陶瓷蜂窝过滤器制造技术

陶瓷蜂窝过滤器包括被多孔分隔壁隔开的多个流路，从一端进入的流体从另一端流出，多个流路包括在一端侧上开口且在另一端侧上密封的流入流路和在一端侧上密封且在另一端侧上开口的流出流路；在与流路的纵向方向垂直的横截面中，(a)流入流路的横截面积大于流出流路的横截面积，(b)流入流路和流出流路分别具有通过从正方形切去四个角而获得的四重旋转对称的八边形横截面形状，(c)流入流路和流出流路在第一方向和与第一方向垂直的第二方向上交替布置，使得它们的相对边是平行的，(d)流入流路的开口率为45

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】陶瓷蜂窝过滤器


[0001]本专利技术涉及陶瓷蜂窝过滤器，其用于从由内燃机如柴油机等排出的排气中除去颗粒状物质(在下文中可以被称为PM)等，从而净化排气。

技术介绍

[0002]从内燃机如柴油机等排出的排气含有大量的PM，如碳基烟灰(煤烟，soot)等，其造成环境污染。因此，用于除去(捕获)PM的过滤器常规地已作为后处理装置布置在柴油机等的排气系统中。作为这样的过滤器，包括陶瓷蜂窝结构的陶瓷蜂窝过滤器被广泛使用。陶瓷蜂窝过滤器通常由包括多孔分隔壁(porous cell wall)的陶瓷蜂窝结构和在陶瓷蜂窝结构的两端处的封堵部(plug)构成，所述多孔分隔壁形成从排气流入的入口侧端面延伸到排气流出的出口侧端面的多个流路，所述封堵部密封每个流路的一端。
[0003]当使用这样的陶瓷蜂窝过滤器从排气中除去PM时，排气通过入口侧端流入到陶瓷蜂窝过滤器的在出口侧端处密封的流路中。然后排气通过多孔分隔壁并进入在入口侧端处密封的流路中。在排气通过多孔分隔壁的同时，排气中的PM被分隔壁捕获，使得PM堆积在分隔壁上。从其中除去PM的排气从出口侧端流出。
[0004]当陶瓷蜂窝过滤器连续地用作用于柴油机的后处理装置时，PM随着时间推移堆积在分隔壁上，从而堵塞流路，并且因此导致增加的过滤器的压力损失。因此，通过燃烧除去堆积的PM以进行再生。
[0005]为了防止流路被堆积在分隔壁上的PM堵塞，近期例如由专利文献1
‑
3提出了其中排气进入侧流路具有的横截面大于排气离开侧流路的横截面的蜂窝过滤器。<br/>[0006]专利文献1公开了一种柱形蜂窝结构，其包括隔着(经由，via)分隔壁纵向布置的大量贯通孔；该贯通孔由在该蜂窝结构的在与纵向方向(轴向方向，logitudinal direction)垂直的横截面处具有相对较大总面积的一端处密封的大体积贯通孔和在该蜂窝结构的在该横截面处具有相对较小总面积的另一端处密封的小体积贯通孔构成；并且蜂窝结构在入口侧上的开口率α(％)以及在将相邻的大体积贯通孔隔开的分隔壁与将相邻的大体积贯通孔和小体积贯通孔隔开的分隔壁之间的横截面厚度差β(mm)满足由式(1)0.0022α+0.0329≤β≤0.0071α+0.2553和式(2)36≤α≤60表示的关系。专利文献1描述了，各个大体积贯通孔在与纵向方向垂直的横截面中理想地具有八边形形状，并且各个小体积贯通孔在上述横截面中理想地具有四边形形状。专利文献1描述了，在具有这样的构成的蜂窝结构中，当与在将大体积贯通孔和小体积贯通孔隔开的分隔壁上相比，在将相邻的大体积贯通孔隔开的分隔壁上负载更多催化剂时，可以在没有增加压力损失的情况下改善净化排气的性能等。
[0007]与专利文献1类似，专利文献2公开了一种具有这样的结构的蜂窝过滤器，其中各个排气流入流路(第一隔室(cell))的横截面积大于各个排气流出流路(第二隔室)的横截面积，第一隔室的横截面具有八边形形状或带有圆形角(拐角或角落，corner)的四边形形状，第二隔室的横截面具有四边形形状，并且将相邻的第一隔室隔开的分隔壁比将相邻的
第一隔室和第二隔室隔开的分隔壁更厚。专利文献2描述了，利用这样的结构，流体可以容易地从流入流路流到流出流路，从而导致较低的在有烟灰下(或由烟灰造成)的压力损失以及提高的流体流速，即，蜂窝过滤器改善的捕获性能与提高的强度。
[0008]与专利文献1类似，专利文献3公开了一种蜂窝过滤器，其具有封堵的蜂窝结构，其中各个排气流入流路(流入流路)的横截面积大于各个排气流出流路(流出流路)的横截面积，流出流路中的至少一个是在与流路方向垂直的横截面中在分隔壁相交的至少一个角中具有强化部分的强化流路，流入流路在与流路方向垂直的横截面中在分隔壁相交的至少一个角中设置有强化流入流路的部分，并且流入流路中的强化角的数量小于流出流路中的强化角的数量。专利文献3描述了，流入流路优选地具有八边形形状，并且流出流路优选地具有四边形形状。专利文献3描述了，利用这样的结构，封堵的蜂窝结构可以具有改善的耐久性和优异的强度，同时抑制压力损失的增加。
[0009]然而，上述参考文献中描述的其中各个排气流入流路的横截面积大于各个排气流出流路的横截面积的蜂窝过滤器在有烟灰下的压力损失方面的改善不充分，所述压力损失是由于堆积在流入流路的分隔壁上的PM堵塞流入流路引起的，从而需要进一步改善。另外，对于这些由具有八边形横截面的流路和具有四边形横截面的流路构成的蜂窝过滤器需要进一步改善的强度。
[0010]专利文献
[0011]专利文献1：JP 2005
‑
125209 A
[0012]专利文献2：WO 2008/117559 A
[0013]专利文献3：WO 2012/133847 A

技术实现思路

[0014]专利技术目的
[0015]因此，本专利技术的一个目的是提供一种包括横截面积大于排气流出流路的横截面积的排气流入流路的蜂窝过滤器，其具有改善的强度，同时通过防止堆积在流入流路的分隔壁上的PM闭塞流入流路来避免在有烟灰下的压力损失的增加而保持初始压力损失。
[0016]专利技术概述
[0017]作为鉴于上述目的的深入研究的结果，本专利技术人已经发现，通过优化流入流路和流出流路的横截面形状，并且设定在相邻的流入流路和流出流路之间的分隔壁的所需厚度范围以及在相邻的流入流路之间的分隔壁的所需厚度范围，可以提供具有改善的压力损失和强度的蜂窝过滤器。已经基于这样的发现完成了本专利技术。
[0018]因此，本专利技术的陶瓷蜂窝过滤器包括被多孔分隔壁隔开的多个流路，进入过滤器的一端并流过多孔分隔壁的流体从过滤器的另一端流出；
[0019]多个流路包括在所述一端侧上开口(打开，open)并且在所述另一端侧上密封的流入流路和在所述一端侧上密封并且在所述另一端侧上开口的流出流路；并且
[0020]在与流路的纵向方向垂直的横截面中，
[0021](a)流入流路的横截面积大于流出流路的横截面积；
[0022](b)流入流路和流出流路分别具有通过从正方形切去四个角而获得的四重旋转对称的八边形横截面形状；
[0023](c)流入流路和流出流路在第一方向和与第一方向垂直的第二方向上交替地布置，使得它们的相对边隔着分隔壁是平行的；
[0024](d)流入流路的开口率为45
‑
60％；
[0025](e)每cm2的流路的数量为30
‑
60个；
[0026](f)在流入流路和与该流入流路相邻的流出流路之间的分隔壁的厚度t1为0.150
‑
0.260mm；并且
[0027](g)在相邻流入流路之间的分隔壁的厚度t2满足1.175&lt;t2/t1&lt;1.6。
[0028]在本专利技术的陶瓷蜂窝过滤器中，在与流路的纵向方向垂直的横截面中，流入流路的与相邻流入流路相对的边的长度α1、流入流路的与相邻流出流路相对的边本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种陶瓷蜂窝过滤器，所述陶瓷蜂窝过滤器包括被多孔分隔壁隔开的多个流路，进入所述过滤器的一端并流过所述多孔分隔壁的流体从所述过滤器的另一端流出；所述多个流路包括在所述一端侧上开口并且在所述另一端侧上密封的流入流路以及在所述一端侧上密封并且在所述另一端侧上开口的流出流路；并且在与所述流路的纵向方向垂直的横截面中，(a)所述流入流路的横截面积大于所述流出流路的横截面积；(b)所述流入流路和所述流出流路分别具有通过从正方形切去四个角而获得的四重旋转对称的八边形横截面形状；(c)所述流入流路和所述流出流路在第一方向和与所述第一方向垂直的第二方向上交替地布置，使得它们的相对边隔着所述分隔壁是平行的；(d)所述流入流路的开口率为45
‑
60％；(e)每cm2的所述流路的数量为30
‑
60个；(f)在流入流路和与所述流入流路相邻的流出流路之间的分隔壁的厚度...

【专利技术属性】
技术研发人员：小方智寿，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：