本發(fā)明涉及用作催化劑載體以凈化廢氣的蜂巢結構。
背景技術:
例如,在日本未審專利申請第2014-136211號中所示,已知具有間壁(partitionwall)的蜂巢結構作為催化劑載體用于凈化從汽車等排出的廢氣。所述間壁具有多邊形格子式。蜂巢結構具有形成廢氣的流動通道的多個室(cell),其被間壁環(huán)繞而形成。蜂巢結構安裝于廢氣管中。當高溫廢氣流在多個室中流動時,間壁的溫度升高,間壁上載有的催化劑被活化。由此,廢氣中的有害物質(zhì)被凈化。
多個室被分為內(nèi)室和外室。內(nèi)室形成在蜂巢結構的內(nèi)部部分上,該內(nèi)部部分圍繞外殼的中心軸設置。外室形成在形成內(nèi)室的區(qū)域之外。內(nèi)室的單個開孔面積小于外室的單個開孔面積。由此,將廢氣在內(nèi)室中的流動阻力設為大于外室的流動阻力,以平衡內(nèi)室和外室中各廢氣的速度。將隔件(separator)置于具有外室和內(nèi)室的各區(qū)域之間,其由此被分區(qū)。隔件由間壁構成。
當將蜂巢結構安裝在排氣管中時,將被襯墊(mat)環(huán)繞的蜂巢結構壓至排氣管中。因此,沿外殼的徑向將大的外力自襯墊施加至蜂巢結構。被間壁和隔件環(huán)繞的所謂的不完全室形成在隔件的鄰近區(qū)域。因此,當將蜂巢結構壓入排氣管中時,應力傾向于集中于隔件上及其鄰近區(qū)域中。也就是說,在蜂巢結構中,隔件和其附近是對應力最脆弱的。因此,在蜂巢結構中,當增加隔件的厚度以增強隔件的強度時,隔件附近的間壁厚厚地形成。由此,整個蜂巢結構的強度增強,且對應力的抗力防止間壁被損壞。
然而,在蜂巢結構中,當隔件附近的間壁的厚度增加時,蜂巢結構的重量傾向于增加。因此,當增加蜂巢結構的重量時,可以增強整個蜂巢結構的強度,但間壁上攜帶的催化劑較慢地被廢氣加熱和活化。因此,為快速地活化催化劑,期望制備重量較輕的蜂巢結構。
此外,在蜂巢結構中,當隔件附近的間壁的厚度增加時,隔件附近的室的開孔面積傾向于小。因此,廢氣的流動阻力變高,廢氣的壓力損失傾向于增加。
此外,在產(chǎn)生蜂巢結構之后,通過將包括貴金屬的催化劑漿料施用至間壁的表面而進行用于在間壁上形成催化劑層的方法。在蜂巢結構中,當隔件附近的間壁的厚度增加時,隔件附近的室的開孔面積傾向于小。因此,室可能被催化劑阻塞。因此,廢氣的壓力損失傾向于更為增加。此外,由于廢氣不在被阻塞的室中流動,因此被阻塞的室中的催化劑對于凈化廢氣沒有貢獻。
技術實現(xiàn)要素:
根據(jù)上述問題做出本發(fā)明,并且目的為提供一種可以確保高強度的蜂巢結構,其能夠抑制體積和重量的增加,并且能夠抑制廢氣的壓力損失過度升高。
本發(fā)明的一個方面涉及蜂巢結構,包括外殼、間壁和多個室。蜂巢結構凈化廢氣。外殼具有圓柱形形狀。間壁在外殼中形成,并且具有四邊形格子形式。多個室形成廢氣的流動通道且由間壁環(huán)繞形成。多個室被分為內(nèi)室和外室。內(nèi)室在為蜂巢結構的內(nèi)部部分且包括外殼的中心軸的區(qū)域中形成。外室置于形成內(nèi)室處的區(qū)域的外部。外室的開口區(qū)域大于內(nèi)室的開口區(qū)域。形成內(nèi)室處的區(qū)域和形成外室處的區(qū)域由隔件劃分。有多個隔件。外殼中置有多個交叉點,其各自通過使兩個間壁彼此交叉形成。多個交叉點的一些部分各自通過增強部件而增強。通過外殼的徑向和各彼此交叉的兩個間壁形成兩個角。兩個角中較小的角大于預定的角。此外,增強部件分別僅在分別設置在隔件附近的交叉點上形成。
在蜂巢結構中,增強部件中的一些分別在分別設置在隔件附近的交叉點上形成。由此,隔件附近的間壁可以通過增強部件而增強。因此,在蜂巢結構中對于應力最脆弱的部件可以被增強,且整個蜂巢結構的強度可以被增強。此外,當增強部件形成時,可以使蜂巢結構的重量更輕,這是由于不需要增加隔件附近的間壁的厚度。此外,當增強部件形成時,可以防止室的開孔面積小,這是由于不需要增加隔離壁附近的間壁的厚度。因此,可以防止廢氣的壓力損失的升高。
在蜂巢結構中,通過外殼的徑向和彼此交叉的相應兩個間壁形成兩個角度。兩個角中較小的角大于預定的角。此外,增強部件分別僅在分別設置在隔件附近的交叉點上形成。因此,盡管增強部件的數(shù)目減少,但蜂巢結構的強度可以增強。也就是說,當來自蜂巢結構的外部的外力大概與形成上述兩個角的兩個間壁之一平行地作用在此間壁上時,兩個間壁幾乎不形變。然而,當來自蜂巢結構的外部的外力的作用方向傾斜相錯地作用在彼此交叉的兩個間壁之一時,兩個間壁易于形變。外力傾向于集中于隔件附近的間壁上。也就是說,與來自蜂巢結構的外部的外力的作用方向傾斜相錯的隔件附近的間壁對于外力特別脆弱。因此,當增強部件僅在隔件附近的交叉點(其通過使兩個間壁彼此交叉形成)上形成時,可以增強可通過應力形變的僅間壁(其形成置于隔件附近的交叉點)的強度。相對于外力的作用方向(即外殼的徑向)彼此交叉的各兩個間壁經(jīng)設置使得以大于預定角度的角度彼此交叉。因此,可以確保蜂巢結構的高強度,且此結構能夠抑制大小和重量的增加,并且能夠抑制廢氣的壓力損失過度升高。
因此,本實施方案可以提供這樣的蜂巢結構,該蜂巢結構可以確保高強度,并且能夠抑制大小和重量的增加,并且能夠抑制廢氣的壓力損失過度升高。
上述的“增強部件僅在隔件附近的交叉點上形成”具有以下含義:在其上形成增強部件的各交叉點之外的徑向中的其上形成未增強部件的各交叉點被定義為交叉點a,在其上形成增強部件的各交叉點之內(nèi)的徑向中的其上形成未增強部件的各交叉點被定義為交叉點b。多個交叉點由交叉點a、交叉點b和其上形成增強部件的交叉點構成。
附圖說明
圖1為根據(jù)本發(fā)明的第一實施方案的蜂巢結構的概念圖;
圖2為從圖1的箭頭ii的方向看的蜂巢結構的圖;
圖3為根據(jù)第一實施方案的蜂巢結構的局部放大的截面圖;
圖4為根據(jù)第一實施方案的其中增強部件僅在蜂巢結構的隔件的外部的間壁上形成的部分的局部放大的截面圖;
圖5為根據(jù)第一實施方案的其中各增強部件在蜂巢結構的隔件的內(nèi)部和外部的間壁上形成的部分的局部放大的截面圖;
圖6為根據(jù)第一實施方案的其中增強部件僅在蜂巢結構的隔件的內(nèi)部的間壁上形成的部分的局部放大的截面圖;
圖7為根據(jù)第一實施方案的安裝于排氣管中的蜂巢結構的剖視圖;
圖8為根據(jù)第一實施方案的電極的局部透視圖;
圖9為說明根據(jù)第一實施方案的電極的制備方法的說明圖;
圖10為在根據(jù)第一實施方案的制備方法中間用于形成蜂巢結構的模具的局部透視圖;
圖11為用于形成根據(jù)第一實施方案的蜂巢結構的模具的局部透視圖;
圖12為根據(jù)本發(fā)明的第二實施方案的蜂巢結構的局部放大的截面圖;
圖13為根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案的蜂巢結構中的包括面積接近于最小值的增強部件的區(qū)域的局部放大的截面圖;
圖14為根據(jù)本發(fā)明的第三實施方案的蜂巢結構中的包括面積接近于最大值的增強部件的區(qū)域的局部放大的截面圖;
圖15為顯示根據(jù)第三實施方案的增強部件的面積和通過外殼的徑向和各間壁形成的兩個角中較小的角之間的關系的圖;
圖16為在根據(jù)比較例成型之后蜂巢結構的局部放大的截面圖;和
圖17為在根據(jù)比較例成型之后經(jīng)受外力的蜂巢結構的局部放大的截面圖。
具體實施方式
上述蜂巢結構可以為用于凈化車輛廢氣的車載蜂巢結構。
第一實施方案
以下使用圖1至圖11描述關于上述蜂巢結構的實施方案。將根據(jù)本實施方案的蜂巢結構1用于凈化廢氣g。如圖1和圖2所示,蜂巢結構1包括外殼2、間壁3和多個室4。外殼2具有圓柱形形狀。一些間壁3形成在外殼2中,并且分別具有四邊形格子形式。多個室4形成廢氣g的流動通道且被間壁3環(huán)繞形成。
多個室4具有內(nèi)室4a和外室4b。一些內(nèi)室4a在為蜂巢結構的內(nèi)部部分且包括蜂巢結構的中心軸a的區(qū)域中形成。一些外室4b置于形成內(nèi)室4a處的區(qū)域的外部。外室4b的開孔面積大于內(nèi)室4a的開孔面積。形成內(nèi)室4a處的區(qū)域和形成外室4b處的區(qū)域由隔件5劃分。
如圖2所示,外殼中2置有多個交叉點6,其各自通過使兩個間壁3彼此交叉形成。如圖4至圖6所示,多個交叉點6的一些部分分別通過增強部件7而增強。
如圖4至圖6所示,通過外殼2的徑向和分別彼此交叉的兩個間壁3形成兩個角θ1和θ2。兩個角θ1和θ2中較小的角大于預定的角θth。此外,一些增強部件7分別僅在分別置于隔件5附近的一些交叉點6上形成。
將根據(jù)本實施方案的蜂巢結構用于凈化車輛的廢氣g。如圖7所示,將蜂巢結構安裝于車輛的排氣管8中。將襯墊80置于蜂巢結構1和排氣管8之間。由于將蜂巢結構1壓入排氣管8中,由此,徑向的外力f由襯墊80施加至蜂巢結構1。
蜂巢結構由多孔材料例如堇青石構成。外殼2、間壁3、隔件5和增強部件7整體地形成。此外,隔件5具有圓柱形形狀。
將未顯示的催化劑涂布的層施用至間壁3的表面。催化劑涂布的層包括貴金屬例如pt或pd。當高溫廢氣g在室4中流動時,間壁3由此被加熱。因此,間壁3的溫度升高,且間壁3的熱量被轉移至由催化劑涂布的層組成的催化劑。由此,催化劑變得活化。廢氣g中包含的有害物質(zhì)例如hc、nox和co通過催化反應被變?yōu)閔2o、n2和co2等。此外,將經(jīng)變化的廢氣g由排氣管8排出。
因此,需要迅速地加熱間壁3上的催化劑涂布的層以凈化廢氣g。因此,薄薄地形成間壁3,以在車輛的發(fā)動機啟動之后迅速地升高其溫度。此外,還需要薄薄地形成間壁3,以減少廢氣g的壓力損失。
此外,當廢氣g的排放速率高時,廢氣g容易地在蜂巢結構1的中心部分流動。因此,如果將室4的各開孔面積平衡化,則廢氣g可以主要地在蜂巢結構1的中心部分中流動。因此,經(jīng)過蜂巢結構1的中心部分的廢氣g的速度變高,且廢氣g可能流入蜂巢結構1中而未通過催化劑凈化有害物質(zhì)。此外,由于廢氣g劇烈地在蜂巢結構1的中心部分中流動,置于蜂巢結構的中心部分上的催化劑可能會過度地惡化。為了解決這樣的問題,如圖3所示,在本實施方案中,形成兩種形式的室4(即內(nèi)室4a和外室4b)。此外,外室4b的開孔面積大于內(nèi)室4a的開孔面積。由此,減少了外室4b的壓力損失,且廢氣g在內(nèi)室4a和外室4b中幾乎均一地流動。
隔件5置于具有內(nèi)室4a和外室14b的相應區(qū)域之間。如圖4-圖6所示,在隔件5附近形成所謂的不完全室,其被間壁3和隔件5環(huán)繞。因此,具體而言,外力f傾向于在形成隔件5的間壁3上集中。
在本實施方案中,如上所述,置于隔件5附近的僅交叉點6通過增強部件7增強(參見圖4至圖6)。如圖2所示,在蜂巢結構1中,將形成增強部件7的增強區(qū)域s(其包括內(nèi)增強區(qū)域sa和外增強區(qū)域sb)置于隔件5附近。內(nèi)增強區(qū)域sa為其中與中心軸a相對的置于隔件5附近的交叉點6通過增強部件7增強的區(qū)域。外增強區(qū)域sb為其中與外殼2相對的置于隔件5附近的交叉點6通過增強部件a增強的區(qū)域。除了內(nèi)增強區(qū)域sa以外的置于被隔件5環(huán)繞的區(qū)域中的交叉點6未被增強部件7增強。此外,除了外增強區(qū)域sb以外的置于被置于外殼2和隔件5之間的區(qū)域中的交差點6未通過增強部件7增強。
在本實施方案中,兩個角θ1和θ2(參見圖4至圖6)通過外殼2的徑向和彼此交叉的相應兩個間壁3形成。兩個角θ1和θ2中較小的角大于預定的角θth。此外,增強部件7僅在置于隔件5附近的交叉點6上形成。也就是說,由外殼2的徑向和彼此交叉的兩個間壁3形成的兩個角均大于預定的角θth。外殼2的徑向為來自蜂巢結構1的外部的外力f作用的方向。此外,僅可形變的由兩個間壁3形成的交叉點6通過增強部件7針對外力f增強。換言之,當通過外殼2的徑向和彼此交叉的兩個間壁之一形成的角小于預定的角θth時,通過兩個間壁3形成的交叉點6幾乎不會通過受到外力f而形變。因此,就此而言,交叉點6未通過增強部件7增強。因此,如圖3所示,在隔件5附近有未被增強部件7增強的交叉點6的區(qū)域。在本實施方案中,將預定的角θth設為22.5°。
此外,在本實施方案中,形成內(nèi)室4a的各內(nèi)間壁3a與形成外室4b的相應外壁3b成45°角。內(nèi)間壁3a和外間壁3b由間壁3構成。
圖4和圖5如下所述。圖4為顯示僅一些外交叉點6b的局部放大的圖,所述外交叉點6b為通過彼此交叉的外間壁3b形成且通過增強部件7增強的交叉點6。如圖4所示,兩個角θ1和θ2通過外殼2的徑向(即外力f作用的方向)和彼此交叉的兩個外間壁3b形成。兩個角θ1和θ2均大于預定的角θth(22.5°)。因此,此外間壁3b容易受外力f影響。因此,通過彼此交叉的兩個外間壁3b形成的交叉點6(即外交叉點6b)通過增強部件7增強。外交叉點6b容易受外力f影響并且置于隔件5附近。通過彼此交叉的內(nèi)間壁3a形成的交叉點6即內(nèi)交叉點6a中的一些未通過增強部件7增強。通過彼此交叉的兩個內(nèi)間壁3a之一和外殼2的徑向形成的角θ1為約0°。因此,內(nèi)間壁3a可以足夠地耐受外力f。因此,內(nèi)間壁3a幾乎不形變。結果,內(nèi)交叉點6a未通過增強部件7增強。
圖5為顯示通過增強部件7增強的外交叉點6b和內(nèi)交叉點6a兩者的局部放大的圖。如圖5所示,兩個角θ1和θ2通過外殼2的徑向(即外力f作用的方向)和彼此交叉的兩個外間壁3b形成。兩個角θ1和θ2各自大于預定的角θth(22.5°)。此外,通過外殼2的徑向和兩個內(nèi)間壁3a形成的兩個角θ1和θ2也分別大于預定的角θth(22.5°)。因此,內(nèi)間壁3a和外間壁3b兩者均容易受外力f影響。因此,內(nèi)交叉點6a和外交叉點6b兩者均通過增強部件7增強。內(nèi)交叉點6a和外交叉點6b容易受外力f影響并置于隔件5附近。
圖6為顯示通過增強部件7增強的僅內(nèi)交叉點6a的局部放大的圖。如圖6所示,兩個角θ1和θ2通過外殼2的徑向和彼此交叉的兩個內(nèi)間壁3a形成。兩個角θ1和θ2各自大于預定的角θth(22.5°)。因此,內(nèi)間壁3a容易受外力f影響。結果,通過彼此交叉的兩個內(nèi)間壁3a形成的交叉點6(即內(nèi)交叉點6a)通過增強部件7增強。內(nèi)交叉點6a特別容易受外力f影響并置于隔件5附近。此外,外交叉點6b未通過增強部件7增強。通過外殼2的徑向和彼此交叉的兩個外間壁3b之一形成的角θ1為約0°。因此,外間壁3b可以足夠地耐受外力f。因此,外間壁3b幾乎不形變。結果,外交叉點6b未通過增強部件7增強。
在本實施方案中,如上所述,將預定的角θth設為22.5°(=90°/4)。外殼2的周圍方向的角度區(qū)域被劃分為圍繞中心軸a的90度間隔。此外,將置于與外殼2相對的隔件5附近的外殼2的周圍方向的劃分開的角度區(qū)域定義為區(qū)域a。區(qū)域a具有外部的非增強區(qū)域nb和外部的增強區(qū)域sb。在區(qū)域a中,外部的非增強區(qū)域nb為圍繞中心軸a以22.5°劃分的外殼2的周圍方向中的角度區(qū)域。在區(qū)域a中,外增強區(qū)域sb為圍繞中心軸a以67.5°劃分的外殼2的周圍方向中的角度區(qū)域。如圖2所示,外部的非增強區(qū)域nb也為其中外交叉點6b未通過增強部件7增強的區(qū)域。此外,外部的增強區(qū)域sb也為其中外交叉點6b通過增強部件7增強的區(qū)域。方式被限定為區(qū)域a具有外部的非增強區(qū)域nb和外部的增強區(qū)域sb。在蜂巢結構1的周圍方向的全部360°的各點處出現(xiàn)四種上述方式。因此,兩個外部的增強區(qū)域sb置于相對于中心軸a的點對稱位置。此外,兩個外部的非增強區(qū)域nb置于相對于中心軸a的點對稱位置。因此,外部的增強區(qū)域sb和外部的非增強區(qū)域nb均具有高對稱性。
當將預定的角θth設為22.5°(=90°/4)時,將兩個內(nèi)增強區(qū)域sa置于相對于中心軸a的點對稱位置。此外,內(nèi)部的非增強區(qū)域na為置于與中心軸a相對的隔件5附近的交叉點6的區(qū)域。將通過增強部件7增強的兩個內(nèi)部的非增強區(qū)域na置于相對于中心軸a的點對稱位置。結果,內(nèi)部的增強區(qū)域sa和內(nèi)部的非增強區(qū)域na分別具有高對稱性。
在本實施方案中,內(nèi)間壁3a相對于外間壁3b傾斜45°。當內(nèi)部的非增強區(qū)域na的形狀呈現(xiàn)為線性時的斜面被定義為斜面a。當外部的非增強區(qū)域nb的形狀呈現(xiàn)為線性時的斜面被定義為斜面b。因此,由斜面a和斜面b形成的角度為45°。也就是說,內(nèi)部的非增強區(qū)域na置于隔件5上的兩個外部的非增強區(qū)域nb之間。因此,蜂巢結構1的形狀整體具有高對稱性。
本實施方案的功能作用如下所述。如圖4至圖6所示,兩個角θ1和θ2通過外殼2的徑向和兩個間壁3形成。兩個角θ1和θ2的較小的角大于預定的角θth。此外,除上述情況以外,增強部件7僅在置于隔件5附近的交叉點6上形成。因此,盡管增強部件的數(shù)目減少,間壁3的強度可以被增強。也就是說,當來自蜂巢結構1的外部的外力f幾乎與形成上述兩個角的兩個間壁3之一平行地作用在該間壁上時,兩個間壁3幾乎不形變。兩個間壁3也互相交叉。然而,當來自蜂巢結構1的外部的外力f作用方向傾斜相錯地作用在彼此交叉的兩個間壁3之一時,兩個間壁3容易地形變。此外,外力f傾向于集中在隔件5附近的間壁3上。也就是說,與來自蜂巢結構1的外部的外力f的作用方向傾斜相錯的隔件5附近的間壁3對于外力f特別脆弱。結果,當增強部件7僅在通過兩個間壁3彼此交叉形成的、隔件附近的交叉點6上形成時,僅可形變的間壁3的強度可以被增強。將相對于外力f的作用方向(即外殼的徑向)彼此交叉的相應兩個間壁3排列,使得以大于預定的角θth的角彼此交叉。因此,盡管使得增強部件7的數(shù)目最小化,但間壁3的強度可以被充分地增強。
如果交叉點6未被增強部件7增強,則需要增加間壁3的厚度并減少間壁3的孔隙率,以增強間壁3的強度。當減少間壁3的孔隙率時,蜂巢結構1的重量增加,并且凈化廢氣g的凈化性能降低。此外,當間壁3的厚度增加時,蜂巢結構1的產(chǎn)率比可能減少。也就是說,當制備蜂巢結構1時,將水添加至粉末例如堇青石以將粉末制成粘土類材料。在通過模具擠出粘土類材料之后,將粘土類材料燒結。然而,在擠出時,使得間壁3的厚度增加且間壁3變重,在燒結前間壁3可能由于其自身的重量而形變(參見圖16和圖17)。因此,蜂巢結構1的產(chǎn)率比有減少的風險。
此外,在蜂巢結構1中,在隔件5附近形成不完全室,其被間壁3和隔件5環(huán)繞,因此,當間壁3的厚度增加時,出現(xiàn)不完全室小的問題。因此,不完全室容易地被催化劑層掩埋。也就是說,在制備蜂巢結構1之后,通過催化劑制造商等進行隨后的步驟。在以下步驟中,將蜂巢結構1浸入包括貴金屬的漿料。由此,將漿料施用至間壁3的表面。之后,通過干燥在間壁3的表面上形成催化劑層。因此,在不完全室小的狀態(tài)下將蜂巢結構1浸入漿料時,不完全室有被催化劑層掩埋的風險。廢氣g可能不在不完全室中流動。因此,存在廢氣g的凈化速率減少且被掩埋在不完全室中的催化劑層變得無用的風險。
此外,當間壁3的厚度增加時,在擠出時需要形成所使用模具的寬的開口部分。模具的開口部分的構造對應于間壁3的構造,且間壁3的中間物品自模具的開口部分擠出。因此,在成型期間需要更多的蜂巢結構1的原料,以形成寬的模具開口。此外,可能導致在擠出期間間壁3和除間壁3之外的部分之間的速度差異。因此,每次實施擠出時,構造對應于間壁3的構造的模具的開口部分易于被阻塞。因此,在擠出時容易地導致失效。
因此,當間壁3的厚度增加且間壁3的孔隙率減少時,發(fā)生各種問題。然而,如在本實施方案中,兩個角θ1和θ2通過外殼2的徑向和彼此交叉的相應兩個間壁3形成。兩個角θ1和θ2的較小的角大于預定的角θth。此外,除上述情況外,增強部件7僅在置于隔件5附近的交叉點6上形成。由此,可以很薄地制備間壁3,且可以增加間壁3的孔隙率,且可以增加間壁3的強度。因此,可以抑制上述各種問題的發(fā)生。
此外,在本實施方案中,隔件5具有圓柱形形狀。此外,將預定的角θth設為22.5°。因此,如圖2所示,將兩個外部的增強區(qū)域sb置于相對于中心軸a的點對稱位置。此外,將兩個內(nèi)部的增強區(qū)域sa置于相對于中心軸a的點對稱位置。因此,蜂巢結構1的形狀整體具有高對稱性。當蜂巢結構1的形狀具有低對稱性時,在擠出時,原料在用于形成低對稱性蜂巢結構1的模具中的流動通道中的流動的速度整體變得易于不均一。因此,在擠出之后,原料可能不被成型為與用于形成低對稱性蜂巢結構1的模具的形狀相同的形狀。因此由此制備的低對稱性蜂巢結構1的間壁3的形狀失效和形變?nèi)菀椎匕l(fā)生。另一方面,如在本實施方案中,高對稱性蜂巢結構1使得上述問題幾乎不發(fā)生。
此外,如圖2所示,在本實施方案中,內(nèi)間壁3a相對于外間壁3b傾斜45°。上述斜坡a和上述斜坡b各自為45°。結果,可以將內(nèi)部的非增強區(qū)域na置于隔件5上的兩個外部的非增強區(qū)域nb之間。因此,可以進一步增強蜂巢結構1的對稱性。
此外,在本實施方案中,如圖4所示,增強部件7具有圓形形狀。因此,間壁3不受到大的應力。如圖12所示,增強部件7也可能具有非圓形形狀。然而,在此情況下,增強部件7和間壁3交叉處的交叉部分79容易地受到應力。在另一方面,在本實施方案中,具有圓形形狀的增強部分7幾乎不局部地受到應力。因此,蜂巢結構1的強度可以被進一步增強。
此外,當增強部件7具有圓形形狀時,蜂巢結構1的模具10被容易地制備。其原因在以下描述。如圖11中所示,模具10具有盤狀部件11和加持盤狀部件11的夾持部分12。各狹縫39的構造對應于間壁3等的構造,且相應狹縫39在盤狀部件11之間形成。此外,多個孔121穿透夾持部分12形成。將蜂巢結構1的原料注射入孔121中并自狹縫39擠出。由此制備蜂巢結構1。
當制備模具10時,首先形成電極13(參見圖8)。多個通孔49穿透電極13形成。各通孔49的構造對應于室4的構造。當形成電極13時,如圖9所示,制備金屬盤139,且使用鉆頭等穿透金屬盤139形成孔131。將未顯示的線插入孔131。通過向線施加電流而將其加熱。孔131被各待被切割的線491環(huán)繞。將經(jīng)加熱的線自孔131移動至待被切割的線491并沿各待被切割的線491移動,同時穿透金屬盤139。由此,形成通孔49。
之后,如圖10所示,制備安裝在夾持部分12上的粗盤狀部件11。隨后,電極13對粗盤狀部件11進行放電加工。由此,在轉化的粗盤狀部件11上形成通過將具有電極13的凹凸形狀顛倒而獲得的穿透樣式(其穿透電極13)。由此,形成模具10(參見圖11)。
當形成電極13時,將加熱的線沿各待被切割的線491移動,同時穿透如上所述的金屬盤139。在此情況中,各部件497的形狀對應于增強部件7的形狀。此外,各部件493的形狀對應于間壁3的形狀。由此,可以將線由部件493移動至部件497,同時穿透金屬盤139,使得移動線的速度不大大降低。此外,當部件497具有圓形時,在切割金屬盤139時,線不可能受到應力或被切割。因此,穿透電極13形成的通孔49容易地形成。
由此,本實施方案可以提供能夠這樣的蜂巢結構,該蜂巢結構能夠確保高強度,能夠抑制大小和重量增加,并且能夠抑制廢氣的壓力損失的過度升高。
此外,在本實施方案中,將預定的角設為22.5°。然而,本實施方案不限于此。例如,預定的角θth可以任意地被設為5°至40°之間的值。
第二實施方案
在與以下實施例相關的圖中使用的附圖標記中,除非另有指明,使用與實施例1中相同附圖標記代表與實施例1相同的構成元素。
本實施方案為改變增強部件7的構造的實施例。如圖12所示,在本實施方案中,增強部件7具有非圓形形狀。其余的增強部件7的非圓形形狀,本實施方案中的增強部件7具有與實施方案1中相同的構造和作用。
第三實施方案
本實施方案為通過位置改變增強部件7的面積的實施例。如圖13所示,在本實施方案中,通過外殼2的徑向和彼此交叉的相應兩個間壁3形成兩個角θ1和θ2。當兩個角θ1和θ2中的較小的角約為預定的角θth(22.5°)時,當在蜂巢結構的軸向觀察時,增強部件7的面積被最小化。此外,如圖14所示,當兩個角θ1和θ2中的較小的角為約45°時,增強部件7的面積被最大化。
圖15為顯示增強部件的面積和兩個角θ1和θ2中的較小的角之間的關系的模式圖。如圖15所示,在本實施方案中,隨著兩個角θ1和θ2中的較小的角由22.5°增加至45°,增強部件7的面積逐漸地變大。
本實施方案的作用如下所述。形成兩個角θ1和θ2中的較小的角的間壁3的部分接近22.5°(即對于外力f相對強的間壁3的部分)定義為部分a。在上述構造中,部分a可能增強面積被最小化的增強部件7。因此,蜂巢結構1的重量可以被進一步減小。形成兩個角θ1和θ2中的較小的角的間壁3的部分接近45°(即對于外力f相對脆弱的間壁3的部分)定義為部分b。部分b可能增強面積被最大化的增強部件7。因此,蜂巢結構1的強度可以被進一步增強。本實施方案中的增強部件7的其余面積具有與實施例1中相同的構造和作用。