CN1875173A - 陶瓷蜂窝式过滤器、排气净化装置及排气净化方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种陶瓷蜂窝式过滤器、由陶瓷蜂窝式过滤器和设置在其上游的燃料供给装置构成的排气净化装置、以及使用陶瓷蜂窝式过滤器的排气净化方法，该陶瓷蜂窝式过滤器在流路方向上接合有具有由隔板(30)分隔的多个流路(41)、(42)、(43)的多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体(1A)、(1b)，需要的流路被封堵，排气通过形成在隔板(30)的细孔，至少一个蜂窝式结构体(1A)的隔板(31)、和与该蜂窝式结构体(1A)邻接的蜂窝式结构体(1b)的隔板(32)在封堵部(50)处以在流路方向上具有间隙(54)的方式接合，在隔板(30)和/或封堵部(50)、(52)的至少一部分上，担载有催化剂。
Description
技术领域
本发明涉及适合用于除去从柴油机排出的气体中所含的微粒的装置的陶瓷蜂窝式过滤器及具有陶瓷蜂窝式过滤器的排气净化装置、以及排气净化方法。
背景技术
近年来，为了从柴油机的排气中除去以碳为主要成分的微粒，一直使用在两端部交替封堵陶瓷蜂窝式结构体的多个流路的陶瓷蜂窝式过滤器(以下，将“陶瓷蜂窝式过滤器”简称为“蜂窝式过滤器”)。
通常，蜂窝式过滤器由外周壁、和在该外周壁的内周侧具有由隔板包围的多个流路的多孔质陶瓷蜂窝式结构体(以下，将“多孔质陶瓷蜂窝式结构体”简称为“蜂窝式结构体”)构成。多个流路的排气流入侧端面及流出侧端面被交替封堵。从在流入侧端面开口的流路进入到蜂窝式过滤器内的排气，通过形成在隔板的细孔内并进入邻接的流路内，从流出侧端面被排出。在排气通过隔板时，在排气中含有的微粒主要被形成在隔板的细孔所收集。由此，净化排气。
如果被细孔收集的微粒达到一定量以上，则细孔发生堵塞，导致蜂窝式过滤器的压力损失增大，发动机的输出下降。从而，使用燃烧器或电加热器定期燃烧掉所收集的微粒，使得蜂窝式过滤器再生。
在蜂窝式过滤器的再生中，所收集的微粒越多，越难以均匀控制蜂窝式过滤器的温度。特别是微粒高浓度堆积处，温度容易上升，从而，在伴随燃烧产生的热应力的作用下，导致蜂窝式过滤器破损。另外，根据情况，还存在蜂窝式过滤器的温度达到陶瓷材料的熔融温度以上，导致隔板上发生熔损的问题。另一方面，如果为了避免破损或熔损而将再生时的蜂窝式过滤器的最高温度设定得较低，则微粒的燃烧存在剩余。因而，即使进行再生处理，也存在不能充分降低蜂窝式过滤器的压力损失的问题。
为了解决蜂窝式过滤器的再生中存在的这样的问题，在特公平3-68210号(专利文献1)中，记载了如下所述的排气净化用结构物，即：具有两端开口部被错开堵塞的蜂窝式结构体、和在蜂窝式结构体的单元的排气流入侧设置的加热机构，并在位于排气的流入侧的堵塞部(封堵部)和单元的排气流入侧端面之间设置有空间。专利文献1中记载了在该排气净化用结构物中，微粒不仅附着于隔板，而且还附着于堵塞部和单元的排气流入侧端面之间设置的空间，通过燃烧附着在空间的微粒而产生的热，流入相邻的单元，并被传导到下游，燃烧掉附着在隔板的微粒。但是，由于加热机构仅配置在单元的流入侧，因此，难以在从流入侧到流出侧为止的范围内均匀控制流路方向上很长的蜂窝式过滤器内部的温度，在微粒的收集量多的情况下，存在由于微粒的自身发热而导致局部温度上升，导致破损或熔损的问题。
在特公平7-106290号(专利文献2)中，公开了通过含有在隔板表面上担载的铂族金属及碱土金属氧化物而构成的催化剂的作用，降低使微粒开始燃烧的温度，并通过燃烧连续除去微粒的柴油排气粒子用过滤器。专利文献2中概要记载了根据该柴油排气粒子用过滤器，能够以运转柴油机而产生的程度的低温连续再生过滤器，避免微粒引起的阻塞。但是，即使使用该柴油排气粒子用过滤器，也存在不能防止因微粒的阻塞导致的过滤器的压力损失增大的情况。认为这是由于，尤其在大城市使用柴油机车陷入交通堵塞等情况下，如果在小于约300℃的温度下运行的状态持续，则微粒不能得到充分燃烧，其中所述的约300℃是在过滤器上担载的催化剂的活性温度的下限。
在特开2002-122015号(专利文献3)中，记载了如下所述的排气净化方法，即：在根据柴油机的运行状态推测微粒向担载有催化剂的过滤器的堆积量，在此基础上，将燃料以未燃烧的状态喷射到过滤器的上游侧，并在所述催化剂上促进燃料的氧化反应，通过其反应热使过滤器的内部温度维持在所述催化剂的活性下限温度以上，使堆积的微粒燃烧。专利文献3中记载了通过该排气净化方法，催化剂可保持活性状态并与柴油机的运行状态无关，从而，能够使被过滤器收集的微粒良好地燃烧。然而，即使采用该排气净化方法，也存在以下所述的问题，即：当在未燃烧的状态下供给的燃料没有充分反应等时，不能使微粒充分燃烧，微粒的堵塞引起压力损失提前增大，使得不能使用。
为了解决上述问题使得蜂窝式过滤器容易再生，本申请人先前建议了一种陶瓷蜂窝式过滤器(特愿2003-93677号)，即，是通过封堵多孔质陶瓷蜂窝式结构体的流路，使排气通过在蜂窝式结构体的隔板上形成的细孔的结构的陶瓷蜂窝式过滤器，其中，在所述隔板和/或封堵部的至少一部分担载催化剂，并且，至少一个排气流入侧封堵部远离排气流入侧端面而配置。
在该陶瓷蜂窝式过滤器中，在未燃烧的状态下向蜂窝式过滤器的上游喷射柴油机用燃料和/或柴油机用以外的燃料(烃等)，并通过担载在蜂窝式过滤器的隔板及封堵部的催化剂的作用使燃料燃烧。通过使燃料燃烧，即使在从内燃机排出的气体温度偏低的状态下，也能够将担载在蜂窝式过滤器的催化剂保持在活性下限温度以上。从而，能够充分除去排气中的微粒，避免过滤器破损或熔损的问题，并且长期稳定，能够抑制压力损失的增加。
然而，在是该蜂窝式过滤器的情况下，每当喷射燃料时，排气的温度在流入侧封堵部附近急剧上升，如果长时间使用，则流入侧封堵部有时遭到破坏。这种现象被推测为由于与流过流路的高温的排气直接接触的隔板发生热膨胀，另一方面，封堵部的热容较大，相比隔板热膨胀滞后而产生拉伸应力导致。
专利文献1：特公平3-68210号公报
专利文献2：特公平7-106290号公报
专利文献3：特开2002-122015号公报
发明内容
因此，本发明的目的在于提供蜂窝式过滤器，其通过在蜂窝式过滤器上担载的催化剂的作用，使排气中的微粒连续燃烧，使得可以再生，可以确实可靠地避免由微粒在蜂窝式过滤器的细孔内堆积而导致的压力损失的增加，并且，能够避免过滤器的破损，能够长期稳定使用。
本发明的另一个目的在于提供排气净化装置，其具有蜂窝式过滤器、和添加用于使含在排气中的微粒燃烧的燃料的装置，该排气净化装置不易发生蜂窝式过滤器的破损。
本发明的其他的目的在于，提供在不破坏蜂窝式过滤器的情况下消除蜂窝式过滤器的阻塞且在避免压力损失增加的同时净化排气的方法。
本发明人等鉴于上述目的民进行了潜心研究，结果发现，就在流路方向上接合多个多孔质蜂窝式结构体、封堵需要的流路并担载催化剂的蜂窝式过滤器而言，若在接合的多孔质陶瓷蜂窝式结构体的端面之间设置间隙，则在使堆积于蜂窝式过滤器的隔板内的微粒燃烧时，能够避免蜂窝式过滤器的由热膨胀引起的破损，从而想到了本发明。
即，本发明的陶瓷蜂窝式过滤器，其特征在于，在流路方向上接合有具有由隔板分隔的多个流路的多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体，且需要的流路被封堵，排气通过形成在所述隔板上的细孔，至少一个蜂窝式结构体的隔板、和与该蜂窝式结构体邻接的蜂窝式结构体的隔板在封堵部处以在流路方向上具有间隙的方式接合，在所述隔板和/或封堵部的至少一部分上担载有催化剂。
所述间隙优选为0.1～10mm。所述催化剂优选至少被担载在相对所述封堵部位于所述排气的流入侧的所述多孔质陶瓷蜂窝式结构体的所述隔板上，在相对所述封堵部位于所述排气的流入侧的隔板、和位于所述排气的流出侧的隔板上，担载有特性不同的催化剂。
接合所述多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体的封堵部的端面，优选距所述陶瓷蜂窝式过滤器的流入侧端面的距离在所述陶瓷蜂窝式过滤器的全长的0.5倍以下的长度范围之内。
本发明的排气净化装置，具有陶瓷蜂窝式过滤器、和设置在所述陶瓷蜂窝式过滤器的上游的燃料添加机构，所述陶瓷蜂窝式过滤器在流路方向上接合有具有由隔板分隔的多个流路的多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体，且需要的流路被封堵，排气通过形成在所述隔板的细孔，其中，至少一个蜂窝式结构体的隔板、和与该蜂窝式结构体邻接的蜂窝式结构体的隔板在封堵部处以在流路方向上具有间隙的方式接合，在所述隔板和/或封堵部的至少一部分上担载有催化剂。
本发明的排气净化方法，其特征在于，使排气流入到具有由隔板分隔的多个流路的陶瓷蜂窝式过滤器的所述流路，作为所述陶瓷蜂窝式过滤器，使用如下所示的陶瓷蜂窝式过滤器，即至少一个蜂窝式结构体的隔板、和与该蜂窝式结构体邻接的蜂窝式结构体的隔板在封堵部处以在流路方向上具有间隙的方式接合，且需要的流路被封堵，在所述隔板和/或封堵部的至少一部分上担载有催化剂，在所述陶瓷蜂窝式过滤器的上游侧向所述排气中添加燃料，使所述陶瓷蜂窝式过滤器的封堵部、和位于所述封堵部的排气流出侧的多孔质陶瓷蜂窝式结构体中的至少一部分的温度处在所述催化剂的活性下限温度以上。
本发明的陶瓷蜂窝式过滤器，是使多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体的隔板在封堵部处接合并在流路方向上具有间隙，因此，即使在使用时暴露在高温下，也不易引起破损。从而，可以使内部充分升温，使担载在封堵部或蜂窝式结构体的隔板上的催化剂充分活化，使堆积在隔板等的细孔内的微粒燃烧。因而，能够避免过滤器的破损或熔损的问题，同时消除隔板的细孔的阻塞，长期防止压力损失的增加。
本发明的排气净化装置具有陶瓷蜂窝式过滤器、和燃料添加装置，向排气中添加燃料，通过催化剂的作用使含在排气中的微粒燃烧。燃料添加装置设置在陶瓷蜂窝式过滤器的上游，因此，使蜂窝式过滤器整体升温，使担载在蜂窝式过滤器上的催化剂充分活化，从而，可以使微粒有效燃烧。另外，陶瓷蜂窝式过滤器由于多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体的隔板带有间隙地接合，因此，热膨胀不易引起破损。
在本发明的排气净化方法中，使用本发明的陶瓷蜂窝式过滤器，从蜂窝式过滤器的上游侧向排气中添加燃料。通过在上游侧添加的燃料，使担载在蜂窝式过滤器上的催化剂活化，使蜂窝式过滤器升温。由于流入到下游侧的排气处于高温，因此，使下游侧的担载在蜂窝式过滤器上的催化剂活化，使含在排气中的微粒充分燃料，从而，能够防止压力损失的增加。
附图说明
图1是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的一个例子的模式剖面图。
图2是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的其他例子的模式剖面图、和概要表示长度方向的温度变化的曲线图。
图3(a)是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的其他例子的模式剖面图。
图3(b)是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的其的例子的模式剖面图。
图3(c)是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的其他例子的模式剖面图。
图4是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的制造工序的模式剖面图。
图5是表示本发明的排气净化装置的一个例子的模式剖面图。
图6是表示比较例1的陶瓷蜂窝式过滤器的模式剖面图。
图7是表示比较例2～6的陶瓷蜂窝式过滤器的模式剖面图。
具体实施方式
[1]陶瓷蜂窝式过滤器
(1)陶瓷蜂窝式过滤器的结构
图1是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的一个例子的模式剖面图。陶瓷蜂窝式过滤器包括第一陶瓷蜂窝式结构体1A、第二陶瓷蜂窝式结构体1B、同轴连结蜂窝式结构体1A、1B且封堵在蜂窝式结构体1A、1B内形成的流路42的流入侧封堵部50、和封堵蜂窝式结构体1B的另一端部的流出侧封堵部52。
蜂窝式结构体1A、1B的流路方向的垂直剖面为近似圆形或近似椭圆形。蜂窝式结构体1A、1B由外周壁20、和在外周壁20的内周侧形成的多个隔板30构成，通过隔板30形成多个流路41、42、43。流路41、42、43被封堵部50、52交替封堵。
蜂窝式结构体1A的排气流入侧的端面12被开放。蜂窝式结构体1A的排气流出侧的端面、和蜂窝式结构体1B的排气流入侧的端面，以具有间隙50的方式被形成在流路42的封堵部50所接合。间隙54优选为0.1～10mm。如果蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B以具有0.1～10mm的间隙54的方式被连结，则即使蜂窝式结构体1A、1B及封堵部50发生热膨胀，也不易破损。如果间隙54小于0.1mm，则堆积物充满于间隙54内，存在间隙实际上消失的可能性。如果超过10mm，则由于与高温排气直接接触的封堵部50的表面积过大，因此，(a)封堵部50的表面和内部之间的热膨胀量之差过大，和/或(b)封堵部50的流路方向长度相比剖面积过大，故存在破损的可能性。间隙54的宽度更优选为0.5～5mm，宽度特别优选为1～3mm。
自蜂窝式结构体1A的端面12到封堵部50的端面51的距离X，优选为由蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B连结而成的蜂窝式过滤器的流路方向的长度的0.5倍以下。这是因为，如果该距离X超过0.5倍，则蜂窝式结构体1B的隔板32的面积比隔板31小，则存在蜂窝式过滤器整体的初始压力损失增大之患。自端面12到封堵部50的端面51的距离X优选为1mm以上。如果流入侧封堵部50的端面51距端面12相隔1mm以上，则在从蜂窝式过滤器的上游向排气添加燃料时，能够通过担载在蜂窝式结构体1A的催化剂，得到足够的过滤器温度上升效果。流入侧封堵部50的端面51距蜂窝式结构体1A的端面12更优选位于蜂窝式结构体11全长的0.1～0.4倍的长度的范围内。
在隔板30和/或封堵部50、52上担载有催化剂。在蜂窝式结构体1A、蜂窝式结构体1B上也可以担载具有不同的性质的催化剂。在隔板30和/或封堵部50、52上担载的催化剂优选含有铂族金属。作为含有铂族金属的催化剂的例子，可以举出Pt、Pd、Ru、Rh及其组合、以及铂族金属的氧化物。也可以含有碱土金属的氧化物或稀土类的氧化物等。如果将Pt等催化剂担载在由γ氧化铝等活性氧化铝构成的高比表面积材料上，则能够增大催化剂和排气之间的接触面积，能够提高排气的净化效率，故优选。
在蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B上可以担载具有不同的性质的催化剂。另外，也可以使担载在催化剂蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的催化剂的量不相同。优选例如，(a)在排气流入侧的隔板31上，高浓度担载用于促进蜂窝式结构体1A内的燃料的氧化反应的铂族金属，(b)在排气流出侧的隔板32上，以比其低的浓度担载铂族金属。
可以在蜂窝式结构体1A的隔板31上担载促进燃料的氧化反应的催化剂，在蜂窝式结构体1B的隔板32上担载能够促进微粒的燃烧反应的催化剂(助催化剂)。如果这样设计催化剂的种类，则促进燃料在蜂窝式结构体1A内的氧化反应，从而，通过该反应热使堆积在蜂窝式结构体1A的隔板31的微粒进行燃烧。产生的燃烧热通过排气90、91被送到蜂窝式结构体1B，通过担载在蜂窝式结构体1B的隔板32的催化剂，使微粒有效燃烧。通过如此利用催化剂的作用使微粒燃烧，能够消除蜂窝式结构体1A、1B的阻塞，能够长期抑制压力损失。
作为在蜂窝式结构体1A上担载的催化剂的例子，可以举出包含所述铂族金属的催化剂，作为在蜂窝式结构体1B上担载的催化剂的例子，可以举出高温微粒燃烧催化剂，典型的有镧、铯、钒(La/Cs/V2O5)所组成的催化剂。
排气从在流入侧端面12处开口的流路41、42流入。其中，流入到流路42的排气91的流动被流入侧封堵部50所堵塞，通过在隔板31中形成的细孔(未图示)而流入到邻接的流路41内。进入到流路41内的气体，与从流入侧端面12流入的排气90一同朝向流出侧端面13在流路41中前进。由于流路41的流出侧端面13被封堵，因此，通过形成在隔板32的细孔(未图示)后进入邻接的流路即流路43内，从流路43的开口端被排出(气体92)。在从流入侧端面12流入到从流出侧端面13流出为止的期间，排气中的微粒通过隔板31和/或32，因此，被收集在隔板31、32中的细孔(未图示)内。从而，气体92的净化结束。
在是设置于内燃机的排气处理装置内的蜂窝式过滤器的情况下，如果在内燃机的运行中堆积在蜂窝式过滤器上的微粒的堆积量达到某个一定值以上，则优选在过滤器的上游向排气中添加燃料，使得能够除去微粒。
图2是概略表示蜂窝式过滤器再生工序中蜂窝式过滤器内部的温度的曲线图。从蜂窝式过滤器的上游添加的燃料通过在蜂窝式结构体1A的隔板31上担载的催化剂而被氧化，并产生热。从而，在蜂窝式结构体1A内，下游侧为高温。在蜂窝式结构体1A内产生的热使堆积在流入侧封堵部50的上游的微粒进行燃烧。燃烧热连同排气90、91一同流到下游，传导至蜂窝式结构体1B，使堆积在蜂窝式结构体1B内的微粒燃烧。传导到蜂窝式结构体1B的燃烧热的大小有时还不致于使微粒燃烧，但蜂窝式结构体1B内的温度至少升高到在隔板32担载的催化剂的活化下限温度以上，因此，通过使催化剂活化，使得被收集在隔板32中的细孔内的微粒燃烧。
还有，如上所述，在蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B之间存在有间隙54，因此，即使隔板通过31、32与流过流路的高温排气直接接触而发生热膨胀，在封堵部50产生的拉伸应力小，封堵部50的破损不易引起。从而，能够避免蜂窝式过滤器的破损或熔损的问题，并使被收集在隔板31、32的细孔内的微粒燃烧，防止压力损失的增加。
图3(a)～(c)是表示本发明的陶瓷蜂窝式过滤器的其他例子。在如图3(a)所示的蜂窝式过滤器中，从蜂窝式结构体1A的端面12到各封堵部50的端面51的距离X不一致。在如图3(b)所示的蜂窝式过滤器中，通过各种长度的封堵部50接合蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B。距离X可以为各种。于是，只要能够使供给的燃料在蜂窝式结构体1A内充分升温，就不特别限定多个封堵部50的位置及长度。
如图3(c)所示，在最外侧的流路中，也可以在蜂窝式结构体1A的排气流入侧端部设置封堵部50。在具有这样的结构的蜂窝式过滤器的情况下，最外侧的流路中几乎不流入排气。因而，使最外侧的流路作为绝热空间发挥作用，从而，能够防止在蜂窝式过滤器内产生的热释放到外部，因此，容易均匀保持蜂窝式过滤器内的温度。
(2)陶瓷蜂窝式过滤器的制造方法
使用图4，说明陶瓷蜂窝式过滤器的制造方法的一个例子。
(i)蜂窝式结构体
准备具有隔板31的蜂窝式结构体1A、和具有侧隔板32的蜂窝式结构体1B。此处，蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的隔板的厚度、隔板的间距相同。
蜂窝式结构体1A、1B的隔板31、32的气孔率优选为50～80％。如果隔板31、32的气孔率小于50％，则蜂窝式过滤器的压力损失过大，导致发动机的输出过度降低。如果隔板31、32的气孔率超过80％，则隔板31、32的强度过小，由于在使用蜂窝式过滤器时热冲击或机械振动而导致破损。隔板31、32的气孔率更优选为60～75％。
隔板31、32的厚度优选为0.1～0.5mm。如果隔板厚度小于0.1mm，则蜂窝式结构体的强度过低。另一方面，如果隔板31、32的厚度超过0.5mm，则即使在隔板31、32为高气孔率的情况下，排气通过隔板的通气阻力也过大，导致蜂窝式过滤器的压力损失过大。隔板厚度更优选为0.2～0.4mm。隔板31、32的间距优选为1.2mm以上且小于3mm。如果隔板31、32的间距小于1.2mm，则蜂窝式结构体的入口的开口面积过小，因此，导致蜂窝式过滤器入口的压力损失过大。如果为3mm以上，则隔板的表面积过小，导致蜂窝式过滤器的压力损失过大。隔板31、32的间距更优选为1.3mm以上且小于2mm。
封堵部50和隔板30、32接触的部分在流路方向上的长度分别优选为2～10mm。如果小于2mm，则封堵部50和隔板32的接触面积不得不小，因此，封堵部50由于排气的压力而容易脱落。另一方面，如果大于10mm，则流路方向的热膨胀量过大，对封堵部50产生的拉伸应力过大。
蜂窝式结构体优选由具有优越的耐热性的材料构成。由具有优越的耐热性的材料构成的蜂窝式过滤器，适合作为用于除去柴油机的排气中的微粒的过滤器。具体来说，可以举出以从由堇青石(cordierite)、氧化铝、多铝红柱石、氮化硅及LAS构成的组中选择的至少一种作为主结晶的陶瓷材料。其中，以堇青石作为主结晶的陶瓷蜂窝式过滤器价格便宜，且耐热性及耐腐蚀性优越，而且低热膨胀，故最优选。
(ii)封堵
向蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的流路的端部插入具有增塑性的材料53并成为方格花纹状，如图4(b)所示，通过增塑性材料53使蜂窝式结构体1A和1B成为一体。此时，设置间隙54，使得蜂窝式结构体1A和1B不接触。优选的封堵材料与蜂窝式结构体的材料相同。
向不与蜂窝式结构体1A对向的一侧的蜂窝式结构体1B的端面13贴附树脂制薄膜，并穿孔形成未插入增塑性材料53的流路。之后，对于树脂制薄膜开口的蜂窝式结构体1B的端部，用含有封堵材的生料填充该流路的端部，形成封堵部52。
在生料中含有的水分被蜂窝式结构体1B的隔板吸收，封堵材料贴附在隔板上。通过贴附得到形状保持性后，排出未固化的生料，除去树脂制薄膜，干燥固化的封堵材料。如果干燥后烧成封堵部50、52，则可以隔板31、32和封堵部50、52成为一体。
在使蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B成为一体时，需要间隙54不被封堵材料填充。如果间隙54被封堵部50等填充，则与蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B之间不存在间隙的情形大致相同，因此，在封堵部50、52上产生拉伸张力，本发明的效果减小。
还有，(a)可以在蜂窝式结构体1A和1B成为一体后，在外周涂敷陶瓷涂敷材料，形成外周壁20，(b)可以经过加工除去蜂窝式结构体1A及1B的外周部，形成在外周部轴向具有凹槽的蜂窝式结构体后进行一体化，然后将陶瓷涂敷材料埋入凹槽并形成外周壁。另外，(c)可以在蜂窝式结构的成形体的阶段进行外周部的加工后进行烧成，形成在外周部轴向具有凹槽的蜂窝式结构体，然后使两个蜂窝式结构体成为一体，进而将陶瓷涂敷材料埋入凹槽而形成外周壁。还有，陶瓷涂敷材料优选由与蜂窝式结构体相同的陶瓷粒子、和胶状氧化物等无机粘结剂构成。陶瓷涂敷材料如果具有这样的组成，则可以尽量减小以下所述问题，即：与蜂窝式结构体的一体化，涂敷材料和蜂窝式结构体之间的热膨胀等材料特性的差异导致的剥离等。
(iii)催化剂的担载
将蜂窝式结构体1A及1B成为一体而得到的结构体浸渍在含有催化剂的生料中。浸渍后，如果进行干燥及烧成，则催化剂附着在隔板31、32的表面及隔板31、32内部的细孔上。
在使蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B担载互不相同的催化剂的情况下，在蜂窝式结构体1A用的生料中，以使端面12成为下侧的方式只浸渍蜂窝式结构体1A，在蜂窝式结构体1B用的生料中，以使端面13成为下侧的方式只浸渍蜂窝式结构体1B。
由于在蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B之间存在有间隙54，因此，能够确实可靠进行催化剂的分涂。即，通过设置间隙54，能够防止应该担载在蜂窝式结构体1A的催化剂还附着在蜂窝式结构体1B上。由于蜂窝式结构体1A用的催化剂价格高，因此，通过间隙54，得到具有经济性的效果。
[2]排气装置
图5是概略表示本发明的排气装置的剖面图。该排气装置具有：筒状的壳体60、以使流路在壳体60的长度方向的方式插入在壳体60内的陶瓷蜂窝式过滤器11、相对陶瓷蜂窝式过滤器11设置在上游的燃料添加机构85。
壳体60是由圆筒状的主体部、从主体部60a延伸并具有比主体部60a小的直径的端部构成。壳体60的一端部成为排气的入口61，另一端部成为62。
蜂窝式过滤器11内置在壳体60的主体部60a内，并使蜂窝式结构体1A位于入口61侧，蜂窝式结构体1B位于出口62侧。在壳体60和蜂窝式过滤器11之间插入绝热材料70。
燃料添加机构85被设置成在入口61内开口。燃料添加机构85构成为向从蜂窝式结构体1A的端面12侧流入壳体60内的排气添加燃料。添加的燃料可以与内燃机用燃料相同，也可以为内燃机用以外的燃料。作为内燃机用燃料的例子，可以列举轻油。作为内燃机用以外的燃料的例子，可以举出烃。
排气从入口61流入，经过蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的流路后，从出口62流出。在蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的端部，设置有封堵部50、52，因此，需要透过隔板31、32和/或封堵部50、52。因此，在透过隔板31、32和/或封堵部50、52时，含在排气中的微粒被这些细孔收集。
在运行内燃机的过程中，如果微粒堆积在蜂窝式过滤器11上的量为一定量以上，则通过燃料添加机构85向壳体60中供给燃料。由于在蜂窝式结构体1A的隔板31上担载有铂等氧化催化剂，因此，通过燃料的氧化反应产生反应热，使排气的温度上升。升温的排气进入蜂窝式结构体1B内，使收集在蜂窝式结构体1B的隔板32的细孔内的微粒燃烧。由此，能够通过燃料和催化剂的反应使微粒有效燃烧，能够防止由于微粒的堆积而导致的隔板的细孔堵塞，使得不易引起压力损失的增加。从而，能够长期防止蜂窝式过滤器的压力损失增大。
由于在蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B之间存在有间隙54，即使由于高温排气流过流路而导致隔板发生热膨胀，也难以发生由蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B的接触引起的破损。另外，在封堵部50上产生的拉伸应力比较小，因此，刚开始运行之后或刚添加燃料之后的热冲击难以引起封堵部50、52及隔板31、32的破损，从而，能够长期稳定使用。
[3]排气净化方法
在本发明的排气净化方法中，如果蓄积在蜂窝式过滤器上的微粒达到某一定值以上，则从蜂窝式过滤器的上游向排气中添加燃料。添加的燃料通过在蜂窝式结构体1A的隔板31上担载的催化剂而被氧化，产生反应热，使排气的温度上升。升温的排气经过隔板31和/或封堵部50而进入蜂窝式结构体1B内，因此，与蜂窝式结构体1B的隔板32接触的排气为高温，蜂窝式结构体1B内成为在隔板32等上担载的催化剂的活性下限温度以上。从而，催化剂的活性度增大，通过催化剂的作用使排气中的微粒燃烧，消除蜂窝式过滤器的阻塞，从而能够防止压力损失增大。
另外，在排气净化方法中使用的蜂窝式过滤器，在保持间隙54的情况下接合蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B。因而，即使蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的隔板31、32通过与高温的排气相接触而发生热膨胀，在流路方向上产生的压缩应力也小。从而，由于在封堵部产生的拉伸应力小，因此，即使在刚开始运行之后或刚添加燃料之后受到热冲击，也难以发生隔板31、32的破损，从而，能够长期稳定地净化排气。
(实施例)
通过以下的实施例，进一步具体说明本发明，但本发明不限于这些。
(实施例1～5)
调制高岭土、滑石、二氧化硅、氢氧化铝、氧化铝等粉末，得到以质量比计含有SiO2：47～53％、Al2O3：32～38％、MgO：12～16％、以及CaO、Na2O、K2O、TiO2、Fe2O3、PbO、P2O5等不可避免混入的成分：2.5％(占整体的质量比)以下那样的堇青石生成原料粉末，添加成形辅助剂和造孔剂，注入规定量的水，进一步充分混合，调制可以压挤成形为蜂窝式结构的陶土。接着，使用公知的挤压成形用模具挤压成形，制造具有外周壁20、和在该外周壁20的内周侧通过隔板30围成的剖面为方形的流路的蜂窝式结构的成形体，干燥后进行烧成，制造了具有排气流入侧隔板31的蜂窝式结构体1A及具有排气流出侧隔板32的蜂窝式结构体1B，所述排气流入侧隔板具有隔板间距为1.5mm，隔板厚度为0.3mm的隔板结构，并且隔板的气孔率为65％，直径为267mm。
为了形成排气流入侧的封堵部50，准备具有增塑性的封堵材料，从蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的端部分别向流路插入并成为方格花纹状，形成流入侧封堵部50，使蜂窝式结构体1A及1B成为一体。此时，设置间隙54使蜂窝式结构体1A及1B不接触。另一方面，在蜂窝式结构体1B的另一方的端面13贴附树脂制薄膜，以成为与流入侧封堵部50交替的方式使薄膜开口，向流路内导入生料状的封堵材料并填充到蜂窝式结构体1B的流路的端部。在封堵材料固化之后，除去树脂制薄膜，干燥并烧成封堵材料，使隔板和封堵部成为一体。由此，得到表1所示的结构的蜂窝式过滤器11(实施例1～5)。
对各个蜂窝式过滤器，测定了从封堵部50的排气流入侧端面51到蜂窝式过滤器端面12之间的距离X(mm)。具体来说，从排气流入侧端面12插入直径约为0.8mm、长度为300mm的金属棒，读取从蜂窝式过滤器露出的金属棒的长度。还有，对于一个蜂窝式过滤器，任意选择20条流路，测定距离X，求出其平均值。
实施例1～5的蜂窝式过滤器的排气流入侧端面51和蜂窝式过滤器端面12之间的距离X(mm)及X/(蜂窝式过滤器的全长L)的值如表1所示。另外，蜂窝式结构体1A和蜂窝式结构体1B之间的间隙54的长度也如表1所示。
使由Pt、氧化铈及活性氧化铝构成的催化剂A(Pt的担载量2g/L：表示相对于蜂窝式过滤器容积1L担载2g)担载在各蜂窝式过滤器的隔板31、32的表面及细孔上，进而担载在封堵部50、52的表面及细孔上。
将实施例1～5的蜂窝式过滤器，设置在压力损失试验装置(未图示)上，在空气流量为7.5Nm3/min的条件下，使空气流入，测定流入侧端面12和流出侧端面13的差压，评价各蜂窝式过滤器的初始压力损失。该初始压力损失在将接下来记述的比较例1中的陶瓷蜂窝式过滤器的初始压力损失设为1的情况下，用相对值表示。
在将实施例1～5的蜂窝式过滤器配置在柴油机的排气管上并模拟市街地区行驶的模式行驶条件下，进行耐久试验。在耐久试验时，使其出现排气温度小于催化剂的活性下限温度那样的运行状态持续的情况，制造出微粒在过滤器上略微堆积的条件，根据该运行状态推断微粒堆积在蜂窝式过滤器上的堆积量，在堆积量达到一定值以上的时刻，向过滤器的上游侧以未燃烧的状态喷射燃料，进行过滤器的强制再生。
如果试验能够持续到经过相当于行驶10000km的时间，判断为合格(○)，不能持续的，判断为不合格(×)，对于判断为合格的过滤器，与初始压力损失一样，测定经过相当于行驶10000km的时间后的蜂窝式过滤器的压力损失，并与初始压力损失进行比较，算出压力损失比：(试验后的压力损失)/(初始压力损失)。
(比较例1)
采用与实施例1～5相同的方法，制作具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为304.8mm的蜂窝式结构体。其次，在该蜂窝式结构体的两端面贴附掩蔽膜后，以使两端面的流路交替开口的方式穿孔成方格花纹状，填充生料状的封堵材料，干燥并烧成而形成封堵部52，制造了两端部交替具有封堵部50、52的如图6所示的蜂窝式过滤器。
(比较例2～6)
采用与实施例1～5相同的方法，制作具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm，全长为304.8mm的蜂窝式结构体。在远离蜂窝式结构体的排气流入侧端面12的地方，以方格花纹状填充封堵材料生料，形成流入侧封堵部50，在排气流出侧端面13以与流入侧封堵部50交替的方式形成了流出侧封堵部52。得到具有如图7所示的形式的蜂窝式过滤器(比较例2～6)。
与实施例1～5的情形相同，在各蜂窝式过滤器的隔板30及封堵部50、52上担载由Pt、氧化铈及活性氧化铝构成的催化剂A(Pt的担载量2g/L)。之后，进行与实施例1～5相同的压力损失试验和耐久试验。
(实施例6)
通过与实施例2相同的方法，制作具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为96.4mm的蜂窝式结构体1A，以及具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％，直径为267mm，全长为208.3mm的蜂窝式结构体1B。向蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B的流路的端部，插入包含具有增塑性的封堵材料的生料，并使其成为方格花纹状，然后，以在蜂窝式结构体1A和1B的隔板之间形成0.1mm的间隙54的方式，使蜂窝式结构体1A及1B成为一体。
在蜂窝式结构体1B的另一方的端面13上贴附树脂制薄膜，以与流入侧封堵部50交替的方式对薄膜穿孔，导入生料状的封堵材，填充到蜂窝式结构体的流路的一部分，并进行固化。之后，除去树脂制薄膜，干燥并烧成封堵部，使隔板和封堵部成为一体，从而使蜂窝式结构体1A及蜂窝式结构体1B成为一体。使该蜂窝式过滤器的排气流入侧隔板31及封堵部50上担载由Pt、氧化铈及活性氧化铝构成的催化剂A(Pt的担载量2g/L)，然后，进行与实施例1～5相同的压力损失试验和耐久试验。
(比较例7)
通过与比较例3相同的方法，制作具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为304.8mm的蜂窝式结构体。在距离蜂窝式结构体的流入侧端面12为91.4mm的位置上，配置封堵部50。在排气流入测隔板31上担载由Pt、氧化铈及活性氧化铝构成的催化剂A(Pt的担载量2g/L)。之后，进行与实施例1～5相同的压力损失试验和耐久试验。另外，在蜂窝式过滤器上担载的催化剂的重量在表2中用与实施例6的相对值来表示。
(实施例7)
通过与实施例2相同的方法，制作具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为96.9mm的蜂窝式结构体1A，以及具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为206.9mm的蜂窝式结构体1B。另外，使用封堵部50使其一体化，并使间隙54成为1mm，在蜂窝式结构体1B的另一方的端面13上，以与封堵部50交替的方式形成封堵部52。
在蜂窝式结构体1A及封堵部50上，担载Pt、氧化铈及活性氧化铝(催化剂B)，使得氧化铈及活性氧化铝的担载量与催化剂A相同，Pt的担载量成为4g/L。另外，在蜂窝式结构体1B及封堵部52上，担载Pt、氧化铈及活性氧化铝(催化剂C)，使得氧化铈及活性氧化铝的担载量与催化剂A及催化剂B相同，Pt的担载量成为1g/L。之后，进行了与实施例1～5相同的压力损失试验和耐久试验。
(比较例8)
通过与实施例3相同的方法，具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为304.8mm、排气流入侧的封堵部配置在距过滤器端面91.4mm的位置。在该蜂窝式过滤器的排气流入侧隔板31、封堵部50、排气流出侧隔板32及封堵部52上担载催化剂，并使其组成比及担载量与实施例7相同。进行与实施例1～5相同的压力损失试验和耐久试验。另外，在蜂窝式过滤器上担载的催化剂的重量以与实施例6的相对值来表示在表2。
(实施例8～12)
通过与实施例6相同的方法，制作具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、具有各种全长的蜂窝式结构体1A，以及具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、具有各种全长的蜂窝式结构体1B。通过流入侧封堵部50使蜂窝式结构体1A及1b成为一体，并形成0.5～12mm的间隙54，同时使得流路被方格花纹状封堵，以与流入侧封堵部50交替的方式封堵蜂窝式结构体1B的端面13。在蜂窝式结构体1A、封堵部50、蜂窝式结构体1B及封堵部52上，以与实施例7相同的组成比及担载量担载催化剂。
对于各蜂窝式过滤器，进行与实施例1～5相同的压力损失试验和耐久试验。另外，从排气流入侧端面12注入2Mpa的高压水，评价流入侧封堵部50相对于隔板31、32的接合强度，将流入侧封堵部50的已从隔板31、32剥落的流入侧封堵部51的个数比例小于1％的情况判断为(○)，将1％以上且小于5％的情况判断为(△)，将5％以上的情况判断为(×)。结果表示在表2的封堵压力试验的栏内。
(实施例13)
通过与实施例6相同的方法，制作具有隔板的间距为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为96.9mm的蜂窝式结构体1A，以及具有隔板的间距为1.5mm，隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为206.9mm的蜂窝式结构体1B。按照形成1mm的间隙54并方格花纹状封堵流路的方式，使蜂窝式结构体1A及1B通过流入侧封堵部50而成为一体。另外，以与流入侧封堵部50交替的方式封堵蜂窝式结构体1B的另一方的端面13的流路。在蜂窝式结构体1A及封堵部50上，担载Pt、氧化铈及活性氧化铝(催化剂D)，使得氧化铈及活性氧化铝的担载量与催化剂A、催化剂B及催化剂C相同，Pt的担载量为3g/L。另外，在蜂窝式结构体1B及封堵部52上，担载由镧、铯、氧化钒构成的催化剂E。之后，进行与实施例8～12相同的压力损失试验、耐久试验、以及排气流入侧封堵部与隔板的封堵压力试验。
(比较例9)
通过与比较例8相同的方法，得到具有隔板的间隔为1.5mm、隔板厚度为0.3mm的隔板结构且隔板的气孔率为65％、直径为267mm、全长为304.8mm的蜂窝式过滤器，在距过滤器端面91.4mm的位置上配置排气流入侧的封堵部。在该蜂窝式过滤器的排气流入侧隔板31、封堵部50、隔板32及封堵部52上，以与实施例13相同的组成比及担载量担载催化剂，然后进行与实施例8～12相同的压力损失试验、耐久试验、以及排气流入侧封堵部与隔板的封堵压力试验。
在电炉内将实施例1～13及比较例1～9中的陶瓷蜂窝式过滤器从室温加热到设定温度，在设定温度下保持两小时后，取出到电炉外，观察有无裂缝。将产生裂缝的温度的下限作为耐热冲击温度，一同表示在表1及表2中。
[表1]
| 蜂窝式过滤器全长L | 蜂窝式结构体15全长 | 蜂窝式结构体16全长 | X | X/L | 隔板的间隙 | 流入侧封堵部长度 | 初始压力损失 | 耐久试验结果 | 耐热冲击温度 | ||
| (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | 判断 | 压力损失比 | (℃) | |||
| 实施例1 | 304.8 | 56.0 | 247.8 | 51.0 | 0.17 | 1 | 12 | 1 | ○ | 1.2 | 575 |
| 实施例2 | 304.8 | 96.4 | 207.4 | 91.4 | 0.30 | 1 | 12 | 1.05 | ○ | 1.1 | 550 |
| 实施例3 | 304.8 | 126.9 | 176.9 | 121.9 | 0.40 | 1 | 12 | 1.05 | ○ | 1.1 | 575 |
| 实施例4 | 304.8 | 163.5 | 139.3 | 158.5 | 0.52 | 2 | 12 | 1.1 | ○ | 1.2 | 550 |
| 实施例5 | 304.8 | 225.0 | 77.8 | 220.0 | 0.72 | 2 | 12 | 1.2 | ○ | 1.4 | 550 |
| 比较例1 | 304.8 | ＿* | ＿* | 0.0 | 0 | 无 | 12 | 1 | × | ＿** | 500 |
| 比较例2 | 304.8 | ＿* | ＿* | 51.0 | 0.17 | 无 | 12 | 1 | ○ | 1.2 | 500 |
| 比较例3 | 304.8 | ＿* | ＿* | 91.4 | 0.30 | 无 | 12 | 1.05 | ○ | 1.1 | 500 |
| 比较例4 | 304.8 | ＿* | ＿* | 121.9 | 0.40 | 无 | 12 | 1.05 | ○ | 1.1 | 475 |
| 比较例5 | 304.8 | ＿* | ＿* | 158.5 | 0.52 | 无 | 12 | 1.1 | ○ | 1.2 | 500 |
| 比较例6 | 304.8 | ＿* | ＿* | 220.0 | 0.72 | 无 | 13 | 1.2 | ○ | 1.4 | 500 |
注＿*：无适当值，故不测定。
＿**：判断为“×”，故不测定。
[表2]
| 蜂窝式过滤器全长L | 蜂窝式结构体15全长 | 蜂窝式结构体16全长 | X | X/L | 隔板的间隙 | 流入侧封堵部长度 | 催化剂 | 初始压力损失 | 耐久试验结果 | 耐热冲击温度 | 封堵压力试验 | 催化剂使用量 | |||
| (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | (mm) | 排气流入侧隔板 | 排气流出侧隔板 | 判断 | 压力损失比 | (℃) | |||||
| 实施例6 | 304.8 | 96.4 | 208.3 | 91.4 | 0.30 | 0.1 | 12 | A | - | 1.05 | ○ | 1.1 | 550 | ＿** | - |
| 比较例7 | 304.8 | ＿* | ＿* | 91.4 | 0.30 | 无 | 12 | A | - | 1.05 | ○ | 1.1 | 500 | ＿** | 相对实施例6为1.1 |
| 实施例7 | 304.8 | 96.9 | 206.9 | 91.4 | 0.30 | 1 | 12 | B | C | 1.05 | ○ | 1.05 | 575 | ＿** | - |
| 比较例8 | 304.8 | ＿* | ＿* | 91.4 | 0.30 | 无 | 12 | B | C | 1.05 | ○ | 1.1 | 500 | ＿** | 相对实施例7为1.2 |
| 实施例8 | 304.8 | 97.15 | 207.15 | 91.4 | 0.30 | 0.5 | 12 | B | C | 1.05 | ○ | 1.05 | 550 | ○ | 相对实施例7为1.05 |
| 实施例9 | 304.8 | 95.9 | 205.9 | 91.4 | 0.30 | 3 | 12 | B | C | 1.05 | ○ | 1.05 | 550 | ○ | 相对实施例7为0.98 |
| 实施例10 | 304.8 | 94.9 | 204.9 | 91.4 | 0.30 | 5 | 12 | B | C | 1.05 | ○ | 1.1 | 575 | ○ | 相对实施例7为0.98 |
| 实施例11 | 304.8 | 94.4 | 200.4 | 91.4 | 0.30 | 10 | 16 | B | C | 1.05 | ○ | 1.1 | 575 | ○ | 相对实施例7为0.98 |
| 实施例12 | 304.8 | 93.4 | 199.4 | 91.4 | 0.30 | 12 | 16 | B | C | 1.05 | ○ | 1.1 | 540 | △ | 相对实施例7为0.98 |
| 实施例13 | 304.8 | 96.9 | 206.9 | 91.4 | 0.30 | 1 | 12 | D | E | 1.05 | ○ | 1.02 | 575 | ○ | - |
| 比较例9 | 304.8 | ＿* | ＿* | 91.4 | 0.30 | 无 | 12 | D | E | 1.05 | ○ | 1.05 | 500 | ○ | 相对实施例13为1.2 |
注＿*：无适当值，故不测定。
＿**：不测定。
实施例1～5的蜂窝式过滤器的初始压力损失是，作为现有技术的比较例1的陶瓷蜂窝式过滤器的1～1.2倍左右。另外，由于在相当于行驶10000km的耐久试验中，都判断为合格(○)，压力损失比为1.1～1.4，因此，压力损失不易增加。并且，耐热冲击温度为550～575℃，耐热冲击性也优越。其中，实施例2及3由于流入侧封堵部50的形成位置X相对全长L的比X/L为0.2～0.4，因此，初始压力损失小，耐久试验后的压力损失也小。由此，确认出X/L优选为0.2～0.4。
比较例1中的蜂窝式过滤器在相当于行驶10000km的耐久试验中，经过相当于行驶大约5000km的时间后，排出压力急剧增大，导致不能再生，试验中断，因此，判断为不合格(×)。
就比较例2～6的蜂窝式过滤器而言，初始压力损失及相当于行驶10000km的耐久试验结果大致与实施例1～5的蜂窝式过滤器一致。认为这是因为，流入侧封堵部端面远离排气流入侧端面而配置，隔板和/或封堵部上担载有催化剂。但是，耐热冲击温度为475～500℃，与实施例1～5相比偏低。认为这是因为，排气流入侧隔板和排气流出侧隔板之间不存在有间隙。
实施例6中的蜂窝式过滤器的初始压力损失是比较例1的陶瓷蜂窝式过滤器的1.05倍。另外，在相当于行驶10000km的耐久试验中，都被判断为合格(○)，压力损失比为1.1，压力损失不易增加。而且，耐热冲击温度为550℃，耐热冲击性也优越。
比较例7中的蜂窝式过滤器的初始压力损失、相当于行驶10000km的耐久试验、压力损失比都良好。但是，耐热冲击温度为500℃，相比实施例6偏低，使用的催化剂的量为实施例6的1.1倍，存在高价催化剂的使用量偏多的不妥善情况。这被认为是由于排气流入侧隔板和排气流出侧隔板之间不存在间隙。
实施例7中的蜂窝式过滤器的初始压力损失是比较例1的蜂窝式过滤器的1.05倍。另外，在相当于行驶10000km的耐久试验中，都被判断为合格(○)，压力损失比为1.05，压力损失不易增加。另外，相比实施例2的蜂窝式过滤器，排气流入侧隔板的铂浓度偏高，因此，在该部分的未燃烧燃料等的燃烧氧化反应被促进，因此，耐久试验中的压力损失小。而且，耐热冲击温度为570℃，耐热冲击性优越。
就比较例8中的蜂窝式过滤器而言，初始压力损失、相当于行驶10000km的耐久试验、压力损失比都良好。但是，耐热冲击温度为500℃，相比实施例7偏低，而且使用的催化剂的量为实施例7的1.2倍，存在高价催化剂的使用量偏多的不妥善情况。这被认为是由于排气流入侧隔板和排气流出侧隔板之间不存在间隙。
实施例8～12的蜂窝式过滤器的初始压力损失是比较例1的陶瓷蜂窝式过滤器的1.05倍。另外，在相当于行驶10000km的耐久试验中，都被判断为合格(○)，压力损失比为1.05～1.1，压力损失不易增加。还有，实施例8～11的蜂窝式过滤器在封堵压力试验中被判断为(○)，与此相对，实施例12中的蜂窝式过滤器的判断是(△)，因此，封堵和隔板的接合长度优选为2mm以上。
实施例13中的陶瓷蜂窝式过滤器的初始压力损失是比较例1中的蜂窝式过滤器的1.05倍。另外，在相当于行驶10000km的耐久试验中，都被判断为合格(○)，压力损失比为1.02，压力损失不易增加。另外，耐久试验的压力损失比最小，为1.02，耐热冲击温度为575℃，耐热冲击性优越。这被认为是由于排气流入侧隔板担载促进燃料的氧化反应的催化剂，排气流出侧隔板担载促进微粒的燃烧的催化剂。
就比较例9中的蜂窝式过滤器而言，初始压力损失、在相当于行驶10000km的耐久试验、压力损失比都良好。但是，耐热冲击温度为500℃，偏低，而且使用的催化剂的量为实施例13的1.2倍，存在高价催化剂的使用量偏多的不妥善情况。这被认为是由于排气流入侧隔板和排气流出侧隔板之间不存在间隙。
Claims (7)
1.一种陶瓷蜂窝式过滤器，其在流路方向上接合有具有由隔板分隔的多个流路的多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体，且需要的流路被封堵，排气通过在所述隔板上形成的细孔，其中，
至少一个蜂窝式结构体的隔板、和与该蜂窝式结构体邻接的蜂窝式结构体的隔板在封堵部处以在流路方向上具有间隙的方式接合，在所述隔板和/或封堵部的至少一部分上担载有催化剂。
2.根据权利要求1所述的陶瓷蜂窝式过滤器，其中，
所述间隙为0.1～10mm。
3.根据权利要求1或2所述的陶瓷蜂窝式过滤器，其中，
在相对所述封堵部位于所述排气的流入侧的所述多孔质陶瓷蜂窝式结构体的所述隔板的至少一部分上，担载有所述催化剂。
4.根据权利要求1～3中任意一项所述的陶瓷蜂窝式过滤器，其中，
在相对所述封堵部位于所述排气的流入侧的隔板的至少一部分、和位于所述排气的流出侧的隔板的至少一部分上，担载有特性不同的催化剂。
5.根据权利要求1～4中任意一项所述的陶瓷蜂窝式过滤器，其中，
接合所述多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体的封堵部的端面，距所述陶瓷蜂窝式过滤器的流入侧端面的距离在所述陶瓷蜂窝式过滤器的全长的0.5倍以下的长度范围之内。
6.一种排气净化装置，具有陶瓷蜂窝式过滤器、和设置在所述陶瓷蜂窝式过滤器的上游的燃料添加机构，所述陶瓷蜂窝式过滤器在流路方向上接合有具有由隔板分隔的多个流路的多个多孔质陶瓷蜂窝式结构体，且需要的流路被封堵，排气通过在所述隔板上形成的细孔，其中，
至少一个蜂窝式结构体的隔板、和与该蜂窝式结构体邻接的蜂窝式结构体的隔板在封堵部处以在流路方向上具有间隙的方式接合，在所述隔板和/或封堵部的至少一部分上担载有催化剂。
7.一种排气净化方法，使排气流入到具有由隔板分隔的多个流路的陶瓷蜂窝式过滤器的所述流路，其中，
作为所述陶瓷蜂窝式过滤器，使用的是：至少一个蜂窝式结构体的隔板、和与该蜂窝式结构体邻接的蜂窝式结构体的隔板在封堵部处以在流路方向上具有间隙的方式接合，需要的流路被封堵，在所述隔板和/或封堵部的至少一部分上担载有催化剂的陶瓷蜂窝式过滤器，在所述陶瓷蜂窝式过滤器的上游侧向所述排气中添加燃料，使所述陶瓷蜂窝式过滤器的封堵部、和位于所述封堵部的排气流出侧的多孔质陶瓷蜂窝式结构体中的至少一部分的温度处在所述催化剂的活性下限温度以上。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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