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公開番号2024070977
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-24
出願番号2022181644
出願日2022-11-14
発明の名称排ガス浄化装置
出願人トヨタ自動車株式会社,株式会社キャタラー
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類B01J 35/57 20240101AFI20240517BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】圧力損失の上昇を抑制できる排ガス浄化装置を提供することにある。
【解決手段】本発明の排ガス浄化装置は、ハニカム基材と流入セル側触媒とを備え、ハニカム基材は、流入側端面から流出側端面まで延びる複数のセルを画成する多孔質の隔壁を有し、複数のセルは、隔壁を挟んで隣接する流入セル及び流出セルを含み、流入セルは、流入側端が開口し、流出側端が封止され、流出セルは、流入側端が封止され、流出側端が開口し、流入セル側触媒は、隔壁の流入セル側触媒領域における流入セル側の隔壁表面上及び流入セル側の隔壁内部領域の少なくとも一方に設けられ、隔壁の流入側端から延伸方向に沿って流入セル側触媒領域の長さの50%の位置を基準位置としたときに、基準位置において、隔壁の流入セル側の隔壁表面の平面視での隔壁の前記流入セル側触媒で被覆された領域の割合は、50%以上95%以下の範囲内であることを特徴とする。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ハニカム基材と流入セル側触媒とを備える排ガス浄化装置であって、
前記ハニカム基材は、流入側端面から流出側端面まで延びる複数のセルを画成する多孔質の隔壁を有し、
前記複数のセルは、前記隔壁を挟んで隣接する流入セル及び流出セルを含み、
前記流入セルは、流入側端が開口し、流出側端が封止され、
前記流出セルは、流入側端が封止され、流出側端が開口し、
前記流入セル側触媒は、前記隔壁の流入側端から延伸方向に沿って所定距離離れた位置まで延在する流入セル側触媒領域における前記流入セル側の隔壁表面上及び前記流入セル側の隔壁内部領域の少なくとも一方に設けられ、
前記隔壁の流入側端から延伸方向に沿って前記流入セル側触媒領域の長さの５０％の位置を基準位置としたときに、該基準位置において、前記隔壁の前記流入セル側の前記隔壁表面の平面視での前記隔壁の前記流入セル側触媒で被覆された領域の割合は、５０％以上９５％以下の範囲内であることを特徴とする排ガス浄化装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ウォールフロー構造のフィルタに触媒が設けられた排ガス浄化装置に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
自動車等における内燃機関から排出される排ガスには、大気汚染の原因となる炭素を主成分とする粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter、以下では「ＰＭ」と略すことがある。）や不燃成分であるアッシュ等が含まれている。ＰＭを排ガスから捕集して除去するためのフィルタとして、ウォールフロー構造のフィルタが広く用いられている。
【０００３】
ウォールフロー構造のフィルタは、通常、ハニカム基材を備え、ハニカム基材が流入側端面から流出側端面まで延びる複数のセルを画成する多孔質の隔壁を有し、複数のセルが隔壁を挟んで隣接する流入セル及び流出セルを含んでいる。そして、流入セルは、流入側端が開口し、流出側端が封止され、流出セルは、流入側端が封止され、流出側端が開口している。このため、流入セルに流入側端から流入した排ガスは隔壁を透過することで流出セルに流入し、流出セルの流出側端から排出される。そして、排ガスが隔壁を透過する時に、ＰＭが隔壁に存在する空隙に堆積される。ウォールフロー構造のフィルタとしては、例えば、ディーゼルエンジン用のディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）やガソリンエンジン用のガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ、以下では「ＧＰＦ」と略すことがある。）等が知られている。
【０００４】
一方、排ガスには、ＰＭの他に、一酸化炭素（ＣＯ）、炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の有害成分が含まれている。有害成分は、貴金属触媒等の触媒を塗布したフィルタによって排ガスから除去できる。近年、ＰＭ及び有害成分の両方を排ガスから除去するために、ウォールフロー構造のフィルタに触媒が設けられた排ガス浄化装置が用いられている。
【０００５】
このような排ガス浄化装置として、例えば、特許文献１に記載された排ガス浄化装置であって、隔壁の内部に設けられ、基材の排ガス流入側の端部を含む上流側部分（流入側部分）に配置された上流側触媒層と、隔壁の内部に設けられ、基材の排ガス流出側の端部を含む下流側部分（流出側部分）に配置された下流側触媒層とを備える排ガス浄化装置が知られている。この排ガス浄化装置では、上流側触媒層及び下流側触媒層がＰｔ、Ｐｄ、及びＲｈのうちの少なくとも１種の貴金属を含有し、上流側触媒層に含有される貴金属種と下流側触媒層に含有される貴金属種とが異なっており、基材の体積１Ｌ当たりの上流側触媒層のコート量が下流側触媒層よりも少なく、基材の体積１Ｌ当たりの上流側触媒層のコート量が６０ｇ／Ｌ以上１００ｇ／Ｌ未満であり、上流側触媒層が基材の長さの２０％～８０％に当たる部分に形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０１６－７８０１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ウォールフロー構造のフィルタに触媒が設けられた排ガス浄化装置において、排ガス浄化性能の確保及びウォッシュコートによる触媒の細孔によるＰＭ捕集性能の向上には、隔壁の流入側にウォッシュコートによる触媒を配置することが有効であることが知られている。このため、例えば、特許文献１に記載された排ガス浄化装置に代表されるように、隔壁の流入側に配置される触媒を好ましい構成することで、排ガス浄化性能、ＰＭ捕集性能、圧力損失等の特性を向上できる。
【０００８】
世界の各地域で従来よりも厳しくなる燃費規制に対して、電動化とは別に内燃機関としても様々な取り組みが行われている。その中の一つに排気量の小型化が挙げられ、排気量当たりの出力向上の必要性から排気系の背圧低減への要求が高くなっている。このような状況において、ウォールフロー構造のフィルタに触媒が設けられた排ガス浄化装置としても排ガス浄化性能及びＰＭ捕集性能を維持しながら圧力損失を低減することが求められている。しかしながら、従来のように隔壁の流入側に触媒を配置する場合には圧力損失の上昇の影響が大きいという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような点を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、圧力損失の上昇を抑制できる排ガス浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決すべく、本発明の排ガス浄化装置は、ハニカム基材と流入セル側触媒とを備える排ガス浄化装置であって、上記ハニカム基材は、流入側端面から流出側端面まで延びる複数のセルを画成する多孔質の隔壁を有し、上記複数のセルは、上記隔壁を挟んで隣接する流入セル及び流出セルを含み、上記流入セルは、流入側端が開口し、流出側端が封止され、上記流出セルは、流入側端が封止され、流出側端が開口し、上記流入セル側触媒は、上記隔壁の流入側端から延伸方向に沿って所定距離離れた位置まで延在する流入セル側触媒領域における上記流入セル側の隔壁表面上及び上記流入セル側の隔壁内部領域の少なくとも一方に設けられ、上記隔壁の流入側端から延伸方向に沿って上記流入セル側触媒領域の長さの５０％の位置を基準位置としたときに、該基準位置において、上記隔壁の上記流入セル側の上記隔壁表面の平面視での上記隔壁の上記流入セル側触媒で被覆された領域の割合は、５０％以上９５％以下の範囲内であることを特徴とする。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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