JP2018167200A - ハニカムフィルタ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】柱状のハニカム基材4と、セル2のいずれか一方の開口端部に配設された目封止部5と、を備え、セル2の延びる方向に直交する断面において、流入セル2aの形状が、五角形又は六角形であり、流出セル2bの形状が、正方形であり、複数のセル2は、流入セル2aの一辺と、隣接する流出セル2bの一辺とが平行となるよう、1つの流出セル2bの周囲を複数個の流入セル2aが取り囲む構造となっており、ハニカム基材4を構成する隔壁1は、流入セル2aと流出セル2bとの間に配設された第一隔壁1aの厚さT1が、流入セル2a同士の間に配設された第二隔壁1bの厚さT2よりも厚くなるように構成されている。
【選択図】図7
Description
前記セルの前記流入端面側又は前記流出端面側のいずれか一方の端部に配設された目封止部と、を備え、
前記セルの延びる方向に直交する断面において、
前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設された流入セルの形状が、五角形又は六角形であり、
前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設された流出セルの形状が、正方形であり、
複数の前記セルは、前記流入セルの一辺と、隣接する前記流出セルの一辺とが平行となるよう、1つの前記流出セルの周囲を複数個の前記流入セルが取り囲む構造となっており、
前記隔壁は、前記流入セルと前記流出セルとの間に配設された第一隔壁の厚さT1が、前記流入セル同士の間に配設された第二隔壁の厚さT2よりも厚くなるように構成されている、ハニカムフィルタ。
1つの前記流出セルの周囲を、六角形の4つの前記流入セルが取り囲む構造、又は、1つの前記流出セルの周囲を、五角形の8つの前記流入セルが取り囲む構造を有する、前記[1]〜[8]のいずれかに記載のハニカムフィルタ。
本発明のハニカムフィルタの一の実施形態は、図1〜図8に示すようなハニカムフィルタ100である。ここで、図1は、本発明のハニカムフィルタの一の実施形態を模式的に示す流入端面側から見た斜視図である。図2は、図1に示すハニカムフィルタの流入端面を模式的に示す平面図である。図3は、図1に示すハニカムフィルタの流出端面を模式的に示す平面図である。図4は、図2に示す流入端面の一部を拡大した拡大平面図である。図5は、図3に示す流出端面の一部を拡大した拡大平面図である。図6は、図4のA−A’断面を模式的に示す、断面図である。図7は、図4に示すセルの形状を説明するための模式図である。図8は、図5に示すセルの形状を説明するための模式図である。
次に、本発明のハニカムフィルタを製造する方法について説明する。
まず、ハニカム基材を作製するための坏土を調製した。実施例1では、坏土を調製するための原料粉末として、炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末とを、80:20の質量割合で混合した混合粉末を準備した。この混合粉末に、バインダ、造孔材、及び水を添加して、成形原料とした。次に、成形原料を混練して円柱状の坏土を作製した。
圧損性能評価においては、同一条件で測定された「基準となるハニカムフィルタ」の圧損の値を基準値として、各実施例のハニカムフィルタの圧損性能評価を行った。具体的には、大型風洞装置を用いて、10m3/分の風量における圧損を測定した。そして、基準となるハニカムフィルタの圧損の値をP0とし、各実施例のハニカムフィルタの圧損の値をP1とした場合、(P1−P0)/P0×100にて算出される値を、圧損性能評価の結果とした。なお、実施例1〜30において、基準となるハニカムフィルタを、比較例1とする。また、圧損の測定においては、ハニカムフィルタに煤の堆積していない状態の圧損と、ハニカムフィルタに4g/L又は8g/Lの煤が堆積している状態の圧損を測定し、3種類の評価を行った。表1において、「煤堆積量」の「0g/L」の欄に記載された結果は、各ハニカムフィルタに煤の堆積していない状態の圧損に関する性能評価結果である。表1において、「煤堆積量」の「4g/L」及び「8g/L」の欄に記載された結果は、各ハニカムフィルタに4g/L又は8g/Lの煤が堆積している状態の圧損に関する性能評価結果である。
まず、2.0Lディーゼルエンジンを搭載するエンジンベンチにて、一定運転条件にて、所定量の煤を発生させ、発生させた煤を、各実施例及び比較例のハニカムフィルタの隔壁の表面に堆積させた。次に、ポストインジェクションによる再生処理を行い、ハニカムフィルタの入口ガス温度を上昇させ、ハニカムフィルタの前後の圧損が低下し始めたところでポストインジェクションを切り、エンジンをアイドル状態に切り替えた。再生処理前の所定量の煤の堆積量を徐々に増加させ、ハニカムフィルタにクラックが生じるまで、上記操作を繰り返して行った。ハニカムフィルタにクラックが生じる煤の堆積量を、各ハニカムフィルタにおける「煤の堆積限界量」とした。以下の評価基準に従い、ハニカムフィルタの「煤の堆積限界量」の評価を行った。なお、実施例1〜30において、基準となるハニカムフィルタを、後述する比較例1とした。
評価「優」:基準となるハニカムフィルタの「煤の堆積限界量」を100%とした場合に、評価対象のハニカムフィルタの「煤の堆積限界量」が、110%以上の場合、その評価を「優」とする。
評価「良」:基準となるハニカムフィルタの「煤の堆積限界量」を100%とした場合に、評価対象のハニカムフィルタの「煤の堆積限界量」が、100%以上、110%未満の場合、その評価を「良」とする。
評価「不可」:基準となるハニカムフィルタの「煤の堆積限界量」を100%とした場合に、評価対象のハニカムフィルタの「煤の堆積限界量」が、100%未満の場合、その評価を「不可」とする。
「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。実施例2〜30のハニカムフィルタについて、実施例1と同様の方法で、「圧損性能評価」及び「耐熱衝撃性」を行った。結果を表1に示す。
「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」を、表1に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。即ち、比較例1においては、第一隔壁の厚さT1と、第二隔壁の厚さT2とが同じ値となるハニカムフィルタを作製した。
実施例31〜60においては、ハニカム基材を作製するための坏土の調製において、実施例1にて調製した坏土よりも造孔材の量を増量して、隔壁の気孔率が41%となるハニカムフィルタを製造した。このような坏土を使用し、「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」を、表2に示すように変更したこと以外は、実施例1と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。実施例31〜60のハニカムフィルタについて、実施例1と同様の方法で、「圧損性能評価」及び「耐熱衝撃性」を行った。結果を表2に示す。なお、実施例31〜60については、基準となるハニカムフィルタを、後述する比較例2とした。
「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」を、表2に示すように変更したこと以外は、実施例31と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。即ち、比較例2においては、第一隔壁の厚さT1と、第二隔壁の厚さT2とが同じ値となるハニカムフィルタを作製した。
実施例61〜64においては、図7に示すハニカムフィルタ100のように、正方形の流出セル2bの周囲を、4個の六角形の流入セル2aが取り囲むように配置されたセル構造を有するハニカムフィルタを作製した。ハニカムフィルタを作製する原料については、実施例1と同様のものを用いた。実施例61〜64のハニカムフィルタは、隔壁の気孔率が63%であった。表3に、実施例61〜64のハニカムフィルタの「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」の値を示す。実施例61〜64のハニカムフィルタについて、実施例1と同様の方法で、「圧損性能評価」及び「耐熱衝撃性」を行った。結果を表3に示す。なお、実施例61〜64については、基準となるハニカムフィルタを、後述する比較例3とした。
「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」を、表3に示すように変更したこと以外は、実施例61と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。即ち、比較例3においては、第一隔壁の厚さT1と、第二隔壁の厚さT2とが同じ値となるハニカムフィルタを作製した。
実施例65〜68においては、図7に示すハニカムフィルタ100のように、正方形の流出セル2bの周囲を、4個の六角形の流入セル2aが取り囲むように配置されたセル構造を有するハニカムフィルタを作製した。ハニカムフィルタを作製する原料については、実施例31と同様のものを用いた。実施例65〜68のハニカムフィルタは、隔壁の気孔率が41%であった。表4に、実施例65〜68のハニカムフィルタの「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」の値を示す。実施例65〜68のハニカムフィルタについて、実施例1と同様の方法で、「圧損性能評価」及び「耐熱衝撃性」を行った。結果を表4に示す。なお、実施例65〜68については、基準となるハニカムフィルタを、後述する比較例4とした。
「第一隔壁の厚さT1(μm)」、「第二隔壁の厚さT2(μm)」、及び「T1/T2」を、表4に示すように変更したこと以外は、実施例65と同様の方法でハニカムフィルタを作製した。即ち、比較例4においては、第一隔壁の厚さT1と、第二隔壁の厚さT2とが同じ値となるハニカムフィルタを作製した。
実施例1〜68のハニカムフィルタは、基準となる比較例1〜4のハニカムフィルタに対して、低圧損のものであった。即ち、第一隔壁の厚さT1が、第二隔壁の厚さT2よりも厚くなるように構成することにより、低圧損を実現できることが確認された。また、実施例1〜30のハニカムフィルタの結果から、実施例1〜25のハニカムフィルタは、低圧損を決めて良好に実現しつつ、耐熱衝撃性についても優れたものであった。また、実施例3〜14のハニカムフィルタの圧損性能評価の結果から、「T1/T2」の値が1.15〜1.70の範囲である場合に、特に低圧損を実現できることが確認された。
Claims (9)
- 流入端面から流出端面まで延びる複数のセルを取り囲むように配設された多孔質の隔壁を有する、柱状のハニカム基材と、
前記セルの前記流入端面側又は前記流出端面側のいずれか一方の端部に配設された目封止部と、を備え、
前記セルの延びる方向に直交する断面において、
前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設された流入セルの形状が、五角形又は六角形であり、
前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設された流出セルの形状が、正方形であり、
複数の前記セルは、前記流入セルの一辺と、隣接する前記流出セルの一辺とが平行となるよう、1つの前記流出セルの周囲を複数個の前記流入セルが取り囲む構造となっており、
前記隔壁は、前記流入セルと前記流出セルとの間に配設された第一隔壁の厚さT1が、前記流入セル同士の間に配設された第二隔壁の厚さT2よりも厚くなるように構成されている、ハニカムフィルタ。 - 前記第二隔壁の厚さT2に対する、前記第一隔壁の厚さT1の比の値(T1/T2)が、1.05〜2.95である、請求項1に記載のハニカムフィルタ。
- 前記第二隔壁の厚さT2に対する、前記第一隔壁の厚さT1の比の値(T1/T2)が、1.1〜2.15である、請求項2に記載のハニカムフィルタ。
- 前記第一隔壁の厚さT1が、150〜600μmである、請求項1〜3のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記流出セルの水力直径が、前記流入セルの水力直径よりも小さい、請求項1〜4のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記流出セルの一辺の長さが、0.6〜3.0mmである、請求項1〜5のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記隔壁の気孔率が、35〜70%である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記隔壁の気孔率が、50〜70%である、請求項7に記載のハニカムフィルタ。
- 前記セルの延びる方向に直交する断面において、
1つの前記流出セルの周囲を、六角形の4つの前記流入セルが取り囲む構造、又は、1つの前記流出セルの周囲を、五角形の8つの前記流入セルが取り囲む構造を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載のハニカムフィルタ。
Priority Applications (4)
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