定し
てある。この実施形態では、隙間ｇの周縁部を担体２１
と同一の線膨張係数を有するリング状の充填材３６で埋
めてある。このように充填材３６を設けることにより、
隙間ｇを一定に維持できると共に、隙間ｇを抜けてきた
排気によりマット３５が風蝕されて摩耗する不具合を防
止することができる。また、担体２１と同一の線膨張係
数を有する充填材３６を用いることにより、担体２１の
強度を確保できる。
ファイバーあるいはアルミナファイバーなどからなる耐
熱マットである。担体２１ａ〜２１ｄはその外周部に巻
回した耐熱マット３５を介して触媒容器３４内に固定し
てある。この実施形態では、隙間ｇの周縁部を担体２１
と同一の線膨張係数を有するリング状の充填材３６で埋
めてある。このように充填材３６を設けることにより、
隙間ｇを一定に維持できると共に、隙間ｇを抜けてきた
排気によりマット３５が風蝕されて摩耗する不具合を防
止することができる。また、担体２１と同一の線膨張係
数を有する充填材３６を用いることにより、担体２１の
強度を確保できる。
【００１５】前記構成を有する排気浄化装置により次の
ような効果が得られる。エンジン始動直後は未着火燃料
や不完全燃焼により定常アイドル運転時に比較すると多
くのＨＣが燃焼室から排出される。このＨＣは大部分が
排気浄化装置のＨＣトラップ層２５に捕捉され、その後
ＨＣトラップ層２５の温度が１５０℃程度に達すると捕
捉されたＨＣがＨＣトラップ層２５から脱離を開始す
る。このとき排気に直接晒される触媒金属層２６が３０
０℃程度の活性温度に達していれば脱離したＨＣは触媒
反応により酸化処理される。
ような効果が得られる。エンジン始動直後は未着火燃料
や不完全燃焼により定常アイドル運転時に比較すると多
くのＨＣが燃焼室から排出される。このＨＣは大部分が
排気浄化装置のＨＣトラップ層２５に捕捉され、その後
ＨＣトラップ層２５の温度が１５０℃程度に達すると捕
捉されたＨＣがＨＣトラップ層２５から脱離を開始す
る。このとき排気に直接晒される触媒金属層２６が３０
０℃程度の活性温度に達していれば脱離したＨＣは触媒
反応により酸化処理される。
【００１６】本発明では、複数の担体２１ａ〜２１ｄを
隙間ｇを空けて配設したことにより、担体間の伝熱が抑
制されるため、一体構造の担体に比較して装置全体の温
度上昇が遅れ、それだけＨＣトラップ層２５がＨＣ脱離
温度に達するまでの時間も長くなる。このことは担体に
捕捉されるＨＣ量を増大させるとともにＨＣ脱離が開始
されるまでの触媒金属層２６の温度上昇量を大きくする
のでＨＣの浄化性能も向上する。また、隙間ｇの部分を
排気ガスが通過するときの乱流の作用によりセル表面の
ＨＣ吸着剤がより有効に利用されるので、ＨＣを捕捉す
る性能自体も一体構造のものより向上する。また、この
ようにＨＣの捕捉性能および触媒の転化効率が高められ
ることにより、排気浄化装置を小型化することができ
る。
隙間ｇを空けて配設したことにより、担体間の伝熱が抑
制されるため、一体構造の担体に比較して装置全体の温
度上昇が遅れ、それだけＨＣトラップ層２５がＨＣ脱離
温度に達するまでの時間も長くなる。このことは担体に
捕捉されるＨＣ量を増大させるとともにＨＣ脱離が開始
されるまでの触媒金属層２６の温度上昇量を大きくする
のでＨＣの浄化性能も向上する。また、隙間ｇの部分を
排気ガスが通過するときの乱流の作用によりセル表面の
ＨＣ吸着剤がより有効に利用されるので、ＨＣを捕捉す
る性能自体も一体構造のものより向上する。また、この
ようにＨＣの捕捉性能および触媒の転化効率が高められ
ることにより、排気浄化装置を小型化することができ
る。
【００１７】特に、図４のようにセル２４の下層側にＨ
Ｃトラップ層２５を、上層側に触媒金属層２６をそれぞ
れ積層した構成においては、隙間ｇを設けたことによ
り、ＨＣトラップ層２５がＨＣ脱離温度に達するまでの
時間を長くし、ＨＣ脱離が開始されるまでの触媒金属層
２６の温度上昇量を大きくし、さらに前記乱流の作用に
よりＨＣトラップ層２５へのＨＣ捕捉効果を確保しつ
つ、触媒金属層２６の活性を均一にできるので高い浄化
性能が発揮される。触媒金属層２６で生じる反応熱は既
述したように隙間ｇにより下流側への伝達が抑制される
ので、下流側ＨＣトラップ層２５の温度上昇が遅くなり
ＨＣ捕捉性能が向上する。触媒金属層２６は隙間ｇで仕
切られた担体ブロック毎の熱容量が小さいので排気ガス
の流入に伴い上流側から順に活性化しＨＣ脱離時の浄化
性能を向上させる。
Ｃトラップ層２５を、上層側に触媒金属層２６をそれぞ
れ積層した構成においては、隙間ｇを設けたことによ
り、ＨＣトラップ層２５がＨＣ脱離温度に達するまでの
時間を長くし、ＨＣ脱離が開始されるまでの触媒金属層
２６の温度上昇量を大きくし、さらに前記乱流の作用に
よりＨＣトラップ層２５へのＨＣ捕捉効果を確保しつ
つ、触媒金属層２６の活性を均一にできるので高い浄化
性能が発揮される。触媒金属層２６で生じる反応熱は既
述したように隙間ｇにより下流側への伝達が抑制される
ので、下流側ＨＣトラップ層２５の温度上昇が遅くなり
ＨＣ捕捉性能が向上する。触媒金属層２６は隙間ｇで仕
切られた担体ブロック毎の熱容量が小さいので排気ガス
の流入に伴い上流側から順に活性化しＨＣ脱離時の浄化
性能を向上させる。
【００１８】複数の担体２１ａ〜２１ｄはそれぞれの長
さを等しく設定してもよいが、この実施形態のように上
流側のものほど短い構成とした場合には、前述した担体
内の熱伝導の抑制とガスの乱流化をそれだけ上流側で行
わせて、ＨＣトラップ性能および転化効率をより高める
ことができる。また、上流側担体の熱容量が比較的小さ
くなり昇温しやすくなるので、上流側での触媒の早期活
性が促される。このような作用は、例えば上流側担体の
セル数を少なくしたりＨＣトラップ層２５の厚さを小さ
くしたりすることなどによって担体の熱容量を小さくす
ることによっても得られる。
さを等しく設定してもよいが、この実施形態のように上
流側のものほど短い構成とした場合には、前述した担体
内の熱伝導の抑制とガスの乱流化をそれだけ上流側で行
わせて、ＨＣトラップ性能および転化効率をより高める
ことができる。また、上流側担体の熱容量が比較的小さ
くなり昇温しやすくなるので、上流側での触媒の早期活
性が促される。このような作用は、例えば上流側担体の
セル数を少なくしたりＨＣトラップ層２５の厚さを小さ
くしたりすることなどによって担体の熱容量を小さくす
ることによっても得られる。
【００１９】担体および隙間を設ける数は、ガス流の乱
流化と伝熱の抑制という観点からは多くした方が有効で
ある。担体間の伝熱が隙間ｇにより抑制される作用はメ
タル担体であっても期待できるが、セラミクス担体はゼ
オライト等のＨＣ吸着剤との相性が良く、コーティング
の強度が高いという利点がある。
流化と伝熱の抑制という観点からは多くした方が有効で
ある。担体間の伝熱が隙間ｇにより抑制される作用はメ
タル担体であっても期待できるが、セラミクス担体はゼ
オライト等のＨＣ吸着剤との相性が良く、コーティング
の強度が高いという利点がある。
【００２０】ＨＣの捕捉量を増やすためにＨＣ吸着剤の
担持量を増やすとセルの通路面積が小さくなりそれだけ
排気抵抗が増大してしまう。この点、本発明では前述し
た乱流化および熱伝導抑制の効果によりＨＣトラップ性
能が向上するのでセル密度を下げて排気抵抗の軽減を図
ることも可能である。具体的には一般的な三元触媒のセ
ル密度が９００以上であるのに対して、本発明では３０
０以下、少なくとも６００以下にすることが可能であ
る。前記セル密度の単位は担体横断面の面積１平方イン
チあたりのセル数であり、当業者による取引上の常用単
位である。また、ＨＣ吸着剤の担持量は、例えばセル密
度が３００のとき３５０程度、セル密度が６００のとき
２５０程度とする。前記担持量の単位は触媒担体の見か
け上の容積１立方フィートあたりのグラム数であり、当
業者による取引上の常用単位である。
担持量を増やすとセルの通路面積が小さくなりそれだけ
排気抵抗が増大してしまう。この点、本発明では前述し
た乱流化および熱伝導抑制の効果によりＨＣトラップ性
能が向上するのでセル密度を下げて排気抵抗の軽減を図
ることも可能である。具体的には一般的な三元触媒のセ
ル密度が９００以上であるのに対して、本発明では３０
０以下、少なくとも６００以下にすることが可能であ
る。前記セル密度の単位は担体横断面の面積１平方イン
チあたりのセル数であり、当業者による取引上の常用単
位である。また、ＨＣ吸着剤の担持量は、例えばセル密
度が３００のとき３５０程度、セル密度が６００のとき
２５０程度とする。前記担持量の単位は触媒担体の見か
け上の容積１立方フィートあたりのグラム数であり、当
業者による取引上の常用単位である。
【００２１】図３に、３個以上の担体を有する構成につ
いての他の実施形態を示す。この場合、６個の担体２１
ａ〜２１ｆのうち、最上流に位置する担体２１ａの長さ
をその下流側の担体２１ｂよりも小さくすると共に、最
下流に位置する担体２１ｆの長さをその上流側の担体２
１ｅよりも小さくしている。担体２１ｆはその長さを小
さくする代わりに、上流側担体２１ｅや２１ｄに比較し
て熱容量を小さく設定したものとしてもよい。この実施
形態によれば、最下流の担体２１ｆが昇温しやすくなる
ので、担体下流部の温度が上昇しにくい特性を示す場合
に、その昇温を促して転化効率を高められる。
いての他の実施形態を示す。この場合、６個の担体２１
ａ〜２１ｆのうち、最上流に位置する担体２１ａの長さ
をその下流側の担体２１ｂよりも小さくすると共に、最
下流に位置する担体２１ｆの長さをその上流側の担体２
１ｅよりも小さくしている。担体２１ｆはその長さを小
さくする代わりに、上流側担体２１ｅや２１ｄに比較し
て熱容量を小さく設定したものとしてもよい。この実施
形態によれば、最下流の担体２１ｆが昇温しやすくなる
ので、担体下流部の温度が上昇しにくい特性を示す場合
に、その昇温を促して転化効率を高められる。
【００２２】前記構成において、複数の担体のうちの下
流側に位置するもの、例えば図２の担体２１ｄ、図４の
担体２１ｅ〜２１ｆについて、そのＨＣ吸着剤または触
媒金属の何れか一方または両方の担持量（重量または密
度）を上流側の担体に比較して大きくした構成をとして
もよい。前記隙間ｇの断熱作用により下流側の担体ほど
昇温しにくくなるので、下流側担体のＨＣ吸着剤の担持
量を増やすことによりそれだけＨＣ捕捉量を効率的に増
大させられると共に、ＨＣの脱離タイミングを触媒活性
化のタイミングに合致するように遅らせることができ
る。一方、担体の低温下により触媒金属については転化
効率が低下傾向となるが、これは触媒金属の担持量を増
やすことで補うことができる。
流側に位置するもの、例えば図２の担体２１ｄ、図４の
担体２１ｅ〜２１ｆについて、そのＨＣ吸着剤または触
媒金属の何れか一方または両方の担持量（重量または密
度）を上流側の担体に比較して大きくした構成をとして
もよい。前記隙間ｇの断熱作用により下流側の担体ほど
昇温しにくくなるので、下流側担体のＨＣ吸着剤の担持
量を増やすことによりそれだけＨＣ捕捉量を効率的に増
大させられると共に、ＨＣの脱離タイミングを触媒活性
化のタイミングに合致するように遅らせることができ
る。一方、担体の低温下により触媒金属については転化
効率が低下傾向となるが、これは触媒金属の担持量を増
やすことで補うことができる。
【００２３】図５〜図８は、ＨＣ吸着剤および触媒金属
の層構造に関する他の実施形態である。図５は、ＨＣト
ラップ層２５に隣接してアルミナ等からなる断熱層２９
を均一な厚さに形成した実施形態である。断熱層２９に
より、触媒金属層２６からＨＣトラップ層２５への伝熱
量を低減できるので、触媒金属層２６の昇温を早めつつ
ＨＣトラップ量を増大して、浄化性能より向上させるこ
とができる。
の層構造に関する他の実施形態である。図５は、ＨＣト
ラップ層２５に隣接してアルミナ等からなる断熱層２９
を均一な厚さに形成した実施形態である。断熱層２９に
より、触媒金属層２６からＨＣトラップ層２５への伝熱
量を低減できるので、触媒金属層２６の昇温を早めつつ
ＨＣトラップ量を増大して、浄化性能より向上させるこ
とができる。
【００２４】前記断熱層２９を、図６に示したようにそ
の厚さが担体上流部ほど大となるように形成することに
より、排気熱と触媒反応とで昇温しやすい上流側ＨＣト
ラップ層の温度上昇を抑制してＨＣトラップ性能をより
高めることができる。
の厚さが担体上流部ほど大となるように形成することに
より、排気熱と触媒反応とで昇温しやすい上流側ＨＣト
ラップ層の温度上昇を抑制してＨＣトラップ性能をより
高めることができる。
【００２５】図７は断熱層２９を担体上流側にて触媒金
属層２６の表面に近接するように形成した実施形態であ
る。この実施形態によれば、昇温の比較的早い上流部で
のＨＣトラップ層２５の熱容量を増大させて昇温を遅ら
せ、ＨＣトラップ性能を高めることができる。
属層２６の表面に近接するように形成した実施形態であ
る。この実施形態によれば、昇温の比較的早い上流部で
のＨＣトラップ層２５の熱容量を増大させて昇温を遅ら
せ、ＨＣトラップ性能を高めることができる。
【００２６】図８は断熱層２９を下流側にて担体表面に
近接するように形成した実施形態である。この実施形態
によれば、昇温の比較的遅い下流部での触媒金属層２６
の活性を早めて、ＨＣトラップ性能とＨＣ脱離後の浄化
性能の向上という相反する性能をさらに改善することが
できる。
近接するように形成した実施形態である。この実施形態
によれば、昇温の比較的遅い下流部での触媒金属層２６
の活性を早めて、ＨＣトラップ性能とＨＣ脱離後の浄化
性能の向上という相反する性能をさらに改善することが
できる。
【００２７】前記図４〜図８の構成において、ＨＣトラ
ップ層２５または触媒金属層２６を互いに特性が異なる
複数の層から構成するようにしてもよい。例えば、触媒
金属層２６については、表層側にＰｄを適用した場合に
は、深層側にはＰｄ−Ｒｈ系、またはＰｔ−Ｒｈ系、ま
たは比較的低密度のＰｄ層とする。担体やＨＣ吸着剤の
特性による昇温性に応じてＨＣ脱離タイミングまたは触
媒金属の活性タイミングをより適切に制御することが可
能となる。
ップ層２５または触媒金属層２６を互いに特性が異なる
複数の層から構成するようにしてもよい。例えば、触媒
金属層２６については、表層側にＰｄを適用した場合に
は、深層側にはＰｄ−Ｒｈ系、またはＰｔ−Ｒｈ系、ま
たは比較的低密度のＰｄ層とする。担体やＨＣ吸着剤の
特性による昇温性に応じてＨＣ脱離タイミングまたは触
媒金属の活性タイミングをより適切に制御することが可
能となる。
【００２８】なお、以上の各図は隙間の形成態様や排気
浄化装置の構造を説明するための図面であり、隙間の
幅、ピッチなどは説明の便宜のために実際とは異なる寸
法または比率で描いてある。
浄化装置の構造を説明するための図面であり、隙間の
幅、ピッチなどは説明の便宜のために実際とは異なる寸
法または比率で描いてある。
【図１】本発明による排気浄化装置を適用したエンジン
システムの一例を示す概略構成図。
システムの一例を示す概略構成図。
【図２】本発明による排気浄化装置の一実施形態の縦断
面図。
面図。
【図３】担体配列に関する他の実施形態の側面図。
【図４】前記担体のセル部詳細断面図。
【図５】担体に関する他の実施形態のセル部詳細断面
図。
図。
【図６】担体に関する他の実施形態のセル部詳細断面
図。
図。
【図７】担体に関する他の実施形態のセル部詳細断面
図。
図。
【図８】担体に関する他の実施形態のセル部詳細断面
図。
図。
１ エンジン
２ 吸気通路
３ 排気通路
９〜１１ 排気浄化装置
２１ａ〜２１ｅ ハニカム状担体
２４ セル
２５ ＨＣトラップ層
２６ 触媒金属層
２９ 断熱層
３４ 触媒容器
ｇ 隙間
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 Ｆ０１Ｎ 3/28 ３０１Ｑ
Ｂ０１Ｄ 53/36 １０３Ｂ
１０１Ａ
(72)発明者 三石 俊一
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
(72)発明者 鵜篭 芳直
神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産
自動車株式会社内
Ｆターム(参考） 3G091 AA11 AA17 AA28 AB03 AB10
BA03 BA14 BA15 BA19 BA39
CB02 DA01 DA02 DC01 EA01
EA03 EA05 EA18 EA34 FA02
FA04 FA12 FA13 FB02 FB10
FB11 FB12 FC07 GA05 GA06
GA19 GB01X GB05W GB06W
GB07W GB09Y GB10X GB17X
HA07 HA12 HA18 HA32 HA36
HA37 HA39 HA42 HA47 HB05
4D048 AA06 AA13 AA18 AB05 BA10X
BA11X BA30X BA31X BA33X
BB02 BB16 CA01 CC04 CC05
CC32 CC36 CC45 CC46 CC49
CC55 EA04
Claims (19)
- 【請求項１】ＨＣ吸着剤と触媒金属とを担持させた複数
の担体を、ガス流れ方向に隙間を空けて配設したことを
特徴とする排気浄化装置。 - 【請求項２】前記複数の担体のうち、最上流に位置する
ものの長さをその下流に位置するものに比較して小とし
た請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項３】前記複数の担体のうち、最上流に位置する
ものの熱容量をその下流に位置するものに比較して小と
した請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項４】前記担体を３個以上備え、かつ最下流に位
置するものの長さをその上流に位置するものに比較して
小とした請求項２または請求項３に記載の排気浄化装
置。 - 【請求項５】前記担体を３個以上備え、かつ最下流に位
置するものの熱容量をその上流に位置するものに比較し
て小とした請求項２または請求項３に記載の排気浄化装
置。 - 【請求項６】前記複数の担体のうち、下流に位置するも
ののＨＣ吸着剤の担持量を上流に位置するものに比較し
て大とした請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項７】前記複数の担体のうち、下流に位置するも
のの触媒金属の担持量を上流に位置するものに比較して
大とした請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項８】前記複数の担体のうち、下流に位置するも
ののＨＣ吸着剤と触媒金属の担持量を上流に位置するも
のに比較して大とした請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項９】前記担体はセラミクスから構成した請求項
１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項１０】前記ＨＣ吸着剤を含むＨＣトラップ層
と、触媒金属を含む触媒金属層とを、それぞれコーティ
ングにより積層形成した請求項１に記載の排気浄化装
置。 - 【請求項１１】前記ＨＣトラップ層を下層側に、前記触
媒金属層を上層側に形成した請求項１０に記載の排気浄
化装置。 - 【請求項１２】前記ＨＣトラップ層と触媒金属層との間
に断熱層を形成した請求項１０または請求項１１に記載
の排気浄化装置。 - 【請求項１３】前記断熱層は均一な厚さに形成した請求
項１２に記載の排気浄化装置。 - 【請求項１４】前記断熱層は、上流側の厚さを下流側に
比較して大とした請求項１２に記載の排気浄化装置。 - 【請求項１５】前記断熱層は、上流側ほど表層に近接す
るように形成した請求項１２に記載の排気浄化装置。 - 【請求項１６】前記断熱層は、下流側ほど担体表面に近
接するように形成した請求項１２に記載の排気浄化装
置。 - 【請求項１７】前記担体のセル密度は６００以下である
請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項１８】前記複数の担体のうち、上流側に位置す
るもののセル密度を下流側に位置するものに比較して小
とした請求項１に記載の排気浄化装置。 - 【請求項１９】前記ＨＣ吸着剤のコーティング量は２５
０[ｇ／ｃｆ］以上である請求項１に記載の排気浄化装
置。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002155198A JP4055475B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 排気浄化装置 |
| US10/405,482 US20030202918A1 (en) | 2002-04-24 | 2003-04-03 | Exhaust gas purification device |
| EP03007978A EP1357269B1 (en) | 2002-04-24 | 2003-04-09 | Exhaust gas purification device |
| DE60301639T DE60301639T2 (de) | 2002-04-24 | 2003-04-09 | Vorrichtung zur Abgasreinigung |
| US11/819,044 US20070248507A1 (en) | 2002-04-24 | 2007-06-25 | Exhaust gas purification device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002155198A JP4055475B2 (ja) | 2002-05-29 | 2002-05-29 | 排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003340244A true JP2003340244A (ja) | 2003-12-02 |
| JP4055475B2 JP4055475B2 (ja) | 2008-03-05 |
Family
ID=29771773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002155198A Expired - Fee Related JP4055475B2 (ja) | 2002-04-24 | 2002-05-29 | 排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4055475B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100828496B1 (ko) | 2006-09-27 | 2008-05-13 | 현대자동차주식회사 | 정화 기능이 향상된 담체 |
| JP2011021485A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Isuzu Motors Ltd | 自動車用排気浄化装置 |
| US8969459B2 (en) | 2012-11-05 | 2015-03-03 | Industrial Technology Research Institute | White coating composition, and device employing coating made therefrom |
| EP2960457A4 (en) * | 2013-02-20 | 2016-10-19 | Honda Motor Co Ltd | EMISSION CONTROL DEVICE |
| US9692059B2 (en) * | 2012-11-21 | 2017-06-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Manufacturing method of metal catalyst-supporting carrier, metal catalyst-supporting carrier, manufacturing method of fuel cell and catalyst supporting device |
-
2002
- 2002-05-29 JP JP2002155198A patent/JP4055475B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100828496B1 (ko) | 2006-09-27 | 2008-05-13 | 현대자동차주식회사 | 정화 기능이 향상된 담체 |
| JP2011021485A (ja) * | 2009-07-13 | 2011-02-03 | Isuzu Motors Ltd | 自動車用排気浄化装置 |
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| EP2960457A4 (en) * | 2013-02-20 | 2016-10-19 | Honda Motor Co Ltd | EMISSION CONTROL DEVICE |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4055475B2 (ja) | 2008-03-05 |
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