废气过滤器制造技术

用于净化从内燃机排放的包含颗粒物的废气的废气过滤器(1)，包括蜂窝结构(10)，其轴向(X)符合废气流(G)，栓塞部(4)，其选择性地闭塞面向废气流的蜂窝结构的上游末端面(11)，以及在蜂窝结构上负载的催化剂。所述蜂窝结构具有多个隔离壁(2)和被隔离壁围绕的蜂孔(3)，和在隔离壁内相邻的蜂孔之间形成的彼此连通的孔隙。多个蜂孔具有在轴向穿透的开放孔(31)，以及闭塞孔(32)，闭塞孔(32)的面向废气流的一个上游末端被栓塞部闭塞。所述蜂窝结构具有在隔离壁上不负载催化剂的第一区域(A)，和在隔离壁上负载催化剂的第二区域(B)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及废气过滤器，其用以净化从内燃机排放的废气。
技术介绍
捕集废气中所含的有害颗粒物(即，PM)的废气过滤器被布置在内燃机的排气管中，内燃机例如车辆发动机。所述废气过滤器包括具有隔离壁的多个蜂孔(cell)。所述蜂孔可以设计成在轴向上具有其第一组和第二组，所述组在蜂窝结构中排列整齐。通常，蜂孔包括第一和第二蜂孔。一些第一蜂孔以如下方式形成：面向废气流的第一组的上游末端面分别被栓塞部闭塞。一些第二蜂孔以如下方式形成：第二组的下游末端面分别被栓塞部闭塞。隔离壁由多孔材料构成，并且废气流入面向废气流的第一组的开口中。废气中所含的PM通过使所述废气经过布置在所述第一组和第二组之间的隔离壁而去除。其后，废气经由隔离壁从第一蜂孔的第一组流动，并且从第二蜂孔的第二组排出。在上述结构的废气过滤器中，当使所述废气通过过滤器时，压力损失容易由于PM在废气过滤器上的积聚而增加。燃料中所包含的发动机油以及痕量杂质(例如S和Ca，等等)会生成灰分。由于灰分在废气过滤器上的积累，由废气携带进入废气过滤器中的灰分也会增加所述压力损失。因此，如WO2012/046486中所示，例如已经建议使废气过滤器以单侧闭塞类型的结构形成。所述单侧闭塞类型的结构如下方式形成，以使得在所述蜂窝结构中的蜂孔的上游末端面的任何一些分别被栓塞所闭塞。在单侧闭塞类型的结构中，灰分的积聚可以受到抑制，从所述第一蜂孔排放该灰分。但是，在单侧闭塞类型结构的废气过滤器中，在高废气流速的情形下，透过隔离壁的废气流会减少，所述废气易于穿过蜂孔的内部，从而没有废气被捕获。即，从废气流的上游侧引入到下游侧的废气过滤器中的废气以未穿过隔离壁的方式流动。因此，已考虑适当选择废气过滤器的基材的长度，以抑制捕获PM的性能的下降。所述基材也可以被称为隔离壁的一部分。所以，将会存在的问题是废气过滤器需要增加尺寸。在废气过滤器上负载催化剂、同时除去废气中所含的PM是可以考虑的。但是，在单侧闭塞类型的结构中，透过隔离壁的废气流会由于催化剂涂布层所涂布的隔离壁中的孔隙而变得更小。当废气流的减小下降时将会存在问题，因为催化剂涂层的量是有限制的。因此，不能得到满意的净化性能。
技术实现思路
本专利技术的进行是为了解决以上提及的问题，其目的是提供一种废气过滤器，该过滤器能够改进对有害物的净化性能和对PM的捕集性能，同时过滤器的尺寸不会增加。本公开内容的一个方面涉及一种废气过滤器，其净化从内燃机排放的包含PM的废气。所述废气过滤器蜂窝结构、栓塞部和催化剂。蜂窝结构的轴向所述废气的流动方向。面向所述废气流的蜂窝结构的一些上游末端面分别被栓塞部闭塞。催化剂负载在蜂窝结构上。所述蜂窝结构具有多个蜂孔，蜂孔具有隔离壁。在隔离壁内部形成相邻蜂孔之间渗透的孔隙。所述蜂孔包括在轴向穿透(penetrate)的开放孔和闭塞孔，闭塞孔的上游末端面面向所述废气流，并且被所述栓塞部闭塞。在所述蜂窝结构中，在废气流的上游侧在隔离壁上存在不负载催化剂的第一区域。在废气流的下游侧在隔离壁上存在负载催化剂的第二区域。所述废气过滤器具有该第一区域和第二区域。废气过滤器具有开放孔和闭塞孔。面向废气流的闭塞孔的一些上游末端面分别被栓塞部闭塞。因此，在相邻的开放孔和闭塞孔之间使废气通过时就会产生压力差。开放孔具有彼此相对的第一壁和第二壁，所述第一壁和第二壁是隔离壁。流入开放孔的一部分废气经由第一壁和第二壁透过，并由于所述压力差而流入相邻的闭塞孔和开放孔。这样，PM就被隔离壁内形成的孔隙所捕集。在相邻的开放孔和闭塞孔之间所产生的压力差在废气流的上游侧变大。所述压力差在朝向废气流的下游侧则变小。废气过滤器在废气流的上游侧具有不负载催化剂第一区域。因此，在所述第一区域中，废气中所含有的有害物可以利用两种蜂孔之间产生的压力差而高效地得到捕获，所以可以得到满意的捕集性能。在废气流的下游侧在隔离壁上存在负载催化剂的第二区域。因此，在所述第二区域中，废气中所含的有害物可以利用所述催化剂净化。不需要限制催化剂涂层的量，以允许废气渗透穿过第二区域中的隔离壁，因为所述第二区域不具有足够的压力差来捕获PM。因此，第二区域具有充足量的催化剂涂层，并具有提升的净化性能。这样，以上所述的单侧闭塞类型结构的废气过滤器可以分成两个部分：位于废气流上游侧的第一区域和位于下游侧的第二区域。因此，废气过滤器的基底材料的轴向长度可以得到充分利用，因为各自区域都具有各自适用于此的功能。如上所述，以上提及的实施方案可以提供能够改进对有害物的净化性能和对PM的捕集性能的废气过滤器。结果，与常规的过滤器相比，本公开内容可以使所述过滤器小型化。附图说明在以下附图中：图1所示为根据本公开内容的第一实施方案，包括废气过滤器的废气过滤系统的总示意性截面图；图2所示为根据第一实施方案的废气过滤器的示意性结构的透视图；图3为图1放大的部分截面图，其显示根据第一实施方案的废气过滤器的主结构部分；图4所示为根据本公开内容的第二实施方案，包括废气过滤器的废气过滤系统的总示意性截面图；图5所示为废气过滤器下游末端面的放大的部分截面图，所述末端面以废气流动的方向彼此相对，本部分截面图为根据第二实施方案的图4沿着线V‐V获取；图6为图4放大的部分截面图，其显示根据第二实施方案的废气过滤器的主结构部分；图7所示为放大的部分截面图，其显示根据第一实施方案的废气过滤器的多个蜂孔；图8所示为根据第一实施例，与面向废气流的废气过滤器的一个上游末端面之间的距离与当模型气体从废气的上游侧流入废气过滤器中时开放和闭塞孔中的压力之间的关系图；图9所示为根据第一实施例，废气过滤器的蜂孔的一个上游末端面与在废气流动方向的催化剂涂层的起始点之间的距离与当模型气体从废气的上游侧流入废气过滤器中时的PM捕集率之间的关系图；图10所示为根据第一实施例，在废气过滤器的多个隔离壁上负载的催化剂涂层的量和废气中所含有害物的净化率之间的关系图；图11所示为根据第一实施例，面向废气流的开放孔的一个上游末端面与彼此相对的废气流动方向的废气过滤器下游一个末端面的开口比率与废气中所含PM的捕集率之间的关系图；图12所示为根据第一实施例从废气过滤器的蜂孔分离的灰分的外观的电镜照片；图13所示为根据第一实施例从废气过滤器的蜂孔分离的灰分的粒径分布。具体实施方式第一实施方案下文中将描述废气过滤器的第一实施方案。第一实施方案的废气过滤器1如图1和图2中举例说明的，其净化废气并部分地负载催化剂。所述废气包含从内燃机排放的颗粒物(即PM)(未示出)。废气过滤器1是单侧闭塞类型结构，其具有蜂窝结构10和多个栓塞部4。蜂窝结构10中的废气流G定义为轴向X。栓塞部4部分地闭塞所述蜂孔交替的上游末端面11(即，图1或图2中的蜂窝结构的左末端面)，所述末端面面向蜂窝结构中的废气流G。蜂窝结构10具有多个隔离壁2和蜂孔3，蜂孔3具有各自的隔离壁，其在一个轴向末端开放，并在另一个轴向末端闭塞。隔离壁2内部彼此连通的相邻的蜂孔3之间形成孔隙(未示出)。蜂孔3如图1中说明的，其具有在轴向X上开放的开放孔31，以及闭塞孔32，该闭塞孔的末端面向废气流G上游侧的每一个被栓塞部4闭塞。废气过滤器1可以分成两个部分：在废气流G方向上的第一区域A和第二区域B。第一区域A是在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气过滤器(1)，其净化从内燃机排放的包含颗粒物的废气，该废气过滤器包括：蜂窝结构(10)，其轴向(X)是废气的流动方向(G)；栓塞部(4)，其部分地闭塞所述蜂窝结构的上游末端面(11)，该上游末端面面向所述废气流；以及所述蜂窝结构中负载的催化剂，其中所述蜂窝结构具有多个隔离壁(2)，由所述隔离壁围绕的蜂孔(3)，布置在所述隔离壁上位于废气流的上游侧的不负载所述催化剂的第一区域(A)，和在所述隔离壁上位于废气流的下游侧的负载所述催化剂的第二区域(B)，其中所述隔离壁具有在相邻的蜂孔间连通的孔隙，其中多个蜂孔包括在轴向开放的开放孔(31)以及闭塞孔(32)，闭塞孔的上游末端面面向所述废气流，并且被所述栓塞部闭塞。

【技术特征摘要】
2015.07.13 JP 2015-1397361.一种废气过滤器(1)，其净化从内燃机排放的包含颗粒物的废气，该废气过滤器包括：蜂窝结构(10)，其轴向(X)是废气的流动方向(G)；栓塞部(4)，其部分地闭塞所述蜂窝结构的上游末端面(11)，该上游末端面面向所述废气流；以及所述蜂窝结构中负载的催化剂，其中所述蜂窝结构具有多个隔离壁(2)，由所述隔离壁围绕的蜂孔(3)，布置在所述隔离壁上位于废气流的上游侧的不负载所述催化剂的第一区域(A)，和在所述隔离壁上位于废气流的下游侧的负载所述催化剂的第二区域(B)，其中所述隔离壁具有在相邻的蜂孔间连通的孔隙，其中多个蜂孔包括在轴向开放的开放孔(31)以及闭塞孔(32)，闭塞孔的上游末端面面向所述废气流，并且被所述栓塞部闭塞。2.如权...

【专利技术属性】
技术研发人员：须泽匠，天野裕斗，大须贺学，石原干男，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：日本;JP