CN204563774U

CN204563774U - 蜂窝结构体

Info

Publication number: CN204563774U
Application number: CN201520111724.3U
Authority: CN
Inventors: 山田敏雄; 广濑正悟; 平川敏弘
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2014-02-24
Filing date: 2015-02-15
Publication date: 2015-08-19
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: US20150240679A1; JP2015157730A

Abstract

本实用新型提供一种蜂窝结构体，其捕集效率良好，且能够抑制灰滞留时的压力损失的增大。该蜂窝结构体具备：具有对从流入端面延伸至流出端面的隔室进行划分形成的隔壁的蜂窝基材；以及封孔部，至少包含一组由两端封孔隔室、与该两端封孔隔室邻接的入口隔室、以及与该两端封孔隔室邻接的出口隔室三个隔室构成的隔室组，对两端封孔隔室进行划分形成的隔壁具有作为对入口隔室与两端封孔隔室双方进行划分形成的共用的隔壁的第一共用隔壁、以及作为对出口隔室与两端封孔隔室双方进行划分形成的共用的隔壁的第二共用隔壁，在第一共用隔壁的流出端面侧的端部形成有第一流通孔，在第二共用隔壁的流入端面侧的端部形成有第二流通孔。

Description

蜂窝结构体

技术领域

本实用新型涉及蜂窝结构体。更加详细而言涉及捕集效率良好且能够抑制灰滞留时的压力损失的增大的蜂窝结构体。

背景技术

以往，为了除去从各种发动机等被排出的废气所包含的微粒子(以下，也称为PM(Particulate Matter颗粒物质))对废气进行净化，使用具备蜂窝结构的过滤器(蜂窝结构体)的废气净化装置。蜂窝结构体公知有(例如，参照专利文献1、2)具备：蜂窝结构的蜂窝基材；以及配设于该蜂窝基材的规定的隔室亦即入口隔室的流出端面侧的开口部及剩余的隔室亦即出口隔室的流入端面的开口部的封孔部。蜂窝基材具体而言具有对成为废气的流路的多个隔室进行划分形成的多孔质的隔壁。

对于蜂窝结构体而言，若使包含微粒子的废气从作为一方的端部的流入端部侧流入，则利用隔壁对微粒子进行过滤，将被净化的气体从另一方的端部亦即流出端部侧排出。蜂窝结构体这样对废气进行净化。

若废气流入蜂窝结构体的入口隔室，则入口隔室在流出端面侧的开口部被封孔，因此废气透过对入口隔室进行划分形成的隔壁而流入出口隔室内。而且，出口隔室在流入端面侧的开口部被封孔，因此被净化的气体从流出端面侧的开口部被排出。滞留在蜂窝结构体的内部的PM通过每隔适当的间隔使废气的温度上升或者利用电加热器等进行加热而被燃烧。这样，PM不会过于滞留在蜂窝结构体的内部。

另外，作为蜂窝结构体也报告有为了防止压力损失的增大而将封孔部仅配设于一方的端部或者另一方的端部的结构(例如，参照专利文献3、4)。

专利文献1：日本特开昭49-38266号公报

专利文献2：日本特开昭56-148607号公报

专利文献3：日本特开2003-35126号公报

专利文献4：日本特开2004-108203号公报

然而，对于专利文献1、2所记载的蜂窝结构体而言，隔室的开口部的一方或者另一方被封孔，因此压力损失的增大较大。另外，在滞留有PM中所包含的不燃部分亦即灰(灰烬)的情况下，滞留的灰难以从蜂窝结构体被排出。因此，灰滞留时的压力损失的增大也较大。专利文献3所记载的蜂窝结构体存在未配设有封孔部的隔室，因此与专利文献1、2所记载的蜂窝结构体相比，灰的堆积较少且压力损失的增大也较少，但PM的捕集效率较低。与专利文献3的情况相同地，专利文献4所记载的蜂窝结构体存在未配设有封孔部的隔室，因此压力损失的增大较少，但与专利文献1、2所记载的蜂窝结构体相比，PM的捕集效率较低。另外，专利文献4所记载的蜂窝结构体在隔室的流出端部侧配设有封孔部，因此在蜂窝结构体的流出端部容易堆积有灰，从而难以将该部分的灰排出。因此，若不排出已堆积的灰，则导致压力损失增大。另一方面，在排出灰方面较繁琐。

据此，迫切期望开发出捕集效率良好且能够抑制灰滞留时的压力损失的增大的蜂窝结构体。

实用新型内容

本实用新型是鉴于上述的现有技术所具有的问题点而完成的。其课题在于提供一种捕集效率良好且能够抑制灰滞留时的压力损失的增大的蜂窝结构体。

根据本实用新型，提供一种以下所示的蜂窝结构体。

[1]一种蜂窝结构体，具备：蜂窝基材，其具有隔壁，该隔壁划分形成多个隔室，该隔室成为流体的流路并且从流入端面延伸至流出端面，所述流入端面为所述流体流入的一方的端面，所述流出端面为所述流体流出的另一方的端面；以及配设于所述蜂窝基材的所述隔室的开口部的封孔部，多个所述隔室至少包含一组由两端封孔隔室、入口隔室以及出口隔室三个隔室构成的隔室组，所述两端封孔隔室在流入端面侧以及流出端面侧双方的开口部配设有所述封孔部，所述入口隔室与所述两端封孔隔室邻接并且仅在所述流出端面侧的开口部配设有所述封孔部，所述出口隔室与所述两端封孔隔室邻接并且仅在所述流入端面侧的开口部配设有所述封孔部，对构成所述隔室组的所述两端封孔隔室进行划分形成的所述隔壁具有第一共用隔壁和第二共用隔壁，所述第一共用隔壁为划分形成所述入口隔室与所述两端封孔隔室双方的共用的所述隔壁，所述第二共用隔壁为划分形成所述出口隔室与所述两端封孔隔室双方的共用的所述隔壁，在所述第一共用隔壁的所述流出端面侧的端部形成有第一流通孔，在所述第二共用隔壁的所述流入端面侧的端部形成有第二流通孔。

[2]就根据上述[1]所述的蜂窝结构体而言，在所述蜂窝基材的与所述隔室延伸的方向正交的截面中，以作为所述入口隔室的中心的第一中心、作为所述两端封孔隔室的中心的第二中心、以及作为所述出口隔室的中心的第三中心位于同一直线上的方式配置有所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室。

[3]就根据上述[1]所述的蜂窝结构体而言，在所述蜂窝基材的与所述隔室延伸的方向正交的截面中，构成一个所述隔室组的所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室配置为呈L字状。

[4]就根据上述[1]～[3]中任一项所述的蜂窝结构体而言，所述第一流通孔的在蜂窝基材的隔室的延伸方向的截面上的开口面积为构成所述隔室组的所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室的在蜂窝基材的与隔室的延伸方向正交的截面的截面积的平均值的0.3～3.5倍。

[5]就根据上述[1]～[4]中任一项所述的蜂窝结构体而言，所述第二流通孔的开口面积为构成所述隔室组的所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室的截面积的平均值的0.3～3.5倍。

[6]就根据上述[1]～[5]中任一项所述的蜂窝结构体而言，由多孔质的陶瓷构成。

[7]就根据上述[1]～[6]中任一项所述的蜂窝结构体而言，所述蜂窝基材为一体成形的结构。

[8]就根据上述[1]～[6]中任一项所述的蜂窝结构体而言，所述蜂窝基材具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。

本实用新型的蜂窝结构体具有与以往的蜂窝结构体的捕集效率相同程度的捕集效率。换句话说，本实用新型的蜂窝结构体的捕集效率良好。另外，本实用新型的蜂窝结构体具有由特定的三个隔室构成的隔室组并且在规定的隔壁形成有第一流通孔与第二流通孔。换句话说，就本实用新型的蜂窝结构体而言，供灰堆积的空间存在流出端面侧的端部以及流入端面侧的端部两处(参照图2的符号X、Y)。另外，在本实用新型的蜂窝结构体中，滞留在蜂窝结构体内部的灰适当地乘着废气的流动，从而顺着入口隔室、两端封孔隔室、出口隔室的路径被排出至外部。因此，本实用新型的蜂窝结构体能够抑制灰滞留时的压力损失的增大。其结果，灰滞留时的维护作业的次数较少，也可以几乎不进行维护作业。换句话说，对于灰的堆积而言是所谓的免维护。

附图说明

图1是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的立体图。

图2是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的与隔室延伸的方向平行的截面的剖视图。

图3是以放大的方式示意性地表示与图2所示的截面正交的截面的一部分的放大图。

图4A是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图4B是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图4C是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图4D是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图4E是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图4F是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图4G是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图4H是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图5A是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图5B是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图6A是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图6B是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图7A是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图7B是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图8是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图9是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图10是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图11A是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图11B是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图11C是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图11D是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图12A是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的制造工序的说明图。

图12B是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的制造工序的说明图。

图12C是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的制造工序的说明图。

图中：

1、3—隔壁，1a—第一共用隔壁，1b—第二共用隔壁，2—隔室，2a—入口隔室，2b—两端封孔隔室，2c—出口隔室，5—隔室组，7—第一流通孔，8—第二流通孔，10—蜂窝基材，11—流入端面，12、112—流出端面，20—树脂部件，23—封孔材，25—封孔部，26—外周壁，50—蜂窝烧成体，100—蜂窝结构体。

具体实施方式

以下，对本实用新型的实施方式进行说明。本实用新型不限定于以下的实施方式，应该理解为在不脱离本实用新型的主旨的范围内，基于本领域技术人员的通常的知识，能够对以下的实施方式适当地进行变更、改进等也在本实用新型的范围内。

[1]蜂窝结构体：

本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式是图1所示的蜂窝结构体100。蜂窝结构体100具备：具有对多个隔室2进行划分形成的隔壁1的蜂窝基材10；以及配设于该蜂窝基材10的隔室2的开口部的封孔部25。隔壁1划分形成多个隔室2，该隔室2成为流体的流路并从流体流入的一方的端面亦即流入端面11延伸至流体流出的另一方的端面亦即流出端面12。多个隔室2至少包含一组隔室组5，该隔室组5由以下三个隔室构成：在流入端面11侧以及流出端面12侧双方的开口部配设有封孔部25的两端封孔隔室2b；以及与该两端封孔隔室2b邻接的入口隔室2a和出口隔室2c。入口隔室2a与两端封孔隔室2b邻接，并仅在流出端面12侧的开口部配设有封孔部25。出口隔室2c与上述两端封孔隔室2b邻接，并仅在流入端面11侧的开口部配设有封孔部25。换句话说，在一个两端封孔隔室2b邻接有入口隔室2a与出口隔室2c。对构成隔室组5的两端封孔隔室2b进行划分形成的隔壁1具有第一共用隔壁1a以及第二共用隔壁1b。第一共用隔壁1a是对入口隔室2a与两端封孔隔室2b双方进行划分形成的共用的隔壁1。第二共用隔壁1b是对出口隔室2c与两端封孔隔室2b双方进行划分形成的共用的隔壁1。在第一共用隔壁1a的流出端面12侧的端部形成有第一流通孔7，在第二共用隔壁1b的流入端面11侧的端部形成有第二流通孔8。

图1、图2所示的蜂窝结构体100不存在未被封孔的隔室(即，两方的开口部打开的隔室)亦即贯通隔室，因此能够防止因存在贯通隔室而引起的捕集效率降低。换句话说，能够获得比隔室的开口部的一方或者另一方被封孔的蜂窝结构体(专利文献3、4所示的蜂窝结构体)更良好的捕集效率。

另外，蜂窝结构体100能够抑制灰滞留时的压力损失的增大。其结果，对于蜂窝结构体100而言，灰滞留时的维护作业的次数较少，也可以几乎不进行维护作业。即，蜂窝结构体100相对于灰的堆积，为所谓的免维护。具体而言，在蜂窝结构体100中，灰容易堆积于由入口隔室2a、两端封孔隔室2b、出口隔室2c的顺路形成的流路中的、流出端面12侧的端部(在图2中，利用符号“X”来表示)以及流入端面11侧的端部(在图2中，利用符号“Y”来表示)两处。另一方面，以往的蜂窝结构体(专利文献1所示的蜂窝结构体)仅在流出端面侧的端部容易堆积灰。换句话说，在蜂窝结构体100中能够供灰堆积的空间较宽阔。据此，对于蜂窝结构体100而言，即便在与以往的蜂窝结构体在规定条件下可能堆积的量相同量的灰滞留于蜂窝结构体内的情况下，与以往的蜂窝结构体相比压力损失的增大的程度也较小。另外，滞留于蜂窝结构体100内的灰适当地乘着废气的流动被排出至外部。例如，存在于入口隔室2a内的灰从形成于入口隔室2a与两端封孔隔室2b之间的隔壁1的第一流通孔7流入两端封孔隔室2b内。接下来，上述灰从形成于该两端封孔隔室2b与出口隔室2c之间的隔壁1的第二流通孔8流入出口隔室2c内。然后，从蜂窝结构体100被排出。这样，能够使供灰堆积的空间较宽阔，并且滞留的灰乘着废气的流动被适当地排出，因此废气的流路不会完全关闭，因灰的堆积而产生的压力损失的增大程度变小(能够抑制压力损失的增大)。

图1是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的立体图。图2是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的一实施方式的与隔室延伸的方向平行的截面的剖视图。

入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室优选如下地进行配置。即，在蜂窝基材的与隔室延伸的方向正交的截面中，将入口隔室的中心设为“第一中心”，将两端封孔隔室的中心设为“第二中心”，将出口隔室的中心设为“第三中心”。此时，入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室优选以第一中心、第二中心以及第三中心位于同一直线上的方式进行配置。在蜂窝结构体100中，入口隔室2a、两端封孔隔室2b以及出口隔室2c以入口隔室2a的中心(第一中心)、两端封孔隔室2b的中心(第二中心)以及出口隔室2c的中心(第三中心)位于同一直线上的方式进行配置。

另外，入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室为也优选在从隔室延伸的方向观察上述隔室时如图4A～图4H所示地配置为呈L字状的方式。换句话说，由一个入口隔室、一个两端封孔隔室以及一个出口隔室的三个隔室构成的隔室组为也优选作为整体呈L字状的方式。

所谓“入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室呈L字状”是指如下状态：各隔室配置为，第一共用隔壁与第二共用隔壁不处于对置的位置关系，而处于形成构成两端封孔隔室的隔壁中的邻接的两个隔壁的位置。

图4A是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。图4B是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。图4C是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。图4D是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。图4E是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。图4F是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。图4G是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。图4H是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

本实用新型的蜂窝结构体只要至少包含一组隔室组即可。换句话说，本实用新型的蜂窝结构体也可以局部存在以由入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室构成的三个隔室为一组的隔室组。即便在局部存在上述隔室组的情况下，也能够期待本实用新型的效果。在局部存在隔室组的情况下，例如，能够做成如下方式：在蜂窝结构体的中心部(与隔室延伸的方向正交的截面的中央部)配置隔室组，在外周部(除了中心部以外的部分)配置以下的隔室(贯通隔室或者以往类型隔室)。即，能够在蜂窝结构体的外周部配置如下隔室：在两端部均不具有封孔部的隔室(贯通隔室)，或者以交错状在两端面、仅在流入端面、或者仅在流出端面具有封孔部的隔室(以往类型隔室)。后者的隔室(以往类型隔室)是如以往类型的蜂窝结构体那样配置有封孔部的隔室。另外，也可以在蜂窝结构体的中心部与外周部将上述的配置设为相反的配置。在本实用新型的蜂窝结构体中，“隔室组的比例”只要考虑必要的捕集效率、压力损失而适当地决定即可。优选为10～100％，更加优选为30～100％。“隔室组的比例”是“隔室组的个数”相对于“总隔室数(不论封孔部的有无均为全部的隔室的个数)的1/3的值”的比例。此外，除去隔室因外周壁而变形或者形成隔室的一个以上的边(壁)成为外周壁的隔室(以下，往往将这些隔室称为“不完整隔室”)而进行计数。

在包含多个隔室组的情况下，这些隔室组的配置图案不特别地限制，但例如，多个隔室组能够如图5A～图11D所示那样进行配置。此外，在图5A～图11D中，“1”表示入口隔室。“2”表示两端封孔隔室。“3”表示出口隔室。另外，在图5A～图11D中，示意性地表示隔室组的配置图案，为了便于对隔室组的配置图案进行说明，挑选蜂窝结构体的一部分进行表示。另外，在图5A～图11D中，对封孔部省略记载。

图5A～图11D的各图是示意性地表示本实用新型的蜂窝结构体的隔室组的排列图案的例子的俯视图。

图5A、图5B示出了以将入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室配置于同一直线上的隔室组以相同的顺序排列的例子。图6A、图6B示出了使图5A、图5B所示的排列以每一列(在图的左侧或者右侧，或者在图的上侧或者下侧)错开一个隔室大小的方式排列的例子。图7A、图7B以及图8示出了以图5A所示的排列为基准使每一行(在图的左侧或者右侧)错开的隔室数变化的例子。图9以及图10示出了交替地配置图4A、图4B以及图4E所示的隔室组的例子。

另外，在本实用新型的蜂窝结构体中，如图11A～图11D所示，也可以使入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室配置于同一直线上的隔室组以每一列沿图的横向(在图的左侧或者右侧)各错开1/2隔室大小的方式配置。

在图5A～图8以及图11A～图11D中，由于图5A、图5B使入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室分别位于同一直线上，因此容易形成封孔部，从而容易制作。

在图6A、图6B以及图8中，入口隔室的四个隔壁全部与两侧封孔隔室或者出口隔室邻接，因此即使通过这些隔壁，废气也流动。因此，在图6A、图6B以及图8所示的配置(排列图案)中，与其他的排列图案相比，压力损失降低5％左右。

另外，也可以配置为掺混多种图5A～图11D所示的排列图案而组合。

第一流通孔的开口面积优选为构成隔室组的入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室的截面积的平均值的0.3～3.5倍，更加优选为0.5～3倍。若上述“第一流通孔的开口面积”小于上述下限值，则存在压力损失增加的担忧。若上述“第一流通孔的开口面积”超过上述上限值，则存在等静压强度降低的担忧。所谓“入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室的截面积”是指与隔室延伸的方向正交的截面的各隔室的面积。在本说明书中，所谓“构成隔室组的入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室的截面积的平均值”是指以下的值。即，上述平均值是使构成一个隔室组的“入口隔室的截面积”、“两端封孔隔室的截面积”以及“出口隔室的截面积”之和的值乘以1/3而获得的值。此外，在对开口面积进行计算时，适当地选择多个隔室组。

形成第一流通孔的“流出端面侧的端部”具体而言是从蜂窝结构体的流出端面至蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度的1/3的位置的部分(第一流通孔形成区域)。第一流通孔优选形成于上述第一流通孔形成区域，但即便在上述第一流通孔形成区域中，也更加优选形成于从蜂窝结构体的流出端面至蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度的1/5的位置的部分。

第二流通孔的开口面积优选为构成隔室组的入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室的截面积的平均值的0.3～3.5倍，更加优选为0.5～3倍。若上述“第二流通孔的开口面积”小于上述下限值，则存在压力损失增加的担忧。若上述“第二流通孔的开口面积”超过上述上限值，则存在等静压强度降低的担忧。

形成有第二流通孔的“流入端面侧的端部”具体而言是从蜂窝结构体的流入端面至蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度的1/3的位置的部分(第二流通孔形成区域)。第二流通孔优选形成于上述第二流通孔形成区域，但即便在上述第二流通孔形成区域中，也更加优选形成于从蜂窝结构体的流入端面至蜂窝结构体的隔室延伸的方向的长度的1/5的位置的部分。

第一流通孔以及第二流通孔的各自的开口部的形状不特别地限制，各流通孔的开口部的形状可以相同，也可以不同。作为各流通孔的开口部的形状例如能够列举圆形、半圆形、椭圆形、半椭圆形(以短径切断椭圆的形状)、三角形、四边形等。图3以放大的方式表示第一流通孔7，该第一流通孔7的开口部的形状为半椭圆形。这样，容易形成形状为半椭圆形的开口部。图3是以放大的方式示意性地表示与图2所示的截面正交的截面(A—A截面)的一部分的放大图。

本实用新型的蜂窝结构体优选由多孔质的陶瓷构成。即，构成蜂窝结构体的蜂窝基材与封孔部优选由多孔质的陶瓷构成。若这样由多孔质的陶瓷构成，则容易承载催化剂。本实用新型的蜂窝结构体也可以由使金属粉末在成形后烧结的烧结金属、金属箔构成。

在由陶瓷构成的情况下，具体而言，从强度以及耐热性优越的观点来看，更加优选从堇青石、碳化硅、硅-碳化硅系复合材料、莫来石、氧化铝、钛酸铝、氮化硅、以及碳化硅-堇青石系复合材料构成的组中选择的至少一种。即便在这些中，也优选堇青石以及碳化硅。

本实用新型的蜂窝结构体的蜂窝基材也优选具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。这样具有单元结构，能够制造难以一体制造的部件(例如较大的部件)。

具有单元结构的蜂窝基材具体而言能够做成具有多个蜂窝单元与将多个蜂窝单元相互接合的接合层的接合体。

另外，本实用新型的蜂窝结构体的蜂窝基材也优选成形为一体。通过这样成形为一体而使制造工序简化。所谓“成形为一体”意味着蜂窝基材由一个部件构成。换句话说，是指通过挤压成形等方法一次形成整个蜂窝基材。

以下，对本实用新型的蜂窝结构体的各部件进一步进行说明。

[1-1]蜂窝基材：

蜂窝基材10的隔壁的厚度优选为40～600μm，更加优选为80～500μm，特别优选为100～400μm。若上述隔壁的厚度小于40μm，则存在隔壁的强度不足的担忧。另一方面，若上述隔壁的厚度超过600μm，则存在压力损失增加的担忧。

蜂窝基材10的隔壁的气孔率优选为25～80％，更加优选为30～75％，特别优选为30～70％。若上述气孔率小于25％，则存在压力损失增加的担忧。另一方面，若上述气孔率超过80％，则存在导致隔壁的强度降低的担忧。此处，在本说明书中，“气孔率”是利用水银孔率计测量出的值。

蜂窝基材10的隔壁的平均细孔径优选为5～100μm，更加优选为7～80μm，特别优选为7～60μm。若上述平均细孔径小于5μm，则存在压力损失增加的担忧。另一方面，若上述平均细孔径超过100μm，则存在废气的净化性能降低的担忧。此处，在本说明书中，“平均细孔径”是利用水银孔率计测量出的值。

蜂窝基材10的隔室密度优选为12～200隔室/cm²，更加优选为15～150隔室/cm²，特别优选为20～120隔室/cm²。若上述隔室密度小于12隔室/cm²，则存在等静压强度降低的担忧。另一方面，若上述隔室密度超过200隔室/cm²，则存在压力损失增加的担忧。

蜂窝基材10的与隔室2延伸的方向正交的截面的隔室2的形状能够形成四边形状、六边形状等。

蜂窝基材10(蜂窝结构体100)的隔室延伸的方向的长度能够做成50～1000mm或者在此之上(超过1000mm)。另外，在蜂窝结构体100的端面为圆形的情况下，端面的直径能够形成25～600mm或者在此之上(超过600mm)。

蜂窝基材10的形状能够做成圆柱状、椭圆柱状、四棱柱状、六棱柱状等任意的形状。即便在这些中，也优选圆柱状、四棱柱状。

[1－2]封孔部：

封孔部的深度(隔室延伸的方向的长度)优选为0.3～10mm，更加优选为0.5～8mm，特别优选为1～7mm。若封孔部的深度小于上述下限值，则存在封孔部因振动等容易脱落的担忧。若封孔部的深度超过上述上限值，则存在用作过滤器的情况下，作为过滤器发挥功能的部分减少的担忧。

封孔部的材质能够做成与隔壁的材质相同的材质。特别地，封孔部的材质优选为多孔质的陶瓷。

图1所示的蜂窝结构体100具有外周壁26，但也可以不具有外周壁26。外周壁26能够对陶瓷材料的蜂窝结构体的外周涂覆由陶瓷材料构成的外周涂层材料而形成。另外，在通过挤压成形等一体成形蜂窝基材的情况下，外周壁26也可以在制作蜂窝基材10的过程中与隔壁一并同时形成。

[2]蜂窝结构体的制造方法：

本实用新型的蜂窝结构体例如能够如下制造。对一体成形蜂窝基材的蜂窝结构体进行说明。

首先，对用于制作蜂窝基材的粘土进行调制，对该粘土进行成形，而制作蜂窝成形体(成形工序)。

接下来，对所获得的蜂窝成形体(或者，根据需要进行的干燥后的蜂窝干燥体)进行烧成而制作蜂窝烧成体(蜂窝烧成体制作工序)。

接下来，如图12A所示，以使流出端面112侧的端部为上方的方式配置制作出的蜂窝烧成体50。然后，在形成第一流通孔的隔壁3压入树脂部件。然后，使蜂窝烧成体50反转，以使流入端面111侧的端部为上方的方式配置蜂窝烧成体50。然后，如图12B所示，在形成第二流通孔的隔壁3压入树脂部件20。由于压入树脂部件20，隔壁3的被压入树脂部件20的部分被破坏。此外，隔壁3非常薄，因此即便人力也能够压入树脂部件20。这样使用树脂部件，能够可靠地形成所希望的大小的流通孔(第一流通孔、第二流通孔)。换句话说，树脂部件发挥隔离件的作用，若树脂部件通过烧成而消失，则能够形成流通孔(第一流通孔、第二流通孔)。

树脂部件的物性等不特别地限制，只要发挥隔离件的作用，能够通过烧成而消失即可。就树脂部件的硬度而言，只要为能够使隔壁的一部分破坏的程度较硬即可。此外，在使隔壁破坏时，不取决于直接压入树脂部件，也可以另外使用针、激光线等进行。在该情况下，树脂部件的硬度能够自由地设定，也可以不为能够使隔壁破坏的程度较硬的部件。

作为树脂部件，具体而言，能够使用聚乙烯制的部件、尼龙制的部件等。

接下来，如图12C所示，向压入树脂部件20的蜂窝烧成体50的、压入上述树脂部件20而形成的空间填充封孔材23(封孔材填充工序)。

此外，在本实用新型的蜂窝结构体的制造方法中，也可以采用不使用树脂部件的方法。换句话说，也可以使封孔材的粘度增大，从而在填充封孔材时使成为流通孔的部分不被封孔材堵塞。

接下来，对填充了封孔材的蜂窝烧成体再次进行烧成，从而形成封孔部(封孔部形成工序)。树脂部件通过该烧成而消失，配置有树脂部件的部分成为第一流通孔以及第二流通孔。这样，能够制作蜂窝结构体。

另外，也可以以如下方法来制造蜂窝结构体：对成形后已干燥的蜂窝干燥体的隔壁进行磨削或者利用激光线使其烧掉而形成所希望的大小的流通孔，在以成为流通孔的部分不被堵塞的方式填充封孔材之后进行烧成。

实施例

以下，基于实施例对本实用新型具体地进行说明，但本实用新型不限定于这些实施例。

(实施例1)

向堇青石化原料添加造孔材料、有机粘合剂以及水而形成成形原料。对成形原料进行混合、混炼并对圆柱状的粘土进行了调制。作为有机粘合剂，使用甲基纤维素，相对于堇青石化原料100质量份添加了5质量份。水作为分散介质而添加，以相对于成形原料整体成为10质量％的方式进行添加。堇青石原料是通过烧成而成为堇青石的原料。具体而言，是以成为二氧化硅(SiO₂)为42～56质量％、氧化铝(Al₂O₃)为30～45质量％、氧化镁(MgO)为12～16质量％的范围内的化学组成的方式混合了“规定的原料”的陶瓷原料。“规定的原料”是从滑石、高岭土、预烧高岭土、氧化铝、氢氧化铝、以及二氧化硅中选择的原料。

接下来，使用规定的口模对粘土进行挤压成形，获得具备对多个隔室进行划分形成的隔壁、以及与该隔壁同时一体地被挤压成形的外周壁的蜂窝成形体。就蜂窝成形体而言，隔室形状(与隔室延伸的方向正交的截面的隔室的形状)呈正方形，整体形状呈圆筒形。

接下来，通过高频干燥(誘電乾燥)以及热风干燥使所获得的蜂窝成形体干燥，然后，以最高温度1420℃烧成100小时而制作蜂窝烧成体。

就所获得的蜂窝烧成体而言，隔壁厚度为100μm，隔室密度为45隔室/cm²。另外，蜂窝烧成体的隔壁的气孔率为50％。另外，蜂窝烧成体的平均细孔径为18μm。蜂窝烧成体为底面的直径为320mm且隔室延伸的方向的长度为300mm的圆柱形。此外，气孔率以及平均细孔径是利用水银孔率计测量出的值。

接下来，沿着隔室延伸的方向从流入端面侧以使规定的隔壁的端部破坏的方式将聚乙烯制造的树脂部件压入于蜂窝结构体内，从而使隔壁的一部分(流入端部)欠缺。然后，同样使流出端面侧的隔壁的一部分(流出端部)欠缺。

接下来，在使隔壁的一部分欠缺而形成的区域的一部分以残留供邻接的隔室连通的孔的方式填充封孔材。换句话说，将比欠缺的部分的深度更浅的封孔材填充于隔室。然后，再次进行烧成。这样，制作由多孔质的陶瓷构成的蜂窝结构体。

已制作的蜂窝结构体为图1所示的蜂窝结构体。隔室组的配置图案为图5A所示的图案。换句话说，以构成隔室组的三个隔室的中心位于同一直线上的方式配置有入口隔室、两端封孔隔室、以及出口隔室。而且，隔室组存在多个，纵横排列而配置。

第一流通孔的开口面积为构成隔室组的入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室的截面积的平均值的0.3倍。另外，第二流通孔的开口面积为构成隔室组的入口隔室、两端封孔隔室以及出口隔室的截面积的平均值的0.3倍。此外，在计算上述开口面积时，随机(随意)选择20组隔室组。

另外，隔室组的比例为100％。此外，隔室组的比例为“隔室组的个数”相对于“总隔室数的1/3的值”的比例。另外，在对“隔室组的个数”进行计数时，不对相同的隔室进行两次计数。即，所谓“隔室组的个数”也能够称为两端封孔隔室的个数。此外，除去隔室因外周壁变形、形成隔室的一个以上的边成为外周壁的一部分的隔室(以下，将这些隔室称为“不完整隔室”)以外进行计数。另外，第一流通孔以及第二流通孔的开口部的形状呈四边形。这些流通孔的开口部的宽度为与隔室的内寸相同的宽度。换句话说，就如上述那样将聚乙烯制造的树脂部件压入蜂窝结构体内而被破坏的隔壁而言，其一部分为不会像所谓的毛刺那样残留的状态。此外，例如，在图3中，隔壁的一部分能够为如所谓的毛刺那样残留的状态。

接下来，针对所获得的蜂窝结构体，通过以下的方法，对“捕集效率”、“初始压力损失”、以及“灰烬(灰)堆积后的压力损失”进行测量而进行了评价。表1表示结果。

[捕集效率]

使包含“由于燃烧柴油机燃料(轻油)而产生煤烟的煤烟发生器”的煤烟的废气(200℃)通过蜂窝结构体。利用滤纸对通过蜂窝结构体前的废气所包含的煤烟进行捕集，并且对煤烟的重量(W1)进行了测量。利用滤纸对通过了蜂窝结构体的废气所包含的煤烟进行捕集，并且对煤烟的重量(W2)进行了测量。将所获得的(W1)、(W2)代入接下来所示的数学式(1)而求得捕集效率(％)。

数学式(1)：((W1－W2)/W1)×100

然后，以以下的基准对捕集效率进行了评价。与各自对应的、仅在流入端面或者仅在流出端面具有封孔部的比较例的捕集效率(在表2中，记为“TE1～TE6”)相比，提高15％以上时为“A”。提高10％以上且小于15％时为“B”。提高5％以上且小于10％时称为“C”。小于5％时称为“D”。此外，通常，捕集效率的提高只要为5％以上则为良好(能够实用)。表1表示结果。

[初始压力损失]

以15m³/分使大气压(1atm)、室温(20℃)的空气流向蜂窝结构体，对“初始压力损失”进行测量。然后，以以下的基准对初始压力损失进行评价。

与各自对应的、在入口侧以及出口侧双方的端部具有封孔部的比较例的压力损失(在表2中，记为“PD1～PD3”)相比，减少30％以上时为“A”。减少小于30％且15％以上时为“B”。减少小于15％且5％以上时为“C”。小于5％的减少的情况为“D”。此外，通常，初始压力损失的减少只要为5％以上则为良好(换句话说，能够实用)。表1表示结果。

[灰烬(灰)堆积后的压力损失]

在评价试验等中，预先采取并准备从发动机被排出的灰烬，并且使用该灰烬。首先，在使蜂窝结构体的流入端面朝向上方的状态下，使100g的灰烬从流入端面进入蜂窝结构体。接下来，将该蜂窝结构体安装于六气缸、6000cc的柴油机发动机的排气管，并以2000rpm、100N－m的条件进行运转。然后，在发动机启动10分钟后，对“灰烬(灰)堆积后的初始压力损失”进行测量。然后，以以下的基准，对灰烬(灰)堆积后的初始压力损失进行了评价。“灰烬(灰)堆积后的初始压力损失”从“初始压力损失”增加5％以下时为“A”。增加超过5％且10％以下时为“B”。增加超过10％且20％以下时为“C”。增加超过20％时为“D”。只要增加20％以下则为能够实用。表1表示结果。

表1

对于本实施例的蜂窝结构体而言，“捕集效率”的评价为“A”，“初始压力损失”的评价为“C”，“灰烬(灰)堆积后的压力损失”的评价为“B”。

在表1、表2中，“结构”栏的“一体”表示如本实施例那样蜂窝结构体由被挤压成形的一个结构体构成。“结构”栏的“单元”表示蜂窝结构体由利用接合材接合多个单元蜂窝结构体的部件构成。

(实施例2～22、比较例1～9)

首先，就实施例2～18而言，与实施例1相同地制作了满足表1、表2所示的条件的蜂窝结构体。

就实施例19～22而言，制作了截面为纵40mm×横40mm、长度300mm的单元蜂窝结构体。制作利用接合材来接合已制作的单元蜂窝结构体的部件(蜂窝接合体)，并对该蜂窝接合体的外周进行磨削。然后，进一步涂覆厚度1mm的外周涂层材料，从而制作直径为320mm，长度为300mm的蜂窝结构体。此外，接合材的厚度为1mm。

比较例1～9是不具有供邻接的隔室连通的流通孔、两端部被封孔的两端封孔隔室的蜂窝结构体。另外，上述的蜂窝结构体是以交错状在两端面、仅在流入端面、或者仅在流出端面具有封孔部的以往类型的蜂窝结构体。比较例1～3是与实施例1～8、11、12、以及15～18对应的比较例。比较例4～6是与实施例9、10、13、以及14对应的比较例。比较例7～9是与实施例19～22对应的比较例。

此外，就“捕集效率”而言，以各自的实施例对应的、“仅在流入端面”或者“仅在流出端面”具有封孔部的两个比较例中的、捕集效率良好的一方(即，捕集效率较大的一方)为基准进行评价。例如，实施例1的蜂窝结构体的捕集效率以比较例2、3的蜂窝结构体的捕集效率TE1、TE2中的良好的一方为基准进行评价。

就上述各蜂窝结构体而言，与实施例1相同地对“捕集效率”、“初始压力损失”、以及“灰烬(灰)堆积后的压力损失”进行测量而进行评价。表1、表2表示结果。在表2中，“封孔部的配置”栏的“两端面”表示在规定的隔室的流入端面侧的端部以及剩余的隔室的流出端面侧的端部形成有封孔部，并且该封孔部配设为在两端面交替(交错状)呈所谓的花纹模样(市松模様)。在表2中，“封孔部的配置”栏的“仅在流入端面”表示仅在流入端面侧的端部配设有封孔部，在流出端面侧的端部不配设有封孔部，上述封孔部配设为在流入端面呈所谓的花纹模样。在表2中，“封孔部的配置”栏的“仅在流出端面”表示仅在流出端面侧的端部配设有封孔部，在流入端面侧的端部不配设有封孔部，上述封孔部配设为在流出端面呈所谓的花纹模样。

表2

与比较例1～9的蜂窝结构体相比，实施例1～22的蜂窝结构体能够明确初始压力损失良好且捕集效率良好。另外，能够明确灰烬堆积后的压力损失的增加较少，且不需要在灰滞留时进行的维护作业。此外，在试验后，对蜂窝结构体进行解体而观察了隔室内部，但认为灰烬的堆积较少，灰烬的绝大多数与来自发动机的废气一同被排出。

工业上的利用可能性

本实用新型的蜂窝结构体能够用作对从汽车等排出的废气进行净化的过滤器。

Claims

1.一种蜂窝结构体，其特征在于，具备：

蜂窝基材，其具有隔壁，该隔壁划分形成多个隔室，该隔室成为流体的流路并且从流入端面延伸至流出端面，所述流入端面为所述流体流入的一方的端面，所述流出端面为所述流体流出的另一方的端面；以及

配设于所述蜂窝基材的所述隔室的开口部的封孔部，

多个所述隔室至少包含一组由两端封孔隔室、入口隔室以及出口隔室三个隔室构成的隔室组，所述两端封孔隔室在流入端面侧以及流出端面侧双方的开口部配设有所述封孔部，所述入口隔室与所述两端封孔隔室邻接并且仅在所述流出端面侧的开口部配设有所述封孔部，所述出口隔室与所述两端封孔隔室邻接并且仅在所述流入端面侧的开口部配设有所述封孔部，

对构成所述隔室组的所述两端封孔隔室进行划分形成的所述隔壁具有第一共用隔壁和第二共用隔壁，所述第一共用隔壁为划分形成所述入口隔室与所述两端封孔隔室双方的共用的所述隔壁，所述第二共用隔壁为划分形成所述出口隔室与所述两端封孔隔室双方的共用的所述隔壁，

在所述第一共用隔壁的所述流出端面侧的端部形成有第一流通孔，

在所述第二共用隔壁的所述流入端面侧的端部形成有第二流通孔。

2.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于，

在所述蜂窝基材的与所述隔室延伸的方向正交的截面中，以作为所述入口隔室的中心的第一中心、作为所述两端封孔隔室的中心的第二中心、以及作为所述出口隔室的中心的第三中心位于同一直线上的方式配置有所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室。

3.根据权利要求1所述的蜂窝结构体，其特征在于，

在所述蜂窝基材的与所述隔室延伸的方向正交的截面中，构成一个所述隔室组的所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室配置为呈L字状。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述第一流通孔的在蜂窝基材的隔室的延伸方向的截面上的开口面积为构成所述隔室组的所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室的在蜂窝基材的与隔室的延伸方向正交的截面的截面积的平均值的0.3～3.5倍。

5.根据权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述第二流通孔的开口面积为构成所述隔室组的所述入口隔室、所述两端封孔隔室以及所述出口隔室的截面积的平均值的0.3～3.5倍。

6.根据权利要求4所述的蜂窝结构体，其特征在于，

7.根据权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，

由多孔质的陶瓷构成。

8.根据权利要求4所述的蜂窝结构体，其特征在于，

由多孔质的陶瓷构成。

9.根据权利要求5所述的蜂窝结构体，其特征在于，

由多孔质的陶瓷构成。

10.根据权利要求6所述的蜂窝结构体，其特征在于，

由多孔质的陶瓷构成。

11.根据权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材为一体成形的结构。

12.根据权利要求4所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材为一体成形的结构。

13.根据权利要求5所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材为一体成形的结构。

14.根据权利要求6所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材为一体成形的结构。

15.根据权利要求7所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材为一体成形的结构。

16.根据权利要求8～10中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材为一体成形的结构。

17.根据权利要求1～3中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。

18.根据权利要求4所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。

19.根据权利要求5所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。

20.根据权利要求6所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。

21.根据权利要求7所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。

22.根据权利要求8～10中任一项所述的蜂窝结构体，其特征在于，

所述蜂窝基材具有由多个蜂窝单元构成的单元结构。