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蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法與流程

文檔序號:11213203閱讀:282來源:國知局
蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法與流程
本發(fā)明涉及蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。更詳細地,涉及能夠?qū)崿F(xiàn)在蜂窩結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部流通的廢氣等流體的流速均一化的蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。
背景技術
:以往,從汽車引擎等內(nèi)燃機排出的廢氣中,含有一氧化碳(co)、烴(hc)及氮氧化物(nox)等有害物質(zhì)。由于會對自然環(huán)境、人體等帶來影響,因而不能將這樣的有害物質(zhì)直接排放到大氣中。因此,在廢氣排出流路的途中,通常設置有用來將上述有害物質(zhì)除去并凈化的尾氣凈化裝置。作為這樣的尾氣凈化裝置,可使用例如蜂窩催化劑體,其使用蜂窩結(jié)構(gòu)體作為催化劑載體,并在蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔壁上擔載有催化劑,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體具有劃分形成成為流體(廢氣)流路的多個孔格的隔壁,且由多孔質(zhì)性陶瓷材料形成。特別是,在對從柴油機排出的廢氣進行凈化時,有時采用選擇性催化還原(scr:selectivecatalyticreduction)技術,其使用氨(nh3)作為還原劑,將nox轉(zhuǎn)化為氮氣和水,從而能夠以高凈化效率處理nox。對nox的凈化處理更具體地說明的話,通過使作為流體的廢氣從蜂窩催化劑體的一個端面(流入側(cè))向著另一個端面(排出側(cè))流動,從而含有nox的廢氣分散于各個孔格中而流通。此時,擔載在隔壁上的催化劑與廢氣接觸。特別是,由于蜂窩催化劑體是具有多個孔格的結(jié)構(gòu),因而能夠增大廢氣與催化劑的接觸機會以及與該催化劑的接觸面積。其結(jié)果是,上述尾氣凈化裝置能夠發(fā)揮nox的高凈化性能。這里,作為所使用的催化劑,可以從金屬置換沸石、釩、氧化釩、二氧化鈦、氧化鎢、銀及氧化鋁等各種金屬催化劑中選擇一種或多種(例如,參照專利文獻1)。此外,為了實現(xiàn)廢氣等流體的流速均一化、使結(jié)構(gòu)體端面中的流體處理區(qū)域不偏集,提出了通過在流速快的區(qū)域配置壓力損失高的蜂窩部,而另一方面,在流速慢的區(qū)域配置壓力損失低的蜂窩部,從而制造結(jié)構(gòu)體端面的各個區(qū)域的孔格結(jié)構(gòu)不同的蜂窩結(jié)構(gòu)體(例如,參照專利文獻2)?,F(xiàn)有技術文獻專利文獻專利文獻1:日本特開2009-154148號公報專利文獻2:日本特開2003-025316號公報技術實現(xiàn)要素:發(fā)明要解決的課題但是,用于上述尾氣凈化裝置的蜂窩結(jié)構(gòu)體有可能產(chǎn)生如下所述的不良狀況。例如,如圖10所示,尾氣凈化裝置100主要設置在從柴油機等排出的廢氣eg的排氣流路cr中。該尾氣凈化裝置100的構(gòu)成為:具有在柱狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體101上擔載了催化劑(未圖示)的蜂窩催化劑體102和能夠在內(nèi)部收容蜂窩催化劑體102并呈現(xiàn)為筒形狀的金屬制框體104,該金屬制框體104在一端具有廢氣eg的流入部103a且在另一端具有凈化后的凈化氣體cg的排出部103b。如上所述的尾氣凈化裝置100在搭載于柴油車等時,其設置位置大多受到限制。因此,從柴油機排出的廢氣eg沿著復雜地彎曲的廢氣eg的排氣流路cr而被輸送至尾氣凈化裝置100。因此,如圖10所示,在廢氣凈化裝置100緊前處,有時排氣流路cr成為在正交方向上彎曲的形狀,有時成為其他復雜的排氣流路(未圖示)。這種情況下,在與蜂窩催化劑體102(或蜂窩結(jié)構(gòu)體101)的軸方向x垂直的結(jié)構(gòu)體端面105中,流入蜂窩催化劑體102內(nèi)部的廢氣eg的流速有時不能保持恒定。例如,在圖10的尾氣凈化裝置100的情況下,在蜂窩催化劑體102緊前處彎曲成曲線部分的排氣流路cr中流過的廢氣eg,在排氣流路cr的外周側(cè)o的流速變快,而另一方面,在排氣流路cr的內(nèi)周側(cè)i的流速通常會變慢。因此,在蜂窩催化劑體102的上部和下部,產(chǎn)生廢氣eg的流速變得不均一的狀況。由于廢氣eg的流速的不均一化,對廢氣eg進行處理的結(jié)構(gòu)體端面105的處理區(qū)域有時會發(fā)生偏集。即,大量的廢氣eg從流速快的結(jié)構(gòu)體端面105的下部流入蜂窩催化劑體102的內(nèi)部,而從流速慢的結(jié)構(gòu)體端面105的上部就不會流入那么多的廢氣eg。進而,由于上述流速的不均一化,尾氣凈化裝置100的流入部103a和排出部103b之間的壓力損失有可能增大。由此,有時不能穩(wěn)定地進行廢氣eg的凈化處理。進而,如專利文獻2所公開的、由在各個區(qū)域不同的孔格結(jié)構(gòu)形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體的情況下,在相互鄰接的孔格區(qū)域中,相對于一個孔格區(qū)域的孔格結(jié)構(gòu)的隔壁(第一隔壁),沒有將另一個孔格區(qū)域的孔格結(jié)構(gòu)的隔壁(第二隔壁)傾斜地設置。其結(jié)果是,在將蜂窩結(jié)構(gòu)體裝罐時,如果對該蜂窩結(jié)構(gòu)體施加外力,則尤其在各孔格區(qū)域的邊界面上會產(chǎn)生微小的偏載荷,會有沿著該邊界面產(chǎn)生開裂的可能性。因此,鑒于上述實情,本發(fā)明的課題在于提供一種蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,該蜂窩結(jié)構(gòu)體不受尾氣凈化裝置的設置位置、廢氣等流體的排氣流路形狀的限制,能夠?qū)崿F(xiàn)流體流速的均一化,結(jié)構(gòu)體端面中的流體的處理區(qū)域不偏集且能夠抑制壓力損失,并且能夠抑制裝罐時開裂的產(chǎn)生。用于解決課題的方法[1]一種蜂窩結(jié)構(gòu)體,其具有劃分形成成為流體流路的多個多邊形狀的孔格的隔壁,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的與軸方向垂直的結(jié)構(gòu)體端面具有至少兩個孔格區(qū)域,所述至少兩個孔格區(qū)域呈現(xiàn)相互不同的孔格結(jié)構(gòu)且被外周部包圍;在相互鄰接的所述孔格區(qū)域中,相對于一個所述孔格區(qū)域的所述孔格結(jié)構(gòu)的第一隔壁,另一個所述孔格區(qū)域的所述孔格結(jié)構(gòu)的第二隔壁傾斜。[2]如上述[1]中記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體,所述孔格為四邊形狀,且所述第二隔壁相對于所述第一隔壁的傾斜角度為3°~45°的范圍。[3]如上述[1]中記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體,所述孔格為六邊形狀,且所述第二隔壁相對于所述第一隔壁的傾斜角度為65°~90°的范圍。[4]如上述[1]~[3]中任一項記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體,在一個所述孔格區(qū)域與另一個所述孔格區(qū)域之間的邊界線上出現(xiàn)的不完整形狀的不完整孔格的孔格個數(shù),相對于所述結(jié)構(gòu)體端面的全部孔格個數(shù)為0.1%以下。[5]如上述[1]~[4]中任一項記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體,至少兩個的所述孔格區(qū)域中具有最大端面面積的最大孔格區(qū)域相對于所述結(jié)構(gòu)體端面的總面積所占的比率為25~75%。[6]如上述[1]~[5]中任一項記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體,具有設置在所述孔格區(qū)域彼此之間的接合部。[7]一種蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,其是用于制造上述[1]~[5]中任一項記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體具有劃分形成成為流體流路的多個多邊形狀的孔格的隔壁,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的與軸方向垂直的結(jié)構(gòu)體端面由至少兩個孔格區(qū)域組合形成,所述至少兩個孔格區(qū)域呈現(xiàn)相互不同的孔格結(jié)構(gòu)且被外周部包圍;在相互鄰接的所述孔格區(qū)域中,相對于一個所述孔格區(qū)域的所述孔格結(jié)構(gòu)的第一隔壁,另一個所述孔格區(qū)域的所述孔格結(jié)構(gòu)的第二隔壁傾斜;所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法具有將成形材料擠出,并一體成形出所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的一體成形工序。[8]一種蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,其是用于制造上述[1]~[6]中任一項記載的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體具有劃分形成成為流體流路的多個多邊形狀的孔格的隔壁,所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的與軸方向垂直的結(jié)構(gòu)體端面由至少兩個孔格區(qū)域組合形成,所述至少兩個孔格區(qū)域呈現(xiàn)相互不同的孔格結(jié)構(gòu)且被外周部包圍,在相互鄰接的所述孔格區(qū)域中,相對于一個所述孔格區(qū)域的所述孔格結(jié)構(gòu)的第一隔壁,另一個所述孔格區(qū)域的所述孔格結(jié)構(gòu)的第二隔壁傾斜;所述蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法具有:將成形材料擠出并分別成形出各自的所述孔格區(qū)域的孔格區(qū)域成形工序、以及將所成形的至少兩個的所述孔格區(qū)域組合并接合的接合工序。發(fā)明效果根據(jù)本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體,通過將由各自不同的孔格結(jié)構(gòu)形成的多個孔格區(qū)域進行組合,從而能夠修正流速的不均一化,消除流體處理區(qū)域的偏集。由此,能夠不受尾氣凈化裝置的設置位置、排氣流路形狀的限制,且維持高的nox凈化效率。進而,由于實現(xiàn)了流速的均一化,因而能夠減小廢氣處理前后的壓力損失。進而,通過使相互鄰接的孔格區(qū)域中的一個孔格區(qū)域的孔格結(jié)構(gòu)的隔壁相對于另一個孔格區(qū)域的孔格結(jié)構(gòu)的隔壁傾斜,從而能夠抑制在各孔格區(qū)域的邊界面上產(chǎn)生微小的偏加重,能夠減少沿著該邊界面的開裂的產(chǎn)生。根據(jù)本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,能夠制造實現(xiàn)上述效果的蜂窩結(jié)構(gòu)體。進而,能夠使由多個孔格區(qū)域形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體一體成形,或者也能夠通過分別成形出各自的孔格區(qū)域并將其組合來構(gòu)成本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體。附圖說明圖1是示意性地顯示使用了蜂窩結(jié)構(gòu)體的尾氣凈化裝置中的廢氣流動情況的說明圖。圖2是示意性地顯示本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的構(gòu)成的一例的平面圖。圖3是圖2的蜂窩結(jié)構(gòu)體的部分放大平面圖。圖4是顯示具有三個孔格區(qū)域的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一例的說明圖。圖5是顯示具有三個孔格區(qū)域的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一例的說明圖。圖6是顯示具有三個孔格區(qū)域的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一例的說明圖。圖7是示意性地顯示本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的其他例的構(gòu)成的一例的平面圖。圖8是圖7的蜂窩結(jié)構(gòu)體的部分放大平面圖。圖9是示意性地顯示具有接合部的蜂窩結(jié)構(gòu)體的一例的平面圖。圖10是示意性地顯示使用了以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體的尾氣凈化裝置中的廢氣流動情況的說明圖。符號說明1、1a、1b、1c、1d、101:蜂窩結(jié)構(gòu)體,2、100:尾氣凈化裝置,3:孔格,4:隔壁,4a:第一隔壁,4b:第二隔壁,5、102:蜂窩催化劑體,6a、103a:流入部,6b、103b:排出部,7、104:框體,8、105:結(jié)構(gòu)體端面,9a:第一孔格結(jié)構(gòu)(孔格結(jié)構(gòu)),9b:第二孔格結(jié)構(gòu)(孔格結(jié)構(gòu)),10a:第一孔格區(qū)域(孔格區(qū)域),10b:第二孔格區(qū)域(孔格區(qū)域),10c:第三孔格區(qū)域(孔格區(qū)域),11a、11b:塊狀端面,12:邊界線,13:不完整孔格,14:外周部,15:接合部,cg:凈化氣體,eg:廢氣(流體),i:內(nèi)周側(cè),o:外周側(cè),cr:排氣流路,x:軸方向。具體實施方式以下,邊參照附圖邊對本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的實施方式的一例進行說明。需說明的是,本發(fā)明不特別限定于以下的實施方式,在不脫離本發(fā)明宗旨的范圍內(nèi),可以進行變更、修改及改良等。1.尾氣凈化裝置如圖1所示,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1用作在從柴油機等內(nèi)燃機排出的廢氣eg(相當于本發(fā)明中的流體)的排氣流路cr的途中設置的尾氣凈化裝置2的一部分。這里,尾氣凈化裝置2主要具有由本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1形成的蜂窩催化劑體5和能夠在內(nèi)部收容蜂窩催化劑體5的金屬制框體7。更具體地說明的話,蜂窩結(jié)構(gòu)體1具有劃分形成多個多邊形狀(例如四邊形狀或六邊形狀)的孔格3的隔壁4,且由多孔質(zhì)性的陶瓷材料形成,所述孔格3從一個端面延伸至另一個端面并成為廢氣eg的流路。這樣,通過在蜂窩結(jié)構(gòu)體1的隔壁4上擔載金屬催化劑等(未圖示)而形成蜂窩催化劑體5。另一方面,框體7具備:具有大致筒形狀的框體主體(未圖示)、從框體主體的一端延伸設置并使廢氣eg流入框體7內(nèi)部的大致圓錐形狀的流入部6a以及從框體主體的另一端延伸設置并使凈化后的凈化氣體cg從框體7內(nèi)部排出的大致圓錐形狀的排出部6b。需說明的是,框體7由不銹鋼等金屬材料形成,并將流入部6a的前端截斷,與排氣流路cr連接。2.蜂窩結(jié)構(gòu)體進一步,對本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1進行詳細說明的話,蜂窩結(jié)構(gòu)體1具有與軸方向x(參考圖1)垂直的結(jié)構(gòu)體端面8,該結(jié)構(gòu)體端面8由相互不同的兩個孔格結(jié)構(gòu)(第一孔格結(jié)構(gòu)9a和第二孔格結(jié)構(gòu)9b)形成,且由各自被外周部14包圍的兩個孔格區(qū)域(第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b)組合構(gòu)成。如圖2所示,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1中的第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b各自具有截面為大致半圓形狀的塊狀端面11a、11b。而且,通過使包圍塊狀端面11a、11b的直線狀的外周部14彼此相互相對,從而構(gòu)成截面為圓形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體1。這里,直線狀的外周部14相重合的位置成為劃分第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b的邊界線12。以該邊界線12為基準,第二孔格區(qū)域10b的第二孔格結(jié)構(gòu)9b的第二隔壁4b相對于第一孔格區(qū)域10a的第一孔格結(jié)構(gòu)9a的第一隔壁4a傾斜(參照圖2和圖3)。更具體地說明的話,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1中,在位于圖1和圖2的紙面上側(cè)的第一孔格區(qū)域10a和位于紙面下側(cè)的第二孔格區(qū)域10b中,各自的孔格結(jié)構(gòu)(第一孔格結(jié)構(gòu)9a和第二孔格結(jié)構(gòu)9b)不同。這里所說的孔格結(jié)構(gòu)不同是指,例如如下情況:第一孔格結(jié)構(gòu)9a和第二孔格結(jié)構(gòu)9b中,劃分形成孔格3的第一隔壁4a和第二隔壁4b的各自隔壁厚度(肋厚度)不同;每1平方厘米(或1平方英寸)的孔格個數(shù)(孔格/cm2(孔格/in2))不同。這里,對于本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1,按照相對于第一孔格區(qū)域10a的第一孔格結(jié)構(gòu)9a,第二孔格區(qū)域10b的第二孔格結(jié)構(gòu)9b的孔格密度高且隔壁厚度薄的方式進行設定。即,在如圖1所示的排氣流路cr中設置尾氣凈化裝置2時,在尾氣凈化裝置2緊前處形狀發(fā)生了彎曲的排氣流路cr的外周側(cè)o,配置孔格密度高的第二孔格區(qū)域10b,而另一方面,在排氣流路cr的內(nèi)周側(cè)i,配置孔格密度比第二孔格區(qū)域10b低的第一孔格區(qū)域10a。一般而言,隨著孔格密度變大,廢氣eg等流體變得難以流動,流速降低,有壓力損失增大的傾向。因此,以與在外周側(cè)o流動的流速快的廢氣eg相對的方式,刻意地設置孔格密度較高的第二孔格區(qū)域10b,能夠稍稍阻礙廢氣eg的流通。相對于此,以與在內(nèi)周側(cè)i流動的流速慢的廢氣eg相對的方式,配置孔格密度較低的第一孔格區(qū)域10a,使得廢氣eg易于流通。由此,與結(jié)構(gòu)體端面8的整體由相同的孔格結(jié)構(gòu)形成的情況相比,通過按照廢氣eg的流速的不同而設置容易流動的區(qū)域和難以流動的區(qū)域,從而能夠避免廢氣eg的流速不均一化。其結(jié)果是,能夠使蜂窩結(jié)構(gòu)體1的結(jié)構(gòu)體端面8中的廢氣eg的流速平均化,能夠進行穩(wěn)定的廢氣eg的凈化處理。由此,廢氣eg的處理區(qū)域不會在結(jié)構(gòu)體端面8上偏集,且由于流速的均一化,因而壓力損失不會增大。特別是,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1通過使第二孔格區(qū)域10b的第二隔壁4b相對于第一孔格區(qū)域10a第一隔壁4a傾斜,從而能夠使上述效果更穩(wěn)定。需說明的是,圖2中圖示了在蜂窩結(jié)構(gòu)體1的結(jié)構(gòu)體端面8上下的大致中央附近設置第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b的邊界線12,但不限定于此,該邊界線12相對于結(jié)構(gòu)體端面8可以設置在任意位置。而且,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1中,顯示了將結(jié)構(gòu)體端面8分別劃分為第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b這兩個區(qū)域,但對于所劃分的孔格區(qū)域的數(shù)量沒有特別限定,例如可以劃分為三個以上或更多的孔格區(qū)域。例如,如圖4~6中示意性所示的那樣,還可以是由平行的二條邊界線12分別劃分出第一孔格區(qū)域10a、第二孔格區(qū)域10b及第三孔格區(qū)域10c而配置的蜂窩結(jié)構(gòu)體1a,由t字形狀的邊界線12將結(jié)構(gòu)體端面8分為三部分的蜂窩結(jié)構(gòu)體1b(參照圖5),或者將二根邊界線12任意配置的蜂窩結(jié)構(gòu)體1c(參照圖6)。進而,各自的孔格區(qū)域10a、10b、10c的大小、形狀可以任意設定。同樣地,邊界線12也不限定于直線,也可以包括曲線等。如圖2所示,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1中各孔格結(jié)構(gòu)9a、9b的孔格3均為四邊形狀。如前所述,相互鄰接的第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b中,相對于第一孔格結(jié)構(gòu)9a的格子狀的第一隔壁4a,另一個第二孔格結(jié)構(gòu)9b的格子狀的第二隔壁4b以預定的傾斜角度θ傾斜(參照圖2和圖3)。更具體地說明的話,如圖2和圖3所示,相對于第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b之間的邊界線12,第一孔格結(jié)構(gòu)9a的格子狀的第一隔壁4a形成為一方與邊界線12正交且另一方與邊界線12平行。與此相對,第二孔格結(jié)構(gòu)9b的格子狀的第二隔壁4b形成為相對于邊界線傾斜。通過第二隔壁4b相對于第一隔壁4a傾斜,從而能夠確保在邊界線12附近(以下稱為“邊界區(qū)域”)的必要最小限度的強度。此外,在邊界區(qū)域中不會發(fā)生隔壁4的缺口、變形等不良狀況,能夠確保作為蜂窩結(jié)構(gòu)體1的強度。這種情況下,第二隔壁4b相對于第一隔壁4a的傾斜角度θ,相對于邊界線12設定在5°~45°的范圍內(nèi)。傾斜角度θ小于5°時,幾乎得不到第二隔壁4b相對于第一隔壁4a的傾斜效果。另一方面,如果超過45°,則會成為相對于與邊界線12正交的假想線(未圖示)對稱的結(jié)構(gòu),因而能夠取得同樣的效果。本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體并不限于如本實施方式那樣孔格3為四邊形狀。例如,如圖7和圖8所示,也可以制成將孔格3設為六邊形狀的蜂窩結(jié)構(gòu)體1d。這種情況下,蜂窩結(jié)構(gòu)體1d的第二隔壁4b相對于第一隔壁4a的傾斜角度θ可以設定在65°~90°的范圍內(nèi)。由于設定在這樣的范圍內(nèi)的理由與四邊形狀的孔格3的情況大致相同,因而省略詳細說明。需說明的是,圖7、圖8中,為了使圖示簡略化,對于與本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1相同的結(jié)構(gòu),使用相同的符號。進而,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1中,相對于結(jié)構(gòu)體端面8的全部孔格個數(shù),將在第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b的邊界線12附近出現(xiàn)的不完整孔格13的孔格個數(shù)設定為0.1%以下。這里,在本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1中,不完整孔格13是如圖3所示那樣,相對于完整形狀的“四邊形狀”的孔格3而相當于四邊形以外的不完整形狀的孔格(例如,三角形狀或其他多邊形狀等)。這里,在由不同的孔格結(jié)構(gòu)構(gòu)成孔格區(qū)域10a、10b且使第二隔壁4b相對于第一隔壁4a以預定傾斜角度θ傾斜的情況下,在邊界線12的附近必然會出現(xiàn)如上所述的不完整孔格13。當存在上述比率以上的不完整孔格13時,邊界區(qū)域中的廢氣eg的流動易于發(fā)生湍流,并且蜂窩結(jié)構(gòu)體1的強度有可能變?nèi)酢R虼?,將不完整孔?3的孔格個數(shù)設定在0.1%以下。需說明的是,為了消除上述的不良狀況,也可以構(gòu)成完全不存在不完整孔格13的蜂窩結(jié)構(gòu)體(未圖示)。進而,本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1形成為,至少兩個的孔格區(qū)域中具有最大端面面積s1的最大孔格區(qū)域(未圖示)相對于結(jié)構(gòu)體端面8的總面積s所占的比率為25~75%。即,最大端面面積s1/總結(jié)構(gòu)體端面面積s×100%的值設定在上述范圍內(nèi)。這里,以多個孔格區(qū)域等劃分結(jié)構(gòu)體端面8時,如果各自的孔格區(qū)域所占的面積過小,則難以實現(xiàn)廢氣eg的流速均一化等。因此,將最大孔格區(qū)域的端面面積s1設定為超過至少25%。另一方面,如果最大孔格區(qū)域的端面面積s1過大(例如為95%以上),則同樣不能實現(xiàn)廢氣eg的流速均一化等。因此,最大孔格區(qū)域的端面面積s1的上限值設定為75%。3.蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體可以使用擠出成形機將作為成形材料的坯土擠出,經(jīng)干燥和燒成等公知的工序來制造。由于擠出成形等各工序是公知的,因此在此省略詳細的說明。進而,對于蜂窩結(jié)構(gòu)體的材質(zhì)沒有特別限定,可以使用多孔質(zhì)的陶瓷材料。例如,可以使用堇青石、氧化鋁、莫來石、氮化硅、碳化硅、鈦酸鋁、氧化鋯、金屬硅-碳化硅復合材料等。這時,可以將安裝在擠出成形機的擠出口的成形用金屬模具的狹縫形狀形成為對應于各自的第一孔格結(jié)構(gòu)9a和第二孔格結(jié)構(gòu)9b的孔格形狀、孔格密度及隔壁厚度,從而能夠通過一體成形來形成本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體(一體成形工序)。這種情況下,通過成形用金屬模具的狹縫形狀,還可以同時形成包圍各孔格區(qū)域10a、10b的外周部14。另一方面,作為本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的其他例的構(gòu)成,如圖9所示,也可以制造具有例如設置在第一孔格區(qū)域10a和第二孔格區(qū)域10b之間的接合部15的蜂窩結(jié)構(gòu)體1e。這種情況下,由上述擠出成形機分別擠出成形各孔格區(qū)域10a、10b(孔格區(qū)域成形工序)。需說明的是,圖9中,為了簡化說明,對于與本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體1相同的構(gòu)成賦予相同的符號。此外,圖9的蜂窩結(jié)構(gòu)體1e中,在邊界區(qū)域中沒有不完整孔格13(參照圖2等)。即,可以采用通過形成以往公知的多個四棱柱狀的蜂窩片段并將它們組合來構(gòu)成蜂窩直徑大的蜂窩結(jié)構(gòu)體時所使用的方法。由此,將各自擠出成形的孔格區(qū)域10a、10b組合并接合(接合工序)。這里,將孔格區(qū)域10a、10b彼此接合的接合材料,可以使用例如公知的sic接合材料或在外周涂層材料中所使用的粘接性的材料。其結(jié)果是,在孔格區(qū)域10a、10b之間的邊界區(qū)域形成接合部15。由此,能夠使得各自的孔格區(qū)域10a、10b的邊界區(qū)域的強度變得牢固,能夠增強相對于蜂窩結(jié)構(gòu)體1b的強度。以下,對于本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法的實施例進行說明,但本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法不特別限于這些實施方式。實施例(1)蜂窩結(jié)構(gòu)體(實施例1~20、比較例1~4)基于上述的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,制作由具有不同孔格結(jié)構(gòu)的多個孔格區(qū)域形成的多個蜂窩結(jié)構(gòu)體(實施例1~20、比較例1~4)。關于這些實施例1~20及比較例1~4匯總于下述表1。表1中,第一孔格結(jié)構(gòu)、第二孔格結(jié)構(gòu)及第三孔格結(jié)構(gòu)分別用“x/y”來表示,x表示每1/1000英寸的長度,y表示每1平方英寸的孔格數(shù)。表1這里,實施例1~12是分別由不同孔格結(jié)構(gòu)(第一孔格結(jié)構(gòu)、第二孔格結(jié)構(gòu))形成的兩個孔格區(qū)域(第一孔格區(qū)域、第二孔格區(qū)域)所構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)體,實施例13~18是進一步具有由第三孔格結(jié)構(gòu)形成的第三孔格區(qū)域的蜂窩結(jié)構(gòu)體。進而,實施例1~16、19的孔格均為四邊形狀,而另一方面,實施例17、20的第二孔格結(jié)構(gòu)的孔格是六邊形狀(hex),實施例18的第一孔格結(jié)構(gòu)的孔格為六邊形狀。此外,表1中,由第一孔格結(jié)構(gòu)形成的第一孔格區(qū)域相當于具有最大塊狀端面的端面面積的最大孔格區(qū)域。實施例1~20的蜂窩結(jié)構(gòu)體全部滿足本發(fā)明中所規(guī)定的條件。而且,實施例1~20中,第一孔格區(qū)域相對于總結(jié)構(gòu)體端面面積所占的比率滿足本發(fā)明中規(guī)定的25~75%范圍的條件(實施例9除外)。進而,實施例1~20(實施例11、12除外)滿足邊界區(qū)域中的不完整孔格的比率為0.1%以下的條件,第二孔格結(jié)構(gòu)的第二隔壁相對于第一孔格結(jié)構(gòu)的第一隔壁(或第三孔格結(jié)構(gòu)的第三隔壁相對于第二孔格結(jié)構(gòu)的第二隔壁)的傾斜角度θ為預定的范圍內(nèi)。另一方面,比較例1~3是僅具有一種孔格結(jié)構(gòu)的蜂窩結(jié)構(gòu)體,即是以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體。此外,比較例4雖然具有兩種孔格結(jié)構(gòu),但第二隔壁相對于第一隔壁的傾斜角度θ超出了預定的范圍。對于上述實施例1~20及比較例1~4的各自的蜂窩結(jié)構(gòu)體,測定nox凈化率、壓力損失、等壓強度(等靜壓強度)。<評價項目1:nox凈化率的測定>通過使含有nox的試驗用氣體在蜂窩結(jié)構(gòu)體中流通,進而使用氣體分析計(horiba公司制:mexa9100egr)分析從該蜂窩結(jié)構(gòu)體排出的排出氣體的nox量,從而求出nox凈化率的值。這里,將流入蜂窩結(jié)構(gòu)體的試驗用氣體的氣體溫度設定在200℃,并且為了調(diào)制試驗用氣體而使用紅外加熱爐。所使用的試驗用氣體采用在氮氣中混合二氧化碳5vol%、氧氣14vol%、一氧化碳350ppm(體積基準)、氨350ppm(體積基準)及水10vol%的氣體。進而,試驗用氣體流入蜂窩結(jié)構(gòu)體時的空間速度(sv:spacevelocity)為100000h-1?;谶@些試驗條件來測定nox凈化率。將各實施例和比較例的nox凈化率的判斷基準示于下述表2。需說明的是,在表2所示的判斷基準中,對于實施例13~實施例18那樣連結(jié)三個孔格結(jié)構(gòu)而構(gòu)成的蜂窩結(jié)構(gòu)體,適用各自的孔格結(jié)構(gòu)的組合中最嚴苛的條件來進行判斷。更具體地說明的話,表2中的nox凈化率是從試驗用氣體的nox量減去從蜂窩結(jié)構(gòu)體排出的氣體的nox量,將得到的值除以試驗用氣體的nox量,再乘以100%所得到的值。<評價項目2:壓力損失的測定>對于在室溫條件下放置的蜂窩結(jié)構(gòu)體,在25℃、1個大氣壓下,以10nm3/min的流速使空氣從一個端面向另一個端面流通。此時,分別測定流入側(cè)的一個端面上的空氣的壓力和流出側(cè)的另一個端面上的空氣的壓力,將所得到的壓力測定值之差作為壓力損失的值。將各實施例和比較例的壓力損失的判斷基準示于下述表2。<評價項目3:等靜壓強度(等壓強度)>對于等靜壓強度,通過在jasom505-87中規(guī)定的方法,將蜂窩結(jié)構(gòu)體插入柔性管中,在水中封閉并施加水壓,測定產(chǎn)生破壞時的壓力值。顯示出該等靜壓強度越高則在收容到金屬制箱中(裝罐)時的可靠性越高。將各實施例和比較例的等壓強度的判斷基準示于下述表2。表2將上述的nox凈化率、壓力損失、等壓強度的測定結(jié)果匯總示于下述表3。表3nox凈化率/%壓力損失/kpa等壓強度/mpa實施例1621103.8實施例2631104實施例3631104.5實施例4721353.5實施例5731354.2實施例6711354.0實施例7671253.7實施例8641104.2實施例9581093.8實施例10571083.6實施例11561072.2實施例12571082.3實施例13661093.6實施例14701323.4實施例15711303.7實施例16721313.5實施例17711293.6實施例18731283.7實施例19641103.6實施例20641093.5比較例1501004.2比較例2551204.5比較例3601503.8比較例4631101.9如表3所示,相對于以往的由一種孔格結(jié)構(gòu)形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體(比較例1~3),實施例1~20的蜂窩結(jié)構(gòu)體的nox凈化率均顯示與比較例1等同等程度或更高的結(jié)果。特別是,由三種孔格結(jié)構(gòu)形成的蜂窩結(jié)構(gòu)體(實施例13~18)均顯示出高的nox凈化率的值。進而,壓力損失的值與比較例1~3相比也顯示基本同等或更低的值,確認了壓力損失的抑制效果。此外,等壓強度與以往的蜂窩結(jié)構(gòu)體相比沒有很大的變化,確認了保持實用上的充分的強度。而且,與比較例4那樣第二隔壁相對于第一隔壁的傾斜角度θ為0°的情形相比,實施例1~20中任一例的等壓強度的值都大。即,通過使第二隔壁相對于第一隔壁傾斜,確認了蜂窩結(jié)構(gòu)體的等壓強度提高。由此,例如即使在裝罐時施加外力的情況下,也能抑制在相互鄰接的孔格區(qū)域之間的邊界上產(chǎn)生開裂。工業(yè)上的利用可能性本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體尤其能夠適合于用作用于對柴油機的廢氣中所含的nox進行凈化處理的尾氣凈化裝置的一部分,蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法能夠適合制造用于該尾氣凈化裝置的蜂窩結(jié)構(gòu)體。當前第1頁12
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