JP6285194B2 - Honeycomb structure and exhaust gas purification device - Google Patents
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Description
本発明は、ハニカム構造体及び排ガス浄化装置に関する。更に詳しくは、その内部の温度を高精度で測定することができ、熱電対などの温度測定用プローブの交換が容易である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. More specifically, the present invention relates to a honeycomb structure and an exhaust gas purification device that can measure the internal temperature with high accuracy and can easily exchange a temperature measurement probe such as a thermocouple.
従来、各種エンジン等から排出される排ガスに含まれる微粒子を除去して排ガスを浄化するために、ハニカム構造のフィルタ(ハニカム構造体)を備える排ガス浄化装置が用いられている。この排ガス浄化装置は、フィルタの一方の端部側から微粒子を含む排ガスを流入させると、フィルタの隔壁で微粒子を濾過し、浄化されたガスをフィルタの他方の端部側から排出する。このようにして、上記排ガス浄化装置は、排ガスを浄化する。 2. Description of the Related Art Conventionally, an exhaust gas purification apparatus including a honeycomb structure filter (honeycomb structure) has been used to remove particulates contained in exhaust gas discharged from various engines and the like to purify the exhaust gas. In this exhaust gas purifying apparatus, when exhaust gas containing fine particles is introduced from one end side of the filter, the fine particles are filtered by the partition walls of the filter, and the purified gas is discharged from the other end side of the filter. In this way, the exhaust gas purification device purifies the exhaust gas.
そして、この排ガス浄化装置には、ハニカム構造体の内部の温度を把握するために、ハニカム構造体の後方に熱電対が用いられ、この熱電対が、ハニカム構造体から排出されたガスの温度を測定する(例えば、特許文献1参照)。 In this exhaust gas purifying apparatus, a thermocouple is used behind the honeycomb structure in order to grasp the temperature inside the honeycomb structure, and the thermocouple is used to control the temperature of the gas discharged from the honeycomb structure. Measure (for example, see Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1に記載の排ガス浄化装置は、ハニカム構造体から排出されたガスの温度を測定しているため、ハニカム構造体内部の温度とは誤差が生じているおそれがあった。即ち、ハニカム構造体内部の温度を直接測定するものではないため、測定される排ガスの温度と本来のハニカム構造体の温度との間で、ずれが生じていることがあった。このようなずれが生じているため、触媒劣化の判定について余裕を持たせる必要があった。つまり、所定の期間以上、所定以上の温度に曝されると、触媒は、劣化して、触媒機能が十分に得られなくなってしまう。そのため、熱電対からの温度情報に基づいて触媒の劣化の基準を設定し、触媒劣化の有無を判定している。この「触媒の劣化の基準」は、上記のように温度にはずれが生じているため、必要以上に余裕を持たせて設定されている。 However, since the exhaust gas purifying apparatus described in Patent Document 1 measures the temperature of the gas discharged from the honeycomb structure, there is a possibility that an error occurs from the temperature inside the honeycomb structure. That is, since the temperature inside the honeycomb structure is not directly measured, there may be a deviation between the measured exhaust gas temperature and the original honeycomb structure temperature. Since such a shift has occurred, it is necessary to provide a margin for determining the catalyst deterioration. That is, if the catalyst is exposed to a predetermined temperature or more for a predetermined period or longer, the catalyst deteriorates and the catalyst function cannot be sufficiently obtained. For this reason, a criterion for catalyst degradation is set based on temperature information from the thermocouple, and the presence or absence of catalyst degradation is determined. This “catalyst degradation criterion” is set with a margin more than necessary because the temperature is deviated as described above.
このようなことから、ハニカム構造体内部の温度を高い精度で測定可能であり、また、熱電対などの温度測定用プローブが破損した場合などにおいて、温度測定用プローブを容易に交換できるハニカム構造体及び排ガス浄化装置の開発が切望されていた。 For this reason, it is possible to measure the temperature inside the honeycomb structure with high accuracy, and when the temperature measurement probe such as a thermocouple is damaged, the honeycomb structure can be easily replaced. And development of an exhaust gas purification device was eagerly desired.
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る。その課題とするところは、内部の温度を直接測定することができ、熱電対などの温度測定用プローブの交換が容易であるハニカム構造体及び排ガス浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of such problems of the prior art. An object of the present invention is to provide a honeycomb structure and an exhaust gas purifying apparatus that can directly measure the internal temperature and can easily replace a temperature measuring probe such as a thermocouple.
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] 流体の流路となり前記流体が流入する一方の端面である流入端面から前記流体が流出する他方の端面である流出端面まで延びる複数のセルを区画形成する多孔質の隔壁を有するハニカム基材と、前記ハニカム基材の所定のセルである入口セルの前記流出端面側の開口部及び残余のセルである出口セルの前記流入端面の開口部に配設された目封止部と、を備え、前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口部を有する温度測定用プローブ挿入用の溝部が少なくとも1つ形成され、前記溝部の前記開口部の、前記ハニカム基材の周方向の長さが、0.5〜20mmであり、前記ハニカム基材の外周部の前記隔壁を貫通しないように形成されているハニカム構造体。 [1] A honeycomb base having a porous partition wall that defines a plurality of cells that serve as a fluid flow path and extend from an inflow end surface that is one end surface into which the fluid flows in to an outflow end surface that is the other end surface from which the fluid flows out And a plugging portion disposed in the opening portion on the outflow end face side of the inlet cell that is a predetermined cell of the honeycomb base material and the opening portion on the inflow end face of the outlet cell that is a remaining cell. And at least one groove for inserting a temperature measurement probe having an opening on a side surface of the honeycomb substrate, and the opening of the groove in the circumferential direction of the honeycomb substrate. length is 0.5 to 20 mm, before Symbol said honeycomb structure being formed so as not to penetrate the septum of the outer peripheral portion of the honeycomb substrate.
[2] 前記ハニカム基材が、複数のハニカムセグメントと前記複数のハニカムセグメントを互いに接合する接合層とを有し、前記ハニカム基材の前記接合層のみに、前記溝部が形成されている前記[1]に記載のハニカム構造体。 [2] The honeycomb substrate includes a plurality of honeycomb segments and a bonding layer that bonds the plurality of honeycomb segments to each other, and the groove is formed only in the bonding layer of the honeycomb substrate. The honeycomb structure according to 1].
[3] 前記溝部の深さが、1mm以上である前記[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 groove has a depth of 1 mm or more.
[4] 前記溝部の前記開口部の、前記ハニカム基材のセルの延びる方向の長さが、0.5mm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 honeycomb structure according to any one of [1] to [ 3 ], wherein a length of the opening of the groove in a cell extending direction of the honeycomb base is 0.5 mm or more.
[5] 前記[1]〜[4]のいずれかに記載のハニカム構造体と、排ガスが流入する流入口、浄化された排ガスが流出する流出口、及び前記流入口と前記流出口との間に位置する胴部を有し、前記胴部に前記ハニカム構造体を収納する缶体と、を備え、前記缶体は、前記胴部に、前記ハニカム構造体の前記ハニカム基材に形成された前記溝部の開口部の面積以上の面積の開口部を有する貫通孔が少なくとも1つ形成され、前記ハニカム構造体は、前記ハニカム基材に形成された前記溝部と前記缶体の前記貫通孔とが連通する位置に配置され、更に、前記缶体の前記貫通孔を通り、前記ハニカム構造体の前記ハニカム基材の前記溝部に挿入されて、前記ハニカム構造体内部の排ガスの温度を測定する温度測定用プローブを備える排気浄化装置。 [ 5 ] The honeycomb structure according to any one of [1] to [ 4 ], an inlet into which exhaust gas flows, an outlet from which purified exhaust gas flows out, and between the inlet and the outlet A can body that houses the honeycomb structure in the body portion, and the can body is formed on the honeycomb base material of the honeycomb structure in the body portion. At least one through hole having an opening having an area larger than the area of the opening of the groove is formed, and the honeycomb structure has the groove formed in the honeycomb substrate and the through hole of the can body. A temperature measurement that is disposed in a communicating position, passes through the through-hole of the can body, and is inserted into the groove portion of the honeycomb base material of the honeycomb structure to measure the temperature of exhaust gas inside the honeycomb structure. Exhaust purification equipment equipped with a probe .
本発明のハニカム構造体は、ハニカム基材に溝部を形成し、この溝部に熱電対などの温度測定用プローブを挿入してハニカム構造体内部に配置できるのでハニカム構造体内部の温度を直接測定できる。その結果、ハニカム構造体内部の温度を高精度で測定することができる。また、本発明のハニカム構造体は、溝部に挿入されている温度測定用プローブを抜き取り、その後、新しい温度測定用プローブを溝部に挿入すればよいので温度測定用プローブの交換が容易である。 In the honeycomb structure of the present invention, a groove portion is formed in the honeycomb base material, and a temperature measuring probe such as a thermocouple can be inserted into the groove portion and disposed inside the honeycomb structure, so that the temperature inside the honeycomb structure can be directly measured. . As a result, the temperature inside the honeycomb structure can be measured with high accuracy. In addition, the honeycomb structure of the present invention can be easily replaced because the temperature measurement probe inserted into the groove is extracted and then a new temperature measurement probe is inserted into the groove.
本発明の排ガス浄化装置は、ハニカム構造体のハニカム基材に溝部を形成し、この溝部に測定用プローブを挿入してハニカム構造体内部に配置できるのでハニカム構造体内部の温度を直接測定できる。その結果、ハニカム構造体内部の温度を高精度で測定することができる。また、本発明の排ガス浄化装置は、缶体の貫通孔とハニカム構造体のハニカム基材の溝部に挿入されている温度測定用プローブを抜き取り、その後、新しい温度測定用プローブを缶体の貫通孔とハニカム構造体のハニカム基材の溝部に挿入すればよいので温度測定用プローブの交換が容易である。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, a groove is formed in the honeycomb base material of the honeycomb structure, and a measurement probe can be inserted into the groove and disposed inside the honeycomb structure, so that the temperature inside the honeycomb structure can be directly measured. As a result, the temperature inside the honeycomb structure can be measured with high accuracy. Further, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention extracts the temperature measuring probe inserted into the through hole of the can body and the groove portion of the honeycomb base material of the honeycomb structure, and then inserts the new temperature measuring probe into the through hole of the can body. Therefore, the probe for temperature measurement can be easily replaced because it can be inserted into the groove of the honeycomb substrate of the honeycomb structure.
以下、本発明の実施の形態について説明する。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。 Embodiments of the present invention will be described below. The present invention is not limited to the following embodiments, and appropriate modifications and improvements are added to the following embodiments on the basis of ordinary knowledge of those skilled in the art without departing from the spirit of the present invention. It should be understood that what has been described also falls within the scope of the invention.
[1]ハニカム構造体:
本発明のハニカム構造体の一実施形態は、図1に示すハニカム構造体100である。ハニカム構造体100は、流体の流路となり流体が流入する一方の端面である流入端面11から流体が流出する他方の端面である流出端面12まで延びる複数のセル2を区画形成する多孔質の隔壁1を有するハニカム基材10を備える。更に、ハニカム構造体100は、セル2のうちの所定のセルであるの一方の端部及び残余のセルの他方の端部に配設される目封止部25を備える。そして、ハニカム構造体100は、ハニカム基材10の側面に開口部を有する温度測定用プローブ挿入用の溝部20が少なくとも1つ形成されている。そして、ハニカム基材10の周方向における溝部20の開口部の長さ(即ち、溝部20の開口部の、ハニカム基材10の周方向の長さ)は、0.5〜20mmである。そして、溝部20は、ハニカム基材10の外周部の隔壁1を貫通しないように形成されている。
[1] Honeycomb structure:
One embodiment of the honeycomb structure of the present invention is a
具体的には、ハニカム構造体内部の温度は、ハニカム構造体の軸方向(即ち、ハニカム構造体のセルの延びる方向)、及び径方向において均一ではない。また、実際にハニカム構造体が高温になるのは、ハニカム構造体の内部のうちの一部である。そのため、ハニカム構造体の数十mm下流(即ち、ハニカム構造体の外部)に配置した熱電対でハニカム構造体内部の温度を正確に把握することは難しく、測定される排ガスの温度と本来のハニカム構造体の温度との間には大きな誤差が生じているという問題がある。このように、測定される排ガスの温度と本来のハニカム構造体の温度との間で、ずれが生じていることがあった。そのため、触媒劣化の判定について余裕を持たせる必要があった。つまり、所定の期間以上、所定以上の温度に曝されると、触媒は、劣化して、触媒機能が十分に得られなくなってしまう。そのため、熱電対などの温度測定用プローブ(以下、単に「測定用プローブ」と記す場合がある)からの温度情報に基づいて触媒の劣化の基準を設定し、触媒劣化の有無を判定している。この「触媒の劣化の基準」は、上記のように温度にはずれが生じているため、必要以上に余裕を持たせて設定されている。このように、温度の誤差を考慮して、担持させる触媒の量を多く見積もる必要があった。つまり、触媒が無駄になっていることがあった。一方、ハニカム構造体100は、ハニカム基材10に溝部20を形成し、この溝部20に熱電対(測定用プローブ)30(図3参照)を挿入してハニカム構造体100内部の温度を直接測定している。そのため、上記のような問題は生じず、ハニカム構造体100内部の温度を高精度で測定することができる。また、触媒を無駄にすることを防止できる。
Specifically, the temperature inside the honeycomb structure is not uniform in the axial direction of the honeycomb structure (that is, the direction in which the cells of the honeycomb structure extend) and in the radial direction. In addition, the honeycomb structure is actually heated at a part of the inside of the honeycomb structure. For this reason, it is difficult to accurately grasp the temperature inside the honeycomb structure with a thermocouple arranged several tens of millimeters downstream of the honeycomb structure (that is, outside the honeycomb structure). There is a problem that a large error occurs between the temperature of the structure and the structure. As described above, there is a case where a deviation occurs between the temperature of the exhaust gas to be measured and the original temperature of the honeycomb structure. Therefore, it is necessary to provide a margin for the determination of catalyst deterioration. That is, if the catalyst is exposed to a predetermined temperature or more for a predetermined period or longer, the catalyst deteriorates and the catalyst function cannot be sufficiently obtained. For this reason, a catalyst deterioration standard is set based on temperature information from a temperature measurement probe such as a thermocouple (hereinafter sometimes simply referred to as “measurement probe”) to determine the presence or absence of catalyst deterioration. . This “catalyst degradation criterion” is set with a margin more than necessary because the temperature is deviated as described above. Thus, it is necessary to estimate a large amount of the catalyst to be supported in consideration of the temperature error. That is, the catalyst may be wasted. On the other hand, in the
また、ハニカム構造体100は、溝部20に挿入されている熱電対30を抜き取り、その後、新しい熱電対30を溝部20に挿入すればよいので熱電対30の交換が容易である。例えば、熱電対の故障時の修理が容易である。
In addition, the
更に、従来技術であってもハニカム構造体内部に測定用プローブを挿入することも可能ではある。この場合、出口端面側から測定用プローブを挿入することになるが、測定用プローブを挿入する際に、測定用プローブが隔壁と接触して隔壁が破損することがある。また、排ガスの流路であるセル内に沿って測定用プローブを挿入することになるため、流路抵抗が高くなり、その結果、圧力損失が増大してしまうという問題がある。また、上記のように測定用プローブをセル内に挿入するため、長い測定用プローブが必要になり、その結果、コストアップになってしまう。また、測定用プローブが長くなると、排ガスの流れによる影響が大きくなる。具体的には、排ガスによって測定用プローブが、セル内で動き、ハニカム構造体(隔壁)を破損する。更に、測定用プローブは、特定のセル内に挿入する必要があるが、その場合には、一度コンバーターを解体した後に測定用プローブを挿入する必要がある。そのため、コストや作業時間がかかってしまう。 Furthermore, even in the conventional technique, it is possible to insert a measurement probe into the honeycomb structure. In this case, the measurement probe is inserted from the exit end face side. However, when the measurement probe is inserted, the measurement probe may come into contact with the partition wall and the partition wall may be damaged. In addition, since the measurement probe is inserted along the cell which is the exhaust gas flow path, there is a problem that the flow path resistance is increased, resulting in an increase in pressure loss. Further, since the measurement probe is inserted into the cell as described above, a long measurement probe is required, resulting in an increase in cost. Further, when the measurement probe becomes longer, the influence of the flow of exhaust gas becomes larger. Specifically, the measurement probe moves in the cell due to the exhaust gas, and the honeycomb structure (partition wall) is damaged. Furthermore, the measurement probe needs to be inserted into a specific cell. In this case, the measurement probe needs to be inserted after dismantling the converter. Therefore, cost and work time will be required.
図1は、本発明の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。 FIG. 1 is a perspective view schematically showing one embodiment of a honeycomb structure of the present invention.
[1−1]ハニカム基材:
ハニカム基材10には、上述のように、測定用プローブ挿入用の溝部20が少なくとも1つ形成されている。この溝部20は、開口部のハニカム基材10の周方向の長さが、0.5〜20mmである。「溝部」は、ハニカム構造体の内部の温度を測定する測定用プローブを挿入するための穴であり、更に言えば、測定用プローブ(特に測定用プローブのセンサの先端部)と嵌り合う穴のことである。
[1-1] Honeycomb substrate:
As described above, at least one
溝部の開口部の形状は、測定用プローブを挿入可能であれば特に制限はない。即ち、測定用プローブの形状(特に、測定用プローブのセンサの先端部)にあわせて適宜設定することができる。溝部の開口部の形状としては、例えば、円形、楕円形、正方形、長方形などを挙げることができる。なお、開口部の形状が長方形である場合、溝部は「スリット」ということもできる。図1に示す溝部20は、開口部の形状が長方形であり、「スリット」ということもできる。
The shape of the opening of the groove is not particularly limited as long as the measurement probe can be inserted. That is, it can be appropriately set according to the shape of the measurement probe (in particular, the tip of the sensor of the measurement probe). Examples of the shape of the opening of the groove include a circle, an ellipse, a square, and a rectangle. In addition, when the shape of the opening is a rectangle, the groove can also be referred to as a “slit”. The
溝部の開口部の、ハニカム基材の周方向の長さ(以下、「溝部の幅」と記す場合がある)は、0.5〜10mmであることが好ましく、0.5〜3.0mmであることが更に好ましく、0.5〜1.0mmであることが特に好ましい。溝部の幅が上記下限値未満であると、測定用プローブが挿入できないおそれがある。溝部の幅が上記上限値超であると、熱電対などの測定用プローブを溝部に挿入した際に、測定用プローブがあることに起因して圧力損失が増加しすぎてエンジン出力の低下を引き起こすおそれがある。「溝部の開口部の、ハニカム基材の周方向の長さ」は、「溝部の開口部の、ハニカム基材の周方向の長さ」が1つの溝部において複数得られるときは、「溝部の開口部の、ハニカム基材の周方向の長さ」の最大の長さをいう。なお、「1つの溝部において複数得られるとき」とは、1つの溝部においても上記「溝部の開口部の、ハニカム基材の周方向の長さ」が均一でないときのことを意味する。「溝部の幅」は、図1中の符号「H」で示す。 The length of the opening of the groove in the circumferential direction of the honeycomb base material (hereinafter sometimes referred to as “the width of the groove”) is preferably 0.5 to 10 mm, preferably 0.5 to 3.0 mm. More preferably, it is particularly preferably 0.5 to 1.0 mm. If the width of the groove is less than the lower limit, the measurement probe may not be inserted. If the groove width exceeds the above upper limit, when a measurement probe such as a thermocouple is inserted into the groove, the pressure loss increases excessively due to the presence of the measurement probe, causing a decrease in engine output. There is a fear. “The length in the circumferential direction of the honeycomb base material of the opening of the groove part” means that when “a plurality of the lengths of the opening part of the groove part in the circumferential direction of the honeycomb base material” are obtained in one groove part, The maximum length of the “length of the opening in the circumferential direction of the honeycomb base material” is referred to. “When a plurality of grooves are obtained in one groove” means that the “length of the opening in the groove in the circumferential direction of the honeycomb substrate” is not uniform even in one groove. The “width of the groove” is indicated by the symbol “H” in FIG.
溝部の開口部の、ハニカム基材のセルの延びる方向の長さ(以下、「溝部の長さ」と記す場合がある)は、下限値が0.5mmであることが好ましい。また、溝部の長さは、上限値が、ハニカム基材の全長の50%であることが好ましく、ハニカム基材の全長の30%であることが更に好ましく、ハニカム基材の全長の15%であることが特に好ましい。溝部の長さが上記下限値未満であると、熱電対などの測定用プローブを挿入できないおそれがある。溝部の長さが上記上限値超であると、ハニカム基材の全長方向に対する耐せん断応力性能が低下するおそれがある。「溝部の開口部の、ハニカム基材のセルの延びる方向の長さ」は、「溝部の開口部の、ハニカム基材のセルの延びる方向の長さ」が1つの溝部において複数得られるときは、「溝部の開口部の、ハニカム基材のセルの延びる方向の長さ」の最大の長さをいう。なお、「1つの溝部において複数得られるとき」とは、1つの溝部においても上記「溝部の開口部の、ハニカム基材のセルの延びる方向の長さ」が均一でないときのことを意味する。「溝部の長さ」は、図3中の符号「L」で示す。 The lower limit of the length of the opening of the groove in the direction in which the cells of the honeycomb substrate extend (hereinafter may be referred to as “the length of the groove”) is preferably 0.5 mm. The upper limit of the length of the groove is preferably 50% of the total length of the honeycomb base material, more preferably 30% of the total length of the honeycomb base material, and 15% of the total length of the honeycomb base material. It is particularly preferred. If the length of the groove is less than the lower limit, a measurement probe such as a thermocouple may not be inserted. If the length of the groove part exceeds the upper limit, the shear stress resistance in the full length direction of the honeycomb base material may be deteriorated. “The length of the opening of the groove part in the extending direction of the cells of the honeycomb base material” means that “the length of the opening of the groove part of the cell of the honeycomb base cell in the extending direction” is obtained in one groove part. The maximum length of “the length of the opening of the groove in the cell extending direction of the honeycomb substrate”. “When a plurality of grooves are obtained in one groove” means that the “length of the opening of the groove in the cell extending direction of the honeycomb substrate” is not uniform even in one groove. “The length of the groove” is indicated by the symbol “L” in FIG.
溝部の深さは、1mm以上であることが好ましい。溝部の深さが1mm未満であると、ハニカム基材の内部の温度を精度良く推定することができないおそれがある。なお、「溝部の深さ」は、1つの溝部において複数得られるときは、つまり、1つの溝部においても上記深さが均一でないときは、溝部の開口部からの距離が最も遠い位置における深さをいう。「溝部の深さ」は、図3中の符号「D」で示す。 The depth of the groove is preferably 1 mm or more. If the depth of the groove is less than 1 mm, the temperature inside the honeycomb substrate may not be accurately estimated. Note that when a plurality of “groove depths” are obtained in one groove portion, that is, when the depth is not uniform even in one groove portion, the depth at the position where the distance from the opening of the groove portion is farthest. Say. The “depth of the groove” is indicated by a symbol “D” in FIG.
また、溝部の深さは、1mm以上であり且つ「外周から面積重心までの距離に対する溝部の深さの比([溝部の深さ/外周から面積重心までの距離]×100)が10%以上である」ことを満たすことが好ましい。このようにすることで、より測定精度を高くすることができる。なお、「面積重心」とは、ハニカム構造体のセルの延びる方向に直行する断面において、ハニカム構造体の外周縁により描かれる図形の重心のことである。また、「外周から面積重心までの距離」とは、上記断面において上記「面積重心」から「ハニカム基材の外周縁」に引いた直線のうち最も短いものを意味する。即ち、ハニカム構造体が円柱状である場合には、「外周から面積重心までの距離」は、ハニカム構造体のセルの延びる方向に直行する断面におけるハニカム構造体の半径ことである。 The depth of the groove is 1 mm or more, and the ratio of the depth of the groove to the distance from the outer periphery to the area centroid ([depth of the groove / distance from the outer periphery to the area centroid] × 100) is 10% or more. It is preferable to satisfy that. By doing in this way, measurement accuracy can be made higher. The “area center of gravity” is the center of gravity of the figure drawn by the outer peripheral edge of the honeycomb structure in a cross section orthogonal to the cell extending direction of the honeycomb structure. The “distance from the outer periphery to the area centroid” means the shortest straight line drawn from the “area centroid” to the “outer periphery of the honeycomb substrate” in the cross section. That is, when the honeycomb structure is cylindrical, the “distance from the outer periphery to the area center of gravity” is the radius of the honeycomb structure in a cross section orthogonal to the cell extending direction of the honeycomb structure.
更に、溝部の深さは、1mm以上であり且つ「外周から面積重心までの距離に対する溝部の深さの比([溝部の深さ/外周から面積重心までの距離]×100)が25%以上である」ことを満たすことが好ましい。このようにすることで、更に測定精度を高くすることができる。 Further, the depth of the groove is 1 mm or more, and the ratio of the depth of the groove to the distance from the outer periphery to the area center of gravity ([depth of the groove / distance from the outer periphery to the area center of gravity] × 100) is 25% or more. It is preferable to satisfy that. In this way, the measurement accuracy can be further increased.
なお、溝部の深さは、深い方が好ましく、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中央部まで溝部が延びていることが好ましい。「中央部」は、具体的には、面積重心のことをいう。 In addition, it is preferable that the depth of the groove is deeper, and it is preferable that the groove extends to the center in the cross section orthogonal to the cell extending direction of the honeycomb structure. Specifically, the “central part” refers to the center of gravity of the area.
溝部は、1〜5個形成されることが好ましく、1〜4個形成されることが更に好ましく、1〜3個形成されることが特に好ましい。溝部を複数形成することにより、より正確にハニカム構造体内部の排ガスの温度を測定できる。 It is preferable that 1 to 5 grooves are formed, more preferably 1 to 4 grooves are formed, and particularly preferably 1 to 3 grooves are formed. By forming a plurality of grooves, the temperature of the exhaust gas inside the honeycomb structure can be measured more accurately.
なお、溝部が複数形成される場合、各溝部は同じ形状であってもよいし異なっていてもよい。 When a plurality of groove portions are formed, each groove portion may have the same shape or may be different.
溝部を形成する位置は特に制限されない。例えば、ハニカム基材が、複数のハニカムセグメントと複数のハニカムセグメントを互いに接合する接合層とを有する場合(セグメント構造のハニカム基材)、ハニカム基材の接合層(即ち、接合層のみ)に溝部を形成することができる。また、接合層以外の部分に溝部を形成してもよい。つまり、溝部が、ハニカム基材の外周部の隔壁を貫通するように形成されていてもよい。なお、セグメント構造のハニカム基材では、溝部を、接合層またはこの接合層以外の部分のいずれか、或いは両方に形成できる。一方で、図2に示すハニカム構造体100のように押出成形等により一体に成形されるハニカム構造体(ハニカム基材)では、接合層が存在しないため、溝部は、ハニカム基材の外周部の隔壁を貫通するように形成されることになる。本明細書において「ハニカムセグメント」は、「ハニカムセグメント焼成体」と記す場合がある。
The position for forming the groove is not particularly limited. For example, when the honeycomb substrate has a plurality of honeycomb segments and a bonding layer for bonding the plurality of honeycomb segments to each other (a honeycomb substrate having a segment structure), a groove portion is formed in the bonding layer of the honeycomb substrate (that is, only the bonding layer). Can be formed. Moreover, you may form a groove part in parts other than a joining layer. That is, the groove portion may be formed so as to penetrate the partition wall on the outer peripheral portion of the honeycomb base material. In the honeycomb substrate having the segment structure, the groove portion can be formed in either or both of the bonding layer and the portion other than the bonding layer. On the other hand, in the honeycomb structure (honeycomb base material) integrally formed by extrusion molding or the like as in the
「セグメント構造のハニカム基材」の場合、溝部がハニカム基材の接合層に形成されていることが好ましい。即ち、「セグメント構造のハニカム基材」である場合、溝部を形成する位置は、ハニカム基材の接合層であることが好ましい。このように溝部を形成すると、セル内を流れる排ガスが溝部を通って外部に漏れ出てしまうことを防止できる。また、セル内に測定用プローブ(以下、「熱電対」と記す場合がある)が配置されることに起因して排ガスの流れが悪くなり、圧力損失が増大してしまうことを防止できる。 In the case of “a honeycomb substrate having a segment structure”, it is preferable that the groove is formed in the bonding layer of the honeycomb substrate. That is, in the case of the “segment-structured honeycomb substrate”, the position where the groove is formed is preferably the bonding layer of the honeycomb substrate. When the groove is formed in this way, it is possible to prevent the exhaust gas flowing in the cell from leaking outside through the groove. In addition, it is possible to prevent the flow of exhaust gas from deteriorating and increasing pressure loss due to the arrangement of a measurement probe (hereinafter sometimes referred to as “thermocouple”) in the cell.
「セグメント構造のハニカム基材」である場合、溝部の全てがハニカム基材の接合層に形成されていることが好ましい。このようにすることにより、上記排ガスが溝部を通って外部に漏れ出てしまうこと、及び圧力損失が増大してしまうことを更に良好に防止できる。 In the case of the “segmented honeycomb substrate”, it is preferable that all of the groove portions are formed in the bonding layer of the honeycomb substrate. By doing in this way, it can prevent still more favorably that the said waste gas will leak outside through a groove part, and pressure loss will increase.
図1に示すハニカム構造体100は、複数のハニカムセグメント22と複数のハニカムセグメント22を互いに接合する接合層24とを有している。そして、このハニカム構造体100は、ハニカム基材10の接合層24に、3つの溝部20の全てが形成されている。3つの溝部20の全ては、ハニカム構造体100の側面においてハニカム構造体100の流入端面から流出端面12まで延びる1つの接合層24に、ハニカム基材10のセル2の延びる方向における位置を異ならせて形成されている。ハニカム構造体100の溝部20の開口部の形状は、ハニカム構造体100のセル2の延びる方向に長い長方形である。
A
また、図2に示すハニカム構造体101は、押出成形等により一体に成形されたものであり、このハニカム構造体101は、溝部20が、ハニカム基材10の外周部の隔壁1を貫通するように形成されている。ハニカム構造体101のように、溝部20がハニカム基材10の外周部の隔壁を貫通するように形成されている場合、溝部20に測定用プローブを挿入した後、溝部の開口部をセメント材などによって塞ぐことが好ましい。この溝部の開口部から排ガスが漏れ出てしまうことを防止するためである。セメント材としては、例えば、無機繊維、無機バインダ、有機バインダ、無機粒子、及び発泡樹脂から構成される材料を挙げることができる。具体的には、無機繊維としては、例えば、アルミノシリケート及びアルミナ等の酸化物繊維、その他の繊維(例えば、SiC繊維)等を挙げることができる。無機バインダとしては、例えば、シリカゾル、アルミナゾル、粘土等を挙げることができる。有機バインダとしては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、カルボキシメチルセルローズ(CMC)、メチルセルロース(MC)等を挙げることができる。無機粒子としては、例えば、炭化珪素、窒化珪素、コージェライト、アルミナ、ムライト等のセラミックスを挙げることができる。また、このようなセメント材以外に、外周コート層を構成する外周コート材によって溝部の開口部(熱電対の挿入後の溝部の開口部)を塞いでもよい。図2は、本発明のハニカム構造体の他の実施形態を模式的に示す斜視図である。
Further, the
溝部の、ハニカム基材のセルの延びる方向における形成位置(長さ方向の形成位置)は、入口端面からの距離が、ハニカム基材のセルの延びる方向の長さの5〜95%の範囲内であることが好ましい。更に、上記「長さ方向の形成位置」は、入口端面からの距離が、ハニカム基材のセルの延びる方向の長さの10〜90%の範囲内であることが更に好ましく、10〜50%の範囲内であることが特に好ましい。上記「長さ方向の形成位置」が上記上限値超であると、測定精度の向上が十分に図れないおそれがある。 The formation position of the groove portion in the cell extending direction of the honeycomb base material (formation position in the length direction) is such that the distance from the inlet end surface is within a range of 5 to 95% of the length of the honeycomb base material cell extension direction. It is preferable that Further, the “formation position in the length direction” is more preferably in the range of 10 to 90% of the length in the cell extending direction of the honeycomb base material, and the distance from the inlet end surface is 10 to 50%. It is particularly preferable that the value falls within the range. If the “formation position in the length direction” exceeds the upper limit, the measurement accuracy may not be sufficiently improved.
溝部を複数形成する場合、溝部の配置は適宜決定することができるが、例えば、以下のように溝部を配置することが好ましい。1つ目の溝部を入口端面側の端部に配置し、2つ目の溝部をハニカム基材のセルの延びる方向における中央(入口端面と出口端面との中間)に配置する。このように溝部を配置することにより、従来の方法では温度の推定精度が十分でない領域(具体的には、入口端面から中央部までの領域)の温度を精度良く推定できる。 When a plurality of groove portions are formed, the arrangement of the groove portions can be determined as appropriate, but for example, the groove portions are preferably arranged as follows. The first groove is arranged at the end on the inlet end face side, and the second groove is arranged in the center (in the middle of the inlet end face and the outlet end face) in the cell extending direction of the honeycomb substrate. By arranging the grooves in this way, the temperature in a region where the temperature estimation accuracy is not sufficient in the conventional method (specifically, the region from the inlet end surface to the central portion) can be accurately estimated.
溝部には、温度測定用プローブの他に、特定のガスの種類や濃度を検知できるセンサを挿入することもできる。 In addition to the temperature measurement probe, a sensor that can detect the type and concentration of a specific gas can be inserted into the groove.
ハニカム基材10の隔壁の厚さは、120〜500μmであることが好ましく、200〜450μmであることが更に好ましく、250〜400μmであることが特に好ましい。上記隔壁の厚さが120μm未満であると、隔壁の強度が不足するおそれがある。一方、500μm超であると、圧力損失が増加するおそれがある。
The thickness of the partition walls of the
ハニカム基材10の隔壁の気孔率は、30〜75%であることが好ましく、35〜70%であることが更に好ましく、40〜65%であることが特に好ましい。上記気孔率が30%未満であると、圧力損失が増加するおそれがある。一方、75%超であると、隔壁の強度が低下してしまうおそれがある。ここで、本明細書において「気孔率」は、水銀ポロシメータで測定した値である。
The porosity of the partition walls of the
ハニカム基材10の隔壁の平均細孔径は、5〜35μmであることが好ましく、8〜30μmであることが更に好ましく、10〜25μmであることが特に好ましい。上記平均細孔径が5μm未満であると、圧力損失が増加するおそれがある。一方、35μm超であると、排ガスの浄化性能が低下するおそれがある。ここで、本明細書において「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 partition walls of the
ハニカム基材10のセル密度は、15〜70セル/cm2であることが好ましく、30〜65セル/cm2であることが更に好ましく、38〜55セル/cm2であることが特に好ましい。上記セル密度が15セル/cm2未満であると、ススが堆積した後の圧力損失が増加するおそれがある。一方、70セル/cm2超であると、圧力損失が増加するおそれがある。
The cell density of the
隔壁の材料としては、セラミック材料が好ましい。強度及び耐熱性に優れるという観点からは、コージェライト、炭化珪素、珪素−炭化珪素系複合材料、ムライト、アルミナ、チタン酸アルミニウム、窒化珪素、及び炭化珪素−コージェライト系複合材料からなる群から選択される少なくとも1種が更に好ましい。これらの中でも、コージェライトが好ましい。 As a material for the partition wall, a ceramic material is preferable. From the viewpoint of excellent strength and heat resistance, selected from the group consisting of cordierite, silicon carbide, silicon-silicon carbide based composite material, mullite, alumina, aluminum titanate, silicon nitride, and silicon carbide-cordierite based composite material More preferred is at least one selected from the group consisting of Among these, cordierite is preferable.
ハニカム基材10のセル2の延びる方向に直交する断面におけるセル2の形状は、四角形状、六角形状などをとすることができる。
The shape of the cell 2 in the cross section orthogonal to the extending direction of the cell 2 of the
ハニカム基材10(ハニカム構造体100)のセルの延びる方向の長さは、50〜400mmとすることができる。また、ハニカム構造体100の端面が円形である場合、端面の直径は、100〜400mmとすることができる。
The length in the cell extending direction of the honeycomb substrate 10 (honeycomb structure 100) can be set to 50 to 400 mm. Moreover, when the end surface of the
ハニカム基材10の形状は、円柱状、楕円柱状、四角柱状、六角柱状などをとすることができる。これらの中でも、円柱状、四角柱状が好ましい。
The shape of the
ハニカム基材は、複数のハニカムセグメントと複数のハニカムセグメントを互いに接合する接合層とを有する接合体であってもよい。この場合、上述したように、溝部は、接合層に形成することが好ましい。 The honeycomb substrate may be a bonded body having a plurality of honeycomb segments and a bonding layer that bonds the plurality of honeycomb segments to each other. In this case, as described above, the groove is preferably formed in the bonding layer.
[1−2]目封止部:
ハニカム構造体100は、ハニカム基材10の所定のセル2である入口セルの流出端面12側の開口部と残余のセル2である出口セルの流入端面11の開口部とに配設された目封止部25を備えるものである。
[1-2] Plugging portion:
The
目封止部は、流入端面側及び流出端面側のいずれかの端部でセルを目封止するように形成されている限り、その配置状態は特に限定されるものではない。例えば、目封止部25は、入口セルと出口セルとが交互に配置されるように配設されることが好ましい。
The arrangement state of the plugged portion is not particularly limited as long as the plugged portion is formed so as to plug the cell at either the inflow end surface side or the outflow end surface side. For example, the plugging
目封止部の深さ(セルの延びる方向の長さ)は、1〜20mmであることが好ましく、2〜15mmであることが更に好ましく、3〜10mmであることが特に好ましい。 The depth of the plugged portion (the length in the cell extending direction) is preferably 1 to 20 mm, more preferably 2 to 15 mm, and particularly preferably 3 to 10 mm.
目封止部の材質は、隔壁の材質と同じものとすることができる。 The material of the plugging portion can be the same as that of the partition wall.
図1に示すハニカム構造体100は、外周コート層26を有しているが、外周コート層26を有さなくてもよい。外周コート層26は、セラミック材料をハニカム構造体の外周に塗工して形成することができる。また、外周コート層26は、ハニカム構造体が押出成形等により一体に成形されるものである場合、ハニカム基材10を作製する過程において隔壁とともに形成されてもよい。
The
[1−3]触媒:
本発明のハニカム構造体は、ハニカム基材の隔壁の表面や隔壁の細孔の内表面に触媒が担持されていてもよい。
[1-3] Catalyst:
In the honeycomb structure of the present invention, a catalyst may be supported on the surfaces of the partition walls of the honeycomb base material or the inner surfaces of the pores of the partition walls.
触媒としては、例えば、三元触媒、NOX吸蔵還元触媒、酸化触媒、NOX選択還元触媒などを挙げることができる。また、上述した触媒以外にも、排ガス中の有害成分や煤等の酸化、NOxの浄化に適切な触媒種を適宜選択することができる。 Examples of the catalyst include a three-way catalyst, a NO X storage reduction catalyst, an oxidation catalyst, and a NO X selective reduction catalyst. In addition to the catalyst described above, it is possible to appropriately select an appropriate catalyst type for the oxidation of harmful components and soot in exhaust gas and the purification of NOx.
[2]排ガス浄化装置:
本発明の排ガス浄化装置の一の実施形態は、図3に示す排ガス浄化装置200である。この排ガス浄化装置200は、上述したハニカム構造体100と、ハニカム構造体100を収納する缶体150と、を備えている。缶体150は、排ガスが流入する流入口51、浄化された排ガスが流出する流出口52、及び流入口51と流出口52との間に位置する胴部53を有し、胴部53にハニカム構造体100を収納している。缶体150は、「ハニカム構造体100のハニカム基材10に形成された溝部20の開口部の面積以上の面積」の開口部を有する貫通孔55が少なくとも1つ形成されている。そして、ハニカム構造体100は、ハニカム基材10に形成された溝部20と缶体150の貫通孔55とが連通する位置に配置されている。排ガス浄化装置200は、缶体150の貫通孔55を通り、ハニカム構造体100のハニカム基材10の溝部20に挿入されてハニカム構造体100内部に配置され、ハニカム構造体100内部の排ガスの温度を測定する熱電対(測定用プローブ)30を備えている。図3は、本発明の排ガス浄化装置の一の実施形態におけるハニカム構造体のセルの延びる方向に平行な断面を模式的に示す断面図である。図3は、3つの熱電対のうち、1つを取り外した状態を示す。
[2] Exhaust gas purification device:
One embodiment of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is an exhaust
このような排ガス浄化装置200は、ハニカム構造体100のハニカム基材10に溝部20を形成し、この溝部20に熱電対(測定用プローブ)30を挿入してハニカム構造体100内部の温度を直接測定している。そのため、ハニカム構造体100内部の温度を高精度で測定することができる。また、排ガス浄化装置200は、以下の操作で熱電対(測定用プローブ)30を交換できるので測定用プローブの交換が容易である。即ち、缶体150の貫通孔55とハニカム構造体100のハニカム基材10の溝部20に挿入されている熱電対30を抜き取り、その後、新しい熱電対30を缶体150の貫通孔55とハニカム構造体100のハニカム基材10の溝部20に挿入すればよい。このように排ガス浄化装置200は、熱電対などの測定用プローブの交換が容易である。
In such an exhaust
「溝部の開口部の面積以上の面積の開口部を有する貫通孔」とは、貫通孔が、以下のような開口部を有することを意味する。即ち、缶体とハニカム構造体との位置を調整し、溝部と缶体の貫通孔とを連通させたときに、貫通孔の開口部の面積が小さ過ぎて溝部の一部が缶体の胴部によって覆われてしまうことがない程度の面積の開口部を、貫通孔が有することを意味する。つまり、溝部が、缶体の胴部によって覆われてしまうことが防止できる。 “A through-hole having an opening having an area larger than the area of the opening of the groove” means that the through-hole has the following opening. That is, when the position of the can body and the honeycomb structure is adjusted and the groove portion and the through hole of the can body are communicated with each other, the area of the opening portion of the through hole is too small so that a part of the groove portion is the body of the can body. This means that the through hole has an opening having an area that is not covered by the portion. That is, it is possible to prevent the groove portion from being covered by the body portion of the can body.
[2−1]缶体:
缶体には、上述したように、ハニカム構造体のハニカム基材に形成された溝部の開口部の面積以上の面積の開口部を有する貫通孔が少なくとも1つ形成されている。
[2-1] Can body:
As described above, the can body is formed with at least one through hole having an opening having an area larger than the area of the opening of the groove formed in the honeycomb base material of the honeycomb structure.
缶体の貫通孔は、ハニカム基材に形成された溝部の開口部と同じ形状、同じ数、及び同じ配置で形成されていることが好ましい(図3参照)。 The through holes of the can body are preferably formed in the same shape, the same number, and the same arrangement as the openings of the groove portions formed in the honeycomb substrate (see FIG. 3).
本発明の排ガス浄化装置において、ハニカム構造体は、その外周面を覆うように配置された保持材により保持された状態で、缶体内に固定された状態で収納される。 In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the honeycomb structure is stored in a fixed state in the can while being held by a holding material arranged so as to cover the outer peripheral surface thereof.
排ガス浄化装置200の缶体150は、流入口51から胴部53まで口径が漸増する拡管部56と、胴部53から流出口52まで口径が漸減する狭管部57とを更に有している。
The can body 150 of the exhaust
缶体150の材質としては、例えば、ステンレス製であることが好ましく、クロム系、クロム・ニッケル系のステンレス製であることが特に好ましい。 For example, the material of the can body 150 is preferably made of stainless steel, and particularly preferably made of chromium-based or chromium-nickel-based stainless steel.
[2−2]測定用プローブ:
測定用プローブは、センサ部分がハニカム構造体の溝部に挿入可能な大きさである限り特に制限はなく、従来公知の測定用プローブを用いることができる。測定用プローブとしては、例えば、温度測定用プローブなどを挙げることができる。温度測定用プローブとしては、熱電対、サーミスタなどを挙げることができる。熱電対としては、例えば、K熱電対、J熱電対、T熱電対、E熱電対、N熱電対、R熱電対などを挙げることができる。これらの熱電対やサーミスタのセンサ(溝部に挿入される部分)としては、直径が0.5mmなどのものを採用することができる。
[2-2] Measurement probe:
The measurement probe is not particularly limited as long as the sensor portion is large enough to be inserted into the groove portion of the honeycomb structure, and a conventionally known measurement probe can be used. Examples of the measurement probe include a temperature measurement probe. Examples of the temperature measuring probe include a thermocouple and a thermistor. Examples of the thermocouple include a K thermocouple, a J thermocouple, a T thermocouple, an E thermocouple, an N thermocouple, and an R thermocouple. A sensor having a diameter of 0.5 mm or the like can be used as a sensor (a part inserted into the groove) of these thermocouples or thermistors.
[3]ハニカム構造体の製造方法:
本発明のハニカム構造体は、例えば以下のように製造することができる。セグメント構造のハニカム構造体について説明する。
[3] Manufacturing method of honeycomb structure:
The honeycomb structure of the present invention can be manufactured as follows, for example. A segmented honeycomb structure will be described.
まず、ハニカム基材を作製するための坏土を調整し、この坏土を成形して、ハニカムセグメント成形体を作製する(成形工程)。 First, a kneaded material for preparing a honeycomb base material is prepared, and this kneaded material is formed to prepare a honeycomb segment formed body (forming step).
次に、得られたハニカムセグメント成形体(または、必要に応じて行われた乾燥後のハニカムセグメント乾燥体)を焼成してハニカムセグメント焼成体を複数個作製する(ハニカムセグメント焼成体作製工程)。 Next, the obtained honeycomb segment formed body (or the dried honeycomb segment dried body as necessary) is fired to produce a plurality of honeycomb segment fired bodies (honeycomb segment fired body producing step).
次に、複数のハニカムセグメント焼成体を接合材で接合して、ハニカムセグメント接合体を作製する(接合工程)。この接合工程において、ハニカムセグメント焼成体を接合材で接合する際には、溝部に相当する形状の治具(溝部と相補的な形状の治具)をハニカムセグメント焼成体で挟むようにして配置する。このようにして、治具が配置された部分には、接合材が塗布されないようにする。すると、ハニカムセグメント接合体を得たときに、上記治具を取り除くと溝部を形成することができる。つまり、上記治具を接合材中に埋め込むことにより、所望の空間をなす溝部を簡易に形成することができる。 Next, a plurality of honeycomb segment fired bodies are joined with a joining material to produce a honeycomb segment joined body (joining step). In this joining step, when the honeycomb segment fired bodies are joined with the joining material, a jig having a shape corresponding to the groove (a jig complementary to the groove) is disposed so as to be sandwiched between the honeycomb segment fired bodies. In this way, the bonding material is not applied to the portion where the jig is disposed. Then, when the honeycomb segment bonded body is obtained, the groove portion can be formed by removing the jig. That is, by embedding the jig in the bonding material, a groove portion forming a desired space can be easily formed.
「溝部に相当する形状の治具」は、この治具を取り除いたときに所望の空間が得られるものであれば特に制限はない。例えば、アルミニウム製などの金属の棒などを挙げることができる。 The “jig having a shape corresponding to the groove” is not particularly limited as long as a desired space can be obtained when the jig is removed. For example, a metal rod made of aluminum or the like can be used.
なお、溝部は、上記治具を用いて形成する方法以外に、切削加工により形成することもできる。 In addition, a groove part can also be formed by cutting other than the method of forming using the said jig | tool.
次に、ハニカムセグメント接合体の流入端面における所定のセルである入口セルの開口部、及び流出端面における残余のセルである出口セルの開口部に目封止を施して目封止部を形成する(目封止工程)。このようにして、ハニカム基材がセグメント構造であるハニカム構造体を作製することができる。 Next, plugging portions are formed by plugging the opening portions of the inlet cells that are predetermined cells on the inflow end surface of the joined honeycomb segment assembly and the opening portions of the outlet cells that are remaining cells on the outflow end surface. (Plugging process). In this way, a honeycomb structure in which the honeycomb substrate has a segment structure can be manufactured.
[4]排ガス浄化装置の製造方法:
本発明の排ガス浄化装置は、例えば以下のように製造することができる。
[4] Manufacturing method of exhaust gas purification device:
The exhaust gas purification apparatus of the present invention can be manufactured, for example, as follows.
まず、上記のようにして、ハニカム構造体を作製する。次に、作製したハニカム構造体の外周面をセラミック繊維製マット等の保持材で包み、缶体の胴部に圧入する。缶体には、上記のように胴部に貫通孔が形成されており、ハニカム構造体を缶体に圧入する際には、ハニカム基材に形成された溝部と缶体の貫通孔とが連通するようにハニカム構造体を調整して配置する。次に、熱電対のセンサの先端部を缶体の貫通孔に通し、ハニカム構造体のハニカム基材の溝部に挿入する。このようにして、本発明の排ガス浄化装置を作製することができる。 First, a honeycomb structure is manufactured as described above. Next, the outer peripheral surface of the manufactured honeycomb structure is wrapped with a holding material such as a ceramic fiber mat and pressed into the body of the can body. In the can body, the through hole is formed in the body portion as described above, and when the honeycomb structure is press-fitted into the can body, the groove portion formed in the honeycomb substrate and the through hole of the can body communicate with each other. The honeycomb structure is adjusted and arranged as described above. Next, the tip of the thermocouple sensor is passed through the through hole of the can body and inserted into the groove of the honeycomb substrate of the honeycomb structure. In this way, the exhaust gas purification apparatus of the present invention can be produced.
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。 EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated concretely based on an Example, this invention is not limited to these Examples.
(実施例1)
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てセラミック原料を得た。得られたセラミック原料に、バインダとしてヒドロキシプロピルメチルセルロース、造孔材として吸水性樹脂を添加すると共に、水を添加して成形原料とし、成形原料を真空土練機により混練して坏土を作製した。バインダの含有量は炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末の合計を100質量部としたときに7質量部であり、造孔材の含有量は炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末の合計を100質量部としたときに3質量部であり、水の含有量は炭化珪素(SiC)粉末と金属珪素(Si)粉末の合計を100質量部としたときに42質量部であった。
Example 1
Silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder were mixed at a mass ratio of 80:20 to obtain a ceramic raw material. To the obtained ceramic raw material, hydroxypropylmethylcellulose as a binder and a water-absorbing resin as a pore former were added, and water was added as a forming raw material, and the forming raw material was kneaded with a vacuum kneader to prepare a clay. . The binder content is 7 parts by mass when the total of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder is 100 parts by mass, and the pore former content is silicon carbide (SiC) powder and metal silicon. When the total amount of (Si) powder is 100 parts by mass, the content of water is 42 parts by mass when the total of silicon carbide (SiC) powder and metal silicon (Si) powder is 100 parts by mass. Was part.
次に、得られた坏土を、押出成形機を用いて成形し、ハニカム成形体を得た。得られたハニカム成形体を高周波誘電加熱乾燥した後、熱風乾燥機を用いて120℃で2時間乾燥し、両端面を所定量切断した。次に、乾燥したハニカム成形体を脱脂し、焼成してハニカム焼成体を得た。脱脂の条件は、550℃で3時間とした。焼成の条件は、アルゴン雰囲気下で、1450℃、2時間とした。このようにしてハニカムセグメント焼成体を得た。そして、このようなハニカムセグメント焼成体を16個作製した。 Next, the obtained kneaded material was molded using an extrusion molding machine to obtain a honeycomb molded body. The obtained honeycomb formed body was dried by high-frequency dielectric heating and then dried at 120 ° C. for 2 hours using a hot air dryer, and both end surfaces were cut by a predetermined amount. Next, the dried honeycomb formed body was degreased and fired to obtain a honeycomb fired body. The degreasing conditions were 550 ° C. for 3 hours. The firing conditions were 1450 ° C. and 2 hours in an argon atmosphere. In this way, a honeycomb segment fired body was obtained. Then, 16 such honeycomb segment fired bodies were produced.
得られたハニカムセグメント焼成体は、全て、セルの延びる方向に直交する断面が一辺36mmの正方形であり、セルの延びる方向における長さが152mmであった。 All of the obtained honeycomb segment fired bodies had a square shape with a cross section perpendicular to the cell extending direction of 36 mm on a side, and the length in the cell extending direction was 152 mm.
次に、得られた16個のハニカムセグメント焼成体について、それぞれの側面同士を接合材で接合し(縦4個×横4個)、乾燥させて、中心軸に直交する断面の形状が正方形のハニカムセグメント接合体(四角柱状のハニカムセグメント接合体)を得た。接合材としては、有機バインダ、発泡樹脂を混合したものに、無機接着剤、分散剤、水を更に混合し、ミキサーにて30分間混練を行って得られたものを用いた。 Next, with respect to the obtained 16 honeycomb segment fired bodies, the respective side surfaces are bonded with a bonding material (4 vertical × 4 horizontal), dried, and the cross-sectional shape orthogonal to the central axis is square. A joined honeycomb segment assembly (a rectangular column shaped honeycomb segment assembly) was obtained. As the bonding material, a material obtained by further mixing an inorganic binder, a dispersant, and water with a mixture of an organic binder and a foamed resin, and kneading with a mixer for 30 minutes was used.
ハニカムセグメント焼成体を接合材で接合する際には、溝部に相当する板状の治具(溝部と相補的な形状の治具)をハニカムセグメント焼成体で挟むようにして配置した。この治具としては、具体的には、縦1mm、横1mm、長さ100mmのアルミニウム製の棒状部材を1つ用いた。治具は、ハニカムセグメント焼成体の流入端面から治具までの距離が76mmの位置に配置し、ハニカムセグメント焼成体で挟まれる部分の長さ(つまり、「溝部の深さ」に相当する長さ)を54mmとした。このようにして、治具が配置された部分には、接合材が塗布されないようにした。その後、ハニカムセグメント接合体を得たときに、上記治具を取り除き、溝部を形成した。上記治具を接合材中に埋め込むことにより、所望の空間をなす溝部を簡易に形成することができた。 When the honeycomb segment fired bodies were joined with the joining material, a plate-shaped jig corresponding to the groove (a jig complementary to the groove) was disposed between the honeycomb segment fired bodies. Specifically, one jig made of aluminum having a length of 1 mm, a width of 1 mm, and a length of 100 mm was used as the jig. The jig is disposed at a position where the distance from the inflow end surface of the honeycomb segment fired body to the jig is 76 mm, and the length of the portion sandwiched between the honeycomb segment fired bodies (that is, the length corresponding to the “depth of the groove”) ) Was 54 mm. In this way, the bonding material was not applied to the portion where the jig was placed. Thereafter, when the bonded honeycomb segment assembly was obtained, the jig was removed to form a groove. By embedding the jig in the bonding material, a groove portion forming a desired space could be easily formed.
次に、得られた四角柱状のハニカムセグメント接合体の外周部分を切削して円柱状のハニカムセグメント接合体とした。その後、この円柱状のハニカムセグメント接合体の外周部に外周コート材を塗布し外周コート層を形成した。 Next, the outer peripheral portion of the obtained rectangular columnar honeycomb segment bonded body was cut to obtain a cylindrical honeycomb segment bonded body. Thereafter, an outer peripheral coating material was applied to the outer peripheral portion of the cylindrical honeycomb segment bonded body to form an outer peripheral coating layer.
次に、得られた円柱状のハニカムセグメント接合体について、所定のセルの一方の端部と、残余のセルの他方の端部とに目封止部を形成してハニカム構造体を得た。なお、所定のセルと残余のセルとは、交互に(互い違いに)並ぶようにした。その結果、両端面に、セルの開口部と目封止部とにより市松模様が形成されるようになった。目封止用の充填材には、ハニカムセグメント焼成体と同様の原料を用いた。 Next, with respect to the obtained cylindrical honeycomb segment bonded body, a plugged portion was formed at one end portion of a predetermined cell and the other end portion of the remaining cells to obtain a honeycomb structure. Note that the predetermined cells and the remaining cells are arranged alternately (alternately). As a result, a checkered pattern is formed on both end faces by the opening and plugging portion of the cell. As the plugging filler, the same raw material as that for the honeycomb segment fired body was used.
次に、得られたハニカム構造体について、出口端面からセル内に熱電対(K熱電対、直径0.5mm)を挿入し、配置した。この熱電対によって測定される温度測定位置は、図6A,図6Bに示す「TC−01」、「TC−02」、及び「TC−03」であった。具体的には、「TC−01」、「TC−02」、及び「TC−03」は、以下のように決定される。即ち、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いて、ハニカム構造体の中心軸を原点O(図6A参照)として、X軸、Y軸を想定したとき、原点からX軸方向に18mm、Y軸方向に18mmの位置とした。更に、「TC−01」は、流入端面からの距離が15mmの位置である。「TC−02」は、流入端面からの距離が76mmの位置である。「TC−03」は、流入端面からの距離が137mmの位置である。なお、「TC−01」、「TC−02」、及び「TC−03」が、ハニカム構造体内部の温度を測定すべき測定対象部位となる。つまり、この測定対象部位において測定される温度と後述する推定元温度との差が小さいほど、高い精度でハニカム構造体内部の温度を測定できていると考えることができる。図6Aは、ハニカム構造体の一方の端面側から見た、温度測定試験における温度の測定位置を模式的に示す平面図である。図6Bは、図6Aに示すA−A’断面を模式的に示す断面図である。なお、図6A〜図6Cでは、溝部を省略している。 Next, with respect to the obtained honeycomb structure, a thermocouple (K thermocouple, diameter 0.5 mm) was inserted into the cell from the outlet end face and arranged. The temperature measurement positions measured by this thermocouple were “TC-01”, “TC-02”, and “TC-03” shown in FIGS. 6A and 6B. Specifically, “TC-01”, “TC-02”, and “TC-03” are determined as follows. That is, in the cross section perpendicular to the cell extending direction of the honeycomb structure, assuming that the central axis of the honeycomb structure is the origin O (see FIG. 6A) and the X axis and the Y axis are assumed, 18 mm in the X axis direction from the origin, The position was 18 mm in the Y-axis direction. Furthermore, “TC-01” is a position at a distance of 15 mm from the inflow end face. “TC-02” is a position where the distance from the inflow end face is 76 mm. “TC-03” is a position at a distance of 137 mm from the inflow end face. Note that “TC-01”, “TC-02”, and “TC-03” are measurement target portions where the temperature inside the honeycomb structure should be measured. That is, it can be considered that the temperature inside the honeycomb structure can be measured with higher accuracy as the difference between the temperature measured at the measurement target portion and the estimated source temperature described later is smaller. FIG. 6A is a plan view schematically showing a temperature measurement position in a temperature measurement test as seen from one end face side of the honeycomb structure. 6B is a cross-sectional view schematically showing an A-A ′ cross section shown in FIG. 6A. In addition, the groove part is abbreviate | omitted in FIG. 6A-FIG. 6C.
ハニカム構造体は、接合層に1つの溝部が形成されていた。溝部の形成位置は、流入端面から溝部までの距離(ハニカム構造体のセルの延びる方向の距離)が76mmとなる位置であった。溝部の幅(溝部の開口部の、ハニカム基材の周方向の長さ)は1mm(接合層の厚さ(表1,2中、「接合幅」と記す))であった。溝部の長さ(溝部の開口部の、ハニカム基材のセルの延びる方向(表1〜表3中、「全長方向」と記す)の長さ)は1mmであった。溝部の深さ(表1〜表3中、「径方向」と記す)は54mmであった。結果を表1に示す。 In the honeycomb structure, one groove is formed in the bonding layer. The formation position of the groove portion was a position where the distance from the inflow end surface to the groove portion (distance in the cell extending direction of the honeycomb structure) was 76 mm. The width of the groove (the length of the opening of the groove in the circumferential direction of the honeycomb substrate) was 1 mm (the thickness of the bonding layer (referred to as “bonding width” in Tables 1 and 2)). The length of the groove portion (the length of the opening of the groove portion in the direction in which the cells of the honeycomb substrate extend (referred to as “full length direction” in Tables 1 to 3)) was 1 mm. The depth of the groove (referred to as “radial direction” in Tables 1 to 3) was 54 mm. The results are shown in Table 1.
また、ハニカム構造体は、直径が144mmであり、セルの延びる方向の長さが152mmであった。また、ハニカム構造体は、隔壁の厚さが0.305mmであり、セル密度が465,000セル/m2であった。また、ハニカム構造体は、目封止部の深さが6mmであり、接合層の厚さが1mmであり、外周コート層の厚さが1mmであった。また、ハニカム構造体は、隔壁の気孔率が60%であった。気孔率は水銀ポロシメータで測定した値である。 Further, the honeycomb structure had a diameter of 144 mm and a length in the cell extending direction of 152 mm. The honeycomb structure had a partition wall thickness of 0.305 mm and a cell density of 465,000 cells / m 2 . Further, the honeycomb structure had a plugging portion depth of 6 mm, a bonding layer thickness of 1 mm, and an outer peripheral coating layer thickness of 1 mm. Further, the honeycomb structure had a partition wall porosity of 60%. The porosity is a value measured with a mercury porosimeter.
次に、得られたハニカム構造体に、触媒を担持して、ハニカム触媒体を作製した。触媒としては、CuゼオライトSCR触媒(240g)を用いた。 Next, a catalyst was supported on the obtained honeycomb structure to produce a honeycomb catalyst body. As the catalyst, a Cu zeolite SCR catalyst (240 g) was used.
次に、作製したハニカム触媒体を筒状の缶体内に収納した。缶体は、流入口、流出口、及びこれらの間に胴部を有し、この胴部に貫通孔が形成されていた。ハニカム触媒体は、溝部と缶体の貫通孔とが連通する位置に配置した。その後、溝部に熱電対(K熱電対:直径0.5mm)を挿入して、排ガス浄化装置を作製した。熱電対の配置位置は、図6C中に「TC−B1」で示す位置であった。図6Cは、図6Aに示すB−B’断面を模式的に示す断面図である。 Next, the produced honeycomb catalyst body was accommodated in a cylindrical can body. The can body had an inflow port, an outflow port, and a body portion therebetween, and a through hole was formed in the body portion. The honeycomb catalyst body was disposed at a position where the groove portion and the through hole of the can body communicated with each other. Thereafter, a thermocouple (K thermocouple: 0.5 mm in diameter) was inserted into the groove to produce an exhaust gas purification device. The arrangement position of the thermocouple was the position indicated by “TC-B1” in FIG. 6C. 6C is a cross-sectional view schematically showing a B-B ′ cross section shown in FIG. 6A.
作製した排ガス浄化装置について、以下の方法で、「温度測定試験」を行った。 The produced exhaust gas purification device was subjected to a “temperature measurement test” by the following method.
[温度測定試験]
まず、2リッターのディーゼルエンジン60(図4参照)の直下に、酸化触媒を担持させたフロースルーハニカム担体(DOC)62(図4参照)を配置した。このDOCは、直径が144mmでセルの延びる方向の長さが76mmの円柱状のものであった。また、このDOCは、隔壁の厚さが0.1mmであり、セル密度が620,000セル/m2であった。そして、このDOCの後方に排ガス浄化装置200(図4参照)を配置し、この排ガス浄化装置のハニカム構造体の後方10cmの位置(ハニカム構造体の流出端面から10cmの位置)に熱電対64(図4参照)を配置した。図4は、温度測定試験におけるエンジン、DOC、及び排ガス浄化装置の配列を示す模式図である。
[Temperature measurement test]
First, a flow-through honeycomb carrier (DOC) 62 (see FIG. 4) carrying an oxidation catalyst was disposed immediately below a 2-liter diesel engine 60 (see FIG. 4). This DOC was a cylindrical shape having a diameter of 144 mm and a length in the cell extending direction of 76 mm. Further, this DOC had a partition wall thickness of 0.1 mm and a cell density of 620,000 cells / m 2 . Then, an exhaust gas purification device 200 (see FIG. 4) is disposed behind the DOC, and a thermocouple 64 (at a
次に、ハニカム触媒体内に22g/Lのススを堆積させた。ススを堆積させる条件は、エンジン回転数を2000rpm、エンジントルクを60Nmとした。次に、エンジン回転数1700rpm、エンジントルク80Nmにおいてポストインジェクションを90秒間行い、その後、エンジン回転数1000rpm、トルクを無負荷状態とした状態を200秒間継続した(図5参照)。このときの排ガスの温度変化を熱電対で測定した。なお、図5は、実施例5の温度測定試験における測定条件(時間、エンジントルク、エンジン回転数)を示すグラフである。図5中、「DPF IN」は、フロースルーハニカム担体62と排ガス浄化装置200との中間における排ガスの温度を示す。
Next, 22 g / L of soot was deposited in the honeycomb catalyst body. The conditions for depositing soot were an engine speed of 2000 rpm and an engine torque of 60 Nm. Next, post-injection was performed for 90 seconds at an engine speed of 1700 rpm and an engine torque of 80 Nm, and then the engine speed was 1000 rpm and the torque was not loaded for 200 seconds (see FIG. 5). The temperature change of the exhaust gas at this time was measured with a thermocouple. FIG. 5 is a graph showing measurement conditions (time, engine torque, engine speed) in the temperature measurement test of Example 5. In FIG. 5, “DPF IN” indicates the temperature of exhaust gas between the flow-through
そして、推定元温度と実際の温度との最大の差を算出した。具体的には、推定元温度と実測温度との最大誤差は、「推定元となる温度(推定元温度)」と「実際のハニカム構造体内部の温度(実測温度)」との相関から最小二乗法により線形近似を行い、推定元温度と実測温度との最大誤差を算出した値である。なお、「推定元となる温度」は、比較例1の場合、ハニカム構造体の後方の熱電対で測定される温度である。「実際のハニカム構造体内部の温度」は、ハニカム構造体内部(「TC−01」、「TC−02」、及び「TC−03」のそれぞれの位置)を熱電対で直接測定したときの温度である。結果を表1に示す。 Then, the maximum difference between the estimated original temperature and the actual temperature was calculated. Specifically, the maximum error between the estimated source temperature and the measured temperature is a minimum of two based on the correlation between the “estimated source temperature (estimated source temperature)” and the “actual temperature inside the honeycomb structure (measured temperature)”. This is a value obtained by performing linear approximation by multiplication and calculating the maximum error between the estimated source temperature and the actually measured temperature. In the case of Comparative Example 1, the “estimation source temperature” is a temperature measured by a thermocouple behind the honeycomb structure. “Actual temperature inside the honeycomb structure” means a temperature when the inside of the honeycomb structure (each position of “TC-01”, “TC-02”, and “TC-03”) is directly measured with a thermocouple. It is. The results are shown in Table 1.
表1中、「推定元温度」は、比較例1の場合、ハニカム構造体の後方(TC−OUTの位置)の熱電対64で測定される温度である。「推定元温度」の欄中の「TC−OUT」は、ハニカム構造体の流出端面から10cmの位置の温度を示す。実施例1〜5の場合、「推定元温度」の欄で示す各部位の温度を示す。「TC−A1」、「TC−B1」、及び「TC−C1」は、それぞれ、接合層中に位置し、ハニカム構造体の外周面からの距離L1が54mm位置の温度を示す(図6A,図6C参照)。「TC−B2」は、接合層中に位置し、ハニカム構造体の外周面からの距離L2が17mm位置の温度を示す(図6A,図6C参照)。「TC−B3」は、接合層中に位置し、ハニカム構造体の外周面からの距離L3が5mm位置の温度を示す(図6A,図6C参照)。「TC−B4」は、接合層中に位置し、ハニカム構造体の外周面からの距離L4が1mm位置の温度を示す(図6A,図6C参照)。また、表1中、「外周から面積重心までの距離と溝部の深さの比」は、外周から面積重心までの距離に対する溝部の深さの比のことを示す。
In Table 1, in the case of Comparative Example 1, “estimated source temperature” is a temperature measured by the
また、表1中、「推定元温度と実測温度との最大誤差(℃)」の欄の「TC−01(入口側)」は、図6A,図6Bに示す「TC−01」の位置における温度を測定したことを示す。「TC−02(中央)」は、図6A,図6Bに示す「TC−02」の位置における温度を測定したことを示す。「TC−03(出口側)」は、図6A,図6Bに示す「TC−03」の位置における温度を測定したことを示す。 In Table 1, “TC-01 (inlet side)” in the column of “maximum error between estimated source temperature and measured temperature (° C.)” is the position of “TC-01” shown in FIGS. 6A and 6B. Indicates that the temperature was measured. “TC-02 (center)” indicates that the temperature at the position “TC-02” shown in FIGS. 6A and 6B was measured. “TC-03 (exit side)” indicates that the temperature at the position “TC-03” shown in FIGS. 6A and 6B was measured.
(実施例2〜5,比較例1)
まず、実施例1と同様にして表1に示す条件を満たす排ガス浄化装置を作製した。次に、実施例1と同様にして、「温度測定試験」を行った。結果を表1に示す。
(Examples 2-5, Comparative Example 1)
First, an exhaust gas purification apparatus that satisfies the conditions shown in Table 1 was produced in the same manner as in Example 1. Next, a “temperature measurement test” was performed in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.
(実施例6)
まず、実施例1と同様にして表2に示す条件を満たすハニカム構造体を作製した。次に、作製したハニカム構造体について、「押抜き強度試験」を行い、更に「熱電対挿入容易性」の評価を行った。
(Example 6)
First, a honeycomb structure satisfying the conditions shown in Table 2 was produced in the same manner as in Example 1. Next, a “punch strength test” was performed on the manufactured honeycomb structure, and “easiness of inserting a thermocouple” was further evaluated.
[押抜き強度試験]
まず、作製したハニカム構造体のハニカムセグメント焼成体を1つ選択する。選択するハニカムセグメント焼成体は、このハニカムセグメント焼成体と他のハニカムセグメント焼成体とを接合する接合層に溝部が形成されているものとした。次に、選択した1つのハニカムセグメント焼成体の一方の端面に直径30mmの金属製の円柱部材により直接荷重をかけ、ハニカムセグメント焼成体の押抜き強度を測定する。結果を表2に示す。表2に記載する押抜き強度は、比較例2の押抜き強度を100とした場合(比較例2の押抜き強度を基準とした場合)における実施例6〜11の押抜き強度を「比」で表している。なお、80〜100である場合は、『押抜き強度が「良好」である』ということができる。0〜79である場合は、『押抜き強度が「不良」である』ということができる。
[Punching strength test]
First, one honeycomb segment fired body of the manufactured honeycomb structure is selected. The honeycomb segment fired body to be selected is assumed to have a groove formed in a joining layer for joining the honeycomb segment fired body and another honeycomb segment fired body. Next, a load is directly applied to one end face of one selected honeycomb segment fired body by a metal cylindrical member having a diameter of 30 mm, and the punching strength of the honeycomb segment fired body is measured. The results are shown in Table 2. The punching strength described in Table 2 is the ratio of the punching strengths of Examples 6 to 11 when the punching strength of Comparative Example 2 is set to 100 (when the punching strength of Comparative Example 2 is used as a reference). It is represented by In addition, when it is 80 to 100, it can be said that “the punching strength is“ good ””. In the case of 0 to 79, it can be said that “the punching strength is“ defective ””.
表2中、「外周セグメント」は、ハニカム構造体の外周面を構成するハニカムセグメント焼成体のことを示す。「中央セグメント」は、「外周セグメント」以外のハニカムセグメント焼成体のことを示す。 In Table 2, “peripheral segment” indicates a honeycomb segment fired body constituting the outer peripheral surface of the honeycomb structure. “Center segment” indicates a honeycomb segment fired body other than “outer peripheral segment”.
[熱電対挿入容易性]
K熱電対(直径0.5mm)をハニカム構造体の溝部に5回挿入した。その後、以下の評価基準で熱電対の挿入のし易さ(熱電対挿入容易性)の評価を行った。「比較的容易に挿入可能である」場合を「○」とし、「挿入できるが、位置合わせに時間がかかる」場合を「△」とする。
[Easy insertion of thermocouple]
A K thermocouple (diameter 0.5 mm) was inserted into the groove of the honeycomb structure five times. Thereafter, the ease of thermocouple insertion (thermocouple insertion ease) was evaluated according to the following evaluation criteria. The case of “relatively easy to insert” is indicated by “◯”, and the case of “can be inserted but takes time for alignment” is indicated by “Δ”.
(実施例7〜11,比較例2)
まず、実施例6と同様にして表2に示す条件を満たすハニカム構造体を作製した。次に、実施例6と同様にして、「押抜き強度試験」を行い、更に「熱電対挿入容易性」の評価を行った。結果を表2に示す。なお、実施例9では、「溝部の位置」について実施例5と同じ条件を採用した。つまり、実施例9においては、3つの溝部が実施例5と同様の位置となるように形成されていた。
(Examples 7 to 11, Comparative Example 2)
First, a honeycomb structure satisfying the conditions shown in Table 2 was produced in the same manner as in Example 6. Next, in the same manner as in Example 6, a “punch strength test” was performed, and “thermocouple insertion ease” was further evaluated. The results are shown in Table 2. In Example 9, the same conditions as in Example 5 were adopted for “the position of the groove”. That is, in Example 9, the three groove portions were formed so as to be in the same positions as in Example 5.
(実施例12)
まず、実施例1と同様にして表3に示す条件を満たす排ガス浄化装置を作製した。次に、作製した排ガス浄化装置を用いて、以下の方法で「圧力損失」の試験を行った。なお、本実施例においても、ハニカム基材の接合層に溝部が形成されるようにした。
(Example 12)
First, an exhaust gas purification apparatus that satisfies the conditions shown in Table 3 was produced in the same manner as in Example 1. Next, a test of “pressure loss” was performed by the following method using the produced exhaust gas purification apparatus. Also in this example, grooves were formed in the bonding layer of the honeycomb substrate.
[圧力損失]
排ガス浄化装置に、空気(室温(25℃))をガス流量10m3/分の条件で供給して、排ガス浄化装置の前後における圧力を測定し、排ガス浄化装置の圧力損失を算出した。結果を表3に示す。
[Pressure loss]
Air (room temperature (25 ° C.)) was supplied to the exhaust gas purifier at a gas flow rate of 10 m 3 / min, the pressure before and after the exhaust gas purifier was measured, and the pressure loss of the exhaust gas purifier was calculated. The results are shown in Table 3.
(参考例13〜15,比較例3)
まず、実施例12と同様にして表3に示す条件を満たす排ガス浄化装置を作製した。次に、実施例12と同様にして、「圧力損失」の試験を行った。結果を表3に示す。なお、各実施例においては、ハニカム基材の接合層に溝部が形成されるようにした。このとき、溝部の幅が、ハニカム基材の接合層の厚さ(接合幅(1mm))よりも大きいため、溝部は、接合層からはみ出るように(即ち、接合層以外の部分にも)形成されていた。
( Reference Examples 13-15, Comparative Example 3)
First, an exhaust gas purification apparatus that satisfies the conditions shown in Table 3 was produced in the same manner as in Example 12. Next, a “pressure loss” test was conducted in the same manner as in Example 12. The results are shown in Table 3. In each example, a groove was formed in the bonding layer of the honeycomb substrate. At this time, since the width of the groove portion is larger than the thickness of the bonding layer of the honeycomb substrate (bonding width (1 mm)), the groove portion is formed so as to protrude from the bonding layer (that is, also in a portion other than the bonding layer). It had been.
本発明のハニカム構造体は、実施例1〜12、参考例13〜15、及び比較例1〜3から明らかなように、内部の温度を高精度で測定でき、熱電対などの温度測定用プローブの交換が容易であることが確認できた。
As is clear from Examples 1 to 12, Reference Examples 13 to 15 and Comparative Examples 1 to 3, the honeycomb structure of the present invention can measure the internal temperature with high accuracy, and a temperature measuring probe such as a thermocouple. It was confirmed that the replacement of was easy.
本発明のハニカム構造体は、自動車等から排出される排ガスを浄化するフィルタとして使用することができる。本発明の排ガス浄化装置は、自動車等から排出される排ガスを浄化するフィルタとして使用することができる。 The honeycomb structure of the present invention can be used as a filter for purifying exhaust gas discharged from an automobile or the like. The exhaust gas purifying apparatus of the present invention can be used as a filter for purifying exhaust gas discharged from an automobile or the like.
1:隔壁、2:セル、10:ハニカム基材、11:流入端面、12:流出端面、20:溝部、22:ハニカムセグメント、24:接合層、25:目封止部、26:外周コート層、30:熱電対、51:流入口、52:流出口、53:胴部、55:貫通孔、56:拡管部、57:狭管部、60:ディーゼルエンジン、62:DOC、64:熱電対、100,101:ハニカム構造体、150:缶体、200:排ガス浄化装置、H:溝部の幅、L:溝部の長さ、D:溝部の深さ、L1,L2,L3,L4:距離。 1: partition wall, 2: cell, 10: honeycomb substrate, 11: inflow end surface, 12: outflow end surface, 20: groove portion, 22: honeycomb segment, 24: bonding layer, 25: plugging portion, 26: outer periphery coating layer , 30: Thermocouple, 51: Inlet, 52: Outlet, 53: Body, 55: Through-hole, 56: Expanded tube, 57: Narrow tube, 60: Diesel engine, 62: DOC, 64: Thermocouple , 100, 101: honeycomb structure, 150: can body, 200: exhaust gas purification device, H: groove width, L: groove length, D: groove depth, L1, L2, L3, L4: distance.
Claims (5)
前記ハニカム基材の所定のセルである入口セルの前記流出端面側の開口部及び残余のセルである出口セルの前記流入端面の開口部に配設された目封止部と、を備え、
前記ハニカム基材に、前記ハニカム基材の側面に開口部を有する温度測定用プローブ挿入用の溝部が少なくとも1つ形成され、
前記溝部の前記開口部の、前記ハニカム基材の周方向の長さが、0.5〜20mmであり、
前記ハニカム基材の外周部の前記隔壁を貫通しないように形成されているハニカム構造体。 A honeycomb substrate having a porous partition wall that defines a plurality of cells extending from an inflow end surface, which is one end surface into which the fluid flows, to an outflow end surface, which is the other end surface from which the fluid flows out, and serves as a fluid flow path;
An opening on the outflow end face side of the inlet cell, which is a predetermined cell of the honeycomb base material, and a plugging portion disposed in the opening part of the inflow end face of the outlet cell, which is a remaining cell,
In the honeycomb substrate, at least one groove for inserting a temperature measurement probe having an opening on a side surface of the honeycomb substrate is formed,
The circumferential length of the honeycomb base material of the opening of the groove is 0.5 to 20 mm ,
Honeycomb structure is formed so as not to pass through the partition wall of the outer periphery of the front-SL honeycomb substrate.
前記ハニカム基材の前記接合層のみに、前記溝部が形成されている請求項1に記載のハニカム構造体。 The honeycomb substrate has a plurality of honeycomb segments and a bonding layer that bonds the plurality of honeycomb segments to each other;
The honeycomb structure according to claim 1, wherein the groove is formed only in the bonding layer of the honeycomb substrate.
排ガスが流入する流入口、浄化された排ガスが流出する流出口、及び前記流入口と前記流出口との間に位置する胴部を有し、前記胴部に前記ハニカム構造体を収納する缶体と、を備え、
前記缶体は、前記胴部に、前記ハニカム構造体の前記ハニカム基材に形成された前記溝部の開口部の面積以上の面積の開口部を有する貫通孔が少なくとも1つ形成され、
前記ハニカム構造体は、前記ハニカム基材に形成された前記溝部と前記缶体の前記貫通孔とが連通する位置に配置され、
更に、前記缶体の前記貫通孔を通り、前記ハニカム構造体の前記ハニカム基材の前記溝部に挿入されて、前記ハニカム構造体内部の排ガスの温度を測定する温度測定用プローブを備える排気浄化装置。 The honeycomb structure according to any one of claims 1 to 4 ,
A can body that has an inflow port through which exhaust gas flows in, an outflow port through which purified exhaust gas flows out, and a body portion located between the inflow port and the outflow port, and stores the honeycomb structure in the body portion And comprising
The can body is formed with at least one through-hole having an opening having an area equal to or larger than an area of the opening of the groove formed in the honeycomb base material of the honeycomb structure in the body portion,
The honeycomb structure is disposed at a position where the groove portion formed in the honeycomb base material and the through hole of the can body communicate with each other.
Further, an exhaust gas purification apparatus comprising a temperature measurement probe that passes through the through hole of the can body and is inserted into the groove portion of the honeycomb base material of the honeycomb structure body to measure the temperature of exhaust gas inside the honeycomb structure body .
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