JP2002174111A - 排ガス浄化材 - Google Patents
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Landscapes
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 排ガス浄化触媒が機能しないような低い排ガ
ス温度が続いても排ガス浄化材が目詰まりすることがな
く、それに伴うメンテナンスが不要な、黒煙粒子、炭化
水素、ＣＯ、ＮＯX等の有害物質の浄化能力に優れる排
ガス浄化材を提供することを目的とする。 【解決手段】 排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有
し、一定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒
子を排ガスの下流側に流出させる三次元構造体３と、前
記三次元構造体３に担持された排ガス浄化触媒４と、を
備える。
ス温度が続いても排ガス浄化材が目詰まりすることがな
く、それに伴うメンテナンスが不要な、黒煙粒子、炭化
水素、ＣＯ、ＮＯX等の有害物質の浄化能力に優れる排
ガス浄化材を提供することを目的とする。 【解決手段】 排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有
し、一定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒
子を排ガスの下流側に流出させる三次元構造体３と、前
記三次元構造体３に担持された排ガス浄化触媒４と、を
備える。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等から排出される排ガス中に含まれる黒煙粒子を主体
とする微粒子であるパティキュレートや炭化水素（Ｈ
Ｃ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）等の
有害成分を浄化する排ガス浄化材に関する。
ン等から排出される排ガス中に含まれる黒煙粒子を主体
とする微粒子であるパティキュレートや炭化水素（Ｈ
Ｃ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯx）等の
有害成分を浄化する排ガス浄化材に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンについては、有害成
分が主としてパティキュレートとして排出されるという
特殊性から、法規制および技術の開発がガソリンエンジ
ンに比べ、遅れているのが現状である。
分が主としてパティキュレートとして排出されるという
特殊性から、法規制および技術の開発がガソリンエンジ
ンに比べ、遅れているのが現状である。
【０００３】近年、ディーゼルエンジン等から排出され
るパティキュレートは、その粒子径のほとんどが１ミク
ロン以下であり、大気中に浮遊しやすく呼吸により人体
に取り込まれやすく、しかも、パティキュレートには発
ガン性物質が含まれていることが明らかとなり、人体へ
の影響が大きな問題となってきている。このため、ディ
ーゼルエンジンから排出されるパティキュレート排出規
制がますます強化され、それに伴い、パティキュレート
を効率よく除去できる排ガス浄化材及び排ガス浄化装置
の開発が待望されている。
るパティキュレートは、その粒子径のほとんどが１ミク
ロン以下であり、大気中に浮遊しやすく呼吸により人体
に取り込まれやすく、しかも、パティキュレートには発
ガン性物質が含まれていることが明らかとなり、人体へ
の影響が大きな問題となってきている。このため、ディ
ーゼルエンジンから排出されるパティキュレート排出規
制がますます強化され、それに伴い、パティキュレート
を効率よく除去できる排ガス浄化材及び排ガス浄化装置
の開発が待望されている。
【０００４】従来より、排ガスからのパティキュレート
等の微粒子状物質を除去する方法の一つとして、耐熱性
のフィルターを用いて排ガス中の微粒子状物質を捕集
し、背圧が上昇した後、バーナーや電気ヒーター等の加
熱手段で排ガス浄化体を加熱し、堆積した微粒子状物質
を燃焼させ、炭酸ガスに変えて外部に放出しフィルター
を再生する方法がある。
等の微粒子状物質を除去する方法の一つとして、耐熱性
のフィルターを用いて排ガス中の微粒子状物質を捕集
し、背圧が上昇した後、バーナーや電気ヒーター等の加
熱手段で排ガス浄化体を加熱し、堆積した微粒子状物質
を燃焼させ、炭酸ガスに変えて外部に放出しフィルター
を再生する方法がある。
【０００５】しかしながら、上記の方法では、パティキ
ュレートの燃焼温度が高温であり、捕集したパティキュ
レートを燃焼除去し、フィルターを再生するために多量
のエネルギーが必要となるという問題点を有していた。
また、高温域での燃焼とその反応熱によりフィルターの
溶損や割れを生じるという問題点を有していた。更に、
フィルターの温度を上昇させるために特殊な装置を必要
とするため、浄化装置としての大型化、高コスト化が生
じるという問題点を有していた。
ュレートの燃焼温度が高温であり、捕集したパティキュ
レートを燃焼除去し、フィルターを再生するために多量
のエネルギーが必要となるという問題点を有していた。
また、高温域での燃焼とその反応熱によりフィルターの
溶損や割れを生じるという問題点を有していた。更に、
フィルターの温度を上昇させるために特殊な装置を必要
とするため、浄化装置としての大型化、高コスト化が生
じるという問題点を有していた。
【０００６】一方、触媒を用いて微粒子を触媒作用によ
り燃焼反応を行わせ、ヒーター等を用いないで排ガス中
で排ガスの温度で燃焼再生を行う方法がある。
り燃焼反応を行わせ、ヒーター等を用いないで排ガス中
で排ガスの温度で燃焼再生を行う方法がある。
【０００７】触媒担持の排ガス浄化材としては、耐熱性
の３次元構造体に金属酸化物等からなる排ガス浄化用触
媒を担持させたものがあるが、ここで捕集されたパティ
キュレートは排ガス浄化用触媒の触媒作用によって、よ
り低温で燃焼させることができる。
の３次元構造体に金属酸化物等からなる排ガス浄化用触
媒を担持させたものがあるが、ここで捕集されたパティ
キュレートは排ガス浄化用触媒の触媒作用によって、よ
り低温で燃焼させることができる。
【０００８】このような排ガス浄化用触媒を担持した排
ガス浄化材を用いて、パティキュレートを排ガス温度で
燃焼することができれば、加熱手段を排ガス浄化装置内
に配設する必要がなく、排ガス浄化装置の構成を簡単に
することができる。
ガス浄化材を用いて、パティキュレートを排ガス温度で
燃焼することができれば、加熱手段を排ガス浄化装置内
に配設する必要がなく、排ガス浄化装置の構成を簡単に
することができる。
【０００９】しかしながら、現状では排ガス浄化用触媒
を担持した排ガス浄化材についても、排ガス温度でパテ
ィキュレートを十分に燃焼することは困難であり、加熱
手段との併用が不可欠となっている。従って、電気ヒー
ター等の加熱手段を要しないで、パティキュレート、一
酸化炭素、炭化水素等を燃焼除去できる排ガス浄化材及
び排ガス浄化装置が種々開発されている。
を担持した排ガス浄化材についても、排ガス温度でパテ
ィキュレートを十分に燃焼することは困難であり、加熱
手段との併用が不可欠となっている。従って、電気ヒー
ター等の加熱手段を要しないで、パティキュレート、一
酸化炭素、炭化水素等を燃焼除去できる排ガス浄化材及
び排ガス浄化装置が種々開発されている。
【００１０】例えば、特開昭６２−２４７１１１号公報
（以下、イ号公報という）には、排出ガス浄化用酸化触
媒をコーティングしたフィルタを用いて微粒子を触媒作
用により燃焼反応させるディーゼルエンジン用排ガス濾
過体が開示されている。
（以下、イ号公報という）には、排出ガス浄化用酸化触
媒をコーティングしたフィルタを用いて微粒子を触媒作
用により燃焼反応させるディーゼルエンジン用排ガス濾
過体が開示されている。
【００１１】特開平２−２７１０２２号公報（以下、ロ
号公報という）には、触媒と電気ヒーターを組み合わ
せ、触媒が機能する温度まで電気ヒーターで加熱する内
燃機関の排気微粒子処理装置が開示されている。
号公報という）には、触媒と電気ヒーターを組み合わ
せ、触媒が機能する温度まで電気ヒーターで加熱する内
燃機関の排気微粒子処理装置が開示されている。
【００１２】特開平１１−２１０４４２号公報（以下、
ハ号公報という）には、軽油を排ガス中に流し、これを
燃焼させ排ガス温度を触媒が機能する温度まで上昇させ
る排気ガス浄化装置が開示されている。
ハ号公報という）には、軽油を排ガス中に流し、これを
燃焼させ排ガス温度を触媒が機能する温度まで上昇させ
る排気ガス浄化装置が開示されている。
【００１３】特開平１０−１５１３４８号公報（以下、
ニ号公報という）には、フィルターの形態をとらず、オ
ープン型のハニカム構造体等に触媒を形成させた酸化触
媒が開示されている。
ニ号公報という）には、フィルターの形態をとらず、オ
ープン型のハニカム構造体等に触媒を形成させた酸化触
媒が開示されている。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の排ガス浄化材及び排ガス浄化装置は、以下のような
課題を有していた。
来の排ガス浄化材及び排ガス浄化装置は、以下のような
課題を有していた。
【００１５】（１）イ号公報に記載のディーゼルエンジ
ン用排出ガス濾過体は、排ガス温度は運転モードにより
大きく変動し、特にエンジン負荷が小さい運転モードで
は、排ガス温度が２００℃にも満たない領域が存在する
ため、イ号公報に記載されるような低い排ガス温度域で
機能する触媒は無く、このような方法では触媒が機能せ
ず黒煙粒子がフィルターに堆積して目詰まりが発生し易
いという問題点を有していた。
ン用排出ガス濾過体は、排ガス温度は運転モードにより
大きく変動し、特にエンジン負荷が小さい運転モードで
は、排ガス温度が２００℃にも満たない領域が存在する
ため、イ号公報に記載されるような低い排ガス温度域で
機能する触媒は無く、このような方法では触媒が機能せ
ず黒煙粒子がフィルターに堆積して目詰まりが発生し易
いという問題点を有していた。
【００１６】（２）ロ号公報に記載の内燃機関の排気微
粒子処理装置は、電気ヒーターや制御装置等の特殊な装
置が必要なため、装置が大型化し実用性に欠けるととも
に、燃費が大幅に低下し省エネルギー性に欠けるという
問題点を有していた。
粒子処理装置は、電気ヒーターや制御装置等の特殊な装
置が必要なため、装置が大型化し実用性に欠けるととも
に、燃費が大幅に低下し省エネルギー性に欠けるという
問題点を有していた。
【００１７】（３）ハ号公報に記載の排ガス浄化装置
は、軽油噴射器及びこれらの制御装置等、特殊な装置が
必要であり、しかも特殊なエンジンのみしか使えず、更
に燃費の大幅な低下をもたらし省エネルギー性に欠ける
という問題点を有していた。
は、軽油噴射器及びこれらの制御装置等、特殊な装置が
必要であり、しかも特殊なエンジンのみしか使えず、更
に燃費の大幅な低下をもたらし省エネルギー性に欠ける
という問題点を有していた。
【００１８】（４）ニ号公報に記載の酸化触媒は、触媒
を担持したオープン型の構造体に黒煙粒子等がほとんど
捕捉されず、黒煙粒子が触媒部を素通りしてしまい、黒
煙と酸化触媒との接触性が維持されないため、酸化触媒
は十分に機能せず黒煙粒子を十分浄化できないという問
題点を有していた。
を担持したオープン型の構造体に黒煙粒子等がほとんど
捕捉されず、黒煙粒子が触媒部を素通りしてしまい、黒
煙と酸化触媒との接触性が維持されないため、酸化触媒
は十分に機能せず黒煙粒子を十分浄化できないという問
題点を有していた。
【００１９】本発明は、上記従来の課題を解決するもの
で、排ガス浄化触媒が機能しないような低い排ガス温度
が続いても排ガス浄化材が目詰まりすることがなく、そ
れに伴うメンテナンスが不要な、黒煙粒子、炭化水素、
ＣＯ、ＮＯx等の有害物質の浄化能力に優れる排ガス浄
化材を提供することを目的とする。
で、排ガス浄化触媒が機能しないような低い排ガス温度
が続いても排ガス浄化材が目詰まりすることがなく、そ
れに伴うメンテナンスが不要な、黒煙粒子、炭化水素、
ＣＯ、ＮＯx等の有害物質の浄化能力に優れる排ガス浄
化材を提供することを目的とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明の排ガス浄化材は、排ガスの黒煙粒子を捕集
する機能を有し一定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以
上の黒煙粒子を排ガスの下流側に流出させる三次元構造
体と、前記三次元構造体に担持された排ガス浄化触媒
と、を備える構成を有している。
め、本発明の排ガス浄化材は、排ガスの黒煙粒子を捕集
する機能を有し一定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以
上の黒煙粒子を排ガスの下流側に流出させる三次元構造
体と、前記三次元構造体に担持された排ガス浄化触媒
と、を備える構成を有している。
【００２１】これにより、黒煙粒子は付着力（凝集力）
があり、排ガス中の黒煙粒子が三次元構造体に流入する
と三次元構造体を形成する柱（或いは壁）に黒煙粒子が
衝突し、付着する。次にこの部分に到着した黒煙粒子
は、付着した粒子の表面に付着し、黒鉛粒子の層が形成
されていく。ハニカム型の構造体の端面をチェッカーフ
ラッグ状に交互に目止めした、いわゆるウォールスルー
型フィルターの場合には、この黒煙粒子は安定して、フ
ィルター内部に保持される。また、セラミック発泡体の
ような構造体の場合にも孔経が小さい場合にはフィルタ
ー内に、比較的安定して保持される。ところがある程度
の大きさを有すセラミック発泡体の場合には、この黒煙
粒子の層が大きくなると（厚くなると）、排ガス流の圧
力により崩壊し排ガス後流に吹き飛ばされる。その一部
は再度、後流側の柱に付着する（或いは後流側の柱に付
着した黒煙粒子に付着する）が、大半は三次元構造体の
外側に放出されることになる。このように、三次元構造
体に形成された黒煙粒子の層が成長すると排ガスの圧力
により崩壊し、外側に流出する作用により、一定量は黒
鉛を捕捉し、一定量以上の黒煙粒子が捕捉されると下流
側に流出するため、排ガス浄化触媒が機能しないような
低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇が起こら
ず、三次元構造体の目詰まりを防止することができる。
があり、排ガス中の黒煙粒子が三次元構造体に流入する
と三次元構造体を形成する柱（或いは壁）に黒煙粒子が
衝突し、付着する。次にこの部分に到着した黒煙粒子
は、付着した粒子の表面に付着し、黒鉛粒子の層が形成
されていく。ハニカム型の構造体の端面をチェッカーフ
ラッグ状に交互に目止めした、いわゆるウォールスルー
型フィルターの場合には、この黒煙粒子は安定して、フ
ィルター内部に保持される。また、セラミック発泡体の
ような構造体の場合にも孔経が小さい場合にはフィルタ
ー内に、比較的安定して保持される。ところがある程度
の大きさを有すセラミック発泡体の場合には、この黒煙
粒子の層が大きくなると（厚くなると）、排ガス流の圧
力により崩壊し排ガス後流に吹き飛ばされる。その一部
は再度、後流側の柱に付着する（或いは後流側の柱に付
着した黒煙粒子に付着する）が、大半は三次元構造体の
外側に放出されることになる。このように、三次元構造
体に形成された黒煙粒子の層が成長すると排ガスの圧力
により崩壊し、外側に流出する作用により、一定量は黒
鉛を捕捉し、一定量以上の黒煙粒子が捕捉されると下流
側に流出するため、排ガス浄化触媒が機能しないような
低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇が起こら
ず、三次元構造体の目詰まりを防止することができる。
【００２２】また、排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるための特殊な装置を用いたメ
ンテナンスの必要がなく、連続して使用することが可能
である。
で排ガス温度を上昇させるための特殊な装置を用いたメ
ンテナンスの必要がなく、連続して使用することが可能
である。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の排ガス
浄化材は、排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一定
量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排ガ
スの下流側に流出させる三次元構造体と、前記三次元構
造体に担持された排ガス浄化触媒と、を備える構成を有
している。
浄化材は、排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一定
量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排ガ
スの下流側に流出させる三次元構造体と、前記三次元構
造体に担持された排ガス浄化触媒と、を備える構成を有
している。
【００２４】この構成により、以下の作用が得られる。
【００２５】（１）黒煙粒子は付着力（凝集力）があ
り、排ガス中の黒煙粒子が三次元構造体に流入すると三
次元構造体を形成する柱（或いは壁）に黒煙粒子が衝突
し、付着する。次にこの部分に到着した黒煙粒子は、付
着した粒子の表面に付着し、黒鉛粒子の層が形成されて
いく。ハニカム型の構造体の端面をチェッカーフラッグ
状に交互に目止めした、いわゆるウォールスルー型フィ
ルターの場合には、この黒煙粒子は安定して、フィルタ
ー内部に保持される。また、セラミック発泡体のような
構造体の場合にも孔経が小さい場合にはフィルター内
に、比較的安定して保持される。ところがある程度の大
きさを有すセラミック発泡体の場合には、この黒煙粒子
の層が大きくなると（厚くなると）、排ガス流の圧力に
より崩壊し排ガス後流に吹き飛ばされる。その一部は再
度、後流側の柱に付着する（或いは後流側の柱に付着し
た黒煙粒子に付着する）が、大半は三次元構造体の外側
に放出されることになる。このように、三次元構造体に
形成された黒煙粒子の層が成長すると排ガスの圧力によ
り崩壊し、外側に流出する作用により、一定量は黒鉛を
捕捉し、一定量以上の黒煙粒子が捕捉されると下流側に
流出するため、排ガス浄化触媒が機能しないような低い
排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇が起こらず、三
次元構造体の目詰まりを防止することができる。
り、排ガス中の黒煙粒子が三次元構造体に流入すると三
次元構造体を形成する柱（或いは壁）に黒煙粒子が衝突
し、付着する。次にこの部分に到着した黒煙粒子は、付
着した粒子の表面に付着し、黒鉛粒子の層が形成されて
いく。ハニカム型の構造体の端面をチェッカーフラッグ
状に交互に目止めした、いわゆるウォールスルー型フィ
ルターの場合には、この黒煙粒子は安定して、フィルタ
ー内部に保持される。また、セラミック発泡体のような
構造体の場合にも孔経が小さい場合にはフィルター内
に、比較的安定して保持される。ところがある程度の大
きさを有すセラミック発泡体の場合には、この黒煙粒子
の層が大きくなると（厚くなると）、排ガス流の圧力に
より崩壊し排ガス後流に吹き飛ばされる。その一部は再
度、後流側の柱に付着する（或いは後流側の柱に付着し
た黒煙粒子に付着する）が、大半は三次元構造体の外側
に放出されることになる。このように、三次元構造体に
形成された黒煙粒子の層が成長すると排ガスの圧力によ
り崩壊し、外側に流出する作用により、一定量は黒鉛を
捕捉し、一定量以上の黒煙粒子が捕捉されると下流側に
流出するため、排ガス浄化触媒が機能しないような低い
排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇が起こらず、三
次元構造体の目詰まりを防止することができる。
【００２６】（２）排ガス浄化触媒が機能する排ガス温
度域においては、三次元構造体上に捕捉された黒煙粒子
は排ガス浄化触媒との接触性が十分に保たれ排ガス浄化
触媒の作用により排ガスが浄化される。
度域においては、三次元構造体上に捕捉された黒煙粒子
は排ガス浄化触媒との接触性が十分に保たれ排ガス浄化
触媒の作用により排ガスが浄化される。
【００２７】（３）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
【００２８】ここで、三次元構造体は、排ガスの黒煙粒
子を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕集され
ると一定量を超えたそれ以上の黒煙粒子を排ガスの下流
側に流出させる特性を有する耐熱性の三次元の構造体で
ある。
子を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕集され
ると一定量を超えたそれ以上の黒煙粒子を排ガスの下流
側に流出させる特性を有する耐熱性の三次元の構造体で
ある。
【００２９】三次元構造体の大きさは、目的に応じて適
宜変更することができ、特に限定されるものではない。
また、三次元構造体を必要に応じて１乃至複数段重ねて
使用してもよい。
宜変更することができ、特に限定されるものではない。
また、三次元構造体を必要に応じて１乃至複数段重ねて
使用してもよい。
【００３０】三次元構造体の形状としては、ハニカム
状、網目状、発泡体、繊維を成形したもの、粒子を所定
の形状の容器に充填したもの、表面に突起を有する金属
薄板を螺旋状に巻き付けたものや、表面に突起を有する
金属薄板を積層したもの等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。
状、網目状、発泡体、繊維を成形したもの、粒子を所定
の形状の容器に充填したもの、表面に突起を有する金属
薄板を螺旋状に巻き付けたものや、表面に突起を有する
金属薄板を積層したもの等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。
【００３１】三次元構造体の材料としては、コージェラ
イト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2
Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2
等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、クロム
等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等
の耐熱性の金属材料等を用いることができるが、これら
に限定されるものではない。
イト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2
Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2
等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、クロム
等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等
の耐熱性の金属材料等を用いることができるが、これら
に限定されるものではない。
【００３２】三次元構造体に予め耐熱性多孔質層の材料
を形成しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料と
しては、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニ
ア、シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミ
ナ−チタニア等のセラミックス等が好適に用いられる
が、これらに限定されるものではない。
を形成しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料と
しては、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニ
ア、シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミ
ナ−チタニア等のセラミックス等が好適に用いられる
が、これらに限定されるものではない。
【００３３】黒煙粒子とは、排ガス中に含まれる微粒子
物質であるパティキュレートをいう。
物質であるパティキュレートをいう。
【００３４】三次元構造体に捕集される黒煙粒子の捕集
量は、三次元構造体の大きさ、材質、形状等によって異
なる。
量は、三次元構造体の大きさ、材質、形状等によって異
なる。
【００３５】三次元構造体に担持される排ガス浄化触媒
としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、特に黒
煙粒子の燃焼に有効な触媒が好適に用いられる。
としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、特に黒
煙粒子の燃焼に有効な触媒が好適に用いられる。
【００３６】三次元構造体に排ガス浄化触媒を担持させ
る方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用い
られるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等
の方法がある。
る方法は、特に制限されることなく、任意の方法が用い
られるが、例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等
の方法がある。
【００３７】本発明の請求項２に記載の排ガス浄化材
は、請求項１において、前記排ガス浄化触媒がアルカリ
金属の硫酸塩と銅金属の酸化物を含む構成を有してい
る。
は、請求項１において、前記排ガス浄化触媒がアルカリ
金属の硫酸塩と銅金属の酸化物を含む構成を有してい
る。
【００３８】この構成により、請求項１の作用に加え、
以下の作用が得られる。
以下の作用が得られる。
【００３９】（１）黒煙粒子を比較的低い温度域でも燃
焼浄化することが可能となり、排ガス浄化触媒が作用せ
ずに黒煙粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の
浄化効率が高くなる。
焼浄化することが可能となり、排ガス浄化触媒が作用せ
ずに黒煙粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の
浄化効率が高くなる。
【００４０】（２）低い排ガス温度が続き、黒煙粒子が
堆積した状態であっても、一旦排ガス浄化触媒が機能す
る排ガス温度に到達すると排ガス浄化触媒の黒煙粒子に
対する浄化速度は大きいために、堆積した黒煙粒子を瞬
時に燃焼浄化することができる。
堆積した状態であっても、一旦排ガス浄化触媒が機能す
る排ガス温度に到達すると排ガス浄化触媒の黒煙粒子に
対する浄化速度は大きいために、堆積した黒煙粒子を瞬
時に燃焼浄化することができる。
【００４１】（３）黒煙粒子は三次元構造体に到達する
と三次元構造体中に捕捉され、排ガス浄化触媒と黒煙粒
子の接触性が保たれるため、黒煙粒子は効率よく浄化さ
れる。
と三次元構造体中に捕捉され、排ガス浄化触媒と黒煙粒
子の接触性が保たれるため、黒煙粒子は効率よく浄化さ
れる。
【００４２】（４）比較的高い黒煙粒子の燃焼浄化特性
が維持でき、三次元構造体の目詰まりのためのメンテナ
ンスが不要であり、実用性に優れる。
が維持でき、三次元構造体の目詰まりのためのメンテナ
ンスが不要であり、実用性に優れる。
【００４３】（５）電気ヒーター等の特殊な装置を設置
する必要がないので、小型化を実現でき省スペース性に
優れるとともに、低コストを図ることができ経済性に優
れる。
する必要がないので、小型化を実現でき省スペース性に
優れるとともに、低コストを図ることができ経済性に優
れる。
【００４４】ここで、アルカリ金属として、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒが挙げられるが、その中の１
種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒが挙げられるが、その中の１
種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
【００４５】本発明の請求項３に記載の排ガス浄化材
は、請求項１において、前記排ガス浄化触媒がアルカリ
金属の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなる構成
を有している。
は、請求項１において、前記排ガス浄化触媒がアルカリ
金属の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなる構成
を有している。
【００４６】この構成により、請求項１の作用に加え、
以下の作用が得られる。
以下の作用が得られる。
【００４７】（１）特に黒煙粒子の燃焼がより低い温度
域で可能となり、排ガス浄化触媒が作用せずに黒煙粒子
が流出する温度域がより狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
がより一層高められる。
域で可能となり、排ガス浄化触媒が作用せずに黒煙粒子
が流出する温度域がより狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
がより一層高められる。
【００４８】ここで、銅とバナジウムの酸化物としてＣ
ｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8等
が挙げられるがいずれが含まれてもよく、またこれらに
限定されない。
ｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8等
が挙げられるがいずれが含まれてもよく、またこれらに
限定されない。
【００４９】本発明の請求項４に記載の排ガス浄化材
は、請求項２又は３において、前記三次元構造体に白金
族元素を含有する触媒が担持された構成を有している。
は、請求項２又は３において、前記三次元構造体に白金
族元素を含有する触媒が担持された構成を有している。
【００５０】この構成により、請求項２又は３の作用に
加え、以下の作用が得られる。
加え、以下の作用が得られる。
【００５１】（１）黒煙粒子を構成する成分のうち特に
炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成分に対する活性が高め
られ、その結果、黒煙浄化効率が向上する。
炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成分に対する活性が高め
られ、その結果、黒煙浄化効率が向上する。
【００５２】（２）特に排ガス温度が低い領域で排出さ
れる黒煙粒子成分には炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成
分が多く含まれるために低排ガス温度域で有効となる。
れる黒煙粒子成分には炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成
分が多く含まれるために低排ガス温度域で有効となる。
【００５３】ここで、白金族元素として、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種
あるいは２種以上を含有してもよい。
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種
あるいは２種以上を含有してもよい。
【００５４】本発明の請求項５に記載の排ガス浄化材
は、請求項１乃至４の内いずれか１項において、前記排
ガス浄化触媒が銅とバナジウムの複合酸化物であるＣｕ
5Ｖ2Ｏ 10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8のうち少なくとも
一種含有する構成を有している。
は、請求項１乃至４の内いずれか１項において、前記排
ガス浄化触媒が銅とバナジウムの複合酸化物であるＣｕ
5Ｖ2Ｏ 10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8のうち少なくとも
一種含有する構成を有している。
【００５５】この構成により、請求項１乃至４の内いず
れか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
れか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００５６】（１）黒煙粒子のうち、特にすす分に対す
る活性が高められ、その結果、黒煙粒子の浄化効率が向
上する。
る活性が高められ、その結果、黒煙粒子の浄化効率が向
上する。
【００５７】ここで、銅とバナジウムの複合酸化物であ
るＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ 3Ｖ2Ｏ8のうち１種
又は２種以上含有してもよい。
るＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ 3Ｖ2Ｏ8のうち１種
又は２種以上含有してもよい。
【００５８】本発明の請求項６に記載の排ガス浄化材
は、請求項１乃至５の内いずれか１項において、前記三
次元構造体が発泡体で形成され、前記発泡体の１平方イ
ンチ当たりの孔数が１６〜２４である構成を有してい
る。
は、請求項１乃至５の内いずれか１項において、前記三
次元構造体が発泡体で形成され、前記発泡体の１平方イ
ンチ当たりの孔数が１６〜２４である構成を有してい
る。
【００５９】この構成により、請求項１乃至５の内いず
れか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
れか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
【００６０】（１）黒煙粒子の捕集効率が高く、排ガス
浄化触媒が機能しない温度域が長時間続いても三次元構
造体が閉塞することなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流
出することができ、三次元構造体の目詰まりを防止する
ことができる。
浄化触媒が機能しない温度域が長時間続いても三次元構
造体が閉塞することなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流
出することができ、三次元構造体の目詰まりを防止する
ことができる。
【００６１】（２）極めて効率よく黒煙粒子を浄化で
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらな
い。
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらな
い。
【００６２】ここで、発泡体の１平方インチ当たりの孔
数は、１６〜２４とされる。孔数が１６より少ないと、
黒煙の捕集効率が小さく、発泡体に担持した浄化触媒が
十分に機能しなくなる傾向がみられ、孔数が２４より多
いと背圧が大きくなるとともに、黒煙粒子の堆積による
目詰まりの危険性が高くなる傾向がみられるので、いず
れも好ましくない。
数は、１６〜２４とされる。孔数が１６より少ないと、
黒煙の捕集効率が小さく、発泡体に担持した浄化触媒が
十分に機能しなくなる傾向がみられ、孔数が２４より多
いと背圧が大きくなるとともに、黒煙粒子の堆積による
目詰まりの危険性が高くなる傾向がみられるので、いず
れも好ましくない。
【００６３】発泡体の材料は、特に限定されないが、コ
ージェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2
Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッ
ケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合
わせた合金等の耐熱性の金属材料等が用いられる。
ージェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2
Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッ
ケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合
わせた合金等の耐熱性の金属材料等が用いられる。
【００６４】発泡体の大きさは、目的に応じて適宜変更
することができ、特に限定されるものではない。また、
発泡体を必要に応じて１乃至複数段重ねて使用してもよ
い。
することができ、特に限定されるものではない。また、
発泡体を必要に応じて１乃至複数段重ねて使用してもよ
い。
【００６５】発泡体に予め耐熱性多孔質層の材料を形成
しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料として
は、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、
シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−
チタニア等のセラミックス等が好適に用いられるが、こ
れらに限定されるものではない。
しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料として
は、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、
シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−
チタニア等のセラミックス等が好適に用いられるが、こ
れらに限定されるものではない。
【００６６】本発明の請求項７に記載の排ガス浄化材
は、排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一定量の黒
煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排ガスの下
流側に流出させる第１の三次元構造体と前記第１の三次
元構造体に担持された第１の触媒とを有する第１の浄化
材と、前記第１の三次元構造体より黒煙粒子の捕集効率
が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出させやすい第２
の三次元構造体と前記第２の三次元構造体に担持された
第２の触媒とを有する第２の浄化材と、を備えた構成を
有している。
は、排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一定量の黒
煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排ガスの下
流側に流出させる第１の三次元構造体と前記第１の三次
元構造体に担持された第１の触媒とを有する第１の浄化
材と、前記第１の三次元構造体より黒煙粒子の捕集効率
が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出させやすい第２
の三次元構造体と前記第２の三次元構造体に担持された
第２の触媒とを有する第２の浄化材と、を備えた構成を
有している。
【００６７】この構成により、以下の作用が得られる。
【００６８】（１）種々の特性を有する複数の触媒が有
効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、
排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率
も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄化すること
ができる。
効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、
排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率
も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄化すること
ができる。
【００６９】（２）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
【００７０】（３）黒煙粒子の捕集機能が低い三次元構
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が、黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆される
ことにより触媒の機能低下を起こすことを回避すること
ができる。
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が、黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆される
ことにより触媒の機能低下を起こすことを回避すること
ができる。
【００７１】（４）第１の浄化材において黒煙粒子の微
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができる。
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができる。
【００７２】（５）三次元構造体が排ガス中の黒煙粒子
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
できる。
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
できる。
【００７３】（６）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
【００７４】ここで、第１の三次元構造体は、排ガスの
黒煙粒子を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕
集されると一定量を超えたそれ以上の黒煙粒子を排ガス
の下流側に流出させる特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
黒煙粒子を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕
集されると一定量を超えたそれ以上の黒煙粒子を排ガス
の下流側に流出させる特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
【００７５】第２の三次元構造体は、第１の三次元構造
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
【００７６】第１の三次元構造体及び第２の三次元構造
体の大きさは、目的に応じて適宜変更することができ、
特に限定されるものではない。また、三次元構造体を必
要に応じて１乃至複数段重ねて使用してもよい。
体の大きさは、目的に応じて適宜変更することができ、
特に限定されるものではない。また、三次元構造体を必
要に応じて１乃至複数段重ねて使用してもよい。
【００７７】第１の三次元構造体及び第２の三次元構造
体の形状としては、ハニカム状、網目状、発泡体、繊維
を成形したもの、粒子を所定の形状の容器に充填したも
の、表面に突起を有する金属薄板を螺旋状に巻き付けた
ものや、積層させたもの等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。
体の形状としては、ハニカム状、網目状、発泡体、繊維
を成形したもの、粒子を所定の形状の容器に充填したも
の、表面に突起を有する金属薄板を螺旋状に巻き付けた
ものや、積層させたもの等が挙げられるが、特に限定さ
れるものではない。
【００７８】第１の三次元構造体及び第２の三次元構造
体の材料としては、コージェライト、ムライト、Ｓｉ
Ｃ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミック
の他、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、ある
いは２種以上組み合わせた合金等の耐熱性の金属材料等
を用いることができるが、これらに限定されるものでは
ない。
体の材料としては、コージェライト、ムライト、Ｓｉ
Ｃ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ
3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミック
の他、鉄、銅、ニッケル、クロム等の金属を単独、ある
いは２種以上組み合わせた合金等の耐熱性の金属材料等
を用いることができるが、これらに限定されるものでは
ない。
【００７９】第１の三次元構造体及び第２の三次元構造
体に予め耐熱性多孔質層の材料を形成しても良い。この
場合、耐熱性多孔質層の材料としては、主に、アルミ
ナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、シリカ−アルミ
ナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニア等のセ
ラミックス等が好適に用いられるが、これらに限定され
るものではない。
体に予め耐熱性多孔質層の材料を形成しても良い。この
場合、耐熱性多孔質層の材料としては、主に、アルミ
ナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、シリカ−アルミ
ナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−チタニア等のセ
ラミックス等が好適に用いられるが、これらに限定され
るものではない。
【００８０】黒煙粒子とは、排ガス中に含まれる微粒子
物質であるパティキュレートをいう。
物質であるパティキュレートをいう。
【００８１】第１の三次元構造体に捕集される黒煙粒子
の捕集量は、三次元構造体の大きさ、材質、形状等によ
って異なる。
の捕集量は、三次元構造体の大きさ、材質、形状等によ
って異なる。
【００８２】第１の浄化材及び第２の浄化材の配設場所
としては、第１の浄化材を排ガスの上流側に配設させ第
２の浄化材を排ガスの下流側に配設させる方法、第１の
浄化材を排ガスの下流側に配設させ第２の浄化材を排ガ
スの上流側に配設させる方法があるが、第１の浄化材を
排ガスの下流側に配設させ第２の浄化材を排ガスの上流
側に配設させる方法が好ましい。
としては、第１の浄化材を排ガスの上流側に配設させ第
２の浄化材を排ガスの下流側に配設させる方法、第１の
浄化材を排ガスの下流側に配設させ第２の浄化材を排ガ
スの上流側に配設させる方法があるが、第１の浄化材を
排ガスの下流側に配設させ第２の浄化材を排ガスの上流
側に配設させる方法が好ましい。
【００８３】第１の三次元構造体に担持される第１の触
媒としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、黒煙
粒子の燃焼に有効な触媒が好適に用いられる。
媒としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、黒煙
粒子の燃焼に有効な触媒が好適に用いられる。
【００８４】第２の三次元構造体に担持される第２の触
媒としては、一般的な酸化触媒、還元触媒等が挙げられ
るが、炭化水素、ＣＯ等のガス状の未燃焼成分に有効な
触媒や、ＮＯxの浄化に有効な触媒が好適に用いられ
る。
媒としては、一般的な酸化触媒、還元触媒等が挙げられ
るが、炭化水素、ＣＯ等のガス状の未燃焼成分に有効な
触媒や、ＮＯxの浄化に有効な触媒が好適に用いられ
る。
【００８５】三次元構造体に触媒を担持させる方法は、
特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、
例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法があ
る。
特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、
例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法があ
る。
【００８６】本発明の請求項８に記載の排ガス浄化材
は、請求項７において、前記第１の触媒がアルカリ金属
の硫酸塩と銅金属の酸化物を含み、及び／又は前記第２
の触媒が白金族元素を含有する構成を有している。
は、請求項７において、前記第１の触媒がアルカリ金属
の硫酸塩と銅金属の酸化物を含み、及び／又は前記第２
の触媒が白金族元素を含有する構成を有している。
【００８７】この構成により、請求項７の作用に加え、
以下の作用が得られる。
以下の作用が得られる。
【００８８】（１）黒煙粒子のみならず、長期間安定し
て共存するＣＯや炭化水素等の有害成分を浄化すること
ができ、排ガスの完全な浄化が可能となる。
て共存するＣＯや炭化水素等の有害成分を浄化すること
ができ、排ガスの完全な浄化が可能となる。
【００８９】（２）黒煙粒子を比較的低い温度域でも燃
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなる。
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなる。
【００９０】（３）低い排ガス温度が続き、黒煙粒子が
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を短時間でに燃焼浄化する
ことができる。
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を短時間でに燃焼浄化する
ことができる。
【００９１】（４）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
【００９２】（５）排ガス浄化触媒が機能しないような
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらない。
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらない。
【００９３】（６）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
【００９４】ここで、アルカリ金属として、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒが挙げられるが、その中の１
種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒが挙げられるが、その中の１
種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
【００９５】白金族元素として、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種あるいは
２種以上を含有してもよい。
ｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種あるいは
２種以上を含有してもよい。
【００９６】本発明の請求項９に記載の排ガス浄化材
は、請求項７において、前記第１の触媒がアルカリ金属
の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなり、及び／
又は前記第２の触媒が白金族元素を含有する構成を有し
ている。
は、請求項７において、前記第１の触媒がアルカリ金属
の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなり、及び／
又は前記第２の触媒が白金族元素を含有する構成を有し
ている。
【００９７】この構成により、請求項７の作用に加え、
以下の作用が得られる。
以下の作用が得られる。
【００９８】（１）特に触媒の黒煙粒子に対する浄化速
度が大きくなり、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化す
ることができる。
度が大きくなり、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化す
ることができる。
【００９９】ここで、銅とバナジウムの酸化物としてＣ
ｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8等
が挙げられるがいずれが含まれてもよく、またこれらに
限定されない。
ｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8等
が挙げられるがいずれが含まれてもよく、またこれらに
限定されない。
【０１００】本発明の請求項１０に記載の排ガス浄化材
は、請求項７乃至９の内いずれか１において、前記第１
の浄化材が排ガスの下流側に配設され、前記第２の浄化
材が排ガスの上流側に配設された構成を有している。
は、請求項７乃至９の内いずれか１において、前記第１
の浄化材が排ガスの下流側に配設され、前記第２の浄化
材が排ガスの上流側に配設された構成を有している。
【０１０１】この構成により、請求項７乃至９の内いず
れか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
れか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１０２】（１）排ガスの上流側に配設された第２の
浄化材に担持された第２の触媒により、ＣＯやガス状の
炭化水素及び黒煙粒子中のミスト状の炭化水素が燃焼浄
化される。
浄化材に担持された第２の触媒により、ＣＯやガス状の
炭化水素及び黒煙粒子中のミスト状の炭化水素が燃焼浄
化される。
【０１０３】（２）排ガスの下流側に配設した第１の浄
化材に担持された第１の触媒により、黒煙粒子中の固体
状のすす成分に特に有効に作用し、燃焼し難いすす分が
燃焼浄化される。
化材に担持された第１の触媒により、黒煙粒子中の固体
状のすす成分に特に有効に作用し、燃焼し難いすす分が
燃焼浄化される。
【０１０４】（３）排ガスの上流側でミスト状の炭化水
素に有効な触媒作用により、黒煙粒子中のミスト状の炭
化水素は浄化されるため、その結果、ミスト状の炭化水
素には高い活性を有しない排ガス下流側に配設した触媒
が、残存する黒煙粒子中のすすに対し極めて作用し易く
なり浄化効率が向上する。
素に有効な触媒作用により、黒煙粒子中のミスト状の炭
化水素は浄化されるため、その結果、ミスト状の炭化水
素には高い活性を有しない排ガス下流側に配設した触媒
が、残存する黒煙粒子中のすすに対し極めて作用し易く
なり浄化効率が向上する。
【０１０５】（４）黒煙粒子はミスト状の炭化水素と固
体状のすす分が含まれるが、排ガス下流側に配設した第
１の浄化材と排ガス上流側に配設した第２の浄化材とに
よって黒煙粒子が完全に浄化される。
体状のすす分が含まれるが、排ガス下流側に配設した第
１の浄化材と排ガス上流側に配設した第２の浄化材とに
よって黒煙粒子が完全に浄化される。
【０１０６】本発明の請求項１１に記載の排ガス浄化材
は、排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一定量の黒
煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排ガスの下
流側に流出させる第１の三次元構造体と前記第１の三次
元構造体に担持された第１の触媒とを有する第１の浄化
材と、前記第１の三次元構造体より黒煙粒子の捕集効率
が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出させやすい第２
の三次元構造体と前記第２の三次元構造体に担持された
一酸化炭素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼する第２の
触媒とを有する第２の浄化材と、前記第１の三次元構造
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい第３の三次元構造体と前記第３の
三次元構造体に担持された窒素酸化物を還元する第３の
触媒とを有する第３の浄化材と、を備えた構成を有して
いる。
は、排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一定量の黒
煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排ガスの下
流側に流出させる第１の三次元構造体と前記第１の三次
元構造体に担持された第１の触媒とを有する第１の浄化
材と、前記第１の三次元構造体より黒煙粒子の捕集効率
が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出させやすい第２
の三次元構造体と前記第２の三次元構造体に担持された
一酸化炭素、炭化水素等の未燃焼成分を燃焼する第２の
触媒とを有する第２の浄化材と、前記第１の三次元構造
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい第３の三次元構造体と前記第３の
三次元構造体に担持された窒素酸化物を還元する第３の
触媒とを有する第３の浄化材と、を備えた構成を有して
いる。
【０１０７】この構成により、以下の作用が得られる。
【０１０８】（１）黒煙粒子だけでなく排ガス中に共存
するＣＯや炭化水素等の未燃焼成分と、ＮＯxの浄化が
同時に可能となり、排ガスの浄化特性に優れる。
するＣＯや炭化水素等の未燃焼成分と、ＮＯxの浄化が
同時に可能となり、排ガスの浄化特性に優れる。
【０１０９】（２）種々の特性を有する複数の触媒が有
効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、
排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率
も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄化すること
ができる。
効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、
排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率
も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄化すること
ができる。
【０１１０】（３）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
【０１１１】（４）黒煙粒子の捕集機能が低い三次元構
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆されるこ
とにより触媒の機能低下を起こすことを回避することが
できる。
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆されるこ
とにより触媒の機能低下を起こすことを回避することが
できる。
【０１１２】（５）第１の浄化材において黒煙粒子の微
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができる。
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができる。
【０１１３】（６）三次元構造体が排ガス中の黒煙粒子
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
できる。
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
できる。
【０１１４】（７）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
【０１１５】ここで、第１の三次元構造体は、排ガスの
黒煙粒子を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕
集されると一定量を超えたそれ以上の黒煙粒子を排ガス
の下流側に流出させる特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
黒煙粒子を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕
集されると一定量を超えたそれ以上の黒煙粒子を排ガス
の下流側に流出させる特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
【０１１６】第２の三次元構造体は、第１の三次元構造
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
【０１１７】第３の三次元構造体は、第１の三次元構造
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい特性を有する耐熱性の三次元の構
造体である。
【０１１８】第１の三次元構造体、第２の三次元構造体
及び第３の三次元構造体の大きさは、目的に応じて適宜
変更することができ、特に限定されるものではない。ま
た、三次元構造体を必要に応じて１乃至複数段重ねて使
用してもよい。
及び第３の三次元構造体の大きさは、目的に応じて適宜
変更することができ、特に限定されるものではない。ま
た、三次元構造体を必要に応じて１乃至複数段重ねて使
用してもよい。
【０１１９】第１の三次元構造体、第２の三次元構造体
及び第３の三次元構造体の形状としては、ハニカム状、
網目状、発泡体、繊維を成形したもの、粒子を所定の形
状の容器に充填したもの、表面に突起を有する金属薄板
を螺旋状に巻き付けたものや積層したもの等が挙げられ
るが、特に限定されるものではない。
及び第３の三次元構造体の形状としては、ハニカム状、
網目状、発泡体、繊維を成形したもの、粒子を所定の形
状の容器に充填したもの、表面に突起を有する金属薄板
を螺旋状に巻き付けたものや積層したもの等が挙げられ
るが、特に限定されるものではない。
【０１２０】第１の三次元構造体、第２の三次元構造体
及び第３の三次元構造体の材料としては、コージェライ
ト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2等
の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、クロム等
の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等の
耐熱性の金属材料等を用いることができるが、これらに
限定されるものではない。
及び第３の三次元構造体の材料としては、コージェライ
ト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2等
の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、クロム等
の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等の
耐熱性の金属材料等を用いることができるが、これらに
限定されるものではない。
【０１２１】第１の三次元構造体、第２の三次元構造体
及び第３の三次元構造体に予め耐熱性多孔質層の材料を
形成しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料とし
ては、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニ
ア、シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミ
ナ−チタニア等のセラミックス等が好適に用いられる
が、これらに限定されるものではない。
及び第３の三次元構造体に予め耐熱性多孔質層の材料を
形成しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料とし
ては、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニ
ア、シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミ
ナ−チタニア等のセラミックス等が好適に用いられる
が、これらに限定されるものではない。
【０１２２】黒煙粒子とは、排ガス中に含まれる微粒子
物質であるパティキュレートをいう。
物質であるパティキュレートをいう。
【０１２３】第１の三次元構造体に捕集される黒煙粒子
の捕集量は、三次元構造体の大きさ、材質、形状等によ
って異なる。
の捕集量は、三次元構造体の大きさ、材質、形状等によ
って異なる。
【０１２４】第１の浄化材、第２の浄化材及び第３の浄
化材の配設場所としては、任意の組み合わせが可能であ
るが、第１の浄化材を排ガスの上流側に配設させ第３の
浄化材を第１の浄化材より排ガスの下流側に配設させ第
２の浄化材を第３の浄化材より排ガスの下流側に配設さ
せる方法が好ましい。
化材の配設場所としては、任意の組み合わせが可能であ
るが、第１の浄化材を排ガスの上流側に配設させ第３の
浄化材を第１の浄化材より排ガスの下流側に配設させ第
２の浄化材を第３の浄化材より排ガスの下流側に配設さ
せる方法が好ましい。
【０１２５】第１の三次元構造体に担持される第１の触
媒としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、黒煙
粒子の燃焼に有効な触媒が好適に用いられる。
媒としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、黒煙
粒子の燃焼に有効な触媒が好適に用いられる。
【０１２６】第２の三次元構造体に担持される第２の触
媒としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、炭化
水素、ＣＯ等のガス状の未燃焼成分に有効な触媒が好適
に用いられる。
媒としては、一般的な酸化触媒等が挙げられるが、炭化
水素、ＣＯ等のガス状の未燃焼成分に有効な触媒が好適
に用いられる。
【０１２７】第３の三次元構造体に担持される第３の触
媒としては、一般的な還元触媒等が挙げられるが、ＮＯ
xの浄化に有効な触媒が好適に用いられる。
媒としては、一般的な還元触媒等が挙げられるが、ＮＯ
xの浄化に有効な触媒が好適に用いられる。
【０１２８】三次元構造体に触媒を担持させる方法は、
特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、
例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法があ
る。
特に制限されることなく、任意の方法が用いられるが、
例えば、含浸方法、ウォッシュコート方法等の方法があ
る。
【０１２９】本発明の請求項１２に記載の排ガス浄化材
は、請求項１１において、前記第１の触媒がアルカリ金
属の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなり、及び
／又は前記第２の触媒が白金族元素を含有し、及び／又
は前記第３の触媒がアルカリ土類金属と銅、コバルトの
うち少なくとも一種含有する構成を有している。
は、請求項１１において、前記第１の触媒がアルカリ金
属の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなり、及び
／又は前記第２の触媒が白金族元素を含有し、及び／又
は前記第３の触媒がアルカリ土類金属と銅、コバルトの
うち少なくとも一種含有する構成を有している。
【０１３０】この構成により、請求項１１の作用に加
え、以下の作用が得られる。
え、以下の作用が得られる。
【０１３１】（１）排ガス中の黒煙粒子だけでなく、Ｎ
Ｏxも効率よく浄化できる。
Ｏxも効率よく浄化できる。
【０１３２】（２）黒煙粒子のみならず、長期間安定し
て共存するＣＯや炭化水素等の有害成分を浄化すること
ができ、排ガスの完全な浄化が可能となる。
て共存するＣＯや炭化水素等の有害成分を浄化すること
ができ、排ガスの完全な浄化が可能となる。
【０１３３】（３）黒煙粒子を比較的低い温度域でも燃
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなる。
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなる。
【０１３４】（４）低い排ガス温度が続き、黒煙粒子が
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができる。
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができる。
【０１３５】（５）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができる。
【０１３６】（６）排ガス浄化触媒が機能しないような
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらない。
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらない。
【０１３７】（７）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となる。
【０１３８】ここで、アルカリ金属として、Ｌｉ、Ｎ
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒが挙げられるが、その中の１
種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
ａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、Ｆｒが挙げられるが、その中の１
種あるいは２種以上のいずれの硫酸塩であってもよい。
【０１３９】銅とバナジウムの酸化物としてＣｕ5Ｖ2Ｏ
10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8等が挙げら
れるがいずれが含まれてもよく、またこれらに限定され
ない。
10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ2Ｖ2Ｏ7、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8等が挙げら
れるがいずれが含まれてもよく、またこれらに限定され
ない。
【０１４０】白金族元素として、Ｒｕ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｏ
ｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種あるいは
２種以上を含有してもよい。
ｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種あるいは
２種以上を含有してもよい。
【０１４１】アルカリ土類金属としては、Ｂｅ、Ｍｇ、
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａが挙げられるが、その中の１種
あるいは２種以上であってもよい。
Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａ、Ｒａが挙げられるが、その中の１種
あるいは２種以上であってもよい。
【０１４２】銅、コバルトのうち少なくとも一種含有す
る触媒として、銅、コバルトのうち１種あるいは２種含
まれていても構わない。
る触媒として、銅、コバルトのうち１種あるいは２種含
まれていても構わない。
【０１４３】本発明の請求項１３に記載の排ガス浄化材
は、請求項１１又は１２において、前記第１の浄化材が
排ガスの上流側に配設され、前記第３の浄化材が前記第
１の浄化材より排ガスの下流側に配設され、前記第２の
浄化材が前記第３の浄化材より排ガスの下流側に配設さ
れた構成を有している。
は、請求項１１又は１２において、前記第１の浄化材が
排ガスの上流側に配設され、前記第３の浄化材が前記第
１の浄化材より排ガスの下流側に配設され、前記第２の
浄化材が前記第３の浄化材より排ガスの下流側に配設さ
れた構成を有している。
【０１４４】この構成により、請求項１１又は１２の作
用に加え、以下の作用が得られる。
用に加え、以下の作用が得られる。
【０１４５】（１）最上流に配設されたアルカリ金属の
硫酸塩と銅とバナジウムの酸化物からなる第１の触媒が
担持された第１の浄化材で主に黒煙微粒子を浄化するこ
とにより、その下流に配設された第３の浄化材に担持さ
れたＮＯxの浄化に有効な触媒の表面を黒煙微粒子が被
覆して触媒作用を低下させるのを抑制することができ
る。
硫酸塩と銅とバナジウムの酸化物からなる第１の触媒が
担持された第１の浄化材で主に黒煙微粒子を浄化するこ
とにより、その下流に配設された第３の浄化材に担持さ
れたＮＯxの浄化に有効な触媒の表面を黒煙微粒子が被
覆して触媒作用を低下させるのを抑制することができ
る。
【０１４６】（２）ＮＯxの浄化には排ガス中の炭化水
素が存在した方が浄化効率が高められるため、最下流に
白金族元素を含有する触媒を担持した第２の浄化材を配
設することによりＮＯxの浄化に必要となる炭化水素成
分を減少させることなく、アルカリ土類金属と銅、コバ
ルトのうち少なくとも１種含有する触媒を担持した第３
の浄化材で主にＮＯxの浄化反応を起こさせ、且つその
排ガスの下流側で白金族元素を含有する触媒が担持され
た第２の浄化材で残存する余剰の炭化水素を浄化するこ
とができる。
素が存在した方が浄化効率が高められるため、最下流に
白金族元素を含有する触媒を担持した第２の浄化材を配
設することによりＮＯxの浄化に必要となる炭化水素成
分を減少させることなく、アルカリ土類金属と銅、コバ
ルトのうち少なくとも１種含有する触媒を担持した第３
の浄化材で主にＮＯxの浄化反応を起こさせ、且つその
排ガスの下流側で白金族元素を含有する触媒が担持され
た第２の浄化材で残存する余剰の炭化水素を浄化するこ
とができる。
【０１４７】（３）排ガス中の黒煙粒子、炭化水素、Ｃ
Ｏ、ＮＯxを各触媒において効率よく除去し、排ガスの
浄化性を高めることができる。
Ｏ、ＮＯxを各触媒において効率よく除去し、排ガスの
浄化性を高めることができる。
【０１４８】本発明の請求項１４に記載の排ガス浄化材
は、請求項８、９、１０、１２、１３の内いずれか１に
おいて、前記第１の三次元構造体に白金族元素を含有す
る触媒が担持された構成を有している。
は、請求項８、９、１０、１２、１３の内いずれか１に
おいて、前記第１の三次元構造体に白金族元素を含有す
る触媒が担持された構成を有している。
【０１４９】この構成により、請求項８、９、１０、１
２、１３の作用に加え、以下の作用を有する。
２、１３の作用に加え、以下の作用を有する。
【０１５０】（１）黒煙粒子のうち特に、炭化度が低い
すす成分やＳＯＦ成分に対する活性が高められ、その結
果として黒煙の浄化効率が向上する。
すす成分やＳＯＦ成分に対する活性が高められ、その結
果として黒煙の浄化効率が向上する。
【０１５１】（２）特に排ガス温度が低い領域で排出さ
れる黒煙粒子には炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成分が
多く含まれるために低い排ガス温度で有効になる。
れる黒煙粒子には炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成分が
多く含まれるために低い排ガス温度で有効になる。
【０１５２】ここで、白金族元素として、Ｒｕ、Ｒｈ、
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種
あるいは２種以上を含有してもよい。
Ｐｄ、Ｏｓ、Ｉｒ、Ｐｔが挙げられるが、その中の１種
あるいは２種以上を含有してもよい。
【０１５３】本発明の請求項１５に記載の排ガス浄化材
は、請求項７乃至１４の内いずれか１において、前記第
１の排ガス浄化触媒が銅とバナジウムの複合酸化物であ
るＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8のうち少な
くとも一種含有する構成を有している。
は、請求項７乃至１４の内いずれか１において、前記第
１の排ガス浄化触媒が銅とバナジウムの複合酸化物であ
るＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ8のうち少な
くとも一種含有する構成を有している。
【０１５４】この構成により、請求項７乃至１４の内い
ずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
ずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１５５】（１）排ガス中の黒煙粒子のうち、特にす
す分に対する活性が高められ、その結果として黒煙粒子
の浄化効率が向上する。
す分に対する活性が高められ、その結果として黒煙粒子
の浄化効率が向上する。
【０１５６】ここで、銅とバナジウムの複合酸化物であ
るＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ 3Ｖ2Ｏ8のうち１種
又は２種以上含有してもよい。
るＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ 3Ｖ2Ｏ8のうち１種
又は２種以上含有してもよい。
【０１５７】本発明の請求項１６に記載の排ガス浄化材
は、請求項７乃至１５の内いずれか１において、前記第
１の三次元構造体が発泡体で形成され、前記発泡体の１
平方インチ当たりの孔数が１６〜２４である構成を有し
ている。
は、請求項７乃至１５の内いずれか１において、前記第
１の三次元構造体が発泡体で形成され、前記発泡体の１
平方インチ当たりの孔数が１６〜２４である構成を有し
ている。
【０１５８】この構成により、請求項７乃至１５の内い
ずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
ずれか１の作用に加え、以下の作用が得られる。
【０１５９】（１）黒煙粒子の捕集効率が高く、排ガス
浄化触媒が機能しない温度域が長時間続いても三次元構
造体が閉塞することなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流
出することができ、三次元構造体の目詰まりを防止する
ことができる。
浄化触媒が機能しない温度域が長時間続いても三次元構
造体が閉塞することなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流
出することができ、三次元構造体の目詰まりを防止する
ことができる。
【０１６０】（２）極めて効率よく黒煙粒子を浄化で
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらな
い。
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらな
い。
【０１６１】ここで、発泡体の１平方インチ当たりの孔
数は、１６〜２４とされる。孔数が１６より少ないと、
黒煙の捕集効率が小さく、発泡体に担持した浄化触媒が
十分に機能しなくなる傾向がみられ、孔数が２４より多
いと背圧が大きくなるとともに、黒煙粒子の堆積による
目詰まりの危険性が高くなる傾向がみられるので、いず
れも好ましくない。
数は、１６〜２４とされる。孔数が１６より少ないと、
黒煙の捕集効率が小さく、発泡体に担持した浄化触媒が
十分に機能しなくなる傾向がみられ、孔数が２４より多
いと背圧が大きくなるとともに、黒煙粒子の堆積による
目詰まりの危険性が高くなる傾向がみられるので、いず
れも好ましくない。
【０１６２】発泡体の材料は、特に限定されないが、コ
ージェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2
Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッ
ケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合
わせた合金等の耐熱性の金属材料等が用いられる。
ージェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ
2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2
Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッ
ケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合
わせた合金等の耐熱性の金属材料等が用いられる。
【０１６３】発泡体の大きさは、目的に応じて適宜変更
することができ、特に限定されるものではない。また、
発泡体を必要に応じて１乃至複数段重ねて使用してもよ
い。
することができ、特に限定されるものではない。また、
発泡体を必要に応じて１乃至複数段重ねて使用してもよ
い。
【０１６４】発泡体に予め耐熱性多孔質層の材料を形成
しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料として
は、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、
シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−
チタニア等のセラミックス等が好適に用いられるが、こ
れらに限定されるものではない。
しても良い。この場合、耐熱性多孔質層の材料として
は、主に、アルミナ、シリカ、チタニア、ジルコニア、
シリカ−アルミナ、アルミナ−ジルコニア、アルミナ−
チタニア等のセラミックス等が好適に用いられるが、こ
れらに限定されるものではない。
【０１６５】本発明は、自動車のエンジンの排ガスのみ
ならず、耕運機、船舶、列車等の運輸機関のエンジン、
産業用エンジン、更に燃焼炉、ボイラー等の黒煙粒子、
炭化水素、ＣＯ、ＮＯx等の有害物質の除去用として使
用することができる。
ならず、耕運機、船舶、列車等の運輸機関のエンジン、
産業用エンジン、更に燃焼炉、ボイラー等の黒煙粒子、
炭化水素、ＣＯ、ＮＯx等の有害物質の除去用として使
用することができる。
【０１６６】以下、本発明の一実施の形態について、図
１乃至図３を用いて説明する。
１乃至図３を用いて説明する。
【０１６７】（実施の形態１）図１は本発明の実施の形
態１における排ガス浄化装置の全体図である。
態１における排ガス浄化装置の全体図である。
【０１６８】図１において、１は実施の形態１における
排ガス浄化装置、２は排ガスライン内に配設された排ガ
ス浄化材、３は排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有
し、一定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒
子を排ガスの下流側に流出させる、排ガス流路が多数形
成された１平方インチ当たりの孔数が１６である耐熱性
を有するコージェライト製の発泡体からなる三次元構造
体、４は三次元構造体３に担持されたアルカリ金属の硫
酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなる排ガス浄化触
媒、５は排ガス浄化材２が収納され固定されている耐熱
性の金属の円筒状の容器、６は容器５の排ガス上流側の
一側部に開口された排ガス流入口、７は容器５の排ガス
下流側の他側部に開口された排ガス流出口、８はエンジ
ン、９は一端がエンジンに接続され他端が容器５の排ガ
ス流入口６に接続された配管、１０は一端が容器５の排
ガス流出口７に接続され他端が外部と連通された配管、
１１は排ガスの流れ方向である。
排ガス浄化装置、２は排ガスライン内に配設された排ガ
ス浄化材、３は排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有
し、一定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒
子を排ガスの下流側に流出させる、排ガス流路が多数形
成された１平方インチ当たりの孔数が１６である耐熱性
を有するコージェライト製の発泡体からなる三次元構造
体、４は三次元構造体３に担持されたアルカリ金属の硫
酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなる排ガス浄化触
媒、５は排ガス浄化材２が収納され固定されている耐熱
性の金属の円筒状の容器、６は容器５の排ガス上流側の
一側部に開口された排ガス流入口、７は容器５の排ガス
下流側の他側部に開口された排ガス流出口、８はエンジ
ン、９は一端がエンジンに接続され他端が容器５の排ガ
ス流入口６に接続された配管、１０は一端が容器５の排
ガス流出口７に接続され他端が外部と連通された配管、
１１は排ガスの流れ方向である。
【０１６９】三次元構造体としての発泡体３は、１平方
インチ当たりの孔数が１６〜２４の範囲内にあればいず
れでもよい。
インチ当たりの孔数が１６〜２４の範囲内にあればいず
れでもよい。
【０１７０】三次元構造体３の材質は、コージェライ
ト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2等
の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、クロム等
の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等の
耐熱性の金属材料等を用いてもよい。
ト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、Ａｌ2Ｏ3
−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2等
の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、クロム等
の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた合金等の
耐熱性の金属材料等を用いてもよい。
【０１７１】三次元構造体３の形状は、円筒、楕円筒、
直方体等のいずれであってもよい。
直方体等のいずれであってもよい。
【０１７２】容器５の大きさは、排ガス浄化材２が収納
できる大きさであればいずれでもよい。
できる大きさであればいずれでもよい。
【０１７３】容器５の材質は、耐熱性、耐腐食性の材料
であれば特に限定されない。
であれば特に限定されない。
【０１７４】容器５の形状は、浄化材の形状に合わせた
ものであり、中が真空の二重容器が触媒を担持した三次
元構造体３の保温性の点で好ましい。また、中が真空の
二重容器を使用しないのであれば、容器の外周を保温材
で包むことにより保温することが望ましい。
ものであり、中が真空の二重容器が触媒を担持した三次
元構造体３の保温性の点で好ましい。また、中が真空の
二重容器を使用しないのであれば、容器の外周を保温材
で包むことにより保温することが望ましい。
【０１７５】以上のように構成された本実施の形態の排
ガス浄化装置１を用いて排ガスが浄化される過程につい
て、以下説明する。
ガス浄化装置１を用いて排ガスが浄化される過程につい
て、以下説明する。
【０１７６】（１）エンジン８から排出された排ガス中
の黒煙粒子は排ガスの上流側の配管９を通り排ガス流入
口６から容器５内へ流入し、排ガス浄化材２を形成する
三次元構造体３に到達する。
の黒煙粒子は排ガスの上流側の配管９を通り排ガス流入
口６から容器５内へ流入し、排ガス浄化材２を形成する
三次元構造体３に到達する。
【０１７７】（２）黒煙粒子が三次元構造体３に到達す
ると、三次元構造体３に捕捉され排ガス浄化触媒と黒煙
粒子の接触性が保たれ、黒煙粒子は効率よく浄化され
る。
ると、三次元構造体３に捕捉され排ガス浄化触媒と黒煙
粒子の接触性が保たれ、黒煙粒子は効率よく浄化され
る。
【０１７８】（３）この時、一定量の黒煙粒子が三次元
構造体３によって捕集される。ここで、三次元構造体が
捕集する黒煙粒子の捕集量は特に限定されず、三次元構
造体３の大きさ、形状、材質等により異なる。
構造体３によって捕集される。ここで、三次元構造体が
捕集する黒煙粒子の捕集量は特に限定されず、三次元構
造体３の大きさ、形状、材質等により異なる。
【０１７９】（４）三次元構造体３に一定量の黒煙粒子
が堆積すると、排ガス浄化触媒４が機能しないような低
い排ガス温度が続いても、一定量を超えたそれ以上の黒
煙粒子は捕集されることなく、容器５の排ガスの下流側
の排ガス流出口７から配管１０を通して系外に流出され
る。
が堆積すると、排ガス浄化触媒４が機能しないような低
い排ガス温度が続いても、一定量を超えたそれ以上の黒
煙粒子は捕集されることなく、容器５の排ガスの下流側
の排ガス流出口７から配管１０を通して系外に流出され
る。
【０１８０】（５）低い排ガス温度から、排ガス浄化触
媒４が機能する排ガス温度に達すると排ガス浄化触媒４
の作用により、三次元構造体３に堆積された黒煙粒子は
瞬時に燃焼浄化される。
媒４が機能する排ガス温度に達すると排ガス浄化触媒４
の作用により、三次元構造体３に堆積された黒煙粒子は
瞬時に燃焼浄化される。
【０１８１】以上のように本実施の形態の排ガス浄化装
置１は構成され、排ガスが浄化されるので、以下の作用
を有する。
置１は構成され、排ガスが浄化されるので、以下の作用
を有する。
【０１８２】１）三次元構造体３が排ガス中の黒煙粒子
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体３の
外部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒４が機
能しないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の
上昇が起こらず、三次元構造体３の目詰まりを防止する
ことができる。
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体３の
外部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒４が機
能しないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の
上昇が起こらず、三次元構造体３の目詰まりを防止する
ことができる。
【０１８３】２）排ガス浄化触媒４が機能する排ガス温
度域においては、三次元構造体３上に捕捉された黒煙粒
子は排ガス浄化触媒４との接触性が十分に保たれ排ガス
浄化触媒４の作用により排ガスが浄化される。
度域においては、三次元構造体３上に捕捉された黒煙粒
子は排ガス浄化触媒４との接触性が十分に保たれ排ガス
浄化触媒４の作用により排ガスが浄化される。
【０１８４】３）排ガス浄化触媒４が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材２
を連続使用することが可能となる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材２
を連続使用することが可能となる。
【０１８５】４）排ガス浄化触媒４がアルカリ金属の硫
酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなるので、黒煙粒
子を比較的低い温度域でも燃焼浄化することが可能とな
り、排ガス浄化触媒４が作用せずに黒煙粒子が流出する
温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率が高くなる。
酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなるので、黒煙粒
子を比較的低い温度域でも燃焼浄化することが可能とな
り、排ガス浄化触媒４が作用せずに黒煙粒子が流出する
温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率が高くなる。
【０１８６】５）排ガス浄化触媒４がアルカリ金属の硫
酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなるので、低い排
ガス温度が続き、黒煙粒子が堆積した状態であっても、
一旦排ガス浄化触媒４が機能する排ガス温度に到達する
と排ガス浄化触媒４の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができる。
酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなるので、低い排
ガス温度が続き、黒煙粒子が堆積した状態であっても、
一旦排ガス浄化触媒４が機能する排ガス温度に到達する
と排ガス浄化触媒４の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができる。
【０１８７】６）三次元構造体３が発泡体で形成される
ので、排ガス浄化触媒４が機能しない温度域が長時間続
いても三次元構造体３が閉塞することなく排ガスの下流
側に黒煙粒子を流出することができ、三次元構造体３の
目詰まりを防止することができる。
ので、排ガス浄化触媒４が機能しない温度域が長時間続
いても三次元構造体３が閉塞することなく排ガスの下流
側に黒煙粒子を流出することができ、三次元構造体３の
目詰まりを防止することができる。
【０１８８】７）三次元構造体３が発泡体で形成され且
つその孔数が１６を有するので、極めて効率よく黒煙粒
子を浄化でき、排ガス浄化触媒４が機能しない排ガス温
度域で三次元構造体３を長時間使用しても黒煙粒子が発
泡体に堆積し発泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の
上昇も起こらない。
つその孔数が１６を有するので、極めて効率よく黒煙粒
子を浄化でき、排ガス浄化触媒４が機能しない排ガス温
度域で三次元構造体３を長時間使用しても黒煙粒子が発
泡体に堆積し発泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の
上昇も起こらない。
【０１８９】８）電気ヒータ等の特殊な装置を設置する
必要がなくなり装置の小型化を図ることができ省スペー
ス性に優れ、自動車の車両等の排ガスライン内に設置す
ることが可能である。
必要がなくなり装置の小型化を図ることができ省スペー
ス性に優れ、自動車の車両等の排ガスライン内に設置す
ることが可能である。
【０１９０】９）装置構成が簡単で排ガス浄化特性に優
れた排ガス浄化装置が得られる。
れた排ガス浄化装置が得られる。
【０１９１】（実施の形態２）図２は本発明の実施の形
態２における排ガス浄化装置の全体図である。
態２における排ガス浄化装置の全体図である。
【０１９２】図２において、１ａは実施の形態２におけ
る排ガス浄化装置、２ａは排ガスの下流側すなわち排ガ
スの流出側の排ガスライン内に配設された第１の浄化
材、３ａは排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し、一
定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排
ガスの下流側に流出させる、排ガス流路が多数形成され
１平方インチ当たりの孔数が１６である耐熱性を有する
コージェライト製の発泡体からなる第１の三次元構造
体、４ａは三次元構造体３ａに担持されたアルカリ金属
の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなる第１の触
媒、５ａは第１の浄化材２ａが収納され固定されている
耐熱性金属の円筒状の容器、６ａは容器５ａの排ガス上
流側の一側部に開口された排ガス流入口、７ａは容器５
ａの排ガス下流側の他側部に開口された排ガス流出口、
２ａ′は排ガスの上流側すなわち排ガスの流入側に配設
された第２の浄化材、３ａ′は第１の三次元構造体３ａ
より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙粒
子を流出させやすい第２の三次元構造体、４ａ′は第２
の三次元構造体３ａ′に担持された白金族元素を含有す
る第２の触媒、５ａ′は第２の浄化材２ａ′が収納され
固定されている耐熱性金属の円筒状の容器、６ａ′は容
器５ａ′の排ガス上流側の一側部に開口された排ガス流
入口、７ａ′は容器５ａ′の排ガス下流側の他側部に開
口された排ガス流出口、１２は一端が容器５ａの排ガス
流出口７ａに接続され他端が外部に連通された配管であ
る。
る排ガス浄化装置、２ａは排ガスの下流側すなわち排ガ
スの流出側の排ガスライン内に配設された第１の浄化
材、３ａは排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し、一
定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排
ガスの下流側に流出させる、排ガス流路が多数形成され
１平方インチ当たりの孔数が１６である耐熱性を有する
コージェライト製の発泡体からなる第１の三次元構造
体、４ａは三次元構造体３ａに担持されたアルカリ金属
の硫酸塩と銅及びバナジウムの酸化物からなる第１の触
媒、５ａは第１の浄化材２ａが収納され固定されている
耐熱性金属の円筒状の容器、６ａは容器５ａの排ガス上
流側の一側部に開口された排ガス流入口、７ａは容器５
ａの排ガス下流側の他側部に開口された排ガス流出口、
２ａ′は排ガスの上流側すなわち排ガスの流入側に配設
された第２の浄化材、３ａ′は第１の三次元構造体３ａ
より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙粒
子を流出させやすい第２の三次元構造体、４ａ′は第２
の三次元構造体３ａ′に担持された白金族元素を含有す
る第２の触媒、５ａ′は第２の浄化材２ａ′が収納され
固定されている耐熱性金属の円筒状の容器、６ａ′は容
器５ａ′の排ガス上流側の一側部に開口された排ガス流
入口、７ａ′は容器５ａ′の排ガス下流側の他側部に開
口された排ガス流出口、１２は一端が容器５ａの排ガス
流出口７ａに接続され他端が外部に連通された配管であ
る。
【０１９３】尚、実施の形態１と同一のものについては
同一の符号を付し説明を省略する。
同一の符号を付し説明を省略する。
【０１９４】三次元構造体３ａ、３ａ′としての発泡体
は、１平方インチ当たりの孔数が１６〜２４の範囲内に
あればいずれでもよい。
は、１平方インチ当たりの孔数が１６〜２４の範囲内に
あればいずれでもよい。
【０１９５】三次元構造体３ａ、３ａ′の材質は、コー
ジェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、
Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−Ｔ
ｉＯ 2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、
クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた
合金等の耐熱性の金属材料等を用いてもよい。
ジェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａｌ2Ｏ3、
Ａｌ2Ｏ3−ＳｉＯ2、Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3−Ｔ
ｉＯ 2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッケル、
クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合わせた
合金等の耐熱性の金属材料等を用いてもよい。
【０１９６】三次元構造体３ａ、３ａ′の形状は、円
筒、楕円筒、直方体、球等のいずれであってもよい。
筒、楕円筒、直方体、球等のいずれであってもよい。
【０１９７】容器５ａ、５ａ′の大きさは、第１、第２
の浄化材２ａ、２ａ′が収納できる大きさであればいず
れでもよい。
の浄化材２ａ、２ａ′が収納できる大きさであればいず
れでもよい。
【０１９８】容器５ａ、５ａ′の材質は、耐熱性、耐腐
食性の材料であれば特に限定されない。
食性の材料であれば特に限定されない。
【０１９９】容器５ａ、５ａ′の形状は、浄化材の形状
に合わせたものであり、中が真空の二重容器が触媒を担
持した三次元構造体３ａ、３ａ′の保温性の点で好まし
い。また、中が真空の二重容器を使用しないのであれ
ば、容器の外周を保温材で包むことにより保温すること
が望ましい。
に合わせたものであり、中が真空の二重容器が触媒を担
持した三次元構造体３ａ、３ａ′の保温性の点で好まし
い。また、中が真空の二重容器を使用しないのであれ
ば、容器の外周を保温材で包むことにより保温すること
が望ましい。
【０２００】以上のように構成された本実施の形態の排
ガス浄化装置１ａを用いて排ガスが浄化される過程につ
いて、以下説明する。
ガス浄化装置１ａを用いて排ガスが浄化される過程につ
いて、以下説明する。
【０２０１】（１）エンジン８から排出された排ガスは
排ガスの上流側の配管９を通り排ガス流入口６ａ′から
容器５ａ′内へ流入し、第２の浄化材２ａ′を形成する
第２の三次元構造体３ａ′に到達する。
排ガスの上流側の配管９を通り排ガス流入口６ａ′から
容器５ａ′内へ流入し、第２の浄化材２ａ′を形成する
第２の三次元構造体３ａ′に到達する。
【０２０２】（２）排ガスが第２の三次元構造体３ａ′
に到達すると、第２の三次元構造体３ａ′に担持された
第２の触媒の作用によって排ガス中に共存するＣＯやガ
ス状の炭化水素が浄化され、更にミスト状の炭化水素も
燃焼浄化される。
に到達すると、第２の三次元構造体３ａ′に担持された
第２の触媒の作用によって排ガス中に共存するＣＯやガ
ス状の炭化水素が浄化され、更にミスト状の炭化水素も
燃焼浄化される。
【０２０３】（３）その後、固体状のすす分を含有する
黒煙粒子が排ガス流出口７ａ′から排ガス下流側へ流出
され配管１０を通り、容器５ａの排ガス流入口６ａから
第１の浄化材２ａを形成する第１の三次元構造体３ａに
流入し、黒煙粒子のうち固体状のすす分が効率よく浄化
される。
黒煙粒子が排ガス流出口７ａ′から排ガス下流側へ流出
され配管１０を通り、容器５ａの排ガス流入口６ａから
第１の浄化材２ａを形成する第１の三次元構造体３ａに
流入し、黒煙粒子のうち固体状のすす分が効率よく浄化
される。
【０２０４】（４）この時、一定量の黒煙粒子が第１の
三次元構造体３ａによって捕捉される。ここで、三次元
構造体３ａが捕集する黒煙粒子の捕集量は特に限定され
ず、三次元構造体３ａの大きさ、形状、材質等により異
なる。
三次元構造体３ａによって捕捉される。ここで、三次元
構造体３ａが捕集する黒煙粒子の捕集量は特に限定され
ず、三次元構造体３ａの大きさ、形状、材質等により異
なる。
【０２０５】（５）第１の三次元構造体３ａに一定量の
黒煙粒子が堆積すると、第１の触媒４ａが機能しないよ
うな低い排ガス温度が続いても、一定量を超えたそれ以
上の黒煙粒子は捕集されることなく、容器５ａの排ガス
の下流側の排ガス流出口７ａから配管１２を通して系外
に流出される。
黒煙粒子が堆積すると、第１の触媒４ａが機能しないよ
うな低い排ガス温度が続いても、一定量を超えたそれ以
上の黒煙粒子は捕集されることなく、容器５ａの排ガス
の下流側の排ガス流出口７ａから配管１２を通して系外
に流出される。
【０２０６】（６）低い排ガス温度から、第１の触媒４
ａが機能する排ガス温度に達すると第１の触媒４ａの作
用により、第１の三次元構造体３ａに堆積された黒煙粒
子は瞬時に燃焼浄化される。
ａが機能する排ガス温度に達すると第１の触媒４ａの作
用により、第１の三次元構造体３ａに堆積された黒煙粒
子は瞬時に燃焼浄化される。
【０２０７】以上のように本実施の形態の排ガス浄化装
置１ａは構成され、排ガスが浄化されるので、以下の作
用を有する。
置１ａは構成され、排ガスが浄化されるので、以下の作
用を有する。
【０２０８】１）種々の特性を有する複数の触媒４ａ、
４ａ´が有効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上する
とともに、排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯx
の浄化効率も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄
化することができる。
４ａ´が有効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上する
とともに、排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯx
の浄化効率も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄
化することができる。
【０２０９】２）捕集効率が比較的高い三次元構造体３
ａに、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有
効な触媒４ａを担持することにより黒煙粒子の浄化効率
を高めることができる。
ａに、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有
効な触媒４ａを担持することにより黒煙粒子の浄化効率
を高めることができる。
【０２１０】３）黒煙粒子の捕集機能が低い三次元構造
体３ａ´を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有
効な触媒４ａ´が、黒煙粒子に含まれるすす成分により
被覆されることにより触媒の機能低下を起こすことを回
避することができる。
体３ａ´を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有
効な触媒４ａ´が、黒煙粒子に含まれるすす成分により
被覆されることにより触媒の機能低下を起こすことを回
避することができる。
【０２１１】４）第１の浄化材２ａにおいて黒煙粒子の
微粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材２ａ
´において排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害
なガス成分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭
化水素やＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化
することができる。
微粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材２ａ
´において排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害
なガス成分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭
化水素やＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化
することができる。
【０２１２】５）各種特性を有する触媒４ａ、４ａ´を
それぞれの三次元構造体３ａ、３ａ´に担持させたの
で、黒煙粒子のみならず、長期間安定して共存するＣＯ
や炭化水素等の有害成分を浄化することができ、排ガス
の完全な浄化が可能となる。
それぞれの三次元構造体３ａ、３ａ´に担持させたの
で、黒煙粒子のみならず、長期間安定して共存するＣＯ
や炭化水素等の有害成分を浄化することができ、排ガス
の完全な浄化が可能となる。
【０２１３】６）アルカリ金属の硫酸塩と銅及びバナジ
ウムの酸化物からなる触媒４ａを担持させたので、黒煙
粒子を比較的低い温度域でも燃焼浄化することが可能と
なり、触媒が作用しないで黒煙粒子が流出する温度域は
狭くなり、黒煙粒子の浄化効率が高くなる。
ウムの酸化物からなる触媒４ａを担持させたので、黒煙
粒子を比較的低い温度域でも燃焼浄化することが可能と
なり、触媒が作用しないで黒煙粒子が流出する温度域は
狭くなり、黒煙粒子の浄化効率が高くなる。
【０２１４】７）排ガスの上流側に配設された第２の浄
化材２ａ´に担持された第２の触媒４ａ´により、ＣＯ
やガス状の炭化水素及び黒煙粒子中のミスト状の炭化水
素が燃焼浄化される。
化材２ａ´に担持された第２の触媒４ａ´により、ＣＯ
やガス状の炭化水素及び黒煙粒子中のミスト状の炭化水
素が燃焼浄化される。
【０２１５】８）排ガスの下流側に配設した第１の浄化
材２ａに担持された第１の触媒４ａにより、炭化水素の
固体状のすす成分に特に有効に作用し、燃焼し難いすす
分が燃焼浄化される。
材２ａに担持された第１の触媒４ａにより、炭化水素の
固体状のすす成分に特に有効に作用し、燃焼し難いすす
分が燃焼浄化される。
【０２１６】９）排ガスの上流側でミスト状の炭化水素
に有効な触媒４ａ´作用により、黒煙粒子中のミスト状
の炭化水素は浄化されるため、その結果、ミスト状の炭
化水素には高い活性を有しない排ガス下流側に配設した
触媒４ａが、残存する黒煙中のすすに対し極めて作用し
易くなり浄化効率が向上する。
に有効な触媒４ａ´作用により、黒煙粒子中のミスト状
の炭化水素は浄化されるため、その結果、ミスト状の炭
化水素には高い活性を有しない排ガス下流側に配設した
触媒４ａが、残存する黒煙中のすすに対し極めて作用し
易くなり浄化効率が向上する。
【０２１７】１０）電気ヒータ等の特殊な装置を設置す
る必要がなくなり装置の小型化を図ることができ省スペ
ース性に優れ、自動車の車両等の排ガスライン内に設置
することが可能である。
る必要がなくなり装置の小型化を図ることができ省スペ
ース性に優れ、自動車の車両等の排ガスライン内に設置
することが可能である。
【０２１８】１１）装置構成が簡単で排ガス浄化特性に
優れた排ガス浄化装置が得られる。
優れた排ガス浄化装置が得られる。
【０２１９】（実施の形態３）図３は本発明の実施の形
態３における排ガス浄化装置の全体図である。
態３における排ガス浄化装置の全体図である。
【０２２０】図３において、１ｂは実施の形態３におけ
る排ガス浄化装置、２ｂは排ガスライン内の最も上流側
に配設された第１の浄化材、３ｂは排ガスの黒煙粒子を
捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕集されると
それ以上の黒煙粒子を排ガスの下流側に流出させる、排
ガス流路が多数形成され１平方インチ当たりの孔数が１
６である耐熱性を有するコージェライト製の発泡体から
なる第１の三次元構造体、４ｂは第１の三次元構造体３
ｂに担持されたアルカリ金属の硫酸塩と銅及びバナジウ
ムの酸化物からなる第１の触媒、５ｂは第１の浄化材２
ｂが収納され固定されている耐熱金属製の三次元構造体
３ｂが入る大きさの形状の容器、６ｂは容器５ｂの排ガ
ス上流側の一側部に開口された排ガス流入口、７ｂは容
器５ｂの排ガス下流側の他側部に開口された排ガス流出
口、２ｂ″は第１の浄化材２ｂより排ガスの下流側に配
設された第３の浄化材、３ｂ″は第１の三次元構造体３
ｂより黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい第３の三次元構造体、４ａ′は第
３の三次元構造体３ｂ″に担持されたアルカリ土類金属
と銅、コバルトのうち少なくとも一種含有する第３の触
媒、５ｂ″は第３の浄化材２ｂ″が収納され固定されて
いる耐熱金属製の三次元構造体３ｂ″が入る大きさの形
状の容器、６ｂ″は容器５ｂ″の排ガス上流側の一側部
に開口された排ガス流入口、７ｂ″は容器５ｂ″の排ガ
ス下流側の他側部に開口された排ガス流出口、２ｂ′は
第３の浄化材２ｂ″より排ガスの下流側に配設された第
２の浄化材、３ｂ′は第１の三次元構造体３ｂより黒煙
粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出
させやすい第２の三次元構造体、４ｂ′は第２の三次元
構造体３ｂ′に担持された白金族元素を含有する第２の
触媒、５ｂ′は第２の浄化材２ｂ′が収納され固定され
ている耐熱金属製の三次元構造体３ｂ′が入る大きさの
形状の容器、６ｂ′は容器５ｂ′の排ガス上流側の一側
部に開口された排ガス流入口、７ｂ′は容器５ｂ′の排
ガス下流側の他側部に開口された排ガス流出口、１３は
一端が容器５ｂ′の排ガス流出口７ｂ′に接続され他端
が外部に連通された配管である。
る排ガス浄化装置、２ｂは排ガスライン内の最も上流側
に配設された第１の浄化材、３ｂは排ガスの黒煙粒子を
捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が捕集されると
それ以上の黒煙粒子を排ガスの下流側に流出させる、排
ガス流路が多数形成され１平方インチ当たりの孔数が１
６である耐熱性を有するコージェライト製の発泡体から
なる第１の三次元構造体、４ｂは第１の三次元構造体３
ｂに担持されたアルカリ金属の硫酸塩と銅及びバナジウ
ムの酸化物からなる第１の触媒、５ｂは第１の浄化材２
ｂが収納され固定されている耐熱金属製の三次元構造体
３ｂが入る大きさの形状の容器、６ｂは容器５ｂの排ガ
ス上流側の一側部に開口された排ガス流入口、７ｂは容
器５ｂの排ガス下流側の他側部に開口された排ガス流出
口、２ｂ″は第１の浄化材２ｂより排ガスの下流側に配
設された第３の浄化材、３ｂ″は第１の三次元構造体３
ｂより黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙
粒子を流出させやすい第３の三次元構造体、４ａ′は第
３の三次元構造体３ｂ″に担持されたアルカリ土類金属
と銅、コバルトのうち少なくとも一種含有する第３の触
媒、５ｂ″は第３の浄化材２ｂ″が収納され固定されて
いる耐熱金属製の三次元構造体３ｂ″が入る大きさの形
状の容器、６ｂ″は容器５ｂ″の排ガス上流側の一側部
に開口された排ガス流入口、７ｂ″は容器５ｂ″の排ガ
ス下流側の他側部に開口された排ガス流出口、２ｂ′は
第３の浄化材２ｂ″より排ガスの下流側に配設された第
２の浄化材、３ｂ′は第１の三次元構造体３ｂより黒煙
粒子の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出
させやすい第２の三次元構造体、４ｂ′は第２の三次元
構造体３ｂ′に担持された白金族元素を含有する第２の
触媒、５ｂ′は第２の浄化材２ｂ′が収納され固定され
ている耐熱金属製の三次元構造体３ｂ′が入る大きさの
形状の容器、６ｂ′は容器５ｂ′の排ガス上流側の一側
部に開口された排ガス流入口、７ｂ′は容器５ｂ′の排
ガス下流側の他側部に開口された排ガス流出口、１３は
一端が容器５ｂ′の排ガス流出口７ｂ′に接続され他端
が外部に連通された配管である。
【０２２１】尚、実施の形態１と同一のものについては
同一の符号を付し説明を省略する。
同一の符号を付し説明を省略する。
【０２２２】三次元構造体３ｂ、３ｂ′、３ｂ″として
の発泡体は、１平方インチ当たりの孔数が１６〜２４で
あればいずれでもよい。
の発泡体は、１平方インチ当たりの孔数が１６〜２４で
あればいずれでもよい。
【０２２３】三次元構造体３ｂ、３ｂ′、３ｂ″の材質
は、コージェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａ
ｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3-ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2，Ａｌ2
Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッ
ケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合
わせた合金等の耐熱性の金属材料等を用いてもよい。
は、コージェライト、ムライト、ＳｉＣ、アルミナ、Ａ
ｌ2Ｏ3，Ａｌ2Ｏ3-ＳｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3−ＺｒＯ2，Ａｌ2
Ｏ3−ＴｉＯ2等の耐熱性セラミックの他、鉄、銅、ニッ
ケル、クロム等の金属を単独、あるいは２種以上組み合
わせた合金等の耐熱性の金属材料等を用いてもよい。
【０２２４】三次元構造体３ｂ、３ｂ′、３ｂ″の形状
は、円筒、楕円筒、直方体、立方体、球等のいずれであ
ってもよい。
は、円筒、楕円筒、直方体、立方体、球等のいずれであ
ってもよい。
【０２２５】容器５ｂ、５ｂ′、５ｂ″の大きさは、排
ガス浄化材２が収納できる大きさであればいずれでもよ
い。
ガス浄化材２が収納できる大きさであればいずれでもよ
い。
【０２２６】容器５ｂ、５ｂ′、５ｂ″の材質は、耐熱
性、耐腐食性の材料であれば特に限定されない。
性、耐腐食性の材料であれば特に限定されない。
【０２２７】容器５ｂ、５ｂ′、５ｂ″の形状は、浄化
材の形状に合わせたものであり、中が真空の二重容器が
触媒を担持した三次元構造体３ｂ、３ｂ′、３ｂ″の保
温性の点で好ましい。また、中が真空の二重容器を使用
しないのであれば、容器の外周を保温材で包むことによ
り保温することが望ましい。
材の形状に合わせたものであり、中が真空の二重容器が
触媒を担持した三次元構造体３ｂ、３ｂ′、３ｂ″の保
温性の点で好ましい。また、中が真空の二重容器を使用
しないのであれば、容器の外周を保温材で包むことによ
り保温することが望ましい。
【０２２８】以上のように構成された本実施の形態の排
ガス浄化装置１ｂを用いて排ガスが浄化される過程につ
いて、以下説明する。
ガス浄化装置１ｂを用いて排ガスが浄化される過程につ
いて、以下説明する。
【０２２９】（１）エンジン８から排出された排ガスは
排ガスの上流側の配管９を通り排ガス流入口６ｂから容
器５ｂ内へ流入し、第１の浄化材２ｂを形成する第１の
三次元構造体３ｂに到達する。
排ガスの上流側の配管９を通り排ガス流入口６ｂから容
器５ｂ内へ流入し、第１の浄化材２ｂを形成する第１の
三次元構造体３ｂに到達する。
【０２３０】（２）排ガス中の黒煙粒子が第１の三次元
構造体３ｂに到達すると、第１の三次元構造体３ｂに担
持された第１の触媒の作用によって、排ガスの黒煙粒子
が捕捉される。
構造体３ｂに到達すると、第１の三次元構造体３ｂに担
持された第１の触媒の作用によって、排ガスの黒煙粒子
が捕捉される。
【０２３１】（３）一定量の黒煙粒子が第１の三次元構
造体３ｂによって捕集されると、第１の触媒４ｂが機能
しないような低い排ガス温度が続いても、一定量を超え
たそれ以上の黒煙粒子は捕集されることなく、排ガス流
出口７ｂから配管１０を通り排ガス流入口６ｂ″へ送ら
れる。
造体３ｂによって捕集されると、第１の触媒４ｂが機能
しないような低い排ガス温度が続いても、一定量を超え
たそれ以上の黒煙粒子は捕集されることなく、排ガス流
出口７ｂから配管１０を通り排ガス流入口６ｂ″へ送ら
れる。
【０２３２】（４）第３の浄化材２ｂ″に到達したＮＯ
xと炭化水素を含有する排ガスは、第３の浄化材２ｂ″
を形成する第３の三次元構造体３ｂ″に担持された第３
の触媒４ｂ″作用によりＮＯxが還元される。この時、
第１の浄化材２ｂにより黒煙粒子は除去されているの
で、黒煙微粒子が第３の触媒４ｂ″を被覆し触媒作用を
低下させることがなく、更に未だ炭化水素が含有されて
いるのでＮＯxの浄化効率が高められる。
xと炭化水素を含有する排ガスは、第３の浄化材２ｂ″
を形成する第３の三次元構造体３ｂ″に担持された第３
の触媒４ｂ″作用によりＮＯxが還元される。この時、
第１の浄化材２ｂにより黒煙粒子は除去されているの
で、黒煙微粒子が第３の触媒４ｂ″を被覆し触媒作用を
低下させることがなく、更に未だ炭化水素が含有されて
いるのでＮＯxの浄化効率が高められる。
【０２３３】（５）その後、炭化水素を含有する排ガス
が排ガス下流側へ流され、排ガス流出口７ｂから排ガス
流入口６ｂ′へ送られ、第２の浄化材２ｂ′に到達す
る。第２の浄化材２ｂ′に到達した炭化水素を含有する
排ガスは、第２の触媒４ｂ′の作用により余剰の炭化水
素が浄化され、排ガスが効率よく完全に浄化される。
が排ガス下流側へ流され、排ガス流出口７ｂから排ガス
流入口６ｂ′へ送られ、第２の浄化材２ｂ′に到達す
る。第２の浄化材２ｂ′に到達した炭化水素を含有する
排ガスは、第２の触媒４ｂ′の作用により余剰の炭化水
素が浄化され、排ガスが効率よく完全に浄化される。
【０２３４】（６）完全に浄化された排ガスは配管１３
を通り系外へ排出される。
を通り系外へ排出される。
【０２３５】以上のように本実施の形態の排ガス浄化装
置１ｂは構成され、排ガスが浄化されるので、以下の作
用を有する。
置１ｂは構成され、排ガスが浄化されるので、以下の作
用を有する。
【０２３６】１）各種機能を有する触媒４ｂ、４ｂ´、
４ｂ″を担持させたので、黒煙粒子だけでなく排ガス中
に共存するＣＯや炭化水素等の未燃焼成分と、ＮＯxの
浄化が同時に可能となり、排ガスの浄化特性に優れる。
４ｂ″を担持させたので、黒煙粒子だけでなく排ガス中
に共存するＣＯや炭化水素等の未燃焼成分と、ＮＯxの
浄化が同時に可能となり、排ガスの浄化特性に優れる。
【０２３７】２）種々の特性を有する複数の触媒４ｂ、
４ｂ´、４ｂ″が有効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が
向上するとともに、排ガス中に長期間安定して共存する
炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率も向上し、排ガス中
の有害成分を効率よく浄化することができる。
４ｂ´、４ｂ″が有効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が
向上するとともに、排ガス中に長期間安定して共存する
炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率も向上し、排ガス中
の有害成分を効率よく浄化することができる。
【０２３８】３）捕集効率が比較的高い三次元構造体３
ｂに、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有
効な触媒４ｂを担持することにより黒煙粒子の浄化効率
を高めることができる。
ｂに、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有
効な触媒４ｂを担持することにより黒煙粒子の浄化効率
を高めることができる。
【０２３９】４）最上流に配設されたアルカリ金属の硫
酸塩と銅とバナジウムの酸化物からなる第１の触媒４ｂ
が担持された第１の浄化材２ａで主に黒煙微粒子を浄化
することにより、その下流に配設された第３の浄化材２
ｂ″に担持されたＮＯxの浄化に有効な触媒４ｂ″の表
面を黒煙微粒子が被覆して触媒作用を低下させるのを抑
制することができる。
酸塩と銅とバナジウムの酸化物からなる第１の触媒４ｂ
が担持された第１の浄化材２ａで主に黒煙微粒子を浄化
することにより、その下流に配設された第３の浄化材２
ｂ″に担持されたＮＯxの浄化に有効な触媒４ｂ″の表
面を黒煙微粒子が被覆して触媒作用を低下させるのを抑
制することができる。
【０２４０】５）ＮＯxの浄化には排ガス中の炭化水素
が存在した方が浄化効率が高められるため、最下流に白
金族元素を含有する触媒４ｂ´を担持した第２の浄化材
２ｂ´を配設することによりＮＯxの浄化に必要となる
炭化水素成分を減少させることなく、アルカリ土類金属
と銅、コバルトのうち少なくとも１種含有する触媒４
ｂ″を担持した第３の浄化材２ｂ″で主にＮＯxの浄化
反応を起こさせ、且つその排ガスの下流側で白金族元素
を含有する触媒４ｂ´が担持された第２の浄化材２ｂ´
で残存する余剰の炭化水素を浄化することができる。
が存在した方が浄化効率が高められるため、最下流に白
金族元素を含有する触媒４ｂ´を担持した第２の浄化材
２ｂ´を配設することによりＮＯxの浄化に必要となる
炭化水素成分を減少させることなく、アルカリ土類金属
と銅、コバルトのうち少なくとも１種含有する触媒４
ｂ″を担持した第３の浄化材２ｂ″で主にＮＯxの浄化
反応を起こさせ、且つその排ガスの下流側で白金族元素
を含有する触媒４ｂ´が担持された第２の浄化材２ｂ´
で残存する余剰の炭化水素を浄化することができる。
【０２４１】６）電気ヒータ等の特殊な装置を設置する
必要がなくなり装置の小型化を図ることができ省スペー
ス性に優れ、自動車の車両等の排ガスライン内に設置す
ることが可能である。
必要がなくなり装置の小型化を図ることができ省スペー
ス性に優れ、自動車の車両等の排ガスライン内に設置す
ることが可能である。
【０２４２】７）装置構成が簡単で排ガス浄化特性に優
れた排ガス浄化装置が得られる。
れた排ガス浄化装置が得られる。
【０２４３】尚、本発明は、前記実施の形態に限定され
る訳ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々な変更
が可能である。
る訳ではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々な変更
が可能である。
【０２４４】
【実施例】以下、更に具体化した実施例について説明す
る。
る。
【０２４５】（実施例１）コージェライトの粉末（平均
粒径５μ）を粉末量に対して０．２ｗｔ％となるよう
に、ポリカルボン酸アンモニウム塩を分散剤として溶解
させた水溶液に投入した後、ボールミルにて１８時間混
合してコージェライト粉末のスラリーを調製した。
粒径５μ）を粉末量に対して０．２ｗｔ％となるよう
に、ポリカルボン酸アンモニウム塩を分散剤として溶解
させた水溶液に投入した後、ボールミルにて１８時間混
合してコージェライト粉末のスラリーを調製した。
【０２４６】その後、この調製されたスラリーに１平方
インチ当たりの孔数の異なるウレタン製の連続気泡発泡
体を含浸させ、遠心分離器により余剰のスラリーを取り
除いた後、１３８０度で５時間焼成して１平方インチ当
たりの孔数が１６の三次元構造を有する連続気泡発泡体
を作成した。
インチ当たりの孔数の異なるウレタン製の連続気泡発泡
体を含浸させ、遠心分離器により余剰のスラリーを取り
除いた後、１３８０度で５時間焼成して１平方インチ当
たりの孔数が１６の三次元構造を有する連続気泡発泡体
を作成した。
【０２４７】次いで、１ｍｏｌ／ｌの硫酸セシウムと酸
化硫酸バナジウムと硫酸銅を用い、金属モル比で２：
２：５になるように調製し、上記三次元構造体を含浸し
た後、真空デシケーター内を減圧して三次元構造体内の
気泡を取り除き、三次元構造体の内部までスラリーを浸
透させた。
化硫酸バナジウムと硫酸銅を用い、金属モル比で２：
２：５になるように調製し、上記三次元構造体を含浸し
た後、真空デシケーター内を減圧して三次元構造体内の
気泡を取り除き、三次元構造体の内部までスラリーを浸
透させた。
【０２４８】次に、余分なスラリーを遠心分離器を用い
て除去した後、９００℃で２時間焼成して触媒を三次元
構造体に担持させ、排ガス浄化材を作製した。
て除去した後、９００℃で２時間焼成して触媒を三次元
構造体に担持させ、排ガス浄化材を作製した。
【０２４９】（実施例２）実施例１と同様にして１平方
インチ当たりの孔数が１８の三次元構造体を有する排ガ
ス浄化材を作製した。
インチ当たりの孔数が１８の三次元構造体を有する排ガ
ス浄化材を作製した。
【０２５０】（実施例３）実施例１と同様にして１平方
インチ当たりの孔数が２４の三次元構造体を有する排ガ
ス浄化材を作製した。
インチ当たりの孔数が２４の三次元構造体を有する排ガ
ス浄化材を作製した。
【０２５１】（実施例４）実施例１と同様にして１平方
インチ当たりの孔数が１６及び６の三次元構造体を作製
した。
インチ当たりの孔数が１６及び６の三次元構造体を作製
した。
【０２５２】１平方インチ当たりの孔数が１６の三次元
構造体については、実施例１と同様にしてセシウムと銅
とバナジウムを含有する触媒を担持させた。
構造体については、実施例１と同様にしてセシウムと銅
とバナジウムを含有する触媒を担持させた。
【０２５３】次に、アルミナの粉末と、これに対し０．
８ｗｔ％になるようにポリカルボン酸アンモニウム塩を
溶解させた水溶液とを用いてボールミルにて２４時間混
合し、アルミナ粒子のスラリーを作製し、このようにし
て得られたスラリーに１平方インチ当たりの孔数が１６
の三次元構造体を含浸した後に、減圧して気泡を取り除
き、内部までスラリーを浸透させた。
８ｗｔ％になるようにポリカルボン酸アンモニウム塩を
溶解させた水溶液とを用いてボールミルにて２４時間混
合し、アルミナ粒子のスラリーを作製し、このようにし
て得られたスラリーに１平方インチ当たりの孔数が１６
の三次元構造体を含浸した後に、減圧して気泡を取り除
き、内部までスラリーを浸透させた。
【０２５４】次いで、余分なスラリーを遠心分離器を用
いて取り除いた後、９００℃で５時間焼成し表面に耐熱
性の多孔質体を形成した三次元構造の連続気泡発泡体を
作製した。
いて取り除いた後、９００℃で５時間焼成し表面に耐熱
性の多孔質体を形成した三次元構造の連続気泡発泡体を
作製した。
【０２５５】ヘキサクロロ白金酸アンモニウム塩を０．
５ｍｏｌ／ｌになるように溶解した水溶液に、これを含
浸させ余剰の水溶液を除去した後に、乾燥させ６００℃
で５時間焼成を行い、Ｐｔを担持した１平方インチ当た
りの孔数が６の三次元構造体を有する排ガス浄化材を作
製した。
５ｍｏｌ／ｌになるように溶解した水溶液に、これを含
浸させ余剰の水溶液を除去した後に、乾燥させ６００℃
で５時間焼成を行い、Ｐｔを担持した１平方インチ当た
りの孔数が６の三次元構造体を有する排ガス浄化材を作
製した。
【０２５６】このようにして得られたＰｔを担持させた
排ガス浄化材を排ガス上流側に配設し、セシウムと銅と
バナジウムを担持させた排ガス浄化材を三次元構造体を
排ガス下流側に配設した。
排ガス浄化材を排ガス上流側に配設し、セシウムと銅と
バナジウムを担持させた排ガス浄化材を三次元構造体を
排ガス下流側に配設した。
【０２５７】（実施例５）実施例４と同様にして１平方
インチ当たりの孔数が１６の三次元構造体にセシウムと
銅とバナジウムを含有する触媒を担持させた排ガス浄化
材と、１平方インチ当たりの孔数が１２の三次元構造体
に白金触媒を担持させた排ガス浄化材を作製した。
インチ当たりの孔数が１６の三次元構造体にセシウムと
銅とバナジウムを含有する触媒を担持させた排ガス浄化
材と、１平方インチ当たりの孔数が１２の三次元構造体
に白金触媒を担持させた排ガス浄化材を作製した。
【０２５８】次いで、実施例４と同様にして、１平方イ
ンチ当たりの孔数が１２の三次元構造体の表面に耐熱性
の多孔質体を形成した後、０．５ｍｏｌ／lの炭酸バリ
ウムと硝酸銅と硝酸コバルトを１：８：２になるように
溶解した水溶液に含浸させ、余剰の水溶液を除去した後
乾燥させ、６００℃で５時間焼成を行い、炭酸バリウム
と銅とコバルト金属を担持させた排ガス浄化材を作製し
た。
ンチ当たりの孔数が１２の三次元構造体の表面に耐熱性
の多孔質体を形成した後、０．５ｍｏｌ／lの炭酸バリ
ウムと硝酸銅と硝酸コバルトを１：８：２になるように
溶解した水溶液に含浸させ、余剰の水溶液を除去した後
乾燥させ、６００℃で５時間焼成を行い、炭酸バリウム
と銅とコバルト金属を担持させた排ガス浄化材を作製し
た。
【０２５９】このようにして得られたセシウムと銅とバ
ナジウムを担持させた排ガス浄化材を排ガスの最も上流
側に配設し、その下流側に銅とコバルトを担持させた排
ガス浄化材を配設し、最も下流側にＰｔを担持させた排
ガス浄化材を配設した。
ナジウムを担持させた排ガス浄化材を排ガスの最も上流
側に配設し、その下流側に銅とコバルトを担持させた排
ガス浄化材を配設し、最も下流側にＰｔを担持させた排
ガス浄化材を配設した。
【０２６０】（実施例６）１平方インチ当たりの孔数が
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムと硫酸銅とヘキ
サクロロ白金酸塩を用い、金属モル比で２：２：５：
０．１になるように調製した他は実施例１と同様にして
排ガス浄化材を作製した。
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムと硫酸銅とヘキ
サクロロ白金酸塩を用い、金属モル比で２：２：５：
０．１になるように調製した他は実施例１と同様にして
排ガス浄化材を作製した。
【０２６１】（実施例７）１平方インチ当たりの孔数が
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムと硫酸銅を用
い、金属モル比で２：２：１になるように調製した他は
実施例１と同様にして排ガス浄化材を作製した。
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムと硫酸銅を用
い、金属モル比で２：２：１になるように調製した他は
実施例１と同様にして排ガス浄化材を作製した。
【０２６２】（実施例８）１平方インチ当たりの孔数が
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムと硫酸銅を用
い、金属モル比で２：２：３になるように調製した他は
実施例１と同様にして排ガス浄化材を作製した。
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと酸化硫酸バナジウムと硫酸銅を用
い、金属モル比で２：２：３になるように調製した他は
実施例１と同様にして排ガス浄化材を作製した。
【０２６３】（実施例９）１平方インチ当たりの孔数が
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと硫酸銅を用い、金属モル比で２：３
になるように調製した他は実施例１と同様にして排ガス
浄化材を作製した。
１６である三次元構造体に担持させる触媒が１ｍｏｌ／
ｌの硫酸セシウムと硫酸銅を用い、金属モル比で２：３
になるように調製した他は実施例１と同様にして排ガス
浄化材を作製した。
【０２６４】（比較例１）三次元構造体の１平方インチ
当たりの孔数を１３とした他は実施例１と同様にして排
ガス浄化材を作製した。
当たりの孔数を１３とした他は実施例１と同様にして排
ガス浄化材を作製した。
【０２６５】（比較例２）三次元構造体の１平方インチ
当たりの孔数を３０とした他は実施例１と同様にして排
ガス浄化材を作製した。
当たりの孔数を３０とした他は実施例１と同様にして排
ガス浄化材を作製した。
【０２６６】（比較例３）ウォールスルータイプの三次
元構造体を用いた他は実施例１と同様にして排ガス浄化
材を作製した。
元構造体を用いた他は実施例１と同様にして排ガス浄化
材を作製した。
【０２６７】（比較例４）実施例１と同様にして作製し
た１平方インチ当たりの孔数が１６の三次元構造体に、
アルミナの粉末と、これに対して０．２ｗｔ％になるよ
うにポリカルボン酸アンモニウム塩を溶解させた水溶液
とを用いてボールミルにて２４時間混合し、アルミナ粒
子のスラリーを作製した。
た１平方インチ当たりの孔数が１６の三次元構造体に、
アルミナの粉末と、これに対して０．２ｗｔ％になるよ
うにポリカルボン酸アンモニウム塩を溶解させた水溶液
とを用いてボールミルにて２４時間混合し、アルミナ粒
子のスラリーを作製した。
【０２６８】このようにして得られたスラリーに上記の
三次元構造体を含浸させた後、減圧して気泡を取り除
き、内部までスラリーを浸透させた。
三次元構造体を含浸させた後、減圧して気泡を取り除
き、内部までスラリーを浸透させた。
【０２６９】次に、余分なスラリーを遠心分離器を用い
て取り除いた後、９００℃で５時間焼成して表面に耐熱
性の多孔質体を形成した三次元構造の連続気泡発泡体を
作製した。
て取り除いた後、９００℃で５時間焼成して表面に耐熱
性の多孔質体を形成した三次元構造の連続気泡発泡体を
作製した。
【０２７０】ヘキサクロロ白金酸アンモニウム塩を０．
５ｍｏｌ/lになるように溶解した水溶液にこれを含浸さ
せ、余剰の水溶液を除去した後乾燥させ、６００℃で５
時間焼成を行い、三次元構造体にＰｔを担持させた排ガ
ス浄化材を作製した。
５ｍｏｌ/lになるように溶解した水溶液にこれを含浸さ
せ、余剰の水溶液を除去した後乾燥させ、６００℃で５
時間焼成を行い、三次元構造体にＰｔを担持させた排ガ
ス浄化材を作製した。
【０２７１】（比較例５）実施例１と同様にして作製し
た１平方インチ当たりの孔数が１２の三次元構造体に１
ｍｏｌ／ｌの酸化硫酸バナジウムと硫酸銅を用い、金属
モル比で２：５になるように調製し、上記の三次元構造
体を含浸させた後、乾燥させた。
た１平方インチ当たりの孔数が１２の三次元構造体に１
ｍｏｌ／ｌの酸化硫酸バナジウムと硫酸銅を用い、金属
モル比で２：５になるように調製し、上記の三次元構造
体を含浸させた後、乾燥させた。
【０２７２】次いで、９００℃で２時間焼成し、触媒を
三次元構造体に担持させた排ガス浄化材を作製した。
三次元構造体に担持させた排ガス浄化材を作製した。
【０２７３】（比較例６）１ｍｏｌ／ｌの硫酸セシウム
と硫酸銅を用い、金属モル比で２：５になるように調製
したものを触媒として用いた他は比較例５と同様にして
排ガス浄化材を作製した。
と硫酸銅を用い、金属モル比で２：５になるように調製
したものを触媒として用いた他は比較例５と同様にして
排ガス浄化材を作製した。
【０２７４】（比較例７）実施例１と同様にして三次元
構造体を作製した後、１ｍｏｌ／lの硫酸セシウムと酸
化硫酸バナジウムを用い、金属モル比で２：２になるよ
うに調製し、上記の三次元構造体を含浸させ乾燥した
後、６００℃で２時間焼成した。
構造体を作製した後、１ｍｏｌ／lの硫酸セシウムと酸
化硫酸バナジウムを用い、金属モル比で２：２になるよ
うに調製し、上記の三次元構造体を含浸させ乾燥した
後、６００℃で２時間焼成した。
【０２７５】更に、硫酸銅水溶液を上記酸化硫酸バナジ
ウムに対して金属モル比で５：２になるように調製し、
上記の三次元構造体を含浸させ乾燥した後、６００℃で
２時間焼成し排ガス浄化材を作製した。
ウムに対して金属モル比で５：２になるように調製し、
上記の三次元構造体を含浸させ乾燥した後、６００℃で
２時間焼成し排ガス浄化材を作製した。
【０２７６】（比較例８）実施例４と同様にして１平方
インチ当たりの孔数が１３の三次元構造体に白金を担持
させた排ガス浄化材と、１平方インチ当たりの孔数が１
６の三次元構造体にセシウムと銅とバナジウムを担持さ
せた排ガス浄化材を作製した。
インチ当たりの孔数が１３の三次元構造体に白金を担持
させた排ガス浄化材と、１平方インチ当たりの孔数が１
６の三次元構造体にセシウムと銅とバナジウムを担持さ
せた排ガス浄化材を作製した。
【０２７７】このようにして得られたセシウムと銅とバ
ナジウムを担持させた排ガス浄化材を排ガス上流側に配
設し、Ｐｔを担持させた排ガス浄化材を排ガス下流側に
配設した。
ナジウムを担持させた排ガス浄化材を排ガス上流側に配
設し、Ｐｔを担持させた排ガス浄化材を排ガス下流側に
配設した。
【０２７８】（比較例９）実施例５と同様にして１平方
インチ当たりの孔数が１６の三次元構造体にセシウムと
銅とバナジウムを担持させた排ガス浄化材と、１平方イ
ンチ当たりの孔数が６の三次元構造体に白金を担持させ
た排ガス浄化材と、１平方インチ当たりの孔数が１３の
三次元構造体に炭酸バリウムと、ＣｕとＣｏの酸化物を
付着させた排ガス浄化材を作製した。
インチ当たりの孔数が１６の三次元構造体にセシウムと
銅とバナジウムを担持させた排ガス浄化材と、１平方イ
ンチ当たりの孔数が６の三次元構造体に白金を担持させ
た排ガス浄化材と、１平方インチ当たりの孔数が１３の
三次元構造体に炭酸バリウムと、ＣｕとＣｏの酸化物を
付着させた排ガス浄化材を作製した。
【０２７９】Ｐｔを担持させた排ガス浄化材を排ガスの
最も上流側に配設し、その下流にセシウムと銅とバナジ
ウムを担持させた排ガス浄化材を配設し、排ガスの最も
下流側に炭酸バリウムと銅とコバルトの酸化物を担持さ
せた排ガス浄化材を配設した。
最も上流側に配設し、その下流にセシウムと銅とバナジ
ウムを担持させた排ガス浄化材を配設し、排ガスの最も
下流側に炭酸バリウムと銅とコバルトの酸化物を担持さ
せた排ガス浄化材を配設した。
【０２８０】（評価例１）三次元構造体に触媒を担持さ
せた排ガス浄化材にディーゼルエンジンからの排ガスを
導入し、黒煙粒子の捕集量を調べた。
せた排ガス浄化材にディーゼルエンジンからの排ガスを
導入し、黒煙粒子の捕集量を調べた。
【０２８１】ここで、導入する排ガスは触媒が機能しな
い温度（１８０℃）とし、捕集量は濾紙反射式のスモー
クメーターを用いた。更に、東京都区内の大型路線バス
の一般的な運行における排気温度（１２０〜３００℃）
を数分間隔で変化させ、累積時間が１００時間経過する
までの排ガス浄化装置の排ガス上流側と排ガス下流側で
の差圧の変化を測定した。その結果を（表１）に示す。
い温度（１８０℃）とし、捕集量は濾紙反射式のスモー
クメーターを用いた。更に、東京都区内の大型路線バス
の一般的な運行における排気温度（１２０〜３００℃）
を数分間隔で変化させ、累積時間が１００時間経過する
までの排ガス浄化装置の排ガス上流側と排ガス下流側で
の差圧の変化を測定した。その結果を（表１）に示す。
【０２８２】
【表１】
【０２８３】（表１）の結果から、実施例１及び実施例
３の排ガス浄化材を用いれば、比較的高い黒煙の浄化効
率を保持し、且つ触媒が機能しにくい低い排ガス温度が
続いても、黒煙粒子が堆積しすぎてフィルターが目詰ま
りを起こし、背圧が大きく上昇することがないことが確
認された。
３の排ガス浄化材を用いれば、比較的高い黒煙の浄化効
率を保持し、且つ触媒が機能しにくい低い排ガス温度が
続いても、黒煙粒子が堆積しすぎてフィルターが目詰ま
りを起こし、背圧が大きく上昇することがないことが確
認された。
【０２８４】（評価例２）ディーゼルエンジンの運転モ
ードを変えることにより排ガス温度を変化させる方法に
より、排ガス温度を１０℃毎に上昇させ、黒煙粒子の触
媒による燃焼浄化性能を調べた。
ードを変えることにより排ガス温度を変化させる方法に
より、排ガス温度を１０℃毎に上昇させ、黒煙粒子の触
媒による燃焼浄化性能を調べた。
【０２８５】触媒を三次元構造体に担持させると、触媒
を担持させないときに比べて、触媒による黒煙粒子の燃
焼の寄与により黒煙粒子の浄化効率が向上した。従っ
て、排ガス温度を徐々に上昇させ、浄化効率に向上がみ
られる温度では触媒が機能していることが示唆される。
触媒が機能する温度を（表２）に示す。尚、評価例１と
同様に捕集効率の評価は濾紙反射式のスモークメーター
を用いた。
を担持させないときに比べて、触媒による黒煙粒子の燃
焼の寄与により黒煙粒子の浄化効率が向上した。従っ
て、排ガス温度を徐々に上昇させ、浄化効率に向上がみ
られる温度では触媒が機能していることが示唆される。
触媒が機能する温度を（表２）に示す。尚、評価例１と
同様に捕集効率の評価は濾紙反射式のスモークメーター
を用いた。
【０２８６】
【表２】
【０２８７】（表２）の結果から、実施例１のセシウ
ム、銅、バナジウム、更にこれらに白金を添加した実施
例６、あるいはセシウム、銅、バナジウムを担持させた
排ガス浄化材より排ガス上流側に白金を担持させた排ガ
ス浄化材を配設した実施例４の場合、比較的低い温度域
から三次元構造体の黒煙捕集効率が高められ、黒煙粒子
の浄化に有効であることがわかった。
ム、銅、バナジウム、更にこれらに白金を添加した実施
例６、あるいはセシウム、銅、バナジウムを担持させた
排ガス浄化材より排ガス上流側に白金を担持させた排ガ
ス浄化材を配設した実施例４の場合、比較的低い温度域
から三次元構造体の黒煙捕集効率が高められ、黒煙粒子
の浄化に有効であることがわかった。
【０２８８】（評価例３）触媒を担持させた三次元構造
体にディーゼルエンジンからの排ガスを導入し、共存す
る有害成分ＣＯとＮＯxの浄化特性を調べた。評価は浄
化装置の入り口と出口のＣＯとＮＯxの濃度をガスセン
サーで測定し、その浄化特性により行った。結果を（表
３）に示す。
体にディーゼルエンジンからの排ガスを導入し、共存す
る有害成分ＣＯとＮＯxの浄化特性を調べた。評価は浄
化装置の入り口と出口のＣＯとＮＯxの濃度をガスセン
サーで測定し、その浄化特性により行った。結果を（表
３）に示す。
【０２８９】
【表３】
【０２９０】（表３）の結果から、各種の触媒を担持さ
せた複数の三次元構造体を有する排ガス浄化材を用いた
実施例５の構成にすることにより、排ガス中に共存する
ＣＯやＮＯx等の有害成分の浄化効率を向上させること
ができることがわかった。
せた複数の三次元構造体を有する排ガス浄化材を用いた
実施例５の構成にすることにより、排ガス中に共存する
ＣＯやＮＯx等の有害成分の浄化効率を向上させること
ができることがわかった。
【０２９１】
【発明の効果】以上のように本発明の排ガス浄化材及び
それを用いた排ガス浄化装置によれば、以下のような有
利な効果が得られる。
それを用いた排ガス浄化装置によれば、以下のような有
利な効果が得られる。
【０２９２】請求項１に記載の発明によれば、 （１）三次元構造体が排ガス中の黒煙粒子を捕集する機
能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積すると、それ以上の
黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外部へ黒煙粒子を
流出するため、排ガス浄化触媒が機能しないような低い
排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇が起こらず、三
次元構造体の目詰まりを防止することができメンテナン
ス性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積すると、それ以上の
黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外部へ黒煙粒子を
流出するため、排ガス浄化触媒が機能しないような低い
排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇が起こらず、三
次元構造体の目詰まりを防止することができメンテナン
ス性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０２９３】（２）排ガス浄化触媒が機能する排ガス温
度域においては、三次元構造体上に捕捉された黒煙粒子
は排ガス浄化触媒との接触性が十分に保たれる排ガス浄
化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
度域においては、三次元構造体上に捕捉された黒煙粒子
は排ガス浄化触媒との接触性が十分に保たれる排ガス浄
化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０２９４】（３）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能な経済性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能な経済性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
【０２９５】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、 （１）黒煙粒子を比較的低い温度域でも燃焼浄化するこ
とが可能となり、排ガス浄化触媒が作用せずに黒煙粒子
が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率が高
くなり浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
の効果に加え、 （１）黒煙粒子を比較的低い温度域でも燃焼浄化するこ
とが可能となり、排ガス浄化触媒が作用せずに黒煙粒子
が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率が高
くなり浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【０２９６】（２）低い排ガス温度が続き、黒煙粒子が
堆積した状態であっても、一旦排ガス浄化触媒が機能す
る排ガス温度に到達すると排ガス浄化触媒の黒煙粒子に
対する浄化速度は大きいために、堆積した黒煙粒子を瞬
時に燃焼浄化することができる燃焼浄化性に優れる排ガ
ス浄化材を提供することができる。
堆積した状態であっても、一旦排ガス浄化触媒が機能す
る排ガス温度に到達すると排ガス浄化触媒の黒煙粒子に
対する浄化速度は大きいために、堆積した黒煙粒子を瞬
時に燃焼浄化することができる燃焼浄化性に優れる排ガ
ス浄化材を提供することができる。
【０２９７】（３）黒煙粒子は三次元構造体に到達する
と三次元構造体中に捕捉され、排ガス浄化触媒と黒煙粒
子の接触性が保たれ排ガス浄化性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
と三次元構造体中に捕捉され、排ガス浄化触媒と黒煙粒
子の接触性が保たれ排ガス浄化性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
【０２９８】（４）比較的高い黒煙粒子の燃焼浄化特性
が維持でき、三次元構造体の目詰まりのためのメンテナ
ンスが不要であり、実用性に優れる排ガス浄化材を提供
することができる。
が維持でき、三次元構造体の目詰まりのためのメンテナ
ンスが不要であり、実用性に優れる排ガス浄化材を提供
することができる。
【０２９９】（５）電気ヒーター等の特殊な装置を設置
する必要がないので、小型化を実現でき省スペース性に
優れるとともに、低コストを図ることができ経済性に優
れる排ガス浄化材を提供することができる。
する必要がないので、小型化を実現でき省スペース性に
優れるとともに、低コストを図ることができ経済性に優
れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３００】請求項３に記載の発明によれば、請求項１
の効果に加え、（１）特に黒煙粒子の燃焼がより低い温
度域で可能となり、排ガス浄化触媒が作用せずに黒煙粒
子が流出する温度域がより狭くなり、黒煙粒子の浄化効
率性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
の効果に加え、（１）特に黒煙粒子の燃焼がより低い温
度域で可能となり、排ガス浄化触媒が作用せずに黒煙粒
子が流出する温度域がより狭くなり、黒煙粒子の浄化効
率性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３０１】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
又は３の効果に加え、 （１）黒煙粒子のうち特に炭化度の低いすす成分やＳＯ
Ｆ成分に対する活性が高められ、その結果、黒煙の浄化
効率性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
又は３の効果に加え、 （１）黒煙粒子のうち特に炭化度の低いすす成分やＳＯ
Ｆ成分に対する活性が高められ、その結果、黒煙の浄化
効率性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３０２】（２）特に排ガス温度が低い領域で排出さ
れる黒煙粒子には炭化度が低いすす成分や、ＳＯＦ成分
が多く含まれるために低い排ガス温度域で有効となり、
浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
れる黒煙粒子には炭化度が低いすす成分や、ＳＯＦ成分
が多く含まれるために低い排ガス温度域で有効となり、
浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３０３】請求項５に記載の発明によれば、請求項１
乃至４の内いずれか１の効果に加え、（１）黒煙粒子の
うち、特にすす分に対する活性が高められ、その結果、
黒煙粒子の浄化効率が向上し浄化性に優れる排ガス浄化
材を提供することができる。
乃至４の内いずれか１の効果に加え、（１）黒煙粒子の
うち、特にすす分に対する活性が高められ、その結果、
黒煙粒子の浄化効率が向上し浄化性に優れる排ガス浄化
材を提供することができる。
【０３０４】請求項６に記載の発明によれば、請求項１
乃至５の内いずれか１の効果に加え、 （１）黒煙粒子の捕集効率が高く、排ガス浄化触媒が機
能しない温度域が長時間続いても三次元構造体が閉塞す
ることなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流出することが
でき、三次元構造体の目詰まりを防止することができ経
済性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
乃至５の内いずれか１の効果に加え、 （１）黒煙粒子の捕集効率が高く、排ガス浄化触媒が機
能しない温度域が長時間続いても三次元構造体が閉塞す
ることなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流出することが
でき、三次元構造体の目詰まりを防止することができ経
済性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３０５】（２）極めて効率よく黒煙粒子を浄化で
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらず
浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらず
浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３０６】請求項７に記載の発明によれば、 （１）種々の特性を有する複数の触媒が有効に機能し、
黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、排ガス中に共
存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率も向上し、排
ガス中の有害成分を効率よく浄化することができ浄化性
に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、排ガス中に共
存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率も向上し、排
ガス中の有害成分を効率よく浄化することができ浄化性
に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３０７】（２）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
【０３０８】（３）黒煙粒子の捕集機能が低い三次元構
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が、黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆される
ことにより触媒の機能低下を起こすことを回避すること
ができ機能性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が、黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆される
ことにより触媒の機能低下を起こすことを回避すること
ができ機能性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【０３０９】（４）第１の浄化材において黒煙粒子の微
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【０３１０】（５）三次元構造体が排ガス中の黒煙粒子
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
でき経済性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
でき経済性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
【０３１１】（６）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となり利用性に優れる排ガス浄
化材を提供することができる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能となり利用性に優れる排ガス浄
化材を提供することができる。
【０３１２】請求項８に記載の発明によれば、請求項７
の効果に加え、 （１）黒煙粒子のみならず、長期間安定して共存するＣ
Ｏや炭化水素等の有害成分を浄化することができ、排ガ
スの浄化能力性に優れる排ガス浄化材を提供することが
できる。
の効果に加え、 （１）黒煙粒子のみならず、長期間安定して共存するＣ
Ｏや炭化水素等の有害成分を浄化することができ、排ガ
スの浄化能力性に優れる排ガス浄化材を提供することが
できる。
【０３１３】（２）黒煙粒子を比較的低い温度域でも燃
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなり浄化性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなり浄化性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
【０３１４】（３）低い排ガス温度が続き、黒煙粒子が
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【０３１５】（４）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
【０３１６】（５）排ガス浄化触媒が機能しないような
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらず利用性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらず利用性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
【０３１７】（６）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能な利用性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能な利用性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
【０３１８】請求項９に記載の発明によれば、請求項７
の効果に加え、（１）特に触媒の黒煙粒子に対する浄化
速度が大きくなり、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化
することができる。
の効果に加え、（１）特に触媒の黒煙粒子に対する浄化
速度が大きくなり、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化
することができる。
【０３１９】請求項１０に記載の発明によれば、請求項
７乃至９の内いずれか１の効果に加え、 （１）排ガスの上流側に配設された第２の浄化材に担持
された第２の触媒により、ＣＯやガス状の炭化水素及び
黒煙粒子中のミスト状の炭化水素が燃焼浄化され燃焼浄
化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
７乃至９の内いずれか１の効果に加え、 （１）排ガスの上流側に配設された第２の浄化材に担持
された第２の触媒により、ＣＯやガス状の炭化水素及び
黒煙粒子中のミスト状の炭化水素が燃焼浄化され燃焼浄
化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３２０】（２）排ガスの下流側に配設した第１の浄
化材に担持された第１の触媒により、炭化水素の固体状
のすす成分に特に有効に作用し、燃焼し難いすす分が燃
焼浄化され燃焼性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
化材に担持された第１の触媒により、炭化水素の固体状
のすす成分に特に有効に作用し、燃焼し難いすす分が燃
焼浄化され燃焼性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
【０３２１】（３）排ガスの上流側でミスト状の炭化水
素に有効な触媒作用により、黒煙粒子中のミスト状の炭
化水素は浄化されるため、その結果、ミスト状の炭化水
素には高い活性を有しない排ガス下流側に配設した触媒
が、残存する黒煙中のすすに対し極めて作用し易くなり
浄化効率性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
素に有効な触媒作用により、黒煙粒子中のミスト状の炭
化水素は浄化されるため、その結果、ミスト状の炭化水
素には高い活性を有しない排ガス下流側に配設した触媒
が、残存する黒煙中のすすに対し極めて作用し易くなり
浄化効率性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
【０３２２】（４）黒煙粒子はミスト状の炭化水素と固
体状のすす分が含まれるが、排ガス下流側に配設した第
１の浄化材と排ガス上流側に配設した第２の浄化材とに
よって黒煙粒子が完全に浄化され浄化性に優れる排ガス
浄化材を提供することができる。
体状のすす分が含まれるが、排ガス下流側に配設した第
１の浄化材と排ガス上流側に配設した第２の浄化材とに
よって黒煙粒子が完全に浄化され浄化性に優れる排ガス
浄化材を提供することができる。
【０３２３】請求項１１に記載の発明によれば、 （１）黒煙粒子だけでなく排ガス中に共存するＣＯや炭
化水素等の未燃焼成分と、ＮＯxの浄化が同時に可能と
なり、排ガスの浄化特性に優れる排ガス浄化材を提供す
ることができる。
化水素等の未燃焼成分と、ＮＯxの浄化が同時に可能と
なり、排ガスの浄化特性に優れる排ガス浄化材を提供す
ることができる。
【０３２４】（２）種々の特性を有する複数の触媒が有
効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、
排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率
も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄化すること
ができる排ガス浄化能力性に優れる排ガス浄化材を提供
することができる。
効に機能し、黒煙粒子の燃焼効率が向上するとともに、
排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ、ＮＯxの浄化効率
も向上し、排ガス中の有害成分を効率よく浄化すること
ができる排ガス浄化能力性に優れる排ガス浄化材を提供
することができる。
【０３２５】（３）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
【０３２６】（４）黒煙粒子の捕集機能が低い三次元構
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆されるこ
とにより触媒の機能低下を起こすことを回避することが
でき機能性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
造体を併用して用いたので、ＣＯや炭化水素等に有効な
触媒が黒煙粒子に含まれるすす成分により被覆されるこ
とにより触媒の機能低下を起こすことを回避することが
でき機能性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
【０３２７】（５）第１の浄化材において黒煙粒子の微
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
粒子状物質が捕捉されて浄化され、第２の浄化材におい
て排ガス中に共存する炭化水素、ＣＯ等の有害なガス成
分が浄化されるため、排ガス中の黒煙粒子、炭化水素や
ＣＯ等の有害成分を完全に除去し排ガスを浄化すること
ができ浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することがで
きる。
【０３２８】（６）三次元構造体が排ガス中の黒煙粒子
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
でき経済性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
を捕集する機能を有し、一定量の黒煙粒子が堆積する
と、それ以上の黒煙粒子は捕集されず三次元構造体の外
部へ黒煙粒子を流出するため、排ガス浄化触媒が機能し
ないような低い排ガス温度が続いても大きな背圧の上昇
が起こらず、三次元構造体の目詰まりを防止することが
でき経済性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
【０３２９】（７）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能なり利用性に優れる排ガス浄化
材を提供することができる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能なり利用性に優れる排ガス浄化
材を提供することができる。
【０３３０】請求項１２に記載の発明によれば、請求項
１１の効果に加え、 （１）排ガス中の黒煙粒子だけでなく、長期間安定して
共存するＮＯxも効率よく浄化でき浄化性に優れる排ガ
ス浄化材を提供することができる。
１１の効果に加え、 （１）排ガス中の黒煙粒子だけでなく、長期間安定して
共存するＮＯxも効率よく浄化でき浄化性に優れる排ガ
ス浄化材を提供することができる。
【０３３１】（２）黒煙粒子のみならず、ＣＯや炭化水
素等の有害成分を浄化することができ、排ガス浄化性に
優れる排ガス浄化材を提供することができる。
素等の有害成分を浄化することができ、排ガス浄化性に
優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３３２】（３）黒煙粒子を比較的低い温度域でも燃
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなり浄化性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
焼浄化することが可能となり、触媒が作用しないで黒煙
粒子が流出する温度域は狭くなり、黒煙粒子の浄化効率
が高くなり浄化性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
【０３３３】（４）低い排ガス温度が続き、黒煙粒子が
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができ燃焼浄化性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
堆積した状態であっても、一旦触媒が機能する排ガス温
度に到達すると触媒の黒煙粒子に対する浄化速度は大き
いために、堆積した黒煙粒子を瞬時に燃焼浄化すること
ができ燃焼浄化性に優れる排ガス浄化材を提供すること
ができる。
【０３３４】（５）捕集効率が比較的高い三次元構造体
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化効率性に優れる排ガス浄化材を提供す
ることができる。
に、さらに黒煙粒子中の燃焼し難いすす分の燃焼に有効
な触媒を担持することにより黒煙粒子の浄化効率を高め
ることができ浄化効率性に優れる排ガス浄化材を提供す
ることができる。
【０３３５】（６）排ガス浄化触媒が機能しないような
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらず利用性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
低い排ガス温度が続いても、黒煙粒子が三次元構造体に
一定量堆積した後は、排ガスの上流側から三次元構造体
に流入させた黒煙粒子を排ガスの下流側へ排出させるこ
とができるので、黒煙粒子の堆積による大きな背圧の上
昇が起こらず利用性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
【０３３６】（７）排ガス浄化触媒が機能する温度域ま
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能な利用性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
で排ガス温度を上昇させるために電気ヒーター等の特殊
な装置を設置する必要がなく、またこのような特殊な装
置を用いたメンテナンスも不要となり、排ガス浄化材を
連続使用することが可能な利用性に優れる排ガス浄化材
を提供することができる。
【０３３７】請求項１３に記載の発明によれば、請求項
１１又は１２の効果に加え、 （１）最上流に配設されたアルカリ金属の硫酸塩と銅と
バナジウムの酸化物からなる第１の触媒が担持された第
１の浄化材で主に黒煙微粒子を浄化することにより、そ
の下流に配設された第３の浄化材に担持されたＮＯxの
浄化に有効な触媒の表面を黒煙微粒子が被覆して触媒作
用を低下させるのを抑制することができ触媒作用性に優
れる排ガス浄化材を提供することができる。
１１又は１２の効果に加え、 （１）最上流に配設されたアルカリ金属の硫酸塩と銅と
バナジウムの酸化物からなる第１の触媒が担持された第
１の浄化材で主に黒煙微粒子を浄化することにより、そ
の下流に配設された第３の浄化材に担持されたＮＯxの
浄化に有効な触媒の表面を黒煙微粒子が被覆して触媒作
用を低下させるのを抑制することができ触媒作用性に優
れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３３８】（２）ＮＯxの浄化には排ガス中の炭化水
素が存在した方が浄化効率が高められるため、最下流に
白金族元素を含有する触媒を担持した第２の浄化材を配
設することによりＮＯxの浄化に必要となる炭化水素成
分を減少させることなく、アルカリ土類金属と銅、コバ
ルトのうち少なくとも１種含有する触媒を担持した第３
の浄化材で主にＮＯxの浄化反応を起こさせ、且つその
排ガスの下流側で白金族元素を含有する触媒が担持され
た第２の浄化材で残存する余剰の炭化水素を浄化するこ
とができ触媒作用性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
素が存在した方が浄化効率が高められるため、最下流に
白金族元素を含有する触媒を担持した第２の浄化材を配
設することによりＮＯxの浄化に必要となる炭化水素成
分を減少させることなく、アルカリ土類金属と銅、コバ
ルトのうち少なくとも１種含有する触媒を担持した第３
の浄化材で主にＮＯxの浄化反応を起こさせ、且つその
排ガスの下流側で白金族元素を含有する触媒が担持され
た第２の浄化材で残存する余剰の炭化水素を浄化するこ
とができ触媒作用性に優れる排ガス浄化材を提供するこ
とができる。
【０３３９】（３）排ガス中の黒煙粒子、炭化水素、Ｃ
Ｏ、ＮＯxを各触媒において効率よく除去し、排ガスの
浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
Ｏ、ＮＯxを各触媒において効率よく除去し、排ガスの
浄化性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３４０】請求項１４に記載の発明によれば、請求項
８、９、１０、１２、１３の内いずれか１の効果に加
え、 （１）黒煙粒子のうち特に炭化度が低いすす成分やＳＯ
Ｆ成分に対する活性が高められ、その結果として黒煙浄
化効率性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
８、９、１０、１２、１３の内いずれか１の効果に加
え、 （１）黒煙粒子のうち特に炭化度が低いすす成分やＳＯ
Ｆ成分に対する活性が高められ、その結果として黒煙浄
化効率性に優れる排ガス浄化材を提供することができ
る。
【０３４１】（２）特に排ガス温度が低い領域で排出さ
れる黒煙粒子には炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成分が
多く含まれるために低排ガス温度域で有効になリ、浄化
性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
れる黒煙粒子には炭化度が低いすす成分やＳＯＦ成分が
多く含まれるために低排ガス温度域で有効になリ、浄化
性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３４２】請求項１５に記載の発明によれば、請求項
７乃至１４の内いずれか１の効果に加え、（１）排ガス
中の黒煙粒子のうち、特にすす分に対する活性が高めら
れ、その結果として黒煙粒子の浄化効率性に優れる排ガ
ス浄化材を提供することができる。
７乃至１４の内いずれか１の効果に加え、（１）排ガス
中の黒煙粒子のうち、特にすす分に対する活性が高めら
れ、その結果として黒煙粒子の浄化効率性に優れる排ガ
ス浄化材を提供することができる。
【０３４３】請求項１６に記載の発明によれば、請求項
７乃至１５の内いずれか１の効果に加え、 （１）黒煙粒子の捕集効率が高く、排ガス浄化触媒が機
能しない温度域が長時間続いても三次元構造体が閉塞す
ることなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流出することが
でき、三次元構造体の目詰まりを防止することができ経
済性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
７乃至１５の内いずれか１の効果に加え、 （１）黒煙粒子の捕集効率が高く、排ガス浄化触媒が機
能しない温度域が長時間続いても三次元構造体が閉塞す
ることなく排ガスの下流側に黒煙粒子を流出することが
でき、三次元構造体の目詰まりを防止することができ経
済性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【０３４４】（２）極めて効率よく黒煙粒子を浄化で
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらず
利用性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
き、排ガス浄化触媒が機能しない排ガス温度域で三次元
構造体を長時間使用しても黒煙粒子が発泡体に堆積し発
泡体の孔を閉塞することがなく、背圧の上昇も起こらず
利用性に優れる排ガス浄化材を提供することができる。
【図１】本発明の実施の形態１における排ガス浄化装置
の全体図
の全体図
【図２】本発明の実施の形態２における排ガス浄化装置
の全体図
の全体図
【図３】本発明の実施の形態３における排ガス浄化装置
の全体図
の全体図
１，１ａ，１ｂ 排ガス浄化装置 ２ 排ガス浄化材 ２ａ，２ｂ 第１の浄化材 ２ａ′，２ｂ′ 第２の浄化材 ２ｂ″ 第３の浄化材 ３ 三次元構造体 ３ａ，３ｂ 第１の三次元構造体 ３ａ′，３ｂ′ 第２の三次元構造体 ３ｂ″ 第３の三次元構造体 ４ 排ガス浄化触媒 ４ａ，４ｂ 第１の触媒 ４ａ′，４ｂ′ 第２の触媒 ４ｂ″ 第３の触媒 ５，５ａ，５ａ′，５ｂ，５ｂ′，５ｂ″ 容器 ６，６ａ，６ａ′，６ｂ，６ｂ′，６ｂ″ 排ガス流入
口 ７，７ａ，７ａ′，７ｂ，７ｂ′，７ｂ″ 排ガス流出
口 ８ エンジン ９ 配管 １０ 配管 １１ 排ガスの流れ方向 １２ 配管 １３ 配管
口 ７，７ａ，７ａ′，７ｂ，７ｂ′，７ｂ″ 排ガス流出
口 ８ エンジン ９ 配管 １０ 配管 １１ 排ガスの流れ方向 １２ 配管 １３ 配管
───────────────────────────────────────────────────── 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） Ｂ０１Ｊ 27/232 Ｂ０１Ｊ 35/04 ３３１Ｚ 35/04 ３３１ Ｆ０１Ｎ 3/10 Ａ Ｆ０１Ｎ 3/10 3/24 Ｅ 3/24 3/28 ３０１Ｓ 3/28 ３０１ ３０１Ｆ Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ａ １０４Ｂ (72)発明者 有田 雅昭 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 井上 雅博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA03 AA04 BA01 EA01 3G091 AA18 AB05 AB13 BA00 BA14 BA15 BA19 GA06 GB01W GB01X GB02W GB03W GB05W GB06W GB10W GB17X HA10 HA12 HA14 4D019 AA01 BA05 BB07 BC07 CB03 CB04 4D048 AA06 AA13 AA14 AA18 AB01 AB02 BA01Y BA03Y BA06Y BA07Y BA08Y BA10X BA14X BA15X BA23X BA30X BA31Y BA32Y BA33Y BA35X BA37X BA41X BA42X BA45X BA46X BB02 BB09 CC32 CC38 CC41 CC46 DA03 DA13 EA04 4G069 AA03 BA01A BA03A BA04A BA05A BA13A BA13B BA17 BA20A BB02A BB02B BB04A BB04B BB06A BB06B BB10A BB10B BB15A BB16A BB16B BC01A BC02A BC03A BC04A BC05A BC06A BC06B BC07A BC08A BC09A BC10A BC11A BC12A BC13A BC13B BC14A BC31A BC31B BC54A BC54B BC67A BC67B BC69A BC70A BC71A BC72A BC73A BC74A BC75A BC75B BD05A CA02 CA03 CA07 CA08 CA13 CA14 CA15 CA18 EA18 EA19 EB11 EB12X EB12Y EE08 EE09
Claims (16)
- 【請求項１】排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一
定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排
ガスの下流側に流出させる三次元構造体と、前記三次元
構造体に担持された排ガス浄化触媒と、を備えることを
特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項２】前記排ガス浄化触媒がアルカリ金属の硫酸
塩と銅金属の酸化物を含むことを特徴とする請求項１に
記載の排ガス浄化材。 - 【請求項３】前記排ガス浄化触媒がアルカリ金属の硫酸
塩と銅及びバナジウムの酸化物からなることを特徴とす
る請求項１に記載の排ガス浄化材。 - 【請求項４】前記三次元構造体にさらに白金族元素を含
有する触媒が担持されたことを特徴とする請求項２又は
３に記載の排ガス浄化材。 - 【請求項５】前記排ガス浄化触媒が銅とバナジウムの複
合酸化物であるＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃｕ3Ｖ2Ｏ
8のうち少なくとも一種含有することを特徴とする請求
項１乃至４の内いずれか１項に記載の排ガス浄化材。 - 【請求項６】前記三次元構造体が発泡体で形成され、前
記発泡体の１平方インチ当たりの孔数が１６〜２４であ
ることを特徴とする請求項１乃至５の内いずれか１項に
記載の排ガス浄化材。 - 【請求項７】排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し一
定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を排
ガスの下流側に流出させる第１の三次元構造体と前記第
１の三次元構造体に担持された第１の触媒とを有する第
１の浄化材と、前記第１の三次元構造体より黒煙粒子の
捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出させや
すい第２の三次元構造体と前記第２の三次元構造体に担
持された第２の触媒とを有する第２の浄化材と、を備え
たことを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項８】前記第１の触媒がアルカリ金属の硫酸塩と
銅金属の酸化物を含み、及び／又は前記第２の触媒が白
金族元素を含有することを特徴とする請求項７に記載の
排ガス浄化材。 - 【請求項９】前記第１の触媒がアルカリ金属の硫酸塩と
銅及びバナジウムの酸化物からなり、及び／又は前記第
２の触媒が白金族元素を含有することを特徴とする請求
項７に記載の排ガス浄化材。 - 【請求項１０】前記第１の浄化材が排ガスの下流側に配
設され、前記第２の浄化材が排ガスの上流側に配設され
たことを特徴とする請求項７乃至９の内いずれか１項に
記載の排ガス浄化材。 - 【請求項１１】排ガスの黒煙粒子を捕集する機能を有し
一定量の黒煙粒子が捕集されるとそれ以上の黒煙粒子を
排ガスの下流側に流出させる第１の三次元構造体と前記
第１の三次元構造体に担持された第１の触媒とを有する
第１の浄化材と、前記第１の三次元構造体より黒煙粒子
の捕集効率が低く排ガスの下流側に黒煙粒子を流出させ
やすい第２の三次元構造体と前記第２の三次元構造体に
担持された一酸化炭素、炭化水素等の未燃焼部分を燃焼
する第２の触媒とを有する第２の浄化材と、前記第１の
三次元構造体より黒煙粒子の捕集効率が低く排ガスの下
流側に黒煙粒子を流出させやすい第３の三次元構造体と
前記第３の三次元構造体に担持された窒素酸化物を還元
する第３の触媒とを有する第３の浄化材と、を備えたこ
とを特徴とする排ガス浄化材。 - 【請求項１２】前記第１の触媒がアルカリ金属の硫酸塩
と銅及びバナジウムの酸化物からなり、及び／又は前記
第２の触媒が白金族元素を含有し、及び／又は前記第３
の触媒がアルカリ土類金属と銅、コバルトのうち少なく
とも一種含有することを特徴とする請求項１１に記載の
排ガス浄化材。 - 【請求項１３】前記第１の浄化材が排ガスの上流側に配
設され、前記第３の浄化材が前記第１の浄化材より排ガ
スの下流側に配設され、前記第２の浄化材が前記第３の
浄化材より排ガスの下流側に配設されたことを特徴とす
る請求項１１又は１２に記載の排ガス浄化材。 - 【請求項１４】前記第１の三次元構造体に白金族元素を
含有する触媒が担持されたことを特徴とする請求項８、
９、１０、１２、１３の内いずれか１項に記載の排ガス
浄化材。 - 【請求項１５】前記第１の排ガス浄化触媒が銅とバナジ
ウムの複合酸化物であるＣｕ5Ｖ2Ｏ10、ＣｕＶ2Ｏ6、Ｃ
ｕ3Ｖ2Ｏ8のうち少なくとも一種含有することを特徴と
する請求項７乃至１４の内いずれか１項に記載の排ガス
浄化材。 - 【請求項１６】前記第１の三次元構造体が発泡体で形成
され、前記発泡体の１平方インチ当たりの孔数が１６〜
２４であることを特徴とする請求項７乃至１５の内いず
れか１項に記載の排ガス浄化材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000372651A JP2002174111A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 排ガス浄化材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000372651A JP2002174111A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 排ガス浄化材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002174111A true JP2002174111A (ja) | 2002-06-21 |
Family
ID=18842160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000372651A Pending JP2002174111A (ja) | 2000-12-07 | 2000-12-07 | 排ガス浄化材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002174111A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006523528A (ja) * | 2003-04-14 | 2006-10-19 | エスケー コーポレイション | ディーゼルエンジン排気からの煤粒子を除去するための触媒フィルター及びその製造方法 |
| WO2017104668A1 (ja) * | 2015-12-14 | 2017-06-22 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法 |
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-
2000
- 2000-12-07 JP JP2000372651A patent/JP2002174111A/ja active Pending
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