CN115142932A - 柱状蜂窝结构过滤器的制造方法及颗粒附着装置 - Google Patents

柱状蜂窝结构过滤器的制造方法及颗粒附着装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供包括将抑制了凝聚的颗粒供给到柱状蜂窝结构体的入口侧底面并使颗粒附着于第一孔格的表面的工序的柱状蜂窝结构过滤器的制造方法,包括如下工序:一边从与柱状蜂窝结构体的入口侧底面垂直的方向朝向入口侧底面喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,一边对出口侧底面施加吸引力,从入口侧底面吸引所喷射的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面,气溶胶的喷射使用气溶胶发生器实施,该气溶胶发生器具备:驱动气体流路,用于使加压后的驱动气体流动;供给口,设置于该驱动气体流路的中途,并能够从该驱动气体流路的外周侧朝向该驱动气体流路内吸引陶瓷颗粒;以及喷嘴,安装于该驱动气体流路的前端而能够喷射气溶胶。

Description

柱状蜂窝结构过滤器的制造方法及颗粒附着装置
技术领域
本发明涉及柱状蜂窝结构过滤器的制造方法。另外,本发明涉及柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置。
背景技术
从柴油发动机及汽油发动机等的内燃机排出的废气中含有烟灰等颗粒状物质(以下,记作PM:Particulate Matter)。烟灰对人体有害,排放受到限制。目前,为了应对废气限制,广泛使用使废气通过具有通气性的小细孔隔壁并过滤烟灰等PM的以DPF及GPF为代表的过滤器。
作为用于捕集PM的过滤器,已知有壁流式的柱状蜂窝结构过滤器,其具备多个第一孔格和多个第二孔格,该第一孔格从入口侧底面沿高度方向延伸至出口侧底面,且入口侧底面开口而在出口侧底面具有封孔部,该第二孔格隔着隔壁与第一孔格相邻配置,从入口侧底面沿高度方向延伸至出口侧底面,在入口侧底面具有封孔部且出口侧底面开口。
近年来,伴随着废气限制强化,导入了更严格的PM的排出基准(PN限制:ParticleMatter的个数限制),对过滤器要求PM的高捕集性能(PN高捕集效率)。因此,提出了在孔格的表面形成用于捕集PM的层(以下,也称为“多孔质膜”或“捕集层”)的方案(专利文献1~7)。根据这些专利文献,通过形成多孔质膜,能够在降低压力损失的同时进行PM的捕集。作为多孔质膜的形成方法,采用了如下方法:将比构成隔壁的颗粒的平均粒径小的颗粒通过固气二相流向过滤器的入口侧底面供给而使其附着于第一孔格的表面后,进行热处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2010/110010号
专利文献2:国际公开第2011/125768号
专利文献3:国际公开第2011/125769号
专利文献4:日本特许第5863951号公报
专利文献5:日本特开2011-147931号公报
专利文献6:日本特许第5863950号公报
专利文献7:日本特许第5597148号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在提高柱状蜂窝结构过滤器的PM捕集性能方面,认为在孔格的表面形成多孔质膜是有效的。但是,根据本发明人的研究结果可知,在以往的多孔质膜形成技术中,供给到过滤器的入口侧底面的固气二相流中所含的颗粒容易凝聚。若颗粒凝聚,则难以使具有所期望的粒度分布的颗粒附着于第一孔格的表面,另外,有可能对多孔质膜的PM捕集性能造成不良影响。因此,在实施使颗粒附着于第一孔格的表面的工序时,从品质管理的观点出发,优选向入口侧底面供给抑制了凝聚的颗粒。
因此,本发明的课题在于,在一个实施方式中,提供一种柱状蜂窝结构过滤器的制造方法,包括将抑制了凝聚的颗粒供给到柱状蜂窝结构体的入口侧底面并使颗粒附着于第一孔格的表面的工序。另外,本发明的课题在于,在另一个实施方式中,提供一种有利于实施将抑制了凝聚的颗粒供给到柱状蜂窝结构体的入口侧底面并使颗粒附着于第一孔格的表面的工序的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置。
用于解决课题的技术方案
本发明人为了解决上述课题而进行了深入研究,结果发现,使用具有给定结构的气溶胶发生器将含有陶瓷颗粒的气溶胶朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面喷射对抑制颗粒的凝聚是有效的。本发明是基于该见解完成的,以下进行例示。
[1]
一种柱状蜂窝结构过滤器的制造方法,包括如下工序:准备柱状蜂窝结构体的工序,所述柱状蜂窝结构体具备多个第一孔格和多个第二孔格,所述第一孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,且入口侧底面开口而在出口侧底面具有封孔部,所述第二孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,并在入口侧底面具有封孔部,且出口侧底面开口,多个第一孔格和多个第二孔格隔着多孔质隔壁交替地相邻配置;以及一边从与入口侧底面垂直的方向朝向入口侧底面喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,一边对出口侧底面施加吸引力,从入口侧底面吸引喷射的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面,气溶胶的喷射使用气溶胶发生器实施,该气溶胶发生器具备:驱动气体流路,用于使加压后的驱动气体流动;供给口,设置于该驱动气体流路的中途,并能够从该驱动气体流路的外周侧朝向该驱动气体流路内吸引陶瓷颗粒;以及喷嘴,安装于该驱动气体流路的前端而能够喷射气溶胶。
[2]
在[1]所述的制造方法中,气溶胶中的陶瓷颗粒在通过激光衍射散射法测定的体积基准的累积粒度分布中的中值粒径D50为1.0~6.0μm。
[3]
在[1]或[2]所述的制造方法中,气溶胶中的陶瓷颗粒在通过激光衍射散射法测定的体积基准的粒度的频度分布中,10μm以上的陶瓷颗粒为20体积%以下。
[4]
在[1]~[3]中任一项所述的制造方法中,从所述喷嘴喷射出的气溶胶在设置于所述喷嘴与所述入口侧底面之间的腔室内经过而从所述入口侧底面被吸引,
该腔室具有与所述入口侧底面相对的面,
该相对的面具有所述喷嘴的插入口、以及用于将周围气体取入该腔室内的一个或两个以上的开口,
该腔室除了该相对的面以外不具有用于取入周围气体的开口。
[5]
在[4]所述的制造方法中,所述腔室的所述相对的面具有以所述插入口为中心的同心圆状的封闭部,所述一个或两个以上的开口设置得比该封闭部靠外周侧。
[6]
在[1]~[5]中任一项所述的制造方法中,所述气溶胶发生器还具备:
缸体,收容陶瓷颗粒;
活塞或螺杆,用于将收容在缸体内的陶瓷颗粒从缸体出口送出;以及
破碎室,具备与缸体出口连通的入口、用于将从缸体出口送出的陶瓷颗粒破碎的旋转体、以及与所述供给口连通的出口。
[7]
在[1]~[5]中任一项所述的制造方法中,所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;以及
收容部,用于收容陶瓷颗粒,并且向用于进行该吸引输送的流路供给陶瓷颗粒,
所述驱动气体流路在中途具有流路被节流的文丘里部,所述供给口设置得比文丘里部当中流路被最节流的部位靠下游侧。
[8]
在[1]~[5]中任一项所述的制造方法中,所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;
带式送料器,用于输送陶瓷颗粒;以及
破碎室,具备接收从带式送料器输送来的陶瓷颗粒的入口、用于破碎接收到的陶瓷颗粒的旋转体、以及与用于进行所述吸引输送的流路连通的出口。
[9]
在[1]~[8]中任一项所述的制造方法中,基于为了测定柱状蜂窝结构体的入口侧底面与出口侧底面之间的压力损失而设置的差压计的值,来决定使陶瓷颗粒附着于所述第一孔格的表面的工序的终点。
[10]
在[1]~[8]中任一项所述的制造方法中,在使陶瓷颗粒附着于所述第一孔格的表面的工序中,在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速为5m/s以上。
[11]
在[1]~[10]中任一项所述的制造方法中,陶瓷颗粒的主要成分为碳化硅、氧化铝、二氧化硅、堇青石或多铝红柱石。
[12]
一种颗粒附着装置,所述颗粒附着装置具备:
保持件,所述保持件用于保持柱状蜂窝结构体,所述柱状蜂窝结构体具备多个第一孔格和多个第二孔格,所述第一孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,且入口侧底面开口而在出口侧底面具有封孔部,所述第二孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,并在入口侧底面具有封孔部,且出口侧底面开口,多个第一孔格和多个第二孔格隔着多孔质隔壁交替地相邻配置;
鼓风机,用于对柱状蜂窝结构体的出口侧底面施加吸引力;以及
气溶胶发生器,用于从与入口侧底面垂直的方向朝向入口侧底面喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面,
该气溶胶发生器具备:
驱动气体流路,用于使加压后的驱动气体流动;
供给口,设置于该驱动气体流路的中途,并能够从该驱动气体流路的外周侧朝向该驱动气体流路内吸引陶瓷颗粒;以及
喷嘴,安装于该驱动气体流路的前端而能够喷射气溶胶。
[13]
在[12]所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置中,所述颗粒附着装置还具备腔室,
所述腔室设置在所述喷嘴与所述入口侧底面之间,并用于引导气溶胶经过其内部,
该腔室具有与所述入口侧底面相对的面,
该相对的面具有所述喷嘴的插入口、以及用于将周围气体取入该腔室内的一个或两个以上的开口,
该腔室除了该相对的面以外不具有用于取入周围气体的开口。
[14]
在[13]所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置中,所述腔室的所述相对的面具有以所述插入口为中心的同心圆状的封闭部,所述一个或两个以上的开口设置得比该封闭部靠外周侧。
[15]
在[12]~[14]中任一项所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置中,所述气溶胶发生器还具备:
缸体,收容陶瓷颗粒;
活塞或螺杆,用于将收容在缸体内的陶瓷颗粒从缸体出口送出;以及
破碎室,具备与缸体出口连通的入口、用于将从缸体出口送出的陶瓷颗粒破碎的旋转体、以及与所述供给口连通的出口。
[16]
在[12]~[14]中任一项所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置中,所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;以及
收容部,用于收容陶瓷颗粒,并且向用于进行该吸引输送的流路供给陶瓷颗粒,
所述驱动气体流路在中途具有流路被节流的文丘里部,所述供给口设置得比文丘里部当中流路被最节流的部位靠下游侧。
[17]
在[12]~[14]中任一项所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置中,所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;
带式送料器,用于输送陶瓷颗粒;以及
破碎室,具备接收从带式送料器输送来的陶瓷颗粒的入口、用于破碎接收到的陶瓷颗粒的旋转体、以及与用于进行所述吸引输送的流路连通的出口。
发明效果
根据本发明的一个实施方式所涉及的柱状蜂窝结构过滤器的制造方法及颗粒附着装置,能够将抑制了凝聚的颗粒供给到柱状蜂窝结构体的入口侧底面,因此能够使具有所期望的粒度分布的颗粒附着于第一孔格的表面。另外,能期待提高通过颗粒附着工序后的加热处理形成的多孔质膜的品质稳定性。
附图说明
图1是示意性地表示柱状蜂窝结构过滤器的一例的立体图。
图2是从与孔格的延伸方向平行的剖面观察柱状蜂窝结构过滤器的一例时的示意性剖视图。
图3是从与孔格的延伸方向正交的剖面观察柱状蜂窝结构过滤器时的示意性局部放大图。
图4A是示意性地表示适于喷射抑制了凝聚的陶瓷颗粒的气溶胶发生器的第一实施方式的图。
图4B是示意性地表示适于喷射抑制了凝聚的陶瓷颗粒的气溶胶发生器的第二实施方式的图。
图4C是示意性地表示适于喷射抑制了凝聚的陶瓷颗粒的气溶胶发生器的第三实施方式的图。
图4D是示意性地表示比较例所涉及的气溶胶发生器的图。
图5A是用于说明本发明的实施方式所涉及的颗粒附着装置的第一实施方式的装置结构的示意图。
图5B是用于说明本发明的实施方式所涉及的颗粒附着装置的第二实施方式的装置结构的示意图。
图5C是用于说明本发明的实施方式所涉及的颗粒附着装置的第三实施方式的装置结构的示意图。
具体实施方式
接着参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。应当理解,本发明不限于以下的实施方式,在不脱离本发明的主旨的范围内,基于本领域技术人员的通常的知识,能够适当地加以设计的变更、改良等。
<1.柱状蜂窝结构过滤器>
对本发明的一个实施方式所涉及的柱状蜂窝结构过滤器进行说明。柱状蜂窝结构过滤器可作为安装于来自燃烧装置、典型地为搭载于车辆的发动机的废气管线的捕集烟灰的DPF(Diesel Particulate Filter:柴油微粒过滤器)及GPF(Gasoline ParticulateFilter:汽油微粒过滤器)来使用。本发明所涉及的柱状蜂窝结构过滤器例如可设置于排气管内。
在图1及图2中分别例示了柱状蜂窝结构过滤器(100)的示意性的立体图及剖视图。该柱状蜂窝结构过滤器(100)具备外周侧壁(102)、多个第一孔格(108)、多个第二孔格(110),第一孔格(108)配置于外周侧壁(102)的内周侧,从入口侧底面(104)平行地延伸至出口侧底面(106),且入口侧底面(104)开口而在出口侧底面(106)具有封孔部(109),第二孔格(110)配置于外周侧壁(102)的内周侧,从入口侧底面(104)平行地延伸至出口侧底面(106),在入口侧底面(104)具有封孔部(109),且出口侧底面(106)开口。在该柱状蜂窝结构过滤器(100)中,第一孔格(108)和第二孔格(110)隔着多孔质的隔壁(112交替地相邻配置,入口侧底面(104)和出口侧底面(106)分别呈蜂窝状。
当向柱状蜂窝结构过滤器(100)的上游侧的入口侧底面(104)供给烟灰等包含颗粒状物质(PM)的废气时,废气被导入第一孔格(108)而在第一孔格(108)内朝向下游前进。由于第一孔格(108)在下游侧的出口侧底面(106)具有封孔部(109),因此废气透过划分第一孔格(108)和第二孔格(110)的多孔质的隔壁(112)而流入第二孔格(110)。由于颗粒状物质无法通过隔壁(112),因此被捕集到第一孔格(108)内而堆积。在被去除颗粒状物质后,流入第二孔格(110)的洁净的废气在第二孔格(110)内朝向下游前进,并从下游侧的出口侧底面(106)流出。
图3中示出了以与孔格(108、110)的延伸方向正交的剖面观察柱状蜂窝结构过滤器(100)时的示意性局部放大图。在柱状蜂窝结构过滤器(100)的各个第一孔格(108)的表面(与划分形成第一孔格(108)的隔壁(112)的表面相同)形成有多孔质膜(114)。
在一个实施方式中,多孔质膜(114)的气孔率比隔壁(112)的气孔率高。通过使多孔质膜(114)的气孔率比隔壁(112)的气孔率高,可得到能够抑制压损上升这样的优点。在该情况下,多孔质膜(114)的气孔率与隔壁(112)的气孔率(%)之差优选为5%以上,更优选为10%以上。但是,若气孔率之差过大,则PM的捕集效率降低,所以多孔质膜(114)的气孔率(%)与隔壁(112)的气孔率(%)之差优选为30%以下,更优选为25%以下。
从抑制压损上升的观点出发,多孔质膜的气孔率的下限优选为60%以上,更优选为65%以上。另外,从抑制PM的捕集效率的降低的观点出发,多孔质膜的气孔率的上限优选为85%以下,更优选为80%以下。
从将废气的压力损失抑制得较低的观点出发,隔壁的气孔率的下限优选为40%以上,更优选为50%以上,进一步优选为60%以上。另外,从确保柱状蜂窝结构过滤器的强度的观点出发,隔壁的气孔率的上限优选为80%以下,更优选为75%以下,进一步优选为70%以下。
多孔质膜及隔壁的气孔率以如下的方式测定。以1000倍以上的放大率拍摄多孔质膜(或隔壁)剖面的SEM(扫描型电子显微镜)图像(每一个视野的大小:150μm×150μm),使用图像处理软件,进行空隙部与固体部的2值化处理。接着,在任意的5个部位以上的视野中求出空隙部在视野中所占的面积比率,计算出该比率的平均值而将其作为多孔质膜(或隔壁)的气孔率(%)。
在一个实施方式中,多孔质膜的平均细孔径为1.0~6.0μm。隔壁也是多孔质的,但由于防止压力损失过度上升这样的理由,隔壁的平均细孔径通常超过6.0μm。因此,通过将形成于隔壁的表面的多孔质膜的平均细孔径微细化至1.0~6.0μm,能够在抑制废气通过隔壁时的压损上升的同时,改善PM的捕集效率。多孔质膜的平均细孔径优选为2.0~5.0μm,更优选为3.0~4.0μm。
多孔质膜及隔壁的平均细孔径通过以下的方法测定。以1000倍以上的放大率拍摄多孔质膜(或隔壁)剖面的SEM(扫描型电子显微镜)图像(每一个视野的大小:150μm×150μm),使用图像处理软件,进行空隙部与固体部的2值化处理。在SEM图像中,通过使用图像处理软件测量构成空隙部的各空隙的当量圆直径并进行平均化,求出每一个视野的平均细孔径。在任意的5个部位以上的视野中求出平均细孔径的测量,将其平均值作为平均细孔径的测定值。
多孔质膜可以由陶瓷构成。例如,多孔质膜可以含有选自堇青石、碳化硅(SiC)、滑石、云母、多铝红柱石、陶瓷碎粒、钛酸铝、氧化铝、氮化硅、硅铝氧氮陶瓷、磷酸锆、氧化锆、二氧化钛以及二氧化硅的1种或2种以上的陶瓷。多孔质膜的主要成分优选为碳化硅、氧化铝、二氧化硅、堇青石或多铝红柱石。其中,由于表面氧化膜(Si2O)的存在而相互牢固地结合,得到难以剥离的多孔质膜,因此多孔质膜的主要成分优选为碳化硅。多孔质膜的主要成分是指占多孔质膜的50质量%以上的成分。多孔质膜优选SiC占50质量%以上,更优选占70质量%以上,进一步优选占90质量%以上。对构成多孔质膜的陶瓷的形状没有特别限制,但可举出例如粒状及纤维状。
作为构成本实施方式所涉及的柱状蜂窝结构过滤器的隔壁及外周侧壁的材料,没有限定,但可以举出多孔质陶瓷。作为陶瓷的种类,可举出堇青石、多铝红柱石、磷酸锆、钛酸铝、碳化硅(SiC)、硅-碳化硅复合材料(例:Si结合SiC),堇青石-碳化硅复合体、氧化锆、尖晶石、印度石、假蓝宝石、刚玉、二氧化钛、氮化硅等。而且,这些陶瓷可以单独含有1种,也可以含有2种以上。
柱状蜂窝结构过滤器有时担载辅助烟灰等PM的燃烧的PM燃烧催化剂、氧化催化剂(DOC)、用于去除氮氧化物(NOx)的SCR催化剂及NSR催化剂、以及能够同时去除烃(HC)、一氧化碳(CO)及氮氧化物(NOx)的三元催化剂。在本实施方式所涉及的柱状蜂窝结构过滤器中也可以担载各种催化剂。
对柱状蜂窝结构过滤器的底面形状没有限制,例如除了圆形、椭圆形、跑道形及长圆形等圆形形状之外,还可以为三角形及四边形等的多边形。图1的柱状蜂窝结构过滤器(100)的底面形状为圆形状,整体为圆柱状。
柱状蜂窝结构过滤器的高度(从入口侧底面到出口侧底面的长度)没有特别限制,只要根据用途、要求性能适当设定即可。对于柱状蜂窝结构过滤器的高度与各底面的最大直径(指通过柱状蜂窝结构过滤器的各底面的重心的直径中的最大长度)的关系没有特别限制。因此,可以使柱状蜂窝结构过滤器的高度比各底面的最大直径长,也可以使柱状蜂窝结构过滤器的高度比各底面的最大直径短。
与孔格的延伸方向垂直的剖面中的孔格的形状没有限制,优选为四边形、六边形、八边形或它们的组合。其中,优选正方形及六边形。通过这样设定孔格形状,能够减小使流体流过柱状蜂窝结构过滤器时的压力损失。
从抑制压力损失的观点出发,柱状蜂窝结构过滤器中的隔壁的平均厚度的上限优选为0.238mm以下,更优选为0.228mm以下,进一步优选为0.220mm以下。但是,从确保柱状蜂窝结构过滤器的强度的观点出发,隔壁的平均厚度的下限优选为0.194mm以上,更优选为0.204mm以上,进一步优选为0.212mm以上。在本说明书中,隔壁的厚度是指在与孔格的延伸方向正交的剖面中用线段连结相邻的孔格的重心彼此时该线段横穿隔壁的长度。隔壁的平均厚度是指所有的隔壁的厚度的平均值。
孔格密度(与孔格的延伸方向垂直的每单位截面积的孔格的数量)没有特别限制,例如可以为6~2000孔格/平方英寸(0.9~311孔格/cm2),更优选为50~1000孔格/平方英寸(7.8~155孔格/cm2),特别优选为100~400孔格/平方英寸(15.5~62.0孔格/cm2)。
柱状蜂窝结构过滤器也可以作为一体成形品提供。另外,柱状蜂窝结构过滤器也可以将分别具有外周侧壁的多个柱状蜂窝结构过滤器的单元在侧面彼此接合而一体化,从而作为单元接合体提供。通过将柱状蜂窝结构过滤器作为单元接合体提供,能够提高耐热冲击性。
<2.柱状蜂窝结构过滤器的制造方法>
以下例示说明柱状蜂窝结构过滤器的制造方法。首先,将含有陶瓷原料、分散介质、造孔材料以及粘合剂的原料组合物混炼而形成坯土后,通过将坯土挤出成形而成形为所期望的柱状蜂窝成形体。原料组合物中可以根据需要配合分散剂等添加剂。在挤出成形时,可以使用具有所期望的整体形状、孔格形状、隔壁厚度、孔格密度等的口模。
将柱状蜂窝成形体干燥后,在柱状蜂窝成形体的两个底面的给定位置形成封孔部,然后,将封孔部干燥,得到具有封孔部的柱状蜂窝成形体。之后,对柱状蜂窝成形体实施脱脂及烧成,由此得到柱状蜂窝结构体。然后,通过在柱状蜂窝结构体的第一孔格的表面形成多孔质膜,由此得到柱状蜂窝结构过滤器。
陶瓷原料在烧成后残留,是作为陶瓷构成蜂窝结构体的骨架的部分的原料。作为陶瓷原料,可以使用能够在烧成后形成上述的陶瓷的原料。陶瓷原料例如能够以粉末的形态提供。作为陶瓷原料,可举出堇青石、多铝红柱石、锆石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆、尖晶石、印度石、假蓝宝石、刚玉、二氧化钛等用于得到陶瓷的原料。具体而言,没有限定,可以举出二氧化硅、滑石、氧化铝、高岭土、蛇纹石、叶蜡石、水镁石、勃姆石、多铝红柱石、菱镁矿、氢氧化铝等。陶瓷原料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
在DPF及GPF等过滤器用途的情况下,作为陶瓷可以优选使用堇青石。在该情况下,作为陶瓷原料,可以使用堇青石化原料。堇青石化原料为通过烧成而成为堇青石的原料。堇青石化原料优选由氧化铝(Al2O3)(包含转化为氧化铝的氢氧化铝的成分):30~45质量%、氧化镁(MgO):11~17质量%以及二氧化硅(SiO2):42~57质量%的化学组成构成。
作为分散介质,可以举出水、或水与醇等有机溶剂的混合溶剂等,特别优选使用水。
作为造孔材料,只要是烧成后成为气孔的材料,就没有特别限定,例如,可以举出小麦粉、淀粉、发泡树脂、吸水性树脂、多孔质二氧化硅、碳(例如:石墨)、陶瓷漂珠、聚乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、尼龙、聚酯、丙烯、苯酚等。造孔材料可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。从提高烧成体的气孔率的观点出发,造孔材料的含量相对于陶瓷原料100质量份优选为0.5质量份以上,更优选为2质量份以上,进一步优选为3质量份以上。从确保烧成体的强度的观点出发,造孔材料的含量相对于陶瓷原料100质量份优选为10质量份以下,更优选为7质量份以下,进一步优选为4质量份以下。
作为粘合剂,可以例示甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素、聚乙烯醇等有机粘合剂。特别优选同时使用甲基纤维素及羟丙基甲基纤维素。另外,从提高蜂窝成形体的强度的观点出发,粘合剂的含量相对于陶瓷原料100质量份优选为4质量份以上,更优选为5质量份以上,进一步优选为6质量份以上。从抑制由烧成工序中的异常发热引起的破裂发生的观点出发,粘合剂的含量相对于陶瓷原料100质量份优选为9质量份以下,更优选为8质量份以下,进一步优选为7质量份以下。粘合剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。
分散剂可以使用乙二醇、糊精、脂肪酸皂、聚醚多元醇等。分散剂可以单独使用1种,也可以组合使用2种以上。分散剂的含量相对于陶瓷原料100质量份优选为0~2质量份。
对柱状蜂窝成形体的底面进行封孔的方法没有特别限定,可以采用公知的方法。关于封孔部的材料,没有特别限制,从强度、耐热性的观点出发,优选为陶瓷。作为陶瓷,优选为含有选自堇青石、多铝红柱石、锆石、钛酸铝、碳化硅、氮化硅、氧化锆、尖晶石、印度石、假蓝宝石、刚玉以及二氧化钛的中的至少1种的陶瓷材料。为了能够使烧成时的膨胀率相同,提高耐久性,进一步优选封孔部设为与蜂窝成形体的主体部分相同的材料组成。
将蜂窝成形体干燥后,实施脱脂及烧成,由此能够制造柱状蜂窝结构体。干燥工序、脱脂工序以及烧成工序的条件只要根据蜂窝成形体的材料组成采用公知的条件即可,无需特别说明,以下列举具体的条件的示例。
在干燥工序中,例如可以使用热风干燥、微波干燥、介电干燥、减压干燥、真空干燥、冻结干燥等以往公知的干燥方法。其中,从能够迅速且均匀地干燥成形体整体的观点出发,优选组合了热风干燥、微波干燥或介电干燥的干燥方法。
在形成封孔部的情况下,优选在干燥的蜂窝成形体的两个底面形成封孔部之后干燥封孔部。封孔部以从入口侧底面延伸至出口侧底面且入口侧底面开口而在出口侧底面具有封孔部的多个第一孔格、和从入口侧底面延伸至出口侧底面且在入口侧底面具有封孔部且出口侧底面开口的多个第二孔格隔着多孔质隔壁交替地相邻配置的方式,在给定位置形成。
接着,对脱脂工序进行说明。粘合剂的燃烧温度为200℃左右,造孔材料的燃烧温度为300~1000℃左右。因此,脱脂工序只要将蜂窝成形体加热到200~1000℃左右的范围来实施即可。加热时间没有特别限定,通常为10~100小时左右。经过脱脂工序后的蜂窝成形体被称为预烧体。
烧成工序根据蜂窝成形体的材料组成而不同,例如可以通过将预烧体加热到1350~1600℃并保持3~10小时来进行。这样,制作如下的柱状蜂窝结构体,该柱状蜂窝结构体具备多个第一孔格和多个第二孔格,该第一孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,且入口侧底面开口而在出口侧底面具有封孔部,该第二孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,并在入口侧底面具有封孔部,且出口侧底面开口,多个第一孔格和多个第二孔格隔着多孔质隔壁交替地相邻配置。
接着,在经过了烧成工序的柱状蜂窝结构体的第一孔格的表面形成多孔质膜。首先,实施如下工序,在相对于柱状蜂窝结构体的入口侧底面垂直的方向上,优选朝向入口侧底面的中心部,在喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶的同时,对出口侧底面施加吸引力,从入口侧底面吸引喷射的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。示例性地,气溶胶的喷射喷嘴与入口侧底面的距离可以为500mm~2000mm,气溶胶的喷射速度可以为2~80m/s。
优选气溶胶中的陶瓷颗粒的凝聚少。具体而言,气溶胶中的陶瓷颗粒在通过激光衍射散射法测定的体积基准的粒度的频度分布中,10μm以上的陶瓷颗粒优选为20体积%以下,更优选为18体积%以下,进一步优选为15体积%以下。通过抑制气溶胶中的陶瓷颗粒的凝聚,能够使具有所期望的粒度分布的陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面,能够提高品质稳定性。另外,通过抑制凝聚,使微细的陶瓷颗粒附着也变得容易,因此也能够促进多孔质膜的平均细孔径的微细化。
气溶胶中的陶瓷颗粒的通过激光衍射散射法测定的体积基准的累积粒度分布中的中值粒径(D50)优选为1.0~6.0μm,更优选为2.0~5.0μm。通过喷射极其微细的陶瓷颗粒,能够使得到的多孔质膜的平均细孔径微细化,并且提高气孔率。
作为陶瓷颗粒,使用构成多孔质膜的上述的陶瓷的颗粒。例如,可以使用含有选自堇青石、碳化硅(SiC)、滑石、云母、多铝红柱石、陶瓷碎粒、钛酸铝、氧化铝、氮化硅、硅铝氧氮陶瓷、磷酸锆、氧化锆、二氧化钛以及二氧化硅中的1种或2种以上的陶瓷颗粒。陶瓷颗粒的主要成分优选为碳化硅、氧化铝、二氧化硅、堇青石或多铝红柱石。陶瓷颗粒的主要成分是指占陶瓷颗粒的50质量%以上的成分。陶瓷颗粒优选SiC占50质量%以上,更优选占70质量%以上,进一步优选占90质量%以上。
在抑制陶瓷颗粒的凝聚方面,气溶胶的喷射使用如下的气溶胶发生器来实施是有利的,该气溶胶发生器具备:用于使加压后驱动气体流动的驱动气体流路;供给口,设置于该驱动气体流路的中途,能够从该驱动气体流路的外周侧朝向该驱动气体流路内吸引陶瓷颗粒;以及喷嘴,安装于该驱动气体流路的前端而能够喷射气溶胶。在一个实施方式中,能够以从与在驱动气体流路中流动的驱动气体的流动方向大致垂直的方向将陶瓷颗粒导入驱动气体流路内的方式构成供给口。
在陶瓷颗粒被导入驱动气体流路的时间点,有时陶瓷颗粒产生凝聚。特别是,微细的陶瓷颗粒由容易产生凝聚的倾向。但是,在从驱动气体流路的外周侧朝向该驱动气体流路内供给陶瓷颗粒的情况下,由于驱动气体对陶瓷颗粒的破碎效果变高,所以推测抑制了凝聚的陶瓷颗粒能够从气溶胶发生器的喷嘴喷射。
(气溶胶发生器的第一实施方式)
图4A中示出了适于喷射抑制了凝聚的陶瓷颗粒的气溶胶发生器(410)的第一实施方式。
气溶胶发生器(410)具备:
驱动气体流路(417),用于使加压后的驱动气体流动;
供给口(417i),设置于该驱动气体流路(417)的中途,并能够从该驱动气体流路(417)的外周侧朝向该驱动气体流路(417)内吸引陶瓷颗粒(412);
喷嘴(411),安装于该驱动气体流路(417)的前端而能够喷射气溶胶;
缸体(413),收容陶瓷颗粒(412);
活塞或螺杆(414),用于将收容在缸体(413)内的陶瓷颗粒(412)从缸体出口(413e)送出;以及
破碎室(415),具备与缸体出口(413e)连通的入口(415i)、用于将从缸体出口(413e)送出的陶瓷颗粒(412)破碎的旋转体(416)、以及与所述供给口(417i)连通的出口(415e)。
气溶胶发生器(410)能够从喷嘴(411)进行气溶胶的喷射。缸体(413)内收纳有调整为给定的粒度分布的陶瓷颗粒(412)。收纳在缸体(413)内的陶瓷颗粒(412)被活塞或螺杆(414)从缸体出口(413e)推出。活塞或螺杆(414)能够构成为可调节陶瓷颗粒(412)的推出速度。从缸体出口(413e)排出的陶瓷颗粒(412)经由入口(415i)进入破碎室(415)。在本实施方式中,缸体出口(413e)与入口(415i)是共用的。
导入破碎室(415)的陶瓷颗粒(412)一边被旋转体(416)破碎一边在破碎室(415)内移动,并从破碎室出口(415e)排出。作为旋转体(416),例如,可采用旋转刷。旋转体(416)能够由电机驱动,可构成为能够控制其旋转速度。
从破碎室出口(415e)排出的陶瓷颗粒(412)经由供给口(417i)从驱动气体流路(417)的外周侧被吸引到驱动气体流路(417)内。在本实施方式中,破碎室出口(415e)与供给口(417i)是共用的。另外,在本实施方式中,陶瓷颗粒(412)从与在驱动气体流路(417)中流动的驱动气体的流动方向大致垂直的方向被导入驱动气体流路(417)内。供给到驱动气体流路(417)内的陶瓷颗粒(412)与在驱动气体流路(417)中流动的驱动气体碰撞,一边被破碎一边被混合而成为气溶胶,从喷嘴(411)喷射。在本实施方式中,通过破碎室(415)而破碎的陶瓷颗粒(412)从供给口(417i)被导入驱动气体流路(417)。因此,除了通过与驱动气体的碰撞使陶瓷颗粒(412)破碎的效果之外,还能够得到在破碎室(415)内使陶瓷颗粒(412)破碎的效果,从而能得到较高的凝聚抑制效果。喷嘴(411)优选设置于在与柱状蜂窝结构体的入口侧底面垂直的方向上喷射气溶胶的位置以及朝向。更优选地,喷嘴(411)设置于朝向入口侧底面的中心部在与入口侧底面垂直的方向上喷射气溶胶的位置以及朝向。
作为驱动气体,通过使用压力调整后的压缩空气等压缩气体,能够控制来自喷嘴(411)的气溶胶的喷射流量。作为驱动气体,为了抑制陶瓷颗粒的凝聚,优选使用干燥空气(例如,露点为10℃以下)。此外,在本说明书中,“露点”是指利用依据JIS Z8806:2001的高分子式的静电电容式露点计测定的值。
从提高陶瓷颗粒的破碎力的观点出发,驱动气体即将通过驱动气体流路(417)的供给口(417i)之前的驱动气体的流速的下限优选为9m/s以上,更优选为10m/s以上,进一步优选为11m/s以上。驱动气体即将通过驱动气体流路(417)的供给口(417i)之前的驱动气体的流速的上限没有特别设定,通常为15m/s以下,典型地为13m/s以下。在驱动气体流路(417)中,根据需要,也可以将后述的文丘里部设置在供给口(417i)的上游侧。
微细的陶瓷颗粒具有容易凝聚的性质。但是,通过使用本实施方式所涉及的气溶胶发生器(410),可以喷射抑制了凝聚的具有所期望的粒度分布的陶瓷颗粒。
(气溶胶发生器的第二实施方式)
图4B中示意性地示出了适于喷射抑制了凝聚的陶瓷颗粒的气溶胶发生器(420)的第二实施方式。
气溶胶发生器(420)具有:
驱动气体流路(427),用于使加压后的驱动气体流动;
供给口(427i),设置于驱动气体流路(427)的中途,并能够从驱动气体流路(427)的外周侧朝向驱动气体流路(427)内吸引陶瓷颗粒(422);
喷嘴(421),安装于驱动气体流路(427)的前端而能够喷射气溶胶;
流路(423),用于吸引输送陶瓷颗粒(422),且具备与所述供给口(427i)连通的出口(423e);以及
收容部(429),用于收容陶瓷颗粒(422),并且向用于吸引输送的流路(423)供给陶瓷颗粒(422)。
在收容部(429)可以使用例如漏斗。调整为给定的粒度分布的陶瓷颗粒被收容在收容部(429)内。收容在收容部(429)中的陶瓷颗粒(422)受到来自驱动气体流路(427)的吸引力,从设置于收容部(429)的底部的出口(429e)通过流路(423)而输送到出口(423e)后,从供给口(427i)被导入驱动气体流路(427)内。此时,从收容部的入口(429i)吸引的周围气体(典型地为空气)也与陶瓷颗粒(422)一起通过流路(423)而导入驱动气体流路(427)内。在本实施方式中,出口(423e)与供给口(427i)是共用的。另外,在本实施方式中,从与在驱动气体流路(427)中流动的驱动气体的流动方向大致垂直的方向将陶瓷颗粒(422)导入驱动气体流路(427)内。
供给到驱动气体流路(427)内的陶瓷颗粒(422)与在驱动气体流路(427)中流动的驱动气体碰撞,一边被破碎一边被混合而成为气溶胶,从喷嘴(421)喷射。喷嘴(421)优选设置于在与柱状蜂窝结构体的入口侧底面垂直的方向上喷射气溶胶的位置以及朝向。更优选地,喷嘴(421)设置于朝向入口侧底面的中心部在与入口侧底面垂直的方向上喷射气溶胶的位置以及朝向。
陶瓷颗粒(422)向收容部(429)的供给并不限定,例如,优选使用螺旋送料器及带式输送机等粉体定量供给机(4211)来实施。从粉体定量供给机(4211)排出的陶瓷颗粒(422)能够通过重力落下到收容部(429)内。
在优选的实施方式中,驱动气体流路(427)在中途具有流路被节流的文丘里部(427v),供给口(427i)设置得比文丘里部(427v)当中流路被最节流的部位靠下游侧。当驱动气体流路(427)具有文丘里部(427v)时,通过文丘里部(427v)的驱动气体的速度上升,因此能够使更高速的驱动气体与在文丘里部(427v)的下游供给的陶瓷颗粒(422)碰撞,因此破碎力提高。为了提高驱动气体的破碎力,供给口(427i)更优选在文丘里部(427v)在流路被最节流的部位的下游侧与该部位相邻设置。该结构例如能够通过使用文丘里喷射器(4210)进行用于驱动气体流路(427)和用于进行吸引输送的流路(423)的连接来实现。
从提高陶瓷颗粒的破碎力的观点出发,即将通过文丘里部(427v)的驱动气体的流速的下限优选为13m/s以上,更优选为20m/s以上,进一步优选为26m/s以上。即将通过文丘里部(427v)之前的驱动气体的流速的上限没有特别设定,通常为50m/s以下,典型地为40m/s以下。
从提高破碎力的观点出发,文丘里部之前的流路截面积相对于文丘里部的流路截面积的比的下限优选为8以上,更优选为16以上。文丘里部之前的流路截面积相对于文丘里部的流路截面积的比的上限没有特别限制,但如果过大,则文丘里部的压损变大,因此优选为64以下,更优选为32以下。在此,文丘里部的流路截面积是指在文丘里部当中流路最窄的部位的流路截面积。另外,文丘里部之前的流路截面积是指在文丘里部的上游侧流路即将变窄之前的流路截面积。
当使用文丘里喷射器(4210)时,例如在使驱动气体流过驱动气体流路(427)时,能够规用于进行吸引输送的流路(423)施加大的吸引力,能够防止用于进行吸引输送的流路(423)被陶瓷颗粒(422)堵塞。文丘里喷射器(4210)作为用于进行吸引输送的流路(423)被陶瓷颗粒(422)堵塞时的陶瓷颗粒(422)的去除单元也是有效的。
作为驱动气体,通过使用压力调整后的压缩空气等压缩气体,能够控制来自喷嘴(421)的气溶胶的喷射流量。作为驱动气体,为了抑制陶瓷颗粒的凝聚,优选使用干燥空气(例如,露点为10℃以下)。
微细的陶瓷颗粒具有容易凝聚的性质。但是,通过使用本实施方式所涉及的气溶胶发生器(420),能够喷射抑制了凝聚的具有所期望的粒度分布的陶瓷颗粒。
(气溶胶发生器的第三实施方式)
图4C中示意性地示出适于喷射抑制了凝聚的陶瓷颗粒的气溶胶发生器(430)的第三实施方式。
气溶胶发生器(430)具备:
驱动气体流路(437),用于使加压后的驱动气体流动;
供给口(437i),设置于驱动气体流路(437)的中途,并能够从驱动气体流路(437)的外周侧朝向驱动气体流路(437)内吸引陶瓷颗粒(432);
喷嘴(431),安装于驱动气体流路(437)的前端而能够喷射气溶胶;
流路(433),用于吸引输送陶瓷颗粒(432),且具备与所述供给口(437i)连通的出口(433e);
带式送料器(434),用于输送陶瓷颗粒(432);以及
破碎室(435),具备接收从带式送料器(434)输送来的陶瓷颗粒(432)的入口(435in)、用于破碎接收到的陶瓷颗粒(432)的旋转体(436)、以及与用于进行所述吸引输送的流路(433)连通的出口(435e)。
气溶胶发生器(430)可以具有用于收容陶瓷颗粒(432)的容器等收容部(439)。调整为给定的粒度分布的陶瓷颗粒收容在收容部(439)内。收容部(439)内的陶瓷颗粒(432)由搅拌机(438)搅拌。由此,能够得到能将容易引起架桥的的陶瓷颗粒从排出口(439e)稳定地排出的优点。在收容部(439)的底部设置有陶瓷颗粒(432)的排出口(439e)。从排出口(439e)排出的陶瓷颗粒(432)通过带式送料器(434)被输送到破碎室(435)的入口(435in)。陶瓷颗粒(432)的输送速度能够通过控制带式送料器(434)的带速度来调整。
被导入破碎室(435)的陶瓷颗粒(432)一边被旋转体(436)破碎一边在破碎室(435)内移动,并从破碎室出口(435e)排出。作为旋转体(436),例如可以采用旋转刷。旋转体(436)能够由电机驱动,能够构成为能控制旋转速度。
受到来自驱动气体流路(437)的吸引力,从用于进行吸引输送的流路(433)的入口(433i)吸引陶瓷颗粒(432)的输送用气体。作为输送用气体,可以使用空气等周围气体,但为了抑制陶瓷颗粒的凝聚,优选使用干燥空气(例如,露点为10℃以下)。另外,输送用气体可以仅利用来自驱动气体流路(437)De吸引力进行输送,也可以使用压缩机等进行压送。从破碎室出口(435e)排出的陶瓷颗粒(432)与在流路(433)中流动的输送用气体一起被输送至出口(433e)后,从供给口(437i)被导入驱动气体流路(437)内。在本实施方式中,出口(433e)与供给口(437i)是共用的。另外,在本实施方式中,从与在驱动气体流路(437)中流动的驱动气体的流动方向大致垂直的方向将陶瓷颗粒(432)导入驱动气体流路(437)内。
与输送用气体一起供给到驱动气体流路(437)内的陶瓷颗粒(432)与在驱动气体流路(437)中流动的驱动气体碰撞,一边被破碎一边被混合而成为气溶胶,从喷嘴(431)喷射。在本实施方式中,通过破碎室(435)而被破碎的陶瓷颗粒(432)从供给口(437i)被导入驱动气体流路(437)。因此,除了通过驱动气体将陶瓷颗粒(432)破碎的效果之外,还能够得到通过破碎室(435)将陶瓷颗粒(412)破碎的效果,因此能够得到高的凝聚抑制效果。喷嘴(431)优选设置于在与柱状蜂窝结构体的入口侧底面垂直的方向上喷射气溶胶的位置以及朝向。更优选地,喷嘴(431)设置于朝向入口侧底面的中心部在与入口侧底面垂直的方向上喷射气溶胶的位置以及朝向。
在优选的实施方式中,驱动气体流路(437)在中途具有流路被节流的文丘里部(437v),供给口(437i)设置于文丘里部(437v)中流路被最节流的部位的下游侧。为了提高驱动气体的破碎力,供给口(437i)更优选设置于文丘里部(437v)中流路被最节流的部位的下游侧且与该部位相邻设置。若驱动气体流路(437)具有文丘里部(437v),则通过文丘里部(437v)的驱动气体的速度上升,因此能够使更高速的驱动气体与在文丘里部(437v)的下游供给的陶瓷颗粒(432)碰撞,所以破碎力提高。该结构例如能够通过使用文丘里喷射器(4310)进行驱动气体流路(437)和用于进行吸引输送的流路(433)的连接来实现。
从提高陶瓷颗粒的破碎力的观点出发,即将通过文丘里部(437v)之前的驱动气体的流速的下限优选为13m/s以上,更优选为20m/s以上,进一步优选为26m/s以上。即将通过文丘里部(437v)之前的驱动气体的流速的上限没有特别设定,通常为50m/s以下,典型地为40m/s以下。
从提高破碎力的观点出发,文丘里部之前的流路截面积相对于文丘里部的流路截面积的比的下限优选为8以上,更优选为16以上。文丘里部之前的流路截面积相对于文丘里部的流路截面积的比的上限没有特别限制,如果过大,则文丘里部的压损变大,因此优选为64以下,更优选为32以下。在此,文丘里部的流路截面积是指在文丘里部当中流路最窄的部位的流路截面积。另外,文丘里部之前的流路截面积是指在文丘里部的上游侧流路即将变窄之前的流路截面积。
若使用文丘里喷射器(4310),则例如在使驱动气体在驱动气体流路(437)中流动时,能够对用于进行吸引输送流路(433)赋予大的吸引力,能够防止用于进行吸引输送的流路(433)被陶瓷颗粒(432)堵塞。文丘里喷射器(4310)作为用于进行吸引输送的流路(433)被陶瓷颗粒(432)堵塞时的陶瓷颗粒(432)的去除单元也是有效的。
作为驱动气体,通过使用压力调整后的压缩空气等压缩气体,能够控制来自喷嘴(431)的气溶胶的喷射流量。关于驱动气体,也优选与输送用气体同样地使用干燥空气。
微细的陶瓷颗粒具有容易凝聚的性质。但是,通过使用本实施方式所涉及的气溶胶发生器(430),能够喷射抑制了凝聚的具有所期望的粒度分布的陶瓷颗粒。
(比较例所涉及的气溶胶发生器)
图4D中示意性地示出比较例所涉及的气溶胶发生器(610)。
图4D所示的气溶胶发生器(610)具备:
喷嘴(614),用于从喷射口(614e)喷射含有驱动气体和陶瓷颗粒的气溶胶;
管(615),用于吸引输送陶瓷颗粒(622),且在其一端具有陶瓷颗粒的出口(615e),该出口(615e)与所述喷嘴(614)的入口(614in)连通;
气体流路(616),用于使驱动气体流动,构成为同轴状地形成于所述管(615)的外周,且驱动气体的出口(616e)与所述喷嘴(614)的入口(614in)连通;以及
收容部(629),用于收容陶瓷颗粒(622),并且向用于进行吸引输送的管(615)供给陶瓷颗粒(622)。
气体流路(616)形成在管(615)的外周面(619)与直径比管(615)的外周面(619)大的同轴状的内壁面(617)之间。气体流路(616)的上游侧与导入管(618)连接,驱动气体能够通过导入管(618)流入气体流路(616)。流入气体流路(616)的驱动气体将流动朝向改变90°而朝向驱动气体的出口(616e)。内壁面(617)具有直径恒定的圆筒状部(617a)和与圆筒状部(617a)的下游侧连接且直径朝向出口(616e)逐渐减小的锥形部(617b)。管(615)的外周面(619)具有外径恒定的圆筒状部(619a)、与圆筒状部(619a)的下游侧连接且外径扩大的扩径部(619b)、与扩径部(619b)的下游侧连接且外径朝向出口(615e)逐渐减小的锥形部(619c)。
在驱动气体的出口(616e)附近,以气体流路(616)变窄的方式,内壁面(617)的锥形部(617b)与管(615)的外周面(619)的锥形部(619c)之间的间隙变小。通过该结构,加速的驱动气体从气体流路(616)的出口(616e)朝向喷嘴(614)流动。
在管(615)的上游,调整为给定的粒度分布的陶瓷颗粒收容在收容部(629)内。在收容部(629)可以使用例如漏斗。收容部(629)内的陶瓷颗粒(622)通过由从气体流路(616)的出口(616e)朝向喷嘴(614)的入口(614in)强势流动的驱动气体产生的吸引力,从设置于收容部(629)的底部的出口(629e)被吸入管(615)内。此时,周围气体(典型地为空气)也从收容部的入口(629i)与陶瓷颗粒(622)一起被吸引,并通过管(615)。然后,陶瓷颗粒(622)与周围气体一起从管(615)的出口(615e)排出,与驱动气体混合。然后,陶瓷颗粒(622)与驱动气体一起通过喷嘴(614)的内部,从喷射口(614e)成为气溶胶而被喷射。
向收容部(629)的陶瓷颗粒(622)的供给没有限定,例如,可以使用螺旋送料器及带式输送机等粉体定量供给机(6211)来实施。从粉体定量供给机(6211)排出的陶瓷颗粒(622)能够通过重力落下到收容部(629)内。
喷嘴(614)具备内径恒定的狭道部(614b)、与狭道部(614b)的下游侧连接且内径朝向喷射口(614e)逐渐增大的扩散部(614a)。在狭道部(614b)促进陶瓷颗粒与驱动气体的混合,在扩散部(614a)升压后,从喷射口(614e)喷射含有驱动气体和陶瓷颗粒的气溶胶。
比较例所涉及的气溶胶发生器(610)利用附壁型喷射器。在比较例所涉及的气溶胶发生器(610)中,与本发明的实施方式所涉及的气溶胶发生器不同,陶瓷颗粒与驱动气体合流时的陶瓷颗粒的流动方向与驱动气体的流动方向大致平行。另外,在比较例所涉及的气溶胶发生器(610)中,与本发明的实施方式所涉及的气溶胶发生器不同,构成为驱动气体从陶瓷颗粒的流动的外周侧合流。其结果,推测驱动气体与陶瓷颗粒碰撞时的碰撞能量变小而破碎力变弱,容易在陶瓷颗粒凝聚的状态下从喷嘴(614)喷射。
(颗粒附着装置的第一实施方式)
图5A中示意性地示出适于实施使陶瓷颗粒附着于柱状蜂窝结构体的第一孔格的表面的工序的颗粒附着装置(510)的第一实施方式的装置结构。
颗粒附着装置(510)具备:
保持件(514),用于保持柱状蜂窝结构体(500);
鼓风机(512),用于对柱状蜂窝结构体(500)的出口侧底面(506)施加吸引力;
气溶胶发生器(511),用于从与入口侧底面(504)垂直的方向朝向入口侧底面(504)喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面;以及
腔室(513),设置在气溶胶发生器(511)的喷嘴(511a)与入口侧底面(504)之间,并用于引导气溶胶经过其内部。
保持件(514)构成为能够在柱状蜂窝结构体(500)的入口侧底面(504)露出的状态下保持在与气溶胶发生器(511)的喷嘴(511a)相对的位置。例如,保持件(514)可以具有用于把持外周侧壁(502)的卡盘机构(514b)。作为卡盘机构,没有特别限制,示例性地可举出球囊卡盘。保持件(514)具有壳体(514a),该壳体(514a)用于使通过了柱状蜂窝结构体(500)的气溶胶不扩散地向一个方向整流。
腔室(513)的侧壁(513d)可以形成为例如圆筒状、方筒等筒状。腔室(513)具有与入口侧底面(504)相对的面(513a)。与入口侧底面(504)相对的面(513a)具有气溶胶发生器(511)的喷嘴(511a)的插入口(513b)。通过该结构,能够将从气溶胶发生器(511)喷射的气溶胶直接导入腔室(513)内。典型地,腔室(513)的侧壁(513d)的下游侧端部(513e)与保持件(514)连结,该相对的面(513a)设置在相对于腔室(513)的侧壁(513d)的下游侧端部(513e)处于相反侧的上游侧端部(513f)。
能够在侧壁(513d)和/或与入口侧底面(504)相对的面(513a)设置用于取入周围气体的开口(513c)。由此,能够根据来自鼓风机(512)的吸引力调整流入腔室(513)的气体流量。但是,如图5A所示,优选在腔室(513)的侧壁(513d)不设置用于取入周围气体的开口(513c),流入腔室(513)的周围气体仅从设置于与入口侧底面(504)相对的面(513a)的开口(513c)取入。在一个实施方式中,相对的面(513a)可以使用冲孔板和/或无纺布。而且,由于存在在开口(513c)卷入凝聚的粉、蜂窝的破片以及灰尘的可能性,因此也可以设置过滤器(513g)。
在流过腔室(513)的气溶胶的流路的截面积比入口侧底面(504)的大小大的情况下,也可以以流路的截面积朝向入口侧底面(504)逐渐减小的方式将锥形部(513h)设置在侧壁(513d)的下游侧端部(513e)。优选在侧壁(513d)的下游侧端部(513e)中,锥形部(513h)所形成的流路剖面的轮廓与入口侧底面(504)的外周轮廓一致。通过设置锥形部(513h),陶瓷颗粒容易被吸入入口侧底面(504)。
从喷嘴(511a)的出口到柱状蜂窝结构体(500)的入口侧底面(504)的距离L优选根据柱状蜂窝结构体(500)的入口侧底面(504)的面积A来设计。具体而言,根据气溶胶容易在与气溶胶的流动方向垂直的方向上均匀地扩散的理由,优选随着面积A(mm2)变大而加长距离L(mm)。
通过仅从与入口侧底面(504)相对的面(513a)取入周围气体,周围气体沿与喷雾的气溶胶的流动方向相同的方向流入,因此能够得到消除对气溶胶的干扰而使气溶胶稳定的优点。相反,若在腔室(513)的侧壁(513d)存在开口(513c),则从该处流入的周围气体容易成为干扰,气溶胶的流动变得不稳定,因此是不利的。因此,在优选的实施方式中,与入口侧底面(504)相对的面(513a)具有用于将周围气体取入该腔室(513)内的一个或两个以上的开口(513c),除了该相对的面(513a)以外,不具有将周围气体取入该腔室(513)内的开口。
从气溶胶发生器(511)喷射的气溶胶通过来自鼓风机(512)的吸引力而通过了腔室(513)内部后,从保持在保持件(514)的柱状蜂窝结构体(500)的入口侧底面(504)被吸入到柱状蜂窝结构体(500)的第一孔格内。被吸入到第一孔格内的气溶胶中的陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。
保持件(514)的壳体(514a)在柱状蜂窝结构体(500)的出口侧底面(506)的下游侧具有排气口(514e)。排气口(514e)与排气管(515)连接,在其下游侧设置有鼓风机(512)。因此,去除了陶瓷颗粒的气溶胶从柱状蜂窝结构体(500)的出口侧底面(506)排出时,通过排气管(515)后,通过鼓风机(512)而被排气。在排气管(515)上设置流量计(516),能够监视由流量计(516)计测的气体流量,另外,能够根据气体流量来控制鼓风机(512)的强弱。
若继续使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面的工序,则随着陶瓷颗粒的附着量的增加,柱状蜂窝结构体的入口侧底面和出口侧底面之间的压力损失上升。因此,通过预先求出陶瓷颗粒的附着量与压力损失的关系,能够基于压力损失决定使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面的工序的终点。因此,颗粒附着装置(510)为了测定柱状蜂窝结构体(500)的入口侧底面(504)和出口侧底面(506)之间的压力损失,可以设置差压计(550),也可以基于该差压计的值来决定该工序的终点。
当实施使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面的工序时,由于在柱状蜂窝结构体(500)的入口侧底面(504)附着有陶瓷颗粒,所以优选一边利用刮板等夹具使入口侧底面平整一边利用真空等吸引去除陶瓷颗粒。
然后,将在第一孔格的表面附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体在最高温度1000℃以上保持1小时以上、例如保持1小时~6小时的条件下、典型地在最高温度1100℃~1400℃保持1小时~6小时的条件下进行加热处理,由此制成柱状蜂窝结构过滤器。加热处理例如可以通过在电炉或燃气炉内载置柱状蜂窝结构体来实施。通过加热处理,陶瓷颗粒彼此结合,并且陶瓷颗粒烧粘在第一孔格内的隔壁上,在第一孔格的表面形成多孔质膜。若在空气等含氧条件下实施加热处理,则在陶瓷颗粒表面生成表面氧化膜,促进陶瓷颗粒彼此的结合。由此,可得到难以剥离的多孔质膜。
在腔室(513)内可以设置激光衍射式粒度分布测定装置(519)。通过设置激光衍射式粒度分布测定装置(519),能够实时地对从气溶胶发生器(511)喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布进行计测。由此,能够监视具有所期望的粒度分布的陶瓷颗粒是否被供给到柱状蜂窝结构体。
从提高附着于第一孔格的表面的陶瓷颗粒的膜厚稳定性的观点出发,在使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面的工序中,在腔室(513)内流动的气溶胶的平均流速优选为0.5m/s~3.0m/s,更优选为1.0~2.0m/s。
从提高附着于第一孔格的表面的陶瓷颗粒的膜厚稳定性的观点出发,在使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面的工序中,在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速的下限优选为5m/s以上,更优选为8m/s以上。另外,为了维持多孔质膜的高气孔率,在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速的上限优选为20m/s以下,更优选为15m/s以下。
(颗粒附着装置的第二实施方式)
图5B中示意性地示出了适于实施使陶瓷颗粒附着于柱状蜂窝结构体的第一孔格的表面的工序的颗粒附着装置(520)的第二实施方式的装置结构。第二实施方式所涉及的颗粒附着装置(520)在如下方面与第一实施方式所涉及的颗粒附着装置(510)不同,用于取入周围气体的开口(513c)设置于腔室(513)的侧壁(513d),没有设置于与入口侧底面(504)相对的面(513a)。在本实施方式中,开口(513c)设置在比连结气溶胶发生器(511)的喷嘴(511a)的出口中心与柱状蜂窝结构体(500)的入口侧底面(504)的中心的线段m的中点靠上游侧处,例如设置于上游侧端部(513f)的附近的侧壁(513d)。开口(513c)可以设置得比线段m的中点靠下游侧,但从减轻从侧壁导入的周围气体对喷雾的气溶胶的扩散的影响的观点出发,如本实施方式那样,优选设置于上游侧。另外,在本实施方式中,开口(513c)沿着侧壁(513d)的周向以等间隔设置有多个。在本实施方式中,开口(513c)的设置部位以外的装置结构与第一实施方式相同,因此省略重复的说明。
(颗粒附着装置的第三实施方式)
图5C中示意性地示出了适于实施使陶瓷颗粒附着于柱状蜂窝结构体的第一孔格的表面的工序的颗粒附着装置(530)的第三实施方式的装置结构。在第三实施方式所涉及的颗粒附着装置(530)中,腔室(513)的相对的面(513a)具有以插入口(513b)为中心的同心圆状的封闭部(518)。而且,用于将周围气体取入腔室(513)内的一个或两个以上的开口(513c)设置得比封闭部(518)靠外周侧。对形成封闭部(518)的方法没有特别限制,在一个实施方式中,可以使用具有喷嘴(511a)的插入口(513b)的圆盘状板。
通过设置封闭部(518),防止来自气溶胶发生器(511)的喷嘴(511a)附近的周围气体的流入。另一方面,周围气体从腔室(513)的侧壁(513d)附近流入。由此,从喷嘴(511a)喷射的气溶胶被引入从开口(513c)流入而在侧壁(513d)附近流动的周围气体中,因此能够得到气溶胶容易在与气溶胶的流动方向垂直的方向上均匀地扩散的优点。封闭部(518)能够封闭例如腔室(513)的相对的面(内面)(513a)的面积的50~87%,典型地能够封闭70~80%。在此,相对的面(内面)(513a)的面积是除了非开口部之外还包含插入口(513b)及开口(513c)的面积。在本实施方式中,封闭部(518)以外的装置结构与第一实施方式相同,因此省略重复的说明。
【实施例】
以下,例示了用于更好地理解本发明及其优点的实施例,但本发明不限定于实施例。
<实施例1>
(1)柱状蜂窝结构体的制造
向堇青石化原料100质量份中分别添加造孔材料3质量份、分散介质55质量份、有机粘合剂6质量份、分散剂1质量份,并进行混合、混炼而制备坯土。作为堇青石化原料,使用氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石以及二氧化硅。作为分散介质,使用水,作为造孔材料,使用吸水性聚合物,作为有机粘合剂,使用羟丙基甲基纤维素,作为分散剂,使用脂肪酸皂。
通过将该坯土投入挤出成形机,并经由给定形状的口模进行挤出成形,由此得到圆柱状的蜂窝成形体。对得到的蜂窝成形体进行介电干燥及热风干燥后,将两个底面以成为给定的尺寸的方式切断而得到蜂窝干燥体。
对于得到的蜂窝干燥体,以使第一孔格及第二孔格交替地相邻配置的方式以堇青石为材料进行封孔后,在大气气氛下以约200℃进行加热脱脂,再在大气气氛下以1420℃烧成5小时,得到柱状蜂窝结构体。
柱状蜂窝结构体的规格如下。
整体形状:直径132mm×高度120mm的圆柱状
与孔格的流路方向垂直的剖面中的孔格形状:正方形
孔格密度(每单位截面积的孔格的数量):200cpsi
隔壁厚度:0.2mm(基于口模的规格的标称值)
(2)陶瓷颗粒向柱状蜂窝结构体的附着
对上述制作的柱状蜂窝结构体,使用图5A所示的结构的颗粒附着装置,朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面的中心部,在与入口侧底面垂直的方向上喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。颗粒附着装置的规格及运转条件如下。
·腔室
形状:圆筒形
内径:300mm
长度:600mm
周围气体:空气
用于取入周围气体的开口位置:仅与柱状蜂窝结构体的入口侧底面相对的面
该相对的面的结构:冲孔板
向开口的过滤器设置:有
气溶胶发生器的喷嘴位置:该相对的面的中央部
从气溶胶发生器的喷嘴的出口到柱状蜂窝结构体的入口侧底面的距离L:600mm
·气溶胶发生器
产品名:PALAS公司制RBG2000(具有图4A所示的结构)
种类:间歇式气溶胶发生器
旋转体:旋转刷
收容在缸体中的陶瓷颗粒的种类:SiC颗粒
收容在缸体中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布(通过激光衍射散射法测定):中值粒径(D50)=3μm,粒度为10μm以上的SiC颗粒:≤20体积%
驱动气体:压缩干燥空气(露点10℃以下)
文丘里部的有无:无
驱动气体即将通过驱动气体流路的供给口之前的驱动气体的流速:15m/sec(通过anemomaster(制造商:KANOMAX型号:6162)测定)(以后记载的anemomaster全部使用该装置)
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流速:20m/s(通过anemomaster在距喷嘴10~20mm下游侧的位置测定)
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流量:35L/min(通过流量计测定)
从喷嘴喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的质量流量:0.1g/s(通过流量计测定)
气溶胶发生器的喷嘴内径:8mm
·激光衍射式粒度分布测定装置
产品名:MALVERN公司制insitec-spray
设置部位:腔室内
·运转条件
鼓风机吸入流量:4000L/min
在腔室内流动的气溶胶的平均流速:2m/s(通过anemomaster测定)
在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速:约10m/s(通过流量/孔格开口面积计算)
陶瓷颗粒的附着工序的终点:差压计的值达到+0.1kPa~+0.4kPa(根据产品容积设定的膜质量不同,因此差压值也不同)的时间点
(3)气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布测定
在颗粒附着装置的运转中,用激光衍射式粒度分布测定装置测定从气溶胶发生器喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布,求出中值粒径(D50)及粒度10μm以上的陶瓷颗粒的比例。将结果在表1中示出。
(4)多孔质膜的形成
一边用刮板使这样得到的附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体的入口侧底面平整,一边用真空吸引去除附着于入口侧底面的陶瓷颗粒。然后,将柱状蜂窝结构体放入电炉中,在最高温度1200℃保持2小时的条件下在大气气氛下进行加热处理,由此在第一孔格的表面形成多孔质膜,从而得到柱状蜂窝结构过滤器。根据陶瓷颗粒的附着前后的质量变化,确认到形成于柱状蜂窝结构体的多孔质膜的质量相对于产品容积为2~10g/L。此外,对于柱状蜂窝结构过滤器,制作了实施下述的特性评价所需的数量。
(5)气孔率及平均细孔径
基于上述的方法,通过剖面SEM观察测定通过上述的制造方法得到的柱状蜂窝结构过滤器的多孔质膜及隔壁的气孔率及平均细孔径。测定中使用的装置为FE-SEM(型号:ULTRA55(ZEISS制)),观察倍率为×1000。另外,测定在任意的5个部位以上的视野中求出,将其平均值作为测定值。图像解析软件使用linx株式会社的HALCON-版本11.0.5。将结果在表1中示出。
(6)品质稳定性
对于用上述的制造方法得到的10个柱状蜂窝结构过滤器,在距多孔质膜的厚度容易变动的柱状蜂窝结构过滤器的入口侧底面的重心的长度方向上的95mm的位置调查了多孔质膜的厚度。该厚度用KEYENCE制的3维测定机(型号VR-3200或VR-5200)测定,求出变动系数(=标准偏差/算术平均)。结果以如下方式进行了评价。将结果在表1中示出。
A:变动系数小于0.20
B:变动系数为0.21以上且0.40以下
C:变动系数超过0.41
<实施例2>
(1)柱状蜂窝结构体的制造
在与实施例1相同的制造条件下得到柱状蜂窝结构体。
(2)陶瓷颗粒向柱状蜂窝结构体的附着
对上述制作的柱状蜂窝结构体,使用图5B所示的结构的颗粒附着装置,朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面的中心部,在与入口侧底面垂直的方向上喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。颗粒附着装置的规格及运转条件如下。
·腔室
形状:圆筒形
内径:300mm
长度:600mm
周围气体:空气
用于取入周围气体的开口位置:从腔室侧壁的上游侧端部朝向下游约100mm的位置(各开口的中心部的位置),沿着腔室侧壁的周向设置开口率50%的冲孔金属板
向开口的过滤器设置:有
气溶胶发生器的喷嘴位置:与柱状蜂窝结构体的入口侧底面相对的面的中央部
从气溶胶发生器的喷嘴的出口到柱状蜂窝结构体的入口侧底面的距离L:600mm
·气溶胶发生器
产品名:PALAS公司制BEG1000(具有图4C所示的结构)
种类:连续式气溶胶发生器
驱动气体流路和用于进行吸引输送的流路的连接方式:文丘里喷射器
陶瓷颗粒的供给口的设置部位:文丘里部当中流路被最节流的部位的下游侧且与该部位相邻的位置
带式送料器的陶瓷颗粒的输送速度:1.0g/s
旋转体:旋转刷
收容在收容部中的陶瓷颗粒的种类:SiC颗粒
收容在收容部中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布(通过激光衍射散射法测定):中值粒径(D50)=3μm,粒度为10μm以上的SiC颗粒:≤20体积%
驱动气体:压缩干燥空气(露点10℃以下)
输送用气体:压缩干燥空气(露点10℃以下)
与驱动气体合流前的输送用气体的平均流量:50L/min(通过流量计测定)
与输送用气体合流前的驱动气体的平均流量:100L/min(通过流量计测定)
驱动气体即将通过文丘里部之前的驱动气体的流速:26m/sec(通过anemomaster测定)
文丘里部之前的流路截面积相对于文丘里部的流路截面积的比=1:0.028
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流速:50m/s(通过anemomaster在距喷嘴10~20mm下游侧的位置测定)
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流量:150L/min(通过流量计测定)
从喷嘴喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的质量流量:0.5g/s(通过流量计测定)
气溶胶发生器的喷嘴内径:8mm
·激光衍射式粒度分布测定装置
产品名:MALVERN公司制insitec-spray
设置部位:腔室内
·运转条件
鼓风机吸入流量:4000L/min
在腔室内流动的气溶胶的平均流速:1m/s(通过anemomaster测定)
在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速:约10m/s(通过流量/孔格开口面积计算)
陶瓷颗粒的附着工序的终点:差压计的值达到+0.1kPa~+0.4kPa(根据产品容积设定的膜质量不同,因此差压值也不同)的时间点
(3)气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布测定
在颗粒附着装置的运转中,用激光衍射式粒度分布测定装置测定从气溶胶发生器喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布,求出中值粒径(D50)及粒度10μm以上的陶瓷颗粒的比例。将结果在表1中示出。
(4)多孔质膜的形成
一边用刮板使这样得到的附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体的入口侧底面平整,一边用真空吸引去除附着于入口侧底面的陶瓷颗粒。然后,将柱状蜂窝结构体放入电炉中,在最高温度1200℃保持2小时的条件下,在大气气氛下进行加热处理,由此在第一孔格的表面形成多孔质膜,从而得到柱状蜂窝结构过滤器。根据陶瓷颗粒的附着前后的质量变化,确认到形成于柱状蜂窝结构体的多孔质膜的质量相对于产品容积为2g/L~10g/L。此外,对于柱状蜂窝结构过滤器,制作了实施下述的特性评价所需的数量。
(5)气孔率及平均细孔径
用与实施例1相同的方法对通过上述的制造方法得到的柱状蜂窝结构过滤器的多孔质膜及隔壁的气孔率及平均细孔径进行了测定。将结果在表1中示出。
(6)品质稳定性
对于用上述的制造方法得到的10个柱状蜂窝过滤器,与实施例1同样地求出多孔质膜的厚度的变动系数。将结果在表1中示出。
<实施例3>
(1)柱状蜂窝结构体的制造
除了将整体形状变更为长径231mm×短径106mm×高度120mm的椭圆柱状以外,在与实施例1相同的制造条件下得到了柱状蜂窝结构体。
(2)陶瓷颗粒向柱状蜂窝结构体的附着
对上述制作的柱状蜂窝结构体,使用图5A所示的结构的颗粒附着装置,朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面的中心部,在与入口侧底面垂直的方向上喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。颗粒附着装置的规格及运转条件如下。
·腔室
形状:圆筒形
内径:300mm
长度:600mm
周围气体:空气
用于取入周围气体的开口位置:仅与柱状蜂窝结构体的入口侧底面相对的面
该相对的面的结构:冲孔板
向开口的过滤器设置:有
气溶胶发生器的喷嘴位置:该相对的面的中央部
从气溶胶发生器的喷嘴的出口到柱状蜂窝结构体的入口侧底面的距离L:600mm
·气溶胶发生器
产品名:PALAS公司制BEG1000(具有图4C所示的结构)
种类:连续式气溶胶发生器
驱动气体流路和用于进行吸引输送的流路的连接方式:文丘里喷射器
陶瓷颗粒的供给口的设置部位:文丘里部当中流路被最节流的部位的下游侧且与该部位相邻的位置
带式送料器的陶瓷颗粒的输送速度:0.5g/s
旋转体:旋转刷
收容在收容部中的陶瓷颗粒的种类:SiC颗粒
收容在收容部中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布(通过激光衍射散射法测定):中值粒径(D50)=3μm,粒度为10μm以上的SiC颗粒:≤20体积%
驱动气体:压缩干燥空气(露点10℃以下)
输送用气体:压缩干燥空气(露点10℃以下)
与驱动气体合流前的输送用气体的平均流量:80L/min(通过流量计测定)
与输送用气体合流前的驱动气体的平均流量:80L/min(通过流量计测定)
驱动气体即将通过文丘里部之前的驱动气体的流速:26m/s(通过anemomaster测定)
文丘里部之前的流路截面积相对于文丘里部的流路截面积的比:1:0.05
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流速:18m/s(通过anemomaster在距喷嘴10~20mm下游侧的位置测定)
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流量:160L/min(通过流量计测定)
从喷嘴喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的质量流量:0.5g/s(通过流量计测定)
气溶胶发生器的喷嘴内径:12mm
·激光衍射式粒度分布测定装置
产品名:MALVERN公司制insitec-spray
设置部位:腔室内
·运转条件
鼓风机吸入流量:4000L/min
在腔室内流动的气溶胶的平均流速:1m/s(通过anemomaster测定)
在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速:约7m/s(通过流量/孔格开口面积计算)
陶瓷颗粒的附着工序的终点:差压计的值达到+0.1kPa~+0.4kPa(根据产品容积设定的膜质量不同,因此差压值也不同)的时间点
(3)气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布测定
在颗粒附着装置的运转中,用激光衍射式粒度分布测定装置测定从气溶胶发生器喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布,求出中值粒径(D50)及粒度10μm以上的陶瓷颗粒的比例。将结果在表1中示出。
(4)多孔质膜的形成
一边用刮板使这样得到的附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体的入口侧底面平整,一边用真空吸引去除附着于入口侧底面的陶瓷颗粒。然后,将柱状蜂窝结构体放入电炉中,在最高温度1200℃保持2小时的条件下在大气气氛下进行加热处理,由此在第一孔格的表面形成多孔质膜,从而得到柱状蜂窝结构过滤器。根据陶瓷颗粒的附着前后的质量变化,确认到形成于柱状蜂窝结构体的多孔质膜的质量相对于产品容积为2g/L~10g/L。此外,对于柱状蜂窝结构过滤器,制作了实施下述的特性评价所需的数量。
(5)气孔率及平均细孔径
用与实施例1相同的方法对通过上述的制造方法得到的柱状蜂窝结构过滤器的多孔质膜及隔壁的气孔率及平均细孔径进行了测定。将结果在表1中示出。
(6)品质稳定性
对于用上述的制造方法得到的10个柱状蜂窝过滤器,与实施例1同样地求出多孔质膜的厚度的变动系数。将结果在表1中示出。
<实施例4>
(1)柱状蜂窝结构体的制造
除了将整体形状变更为长径235mm×短径146mm×高度120mm的椭圆柱状以外,在与实施例1相同的制造条件下得到了柱状蜂窝结构体。
(2)陶瓷颗粒向柱状蜂窝结构体的附着
对上述制作的柱状蜂窝结构体,使用图5A所示的结构的颗粒附着装置,朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面的中心部,在与入口侧底面垂直的方向上喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。颗粒附着装置的规格及运转条件除了将腔室的长度设为1600mm以外,与实施例3相同。此外,在实施例4中,由于柱状蜂窝结构体的孔格开口面积与实施例3不同,因此在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速为约5m/s(通过流量/孔格开口面积计算)。
(3)气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布测定
在颗粒附着装置的运转中,用激光衍射式粒度分布测定装置测定从气溶胶发生器喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布,求出中值粒径(D50)及粒度10μm以上的陶瓷颗粒的比例。将结果在表1中示出。
(4)多孔质膜的形成
一边用刮板使这样得到的附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体的入口侧底面平整,一边用真空吸引去除附着于入口侧底面的陶瓷颗粒。然后,将柱状蜂窝结构体放入电炉中,在最高温度1200℃保持2小时的条件下在大气气氛下进行加热处理,由此在第一孔格的表面形成多孔质膜,从而得到柱状蜂窝结构过滤器。根据陶瓷颗粒的附着前后的质量变化,确认到形成于柱状蜂窝结构体的多孔质膜的质量相对于产品容积为2g/L~10g/L。此外,对于柱状蜂窝结构过滤器,制作了实施下述的特性评价所需的数量。
(5)气孔率及平均细孔径
用与实施例1相同的方法对通过上述的制造方法得到的柱状蜂窝结构过滤器的多孔质膜及隔壁的气孔率及平均细孔径进行了测定。将结果在表1中示出。
(6)品质稳定性
对于用上述的制造方法得到的10个柱状蜂窝过滤器,与实施例1同样地求出多孔质膜的厚度的变动系数。将结果在表1中示出。
<实施例5>
(1)柱状蜂窝结构体的制造
在与实施例3相同的制造条件下得到柱状蜂窝结构体。
(2)陶瓷颗粒向柱状蜂窝结构体的附着
对上述制作的柱状蜂窝结构体,使用图5C所示的结构的颗粒附着装置,朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面的中心部,在与入口侧底面垂直的方向上喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。颗粒附着装置的规格及运转条件如下。
颗粒附着装置的规格及运转条件除了在与柱状蜂窝结构体的入口侧底面相对的面具有用于插入气溶胶发生器的喷嘴的插入口并固定以该插入口为中心的直径150mm的圆盘状板以外,与实施例3相同。通过圆盘状板,该相对的面(内面)的面积的20%被封闭。
(3)气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布测定
在颗粒附着装置的运转中,用激光衍射式粒度分布测定装置测定从气溶胶发生器喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布,求出中值粒径(D50)及粒度10μm以上的陶瓷颗粒的比例。将结果在表1中示出。
(4)多孔质膜的形成
一边用刮板使这样得到的附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体的入口侧底面平整,一边用真空吸引去除附着于入口侧底面的陶瓷颗粒。然后,将柱状蜂窝结构体放入电炉中,在最高温度1200℃保持2小时的条件下在大气气氛下进行加热处理,由此在第一孔格的表面形成多孔质膜,从而得到柱状蜂窝结构过滤器。根据陶瓷颗粒的附着前后的质量变化,确认到形成于柱状蜂窝结构体的多孔质膜的质量相对于产品容积为2g/L~10g/L。此外,对于柱状蜂窝结构过滤器,制作了实施下述的特性评价所需的数量。
(5)气孔率及平均细孔径
用与实施例1相同的方法对通过上述的制造方法得到的柱状蜂窝结构过滤器的多孔质膜及隔壁的气孔率及平均细孔径进行了测定。将结果在表1中示出。
(6)品质稳定性
对于用上述的制造方法得到的10个柱状蜂窝过滤器,与实施例1同样地求出多孔质膜的厚度的变动系数。将结果在表1中示出。
<实施例6>
(1)柱状蜂窝结构体的制造
在与实施例3相同的制造条件下得到柱状蜂窝结构体。
(2)陶瓷颗粒向柱状蜂窝结构体的附着
对上述制作的柱状蜂窝结构体,使用图5A所示的结构的颗粒附着装置,朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面的中心部,在与入口侧底面垂直的方向上喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。颗粒附着装置的规格及运转条件如下。
·腔室
形状:圆筒形
内径:300mm
长度:600mm
周围气体:空气
用于取入周围气体的开口位置:仅与柱状蜂窝结构体的入口侧底面相对的面
该相对的面的结构:冲孔板
向开口的过滤器设置:有
气溶胶发生器的喷嘴位置:该相对的面的中央部
从气溶胶发生器的喷嘴的出口到柱状蜂窝结构体的入口侧底面的距离L:600mm
·气溶胶发生器
产品名:无(本公司制作)(具有图4B所示的结构)
种类:连续式气溶胶发生器
驱动气体流路和用于进行吸引输送的流路的连接方式:文丘里喷射器
陶瓷颗粒的供给口的设置部位:文丘里部当中流路被最节流的部位的下游侧且与该部位相邻的位置
向收容部的陶瓷颗粒的供给方法:螺旋送料器
收容部的种类:漏斗
收容在收容部中的陶瓷颗粒的种类:SiC颗粒
收容在收容部中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布(通过激光衍射散射法测定):中值粒径(D50)=3μm,粒度为10μm以上的SiC颗粒:≤20体积%
驱动气体:压缩干燥空气(露点10℃以下)
被吸引的周围气体:空气
在用于进行吸引输送的流路中流动的周围气体的平均流量:40L/min
与被吸引的周围气体合流前的在驱动气体流路中流动的驱动气体的平均流量:80L/min
驱动气体即将通过文丘里部之前的驱动气体的流速:26m/s(通过anemomaster测定)
文丘里部之前的流路截面积相对于文丘里部的流路截面积的比=1:0.028
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流速:26m/s(通过anemomaster在距喷嘴10~20mm下游侧的位置测定)
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流量:120L/min(通过流量计测定)
从喷嘴喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的质量流量:0.5g/s(通过流量计测定)
气溶胶发生器的喷嘴内径:12mm
·激光衍射式粒度分布测定装置
产品名:MALVERN公司制insitec-spray
设置部位:腔室内
·运转条件
鼓风机吸入流量:4000L/min
在腔室内流动的气溶胶的平均流速:1m/s(通过anemomaster测定)
在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速:约7m/s(通过流量/孔格开口面积计算)
陶瓷颗粒的附着工序的终点:差压计的值达到+0.1kPa~+0.4kPa(根据产品容积设定的膜质量不同,因此差压值也不同)的时间点
(3)气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布测定
在颗粒附着装置的运转中,用激光衍射式粒度分布测定装置测定从气溶胶发生器喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布,求出中值粒径(D50)及粒度10μm以上的陶瓷颗粒的比例。将结果在表1中示出。
(4)多孔质膜的形成
一边用刮板使这样得到的附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体的入口侧底面平整,一边用真空吸引去除附着于入口侧底面的陶瓷颗粒。然后,将柱状蜂窝结构体放入电炉中,在最高温度1200℃保持2小时的条件下在大气气氛下进行加热处理,由此在第一孔格的表面形成多孔质膜,从而得到柱状蜂窝结构过滤器。根据陶瓷颗粒的附着前后的质量变化,确认到形成于柱状蜂窝结构体的多孔质膜的质量相对于产品容积为2g/L~10g/L。此外,对于柱状蜂窝结构过滤器,制作了实施下述的特性评价所需的数量。
(5)气孔率及平均细孔径
用与实施例1相同的方法对通过上述的制造方法得到的柱状蜂窝结构过滤器的多孔质膜及隔壁的气孔率及平均细孔径进行了测定。将结果在表1中示出。
(6)品质稳定性
对于用上述的制造方法得到的10个柱状蜂窝过滤器,与实施例1同样地求出多孔质膜的厚度的变动系数。将结果在表1中示出。
<比较例1>
(1)柱状蜂窝结构过滤器的制造
在与实施例1相同的制造条件下得到柱状蜂窝结构体。
(2)陶瓷颗粒向柱状蜂窝结构体的附着
对上述制作的柱状蜂窝结构体,使用图5A所示的结构的颗粒附着装置,朝向柱状蜂窝结构体的入口侧底面的中心部,在与入口侧底面垂直的方向上喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面。颗粒附着装置的规格及运转条件如下。
·腔室
形状:圆筒形
内径:300mm
长度:600mm
周围气体:空气
用于取入周围气体的开口位置:仅与柱状蜂窝结构体的入口侧底面相对的面
该相对的面的结构:冲孔板
向开口的过滤器设置:有
气溶胶发生器的喷嘴位置:该相对的面的中央部
从气溶胶发生器的喷嘴的出口到柱状蜂窝结构体的入口侧底面的距离L:600mm
·气溶胶发生器
产品名:PISCO公司制型号VRL50-080608(具有图4D所示的结构)
种类:连续式气溶胶发生器
驱动气体流路和用于进行吸引输送的流路的连接方式:附壁型喷射器向收容部的陶瓷颗粒的供给方法:螺旋送料器
收容部的种类:漏斗
收容在收容部中的陶瓷颗粒的种类:SiO2颗粒
收容在收容部中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布(通过激光衍射散射法测定):中值粒径(D50)=50μm(以高频度产生100μm以上的凝聚),
驱动气体:压缩干燥空气(露点10℃以下)
被吸引的周围气体:空气
在用于进行吸引输送的管中流动的周围气体的平均流量:4000L/min(通过流量计测定)
与被吸引的周围气体合流前的在驱动气体流路中流动的驱动气体的平均流量:35L/min(通过流量计测定)
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流速:20m/s(通过anemomaster在距喷嘴10~20mm下游侧的位置测定)
从喷嘴喷射的气溶胶的平均流量:35L/min(通过流量计测定)
从喷嘴喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的质量流量:0.1g/s(通过流量计测定)
气溶胶发生器的喷嘴内径:8mm
·激光衍射式粒度分布测定装置
产品名:MALVERN公司制insitec-spray
设置部位:腔室内
·运转条件
鼓风机吸入流量:4000L/min
在腔室内流动的气溶胶的平均流速:1m/s(通过anemomaster测定)
在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速:约10m/s(通过流量/孔格开口面积计算)
陶瓷颗粒的附着工序的终点:差压计的值达到+0.1kPa~+0.4kPa(根据产品容积设定的膜质量不同,因此差压值也不同)的时间点
(3)气溶胶中的陶瓷颗粒的粒度分布测定
在颗粒附着装置的运转中,用激光衍射式粒度分布测定装置测定从气溶胶发生器喷射的气溶胶中的陶瓷颗粒的体积基准的粒度分布,求出中值粒径(D50)及粒度10μm以上的陶瓷颗粒的比例。将结果在表1中示出。
(4)多孔质膜的形成
一边用刮板使这样得到的附着有陶瓷颗粒的柱状蜂窝结构体的入口侧底面平整,一边用真空吸引去除附着于入口侧底面的陶瓷颗粒。然后,将柱状蜂窝结构体放入电炉中,在最高温度1200℃保持2小时的条件下在大气气氛下进行加热处理,由此在第一孔格的表面形成多孔质膜,从而得到柱状蜂窝结构过滤器。根据陶瓷颗粒的附着前后的质量变化,确认到形成于柱状蜂窝结构体的多孔质膜的质量相对于产品容积为2g/L~10g/L。此外,对于柱状蜂窝结构过滤器,制作了实施下述的特性评价所需的数量。
(5)气孔率及平均细孔径
用与实施例1相同的方法对通过上述的制造方法得到的柱状蜂窝结构过滤器的多孔质膜及隔壁的气孔率及平均细孔径进行了测定。将结果在表1中示出。
(6)品质稳定性
对于用上述的制造方法得到的10个柱状蜂窝过滤器,与实施例1同样地求出多孔质膜的厚度的变动系数。将结果在表1中示出。
<考察>
在气溶胶发生器的结构不适当的比较例1中,气溶胶中的陶瓷颗粒粗大。另一方面,在气溶胶发生器的结构适当的实施例1~6中,气溶胶中的陶瓷颗粒微细。这是因为在实施例1~6的气溶胶发生器中能够抑制陶瓷颗粒的凝聚。
另外,在颗粒附着装置的实施例1、3~6中,用于取入周围气体的开口与入口侧底面相对设置,由此与用于取入周围气体的开口设置于侧壁的实施例2相比,提高了品质稳定性。
【表1】
Figure BDA0003346557610000491
标号说明
100 柱状蜂窝结构过滤器
102 外周侧壁
104 入口侧底面
106 出口侧底面
108 第一孔格
109 封孔部
110 第二孔格
112 隔壁
114 多孔质膜
410 气溶胶发生器
411 喷嘴
412 陶瓷颗粒
413 缸体
413e 缸体出口
414 活塞或螺杆
415 破碎室
415i 入口
415e 出口
416 旋转体
417 驱动气体流路
417i 供给口
420 气溶胶发生器
421 喷嘴
422 陶瓷颗粒
423 流路
423e 出口
427 驱动气体流路
427i 供给口
427v 文丘里部
429 收容部
429i 入口
429e 出口
4210 文丘里喷射器
4211 粉体定量供给机
430 气溶胶发生器
431 喷嘴
432 陶瓷颗粒
433 流路
433i 入口
433e 出口
434 带式送料器
435 破碎室
435in 入口
435e 出口
436 旋转体
437 驱动气体流路
437i 供给口
437v 文丘里部
438 搅拌机
439 收容部
439e 排出口
4310 文丘里喷射器
500 柱状蜂窝结构体
502 外周侧壁
504 入口侧底面
506 出口侧底面
510 颗粒附着装置
511 气溶胶发生器
511a 喷嘴
512 鼓风机
513 腔室
513a 与入口侧底面相对的面
513b 插入口
513c 开口
513d 侧壁
513e 下游侧端部
513f 上游侧端部
513g 过滤器
513h 锥形部
514 保持件
514a 壳体
514b 卡盘机构
514e 排气口
515 排气管
516 流量计
518 封闭部
519激光衍射式粒度分布测定装置
520 颗粒附着装置
530 颗粒附着装置
550 差压计
610 气溶胶发生器
614 喷嘴
614a 扩散部
614b 狭道部
614in 入口
614e 喷射口
615 管
615e 出口
616 气体流路
616e 出口
617 内壁面
617a 圆筒状部
617b 锥形部
618 导入管
619 外周面
619a 圆筒状部
619b 扩径部
619c 锥形部
622 陶瓷颗粒
629 收容部
629i 入口
629e 出口
6211 粉体定量供给机。

Claims (17)

1.一种柱状蜂窝结构过滤器的制造方法,包括如下工序:
准备柱状蜂窝结构体的工序,所述柱状蜂窝结构体具备多个第一孔格和多个第二孔格,所述第一孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,且入口侧底面开口而在出口侧底面具有封孔部,所述第二孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,并在入口侧底面具有封孔部,且出口侧底面开口,多个第一孔格和多个第二孔格隔着多孔质隔壁交替地相邻配置;以及
一边从与入口侧底面垂直的方向朝向入口侧底面喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,一边对出口侧底面施加吸引力,从入口侧底面吸引所喷射的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面的工序,气溶胶的喷射使用气溶胶发生器实施,
该气溶胶发生器具备:驱动气体流路,用于使加压后的驱动气体流动;供给口,设置于该驱动气体流路的中途,并能够从该驱动气体流路的外周侧朝向该驱动气体流路内吸引陶瓷颗粒;以及喷嘴,安装于该驱动气体流路的前端而能够喷射气溶胶。
2.根据权利要求1所述的制造方法,其中,
气溶胶中的陶瓷颗粒在通过激光衍射散射法测定的体积基准的累积粒度分布中的中值粒径D50为1.0~6.0μm。
3.根据权利要求1或2所述的制造方法,其中,
气溶胶中的陶瓷颗粒在通过激光衍射散射法测定的体积基准的粒度的频度分布中,10μm以上的陶瓷颗粒为20体积%以下。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的制造方法,其中,
从所述喷嘴喷射出的气溶胶在设置于所述喷嘴与所述入口侧底面之间的腔室内经过而从所述入口侧底面被吸引,
该腔室具有与所述入口侧底面相对的面,
该相对的面具有所述喷嘴的插入口、以及用于将周围气体取入该腔室内的一个或两个以上的开口,
该腔室除了该相对的面以外不具有用于取入周围气体的开口。
5.根据权利要求4所述的制造方法,其中,
所述腔室的所述相对的面具有以所述插入口为中心的同心圆状的封闭部,所述一个或两个以上的开口设置得比该封闭部靠外周侧。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的制造方法,其中,
所述气溶胶发生器还具备:
缸体,收容陶瓷颗粒;
活塞或螺杆,用于将收容在缸体内的陶瓷颗粒从缸体出口送出;以及
破碎室,具备与缸体出口连通的入口、用于将从缸体出口送出的陶瓷颗粒破碎的旋转体、以及与所述供给口连通的出口。
7.根据权利要求1~5中任一项所述的制造方法,其中,
所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;以及
收容部,用于收容陶瓷颗粒,并且向用于进行该吸引输送的流路供给陶瓷颗粒,
所述驱动气体流路在中途具有流路被节流的文丘里部,所述供给口设置得比文丘里部当中流路被最节流的部位靠下游侧。
8.根据权利要求1~5中任一项所述的制造方法,其中,
所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;
带式送料器,用于输送陶瓷颗粒;以及
破碎室,具备接收从带式送料器输送来的陶瓷颗粒的入口、用于破碎接收到的陶瓷颗粒的旋转体、以及与用于进行所述吸引输送的流路连通的出口。
9.根据权利要求1~8中任一项所述的制造方法,其中,
基于为了测定柱状蜂窝结构体的入口侧底面与出口侧底面之间的压力损失而设置的差压计的值,来决定使陶瓷颗粒附着于所述第一孔格的表面的工序的终点。
10.根据权利要求1~8中任一项所述的制造方法,其中,
在使陶瓷颗粒附着于所述第一孔格的表面的工序中,在柱状蜂窝结构体内流动的气溶胶的平均流速为5m/s以上。
11.根据权利要求1~10中任一项所述的制造方法,其中,
陶瓷颗粒的主要成分为碳化硅、氧化铝、二氧化硅、堇青石或多铝红柱石。
12.一种柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置,
所述颗粒附着装置具备:
保持件,所述保持件用于保持柱状蜂窝结构体,所述柱状蜂窝结构体具备多个第一孔格和多个第二孔格,所述第一孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,且入口侧底面开口而在出口侧底面具有封孔部,所述第二孔格从入口侧底面延伸至出口侧底面,并在入口侧底面具有封孔部,且出口侧底面开口,多个第一孔格和多个第二孔格隔着多孔质隔壁交替地相邻配置;
鼓风机,用于对柱状蜂窝结构体的出口侧底面施加吸引力;以及
气溶胶发生器,用于从与入口侧底面垂直的方向朝向入口侧底面喷射含有陶瓷颗粒的气溶胶,使陶瓷颗粒附着于第一孔格的表面,
该气溶胶发生器具备:
驱动气体流路,用于使加压后的驱动气体流动;
供给口,设置于该驱动气体流路的中途,并能够从该驱动气体流路的外周侧朝向该驱动气体流路内吸引陶瓷颗粒;以及
喷嘴,安装于该驱动气体流路的前端而能够喷射气溶胶。
13.根据权利要求12所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置,其中,
所述颗粒附着装置还具备腔室,
所述腔室设置在所述喷嘴与所述入口侧底面之间,并用于引导气溶胶经过其内部,
该腔室具有与所述入口侧底面相对的面,
该相对的面具有所述喷嘴的插入口、以及用于将周围气体取入该腔室内的一个或两个以上的开口,
该腔室除了该相对的面以外不具有用于取入周围气体的开口。
14.根据权利要求13所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置,其中,
所述腔室的所述相对的面具有以所述插入口为中心的同心圆状的封闭部,所述一个或两个以上的开口设置得比该封闭部靠外周侧。
15.根据权利要求12~14中任一项所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置,其中,
所述气溶胶发生器还具备:
缸体,收容陶瓷颗粒;
活塞或螺杆,用于将收容在缸体内的陶瓷颗粒从缸体出口送出;以及
破碎室,具备与缸体出口连通的入口、用于将从缸体出口送出的陶瓷颗粒破碎的旋转体、以及与所述供给口连通的出口。
16.根据权利要求12~14中任一项所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置,其中,
所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;以及
收容部,用于收容陶瓷颗粒,并且向用于进行该吸引输送的流路供给陶瓷颗粒,
所述驱动气体流路在中途具有流路被节流的文丘里部,所述供给口设置得比文丘里部当中流路被最节流的部位靠下游侧。
17.根据权利要求12~14中任一项所述的柱状蜂窝结构体用的颗粒附着装置,其中,
所述气溶胶发生器还具备:
流路,用于吸引输送陶瓷颗粒,且具备与所述供给口连通的出口;
带式送料器,用于输送陶瓷颗粒;以及
破碎室,具备接收从带式送料器输送来的陶瓷颗粒的入口、用于破碎接收到的陶瓷颗粒的旋转体、以及与用于进行所述吸引输送的流路连通的出口。
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