[发明专利]废气净化装置和废气净化方法

说明书

技术领域

本发明涉及废气净化装置和废气净化方法。

背景技术

近年，环境问题得到重视，在汽车界寻求燃料消耗率良好且环境负担小的发动机。

柴油发动机与汽油发动机相比，具有燃料消耗率优越这样的优点。另一方面，由于会产生油微粒(スス)等有害微粒(以下，也称为PM)，因此需要搭载废气净化装置以净化废气中含有的PM。

汽油发动机与柴油发动机相比，具有油微粒等有害微粒(以下，也称为PM)的排出量较少这样的优点。因此，通常无需搭载用于净化PM的废气净化装置。另一方面，汽油发动机与柴油发动机相比，具有燃料消耗率较差这样的缺点。

近年，由于存在汽车购买者重视汽车的燃料消耗率这一倾向，因此可以预计，即使在汽油发动机中，在燃料消耗率方面优越的直喷汽油发动机(GDI：Gasoline Direct Injection)的搭载数量也会增大。可是，由于从直喷汽油发动机排出的废气中含有少量的PM，因此可以预计，有必要搭载废气净化装置以净化废气中的PM。

用于净化从柴油发动机排出的废气的废气净化装置是通过将由陶瓷等材料构成的过滤器收纳在金属容器(壳体)内来制作而成。将废气从废气净化装置的气体入口侧导入废气净化装置内，使废气通过过滤器内，然后将废气从废气净化装置的气体出口侧排出，由此，能够净化废气。

在专利文献1中，作为用于净化废气中所含有的PM的陶瓷制过滤器，公开了下述这样的蜂窝式过滤器：为蜂窝结构，且气体入口侧的开口的面积比气体出口侧的开口的面积大。

在专利文献2中，公开了下述这样的蜂窝式过滤器：气体入口侧的开口的面积比气体出口侧的开口的面积大，且将多个柱状的多孔质陶瓷部材组合而成。此外，在专利文献3中，公开了下述这样的蜂窝式过滤器：其为气体入口侧的开口的面积比气体出口侧的开口的面积大的过滤器，且气孔直径分布被调整在预定的范围内。

在先技术文献

专利文献

专利文献1：美国专利第4417908号说明书

专利文献2：国际公开第2004/024293A1号小册子

专利文献3：国际公开第2005/002709A1号小册子

发明内容

发明要解决的课题

对于专利文献1～3中所记载的、用于捕获废气中所含有的PM的蜂窝式过滤器，其目的在于净化以从柴油发动机排出的废气为代表的、含有较多PM的废气。这样的蜂窝式过滤器被设计成：通过使气体入口侧的开口的面积比气体出口侧的开口的面积大，能够捕获大量的PM。

作为使用这种蜂窝式过滤器的废气净化装置的重要特征，能够列举出压力损失。

如果压力损失较高，则导致燃料消耗率恶化，因此希望压力损失较低。

此外，关于压力损失与PM的捕获量之间的关系，根据经验可知：如果堆积在蜂窝式过滤器的PM的量增多，则压力损失上升。

如上所述，预计到需要净化从直喷汽油发动机排出的废气中的PM。此时所采用的废气净化装置中也要考虑下述问题：与用于净化从柴油发动机排出的废气中的PM的废气净化装置的情况同样地希望压力损失较低。因此，期望适合净化从直喷汽油发动机排出的废气的、压力损失较低的废气净化装置。

用于解决课题的手段

本发明者们通过进行尝试净化从直喷汽油发动机排出的废气的实验，对在使用废气净化装置净化来自直喷汽油发动机的废气的情况下影响压力损失的主要原因进行了研究。

在尝试净化从直喷汽油发动机排出的废气的实验中，当观察压力损失随时间的变化时，即使是在长期进行废气净化的情况下，也几乎没有观察到压力损失的上升。

该现象被认为是因为：由于来自直喷汽油发动机的废气所含有的PM的量比来自柴油发动机的废气所含有的PM的量少，因此即使是在长期进行废气净化的情况下，堆积在蜂窝式过滤器内的PM的量也较少。

由此，在开发直喷汽油发动机用的废气净化装置时，可以考虑到降低初始压力损失很重要。

本发明者们研究了影响废气净化装置的初始压力损失的重要原因。

其结果发现：蜂窝式过滤器的气体出口侧的开口的面积影响初始压力损失的值。进而发现：在增大蜂窝式过滤器的气体出口侧的开口的面积的情况下，初始压力损失降低。

并且发现具备这种蜂窝式过滤器的废气净化装置特别适合来自直喷汽油发动机的废气的净化，于是想到了本发明。

即，技术方案1所述的废气净化装置具备：

金属容器，其具备气体入口侧和气体出口侧；和