JP2012115744A - Honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置に関し、更に詳しくは、ガソリンエンジンから排気される排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができ、圧力損失の増加が少ないハニカム構造体及び排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure and an exhaust gas purification device, and more specifically, a honeycomb structure and an exhaust gas that can remove particulate matter contained in exhaust gas exhausted from a gasoline engine and have little increase in pressure loss. The present invention relates to a purification device.
従来、ガソリンエンジンは、吸気ポート燃料噴射の方式を採用していたため、粒子状物質（ＰＭ：パティキュレートマター）の発生が少なく、ほとんど問題にはならなかった。ここで、地球環境保護、資源節約の観点から自動車の燃費低減が求められており、乗用車において主として用いられるガソリンエンジンについては、燃費改善のために燃料直噴化が進められている。しかしながら、燃料直噴式のガソリンエンジンの場合は、吸気ポート燃料噴射の場合と比較してＰＭの発生量が多い。そのため、ＰＭを大気に放出しないための対策が必要になることが予想され、上記対策の検討が始められている。 Conventionally, gasoline engines have adopted an intake port fuel injection method, so there is little generation of particulate matter (PM: particulate matter), and there has been little problem. Here, from the viewpoint of protecting the global environment and saving resources, there is a demand for reduction in fuel consumption of automobiles. For gasoline engines mainly used in passenger cars, direct fuel injection is being promoted in order to improve fuel consumption. However, in the case of a direct fuel injection type gasoline engine, the amount of PM generated is larger than that in the case of intake port fuel injection. For this reason, it is anticipated that measures to prevent PM from being released into the atmosphere will be required, and examination of the above measures has begun.
一方、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を除去するための捕集フィルタとして、ハニカム構造体が用いられている。粒子状物質捕集フィルタとして用いるハニカム構造体としては、両端面の所定の位置に目封止部を備えた目封止ハニカム構造体が用いられている（例えば、特許文献１を参照）。ここで、目封止ハニカム構造体とは、流体（排ガス、浄化ガス）の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁と最外周に位置する外周壁とを有するハニカム構造部と、このハニカム構造部における、「流体（排ガス）の入口側の端面における所定のセルの開口部」及び「流体（浄化ガス）の出口側の端面における残余のセルの開口部」に配設された目封止部とを備えるものである。このような目封止ハニカム構造体によれば、排ガスの入口側の端面からセル内に排ガスが流入し、セル内に流入した排ガスが隔壁を通過し、隔壁を通過した排ガス（浄化ガス）が排ガスの出口側の端面から排出される。そして、排ガスが隔壁を通過するときに、排ガス中に含有されるＰＭが隔壁により捕集され、排ガスが浄化ガスとなる。 On the other hand, a honeycomb structure is used as a collection filter for removing particulate matter discharged from a diesel engine. As a honeycomb structure used as a particulate matter collecting filter, a plugged honeycomb structure having plugged portions at predetermined positions on both end faces is used (see, for example, Patent Document 1). Here, the plugged honeycomb structure refers to a honeycomb structure portion having a porous partition wall that partitions and forms a plurality of cells serving as fluid (exhaust gas, purified gas) flow paths, and an outer peripheral wall located at the outermost periphery. In the honeycomb structure portion, the “opening portion of a predetermined cell on the end surface on the inlet side of the fluid (exhaust gas)” and the “opening portion of the remaining cell on the end surface on the outlet side of the fluid (purified gas)” are arranged. And a plugging portion. According to such a plugged honeycomb structure, the exhaust gas flows into the cell from the end face on the inlet side of the exhaust gas, the exhaust gas flowing into the cell passes through the partition wall, and the exhaust gas (purified gas) that has passed through the partition wall is The exhaust gas is discharged from the end face on the outlet side. And when exhaust gas passes a partition, PM contained in exhaust gas is collected by a partition, and exhaust gas turns into purified gas.
そこで、上記のようなディーゼルエンジンから排出される粒子状物質を除去するために使用される目封止ハニカム構造体を、ガソリンエンジンから排出される粒子状物質を除去するために使用する方法が考えられる。 Therefore, a method of using the plugged honeycomb structure used for removing the particulate matter discharged from the diesel engine as described above for removing the particulate matter discharged from the gasoline engine is considered. It is done.
しかし、従来、ガソリンエンジンから排出される排ガスを処理するために、三元触媒コンバーター、ＮＯＸ吸蔵還元触媒等が使用されている。そのため、更に、上記のような目封止ハニカム構造体を排気系に搭載すると、排気系の圧力損失が大きくなり、エンジン出力の低下等の問題が生じると考えられる。 However, conventionally, in order to process the exhaust gas discharged from a gasoline engine, the three-way catalytic converter, NO X occluding and reducing catalyst and the like are used. For this reason, when the plugged honeycomb structure as described above is mounted on the exhaust system, it is considered that the pressure loss of the exhaust system increases and problems such as a decrease in engine output occur.
また、目封止ハニカム構造体の隔壁に三元触媒を担持させたものを、上記三元触媒コンバーター、ＮＯＸ吸蔵還元触媒等と置き換えることが考えられる。しかし、目封止ハニカム構造体においては、流入した排ガスの全てが隔壁を通過し、排ガス中の粒子状物質及び灰分のほとんどが、隔壁で捕集されるため、圧力損失が増大し易いものであった。特に、エンジンオイル中に、灰分となる物質が多く含有される場合や、燃料中に不純物が多く含まれる場合には、エンジンから排出される排ガス中に粒子状物質や灰分が多量に含有されることになるため、圧力損失が増大するという問題があった。 It is also conceivable to replace the plugged honeycomb structure with the three-way catalyst supported on the partition walls with the above-mentioned three-way catalyst converter, NO X storage reduction catalyst, or the like. However, in the plugged honeycomb structure, all of the inflowing exhaust gas passes through the partition walls, and most of the particulate matter and ash in the exhaust gas are collected by the partition walls, so that the pressure loss is likely to increase. there were. In particular, when the engine oil contains a large amount of ash or when the fuel contains a large amount of impurities, the exhaust gas discharged from the engine contains a large amount of particulate matter or ash. Therefore, there was a problem that the pressure loss increased.
本発明は、このような従来技術の有する問題点に鑑みてなされたものであり、その課題とするところは、ガソリンエンジンから排気される排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができ、圧力損失の増加が少ないハニカム構造体及び排ガス浄化装置を提供する。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art, and the problem is that particulate matter contained in exhaust gas exhausted from a gasoline engine can be removed. The present invention provides a honeycomb structure and an exhaust gas purification device with little increase in pressure loss.
本発明によれば、以下に示す、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置が提供される。 According to the present invention, the following honeycomb structure and exhaust gas purification device are provided.
［１］ 上流端面から下流端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、前記下流端面側の端部を前記流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、前記セルを区画形成する前記隔壁が湾曲しているハニカム構造体。 [1] In a cross section including a porous partition wall defining a plurality of cells serving as a fluid flow path extending from the upstream end surface to the downstream end surface, the end on the downstream end surface side being cut perpendicularly to the fluid flow direction. A honeycomb structure in which the partition walls defining the cells are curved.
［２］ 両端部以外の部分の前記隔壁は、湾曲していないか、または、前記下流端面側の端部の前記隔壁よりも湾曲の程度が小さい前記［１］に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb structure according to [1], wherein the partition walls in portions other than both end portions are not curved or are less curved than the partition walls at the end portion on the downstream end face side.
［３］ 前記下流端面側の端部を前記流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、前記隔壁は、凸形状に湾曲している前記［１］または［２］に記載のハニカム構造体。 [3] The honeycomb structure according to [1] or [2], wherein the partition wall is curved in a convex shape in a cross section obtained by cutting an end portion on the downstream end surface side perpendicular to the fluid flow direction.
［４］ 湾曲した前記隔壁からなる湾曲部は、前記湾曲部が形成された側の端面から１５ｍｍの範囲内に形成されており、複数の前記セルは、前記湾曲部が形成された側の端部を、前記流体の流れ方向に垂直な平面に投影したときの投影図における一のセルの開口部の面積が、ハニカム構造体の中心軸方向の中間でハニカム構造体を切断した断面における前記一のセルの開口部の面積に対して、１０〜６０％の大きさである変形セルを含み、全セルの数に対する前記変形セルの数の割合が、６０％以上である前記［１］〜［３］のいずれかに記載のハニカム構造体。 [4] The curved portion formed of the curved partition wall is formed within a range of 15 mm from the end surface on the side where the curved portion is formed, and the plurality of cells are the ends on the side where the curved portion is formed. The area of the opening of one cell in the projection when the portion is projected onto a plane perpendicular to the fluid flow direction is the one in the cross section obtained by cutting the honeycomb structure in the middle of the central axis direction of the honeycomb structure. [1] to [1] to [1] to [6] including a deformed cell having a size of 10 to 60% with respect to the area of the opening of the cell, and a ratio of the number of the deformed cell to the total number of cells being 60% or more. 3] The honeycomb structure according to any one of [3].
［５］ 前記［１］〜［４］のいずれかに記載のハニカム構造体と、流体が流入する流入口及び流体が流出する流出口を有し、前記ハニカム構造体を収納する筒状の缶体と、を備え、前記ハニカム構造体が、前記上流端面が前記缶体の前記流入口側を向くとともに前記下流端面が前記缶体の前記流出口側を向くように、前記缶体内に配置された排ガス浄化装置。 [5] A cylindrical can having the honeycomb structure according to any one of [1] to [4], an inflow port through which a fluid flows in and an outflow port through which the fluid flows out, and housing the honeycomb structure. And the honeycomb structure is disposed in the can body such that the upstream end surface faces the inlet side of the can body and the downstream end surface faces the outlet side of the can body. Exhaust gas purification device.
本発明のハニカム構造体は、上流端面から下流端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を備え、この隔壁の下流端面側の端部は、流体の流れ方向に垂直な断面において湾曲しており、端部以外の部分は湾曲していないため、湾曲している部分においてガソリンエンジンから排気される排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができる。具体的には、セルを流れてきた排ガスが湾曲している部分を透過することにより排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができる。また、多孔質の隔壁は、表面に粒子状物質が吸着され易く、表面に吸着させることで粒子状物質を除去することができる。また、セルを塞ぐことなく隔壁の端部が湾曲している構成を採用しているため、目封止ハニカム構造体のように一部のセルを塞いでしまう場合に比べて圧力損失の増加が少ないものである。 The honeycomb structure of the present invention includes a porous partition wall that defines a plurality of cells serving as fluid flow paths extending from the upstream end surface to the downstream end surface, and the end portion on the downstream end surface side of the partition wall is in the fluid flow direction. Since it is curved in a cross section perpendicular to the portion, and the portions other than the end portions are not curved, the particulate matter contained in the exhaust gas exhausted from the gasoline engine can be removed at the curved portion. Specifically, the particulate matter contained in the exhaust gas can be removed by passing through the curved portion of the exhaust gas flowing through the cell. Further, the porous partition wall is easy to adsorb particulate matter on the surface, and the particulate matter can be removed by adsorbing on the surface. In addition, since the end of the partition wall is curved without blocking the cells, the pressure loss is increased compared to the case where some cells are blocked as in the plugged honeycomb structure. There are few things.
本発明の排ガス浄化装置は、本発明のハニカム構造体を備え、上記ハニカム構造体が、上流端面が缶体の流入口側を向くとともに下流端面が缶体の流出口側を向くように、缶体内に配置されているため、ハニカム構造体の湾曲している部分においてガソリンエンジンから排気される排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができる。具体的には、セルを流れてきた排ガスが湾曲している部分を透過することにより排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができる。また、多孔質の隔壁は、表面に粒子状物質が吸着され易く、表面に吸着させることで粒子状物質を除去することができる。また、ハニカム構造体においてセルを塞ぐことなく隔壁の端部が湾曲している構成を採用しているため、目封止ハニカム構造体を備える場合に比べて圧力損失の増加が少ないものである。 An exhaust gas purification apparatus of the present invention includes the honeycomb structure of the present invention, and the honeycomb structure has a can such that an upstream end surface faces an inlet side of the can body and a downstream end surface faces an outlet side of the can body. Since it is arranged in the body, particulate matter contained in the exhaust gas exhausted from the gasoline engine can be removed at the curved portion of the honeycomb structure. Specifically, the particulate matter contained in the exhaust gas can be removed by passing through the curved portion of the exhaust gas flowing through the cell. Further, the porous partition wall is easy to adsorb particulate matter on the surface, and the particulate matter can be removed by adsorbing on the surface. Further, since the honeycomb structure employs a configuration in which the end portions of the partition walls are curved without blocking the cells, the increase in pressure loss is small as compared with the case where the plugged honeycomb structure is provided.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、当業者の通常の知識に基づいて、以下の実施の形態に対し適宜変更、改良等が加えられたものも本発明の範囲に入ることが理解されるべきである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. However, the present invention is not limited to the following embodiments, and based on ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that modifications, improvements, and the like appropriately added to the embodiments described above fall within the scope of the present invention.
［１］ハニカム構造体：
図１〜図３は、本発明のハニカム構造体の一実施形態を示しており、図１〜図３に示すハニカム構造体１００は、上流端面２から下流端面３まで延びる流体の流路となる複数のセル４を区画形成する多孔質の隔壁５を備え、下流端面３側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、セル４を区画形成する隔壁５が湾曲しているものである。ハニカム構造体１００は、外周に配設された外周壁７を有している。但し、本発明のハニカム構造体は、必ずしも外周壁を有する必要はない。なお、図１は、本発明のハニカム構造体１００の一の実施形態を模式的に示す斜視図であり、図２は、図１の一方の端部における端面（下流端面３）の一部の領域Ｓを拡大して模式的に示す平面図である。また、図３は、図１に示されるハニカム構造体１００における隔壁５に直交するとともに隔壁５の長手方向の中間を通る平面で切断した断面を示す模式図である。
[1] Honeycomb structure:
1 to 3 show an embodiment of the honeycomb structure of the present invention, and the
このようなハニカム構造体１００は、下流端面３側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、セル４を区画形成する隔壁５が湾曲しているため、上流端面側から微粒子状物質を含む流体（ガソリンエンジンから排気される排ガス（図３中の矢印で示す））が流入したときに、この流体が、湾曲した隔壁５からなる湾曲部１０ａを通過することにより、湾曲部１０ａによって流体中に含まれる微粒子状物質を流体から除去することができる。また、多孔質の隔壁５は、表面に粒子状物質が吸着され易く、表面に吸着させることで粒子状物質を除去することができる。また、セル４を塞ぐことなく隔壁の端部が湾曲した構成を採用しているため、例えば目封止ハニカム構造体のようにセルを塞いでしまう場合に比べて圧力損失の増加が少ないものである。
In such a
また、セル４内を流れる流体（排ガス）は、隔壁５から離れるほど高温である。具体的には、流体の流れ方向に垂直な断面におけるセル４の中心部ほど高温の流体が流れている。ハニカム構造体１００は、端部（特に下流端面側の端部）が湾曲した（上記湾曲部が形成された）構成であることにより、上記湾曲部がより高温の流体と接触することができる。そのため、エンジン始動後における隔壁の昇温速度が向上する。従って、触媒を担持させたハニカム構造体においては触媒の活性温度に到達し易く、また、ハニカム構造体の再生に際し、捕集した粒子状物質を容易に燃焼することができる。
Further, the fluid (exhaust gas) flowing in the
［１−１］隔壁：
本発明のハニカム構造体は、下流端面側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、セルを区画形成する隔壁が湾曲している。別言すれば、本発明のハニカム構造体の隔壁は、下流端面側の端部が、流体の流れ方向に垂直な断面において湾曲している。ここで、下流端面側の端部のみが、流体の流れ方向に垂直な断面において湾曲していてもよいし、下流端面側の端部及び上流端面側の端部の両方が、流体の流れ方向に垂直な断面において湾曲していてもよい。即ち、下流端面側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面のみにおいて、セルを区画形成する隔壁が湾曲していてもよいし、下流端面側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面及び上流端面側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面の両方において、セルを区画形成する隔壁が湾曲していてもよい。後者のような構成であると、上流端面側の端部に形成された湾曲部により、ハニカム構造体のセル内に流入する排ガスに乱流が生じ、セルを通過する排ガスの流れに大きな乱れ（大きな乱流）が生じる。そのため、ＰＭと隔壁表面の接触頻度が増えることになる。従って、排ガス中に含有される粒子状物質の除去能力（捕集性能）が向上する。本明細書において「流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、隔壁が湾曲している」というときは、流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、隔壁が直線状でないことを意味する。本発明において、隔壁は、各セルをそれぞれ区画形成している壁のことである。
[1-1] Bulkhead:
In the honeycomb structure of the present invention, the partition walls forming the cells are curved in the cross section obtained by cutting the end portion on the downstream end face side perpendicular to the fluid flow direction. In other words, in the partition wall of the honeycomb structure of the present invention, the end portion on the downstream end face side is curved in a cross section perpendicular to the fluid flow direction. Here, only the end on the downstream end face side may be curved in a cross section perpendicular to the fluid flow direction, and both the end on the downstream end face side and the end on the upstream end face side may be curved in the fluid flow direction. It may be curved in a cross section perpendicular to. That is, the partition wall forming the cell may be curved only in the cross section obtained by cutting the end portion on the downstream end surface side perpendicular to the fluid flow direction, or the end portion on the downstream end surface side may be perpendicular to the fluid flow direction. In both of the cross section cut into two and the cross section obtained by cutting the end portion on the upstream end surface side perpendicular to the fluid flow direction, the partition walls that define the cells may be curved. In the latter configuration, turbulent flow is generated in the exhaust gas flowing into the cells of the honeycomb structure due to the curved portion formed at the end on the upstream end surface side, and the turbulent flow in the exhaust gas passing through the cells is greatly disturbed ( Large turbulence) occurs. Therefore, the contact frequency between PM and the partition wall surface increases. Therefore, the removal capability (collection performance) of the particulate matter contained in the exhaust gas is improved. In the present specification, the phrase “the partition is curved in the section cut perpendicular to the fluid flow direction” means that the partition is not linear in the section cut perpendicular to the fluid flow direction. In the present invention, the partition wall is a wall that partitions each cell.
下流端面側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、隔壁が凸形状に湾曲していることが好ましい。このような形状で湾曲していると、セルの中心部を流れる高温の流体と上記湾曲部が更に接触し易くなるため、エンジン始動後における隔壁の昇温速度が更に向上する。従って、触媒を担持させたハニカム構造体においては触媒の活性温度に到達し易く、また、ハニカム構造体の再生に際し、捕集した粒子状物質を容易に燃焼することができる。凸形状とは、中央部分がそれ以外の部分よりも盛り上がった形状であり、例えば、円弧状（図２参照）などを挙げることができる。 In the cross section obtained by cutting the end portion on the downstream end face side perpendicularly to the fluid flow direction, the partition wall is preferably curved in a convex shape. If it is curved in such a shape, the high-temperature fluid flowing in the center of the cell and the curved portion are more likely to come into contact with each other, so that the rate of temperature rise of the partition wall after the engine is started is further improved. Therefore, in the honeycomb structure carrying the catalyst, the activation temperature of the catalyst is easily reached, and the collected particulate matter can be easily burned when the honeycomb structure is regenerated. The convex shape is a shape in which the central portion is raised more than the other portions, and examples thereof include an arc shape (see FIG. 2).
湾曲部の形状は特に制限はないが、例えば図４及び図５に示すように、ハニカム構造体の中央から端面に向かって次第に隆起し、ハニカム構造体の端面にて最も隆起している形状であることが好ましい。このようにハニカム構造体の中央から端面に向かって次第に隆起し、ハニカム構造体の端面にて最も隆起している形状であると、ＰＭを捕集し易くかつ圧力損失が上昇し過ぎないという利点がある。 The shape of the curved portion is not particularly limited. For example, as shown in FIGS. 4 and 5, the curved portion gradually protrudes from the center of the honeycomb structure toward the end surface, and is the most protruding shape at the end surface of the honeycomb structure. Preferably there is. As described above, when the shape is gradually raised from the center of the honeycomb structure toward the end face and is most raised at the end face of the honeycomb structure, the advantage is that PM is easily collected and the pressure loss does not increase excessively. There is.
本発明のハニカム構造体は、両端部以外の部分の隔壁は、湾曲していないか、または、下流端面側の端部の隔壁よりも湾曲の程度が小さいことが好ましい。隔壁の、両端部以外の部分が湾曲していない場合、圧力損失の増大を防止することができる。そして、隔壁の、両端部以外の部分における湾曲の程度が、下流端面側の端部の湾曲の程度よりも小さい場合、湾曲していない場合に比べて圧力損失が増えるものの、端部以外の部分における湾曲部分によって流体の進行が適度に妨げられるためセル内で乱流が適度に発生し、ＰＭの捕集効率が向上する。 In the honeycomb structure of the present invention, it is preferable that the partition walls other than both end portions are not curved, or the degree of curvature is smaller than the partition walls at the end portion on the downstream end face side. When a part other than both ends of the partition is not curved, an increase in pressure loss can be prevented. And, when the degree of curvature in the part other than both ends of the partition wall is smaller than the degree of curvature of the end part on the downstream end surface side, the pressure loss increases as compared with the case where it is not curved, but the part other than the end part Since the flow of the fluid is moderately hindered by the curved portion, turbulent flow is moderately generated in the cell, and the PM collection efficiency is improved.
ここで、「下流端面側の端部の隔壁よりも湾曲の程度が小さい」とは、セルを通る流体の流れが、下流端面側の端部に比べて、下流端面側の端部以外の部分の方が阻害され難いことを意味し、具体的には、「湾曲部が形成された側の端部以外の部分を流体の流れ方向に垂直な平面に投影したときの投影図における上記一のセルの開口部の面積」が、「湾曲部が形成された側の端部を流体の流れ方向に垂直な平面に投影したときの投影図における一のセルの開口部の面積」に比べて、大きいことをいう。 Here, “the degree of curvature is smaller than that of the partition wall at the end portion on the downstream end surface side” means that the fluid flow through the cell is a portion other than the end portion on the downstream end surface side compared to the end portion on the downstream end surface side. More specifically, it means that the portion other than the end portion on the side where the curved portion is formed is projected on a plane perpendicular to the fluid flow direction. Compared to the "area of the opening of the cell" compared to "the area of the opening of one cell in the projection when the end on the side where the curved portion is formed is projected onto a plane perpendicular to the fluid flow direction" It means big.
図４及び図５に示す隔壁５は、湾曲部１ａ以外の部分１１ａが平らな板状（湾曲しない板状）である例を示している。なお、図４は、図１に示されるハニカム構造体の、一方の端部が湾曲した隔壁を示す模式図である。図５は、図４に示す隔壁を矢印Ａの方から見た矢視図である。なお、図６は、図４に示す隔壁を矢印Ｂの方から見た矢視図である。
The
本発明のハニカム構造体は、下流端面側の端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、セルを区画形成する隔壁が湾曲していれば特に制限はないが、隔壁の交差部は湾曲していないことが好ましい。交差部が湾曲している場合、流路方向（流体の流れ方向）の圧縮強度が低下するため、ハニカム構造体に流路方向の力が加わるとハニカム構造体が破壊され易い。特に、交差部の湾曲した部分の根元から折れ曲がり破壊されるおそれがある。一方、本発明のハニカム構造体のように交差部が湾曲していない場合には、流路方向の圧縮強度が低下しない（圧縮強度が維持される）ため、流路方向の力が加わったとしてもハニカム構造体が破壊され難いという利点がある。 The honeycomb structure of the present invention is not particularly limited as long as the partition walls forming the cells are curved in the cross section obtained by cutting the end portion on the downstream end surface side perpendicular to the fluid flow direction. It is preferably not curved. When the intersecting portion is curved, the compressive strength in the flow path direction (fluid flow direction) is reduced, so that when the force in the flow path direction is applied to the honeycomb structure, the honeycomb structure is easily broken. In particular, there is a risk of bending and breaking from the base of the curved portion of the intersection. On the other hand, when the intersecting portion is not curved as in the honeycomb structure of the present invention, the compressive strength in the flow channel direction does not decrease (the compressive strength is maintained). However, there is an advantage that the honeycomb structure is hardly broken.
隔壁の端部は、具体的には、端面から、ハニカム構造体の中心軸方向の長さ（流体の流れ方向の長さ）の２５ｍｍの位置までの範囲の部分をいう。 Specifically, the end portion of the partition wall refers to a portion in a range from the end surface to a position of 25 mm in the length of the honeycomb structure in the central axis direction (length in the fluid flow direction).
湾曲部は、この湾曲部が形成された側の端面（湾曲部に近い方の端面）から１５ｍｍの範囲に形成されていることが好ましく、上記端面から５ｍｍの範囲に形成されていることが更に好ましい。上記範囲内であると、湾曲の程度にもよるが、仮に湾曲の程度が同じ場合（セル閉塞率が同じである場合）、上記範囲外である場合に比べて流路の形状が急激に変化する（セルが急に曲がる）ことになるため、排ガスなどの流体に乱流が生じ易い。その結果、粒子状物質と隔壁表面の衝突頻度が高くなり、粒子状物質の捕集性能が向上する。上記範囲外であると、セル閉塞率が同じである場合、上記範囲内である場合に比べて流路の形状の変化が緩やかになる。そのため、流路（セル）中の流体に乱流が生じ難くなる。その結果、粒子状物質と隔壁表面の衝突頻度が低くなり、粒子状物質の捕集性能が十分に得られなくなるおそれがある。なお、「湾曲部が形成された側の端面」とは、下流端面または下流端面と上流端面との両方のことである。そして、上記端面から１５ｍｍの範囲とは、湾曲部が形成された側の端面からハニカム構造体の中心軸方向に１５ｍｍまでの範囲である。別言すれば、上記端面と、上記端面から流体の流れ方向に１５ｍｍ離れた位置（深さＦ（図３参照））に形成される流体の流れ方向に垂直な平面との間の範囲を意味する。 The curved portion is preferably formed in a range of 15 mm from an end surface on the side where the curved portion is formed (an end surface closer to the curved portion), and is further formed in a range of 5 mm from the end surface. preferable. Within the above range, although depending on the degree of curvature, if the degree of curvature is the same (when the cell blockage rate is the same), the shape of the flow path changes abruptly compared to when it is outside the above range. (The cell bends suddenly), so turbulent flow is likely to occur in the fluid such as exhaust gas. As a result, the collision frequency between the particulate matter and the partition wall surface is increased, and the collection performance of the particulate matter is improved. When it is outside the above range, when the cell blockage rate is the same, the change in the shape of the flow path becomes gradual as compared with the case where it is within the above range. Therefore, it is difficult for turbulent flow to occur in the fluid in the flow path (cell). As a result, the collision frequency between the particulate matter and the partition wall surface becomes low, and there is a possibility that the trapping performance of the particulate matter cannot be obtained sufficiently. The “end surface on which the curved portion is formed” means both the downstream end surface or both the downstream end surface and the upstream end surface. And the range of 15 mm from the said end surface is a range from the end surface in the side in which the curved part was formed to 15 mm in the center axis direction of a honeycomb structure. In other words, it means a range between the end surface and a plane perpendicular to the fluid flow direction formed at a position (depth F (see FIG. 3)) 15 mm away from the end surface in the fluid flow direction. To do.
複数のセルは、湾曲部が形成された側の端部を、流体の流れ方向に垂直な平面に投影したときの投影図における一のセルの開口部の面積が、ハニカム構造体の中心軸方向の中間でハニカム構造体を切断した断面における上記一のセルの開口部の面積に対して、１０〜６０％の大きさである変形セルを含み、全セルの数に対する変形セルの数の割合が、６０％以上であることが好ましい。このような変形セルが上記範囲を満たす場合、ＰＭ詰まりが生じ難く良好にＰＭを捕集できる。ここで、変形セルは、上記条件を満たすセルのことであるが、別言すれば、湾曲部によって流体がセル内を直進することを妨げているセルのことであり、例えば、湾曲部を有する隔壁により区画形成されているセルであったとしても、湾曲部によって流体がセル内を直進することを妨げていない場合には変形セルには該当しない。 In the plurality of cells, the area of the opening of one cell in the projected view when the end portion on the side where the curved portion is formed is projected onto a plane perpendicular to the fluid flow direction is the central axis direction of the honeycomb structure Including a deformed cell having a size of 10 to 60% with respect to the area of the opening of the one cell in the cross section obtained by cutting the honeycomb structure in the middle of the ratio of the number of deformed cells to the number of all cells 60% or more is preferable. When such a deformation cell satisfies the above range, PM clogging hardly occurs and PM can be collected well. Here, the deformed cell is a cell that satisfies the above-mentioned conditions. In other words, the deformed cell is a cell that prevents the fluid from traveling straight in the cell by the curved portion, and has, for example, a curved portion. Even if the cell is partitioned by the partition wall, the cell does not fall under a deformed cell if the curved portion does not prevent the fluid from going straight through the cell.
図７は、図１に示されるハニカム構造体１００の、湾曲部１０ａが形成された側の端部を、流体の流れ方向に垂直な平面に投影したときの投影図の一部を示している。図７において、この投影図（図７）における一の変形セル４ａの開口部８の面積Ｓ１（上記投影図において隔壁が投影されている領域とそれ以外の領域とに分けた場合の上記「それ以外の領域」）が、ハニカム構造体１００の中心軸方向の中間Ｍ（図３参照）でハニカム構造体１００を切断した断面における一の変形セル４ａの開口部１８の面積Ｓ０（図７において破線で示す四角形の面積）に対して、１０〜６０％である例を示している。以下、（Ｓ１／Ｓ０）×１００で算出される値を「セル閉塞率」と記す場合がある。
FIG. 7 shows a part of the projection when the end of the
全セルの数に対する変形セルの数の割合は、６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。上記範囲内であると、得られるハニカム構造体は、粒子状物質を効果的に除去することができ、圧力損失の増加がより少ない。 The ratio of the number of deformed cells to the total number of cells is preferably 60% or more, and more preferably 80% or more. Within the above range, the resulting honeycomb structure can effectively remove the particulate matter, and the pressure loss is less increased.
隔壁５の気孔率は、２５〜６５％であることが好ましく、３０〜５０％であることが更に好ましい。２５％より小さいと、ハニカム構造体に触媒を担持させる場合、触媒を担持させることが困難になることがある。６５％より大きいと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。隔壁５の気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。
The porosity of the
隔壁５の厚さは、０．０５〜０．４５ｍｍであることが好ましく、０．１０〜０．２５ｍｍであることが更に好ましい。０．０５ｍｍより薄いと、ハニカム構造体の強度が低下することがある。０．４５ｍｍより厚いと、圧力損失が増大することがある。隔壁５の厚さは、中心軸に平行な断面を顕微鏡観察する方法で測定した値である。なお、隔壁５の厚さとは、湾曲している部分以外の部分における隔壁５の厚さのことである。
The thickness of the
ハニカム構造体１００のセル密度（ハニカム構造体１００の流体の流れ方向に垂直な断面における、単位面積当たりのセルの個数）は、３０〜１５０個／ｃｍ２であることが好ましく、５０〜１５０個／ｃｍ２であることが更に好ましい。３０個／ｃｍ２より小さいと、捕集性能が低下することがある。１５０個／ｃｍ２より大きいと、圧力損失が大きくなることがある。 The cell density of the honeycomb structure 100 (the number of cells per unit area in a cross section perpendicular to the fluid flow direction of the honeycomb structure 100) is preferably 30 to 150 cells / cm 2 , and 50 to 150 cells. More preferably, it is / cm 2 . When it is less than 30 / cm 2 , the collection performance may be lowered. If it is greater than 150 / cm 2 , the pressure loss may increase.
隔壁５の平均細孔径は、１０〜１００μｍであることが好ましく、１５〜８０μｍであることが更に好ましい。１０μｍより小さいと、粒子状物質の堆積が少ない場合でも圧力損失が増大することがある。一方、１００μｍより大きいと、ハニカム構造体が脆くなり欠落し易くなることがあり、また、粒子状物質の捕集性能が低下することがある。隔壁５の平均細孔径は、水銀ポロシメータで測定した値である。
The average pore diameter of the
ハニカム構造体１００のセル４の形状は、特に限定されないが、流体の流れ方向に垂直な断面において、三角形、四角形、五角形、六角形、八角形等の多角形、円形、または楕円形であることが好ましく、その他不定形であってもよい。四角形と八角形との組み合わせであることも好ましい態様である。
The shape of the
外周壁７の厚さは、特に限定されないが、１〜７ｍｍが好ましい。１ｍｍより薄いと、強度が低下することがある。７ｍｍより厚いと、圧力損失が増大することがある。
Although the thickness of the outer
ハニカム構造体１００の流れ方向に垂直に切断した断面の形状は、特に限定されないが、円、楕円、多角形等が好ましい。ハニカム構造体１００は、流体の流れ方向を中心軸方向とする円柱状であることが好ましい。また、ハニカム構造体１００の大きさは、特に限定されないが、流体の流れ方向における長さが５０〜４００ｍｍであることが好ましい。具体的には、ハニカム構造体１００の形状が円柱状の場合、下流端面の直径は、５０〜４００ｍｍであることが好ましい。
The shape of the cross section cut perpendicularly to the flow direction of the
ハニカム構造体１００の隔壁５及び外周壁７は、セラミックを主成分とするものであることが好ましい。隔壁５及び外周壁７の材質としては、具体的には、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライトが好ましい。隔壁５と外周壁７の材質は、同じであることが好ましいが、異なっていてもよい。また、「セラミックを主成分とする」というときは、セラミックを全体の８０質量％以上含有することをいう。
It is preferable that the
［１−２］触媒：
本実施形態のハニカム構造体１００においては、隔壁５に触媒が担持されていることが好ましい。担持される触媒は、目的に応じて適宜決定することができる。例えば、三元触媒、酸化触媒、ＮＯＸ選択還元触媒、ＮＯＸ吸蔵還元触媒などを挙げることができる。触媒の単位体積当りの担持量は、１０〜３００ｇ／リットルであることが好ましく、１５〜２５０ｇ／リットルであることが更に好ましい。上記担持量が１０ｇ／リットル未満であると、触媒機能が十分に得られないおそれがある。一方、３００ｇ／リットル超であると、流路が狭くなり、圧力損失が大きくなることがある。
[1-2] Catalyst:
In the
三元触媒とは、主に炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化する触媒のことをいう。例えば、白金（Ｐｔ）、パラジウム（Ｐｄ）、ロジウム（Ｒｈ）を含む触媒を挙げることができる。この三元触媒により、炭化水素は水と二酸化炭素に、一酸化炭素は二酸化炭素に、窒素酸化物は窒素に、それぞれ酸化或いは還元によって浄化される。 A three-way catalyst refers to a catalyst that mainly purifies hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NO x ). For example, a catalyst containing platinum (Pt), palladium (Pd), and rhodium (Rh) can be given. By this three-way catalyst, hydrocarbons are purified by water or carbon dioxide, carbon monoxide is converted to carbon dioxide, and nitrogen oxides are converted to nitrogen by oxidation or reduction.
酸化触媒としては貴金属を含有するものを挙げることができ、具体的には、Ｐｔ、Ｒｈ及びＰｄからなる群より選択される少なくとも一種を含有するものが好ましい。貴金属の合計量は、ハニカム構造体１００の単位体積当り、０．１〜１０．０ｇ／リットルであることが好ましい。
Examples of the oxidation catalyst include those containing noble metals, and specifically, those containing at least one selected from the group consisting of Pt, Rh and Pd are preferable. The total amount of noble metals is preferably 0.1 to 10.0 g / liter per unit volume of the
ＮＯＸ選択還元触媒としては、金属置換ゼオライト、バナジウム、チタニア、酸化タングステン、銀、及びアルミナからなる群より選択される少なくとも一種を含有するものを挙げることができる。 Examples of the NO X selective reduction catalyst include those containing at least one selected from the group consisting of metal-substituted zeolite, vanadium, titania, tungsten oxide, silver, and alumina.
ＮＯＸ吸蔵還元触媒としては、アルカリ金属、及び／またはアルカリ土類金属等を挙げることができる。アルカリ金属としては、Ｋ、Ｎａ、Ｌｉ等を挙げることができる。アルカリ土類金属としては、Ｃａなどを挙げることができる。 Examples of the NO X storage reduction catalyst include alkali metals and / or alkaline earth metals. Examples of the alkali metal include K, Na, Li and the like. Examples of the alkaline earth metal include Ca.
［２］ハニカム構造体の製造方法：
まず、成形原料を混練して坏土とする。次に、得られた坏土をハニカム形状に押出成形して押出成形体を得た後、この押出成形体の少なくとも一方の端部を、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属製の糸（太さ０．０１〜０．８ｍｍ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製やアルミニウム製の金属板などの切断手段により切断して、隔壁の端部を、流体の流れ方向に垂直な面においてセルの内側に湾曲させたハニカム成形体を得ることができる。次に、得られたハニカム成形体を焼成することによってハニカム構造体を作製することができる。上記焼成の後、必要に応じて、隔壁に触媒を担持させることによって触媒が担持されたハニカム構造体（ハニカム触媒体）を作製することができる。なお、坏土をハニカム形状に押出成形した後、上記切断手段により切断することなく、端面を押し潰すことによって、隔壁の端部を、流体の流れ方向に垂直な面においてセルの内側に湾曲させることもできる。また、ハニカム形状に押出成形して、中心軸方向に長い柱状の連続ハニカム成形体を得た後、得られた連続ハニカム成形体を、上記切断手段により切断することによりハニカム成形体を得てもよい。上記切断手段は、押出成形体を切断する際に隔壁の端部を上記切断手段の進行方向に変形させながら進む。従って、上記切断手段は、上記隔壁の端部に変形を生じさせることができる程度に押出成形体との抵抗値が大きいものである。具体例としては、上記太さのステンレス鋼などを挙げることができる。
[2] Manufacturing method of honeycomb structure:
First, a forming raw material is kneaded to form a clay. Next, after the obtained kneaded material is extruded into a honeycomb shape to obtain an extruded body, at least one end of the extruded body is made of a metal thread (thickness) such as stainless steel (SUS). 0.01 to 0.8 mm), cut by a cutting means such as a stainless steel (SUS) or aluminum metal plate, and the end of the partition is curved inside the cell in a plane perpendicular to the fluid flow direction. A honeycomb formed body can be obtained. Next, a honeycomb structure can be produced by firing the obtained honeycomb formed body. After the firing, if necessary, a honeycomb structure (honeycomb catalyst body) on which the catalyst is supported can be produced by supporting the catalyst on the partition walls. In addition, after extruding the kneaded clay into a honeycomb shape, the end face of the partition wall is curved inside the cell in a plane perpendicular to the fluid flow direction by crushing the end face without being cut by the cutting means. You can also. Further, after extrusion molding into a honeycomb shape to obtain a columnar continuous honeycomb molded body that is long in the central axis direction, the obtained continuous honeycomb molded body may be cut by the cutting means to obtain a honeycomb molded body. Good. The cutting means advances while the end of the partition wall is deformed in the advancing direction of the cutting means when the extruded product is cut. Therefore, the cutting means has a large resistance value with respect to the extruded body to such an extent that the end of the partition wall can be deformed. Specific examples include stainless steel having the above thickness.
切断手段の移動速度（押出成形体の端部の切断速度）は、押出成形体を切断する際に隔壁の端部を上記切断手段の進行方向に変形させる限り特に制限はなく、切断手段の材質や太さとの関係により適宜決定することができるが、１０〜２０ｃｍ／秒であることが好ましい。 The moving speed of the cutting means (the cutting speed of the end of the extrusion molded body) is not particularly limited as long as the end of the partition wall is deformed in the advancing direction of the cutting means when the extruded molded body is cut. Although it can be determined appropriately depending on the relationship with the thickness, it is preferably 10 to 20 cm / sec.
湾曲部を形成しない側の端部においては、従来のハニカム構造体の製造に使用されている公知の切断手段（鋭利な金属刃など）により従来公知の条件で切断することができる。 The end portion on the side where the curved portion is not formed can be cut under known conditions by a known cutting means (sharp metal blade or the like) used for manufacturing a conventional honeycomb structure.
成形原料は、セラミック原料に分散媒及び添加剤を加えたものであることが好ましく、添加剤としては、有機バインダ、造孔材、界面活性剤等を挙げることができる。分散媒としては、水等を挙げることができる。 The forming raw material is preferably a ceramic raw material added with a dispersion medium and an additive, and examples of the additive include an organic binder, a pore former, and a surfactant. Examples of the dispersion medium include water.
セラミック原料としては、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、コージェライト化原料、ムライト、アルミナ、スピネル、炭化珪素−コージェライト系複合材料、リチウムアルミニウムシリケート、及びアルミニウムチタネートからなる群から選択される少なくとも一種であることが好ましい。これらの中でも、熱膨張係数が小さく、耐熱衝撃性に優れたコージェライト化原料が好ましい。 The ceramic raw material is selected from the group consisting of silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, cordierite forming raw material, mullite, alumina, spinel, silicon carbide-cordierite based composite material, lithium aluminum silicate, and aluminum titanate. At least one kind is preferred. Among these, a cordierite-forming raw material having a small thermal expansion coefficient and excellent thermal shock resistance is preferable.
有機バインダとしては、メチルセルロース、ヒドロキシプロポキシルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコール等を挙げることができる。これらの中でも、メチルセルロースとヒドロキシプロポキシルセルロースとを併用することが好ましい。有機バインダの含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、３〜１０質量部であることが好ましい。 Examples of the organic binder include methyl cellulose, hydroxypropoxyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. Among these, it is preferable to use methyl cellulose and hydroxypropoxyl cellulose in combination. It is preferable that content of an organic binder is 3-10 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.
造孔材としては、焼成後に気孔となるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、澱粉、発泡樹脂、吸水性樹脂、シリカゲル等を挙げることができる。造孔材の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、８〜１５質量部であることが好ましい。 The pore former is not particularly limited as long as it becomes pores after firing, and examples thereof include starch, foamed resin, water absorbent resin, silica gel and the like. The pore former content is preferably 8 to 15 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the ceramic raw material.
界面活性剤としては、エチレングリコール、デキストリン、脂肪酸石鹸、ポリアルコール等を用いることができる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。界面活性剤の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、０．１〜５．０質量部であることが好ましい。 As the surfactant, ethylene glycol, dextrin, fatty acid soap, polyalcohol and the like can be used. These may be used individually by 1 type, and may be used in combination of 2 or more type. It is preferable that content of surfactant is 0.1-5.0 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.
分散媒の含有量は、セラミック原料１００質量部に対して、０．２〜３．０質量部であることが好ましい。 It is preferable that content of a dispersion medium is 0.2-3.0 mass parts with respect to 100 mass parts of ceramic raw materials.
使用するセラミック原料（骨材粒子）の粒子径及び配合量、並びに添加する造孔材の粒子径及び配合量を調整することにより、所望の気孔率、平均細孔径の多孔質基材を得ることができる。 By adjusting the particle size and blending amount of the ceramic raw material (aggregate particles) used and the particle size and blending amount of the pore former to be added, a porous substrate having a desired porosity and average pore size is obtained. Can do.
成形原料を混練して坏土を形成する方法としては、特に制限はなく、例えば、ニーダー、真空土練機等を用いる方法を挙げることができる。押出成形は、所望のセル形状、隔壁の厚さ、セル密度を有する口金を用いて行うことができる。口金の材質としては、摩耗し難い超硬合金が好ましい。 The method of kneading the forming raw material to form the kneaded material is not particularly limited, and examples thereof include a method using a kneader, a vacuum kneader or the like. Extrusion molding can be performed using a die having a desired cell shape, partition wall thickness, and cell density. As the material of the die, a cemented carbide which does not easily wear is preferable.
焼成温度は、ハニカム成形体の材質よって適宜決定することができる。例えば、ハニカム成形体の材質がコージェライトの場合、焼成温度は、１３８０〜１４５０℃が好ましく、１４００〜１４４０℃が更に好ましい。また、焼成時間は、３〜１０時間程度とすることが好ましい。 The firing temperature can be appropriately determined depending on the material of the honeycomb formed body. For example, when the material of the honeycomb formed body is cordierite, the firing temperature is preferably 1380 to 1450 ° C, and more preferably 1400 to 1440 ° C. The firing time is preferably about 3 to 10 hours.
ハニカム成形体を焼成する前に乾燥させてもよい。乾燥方法は、特に限定されるものではないが、例えば、熱風乾燥、マイクロ波乾燥、誘電乾燥、減圧乾燥、真空乾燥、凍結乾燥等を挙げることができ、これらの中でも、誘電乾燥、マイクロ波乾燥または熱風乾燥を単独でまたは組み合わせて行うことが好ましい。また、乾燥条件としては、乾燥温度３０〜１５０℃、乾燥時間１分〜２時間とすることが好ましい。 The honeycomb formed body may be dried before firing. The drying method is not particularly limited, and examples thereof include hot air drying, microwave drying, dielectric drying, reduced pressure drying, vacuum drying, freeze drying, etc. Among these, dielectric drying, microwave drying Or it is preferable to perform hot-air drying individually or in combination. The drying conditions are preferably a drying temperature of 30 to 150 ° C. and a drying time of 1 minute to 2 hours.
ハニカム構造体の隔壁に触媒を担持する方法は、特に限定されないが、例えば、ハニカム構造体の隔壁に触媒スラリーを塗工して、乾燥、焼付けを行う方法を挙げることができる。触媒スラリーを塗工する方法は、特に限定されず、公知の方法で塗工することができる。例えば、まず、触媒を含有する触媒スラリーを調製する。その後、調製した触媒スラリーを、ディッピングや吸引によりセル内に流入させる。この触媒スラリーは、セル内の隔壁の表面全体に塗工することが好ましい。そして、触媒スラリーをセル内に流入させた後に、余剰スラリーを圧縮空気で吹き飛ばす。その後、触媒スラリーを乾燥、焼付けすることにより、セル内の隔壁表面に触媒が担持されたハニカム構造体を得ることができる。乾燥条件は、８０〜１５０℃、１〜６時間とすることが好ましい。また、焼付け条件は４５０〜７００℃、０．５〜６時間とすることが好ましい。なお、触媒スラリーに含有される触媒以外の成分としては、アルミナ等が挙げられる。 The method for supporting the catalyst on the partition walls of the honeycomb structure is not particularly limited, and examples thereof include a method of applying a catalyst slurry to the partition walls of the honeycomb structure, followed by drying and baking. The method for applying the catalyst slurry is not particularly limited, and can be applied by a known method. For example, first, a catalyst slurry containing a catalyst is prepared. Thereafter, the prepared catalyst slurry is caused to flow into the cell by dipping or suction. This catalyst slurry is preferably applied to the entire surface of the partition walls in the cell. And after making a catalyst slurry flow in in a cell, surplus slurry is blown off with compressed air. Thereafter, the catalyst slurry is dried and baked to obtain a honeycomb structure in which the catalyst is supported on the surface of the partition walls in the cell. The drying conditions are preferably 80 to 150 ° C. and 1 to 6 hours. Moreover, it is preferable that baking conditions shall be 450-700 degreeC and 0.5 to 6 hours. In addition, alumina etc. are mentioned as components other than the catalyst contained in a catalyst slurry.
［３］排ガス浄化装置：
本発明の排ガス浄化装置の一実施形態は、図８に示すように、ハニカム構造体１００（本発明のハニカム構造体）と、排ガスＧ１が流入する流入口２２及び浄化された排ガスＧ２が流出する流出口２３を有し、ハニカム構造体１００を収納する筒状の缶体２１とを備え、ハニカム構造体１００が、上流端面２が缶体２１の流入口２２側を向くとともに下流端面３が缶体２１の流出口２３側を向くように、缶体２１内に配置されたものである。図８は、本発明の排ガス浄化装置の一実施形態を示し、排ガスの流れる方向に平行な平面で切断した断面を示す模式図である。
[3] Exhaust gas purification device:
As shown in FIG. 8, in one embodiment of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the honeycomb structure 100 (the honeycomb structure of the present invention), the
このように、本実施形態の排ガス浄化装置２００は、ハニカム構造体１００（本発明のハニカム構造体）を備え、上記ハニカム構造体１００が、上流端面２が缶体２１の流入口２２側を向くとともに下流端面３が缶体２１の流出口２３側を向くように、缶体２１内に配置されているため、ハニカム構造体１００の湾曲している部分においてガソリンエンジンから排気される排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができる。具体的には、セル４（変形セル４ａ）を流れてきた排ガスが湾曲している部分を透過することにより排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができる。また、多孔質の隔壁５は、表面に粒子状物質が吸着され易く、表面に吸着させることで粒子状物質を除去することができる。また、セル４を塞ぐことなく隔壁の一部が湾曲している構成を採用しているため、目封止ハニカム構造体のように一部のセル４を塞いでしまう場合に比べて圧力損失の増加が少ないものである。
As described above, the exhaust
［３−１］ハニカム構造体：
本発明の排ガス浄化装置において、缶体内に収納されるハニカム構造体は、上記本発明のハニカム構造体である。ハニカム構造体１００の個数は、粒子状物質の捕集性能、圧力損失等が所望の値になるように、また、排ガス中の粒子状物質の排出規制の程度によって、適宜決定することができる。
[3-1] Honeycomb structure:
In the exhaust gas purification apparatus of the present invention, the honeycomb structure housed in the can is the honeycomb structure of the present invention. The number of the
缶体内に２個以上のハニカム構造体を配置する場合には、複数のハニカム構造体は、全て、「上流端面２が缶体２１の流入口２２側を向くとともに下流端面３が缶体２１の流出口２３側を向く」ように配置される。また、ハニカム構造体を２個以上配置する場合、それぞれのハニカム構造体の「セルの延びる方向に直交する断面」における直径は、他のハニカム構造体の「セルの延びる方向に直交する断面」における直径と同じであることが好ましいが、直径の異なるハニカム構造体があってもよい。
When two or more honeycomb structures are arranged in the can body, the plurality of honeycomb structures are all “the
例えば、図８は、ハニカム構造体１００を１つ備えている排ガス浄化装置２００の例であり、図８に示す排ガス浄化装置２００においては、１つのハニカム構造体１００が、上流端面２が缶体２１の流入口２２側を向くとともに下流端面３が缶体２１の流出口２３側を向いた状態で、缶体２１内に配置されている。
For example, FIG. 8 shows an example of the exhaust
［３−２］缶体：
排ガス浄化装置２００において、缶体２１は、排ガスＧ１が流入する流入口２２及び浄化された排ガスＧ２が流出する流出口２３を有し、ハニカム構造体１００を収納する、筒状の構造体である。
[3-2] Can body:
In the exhaust
缶体２１は、特に限定されるものではなく、自動車排ガス等の排ガス浄化用のハニカムフィルタを収納するために通常用いられるものを用いることができる。缶体２１の材質としては、ステンレス鋼等の金属を挙げることができる。缶体２１の大きさは、ハニカム構造体１００にクッション材３１を巻きつけた状態で圧入できる大きさであることが好ましい。缶体２１は、筒形状の両端部がテーパー状に細くなり、流入口２２及び流出口２３の「排ガスが流れる方向に直交する断面」における直径が、中央部のハニカム構造体が収納される部分の「排ガスが流れる方向に直交する断面」における直径より小さいことが好ましい。具体的には、缶体２１の中央部の上記直径は、６０〜４１０ｍｍが好ましい。また、缶体２１の流入口２２及び流出口２３の上記直径は、６０〜４１０ｍｍが好ましい。
The
排ガス浄化装置２００において、缶体２１内に２個以上のハニカム構造体１００を配置する場合、各ハニカム構造体１００間の距離（即ち、隣合うハニカム構造体の向かい合う流入端面と流出端面との間の距離）は、１〜９０ｍｍが好ましく、２〜５０ｍｍが更に好ましい。１ｍｍより短いと、隣り合うハニカム構造体１００同士が接触し、破損等が生じることがある。９０ｍｍより長いと、排ガス浄化装置２００が大きくなることがある。
In the exhaust
ハニカム構造体１００は、外周にクッション材３１が巻き付けられた状態で、缶体２１内に圧入されていることが好ましい。このような状態で収納されると、ハニカム構造体１００が缶体２１内で移動することを防止することができ、缶体２１内で安定させることができる。これにより、ハニカム構造体１００が破損されることが防止される。クッション材３１としては、特に限定されないが、耐熱無機絶縁マット等を挙げることができる。
The
また、ハニカム構造体１００は、留め具３２により両端面を固定された状態で、缶体２１内に収納されていることが好ましい。留め具３２は、平板の中央部が取り除かれた形状であるリング状であってもよいし、ハニカム構造体１００の端面の外縁の一部を留める板状であってもよい。留め具３２の材質は、セラミックであってもよいし、ステンレス鋼、鉄鋼等の金属であってもよい。
The
［４］排ガス浄化装置の製造方法：
図８に示される本発明の排ガス浄化装置の一の実施形態（排ガス浄化装置２００）を製造する方法としては、本発明のハニカム構造体の一の実施形態（ハニカム構造体１００）の外周に、クッション３１材を巻きつけ、クッション材３１が巻き付けられたハニカム構造体１００を、缶体２１内に圧入することにより排ガス浄化装置２００を得る方法であることが好ましい。
[4] Manufacturing method of exhaust gas purification device:
As a method of manufacturing one embodiment (exhaust gas purification device 200) of the exhaust gas purification apparatus of the present invention shown in FIG. 8, the outer periphery of one embodiment (honeycomb structure 100) of the honeycomb structure of the present invention is used. A method of obtaining the exhaust
クッション材３１としては、耐熱無機絶縁マット等を挙げることができる。このように収納すると、ハニカム構造体１００が缶体２１内で移動することを防止することができる。
Examples of the cushion material 31 include a heat-resistant inorganic insulating mat. When housed in this manner, the
缶体２１は、公知方法で作製することができる。例えば、フェライト系ステンレスからなる板材料を、プレス加工して、溶接することによって作製することができる。缶体の形状、大きさ等の条件は、上記本発明の排ガス浄化装置の一実施形態において好ましいとされた条件であることが好ましい。
The
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。なお、実施例及び比較例中、隔壁の平均細孔径及び気孔率は、水銀ポロシメータにより測定した値である。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples. In addition, in an Example and a comparative example, the average pore diameter and porosity of a partition are the values measured with the mercury porosimeter.
（実施例１）
焼成後にコージェライトとなるように、タルク、カオリン、アルミナ、シリカ等を所定の配合割合で調合し、有機バインダ、界面活性剤、水を加えて坏土を得た。
Example 1
Talc, kaolin, alumina, silica and the like were prepared at a predetermined blending ratio so as to be cordierite after firing, and an organic binder, a surfactant, and water were added to obtain a clay.
得られた坏土を押出成形機を用いて、円筒のハニカム形状に成形して押出成形体を得た後、この押出成形体の一方の端部を、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製の糸（太さ０．０５ｍｍ）で切断するとともに、鋭利な金属刃で他方の端部を切断することによって、隔壁の下流側の端部（一方の端部）が、流体の流れ方向に垂直な面においてセルの内側に湾曲しており、上流側の端部（他方の端部）は湾曲していない円筒状のハニカム成形体を得た。なお、上記糸で切断する際における上記糸の移動速度は、１５ｃｍ／秒とした。 The obtained kneaded material was formed into a cylindrical honeycomb shape using an extrusion molding machine to obtain an extrusion molded body, and then one end of the extrusion molded body was threaded with a stainless steel (SUS) thread (thick And the other end with a sharp metal blade so that the downstream end (one end) of the partition wall is a cell perpendicular to the fluid flow direction. A cylindrical honeycomb formed body that is curved inwardly and whose upstream end (the other end) is not curved was obtained. The moving speed of the yarn when cutting with the yarn was 15 cm / second.
得られたハニカム成形体を、熱風乾燥機を用いて１２０℃で１時間乾燥し、その後、１３５０〜１４５０℃で６時間焼成してハニカム構造体を得た。 The obtained honeycomb formed body was dried at 120 ° C. for 1 hour using a hot air dryer, and then fired at 1350 to 1450 ° C. for 6 hours to obtain a honeycomb structure.
このハニカム構造体は、セル閉塞率が４０％であり、湾曲部の形成範囲が２０ｍｍであり（即ち、湾曲部が形成された側の端面（下流端面）から２０ｍｍの範囲内に形成されており）、厚さ割合が３０％であり、全セルの数に対する変形セルの数の割合が７０％であった。また、このハニカム構造体は、隔壁の厚さ（隔壁の、流体の流れ方向の中間位置における厚さ）が１２０μｍであり、セル密度が６２セル／ｃｍ２であり、端面（下流端面、上流端面）の直径が９３ｍｍであり、中心軸方向長さ（流体の流れ方向の長さ）が７６ｍｍであり、隔壁の平均細孔径が４μｍであり、隔壁の気孔率が３２％であった。 This honeycomb structure has a cell blockage rate of 40% and a curved portion forming range of 20 mm (that is, within a range of 20 mm from the end surface (downstream end surface) on the side where the curved portion is formed). ), The thickness ratio was 30%, and the ratio of the number of deformed cells to the total number of cells was 70%. The honeycomb structure has a partition wall thickness (a partition wall thickness at an intermediate position in the fluid flow direction) of 120 μm, a cell density of 62 cells / cm 2 , and end faces (downstream end face, upstream end face). ) Was 93 mm, the length in the central axis direction (length in the fluid flow direction) was 76 mm, the average pore diameter of the partition walls was 4 μm, and the porosity of the partition walls was 32%.
得られたハニカム構造体について、以下の方法で、「捕集性能」、「ＰＭ詰まり」、及び「圧力損失」を評価した。評価結果を表１に示す。なお、表１中の「セル閉塞率」は、全セルのセル閉塞率の平均値を示す。湾曲部の形成範囲の値（ｍｍ）は、湾曲部が形成された側の端面（下流端面、上流端面）からの距離を示す。 About the obtained honeycomb structure, “capturing performance”, “PM clogging”, and “pressure loss” were evaluated by the following methods. The evaluation results are shown in Table 1. The “cell blockage rate” in Table 1 represents the average value of the cell blockage rates of all cells. The value (mm) of the formation range of the bending portion indicates the distance from the end surface (downstream end surface, upstream end surface) on the side where the bending portion is formed.
［捕集性能］
得られたハニカム構造体を、厚さ２ｍｍの仕切り板が配設された、流入口及び流出口を有する金属製（具体的には、フェライト系ステンレス製）の缶体内に収納した。収納に際しては、セラミックス繊維を主成分とするマットでハニカム構造体の外周をそれぞれ覆い、かつ、ハニカム構造体が、上流端面が缶体の流入口側を向くとともに下流端面が缶体の流出口側を向くようにして、ハニカム構造体を缶体内に圧入して固定した。このようにして、排ガス浄化装置を作製した。作製した排ガス浄化装置を、排気量２Ｌのディーゼルエンジンの排気系統に取り付けた後、排ガス温度２００℃、排ガス流量２Ｎｍ３／分の条件で上記エンジンを運転した。そして、ハニカム構造体にＰＭが０．２ｇ／Ｌ堆積したときの捕集効率を測定した。その後、以下の評価基準で捕集性能の評価を行った。式：［本実施例のハニカム構造体の捕集効率（％）］−［比較例１のハニカム構造体の捕集効率（％）］により算出される値が、２５％以上のときは「ＡＡ」と評価し、２５％未満で２０％以上のときは「Ａ」と評価し、２０％未満で１５％以上のときは「Ｂ」と評価し、１５％未満で１０％以上のときは「Ｃ」と評価した。なお、捕集効率は、式：（ハニカム構造体の出口側から排出されたＰＭ量（ｇ）／ハニカム構造体に供給されたＰＭ量（ｇ））×１００により測定することができる。
[Capture performance]
The obtained honeycomb structure was accommodated in a metal (specifically, ferritic stainless steel) can body having an inlet and an outlet provided with a partition plate having a thickness of 2 mm. When storing, the outer periphery of the honeycomb structure is covered with a mat mainly composed of ceramic fibers, and the upstream end surface faces the inlet side of the can body and the downstream end surface is the outlet side of the can body The honeycomb structure was press-fitted into the can and fixed so that the In this way, an exhaust gas purification device was produced. After the produced exhaust gas purification device was attached to the exhaust system of a diesel engine with a displacement of 2 L, the engine was operated under conditions of an exhaust gas temperature of 200 ° C. and an exhaust gas flow rate of 2 Nm 3 / min. And the collection efficiency when PM deposited 0.2g / L on the honeycomb structure was measured. Thereafter, the collection performance was evaluated according to the following evaluation criteria. When the value calculated by the formula: [The collection efficiency (%) of the honeycomb structure of this example] − [The collection efficiency (%) of the honeycomb structure of Comparative Example 1] is 25% or more, “AA” ”Is evaluated as“ A ”when less than 25% and 20% or more,“ B ”when less than 20% and 15% or more, and“ B ”when less than 15% and 10% or more. C ". The collection efficiency can be measured by the formula: (PM amount discharged from the outlet side of the honeycomb structure (g) / PM amount supplied to the honeycomb structure (g)) × 100.
［ＰＭ詰まり］
上記［捕集性能］の評価後のハニカム構造体の隔壁を目視することによりＰＭ詰まりの有無を確認した。ＰＭ詰まりが観察された場合には「詰まる」とし、ＰＭ詰まりが観察されなかった場合には「詰まらない」とした。
[PM clogging]
The presence or absence of PM clogging was confirmed by visually observing the partition walls of the honeycomb structure after the evaluation of the [collecting performance]. When PM clogging was observed, it was “clogged”, and when PM clogging was not observed, it was “clogged”.
表１中、「形状」の欄における「−」は、ハニカム構造体が、隔壁の端部が湾曲していない形状である（湾曲部が形成されていない）ことを示し、「凸」は、隔壁の端部が湾曲している形状である（湾曲部が形成されている）ことを示す。そして、この「凸」は、具体的には、図４及び図５に示すような形状であることを示している。即ち、端部を流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、セルを区画形成する隔壁が凸形状に湾曲しており、かつ、ハニカム構造体の中央から端面に向かって次第に隆起し、ハニカム構造体の端面にて最も隆起している形状であることを示す。 In Table 1, “-” in the “shape” column indicates that the honeycomb structure has a shape in which the end portion of the partition wall is not curved (the curved portion is not formed). It shows that the end portion of the partition wall is curved (a curved portion is formed). The “convex” specifically indicates a shape as shown in FIGS. 4 and 5. That is, in the cross section obtained by cutting the end portion perpendicular to the fluid flow direction, the partition walls forming the cells are curved in a convex shape, and are gradually raised from the center of the honeycomb structure toward the end surface. Indicates that the shape is the most raised on the end face of the body.
（実施例２〜１７）
ハニカム構造体の形状、セル閉塞率、湾曲部の形成範囲、変形セルの数の割合、及び厚さ割合がそれぞれ表１に示すものとなるようにしたこと以外は、実施例１と同様の隔壁の厚さ（隔壁の、流体の流れ方向の中間位置における厚さ）、セル密度、端面の直径、中心軸方向長さ（流体の流れ方向の長さ）、隔壁の平均細孔径、及び、隔壁の気孔率のハニカム構造体（実施例２〜１７のハニカム構造体）を作製した。作製した各ハニカム構造体について、実施例１と同様の方法で「捕集性能」、及び「ＰＭ詰まり」を評価した。評価結果を表１に示す。
(Examples 2 to 17)
A partition wall similar to that in Example 1 except that the shape of the honeycomb structure, the cell blocking rate, the formation range of the curved portion, the ratio of the number of deformed cells, and the thickness ratio are as shown in Table 1, respectively. Thickness (thickness of the partition wall in the middle of the fluid flow direction), cell density, end face diameter, central axis direction length (length in the fluid flow direction), average pore diameter of the partition wall, and partition wall A honeycomb structure having a porosity of (a honeycomb structure of Examples 2 to 17) was produced. With respect to each manufactured honeycomb structure, “capturing performance” and “PM clogging” were evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1.
（実施例１８）
焼成後にコージェライトとなるように、タルク、カオリン、アルミナ、シリカ等を所定の配合割合で調合し、有機バインダ、界面活性剤、水を加えて坏土を得た。
(Example 18)
Talc, kaolin, alumina, silica and the like were prepared at a predetermined blending ratio so as to be cordierite after firing, and an organic binder, a surfactant, and water were added to obtain a clay.
得られた坏土を押出成形機を用いて、円筒のハニカム形状に成形して押出成形体を得た後、この押出成形体の両方の端部を、ステンレス鋼（ＳＵＳ）製の糸（太さ０．０５ｍｍ）で切断することによって、隔壁の下流側の端部（一方の端部）及び上流側の端部（他方の端部）が、流体の流れ方向に垂直な面において湾曲している円筒状のハニカム成形体を得た。なお、上記糸で切断する際における上記糸の移動速度は、１８ｃｍ／秒とした。 The obtained kneaded material was molded into a cylindrical honeycomb shape by using an extrusion molding machine to obtain an extrusion molded body, and then both ends of the extrusion molded body were made of stainless steel (SUS) thread (thick By cutting at a thickness of 0.05 mm, the downstream end (one end) and the upstream end (the other end) of the partition wall are curved in a plane perpendicular to the fluid flow direction. A cylindrical honeycomb formed body was obtained. The moving speed of the yarn when cutting with the yarn was 18 cm / sec.
得られたハニカム成形体を、熱風乾燥機を用いて１２０℃で１時間乾燥し、その後、１３５０〜１４５０℃で６時間焼成してハニカム構造体を得た。 The obtained honeycomb formed body was dried at 120 ° C. for 1 hour using a hot air dryer, and then fired at 1350 to 1450 ° C. for 6 hours to obtain a honeycomb structure.
このハニカム構造体は、下流端面において、セル閉塞率が４０％であり、湾曲部の形成範囲が２ｍｍであり（即ち、湾曲部が、下流端面から２ｍｍの範囲に形成されている）、厚さ割合が３０％であり、全セルの数に対する変形セルの数の割合（変形セルの数の割合）が７０％であった。そして、上流端面において、セル閉塞率が４０％であり、湾曲部の形成範囲が２ｍｍであり（即ち、湾曲部が、下流端面から２ｍｍの範囲に形成されている）、厚さ割合が３０％であり、全セルの数に対する変形セルの数の割合（変形セルの数の割合）が７０％であった。また、このハニカム構造体は、隔壁の厚さ（隔壁の、流体の流れ方向の中間位置における厚さ）が１２０μｍであり、セル密度が６２セル／ｃｍ２であり、端面の直径が９３ｍｍであり、中心軸方向長さ（流体の流れ方向の長さ）が７６ｍｍであり、隔壁の平均細孔径が４μｍであり、隔壁の気孔率が３２％であった。 This honeycomb structure has a cell blocking ratio of 40% at the downstream end face, a formation range of the curved portion is 2 mm (that is, the curved portion is formed within a range of 2 mm from the downstream end face), and the thickness. The ratio was 30%, and the ratio of the number of deformed cells to the total number of cells (the ratio of the number of deformed cells) was 70%. Then, at the upstream end surface, the cell blocking rate is 40%, the formation range of the curved portion is 2 mm (that is, the curved portion is formed within a range of 2 mm from the downstream end surface), and the thickness ratio is 30%. The ratio of the number of deformed cells to the total number of cells (the ratio of the number of deformed cells) was 70%. The honeycomb structure has a partition wall thickness (thickness of the partition wall at a middle position in the fluid flow direction) of 120 μm, a cell density of 62 cells / cm 2 , and an end face diameter of 93 mm. The length in the central axis direction (length in the fluid flow direction) was 76 mm, the average pore diameter of the partition walls was 4 μm, and the porosity of the partition walls was 32%.
得られたハニカム構造体について、上記の方法で、「捕集性能」、及び「ＰＭ詰まり」を評価した。評価結果を表１に示す。 With respect to the obtained honeycomb structure, “collecting performance” and “PM clogging” were evaluated by the above method. The evaluation results are shown in Table 1.
（比較例１）
焼成後にコージェライトとなるように、タルク、カオリン、アルミナ、シリカ等を所定の配合割合で調合し、有機バインダ、界面活性剤、水を加えて坏土を得た。
(Comparative Example 1)
Talc, kaolin, alumina, silica and the like were prepared at a predetermined blending ratio so as to be cordierite after firing, and an organic binder, a surfactant, and water were added to obtain a clay.
得られた坏土を押出成形機を用いて、円筒のハニカム形状に成形して押出成形体を得た後、鋭利な金属刃で両端部を切断して、円筒状のハニカム成形体を得た。 The obtained kneaded material was formed into a cylindrical honeycomb shape using an extrusion molding machine to obtain an extruded molded body, and then both ends were cut with a sharp metal blade to obtain a cylindrical honeycomb molded body. .
得られたハニカム成形体を、熱風乾燥機を用いて１２０℃で１時間乾燥し、その後、１３００〜１４５０℃で６時間焼成してハニカム構造体を得た。 The obtained honeycomb formed body was dried at 120 ° C. for 1 hour using a hot air dryer, and then fired at 1300 to 1450 ° C. for 6 hours to obtain a honeycomb structure.
このハニカム構造体は、セル閉塞率が０％であり、湾曲部の形成範囲が０ｍｍであり（即ち、湾曲部は形成せず）、厚さ割合が１００％であり、全セルの数に対する変形セルの数の割合が０％であった。また、このハニカム構造体は、隔壁の厚さ（隔壁の、流体の流れ方向の中間位置における厚さ）が１２０μｍであり、セル密度が６２セル／ｃｍ２であり、端面の直径が９３ｍｍであり、中心軸方向長さ（流体の流れ方向の長さ）が７６ｍｍであり、隔壁の平均細孔径が３μｍであり、隔壁の気孔率が３２％であった。 This honeycomb structure has a cell blockage rate of 0%, a curved portion forming range of 0 mm (that is, no curved portion is formed), a thickness ratio of 100%, and deformation with respect to the total number of cells. The ratio of the number of cells was 0%. The honeycomb structure has a partition wall thickness (thickness of the partition wall at a middle position in the fluid flow direction) of 120 μm, a cell density of 62 cells / cm 2 , and an end face diameter of 93 mm. The length in the central axis direction (length in the fluid flow direction) was 76 mm, the average pore diameter of the partition walls was 3 μm, and the porosity of the partition walls was 32%.
得られたハニカム構造体について、実施例１と同様の方法で「捕集性能」、及び「ＰＭ詰まり」を評価した。評価結果を表１に示す。なお、本比較例において「捕集性能」が「−」であるのは、本比較例のハニカム構造体における捕集効率を基準として実施例１〜１８のハニカム構造体の捕集効率を算出して捕集性能を評価しているためである。 About the obtained honeycomb structure, “capturing performance” and “PM clogging” were evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 1. In this comparative example, the “collection performance” is “−” because the collection efficiency of the honeycomb structures of Examples 1 to 18 is calculated based on the collection efficiency of the honeycomb structure of the present comparative example. This is because the collection performance is evaluated.
表１から明らかなように、実施例１〜１８のハニカム構造体は、比較例１のハニカム構造体に比べて、エンジンから排気される排ガス中に含有される粒子状物質を除去することができることが確認でき、また、圧力損失の増加が少ないものである。 As is clear from Table 1, the honeycomb structures of Examples 1 to 18 can remove particulate matter contained in the exhaust gas exhausted from the engine as compared with the honeycomb structure of Comparative Example 1. And the increase in pressure loss is small.
実施例２〜５では、「湾曲部の形成範囲（ｍｍ）」が１５ｍｍ以内であるので、実施例１（「湾曲部の形成範囲（ｍｍ）」が２０ｍｍ）に比べて、流路の形状が急激に変化する（セルが急に曲がる）ことになるため、排ガスなどの流体に乱流が生じ易く、その結果、粒子状物質と隔壁表面の衝突頻度が高くなり、粒子状物質の捕集性能の評価が良好であった。 In Examples 2 to 5, since the “curved portion forming range (mm)” is within 15 mm, the shape of the flow path is smaller than that in Example 1 (“curved portion forming range (mm)” is 20 mm). Because it changes suddenly (the cell bends suddenly), turbulent flow is likely to occur in the fluid such as exhaust gas. As a result, the frequency of collision between the particulate matter and the partition surface increases, and the particulate matter collection performance The evaluation was good.
実施例７〜１０では、「セル閉塞率（％）」が１０〜６０％の範囲であるので、実施例１１（「セル閉塞率（％）」が６５％）に比べてＰＭ詰まりの評価が良好であり、また、実施例６（「セル閉塞率（％）」が８％）に比べて捕集されるＰＭが多くなり、ＰＭ捕集性能の評価が良好であった。 In Examples 7 to 10, since the “cell blockage rate (%)” is in the range of 10 to 60%, the evaluation of PM clogging is higher than that in Example 11 (“cell blockage rate (%)” is 65%). The PM collected was larger than that of Example 6 (“cell clogging rate (%)” was 8%), and the PM collection performance was evaluated well.
比較例１では、隔壁が湾曲した部分を有していないため、セルに流入した流体（排ガス）が一方の端面から他方の端面まで流れが規制されることなく流れる。そのため、「捕集性能」が十分に得られていない。 In Comparative Example 1, since the partition wall does not have a curved portion, the fluid (exhaust gas) flowing into the cell flows from one end surface to the other end surface without being restricted. Therefore, “collecting performance” is not sufficiently obtained.
本発明のハニカム構造体及び本発明の排ガス浄化装置は、ガソリンエンジンから排出される排ガスの浄化に好適に用いることができる。 The honeycomb structure of the present invention and the exhaust gas purification apparatus of the present invention can be suitably used for purification of exhaust gas discharged from a gasoline engine.
２：上流端面、３：下流端面、４：セル、４ａ：変形セル、５：隔壁、７：外周壁、８，１８：開口部、１０ａ：湾曲部、１１ａ：湾曲した端部以外の部分、１２：交差部、２１：缶体、２２：流入口、２３：流出口、３１：クッション材、３２：留め具、１００：ハニカム構造体、２００：排ガス浄化装置、Ｇ１：排ガス、Ｇ２：浄化された排ガス。 2: upstream end face, 3: downstream end face, 4: cell, 4a: deformation cell, 5: partition wall, 7: outer peripheral wall, 8, 18: opening, 10a: curved part, 11a: part other than curved end part, 12: Crossing part, 21: Can body, 22: Inlet, 23: Outlet, 31: Cushion material, 32: Fastener, 100: Honeycomb structure, 200: Exhaust gas purification device, G1: Exhaust gas, G2: Purified Exhaust gas.
Claims (5)
前記下流端面側の端部を前記流体の流れ方向に垂直に切断した断面において、前記セルを区画形成する前記隔壁が湾曲しているハニカム構造体。 Comprising a porous partition wall defining a plurality of cells that serve as fluid flow paths extending from the upstream end surface to the downstream end surface;
A honeycomb structure in which the partition walls defining the cells are curved in a cross section obtained by cutting the end portion on the downstream end face side perpendicularly to the fluid flow direction.
複数の前記セルは、前記湾曲部が形成された側の端部を、前記流体の流れ方向に垂直な平面に投影したときの投影図における一のセルの開口部の面積が、ハニカム構造体の中心軸方向の中間でハニカム構造体を切断した断面における前記一のセルの開口部の面積に対して、１０〜６０％の大きさである変形セルを含み、
全セルの数に対する前記変形セルの数の割合が、６０％以上である請求項１〜３のいずれか一項に記載のハニカム構造体。 The curved portion composed of the curved partition wall is formed within a range of 15 mm from the end surface on the side where the curved portion is formed,
In the plurality of cells, the area of the opening of one cell in the projection when the end portion on the side where the curved portion is formed is projected onto a plane perpendicular to the fluid flow direction is A deformation cell having a size of 10 to 60% with respect to the area of the opening of the one cell in a cross section obtained by cutting the honeycomb structure in the middle in the central axis direction;
The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 3, wherein a ratio of the number of deformed cells to a total number of cells is 60% or more.
流体が流入する流入口及び流体が流出する流出口を有し、前記ハニカム構造体を収納する筒状の缶体と、を備え、
前記ハニカム構造体が、前記上流端面が前記缶体の前記流入口側を向くとともに前記下流端面が前記缶体の前記流出口側を向くように、前記缶体内に配置された排ガス浄化装置。 A honeycomb structure according to any one of claims 1 to 4,
A cylindrical can body having an inflow port through which a fluid flows in and an outflow port through which the fluid flows out, and housing the honeycomb structure;
The exhaust gas purification apparatus, wherein the honeycomb structure is disposed in the can body so that the upstream end face faces the inlet side of the can body and the downstream end face faces the outlet side of the can body.
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