[发明专利]陶瓷蜂窝式过滤器

说明书

本申请是申请号为03149116.2、申请日为2003年6月17日、发明名称为陶瓷蜂窝式过滤器的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种能够有效吸收排气气体中的微粒子并同时容易再生的陶瓷蜂窝式过滤器，特别是涉及适合吸收柴油机的排气气体中的微粒子的陶瓷蜂窝式过滤器。

背景技术

从保护整个地球的环境来看，为了除去柴油机的排气气体中的以炭为主成分的微粒子，目前使用将陶瓷蜂窝构造体的流入侧和流出侧的两端部相互密封的陶瓷蜂窝式过滤器。

图3是以往的陶瓷蜂窝式过滤器的剖面图。在这种构成的陶瓷蜂窝式过滤器30中，含有微粒子的排气气体，从在蜂窝构造体31的流入端部31a处开口的流通孔37流入，通过由多孔质陶瓷构成的格栅壁36后，经过邻接的流通孔，从流出端部31b排出。此时，排气气体中的微粒子，被吸收在形成格栅壁36的细孔(未图示)中。微粒子一旦被连续吸收在蜂窝式过滤器30中，在格栅壁36的细孔中产生堵塞而使吸收性能大幅度降低，同时由于压力变大，所以产生使发动机输出降低的问题。所以，提出了通过电热器、燃烧炉、微波等对堆积在蜂窝式过滤器30中的微粒子进行燃烧而使蜂窝式过滤器30再生的技术。

但是，在通过电热器或燃烧炉对吸收在以往结构的蜂窝式过滤器30中的微粒子进行燃烧时，由于附着在上流域的微粒子量少，所以其燃烧产生的热量，还不至于维持附着微粒子的自己发热，难于使下流域再生。此外，例如特开昭JP59-126022号那样，在通过微波方式进行再生时，空气的供给侧附近的滤器部分，由于空气的供给而冷却，所以，阻碍了微粒子的升温从而使微粒子的能够燃烧的区域变窄，难于有效使整个蜂窝式过滤器进行再生。其结果，为了持续地吸收微粒子，在从排气气体流入侧供给微粒子燃烧所必须的空气时，未燃烧的微粒子堆积在滤器端面附近，在排气气体的流入侧开口的流通孔被堵塞，从而存在不仅使微粒子的吸收功能丧失而且滤器的再生功能也显著下降的问题。

为了解决这些问题，特开昭JP59-28010号公开了在位于排气气体流入侧的密封部与流通孔的排气气体流入侧端面之间设置的蜂窝式过滤器。图4是表示特开昭JP59-28010号记载的蜂窝式过滤器40的剖面图。图4的蜂窝式过滤器，由于在位于流通孔47的上流侧的密封部48a与蜂窝构造体41的流入端部41a的端面之间具有空间49，所以，排气气体中的微粒子，被吸收在空间49中的隔壁上，附着在上流域附近的微粒子的量多。由此，根据设置于滤器流入侧的加热装置，通过使微粒子燃烧而能够使下流域的微粒子的燃烧变得容易。

特许第JP2,924,288号公开了具有设置于发动机排气管上的加热室、产生向加热室供给微波的装置、为了吸收排气气体中的微粒子而贮存在加热室内的蜂窝式过滤器、以及向加热室供给空气的装置的蜂窝式过滤器的再生装置。图5是特许第JP2,924,288号的蜂窝式过滤器的再生装置中的蜂窝式过滤器50的剖面图。蜂窝式过滤器50，由具有通过包围在外周壁55上的格栅壁36而隔开的很多流通孔57的陶瓷蜂窝构造体51构成，流入端部51a和流出端部51b通过密封部58a、58b互相密封，密封部58a比流入端部51a的端面还位于内部并构成放热防止部59。在该蜂窝式过滤器中，被吸收的微粒子一旦通过微波加热，由于放热放置部39，可以在短时间内达到微粒子的燃烧温度。箭头X表示排气气体的流入方向。

在所述陶瓷蜂窝式过滤器中，如图4和图5所示，为了有效地对整个蜂窝式过滤器进行再生，排气气体流入侧的密封部配置在比流入侧端面还向内的滤器内部。但是，在实际制造这种结构的蜂窝式过滤器时，发现存在以下问题。

如图6(a)所示，在特开昭JP59-28010号中记载的蜂窝式过滤器中，流入侧的密封部48a通过如下方式形成。首先，用石蜡61堵塞无须设置密封部的流通孔端部后，在密封部形成用料浆60内浸渍陶瓷蜂窝构造体41的流入端部41a，在没有用石蜡堵塞的流通孔47a内填充料浆60。陶瓷蜂窝构造体41自身，由于是多孔质陶瓷制具有吸水性，所以，在填入流通孔47a内的料浆的上部，由于水分被格栅壁夺去，所以固化，料浆的下部，由于没有夺去水分的格栅壁，所以保持料浆状态。如图6(b)所示，将该陶瓷蜂窝构造体上下颠倒，在料浆的固化部分，使残留在流通孔内料浆自然落下，形成密封部48a。根据使进入格栅内的泥浆的高度决定流入侧密封部的位置。