废气净化装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够提高废气的净化性能的废气净化装置。本发明专利技术的废气净化装置包括：壁流结构的基材，其具有入侧网眼、出侧网眼和多孔性的分隔壁(16)；和催化剂层(20)，其设置于分隔壁(16)的内部细孔的至少一部分，被保持在该内部细孔的表面。分隔壁(16)的保持有催化剂层的内部细孔中的、保持于直径为5μm以上且小于10μm的细孔的催化剂层(20)的平均填充率A、保持于直径为10μm以上且小于20μm的细孔的催化剂层(20)的平均填充率B和保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层(20)的平均填充率C的关系满足下式：A＜B＜C。

Exhaust gas purifying device

The present invention provides an exhaust gas purification device capable of improving the purification performance of exhaust gases. An exhaust gas purifying device comprises: a substrate flow wall structure, which has a partition wall into the lateral mesh, mesh side and porous catalyst layer (16); and (20), which is arranged on the partition wall (16) at least a portion of the internal pore surface, is kept in the internal pore. The partition wall (16) to keep the catalyst layer to keep the catalyst layer in the fine pores, pore diameter of 5 m or more and less than 10 m (20) the average filling rate of A, maintain the catalyst layer on the pore diameter of 10 m or more and less than 20 m (20). The average filling rate of B and maintain the catalyst layer on the pore diameter of 20 m or more and less than 30 m (20) the average filling rate of C meets the following formula: A < B < C.

【技术实现步骤摘要】
废气净化装置
本专利技术涉及废气净化装置。详细而言，涉及对从汽油发动机等内燃机排出的废气进行净化的废气净化装置。
技术介绍
一般地，已知在从内燃机排出的废气中含有以碳为主成分的粒子状物质(PM：ParticulateMatter)、由不燃成分构成的灰等，成为大气污染的原因。因此，对于粒子状物质的排出量，与废气中所含的烃(HC)、一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOx)等成分一起，限制逐年加强。在此，提出了一种用于从废气中收集、去除这些粒子状物质的技术。例如，在内燃机的排气通路内设置有用于收集上述粒子状物质的微粒过滤器。例如，汽油发动机虽然比柴油发动机少，但是由于与废气一起排出一定量的粒子状物质，因此，有时在排气通路内安装汽油微粒过滤器(GasolineParticulateFilter：GPF)。作为这种微粒过滤器，公知的是被称为所谓壁流式的结构的过滤器，其基材由多孔性材料构成的大量的网眼构成，交替地封闭大量网眼的入口和出口(专利文献1、2)。在壁流式微粒过滤器中，从网眼入口流入的废气通过被隔开的多孔性的网眼分隔壁，向网眼出口排出。而且，在废气通过多孔性的网眼分隔壁期间，粒子状物质被收集在分隔壁内部的细孔内。作为这种过滤器的现有技术，能够列举专利文献3～9。现有技术文献专利文献专利文献1：日本专利申请公开2009－82915号公报专利文献2：日本专利申请公开2007－185571号公报专利文献3：日本专利申请公开2003－53117号公报专利文献4：日本专利申请公开2009－160547号公报专利文献5：日本专利申请公开2010－167366号公报专利文献6：日本专利申请公开2010－172825号公报专利文献7：日本专利申请公开2011－208526号公报专利文献8：日本专利申请公开2014－184422号公报专利文献9：日本专利申请公开2003－53117号公报
技术实现思路
专利技术想要解决的课题但是，近年来，为了进一步提高废气净化性能，研究了使上述微粒过滤器负载贵金属催化剂的技术。例如在专利文献1中，记载有在分隔壁的内部配置作为贵金属催化剂的钯层，并在分隔壁的外部(表面)层叠有铑层的过滤催化剂。但是，在这种技术中，由于铑层形成于分隔壁的外部，因此废气的流路阻力上升，压力损失增大。其结果是，发动机输出功率有可能会降低。另外在专利文献2中，记载有在分隔壁的内部细孔中分开负载有作为贵金属催化剂的铂层和铑层的过滤催化剂。但是，如同公报所记载，只是将铂及铑的催化剂层随便地配置在分隔壁的细孔内，铂和铑的使用效率差，对于实现上述的净化性能的进一步提高是不够的。用于解决课题的技术方案本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其主要目的是提供一种在具备壁流结构式的过滤催化剂的废气净化装置中，能够实现净化性能的进一步提高的废气净化装置。本专利技术人为了解决上述课题而进行了潜心研究，结果发现，具备在分隔壁的内部细孔中形成有催化剂层的壁流结构式的过滤催化剂的废气净化装置中，通过在分隔壁的内部细孔中的细孔直径相对较大的大细孔中优先配置催化剂层，能够有效地提高废气的净化性能，从而完成了本专利技术。即，本专利技术的废气净化装置是配置于内燃机的排气通路中，对从该内燃机排出的废气进行净化的废气净化装置。该装置包括：壁流结构的基材，其具有仅废气流入侧的端部开口的入侧网眼、与该入侧网眼相邻且仅废气流出侧的端部开口的出侧网眼、将上述入侧网眼和上述出侧网眼隔开的多孔性的分隔壁；催化剂层，其设置于上述分隔壁的内部细孔的至少一部分，被保持在该内部细孔的表面。而且，上述分隔壁的保持有上述催化剂层的内部细孔中的、保持于直径为5μm以上且小于10μm的细孔的催化剂层的平均填充率A、保持于直径为10μm以上且小于20μm的细孔的催化剂层的平均填充率B和保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层的平均填充率C的关系满足下式：A＜B＜C。在这种构成的废气净化装置中，保持于分隔壁的内部细孔中的细孔直径相对较大的细孔的催化剂层的平均填充率，比保持于细孔直径相对较小的细孔的催化剂层的平均填充率大(A＜B＜C)。根据本专利技术人的见解，细孔直径相对大的大细孔与细孔直径相对小的小细孔相比，废气易流通，废气的流量大。通过优先在这种废气的流量大的大细孔内配置催化剂层，能够有效地提高废气的净化性能。因此，根据本专利技术，能够提供虽然用于过滤器整体的催化剂涂敷量相同，但是与目前相比，净化性能优异的高性能的废气净化装置。在此公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层的平均填充率C，比上述保持于直径为10μm且小于以上20μm的细孔的催化剂层的平均填充率B大5％以上。通过在这种直径为20μm以上且小于30μm的大细孔中更多地配置催化剂层，能够高效地净化在分隔壁的细孔内流通的废气。因此，能够更好地发挥上述的效果(废气净化性能提高效果)。在此公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述保持于直径为10μm以上且小于20μm的细孔的催化剂层的平均填充率B，比上述保持于直径为5μm以上且小于10μm的细孔的催化剂层的平均填充率A大5％以上。这样，能够更高效地净化在分隔壁的内部细孔流通的废气。在此公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述平均填充率A满足A≤70％，上述平均填充率B满足45％＜B≤90％，上述平均填充率C满足90％＜C。通过这样根据各细孔直径范围，设计上述范围内的平均填充率的差，能够得到更好地提高了废气净化性能的最佳的废气净化装置。在此公开的废气净化装置的优选的一方式中，保持于上述分隔壁的内部细孔中的直径为30μm以上的细孔的催化剂层的平均填充率D，比保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层的平均填充率C小。优选平均填充率A、平均填充率B、平均填充率C和平均填充率D的关系满足下式：A＜B＜D＜C的关系。这样，与保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层的平均填充率C相比，因减小了保持于直径为30μm以上的大细孔的催化剂层的平均填充率D，因此不会使压损过度上升，能够得到上述的效果(废气净化性能提高效果)。在此公开的废气净化装置的优选的一方式中，在上述基材的每1L体积中上述催化剂层的涂敷量小于100g/L。根据本专利技术的构成，通过使保持于细孔直径大的大细孔的催化剂层的平均填充率，比保持于细孔直径小的小细孔的催化剂层的平均填充率大，因此能够减少过滤器整体上的催化剂层的涂敷量(进而实现压损的降低和低成本化)，能够有效地提高废气的净化性能。因此，例如，虽然是基材的每1L体积中的涂敷量为小于100g/L那样的少量的催化剂层，但是能够实现净化性能优异的高性能的废气净化装置。在此公开的废气净化装置的优选的一方式中，上述内燃机是汽油发动机。汽油发动机中，废气的温度比较高，PM不易堆叠在分隔壁内。因此，内燃机是汽油发动机的情况，能够更有效地发挥上述的效果。附图说明图1是示意性地表示一实施方式的废气净化装置的图。图2是示意性地表示一实施方式的废气净化装置的过滤器立体图。图3是示意性地表示一实施方式的废气净化装置的过滤器截面的剖视图。图4是将图3的IV区域放大后的截面示意图。图5是实施例1的分隔壁的截面SEM像。图6是比较例1的分隔壁的截面S本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种废气净化装置，其配置于内燃机的排气通路，对从该内燃机排出的废气进行净化，所述废气净化装置特征在于，包括：壁流结构的基材，其包括仅废气流入侧的端部开口的入侧网眼、与该入侧网眼相邻且仅废气流出侧的端部开口的出侧网眼、将所述入侧网眼和所述出侧网眼隔开的多孔性的分隔壁；和催化剂层，其设置于所述分隔壁的内部细孔的至少一部分，被保持于该内部细孔的表面，所述分隔壁的保持有所述催化剂层的内部细孔中的、保持于直径为5μm以上且小于10μm的细孔的催化剂层的平均填充率A、保持于直径为10μm以上且小于20μm的细孔的催化剂层的平均填充率B和保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层的平均填充率C的关系满足下式：A＜B＜C。

【技术特征摘要】
2015.10.05 JP 2015-1979281.一种废气净化装置，其配置于内燃机的排气通路，对从该内燃机排出的废气进行净化，所述废气净化装置特征在于，包括：壁流结构的基材，其包括仅废气流入侧的端部开口的入侧网眼、与该入侧网眼相邻且仅废气流出侧的端部开口的出侧网眼、将所述入侧网眼和所述出侧网眼隔开的多孔性的分隔壁；和催化剂层，其设置于所述分隔壁的内部细孔的至少一部分，被保持于该内部细孔的表面，所述分隔壁的保持有所述催化剂层的内部细孔中的、保持于直径为5μm以上且小于10μm的细孔的催化剂层的平均填充率A、保持于直径为10μm以上且小于20μm的细孔的催化剂层的平均填充率B和保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层的平均填充率C的关系满足下式：A＜B＜C。2.如权利要求1所述的废气净化装置，其特征在于：所述保持于直径为20μm以上且小于30μm的细孔的催化剂层的平均填充率C，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尾上亮太，野村泰隆，森下雄太，栗山纯实，关根洋，
申请(专利权)人：株式会社科特拉，
类型：发明
国别省市：日本,JP