JPH0427706A - 内燃機関の触媒式排ガス浄化装置 - Google Patents
内燃機関の触媒式排ガス浄化装置Info
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- JPH0427706A JPH0427706A JP2129850A JP12985090A JPH0427706A JP H0427706 A JPH0427706 A JP H0427706A JP 2129850 A JP2129850 A JP 2129850A JP 12985090 A JP12985090 A JP 12985090A JP H0427706 A JPH0427706 A JP H0427706A
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Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、内燃機関の触媒式排ガス浄化装置に関して、
特に空燃比がリーン側となる酸素過剰雰囲気でも、NO
xを高率に浄化できる触媒、いゎゆるリーンNOx触媒
を用いた触媒式排ガス浄化装置に関するものである。
特に空燃比がリーン側となる酸素過剰雰囲気でも、NO
xを高率に浄化できる触媒、いゎゆるリーンNOx触媒
を用いた触媒式排ガス浄化装置に関するものである。
〔従来の技術]
低燃費化の要求から希薄混合気を燃焼させる(リーンバ
ーン)エンジンが知られている。このようなエンジンで
は設定空燃比をリーン例の酸素過剰雰囲気とするため、
排ガス中の有害成分のうち炭化水素(HC)、−酸化炭
素(CO)の酸化除去は容易であるが、窒素酸化物(N
Ox)は十分に還元除去することが困難となる。NOX
の発生量はリーン雰囲気とすることにより減少するが、
従来の三元触媒では、リーン領域での還元能力は発揮で
きず、NOxの発生を十分に抑制することができなかっ
た。
ーン)エンジンが知られている。このようなエンジンで
は設定空燃比をリーン例の酸素過剰雰囲気とするため、
排ガス中の有害成分のうち炭化水素(HC)、−酸化炭
素(CO)の酸化除去は容易であるが、窒素酸化物(N
Ox)は十分に還元除去することが困難となる。NOX
の発生量はリーン雰囲気とすることにより減少するが、
従来の三元触媒では、リーン領域での還元能力は発揮で
きず、NOxの発生を十分に抑制することができなかっ
た。
このため、リーン雰囲気でNOxを十分に浄化すること
のできる、いわゆるリーンNOx触媒が研究されており
、Cu等の遷移金属、或いは、貴金属をゼオライトにイ
オン交換担持した金属−ゼオライド触媒が、リーンNO
x触媒として提案されている。
のできる、いわゆるリーンNOx触媒が研究されており
、Cu等の遷移金属、或いは、貴金属をゼオライトにイ
オン交換担持した金属−ゼオライド触媒が、リーンNO
x触媒として提案されている。
例えば、本出願人は、特開平1−130735号公報に
おいて、遷移金属でイオン交換したゼオライトからなる
触媒材料を、耐火性担体上に担持させたリーンNOx触
媒を用いた触媒式排ガス浄化装置を提案した。この遷移
金属としては、Cu、 Co、 Cr、N1% Fe、
’Ags Mnが好ましく、特にCuが好ましい。
おいて、遷移金属でイオン交換したゼオライトからなる
触媒材料を、耐火性担体上に担持させたリーンNOx触
媒を用いた触媒式排ガス浄化装置を提案した。この遷移
金属としては、Cu、 Co、 Cr、N1% Fe、
’Ags Mnが好ましく、特にCuが好ましい。
また、ゼオライトは3次元骨格の結晶構造を形成し、細
孔(スーパーケージ)を有する。そのスーパーケージ中
にはイオン交換により導入された遷移金属の活性サイト
が存在するため排ガス中のFICはスーパーケージに選
択的に吸着される。その吸着されたl(CがNOxと反
応し、NOxを還元して除去する。
孔(スーパーケージ)を有する。そのスーパーケージ中
にはイオン交換により導入された遷移金属の活性サイト
が存在するため排ガス中のFICはスーパーケージに選
択的に吸着される。その吸着されたl(CがNOxと反
応し、NOxを還元して除去する。
本出願人は、また、特開平1−135541号公報にお
いて、遷移金属に代えて貴金属でイオン交換したゼオラ
イトからなるリーンNOx触媒を用いた触媒式排ガス浄
化装置についても提案している。
いて、遷移金属に代えて貴金属でイオン交換したゼオラ
イトからなるリーンNOx触媒を用いた触媒式排ガス浄
化装置についても提案している。
ゼオライトには、下記第1表に示すようにスーパーケー
ジ径の異なる各種のものがある。
ジ径の異なる各種のものがある。
ところが、エンジンから排出されるHC成分には、様々
な分子サイズが存在するため、スーパーケージ構造がも
たらすゼオライトの分子篩い効果によってHC成分が選
択的に吸着される。従って単一のスーパーケージ構造の
みからなるリーンNOx触媒では、)ICの吸着ひいて
はNOXの還元、除去は不十分なものであった。
な分子サイズが存在するため、スーパーケージ構造がも
たらすゼオライトの分子篩い効果によってHC成分が選
択的に吸着される。従って単一のスーパーケージ構造の
みからなるリーンNOx触媒では、)ICの吸着ひいて
はNOXの還元、除去は不十分なものであった。
そこで、本出願人は特願昭63−292662号(未公
開)に於いて、w4(Cu)でイオン交換したゼオライ
トを用いたリーンNOx触媒について、スーパーケージ
径サイズの異なる2種以上のリーンNOx触媒を使用し
てエンジンから排出される様々な分子サイズのHC成分
の吸着を可能にし、NOxの浄化率を向上させた触媒式
排ガス浄化装置を提案している。
開)に於いて、w4(Cu)でイオン交換したゼオライ
トを用いたリーンNOx触媒について、スーパーケージ
径サイズの異なる2種以上のリーンNOx触媒を使用し
てエンジンから排出される様々な分子サイズのHC成分
の吸着を可能にし、NOxの浄化率を向上させた触媒式
排ガス浄化装置を提案している。
[発明が解決しようとする課B]
しかしながら、特願昭63−292662号では、HC
がNOxと反応するに至るまでに触媒中で完全酸化を生
ずる点が考慮されていないため、特に分子の大きさが小
さなHCが、NOxの浄化に有効な状態(部分酸化して
活性種となった状態)での吸着効率が十分でなく、NO
x浄化率を低下させる場合がある。即ち、排ガス浄化用
触媒装置中においてはリーンNOx触媒の酸化作用によ
り下流側程高温になるため、分子の小さなHC程、特に
下流側の高温状態において、酸化されやすい性質があり
、完全酸化されたHCはNOxの浄化に関与せず、IC
の完全酸化はNOxの浄化率を低下させる。
がNOxと反応するに至るまでに触媒中で完全酸化を生
ずる点が考慮されていないため、特に分子の大きさが小
さなHCが、NOxの浄化に有効な状態(部分酸化して
活性種となった状態)での吸着効率が十分でなく、NO
x浄化率を低下させる場合がある。即ち、排ガス浄化用
触媒装置中においてはリーンNOx触媒の酸化作用によ
り下流側程高温になるため、分子の小さなHC程、特に
下流側の高温状態において、酸化されやすい性質があり
、完全酸化されたHCはNOxの浄化に関与せず、IC
の完全酸化はNOxの浄化率を低下させる。
そこで、本発明は、酸化されやすい分子の小さなHCを
、触媒中の排ガスの流れ方向の上流側で比較的低温状態
においてリーンNOx触媒に吸着させて、NOxを浄化
させる。このようにして、分子の小さな)lCの完全酸
化を抑制し、NOxの浄化率を向上させることを目的と
する。
、触媒中の排ガスの流れ方向の上流側で比較的低温状態
においてリーンNOx触媒に吸着させて、NOxを浄化
させる。このようにして、分子の小さな)lCの完全酸
化を抑制し、NOxの浄化率を向上させることを目的と
する。
上記目的を達成するために、本発明は、遷移金属、或い
は、貴金属でイオン交換した酸素過剰雰囲気での還元触
媒材料を、耐火性担体上に担持した触媒式排ガス浄化装
置において、スーパーケージ径が異なる2種以上の、3
次元骨格の結晶構造を有する触媒材料からなり、スーパ
ーケージ径が小さな触媒材料の分布が触媒装置中の排ガ
スの流れ方間の上流側で多くなるように構成する。
は、貴金属でイオン交換した酸素過剰雰囲気での還元触
媒材料を、耐火性担体上に担持した触媒式排ガス浄化装
置において、スーパーケージ径が異なる2種以上の、3
次元骨格の結晶構造を有する触媒材料からなり、スーパ
ーケージ径が小さな触媒材料の分布が触媒装置中の排ガ
スの流れ方間の上流側で多くなるように構成する。
上記の如く構成された、触媒式排ガス浄化装置では、分
子の小さなI(Cを効率よく吸着するス−バーケージ径
の小さなリーンNOX触媒が、触媒装置中の排ガスの流
れ方向の上流側に多く分布するため、分子の小さなHC
は、上流側で触媒に吸着されてNOxの浄化に利用され
る。このため、酸化されやすい分子の小さなHCの完全
酸化が抑制され、NOXの浄化率を向上させる。
子の小さなI(Cを効率よく吸着するス−バーケージ径
の小さなリーンNOX触媒が、触媒装置中の排ガスの流
れ方向の上流側に多く分布するため、分子の小さなHC
は、上流側で触媒に吸着されてNOxの浄化に利用され
る。このため、酸化されやすい分子の小さなHCの完全
酸化が抑制され、NOXの浄化率を向上させる。
[実施例]
以下、添付図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明の全体構成図であり、1はエンジン、2
は排ガス浄化装置である。排ガス浄化装置2は3つのリ
ーンNOx触媒からなり、排ガスの流れ方向の上流側か
ら触媒A、触媒B、触媒Cである。エンジン1で燃焼し
た混合気の排ガスは、エギゾーストマニホルド3、エギ
ゾーストバイブ4を経て排ガス浄化装置2に入る。排ガ
スは排ガス浄化装置2にて有害成分が浄化され、排気管
5、マフラ(図示せず)を経て大気に放出される。
は排ガス浄化装置である。排ガス浄化装置2は3つのリ
ーンNOx触媒からなり、排ガスの流れ方向の上流側か
ら触媒A、触媒B、触媒Cである。エンジン1で燃焼し
た混合気の排ガスは、エギゾーストマニホルド3、エギ
ゾーストバイブ4を経て排ガス浄化装置2に入る。排ガ
スは排ガス浄化装置2にて有害成分が浄化され、排気管
5、マフラ(図示せず)を経て大気に放出される。
排ガス浄化装置2は、第2図の斜視図において示すよう
に、コーディエライト類の正方形断面のハニカムを有す
るモノリス担体に後述する組成の触媒材料をコーティン
グした3種類のリーンNOx触媒A、、B、Cを、位相
が一致するように結合して一体化したものである。
に、コーディエライト類の正方形断面のハニカムを有す
るモノリス担体に後述する組成の触媒材料をコーティン
グした3種類のリーンNOx触媒A、、B、Cを、位相
が一致するように結合して一体化したものである。
リーンNOx触媒A、B、Cは、排ガスの流れ方向の上
流側へスーパーケージ径の小さいものを配置し、下流側
へ順番にスーパーケージ径が大きなものを配置している
。リーンNOx触媒Aは第1表に示す2種の酸素環の連
結構造からなるスーパーケージを持つフェリエライトを
配置し、その下流側のリーンNOx触媒BにはリーンN
Ox触媒Aよりもスーパーケージ径が大きな、第1表に
示すスーパーケージ構造を持つZSl’l−5を配置し
、更に下流側のリーンNOx触媒CにはリーンNOx触
媒Bよりもスーパーケージ径が大きな、第1表に示すス
ーパーケージ構造を持つモルデナイトを配置した。
流側へスーパーケージ径の小さいものを配置し、下流側
へ順番にスーパーケージ径が大きなものを配置している
。リーンNOx触媒Aは第1表に示す2種の酸素環の連
結構造からなるスーパーケージを持つフェリエライトを
配置し、その下流側のリーンNOx触媒BにはリーンN
Ox触媒Aよりもスーパーケージ径が大きな、第1表に
示すスーパーケージ構造を持つZSl’l−5を配置し
、更に下流側のリーンNOx触媒CにはリーンNOx触
媒Bよりもスーパーケージ径が大きな、第1表に示すス
ーパーケージ構造を持つモルデナイトを配置した。
スーパーケージ構造は各材料によって異なるが、例えば
フェリエライトでは、第7図に示す様な連結構造をして
いる。スーパーケージは符号6で示される。
フェリエライトでは、第7図に示す様な連結構造をして
いる。スーパーケージは符号6で示される。
本実施例では、3種類のリーンNOX触媒A、 BC
を一体とした排ガス浄化装置2を提案したが、第3図に
示す様に、モノリス担体にスーパーケージ径の異なるリ
ーンNOx触媒材料を各々担持させたリーンNOx触媒
a、b、cを含む3つの排ガス浄化装置21.22.2
3を持つ構造としてもよい。なお、スーパーケージ径の
大きさは、リーンNOX触媒a、b、cの順で太き(な
るように配置する。
を一体とした排ガス浄化装置2を提案したが、第3図に
示す様に、モノリス担体にスーパーケージ径の異なるリ
ーンNOx触媒材料を各々担持させたリーンNOx触媒
a、b、cを含む3つの排ガス浄化装置21.22.2
3を持つ構造としてもよい。なお、スーパーケージ径の
大きさは、リーンNOX触媒a、b、cの順で太き(な
るように配置する。
本実施例では、3種類のリーンNOx触媒を用いた例を
示したが、スーパーケージ径の異なるリーンNOx触媒
を2つ、或いは、4つ以上としてもよい。
示したが、スーパーケージ径の異なるリーンNOx触媒
を2つ、或いは、4つ以上としてもよい。
また、本実施例ではモノリス担体の例で示したが、ベレ
ット状のものにおいても本発明は有効である。
ット状のものにおいても本発明は有効である。
;比較例1乙
本実施例で使用した、スーパーケージ径が小さなリーン
NOx触媒Aを、3つ並べた排ガス浄化装置。
NOx触媒Aを、3つ並べた排ガス浄化装置。
1比較例2゜
本実施例で使用した、スーパーケージ径が大きなリーン
NOx触媒Cを、3つ並べた排ガス浄化装置。
NOx触媒Cを、3つ並べた排ガス浄化装置。
[性能評価試験]
本実施例と比較例1及び比較例2の排ガス浄化装置につ
いて、下記条件でHCとNOXの浄化率を測定した。な
お、空燃比(A/F )は25である。
いて、下記条件でHCとNOXの浄化率を測定した。な
お、空燃比(A/F )は25である。
試験条件
・エンジン:ディーゼルエンジン(3660cc)、1
200r、p、m、 −15kgm。
200r、p、m、 −15kgm。
′AC: 5000pp儀 (炭素原子換算)を基本に
した。
した。
・触 媒 :400セル/インチのモノリス担体に各触
媒材料をコートして、排ガ スの流れ方向の上流側より触媒A、 触媒B、触媒Cの3つのリーン NOx触媒からなる。
媒材料をコートして、排ガ スの流れ方向の上流側より触媒A、 触媒B、触媒Cの3つのリーン NOx触媒からなる。
・分 析 :HC・・・MEXA−1120TFI−F
。
。
NOx−MEXA−8120、
(共に、堀場製作所製の分析器)。
試験結果を第4図、第5図、第6図に示す。
これらの図に示すように、HCの吸着率とl(Cの浄化
率に相関があると考えられる。
率に相関があると考えられる。
第4図は、本実施例の評価試験結果を示す。各リーンN
OX触媒A、B、Cてスーパーケージ径に合った分子サ
イズのHCが吸着され、IIcの浄化率(吸着率)は触
媒長さに対して上昇する。その結果、NOxの浄化率も
、触媒長さに対して上昇する。つまり、排ガス中の)I
Cが高効率で吸着されるため、HCの浄化率が向上し、
これにともなってNOxの浄化率も向上する。つまり、
HC、NOxともに浄化率が高い。
OX触媒A、B、Cてスーパーケージ径に合った分子サ
イズのHCが吸着され、IIcの浄化率(吸着率)は触
媒長さに対して上昇する。その結果、NOxの浄化率も
、触媒長さに対して上昇する。つまり、排ガス中の)I
Cが高効率で吸着されるため、HCの浄化率が向上し、
これにともなってNOxの浄化率も向上する。つまり、
HC、NOxともに浄化率が高い。
第5図は、比較例1の試験結果を示す。本実施例で使用
した、スーパーケージ径が小さなリーンNOx触媒Aを
3つ並べており、中央及び下流側では触媒中の温度が下
流側程高くなるため、吸着し得る分子サイズの小さなH
Cは、酸化されてNOxの浄化機能が低下し、NOxの
浄化率はあまり上昇しない。
した、スーパーケージ径が小さなリーンNOx触媒Aを
3つ並べており、中央及び下流側では触媒中の温度が下
流側程高くなるため、吸着し得る分子サイズの小さなH
Cは、酸化されてNOxの浄化機能が低下し、NOxの
浄化率はあまり上昇しない。
第6図は、比較例2の試験結果を示す。本実施例で使用
したスーパーケージ径が大きなリーンNOx触媒Cを3
つ並べており、主に吸着され得る分子サイズの大きなH
Cは酸化されにくいため、触媒長さに対してNOxの浄
化率は、はぼ−様に上昇するが、第5図と比べると全体
としてIIC及びNOx浄化率は低い。
したスーパーケージ径が大きなリーンNOx触媒Cを3
つ並べており、主に吸着され得る分子サイズの大きなH
Cは酸化されにくいため、触媒長さに対してNOxの浄
化率は、はぼ−様に上昇するが、第5図と比べると全体
としてIIC及びNOx浄化率は低い。
[発明の効果]
以上説明したように、本発明によれば、分子の小さなF
ICの完全酸化が抑えられ、NOx浄化率が向上する。
ICの完全酸化が抑えられ、NOx浄化率が向上する。
また、スーパーケージ径の異なる2種以上のリーンNO
x触媒としていることにより、各種分子サイズの)IC
を効率よく吸着してリーンNOX触媒として利用でき、
NOxの浄化率の高い触媒式排ガス浄化装置を提供でき
る。
x触媒としていることにより、各種分子サイズの)IC
を効率よく吸着してリーンNOX触媒として利用でき、
NOxの浄化率の高い触媒式排ガス浄化装置を提供でき
る。
第1図は、本発明による実施例の排ガス浄化装置を備え
たエンジンの全体構成図、 第2図は、本発明による実施例の排ガス浄化装置の斜視
図、 第3図は、他の実施例の排ガス浄化装置の構成図、 第4図は、本実施例のHCとNOXの浄化率性能試験結
果を表す図、 第5図は、比較例1の浄化率性能試験結果を表す図、 第6図は、比較例2の浄化率性能評価結果を表す図、 第7図は、フェリエライトの結晶構造を表す図、を示す
ものである。 符号の説明 1・・・・・・エンジン 2・・・・・・排ガス浄化装置 A・・・・・・リーンNOx触媒A B・・・・・・リーンNOx触媒B C・・・・・・リーンNOX触媒C 6・・・・・・スーパーケージ 出願人 トヨタ自動車株式会社 第2図 第3図 6スーパーブーレ′
たエンジンの全体構成図、 第2図は、本発明による実施例の排ガス浄化装置の斜視
図、 第3図は、他の実施例の排ガス浄化装置の構成図、 第4図は、本実施例のHCとNOXの浄化率性能試験結
果を表す図、 第5図は、比較例1の浄化率性能試験結果を表す図、 第6図は、比較例2の浄化率性能評価結果を表す図、 第7図は、フェリエライトの結晶構造を表す図、を示す
ものである。 符号の説明 1・・・・・・エンジン 2・・・・・・排ガス浄化装置 A・・・・・・リーンNOx触媒A B・・・・・・リーンNOx触媒B C・・・・・・リーンNOX触媒C 6・・・・・・スーパーケージ 出願人 トヨタ自動車株式会社 第2図 第3図 6スーパーブーレ′
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 遷移金属、或いは、貴金属でイオン交換した酸素過剰雰
囲気での還元触媒材料を、耐火性担体上に担持した内燃
機関の触媒式排ガス浄化装置において、 前記触媒材料は、スーパーケージ径が異なる2種以上の
、3次元骨格の結晶構造を有する触媒材料からなり、 スーパーケージ径が小さな触媒材料の分布を、前記浄化
装置中の排ガスの流れ方向の上流側に、多くしたことを
特徴とする内燃機関の触媒式排ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2129850A JP2751562B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 内燃機関の触媒式排ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2129850A JP2751562B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 内燃機関の触媒式排ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0427706A true JPH0427706A (ja) | 1992-01-30 |
JP2751562B2 JP2751562B2 (ja) | 1998-05-18 |
Family
ID=15019795
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2129850A Expired - Fee Related JP2751562B2 (ja) | 1990-05-18 | 1990-05-18 | 内燃機関の触媒式排ガス浄化装置 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5544387A (en) * | 1993-04-15 | 1996-08-13 | Yoshida Kogyo K.K. | Curtain attachment connector assembly and curtain attachment connector |
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-
1990
- 1990-05-18 JP JP2129850A patent/JP2751562B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5544387A (en) * | 1993-04-15 | 1996-08-13 | Yoshida Kogyo K.K. | Curtain attachment connector assembly and curtain attachment connector |
JP2002190739A (ja) * | 2000-12-22 | 2002-07-05 | Kawasaki Microelectronics Kk | 半導体装置 |
JP4500439B2 (ja) * | 2000-12-22 | 2010-07-14 | 川崎マイクロエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置 |
JP2011125846A (ja) * | 2009-11-19 | 2011-06-30 | Ibiden Co Ltd | ハニカム構造体及び排ガス浄化装置 |
JPWO2013141221A1 (ja) * | 2012-03-19 | 2015-08-03 | 富士電機株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
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JP2751562B2 (ja) | 1998-05-18 |
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