特開 2023-83073 排気ガス処理装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023083073

(43)【公開日】2023-06-15

(54)【発明の名称】排気ガス処理装置

(51)【国際特許分類】

   F01N 3/28 20060101AFI20230608BHJP

   F01N 3/24 20060101ALI20230608BHJP

   F01N 3/00 20060101ALN20230608BHJP

【ＦＩ】

F01N3/28 311U

F01N3/24 C

F01N3/24 N

F01N3/00 F

【審査請求】未請求

【請求項の数】4

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021197192

(22)【出願日】2021-12-03

(71)【出願人】

【識別番号】000004765

【氏名又は名称】マレリ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】山本 隆治

【テーマコード（参考）】

3G091

【Ｆターム（参考）】

3G091AA02

3G091AB03

3G091AB13

3G091BA02

3G091EA18

3G091GA06

3G091HA19

3G091HA38

(57)【要約】

【課題】複数の触媒を実装しつつ小型の排気ガス処理装置を提案する。
【解決手段】排気ガス処理装置１００は、第１方向Ｐに沿って流れる排気ガスＧを浄化するＴＷＣ１Ｂと、ＴＷＣ１Ｂを通過した排気ガスＧであって第１方向Ｐと交差する第２方向Ｑに沿って流れる排気ガスＧを浄化し、ＴＷＣ１Ｂの中心軸Ｏ１に対して中心軸Ｏ２がオフセットするように配置されるＧＰＦ２と、ＴＷＣ１ＢとＧＰＦ２とを収容するケース１０と、ＴＷＣ１Ｂを通過した排気ガスＧの空燃比を測定するための空燃比センサ３と、ＴＷＣ１Ｂを通過した排気ガスＧの温度を測定するための温度センサ４と、を備える。排気ガス処理装置１００では、空燃比センサ３と温度センサ４は、第１方向Ｐから見て中心軸が互いに傾いた状態でケース１０に取り付けられる。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガス処理装置であって、
第１方向に沿って流れる排気ガスを浄化する第１触媒担体と、
前記第１触媒担体を通過した排気ガスであって前記第１方向と交差する第２方向に沿って流れる排気ガスを浄化し、前記第１触媒担体の中心軸に対して中心軸がオフセットするように配置される第２触媒担体と、
前記第１触媒担体と前記第２触媒担体とを収容するケースと、
前記第１触媒担体の外周面と前記ケースの内周面との間に設けられ、前記第１触媒担体の外周を覆う外周流路と、
前記第１触媒担体を通過した排気ガスの第１の特性を測定するための第１センサと、
前記第１触媒担体を通過した排気ガスの前記第１の特性とは異なる第２の特性を測定するための第２センサと、を備え、
前記第１センサと前記第２センサは、前記第１方向から見て中心軸が互いに傾いた状態で前記ケースに取り付けられる、
排気ガス処理装置。

【請求項2】

請求項１に記載された排気ガス処理装置であって、
前記ケースは、前記第２触媒担体の上流側の端面における前記第２触媒担体の前記オフセット方向の領域に排気ガスを導くように拡径する拡径部を有し、
前記第２触媒担体の中心軸を通り前記第１触媒担体の下流側の端面と平行な第１平面上において、
前記第２触媒担体の上流側の前記端面と平行で前記第１触媒担体の中心線を通過する線を第１仮想線とし、
前記拡径部の内壁の接線であって、前記第１触媒担体の中心線を通過する線を第２仮想線としたとき、
前記第１仮想線と前記第２仮想線とがなす角度は、４５°以下である、
排気ガス処理装置。

【請求項3】

請求項２に記載された排気ガス処理装置であって、
前記外周流路を流れる排気ガスは、前記拡径部によって前記第２触媒担体に導かれる、
排気ガス処理装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載された排気ガス処理装置であって、
前記ケースは、前記第１触媒担体と前記外周流路との間に設けられるインナケース部を有し、
前記第１触媒担体は、前記インナケース部内に前記第１方向の全体にわたって収容される、
排気ガス処理装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気ガス処理装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、触媒コンバータとＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）とが直線状に並べて設けられる排気通路内にて、触媒コンバータを通過した排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサを備える構成が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００８－０７５４５８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、内燃機関付近に配置される従来の排気ガス処理装置は、排気ガス規制に対応すべく複数の触媒を実装しつつ、搭載スペースの制約から小型であることが求められている。

【0005】

本発明は、複数の触媒を実装しつつ小型の排気ガス処理装置を提案するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明のある態様によれば、排気ガス処理装置は、第１方向に沿って流れる排気ガスを浄化する第１触媒担体と、前記第１触媒担体を通過した排気ガスであって前記第１方向と交差する第２方向に沿って流れる排気ガスを浄化し、前記第１触媒担体の中心軸に対して中心軸がオフセットするように配置される第２触媒担体と、前記第１触媒担体と前記第２触媒担体とを収容するケースと、前記第１触媒担体の外周面と前記ケースの内周面との間に設けられ、前記第１触媒担体の外周を覆う外周流路と、前記第１触媒担体を通過した排気ガスの第１の特性を測定するための第１センサと、前記第１触媒担体を通過した排気ガスの前記第１の特性とは異なる第２の特性を測定するための第２センサと、を備え、前記第１センサと前記第２センサは、前記第１方向から見て中心軸が互いに傾いた状態で前記ケースに取り付けられる。

【発明の効果】

【0007】

上記態様では、第１センサと第２センサとの近傍に排気ガス処理装置以外の別の装置が配置される場合に、排気ガス処理装置と別の装置との距離を近づけることができる。つまり、このような構成とすることにより、排気ガス処理装置の搭載スペースを小さくする、言い換えると、排気ガス処理装置を小型化することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係る排気ガス処理装置の側面図である。

【図2】図２は、本発明の実施形態に係る排気ガス処理装置の第１触媒担体近傍を部分的に断面で示した上面図である。

【図3】図３は、図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

【図4】図４は、本発明の実施形態に係る排気ガス処理装置の空燃比センサ及び温度センサ近傍の断面図である。

【図5】図５は、本発明の実施形態に係る排気ガス処理装置の拡径部近傍の断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。

【0010】

まず、図１から図５を参照して、本発明の実施形態に係る排気ガス処理装置１００について説明する。図１は、本実施形態に係る排気ガス処理装置１００を示す側面図である。図２は、本実施形態に係る排気ガス処理装置１００のＴＷＣ１Ｂ近傍を部分的に断面で示した上面図である。図３は、本実施形態に係る排気ガス処理装置１００の図１におけるＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、排気ガス処理装置１００の空燃比センサ３及び温度センサ４近傍の断面図である。図５は、排気ガス処理装置１００の拡径部１５ｃ近傍の断面図である。

【0011】

排気ガス処理装置１００は、例えば、車両に搭載され、エンジン（図示せず）から排出される排気ガスＧを処理するものであり、下記実施形態では、小型で優れた排気ガス浄化性能を有する触媒コンバータとしての構造例を示す。具体的には、排気ガス処理装置１００は、排気ガスＧに含まれる炭化水素や一酸化炭素を酸化して、二酸化炭素と水分にするとともに、窒素酸化物の還元、微小粒子状物質の除去を行い、排気ガスＧを浄化する。

【0012】

図１から図５に示すように、排気ガス処理装置１００は、排気タービン（図示せず）の排気出口部に接続される入口側フランジ１１と排気ガスＧを外部へ導く排気管（図示せず）に接続される出口側フランジ１２とを有するケース１０と、ケース１０内に設けられ排気ガスＧを浄化する一対のＴＷＣ（三元触媒）１Ａ，１Ｂと、ケース１０内のＴＷＣ１Ａ，１Ｂの下流側に設けられ、ＴＷＣ１Ａ，１Ａを通過した排気ガスＧを浄化する第２触媒担体としてのＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）２と、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂを通過した排気ガスＧの酸素濃度を測定するための第１センサとしての空燃比センサ３（図４参照）と、排気ガスＧの温度を検出するための第２センサとしての温度センサ４（図４参照）と、を備える。なお、本実施形態のＴＷＣ１Ｂは、第１触媒担体に相当する。

【0013】

図３などに示すように、ケース１０は、入口側フランジ１１が取り付けられる入口側筒部１３と、内部にＴＷＣ１Ａ，１Ｂを収容する第１収容筒部１４と、第１収容筒部１４に接合され内部に第１収容筒部１４を部分的に収容する中間筒部１５と、一端が中間筒部１５に接合され、内部にＧＰＦ２を収容する第２収容筒部１６と、一端が第２収容筒部１６に接合され、他端に排気側管路（図示せず）に接続するための出口側フランジ１２が設けられた出口側筒部１７と、を有する。ケース１０は、例えば、アルミ合金などの金属材料によって形成される。

【0014】

図３に示すように、入口側筒部１３は、金属製板状部材によって、下流に向かって徐々に径が拡大する形状に形成される。入口側筒部１３の上流側開口部１３ａの外周面には、溶接等によって入口側フランジ１１が取り付けられる。入口側筒部１３の下流側開口部１３ｂは、溶接などによって第１収容筒部１４の外周面に取り付けられる。

【0015】

第１収容筒部１４は、例えば、金属製板状部材によって円筒形状に形成される。第１収容筒部１４は、内部に、緩衝材２０Ａ，２０Ｂを介してＴＷＣ１Ａ，１Ｂを保持する。

【0016】

中間筒部１５は、中間筒部１５を通過する排気ガスＧの流れを所定角度（例えば、９０°）屈曲させるように、つまり、略Ｌ字型の流路を形成するように構成される。中間筒部１５は、例えば、２つの金属製板状部材を溶接などによって接合することで形成される（図２参照）。

【0017】

図３に示すように、第２収容筒部１６は、例えば、金属製板状部材によって円筒形状に形成される。第２収容筒部１６の入口側開口部１６ａの外周面は、中間筒部１５の出口側開口部１５ｄの内周面に溶接などによって接合される。また、第２収容筒部１６の出口側開口部１６ｂの外周面は、出口側筒部１７の入口側開口部１７ａの内周面に溶接などによって接合される。

【0018】

出口側筒部１７は、例えば、金属製板状部材によって形成される。出口側筒部１７は、ＧＰＦ２を通過した排気ガスＧを、排気ガスＧを外部へ排出する排気管（図示せず）に導くものである。出口側筒部１７の下流側開口部１７ｂの外周面には、溶接等によって出口側フランジ１２が取り付けられる。

【0019】

ＴＷＣ１Ａ，１Ｂは、例えば、円柱状のハニカム構造体によって構成される。ＴＷＣ１Ａ，１Ｂは、その外周面が緩衝材２０Ａ，２０Ｂを介して第１収容筒部１４に嵌合される。ＴＷＣ１Ａ，１Ｂは、第１収容筒部１４内に軸方向の全体にわたって収容される。

【0020】

第１収容筒部１４は、上流側開口部１４ａが入口側筒部１３における下流側開口部１３ｂの内周に挿入される。第１収容筒部１４は、入口側筒部１３の内周面に溶接などによって接合されることにより、入口側筒部１３に対して固定される。また、第１収容筒部１４は、その大部分が中間筒部１５内に挿入される。上流側開口部１４ａから離間した位置において、中間筒部１５の内周面に溶接などによって接合される。第１収容筒部１４は、中間筒部１５との間に所定の間隔Ｗの隙間が設けられるようにして、中間筒部１５内に挿入される。この隙間は、排気ガスＧが流れる外周流路Ｆを形成する（図５参照）。本実施形態では、第１収容筒部１４の中間筒部１５内に挿入された部位が、インナケース部１４ｃに相当する。

【0021】

ＧＰＦ２は、例えば、微小粒子状物質を除去する円柱状のセラミックフィルタによって構成される。ＧＰＦ２は、その外周面が緩衝材２０Ｃを介して第２収容筒部１６の内周面に嵌合されることによって、第２収容筒部１６内に固定される。このようにＴＷＣ１Ａ，１ＢとＧＰＦ２とを配置することにより、ＴＷＣ１Ａ，１ＢとＧＰＦ２とは、側面視（図３参照）で所謂Ｌ字型に配置されることとなる。また、図３及び図５に示すように、本実施形態の排気ガス処理装置１００では、ＧＰＦ２は、その中心軸Ｏ２がＴＷＣ１Ａ，１Ｂの中心軸Ｏ１に対してオフセットして配置される。

【0022】

空燃比センサ３は、棒状部材を有しており、その先端には、排気ガスＧを計測する計測部３ａが設けられる。空燃比センサ３の本体部分は、ＴＷＣ１ＢとＧＰＦ２との間の流路上に計測部３ａが位置するようにして、中間筒部１５の外部から取り付けられる。

【0023】

温度センサ４は、ＴＷＣ１ＢとＧＰＦ２との間の流路上に位置するようにして、中間筒部１５の外部から取り付けられる。温度センサ４は、ＴＷＣ１Ｂを通過した排気ガスＧの温度を検出する。中間筒部１５の空燃比センサ３が取り付けられる取付面（位置Ｂ）は、温度センサ４の取り付けられる取付面（位置Ａ）に対して傾斜するように形成される（図４参照）。

【0024】

本実施形態の排気ガス処理装置１００では、空燃比センサ３が、温度センサ４が取り付けられる取付面（位置Ａ）に対して傾斜した取付面（位置Ｂ）に中間筒部１５の外部から取り付けられることより、空燃比センサ３と温度センサ４は、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの軸方向から見て中心軸が互いに角度θだけ傾いた状態で中間筒部１５に取り付けられる。つまり、空燃比センサ３と温度センサ４は、中間筒部１５の内部に向かうにつれ、先端同士が互いに近づくようにして、中間筒部１５に取り付けられる。

【0025】

続いて、中間筒部１５の具体的な構成について説明する。なお、以下では、排気ガスＧがＴＷＣ１Ａ，１Ｂを通過する方向、即ち、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの軸方向を「第１方向Ｐ」といい、排気ガスＧがＧＰＦ２を通過する方向、即ち、ＧＰＦ２の軸方向を「第２方向Ｑ」という（図３参照）。なお、本実施形態では、第１方向Ｐと第２方向Ｑとが直交する場合を例にしているが、必ずしも直交している必要はなく、第１方向Ｐと第２方向Ｑとが交差していればよい。

【0026】

図３に示すように、中間筒部１５は、ＴＷＣ１Ｂの外周を覆い、第１方向Ｐに筒状に延びる収容部１５ａと、ＴＷＣ１Ｂを通過した排気ガスＧをＧＰＦ２に導くガイド部１５ｂと、を有する。ガイド部１５ｂは、ＧＰＦ２に向かって（排気ガスＧの流れ方向下流側に向かって）拡径するような形状に形成される。

【0027】

中間筒部１５は、上述のように、ＴＷＣ１Ａ，１ＢとＧＰＦ２とがそれぞれの中心軸Ｏ１，Ｏ２が互いにオフセットして配置されるため（図４及び図５など参照）、ガイド部１５ｂは、収容部１５ａに対してオフセットするように形成される。

【0028】

図５などに示すように、ガイド部１５ｂは、ＧＰＦ２の上流側端面２ａにおけるＴＷＣ１Ａ，１Ｂに対するＧＰＦ２のオフセット方向の領域に排気ガスＧを導くように拡径する拡径部１５ｃを有する。

【0029】

ＧＰＦ２の中心軸Ｏ２を通りＴＷＣ１Ｂの下流側の端面１ｂと平行な第１平面Ｓ（図５に示す断面、及び図２、図３参照）上において、ＧＰＦ２の上流側の端面（上流側端面２ａ）と平行でＴＷＣ１Ｂの中心線を通過する線を第１仮想線Ｌ１とし、拡径部１５ｃの内壁に接する接線であって、ＴＷＣ１Ｂの中心軸Ｏ１を通過する線を第２仮想線Ｌ２としたとき、拡径部１５ｃは、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とがなす角度αが４５°以下となるように形成される。角度αが４５度より大きいと、ＴＷＣ１ＢとＧＰＦ２との間の流路の距離が長くなり、排気ガス処理装置１００が大型化する。このため、角度αを４５度以下とすることにより、排気ガス処理装置１００が大型化することを抑制することができる。また、角度αを大きくすることにより、外周流路Ｆから拡径部１５ｃの内壁に沿う排気ガスＧの流れの角度変化を小さくすることができるので、圧損を小さくすることができる。

【0030】

次に、排気ガス処理装置１００における排気ガスＧの流れについて説明する。

【0031】

図３に示すように、入口側フランジ１１から流入した排気ガスＧは、入口側筒部１３を通ってＴＷＣ１Ａ，１Ｂに導かれる。ＴＷＣ１Ａ，１Ｂにおいて、排気ガスＧに含まれる炭化水素や一酸化炭素が酸化され二酸化炭素と水分に分解されるとともに、窒素酸化物が還元される。

【0032】

ＴＷＣ１Ａ，１Ｂを通過した排気ガスＧは、中間筒部１５のＴＷＣ１Ｂの下流側端面と対向する内壁にぶつかり、ガイド部１５ｂを通ってＧＰＦ２の上流側端面２ａに直接向かう流れと、折り返すようにして外周流路Ｆに向かう流れと、に分けられる。

【0033】

ＧＰＦ２の上流側端面２ａに直接向かう流れは、排気ガスＧの主流を形成する。一方、外周流路Ｆに流入した排気ガスＧは、第１収容筒部１４（インナケース部１４ｃ）の外周面に沿ってＧＰＦ２の上流側端面２ａに向かって流れる（図５参照）。このとき、外周流路Ｆを流れる排気ガスＧは、インナケース部１４ｃを介してＴＷＣ１Ａ，１Ｂを外周から加熱する。このように外周流路Ｆに排気ガスＧを導くことにより、エンジン始動直後に、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの温度を短時間で上昇させることができるので、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの活性化を早期に図ることができる。特に、温度が上昇しくい第１方向Ｐ下流側部分に位置するＴＷＣ１Ｂを外周から加熱できるので、ＴＷＣ１Ｂの活性化のための時間を短くすることができる。

【0034】

ＴＷＣ１Ａ，１Ｂは、第１収容筒部１４（インナケース部１４ｃ）内に第１方向Ｐの全体にわたって収容される。このように、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂが全体にわたって第１収容筒部１４（インナケース部１４ｃ）内に設けられることで、排気ガスＧがＴＷＣ１Ａ，１Ｂの外周面から漏れ出ることを抑制できるので、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂに流入した排気ガスＧがＴＷＣ１Ａ，１Ｂの全域を通過することになる。これにより、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの浄化性能を最大限発揮させることができる。また、このような構成とすることで、外周流路Ｆを流れる排気ガスＧは、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂ内に入って行かずにＴＷＣ１Ａ，１Ｂを外周から加熱する。これにより、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの保温効果が得られ、浄化性能を高めることができる。さらに、第１収容筒部１４（インナケース部１４ｃ）によってＴＷＣ１Ａ，１Ｂを覆うことで外周流路Ｆを流れる排気ガスＧがＴＷＣ１Ａ，１Ｂ内へ入っていかないため、外周流路ＦからＧＰＦ２へ向かう排気ガスＧの流路抵抗を小さくできる。

【0035】

外周流路Ｆを通過した排気ガスＧは、中間筒部１５のガイド部１５ｂ内の空間Ｖにおいて、ＧＰＦ２に直接向かう流れと合流し、ＧＰＦ２内に流入する。

【0036】

ＧＰＦ２内に流入した排気ガスＧは、ＧＰＦ２によって微小粒子状物質が除去され、出口側筒部１７を通じて排気管に排出される。

【0037】

次に、空燃比センサ３及び温度センサ４の配置について説明する。

【0038】

上述のように、本実施形態の排気ガス処理装置１００では、空燃比センサ３と温度センサ４は、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの軸方向から見て中心軸が互いに角度θだけ傾いた状態、より具体的には、中間筒部１５の内部に向かうにつれ先端同士が互いに近づくようにして、中間筒部１５に取り付けられる（図４参照）。このように空燃比センサ３と温度センサ４をＴＷＣ１Ａ，１Ｂの軸方向から見て中心軸が互いに傾いた状態で配置することで、例えば、空燃比センサ３と温度センサ４の近傍に排気ガス処理装置１００以外の別の装置が配置される場合に、排気ガス処理装置１００と別の装置との距離を近づけることができる。つまり、このような構成とすることにより、排気ガス処理装置１００の搭載スペースを小さくする、言い換えると、排気ガス処理装置１００を小型化することができる。また、別の装置より、空燃比センサ３と温度センサ４が取り付けられる位置近くにレイアウト制限がある場合には、例えば、中間筒部１５の中心軸方向から見た投影面において（図４）、位置Ｂに取り付けられるセンサ（図４では、空燃比センサ３）が、径方向において、中間筒部１５から飛び出してしまうような場合には、２つセンサのうちの高さ方向に大きなセンサを位置Ａに配置することより、中間筒部１５から飛び出してしまうことを防止できる。これにより、排気ガス処理装置１００を更に小型化できる。

【0039】

なお、空燃比センサ３と温度センサ４とは、排気ガスＧの流れ方向において、前後するような配置であってもよい。

【0040】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0041】

排気ガス処理装置１００は、第１方向Ｐに沿って流れる排気ガスＧを浄化する第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）と、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）を通過した排気ガスＧであって第１方向Ｐと交差する第２方向Ｑに沿って流れる排気ガスＧを浄化し、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の中心軸Ｏ１に対して中心軸Ｏ２がオフセットするように配置される第２触媒担体（ＧＰＦ２）と、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）と第２触媒担体（ＧＰＦ２）とを収容するケース１０と、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の外周面とケース１０（中間筒部１５）の内周面との間に設けられ、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の外周を覆う外周流路Ｆと、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）を通過した排気ガスＧの第１の特性を測定するための第１センサ（空燃比センサ３）と、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）を通過した排気ガスＧの第１の特性とは異なる第２の特性を測定するための第２センサ（温度センサ４）と、を備える。排気ガス処理装置１００では、第１センサ（空燃比センサ３）と第２センサ（温度センサ４）は、第１方向Ｐから見て中心軸が互いに傾いた状態でケース１０に取り付けられる。

【0042】

この構成では、第１センサ（空燃比センサ３）と第２センサ（温度センサ４）の近傍に排気ガス処理装置１００以外の別の装置が配置される場合に、排気ガス処理装置１００と別の装置との距離を近づけることができる。つまり、このような構成とすることにより、排気ガス処理装置１００の搭載スペースを小さくする、言い換えると、排気ガス処理装置１００を小型化することができる。

【0043】

排気ガス処理装置１００では、ケース１０は、第２触媒担体（ＧＰＦ２）の上流側端面２ａにおける第２触媒担体（ＧＰＦ２）のオフセット方向の領域に排気ガスＧを導くように拡径する拡径部１５ｃを有する。第２触媒担体（ＧＰＦ２）の中心軸Ｏ２を通り第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の下流側の端面と平行な第１平面上において、第２触媒担体（ＧＰＦ２）の上流側端面２ａと平行で第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の中心軸Ｏ１を通過する線を第１仮想線Ｌ１とし、拡径部１５ｃの内壁の接線であって、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の中心軸Ｏ１を通過する線を第２仮想線Ｌ２としたとき、第１仮想線Ｌ１と第２仮想線Ｌ２とがなす角度αは、４５°以下である。

【0044】

この構成では、角度αが４５度以下としているので、ＴＷＣ１ＢとＧＰＦ２との間の流路の距離が長くなることを抑制し、排気ガス処理装置１００が大型化することを抑制することをできる。また、角度αを４５度以下とすることで、外周流路Ｆをより長く第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の外周面に沿わせて形成することができる。

【0045】

排気ガス処理装置１００では、外周流路Ｆを流れる排気ガスＧは、拡径部１５ｃによって第２触媒担体（ＧＰＦ２）に導かれる。

【0046】

この構成では、第２触媒担体（ＧＰＦ２）が第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）の中心軸Ｏ１に対してオフセットするように配置されていても、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）を通過した排気ガスＧを拡径部１５ｃによって、第２触媒担体（ＧＰＦ２）のオフセット方向の領域に導くことができる。

【0047】

排気ガス処理装置１００では、ケース１０は、第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）と外周流路Ｆとの間に設けられるインナケース部１４ｃを有する。第１触媒担体（ＴＷＣ１Ｂ）は、インナケース部１４ｃ内に第１方向Ｐの全体にわたって収容される。

【0048】

この構成では、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂを通過する排気ガスＧが、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの外周面から漏れ出ることを抑制できる。これにより、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂに流入した排気ガスＧがＴＷＣ１Ａ，１Ｂの全域を通過することになるので、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの浄化性能を最大限発揮させることができる。また、この構成では、外周流路Ｆを流れる排気ガスＧが、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂ内に入って行かずにＴＷＣ１Ａ，１Ｂを外周から加熱するので、ＴＷＣ１Ａ，１Ｂの保温効果が得られ、浄化性能を高めることができる。

【0049】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【0050】

上記実施形態では、第１センサとして空燃比センサ３を、第２センサとして温度センサ４を例に説明したが、第１センサ及び第２センサは、排気ガスＧについての特性を測定するためのセンサであれば、どのようなセンサであってもよい。

【0051】

また、上記実施形態では、２つのＴＷＣ１Ａ，１Ｂを設けた場合を例に説明したが、これらを１つの三元触媒として構成してもよい。

【符号の説明】

【0052】

１００ 排気ガス処理装置
１Ａ ＴＷＣ
１Ｂ ＴＷＣ（第１触媒担体）
２ ＧＰＦ（第２触媒担体）
３ 空燃比センサ（第１のセンサ）
４ 温度センサ（第２のセンサ）
１０ ケース
１１ 入口側フランジ
１２ 出口側フランジ
１３ 入口側筒部
１４ 第１収容筒部
１５ 中間筒部
１５ａ 収容部
１５ｂ ガイド部
１５ｃ 拡径部
１６ 第２収容筒部
１７ 出口側筒部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】