[发明专利]内燃机的废气净化装置

说明书

技术领域

本发明涉及内燃机的废气净化装置。详细而言，涉及具备用于净化内燃机废气的催化剂转换器的废气净化装置。

背景技术

以往，在内燃机的废气系统中设置了废气净化装置，其具备用于净化废气的催化剂转换器。催化剂转换器具备对废气中所含的一氧化碳(在下文中，称作“CO”)、非甲烷烃(在下文中，称作“NMOG(Non Methane Organic Gas)”)和氮氧化物(在下文中，称作“NOx”)进行净化的废气净化催化剂。

现有一般的催化剂转换器由支持体、和负载于该支持体上的废气净化催化剂形成。更详细而言，现有一般的催化剂转换器通过在由陶瓷或金属形成的在内部具备多个孔道的蜂窝结构的支持体上负载包含铂(在下文中，称作“Pt”)、钯(在下文中，称作“Pd”)和铑(在下文中，称作“Rh”)等贵金属的废气净化催化剂而形成(例如，参见专利文献1)。

然而，已知Pt、Pd和Rh等贵金属非常昂贵。因此，从削减废气净化催化剂的成本的方面考虑，要求尽可能减少其用量。这里，图12是示出Pt、Pd和Rh的每年的价格走势的图。如图12所示，这些贵金属中Rh不仅平均价格最高，而且价格的变化幅度大，因此强烈要求降低其用量。

因此，本申请人提出了不降低废气净化率而减少Rh的用量的技术(例如，参见专利文献2)。该专利文献2的技术中，使净化废气的催化剂转换器为上游催化剂转换器和下游催化剂转换器的双级构成，与上游催化剂转换器相比在下游催化剂转换器中设置更多Rh。废气中所含的磷、硫所导致的Rh的中毒越在上游侧越明显，成为使Rh的净化性能降低的原因，但利用该技术，通过减少上游侧的Rh用量，能够抑制Rh的中毒、能够降低Rh的用量。

另外，专利文献2的技术中，使上游催化剂转换器内的废气净化催化剂为3层结构，除最表层以外配置Rh。越是表层侧上述Rh的中毒越明显，但利用该技术，通过在除最表层以外配置Rh，能够抑制Rh的中毒、能够降低Rh的用量。

另外，专利文献2的技术中，与下游催化剂转换器相比在上游催化剂转换器中配置更多的储氧材料(在下文中，称作“OSC(Oxygen Storage Component)材料”)。OSC材料具有在氧化气氛下储藏氧、在还原气氛下放出氧的特性，利用该技术，通过在上游侧配置较多的OSC材料，能够使流入下游催化剂转换器中的废气的空燃比稳定并控制在化学计量附近，下游催化剂转换器的废气净化率提高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2007-278100号公报

专利文献2：国际公开第2010/61804号

发明内容

发明要解决的问题

但是，专利文献2的技术中，例如使上游催化剂转换器内的Rh用量为零时，存在排气尾管排出物(排放到大气的有害物质)增加的问题。即，专利文献2的技术中，在不降低废气净化率的情况下减少Rh的用量是有限的。

本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种内燃机的废气净化装置，其具备与以往相比虽然Rh的用量少、但可得到较高的废气净化率的催化剂转换器。

用于解决问题的手段

为了达到上述目的，本发明提供一种内燃机的废气净化装置(例如，后述的废气净化装置3)，其具备设置于内燃机(例如，后述的发动机1)的废气通路(例如，后述的排气管13)中的用于净化该内燃机的废气的催化剂转换器，所述催化剂转换器包含上游侧催化剂转换器(例如，后述的上游侧催化剂转换器31)、和设置于该上游侧催化剂转换器的下游侧的下游侧催化剂转换器(例如，后述的下游侧催化剂转换器33)。本发明的内燃机的废气净化装置中，特征在于，所述上游侧催化剂转换器具备支持体(例如，后述的支持体315)、和负载于该支持体上的包含具有储藏和放出氧的功能的OSC材料、Al₂O₃和Pd的第1催化剂(例如，后述的第1催化剂310)，所述第1催化剂具备设置于所述支持体上、仅OSC材料负载有Pd的第1下层催化剂(例如，后述的第1下层催化剂311)；和设置于该第1下层催化剂上、OSC材料和Al₂O₃分别负载有Pd的第1上层催化剂(例如，后述的第1上层催化剂312)。