[发明专利]陶瓷蜂窝过滤器

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车发动机的排气气体净化装置，特别是适合用于除 去来自柴油机的排气气体中的微粒子的净化装置中使用的陶瓷蜂窝过滤 器的制造方法。

背景技术

为保全环境，将来自柴油机的排气气体中以碳作为主要成分的微粒子 除去的蜂窝过滤器被逐渐使用。蜂窝过滤器中，排气气体的流入侧及流出 侧的两端面交替孔密封。如图4所示为具有这样结构的现有的陶瓷蜂窝过 滤器的一例。该陶瓷蜂窝过滤器50由如下部分构成：由形成多个流路的 多孔分隔壁3和包围多孔质分隔壁3的外周部1构成的多孔质陶瓷蜂窝结 构体11；在多孔质陶瓷蜂窝结构体11的一方的端部密封流路2b的结果形 成方格交错排列的孔密封部55；在多孔陶瓷蜂窝结构体11的另一方的端 部，密封流路2a的结果为形成不与孔密封部55重合的方格交错排列的孔 密封部56。含有微粒子的排气气体从流入侧开口端57流入流路2a，通过 分隔壁3之后，经由邻接的流路2b，从流出侧端面58排出。此时，包含 于排气气体中的微粒子被形成于分隔壁3的细孔(未图示)所捕捉到。当 陶瓷蜂窝过滤器50持续捕捉微粒子时，则分隔壁3的细孔会产生筛眼堵 塞，导致捕捉功能大幅降低，并且，压力损失变大从而降低发动机输出。 堆积的微粒子(PM)可用电加热器、燃烧器、微波等燃烧，从而使陶瓷 蜂窝过滤器50再生。另外，也可以利用担载于陶瓷蜂窝过滤器10的催化 剂加速微粒子的氧化，进行陶瓷蜂窝过滤器50再生。

但是，在通常的柴油机运转状态中，由于不能获得PM燃烧程度的高 排气气体温度，讨论过利用担载于蜂窝过滤器50的催化剂加速PM的氧 化，使蜂窝过滤器50再生的技术。例如，将铂族金属和氧化铈等的稀土 类氧化物一体地担载到作为高比表面积材料的氧化铝上的氧化剂担载型 的蜂窝过滤器的实用化被促进。如果采用这样的催化剂担载型的蜂窝过滤 器，利用催化剂加速燃烧反应，可除去堆积的PM。

但是，如图4所示，在现有结构的蜂窝过滤器50中，由于PM容易 附着在催化剂活性度低的流入侧端面57、特别是流入侧密封部55的端面 上，存在有过滤器的流入侧流路2a的流入口堵塞、压力损失上升的可能 性。所以，提出了以容易进行蜂窝过滤器的再生、提高净化性能为目的， 如图1所示，将密封部5设置于远离流路的流入侧端面的位置的蜂窝过滤 器10。

作为将陶瓷蜂窝结构体的流入部及流出部的两端面以方格交错的方 式密封的方法，在(日本)特开平3-232511号公开了用多孔片覆盖陶瓷蜂 窝结构体的一方的端面，用屏蔽片覆盖另一方的端面，然后利用多孔片的 小孔将陶瓷堵塞材料送入另一方的端面附近，使陶瓷堵塞材料固化并堵塞 流路的端部的方法。但是，如图4所示，这种方法用于制作现有结构的蜂 窝过滤器50，不能将密封部设置于比流路的端面更靠里面的位置。

在(日本)特表2004-536692号中公开了将陶瓷粉末浆液从流路的上 端注入后在下端部收集，由此在流路的一端部形成密封部的方法。但是， 该方法不仅不能将密封部形成于流路的一端部，还存在附着在流路的途中 的陶瓷粉末堵塞分隔壁的细孔，导致压力损失变大的问题。

在远离陶瓷蜂窝的流入侧端面的位置设置密封部的方法在(日本)特 公平3-68210号、(日本)特开平6-33739号及2004-19498号中被公开。

在(日本)特公平3-68210号的方法中，如图5(a)所示，将多孔质 陶瓷制蜂窝结构体61的流路中不需要密封部的端面用蜡66栓塞，然后将 流入侧端面67作为下部，将蜂窝结构体61浸入密封部形成用浆液69，向 没有用蜡栓塞的流路62中填充浆液69。由于蜂窝结构体61本身具有吸水 性，对于进入流路62的浆液其上部的位置比下部更多被分隔壁夺去水分， 从而形成固化部分65a。如图5(b)所示，当将蜂窝结构体61倒置时， 从残留在固化部分65a上的浆液中夺去水分、固化并且缩减体积。其结果 为，在蜂窝结构体的端面67之间形成有间隙的密封部65。流入侧密封部 65的位置利用放入流路62的浆液的量决定。但是，补充试验的结果可知， 由于在流路62填充的浆液69的下部也发生比较多的固化，将蜂窝结构体 61倒置时在端面67和固化部分65a之间的分隔壁上残留不能忽视的量的 固化的浆液，其结果是比流入侧密封部65靠上游侧的压力损失变大。