CN108854319B - 蜂窝过滤器 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种蜂窝过滤器，能够有效地抑制烟灰等颗粒状物质漏出、并且还能够有效地抑制压力损失上升。包括：具有配设成包围多个隔室（2）的多孔质的隔壁（1）的蜂窝结构部（4）、和配置成将隔室（2）的任一个端部密封的封孔部（5），蜂窝结构部（4）在该蜂窝结构部（4）的与隔室（2）延伸的方向正交的截面具有2个以上隔室（2）沿一个方向排列成直线状的多个隔室列，多个隔室列包含含有贯通隔室（2c）的第一隔室列（15）和不含贯通隔室（2c）的第二隔室列（16），第一隔室列（15）的宽度P1（mm）、第二隔室列（16）的宽度P2（mm）和隔室（2）的曲线状的角部（6）处的曲率半径R（μm）满足下述式（1）的关系。式（1）：0.4≤（R/1000）/（（P1＋P2）/2）×100≤2.8。

Description

蜂窝过滤器
技术领域
本发明涉及一种蜂窝过滤器。更详细而言，涉及一种能够有效地抑制烟灰等颗粒状物质漏出、并且能够抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。
背景技术
在各种产业中，一直使用内燃机作为动力源。另一方面，内燃机在燃料燃烧时排出的废气中包含烟灰(Soot)、灰(Ash)等颗粒状物质。例如，关于除去由柴油发动机排出的颗粒状物质的规定在世界范围内日益严格，作为用于除去颗粒状物质的过滤器，一直使用具有蜂窝结构的蜂窝过滤器。以下，有时将颗粒状物质称为“PM”。PM为“Particulate Matter”的简称。
以往，作为用于除去PM的蜂窝过滤器，提出了包括：具有配设成包围多个隔室的多孔质的隔壁的蜂窝结构部、和对隔室的任一个端部进行封孔的封孔部的蜂窝过滤器。
这样的蜂窝过滤器为多孔质的隔壁发挥除去PM的过滤器的作用的结构。具体而言，通过使含有PM的废气从蜂窝过滤器的流入端面流入，利用多孔质的隔壁捕集PM而进行过滤后，使经净化的废气从蜂窝过滤器的流出端面排出。由此能够除去废气中的PM。
近年来，作为这样的蜂窝过滤器，提出了一种蜂窝过滤器，所述蜂窝过滤器是将多个隔室中的一部分隔室制成没有配设封孔部的贯通隔室而得到的(例如，参照专利文献1～3)。
例如，在专利文献1中公开了一种蜂窝结构体，所述蜂窝结构体是将流入端面侧被封孔部堵住的入口封孔隔室与两端开口的贯通隔室交替邻接配置而成的。
在专利文献2中公开了一种蜂窝结构体，所述蜂窝结构体具有：在流入端面侧的端部配设有封孔部的封孔隔室和没有配设封孔部的贯通隔室。专利文献2中公开的蜂窝结构体的夹着隔壁与贯通隔室邻接的隔室中成为封孔隔室的隔室的个数为2个以下。
在专利文献3中公开了一种陶瓷过滤器，所述陶瓷过滤器包含：仅一个端面被封孔的封孔隔室和均未被封孔的贯通隔室。专利文献3所公开的陶瓷过滤器构成为：蜂窝结构部的中心部分包含封孔隔室和贯通隔室。
另外，作为蜂窝过滤器，还提出了作为流出隔室的截面形状，制成为：四边形以上的多边形中的相当于角部的部位形成为圆弧状的形状的技术(例如，参照专利文献4)。在专利文献4所记载的蜂窝过滤器中，通过采用上述构成，能够增大蜂窝过滤器的热容量，减少再生时的温度上升。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开第2012/046484号
专利文献2：日本特开2012-184660号公报
专利文献3：日本特开2012-210581号公报
专利文献4：日本特开2010-221159号公报
发明内容
专利文献1～3所公开的具有贯通隔室的蜂窝结构体还存在：以贯通隔室的角部为开端，堆积于贯通隔室内的烟灰会大量蓄积的问题。例如，在贯通隔室的截面形状为多边形时，烟灰容易堆积在该贯通隔室的角部，但另一方面，在过滤器再生时，难以除去堆积于角部的烟灰。因此，结果还存在：以贯通隔室的角部为开端，堆积于贯通隔室内的烟灰会大量蓄积的问题。
另外，具有入口封孔隔室等封孔部的蜂窝结构体也存在如下问题，即，在隔室的截面形状为多边形时，配设于隔室的角部的封孔部产生缺损，从配设有封孔部的隔室的角部发生烟灰泄漏。
专利文献4中记载的蜂窝过滤器因为仅将流出隔室的相当于角部的部位形成为圆弧状，所以存在容易在流入隔室相互间产生裂纹等的问题。
本发明是鉴于这样的现有技术所具有的问题而进行的。本发明提供一种能够有效地抑制烟灰等颗粒状物质漏出、并且能够抑制压力损失上升的蜂窝过滤器。特别是，提供一种配设于流入隔室和流出隔室的端部的封孔部不易产生缺损、能够有效地抑制从流入隔室和流出隔室中漏出烟灰的蜂窝过滤器。
根据本发明，提供以下示出的蜂窝过滤器。
[1]一种蜂窝过滤器，包括：
蜂窝结构部，所述蜂窝结构部具有配设成包围多个隔室的多孔质的隔壁，所述多个隔室从流入端面延伸到流出端面，形成流体的流路，和，
封孔部，所述封孔部配置成将多个上述隔室中的一部分上述隔室的上述流入端面侧或上述流出端面侧中的任一方的端部密封，
在多个上述隔室中，
将在上述流出端面侧的端部配设有上述封孔部、上述流入端面侧开口的上述隔室作为流入隔室，
将在上述流入端面侧的端部配设有上述封孔部、上述流出端面侧开口的上述隔室作为流出隔室，
将未配设上述封孔部、上述流入端面侧和上述流出端面侧都开口的上述隔室作为贯通隔室，
上述蜂窝结构部在该蜂窝结构部的与上述隔室延伸的方向正交的截面内具有多个隔室列，所述隔室列是2个以上的上述隔室沿一个方向排列成直线状而形成的，
多个上述隔室列包含第一隔室列和第二隔室列，
上述第一隔室列是由上述流入隔室或上述流出隔室中的至少一方和上述贯通隔室构成的隔室列，
上述第二隔室列是在沿一个方向配设成直线状的上述隔室中不包含上述贯通隔室的隔室列，
在与上述隔室延伸的方向正交的截面中，各个上述隔室为多边形，所述多边形的角部具有形成为曲率半径R的曲线状的形状，
上述第一隔室列的宽度P1(mm)、上述第二隔室列的宽度P2(mm)和曲率半径R(μm)满足下述式(1)的关系。
式(1)：0.4≤(R/1000)/((P1+P2)/2)×100≤20
[2]根据上述[1]所述的蜂窝过滤器，其中，上述第一隔室列的宽度P1(mm)和上述第二隔室列的宽度P2(mm)满足下述式(2)的关系。
式(2)：2≤100－(P2/P1×100)≤50
[3]根据上述[1]或[2]所述的蜂窝过滤器，其中，上述第一隔室列的宽度P1和上述第二隔室列的宽度P2的平均值为0.7～3.5mm。
[4]根据上述[1]～[3]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，上述第一隔室列的宽度P1为0.7～4.0mm。
[5]根据上述[1]～[4]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，上述第二隔室列的宽度P2为0.7～2.7mm。
[6]根据上述[1]～[5]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在与上述隔室延伸的方向正交的截面中，上述第二隔室列的数量N2相对于上述第一隔室列的数量N1的比率N2/N1为1/4～4.0。
[7]根据上述[1]～[6]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在上述第一隔室列中，在列延伸的方向交替配设有上述流入隔室和上述贯通隔室。
[8]根据上述[1]～[7]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在上述第一隔室列中，在列延伸的方向交替配设有上述流出隔室和上述贯通隔室。
[9]根据上述[1]～[8]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在上述第二隔室列中，在列延伸的方向交替配置有上述流入隔室和上述流出隔室。
[10]根据上述[1]～[9]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，上述第二隔室列包含仅上述流入隔室沿上述一个方向排列成直线状而形成的隔室列。
[11]根据上述[1]～[10]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，上述第二隔室列进一步包含仅上述流出隔室沿上述一个方向排列成直线状而形成的隔室列。
[12]根据上述[1]～[11]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在与上述隔室延伸的方向正交的截面中，上述隔室列的构成不同的区域存在2个以上，在至少一部分区域存在上述蜂窝结构部。
[13]根据上述[1]～[11]中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，包括多个上述蜂窝结构部，
各个上述蜂窝结构部由柱状的蜂窝单元构成，多个上述蜂窝单元相互的侧面彼此由接合层进行接合。
本发明的蜂窝过滤器中，2个以上的隔室沿一个方向排列成直线状而形成的隔室列包含如下的第一隔室列和第二隔室列。第一隔室列是由流入隔室或流出隔室中的至少一方和贯通隔室构成的隔室列。第二隔室列为在沿一个方向配设成直线状的隔室中不包含贯通隔室的隔室列。而且，本发明的蜂窝过滤器构成为：各个隔室具有多边形的角部被形成为曲率半径R的曲线状的形状。而且，由于以满足上述式(1)的方式构成，因此能够有效地抑制从流入隔室和流出隔室漏出烟灰，并且能够抑制压力损失上升。即，通过以满足上述式(1)的方式构成，在流入隔室和流出隔室中配设于隔室的端部的封孔部不易产生缺损。因此，能够有效地抑制从流入隔室和流出隔室漏出烟灰。另外，也能够有效地抑制压力损失上升。
附图说明
图1是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第一实施方式的从流入端面侧观察到的立体图。
图2是示意地表示图1中示出的蜂窝过滤器的流入端面的俯视图。
图3是示意地表示图1中示出的蜂窝过滤器的流出端面的俯视图。
图4是将图2中示出的蜂窝过滤器的流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图5是将图3中示出的蜂窝过滤器的流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图6是示意地表示图4的A-A’截面的截面图。
图7是示意地表示图4的B-B’截面的截面图。
图8是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第二实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图9是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第二实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图10是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第三实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图11是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第三实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图12是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第四实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图13是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第四实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图14是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第五实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图15是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第五实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图16是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第六实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图17是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第六实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图18是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第七实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图19是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第七实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图20是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的另一实施方式的、流入端面的俯视图。
图21是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式的、流入端面的俯视图。
图22是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式的、流入端面的俯视图。
图23是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式的从流入端面侧观察到的立体图。
图24是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第八实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图25是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第八实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图26是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第九实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图27是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第九实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图28是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图29是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图30是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十一实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图31是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十一实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图32是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十二实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图33是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十二实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图34是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十三实施方式的、将流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图35是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第十三实施方式的、将流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
符号说明
1、21、41：隔壁，2、22、42：隔室，2a、22a、42a：流入隔室，2b、22b、42b：流出隔室，2c、22c、42c：贯通隔室，3：外周壁，4、24、44：蜂窝结构部，5、25、45：封孔部，6：角部，11、31、51：流入端面，12、32：流出端面，15、35、55：第一隔室列，16、36、56：第二隔室列，64：蜂窝单元，65：接合层，100、200、300、400、500、600、700、800、900、1000、1100、1200、1300、1400、1500、1600、2000、2100、2200、3000：蜂窝过滤器，P1：宽度(第一隔室列的宽度)，P2：宽度(第二隔室列的宽度)。
具体实施方式
(1)蜂窝过滤器(第一实施方式)：
如图1～图7所示，本发明的蜂窝过滤器的第一实施方式为包括：具有多孔质的隔壁1的蜂窝结构部4、和配设在形成于蜂窝结构部4的隔室2的任一个端部的封孔部5的蜂窝过滤器100。此处，图1是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第一实施方式的从流入端面侧观察得到的立体图。图2是示意地表示图1中示出的蜂窝过滤器的流入端面的俯视图。图3是示意地表示图1中示出的蜂窝过滤器的流出端面的俯视图。图4是将图2中示出的蜂窝过滤器的流入端面的一部分放大而得到的放大俯视图。图5是将图3中示出的蜂窝过滤器的流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。图6是示意地表示图4的A-A’截面的截面图。图7是示意地表示图4的B-B’截面的截面图。
蜂窝结构部4的隔壁1配设成包围多个隔室2，上述多个隔室2从柱状的蜂窝结构部4的流入端面11延伸到流出端面12，形成流体的流路。即，蜂窝结构部4呈现由多孔质的隔壁1区划形成多个隔室2而成的蜂窝结构。
封孔部5配置成在形成于蜂窝结构部4的多个隔室2中的一部分隔室2中将各个隔室2的任一个端部密封。即，多个隔室2中的一部分隔室2为任一个端部被封孔部5密封的隔室2，除这一部分隔室2以外的其余的隔室2为在两侧的端部都没有配设封孔部5、该两侧的端部开口的隔室2。以下，根据配设封孔部5的位置或是否配设有封孔部5，将多个隔室2称为流入隔室2a、流出隔室2b或贯通隔室2c。流入隔室2a为在流出端面12侧的端部配设有封孔部5、流入端面11侧开口的隔室2。流出隔室2b为在流入端面11侧的端部配设有封孔部、流出端面12侧开口的隔室2。贯通隔室2c为在两端的端部都没有配设封孔部5、流入端面11侧和流出端面12侧都开口的隔室2。
在图4和图5中，贯通隔室2c图示为空心的隔室。在图4中，流出隔室2b以在流入端面11侧的端部配设有封孔部5的状态进行图示。封孔部5用右上斜线的阴影线进行图示。在图4中，流入隔室2a用右下虚斜线的阴影线进行图示。应予说明，流入隔室2a在流入端面11侧的端部没有配设封孔部5，在图4中示出的流入端面11侧与贯通隔室2c同样地成为该流入隔室2a的端部开口的状态。但是，在图4中，如果将流入隔室2a图示为空心的隔室，则在图4的纸面上有可能难以区别贯通隔室2c和流入隔室2a。因此，在图4和图5中，将在各图示出的端面侧的端部没有配设封孔部、在与隔室延伸的方向的相反一侧的端部配设有封孔部的隔室用右下虚斜线的阴影线表示。另外，在后述的表示蜂窝过滤器的端面的图8～图19以及图24～图35中，也将在各图示出的端面侧的端部没有配设封孔部、在与隔室延伸的方向的相反一侧的端部配设有封孔部的隔室用右下虚斜线的阴影线表示。
蜂窝结构部4在该蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面内具有2个以上的隔室2沿一个方向排列成直线状而形成的多个隔室列。而且，多个隔室列包含以下所说明的第一隔室列15和第二隔室列16。第一隔室列15为由流入隔室2a或流出隔室2b中的至少一方和贯通隔室2c构成的隔室列。第二隔室列16为在沿一个方向配设成直线状的隔室2中不包含贯通隔室2c的隔室列。应予说明，第二隔室列16可以为仅由流入隔室2a或仅由流出隔室2b构成的隔室列，也可以为流出隔室2b和流入隔室2a混在的隔室列。
本实施方式的蜂窝过滤器100在与隔室2延伸的方向正交的截面中，各个隔室2具有多边形的角部形成为曲率半径R(μm)的曲线状的形状。在图4和图5中，符号6在与隔室2延伸的方向正交的截面中的隔室2的形状中表示形成为曲线状的角部6。而且，第一隔室列15的宽度P1(mm)、第二隔室列16的宽度P2(mm)和曲率半径R(μm)满足下述式(1)的关系。在下述式(1)中，R表示隔室2的角部6处的曲线状的部位的曲率半径R(单位：μm)。
式(1)：0.4≤(R/1000)/((P1+P2)/2)×100≤20
通过像这样地构成，在流入隔室2a和流出隔室2b中，配设于隔室2的端部的封孔部5不易产生缺损。因此，能够有效地抑制从流入隔室2a和流出隔室2b中漏出烟灰，并且能够抑制压力损失上升。另外，蜂窝过滤器100以满足上述式(1)的方式构成，因此能够在将堆积于隔室2内的烟灰燃烧除去的过滤器的再生操作中实现较高的再生效率。
在式(1)中，如果“(R/1000)/((P1+P2)/2)×100”的值小于0.4，则容易从蜂窝过滤器中漏出烟灰等。另外，在将堆积于隔室2内的烟灰燃烧除去的过滤器的再生操作中未见再生效率充分改善。在式(1)中，如果“(R/1000)/((P1+P2)/2)×100”的值超过20，则压力损失恶化。在式(1)中，“(R/1000)/((P1+P2)/2)×100”的值特别优选为1以上。另外，特别优选为15以下。
各个隔室2中的形成为曲线状的角部6的曲率半径R，可以如下进行测定。首先，利用图像测量仪对蜂窝过滤器100的流入端面11和流出端面12进行拍摄。然后，可以通过对所拍摄的流入端面11和流出端面12的图像进行图像解析而求出角部6的曲率半径R。作为图像解析的方法，例如，可以使用Nikon公司制的“VM-2520(商品名)”。隔室2的角部6的曲率半径R可以通过上述图像解析，利用对隔室2的角部6的曲线拟合，求出该角部6的内切圆的半径(或直径)而得到。
在本实施方式的蜂窝过滤器100中，对于规定隔室列的方向、即、上述的一个方向，只要是2个以上的隔室2排列成直线状的方向即可，在蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面内，可以设定为任意的方向。但是，对第一隔室列15的宽度P1和第二隔室列16的宽度P2进行比较时，各个隔室列为在相同方向延伸的平行的隔室列。
第一隔室列15只要在蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面内存在至少1列以上即可。另外，第二隔室列16也只要在蜂窝结构部4的与隔室2延伸的方向正交的截面内存在至少1列以上即可。
本实施方式的蜂窝过滤器100优选第一隔室列15的宽度P1和第二隔室列16的宽度P2满足下述式(2)的关系。在下述式(2)中，P1表示第一隔室列15的宽度P1(单位：mm)，P2表示第二隔室列16的宽度P2(单位：mm)。在如图4和图5所示的蜂窝结构部4中，测定各隔室列的宽度时的侧缘是配设于各个隔室列的侧缘的隔壁1的厚度的中间位置。由此求出各个隔室列的两侧的侧缘，测定2个侧缘间的距离。将所测定的2个侧缘间的距离作为各个隔室列的宽度。
式(2)：2≤100－(P2/P1×100)≤50
通过以满足式(2)的方式构成，具有贯通隔室2c的第一隔室列15的宽度P1与第二隔室列16的宽度P2相比相对变宽，能够进一步减小蜂窝过滤器100的压力损失。
在式(2)中，如果“100－(P2/P1×100)”的值小于2，则具有贯通隔室2c的第一隔室列15的宽度P1为与第二隔室列16的宽度P2同等程度的宽度，有时压力损失的减少过小。在式(2)中，如果“100－(P2/P1×100)”的值超过50，则第一隔室列15的宽度P1过宽，有时捕集效率降低。在式(1)中，“100－(P2/P1×100)”的值特别优选为5以上。另外，特别优选为45以下。
第一隔室列15的宽度P1和第二隔室列16的宽度P2的平均值优选为0.7～3.5mm，进一步优选为1.0～2.5mm。如果上述平均值小于0.7mm，则由烟灰堆积而堵塞隔室2，因而不优选。另外，如果上述平均值超过3.5mm，则实质上的隔室2的个数减少，从而每1个隔室2的烟灰堆积量增加，引起压力损失上升，因而不优选。
第一隔室列15的宽度P1优选为0.7～4.0mm，进一步优选为1.0～3.0mm。如果第一隔室列15的宽度P1小于0.7mm，则由烟灰堆积而堵塞隔室2，因而不优选。另外，如果第一隔室列15的宽度P1超过4.0mm，则实质上的隔室2的个数减少，从而每1个隔室2的烟灰堆积量增加，引起压力损失上升，因而不优选。
第二隔室列16的宽度P2优选为0.7～2.7mm，进一步优选为1.0～2.0mm。如果第二隔室列16的宽度P2小于0.7mm，则由烟灰堆积而堵塞隔室2，因而不优选。另外，如果第二隔室列16的宽度P2超过2.7mm，则实质上的隔室2的个数减少，从而每1个隔室2的烟灰堆积量增加，引起压力损失上升，因而不优选。
在第一隔室列15和第二隔室列16的各个隔室列中，排列于直线上的隔室2的个数没有特别限制。但是，各个隔室列优选为5个以上的隔室2在直线上排列而形成的隔室列，更优选为10个以上的隔室2在直线上排列而形成的隔室列。应予说明，排列于直线上的隔室2的个数的上限为蜂窝结构部4的从一个周缘到另一个周缘的直线上存在的全部隔室2的个数。
在与隔室2延伸的方向正交的截面中，第一隔室列15的数量N1和第二隔室列16的数量N2只要为至少1列以上即可。在本实施方式的蜂窝过滤器100中，第二隔室列16的数量N2相对于第一隔室列15的数量N1的比率N2/N1优选为1/4～4.0，更优选为1/3～3.0。通过像这样地构成，能够确保灰的堆积容量较大，并且有效地抑制压力损失上升。应予说明，如果上述比率N2/N1小于1/4，则流出隔室2b的个数相对于流入隔室2a的个数的比率变小。因此，在隔壁1上从烟灰未堆积的状态到少量烟灰堆积时，存在蜂窝过滤器100的压力损失上升变大的情况。另外，如果上述比率N2/N1超过4.0，则有时因流入隔室2a减少而使灰的堆积容量减少。
在与隔室2延伸的方向正交的截面中，第一隔室列15和第二隔室列16夹着隔壁1而邻接地配置。例如，像图1～图7中示出的蜂窝过滤器100那样，在与隔室2延伸的方向正交的截面中，可以在第二隔室列16的两侧分别配置有第一隔室列15。在蜂窝过滤器100中，在与隔室2延伸的方向正交的截面中，第一隔室列15和第二隔室列16在与各列正交的方向交替配置。像这样地构成的蜂窝过滤器100能够确保灰的堆积容量在上述截面的各处位置都比较均等。
在第一隔室列15中，可以在列延伸的方向交替配设有流入隔室2a和贯通隔室2c。另外，在第一隔室列15中，也可以在列延伸的方向交替配设有流出隔室2b和贯通隔室2c。应予说明，第一隔室列15可以为流入隔室2a、流出隔室2b和贯通隔室2c在列延伸的方向混在的隔室列，但优选为由流入隔室2a和贯通隔室2c构成的隔室列、或由流出隔室2b和贯通隔室2c构成的隔室列。
在第二隔室列16中，可以在列延伸的方向交替配置有流入隔室2a和流出隔室2b。第二隔室列16只要是不包含贯通隔室2c的隔室列即可，也可以包含流入隔室2a和流出隔室2b的排列不同的多种隔室列。例如，第二隔室列16可以除了包含由流入隔室2a和流出隔室2b构成的隔室列以外，进一步包含仅流入隔室2a沿一个方向排列成直线状而形成的隔室列。另外，还可以进一步包含仅流出隔室2b沿一个方向排列成直线状而形成的隔室列。
对蜂窝过滤器100的整体形状没有特别限制。例如，图1中示出的蜂窝过滤器100的整体形状是流入端面11和流出端面12为圆形的圆柱形状。此外，虽然省略图示，但作为蜂窝过滤器的整体形状，也可以是流入端面和流出端面为椭圆形、跑道(Racetrack)形、长圆形等大致圆形的柱形状。另外，作为蜂窝过滤器的整体形状，也可以是流入端面和流出端面为四边形、六边形等多边形的棱柱形状。
隔壁1的厚度优选为50～600μm，更优选为100～500μm，特别优选为150～450μm。如果隔壁1的厚度小于50μm，则有时蜂窝过滤器100的等静压强度(Isostatic strength)会降低。如果隔壁1的厚度超过600μm，则有时压力损失增大，引起发动机的输出降低或油耗恶化。隔壁1的厚度为通过用光学显微镜对蜂窝过滤器100的与轴向正交的截面进行观察的方法而测定的值。
隔壁1的气孔率优选为例如20～90％，进一步优选为25～80％，特别优选为30～75％。如果隔壁1的气孔率小于20％，则有时蜂窝过滤器100的压力损失增大，引起发动机的输出降低或油耗恶化。如果隔壁1的气孔率为30％以上，则更不易发生上述问题。另一方面，如果隔壁1的气孔率超过90％，则有时蜂窝过滤器100的等静压强度会降低。如果隔壁1的气孔率为75％以下，则更不易发生上述问题。应予说明，隔壁1的气孔率是利用水银孔度计(Mercury porosimeter)而测量的值。作为水银孔度计，例如可以举出Micromeritics公司制的Autopore 9500(商品名)。
隔室2的形状只要是多边形的角部形成为曲率半径R的曲线状的形状即可，对原本的多边形状没有特别限制。如后所述，作为隔室2的形状，可以举出四边形、六边形、八边形等。
对构成隔壁1的材料没有特别限制，但从强度、耐热性、耐久性等观点考虑，主成分优选为氧化物或非氧化物的各种陶瓷、金属等。具体而言，例如，作为陶瓷，可以考虑堇青石、多铝红柱石(Mullite)、氧化铝、尖晶石(Spinel)、碳化硅、氮化硅和钛酸铝等。作为金属，可以考虑Fe-Cr-Al系金属和金属硅等。优选将选自这些材料中的1种或2种以上作为主成分。从高强度、高耐热性等观点考虑，特别优选将从由氧化铝、多铝红柱石、钛酸铝、堇青石、碳化硅和氮化硅构成的组中选择的1种或2种以上作为主成分。另外，从高热传导率、高耐热性等观点考虑，特别优选碳化硅或硅-碳化硅复合材料。此处，“主成分”表示构成隔壁的50质量％以上的成分。上述成分在构成隔壁的材料中优选含有70质量％以上，进一步优选含有80质量％以上。
封孔部5的材质优选为作为隔壁1的材质而优选的材质。封孔部5的材质和隔壁1的材质可以为相同的材质，也可以为不同的材质。
本实施方式的蜂窝过滤器100可以在蜂窝结构部4的隔壁1的表面和隔壁1的细孔中的至少一方担载有废气净化用的催化剂。通过像这样地构成，能够将废气中的CO、NOx、HC等利用催化反应而转化为无害的物质。另外，能够促进已捕集于隔壁1的烟灰的氧化。
在将催化剂担载于本实施方式的蜂窝过滤器100时，催化剂优选含有从由SCR催化剂、NOx吸储催化剂和氧化催化剂构成的组中选择的1种以上。SCR催化剂为将被净化成分选择还原的催化剂。SCR催化剂特别优选为将废气中的NOx选择还原的NOx选择还原用SCR催化剂。另外，作为SCR催化剂，可以举出经金属置换的沸石。作为对沸石进行金属置换的金属，可以举出铁(Fe)、铜(Cu)。作为沸石，可以举出β-沸石作为优选例。另外，SCR催化剂也可以为含有从由钒和二氧化钛构成的组中选择的至少1种作为主要成分的催化剂。作为NOx吸储催化剂，可以举出碱金属、碱土金属等。作为碱金属，可以举出钾、钠、锂等。作为碱土金属，可以举出钙等。作为氧化催化剂，可以举出含有贵金属的氧化催化剂。作为氧化催化剂，具体而言，优选含有从由铂、钯和铑构成的组中选择的至少一种的氧化催化剂。
(2)蜂窝过滤器(第二实施方式～第七实施方式)：
接下来，参照图8～图19对本发明的蜂窝过滤器的第二实施方式～第七实施方式进行说明。此处，图8～图19是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第二实施方式～第七实施方式的、将流入端面或流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图8～图11中示出的第二实施方式和第三实施方式的蜂窝过滤器200、300构成为：隔室2的形状与第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)同样地满足上述的式(1)。即，第二实施方式和第三实施方式的蜂窝过滤器200、300构成为：各个隔室2具有多边形的角部6形成为曲率半径R(μm)的曲线状的形状。第二实施方式和第三实施方式的蜂窝过滤器200、300的第一隔室列15和第二隔室列16的排列与第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)不同。优选除了第一隔室列15和第二隔室列16的排列不同以外，与第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)同样地构成。应予说明，第二实施方式和第三实施方式的蜂窝过滤器200、300构成为：第一隔室列15的宽度P1比第二隔室列16的宽度P2大。
如图8和图9所示，第二实施方式的蜂窝过滤器200的由流入隔室2a和流出隔室2b构成的第二隔室列16在与第二隔室列16正交的方向连续配置有2列。像这样地，第一隔室列15和第二隔室列16在与各列正交的方向没有交替配置也是可以的。例如，可以根据蜂窝过滤器200所要求的捕集效率而相对地减少包含贯通隔室2c的第一隔室列15。在图8和图9所示的蜂窝过滤器200中，在与第二隔室列16正交的方向邻接的2个第二隔室列16分别为交替配置流入隔室2a和流出隔室2b而形成的隔室列。而且，该邻接的2个第二隔室列16成为封孔部5的配设位置错开半个间距(pitch)的状态。
如图10和图11所示，第三实施方式的蜂窝过滤器300将由流入隔室2a和贯通隔室2c构成的第一隔室列15在与第一隔室列15正交的方向连续配置2列。像这样地，第一隔室列15和第二隔室列16在与各列正交的方向没有交替配置也是可以的。在像这样地构成的蜂窝过滤器200中，也可以通过以满足上述的式(1)的方式构成而有效地抑制烟灰漏出。另外，也能够有效地抑制压力损失上升。
应予说明，图10和图11中示出的第三实施方式的蜂窝过滤器300为后述的单元结构的蜂窝过滤器。因此，在图10和图11中图示的隔室2的结构表示构成单元结构的蜂窝过滤器的一个蜂窝单元的端面的一部分。
图12～图15中示出的第四实施方式和第五实施方式的蜂窝过滤器400、500的由隔壁21区划形成的隔室22的形状为大致四边形和大致八边形。大致四边形是指四边形的角部形成为曲线状的形状，大致八边形是指八边形的角部形成为曲线状的形状。以下，有时将四边形的角部形成为曲线状的大致四边形称为“大致四边形”或简称为“四边形”。另外，有时将八边形的角部形成为曲线状的大致八边形称为“大致八边形”或简称为“八边形”。第四实施方式和第五实施方式的蜂窝过滤器400、500构成为：在隔室22的角部处的曲线状的部位的曲率半径R的情况下满足上述的式(1)。
第四实施方式和第五实施方式的蜂窝过滤器400、500在蜂窝结构部24的与隔室22延伸的方向正交的截面中彼此不同地形成有四边形的隔室22和八边形的隔室22。第四实施方式和第五实施方式的蜂窝过滤器400、500除了隔室22的形状以及第一隔室列35和第二隔室列36的排列不同以外，优选与第一实施方式的蜂窝过滤器(参照图4等)同样地构成。蜂窝过滤器400、500优选构成为：第一隔室列35的宽度P1比第二隔室列36的宽度P2大。
此处，参照图12和图13对图12～图15中示出的第四实施方式和第五实施方式的蜂窝过滤器400、500中的第一隔室列35的宽度P1和第二隔室列36的宽度P2的测定方法进行说明。首先，在图12和图13所示出的蜂窝过滤器400中，将由流入隔室22a或流出隔室22b中的至少一方和贯通隔室22c构成的隔室列作为第一隔室列35。流入隔室22a是在流出端面32侧的端部配设有封孔部25且流入端面31侧开口的隔室22。流出隔室22b是在流入端面31侧的端部配设有封孔部25、流出端面32侧开口的隔室22。另外，将在隔室22沿一个方向排列而成的隔室列中不包含贯通隔室22c的隔室列作为第二隔室列36。在测定各隔室列的宽度时，首先，将符号35所表示的第一隔室列35作为“测定对象隔室列”时，在构成该测定对象隔室列的隔室22中，找到配置于隔室列的最内侧的隔室22x。接下来，对于与该测定对象隔室列邻接的隔室列，在构成该邻接的隔室列的隔室22中，找到配置于隔室列的最内侧的隔室22y。然后，将隔室22x和隔室22y的在与隔室列延伸的方向正交的方向上的中间位置作为“测定对象隔室列”的单侧的侧缘。按照上述方法，求出“测定对象隔室列”的两侧的侧缘，测定2个侧缘间的距离。将所测定的2个侧缘间的距离作为“测定对象隔室列”的宽度。
图12～图15中示出的第四实施方式和第五实施方式的蜂窝过滤器400、500是在废气中的烟灰量变多、烟灰的堆积量变多的情况下有效的蜂窝过滤器。即，在与无烟灰堆积时的压力损失相比，需要抑制堆积有烟灰的状态下的压力损失上升时是优选的实施方式。
应予说明，图14和图15中示出的第五实施方式的蜂窝过滤器500为后述的单元结构的蜂窝过滤器。因此，在图14和图15中图示的隔室22的结构表示构成单元结构的蜂窝过滤器的一个蜂窝单元的端面的一部分。
图16～图19中示出的第六实施方式和第七实施方式的蜂窝过滤器600、700的由隔壁41区划形成的隔室42的形状为大致六边形。大致六边形是指六边形的角部形成为曲线状的形状。以下，有时将六边形的角部形成为曲线状的大致六边形称为“大致六边形”或简称为“六边形”。第六实施方式和第七实施方式的蜂窝过滤器600、700构成为：在隔室42的角部处的曲线状的部位的曲率半径R的情况下满足上述的式(1)。应予说明，图16～图19是用于说明在第六实施方式和第七实施方式的蜂窝过滤器600、700中六边形的隔室42的排列的示意图，因此将六边形的隔室42的角部处的曲线状的部位省略而作图。
在图16～图19中，仅示意地表示由隔壁41区划形成的隔室42的形状。即，在图16～图19中，将隔壁41用直线表示，以抽象地舍去该隔壁41的厚度的状态进行作图。第六实施方式和第七实施方式的蜂窝过滤器600、700优选构成为：在蜂窝结构部44的与隔室42延伸的方向正交的截面内第一隔室列55的宽度P1比第二隔室列56的宽度P2大。
图16～图19中示出的第六实施方式和第七实施方式的蜂窝过滤器600、700在装罐时，不仅能够实现各纸面的纵向、横向的强度的均匀性，还能够实现圆周方向的强度的均匀性。
参照图16和图17对图16～图19中示出的第六实施方式和第七实施方式的蜂窝过滤器600、700中的第一隔室列55的宽度P1和第二隔室列56的宽度P2的测定方法进行说明。首先，在图16和图17所示出的蜂窝过滤器600中，将由流入隔室42a或流出隔室42b中的至少一方和贯通隔室42c构成的隔室列作为第一隔室列55。流入隔室42a为在流出端面52侧的端部配设有封孔部45且流入端面51侧开口的隔室42。流出隔室42b为在流入端面51侧的端部配设有封孔部45、流出端面52侧开口的隔室42。另外，将在隔室42沿一个方向排列而成的隔室列中不包含贯通隔室42c的隔室列作为第二隔室列56。测定各隔室列的宽度时的侧缘为在各个隔室列的侧缘中向内侧凹陷的部位与向外侧凸出的部位的中间位置。由此求出各个隔室列的两侧的侧缘，测定2个侧缘间的距离。将所测定的2个侧缘间的距离作为隔室列的宽度。
对于以上说明的第一实施方式～第七实施方式的蜂窝过滤器，在对流入隔室和流出隔室的数量进行比较时，流入隔室的数量相对较多。例如，第一实施方式～第七实施方式的蜂窝过滤器是：构成为流入隔室和流出隔室具有规定的重复排列的蜂窝过滤器中将一部分流出隔室变更为贯通隔室这样的构成的蜂窝过滤器。另一方面，对于以下说明的第八实施方式～第十三实施方式的蜂窝过滤器，在对流入隔室和流出隔室的数量进行比较时，流出隔室的数量相对较多。例如，第八实施方式～第十三实施方式的蜂窝过滤器是：构成为流入隔室和流出隔室具有规定的重复排列的蜂窝过滤器中将一部分流入隔室变更为贯通隔室这样的构成的蜂窝过滤器。
(3)蜂窝过滤器(第八实施方式～第十三实施方式)：
接下来，参照图24～图35对本发明的蜂窝过滤器的第八实施方式～第十三实施方式进行说明。此处，图24～图35是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的第八实施方式～第十三实施方式的、将流入端面或流出端面的一部分放大而得到的放大俯视图。
图24～图27中示出的第八实施方式和第九实施方式的蜂窝过滤器1100、1200的隔室2的形状为大致四边形，与第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)同样地以满足上述的式(1)的方式构成。第八实施方式的蜂窝过滤器1100相对于第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)，流入隔室2a和流出隔室2b的配置位置相反。第八实施方式的蜂窝过滤器1100优选除了上述的配置位置以外，与第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)同样地构成。另外，第九实施方式的蜂窝过滤器1200相对于第二实施方式的蜂窝过滤器200(参照图8等)，流入隔室2a和流出隔室2b的配置位置相反。第九实施方式的蜂窝过滤器1200优选除了上述的配置位置以外，与第二实施方式的蜂窝过滤器200(参照图8等)同样地构成。第八实施方式和第九实施方式的蜂窝过滤器1100、1200优选构成为：第一隔室列15的宽度P1比第二隔室列16的宽度P2大。
图28～图31中示出的第十实施方式和第十一实施方式的蜂窝过滤器1300、1400的由隔壁21区划形成的隔室22的形状为大致四边形和大致八边形。第十实施方式的蜂窝过滤器1300相对于第四实施方式的蜂窝过滤器400(参照图12等)，流入隔室22a和流出隔室22b的配置位置相反。第十实施方式的蜂窝过滤器1300优选除了上述的配置位置以外，与第四实施方式的蜂窝过滤器400(参照图12等)同样地构成。另外，第十一实施方式的蜂窝过滤器1400相对于第五实施方式的蜂窝过滤器500(参照图14等)，流入隔室22a和流出隔室22b的配置位置相反。第十一实施方式的蜂窝过滤器1400优选除了上述的配置位置以外，与第五实施方式的蜂窝过滤器同样地构成。
图32～图35中示出的第十二实施方式和第十三实施方式的蜂窝过滤器1500、1600的由隔壁41区划形成的隔室42的形状为大致六边形。第十二实施方式的蜂窝过滤器1500相对于第六实施方式的蜂窝过滤器600(参照图16等)，流入隔室42a和流出隔室42b的配置位置相反。第十二实施方式的蜂窝过滤器1500优选除了上述的配置位置以外，与第六实施方式的蜂窝过滤器600(参照图16等)同样地构成。另外，第十三实施方式的蜂窝过滤器1600相对于第七实施方式的蜂窝过滤器700(参照图18等)，流入隔室42a和流出隔室42b的配置位置相反。第十三实施方式的蜂窝过滤器1600优选除了上述的配置位置以外，与第七实施方式的蜂窝过滤器700(参照图18等)同样地构成。
(4)蜂窝过滤器(其他实施方式)：
接下来，参照图20～图23对本发明的蜂窝过滤器的其他实施方式进行说明。此处，图20是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的另一实施方式的流入端面的俯视图。图21是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式的流入端面的俯视图。图22是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式的流入端面的俯视图。图23是示意地表示本发明的蜂窝过滤器的又一实施方式的从流入端面侧观察到的立体图。
图20中示出的蜂窝过滤器2000在蜂窝过滤器2000的流入端面11中，纸面左上方的1/4扇型范围成为满足本发明的特征的蜂窝结构部4。即，在图20中，符号4表示的由虚线围起的扇型范围的蜂窝结构部4以满足上述式(1)的方式构成。像这样，蜂窝过滤器有时因使用蜂窝过滤器时的布局(layout)或废气的偏流等而使得灰等颗粒状物质的堆积状况发生偏在。因此，像图20中示出的蜂窝过滤器2000那样，蜂窝过滤器2000的端面整个区域不都满足上述式(1)也是可以的。例如，蜂窝过滤器2000可以根据使用蜂窝过滤器时的布局(layout)或废气的偏流等而确保灰的堆积容量较大，并且有效地抑制捕集效率降低。例如，在废气集中流入蜂窝过滤器2000的由虚线围起的部分等情况下是有效的。
对于图21中示出的蜂窝过滤器2100，蜂窝过滤器2100的流入端面11的四角的四个位置的范围成为满足本发明的特征的蜂窝结构部4。即，在图21中，符号4表示的由虚线围起的范围的蜂窝结构部4构成为：满足上述式(1)和式(2)。图21中示出的蜂窝过滤器2100例如在废气集中流过蜂窝过滤器2100的由实线围起的中央部分等情况下是有效的。应予说明，在图21中示出的蜂窝过滤器2100中，除了符号4表示的由虚线围起的范围以外，也可以不满足上述式(1)。
对于图22中示出的蜂窝过滤器2200，蜂窝过滤器2200的流入端面11的用虚线表示的四角的四个位置的范围成为满足本发明的特征的蜂窝结构部4。图22中示出的蜂窝过滤器2200例如在外周部分附近废气流较少等情况下是有效的。
图23中示出的蜂窝过滤器3000是具备蜂窝结构部4、和在形成于蜂窝结构部4的隔室2的任一个端部所配设的封孔部5的蜂窝过滤器3000。特别是，在蜂窝过滤器3000中，各个蜂窝结构部4由柱状的蜂窝单元64构成，多个蜂窝单元64相互的侧面彼此由接合层65进行接合。即，在本实施方式的蜂窝过滤器3000中，构成单元结构的蜂窝过滤器3000的各个蜂窝单元64分别为蜂窝过滤器3000中的蜂窝结构部4。此处，“单元结构的蜂窝过滤器”是指由分别制作的多个蜂窝单元64接合而构成的蜂窝过滤器。应予说明，有时将如图1～图7所示的蜂窝结构部4的隔壁1全部一体地形成的蜂窝过滤器100称为“一体型的蜂窝过滤器”。本发明的蜂窝过滤器可以为“单元结构的蜂窝过滤器”，也可以为“一体型的蜂窝过滤器”。
在蜂窝过滤器3000中，优选至少一个蜂窝单元64与以上说明的第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)的蜂窝结构部4(参照图4等)同样地构成。即，至少一个蜂窝单元64具有2个以上的隔室2沿一个方向排列成直线状而形成的多个隔室列。而且，该多个隔室列包含由流入隔室2a或流出隔室2b中的至少一方和贯通隔室2c构成的第一隔室列、以及不包含贯通隔室2c的第二隔室列。而且，至少一个蜂窝单元64以满足上述式(1)的方式构成。这样的蜂窝过滤器3000也能够得到与以上说明的第一实施方式的蜂窝过滤器100(参照图4等)相同的作用效果。多个蜂窝单元64可以具有彼此相同的隔室结构，也可以具有彼此不同的隔室结构。
蜂窝过滤器3000中的外周壁3优选为由涂布在将多个蜂窝单元64接合而成的接合体的外周的外周涂层材料形成的外周涂层。另外，将多个蜂窝单元64接合而成的接合体优选为对该接合体的外周部分进行研削加工并配设有上述外周涂层的接合体。
在图23中示出的蜂窝过滤器3000中，隔室2的形状为四边形，但各蜂窝单元64的隔室2的形状可以采用以上说明的第一实施方式～第十三实施方式的蜂窝过滤器中的隔室的形状。
(5)蜂窝过滤器的制造方法：
接下来，对制造本发明的蜂窝过滤器的方法进行说明。作为本发明的蜂窝过滤器的制造方法，可以举出具备：制作蜂窝成型体的工序、在隔室的开口部形成封孔部的工序、对蜂窝成型体进行干燥和烧成的工序的方法。
(5-1)成型工序：
成型工序是将混炼成型原料所得到的生坯挤出成型为蜂窝形状而得到蜂窝成型体的工序。蜂窝成型体具有：区划形成从第一端面延伸到第二端面的隔室的隔壁、和以围绕该隔壁的最外周的方式形成的外周壁。由隔壁构成的蜂窝结构的部分成为蜂窝结构部。在成型工序中，首先，对成型原料进行混炼而制成生坯。接下来，将得到的生坯挤出成型，得到隔壁与外周壁一体地成型而成的蜂窝成型体。
成型原料优选在陶瓷原料中加入分散介质和添加剂。作为添加剂，可以举出有机粘合剂、造孔材料、表面活性剂等。作为分散介质，可以举出水等。作为成型原料，可以使用与在以往公知的蜂窝过滤器的制造方法中使用的成型原料相同的成型原料。
作为混炼成型原料而形成生坯的方法，例如，可以举出使用捏合机、真空炼泥机等的方法。挤出成型可以使用形成有与蜂窝成型体的截面形状对应的狭缝的挤出成型用的喷嘴进行。例如，作为挤出成型用喷嘴，优选使用形成有与以上说明的第一实施方式～第十实施方式的蜂窝过滤器中的隔室的形状对应的狭缝的喷嘴。
(5-2)封孔工序：
封孔工序是对隔室的开口部进行封孔而形成封孔部的工序。例如，在封孔工序中，通过利用与在蜂窝成型体的制造中使用的材料相同的材料对一部分隔室的开口部进行封孔而形成封孔部。形成封孔部的方法可以按照以往公知的蜂窝过滤器的制造方法进行。
(5-3)烧成工序：
烧成工序是对形成有封孔部的蜂窝成型体进行烧成而得到蜂窝过滤器的工序。在对形成有封孔部的蜂窝成型体进行烧成之前，可以用例如微波和热风对得到的蜂窝成型体进行干燥。另外，例如，也可以先对形成封孔部前的蜂窝成型体进行烧成工序，对由烧成工序得到的蜂窝烧成体进行上述的封孔工序。
对蜂窝成型体进行烧成时的烧成温度可以根据蜂窝成型体的材质而适当地决定。例如，蜂窝成型体的材质为堇青石时，烧成温度优选1380～1450℃，更优选1400～1440℃。另外，烧成时间以最高温度下的保持时间计，优选为4～6小时左右。
【实施例】
以下，通过实施例对本发明进行更具体的说明，但本发明不受这些实施例任何限定。
(实施例1)
向堇青石化原料100质量份中分别添加造孔材料0.5质量份、分散介质33质量份、有机粘合剂5.6质量份，进行混合、混炼而制备生坯。作为堇青石化原料，使用氧化铝、氢氧化铝、高岭土、滑石和二氧化硅。作为分散介质，使用水，作为造孔材料，使用平均粒径10～50μm的吸水性聚合物，作为有机粘合剂，使用甲基纤维素(Methylcellulose)，作为分散剂，使用糊精(Dextrin)
接下来，使用规定的模具对生坯进行挤出成型，得到隔室形状为大致四边形、整体形状为圆柱状的蜂窝成型体。
接下来，利用热风干燥机干燥蜂窝成型体。干燥条件为95～145℃。
接下来，在已干燥的蜂窝成型体中形成封孔部。具体而言，首先，在蜂窝成型体的流入端面以覆盖流入隔室的方式施加掩模。其后，将施加有掩模的蜂窝成型体的端部浸渍于封孔浆料，向未施加掩模的流出隔室的开口部填充封孔浆料。其后，对蜂窝成型体的流出端面也利用与上述相同的方法向流入隔室的开口部填充封孔浆料。其后，进一步利用热风干燥机对形成有封孔部的蜂窝成型体进行干燥。
接下来，对已干燥的蜂窝成型体进行烧成。作为烧成条件，以1350～1440℃烧成10小时，制作实施例1的蜂窝过滤器。
实施例1的蜂窝过滤器的隔壁的厚度为203μm。隔室的形状为四边形的角部形成为曲率半径20μm的曲线状的形状。在表1的“隔室结构”栏中示出隔壁的厚度、隔室形状。应予说明，表1的“隔室形状”栏中，对于多边形的角部形成为曲线状的形状，仅表示该多边形的形状。应予说明，曲率半径按照以下方法进行测定。首先，使用Nikon公司制的“VM-2520(商品名)”，用图像测量仪对蜂窝过滤器的流入端面和流出端面进行拍摄。接下来，通过对所拍摄的流入端面和流出端面的图像进行图像解析而求出隔室的角部的曲率半径。在实施例1中，对流入端面的20个位置和流出端面的20个位置的曲率半径进行测定，将其平均值作为隔室的角部的曲率半径。在实施例1中，隔室的角部的曲率半径为20μm。
实施例1的蜂窝过滤器的与轴向正交的截面的形状为圆形，蜂窝结构部具有如图4所示的第一隔室列15和第二隔室列16。蜂窝过滤器的流入端面的直径为118.4mm，从流入端面到流出端面的长度(全长)为120.0mm。将实施例1的蜂窝过滤器的形状示于表1的“截面形状”、“直径”、“全长”栏中。
将实施例1的蜂窝过滤器的第一隔室列的宽度P1(mm)和第二隔室列的宽度P2(mm)示于表2。另外，在表2的“P1，P2比(％)”栏中示出“100－(P2/P1×100)”的值。在表2的“P1，P2平均(mm)”栏中示出“(P1+P2)/2”的值。在表2的“曲率半径(μm)”栏中示出隔室的角部的曲率半径R的值。在表2的“X(％)”栏中示出“(R/1000)/((P1+P2)/2)×100”的值。表2中的“X(％)”为由本申请说明书中的式(2)表示的值。另外，在表2的“隔室结构”栏中示出各实施例和比较例的蜂窝过滤器中的隔室的结构。例如，在“隔室结构”栏中记为图4时，表示所制造的蜂窝过滤器具有图4中示出的隔室结构。
[表1]
Figure BDA0001630658440000231
[表2]
Figure BDA0001630658440000241
(实施例2～39)
如表1、表2或表4、表5所示地变更隔室结构、截面形状、外周的形状等，制作实施例2～39的蜂窝过滤器。应予说明，在表1和表4中的“配置图案”栏中记载为“图案1”时，表示为在对流入隔室和流出隔室的数量进行比较时流入隔室的数量相对较多的隔室结构。
在实施例8和9中，作为制作蜂窝过滤器的材料，使用碳化硅(SiC)。实施例8和9的蜂窝过滤器为单元结构的蜂窝过滤器。
(实施例40～56)
如表7、表8或表10、表11所示地变更隔室结构、截面形状、外周的形状等，制作实施例40～56的蜂窝过滤器。应予说明，在表7和表10中的“配置图案”栏中记载为“图案2”时，表示为在对流入隔室和流出隔室的数量进行比较时流出隔室的数量相对较多的隔室结构。
在实施例42中，作为制作蜂窝过滤器的材料，使用碳化硅(SiC)。实施例45的蜂窝过滤器为单元结构的蜂窝过滤器。
(比较例1～22)
如表7、表8或表10、表11所示地变更隔室结构、截面形状、外周的形状等，制造比较例1～22的蜂窝过滤器。在比较例6中，作为制作蜂窝过滤器的材料，使用碳化硅(SiC)。比较例6的蜂窝过滤器为单元结构的蜂窝过滤器。
对于实施例1～56和比较例1～22的蜂窝过滤器，按照以下示出的方法进行“烟灰泄漏”、“压力损失-1”、“压力损失-2”和“综合判定”的评价。将结果示于表3、表6、表9和表12。
[烟灰泄漏]
首先，按照以下方法对各实施例的蜂窝过滤器实施加热振动试验。首先，在蜂窝过滤器的外周面卷绕非热膨胀性的陶瓷垫。接下来，将卷绕有陶瓷垫的蜂窝过滤器收纳于一分为二的不锈钢制(SUS430)的罐体后，进行焊接，在罐体内收纳蜂窝过滤器。以下将收纳有蜂窝过滤器的罐体称为“试验用的罐体”。接下来，将试验用的罐体安装于加热振动试验装置，由加热振动试验装置将丙烷的燃烧气体供给到试验用的罐体内。使燃烧气体在蜂窝过滤器的流入端面的气体温度最大为1000℃，气体流量为2.5Nm3/分钟。另外，为了提供热循环，以20分钟间隔重复加热和冷却。接下来，以向试验用的罐体内连续供给上述燃烧气体的状态，对该罐体施加蜂窝过滤器的与隔室延伸的方向正交的方向的振动。对罐体施加的振动的条件为提供150Hz，50G的振动20小时。其后，使试验用的罐体以蜂窝过滤器的中心轴为中心旋转90°。将以上的操作合计重复进行4次。即，试验时间为20小时×4次，合计80小时。
在烟灰泄漏的评价中，实施上述的加热振动试验后，使用PM产生装置，在蜂窝过滤器中堆积4g/L的量的烟灰，确认烟灰从蜂窝过滤器中泄漏。将确认从蜂窝过滤器的贯通隔室以外的隔室(即，流入隔室和流出隔室)中没有烟灰泄漏的情况记为评价“A”。将确认从蜂窝过滤器的贯通隔室以外的隔室(即，流入隔室和流出隔室)中有1处烟灰泄漏的情况记为评价“C”。将确认从蜂窝过滤器的贯通隔室以外的隔室(即，流入隔室和流出隔室)中有2处以上的烟灰泄漏的情况记为“D”。在烟灰泄漏的评价中，将评价“A”的情况视为合格。
[压力损失-1]
首先，使用日本特开2007-155708号公报中记载的PM产生装置，产生含PM气体。应予说明，作为PM产生装置的燃料，使用轻油。将由该PM产生装置产生的含PM气体从蜂窝过滤器的流入端面侧导入。然后，求出使保持于200℃的一定温度的气体以10Nm3/min的条件流入时蜂窝过滤器的流入端面与流出端面的压力差。将堆积于蜂窝过滤器的烟灰量为4g/L时求出的压力差作为“压力损失-1”中的“蜂窝过滤器的压力损失值”。然后，对所测定的压力损失值与以下示出的评价基准的压力损失值进行比较时，将压力损失值为同等以下的情况评价为“A”，将压损上升在5％以内的情况评价为“B”，将发现压损上升超过5％的情况评价为“C”。在压力损失的评价中，将评价“A”或评价“B”的情况视为合格。在“压力损失-1”的评价中，评价基准的蜂窝过滤器记为评价“A”。
[压力损失-2]
首先，使用日本特开2007-155708号公报中记载的PM产生装置，产生含PM气体。应予说明，作为PM产生装置的燃料，使用轻油。将由该PM产生装置产生的含PM气体从蜂窝过滤器的流入端面侧导入。由此，在蜂窝过滤器的隔壁的表面的、蜂窝过滤器的全长的1/3的范围内堆积含PM气体中的灰。然后，求出使保持于200℃的一定温度的气体以10Nm3/min的条件流入时蜂窝过滤器的流入端面与流出端面的压力差。将这样求出的压力差作为“压力损失-2”中的“蜂窝过滤器的压力损失值”。然后，对测定的压力损失值与以下示出的评价基准的压力损失值进行比较时，将可见压力损失减少5％以上且小于10％的情况记为评价“B”，将可见压力损失减少10％以上的情况记为评价“A”。另外，将压力损失减少小于5％或压力损失增大的情况记为评价“C”。在压力损失的评价中，将评价“A”或评价“B”的情况视为良好。在“压力损失-2”的评价中，评价基准的蜂窝过滤器记为评价“C”。
在“压力损失-1”和“压力损失-2”的评价中，各评价基准如下。
实施例1～5、40和比较例1～4以比较例1为评价基准。
实施例6、7、41和比较例5以比较例5为评价基准。
实施例8、9、42和比较例6以比较例6为评价基准。
实施例10、11、43和比较例7以比较例7为评价基准。
实施例12、13、44和比较例8以比较例8为评价基准。
实施例14、15、45和比较例9以比较例9为评价基准。
实施例16、17、46和比较例10以比较例10为评价基准。
实施例18、19、47和比较例11以比较例11为评价基准。
实施例20、21、48和比较例12以比较例12为评价基准。
实施例22～25、49和比较例13～15以比较例13为评价基准。
实施例26、27、50和比较例16以比较例16为评价基准。
实施例28、29、51和比较例17以比较例17为评价基准。
实施例30、31、52和比较例18以比较例18为评价基准。
实施例32、33、53和比较例19以比较例19为评价基准。
实施例34、35、54和比较例20以比较例20为评价基准。
实施例36、37、55和比较例21以比较例21为评价基准。
实施例38、39、56和比较例22以比较例22为评价基准。
[综合判定]
将在“烟灰泄漏”、“压力损失-1”这2项评价中均合格的情况评价为“OK”。将在“烟灰泄漏”、“压力损失-1”这2项评价中有一项不合格的情况就评价为“NG”。应予说明，“压力损失-2”的评价作为补充评价，并不包含于该综合判定的结果中。
[表3]
Figure BDA0001630658440000281
[表4]
Figure BDA0001630658440000291
[表5]
Figure BDA0001630658440000301
[表6]
Figure BDA0001630658440000311
[表7]
Figure BDA0001630658440000321
[表8]
Figure BDA0001630658440000331
[表9]
Figure BDA0001630658440000341
[表10]
Figure BDA0001630658440000351
[表11]
Figure BDA0001630658440000361
[表12]
Figure BDA0001630658440000371
(结果)
实施例1～56的蜂窝过滤器在烟灰泄漏的评价中未见从蜂窝过滤器中泄漏烟灰，为评价“A”的结果。另外，实施例1～56的蜂窝过滤器在“压力损失-1”的评价中也为评价“A”的结果。因此，实施例1～56的蜂窝过滤器在综合判定中都得到了“OK”的结果。另一方面，比较例1～22的蜂窝过滤器在“烟灰泄漏”、“压力损失-1”这2项评价中至少一项评价为不合格，在综合判定中得到“NG”的结果。另外，实施例1～39的蜂窝过滤器以表2和表5的“P1、P2比(％)”的值满足上述的式(2)的关系的方式构成，在“压力损失-2”的评价中也能够得到良好的结果。
产业上的可利用性
本发明的蜂窝过滤器能够作为用于捕集废气中的颗粒状物质的过滤器利用。

Claims (13)

1.一种蜂窝过滤器，包括：
蜂窝结构部，所述蜂窝结构部具有配设成包围多个隔室的多孔质的隔壁，所述多个隔室从流入端面延伸到流出端面，形成流体的流路，和，
封孔部，所述封孔部配置成将多个所述隔室中的一部分所述隔室的所述流入端面侧或所述流出端面侧中的任一方的端部密封，
在多个所述隔室中，
将在所述流出端面侧的端部配设有所述封孔部、所述流入端面侧开口的所述隔室作为流入隔室，
将在所述流入端面侧的端部配设有所述封孔部、所述流出端面侧开口的所述隔室作为流出隔室，
将未配设所述封孔部、所述流入端面侧和所述流出端面侧都开口的所述隔室作为贯通隔室，
所述蜂窝结构部在该蜂窝结构部的与所述隔室延伸的方向正交的截面内具有多个隔室列，所述隔室列是2个以上的所述隔室沿一个方向排列成直线状而形成的，
所述隔室列是在与所述隔室延伸的方向正交的截面中，包含四边形的隔室和八边形的隔室沿所述一个方向交替排列而形成的重复单元的隔室列、或者、六边形的隔室沿所述一个方向排列而形成的隔室列中的任一种，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面中，所述四边形的隔室、所述八边形的隔室、及所述六边形的隔室各自的轮廓形状具有彼此对置的2条边，与该对置的2条边垂直的方向为所述一个方向，
多个所述隔室列包含作为一个所述隔室列的第一隔室列和作为其他所述隔室列的第二隔室列，
所述第一隔室列是沿所述一个方向排列的所述隔室由所述流入隔室或所述流出隔室中的至少一方和所述贯通隔室构成的隔室列，
所述第二隔室列是作为沿所述一个方向排列成直线状的所述隔室不包含所述贯通隔室的隔室列，
在与所述隔室延伸的方向正交的截面中，各个所述隔室为多边形，所述多边形的角部具有形成为曲率半径R的曲线状的形状，
通过下述测定方法（1）测定的所述第一隔室列的宽度P1、所述第二隔室列的宽度P2和所述曲率半径R满足下述式（1）的关系，其中，宽度P1和宽度P2的单位为mm，曲率半径R的单位为μm，
式（1）：0.4≤（R/1000）/（（P1＋P2）/2）×100≤2.8，
测定方法（1）：
（1-1）包含四边形的隔室和八边形的隔室沿所述一个方向交替排列而形成的重复单元的隔室列的测定方法
对于包含四边形的隔室和八边形的隔室沿所述一个方向交替排列而形成的重复单元的隔室列中，将测定该隔室列的宽度的一个隔室列作为测定对象隔室列，在构成该测定对象隔室列的所述隔室中，将在与所述测定对象隔室列延伸的方向正交的方向配置在最内侧的所述隔室设为第一内侧隔室，接下来，对于与所述测定对象隔室列邻接的一个隔室列中，在构成该邻接的一个隔室列的所述隔室中，将在与邻接的一个隔室列延伸的方向正交的方向配置在最内侧的所述隔室设为第二内侧隔室，然后，对于与所述测定对象隔室列在与所述一个隔室列不同的侧缘侧邻接的其他隔室列中，在构成该邻接的其他隔室列的所述隔室中，将在与邻接的其他隔室列延伸的方向正交的方向配置在最内侧的所述隔室设为第三内侧隔室，将所述第一内侧隔室和所述第二内侧隔室在与所述隔室列延伸的方向正交的方向中的中间位置设为所述测定对象隔室列的第一侧缘，将所述第一内侧隔室与所述第三内侧隔室在所述隔室列延伸的方向正交的方向的中间位置设为所述测定对象隔室列的第二侧缘，测定所述测定对象隔室列中的所述第一侧缘和所述第二侧缘的2个侧缘间的距离，将所测定的所述距离作为该测定对象隔室列的宽度；
（1-2）六边形的隔室沿所述一个方向排列而形成的隔室列的测定方法
对于构成六边形的隔室沿所述一个方向排列而形成的隔室列的多个所述隔室各自的轮廓形状，将在与所述隔室列延伸的方向正交的方向最向内侧凹陷的部位与最向外侧凸出的部位的中间位置设为该隔室列宽度的各侧缘，测定该隔室列的2个侧缘间的距离，将所测定的距离作为该隔室列的宽度。
2.根据权利要求1所述的蜂窝过滤器，其中，所述第一隔室列的宽度P1和所述第二隔室列的宽度P2满足下述式（2）的关系，式中，宽度P1和宽度P2的单位为mm，
式（2）：2≤100－（P2/P1×100）≤50。
3.根据权利要求1所述的蜂窝过滤器，其中，所述第一隔室列的宽度P1和所述第二隔室列的宽度P2的平均值为0.7～3.5mm。
4.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，所述第一隔室列的宽度P1为0.7～4.0mm。
5.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，所述第二隔室列的宽度P2为0.7～2.7mm。
6.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在与所述隔室延伸的方向正交的截面中，所述第二隔室列的数量N2相对于所述第一隔室列的数量N1的比率N2/N1为1/4～4.0。
7.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在所述第一隔室列中，沿所述一个方向交替配设有所述流入隔室和所述贯通隔室。
8.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在所述第一隔室列中，沿所述一个方向交替配设有所述流出隔室和所述贯通隔室。
9.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在所述第二隔室列中，沿所述一个方向交替配置有所述流入隔室和所述流出隔室。
10.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，所述第二隔室列包含仅所述流入隔室沿所述一个方向排列成直线状而形成的隔室列。
11.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，所述第二隔室列进一步包含仅所述流出隔室沿所述一个方向排列成直线状而形成的隔室列。
12.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，在与所述隔室延伸的方向正交的截面中，所述隔室列的构成不同的区域存在2个以上，在至少一部分区域存在所述蜂窝结构部。
13.根据权利要求1～3中的任一项所述的蜂窝过滤器，其中，包括多个所述蜂窝结构部，
各个所述蜂窝结构部由柱状的蜂窝单元构成，多个所述蜂窝单元相互的侧面彼此由接合层进行接合。
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