本發(fā)明涉及廢氣處理裝置以及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。進(jìn)一步詳細(xì)而言,涉及能夠縮小整體的大小,容易升溫且難以速冷的廢氣處理裝置以及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。
背景技術(shù):
在內(nèi)燃機中,在燃料燃燒時產(chǎn)生的燃燒殘渣的產(chǎn)生成為問題。因此,從考慮大氣環(huán)境的觀點來看,要求用于除去廢氣所含的有毒成分的同時,不使煤煙(煤,smoke)、灰燼(灰,ash)等粒狀物質(zhì)(以下,存在稱為“PM”的情況。)釋放至大氣的對策。
以往,關(guān)于從柴油發(fā)動機被排出的PM的除去的限制處于在世界方面被強化的趨勢,作為用于除去PM的捕集過濾器(以下,存在稱為“DPF”的情況。),蜂窩過濾器的使用備受矚目。上述的蜂窩過濾器要求為了抑制壓力損失的增加而增大過濾器容積。另一方面,在汽車等中,優(yōu)先考慮發(fā)動機、擴寬室內(nèi)空間這點。因此,過濾器等的搭載空間受限,存在難以增大過濾器容積的問題。而且,提出了使用上述的蜂窩過濾器的各種廢氣處理裝置(參照專利文獻(xiàn)1)。
另外,近來,通過提高內(nèi)燃機的燃燒效率,廢氣的溫度處于降低的趨勢。因此,存在催化劑活性所需的熱小于的情況。針對該問題,提出了有效利用廢氣的熱的廢氣處理裝置(專利文獻(xiàn)2、3)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)
專利文獻(xiàn)1:日本特開2003-024726號公報
專利文獻(xiàn)2:日本專利第5368959號
專利文獻(xiàn)3:日本特表2012-529592號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的課題
專利文獻(xiàn)1的廢氣處理裝置能夠為緊湊的設(shè)計。但是,該廢氣處理裝置由于在加工部涂覆外周涂層,因此耐熱沖擊性降低。因此,該廢氣處理裝置難以如汽油發(fā)動機的過濾器用途等那樣在高溫的廢氣被排出的情況下使用。
另一方面,即便在如柴油發(fā)動機的過濾器用途那樣廢氣的溫度比較低的狀況下,將外周涂層部直接暴露于廢氣在維持耐久性的觀點也較困難。因此,難以使廢氣在催化劑載體(蜂窩過濾器)的外周流動。
另外,從快速地使催化劑活性化的觀點來看,廢氣凈化用的催化劑配置于發(fā)動機正下方為目前的主流。這是因為發(fā)動機正下方容易提高催化劑的溫度。但是,在發(fā)動機室的空間存在極限,廢氣凈化用的催化劑(廢氣處理裝置)需要有效地進(jìn)行配置。
此處,以往,為了保持催化劑載體(蜂窩過濾器)而不使用墊塊的金屬載體(金屬制的催化劑載體)配置為活用可以不使用墊塊的優(yōu)點。換句話說,開發(fā)使轉(zhuǎn)換器小型化的設(shè)計(即,小型轉(zhuǎn)換器設(shè)計),已被汽車公司提出以及采用。而且,該轉(zhuǎn)換器設(shè)計為在催化劑載體的外周也使廢氣流動,從而能夠較高地保持催化劑載體的溫度。
另外,即便是陶瓷制的催化劑載體(蜂窩過濾器)也采用相同的設(shè)計能夠在技術(shù)上實現(xiàn)。但是,陶瓷制的催化劑載體在被保持時需要墊塊,因此與金屬載體相比,導(dǎo)致載體的直徑變小。因此,陶瓷制的催化劑載體在導(dǎo)致壓力損失增大這方面存在缺點。另外,陶瓷制的催化劑載體由于被墊塊包圍,因此即使采用使廢氣向外周流動的結(jié)構(gòu),也使其效果因墊塊而降低。
本發(fā)明是鑒于上述的現(xiàn)有技術(shù)具有的問題點而完成的。本發(fā)明的課題在于提供一種能夠縮小整體的大小,容易升溫且難以速冷的廢氣處理裝置以及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。
用于解決課題的方案
根據(jù)本發(fā)明,能夠提供一種以下所示的廢氣處理裝置以及蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法。
[1]一種廢氣處理裝置具備:蜂窩結(jié)構(gòu)體,其具有劃分形成多個隔室的多孔質(zhì)的隔壁,該多個隔室從作為一端面的第一端面延伸至作為另一端面的第二端面;以及罐體,其對上述蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行收納,上述蜂窩結(jié)構(gòu)體具有:內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部,其具有蜂窩基材及配設(shè)于上述蜂窩基材的外周的外周壁,該蜂窩基材具有劃分形成多個隔室的多孔質(zhì)的內(nèi)側(cè)隔壁,該多個隔室從作為上述第一端面一側(cè)的端面的內(nèi)側(cè)流入端面延伸至作為上述第二端面一側(cè)的端面的內(nèi)側(cè)流出端面;外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部,其包圍上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外周的一部分并且配設(shè)于從上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述內(nèi)側(cè)流入端面分離的位置,上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部具有劃分形成多個隔室的多孔質(zhì)的外側(cè)隔壁,該多個隔室從作為上述第二端面一側(cè)的端面的外側(cè)流入端面延伸至作為上述第一端面一側(cè)的端面的外側(cè)流出端面;以及封孔部,其配設(shè)于一部分的上述隔室,上述罐體具有:與上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述內(nèi)側(cè)流入端面?zhèn)鹊亩瞬壳逗喜⑶倚纬捎袕U氣的流入口的流入管;以及與上述流入管連接的主體部,在上述主體部,在上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述內(nèi)側(cè)流入端面與上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述外側(cè)流出端面之間的位置形成有上述廢氣的流出口,上述蜂窩結(jié)構(gòu)體以上述第二端面與上述罐體之間具有成為上述廢氣的流路的間隙且上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述外側(cè)流出端面與上述罐體之間具有成為上述廢氣的流路的間隙的狀態(tài)收納于上述罐體。
[2]根據(jù)上述[1]所述的廢氣處理裝置,上述封孔部不配設(shè)于上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部或僅配設(shè)于上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的一端部且僅配設(shè)于上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的一端部或配設(shè)于兩端部。
[3]根據(jù)上述[2]所述的廢氣處理裝置,上述封孔部配設(shè)于上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的、上述隔室中的預(yù)定的隔室的上述外側(cè)流入端面一側(cè)的端部以及剩余的隔室的上述外側(cè)流出端面一側(cè)的端部,不配設(shè)于上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部。
[4]根據(jù)上述[2]所述的廢氣處理裝置,上述封孔部配設(shè)于上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述內(nèi)側(cè)流入端面一側(cè)或者上述內(nèi)側(cè)流出端面一側(cè)的端部的任意一方的一部分。
[5]根據(jù)上述[1]~[4]中任一項所述的廢氣處理裝置,上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述外側(cè)隔壁的厚度比上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述內(nèi)側(cè)隔壁的厚度厚。
[6]根據(jù)上述[1]~[5]中任一項所述的廢氣處理裝置,上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度比上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度小。
[7]根據(jù)上述[1]~[6]中任一項所述的廢氣處理裝置,上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外周壁與上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述內(nèi)側(cè)隔壁一體成形。
[8]根據(jù)上述[1]~[7]中任一項所述的廢氣處理裝置,在上述罐體,在上述內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述內(nèi)側(cè)流入端面與上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述外側(cè)流出端面之間的位置形成有與用于使廢氣再循環(huán)的路徑連續(xù)的EGR用流出口。
[9]根據(jù)上述[1]~[8]中任一項所述的廢氣處理裝置,在上述蜂窩結(jié)構(gòu)體的上述第二端面與上述罐體之間的空間設(shè)有吸音材料。
[10]一種蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法具有:制作蜂窩成形體的蜂窩成形體制作工序,該蜂窩成形體具備隔壁和分隔壁,上述隔壁劃分形成多個隔室,該多個隔室從作為一端面的流入端面延伸至作為另一端面的流出端面,上述分隔壁分隔與上述隔室延伸的方向正交的剖面中的外側(cè)部分與內(nèi)側(cè)部分;封孔配設(shè)工序,向所制作的蜂窩成形體的一部分的隔室的端部填充封孔用漿料而配設(shè)封孔部,從而獲得封孔蜂窩成形體;燒成工序,對所制作的上述封孔蜂窩成形體進(jìn)行燒成而獲得蜂窩燒成體;以及蜂窩結(jié)構(gòu)體制作工序,從一端面對上述蜂窩燒成體的上述外側(cè)部分的一部分進(jìn)行磨削而使上述分隔壁的一部分露出,從而獲得蜂窩結(jié)構(gòu)體。
發(fā)明的效果
本發(fā)明的廢氣處理裝置具備預(yù)定的蜂窩結(jié)構(gòu)體以及對該蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行收納的預(yù)定的罐體,從而能夠縮小整體的大小。另外,本發(fā)明的廢氣處理裝置通過上述結(jié)構(gòu),容易升溫且難以速冷。
根據(jù)本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法,能夠良好地制作本發(fā)明的廢氣處理裝置所能夠使用的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
附圖說明
圖1是示意性地表示本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式的剖面的剖視圖。
圖2是在本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式中示意性地表示廢氣的流動的說明圖。
圖3是示意性地表示本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的立體圖。
圖4A是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
圖4B是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
圖4C是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
圖4D是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
圖4E是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
圖4F是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
圖4G是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
圖5是示意性地表示比較例1~4的廢氣處理裝置的說明圖。
圖6是示意性地表示比較例5的廢氣處理裝置的說明圖。
圖中:
1—內(nèi)側(cè)隔壁,2—隔室,3—外側(cè)隔壁,5—外周壁,8—封孔部,10—蜂窩結(jié)構(gòu)體,10a—第一端面,10b—第二端面,11—內(nèi)側(cè)流入端面,12—內(nèi)側(cè)流出端面,14—內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部,14a—凸部,16—外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部,18—外側(cè)流入端面,19—外側(cè)流出端面,20、120—罐體,21—流入口,23—流入管,25—主體部,27—流出口,28—EGR用流出口,30—蜂窩基材,41—折返空間,43—升溫輔助空間,50—過濾器組,51—第一蜂窩結(jié)構(gòu)體,52—第二蜂窩結(jié)構(gòu)體,53—第三蜂窩結(jié)構(gòu)體,100、200、201—廢氣處理裝置,X—系統(tǒng)全長。
具體實施方式
以下,對本發(fā)明的實施方式進(jìn)行說明。本發(fā)明不限定于以下的實施方式,應(yīng)該理解為在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi),基于本領(lǐng)域技術(shù)人員的通常的知識,對以下的實施方式適當(dāng)?shù)厥┘幼兏⒏倪M(jìn)等的情況也落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[1]廢氣處理裝置:
本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式是圖1所示的廢氣處理裝置100。廢氣處理裝置100具備蜂窩結(jié)構(gòu)體10以及對該蜂窩結(jié)構(gòu)體10進(jìn)行收納并成為廢氣的通路的罐體20。而且,如圖3所示,蜂窩結(jié)構(gòu)體10具備:內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14;位于該內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外側(cè)的外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16;以及封孔部8。
蜂窩結(jié)構(gòu)體10具有內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14,該內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14具有蜂窩基材30以及配設(shè)于該蜂窩基材30的外周的外周壁5。蜂窩基材30具有劃分形成多個隔室2的多孔質(zhì)的內(nèi)側(cè)隔壁1(參照圖3),該多個隔室2從作為第一端面10a一側(cè)的端面的內(nèi)側(cè)流入端面11延伸至作為第二端面10b一側(cè)的端面的內(nèi)側(cè)流出端面12。另外,蜂窩結(jié)構(gòu)體10具有包圍內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的外周的一部分并且配設(shè)于從內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11分離的位置的外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16。封孔部8配設(shè)于一部分的隔室2(參照圖3)。罐體20具有與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)的端部嵌合并且形成有廢氣的流入口21的流入管23以及與該流入管23連接的主體部25。而且,在主體部25,在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11與外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流出端面19之間的位置形成有廢氣的流出口27。蜂窩結(jié)構(gòu)體10以第二端面10b與罐體20之間具有成為廢氣的流路的間隙(空間(以下,存在稱為“折返空間”的情況))41且外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流出端面19與罐體20之間具有成為廢氣的流路的間隙(空間(以下,存在稱為“升溫輔助空間”的情況))43的狀態(tài)收納于罐體20。
如上所述,廢氣處理裝置100具備蜂窩結(jié)構(gòu)體10以及對該蜂窩結(jié)構(gòu)體10進(jìn)行收納的罐體20。由此,廢氣處理裝置100能夠縮小整體的大小,容易升溫且難以速冷。
如圖2所示,廢氣處理裝置100使廢氣從蜂窩結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)流入蜂窩結(jié)構(gòu)體10內(nèi),從內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流出端面12流出。然后,流入折返空間41的廢氣從外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流入端面18一側(cè)流入外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16內(nèi),從外側(cè)流出端面19流出。此時,從外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流出端面19流出的廢氣被導(dǎo)入作為內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的外周壁5與罐體20的主體部25之間的空間的升溫輔助空間43。然后,上述廢氣一邊與外周壁5接觸一邊從罐體20的流出口27排出。此外,從內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)流入的廢氣不從內(nèi)側(cè)流出端面12流出,而保持原樣地向升溫輔助空間43流出。此外,在圖2中,箭頭表示廢氣的流動。
換句話說,從外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16被排出的廢氣與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的外周壁5直接接觸。因此,供廢氣直接接觸的部分(后述的凸部14a)從其外側(cè)被上述廢氣加熱。因此,廢氣處理裝置100容易升溫且難以速冷。而且,在上述的路徑中,廢氣在罐體20內(nèi)流動,因此能夠縮小廢氣處理裝置100整體的大小。此外,在未涂覆催化劑的狀態(tài)下,與外周壁5直接接觸的廢氣在蜂窩結(jié)構(gòu)體10內(nèi)通過,因此與最初流入蜂窩結(jié)構(gòu)體10時的溫度相比,成為低溫。但是,在涂覆催化劑的狀態(tài)下,能夠通過催化劑反應(yīng)而產(chǎn)生的熱形成比流入的廢氣的溫度高的溫度。因此,如上述那樣,能夠促進(jìn)蜂窩結(jié)構(gòu)體10的升溫。另外,在冷卻氣體(在怠速狀態(tài)、下破路的狀況下,溫度下降的廢氣)流入蜂窩結(jié)構(gòu)體10時,該廢氣(冷卻氣體)在蜂窩結(jié)構(gòu)體10內(nèi)通過時被加熱。而且,通過被加熱的廢氣與外周壁5接觸,具有能夠防止蜂窩結(jié)構(gòu)體的溫度降低的程度的溫度。
圖1是示意性地表示本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式的剖面的剖視圖。圖2是在本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式中示意性地表示廢氣的流動的說明圖。圖3是示意性地表示本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的立體圖。
[1-1]蜂窩結(jié)構(gòu)體:
作為本發(fā)明的廢氣處理裝置的蜂窩結(jié)構(gòu)體,能夠列舉圖3所示那樣的蜂窩結(jié)構(gòu)體10。如圖3所示,蜂窩結(jié)構(gòu)體10也能夠呈具有從一端面的中央呈凸?fàn)钔怀龅牟糠?凸部14a)的柱狀。
外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16配設(shè)于從內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11分離的位置。具體而言,外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16優(yōu)選距內(nèi)側(cè)流入端面11的位置為蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔室延伸的方向的全長的10~60%,進(jìn)一步優(yōu)選為20~50%。通過做成上述的范圍,能夠提高升溫性能的同時將蜂窩結(jié)構(gòu)體保持于罐體。換言之,蜂窩結(jié)構(gòu)體優(yōu)選上述凸部的隔室延伸的方向的長度在上述范圍內(nèi)。
內(nèi)側(cè)流入端面11的面積優(yōu)選為內(nèi)側(cè)流入端面11與外側(cè)流出端面19的面積的合計的5~50%,進(jìn)一步優(yōu)選為10~40%。通過做成上述的范圍,能夠確保作為過濾器發(fā)揮功能的部分的面積。另外,能夠降低廢氣處理裝置的壓力損失。
隔壁(內(nèi)側(cè)隔壁、外側(cè)隔壁)以及外周壁優(yōu)選各自的平均細(xì)孔徑為5~30μm,進(jìn)一步優(yōu)選為9~25μm。通過做成上述的范圍,能夠抑制催化劑、PM引起的細(xì)孔的閉塞。另外,能夠?qū)毫p失抑制為較低。該平均細(xì)孔徑是通過水銀孔率計測定的值。
隔壁(內(nèi)側(cè)隔壁、外側(cè)隔壁)以及外周壁優(yōu)選各自的孔隙率為35~70%,進(jìn)一步優(yōu)選為40~65%。通過做成上述的范圍,能夠一邊降低廢氣透過隔壁時的透過阻力一邊確保能夠封裝的等靜壓強度。該孔隙率是通過水銀孔率計測定的值。
隔壁(內(nèi)側(cè)隔壁、外側(cè)隔壁)的厚度不被特別地限定。該隔壁例如優(yōu)選為64~305μm。若隔壁的厚度小于64μm,則存在等靜壓強度顯著地降低而在封裝過程中破壞蜂窩結(jié)構(gòu)體的擔(dān)憂。另一方面,若隔壁的厚度超過305μm,則存在產(chǎn)生油耗因壓力損失的大幅度的增加而惡化、無法充分地獲得輸出等的影響的擔(dān)憂。而且,內(nèi)側(cè)隔壁與外側(cè)隔壁的厚度也可以不同。外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外側(cè)隔壁的厚度優(yōu)選比內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的內(nèi)側(cè)隔壁的厚度厚。具體而言,外側(cè)隔壁的厚度相對于內(nèi)側(cè)隔壁的厚度的比的值(外側(cè)隔壁的厚度/內(nèi)側(cè)隔壁的厚度)優(yōu)選為1.1~5.0,進(jìn)一步優(yōu)選為1.2~3.5。據(jù)此,能夠減小內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的熱容量而使催化劑的升溫性能上升,另外,在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部隔壁增厚,從而能夠提高捕集性能。另一方面,若外側(cè)隔壁的厚度/內(nèi)側(cè)隔壁的厚度的值超過5.0,則在對蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行擠壓成形時,在外側(cè)隔壁與內(nèi)側(cè)隔壁的擠壓速度產(chǎn)生較大的差。因此,在外側(cè)隔壁與內(nèi)側(cè)隔壁的邊界部產(chǎn)生分隔壁的變形,存在使等靜壓強度降低的擔(dān)憂。
外側(cè)隔壁的厚度例如優(yōu)選為110~381μm,進(jìn)一步優(yōu)選為152~305μm。
外周壁的厚度不被特別地限定。例如,優(yōu)選為0.3~3mm。若外周壁的厚度小于0.3mm,則容易在外周壁產(chǎn)生小孔、缺損,在涂覆催化劑時存在從外周壁泄漏催化劑的擔(dān)憂。另一方面,若外周壁的厚度超過3mm,則在對蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行擠壓成形時,形成外周壁的坯土的流動與其他的部分相比加快。因此,在與鄰接的隔壁(內(nèi)側(cè)隔壁、外側(cè)隔壁)的流動產(chǎn)生差異,存在隔壁變形而使等靜壓強度顯著地降低的擔(dān)憂。
內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外周壁優(yōu)選與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的內(nèi)側(cè)隔壁成形為一體。據(jù)此,能夠抑制外周壁與內(nèi)側(cè)隔壁的熱膨脹的差,能夠形成耐熱沖擊性優(yōu)越的結(jié)構(gòu)。此處,外周壁“與內(nèi)側(cè)隔壁成形為一體”不是意味著外周壁與內(nèi)側(cè)隔壁通過接合等方法相互固定,而是例如在制造階段的擠壓成形時成形為一體。
蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔室密度不被特別地限制。此處,外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度優(yōu)選比內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度小。具體而言,內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度優(yōu)選為46.5~186個/cm2,外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度優(yōu)選為7.7~46.5個/cm2。據(jù)此,能夠在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部確保用于提高廢氣的凈化性能的幾何學(xué)的表面積,另一方面,在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部中,能夠?qū)毫p失抑制為較低。
作為蜂窩結(jié)構(gòu)體的材質(zhì),優(yōu)選陶瓷,強度以及耐熱性優(yōu)越,從而能夠列舉碳化硅、堇青石、鈦酸鋁、硅-碳化硅系復(fù)合材料、碳化硅-堇青石系復(fù)合材料、莫來石、氧化鋁、氮化硅等。優(yōu)選從由碳化硅、堇青石、鈦酸鋁、硅-碳化硅系復(fù)合材料以及碳化硅-堇青石系復(fù)合材料構(gòu)成的組選擇的至少一種。
另外,蜂窩結(jié)構(gòu)體也可以為由多個蜂窩隔室構(gòu)成的接合體(蜂窩隔室接合體)。即,蜂窩結(jié)構(gòu)體也可以具備多個蜂窩隔室的集合體與由相互接合這些蜂窩隔室的接合材構(gòu)成的接合部。
封孔部配設(shè)于內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部以及上述外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的至少一方的上述隔室的一部分。這些封孔部的材質(zhì)能夠做成與上述的蜂窩結(jié)構(gòu)體相同。另外,封孔部的深度能夠適當(dāng)?shù)貨Q定。
封孔部的配置圖案優(yōu)選采用以下那樣的(1)~(7)的圖案。
(1)如圖4A所示,封孔部8配設(shè)于外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的隔室2中的預(yù)定的隔室的外側(cè)流入端面18一側(cè)的端部以及剩余的隔室的外側(cè)流出端面19一側(cè)的端部,不配設(shè)于內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14。
(2)如圖4B所示,封孔部8配設(shè)于外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的隔室中的預(yù)定的隔室的外側(cè)流入端面18一側(cè)的端部以及剩余的隔室的外側(cè)流出端面19一側(cè)的端部。而且,封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的內(nèi)側(cè)流出端面12一側(cè)的端部。在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中,不配設(shè)于剩余的隔室的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)的端部。
(3)如圖4C所示,封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的內(nèi)側(cè)流出端面12一側(cè)的端部。封孔部8在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的外側(cè)流入端面18一側(cè)的端部。封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中不配設(shè)于剩余的隔室的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)的端部且在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中不配設(shè)于剩余的隔室的外側(cè)流出端面19一側(cè)的端部。
(4)如圖4D所示,封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的內(nèi)側(cè)流出端面12一側(cè)的端部。封孔部8在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的外側(cè)流出端面19一側(cè)的端部。封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中不配設(shè)于剩余的隔室的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)的端部且在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中不配設(shè)于剩余的隔室的外側(cè)流入端面18一側(cè)的端部。
(5)如圖4E所示,封孔部8在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的外側(cè)流出端面19一側(cè)的端部且不配設(shè)于內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14。在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中不配設(shè)于剩余的隔室的外側(cè)流入端面18一側(cè)的端部。
(6)如圖4F所示,封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)的端部。而且,封孔部8在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的外側(cè)流入端面18一側(cè)的端部。封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中不配設(shè)于剩余的隔室的內(nèi)側(cè)流出端面12一側(cè)的端部且在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中不配設(shè)于剩余的隔室的外側(cè)流出端面19一側(cè)的端部。
(7)如圖4G所示,封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)的端部。而且,封孔部8在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中僅配設(shè)于預(yù)定的隔室的外側(cè)流出端面19一側(cè)的端部。封孔部8在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14中不配設(shè)于剩余的隔室的內(nèi)側(cè)流出端面12一側(cè)的端部且在外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16中不配設(shè)于剩余的隔室的外側(cè)流入端面18一側(cè)的端部。
圖4A是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的一實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。圖4B是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。圖4C是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。圖4D是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。圖4E是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。圖4F是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。圖4G是對本發(fā)明的廢氣處理裝置的又一其他的實施方式具備的蜂窩結(jié)構(gòu)體的封孔部的配置圖案進(jìn)行說明的說明圖。
[1-2]罐體:
如上所述,罐體20具有:與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)的端部嵌合且形成有廢氣的流入口21的流入管23;以及與該流入管23連接的主體部25。而且,在主體部25,在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11與外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流出端面19之間的位置形成有廢氣的流出口27。根據(jù)上述的罐體20,流入廢氣處理裝置100的廢氣如圖2的箭頭所示的那樣流動。換句話說,從外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16排出的廢氣與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的外周壁5直接接觸。因此,上述凸部14a從其外側(cè)被上述廢氣加熱。因此,廢氣處理裝置100容易升溫且難以速冷。而且,廢氣在上述那樣的路徑中在罐體20內(nèi)流動,因此能夠縮小廢氣處理裝置100整體的大小。
在本發(fā)明的廢氣處理裝置中,在罐體的主體部的上述位置形成有流出口,從而通過蜂窩結(jié)構(gòu)體內(nèi)的廢氣以與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的上述凸部的外周直接接觸的方式流動。因此,本發(fā)明的廢氣處理裝置通過廢氣被保溫,從而容易對蜂窩結(jié)構(gòu)體進(jìn)行升溫且蜂窩結(jié)構(gòu)體難以速冷。
折返空間41的寬度(即,蜂窩結(jié)構(gòu)體10與罐體20的內(nèi)表面之間的距離)優(yōu)選為20~150mm,進(jìn)一步優(yōu)選為30~100mm。通過做成上述的范圍,能夠確保廢氣的流路,以便抑制壓力損失的上升。
優(yōu)選在罐體20的內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11與外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流出端面19之間的位置形成有連接用于使廢氣再循環(huán)的路徑的EGR用流出口28。如上所述,若將罐體20與用于使廢氣再循環(huán)的路徑連結(jié),則能夠?qū)⒉都忻簾煹膹U氣供給至EGR,因此能夠抑制EGR冷卻器等中的煤煙的堵塞。另外,廢氣的一部分從外周壁5供給至內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11與外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流出端面19之間,從而能夠?qū)GR用流出口28的廢氣的壓力保持為比較高。其結(jié)果,能夠確保供給至EGR的廢氣的供給量。此外,EGR是Exhaust Gas Recirculation的簡稱。
罐體20的材質(zhì)能夠做成與以往公知的廢氣處理裝置所采用的罐體相同的材質(zhì)。
[1-3]吸音材料:
本發(fā)明的廢氣處理裝置優(yōu)選在蜂窩結(jié)構(gòu)體的第二端面與罐體之間的間隙具備吸音材料。吸音材料是由玻璃纖維等構(gòu)成的具有耐熱性的墊塊。通過如上所述地具備吸音材料,能夠獲得與消聲器相同的消音效果。
作為吸音材料,例如能夠列舉玻璃棉、金屬纖維等。即便在這些中,從具有耐熱性的觀點來看,也優(yōu)選玻璃棉。
[2]蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法:
蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法具有:制作蜂窩成形體的蜂窩成形體制作工序;在制作的蜂窩成形體形成封孔部的封孔配設(shè)工序;對制作的封孔蜂窩成形體進(jìn)行燒成而獲得蜂窩燒成體的燒成工序;以及使分隔壁的一部分露出而獲得蜂窩結(jié)構(gòu)體的蜂窩結(jié)構(gòu)體制作工序。蜂窩成形體制作工序的蜂窩成形體具備:劃分形成多個隔室的隔壁,該多個隔室從作為一端面的流入端面延伸至作為另一端面的流出端面;以及分隔與隔室延伸的方向正交的剖面中的外側(cè)部分和內(nèi)側(cè)部分的分隔壁。在蜂窩結(jié)構(gòu)體制作工序中,從一端面對燒成工序中所獲得的蜂窩燒成體的外側(cè)部分的一部分進(jìn)行磨削而使分隔壁的一部分露出。
若采用上述的制造方法,則能夠良好地制作能夠使用于本發(fā)明的廢氣處理裝置的蜂窩結(jié)構(gòu)體。具體而言,該制造方法在蜂窩成形體制作工序中制作具有分隔壁的蜂窩成形體,在對該蜂窩成形體進(jìn)行燒成而獲得蜂窩燒成體后,以分隔壁(外周壁)露出的方式對蜂窩燒成體進(jìn)行磨削。據(jù)此,在所獲得的蜂窩結(jié)構(gòu)體的內(nèi)側(cè)流入端面?zhèn)鹊亩瞬康耐庵芘渲猛庵鼙?分隔壁)。即,當(dāng)在蜂窩成形體制作工序中未設(shè)置分隔壁的情況下,蜂窩結(jié)構(gòu)體的被磨削的隔壁露出。而且,該隔壁的一部分剝落。
蜂窩結(jié)構(gòu)體具有外周壁(分隔壁),從而能夠防止隔壁的一部分剝落。另外,上述制造方法能夠削出蜂窩結(jié)構(gòu)體的內(nèi)側(cè)流入端面?zhèn)鹊亩瞬?內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的凸部),能夠簡單地制作具有外周壁的內(nèi)側(cè)流入端面?zhèn)鹊亩瞬?內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的凸部)。
[2-1]蜂窩成形體制作工序:
在該工序中,具體而言,首先,對成形原料進(jìn)行混煉而形成坯土。成形原料優(yōu)選對陶瓷原料添加分散介質(zhì)以及添加劑。作為添加劑,能夠列舉有機粘合劑、造孔材料、表面活性劑等。作為分散介質(zhì),能夠列舉水等。
作為陶瓷原料,優(yōu)選從由堇青石化原料、莫來石、氧化鋁、尖晶石、碳化硅、硅-碳化硅系復(fù)合材料、碳化硅-堇青石系復(fù)合材料、鋰鋁硅酸鹽以及鈦酸鋁構(gòu)成的組選擇的至少一種。即便在這些中,也優(yōu)選熱膨脹系數(shù)較小,且耐熱沖擊性優(yōu)越的堇青石化原料。
對使用的陶瓷原料的粒子直徑以及配合量和添加的造孔材料的粒子直徑以及配合量進(jìn)行調(diào)整,從而能夠獲得所希望的孔隙率、平均細(xì)孔徑的蜂窩結(jié)構(gòu)體。
作為對成形原料進(jìn)行混煉而形成坯土的方法不被特別地限制,例如能夠列舉使用捏合機、真空練泥機等的方法。
接下來,對所獲得的坯土進(jìn)行擠壓成形而獲得蜂窩成形體。此時,優(yōu)選使用預(yù)定的金屬模具,以便能夠獲得具有隔壁與分隔壁的蜂窩成形體。作為金屬模具的材質(zhì),優(yōu)選難以磨損的超硬合金。
分隔壁的厚度若在燒成后為能夠獲得所希望的厚度的外周壁的厚度,則不被特別地限制。分隔壁的厚度例如能夠形成1~3mm。
[2-2]封孔配設(shè)工序:
接下來,利用封孔材料對所獲得的蜂窩燒成體的蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室的開口部進(jìn)行封孔。作為對隔室的開口部進(jìn)行封孔的方法,能夠列舉向隔室的開口部填充封孔材料的方法。作為填充封孔材料的方法,能夠依據(jù)以往公知的封孔蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法進(jìn)行。用于形成封孔材料的陶瓷原料能夠使用在以往公知的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法中所使用的陶瓷原料。作為用于形成封孔材料的陶瓷原料優(yōu)選使用與蜂窩成形體的制作所使用的材料相同的陶瓷原料。此外,為了對由封孔材料形成的封孔部的孔隙率、細(xì)孔徑等進(jìn)行調(diào)節(jié),也可以適當(dāng)?shù)刈兏沾稍戏勰┑牧W又睆揭约芭浜狭亢吞砑拥脑炜撞牧戏勰┑牧W又睆揭约芭浜狭俊?/p>
在向隔室的開口部填充封孔材料后,對封孔材料進(jìn)行干燥或者燒成,由此能夠制造本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體。向隔室的開口部填充封孔材料的工序也可以在對蜂窩成形體進(jìn)行燒成前進(jìn)行。制造本實施方式的蜂窩結(jié)構(gòu)體的方法不限定于至此說明的方法。
[2-3]燒成工序:
接下來,對蜂窩成形體進(jìn)行燒成而獲得蜂窩燒成體(燒成工序)。燒成溫度能夠由蜂窩成形體的材質(zhì)適當(dāng)?shù)貨Q定。例如,在蜂窩成形體的材質(zhì)為堇青石的情況下,燒成溫度優(yōu)選為1380~1450℃,進(jìn)一步優(yōu)選為1400~1440℃。另外,燒成時間作為最高溫度中的持續(xù)時間,優(yōu)選形成4~6小時左右。
也可以在對蜂窩成形體進(jìn)行燒成前使其干燥。干燥方法不被特別地限定。作為干燥方法,例如能夠列舉熱風(fēng)干燥,微波干燥、高頻干燥、減壓干燥、真空干燥,凍結(jié)干燥等,即便在這些中,也優(yōu)選單獨或者組合進(jìn)行高頻干燥、微波干燥或者熱風(fēng)干燥。另外,作為干燥條件,優(yōu)選形成干燥溫度為30~150℃,干燥時間為1分鐘~2小時。
[2-4]蜂窩結(jié)構(gòu)體制作工序:
接下來,從一端面對所獲得的蜂窩燒成體的外側(cè)部分的一部分進(jìn)行磨削,使分隔壁的一部分露出,制作具備隔壁與分隔壁(外周壁)的蜂窩結(jié)構(gòu)體。蜂窩燒成體的磨削也可以在使蜂窩成形體干燥后且進(jìn)行燒成前進(jìn)行。
[3]廢氣處理裝置的制造方法:
本實施方式的廢氣處理裝置能夠通過將制造的蜂窩結(jié)構(gòu)體收納于上述罐體而進(jìn)行制作。
如上所述地制作的廢氣處理裝置使廢氣如圖2所示流動。即,廢氣處理裝置100使廢氣從蜂窩結(jié)構(gòu)體10的內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流入端面11一側(cè)流入蜂窩結(jié)構(gòu)體10內(nèi),從內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的內(nèi)側(cè)流出端面12流出。然后,流入折返空間41的廢氣從外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流入端面18一側(cè)流入外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16內(nèi),從外側(cè)流出端面19流出。此時,從外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部16的外側(cè)流出端面19流出的廢氣被導(dǎo)入內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部14的外周壁5與罐體20的主體部25之間的空間(升溫輔助空間)43。然后,上述廢氣一邊與該外周壁5接觸一邊從罐體20的流出口27被排出。
【實施例】
以下,基于實施例對本發(fā)明具體地進(jìn)行說明,但本發(fā)明不限定于這些實施例。
(實施例1)
向100質(zhì)量份的堇青石化原料分別添加13質(zhì)量份的造孔材料、35質(zhì)量份的分散介質(zhì)、6質(zhì)量份的有機粘合劑、0.5質(zhì)量份的分散劑,進(jìn)行混合、混煉,調(diào)制坯土。作為堇青石化原料,使用氧化鋁、氫氧化鋁、高嶺土、滑石以及二氧化硅。作為分散介質(zhì)而使用水,作為造孔材料而使用平均粒子直徑1~10μm的焦炭,作為有機粘合劑而使用羥丙基甲基纖維素,作為分散劑而使用乙二醇。對造孔材料的粒子直徑與量進(jìn)行控制,從而對隔壁的細(xì)孔徑以及孔隙率進(jìn)行控制。
接下來,為了獲得具有隔壁與分隔壁的蜂窩成形體,使用預(yù)定的模具對坯土進(jìn)行擠壓成形,獲得圓柱狀的蜂窩成形體。
接下來,通過微波干燥機對蜂窩成形體進(jìn)行干燥,進(jìn)一步通過熱風(fēng)干燥機使其完全干燥后,切斷蜂窩成形體的兩端面,使其成為預(yù)定的尺寸。
接下來,向蜂窩成形體的各隔室的一方的開口部填充封孔用漿料而形成封孔部。
封孔部的配置圖案采用圖4A所示的圖案。即,封孔蜂窩成形體將封孔部配設(shè)于外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室中的預(yù)定的隔室的外側(cè)流入端面一側(cè)的端部以及剩余的隔室的外側(cè)流出端面一側(cè)的端部,不配設(shè)于內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部。
作為封孔部的形成方法,首先,在相當(dāng)于蜂窩成形體的外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的部分的一端面與另一端面粘貼片材,在該片材的與欲形成封孔部的隔室對應(yīng)的位置開孔。接下來,在保持粘貼該片材的狀態(tài)下,將封孔用漿料涂覆于蜂窩成形體的上述端面并壓入蜂窩成形體內(nèi),將封孔用漿料填充于蜂窩成形體的預(yù)定的隔室。作為封孔用漿料,使用將封孔部的形成材料漿料化的材料。
然后,通過熱風(fēng)干燥機對封孔蜂窩成形體進(jìn)行干燥,進(jìn)一步以1410~1440℃,燒成五個小時,從而獲得蜂窩燒成體。
接下來,從一端面對蜂窩燒成體的外側(cè)部分的一部分進(jìn)行磨削,使分隔壁的一部分露出,從而獲得蜂窩結(jié)構(gòu)體。
蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔室延伸的方向的長度為140mm(在表1中,表示為“系統(tǒng)全長”)。外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室延伸的方向的長度為100mm。內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的凸部的隔室延伸的方向的長度為40mm。另外,對于蜂窩結(jié)構(gòu)體而言,內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部以及外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部呈圓柱狀,內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的直徑為80mm,內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部與外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的合計(第二端面)的直徑為144mm。
另外,蜂窩結(jié)構(gòu)體的內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度為46.5個/cm2。換句話說,內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的凸部的隔室密度與凸部以外的部分(覆蓋于外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的部分)的隔室密度相同。外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔室密度為46.5個/cm2。外側(cè)隔壁(外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的隔壁)的厚度為0.21mm,內(nèi)側(cè)隔壁(內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部)的厚度為0.21mm。內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外周壁與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的內(nèi)側(cè)隔壁成形為一體。此外,內(nèi)側(cè)隔壁的厚度在表1中,利用“凸部/第一蜂窩結(jié)構(gòu)體”一欄的“隔壁厚度”與“內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部(除了凸部之外)/第二蜂窩結(jié)構(gòu)體”一欄的“隔壁厚度”來表示。
接下來,將所獲得的蜂窩結(jié)構(gòu)體收容于罐體的內(nèi)部。在蜂窩結(jié)構(gòu)體與罐體之間配設(shè)由陶瓷墊塊構(gòu)成的緩沖部件。作為罐體,使用具有與內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的內(nèi)側(cè)流入端面一側(cè)的端部嵌合且形成有廢氣的流入口的流入管以及與該流入管連接的主體部的部件。而且,在罐體的主體部,在內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的內(nèi)側(cè)流入端面與外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外側(cè)流出端面之間的位置形成有廢氣的流出口。另外,蜂窩結(jié)構(gòu)體以第二端面與罐體之間具有成為廢氣的流路的空間(折返空間)且外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的外側(cè)流出端面與罐體之間具有成為廢氣的流路的空間(升溫輔助空間)的狀態(tài)下收納于罐體。另外,在罐體形成有EGR用流出口。另外,罐體使用不銹鋼制的材料。如上所述地,獲得廢氣處理裝置。
接下來,針對所獲得的廢氣處理裝置,以以下所示的方法,進(jìn)行了“系統(tǒng)全長”、“凈化率”以及“PM捕集”的評價。結(jié)果表示于表1。
[系統(tǒng)全長]
將從廢氣的流入端面至蜂窩結(jié)構(gòu)體的隔室延伸的方向的最遠(yuǎn)的位置設(shè)為系統(tǒng)全長。此時,在系統(tǒng)全長為200mm以下的情況下,廢氣處理裝置大體“合格”。在系統(tǒng)全長超過200mm的情況下,廢氣處理裝置大體“不合格”。
[凈化率]
與歐州EURO6限制值相比,將全部的成分(一氧化碳、烴、氮氧化物)的排放小于限制值的情況設(shè)為合格“B”,將不小于限制值的情況設(shè)為不合格“C”。另外,將B評價的情況中的一氧化碳減少限制值的30%的情況設(shè)為“A”,將減少50%的情況設(shè)為“AA”。
[PM捕集]
在從車輛產(chǎn)生的PM個數(shù)形成1.0×1012個/km時,以歐州EURO6限制值6.0×1011個/km為基準(zhǔn),將由廢氣處理裝置捕集的廢氣中的PM個數(shù)小于上述基準(zhǔn)的40%的情況設(shè)為“D”。而且,將由廢氣處理裝置捕集的廢氣中的PM個數(shù)為上述基準(zhǔn)的40%以上且小于60%的情況設(shè)為“C”。而且,將由廢氣處理裝置捕集的廢氣中的PM個數(shù)為上述基準(zhǔn)的60%以上且小于80%的情況設(shè)為“B”。而且,將由廢氣處理裝置捕集的廢氣中的PM個數(shù)為上述基準(zhǔn)的80%以上的情況設(shè)為“A”。
【表1】
在表1中,“凸部/第一蜂窩結(jié)構(gòu)體”一欄在實施例中表示內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的凸部的“隔壁厚度”、“隔室密度”、“封孔部”的有無、長度。另外,在比較例中,表示圖5或者圖6所示的廢氣處理裝置200、201的第一蜂窩結(jié)構(gòu)體的“隔壁厚度”、“隔室密度”、“封孔部”的有無、長度。
此外,圖5或者圖6所示的廢氣處理裝置200、201分別具備:形成有廢氣的流入口121以及流出口127的罐體120;以及收納于該罐體120的由三個蜂窩結(jié)構(gòu)體構(gòu)成的過濾器組50。過濾器組50由從罐體120的廢氣的流入口121一側(cè)按順序配置的第一蜂窩結(jié)構(gòu)體51、第二蜂窩結(jié)構(gòu)體52以及第三蜂窩結(jié)構(gòu)體53構(gòu)成。而且,這些蜂窩結(jié)構(gòu)體51、52、53均呈圓柱狀,第一蜂窩結(jié)構(gòu)體51的直徑為80mm。另外,在比較例5中,第三蜂窩結(jié)構(gòu)體53的直徑為120mm。在比較例1~4中使用圖5所示的廢氣處理裝置200,在比較例5中使用圖6所示的廢氣處理裝置201。此外,在圖5、圖6中,附圖標(biāo)記X表示廢氣處理裝置的長度(系統(tǒng)全長)。
另外,在表1中,“內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部(除了凸部以外)/第二蜂窩結(jié)構(gòu)體”一欄在實施例中表示內(nèi)側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部(除了凸部以外)的“隔壁厚度”、“隔室密度”、“封孔部”的有無、長度。另外,在比較例中,表示圖5或者圖6所示的廢氣處理裝置200、201的第二蜂窩結(jié)構(gòu)體的“隔壁厚度”、“隔室密度”、“封孔部”的有無、長度。
另外,在表1中,“外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部/第三蜂窩結(jié)構(gòu)體”一欄在實施例中表示外側(cè)蜂窩結(jié)構(gòu)部的“隔壁厚度”、“隔室密度”、“封孔部”的有無、長度。另外,在比較例中,表示圖5或者圖6所示的廢氣處理裝置200、201的第三蜂窩結(jié)構(gòu)體的“隔壁厚度”、“隔室密度”、“封孔部”的有無、長度。
(實施例2~9、比較例1~5)
除了如表1所示地變更的情況以外,與實施例1相同地,進(jìn)行了“系統(tǒng)全長”、“凈化率”以及“PM捕集”的評價。結(jié)果表示于表1。
根據(jù)表1,實施例1~9的廢氣處理裝置與比較例1~5的廢氣處理裝置相比,明確能夠縮小整體的大小,容易升溫且難以速冷。
工業(yè)上的可利用性
本發(fā)明的廢氣處理裝置能夠?qū)钠嚨缺慌懦龅膹U氣進(jìn)行凈化的過濾器而采用。另外,本發(fā)明的蜂窩結(jié)構(gòu)體的制造方法能夠良好地制作本發(fā)明的廢氣處理裝置的蜂窩結(jié)構(gòu)體。