JP2013017966A - Honeycomb structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスを浄化するフィルタとして用いられるハニカム構造体に関する。 The present invention relates to a honeycomb structure used as a filter for purifying gas.
DPF(Dieselparticulate filter)用等、内燃機関から排出されるガスを浄化するフィルタ用として、ハニカム構造体が広く知られている。ハニカム構造体は、一端部が封口材で封じられたセルに対し、他端部が封口材で封じられたセルが少なくとも一つ隣接するように、各セルが配列された構造を有している(例えば、特許文献1参照)。 Honeycomb structures are widely known as filters for purifying gas discharged from an internal combustion engine, such as for DPF (Dieselparticulate filter). The honeycomb structure has a structure in which each cell is arranged so that at least one cell whose one end is sealed with a sealing material is adjacent to the cell whose one end is sealed with a sealing material. (For example, refer to Patent Document 1).
上述したようなハニカム構造体では、例えば、構造体の外形が円柱状であり、セルの断面形状が矩形状であると、構造体の側面近傍におけるセルの断面形状が、ランダムに切欠かれた形状となる。そのため、ハニカム構造体の側面近傍に、外圧に対する強度が低下する部分が生じるおそれがある。 In the honeycomb structure as described above, for example, when the outer shape of the structure is cylindrical and the cross-sectional shape of the cell is rectangular, the cross-sectional shape of the cell in the vicinity of the side surface of the structure is randomly cut out. It becomes. Therefore, there is a possibility that a portion where the strength against the external pressure is reduced is generated in the vicinity of the side surface of the honeycomb structure.
そこで、本発明は、外圧に対する強度の向上が図られたハニカム構造体を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a honeycomb structure that is improved in strength against external pressure.
本発明のハニカム構造体は、ガスを浄化するフィルタとして用いられるハニカム構造体であって、多角形状の断面形状を有する複数の内部セルが形成されたコア部と、コア部を包囲する筒状のシェル部と、を備え、コア部は、内部セルのそれぞれを仕切るコア隔壁を有し、シェル部は、間隙を介してコア部を包囲する筒状の側壁と、コア部と側壁との間に、コア部を包囲するように配置された複数の第1シェル隔壁と、を有し、第1シェル隔壁は、側壁に対向しかつ側壁に対して凹となるように接続された一対のコア隔壁の第1角部と、側壁との間に掛け渡されている。 A honeycomb structure of the present invention is a honeycomb structure used as a filter for purifying gas, and includes a core portion in which a plurality of internal cells having a polygonal cross-sectional shape are formed, and a cylindrical shape surrounding the core portion. The core portion includes a core partition wall that partitions each of the internal cells, and the shell portion is formed between a cylindrical side wall that surrounds the core portion with a gap between the core portion and the side wall. A plurality of first shell partition walls arranged so as to surround the core portion, wherein the first shell partition walls are opposed to the side walls and connected to be concave with respect to the side walls. Between the first corner and the side wall.
このハニカム構造体では、コア部と側壁との間に、コア部を包囲するように複数の第1シェル隔壁が配置されている。しかも、第1シェル隔壁のそれぞれは、側壁に対向しかつ側壁に対して凹となるように接続された一対のコア隔壁の第1角部と、側壁との間に掛け渡されている。第1角部には、内部セルのそれぞれを仕切るために、その第1角部に接続された一対のコア隔壁よりも内側から他のコア隔壁も接続される。このため、側壁に作用した外圧は、外圧の作用点近傍の第1シェル隔壁を介して、その第1シェル隔壁が接続された第1角部に接続された上記他のコア隔壁に伝わる。また、上記他のコア隔壁に伝わった外圧は、そのコア隔壁に内側から接続された更に他のコア隔壁に伝わる。このようにして、側壁に作用した外圧は、互いに連なるコア隔壁に順次伝わって分散される。よって、このハニカム構造体は、外圧に対する強度の向上が図られたものとなる。 In this honeycomb structure, a plurality of first shell partition walls are arranged between the core portion and the side wall so as to surround the core portion. Moreover, each of the first shell partition walls is spanned between the first corner portion of the pair of core partition walls facing the side wall and connected to be concave with respect to the side wall, and the side wall. In order to partition each of the internal cells, another core partition is connected to the first corner from the inside of the pair of core partitions connected to the first corner. For this reason, the external pressure which acted on the side wall is transmitted to the other core partition connected to the first corner to which the first shell partition is connected via the first shell partition in the vicinity of the external pressure application point. In addition, the external pressure transmitted to the other core partition is transmitted to another core partition connected to the core partition from the inside. In this way, the external pressure applied to the side wall is sequentially transmitted to the core partition walls that are connected to each other and dispersed. Therefore, this honeycomb structure has improved strength against external pressure.
また、第1シェル隔壁は、側壁と80〜100度の角度を成すように、側壁に接続されていてもよい。この構成によれば、第1シェル隔壁による側壁の支持強度を向上させることができる。更に、第1シェル隔壁は、側壁と略90度の角度を成すように、側壁に接続されていてもよい。この構成によれば、第1シェル隔壁による側壁の支持強度をより一層向上させることができる。なお、第1シェル隔壁が側壁と成す角度とは、第1シェル隔壁と側壁との接続箇所において側壁の中心面(厚さの中心面)に接する面と第1シェル隔壁の中心面(厚さの中心面)とが成す角度を意味する。 Further, the first shell partition wall may be connected to the side wall so as to form an angle of 80 to 100 degrees with the side wall. According to this configuration, the supporting strength of the side wall by the first shell partition can be improved. Further, the first shell partition wall may be connected to the side wall so as to form an angle of about 90 degrees with the side wall. According to this structure, the support strength of the side wall by the 1st shell partition can be improved further. In addition, the angle which a 1st shell partition forms with a side wall is the center surface (thickness) of the surface which touches the center plane (thickness center plane) of a side wall in the connection location of a 1st shell partition and a side wall. Is the angle formed by the center plane of
また、一つの第1角部と側壁との間には、一つの第1シェル隔壁のみが掛け渡されていてもよい。この構成によれば、外圧に対する強度の低下を抑制しつつ、シェル部の構造を単純化することができる。 Further, only one first shell partition may be spanned between one first corner and the side wall. According to this configuration, the structure of the shell portion can be simplified while suppressing a decrease in strength against external pressure.
また、コア隔壁、側壁及び第1シェル隔壁によって仕切られる複数の外周セルの一端部及び他端部の少なくとも一方は、封口されていてもよい。この構成によれば、封口された外周セルの端部によっても側壁が支持されるため、その部分において外圧に対する強度の向上を図ることができる。ここで、外周セルの一端部が封口されていれば、その一端部が上流側となるようにハニカム構造体をガスの流路上に配置することで、外周セル内へのガスの流入を抑制し、セル部を保温層として機能させることができる。 Moreover, at least one of the one end part and the other end part of the plurality of peripheral cells partitioned by the core partition wall, the side wall, and the first shell partition wall may be sealed. According to this configuration, since the side wall is supported also by the end portion of the sealed outer peripheral cell, the strength against the external pressure can be improved at that portion. Here, if one end of the peripheral cell is sealed, the honeycomb structure is arranged on the gas flow path so that the one end is on the upstream side, thereby suppressing the inflow of gas into the peripheral cell. The cell portion can function as a heat insulating layer.
このとき、外周セルの断面積は、全ての外周セルの平均断面積の40%以上となっていてもよい。この構成によれば、外周セルの端部を封口材で封じる場合に、外周セルの断面積が小さいことに起因して外周セルの端部が確実に封口されない封口不良が発生するのを防止することができる。 At this time, the cross-sectional area of the peripheral cell may be 40% or more of the average cross-sectional area of all the peripheral cells. According to this configuration, when the end portion of the outer peripheral cell is sealed with the sealing material, the occurrence of a sealing failure in which the end portion of the outer peripheral cell is not reliably sealed due to the small cross-sectional area of the outer peripheral cell is prevented. be able to.
また、コア部の構造は、非対称セル構造となっていてもよい。この構成によれば、例えば対称セル構造に比べて、フィルタ単位体積当たりのろ過面積を大きくとることができるため、フィルタに起因する圧力損失の低減を図ることができ、延いては、ハニカム構造体が適用される内燃機関の燃費の向上を図ることができる。 Moreover, the structure of the core part may be an asymmetric cell structure. According to this configuration, the filtration area per unit volume of the filter can be increased as compared with, for example, a symmetric cell structure, so that it is possible to reduce the pressure loss caused by the filter, and thus the honeycomb structure. It is possible to improve the fuel consumption of the internal combustion engine to which is applied.
また、第1シェル隔壁は、側壁に接続される平板状の第1接続部を含み、隣り合う第1接続部の間隔が、多角形における最長の対角線の長さより大きい箇所では、隣り合う第1接続部の間に第2シェル隔壁が配置され、第2シェル隔壁は、側壁に対向しかつ側壁に対して凸となるように接続された一対のコア隔壁の第2角部と、側壁との間に掛け渡されると共に、側壁に接続される平板上の第2接続部を含み、隣り合う第1接続部と第2接続部との間隔は、多角形における最長の対角線の長さ以下となっていてもよい。この構成によれば、隣り合う第1シェル隔壁の間隔が大きくなることに起因してその部分において外圧に対する強度が低下するのを防止することができる。なお、最長の対角線とは、多角形の対角線(隣り合わない二つの頂点を結ぶ線分)のうち最長の長さを有する対角線を意味する。 The first shell partition includes a flat first connecting portion connected to the side wall, and the adjacent first connecting portions are adjacent to each other at a location where the interval between the adjacent first connecting portions is greater than the length of the longest diagonal line in the polygon. A second shell partition is disposed between the connecting portions, and the second shell partition is formed between a second corner of a pair of core partitions connected to face the side wall and protrude from the side wall, and the side wall. In addition to the second connection portion on the flat plate connected to the side wall, the distance between the adjacent first connection portion and the second connection portion is equal to or less than the length of the longest diagonal line in the polygon. It may be. According to this structure, it can prevent that the intensity | strength with respect to an external pressure falls in the part resulting from the space | interval of the adjacent 1st shell partition becoming large. The longest diagonal line means a diagonal line having the longest length among polygonal diagonal lines (line segments connecting two vertices that are not adjacent to each other).
本発明によれば、外圧に対する強度の向上が図られたハニカム構造体を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a honeycomb structure with improved strength against external pressure.
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the same or equivalent part, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図1は、本発明の一実施形態のハニカム構造体の斜視図である。図1に示されるように、ハニカム構造体1は、円柱状のコア部2(図1において二点鎖線の内側の部分)と、コア部2を包囲する円筒状のシェル部3(図1において二点鎖線の外側の部分)と、を備えている。コア部2及びシェル部3は、同一の線を中心線CLとして一体的に形成されている。コア部2及びシェル部3の材料は、多孔質(例えば、平均細孔直径20μm以下)のセラミクス材料等、内燃機関から排出されるガス中の微細粒子(すす等)を捕捉しつつガスを通過させるものである。コア部2には、ハニカム構造体1の一端面1aと他端面1bとの間に渡って延在する細長い孔である内部セル4が複数形成されている。ここでは、各内部セル4は、中心線CLに略平行となるように延在している。
FIG. 1 is a perspective view of a honeycomb structure according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the honeycomb structure 1 includes a cylindrical core portion 2 (a portion inside a two-dot chain line in FIG. 1) and a cylindrical shell portion 3 (in FIG. 1) surrounding the
ここで、ハニカム構造体1の高さ(すなわち、一端面1aと他端面1bとの距離)は、例えば40〜350mmとすることができる。ハニカム構造体1の外径は、例えば100〜320mmとすることできる。各内部セル4の開口面積(断面積)は、例えば0.6〜7.0mm2程度(より好ましくは、0.8〜6.0mm2程度)とすることができる。隣り合う内部セル4,4の中心線間の距離(いわゆるセルピッチ)は、例えば1.1〜2.8mmとすることができる。
Here, the height of the honeycomb structure 1 (that is, the distance between the one
また、コア部2及びシェル部3に用いられるセラミクス材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。チタン酸アルミニウムは、更に、マグネシウム及び/又はケイ素を含むことができる。
Examples of the ceramic material used for the
なお、コア部2及びシェル部3は、上述したセラミクス材料となるグリーン成形体(未焼成成形体)を焼成することにより得ることができる。グリーン成形体は、セラミクス原料である無機化合物源粉末、メチルセルロース等の有機バインダ、及び必要に応じて添加される添加剤を含む。
In addition, the
例えば、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及びアナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、更に、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末、及び/又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。 For example, in the case of a green molded body of aluminum titanate, the inorganic compound source powder includes an aluminum source powder such as α-alumina powder, and a titanium source powder such as anatase-type or rutile-type titania powder. Further, magnesium source powder such as magnesia powder and magnesia spinel powder, and / or silicon source powder such as silicon oxide powder and glass frit can be included.
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類;ポリビニルアルコール等のアルコール類;リグニンスルホン酸塩が挙げられる。 Examples of the organic binder include celluloses such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyalkylmethylcellulose, and sodium carboxymethylcellulose; alcohols such as polyvinyl alcohol; and lignin sulfonate.
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤、可塑剤、分散剤及び溶媒が挙げられる。 Examples of the additive include a pore-forming agent, a lubricant, a plasticizer, a dispersant, and a solvent.
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材;ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類;でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーン等の植物材料;氷;及びドライアイス等が挙げられる。 Examples of the pore-forming agent include carbon materials such as graphite; resins such as polyethylene, polypropylene and polymethyl methacrylate; plant materials such as starch, nut shells, walnut shells and corn; ice; and dry ice.
潤滑剤及び可塑剤としては、グリセリン等のアルコール類;カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸;ステアリン酸Al等のステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(POAAE)等が挙げられる。 Lubricants and plasticizers include alcohols such as glycerin; higher fatty acids such as caprylic acid, lauric acid, palmitic acid, arachidic acid, oleic acid and stearic acid; stearic acid metal salts such as Al stearate, polyoxyalkylene alkyl And ether (POAAE).
分散剤としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸;シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸;メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類;ポリカルボン酸アンモニウム等の界面活性剤等が挙げられる。 Examples of the dispersant include inorganic acids such as nitric acid, hydrochloric acid and sulfuric acid; organic acids such as oxalic acid, citric acid, acetic acid, malic acid and lactic acid; alcohols such as methanol, ethanol and propanol; ammonium polycarboxylate Surfactant etc. are mentioned.
溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール等のアルコール類;プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類;及び水等を用いることができる。 Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, butanol, and propanol; glycols such as propylene glycol, polypropylene glycol, and ethylene glycol; and water.
図2は、図1のII−II線に沿っての断面の一部拡大図である。図2に示されるように、コア部2は、複数の内部セル4のそれぞれを仕切るコア隔壁5を有している。各内部セル4は、六角形状の断面形状(内部セル4が延在する方向に垂直な断面形状)を有している。内部セル4は、隣り合う内部セル4,4がコア隔壁5によって仕切られた状態で、六角形の最密配置となるように配列されている。
FIG. 2 is a partially enlarged view of a cross section taken along line II-II in FIG. As shown in FIG. 2, the
ここでは、内部セル4は、正六角形状の断面形状を有する内部セル4aと、規則的六角形(例えば、内部セル4aの一辺と長さが同じ長辺、及び内部セル4aの一辺よりも長さが短い短辺からなる六角形)状の断面形状を有する内部セル4bと、を含んでいる。つまり、コア部2の構造は、互いに異なる断面形状を有する複数種類の内部セル4を含む非対称セル構造となっている。なお、コア部2では、1つの内部セル4aに対し、その断面形状の各辺に内部セル4bの断面形状の長辺が対向するように、6つの内部セル4bが隣接しているが、これに限定されない。内部セル4a,4bは、内部セル4a又は内部セル4bの一方に対し、他方が少なくとも1つ隣接するように配列されていればよい。
Here, the
図3は、ハニカム構造体1の一端面1aの一部拡大図であり、図4は、ハニカム構造体1の他端面1bの一部拡大図である。図3に示されるように、ハニカム構造体1の一端面1aにおいては、内部セル4aの一端部が封口材で封じられており、内部セル4bが開口している。一方、図4に示されるように、ハニカム構造体1の他端面1bにおいては、内部セル4bの他端部が封口材で封じられており、内部セル4aが開口している。
FIG. 3 is a partially enlarged view of one
なお、封口材の材料は、内燃機関から排出されるガス中の微細粒子(すす等)を捕捉しつつガスを通過させる材料であってもよいし、或いはガスを通過させない材料であってもよい。また、封口材の材料は、コア部2及びシェル部3と同じ材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
The material of the sealing material may be a material that allows the gas to pass while capturing fine particles (such as soot) in the gas discharged from the internal combustion engine, or may be a material that does not allow the gas to pass. . The material of the sealing material may be the same material as the
図2〜図4に示されるように、シェル部3(図2〜図4において二点鎖線の外側の部分)は、ハニカム構造体1の一端面1aにおいて内部セル4bの開口を露出させると共に、ハニカム構造体1の他端面1bにおいて内部セル4aの開口を露出させるように、コア部2(図2〜図4において二点鎖線の内側の部分)を包囲している。シェル部3は、間隙を介してコア部2を包囲する円筒状の側壁6と、コア部2と側壁6との間に、コア部2を包囲するように配置された複数のシェル隔壁7と、を有している。
As shown in FIGS. 2 to 4, the shell portion 3 (portion outside the two-dot chain line in FIGS. 2 to 4) exposes the opening of the
図2に示されるように、各シェル隔壁7は、側壁6に対向しかつ側壁6に対して凹となるように接続された一対のコア隔壁5,5の角部5aと、側壁6との間に、掛け渡されている。ここでは、一つの角部5aと側壁6との間に、一つのシェル隔壁7のみが掛け渡されている。そして、シェル隔壁7は、そのシェル隔壁7が接続された角部5aに集合する一対のコア隔壁5,5のそれぞれと鋭角の角度(90度より小さい角度)を成している。つまり、シェル隔壁7の中心面(厚さの中心面)は、そのシェル隔壁7が接続された角部5aに集合する一対のコア隔壁5,5のそれぞれの中心面(厚さの中心面)と鋭角の角度を成している。また、シェル隔壁7は、側壁6と略90度の角度を成すように(すなわち、側壁6に略直交するように)、側壁6に接続されている。つまり、シェル隔壁7の中心面(厚さの中心面)は、そのシェル隔壁7と側壁6との接続箇所において側壁6の中心面(厚さの中心面)に接する面に対して略90度の角度を成している。
As shown in FIG. 2, each
更に、シェル隔壁7は、側壁6に接続される平板状の接続部7aを含んでいる。周方向において隣り合う接続部7a,7aの間隔D1が、内部セル4aの断面形状である正六角形における最長の対角線(すなわち、正六角形の中心を通る三本の対角線)の長さLよりも大きい箇所では、隣り合うシェル隔壁7,7の間にシェル隔壁9が配置されている。シェル隔壁9は、側壁6に対向しかつ側壁6に対して凸となるように接続された一対のコア隔壁5,5の角部5bと、側壁6との間に、掛け渡されている。ここでは、一つの角部5bと側壁6との間に、一つのシェル隔壁9のみが掛け渡されている。そして、シェル隔壁9は、側壁6と略90度の角度を成すように(すなわち、側壁6に略直交するように)、側壁6に接続されている。つまり、シェル隔壁9の中心面(厚さの中心面)は、そのシェル隔壁9と側壁6との接続箇所において側壁6の中心面(厚さの中心面)に接する面に対して略90度の角度を成している。シェル隔壁9は、シェル隔壁7と同様に、側壁6に接続される平板状の接続部9aを含んでおり、周方向において隣り合う接続部7aと接続部9aとの間隔D2が長さLよりも小さくなっている。
Furthermore, the
このようにして、隣り合う接続部7a,9aの間隔の全てが長さL以下となっている。そして、コア隔壁5、側壁6及びシェル隔壁7,9によって仕切られることでシェル部3に形成された複数の外周セル8の断面積は、全ての外周セル8の平均断面積の40%以上となっている。
In this way, all the intervals between the adjacent connecting
図3に示されるように、ハニカム構造体1の一端面1aにおいては、内部セル4aに隣接しない外周セル8aの一端部が封口材で封じられており、外周セル8のうち外周セル8a以外の外周セル8bが開口している。一方、図4に示されるように、ハニカム構造体1の他端面1bにおいては、外周セル8bの他端部が封口材で封じられており、外周セル8aが開口している。
As shown in FIG. 3, at one
以上のように構成されたハニカム構造体1は、ガスを浄化するフィルタとして用いられる。すなわち、ハニカム構造体1は、断熱材等に包まれ、更に金属製のケースに収容された状態で、一端面1aが上流側となりかつ他端面1bが下流側となるように、内燃機関から排出されるガスの流路上に配置される。そして、内燃機関から排出されたガスは、一端面1a側からハニカム構造体1に供給され、内部セル4b及び外周セル8bの開口を介して各セル4b,8b内に流入する。各セル4b,8b内に流入したガスは、内部セル4b及び外周セル8bの他端部が封口されているため、コア隔壁5及びシェル隔壁7を介して各セル4a,8a内に流入する。ガスがコア隔壁5及びシェル隔壁7を通過する際にガス中の微細粒子(すす等)が捕捉され、各セル4a,8a内に流入したガスは、内部セル4a及び外周セル8aの開口を介してハニカム構造体1外に流出する。これにより、浄化されたガスがハニカム構造体1の他端面1b側から排出されることになる。
The honeycomb structure 1 configured as described above is used as a filter for purifying gas. That is, the honeycomb structure 1 is discharged from the internal combustion engine so that the one
以上説明したように、ハニカム構造体1では、コア部2と側壁6との間に、コア部2を包囲するように複数のシェル隔壁7が配置されている。しかも、シェル隔壁7のそれぞれは、側壁6に対向しかつ側壁6に対して凹となるように接続された一対のコア隔壁5,5の角部5aと、側壁6との間に掛け渡されている。角部5aには、内部セル4のそれぞれを仕切るために、その角部5aに接続された一対のコア隔壁5,5よりも内側から他のコア隔壁5も接続されている。このため、側壁6に作用した外圧は、外圧の作用点近傍のシェル隔壁7を介して、そのシェル隔壁7が接続された角部5aに接続された上記他のコア隔壁5に伝わる。また、上記他のコア隔壁5に伝わった外圧は、そのコア隔壁5に内側から接続された更に他のコア隔壁5に伝わる。このようにして、側壁6に作用した外圧は、互いに連なるコア隔壁5に順次伝わって分散される。よって、このハニカム構造体1は、外圧に対する強度の向上が図られたものとなっている。
As described above, in the honeycomb structure 1, the plurality of
更に、ハニカム構造体1では、シェル隔壁7は、そのシェル隔壁7が接続された角部5aに集合する一対のコア隔壁5,5のそれぞれと鋭角の角度(90度より小さい角度)を成している。これにより、シェル隔壁7と上記一対のコア隔壁5,5のそれぞれとがなす角度が互いに近くなっている。一方、各内部セル4が正六角形又は規則的六角形であることから、上記他のコア隔壁5と上記一対のコア隔壁5,5のそれぞれとがなす角度は互いに略同等となっている。このため、上記他のコア隔壁5に対するシェル隔壁7の傾きが小さくなっており、シェル隔壁7から上記他のコア隔壁5に外圧がより伝わり易くなっている。
Further, in the honeycomb structure 1, the
また、ハニカム構造体1では、シェル隔壁7,9が、側壁6と略90度の角度を成すように、側壁6に接続されている。これにより、シェル隔壁7,9による側壁6の支持強度が向上させられている。
In the honeycomb structure 1, the
また、ハニカム構造体1では、一つの角部5a,5bと側壁6との間に、一つのシェル隔壁7,9のみが掛け渡されている。これにより、シェル部3の構造が単純化されている。
Further, in the honeycomb structure 1, only one
また、ハニカム構造体1では、外周セル8aの一端部及び外周セル8bの他端部が封口されている。これにより、外周セル8aの一端部及び外周セル8bの他端部によっても側壁6が支持されるため、その部分において外圧に対する強度の向上がより一層図られたものとなっている。
Further, in the honeycomb structure 1, one end portion of the
また、ハニカム構造体1では、外周セル8の断面積が、全ての外周セル8の平均断面積の40%以上となっている。これにより、外周セル8aの一端部及び外周セル8bの他端部を封口材で封じる際に、外周セル8の断面積が小さいことに起因して外周セル8aの一端部及び外周セル8bの他端部が確実に封口されない封口不良が発生することが防止されている。
In the honeycomb structure 1, the cross-sectional area of the
また、ハニカム構造体1では、コア部2の構造が非対称セル構造となっている。これにより、例えば対称セル構造に比べて、フィルタ単位体積当たりのろ過面積を大きくとることができるため、フィルタに起因する圧力損失の低減を図ることができ、延いては、ハニカム構造体1が適用される内燃機関の燃費の向上を図ることができる。
In the honeycomb structure 1, the
また、ハニカム構造体1では、隣り合うシェル隔壁7,9の接続部7a,9aの間隔の全てが、内部セル4aの断面形状である正六角形における最長の対角線の長さL以下となっている。これにより、隣り合うシェル隔壁7,9の間隔が大きくなることに起因してその部分において外圧に対する強度が低下することが防止されている。
Further, in the honeycomb structure 1, all the intervals between the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記各実施形態に限定されるものではない。例えば、コア部及びシェル部の形状及び材料は、上述したものに限定されず、様々な形状及び材料を適用することができる。また、内部セルの断面形状は、多角形状であれば、六角形状に限定されない。また、内部セルの角部やコア隔壁の角部は、若干の丸みを帯びていてもよい。更に、コア部2の構造は、互いに異なる断面形状を有する複数種類の内部セルを含む非対称セル構造に限定されず、略同じ断面形状を有する一種類の内部セルを含む対称セル構造であってもよい。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to said each embodiment. For example, the shapes and materials of the core portion and the shell portion are not limited to those described above, and various shapes and materials can be applied. Moreover, if the cross-sectional shape of an internal cell is a polygonal shape, it is not limited to a hexagonal shape. Further, the corners of the internal cells and the corners of the core partition walls may be slightly rounded. Furthermore, the structure of the
また、シェル隔壁は、側壁と90度の角度を成すように、側壁に接続されている場合に限定されず、側壁と80〜100度の角度を成すように、側壁に接続されていてもよい。この場合にも、シェル隔壁による側壁の支持強度を向上させることができる。 Further, the shell partition wall is not limited to the case where it is connected to the side wall so as to form an angle of 90 degrees with the side wall, but may be connected to the side wall so as to form an angle of 80 to 100 degrees with the side wall. . Also in this case, the supporting strength of the side wall by the shell partition can be improved.
また、各外周セルの一端部及び他端部の少なくとも一方が封口されていれば、封口された外周セルの端部によっても側壁が支持されるため、その部分において外圧に対する強度の向上を図ることができる。また、全ての外周セルの一端部が封口されていれば、外周セルの一端部が上流側となるようにハニカム構造体をガスの流路上に配置することで、外周セル内へのガスの流入を抑制し、セル部を保温層として機能させることができる。これにより、捕捉された微細粒子(すす等)を燃焼させるコア部の再生処理において、シェル部に包囲されたコア部を効率良くかつ均一に加熱して、微細粒子の燃え残りを低減することができる。従って、コア部の再生処理の頻度を減少させ(すなわち、コア部の再生効率を高め)、燃料消費を抑制することが可能となる。更に、各外周セルの一端部及び他端部の両方が封口されていれば、両方の部分において外圧に対する強度をより一層の向上させることができ、加えて、シェル部の保温層としての機能を向上させて、コア部の再生効率をより高め、燃料消費をより一層抑制することが可能となる。 In addition, if at least one of the one end and the other end of each peripheral cell is sealed, the side wall is supported by the end of the sealed peripheral cell, so that the strength against external pressure is improved at that portion. Can do. In addition, if one end of all the peripheral cells is sealed, the honeycomb structure is disposed on the gas flow path so that the one end of the peripheral cell is on the upstream side, so that gas flows into the peripheral cell. And the cell portion can function as a heat insulating layer. This makes it possible to efficiently and uniformly heat the core part surrounded by the shell part in the regeneration process of the core part that burns the captured fine particles (such as soot), thereby reducing the unburned fine particles. it can. Therefore, it is possible to reduce the frequency of the regeneration process of the core part (that is, increase the regeneration efficiency of the core part) and suppress fuel consumption. Furthermore, if one end part and the other end part of each peripheral cell are sealed, the strength against external pressure can be further improved in both parts, and in addition, the function as a heat insulating layer of the shell part can be achieved. As a result, the regeneration efficiency of the core portion can be further increased, and fuel consumption can be further suppressed.
1…ハニカム構造体、2…コア部、3…シェル部、4,4a,4b…内部セル、5…コア隔壁、5a,5b…角部、6…側壁、7,9…シェル隔壁、7a,9a…接続部、8,8a,8b…外周セル。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Honeycomb structure, 2 ... Core part, 3 ... Shell part, 4, 4a, 4b ... Internal cell, 5 ... Core partition, 5a, 5b ... Corner | angular part, 6 ... Side wall, 7, 9 ... Shell partition, 7a, 9a: connection part, 8, 8a, 8b ... angular cell.
Claims (9)
多角形状の断面形状を有する複数の内部セルが形成されたコア部と、
前記コア部を包囲する筒状のシェル部と、を備え、
前記コア部は、前記内部セルのそれぞれを仕切るコア隔壁を有し、
前記シェル部は、
間隙を介して前記コア部を包囲する筒状の側壁と、
前記コア部と前記側壁との間に、前記コア部を包囲するように配置された複数の第1シェル隔壁と、を有し、
前記第1シェル隔壁は、前記側壁に対向しかつ前記側壁に対して凹となるように接続された一対の前記コア隔壁の第1角部と、前記側壁との間に掛け渡されている、ハニカム構造体。 A honeycomb structure used as a filter for purifying gas,
A core portion in which a plurality of internal cells having a polygonal cross-sectional shape are formed;
A cylindrical shell portion surrounding the core portion,
The core part has a core partition that partitions each of the internal cells,
The shell portion is
A cylindrical side wall surrounding the core part via a gap;
A plurality of first shell partition walls disposed so as to surround the core portion between the core portion and the side wall;
The first shell partition wall is spanned between a first corner portion of a pair of the core partition walls facing the side wall and connected to be concave with respect to the side wall, and the side wall. Honeycomb structure.
隣り合う前記第1接続部の間隔が、前記多角形における最長の対角線の長さより大きい箇所では、隣り合う前記第1接続部の間に第2シェル隔壁が配置され、
前記第2シェル隔壁は、前記側壁に対向しかつ前記側壁に対して凸となるように接続された一対の前記コア隔壁の第2角部と、前記側壁との間に掛け渡されると共に、前記側壁に接続される平板上の第2接続部を含み、
隣り合う前記第1接続部と前記第2接続部との間隔は、前記多角形における最長の対角線の長さ以下となっている、請求項1〜8のいずれか一項記載のハニカム構造体。 The first shell partition wall includes a flat plate-like first connection portion connected to the side wall,
A second shell partition is disposed between the adjacent first connection portions where the interval between the adjacent first connection portions is greater than the length of the longest diagonal line in the polygon.
The second shell partition wall is spanned between the second corner portion of the pair of core partition walls facing the side wall and connected to be convex with respect to the side wall, and the side wall, Including a second connecting portion on a flat plate connected to the side wall;
The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 8, wherein an interval between the adjacent first connection portion and the second connection portion is equal to or less than a length of a longest diagonal line in the polygon.
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