JP6110751B2 - 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(流入側端面)11aから流出側端面(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セルを含んでいる。そして、目封止ハニカム構造体100は、所定のセルの流入側端部に配設される流入側目封止部8aと、残余のセルの流出側端部に配設される流出側目封止部と、を備えている。ハニカム構造部11においては、流入側目封止部8aが配設されたセルである流出セル4bと流出側目封止部が配設されたセルである流入セル4aとが、隔壁5を隔てて交互に形成されている。また、ハニカム構造部11は、中央部における流入セル4aの開口面積が、ハニカム構造部11の中央部における流出セル4bの開口面積よりも大きい。なお、ハニカム構造部11の中央部は、ハニカム構造部11の、セル4の延びる方向に垂直な断面における中央部のことである。更に、ハニカム構造部11は、外周部における流出セル4bと流入セル4aとの開口面積の差が、中央部における流出セル4bと流入セル4aとの開口面積の差に比べて小さい。なお、ハニカム構造部11の外周部は、ハニカム構造部11の、セル4の延びる方向に垂直な断面における外周部のことである。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(流入セルと流出セル)が、隔壁を隔てて交互に形成される。また、ハニカム成形部の中央部における流入セルの上記開口面積は、ハニカム成形部の中央部における流出セルの上記開口面積よりも大きい。更に、作製するハニカム成形体は、外周部における流出セルとなるセルと流入セルとなるセルとの開口面積の差が、ハニカム構造部の中央部における流出セルとなるセルと流入セルとなるセルの開口面積の差に比べて小さい。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、ハニカム構造部の所定のセルの流入側端部と残余のセルの流出側端部とに、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とを形成する。
セラミック原料として、コージェライト化原料(アルミナ、タルク、カオリン)を用いた。アルミナ、タルク、カオリンの質量比は、焼成後、コージェライトが得られる質量比とした。セラミック原料に、バインダ(メチルセルロース)、水を混合してセラミック成形原料を得た。得られたセラミック成形原料を、ニーダーを用いて混練して、坏土を得た。得られた坏土を押出し成形してハニカム成形体を得た。
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。
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。
表1に示す条件を満たし、「ハニカム構造部の外周部における流出セルと流入セルとの開口面積の差が、ハニカム構造部の中央部における流出セルと流入セルとの開口面積の差と同じ」なるようにした。即ち、ハニカム構造部における流出セルと流入セルとの開口面積の差が同じになるようにした。そして、これらの条件以外は実施例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8に示す。
表1に示す条件を満たし、「複数のセル(流出セルと流入セル)の形状が四角形であり且つ開口面積が全て同じにしたこと」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8に示す。
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に示す。
Claims (1)
- 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セルを含むハニカム構造部と、
所定のセルの流入側端部に配設される流入側目封止部と、
残余のセルの流出側端部に配設される流出側目封止部と、を備え、
前記ハニカム構造部は、前記流入側目封止部が配設されたセルである流出セルと前記流出側目封止部が配設されたセルである流入セルとが、前記隔壁を隔てて交互に形成されており、
前記ハニカム構造部の中央部における前記流入セルの前記開口面積が、前記ハニカム構造部の中央部における前記流出セルの前記開口面積よりも大きく、
前記ハニカム構造部の外周部における前記流出セルと前記流入セルとの前記開口面積の差が、前記ハニカム構造部の前記中央部における前記流出セルと前記流入セルとの前記開口面積の差に比べて、小さく、
前記ハニカム構造部は、前記ハニカム構造部の外周部において前記ハニカム構造部の中心側から外周に向かうに従って、前記流出セルと前記流入セルとの前記開口面積の差が小さくなる目封止ハニカム構造体。
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