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公開番号2024132422
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023043174
出願日2023-03-17
発明の名称ハニカムフィルタ
出願人イビデン株式会社
代理人弁理士法人WisePlus
主分類B01D 46/00 20220101AFI20240920BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】触媒がコートされる前もしくはPMが堆積する前の段階で、第1排ガス導入セルに流れるガス流量と第2排ガス導入セルに流れるガス流量の差が小さく、かつ、スス無し圧力損失が低いハニカムフィルタを提供する。
【解決手段】ハニカムフィルタは、多孔質のセル隔壁を備え、排ガス入口側か出口側かの一方を封止したセルを備え、セルの断面形状は、封止部分を除き排ガス入口側の端部から排ガス出口側の端部にかけて同じであり、排ガス導入セルは、断面形状の異なる第1排ガス導入セルと第2排ガス導入セルの2種類からなり、かつ、排ガス排出セルの開口面積は、第2排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、第1排ガス導入セルの辺が、第2排ガス導入セルの辺の長さよりも長く、第1と第2排ガスセルの開口面積比が1.20～2.20倍であり、第1、第2排ガス導入セルの開口面積の合計が、排出セルの開口面積の1.20～2.00倍である。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
排ガスの流路となる複数のセルを区画形成する多孔質のセル隔壁を備え、排ガス入口側の端部が開口され、かつ、排ガス出口側の端部が封止された排ガス導入セルと、排ガス出口側の端部が開口され、かつ、排ガス入口側の端部が封止された排ガス排出セルとを備えてなり、前記排ガス導入セル及び前記排ガス排出セルの長手方向に垂直方向の断面形状は、封止部分を除き前記排ガス入口側の端部から前記排ガス出口側の端部にかけて、それぞれのセルにおいて同じであるハニカムフィルタであって、
前記排ガス排出セルの周囲全体に、前記セル隔壁を隔てて前記排ガス導入セルが隣接してなり、前記排ガス導入セルは、断面形状の異なる第１排ガス導入セルと第２排ガス導入セルの２種類からなり、かつ、
セルの長手方向に対して垂直な断面において、前記排ガス排出セルの開口面積は、前記第２排ガス導入セルの開口面積より大きく形成されており、
セルの長手方向に対して垂直な断面において、前記排ガス排出セル及び前記排ガス導入セルは、いずれも多角形からなり、前記第１排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、前記排ガス排出セルと対面している辺の長さが、前記第２排ガス導入セルの断面形状を構成する辺のうち、前記排ガス排出セルと対面している辺の長さよりも長く、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第２排ガス導入セルの開口面積が前記第１排ガス導入セルの開口面積の１．２０～２．２０倍であり、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルの開口面積と前記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、前記排ガス排出セルの開口面積の１．２０～２．００倍であることを特徴とするハニカムフィルタ。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルは四角形であり、前記第２排ガス導入セルは八角形であり、前記排ガス排出セルは八角形である請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルは長方形である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第２排ガス導入セルの開口面積が前記第１排ガス導入セルの開口面積の１．３０～１．５０倍であり、
セルの長手方向に垂直な断面において、前記第１排ガス導入セルの開口面積と前記第２排ガス導入セルの開口面積の合計が、前記排ガス排出セルの開口面積の１．７０～１．９０倍である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項５】
セルの長手方向に垂直な断面において、前記排ガス排出セルの周囲にはセル隔壁を隔てて前記第１排ガス導入セルと前記第２排ガス導入セルとがそれぞれ４つずつ交互に配置されて前記排ガス排出セルを包囲してなり、
また、前記排ガス排出セルを包囲している４つの前記第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、前記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過する２本の線分の交点は、前記排ガス排出セルの断面形状である八角形の幾何学的な重心と一致してなり、
かつ、前記４つの第２排ガス導入セルの断面形状である各八角形の幾何学的な重心を結ぶ仮想的な線分のうち、前記排ガス排出セルの断面形状からなる図形領域を通過しない４本は、四角形を構成し、その各辺の中点は前記排ガス排出セルを包囲している４つの前記第１排ガス導入セルの断面形状である各四角形の幾何学的な重心と一致するように、
前記排ガス排出セル、前記第１排ガス導入セル及び前記第２排ガス導入セルがそれぞれ配置されてなる請求項２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項６】
前記ハニカムフィルタは、前記排ガス排出セル、前記第１排ガス導入セル及び前記第２排ガス導入セルを有し、外周に外周壁を有する複数のハニカム焼成体が接着材層を介して接着されることにより形成されている請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項７】
前記ハニカム焼成体は、炭化ケイ素、又は、ケイ素含有炭化ケイ素からなる請求項６に記載のハニカムフィルタ。
【請求項８】
前記セル隔壁の厚さは、０．０５～０．３０ｍｍである請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項９】
前記セル隔壁の気孔率は、３０～６５％である請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項１０】
前記セル隔壁に含まれる気孔の平均気孔径は、５～２５μｍである請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカムフィルタに関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排ガス中には、スス等のパティキュレート（以下、ＰＭともいう）が含まれており、近年、このＰＭが環境又は人体に害を及ぼすことが問題となっている。また、排ガス中には、ＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の有害なガス成分も含まれていることから、この有害なガス成分が環境又は人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【０００３】
そこで、内燃機関と連結されることにより排ガス中のＰＭを捕集したり、排ガスに含まれるＣＯ、ＨＣ又はＮＯｘ等の排ガス中の有害なガス成分を浄化したりする排ガス浄化装置として、コージェライトや炭化ケイ素等の多孔質セラミックからなるハニカム構造のフィルタ（ハニカムフィルタ）が種々提案されている。
【０００４】
また、これらのハニカムフィルタでは、内燃機関の燃費を改善し、圧力損失の上昇に起因する運転時のトラブル等をなくすために、初期の圧力損失が低いハニカムフィルタや、所定量のＰＭが堆積した際に圧力損失の上昇割合が低いハニカムフィルタが種々提案されている。
【０００５】
このようなハニカムフィルタを開示した発明として、特許文献１が挙げられる。特許文献１に記載のハニカムフィルタは、排ガス導入セルとしての第１排ガス導入セル及び第２排ガス導入セルと、排ガス排出セルの、計３種類のセルを備えている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
国際公開第２０１３／１８７４４４号
国際公開第２０２２／１３０９７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＰＭ排出数規制に対応するため、ＰＭ捕集性能を向上させることのできる方法として、キャリアガスに分散させたセラミック粒子をセル内に導入してセル隔壁にセラミック層を形成し、セラミック層に貴金属触媒を担持することにより触媒をセル隔壁にコートする触媒コート法が検討されている。
【０００８】
このような触媒コート法の参考として特許文献２の方法が知られている。特許文献２に記載の方法はアルミナ粉末を含むエアロゾルをコージェライト担体に通過させ、セラミック層を形成し、セラミック層に貴金属触媒を担持する方法である。
【０００９】
特許文献２に記載された方法を参考にして、特許文献１に記載されたような３種類のセルを備えるハニカムフィルタに対して、その排ガス導入セルへの触媒のコートを行ったところ、第１排ガス導入セルに流れるガス流量と第２排ガス導入セルに流れるガス流量の差が大きいために、触媒のコート量に偏りが生じるという問題が生じることがわかった。
【００１０】
また、ハニカムフィルタにおいては圧力損失が低いことが要求されており、とくにススの堆積が無い状態での圧力損失（スス無し圧力損失）が低いことが望まれていた。
（【００１１】以降は省略されています）

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