WO2017110313A1 - 排ガスフィルタ - Google Patents

排ガスフィルタ Download PDF

Info

Publication number
WO2017110313A1
WO2017110313A1 PCT/JP2016/083879 JP2016083879W WO2017110313A1 WO 2017110313 A1 WO2017110313 A1 WO 2017110313A1 JP 2016083879 W JP2016083879 W JP 2016083879W WO 2017110313 A1 WO2017110313 A1 WO 2017110313A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
exhaust gas
cell
gas filter
hole
cell hole
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/083879
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
泰史 ▲高▼山
洋一 門田
Original Assignee
株式会社デンソー
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 株式会社デンソー filed Critical 株式会社デンソー
Priority to US16/065,367 priority Critical patent/US20190091628A1/en
Priority to DE112016006024.6T priority patent/DE112016006024B4/de
Publication of WO2017110313A1 publication Critical patent/WO2017110313A1/ja

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9445—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC]
    • B01D53/945—Simultaneously removing carbon monoxide, hydrocarbons or nitrogen oxides making use of three-way catalysts [TWC] or four-way-catalysts [FWC] characterised by a specific catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/247—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2484—Cell density, area or aspect ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
    • B01D46/249—Quadrangular e.g. square or diamond
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
    • B01D46/2494—Octagonal
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/002—Mixed oxides other than spinels, e.g. perovskite
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/10—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of rare earths
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
    • B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
    • B01J23/54—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals combined with metals, oxides or hydroxides provided for in groups B01J23/02 - B01J23/36
    • B01J23/56—Platinum group metals
    • B01J23/63—Platinum group metals with rare earths or actinides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
    • B01J35/50—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their shape or configuration
    • B01J35/56—Foraminous structures having flow-through passages or channels, e.g. grids or three-dimensional monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/10—Noble metals or compounds thereof
    • B01D2255/102—Platinum group metals
    • B01D2255/1023—Palladium
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/40—Mixed oxides
    • B01D2255/407—Zr-Ce mixed oxides
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/908—O2-storage component incorporated in the catalyst
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2255/00—Catalysts
    • B01D2255/90—Physical characteristics of catalysts
    • B01D2255/915—Catalyst supported on particulate filters
    • B01D2255/9155—Wall flow filters
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D2279/00—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses
    • B01D2279/30—Filters adapted for separating dispersed particles from gases or vapours specially modified for specific uses for treatment of exhaust gases from IC Engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/32—Honeycomb supports characterised by their structural details characterised by the shape, form or number of corrugations of plates, sheets or foils
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2370/00—Selection of materials for exhaust purification
    • F01N2370/02—Selection of materials for exhaust purification used in catalytic reactors
    • F01N2370/04—Zeolitic material
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2510/00—Surface coverings
    • F01N2510/06—Surface coverings for exhaust purification, e.g. catalytic reaction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/101—Three-way catalysts

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas filter for purifying exhaust gas of an internal combustion engine.
  • the exhaust pipe of the internal combustion engine is provided with an exhaust gas purification device that collects particulate matter (that is, particulate matter: PM) contained in the exhaust gas.
  • This exhaust gas purification apparatus includes an exhaust gas filter made of, for example, cordierite or the like in order to collect PM contained in the exhaust gas (see Patent Document 1).
  • the exhaust gas filter is coated with a noble metal catalyst and a promoter having oxygen storage capacity (that is, OSC).
  • Hazardous substances are hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides and the like.
  • the cocatalyst is made of ceria-zirconia solid solution or the like.
  • the exhaust gas filter is coated with the promoter, the pores in the cell wall may be blocked by the promoter. Therefore, the pressure loss of the exhaust gas filter may increase. Therefore, there is a limit to the amount of promoter that can be coated on the cell wall, and the oxygen storage capacity cannot be sufficiently increased. Further, when the promoter is coated, the weight of the exhaust gas filter increases, so that the heat capacity increases. As a result, the temperature rise performance is degraded, and early activation of the exhaust gas filter becomes difficult.
  • the present invention has been made in view of such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas filter excellent in oxygen storage capacity and temperature rise performance.
  • One aspect of the present invention includes a plurality of cell walls (2), A plurality of cell holes (3) surrounded by the cell walls; A plug portion (4) for sealing at least one of both ends of the cell hole, and
  • the cell wall is formed with a pore (20) communicating with adjacent cell holes,
  • the cell wall is in the exhaust gas filter (1), wherein the cell wall contains at least one promoter (21) selected from the group consisting of ceria, zirconia, and ceria-zirconia solid solution.
  • symbol in a parenthesis is attached
  • the exhaust gas filter has pores in the cell wall, and the cell wall itself has a promoter as a constituent component. Therefore, it is not necessary to separately coat the promoter on the exhaust gas filter. Therefore, an increase in the weight of the exhaust gas filter can be prevented and an increase in heat capacity can be prevented. As a result, the exhaust gas filter exhibits excellent temperature rise performance and can be activated early. Further, in the exhaust gas filter, it is not necessary to coat the promoter, so that it is not necessary to limit the amount of the promoter to prevent an increase in pressure loss. Therefore, the cocatalyst can sufficiently exhibit the oxygen storage capacity while preventing an increase in pressure loss. Therefore, the exhaust gas filter can exhibit an excellent purification performance for exhaust gas.
  • the cell wall has pores, and the exhaust gas can pass through the pores of the cell wall. Therefore, particulate matter (hereinafter referred to as “PM”) contained in the exhaust gas can be trapped on the cell wall. At the same time, it becomes possible to sufficiently purify harmful components such as hydrocarbons, carbon monoxide, and nitrogen oxides contained in the exhaust gas by the cocatalyst contained in the cell walls.
  • the cell wall itself has catalytic performance. Therefore, even if all the exhaust gas does not pass through the cell wall, if part of the exhaust gas passes through the cell wall, an air flow passing through the cell wall is formed, so that excellent exhaust gas purification performance can be expressed. Therefore, the exhaust gas filter allows the exhaust gas to pass through the cell wall as described above, and the cell wall itself can exhibit the catalytic performance, so that it is possible to suppress PM emission and purify the exhaust gas.
  • an exhaust gas filter excellent in oxygen storage capacity and temperature rise performance can be provided.
  • FIG. 2 is a perspective view of an exhaust gas filter in the first embodiment.
  • FIG. FIG. 3 is an axial sectional view of the exhaust gas filter in the first embodiment. The expanded sectional view of the cell wall in Embodiment 1.
  • FIG. FIG. 5 is an axial cross-sectional view of an exhaust gas filter in the second embodiment. The partial enlarged view of the end surface of the upstream side which faces the exhaust gas flow of an exhaust gas filter in Embodiment 3.
  • FIG. 6 is an axial cross-sectional view of an exhaust gas filter in the third embodiment.
  • FIG. 10 is a partial enlarged view of an upstream end face facing an exhaust gas flow in a modified exhaust gas filter in the third embodiment. Explanatory drawing which shows the time-dependent temperature change of each exhaust gas filter in an experiment example.
  • the exhaust gas filter 1 of the present embodiment has a large number of cell walls 2 and a large number of cell holes 3.
  • the cell hole 3 is formed surrounded by these cell walls 2.
  • the exhaust gas filter 1 further includes a plug portion 4 that seals either one of both ends 31 and 32 of each cell hole 3.
  • the cell wall 2 is formed with pores 20 communicating with the adjacent cell holes 3.
  • the cell wall 2 contains a promoter 21 made of a ceria-zirconia solid solution as a constituent component. Further details will be described below.
  • the exhaust gas filter 1 has, for example, a cylindrical shape, and has a cell wall 2 and a large number of cell holes 3 inside the exhaust gas filter 1.
  • the cell walls 2 are provided in a lattice shape. A large number of the cell holes 3 are surrounded by the cell walls 2 and extend in the axial direction X.
  • the shape of the exhaust gas filter 1 may be a columnar shape as in the present embodiment, but may be a polygonal column shape such as a square column. Further, the cell wall 2 can be formed so that the inner peripheral shape of the cell hole 3 is a square such as a square as in the present embodiment.
  • the inner peripheral shape of the cell hole 3 is a radial cross section of the exhaust gas filter 1 (that is, a cross section perpendicular to the axial direction X).
  • the thickness of the cell wall 2 and the number of the cell holes 3 can be appropriately adjusted according to required characteristics such as strength and pressure loss.
  • the inner peripheral shape of the cell hole 3 is, for example, a square.
  • the square cell holes 3 are arranged at equal intervals in the vertical direction parallel to one side of the square and in the horizontal direction orthogonal to the vertical direction.
  • the cell wall 2 may be formed so that the inner peripheral shape of the cell hole 3 is a polygon such as a triangle, a hexagon, an octagon, or a dodecagon.
  • the inner peripheral shape of the cell hole 3 is in the radial cross section of the exhaust gas filter 1.
  • the inner peripheral shape of the cell hole 3 may be formed to be circular.
  • the inner peripheral shape of the cell hole 3 may be uniform.
  • two or more types of cell holes 3 having different inner peripheral shapes may exist in many cell holes 3. Further, the inner peripheral shape of the cell hole 3 is different even if the cell holes 3 are similar or different in size.
  • the cell wall 2 contains a promoter 21 made of a ceria-zirconia solid solution, an aggregate 22 made of ⁇ -alumina, and an inorganic binder 23.
  • the cocatalyst 21 is, for example, a ceria-zirconia solid solution in which zirconium is dissolved in ceria, but ceria and zirconia can be used. That is, as the co-catalyst 21, at least one selected from the group consisting of ceria, zirconia, and ceria-zirconia solid solution can be used.
  • a ceria-zirconia solid solution is used, in addition to zirconium, La and Y, which are rare earth elements, may be solid solution.
  • the inorganic binder 23 for example, alumina, silica, zirconia, titania or the like can be used, and alumina is preferably used.
  • the cell wall 2 is preferably composed of a material containing a ceria-zirconia solid solution as a main component and further including ⁇ -alumina and an inorganic binder.
  • the cell wall 2 of the exhaust gas filter 1 can exhibit more excellent catalyst performance.
  • the inorganic binder 23 forms a matrix.
  • a co-catalyst 21 made of ceria-zirconia and an aggregate 22 made of ⁇ -alumina are dispersed in this matrix. This can be confirmed, for example, by a scanning electron microscope (ie, SEM).
  • the cocatalysts 21 between the aggregates 22, between the cocatalyst 21 and the aggregate 22, between the cocatalyst 21 and the inorganic binder 23, between the aggregate 22 and the inorganic binder 23, and the like.
  • the content of the cocatalyst 21 with respect to a total of 100 parts by mass of the cocatalyst 21 and the aggregate 22 can be set to an amount exceeding 50 parts by mass, for example.
  • a noble metal catalyst can be supported on the cell wall 2 of the exhaust gas filter 1.
  • the noble metal catalyst at least one kind of noble metal selected from Pt, Pd, Rh and the like can be used.
  • the noble metal catalyst functions as a so-called three-way catalyst, and purifies exhaust gas by oxidizing or reducing hydrocarbons, carbon monoxide, nitrogen oxides and the like.
  • each cell hole 3 has an upstream end 31 facing the exhaust gas flow and a downstream end 32 facing the upstream end 31 of the cell hole 3.
  • One of the upstream end 31 and the downstream end 32 is sealed by the plug 4.
  • the plug portion 4 alternately seals the upstream end portion 31 or the downstream end portion 32 of the adjacent cell holes 3.
  • the plurality of cell holes 3 of the exhaust gas filter 1 includes a cell hole 3A and a cell hole 3B.
  • 3 A of cell holes have the upstream opening cell hole 341 in which the upstream edge part 31 of the cell hole 3 opens.
  • the cell hole 3B has a downstream opening cell hole 342 in which the downstream end 32 of the cell hole 3 opens.
  • the cell holes 3A and the cell holes 3B are alternately arranged.
  • this embodiment shows an example of the formation pattern of the plug part 4, and the formation pattern of the plug part 4 is not limited to this embodiment.
  • a promoter made of ceria-zirconia solid solution, an aggregate made of alumina, an inorganic binder raw material, and a pore former are mixed.
  • sols of various inorganic binders such as alumina sol and silica sol can be used.
  • pore former an organic material or carbon that disappears upon firing described later can be used.
  • the amount of the cocatalyst can be adjusted, for example, so as to exceed 50 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the cocatalyst and the aggregate.
  • a clay is obtained by adding an organic binder, a molding aid, water and the like to the mixture and kneading.
  • the clay is formed into a honeycomb structure to obtain a formed body.
  • the formed body is dried and fired to obtain an exhaust gas filter having a honeycomb structure.
  • An exhaust gas filter having a honeycomb structure has a large number of cells, and both ends of each cell are open.
  • the firing temperature is, for example, 700 to 1200 ° C.
  • the firing time is, for example, 2 to 50 hours.
  • the plug portion 4 is formed in the exhaust gas filter in which both ends of the cell are open. Specifically, first, a ceria-zirconia solid solution, water, an organic binder, and the like are mixed to prepare a clay-like plug portion forming material. And either one of the both ends of each cell hole is plugged with the plug portion forming material. Next, the plug portion forming material is baked in an electric furnace to form a plug portion that closes either one of both ends of the cell hole. The plug portion can be formed before the honeycomb structure is fired, and the honeycomb structure and the plug portion may be fired simultaneously. Moreover, the formation pattern of the plug part forming material can be changed as appropriate, and the plug part can be formed in a desired pattern.
  • a noble metal catalyst can be supported on the exhaust gas filter obtained as described above by, for example, a conventional method. Specifically, for example, first, the exhaust gas filter is immersed in an aqueous solution containing a noble metal salt. After the exhaust gas filter is impregnated with an aqueous solution containing a noble metal salt, the exhaust gas filter is dried. By repeating this impregnation and drying, a desired amount of noble metal salt is supported on the exhaust gas filter. Next, an exhaust gas filter carrying a noble metal catalyst can be obtained by heating the exhaust gas filter.
  • the exhaust gas filter 1 is disposed and used in an exhaust gas flow path in order to purify exhaust gas generated in an internal combustion engine.
  • the internal combustion engine is, for example, a diesel engine or a gasoline engine.
  • the cell wall 2 of the exhaust gas filter 1 has pores 20 that allow adjacent cell holes 3 to communicate with each other. Therefore, the exhaust gas introduced into the cell hole 3 can pass through the cell wall 2 through the pore 20.
  • the exhaust gas filter 1 of the present embodiment either one of the both ends 31 and 32 of the cell hole 3 is sealed by the plug portion 4.
  • the plug portion 4 alternately seals the upstream end portion 31 or the downstream end portion 32 of the adjacent cell holes 3. Therefore, the exhaust gas flow in which the exhaust gas introduced into the upstream opening cell hole 341 passes through the cell wall 2 and is discharged from the downstream opening cell hole 342 is easily formed. That is, the exhaust gas easily passes through the cell wall 2. Therefore, PM contained in the exhaust gas is easily trapped on the cell wall 2, and the contact frequency between the catalyst contained in the cell wall 2 and the exhaust gas is increased. Therefore, the exhaust gas filter 1 exhibits excellent exhaust gas purification performance and can sufficiently purify the exhaust gas.
  • the arrows in FIG. 3 indicate the main exhaust gas flow in the exhaust gas filter 1, and the same applies to FIGS. 6 and 8 described later.
  • the cell wall 2 itself includes the promoter 21 as a constituent component as illustrated in FIG. Therefore, it is not necessary to coat the exhaust gas filter 1 with a cocatalyst separately. Therefore, it is possible to prevent an increase in the heat capacity by preventing an increase in the weight of the exhaust gas filter. As a result, the exhaust gas filter 1 exhibits excellent temperature rise performance and can be activated early.
  • the exhaust gas filter 1 can pass the exhaust gas into the cell wall 2 and the cell wall 2 itself can exhibit catalytic performance. Therefore, the exhaust gas filter 1 can perform PM emission suppression and exhaust gas purification.
  • the exhaust gas filter 1 it is not necessary to separately coat the promoter 21 as described above. Therefore, it is not necessary to limit the amount of the cocatalyst 21 in order to prevent an increase in pressure loss. Therefore, in the exhaust gas filter 1, the oxygen storage ability of the promoter 21 in the cell wall 2 is sufficiently exhibited while preventing an increase in pressure loss. Therefore, the exhaust gas filter 1 exhibits an excellent oxygen storage capacity and can exhibit an excellent purification performance for exhaust gas.
  • the plug portion 4 preferably contains a promoter 21 as a constituent component.
  • the cocatalyst 21 contained not only in the cell wall 2 but also in the plug portion 4 can be used for purification of exhaust gas.
  • the coefficient of thermal expansion of the cell wall 2 and the plug part 4 can be made close, generation
  • the exhaust gas filter 1 having excellent oxygen storage capacity and temperature rise performance.
  • the cell hole 3 includes an open cell hole 33 and a plugged cell hole 34.
  • the open cell hole 33 is a cell hole that penetrates the exhaust gas filter 1 in the axial direction X.
  • the plugged cell hole 34 is a cell hole in which the plug portion 4 that closes the upstream end portion 31 of the exhaust gas filter 1 facing the exhaust gas flow is disposed.
  • the plug 4 is provided at the upstream end 31 of the cell hole 3.
  • the plug 4 is not provided at the downstream end 32 of any cell hole 3 facing the upstream end 31, and the downstream end 32 of the cell hole 3 is open.
  • a total of nine cell holes 3 arranged three by three in the vertical direction and in the horizontal direction are defined as one section, and this is spread as appropriate to form the exhaust gas filter 1. Yes.
  • three cell holes 3 that are not adjacent to each other were used as open cell holes 31, and the remaining cell holes 3 were used as plugged cell holes 32.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the same reference numerals as those used in the above-described embodiments represent the same components as those in the above-described embodiments unless otherwise indicated.
  • a part of the exhaust gas introduced into the open cell hole 33 passes through the pores of the cell wall 2 and is discharged from the plugged cell holes 34. At this time, PM contained in the exhaust gas can be trapped on the cell wall 2. Further, the co-catalyst contained in the cell wall 2 can sufficiently exhibit the excellent oxygen storage capacity to purify the exhaust gas. In addition, since the cell wall 2 itself exhibits catalyst performance, it is not necessary for all exhaust gas to pass through the cell wall. By forming an air flow of the exhaust gas that passes through the cell walls, exhaust gas purification performance can be expressed. Furthermore, since the open cell hole 33 is provided, an increase in the pressure loss of the exhaust gas filter 1 can be sufficiently prevented.
  • the cell hole 3 has an open cell hole 33, and the plug portion 4 is disposed at the upstream end portion 31 of the plugged cell hole 34. Therefore, the ash made of calcium compound or the like contained in the exhaust gas together with PM can be discharged from the exhaust gas filter 1. Ashes cannot be burned off. Therefore, for example, in the exhaust gas filter in which the plug portion is disposed at the downstream end portion 32 of the plugged cell hole, ash remains and accumulates inside the filter. On the other hand, in the exhaust gas filter 1 of the present embodiment, when the exhaust gas passes through the cell wall 2, the exhaust gas is separated by the cell wall 2 and the ash remains in the open cell hole 33.
  • the open cell hole 33 penetrates the exhaust gas filter 1 in the axial direction X, ash can be easily discharged from the open cell hole 33, and ash residue in the exhaust gas filter 1 can be prevented. Thereby, the fall of the purification performance in the exhaust gas filter 1 can be suppressed.
  • the cross-sectional area of the plugged cell hole 34 is larger than the cross-sectional area of the open cell hole 33 in the cross section orthogonal to the axial direction X of the exhaust gas filter 1. preferable.
  • the exhaust gas can be efficiently circulated through the pores formed in the cell wall 2.
  • PM contained in the exhaust gas can be sufficiently trapped in the cell wall 2.
  • the cocatalyst 21 included in the cell wall 2 can sufficiently exhibit an excellent oxygen storage capacity.
  • the exhaust gas purification performance of the exhaust gas filter 1 can be improved.
  • the same effects as those of the first embodiment are obtained.
  • the exhaust gas filter 1 of the present embodiment has, as the cell holes 3, cell holes 3 a having an octagonal inner periphery and cell holes 3 b having an inner peripheral shape of a quadrangle. .
  • the cell hole 3 includes an open cell hole 33 and a plugged cell hole 34.
  • the open cell hole 33 is a cell hole that penetrates the exhaust gas filter 1 in the axial direction X.
  • the plugged cell hole 34 is a cell hole in which the plug portion 4 that faces the exhaust gas flow and closes the upstream end portion 31 of the exhaust gas filter 1 is disposed.
  • the plug 4 is provided at the upstream end 31 of the cell hole 3.
  • the plug 4 is not provided at the downstream end 32 of any cell hole 3 facing the upstream end 31, and the downstream end 32 of the cell hole 3 is open.
  • Other configurations are the same as those of the first embodiment.
  • the hydraulic diameter of the octagonal cell hole 3a is larger than the hydraulic diameter of the square cell hole 3b.
  • the octagonal cell holes 3a and the square cell holes 3b are alternately arranged.
  • the difference between the hydraulic diameter of the octagonal cell hole 3a and the hydraulic diameter of the square cell hole 3b can be increased.
  • the plugged cell hole 34 and the open cell hole 33 are made adjacent to each other. Can do.
  • the pressure difference between the plugging cell hole 34 and the open cell hole 33 can be increased effectively.
  • the exhaust gas flowing into the open cell hole 33 can be efficiently circulated to the plugged cell hole 34 through the pores.
  • the pressure difference between the open cell hole 33 and the plugged cell hole 34 becomes smaller from the upstream side to the downstream side of the exhaust gas filter 1.
  • the exhaust gas can be passed through the cell wall 2 in a wider range of the exhaust gas filter 1 by increasing the pressure difference between the open cell hole 33 and the plugged cell hole 34. Thereby, PM contained in exhaust gas can be collected efficiently.
  • the cell shape is preferably a shape having a large hydraulic diameter from the viewpoint of the pressure loss of the exhaust gas filter 1. Therefore, making the cell hole 3 triangular, for example, tends to increase the pressure loss of the exhaust gas filter 1. From the above viewpoint, the purification performance can be improved efficiently by alternately arranging the octagonal cell holes 3a and the square cell holes 3b. In addition, the same effects as those of the first embodiment are obtained.
  • the rectangular cell hole 3 b is an open cell hole 33
  • the octagonal cell hole 3 a is a plugged cell hole 34.
  • the open cell hole 33 and the plugging cell hole 34 were alternately formed in a line, shapes other than this may be sufficient.
  • a part of the rectangular cell hole 3 b may be further used as a plugged cell hole 34. Also in this case, the same effect as this embodiment can be obtained.
  • a cylindrical exhaust gas filter is used alone, but a joined exhaust gas filter formed by joining a plurality of exhaust gas filters may be used.
  • a plurality of rectangular columnar exhaust gas filters such as a rectangular parallelepiped may be produced, and these may be integrated by joining the exhaust gas filters to each other on the side surface.
  • Example 2 Next, the oxygen storage capacity and the temperature rise performance of the exhaust gas filter example and the comparative example are compared.
  • three types of exhaust gas filters of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 are evaluated.
  • Each exhaust gas filter has a cylindrical shape, a diameter ⁇ of 103 mm, and an axial length L of 105 mm.
  • the exhaust gas filter of Example 1 has the same configuration as that of Embodiment 1 described above, and the cell wall itself includes a promoter composed of a ceria-zirconia solid solution, and a plug is formed at the end of the cell. Yes.
  • the exhaust gas filter of Example 1 has a cell wall thickness of 8 mils and a cell count of 300 mesh. “Mill” represents the thickness of the cell wall, and its unit is 1/1000 inch. The “mesh” represents the number of cells per square inch.
  • a noble metal catalyst (specifically, Pd) is supported on the cell wall.
  • the total amount of the promoter and the noble metal catalyst in the exhaust gas filter of Example 1 is 300 g / L as shown in Table 1 described later.
  • Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are exhaust gas filters made of cordierite.
  • Comparative Example 1 is a straight flow type exhaust gas filter in which plugs are not formed at both ends of the cell and each cell is open at both ends.
  • Comparative Example 2 is an exhaust gas filter in which plug portions made of cordierite are formed at both ends of the cell. The formation pattern of the plug portions is the same as in Example 1.
  • the cell wall of the exhaust gas filter of Comparative Example 2 has a large number of pores as in Example 1, and the exhaust gas can pass through the cell wall.
  • a co-catalyst and a noble metal catalyst are supported on the cell walls of the exhaust gas filters of Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and these catalysts are supported after the exhaust gas filter is manufactured.
  • the exhaust gas filters of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are manufactured by, for example, a known method.
  • the total amount of the cocatalyst and the noble metal catalyst is 240 g / L in Comparative Example 1 and 100 g / L in Comparative Example 2, as shown in Table 1 described later.
  • Example 1 Each exhaust gas filter of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 was mounted on an exhaust system of a gasoline engine having a displacement of 2.5 L.
  • the temperature of the gas entering the exhaust gas filter was adjusted to about 600 ° C., and the air-fuel ratio A / F of the exhaust gas was adjusted to 14.6 of the theoretical air-fuel ratio.
  • the side facing the exhaust gas flow is the upstream side of the exhaust gas filter.
  • the side facing the upstream side of the exhaust gas filter is the downstream side of the exhaust gas filter.
  • the air-fuel ratio was switched from the stoichiometric air-fuel ratio to a rich state of 14.1 and a lean state of 1.51.
  • the O 2 sensor is installed on the downstream side of the exhaust gas filter in the exhaust gas flow direction.
  • the oxygen storage amount of the exhaust gas filter was calculated by measuring the output delay of the O 2 sensor at the time of switching. The results are shown in Table 1.
  • Example 1 Each exhaust gas filter of Example 1, Comparative Example 1, and Comparative Example 2 was mounted on an exhaust system of a gasoline engine having a displacement of 2.5 L.
  • the exhaust gas filter was installed at a position away from the exhaust manifold of the engine via water-cooled piping.
  • the engine was driven at a stoichiometric air-fuel ratio, and the inlet temperature of the exhaust gas filter was adjusted to 100 ° C. with cooling water flowing through the water-cooled piping.
  • the inlet temperature is the temperature at the upstream end of the exhaust gas filter in the exhaust gas flow direction facing the exhaust gas flow. Subsequently, the inlet temperature of the exhaust gas filter was raised as shown in FIG. 10 by adjusting the flow rate of the cooling water.
  • the temperature of the exhaust gas filter was measured over time.
  • the horizontal axis indicates the elapsed time from the start of measurement, and the vertical axis indicates the temperature of the exhaust gas filter.
  • graph E is the result of Example 1
  • graph C1 is the result of Comparative Example 1
  • graph C2 is the result of Comparative Example 2.
  • Graph G is the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas filter. The same amount of heat is supplied to each exhaust gas filter.
  • Example 1 since Example 1 includes a promoter in the constituent components of the filter itself, the amount of catalyst can be increased compared to Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and the oxygen storage amount is high. It was.
  • Comparative Example 1 and Comparative Example 2 in which the produced filter is used as a base material, and the promoter and the noble metal catalyst are supported on the base material, the pores in the cell wall that becomes the exhaust gas flow path are formed by the promoter or the like. There is a limit to the amount of promoter to avoid being buried and blocked.
  • Comparative Example 2 having a plug at the end of the cell the pressure loss tends to increase remarkably due to the loading of the catalyst. Lower.
  • Comparative Example 2 has a low temperature rise performance. This is because the heat capacity of the exhaust gas filter of Comparative Example 2 is a large value that is the sum of the heat capacity of the promoter and the heat capacity of the substrate.
  • the cocatalyst is supported on a base material in order to impart exhaust gas purification performance.
  • the base material is a member for maintaining the structure of the exhaust gas filter, which does not have a function for catalytic activity.
  • the exhaust gas filter of Example 1 includes a promoter that has an exhaust gas purification performance as a constituent component. For this reason, it is not necessary to support the promoter on the exhaust gas filter. For this reason, Example 1 is made of cordierite and exhibits an excellent temperature rise performance equivalent to or better than that of the straight-flow type exhaust gas filter of Comparative Example 2.
  • the oxygen storage capacity and the temperature rise performance of the exhaust gas filter having the same plug part formation pattern as that of the first embodiment illustrated in FIGS. 2 and 3 were evaluated. Although not described in detail, the oxygen storage capacity and temperature rise are excellent even in the exhaust gas filter having the same plug portion formation pattern as that of the second embodiment illustrated in FIGS. 5 and 6 and the third embodiment illustrated in FIGS. Confirmed to show performance.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

複数のセル壁２と、セル壁２によって囲まれた複数のセル孔３と、少なくとも一部のセル孔３の両端のいずれか一方を封止する栓部４とを有する排ガスフィルタ１である。セル壁２には、隣り合うセル孔３を連通する細孔が形成されている。セル壁２は、その構成成分にセリア、ジルコニア、及びセリア－ジルコニア固溶体からなるグループより選ばれる少なくとも１種の助触媒を含有する。

Description

排ガスフィルタ
　本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための排ガスフィルタに関する。
　内燃機関の排気管には、排ガスに含まれる粒子状物質（すなわち、Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）を捕集する排ガス浄化装置が設けられている。この排ガス浄化装置は、排ガスに含まれるＰＭを捕集するために、例えばコージェライト等からなる排ガスフィルタを備えている（特許文献１参照）。排ガス中に含まれる有害物質を浄化するために、排ガスフィルタには貴金属触媒や酸素吸蔵能（すなわち、ＯＳＣ）を有する助触媒が被覆されている。有害物質は炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物等である。助触媒はセリア－ジルコニア固溶体等からなる。
特表２０１３－５３０３３２号公報
　しかしながら、排ガスフィルタに助触媒を被覆させると、セル壁内の細孔が助触媒によって塞がれてしまうおそれがある。そのため、排ガスフィルタの圧力損失が増大するおそれがある。したがって、セル壁に被覆できる助触媒量には限界があり、酸素吸蔵能を十分に高めることができなくなる。また、助触媒を被覆させると、排ガスフィルタの重量が増大するため、熱容量が大きくなる。その結果、昇温性能が低下し、排ガスフィルタの早期活性化が困難になる。
　本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、酸素吸蔵能及び昇温性能に優れた排ガスフィルタを提供しようとするものである。
　本発明の一態様は、複数のセル壁（２）と、
　該セル壁によって囲まれた複数のセル孔（３）と、
　少なくとも一部の上記セル孔の両端のいずれか一方を封止する栓部（４）と、を有し、
　上記セル壁には、隣り合うセル孔を連通する細孔（２０）が形成されており、
　上記セル壁は、該セル壁の構成成分に、セリア、ジルコニア、及びセリア－ジルコニア固溶体からなるグループより選ばれる少なくとも１種の助触媒（２１）を含有する、排ガスフィルタ（１）にある。
　なお、括弧内の符号は、参考のために付したものであり、発明を限定するものではない。
　上記排ガスフィルタは、上記のごとく、セル壁に細孔を有し、セル壁自体が助触媒を構成成分としている。そのため、排ガスフィルタに助触媒を別途被覆する必要がなくなる。そのため、排ガスフィルタの重量の増大を防止して熱容量の増大を防止することができる。その結果、排ガスフィルタは、優れた昇温性能を示し、早期活性化が可能になる。また、排ガスフィルタにおいては、助触媒を被覆する必要がなくなるため、圧力損失の増大防止のために助触媒の量を制限する必要がない。そのため、圧力損失の増大を防止しながらも助触媒が十分に酸素吸蔵能を発揮することができる。したがって、排ガスフィルタは、排ガスに対して優れた浄化性能を発揮することができる。
　また、セル壁が細孔を有しており、排ガスをセル壁の細孔内を通過させることができる。そのため、排ガス中に含まれる粒子状物質（以下、「ＰＭ」という）をセル壁にトラップすることができる。それと共に、セル壁に含まれる助触媒によって排ガス中に含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物等の有害成分を十分に浄化することが可能になる。さらに、セル壁自体が触媒性能を有する。そのため、全ての排ガスがセル壁を通過しなくとも、一部の排ガスがセル壁を通過すれば、セル壁を通過する気流が形成されるため、優れた排ガス浄化性能を発現することができる。したがって、排ガスフィルタは、上記のようにセル壁内に排ガスを通過させることができる共に、セル壁自体が触媒性能を発揮できるため、ＰＭ排出の抑制と排ガスの浄化とを行うことができる。
　以上のごとく、上記態様によれば、酸素吸蔵能及び昇温性能に優れた排ガスフィルタを提供することができる。
実施形態１における、排ガスフィルタの斜視図。 実施形態１における、排ガスフィルタの排ガス流れと向かい合う上流側の端面の部分拡大図。 実施形態１における、排ガスフィルタの軸方向断面図。 実施形態１における、セル壁の拡大断面図。 実施形態２における、排ガスフィルタの排ガス流れと向かい合う上流側の端面の部分拡大図。 実施形態２における、排ガスフィルタの軸方向断面図。 実施形態３における、排ガスフィルタの排ガス流れと向かい合う上流側の端面の部分拡大図。 実施形態３における、排ガスフィルタの軸方向断面図。 実施形態３における、変形例の排ガスフィルタにおける排ガス流れと向かい合う上流側の端面の部分拡大図。 実験例における、各排ガスフィルタの経時的温度変化を示す説明図。
（実施形態１）
　排ガスフィルタの実施形態について、図１～図４を参照して説明する。図１～図３に例示されるように、本実施形態の排ガスフィルタ１は、多数のセル壁２と、多数のセル孔３とを有する。セル孔３は、これらのセル壁２によって囲まれて形成される。排ガスフィルタ１は、さらに、各セル孔３の両端３１、３２のいずれか一方を封止する栓部４を有する。
　図３及び図４に例示されるように、セル壁２には、隣り合うセル孔３を連通する細孔２０が形成されている。セル壁２は、その構成成分としてセリア－ジルコニア固溶体からなる助触媒２１を含有する。以下、さらに詳説する。
　図１～図３に例示されるように、排ガスフィルタ１は、例えば円柱状であり、排ガスフィルタ１の内部に、セル壁２と、多数のセル孔３とを有する。セル壁２は格子状に設けられている。多数のセル孔３は、セル壁２に囲まれて軸方向Ｘに伸びている。排ガスフィルタ１の形状は、本実施形態のように円柱状でもよいが、四角柱等の多角柱状であってもよい。また、セル壁２は、セル孔３の内周形状が本実施形態のように正方形等の四角形となるように形成することができる。セル孔３の内周形状は、排ガスフィルタ１の径方向断面（すなわち、軸方向Ｘと垂直方向における断面）におけるものである。セル壁２の厚み及びセル孔３の数は、強度や圧力損失等の要求特性に応じて適宜調整可能である。
　図２に例示されるように、セル孔３の内周形状は、例えば正方形である。正方形における１辺と平行な縦方向と、縦方向と直交する横方向に、各正方形状のセル孔３が等間隔に並んでいる。また、セル壁２は、セル孔３の内周形状が三角形、六角形、八角形、十二角形等の多角形となるように形成されていてもよい。セル孔３の内周形状は、排ガスフィルタ１の径方向断面におけるものである。さらにセル孔３の内周形状は円形となるように形成されていてもよい。また、図２に例示されるように、セル孔３の内周形状は一様であってもよい。しかしながら、後述の実施形態３及び４に例示されるように、多数のセル孔３には、内周形状が互いに異なる２種以上のセル孔３が存在していてもよい。また、セル孔３の内周形状において、セル孔３同士が相似形であったり大きさが異なったりしても、異なるものとする。
　図４に例示されるように、セル壁２は、セリア－ジルコニア固溶体からなる助触媒２１を含有し、θアルミナからなる骨材２２と、無機バインダ２３とを含有する。助触媒２１は、例えばセリアにジルコニウムが固溶されたセリア－ジルコニア固溶体であるが、セリア、ジルコニアを用いることができる。すなわち、助触媒２１としては、セリア、ジルコニア、及びセリア－ジルコニア固溶体からなるグループより選ばれる少なくとも１種を用いることができる。また、セリア－ジルコニア固溶体を用いる場合には、ジルコニウムの他にさらに希土類元素であるＬａやＹが固溶していてもよい。無機バインダ２３としては、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、チタニア等を用いることができ、好ましくはアルミナが用いられる。
　セル壁２は、セリア－ジルコニア固溶体を主成分とし、さらにθアルミナ、無機バインダを含む材料で構成されることが好ましい。この場合には、排ガスフィルタ１のセル壁２は、より優れた触媒性能を発揮することができる。セル壁２においては、無機バインダ２３がマトリックスを形成する。このマトリックス中にセリア－ジルコニアからなる助触媒２１とθアルミナからなる骨材２２とが分散されている。これは、例えば走査型電子顕微鏡（すなわち、ＳＥＭ）によって確認することができる。また、助触媒２１同士の間、骨材２２同士の間、助触媒２１と骨材２２との間、助触媒２１と無機バインダ２３との間、骨材２２と無機バインダ２３との間等には、細孔２０が形成されている。そして、これらの細孔２０によって、セル壁２を隔てて隣り合うセル孔３同士が連通しており、セル壁２は多孔体である。セル壁２においては、助触媒２１と骨材２２との合計１００質量部に対する助触媒２１の含有量を例えば５０質量部を超える量にすることができる。
　また、図示を省略するが、排ガスフィルタ１のセル壁２には、貴金属触媒を担持させることができる。貴金属触媒としては、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｈ等から選ばれる少なくとも１種の貴金属を用いることができる。貴金属触媒は、所謂三元触媒として機能し、炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物等を酸化又は還元させることにより、排ガスを浄化する。
　図１～図３に例示されるように、各セル孔３は、セル孔３の、排ガス流れと向かい合う上流側端部３１及び上流側端部３１と対向する下流側端部３２を有する。上流側端部３１及び下流側端部３２のいずれか一方は、栓部４によって封止されている。栓部４は、隣り合うセル孔３の上流側端部３１又は下流側端部３２を交互に封止する。排ガスフィルタ１の複数のセル孔３は、セル孔３Ａとセル孔３Ｂから成る。セル孔３Ａは、セル孔３の上流側端部３１が開口する上流開口セル孔３４１を有する。セル孔３Ｂは、セル孔３の下流側端部３２が開口する下流開口セル孔３４２を有する。セル孔３Ａとセル孔３Ｂとが交互に配置されている。なお、本実施形態は、栓部４の形成パターンの一例を示すものであり、栓部４の形成パターンは本実施形態に限定されるものではない。
　次に、本実施形態にかかる排ガスフィルタ１の製造方法について説明する。まず、セリア－ジルコニア固溶体からなる助触媒と、アルミナからなる骨材と、無機バインダ原料と、造孔材とを混合する。無機バインダ原料としては、例えばアルミナゾル、シリカゾル等の各種無機バインダのゾル等を用いることができる。造孔材としては、後述の焼成時に消失する有機材料やカーボン等を用いることができる。助触媒の配合量は、例えば助触媒と骨材との合計１００質量部に対して５０質量部を超える量になるように調整することができる。
　次いで、混合物に、有機バインダ、成形助剤、水などを添加して混練することにより坏土を得る。次いで、坏土をハニカム構造に成形して成形体を得る。その後、成形体を乾燥し、焼成することにより、ハニカム構造の排ガスフィルタを得る。ハニカム構造の排ガスフィルタは、多数のセルを有し、各セルの両端は開口している。焼成温度は例えば７００～１２００℃、焼成時間は例えば２～５０時間である。
　次に、セルの両端が開口する排ガスフィルタに栓部４を形成する。具体的には、まず、セリア－ジルコニア固溶体、水、及び有機バインダ等を混合し、粘土状の栓部形成材料を作製する。そして、栓部形成材料により、各セル孔の両端のいずれか一方を塞ぐ。次いで、電気炉内で栓部形成材料を焼成することにより、セル孔の両端のいずれか一方を塞ぐ栓部を形成する。なお、栓部の形成はハニカム構造体の焼成を行う前に実施することもでき、ハニカム構造体の焼成と栓部の焼成を同時に行うようにしても良い。また、栓部形成材料の形成パターンは適宜変更可能であり、所望のパターンで栓部を形成することできる。
　次に、上記のようにして得られた排ガスフィルタには、例えば常法により貴金属触媒を担持させることができる。具体的には、例えば、まず、貴金属塩を含む水溶液中に排ガスフィルタを浸漬する。貴金属塩を含む水溶液を排ガスフィルタに含浸させた後、排ガスフィルタを乾燥させる。この含浸と乾燥とを繰り返すことにより、所望量の貴金属塩を排ガスフィルタに担持させる。次いで、排ガスフィルタを加熱することにより、貴金属触媒が担持された排ガスフィルタを得ることができる。
　次に、本実施形態の排ガスフィルタ１の作用効果について説明する。排ガスフィルタ１は、内燃機関において発生した排ガスを浄化するために、排ガス流路内に配置されて用いられる。内燃機関は例えばディーゼルエンジンやガソリンエンジン等である。図１～図４に例示されるように、排ガスフィルタ１のセル壁２は、隣り合うセル孔３を連通させる細孔２０を有する。そのため、セル孔３内に導入された排ガスは、細孔２０を通ってセル壁２を通過することができる。
　本実施形態の排ガスフィルタ１においては、セル孔３の両端３１、３２のいずれか一方が栓部４によって封止されている。栓部４は、隣り合うセル孔３の上流側端部３１又は下流側端部３２を交互に封止している。そのため、上流開口セル孔３４１に導入された排ガスがセル壁２を通過して下流開口セル孔３４２から排出されるという排ガスの流れが形成されやすくなる。すなわち、排ガスがセル壁２を通過し易い。そのため、排ガス中に含まれるＰＭがセル壁２にトラップされやすくなり、さらに、セル壁２に含まれる触媒と排ガスとの接触頻度が高くなる。そのため、排ガスフィルタ１は優れた排ガス浄化性能を示し、排ガスを十分に浄化することができる。なお、図３における矢印は、排ガスフィルタ１における主要な排ガスの流れを示し、後述の図６及び図８においても同様である。
　排ガスフィルタ１は、図４に例示されるようにセル壁２自体が助触媒２１を構成成分としている。そのため、排ガスフィルタ１に別途助触媒を被覆させる必要がなくなる。それ故、排ガスフィルタの重量の増大を防止して熱容量の増大を防止することができる。その結果、排ガスフィルタ１は、優れた昇温性能を示し、早期活性化が可能になる。
　このように、排ガスフィルタ１は、セル壁２内に排ガスを通過させることができる共に、セル壁２自体が触媒性能を発揮できる。そのため、排ガスフィルタ１は、ＰＭ排出の抑制と排ガスの浄化とを行うことができる。
　排ガスフィルタ１においては、上述のように助触媒２１を別途被覆する必要がなくなる。そのため、圧力損失の増大の防止のために助触媒２１の量を制限する必要がない。そのため、排ガスフィルタ１においては、圧力損失の増大を防止しながらもセル壁２内の助触媒２１が有する酸素吸蔵能が十分に発揮される。それ故、排ガスフィルタ１は、優れた酸素吸蔵能を示し、排ガスに対する優れた浄化性能を発揮することができる。
　排ガスフィルタ１において、栓部４は、その構成成分に助触媒２１を含有することが好ましい。この場合には、セル壁２だけでなく栓部４中に含まれる助触媒２１を排ガスの浄化に利用することができる。また、セル壁２と栓部４との熱膨張係数を近づけることができるため、クラック等の発生を防止することができる。
　以上のごとく、本実施形態によれば、酸素吸蔵能及び昇温性能に優れた排ガスフィルタ１を提供することができる。
（実施形態２）
　次に、排ガスフィルタを軸方向に貫通する開放セル孔を有する排ガスフィルタの実施形態について説明する。図５及び図６に例示されるように、本実施形態においては、セル孔３は、開放セル孔３３と栓詰めセル孔３４とからなる。開放セル孔３３は、排ガスフィルタ１を軸方向Ｘに貫通するセル孔である。栓詰めセル孔３４は、排ガスフィルタ１の、排ガス流れと向かい合う上流側端部３１を閉塞する栓部４が配設されたセル孔である。栓部４はセル孔３の上流側端部３１に設けられている。上流側端部３１と対向する、いずれのセル孔３の下流側端部３２にも栓部４は設けられておらず、セル孔３の下流側端部３２は開放されている。
　本実施形態においては、図５に例示されるように、縦方向及び横方向に３個ずつ並んだ計９個のセル孔３を一区画とし、これを適宜敷き詰めて排ガスフィルタ１を形成している。尚、一区画９個のセル孔３のうち隣り合わない３個のセル孔３を開放セル孔３１とし、残りのセル孔３を栓詰めセル孔３２とした。その他の構成は、実施形態１と同様である。なお、実施形態２以降において用いた符号のうち、既出の実施形態において用いた符号と同一のものは、特に示さない限り、既出の実施形態におけるものと同様の構成要素等を表す。
　開放セル孔３３に導入された排ガスの一部は、セル壁２の細孔を通過して、栓詰めセル孔３４から排出される。このとき、排ガス中に含まれるＰＭをセル壁２にトラップさせることができる。また、セル壁２中に含まれる助触媒が優れた酸素吸蔵能を十分に発揮して排ガスの浄化を行うことができる。なお、セル壁２自体が触媒性能を示すため、全ての排ガスがセル壁を通過する必要はない。セル壁を通過する排ガスの気流が形成されることにより、排ガス浄化性能を発現することができる。さらに、開放セル孔３３を有するため、排ガスフィルタ１の圧力損失の上昇を十分に防止することができる。
　また、セル孔３が開放セル孔３３を有すると共に、栓部４は、栓詰めセル孔３４の上流側端部３１に配設されている。したがって、排ガスにＰＭと共に含まれている、カルシウム化合物等からなる灰を排ガスフィルタ１から排出させることができる。灰は、燃焼除去をさせることができない。そのため、例えば栓詰めセル孔の下流側端部３２に栓部が配設された排ガスフィルタにおいては、灰がフィルタ内部に残留蓄積する。一方、本実施形態の排ガスフィルタ１においては、排ガスがセル壁２を通過する際に、セル壁２によって分離され、灰は開放セル孔３３内にとどまる。開放セル孔３３は、軸方向Ｘにおいて排ガスフィルタ１を貫通しているため、開放セル孔３３から灰を容易に排出することができ、排ガスフィルタ１内における灰の残留を防止することができる。これにより、排ガスフィルタ１における浄化性能の低下を抑制することができる。
　また、図５に例示されるように、排ガスフィルタ１の軸方向Ｘと直交する断面において、開放セル孔３３における流路断面積よりも、栓詰めセル孔３４における流路断面積が大きいことが好ましい。この場合には、排ガスをセル壁２に形成された細孔に効率良く流通させることが可能になる。そして、排ガス中に含まれるＰＭをセル壁２に十分にトラップさせることができる。また、セル壁２中に含まれる助触媒２１が優れた酸素吸蔵能を十分に発揮することができる。その結果、排ガスフィルタ１の排ガス浄化性能を向上させることができる。その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
（実施形態３）
　次に、内周形状が八角形のセル孔と、内周形状が四角形のセル孔とを有する排ガスフィルタの実施形態について説明する。図７及び図８に例示されるように、本実施形態の排ガスフィルタ１は、セル孔３として、内周形状が八角形のセル孔３ａと、内周形状が四角形のセル孔３ｂとを有する。セル孔３は、実施形態２と同様に、開放セル孔３３と、栓詰めセル孔３４とからなる。開放セル孔３３は、排ガスフィルタ１を軸方向Ｘに貫通するセル孔である。栓詰めセル孔３４は、排ガス流れと向かい合う、排ガスフィルタ１の上流側端部３１を閉塞する栓部４が配設されたセル孔である。栓部４はセル孔３の上流側端部３１に設けられている。上流側端部３１と対向する、いずれのセル孔３の下流側端部３２にも栓部４は設けられておらず、セル孔３の下流側端部３２は開放されている。その他の構成は、実施形態１と同様である。
　八角形のセル孔３ａの水力直径は、四角形のセル孔３ｂの水力直径よりも大きい。排ガスフィルタ１において、八角形のセル孔３ａと四角形のセル孔３ｂとは交互に並べて形成されていることが好ましい。この場合には、八角形のセル孔３ａの水力直径と、四角形のセル孔３ｂの水力直径との差を大きくすることができる。これにより、例えば、八角形のセル孔３ａを栓詰めセル孔３４、四角形のセル孔３ｂを開放セル孔３３として適宜割り振った際に、栓詰めセル孔３４と開放セル孔３３とを隣接させることができる。これにより、栓詰めセル孔３４と開放セル孔３３との間における圧力差を効果的に増大させることができる。
　そして、この圧力差を利用することにより、開放セル孔３３に流入した排ガスを、細孔を通じて栓詰めセル孔３４へと効率良く流通させることができる。また、開放セル孔３３と栓詰めセル孔３４との間の圧力差は、排ガスフィルタ１の上流から下流に向かうにつれて小さくなっていく。しかし、開放セル孔３３と栓詰めセル孔３４との間の圧力差が生じる範囲においては、細孔への排ガスの流通が継続される。そのため、上述のごとく、開放セル孔３３と栓詰めセル孔３４との間の圧力差を増大させることで、排ガスフィルタ１のより広い範囲において、セル壁２に排ガスを通過させることができる。これにより、排ガスに含まれるＰＭを効率良く捕集することができる。
　一方、栓詰めセル孔３４同士又は開放セル孔３３同士が隣接した場合、栓詰めセル孔３４同士の間又は開放セル孔３３同士の間には圧力差が生じ難い。そのため、捕集性能の観点では有用な機能が少ない。また、セル形状は排ガスフィルタ１の圧力損失の観点から水力直径の大きい形状が良い。従ってセル孔３を例えば三角形等にすることは、排ガスフィルタ１の圧力損失の増大を招きやすい。以上の観点から、八角形のセル孔３ａと四角形のセル孔３ｂとを交互に並べて形成することにより、浄化性能を効率よく向上させることができる。その他、実施形態１と同様の作用効果を有する。
　尚、本実施形態の排ガスフィルタ１においては、四角形のセル孔３ｂを開放セル孔３３とし、八角形のセル孔３ａを栓詰めセル孔３４とした。そして、開放セル孔３３と栓詰めセル孔３４とを交互に並べて形成したが、これ以外の形状であってもよい。例えば図９に示すごとく、四角形のセル孔３ｂの一部をさらに栓詰めセル孔３４としてもよい。この場合にも、本実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
　なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の実施形態に適用することが可能である。例えば、上述の各実施形態においては、円柱形状の排ガスフィルタを単独で用いているが、複数の排ガスフィルタを接合してなる接合型排ガスフィルタを用いることもできる。具体的には、例えば直方体などの四角柱状の排ガスフィルタを複数作製し、これらを側面において排ガスフィルタ同士を接合させることにより一体化させてもよい。
（実験例）
　次に、排ガスフィルタの実施例と比較例について、酸素吸蔵能及び昇温性能を比較する。本実験例においては、実施例１、比較例１、比較例２の３種類の排ガスフィルタについて評価を行う。各排ガスフィルタは、いずれも、円柱形状であり、直径Φが１０３ｍｍ、軸方向の長さＬが１０５ｍｍである。
　実施例１の排ガスフィルタは、上述の実施形態１と同様の構成であり、セル壁自体がセリア－ジルコニア固溶体からなる助触媒を構成成分としており、セルの端部には栓部が形成されている。実施例１の排ガスフィルタは、セル壁の厚みが８ミル、セル数が３００メッシュである。なお、「ミル」とは、セル壁の厚みを表しており、単位は１／１０００インチである。また、「メッシュ」とは、１平方インチ当たりのセル数を表している。また、セル壁には貴金属触媒（具体的にはＰｄ）が担持されている。実施例１の排ガスフィルタにおける助触媒と貴金属触媒との合計量は、後述の表１に示すごとく３００ｇ／Ｌである。
　比較例１及び比較例２は、コージェライトからなる排ガスフィルタである。比較例１は、セルの両端に栓部が形成されておらず、各セルが両端に開口したストレートフロー型の排ガスフィルタである。比較例２は、セルの両端にコージェライトからなる栓部が形成された排ガスフィルタであり、栓部の形成パターンは実施例１と同様である。また、比較例２の排ガスフィルタのセル壁には、実施例１と同様に多数の細孔があり、排ガスはセル壁を通過できる。比較例１及び比較例２の排ガスフィルタのセル壁には、助触媒と貴金属触媒とが担持されており、これらの触媒は、排ガスフィルタの作製後に担持されている。比較例１及び比較例２の排ガスフィルタは、例えば公知の方法によって製造される。助触媒と貴金属触媒との合計量は、後述の表１に示すごとく比較例１が２４０ｇ／Ｌであり、比較例２が１００ｇ／Ｌである。
「酸素吸蔵能の測定」
　実施例１、比較例１、比較例２の各排ガスフィルタをそれぞれ排気量２．５Ｌのガソリンエンジンの排気系に搭載した。排ガスフィルタへの入りガス温度が約６００℃となり、排ガスの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比の１４．６となるように調整した。排ガスフィルタにおいて、排ガス流れと向かい合う側を排ガスフィルタの上流側とする。また、排ガスフィルタの上流側と対向している側を排ガスフィルタの下流側とする。次いで、Ｏ２センサの出力をモニタしながら、空燃比を理論空燃比からリッチ状態の１４．１及びリーン状態の１．５１にそれぞれ切り替えた。Ｏ２センサは排ガスの流れ方向における排ガスフィルタの下流側に設置されている。この切り替え時のＯ２センサの出力遅れを測定することにより、排ガスフィルタの酸素吸蔵量を算出した。その結果を表１に示す。
「昇温性能」
　実施例１、比較例１、比較例２の各排ガスフィルタをそれぞれ排気量２．５Ｌのガソリンエンジンの排気系に搭載した。排ガスフィルタは、水冷配管を介してエンジンのエキゾーストマニホールドから離れた位置に設置した。エンジンを理論空燃比で駆動し、水冷配管内を流れる冷却水により、排ガスフィルタの入口温度を１００℃になるように調整した。なお、入口温度とは、排ガス流れと向かい合う、排ガスの流れ方向における排ガスフィルタの上流側端部の温度である。次いで、冷却水の流量を調整することにより、排ガスフィルタの入口温度を図１０に示すように昇温させた。このとき、排ガスフィルタの温度を経時的に測定した。図１０において、横軸は測定開始からの経過時間を示し、縦軸は排ガスフィルタの温度を示す。図１０において、グラフＥは、実施例１の結果であり、グラフＣ１は比較例１の結果であり、グラフＣ２は、比較例２の結果である。また、グラフＧは、排ガスフィルタに流入する排ガスの温度である。各排ガスフィルタにはいずれも同量の熱量が供給されている。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表１より知られるように、実施例１は、フィルタ自体の構成成分に助触媒を含むため、比較例１及び比較例２に比べて、触媒量を増やすことができ、高い酸素吸蔵量を示した。一方、作製したフィルタを基材として用いて、助触媒及び貴金属触媒を基材に担持させた比較例１及び比較例２においては、排ガスの流路となるセル壁内の気孔が助触媒等によって埋設されて塞がれることを回避するために助触媒量に限界がある。特に、セルの端部に栓部を有する比較例２においては、触媒の担持により圧力損失が顕著に増大する傾向があるため、表１に例示されるように助触媒の担持量の限界値が低くなる。
　また、図１０より知られるように、比較例２は昇温性能が低い。これは、比較例２の排ガスフィルタの熱容量が、助触媒の熱容量と、基材の熱容量とを合算した大きな値となるからである。上記助触媒は、排ガス浄化性能を付与するために基材に担持されたものである。上記基材は、触媒活性に対して機能を有さない、排ガスフィルタの構造維持のための部材である。これに対し、実施例１の排ガスフィルタは、フィルタ自体が排ガス浄化性能を持つ助触媒を構成成分としている。このため、助触媒を排ガスフィルタに担持させる必要がなくなる。そのため、実施例１は、コージェライトからなりストレートフロー型の比較例２の排ガスフィルタと同等以上の優れた昇温性能を示す。
　本実験例においては、図２及び図３に例示される実施形態１と同様の栓部形成パターンの排ガスフィルタについて、酸素吸蔵能及び昇温性能の評価を行った。詳説を省略するが、図５及び図６に例示される実施形態２、図７～図９に例示される実施形態３と同様の栓部形成パターンの排ガスフィルタでも優れた酸素吸蔵能及び昇温性能を示すことを確認している。
　１　排ガスフィルタ
　２　セル壁
　２０　細孔
　２１　助触媒
　３　セル孔

Claims (7)

  1. 　複数のセル壁（２）と、
    　該セル壁によって囲まれた複数のセル孔（３）と、
    　少なくとも一部の上記セル孔の両端のいずれか一方を封止する栓部（４）と、を有し、
    　上記セル壁には、隣り合うセル孔を連通する細孔（２０）が形成されており、
    　上記セル壁は、該セル壁の構成成分に、セリア、ジルコニア、及びセリア－ジルコニア固溶体からなるグループより選ばれる少なくとも１種の助触媒（２１）を含有する、排ガスフィルタ（１）。
  2. 　上記セル壁は、セリア－ジルコニア固溶体を主成分とし、さらにθアルミナ、無機バインダを含む材料で構成される、請求項１に記載の排ガスフィルタ。
  3. 　上記栓部は、該栓部の構成成分に上記助触媒を含有する、請求項１又は２に記載の排ガスフィルタ。
  4. 　上記セル孔の両端のいずれか一方が上記栓部によって封止されており、該栓部は、隣り合う上記セル孔の排ガス流れと向かい合う上流側端部（３１）又は上流側端部（３１）と対向する下流側端部（３２）を交互に封止する、請求項１～３のいずれか１項に記載の排ガスフィルタ。
  5. 　上記セル孔は、上記排ガスフィルタを軸方向（Ｘ）において貫通する開放セル孔（３３）と、上記セル孔の上流側端部（３１）を閉塞する上記栓部が配設された栓詰めセル孔（３４）とからなる、請求項１～３のいずれか１項に記載の排ガスフィルタ。
  6. 　上記排ガスフィルタの上記軸方向と直交する断面において、上記開放セル孔における流路断面積よりも、上記栓詰めセル孔における流路断面積が大きい、請求項５に記載の排ガスフィルタ。
  7. 　上記セル孔は、内周形状が八角形のセル孔（３ａ）と、内周形状が四角形のセル孔（３ｂ）とからなり、上記八角形のセル孔の水力直径は、上記四角形のセル孔の水力直径よりも大きく、上記八角形のセル孔と上記四角形のセル孔とを交互に並べて形成されている、請求項１～６のいずれか１項に記載の排ガスフィルタ。
PCT/JP2016/083879 2015-12-25 2016-11-16 排ガスフィルタ WO2017110313A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/065,367 US20190091628A1 (en) 2015-12-25 2016-11-16 Exhaust gas filter
DE112016006024.6T DE112016006024B4 (de) 2015-12-25 2016-11-16 Abgasfilter

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015254097A JP6578938B2 (ja) 2015-12-25 2015-12-25 排ガスフィルタ
JP2015-254097 2015-12-25

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017110313A1 true WO2017110313A1 (ja) 2017-06-29

Family

ID=59089380

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2016/083879 WO2017110313A1 (ja) 2015-12-25 2016-11-16 排ガスフィルタ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20190091628A1 (ja)
JP (1) JP6578938B2 (ja)
DE (1) DE112016006024B4 (ja)
WO (1) WO2017110313A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018164069A1 (ja) * 2017-03-06 2018-09-13 イビデン 株式会社 ハニカムフィルタ
WO2018164070A1 (ja) * 2017-03-06 2018-09-13 イビデン 株式会社 ハニカムフィルタ

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
USD897518S1 (en) * 2018-02-20 2020-09-29 Ngk Insulators, Ltd. Catalyst carrier for exhaust gas purification
JP2019155276A (ja) 2018-03-13 2019-09-19 イビデン株式会社 ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法
JP2019155277A (ja) * 2018-03-13 2019-09-19 イビデン株式会社 ハニカムフィルタ
JP6815443B2 (ja) * 2019-06-26 2021-01-20 株式会社キャタラー 排ガス浄化触媒装置
US10865676B1 (en) * 2019-07-08 2020-12-15 Denso International America, Inc. Emission control system
JP2021023853A (ja) * 2019-08-01 2021-02-22 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化装置及び排ガス浄化システム並びに排ガス浄化装置の製造方法
JP2021037487A (ja) * 2019-09-04 2021-03-11 イビデン株式会社 ハニカムフィルタの製造方法
JP2021037485A (ja) * 2019-09-04 2021-03-11 イビデン株式会社 ハニカムフィルタ及びハニカムフィルタの製造方法
CN112629077B (zh) * 2020-12-24 2022-11-15 超酷（上海）制冷设备有限公司 一种换热器及空调***

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008513189A (ja) * 2004-09-14 2008-05-01 バスフ・カタリスツ・エルエルシー 圧力平衡化された触媒付きすすフィルター
WO2008139564A1 (ja) * 2007-05-07 2008-11-20 Ibiden Co., Ltd. ハニカムフィルタ
JP2009233587A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Ngk Insulators Ltd 触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ及びその製造方法
JP2015077543A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 株式会社日本自動車部品総合研究所 ハニカム構造体、その製造方法、排ガス浄化触媒

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004202427A (ja) * 2002-12-26 2004-07-22 Toyota Motor Corp 排ガス浄化フィルタ触媒
JP4369141B2 (ja) * 2003-02-18 2009-11-18 日本碍子株式会社 ハニカムフィルタ及び排ガス浄化システム
KR20060021912A (ko) * 2003-06-23 2006-03-08 이비덴 가부시키가이샤 허니컴 구조체
EP1676621A1 (en) * 2003-10-20 2006-07-05 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb structure
JP2006192347A (ja) * 2005-01-12 2006-07-27 Toyota Motor Corp 排気ガス浄化用フィルター
US7867598B2 (en) * 2005-08-31 2011-01-11 Ngk Insulators, Ltd. Honeycomb structure and honeycomb catalytic body
DE102008042372A1 (de) * 2007-09-26 2009-04-23 Denso Corporation, Kariya Abgasreinigungsfilter
CN102046263A (zh) * 2008-05-29 2011-05-04 康宁股份有限公司 部分壁流式过滤器和方法
WO2011092523A1 (en) * 2010-02-01 2011-08-04 Johnson Matthey Plc NOx ABSORBER CATALYSTS
US8815189B2 (en) 2010-04-19 2014-08-26 Basf Corporation Gasoline engine emissions treatment systems having particulate filters
JP6208540B2 (ja) * 2013-10-29 2017-10-04 トヨタ自動車株式会社 排ガス浄化触媒
US9988311B2 (en) 2013-11-27 2018-06-05 Corning Incorporated Aluminum titanate compositions, ceramic articles comprising same, and methods of manufacturing same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008513189A (ja) * 2004-09-14 2008-05-01 バスフ・カタリスツ・エルエルシー 圧力平衡化された触媒付きすすフィルター
WO2008139564A1 (ja) * 2007-05-07 2008-11-20 Ibiden Co., Ltd. ハニカムフィルタ
JP2009233587A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Ngk Insulators Ltd 触媒付きディーゼルパティキュレートフィルタ及びその製造方法
JP2015077543A (ja) * 2013-10-16 2015-04-23 株式会社日本自動車部品総合研究所 ハニカム構造体、その製造方法、排ガス浄化触媒

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018164069A1 (ja) * 2017-03-06 2018-09-13 イビデン 株式会社 ハニカムフィルタ
WO2018164070A1 (ja) * 2017-03-06 2018-09-13 イビデン 株式会社 ハニカムフィルタ
JP2018143955A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 イビデン株式会社 ハニカムフィルタ
JP2018143956A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 イビデン株式会社 ハニカムフィルタ

Also Published As

Publication number Publication date
DE112016006024B4 (de) 2022-08-04
JP6578938B2 (ja) 2019-09-25
JP2017115786A (ja) 2017-06-29
US20190091628A1 (en) 2019-03-28
DE112016006024T5 (de) 2018-09-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6578938B2 (ja) 排ガスフィルタ
CN109789388B (zh) 排气净化用催化剂
US9080484B2 (en) Wall flow type exhaust gas purification filter
US10696010B2 (en) Plugged honeycomb structure and plugged honeycomb segment
KR100874398B1 (ko) 허니컴 구조체
US6800107B2 (en) Exhaust gas purifying filter
US9987582B2 (en) Plugged honeycomb structure and plugged honeycomb segment
US10625195B2 (en) Honeycomb filter
CN107965367B (zh) 封孔蜂窝结构体
US20170056805A1 (en) Plugged honeycomb structure and plugged honeycomb segment
JP7228065B2 (ja) 触媒塗工ガソリンパティキュレートフィルター及びその製造方法
KR20100132949A (ko) 가스 여과 구조물
KR20090092291A (ko) 개선된 매연 필터
CN110307060A (zh) 蜂窝结构体
US10525394B2 (en) Honeycomb filter
EP3078822B1 (en) Exhaust gas purification device and particulate filter
WO2015083670A1 (ja) 排ガス浄化装置およびパティキュレートフィルタ
US10105696B2 (en) Honeycomb structure
JP2005048754A (ja) 内燃機関の排ガス浄化装置
JP2006000685A (ja) ハニカム構造体及びその製造方法
CN108854318B (zh) 蜂窝过滤器
KR200425153Y1 (ko) 상이한 촉매층이 코팅 형성된 다수의 세그먼트로 접합된디젤엔진 매연여과장치용 ｄｐｆ
JP2016029272A (ja) 排ガス浄化フィルタ
CN111699038A (zh) 废气净化催化剂
JP6398572B2 (ja) 排ガス浄化フィルタ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16878209

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 112016006024

Country of ref document: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16878209

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1