JPS6343347B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気体中の微粒子を捕集する柱状多孔質
セラミツクス構造体およびその製造方法に関する
ものであり、例えば自動車等の内燃機関より排出
される排気ガス中のカーボン等の微粒子を捕集す
る多孔質セラミツクス構造体およびその製造方法
に関するものである。

従来この種のものは、外部に通ずる内部連通空
間をもつた三次元網目構造の多孔質セラミツクス
担体により構成してある。

この担体によつて微粒子の捕集効率を向上させ
るには上記三次元網目構造における網目、つまり
通気孔の孔径を小さくすればよいが、その反面通
気抵抗が大きくなつてしまい、従つて捕集効率と
通気抵抗とを両立させるのは非常に困難である。

そこで、本発明は上記担体を柱状に成形すると
ともに、多孔質セラミツクス構造体の一方の面か
ら他方の面に向かい、それぞれが独立かつ平行
な、貫通されない第１の穴と多孔質セラミツクス
構造体の他方の面から一方の面に向かい、それぞ
れが独立かつ平行であり、貫通されない第２の穴
とを設けることにより、担体の流体通過面積を大
きくし、かつ流体の通過距離を短かくし、従つて
捕集効率と通気抵抗とを同時に良好に満足できる
多孔質セラミツクス構造体およびその製造方法を
提供しようとするものである。

以下本発明を具体的実施例により詳細を説明す
る。第１図乃至第３図において、１は本発明にお
ける担体であり、第３図のごとく、外部に通ずる
多数の内部連通空間１ａをもつた三次元網状構造
より成り、円柱状の形状を有している。２，３は
第１の穴および第２の穴であり、この穴２，３は
担体１の両端に設けてあつて、それぞれが独立か
つ平行であり、貫通しないようになつている。ま
た、第１の穴２及び第２の穴３は、第１図および
第２図のごとく常に隣合う位置に設けられてお
り、前記内部連通空間１ａにより穴２と穴３とは
相互に連通している。なお、穴２，３の個々は担
体１の端部内部で止まつており、従つて底のある
穴となつている。図中、４は補強部材であり、担
体１と同材質、同構造を有しているが、目は細か
くしてある。

なお、第１図の担体１の各寸法を例示すると、
径は100mm、長さは120mm、穴２，３の径は３〜６
mm、穴２，３の個数は、片側で100本である。

次に、上記担体１の製造方法について説明する
と、円柱状の有機物発泡体である発泡ポリウレタ
ンフオームを用意する。第４図のごとく、電気発
熱体５をもつた電気絶縁体製ロツド６を用意す
る。このロツド６の端子７に通電して発熱させ、
第５図のごとく発泡ポリウレタンフオーム８の一
方の面から他方の面へ挿入しかつ、他方の面から
一方の面より挿入することにより、発熱体５で焼
き切つて上述の穴２，３を設ける。次に、コージ
ライト微粉末（200メツシユより細かいもの）
1500ｇにポリビニールアルコール100ｇ、水2000
ｇを加えたセラミツクスラリーに前記フオーム８
を浸し、予分なスラリーは遠心分離機＋圧縮エア
ーを用いて除去する。しかる後、100〜120℃で３
時間乾燥する。上記の含浸乾燥工程を数回くり返
した後、電気炉等で、1300℃〜1470℃で５時間焼
成する。これによつて、前述の担体１が得られ
る。なお、前記焼成過程において、フオーム８の
大きさより約６％〜８％程度の収縮を起こすの
で、このフオーム８の寸法は、あらかじめこの収
縮率を考慮して製作される。また、当然ながら上
記コージエライト微粉末はフオーム８の穴２，３
を埋めることのないよう粒度調整されている。

上記構成において、次に作用を説明する。担体
１内のガスの流れを図中Ａで示す。図中Ａより明
らかなようにガスの一部は穴３より入り、隔壁１
ｂを経て穴２より流出する流れとなり、またガス
の一部は、第１の穴の底を形成する内部連通空間
１ａを経て流出する流れとなる。ここで、多数の
穴２，３内壁面２ａ，３ａの面積は、全体として
非常に大面積となり、また穴２，３間の隔壁１ｂ
の距離は短かいため、全体としては柱状形状であ
りながら非常に広いガス流入面積と、短いガス流
路を有する担体構造を得ることができる。したが
つて、担体１の通気孔、即ち内部連通空間１ａを
小さなものを用いても、通気抵抗が上昇しないた
め、微粒子の捕集効率に優れ、かつ通気抵抗の小
さい担体を得ることが出来る。ちなみに、従来の
穴を有しない担体で内部連通空間１ａの大きさに
約２mmのものを用いた場合、微粒子の捕集率は30
％で通気抵抗は、60mmHgであるのに対し、第１
図に示すものにおいては、連通空間１ａの大きさ
1.2mmのものを用いて捕集率40％、通気抵抗は45
mmHgと捕集率、通気抵抗の両面から従来のもの
より優れていた。なお、この場合の担体外形寸法
は従来のもの、本発明のものいずれも径100mm、
長さ65mmで、これを２つ直列にならべたものを２
組を並列にして、機関排気系に配設した場合の結
果であり、通気抵抗は車速93Km／時における値
である。

第６図は穴２，３の断面を長円状とした本発明
の他の実施例を示すものであり、作用としては第
１図に示すものと同様であるが、内部にガス流れ
のよどみ点が少ないという点で、第１図に示すも
のよりも優れている。これを第７図によつて説明
する。第７図は第１図および第６図に示す担体の
横断面拡大図であり、３はガス流入側の穴、２は
同流出側の穴を示し、矢印はガスの流れを示す。
第７図ａに示すごとく、穴２，３を円形断面とし
たものにおいては、図中９で示すガス流れのよど
み点、即ちガスが流れず利用されない領域がかな
り生ずるが、第７図ｂに示すごとく、穴２，３の
断面を長円形としたものにおいては、ガス流れの
よどみ領域が非常にせまくなり、担体の全体が有
効に利用され得ることが理解できる。

なお、本発明は前述の各実施例に限定されず、
以下のごとく種々の変形が可能である。

(1) 担体１の材質はコージライトであるが、アル
ミナ、ムライトなどでも勿論よい。

(2) 穴２，３の横断面形状も楕円、三角形、四角
形などでもよい。

(3) 担体１の外観形状も円柱状に限らず、四角柱
状、楕円柱などでもよい。

(4) 穴２，３は終端に向かうに従つてテーパー状
となるようにしてもよい。

以上要するに、本発明においては、担体に多数
の穴を設けることにより、通気抵抗を低減して微
粒子の捕集効率を向上することができる。

また、本発明である多孔質セラミツクス構造体
の製造方法を採用することによつて、多孔質セラ
ミツクス構造体に任意の大きさを持つた穴を非常
に簡単に形成させることができるため、使用目的
にあつた通気抵抗および捕集効率を持つ多孔質セ
ラミツクス構造体を簡単に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２
図は第１図の左側面図、第３図は第１図の担体を
拡大して示す斜視図、第４図は本発明方法の一実
施例に用いた発熱体付ロツドを示す斜視図、第５
図は本発明方法の一実施例を示す斜視図、第６図
は本発明の他の実施例を示す一部切欠斜視図、第
７図ａ，ｂは本発明の作用説明に供する担体の模
式的平面図である。 １……担体、１ａ……連通空間、２，３……
穴、５……電気発熱体、６……ロツド、８……ポ
リウレタンフオーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 外部に通ずる多数の内部連通空間を持つた三
   次元網目構造のセラミツクスよりなり、気体中の
   微粒子を捕集する柱状多孔質セラミツクス構造体
   において、 多孔質セラミツクス構造体の一方の面から他方
   の面に向かい、それぞれが独立かつ平行な、貫通
   されない第１の穴と、 多孔質セラミツクス構造体の他方の面から一方
   の面に向かい、それぞれが独立かつ平行であり、
   貫通されない第２の穴とが設けられ、 前記第１の穴から前記内部連通空間を介して前
   記第２の穴へ流体が流通可能に構成したことを特
   徴とする多孔質セラミツクス構造体。 ２ 外部に通ずる多数の内部連通空間をもつた三
   次元網目構造の柱状有機物発泡体を準備し、 発熱体を前記有機物発泡体の一方の面から他方
   の面へ挿入しかつ、他方の面から一方の面より挿
   入することにより、それぞれが独立でありかつ平
   行な、貫通されない多数の穴を設け、 この穴を設けた前記有機物発泡体をセラミツク
   スラリー中に含浸し、焼成することを特徴とする
   多孔質セラミツクス構造体の製造方法。