CN218816602U - 蜂窝过滤器 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供一种蜂窝过滤器，其具有低压力损失，并且，配设成将隔室的开口部封孔的封孔部的耐侵蚀性优异，此外，耐热冲击性也优异。该蜂窝过滤器具备柱状的蜂窝结构部(4)和封孔部(5)，该蜂窝结构部具有配置成包围多个隔室(2)的多孔质的隔壁(1)，流入隔室(2a)的截面形状为八边形，且流出隔室(2b)的截面形状为四边形，流入隔室的截面积S1相对于流出隔室的截面积S2的面积比(S1/S2)为1.40～2.20，封孔部具有从配设有该封孔部的一侧的蜂窝结构部的端面朝向隔室延伸的方向的外侧突出的凸部(6)，凸部的以所述端面为底部的突出高度H为0.3～3.0mm，且具有凸部的封孔部的自所述端面起算的封孔深度L为4.0～9.0mm。

Description

蜂窝过滤器
技术领域
本实用新型涉及蜂窝过滤器。更详细而言，涉及一种蜂窝过滤器，该蜂窝过滤器具有低压力损失，并且，配设成将隔室的开口部封孔的封孔部的耐侵蚀(erosion)性优异，此外，耐热冲击性也优异。
背景技术
以往，作为对从汽车的发动机等内燃机排出的废气中的粒子状物质进行捕集的过滤器、对CO、HC、NOx等有毒气体成分进行净化的装置，已知有采用了蜂窝结构体的蜂窝过滤器(参见专利文献1)。蜂窝结构体具有由堇青石等多孔质陶瓷构成的隔壁，通过该隔壁而区划形成多个隔室。蜂窝过滤器构成为：针对上述蜂窝结构体，按将多个隔室的流入端面侧的开口部和流出端面侧的开口部交替封孔的方式配设有封孔部。即，蜂窝过滤器的结构为：流入端面侧呈开口且流出端面侧被封孔的流入隔室和流入端面侧被封孔且流出端面侧呈开口的流出隔室夹着隔壁而交替地配置。并且，蜂窝过滤器中，多孔质的隔壁发挥出对废气中的粒子状物质进行捕集的过滤作用。以下，有时将废气中含有的粒子状物质称为“PM”。“PM”是“particulate matter”的简称。
蜂窝过滤器对废气的净化如下进行。首先，蜂窝过滤器配置成：其流入端面侧位于排出废气的排气系统的上游侧。废气从蜂窝过滤器的流入端面侧向流入隔室流入。然后，流入至流入隔室的废气从多孔质的隔壁通过，向流出隔室流动，从蜂窝过滤器的流出端面排出。
如果通过蜂窝过滤器而持续进行废气中的PM的除去，则在蜂窝过滤器的内部堆积有烟灰等PM，使得净化效率降低，并且，蜂窝过滤器的压力损失变大。因此，例如，在采用了蜂窝过滤器的净化装置中，进行使堆积于蜂窝过滤器内部的PM燃烧的“再生处理”等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2002-309922号公报
实用新型内容
近年来，对于用于对从汽车等的发动机排出的废气进行净化的蜂窝过滤器，出于提高汽车的燃油经济性等的目的，要求降低压力损失。作为降低压力损失的对策之一，对与以往相比进一步提高蜂窝过滤器的气孔率的“高气孔率化”进行了研究。然而，随着蜂窝过滤器的高气孔率化，构成封孔部的封孔材料具有高气孔率，此时存在如下问题，即，整个蜂窝过滤器的热容量降低，在如上所述的再生处理中，蜂窝过滤器容易发生破损。
另外，蜂窝过滤器存在如下问题，即，由发动机、排气管产生的金属粒等异物随废气流而来的情况下，异物冲击蜂窝过滤器的封孔部，被异物冲击的封孔部发生磨损。特别是，应对近年来的高气孔率化的封孔部容易因异物的冲击而发生磨损，上述问题更加显著。以下，有时将封孔部等因随废气流而来的异物而发生磨损、削小称为“侵蚀(Erosion)”。
本实用新型是鉴于上述现有技术所存在的问题而实施的。本实用新型提供一种蜂窝过滤器，该蜂窝过滤器具有低压力损失，并且，封孔部的耐侵蚀性优异，此外，耐热冲击性也优异。
根据本实用新型，提供以下所示的蜂窝过滤器。
[1]一种蜂窝过滤器，具备：柱状的蜂窝结构部，该蜂窝结构部具有多孔质的隔壁，该隔壁配置成包围多个隔室，该多个隔室形成从流入端面延伸至流出端面的流体流路；以及封孔部，该封孔部配设成将所述隔室的所述流入端面侧和所述流出端面侧中的任一侧的端部封闭，
将在所述流出端面侧的端部配设有所述封孔部且所述流入端面侧呈开口的所述隔室作为流入隔室，
将在所述流入端面侧的端部配设有所述封孔部且所述流出端面侧呈开口的所述隔室作为流出隔室，
在所述蜂窝结构部的与所述隔室延伸的方向正交的截面中，除了配设于所述蜂窝结构部的最外周的所述隔室以外，所述流入隔室的截面形状为八边形，且所述流出隔室的截面形状为四边形，
所述截面形状为八边形的所述流入隔室的截面积S1相对于所述截面形状为四边形的所述流出隔室的截面积S2的面积比(S1/S2)为1.40～2.20，
将所述截面形状为八边形的所述流入隔室及所述截面形状为四边形的所述流出隔室的端部封闭的所述封孔部具有凸部，该凸部从配设有该封孔部的一侧的端面朝向所述隔室延伸的方向的外侧突出，
所述凸部的以所述端面为底部的突出高度H为0.3～3.0mm，且具有所述凸部的所述封孔部的自所述端面起算的封孔深度L为4.0～9.0mm。
[2]根据[1]所述的蜂窝过滤器，所述隔壁的厚度为0.17～0.32mm。
[3]根据[1]或[2]所述的蜂窝过滤器，所述蜂窝结构部的隔室密度为30～62个/cm2。
[4]根据[1]或[2]所述的蜂窝过滤器，所述隔壁的气孔率为50～60％。
[5]根据[3]所述的蜂窝过滤器，所述隔壁的气孔率为50～60％。
实用新型效果
本实用新型的蜂窝过滤器发挥出如下效果，即、具有低压力损失，并且，封孔部的耐侵蚀性优异，此外，耐热冲击性也优异。
附图说明
图1是示意性地表示本实用新型的蜂窝过滤器的一个实施方式的立体图。
图2是表示图1所示的蜂窝过滤器的流入端面侧的俯视图。
图3是表示图1所示的蜂窝过滤器的流出端面侧的俯视图。
图4是将图2所示的蜂窝过滤器的流入端面侧的一部分放大的放大俯视图。
图5是示意性地表示图2的A-A’截面的截面图。
图6是将图5所示的蜂窝过滤器的流入端面侧的一部分放大的放大截面图。
附图标记说明
1：隔壁，2：隔室，2a：流入隔室，2b：流出隔室，3：外周壁，4：蜂窝结构部，5：封孔部，6：凸部，11：流入端面，12：流出端面，100：蜂窝过滤器，H、H1、H2：突出高度，L、L1、L2：封孔深度，S1、S2：截面积(隔室的截面积)。
具体实施方式
以下，对本实用新型的实施方式进行说明，不过，本实用新型并不限定于以下的实施方式。因此，应当理解：在不脱离本实用新型的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常知识，对以下的实施方式加以适当变更、改良等得到的方案也落在本实用新型的范围内。
(1)蜂窝过滤器：
本实用新型的蜂窝过滤器的一个实施方式是图1～图6所示的蜂窝过滤器100。此处，图1是示意性地表示本实用新型的蜂窝过滤器的一个实施方式的立体图。图2是表示图1所示的蜂窝过滤器的流入端面侧的俯视图。图3是表示图1所示的蜂窝过滤器的流出端面侧的俯视图。图4是将图2所示的蜂窝过滤器的流入端面侧的一部分放大的放大俯视图。图5是示意性地表示图2的A-A’截面的截面图。图6是将图5所示的蜂窝过滤器的流入端面侧的一部分放大的放大截面图。
如图1～图6所示，蜂窝过滤器100具备蜂窝结构部4和封孔部5。蜂窝结构部4具有多孔质的隔壁1，该隔壁1配置成包围多个隔室2，该多个隔室2形成从流入端面11延伸至流出端面12的流体流路。蜂窝结构部4是以流入端面11及流出端面12为两个端面的柱状的结构体。本实用新型中，隔室2是指：由隔壁1包围的空间。构成蜂窝过滤器100的蜂窝结构部4在其外周侧面还具有外周壁3，该外周壁3配设成围绕隔壁1。
封孔部5配设于隔室2的流入端面11侧的端部或流出端面12侧的端部中的任一者，并将隔室2的开口部封孔。封孔部5是由多孔质材料构成的多孔质部件(即、多孔质体)。图1～图6所示的蜂窝过滤器100中，在流入端面11侧的端部配设有封孔部5的规定隔室2和在流出端面12侧的端部配设有封孔部5的剩余隔室2夹着隔壁1而交替地配置。以下，有时将封孔部5配设于流入端面11侧的端部的隔室2称为“流出隔室2b”。有时将封孔部5配设于流出端面12侧的端部的隔室2称为“流入隔室2a”。
蜂窝过滤器100在蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面中，除了配设于蜂窝结构部4的最外周的隔室2以外，流入隔室2a的截面形状为八边形，且流出隔室2b的截面形状为四边形。以下，有时将隔室2的周缘仅由隔壁1包围的隔室2称为“完整隔室”。另一方面，在蜂窝结构部4的外周侧面配设有外周壁3的情况下，配设于蜂窝结构部4的最外周的隔室2(以下，也简称为“最外周的隔室2”)成为由隔壁1和外周壁3包围的隔室2。这样的最外周的隔室2成为隔室2的周缘的一部分由外周壁3区划形成且完整隔室的一部分缺损这样的不完整的隔室2。有时将这样的隔室2的周缘由隔壁1和外周壁3包围的隔室2称为“不完整隔室”，这样的不完整隔室不含在构成上述的流入隔室2a及流出隔室2b的隔室2中。因此，只要没有特别说明，简称为“流入隔室2a”及“流出隔室2b”的情况下，是指作为完整隔室的“流入隔室2a”及“流出隔室2b”。
本实施方式的蜂窝过滤器100中，在这样的流入隔室2a及流出隔室2b的形状及其截面积、配设于上述隔室2的任一端部的封孔部5的构成方面具有特别主要的特性。即，本实施方式的蜂窝过滤器100中，截面形状为八边形的流入隔室2a的截面积S1相对于截面形状为四边形的流出隔室2b的截面积S2的面积比(S1/S2)为1.40～2.20。并且，将这样的流入隔室2a及流出隔室2b的端部封闭的封孔部5具有从配设有该封孔部5的一侧的端面朝向隔室2延伸的方向的外侧突出的凸部6。此处，所谓“配设有封孔部5的一侧的端面”，若是配设于流入隔室2a的端部的封孔部5，则该端面是指蜂窝结构部4的流出端面12；若是配设于流出隔室2b的端部的封孔部5，则该端面是指蜂窝结构部4的流入端面11。封孔部5的凸部6构成为：凸部6的突出高度H为0.3～3.0mm，且具有凸部6的封孔部5的封孔深度L为4.0～9.0mm。此处，凸部6的突出高度H是指：将配设有凸部6的蜂窝结构部4的端面(即、流入端面11或流出端面12)设为底部时的至该凸部6的顶部为止的高度。另外，封孔部5的封孔深度L是指：将配设有凸部6的蜂窝结构部4的端面(即、流入端面11或流出端面12)设为起点时的填充于隔室2内的封孔部5的长度(隔室延伸的方向上的长度)。
如上构成的本实施方式的蜂窝过滤器100发挥出如下效果，即、具有低压力损失，并且，封孔部5的耐侵蚀性优异，此外，耐热冲击性也优异。特别是，通过使封孔部5具有如上所述的凸部6，在流入端面11侧的封孔部5的端部产生倾斜，从流入端面11侧流入的废气向流入隔室2a内顺利(流畅)地流入，蜂窝过滤器100的压力损失降低。另外，针对具有凸部6的封孔部5研究了封孔部5因随废气流而来的异物发生磨损(侵蚀)的过程，结果得到如下的新见解。对于具有凸部6的封孔部5，使流入隔室2a的截面积S1与流出隔室2b的截面积S2相比相对变大的情况下，与飞来的异物之间的接触概率降低，封孔部5的耐侵蚀性提高。特别是，通过将流入隔室2a的截面形状设为八边形，且将流出隔室2b的截面形状设为四边形，使它们的面积比(S1/S2)为1.40～2.20，使得封孔部5的耐侵蚀性极其优异。另外，通过采用这样的流入隔室2a及流出隔室2b的截面形状及面积比(S1/S2)，凸部6使废气顺利流入的效果得以促进，能够进一步降低蜂窝过滤器100的压力损失。
另外，本实施方式的蜂窝过滤器100中，通过使凸部6的突出高度H为0.3～3.0mm，且使具有凸部6的封孔部5的封孔深度L为4.0～9.0mm，从而包括由凸部6带来的容积增大量在内，蜂窝过滤器100的热容量升高。因此，在使堆积于蜂窝过滤器100的内部的PM燃烧的再生处理中，蜂窝过滤器100难以发生破损，耐热冲击性也优异。
流入隔室2a的截面形状为八边形，流出隔室2b的截面形状为四边形。以下，有时将流入隔室2a及流出隔室2b的“截面形状”称为“隔室形状”。流入隔室2a及流出隔室2b的隔室形状可以为各多边形(八边形及四边形)的角部形成为曲线状的形状、例如四边形的角部形成为曲线状的大致四边形。另外，流出隔室2b的隔室形状为“四边形”，且流入隔室2a的隔室形状为“八边形”的情况下，流入隔室2a的隔室形状优选为如下构成的“八边形”。即、流入隔室2a的隔室形状优选为：将作为流出隔室2b的隔室形状的四边形的各边长扩大规定长度并对扩大后的四边形的四个角进行倒角而构成的“八边形”。
流入隔室2a的截面积S1相对于流出隔室2b的截面积S2的面积比(S1/S2)为1.40～2.20。如果面积比(S1/S2)小于1.40，则压力损失的降低效果较低，另外，还无法期待耐侵蚀性的充分提高。如果面积比(S1/S2)超过2.20，则压力损失增大。面积比(S1/S2)优选为1.50～2.10，更优选为1.70～2.10。
流入隔室2a的截面积S1及流出隔室2b的截面积S2如下测定，即，采用扫描型电子显微镜(SEM)或显微镜(microscope)进行观察，对得到的图像进行解析，由此测定截面积S1、S2。另外，在任意选择出的10处，对流入隔室2a的截面积S1及流出隔室2b的截面积S2进行测定，采用各自的平均值。
封孔部5中，凸部6的突出高度H为0.3～3.0mm，封孔深度L为4.0～9.0mm。如果凸部6的突出高度H小于0.3mm，则就耐侵蚀性这一点而言不理想。如果凸部6的突出高度H超过3.0mm，则就净化性能这一点而言不理想。凸部6的突出高度H优选为0.5～3.0mm，更优选为0.5～2.0mm。另外，如果封孔深度L小于4.0mm，则就耐热冲击性这一点而言不理想。如果封孔深度L超过9.0mm，则就压力损失这一点而言不理想。封孔深度L优选为4.0～9.0mm，更优选为4.5～9.0mm。
凸部6的突出高度H及封孔深度L可以利用以下方法进行测定。可以采用标尺(SCALE)自蜂窝过滤器100的端面来测定突出高度H。封孔深度L如下测定，即，将比蜂窝过滤器100的全长要长且长度已知的棒插入于隔室2中，根据从蜂窝过滤器100露出的棒的长度与棒本身的长度之差，计算出封孔部5的长度(即、封孔深度L)。另外，在任意选择出的10处，对突出高度H及封孔深度L进行测定，采用它们的平均值。
封孔部5的凸部6从配设有该封孔部5的一侧的端面朝向隔室2延伸的方向的外侧突出即可，例如，凸部6的形状可以像半球状或棱锥状等那样以任意形态突出。应予说明，凸部6的顶部优选为1个，凸部6的顶部更优选为自其顶部落到底部的垂线接近于配设有该封孔部5的隔室2的截面中心(截面重心)。对于配设于流入端面11侧的封孔部5和配设于流出端面12侧的封孔部5，凸部6的突出高度H及封孔深度L可以为同一值，也可以为不同值。不过，配设于蜂窝结构部4的流入端面11侧的封孔部5的突出高度H1及封孔深度L1和配设于蜂窝结构部4的流出端面12侧的封孔部5的突出高度H2及封孔深度L2满足上述说明的数值范围。
蜂窝过滤器100中，具有多孔质的隔壁1的蜂窝结构部4的构成没有特别限制。其中，蜂窝结构部4的优选方案如下。
蜂窝结构部4中，隔壁1的厚度优选为0.17～0.32mm，更优选为0.20～0.30mm。例如，可以采用扫描型电子显微镜或显微镜(microscope)来测定隔壁1的厚度。如果隔壁1的厚度小于0.17mm，则有时无法得到足够的强度。另一方面，如果隔壁1的厚度大于0.32mm，则蜂窝过滤器100的压力损失有时增大。
蜂窝结构部4中，隔壁1的气孔率优选为50～60％，更优选为52～58％。隔壁1的气孔率是：利用压汞法测定得到的值。例如，可以采用Micromeritics公司制的Auto pore9500(商品名)来进行隔壁1的气孔率的测定。隔壁1的气孔率的测定可以如下进行，即、从蜂窝结构部4切出隔壁1的一部分，制成试样片，采用这样得到的试样片，进行气孔率的测定。应予说明，隔壁1的气孔率优选在蜂窝结构部4的整个区域为恒定值。
蜂窝结构部4中，由隔壁1区划形成的隔室2的隔室密度优选为30～62个/cm2，更优选为31～62个/cm2。通过像这样构成，能够维持蜂窝过滤器100的捕集性，并且，能够抑制压力损失增大。
蜂窝结构部4的外周壁3可以与隔壁1一体地构成，也可以为在隔壁1的外周侧涂敷外周涂层材料而形成的外周涂层。例如，虽然省略图示，不过，在制造时，可以一体地形成隔壁和外周壁后，通过磨削加工等公知的方法除去所形成的外周壁，然后，在隔壁的外周侧设置外周涂层。
蜂窝结构部4的形状没有特别限制。作为蜂窝结构部4的形状，可以举出流入端面11及流出端面12的形状呈圆形、椭圆形、多边形等的柱状。
蜂窝结构部4的大小、例如流入端面11至流出端面12的长度、蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面的大小没有特别限制。在将蜂窝过滤器100用作废气净化用的过滤器时，按得到最佳的净化性能的方式适当选择各大小即可。
隔壁1的材料没有特别限制。例如，作为隔壁1的材料，可以举出包含选自由碳化硅、堇青石、硅－碳化硅复合材料、堇青石－碳化硅复合材料、氮化硅、多铝红柱石、氧化铝及钛酸铝构成的组中的至少1种的材料。构成隔壁1的材料优选为上述组所列举的材料的含量为90质量％以上的材料，更优选为该含量为92质量％以上的材料，特别优选为该含量为95质量％以上的材料。应予说明，硅－碳化硅复合材料是指：以碳化硅为骨料且以硅为粘结材料而形成的复合材料。另外，堇青石－碳化硅复合材料是指：以碳化硅为骨料且以堇青石为粘结材料而形成的复合材料。
封孔部5的材质优选为作为隔壁1的材质所优选的材质。封孔部5的材质和隔壁1的材质可以为相同材质，也可以为不同材质。
蜂窝过滤器100优选在区划形成多个隔室2的隔壁1担载有废气净化用的催化剂。将催化剂担载于隔壁1是指：在隔壁1的表面及形成于隔壁1的细孔的内壁涂敷有催化剂。通过像这样构成，能够使废气中的CO、NOx、HC等通过催化反应而变为无害的物质。另外，能够促进捕集到的烟灰等PM的氧化。本实施方式的蜂窝过滤器100中，特别优选为在多孔质的隔壁1的细孔的内部担载有催化剂。通过像这样构成，能够在低催化剂量时的催化剂担载后同时实现捕集性能提高及压力损失降低。此外，在催化剂担载后，通过气流变得均匀，还能够期待净化性能提高。
担载于隔壁1的催化剂没有特别限制。例如，可以举出含有铂族元素、且包含铝、锆及铈中的至少一种元素的氧化物的催化剂。
(2)蜂窝过滤器的制造方法：
本实用新型的蜂窝过滤器的制造方法没有特别限制，例如可以举出如下方法。首先，制备用于制作蜂窝结构部的可塑性的坯料。可以在作为原料粉末的选自前述隔壁的优选材料之中的材料中适当添加粘合剂等添加剂、造孔材料及水来制备用于制作蜂窝结构部的坯料。
接下来，将上述得到的坯料挤出成型，由此制作具有区划形成多个隔室的隔壁及配设成围绕该隔壁的外周壁的柱状的蜂窝成型体。在挤出成型过程中，作为挤出成型用的口模，可以采用在坯料的挤出面设置有呈待成型的蜂窝成型体的翻转形状的狭缝的口模。应予说明，作为挤出成型用的口模，采用设置有待成型的蜂窝成型体中八边形的隔室和四边形的隔室夹着隔壁而交替配置这样的狭缝的口模。关于八边形的隔室和四边形的隔室的大小，按八边形的隔室的面积S1’与四边形的隔室的面积S2’的面积比(S1’/S2’)为1.40～2.20的方式调节各隔室的大小。接下来，将得到的蜂窝成型体以例如微波及热风进行干燥。
接下来，在干燥后的蜂窝成型体的隔室的开口部配设封孔部。具体而言，例如，首先，制备包含用于形成封孔部的原料的封孔材料。接下来，在蜂窝成型体的流入端面按流入隔室被覆盖的方式施加掩膜。接下来，将之前制备的封孔材料填充于蜂窝成型体的流入端面侧的未施加掩膜的流出隔室的开口部。此时，优选采用吸管等能够使规定量的封孔材料移动的器具进行填充。在填充封孔材料时，注入封孔材料直至在该端面上溢出，以使得在蜂窝成型体的流入端面之上形成突出部。由此，形成突出高度H为0.3～3.0mm的凸部。之后，针对蜂窝成型体的流出端面，也利用与上述同样的方法在流入隔室的开口部填充封孔材料。另外，在填充封孔材料时，按得到的封孔部的封孔深度L为4.0～9.0mm的方式调节封孔材料的填充深度。
接下来，对在隔室中的任一开口部配设有封孔部的蜂窝成型体进行烧成，制作蜂窝过滤器。烧成温度及烧成气氛根据原料而不同，如果是本领域技术人员，则能够选择对于所选择的材料而言最佳的烧成温度及烧成气氛。
实施例
以下，通过实施例，对本实用新型进一步具体地进行说明，不过，本实用新型不受这些实施例的任何限定。
(实施例1)
在堇青石化原料100质量份中添加造孔材料2质量份、分散介质2质量份、有机粘合剂7质量份，进行混合、混炼，制备坯料。作为堇青石化原料，使用氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石粉及二氧化硅。作为分散介质，使用水。作为有机粘合剂，使用甲基纤维素(Methylcellulose)。作为分散剂，使用糊精(Dextrin)。作为造孔材料，使用平均粒径20μm的吸水性聚合物。本实施例中，各原料的平均粒径是：通过激光衍射散射法求出的粒度分布中累计值为50％的粒径(D50)。
接下来，采用蜂窝成型体制作用的口模，将坯料挤出成型，得到整体形状为圆柱形状的蜂窝成型体。蜂窝成型体的隔室形状为八边形和四边形，这样的八边形和四边形的隔室夹着隔壁而交替配置。
接下来，将蜂窝成型体利用微波干燥机进行干燥，进而，利用热风干燥机，使其完全干燥，然后，将蜂窝成型体的两个端面切断，调整为规定尺寸。
接下来，制备用于形成封孔部的封孔材料。具体而言，在陶瓷原料中加入水及粘合剂等，制备浆料状的封孔材料。陶瓷原料可以采用例如蜂窝成型体制作用的堇青石化原料等。之后，采用封孔材料，在干燥后的蜂窝成型体的流入端面侧的规定隔室的开口部及流出端面侧的剩余隔室的开口部形成封孔部。按隔室形状为八边形的隔室成为流入隔室、隔室形状为四边形的隔室成为流出隔室的方式进行封孔部的形成。
接下来，将形成有各封孔部的蜂窝成型体进行脱脂、烧成，制造实施例1的蜂窝过滤器。
实施例1的蜂窝过滤器为流入端面及流出端面的形状呈圆形的圆柱形状。流入端面及流出端面的直径的大小为267mm。另外，蜂窝过滤器在隔室延伸的方向上的长度为178mm。实施例1的蜂窝过滤器中，流入隔室的隔室形状(截面形状)为八边形，流出隔室的隔室形状(截面形状)为四边形。另外，隔壁的厚度为0.26mm，隔室密度为47个/cm2，隔壁的气孔率为55％。采用Micromeritics公司制的Auto pore 9500(商品名)来测定隔壁的气孔率。在表1中示出各结果。
流入隔室的截面积S1和流出隔室的截面积S2如下测定，即、采用扫描型电子显微镜(SEM)或显微镜(microscope)进行观察，对得到的图像进行解析，由此测定截面积S1、S2。以测定结果为基础，计算出流入隔室的截面积S1相对于流出隔室的截面积S2的面积比(S1/S2)。计算出的隔室的面积比(S1/S2)为1.70。将结果示于表1。
将各隔室的端部封闭的封孔部具有从配设有该封孔部的一侧的端面朝向隔室延伸的方向的外侧突出的凸部。封孔部的凸部的突出高度H为2.0mm。另外，各封孔部的封孔深度L为7.0mm。将各结果示于表1。
表1
Figure BDA0004022409140000111
针对实施例1的蜂窝过滤器，利用以下方法，进行“压力损失”、“耐侵蚀性”及“耐热冲击性”的评价。在表2中示出各结果。
[压力损失]
使从6.7L柴油发动机排出的废气流入各实施例及比较例的蜂窝过滤器，利用蜂窝过滤器的隔壁捕集废气中的烟灰。烟灰的捕集进行到蜂窝过滤器的每单位体积(1L)的烟灰的堆积量达到5g/L。然后，在烟灰的堆积量达到5g/L的状态下，使200℃的发动机废气以12m3/min的流量流入，对蜂窝过滤器的流入端面侧和流出端面侧的压力进行测定。然后，计算出流入端面侧与流出端面侧的压力差，由此求出蜂窝过滤器的压力损失(kPa)。并且，计算出将比较例1的蜂窝过滤器的压力损失值设为100％时的各蜂窝过滤器的压力损失的比率(％)，基于以下的评价基准，进行了各实施例和比较例的蜂窝过滤器的评价。应予说明，在下述评价基准中，“压力损失比(％)”是指：将比较例1的蜂窝过滤器的压力损失值设为100％时的各蜂窝过滤器的压力损失的比率(％)。
评价“优”：将压力损失比(％)为80％以下的情形设为“优”。
评价“良”：将压力损失比(％)超过80％且为90％以下的情形设为“良”。
评价“可”：将压力损失比(％)超过90％且为100％以下的情形设为“可”。
评价“差”：将压力损失比(％)超过100％的情形设为“差”。
[耐侵蚀性]
首先，将蜂窝过滤器装罐(收纳)于罐体，并将装罐后的蜂窝过滤器配置于气体燃烧器试验机。接下来，利用气体燃烧器试验机，使SiC制的磨粒冲击蜂窝过滤器的流入端面。使磨粒冲击的条件如下。将投入磨粒量设为5g。将向蜂窝过滤器流入的气体的温度设为700℃。将向蜂窝过滤器流入的气体的流量设为120m/秒。试验时间设为10分钟，这期间一点点地投入磨粒。之后，取出蜂窝过滤器，利用断层拍摄法(CT)对取出的蜂窝过滤器进行拍摄，计算出因冲击而由磨粒削掉的蜂窝过滤器的深度(侵蚀深度(mm))。该侵蚀量的测定试验中，采用平均粒径为50μm的磨粒。按照以下的评价基准，进行蜂窝过滤器的“耐侵蚀性”的评价。
评价“OK”：将待评价的侵蚀深度小于比较例1的侵蚀深度的情形设为合格(OK)。
评价“NG”：将待评价的侵蚀深度大于比较例1的侵蚀深度的情形设为不合格(NG)。
[耐热冲击性]
首先，利用搭载有6.7L柴油发动机的发动机台架，以一定运转条件，使其产生规定量的烟灰，并使产生的烟灰堆积于各实施例及比较例的蜂窝过滤器的隔壁表面。接下来，利用后喷射进行再生处理，使蜂窝过滤器的入口气体温度上升，在蜂窝过滤器前后的压损开始降低时，切断后喷射，将发动机切换为怠速状态。使再生处理前的规定量的烟灰堆积量逐渐增加，反复进行上述操作，直至蜂窝过滤器产生裂纹。将蜂窝过滤器产生裂纹的烟灰堆积量设为各蜂窝过滤器中的“烟灰的堆积极限量”。基于下述评价基准，进行各实施例及比较例的蜂窝过滤器的评价。
评价“优”：将比较例1的“烟灰的堆积极限量”设为100％的情况下，待评价的“烟灰的堆积极限量”为110％以上时，将其评价设为“优”。
评价“良”：将比较例1的“烟灰的堆积极限量”设为100％的情况下，待评价的“烟灰的堆积极限量”为105％以上且小于110％时，将其评价设为“良”。
评价“可”：将比较例1的“烟灰的堆积极限量”设为100％的情况下，待评价的“烟灰的堆积极限量”为100％以上且小于105％时，将其评价设为“可”。
评价“差”：将比较例1的“烟灰的堆积极限量”设为100％的情况下，待评价的“烟灰的堆积极限量”小于100％时，将其评价设为“差”。
表2
Figure BDA0004022409140000131
(实施例2～5及比较例1～5)
按表1变更蜂窝过滤器的构成，除此以外，利用与实施例1的蜂窝过滤器同样的方法制作蜂窝过滤器。
针对实施例2～5及比较例1～5的蜂窝过滤器，也利用与实施例1同样的方法，进行“压力损失”、“耐侵蚀性”及“耐热冲击性”的评价。在表2中示出各结果。
(结果)
实施例1～5的蜂窝过滤器在压力损失、耐侵蚀性及耐热冲击性的评价中能够确认到：超过作为基准的比较例1的蜂窝过滤器的各性能。另一方面，比较例2～5的蜂窝过滤器与实施例1～5的蜂窝过滤器相比，压力损失或耐侵蚀性或耐热冲击性的评价结果变差。
产业上的可利用性
本实用新型的蜂窝过滤器可以作为对废气中的粒子状物质进行捕集的过滤器加以利用。

Claims (5)

1.一种蜂窝过滤器，具备：柱状的蜂窝结构部，该蜂窝结构部具有多孔质的隔壁，该隔壁配置成包围多个隔室，该多个隔室形成从流入端面延伸至流出端面的流体流路；以及封孔部，该封孔部配设成将所述隔室的所述流入端面侧和所述流出端面侧中的任一侧的端部封闭，
将在所述流出端面侧的端部配设有所述封孔部且所述流入端面侧呈开口的所述隔室作为流入隔室，
将在所述流入端面侧的端部配设有所述封孔部且所述流出端面侧呈开口的所述隔室作为流出隔室，
其特征在于：
在所述蜂窝结构部的与所述隔室延伸的方向正交的截面中，除了配设于所述蜂窝结构部的最外周的所述隔室以外，所述流入隔室的截面形状为八边形，且所述流出隔室的截面形状为四边形，
所述截面形状为八边形的所述流入隔室的截面积S1相对于所述截面形状为四边形的所述流出隔室的截面积S2的面积比、即S1/S2为1.40～2.20，
将所述截面形状为八边形的所述流入隔室及所述截面形状为四边形的所述流出隔室的端部封闭的所述封孔部具有凸部，该凸部从配设有该封孔部的一侧的端面朝向所述隔室延伸的方向的外侧突出，
所述凸部的以所述端面为底部的突出高度H为0.3mm～3.0mm，且具有所述凸部的所述封孔部的自所述端面起算的封孔深度L为4.0mm～9.0mm。
2.根据权利要求1所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁的厚度为0.17mm～0.32mm。
3.根据权利要求1或2所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述蜂窝结构部的隔室密度为30个/cm2～62个/cm2。
4.根据权利要求1或2所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁的气孔率为50％～60％。
5.根据权利要求3所述的蜂窝过滤器，其特征在于，
所述隔壁的气孔率为50％～60％。
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