(57)【要約】【課題】排気ガス中の、特に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質やＮＯＸを効率よく浄化する浄化装置を提供する。【解決手段】浄化装置２０は、Ｏ２−を伝導するＯ２−伝導部３１と電子を伝導する電子伝導部３２とを有するイオン電子伝導層２１と、そのイオン電子伝導層２１の一方側の第１面に、粒子状炭素質物質（ＰＭ）を酸化するＰＭ酸化層２２と、イオン電子伝導層２１の第１面とは反対の他方側の第２面に、ＮＯｘを還元するＮＯｘ還元層２３とを含んで構成される。イオン電子伝導層２１のＯ２−伝導部３１は、ＰＭ酸化層２２の電子をＮＯｘ還元層２３へと伝達する。また、イオン電子伝導層２１の電子伝導部３２は、ＮＯｘ還元層２３のＯ２−をＰＭ酸化層２２へと伝達する。ＰＭ酸化層２２側で、ＰＭをＣＯ２へ変換し、ＮＯｘ還元層２３で、ＮＯｘを還元する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｏ２−を伝導するＯ２−伝導部と、電子を伝導する電子伝導部とを有するイオン電子伝導層と、
そのイオン電子伝導層の一方側に、粒子状炭素質物質を酸化するＰＭ酸化層と、
前記イオン電子伝導層の他方側に、ＮＯｘを還元するＮＯｘ還元層と、
を含む浄化装置。
【請求項２】
前記イオン電子伝導層の前記Ｏ２−伝導部は、固体電解質によって形成され、前記電子伝導部は、導電体によって形成された請求項１に記載の浄化装置。
【請求項３】
前記固体電解質は、ジルコニアまたはセリアを主成分とする請求項２に記載の浄化装置。
【請求項４】
前記イオン電子伝導層の前記Ｏ２−伝導部及び前記電子伝導部は、混合伝導体によって形成された請求項１に記載の浄化装置。
【請求項５】
前記イオン電子伝導層の前記Ｏ２−伝導部は、前記一方側から前記他方側へ連なって形成されており、前記ＰＭ酸化層の電子を前記ＮＯｘ還元層へと伝達し、
前記イオン電子伝導層の前記電子伝導部は、前記他方側から前記一方側へ連なって形成されており、前記ＮＯｘ還元層のＯ２−を前記ＰＭ酸化層へと伝達する請求項１〜４のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項６】
前記ＰＭ酸化層は、ＰＭ分解触媒と導電体とを含む請求項１〜５のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項７】
前記ＰＭ分解触媒は、Ｐｔ、Ａｇ、ＣｅＯ２、カルシウムアルミネイト、ランタンクロマイトのいずれかを１つ以上含む請求項６に記載の浄化装置。
【請求項８】
前記ＮＯｘ還元層は、ＮＯｘ吸蔵物質と導電体とを含む請求項１〜７のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項９】
前記ＮＯｘ還元層中の前記導電体が、ＮＯｘ還元触媒作用を有する請求項８に記載の浄化装置。
【請求項１０】
前記ＮＯｘ吸蔵物質は、アルカリ又はアルカリ土類金属酸化物のいずれかである請求項８または９に記載の浄化装置。
【請求項１１】
流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封じされた第１のセルと、前記一方の端部が目封じされ且つ前記他方の端部が開口された第２のセルとが交互に配設されて、前記第１のセルが開口する前記一方の端部から流入した前記流体を、前記隔壁を透過させて前記第２のセル内に透過流体として流出させ、前記透過流体を前記第２のセルが開口する前記他方の端部から流出させることができるように構成されたハニカムフィルタの前記セル内の隔壁上又は隔壁内に、前記ＮＯｘ還元層、前記イオン電子伝導層、及び前記ＰＭ酸化層が、この順に形成された請求項１〜１０のいずれか１項に記載の浄化装置。
【請求項１２】
前記ハニカムフィルタがコージェライトを主成分とする請求項１１に記載の浄化装置。
【請求項１３】
前記ハニカムフィルタがチタン酸アルミニウムを主成分とする請求項１１に記載の浄化装置。
【請求項１４】
前記イオン電子伝導層が粒子状炭素質物質を酸化するＰＭ酸化機能を有し、前記イオン電子伝導層がＰＭ酸化層ともされた請求項１〜１３のいずれか１項に記載の浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等から排出される粒子状物質（パティキュレートマター、Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ、ＰＭ）とＮＯＸ（窒素酸化物）を浄化する浄化装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
各種の内燃機関等から排出される排気ガス中の微粒子や有害物質は、人体、環境への影響が大きく、これらの大気への放出を防止する必要性が高まっている。特に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（パティキュレートマター、Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ、ＰＭ）やＮＯＸ（窒素酸化物）等は影響が甚大であり、それらにかかる規制は世界的に強化されている。そこで、ＰＭを除去するためのフィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ、ＤＰＦ）やＮＯＸを窒素と水に還元するために有用な触媒を備えた排気ガス浄化装置の研究・開発が進められている。
【０００３】
ＤＰＦは、捕捉したＰＭを除去しなければ、フィルタが最終的に目詰りしてしまうため、フィルタの再生が必要である。フィルタの再生は、一般的にはＤＰＦを加熱してＰＭを燃焼させることにより可能であるが、例えば、ＤＰＦに触媒を担持し、ディーゼル機関の高温排ガスにより効率的にＰＭを燃焼させる方法がある。このように、触媒を担持したＤＰＦに捕集されたＰＭを排ガスにより燃焼除去する場合、別途ＮＯＸを処理する必要がある。
【０００４】
ところで、排出ガスに含まれるディーゼル微粒子の浄化が可能であり、その浄化を効率良く行わせることのできる浄化装置として、酸素イオン導電性を有する固体電解質と、固体電解質の両面間に電圧を印加させる印加手段とを備えた浄化装置が提案されている（特許文献１）。また、イオン伝導性セラミックス材料と、電気化学的に固体カーボン（ＰＭ）を直接酸化除去できる触媒電極からなる化学反応機構とを有する化学反応装置が提案されている（特許文献２）。これらの装置によれば、ＰＭの酸化除去とＮＯＸの還元除去を同時に行うことが可能である。
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２００５２０号公報
【特許文献２】特開２００６−１９８５６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１の電気化学セル（浄化装置）をＤＰＦに拡張して適用するには、次のような問題点がある。すなわち、広面積に渡って隔壁に形成された固体電解質全面に外部より電流を均一に供給する必要がある。このためには、固体電解質両面に形成する電極の電気抵抗をほぼ０（出来る限り小さく）とすると供に、これらの電極に電圧を印加する外部電源との接触電気抵抗もほぼ０（出来る限り小さく）とする必要があり、実質的に極めて困難となる。更に、この装置では、基本的に外部から電力を供給する必要もある。また、特許文献２の化学反応装置も同様の問題点がある。
【０００７】
本発明の課題は、排気ガス中の、特に、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質（パティキュレートマター、Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ、ＰＭ）やＮＯＸ（窒素酸化物）を効率よく浄化する浄化装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、Ｏ２−伝導部と電子伝導部とを有するイオン電子伝導層と、その一方の面にＰＭ酸化層と他方の面にＮＯｘ還元層とを有する浄化装置により、上記課題を解決できることを見出した。すなわち、本発明によれば、以下の浄化装置が提供される。
【０００９】
［１］  Ｏ２−を伝導するＯ２−伝導部と、電子を伝導する電子伝導部とを有するイオン電子伝導層と、そのイオン電子伝導層の一方側に、粒子状炭素質物質を酸化するＰＭ酸化層と、前記イオン電子伝導層の他方側に、ＮＯｘを還元するＮＯｘ還元層と、を含む浄化装置。
【００１０】
［２］  前記イオン電子伝導層の前記Ｏ２−伝導部は、固体電解質によって形成され、前記電子伝導部は、導電体によって形成された前記［１］に記載の浄化装置。
【００１１】
［３］  前記固体電解質は、ジルコニアまたはセリアを主成分とする前記［２］に記載の浄化装置。
【００１２】
［４］  前記イオン電子伝導層の前記Ｏ２−伝導部及び前記電子伝導部は、混合伝導体によって形成された前記［１］に記載の浄化装置。
【００１３】
［５］  前記イオン電子伝導層の前記Ｏ２−伝導部は、前記一方側から前記他方側へ連なって形成されており、前記ＰＭ酸化層の電子を前記ＮＯｘ還元層へと伝達し、前記イオン電子伝導層の前記電子伝導部は、前記他方側から前記一方側へ連なって形成されており、前記ＮＯｘ還元層のＯ２−を前記ＰＭ酸化層へと伝達する前記［１］〜［４］のいずれかに記載の浄化装置。
【００１４】
［６］  前記ＰＭ酸化層は、ＰＭ分解触媒と導電体とを含む前記［１］〜［５］のいずれかに記載の浄化装置。
【００１５】
［７］  前記ＰＭ分解触媒は、Ｐｔ、Ａｇ、ＣｅＯ２、カルシウムアルミネイト、ランタンクロマイトのいずれかを１つ以上含む前記［６］に記載の浄化装置。
【００１６】
［８］  前記ＮＯｘ還元層は、ＮＯｘ吸蔵物質と導電体とを含む前記［１］〜［７］のいずれかに記載の浄化装置。
【００１７】
［９］  前記ＮＯｘ還元層中の前記導電体が、ＮＯｘ還元触媒作用を有する前記［８］に記載の浄化装置。
【００１８】
［１０］  前記ＮＯｘ吸蔵物質は、アルカリ又はアルカリ土類金属酸化物のいずれかである前記［８］または［９］に記載の浄化装置。
【００１９】
［１１］  流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封じされた第１のセルと、前記一方の端部が目封じされ且つ前記他方の端部が開口された第２のセルとが交互に配設されて、前記第１のセルが開口する前記一方の端部から流入した前記流体を、前記隔壁を透過させて前記第２のセル内に透過流体として流出させ、前記透過流体を前記第２のセルが開口する前記他方の端部から流出させることができるように構成されたハニカムフィルタの前記セル内の隔壁上又は隔壁内に、前記ＮＯｘ還元層、前記イオン電子伝導層、及び前記ＰＭ酸化層が、この順に形成された前記［１］〜［１０］のいずれかに記載の浄化装置。
【００２０】
［１２］  前記ハニカムフィルタがコージェライトを主成分とする前記［１１］に記載の浄化装置。
【００２１】
［１３］  前記ハニカムフィルタがチタン酸アルミニウムを主成分とする前記［１１］に記載の浄化装置。
【００２２】
［１４］  前記イオン電子伝導層が粒子状炭素質物質を酸化するＰＭ酸化機能を有し、前記イオン電子伝導層がＰＭ酸化層ともされた前記［１］〜［１３］のいずれかに記載の浄化装置。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の浄化装置は、ＰＭ酸化層で、ＰＭをＣＯ２へ変換し、ＮＯｘ還元層で、ＮＯｘを還元することができる。特に３５０℃〜５００℃の間でＰＭ酸化とＮＯｘ浄化を効率よく行うことができ、外部電源等を必要としない自己完結型の電気化学セルとして構成されており、ＰＭとＮＯｘを含む排ガス等の処理に適応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、発明の範囲を逸脱しない限りにおいて、変更、修正、改良を加え得るものである。
【００２５】
図１に、本発明の浄化装置の模式図を示す。浄化装置２０は、Ｏ２−を伝導するＯ２−伝導部３１と電子を伝導する電子伝導部３２とを有するイオン電子伝導層２１と、そのイオン電子伝導層２１の一方側の第１面に、粒子状炭素質物質（ＰＭ）を酸化するＰＭ酸化層２２と、イオン電子伝導層２１の第１面とは反対の他方側の第２面に、ＮＯｘを還元するＮＯｘ還元層２３とを含んで構成される。イオン電子伝導層２１のＯ２−伝導部３１は、第１面から第２面へ連なって形成されており、ＰＭ酸化層２２の電子をＮＯｘ還元層２３へと伝達する。また、イオン電子伝導層２１の電子伝導部３２は、第２面から第１面へ連なって形成されており、ＮＯｘ還元層２３のＯ２−をＰＭ酸化層２２へと伝達する。
【００２６】
イオン電子伝導層２１のＯ２−伝導部３１は、酸素イオンの伝導体である固体電解質によって形成されており、固体電解質としては、例えば、ジルコニア、セリアが挙げられる。ジルコニアまたはセリアのどちらか一方を主成分として形成されてもよいし、ジルコニア及びセリアの混合体を主成分として形成されてもよい（主成分とは、主成分材料の特性を維持できる割合以上を意味し、通常、７０％以上含まれることを指す。）。これらに酸素イオン伝導率を上げるため、添加物を加えても良い。また、電子伝導部３２は、導電体によって形成されている。導電体としては、自動車排ガス雰囲気及び温度の耐性を有するものであれば特に制限は無いが、例えば、ペロブスカイト、スピネル等の酸化物やＰｔ、Ａｇなどの貴金属、Ｎｉ等の遷移金属が挙げられる。
【００２７】
或いは、イオン電子伝導層２１のＯ２−伝導部３１及び電子伝導部３２は、混合伝導体によって形成されていてもよい。混合伝導体とは、２種類以上の導電種を有する固体であり、本実施形態では、酸素イオンと電子の両者が伝導される。混合伝導体としては、例えば、ランタンマンガナイト、ランタンコバルタイト、ランタンフェライト等のペロブスカイト酸化物を利用することができる。
【００２８】
ＰＭ酸化層２２は、ＰＭ分解触媒３４と導電体３３とを含んで構成されている。ＰＭ分解触媒は、ＰＭを酸化する機能を有するもので、例えば、Ｐｔ、ＣｅＯ２等を利用することができる。また、導電体としては、ペロブスカイト、スピネル等の酸化物やＰｔ、Ａｇなどの金属を利用することができる。上記のイオン電子伝導層がＰＭ分解触媒機能を有する場合、イオン電子伝導層がＰＭ酸化層を兼ねることができる。
【００２９】
ＮＯｘ還元層２３は、ＮＯｘ吸蔵物質３６と導電体３５とを含んで構成されている。ＮＯｘ吸蔵物質３６は、ＮＯｘを吸蔵する物質であり、例えば、ＢａＯ、Ｋ２Ｏ等のアルカリ又はアルカリ土類金属酸化物等を利用することができる。また、導電体としては、自動車排ガス雰囲気及び温度の耐性を有するものであれば特に制限は無いが、例えばペロブスカイト、スピネル等の酸化物やＰｔ、Ａｇなどの貴金属、Ｎｉ等の遷移金属を利用することができる。導電体がＮＯｘ還元触媒機能を有することが好ましく、Ｒｈ（ロジウム）であることが更に好ましい。
【００３０】
イオン電子伝導層２１、ＰＭ酸化層２２及びＮＯｘ還元層２３は、ガスの透過性を有するように、多孔質とされている。
【００３１】
以上のように構成することにより、ＰＭ酸化層２２側を流通するＰＭが、ＰＭ酸化層２２のＰＭ分解触媒３４上で以下のように酸化されて、酸素分圧が低下する。
Ｃ（ｓ）＋２Ｏ２−→ＣＯ２＋４ｅ−
【００３２】
そして、酸素分圧を保つために、イオン電子伝導層２１の固体電解質で形成されたＯ２−伝導部３１をＯ２−がＰＭ酸化層２２側へと移動する。一方、ＰＭ酸化層２２の電子は、イオン電子伝導層２１の電子伝導部３２をＮＯｘ還元層２３へと移動する。こうして、ＰＭ酸化層２２は、ＰＭ酸化電極、すなわちカソード、ＮＯｘ還元層２３は、還元電極、すなわちアノードとして機能する。
【００３３】
ＰＭ酸化層２２から電子伝導部３２を移動した電子は、ＮＯｘ還元層２３において、以下のようにＮＯｘ吸蔵物質３６に吸蔵されたＮＯｘを還元する（以下の式は、ＮＯｘ吸蔵物質３６が、ＢａＯの場合である）。
Ｂａ（ＮＯ３）２＋２ｅ−→ＢａＯ＋Ｏ２−＋１／２Ｎ２＋ＮＯ２＋Ｏ２
【００３４】
上記の反応が、ＰＭ酸化層２２、ＮＯｘ還元層２３でそれぞれ発生することにより、ＰＭ酸化層２２側で、ＰＭがＣＯ２へ変換され、ＮＯｘ還元層２３で、ＮＯｘが還元される。本発明の浄化装置２０は、特に３５０℃〜５００℃の間でＰＭ酸化とＮＯｘ浄化を行うことができ、外部電源等を必要としない自己完結型の電気化学セルとして構成されており、ＰＭとＮＯｘを含む排ガス等の処理に適応することができる。つまり、排ガス中のＮＯｘを還元分解処理するとともに、その還元分解処理において生じる酸素イオンを利用して、ＰＭを酸化除去することが可能である。また、ＰＭの酸化によって生じる電子をＮＯｘの還元分解処理に利用することが可能である。このため外部電源等を必要とせずに、処理を行うことができる。
【００３５】
なお、図１では、イオン電子伝導層２１と、そのイオン電子伝導層２１の第１面にＰＭ酸化層２２と、イオン電子伝導層２１の第２面にＮＯｘ還元層２３とが三層に分離して形成されたように描かれているが、これら三層が傾斜的に混合されて形成されていてもよい。すなわち、明確に分離した三層構造とされる必要はなく、イオン電子伝導層２１がＰＭ酸化触媒機能を有する場合は、ＰＭ酸化層を兼ねることも可能であるため、この場合は、特に明確に分離した三層構造を有するわけではない。
【００３６】
この浄化装置２０は、ディーゼル機関から排出される排ガスの流路上に設けることができる。本発明の浄化装置２０を形成したハニカムフィルタ１について説明する。図２はハニカムフィルタ１を模式的に示す斜視図である。図３は、図２のハニカムフィルタ１を構成するハニカムセグメント２を示す斜視図である。さらに、図４は、図３のハニカムセグメント２のＡ−Ａ断面図である。
【００３７】
流体の流路となる複数のセル５を区画形成する多孔質の隔壁６を備え、一方の端部が開口され且つ他方の端部が目封じされた第１のセル５ａと、一方の端部が目封じされ且つ他方の端部が開口された第２のセル５ｂとが交互に配設されて、第１のセル５ａが開口する一方の端部から流入した流体を、隔壁６を透過させて第２のセル５ｂ内に透過流体として流出させ、透過流体を第２のセル５ｂが開口する他方の端部から流出させることができるように構成されたハニカムフィルタ１のセル内の隔壁６上又は隔壁６内に、本発明の浄化装置２０、つまりＮＯｘ還元層２３、イオン電子伝導層２１、及びＰＭ酸化層２２が、この順に形成されている。
【００３８】
ここで、本発明のハニカムセグメント２は、図２及び図３に示すように、ハニカムフィルタ１（ハニカムセグメント接合体）の全体構造の一部を構成する形状を有し、ハニカムフィルタ１の中心軸（長手方向）に対して垂直な方向に組み付けられることによってハニカムフィルタ１を構成する。セル５はハニカムフィルタ１の中心軸方向に互いに並行するように配設されており、隣接しているセル５におけるそれぞれの端部が交互に充填材７によって目封止されている。
【００３９】
さらに具体的に説明すると、ハニカムセグメント２は、断面が四角形状の柱状に形成されており、流体の流路となる複数のセル５を区画形成する多孔質の隔壁６を備え、セル５の長手方向に垂直な平面で切断した断面における断面積が異なる２種類のセル５ａ，５ｂが形成されている。第１のセル（大セル）５ａは、セルの長手方向に垂直な平面で切断した断面における断面積が第２のセル（小セル）５ｂの断面積よりも大きく、角部に相当する部分が切り落とされた八角形状または角部に相当する部分が円弧状の四角形状に形成されており、第２のセル（小セル）５ｂは、四角形状に形成されている。また、角部とは、断面形状が、相当する多角形（直線部分を延長して形成される多角形）であるとした場合の頂点及びその周辺に相当する部分である。
【００４０】
これら第１のセル５ａと第２のセル５ｂは、セルの長手方向に垂直な平面で切断した断面において、第１の方向と、その第１の方向に垂直な第２の方向に、交互に並んで配設されており、図４に模式的に示す断面図のように、一方の端部Ａが開口され且つ他方の端部Ｂが目封じされた第１のセル５ａと、一方の端部Ａが目封じされ且つ他方の端部Ｂが開口された第２のセル５ｂとが交互に配設されて、第１のセル５ａが開口する一方の端部Ａから流入した流体を、隔壁６を透過させて第２のセル５ｂ内に透過流体として流出させ、透過流体を第２のセル５ｂが開口する他方の端部Ｂから流出させることができるように構成されている。
【００４１】
ハニカムセグメント２の材料としては強度、耐熱性、耐熱衝撃性の観点から、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、窒化珪素、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材、珪素−炭化珪素複合材、リチウムアルミニウムシリケート、チタン酸アルミニウム、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系金属からなる群から選択される少なくとも一種を用いることが好ましい。中でも、コージェライト、炭化珪素又は珪素−炭化珪素系複合材料が好ましい。特に、耐熱衝撃性の観点から、コージェライトを主成分とすることが最も好ましく、チタン酸アルミニウムを主成分とすることも好ましい（主成分とは、主成分材料の特性を維持できる割合以上を意味し、通常、７０％以上含まれることを指す。）。
【００４２】
ハニカムセグメント２の作製は、例えば、上述の材料から適宜選択したものに、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等のバインダー、界面活性剤、溶媒としての水等を添加して、可塑性の坏土とし、この坏土を上述の形状となるように押出成形し、次いで、マイクロ波、熱風等によって乾燥した後、焼結することにより行うことができる。
【００４３】
そして、図５に示すように、ハニカムセグメント２のセル５内の隔壁６上又は隔壁６内に、ＮＯｘ還元層２３、イオン電子伝導層２１、及びＰＭ酸化層２２が、この順に形成される。
【００４４】
セル５の目封止に用いる充填材７としては、ハニカムセグメント２と同様な材料を用いることができる。
【００４５】
以上のようなハニカムセグメント２の作製の後、ハニカムセグメント２の外周面にスラリー状の接合材層（部分接合材層）９を塗布し、所定の立体形状（ハニカムフィルタ１の全体構造）となるように複数のハニカムセグメント２を組み付け、この組み付けた状態で圧着した後、加熱乾燥する。このようにして、複数のハニカムセグメント２が一体的に接合された接合体を作製する。
【００４６】
本発明で得られるハニカムフィルタ１は、例えば、図２に示すように、複数のハニカムセグメント２が接合材層を介して互いの接合面で一体的に接合されたハニカムセグメント接合体と、ハニカムセグメント接合体の外周面を被覆する外周コート層４とを備え、流体の流路となる複数のセル５が中心軸方向に互いに並行するように配設された構造を有する。外周コート層４は、ハニカムセグメント２の接合体の外周面に塗布されて、ハニカムセグメント２の接合体の外周面を保護するように機能する。
【００４７】
以上のように形成されたハニカムフィルタ１は、第１のセル（流入セル）５ａにおいては、図４に示すように、左端部側が開口している一方、右端部側が充填材７によって目封止されており、これと隣接する他のセル（流出セル）５ｂにおいては、左端部側が充填材７によって目封止されているが、右端部側が開口している。このような目封止により、図３に示すように、ハニカムセグメント２の端面が市松模様状を呈するようになる。このような複数のハニカムセグメント２が接合されたハニカムフィルタ１を排ガスの排気系内に配置した場合、排ガスが図４における左側から各ハニカムセグメント２のセル５内に流入して右側に移動する。このとき、図５に示すように、隔壁６上に形成された浄化装置２０により、排ガス中の粒子状炭素質物質が酸化されるとともに、ＮＯｘが還元されて排ガスが浄化される。そして浄化されたガス（ＣＯ２，Ｎ２，Ｈ２Ｏ）が隔壁６を通過してハニカムフィルタ１から排出される。
【００４８】
このようなハニカムフィルタ１は、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質やＮＯＸを特に３５０℃〜５００℃の間で効率よく浄化することができるとともに、車両使用時における比較的頻度の高い中負荷（２０００ｒｐｍ）の低温時（１５０℃〜２００℃）においても、浄化性能が高い。
【００４９】
なお、第１のセル５ａ及び第２のセル５ｂがハニカムセグメント２に形成され、そのハニカムセグメント２を接合してハニカムフィルタ１を形成する場合について説明したが、一体として成形されたハニカムフィルタに第１のセル５ａ及び第２のセル５ｂが形成されていてもよい。また、第１のセル５ａと第２のセル５ｂの異なる大きさのセル５が形成された場合について説明したが、１種類の大きさのセル５が形成された場合にも適用できる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明の浄化装置は、排ガス用の捕集フィルタとして、例えば、ディーゼルエンジン等からの排ガスに含まれている粒子状物質（パティキュレート）を捕捉して除去するためのディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の浄化装置を示す模式図である。
【図２】本発明の浄化装置を形成したハニカムフィルタの一の実施の形態（中心軸に対して垂直な平面で切断した全体の断面形状が円形）を模式的に示す斜視図である。
【図３】ハニカムフィルタに用いられるハニカムセグメントを模式的に示す斜視図である。
【図４】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図５】ハニカムフィルタの隔壁上に形成された浄化装置を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５２】
１：ハニカムフィルタ、２：ハニカムセグメント、４：外周コート層、５：セル、５ａ：第１のセル（大セル）、５ｂ：第２のセル（小セル）、６：隔壁、７：充填材、９：接合材層、２０：浄化装置、２１：イオン電子伝導層、２２：ＰＭ酸化層、２３：ＮＯｘ還元層、３１：Ｏ２−伝導部、３２：電子伝導部、３３：（ＰＭ酸化層の）導電体、３４：ＰＭ分解触媒、３５：（ＮＯｘ還元層の）導電体、３６：ＮＯｘ吸蔵物質。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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