JP2004321849A - ハニカム構造体及びその製造方法、並びに排出流体浄化システム - Google Patents
ハニカム構造体及びその製造方法、並びに排出流体浄化システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004321849A JP2004321849A JP2003115986A JP2003115986A JP2004321849A JP 2004321849 A JP2004321849 A JP 2004321849A JP 2003115986 A JP2003115986 A JP 2003115986A JP 2003115986 A JP2003115986 A JP 2003115986A JP 2004321849 A JP2004321849 A JP 2004321849A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- partition walls
- honeycomb structure
- honeycomb
- axial direction
- cell
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000012530 fluid Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 title abstract description 4
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims abstract description 215
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims abstract description 57
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 49
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 22
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 22
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 19
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 16
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 11
- 238000010304 firing Methods 0.000 claims description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 4
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 4
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 abstract description 3
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 description 21
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 13
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 12
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 10
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 10
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 230000035939 shock Effects 0.000 description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N Zirconium dioxide Chemical compound O=[Zr]=O MCMNRKCIXSYSNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052878 cordierite Inorganic materials 0.000 description 4
- JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N dimagnesium dioxido-bis[(1-oxido-3-oxo-2,4,6,8,9-pentaoxa-1,3-disila-5,7-dialuminabicyclo[3.3.1]nonan-7-yl)oxy]silane Chemical compound [Mg++].[Mg++].[O-][Si]([O-])(O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2)O[Al]1O[Al]2O[Si](=O)O[Si]([O-])(O1)O2 JSKIRARMQDRGJZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 4
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 4
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 4
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 4
- -1 For example Substances 0.000 description 3
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N Glycerine Chemical compound OCC(O)CO PEDCQBHIVMGVHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004323 axial length Effects 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O.O=[Al]O[Al]=O KZHJGOXRZJKJNY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002270 dispersing agent Substances 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229920000609 methyl cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001923 methylcellulose Substances 0.000 description 2
- 235000010981 methylcellulose Nutrition 0.000 description 2
- 229910052863 mullite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 2
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000505 Al2TiO5 Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005995 Aluminium silicate Substances 0.000 description 1
- 229910002060 Fe-Cr-Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920002472 Starch Polymers 0.000 description 1
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 1
- JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N [Li].[Al] Chemical compound [Li].[Al] JFBZPFYRPYOZCQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000012211 aluminium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 238000009529 body temperature measurement Methods 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000000567 combustion gas Substances 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000010432 diamond Substances 0.000 description 1
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002276 dielectric drying Methods 0.000 description 1
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000010419 fine particle Substances 0.000 description 1
- 235000011187 glycerol Nutrition 0.000 description 1
- 230000008642 heat stress Effects 0.000 description 1
- 238000007602 hot air drying Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N kaolin Chemical compound O.O.O=[Al]O[Si](=O)O[Si](=O)O[Al]=O NLYAJNPCOHFWQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N propan-2-yl (e)-but-2-enoate Chemical compound C\C=C\C(=O)OC(C)C AABBHSMFGKYLKE-SNAWJCMRSA-N 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 1
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 1
- SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N silicon Chemical compound [Si].[Si] SBEQWOXEGHQIMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910052596 spinel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011029 spinel Substances 0.000 description 1
- 239000008107 starch Substances 0.000 description 1
- 235000019698 starch Nutrition 0.000 description 1
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 1
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 1
- 239000000454 talc Substances 0.000 description 1
- 229910052623 talc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0001—Making filtering elements
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2459—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the plugs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/0039—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with flow guiding by feed or discharge devices
- B01D46/0041—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours with flow guiding by feed or discharge devices for feeding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2474—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the walls along the length of the honeycomb
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
- B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
- B01D46/2418—Honeycomb filters
- B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
- B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
-
- B01J35/56—
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
- B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
- B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
- B28B11/003—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles the shaping of preshaped articles, e.g. by bending
- B28B11/006—Making hollow articles or partly closed articles
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/022—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/38—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals
- B01J23/40—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of noble metals of the platinum group metals
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/06—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for improving exhaust evacuation or circulation, or reducing back-pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2260/00—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for
- F01N2260/14—Exhaust treating devices having provisions not otherwise provided for for modifying or adapting flow area or back-pressure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
- F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
- F01N3/206—Adding periodically or continuously substances to exhaust gases for promoting purification, e.g. catalytic material in liquid form, NOx reducing agents
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/05—Methods of making filter
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/10—Residue burned
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/30—Exhaust treatment
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24149—Honeycomb-like
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/24—Structurally defined web or sheet [e.g., overall dimension, etc.]
- Y10T428/24149—Honeycomb-like
- Y10T428/24157—Filled honeycomb cells [e.g., solid substance in cavities, etc.]
Abstract
【解決手段】一の端部42から他の端部44まで軸方向に貫通する複数のセル3を形成するように配置された隔壁2を備えるハニカム構造体である。一の端部42において異なる軸方向の高さの隔壁2xを備えるハニカム構造体及びこれに好適な製造方法を提供する。軸方向に貫通する複数のセルを形成するように配置された複数の隔壁と、所定セルの開口端部に目封じ部とを備えるハニカム構造体であって、凸目封じ部と凹目封じ部とを含み、目封じ部を備えない一のセルの周囲の隔壁の交叉部が、交叉部毎に1以上の凸目封じ部を備えるセルと1以上の凹目封じ部を備えるセルとに接するハニカム構造体及びこれに好適な製造方法を提供する。このハニカム構造体を含む排出流体浄化システムを提供する。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、ハニカム構造体及びその製造方法に関し、特に排ガス浄化用、水処理用、分離膜用等に好適に用いることができるハニカム構造体及びその製造方法並びに排出流体浄化システムに関する。
【0002】
【従来の技術】内燃機関、ボイラー等の排気ガス中の微粒子や有害物質は、環境への影響を考慮して排気ガス中から除去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(以下、PMという)の除去に関する規制は欧米、日本国内ともに強化される方向にあり、PMを除去するための捕集フィルター(以下、DPFという)にハニカム構造体を用いたハニカムフィルターが使用されている。また、上下水等の液体の濾過や分離膜等にもハニカム構造体を用いたハニカムフィルターが用いられている。
【0003】ハニカム構造体を、このようなハニカムフィルターとして用いる場合に、例えば図19(a)〜(c)に示すように、一の端部42から他の端部44まで軸方向に貫通する複数のセル3を形成するように配置された多孔質の隔壁2と、セル3を何れかの端部において目封じするように配置された目封じ部4とを備えるハニカム構造体1の形態で用いる場合がある。このような形態とすることにより、一の端部42からセル内に流入する被処理流体は、多孔質の隔壁2を通って別のセル3を経て他の端部44から排出される。この際、隔壁2がフィルターとなって、PMなどを捕捉する。
【0004】しかしながら、このようなハニカム構造体をDPF等として用いた場合、セルの開口端部にPM等の堆積物が多く堆積すると、開口端部の流入面積が減少、又は開口端部が閉塞してハニカムフィルターの圧力損失が増大しディーゼルエンジンの出力低下や燃費の悪化を招くという問題があった。
【0005】また、目封じ部のないハニカム構造体も、例えばディーゼルエンジンから排出される可溶性有機成分(以下、SOFという)除去などに用いられるが、開口端部にSOF等が付着し、開口端部の流入面積が減少、又は開口端部が閉塞して圧力損失が増大するという問題があった。更に、このような開口部の閉塞の問題は、ディーゼルエンジンからの排ガスを処理する場合だけでなく、気体や液体を被処理流体として処理する場合にも生じる。
【0006】目封じ部を備えるハニカム構造体をDPF用として用いる際に、粒子状物質の堆積による圧力損失の急増を防止する方法として、目封じ部に、セルの端部より上流側に向かって細くなる形状にて突出する突出部位が形成された目封じハニカム構造体が提案されている(特許文献1参照)。しかし、このような形状の目封じ部を備えるハニカム構造体を工業的製品として提供できる適当な製造方法が開示されてなく、工業的に製造できる方法がない。
【0007】また、正方形セル通路先端においてその隔壁を変形屈曲させて隔壁同士を接合してセル通路の口を塞ぐ構造が提案されている(特許文献2参照)。このような構造でも閉塞を抑制する効果があるが、変形屈曲部分の形成が難しい。また、変形屈曲部分の強度を更に向上させた構造が望まれている。
【0008】
【特許文献1】
特開2002−309922号公報
【特許文献2】
特開昭57−7217号公報
【0009】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、開口部の閉塞を抑制し、かつ製造し易いハニカム構造体及びその製造方法並びに、そのハニカム構造体を用いた排出流体浄化システムを提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は第1に、一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するように配置された隔壁を備えるハニカム構造体であって、一の端部において異なる軸方向の高さの前記隔壁を備えるハニカム構造体を提供するものである(第1の側面)。
【0011】第1の側面において、ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面におけるX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁を備え、前記複数の隔壁が、一の端部において軸方向の高さが両隣の隔壁と異なるように配置された隔壁を含むことが好ましく、ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面におけるY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁を更に備え、前記複数の隔壁が、一の端部において軸方向の高さが両隣の隔壁と異なるように配置された隔壁を含むことが更に好ましい。また、他の端部において、異なる軸方向の高さの隔壁を備えることも好ましい。また、端部において、隔壁の厚さが先端に向かって薄くなる部分を有する隔壁を備えることが好ましい。
【0012】本発明は第2に、一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するようにX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁とY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁と、前記複数のセルのうち所定セルの開口端部を何れかの端部において目封じする目封じ部とを備えるハニカム構造体であって、一の端部において前記目封じ部が、その周囲の隔壁の何れかよりも軸方向に突出した突出部を備える凸目封じ部と、前記凸目封じ部より軸方向に凹んだ凹目封じ部とを含み、一の端部において、目封じ部を備えない一のセルの周囲の隔壁の交叉部が、交叉部毎に1以上の凸目封じ部を備えるセルと1以上の凹目封じ部を備えるセルとに接するハニカム構造体を提供するものである(第2の側面)。
【0013】第2の側面において、目封じ部が、その周囲の何れの隔壁よりも軸方向に突出した突出部を備えることが好ましく、前記凸目封じ部の突出部が、セル側から先端に向かって幅が細くなる部分を有することも好ましい。また、目封じ部の表面に触媒成分が担持されていることも好ましく、他の端部において、目封じ部が、その周囲の隔壁の何れかよりも軸方向に突出した突出部を備える凸目封じ部と、前記凸目封じ部より軸方向に凹んだ凹目封じ部とを含むことも好ましい。また、一の端部において、目封じ部を備えない一のセルの周囲の隔壁の何れかが、前記セルの開口部が拡開するように隔壁の厚さが先端に向かって薄くなる部分を有することが好ましく、隔壁の厚さが先端に向かって薄くなる部分に接して、凸目封じ部が配置されることが更に好ましい。
【0014】第1及び第2の側面のハニカム構造体において、隔壁が細孔を有する多孔質であり、前記隔壁の表面及び/又は隔壁内部の細孔表面に触媒成分が担持されていることも好ましい。
【0015】本発明は第3に、一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するように配置された隔壁を備えるハニカム体の一の端部において、隔壁をその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含むハニカム構造体の製造方法を提供するものである(第3の側面)。
【0016】第3の側面において、ハニカム体が軸方向に垂直な断面におけるX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁を備え、前記ハニカム体の一の端部において、前記複数の隔壁を1つおきにその隔壁の長手方向に沿って加工除去する切削工程を含むことが好ましく、ハニカム体が軸方向に垂直な断面におけるY方向に実質的に平行に配置された隔壁を更に備え、前記ハニカム体の一の端部において、前記複数の隔壁を1つおきにその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含むことが更に好ましい。また、他の端部において、隔壁をその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含むことも好ましい。加工除去方法としては、砥石を用いる研削加工方法とエンドミルあるいはバイトなどを用いる切削加工方法が好ましいが、これらの方法に特に限定されるものではない。例えば、超音波加工、レーザー光によるビーム加工などの加工方法でもよい。
【0017】本発明は第4に、一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するようにX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁とY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁とを備え、前記複数のセルのうち所定セルの開口端部を何れかの端部において目封じする目封じ部とを備えるハニカム体の一の端部において、X方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁のうち隣り合う2つの隔壁及びその間の目封じ部をその隔壁の長手方向に沿って切削する切削工程を含むハニカム構造体の製造方法を提供するものである(第4の側面)。
【0018】第4の側面において、ハニカム体の一の端部においてY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁のうち隣り合う2つの隔壁及びその間の目封じ部をその隔壁の長手方向に沿って切削する切削工程を含むことが好ましく、切削工程において、ハニカム体の軸方向の内部側よりも端部側を広く切削することも好ましい。また、他の端部において、X又はY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁のうち隣り合う2つの隔壁及びその間の目封じ部をその隔壁の長手方向に沿って切削する切削工程を含むことも好ましい。
【0019】第3及び第4の側面の製造方法において、ハニカム体が焼成体であることも好ましく、ハニカム体が未焼成の成形体であり、切削工程の後に焼成を行うことも好ましい。
【0020】本発明は第5に、排出流体を浄化する浄化部と、排出流体を前記浄化部へ導入する導入部とを備える排出流体浄化システムであって、浄化部が第1及び/又は第2の側面のハニカム構造体を備え、前記ハニカム構造体の一の端部が上流側に配置された排出流体浄化システムを提供するものである(第5の側面)。
【0021】
【発明の実施の形態】以下、本発明の、ハニカム構造体及びその製造方法、並びにそのハニカム構造体を用いた排出流体浄化システムを具体的な実施形態に基づき詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【0022】まず、第1の側面のハニカム構造体の具体的な実施形態について説明する。第1の側面のハニカム構造体1は、図1(a)、(b)に示すように、一の端部42から他の端部44まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するように配置された隔壁2を備える。第1の側面における重要な特徴は、一の端部42において、軸方向の高さの異なる隔壁2を含むことである。従来は図20(a)、(b)に示すように、隔壁2の軸方向の高さが同じであったために、被処理流体がセル3内へ流入する際に、セル3の入り口部、即ち開口端部40にSOF7等が堆積し易く、堆積物のブリッジングにより、図20(b)に示すように開口端部40が閉塞してしまう場合があったが、図1(b)に示すように、開口端部40において、高さの異なる隔壁2が存在することにより、開口端部40における被処理流体の流れがスムーズになり、SOF等の堆積が少なくなる。更に、開口端部の周囲の隔壁に段差ができるため、SOF等が堆積しても堆積物のブリッジングによる閉塞が起こりにくくなる。更に、後述する第3の側面の製造方法における、簡単な工程で製造することができるため、低コストで製造でき、量産も容易である。また、隔壁の端部を変形屈曲させる必要がないため、良好な強度を維持できる。
【0023】更に、端部における熱衝撃によるクラックの進展を抑制できる。熱衝撃によるクラックは端部あるいはその近傍において隔壁交叉部あるいはその近傍に発生し易く、交叉部を繋ぐようにしてクラックが進展し易い。したがって、端部において軸方向の高さの異なる隔壁を配置することにより、端部における高さの異なる隔壁の交叉部が存在するため、同一平面での応力集中によるクラックの進展を抑制することができる。この現象は、ハニカム構造体を用いた三元触媒又は酸化触媒において、排気ガスの熱の影響を直接に受ける入り口端部おいても見られるため、このような触媒体の用途にも第1の側面のハニカム構造体は有用である。このような隔壁は、ハニカム構造体の一部に存在しても本発明の効果を得ることができるが、隔壁の5%以上、更には10%以上、特に20%以上がこのような関係になるよう配置されることが好ましい。四角形セルのハニカム構造体の場合には、熱衝撃クラックは、セルの対角線方向に、隔壁交叉部あるいはその近傍に発生し易く、交叉部を繋ぐようにしてクラックが進展し易いので、クラックがハニカム構造体の断面中央部付近を通るように進展してハニカム構造体断面内を横断してしまうと、ハニカム構造体を全体的な破壊に至らしめてしまう。従って、クラックがハニカム構造体の断面内で横断するように進展しないように、端部において軸方向の高さの異なる隔壁を、X軸とY軸の中心点41(即ちハニカム構造体の図心)を通り、隔壁の長手方向に対して45°方向の2本の線45(Y=X及びY=−Xの線)を中心とした領域内(実際にクラックの進展している領域を観察することで該当領域を決めることが出来る)に適当に配置することがよい。
【0024】第1の側面において、図1(a)、(b)に示すように、少なくともX方向に実質的に平行な複数の隔壁2xを備え、隔壁2xが、一の端部42において、軸方向の高さが異なる隔壁を含み、その隔壁が両隣の隔壁の高さと異なるように、即ちセル3を形成する両側の隔壁の高さが異なるように隔壁を配置することが、より効果的に開口端部の閉塞を抑制できるために好ましい。このような隔壁は、ハニカム構造体の一部に存在しても本発明の効果を得ることができるが、X方向に実質的に平行な隔壁の20%以上、更には40%以上、特に80%以上がこのような関係になるよう配置されることが好ましい。なお、本発明において、実質的に平行な隔壁とは、ハニカム構造体において交叉しない程度に並列に並んでいる状態の隔壁を意味する。
【0025】第1の側面において、更に、Y方向に実質的に平行な複数の隔壁2yを備え、隔壁2yが、一の端部42において、軸方向の高さが異なる隔壁を含み、その隔壁が両隣の隔壁の高さと異なるように隔壁を配置することが、より効果的に開口端部の閉塞を抑制できるために好ましい。このような隔壁は、ハニカム構造体の一部に存在しても本発明の効果を得ることができるが、Y方向に実質的に平行な隔壁の20%以上、更には40%以上、特に80%以上がこのような関係になるよう配置されることが好ましい。なお、本発明において、Y方向とは、ハニカム構造体の軸方向に垂直な面において、X方向と交叉する方向を意味し、例えば、図1に示す四角セルの場合にはY方向は1方向であるが、図13に示すように三角セルの場合にはY1、Y2の2つのY方向が存在し、Y方向は複数の方向を含みうる。
【0026】第1の側面において、図2に示すように、隔壁2の厚さtが先端に向かって薄くなる部分31を有する隔壁を備えることが、被処理流体の流れを更にスムーズにする点で好ましい。この観点から、一の端面において先端に向かって薄くなる部分を隔壁が有することが好ましく、他の端面においても先端に向かって薄くなる部分を隔壁が有することが更に好ましい。
【0027】第1の側面のハニカム構造体において、熱衝撃によるクラックの進展の抑制及び被処理流体の流れをスムーズにするという点では、他の端部において高さの異なる隔壁を備えることも好ましい。
【0028】第1の側面における隔壁の高さの差に特に制限はないが、差が小さすぎると本発明の効果が小さくなりすぎ好ましくなく、大きすぎるとハニカム構造体を設置する体積に対する隔壁の有効面積が小さくなりすぎ好ましくない。隔壁の高さの差hは、好ましくは0.5〜30mm、更に好ましくは1〜20mm、特に好ましくは3〜15mmである。
【0029】次に、第2の側面のハニカム構造体の具体的な実施形態について説明する。第2の側面のハニカム構造体1は、図3(a)、(b)及び図4(a)、(b)に示すように、一の端部42から他の端部44まで軸方向に貫通する複数のセル3を形成するようにX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2xとY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2yと、複数のセル3のうち所定セルの開口端部を何れかの端部において目封じする目封じ部4とを備える。第2の側面の重要な特徴は、一の端部42において、目封じ部4が、その周囲の隔壁2x、2yの何れか、例えば2xよりも軸方向に突出した突出部5を備える凸目封じ部4aと、凸目封じ部4aより軸方向に凹んだ凹目封じ部4bとを含み、目封じ部を備えない一のセル3cの周囲の隔壁の交叉部6a、6b、6c、6dが、交叉部毎に1以上の凸目封じ部4aを備えるセル3aと1以上の凹目封じ部4bを備えるセル3bとに接することである。
【0030】従来の目封じ部を有するハニカム構造体をDPF等のフィルターとして用いた場合に、図21(a)に示すように、開口端部の近傍で被処理流体8の流れのよどみが生じ、図21(b)に示すように開口端部40の近傍にPM9等が堆積し、図21(c)に示すように開口端部40がPM等のブリッジングにより閉塞してしまう場合があった。第2の側面のハニカム構造体は、図3(b)に示すように、一の端部において開口しているセル3cを囲む4つの目封じ部が、高さの異なる凸目封じ部4aと凹目封じ部4bを含むため、開口端部におけるブリッジングによる閉塞が起こりにくい。また、図4(a)に示すように、隔壁2よりも突出した突出部5を備えるため、図21(a)〜(c)に示す従来の開口端部40よりも開口端部40の幅が広がり、開口端部における被処理流体の流れをスムーズにし、PM等の付着が抑制されると共に、更に閉塞が起こりにくくなる。特に、PM等の堆積は、隔壁の交叉部が基点となって起こることが多く、交叉部の軸方向の高さが突出部よりも低くなると、交叉部がPM堆積の基点となりにくくなり、PMの体積が抑制される。更に、後述する第4の側面の製造方法における、簡単な工程で製造することができるため、低コストで製造でき、量産も容易である。また、隔壁の端部を変形屈曲させる必要がないため、良好な強度を維持できる。
【0031】また、第2の側面のハニカム構造体は、端部における熱応力の分散を図ることができ、熱応力の集中によるクラックの発生及び進展を抑制することができる。目封じ部を備えるハニカム構造体においては、目封じ部を備えるセルの方が目封じ部の無いセルよりも剛性が高く、この剛性の差異から隔壁の交叉部に熱応力が集中し易いが、凸目封じ部と凹目封じ部を備えることにより、同一平面上に応力集中が起こるのを抑制し応力を分散させることができる。また、突出部は、その周りに隔壁のない部分を有するため、剛性が低くなり、この点でも耐熱応力性が向上する。
【0032】このような目封じ部の配置は、ハニカム構造体の一部に存在しても本発明の効果を得ることができるが、一の端面における目封じ部の5%以上、更には20%以上、特に80%以上がこのような関係になるよう配置されることが好ましい。また、図4(a)、(b)に示す、軸方向における凸目封じ部の最突出部と、凹目封じ部の最も凹んだ部分との高さの差hに特に制限はないが、差が小さすぎると本発明の効果が小さくなりすぎ好ましくなく、大きすぎるとハニカム構造体を設置する堆積に対する隔壁の有効面積が小さくなりすぎ好ましくない。この高さの差は、好ましくは0.5〜30mm、更に好ましくは1〜20mm、特に好ましくは3〜15mmである。
【0033】第2の側面において、図8(b)に示すように凸目封じ部が、その周囲の何れの隔壁2の軸方向の高さよりも高い、即ち軸方向に突出した突出部5を備えることが、より開口部の面積を大きくし、開口部の閉塞を抑制できる点で好ましい。また、図4(a)及び図5に示すように、突出部5の幅が、セル側から先端に向かって細くなる部分を有する、即ち先細りした形状を含むことも好ましい。これは、被処理流体が先細りした目封じ部の形状に沿ってセルに流れ込むため、セル入り口での被処理流体の流れのよどみが更に抑制され、排ガスの流入抵抗が減少し、閉塞が更に抑制されるからである。また、熱衝撃によるクラックの進展の抑制及び被処理流体の流れをスムーズにするという点では、他の端部において凸目封じ部と凹目封じ部が配置されることも好ましい。
【0034】第2の側面のハニカム構造体において、図4(a)及び図5に示すように、一の端部において目封じ部を備えない一のセル、即ち一の端部において開口しているセル3cの周囲の隔壁の何れかが、セル3cの開口部が拡開するように隔壁の厚さtが先端に向かって薄くなる部分31を有することが好ましい。即ち、図6(a)に示すような形態とすることにより、図6(b)に示すような隔壁2が先端まで同じ厚さの形態に比べて、被処理流体8の流れがよりスムーズとなり、PM等の堆積がより起こりにくくなる。更に、このような先端に向かって薄くなる部分31に接して、凸目封じ部4aが配置されることが、更に流れをスムーズにする観点から好ましい。薄くなる形態に特に制限はなく、例えば図4(a)に示すように曲線状に薄くなる形態、図5に示すように直線状に薄くなる形態等が挙げられる。
【0035】第1及び第2の側面のハニカム構造体において、触媒、例えば触媒能を有する金属等を担持させることが好ましい。例えば、DPFとして用いる場合やSOFを除去に用いる場合には、ハニカム構造体内に捕捉されたSOFやスート等のPM等を除去するために、これらの捕捉物を除去可能な触媒、例えばPMの酸化/燃焼を促進させる能力を有する触媒を含むことが好ましい。この様な触媒の具体例としては、例えば、貴金属系のPt、Pd、Rh等、非金属系のペロブスカイト型触媒等が挙げられ、これらのうちの少なくとも1種をハニカム構造体に担持させることが好ましい。このような触媒は、隔壁の表面に担持させることが好ましいが、隔壁を多孔質とし、その細孔内部に担持させることも好ましい。また、第2の側面のハニカム構造体においては、目封じ部の表面、即ち、ハニカム構造体の外部に露出している面に触媒を担持させることも好ましい。これは、目封じ部の表面に付着し堆積するPM等の物質が開口端部の閉塞の原因となるため、これを除去することにより閉塞を抑制できるからである。
【0036】本発明におけるハニカム構造体は、その形状に特に制限はない。ハニカム構造体の断面形状は、例えば円形、楕円形、レーストラック形状、四角形等、用途や設置場所に応じて適宜決定することができる。また、セルの断面形状に特に制限はないが、三角形、四角形、六角形であることが好ましく、第2の側面においては、三角形、四角形が特に好ましい。なお、第2の側面において、四角セルの場合の凸目封じ部における好ましい突出部5の形状は、図8(a)、(b)に示すような、隔壁を両側に備える形状、備えない形状があり、三角セルの場合には、図8(c)に示すような形状が好ましい形状として挙げられる。
【0037】セル密度も特に制限はないが、例えば6〜2000セル/平方インチ(0.9〜311セル/cm2)、好ましくは50〜1000セル/平方インチ(7.8〜155セル/cm2)程度とすることができる。隔壁の厚さにも特に制限はないが、例えば30〜2000μm、好ましくは40〜1000μm、更に好ましくは50〜750μm程度とすることができる。また、目封じ部を備える場合には、隔壁を挟んで隣り合うセルが互いに反対側となる端部において目封じ部を有し、各端部が市松模様状となるように目封じ部が配置されていることが好ましい。
【0038】本発明のハニカム構造体は、隔壁が多孔質であることが好ましい。その場合の隔壁2の気孔率に特に制限はないが、例えば、ハニカム構造体1をDPFに用いる場合の好ましい気孔率は20%以上、より好ましくは40%以上、更に好ましくは60%以上である。また、隔壁2の厚さをほどほど薄くして、セル密度を少なくし、即ちセル通路の水力直径を大きくし、気孔率を上げることも、初期の圧力損失を小さくする観点から好ましい形態であり、例えば、隔壁2の厚さが1.5mm以下、より好ましくは1mm以下、更に好ましくは0.5mm以下であって、セル密度が300セル/平方インチ以下、より好ましくは200セル/平方インチ以下、更に好ましくは100セル/平方インチ以下とし、気孔率が50%以上、より好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上であることも好ましい。一方、気孔率が大きすぎると強度が不足しすぎるため、気孔率は90%以下であることが好ましい。隔壁2の厚さを更に薄くして気孔率を下げることも、隔壁の耐熱性と強度を確保しつつ初期の圧力損失を小さくする観点から好ましい形態であり、例えば、隔壁2の厚さが0.4mm以下、より好ましくは0.3mm以下、更に好ましくは0.2mm以下であって、気孔率が60%以下、より好ましくは50%以下、更に好ましくは40%以下であることも好ましい。
【0039】更に、触媒を担持してパティキュレートを連続して燃焼させる方式のフィルター等の、圧力損失を低く抑えなければならないフィルターとしてハニカム構造体1を用いる場合には、気孔率が30〜90%の範囲にあることが好ましく、気孔率が50〜80%の範囲にあることが更に好ましく、気孔率が50〜75%の範囲にあることが特に好ましい。また、ハニカム構造体を、排気ガス中に粒子状物質の燃焼を促進させる触媒を隔壁2に担持させる方式のフィルターとして用いる場合には、粒子状物質の燃焼時に生じる大きな熱応力に耐えうるように、緻密で高強度な材料から形成されることが必要となる。このような材料の気孔率は20〜80%が好ましく、25〜70%が更に好ましく、30〜60%が特に好ましい。目封じのない場合の好ましい気孔率は、例えばSOFの除去に用いる場合やSCR触媒などに用いる場合においても、気孔率の範囲は同様であり、隔壁内部の細孔表面に触媒を担持して、排ガスとの接触面積を増加させるためには気孔率が高い方が好ましい。なお、気孔率は体積%を意味する。
【0040】また、第2の側面のハニカム構造体を排出流体浄化システムに用いる場合に、ハニカム構造体を金属製などの缶体に収納して用いる場合が多いが、この際ハニカム構造体の両端部の縁部を固定部材で固定する場合がある。このような場合に、目封じ部の突出部の気孔率を目封じハニカム構造体のその他の部分よりも小さくして緻密化することで、突出部が固定部材との接触に耐えうる十分な強度を発現するとともに、突出部の表面を滑らかにして固定部材との摩擦を低減する効果が期待できる。この場合に、目封じ部全体の気孔率を小さくすることにより、突出部の気孔率を隔壁の気孔率よりも小さくすることも好ましい形態であり、目封じ部における突出部のみの気孔率を小さくすることも好ましい形態である。
【0041】隔壁が多孔質体である場合の隔壁の気孔径に特に制限はなく、当業者であれば用途に合わせて適宜選択することができる。一般に、気孔径は流体の粘度や分離すべき対象物によって選択することができ、例えば、ハニカム構造体1をDPFに用いる場合は、平均値で1〜100μm程度とすることが好ましい。また、水の浄化用に用いる場合は、0.01〜10μm程度とすることが好ましい。目封じのない場合の好ましい気孔径は、例えばSOFの除去に用いる場合やSCR触媒などに用いる場合においても、気孔径の範囲は同様であり、隔壁内部の細孔表面に触媒を担持して、排ガスとの接触面積を増加させるためには気孔径が大きい方が好ましい。
【0042】また、ハニカム構造体の材質に特に制限はないが、強度、耐熱性、耐久性等の観点から、主成分は酸化物又は非酸化物の各種セラミックスや金属等が好ましく、具体的には、例えば、セラミックスとしてはコージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素、窒化珪素、窒化アルミニウム、ジルコニア、リチウムアルミニウムシリケート及びチタン酸アルミニウム等を挙げることができ、金属としてはFe−Cr−Al系金属及び金属珪素等を挙げることができ、これらの中から選ばれた1種又は2種以上を主成分とすることが好ましい。また、活性炭、シリカゲル、ゼオライト等の吸着材料も隔壁2の好適な材料として挙げることができる。更に高強度、高耐熱性等の観点からは、アルミナ、ムライト、ジルコニア、炭化珪素及び窒化珪素からなる群から選ばれた1種又は2種以上であることが好ましく、熱伝導率及び耐熱性の観点からは、炭化珪素又は珪素−炭化珪素複合材料が特に適している。ここで、「主成分」とは、隔壁2の50質量%以上、好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上を構成することを意味する。
【0043】次に、第3の側面の製造方法の具体的な実施形態について説明する。第3の側面の製造方法は、図9(a)、(b)に示すように、一の端部42から他の端部44まで貫通する複数のセル3を形成するように配置された隔壁2x、2yを備えるハニカム体10の、一の端部42において、所定の隔壁2xをその隔壁の長手方向に沿って、所定深さまで加工除去する工程を含む。このような工程により、図1に示すような第1の側面のハニカム構造体1を容易に、量産可能な方法で製造することができる。
【0044】加工除去の方法に特に制限はないが、例えば砥石20を回転させながら隔壁の長手方向に移動させることにより研削することができ、更にハニカム構造体の端部を画像処理し、得られる隔壁の位置情報にしたがって所定の隔壁上を加工除去することにより行うことができる。加工除去の深さに制限はないが、第1の側面において好ましい高低差となる深さを加工除去することが好ましい。また、隔壁の厚さが先端に向かって薄くなるように隔壁を加工除去することが好ましい。
【0045】第3の側面において、ハニカム体10は、X方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2xを備えていることが好ましく、この複数の隔壁2xを1つおきにその隔壁の長手方向に沿って加工除去することが好ましい。これにより両隣の隔壁と高さの異なる隔壁を作ることができ、より閉塞しにくい構造とすることができる。
【0046】更に、ハニカム体がY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2yを備えていることが好ましく、この複数の隔壁2yを1つおきにその隔壁の長手方向に沿って加工除去することが好ましい。これにより更に閉塞しにくい構造とすることができる。なお、上述と同様、Y方向は1方向には限定されない。
【0047】また、他の端面においても、所定の隔壁の長手方向に沿って隔壁を加工除去することが好ましい。これにより、他の端面においても耐熱衝撃性に優れ、圧力損失の小さいハニカム構造体とすることができる。更に、ハニカム体がX方向及び/又はY方向に実質的に平行に配置された隔壁を備えている場合には、これらの一方又は両方の隔壁のうち、所定の隔壁を加工除去することが好ましい。
【0048】次に第4の側面の製造方法具体的な実施形態について説明する。第4の側面の製造方法は、図11(a)、(b)及び図12(a)、(b)に示すように、一の端部42から他の端部44まで軸方向に貫通する複数のセル3を形成するようにX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2xとY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2yと、前記複数のセル3のうち所定セルの開口端部40を端部42又は端部44の何れかにおいて目封じする目封じ部4とを備えるハニカム体10の一の端部42において、X方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2xのうち隣り合う2つの隔壁2x1、2x2及びこの2つの隔壁の間に配置された目封じ部4を、その隔壁2x1及び2x2の長手方向、即ちX方向に沿って加工除去する工程を含むことを重要な特徴とする。このような工程により、図3(a)、(b)及び図4(a)、(b)に示すような第2の側面のハニカム構造体1を容易に、量産可能な方法で製造することができる。ハニカム体のセルは四角セルには限定されず、例えば三角セルの場合には、図13に示すように、X方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁2xのうち隣り合う2つの隔壁2x1、2x2及びこの2つの隔壁の間に配置された目封じ部4を、その隔壁2x1及び2x2の長手方向、即ちX方向に沿って加工除去することができる。
【0049】加工除去の方法は、第3の側面と同様の方法で行うことができるが、第4の側面においては、ハニカム体の軸方向の内部側よりも端部側を幅広く切削すること、即ち、U字状、逆台形状等の溝を掘るように加工除去することが好ましい。このように加工除去することにより、図4(a)及び図5に示すように、突出部が先端で細くなる形状とすることができ、開口端部を更に閉塞しにくくすることができる。更に、目封じ部と共に隔壁も斜めに囲う除去することとなり、隔壁の厚さが先端に向かって薄くなる好ましい形状とすることができる。
【0050】第4の側面において、X方向に加工除去した後、同じ端部において、Y方向に平行に配置された隔壁の長手方向に沿って、2つの隣り合う隔壁及びその間の目封じ部を加工除去することが、周囲の何れの隔壁よりも突出した突出部を備える凸目封じ部を作製できる点で好ましい。また、他の端面においても、所定の隔壁の長手方向に沿って上述と同様に加工除去することが好ましい。これにより、他の端面においても耐熱衝撃性に優れ、圧力損失の小さいハニカム構造体とすることができる。なお、四角セルについて、X方向にのみ加工除去した場合に形成される凸目封じ部の突出部5の形状の一例を図8(a)、X及びY方向に加工除去した場合に形成される凸目封じ部の突出部5の形状の一例を図8(b)、三角セルについてX方向にのみ加工除去した場合に形成される凸目封じ部の突出部5の形状の一例を図8(c)に、各々示す。
【0051】第3及び第4の側面において、ハニカム体は例えば、第1及び第2の側面において好ましい主成分として挙げた材料から選ばれる少なくとも1種の材料の粉末を原料とし、これにバインダー、例えばメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロースを添加し、更に界面活性剤及び水を添加し、可塑性の坏土とする。また、この坏土には、造孔材や分散剤を更に加えてもよい。この造孔材としては、焼成工程により飛散消失する性質のもであればよく、カーボン質等の無機物質やプラスチック材料等の高分子化合物、澱粉等の有機物質等のそれぞれを単独で用いてもよく、これらの2以上を組み合わせて用いてもよい。この坏土を押出成形してハニカム形状の成形体とした後焼成し焼成体とすることにより作製することができる。第4の側面の目封じ部は、上述の粉末原料を上述と同様にしてスラリーとし、これを成形体又は焼成体の所定のセルに充填した後焼成することにより形成することができる。このようにして形成された焼成体に対して、第3又は第4の側面における加工除去工程を行うことも好ましいが、未焼成の成形体に対して加工除去工程を行うことも好ましい。また、図14(a)、(b)に示すように、加工除去後に、フェルトバフ等のバフ研磨工具32等により表面を仕上げることも被処理流体の流れをスムーズにする点で好ましい。
【0052】また、目封じ部の気孔率を小さくする手段としては、あらかじめ目封じ剤のスラリー成分を調整し、焼成して目封じ部の気孔率がハニカム構造体本体よりも小さくなるようにする方法がある。また、コージェライト、シリカ、アルミナ等の成分を突出部にコーティングすることでもよい。また、Ti系やW系の硬質材料を突出部表面に溶射することでもよい。このように突出部にコーティングすることにより、突出部のみの気孔率を小さくすることができる。
【0053】次に、第5の側面の排出流体浄化システムについて説明する。第5の側面の浄化システムは、図15に示すように、排出流体を浄化する浄化部11と、例えば内燃機関15などから排出される排出流体を浄化部11へ導入する排気管などの導入部12とを備える。そして、浄化部11が第1及び/又は第2の側面のハニカム構造体を1備え、かつ端部において高低差を有する一の端面が排出流体の上流側13、即ち排出流体がハニカム構造体に入る入り口側になるようにハニカム構造体が配置される。このような配置により、閉塞を効果的に抑制することができる。
【0054】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0055】(ハニカム体の作製)
まず、コージェライト原料としてのシリカ、カオリン、タルク、及びアルミナに、造孔材としての発泡樹脂を加えて、更に、バインダー、分散剤、及び水を加えて混練し粘土状の坏土を形成した。得られた坏土を、所定の形状のハニカム構造体押出し成形用口金を用いて押出し成形し、ハニカム成形体を形成した。次に、得られたハニカム成形体をマイクロ波乾燥又は誘電乾燥と、熱風乾燥とを組み合わせて乾燥を行い、乾燥したハニカム成形体を所定の所定の形状に切断した。所定形状に切断したハニカム成形体の端面に、ポリエステルフィルムを貼り付け、このポリエステルフィルムを、NC走査可能なレーザー装置にて、ハニカム成形体の端面におけるセルが千鳥状に開口するように穿孔した。
【0056】この後、別途、コージェライト原料に水、バインダー、グリセリンを入れて、200dPa・s程度のスラリーを作製し、このスラリーを目封じ用容器に入れ、更に、この目封じ用容器に千鳥状に穿孔されたフィルムは貼り付けられたハニカム成形体を圧入した。これによりハニカム成形体のセルを千鳥状に目封じした。このようにして得られたハニカム成形体の各端面の目封じした部分を約160℃の熱風を当てて約5分間乾燥し、この後ハニカム成形体を焼成することでハニカム体A及びBを作製した。
【0057】作製したハニカム体Aは、端面の直径が約229mm、軸方向の長さが約150mmで、セル形状は正方形セルで、隔壁厚さは約0.4mmとした。また、セルピッチは約2.5mmとなるように構成されており、通称セル構造17mil/100cpsiと呼ぶ。ここで、1mil=1/1000インチ、100cpsi=100個/平方インチである。また、端面からセル通路奥方向への目封じ長さは、一の端面側で約10mm、他の端面側で約3mmである。また、得られたハニカム構造体の隔壁の気孔率を水銀ポロシメーターにより測定したところ67%で、その平均細孔径は21μmであった。
【0058】ハニカム体Bは、端面の直径が約144mm、軸方向の長さが約152mmで、セル形状は正方形セルで、隔壁厚さは約0.3mmとした。また、セルピッチは約1.5mmとなるように構成されており、通称セル構造12mil/300cpsiと呼ぶ。端面からセル通路奥方向への目封じ長さは、何れの端面においても約10mmとした。
【0059】(実施例1及び比較例1)
こうして製作されたハニカム体Aに対して、砥石を回転させながら隔壁の長手方向に沿って砥石を送ることで、ハニカム体の端部に複数の溝を加工形成するように、隣り合う2つの隔壁及びこの隔壁の間の目封じ部を加工除去して、凸目封じ部と凹目封じ部を形成し、実施例1のハニカム構造体を得た。溝加工はX方向及びY方向の両方向に形成した。砥石幅は4.0mm、溝の深さは5.0mm、砥石先端には約R1mmの丸みが付けられている。砥石は#200電着ダイヤモンド砥石を使用しNC制御平面研削盤により加工した。また、加工除去を行わないハニカム体を比較例1のハニカム構造体とした。
【0060】得られたハニカム構造体(実施例1及び比較例1)を、スートゼネレータを用いて粒子状物質堆積試験を行い、堆積した粒子状物質によるハニカム構造体(実施例及び比較例)の圧力損失を測定した。図16に示すように、スートゼネレータ50は、その内部で軽油を燃焼させることにより粒子状物質を大量に発生させることができる燃焼室51と、この燃料室51で発生した燃焼ガスと粒子状物質が通過する通過流路52と、この通過流路52に連通し、その内部にハニカム構造体54を配設して、ハニカム構造体54に短時間に大量の粒子状物質を堆積させることができる試験室53とを備えている。
【0061】燃焼室51には、燃料が供給されるとともに、空気又は必要に応じて酸素を供給することがでるきように流量計55が配設され、また、通過流路52には、空気又は必要に応じて酸素と窒素を供給することができるように流量計55が配設されている。また、試験室53には、レコーダー56に接続された温度測定用の熱電対57と、試験室53の内部圧力測定用の圧力計58が配設されている。また、試験室53は、通過流路52から流入しハニカム構造体54を通過した気体が排出される排気ダクト59に接続されている。粒子状物質捕集時の試験室53の温度は約200℃で、通気流量は9Nm3/minとした。この際の粒子状物質発生量は、1時間当たり90gであった。実施例1及び比較例1のハニカム構造体54の端面における粒子状物質の堆積状況を確認した。
【0062】実施例1及び比較例1のハニカム構造体の端面における粒子状物質の堆積状況を確認した。図7(b)に示すように、実施例のハニカム構造体は、まず、セルの入り口に粒子状物質の堆積溜まりが進行し、セルの入り口が狭くなった。実施例のハニカム構造体は、セルの入り口の開口面積が比較的広いため、セルの中まで粒子状物質が入り込んでいた。その後粒子状物質が更に堆積したとしても、図7(c)に示すように、セルの入り口の開口面積が広いために、セルの入り口が閉塞することはなかった。また、ハニカム構造体の入口端面において、凹凸が形成されている格好となっているので、PMが堆積する端面の面積が増加している格好となっていることもPM堆積厚さを軽減することに寄与していると考えられる。このようなことから、実施例1のハニカム構造体は、圧力損失の急激な増加は起こらなかった。
【0063】また、図21(b)に示すように、比較例のハニカム構造体は、まず、セルの入り口に粒子状物質の堆積溜まりが進行し、セルの入り口が狭くなった。その後粒子状物質が更に堆積すると、図21(c)に示すように、セルの入り口部分が閉塞し、急激に圧力損失が上昇した。また、PM堆積初期において、実施例1と比較例1とで、あまりPM堆積状態に差異が現れていない状態での圧力損失を比較したところ、実施例1の方が比較例1よりも7%ほど低い結果であった。
【0064】(実施例2、3及び比較例2)
ハニカム体Bに対して、一の端面被処理流体入口側端面に図17(a)、(b)に示すようにX方向にのみ加工除去を行った以外は、実施例1と同様に溝を形成するように端部の所定位置を加工除去し凸目封じ部と凹目封じ部を形成し、PMを堆積させない条件下でエアのみを流した時のフィルタの圧力損失を測定した(実施例2)。実施例2で用いたハニカム構造体を被処理流体の入り口側と出口側とを逆にして、即ち凸目封じ部と凹目封じ部を下流側に配置して、実施例2と同様に圧力損失を測定した(実施例3)。ハニカム体Bをそのまま比較例2のサンプルとして、実施例2と同様に圧力損失を測定した。この結果を図18に示す。
【0065】図18より、実施例2、3のサンプルは、比較例2のサンプルに比べて圧力損失が低減することが確認された。また、実施例3では、更に圧力損失が低減することが確認された。
【0066】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の第1及び第2の側面のハニカム構造体及びこのようなハニカム構造体を用いた第5の側面の排出流体浄化システムは、使用時の開口部の閉塞が抑制され、圧力損失の増加が抑制されるため、例えば、内燃機関、ボイラー等の排気ガス中の微粒子捕集用又は上下水等の液体の濾過用のフィルター等及び浄化システムとして好適に用いることができる。また、第3及び第4の側面のハニカム構造体の製造方法は、第1及び第2の側面のハニカム構造体を容易に製造でき量産が可能であるためハニカム構造体の製造方法として好適に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の側面に係るハニカム構造体の一形態を示す模式的な斜視図、(b)は本発明の第1の側面に係るハニカム構造体の一形態を示す模式的な軸−Y断面の一部拡大図である。
【図2】本発明の第1の側面に係るハニカム構造体の別の形態を示す軸−Y断面の一部拡大図である。
【図3】(a)は本発明の第2の側面に係るハニカム構造体の一形態を示す模式的な斜視図、(b)は本発明の第1の側面に係るハニカム構造体の一形態を示す模式的な平面一部拡大図である。
【図4】(a)は図3(b)におけるA−A断面の一部拡大図、(b)はB−B断面の一部拡大図である。
【図5】本発明の第2の側面に係るハニカム構造体の別の形態を示す模式的な断面一部拡大図である。
【図6】(a)、(b)は、本発明に係るハニカム構造体における被処理流体の流れを示す説明図である。
【図7】(a)〜(c)は図4(a)に示すハニカム構造体に粒子状物質が流入、堆積する過程を示す説明図である。
【図8】(a)〜(c)は、本発明に係る目封じ部の形態の例を示す模式的な斜視図である。
【図9】(a)、(b)は、本発明の第3の側面に係るハニカム構造体の製造方法を説明する説明図である。
【図10】本発明の第3の側面に係るハニカム構造体の製造方法の別の例を示す説明図である。
【図11】(a)、(b)は、本発明の第4の側面に係るハニカム構造体の製造方法を説明する説明図である。
【図12】(a)は図11(b)のA−A断面の一部拡大図、(b)は、B−B断面の一部拡大図である。
【図13】本発明に係るハニカム構造体の別の形態を示す平面図である。
【図14】本発明に係るハニカム構造体の製造方法の別の形態を示す説明図である。
【図15】本発明の第5の側面に係る排出流体浄化システムの一形態を示す模式図である。
【図16】本発明の実施例に用いられるスートゼネレータの概要構成図である。
【図17】実施例の製造方法を示す説明図である。
【図18】実施例の結果を示すグラフである。
【図19】(a)は従来のハニカム構造体の一例を示す模式的な斜視図、(b)はその平面一部拡大図、(c)はその断面一部拡大図である。
【図20】(a)、(b)は従来のハニカム構造体に粒子状物質が堆積する過程を示す説明図である。
【図21】(a)〜(c)は従来のハニカム構造体に粒子状物質が流入、堆積する過程を示す説明図である。
【符号の説明】
1…ハニカム構造体、2(2x、2y)…隔壁、3(3a、3b)…セル、4(4a、4b)…目封じ部、5…突出部、6…隔壁の交叉部、7…SOF、8…被処理流体、9…PM、10…ハニカム体、11…浄化部、12…導入部、20…砥石、31隔壁の薄くなる部分、32…バフ研磨工具、40…開口端部、41…中心点、42…一の端部、44…他の端部、50…スートゼネレータ、51…燃料室、52…通過流路、53…試験室、54,54a,54b…ハニカム構造体、55…流量計、56…レコーダー、57…熱電対、58…圧力計、59…排気ダクト。
Claims (24)
- 一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するように配置された隔壁を備えるハニカム構造体であって、一の端部において異なる軸方向の高さの前記隔壁を備えるハニカム構造体。
- ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面におけるX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁を備え、前記複数の隔壁が、一の端部において軸方向の高さが両隣の隔壁と異なるように配置された隔壁を含む請求項1に記載のハニカム構造体。
- ハニカム構造体の軸方向に垂直な断面におけるY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁を更に備え、前記複数の隔壁が、一の端部において軸方向の高さが両隣の隔壁と異なるように配置された隔壁を含む請求項2に記載のハニカム構造体。
- 他の端部において、異なる軸方向の高さの隔壁を備える請求項1〜3の何れか1項に記載のハニカム構造体。
- 端部において、隔壁の厚さが先端に向かって薄くなる部分を有する隔壁を備える請求項1〜4の何れか1項に記載のハニカム構造体。
- 一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するようにX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁とY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁と、前記複数のセルのうち所定セルの開口端部を何れかの端部において目封じする目封じ部とを備えるハニカム構造体であって、一の端部において前記目封じ部が、その周囲の隔壁の何れかよりも軸方向に突出した突出部を備える凸目封じ部と、前記凸目封じ部より軸方向に凹んだ凹目封じ部とを含み、一の端部において、目封じ部を備えない一のセルの周囲の隔壁の交叉部が、交叉部毎に1以上の凸目封じ部を備えるセルと1以上の凹目封じ部を備えるセルとに接するハニカム構造体。
- 目封じ部が、その周囲の何れの隔壁よりも軸方向に突出した突出部を備える請求項6に記載のハニカム構造体。
- 前記凸目封じ部の突出部が、セル側から先端に向かって幅が細くなる部分を有する請求項6又は7に記載のハニカム構造体。
- 目封じ部の表面に触媒成分が担持された請求項6〜8の何れか1項に記載のハニカム構造体。
- 他の端部において、目封じ部が、その周囲の隔壁の何れかよりも軸方向に突出した突出部を備える凸目封じ部と、前記凸目封じ部より軸方向に凹んだ凹目封じ部とを含む請求項6〜9の何れか1項に記載のハニカム構造体。
- 一の端部において、目封じ部を備えない一のセルの周囲の隔壁の何れかが、前記セルの開口部が拡開するように隔壁の厚さが先端に向かって薄くなる部分を有する請求項6〜10の何れか1項に記載のハニカム構造体。
- 隔壁の厚さが先端に向かって薄くなる部分に接して、凸目封じ部が配置される請求項11に記載のハニカム構造体。
- 隔壁が細孔を有する多孔質であり、前記隔壁の表面及び/又は隔壁内部の細孔表面に触媒成分が担持された請求項1〜12の何れか1項に記載のハニカム構造体。
- 排出流体を浄化する浄化部と、排出流体を前記浄化部へ導入する導入部とを備える排出流体浄化システムであって、浄化部が請求項1〜13の何れか1項に記載のハニカム構造体を備え、前記ハニカム構造体の一の端部が上流側に配置された排出流体浄化システム。
- 一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するように配置された隔壁を備えるハニカム体の一の端部において、隔壁をその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含むハニカム構造体の製造方法。
- ハニカム体が軸方向に垂直な断面におけるX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁を備え、前記ハニカム体の一の端部において、前記複数の隔壁を1つおきにその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含む請求項15に記載のハニカム構造体の製造方法。
- ハニカム体が軸方向に垂直な断面におけるY方向に実質的に平行に配置された隔壁を更に備え、前記ハニカム体の一の端部において、前記複数の隔壁を1つおきにその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含む請求項16に記載のハニカム構造体の製造方法。
- 他の端部において、隔壁をその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含む請求項15〜17の何れか1項に記載のハニカム構造体の製造方法。
- 一の端部から他の端部まで軸方向に貫通する複数のセルを形成するようにX方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁とY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁とを備え、前記複数のセルのうち所定セルの開口端部を何れかの端部において目封じする目封じ部とを備えるハニカム体の一の端部において、X方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁のうち隣り合う2つの隔壁及びその間の目封じ部をその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含むハニカム構造体の製造方法。
- ハニカム体の一の端部において、Y方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁のうち隣り合う2つの隔壁及びその間の目封じ部をその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含む請求項16に記載のハニカム構造体の製造方法。
- 加工除去工程において、ハニカム体の軸方向の内部側よりも端部側を広く加工除去する請求項19又は20に記載のハニカム構造体の製造方法。
- 他の端部において、X又はY方向に実質的に平行に配置された複数の隔壁のうち隣り合う2つの隔壁及びその間の目封じ部をその隔壁の長手方向に沿って加工除去する工程を含む請求項19〜21の何れか1項に記載のハニカム構造体の製造方法。
- ハニカム体が焼成体である請求項15〜22の何れか1項に記載のハニカム構造体の製造方法。
- ハニカム体が未焼成の成形体であり、加工除去工程の後に焼成を行う請求項15〜22の何れか1項に記載のハニカム構造体の製造方法。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003115986A JP4653387B2 (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | ハニカム構造体および排出流体浄化システム |
US10/815,795 US7329300B2 (en) | 2003-04-21 | 2004-04-02 | Honeycomb structure, method of manufacturing the same, and discharge fluid purification system |
EP04252168A EP1470862B1 (en) | 2003-04-21 | 2004-04-14 | Honeycomb filter, its manufacturing, exhaust gas purification system using it |
DE602004025645T DE602004025645D1 (de) | 2003-04-21 | 2004-04-14 | Wabenkörperartiger Filter, seine Herstellung, Abgasreinigungsvorrichtung mit demselben |
EP07020590A EP1880763B1 (en) | 2003-04-21 | 2004-04-14 | Honeycomb filter, its manufacturing, exhaust gas purification system using it |
DE602004029104T DE602004029104D1 (de) | 2003-04-21 | 2004-04-14 | Wabenkörperartiger Filter, seine Herstellung, und Abgasreinigungsvorrichtung mit demselben |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003115986A JP4653387B2 (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | ハニカム構造体および排出流体浄化システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2004321849A true JP2004321849A (ja) | 2004-11-18 |
JP4653387B2 JP4653387B2 (ja) | 2011-03-16 |
Family
ID=32959586
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003115986A Expired - Fee Related JP4653387B2 (ja) | 2003-04-21 | 2003-04-21 | ハニカム構造体および排出流体浄化システム |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US7329300B2 (ja) |
EP (2) | EP1880763B1 (ja) |
JP (1) | JP4653387B2 (ja) |
DE (2) | DE602004029104D1 (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007114495A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置 |
JP2010104953A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 |
JP2010104954A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体及びハニカム触媒体 |
JP2012115746A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体 |
JP2014028327A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Meidensha Corp | モノリス型のセラミックスフィルタ用基材とその製造方法 |
Families Citing this family (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4567674B2 (ja) | 2004-03-23 | 2010-10-20 | 日本碍子株式会社 | セラミックフィルタ |
WO2006068256A1 (ja) * | 2004-12-22 | 2006-06-29 | Hitachi Metals, Ltd. | ハニカムフィルタの製造方法及びハニカムフィルタ |
US20060272306A1 (en) * | 2005-06-01 | 2006-12-07 | Kirk Brian S | Ceramic wall flow filter manufacture |
KR100944133B1 (ko) * | 2005-09-28 | 2010-02-24 | 이비덴 가부시키가이샤 | 허니컴 필터 |
US7517379B2 (en) * | 2005-12-16 | 2009-04-14 | Corning Incorporated | Honeycomb filters with reduced number of unplugged partial peripheral cells and methods of manufacturing same |
US20080079194A1 (en) * | 2006-09-28 | 2008-04-03 | Hitachi Metals, Ltd. | Production method of ceramic honeycomb filter |
JP5328174B2 (ja) * | 2008-02-20 | 2013-10-30 | 日本碍子株式会社 | 目封止ハニカム構造体 |
JP4990379B2 (ja) * | 2010-03-30 | 2012-08-01 | 日本碍子株式会社 | 目封止ハニカム構造体、及びその製造方法 |
DE102012100687A1 (de) * | 2012-01-27 | 2013-08-01 | Hug Engineering Ag | Verfahren zum Erhitzen eines Reinigungs-Strömungskörpers und Reinigungsvorrichtung |
KR102045100B1 (ko) * | 2015-04-14 | 2019-11-14 | 주식회사 엘지화학 | 멤브레인 분리 장치용 텔레스코핑 방지 장치 |
JP2017159268A (ja) * | 2016-03-11 | 2017-09-14 | 株式会社東芝 | 水蒸気分離体とそれを用いた除湿装置 |
JP6562861B2 (ja) | 2016-03-25 | 2019-08-21 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP6814667B2 (ja) * | 2017-03-14 | 2021-01-20 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
JP7049156B2 (ja) * | 2018-03-30 | 2022-04-06 | 日本碍子株式会社 | ハニカムフィルタ |
WO2020028541A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Corning Incorporated | Methods of plugging a honeycomb body |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5297383A (en) * | 1976-02-13 | 1977-08-16 | Ngk Spark Plug Co | Ceramic honeycomb structures for exhaust gas purification |
JPS56106813A (en) * | 1979-09-06 | 1981-08-25 | Commissariat Energie Atomique | Method and device for manufacturing cystiform module |
JPS5967516U (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JPH01501534A (ja) * | 1967-12-21 | 1989-06-01 | セラメム コーポレーション | クロスフロー濾過装置 |
JPH01111121U (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-26 | ||
JPH02112919U (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-10 | ||
WO1995017586A1 (en) * | 1993-12-20 | 1995-06-29 | Ford Motor Company Limited | Engine exhaust gas catalytic converter |
JP2002507479A (ja) * | 1998-03-20 | 2002-03-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 触媒コンバータ |
JP2002210314A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-30 | Ngk Insulators Ltd | セラミックフィルタ |
JP2002309922A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Denso Corp | 排気浄化装置 |
JP2003024726A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-28 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体、及びキャニング構造体 |
WO2003008165A1 (fr) * | 2001-07-13 | 2003-01-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Corps a structure alveolaire, filtre alveolaire et leur procede de fabrication |
JP2004019498A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化フィルタ触媒 |
JP2004162537A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の排気微粒子フィルタ |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS577217A (en) | 1980-06-16 | 1982-01-14 | Ngk Insulators Ltd | Ceramic honeycomb filter and preparation thereof |
JPS5928010A (ja) | 1982-08-05 | 1984-02-14 | Nippon Denso Co Ltd | 排気ガス浄化用構造物 |
US4781831A (en) * | 1986-12-19 | 1988-11-01 | Goldsmith Robert L | Cross-flow filtration device with filtrate flow conduits and method of forming same |
JP2608641B2 (ja) | 1991-03-20 | 1997-05-07 | 日本碍子株式会社 | 排ガス浄化用ハニカム触媒およびその製造方法 |
US20020076365A1 (en) * | 2000-12-14 | 2002-06-20 | Detroit Diesel Corporation | Emission control catalyst assembly for an engine of a motor vehicle |
US6827754B2 (en) | 2001-09-13 | 2004-12-07 | Hitachi Metals, Ltd. | Ceramic honeycomb filter |
JP4394408B2 (ja) | 2002-11-08 | 2010-01-06 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体のセルを封止する方法及びハニカム封止体の製造方法 |
-
2003
- 2003-04-21 JP JP2003115986A patent/JP4653387B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2004
- 2004-04-02 US US10/815,795 patent/US7329300B2/en active Active
- 2004-04-14 EP EP07020590A patent/EP1880763B1/en not_active Expired - Fee Related
- 2004-04-14 DE DE602004029104T patent/DE602004029104D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-14 DE DE602004025645T patent/DE602004025645D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2004-04-14 EP EP04252168A patent/EP1470862B1/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01501534A (ja) * | 1967-12-21 | 1989-06-01 | セラメム コーポレーション | クロスフロー濾過装置 |
JPS5297383A (en) * | 1976-02-13 | 1977-08-16 | Ngk Spark Plug Co | Ceramic honeycomb structures for exhaust gas purification |
JPS56106813A (en) * | 1979-09-06 | 1981-08-25 | Commissariat Energie Atomique | Method and device for manufacturing cystiform module |
JPS5967516U (ja) * | 1982-10-29 | 1984-05-08 | いすゞ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JPH01111121U (ja) * | 1988-01-21 | 1989-07-26 | ||
JPH02112919U (ja) * | 1989-02-27 | 1990-09-10 | ||
WO1995017586A1 (en) * | 1993-12-20 | 1995-06-29 | Ford Motor Company Limited | Engine exhaust gas catalytic converter |
JP2002507479A (ja) * | 1998-03-20 | 2002-03-12 | シーメンス アクチエンゲゼルシヤフト | 触媒コンバータ |
JP2002210314A (ja) * | 2001-01-16 | 2002-07-30 | Ngk Insulators Ltd | セラミックフィルタ |
JP2002309922A (ja) * | 2001-04-16 | 2002-10-23 | Denso Corp | 排気浄化装置 |
JP2003024726A (ja) * | 2001-07-13 | 2003-01-28 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体、及びキャニング構造体 |
WO2003008165A1 (fr) * | 2001-07-13 | 2003-01-30 | Ngk Insulators, Ltd. | Corps a structure alveolaire, filtre alveolaire et leur procede de fabrication |
JP2004019498A (ja) * | 2002-06-13 | 2004-01-22 | Toyota Motor Corp | 排ガス浄化フィルタ触媒 |
JP2004162537A (ja) * | 2002-11-11 | 2004-06-10 | Nissan Motor Co Ltd | 内燃機関の排気微粒子フィルタ |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2007114495A1 (ja) * | 2006-03-29 | 2007-10-11 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 排ガス浄化触媒及び排ガス浄化装置 |
JP2010104953A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体、及びハニカム触媒体 |
JP2010104954A (ja) * | 2008-10-31 | 2010-05-13 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体及びハニカム触媒体 |
JP2012115746A (ja) * | 2010-11-30 | 2012-06-21 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム構造体 |
JP2014028327A (ja) * | 2012-07-31 | 2014-02-13 | Meidensha Corp | モノリス型のセラミックスフィルタ用基材とその製造方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP1470862B1 (en) | 2010-02-24 |
EP1880763A3 (en) | 2008-02-13 |
EP1470862A2 (en) | 2004-10-27 |
JP4653387B2 (ja) | 2011-03-16 |
US7329300B2 (en) | 2008-02-12 |
US20040209039A1 (en) | 2004-10-21 |
EP1880763B1 (en) | 2010-09-08 |
EP1880763A2 (en) | 2008-01-23 |
DE602004025645D1 (de) | 2010-04-08 |
EP1470862A3 (en) | 2006-12-20 |
DE602004029104D1 (de) | 2010-10-21 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4322542B2 (ja) | ハニカム構造体、その製造方法及び成形用口金並びに排出流体浄化システム | |
JP4653387B2 (ja) | ハニカム構造体および排出流体浄化システム | |
JP6140509B2 (ja) | ウォールフロー型排ガス浄化フィルタ | |
JP5185616B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
JP6023395B2 (ja) | 触媒担持フィルタ | |
JP6219796B2 (ja) | ハニカムフィルタ | |
US7285214B2 (en) | Honeycomb structure and method of manufacturing the same | |
EP2042224B1 (en) | Honeycomb filter | |
JP5964564B2 (ja) | ウォールフロー型排ガス浄化フィルタ | |
JP2004261664A (ja) | ハニカム構造体及びハニカム構造体押出し成形用口金 | |
JP4421858B2 (ja) | ハニカム構造体及びその製造方法 | |
JP5498828B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
JP6246683B2 (ja) | ハニカムフィルタ | |
JP2004270569A (ja) | ハニカム構造体 | |
JP2007260595A (ja) | ハニカム構造体 | |
JP4767491B2 (ja) | ハニカム構造体 | |
CN107227993B (zh) | 蜂窝过滤器 | |
JP4426381B2 (ja) | ハニカム構造体及びその製造方法 | |
EP2236190B1 (en) | Honeycomb filter and manufacturing method of the same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060223 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070928 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090507 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090622 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20100302 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100401 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20101214 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20101217 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4653387 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131224 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |