[发明专利]催化颗粒过滤器

说明书

一种催化颗粒过滤器，包括：至少一个入口通道，在纵向方向上延伸，其一端允许流体流入，而其另一端被堵塞；至少一个出口通道，在纵向方向上延伸，其一端被堵塞，而其另一端允许流体流出；至少一个多孔壁，限定相邻的入口通道与出口通道之间的边界并且在纵向方向延伸；以及支撑件，支撑件上涂覆有催化剂。

相关申请的交叉引证

本申请要求于2015年12月4日提交的韩国专利申请号10-2015-0172450的优先权和权益，该案的全部内容通过引证结合于此。

技术领域

本公开涉及一种催化颗粒过滤器，并且更具体而言，涉及一种这样的催化颗粒过滤器，其尽可能减小背压的增大，并且提供催化剂与流体之间更长的接触时间(更大的接触面积)。

背景技术

内燃机(例如，柴油机或各种燃烧设备)的废气包含颗粒物(PM)。在排放到大气内时，这种PM可以造成环境污染。为此，排气系统装有颗粒过滤器，用于捕捉PM。

根据流体的流量，颗粒过滤器可以分成流过式(flow-through)颗粒过滤器或壁流式(wall-flow)颗粒过滤器。在流过式颗粒过滤器中，流入通道内的流体仅仅在其通道内流动，而不移动到另一个通道内。这有助于尽可能减少背压的增大，但是需要捕捉在流体内的颗粒物质的装置，并且可以造成低过滤性能。

在壁流式颗粒过滤器中，流入通道内的流体移动到相邻的通道，然后，通过相邻的通道从颗粒过滤器中释放。即，流入入口通道内的流体通过多孔壁移动到出口通道，然后，通过出口通道从颗粒过滤器中释放。在流体穿过多孔壁时，捕捉流体内的颗粒物质，而不穿过多孔壁。虽然可以在某种程度上增大了背压，但是在去除颗粒物质时，壁流式颗粒过滤器有效。因此，主要使用壁流式颗粒过滤器。

车辆装有至少一个催化转换器以及颗粒过滤器。催化转换器被设计成去除一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)以及氮氧化合物(NO_x)。

催化转换器可以在物理上与颗粒过滤器分离，或者通过使用催化剂涂覆颗粒过滤器来与颗粒过滤器组合。涂有催化剂的颗粒过滤器可以称为催化颗粒过滤器(CPF)。

在CPF中，在将入口通道和出口通道彼此分离的多孔壁上涂有催化剂，并且流体穿过多孔壁并且与催化剂涂层接触。在由多孔壁分离的入口通道和出口通道之间具有压差。这允许流体快速穿过多孔壁。因此，在催化剂与流体之间的接触时间较短，这使得难以有效地发生催化反应。

而且，在多孔壁上的厚催化剂涂层允许催化剂阻挡壁部上的微孔，并且这可以干扰流体从入口通道流入出口通道。因此，背压增大。为了尽可能使背压的增大最小化，在CPF中，在壁部薄薄地涂覆催化剂。然而，在CPF上涂覆的催化剂的量可能不足以有效地发生催化反应。

为了克服该问题，通过增大入口通道和出口通道(在后文中统称为“单元”)的数量(密度)，涂有催化剂的壁部的表面区域可以增大。然而，在有限空间内的单元密度的增大减小了壁厚。壁厚的减小可以使过滤器性能退化。因此，单元密度不应增大为大于密度限制。

在本背景技术中公开的以上信息仅仅用增强理解本公开的背景，因此，可以包含不构成技术人员在本领域中已知的先有技术的一部分的信息。

发明内容

本公开总体上提供了一种催化颗粒过滤器，其尽可能减小背压的增大并且增大催化剂装载。根据本公开的另一方面，催化颗粒过滤器可以尽可能减小背压的增大，并且在催化剂与流体之间提供更长的接触时间。

根据本公开的一个方面，提供了一种催化颗粒过滤器，包括至少一个入口通道，其在纵向方向上延伸，流体流入其一端，而其另一端被堵塞。催化颗粒过滤器进一步包括：至少一个出口通道，其在纵向方向上延伸，其一端被堵塞，而流体通过其另一端流出；至少一个多孔壁，限定相邻的入口通道与出口通道之间的边界并且在纵向方向上延伸；以及支撑件，支撑件上涂覆有催化剂。通过所述入口通道流入的流体可以穿过多孔壁并且流入所述出口通道。