廢氣凈化裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實(shí)用新型涉及廢氣凈化裝置，更加詳細(xì)而言，涉及能夠?qū)αＷ訝钗镔|(zhì)穩(wěn)定地進(jìn) 行捕集且能夠抑制煙灰的堆積的廢氣凈化裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來(lái)，要求對(duì)從汽車、火車、工程機(jī)械、農(nóng)用機(jī)械等的內(nèi)燃機(jī)、尤其柴油發(fā)動(dòng)機(jī)排 出的"以碳為主成分的粒子狀物質(zhì)"進(jìn)行捕集。以下，往往將粒子狀物質(zhì)稱為"PM"或者"顆粒 物質(zhì)"。往往將"以碳為主成分的粒子狀物質(zhì)"稱為"煤煙"。另外，也要求對(duì)從GDI (Gasoline Direct Injection)發(fā)動(dòng)機(jī)等汽油發(fā)動(dòng)機(jī)排出的PM進(jìn)行捕集。與此相對(duì)，近來(lái)，將如下封 孔蜂窩結(jié)構(gòu)體用作柴油機(jī)微粒過(guò)濾器（DPF)，該封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體對(duì)規(guī)定的隔室的一側(cè)端部 和剩余的隔室的與該一側(cè)相反的一側(cè)的端部進(jìn)行封孔，并交替地配置該規(guī)定的隔室與該剩 余的隔室。而且，廣泛使用通過(guò)上述的DPF來(lái)對(duì)從柴油機(jī)等排出的PM進(jìn)行捕集的方法（例 如，參照專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 根據(jù)上述的DPF，廢氣從廢氣的入口側(cè)的端面流入隔室內(nèi)，流入隔室內(nèi)的廢氣通過(guò) 隔壁，通過(guò)了隔壁的廢氣（換言之，凈化氣體）從廢氣的出口側(cè)的端面被排出。而且，在廢 氣通過(guò)隔壁時(shí)，廢氣中所含有的PM被隔壁捕集，從而能夠?qū)U氣進(jìn)行凈化。
[0004] 但是，在現(xiàn)有的"在兩端面形成有封孔部的蜂窩結(jié)構(gòu)體"中，所流入的廢氣的全部 通過(guò)隔壁，廢氣中的粒子狀物質(zhì)的絕大多數(shù)被隔壁捕集。因此，現(xiàn)有的"在兩端面形成有封 孔部的蜂窩結(jié)構(gòu)體"的壓力損失容易增大。另外，因在發(fā)動(dòng)機(jī)油、燃料中微量地含有的雜質(zhì) (S、Ca等），而生成煙灰（Ash)，從而存在該煙灰因長(zhǎng)時(shí)間的運(yùn)轉(zhuǎn)而堆積于DPF的隔室內(nèi)而 使壓力損失增大的問(wèn)題。在本說(shuō)明書中，往往將"壓力損失"記載為"壓損"。
[0005] 為了解決上述的問(wèn)題點(diǎn)，提出有僅在供廢氣流出的一側(cè)端面形成封孔部的蜂窩結(jié) 構(gòu)體（蜂窩過(guò)濾器）（例如，參照專利文獻(xiàn)2~4)。
[0006] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0007] 專利文獻(xiàn)
[0008] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開(kāi)2003-254034號(hào)公報(bào)
[0009] 專利文獻(xiàn)2 :日本特表2002-537965號(hào)公報(bào)
[0010] 專利文獻(xiàn)3 :日本專利第3942086號(hào)公報(bào)
[0011] 專利文獻(xiàn)4 :日本特開(kāi)2004-251137號(hào)公報(bào) 【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012] 但是，就僅在供廢氣流出的一側(cè)端面形成有封孔部的蜂窩過(guò)濾器而言，伴隨著PM 捕集在形成有封孔部的隔室內(nèi)的隔壁表面，PM的捕集效率降低較大。另外，在形成有封孔 部的隔室內(nèi)堆積有煙灰，隔室內(nèi)的空間被煙灰填滿，因此捕集性能進(jìn)一步降低。
[0013] 另外，通過(guò)近年來(lái)的發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒技術(shù)的提高，能夠減少?gòu)陌l(fā)動(dòng)機(jī)排出的PM的量。 由于從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的PM量逐漸減少，因此存在未必需要90%以上的捕集效率的情況。若能 夠以10%~70%的捕集效率對(duì)從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的PM內(nèi)的含有約60質(zhì)量％的碳成分（未被 氧化催化劑處理的成分，以碳為主成分的物質(zhì)）進(jìn)行捕集，則能夠適于各國(guó)的廢氣排放限 值。此外，對(duì)于從發(fā)動(dòng)機(jī)排出的PM而言，通常，約40質(zhì)量％為有機(jī)溶劑可溶成分（Soluble Organic Fraction :S0F)，剩余的約60%主要為碳成分。而且，針對(duì)S0F，能夠通過(guò)氧化催化 劑（DOC)將其除去。
[0014] 本實(shí)用新型是鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)具有的問(wèn)題點(diǎn)而完成的。本實(shí)用新型提供一種 即使PM的捕集量增大，也能夠不使PM的捕集效率降低較大地對(duì)PM進(jìn)行捕集，并且能夠抑 制煙灰的堆積的廢氣凈化裝置。另外，本實(shí)用新型提供一種能夠?qū)崿F(xiàn)在現(xiàn)有的單側(cè)封孔的 構(gòu)造中無(wú)法實(shí)現(xiàn)的更高的捕集性能的廢氣凈化裝置。
[0015] 根據(jù)本實(shí)用新型，能夠提供一種以下所示的廢氣凈化裝置。
[0016] [1] -種廢氣凈化裝置，其特征在于，具備：蜂窩結(jié)構(gòu)體；以及收納所述蜂窩結(jié)構(gòu) 體的筒狀的收納容器，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體具備蜂窩基材，該蜂窩基材具有劃分形成多個(gè)隔室 的多孔質(zhì)的隔壁，該隔室成為流體的流路，多個(gè)上述隔室從作為供廢氣流入的一側(cè)的端面 的流入端面貫通至作為供廢氣流出的一側(cè)的端面的流出端面，并且一部分的所述隔室在所 述蜂窩基材的所述流入端面?zhèn)葹槎瞬勘环饪撞慷氯娜肟诜饪赘羰?，剩余的所述隔室為?所述流入端面?zhèn)蓉炌ㄖ了隽鞒龆嗣鎮(zhèn)鹊呢炌ǜ羰遥鋈肟诜饪赘羰遗c所述貫通隔室鄰 接配置，在與所述隔室延伸的方向垂直的截面中，所述入口封孔隔室的水力直徑A2比所述 貫通隔室的水力直徑Al大，上述收納容器具有供廢氣流入的流入口以及供被凈化的廢氣 流出的流出口，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體以所述流入端面朝向所述收納容器的所述流入口側(cè)并且所 述流出端面朝向所述收納容器的所述流出口側(cè)的方式配置于所述收納容器內(nèi)。
[0017] [2]根據(jù)上述[1]所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述貫通隔室的水力直徑 Al與所述入口封孔隔室的水力直徑A2的比率（A1/A2)為0.9以下。
[0018] [3]根據(jù)上述[1]或[2]所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述貫通隔室的水 力直徑Al為0· 7~2. Imm0
[0019] [4]根據(jù)上述[1]~[3]中任一項(xiàng)所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述入口 封孔隔室的水力直徑A2為0· 8~3. Omm0
[0020] [5] -種廢氣凈化裝置，其特征在于，具備：蜂窩結(jié)構(gòu)體；以及收納所述蜂窩結(jié)構(gòu) 體的筒狀的收納容器，上述蜂窩結(jié)構(gòu)體具備蜂窩基材，該蜂窩基材具有劃分形成多個(gè)隔室 的多孔質(zhì)的隔壁，該隔室成為流體的流路，多個(gè)上述隔室從作為供廢氣流入的一側(cè)的端面 的流入端面貫通至作為供廢氣流出的一側(cè)的端面的流出端面，并且一部分的所述隔室在所 述蜂窩基材的所述流入端面?zhèn)葹槎瞬勘环饪撞慷氯娜肟诜饪赘羰?，剩余的所述隔室為?所述流入端面?zhèn)蓉炌ㄖ了隽鞒龆嗣鎮(zhèn)鹊呢炌ǜ羰?，所述入口封孔隔室與所述貫通隔室鄰 接配置，在與所述隔室延伸的方向垂直的截面中，所述入口封孔隔室的截面積B2比所述貫 通隔室的截面積Bl大，上述收納容器具有供廢氣流入的流入口以及供被凈化的廢氣流出 的流出口，所述蜂窩結(jié)構(gòu)體以所述流入端面朝向所述收納容器的所述流入口側(cè)并且所述流 出端面朝向所述收納容器的所述流出口側(cè)的方式配置于所述收納容器內(nèi)。
[0021] [6]根據(jù)上述[5]所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述貫通隔室的截面積Bl 與所述入口封孔隔室的截面積B2的比率（B1/B2)為0.9以下。
[0022] [7]根據(jù)上述[5]或[6]所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述貫通隔室的截 面積 BI 為 0· 49 ~5. 30mm2。
[0023] [8]根據(jù)上述[5]~[7]中任一項(xiàng)所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，所述入口 封孔隔室的截面積B2為0. 64~9. 00mm2。
[0024] [9]根據(jù)上述[1]~[8]中任一項(xiàng)所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，以所述蜂 窩結(jié)構(gòu)體的所述流入端面朝向所述收納容器的所述流入口側(cè)并且所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的所述 流出端面朝向所述收納容器的所述流出口側(cè)的狀態(tài)被配置，相對(duì)于所述蜂窩結(jié)構(gòu)體，進(jìn)一 步具備至少一個(gè)其他的蜂窩結(jié)構(gòu)體，并且相對(duì)于所述蜂窩結(jié)構(gòu)體，所述其他的蜂窩結(jié)構(gòu)體 以在廢氣的流動(dòng)方向串聯(lián)地并排的方式配置于所述收納容器內(nèi)。
[0025] [10]根據(jù)上述[9]所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，至少一個(gè)所述其他的蜂 窩結(jié)構(gòu)體配置于比所述蜂窩結(jié)構(gòu)體更靠廢氣的流動(dòng)方向的上游側(cè)，并且所述其他的蜂窩結(jié) 構(gòu)體具有其兩端未被封孔部密封的隔室。
[0026] [11]根據(jù)上述[9]所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，包括所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的 多個(gè)其他的蜂窩結(jié)構(gòu)體以在廢氣的流動(dòng)方向串聯(lián)地并排的方式配置于所述收納容器內(nèi)，在 將配置于上游側(cè)的所述其他的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的個(gè)數(shù)設(shè)為Pk、將所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的封 孔部的個(gè)數(shù)設(shè)為Pm、將配置于下游側(cè)的所述其他的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的個(gè)數(shù)設(shè)為Pn的 情況下，成為Pk < Pm或者Pm < Pn。
[0027] [12]根據(jù)上述[1]~[11]中任一項(xiàng)所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，多個(gè)所 述蜂窩結(jié)構(gòu)體以所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的所述流入端面朝向所述收納容器的所述流入口側(cè)且所 述蜂窩結(jié)構(gòu)體的所述流出端面朝向所述收納容器的所述流出口側(cè)的狀態(tài)并且以在廢氣的 流動(dòng)方向串聯(lián)地并排的方式配置于所述收納容器內(nèi)。
[0028] [13]根據(jù)上述[9]~[12]中任一項(xiàng)所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，多個(gè)所 述蜂窩結(jié)構(gòu)體以在廢氣的流動(dòng)方向串聯(lián)地并排的方式配置于所述收納容器內(nèi)，在將配置于 廢氣的流動(dòng)方向的上游側(cè)的所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一貫通隔室的水力直徑設(shè)為Ak且將配置 于廢氣的流動(dòng)方向的下游側(cè)的所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的第二貫通隔室的水力直徑設(shè)為Am的情況 下，成為Ak ^ Am。
[0029] [14]根據(jù)上述[9]~[12]中任一項(xiàng)所記載的廢氣凈化裝置，其特征在于，多個(gè)所 述蜂窩結(jié)構(gòu)體以在廢氣的流動(dòng)方向串聯(lián)地并排的方式配置于所述收納容器內(nèi)，在將配置于 廢氣的流動(dòng)方向的上游側(cè)的所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的第一貫通隔室的截面積設(shè)為Bk且將配置于 廢氣的流動(dòng)方向的下游側(cè)的所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的第二貫通隔室的截面積設(shè)為Bm的情況下， 成為Bk ^ Bm。
[0030] 本實(shí)用新型的效果如下。
[0031] 根據(jù)本實(shí)用新型的廢氣凈化裝置，能夠?qū)αＷ訝钗镔|(zhì)穩(wěn)定地進(jìn)行捕集，能夠抑制 煙灰的堆積。即，本實(shí)用新型的廢氣凈化裝置在使廢氣從收納容器的流入口側(cè)流入時(shí)，即使 粒子狀物質(zhì)的捕集量增大，也能夠不使粒子狀物質(zhì)的捕集效率降低較大地對(duì)粒子狀物質(zhì)進(jìn) 行捕集，能夠進(jìn)一步抑制煙灰的堆積。
[0032] 本實(shí)用新型的廢氣凈化裝置所使用的蜂窩結(jié)構(gòu)體僅在流入端面的一部分的隔室 (即，入口封孔隔室）的端部配設(shè)有封孔部。通過(guò)該構(gòu)造，若廢氣流入未配設(shè)有封孔部的 貫通隔室，則該貫通隔室內(nèi)的壓力上升，與貫通隔室鄰接的入口封孔隔室內(nèi)的壓力相對(duì)于 貫通隔室內(nèi)的壓力相對(duì)地降低。因此，廢氣的一部分從貫通隔室透過(guò)隔壁而流入入口封孔 隔室，透過(guò)了隔壁的廢氣從入口封孔隔室的未配設(shè)有封孔部的一側(cè)（蜂窩基材的流出端面 偵D的端部排出。而且，如上，廢氣的一部分透過(guò)隔壁，從而在貫通隔室內(nèi)的隔壁堆積有廢 氣所含有的粒子狀物質(zhì)，因此能夠?qū)αＷ訝钗镔|(zhì)進(jìn)行捕集。并且，伴隨著粒子狀物質(zhì)堆積 于隔壁，廢氣因堆積于隔壁上的粒子狀物質(zhì)而難以流入入口封孔隔室側(cè)，另一方面，貫通隔 室的流路因堆積于隔壁上的粒子狀物質(zhì)而變窄，從而因該部分而使廢氣難以向貫通隔室流 動(dòng)。因此，通過(guò)兩者的平衡，能夠不使捕集效率降低較大地對(duì)粒子狀物質(zhì)進(jìn)行捕集。
[0033] 另外，在本實(shí)用新型的廢氣凈化裝置中，從蜂窩基材的流入端面?zhèn)攘魅胴炌ǜ羰?的廢氣的剩余部分（在流入貫通隔室的廢氣中，相對(duì)于透過(guò)隔壁的一部分的廢氣的剩余部 分）通過(guò)貫通隔室，從而從流出端面?zhèn)扰懦?。被蜂窩結(jié)構(gòu)體捕集的煤煙通過(guò)強(qiáng)制再生、自然 再生在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中燃燒，因此能夠防止隔室的因煤煙導(dǎo)致的堵塞，從而能夠長(zhǎng)時(shí)間地使用 蜂窩結(jié)構(gòu)體。并且，能夠使廢氣中所含有的煙灰通過(guò)貫通隔室排出至外部。能夠使煙灰通 過(guò)貫通隔室排出至蜂窩結(jié)構(gòu)體的外部，因此能夠不使煙灰積蓄于蜂窩結(jié)構(gòu)體內(nèi)，也能夠抑 制因煙灰的積蓄而導(dǎo)致的壓力損失的上升。因此，在本實(shí)用新型的廢氣凈化裝置中，能夠不 使粒子狀物質(zhì)的捕集效率降低地繼續(xù)使用蜂窩結(jié)構(gòu)體（廢氣凈化裝置）。此外，排出至蜂窩 結(jié)構(gòu)體的外部的煙灰量充分小，能夠適于廢氣排放限值。
[0034] 并且，本實(shí)用新型的廢氣凈化裝置所使用的蜂窩結(jié)構(gòu)體在與隔室延伸的方向垂直 的截面中，入口封孔隔室的水力直徑A2比貫通隔室的水力直徑Al大，因此氣體向入口封孔 隔室內(nèi)流動(dòng)時(shí)的隔室流路內(nèi)的壓損較低。因此，在廢氣流入貫通隔室時(shí)，容易在貫通隔室 與入口封孔隔室產(chǎn)生差壓，從而能夠更加積極地進(jìn)行廢氣從貫通隔室向入口封孔隔室的移 動(dòng)。因此，通過(guò)配設(shè)為隔開(kāi)貫通隔室與入口封孔隔室的隔壁，能夠?qū)U氣中的PM良好地進(jìn) 行捕集。另外，本實(shí)用新型的廢氣凈化裝置所使用的蜂窩結(jié)構(gòu)體在與隔室延伸的方向垂直 的截面中，入口封孔隔室的截面積B2也可以比貫通隔室的截面積Bl大。通過(guò)使用如上構(gòu) 成的蜂窩結(jié)構(gòu)體，能夠獲得與使用了入口封孔隔室的水力直徑A2比貫通隔室的水力直徑 Al大的蜂窩結(jié)構(gòu)體的情況相同的作用效果。
[0035] 另外，研宄了以往在對(duì)兩端面交替地進(jìn)行封孔的DPF中，使氣體流入側(cè)的隔室的 大小比氣體流出側(cè)的隔室的大小大，從而燒燼的煙灰在流入側(cè)的隔室內(nèi)存留更多。此處，所 謂"氣體流入側(cè)的隔室"是指在供廢氣流出的端面配設(shè)有封孔部的隔室。所謂"氣體流出側(cè) 的隔室"是指在供廢氣流入的端面配設(shè)有封孔部的隔室。
[0036] 然而，在本實(shí)用新型中，其特征在于與以往不同，轉(zhuǎn)換構(gòu)思，而使在入口側(cè)配設(shè)有 封孔部的隔室的大小比供氣體流入的隔室（貫通隔室）大。由此，能夠與以往相比提高作 為一端面封孔構(gòu)造的缺點(diǎn)的捕集性能，特別地，也能夠使理論上小于50 %的每一個(gè)載體的 捕集性能提高至50%以上。此處，所謂"載體"為具有封孔部的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
【附