[發明專利]蜂窩結構體、蜂窩結構體的制造方法和廢氣凈化裝置

無效

• 申請號: 200680030714.0
• 申請日: 2006-11-20
• 公開（公告）號: CN101247875A
• 公開（公告）日: 2008-08-20
• 發明（設計）人: 大矢智一;春日貴史;大野一茂
• 申請（專利權）人: 揖斐電株式會社
• 主分類號: B01D46/00
• 分類號: B01D46/00;B01D39/20;B01D53/86;B01J35/04;F01N3/02
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司
• 代理人: 丁香蘭

本申請是以2006年1月27日提出的日本專利申請2006-018587號作為基礎申請主張優先權的申請。

技術領域

本發明涉及用于凈化從柴油發動機等內燃機排出的廢氣的蜂窩結構體、該蜂窩結構體的制造方法、以及用于凈化上述廢氣中的顆粒物質(下面稱為PM)的廢氣凈化裝置。

背景技術

從柴油發動機等內燃機排出的廢氣中含有煤煙等PM，近年來，該PM給環境和人體帶來危害已成為問題。

于是，作為捕集廢氣中的PM以凈化廢氣的過濾器，已提出各種過濾器，該過濾器使用了堇青石制或碳化硅制等的陶瓷蜂窩過濾器。并且，還提出了各種使用了蜂窩結構體的過濾器，該蜂窩結構體是通過將具有孔道(cell)的層積部件層積而構成的(例如，參見專利文獻1、2)。

通常，在使用了這種蜂窩結構體的過濾器中，需要定期地進行處理(下面也稱為再生處理)，將堆積在過濾器內的PM燃燒除去。作為這樣的再生處理方法，主要使用后噴射(post?injection)方式，在該后噴射方式中還包括：在燃料中加入添加劑的方式；以及，在過濾器上負載貴金屬催化劑或氧化物催化劑以便容易將PM燃燒除去的方式；等等。

并且，還可以使用加熱器等加熱設備來將PM燃燒除去。

專利文獻1：WO2005/000445

專利文獻2：WO2005/005018

對于如上所述的現有的蜂窩結構體來說，在再生處理中，因部位的不同，溫度上升的程度有所不同。具體地說，例如，PM燃燒所產生的熱沿著廢氣的流向傳遞到氣體流出側，導致有時蜂窩結構體的氣體流出側的溫度高于氣體流入側的溫度。

像這樣，伴隨蜂窩結構體的不均勻的溫度上升而沿著過濾器的長度方向出現較大溫差，在這種情況下，較大的熱應力作用在蜂窩結構體上，其結果導致有時在蜂窩結構體上出現裂紋等破損。

此外，考慮到連續再生處理特性等，在蜂窩結構體當中，有些蜂窩結構體被設計成高孔隙率。在該情況下，由于孔隙率高，所以存在蜂窩結構體的熱容量小、蜂窩結構體的溫度變得非常高的傾向。而且，若像這樣使蜂窩結構體處于高溫，則有時會出現熔損等破損。

另一方面，若降低孔隙率，則連續再生處理特性惡化，即使采用與不降低孔隙率的情況相同的處理時間，蜂窩結構體內堆積的PM量仍容易增多。若為了處理所堆積的PM而每隔一定時間進行強制再生處理，則產熱增大，即使是低孔隙率(高孔隙率)，仍容易產生裂紋等破損。

并且，若頻繁進行再生處理，則產熱較小，不易產生破損，但存在燃料成本增高的問題。

發明內容

本發明人鑒于上述課題進行了深入研究，結果發現，對于沿著長度方向形成有2個以上被孔道壁隔開的孔道、且氣體通過其內部的柱狀蜂窩結構體來說，例如通過以氣體流入側和氣體流出側兩者的表觀密度不同的方式構成該柱狀蜂窩結構體，能夠抑制在蜂窩結構體的氣體流入側和氣體流出側之間產生溫差，能夠在維持連續再生處理特性的狀態下使熱應力減小，從而完成了本發明的蜂窩結構體。

同時還發現了這種蜂窩結構體的制造方法。

即，本發明的第一方面涉及的蜂窩結構體是沿著長度方向形成有2個以上被孔道壁隔開的孔道的柱狀蜂窩結構體，所述蜂窩結構體的特征在于，利用與上述蜂窩結構體的長度方向的任意一個端面平行的平面將上述蜂窩結構體分割成兩部分，并使被分割的各部分的表觀體積相等，在這種情況下，上述被分割的各部分的表觀密度互不相同。

在本發明的第一方面涉及的蜂窩結構體中，優選上述被分割的各部分的一方與上述被分割的各部分的另一方的表觀密度之比為1∶1.1～6，優選在該蜂窩結構體上負載有催化劑。

本發明的第一方面涉及的蜂窩結構體優選主要由無機纖維和/或金屬構成。

此外，上述蜂窩結構體優選通過層積2片以上的具有2個以上被孔道壁隔開的孔道的層積部件并使對應的孔道重疊來構成。另外，在以下的本說明書中將該方式也稱為層積型蜂窩結構體。

并且，除了上述方式之外，本發明的第一方面涉及的蜂窩結構體還可以采用：以1個蜂窩部件構成的方式；粘合2個以上柱狀蜂窩單元而形成的方式(下面稱為集合型蜂窩結構體)，其中柱狀蜂窩單元沿著長度方向形成有2個以上被孔道壁隔開的孔道；以1個蜂窩單元構成的方式(下面稱為一體型蜂窩結構體)。

對于本發明的第一方面涉及的蜂窩結構體，優選上述被分割的各部分的一方的孔隙率為75％～95％，上述被分割的各部分的另一方的孔隙率為70％～90％，且上述被分割的各部分的一方的孔隙率大于上述被分割的各部分的另一方的孔隙率。