废气净化过滤器制造技术

本发明专利技术涉及一种废气净化过滤器(1)，配置在汽油发动机(E)的排气通路(A)中使用，具有具备截面形状为四边形状的多个腔室(21)和分隔壁(22)的腔室构造部(2)、密封部(11)以及外壳部(12)。分隔壁(22)的气孔率P1以及外壳部(12)的气孔率P2均为50％以上70％以下，且满足P1<P2的关系。由P2

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】废气净化过滤器
[0001]关联申请的相互参照：本申请基于2019年8月20日提交的日本申请2019
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150586号，将其记载内容援用于此。


[0002]本专利技术涉及一种废气净化过滤器。

技术介绍

[0003]在从汽油发动机、柴油发动机等内燃机排出的废气中，包含被称为微粒的粒子状物质(以下，适当称为“PM”。)。为了捕集该废气中的PM而进行废气的净化，在内燃机的排气通路中配置有废气净化过滤器。
[0004]作为这种废气净化过滤器，例如在专利文献1中公开了对从柴油发动机排出的PM进行捕集的废气净化过滤器(以下，适当称为“DPF”。)。具体而言，在该文献中记载了如下的DPF：在将相对于轴向垂直的截面的中心部处的分隔壁的气孔率以及气孔径分别设为Pi以及Di、将相对于轴向垂直的截面的外周部处的分隔壁的气孔率以及气孔径分别设为Po以及Do的情况下，满足Pi<Po的关系或者Pi>Po且Di<Do的关系。根据该文献，通过所述技术，能够抑制PM再生时的裂纹。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2004
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270569号公报

技术实现思路

[0008]与DPF相比，对从汽油发动机排出的PM进行捕集的废气净化过滤器(以下，适当称为“GPF”。)被暴露于高温环境，因此废气的流速较大，压损容易上升。此外，在GPF中，废气容易流动的过滤器中心部的温度容易成为高温，因此由于在排气管等排气通路中被冷却的过滤器外周部与过滤器中心部之间的温度差而产生热应力，过滤器外周部容易产生裂纹。作为提高过滤器强度的方法之一，可以考虑使分隔壁厚壁化，使过滤器热容量增加。如果过滤器热容量增加，则过滤器内的温度差变小。但是，当过度地使分隔壁厚壁化时，废气的流动变差，压力损失(以下，适当称为“压损”。)上升。反之，当为了抑制压损上升而使分隔壁的气孔率在保持某个一定的下限的同时朝高气孔率侧变动时，由于过滤器重量降低而过滤器热容量降低。
[0009]本专利技术的目的在于提供一种废气净化过滤器，能够在维持低压损的同时提高耐热冲击性。
[0010]本专利技术的一个方案为一种废气净化过滤器，配置在汽油发动机的排气通路中使用，具有：
[0011]腔室构造部，具备沿着过滤器轴向延伸且与上述过滤器轴向正交的平面中的截面形状为四边形状的多个腔室、以及划分形成上述多个腔室的多孔质的分隔壁；
[0012]密封部，将上述腔室构造部中的上述腔室的两端相互不同地堵塞；以及
[0013]筒状的外壳部，形成于上述腔室构造部的外周，
[0014]上述分隔壁的气孔率P1以及上述外壳部的气孔率P2均为50％以上70％以下，
[0015]满足上述P1<上述P2的关系，
[0016]由上述P2
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上述P1定义的气孔率差ΔP为20％以下，
[0017]上述腔室的外缘在上述分隔壁的交叉位置处带有圆角，上述交叉位置处的曲率半径R以及上述腔室的水力直径的半径r满足0.2<R[mm]/r[mm]<1的关系。
[0018]上述废气净化过滤器具有上述构成。因此，上述废气净化过滤器能够在维持低压损的同时提高耐热冲击性。
[0019]另外，请求范围所记载的括弧内的符号，表示与后述的实施方式所记载的具体手段之间的对应关系，并不限定本专利技术的技术范围。
附图说明
[0020]通过参照附图进行下述详细描述，本专利技术的上述目的以及其他的目的、特征、优点将变得更加明确。这些附图为：
[0021]图1是实施方式1的废气净化过滤器的示意图；
[0022]图2是实施方式1的废气净化过滤器的过滤器轴向上的放大截面图；
[0023]图3是实施方式1的废气净化过滤器的与过滤器轴向正交的方向上的分隔壁的交叉位置的放大截面图；
[0024]图4是实施方式1的废气净化过滤器的与过滤器轴向正交的方向上的腔室的放大截面图；
[0025]图5是表示实施方式1的曲率半径R以及腔室的水力直径的测定部位的说明图；
[0026]图6是实施方式1的配置于排气通路的废气净化过滤器的示意图；
[0027]图7是实施方式2的废气净化过滤器的与过滤器轴向正交的方向上的外壳部周边的放大截面图；
[0028]图8的(a)是实施方式3的在外壳部的材料强度测定中使用的测定试样的截面示意图，图8的(b)是在腔室构造部的材料强度测定中使用的测定试样的截面示意图；
[0029]图9是表示实施方式3的4点弯曲试验的示意图；
[0030]图10是表示实施方式3的材料强度的测定试样与截面系数的变量之间的关系的说明图；
[0031]图11是表示实验例1的气孔率差ΔP与热应力σ之间的关系的图；
[0032]图12是实验例2的气体透过系数与压力损失之间的关系的图；
[0033]图13是表示实验例2的分隔壁的气孔率与气体透过系数之间的关系的图；
[0034]图14是表示实验例2的分隔壁的气孔率与腔室构造部的材料强度之间的关系的图；
[0035]图15是表示实验例3的R/r值与压力损失之间的关系的图；
[0036]图16是表示实验例3的R/r值与腔室构造部的实际截面积之间的关系的图；
[0037]图17是表示实验例3的R/r值与1/R2值之间的关系的图；
[0038]图18是表示实验例4的所堵塞的不完整腔室的总面积/1个完整腔室的面积与有效
腔室开口面积之间的关系的图。
具体实施方式
[0039](实施方式1)
[0040]参照图1～图6对实施方式1的废气净化过滤器进行说明。如图1、图2所示，本实施方式的废气净化过滤器1具有腔室构造部2、密封部11以及外壳部12。腔室构造部2、外壳部12由堇青石等的陶瓷构成。
[0041]腔室构造部2具备多个腔室21以及多孔质的分隔壁22。腔室21沿着过滤器轴向Y延伸。过滤器轴向Y与腔室21的延伸方向通常一致。分隔壁22将多个腔室21划分形成为格子状。分隔壁22一般也被称作腔室壁。
[0042]如图1、图3、图4所示，在与过滤器轴向Y正交的平面中，腔室21的截面形状为四边形状。另外，在四边形的腔室形状的4个角部(4个顶点部)带有圆角的情况下，在外观上为近似于四边形的形状，因此将这样的腔室形状称作四边形状。
[0043]外壳部12例如为圆筒状那样的筒状。外壳部12一体地形成于腔室构造部2的外周。外壳部12的轴向通常与过滤器轴向Y一致。分隔壁22将外壳部12的内侧划分成格子状，形成多个腔室21。废气净化过滤器1为多孔质体，在分隔壁22以及外壳部12中形成有多个气孔。废气净化过滤器1能够使废气中包含的PM堆积在分隔壁22的表面、气孔内而进行捕集。PM是被称作粒子状物质、微粒物、微粒等的微小粒本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种废气净化过滤器(1)，配置在汽油发动机(E)的排气通路(A)中使用，具有：腔室构造部(2)，具备沿着过滤器轴向(Y)延伸且与上述过滤器轴向正交的平面中的截面形状为四边形状的多个腔室(21、21a、21b)、以及划分形成上述多个腔室的多孔质的分隔壁(22)；密封部(11)，将上述腔室构造部中的上述腔室的两端(211、212)相互不同地堵塞；以及筒状的外壳部(12)，形成于上述腔室构造部的外周，上述分隔壁的气孔率P1以及上述外壳部的气孔率P2均为50％以上70％以下，满足上述P1<上述P2的关系，由上述P2
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上述P1定义的气孔率差ΔP为20％以...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻奥香菜，
申请(专利权)人：株式会社电装，
类型：发明
国别省市：