JP6767235B2 - 目封止ハニカム構造体 - Google Patents
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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、
前記ハニカム構造部は、前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面における最外周を含む外周部と、前記外周部を除く前記断面における中央部分に配置された中央部とによって構成され、
前記外周部は、ススの堆積量が4g/Lでのスス付き圧損が、前記中央部の前記スス付き圧損に対して15%以上高く、且つ、当該外周部の開口率が、前記中央部の開口率と同一又はそれ以上である特定外周部を含み、
前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記ハニカム構造部の総面積に対して、前記特定外周部が占める面積の比率が、5%以上であり、
前記ハニカム構造部の前記特定外周部以外の部位が、前記中央部であり、
前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設された前記セルを流入セルとし、及び前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設された前記セルを流出セルとし、
前記特定外周部において、前記セルの延びる方向に直交する断面における前記流入セルと前記流出セルの形状が互いに四角形、又は、当該断面における前記流入セルの形状が四角形で且つ前記流出セルの形状が八角形、のいずれかである、目封止ハニカム構造体。
前記セルの延びる方向に直交する断面における前記流入セルの形状が、六角形であり、
前記セルの延びる方向に直交する断面における前記流出セルの形状が、正方形であり、
複数の前記セルは、所定の前記流入セルの1辺と、隣接する前記流出セルの1辺とが、同一の長さを有するとともに平行となるよう、1つの前記流出セルの周囲を4つの前記流入セルが取り囲む構造となっており、
前記流出セルの第1の辺を形成する前記隔壁と、前記流出セルの前記第1の辺と対向する第2の辺を形成する前記隔壁との距離である距離aは、0.8mmを超え、2.4mm未満の範囲であり、
前記流出セルの1辺と平行に隣接する前記流入セルの第3の辺を形成する前記隔壁と、前記流入セルの前記第3の辺と対向する第4の辺を形成する前記隔壁との距離である距離bの、前記距離aに対する比率は、0.4を超え、1.1未満の範囲である、前記[1]に記載の目封止ハニカム構造体。
図1〜図9に示すように、本発明の目封止ハニカム構造体の第一実施形態は、ハニカム構造部9と、目封止部3と、を備えた、目封止ハニカム構造体100である。ハニカム構造部9は、流入端面6aから流出端面6bまで延びる流体の流路となる複数のセル2を取り囲むように配置された多孔質の隔壁1を有する柱状のものである。目封止部3は、上述したセル2の流入端面6a側又は流出端面6b側のいずれか一方の端部に配設されている。目封止ハニカム構造体100の外周には、ハニカム構造部9を囲繞するように配設された外壁10を更に備えている。
式(1):(S1a+S1b)/S1×100
式(2):(S2a+S2b)/S2×100
図1〜図9に示す本実施形態の目封止ハニカム構造体の製造方法については、特に制限はなく、例えば、以下のような方法により製造することができる。まず、ハニカム構造部を作製するための可塑性の坏土を調製する。ハニカム構造部を作製するための坏土は、原料粉末として、前述のハニカム構造部の好適な材料の中から選ばれた材料に、適宜、バインダ等の添加剤、及び水を添加することによって調製することができる。原料粉末としては、例えば、炭化珪素粉末を使用することができる。バインダとしては、例えば、メチルセルロース(Methylcellulose)や、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(Hydroxypropyl methylcellulose)等を挙げることができる。また、添加剤としては、界面活性剤等を挙げることができる。
セラミックス原料として、コージェライト化原料を用い、コージェライト化原料100質量部に対して、造孔材、分散媒、有機バインダ、及び分散剤、それぞれ添加し、混合、混練して坏土を調製した。
比較例1においては、実施例1のハニカム成形体の作製に用いた坏土と同様に調製された坏土を用いて、四角形と八角形のセルが交互に配列した配列パターンを有するハニカム成形体を作製した。即ち、比較例1においては、ハニカム成形体全体が、表1の「形状」の欄に示されるように、四角形と八角形のセルが交互に配列した配列パターンとなるハニカム成形体を作製した。このようなハニカム成形体を作製したこと以外は、実施例1と同様の方法で目封止ハニカム構造体を作製した。
中央部及び外周部の形状等を、表1のように変更したこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2〜12、及び比較例2〜7の目封止ハニカム構造体を作製した。
目封止ハニカム構造体の隔壁に対して、6g/Lのススを堆積させた状態で、目封止ハニカム構造体の流入端面より高温のガスを通気して、ススを堆積させた目封止ハニカム構造体の強制再生を行った。強制再生の条件は、流入端面におけるガス温度を650℃とし、ガスの通気時間を15分間とした。また、強制再生の前に、ススを堆積させた状態の目封止ハニカム構造体の質量を測定した。強制再生後に、目封止ハニカム構造体の質量を測定し、強制再生により消失したススの質量を求めた。堆積させたススの質量M1と、強制再生により消失したススの質量M2とから、強制再生時の再生効率(M2/M1×100)を求めた。表2においては強制再生時の再生効率を「再生効率(%)」と表記した。
表2の「全体圧損(Ratio)」が、1以下で、且つ、「再生効率(%)」が70%以上の場合を「合格」とした。総合評価が「合格」の場合、表2の「総合評価」の欄に、「OK」と記す。表2の「全体圧損(Ratio)」が、1を超える、又は、「再生効率(%)」が70%未満の場合を「不合格」とした。総合評価が「不合格」の場合、表2の「総合評価」の欄に、「NG」と記す。
実施例1〜12の目封止ハニカム構造体は、「全体圧損(Ratio)」が、1以下で、且つ、「再生効率(%)」が70%以上であり、総合評価において「合格」の評価を得ることができた。一方、比較例2〜7の目封止ハニカム構造体は、「全体圧損(Ratio)」が、1を超え、再生効率についても、いずれも低い値となった。
Claims (5)
- 流入端面から流出端面まで延びる流体の流路となる複数のセルを取り囲むように配置された多孔質の隔壁を有する柱状のハニカム構造部と、
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、
前記ハニカム構造部は、前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面における最外周を含む外周部と、前記外周部を除く前記断面における中央部分に配置された中央部とによって構成され、
前記外周部は、ススの堆積量が4g/Lでのスス付き圧損が、前記中央部の前記スス付き圧損に対して15%以上高く、且つ、当該外周部の開口率が、前記中央部の開口率と同一又はそれ以上である特定外周部を含み、
前記ハニカム構造部の前記セルの延びる方向に直交する断面において、前記ハニカム構造部の総面積に対して、前記特定外周部が占める面積の比率が、5%以上であり、
前記ハニカム構造部の前記特定外周部以外の部位が、前記中央部であり、
前記流出端面側の端部に前記目封止部が配設された前記セルを流入セルとし、及び前記流入端面側の端部に前記目封止部が配設された前記セルを流出セルとし、
前記特定外周部において、前記セルの延びる方向に直交する断面における前記流入セルと前記流出セルの形状が互いに四角形、又は、当該断面における前記流入セルの形状が四角形で且つ前記流出セルの形状が八角形、のいずれかである、目封止ハニカム構造体。 - 前記ハニカム構造部の前記特定外周部以外の部位において、
前記セルの延びる方向に直交する断面における前記流入セルの形状が、六角形であり、
前記セルの延びる方向に直交する断面における前記流出セルの形状が、正方形であり、
複数の前記セルは、所定の前記流入セルの1辺と、隣接する前記流出セルの1辺とが、同一の長さを有するとともに平行となるよう、1つの前記流出セルの周囲を4つの前記流入セルが取り囲む構造となっており、
前記流出セルの第1の辺を形成する前記隔壁と、前記流出セルの前記第1の辺と対向する第2の辺を形成する前記隔壁との距離である距離aは、0.8mmを超え、2.4mm未満の範囲であり、
前記流出セルの1辺と平行に隣接する前記流入セルの第3の辺を形成する前記隔壁と、前記流入セルの前記第3の辺と対向する第4の辺を形成する前記隔壁との距離である距離bの、前記距離aに対する比率は、0.4を超え、1.1未満の範囲である、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前記特定外周部以外の部位における前記流入セルには、前記第3の辺の中央部と前記第4の辺の中央部とを、前記セルの延びる方向に直交する方向に結ぶ分割壁が更に設けられている、請求項2に記載の目封止ハニカム構造体。
- 前記ハニカム構造部は、前記外周部及び前記中央部が同一材料によって構成されたものである、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。
- 前記ハニカム構造部は、前記外周部及び前記中央部が前記同一材料によって一体的に構成されたものである、請求項4に記載の目封止ハニカム構造体。
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