JPS6064613A - 粒状物ろ過装置 - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
本発明は、粒状物５濾過装置（５濾過器）に関する。
懸濁粒状物を含む流体−気体またはくおよび）液体−か
らの固体粒状物の除去は、通常濾過器を用いて為される
。全般に５濾過゛器は、（１）５濾過器の入口表面から
出口表面に流れる流体に対して透過性であり、そして（
２）粒状物の殆んどまたは全てが流体と共に５濾過器内
を完全に通過するのを所望の如くに拘束できるように、
内部に伸びており、（相ｎ連絡されてもよく）そして小
横断面寸法または最小直径を持つ複数の気孔を有した製
品または素材の形の多孔性固体材料で作られる。かかる
気孔はいわゆる「オープン・ポロシティ」または［アク
セシブル・ポロシティ」を構成する。 拘束粒状物は濾過器の入口表面またはくおよび）気孔内
に捕集され、−力流体はこれらの捕集粒状物おにび５濾
過器を通過し続ける。一部または全ての気孔の各々の最
゛小横断面寸法゛は一部または全ての粒状物の寸法より
も大であり得る。しかしその寸法差は、ナ過器内を流れ
る流体のヂ過中に有意ｈ１または所望量の粒状物が濾過
器上または（および゛）５濾過器内に拘束または捕集さ
れるような値に制限される。捕集粒状物のｍＳ増すにつ
れて、通常濾過器中の流体流速は望ましくない値まで下
がる。この時点で濾過器は使い捨て／交換可能要素とし
て廃棄され、または５濾過器を再使用できるように濾過
器から捕集粒状物を適切に除去することにより再生され
る。 有用な濾過器について全般に次の４点が主に考慮される
： （１） 清過効率：流体が濾過器を通過する時に所定容
積の流体から除去される、該流体容積中の！Ｊ濁粉粒状
物ｆ７ｔ（通常は５濾過器通過前の所定流体容積中に最
初に含まれる全粒状物に対する不倒％とじて表わされる
）： （２） 流速：濾過器および捕集粒状物を通過する単位
時間当りの流体容積、または閉連続供給系においては、
５濾過器が無い場合の系内圧力と比較した、５濾過器お
よび５濾過器十の捕集粒状物の存在によって系内の５濾
過器より上流に生じる背圧または増加圧ノア； （３） 連続運転時間：す過動率ｊ、ｌこは（および）
流速／背圧が不満足な値になって５濾過器交換またはく
および）再生が必要となる迄の濾過器連続使用累積時間
；および （４） 小！Ｉ’！ ４ｉ°１１造：最良の組合せの、
ヂ過効率、流速／背圧おにび３ｔｕ ）Ａ’運転時間を
達成するための省空間最小容積おＪ：び形状。 高められた温１良での流体５濾過については、５濾過器
内の主要湯度条件および濾過器と接＃！ｌ！する流体お
よび懸濁粒状物の化学的反応性の下で適切な機械的およ
び化学的耐久性を持っ濾過器をも考慮しな（）ればなら
ない。 前記の考慮事項、特に全般的な４主要点は、下記に例示
される先行技術５濾過器または不完全＜’Ｋ ５濾過器
示唆に上ると種々の度合に組込まれているがしかし十分
に満足できる王台に組込まれているとは思われない。 米国特許第２．８．８４，０９１号、第２，９５２，３
３３号および第３，２４２，６４９号にはひだイｑの５
濾過器材ｎ露？＋、 ａ板からなる種類のヂ過器を記し
ており、その層には、平行な波またはひだがひだ付板の
折り目に対して実質的に垂直に延びている波形またはひ
だ付スペーザが差込まれている。要するに流体はスペー
サーで限定された完全な層または列を為すセルに入り、
５濾過器板の各側だけを通過して（スペーナ内の隣接セ
ルを分離するスペーサの波またはひだＬ？グメント内を
通過「ずに）濾過される。速にこれらの波は、実質的に
３０″よりも小さな内角度の「角」を持つ正弦波状の幾
何形状の為す横断面を１１したセル状通路を包含する。 英Ｗ特許出願第８４８，１２９号は、波形スペーサを差
込む代りに、ひだ間のＢ隔を保つためのスペーサえくぼ
の（１いた５濾過器材料多孔蒲板を用いた別の形のびだ
イ」う濾過器を示している。 米国性Ｌ′［第３，３４６，１２１号には、各層内のく
しかし必ずしも層から層へではない）交互配列状の流路
または通路の端部を閉塞する対向鋸歯状の横方向部分を
持ち、各層内の流体が多孔壁を通過して５１遇されるよ
うに為した波形層構造の多孔薄壁ハネカム５濾過器が開
示されている。この波配列は、実質的に３０’ Ｊ：り
小ざな内角度によって形成された多数の角を持つ横断面
幾何形状を流路またはセルが有Ｉノだ配列にイヱってい
る。更に層状構造は、層が互いに隣接して二重層および
時には三重ＦＢまたは壁厚と等しくなった多数の部分を
含む。 米国特約第３，５３３，７５３号は、交差「細管」流路
の偕状綱状組織を持つ触媒体を記している。これらの流
路は燃焼排気ガス塵または沈降粒子用の５濾過器体とし
てＵ、’ａ （ｉｆ：でき、それらは米国特許第４，０
５４ 、４１７ 号に記される如きディーゼル機関排気
煤または粒状物であり得る。 米国特許第３，６３７，３５３号には、ディーゼル機関
に、にり生じる１）１気ガスから粒状物をヂ別するため
の流体流′ＮＪｆＪＩ隙を有した粒４人触媒の管状充填
床が１ｉ（１示され−Ｃいる。 米１’！、ｌ：ｒ Ｆ／ｒ第４’、０５４，４１７号は
又、米［■特許第３，５３３．７５３号の飼料の代替と
して且つ類似した１合に（即ら流体が全流路に流入し通
過しそして流出する１合に）、タービン機関用熱交換器
または自動車用の単体接触転化器に用いられる既知材料
（例えば波形４ｖＩ造として米国特許第３，１１２，１
８４＠に、および押出構造として米国特許第３，７９０
，６５４号に開示される如きもの）の開示ディーピル排
気炉過器の製作を示唆している。 米国エンピロメ゛ンタル・プロテクション・エージエン
シーの研究報告Ｅ Ｐ Ａ −６００／ ２−７７−０
５６は、波形および押出両方のハネカム外観の幾つかの
商業的に入手可能な多孔薄壁セラミック単体がディーゼ
ル排気粒状物用に可能な５濾過器であることを示唆して
いる。しかしこの研究報告に示される配列は、横Ｗｉ面
に３０”より小さな角度の内角を有した交互層直交流設
計の波形単体だけであり、１ノ１気ノＪスはセルまたは
通路の層間の防壁だけを通過Ｊるように為される。この
報告はまたセラミック綴紐の接着多孔索材がディーゼル
排気粒状物の５濾過器に適切であることを示唆している
。 英匹１特許第１，４４０，１８４号は、耐火性金属酸化
物繊維の接着多孔板を、粒状物質含有高温廃ガスおよび
鋳造前の溶融金属の濾過に用いるための波形または≧１
′！押ハネカム購造物に形成できることを１ｔｉｌ示し
ている。前記の場合の如く、波形または型押構造物の横
断面は３０°よりはるかに小さな多数の内角度の角を含
む。 米国特許第３，８９３，０１７月および第３，９６２，
０８１号は、溶融金属が発泡構造を通過する時に溶融金
属から同伴固体または包含粒状物を除去するためのセラ
ミック発泡５濾過器を記している。 米国１４５′１第４，０４１，５９１月おＪ：び第４，
０４１，５９２号には、各通路に入った流体が流れ続（
）て、セル壁を通過せずに通路の開放出口端から流出す
るように、全てのセルまた・は通路を平行に為した薄壁
ハネ刀ム描迅の多流体流動通路体が開示されている。 交互の選択されたセル列または層の末端は封止されて、
流体導性へ流れを別々に分Ｉ！Ｉｉ！するのに得策なよ
うに為される。これらの物体について示される任意的用
途はう濾過および浸透であり、この場合には最初の組の
セルに流入する流体の一部が、最初の組のＩＫルと隣接
する一つ置きの組のセルとの間の多孔薄壁を通過して後
者の組のセルに流入でき、一方より一層高淵麿の望まし
くないまたは分１’、１１可能な成分を含む残りの流体
部−分が最初の相のセル内を流れ続けてその開放出口か
ら流出できるように、ハネカム描造体を形成するために
多孔月利が用いられる。後者の用途例としては飲料水ま
たは浄水を製造Ｊるための塩水または不純水の逆浸透５
濾過および限外５濾過が挙げられ、この場合には最初の
絹のセルを限定する多孔壁表面に適切＜ｒ選択的透過膜
が裏打らされる。 今や特に前記の４つの主要考慮事項の全てに関して優れ
た組合せの長所を持つと信じられる、流体中の懸濁系か
ら固体粒状物を除去するための新規な５濾過器体が考え
られた。５濾過されるべき流体の高められた温瓜Ｊ：り
高い初期融点を持つ無機（特にセラミック）材ｉ１で製
作した場合には、憬れた絹合せの長所として、かかる高
温流体による主要５戸開条イ′１下での適切な機械的お
よび科学的耐久＆１１１−に関Ｊ−る点が挙げられる。 この新規な５濾過器体は、セルまたは通路が相ｎに平行
で入口および出口端面間に長子方向に伸びている、多孔
Ｆ＋９壁ハネカム（１１１造物に基づく。これは、小角
ｐＥの角を持つ形状によってもたらされる流体流動パタ
ーンお、１、び粒状物蓄積パターンに起因Ｌ）で流体が
う濾過器に十分に効果的に接近するのを妨げるように内
角度（／３０°）の角がセルの横ｇ）１面幾何形状中に
全・（存在し２−ｆｆｉいにうａ丁合に、全てのセルら
ｔ全体が隣接入口および出口セル間に直接的に’Ａ＋果
的４に５濾過器を構成する独特、な特徴を右ザる。５濾
過器の入口および出［Ｉ端面の各々から見ると、交番す
る群のセル末端が格子縞またはチ、Ｔツカ−ｆｉｔ（）
ｌｉ！列にＣ開放および閉鎖しており、出ロ※；１：面
配列に１人［−１端面配列と逆になっている。 特に本発明は、ｉＭ構造物入口おＪ：び出口端面間に長
子方向に相７ｊに平行に伸びた複数のセルを限定Ｊる多
孔薄壁の母（イを右１−るハネカム横進の５濾過器を右
する、流体流（例えば高温ガスまたは液体）の中の懸濁
系から固体粒状物を５戸別するための装置１・”１′を
１１−供１する。全般に壁厚は約１ 、５ｍｍより厚く
ない（好＞１．ｌ、 ＜は最人約０ 、６３５ ｍｍで
ある）。壁は、壁を通・して流体を完全に流れさせ、大
部分または全ての粒状物が完全に壁を通過するのを拘束
づるのに十分な容積および司法の実質的に均一なランダ
ム相方連絡されたオープンポロシティを含む。全般にＡ
−ブンボロシティは、少なくとも約２５容φ％Ｎｌ？ま
しくは少なくとも約３５容量％）であり、少なくど一６
約１／１ＴｒＬ（好ましくは少なくとも約３．５１１ｍ
）の平均気孔直径（慣用的な水銀−ｆ１人ポロシメトリ
にて測定）を持つ気孔によって形成される。セルの横断
面形状は、３ｏ６より小さい（９Ｔましくは４５°より
小さい）角度の内角の無い実質的に均一に反復する幾何
形状配列を形成づる。入口？、Ｙのけルは、入口端面で
開放し出口端面に隣接した所で閉鎖される。出口群のセ
ルは、入口端面に隣接した所で閉鎖され出口端面で開放
される。入口群の各セルは出口群のセルとだ（プセル壁
を」ξ右する。ｉｌｉ １１１！Ｙの各セルは入口Ｊｉ
Ｙのセルとだ（Ｊレル壁をＪＬ右Ｊる。 構造物の複数の横ｙ〕向セクター（例えば環状Ｊ。 たはパイ、／楔形）の各々の内部または６１１造物全体
の壁が、かかるゼクター各々の全体または構造物全体に
お（）る実質的に均一なす過のために実質的に均一＜’
ｔ Ｉ−）ざを有して、連続運転時間を最大にするよう
に為すのが共益である。 ４ｊ、Ｙ １ｌｌｊ物内の横断面セル密度は、小型構造
内の５濾過器表向（ＬｌｌをＩｊ２人にηるために全般
に少なくとも約１ 、５１？ル／ｃＭ＜好ましくは少な
くとも約７．７５１２ル／ ｒ：ｍ ＞であるべぎでｄ
うる。 本発明の別の具体例によれば、壁中の相互連絡されるー
プンボロシティの容積およびオープンポロシティを形成
づ゛る気孔の平均気孔直径は、第８図のＳこｊｌ−２−
３−４を結ぶ（好Ｊ：シクは同図の点１−！３〜Ｇ−４
を結ぶ）境界線にＪ：り限定される’ｌ：’域内に存１
Ｊる特徴がある。ががる気孔率ａ３よび気孔ｉ＋’＋’
ｉ’ｆｉ １．Ｕ慣用的＜ｒ水銀−員人ポロシメトリ
により決定される、１ これらの製品を製造するための月利として、米国時♂［
第３，８８５，９７７号に開示される範囲より６狭い組
成ａむ囲を含むマンガン含有鉱物バッチ組成物から、：
ｌ−ディエライト結晶４１４造および低い熱膨服係数を
持ら（−分な密度を右ザる特徴のある焼結生成物を形成
できることが判明した。 更に、予備反応されたコーディエライト材料がセラミッ
クバッチ材料の少なくとも５０ｍｍ％（特に５０−９５
重足％）を構成する場合に不透質マンガン含有コープイ
エライ１〜焼結生成物をより一層経済的に望ましく製造
できることが判った。 この材料は、主要および一次結晶相がコープイエライ１
〜結晶構造であり、約１．７−２．４ＲＯ・ １．９−
２．４Ａ見２０３ ・ ４．５−５．２８ ！ ０２の
分析モル組成を右し、そして （ａ） ＲＯがＲＯに対するモル％で表わして約５５−
９５％のＭＩＩＯおよび５−４５％のＭＱＯを含む、完
全に生のセラミック材料、および （１）） 少なくとも約５０小母％の予備反応コーディ
エライト＋Ｊ ｉｔ”ｌを含み、残りが生はラミック材
１′＋１であり、この材料中のＲＯがＲＯに対するモル
％で表わして約５−４０％のＭＩＩＯおよび６０−９５
％のＭｑＯを含む、 から選択される鉱物バッチ組成から作られる不透質素焼
焼結マンガン含有セラミック生成物を与える。 完全に生のヒラミック材料から製造された本発明の生成
物の場合には、ＲＯの比をＭｎ○約７４−９０モル％お
Ｊ：びＭ（＋ ０１０−２６モル％とした生成物がより
一層望ましい。 牛セラミック月利と予備反応コーディエライト（ｐｒｅ
ｒｃａｃｔｃｄ ｃｏｒｄｉｃｒｉｔｅ ） ｄ料との
混合物から製造された本発明の生成物の場合には、ＲＯ
の比をＭｎＯ約６−１５モル％およびＭ Ｏ０８５−９
４モル％とした生成物がにり一層望ましい。更に、予備
反応コーディエライト材料が鉱物バッチ組成物の約８０
−９０重量％であるのが好ましい。 本発明の最も好ましい形態におけるモル精成は約１．９
−２．Ｈ＜０・１．９−２，１Δ９Ｊ２０３・４．９−
５．１３ｉ ０２である。 所望４Ｉ−らば、前記の処方にお（プるＭ（１０を部分
的に、米ｒｉ］特許第３，８８５，９７７号（２欄、５
５−６４行）に記される王台にＮｉ Ｏ，Ｇｏ ｏ、Ｆ
ｅ Ｏまたは（おＪζび＞ｒ＋ｏｚの如き他の酸化物で
置換できる。従って、本川ＩＩＩ ｉＵ中のＭ（ＩＱの
記述はかかる任意的に用い得る部分的置換物を本発明に
包含するように意図される。 本発明の生成物は焼結して不透質状態になるのみならず
、約１５−２０Ｘ １０−７／ ℃（２５−１０００℃
）の程度の典型的な低い熱膨張率（ＣＴＥ）を示す。 これらは、米国特許第３，７９０，６５４号、第３，８
９９；３２６号、第３．９（１（１，５４６＠および第
３．９１９，３８４＠の方法によるハネカム構造物の製
造、おにび同様の低いＣＴＥを持つコーディエライトハ
ネカム構造物′の結合または充填用のセラミックセメン
トの製造に特に適切である。特に、ハネカム構造物の形
の本発明の生成物は、工業用熱回収ホイールを４．′４
成ザるのに石川である。 本発明者は、前記生成物の結合用に適したレメントを見
出した。 一定組成のセラミック基剤に別の一定組成のコープｒエ
ライトシャモットを播種し、それに、焼成時にセメント
を発泡させて発泡レラミック索Ｉを生じるのに有効な吊
の発泡剤を添加することによって、焼結コーディエライ
ト発泡セラミック索材を形成できる発泡性粒状物セラミ
ックセメントを製造できることが判った。 このレメン１〜は１．−４０１ｆｆｉ％のコーディエラ
イトシャモット、’）９−ＧＯ小ｇ１％のセラミック基
剤および発泡剤からなる。基剤は、約１．７−２．４Ｍ
Ｏ・１．２−’２．４Ａ ９，２０３・４．５ ５．４
Ｓ Ｉ Ｑ ２からなる分析［ル組成を有しＭＯがＭＯ
に対するモル％で表わして約０−５５％のＭ（ｔｏおよ
び少なくとも４５％のＭＩＩＯを含む生ゼラミック材利
である。 焼粉は、前もって焼成微粉砕されそして約１．７−２．
４Ｒ０・ １．９−２．４△免２ｃ１３ ・ ４．５−
５．２ＳｉＯ２からイｆる分析モル組成を有し、ＲＯが
ＲＯに対Ｊるーしル％で表わして１％から、ＭＯ即らＭ
ｎＱのモル％Ｊ、リム約２０モル％低いモル％値までの
ｆｉｔのＭｎＯを含み、残りが実質的にＭ（１０である
Ｊ：う（２セラミツク材利である。ＭＯとＲＯのいずれ
かＪ、たは両方にお（Ｊる少量のＭａＯを、本用ｍ書で
参照した米国性Ｗ［第３，８８５Ｊ７７＠に記される如
＜Ｎｉ Ｏ，Ｃｏ ｏ、 Ｆｅ ０Ｊ３Ｊ：びＴｉＯ２
の如き等モル品の他の酸化物でｒｆｌ換えることができ
る。発泡剤は、はぼセメントの発泡温度、即ちシャモッ
トおよび基剤がカスによる発泡に適切な軟化状態ど＜’
にる温度にて分解してガスを放出する種々の物質から選
択できる。かかる物質としては、好ましくはシャモッ１
〜または（および）基剤中に存するカチＡンの、炭化物
、炭ｉ１ｊ ｉＭ 、硫酸塩等の如き化合物がある。炭
化■］索が好Ｊニジい発泡剤であり、シャモッ］へど基
剤の合計に対して約５重量９ＩＩ＋の実用ＩＪｌまでの
有効■のいｆれにても（通常は少なくとも０．２５Ｉｆ
Ｍ％）使用できる。これより多いＦｉｌを用いることも
できるが付加的便益はなく、しかし、この場合には発泡
素材中のセラミック絹が希釈される。全般に１−２重■
％の５ｉＣ（シＶ・モットと基剤の合計に対する型出％
）が好ましい。 発泡１＝ラミツク素祠中でコーディエライトを完全に結
晶化さ１↓るために、セメント中のシャモットが少なく
とも５小量％であり相応じて基剤が９５Φ足％を越えな
いのが１９策である。好ましい比率はシャモット５−２
０市Ｒ）％、基剤９５−８０重量％である。 本発明は化学ｈｉ論的コーディエライト帯域と非化学量
論的共融コープイエライ１へ帯域の両方を包含Ｊる＋’
＋：ｒ記のモル組成範囲内の基本組成物を広範に利用で
きるが、約１．７−２．４ＭＯ・ １．９−２．４Ａａ
２０３ ・ ４．５−５，２Ｓｉ Ｑ２からなる分析モ
ル組成を有しＭＯが前記の如くである、全般に化学量論
型の１．」木組成り勿を用いるのが好ましい。かかるモ
ル組成が約１．８−２．ＩＭＯ・ １゜９−２．１Ａ免
、０３ ・ ４．９−５，２Ｓ ｉ ０２でありＭＯが
全てＭｎＯであるのが最も好ましい。 ＭＯどｌ’＜ ０中のＭｒｌＯの必要最小差が約、２０
モル％であることに、Ｊ：す、基剤の融点よりも適切な
程度に高い融点をシャモットが持ち、１１５ ＜ して
発泡温Ｉ良でのシ１！モツ１〜による適切なコープイエ
ライｔ−ｔ＋、！、品電化１ｉ１ｉ４小ダノ宋がＩイ「
保される。かかる効果を高めるには、基本組成物のＭＯ
が約１５モル％以下のＭｏ６を含むのが好ましい。 約１．８−２．ＩＲＱ・１．Ｌ−２，１Δ応２０３・４
．９−５，２Ｓ ｉ ０２の分析組成を有し、ＲＯが８
−１２モル％のＭｎＯを含み残りがＭｏ・Ｏであるよう
なシャモッＩ〜が最も好ましい。 所望ならば、シャモットと基剤の合計に対して５重り％
程度までの牛車の個用的融剤をセメント中に任意的に含
めることができる。かかる融剤は、本明細書にて参照さ
れた米国時Ｗ［第３，１８９，５１２号および第３，６
３４，１１１号に例示されている。 本発明省は、新規な焼結コーディエライト発泡
らの固体粒状物の除去は、通常濾過器を用いて為される
。全般に５濾過゛器は、（１）５濾過器の入口表面から
出口表面に流れる流体に対して透過性であり、そして（
２）粒状物の殆んどまたは全てが流体と共に５濾過器内
を完全に通過するのを所望の如くに拘束できるように、
内部に伸びており、（相ｎ連絡されてもよく）そして小
横断面寸法または最小直径を持つ複数の気孔を有した製
品または素材の形の多孔性固体材料で作られる。かかる
気孔はいわゆる「オープン・ポロシティ」または［アク
セシブル・ポロシティ」を構成する。 拘束粒状物は濾過器の入口表面またはくおよび）気孔内
に捕集され、−力流体はこれらの捕集粒状物おにび５濾
過器を通過し続ける。一部または全ての気孔の各々の最
゛小横断面寸法゛は一部または全ての粒状物の寸法より
も大であり得る。しかしその寸法差は、ナ過器内を流れ
る流体のヂ過中に有意ｈ１または所望量の粒状物が濾過
器上または（および゛）５濾過器内に拘束または捕集さ
れるような値に制限される。捕集粒状物のｍＳ増すにつ
れて、通常濾過器中の流体流速は望ましくない値まで下
がる。この時点で濾過器は使い捨て／交換可能要素とし
て廃棄され、または５濾過器を再使用できるように濾過
器から捕集粒状物を適切に除去することにより再生され
る。 有用な濾過器について全般に次の４点が主に考慮される
： （１） 清過効率：流体が濾過器を通過する時に所定容
積の流体から除去される、該流体容積中の！Ｊ濁粉粒状
物ｆ７ｔ（通常は５濾過器通過前の所定流体容積中に最
初に含まれる全粒状物に対する不倒％とじて表わされる
）： （２） 流速：濾過器および捕集粒状物を通過する単位
時間当りの流体容積、または閉連続供給系においては、
５濾過器が無い場合の系内圧力と比較した、５濾過器お
よび５濾過器十の捕集粒状物の存在によって系内の５濾
過器より上流に生じる背圧または増加圧ノア； （３） 連続運転時間：す過動率ｊ、ｌこは（および）
流速／背圧が不満足な値になって５濾過器交換またはく
および）再生が必要となる迄の濾過器連続使用累積時間
；および （４） 小！Ｉ’！ ４ｉ°１１造：最良の組合せの、
ヂ過効率、流速／背圧おにび３ｔｕ ）Ａ’運転時間を
達成するための省空間最小容積おＪ：び形状。 高められた温１良での流体５濾過については、５濾過器
内の主要湯度条件および濾過器と接＃！ｌ！する流体お
よび懸濁粒状物の化学的反応性の下で適切な機械的およ
び化学的耐久性を持っ濾過器をも考慮しな（）ればなら
ない。 前記の考慮事項、特に全般的な４主要点は、下記に例示
される先行技術５濾過器または不完全＜’Ｋ ５濾過器
示唆に上ると種々の度合に組込まれているがしかし十分
に満足できる王台に組込まれているとは思われない。 米国特許第２．８．８４，０９１号、第２，９５２，３
３３号および第３，２４２，６４９号にはひだイｑの５
濾過器材ｎ露？＋、 ａ板からなる種類のヂ過器を記し
ており、その層には、平行な波またはひだがひだ付板の
折り目に対して実質的に垂直に延びている波形またはひ
だ付スペーザが差込まれている。要するに流体はスペー
サーで限定された完全な層または列を為すセルに入り、
５濾過器板の各側だけを通過して（スペーナ内の隣接セ
ルを分離するスペーサの波またはひだＬ？グメント内を
通過「ずに）濾過される。速にこれらの波は、実質的に
３０″よりも小さな内角度の「角」を持つ正弦波状の幾
何形状の為す横断面を１１したセル状通路を包含する。 英Ｗ特許出願第８４８，１２９号は、波形スペーサを差
込む代りに、ひだ間のＢ隔を保つためのスペーサえくぼ
の（１いた５濾過器材料多孔蒲板を用いた別の形のびだ
イ」う濾過器を示している。 米国性Ｌ′［第３，３４６，１２１号には、各層内のく
しかし必ずしも層から層へではない）交互配列状の流路
または通路の端部を閉塞する対向鋸歯状の横方向部分を
持ち、各層内の流体が多孔壁を通過して５１遇されるよ
うに為した波形層構造の多孔薄壁ハネカム５濾過器が開
示されている。この波配列は、実質的に３０’ Ｊ：り
小ざな内角度によって形成された多数の角を持つ横断面
幾何形状を流路またはセルが有Ｉノだ配列にイヱってい
る。更に層状構造は、層が互いに隣接して二重層および
時には三重ＦＢまたは壁厚と等しくなった多数の部分を
含む。 米国特約第３，５３３，７５３号は、交差「細管」流路
の偕状綱状組織を持つ触媒体を記している。これらの流
路は燃焼排気ガス塵または沈降粒子用の５濾過器体とし
てＵ、’ａ （ｉｆ：でき、それらは米国特許第４，０
５４ 、４１７ 号に記される如きディーゼル機関排気
煤または粒状物であり得る。 米国特許第３，６３７，３５３号には、ディーゼル機関
に、にり生じる１）１気ガスから粒状物をヂ別するため
の流体流′ＮＪｆＪＩ隙を有した粒４人触媒の管状充填
床が１ｉ（１示され−Ｃいる。 米１’！、ｌ：ｒ Ｆ／ｒ第４’、０５４，４１７号は
又、米［■特許第３，５３３．７５３号の飼料の代替と
して且つ類似した１合に（即ら流体が全流路に流入し通
過しそして流出する１合に）、タービン機関用熱交換器
または自動車用の単体接触転化器に用いられる既知材料
（例えば波形４ｖＩ造として米国特許第３，１１２，１
８４＠に、および押出構造として米国特許第３，７９０
，６５４号に開示される如きもの）の開示ディーピル排
気炉過器の製作を示唆している。 米国エンピロメ゛ンタル・プロテクション・エージエン
シーの研究報告Ｅ Ｐ Ａ −６００／ ２−７７−０
５６は、波形および押出両方のハネカム外観の幾つかの
商業的に入手可能な多孔薄壁セラミック単体がディーゼ
ル排気粒状物用に可能な５濾過器であることを示唆して
いる。しかしこの研究報告に示される配列は、横Ｗｉ面
に３０”より小さな角度の内角を有した交互層直交流設
計の波形単体だけであり、１ノ１気ノＪスはセルまたは
通路の層間の防壁だけを通過Ｊるように為される。この
報告はまたセラミック綴紐の接着多孔索材がディーゼル
排気粒状物の５濾過器に適切であることを示唆している
。 英匹１特許第１，４４０，１８４号は、耐火性金属酸化
物繊維の接着多孔板を、粒状物質含有高温廃ガスおよび
鋳造前の溶融金属の濾過に用いるための波形または≧１
′！押ハネカム購造物に形成できることを１ｔｉｌ示し
ている。前記の場合の如く、波形または型押構造物の横
断面は３０°よりはるかに小さな多数の内角度の角を含
む。 米国特許第３，８９３，０１７月および第３，９６２，
０８１号は、溶融金属が発泡構造を通過する時に溶融金
属から同伴固体または包含粒状物を除去するためのセラ
ミック発泡５濾過器を記している。 米国１４５′１第４，０４１，５９１月おＪ：び第４，
０４１，５９２号には、各通路に入った流体が流れ続（
）て、セル壁を通過せずに通路の開放出口端から流出す
るように、全てのセルまた・は通路を平行に為した薄壁
ハネ刀ム描迅の多流体流動通路体が開示されている。 交互の選択されたセル列または層の末端は封止されて、
流体導性へ流れを別々に分Ｉ！Ｉｉ！するのに得策なよ
うに為される。これらの物体について示される任意的用
途はう濾過および浸透であり、この場合には最初の組の
セルに流入する流体の一部が、最初の組のＩＫルと隣接
する一つ置きの組のセルとの間の多孔薄壁を通過して後
者の組のセルに流入でき、一方より一層高淵麿の望まし
くないまたは分１’、１１可能な成分を含む残りの流体
部−分が最初の相のセル内を流れ続けてその開放出口か
ら流出できるように、ハネカム描造体を形成するために
多孔月利が用いられる。後者の用途例としては飲料水ま
たは浄水を製造Ｊるための塩水または不純水の逆浸透５
濾過および限外５濾過が挙げられ、この場合には最初の
絹のセルを限定する多孔壁表面に適切＜ｒ選択的透過膜
が裏打らされる。 今や特に前記の４つの主要考慮事項の全てに関して優れ
た組合せの長所を持つと信じられる、流体中の懸濁系か
ら固体粒状物を除去するための新規な５濾過器体が考え
られた。５濾過されるべき流体の高められた温瓜Ｊ：り
高い初期融点を持つ無機（特にセラミック）材ｉ１で製
作した場合には、憬れた絹合せの長所として、かかる高
温流体による主要５戸開条イ′１下での適切な機械的お
よび科学的耐久＆１１１−に関Ｊ−る点が挙げられる。 この新規な５濾過器体は、セルまたは通路が相ｎに平行
で入口および出口端面間に長子方向に伸びている、多孔
Ｆ＋９壁ハネカム（１１１造物に基づく。これは、小角
ｐＥの角を持つ形状によってもたらされる流体流動パタ
ーンお、１、び粒状物蓄積パターンに起因Ｌ）で流体が
う濾過器に十分に効果的に接近するのを妨げるように内
角度（／３０°）の角がセルの横ｇ）１面幾何形状中に
全・（存在し２−ｆｆｉいにうａ丁合に、全てのセルら
ｔ全体が隣接入口および出口セル間に直接的に’Ａ＋果
的４に５濾過器を構成する独特、な特徴を右ザる。５濾
過器の入口および出［Ｉ端面の各々から見ると、交番す
る群のセル末端が格子縞またはチ、Ｔツカ−ｆｉｔ（）
ｌｉ！列にＣ開放および閉鎖しており、出ロ※；１：面
配列に１人［−１端面配列と逆になっている。 特に本発明は、ｉＭ構造物入口おＪ：び出口端面間に長
子方向に相７ｊに平行に伸びた複数のセルを限定Ｊる多
孔薄壁の母（イを右１−るハネカム横進の５濾過器を右
する、流体流（例えば高温ガスまたは液体）の中の懸濁
系から固体粒状物を５戸別するための装置１・”１′を
１１−供１する。全般に壁厚は約１ 、５ｍｍより厚く
ない（好＞１．ｌ、 ＜は最人約０ 、６３５ ｍｍで
ある）。壁は、壁を通・して流体を完全に流れさせ、大
部分または全ての粒状物が完全に壁を通過するのを拘束
づるのに十分な容積および司法の実質的に均一なランダ
ム相方連絡されたオープンポロシティを含む。全般にＡ
−ブンボロシティは、少なくとも約２５容φ％Ｎｌ？ま
しくは少なくとも約３５容量％）であり、少なくど一６
約１／１ＴｒＬ（好ましくは少なくとも約３．５１１ｍ
）の平均気孔直径（慣用的な水銀−ｆ１人ポロシメトリ
にて測定）を持つ気孔によって形成される。セルの横断
面形状は、３ｏ６より小さい（９Ｔましくは４５°より
小さい）角度の内角の無い実質的に均一に反復する幾何
形状配列を形成づる。入口？、Ｙのけルは、入口端面で
開放し出口端面に隣接した所で閉鎖される。出口群のセ
ルは、入口端面に隣接した所で閉鎖され出口端面で開放
される。入口群の各セルは出口群のセルとだ（プセル壁
を」ξ右する。ｉｌｉ １１１！Ｙの各セルは入口Ｊｉ
Ｙのセルとだ（Ｊレル壁をＪＬ右Ｊる。 構造物の複数の横ｙ〕向セクター（例えば環状Ｊ。 たはパイ、／楔形）の各々の内部または６１１造物全体
の壁が、かかるゼクター各々の全体または構造物全体に
お（）る実質的に均一なす過のために実質的に均一＜’
ｔ Ｉ−）ざを有して、連続運転時間を最大にするよう
に為すのが共益である。 ４ｊ、Ｙ １ｌｌｊ物内の横断面セル密度は、小型構造
内の５濾過器表向（ＬｌｌをＩｊ２人にηるために全般
に少なくとも約１ 、５１？ル／ｃＭ＜好ましくは少な
くとも約７．７５１２ル／ ｒ：ｍ ＞であるべぎでｄ
うる。 本発明の別の具体例によれば、壁中の相互連絡されるー
プンボロシティの容積およびオープンポロシティを形成
づ゛る気孔の平均気孔直径は、第８図のＳこｊｌ−２−
３−４を結ぶ（好Ｊ：シクは同図の点１−！３〜Ｇ−４
を結ぶ）境界線にＪ：り限定される’ｌ：’域内に存１
Ｊる特徴がある。ががる気孔率ａ３よび気孔ｉ＋’＋’
ｉ’ｆｉ １．Ｕ慣用的＜ｒ水銀−員人ポロシメトリ
により決定される、１ これらの製品を製造するための月利として、米国時♂［
第３，８８５，９７７号に開示される範囲より６狭い組
成ａむ囲を含むマンガン含有鉱物バッチ組成物から、：
ｌ−ディエライト結晶４１４造および低い熱膨服係数を
持ら（−分な密度を右ザる特徴のある焼結生成物を形成
できることが判明した。 更に、予備反応されたコーディエライト材料がセラミッ
クバッチ材料の少なくとも５０ｍｍ％（特に５０−９５
重足％）を構成する場合に不透質マンガン含有コープイ
エライ１〜焼結生成物をより一層経済的に望ましく製造
できることが判った。 この材料は、主要および一次結晶相がコープイエライ１
〜結晶構造であり、約１．７−２．４ＲＯ・ １．９−
２．４Ａ見２０３ ・ ４．５−５．２８ ！ ０２の
分析モル組成を右し、そして （ａ） ＲＯがＲＯに対するモル％で表わして約５５−
９５％のＭＩＩＯおよび５−４５％のＭＱＯを含む、完
全に生のセラミック材料、および （１）） 少なくとも約５０小母％の予備反応コーディ
エライト＋Ｊ ｉｔ”ｌを含み、残りが生はラミック材
１′＋１であり、この材料中のＲＯがＲＯに対するモル
％で表わして約５−４０％のＭＩＩＯおよび６０−９５
％のＭｑＯを含む、 から選択される鉱物バッチ組成から作られる不透質素焼
焼結マンガン含有セラミック生成物を与える。 完全に生のヒラミック材料から製造された本発明の生成
物の場合には、ＲＯの比をＭｎ○約７４−９０モル％お
Ｊ：びＭ（＋ ０１０−２６モル％とした生成物がより
一層望ましい。 牛セラミック月利と予備反応コーディエライト（ｐｒｅ
ｒｃａｃｔｃｄ ｃｏｒｄｉｃｒｉｔｅ ） ｄ料との
混合物から製造された本発明の生成物の場合には、ＲＯ
の比をＭｎＯ約６−１５モル％およびＭ Ｏ０８５−９
４モル％とした生成物がにり一層望ましい。更に、予備
反応コーディエライト材料が鉱物バッチ組成物の約８０
−９０重量％であるのが好ましい。 本発明の最も好ましい形態におけるモル精成は約１．９
−２．Ｈ＜０・１．９−２，１Δ９Ｊ２０３・４．９−
５．１３ｉ ０２である。 所望４Ｉ−らば、前記の処方にお（プるＭ（１０を部分
的に、米ｒｉ］特許第３，８８５，９７７号（２欄、５
５−６４行）に記される王台にＮｉ Ｏ，Ｇｏ ｏ、Ｆ
ｅ Ｏまたは（おＪζび＞ｒ＋ｏｚの如き他の酸化物で
置換できる。従って、本川ＩＩＩ ｉＵ中のＭ（ＩＱの
記述はかかる任意的に用い得る部分的置換物を本発明に
包含するように意図される。 本発明の生成物は焼結して不透質状態になるのみならず
、約１５−２０Ｘ １０−７／ ℃（２５−１０００℃
）の程度の典型的な低い熱膨張率（ＣＴＥ）を示す。 これらは、米国特許第３，７９０，６５４号、第３，８
９９；３２６号、第３．９（１（１，５４６＠および第
３．９１９，３８４＠の方法によるハネカム構造物の製
造、おにび同様の低いＣＴＥを持つコーディエライトハ
ネカム構造物′の結合または充填用のセラミックセメン
トの製造に特に適切である。特に、ハネカム構造物の形
の本発明の生成物は、工業用熱回収ホイールを４．′４
成ザるのに石川である。 本発明者は、前記生成物の結合用に適したレメントを見
出した。 一定組成のセラミック基剤に別の一定組成のコープｒエ
ライトシャモットを播種し、それに、焼成時にセメント
を発泡させて発泡レラミック索Ｉを生じるのに有効な吊
の発泡剤を添加することによって、焼結コーディエライ
ト発泡セラミック索材を形成できる発泡性粒状物セラミ
ックセメントを製造できることが判った。 このレメン１〜は１．−４０１ｆｆｉ％のコーディエラ
イトシャモット、’）９−ＧＯ小ｇ１％のセラミック基
剤および発泡剤からなる。基剤は、約１．７−２．４Ｍ
Ｏ・１．２−’２．４Ａ ９，２０３・４．５ ５．４
Ｓ Ｉ Ｑ ２からなる分析［ル組成を有しＭＯがＭＯ
に対するモル％で表わして約０−５５％のＭ（ｔｏおよ
び少なくとも４５％のＭＩＩＯを含む生ゼラミック材利
である。 焼粉は、前もって焼成微粉砕されそして約１．７−２．
４Ｒ０・ １．９−２．４△免２ｃ１３ ・ ４．５−
５．２ＳｉＯ２からイｆる分析モル組成を有し、ＲＯが
ＲＯに対Ｊるーしル％で表わして１％から、ＭＯ即らＭ
ｎＱのモル％Ｊ、リム約２０モル％低いモル％値までの
ｆｉｔのＭｎＯを含み、残りが実質的にＭ（１０である
Ｊ：う（２セラミツク材利である。ＭＯとＲＯのいずれ
かＪ、たは両方にお（Ｊる少量のＭａＯを、本用ｍ書で
参照した米国性Ｗ［第３，８８５Ｊ７７＠に記される如
＜Ｎｉ Ｏ，Ｃｏ ｏ、 Ｆｅ ０Ｊ３Ｊ：びＴｉＯ２
の如き等モル品の他の酸化物でｒｆｌ換えることができ
る。発泡剤は、はぼセメントの発泡温度、即ちシャモッ
トおよび基剤がカスによる発泡に適切な軟化状態ど＜’
にる温度にて分解してガスを放出する種々の物質から選
択できる。かかる物質としては、好ましくはシャモッ１
〜または（および）基剤中に存するカチＡンの、炭化物
、炭ｉ１ｊ ｉＭ 、硫酸塩等の如き化合物がある。炭
化■］索が好Ｊニジい発泡剤であり、シャモッ］へど基
剤の合計に対して約５重量９ＩＩ＋の実用ＩＪｌまでの
有効■のいｆれにても（通常は少なくとも０．２５Ｉｆ
Ｍ％）使用できる。これより多いＦｉｌを用いることも
できるが付加的便益はなく、しかし、この場合には発泡
素材中のセラミック絹が希釈される。全般に１−２重■
％の５ｉＣ（シＶ・モットと基剤の合計に対する型出％
）が好ましい。 発泡１＝ラミツク素祠中でコーディエライトを完全に結
晶化さ１↓るために、セメント中のシャモットが少なく
とも５小量％であり相応じて基剤が９５Φ足％を越えな
いのが１９策である。好ましい比率はシャモット５−２
０市Ｒ）％、基剤９５−８０重量％である。 本発明は化学ｈｉ論的コーディエライト帯域と非化学量
論的共融コープイエライ１へ帯域の両方を包含Ｊる＋’
＋：ｒ記のモル組成範囲内の基本組成物を広範に利用で
きるが、約１．７−２．４ＭＯ・ １．９−２．４Ａａ
２０３ ・ ４．５−５，２Ｓｉ Ｑ２からなる分析モ
ル組成を有しＭＯが前記の如くである、全般に化学量論
型の１．」木組成り勿を用いるのが好ましい。かかるモ
ル組成が約１．８−２．ＩＭＯ・ １゜９−２．１Ａ免
、０３ ・ ４．９−５，２Ｓ ｉ ０２でありＭＯが
全てＭｎＯであるのが最も好ましい。 ＭＯどｌ’＜ ０中のＭｒｌＯの必要最小差が約、２０
モル％であることに、Ｊ：す、基剤の融点よりも適切な
程度に高い融点をシャモットが持ち、１１５ ＜ して
発泡温Ｉ良でのシ１！モツ１〜による適切なコープイエ
ライｔ−ｔ＋、！、品電化１ｉ１ｉ４小ダノ宋がＩイ「
保される。かかる効果を高めるには、基本組成物のＭＯ
が約１５モル％以下のＭｏ６を含むのが好ましい。 約１．８−２．ＩＲＱ・１．Ｌ−２，１Δ応２０３・４
．９−５，２Ｓ ｉ ０２の分析組成を有し、ＲＯが８
−１２モル％のＭｎＯを含み残りがＭｏ・Ｏであるよう
なシャモッＩ〜が最も好ましい。 所望ならば、シャモットと基剤の合計に対して５重り％
程度までの牛車の個用的融剤をセメント中に任意的に含
めることができる。かかる融剤は、本明細書にて参照さ
れた米国時Ｗ［第３，１８９，５１２号および第３，６
３４，１１１号に例示されている。 本発明省は、新規な焼結コーディエライト発泡
【？ラミ
ック素材を具現づるセラミック構造物、おｊ：び構）１
ｙ物中にかかる素材を備える方法をも見出した。この構
造物は、小間隔を保つ少なくとも２つのコーディエライ
トセラミック表面を広く含み、これらの表面間の間隙中
にそれらに結合した累月を有する。またこの方法におい
ては、セメントをかかる表面間に配置し、次にこの配置
されたセメントを持った構造物を約１１６０−１３２５
℃の範囲の発泡温度に焼成し、しかる後冷却してセメン
１〜を発泡セラミック素材に転化する。特に流体に対し
て実質的に不透質の発泡セラミック素材を得るために、
＋１７０−１２４号０°Ｃの範囲の発泡温度が好ましい
。 これにＪ：リイ代いン晶１ηでは、３凶切なセメ２１〜
発泡が生じない。；１．た、少なくども約り００℃／時
間（好ましくは少なくとも約、２００℃／時間）の加熱
速瘍で発泡温度に館成り−るのが望ましい。これにより
はるかに低い加熱速痕（例えば５０℃／時間）では、セ
メン１〜の１？ラミック成分が発泡に十分な程軟か（な
る１１Ｆｔ ｔ、：発泡剤ガスの損失を引起す悪影響が
生じる。 第１図の５濾過器体１は、複数のセル３を限定Ｊ゛る交
差した均一＜＞ ＲＱざの壁２の母材を有した気泡まｌ
こ（，１ハネカム４ｊｌ ％ｌｉ （１１１体）を含む
。セル３は入口端面４ど出］］端面５との間の５濾過器
体１内で艮手方向に相ｑに平行に伸びている。酋通はフ
ィルター休′１は周壁また自スキン６をｂ右η゛る。入
口Ｉ（）′の交番セルフは人口端面１で開放し、出口端
面５に隣接した所で閉鎖手段８により閉鎖、封止または
閉塞される。手段８は Ｂｙ ２にｆ」るし面５から手
段８の似：面９まで内側へ小距Ｇ１１ｌだけ伸びたシー
ラン＋−：ｌ：たはｉ？メント素材であるここができる
。 他の交番セル１０は出ロア１７を形成し出口端面５で開
放し、閉鎖手段１１により入口端面４に隣接する所で同
様に閉ｆｆ＋される。閉鎖手段１１も同様に面４がら手
段１１の端面１２まで小距離だ番プ内側へ伸びている、
かように、端部４ Ｊ５よび５の所で見るど、交番開放
おにび閉鎖ヒルは１８子縞またはチェッカー詔配列をイ
Ｊ−’ｌ’ 。 手段８および１１を含めた５濾過器体１は、壁２が必要
な相互連絡したオープンボルシディを持ち手段８，１１
が全般に流体不透過性であるような適切な材料で作られ
１；する。かがる材料としては、セラミック（全般に結
晶質）、ガラス−セラミック、ガラス、金属、］］ツー
メツへ、樹脂または有機重合体、紙または稿械布（充填
物含有または不含有のもの）等およびイれらの組合せ物
を挙げ得る。壁２おにびス：１：ン６については、焼結
を引起こＪために焼成せしめられた後に多孔質焼結材料
を生じる物質特にセラミック、ガラス−セラミック、ガ
ラス金属またはくおよび）サーメッ１〜の可塑成形１ｇ
および焼結（’Ｌ微粒子または（および）短繊維から作
るのが好ましい。所望ならば（成形性粒子バッチまた（
：１．混合物用の揮発性可塑剤／結合剤の他にも）、適
切または慣用的な不安定または可燃性（焼失）添加剤を
成形性および焼結性混合物中に分散して、檗２の焼結側
斜中に適切で十分なオープンボ［］シティを備えること
ができる。更に米国Ｑ’：Ｊ ｉ／ｌ”Ｊ５３．９５０
．１７ｂ５ｉ ニ記載−Φ如くに原イ３１を選択丈るこ
とにＪ：って壁２に必要＜’Ｋ Ａ−シンポロシティを
ｉ：Ｑ １ｔ−Ｊること一ムできる。 ５濾過器体１（，１どの適切な技法ににっでも製作で込
る１、′；濾過器体（栓８，１１を除く）を米国特許第
３、７９ｆｌ、 Ｇ５４シ３、Ｄ’、４，９１９，３８
４号ｔｉ Ｊ： ヒ第 ４，００８，０でつ３シ；に開
示される方法Ｃ゛焼結１１昆合物の押出によって作るの
が好ましい。かがる生の押出ハネカム体を次に、米国４
：ｒＲ′”Ｊ ３．８９！Ｊ、 ３２６号ニ１ｍ 示す
セル力法で焼成しで焼れ１１状態に覆る。 次に９＋＋に結（４＋１ ｕたは他の適切な混合物をセ
ル３の適切イｆｆｉ端部１・：ｆＵ入して栓手段８．１
１を焼結単体１内に形成できる。例えばかがる混合物を
加圧空気作動式シーランし・ガンで圧入でき、ガンのノ
ズルは、混合物を１！ル端部に押出して閉塞するように
※に１；面４．５の適正なセル間口部に位置決めされ１
５する。効果的に製造するように各面４，５の複数のＪ
、たは全ての交’？Ｒセルに閉塞混合物を同時に圧入す
るために、適切な組立または位置決めされたかかるガン
（または複数のガン）のシーラントノズル列を使用でき
る。焼結性または他のビー１−セット混合物で閉塞した
後にア過器体１を焼成すると、壁２の隣接部分に密名し
た硬化閉鎖手段８．１１が生じる。これらの栓８，１１
は、５濾過器体１を通過づべき流体に対して実質的に不
透過性である。 所望ならば、シーラント混合物特にセラミックセメント
をセル３の端部に圧入する前に単体１を焼成ｊ：たは焼
結づ−るのは必ずしも必要でない。例えば適切に選択さ
れたセラミックセメン１−の焼成または発泡湿度と実質
的に等しいまたは非常に近い焼成温度を持つセラミック
を４判で単体１を作ることができる。この場合には、単
体が未焼成ｊ：たは生の状「１具であるうちに廿メン１
へをセル端に圧入できる。しかる後生セメント栓（＝Ｊ
きの生単体を、適切な温度または単体およびセメント（
発泡が特徴である場合にはその発泡を含む）の焼結をも
たら寸のに適１７ｉ ＜ｒ範囲内の温度に焼成１゛る。 第２図はセル３の縦列（第１図の而Ａ−Ａ）おＪ：びセ
ル３の水平列（第１図の面Ｂ−８＞の両方における５濾
過器体１内の流体流動パターンを示す。 流体流動は矢印線１３で示される。かように流体１３は
入口幅；面１′から入口セル７に入るが、栓８の端面９
の閉塞効果の故に流体はある圧力下に、セルフのＩＬ１
部、底部おにび両側にあるセル壁２内の気孔、１、たは
Ａ−シンポロシティを通過りる。流体１３が全１′−ル
壁２仝休を通過する一方、セル壁の気孔率は粒状物を多
孔蓄積物（これはう濾過面体１の交換前に」ごルアの全
てを）菌たすこともある）として気孔内Ｊ５よび細孔」
二に拘束するＪζうに作用する。 全セル壁２全体が独特な優れた５濾過能力を示す５濾過
器として作用することが判る。入口端面４に隣接する栓
１１の端面１２は流体が逆方向に流れないように１６か
ら、ヒル７０に流入した気体１３は次に出目端部；〕（
゛これらのセルから流出する。又、栓１１は、流体１３
が根切にセルフおよび壁２．Ｊ通らずに直接セル１０に
入るのを防ぐ。 Ｌル３の横断面形状を第１図の如き正方形にＪ−るのが
好Ｊニジいが、他の適切な形状のいずれをも用い（する
。かかる他の形状の例を第３−６図に示す。第３図のセ
ル３ａは等辺三角形の横方向幾何形状のものであるが、
直角三角形の形であることもできる。第４図のセル３１
）は偏箋形の横断面形状を持つが、任意的にＩｉ１菱形
であってもよい。同様に、正方形の代りに矩形で横方向
セル形状を形成できる。製造がさほど容易でない横方向
セル形状を第５図に示ザが、これは反復配列した四辺形
のセル３Ｇを構成Ｊ−る。これらの多角形の各々におい
て、小角度の角での不均一な粒状物蓄積を避けそして端
面４，５に隣接した所での交番１２ルの適正完全な閉塞
を可能とするために、交差壁２が６０℃以」−の夾角を
形成ηるのが好ましい。又、ハネ力ムシ濾過器体の機械
的細度を高めるために、セル壁２の形成月料と同じまた
は類似した材料でセル角に肉付りしまたｔｉｔわずかに
充填するのが望ましい場合もある。この後者の考えを拡
張して、現在のところほと望、Ｌしくはないが第６図の
如ぎ形状に１−ることｂ−ｃき、この場合にはセル３ｄ
は円形の横方向形状を持つ。壁２は、Ｉμも薄い部分２
ａからＪ：り一層Ｖい（最人肉イ・目−Ｊされた）部分
２ｂへ実質的に均一に変化りる王台に、全体にわたって
実質的に均一な厚さを持つ。１す者の考えの別の代替法
としては長円の横り向゛ｌζｌζ状が考えられる。或目
的のために望むならば、複数の横方向セクター（例えば
環状ン１：にはパイ／模形−すなわち扇形−のもの）を
有したしＪ“過器体を作り、１つまたは複数のセクター
にＡノける横ＩＪ向【フル横断面積がもう１つのまたは
他の複数のセクターにおりるかかる面積より−ｂ犬であ
るＪ：うにしくξノる。異なる横方向セクターに反復前
ｒ／１１の冑ｔする横方向セル形状を採用することｂ考
え１！する、。 （６１方向ｌ？ル形状に関する５濾過器体の全ての変形
において、入１−１端而で閉塞されたセルが出口端面で
開放されそしてその逆になされるような王台に格子縞配
列にて交番セルが各端面に隣接した所で閉塞される。又
、かかるセルの横断面積は、約２−９３セル／ ｃｉの
範囲の横方向セル密磨を備える１法にするのが望ましい
。相応して、約０．０５−１．２７ｍｍの範囲の厚さの
薄壁を作るのが望ましい。 本発明の１つの具体例として、個々に約５マイクロメー
トル乃至０．０５マイクロメートルの大きさであり１！
：Ｉる炭質粒状物による大気汚染を避りるために、ティ
ーげル機関排気ガスから炭質粒状物を除去Ｊるう濾過装
置が提供される。第７図は弗型的ながかる装置を示し、
これは容器または化２０内に保持された５濾過器体１を
含む。５濾過器体１は第１図に示ηものと同じであり、
スキン６、入口端面４から伸びて栓８で閉塞された入口
セルフ、および出口端面５で開放した出［］セル１０を
右り−る。 缶２０は内燃機関の１ノ１気系に接触転化器ハネカム基
体を取付（プるのに採用される慣用的な缶（米国特許第
３，４４１，３１３１月参照ンと同様のものである。缶
２０は各々５濾過器保持部２３．２４で形成された２つ
の部分２１．２２、う９管接続具２５．２６、各々接続
具２５゜２６を部分２３．２４に接続する円多ＩＦ部２
７．２８、および合いフランジ２９．３０を有する。合
いフランジ２９゜３０ ｔ；Ｉ、（例λ４ば図示されな
いポル］へおＪ：びナツトにＪ：す）Ｉ；笈械的に」し
に締イ（ロブられて缶を適切に使用状態に１１立てた状
ｆルに保ち、ヂ過器体１の交換時に缶２０を聞くために
はずされＩＪるようになされる。 Ｌ形横所面の内部環状取（＝Ｊ部材３１．３２は、各４
面４．５に接触して５濾過器体１を化２０内の適正な固
定軸方向位置に保つ、Ｊ：うに、各々部分２３．２４に
締付（′Ｊられる。５濾過器体１に対するＩ成域的衝撃
や振動を緩和Ｊろｌ、＝めに、メタルメツシュ、耐火綴
紐等の包装４４ ）”ｌ ；Ｊ、たはマツＩ〜３３で５
濾過器体１を囲むのが１１を通望よ（）く、マツ１−３
３は５濾過器体１と部分２３、２４どの間の１ζ“１私
学間を）＾−だし得る。５濾過器体１からの熱損失およ
び部分２３．２４の過熱を最小とりるためにガラスまた
（、１鉱質綿マツトの如き断熱＋Ａ利３４ｒ／））、・
’１ ’！ｌ”１月濾過器体１の囲りに巻くことができ
る。 １）を転置２！ｉ、 ２６はディーピル機関の１１１気
ガス導管に適切に（例えば溶接またはガスケツ１〜伺の
機械的ｆｉｔ手にＪ、すａ （＋ｔ ｔ、ｙられる。缶
２０を機関排気マニホルドから少しｊ全くの下流側の１
〕１気ガス導管内に配置してＳ管の一部を形成するよう
にできるが、缶２０を排気マニホルド出口の近くまたは
出口部に配置１１するのが望ましい。後者の配置による
と、排気マニホルドから出た時のより一層高温の排気ガ
スを利用して、ガス中の過剰量の空気を用いて、５ｐ濾
過器１中に拘束された炭質粒状物を燃焼さけて更にガス
状燃焼生成物を形成することにより、５濾過器体１の再
生を容易にできる。このガス状燃焼生成物は、次に５濾
過器体１を通過して流出し、接続！１２Ｇを経て、接続
具２Ｇに締付【ノられ／ｊ尾筒（図示されず）に放出さ
れ得る。望ましいならば（特に缶２０を１）１気マニホ
ルドから少し遠くの排気導管に沿う下流側に配置する場
合に）、缶２ｏ内に燃焼点火装冒を配置でき、例えば予
熱プラグを円ｅ（を部２７内にまたは電気ヒーターを５
濾過器体１の中心軸内に（米ＩＴＪ特ムｒｆ第３．４６
８．９８２号（７）装’Ｆｌ ト同様のもの）ｌｌＩｉ
！ｎでさ・、５濾過器体１の上流地点で化２０内に二次
空気を注入して、缶２０から５濾過器体１をはずさずに
５濾過器体１を再生するのを補助できる。 又、５濾過器体１の壁２上にまたは壁２内に（接触転化
器ハネカム基体と同様に）触媒物質を置いて、５濾過器
体１内の燃焼再生を容易にできる。通常使用においては
、ディーゼル機関はしばしば高速回転（１ｍ ）される
が、これは５濾過器体１の交換のために缶２０を幾瓜も
聞く必要性を生じること無く５濾過器体１の反復再生燃
焼を引起すのに十分な熱く例えば４００− ！ｉｏＯ℃
またはそれ以上〉を発生させるのに奇５できる。但し、
取りはずした５濾過器体１を空気で逆フラッシングして
粒状物の殆んどを５濾過器体１から収集袋に吹き流し、
次に高温空気を５濾過体に通過せしめることによって完
全に再生し、化２０内に再取付けできる。 本発明にＪ５いては、相互連絡したオープンポロシティ
の容積Ｊ３よびオープンポロシティ形成気孔の５１７均
肖径は、第８図の点１−２−３−４を結ぶｊ尭Ｗ線で限
定されるＪｊＶ域内に存１−る。 好まＬ／い具体例においては、壁の厚さを約１．５゜ｍ
ｍ以下どし、′第８図の点１−５−６−４を結ぶ境界線
で限定される（１シ域内の、相互連絡したオープンポロ
シティの容積およびオープンポロシティ形成気孔の平均
直径を用い、少なくとも約１．５セル／ ｃｍの横断面
セル密度の構造物とする。 別の得策な具体例では、壁厚を約０．３ｍｍ以上、更に
好ましくは約０．６３５ｍｍ以下にし、セル密度を少な
くとも約７．７５セル／ｃ〃１にする。 これらＪ５よび他の製品用の密なコーディエライト焼結
構造は、制御量以内でコーディエライト結晶４ｉ４ ｉ
責中のＭｇＯを部分的にＭｎＯで首換えることによって
達成される。この置換により、十分な密度を達成できる
焼結）品度範囲が下がりそして広くなることにＪ：って
、コーディエライトバッヂ材ｒ１の焼結性が大幅に増す
。全般に完全に生のセラミック材料を含む鉱物バッチ組
成物を十分な密を良に焼成する段階は約１２００−１３
００℃でなされ、一方予備反応コーディエライト材料を
含む鉱物バッチ組成物は約１２４ｉ（１−１４１０℃で
不透質状態に焼結される。又、鉱物バッチ組成物中に予
備反応コープイエライ１〜材Ｐ１が含まれる場合には、
不透質生成物の形成に必要な最小酸化マンガン重量％は
約０．６重足％であり、一方完全に生のセラミック林料
を含む鉱物バッチ組成物については最小的１２．（４量
％である。従って予４１Ｎ反応コーディエライト材料を
含む鉱物バッチ組成物を用いると、より一層耐火性の生
成物がイ１−じ〈酸化マンガンを含まない通例の＝＋
−ｊ゛イニ１ライ１〜と同４．１２に〉、十分な密度を
もたら１のに必要な酸化マンガン吊がより一層少なくて
滝むという便益がある。更に予備反応コープ（］−ライ
１〜材料を含む新、物バッチ組成物では全般に焼５＆収
縮が少ない。 完全に牛のバッヂ祠わＩを有しＭｎＯのモル比率が低く
過ぎる（ １！ＩＩ Ｉ５ ＲＯの５５モル％より少量
）か、Ｊ、たはＹ備反応＝１−ディエライト材料の含有
量が低く過ぎる〈即ら鉱物バッチ組成物の５０重量％よ
り少ｆｉＸ）か、または少なくとも約５０重量％の予備
反応コーディエライ１〜材お１を含み一万ＲＯに対して
５−４＋１％の範囲外のＭｎ０モル比率を右１−るかの
いずれかの鉱物バッチ組成物では、十分な密度の達成が
不可能であるかまたは確実でない。完全に予備反応され
たコーディエライト月別の鉱物バッチ１ｆ ｊ＋’；を
物は約１４１０℃で十分な密度に焼成され得るが、しか
し不透質生成物への成形および焼成の前にかかるバッチ
材料を十分に微細に粉砕するための余分な費用を要Ｊ′
る。 本発明の不透質焼結生成物は、前記に明示されるモル相
或限界内で起こる如き一次コーデイエライト相以外の相
を少量含み得る。 前記の本発明の密なコーディエライトレラミックの記載
における用ｈｎの意味は次の通りである：（ａ） 「十
分Ｋｉ密磨」および「不透質」は、全般に１９７０年１
月２２日現在有効なＡＳＴＭ Ｄｅｓｉｑｎａｔ ｉｎ
ｎ Ｃ２０〜７０に定義される如き見掛気孔率用熱湯試
験または慣用的水銀ボＯシメトリ試験（本発明の生成物
については両試験法共に実質的に同じ結果を与える）に
より測定して１容量％未渦のオ゛−ブンボロシティを示
すセラミック体の状態を意味する： （１１）ｒ生のＪは、別のバッチ成分と予備反応せしめ
られていないが、溶融すること無く個々に火萌または焼
成されていてもよく、または未焼成であるセラミックバ
ッチ材料の状態を意味する；（Ｃ） 「予備反応（され
た）Ｊは、２種またはそれＪｉ−にのＩＧｔ Ｉ４１間
の反応によって形成され、原料の溶融は高々受口だ（づ
に起きているセラミックバッチ材料の状態を意味Ｊ゛る
； （ｄ） １−ｔＩｔ物バッチ組成（物）」はセラミック
月別の全てが牛Ｊ、ノごは（および）予備反応されてい
るセラミックバッチ組成（物）を益味する。 例 米国４’ｌ Ｆ／ｌ第３，８８５，９７７号ｄンよび第
４，００１，０２８号に開示される種類のコーディエラ
イトセラミック伺判ｉＪ全般にディーげル粒状物トラッ
プフィルターに用いるのに好ましい。何故ならば、内燃
機関ＪＪｉ気系の触媒１．４体どじでの用途で以前に判
った如く、これらの材）’ｌはディーぜル機関の系を含
めたかかる系内で受りる熟的、科学的および物理的条件
に耐えそし−Ｃ−（（仏性を示し得る性質を持つからで
ある１１表１に示すコーディエライトバッチ組成物を用
いて、正方形横断面セルを持つ一連の５濾過器ハネカム
試利を押出し形成した。これらの試料を次に乾燥し、全
般に下記の代表的焼成法に従、つて焼成したＣ 約６０時間以内に８０℃から１４２５℃に昇温する。 １４２５℃に約１０時間保つ。 約２４時間以内に１４２５℃から室温に冷却する。 焼成したままの試料の壁は、表２に示す代表的なオーブ
ンポロシティおよび平均気孔直径を持ち、これらの値は
バッチ組成に用いた黒鉛（焼き尽した材料として）およ
び滑石の変化と特別な関係を持って試料によって異なっ
た。 弄−２− オープンポロシティ 平均気孔直径 Ｉｌｉ！□−ウ 吊 ９／〈マ クロ −ター）△ ３
５ ４ ８ ４４．５ ９ Ｃ−４１，３１０ Ｄ ４８．０ １１ Ｅ ／１８．５ １３ Ｆ ４７．７ ’１３ Ｇ ４６．８ １２ ｔ」６５．６ １１ ｒ ６５．８ １５ Ｊ ３Ｂ、８ ３．５ Ｋ ３７．２ ３５ １− ３６．７ ２３ Ｍ ４４．７ ２２ Ｎ ５４． ６ ６ 空気作動式シーラントガンを用いて交番セル端に可ヤ１
１成形１１ＩＩ？ラミックセメントを圧入することにＪ
：す、前記の如くに焼結試料の交番セル末部に栓を形成
した５、シーラン１−ガンへ適用された操作空気ＪＴの
時間を測ることによって、閉塞セメントのセル端月入量
を制御した。この手段により、セル端面から１２ル内へ
の深さまたは長さが約９．５−１３ ｍｍ ＋７） ｆ
１４τ囲のせメン１〜線を全般的に作った。 前記の試１Ｎについて］采用された好ましい閉塞セメン
ｌ−（：ｌｌ、マンカン−マグネシウムツーディエラ４
１〜発ＩＦ’、Ｉタイ１のｂのであった。特に、前記の
試料に用いられたりｒｇニジい介抱セメン１〜は、下記
表１０のｎ＋ｓ ＄Ｉ Ｃ５に従うバッチ組成を持つ−
ｂのであった。 圧入セメン１へ栓付のｆａｉｆもって焼成され１．：試
料を次に全般的に下記に従って焼成した。セメントバッ
チ中のＭｎ−Ｍｑココ−ィエライトシャモットは、マン
ガン含有の密なコーディエライトであった。 特に、シトモットは次のバッチ組成（セラミック原料台
１１に対する重ω％）で作られた。 試料△シＶｒＴ：ツ１−（−２００メツシ１ ） ８４
．４８ジヨーシアーカオリン・カオペーク１０粘土（△
Ｐ Ｓ １０） １０．Ｏｎ べ一力Ｍ ｎ ＣＯ３’Ｘ”ｔ ４．１５ペンシルバニ
ア・ガラス・リント・ ミヌシル・シリカ〈△ｐｓ５＞ ０．７８フイツツ７’
Ｍ Ｐ ！ＩＧ −２８？Ｉ１石（ΔＰ Ｓ ２０＞
０．５０メチルセルロ一ス結合剤／可塑剤 ４．０ス
テアリン酎アルカリｊ１］１出助剤 ０．！ｉ蒸留水可
塑剤 ２６．０ このＭｎ−ＭＯ＝】−ディエライトシャモッ１〜を全般
的に試料△ど同じ焼成法に従って焼成し、（Ｆｌし最大
温度を１４２５℃ではなく １４０５℃とした。 前記の圧入レノン１〜栓イ」の０１＋もって焼成された
試料を、全般的に下記の代表的焼成法に従って焼成した
。 約６１１Ｙ ｆｆｉ’ｌ Ｊス内に室ン１１．１から１
２１０℃にｐ温する。 １２１０°Ｃに約３０分保つ。 約１８時間以内に１２１０℃ｈ日ら室温に冷却覆る。 セメントは焼成中に発泡してセル壁への良好な封止状ｆ
１！１を出現し、■つ全般に流体不透質栓を生じた。発
泡作用により、非発泡イ（１セラミツクセメン１〜が示
づＪ：うな通割の乾燥焼成収縮が妨げられｌこ 。 前１，１シの光）ζＩ！１？メントは枠形成に好ましい
が、他の適すＪ／、「発泡１’Ｊ： Ａ’；よび非発泡
性セラミックをも使用できる。Ｊ１１気系の熱条件およ
び化学的および物理的弊害の下で耐久性があるものであ
れば、非セラミックセメントまたはシーラン１〜をも使
用できる。 ＋１１１記の如くして作った種々のセル密度、壁厚Ｊ３
Ｊ：び外部寸法（直径および艮ざ〉の５濾過器試料を、
一定の速１σＡ３よび負荷条件で水ブレーキ動力Ｒ１で
運転される１０８０オールズモービル３５０ＣＩ Ｄ
（立方インチ（１１気容量）ディーゼルＶ−８機関の排
気系内で試験した。１１０００ｒｐの駆動軸速度を用い
たが、この値４ｊ： ４０ ｍｐｈ （６４Ｋｍ ／時
間）の車両路上速度に等しい。用いた負荷は１００ ｆ
ｔ −Ｉ Ｉ］ｓ （約１３６ジユール）トルクであり
、この値は水平な平坦路面−Ｌの一定な４０ ｍＤｌｌ
’（６４に！ｎ／時間）速度テノ、基本車両道路負荷
より高い負荷に等しい。この基本道路負荷より高い負荷
は、加速変動ａ３よび路面平坦状態の変化のために実際
のまたは通常見られる）０路ｉ荷が通常基本道路負荷よ
りも高いことから考えて、Ｊこり一層実際的な単位時間
当り排気粒状物ｎ積を与える。５濾過器試お１の試験を
始める前に機関が乗用運転品麻に達するまで暖機運転し
た。 ヂ過型缶を機関刊気マニボルドから約２．１ｍ下流側に
配置した。缶内の各５濾過器内の排気ガス流速（４つの
気１１１からの排気ガス）は約１．０−１．１立方メ一
１〜ル／分の範囲でほぼ一定であった。５濾過器試利に
起因覆る背（Ｆ、 （または試１１両端間の圧力降下）
を液７Ｘｉ：＋ｉｆで測定し、試験中にその飴が初期レ
ベルｉｐ ＋ろ水＋」’、 １４０ ｃｍに上がるまで
監視した。 水Ｌ１１４ （ｌ ｃｍ ｊ：すｌｒ５い曹圧は適正な
機関運転のために良くイνいことが機関製造台により明
らかにされていたので、ｊｌｉ７圧、が水柱１４０ｃｍ
に達しＩＣ時点で試験を止め！、：、、 ｈｓ Ｊ：う
に、５濾過器両端間の圧力ｌ１斤下が水柱１４ （ｌ
ｃｍに達した時に、５濾過器は前記の系内で単−運転に
お（」るその最大有効５濾過能力を示した。試験１１）
１始（５濾過器内の排気ガス通過開始）がらヂ過晶圧が
水柱１４０ ｃｍになるまでの合計時間を５ｊｊ過器の
運転１１．１間と呼ぶことにＪる。 ５戸メ・°う型缶の１流側でＩＪＩ気ガス試オ′１を採
取した。 山内に５濾過器がノ１（（い時の末５濾過１〕１気ガス
全聞中のネ＼゛Ｉ状物Ｔｈ３（１ンイル当りのグラム、
叩ち９／ｍｉ、）を、未濾過ガス試料中の粒状物Ｍ測定
値から８１算した。この粒状’１ｕｌｌ ｂｌ （粒状
物基ｔ１（吊と呼ぶことにＪる）の疫１ヒは、糸に及ぼ
された水柱１４０ｃｍまでの背圧イへ囲に１）たって無
視できる程Ｉ良であることが判っｌ、二。種々の試験に
おいて粒状物１．（型開は０．１７ ｚ／ｎｌｉ、乃至
（１，２４ｇ／ｍｉ、であった。缶内にゾ」過２；かあ
る局のジｊ過排気ガス全６１中の粒状物残ＦＡ （ＳＦ
／ｍｉ、 ）を、ヂ過ガス試ｒＩ中の粒状物量測定値か
ら計算した。粒状物ｍｔｕａと粒状物残量どの差を粒状
物ｆ、ｔ ｔｌ、Ｌ量に対η−る百分率で表わし、これ
を５濾過効率計算値と称する。これに付随して、試験中
の５濾過器重Ｈ１増加（即ら初期未試験す過器重量に対
する増加）を粒状物Ｍ単量に対する百分率で表わしたす
過動率は、同一試験については前記の５濾過効率甜算値
とほぼ一致した。 表３に、１５．５セル／ ｃｒｊの正方形セル密度、直
径約９．３Ｃｍの外部４法１．’１０．５ ｃｍの長さ
および表中に示した壁厚を有した一連の試験５濾過器試
料に関す′る初期圧力降下、運転時間および５濾過効率
を示す。 所定壁厚の殆／Ｕどの場合に、同一試料ハネカム体の２
つの５濾過器を試験した。 表 ３ 壁厚（ｍｍ ＞ ０．３０５ ０，４３２ ０，６３ノ
ｌ初期圧力降下（水柱ｃｍ ） 試料８ ３０．２／ １４，２ ３５．０／ ３４，５
３９．８／ ３４．５１Ｉｌ） ２９．４／２４，８
２８．２ ４０．５／２９．７Ｉｌｌ−１２４，６／
２０，９ ２０．０／１６，３ ３０．１、、（１１，
６／１０．０ − ” Ｊ ６，２／ ７．３ １５．７／１６．８１１Ｋ
Ｏ，１／ ８．０ ９．５／ ９．９ １７．４／１
７．６〃 Ｌ １２，７ １９．ＯＩＩ７．２ ２４．
０／２１，３！ｌＭ １１．０／１１．７ ２９．０／
２３．７ ２３．４／２１．７ｎ Ｎ ２０，８／２３
，７ ２８．Ｇ／２７，９運転時間（ＩＩＹ間） 試料Ｃ２，０１／２．２０ ２．３９／２，０４ １，
１８／１．４８ノｌ Ｄ ３．４０／ ３，８ ３，１
７ １．８９／ ２，３！！Ｌｌ ：１．（ｉ０／’
！ｉ、０ ：Ｌ２０／ ４−３０ ３．３０ｎ Ｉ−４
，５０／４．９０ ＝ ７／ 、） ｉｌｌ、（１，／ Ｈｉ、６ ５，９０／
４．３０１１１＜ ８．８０／１１．３ ！ｉ、４０
１５．７０ ２．１７／３．００Ｉｌｌ ６．００ １
．８０／２１６ １．３２／１．５５１１Ｍ ７−８０
／ ８．５０ ２．６７／ ３−００ １−３９／ １
．７８” Ｎ ３．５＋１／ ：ｌ、６０ ３−００／
３．３０ ２．４０／ ２．６０試利（３呵１１．３
／９５．０ − ＩＩＣ９５，９／ ９Ｇ、Ｏ９５，８／ ９７．８ ９
７．０／ ８８．２〃 Ｄ ９４．６／９５．３ ９６
，０ ９４，６／９５．０ｒｌｔｌ ８４，３／８０，
０ ８Ｇ、８／８９，０ ８７．ＯＩＩ ’ｒ ６９．
７／６０．’１ −〃Ｊ ５１，２／、４１．３ ６４
．０／６２．６！ｌ Ｋ５７，５／４６゜４ ｆｉ６．
８／ ６２．３ ７８．１／ ７７．６１ＩＬ ６７．
８ ８５．８／ ８６．１ ８５．３／ ８’）、４〃
Ｍ ６６．８／７０，３ ８７．０／８４．９ ８８．
４／８７．６１１Ｎ ９６．３／ ９６，２ ９８．０
／ ９７．０ ９８．３／ ９１１．８前記の試験にｌ
ｉづいて、最も実用的な濾過器をして好ましいのは、少
なくとも７５％の平均５濾過効キ７Ｊブよび３０ｉ間の
最小平均運転時間を示すものである。表３のデータに８
３いて試料り、ｌ−１お上びＮがこの好ましい部類に適
合し、この部類は一層全般的には第８図の帯域１２３４
により、最も好）Ｌしくは帯域１５６４（これらの番号
の点を結ぶ境界線で示される帯域、その座標碩は下記の
如くである〉により限定される。 ＰＩ３ 標 値 点 Ａ−プンボロシティ 平均気孔直径（％） （μｍ
、） １ ５）Ｅｌ、５ １ ２ ３３．０ ２０ ３ ５２．５ ２０ ｉ ９ｏ、ｏ ｉ ５ 、’１−３９．５ １５ ６ ６２．０ １５ かように、ディーピル刊気系に好ましい部類の濾過器は
、最適な釣合のＡ−プンボロシティおよび平均気孔直径
を持つ。 前記の試験ア゛−夕は又、所定外部寸法およびセル密ｒ
良の５濾過器の５濾過効十を最大にすると運転時間ｈ（
り、（ｌくなる４＋！ｉ向があることを示−１−，１，
かじ、運転時間は５濾過器表面積に正比例することが判
った。 ５濾過効率への影響を１ｌｉｉりるために、セル密度ま
たは（Ｊ３Ｊ：び）外部司法を増づことによって運転時
間を増Ｊ−ことができる。 表４の試験データ（前記の同じ試験から引出したもの〉
ｔま、壁厚０．３０５ｍｍおよび直径約９．３ｃｍのし
ｌ」過器の運転時間に対するセル密度および外部寸法の
増加の効果を示″？Ｊｏ正方形セル密度が３１および４
６．５セル／ ｃＭである５濾過器の代表的初期背圧は
各々水柱１４．１／１０．５および１５．７ｃｍであっ
た。試判りど同様に、試料ＥおＪ：びＦも又第８図によ
り示さ゛れる５濾過器７のりＹましい部類に入る。１Ｔ
Ｉ１．より大きい５濾過器表面積を持つ試別Ｆの５濾過
器に関１゛る実際の試験データは１りＩうれなかったが
、かかる大型の試料［５濾過器が３時間を越える運転時
間を示１ことはこれらのデ′−夕から明白である。 ５濾過器の表面積がより一層大きいとより一層長い）正
転時間が得られることは、１５ 、５ ｔル／ｄの正方
形′セルＳ’ｌｊ ｆ’ｌ、約１４．４ｃｍの直径、約
３０．５ｃｍの長さおｊ：び約０．４３２ｍｍの壁厚を
持つ試ＰＩ Ｄ濾過器の試験結果によっても示される。 その５濾過器表面積は３−０３７７／であった３、この
５濾過器の初期背圧は水手］３、Ｏｃｍであり、７９％
の５濾過効率および２３．１時間の運転時間を示した。 供試う濾過器試料における蓄積粒状物状態を検査した。 全般に蓄積粒状物は完全にかかるう濾過器を）んたして
いた、、５濾過器内の種々の半径方向Ｊシよび軸方向位
回に関して粒状物量における有意差は見られなかった。 、これらの結果は大部分、これらの５濾過器試料内の横
方向正方形幾何形状のセル中に小角度の角が無いことに
起因すると考えられる。 更に、蓄積、粒状物の充填密度は５濾過試お１全体にわ
たって比較的一定であると１１１定され、灯径約９．３
ｃｍおよび良さ３０ 、５ｃｍの試料では０．０５−０
．０６５．７ｃｍ３、直径約１４ 、４ ｃｍおよび長
さ３０ 、５ ｃｍの試別では約０．０９９ ／ ｃｍ
”であった。 更に、５濾過器試料中の粒状物蓄積は５濾過器圧力降下
に３・１して３段階の効果を持つことが観察された。第
１段階はかなり実質的２）着実な圧力降下のｊ（ｆ加を
包含した。その後の＠２段階では圧力降下はそれにりは
るかに低い速度で増加した。最後に第３段階（見たとこ
ろ蓄積粒状物中の流体流路が完全に閉２（された時）で
は、圧力降下の増加は再びはるかに一層高い迷磨に加速
した。これらの３段階は全て、直径１４．４ｃｍおよび
長さ３０．５ｃｍの大型試別に通常見られ得る。しかし
、小型試別はしばしば第１おＪ：び第２段階を示Ｊ゛か
または第１段階を示し、その俊圧力降下は水柱１４０ｃ
ｍに達する。 約７．７！’ｉ −１？ル／ ｃｒａの正方形セル密度
および約０、６３５ ｍｍの４＋？ １１ノを持つ５濾
過器試利Ｇにより、より一層低いセル密ｔαの効果が示
された。それらの入路外部ＸＩ法および試験結果を表５
に示す。これらの結果は、Ｊ：り一層小さな５濾過器表
面積の故に、低ｌ？ル密度にＪ：り運転時間が減る傾向
があるがしかしかかる（１ｒ１向はより一層大きな外部
寸法を採用することによって相殺され得ることを示す。 第８図に示す如く、試Ｉｔ Ｇも５濾過２；の好ましい
部類に入る。 表 ５ 訂 径 長 さ ５濾過効率 運転時間（ｃｍ ） （
ｃｍ ） （％） （時間）９．３ ３０．５ ９５．
０ １．３５９．３ ３０．５ ９６．／Ｉ １．７３
１／１．４ ２９．８ ９３．３ １４．７１？ル密疫
約７，７！ｉｔル／ ｃｒ？ｔ Ｓ壁厚約０．（３３５
ｍｍｚ直径約１４．９ｃｍおにび長さ約１７，８Ｃｍの
試料Ａ５濾過器をも作った。これは、短が過ぎる運転時
間の指標となるかなり高い初期圧力降下を示した。しか
し、Ｉ２ル密度ｊ、たは（ａ３よび）外部寸法を増１−
ことにＪ：り試料Ａ５濾過器にお【プる運転時間を数台
できる。 溶融金属５濾過器 本発明の別の具体例においては、溶融金属（例えばアル
ミニウム〉を固体または鋳塊に鋳造する前に溶融金属中
に捕えられた同伴固体粒状物ににり引起こされる金属鋳
造品の欠陥を回避するために溶融金属からかかる粒状物
を除去するためのＴ過器 ｉｉ？（が１１１供される。 かかる粒状物は個々に１０−２０マイクロメ一ター程度
の用法のものであり得る。 第９図にｉ ！１１！ ）ｌ！ｌ的２ｆｆｉ形のかかる
装置を示し、これは溶融金属５濾過♂４１（本明細山に
て参照される米国１！［鵠第４，０２４，０！ｉ６号に
開示される種類のもの）内に保持された：／ｊｌｉ過器
体４過器第４０および第２図に示される種類のｂの）を
含むゎ室４１は中間耐火壁４４で分−１されＩ、：入口
部４２Ｊ′３よび出口部４３を留１える。 壁４４は、人１１部４２の床４Ｇに接続されてその一郡
を形成する基部４５に連結している。基部４５は入口部
４２から出口部４３へ溶融金属を通１−ために間口４７
を含む。５濾過器４０は、その入口面４８（第１図およ
び第２図の５濾過器体１の入口端面４に対応１−る部分
）が間口４７内の溶８１１金底流路の１−流側、即ち入
口部４２側に４するＪ、うに間口４７を横切って挿入さ
れる。 出口部４３ ｔＪｉ床４９を有し、床４９は入口床４６
より低く配置？′ｉされて溶融金属がす過器４０を経Ｃ
間ロ４７内を容易に流れるにうにする。悄用的月止手段
５０は開口４７内に５濾過器４０を交換可ＯＬな王台に
保持およびＪ、ｔ！、＋１＝、斯くして溶融金属の全て
が入口部４２から出口部４３へ５濾過器４０内を通過し
そして５濾過器４０が実質的に同伴固体で満たされ詰ま
った時にデ過器４０を容易に新しい同様の５濾過器と交
換できるようになり。かように、水濾過溶融金属は鋳込
スパウ］〜５１を杼て入口部４２に入り、５濾過された
金Ｂはヂ過器４０から出て出口部４３に入る。」過器４
ｏは、第１図おＪ：び第２図と同様に５濾過器の入口お
よび出（］面に各々隣接した交番セル喘に栓５２および
５３を備える。 本発明のこの具体例の一例として、前記を改良した状態
で溶融アルミニウム５濾過室を用いて、この改良した室
の入口部と出口部の間に、直径約１４ｃｃｍおよび長ざ
約１５．２ｃｍの５濾過器を備える。５濾過器（ま資料
Ｃと同様で約７．７５レル／ ａｄの正方形セル密度お
よび約０，６３５ｍａの壁厚を持つ。鋳造流入終了時に
このヂ過器を取出して廃棄し新しい同様のア過器と交換
した。 必要な５濾過器らｔ気孔率に加えて、溶融アルミニウム
に対する良好な耐蝕／耐浸触性を持つ耐＠衝撃性の微小
亀裂タイプのセラミックで前記の５濾過器を作るのがり
「よしい。かがるセラミックとしては、ジルコニア−ス
ピネルセラミック、チタン酸アルミニウｌ＼系のセラミ
ック等が挙げられ、特に望ましいのは６０小足％のジル
コニア相および４０％のアルミン酸マグネシウムスピネ
ル相である。 熱回収ホイール 本発明の別の！′ｌｆホ例は、１つの流体流から熱を吸
収（）でその熱を別の流体流に付与するだめの回転可６
１＝ハネカム熱回収（または交換）ホイールを包含する
熱交換アセンブリである。本発明によれば゛、かかる流
体中に懸渇した粒状物の５濾過器として付加的に作用す
るように１（１用的熱回収ホイールを改良りる１、第１
０図に、前記の如くに５濾過器として１幾能１する改良
した形の熱回収ホイール６０（第１図お、１：び第２図
の５濾過器木休１と同様のもの〉を慣用的アレンプリに
組込んだ形を略図にて示す。 ホイール６０は、熱交」条軍内でｌｆＪ用的摩擦Ｊ、Ｊ
、ＩＬ １３よびダクト４；４進物６２で分＃ｔされ
た２つの流路内で流ｙＨを横１刀って回１１す１Ｊる１
１図示の如く、ホイール６゜を間にはさむ一対のダクト
ａ３よびイれらの流体流路内を（矢印で示す如・（）第
１流体が連続的に通過づる。第１の冷流体は１つのダク
１〜から低速回転ハネカムホイール６０に入り、ホイー
ルを通過する間にホイールから熱を吸収し、第１加熱流
としてホイール６０の下流の第２ダクト内を流れ続ける
、。 Ｎｒ ２流体は、ホイール６０を間にはさむ別の一対の
ダク１へおよびそれらの流体流路内を（矢印で示す如く
に）連続的に通過する。第２加熱流が１つのダク［〜か
ら低速回転ハネカムホイール６ｏに入り、ホイールを通
過でる間にホイールに熱を与え、第２冷却流どしてホイ
ール６０の下流の第２ダク１〜内を流れ続（プる１、か
ように、ホイールＧｏの而６３および６４の各々は、ホ
イール６０が第１おＪ：び第２流体の流路間で回転りる
時に入口および出口面として交互に槻１１ヒし、面６３
おＪ：び６４はダク１−を出入する流体流れ方向に面し
ている。ホイール６０は又、２絹の交番セルを限定する
セル薄壁６５を持つ５濾過器を４１＋５成し、セル６６
は面６３で開放しており、他のセルは栓６７により面６
３に隣接した所で閉鎖されている。面６４Ｊ５Ｊ：びそ
れに隣接した所に逆の配列が存在づる。 熱回収ホイール６０は典型的には、内燃機関系または工
５′、炉系の如き燃焼系の排気カスである第２流体から
の熱を再循環さぼるのに用いられる。本発明のＩＪ 後
に記した具体例によると、５濾過器熱回ＩＩソホイール
６０は第２流体中に同伴する粒状物を除去するであろう
。しかる後にホイール６０が第２流イ本流路から第１流
体流路へホイールのセクター分だ（］回転するにつれて
、燃焼光用空気がホイール６０のこの（３クター内を第
２流体と逆方向に通過してセクターから熱を取り（斯く
して予熱空気どなり）、ホイール６０のかかるレフター
中に捕集された粒状物を燃焼系へ吹き戻す。これらの粒
状物は燃焼系内で酸化されて気体またはより一層小さな
粒状物形態にイする１、更に、５濾過器ホイール６０は
又、流入空気から粒状物を５戸別しそしてまた燃焼系が
らの冷ｆｉｎ Ｉｉｌ気ガスでかかる蓄積粒状物を排出
する作用を（，１Ｊｃ″ｊつ１゜ 通常の３にたは既知のセラミック形成技法によって本発
明の不透質生成物を種々の形態に作り１１１るが、表６
および表８に示す一連の試料は前記の押出および焼成法
により好ましい形のハネカム椙）青物に作られた。バッ
チセラミック材料はくセラミック材料合口に対する重量
％とじて〉４．０％のメヂルセル［コース可塑剤／結合
剤および０．５％のステアリン酸アルカリ押出助剤と乾
式配合された。 これらの混合物をミックスーマラー内の水で可塑化し、
予備押出してスパゲツティ状素材に覆ることによって更
に可塑化および脱気した。しかる後に十分に可塑化およ
び圧縮されたバッチを押出してハネカム生形態にし、乾
燥および焼成した。 表６ ｄ５よび表８に、バッチセラミック祠わ１がら１
紳しＩζ分析モル組成をも示寸。 表７は完全に牛のレラミツク々Δオ゛＋１を含む鉱物バ
ッチ組成物から作られ１容は％より低いオーブンボ［１
シデイを示１表６の試料１−４に関１−る焼結（ｇ１度
、焼成収縮おＪ：びＣ１−Ｅを示−ｄ−、かかる渇瓜は
十分な密Ｉαのための大略最低温１立であった。 バッチ材料（ａ） セラミック材料合計に対する型部％ −〜ジョーシアー
カオリン・カフｊベーク１０ 粘土（ＡＰＳ １０＞ジ
ョージノｌ−力Ａリン・クロマックス し１− 本！ｉ
土（へＰＳ１．９：ペンシルバニア・力′ラス・リーン
ド・ミヌシル・シリカ〈ＡＰＳ ５）フィッツアー Ｍ
Ｐ ４０−２７ 滑石（△ＰＳ３．５＞べ一力−試薬
ＭｎＣＯ３粉末 グイ髪２モンド・シ４７ムロツク ＭｎＯ型 １−ＩＰ
Ｘ 粉末蒸留水可塑剤 分析組成（モル％） ＭｎＯ ｇＯ Δル２０ｊ Ｓ！Ｏｚ ＭｎＯ，（ＲＯに対する％として〉 ＭｑＯ（ＲＯに対する％として） （ａ）ＡＰＳは平均粒痕（マイクロメートル）を示づ３
゜人−一一旦 １６．５０ １６．４５ １６．４，７ １６．．４，
９５５．５５ ／１Ｂ、ＤＥ’Ｉ ４７．１１ ４５．
６６− −− ３．０２ ５．３５ １５．４３ １２− ’１８ ７．４５５ ３．７４−
２２． ’１０ ２５．８Ｇ ２，８．７７１２．５
１ − − − ４３．０ ４８．Ｅ３ ４６．３ ／ｌｏ、７１２、８
１／１．！１ １７．４ １９．Ｅ３９．４ ７．
で） ／１．９ ２．５２２．２２２．！う２２．／１
２２．３５５．６ ５５．１ ５５．３ ５５．４５７
．７ ７／１．−／ ７８．０ ８８．’８４２．３
３５，３ ２２．０ １１．２表 ７ １ １２８５ ７３．２ １７，５ ２ １３００ １９．７ １９．７ ３ １２００ １２．０ １６．４ ７１１２００ １９．４ １８，４ 試旧１−４とは反対に、完全に生のヒラミツ材別で同様
に調製されたがＭＯのモル比率がＲＩに対して５０モル
％またはそれ以下である他の試。 は、過焼成を引起こさない焼結温度で十分な密１を出現
できなかった。例えば約０．８Ｍｎ０・ １Ｍ！１０−
２Δ９，２０３ ・５８！ ０２ （Ｍｎ ＯはＯに対
して４０Ｔｌ−ル％である）の分析モル組成をつ試料は
１２４０℃の焼結温度で焼成された後に４７間％のＡ−
プンボロシティを示した。 表８の試料５−９は予備反応コーディエライト材料を含
む鉱物バッチ組成物を示Ｊ−０予備反応］−ディエライ
１〜材料＃１は米国特許第３，８８５，９７７号の焼成
組成物Ｆと実質的に同じであるが、但し破砕おＪ：びＶ
）砕された粒状物形態で用いられた。 予（Ｉｉ５反応コーディ■ライト材料＃２は米国特許第
４．００１，０２８号の焼成組成物８０４と実質的に同
じであるが、但し破砕おＪ：び粉砕された粒状物形態で
用いられた。 表９に１容量％にり低いオーブンポロシティを示１表８
の試料５−９に関する焼結温度、焼成収縮おＪ：びＣＴ
［Ｅを示ず。かかる温度は十分な密度のための大略最低
温度であった。 表 ９ ５ １２５（１１５，４１７，１ ６１３９０１４，６１７，８ ７１４００１６−１８１６，７ ８１４００１６−１８１８，０ ９１４１０１７，０１７，０ ５０φＪｉｉ ９６ Ｊ、り生母の予備反応コーディエ
ライトを含むか、Ｊ：にはＭＯの聞が実質的にＲＯに対
して５−４（ＬＥル％の範囲の外であり少なくとも５０
重量％の予備反応コーディエライトをも含む他の試１′
ｌ ｔユ、十分な密度で確実に調製され得なかった。 表１０に示１゛バッヂ材料を十分に混合して試料ペース
Ｉ〜を形成ＪることにＪ：す、一連の発泡性粒状物セラ
ミックセメント試別を調製した。 試料１４ｉ＋５よび６に関づ゛る粘土、シリカおよびＭ
ｎＯの相合Ｉ！基剤の分析モル組成は１，８４ Ｍｎ
Ｑ −２，（１４Ａ ９，２Ｑ３− ５．ＩＬ３ｉ ０
２テアツた。試ＰＩ ５のかかる組成は２．３６ Ｍｎ
Ｏ・１．２９Ａ９ａｚ ０３ ・！ｉ、３５ Ｓｉ
０２ テアツタ。 表１０のセメン１〜バツヂ中のＭｎ−Ｍ（Ｊコープイエ
ライ１−シャモットは、マンガン含有の密なコーディエ
ライトであった。特に、シャモットは下記のバッチ組成
（セラミックバッヂ月料合計に対°づる平旦％）から調
製された： Ｍａ］−ディエライトシｌ７Ｉｌ−ット（９５％−２０
０メツシユ） ８４．４８ジヨージアーカＡリン・カオ
ペーク １０粘土（ＡＰＳ １０） １０．００ベ一カー試薬Ｍ
ｎＣＯ３粉末 ４．１５ペンシルバニア・ガラス・サン
ド・ ミヌシル・シリカ （ＡＰＳ ５） ０．７８フイツツ
ア−ＭＰ９６−２８滑石 （Ａ Ｐ Ｓ ２０） Ｏ９！ｉ９ メチルセルロース結合剤／可塑剤 ４．０ステアリン酸
アルカリ押出助剤 ０．５蒸留水可塑剤 ２６．０ このへ４ｎ−Ｍｆｌコーディ■ライトシャモットを全般
に下記の焼成法によって焼成した：約６０時間以内に８
０℃から１４０５℃に昇温づる。 １４０５°０に約１０時間保つ。 約２４１１；’１間以内に１４０５℃から室温に冷７Ｊ
ｌする。 ＭＣ＋：＋−ディ″Ｉライトシャモツｌ−（Ｍｎ −Ｍ
Ｏ］−ディ工ライ１〜シャ七ツ］〜用のバッチ中のもの
）は下記のバッチ組成〈セラミックバッチ材料台ｈ１に
対り゛るｉ口重％）から調製されたニジヨーシアーカオ
リン・ハイドライド Ｍ ｌ）粘十〈ΔＩ）ｓ Ｑ、７） ２５．１５ジヨー
シアーカオリン・グロマックス Ｌ ｌ粘上（ＡＰＳ ’ １．９＞ ２１．１７フイツ
ツ７／−Ｍ「）９６−２８滑石 （ＡＰＳ ２０） ４０．２１ １ル：］］ア△−２アルミ ナＡＰＳ ５．８） １３．４７ メチルセルロ一ス結合剤／可塑剤 ４．０ステノＩリン
酸アルカリ押出助剤 ０．５蒸’ｒニア ＊ ’ｔｉ７
咽剤 ３２，５このＭ（Ｊ：１−ディエライトシャモッ
１〜を全般にＭｎ−Ｍ（Ｉヨーディ１ライトシヤモツト
の場合と同じ焼成法ににって焼成し、但し最高温度は１
４２５℃であった。 Ｍｌｌ、−ＭＯコーディ玉ラうトシトモットの分析モル
組成は２．０３Ｒ０・２０．４Ａ応２０３ ・ ４．９
２Ｓｉ０２でありＲＯは９．７王ル％のＭＩ）Ｏおよび
９０．３モル％のＭｑＯから成った。 Ｍｎ−Ｍｏコーディエライトシャモットについて記した
のと同じバッチ組成から米国特許第３，１９０、６５４
＠おＪ：び第３，９１９，３８４号に従って幾つかの
セラミックハネカム単体片を押出した。しかる後にこれ
らの押出された生ハネカｌ）体を米国特許第３．８９’
ｌｌ、３２６号に開示される如くに、そしてＭｎ −Ｍ
（＋］−ディエライｉ〜シャモットについて記したのと
同じ焼成法により焼成した。表１０に記した試料ペース
トを、１１２合サベすこれらのハネカムＨの］−ディエ
クイ１−表面に適用し、しかる後にこれらのペースミル
塗イ１された表面を一緒に押圧することにＪ、−）で、
−ｊ！トのハネカｌ＼片対を一緒に接合した。これらの
組合せ接合片対を少なくとも２２−７５℃の空中で乾燥
し、しかる後に約り００℃／時間の速度で表１に示づ゛
発泡温度に加熱し、発泡温度に約１時間保ら、炉速度に
て少なくとも２００℃に冷ムロし、この０！１点で発泡
接合片を炉から取出して外囲空気？Ｖ囲気中で更に冷却
した。発泡セメント試オ′〉１の熱膨張ＺＫ６ （ＣＴ
Ｅ ）を表１０に示すが、これらの（１「１は試料５
のＣＴＥを除いて片についての１８×１０−’ ／ ’
Ｃ（２５−１０００℃）の代表的ＣＴＥに非常に近かつ
Ｉこ、。 これらのｌＪ’＋’、 Ｉｔ’１発泡はメント試料は全
て、実質的に完全に丁１−ディエライトの結晶構造を有
した。 ３分で２４＋ （１’Ｃから８００ ”Ｃに加熱しその
後３分で２５０℃に冷却する５０１フイクルの循環熱衝
撃試験に発泡接合片を供りるど、セメント試料１−４お
よび６での発泡接合片は良好な耐熱衝撃性を示し、ヒメ
ン１−試ｆｌ ５ Ｃの発泡接合片は「１１程度の耐熱
にｉ撃性を示した９、しかし、セメント試料５は、発泡
試料５のＣ’Ｔ−ＩＥににり一層近いＣ１−Ｅを持つ片
について良好に作用し、良好な耐熱衝撃性を示すと肖ら
れる。 同一および類似組成物から作られ前記のＭ（＋−１−デ
ィエライトシャモットと同様に焼成されｌζ押出セラミ
ックハネカム体中のセルの端部をｒＪｌ塞するのに、発
泡性セメント試料６をも用いた。これらの場合にはＮ４
ｎ−ＭＱ−１；ディエライトシ許モッ１〜は９５重量％
−３２５メツシユであり、２．０重量％のメヂルセルロ
ースおよび７０，０車量％の水でセメントバッチを形成
してペーストを生じた。このペーストを、適切な形のノ
ズルを持つ空圧作動式シーラントまたはコーキングガン
で対向セルを表面間のセル端に圧入した。しかる後にこ
れらのとに栓イζ１の物体を全般に下記の代表的焼成法
ににり焼成した： 約６時間内に室温から１２１０℃に胃記する。 １２１０℃に約３０分保つ。 約１８時間内に１２１０℃から空温に冷却する。 セメントは焼成中に発泡して、セル壁に良好に」ｊ止さ
れ゛全般に流体不透質の焼結コーディエライト累月を生
じた。 ■！メン１〜中の」−ディエライトシャモットおよびＳ
ｉＣまた（。１．他の発泡剤の粒石は所望に応じて変え
ることができた。例えばシャモットは〜２ｏメッシコ程
度の粗大なものでもよがった。本明細書中のメッシコ用
法は全て米国標準篩シリーズによる。
ック素材を具現づるセラミック構造物、おｊ：び構）１
ｙ物中にかかる素材を備える方法をも見出した。この構
造物は、小間隔を保つ少なくとも２つのコーディエライ
トセラミック表面を広く含み、これらの表面間の間隙中
にそれらに結合した累月を有する。またこの方法におい
ては、セメントをかかる表面間に配置し、次にこの配置
されたセメントを持った構造物を約１１６０−１３２５
℃の範囲の発泡温度に焼成し、しかる後冷却してセメン
１〜を発泡セラミック素材に転化する。特に流体に対し
て実質的に不透質の発泡セラミック素材を得るために、
＋１７０−１２４号０°Ｃの範囲の発泡温度が好ましい
。 これにＪ：リイ代いン晶１ηでは、３凶切なセメ２１〜
発泡が生じない。；１．た、少なくども約り００℃／時
間（好ましくは少なくとも約、２００℃／時間）の加熱
速瘍で発泡温度に館成り−るのが望ましい。これにより
はるかに低い加熱速痕（例えば５０℃／時間）では、セ
メン１〜の１？ラミック成分が発泡に十分な程軟か（な
る１１Ｆｔ ｔ、：発泡剤ガスの損失を引起す悪影響が
生じる。 第１図の５濾過器体１は、複数のセル３を限定Ｊ゛る交
差した均一＜＞ ＲＱざの壁２の母材を有した気泡まｌ
こ（，１ハネカム４ｊｌ ％ｌｉ （１１１体）を含む
。セル３は入口端面４ど出］］端面５との間の５濾過器
体１内で艮手方向に相ｑに平行に伸びている。酋通はフ
ィルター休′１は周壁また自スキン６をｂ右η゛る。入
口Ｉ（）′の交番セルフは人口端面１で開放し、出口端
面５に隣接した所で閉鎖手段８により閉鎖、封止または
閉塞される。手段８は Ｂｙ ２にｆ」るし面５から手
段８の似：面９まで内側へ小距Ｇ１１ｌだけ伸びたシー
ラン＋−：ｌ：たはｉ？メント素材であるここができる
。 他の交番セル１０は出ロア１７を形成し出口端面５で開
放し、閉鎖手段１１により入口端面４に隣接する所で同
様に閉ｆｆ＋される。閉鎖手段１１も同様に面４がら手
段１１の端面１２まで小距離だ番プ内側へ伸びている、
かように、端部４ Ｊ５よび５の所で見るど、交番開放
おにび閉鎖ヒルは１８子縞またはチェッカー詔配列をイ
Ｊ−’ｌ’ 。 手段８および１１を含めた５濾過器体１は、壁２が必要
な相互連絡したオープンボルシディを持ち手段８，１１
が全般に流体不透過性であるような適切な材料で作られ
１；する。かがる材料としては、セラミック（全般に結
晶質）、ガラス−セラミック、ガラス、金属、］］ツー
メツへ、樹脂または有機重合体、紙または稿械布（充填
物含有または不含有のもの）等およびイれらの組合せ物
を挙げ得る。壁２おにびス：１：ン６については、焼結
を引起こＪために焼成せしめられた後に多孔質焼結材料
を生じる物質特にセラミック、ガラス−セラミック、ガ
ラス金属またはくおよび）サーメッ１〜の可塑成形１ｇ
および焼結（’Ｌ微粒子または（および）短繊維から作
るのが好ましい。所望ならば（成形性粒子バッチまた（
：１．混合物用の揮発性可塑剤／結合剤の他にも）、適
切または慣用的な不安定または可燃性（焼失）添加剤を
成形性および焼結性混合物中に分散して、檗２の焼結側
斜中に適切で十分なオープンボ［］シティを備えること
ができる。更に米国Ｑ’：Ｊ ｉ／ｌ”Ｊ５３．９５０
．１７ｂ５ｉ ニ記載−Φ如くに原イ３１を選択丈るこ
とにＪ：って壁２に必要＜’Ｋ Ａ−シンポロシティを
ｉ：Ｑ １ｔ−Ｊること一ムできる。 ５濾過器体１（，１どの適切な技法ににっでも製作で込
る１、′；濾過器体（栓８，１１を除く）を米国特許第
３、７９ｆｌ、 Ｇ５４シ３、Ｄ’、４，９１９，３８
４号ｔｉ Ｊ： ヒ第 ４，００８，０でつ３シ；に開
示される方法Ｃ゛焼結１１昆合物の押出によって作るの
が好ましい。かがる生の押出ハネカム体を次に、米国４
：ｒＲ′”Ｊ ３．８９！Ｊ、 ３２６号ニ１ｍ 示す
セル力法で焼成しで焼れ１１状態に覆る。 次に９＋＋に結（４＋１ ｕたは他の適切な混合物をセ
ル３の適切イｆｆｉ端部１・：ｆＵ入して栓手段８．１
１を焼結単体１内に形成できる。例えばかがる混合物を
加圧空気作動式シーランし・ガンで圧入でき、ガンのノ
ズルは、混合物を１！ル端部に押出して閉塞するように
※に１；面４．５の適正なセル間口部に位置決めされ１
５する。効果的に製造するように各面４，５の複数のＪ
、たは全ての交’？Ｒセルに閉塞混合物を同時に圧入す
るために、適切な組立または位置決めされたかかるガン
（または複数のガン）のシーラントノズル列を使用でき
る。焼結性または他のビー１−セット混合物で閉塞した
後にア過器体１を焼成すると、壁２の隣接部分に密名し
た硬化閉鎖手段８．１１が生じる。これらの栓８，１１
は、５濾過器体１を通過づべき流体に対して実質的に不
透過性である。 所望ならば、シーラント混合物特にセラミックセメント
をセル３の端部に圧入する前に単体１を焼成ｊ：たは焼
結づ−るのは必ずしも必要でない。例えば適切に選択さ
れたセラミックセメン１−の焼成または発泡湿度と実質
的に等しいまたは非常に近い焼成温度を持つセラミック
を４判で単体１を作ることができる。この場合には、単
体が未焼成ｊ：たは生の状「１具であるうちに廿メン１
へをセル端に圧入できる。しかる後生セメント栓（＝Ｊ
きの生単体を、適切な温度または単体およびセメント（
発泡が特徴である場合にはその発泡を含む）の焼結をも
たら寸のに適１７ｉ ＜ｒ範囲内の温度に焼成１゛る。 第２図はセル３の縦列（第１図の而Ａ−Ａ）おＪ：びセ
ル３の水平列（第１図の面Ｂ−８＞の両方における５濾
過器体１内の流体流動パターンを示す。 流体流動は矢印線１３で示される。かように流体１３は
入口幅；面１′から入口セル７に入るが、栓８の端面９
の閉塞効果の故に流体はある圧力下に、セルフのＩＬ１
部、底部おにび両側にあるセル壁２内の気孔、１、たは
Ａ−シンポロシティを通過りる。流体１３が全１′−ル
壁２仝休を通過する一方、セル壁の気孔率は粒状物を多
孔蓄積物（これはう濾過面体１の交換前に」ごルアの全
てを）菌たすこともある）として気孔内Ｊ５よび細孔」
二に拘束するＪζうに作用する。 全セル壁２全体が独特な優れた５濾過能力を示す５濾過
器として作用することが判る。入口端面４に隣接する栓
１１の端面１２は流体が逆方向に流れないように１６か
ら、ヒル７０に流入した気体１３は次に出目端部；〕（
゛これらのセルから流出する。又、栓１１は、流体１３
が根切にセルフおよび壁２．Ｊ通らずに直接セル１０に
入るのを防ぐ。 Ｌル３の横断面形状を第１図の如き正方形にＪ−るのが
好Ｊニジいが、他の適切な形状のいずれをも用い（する
。かかる他の形状の例を第３−６図に示す。第３図のセ
ル３ａは等辺三角形の横方向幾何形状のものであるが、
直角三角形の形であることもできる。第４図のセル３１
）は偏箋形の横断面形状を持つが、任意的にＩｉ１菱形
であってもよい。同様に、正方形の代りに矩形で横方向
セル形状を形成できる。製造がさほど容易でない横方向
セル形状を第５図に示ザが、これは反復配列した四辺形
のセル３Ｇを構成Ｊ−る。これらの多角形の各々におい
て、小角度の角での不均一な粒状物蓄積を避けそして端
面４，５に隣接した所での交番１２ルの適正完全な閉塞
を可能とするために、交差壁２が６０℃以」−の夾角を
形成ηるのが好ましい。又、ハネ力ムシ濾過器体の機械
的細度を高めるために、セル壁２の形成月料と同じまた
は類似した材料でセル角に肉付りしまたｔｉｔわずかに
充填するのが望ましい場合もある。この後者の考えを拡
張して、現在のところほと望、Ｌしくはないが第６図の
如ぎ形状に１−ることｂ−ｃき、この場合にはセル３ｄ
は円形の横方向形状を持つ。壁２は、Ｉμも薄い部分２
ａからＪ：り一層Ｖい（最人肉イ・目−Ｊされた）部分
２ｂへ実質的に均一に変化りる王台に、全体にわたって
実質的に均一な厚さを持つ。１す者の考えの別の代替法
としては長円の横り向゛ｌζｌζ状が考えられる。或目
的のために望むならば、複数の横方向セクター（例えば
環状ン１：にはパイ／模形−すなわち扇形−のもの）を
有したしＪ“過器体を作り、１つまたは複数のセクター
にＡノける横ＩＪ向【フル横断面積がもう１つのまたは
他の複数のセクターにおりるかかる面積より−ｂ犬であ
るＪ：うにしくξノる。異なる横方向セクターに反復前
ｒ／１１の冑ｔする横方向セル形状を採用することｂ考
え１！する、。 （６１方向ｌ？ル形状に関する５濾過器体の全ての変形
において、入１−１端而で閉塞されたセルが出口端面で
開放されそしてその逆になされるような王台に格子縞配
列にて交番セルが各端面に隣接した所で閉塞される。又
、かかるセルの横断面積は、約２−９３セル／ ｃｉの
範囲の横方向セル密磨を備える１法にするのが望ましい
。相応して、約０．０５−１．２７ｍｍの範囲の厚さの
薄壁を作るのが望ましい。 本発明の１つの具体例として、個々に約５マイクロメー
トル乃至０．０５マイクロメートルの大きさであり１！
：Ｉる炭質粒状物による大気汚染を避りるために、ティ
ーげル機関排気ガスから炭質粒状物を除去Ｊるう濾過装
置が提供される。第７図は弗型的ながかる装置を示し、
これは容器または化２０内に保持された５濾過器体１を
含む。５濾過器体１は第１図に示ηものと同じであり、
スキン６、入口端面４から伸びて栓８で閉塞された入口
セルフ、および出口端面５で開放した出［］セル１０を
右り−る。 缶２０は内燃機関の１ノ１気系に接触転化器ハネカム基
体を取付（プるのに採用される慣用的な缶（米国特許第
３，４４１，３１３１月参照ンと同様のものである。缶
２０は各々５濾過器保持部２３．２４で形成された２つ
の部分２１．２２、う９管接続具２５．２６、各々接続
具２５゜２６を部分２３．２４に接続する円多ＩＦ部２
７．２８、および合いフランジ２９．３０を有する。合
いフランジ２９゜３０ ｔ；Ｉ、（例λ４ば図示されな
いポル］へおＪ：びナツトにＪ：す）Ｉ；笈械的に」し
に締イ（ロブられて缶を適切に使用状態に１１立てた状
ｆルに保ち、ヂ過器体１の交換時に缶２０を聞くために
はずされＩＪるようになされる。 Ｌ形横所面の内部環状取（＝Ｊ部材３１．３２は、各４
面４．５に接触して５濾過器体１を化２０内の適正な固
定軸方向位置に保つ、Ｊ：うに、各々部分２３．２４に
締付（′Ｊられる。５濾過器体１に対するＩ成域的衝撃
や振動を緩和Ｊろｌ、＝めに、メタルメツシュ、耐火綴
紐等の包装４４ ）”ｌ ；Ｊ、たはマツＩ〜３３で５
濾過器体１を囲むのが１１を通望よ（）く、マツ１−３
３は５濾過器体１と部分２３、２４どの間の１ζ“１私
学間を）＾−だし得る。５濾過器体１からの熱損失およ
び部分２３．２４の過熱を最小とりるためにガラスまた
（、１鉱質綿マツトの如き断熱＋Ａ利３４ｒ／））、・
’１ ’！ｌ”１月濾過器体１の囲りに巻くことができ
る。 １）を転置２！ｉ、 ２６はディーピル機関の１１１気
ガス導管に適切に（例えば溶接またはガスケツ１〜伺の
機械的ｆｉｔ手にＪ、すａ （＋ｔ ｔ、ｙられる。缶
２０を機関排気マニホルドから少しｊ全くの下流側の１
〕１気ガス導管内に配置してＳ管の一部を形成するよう
にできるが、缶２０を排気マニホルド出口の近くまたは
出口部に配置１１するのが望ましい。後者の配置による
と、排気マニホルドから出た時のより一層高温の排気ガ
スを利用して、ガス中の過剰量の空気を用いて、５ｐ濾
過器１中に拘束された炭質粒状物を燃焼さけて更にガス
状燃焼生成物を形成することにより、５濾過器体１の再
生を容易にできる。このガス状燃焼生成物は、次に５濾
過器体１を通過して流出し、接続！１２Ｇを経て、接続
具２Ｇに締付【ノられ／ｊ尾筒（図示されず）に放出さ
れ得る。望ましいならば（特に缶２０を１）１気マニホ
ルドから少し遠くの排気導管に沿う下流側に配置する場
合に）、缶２ｏ内に燃焼点火装冒を配置でき、例えば予
熱プラグを円ｅ（を部２７内にまたは電気ヒーターを５
濾過器体１の中心軸内に（米ＩＴＪ特ムｒｆ第３．４６
８．９８２号（７）装’Ｆｌ ト同様のもの）ｌｌＩｉ
！ｎでさ・、５濾過器体１の上流地点で化２０内に二次
空気を注入して、缶２０から５濾過器体１をはずさずに
５濾過器体１を再生するのを補助できる。 又、５濾過器体１の壁２上にまたは壁２内に（接触転化
器ハネカム基体と同様に）触媒物質を置いて、５濾過器
体１内の燃焼再生を容易にできる。通常使用においては
、ディーゼル機関はしばしば高速回転（１ｍ ）される
が、これは５濾過器体１の交換のために缶２０を幾瓜も
聞く必要性を生じること無く５濾過器体１の反復再生燃
焼を引起すのに十分な熱く例えば４００− ！ｉｏＯ℃
またはそれ以上〉を発生させるのに奇５できる。但し、
取りはずした５濾過器体１を空気で逆フラッシングして
粒状物の殆んどを５濾過器体１から収集袋に吹き流し、
次に高温空気を５濾過体に通過せしめることによって完
全に再生し、化２０内に再取付けできる。 本発明にＪ５いては、相互連絡したオープンポロシティ
の容積Ｊ３よびオープンポロシティ形成気孔の５１７均
肖径は、第８図の点１−２−３−４を結ぶｊ尭Ｗ線で限
定されるＪｊＶ域内に存１−る。 好まＬ／い具体例においては、壁の厚さを約１．５゜ｍ
ｍ以下どし、′第８図の点１−５−６−４を結ぶ境界線
で限定される（１シ域内の、相互連絡したオープンポロ
シティの容積およびオープンポロシティ形成気孔の平均
直径を用い、少なくとも約１．５セル／ ｃｍの横断面
セル密度の構造物とする。 別の得策な具体例では、壁厚を約０．３ｍｍ以上、更に
好ましくは約０．６３５ｍｍ以下にし、セル密度を少な
くとも約７．７５セル／ｃ〃１にする。 これらＪ５よび他の製品用の密なコーディエライト焼結
構造は、制御量以内でコーディエライト結晶４ｉ４ ｉ
責中のＭｇＯを部分的にＭｎＯで首換えることによって
達成される。この置換により、十分な密度を達成できる
焼結）品度範囲が下がりそして広くなることにＪ：って
、コーディエライトバッヂ材ｒ１の焼結性が大幅に増す
。全般に完全に生のセラミック材料を含む鉱物バッチ組
成物を十分な密を良に焼成する段階は約１２００−１３
００℃でなされ、一方予備反応コーディエライト材料を
含む鉱物バッチ組成物は約１２４ｉ（１−１４１０℃で
不透質状態に焼結される。又、鉱物バッチ組成物中に予
備反応コープイエライ１〜材Ｐ１が含まれる場合には、
不透質生成物の形成に必要な最小酸化マンガン重量％は
約０．６重足％であり、一方完全に生のセラミック林料
を含む鉱物バッチ組成物については最小的１２．（４量
％である。従って予４１Ｎ反応コーディエライト材料を
含む鉱物バッチ組成物を用いると、より一層耐火性の生
成物がイ１−じ〈酸化マンガンを含まない通例の＝＋
−ｊ゛イニ１ライ１〜と同４．１２に〉、十分な密度を
もたら１のに必要な酸化マンガン吊がより一層少なくて
滝むという便益がある。更に予備反応コープ（］−ライ
１〜材料を含む新、物バッチ組成物では全般に焼５＆収
縮が少ない。 完全に牛のバッヂ祠わＩを有しＭｎＯのモル比率が低く
過ぎる（ １！ＩＩ Ｉ５ ＲＯの５５モル％より少量
）か、Ｊ、たはＹ備反応＝１−ディエライト材料の含有
量が低く過ぎる〈即ら鉱物バッチ組成物の５０重量％よ
り少ｆｉＸ）か、または少なくとも約５０重量％の予備
反応コーディエライ１〜材お１を含み一万ＲＯに対して
５−４＋１％の範囲外のＭｎ０モル比率を右１−るかの
いずれかの鉱物バッチ組成物では、十分な密度の達成が
不可能であるかまたは確実でない。完全に予備反応され
たコーディエライト月別の鉱物バッチ１ｆ ｊ＋’；を
物は約１４１０℃で十分な密度に焼成され得るが、しか
し不透質生成物への成形および焼成の前にかかるバッチ
材料を十分に微細に粉砕するための余分な費用を要Ｊ′
る。 本発明の不透質焼結生成物は、前記に明示されるモル相
或限界内で起こる如き一次コーデイエライト相以外の相
を少量含み得る。 前記の本発明の密なコーディエライトレラミックの記載
における用ｈｎの意味は次の通りである：（ａ） 「十
分Ｋｉ密磨」および「不透質」は、全般に１９７０年１
月２２日現在有効なＡＳＴＭ Ｄｅｓｉｑｎａｔ ｉｎ
ｎ Ｃ２０〜７０に定義される如き見掛気孔率用熱湯試
験または慣用的水銀ボＯシメトリ試験（本発明の生成物
については両試験法共に実質的に同じ結果を与える）に
より測定して１容量％未渦のオ゛−ブンボロシティを示
すセラミック体の状態を意味する： （１１）ｒ生のＪは、別のバッチ成分と予備反応せしめ
られていないが、溶融すること無く個々に火萌または焼
成されていてもよく、または未焼成であるセラミックバ
ッチ材料の状態を意味する；（Ｃ） 「予備反応（され
た）Ｊは、２種またはそれＪｉ−にのＩＧｔ Ｉ４１間
の反応によって形成され、原料の溶融は高々受口だ（づ
に起きているセラミックバッチ材料の状態を意味Ｊ゛る
； （ｄ） １−ｔＩｔ物バッチ組成（物）」はセラミック
月別の全てが牛Ｊ、ノごは（および）予備反応されてい
るセラミックバッチ組成（物）を益味する。 例 米国４’ｌ Ｆ／ｌ第３，８８５，９７７号ｄンよび第
４，００１，０２８号に開示される種類のコーディエラ
イトセラミック伺判ｉＪ全般にディーげル粒状物トラッ
プフィルターに用いるのに好ましい。何故ならば、内燃
機関ＪＪｉ気系の触媒１．４体どじでの用途で以前に判
った如く、これらの材）’ｌはディーぜル機関の系を含
めたかかる系内で受りる熟的、科学的および物理的条件
に耐えそし−Ｃ−（（仏性を示し得る性質を持つからで
ある１１表１に示すコーディエライトバッチ組成物を用
いて、正方形横断面セルを持つ一連の５濾過器ハネカム
試利を押出し形成した。これらの試料を次に乾燥し、全
般に下記の代表的焼成法に従、つて焼成したＣ 約６０時間以内に８０℃から１４２５℃に昇温する。 １４２５℃に約１０時間保つ。 約２４時間以内に１４２５℃から室温に冷却する。 焼成したままの試料の壁は、表２に示す代表的なオーブ
ンポロシティおよび平均気孔直径を持ち、これらの値は
バッチ組成に用いた黒鉛（焼き尽した材料として）およ
び滑石の変化と特別な関係を持って試料によって異なっ
た。 弄−２− オープンポロシティ 平均気孔直径 Ｉｌｉ！□−ウ 吊 ９／〈マ クロ −ター）△ ３
５ ４ ８ ４４．５ ９ Ｃ−４１，３１０ Ｄ ４８．０ １１ Ｅ ／１８．５ １３ Ｆ ４７．７ ’１３ Ｇ ４６．８ １２ ｔ」６５．６ １１ ｒ ６５．８ １５ Ｊ ３Ｂ、８ ３．５ Ｋ ３７．２ ３５ １− ３６．７ ２３ Ｍ ４４．７ ２２ Ｎ ５４． ６ ６ 空気作動式シーラントガンを用いて交番セル端に可ヤ１
１成形１１ＩＩ？ラミックセメントを圧入することにＪ
：す、前記の如くに焼結試料の交番セル末部に栓を形成
した５、シーラン１−ガンへ適用された操作空気ＪＴの
時間を測ることによって、閉塞セメントのセル端月入量
を制御した。この手段により、セル端面から１２ル内へ
の深さまたは長さが約９．５−１３ ｍｍ ＋７） ｆ
１４τ囲のせメン１〜線を全般的に作った。 前記の試１Ｎについて］采用された好ましい閉塞セメン
ｌ−（：ｌｌ、マンカン−マグネシウムツーディエラ４
１〜発ＩＦ’、Ｉタイ１のｂのであった。特に、前記の
試料に用いられたりｒｇニジい介抱セメン１〜は、下記
表１０のｎ＋ｓ ＄Ｉ Ｃ５に従うバッチ組成を持つ−
ｂのであった。 圧入セメン１へ栓付のｆａｉｆもって焼成され１．：試
料を次に全般的に下記に従って焼成した。セメントバッ
チ中のＭｎ−Ｍｑココ−ィエライトシャモットは、マン
ガン含有の密なコーディエライトであった。 特に、シトモットは次のバッチ組成（セラミック原料台
１１に対する重ω％）で作られた。 試料△シＶｒＴ：ツ１−（−２００メツシ１ ） ８４
．４８ジヨーシアーカオリン・カオペーク１０粘土（△
Ｐ Ｓ １０） １０．Ｏｎ べ一力Ｍ ｎ ＣＯ３’Ｘ”ｔ ４．１５ペンシルバニ
ア・ガラス・リント・ ミヌシル・シリカ〈△ｐｓ５＞ ０．７８フイツツ７’
Ｍ Ｐ ！ＩＧ −２８？Ｉ１石（ΔＰ Ｓ ２０＞
０．５０メチルセルロ一ス結合剤／可塑剤 ４．０ス
テアリン酎アルカリｊ１］１出助剤 ０．！ｉ蒸留水可
塑剤 ２６．０ このＭｎ−ＭＯ＝】−ディエライトシャモッ１〜を全般
的に試料△ど同じ焼成法に従って焼成し、（Ｆｌし最大
温度を１４２５℃ではなく １４０５℃とした。 前記の圧入レノン１〜栓イ」の０１＋もって焼成された
試料を、全般的に下記の代表的焼成法に従って焼成した
。 約６１１Ｙ ｆｆｉ’ｌ Ｊス内に室ン１１．１から１
２１０℃にｐ温する。 １２１０°Ｃに約３０分保つ。 約１８時間以内に１２１０℃ｈ日ら室温に冷却覆る。 セメントは焼成中に発泡してセル壁への良好な封止状ｆ
１！１を出現し、■つ全般に流体不透質栓を生じた。発
泡作用により、非発泡イ（１セラミツクセメン１〜が示
づＪ：うな通割の乾燥焼成収縮が妨げられｌこ 。 前１，１シの光）ζＩ！１？メントは枠形成に好ましい
が、他の適すＪ／、「発泡１’Ｊ： Ａ’；よび非発泡
性セラミックをも使用できる。Ｊ１１気系の熱条件およ
び化学的および物理的弊害の下で耐久性があるものであ
れば、非セラミックセメントまたはシーラン１〜をも使
用できる。 ＋１１１記の如くして作った種々のセル密度、壁厚Ｊ３
Ｊ：び外部寸法（直径および艮ざ〉の５濾過器試料を、
一定の速１σＡ３よび負荷条件で水ブレーキ動力Ｒ１で
運転される１０８０オールズモービル３５０ＣＩ Ｄ
（立方インチ（１１気容量）ディーゼルＶ−８機関の排
気系内で試験した。１１０００ｒｐの駆動軸速度を用い
たが、この値４ｊ： ４０ ｍｐｈ （６４Ｋｍ ／時
間）の車両路上速度に等しい。用いた負荷は１００ ｆ
ｔ −Ｉ Ｉ］ｓ （約１３６ジユール）トルクであり
、この値は水平な平坦路面−Ｌの一定な４０ ｍＤｌｌ
’（６４に！ｎ／時間）速度テノ、基本車両道路負荷
より高い負荷に等しい。この基本道路負荷より高い負荷
は、加速変動ａ３よび路面平坦状態の変化のために実際
のまたは通常見られる）０路ｉ荷が通常基本道路負荷よ
りも高いことから考えて、Ｊこり一層実際的な単位時間
当り排気粒状物ｎ積を与える。５濾過器試お１の試験を
始める前に機関が乗用運転品麻に達するまで暖機運転し
た。 ヂ過型缶を機関刊気マニボルドから約２．１ｍ下流側に
配置した。缶内の各５濾過器内の排気ガス流速（４つの
気１１１からの排気ガス）は約１．０−１．１立方メ一
１〜ル／分の範囲でほぼ一定であった。５濾過器試利に
起因覆る背（Ｆ、 （または試１１両端間の圧力降下）
を液７Ｘｉ：＋ｉｆで測定し、試験中にその飴が初期レ
ベルｉｐ ＋ろ水＋」’、 １４０ ｃｍに上がるまで
監視した。 水Ｌ１１４ （ｌ ｃｍ ｊ：すｌｒ５い曹圧は適正な
機関運転のために良くイνいことが機関製造台により明
らかにされていたので、ｊｌｉ７圧、が水柱１４０ｃｍ
に達しＩＣ時点で試験を止め！、：、、 ｈｓ Ｊ：う
に、５濾過器両端間の圧力ｌ１斤下が水柱１４ （ｌ
ｃｍに達した時に、５濾過器は前記の系内で単−運転に
お（」るその最大有効５濾過能力を示した。試験１１）
１始（５濾過器内の排気ガス通過開始）がらヂ過晶圧が
水柱１４０ ｃｍになるまでの合計時間を５ｊｊ過器の
運転１１．１間と呼ぶことにＪる。 ５戸メ・°う型缶の１流側でＩＪＩ気ガス試オ′１を採
取した。 山内に５濾過器がノ１（（い時の末５濾過１〕１気ガス
全聞中のネ＼゛Ｉ状物Ｔｈ３（１ンイル当りのグラム、
叩ち９／ｍｉ、）を、未濾過ガス試料中の粒状物Ｍ測定
値から８１算した。この粒状’１ｕｌｌ ｂｌ （粒状
物基ｔ１（吊と呼ぶことにＪる）の疫１ヒは、糸に及ぼ
された水柱１４０ｃｍまでの背圧イへ囲に１）たって無
視できる程Ｉ良であることが判っｌ、二。種々の試験に
おいて粒状物１．（型開は０．１７ ｚ／ｎｌｉ、乃至
（１，２４ｇ／ｍｉ、であった。缶内にゾ」過２；かあ
る局のジｊ過排気ガス全６１中の粒状物残ＦＡ （ＳＦ
／ｍｉ、 ）を、ヂ過ガス試ｒＩ中の粒状物量測定値か
ら計算した。粒状物ｍｔｕａと粒状物残量どの差を粒状
物ｆ、ｔ ｔｌ、Ｌ量に対η−る百分率で表わし、これ
を５濾過効率計算値と称する。これに付随して、試験中
の５濾過器重Ｈ１増加（即ら初期未試験す過器重量に対
する増加）を粒状物Ｍ単量に対する百分率で表わしたす
過動率は、同一試験については前記の５濾過効率甜算値
とほぼ一致した。 表３に、１５．５セル／ ｃｒｊの正方形セル密度、直
径約９．３Ｃｍの外部４法１．’１０．５ ｃｍの長さ
および表中に示した壁厚を有した一連の試験５濾過器試
料に関す′る初期圧力降下、運転時間および５濾過効率
を示す。 所定壁厚の殆／Ｕどの場合に、同一試料ハネカム体の２
つの５濾過器を試験した。 表 ３ 壁厚（ｍｍ ＞ ０．３０５ ０，４３２ ０，６３ノ
ｌ初期圧力降下（水柱ｃｍ ） 試料８ ３０．２／ １４，２ ３５．０／ ３４，５
３９．８／ ３４．５１Ｉｌ） ２９．４／２４，８
２８．２ ４０．５／２９．７Ｉｌｌ−１２４，６／
２０，９ ２０．０／１６，３ ３０．１、、（１１，
６／１０．０ − ” Ｊ ６，２／ ７．３ １５．７／１６．８１１Ｋ
Ｏ，１／ ８．０ ９．５／ ９．９ １７．４／１
７．６〃 Ｌ １２，７ １９．ＯＩＩ７．２ ２４．
０／２１，３！ｌＭ １１．０／１１．７ ２９．０／
２３．７ ２３．４／２１．７ｎ Ｎ ２０，８／２３
，７ ２８．Ｇ／２７，９運転時間（ＩＩＹ間） 試料Ｃ２，０１／２．２０ ２．３９／２，０４ １，
１８／１．４８ノｌ Ｄ ３．４０／ ３，８ ３，１
７ １．８９／ ２，３！！Ｌｌ ：１．（ｉ０／’
！ｉ、０ ：Ｌ２０／ ４−３０ ３．３０ｎ Ｉ−４
，５０／４．９０ ＝ ７／ 、） ｉｌｌ、（１，／ Ｈｉ、６ ５，９０／
４．３０１１１＜ ８．８０／１１．３ ！ｉ、４０
１５．７０ ２．１７／３．００Ｉｌｌ ６．００ １
．８０／２１６ １．３２／１．５５１１Ｍ ７−８０
／ ８．５０ ２．６７／ ３−００ １−３９／ １
．７８” Ｎ ３．５＋１／ ：ｌ、６０ ３−００／
３．３０ ２．４０／ ２．６０試利（３呵１１．３
／９５．０ − ＩＩＣ９５，９／ ９Ｇ、Ｏ９５，８／ ９７．８ ９
７．０／ ８８．２〃 Ｄ ９４．６／９５．３ ９６
，０ ９４，６／９５．０ｒｌｔｌ ８４，３／８０，
０ ８Ｇ、８／８９，０ ８７．ＯＩＩ ’ｒ ６９．
７／６０．’１ −〃Ｊ ５１，２／、４１．３ ６４
．０／６２．６！ｌ Ｋ５７，５／４６゜４ ｆｉ６．
８／ ６２．３ ７８．１／ ７７．６１ＩＬ ６７．
８ ８５．８／ ８６．１ ８５．３／ ８’）、４〃
Ｍ ６６．８／７０，３ ８７．０／８４．９ ８８．
４／８７．６１１Ｎ ９６．３／ ９６，２ ９８．０
／ ９７．０ ９８．３／ ９１１．８前記の試験にｌ
ｉづいて、最も実用的な濾過器をして好ましいのは、少
なくとも７５％の平均５濾過効キ７Ｊブよび３０ｉ間の
最小平均運転時間を示すものである。表３のデータに８
３いて試料り、ｌ−１お上びＮがこの好ましい部類に適
合し、この部類は一層全般的には第８図の帯域１２３４
により、最も好）Ｌしくは帯域１５６４（これらの番号
の点を結ぶ境界線で示される帯域、その座標碩は下記の
如くである〉により限定される。 ＰＩ３ 標 値 点 Ａ−プンボロシティ 平均気孔直径（％） （μｍ
、） １ ５）Ｅｌ、５ １ ２ ３３．０ ２０ ３ ５２．５ ２０ ｉ ９ｏ、ｏ ｉ ５ 、’１−３９．５ １５ ６ ６２．０ １５ かように、ディーピル刊気系に好ましい部類の濾過器は
、最適な釣合のＡ−プンボロシティおよび平均気孔直径
を持つ。 前記の試験ア゛−夕は又、所定外部寸法およびセル密ｒ
良の５濾過器の５濾過効十を最大にすると運転時間ｈ（
り、（ｌくなる４＋！ｉ向があることを示−１−，１，
かじ、運転時間は５濾過器表面積に正比例することが判
った。 ５濾過効率への影響を１ｌｉｉりるために、セル密度ま
たは（Ｊ３Ｊ：び）外部司法を増づことによって運転時
間を増Ｊ−ことができる。 表４の試験データ（前記の同じ試験から引出したもの〉
ｔま、壁厚０．３０５ｍｍおよび直径約９．３ｃｍのし
ｌ」過器の運転時間に対するセル密度および外部寸法の
増加の効果を示″？Ｊｏ正方形セル密度が３１および４
６．５セル／ ｃＭである５濾過器の代表的初期背圧は
各々水柱１４．１／１０．５および１５．７ｃｍであっ
た。試判りど同様に、試料ＥおＪ：びＦも又第８図によ
り示さ゛れる５濾過器７のりＹましい部類に入る。１Ｔ
Ｉ１．より大きい５濾過器表面積を持つ試別Ｆの５濾過
器に関１゛る実際の試験データは１りＩうれなかったが
、かかる大型の試料［５濾過器が３時間を越える運転時
間を示１ことはこれらのデ′−夕から明白である。 ５濾過器の表面積がより一層大きいとより一層長い）正
転時間が得られることは、１５ 、５ ｔル／ｄの正方
形′セルＳ’ｌｊ ｆ’ｌ、約１４．４ｃｍの直径、約
３０．５ｃｍの長さおｊ：び約０．４３２ｍｍの壁厚を
持つ試ＰＩ Ｄ濾過器の試験結果によっても示される。 その５濾過器表面積は３−０３７７／であった３、この
５濾過器の初期背圧は水手］３、Ｏｃｍであり、７９％
の５濾過効率および２３．１時間の運転時間を示した。 供試う濾過器試料における蓄積粒状物状態を検査した。 全般に蓄積粒状物は完全にかかるう濾過器を）んたして
いた、、５濾過器内の種々の半径方向Ｊシよび軸方向位
回に関して粒状物量における有意差は見られなかった。 、これらの結果は大部分、これらの５濾過器試料内の横
方向正方形幾何形状のセル中に小角度の角が無いことに
起因すると考えられる。 更に、蓄積、粒状物の充填密度は５濾過試お１全体にわ
たって比較的一定であると１１１定され、灯径約９．３
ｃｍおよび良さ３０ 、５ｃｍの試料では０．０５−０
．０６５．７ｃｍ３、直径約１４ 、４ ｃｍおよび長
さ３０ 、５ ｃｍの試別では約０．０９９ ／ ｃｍ
”であった。 更に、５濾過器試料中の粒状物蓄積は５濾過器圧力降下
に３・１して３段階の効果を持つことが観察された。第
１段階はかなり実質的２）着実な圧力降下のｊ（ｆ加を
包含した。その後の＠２段階では圧力降下はそれにりは
るかに低い速度で増加した。最後に第３段階（見たとこ
ろ蓄積粒状物中の流体流路が完全に閉２（された時）で
は、圧力降下の増加は再びはるかに一層高い迷磨に加速
した。これらの３段階は全て、直径１４．４ｃｍおよび
長さ３０．５ｃｍの大型試別に通常見られ得る。しかし
、小型試別はしばしば第１おＪ：び第２段階を示Ｊ゛か
または第１段階を示し、その俊圧力降下は水柱１４０ｃ
ｍに達する。 約７．７！’ｉ −１？ル／ ｃｒａの正方形セル密度
および約０、６３５ ｍｍの４＋？ １１ノを持つ５濾
過器試利Ｇにより、より一層低いセル密ｔαの効果が示
された。それらの入路外部ＸＩ法および試験結果を表５
に示す。これらの結果は、Ｊ：り一層小さな５濾過器表
面積の故に、低ｌ？ル密度にＪ：り運転時間が減る傾向
があるがしかしかかる（１ｒ１向はより一層大きな外部
寸法を採用することによって相殺され得ることを示す。 第８図に示す如く、試Ｉｔ Ｇも５濾過２；の好ましい
部類に入る。 表 ５ 訂 径 長 さ ５濾過効率 運転時間（ｃｍ ） （
ｃｍ ） （％） （時間）９．３ ３０．５ ９５．
０ １．３５９．３ ３０．５ ９６．／Ｉ １．７３
１／１．４ ２９．８ ９３．３ １４．７１？ル密疫
約７，７！ｉｔル／ ｃｒ？ｔ Ｓ壁厚約０．（３３５
ｍｍｚ直径約１４．９ｃｍおにび長さ約１７，８Ｃｍの
試料Ａ５濾過器をも作った。これは、短が過ぎる運転時
間の指標となるかなり高い初期圧力降下を示した。しか
し、Ｉ２ル密度ｊ、たは（ａ３よび）外部寸法を増１−
ことにＪ：り試料Ａ５濾過器にお【プる運転時間を数台
できる。 溶融金属５濾過器 本発明の別の具体例においては、溶融金属（例えばアル
ミニウム〉を固体または鋳塊に鋳造する前に溶融金属中
に捕えられた同伴固体粒状物ににり引起こされる金属鋳
造品の欠陥を回避するために溶融金属からかかる粒状物
を除去するためのＴ過器 ｉｉ？（が１１１供される。 かかる粒状物は個々に１０−２０マイクロメ一ター程度
の用法のものであり得る。 第９図にｉ ！１１！ ）ｌ！ｌ的２ｆｆｉ形のかかる
装置を示し、これは溶融金属５濾過♂４１（本明細山に
て参照される米国１！［鵠第４，０２４，０！ｉ６号に
開示される種類のもの）内に保持された：／ｊｌｉ過器
体４過器第４０および第２図に示される種類のｂの）を
含むゎ室４１は中間耐火壁４４で分−１されＩ、：入口
部４２Ｊ′３よび出口部４３を留１える。 壁４４は、人１１部４２の床４Ｇに接続されてその一郡
を形成する基部４５に連結している。基部４５は入口部
４２から出口部４３へ溶融金属を通１−ために間口４７
を含む。５濾過器４０は、その入口面４８（第１図およ
び第２図の５濾過器体１の入口端面４に対応１−る部分
）が間口４７内の溶８１１金底流路の１−流側、即ち入
口部４２側に４するＪ、うに間口４７を横切って挿入さ
れる。 出口部４３ ｔＪｉ床４９を有し、床４９は入口床４６
より低く配置？′ｉされて溶融金属がす過器４０を経Ｃ
間ロ４７内を容易に流れるにうにする。悄用的月止手段
５０は開口４７内に５濾過器４０を交換可ＯＬな王台に
保持およびＪ、ｔ！、＋１＝、斯くして溶融金属の全て
が入口部４２から出口部４３へ５濾過器４０内を通過し
そして５濾過器４０が実質的に同伴固体で満たされ詰ま
った時にデ過器４０を容易に新しい同様の５濾過器と交
換できるようになり。かように、水濾過溶融金属は鋳込
スパウ］〜５１を杼て入口部４２に入り、５濾過された
金Ｂはヂ過器４０から出て出口部４３に入る。」過器４
ｏは、第１図おＪ：び第２図と同様に５濾過器の入口お
よび出（］面に各々隣接した交番セル喘に栓５２および
５３を備える。 本発明のこの具体例の一例として、前記を改良した状態
で溶融アルミニウム５濾過室を用いて、この改良した室
の入口部と出口部の間に、直径約１４ｃｃｍおよび長ざ
約１５．２ｃｍの５濾過器を備える。５濾過器（ま資料
Ｃと同様で約７．７５レル／ ａｄの正方形セル密度お
よび約０，６３５ｍａの壁厚を持つ。鋳造流入終了時に
このヂ過器を取出して廃棄し新しい同様のア過器と交換
した。 必要な５濾過器らｔ気孔率に加えて、溶融アルミニウム
に対する良好な耐蝕／耐浸触性を持つ耐＠衝撃性の微小
亀裂タイプのセラミックで前記の５濾過器を作るのがり
「よしい。かがるセラミックとしては、ジルコニア−ス
ピネルセラミック、チタン酸アルミニウｌ＼系のセラミ
ック等が挙げられ、特に望ましいのは６０小足％のジル
コニア相および４０％のアルミン酸マグネシウムスピネ
ル相である。 熱回収ホイール 本発明の別の！′ｌｆホ例は、１つの流体流から熱を吸
収（）でその熱を別の流体流に付与するだめの回転可６
１＝ハネカム熱回収（または交換）ホイールを包含する
熱交換アセンブリである。本発明によれば゛、かかる流
体中に懸渇した粒状物の５濾過器として付加的に作用す
るように１（１用的熱回収ホイールを改良りる１、第１
０図に、前記の如くに５濾過器として１幾能１する改良
した形の熱回収ホイール６０（第１図お、１：び第２図
の５濾過器木休１と同様のもの〉を慣用的アレンプリに
組込んだ形を略図にて示す。 ホイール６０は、熱交」条軍内でｌｆＪ用的摩擦Ｊ、Ｊ
、ＩＬ １３よびダクト４；４進物６２で分＃ｔされ
た２つの流路内で流ｙＨを横１刀って回１１す１Ｊる１
１図示の如く、ホイール６゜を間にはさむ一対のダクト
ａ３よびイれらの流体流路内を（矢印で示す如・（）第
１流体が連続的に通過づる。第１の冷流体は１つのダク
１〜から低速回転ハネカムホイール６０に入り、ホイー
ルを通過する間にホイールから熱を吸収し、第１加熱流
としてホイール６０の下流の第２ダクト内を流れ続ける
、。 Ｎｒ ２流体は、ホイール６０を間にはさむ別の一対の
ダク１へおよびそれらの流体流路内を（矢印で示す如く
に）連続的に通過する。第２加熱流が１つのダク［〜か
ら低速回転ハネカムホイール６ｏに入り、ホイールを通
過でる間にホイールに熱を与え、第２冷却流どしてホイ
ール６０の下流の第２ダク１〜内を流れ続（プる１、か
ように、ホイールＧｏの而６３および６４の各々は、ホ
イール６０が第１おＪ：び第２流体の流路間で回転りる
時に入口および出口面として交互に槻１１ヒし、面６３
おＪ：び６４はダク１−を出入する流体流れ方向に面し
ている。ホイール６０は又、２絹の交番セルを限定する
セル薄壁６５を持つ５濾過器を４１＋５成し、セル６６
は面６３で開放しており、他のセルは栓６７により面６
３に隣接した所で閉鎖されている。面６４Ｊ５Ｊ：びそ
れに隣接した所に逆の配列が存在づる。 熱回収ホイール６０は典型的には、内燃機関系または工
５′、炉系の如き燃焼系の排気カスである第２流体から
の熱を再循環さぼるのに用いられる。本発明のＩＪ 後
に記した具体例によると、５濾過器熱回ＩＩソホイール
６０は第２流体中に同伴する粒状物を除去するであろう
。しかる後にホイール６０が第２流イ本流路から第１流
体流路へホイールのセクター分だ（］回転するにつれて
、燃焼光用空気がホイール６０のこの（３クター内を第
２流体と逆方向に通過してセクターから熱を取り（斯く
して予熱空気どなり）、ホイール６０のかかるレフター
中に捕集された粒状物を燃焼系へ吹き戻す。これらの粒
状物は燃焼系内で酸化されて気体またはより一層小さな
粒状物形態にイする１、更に、５濾過器ホイール６０は
又、流入空気から粒状物を５戸別しそしてまた燃焼系が
らの冷ｆｉｎ Ｉｉｌ気ガスでかかる蓄積粒状物を排出
する作用を（，１Ｊｃ″ｊつ１゜ 通常の３にたは既知のセラミック形成技法によって本発
明の不透質生成物を種々の形態に作り１１１るが、表６
および表８に示す一連の試料は前記の押出および焼成法
により好ましい形のハネカム椙）青物に作られた。バッ
チセラミック材料はくセラミック材料合口に対する重量
％とじて〉４．０％のメヂルセル［コース可塑剤／結合
剤および０．５％のステアリン酸アルカリ押出助剤と乾
式配合された。 これらの混合物をミックスーマラー内の水で可塑化し、
予備押出してスパゲツティ状素材に覆ることによって更
に可塑化および脱気した。しかる後に十分に可塑化およ
び圧縮されたバッチを押出してハネカム生形態にし、乾
燥および焼成した。 表６ ｄ５よび表８に、バッチセラミック祠わ１がら１
紳しＩζ分析モル組成をも示寸。 表７は完全に牛のレラミツク々Δオ゛＋１を含む鉱物バ
ッチ組成物から作られ１容は％より低いオーブンボ［１
シデイを示１表６の試料１−４に関１−る焼結（ｇ１度
、焼成収縮おＪ：びＣ１−Ｅを示−ｄ−、かかる渇瓜は
十分な密Ｉαのための大略最低温１立であった。 バッチ材料（ａ） セラミック材料合計に対する型部％ −〜ジョーシアー
カオリン・カフｊベーク１０ 粘土（ＡＰＳ １０＞ジ
ョージノｌ−力Ａリン・クロマックス し１− 本！ｉ
土（へＰＳ１．９：ペンシルバニア・力′ラス・リーン
ド・ミヌシル・シリカ〈ＡＰＳ ５）フィッツアー Ｍ
Ｐ ４０−２７ 滑石（△ＰＳ３．５＞べ一力−試薬
ＭｎＣＯ３粉末 グイ髪２モンド・シ４７ムロツク ＭｎＯ型 １−ＩＰ
Ｘ 粉末蒸留水可塑剤 分析組成（モル％） ＭｎＯ ｇＯ Δル２０ｊ Ｓ！Ｏｚ ＭｎＯ，（ＲＯに対する％として〉 ＭｑＯ（ＲＯに対する％として） （ａ）ＡＰＳは平均粒痕（マイクロメートル）を示づ３
゜人−一一旦 １６．５０ １６．４５ １６．４，７ １６．．４，
９５５．５５ ／１Ｂ、ＤＥ’Ｉ ４７．１１ ４５．
６６− −− ３．０２ ５．３５ １５．４３ １２− ’１８ ７．４５５ ３．７４−
２２． ’１０ ２５．８Ｇ ２，８．７７１２．５
１ − − − ４３．０ ４８．Ｅ３ ４６．３ ／ｌｏ、７１２、８
１／１．！１ １７．４ １９．Ｅ３９．４ ７．
で） ／１．９ ２．５２２．２２２．！う２２．／１
２２．３５５．６ ５５．１ ５５．３ ５５．４５７
．７ ７／１．−／ ７８．０ ８８．’８４２．３
３５，３ ２２．０ １１．２表 ７ １ １２８５ ７３．２ １７，５ ２ １３００ １９．７ １９．７ ３ １２００ １２．０ １６．４ ７１１２００ １９．４ １８，４ 試旧１−４とは反対に、完全に生のヒラミツ材別で同様
に調製されたがＭＯのモル比率がＲＩに対して５０モル
％またはそれ以下である他の試。 は、過焼成を引起こさない焼結温度で十分な密１を出現
できなかった。例えば約０．８Ｍｎ０・ １Ｍ！１０−
２Δ９，２０３ ・５８！ ０２ （Ｍｎ ＯはＯに対
して４０Ｔｌ−ル％である）の分析モル組成をつ試料は
１２４０℃の焼結温度で焼成された後に４７間％のＡ−
プンボロシティを示した。 表８の試料５−９は予備反応コーディエライト材料を含
む鉱物バッチ組成物を示Ｊ−０予備反応］−ディエライ
１〜材料＃１は米国特許第３，８８５，９７７号の焼成
組成物Ｆと実質的に同じであるが、但し破砕おＪ：びＶ
）砕された粒状物形態で用いられた。 予（Ｉｉ５反応コーディ■ライト材料＃２は米国特許第
４．００１，０２８号の焼成組成物８０４と実質的に同
じであるが、但し破砕おＪ：び粉砕された粒状物形態で
用いられた。 表９に１容量％にり低いオーブンポロシティを示１表８
の試料５−９に関する焼結温度、焼成収縮おＪ：びＣＴ
［Ｅを示ず。かかる温度は十分な密度のための大略最低
温度であった。 表 ９ ５ １２５（１１５，４１７，１ ６１３９０１４，６１７，８ ７１４００１６−１８１６，７ ８１４００１６−１８１８，０ ９１４１０１７，０１７，０ ５０φＪｉｉ ９６ Ｊ、り生母の予備反応コーディエ
ライトを含むか、Ｊ：にはＭＯの聞が実質的にＲＯに対
して５−４（ＬＥル％の範囲の外であり少なくとも５０
重量％の予備反応コーディエライトをも含む他の試１′
ｌ ｔユ、十分な密度で確実に調製され得なかった。 表１０に示１゛バッヂ材料を十分に混合して試料ペース
Ｉ〜を形成ＪることにＪ：す、一連の発泡性粒状物セラ
ミックセメント試別を調製した。 試料１４ｉ＋５よび６に関づ゛る粘土、シリカおよびＭ
ｎＯの相合Ｉ！基剤の分析モル組成は１，８４ Ｍｎ
Ｑ −２，（１４Ａ ９，２Ｑ３− ５．ＩＬ３ｉ ０
２テアツた。試ＰＩ ５のかかる組成は２．３６ Ｍｎ
Ｏ・１．２９Ａ９ａｚ ０３ ・！ｉ、３５ Ｓｉ
０２ テアツタ。 表１０のセメン１〜バツヂ中のＭｎ−Ｍ（Ｊコープイエ
ライ１−シャモットは、マンガン含有の密なコーディエ
ライトであった。特に、シャモットは下記のバッチ組成
（セラミックバッヂ月料合計に対°づる平旦％）から調
製された： Ｍａ］−ディエライトシｌ７Ｉｌ−ット（９５％−２０
０メツシユ） ８４．４８ジヨージアーカＡリン・カオ
ペーク １０粘土（ＡＰＳ １０） １０．００ベ一カー試薬Ｍ
ｎＣＯ３粉末 ４．１５ペンシルバニア・ガラス・サン
ド・ ミヌシル・シリカ （ＡＰＳ ５） ０．７８フイツツ
ア−ＭＰ９６−２８滑石 （Ａ Ｐ Ｓ ２０） Ｏ９！ｉ９ メチルセルロース結合剤／可塑剤 ４．０ステアリン酸
アルカリ押出助剤 ０．５蒸留水可塑剤 ２６．０ このへ４ｎ−Ｍｆｌコーディ■ライトシャモットを全般
に下記の焼成法によって焼成した：約６０時間以内に８
０℃から１４０５℃に昇温づる。 １４０５°０に約１０時間保つ。 約２４１１；’１間以内に１４０５℃から室温に冷７Ｊ
ｌする。 ＭＣ＋：＋−ディ″Ｉライトシャモツｌ−（Ｍｎ −Ｍ
Ｏ］−ディ工ライ１〜シャ七ツ］〜用のバッチ中のもの
）は下記のバッチ組成〈セラミックバッチ材料台ｈ１に
対り゛るｉ口重％）から調製されたニジヨーシアーカオ
リン・ハイドライド Ｍ ｌ）粘十〈ΔＩ）ｓ Ｑ、７） ２５．１５ジヨー
シアーカオリン・グロマックス Ｌ ｌ粘上（ＡＰＳ ’ １．９＞ ２１．１７フイツ
ツ７／−Ｍ「）９６−２８滑石 （ＡＰＳ ２０） ４０．２１ １ル：］］ア△−２アルミ ナＡＰＳ ５．８） １３．４７ メチルセルロ一ス結合剤／可塑剤 ４．０ステノＩリン
酸アルカリ押出助剤 ０．５蒸’ｒニア ＊ ’ｔｉ７
咽剤 ３２，５このＭ（Ｊ：１−ディエライトシャモッ
１〜を全般にＭｎ−Ｍ（Ｉヨーディ１ライトシヤモツト
の場合と同じ焼成法ににって焼成し、但し最高温度は１
４２５℃であった。 Ｍｌｌ、−ＭＯコーディ玉ラうトシトモットの分析モル
組成は２．０３Ｒ０・２０．４Ａ応２０３ ・ ４．９
２Ｓｉ０２でありＲＯは９．７王ル％のＭＩ）Ｏおよび
９０．３モル％のＭｑＯから成った。 Ｍｎ−Ｍｏコーディエライトシャモットについて記した
のと同じバッチ組成から米国特許第３，１９０、６５４
＠おＪ：び第３，９１９，３８４号に従って幾つかの
セラミックハネカム単体片を押出した。しかる後にこれ
らの押出された生ハネカｌ）体を米国特許第３．８９’
ｌｌ、３２６号に開示される如くに、そしてＭｎ −Ｍ
（＋］−ディエライｉ〜シャモットについて記したのと
同じ焼成法により焼成した。表１０に記した試料ペース
トを、１１２合サベすこれらのハネカムＨの］−ディエ
クイ１−表面に適用し、しかる後にこれらのペースミル
塗イ１された表面を一緒に押圧することにＪ、−）で、
−ｊ！トのハネカｌ＼片対を一緒に接合した。これらの
組合せ接合片対を少なくとも２２−７５℃の空中で乾燥
し、しかる後に約り００℃／時間の速度で表１に示づ゛
発泡温度に加熱し、発泡温度に約１時間保ら、炉速度に
て少なくとも２００℃に冷ムロし、この０！１点で発泡
接合片を炉から取出して外囲空気？Ｖ囲気中で更に冷却
した。発泡セメント試オ′〉１の熱膨張ＺＫ６ （ＣＴ
Ｅ ）を表１０に示すが、これらの（１「１は試料５
のＣＴＥを除いて片についての１８×１０−’ ／ ’
Ｃ（２５−１０００℃）の代表的ＣＴＥに非常に近かつ
Ｉこ、。 これらのｌＪ’＋’、 Ｉｔ’１発泡はメント試料は全
て、実質的に完全に丁１−ディエライトの結晶構造を有
した。 ３分で２４＋ （１’Ｃから８００ ”Ｃに加熱しその
後３分で２５０℃に冷却する５０１フイクルの循環熱衝
撃試験に発泡接合片を供りるど、セメント試料１−４お
よび６での発泡接合片は良好な耐熱衝撃性を示し、ヒメ
ン１−試ｆｌ ５ Ｃの発泡接合片は「１１程度の耐熱
にｉ撃性を示した９、しかし、セメント試料５は、発泡
試料５のＣ’Ｔ−ＩＥににり一層近いＣ１−Ｅを持つ片
について良好に作用し、良好な耐熱衝撃性を示すと肖ら
れる。 同一および類似組成物から作られ前記のＭ（＋−１−デ
ィエライトシャモットと同様に焼成されｌζ押出セラミ
ックハネカム体中のセルの端部をｒＪｌ塞するのに、発
泡性セメント試料６をも用いた。これらの場合にはＮ４
ｎ−ＭＱ−１；ディエライトシ許モッ１〜は９５重量％
−３２５メツシユであり、２．０重量％のメヂルセルロ
ースおよび７０，０車量％の水でセメントバッチを形成
してペーストを生じた。このペーストを、適切な形のノ
ズルを持つ空圧作動式シーラントまたはコーキングガン
で対向セルを表面間のセル端に圧入した。しかる後にこ
れらのとに栓イζ１の物体を全般に下記の代表的焼成法
ににり焼成した： 約６時間内に室温から１２１０℃に胃記する。 １２１０℃に約３０分保つ。 約１８時間内に１２１０℃から空温に冷却する。 セメントは焼成中に発泡して、セル壁に良好に」ｊ止さ
れ゛全般に流体不透質の焼結コーディエライト累月を生
じた。 ■！メン１〜中の」−ディエライトシャモットおよびＳ
ｉＣまた（。１．他の発泡剤の粒石は所望に応じて変え
ることができた。例えばシャモットは〜２ｏメッシコ程
度の粗大なものでもよがった。本明細書中のメッシコ用
法は全て米国標準篩シリーズによる。
第１図は本発明にＪ：る５濾過器体の好ましい具体例の
一部切欠斜祝図、 第２図は第１図の線おにび矢印Δ−Ａおよび線および矢
印Ｂ−８の各々により示される各面についての１１７ｉ
面図、 第３図−第６図は種々の横断面セル形状を持つ本発明（
、二よる５濾過器体の４つの代替日体例の端面の図、 第７回目よディーゼル機関ＪＪｒ気ガスから粒状物を５
戸別するた詰の本発明の５濾過装品の縦断面図、第８図
は本発明の５濾過器の組合せオープンポロシティｉ１３
よび平均気孔寸法のグラフ図（ディーゼル機関排気導管
または系内の５濾過器に関して本発明を実施する最良モ
ードとし−て、かかるす過器の帯域１２３４内の独特な
オープンポロシティと平均気孔寸法の組合せをも示寸）
、 第９図は溶融金属から粒状物または同伴固体を５戸別す
るｌｃめの本発明によるす過室の縦断面図、第１０図は
本発明による５濾過器構造物を備えた回転可能熱交換器
または熱回収ホイールアセンブリの略図である。 １・・・５戸 過 器 体 ２・・・１！３・・・セ
ル ４・・・入 口 端 面５・・・出 口 端 面
６・・・ス キ ン７・・・入口群の交番セル ８、１１・・・閉 鎖 手 段 ９・・・手段８の端面 １０・・・出口群の交番セル１
２・・・手段１１の端面 １３・・・流 体２０・・・
缶 ２３．２４・・・５濾過器保持部２５、２６・・・
導管接続具 ２７．２８・・・円 ｇＩＬ 部２９、３
０・・・合いフランジ ６８・・・第１冷流体の流入流 ６９・・・第１加熱流体の流出流 ７０・・・第２加熱流体の流入流 ７１・・・第２冷ｌｌＩ′Ｉ流の流出流Ｆｉｇ、９ 昭 ′７／ Ｆｉｇ、 １０ 第１頁の続き 優先権主張 ［相］１９８４７月３日［相］米国（ＬＪ
Ｓ）（１［相］１９８咋７月３日［相］米国（ＵＳ）Ｇ
［相］１９８０＄７月３日［相］米国（ＵＳ）（１＠発
明 者 ロパート ジョン ベ アメリカ合イスレー
−ド ドラ ＠発明者 ウニイン ハロルド アメリカ台ピッチャ−
ジュニア −ン ヴア 衆国 ニューヨーク州 コーニング オーチャイブ １
７ 衆国 ニューヨーク州 ビックフラソッ クリレー ド
ライブ ３０２
一部切欠斜祝図、 第２図は第１図の線おにび矢印Δ−Ａおよび線および矢
印Ｂ−８の各々により示される各面についての１１７ｉ
面図、 第３図−第６図は種々の横断面セル形状を持つ本発明（
、二よる５濾過器体の４つの代替日体例の端面の図、 第７回目よディーゼル機関ＪＪｒ気ガスから粒状物を５
戸別するた詰の本発明の５濾過装品の縦断面図、第８図
は本発明の５濾過器の組合せオープンポロシティｉ１３
よび平均気孔寸法のグラフ図（ディーゼル機関排気導管
または系内の５濾過器に関して本発明を実施する最良モ
ードとし−て、かかるす過器の帯域１２３４内の独特な
オープンポロシティと平均気孔寸法の組合せをも示寸）
、 第９図は溶融金属から粒状物または同伴固体を５戸別す
るｌｃめの本発明によるす過室の縦断面図、第１０図は
本発明による５濾過器構造物を備えた回転可能熱交換器
または熱回収ホイールアセンブリの略図である。 １・・・５戸 過 器 体 ２・・・１！３・・・セ
ル ４・・・入 口 端 面５・・・出 口 端 面
６・・・ス キ ン７・・・入口群の交番セル ８、１１・・・閉 鎖 手 段 ９・・・手段８の端面 １０・・・出口群の交番セル１
２・・・手段１１の端面 １３・・・流 体２０・・・
缶 ２３．２４・・・５濾過器保持部２５、２６・・・
導管接続具 ２７．２８・・・円 ｇＩＬ 部２９、３
０・・・合いフランジ ６８・・・第１冷流体の流入流 ６９・・・第１加熱流体の流出流 ７０・・・第２加熱流体の流入流 ７１・・・第２冷ｌｌＩ′Ｉ流の流出流Ｆｉｇ、９ 昭 ′７／ Ｆｉｇ、 １０ 第１頁の続き 優先権主張 ［相］１９８４７月３日［相］米国（ＬＪ
Ｓ）（１［相］１９８咋７月３日［相］米国（ＵＳ）Ｇ
［相］１９８０＄７月３日［相］米国（ＵＳ）（１＠発
明 者 ロパート ジョン ベ アメリカ合イスレー
−ド ドラ ＠発明者 ウニイン ハロルド アメリカ台ピッチャ−
ジュニア −ン ヴア 衆国 ニューヨーク州 コーニング オーチャイブ １
７ 衆国 ニューヨーク州 ビックフラソッ クリレー ド
ライブ ３０２
Claims (3)
- （１） 流体流中の懸濁系から固体粒状物を炉別するた
めの装置であって、ハネカム構造の５濾過器を（Ｉｔｉ
え、この５濾過器が、構造物の入口端面と出口端面との
間で長手方向に相互に平行に伸びた複数のセルを限定す
る多孔質薄壁の母材を有し、これらの壁は、流体が完全
に壁を通して流れるのを可能とし、そして粒状物の殆ん
どまたは全てが壁内を完全に通過するのを防止するのに
十分な容積および寸法の実質的に均一な相互連絡したオ
ーブンボ［コシティを含み、これらのセルの横断面形状
は３０″Ｊ：り小さな角度の内角を持たない実質的に均
一な反復配列の幾何学形状を形成し、入口群のセルが人
目端面でＤＩ １１１ シ出ロ端面に隣接する所で閉鎖
され、出口ＢＹのセルが入口端面に隣接する所で閉鎖さ
れ出口端面で開放しており、入口群の各レノし バ １
１１、口 Ｒ￥ ＩＴＩ ＋７ １１． Ｊ−ド１４
わ １１．幻♀ ん 七 宮 １．ｑ」 口 ｍｙの各
セルが入口群のセルとだけセル壁を共有している装置に
おいて、 Ａ−プンポ１−１シティの容積およびＡ−プンボロシテ
ィを形成する気孔の平均直径が、座標上において点１−
２−３−４ （ただし、各点は以下の座標値 １晃Ａ−ブンボロシティ 平均気孔直径（％） （μｍ
） １ ！＋８．５ ｉ ２ ３３．０ ２０ ３ ！ｉ２．５２０ ４ ９０．０ １ を右Ｊる）を結ぶ境界線にＪ：って限定される帯域内に
あることを特徴とづ”る装置。 - （２） ５濾過器の入口面がガス流路の上流側に面した
状ｆフで初気カス通路を横切って挿入されディーｂル機
関排気ガス系の一部として用いられることを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の装置。 - （３） 未５濾過溶融金属を含むための第１部分、５濾
過溶融金属を含むための第２部分、第１部分から第２部
分への溶融金属通路、および５濾過器の入口端面が溶融
金属流路の上流側に面した状坤で通゛路内に溶融金属流
路を横切って挿入された濾過器を含む通路を備えた溶融
金属ｐ過室内に用いられることを特徴とする特許請求の
、範囲第１項記載の装置。 −（４） ２つの別々の流体流路を内部に有した熱交換
室、１つの流体流路に第１熱流体を通しそ、してこの流
体流路から第１冷却流体を運び出すための一対のダクト
、他の流体流路に第２冷流体を通しそしてこの流体流路
から第２加熱流体を運び出すための一対のダクト、室内
の２つの流体流路を横切って挿入されそして回転可能な
熱交換ホイールおよび５濾過器の入口および出口面がこ
れらのダク゛トに出入りり−る流体流動方向に面した状
態で５濾過器を備えたホイールを含む熱交換アセンブリ
内に用いられることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の装置。
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|---|---|---|---|
| US06/165,391 US4329162A (en) | 1980-07-03 | 1980-07-03 | Diesel particulate trap |
| US165647 | 1980-07-03 | ||
| US165611 | 1980-07-03 | ||
| US165391 | 1980-07-03 | ||
| US165646 | 1980-07-03 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6064613A true JPS6064613A (ja) | 1985-04-13 |
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|---|---|---|---|
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Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10494381A Expired JPS6154750B2 (ja) | 1980-07-03 | 1981-07-03 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4329162A (ja) |
| JP (2) | JPS6154750B2 (ja) |
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