專利名稱：排氣濾清器和其制造方法及用排氣濾清器的排氣處理裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種排氣濾清器，該排氣濾清器將從諸如柴油機(jī)等之類的內(nèi)燃機(jī)中排出的排氣中移除顆粒物質(zhì)，或者從諸如工廠等各種類型的燃燒/焚化設(shè)施中排出的排氣中移除顆粒物質(zhì)，本發(fā)明還涉及一種用于制造所述排氣濾清器的方法以及一種排氣處理裝置。
背景技術(shù)：
從諸如工廠等各種類型的燃燒/焚化設(shè)施中(或者，具體地說(shuō)，從諸如柴油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)中)排出的排氣通常包括顆粒物質(zhì)(在下文中必要時(shí)將其縮寫(xiě)為“PM”)，所述顆粒物質(zhì)的主要成分為碳，另外還有氧化氮(NOx)、一氧化碳(CO)、碳?xì)浠衔锏取?br> 由于這些氣體成分和顆粒物質(zhì)，導(dǎo)致排氣直接污染大氣。另外，由于從污染的大氣中落下的雨水，導(dǎo)致排氣二次污染水源，諸如土壤、河流等。
所述排氣由具有排氣濾清器的排氣處理裝置處理。圖8到圖10示出傳統(tǒng)、典型排氣處理裝置和排氣濾清器的結(jié)構(gòu)的示例。圖8是示意性透視圖，其一部分是截面圖，示出排氣處理裝置的一個(gè)示例。圖9是示出圖8中所示的排氣處理裝置的分隔壁結(jié)構(gòu)的示意性截面圖。圖10是示意性截面圖，其中圖9中所示的一部分分隔壁(排氣濾清器)是以放大方式示出的。在圖8到圖10中，附圖標(biāo)記10為排氣處理裝置，100為分隔壁(排氣濾清器)、101為濾清器基體結(jié)構(gòu)部分、102為氣孔、200為氣體流動(dòng)路徑、以及300為顆粒物質(zhì)。
圖8中所示的排氣處理裝置10具有圓柱形形狀。圖8示出與該圓柱的軸向(圖8中A所示的表面)垂直相交的截面，以及與軸向(圖8中B所示的表面)平行的截面。排氣濾清器的主要結(jié)構(gòu)是由分隔壁100和由分隔壁100圍繞的氣體流動(dòng)路徑200構(gòu)成的。流入孔和排出孔(都未示出)分別被設(shè)在軸向近側(cè)處和軸向遠(yuǎn)側(cè)處。
圖8中所示的排氣處理裝置10是由具有蜂窩結(jié)構(gòu)(格子結(jié)構(gòu))的濾清器基體(載體)構(gòu)成的，所述濾清器基體(載體)是由多孔陶瓷制成的。所述濾清器基體沿排氣的流動(dòng)方向具有大量單元，并且沿排氣的流動(dòng)方向看過(guò)去，上游側(cè)端部和下游側(cè)端部被交替地封閉。大量氣孔(空隙)被形成在各個(gè)單元之間的分隔壁100中。流入到其排氣上游側(cè)端部被打開(kāi)的所述單元(排氣流入氣體流動(dòng)路徑)中的排氣通過(guò)分隔壁100的氣孔，并且從其下游側(cè)端部被打開(kāi)的流出氣體流動(dòng)路徑中被排出。此時(shí)，顆粒物質(zhì)被收集在分隔壁100的氣孔中。
圖9是圖8中的B所示的表面的放大圖。詳細(xì)地說(shuō)，圖9示出排氣的流動(dòng)，所述排氣從排氣處理裝置10的流入口側(cè)(圖9中標(biāo)有A的側(cè)部)中流入，以及凈化氣體的流動(dòng)，所述凈化氣體通過(guò)分隔壁100被凈化并且向排出口側(cè)(圖9中標(biāo)有C的側(cè)部)排出。在從圖9中的側(cè)部A向側(cè)部C的過(guò)程中，從流入口側(cè)流入并且包含顆粒物質(zhì)300的排氣通過(guò)流入氣體流動(dòng)路徑200a，并且通過(guò)由排氣濾清器構(gòu)成的分隔壁100。此時(shí)，包含在排氣中的顆粒物質(zhì)300通過(guò)分隔壁100被移除。其中顆粒物質(zhì)300已從排氣中被去除的凈化氣體從側(cè)部A向側(cè)部C流過(guò)排氣流動(dòng)路徑200b，并且最終從排出口中被排出。
圖10示出排氣通過(guò)分隔壁100的狀態(tài)。在圖10中，分隔壁100是由濾清器基體結(jié)構(gòu)部分101以及由濾清器基體結(jié)構(gòu)部分101構(gòu)成的孔102構(gòu)成的。附圖標(biāo)記A表示流入氣體流動(dòng)路徑200a側(cè)、附圖標(biāo)記C表示流出氣體流動(dòng)路徑200b。當(dāng)排氣通過(guò)分隔壁100時(shí)，如圖10所示，包含顆粒物質(zhì)300的排氣從側(cè)部A向側(cè)部C流入氣孔102中。在該過(guò)程中，顆粒物質(zhì)300通過(guò)粘附于濾清器基體結(jié)構(gòu)部分101的表面(氣孔壁表面)而從排氣中被去除。
在圖8到圖10中作為示例示出的傳統(tǒng)排氣處理裝置中，相對(duì)于顆粒物質(zhì)的粒徑的收集效率，以及排氣濾清器的孔徑、顆粒物質(zhì)的收集效率、排氣處理裝置的壓降(壓力損失)和從開(kāi)始(即，從未使用的狀態(tài)或剛好再生之后的狀態(tài))的排氣處理時(shí)間之間的關(guān)系通常如圖11到圖14中所示的。圖11是示出收集效率和顆粒物質(zhì)的每粒徑的收集效率的定義的圖表。圖12是示出相對(duì)于孔徑的收集效率的變化的圖表。圖13是示出相對(duì)于孔徑的壓降的變化的圖表。圖14是示出相對(duì)于從開(kāi)始的排氣處理時(shí)間的收集效率的變化的圖表。
在圖11中所示的圖表中，圖中的▲標(biāo)記所繪出的曲線示出相對(duì)于顆粒物質(zhì)的粒徑的每粒徑的收集效率的變化的圖表。虛直線示出用于顆粒物質(zhì)中10nm到600nm的粒徑的每粒徑的收集效率的平均值。應(yīng)該注意的是，在以下描述中，當(dāng)不是以每直徑為基礎(chǔ)具體描述收集效率時(shí)，它表示用于顆粒物質(zhì)中10nm到600nm的粒徑的每粒徑的收集效率的平均值。
圖12和圖13分別示出根據(jù)孔徑差異的收集效率和排氣濾清器的壓降的差異。而且，圖14的圖表示出在具有一定孔徑的排氣濾清器的收集效率時(shí)間上性能的變化。
應(yīng)該注意的是，圖11到圖14的圖表中所示的絕對(duì)值為示例，并且由于排氣處理裝置的結(jié)構(gòu)而可沿任何方向變化。然而，與排氣處理裝置的結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)，這些圖表中所示的變化的趨勢(shì)通常是相同的。
如從圖11中可理解的，存在這樣的粒徑相關(guān)性，其中當(dāng)顆粒物質(zhì)的粒徑增加時(shí)，每粒徑的收集效率以緩V形形狀變化。而且，如從圖12和圖13中可理解的，盡管孔徑的增加通常會(huì)帶來(lái)顆粒物質(zhì)收集效率的減小，但是壓降可被降低，并且在收集效率和壓降之間存在平衡(trade-off)。而且，如從圖14中可理解的，當(dāng)排氣被處理時(shí)，存在這種趨勢(shì)，即，顆粒物質(zhì)收集效率最初較低，但是逐漸增加，并且最終飽和。
以上已使用具體示例和附圖描述了傳統(tǒng)排氣處理裝置的結(jié)構(gòu)以及其特征的概述。在所述排氣處理裝置中，為了無(wú)害地釋放排氣中的有害氣體成分通常使用催化劑。然而，包含在排氣中的顆粒物質(zhì)起到催化劑毒物的作用，并且降低了用以凈化NOx、CO、HC等的催化劑的活性。因此，已提出了用于收集該顆粒物質(zhì)的各種排氣濾清器(例如，見(jiàn)日本專利公報(bào)(JP-A)No.8-931)。
除了收集顆粒物質(zhì)的功能以外，通常要求排氣濾清器具有低壓降、高耐壓強(qiáng)度、高抗熱震性等。而且，當(dāng)執(zhí)行顆粒物質(zhì)的收集時(shí)，為了使顆粒物質(zhì)積聚在排氣濾清器處，必須間歇地使得排氣濾清器再生。在這種情況下，重要的是，排氣濾清器的再生效率要出色。這是由于，如果排氣濾清器的再生效率較差，由于長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)致壓降升高。
為了克服上述問(wèn)題，已提出了這種排氣濾清器，其中孔徑小于濾清器基體孔徑的過(guò)濾層被設(shè)在平均孔徑為10μm到100μm(見(jiàn)JP-A No.3-47507)的濾清器基體的表面上。當(dāng)使用該排氣濾清器時(shí)，即使重復(fù)地執(zhí)行再生處理，也可防止壓降升高。
然而，當(dāng)在以前未曾使用過(guò)該排氣濾清器的狀態(tài)下使用該排氣濾清器時(shí)，或者當(dāng)該排氣濾清器經(jīng)受再生處理并且再次使用時(shí)，與傳統(tǒng)排氣處理裝置相同，隨著時(shí)間的推移，壓降和收集效率在一定程度上增加，盡管它們最終飽和。因此，存在這樣一個(gè)問(wèn)題，即，隨著時(shí)間從開(kāi)始使用時(shí)推移，該排氣濾清器也不能顯示出穩(wěn)定的特征。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到上述問(wèn)題，提出了本發(fā)明。本發(fā)明提供了一種收集效率可從其初期(初始)使用時(shí)保持較高并且壓降僅存在少許變化的排氣濾清器，并且提供了一種制造該排氣濾清器的方法和一種排氣處理裝置。
本發(fā)明人還認(rèn)真地檢查了傳統(tǒng)排氣濾清器的問(wèn)題。
如前面所述，在傳統(tǒng)排氣濾清器中，相對(duì)于孔徑，在收集效率和壓降之間存在平衡。因此，難以實(shí)現(xiàn)兩者的高水平。另外，當(dāng)排氣濾清器的再生效率較差時(shí)，存在由于長(zhǎng)時(shí)間使用會(huì)導(dǎo)致壓降升高的問(wèn)題。為了解決這些問(wèn)題，如JP-A No.3-47507中所公開(kāi)的，可有效地使用一種排氣濾清器，其中在濾清器基體(第一結(jié)構(gòu)，一次結(jié)構(gòu))的表面上，設(shè)置了孔徑小于濾清器基體的孔徑的過(guò)濾層(第二結(jié)構(gòu)，二次結(jié)構(gòu))。
然而，甚至在具有這種第二結(jié)構(gòu)的排氣濾清器中，第二結(jié)構(gòu)的孔徑較大，并且第二結(jié)構(gòu)較厚。因此，不可能克服隨著時(shí)間的推移性能變化的問(wèn)題，即，初期使用期間收集效率較低并且在收集性能穩(wěn)定之前壓降的增加較大。
本發(fā)明人在不具有第二結(jié)構(gòu)的傳統(tǒng)氣體濾清器的流入側(cè)表面使用了足夠長(zhǎng)時(shí)間直到收集效率飽和(達(dá)到100％)之后對(duì)其進(jìn)行觀察，并且確定由孔徑小于濾清器基體的孔徑的纖維層構(gòu)成的所述第二結(jié)構(gòu)形成在所述排氣濾清器處。此外，本發(fā)明人確定這種第二結(jié)構(gòu)會(huì)由于再生處理(加熱處理)而導(dǎo)致消失，并且會(huì)在執(zhí)行排氣處理時(shí)再次形成。
從這些事實(shí)中，本發(fā)明人推斷，以下是隨著排氣處理形成并且由于再生處理而消失的第二結(jié)構(gòu)的特征(1)由于排氣中的煤煙成分等的積聚，自然地形成第二結(jié)構(gòu)；(2)第二結(jié)構(gòu)的形成和消失隨著時(shí)間的推移帶來(lái)性能的變化；以及(3)一旦充分地形成該第二結(jié)構(gòu)，收集效率就飽和并且壓降方面的增加速度減小，即，性能穩(wěn)定。因此，本發(fā)明人認(rèn)為必須提供具有與濾清器基體不同的孔徑等的第二結(jié)構(gòu)。
然而，如JP-A No.3-47507中所公開(kāi)的，即使人工地將過(guò)濾層設(shè)置為第二結(jié)構(gòu)，由于孔徑較大，隨著時(shí)間的推移，性能的變化會(huì)增加。該過(guò)濾層的平均孔徑在0.2μm到10μm范圍內(nèi)。此外，該人工過(guò)濾層通過(guò)這種處理被形成，在所述處理中，粒徑例如約為3.6μm到20μm的硅藻土或氧化鋁等的多孔顆粒被擦入(rubbed-into)到濾清器基體的表面中。因此，假定過(guò)濾層的厚度大約從幾微米到幾十微米。另一方面，本發(fā)明人所觀察到并且通過(guò)煤煙成分等的積聚自然形成的第二結(jié)構(gòu)，具有大約100nm的平均孔徑和大約1μm的厚度，并且在孔徑和厚度方面大大不同于上述過(guò)濾層。
建議不能僅通過(guò)設(shè)置第二結(jié)構(gòu)而抑制隨著時(shí)間的推移的性能的變化，并且存在最適宜的第二結(jié)構(gòu)的孔徑和厚度。
根據(jù)上述知識(shí)，本發(fā)明人認(rèn)為，在濾清器基體處形成可顯示出與由隨著排氣處理而積聚的煤煙等自然形成的第二結(jié)構(gòu)的功能相同的功能并且甚至也不會(huì)由于再生處理而消失的第二結(jié)構(gòu)是重要的，本發(fā)明人如下所述那樣實(shí)現(xiàn)本發(fā)明。也就是說(shuō)，本發(fā)明的第一方面公開(kāi)了一種具有濾清器基體的排氣濾清器，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，其中，在所述濾清器基體處的所述流入表面和所述排出表面相互開(kāi)口連通的氣孔的內(nèi)部和/或表面設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)，所述微孔結(jié)構(gòu)中相連接地設(shè)置有具有微隙的顆粒燒結(jié)塊(凝集體、附集體)并且所述微孔結(jié)構(gòu)是可透氣的且收集包含在所述排氣中的顆粒物質(zhì)。
此外，本發(fā)明的第二方面公開(kāi)了一種具有濾清器基體的排氣濾清器，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，其中，在所述濾清器基體的表面內(nèi)和/或表面處設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)以便與所述排氣通道方向相交叉，所述微孔結(jié)構(gòu)的厚度為3.5μm或小于3.5μm且平均孔徑在20nm到200nm的范圍內(nèi)。
另外，本發(fā)明公開(kāi)了制造本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器的一種方法，所述方法包括微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序和燒結(jié)工序，所述微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序通過(guò)從所述排出表面吸入其中分散有耐熱顆粒的氣體并將其向所述流入表面排出而在所述排出表面附近粘附/積聚所述耐熱顆粒，以形成微孔結(jié)構(gòu)前體，所述燒結(jié)工序通過(guò)加熱所述微孔結(jié)構(gòu)前體而使其燒結(jié)，以形成所述微孔結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明公開(kāi)了制造本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器的一種方法，所述方法包括所述方法包括微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序和燒結(jié)工序，所述微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序通過(guò)從所述排出表面吸入其中分散有耐熱顆粒的氣體并將其向所述流入表面排出而在所述排出表面附近粘附/積聚所述耐熱顆粒，以形成微孔結(jié)構(gòu)前體，所述燒結(jié)工序通過(guò)加熱所述微孔結(jié)構(gòu)前體而使其燒結(jié)，以形成所述微孔結(jié)構(gòu)。
而且，本發(fā)明公開(kāi)了具有本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器的一種排氣處理裝置，它至少具有流入口、排出口、連接所述流入口與所述排出口的氣體流動(dòng)路徑以及將所述氣體流動(dòng)路徑分為流入口側(cè)和排出口側(cè)的分隔壁。
另外，本發(fā)明公開(kāi)了具有本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器的一種排氣處理裝置，它至少具有流入口、排出口、連接所述流入口與所述排出口的氣體流動(dòng)路徑以及將所述氣體流動(dòng)路徑分為流入口側(cè)和排出口側(cè)的分隔壁。
在下文中將作為示例描述本發(fā)明的最優(yōu)方面，但是本發(fā)明不局限于這些方面本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)的氣孔率在60-90％的范圍內(nèi)；本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)是纖維狀的；本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)包含一種具有耐熱性和/或使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能并且可制成為粒徑約10nm到200nm的顆粒的材料；本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述排出表面的附近；本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器，其中所述濾清器基體的平均孔徑在5μm到50μm的范圍內(nèi)；本發(fā)明的第一方面所涉及的排氣濾清器，其中在所述濾清器基體的氣孔壁表面上承載有具有使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能的催化劑；本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)的氣孔率在60-90％的范圍內(nèi)；
本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)是纖維狀的；本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)包含一種具有耐熱性和/或使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能并且可制成為粒徑約10nm到200nm的顆粒的材料；本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器，其中所述微孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述排出表面的附近；本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器，其中所述濾清器基體的平均孔徑在5μm到50μm的范圍內(nèi)；本發(fā)明的第二方面所涉及的排氣濾清器，其中在所述濾清器基體的氣孔壁表面上承載有具有使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能的催化劑。


下面將根據(jù)以下附圖詳細(xì)地描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。
圖1是示出本發(fā)明排氣濾清器的結(jié)構(gòu)示例的示意性截面圖(圖9中所示的分隔壁的一部分(排氣濾清器)被放大并且在其處設(shè)置了微孔結(jié)構(gòu)的示意性截面圖)；圖2是微孔結(jié)構(gòu)的表面的放大照片，其中圖1中所示的排氣濾清器的排出表面是通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察得到的；圖3是示出在本發(fā)明的排氣處理裝置(稍后將描述的示例1)和傳統(tǒng)排氣處理裝置(稍后將描述的比較示例1)中相對(duì)于PM收集時(shí)間的收集效率的變化的圖表；圖4是示出在本發(fā)明的排氣處理裝置(稍后將描述的示例2)中相對(duì)于10L/min的排氣流量下再生次數(shù)的初期(初始)收集效率的變化的圖表；圖5是示出在本發(fā)明的排氣處理裝置(稍后將描述的示例2)和傳統(tǒng)排氣處理裝置(稍后將描述的比較示例2和3)中初期收集效率與排氣流量之間關(guān)系的圖表；
圖6是示出在本發(fā)明的排氣處理裝置(稍后將描述的示例2)和傳統(tǒng)排氣處理裝置(稍后將描述的比較示例2和3)中在40L/min的排氣流量時(shí)顆粒物質(zhì)的每粒徑的初期收集效率的圖表；圖7是示出在本發(fā)明的排氣處理裝置(稍后將描述的示例2)和傳統(tǒng)排氣處理裝置(稍后將描述的比較示例2和3)中在10L/min的排氣流量時(shí)測(cè)量初期壓降的結(jié)果的圖表；圖8是示意性透視圖，其一部分為截面圖，示出排氣處理裝置的一個(gè)示例；圖9是示出圖8中所示的排氣處理裝置的分隔壁結(jié)構(gòu)的示意性截面圖；圖10是示意性截面圖，其中圖9中所示的一部分分隔壁(排氣濾清器)是以放大方式示出的；圖11是示出收集效率和顆粒物質(zhì)的每粒徑的收集效率的定義的圖表；圖12是示出相對(duì)于孔徑的收集效率的變化的圖表；圖13是示出相對(duì)于孔徑的壓降的變化的圖表；圖14是示出相對(duì)于從開(kāi)始的排氣處理時(shí)間的收集效率的變化的圖表；以及圖15是示出在示例2和3的排氣處理裝置中使排氣流動(dòng)90分鐘之后壓降的增加速度相對(duì)于排氣溫度的測(cè)量結(jié)果的圖表，將在下文中進(jìn)行描述。
本發(fā)明的第二方面的排氣濾清器包括濾清器基體，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，其中，在所述濾清器基體的表面內(nèi)和/或表面處設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)以便與所述排氣通道方向相交叉，所述微孔結(jié)構(gòu)的厚度為3.5μm或小于3.5μm且平均孔徑在20nm到200nm的范圍內(nèi)。
因此，根據(jù)使用本發(fā)明排氣濾清器的排氣處理裝置，當(dāng)排氣被處理時(shí)，可從初期使用開(kāi)始保持高收集效率，可抑制壓降的變化，并且隨著時(shí)間的推移可顯示出穩(wěn)定的性能。
圖1是排氣濾清器的示意性截面圖，其中上述微孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在圖10中所示的排氣濾清器的濾清器基體的排出表面處(即，圖1是本發(fā)明排氣濾清器的結(jié)構(gòu)示例)。在圖1中，附圖標(biāo)記400表示微孔結(jié)構(gòu)，并且由其它附圖標(biāo)記表示的部分與圖10中所示的相同。
在圖1中所示的排氣濾清器中，當(dāng)排氣通過(guò)分隔壁100時(shí)，顆粒物質(zhì)300粘附于并且被收集在濾清器基體結(jié)構(gòu)部分101處。此外，在圖1中所示的排氣濾清器中，通常通過(guò)而未被收集的顆粒物質(zhì)300可粘附于設(shè)置在排出表面處的微孔結(jié)構(gòu)400處并且由微孔結(jié)構(gòu)400收集。
圖2是示出微孔結(jié)構(gòu)的表面的示例的放大照片，其中通過(guò)掃描電子顯微鏡可以觀察到圖1中所示的排氣濾清器的設(shè)有微孔結(jié)構(gòu)400的排出表面。在圖2中，由黑色分幀線圍繞的區(qū)域?yàn)闅饪?02，并且該區(qū)域的楨外側(cè)的區(qū)域?yàn)闉V清器基體結(jié)構(gòu)部分101。此外，微孔結(jié)構(gòu)400被形成為用于覆蓋氣孔102。
設(shè)在排氣濾清器表面處的流入表面和排出表面的位置沒(méi)有具體限制。例如，在排氣沿“L”形流過(guò)加工成字母“L”形的排氣濾清器的情況下，流入表面和排出表面相互垂直。然而，流入表面和排出表面通常優(yōu)選平行設(shè)置。在這種情況下，優(yōu)選在一個(gè)表面處設(shè)置流入表面而在另一個(gè)表面處設(shè)置排出表面，同時(shí)濾清器基體被設(shè)在它們之間。在以下的描述中，為了便于說(shuō)明，假定使用這種結(jié)構(gòu)。然而，設(shè)在排氣濾清器表面處的流入表面和排出表面之間的位置關(guān)系并非被限制為僅是平行的。
微孔結(jié)構(gòu)接下來(lái)，將詳細(xì)描述設(shè)在本發(fā)明排氣濾清器的濾清器基體處的微孔結(jié)構(gòu)。
如上所述，微孔結(jié)構(gòu)的厚度為3.5μm或小于3.5μm，優(yōu)選為2μm或小于2μm。超過(guò)5μm的微孔結(jié)構(gòu)厚度會(huì)導(dǎo)致絕對(duì)壓降的增加，并導(dǎo)致伴隨使用期的時(shí)間的推移的壓降的增加。
從壓降的觀點(diǎn)來(lái)看，微孔結(jié)構(gòu)的較薄厚度是優(yōu)選的。然而，如果微孔結(jié)構(gòu)太薄，顆粒物質(zhì)收集效率本身會(huì)降低，并且會(huì)出現(xiàn)排氣不能被充分凈化的情況。因此，微孔結(jié)構(gòu)的厚度為0.2μm或大于0.2μm，優(yōu)選為0.5μm或大于0.5μm。應(yīng)該注意的是，使用掃描電子顯微鏡等可容易地測(cè)量微孔結(jié)構(gòu)的厚度。
以層的形式形成所述微孔結(jié)構(gòu)就足夠了，從而可至少封閉濾清器基體的氣孔。因此，在本發(fā)明中，前述“微孔結(jié)構(gòu)的厚度”是指被形成為用于封閉濾清器基體的氣孔的微孔結(jié)構(gòu)沿排氣通道的方向的厚度。這里，“排氣通道的方向”是指通過(guò)排氣濾清器的排氣的宏觀流動(dòng)方向。例如，如果所述微孔結(jié)構(gòu)被設(shè)在濾清器基體的排出表面附近，“排氣通道的方向”是指垂直于排出表面的方向。此外，如果所述微孔結(jié)構(gòu)被設(shè)在濾清器基體的表面處，則未形成在封閉氣孔的位置處的微孔結(jié)構(gòu)的厚度沒(méi)有具體限制，并且不將微孔結(jié)構(gòu)設(shè)在濾清器基體表面的不存在氣孔的位置處就足夠了。
如上所述，微孔結(jié)構(gòu)的平均微孔直徑在20nm到200nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選在20nm到150nm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是在20nm到100nm的范圍內(nèi)。
如果平均微孔直徑超過(guò)1000nm，顆粒物質(zhì)收集效率本身會(huì)降低，并且排氣不能被充分地凈化。此外，小于10nm的平均微孔直徑會(huì)導(dǎo)致絕對(duì)壓降的增加，并導(dǎo)致伴隨使用期的時(shí)間的推移的壓降的增加。
應(yīng)該注意的是，通過(guò)對(duì)掃描電子顯微鏡拍攝的圖像進(jìn)行圖像分析或通過(guò)使用水銀壓入式細(xì)孔分布測(cè)定裝置可測(cè)量微孔結(jié)構(gòu)的平均微孔直徑。
具有上述厚度和平均微孔直徑的微孔結(jié)構(gòu)相對(duì)于收集效率和壓降顯示出基本與由于排氣處理導(dǎo)致的煤煙成分的積聚而自然形成的第二結(jié)構(gòu)相似的效果。
應(yīng)該注意的是，盡管微孔結(jié)構(gòu)的氣孔率沒(méi)有具體限制，但是其氣孔率優(yōu)選在60％到90％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是在80％到90％的范圍內(nèi)。如果氣孔率超過(guò)90％，將出現(xiàn)微孔結(jié)構(gòu)缺乏機(jī)械耐久性甚至難以保持微孔結(jié)構(gòu)的形狀的情況，以及由于每單位體積的表面面積較小因此收集效率降低的情況。此外，如果氣孔率小于50％，存在壓降較大的情況。
應(yīng)該注意的是，通過(guò)對(duì)掃描電子顯微鏡拍攝的圖像進(jìn)行圖像分析可以測(cè)定微孔結(jié)構(gòu)的氣孔率。
微孔結(jié)構(gòu)通常是以層的形狀形成的，但是也不局限于這種形狀，而是可為通過(guò)初級(jí)顆粒積聚從而形成具有適當(dāng)量孔隙的形狀。使用這種積聚處理所形成的形狀的具體示例例如為積聚有諸如柱狀晶體的細(xì)小纖維的纖維狀形狀，以及通過(guò)球形或薄片狀顆粒積聚所形成的形狀。這也包括通過(guò)將具有以蠕動(dòng)方式侵蝕掉的形狀的一次形成塊狀層的一部分去除所獲得的多孔形狀。
另一方面，構(gòu)成微孔結(jié)構(gòu)的材料必須至少不能由于再生處理而消失、分解、或變化/退化，并且不會(huì)導(dǎo)致微孔結(jié)構(gòu)本身結(jié)構(gòu)的變形。從這一點(diǎn)來(lái)看，構(gòu)成微孔結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)選具有500℃或大于500℃的耐熱性。此外，如果排氣濾清器不承載貴金屬催化劑(為不具有催化劑的排氣濾清器)，構(gòu)成微孔結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)選具有700℃或大于700℃的耐熱性。此外，從抑制伴隨顆粒物質(zhì)收集的壓降的增加的觀點(diǎn)來(lái)看，構(gòu)成微孔結(jié)構(gòu)的材料優(yōu)選具有使顆粒物質(zhì)氧化的功能。
可從已知無(wú)機(jī)材料，即，諸如水晶的陶瓷/玻璃材料和/或非晶體金屬氧化物、金屬氮化物等以及略微可氧化或不可氧化的金屬材料中適當(dāng)?shù)剡x擇構(gòu)成微孔結(jié)構(gòu)的材料。在這些材料中，在本發(fā)明中，優(yōu)選使用從硅膠化合物、二氧化鈦化合物、氧化鋯化合物、氧化鋁化合物以及二氧化鈰化合物中選擇的無(wú)機(jī)材料，從這個(gè)觀點(diǎn)來(lái)看，該材料優(yōu)選具有耐熱性和使顆粒物質(zhì)氧化的功能中的至少一個(gè)?？蓡为?dú)使用這些無(wú)機(jī)材料的一種，或者可組合使用這些無(wú)機(jī)材料中的兩種或多種。此外，為了賦予微孔結(jié)構(gòu)三元催化劑、吸藏(或吸附)還原催化劑的NOx等的功能，可使微孔結(jié)構(gòu)包括或承載有諸如鉑、銠、鈀等貴金屬；諸如鐵、鎳、鈷等過(guò)渡金屬；諸如鈉、鉀等堿金屬；和/或諸如鎂、鈣、鋇等堿土金屬。
如果排氣濾清器承載催化劑，優(yōu)選使用諸如鉑、銠、鈀等貴金屬材料，以便提升顆粒物質(zhì)的氧化。可單獨(dú)使用這些貴金屬材料的一種，或者可組合使用這些貴金屬材料中的兩種或多種。
微孔結(jié)構(gòu)可被設(shè)在濾清器基體的氣孔中和/或表面處，以便與排氣通道的方向相交叉。具體地說(shuō)，優(yōu)選將微孔結(jié)構(gòu)設(shè)在排出表面的附近。在微孔結(jié)構(gòu)被設(shè)在排出表面附近的情況下，具體地說(shuō)，當(dāng)排氣濾清器為具有催化劑的類型時(shí)，顆粒物質(zhì)積聚在微孔結(jié)構(gòu)上，可防止與濾清器基體中的催化劑相接觸的顆粒物質(zhì)的還原。因此，可有效地完成所收集的顆粒物質(zhì)的燃燒。
應(yīng)該注意的是，設(shè)在排出表面附近的微孔結(jié)構(gòu)可被設(shè)置成用于覆蓋濾清器基體的整個(gè)排出表面?zhèn)?，或者僅封閉面對(duì)濾清器基體的排出表面?zhèn)鹊臍饪變?nèi)部的形式，或者設(shè)置成包含這兩種形式的形式。
形成微孔結(jié)構(gòu)的方法接下來(lái)，將描述形成微孔結(jié)構(gòu)的方法?？蓪⑿纬晌⒖捉Y(jié)構(gòu)的方法概括地分成為以下(1)到(3)，例如，(1)通過(guò)積聚顆?；蛴靡孕纬煞肿訝钗⒖捉Y(jié)構(gòu)骨架的原材料而形成微孔結(jié)構(gòu)骨架的方法(在下文中稱之為“第一積聚形成方法”)、(2)通過(guò)積聚多孔體或預(yù)先具有適當(dāng)程度孔隙結(jié)構(gòu)的顆粒而形成微孔結(jié)構(gòu)的方法(在下文中稱之為“第二積聚形成方法”)、以及(3)在已形成塊狀膜(層)之后通過(guò)選擇性地去除形成所述膜的基質(zhì)的一部分以便形成蠕動(dòng)孔而形成微孔結(jié)構(gòu)的方法(在下文中稱之為“選擇性去除方法”)。如果需要，可將從上述(1)到(3)中選擇出來(lái)的兩種或三種方法進(jìn)行組合。
在這些方法(1)到(3)中，從用以控制本發(fā)明排氣濾清器的微孔結(jié)構(gòu)所需要的諸如厚度、平均孔徑等形態(tài)特征、簡(jiǎn)化形成微孔結(jié)構(gòu)等的能力的觀點(diǎn)來(lái)看使用第一積聚形成方法是最有利的。
在下文中，將進(jìn)一步詳細(xì)地描述這些方法(1)到(3)，其中圍繞第一積聚形成方法為中心進(jìn)行描述。
第一積聚形成方法是通過(guò)積聚顆?；蛴靡孕纬煞肿訝钗⒖捉Y(jié)構(gòu)骨架的成分而形成微孔結(jié)構(gòu)的方法。在這種情況中，例如，可使用以下方法通過(guò)使其中分散有顆粒的氣體通過(guò)所述濾清器基體，并且通過(guò)使所述顆粒積聚在所述濾清器基體的期望區(qū)域處，形成微孔結(jié)構(gòu)前體，然后將所述微孔結(jié)構(gòu)前體加熱和燒結(jié)，從而形成微孔結(jié)構(gòu)。
具體地說(shuō)，當(dāng)微孔結(jié)構(gòu)形成在排出表面附近時(shí)，當(dāng)包括以下兩個(gè)步驟時(shí)，上述第一積聚形成方法是優(yōu)選的。也就是說(shuō)，優(yōu)選至少包括通過(guò)從排出表面吸入其中分散有顆粒的氣體并將其向流入表面排出而在排出表面附近粘附/積聚所述顆粒以形成微孔結(jié)構(gòu)前體的微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序；以及通過(guò)加熱所述微孔結(jié)構(gòu)前體而使其燒結(jié)以形成所述微孔結(jié)構(gòu)的燒結(jié)工序。
應(yīng)該注意的是，氣體通常用作顆粒的分散介質(zhì)，但是也可一起使用液體。例如，超聲波可施加于通過(guò)使用表面活性劑等而分散有顆粒的溶液中，從而形成薄霧，并且該薄霧可被霧化在濾清器基體的表面上以便積聚顆粒。
所使用的顆粒尺寸沒(méi)有具體限制，但是粒徑在約10nm到200nm范圍內(nèi)的顆粒是優(yōu)選的。顆粒形狀的示例包括球形、無(wú)定形的、薄片形狀的、針狀的、柱狀的等，但是也不局限于此。
顆粒的材料沒(méi)有具體限制，只要當(dāng)微孔結(jié)構(gòu)最終形成時(shí)其顯示出上述耐熱性和機(jī)械耐久性以及粘附性/粘在濾清器基體上的趨勢(shì)。然而，所述材料優(yōu)選為陶瓷材料，諸如硅石陶瓷材料、二氧化鈦陶瓷材料、氧化鋁陶瓷材料等(或陶瓷前體材料，諸如有機(jī)-無(wú)機(jī)混合材料，如氫氧化物或碳酸鹽)。
可用樹(shù)脂、硅烷耦合劑、表面活性劑等對(duì)顆粒的表面進(jìn)行表面處理，以便確保氣體中的顆粒的分散能力，抑制由于在形成微孔結(jié)構(gòu)前體時(shí)濾清器基體的氣孔內(nèi)顆粒相互聚集導(dǎo)致粗分子的形成，或者在燒結(jié)處理中確保顆粒之間的粘附和/或顆粒與濾清器基體的氣孔壁表面之間的粘附等。
此外，除使用分散處理的上述方法以外，在氣體中，用由原材料預(yù)先形成的顆粒構(gòu)成微孔結(jié)構(gòu)，并且將顆粒積聚在濾清器基體的氣孔內(nèi)部或表面上，傳統(tǒng)顆粒制造方法可用作第一積聚方法。
在所述顆粒制造方法中，優(yōu)選使用使得原材料汽化或使得原材料成分成為薄霧的方法。所述方法的示例包括汽化/聚集方法，其中，在高溫下使得原材料汽化之后，在減壓下執(zhí)行驟冷并且以顆粒形式聚積蒸氣；化學(xué)反應(yīng)方法，其中，在高溫下使用金屬化合物蒸氣的化學(xué)反應(yīng)形成顆粒；霧化/干燥方法，其中金屬鹽溶液被霧化在熱空氣中并且液滴被迅速干燥；以及使得分子狀原材料成分移動(dòng)到氣相中并且將它們沉積/積聚在用作顆粒的固體表面上的方法，諸如霧化/熱分解方法，其中高溫處理通過(guò)霧化金屬鹽的溶液而形成的液滴同時(shí)執(zhí)行溶劑成分的去除以及金屬鹽的熱分解，可獲得顆粒。
下面將作為使用這種方法的第一積聚方法的一個(gè)示例描述使用霧化/熱分解方法的情況。
首先，通過(guò)使用超聲波等使得包含玻璃材料或陶瓷(諸如金屬醇鹽)的原材料的溶劑成為薄霧。使得薄霧形式的該溶液滲透濾清器基體的表面附近的濾清器基體表面和/或氣孔內(nèi)部，并且使得薄霧粘附于氣孔內(nèi)壁的表面上。接下來(lái)，通過(guò)執(zhí)行加熱以便去除已粘附于氣孔內(nèi)壁表面的薄霧的溶劑成分或者熱分解原材料成分，可形成微孔結(jié)構(gòu)。或者，在薄霧靠近于濾清器基體的表面時(shí)，通過(guò)高溫下加熱可使得包含在薄霧中的成分成為顆粒以便去除溶劑成分或者熱分解原材料成分，并且使得這些顆粒積聚在濾清器基體的表面附近。在這種情況中，為了進(jìn)一步增強(qiáng)微孔結(jié)構(gòu)骨架，在顆粒積聚之后可再次執(zhí)行熱處理。
另一方面，第二積聚形成方法是通過(guò)積聚多孔體或預(yù)先具有適當(dāng)程度孔隙結(jié)構(gòu)的顆粒而形成微孔結(jié)構(gòu)的方法。在這種情況下，由于顆粒本身具有孔隙結(jié)構(gòu)，因此顆粒的尺寸在一定程度上較大。然而，由于這些顆粒的粒徑至少必須為1μm或小于1μm，因此顆粒的尺寸優(yōu)選大約為幾十到幾百nm。
在第二積聚形成方法中，以與第一積聚形成方法相同的方式，可通過(guò)將顆粒分散在氣體中并且在濾清器基體的期望位置處燒結(jié)顆粒而形成微孔結(jié)構(gòu)。此外，在顆粒自身的重量較重并且難以將顆粒分散在氣體中的情況下，可通過(guò)諸如直接將顆粒擦入濾清器基體的表面中或者將分散于溶劑中的顆粒施加于濾清器基體的表面等處理形成微孔結(jié)構(gòu)。
應(yīng)該注意的是，在第二積聚形成方法中，可使用多孔體或預(yù)先具有適當(dāng)程度孔隙結(jié)構(gòu)的顆粒。由多孔體形成并且通過(guò)磨碎使用已知方法制造的塊狀多孔體獲得的其粒徑約為0.1μm的顆?？捎米鬟@些顆粒。應(yīng)該注意的是，當(dāng)研磨塊狀多孔體時(shí)，即使與之結(jié)合使用分類操作，使用通常的干型研磨方法也難以將其磨碎到約0.1μm的尺寸。相反，優(yōu)選使用適合于磨碎固體材料的帶有液體的研磨方法。
除研磨塊狀多孔體的方法外，還可使用通過(guò)使用已知顆粒制造方法(諸如上述霧化/熱分解方法等)制成的具有中空結(jié)構(gòu)的顆粒等。具有中空結(jié)構(gòu)的所述顆粒是不完善的，諸如局部缺少顆粒的外殼或者在積聚時(shí)一部分外殼易于被破壞。然而，由于其易于形成微孔結(jié)構(gòu)的氣孔以便連通，因此具有中空結(jié)構(gòu)的顆粒是優(yōu)選的。
以與第一積聚形成方法中所使用的顆粒相同的方式，可用樹(shù)脂、硅烷耦合劑、表面活性劑等對(duì)第二積聚形成方法中所使用的顆粒的表面進(jìn)行表面處理。
接下來(lái)，將描述選擇性去除方法。概括地說(shuō)，選擇性去除方法是通過(guò)一次形成塊狀膜(層)并通過(guò)選擇性地去除形成該膜的基質(zhì)的一部分而形成蠕動(dòng)孔的形成微孔結(jié)構(gòu)的方法。
已知的多孔體形成方法可用作選擇性去除方法。所述方法的示例包括以下所述的通過(guò)用酸處理形成游離相的材料的基質(zhì)(諸如硼硅酸玻璃、高嶺石等)僅選擇性地溶解特定成分形成多孔體的方法；以及通過(guò)熱處理由有機(jī)材料和無(wú)機(jī)材料混合在一起的材料或有機(jī)-無(wú)機(jī)混合材料制成的基質(zhì)而分解和去除有機(jī)成分形成多孔體的方法。
應(yīng)該注意的是，在形成塊狀膜時(shí)，難以使用常用的薄膜形成方法，這是由于相對(duì)于濾清器基體的孔徑尺寸來(lái)說(shuō)，最終形成的微孔結(jié)構(gòu)的厚度極薄。在這種情況下，例如，當(dāng)使用液相膜成形時(shí)，優(yōu)選使用具有高粘性溶液形成所述膜，并且其中粘合劑成分等被添加入到形成微孔結(jié)構(gòu)骨架的原材料成分中，或者優(yōu)選使用將以膜狀預(yù)先形成的膜轉(zhuǎn)寫(xiě)到濾清器基體的表面上的方法等。
濾清器基體接下來(lái)，將詳細(xì)描述濾清器基體。濾清器基體的平均孔徑優(yōu)選在5μm到50μm的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是在10μm到20μm的范圍內(nèi)。
如果平均孔徑超過(guò)50μm，會(huì)存在顆粒物質(zhì)收集效率降低的情況。另一方面，如果平均孔徑小于50μm，會(huì)存在壓降增加的情況。
應(yīng)該注意的是，使用水銀壓入式細(xì)孔分布測(cè)定裝置可容易地測(cè)量濾清器基體的平均孔徑。
濾清器基體的氣孔率優(yōu)選在40％到70％的范圍內(nèi)，更優(yōu)選的是在60％到70％的范圍內(nèi)。如果氣孔率超過(guò)80％，存在濾清器基體的強(qiáng)度減弱的情況。如果氣孔率小于30％，會(huì)存在壓降增加的情況。
應(yīng)該注意的是，可使用水銀壓入式細(xì)孔分布測(cè)定裝置測(cè)量濾清器基體的氣孔率。
濾清器基體的形狀沒(méi)有具體限制，并且例如，可簡(jiǎn)單地為平板狀。在這種情況下，可通過(guò)組合已被切割成預(yù)定尺寸和形狀的平板狀濾清器基體的塊形成排氣處理裝置的分隔壁結(jié)構(gòu)。然而，通常優(yōu)選從開(kāi)始就使用擠出成形等構(gòu)成單個(gè)、連續(xù)濾清器基體的排氣處理裝置的分隔壁結(jié)構(gòu)。在這種情況下，可將分隔壁結(jié)構(gòu)制成為例如圖8和圖9中所示的蜂窩結(jié)構(gòu)。
在普通排氣處理裝置中用作濾清器基體的陶瓷材料可用作構(gòu)成濾清器基體的材料。所述材料的示例包括堇青石、富鋁紅柱石、氧化鋁和碳化硅。
為了促進(jìn)收集在氣孔壁處的顆粒物質(zhì)的焚化，由濾清器內(nèi)部的濾清器基體形成的氣孔的表面(濾清器基體的氣孔壁表面)優(yōu)選承載有從氧化催化劑、三元催化劑以及吸藏(吸附)還原催化劑的NOx中選擇出來(lái)的至少一種催化劑。
濾清器基體的氣孔壁表面可承載的催化劑的具體示例為諸如鉑、銠、鈀等貴金屬；諸如鈰、鐵等載體金屬；諸如鋇、鋰、鉀等堿土金屬；以及堿金屬。
排氣處理裝置接下來(lái)，將描述使用本發(fā)明排氣濾清器的排氣處理裝置。本發(fā)明的排氣處理裝置具有至少包括流入口、排出口、連接所述流入口與所述排出口的氣體流動(dòng)路徑以及將所述氣體流動(dòng)路徑分為流入口側(cè)和排出口側(cè)的分隔壁的結(jié)構(gòu)。這里，本發(fā)明的排氣濾清器至少用作分隔壁。在這種情況中，所述排氣濾清器的流入表面設(shè)置在前述流入口側(cè)，所述排氣濾清器的排出表面設(shè)置在所述排出口側(cè)。
所述分隔壁的結(jié)構(gòu)沒(méi)有具體限制，但是通常優(yōu)選形成諸如圖8和圖9中的示例所示的蜂窩結(jié)構(gòu)，以便擴(kuò)大由排氣濾清器形成的分隔壁相對(duì)于從流入口中流入的排氣的接觸表面面積，以及使得排氣處理裝置的尺寸較為緊湊。在這種情況下，基本平行于排氣處理裝置的流入口-流出口方向設(shè)置的貫通孔(例如，相當(dāng)于圖8中的氣體流動(dòng)路徑200)的密度(單元密度)取決于排氣處理裝置的應(yīng)用，但是通?？稍?00到300單元/inch/2，并且分隔壁的厚度可在0.3到0.5mm的范圍內(nèi)。
排氣處理裝置可用于包含顆粒物質(zhì)并且從內(nèi)燃機(jī)(諸如柴油機(jī)等)或任何各種燃燒/焚化設(shè)施(諸如工廠等)等中排出的排氣的處理。具體地說(shuō)，排氣處理裝置適合于安裝在機(jī)動(dòng)車中的柴油機(jī)的排氣的處理。
此外，由于本發(fā)明的排氣處理裝置使用本發(fā)明的排氣濾清器，因此所述排氣處理裝置適合于包含其平均粒徑優(yōu)選在0.001到10μm范圍內(nèi)(更優(yōu)選的是在0.001到1μm范圍內(nèi))的顆粒物質(zhì)的排氣的處理。
示例在下文中將通過(guò)示例詳細(xì)地描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明不僅限于以下示例。
示例1排氣處理裝置的制造由堇青石制成并且具有圖8中所示的蜂窩結(jié)構(gòu)的濾清器基體用于制造示例1的排氣處理裝置，所述濾清器基體的直徑為30mm、長(zhǎng)度為50mm、單元密度為300單元/inch2，分隔壁厚度為0.3mm、氣孔率為63％以及平均孔徑為23μm。
接著，將該濾清器基體包封在由不銹鋼制成的圓柱形外殼中，并且流入口和排出口被設(shè)在所述外殼的兩端處，這樣排氣處理裝置被制成。
然后，使得其中分散有平均粒徑為170nm的氧化鋁顆粒的干燥空氣以10L/min的流量從排出口側(cè)流入，之后，在800℃下執(zhí)行煅燒。當(dāng)將煅燒處理之后的分隔壁(濾清器基體)的流入表面的表面作為例子使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)形成了用于封閉流入表面的氣孔入口的微孔結(jié)構(gòu)。而且，對(duì)該微孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑、厚度和氣孔率進(jìn)行研究并且發(fā)現(xiàn)它們分別為130nm、1μm和80％。
評(píng)價(jià)接下來(lái)，使示例1的排氣處理裝置的排出口與排氣供給源相連接，并且使微孔結(jié)構(gòu)變成為排出表面，其中如上所述在所述排出口處微孔結(jié)構(gòu)被形成在濾清器基體的流入表面的表面處。之后，排氣以10L/min的流量被供給，同時(shí)每隔170分鐘執(zhí)行再生處理、測(cè)量收集效率、并且測(cè)量收集效率飽和(100％)時(shí)那一點(diǎn)處的壓降。
排氣供給源和再生處理?xiàng)l件用于產(chǎn)生粒徑約為30到90nm的顆粒物質(zhì)的燃燒顆粒產(chǎn)生裝置被用作排氣供給源。此外，從該排氣供給源中排出的排氣的溫度為25℃，并且顆粒物質(zhì)的產(chǎn)生量為0.0167g/hr。
通過(guò)使用加熱器將排氣處理裝置加熱到600到700℃而執(zhí)行再生處理。
收集效率的測(cè)定使用掃描類型的可動(dòng)性顆粒尺寸分析裝置測(cè)量分別包含在吸入到濾清器中的排氣和從濾清器中排出的排氣中的顆粒物質(zhì)的濃度，并且通過(guò)這兩者之間的差異計(jì)算收集效率。
壓降的測(cè)定通過(guò)用壓力計(jì)測(cè)量濾清器的流入口和排出口處的壓力而測(cè)量壓降。
比較示例1排氣處理裝置的制造用于制造比較示例1排氣處理裝置的濾清器基體與示例1中所使用的相同，并且具有圖8中所示的蜂窩結(jié)構(gòu)。該濾清器基體的直徑為30mm、長(zhǎng)度為50mm、單元密度為300單元/inch2，分隔壁厚度為0.3mm、氣孔率為63％以及平均孔徑為23μm。
接著，以與示例1中相同的方式，將該濾清器基體包封在由不銹鋼制成的圓柱形外殼中，并且流入口和排出口被設(shè)在所述外殼的兩端處，這樣排氣處理裝置被制成。
評(píng)價(jià)然后，使比較示例1中所獲得的排氣處理裝置的流入口與排氣供給源相連接，并且執(zhí)行與示例1中相同類型的評(píng)價(jià)。
評(píng)價(jià)的結(jié)果圖表1中示出示例1和比較示例1的排氣處理裝置的結(jié)構(gòu)，圖3中示出收集效率相對(duì)于PM收集時(shí)間的變化，以及圖表2中示出收集效率(最大收集效率(100％)與最小收集效率之間的差異)的變化。
圖表1

圖表2

如從圖3和圖表2中可理解的，在比較示例1的排氣處理裝置中，相對(duì)于PM收集時(shí)間的收集效率增加了大約25％，并且由于再生處理導(dǎo)致收集效率再次掉落到初期水平，并且隨著時(shí)間的推移的收集效率的變化極大。
另一方面，可理解的是，在示例1的排氣處理裝置中，相對(duì)于PM收集時(shí)間的收集效率隨著時(shí)間很難變化，并且盡管執(zhí)行了再生處理，收集效率也難以減小，并且隨著時(shí)間的推移收集效率的變化極小。
示例2和示例3排氣處理裝置的制造用于制造示例2和示例3的排氣處理裝置的濾清器基體與示例1中所使用的相同，并且具有圖8中所示的蜂窩結(jié)構(gòu)。濾清器基體的直徑為30mm、長(zhǎng)度為50mm、單元密度為300單元/inch2，分隔壁厚度為0.3mm、氣孔率為63％以及平均孔徑為23μm。
接著，將所述濾清器基體包封在由不銹鋼制成的圓柱形外殼中，并且流入口和排出口被設(shè)在所述外殼的兩端處，這樣排氣處理裝置被制成。
使其中分散有平均粒徑為200nm的氧化鋁顆粒的干燥空氣以10L/min的流量從排出口側(cè)流入約4分鐘，之后，在700℃下執(zhí)行煅燒，從而獲得示例2的排氣處理裝置。使其中分散有平均粒徑為200nm的二氧化鈰-氧化鋯顆粒(摩爾比為50/50的CeO2/ZrO2)的干燥空氣以10L/min的流量從排出口側(cè)流入約4分鐘，之后，在700℃下執(zhí)行煅燒，從而獲得示例3的排氣處理裝置。
在示例2的排氣處理裝置中，當(dāng)將煅燒處理之后的分隔壁(濾清器基體)的流入表面的表面作為例子使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)形成了用于封閉流入表面的氣孔入口的微孔結(jié)構(gòu)。而且，對(duì)該微孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑、厚度和氣孔率進(jìn)行研究并且發(fā)現(xiàn)它們分別為150nm、1μm和90％。當(dāng)相對(duì)于示例3的排氣處理裝置執(zhí)行相同類型的觀察時(shí)，發(fā)現(xiàn)形成了用于封閉流入表面的氣孔入口的微孔結(jié)構(gòu)。而且，該微孔結(jié)構(gòu)的平均孔徑、厚度和氣孔率分別為150nm、1μm和90％。
應(yīng)該注意的是，通過(guò)在氣體燃燒器中霧化和燃燒包含鋁離子的溶液(鋁離子濃度＝0.5mol/L)而制備構(gòu)成示例2中微孔結(jié)構(gòu)所使用的氧化鋁顆粒。通過(guò)在氣體燃燒器中霧化和燃燒包含鈰和鋯離子的溶液(鈰離子濃度＝0.5mol/L，鋯離子濃度＝0.5mol/L)而制備構(gòu)成示例3中微孔結(jié)構(gòu)所使用的二氧化鈰-氧化鋯顆粒。在該處理中，通過(guò)在火焰中一次將金屬元素轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w并且從該氣相中使其濃縮并且氧化而產(chǎn)生氧化物顆粒。因此，氧化物顆粒形成了亞微細(xì)粒平均粒徑的鏈形或簇狀燒結(jié)塊，所述鏈形或簇狀燒結(jié)塊通常為氣相合成粒子。因此，可容易地獲得期望的微孔結(jié)構(gòu)。
評(píng)價(jià)接著，以與示例1中相同的方式，使示例2的排氣處理裝置的排出口與排氣供給源相連接，并且使微孔結(jié)構(gòu)變成為排出表面，其中如上所述在所述排出口處微孔結(jié)構(gòu)被形成在濾清器基體的流入表面的表面處。
之后，排氣在10L/min的流量下被供給，并且測(cè)量10分鐘和700℃的再生處理被執(zhí)行10次時(shí)的再生加熱緊后的初期收集效率的變化；在排氣流量變化為10L/min、20L/min、30L/min和40L/min的情況下的初期收集效率；排氣流量為40L/min時(shí)的顆粒物質(zhì)的每粒徑的初期收集效率；以及排氣流量為10L/min時(shí)的初期壓降。應(yīng)該注意的是，在所有這些評(píng)價(jià)中使用室溫下的排氣。
圖4中示出相對(duì)于10L/min的排氣流量下的再生次數(shù)的初期收集效率的變化。圖5中示出排氣流量與初期收集效率之間的關(guān)系。圖6中示出40L/min的排氣流量下的顆粒物質(zhì)的每粒徑的初期收集效率。圖7中示出10L/min的排氣流量下的初期壓降的測(cè)量結(jié)果。
比較示例2除沒(méi)有執(zhí)行根據(jù)再生次數(shù)的初期收集效率的變化的測(cè)量之外，使用比較示例1中所使用的排氣處理裝置，執(zhí)行與示例2中相同的評(píng)價(jià)。其結(jié)果示在圖5、圖6和圖7中。
比較示例3排氣處理裝置的制造市場(chǎng)上可買得到的濾清器(由Ibiden Co.，Ltd生產(chǎn)的商標(biāo)為SiC-DPF的濾清器)被用作濾清器基體。該濾清器基體由SiC制成，并且具有圖8中所示的蜂窩結(jié)構(gòu)。濾清器基體的直徑為30mm、長(zhǎng)度為50mm、單元密度為200單元/inch2，分隔壁厚度為0.36mm、氣孔率為42％以及平均孔徑為11μm。
接著，以與示例1中相同的方式，將該濾清器基體包封在由不銹鋼制成的圓柱形外殼中，并且流入口和排出口被設(shè)在所述外殼的兩端處，這樣排氣處理裝置被制成。
評(píng)價(jià)除沒(méi)有執(zhí)行根據(jù)再生次數(shù)的初期收集效率的變化的測(cè)量之外，使用比較示例3的排氣處理裝置，執(zhí)行與示例2中相同的評(píng)價(jià)。其結(jié)果示在圖5、圖6和圖7中。
接下來(lái)，使示例2和3的排氣處理裝置的流入口與排氣供給源相連接，并且使微孔結(jié)構(gòu)成為流入表面。執(zhí)行這個(gè)程序以通過(guò)確保顆粒物質(zhì)在微孔結(jié)構(gòu)上的積聚而確認(rèn)由于在構(gòu)成微孔結(jié)構(gòu)的材料的差異所導(dǎo)致的在氧化功能上的影響。之后，使包含顆粒物質(zhì)的排氣流動(dòng)90分鐘從而使得初期壓降為0.16kPa，并且測(cè)量排氣處理裝置的壓降。在300℃和400℃的兩個(gè)排氣溫度水平下執(zhí)行壓降的測(cè)量。應(yīng)該注意的是，如此調(diào)節(jié)流量，即，在300℃下排氣的流量為7.8L/min，而在400℃下排氣的流量為6.5L/min，以使得兩個(gè)溫度下的初期壓降相同。圖15是圖表，其中相對(duì)于排氣的溫度描繪了排氣已流動(dòng)90分鐘之后壓降的增加速度。
評(píng)價(jià)的結(jié)果再生加熱對(duì)初期收集效率的影響如從圖4的結(jié)果中可理解的，在示例2的排氣處理裝置中，即使重復(fù)執(zhí)行再生處理，初期收集效率也不會(huì)降低，并且總能獲得穩(wěn)定的性能。
排氣流量的影響如圖5所示，在示例2的排氣處理裝置中，與排氣的流量無(wú)關(guān)，初期收集效率超過(guò)90％并且基本恒定。然而，與示例2的排氣處理裝置相比較，在濾清器基體的結(jié)構(gòu)相同但沒(méi)有設(shè)置微孔結(jié)構(gòu)的比較示例2的排氣處理裝置中，當(dāng)排氣流量增加時(shí)初期收集效率降低。
另外，與示例2的排氣處理裝置相比較，在濾清器基體的結(jié)構(gòu)不同并且沒(méi)有設(shè)置微孔結(jié)構(gòu)的比較示例3的排氣處理裝置中，在10L/min的排氣流量下，獲得了與示例2的排氣處理裝置基本相同的初期收集效率，但是當(dāng)排氣流量增加時(shí)初期收集效率降低。
從這些結(jié)果中，可理解的是，通過(guò)在濾清器基體處設(shè)置微孔結(jié)構(gòu)降低了初期收集效率對(duì)流量的依賴性。
每粒徑的顆粒物質(zhì)收集效率如圖6所示，在示例2的排氣處理裝置中，與顆粒物質(zhì)的粒徑無(wú)關(guān)，每粒徑的初期收集效率超過(guò)90％并且基本恒定。然而，與示例2的排氣處理裝置相比較，在濾清器基體的結(jié)構(gòu)相同但沒(méi)有設(shè)置微孔結(jié)構(gòu)的比較示例2的排氣處理裝置中，以及在濾清器基體的結(jié)構(gòu)不同并且沒(méi)有設(shè)置微孔結(jié)構(gòu)的比較示例3的排氣處理裝置中，當(dāng)顆粒物質(zhì)的粒徑增加時(shí)每粒徑的初期收集效率降低。
從這些結(jié)果中，可理解的是，通過(guò)在濾清器基體處設(shè)置微孔結(jié)構(gòu)降低了每粒徑的初期收集效率對(duì)顆粒物質(zhì)的粒徑的依賴性。
初期壓降從圖7中，可理解的是，比較示例3的排氣處理裝置的初期壓降比比較示例2的排氣處理裝置的初期壓降大約大2.5到3倍。初期壓降中的這種增加是由于濾清器基體的差異導(dǎo)致的，更具體地說(shuō)，是由于與初期收集效率相平衡的平均孔徑和氣孔率的降低而導(dǎo)致的。
此外，可理解的是，與比較示例2的排氣處理裝置相比較，具有微孔結(jié)構(gòu)的示例2的排氣處理裝置的初期壓降比比較示例2的排氣處理裝置的初期壓降大約大2倍。初期壓降中的這種增加是由于微孔結(jié)構(gòu)的設(shè)置而導(dǎo)致的。
另一方面，如從圖5中可理解的，在10L/min的排氣流量下，顯示出略微超過(guò)比較示例3的初期收集效率(示例2中的初期收集效率為92％)的示例2的排氣處理裝置的初期壓降比比較示例3的排氣處理裝置(具有86％的收集效率)的初期壓降大約小25％。從中可理解的是，本發(fā)明的排氣處理裝置可將初期壓降保持得更低，同時(shí)可獲得等于或高于傳統(tǒng)排氣處理裝置的初期收集效率。
此外，從比較示例2和3中所示的結(jié)果中，在傳統(tǒng)排氣處理裝置中，在壓降特征和收集效率特征的任何一項(xiàng)被提高的情況下，則必須犧牲另一項(xiàng)特征。然而，在本發(fā)明的排氣處理裝置中，可緩和這兩個(gè)特征之間的平衡，并且可獲得良好水平的較低壓降和較高收集效率。
顆粒物質(zhì)的氧化性能如圖15中可看出的，在示例2的排氣處理裝置中，在300℃和400℃的排氣溫度下壓降增加速度為0.012kPa/h，并且未觀察到取決于排氣溫度的差異。
另一方面，在示例3的排氣處理裝置中，與示例2的排氣處理裝置的情況相似，在300℃的排氣溫度下壓降增加速度為0.012kPa/h，而400℃的排氣溫度下壓降增加速度降低到0.008kPa/h，這比300℃的排氣溫度下的低約33％。這些結(jié)果表明，與排氣溫度為300℃的情況相反，在400℃的排氣溫度下，一次積聚在微孔結(jié)構(gòu)上的顆粒物質(zhì)被氧化(燃燒)并且減少了積聚的顆粒物質(zhì)的量。
從上述結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，與示例2中具有由氧化鋁構(gòu)成的微孔結(jié)構(gòu)的排氣處理裝置相比較，示例3中具有由二氧化鈰-氧化鋯構(gòu)成的微孔結(jié)構(gòu)的排氣處理裝置在使約400℃或大于400℃的較低溫度的溫度范圍內(nèi)的顆粒物質(zhì)氧化的方面是有效的。
權(quán)利要求
1.一種具有濾清器基體的排氣濾清器，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，其中，在所述濾清器基體處的所述流入表面和所述排出表面相互開(kāi)口連通的氣孔的內(nèi)部和/或表面設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)，所述微孔結(jié)構(gòu)中相連接地設(shè)置有具有微隙的顆粒燒結(jié)塊并且所述微孔結(jié)構(gòu)是可透氣的且收集包含在所述排氣中的顆粒物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)的氣孔率在60-90％的范圍內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)是纖維狀的。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)包含一種具有耐熱性和/或使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能并且可制成為粒徑約10nm到200nm的顆粒的材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述排出表面附近。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣濾清器，其特征在于，所述濾清器基體的平均孔徑在5μm到50μm的范圍內(nèi)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的排氣濾清器，其特征在于，在所述濾清器基體的氣孔壁表面上承載有具有使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能的催化劑。
8.一種具有濾清器基體的排氣濾清器，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，其中，在所述濾清器基體的表面內(nèi)和/或表面處設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)以便與所述排氣通道方向相交叉，所述微孔結(jié)構(gòu)的厚度為3.5μm或小于3.5μm且平均孔徑在20nm到200nm的范圍內(nèi)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)的氣孔率在60-90％的范圍內(nèi)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)是纖維狀的。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)包含一種具有耐熱性和/或使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能并且可制成為粒徑約10nm到200nm的顆粒的材料。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣濾清器，其特征在于，所述微孔結(jié)構(gòu)設(shè)置在所述排出表面附近。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣濾清器，其特征在于，所述濾清器基體的平均孔徑在5μm到50μm的范圍內(nèi)。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的排氣濾清器，其特征在于，在所述濾清器基體的氣孔壁表面上承載有具有使所述顆粒物質(zhì)氧化的功能的催化劑。
15.一種制造具有濾清器基體的排氣濾清器的方法，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，并且在所述濾清器基體處的所述流入表面和所述排出表面相互開(kāi)口連通的氣孔的內(nèi)部和/或表面設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)，所述微孔結(jié)構(gòu)中相連接地設(shè)置有具有微隙的顆粒燒結(jié)塊并且所述微孔結(jié)構(gòu)是可透氣的且收集包含在所述排氣中的顆粒物質(zhì)，所述方法包括微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序和燒結(jié)工序，所述微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序通過(guò)從所述排出表面吸入其中分散有耐熱顆粒的氣體并將其向所述流入表面排出而在所述排出表面附近粘附/積聚所述耐熱顆粒，以形成微孔結(jié)構(gòu)前體，所述燒結(jié)工序通過(guò)加熱所述微孔結(jié)構(gòu)前體而使其燒結(jié)，以形成所述微孔結(jié)構(gòu)。
16.一種制造具有濾清器基體的排氣濾清器的方法，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，并且在所述濾清器基體的表面內(nèi)和/或表面處設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)以便與所述排氣通道方向相交叉，所述微孔結(jié)構(gòu)的厚度為3.5μm或小于3.5μm且平均孔徑在20nm到200nm的范圍內(nèi)，所述方法包括微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序和燒結(jié)工序，所述微孔結(jié)構(gòu)前體形成工序通過(guò)從所述排出表面吸入其中分散有耐熱顆粒的氣體并將其向所述流入表面排出而在所述排出表面附近粘附/積聚所述耐熱顆粒，以形成微孔結(jié)構(gòu)前體，所述燒結(jié)工序通過(guò)加熱所述微孔結(jié)構(gòu)前體而使其燒結(jié)，以形成所述微孔結(jié)構(gòu)。
17.一種排氣處理裝置，它至少具有流入口、排出口、連接所述流入口與所述排出口的氣體流動(dòng)路徑以及將所述氣體流動(dòng)路徑分為流入口側(cè)和排出口側(cè)的分隔壁，其特征在于所述分隔壁包括具有濾清器基體的排氣濾清器，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，在所述濾清器基體處的所述流入表面和所述排出表面相互開(kāi)口連通的氣孔的內(nèi)部和/或表面設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)，所述微孔結(jié)構(gòu)中相連接地設(shè)置有具有微隙的顆粒燒結(jié)塊并且所述微孔結(jié)構(gòu)是可透氣的且收集包含在所述排氣中的顆粒物質(zhì)，并且所述排氣濾清器的流入表面設(shè)置在所述流入口側(cè)，所述排氣濾清器的排出表面設(shè)置在所述排出口側(cè)。
18.一種排氣處理裝置，它至少具有流入口、排出口、連接所述流入口與所述排出口的氣體流動(dòng)路徑以及將所述氣體流動(dòng)路徑分為流入口側(cè)和排出口側(cè)的分隔壁，其特征在于所述分隔壁包括具有濾清器基體的排氣濾清器，所述濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，在所述濾清器基體的表面內(nèi)和/或表面處設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)以便與所述排氣通道方向相交叉，所述微孔結(jié)構(gòu)的厚度為3.5μm或小于3.5μm且平均孔徑在20nm到200nm的范圍內(nèi)，并且所述排氣濾清器的流入表面設(shè)置在所述流入口側(cè)，所述排氣濾清器的排出表面設(shè)置在所述排出口側(cè)。
全文摘要
本發(fā)明涉及排氣濾清器和其制造方法及用排氣濾清器的排氣處理裝置。該排氣濾清器具有濾清器基體，該濾清器基體具有多個(gè)氣孔并具有供包含顆粒物質(zhì)的排氣流入的流入表面和供凈化氣體排出的排出表面，所述排氣濾清器至少具有通過(guò)使所述排氣從所述流入表面向所述排出表面流過(guò)所述濾清器基體而從所述排氣中去除所述顆粒物質(zhì)的功能，其中，在所述濾清器基體處的所述流入表面和所述排出表面相互開(kāi)口連通的氣孔的內(nèi)部和/或表面設(shè)置有微孔結(jié)構(gòu)，所述微孔結(jié)構(gòu)中相連接地設(shè)置有具有微隙的顆粒燒結(jié)塊并且所述微孔結(jié)構(gòu)是可透氣的且收集包含在所述排氣中的顆粒物質(zhì)。
文檔編號(hào)F01N3/02GK1680688SQ20051005555
公開(kāi)日2005年10月12日 申請(qǐng)日期2005年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月17日
發(fā)明者淺野明彥, 藏園功一, 林秀光, 久保修一, 谷孝夫, 田中俊明 申請(qǐng)人:株式會(huì)社豐田中央研究所, 豐田自動(dòng)車株式會(huì)社