JP7466526B2 - 無機濾過堆積物を有するハニカム体の製造方法 - Google Patents
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Description
本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、単数形「a」、「an」、及び「the」は、内容が明確に別段の指示をしない限り、複数の指示対象を有する実施形態を包含する。本明細書及び添付の特許請求の範囲で用いられる場合、「又は」という用語は、内容が明確に別段の指示をしない限り、「及び/又は」を含むその意味で一般に用いられる。
本開示の態様は、無機材料などの濾過材料、例えばセラミック又は耐火材料、又はさらには多孔質のセラミック又は耐火材料などの材料を含む、多孔質セラミックハニカム体などの多孔質体を形成する方法に関する。好ましくは、濾過材料は、エアロゾル-堆積濾過材料である。幾つかの好ましい実施形態では、濾過材料は、複数の無機粒子凝集体を含み、該凝集体は、セラミック又は耐火性の材料などの無機物からなる。幾つかの実施形態では、凝集体は多孔質であり、これにより、ガスが凝集体を通って流れることを可能にしうる。
本明細書に記載されるセラミック物品は、複数の内部チャネルを画成する壁面を有する多孔質壁の多孔質セラミックハニカム構造からなるハニカム体を含む。
T全体-2t表面
ここで、t全体は壁の全厚であり、t表面は壁の表面の厚さである。
本開示には、以下の番号が付された実施態様が含まれる:
1.多孔質壁を含む閉塞したハニカム体に表面処理を施す方法であって、無機材料の粒子を噴霧して液体ビヒクル、結合剤材料、及び粒子からなる液体-微粒子-結合剤液滴とする工程;液滴から液体ビヒクルの実質的にすべてを蒸発させて、粒子と結合剤材料とからなる凝集体を形成する工程;及び、閉塞したハニカム体の多孔質壁に凝集体を堆積させる工程;を含み、ここで、堆積した凝集体は、多孔質壁上、又は多孔質壁内、若しくは多孔質壁上及び多孔質壁内の両方に配置される、方法。
ダクトが、ハニカム体の近位端に係合するための収束セクションを含む;
ダクトが丸い断面形状を含む;
噴霧ノズルが収束ノズルである;
噴霧ノズルが外部混合ノズルである;
複数の液体-微粒子-結合剤の流れをエアロゾル化する複数の噴霧ノズル;
無機材料の前記粒子を液体ビヒクル及び結合剤材料と混合して、液体-微粒子-結合剤の流れを形成する機械的撹拌器;
液体-微粒子-結合剤の流れを実質的に一定の流量で噴霧ノズルに向けるポンプ;
噴霧ガス及びキャリアガスを、90psi(約621kPa)以上の圧力で独立して供給するブースター;
閉塞したハニカム体の外径と堆積ゾーンの内径との間の膨張可能なシール;及び
堆積した凝集体を有する第1の閉塞したハニカム体とダクトとの間の流体連通の密閉が解かれたときに、ダクトの開放端を覆うバルブ
のうちの1つ又はそれらの組合せをさらに含む、実施形態92から94のいずれかに記載の方法。
ダクトが、堆積ゾーンと係合するための収束セクションを含む;
噴霧ノズルが収束ノズルである;
噴霧ノズルが外部混合ノズルである;
複数の噴霧ノズル;
噴霧ノズルと流体連通しているダクトの第1の端部又はその近くでの液体-微粒子-結合剤の流れの供給であって、無機材料の粒子を液体ビヒクル及び結合剤材料と混合する機械的撹拌器、及び/又は液体-微粒子-結合剤の流れを実質的に一定の流量で噴霧ノズルに向けるポンプを含む、液体-微粒子-結合剤の流れの供給;
ノズルに90psi(約621kPa)以上の圧力で噴霧ガスを供給するブースター;
閉塞したハニカム体の外径と前記堆積ゾーンの内径との間の膨張可能なシール;及び
堆積した凝集体を有する閉塞したハニカム体とダクトとの間の流体連通の密閉が解かれたときにダクトの開放端を覆うバルブ
のうちの1つ又はそれらの組合せをさらに含む、実施態様96に記載の装置。
T型チャンバから丸形共流チャンバへの移動が材料利用に及ぼす影響を分析した。ウォールフロー型フィルタは、次の特徴を有していた:直径4.055インチ(10.3cm)、長さ5.47インチ(13.9cm)、1平方インチあたりのセル数(CPSI)200(約31.0セル/cm2)、壁厚8ミル(203マイクロメートル)、及び平均細孔径14μm。
粒子サイズ分析器(レーザ回折に基づく)を備えたテストベンチを使用して、さまざまなノズルを取り付けることによって、圧力制御に対する流量制御におけるノズルの動作の影響を分析した。試験したノズルは、内部混合ノズル(Spraying Systems Co.社のSU11)であった。一定の混合物組成の下でと圧力制御に対する流量制御を使用して、さまざまなノズルからの凝集体のスパン及びD50(マイクロメートル)を分析した。コリオリ式の流量計である質量流量計を使用して、流量制御を達成した。圧力制御は、圧力調整器を使用して混合ガス及びキャリアガスの供給の圧力を設定することによって達成した。
ノズルタイプ、外部混合に対する内部混合の影響を分析した。ウォールフロー型フィルタは、次の特徴を有していた:直径4.055インチ(10.3cm)、長さ5.47インチ(13.9cm)、1平方インチあたりのセル数(CPSI)200(約31.0セル/cm2)、壁厚8ミル(203マイクロメートル)、及び平均細孔径14μm。試験した内部ノズルは、2050流体キャップを備えたSpraying Systemsモデル67147エアキャップであった。67147エアキャップは、0.047インチ(約1.19ミリメートル)の出口IDを有する。試験した外部ノズルは、1250流体キャップを備えたSpraying Systemsモデル64エアキャップであった。エアキャップ64は、0.064インチ(約1.63ミリメートル)のIDを有する。2050流体キャップは、0.020インチ(約0.51ミリメートル)のIDの穴を有し、かつ0.050インチ(約1.27ミリメートル)のODを有する。濾過効率を、11質量%のAl2O3、15質量%の結合剤、0.5~3質量%の分散剤、及び残りが液体ビヒクルである混合物組成物の、表3の条件、及び図13A~13Bに従うT型チャンバでの圧力降下、負荷、及び時間に対して分析した。
ノズルの数の影響を分析した。図14A~14Bに従って、共流チャンバ内で同じタイプのウォールフロー型微粒子フィルタでの一定の混合物組成について、濾過効率を圧力損失、負荷、及び時間に対して分析した。ウォールフロー型フィルタは、次の特徴を有していた:直径4.055インチ(10.3cm)、長さ5.47インチ(13.9cm)、1平方インチあたりのセル数(CPSI)200(約31.0セル/cm2)、壁厚8ミル(203マイクロメートル)、及び平均細孔径14μm。表5は、ダブルノズル又はトリプルノズルを同時に使用した場合と比較して、個々のノズルについて同じプロセスを実行した場合のデータの要約を提供している。
多孔質壁を含む閉塞したハニカム体に表面処理を施す方法であって、該方法が、
無機材料の粒子を噴霧して、液体ビヒクル、結合剤材料、及び前記粒子からなる液体-微粒子-結合剤液滴とする工程;
前記液滴から前記液体ビヒクルの実質的にすべてを蒸発させて、前記粒子及び前記結合剤材料からなる凝集体を形成する工程;
前記閉塞したハニカム体の前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程
を含み、
前記堆積した凝集体が、前記多孔質壁上、又は多孔質壁内、若しくは多孔質壁上及び多孔質壁内の両方に配置される、
方法。
前記噴霧する工程が、前記粒子、前記液体ビヒクル、及び前記結合剤材料の混合物を供給することをさらに含む、実施形態1に記載の方法。
前記凝集体の少なくとも幾つかが前記多孔質壁に付着する、実施形態1又は2に記載の方法。
前記結合剤材料が前記凝集体の粘着性を高める、実施形態1から3のいずれかに記載の方法。
前記粒子が前記液体ビヒクル及び前記結合剤材料と混合されて、液体-微粒子-結合剤の流れを形成し、前記液体-微粒子-結合剤の流れが噴霧ノズルに向けられる、実施形態1から4のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤液滴をエアロゾル化する工程をさらに含む、実施形態1から5のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤の流れが、前記噴霧ノズルを介して噴霧ガスと混合される、実施形態1から6のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤の流れが前記噴霧ノズルに入る、実施形態1から7のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤の流れを前記噴霧ガスと混合する工程が、前記噴霧ノズルの内側で行われる、実施形態6から8のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤の流れを前記噴霧ガスと混合する工程が、前記噴霧ノズルの外側で行われる、実施形態6から8のいずれかに記載の方法。
前記噴霧ノズルが前記エアロゾル化中に冷却される、実施形態1から10のいずれかに記載の方法。
前記噴霧ノズルの温度が、前記液体ビヒクルの沸点未満で維持される、実施形態1から11のいずれかに記載の方法。
前記液滴が、エアロゾル化され、ガス状キャリア流によって前記閉塞したハニカム体の方へと運ばれる、実施形態1から12のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、前記噴霧ガス及びキャリアガスからなる、実施形態1から13のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、前記液滴と混合される前に加熱される、実施形態1から14のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、50℃以上から500℃以下の範囲の温度に加熱される、実施形態1から15のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、80℃以上から300℃以下の範囲の温度に加熱される、実施形態1から16のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、80℃以上から150℃以下の範囲の温度に加熱される、実施形態1から17のいずれかに記載の方法。
前記液滴及び前記ガス状キャリア流が、前記閉塞したハニカム体に近接した出口端を有するダクトを通って運ばれる、実施形態13から18のいずれかに記載の方法。
前記ダクトが、前記堆積工程中、前記閉塞したハニカム体と密閉流体連通している、実施形態1から19のいずれかに記載の方法。
前記ダクトを通る全容積流量が、5Nm3/時以上及び/又は200Nm3/時以下である、実施形態19又は20に記載の方法。
前記全容積流量が、20Nm3/時以上及び/又は100Nm3/時以下である、実施形態1から21のいずれかに記載の方法。
前記ダクトが実質的に断熱性である、実施形態19から22のいずれかに記載の方法。
前記ダクトの壁の平均温度が前記ガス状キャリア流の温度より低い、実施形態19から23のいずれかに記載の方法。
前記ダクトの壁の平均温度が前記ガス状キャリア流の温度より高い、実施形態19から24のいずれかに記載の方法。
複数の噴霧ノズルを用いて複数の液体-微粒子-結合剤の流れを噴霧する工程をさらに含む、実施形態1から25のいずれかに記載の方法。
前記複数の噴霧ノズルが、前記ダクトのチャンバ内に等間隔に配置される、実施形態19から26のいずれかに記載の方法。
前記複数の噴霧ノズルの各々が、前記ダクトの中心に向かって角度が付いている、実施形態26に記載の方法。
前記噴霧ガスが、前記液体-微粒子-結合剤の流れを前記液滴へと細分化するのに寄与する、実施形態26から28のいずれかに記載の方法。
前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程が、前記ガス状キャリア流を前記ハニカム体の前記多孔質壁に通すことをさらに含み、前記ハニカム体の前記壁上又は壁内に前記濾過された凝集体を捕捉することによって、前記ハニカム体の前記壁が前記凝集体の少なくとも幾つかを濾過して取り除く、実施形態13から29のいずれかに記載の方法。
前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程が、前記閉塞したハニカム体の前記多孔質壁を用いて前記ガス状キャリア流から前記凝集体を濾過することを含む、実施形態13から30のいずれかに記載の方法。
前記結合剤材料の有機成分が前記堆積した凝集体から除去される、実施形態1から31のいずれかに記載の方法。
前記堆積した凝集体を加熱する工程をさらに含む、実施形態1から32のいずれかに記載の方法。
前記堆積した凝集体を加熱することにより、前記堆積した凝集体から前記結合剤材料の有機成分を燃焼又は揮発させる、実施形態1から33のいずれかに記載の方法。
前記凝集体を加熱することにより、前記堆積した凝集体中の前記結合剤材料の無機成分を前記ハニカム体の前記多孔質壁と物理的に結合させる、実施形態1から34のいずれかに記載の方法。
前記凝集体を加熱することにより、前記堆積した凝集体中の前記結合剤材料の無機成分が前記ハニカム体の前記多孔質壁上に多孔質無機構造を形成する、実施形態34又は35に記載の方法。
前記キャリアガスが窒素である、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが実質的に不活性ガスからなる、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが主に1つ以上の不活性ガスである、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが主に窒素ガスである、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが主に空気である、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが、実質的に窒素又は空気からなる、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが乾燥している、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが、水蒸気を5質量パーセント未満で含む、実施形態14に記載の方法。
前記キャリアガスが、前記ダクトのチャンバに入るときに液体ビヒクルを実質的に含まない、実施形態19から44のいずれかに記載の方法。
前記ダクトが、前記凝集体から前記液体ビヒクルの実質的な部分又はすべての蒸発を可能にするように構成された軸方向長さを有する蒸発セクションを含む、実施形態19から45のいずれかに記載の方法。
前記液滴の経路及び前記ガス状キャリア流の経路が、前記ダクトの蒸発セクションに入る前に互いに実質的に垂直である、実施形態19から46のいずれかに記載の方法。
前記液滴の経路及び前記ガス流の経路が、前記ダクトの蒸発セクションに入るときに互いに実質的に平行である、実施形態19から46のいずれかに記載の方法。
前記キャリアガスが、前記ノズルの端部の前記液滴の周りの共流における前記ノズルを取り囲む環状の流れで前記ダクトのチャンバに送給される、実施形態19から48のいずれかに記載の方法。
前記液滴の経路及び前記キャリアガスの経路が、前記ダクトの蒸発セクションに入る前に互いに実質的に垂直である、実施形態19から46のいずれかに記載の方法。
前記液滴の経路及び前記キャリアガスの経路が、前記ダクトの蒸発セクションに入る前に互いに実質的に平行である、実施形態19から46のいずれかに記載の方法。
前記ダクトが、前記ノズルの下流に拡散領域を含む、実施形態19に記載の方法。
前記ダクトが、前記ハニカム体の近位端に係合するための収束セクションを含む、実施形態19に記載の方法。
前記閉塞したハニカム体が、前記ハニカム体の遠位端で閉塞している入口チャネルと、前記ハニカム体の近位端で閉塞している出口チャネルとを備えている、実施形態1から53のいずれかに記載の方法。
前記凝集体が、前記入口チャネルを画成する前記壁上に堆積される、実施形態1から54のいずれかに記載の方法。
前記液体ビヒクルが、前記ガス状キャリア流の前記温度において、水の蒸気圧より高い蒸気圧を有する、実施形態1から55のいずれかに記載の方法。
前記液体ビヒクルが、前記ガス状キャリア流の前記温度において、水の沸点より低い沸点を有する材料から実質的になる、実施形態1から56のいずれかに記載の方法。
前記液体ビヒクルがアルコールである、実施形態1から57のいずれかに記載の方法。
前記液体ビヒクルが、メトキシエタノール、エタノール、キシレン、メタノール、酢酸エチル、ベンゼン、又はそれらの混合物である、実施形態1から58のいずれかに記載の方法。
前記液体ビヒクルがエタノールである、実施形態1から59のいずれかに記載の方法。
前記液体ビヒクルが実質的に水からなる、実施形態1から60のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、重力に実質的に平行な方向に前記チャンバから出る、実施形態13から61のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、実質的に下向きに前記チャンバから出る、実施形態13から61のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、実質的に上向きに前記チャンバから出る、実施形態13から61のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤液滴が、複数のノズルによって前記チャンバ内へと向けられる、実施形態1から64のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-液滴の平均サイズが1μm以上かつ15μm以下である、実施形態1から65のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-液滴の平均サイズが2μm以上かつ8μm以下である、実施形態1から66のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-液滴の平均サイズが4μm以上かつ8μm以下である、実施形態1から67のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-液滴の平均サイズが4μm以上かつ6μm以下である、実施形態1から68のいずれかに記載の方法。
多孔質壁を含む閉塞したハニカム体に表面処理を施す方法であって、該方法が、
無機材料の粒子液体をビヒクル及び結合剤材料と混合して、液体-微粒子-結合剤の流れを形成する工程;
前記液体-微粒子-結合剤の流れを噴霧ガスと混合する工程;
前記液体-微粒子-結合剤の流れを噴霧ノズル内へと向け、それによって前記粒子を前記液体ビヒクル、前記結合剤材料、及び前記粒子からなる液体-微粒子-結合剤液滴へとエアロゾル化する工程;
前記閉塞したハニカム体に近接した出口端を有するダクトを通るガス状キャリア流によって前記液滴を前記閉塞したハニカム体へと運ぶ工程であって、前記ガス状キャリア流がキャリアガス及び前記噴霧ガスを含む、工程;
前記液滴から前記液体ビヒクルの実質的にすべてを蒸発させて、前記粒子及び前記結合剤材料からなる凝集体を形成する工程;及び
前記閉塞したハニカム体の前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程
を含み、
前記堆積した凝集体が、前記多孔質壁上、又は多孔質壁内、若しくは多孔質壁上及び多孔質壁内の両方に配置される、
方法。
前記ダクトが、前記堆積工程中、前記閉塞したハニカム体と密閉流体連通している、実施形態70に記載の方法。
前記キャリアガスが、前記ノズルの端部の前記液滴の周りの共流における、前記ノズルを取り囲む環状で前記ダクトのチャンバに送給される、実施形態70又は71に記載の方法。
前記ダクトが、前記ハニカム体の近位端に係合するための収束セクションを含む、実施形態70から72のいずれかに記載の方法。
前記ダクトが丸い断面形状を含む、実施形態70から73のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤の流れを前記噴霧ガスと混合する工程が、前記噴霧ノズルの外側で行われる、実施形態70から74のいずれかに記載の方法。
前記噴霧ノズルが収束ノズルである、実施形態70から75のいずれかに記載の方法。
前記粒子を液体-微粒子-結合剤液滴へとエアロゾル化する工程が、複数の噴霧ノズルを用いて複数の液体-微粒子-結合剤の流れをエアロゾル化することを含む、実施形態70から76のいずれかに記載の方法。
前記複数の噴霧ノズルが、前記ダクトのチャンバ内に等間隔に配置される、実施形態1から77のいずれかに記載の方法。
前記複数の噴霧ノズルの各々が、前記ダクトの中心に向かって角度が付いている、実施形態1から78のいずれかに記載の方法。
前記閉塞したハニカム体の前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程が、複数の閉塞したハニカム体に対して半連続的に行われる、実施形態70から79のいずれかに記載の方法。
凝集体を有する第1の閉塞したハニカム体と前記ダクトとの間の密閉流体連通を解く工程、及び前記ダクトと密閉流体連通している第2の閉塞したハニカム体を係合する工程をさらに含む、実施形態1から80のいずれかに記載の方法。
前記第2の閉塞したハニカム体が、前記第1の閉塞したハニカム体の密閉を解いた後、30秒以下で係合される、実施形態81に記載の方法。
前記第2の閉塞したハニカム体が、前記第1の閉塞したハニカム体の密閉を解いた後、15秒以下で係合される、実施形態1から82のいずれかに記載の方法。
前記第2の閉塞したハニカム体が、前記第1の閉塞したハニカム体の密閉を解いた後、5秒未満で係合される、実施形態1から83のいずれかに記載の方法。
前記第2の閉塞したハニカム体が、前記第1の閉塞したハニカム体の密閉を解いた後、2秒未満で係合される、実施形態1から84のいずれかに記載の方法。
前記液体-微粒子-結合剤の流れを前記噴霧ノズルへと向ける工程が、実質的に一定の流量で行われる、実施形態70から85のいずれかに記載の方法。
前記無機材料の前記粒子を前記液体ビヒクル及び前記結合剤材料と混合する工程が、機械的撹拌によって行われる、実施形態70から86のいずれかに記載の方法。
前記噴霧ガス及び前記キャリアガスが、90psi(約621kPa)以上の圧力で独立して供給される、実施形態70から87のいずれかに記載の方法。
前記噴霧ガス及び前記キャリアガスがそれぞれ、125psi(約862kPa)以下の圧力で独立して供給される、実施形態70から88のいずれかに記載の方法。
前記噴霧ノズルの温度が、前記液体ビヒクルの沸点未満で維持される、実施形態70から89のいずれかに記載の方法。
前記ガス状キャリア流が、前記液滴と混合される前に加熱される、実施形態70から90のいずれかに記載の方法。
多孔質壁を含む閉塞したハニカム体に表面処理を施す方法であって、該方法が、
噴霧ガスを液体-微粒子-結合剤の流れと混合する工程であって、前記液体-微粒子-結合剤の流れが、無機材料の粒子、液体ビヒクル、及び結合剤材料を含む、工程;
前記液体-微粒子-結合剤の流れを噴霧ノズル内へと向け、それによって前記粒子を前記液体ビヒクル、前記結合剤材料、及び前記粒子からなる液体-微粒子-結合剤液滴へとエアロゾル化する工程;
前記閉塞したハニカム体に近接した出口端を有するダクトを通るガス状キャリア流によって前記液滴を前記閉塞したハニカム体へと運ぶ工程であって、前記ガス状キャリア流がキャリアガス及び前記噴霧ガスを含む、工程;
前記ノズルの端部の前記液滴の周りの共流における前記ノズルを取り囲む環状の流れで、前記キャリアガスを前記ダクトのチャンバに送給する工程;
前記液滴から前記液体ビヒクルの実質的にすべてを蒸発させて、前記粒子及び前記結合剤材料からなる凝集体を形成する工程;及び
前記閉塞したハニカム体の前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程
を含み、
前記堆積した凝集体が、前記多孔質壁上、又は多孔質壁内、若しくは多孔質壁上及び多孔質壁内の両方に配置され;かつ
前記堆積工程中、前記ダクトが、前記閉塞したハニカム体を収容する堆積ゾーンと密閉流体連通している、
方法。
前記閉塞したハニカム体の前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程が、複数の閉塞したハニカム体に対して半連続的に行われる、実施形態1から92のいずれかに記載の方法。
前記ダクトと前記堆積ゾーンとの間の密閉流体連通を解く工程、堆積した凝集体を有する第1の閉塞したハニカム体を前記ダクトから離れた位置へと移動させる工程、及び前記ダクトと密閉流体連通している第2の閉塞したハニカム体を係合する工程をさらに含む、実施形態1から93のいずれかに記載の方法。
次の特徴:
前記ダクトが、前記ハニカム体の近位端に係合するための収束セクションを含む;
前記ダクトが丸い断面形状を含む;
前記噴霧ノズルが収束ノズルである;
前記噴霧ノズルが外部混合ノズルである;
複数の液体-微粒子-結合剤の流れをエアロゾル化する複数の噴霧ノズル;
前記無機材料の前記粒子を前記液体ビヒクル及び前記結合剤材料と混合して、前記液体-微粒子-結合剤の流れを形成する機械的撹拌器;
前記液体-微粒子-結合剤の流れを実質的に一定の流量で前記噴霧ノズルに向けるポンプ;
前記噴霧ガス及び前記キャリアガスを、90psi(約621kPa)以上の圧力で独立して供給するブースター;
前記閉塞したハニカム体の外径と前記堆積ゾーンの内径との間の膨張可能なシール;及び
堆積した凝集体を有する前記第1の閉塞したハニカム体と前記ダクトとの間の流体連通の密閉が解かれたときに、前記ダクトの開放端を覆うバルブ
のうちの1つ又はそれらの組合せをさらに含む、実施形態92から94のいずれかに記載の方法。
多孔質壁を含む閉塞したハニカム体に表面処理を施すための装置であって、該装置が、
第1の端部から第2の端部にわたる、丸い断面形状を有するダクト;
前記ダクトの前記第2の端部で前記ダクトと流体連通する前記閉塞したハニカム体を収容するための堆積ゾーン;及び
前記ダクトのチャンバと流体連通する噴霧ノズル
を含む、装置。
次の特徴:
前記ダクトが、前記堆積ゾーンと係合するための収束セクションを含む;
前記噴霧ノズルが収束ノズルである;
前記噴霧ノズルが外部混合ノズルである;
複数の噴霧ノズル;
前記噴霧ノズルと流体連通している前記ダクトの前記第1の端部又はその近くでの液体-微粒子-結合剤の流れの供給であって、前記無機材料の粒子を液体ビヒクル及び結合剤材料と混合する機械的撹拌器、及び/又は前記液体-微粒子-結合剤の流れを実質的に一定の流量で前記噴霧ノズルに向けるポンプを含む、液体-微粒子-結合剤の流れの供給;
前記ノズルに90psi(約621kPa)以上の圧力で噴霧ガスを供給するブースター;
前記閉塞したハニカム体の外径と前記堆積ゾーンの内径との間の膨張可能なシール;及び
堆積した凝集体を有する閉塞したハニカム体と前記ダクトとの間の流体連通の密閉が解かれたときに前記ダクトの開放端を覆うバルブ
のうちの1つ又はそれらの組合せをさらに含む、実施形態96に記載の装置。
105 第1の端部
110 内部チャネル
115 壁
135 第2の端部
200 微粒子フィルタ
201 チャネル
202 入口端
204 出口端
205 外皮層
206 チャネル壁
208 入口チャネル
210 出口チャネル
250 排ガス流
300 ハニカム体
310 壁
320 濾過材料堆積物
325 粒子
330 ガスの流れ
500,600,700,800,900 装置
501,601,701,801,901 導管
503,603,703,803,903 プレナム空間
505,605,705,805 キャリアガス
510,610,710,810 懸濁液
515,615,715,815a,815b,915 噴霧ガス
520,620,720,820a,820b,820c,920 ノズル
521,621,721,821 入口端
522,622,722,822,922 拡散領域
523,623,723,823,923,1023 蒸発チャンバ
525,625,725,825,925,1025 出口端
527,727,827 第1のセクション
529,729,829 第2のセクション
531,631,731,831,931,1031 堆積ゾーン
536,636,736,836,936,1036 出口ゾーン
540,640,740,840,940 出口導管
545,645,745,845,945 流れドライバ
550,650,750,850,950,1150,1250 第1の端部
551,651,751,851,951,1051,1151,1251 ダクト
553,653,753,953,1053 蒸発セクション
555,655,755,855,955,1155,1255 第2の端部
905a 一次加熱キャリアガス
905b 二次加熱キャリアガス
921 第1の入口位置
924 第2の入口位置
928 直円筒形セクション
929 第2のプレナム空間
1000 装置
1006 ガス-液体-微粒子-結合剤混合物
1027 不均一な直径
1030,1130,1230 閉塞したセラミックハニカム体
1033 第1のセクション
1034 第2のセクション
1035 出口チャンバ
1060 搬送機構
1063,1065 バルブ
1100 T型チャンバ
1120a,1120b 噴霧ノズル
1200 丸形共流チャンバ
1220a,1220b ノズル
Claims (8)
- 多孔質壁を含む閉塞したハニカム体に表面処理を施す方法であって、該方法が、
無機材料の粒子を液体ビヒクル及び結合剤材料と混合して、液体-微粒子-結合剤の流れを形成する工程;
前記液体-微粒子-結合剤の流れを噴霧ガスと混合する工程;
前記液体-微粒子-結合剤の流れを噴霧ノズル内へと向け、それによって前記粒子を前記液体ビヒクル、前記結合剤材料、及び前記粒子からなる液体-微粒子-結合剤液滴へとエアロゾル化する工程;
前記閉塞したハニカム体に近接した出口端を有するダクトを通るガス状キャリア流によって前記液滴を前記閉塞したハニカム体へと運ぶ工程であって、前記ガス状キャリア流がキャリアガス及び前記噴霧ガスを含む、工程;
前記ガス状キャリア流によって前記液滴を前記閉塞したハニカム体へと運ぶ工程の間に、前記液滴から前記液体ビヒクルの実質的にすべてを蒸発させて除去し、前記粒子及び前記結合剤材料からなる凝集体を形成する工程;及び
前記閉塞したハニカム体の前記多孔質壁に前記凝集体を堆積させる工程
を含み、
前記堆積した凝集体が、前記多孔質壁上、又は多孔質壁内、若しくは多孔質壁上及び多孔質壁内の両方に配置される、
方法。 - 前記液体-微粒子-結合剤の流れを前記噴霧ガスと混合する工程が、前記噴霧ノズルの外側で行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記噴霧ガス及び前記キャリアガスが、90psi(約621kPa)以上の圧力で独立して供給される、請求項1に記載の方法。
- 前記噴霧ガス及び前記キャリアガスがそれぞれ、125psi(約862kPa)以下の圧力で独立して供給される、請求項1から3のいずれか一項に記載の方法。
- 前記噴霧ノズルの温度が、前記液体ビヒクルの沸点未満で維持される、請求項1に記載の方法。
- 前記ガス状キャリア流が、50℃以上~500℃以下の範囲の温度に加熱される、請求項1に記載の方法。
- エアロゾル化した前記液体-微粒子-結合剤液滴が、複数の前記噴霧ノズルによって前記ダクトのチャンバへと向けられる、請求項1に記載の方法。
- 前記キャリアガスが、前記噴霧ノズルの端部の液滴の周りの共流における、前記噴霧ノズルを取り囲む環状の流れで前記ダクトのチャンバに向けて送給される、請求項1に記載の方法。
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