JP2023060395A - 排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吹き抜けによる浄化作用の低下を抑制する排ガス浄化装置を提供する。【解決手段】排ガス浄化装置１は、内燃機関の排ガス流路１００に設けられる。そして、排ガス浄化装置１は、ハニカム触媒１０を備える。ハニカム触媒１０は、セリア-ジルコニア固溶体を主原料として含む基材１１に、触媒が担持されてなる。そして、ハニカム触媒１０は、貫通孔からなる複数のセルを備えており、複数のセルには、セルの貫通方向Ｘの長さが互いに異なるものが含まれている。【選択図】図１

Description

本発明は、排ガス浄化装置に関する。

自動車等の内燃機関の排ガス浄化装置として、浄化作用を有する触媒を基材に担持させた触媒担持構造を有するものが広く使用されている。近年、排ガス規制の厳格化に伴って、排ガス浄化用の触媒の早期活性化が要求されているが、上記触媒担持構造においては触媒を担持する基材が浄化作用に実質的に関与しておらず、全体として熱容量が大きくなり触媒の早期活性化が阻害されている。さらに、触媒作用を高めるために触媒とともに助触媒を基材に担持させることも行われている。しかしながら、通常、助触媒及び触媒は５００℃程度の比較的低温の状態で担持されるため、１０００℃程度の高温の排気環境においては助触媒及び触媒が凝集して触媒の表面積が減少して浄化作用が低下することから助触媒及び触媒の担持量を予め多くしておく必要があり、コスト高である。また、排ガスと触媒との接触面積を大きくするために、基材は例えば複数のセルを有するハニカム状とすることができる。しかしながら、セル壁の表面に助触媒及び触媒が担持された状態であるため、セルの目詰まりにより圧損が上昇しやすく、浄化作用が低下しやすい。

かかる触媒担持構造の問題を解消すべく、特許文献１には、助触媒であるセリア-ジルコニア固溶体を主原料として含むハニカム構造を有する基材に触媒を担持したハニカム触媒の構成が開示されている。当該ハニカム触媒では、基材自身が助触媒を主原料として含むため、触媒作用に実質的に関与しない骨格を用いる必要がないとともに、従来のコージェライトなどに比べて軽量である。そのため、全体として熱容量を低減でき早期活性化を促すことができる。また、基材は助触媒を１１００℃程度の高温で焼成した後、低温で触媒を当該基材に担持しているため、高温の排気環境においても助触媒の凝集が抑制されるとともに、これに伴って触媒の凝集も低減される。そのため、触媒の表面積の減少が抑制されて浄化作用の低下が防止される。また、助触媒及び触媒を担持させる場合に比べて、基材表面に助触媒を担持させる必要がないため、圧損の上昇が抑制されて浄化作用の低下が防止される。

特開２０１８－００８２３２号公報

特許文献１に開示の構成では、ハニカム触媒はセルの貫通方向に延びる円柱状であって、両端面は当該貫通方向に垂直な面となっており、当該貫通方向におけるセルの長さはセルの位置によらず一定となっている。そして、かかるハニカム触媒を排ガス流路に配置したとき、排ガスをハニカム触媒に流入させる側の配管である入口側配管が、ハニカム触媒におけるセルの貫通方向に平行とならずに当該貫通方向に対して傾斜した状態となる場合がある。この場合、入口側配管からハニカム触媒に流入する排ガスは、ハニカム触媒の上流側端面に対して傾斜した向きでハニカム触媒に入り込むこととなる。そうすると、ハニカム触媒の上流側端面からハニカム触媒のセルを通過する排ガスの流速に偏りが生じやすい。そして、いずれのセルも貫通方向の長さは一定であるため、当該流速が速い領域では排ガスのセル内の滞在時間が短くなる。その結果、流速が速い領域では吹き抜けが生じて、排ガスと触媒との接触頻度が低下し、浄化作用が低下することとなる。一方、排ガスと触媒との接触頻度を高めるためにハニカム触媒を長くすることが考えられる。しかしながら、ハニカム触媒を単に長くするだけでは、ハニカム触媒の質量が増加することにより熱容量が増加するため、触媒の早期活性化が阻害され、浄化作用が低下する。

本発明は、かかる課題に鑑みてなされたもので、吹き抜けによる浄化作用の低下を抑制する排ガス浄化装置を提供しようとするものである。

本発明の一態様は、内燃機関の排ガス流路（１００）に設けられる排ガス浄化装置（１）であって、
ハニカム構造を有するとともにセリア-ジルコニア固溶体を主原料として含む基材（１１）に、触媒が担持されてなるハニカム触媒（１０）を備え、
上記ハニカム触媒は、貫通孔からなる複数のセル（１４）を備えており、
該複数のセルには、上記セルの貫通方向の長さが互いに異なるものが含まれている、排ガス浄化装置にある。

上記排ガス浄化装置において、ハニカム触媒に備えられる複数のセルにはセルの貫通方向の長さが互いに異なるものが含まれている。このように構成された排ガス浄化装置は、ハニカム触媒の上流側端面において、複数のセルのうち貫通方向の長さが比較的長いセルが、排ガス流路の入口側配管の軸線上に位置するように、排ガス流路に配置することで、流速の速い排ガスのセル内の滞在時間を長くすることができるようになっている。これにより、排ガスの吹き抜けを抑制して排ガスと触媒との接触頻度の低下を防ぎ、浄化作用の低下を抑制することができる。さらに、ハニカム触媒の全体を長くしてセルの貫通方向の長さを長くした場合に比べて、ハニカム触媒の質量を小さくできるため、触媒の早期活性を促して浄化作用の低下を抑制することができる。

以上のごとく、上記態様によれば、吹き抜けによる浄化作用の低下を抑制する排ガス浄化装置を提供することができる。

なお、特許請求の範囲及び課題を解決する手段に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであり、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

実施形態１における、排ガス浄化装置の構成を示す概念断面図。 実施形態１における、ハニカム触媒の構成を示す概念断面図。 確認試験１の試験結果を示す図。 実施形態１における、確認試験２～５に用いた排ガス浄化装置の構成を示す概念断面図。 確認試験２の試験結果を示す図。 確認試験２の他の試験結果を示す図。 確認試験３の試験結果を示す図。 確認試験４の試験結果を示す図。 確認試験５の試験結果を示す図。 変形形態１におけるハニカム触媒の構成を示す概念断面図。 （ａ）変形形態２におけるハニカム触媒の構成を示す概念断面図、（ｂ）変形形態３におけるハニカム触媒の構成を示す概念断面図。 （ａ）変形形態４におけるハニカム触媒の構成を示す概念断面図、（ｂ）（ａ）におけるXIIb-XIIb線位置でのハニカム触媒の概念断面図。

（実施形態１）
上記排ガス浄化装置の実施形態について、図１～図９を用いて説明する。
本実施形態の排ガス浄化装置１は、図１に示すように、内燃機関の排ガス流路１００に設けられる。そして、排ガス浄化装置１は、ハニカム触媒１０を備える。
ハニカム触媒１０は、セリア-ジルコニア固溶体を主原料として含む基材１１に、触媒が担持されてなる。
そして、図２に示すように、ハニカム触媒１０は、貫通孔からなる複数のセル１４を備えており、複数のセル１４には、セル１４の貫通方向Ｘの長さが互いに異なるものが含まれている。

以下、本実施形態の排ガス浄化装置１について、詳述する。
図１に示すように、排ガス浄化装置１は金属製のケーシング３０を有する。ケーシング３０は筒状をなしており、ケーシング３０内にハニカム触媒１０が保持されている。ケーシング３０の第１端部３１は開口しており、排ガス流路１００の上流側Ｘ１に接続されている。そして、排ガス流路１００において当該第１端部３１が接続された配管を入口側配管１０１というものとする。一方、ケーシング３０の第２端部３２は開口しており、排ガス流路１００の下流側Ｘ２に接続されている。そして、排ガス流路１００において当該第２端部３２が接続された配管を出口側配管１０２というものとする。排ガスＦ１は。入口側配管１０１から排ガス浄化装置１に流入し、浄化されて出口側配管から排ガスＦ２として排出される。ケーシング３０とハニカム触媒１０との間には、マット３３が介在している。マット３３は、ハニカム触媒１０を周方向に覆うように設けられている。マット３３は弾性を有する部材からなり、マット３３を介してケーシング３０によりハニカム触媒１０が内側に押し付けられるようになっている。

図２に示すハニカム触媒１０は略円柱形の外形を有している。そして、ハニカム触媒１０を構成する基材１１はセル部１２とスキン部１３とを含む。セル部１２はハニカム構造を有している。ハニカム構造とは、多孔質のセル壁１２ａにより、排ガスの流路となる複数のセル１４が区画形成された構造である。本実施形態では、各セル１４における排ガス流れ方向Ｘの両端部は目封じされずに開放されており、各セル１４は貫通方向Ｘに貫通した貫通孔として形成されている。貫通方向Ｘに直交する断面におけるセル１４の形状は特に限定されず、四角形、六角形としたりすることができる。スキン部１３は、セル部１２の外周に設けられており、基材１１の外周壁を構成している。

図２に示すように、複数のセル１４には、符号１４ａと符号１４ｂで示したように、貫通方向Ｘの長さが互いに異なるものが含まれている。本実施形態では図１、図２に示すように、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａの全域がセル１４の貫通方向Ｘに対して傾斜していることにより、貫通方向Ｘの長さが互いに異なるセル１４が形成されるようになっている。上流側端面１０ａと、セル１４の貫通方向Ｘに直行する仮想直線１０ｄとがなす角のうちの鋭角側の角θは、０．０６～３５ｄｅｇの範囲内とすることができ、本実施形態では、５．５ｄｅｇとしている。

図２に示すように、ハニカム触媒１０のセル１４の貫通方向Ｘの長さ、すなわちハニカム触媒１０の上流側端面１０ａから下流側端面１０ｂまでの距離は限定されないが、例えば、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａから下流側端面１０ｂまでの距離の最小値Ｌ２は８０～１２０ｍｍの範囲内とすることができる。セル１４の貫通方向Ｘの長さもこれと同様となっている。本実施形態１では、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａから下流側端面１０ｂまでの距離の最大値Ｌ１と最小値Ｌ２との差ΔＬは、０．０１～７４ｍｍとすることができ、本実施形態１では１０ｍｍとなっている。

図２に示す基材１１はセリア-ジルコニア固溶体を主原料として含む。セリア-ジルコニア固溶体は、助触媒として機能する。助触媒とは、自分単独では触媒作用をもたらせないが、所定の触媒における触媒反応を補助する作用をもたらすものをいう。例えば、セル部１２は、セリア-ジルコニア固溶体を主成分とする原料粒子と、該原料粒子同士を接合する無機バインダを含む材料とから構成することができる。また、基材１１は、貴金属を含んでいてもよい。当該貴金属としては、触媒作用をもたらす金、銀、銅、白金、パラジウム、ロジウムなどを採用することができる。無機バインダとしては、γ－アルミナ、θ－アルミナ、α－アルミナなどのアルミナや他の公知のものを採用することができる。中でも無機バインダとして、γ－アルミナを採用することが好ましい。γ－アルミナは立方晶系の結晶構造を有して比表面積が高いため、触媒作用の向上に寄与する。一方、無機バインダとしてγ－アルミナ、θ－アルミナ、α－アルミナのうちのいずれかまたは全てを共存させてもよい。これにより、基材１１の製造工程において、より高い焼成温度でセル部１２を焼結させることができ、高温となる排ガス流路１００においてセル部１２のハニカム構造を維持しやすくなる。なお、基材１１においてセル部１２とスキン部１３とは同一の組成であってよいし、異なる組成であってもよい。本実施形態では、基材１１を構成するセル部１２及びスキン部１３は、主原料としてのセリア-ジルコニア固溶体と、無機バインダとしてのアルミナとからなるＡＣＺ基材とした。

基材１１には、図示しない触媒が担持されている。本実施形態では、触媒としてＰｔ、Ｐｄ、Ｒｈを含む三元触媒を採用している。基材１１に触媒とともにさらに助触媒を担持させてもよい。

図２に示す基材１１におけるセル壁１２ａの厚さＴは、例えば１．５～１２ｍｉｌとすることができ、好ましくは１．５～３．５ｍｉｌとすることができる。また、セル部１２のセル密度は、例えば２００～１２００ｃｐｓｉとすることができ、好ましくは６００～１２００ｃｐｓｉとすることができる。また、ハニカム触媒１０における基材１１の気孔率は、５０％～６０％とすることができる。

図１、２に示すように、本実施形態１では、排ガス流路１００における入口側配管１０１の軸線１０１ａと、ハニカム触媒１０の軸線１０ｃとのなす角αは２０ｄｅｇとなっている。そして、軸線１０１ａが上流側端面１０ａに交差する位置１５にあるセル１４の貫通方向Ｘの長さは、ハニカム触媒１０における複数のセル１４の中で比較的長くなっている。

（確認試験１）
確認試験１として、ハニカム触媒１０のセル１４を通過する排ガスの流速と、上流側端面１０ａと仮想直線１０ｄとのなす角θとの関係について、下記のシミュレーション試験を行った。
試験例１としてθ＝５．５ｄｅｇ、試験例２としてθ＝０．２８ｄｅｇとし、比較例１としてθ＝０ｄｅｇとした。なお、Ｌ１とＬＡ２との差ΔＬは、試験例１では１０ｍｍ、試験例２では０．５ｍｍ、比較例１では０ｍｍである。
試験条件は、図１に示す排ガスＦ１を流量１６０ｇ／ｓ、温度を８５０℃とし、ハニカム触媒１０の長さの最小値Ｌ２は１００ｍｍであって、上流側端面１０ａと仮想直線１０ｄとのなす角θを適宜変更して、下流側端面１０ｂから吹き出る排ガスの流速を導き出した。試験結果を図３に示す。なお、縦軸は、下流側端面１０ｂにおける位置をハニカム触媒１０の軸線１０ｃから距離として表したものであって、縦軸の０は下流側端面１０ｂにおける軸線１０ｃ上の位置を示す。

図３に示すように、θ＝０ｄｅｇであって上流側端面１０ａが傾斜していない場合に比べて、上流側端面１０ａが傾斜してθ＝０．２８ｄｅｇである場合は、全体として流速が遅くなっているが、排ガスの流量の多い主流部において特に流速が遅くなっている。さらに、上流側端面１０ａが傾斜してθ＝５．５ｄｅｇである場合は、一層流速が遅くなっている。すなわち、図２において、ハニカム触媒１０を通過する排ガスの流速分布は破線Ｓで示され、入口側配管１０１の軸線１０１ａと上流側端面１０ａとの交点の位置１５付近から流入する排ガスが排ガス流れの主流部となっている。そして、当該主流部の流速が抑制されることにより、排ガスがハニカム触媒１０内に滞在する時間が長くなる。これにより、排ガスとハニカム触媒１０の触媒との接触頻度が高くなり、浄化作用が向上すると推察される。

（確認試験２）
次に、確認試験２として、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａと仮想直線１０ｄとのなす角θ及びＬ１とＬＡ２との差ΔＬと、浄化率との関係について、下記の試験を行った。確認試験２では、図４に示すように、ハニカム触媒１０の長さＬ２を４０ｍｍとし、ハニカム触媒１０の下流側Ｘ２に、基材がＡＣＺ基材からなるとともに長さＬ３が６５ｍｍの円柱形のハニカム触媒２０を備える排ガス浄化装置１において、下記の表１の通り、角θを変更した試験例３～７と比較例２を用意した。

確認試験２における試験条件は、２．０Ｌガソリン過給直噴車両において、排ガス浄化装置をターボチャージャの後段に搭載し、シャシダイナモによる試験として欧州規制運転モードであるＷＬＴＣモードで走行させ、－７℃のコールドスタートによるＢａｇ－１フェーズにおけるＨＣ浄化率を取得するものとした。ＨＣ浄化率は、図８に示す排ガス浄化装置１に流入する排ガスＦ１におけるＨＣ（炭化水素）の濃度に対する、排ガス浄化装置１から排出された排ガスＦ２におけるＨＣの濃度の低下率である。なお、前処理として、所定温度の排ガスで５０時間の耐久処理を行った。そして、確認試験２の試験結果を表１と図５、図６に示した。

表１及び図５、６に示すように、試験例３～７において比較的高い浄化率が得られた。特に、表１及び図５に示すように、上流側端面１０ａと仮想直線１０ｄとのなす角θが０．０６～３５ｄｅｇである試験例３～６において、比較例２よりも浄化率が向上していることが確認できた。また、表１及び図６に示すように、Ｌ１とＬＡ２との差ΔＬが０．１～７４ｍｍである試験例３～６において、比較例２よりも浄化率が向上していることが確認できた。これは、Ｌ１とＬＡ２との差ΔＬを７４ｍｍ以下とすることで、ハニカム触媒１０の質量が過度に大きくなることが防止されて、触媒の早期活性化が図られるためと推察される。

（確認試験３）
次に、図４に示すハニカム触媒１０におけるセル壁１２ａの厚さＴとＨＣ浄化率との関係について、以下の確認試験３を行った。
確認試験３では、まず、試験例８として、図４に示す確認試験２で用いた排ガス浄化装置１において、上流側端面１０ａと仮想直線１０ｄとのなす角θを０．２８ｄｅｇ、ハニカム触媒１０のセル密度を６００ｃｐｓｉとし、ハニカム触媒１０におけるセル壁の厚さを１．０～１５ｍｉｌの範囲内で変更した。

また、試験例９として、上流側Ｘ１に位置するハニカム触媒１０の構成は試験例８と同様としたうえで、下流側Ｘ２に位置するハニカム触媒２０における基材がコージェライトからなるものを採用し、当該基材に助触媒及び触媒を担持させた。そして、試験例９においてハニカム触媒１０における上流側端面１０ａと仮想直線１０ｄとのなす角θを０．２８ｄｅｇ、セル密度を６００ｃｐｓｉとし、セル壁の厚さを１．０～１５ｍｉｌの範囲内で変更した。また、試験例９においてハニカム触媒２０におけるセル壁の厚さは２．５ｍｉｌとし、セル密度は６００ｃｐｓｉとした。確認試験３における試験条件は、確認試験２と同様とした。そして、確認試験３の試験結果を図７に示した。

図９に示すように、確認試験３の試験結果において、試験例８、９のいずれも、ハニカム触媒１０のセル壁１２ａの厚さＴが１．５～１２ｍｉｌの範囲内において、ＨＣ浄化率が高い状態に維持されることが確認された。また、セル壁１２ａの厚さＴが２．５～５．０ｍｉｌの範囲内において、ＨＣ浄化率が一層高い状態に維持されることが確認された。なお、試験例８、９はいずれも同等のＨＣ浄化率を示していた。そして、セル壁１２ａの厚さＴが１．５ｍｉｌ未満では、助触媒を主原料として含むセル壁１２ａが薄くなり助触媒が少なくなるため触媒作用が低下したものと推察される。また、セル壁１２ａの厚さＴが１２ｍｉｌを超える場合には、ハニカム触媒１０の質量が大きくなるため早期活性化が阻害されたものと推察される。

（確認試験４）
次に、ハニカム触媒１０のセル密度とＨＣ浄化率との関係について、以下の確認試験４を行った。なお、確認試験４における試験条件は、上記確認試験３と同様である。確認試験４では、試験例１０として、上記確認試験３における試験例８と同様の構成においてハニカム触媒１０、２０におけるセル壁１２ａの厚さＴを３．５ｍｉｌとするとともに、ハニカム触媒１０、２０のセル密度を変更したものを用意した。また、試験例１０として、上記確認試験３における試験例９と同様の構成においてハニカム触媒１０におけるセル壁１２ａの厚さＴを３．５ｍｉｌとし、ハニカム触媒２０におけるセル壁１２ａの厚さＴを２．５ｍｉｌとするとともに、ハニカム触媒１０のセル密度を変更したものを用意した。そして、試験結果を図８に示した。

図１０に示すように、確認試験４の試験結果において、試験例１０、１１のいずれにおいても、セル密度が２００～１２００ｃｐｓｉにおいて、ＨＣ浄化率が高い状態に維持されることが確認された。そして、セル密度が２００ｃｐｓｉ未満の場合は、触媒が不足して触媒作用が十分に得られないものと推察される。一方、セル密度が１２００ｃｐｓｉを超える場合は、ハニカム触媒１０の質量が大きくなるため早期活性化が阻害されたものと推察される。また、試験例１０は、試験例１１に比べて、ＨＣ浄化率が若干高いことが確認された。これは、ハニカム触媒２０における基材が助触媒を主原料として含むＡＣＺ基材であることにより軽量化が図られたため、ハニカム触媒２０の早期活性化が図られたものと推察される。

（確認試験５）
次に、ハニカム触媒１０の気孔率とＨＣ浄化率との関係について確認試験５を行った。確認試験５では、なお、確認試験５における試験条件は、上記確認試験３と同様である。確認試験５では、試験例１２として、上記確認試験３における試験例８と同様の構成においてハニカム触媒１０、２０におけるセル壁１２ａの厚さＴを３．５ｍｉｌとするとともに、ハニカム触媒１０、２０の気孔率を変更したものを用意した。また、試験例１３として、上記確認試験３における試験例９と同様の構成においてハニカム触媒１０におけるセル壁１２ａの厚さＴを３．５ｍｉｌとし、ハニカム触媒２０におけるセル壁１２ａの厚さＴを２．５ｍｉｌとするとともに、ハニカム触媒１０の気孔率を変更したものを用意した。そして、確認試験５の試験結果を図９に示した。

図９に示すように、確認試験５の試験結果において、気孔率が５０％より低い場合は、ＨＣ浄化率が低下していた。これは、気孔率が低くなることにより、ハニカム触媒１０の基材１１の表面が緻密になるため、基材１１に担持された触媒の表面積の低下を招いて触媒と排ガスとの接触頻度が低下することにより、触媒活性が低下する傾向があることに起因するものと推察される。また、気孔率が６０％より高い場合も、ＨＣ浄化率が低下していた。これは、気孔率が高くなると、基材１１を構成する助触媒が少なくなり触媒活性が低下するためにＨＣ浄化率が低下したものと推察される。

次に、本実施形態の排ガス浄化装置１における作用効果について、詳述する。
本実施形態の排ガス浄化装置１において、ハニカム触媒１０に備えられる複数のセル１４にはセル１４の貫通方向Ｘの長さが互いに異なるものが含まれている。このように構成された排ガス浄化装置１は、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａにおいて、複数のセル１４のうち貫通方向Ｘの長さが比較的長いセルが、排ガス流路１００の入口側配管１０１の軸線１０１ａ上に位置するように排ガス流路１００に配置することで、流速の速い排ガスのセル１４内の滞在時間を長くすることができるようになっている。これにより、排ガスの吹き抜けを抑制して排ガスと触媒との接触頻度の低下を防ぎ、浄化作用の低下を抑制することができる。さらに、ハニカム触媒１０の全体を長くしてセル１４の貫通方向の長さを長くした場合に比べて、ハニカム触媒１０の質量を小さくできるため、触媒の早期活性を促して浄化作用の低下を抑制することができる。

本実施形態１では、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａの全域が、セル１４の貫通方向Ｘに対して傾斜している。これにより、上流側端面１０ａの全域において、ハニカム触媒１０内を通過する排ガスの流速の分布に合わせて、セル１４の貫通方向Ｘの長さを異ならせることができるため、排ガスの吹き抜けをより一層防止でき、浄化作用の低下を一層抑制することができる。また、ハニカム触媒１０の成形が容易となる。

本実施形態１では、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａにおけるセル１４の貫通方向Ｘに対して傾斜している傾斜部分と、セル１４の貫通方向Ｘに直行する仮想直線１０ｄとがなす角のうちの鋭角側の角θは、０．０６～３５ｄｅｇの範囲内である。これにより、上流側端面１０ａの傾斜部分の傾斜角度を、排ガス流路１００の入口側配管１０１の傾斜に合わせやすくなり、浄化作用の低下を一層抑制することができる。

本実施形態１では、セル１４の貫通方向Ｘにおいて、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａから下流側端面１０ｂまでの距離の最大値Ｌ１と最小値Ｌ２との差ΔＬは、０．０１～７４ｍｍの範囲内である。これにより、排ガス流路１００の入口側配管１０１の傾斜に合わせて、セル１４の貫通方向Ｘの長さを異ならせやすくなり、浄化作用の低下を一層抑制することができる。

本実施形態１では、図１や図５に示すようにハニカム触媒１０の上流側端面１０ａの全域を傾斜面としたが、これに替えて、図１０に示す変形形態１のように、ハニカム触媒１０の下流側端面１０ｂが傾斜していてもよい。変形形態１では、下流側端面１０ｂの傾斜の向きは本実施形態１における上流側端面１０ａの傾斜の向きと反対向きとすることができる。

また、図１１（ａ）に示す変形形態２や、図１１（ｂ）に示す変形形態３のように、上流側端面１０ａのうち、上流側端面１０ａと軸線１０１ａとが交差する位置１５を含む領域のみを傾斜面としてもよい。

本実施形態１及び変形形態１～３のように、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａの少なくとも一部又は下流側端面１０ｂの少なくとも一部が、セル１４の貫通方向Ｘに対して傾斜していることとすることができる。これにより、容易にセル１４の貫通方向Ｘの長さを異ならせることができ、浄化作用の低下を抑制することができる。

また、図１２（ａ）に示す変形形態４のように、ハニカム触媒１０の上流側端面１０ａにおいて、上流側端面１０ａと軸線１０１ａとが交差する位置１５を含む領域のみを上流側Ｘ１に突出させた突出部１６を有していてもよい。なお、図１２（ｂ）に示すように、突出部１６の軸線１０ｃに直交する断面形状の外形は半円形状ととなっている。この場合も、実施形態１と同様の作用効果を奏する。

なお、上記変形形態１～４において、本実施形態１と同等の構成には同一の符号を付してその説明を省略する。

以上のごとく、実施態様１及び変形形態１～４によれば、吹き抜けによる浄化作用の低下を抑制する排ガス浄化装置を提供することができる。

本発明は上記実施形態及び変形形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。

１ 排ガス浄化装置
１０ ハニカム触媒
１０ａ 上流側端面
１０ｂ 下流側端面
１０ｄ 仮想直線
１１ 基材
１２ セル部
１２ａ セル壁
１３ スキン部
１４ セル
２０ ハニカム触媒
１００ 排ガス流路
１０１ 入口側配管
１０２ 出口側配管

Claims (5)

1. 内燃機関の排ガス流路（１００）に設けられる排ガス浄化装置（１）であって、
   ハニカム構造を有するとともにセリア-ジルコニア固溶体を主原料として含む基材（１１）に、触媒が担持されてなるハニカム触媒（１０）を備え、
   上記ハニカム触媒は、貫通孔からなる複数のセル（１４）を備えており、
   該複数のセルには、上記セルの貫通方向の長さが互いに異なるものが含まれている、排ガス浄化装置。
2. 上記ハニカム触媒の上流側端面（１０ａ）の少なくとも一部又は下流側端面（１０ｂ）の少なくとも一部が、上記セルの貫通方向に対して傾斜している、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
3. 上記ハニカム触媒の上流側端面（１０ａ）の全域が、上記セルの貫通方向に対して傾斜している、請求項１に記載の排ガス浄化装置。
4. 上記ハニカム触媒の上流側端面における上記セルの貫通方向に対して傾斜している傾斜部分と、上記セルの貫通方向に直行する仮想直線（１０ｄ）とがなす角のうちの鋭角側の角は、０．０６～３５ｄｅｇの範囲内である、請求項３に記載の排ガス浄化装置。
5. 上記セルの貫通方向において、上記ハニカム触媒の上流側端面から下流側端面までの距離の最大値と最小値との差は、０．０１～７４ｍｍの範囲内である、請求項１～４のいずれか一項に記載の排ガス浄化装置。
   

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