JP2002364338A - 内燃機関より排出される排気ガス中の微粒子状物質の除去方法および除去装置 - Google Patents

内燃機関より排出される排気ガス中の微粒子状物質の除去方法および除去装置

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 内燃機関より排出される微粒子状物質の除去
方法を提供すること。 【解決手段】 NOx吸蔵剤3と、フィルター4とによ
り、内燃機関1から排出される排気ガス中の微粒子状物
質を除去する方法であって、NOx吸蔵剤3が内燃機関
1から排出された排気ガス中のNOxを吸蔵し、フィル
ター4が内燃機関から排出された排気ガス中の微粒子状
物質を捕集し、NOx吸蔵剤3が吸蔵したNOxをNO
および/またはNOxとして放出し、放出したNOx
と、フィルター4で捕集した微粒子状物質と反応させる
ことにより、その微粒子状物質を除去することを含んで
なる方法により達成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の背景】発明の分野 本発明は、内燃機関、特にディーゼルエンジンの排気ガ
ス中の微粒子状物質を除去する方法に関する。
【0002】背景技術 内燃機関、特に、ディーゼルエンジンの燃料燃焼に伴っ
て排出される排気ガス中には微粒子状物質(以下、適宜
PMという)が包含されている。PMは、一般に、未燃
焼燃料やオイルからなる可溶性有機成分(以下、適宜S
OFという)、煤(シュート)、および硫酸化合物(サ
ルフェート)から構成されるものである。PMは動植物
に害を与える有害大気汚染物質とされており、現在、自
動車業界にあっては、このPMを低減することが大きな
課題となっている。
【0003】従来より、PMを低減する方法が多く提案
されている。これには、PMを構成するSOFを酸化触
媒により低減する方法が挙げられる。また、フィルタ
ー、特にディーゼルエンジンに用いられるフィルター
(以下、適宜DPFという)またはトラップによりPM
を捕集する方法が提案されている。しかし、この方法に
あっては、捕集したPMを除去しフィルターまたはトラ
ップを再生することが必要となる。この再生手段として
は、外部からの二次的エネルギーの付加等により、フィ
ルター温度を上昇させてPMを燃焼除去することが提案
されている。しかしながら、この方法では、燃費の低下
やコストが高くなる等の問題があり、また装置が大きく
なるため車両搭載上の容積および重量が大きくなるとい
う欠点がある。さらには、再生における加熱によって、
フィルターの構造が熱衝撃、熱溶損をうけて破損すると
いう問題もある。
【0004】これに対して、外部エネルギーを必要とせ
ずに、排気ガス中のPMを連続的に低減する方法とし
て、ジョンソン・マッセイ・インコーポレーテッド社か
ら、「連続再生型DPF」(商品名CRT)が提案され
ている。その詳細な内容は米国特許第4,902,48
7号および特許第3012249号の明細書に開示され
ているが、このCRTの機構を概略すれば以下の通りで
ある。排気ガス中のNOは酸化触媒により酸化されてN
が生じる。酸化触媒の下流部に設置されたDPFは
PMを捕集し、捕集されたPMは、酸化触媒で生じたN
と反応して燃焼される。この反応は次式のように示
される。 2NO +PM(C) = 2NO + CO NO +PM(C) = NO + CO そして、内燃機関から排出されるNOxとPM(C)の
排出重量比が約4〜8以上であることがこの方式のシス
テムの成立要件となる。このCRTは従来のDPFと比
較して、外部エネルギーが必要なく、また250℃近傍
でPMが燃焼するため、PM除去方法として好ましいも
のとされている。
【0005】一方、内燃機関の始動時やアイドリング走
行時においては、排気ガス中の温度が低く、また化学量
論的に十分なNOx/PM(C)比が得られない場合が
あり、続再生型DPF装置であっても、PMとNO
が十分に反応しない場合がある。このため、排気ガス中
の温度が低温である場合及びNOx/PM(C)が小さ
い場合の対策が問題となる。
【0006】
【発明の概要】本発明者等は、今般、NOxを吸蔵し放
出しうるNOx吸蔵剤と、PMを捕集するフィルターと
を組み合わせることにより、NOx吸蔵剤が吸蔵したN
OxをNOおよび/またはNOとして放出し、この放
出されたNOと、フィルターに捕集されたPMとが反
応することによって、内燃機関の排気ガス中に包含され
るPMを効果的に除去することができる、との知見を得
た。
【0007】よって、本発明は、内燃機関の全ての運転
状態、特に排気ガスが低温度となる運転状態において、
内燃機関から生じる排気ガス中のPMを効果的に有効に
除去することができる方法の提供を目的とする。
【0008】従って、本発明は、NOx吸蔵剤と、フィ
ルターとにより、内燃機関から排出される排気ガス中の
微粒子状物質を除去する方法を提供するものであって、
その方法は、前記NOx吸蔵剤が内燃機関から排出され
た排気ガス中のNOxを吸蔵し、前記フィルターが内燃
機関から排出された排気ガス中の微粒子状物質を捕集
し、前記NOx吸蔵剤が吸蔵したNOxをNOおよび/
またはNOとして放出し、放出されたNOと、前記
フィルターで捕集した微粒子状物質とが反応することに
より、前記微粒子状物質を除去することを含んでなるも
のである。
【0009】また、本発明の別の態様によれば、内燃機
関から排出される排気ガス中の微粒子状物質を除去する
装置を提供することができ、その装置は、前記内燃機関
の排気ガス排出部の下流に配置されてなり、前記内燃機
関から排出された排気ガス中のNOxを吸蔵し、かつ、
吸蔵したNOxをNOおよび/またはNOとして放出
するNOx吸蔵剤と、前記NOx吸蔵剤の下流に配置さ
れてなり、前記内燃機関から排出された前記排気ガス中
の微粒子状物質を捕集するためのフィルターとを含んで
なるものである。
【0010】
【発明の具体的説明】本発明による方法および装置 図1は本発明による方法を実現できる本発明による装置
の概略図を示したものである。本発明の内容は、本発明
による装置の一態様を示す図1−1を用いて説明するこ
とができる。エンジン1の入り口11から燃料が供給さ
れて、エンジン1内部において燃料が燃焼される。燃焼
後、エンジン1の出口12から排気ガスが流出されて、
NOx吸蔵剤3に流入する。NOx吸蔵剤3は排気ガス
中のNOxを吸蔵する。また、排気ガスはフィルター4
に流入して、排気ガス中のPMが捕集される。排気ガス
の温度が、NOとPMとが反応するのに十分な温度に
達したとき、NOx吸蔵剤3に吸蔵されていたNOxが
NOおよび/またはNOとして放出され、その放出さ
れたNOがフィルター4に捕集されていたPMと反応
して、反応物質が排出口13から排出される。本発明の
好ましい態様によれば、NOx吸蔵剤3の上流部に酸化
触媒2が配置されてなるものが好ましい。酸化触媒2は
エンジン出口1の出口12から流出した排気ガス中のN
Oを酸化してNOを生じさせる触媒の役割を担う。こ
の酸化触媒2の存在によりPMの燃焼に必要なNO
より効率的に生成させることができる。
【0011】また、本発明の好ましい別の態様は、図1
−2を用いて説明することができる。図1−2は、図1
−1に記載された装置において、酸化触媒とNOx吸蔵
剤との位置を入れ替えたものを示すものである。図1−
2に記載によれば、酸化触媒2’がNOx吸蔵剤から放
出されたNOを酸化してNOを生じさせる触媒の役割
を担う。このため、フィルター4で捕集されたPMと反
応するNOをより効率的に供給することができる。な
お、図1−2に記載した符号で表される機器は、図1−
1に記載された符号で表される機器と同様である。さら
に、本発明のより好ましい態様は、図1−3によって説
明することができる。図1−3は図1−2に記載された
本発明による装置において、NOx吸蔵剤3の上流部に
さらに、酸化触媒2”を配置したものを示したものであ
る。図1−3によれば、酸化触媒2”はエンジン出口1
2から流出された排気ガス中のNOを酸化してNO
生じさせる触媒の役割を担う。このため、フィルター4
で捕集されたPMと反応するNOをより効率的に供給
することができ、その結果PMをより効果的に除去する
ことができる。なお、図1−3に記載した符号で表され
る機器は、図1−1および図1−2に記載された符号で
表される機器と同様である。なお、酸化触媒2、酸化触
媒2’、および酸化触媒2”は同一構成のものであって
よい。
【0012】本発明においては、微粒子状物質は、SO
Fと、煤と、硫酸化合物と、その他のものから構成され
るものを意味するものとする。本発明の方法および装置
は、微粒子状物質の中でも、炭素、炭素系物質(煤、炭
素化合物などの炭素原子を含んでなる物質)を主成分と
して含んでなるものを除去することができる。本発明に
あっては、炭素または炭素系物質と、他の微粒子状物質
を構成する物質と結合した微粒子状物質もまた効果的に
除去することができる。
【0013】本発明にあっては、NOx吸蔵剤、フィル
ター、酸化触媒は、内燃機関の排気系において、一つの
容器に配置されてもよく、それぞれ単独で連結されても
よい。
【0014】1.NOx吸蔵剤 NOx吸蔵剤は、排気ガス中のNOx、特にNOを吸
蔵し放出する働きを担うものである。従って、NOxを
「吸収」、「吸着」するみのであって、放出しないもの
は本発明からは除外される。
【0015】本発明にあっては、NOx吸蔵剤はフィル
ターが内燃機関から排出された排気ガス中の微粒子状物
質を捕集している間、NOxを吸蔵する。そして、フィ
ルターに捕集された微粒子状物質と反応させる際に、N
Ox吸蔵剤は吸蔵したNOxをNOおよび/またはNO
として放出しうるものである。本発明の好ましい態様
によれば、NOx吸蔵剤は、排気ガスの温度が低温時に
おいてはNOxを吸蔵し、排気ガスの温度がNOとP
Mとが反応する温度に到達したときにNOおよび/また
はNOを放出するという特徴を有するものが好まし
い。このようなNOx吸蔵剤は、それ自身が温度に依存
して上記の吸蔵、放出機構を有するものであってよい。
この場合、NOx吸蔵剤は、200℃未満、好ましくは
250℃未満でNOxを吸蔵し、250℃超過、好まし
くは270℃以上でNOxを放出するものが好ましい。
【0016】また、NOx吸蔵剤は、外部的要因によっ
てNOxを吸蔵し放出させるものであってもよい。例え
ば、排気ガス中の温度を測定して、低温度状態ではNO
xを吸蔵させて、NOとPMとの反応温度に達したと
きにNOxを放出させるように、エンジン側からコント
ロールすることができる。
【0017】NOx吸蔵剤は、基本的には、NOx吸蔵
材と、担体とを含んでなるものである。a)NOx吸蔵材 NOx吸蔵材としては、アルカリ金属、アルカリ土類金
属、希土類金属、および遷移金属の群から選択される一
種または二種以上の金属が挙げられる。アルカリ金属の
具体例としては、リチウム、ナトリウム、カリウム、ル
ビジウム、セシウム、またはフランシウム等が挙げら
れ、これらは一種または二種以上の混合物として用いる
ことができる。アルカリ土類金属の具体例としては、ベ
リリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウ
ム、またはバリウム等が挙げられ、これらは一種または
二種以上の混合物として用いることができる。希土類元
素の具体例としては、スカンジウム、イットリウム、ラ
ンタン、セリウム、プラセオジム、またはネオジム等が
挙げられ、これらは一種または二種以上の混合物として
用いることができる。遷移金属の具体例としては、スカ
ンジウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、
鉄、コバルト、ニッケル、銅、イットリウム、ジルコニ
ウム、ニオブ、モリブデン、テクネチウム、ルテニウ
ム、ロジウム等が挙げられ、これらは一種または二種以
上の混合物として用いることができる。
【0018】NOx吸蔵材の添加量は、適宜定めること
ができるが、好ましくはNOx吸蔵剤の全量に対して1
5〜60重量%程度、より好ましくは6〜40重量%程
度である。
【0019】b)その他の成分 NOx吸蔵剤は、その他の成分として触媒成分を含んで
なることができる。触媒成分としては活性金属、助触媒
が挙げられる。
【0020】活性金属の具体例としては、貴金属、卑金
属が挙げられ、好ましくは貴金属である。貴金属の具体
例としては、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウ
ム、イリジウム、オスミウム、金、または銀が挙げら
れ、好ましくは、白金、パラジウム、またはロジウムで
ある。また、これらの貴金属は、一種または二種以上の
混合物として用いることができる。卑金属の具体例とし
ては、ニッケル、銅、マンガン、鉄、コバルト、亜鉛等
が挙げられ、好ましくは、ニッケル、マンガン、または
鉄である。また、これらの卑金属は、一種または二種以
上の混合物として用いることができる。活性金属の添加
量は、適宜定めることができるが、好ましくはNOx吸
蔵剤全量に対して0.05〜0.1重量%程度であり、
好ましくは0.1〜1.0重量%程度である。
【0021】助触媒の具体例としては、酸化セリウム、
酸化ジルコニウム、セリウム−ジルコニウム複合酸化物
等が挙げられる。助触媒の添加量は、適宜定めることが
できるが、好ましくはNOx吸蔵剤の全量に対して0〜
100重量%程度であり、好ましくは0〜60重量%程
度である。
【0022】c)担体 本発明によるNOx吸蔵剤は、上記した、NOx吸蔵材
と、必要に応じて活性金属、助触媒とを、担体に担持し
て構成される。担体の具体例としては、アルミナからな
るペレット型形状(粒状形)、またはコージエライトセ
ラミックスもしくはステンレス等の金属からなるモノリ
ス型形状(ハニカム形)が挙げられる。特に、耐熱性、
耐熱衝撃性、および機械的強度に優れたモノリス型形状
が好ましい。NOx吸蔵剤は、上記した諸成分を適切な
方法で混合し、焼成して製造することができる。
【0023】NOx吸蔵剤は、その剤を構成する組成物
がいずれの構造を有するものであってもよいが、好まし
くはペロブスカイト型構造またはスピネル型構造を有す
るものが好ましい。
【0024】2.フィルター フィルターはPMを捕集することができ、エンジンの燃
焼効率を低下させず、再生時における耐久性と信頼性を
かなえ備えたものであれば、いずれのものであってもよ
い。フィルターは、セラミックまたは金属によって構成
されてなり、円筒状、繊維状、粒子状、等の形態のもの
が挙げられる。セラミックまたは金属は一般的なもの、
または市販されているものを用いることができ、好まし
くはコージェライト(SiO−Al−Mg
O)、シリコンカーバイド(SiC)などの耐熱性セラ
ミックやFe−Cr−Al系、Ni−Cr−Al系合
金、ステンレス合金などがあげられる。
【0025】また、フィルターの形態の具体例として
は、モノリスハニカム型コーディエライト型フィルタ
ー、モノリスハニカム型SiC型フィルター、ファイバ
ー積層または編物型フィルター、フォーム型フィルタ
ー、クロスフロー型積層型フィルター、メタルワイヤメ
ッシュ型フィルター、金属多孔体型フィルター、セラミ
ック粒子型フィルター、等が挙げられ、好ましくは、モ
ノリスハニカム型コーディエライトフィルター、モノリ
スハニカム型SiCフィルター、ファイバー積層または
編物型フィルター、フォーム型フィルターである。
【0026】3.酸化触媒 酸化触媒は、基本的には、活性金属と、支持材と、担体
とを含んでなるものである。酸化触媒は、一般的には、
排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素を酸化する反応を触
媒するものである。ディーゼルエンジンにあっては、主
としてSOFを酸化する反応を触媒するものである。本
発明にあっては、酸化触媒は、排気ガス中のNOを酸化
してNOにする反応を触媒するものがさらに好まし
い。
【0027】a)活性金属 活性金属の具体例としては、貴金属、卑金属が挙げら
れ、好ましくは貴金属である。貴金属の具体例として
は、白金、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、イリジ
ウム、オスミウム、金、または銀が挙げられ、好ましく
は、白金、パラジウム、またはロジウムである。また、
これらの貴金属は、一種または二種以上の混合物として
用いることができる。
【0028】卑金属の具体例としては、ニッケル、銅、
マンガン、鉄、コバルト、亜鉛等が挙げられ、好ましく
は、ニッケル、マンガン、または鉄である。また、これ
らの卑金属は、一種または二種以上の混合物として用い
ることができる。
【0029】活性金属の添加量は、適宜定めることがで
きるが、好ましくは酸化触媒全量に対して0.05〜
2.0重量%程度であり、好ましくは0.1〜1.0重
量%程度である。
【0030】b)支持材 支持材は、一般には、活性金属を安定化させて、排気ガ
スとの接触面積を拡大して浄化性能を向上させるもので
ある。従って、後述する「担体」とはその役割を異にす
るものである。従って、本明細書にあっては、「支持
材」と「担体」とは区別して使用する。支持材の具体例
としては、酸化アルミニウム、酸化セリウム、酸化チタ
ニウム等が挙げられ、これらの一種または二種以上の混
合物を使用することができる。
【0031】c)その他の成分 その他の成分としては、助触媒が挙げられる。助触媒と
しては、酸化セリウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン
等が挙げられる。助触媒の添加量は、適宜定めることが
できるが、好ましくは、酸化触媒の全量に対して、0〜
100重量%程度であり、好ましくは0〜60重量%程
度である。
【0032】d)担体 酸化触媒は、上記した活性金属と、支持材と、必要に応
じて助触媒とを、担体に担持して構成することができ
る。担体の具体例としては、アルミナからなるペレット
型形状(粒状形)、またはコージエライトセラミックス
もしくはステンレス等の金属からなるモノリス型形状
(ハニカム形)が挙げられる。特に、耐熱性、耐熱衝撃
性、および機械的強度に優れたモノリス型形状が好まし
い。
【0033】本発明による方法および装置の用途 本発明による方法および装置は、内燃機関、特に、ガソ
リンエンジンおよびディーゼルエンジンに好ましくは使
用することができる。また、本発明の好ましい態様によ
れば、内燃機関を搭載した車両の排気系に本発明による
方法および装置を用いることができる。
【0034】内燃機関を用いる車両の具体例としては、
例えば、自動車、バス、トラック、気道車、オートバ
イ、原動機付き自転車、重機等;飛行機等の運送機;耕
耘機、トラクター、コンバイン、チェンソー、トロッ
コ、木材運搬機などの農林産業機械;船舶、漁船、モー
ターボート等の船舶;クレーン、圧搾機、掘削機等の土
木作業機械;発電機;が挙げられる。しかしながら、こ
れらのものに限定されるものではない。
【0035】
【実施例】本発明の内容を以下の例により説明するが、
本発明の範囲は以下の例に限定して解釈されるものでは
ない。
【0036】排気ガス中のPM除去システムの調製 例1 コージェライトモノリス製ウォールフローフィルター
に、マグネシウムと、白金と、ロジウムとからなるNO
x吸蔵剤を担持して、PM除去システムを調製した。担
持量は、コージェライトモノリス担体1リットルに対し
て、マグネシウム(200g/リットル)、白金(1g
/リットル)、ロジウム(0.5g/リットル)となる
ように行った。このPM除去システムから直径25.4
mm、長さ66mmのコアをくりぬき、このコアにトラ
ック(マツダ社製ディーゼルエンジン車、排気量249
9cc)から採取したPM0.67g(20g/リット
ル)を捕集させた。
【0037】例2 モノリスハニカム型SiC多孔質コーディエライト製ウ
ォールフローフィルターに、白金と、セリアとからなる
NOx吸蔵剤を担持してPM除去システムを調製した。
担持量は、SiC多孔質コーディエライト2リットルに
対して、セリア150g/リットル、白金2g/リット
ルとなるように行った。このPM除去システムから直径
25.4mm、長さ66mmのコアをくりぬき、このコ
アに例1に記載の乗用車から採取したPM0.67g
(20g/リットル)を捕集させた。
【0038】比較例1 例1に記載したコージェライトモノリス製ウォールフロ
ーフィルターに、例1に記載したNOx吸蔵剤の代わり
に、白金とロジウムとからなる酸化触媒を担持した。担
持量は、コージェライトモノリス担体1リットルに対し
て、白金(1g/リットル)、ロジウム(0.5g/リ
ットル)となるように行った。それ以外の内容は例1と
同様に行った。
【0039】評価実験 例1、例2、比較例1で調製した試料コアを石英製管内
(内径32mm)に配置した。管の入口から試験ガス
(NO:0.05体積%、O:10体積%、残部
)を流速30リットル/分で供給しながら、例1、
例2、比較例1で調整した試料コアにおける、煤の減少
量を測定した。測定は、入り口近傍の試験ガス温度を2
00℃として60分間保った後に、段階的に温度を上昇
させて試験ガス温度を400℃として、さらにこの温度
で10分間保持して行った。この間、管の出口における
CO及びCOの濃度を連続分析し、この積分値を燃焼
量とした。その後、システムの温度を650℃まで昇温
し、フィルターに残った煤の残存量を同様な方法で測定
した。測定した燃焼量と残存量とを下記の式に導入して
煤の減少率を求めた。その結果は下記の表に示した通り
であった。
【0040】
【0041】 残量煤量(%) 煤の減少率(%) 例1 50 50 例2 85 15 比較例1 90 10
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明による排気ガス中の微粒子状物
質を浄化する装置の概略図を示した図である。
───────────────────────────────────────────────────── 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) F01N 3/02 F01N 3/02 301G 4D058 301Z 4G066 B01D 39/14 B01D 39/14 B 46/00 302 46/00 302 46/42 46/42 B 53/34 ZAB B01J 20/02 C 53/56 20/06 C 53/81 20/12 C 53/94 F01N 3/08 A B01J 20/02 3/10 A 20/06 3/24 E 20/12 B01D 53/34 129A F01N 3/08 ZAB 3/10 53/36 103B 3/24 103C (72)発明者 角 屋 聡 埼玉県熊谷市玉井南2−65−3 Fターム(参考) 3G090 AA01 AA02 AA03 EA01 EA02 3G091 AA17 AA18 AB02 AB09 AB13 BA00 GA04 GA05 GA06 GA20 GB01Y GB02Y GB03Y GB04Y GB05W GB06W GB07W GB10Y GB17Y HA15 HA19 4D002 AA12 AC10 BA04 DA01 DA04 DA21 DA25 DA47 4D019 AA01 BA02 BA06 BA07 BC05 BC07 CA01 CB04 4D048 AA06 AA14 AB01 AB02 BA01X BA02Y BA06X BA07Y BA08Y BA10X BA14Y BA15Y BA16Y BA18Y BA19X BA23Y BA24Y BA25Y BA26Y BA28Y BA29Y BA30X BA31Y BA32Y BA33X BA33Y BA34Y BA35Y BA36Y BA37Y BA38Y BA39Y BA41X BA45X BB02 BB08 BB09 CC38 CC47 CD05 DA03 DA13 EA04 4D058 JA32 JB02 JB03 MA44 SA08 TA02 TA06 4G066 AA13B AA16B AA28D AA37B AA66B BA07 CA28 DA02 FA33 GA01 GA32

Claims (20)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】NOx吸蔵剤と、フィルターとにより、内
    燃機関から排出される排気ガス中の微粒子状物質を除去
    する方法であって、 前記NOx吸蔵剤が内燃機関から排出された排気ガス中
    のNOxを吸蔵し、 前記フィルターが内燃機関から排出された排気ガス中の
    微粒子状物質を捕集し、 前記NOx吸蔵剤が吸蔵したNOxをNOおよび/また
    はNOとして放出し、 放出されたNOと、前記フィルターで捕集した微粒子
    状物質とが反応することにより、前記微粒子状物質を除
    去することを含んでなる、方法。
  2. 【請求項2】前記微粒子状物質が炭素または炭素系物質
    を主成分として含んでなるものである、請求項1に記載
    の方法。
  3. 【請求項3】前記NOx吸蔵剤が200℃以下の温度の
    場合にNOxを吸蔵し、250℃超過の温度の場合にN
    OxをNOおよび/またはNOとして放出するもので
    ある、請求項1または2に記載の方法。
  4. 【請求項4】前記NOx吸蔵剤がアルカリ金属、アルカ
    リ土類金属、希土類金属、および遷移金属の群から選択
    される一種または二種以上の金属を含んでなる、請求項
    1〜3のいずれか一項に記載の方法。
  5. 【請求項5】前記NOx吸蔵剤が、それを構成する組成
    物がペロブスカイト型構造またはスピネル型構造を有す
    るものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方
    法。
  6. 【請求項6】前記NOx吸蔵剤が貴金属を含んでなるも
    のである、請求項1〜5のいずれか一項に記載の方法。
  7. 【請求項7】前記貴金属が白金である、請求項6に記載
    の方法。
  8. 【請求項8】前記フィルターが貴金属および希土類金属
    の群から選択される一種または二種以上の金属またはこ
    れらの酸化物を含んでなるものである、請求項1〜7の
    いずれか一項に記載の方法。
  9. 【請求項9】前記フィルターが、セラミックまたは金属
    から構成されてなり、かつ、その構造がモノリスハニカ
    ムコーディエライト型、モノリスハニカムSiC型、フ
    ァイバー積層またはその編物型、フォーム型の形態を有
    するものである、請求項8に記載の方法。
  10. 【請求項10】前記内燃機関が、ガソリンエンジンまた
    はディーゼルエンジンである、請求項1〜9のいずれか
    一項に記載の方法。
  11. 【請求項11】内燃機関から排出される排気ガス中の微
    粒子状物質を除去する装置であって、前記内燃機関の排
    気ガス排出部の下流に配置されてなり、前記内燃機関か
    ら排出された排気ガス中のNOxを吸蔵し、かつ、吸蔵
    したNOxをNOおよび/またはNOとして放出する
    NOx吸蔵剤と、 前記NOx吸蔵剤の下流に配置されてなり、前記内燃機
    関から排出された前記排気ガス中の微粒子状物質を捕集
    するためのフィルターとを含んでなる、装置。
  12. 【請求項12】前記微粒子状物質が炭素または炭素系物
    質を主成分として含んでなるものである、請求項11に
    記載の装置。
  13. 【請求項13】前記NOx吸蔵剤が請求項3〜7のいず
    れか一項に記載されたものである、請求項11または1
    2に記載の装置。
  14. 【請求項14】前記フィルターが請求項8または9に記
    載されたものである、請求項11〜13のいずれか一項
    に記載の装置。
  15. 【請求項15】酸化触媒をさらに含んでなり、かつ、こ
    の酸化触媒が前記NOx吸蔵剤の上流部に配置されてな
    る、請求項11〜14のいずれか一項に記載の装置。
  16. 【請求項16】酸化触媒をさらに含んでなり、かつ、こ
    の酸化触媒が前記フィルターの上流部に配置されてな
    る、請求項11〜15のいずれか一項に記載の装置。
  17. 【請求項17】前記酸化触媒が排気ガス中のNOを酸化
    してNOを生成するものである、請求項15または1
    6に記載の装置。
  18. 【請求項18】前記酸化触媒が白金属金属もしくはその
    酸化物、またはそれらの混合物を含んでなるものであ
    る、請求項17に記載の装置。
  19. 【請求項19】前記内燃機関が、ガソリンエンジンまた
    はディーゼルエンジンである、請求項11〜18のいず
    れか一項に記載の装置。
  20. 【請求項20】請求項11〜19のいずれか一項に記載
    された装置を排気系に搭載した、車両。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006519332A (ja) * 2003-02-26 2006-08-24 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト 内燃機関のリーン排ガス中の窒素酸化物の選択的接触還元のための排ガス浄化装置および排ガス浄化法
WO2007101597A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-13 Daimler Ag Abgasnachbehandlungssystem und verfahren zur abgasreinigung
JP2007527314A (ja) * 2003-11-04 2007-09-27 エンゲルハード・コーポレーシヨン Nsr及びscr触媒を有する放出ガス処理システム
WO2008088027A1 (ja) * 2007-01-19 2008-07-24 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho 排ガス浄化装置
US7560079B2 (en) 2003-08-27 2009-07-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas-purifying apparatus
JP2010507480A (ja) * 2006-10-20 2010-03-11 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー 熱再生可能な窒素酸化物吸着材
JP2010513788A (ja) * 2006-12-21 2010-04-30 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー リーンバーンic内燃機関を備えた装置、及びそのための排気システム
JP2011094482A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置
JP2012013027A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Yanmar Co Ltd コンバイン
WO2018198424A1 (ja) 2017-04-28 2018-11-01 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
CN112459885A (zh) * 2020-12-25 2021-03-09 郑州日产汽车有限公司 汽车柴油机后处理累积碳颗粒系统

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01318715A (ja) * 1988-05-13 1989-12-25 Johnson Matthey Inc ディーゼル排ガスの微粒子除去方法とその装置
JPH0214711A (ja) * 1988-06-30 1990-01-18 Ibiden Co Ltd 排ガス浄化装置
JPH08338229A (ja) * 1995-06-15 1996-12-24 Toyota Motor Corp ディーゼル機関の排気浄化装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01318715A (ja) * 1988-05-13 1989-12-25 Johnson Matthey Inc ディーゼル排ガスの微粒子除去方法とその装置
JPH0214711A (ja) * 1988-06-30 1990-01-18 Ibiden Co Ltd 排ガス浄化装置
JPH08338229A (ja) * 1995-06-15 1996-12-24 Toyota Motor Corp ディーゼル機関の排気浄化装置

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006519332A (ja) * 2003-02-26 2006-08-24 ユミコア・アクチエンゲゼルシャフト・ウント・コムパニー・コマンディットゲゼルシャフト 内燃機関のリーン排ガス中の窒素酸化物の選択的接触還元のための排ガス浄化装置および排ガス浄化法
US7560079B2 (en) 2003-08-27 2009-07-14 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas-purifying apparatus
JP2007527314A (ja) * 2003-11-04 2007-09-27 エンゲルハード・コーポレーシヨン Nsr及びscr触媒を有する放出ガス処理システム
WO2007101597A1 (de) * 2006-03-03 2007-09-13 Daimler Ag Abgasnachbehandlungssystem und verfahren zur abgasreinigung
JP2010507480A (ja) * 2006-10-20 2010-03-11 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー 熱再生可能な窒素酸化物吸着材
JP2010513788A (ja) * 2006-12-21 2010-04-30 ジョンソン、マッセイ、パブリック、リミテッド、カンパニー リーンバーンic内燃機関を備えた装置、及びそのための排気システム
WO2008088027A1 (ja) * 2007-01-19 2008-07-24 Kabushiki Kaisha Toyota Chuo Kenkyusho 排ガス浄化装置
JP5401990B2 (ja) * 2007-01-19 2014-01-29 株式会社豊田中央研究所 排ガス浄化装置
JP2011094482A (ja) * 2009-10-27 2011-05-12 Hino Motors Ltd ディーゼルエンジンの排ガス後処理装置
JP2012013027A (ja) * 2010-07-02 2012-01-19 Yanmar Co Ltd コンバイン
WO2018198424A1 (ja) 2017-04-28 2018-11-01 株式会社キャタラー 排ガス浄化用触媒
US10704441B2 (en) 2017-04-28 2020-07-07 Cataler Corporation Exhaust gas-purifying catalyst
CN112459885A (zh) * 2020-12-25 2021-03-09 郑州日产汽车有限公司 汽车柴油机后处理累积碳颗粒系统

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