封孔蜂窩結構體及廢氣淨化裝置製造方法

2023-09-22 19:07:15

封孔蜂窩結構體及廢氣淨化裝置製造方法
【專利摘要】本發明提供能抑制壓力損失增加且有效提高耐久性的封孔蜂窩結構體（100）。封孔蜂窩結構體（100）包括：蜂窩結構體（4），具有劃分形成流入隔室（2a）及流出隔室（2b）的多孔隔壁（1）；流出側封孔部（5b）及流入側封孔部，多個隔室（2）構成為在蜂窩結構體（4）剖面上的流入隔室（2a）的開口面積大於流出隔室（2b）的開口面積，至少一個流出隔室（2b）是在與隔室（2）延伸方向垂直的剖面中隔壁（1）交叉的至少一個角部（21a）上形成有加強流出隔室（2b）的加強部（6）的加強隔室（22），流入隔室（2a）是在與隔室（2）延伸方向垂直的剖面中隔壁（1）交叉的所有角部（21）上未形成加強部（6）的非加強隔室。
【專利說明】封孔蜂窩結構體及廢氣淨化裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種封孔蜂窩結構體及廢氣淨化裝置。特別涉及一種能夠抑制壓力損失的增加，並且能夠有效提高耐久性的封孔蜂窩結構體及使用該封孔蜂窩結構體的廢氣淨
化裝置。
【背景技術】
[0002]柴油機等內燃機及各種燃燒裝置排放的氣體中多含有以碳煙(Soot)為主的微粒狀物質(PM)。如果這種PM直接排放到大氣中，就會造成環境汙染，因此廢氣的排氣系統中裝設用於捕捉PM的柴油微粒過濾器(DPF)。
[0003]這種DPF，通常使用具有多孔隔壁的蜂窩結構體。而該多孔隔壁劃分形成成為流體(廢氣、淨化氣體)通道的多個隔室。這種蜂窩結構體，在流體(淨化氣體)流出側端面的規定隔室(流入隔室)的開口部和流體(廢氣)流入側端面的殘餘隔室(流出隔室)的開口部中配設了用於封閉隔室開口部的封孔部，並作為封孔蜂窩結構體(蜂窩過濾器)來使用。
[0004]在上述封孔蜂窩結構體中，當從流入隔室流入廢氣時，通過隔壁的廢氣中的微粒被隔壁所捕捉，從而從流出隔室中流出已除去微粒的淨化氣體。
[0005]以往，為了防止蜂窩結構體隔壁交點中產生的過大的熱衝擊及機械衝擊造成的損壞，提出了至少一部分與通道(隔室)長度方向垂直的剖面形狀為，在一個方向上相對的角部中具有略呈圓弧狀R部的陶瓷蜂窩結構體(如專利文獻I)。另外，又提出了由多孔隔壁所劃分形成的隔室的角部中形成加厚部，以加強隔室強度的蜂窩結構體(如專利文獻2)。通過這種蜂窩結構體，隔壁交叉部的厚度變厚，能夠提高機械強度(即耐久性)。
[0006]專利文獻1:日本專利特開2003-269131號公報
[0007]專利文獻2:日本專利特表2009-532197號公報
[0008]然而，上述專利文獻I中所記載的蜂窩結構體，在其所有隔室的角部均形成有圓弧狀R部，因此流體通道的容積顯著減少。其結果，從廢氣所包含的煙塵(Ash)堆積的觀點看，封孔蜂窩結構體的耐久性將會降低。
[0009]另外，專利文獻I及2中所記載的蜂窩結構體，因流體流入的流入隔室中也實施了加強處理，所以通道的容積(特別是流體流入側的容積)將會減少。因此，過濾器中實際起到過濾作用的過濾面的面積隨之減少，封孔蜂窩結構體的壓力損失變大。
[0010]進一步，由於形成了加強部，封孔蜂窩結構體的質量必定增加，因此如果形成過多的加強部，則在封孔蜂窩結構體的性能方面將會出現不利因素。例如，如果封孔蜂窩結構體的質量增加，達到淨化廢氣所需溫度的時間變長，從而破壞廢氣的淨化性能。為了維持上述淨化性能，需要提高廢氣溫度，但在這種情況下汽車等的內燃機的燃料消耗量(油耗)惡化。
[0011]即，以往的蜂窩結構體，只從提高蜂窩結構體強度的目的考慮，採取了形成上述加強部的措施，雖然通過形成加強部可以提高耐久性，但不得不犧牲壓力損失及過濾器淨化性能等其他特性。特別是，提高蜂窩結構體的強度和抑制壓力損失的增加，以往被認為是二律背反的關係，認為極難同時解決兩者問題。
【發明內容】

[0012]本發明是鑑於上述問題而提出的，其目的在於提供一種封孔蜂窩結構體及廢氣淨化裝置，該封孔蜂窩結構體及廢氣淨化裝置通過確保足夠的流體流入隔室(流入隔室)的容積，能夠抑制壓力損失的增加且能有效提高耐久性。
[0013]根據本發明，提供下列所述的封孔蜂窩結構體及廢氣淨化裝置。
[0014][I] 一種封孔蜂窩結構體，包括:蜂窩結構體，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁劃分形成從流入側端面延伸至流出側端面的成為流體通道的多個隔室；流出側封孔部，配設在所述流出側端面中規定隔室的開口部，用於形成在所述流入側端面上開口且在所述流出側端面上封閉的流入隔室；及流入側封孔部，配設在所述流入側端面中殘餘隔室的開口部，用於形成在所述流出側端面上開口且在所述流入側端面上封閉的流出隔室，所述蜂窩結構體構成為，隔著所述隔壁交錯配置有所述流入隔室和所述流出隔室，並且所述多個隔室在所述流入隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於所述流出隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積，所述流出隔室中至少一個隔室是加強隔室，所述加強隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強所述流出隔室的加強部，所述流入隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有用於加強所述流入隔室的加強部，並且所述流入隔室中得到加強的角部的數量少於所述流出隔室中得到加強的角部的數量。
[0015][2] 一種封孔蜂窩結構體，包括:蜂窩結構體，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁劃分形成從流入側端面延伸至流出側端面的成為流體通道的多個隔室；流出側封孔部，配設在所述流出側端面中規定隔室的開口部，用於形成在所述流入側端面上開口且在所述流出側端面上封閉的流入隔室；及流入側封孔部，配設在所述流入側端面中殘餘隔室的開口部，用於形成在所述流出側端面上開口且在所述流入側端面上封閉的流出隔室，所述蜂窩結構體構成為，隔著所述隔壁交錯配置有所述流入隔室和所述流出隔室，並且所述多個隔室在所述流入隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於所述流出隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積，所述流出隔室中至少一個隔室是加強隔室，所述加強隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強所述流出隔室的加強部，所述流入隔室是非加強隔室，所述非加強隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的所有角部上未形成所述加強部。
[0016][3]根據所述I或2所述的封孔蜂窩結構體，其中，所述加強隔室包括形成有所述加強部的加強角部和未形成所述加強部的非加強角部。
[0017][4]根據所述I或2所述的封孔蜂窩結構體，其中，
[0018]所述加強隔室在所述加強隔室的所有角部中形成有所述加強部。
[0019][5]根據所述I?4中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，其中，所述流入隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口形狀為，選自三角形、四邊形、六邊形和八邊形中的至少一種形狀，所述流出隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口形狀為，選自三角形、四邊形、六邊形和八邊形中的至少一種形狀。
[0020][6]根據所述I?5中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，其中，隔壁交叉部分的交叉距離與去除所述加強部的所述隔壁的平均厚度之間的比值為1.6?14.0，所述隔壁交叉部分的交叉距離為從所述加強隔室的所述加強部表面到隔著劃分形成所述加強隔室的所述隔壁的交叉點而配置的其他隔室的表面為止的距離。
[0021][7]根據所述I?6中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，其中，各加強部的大小為在與隔室的延伸方向垂直的剖面中去除加強部的開口部分面積中佔據相當於0.05?20%範圍的大小。
[0022][8] 一種廢氣淨化裝置，具備所述I?7中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，並且被設置為，所述隔室中開口面積大的所述流入隔室的開口部成為廢氣流入側。
[0023]本發明的封孔蜂窩結構體，多個隔室中流入隔室的與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於流出隔室的與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口面積。因此，本發明的封孔蜂窩結構體，例如，在作為過濾器使用時，預先指定了流體的流動方向。本發明的封孔蜂窩結構體，其流出隔室(即，開口面積小的隔室)中至少一個隔室是加強隔室，加強隔室在與隔室延伸方向垂直的剖面上由隔壁交叉形成的至少一個角部中形成有加強流出隔室的加強部，並且流入隔室(即，開口面積大的隔室)在與隔室延伸方向垂直的剖面中由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強流入隔室的加強部，並且流入隔室中得到加強的角部的數量少於流出隔室中得到加強的角部的數量，或者流入隔室是非加強隔室，該非加強隔室在與隔室延伸方向垂直的剖面上由隔壁交叉形成的所有角部中未形成上述加強部。因此，能夠確保足夠的未形成加強部的流入隔室(即，非加強隔室)的容積及流入隔室開口部的面積。從而能夠抑制壓力損失的增加。另一方面，在對於壓力損失的影響比上述流入隔室小的流出隔室中，在由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強部，由此能夠有效提高封孔蜂窩結構體的耐久性。從而，封孔蜂窩結構體具備優異的機械強度。
[0024]特別是，本發明的封孔蜂窩結構體與在流入隔室和流出隔室均形成加強部的以往的蜂窩結構體相比，加強部在通道中所佔的容積為一半以下，但蜂窩結構體的耐久性能夠提高至上述加強部的容積率以上的比例。而且，通過相比流入隔室，更多地形成在封孔蜂窩結構體中產生的熱應力最大的流出隔室，或者僅加強上述流出隔室，能夠抑制封孔蜂窩結構體質量過於增加。因此，在將封孔蜂窩結構體設置在內燃機的廢氣通道上使用時，即根據具備本發明的封孔蜂窩結構體的本發明的廢氣淨化裝置，封孔蜂窩結構體易於被加熱，能夠有效地抑制廢氣淨化性能的劣化。而且，即便是根據廢氣的溫度調整封孔蜂窩結構體的溫度的情況，也是由於封孔蜂窩結構體易於被加熱，能夠抑制汽車等的內燃機油耗的增大。這樣，根據本發明的封孔蜂窩結構體，能夠調和以往被視為處於二律背反關係的蜂窩結構體耐久性的提高和對壓力損失增加的抑制。進而能夠抑制淨化性能的變差和內燃機油耗的惡化。而且，本發明的封孔蜂窩結構體，絲毫沒有煙塵(Ash)的堆積容量的惡化，能夠在不影響煙塵(Ash)堆積後壓力損失上升及煙塵(Ash)的洗淨和廢氣淨化過濾器(例如，DPF)的更換間隔的情況下，提高蜂窩結構體的強度。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的立體示意圖。
[0026]圖2是放大表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的流入側端面的示意圖。[0027]圖3是放大表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的流出側端面的示意圖。
[0028]圖4是放大表不本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的與隔室延伸方向垂直的剖面的示意圖。
[0029]圖5是表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的與隔室延伸方向平行的剖面的示意圖。
[0030]圖6是表示本發明的封孔蜂窩結構體的另一個實施方式的立體示意圖。
[0031]圖7是放大表不本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的與隔室延伸方向垂直的剖面的示意圖。
[0032]圖8是表示本發明的封孔蜂窩結構體的又一個實施方式的流出側端面的示意圖。【具體實施方式】
[0033]下面，參照附圖詳細說明本發明的實施方式，顯然，本發明並不局限於下述實施方式，在不超出本發明精神的範圍內，本領域技術人員根據常規知識對下述實施方式進行適當的變化或改進等而構成的結構，也應屬於本發明的保護範疇之內。
[0034]( I)封孔蜂窩結構體:
[0035]如圖1?圖5所示，本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式(封孔蜂窩結構體100)，是包括如下結構的封孔蜂窩結構體100:蜂窩結構體4，具有多孔隔壁1，該多孔隔壁I劃分形成從流入側端面11延伸至流出側端面12的成為流體通道的多個隔室2 ;流出側封孔部5b，配設在流出側端面12中規定隔室的開口部，用於形成在流入側端面11上開口且在流出側端面12上封閉的流入隔室2a ;流入側封孔部5a，配設在流入側端面11中殘餘隔室的開口部，用於形成在流出側端面12上開口且在流入側端面11上封閉的流出隔室2b。
[0036]而且，構成本實施方式封孔蜂窩結構體100的蜂窩結構體4，隔著隔壁I交錯配置流入隔室2a和流出隔室2b，該蜂窩結構體4構成為，流入隔室2a的與隔室2延伸方向垂直的剖面上的開口面積和流出隔室2b的與隔室2延伸方向垂直的剖面上的開口面積的大小互不相同。特別是，在本實施方式的封孔蜂窩結構體100中，多個隔室2構成為，流入隔室2a的與隔室2延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於流出隔室2b的與隔室2延伸方向垂直的剖面上的開口面積。因此，本實施方式的封孔蜂窩結構體100預先被指定了在用作過濾器時的流體的流動方向。通過將上述開口面積大的隔室(以下，或稱「大隔室2X」)作為流體流入的流入隔室2a使用，能夠有效抑制封孔蜂窩結構體100初始狀態下的壓力損失。另夕卜，通過將上述大隔室2X作為流入隔室2a使用，實質上加大了捕捉流體中微粒狀物質的空間，從而隔室開口部及其內部不易堵塞，能夠很好的作為過濾器使用。
[0037]在流出隔室2b (即，開口面積小的隔室(小隔室))中至少一個隔室是加強隔室22，所述加強隔室22在與隔室2的延伸方向垂直的剖面中由隔壁I交叉形成的至少一個角部21a上形成有用於加強流出隔室2b的加強部6。另外，流入隔室2a(S卩，開口面積大的隔室(大隔室))是非加強隔室23，所述非加強隔室23在與隔室2的延伸方向垂直的剖面中由隔壁I交叉形成的所有角部21上未形成上述加強部6。
[0038]即，本實施方式的封孔蜂窩結構體100，在流體流入的流入隔室2a上未形成上述加強部6。例如，通過隔壁厚度比較均勻的隔壁I劃分形成隔室。形成在封孔蜂窩結構體100中的所有流入隔室2a均為這種非加強隔室23。
[0039]另一方面，在流體流出的流出隔室2b中的至少一個隔室中，在由隔壁I交叉形成的至少一個角部21a上形成有加強部6，且在流出隔室2b中至少一部分隔室為角部21a得到加強的加強隔室22。而且，在本實施方式的封孔蜂窩結構體中，所有流出隔室2b，可以是上述加強隔室22，也可以是流出隔室2b中一部分隔室為上述加強隔室22，而且加強隔室22以外的流出隔室2b可以是與流入隔室2a同樣地未形成加強部6的非加強隔室。
[0040]在此，圖1是表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的立體示意圖。圖2是放大表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的流入側端面的示意圖。圖3是放大表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的流出側端面的示意圖。圖4是放大表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的與隔室的延伸方向垂直的剖面的示意圖。圖5是表示本發明的封孔蜂窩結構體的一個實施方式的與隔室的延伸方向平行的剖面的示意圖。
[0041]本實施方式的封孔蜂窩結構體100，能夠確保足夠的未形成加強部6的流入隔室2a (即，非加強隔室23)的容積及該流入隔室2a的開口部面積(過濾面積)。因此，能夠有效抑制封孔蜂窩結構體的壓力損失的增加。另一方面，在對壓力損失的影響比流入隔室2a小的流出隔室2b中，在由隔壁I交叉形成的至少一個角部21a上形成有加強部6，由此能夠有效提高封孔蜂窩結構體100的耐久性。從而，封孔蜂窩結構體100能夠具備優異的機械強度。特別是，當將上述大隔室2X作為流入隔室2a時，有意加大開口面積的隔室(流入隔室2a)的過濾面積不因形成加強部而減少，因此能夠有效保持構成互不相同開口面積的蜂窩結構體的原有特性。
[0042]本實施方式的封孔蜂窩結構體100，相比與流入隔室和流出隔室這兩者上均形成有加強部的以往的蜂窩結構體，加強部6在通道(隔室2)中所佔容積是一半以下，但能夠以上述加強部6的容積比率以上的比例提高蜂窩結構體的耐久性。
[0043]另外，通過只加強封孔蜂窩結構體100中所產生熱應力最大的流出隔室2b，能夠抑制封孔蜂窩結構體100的質量過於增加。因此，當將封孔蜂窩結構體100設置在內燃機的廢氣通道上使用時，封孔蜂窩結構體100易於被加熱，能夠有效抑制廢氣淨化性能的惡化。而且，即使在通過廢氣溫度調整封孔蜂窩結構體100的溫度時，由於封孔蜂窩結構體100易於被加熱，因此能夠有效地抑制汽車等內燃機油耗的惡化。另外，本實施方式的封孔蜂窩結構體，絲毫不會出現煙塵(Ash)堆積容量的惡化，並且在對煙塵(Ash)堆積後的壓力損失上升以及對煙塵(Ash)的清除或廢氣淨化過濾器(如DPF)的更換間隔不產生影響的情況下，能夠提高蜂窩結構體的強度。
[0044]「加強部」是指，配設在劃分形成隔室的隔壁交叉的角部中，用於加強蜂窩結構體實體部分即隔壁的強度(耐久性)的部位。例如，「加強部」也可以是採用針對隔壁交叉的角部，為了加強該角部而另行配設的其他構件(例如，凹部或梁等加強構件)構成的部位。另外，「加強部」也可以是隔壁交叉的角部事先被形成為R形狀或C形狀等加厚部，從而與其他角部(例如，非加強隔室的角部或雖然是加強隔室但未形成加強部的角部)不同的部位。
[0045]當加強部由為了加強角部而另行配設的其他構件構成時，在製造蜂窩結構體時，可以在規定的角部中配設任意形狀的加強部。因此，不受蜂窩結構體成型用模具的影響，能夠實現形式多樣的加強隔室。另一方面，當加強部由角部加厚的部位構成時，在製造蜂窩結構體時(具體在成型蜂窩成型體時)，能夠在規定的流出隔室(加強隔室)中形成加強部，並且能夠極其簡單地進行加強部的形成工序。
[0046]「加強隔室」，是形成於隔室外周部分的角部中至少一個角部通過上述「加強部」進行加強的隔室。即，「加強隔室」也可以是包括形成有加強部的加強角部和未形成加強部的非加強度部的隔室。另外，「加強隔室」也可以是在其所有角部上均形成加強部的隔室(即，所有角部均為加強角部)。
[0047]例如，包含加強角部和非加強角部的加強隔室，能夠抑制流出隔室容積的減少，能夠進一步抑制壓力損失的上升。另一方面，所有角部為加強角部的加強隔室，能夠有效提高封孔蜂窩結構體的耐久性。例如，當加強隔室為具有加強角部和非加強角部的隔室時，在從蜂窩結構體的重心(與隔室延伸方向垂直的剖面的重心)向外周的直徑方向上引出通過隔室角部頂點的虛擬線時，優先將「構成該角部的兩個邊夾著上述虛擬線配置的角部」作為加強角部，並將其以外的角部(換言之，構成角部的兩個邊不跨過上述虛擬線而配置的角部)作為非加強角部。
[0048]在本實施方式的封孔蜂窩結構體100中，蜂窩結構體4的形狀並不受特別的限定，但優選圓筒狀；端面為橢圓形的筒狀；端面為「正方形、長方形、三角形、五邊形、六邊形、八邊形等」多邊形的角柱狀等。圖1?圖5所示的蜂窩結構體4示出圓筒狀的例子。另外，圖1?圖5所示的蜂窩結構體4具有外周壁3，但也可以不具有外周壁3。外周壁3，在製造蜂窩結構體的過程中，在擠壓成型蜂窩成型體時，優先與隔壁一同形成。另外，外周壁3也可以將陶瓷材料塗敷在外周上的方式來形成。
[0049]在本實施方式的封孔蜂窩結構體中使用的蜂窩結構體，例如也可以是如下結構的蜂窩結構體4a:如圖6所示，具備多個蜂窩片段8，且多個蜂窩片段8在以彼此的側面相對的方式鄰接配置的狀態下接合，其中，所述多個蜂窩片段8具有劃分形成從流入側端面11延伸到流出側端面12的成為流體通道的多個隔室2的多孔隔壁I以及以包圍隔壁I的方式配設的外周壁7。
[0050]圖6所示的封孔蜂窩結構體110，具備:流出側封孔部5b，配設在各蜂窩片段8的流出側端面12中規定隔室的開口部，用於形成在流入側端面11上開口且在流出側端面12上封閉的流入隔室2a ；以及流入側封孔部5a，配設在各蜂窩片段8的流入側端面11中殘餘隔室的開口部，用於形成流出側端面12上開口且在流入側端面11上封閉的流出隔室。圖6是表示本發明的封孔蜂窩結構體的另一個實施方式的立體示意圖。
[0051]即使是如圖6所示的使用所謂片段結構蜂窩結構體4a的封孔蜂窩結構體110，也能夠獲得與如圖1至圖5所示的使用所謂一體結構蜂窩結構體4的封孔蜂窩結構體100相同的效果。即在圖6所示的封孔蜂窩結構體110中，也能夠將流出隔室2b中的至少一個隔室做成在由隔壁I交叉形成的至少一個角部21a上形成有加強該流出隔室2b的加強部6的加強隔室，並且將流入隔室2a做成在由隔壁I交叉形成的所有角部21上未形成上述加強部的非加強隔室(例如，參照圖4)，從而獲得與圖1至圖5所示封孔蜂窩結構體100同樣的作用效果。
[0052]當使用片段結構的蜂窩結構體時，可以在至少一個蜂窩片段8的流出隔室中形成上述加強隔室，也可以在所有蜂窩片段8的流出隔室中形成上述加強隔室。在圖6中示出在所有蜂窩片段8的流出隔室中均形成加強隔室的示例。
[0053]另外，對於圖6所示的封孔蜂窩結構體110的加強部，可優選採用與圖1?圖5所示的封孔蜂窩結構體100的加強部相同的結構。
[0054]另外，上面說明了所有流入隔室2a均為非加強隔室23的情況，但作為流入隔室2a，也可以如下構成:在與隔室2的延伸方向垂直的剖面上的由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強所述流入隔室2a的加強部，並且流入隔室2a中得到加強的角部的數量少於所述流出隔室2b中得到加強的角部的數量。在此情況下，也能帶來與所有的流入隔室2a均為非加強隔室23時幾乎同樣的作用效果。
[0055]「流入隔室」是在流出側端面上的隔室開口部上配設有流出側封孔部的隔室。從該流入隔室的流入側端面上的開口部流入廢氣等流體。另一方面，「流出隔室」是在流入側端面上的隔室的開口部上配設有流入側封孔部的隔室。廢氣等流體不能直接流進該流出隔室，而流入到流入隔室中的流體，通過隔壁流入到流出隔室內，並從流出隔室的流出側端面上的開口部流出。流體從流入隔室向流出隔室移動時，通過多孔隔壁，流體中的微粒狀物質被捕捉。
[0056]如上所述，構成封孔蜂窩結構體的蜂窩結構體，隔著隔壁交錯配置有流入隔室和流出隔室。而且，該蜂窩結構體構成為，流入隔室的與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於流出隔室的與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口面積。即，隔著隔壁交錯配置有蜂窩結構體的大隔室和小隔室。而且，大隔室，其蜂窩結構體的某一側的端面被封孔部封閉，而小隔室，與大隔室被封閉的端面相反側的端面被封孔部封閉。另外，「隔著隔壁交錯配置有流入隔室和流出隔室」是指，當某個隔室為流入隔室時，隔著隔壁與該隔室鄰接的其他隔室為流出隔室。例如，當隔著隔壁交錯配置有流入隔室和流出隔室時，在蜂窩結構體一側端面上，由封孔部和隔室開口部形成棋盤圖案。
[0057]隔室的形狀(在與隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口形狀)不受特別限定。例如，隔室的形狀優選為三角形、四邊形、六邊形、八邊形等多邊形形狀。另外，對於形成有加強部的隔室，上述隔室的形狀是指去除加強部狀態下的形狀。
[0058]流入隔室(大隔室)的形狀，只要與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於流出隔室(小隔室)即可。流入隔室的與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口形狀，優選為三角形、四邊形、六邊形及八邊形中的至少一種形狀。另外，流出隔室的與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口形狀，優選為三角形、四邊形、六邊形及八邊形中的至少一種形狀。採用這種形狀，就能夠隔著隔壁均衡配置大隔室和小隔室。而且也能夠提高蜂窩結構體的機械強度。例如，優選將大隔室形狀設為八邊形，小隔室的形狀設為四邊形。此時，大隔室的「隔著隔壁與小隔室鄰接的四個邊」的長度，更加優選為與小隔室的寬度相同的長度。
[0059]另外，在本實施方式的封孔蜂窩結構體中，構成蜂窩結構體的隔壁的在與隔室的延伸方向垂直的剖面上的厚度(以下，有時簡稱為「隔壁厚度」)基本上均勻。「基本上均勻」是指，除了由於在成型時的變形等而隔壁厚度產生微小差異之外，隔壁厚度均勻的情況。即在本實施方式的封孔蜂窩結構體中，並不是故意讓隔壁厚度產生差異，而在上述剖面中，隔壁厚度是均勻的厚度。例如，在通過切片加工製造用於擠壓成型蜂窩結構體的模具的切縫的情況下，能夠實現上述均勻厚度的隔壁。而且，在本實施方式的封孔蜂窩結構體中，原本應該是均勻厚度的隔壁中，其隔壁的一部分(特別是角部)比其他部分厚的部位可視為形成有加強部的部位。
[0060]大隔室及小隔室的與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口面積是指，在各隔室中未形成加強部時的開口面積。另外，對於各大隔室及小隔室的寬度，指的也是在各隔室中未形成加強部時(或者，未形成加強部的部分)的寬度。
[0061]隔壁的厚度優選為127?508 μ m，更優選為152?483 μ m，特別優選為152?445 μ m0當厚度小於127μπι時，有可能導致封孔蜂窩結構體的強度下降。當厚度大於508 μ m時，有可能導致封孔蜂窩結構體的初始壓力損失變大。上述隔壁厚度是指劃分大隔室和小隔室的部分上的隔壁的厚度。
[0062]隔壁的氣孔率優選為25?75%，更優選為30?65%，特別優選為35?65%。當氣孔率小於25%時，封孔蜂窩結構體的初始壓力損失有可能變大。當氣孔率大於75%時，封孔蜂窩結構體的強度有可能變低。氣孔率是利用水銀測孔儀測量的值。
[0063]隔壁的平均細孔徑優選為6?35 μ m，更優選為7?30 μ m，特別優選為7?25 μ m。當平均細孔徑小於6 μ m時，封孔蜂窩結構體的初始壓力損失有可能變高。當平均細孔徑大於35 μ m時，封孔蜂窩結構體的強度有可能變低。平均細孔徑是利用水銀測孔儀測量的值。
[0064]蜂窩結構體的隔室密度並不受特別限定，但優選為15?80個/cm2，更優選為15?62個/cm2。當隔室密度小於15個/cm2時，封孔蜂窩結構體的強度有可能變低。當隔室密度大於80個/cm2時，隔室的剖面面積(與隔室的延伸方向正交的剖面面積)變小，因此會導致壓力損失變大。
[0065]作為隔壁材料，優選陶瓷，從強度及耐熱性優異方面考慮，更優選自堇青石、碳化矽、矽-碳化矽類複合材料、多鋁紅柱石、氧化鋁、鈦酸鋁、氮化矽及碳化矽-堇青石類複合材料中的至少一種。其中，特別優選堇青石。
[0066]加強部的材料並不特別限定，但優選陶瓷，也可適當選用上述列舉的隔壁的優選材料。在本實施方式的封孔蜂窩結構體中，更優選隔壁熱膨脹係數和加強部熱膨脹係數相同或近似的材料。進一步，隔壁材料和加強部材料更優選採用相同的材料。通過如此構成，即使封孔蜂窩結構體受到熱應力，也能防止加強部從蜂窩結構體剝落或者加強部和隔壁之間接合部分的破損。在一體形成隔壁和加強部時，隔壁材料和加強部材料為相同的材料。
[0067]關於加強部的大小，只要是配設在劃分形成流出隔室的隔壁的至少一個角部上，且為實質上不完全封閉流出隔室的開口部分程度的大小就不受特別的限定。但如果流出隔室的開口部分大幅被加強部堵塞，壓力損失將會增加。因此，如圖7所示，在本實施方式的封孔蜂窩結構體中，「從加強隔室22 (流出隔室2b)的加強部6的表面到隔著劃分形成加強隔室22的隔壁I的交叉點而配置的其他隔室(在圖7中為配設在紙面對角線上的加強隔室22)的表面為止的隔壁交叉部分的交叉距離L」相對於「去除加強部6後隔壁I的平均厚度T (下面，有時稱為「隔壁I的平均厚度T」)」的比值(L/T)優選為1.6?14.0。通過如此構成，能夠均衡地實現對壓力損失增加的抑制和耐久性的提高。圖7是放大表示本發明的封孔蜂窩結構體的一實施方式的與隔室的延伸方向垂直的剖面的示意圖。
[0068]在此說明「從加強隔室22 (流出隔室2b)的加強部6的表面到隔著劃分形成加強隔室22的隔壁I的交叉點而配置的其他隔室的表面為止的隔壁交叉部分的交叉距離L(下面，有時稱為「隔壁交叉部分的交叉距離L」)」相對於「去除加強部6的隔壁I的平均厚度T(下面，有時稱為「隔壁I的平均厚度T」)」的比值(L/T)。如圖7所示，首先，在測量對象隔室的周邊中沿著未形成加強部6的部分的隔壁I引出平行線AB和CD，並將其平均距離作為隔壁I的平均厚度T。而且，將平行線AB和⑶的交點分別作為E、F、G、H。在此，測量通過離測量對象的加強部6x最近的交點(交點E)和離隔著隔壁I的交點配置的其他隔室(如圖7所示，另外隔室也是加強隔室22)最近的交點(交點F)的兩個隔室之間的距離，並將其長度定義為「隔壁交叉部分的交叉距離L」。通過上述方法測量的「隔壁交叉部分的交叉距離L」的值除以「隔壁I的平均厚度T」的值就是上述「比值(L/T)」。
[0069]在圖7中示出，測量對象的加強隔室22和隔著隔壁I交點配置的其他隔室這兩者在測量兩個隔室之間距離(交叉距離L)的角部中均形成有加強部6的情況下的示例，但有時例如根據加強部6x的配置，至少在一側加強隔室22的角部中未形成加強部。在這種情況下也可以按照上述方法求得「比值(L/T)」。
[0070]當「隔壁交叉部分的交叉距離L」和「隔壁I的平均厚度T」的比值(L/T)小於1.6時，有可能無法得到足夠的由加強部帶來的耐久性的提高效果。另一方面，當「隔壁交叉部分的交叉距離L」與「隔壁I的平均厚度T」的比值(L/T)超過14.0時，加強隔室22的開口面積過於減小，有可能導致壓力損失過於增加。而且，即便超過14.0，耐久性也無法進一步提高，壓力損失增加的比率也增大。另外，上述比值(L/T)更優選為1.6?13.0，特別優選為 1.6 ?12.0。
[0071]另外，在本實施方式的蜂窩結構體中的非加強隔室為，在隔壁交叉的角部未形成加強部的隔室。但是，即便是故意地未形成加強部的非加強隔室，由於擠壓成型蜂窩結構體的模具的磨損等，有時在不應形成加強部的角部上會產生極小的加厚部分。因此，在本實施方式的蜂窩結構體中，在測量上述比值(L/T)時，在該比值小於1.6的情況下被視為未形成加強部的角部。
[0072]此外，各加強部(一個加強部)的大小優選為在與隔室的延伸方向垂直的剖面中去除加強部的開口部分面積中佔據相當於0.05?20%範圍的大小。當加強部所佔的面積小於開口部分面積的0.05%時，有可能無法充分地表徵加強部帶來的加強效果。而且，當加強部所佔的面積超過開口部分面積的20%時，例如在四邊形隔室的四個角部均形成有加強部時，加強隔室的開口面積變得過小，有可能導致封孔蜂窩結構體的壓力損失增大。而且，各加強部的大小更優選為在與隔室的延伸方向垂直的剖面中去除加強部的開口部分面積中佔據相當於0.1?12%範圍的大小，特別優選為佔據0.4?5%範圍的大小。
[0073]而且，各加強部優選形成在從加強隔室的流入側端面到流出側端面的全部區域。通過如此構成，能夠有效地提高封孔蜂窩結構體的長度方向整體的耐久性。
[0074]以上說明的加強部只要形成在流出隔室中的至少一個隔室上，進而形成在該隔室中的至少一個角部即可。但例如加強部的總佔有面積(總面積)相對於流出隔室的全部開口面積(總面積)的比率優選為0.1?43%，更優選為0.1?30%，特別優選為0.1?20%。另外，「流出隔室的全部開口面積」是指不論是加強隔室還是非加強隔室，全部流出隔室開口面積的總和；「加強部的總佔有面積」是指形成在本實施方式的封孔蜂窩結構體的全部加強部的佔有面積的總和。
[0075]此外，例如如圖8所示的封孔蜂窩結構體12，在大隔室的剖面形狀為八邊形且小隔室的剖面形狀為正方形的封孔蜂窩結構體120中，以與蜂窩結構體的外周面正交的隔室的對角線P (具體來說是對角線的延長線)為中心，在10?60°的夾角內(例如，在圖8中被線Q和線R夾住的範圍內)的流出隔室2b為加強隔室22。通過如此構成，能夠有效地提高封孔蜂窩結構體120的耐久性。圖8是表示本發明的封孔蜂窩結構體的進一步其他實施方式的流出側端面的示意圖。另外，在圖8所示封孔蜂窩結構體120中，針對與圖1至圖5所示封孔蜂窩結構體100相同的結構要素，使用相同的附圖標記，並省略說明。在圖8中，大隔室為流入隔室2a，小隔室為流出隔室2b。
[0076](2)封孔蜂窩結構體的製造方法
[0077]下面說明本實施方式的封孔蜂窩結構體的製造方法。首先，調整用於製造蜂窩結構體的生坯，並成型該生坯而製造蜂窩成型體(成型工序)。在該成型中，優選在所獲得的封孔蜂窩結構體中成為流出隔室的隔室中的至少一部分或者在成為流出隔室和流入隔室的隔室中的至少一部分上形成加強部，以形成經過加強的蜂窩成型體。此外，在成型中，也可不在隔室中形成加強部，而在獲得蜂窩成型體之後，在蜂窩成型體、乾燥蜂窩成型體而獲得的蜂窩乾燥體或者燒成蜂窩乾燥體而獲得的蜂窩結構體中的任一個上形成加強部。在後述的各工序中更為詳細地說明具體方法。
[0078]製造的蜂窩成型體，隔著隔壁交錯形成有與隔室延伸方向垂直的剖面上的開口面積互不相同的兩種隔室。對於各隔室的形狀大小(剖面積)等，可參照上述本實施方式的封孔蜂窩結構體說明中有關隔室的優選例適當決定。
[0079]另外，在製造蜂窩成型體時，優先決定在用作封孔蜂窩結構體時的流入側端面和流出側端面。即，本實施方式的封孔蜂窩結構體，對於成為流出隔室的規定隔室有選擇地形成加強部，因此，優先事先決定柱狀蜂窩成型體的方向性。另外，在製造本實施方式的封孔蜂窩結構體時，優先將大隔室作為流入隔室，將小隔室作為流出隔室。
[0080]接下來，燒成所獲得的蜂窩成型體(或者根據需要而進行的乾燥後的蜂窩乾燥體)，以製造蜂窩結構體(蜂窩結構體製造工序)。在成型時未形成加強部的情況下，在燒成前或燒成後，在成為流出隔室的至少一部分或者成為流出隔室及流入隔室的隔室中的至少一部分上形成加強部。
[0081]接下來，對蜂窩成型體的流入側端面中規定隔室的開口部以及流出側端面中殘餘隔室的開口部實施封孔，以形成流入側封孔部及流出側封孔部(封孔工序)。如此，能夠製造本實施方式的封孔蜂窩結構體。下面，更為詳細地說明每個製造工序。
[0082](2-1)成型工序:
[0083]首先，在成型工序中成型包含陶瓷原料的陶瓷成型原料，以形成劃分形成成為流體通道的多個隔室的蜂窩成型體。
[0084]作為在陶瓷成型原料中所包含的陶瓷原料，優選包含選自堇青石化原料、堇青石、多鋁紅柱石、氧化鋁、二氧化鈦、碳化矽以及鈦酸鋁中的至少一種，更優選為選自堇青石化原料、堇青石、多鋁紅柱石、氧化鋁、二氧化鈦、碳化矽以及鈦酸鋁中的至少一種，特別優選為選自堇青石化原料、堇青石、多鋁紅柱石、氧化鋁、二氧化鈦、碳化矽以及鈦酸鋁中的一種。而且，堇青石化原料是指配合成二氧化矽為42?56質量％，氧化鋁為30?45質量％，氧化鎂為12?16質量％範圍內的化學組成的陶瓷原料，其經過燒成變為堇青石。
[0085]另外，該陶瓷成型原料優選在上述陶瓷原料中混合分散劑、有機粘合劑、無機粘合齊U、造孔劑、表面活性劑等而配製。各原料的組成比並不特別限定，優選為與需要製造的蜂窩結構體的結構、材質等相配的組成比。
[0086]在成型陶瓷成型原料時，優選先將成型原料混勻以作為生坯，並將所獲得的生坯成型為蜂窩形狀。混勻成型原料而形成生坯的方法並不特別限定，例如可以列舉採用捏合機、真空練泥機等的方法。將生坯成型以形成蜂窩成型體的方法並不特別限定，可採用擠壓成型、注塑成型等以往公知的成型方法。例如，作為最佳例可以列舉利用具有所希望的隔室形狀、隔壁厚度、隔室密度的模具進行擠壓成型以形成蜂窩成型體的方法等。作為模具的材質，優選採用不易磨損的硬質合金。
[0087]在進行該成型工序時，在所獲得的封孔蜂窩結構體中成為流出隔室的隔室中的至少一部分或者成為流出隔室及流入隔室的隔室中的至少一部分上形成加強部，並在形成經過加強的蜂窩成型體時，優選使用例如蜂窩結構體成型用模具的切縫形狀構成為能夠有選擇地形成具有上述加強部的隔室(加強隔室)和不具有加強部的隔室(非加強隔室)的模具。
[0088]例如，作為這種模具，可以列舉由如下的模具基體構成的模具:具有兩個面，在其中一面上以格子狀形成有蜂窩形狀切縫，在另一面上形成有與切縫連通並用於導入成型原料的內孔。該模具在由切縫交叉形成的交點中，在用於形成所獲得的蜂窩結構體中供流體流出的流出隔室的交點，或者用於形成該流出隔室的交點及用於形成供流體流入的流入隔室的交點中的角部中至少一個角部的頂點優選為曲線狀或者在平面上經過倒角的形狀。通過使用這種模具，在成型蜂窩時能夠在希望的位置有選擇地形成加強部。而且，在模具切縫的交點上，也可設置凹部和橫梁以加強流出隔室的角部或者流出隔室及流入隔室的角部。
[0089]蜂窩成型體的形狀並不特別限定，可以列舉圓筒狀(圓柱狀)、與中心軸正交的剖面為橢圓形、跑道形狀、三角形、四邊形、五邊形、六邊形或八邊形等多邊形筒狀(柱狀)等。當需要製造的蜂窩結構體為多個蜂窩片段接合形成的結構時，蜂窩成型體的形狀優選為與中心軸正交的剖面為三角形、四邊形、五邊形、六邊形或八邊形等的多邊形筒狀(柱狀)。
[0090]另外，完成上述成型後，可對所獲得的蜂窩成型體進行乾燥。乾燥方法並不特別限定，例如可以列舉熱風乾燥、微波乾燥、高頻乾燥、減壓乾燥、真空乾燥或冷凍乾燥等方法，其中優選單獨或組合進行高頻乾燥、微波乾燥或者熱風乾燥。
[0091](2-2)蜂窩結構體製造工序
[0092]其次，優選燒成所獲得的蜂窩成型體燒成以獲得蜂窩結構體。而且，蜂窩成型體的燒成也可在蜂窩成型體上配設封孔部之後進行。
[0093]另外，在燒成(正式燒成)蜂窩成型體之前，優選煅燒該蜂窩成型體。煅燒是為了脫脂而進行的。煅燒方法並不特別限定，只要能夠去除成型體中的有機物(有機粘合劑、分散劑、造孔劑等)即可。通常，有機粘合劑的燃燒溫度是100?300°C，造孔劑的燃燒溫度是200?800°C。因此，作為煅燒條件，優選在氧化氣氛中以200?1000°C左右的溫度，加熱3?100小時。
[0094]蜂窩成型體的燒成(正式燒成)是為了將構成經過煅燒的成型體的成型原料燒結而使之緻密，以確保規定強度而進行的。燒成條件(溫度、時間、氣氛)根據成型原料的種類而不同，因此根據其種類選擇適當的條件即可。例如，在使用堇青石化原料的情況下，燒成溫度優選為1410?1440°C。而且，燒成時間作為在最高溫度下的保持時間，優選為4?6小時。
[0095]而且，在成型蜂窩成型體時未形成加強部的情況下，優選在燒成前後將凹狀或橫梁狀的加強材料塗覆於流出隔室的角部或者流出隔室及流入隔室的角部上，以形成加強部。
[0096]具體地，以在流出隔室的角部形成加強部的情況為例進行說明時，可利用將燒成前或者燒成後的封孔結構體從其流出側端面側浸潰於某容器中以淤漿狀準備的加強材料中的浸潰方式形成加強部。而且，還可以利用使封孔蜂窩結構體的流出側端面接觸於同樣的淤漿狀加強材料，並從該狀態由封孔蜂窩結構體的流入側端面吸引上述加強材料的抽吸方式形成加強部。進一步，還可以利用將同樣的淤漿狀加強材料從封孔蜂窩結構體的流出側端面注入的注入方式形成加強部。此時，為了避免加強材料浸潰於流入隔室側，加強材料成分的微粒直徑優選被調整為大於蜂窩結構體隔壁的平均細孔徑。另外，在流出隔室及流入隔室的角部形成加強部時，也可參照在流出隔室的角部形成加強部的情況進行實施。而且，為了避免在實際應用中的加強材料或者蜂窩結構體的破損，加強材料的熱膨脹係數優選被調整為與封孔蜂窩結構體的熱膨脹係數同等。
[0097]如此，能夠獲得在成為流出隔室的特定隔室的在與隔室的延伸方向垂直的剖面中由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強部的蜂窩結構體，或者獲得以如下方式構成的蜂窩結構體，該蜂窩結構體在所述流出隔室的角部上形成有加強部，並且在流入隔室中在與隔室的延伸方向垂直的剖面中由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有用於加強所述流入隔室的加強部，並且所述流入隔室中得到加強的角部的數量少於所述流出隔室中得到加強的角部的數量。
[0098](2-3)封孔工序
[0099]接下來，在蜂窩結構體的流體的流入側端面的流出隔室的開口部和流體的流出側端面的流入隔室的開口部填充封孔材料，以在流入側端面的流出隔室的開口部和流出側端面的流入隔室的開口部形成封孔部。
[0100]在向蜂窩結構體填充封孔材料時，首先向一個端部側填充封孔材料，之後向另一個端部側填充封孔材料。作為向一個端部側填充封孔材料的方法，可以列舉具有如下工序的方法:掩模工序，在蜂窩結構體的一個端面(例如，流入側端面)粘貼薄片，並在薄片中與「需要形成封孔部的隔室」重疊的位置上開孔；和壓入工序，將「蜂窩結構體中粘貼有薄片的一側端部」壓入存積有封孔材料的容器內，以將封孔材料壓入蜂窩結構體的隔室內。在將封孔材料壓入蜂窩結構體的隔室內時，封孔材料通過在薄片上形成的孔，只填充在與形成在薄片上的孔連通的隔室。
[0101]而且，向蜂窩結構體的另一個端部(例如，流出側端面)側填充封孔材料的方法，優選採用與上述向蜂窩結構體的一個端部側填充封孔材料的方法相同的方法。而且，也可同時向蜂窩結構體的兩端部填充封孔材料。
[0102]接下來，優選使填充在蜂窩結構體的封孔材料乾燥，以形成封孔部，從而獲得封孔蜂窩結構體。而且，既可以在向蜂窩結構體的兩端部填充封孔材料之後，使封孔材料乾燥，也可以使填充在蜂窩結構體的一個端部的封孔材料乾燥之後，向另一個端部填充封孔材料，之後再使填充在另一個端部的封孔材料乾燥。進一步，為了更加切實地固定封孔材料，也可燒成封孔材料。而且，還可以向乾燥前的蜂窩成型體或者乾燥後的蜂窩成型體填充封孔材料，同乾燥前的蜂窩成型體或者乾燥後的蜂窩成型體一起燒成封孔材料。
[0103]通過如此構成，能夠製造本實施方式的封孔蜂窩結構體。但是，本實施方式的封孔蜂窩結構體的製造方法並不限於上述製造方法。即，只要是能夠製造如下的封孔蜂窩結構體的方法，可以利用除上述製造方法以外的方法製造以下的封孔蜂窩結構體。所述封孔蜂窩結構體如下:流出隔室中的至少一個隔室為加強隔室，所述加強隔室在與隔室的延伸方向垂直的剖面中由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有用於加強流出隔室的加強部，並且流入隔室為非加強隔室，所述非加強隔室在與隔室的延伸方向垂直的剖面中由隔壁交叉形成的所有角部上未形成加強部。所述封孔蜂窩結構體或者如下:流出隔室中的至少一個隔室為加強隔室，所述加強隔室在與隔室的延伸方向垂直的剖面的由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有用於加強流出隔室的加強部，並且，流入隔室在與隔室的延伸方向垂直的剖面的由隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強流入隔室的加強部，並且在流入隔室中得到加強的角部的數量少於在流出隔室中得到加強的角部的數量。
[0104](3)廢氣淨化裝置
[0105]下面，對本發明的廢氣淨化裝置的一實施方式進行說明。本實施方式的廢氣淨化裝置，具備在上面說明的本發明的封孔蜂窩結構體，是將隔室開口面積大的流入隔室的開口部設為廢氣流入側的廢氣淨化裝置。例如，在具備如圖1?圖5所示的封孔蜂窩結構體100的廢氣淨化裝置中，隔室2的開口面積大的流入隔室2a的開口部被設置為廢氣流入側。
[0106]本實施方式的廢氣淨化裝置，優選進一步具備收容封孔蜂窩結構體的筒狀收納容器。收納容器為具有供廢氣流入的流入口及供已淨化的廢氣流出的流出口，且收納封孔蜂窩結構體的筒狀容器。收納容器不受特別的限定，可使用通常用於收納用於淨化汽車廢氣等的蜂窩過濾器的容器。收納容器的材質，可以列舉不鏽鋼等金屬。收納容器的大小，優選為能夠以在封孔蜂窩結構體上纏繞襯墊材料的狀態壓入的大小即可。優選地，在收納容器中，其筒狀的兩端部以錐狀逐漸變細，流入口及流出口的「與廢氣流動方向正交的剖面」上的直徑小於中央部的收納封孔蜂窩結構體部分的「與廢氣流動方向正交的剖面」上的直徑。另外，對於流入口的直徑不特別限定，但優選為能夠與發動機的排氣口連接，並且能夠將廢氣通過時的壓力損失控制在規定值以內的大小即可。流出口的直徑優選為與流入口的直徑相同程度的大小。
[0107]實施例
[0108]下面，通過實施例進一步詳細說明本發明的封孔蜂窩結構體，但本發明並不局限於下述實施例。
[0109](實施例1)
[0110]陶瓷原料使用堇青石化原料(氧化鋁、滑石、高嶺土)。氧化鋁、滑石、高嶺土的質量比定為燒成後能夠獲得堇青石的質量比。在陶瓷原料中混合粘合劑(甲基纖維素)和水而獲得陶瓷成型原料。之後利用捏合機混勻所獲得的陶瓷成型原料以獲得生坯。
[0111]接下來，將所獲得的生坯用真空擠壓成型機進行成型，得到蜂窩成型體。得到的蜂窩成型體，隔著隔壁交錯形成有八邊形大隔室和四邊形(正方形)小隔室。在本實施例中，上述大隔室為流入隔室，上述小隔室為流出隔室。
[0112]蜂窩成型體形成為如下的形狀:在燒成該蜂窩成型體後的蜂窩結構體中，隔壁厚度為0.305mm，大隔室(流入隔室)的寬度為1.28mm，小隔室(流出隔室)的寬度為1.04mm。上述「大隔室的寬度」為，在與四邊形(正方形)小隔室的一邊平行的方向上測量的大隔室(流入隔室)的最大長度。
[0113]另外，蜂窩成型體的整體形狀為圓筒形(端面直徑為143.8mm,在隔室延伸方向上的長度為152.4mm)ο蜂窩成型體為將其整體形狀一體形成的結構(一體結構)，在表I的「蜂窩結構體結構」欄中示為「整體」。[0114]另外，對該蜂窩成型體，在成型時在流出隔室的由隔壁交叉形成的角部上形成加強部。形成有加強部的隔室(流出隔室)和未形成加強部的隔室(流入隔室)則被隔著隔壁交錯排列。在形成有加強部的流出隔室中，「從流出隔室的加強部表面到隔著劃分形成該流出隔室的隔壁的交叉點而配置的其他隔室的表面為止的隔壁交叉部分的交叉距離L」與「去除加強部的隔壁的平均厚度T」的比值(下面稱為「流出隔室的交點比(L/T)」)為2.5。
[0115]另一方面，在未形成加強部的流入隔室中，「從流入隔室表面到隔著劃分形成該流入隔室的隔壁的交叉點而配置的其他隔室的表面為止的隔壁交叉部分的交叉距離L」與「去除加強部的隔壁的平均厚度T」的比值(下面稱為「流入隔室的交點比(L/T)」)為1.0。交點比(L/T)的測量則按照利用圖7進行說明的上述測量方法進行了測量。
[0116]接下來，對蜂窩成型體的端面(流入側及流出側端面)中多個隔室開口部中的一部分實施掩模。此時，實施掩模的隔室和未實施掩模的隔室交錯排列。然後，將已實施掩模側的端部浸潰在含有堇青石化原料的封孔淤漿中，並向未實施掩模的隔室開口部填充封孔淤漿。由此獲得在流入側端面的流出隔室的開口部及流出側端面的流入隔室的開口部配設有封孔部的封孔蜂窩成型體。
[0117]接下來，對於封孔蜂窩成型體，用450°C溫度加熱五小時進行脫脂，進而用1425°C溫度加熱七小時進行燒成，以獲得封孔蜂窩結構體。
[0118]對於所獲得的封孔蜂窩結構體，用下述方法測量「最大主應力(Mpa)」、「碳煙質量限值(SML)，，、「入口開口率(％)，，、「壓力損失(kPa)，，、「過濾器質量(g)」，「到達650 V時間(秒)」。在表2中示出結果。
[0119][最大主應力(MPa)]
[0120]利用CAD模型建構封孔蜂窩結構體的幾何結構，並用ANSYS日本公司製作的有限單元法解析軟體(商品名:ANSYS Releasell.0)求出建構模型的結構體上產生的最大主應力。此時，作為結構體的幾何結構參數，可分別給出「隔壁厚度」、「隔室密度」、「隔室間距」、「底面直徑」、「隔室延伸方向上的長度」、「流入隔室或流出隔室的交點比」、「封孔長度」和「夕卜壁厚度」，並且在有限單元法解析中給出事先測出的蜂窩結構體的「楊氏模量」、「泊松比」和「熱膨脹係數」，並且適當給出在事先實施的碳煙燃燒試驗中獲得的封孔蜂窩結構體內發生的溫度分布，以獲得希望的最大主應力。
[0121][碳煙質量限值(SML)]
[0122]將封孔蜂窩結構體用作DPF，逐次增加碳煙(soot)的堆積量，實施再生(碳煙的燃燒)，確認裂縫出現的極限。首先，在得到的封孔蜂窩結構體外周上纏繞作為保持材料的陶瓷製非熱膨脹性墊，並塞入不鏽鋼製(SUS409)罐裝用罐體中，用作罐裝結構體。之後，從蜂窩結構體一側端面(包含細長薄片段一側端面的端面)流入通過柴油燃料(輕油)燃燒發生的含碳煙燃燒氣體，並從另一側端面流出，由此在蜂窩結構體內中堆積碳煙。然後，先冷卻至室溫(25°C)後，從蜂窩結構體上述一側端面流入680°C溫度的燃燒氣體，在通過碳煙燃燒蜂窩結構體的壓力損失降低時，通過減少燃燒氣體的流量急劇燃燒碳煙，之後觀察封孔蜂窩結構體有無出現裂縫。該試驗，從碳煙堆積量每升4g(以下以4g/L表示)開始，每次增加0.5 (g/升)，直至出現裂縫，反覆進行該試驗。出現裂縫時的碳煙量(g/L)作為SML值。分別製造五個實施例、比較例的蜂窩結構體，五個(N = 5)蜂窩結構體的測量結果中，所有五個SML值均達到6g/L的記為「合格」，五個中至少一個SML值未達到6g/L的則記為「不合格」。
[0123][入口開口率(％)]
[0124]測量流入側端部的流入隔室在封孔蜂窩結構體的剖面面積中所佔的面積比。將該面積比(％)作為入口開口率(％)。
[0125][壓力損失(kPa)]
[0126]利用日本專利特開2005-172652號公報記載的「過濾器的壓力損失測量裝置」，測量封孔蜂窩結構體的壓力損失。作為測量條件，將流體的流量設為10Nm3/分種，將實驗時的流體溫度設為25°C。
[0127][過濾器質量(g)]
[0128]測量各實施例的封孔蜂窩結構體的質量。將該質量作為過濾器質量(g)。
[0129][到達650°C時間(秒)]
[0130]將封孔蜂窩結構體作為DPF使用，流入680°C的燃燒氣體，以測量DPF的流出側端部到達650°C的時間。具體來說，首先在所獲得的封孔蜂窩結構體的外周，作為保持材料纏上陶瓷製的非熱膨脹性襯墊，並塞進不鏽鋼(SUS409)制的罐裝用罐體內，以作為罐裝結構體。進而在罐裝結構體的流出側端部設置K型鎧裝熱電偶。之後，通過柴油燃料(輕油)的燃燒流入680°C的燃燒氣體，監視事先設置的熱電偶溫度，以測量到達650°C的時間(到達650°C時間(秒))。
[0131]表I
[0132]
【權利要求】
1.一種封孔蜂窩結構體，包括: 蜂窩結構體，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁劃分形成從流入側端面延伸至流出側端面的成為流體通道的多個隔室； 流出側封孔部，配設在所述流出側端面中規定隔室的開口部，用於形成在所述流入側端面上開口且在所述流出側端面上封閉的流入隔室；及 流入側封孔部，配設在所述流入側端面中殘餘隔室的開口部，用於形成在所述流出側端面上開口且在所述流入側端面上封閉的流出隔室， 所述蜂窩結構體構成為，隔著所述隔壁交錯配置有所述流入隔室和所述流出隔室，並且所述多個隔室在所述流入隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於所述流出隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積， 所述流出隔室中至少一個隔室是加強隔室，所述加強隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強所述流出隔室的加強部，所述流入隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強所述流入隔室的加強部，並且所述流入隔室中得到加強的角部的數量少於所述流出隔室中得到加強的角部的數量。
2.—種封孔蜂窩結構體,包括: 蜂窩結構體，具有多孔隔壁，所述多孔隔壁劃分形成從流入側端面延伸至流出側端面的成為流體通道的多個隔室； 流出側封孔部，配設在所述流出側端面中規定隔室的開口部，用於形成在所述流入側端面上開口且在所述流出側端面上封閉的流入隔室；及 流入側封孔部，配設在所述流入側端面中殘餘隔室的開口部，用於形成在所述流出側端面上開口且在所述流入 側端面上封閉的流出隔室， 所述蜂窩結構體構成為，隔著所述隔壁交錯配置有所述流入隔室和所述流出隔室，並且所述多個隔室在所述流入隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積大於所述流出隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口面積， 所述流出隔室中至少一個隔室是加強隔室，所述加強隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的至少一個角部上形成有加強所述流出隔室的加強部，所述流入隔室是非加強隔室，所述非加強隔室在與所述隔室的延伸方向垂直的剖面中由所述隔壁交叉形成的所有角部上未形成所述加強部。
3.根據權利要求1或2所述的封孔蜂窩結構體，其中， 所述加強隔室包括形成有所述加強部的加強角部和未形成所述加強部的非加強角部。
4.根據權利要求1或2所述的封孔蜂窩結構體，其中， 所述加強隔室在所述加強隔室的所有角部中形成有所述加強部。
5.根據權利要求1-4中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，其中， 所述流入隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口形狀為，選自三角形、四邊形、六邊形和八邊形中的至少一種形狀，所述流出隔室的與所述隔室的延伸方向垂直的剖面上的開口形狀為，選自三角形、四邊形、六邊形和八邊形中的至少一種形狀。
6.根據權利要求1-5中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，其中， 隔壁交叉部分的交叉距離與去除所述加強部的所述隔壁的平均厚度之間的比值為.1.6-14.0，所述隔壁交叉部分的交叉距離為從所述加強隔室的所述加強部表面到隔著劃分形成所述加強隔室的所述隔壁的交叉點而配置的其他隔室的表面為止的距離。
7.根據權利要求1-6中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，其中， 各加強部的大小為在與隔室的延伸方向垂直的剖面中去除加強部的開口部分面積中佔據相當於0.05-20%範圍的大小。
8.一種廢氣淨化裝置，具備權利要求1-7中的任一項所述的封孔蜂窩結構體，並且被設置為，在所述隔 室 中開口面積大的所述流入隔室的開口部成為廢氣流入側。
【文檔編號】F01N3/022GK103458991SQ201280016271
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月30日 優先權日:2011年3月31日
【發明者】豊島哲雄, 高橋章, 浜崎佑一, 徐廷旻, 樸元洵 申請人:現代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社, 日本礙子株式會社