CN106499478A - 废气处理装置、催化剂的升温方法、蜂窝结构体的再生方法以及灰烬除去方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够缩小整体的大小，容易升温且难以速冷，压力损失的上升较小的废气处理装置。废气处理装置具备：蜂窝结构体，其具有内侧蜂窝结构部、包围该内侧蜂窝结构部的外周的一部分的外侧蜂窝结构部以及配设于一部分的隔室的封孔部；罐体，其对蜂窝结构体进行收纳，并具有废气的流入口以及第二流出口；以及开闭阀，其对罐体的第二流出口进行开闭，在主体部的内侧流入端面与外侧流出端面之间的位置形成有废气的第一流出口，蜂窝结构体以在第二端面与罐体之间具有成为废气的流路的折返空间且在外侧流出端面与罐体之间具有成为废气的流路的升温辅助空间的状态收纳于罐体。
Description
技术领域
本发明涉及废气处理装置、使用该废气处理装置的催化剂的升温方法、蜂窝结构体的再生方法以及灰烬除去方法。进一步详细而言，涉及能够缩小整体的大小、容易升温且难以速冷、压力损失的上升较小的废气处理装置、使用该废气处理装置的催化剂的升温方法、蜂窝结构体的再生方法以及灰烬除去方法。
背景技术
以往，在汽油发动机、柴油发动机等内燃机中，在燃料燃烧时产生的燃烧残渣的产生成为问题。因此，从大气环境的观点来看，要求用于除去废气所含的有毒成分的同时，不使煤烟(煤、soot)、灰烬(灰、ash)等粒状物质(以下，存在称为“PM”的情况。)释放至大气的对策。
而且，作为除去从柴油发动机等被排出的PM等，对废气进行净化的过滤器，公知有柴油颗粒过滤器(参照专利文献1、2)。
另外，例如，作为直喷式的汽油发动机的特征，公知有与进气道喷射式发动机相比油耗良好。但是，对于直喷式的汽油发动机而言，虽然油耗良好，但存在发动机启动时、加速时较多地产生煤烟的问题。因此，当前，在直喷式的汽油发动机中使用与广泛使用于柴油发动机的过滤器(DPF)相同的过滤器(GPF)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-200741号公报
专利文献2：日本专利第5584487号公报
发明内容
发明所要解决的课题
此处，作为将GPF搭载于汽车等的情况下的方法，存在将追加于现有的TWC的方法、将涂布催化剂的GPF与现有的TWC置换的方法。但是，不论为何种方法，为了抑制压力损失的增加，均要求增大GPF的容积。另一方面，在汽车等的排气管中，从较宽地获取发动机、室内空间这点来看，过滤器等的搭载空间受限，存在无法较大地确保GPF的容积的问题。
另外，以往，公知有在DPF堆积有与行驶距离成比例的量的灰烬(即，出自油的添加物成分的灰烬(油灰))。因此，若将GPF搭载于汽车等，则出自油的添加物成分的灰烬也可能堆积于GPF。但是，就GPF而言，供该油灰堆积的容量较小，因此因油灰堆积而引起压力损失的上升增大。其结果，存在油耗变差、无法充分地获得发动机输出等的问题。
另外，直喷式的汽油发动机在发动机启动时等的特定的运转区域(初期运转区域)以及高负荷区域(在急加速、上坡运转等施加有较高的负荷的区域)产生煤烟，在除此以外的运转状态下，几乎不产生煤烟。因此，被搭载的GPF与在初期运转区域以及高负荷区域以外的运转状态下捕集煤烟的效果相比，如何减少压力损失成为课题。
因此，以也能够良好地搭载于搭载空间较小的汽车等的方式，期望整体的大小较小，并且压力损失的上升较小的废气处理装置的开发。另外，期望具有容易升温且难以速冷的性能由此使净化性能优越的废气处理装置的开发。
用于解决课题的方案
本发明是鉴于上述的现有技术具有的问题点而完成的。本发明的课题在于提供一种能够缩小整体的大小、容易升温且难以速冷、压力损失的上升较小的废气处理装置、使用该废气处理装置的催化剂的升温方法、蜂窝结构体的再生方法以及灰烬除去方法。
根据本发明，提供一种以下所示的废气处理装置、使用该废气处理装置的催化剂的升温方法、蜂窝结构体的再生方法以及灰烬除去方法。
[1]一种废气处理装置具备：蜂窝结构体，其具有划分形成多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从作为一端面的第一端面延伸至作为另一端面的第二端面；罐体，其对上述蜂窝结构体进行收纳，并且具有废气的流入口及流出口；以及开闭阀，其配设于上述罐体的上述流出口，并对上述流出口进行开闭，上述蜂窝结构体具有：内侧蜂窝结构部，其具有蜂窝基材及配设于上述蜂窝基材的外周的外周壁，该蜂窝基材具有划分形成多个隔室的多孔质的内侧隔壁，该多个隔室从作为上述第一端面一侧的端面的内侧流入端面延伸至作为上述第二端面一侧的端面的内侧流出端面；外侧蜂窝结构部，其包围上述内侧蜂窝结构部的外周的一部分并且配设于从上述内侧蜂窝结构部的上述内侧流入端面分离的位置，上述外侧蜂窝结构部具有划分形成多个隔室的多孔质的外侧隔壁，该多个隔室从作为上述第二端面一侧的端面的外侧流入端面延伸至作为上述第一端面一侧的端面的外侧流出端面；以及封孔部，其配设于一部分的上述隔室，上述罐体具有：与上述内侧蜂窝结构部的上述内侧流入端面一侧的端部嵌合并且形成有上述流入口的流入管；以及与上述流入管连接的主体部，在上述主体部，在上述内侧蜂窝结构部的上述内侧流入端面与上述外侧蜂窝结构部的上述外侧流出端面之间的位置形成有上述废气的第一流出口，并且在与上述蜂窝结构体的上述第二端面相对的位置形成有上述废气的第二流出口，上述蜂窝结构体以上述第二端面与上述罐体之间具有成为上述废气的流路的间隙且上述外侧蜂窝结构部的上述外侧流出端面与上述罐体之间具有成为上述废气的流路的间隙的状态收纳于上述罐体。
[2]根据上述[1]所述的废气处理装置，具备：旁通配管，其一端部连结于上述主体部的上述第一流出口且另一端部连结在与上述主体部的上述第二流出口连结的排出配管的上述开闭阀的后方；以及第二阀，其配设于上述旁通配管。
[3]根据上述[1]或者[2]所述的废气处理装置，上述蜂窝结构体配置为上述外侧蜂窝结构部的上述外侧流出端面朝向下方且上述隔室延伸的方向与铅垂方向平行。
[4]根据上述[1]～[3]中任一项所述的废气处理装置，上述封孔部未配设于上述内侧蜂窝结构部或者仅配设于上述内侧蜂窝结构部的一端部，并且上述封孔部仅配设于上述外侧蜂窝结构部的一端部或者配设于两端部。
[5]根据上述[4]所述的废气处理装置，上述封孔部配设于上述外侧蜂窝结构部的、上述隔室的预定的隔室的上述外侧流入端面一侧的端部以及上述隔室的剩余的隔室的上述外侧流出端面一侧的端部，未配设于上述内侧蜂窝结构部。
[6]根据上述[4]所述的废气处理装置，上述封孔部配设于上述内侧蜂窝结构部的上述内侧流入端面一侧或者上述内侧流出端面一侧的端部的任意一方的一部分。
[7]根据上述[1]～[6]中任一项所述的废气处理装置，上述外侧蜂窝结构部的上述外侧隔壁的厚度比上述内侧蜂窝结构部的上述内侧隔壁的厚度厚。
[8]根据上述[1]～[7]中任一项所述的废气处理装置，上述外侧蜂窝结构部的隔室密度比上述内侧蜂窝结构部的隔室密度小。
[9]根据上述[1]～[8]中任一项所述的废气处理装置，上述内侧蜂窝结构部的外周壁与上述内侧蜂窝结构部的上述内侧隔壁一体成形。
[10]根据上述[1]～[9]中任一项所述的废气处理装置，在上述罐体的上述内侧蜂窝结构部的上述内侧流入端面与上述外侧蜂窝结构部的上述外侧流出端面之间的位置具备与用于使废气再循环的路径连续的EGR用流出口。
[11]根据上述[1]～[10]中任一项所述的废气处理装置，在上述第二端面与上述罐体之间的间隙具备吸音材料。
[12]一种催化剂的升温方法，该催化剂担载于上述[1]～[11]中任一项所述的废气处理装置的上述蜂窝结构体，关闭上述废气处理装置的上述开闭阀，使上述废气处理装置的上述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，使担载于上述蜂窝结构体的上述催化剂升温。
[13]一种催化剂的升温方法，该催化剂担载于上述[1]～[11]中任一项的废气处理装置的上述蜂窝结构体，通过增压器，使上述废气处理装置的上述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，使担载于上述蜂窝结构体的上述催化剂升温。
[14]一种蜂窝结构体的再生方法，在上述[1]～[11]中任一项所述的废气处理装置的上述蜂窝结构体内堆积有煤烟的状态下的上述蜂窝结构体的再生方法，关闭具有在内部堆积有煤烟的上述蜂窝结构体的上述废气处理装置的上述开闭阀，从而使上述废气处理装置的上述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，从而使煤烟燃烧，使上述蜂窝结构体再生。
[15]一种蜂窝结构体的再生方法，在上述[1]～[11]中任一项所述的废气处理装置的上述蜂窝结构体内堆积有煤烟的状态下的上述蜂窝结构体的再生方法，通过增压器，使上述废气处理装置的上述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，从而使煤烟燃烧，使上述蜂窝结构体再生。
[16]一种灰烬除去方法，在上述[2]～[11]中任一项所述的废气处理装置的上述蜂窝结构体内堆积有作为灰的灰烬的状态下的除去上述蜂窝结构体内的上述灰烬的灰烬除去方法，关闭上述废气处理装置的上述第二阀且打开上述开闭阀，产生从上述蜂窝结构体的上述外侧蜂窝结构部的上述外侧流出端面朝向上述外侧流入端面的流体的流动，从而除去堆积于上述蜂窝结构体的上述外侧蜂窝结构部内的灰烬。
发明的效果
本发明的废气处理装置具备预定的蜂窝结构体以及对该蜂窝结构体进行收纳的预定的罐体，从而能够缩小整体的大小，容易升温且难以速冷，压力损失的上升较小。
本发明的催化剂的升温方法使用本发明的废气处理装置，能够使担载于蜂窝结构体的催化剂良好地升温。
本发明的蜂窝结构体的再生方法使用本发明的废气处理装置，能够使堆积有煤烟的蜂窝结构体良好地再生。
本发明的灰烬除去方法使用本发明的废气处理装置，能够从堆积有灰烬的蜂窝结构体良好地除去灰烬。
附图说明
图1是示意性地表示本发明的废气处理装置的一实施方式的剖面的剖视图。
图2是在本发明的废气处理装置的一实施方式中，示意性地表示废气的流动的说明图。
图3是在本发明的废气处理装置的一实施方式中，示意性地表示废气的流动的说明图。
图4是示意性地表示本发明的废气处理装置的一实施方式具备的蜂窝结构体的立体图。
图5A是对本发明的废气处理装置的一实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
图5B是对本发明的废气处理装置的其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
图5C是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
图5D是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
图5E是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
图5F是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
图5G是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
图6是示意性地表示比较例1的废气处理装置的剖面的剖视图。
图7是示意性地表示参考例1的废气处理装置的剖面的剖视图。
图中：
1—内侧隔壁，2—隔室，3—外侧隔壁，5—外周壁，8—封孔部，10—蜂窝结构体，10a—第一端面，10b—第二端面，11—内侧流入端面，12—内侧流出端面，14—内侧蜂窝结构部，14a—凸部，16—外侧蜂窝结构部，18—外侧流入端面，19—外侧流出端面，20—罐体，21—流入口，23—流入管，25—主体部，27—第二流出口，28—EGR用流出口，30—蜂窝基材，41—折返空间，43—升温辅助空间，51—开闭阀，52—第一流出口，53—旁通配管，55—第二阀，57—排出配管，60—过滤器组，61—第一蜂窝结构体，62—第二蜂窝结构体，63—第三蜂窝结构体，121—流入口，127—流出口，100、200、300—废气处理装置，L—宽度，X—系统全长。
具体实施方式
以下，对本发明的实施方式进行说明。本发明不限定于以下的实施方式，应该理解为在不脱离本发明的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识，对以下的实施方式适当地施加变更、改进等的情况也落入本发明的范围内。
[1]废气处理装置：
本发明的废气处理装置的一实施方式是图1所示的废气处理装置100。废气处理装置100具备：蜂窝结构体10；对该蜂窝结构体10进行收纳并成为废气的通路的罐体20；以及配设于罐体20的第二流出口27并对该第二流出口27进行开闭的开闭阀51。
而且，如图3所示，蜂窝结构体10具备：内侧蜂窝结构部14；位于该内侧蜂窝结构部14的外侧的外侧蜂窝结构部16；以及封孔部8。内侧蜂窝结构部14具有：具有多孔质的内侧隔壁1的蜂窝基材30；以及配设于该蜂窝基材30的外周的外周壁5。蜂窝基材30具有划分形成多个隔室2的内侧隔壁1，其中，隔室2为废气的流路并从作为供废气流入的一端面的内侧流入端面11延伸至作为供废气流出的另一端面的内侧流出端面12(参照图4)。外侧蜂窝结构部16包围内侧蜂窝结构部14的外周的一部分并且配设于从内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11分离的位置。而且，该外侧蜂窝结构部16具有划分形成多个隔室2的多孔质的外侧隔壁3，其中，隔室2从作为第二端面10b侧的端面的外侧流入端面18延伸至作为第一端面10a的端面的外侧流出端面19。封孔部8配设于一部分的隔室2。
罐体20具有：与内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11侧的端部嵌合且形成有流入口21的流入管23；以及与该流入管23连接的主体部25。在主体部25的内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11与外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19之间的位置形成有废气的第一流出口52。另外，在蜂窝结构体10的与第二端面10b相对的位置形成有废气的第二流出口27。
蜂窝结构体10在第二端面10b与罐体20之间具有成为废气的流路的间隙(在具有空间(以下，存在称为“折返空间”的情况)41的状态下收纳于罐体20。另外，蜂窝结构体10在外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19与罐体20之间具有成为废气的流路的间隙(空间(以下，存在称为“升温辅助空间”的情况))43的状态下收纳于罐体20。
如上所述，废气处理装置100具备：蜂窝结构体10；对该蜂窝结构体10进行收纳的罐体20；以及开闭阀51。由此，废气处理装置100能够缩小整体的大小，容易升温且难以速冷，另外，压力损失的上升变小。
就废气处理装置100而言，如图2所示，在发动机的启动时处于开闭阀51关闭且配设于旁通配管53的第二阀55打开的状态。
在上述的状态的废气处理装置100中，废气从蜂窝结构体10的内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11侧流入蜂窝结构体10内，从内侧蜂窝结构部14的内侧流出端面12流出。然后，废气流入形成于主体部25与内侧流出端面12以及外侧流入端面18之间的间隙(折返空间)41。然后，废气从外侧蜂窝结构部16的外侧流入端面18侧流入外侧蜂窝结构部16内，从外侧流出端面19流出。此时，从外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19流出的废气被导入内侧蜂窝结构部14的外周壁5与罐体20的主体部25之间的空间(升温辅助空间)43，一边与该外周壁5接触一边从罐体20的第二流出口27被排出。此外，流入内侧蜂窝结构部14的废气不从内侧流出端面12流出，而向升温辅助空间43保持原样地流出。而且，向升温辅助空间43流出的废气通过旁通配管53，从与罐体20的第二流出口27连结的排出配管57排出。此外，在图2中，箭头表示废气的流动。
换句话说，在发动机的启动时，从外侧蜂窝结构部16被排出的废气与内侧蜂窝结构部14的外周壁5直接接触。因此，供废气直接接触的部分(后述的凸部14a)从其外侧被上述废气加热。因此，废气处理装置100容易升温且难以速冷。而且，在上述的路径中，废气流动罐体20内，因此能够缩小废气处理装置100整体的大小。此外，在未涂覆催化剂的状态下，与外周壁5直接接触的废气通过蜂窝结构体10内，因此与最初流入蜂窝结构体10时的温度相比，成为低温。但是，在涂覆催化剂的状态下，能够通过催化剂反应而产生的热形成比流入的废气的温度高的温度。因此，如上述那样，能够促进蜂窝结构体10的升温。另外，在冷却气体(在怠速状态、下破路的状况下，温度下降的废气)流入蜂窝结构体10时，在通过蜂窝结构体10内时该废气(冷却气体)被加热，具有被加热的废气与外周壁5接触，由此防止蜂窝结构体的温度降低的程度的温度。
另外，如图3所示，废气处理装置100处于在经过发动机的启动初期后(大约一分钟后)，开闭阀51打开，并且配设于旁通配管53的第二阀55关闭的状态。
在上述的状态的废气处理装置100中，废气从蜂窝结构体10的内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11侧流入蜂窝结构体10内，从内侧蜂窝结构部14的内侧流出端面12流出。然后，废气处理装置100由于打开开闭阀51，因此上述废气保持原样地(不透过蜂窝结构体10的外侧蜂窝结构部16地)从排出配管57被排出。特别地，在直喷式的汽油发动机中，在经过发动机的启动初期后，煤烟几乎不从上述发动机被排出。因此，废气处理装置100能够使从发动机被排出的废气仅透过内侧蜂窝结构部14而排出至外部。此外，在图3中，箭头表示废气的流动。
另外，废气处理装置100仅在被限制的运转状态时使废气向过滤器流动，因此能够减少积存于过滤器的灰烬的堆积量。换句话说，与行驶距离对应地在过滤器堆积有灰烬。但是，在过滤器如上述那样限定地流动废气，因此总是与在过滤器流动废气的情况相比，能够减少灰烬的堆积量。其结果，废气处理装置100的压力损失的上升变小。具体而言，废气处理装置100的灰烬的堆积时的压力损失的上升变小。另外，废气处理装置100即使在通常运转(正常运转)中，压力损失的上升也变小。
换句话说，在发动机启动时，如上所述，以成为供废气通过GPF的路径的方式关闭开闭阀51。而且，在通常运转(正常运转)时，减少通过GPF的废气的量(或者使其为零)，从而能够抑制必要以上的灰烬堆积在蜂窝结构体10，并且能够尽可能地抑制因废气透过GPF而引起的压力损失的上升。另一方面，若完全关闭第二阀55，则在蜂窝结构体10产生负压，因此在蜂窝结构体10产生在外侧蜂窝结构部16从外侧流出端面19侧朝向外侧流入端面18侧的废气的流动(相反的流动)。如上所述，在蜂窝结构体10产生相反的流动，从而废气处理装置100能够排出积存于蜂窝结构体10内的灰烬。换句话说，废气处理装置100能够通过上述相反的流动对蜂窝结构体10进行反向冲洗。
图1是示意性地表示本发明的废气处理装置的一实施方式的剖面的剖视图。图2是在本发明的废气处理装置的一实施方式中，示意性地表示废气的流动的说明图。图3是在本发明的废气处理装置的一实施方式中，示意性地表示废气的流动的说明图。图4是示意性地表示本发明的废气处理装置的一实施方式具备的蜂窝结构体的立体图。
[1-1]蜂窝结构体：
作为本发明的废气处理装置的蜂窝结构体，能够列举图4所示的蜂窝结构体10。如图4所示，蜂窝结构体10也能够称为具有从一端面的中央呈凸状突出的部分(凸部14a)的柱状。
外侧蜂窝结构部16配设于从内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11分离的位置。具体而言，就外侧蜂窝结构部16而言，距内侧流入端面11的位置优选为蜂窝结构体的隔室延伸的方向的全长的10～60％，进一步优选为20～50％。通过做成上述的范围，能够一边提高升温性能一边将蜂窝结构体保持于罐体。换言之，蜂窝结构体优选上述凸部的隔室延伸的方向的长度在上述范围内。
内侧流入端面11的面积优选为内侧流入端面11与外侧流出端面19的面积的合计的5～50％，进一步优选为10～40％。通过做成上述的范围，能够确保作为过滤器发挥功能的部分的面积。另外，能够降低废气处理装置的压力损失。
隔壁(内侧隔壁、外侧隔壁)以及外周壁优选各自的平均细孔径为5～30μm，进一步优选为9～25μm。通过做成上述的范围，能够抑制催化剂、PM引起的细孔的闭塞。另外，能够将压力损失抑制为较低。该平均细孔径是通过水银孔率计测定的值。
隔壁(内侧隔壁、外侧隔壁)以及外周壁优选各自的孔隙率为35～70％，进一步优选为40～65％。通过做成上述的范围，能够一边降低废气透过隔壁时的透过阻力一边确保能够封装的等静压强度。该孔隙率是通过水银孔率计测定的值。
隔壁(内侧隔壁、外侧隔壁)的厚度不被特别地限定。该隔壁例如优选为64～305μm。若隔壁的厚度小于64μm，则等静压强度显著地降低，存在封装中破坏蜂窝结构体的担忧。另一方面，若隔壁的厚度超过305μm，则存在因压力损失的大幅度的增加而使油耗变差、产生无法充分地获得输出等的影响的担忧。而且，外侧蜂窝结构部的外侧隔壁的厚度优选比内侧蜂窝结构部的内侧隔壁的厚度厚。具体而言，外侧隔壁的厚度相对于内侧隔壁的厚度的比的值(外侧隔壁的厚度/内侧隔壁的厚度)优选为1.1～5.0，进一步优选为1.2～3.5。若外侧隔壁的厚度/内侧隔壁的厚度的值超过5.0，则在对蜂窝结构体进行挤压成形时，在外侧隔壁与内侧隔壁的挤压速度产生较大的差，从而存在边界部产生隔壁的变形，使等静压强度降低的担忧。
外侧隔壁的厚度例如优选为110～381μm，进一步优选为152～305μm。
外周壁的厚度不被特别地限定。例如，优选为0.3～3mm。若外周壁的厚度小于0.3mm，则容易在外周壁产生小孔、缺损，在涂覆催化剂时存在从外周壁泄露催化剂的担忧。另一方面，若外周壁的厚度超过3mm，则在对蜂窝结构体进行挤压成形时，形成外周壁的坯土的流动与其他的部分相比加快。因此，在与邻接的隔壁(内侧隔壁、外侧隔壁)的流动产生差异，存在隔壁变形而使等静压强度显著地降低的担忧。
内侧蜂窝结构部的外周壁优选与内侧蜂窝结构部的内侧隔壁成形为一体。据此，能够抑制外周壁与内侧隔壁的热膨胀的差，能够形成耐热冲击性优越的结构。此处，外周壁“与内侧隔壁成形为一体”不是意味着外周壁与内侧隔壁通过接合等方法相互固定，而是例如在制造阶段的挤压成形时成形为一体。
蜂窝结构体的隔室密度不被特别地限制。此处，外侧蜂窝结构部的隔室密度优选比内侧蜂窝结构部的隔室密度小。具体而言，内侧蜂窝结构部的隔室密度优选为46.5～186个/cm2，外侧蜂窝结构部的隔室密度优选为7.7～46.5个/cm2。据此，能够确保用于通过内侧蜂窝结构部提高废气的净化性能的几何学的表面积，另一方面，在外侧蜂窝结构部中，能够将压力损失抑制为较低。
作为蜂窝结构体的材质，优选陶瓷，强度以及耐热性优越，从而能够列举碳化硅、堇青石、钛酸铝、硅-碳化硅系复合材料、碳化硅-堇青石系复合材料、莫来石、氧化铝、氮化硅等。作为蜂窝结构体的材质，优选从由碳化硅、堇青石、钛酸铝、硅-碳化硅系复合材料以及碳化硅-堇青石系复合材料构成的组选择的至少一种。
另外，蜂窝结构体也可以为由多个蜂窝单元构成的接合体(蜂窝单元接合体)。即，蜂窝结构体也可以具备多个蜂窝单元的集合体与由将这些蜂窝单元相互接合的接合材构成的接合部。
如上所述，封孔部只要配设于一部分的隔室，则不被特别地限制。此处，封孔部优选不配设于内侧蜂窝结构部或者仅配设于内侧蜂窝结构部的一端部，并且在外侧蜂窝结构部中仅配设于一端部或者配设于两端部。若如上所述地配设封孔部，则能够形成与需要的捕集效率对应地将压力损失的上升抑制为最小的过滤器结构。此外，封孔部的材质能够做成与上述的蜂窝结构体相同。另外，封孔部的深度能够适当地决定。
封孔部的配置图案能够采用以下那样的(1)～(7)的图案。
(1)如图5A所示，封孔部8配设于外侧蜂窝结构部16的隔室2中的预定的隔室的外侧流入端面18侧的端部以及剩余的隔室的外侧流出端面19侧的端部，不配设于内侧蜂窝结构部14。
(2)如图5B所示，封孔部8配设于外侧蜂窝结构部16的隔室中的预定的隔室的外侧流入端面18侧的端部以及剩余的隔室的外侧流出端面19侧的端部。而且，封孔部8在内侧蜂窝结构部14中仅配设于预定的隔室的内侧流出端面12侧的端部。封孔部8在内侧蜂窝结构部14中不配设于剩余的隔室的内侧流入端面11侧的端部。
(3)如图5C所示，封孔部8在内侧蜂窝结构部14中仅配设于预定的隔室的内侧流出端面12侧的端部。封孔部8在外侧蜂窝结构部16中仅配设于预定的隔室的外侧流入端面18侧的端部。封孔部8在内侧蜂窝结构部14中不配设于剩余的隔室的内侧流入端面11侧的端部，在外侧蜂窝结构部16中不配设于剩余的隔室的外侧流出端面19侧的端部。
(4)如图5D所示，封孔部8在内侧蜂窝结构部14中仅配设于预定的隔室的内侧流出端面12侧的端部。而且，封孔部8在外侧蜂窝结构部16中仅配设于预定的隔室的外侧流出端面19侧的端部。封孔部8在内侧蜂窝结构部14中不配设于剩余的隔室的内侧流入端面11侧的端部，在外侧蜂窝结构部16中不配设于剩余的隔室的外侧流入端面18侧的端部。
(5)如图5E所示，封孔部8在外侧蜂窝结构部16中仅配设于预定的隔室的外侧流出端面19侧的端部，不配设于内侧蜂窝结构部14。在外侧蜂窝结构部16中，不配设于剩余的隔室的外侧流入端面18侧的端部。
(6)如图5F所示，封孔部8在内侧蜂窝结构部14中仅配设于预定的隔室的内侧流入端面11侧的端部。封孔部8在外侧蜂窝结构部16中仅配设于预定的隔室的外侧流入端面18侧的端部。封孔部8在内侧蜂窝结构部14中不配设于剩余的隔室的内侧流出端面12侧的端部，在外侧蜂窝结构部16中不配设于剩余的隔室的外侧流出端面19侧的端部。
(7)如图5G所示，封孔部8在内侧蜂窝结构部14中仅配设于预定的隔室的内侧流入端面11侧的端部。封孔部8在外侧蜂窝结构部16中仅配设于预定的隔室的外侧流出端面19侧的端部。封孔部8在内侧蜂窝结构部14中不配设于剩余的隔室的内侧流出端面12侧的端部，在外侧蜂窝结构部16中不配设于剩余的隔室的外侧流入端面18侧的端部。
图5A是对本发明的废气处理装置的一实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。图5B是对本发明的废气处理装置的其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。图5C是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。图5D是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。图5E是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。图5F是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。图5G是对本发明的废气处理装置的又一其他的实施方式所具备的蜂窝结构体的封孔部的配置图案进行说明的说明图。
如图1所示，蜂窝结构体10优选配置为使外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19朝向下方，隔室延伸的方向与铅垂方向平行。若如上所述地配置蜂窝结构体10，则被捕集于蜂窝结构体10内的灰烬通过自重、汽车等的振动而被排出。因此，本发明的废气处理装置不需要定期地除去灰烬的操作。换句话说，废气处理装置100能够与在上述的蜂窝结构体10产生的上述相反的流动一并良好地除去蜂窝结构体10内的灰烬。
[1-2]罐体：
如上所述，罐体20具有：与内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11侧的端部嵌合并且形成有流入口21的流入管23；以及与该流入管23连接的主体部25。而且，在主体部25的内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11与外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19之间的位置形成有废气的第一流出口52。而且，在与蜂窝结构体10的第二端面10b相对的位置形成有废气的第二流出口27。使用上述的罐体20，并且，关闭开闭阀51且打开第二阀55，从而流入废气处理装置100的废气如图2的箭头所示的那样流动。换句话说，从外侧蜂窝结构部16排出的废气与内侧蜂窝结构部14的外周壁5直接接触。因此，上述凸部14a从其外侧被上述废气加热。因此，废气处理装置100容易升温且难以速冷。而且，废气在上述那样的路径中在罐体20内流动，因此能够缩小废气处理装置100整体的大小。
在本发明的废气处理装置中，在罐体的主体部的上述位置形成有流出口，从而通过蜂窝结构体内的废气以与内侧蜂窝结构部的上述凸部的外周直接接触的方式流动。因此，本发明的废气处理装置通过废气被保温，容易对蜂窝结构体进行升温且蜂窝结构体难以速冷。
折返空间41的宽度(即，蜂窝结构体10与罐体20的内表面之间的距离L)优选为20～150mm，进一步优选为30～100mm。通过做成上述的范围，能够确保废气的流路，以便抑制压力损失的上升。
优选在罐体20的内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11与外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19之间的位置形成有连接用于使废气再循环的路径的EGR用流出口28。如上所述，若罐体20连结于用于使废气再循环的路径，则能够将捕集有煤烟的废气供给至EGR，因此能够抑制EGR冷却器等中的煤烟的堵塞。另外，废气的一部分从外周壁5供给至内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11与外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19之间，从而能够将EGR用流出口28的废气的压力保持为比较高。其结果，能够确保供给至EGR的废气的供给量。此外，EGR是Exhaust Gas Recirculation的简称。
罐体20的材质能够形成与以往公知的废气处理装置所采用的罐体相同的材质。
[1-3]开闭阀：
开闭阀51配设于罐体20的第二流出口27，对第二流出口27进行开闭。若该开闭阀51关闭，则废气如图2所示地流动。即，透过内侧蜂窝结构部14的废气流入外侧蜂窝结构部16。此外，开闭阀51也可以不完全关闭排出配管57。换句话说，开闭阀51只要以妨碍废气的流动的方式发挥作用即可。
作为开闭阀，能够使用以往公知的开闭式的阀。
[1-4]旁通配管以及第二阀：
本发明的废气处理装置优选具备一端部与主体部的第一流出口连结且另一端部与连结于主体部的第二流出口的排出配管的开闭阀的后方连结的旁通配管。另外，本发明的废气处理装置优选具备配设于旁通配管的第二阀。如上所述，废气处理装置100具备旁通配管53以及第二阀55，从而能够在发动机的启动时等的特定的运转区域与除此以外的运转区域简单地改变废气的流路。图2示出了在第二阀55打开的状态下，从蜂窝结构体10排出的废气通过旁通配管53，流入排出配管57的状态。
[1-5]吸音材料：
本发明的废气处理装置优选在蜂窝结构体的第二端面与罐体之间的间隙具备吸音材料。吸音材料是由玻璃纤维等构成的具有耐热性的垫子。通过如上所述地具备吸音材料，具有能够获得与消声器相同的消音效果的优点。
作为吸音材料，例如能够列举玻璃棉、金属纤维等。即便在这些中，从具有耐热性的观点来看，也优选玻璃棉。
[2]蜂窝结构体的制造方法：
蜂窝结构体的制造方法具有：蜂窝成形体制作工序，制作蜂窝成形体；封孔配设工序，在制作的蜂窝成形体形成封孔部；烧成工序，对制作的封孔蜂窝成形体进行烧成而获得蜂窝烧成体；以及蜂窝结构体制作工序，使分隔壁的一部分露出，从而获得蜂窝结构体。蜂窝成形体制作工序的蜂窝成形体具备：对划分形成多个隔室的隔壁，该多个隔室从作为一端面的流入端面延伸至作为另一端面的流出端面；以及分隔与隔室延伸的方向正交的剖面的外侧部分和内侧部分的分隔壁。在蜂窝结构体制作工序中，从一端面对在烧成工序中所获得的蜂窝烧成体的外侧部分的一部分进行磨削而使分隔壁的一部分露出。
若采用上述的制造方法，则能够良好地制作能够使用于本发明的废气处理装置的蜂窝结构体。具体而言，该制造方法在蜂窝成形体制作工序中制作具有分隔壁的蜂窝成形体，在对该蜂窝成形体进行烧成而获得蜂窝烧成体后，对蜂窝烧成体进行磨削，以使分隔壁(外周壁)露出。据此，在所获得的蜂窝结构体的内侧流入端部的外周配置有外周壁(分隔壁)。即，当在蜂窝成形体制作工序中未设置分隔壁的情况下，蜂窝结构体的被磨削的隔壁露出。而且，该隔壁的一部分剥落。
蜂窝结构体具有外周壁(分隔壁)，从而能够防止隔壁的一部分剥落。另外，上述制造方法能够削出蜂窝结构体的内侧流入端部，并且简单地制作具有外周壁的内侧流入端部。
[2-1]蜂窝成形体制作工序：
在该工序中，具体而言，首先，对成形原料进行混炼而形成坯土。成形原料优选对陶瓷原料添加分散介质以及添加剂。作为添加剂，能够列举有机粘合剂、造孔材料、表面活性剂等。作为分散介质，能够列举水等。
作为陶瓷原料，优选从由堇青石化原料、莫来石、氧化铝、尖晶石、碳化硅、硅-碳化硅系复合材料、碳化硅-堇青石系复合材料、锂铝硅酸盐以及钛酸铝构成的组选择的至少一种。即便在这些中，也优选热膨胀系数较小，且耐热冲击性优越的堇青石化原料。
对所使用的陶瓷原料的粒子直径以及配合量和添加的造孔材料的粒子直径以及配合量进行调整，从而能够获得所希望的孔隙率、平均细孔径的蜂窝结构体。
作为对成形原料进行混炼而形成坯土的方法不被特别地限制，例如能够列举使用捏合机、真空炼泥机等的方法。
接下来，对所获得的坯土进行挤压成形而获得蜂窝成形体。此时，优选以能够获得具有隔壁与分隔壁的蜂窝成形体的方式使用预定的金属模具。作为金属模具的材质，优选难以磨损的超硬合金。
分隔壁的厚度若在烧成后为能够获得所希望的厚度的外周壁的厚度，则不被特别地限制。分隔壁的厚度例如能够形成1～3mm。
[2-2]封孔配设工序：
接下来，通过封孔材料对所获得的蜂窝烧成体的蜂窝结构部的隔室的开口部进行封孔。作为对隔室的开口部进行封孔的方法，能够列举向隔室的开口部填充封孔材料的方法。作为填充封孔材料的方法，能够依据以往公知的封孔蜂窝结构体的制造方法进行。用于形成封孔材料的陶瓷原料能够使用在以往公知的蜂窝结构体的制造方法中使用的陶瓷原料。而且，用于形成封孔材料的陶瓷原料优选使用与蜂窝成形体的制作所使用的材料相同的陶瓷原料。此外，为了对由封孔材料形成的封孔部的孔隙率、细孔径等进行调节，也可以适当地变更陶瓷原料粉末的粒子直径以及配合量和添加的造孔材料粉末的粒子直径以及配合量。
在向隔室的开口部填充封孔材料后，对封孔材料进行干燥或者烧成，由此能够制造本实施方式的蜂窝结构体。向隔室的开口部填充封孔材料的工序也可以在对蜂窝成形体进行烧成前进行。制造本实施方式的蜂窝结构体的方法不限定于至此说明的方法。
[2-3]烧成工序：
接下来，对蜂窝成形体进行烧成而获得蜂窝烧成体(烧成工序)。烧成温度能够由蜂窝成形体的材质适当地决定。例如，在蜂窝成形体的材质为堇青石的情况下，烧成温度优选为1380～1450℃，进一步优选为1400～1440℃。另外，烧成时间作为最高温度中的持续时间，优选为4～6小时左右。
也可以在对蜂窝成形体进行烧成前使其干燥。干燥方法不被特别地限定。作为干燥方法，例如能够列举热风干燥，微波干燥、高频干燥、减压干燥、真空干燥，冻结干燥等，即便在这些中，也优选单独或者组合进行高频干燥、微波干燥或者热风干燥。另外，作为干燥条件，优选干燥温度为30～150℃，干燥时间为1分钟～2小时。
[2-4]蜂窝结构体制作工序：
接下来，从一端面对所获得的蜂窝烧成体的外侧部分的一部分进行磨削，使分隔壁的一部分露出，制作具备隔壁与分隔壁(外周壁)的蜂窝结构体。蜂窝烧成体的磨削也可以在使蜂窝成形体干燥后且进行烧成前进行。
[3]废气处理装置的制造方法：
本实施方式的废气处理装置能够通过将制造的蜂窝结构体收纳于配设有上述开闭阀的罐体而进行制作。
如上所述地制作的废气处理装置关闭开闭阀，从而在发动机启动时，废气如图2所示地流动。即，废气处理装置100使废气从蜂窝结构体10的内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11侧流入蜂窝结构体10内，从内侧蜂窝结构部14的内侧流出端面12流出。然后，流入折返空间41的废气从外侧蜂窝结构部16的外侧流入端面18侧流入外侧蜂窝结构部16内，从外侧流出端面19流出。此时，从外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19流出的废气被导入内侧蜂窝结构部14的外周壁5与罐体20的主体部25之间的空间(升温辅助空间)43，一边与该外周壁5接触一边从罐体20的第二流出口27被排出。
另外，该废气处理装置在经过发动机的启动初期后，如图3所示，打开开闭阀51，将通过蜂窝结构体10的废气向罐体20外排出。
[4]催化剂的升温方法：
本发明的催化剂的升温方法是担载于本发明的废气处理装置的蜂窝结构体的催化剂的升温方法。即，在本发明的催化剂的升温方法中，关闭废气处理装置的开闭阀51，使从内侧蜂窝结构部14的内侧流出端面12排出的废气从外侧蜂窝结构部16的外侧流入端面18侧流入外侧蜂窝结构部16内。然后，使流入外侧蜂窝结构部16内的废气从外侧流出端面19流出。从外侧蜂窝结构部16被排出的废气与内侧蜂窝结构部14的外周壁5直接接触，由此使担载于蜂窝结构体的催化剂升温。此外，此时，第二阀55为如图2所示地打开的状态。
进一步在关闭开闭阀51的状态下关闭第二阀55，从而能够使担载于蜂窝结构体的催化剂良好地升温。具体而言，如图2所示，若关闭废气处理装置100的开闭阀51以及第二阀55，则罐体20内的废气的压力上升。然后，若罐体20内的废气的压力上升，则罐体20的容积不变化，因此废气的温度上升。其结果，能够提高与废气接触的催化剂的温度。
此外，担载有催化剂的蜂窝结构体能够通过以往公知的方法对蜂窝结构体涂覆催化剂而获得。
作为催化剂的升温方法的其它的方法，存在以下的方法。即如下方法，通过增压器，提高废气处理装置的罐体内的废气的压力，由此提高废气的温度，使担载于蜂窝结构体的催化剂升温。根据上述的方法，能够使担载于蜂窝结构体的催化剂良好地升温。
在该方法中，与上述方法不同，使用增压器，提高废气处理装置的罐体内的废气的压力。因此，废气处理装置的开闭阀也可以不完全关闭。此外，废气处理装置的开闭阀从容易提高罐体内的废气的压力的观点来看，优选完全关闭。
增压器具体而言能够如以下那样使用。即，在罐体的主体部形成与增压器连结的供给口，从该供给口供给利用例如通过电动力源来动作的增压器(电驱动的增压器)加压的废气。若采用上述的方法，则能够以废气的量增多的方式确保废气，因此能够比较快地提高压力。即，能够快速地使废气升温。
[5]蜂窝结构体的再生方法：
本发明的蜂窝结构体的再生方法是在本发明的废气处理装置的蜂窝结构体内堆积煤烟的状态的上述蜂窝结构体的再生方法。即，本发明的蜂窝结构体的再生方法准备具有在内部堆积煤烟的蜂窝结构体的废气处理装置，然后，关闭废气处理装置的开闭阀以及第二阀，从而提高废气处理装置的罐体内的废气的压力。如上所述地提高罐体内的废气的温度，从而使煤烟燃烧。通过使煤烟燃烧，能够使蜂窝结构体再生。此外，在完全关闭开闭阀时，第二阀也可以不完全关闭。
根据上述的方法，能够良好地使煤烟堆积的蜂窝结构体再生。
作为蜂窝结构体的再生方法的其他的方法，存在以下的方法。即如下方法，通过增压器，提高废气处理装置的罐体内的废气的压力，由此提高废气的温度，从而使煤烟燃烧。根据上述的方法，能够使煤烟燃烧，使蜂窝结构体再生。此外，在该情况下，废气处理装置的开闭阀可以打开，也可以关闭。
[6]灰烬除去方法：
本发明的灰烬除去方法是除去在本发明的废气处理装置的蜂窝结构体内堆积了作为灰的灰烬的状态的蜂窝结构体内的灰烬的灰烬除去方法。即，如图3所示，本发明的灰烬除去方法关闭废气处理装置100的第二阀55，并且打开开闭阀51，从而产生从蜂窝结构体10的外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19朝向外侧流入端面18的流体的流动。据此，除去堆积于蜂窝结构体10的外侧蜂窝结构部16内的灰烬。
根据上述的方法，能够从灰烬堆积的蜂窝结构体良好地除去灰烬。换句话说，若使废气处理装置处于上述的状态，则在蜂窝结构体10产生负压，因此在蜂窝结构体10产生在外侧蜂窝结构部16从外侧流出端面19侧朝向外侧流入端面18侧的废气的流动(相反的流动)。如上所述地在蜂窝结构体10产生相反的流动，从而废气处理装置100能够排出积存于蜂窝结构体10内的灰烬。换句话说，废气处理装置100能够通过上述相反的流动对蜂窝结构体10进行反向冲洗。
【实施例】
以下，基于实施例对本发明具体地进行说明，但本发明不限定于这些实施例。
(实施例1)
向100质量份的堇青石化原料分别添加13质量份的造孔材料、35质量份的分散介质、6质量份的有机粘合剂、0.5质量份的分散剂，进行混合、混炼，调制坯土。作为堇青石化原料，使用氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石以及二氧化硅。作为分散介质，使用水，作为造孔材料，使用平均粒子直径1～10μm的焦炭，作为有机粘合剂，使用羟丙基甲基纤维素，作为分散剂，使用乙二醇。对造孔材料的粒子直径与量进行控制，从而对隔壁的细孔径以及孔隙率进行控制。
接下来，以能够获得具有隔壁与分隔壁的蜂窝成形体的方式，使用预定的金属模具对坯土进行挤压成形，获得圆柱状的蜂窝成形体。
接下来，通过微波干燥机对蜂窝成形体进行干燥，进一步通过热风干燥机使其完全干燥后，切断蜂窝成形体的两端面，使其成为预定的尺寸。
接下来，向蜂窝成形体的各隔室的一方的开口部填充封孔用浆料而形成封孔部。
封孔部的配置图案采用图5A所示的图案。即，封孔蜂窝成形体将封孔部配设于外侧蜂窝结构部的隔室中的预定的隔室的外侧流入端面侧的端部以及剩余的隔室的外侧流出端面侧的端部，不配设于内侧蜂窝结构部。
作为封孔部的形成方法，首先，在相当于蜂窝成形体的外侧蜂窝结构部的部分的一端面与另一端面粘贴片材，在该片材的与欲形成封孔部的隔室对应的位置开孔。接下来，在保持粘贴该片材的状态下，将封孔用浆料涂覆于蜂窝成形体的上述端面并压入蜂窝成形体内，将封孔用浆料填充于蜂窝成形体的预定的隔室。作为封孔用浆料，使用将封孔部的形成材料浆料化的材料。
然后，通过热风干燥机对封孔蜂窝成形体进行干燥，进一步以1410～1440℃，烧成五个小时，从而获得蜂窝烧成体。
接下来，从一端面对蜂窝烧成体的外侧部分的一部分进行磨削，使分隔壁的一部分露出，从而获得蜂窝结构体。
蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度为140mm(在表2中，表示为“系统全长”)。外侧蜂窝结构部的隔室延伸的方向的长度为100mm。内侧蜂窝结构部的凸部的隔室延伸的方向的长度为40mm。另外，对于蜂窝结构体而言，内侧蜂窝结构部以及外侧蜂窝结构部呈圆柱状，内侧蜂窝结构部的直径为80mm，内侧蜂窝结构部与外侧蜂窝结构部的合计(第二端面)的直径为144mm。
另外，蜂窝结构体的内侧蜂窝结构部的隔室密度为46.5个/cm2。换句话说，内侧蜂窝结构部的凸部的隔室密度与凸部以外的部分(覆盖于外侧蜂窝结构部的部分)的隔室密度相同。外侧蜂窝结构部的隔室密度为46.5个/cm2。外侧隔壁(外侧蜂窝结构部的隔壁)的厚度为0.21mm，内侧隔壁(内侧蜂窝结构部)的厚度为0.21mm。内侧蜂窝结构部的外周壁与内侧蜂窝结构部的内侧隔壁成形为一体。
接下来，将所获得的蜂窝结构体收容于罐体的内部。在蜂窝结构体与罐体之间配设由陶瓷垫子构成的缓冲部件。作为罐体使用如下部件，具有：与内侧蜂窝结构部的内侧流入端面侧的端部嵌合且形成有流入口的流入管；以及与该流入管连接的主体部。而且，在该罐体的主体部的、内侧蜂窝结构部的内侧流入端面与外侧蜂窝结构部的外侧流出端面之间的位置形成有废气的第一流出口。而且，该罐体在与蜂窝结构体的第二端面相对的位置形成有废气的第二流出口。另外，罐体使用不锈钢制的材料。在该罐体使用在其流出口配设开闭阀的部件。另外，在罐体的流出口连结有旁通配管，在该旁通配管配置有开闭其流路的第二阀。另外，在罐体形成有EGR用流出口。在制作的废气处理装置形成有折返空间与升温辅助空间。
如以上那样，获得废气处理装置。
接下来，针对所获得的废气处理装置，通过以下所示的方法，进行了“系统全长”、“额定运转时的压力损失”、“净化率”、“PM捕集”以及“行驶160,000km后的灰烬的堆积量”的评价。结果表示于表2。
[系统全长]
将从废气的流入端面至蜂窝结构体的隔室延伸的方向的最远的位置设为系统全长。此时，在系统全长为200mm以下的情况下，废气处理装置大体“合格”。在系统全长超过200mm的情况下，废气处理装置大体“不合格”。
[额定运转时的压力损失]
在打开开闭阀(在图1中利用附图标记51表示)的状态下，对进行2000rpm额定运转时(废气的温度550℃)的压力损失进行了测定。以比较例1的废气处理装置的上述压力损失为基准，在各实施例中，将压力损失的减少的程度为4kPa以上的情况设为“A”，将压力损失的减少的程度为3kPa以上且小于4kPa时设为“B”。
[净化率]
与欧州EURO6限制值相比，将全部的成分(一氧化碳、烃、氮氧化物)的排放小于限制值的情况设为合格“B”，将不小于限制值的情况设为不合格“C”。另外，将B评价的情况中的一氧化碳减少限制值的30％的情况设为“A”，将减少50％的情况设为“AA”。
[PM捕集]
在从车辆产生的PM个数为1.0×1012个/km时，以欧州EURO6限制值6.0×1011个/km为基准，将由废气处理装置捕集的废气中的PM个数小于上述基准的40％的情况设为“D”。而且，将由废气处理装置捕集的废气中的PM个数为上述基准的40％以上且小于60％的情况设为“C”。而且，将由废气处理装置捕集的废气中的PM个数为上述基准的60％以上且小于80％的情况设为“B”。而且，将由废气处理装置捕集的废气中的PM个数为上述基准的80％以上的情况设为“A”。
[行驶160,000km后的灰烬的堆积量]
针对所获得的废气处理装置，使车辆以市内道路8％、乡间道11％以及高速道路81％的条件行驶，对行驶160,000km后的蜂窝结构体内的灰烬的堆积量进行了测定。而且，对比较例1的废气处理装置的上述灰烬的堆积量进行测定，以其测定值为基准，将堆积的灰烬的减少量小于5g的情况设为“D”。将堆积的灰烬的减少量为5g以上且小于10g的情况设为“C”。将堆积的灰烬的减少量为10g以上且小于20g的情况设为“B”。将堆积的灰烬的减少量为20g以上的情况设为“A”。
【表1】
【表2】
在表2中，“阀控制”一栏表示是否如图1所示的废气处理装置100那样具备开闭阀51。“阀控制”一栏的“有”表示如图1所示的废气处理装置100那样具备开闭阀51。另外，“阀控制”一栏的“—”表示不具备图1所示的废气处理装置100具有的开闭阀。
在表2中，“基于阀闭的升温控制”一栏表示是否在废气处理装置中进行在关闭开闭阀的状态下开闭第二阀的操作。“基于阀闭的升温控制”一栏的“有”表示在如图1所示的废气处理装置100那样具备开闭阀51的废气处理装置中进行在关闭开闭阀的状态下开闭第二阀的操作。另外，“基于阀闭的升温控制”一栏的“无”表示在如图1所示的废气处理装置100那样具备开闭阀51的废气处理装置中未进行在关闭开闭阀的状态下开闭第二阀的操作。另外，“基于阀闭的升温控制”一栏的“—”表示不具备图1所示的废气处理装置100具有的开闭阀。
在表2中，“基于阀闭的灰烬反向冲洗”一栏表示是否进行灰烬除去。“基于阀闭的灰烬反向冲洗”一栏的“有”表示进行了灰烬除去。另外，“基于阀闭的灰烬反向冲洗”一栏的“无”表示未进行灰烬除去。另外，“基于阀闭的灰烬反向冲洗”一栏的“—”表示不具备图1所示的废气处理装置100具有的开闭阀。此外，灰烬的除去通过关闭废气处理装置的第二阀且打开开闭阀，产生从蜂窝结构体的外侧蜂窝结构部的外侧流出端面朝向外侧流入端面的流体的流动而进行。
从比较实施例1、10的净化率的评价的情况还可知，若“基于阀闭的升温控制”为“有”，则净化率的评价良好。这是因为能够良好地升温担载于蜂窝结构体的催化剂。
另外，从比较实施例1、11的“行驶160,000km后的灰烬的堆积量”的评价的情况还可知，若“基于阀闭的灰烬反向冲洗”为“有”，则“行驶160,000km后的灰烬的堆积量”的评价为良好。这是因为能够从灰烬堆积的蜂窝结构体良好地除去灰烬。
(比较例1)
首先，与实施例1相同地制作蜂窝结构体(参照表1)。接下来，将所获得的蜂窝结构体10收容于罐体20的内部(参照图6)。
如图6所示，作为罐体20，使用如下部件，具有：与内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11侧的端部嵌合且形成有废气的流入口21的流入管23；以及与该流入管23连接的主体部25。而且，在罐体20的主体部25的内侧蜂窝结构部14的内侧流入端面11与外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19之间的位置形成有废气的第二流出口27。另外，蜂窝结构体10以在第二端面10b与罐体20之间具有成为废气的流路的间隙(折返空间)41并且在外侧蜂窝结构部16的外侧流出端面19与罐体20之间具有成为废气的流路的间隙(升温辅助空间)43的状态收纳于罐体20。另外，罐体20使用不锈钢制的材料。如上所述，获得图6所示的废气处理装置200。
针对该废气处理装置200，与实施例1相同地，进行了“系统全长”、“额定运转时的压力损失”、“净化率”、“PM捕集”以及“行驶160,000km后的灰烬的堆积量”的评价。结果表示于表2。
(实施例2～11)
除了如表1所示变更以外，与实施例1相同地，进行了“系统全长”、“额定运转时的压力损失”、“净化率”、“PM捕集”以及“行驶160,000km后的灰烬的堆积量”的评价。结果表示于表2。
(参考例1)
针对图7所示的废气处理装置300那样的废气处理装置，与实施例1相同地，进行了“系统全长”、“额定运转时的压力损失”、“净化率”、“PM捕集”以及“行驶160,000km后的灰烬的堆积量”的评价。结果表示于表2。
废气处理装置300具备：形成有废气的流入口121以及流出口127的罐体120；以及收纳于该罐体120的由三个蜂窝结构体构成的过滤器组60。过滤器组60由从罐体120的废气的流入口121侧按顺序进行配置的第一蜂窝结构体61、第二蜂窝结构体62以及第三蜂窝结构体63构成。而且，这些蜂窝结构体61、62、63均呈圆柱状，第一蜂窝结构体61的直径为80mm。此外，在图7中，附图标记X表示废气处理装置的长度(系统全长)。
根据表2，实施例1～11的废气处理装置与比较例1、参考例1的废气处理装置相比，明确能够缩小整体的大小，容易升温且难以速冷，压力损失的上升较小。
工业上的可利用能性
本发明的废气处理装置能够作为对从汽车等被排出的废气进行净化的过滤器而采用。本发明的催化剂的升温方法能够作为使担载于上述过滤器的催化剂升温的方法而采用。本发明的蜂窝结构体的再生方法能够作为除去堆积于上述过滤器的煤烟，再生过滤器的方法而采用。本发明的灰烬除去方法能够作为除去堆积于上述过滤器的煤烟的方法而采用。
Claims (16)
1.一种废气处理装置，其特征在于，具备：
蜂窝结构体，其具有划分形成多个隔室的多孔质的隔壁，该多个隔室从作为一端面的第一端面延伸至作为另一端面的第二端面；
罐体，其对所述蜂窝结构体进行收纳，并且具有废气的流入口及流出口；以及
开闭阀，其配设于所述罐体的所述流出口，并且对所述流出口进行开闭，
所述蜂窝结构体具有：内侧蜂窝结构部，其具有蜂窝基材及配设于所述蜂窝基材的外周的外周壁，该蜂窝基材具有划分形成多个隔室的多孔质的内侧隔壁，该多个隔室从作为所述第一端面一侧的端面的内侧流入端面延伸至作为所述第二端面一侧的端面的内侧流出端面；外侧蜂窝结构部，其包围所述内侧蜂窝结构部的外周的一部分并且配设于从所述内侧蜂窝结构部的所述内侧流入端面分离的位置，所述外侧蜂窝结构部具有划分形成多个隔室的多孔质的外侧隔壁，该多个隔室从作为所述第二端面一侧的端面的外侧流入端面延伸至作为所述第一端面一侧的端面的外侧流出端面；以及封孔部，其配设于一部分的所述隔室，
所述罐体具有：与所述内侧蜂窝结构部的所述内侧流入端面一侧的端部嵌合并且形成有所述流入口的流入管；以及与所述流入管连接的主体部，
在所述主体部，在所述内侧蜂窝结构部的所述内侧流入端面与所述外侧蜂窝结构部的所述外侧流出端面之间的位置形成有所述废气的第一流出口，并且在与所述蜂窝结构体的所述第二端面相对的位置形成有所述废气的第二流出口，
所述蜂窝结构体以所述第二端面与所述罐体之间具有成为所述废气的流路的间隙且所述外侧蜂窝结构部的所述外侧流出端面与所述罐体之间具有成为所述废气的流路的间隙的状态收纳于所述罐体。
2.根据权利要求1所述的废气处理装置，其特征在于，
具备：旁通配管，其一端部连结于所述主体部的所述第一流出口且另一端部连结在与所述主体部的所述第二流出口连结的排出配管的所述开闭阀的后方；以及第二阀，其配设于所述旁通配管。
3.根据权利要求1或2所述的废气处理装置，其特征在于，
所述蜂窝结构体配置为所述外侧蜂窝结构部的所述外侧流出端面朝向下方且所述隔室延伸的方向与铅垂方向平行。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，
所述封孔部未配设于所述内侧蜂窝结构部或者仅配设于所述内侧蜂窝结构部的一端部，并且所述封孔部仅配设于所述外侧蜂窝结构部的一端部或者配设于两端部。
5.根据权利要求4所述的废气处理装置，其特征在于，
所述封孔部配设于所述外侧蜂窝结构部的、所述隔室的预定的隔室的所述外侧流入端面一侧的端部以及所述隔室的剩余的隔室的所述外侧流出端面一侧的端部，未配设于所述内侧蜂窝结构部。
6.根据权利要求4所述的废气处理装置，其特征在于，
所述封孔部配设于所述内侧蜂窝结构部的所述内侧流入端面一侧或者所述内侧流出端面一侧的端部的任意一方的一部分。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，
所述外侧蜂窝结构部的所述外侧隔壁的厚度比所述内侧蜂窝结构部的所述内侧隔壁的厚度厚。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，
所述外侧蜂窝结构部的隔室密度比所述内侧蜂窝结构部的隔室密度小。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，
所述内侧蜂窝结构部的外周壁与所述内侧蜂窝结构部的所述内侧隔壁一体成形。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，
在所述罐体的所述内侧蜂窝结构部的所述内侧流入端面与所述外侧蜂窝结构部的所述外侧流出端面之间的位置具备与用于使废气再循环的路径连续的EGR用流出口。
11.根据权利要求1～10中任一项所述的废气处理装置，其特征在于，
在所述第二端面与所述罐体之间的间隙具备吸音材料。
12.一种催化剂的升温方法，该催化剂担载于权利要求1～11中任一项所述的废气处理装置的所述蜂窝结构体，所述催化剂的升温方法的特征在于，
关闭所述废气处理装置的所述开闭阀，使所述废气处理装置的所述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，使担载于所述蜂窝结构体的所述催化剂升温。
13.一种催化剂的升温方法，该催化剂担载于权利要求1～11中任一项所述的废气处理装置的所述蜂窝结构体，所述催化剂的升温方法的特征在于，
通过增压器，使所述废气处理装置的所述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，使担载于所述蜂窝结构体的所述催化剂升温。
14.一种蜂窝结构体的再生方法，在权利要求1～11中任一项所述的废气处理装置的所述蜂窝结构体内堆积有煤烟的状态下的所述蜂窝结构体的再生方法，其特征在于，
关闭具有在内部堆积有煤烟的所述蜂窝结构体的所述废气处理装置的所述开闭阀，从而使所述废气处理装置的所述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，从而使煤烟燃烧，使所述蜂窝结构体再生。
15.一种蜂窝结构体的再生方法，在权利要求1～11中任一项所述的废气处理装置的所述蜂窝结构体内堆积有煤烟的状态下的所述蜂窝结构体的再生方法，其特征在于，
通过增压器，使所述废气处理装置的所述罐体内的废气的压力上升，由此使废气的温度上升，从而使煤烟燃烧，使所述蜂窝结构体再生。
16.一种灰烬除去方法，在权利要求2～11中任一项所述的废气处理装置的所述蜂窝结构体内堆积有作为灰的灰烬的状态下的除去所述蜂窝结构体内的所述灰烬的灰烬除去方法，其特征在于，
关闭所述废气处理装置的所述第二阀且打开所述开闭阀，产生从所述蜂窝结构体的所述外侧蜂窝结构部的所述外侧流出端面朝向所述外侧流入端面的流体的流动，从而除去堆积于所述蜂窝结构体的所述外侧蜂窝结构部内的灰烬。
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