JPH10196349A

JPH10196349A - 加熱型被毒防止装置、加熱型被毒防止層付触媒装置及び排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH10196349A
Application number: JP10051331A
Authority: JP
Inventors: Takao Kojima; 孝夫小島; Takeshi Minowa; 健美濃羽; Masaru Yamanou; 勝山農
Original assignee: NGK Spark Plug Co Ltd
Current assignee: Niterra Co Ltd
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1998-02-16
Publication date: 1998-07-28

Abstract

(57)【要約】【課題】触媒成分である貴金属のＳｉ等による被毒を
防止して触媒性能を低下させない加熱型被毒防止装置、
加熱型被毒防止層付触媒装置、及び加熱型排気ガス浄化
装置を提供する。【解決手段】本発明の被毒防止装置は、ＣａＯまたは
ＭｇＯを含有しＳｉ化合物及びＰ化合物を除去する被毒
防止層が形成された被毒防止体と、上記被毒防止層を加
熱する加熱手段を備え上記被毒防止体を収納する担体収
納容器とからなる。また、本発明の被毒防止層付触媒装
置は、貴金属触媒成分よりも外側又は排気ガスに曝され
る側に上記被毒防止層が形成された被毒防止層付触媒
と、上記被毒防止層を加熱する加熱手段とを備える。そ
して、本発明の排気ガス浄化装置は、上記被毒防止装置
とこの被毒防止装置よりも排ガス流れの下流側に配置さ
れた貴金属触媒成分とからなるか、或いは上記被毒防止
層付触媒装置からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｓｉ及びＰ（以
下、Ｓｉ等という。）による触媒成分の被毒を防止する
ための加熱型被毒防止装置若しくは加熱型被毒防止層付
触媒装置、及び加熱型排気ガス浄化装置に関する。本発
明の装置は、Ｐｔ，Ｒｈ等の貴金属を触媒成分とした自
動車用排気ガス若しくは汚泥を消化させて発生させた消
化ガス（これらを含めて「排気ガス」という。）用の浄
化装置等に広く利用される。

【０００２】

【従来の技術】公害防止を目的に使用されている自動車
用排気ガス浄化装置は、一酸化炭素、窒素酸化物等の大
気汚染物質を大幅に低減し、なおかつエンジンの出力と
燃費を低下させないため自動車用部品として定着してい
る。この排気ガス浄化装置としては、サーマルリアクタ
と触媒コンバーターとが知られているが、最近における
エンジンの燃焼系の改善による排ガス中の未燃焼成分の
希薄化に伴い触媒コンバーターが主流となっている。こ
れに使用される触媒には、セラミック製ペレット型又は
モノリス型担体に所定の触媒成分を担持させた酸化触
媒、還元触媒又は三元触媒等があり、その触媒成分とし
てはＰｔ，Ｒｈ等の貴金属が用いられている。また、産
業用エンジン（例えば下水処理等の有機汚泥を消化させ
て生成させた消化ガス用エンジン）にも、触媒コンバー
タが使用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、今日において
は、自動車部品のシール材としてシリコン等が多用され
ており、またオイル中にはリンが含まれている等の理由
で、排気ガス中にシリコン（広くＳｉ成分をいう。）及
びリン（以下、「シリコン及びリン」を「Ｓｉ等」とい
う。）が混入することがある。更に、吸気エア中に大気
中に飛散している砂塵が混入し、この砂塵がエンジン内
に吸入されてシリコン源となる。従って、触媒成分であ
るＰｔ，Ｒｈ等の貴金属がこのＳｉ等により被毒されて
触媒活性が低下したり、またＳｉ等が触媒表面に付着す
ることにより貴金属触媒の表面が目詰まり状態となって
この貴金属と排気ガスとの接触が妨げられたりし易く、
このため排気ガス浄化触媒としての機能が大幅に低下す
るという問題がある。また、消化ガス用エンジンの場合
には燃料中にＳｉ等が混入していることもあり、このた
め上記と同様の問題が生じる。

【０００４】本発明は前記問題点を解決するものであ
り、触媒成分である貴金属がＳｉ等により被毒されるこ
とを防止して触媒性能を低下させない加熱型被毒防止装
置、加熱型被毒防止層付触媒装置、及び加熱型排気ガス
浄化装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明者は、被毒防止に
対して種々検討した所、排気ガス中のＳｉ等に基づく貴
金属触媒の被毒を防止するためには、Ｓｉ等を含む排気
ガスが貴金属触媒と接触する前に、所定温度において、
このＳｉ等含有ガスを酸化カルシウムまたは酸化マグネ
シウムの少なくとも一方（以下、「Ｃａ／Ｍｇ酸化物」
という。）と接触させることにより（例えば、貴金属触
媒よりも排気ガスに曝される側に設けた被毒防止層、特
に好ましくは最表面被毒防止層中にＣａ／Ｍｇ酸化物を
入れることにより）、大きな被毒防止効果が得られるこ
とを見出して本発明を完成したのである。

【０００６】即ち、第４発明の加熱型被毒防止層付触媒
装置は、セラミック製又は金属製のペレット型担体と、
該担体の表面に形成され貴金属触媒成分からなる触媒層
と、該触媒層の表面に形成されＣａ／Ｍｇ酸化物を含有
しシリコン化合物及びリン化合物を除去して上記触媒成
分の被毒を防止する被毒防止層と、からなる被毒防止層
付触媒と、上記被毒防止層付触媒を収納する触媒収納容
器と、を備え、上記触媒収納容器には、該被毒防止層を
加熱する加熱手段が設けられていることを特徴とする。
第４発明の触媒装置におけるペレット型の被毒防止層付
触媒の断面図を図１に示す。この被毒防止層付触媒は、
ペレット型の担体１１と、この担体１１の表面上に形成
され排気ガス浄化作用を有する触媒成分層１２と、この
触媒成分層１２の上に形成されＣａ／Ｍｇ酸化物を含有
しＳｉ等を除去する被毒防止層１２と、から構成され
る。

【０００７】第５発明の加熱型被毒防止層付触媒装置
は、第４発明における上記ペレット型担体に換えてモノ
リス型担体を用いるものであって、このモノリス型担体
の表面に設けられた触媒層と、この触媒層が設けられた
担体の全表面上に設けられた上記被毒防止層とを有す
る。また、第６発明の加熱型被毒防止層付触媒装置は、
第４発明における上記ペレット型担体に換えてモノリス
型担体を用いるものであって、このモノリス型担体の表
面に設けられた触媒層と、この触媒層が設けられた担体
のうち排気ガス導入側の一部の表面上に設けられた上記
被毒防止層とを有する。

【０００８】前記「担体」の形状は、ペレット型でもモ
ノリス型でもよい。またその材質も、セラミック製でも
金属製（触媒性能を有する材質を含む。）でもよく、更
にこれらの材質の表面にγ−アルミナ等の保護層を設け
たもの等でもよい。前記被毒防止層に含有される前記
「Ｃａ／Ｍｇ酸化物」は、排気ガス中に含まれるＳｉ等
が貴金属触媒に到達する前にこのＳｉ等を捕獲する役割
を果たすものである。具体的には、この被毒防止層付触
媒を所定温度において排気ガスと接触させることによ
り、排気ガス中に含まれるＳｉ等と被毒防止層中のＣａ
／Ｍｇとが反応を起こして低融点結晶を生成する。これ
により、このＣａ／Ｍｇ酸化物よりも排気ガス流の下流
側又は内側（排気ガスに曝されない側）に位置する貴金
属にはＳｉ等が到達しなくなるので、貴金属触媒の被毒
を防止することができる。

【０００９】ここで、「Ｃａ／Ｍｇ酸化物を含有する被
毒防止層」とは、この被毒防止層がＭｇＯ、ＣａＯ、又
はその双方を含む酸化物のみから構成されてもよいし、
或いは、このＣａ／Ｍｇ酸化物に加えて例えばＴｉＯ₂
又はＡｌ₂Ｏ₃等のセラミック化合物等を含む材質から構
成されてもよいという意味である。しかし、被毒防止層
がＣａ／Ｍｇ酸化物に加えてセラミック化合物をも含む
場合には、このセラミック化合物に対してＣａ／Ｍｇ酸
化物は、Ｃａ／Ｍｇ元素換算で５重量％（以下、「重量
％」を単に「％」という。）以上含有されることが好ま
しい。Ｃａ／Ｍｇ元素成分の含有量がこれ未満では、Ｓ
ｉ等との反応性が不足するため被毒防止効果が少なくな
るからである。

【００１０】このＣａ／Ｍｇ酸化物を所定の担体に担持
する方法は特に問わないが、例えば、所定の担体に貴金
属触媒を担持させたもの（以下、「貴金属担持担体」と
いう。）を作成し、Ｃａ／Ｍｇ酸化物の粉末に有機バイ
ンダー及び溶剤を加えた泥漿に前記貴金属担持担体を浸
すか若しくは前記貴金属担持担体にこの泥漿を吹き付け
る等の手段により前記貴金属担持担体に前記泥漿を塗布
し、次いで乾燥及び熱処理を行う方法、等が挙げられ
る。

【００１１】更に、前記被毒防止層は、（ａ）所定の担
体或いは前記貴金属担持担体の表面上に直接形成させて
もよいし、（ｂ）前記貴金属担持担体の表面上に触媒成
分層を保護するための多孔性の保護層を形成させ、この
保護層上に被毒防止層を形成させてもよい。また（ｃ）
モノリス型担体の場合には、第５発明のように、触媒層
が設けられた担体の全表面上に被毒防止層を形成させて
もよいし、第６発明のように、触媒層が設けられた担体
の排気ガス流れ方向の長さのうち、排気ガス導入側に位
置する一部の表面上に形成させてもよい。ここで、「触
媒層が設けられた担体の表面」とは、触媒層が設けられ
た部分についてはこの触媒層の表面に、また触媒層が設
けられていない部分については担体表面に被毒防止層が
形成されることをいう。この被毒防止層は最表面層とし
て形成されるのが好ましいが、これに限定されるもので
はない。ただし、前記触媒層よりは表面側（即ち、排気
ガスに曝される側）に被毒防止層が形成される必要があ
る。

【００１２】尚、Ｓｉ等を含む排気ガスは、被毒防止層
中のＣａ／Ｍｇ元素との接触によりＳｉ等が除去された
後、貴金属触媒との接触により浄化される。このため、
被毒防止層の内側に設けられた貴金属と排気ガスとの接
触を妨げないように、即ち、この貴金属の目詰まりを防
ぐ意味で、この被毒防止層の担持量は、触媒１リットル当り
２００ｇ以下とすることが好ましい。

【００１３】本発明の触媒装置における前記被毒防止層
付触媒は、担体としてセラミック製モノリス型担体を用
い、更にこの担体の全面又は排気ガスの導入側の一部の
表面上であって、前記貴金属触媒成分よりも排気ガスに
曝される側に、前記Ｃａ／Ｍｇ酸化物を含む被毒防止層
が形成されているものとすることができる。この被毒防
止層が前記「一部の表面上」に形成される場合、この担
体の排気ガス導入側から担体の全長（容積）の１／１０
以上の所までの面とすることが好ましく、１／５以上の
所までの面とすることが特に好ましい。これは、貴金属
触媒成分に対するＳｉ被毒防止性能を確保するためであ
る。

【００１４】また、本発明の触媒装置における被毒防止
層付触媒（以下、本触媒という。）の他の例としては、
金属製担体を用い、その上に貴金属触媒成分、更にその
上に前記Ｃａ／Ｍｇ酸化物を含む被毒防止層を形成させ
たものが挙げられる。この金属製担体の材質は、使用条
件下において耐えられ、貴金属触媒成分等を直接に若し
くは間接的に担持可能なものであればよく、特に限定さ
れない。例えば、Ａｌの含有量が通常よりは多い耐熱性
合金等が好適に用いられる。このＡｌ含有耐熱性合金
は、これを酸化させることにより表面にＡｌ₂Ｏ₃を生成
させ、このＡｌ₂Ｏ₃上に貴金属触媒層を直接形成した
り、又はγ−Ａｌ₂Ｏ₃のような活性多孔質層を形成しそ
の上に貴金属触媒層を形成することもできる。また、こ
の金属製担体の形状は特に問わないが、通常は図５に示
すようなハニカム型等が用いられる。

【００１５】前記本触媒における金属元素をＣａ／Ｍｇ
とするのは、他の金属元素と比べてＳｉ等との反応性が
高く、そのためＳｉ等による貴金属触媒の被毒を防止す
る効果に優れるからである。

【００１６】また、本発明の触媒装置は、被毒防止層を
加熱する「加熱手段」を備える。これは、使用時におい
て被毒防止層の温度が高い場合には上記酸化物とＳｉ等
との反応性が十分なものとなるので貴金属触媒の被毒を
防止できるが、被毒防止層の温度が比較的低い場合には
未反応のＳｉ等が触媒に付着し、その後、触媒温度の上
昇に伴ってこのＳｉ等の一部がＳｉＯ₂に変化し、この
ＳｉＯ₂により貴金属の目詰まりが発生して排ガス浄化
性能が低下する場合があるためである。従って、本発明
の触媒装置は、被毒防止層の温度が例えば５００℃以上
となる条件で用いることが好ましい。すなわち、本発明
の触媒装置に加熱手段を設けるのは、温度が不十分な場
合に被毒防止層が例えば５００℃以上となるように加熱
するためである。

【００１７】そして、第４発明の被毒防止層付触媒装置
においては、上記被毒防止層付触媒を収納する「触媒収
納容器」に上記加熱手段が設けられている。この触媒収
納容器としては、例えば、筒体と該筒体の排気ガス導入
側および排気ガス導出側に取着されるハニカム状蓋体と
からなる容器が好ましく用いられる。この「筒体」及び
「蓋体」は、使用時の温度に耐えられる材質であればセ
ラミックス製でも金属製でもよい。また、触媒収納容器
に加熱手段を設ける方法としては、上記筒体の壁に発熱
用Ｐｔ線等の加熱具を内蔵させる方法、上記筒体の外周
に面ヒータ等の加熱具を配置する方法などが挙げられ
る。

【００１８】また、第５発明および第６発明の被毒防止
層付触媒層装置においては、上記加熱手段は、上記被毒
防止層付触媒に形成されるか又は上記被毒防止層付触媒
に取着される。ここで、「被毒防止層付触媒に形成され
る」とは、例えば第９発明のように、モノリス型担体の
壁に発熱用Ｐｔ線等の加熱具を内蔵させることをいう。
また、「被毒防止層付触媒に取着される」とは、例えば
第８発明のように、この被毒防止層付触媒の外周を覆う
筒体の壁に発熱用Ｐｔ線等の加熱具を内蔵させるか、あ
るいは上記筒体の外周に面ヒータ等の加熱具を配置させ
ることをいう。

【００１９】また、第１発明の加熱型被毒防止装置は、
排気ガスの浄化において、シリコン化合物およびリン化
合物による排気ガス浄化用触媒成分の被毒を防止するた
めの被毒防止装置であって、セラミック又は金属製のペ
レット型担体と、該担体上に形成されＣａ／Ｍｇ酸化物
を含有しシリコン化合物及びリン化合物を除去する被毒
防止層と、からなる被毒防止体と、上記被毒防止体を収
納する担体収納容器と、を備え、上記担体収納容器に
は、該被毒防止層を加熱する加熱手段が設けられている
ことを特徴とする。

【００２０】第２発明の加熱型被毒防止装置は、第１発
明における上記ペレット型担体に換えてモノリス型担体
を用いるものであって、このモノリス型担体上に上記被
毒防止層が形成されている。

【００２１】本発明の被毒防止装置における「被毒防止
体」は貴金属触媒成分が担持されないものであり、例え
ば被毒防止層をもたない従来の触媒よりも排ガス流れ上
流側にこの被毒防止体を備えた被毒防止装置を配置する
ことにより、この従来の触媒がＳｉ等により被毒して触
媒作用が低下することを防止するためのものである。即
ち、Ｓｉ等は触媒上の貴金属表面に付着して貴金属の触
媒活性を低下させ、時には表面を被覆して触媒成分が排
気ガスに接触し難くさせたり、また触媒の一部に目詰ま
りを生じさせたりする。従って、特に初期使用時の浄化
率に悪影響を及ぼすことがある。しかし、第１発明の被
毒防止装置を上流側に配置すれば、この被毒防止装置の
被毒防止層に含まれるＣａ／Ｍｇ酸化物により排ガス中
のＳｉ等が除去されるので、初期浄化率への影響が少な
くなる。

【００２２】この被毒防止装置における被毒防止体の容
積は、排気ガス浄化用触媒（コンバータ）の容積の１／
５以上を有すれば、優れた被毒防止効果が得られる。ま
た、この被毒防止体がペレット型である場合には、その
大きさを２〜５ｍｍφ程度とすることが好ましい。被毒
防止体の大きさが２ｍｍφ未満では、このペレット型の
被毒防止体の間に形成される空間が小さくなりすぎて排
気ガスの通過が困難になるためである。また、被毒防止
体の大きさが５ｍｍφを超えると、逆に空間が大きくな
りすぎてＳｉ等を除去する効果が低くなるからである。
第１〜３発明の被毒防止装置における被毒防止体の「担
体」としては、第４〜９発明の被毒防止層付触媒装置に
おける被毒防止層付触媒の担体と同様の形状及び材質の
ものを用いることができる。また、コージエライトから
なるハニカム体の表面にγ−アルミナ等のウオッシュコ
ートを施したものを用いてもよい。

【００２３】そして、これらの担体上に形成する「被毒
防止層」としても、第４〜９発明の被毒防止層付触媒装
置における被毒防止層と同様の材質を用いることができ
る。また、担体にＣａ／Ｍｇ酸化物を担持させる方法と
しては、この担体をＣａ／Ｍｇ酸化物からなるペースト
に浸漬する等により塗布する方法等が挙げられる。この
被毒防止層の担持量は、担体１リットル当り５〜２００ｇ
（より好ましくは３０〜１５０ｇ）とすることが好まし
い。担持量が５ｇ未満では被毒防止効果が少なく、２０
０ｇを超えると厚くなりすぎて担持層そのものの剥離が
生じてしまうためである。

【００２４】更に、この被毒防止層はＣａ／Ｍｇ酸化物
に加えてセラミック化合物等を含む材質から構成されて
もよい。この場合、被毒防止層中におけるＣａ／Ｍｇ酸
化物の含有量は、他の酸化物、即ちセラミック化合物等
に対してＣａ／Ｍｇ元素換算で５％以上、好ましくは１
０％以上である。これが５％未満では、十分な被毒防止
効果を示さなくなるからである。この被毒防止体は、熱
衝撃等に十分に耐え得るものであって、且つ、排気ガス
と被毒防止層とを十分に接触させるために表面積をでき
る限り大きくしたものが好ましい。

【００２５】第１発明の被毒防止装置における「担体収
納容器」としては、第４発明の被毒防止層付触媒装置に
おける触媒収納容器と同様のものを用いることができ
る。この担体収納容器に設けられる加熱手段について
も、第４発明と同様のものを用いればよい。また、第２
発明の被毒防止装置における「加熱手段」としては、第
５発明および第６発明の加熱手段と同様のものを用いる
ことができる。

【００２６】また、第１０発明の排気ガス浄化装置は、
排気ガス導入側には、請求項１から３のいずれか一項に
記載の加熱型被毒防止装置を配置し、排気ガス導出側に
は、担体と該担体に担持される貴金属触媒成分とを備え
た触媒（以下、「貴金属触媒」ともいう。）を配置した
ことを特徴とする。

【００２７】このような構成とすることにより、上記被
毒防止装置の被毒防止層に含まれるＣａ／Ｍｇ酸化物に
より排ガス中のＳｉ等が除去され、貴金属触媒には被毒
物質（Ｓｉ等）が除去された排気ガスが供給されるの
で、上記貴金属触媒の被毒が防止される。上記加熱型被
毒防止装置の上記被毒防止体が配置される容積は、第１
１発明のように、上記貴金属触媒の容積の１／５以上で
あることが好ましく、これにより十分な被毒防止効果が
得られる。

【００２８】なお、排気ガス導出側に配置される貴金属
触媒は、排気ガス浄化作用をもつが被毒防止作用をもた
ない従来の触媒でもよいし、排気ガス浄化作用と被毒防
止作用とを有する第４〜９発明の被毒防止層付触媒装置
における被毒防止層付触媒を配置してもよい。また、排
気ガス浄化装置の他の例としては、排気ガス導入側には
第４〜９発明の被毒防止層付触媒装置における被毒防止
層付触媒を配置し、排気ガス導出側には被毒防止層をも
たない従来の触媒を配置したものとすることができる。

【００２９】第１２発明の排気ガス浄化装置は、請求項
４記載の被毒防止層付ペレット型触媒装置又は請求項５
記載の被毒防止層付モノリス型触媒装置からなることを
特徴とする。例えば、上記触媒装置を所定の容器に収容
し、その内部に排気ガスを流通させてこの排気ガスを浄
化するように構成したもの等とすることができる。請求
項４〜６の触媒装置は、触媒層よりも排気ガスに曝され
る側に被毒防止層を有する。このため、この触媒装置を
用いて構成された第１２発明の排気ガス浄化装置による
と、貴金属触媒の被毒を防止することができる。

【００３０】また、第１３発明の排気ガス浄化装置は、
排気ガス導入側の一部の表面上に被毒防止層が形成され
た請求項６記載の被毒防止層付モノリス型触媒装置を、
上記被毒防止層の形成された側が排気ガス導入側となる
ように配置したことを特徴とする。第１３発明の排気ガ
ス浄化装置では、被毒防止層付触媒の触媒層よりも排気
ガス流れの上流側に被毒防止層が位置するようにして被
毒防止層付触媒が配置される。これにより、排気ガス中
の被毒物質（Ｓｉ等）は触媒層に到達する前に除去され
るので、貴金属触媒の被毒が防止される。

【００３１】

【発明の実施の形態】以下、実施例により本発明を具体
的に説明する。

【００３２】（１）被毒防止装置の製作表１に示すように、ＣａＯ粉末に水溶性バインダ（繊維
素グリコール酸ナトリウム）、γ−アルミナ粉末及び水
を加え、ポットミルにて粉砕混合し、Ｃａ／Ｍｇ酸化物
を含むペーストを調製した。なお、この場合１. ５μ
ｍ以下の粉末が全体の６０％以上となるように調製し
た。この粒径は自動粒度分析計（島津製作所社製）によ
り測定した。また、このペーストの液粘性はいずれも１
００ｃｐｓ以下となるように調整した。上記ペースト中
に、球状（粒径約３ｍｍ）に成形された活性アルミナよ
りなる担体（ペレット型担体）を入れ、その後取り出
し、空気を吹きつけて均一な塗膜を形成した。次いで、
１００℃にて十分に乾燥し、その後、大気中にて約５０
０〜６００℃で熱処理することにより、実験例No.１〜
３のペレット型の被毒防止体を作製した。なお、表１の
被毒防止層の欄に示す「濃度％」とは、この被毒防止層
中における、Ｃａ／Ｍｇ酸化物１００重量部に対するＣ
ａ／Ｍｇ元素換算での各Ｃａ／Ｍｇ酸化物の割合（重量
％）を示す。

【００３３】実験例No.１、２においては、加熱手段を
備えた触媒収納容器中に上記被毒防止体を充填した。こ
の触媒収納容器は、試験時における被毒防止層の温度を
約５００〜６００℃とするために、被毒防止体を加熱す
る手段としてのセラミックヒータ体（筒体）を備える。
図６に示すように、このセラミックヒータ体７は、発熱
用Ｐｔ線（加熱具）８を蛇行的に内蔵し、且つリード線
９、９を具備する円筒体（内径；１００ｍｍφ、長さ２
００ｍｍ）である。この円筒体内に上記ペレット型の被
毒防止体を多数充填した後、コージエライト製ハニカム
状蓋体を用いて円筒体の両端に蓋をする。そして、この
円筒体内中の前記ペレット内にＣＡ（Ｋ熱電対φ０．６
ｍｍ）線を挿入し、常温（即ち、非試験時）においてペ
レットが４００±２０℃に加熱されるように印加電圧を
調整した。尚、試験時には高温の排気ガスが流通される
ので、この印加電圧においてペレット温度は約５００〜
６００℃になる。

【００３４】一方、実験例No.３においては実験例No.２
に用いたものと同じ被毒防止体を、発熱用Ｐｔ線８及び
リード線９をもたない点以外はセラミッヒータ体７と同
じ形状及び材質の円筒体内にそれぞれ充填した。円筒体
の両端は、実験例No.１、２と同様にコージエライト製
ハニカム状蓋体により蓋をされている。実験例No.４
は、被毒防止体に換えて被毒防止層を設けないペレット
型担体(上記被毒防止体の製造に用いたもの)を使用し
て、実験例No.３と同様に構成したものである。そし
て、実験例No.１〜４の円筒体を、それぞれその周囲を
セラミック製カオウールにて包んで所定の金属容器２Ｂ
内に収納して被毒防止装置を製作した。

【００３５】（２）浄化装置の製作図２及び図３に示すように、円柱状に成形されたコージ
ェライトよりなるハニカム型担体（直径；約１５０ｍ
ｍ、全長；約２００ｍｍ、セル数；１平方インチ当たり
約４００個、日本特殊陶業株式会社製）１１Ａの全面
に、貴金属触媒成分としてＰｔ（０．１３％）及びＲｈ
（０．０１４％）を担持させて前記貴金属触媒成分から
なる触媒成分層１２Ａを形成させることにより、「貴金
属担持モノリス」を製作した。なお、この貴金属担持モ
ノリスは、被毒防止作用をもたない従来の触媒に相当す
る機能を有するものである。そして、図４に示すよう
に、排気ガス導入側に被毒防止装置を配置し、上記貴金
属担持モノリスを所定の容器２Ａ内に配置したものを上
記被毒防止装置よりも後方（排気ガス導出側）に配置す
ることにより、実験例No.１〜４の排気ガス浄化装置を
製作した。

【００３６】（３）性能試験図４に示すように、前記実験例No.１〜４の各浄化装置
を所定の位置に配設した。その後、エンジンを稼働させ
（３０００rpm ) 、エキゾーストパイプ３上のシリコ
ン注入口３１より被毒物質としてのＳｉオイルを１時間
注入（２０ｃｃ／ｈｒ）した。尚、このエキゾーストパ
イプ３上の酸素センサー導入孔３２には、排気ガス中の
酸素濃度を判定するための酸素センサーが配置されてお
り、この酸素濃度が理論空燃費の近傍に保持されるよう
にエンジンが制御されている。尚、図４及び図５におい
て、４はエキゾーストマニホールド、５はメインマフラ
ーを示す。

【００３７】上記のようにして触媒及び浄化装置を被毒
物質に曝した後、後方に配置されていた従来触媒のみを
それぞれ評価用車に付け替えて、ＬＡ４（ＨＯＴ５０
５）モード運転によりＣＯ及びＮＯx の浄化率を測定
し、その浄化性能から各触媒及び浄化装置のＳｉ被毒防
止性能を評価した。その結果を表１に示す。尚、この浄
化率は、触媒通過前のＣＯ又はＮＯx の濃度Ａ₁と触媒
通過後のＣＯ又はＮＯx の濃度Ａ₂を求め、以下の式に
より算出したものである。即ち、浄化率が高いほどＳｉ
被毒防止性に優れることを示す。〔（Ａ₁−Ａ₂）／Ａ₁〕×１００（％）

【００３８】

【表１】

【００３９】この結果によれば、本発明品である実験例
No.１、２の浄化装置は、被毒防止層をもたない実験例
４の浄化装置に比べてＣＯ浄化率及びＮＯx 浄化率の
いずれにも優れることから、Ｓｉ被毒防止性能が高いこ
とが判る。これに対して、被毒防止層の加熱手段をもた
ない実験例No.３の浄化装置では、実験例No.１、２に比
べて被毒防止性能が劣っていた。

【００４０】尚、本発明においては、前記具体的実施例
に示すものに限られず、目的、用途に応じて本発明の範
囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、
ペレット型担体又はモノリス型担体の形状、材質、大き
さ、セラミック製の場合の気孔率等は特に限定されな
い。例えばその形状としては、球状に限らず円柱状等の
ペレット、又は円柱形以外の角柱状等のモノリス型とす
ることもできるし、モノリス型の場合はいわゆるハニカ
ム状とすることができる。このハニカム状の場合、他端
が封止されていなくてもよいし、他端が封止されており
壁部を排気ガスが通過するような構成でもよい。その材
質としては、セラミック製でも金属製でもよいし、その
セラミック又は金属の種類も目的、用途に応じて種々選
択できる。

【００４１】また、金属製担体若しくは金属製触媒担体
の形状としては、通常、図５に示すようなハニカム型６
とすることができる。即ち、外側円筒体６１ａと中間円
筒体６１ｂと内側円筒体６１ｃの各間に、波板が円形に
折り曲げられた形状の触媒成分等が担持される各波板部
６２ａ、６２ｂが配設された形状等とすることができ
る。尚、この円筒体は波板部と同材料で構成することも
できるし、そうでなくてもよい。そして、円筒体６１と
波板部６２との各接触点は、適宜、溶接等により接合さ
れる。更に、この円筒体の数（積層数）、折り曲げのピ
ッチ若しくは高さ、その間隔等は特に限定されない。更
に、Ｃａ／Ｍｇ酸化物層を形成する熱処理条件（加熱温
度、加熱時間、使用雰囲気等）は、化合物の種類等によ
り種々選択される。窒素雰囲気により加熱する場合は、
使用する化合物の種類によっては窒化物が少々生成する
場合もある。

【００４２】

【発明の効果】本発明の加熱型被毒防止装置、加熱型被
毒防止層付触媒装置又はこの触媒若しくは担体を用いた
排気ガス浄化装置を用いる場合は、排気ガス中に含まれ
るＳｉ等の成分が貴金属触媒成分に達する前にこのＳｉ
等がＣａ／Ｍｇ酸化物に捕獲されるので、この触媒成分
がシリコン又はリンによる被毒又は目詰まりを起こすこ
とが少ない。従って、本発明の触媒又は通常触媒を繰り
返し使用しても、触媒性能が大幅に低下することもな
く、排気ガスの浄化性能は低下せずに長期間維持され
る。また、金属製担体又は金属製触媒担体を用いる場合
は、金属製のためヒビ割れ、破損等が少なく耐久性に優
れる。更に、被毒防止体を前方に配置し、触媒を後方に
配置する場合は、初期浄化率への影響が少なく、浄化性
能に優れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の被毒防止層付触媒装置におけるペレッ
ト型の被毒防止層付触媒を示す断面図である。

【図２】実施例において製作された貴金属担持モノリス
を示す部分断面図である。

【図３】図２に示す貴金属担持モノリスの要部拡大断面
図である。

【図４】実施例の浄化装置を配設した状態を示す説明図
である。

【図５】ハニカム型金属製担体を示す正面図である。

【図６】実施例において用いたセラミックヒータ体を示
す斜視図である。

【符号の説明】

１被毒防止層付触媒１Ａ貴金属担持モノリス１１担体１２触媒成分層１３Ｃａ／Ｍｇ酸化物層２Ａ金属容器２Ｂ金属容器３エキゾーストパイプ３１シリコン注入口３２酸素センサー導入孔４エキゾーストマニホールド５メインマフラー６金属製担体７セラミックヒータ体（筒体）８発熱用Ｐｔ線（加熱具）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガスの浄化において、シリコン化合
物およびリン化合物による排気ガス浄化用触媒成分の被
毒を防止するための被毒防止装置であって、セラミック製又は金属製のペレット型担体と、該担体上
に形成され酸化カルシウム及び酸化マグネシウムの少な
くとも一方を含有しシリコン化合物及びリン化合物を除
去する被毒防止層と、からなる被毒防止体と、上記被毒防止体を収納する担体収納容器と、を備え、上記担体収納容器には、該被毒防止層を加熱する加熱手
段が設けられていることを特徴とする加熱型被毒防止装
置。
【請求項２】排気ガスの浄化において、シリコン化合
物およびリン化合物による排気ガス浄化用触媒成分の被
毒を防止するための被毒防止装置であって、セラミック製又は金属製のモノリス型担体と、該担体上
に形成され且つ酸化カルシウム及び酸化マグネシウムの
少なくとも一方を含有しシリコン化合物及びリン化合物
を除去する被毒防止層と、からなる被毒防止体と、該被毒防止体に形成されるか又は該被毒防止体に取着さ
れて該被毒防止層を加熱する加熱手段と、を備えたこと
を特徴とする加熱型被毒防止装置。
【請求項３】上記被毒防止体に取着される上記加熱手
段は、上記被毒防止体の外周を覆う筒体と、該筒体の壁
に内蔵されるか又は該筒体の外周に取着される加熱具
と、からなる請求項２記載の加熱型被毒防止装置。
【請求項４】排気ガス浄化用の加熱型被毒防止層付触
媒装置であって、セラミック製又は金属製のペレット型担体と、該担体の
表面に形成され貴金属触媒成分からなる触媒層と、該触
媒層の表面に形成され酸化カルシウム及び酸化マグネシ
ウムの少なくとも一方を含有しシリコン化合物及びリン
化合物を除去して上記触媒成分の被毒を防止する被毒防
止層と、からなる被毒防止層付触媒と、上記被毒防止層付触媒を収納する触媒収納容器と、を備
え、上記触媒収納容器には、該被毒防止層を加熱する加熱手
段が設けられていることを特徴とする加熱型被毒防止層
付触媒装置。
【請求項５】排気ガス浄化用の加熱型被毒防止層付触
媒装置であって、セラミック製又は金属製のモノリス型担体と、該担体の
表面に形成され貴金属触媒成分からなる触媒層と、該触
媒層が設けられた該担体の全表面上に形成され酸化カル
シウム及び酸化マグネシウムの少なくとも一方を含有し
シリコン化合物およびリン化合物を除去して上記触媒成
分の被毒を防止する被毒防止層と、からなる被毒防止層
付触媒と、該被毒防止層付触媒に形成されるか又は該被毒防止層付
触媒に取着されて該被毒防止層を加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴とする加熱型被毒防止層付触媒装
置。
【請求項６】排気ガス浄化用の加熱型被毒防止層付触
媒装置であって、セラミック製又は金属製のモノリス型担体と、該担体の
表面に形成され貴金属触媒成分からなる触媒層と、該触
媒層が設けられた該担体のうち排気ガス導入側の一部の
表面上に形成され酸化カルシウム及び酸化マグネシウム
の少なくとも一方を含有しシリコン化合物およびリン化
合物を除去して上記触媒成分の被毒を防止する被毒防止
層と、を備える被毒防止層付触媒と、該被毒防止層付触媒に形成されるか又は該被毒防止層付
触媒に取着されて該被毒防止層を加熱する加熱手段と、を備えたことを特徴とする加熱型被毒防止層付触媒装
置。
【請求項７】上記被毒防止層は、上記モノリス担体の
全長の１／１０以上に形成されている請求項６記載の排
気ガス浄化装置。
【請求項８】上記被毒防止層付触媒に取着される上記
加熱手段は、上記被毒防止層付触媒の外周を覆う筒体
と、該筒体の壁に内蔵されるか又は該筒体の外周に取着
される加熱具と、からなる請求項５、６又は７記載の加
熱型被毒防止層付触媒装置。
【請求項９】上記被毒防止層付触媒に形成される上記
加熱手段は、上記モノリス型担体の壁に内蔵された加熱
具である請求項５、６又は７記載の加熱型被毒防止層付
触媒装置。
【請求項１０】排気ガスを浄化するための排気ガス浄
化装置において、排気ガス導入側には、請求項１から３のいずれか一項に
記載の加熱型被毒防止装置を配置し、排気ガス導出側には、担体と該担体に担持される貴金属
触媒成分とを備えた触媒を配置したことを特徴とする排
気ガス浄化装置。
【請求項１１】上記加熱型被毒防止装置の上記被毒防
止体が配置される容積は上記触媒の容積の１／５以上で
ある請求項１０記載の排気ガス浄化装置。
【請求項１２】排気ガスを浄化するための排気ガス浄
化装置において、請求項４記載の被毒防止層付ペレット型触媒装置又は請
求項５記載の被毒防止層付モノリス型触媒装置からなる
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項１３】排気ガスを浄化するための排気ガス浄
化装置において、排気ガス導入側の一部の表面上に被毒防止層が形成され
た請求項６記載の被毒防止層付モノリス型触媒装置を、
上記被毒防止層の形成された側が排気ガス導入側となる
ように配置したことを特徴とする排気ガス浄化装置。