顆粒過(guò)濾器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的課題為，在壁流式的顆粒過(guò)濾器中，抑制PM的捕集率的降低,并且抑制灰分的堆積。為了解決這個(gè)課題，本發(fā)明，在利用具有灰分或灰分凝聚物能夠通過(guò)的大小的細(xì)孔的多孔質(zhì)的間隔壁劃分成的壁流式的顆粒過(guò)濾器中，在從所述間隔壁的上游側(cè)端部到下游側(cè)端部的近前的區(qū)域設(shè)置涂敷層，所述涂敷層具有比所述間隔壁的細(xì)孔小的細(xì)孔。
【專利說(shuō)明】顆粒過(guò)濾器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及配置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通路中的顆粒過(guò)濾器。

【背景技術(shù)】
[0002]作為用于捕集包含在內(nèi)燃機(jī)的排氣中的顆粒狀物質(zhì)(PM)的顆粒過(guò)濾器，已知有壁流式的顆粒過(guò)濾器，所述壁流式的顆粒過(guò)濾器交替地配置上游側(cè)端部被栓塞封閉的第一通路和下游側(cè)端部被栓塞封閉的第二通路，并且，在第一通路與第二通路之間配置多孔質(zhì)的間隔壁。
[0003]作為壁流式的顆粒過(guò)濾器，提出了在第二通路的栓塞部分設(shè)置貫通孔的方案(例如，參照專利文獻(xiàn)I)。另外，作為壁流式的顆粒過(guò)濾器，還提出了由鈣(Ca)承載電負(fù)性低的金屬的方案(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。進(jìn)而，作為壁流式的顆粒過(guò)濾器，還提出了在通路的壁面之中的上游側(cè)的一部分上形成催化劑承載層的方案(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:日本特開(kāi)2004 - 130229號(hào)公報(bào)
[0007]專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2001 - 12229號(hào)公報(bào)
[0008]專利文獻(xiàn)3:國(guó)際公開(kāi)第2008/126331號(hào)


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]發(fā)明所要解決的課題
[0010]存在這樣的情況，向顆粒過(guò)濾器流入的排氣，其來(lái)自于燃料的添加劑或潤(rùn)滑油(發(fā)動(dòng)機(jī)油)的添加劑等的成分在內(nèi)燃機(jī)的燃燒室或顆粒過(guò)濾器中結(jié)合，生成稱為灰分的化合物?；曳掷缡橇蛩徕}(CaSO4)或磷酸鈣(Ca3(PO4)2)、或者硫酸鎂(MgSO4)等化合物。這種灰分與PM —樣被顆粒過(guò)濾器捕集，但是，即使實(shí)施PM的氧化除去處理，也不能被從顆粒過(guò)濾器中除去灰分。其結(jié)果是，灰分的凝聚物堆積在顆粒過(guò)濾器中，存在著引起間隔壁的細(xì)孔堵塞的可能性。
[0011]對(duì)此，考慮擴(kuò)大間隔壁的細(xì)孔的孔徑，或者如專利文獻(xiàn)I中所記載的那樣，在第二通路的栓塞部分設(shè)置貫通孔的方法。但是，存在著導(dǎo)致具有與灰分或灰分的凝聚物同等以下的粒徑的PM和灰分一起從顆粒過(guò)濾器中穿過(guò)的事態(tài)的可能性。
[0012]本發(fā)明是鑒于上述實(shí)際情況做出，其目的是提供一種技術(shù)該技術(shù)能夠在壁流式的顆粒過(guò)濾器中抑制PM捕集率的降低，并且抑制灰分的堆積。
[0013]解決課題的手段
[0014]本發(fā)明，為了解決上述課題，在利用具有灰分或灰分的凝聚物能夠通過(guò)的大小的細(xì)孔的多孔質(zhì)的間隔壁劃分出多個(gè)通路的壁流式的顆粒過(guò)濾器中，在從所述間隔壁的上游側(cè)端部到下游側(cè)端部的近前的區(qū)域設(shè)置涂敷層，所述涂敷層具有比所述間隔壁的細(xì)孔小的細(xì)孔。
[0015]詳細(xì)地說(shuō)，根據(jù)本發(fā)明的顆粒過(guò)濾器，配備有:
[0016]多個(gè)第一通路，在排氣的流動(dòng)方向上，所述第一通路的上游側(cè)的端部被封閉；
[0017]多個(gè)第二通路，在排氣的流動(dòng)方向上，所述第二通路的下游側(cè)的端部被封閉；
[0018]多孔質(zhì)的間隔壁，所述間隔壁是將所述第一通路與所述第二通路隔開(kāi)的構(gòu)件，具有灰分能夠通過(guò)的大小的細(xì)孔；以及
[0019]多孔質(zhì)的涂敷層，所述涂敷層設(shè)置在從所述間隔壁的上游側(cè)端部到比下游側(cè)端部更靠近前的區(qū)域的一部分中，具有比所述間隔壁的細(xì)孔小的細(xì)孔。
[0020]本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證，結(jié)果判明，在壁流式的顆粒過(guò)濾器中，灰分或灰分的凝聚物(下面，有時(shí)也統(tǒng)稱為“灰分”)容易在第二通路的下游側(cè)端部的附近生成或堆積。另一方面，還判明，顆粒狀物質(zhì)(PM)容易通過(guò)比灰分容易生成或者堆積的部位更靠近上游側(cè)的間隔。
[0021]因此，本發(fā)明的顆粒過(guò)濾器，在從間隔壁中的上游側(cè)端部到比下游側(cè)端部更靠近前的區(qū)域的一部分中，配備有比間隔壁小的細(xì)孔的涂敷層。另外，優(yōu)選地，涂敷層在包圍第一通路的間隔壁和包圍第二通路的間隔壁中，至少設(shè)置于包圍第二通路的間隔壁。
[0022]根據(jù)這樣構(gòu)成的顆粒過(guò)濾器，PM的大部分被捕集到涂敷層的細(xì)孔中，灰分的大部分通過(guò)不設(shè)置涂敷層的間隔壁的細(xì)孔。其結(jié)果是，能夠抑制PM捕集率的降低，并且抑制灰分的堆積。
[0023]另外，涂敷層也可以是顆粒大致均勻地被分散的分散體。這種情況下，由于在顆粒之間形成很多間隙(細(xì)孔)，所以，可以使涂敷層捕集更多的PM。其結(jié)果是，到達(dá)間隔壁的下游側(cè)端部附近的區(qū)域(即，在間隔壁上不設(shè)置涂敷層的區(qū)域)的PM的量變得更少。因而，能夠?qū)⒋┻^(guò)間隔壁的細(xì)孔的PM的量抑制到很少。
[0024]在本發(fā)明的顆粒過(guò)濾器中，在間隔壁中的下游側(cè)端部的附近區(qū)域，S卩，在間隔壁中不設(shè)置涂敷層的區(qū)域，也可以承載具有氧化能力的金屬(例如，鉬族金屬)。
[0025]如上所述，PM的大部分，在從間隔壁的上游側(cè)端部到下游側(cè)端部的近前的區(qū)域(在間隔壁中設(shè)置有涂敷層的區(qū)域)，被捕集到涂敷層的細(xì)孔中。但是，殘留的少量的PM存在著到達(dá)間隔壁的下游側(cè)端部附近的可能性。在這種情況下，也存在著少量的PM穿過(guò)間隔壁的細(xì)孔而從顆粒過(guò)濾器流出的可能性。
[0026]與此相對(duì)，若在間隔壁中的下游側(cè)端部附近的區(qū)域，S卩，在間隔壁中不設(shè)置涂敷層的區(qū)域承載具有氧化能力的金屬，則到達(dá)間隔壁的下游側(cè)端部附近的PM被氧化。其結(jié)果是，將穿過(guò)顆粒過(guò)濾器的PM的量抑制得很少成為可能。
[0027]其次，本發(fā)明的涂敷層也可以包含比灰分的主成分離子化傾向大的金屬。如上所述，灰分容易在第二通路的下游側(cè)端部附近的間隔壁上生成，即，容易在間隔壁中不設(shè)置涂敷層的部分生成。但是，存在著在第二通路的上游側(cè)端部附近的間隔，即在間隔壁中不設(shè)置涂敷層的部分生成或堆積少量的灰分的可能性。因此，當(dāng)顆粒過(guò)濾器的使用時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)，存在著涂敷層的細(xì)孔會(huì)被灰分堵塞的可能性。
[0028]對(duì)此，當(dāng)涂敷層包含比灰分的主成分離子化傾向大的金屬時(shí)，排氣中的其它成分優(yōu)先于所述主成分被涂敷層吸附或者吸留。其結(jié)果是，在涂敷層的表面，灰分的主成分難以與排氣中的其它成分結(jié)合。即，在涂敷層的表面中的灰分的生成及堆積被抑制。
[0029]這里，灰分的主成分例如是鈣(Ca)。在這種情況下，涂敷層也可以包含比鈣(Ca)離子化傾向大的鉀(K)或鋇(Ba)等金屬。在涂敷層中包含鉀(K)或鋇(Ba)的情況下，排氣中的硫(S)或磷(P)等優(yōu)先于鈣(Ca)被涂敷層吸附。其結(jié)果是，在涂敷層的表面，難以生成硫酸鈣(CaSO4)或磷酸鈣(Ca3(PO4)2)等的灰分。
[0030]另外，本發(fā)明的間隔壁，也可以以細(xì)孔的平均細(xì)孔孔徑在25 μ m以上、并且在50 μ m以下的方式形成。另外，涂敷層也可以是具有I μ m以上、并且10 μ m以下的平均粒徑的顆粒(粉末)的分散體。
[0031]根據(jù)本 申請(qǐng)人:的見(jiàn)解，當(dāng)間隔壁的平均細(xì)孔孔徑變成大約25μπι以上時(shí)，灰分或灰分的凝聚物穿過(guò)間隔壁的細(xì)孔成為可能。換句話說(shuō)，當(dāng)間隔壁的平均細(xì)孔孔徑為灰分的粒徑的大約250倍以上時(shí)，灰分或灰分的凝聚物穿過(guò)間隔壁的細(xì)孔成為可能。但是，當(dāng)平均細(xì)孔孔徑變得比50 μ m大時(shí)，存在著構(gòu)成間隔壁的基材的強(qiáng)度降低的可能性。從而，當(dāng)以平均細(xì)孔孔徑在25 μ m以上并且在50 μ m以下的方式形成間隔壁時(shí)，可以抑制基材的強(qiáng)度降低，并且可以抑制灰分的堆積。
[0032]另外，根據(jù)本 申請(qǐng)人:的見(jiàn)解，當(dāng)形成涂敷層的顆粒的平均粒徑變成Iym以上時(shí)，在顆粒之間形成適合于PM的捕集的大小的間隙。但是，當(dāng)顆粒的平均粒徑超過(guò)10 μ m時(shí)，顆粒過(guò)濾器的壓力損失急劇增大。從而，當(dāng)利用具有在I μ m以上且在10 μ m以下的平均粒徑的顆粒的分散體構(gòu)成涂敷層時(shí)，能夠既抑制壓力損失的增加，又捕集更多的PM。這里所說(shuō)的“平均粒徑”不是制造分散體時(shí)用的顆粒(一次顆粒)的平均粒徑，而是作為分散體穩(wěn)定(完成)時(shí)的顆粒(二次顆粒)的平均粒徑。
[0033]這里，對(duì)于在間隔壁的表面形成涂敷層(分散體)的方法沒(méi)有特定的限制，作為一個(gè)例子，可以采用在間隔壁的表面涂布了包含一次顆粒的漿料之后，進(jìn)行干燥及焙燒的方法。在這種方法中，涂敷層(分散體)的細(xì)孔孔徑，可以利用包含在漿料中的一次顆粒的粒徑進(jìn)行調(diào)整。換句話說(shuō)，能夠利用包含在漿料中的一次顆粒的粒徑，調(diào)整構(gòu)成分散體的二次顆粒的粒徑。因而，通過(guò)確定一次顆粒的粒徑以使二次顆粒的平均粒徑變成在I μ m以上且在10 μ m以下，可以將涂敷層的平均細(xì)孔孔徑制成所希望的大小(即，適合于PM的捕集的大小)。
[0034]不過(guò)，所述一次顆粒的粒徑比二次顆粒的粒徑小，并且二次顆粒的粒徑比間隔壁的細(xì)孔孔徑小。因此，存在著在漿料被涂布到間隔壁上時(shí)，一次顆粒進(jìn)入間隔壁的細(xì)孔內(nèi)的可能性。因此，可以采用在間隔壁的細(xì)孔內(nèi)填充能夠燒掉的物質(zhì)之后涂布漿料的方法；將間隔壁憎水化，并且作為漿料的介質(zhì)液體使用含有水或者水溶性有機(jī)物的液體的方法；或者在將揮發(fā)性溶劑保持在間隔壁的細(xì)孔中之后，涂布作為以該揮發(fā)性溶劑為主的分散介質(zhì)的漿料的方法等。
[0035]發(fā)明的效果
[0036]根據(jù)本發(fā)明，在壁流式的顆粒過(guò)濾器中，可以抑制PM的捕集率的降低，并且可以抑制灰分的堆積。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0037]圖1是表示應(yīng)用本發(fā)明的顆粒過(guò)濾器的概略結(jié)構(gòu)的縱剖視圖。
[0038]圖2是表示應(yīng)用本發(fā)明的顆粒過(guò)濾器的概略結(jié)構(gòu)的橫剖視圖。
[0039]圖3是設(shè)置有涂敷層的間隔壁的放大剖視圖。
[0040]圖4是示意地表示涂敷層的結(jié)構(gòu)的圖。
[0041]圖5是表示構(gòu)成涂敷層的顆粒的平均粒徑、顆粒過(guò)濾器的壓力損失和顆粒過(guò)濾器的PM穿過(guò)量的關(guān)系的圖。
[0042]圖6是表示包圍第二通路的間隔壁的結(jié)構(gòu)的圖。
[0043]圖7是示意地表示在第二個(gè)實(shí)施例中的涂敷層的結(jié)構(gòu)的圖。
[0044]圖8是示意地表示在第二個(gè)實(shí)施例中的涂敷層的另外的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0045]圖9是示意地表示在第三個(gè)實(shí)施例中不設(shè)置涂敷層的部分的間隔壁的結(jié)構(gòu)的圖。
[0046]圖10是示意地表示在第三個(gè)實(shí)施例中不設(shè)置涂敷層的部分的間隔壁的另外的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0047]圖11是表示涂敷層的另外的結(jié)構(gòu)例的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0048]下面，基于附圖對(duì)本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。在本實(shí)施方式中所記載的結(jié)構(gòu)部件的尺寸、材質(zhì)、形狀、相對(duì)配置等，除非特別說(shuō)明，本發(fā)明的技術(shù)范圍并不僅僅局限于在本實(shí)施方式中所記載的內(nèi)容。
[0049]<實(shí)施例1>
[0050]首先，基于圖1至圖6對(duì)于本發(fā)明的第一個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。圖1是應(yīng)用本發(fā)明的顆粒過(guò)濾器的縱剖視圖，圖2是應(yīng)用本發(fā)明的顆粒過(guò)濾器的橫剖視圖。
[0051]圖1、2所示的顆粒過(guò)濾器I配置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路，是捕集包含在內(nèi)燃機(jī)的排氣中的顆粒狀物質(zhì)(PM)的過(guò)濾器。顆粒過(guò)濾器I在筒狀的殼體2內(nèi)裝有圓柱狀的基體材料3。
[0052]在所述基體材料3上，形成在軸向方向(排氣的流動(dòng)方向)上延伸的多個(gè)通路4、5，并且，這些多個(gè)通路4、5被配置成蜂窩狀。換句話說(shuō)，所述基體材料3以劃分出配置成蜂窩狀的多個(gè)通路4、5的方式形成。另外，圖1、2所示的通路4、5的個(gè)數(shù)只不過(guò)是一個(gè)例子，這些通路4、5的個(gè)數(shù)可以根據(jù)車輛或內(nèi)燃機(jī)的各個(gè)部件適當(dāng)?shù)貨Q定。
[0053]在多個(gè)通路4、5之中，一部分通路4的在排氣的流動(dòng)方向上的上游側(cè)端部被栓體40封閉。在多個(gè)通路4、5中，剩下的通路5的在排氣的流動(dòng)方向上的下游側(cè)端部被栓體50封閉。通路4和通路5交替地配置。下面，將通路4稱作第一通路4，將通路5稱作第二通路5。
[0054]在所述基材3中，位于第一通路4和第二通路5之間的部位(間隔壁)30由多孔質(zhì)體形成。另外，可以只有所述基材3中的間隔壁30利用多孔質(zhì)體形成，也可以整個(gè)所述基材3由多孔質(zhì)體形成。作為這里所說(shuō)的多孔質(zhì)體的材料，可以采用適合于捕集排氣中的PM的公知的材料。但是，從強(qiáng)度及耐熱性的觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選地，可以采用炭化硅、氮化硅、堇青石、氧化鋯、二氧化鈦、二氧化硅、氧化鋁、莫來(lái)石、硅酸鋁鋰、或者硫酸鋯等的陶瓷。
[0055]所述間隔壁30以該間隔壁30上形成的細(xì)孔的平均細(xì)孔孔徑比灰分或灰分的凝聚物大的方式成形。具體地說(shuō)，間隔壁30以平均細(xì)孔在25 μ m以上并且在50 μ m以下的方式成形。這里，25 μ m是灰分及灰分的凝聚物的大部分能夠穿過(guò)的細(xì)孔孔徑的最小值。另一方面，50 μ m是考慮到基材3的強(qiáng)度及耐久性受到損害的細(xì)孔孔徑的最小值。
[0056]在包圍所述第二通路5的間隔壁30的表面，設(shè)置有多孔質(zhì)的涂敷層300。這時(shí)，涂敷層300設(shè)置在從排氣的流動(dòng)方向上的間隔壁30的上游側(cè)端部到比下游側(cè)端部更靠近前的區(qū)域。即，在排氣的流動(dòng)方向上，涂敷層300的上游側(cè)端部的位置與間隔壁30的上游側(cè)端部同等，但是，涂敷層300的下游側(cè)端部的位置比間隔壁30的下游側(cè)端部更靠近前(靠上游)。
[0057]作為本申請(qǐng)的發(fā)明人進(jìn)行深入的實(shí)驗(yàn)及驗(yàn)證的結(jié)果，認(rèn)識(shí)到在排氣向第二通路5流入時(shí)，排氣中的PM的大部分容易向存在于從間隔壁30的上游側(cè)端部到下游側(cè)端部的近前的范圍內(nèi)的細(xì)孔流入，灰分或灰分的凝聚物容易在間隔壁30的下游側(cè)端部附近生成及堆積。當(dāng)根據(jù)這種見(jiàn)解來(lái)確定涂敷層300的下游側(cè)端部時(shí)，可以使PM的大部分向涂敷層300的細(xì)孔流入，使灰分的大部分向不設(shè)置涂敷層300的間隔壁30的細(xì)孔流入。
[0058]例如，如圖3所示，所述涂敷層300是大致球形的顆粒301被均勻分散及疊層的固體狀的分散體。在利用這樣的分散體構(gòu)成涂敷層300的情況下，如圖4所示，形成多個(gè)顆粒301與顆粒301之間的間隙302，這些間隙302起著捕集PM用的細(xì)孔的作用。
[0059]作為構(gòu)成分散體的顆粒301可以采用與基材3同樣的陶瓷的顆粒，但是，優(yōu)選地，采用具有氧化能力的金屬(例如，鉬族金屬)的顆粒。當(dāng)利用鉬族的金屬顆粒構(gòu)成分散體時(shí)，在高溫的排氣向顆粒過(guò)濾器I流入的情況下，或者在包含有未燃燒燃料成分的排氣向顆粒過(guò)濾器I流入的情況下，可以將被所述間隙302捕集的PM迅速地氧化及除去。
[0060]另外，構(gòu)成分散體的顆粒301的平均粒徑優(yōu)選在I μ m以上并且在10 μ m以下。這是因?yàn)?，如圖5所示，在顆粒的平均粒徑比I μ m小的情況下，穿過(guò)顆粒過(guò)濾器I的PM的量變多，在平均粒徑比1ym大的情況下，顆粒過(guò)濾器I的壓力損失變大。從而當(dāng)利用具有在I μ m以上并且在10 μ m以下的平均粒徑的顆粒構(gòu)成涂敷層(分散體)時(shí)，能夠抑制壓力損失的增加并且能夠捕集PM。
[0061]另外，優(yōu)選地，在第二通路5中，設(shè)置有涂敷層300的部分的通路截面面積和不設(shè)置涂敷層300的部分的通路截面面積是同等的。因而，如所述圖3所示，在包圍第二通路5的間隔壁30上，設(shè)置涂敷層300的部位的厚度可以比不設(shè)置涂敷層300的部位的厚度薄。換句話說(shuō)，如圖6所示，在不設(shè)置涂敷層300的狀態(tài)下，在應(yīng)設(shè)置涂敷層300的部分處的第二通路5的直徑Al，可以比不設(shè)置涂敷層300的部分處的第二通路5的直徑A2大。
[0062]這里，對(duì)于形成所述涂敷層300的方法沒(méi)有特定的限制，但是，作為一個(gè)例子，可以采用在間隔壁30的表面涂布了包含鉬族金屬顆粒的漿料之后，進(jìn)行干燥及焙燒的方法。這時(shí)，包含在漿料中的金屬顆粒(一次顆粒)的平均粒徑比涂敷層300的形成后的顆粒301 ( 二次顆粒)的平均粒徑小，并且，以二次顆粒的平均粒徑變成I μ m以上且10 μ m的方式確定即可。
[0063]不過(guò)，當(dāng)間隔壁30的平均細(xì)孔孔徑被設(shè)定成25 μ m以上且50 μ m以下，并且顆粒301的平均粒徑被設(shè)定成Iym以上且10 μ m以下時(shí)，包含在漿料中的一次顆粒的平均粒徑變得比間隔壁30的平均細(xì)孔孔徑小。因此，存在著將漿料涂布到間隔壁30上時(shí)，一次顆粒進(jìn)入間隔壁30的細(xì)孔內(nèi)的可能性。當(dāng)在一次顆粒進(jìn)入了間隔壁30的細(xì)孔內(nèi)的狀態(tài)下實(shí)施干燥處理或焙燒處理時(shí)，存在著間隔壁30的細(xì)孔孔徑縮小或者間隔壁30的細(xì)孔被堵塞的可能性。這種情況下，存在著顆粒過(guò)濾器I的壓力損失不必要地增加的可能性。
[0064]因此，優(yōu)選地，采用在間隔壁30的細(xì)孔內(nèi)填充了能夠在干燥工序或燒結(jié)工序中燒掉的物質(zhì)之后，涂布漿料的方法；將間隔壁30憎水化，并且作為漿料的介質(zhì)液體使用含有水或者水溶性有機(jī)物的液體的方法；或者，將揮發(fā)性溶劑保持在間隔壁30的細(xì)孔中之后，涂布作為以該揮發(fā)性溶劑為主的分散介質(zhì)的漿料的方法等，形成涂敷層300。
[0065]根據(jù)以上述方式構(gòu)成顆粒過(guò)濾器1，向該顆粒過(guò)濾器I流入的排氣，首先向第二通路5流入。向第二通路5流入的排氣通過(guò)涂敷層300的間隙302或間隔壁30的細(xì)孔向第一通路4流入。這時(shí)，包含在排氣中的大部分的PM被涂敷層300捕集。另外，包含在排氣中的灰分或在第二通路5內(nèi)形成的灰分，通過(guò)在間隔壁30上沒(méi)有設(shè)置涂敷層300的區(qū)域(下游側(cè)端部附近的區(qū)域)的細(xì)孔，向第一通路4流入。向第一通路4流入的排氣及灰分被從該第一通路4的下游側(cè)端部的開(kāi)口部向顆粒過(guò)濾器I的下游排出。
[0066]從而，可以抑制顆粒過(guò)濾器I的PM捕集率的降低，并且可以抑制灰分在顆粒過(guò)濾器I內(nèi)堆積。
[0067]<實(shí)施例2>
[0068]其次，基于圖7至圖8對(duì)本發(fā)明的第二個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。這里，對(duì)于與所述第一個(gè)實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于同樣的結(jié)構(gòu)，省略其說(shuō)明。
[0069]所述第一個(gè)實(shí)施例和本實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，在涂敷層300中包含比鈣(Ca)離子化傾向大的金屬。如在第一個(gè)實(shí)施例中所述，灰分容易在第二通路5的下游側(cè)端部附近的間隔壁30上、即在間隔壁30中不設(shè)置涂敷層300的部分生成及堆積。但是，存在著在第二通路5的上游側(cè)端部附近的間隔壁30、即間隔壁30中的設(shè)置有涂敷層300的部分生成少量的灰分的可能性。因此，當(dāng)顆粒過(guò)濾器I的使用時(shí)間變長(zhǎng)時(shí)，存在著在涂敷層300上堆積灰分，該涂敷層300的間隙302被封閉的可能性。
[0070]對(duì)此，當(dāng)在涂敷層300中包含比灰分的主成分離子化傾向大的金屬時(shí)，排氣中的其它成分優(yōu)先于所述主成分而被涂敷層300吸附或吸留。其結(jié)果是，在涂敷層300的表面，灰分的主成分變得難以與排氣中的其它成分結(jié)合。即，在涂敷層300的表面上的灰分的生成受到抑制。
[0071]這里，作為灰分的主成分，例如，可以認(rèn)為是鈣(Ca)。鈣(Ca)與包含在排氣中的硫
(S)、磷(P)或者氧(O2)等結(jié)合而生成灰分(例如，硫酸鈣(CaSO4)或磷酸鈣(Ca3(PO4)2))。
[0072]因此，當(dāng)在涂敷層300中包含比鈣(Ca)離子化傾向大的鉀⑷或鋇(Ba)等金屬時(shí)，排氣中的硫⑶或磷⑵等優(yōu)先于鈣(Ca)而與鉀⑷或鋇(Ba)結(jié)合。其結(jié)果是，在涂敷層300的表面，變得難以生成硫酸鈣(CaSO4)或磷酸鈣(Ca3(PO4)2)等的灰分。
[0073]另外，作為使鉀(K)或鋇(Ba)包含在涂敷層300中的方法，如圖7所示，可以采用在構(gòu)成涂敷層300的顆粒301之中，混入具有與該顆粒301同等的平均粒徑的鉀(K)或鋇(Ba)的顆粒303的方法。另外，也可以如圖8所示，使鉀(K)或鋇(Ba)的顆粒303承載于涂敷層300的表面。
[0074]根據(jù)以上所述實(shí)施例，能夠更可靠地抑制在涂敷層300上的灰分的生成及堆積。其結(jié)果是，能夠在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持涂敷層300的PM捕集能力。
[0075]另外，在本實(shí)施例中，對(duì)于使涂敷層300包含比鈣(Ca)離子化傾向大的金屬的例子進(jìn)行了描述，但是也可以使涂敷層300包含比鎂(Mg)離子化傾向大的金屬，或者也可以使涂敷層包含比鈣(Ca)離子化傾向大的金屬和比鎂(Mg)離子化傾向大的金屬兩者。
[0076]<實(shí)施例3>
[0077]其次，基于圖9至圖10對(duì)于本發(fā)明的第三個(gè)實(shí)施例進(jìn)行說(shuō)明。這里，對(duì)于和所述第一個(gè)實(shí)施例不同的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說(shuō)明，對(duì)于同樣的結(jié)構(gòu)，省略其說(shuō)明。
[0078]所述第一個(gè)實(shí)施例和本實(shí)施例的不同點(diǎn)在于，在包圍第二通路5的間隔壁30中，在不設(shè)置涂敷層300的區(qū)域承載具有氧化能力的金屬。向顆粒過(guò)濾器I (第二通路5)流入的PM的大部分，在從第二通路5的上游側(cè)端部到下游側(cè)端部的近前為止的區(qū)域，被捕集到涂敷層300的細(xì)孔中。但是，存在著少量的PM到達(dá)第二通路5的下游側(cè)端部附近的間隔壁30 (在間隔壁30上不設(shè)置涂敷層300的部分)的可能性。在這種情況下，也存在著少量的PM穿過(guò)間隔壁30的細(xì)孔而從顆粒過(guò)濾器I流出的可能性。
[0079]與此相對(duì)，當(dāng)在第二通路5的下游側(cè)端部附近的間隔壁30(即，在間隔壁30上不設(shè)置涂敷層300的部分)承載具有氧化能力的金屬時(shí)，到達(dá)第二通路5的下游側(cè)端部附近的PM與所述金屬接觸而被氧化。其結(jié)果是，可以將穿過(guò)顆粒過(guò)濾器I的PM的量抑制到更少。
[0080]這里，作為在間隔壁30上在不設(shè)置涂敷層300的區(qū)域承載具有氧化能力的金屬的方法，如圖9所示，可以采用將含有以鉬(Pt)為代表的鉬族金屬顆粒的涂敷層(下面，稱為“催化劑涂敷層”)310設(shè)置于間隔壁30的表面的方法。另外，如圖10所示，也可以采用除了在間隔壁30的表面之外，還在間隔壁30的細(xì)孔311的內(nèi)壁面上設(shè)置催化劑涂敷層310的方法。在這種情況下，間隔壁30的平均細(xì)孔孔徑及催化劑涂敷層310的厚度被設(shè)定成在設(shè)置了催化劑涂敷層310之后的平均細(xì)孔孔徑變成25 μ m以上并且在50 μ m以下。另外，在本實(shí)施例中描述的催化劑涂敷層310可以只施加到不設(shè)置涂敷層300的部分的間隔壁30上，也可以施加到整個(gè)間隔壁30上。
[0081]根據(jù)上述實(shí)施例，在向顆粒過(guò)濾器I流入的PM(向第二通路5流入的PM)中，未被涂敷層300捕集的PM在第二通路5的下游側(cè)端部附近的間隔壁30上被氧化。其結(jié)果是，能夠?qū)⒋┻^(guò)顆粒過(guò)濾器I的PM的量抑制到更低。
[0082]所述第二個(gè)實(shí)施例和第三個(gè)實(shí)施例可以被組合起來(lái)。即，可以使涂敷層300中包含比灰分的主成分離子化傾向大的金屬，并且在不設(shè)置涂敷層300的區(qū)域的間隔壁30上承載具有氧化能力的金屬。在這種情況下，能夠更可靠地抑制在涂敷層30上的灰分的生成及堆積，并且，能夠更可靠地抑制在不設(shè)置涂敷層300的部分的間隔壁30上的PM的穿過(guò)。
[0083]另外，在所述第一至第三個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于排氣的流動(dòng)方向上的涂敷層300的厚度是大致一定的例子進(jìn)行了描述，但是，靠上游的厚度也可以比靠下游的厚度厚。例如，也可以如圖11所示，涂敷層300的厚度從上游側(cè)向下游側(cè)逐漸變薄。
[0084]包含在排氣中的PM，容易被捕集到在涂敷層30中更靠近遠(yuǎn)離上游側(cè)端部的部位的部位處。因此，即使從上游側(cè)向下游側(cè)使涂敷層300的厚度變薄，也可以捕集排氣的大部分的PM。進(jìn)而，當(dāng)在下游側(cè)的涂敷層300的厚度變薄時(shí)，壓力損失變小。S卩，可以將涂敷層300引起的壓力損失的增加抑制到最小限度。
[0085]另外，在所述第一至第三個(gè)實(shí)施例中，對(duì)于只在包圍第二通路5的間隔壁30上設(shè)置涂敷層300的例子進(jìn)行了說(shuō)明，但是，也可以在包圍第一通路4的間隔壁30上也設(shè)置涂敷層300。但是，當(dāng)在包圍第二通路5的間隔壁30和包圍第一通路4的間隔壁30兩者上設(shè)置涂敷層300時(shí)，在有的情況下，顆粒過(guò)濾器I的壓力損失顯著增加。因而，只有在顆粒過(guò)濾器I的壓力損失收斂于允許的范圍內(nèi)的情況下，也可以在兩個(gè)間隔壁30上設(shè)置涂敷層300。
[0086]附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0087]I 顆粒過(guò)濾器
[0088]2 殼體
[0089]3 基材
[0090]4 第一通路
[0091]5 第二通路
[0092]30間隔壁
[0093]40 栓體
[0094]50 栓體
[0095]300涂敷層
[0096]301 顆粒
[0097]302 間隙
[0098]303 顆粒
[0099]310催化劑涂敷層
[0100]311 細(xì)孔
【權(quán)利要求】
1.一種顆粒過(guò)濾器，配備有: 多個(gè)第一通路，在排氣的流動(dòng)方向上，所述第一通路的上游側(cè)的端部被封閉； 多個(gè)第二通路，在排氣的流動(dòng)方向上，所述第二通路的下游側(cè)的端部被封閉； 多孔質(zhì)的間隔壁，所述間隔壁是將所述第一通路與所述第二通路隔開(kāi)的構(gòu)件，具有灰分能夠通過(guò)的大小的細(xì)孔；以及 多孔質(zhì)的涂敷層，所述涂敷層設(shè)置在從所述間隔壁的上游側(cè)端部到比下游側(cè)端部更靠近前的區(qū)域的一部分中，具有比所述間隔壁的細(xì)孔小的細(xì)孔。
2.如權(quán)利要求1所述的顆粒過(guò)濾器，在所述間隔壁上的不設(shè)置涂敷層的區(qū)域，載置具有氧化能力的催化劑。
3.如權(quán)利要求1或2所述的顆粒過(guò)濾器，所述間隔壁具有平均細(xì)孔孔徑在25μ m以上且在50 μ m以下的細(xì)孔。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的顆粒過(guò)濾器，所述涂敷層是由具有Iμ m以上且10 μ m以下的平均粒徑的顆粒構(gòu)成的分散體。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的顆粒過(guò)濾器，所述涂敷層包含有與灰分的主成分相比離子化傾向大的金屬。
【文檔編號(hào)】F01N3/02GK104204433SQ201280072115
【公開(kāi)日】2014年12月10日 申請(qǐng)日期:2012年3月30日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月30日
【發(fā)明者】中山茂樹(shù), 西岡寬真, 今井大地, 大月寬 申請(qǐng)人:豐田自動(dòng)車株式會(huì)社