废气净化装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及废气净化装置，更加详细而言，涉及能够对粒子状物质稳定地进 行捕集且能够抑制烟灰的堆积的废气净化装置。
【背景技术】
[0002] 近年来，要求对从汽车、火车、工程机械、农用机械等的内燃机、尤其柴油发动机排 出的"以碳为主成分的粒子状物质"进行捕集。以下，往往将粒子状物质称为"PM"或者"颗粒 物质"。往往将"以碳为主成分的粒子状物质"称为"煤烟"。另外，也要求对从GDI (Gasoline Direct Injection)发动机等汽油发动机排出的PM进行捕集。与此相对，近来，将如下封 孔蜂窝结构体用作柴油机微粒过滤器（DPF)，该封孔蜂窝结构体对规定的隔室的一侧端部 和剩余的隔室的与该一侧相反的一侧的端部进行封孔，并交替地配置该规定的隔室与该剩 余的隔室。而且，广泛使用通过上述的DPF来对从柴油机等排出的PM进行捕集的方法（例 如，参照专利文献1)。
[0003] 根据上述的DPF，废气从废气的入口侧的端面流入隔室内，流入隔室内的废气通过 隔壁，通过了隔壁的废气（换言之，净化气体）从废气的出口侧的端面被排出。而且，在废 气通过隔壁时，废气中所含有的PM被隔壁捕集，从而能够对废气进行净化。
[0004] 但是，在现有的"在两端面形成有封孔部的蜂窝结构体"中，所流入的废气的全部 通过隔壁，废气中的粒子状物质的绝大多数被隔壁捕集。因此，现有的"在两端面形成有封 孔部的蜂窝结构体"的压力损失容易增大。另外，因在发动机油、燃料中微量地含有的杂质 (S、Ca等），而生成烟灰（Ash)，从而存在该烟灰因长时间的运转而堆积于DPF的隔室内而 使压力损失增大的问题。在本说明书中，往往将"压力损失"记载为"压损"。
[0005] 为了解决上述的问题点，提出有仅在供废气流出的一侧端面形成封孔部的蜂窝结 构体（蜂窝过滤器）（例如，参照专利文献2~4)。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本特开2003-254034号公报
[0009] 专利文献2 :日本特表2002-537965号公报
[0010] 专利文献3 :日本专利第3942086号公报
[0011] 专利文献4 :日本特开2004-251137号公报 【实用新型内容】
[0012] 但是，就仅在供废气流出的一侧端面形成有封孔部的蜂窝过滤器而言，伴随着PM 捕集在形成有封孔部的隔室内的隔壁表面，PM的捕集效率降低较大。另外，在形成有封孔 部的隔室内堆积有烟灰，隔室内的空间被烟灰填满，因此捕集性能进一步降低。
[0013] 另外，通过近年来的发动机燃烧技术的提高，能够减少从发动机排出的PM的量。 由于从发动机排出的PM量逐渐减少，因此存在未必需要90%以上的捕集效率的情况。若能 够以10%~70%的捕集效率对从发动机排出的PM内的含有约60质量％的碳成分（未被 氧化催化剂处理的成分，以碳为主成分的物质）进行捕集，则能够适于各国的废气排放限 值。此外，对于从发动机排出的PM而言，通常，约40质量％为有机溶剂可溶成分（Soluble Organic Fraction :S0F)，剩余的约60%主要为碳成分。而且，针对S0F，能够通过氧化催化 剂（DOC)将其除去。
[0014] 本实用新型是鉴于上述的现有技术具有的问题点而完成的。本实用新型提供一种 即使PM的捕集量增大，也能够不使PM的捕集效率降低较大地对PM进行捕集，并且能够抑 制烟灰的堆积的废气净化装置。另外，本实用新型提供一种能够实现在现有的单侧封孔的 构造中无法实现的更高的捕集性能的废气净化装置。
[0015] 根据本实用新型，能够提供一种以下所示的废气净化装置。
[0016] [1] -种废气净化装置，其特征在于，具备：蜂窝结构体；以及收纳所述蜂窝结构 体的筒状的收纳容器，上述蜂窝结构体具备蜂窝基材，该蜂窝基材具有划分形成多个隔室 的多孔质的隔壁，该隔室成为流体的流路，多个上述隔室从作为供废气流入的一侧的端面 的流入端面贯通至作为供废气流出的一侧的端面的流出端面，并且一部分的所述隔室在所 述蜂窝基材的所述流入端面侧为端部被封孔部堵塞的入口封孔隔室，剩余的所述隔室为从 所述流入端面侧贯通至所述流出端面侧的贯通隔室，所述入口封孔隔室与所述贯通隔室邻 接配置，在与所述隔室延伸的方向垂直的截面中，所述入口封孔隔室的水力直径A2比所述 贯通隔室的水力直径Al大，上述收纳容器具有供废气流入的流入口以及供被净化的废气 流出的流出口，所述蜂窝结构体以所述流入端面朝向所述收纳容器的所述流入口侧并且所 述流出端面朝向所述收纳容器的所述流出口侧的方式配置于所述收纳容器内。
[0017] [2]根据上述[1]所记载的废气净化装置，其特征在于，所述贯通隔室的水力直径 Al与所述入口封孔隔室的水力直径A2的比率（A1/A2)为0.9以下。
[0018] [3]根据上述[1]或[2]所记载的废气净化装置，其特征在于，所述贯通隔室的水 力直径Al为0· 7~2. Imm0
[0019] [4]根据上述[1]~[3]中任一项所记载的废气净化装置，其特征在于，所述入口 封孔隔室的水力直径A2为0· 8~3. Omm0
[0020] [5] -种废气净化装置，其特征在于，具备：蜂窝结构体；以及收纳所述蜂窝结构 体的筒状的收纳容器，上述蜂窝结构体具备蜂窝基材，该蜂窝基材具有划分形成多个隔室 的多孔质的隔壁，该隔室成为流体的流路，多个上述隔室从作为供废气流入的一侧的端面 的流入端面贯通至作为供废气流出的一侧的端面的流出端面，并且一部分的所述隔室在所 述蜂窝基材的所述流入端面侧为端部被封孔部堵塞的入口封孔隔室，剩余的所述隔室为从 所述流入端面侧贯通至所述流出端面侧的贯通隔室，所述入口封孔隔室与所述贯通隔室邻 接配置，在与所述隔室延伸的方向垂直的截面中，所述入口封孔隔室的截面积B2比所述贯 通隔室的截面积Bl大，上述收纳容器具有供废气流入的流入口以及供被净化的废气流出 的流出口，所述蜂窝结构体以所述流入端面朝向所述收纳容器的所述流入口侧并且所述流 出端面朝向所述收纳容器的所述流出口侧的方式配置于所述收纳容器内。
[0021] [6]根据上述[5]所记载的废气净化装置，其特征在于，所述贯通隔室的截面积Bl 与所述入口封孔隔室的截面积B2的比率（B1/B2)为0.9以下。
[0022] [7]根据上述[5]或[6]所记载的废气净化装置，其特征在于，所述贯通隔室的截 面积 BI 为 0· 49 ~5. 30mm2。
[0023] [8]根据上述[5]~[7]中任一项所记载的废气净化装置，其特征在于，所述入口 封孔隔室的截面积B2为0. 64~9. 00mm2。
[0024] [9]根据上述[1]~[8]中任一项所记载的废气净化装置，其特征在于，以所述蜂 窝结构体的所述流入端面朝向所述收纳容器的所述流入口侧并且所述蜂窝结构体的所述 流出端面朝向所述收纳容器的所述流出口侧的状态被配置，相对于所述蜂窝结构体，进一 步具备至少一个其他的蜂窝结构体，并且相对于所述蜂窝结构体，所述其他的蜂窝结构体 以在废气的流动方向串联地并排的方式配置于所述收纳容器内。
[0025] [10]根据上述[9]所记载的废气净化装置，其特征在于，至少一个所述其他的蜂 窝结构体配置于比所述蜂窝结构体更靠废气的流动方向的上游侧，并且所述其他的蜂窝结 构体具有其两端未被封孔部密封的隔室。
[0026] [11]根据上述[9]所记载的废气净化装置，其特征在于，包括所述蜂窝结构体的 多个其他的蜂窝结构体以在废气的流动方向串联地并排的方式配置于所述收纳容器内，在 将配置于上游侧的所述其他的蜂窝结构体的封孔部的个数设为Pk、将所述蜂窝结构体的封 孔部的个数设为Pm、将配置于下游侧的所述其他的蜂窝结构体的封孔部的个数设为Pn的 情况下，成为Pk < Pm或者Pm < Pn。
[0027] [12]根据上述[1]~[11]中任一项所记载的废气净化装置，其特征在于，多个所 述蜂窝结构体以所述蜂窝结构体的所述流入端面朝向所述收纳容器的所述流入口侧且所 述蜂窝结构体的所述流出端面朝向所述收纳容器的所述流出口侧的状态并且以在废气的 流动方向串联地并排的方式配置于所述收纳容器内。
[0028] [13]根据上述[9]~[12]中任一项所记载的废气净化装置，其特征在于，多个所 述蜂窝结构体以在废气的流动方向串联地并排的方式配置于所述收纳容器内，在将配置于 废气的流动方向的上游侧的所述蜂窝结构体的第一贯通隔室的水力直径设为Ak且将配置 于废气的流动方向的下游侧的所述蜂窝结构体的第二贯通隔室的水力直径设为Am的情况 下，成为Ak ^ Am。
[0029] [14]根据上述[9]~[12]中任一项所记载的废气净化装置，其特征在于，多个所 述蜂窝结构体以在废气的流动方向串联地并排的方式配置于所述收纳容器内，在将配置于 废气的流动方向的上游侧的所述蜂窝结构体的第一贯通隔室的截面积设为Bk且将配置于 废气的流动方向的下游侧的所述蜂窝结构体的第二贯通隔室的截面积设为Bm的情况下， 成为Bk ^ Bm。
[0030] 本实用新型的效果如下。
[0031] 根据本实用新型的废气净化装置，能够对粒子状物质稳定地进行捕集，能够抑制 烟灰的堆积。即，本实用新型的废气净化装置在使废气从收纳容器的流入口侧流入时，即使 粒子状物质的捕集量增大，也能够不使粒子状物质的捕集效率降低较大地对粒子状物质进 行捕集，能够进一步抑制烟灰的堆积。
[0032] 本实用新型的废气净化装置所使用的蜂窝结构体仅在流入端面的一部分的隔室 (即，入口封孔隔室）的端部配设有封孔部。通过该构造，若废气流入未配设有封孔部的 贯通隔室，则该贯通隔室内的压力上升，与贯通隔室邻接的入口封孔隔室内的压力相对于 贯通隔室内的压力相对地降低。因此，废气的一部分从贯通隔室透过隔壁而流入入口封孔 隔室，透过了隔壁的废气从入口封孔隔室的未配设有封孔部的一侧（蜂窝基材的流出端面 侦D的端部排出。而且，如上，废气的一部分透过隔壁，从而在贯通隔室内的隔壁堆积有废 气所含有的粒子状物质，因此能够对粒子状物质进行捕集。并且，伴随着粒子状物质堆积 于隔壁，废气因堆积于隔壁上的粒子状物质而难以流入入口封孔隔室侧，另一方面，贯通隔 室的流路因堆积于隔壁上的粒子状物质而变窄，从而因该部分而使废气难以向贯通隔室流 动。因此，通过两者的平衡，能够不使捕集效率降低较大地对粒子状物质进行捕集。
[0033] 另外，在本实用新型的废气净化装置中，从蜂窝基材的流入端面侧流入贯通隔室 的废气的剩余部分（在流入贯通隔室的废气中，相对于透过隔壁的一部分的废气的剩余部 分）通过贯通隔室，从而从流出端面侧排出。被蜂窝结构体捕集的煤烟通过强制再生、自然 再生在运转过程中燃烧，因此能够防止隔室的因煤烟导致的堵塞，从而能够长时间地使用 蜂窝结构体。并且，能够使废气中所含有的烟灰通过贯通隔室排出至外部。能够使烟灰通 过贯通隔室排出至蜂窝结构体的外部，因此能够不使烟灰积蓄于蜂窝结构体内，也能够抑 制因烟灰的积蓄而导致的压力损失的上升。因此，在本实用新型的废气净化装置中，能够不 使粒子状物质的捕集效率降低地继续使用蜂窝结构体（废气净化装置）。此外，排出至蜂窝 结构体的外部的烟灰量充分小，能够适于废气排放限值。
[0034] 并且，本实用新型的废气净化装置所使用的蜂窝结构体在与隔室延伸的方向垂直 的截面中，入口封孔隔室的水力直径A2比贯通隔室的水力直径Al大，因此气体向入口封孔 隔室内流动时的隔室流路内的压损较低。因此，在废气流入贯通隔室时，容易在贯通隔室 与入口封孔隔室产生差压，从而能够更加积极地进行废气从贯通隔室向入口封孔隔室的移 动。因此，通过配设为隔开贯通隔室与入口封孔隔室的隔壁，能够对废气中的PM良好地进 行捕集。另外，本实用新型的废气净化装置所使用的蜂窝结构体在与隔室延伸的方向垂直 的截面中，入口封孔隔室的截面积B2也可以比贯通隔室的截面积Bl大。通过使用如上构 成的蜂窝结构体，能够获得与使用了入口封孔隔室的水力直径A2比贯通隔室的水力直径 Al大的蜂窝结构体的情况相同的作用效果。
[0035] 另外，研宄了以往在对两端面交替地进行封孔的DPF中，使气体流入侧的隔室的 大小比气体流出侧的隔室的大小大，从而烧烬的烟灰在流入侧的隔室内存留更多。此处，所 谓"气体流入侧的隔室"是指在供废气流出的端面配设有封孔部的隔室。所谓"气体流出侧 的隔室"是指在供废气流入的端面配设有封孔部的隔室。
[0036] 然而，在本实用新型中，其特征在于与以往不同，转换构思，而使在入口侧配设有 封孔部的隔室的大小比供气体流入的隔室（贯通隔室）大。由此，能够与以往相比提高作 为一端面封孔构造的缺点的捕集性能，特别地，也能够使理论上小于50 %的每一个载体的 捕集性能提高至50%以上。此处，所谓"载体"为具有封孔部的蜂窝结构体。
【附