排气净化装置和微粒过滤器制造方法及图纸

设置在本发明专利技术的排气净化装置的微粒过滤器包括壁流部(20)和直流部(30)，该壁流部(20)包括仅排出气体流入侧的端部开口的入侧单元(22)、与该入侧单元(22)相邻且仅排出气体流出侧的端部开口的出侧单元(24)和将入侧单元(22)与出侧单元(24)分隔的多孔的分隔壁(26)，该直流部(30)包括排出气体流入侧的端部和排出气体流出侧的端部这两者开口的、沿轴向贯通过滤器的贯通单元(32)。此处，在过滤器(100)的与轴向正交的截面中，包含于该截面的外周区域的入侧单元(22)和出侧单元(24)的截面积比包含于该截面的中央区域的入侧单元(22)和出侧单元(24)的截面积大。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及配置在内燃机的排气通道的排气净化装置。详细而言，涉及设置有捕集从内燃机排出的排出气体中的颗粒状物质的微粒过滤器的排气净化装置。另外，本申请基于2013年12月2日在日本提出申请的特愿2013-249169号主张优先权，在本说明书中作为参考引入该申请的全部内容。
技术介绍
一般已知在从内燃机排出的排出气体中含有以碳为主要成分的颗粒状物质(PM：ParticulateMatter)、包含不可燃成分的灰尘等，成为大气污染的原因。因此，对于颗粒状物质的排出量，与排出气体中含有的碳化氢(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等有害成分同样，限制逐渐加强。因此，提案有用于从排出气体中将这些颗粒状物质捕集而除去的技术。例如，在柴油发动机的排气通道内设置有用于捕集上述颗粒状物质的柴油微粒过滤器(DieselParticulateFilter：DPF)。此外，汽油发动机将比柴油发动机少的一定量的颗粒状物质与排出气体一起排出，因此在汽油发动机中也存在着在排气通道内安装汽油微粒过滤器(GasolineParticulateFilter：GPF)的情况。作为该微粒过滤器，已知有由基材包含多孔质材料的多个单元构成、将多个单元的入口和出口交替地堵塞的、被称为壁流型的结构的微粒过滤器。在壁流型微粒过滤器中，从单元入口流入的排出气体从被分隔的多孔质的单元分隔壁通过，向单元出口排出。于是，在排出气体从多孔质的单元分隔壁通过的期间，颗粒状物质被捕集至分隔壁表面和分隔壁内部的细孔内而被除去。作为这种现有技术，能够列举专利文献1。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-210992号公报
技术实现思路
但是，在上述的壁流型微粒过滤器中，能够捕集到单元分隔壁的颗粒状物质的量存在界限，当在过滤器中堆积了超过该界限的量的颗粒状物质时，过滤器发生网孔堵塞而压力损失(以下称为压损)变大。由此，存在发生燃料消费效率(燃料消耗量)的劣化和发动机的故障等的问题。因此，例如在DPF中，当在过滤器堆积了规定量以上的颗粒状物质时，流动高温的排出气体而使颗粒状物质燃烧，从而进行过滤器的再生(再利用)。此外，在GPF中，例如通过在断油时使颗粒状物质燃烧而进行过滤器的再利用。但是，例如在由于控制不良而没有进行恰当的再生处理的情况下、或者在发动机起动时或怠速等的排气温度较低的运行状态持续等的情况下，存在发生PM的异常堆积、过滤器发生网眼堵塞，结果压损上升的问题。期望不降低PM的捕集效率地尽量抑制压损的上升。本专利技术是鉴于该问题而提出的，其主要目的在于，在该微粒过滤器以及具有该微粒过滤器的排气净化装置中，提供能够维持PM的捕集效率并且能够抑制压损的上升的新的结构。由本专利技术提供的排气净化装置设置有配置在内燃机的排气通道的、捕集从该内燃机排出的排出气体中的颗粒状物质的微粒过滤器。上述微粒过滤器包括：壁流部，其包括仅排出气体流入侧的端部开口的入侧单元、与该入侧单元相邻且仅排出气体流出侧的端部开口的出侧单元和将上述入侧单元与上述出侧单元分隔的多孔的分隔壁；和直流部，其包括排出气体流入侧的端部和排出气体流出侧的端部这两者开口的、沿轴向贯通上述过滤器的贯通单元。而且，在上述过滤器的与轴向正交的截面中，包含于该截面的外周区域的入侧单元和出侧单元的截面积比包含于该截面的中央区域的入侧单元和出侧单元的截面积大。根据该结构，如果在被导入排出气体的壁流部中颗粒状物质(PM)的堆积持续进行，则排出气体优先流至直流部，因此作为整个微粒过滤器能够将压损的上升抑制得较小。此外，与包含于过滤器的中央区域的入侧单元和出侧单元相比，包含于外周区域的入侧单元和出侧单元的截面积较大，因此，即使在过滤器的中央区域发生网眼堵塞，也能够在捕集量大的外周区域没有不足地捕集PM。因而，能够维持PM的捕集效率并且抑制网眼堵塞引起的压力损失的上升。此处公开的排气净化装置一个优先方式中，上述过滤器的与轴向正交的截面为大致圆形，在令该截面的半径为R时，上述中央区域规定为从上述截面的中心点至上述半径R的至少1/2R的区域，上述外周区域规定为从上述截面的外缘至上述半径R的至少1/5R的区域。通过这样规定中央区域和外周区域，PM在过滤器整体被均匀地捕集。因而，能够降低压力损失，维持良好的过滤器特性。在一个优选方式中，在令从上述中央区域通过的排出气体的总量为100％时，设定为从上述中央区域的壁流部通过的排出气体的量为90％～99％。根据该结构，在过滤器的中央区域，从壁流部通过的排出气体的量与从直流部通过的排出气体的量的比率具有恰当的平衡性，因此在过滤器的中央区域，能够维持PM的捕集效率并且抑制网眼堵塞引起的压力损失的上升。在又一优选方式中，在令从上述外周区域通过的排出气体的总量为100％时，设定为从上述外周区域的壁流部通过的排出气体的量为92％～100％。根据该结构，在过滤器的外周区域，从壁流部通过的排出气体的量与从直流部通过的排出气体的量的比率具有恰当的平衡性，因此，在过滤器的外周区域，能够维持PM的捕集效率并且抑制网眼堵塞引起的压力损失的上升。在此处公开的排气净化装置一个优选方式中，包含于上述外周区域的入侧单元和出侧单元的截面积大致相同，而且一致地比包含于上述中央区域的入侧单元和出侧单元的截面积大。根据该结构，能够可靠地抑制PM捕集效率的降低。在此处公开的排气净化装置一个优选方式中，上述过滤器形成有从上述截面的中心点向外缘去截面积逐渐变大的入侧单元和出侧单元。在使用这样的排气净化装置时，在过滤器内，能够随着从截面的中心点向外缘去对从入侧单元和出侧单元(壁流部)通过的排出气体的量更细致地进行设定。由此，能够更好地提高PM的捕集效率。在此处公开的排气净化装置一个优选方式中，在上述过滤器的与轴向正交的截面中，包含于该截面的外周区域的贯通单元的截面积比包含于该截面的中央区域的贯通单元的截面积小。根据该结构，能够简便地实现使外周区域的入侧单元和出侧单元的截面积比中央区域的入侧单元和出侧单元的截面积大的结构，能够可靠地抑制PM捕集效率的降低。在此处公开的排气净化装置一个优选方式中，上述壁流部的多个上述入侧单元和多个上述出侧单元交替地配置成栅格状。而且，上述贯通单元配置在沿着上述入侧单元和上述出侧单元所形成的栅格的对角线方向的一个本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种排气净化装置，其设置有配置在内燃机的排气通道的、捕集从该内燃机排出的排出气体中的颗粒状物质的微粒过滤器，该排气净化装置的特征在于：所述微粒过滤器包括：壁流部，其包括仅排出气体流入侧的端部开口的入侧单元、与该入侧单元相邻且仅排出气体流出侧的端部开口的出侧单元和将所述入侧单元与所述出侧单元分隔的多孔的分隔壁；和直流部，其包括排出气体流入侧的端部和排出气体流出侧的端部这两者开口的、沿轴向贯通所述过滤器的贯通单元，在所述过滤器的与轴向正交的截面中，包含于该截面的外周区域的入侧单元和出侧单元的截面积比包含于该截面的中央区域的入侧单元和出侧单元的截面积大，而且包含于该截面的外周区域的贯通单元的截面积比包含于该截面的中央区域的贯通单元的截面积小。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.02 JP 2013-2491691.一种排气净化装置，其设置有配置在内燃机的排气通道的、捕
集从该内燃机排出的排出气体中的颗粒状物质的微粒过滤器，该排气
净化装置的特征在于：
所述微粒过滤器包括：
壁流部，其包括仅排出气体流入侧的端部开口的入侧单元、与该
入侧单元相邻且仅排出气体流出侧的端部开口的出侧单元和将所述入
侧单元与所述出侧单元分隔的多孔的分隔壁；和
直流部，其包括排出气体流入侧的端部和排出气体流出侧的端部
这两者开口的、沿轴向贯通所述过滤器的贯通单元，
在所述过滤器的与轴向正交的截面中，
包含于该截面的外周区域的入侧单元和出侧单元的截面积比包含
于该截面的中央区域的入侧单元和出侧单元的截面积大，
而且包含于该截面的外周区域的贯通单元的截面积比包含于该截
面的中央区域的贯通单元的截面积小。
2.如权利要求1所述的排气净化装置，其特征在于：
所述过滤器的与轴向正交的截面为大致圆形，在令该截面的半径
为R时，
所述中央区域规定为从所述截面的中心点至所述半径R的至少
1/2R的区域，
所述外周区域规定为从所述截面的外缘至所述半径R的至少1/5R
的区域。
3.如权利要求1或2所述的排气净化装置，其特征在于：
在令从所述中央区域通过的排出气体的总量为100％时，
设定为从所述中央区域的壁流部通过的排出气体的量为90％～
99％。
4.如权利要求1～3中任一项所述的排气净化装置，其特征在于：
在令从所述外周区域通过的排出气体的总量为100％时，
设定为从所述外周区域的壁流部通过的排出气体的量为92％～
100％。
5.如权利要求1～4中任一项所述的排气净化装置，其特征在于：
包含于所述外周区域的各入侧单元和出侧单元的截面积大...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾上亮太，坂神新吾，伊藤毅，大桥达也，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：日本;JP