排氣淨化裝置及排氣淨化裝置的再生方法

2023-09-15 05:42:45 1

專利名稱：排氣淨化裝置及排氣淨化裝置的再生方法
技術領域：
本發明涉及使用了蜂窩結構體的排氣淨化裝置、以及使被該蜂窩結構體捕集的微粒等燃燒而將其除去的再生方法。上述蜂窩結構體作為用於捕集從柴油發動機等內燃機排出的排氣中所含微粒的過濾器而使用、或作為用於進行該排氣淨化的催化劑載體而使用。
背景技術：
近年來，指出從公共汽車、卡車等車輛或建築機械等的內燃機排出的排氣中所含的微粒，對環境和人體有害。
已往，提出使用多孔質陶瓷的排氣淨化裝置、即陶瓷過濾器作為捕集、除去該排氣中微粒的裝置。
例如，作為代表性的陶瓷過濾器公知有陶瓷蜂窩過濾器，該陶瓷蜂窩過濾器中，在一個方向並排設有許多小室(貫通孔)，使這些小室相互隔開的室壁起到過濾器的作用。
即，該陶瓷蜂窩過濾器，上述小室中的、排氣流入側或流出側的任一端部被封閉材料封閉，例如隔一個小室封閉一個小室端部，從小室的一端部流入的排氣，穿過室壁，從相鄰的另一小室流出。排氣中所含的微粒，在穿過該室壁時被該部分捕集，排出淨化後的氣體。
隨著該排氣的淨化作用，在將陶瓷蜂窩過濾器的小室相互隔開的室壁部分，漸漸地堆積了微粒，引起堵塞，妨礙通氣。因此，對於該室壁的堵塞進行再生處理，該再生處理是用加熱器等加熱部件，定期地燃燒微粒將其除去使其再生。
這樣已往的蜂窩過濾器用陶瓷部件，公知有由碳化矽、堇青石等構成的部件，但由於該陶瓷部件要被微粒捕集時的高溫排氣或被再生處理時的加熱器等加熱部件加熱成高溫，所以，認為由耐熱性更優良的碳化矽構成的蜂窩過濾器是較好的(見國際專利公開WO 01/23069號公報)。
但是，由碳化矽構成的蜂窩過濾器，雖然導熱性好，但是受到熱衝擊時，容易產生裂紋。
因此，為了解決該問題，提出了這樣一種蜂窩結構體(參照日本特開2002-201082號公報)，在碳化矽粒子中添加金屬矽和有機粘合劑，將這些金屬矽和有機粘合劑混合混煉，成形為蜂窩狀後再進行燒結，從而形成由金屬矽將碳化矽粉末結合而成的蜂窩結構體。
但是，由碳化矽和金屬矽的複合體構成的蜂窩結構體，將其用作排氣淨化裝置的過濾器時，反覆進行微粒捕集和再生處理時，存在壓力損失漸漸增大的問題。
本發明是為了解決現有技術中的上述問題而作出的，其目的是提供使用了蜂窩結構體的排氣淨化裝置、以及使被捕集的微粒有效地再生的方法。上述蜂窩結構體的熱傳導係數好，即使在比較低溫的溫度分布時、長期間反覆冷熱循環時，也不產生裂紋、壓力損失也不增大、耐熱衝擊性強。

發明內容
本發明者為了解決現有技術中的上述問題，發現用由陶瓷和矽構成的複合材料、尤其是由陶瓷粒子和結晶度高的高結晶矽構成的多孔質陶瓷，作為構成蜂窩結構體的材料，是很有效的，如果將這樣的蜂窩結構體用作排氣淨化用過濾器，被該過濾器捕集的微粒在250～800℃的溫度範圍內能有效地燃燒而被除去，據此，完成了以下述內容為要旨的本發明。
即，本發明是，(1)一種排氣淨化裝置，其使用了蜂窩結構體，該蜂窩結構體配置在內燃機的排氣通路中，具有作為用於捕集排氣中所含微粒的過濾器的作用、和作為排氣淨化用催化劑的作用；其特徵在於，上述蜂窩結構體是用由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料形成的，並且，在250～800℃的溫度範圍加熱再生。
另外，本發明是，(2)一種排氣淨化裝置的再生方法，該排氣淨化裝置使用了蜂窩結構體，該蜂窩結構體配置在內燃機的排氣通路中，具有作為用於捕集排氣中所含微粒的過濾器的作用、和作為排氣淨化用催化劑的作用；其特徵在於，用由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料形成供上述微粒堆積的蜂窩結構體，用包含設在排氣淨化裝置上的加熱部件的過濾器再生部件、或者不設該過濾器再生部件而由排氣自身的熱，將被該蜂窩結構體捕集的上述微粒等加熱到250～800℃的溫度，使其再生。
即，本發明的特徵是，用由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料形成的蜂窩結構體，可用作捕集排氣中所含微粒等的過濾器、或用作排氣淨化催化劑，並且，對被蜂窩結構體捕集的微粒等加熱到250～800℃的溫度，使其再生。
在本發明中，形成蜂窩結構體的「由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料」，是指由陶瓷粒子和結晶矽構成的多孔質陶瓷。
上述陶瓷粒子、結晶矽粒子的位置，例如可以用掃描型電子顯微鏡(SEMScanning Electron Microscope)的反射電子像、能量分散型X射線分析(EDSEnergy Dispersive X-rayAnalysis)的燒結體截面的圖表等確認。另外，對於各粒子的結晶狀態(結晶方位分布等)，也可以用X射線衍射法(X-rayDiffraction)、透過型電子顯微鏡(TEMTransmission ElectronMicroscope)和電子背散射衍射(EBSDElectron Back-scatteredDiffraction)確認。
本發明中，形成蜂窩結構體的複合材料最好是用通過結晶度高的結晶矽結合陶瓷粒子而成的多孔質陶瓷。
其理由雖然是推斷，但可以認為，結晶度高的結晶矽與雜質多、結晶度低的結晶矽相比，由於Al、Fe等雜質少，所以，導熱性、電傳導性高。是因為波動性電子通過微觀上排列的結晶中時，若矽原子規則排列，則即使通過時產生幹涉，其順序為單向而容易成為平面波，所以，導熱性和電傳導性好。
本發明中的蜂窩結構體，其X射線衍射(最好是按照JIS K0131-1996測定的)中的矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值，最好在0.6°或0.6°以下。
本發明者發現，通過結晶矽使陶瓷粒子結合而成多孔質陶瓷，由該多孔質陶瓷構成的蜂窩結構體的熱傳導係數與矽的結晶度有很大關係，根據該結晶矽的結晶度，得到的蜂窩結構體的熱傳導係數大不相同。
即，在本發明中，為使蜂窩結構體的X射線衍射中的矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值為0.6°或0.6°以下而提高該矽的結晶度，從而，蜂窩結構體的電阻和熱傳導係數非常優良。結果，蜂窩結構體的電特性變好，提高催化劑的再生能力。除此之外，還提高蜂窩結構體的熱擴散性，即使在該蜂窩結構體產生溫度分布、反覆冷熱循環時，在該蜂窩結構體上的熱應力蓄積也少，具有很好的耐熱衝擊性。
這樣的結晶矽可以這樣製作出，原來從作為原料的矽粉末中選擇雜質少的粉末，並在高溫的燒結條件下，進行燒結。
另外，上述日本特開2002-201082號公報所公開的已往的蜂窩結構體，其X射線衍射中的、矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值，都超過了0.6°，並且結晶度稍低，由於該結晶矽的結晶度低而導致該已往的蜂窩結構體的熱傳導係數不夠高，其耐熱衝擊性也不夠。
本發明中，上述蜂窩結構體的X射線衍射中的、矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值最好在0.1°或0.1°以上。
其理由雖然是推斷，但可以這樣認為，如果不足0.1°，則結晶矽的結晶度高，蜂窩結構體的導電性過高。但為了使實際用的貴金屬的催化劑活性化，要降低導電性，局部引起隨機幹涉，從而改變與催化劑的活性時間或改變方向性，可以使催化劑的活性部位增加。另外，對蜂窩結構體多次反覆進行冷熱循環時，在陶瓷粒子與結晶矽的界面上產生微小裂紋，該小裂紋不久會容易發展成大裂紋。
本發明中的蜂窩結構體，可以是將多個柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件通過密封材料層連接成束而構成(下面將這樣構成的蜂窩結構體，也稱為「集合體型蜂窩結構體」)，也可以是由整體形成為一個陶瓷塊的陶瓷部件構成(下面將這樣構成的蜂窩結構體，也稱為「一體型蜂窩結構體」)。上述柱狀的多孔質蜂窩狀部件中，隔著室壁沿長度方向並排有許多小室，並且，這些小室中的任一端部被封閉住。
上述的蜂窩結構體是集合體型時，由連接多個柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件成束的部件、和在這些部件的外壁及陶瓷部件之間的作為粘接材料層的密封材料層構成，上述多孔質蜂窩狀陶瓷部件由作為氣體流路的、沿長度方向設置的多個小室和將這些小室隔開的室壁構成，並且，這些小室中的任一端部被封閉住。上述的蜂窩結構體是一體型時，將上述柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件單體，做成為其垂直於長度方向的截面形狀為圓形、橢圓形、多邊形的部件。
在本發明中，構成蜂窩結構體的柱狀多孔質蜂窩狀陶瓷部件，即陶瓷塊，最好是在其一端部，由封閉材料封住多個小室，在另一端部，對未被上述封閉材料封住的小室用封閉材料封住。
其理由是，使氣體通過表面積增大了的室壁，可以更薄地捕集微粒，由此，可以減少排氣通過的阻力，緩和壓力損失。
另外，在本發明中，上述的蜂窩結構體可以是組合一個或多個柱狀多孔質蜂窩狀陶瓷部件並連接成束、並作為催化劑載體的結構體，該多孔質蜂窩狀陶瓷部件是隔著室壁沿長度方向並列配置作為氣體流路的許多小室而成的，該蜂窩結構體是使上述室壁表面承載由Pt、Rh、Pd等貴金屬或它們的合金構成的催化劑來作為催化劑載體的。其理由如下。
通常，陶瓷有共價結合陶瓷和離子結合陶瓷這二大類，但無論哪一類陶瓷，電荷都幾乎不移動。與此相反，結晶矽與陶瓷相比，是像金屬那樣電荷可以自由移動的物質。因此，如果結晶矽和貴金屬(Pt、Rh、Pd等)相鄰地存在，則電荷容易順利地從結晶矽朝貴金屬移動，與通常的由陶瓷單體構成的催化劑載體相比，由於貴金屬具有電荷，所以具有容易使氣體等活性化的性質。該氣體等的活性化是指例如使排氣中的NO氧化，轉化為具有高氧化度的NO2、即氣體狀活性劑。轉化後的該NO2作為氣體狀活性劑，活性非常高，可以促進微粒的氧化。
另外，藉助貴金屬與氧接觸而引起電荷的移動、或者藉助具有高氧化度的NO2氣體等，可以促進氧的活性化，所以，被活性化的氧與未活性化的氧相比，在低溫下容易與微粒產生氧化反應，結果，可以促進微粒的氧化。
因此，使由陶瓷粒子和結晶矽的複合材料構成的蜂窩結構體，承載由貴金屬或其合金構成的催化劑，從而電荷從結晶矽向貴金屬移動的電荷移動性增大，促進排氣的活性化，藉助該活性化，促進微粒的氧化，即，可以在更低溫下進行再生。
另外，在本發明中，構成複合材料的陶瓷粒子最好是碳化矽。因為碳化矽是熱傳導係數高的材料。
本發明的排氣淨化裝置中，可以設置包含加熱部件的過濾器再生部件。上述加熱部件用250～800℃的溫度使被蜂窩結構體捕集的微粒燃燒。使用上述過濾器再生部件、或者不用該過濾器再生部件而用排氣自身的熱，在250～800℃的溫度下燃燒被捕集的微粒等，使過濾器再生。
其理由是，如果不足250℃，則不容易轉化為使排氣中所含的NOx容易活性化的NO2氣體，另一方面，如果超過了800℃，則矽溶融，將氣孔埋沒，壓力損失增高。另外，矽的溶融也會將作為催化劑被承載著的貴金屬(Pt、Rh、Pd等)埋沒，不與微粒、排氣接觸，而難以引起反應。
上述過濾器再生溫度的更好的溫度範圍是500～800℃。如果在500℃或500℃以上，則氧與貴金屬(例如Pt)容易反應，氧容易活性化。
另外，矽的熔點是1410℃，雖然在1000℃左右的高溫狀態也能經受得住，但是，在這樣的高溫下，排氣中的有些成分會引起矽的氧化腐蝕(例如變成矽、氧化矽、二氧化矽等)、或溶融。
另外，作為催化劑，除了貴金屬(Pt、Rh、Pd等)外，有時也添加鹼金屬(K、Na、Ba等)、鹼土類金屬(Ca等)、稀土類元素(Ce、La等)。
這時，特別由於鹼金屬、鹼土類金屬與矽的反應性高，所以，腐蝕的傾向高，但認為該多種的催化劑可以抑制腐蝕。催化劑的種類，除了上述以外還可例舉幾種。例如，NOx吸留還原型催化劑、調節氧濃度的催化劑等。
認為上述NOx吸留還原型催化劑如以下所述。即，柴油發動機那樣的在氧過剩氣氛(貧油狀態)中，用由貴金屬(Pt、Rh、Pd等)活性化的氧，將NO轉化為NO2，以硝酸鹽的形態，被具有NOx吸留作用的鹼金屬、鹼土類金屬等取入。然後，使發動機系統成為富油狀態(或理論空燃比)，成為NO2，使NO2與CO或HC反應，將排氣淨化，同時，利用其反應熱，也使微粒淨化。
另外，將稀土類氧化物(二氧化鈰CeO2、氧化鑭La2O3等)作為催化劑使用，也可以提高氧濃度調節作用。這裡所說的氧濃度調節是指根據催化劑(稀土類氧化物)附近的大氣(排氣)的狀態，調節氧濃度。
即，柴油發動機的排氣通常是在氧過剩氣氛(貧油狀態)中排氣，但是，例如，可以在系統上改變為富油狀態的排氣模式(這時，考慮使用上述的排氣淨化方法)。另外，即使運轉是貧油狀態，進行微粒的捕集而與催化劑接觸的部位，從微觀上看不與大氣接觸，所以也成為富油狀態。
在該狀態，由於成為氧不足，所以，使用稀土類氧化物的氧(這時是反應性高的活性化氧)可以促進氧化反應。
下面，用二氧化鈰具體地說明。Ce3+和Ce4+的氧化還原電位比較小，進行以下公式表示的可逆反應。
即，排氣為富油區時，上述的反應朝右進行，將氧(活化性高的氧)供給到氣氛中。反之，為貧油區時，上述反應朝左進行，吸留氣氛中多餘的氧。這樣，通過調節氣氛中的氧濃度，該二氧化鈰可以有效地使活性化了的氧與微粒等進行氧化反應。
這裡，除了陶瓷外，如果含有結晶矽，則藉助結晶矽可以促進電荷傳遞到催化劑。即，即使不改變大氣的氣氛(富油點火)，也容易產生氧化反應。
關於這樣的機構，其原理的推斷如下。
通常所說的氧化是失去電子的反應，反之，還原是奪取電子的反應。這裡，陶瓷中含有結晶矽，可以加速電子轉移。因此，產生上述那樣的Ce3+和Ce4+的氧化還原的電荷反應時，朝逆方向也能順利地進行。因此，一旦產生了反應，不會因電荷、氧的供給不足而停止。
同樣地，即使由微粒等的氧化而使催化劑的電荷增加，也容易向排氣的還原反應中供給電荷，活性氧的吸收、放出也順利地進行。
如上所述，根據本發明的排氣淨化裝置，用由陶瓷粒子和結晶矽的複合材料形成蜂窩結構體，並且，再生時，用包含設在排氣淨化裝置中的加熱器等加熱部件的過濾器再生部件、或者不用過濾器再生部件而用排氣自身的熱，在250～800℃的溫度範圍，對捕集到的微粒加熱，所以，不僅催化劑活性優良，而且熱擴散性也優良，並且即使有溫度分布、反覆冷熱循環，熱應力也不容易蓄積，因此耐熱衝擊性優良。


圖1是示意表示本發明排氣淨化裝置中使用的蜂窩結構體一例子的立體圖。
圖2(a)是示意表示構成圖1所示蜂窩結構體的多孔質陶瓷部件的一例子的立體圖，圖2(b)是(a)所示多孔質陶瓷部件的A-A線截面圖。
圖3(a)是示意表示本發明排氣淨化裝置中使用的另一種蜂窩結構體的立體圖，圖3(b)是(a)所示蜂窩結構體的B-B線截面圖。
圖4是示意表示本發明排氣淨化裝置的一例子的截面圖。
圖5是用於說明將本發明的排氣淨化裝置用於車輛柴油發動機上形態的框圖。
圖6是表示樣品1的蜂窩結構體的X射線衍射的曲線圖。
圖7(a)是表示用500℃將樣品1之蜂窩結構體再生後的截面的SEM照片(350倍、1000倍)，圖7(b)是表示用850℃將樣品1之蜂窩結構體再生後的蜂窩結構體的截面SEM照片(350倍、1000倍)。
圖8(a)是表示樣品1之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(b)是表示樣品2之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(c)是表示樣品3之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(d)是表示樣品4之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(e)是表示樣品5之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(f)是表示樣品6之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(g)是表示樣品7之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(h)是表示樣品8之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(i)是表示樣品9之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(j)是表示樣品10之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(k)是表示樣品11之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
圖8(l)是表示樣品12之蜂窩結構體的NOx淨化率及再生率的圖。
具體實施例方式
圖1是示意表示在本發明的排氣淨化裝置中用作過濾器的蜂窩結構體的一例子(集合體型蜂窩結構體)的具體例的立體圖，圖2(a)是示意表示構成圖1所示蜂窩結構體的多孔質陶瓷部件的一例的立體圖，圖2(b)是圖2(a)所示多孔質陶瓷部件的A-A線截面圖。
圖1和圖2所示的蜂窩結構體10中，通過在多孔質陶瓷部件20之間夾置密封材料層14將多個多孔質陶瓷部件20連接成束構成圓柱狀的陶瓷塊15，在該陶瓷塊15的周圍形成有密封材料層13。
另外，稜柱狀的多孔質陶瓷部件20中，沿其長度方向隔著室壁23並排設置有許多小室21。
上述的蜂窩結構體10用作捕集排氣中所含微粒的蜂窩過濾器，如圖2(b)所示，多孔質陶瓷部件20的小室21的任一端部被封閉材料22封住。
即，本發明中使用的蜂窩結構體10，最好是在陶瓷塊15的一端部，用封閉材料22將規定的小室21封住，在陶瓷塊15的另一端部，用封閉材料22將未被上述封閉材料22封住的小室21封住。
這樣，流入一個小室21的排氣，必定穿過將小室21隔開的室壁23，然後從另一個小室21流出，可是使這些將小室21相互隔開的室壁23起到作為粒子捕集過濾器的功能。
另外，形成於陶瓷塊15周圍的密封材料層13是在用作過濾器時，為了防止排氣從陶瓷塊15的外周洩漏和為使規整形狀而形成的。
另外，圖3(a)是示意表示在本發明排氣淨化裝置中用作過濾器的蜂窩結構體的另一例子(一體型蜂窩結構體)的立體圖，圖3(b)是其B-B線截面圖。
如圖3(a)所示，該例的蜂窩結構體30，由圓柱形的陶瓷塊35構成。該陶瓷塊35由沿長度方向隔著室壁23並排設置許多小室31而成的多孔質陶瓷構成。
另外，該蜂窩結構體30，其基本上與集合型蜂窩結構體相同構造，用作用於捕集排氣中的微粒的蜂窩過濾器。
另外，雖然在圖3中未示出，在該例子中，在陶瓷塊35的周圍，也可以與圖1所示蜂窩結構體10同樣地形成密封材料層。
在上述蜂窩結構體中，陶瓷塊15、35最好由通過結晶度高的結晶矽結合陶瓷粒子而成的多孔質陶瓷形成。
上述陶瓷粒子，例舉出例如有堇青石、氧化鋁、二氧化矽、莫來石、氧化鋯、氧化釔等的氧化物陶瓷、碳化矽、碳化鋯、碳化鈦、碳化鉭、碳化鎢等的碳化物陶瓷、氮化鋁、氮化矽、氮化硼、氮化鈦等的氮化物陶瓷等。
本發明使用的蜂窩結構體，是圖1所示那樣的集合型蜂窩結構體時，上述陶瓷粒子中，最好使用耐熱性強、機械特性和化學穩定性優良、熱傳導係數也大的碳化矽。
另外，本發明使用的蜂窩結構體，是圖3所示那樣的一體型蜂窩結構體時，使用氧化鋁等的氧化物陶瓷。其理由是，可以低成本製造，並且，熱膨脹係數比較小，例如，在將本發明的蜂窩結構體用作上述蜂窩過濾器的過程中，不會破壞，並且也不被氧化。
本發明使用的蜂窩結構體的熱傳導係數，取決於上述結晶矽的結晶度以及所使用的陶瓷粒子的種類等，但陶瓷粒子是使用碳化物陶瓷或氮化物陶瓷時，其熱傳導係數較好在3～60W/m·k的範圍，更好在10～40W/m·k的範圍。
其理由是，如果熱傳導係數不足3W/m·k，則導熱性差，容易在長度方向形成溫度梯度，整體上容易產生裂紋。另一方面，如果超過60W/m·k，雖然導熱性優良，但熱擴散大，溫度不容易上升。另外，在熱的流出側容易冷卻，在流出側端部容易形成溫度梯度，容易產生裂紋。
另外，陶瓷粒子是使用氧化物陶瓷(例如堇青石)時，熱傳導係數最好在0.1～10W/m·k的範圍，更好在0.3～3W/m·k的範圍。
其理由是，如果熱傳導係數不足0.1W/m·k，則導熱性差，在長度方向容易形成溫度梯度，整體上容易產生裂紋。另一方面，如果熱傳導係數超過了10W/m·k，雖然導熱性好，但熱擴散大，溫度幾乎不上升。另外，在熱的流出側容易冷卻，在流出側端部容易形成溫度梯度，容易產生裂紋。
上述熱傳導係數的理想範圍，也作為表示電傳導性的大致標準。
圖1和圖3所示的蜂窩結構體中，陶瓷塊15、35的形狀是圓柱狀，但本發明中，陶瓷塊只要是柱狀即可，並不限定是圓柱狀，例如也可以是橢圓柱狀、稜柱狀等形狀。
另外，陶瓷塊的氣孔率最好是20～80％左右。其理由是，如果氣孔率不足20％，則作為蜂窩過濾器使用時，很快就會堵塞，另一方面，如果氣孔率超過了80％，則陶瓷塊的強度降低，容易被破壞。
另外，上述氣孔率可以用已往公知的方法測定，例如可用汞壓法、阿基米德法、掃描型電子顯微鏡(SEM)等測定。
另外，上述陶瓷塊的平均氣孔徑最好是5～100μm左右。其理由是，如果平均氣孔徑不足5μm，則作為蜂窩過濾器使用時，容易被微粒堵塞，另一方面，如果平均氣孔徑超過了100μm，則微粒會穿過氣孔，不能捕集該微粒，不能發揮過濾器的功能。
製造這樣的陶瓷塊時使用的陶瓷粒子的粒徑，最好是在以後的燒結工序中收縮小的粒徑。例如，最好是將100重量份的平均粒徑為0.3～50μm左右的粉末、和5～65重量份的平均粒徑為0.1～1.0μm左右的粉末組合而成的粒子。
用上述配比將上述粒徑的陶瓷粒子粉末混合，可以容易製造由多孔質陶瓷構成的陶瓷塊。
在本發明使用的蜂窩結構體中，陶瓷塊的小室的任一端部充填有封閉材料時，上述封閉材料最好由多孔質陶瓷構成。其理由是，被封閉材料充填的陶瓷塊是由多孔質陶瓷構成的，所以使封閉材料為與該陶瓷塊同樣的多孔質陶瓷時，可以提高二者的粘接強度，並且調節封閉材料的氣孔率為與上述陶瓷塊同樣，可以使上述陶瓷塊的熱膨脹率和封閉材料的熱膨脹率相匹配，可以防止由於製造時或使用時的熱應力而使封閉材料與壁部之間而產生間隙、或在封閉材料上、或與封閉材料接觸部分的壁部產生裂紋。
上述封閉材料是由多孔質陶瓷構成時，其材料可例舉出與構成上述陶瓷塊的陶瓷粒子或結晶矽同樣的材料。
本發明使用的蜂窩結構體是圖1所示的集合體型蜂窩結構體時，密封材料層13、14分別形成在多孔質陶瓷部件20相互之間以及陶瓷塊15的外周。並且，形成在多孔質陶瓷部件20之間的密封材料層14也起到將多個多孔質陶瓷部件20相互連接成束的粘接劑作用，另一方面，在將蜂窩結構體用作過濾器時，將蜂窩結構體10設置在內燃機的排氣通路中時，形成於陶瓷塊15外周的密封材料層13作為用於防止排氣從陶瓷塊15的外周漏出的封閉材料而發揮功能。
構成上述密封材料層的材料，可例舉出由無機粘合劑、有機粘合劑、無機纖維和/或無機粒子構成的材料等。
另外，如上所述，本發明使用的蜂窩結構體中，密封材料層形成在多孔質陶瓷部件相互之間和陶瓷塊的外周，這些密封材料層可以用相同材料構成，也可以用不同材料構成。另外，上述密封材料層是由相同材料構成時，其材料的配比可以相同，也可以不同。
構成上述密封材料層的無機粘合劑，可例舉出矽溶膠、鋁溶膠等。它們可以單獨使用，也可以並用2種或2種以上。上述無機粘合劑中，最好使用矽溶膠。
構成上述密封材料層的有機粘合劑，可例舉出聚乙烯醇、甲基纖維素、乙基纖維素、羧甲基纖維素等。它們可以單獨使用，也可以並用2種或2種以上。上述有機粘合劑中，最好使用羧甲基纖維素。
構成上述密封材料層的無機纖維，可例舉出二氧化矽-氧化鋁、莫來石、氧化鋁、二氧化矽等陶瓷纖維等。它們可以單獨使用，也可以並用2種或2種以上。上述無機纖維中，最好使用二氧化矽-氧化鋁纖維。
構成上述密封材料層的無機粒子，可例舉出碳化物、氮化物等。具體地說，可例舉出由碳化矽、氮化矽、氮化硼等構成的無機粉末或晶須等。它們可以單獨使用，也可以並用2種或2種以上。上述無機粒子中，最好使用導熱性好的碳化矽。
上述密封材料層14可以由緻密體構成，將本發明的蜂窩結構體用作上述蜂窩過濾器時，為了能使排氣流入其內部，上述密封材料層14也可以是多孔質體，但是，密封材料層13最好由緻密體構成。因為密封材料層13的設置目的是在將作為排氣淨化用過濾器的蜂窩結構體10設置在內燃機的排氣通路時，防止排氣從陶瓷塊15的外周漏出。
如參照圖1～圖3所述，上述蜂窩結構體，若構成該蜂窩結構體的陶瓷塊的在任一端部的規定小室填充有封閉材料而被封住，則該蜂窩結構體適合用作捕集從柴油發動機等內燃機排出的排氣中所含微粒的排氣淨化用蜂窩過濾器。
另外，將上述蜂窩結構體用作排氣淨化用蜂窩過濾器時，可以使陶瓷塊的室壁承載用於在對蜂窩過濾器實施再生處理時促進微粒燃燒的Pt等催化劑。
另外，例如，本發明使用的蜂窩結構體，使其陶瓷塊承載Pt、Ph、Pd等貴金屬或它們的合金等催化劑時，不僅能淨化從內燃機等熱機或鍋爐等燃燒裝置等排出的排氣中的HC、CO及NOx等，而且，可作為進行液體燃料或氣體燃料的改性等的催化劑載體使用。
另外，將本發明的蜂窩結構體用作上述催化劑載體時，不一定需要封閉材料。
下面，以製造在陶瓷塊的規定小室的一端填充封閉材料而被封閉的形態的蜂窩結構體為例，說明本發明使用的蜂窩結構體的製造方法。
本發明使用的蜂窩結構體，其構造如圖3所示那樣、是整體形成為一個陶瓷塊的一體型蜂窩結構體時，首先，使用以上述陶瓷粒子和結晶矽粒子為主要成分的原料膏，進行擠壓成形，製作與圖3所示蜂窩結構體30大致相同形狀的陶瓷成形體。
上述原料膏最好是使製成後的陶瓷塊的氣孔率為20～80％的原料膏，例如是在陶瓷粒子和結晶矽粒子的混合物中加入粘合劑和分散劑液而調製成的。
另外，本發明使用的蜂窩結構體由通過結晶度高的結晶矽將陶瓷粒子結合而成的多孔質陶瓷形成時，在製造該蜂窩結構體時，上述結晶矽粒子最好是將單晶矽那樣純度高的矽粉碎後成粉末化的物質。
構成上述多孔質陶瓷的結晶矽粒子最好是例如平均粒徑為0.1～30μm左右的粒子。其理由是，如果平均粒徑不足0.1μm，則容易凝集，Si的分布不均勻，如果平均粒徑超過了30μm，則Si的分布也不均勻。
上述結晶矽粒子，在後述脫脂處理後的加熱處理中溶化，將陶瓷粒子的表面浸溼，起到將陶瓷粒子相互結合的結合材的作用。該結晶矽粒子的配合量，根據陶瓷粒子的粒徑、形狀等而變，但是，對100份重量的上述混合物，最好配合5～50重量份的結晶矽粒子。
其理由是，如果結晶矽粒子不足5重量份，則結晶矽粒子的配合量過少，不能充分發揮將陶瓷粒子相互結合的結合材作用，得到的蜂窩結構體(陶瓷塊)的強度不高。另一方面，如果結晶矽粒子超過了50重量份，則得到的蜂窩結構體過於緻密，氣孔率低，例如作為排氣淨化用蜂窩過濾器使用時，微粒捕集中的壓力損失很快就增高，不能充分發揮作為過濾器的作用。
上述的粘合劑，可例舉出甲基纖維素、羧甲基纖維素、羥乙基纖維素、聚乙二醇、酚醛樹脂、環氧樹脂等。
上述粘合劑的配合量，通常是對100重量份的陶瓷粒子配合1～10重量份左右。
上述分散劑液，可例舉出苯等有機溶液、甲醇等醇、水等，配合該分散劑液以使得原料膏的粘度在一定範圍內。
用磨碎機等將上述陶瓷粒子和結晶矽粒子的混合物、粘合劑及分散劑液混合，用捏合機等充分混煉，做成原料膏後，將該原料膏擠壓成形，製作上述陶瓷成形體。
另外，必要時也可以在上述原料膏中添加成形助劑，該成形助劑，例如可使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、聚乙醇等。
另外，必要時也可以在上述原料膏中添加以氧化物陶瓷為成分的微小空心球體的小球、或球狀丙烯基粒子、石墨等造孔劑。
上述小球，例如可以使用氧化鋁球、玻璃微珠、白砂粒、飛灰粒(FA粒)及莫來石球等。其中，最好使用飛灰粒。
並且，用微波乾燥機、熱風乾燥機、感應乾燥機、減壓乾燥機、真空乾燥機及冷凍乾燥機等，使上述陶瓷成形體乾燥，成為陶瓷乾燥體後，在規定小室的一端填充作為封閉材料的膏，實施將上述小室封住的封口處理。
另外，例如可使用與上述原料膏同樣的材料作為封閉材料。例如，最好使用在上述原料膏所使用的陶瓷粒子和結晶矽粒子的混合物中添加了潤滑劑、溶劑、分散劑和粘合劑而成的材料。從而在上述封口處理中，可以防止膏狀封閉材料中的陶瓷粒子沉澱。
接著，實施脫脂處理，即，將充填了上述封閉材料的陶瓷乾燥體加熱到150～700℃左右，除去上述陶瓷乾燥體中所含的粘合劑，成為陶瓷脫脂體。
上述脫脂處理，最好用比上述矽溶融的溫度低的溫度實施。另外，該脫脂氣氛可以是氧化性氣氛，也可以是氮、氬等惰性氣體氣氛。
另外，上述脫脂氣氛是考慮所用的粘合劑的量及陶瓷粒子的種類等後，選擇最適當的氣氛。
接著，將上述陶瓷脫脂體加熱到1400～1600℃左右，使結晶矽粒子軟化(溶融)，製造通過結晶矽粒子使陶瓷粒子結合而成的陶瓷多孔體。
在該階段，上述陶瓷多孔體的X射線衍射中的、矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值超過0.6°，結晶度低。
把該結晶度低的上述陶瓷多孔體再加熱到1800～2100℃左右，促進結合了陶瓷粒子的結晶矽的結晶化，成為結晶度更高的結晶矽，從而可製造出由多孔質陶瓷構成的、其整體形成為一個陶瓷塊的蜂窩結構體(陶瓷塊)。
並且，這樣製成的蜂窩結構體，其X射線衍射的、矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值為0.6°或0.6°以下，其結晶度非常高。
另外，製造用X射線衍射中的、矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值超過0.6°的結晶度低的矽將陶瓷粒子結合而成的蜂窩結構體時，可以使用純度低的矽作為上述的結晶矽，在1400～1600℃的溫度加熱來進行製造。
上述製造出的蜂窩結構體，在陶瓷塊的規定小室的一端填充有封閉材料，成為被封口的構造，可適合用作上述排氣淨化用蜂窩過濾器。
這時，也可以使上述陶瓷塊的室壁承載Pt等催化劑，該催化劑用於在對蜂窩過濾器實施再生處理時，促進微粒的燃燒。
另外，上述蜂窩結構體，不僅能淨化從內燃機等熱機、鍋爐等燃燒裝置排出的排氣中的HC、CO及NOx等，而且，可作為進行液體燃料或氣體燃料的改性等的催化劑載體使用。這時，只要使上述陶瓷塊的室壁承載Pt、Rh、Pd等貴金屬或它們的合金等的催化劑即可。另外，這時，不一定必須進行上述的充填封閉材料的封口處理。
本發明使用的蜂窩結構體，其構造是圖1所示那樣、通過夾置密封材料層將多個多孔質陶瓷部件連接成束而成的集合體型蜂窩結構體時，首先，使用上述的以陶瓷粒子和結晶矽粒子為主要成分的原料膏，進行擠壓成形，製作如圖2所示的多孔質陶瓷部件20那樣形狀的生坯成形體。
另外，上述的原料膏，可例舉出與在上述一體型蜂窩結構體中說明的原料膏同樣的原料膏。
接著，用微波乾燥機等使上述生坯成形體乾燥，成為乾燥體後，在該乾燥體的規定小室的一端填充作為封閉材料的膏狀封閉材料，實施將上述小室封住的封口處理。
另外，上述封閉材料，可例舉出與在上述一體型蜂窩結構體中說明的封閉材料同樣的封閉材料。上述封口處理，除了被充填封閉材料的對象不同外，可例舉出與上述一體型蜂窩結構體的情況相同的方法。
接著，對實施了上述封口處理後的乾燥體，用與上述一體型蜂窩結構體同樣的條件，進行脫脂處理，製造陶瓷多孔體。另外，用與上述一體型蜂窩結構體同樣的條件進行加熱、燒結，從而可製造出隔著室壁沿長度方向並排設有多個小室的多孔質陶瓷部件。
接著，在多孔質陶瓷部件的側面，用均勻的厚度塗敷作為密封材料層14的密封材膏，形成密封材膏層51，在該密封材膏層51上，依次地反覆進行層疊其它多孔質陶瓷部件20的工序，製作規定大小的稜柱狀多孔質陶瓷部件20的層疊體。
另外，關於構成上述密封材膏的材料，由於在說明本發明的蜂窩結構體時已經描述過，在此省略其說明。
接著，加熱該多孔質陶瓷部件20的層疊體，使密封材膏51乾燥、固化成為密封材料層14，然後，例如用金剛石切刀等，將其外周部切削成如圖1所示的形狀，製成陶瓷塊15。
然後，使用上述密封材膏在陶瓷塊15的外周形成密封材料層13，這樣，可製造出通過在多孔質陶瓷部件之間夾置密封材料層將多個多孔質陶瓷部件連接成束而成的蜂窩結構體。
上述蜂窩結構體，陶瓷塊(多孔質陶瓷部件)的規定小室的一端填充有封閉材料而被封口，可適合用作上述排氣淨化用蜂窩過濾器。另外，這時，也可以使上述陶瓷塊的室壁(多孔質陶瓷部件的隔壁)承載Pt等催化劑，該催化劑用於在對蜂窩過濾器實施再生處理時，促進微粒的燃燒。
另外，本發明使用的蜂窩結構體，不僅能淨化從內燃機等熱機、鍋爐等燃燒裝置排出的排氣中的HC、CO及NOx等，而且，可用作進行液體燃料或氣體燃料的改性等的催化劑載體。只要使上述陶瓷塊的室壁承載Pt、Rh、Pd等貴金屬或它們的合金等的催化劑即可。另外，這時，不一定必須進行上述的充填封閉材料的封口處理。
下面，說明將上述蜂窩結構體用作過濾器的本發明的排氣淨化裝置。
圖4是示意表示本發明排氣淨化裝置的一例子的截面圖，表示用作排氣淨化用過濾器使用的蜂窩結構體設置在淨化裝置內的狀態。
如圖所示，排氣淨化裝置600，例如由蜂窩過濾器60、包覆該蜂窩結構體60外方的殼體630、配置在蜂窩過濾器60與殼體630之間的保持密封材620、設在蜂窩過濾器60的排氣流入側的加熱部件610構成。
在上述殼體630的導入排氣側的端部連接有與發動機等內燃機連接的導入管640，在殼體630的另一端部連接有與外部連接的排出管650。另外，圖6中，箭頭表示排氣的流向。
最好設置上述蜂窩過濾器入口側的排氣管、在殼體內承載Pt的催化劑載體。由此，使用後述的二次噴射法或燃料添加噴嘴，將未燃燃料等還原劑(HC等)放出到排氣管時，貴金屬催化劑(Pt、Ph、Pd等)與還原劑反應，促使發熱，並傳遞給蜂窩過濾器，容易使過濾器成為高溫。
另外，圖4中，蜂窩過濾器60的構造可以與圖1所示的蜂窩結構體10相同，也可以與圖3所示的蜂窩結構體30相同。
這樣構成的排氣淨化裝置600中，從發動機等內燃機排出的排，通過導入管640被導入殼體630內，從蜂窩過濾器60的小室穿過室壁(隔壁)時，用室壁(隔壁)捕集微粒，從而將排氣淨化，後，通過排出管650排出到外部。
然後，當大量的微粒堆積在蜂窩過濾器60的室壁上，壓力損失增高時，進行蜂窩過濾器60的再生處理。
該再生處理中，使被加熱部件610加熱了的氣體流入蜂窩過濾60的小室內部，加熱蜂窩過濾器60，藉助該加熱，堆積在室壁上的微粒被燃燒除去。
另外，如後所述，一邊檢測過濾器的溫度，一邊控制圖5所示的驅動電路738，邊控制燃料噴出閥306、節氣閥、EGR等，邊改變噴射時刻(二次噴射方式)，可將微粒燃燒除去。
另外，使蜂窩過濾器60的室壁承載了促進微粒燃燒的Pt等催化劑時，由於微粒的燃燒溫度降低，所以，可以降低加熱部件610對蜂窩過濾器60的加熱溫度，根據情形，可以只用排氣的溫度使微粒燃燒，不需要用加熱部件610加熱。
在本發明的排氣淨化裝置600中，是用不超過800℃的溫度範圍，將微粒燃燒除去(再生處理)，較好是用250～800℃的溫度範圍進行再生處理，更好是用500～800℃的溫度範圍進行再生處理。
下面，參照圖5說明把本發明的排氣淨化裝置用在車輛用柴油發動機上的狀態。
在圖5中，701是內燃機主體，702是氣缸體，703是氣缸蓋，704是活塞，705是燃燒室，706是電控式燃燒噴射閥，707是吸氣閥，708是吸氣口，709是排氣閥，710是排氣口。
上述吸氣口708，通過對應的吸氣支管711與穩壓箱712連接，穩壓箱712通過吸氣管713與排氣渦輪增壓器714的空氣壓縮機715連接。在上述吸氣管713內配置有由步進電動機716驅動的節氣閥717，並在吸氣管713的周圍配置有用於冷卻流過吸氣管713內的吸入空氣的冷卻裝置718。在圖示例中，內燃機冷卻水被導入到冷卻裝置718內，由內燃機冷卻水冷卻吸入空氣。
另一方面，上述排氣口710，通過排氣歧管719和排氣管720與排氣渦輪增壓器714的排氣渦輪721連接，排氣渦輪721的出口與具有殼體630的排氣淨化裝置600連接，該殼體630內裝著蜂窩過濾器60。
上述排氣歧管719和穩壓箱712通過排氣再循環(下面稱為EGR)通路724而相互連接，在EGR通路724配置有電控式EGR控制閥725。另外，在EGR通路724的周圍配置有用於冷卻流過EGR通路724內的EGR氣體的冷卻裝置726。圖7所示例中，內燃機冷卻水被導入冷卻裝置726內，由內燃機冷卻水冷卻EGR氣體。
另一方面，各燃料噴射閥706通過燃料供給管706a與燃料儲存箱、即所謂的共軌727連接。從電控式的排出量可變的燃料泵728向該共軌727內供給燃料，供給到共軌727內的燃料通過各燃料供給管706a被供給到燃料噴射閥706。在共軌727上安裝有用於檢測共軌727內的燃料壓的燃料壓傳感器729，根據燃料壓傳感器729的輸出信號，控制燃料泵728的排出量，使得共軌727內的燃料壓成為目標燃料壓。
同樣地，在上述吸氣口707設有空氣流量計(未圖示)，通過控制吸氣閥707，可調節吸氣壓力。
電子控制單元(ECUElectronic Control Unit)730由數字計算機構成，該電子控制單元730可根據內燃機的運轉條件和駕駛者的要求控制內燃機的運轉狀態。
即，在電子控制單元730通過電線連接有燃料噴射閥706、EGR控制閥725等，電子控制單元730可控制上述各部。
在此，電子控制單元730具有通過雙向總線731而相互連接的ROM(只讀存儲器)732、RAM(隨機訪問存儲器)733、備份存儲器RAM(未圖示)、CPU(微處理器)734、輸入接口735和輸出接口736等。
另外，上述輸入接口735輸入傳感器的輸出信號，通過輸入接口735將這些輸出信號送到CPU 734、RAM 733。上述傳感器如曲軸每旋轉一定角度就產生輸出脈衝的曲軸位置傳感器742那樣輸出數位訊號形式的信號。
另外，在蜂窩過濾器60的前後，為了檢測該蜂窩過濾器的溫度，在蜂窩過濾器前的排氣管640上安裝了第1溫度傳感器，在過濾器後的排出管上安裝了第2溫度傳感器。這些溫度傳感器的模擬輸出信號，通過對應的AD轉換器737被輸入到輸入接口735，將這些輸出信號送到CPU 734、RAM 733。
另外，在蜂窩過濾器60的前後，為了檢測該蜂窩過濾器的壓力，在蜂窩過濾器之前的排氣管640上安裝了第1壓力傳感器，在過濾器之後的排出管上安裝了第2壓力傳感器(雖然可以省略，但為了確實測定壓差，最好安裝該壓力傳感器)。這些溫度傳感器的模擬輸出信號，通過對應的AD轉換器737被輸入到輸入接口735，將這些輸出信號送到CPU 734、RAM 733。
另外，在油門踏板740上連接有負載傳感器741，該負載傳感器741產生與踏入量L成正比的輸出電壓。負載傳感器741的輸出電壓，通過對應的AD轉換器737被輸入到輸入接口735，將這些輸出信號送到CPU734、RAM733。
另外，輸入接口735，通過像燃料壓傳感器729、空氣流量計等那樣地、輸出模擬信號形式信號的傳感器的AD轉換器737，通過輸入接口735，將這些輸出信號送到CPU734、RAM733。
上述輸出接口736，通過對應的驅動電路738，通過電線與燃料噴射閥706、節氣閥驅動用步進電動機716、EGR控制閥725、燃料泵728等連接，將從CPU734輸出的控制信號送到上述燃料噴射閥706、EGR控制閥725等。
上述ROM732存儲有控制燃料噴射閥706的燃料噴射控制程序、控制EGR控制閥725的EGR控制程序、向過濾器添加還原劑並使其燃燒的程序等的應用程式。
上述ROM732，除了存儲有上述的應用程式外，還存儲有各種控制圖表。這些控制圖表例如有表示目標過濾器溫度與二次噴射量的關係的二次噴射量控制圖表、表示內燃機1的運轉狀態與基本燃料噴射量(基本燃料噴射時間)的關係的燃料噴射量控制圖表、表示內燃機1的運轉狀態與基本燃料噴射時期的關係的燃料噴射時期控制圖表、表示過濾器20的前後壓差與微粒子堆積量的關係的堆積量推定圖表等。
上述RAM733保存來自各傳感器的輸出信號、CPU734的運算結果等。上述運算結果例如是，根據曲軸位置傳感器742輸出脈衝信號的時間間隔，算出的內燃機轉速、本實施方式中的過濾器的前後壓差等。
這些數據，例如曲軸位置傳感器742每輸出一次脈衝信號，被改寫為最新的數據。
上述備份存儲器RAM是內燃機的運轉即使停止後，也能存儲數據的不揮發性存儲器。
上述CPU734按照存儲在ROM732內的應用程式動作，執行燃料噴射閥控制、EGR控制、過濾器再生控制、NOx淨化控制等。
另外，雖然也可以實際測定過濾器溫度，但是，如果製作預先監測實際運轉狀況(發動機轉速、轉矩等)、排氣溫度、過濾器溫度的變換表，則即使不直接測定過濾器的溫度，也可從排氣溫度估計過濾器溫度。
這時，也考慮到蓄積在過濾器上的微粒燃燒、發熱的情形，所以，最好也預先製作蓄積的微粒量、其發熱引起的溫度上升的變換表。
下面，說明本發明使用的蜂窩結構體的溫度控制。
通常，微粒的再生時刻不在過濾器對微粒的捕集量增加而引起背壓急劇上升時、以及因異常燃燒而引起破壞(捕集極限)時進行。可以根據行駛時間、燃料消耗量等估計該再生時間，但最好是根據壓力計、排氣溫度、排氣流量，算出過濾器的前後壓力。
具體地說，壓力(壓差)、排氣溫度由上述的傳感器測定，排氣流量是根據發動機的轉速和轉矩，計算排氣的排出量。通常，前後壓差與堆積在過濾器上的微粒子的量有恆定的關係，所以，預先求出它們的關係，將其圖表(煙塵量與壓力損失的關係的數據)化，可求出微粒子的堆積量。該堆積量達到規定量時，執行過濾器20的升溫控制，進行過濾器20的再生。再生是通過過濾器的升溫控制實施的。具體地說，可以用加熱器等發熱裝置直接使其升溫，但在本實施方式中，是使排氣的溫度升溫來實施再生的。其實施方法之一是燃燒室內的二次噴射。二次噴射是指在主噴射後，隔開休止時間，再追加噴射少量的燃料，也稱為後噴射。用二次噴射供給到燃燒室內的燃料，在燃燒氣體中被改性為輕質的HC，供給排氣系統。即，通過二次噴射將還原劑添加到排氣系統中時，供給起到還原劑作用的輕質HC，提高排氣中的還原成分濃度。
添加到排氣系統中的還原成分，例如在承載了Pt(鉑)的氧化催化劑中，在比較低的溫度(300℃左右)也能產生發熱反應。
即，藉助(發熱反應)、(發熱反應)、(發熱反應)等反應，產生反應熱。
因此，通過向在過濾器之前賦予了催化劑的載體、或對過濾器賦予催化劑，可以使過濾器的溫度上升。
另一方面，二次噴射不需要改變內燃機的基本構造，也不需要實施往排氣中供給燃料用的附加構造，所以，有利於實施。
即，具有如下等優點可以省略掉上述的燃料添加噴嘴。另外，二次噴射是缸內噴射，燃燒產生的黑煙少，噴射時期和噴射量也容易控制。
如上所述，通過可以根據燃料(共軌)壓力、吸氣壓力、發動機轉速、發動機負載、二次噴射的時間等，與預先實驗的圖表比較，改變排氣成分、氧濃度、排氣溫度，所以，可以控制為高溫、低溫以達到目標值。
具體地說，預先在運轉模式(發動機轉速、轉矩等)為恆定的狀態運轉時進行監測。測定這時的排氣溫度時，通過AD轉換器監測。將該溫度作為初始溫度。
接著，計測該初始溫度與預先記錄的圖表中指定溫度的差，該差值如果高時，進入使溫度上升的程序，該差值如果低時，進入使溫度下降的程序。
使溫度上升時，例如可以考慮提高排氣溫度，例如，使加熱器等發熱裝置動作，用這時的、根據動作時間等製作的升溫圖表，設定動作時間。通過反饋實際的溫度，反覆修正，可控制溫度。
另外，不使用加熱器、而是用二次噴射時，在初始運轉模式(轉速、轉矩)中，根據測定二次噴射的角度偏差的圖表，估計氧濃度和未燃燃料。其量到達催化劑時，與測定發生了多少熱量的圖表比較，設定時間，確定二次噴射的時間。
即，燃料噴射裝置根據CPU734的指令，在上述活塞704位於上止點附近時，使燃料噴射閥706進行作為主要燃料噴射的主燃料噴射，與該主燃料噴射錯開時間地執行二次噴射。
電子控制單元730具有模式切換部件。該模式切換部件選擇地切換通常噴射模式和二次噴射模式。通常噴射模式根據內燃機的運轉狀態只進行主噴射。二次噴射模式以規定的間隔進行主噴射和二次噴射。
藉助該模式切換部件，從通常噴射模式切換到二次噴射模式時，或者，從二次噴射模式切換到通常噴射模式時，根據這時的內燃機運轉狀態，分別求出從基準的規定曲軸轉角θa開始的主噴射開始時刻θm、主噴射結束時刻、二次噴射開始時刻θp2、二次噴射結束時刻，設定二次噴射模式的噴射間隔。二次噴射模式時，主噴射和二次噴射之間的噴射間隔設定為規定時間，主噴射模式時，該噴射間隔設定為0。
電子控制單元730把各傳感器的檢測信號作為輸入值讀入。然後，根據從各傳感器讀入的輸入值，控制背壓控制閥、燃料泵等的運轉。
首先，取入內燃機轉速(Ne)、油門踏板的開度信息，從這些信息中判斷內燃機的運轉狀況。
模式切換部件根據運轉狀況決定是否要執行二次噴射。這裡，如果判斷為在過濾器上已堆積了至少規定量的微粒子時，就是要執行二次噴射的運轉狀況。
判斷為是要執行二次噴射的狀況時，分別求出從曲軸位置傳感器742檢測出的作為基準的規定曲軸轉角θa開始的、主噴射開始時刻θm、主噴射結束時刻、二次噴射開始時刻θp2、二次噴射結束時刻，設定二次噴射模式的噴射間隔及二次噴射量。
最後，通過反饋實際的溫度，反覆修正，可控制溫度。
接著，使溫度下降時，先停止二次噴射。要使其更加變化時，使初始運轉模式(轉速、轉矩)本身改變(例如減小轉矩等)，用這時的圖表，同樣地計算排氣溫度。另外，也可以用EGR使排氣再循環，改變氧濃度，促使HC的再生不良。
用上述的再生系統，可以對蜂窩結構體的再生溫度進行控制，控制成為能將蜂窩結構體中捕集的微粒充分燃燒除去的溫度。
本發明中，作為排氣淨化用過濾器使用的蜂窩結構體是用陶瓷粒子和結晶矽粒子的複合材料形成的，該複合材料中，將過濾器捕集的微粒燃燒除去所需的溫度(再生溫度)，250～800℃是最適合的溫度範圍。
如果超過800℃，矽表面容易氧化，與氧的反應性非常高，結合陶瓷粒子的矽溶融，埋入陶瓷粒子間的間隙(氣孔)，所以壓力損失增高。如果不足250℃，則不足使微粒充分燃燒除去，再生效果極小，壓力損失也增高。
另外，發現蜂窩結構體承載的催化劑的反應性在250～800℃的範圍也是最好。
(實施例1)(1)把平均粒徑為30μm的α型碳化矽粉末80質量％、和平均粒徑為4μm的單晶矽粉末〔用後述方法測定的X射線衍射中的、矽的峰值(2θ＝28°附近〕的半幅值為0.6°〕20質量％進行溼式混合，在得到的100重量份混合粉末中，加入6重量份的有機粘合劑(甲基纖維素)、2.5重量份的表面活性劑(油酸)、24重量份的水，進行混煉，調製成原料膏。
接著，將上述原料膏充填到擠壓成形機，用10cm/分的擠壓速度製成與圖2所示的多孔質陶瓷部件30大致相同形狀的生坯成形體。
用微波乾燥機使上述生坯成形體乾燥，成為陶瓷乾燥體後，將與上述生坯成形體相同成分的膏狀封閉材料充填到規定小室的一端，然後，再用乾燥機使其乾燥，並在氧化氣氛下、550℃的溫度進行3小時脫脂，得到陶瓷脫脂體。
把上述陶瓷脫脂體，在氬氣氛下、1400℃的條件下加熱2小時，使單晶矽溶融，用矽接合碳化矽粒子。
然後，在常壓的氬氣氛下、2150℃進行2小時的燒結處理，從而得到了氣孔率為45％、平均氣孔徑為10μm、大小為34.3mm×34.3mm×254mm的多孔陶瓷部件。
(2)用含有纖維長為0.2mm的氧化鋁纖維30質量％、平均粒徑為0.6μm的碳化矽粒子21質量％、矽溶膠15質量％、羧甲基纖維素5.6質量％及水28.4質量％的耐熱性密封材膏，把許多上述多孔質陶瓷部件連接成束，接著，用金剛石切刀切斷，製作出直徑144mm的圓柱狀陶瓷塊。
這時，將上述多孔質陶瓷部件連接成束的密封材料層的厚度調整為1.0mm。
接著，把作為無機纖維的由氧化鋁矽構成的陶瓷纖維(硬粒含有率3％，纖維長0.1～100mm)23.3質量％、作為無機粒子的平均粒徑為0.3μm的碳化矽粉末30.2質量％、作為無機粘合劑的矽溶膠(膠中的SiO2含有率30質量％)7質量％、作為有機粘合劑的羧甲基纖維素0.5質量％及水39質量％進行混合、混煉，調製出密封材膏。
用上述密封材膏，在上述陶瓷塊的外周部形成厚1.0mm的密封材膏層。然後，用120℃使該密封材膏層乾燥，製成圓柱狀的蜂窩結構體。把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品1)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例2)(1)除了使通過單晶矽將碳化矽粒子結合後的燒結條件為220℃、2小時外，其餘與實施例1的工序(1)同樣地製成多孔質陶瓷部件。
(2)用上述多孔質陶瓷部件，與實施例1的工序(2)同樣地製成蜂窩結構體，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品2)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例3)(1)除了使通過單晶矽將碳化矽粒子結合後的燒結條件為220℃、3小時外，其餘與實施例1的工序(1)同樣地製成多孔質陶瓷部件。
(2)用上述多孔質陶瓷部件，與實施例1的工序(2)同樣地製成蜂窩結構體，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品3)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例4)(1)除了用金屬矽(半幅值0.9°)代替單晶矽外，其餘與實施例1的工序(1)同樣地製成陶瓷脫脂體，在1600℃對該陶瓷脫脂體加熱3小時，使上述金屬矽粉末溶融，通過矽將碳化矽粒子結合，製成多孔質陶瓷部件。
(2)用上述多孔質陶瓷部件，與實施例1的工序(2)同樣地製成蜂窩結構體，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品4)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例5)(1)除了使通過單晶矽將碳化矽粒子結合後的燒結條件為2250℃、3小時外，其餘與實施例1的工序(1)同樣地製成多孔質陶瓷部件。
(2)用上述多孔質陶瓷部件，與實施例1的工序(2)同樣地製成蜂窩結構體，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品5)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例6)(1)把平均粒徑為30μm的氧化鋁粉末80質量％、和平均粒徑為4μm的單晶矽粉末(半幅值為0.6°)20質量％進行溼式混合，在得到的100重量份混合粉末中，加入6重量份的有機粘合劑(甲基纖維素)、2.5重量份的表面活性劑(油酸)、24重量份的水，進行混煉，調製成原料膏。
接著，將上述原料膏充填到擠壓成形機內，用10cm/分的擠壓速度，製成與圖3所示的多孔質陶瓷部件30大致相同形狀的生坯成形體。
用微波乾燥機使上述生坯成形體乾燥，成為陶瓷乾燥體後，將與上述生坯成形體相同成分的膏狀封閉材料充填到規定小室的一端，然後，再用乾燥機使其乾燥，並在氧化氣氛下、550℃進行3小時脫脂，得到陶瓷脫脂體。
把上述陶瓷脫脂體，在氬氣氛下1400℃加熱2小時，使單晶矽溶融，用矽使氧化鋁粒子接合。
然後，在常壓的氬氣氛下2000℃進行1小時的燒結處理，這樣，製成了氣孔率為45％、平均氣孔徑為10μm、大小為直徑144mm、長度254mm的圓柱狀多孔質陶瓷部件(蜂窩結構體)，將該蜂窩結構體用作過濾器(樣品6)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例7)(1)除了使通過單晶矽將氧化鋁粒子結合後的燒結條件為2010℃、2小時外，其餘與實施例6的工序(1)同樣地製成多孔質陶瓷部件(蜂窩結構體)，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品7)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例8)(1)除了使通過單晶矽將氧化鋁粒子結合後的燒結條件為2040℃、2小時外，其餘與實施例6的工序(1)同樣地製成多孔質陶瓷部件(蜂窩結構體)，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品8)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例9)(1)除了用金屬矽(半幅值0.9°)代替單晶矽外，其餘與實施例6的工序(1)同樣地製成陶瓷脫脂體，除了在1600℃對該陶瓷脫脂體加熱3小時，使上述金屬矽粉末溶融，通過矽使氧化鋁粒子結合之外，其餘與實施例6同樣地製成多孔質陶瓷部件(蜂窩結構體)，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品9)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(實施例10)(1)除了使通過單晶矽將氧化鋁粒子結合後的燒結條件為2040℃、3小時外，其餘與實施例6同樣地製成多孔質陶瓷部件(蜂窩結構體)，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品10)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(比較例)(1)把平均粒徑為30μm的α型碳化矽粉末80質量％、和平均粒徑為0.8μm的α型碳化矽粉末20質量％進行溼式混合，在得到的100重量份混合粉末中，加入6重量份的有機粘合劑(甲基纖維素)、2.5重量份的表面活性劑(油酸)、24重量份的水，進行混煉，調製成原料膏。
接著，將上述原料膏充填到擠壓成形機內，用10cm/分的擠壓速度，製成與圖2所示的多孔質陶瓷部件30大致相同形狀的生坯成形體。
用微波乾燥機使上述生坯成形體乾燥，成為陶瓷乾燥體後，將與上述生坯成形體相同成分的膏狀封閉材料充填到規定小室的一端，然後，再用乾燥機使其乾燥，並在氧化氣氛下、550℃進行3小時脫脂，得到陶瓷脫脂體。
然後，在常壓的氬氣氛下、2150℃進行2小時燒結處理，這樣，製成了氣孔率為45％、平均氣孔徑為10μm、大小為34.3mm×34.3mm×254mm的多孔質陶瓷部件。
(2)用上述多孔質陶瓷部件，與實施例1的工序(2)同樣地製造蜂窩結構體，把蜂窩結構體用作過濾器(樣品11)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(比較例2)(1)把平均粒徑為30μm的氧化鋁粉末80質量％、和矽為固體成分的矽溶膠20質量％進行混合，在得到的100重量份混合粉末中，加入6重量份的有機粘合劑(甲基纖維素)、2.5重量份的表面活性劑(油酸)、24重量份的水，進行混煉，調製成原料膏。
接著，將上述原料膏充填到擠壓成形機內，用10cm/分的擠壓速度，製成與圖3所示的多孔質陶瓷部件30大致相同形狀的生坯成形體。
用微波乾燥機使上述生坯成形體乾燥，成為陶瓷乾燥體後，將與上述生坯成形體相同成分的膏狀封閉材料充填到規定小室的一端，然後，再用乾燥機使其乾燥，在氧化氣氛下、550℃進行3小時脫脂，得到陶瓷脫脂體。
然後，在常壓的氬氣氛下、2040℃進行3小時燒結處理，這樣，製成了氣孔率為45％、平均氣孔徑為10μm、大小為直徑144mm、長度254mm的圓柱狀多孔質陶瓷部件，把該蜂窩結構體用作過濾器(樣品12)，製成圖4所示的排氣淨化裝置。
(評價試驗)對上述實施例1～10及比較例1～2的排氣淨化裝置中使用的各蜂窩結構體(樣品1～10及樣品11～12)，進行下述(A)～(B)所示的評價試驗。
(A)結合陶瓷粒子的矽的結晶度評價試驗。
測定上述樣品1～12的蜂窩結構體(及矽原料)的X射線衍射中的矽的峰值(2θ＝28°附近)的半幅值。結果如表1所示。
另外，圖6表示樣品1的實際測定結果。
(表1)

該測定中使用的X射線衍射裝置，是理學電氣社制的理學RINT-2500。X射線衍射的光源是CuKα1，測定方法是，先將樣品粉碎、均勻化，充填到玻璃制的試樣容器內，把充填了該樣品的試樣容器放在測角計的試樣臺上，接著，將冷卻水流過X射線球管，接通裝置電源，設定電壓為40KV、電流為30mA。然後，設定各條件，進行測定。
X射線衍射的測定條件如下。發散狹縫0.5°，發散縱限制狹縫10mm，散射狹縫0.5°，受光狹縫0.3mm，單受光狹縫0.8mm，操作模式連續，操作速度5.000°/分，步進0.01°，掃描範圍10.000°～60.000°，單色儀計數單色儀，光學系統集中光學系統。
(B)排氣淨化裝置的再生試驗接著，把上述各樣品1～12的蜂窩結構體用作排氣淨化裝置的過濾器，用以下的條件，進行反覆進行微粒的捕集和再生處理的循環試驗，測定該循環試驗後的壓力損失，並且用目視確認有無發生裂紋。
(1)首先，用有機溶劑將粉碎了的γ氧化鋁調製成漿狀，使上述各樣品的蜂窩結構體分別承載10g/L的該漿狀物。再承載2g/L的鉑(Pt)。
(2)接著，將各樣品的蜂窩結構體依次設置到圖5所示的排氣淨化裝置內，使發動機以轉速3000rpm、轉矩50Nm運轉規定時間，捕集7g/L微粒。捕集量是根據捕集前後的重量測定確定的。
(3)接著，為監測各實施例1～10及比較例1～2中使用的蜂窩過濾器的再生條件，將系統改變為二次噴射方式，用調整了排氣濃度和溫度的運轉程序模式，調整再生時間，進行再生處理。用排氣成分分析裝置(堀場製作所MOTOR EXHAUST GASANALYZERM EXA-7500D)測定這時的排氣，以其結果為基準製作模擬氣體。
該氣體分析方法依據JIS B 79822002(排氣中的氮氧化物自動計測系統及自動計測器)，JIS K 01042000(排氣中的氮氧化物分析方法)等。
即，再生處理中的模擬氣體，是使氮氣混入工廠空氣，O2濃度是13vol％，以130L/min持續流動。
在該模擬氣體中，混入含有6540ppm的C3H6、5000ppm的CO、160ppm的NO、8ppm的SO2、0.038％的CO2、10％的H2O、10％的O2的氣體。這時，用加熱器使氣體攪拌器等加熱，從而可以自由地設定排氣的溫度。
各樣品1～12的蜂窩結構體的再生試驗結果，如以下表2a～表21及圖8a～圖81所示。
(表2a)樣品1(SiC+Si半幅值0.6)


(表2b)樣品2(SiC+Si半幅值0.3)

(表2c)樣品3(SiC+Si半幅值0.1)


(表2d)樣品4(SiC+Si半幅值0.75)

(表2e)樣品5(SiC+Si半幅值0.05)


(表2f)樣品6(氧化鋁+Si半幅值0.6)

(表2g)樣品7(氧化鋁+Si半幅值0.3)

(表2h)樣品8(氧化鋁+Si半幅值0.1)

(表2i)樣品9(氧化鋁+Si半幅值0.75)

(表2j)樣品10(氧化鋁+Si半幅值0.05)


(表2k)樣品11(SiC)

(表2l)樣品12(氧化鋁)


另外，NOx淨化率，是從過濾器前後的NOx分析(上述堀場製作所的分析裝置，具體地說，是化學發光方式)的結果求出該淨化率。
另外，微粒的氧化結果是根據進行了上述再生試驗後的重量變化，用再生率＝(燃燒了的微粒量)/(微粒的捕集量)×100，計算得到。
結果可知，本發明實施例1～10的由陶瓷和矽的複合體構成的過濾器，NOx的除去性能高，在至少250℃的排氣溫度時，具有至少70％的淨化性能，在至少500℃時，具有至少90％的淨化性能。
另外，關於再生率，如果在至少250℃，可滿足至少70％的再生率。如果在至少500℃，可得到至少90％的再生率。
試驗後，將各過濾器的中央部切斷，用SEM觀察，矽複合體的過濾器，用至少850℃進行再生時，可看到過濾器的表面呈反應後狀態，細孔被埋沒。由上述可知，過濾器的再生溫度，最好在250～800℃的範圍。
(4)對各實施例1～10和比較例1～2中使用的樣品1～12，進行反覆100次按照上述(1)～(3)的捕集再生的循環試驗。
各循環試驗結束後，用目視確認在過濾器上是否產生了裂紋。確認到全部蜂窩過濾器都沒有產生裂紋。另外，用800℃或800℃以下的溫度，對各樣品進行再生處理時，確認到循環試驗後的初始壓力損失也與循環試驗前幾乎沒有變化。
另外，用超過800℃的較高溫度進行再生處理時，儘管不能確認是否產生裂紋，但確認到壓力損失增大。用不足250℃的溫度進行再生的蜂窩過濾器，再生溫度過低，再生率差，沒有實用價值。
另外，100次的循環試驗後，將各蜂窩過濾器的中央部切出，用掃描型電子顯微鏡(SEM)對該斷片進行表面觀察(350倍和1000倍)。其中，樣品1的結果分別如圖7(a)(500℃再生)和圖7(b)(850℃再生)所示。
從這些SEM照片可知，500℃左右再生的蜂窩過濾器中，通過矽結合的陶瓷粒子之間有很多氣孔，而850℃再生的蜂窩過濾器中，陶瓷粒子之間只有微量氣孔。
因此，用ED S對比較例1的樣品11的氣孔部定性分析的結果是矽的比例高。即，比較例1的蜂窩過濾器中，陶瓷粒子間的間隙被溶融的矽埋入，結果，壓力損失增大。
由此可見，蜂窩過濾器是由陶瓷粒子和矽的複合材料構成的例子中，再生溫度為800℃或800℃以下時，陶瓷粒子間的間隙不被溶融的矽埋沒，所以，壓力損失小，尤其是在500℃～700℃的範圍內時，壓力損失幾乎不增加。
產業上的可利用性如上所述，本發明的排氣淨化裝置及其再生方法，用由陶瓷和結晶矽構成的導熱性優良的複合材料形成蜂窩結構體，將該蜂窩結構體用作排氣淨化用過濾器，其再生溫度為250～800℃，所以，熱擴散性優良，並且，即使溫度分布、反覆冷熱循環時，熱應力也難以蓄積，耐熱衝擊性優良。
本發明使用的蜂窩結構體，必要時可以承載Pt、Rh、Pd等貴金屬或它們的合金等催化劑，這樣，不僅能用作淨化從內燃機等熱機、鍋爐等燃燒裝置排出的排氣中的HC、CO及NOx等的淨化用過濾器，而且還可用作進行液體燃料或氣體燃料改性等的催化劑載體。
權利要求
1.一種排氣淨化裝置，其使用了蜂窩結構體，該蜂窩結構體配置在內燃機的排氣通路中，除了發揮用於捕集排氣中所含微粒的過濾器的作用外、還發揮排氣淨化用催化劑的作用；其特徵在於，上述蜂窩結構體是用由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料形成的，並且，在250～800℃的溫度範圍加熱再生。
2.根據權利要求1所述的排氣淨化裝置，其特徵在於，構成上述複合材料的結晶矽使用結晶度高的矽。
3.根據權利要求1所述的排氣淨化裝置，其特徵在於，上述結晶矽是在蜂窩結構體的X射線衍射中的2θ＝28°附近的峰值的半幅值為0.6°或0.6°以下的結晶度高的矽。
4.根據權利要求1所述的排氣淨化裝置，其特徵在於，上述蜂窩結構體是組合一個或多個柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件並將它們連接成束、賦予了過濾器功能的構造體；上述柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件是隔著室壁沿長度方向並排設置作為氣體流路的許多小室、並且封閉這些小室中的任一端部而成的。
5.根據權利要求1所述的排氣淨化裝置，其特徵在於，上述蜂窩結構體是組合一個或多個柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件並將它們連接成束的、具有催化劑載體功能的構造體，上述柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件隔著室壁沿長度方向並排設有作為氣體流路的許多小室，在上述室壁表面上形成有由Pt、Rh、Pd等貴金屬或它們的合金構成的催化劑。
6.根據權利要求1所述的排氣淨化裝置，其特徵在於，上述陶瓷粒子是碳化矽。
7.根據權利要求4所述的排氣淨化裝置，其特徵在於，在上述蜂窩結構體的室壁上承載了由貴金屬或它們的合金構成的催化劑。
8.一種排氣淨化裝置的再生方法，該排氣淨化裝置使用了蜂窩結構體，該蜂窩結構體配置在內燃機的排氣通路中，除了發揮用於捕集排氣中所含微粒的過濾器的作用外、還發揮排氣淨化用催化劑的作用；其特徵在於，用由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料形成供上述微粒堆積的蜂窩結構體，用包含設在排氣淨化裝置上的加熱部件的過濾器再生部件，將被該蜂窩結構體捕集的上述微粒等加熱到250～800℃的溫度，使其再生。
9.一種排氣淨化裝置的再生方法，該排氣淨化裝置使用了蜂窩結構體，該蜂窩結構體配置在內燃機的排氣通路中，除了發揮用於捕集排氣中所含微粒的過濾器的作用外、還發揮排氣淨化用催化劑的作用；其特徵在於，用由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料形成供上述微粒堆積的蜂窩結構體，用排氣自身的熱將被該蜂窩結構體捕集的上述微粒等加熱到250～800℃的溫度，使其再生。
10.根據權利要求8或9所述的排氣淨化裝置的再生方法，其特徵在於，以500～800℃的溫度加熱上述微粒。
11.根據權利要求8或9所述的排氣淨化裝置的再生方法，其特徵在於，構成上述複合材料的結晶矽使用結晶度高的矽。
12.根據權利要求11所述的排氣淨化裝置的再生方法，其特徵在於，上述結晶矽是在蜂窩結構體的X射線衍射中的2θ＝28°附近的峰值的半幅值為0.6°或0.6°以下的結晶度高的矽。
13.根據權利要求8或9所述的排氣淨化裝置的再生方法，其特徵在於，上述蜂窩結構體是組合一個或多個柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件並將它們連接成束、賦予了過濾器功能的構造體；上述柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件是隔著室壁沿長度方向並排設置作為氣體流路的許多小室、並且封閉這些小室中的任一端部而成的。
14.根據權利要求8或9所述的排氣淨化裝置的再生方法，其特徵在於，上述蜂窩結構體是組合一個或多個柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件並將它們連接成束的、具有催化劑載體功能的構造體，上述柱狀的多孔質蜂窩狀陶瓷部件隔著室壁在長度方向並排設有作為氣體流路的許多小室，在上述室壁表面上形成有由Pt、Rh、Pd等貴金屬或它們的合金構成的催化劑。
15.根據權利要求13所述的排氣淨化裝置的再生方法，其特徵在於，在上述蜂窩構造的室壁上承載了由貴金屬或它們的合金構成的催化劑。
16.根據權利要求8或9所述的排氣淨化裝置的再生方法，其特徵在於，上述陶瓷粒子是碳化矽。
全文摘要
本發明的排氣淨化裝置，使用了蜂窩結構體。該蜂窩結構體用作用於捕集從柴油發動機等內燃機排出的排氣中所含微粒的過濾器，或用作進行該排氣淨化的催化劑載體。蜂窩結構體是用由陶瓷粒子和結晶矽構成的複合材料形成的。被蜂窩結構體捕集的微粒等在250～800℃的溫度範圍內被燃燒、除去，所以，即使產生比較低溫的溫度分布時、或長期間反覆冷熱循環時，也能抑制熱應力的蓄積，防止裂紋的產生，提高耐熱衝擊性。
文檔編號B01D46/00GK1898459SQ20048003872
公開日2007年1月17日 申請日期2004年12月16日 優先權日2003年12月25日
發明者吉田豐 申請人:揖斐電株式會社