JP6110750B2 - 目封止ハニカム構造体 - Google Patents
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Description
本発明の目封止ハニカム構造体の一実施形態は、図1に示す目封止ハニカム構造体100を挙げることができる。目封止ハニカム構造体100は、流入側端面11aから流出側端面11bまで延びる流体の流路となる複数のセル4(図2参照)を区画形成する多孔質の隔壁5を有するハニカム構造部11を備えている。複数のセル4は、セル4の延びる方向に垂直な断面における開口面積が異なる大セル4a(図2参照)と小セル4b(図2参照)とを含んでいる。そして、目封止ハニカム構造体100は、複数のセル4のうち、大セル4aと小セル4bとを含む所定のセルの流入側の端部に配設される流入側目封止部8aを備えている。更に、目封止ハニカム構造体100は、複数のセル4のうち、大セル4aと小セル4bとを含む残余のセルの流出側の端部に配設される流出側目封止部を備えている。所定のセルは、ハニカム構造部11の流入側端部が封止され且つ流出側端部が開口した流出セルである。また、残余のセルは、ハニカム構造部11の流出側端部が封止され且つ流入側端部が開口した流入セルである。また、目封止ハニカム構造体100は、ハニカム構造部11の外周に配設された外周壁7を有している。なお、本発明の目封止ハニカム構造体は、必ずしも外周壁7を有する必要はない。外周壁7は、ハニカム構造部11を作製する過程において、ハニカム成形体を押出成形する際に、隔壁5とともに形成されることが好ましい。また、外周壁7は、セラミック材料をハニカム構造部11の外周に塗工して形成したものであってもよい。図1は、本発明の目封止ハニカム構造体の一の実施形態を模式的に示す斜視図である。図2は、図1に示す目封止ハニカム構造体の一方の端面の一部領域Pを拡大して模式的に示す平面図である。
目封止ハニカム構造体100において、ハニカム構造部11の形状は、特に限定されないが、円筒形状、端面が楕円形の筒形状、端面が「正方形、長方形、三角形、五角形、六角形、八角形等」の多角形の角柱状等が好ましい。図1に示すハニカム構造部11は、円筒形状の場合の例を示している。
本発明の目封止ハニカム構造体の製造方法について説明する。まず、ハニカム構造部を作製するための坏土を調整し、この坏土を成形して、ハニカム成形体を作製する(成形工程)。作製するハニカム成形体は、セルの延びる方向に垂直な断面における開口面積が異なる2種類のセル(大セルと小セル)が、隔壁を隔てて交互に形成されたものとする。各セルの形状や大きさ(断面積)等については、上述した本実施形態の目封止ハニカム構造体にて説明したセルの好ましい例に準じて適宜決定することができる。
まず、成形工程においては、セラミック原料を含有するセラミック成形原料を成形して、流体の流路となる複数のセルを区画形成するハニカム成形体を形成する。
次に、得られたハニカム成形体を焼成してハニカム構造部を得る。なお、ハニカム成形体の焼成は、ハニカム成形体に目封止部を配設した後に行ってもよい。
次に、ハニカム構造部の、大セル及び小セルを含む所定のセルの開口部と、大セル及び小セルを含む残余のセルの開口部とに、目封止材料を充填して、流入側目封止部と流出側目封止部を形成する。
ハニカムセグメント原料として、SiC粉末及び金属Si粉末を80:20の質量割合で混合し、これに造孔剤として澱粉、発泡樹脂を加え、さらにメチルセルロース及びヒドロキシプロポキシルメチルセルロース、界面活性剤及び水を添加して、可塑性の坏土を作製した。この坏土を押出成形して16個のハニカムセグメント成形体を得た。これらのハニカムセグメント成形体は、セルの延びる方向に垂直な断面において、隔壁を隔てて八角形のセル(流入セル)と四角形のセル(流出セル)が交互に形成されたものであった。
圧力損失は、目封止ハニカム構造体に供給するガスの種類を変えて測定を行った。即ち、ススを含まないガス(空気)を供給したときの圧力損失及びススを含む排ガスを供給したときの圧力損失を測定した。
セルの延びる方向に垂直な断面において、隔壁を隔てて八角形のセル(流入セル)と四角形のセル(流出セル)が交互に形成された(大セルと小セルとが交互に形成された)目封止ハニカム構造体Aを用いてアッシュの捕集量に対する初期圧力損失を測定した。また、セルの延びる方向に垂直な断面において、隔壁を隔てて四角形のセル(流入セル)と四角形のセル(流出セル)が交互に形成された目封止ハニカム構造体B(通常の目封止ハニカム構造体)を用いてアッシュの捕集量に対する初期圧力損失を測定した。これらの目封止ハニカム構造体A,Bは、いずれも、セルの延びる方向における長さが114.3mm、直径が143.8mmであった。
実施例1と同様にして目封止ハニカムセグメントを作製した。目封止ハニカムセグメントは、隔壁厚さが0.38mmであり、大セルの幅が1.99mmであり、小セルの幅が1.27mmであった。
実施例1と同様にして目封止ハニカムセグメントを作製した。目封止ハニカムセグメントは、隔壁厚さが0.38mmであり、大セルの幅が1.99mmであり、小セルの幅が1.27mmであった。
表1に示す条件を満たすようにしたこと以外は実施例1と同様にして目封止ハニカム構造体を作製した。この目封止ハニカム構造体について、上記[圧力損失(kPa)の測定]を行った。結果を表2,3及び図6〜図11に示す。
Claims (4)
- 流入側端面から流出側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有し、前記複数のセルが、前記セルの延びる方向に垂直な断面における開口面積が異なる大セルと小セルとを含むハニカム構造部と、
前記複数のセルのうち、前記大セルと前記小セルとを含む所定のセルの前記流入側の端部に配設される流入側目封止部と、
前記複数のセルのうち、前記大セルと前記小セルとを含む残余のセルの前記流出側の端部に配設される流出側目封止部と、を備え、
前記所定のセルが、前記流入側端部が封止され且つ前記流出側端部が開口した流出セルであり、前記残余のセルが、前記流出側端部が封止され且つ前記流入側端部が開口した流入セルであり、
前記流入側目封止部が配設された前記大セルと前記流出側目封止部が配設された前記小セルが、前記ハニカム構造部の前記外周部に形成され、前記外周部以外の部分には形成されない目封止ハニカム構造体。 - 前記流出セルの総数に対する、前記流入側目封止部が配設された前記大セルの総数の割合が、30〜85%である請求項1に記載の目封止ハニカム構造体。
- 前記ハニカム構造部の外周部に位置する前記大セルの総数に対する、前記外周部に位置する前記流入側目封止部が配設された前記大セルの総数の割合が、36〜100%である請求項1または2に記載の目封止ハニカム構造体。
- 前記ハニカム構造部が、前記ハニカム構造部の外周を構成する外周部ハニカムセグメントと前記外周部ハニカムセグメントの内側に位置する中央部ハニカムセグメントとからなる請求項1〜3のいずれか一項に記載の目封止ハニカム構造体。
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