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公開番号2024135121
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-04
出願番号2023045653
出願日2023-03-22
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 39/20 20060101AFI20240927BHJP(物理的または化学的方法または装置一般)
要約【課題】PMの捕集性能が高く、圧力損失を低く抑えることができるハニカムフィルタを提供する。
【解決手段】入口側の端部が開口され、出口側の端部が目封止された排ガス導入セル12と、出口側の端部が開口され、入口側の端部が目封止された排ガス排出セル11とを備えてなるハニカムフィルタ10であって、セル隔壁14の厚さは、0.1～0.25mmであり、ハニカムフィルタの長手方向に垂直な断面において、第1方向D1における閉鎖セルの平均ピッチ幅をX₁(mm)とし、第1方向D1における排ガス導入セル12のピッチ幅及び排ガス排出セル11のピッチ幅の平均値をX₂(mm)とすると、上記閉鎖セルの平均ピッチ幅X₁が0.5mm以上であり、下記(1)式を満たすことを特徴とするハニカムフィルタ。
-2X₁+3≦X₂/X₁≦-20X₁+18・・・(1)
【選択図】図2B
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目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目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、目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、
前記ハニカムフィルタの長手方向に垂直な断面において、前記排ガス導入セルと、前記排ガス排出セルとは第１方向に交互に配列されており、
前記第１方向において、隣り合う前記排ガス導入セルと前記排ガス排出セルとの間には、排ガス入口側の端部が目封止され、かつ、排ガス出口側の端部が目封止された閉鎖セルが配置されており、
前記セル隔壁の厚さは、０．１０～０．２５ｍｍであり、
前記ハニカムフィルタの長手方向に垂直な断面において、前記第１方向における閉鎖セルの平均ピッチ幅をＸ
１
（ｍｍ）とし、前記第１方向における前記排ガス導入セルのピッチ幅及び前記排ガス排出セルのピッチ幅の平均値をＸ
２
（ｍｍ）とすると、
前記閉鎖セルの平均ピッチ幅Ｘ
１
が０．５ｍｍ以上であり、
下記（１）式を満たすことを特徴とするハニカムフィルタ。
－２Ｘ
１
＋３≦Ｘ
２
／Ｘ
１
≦－２０Ｘ
１
＋１８・・・（１）
続きを表示（約 920 文字）【請求項２】
前記ハニカムフィルタの長手方向に垂直な断面において、前記排ガス導入セルの面積は、前記排ガス排出セルの面積よりも大きい請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
前記ハニカムフィルタの長手方向に垂直な断面において、前記排ガス導入セル及び前記排ガス排出セルは前記第１方向及び前記第１方向に直交する第２方向に交互に配置されており、
前記第１方向及び前記第２方向において、隣り合う前記排ガス導入セルと前記排ガス排出セルとの間には、前記閉鎖セルが配置されており、
前記第１方向に対し４５°の角を形成する第３方向において、前記排ガス導入セルが前記セル隔壁を介して連続して配置されており、
前記第３方向において前記排ガス排出セルが前記セル隔壁を介して連続して配置されている請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
前記ハニカムフィルタは、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５】
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４に記載のハニカムフィルタ。
【請求項６】
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７】
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８】
外周には、外周コート層が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９】
前記ハニカムフィルタの長手方向の長さは、１００～３００ｍｍ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】
前記ハニカムフィルタの長手方向に垂直方向の断面において、排ガス導入セルのセル密度は、１５～１４０ｃｅｌｌｓ／ｉｎｃｈ
２
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 1,700 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】
近年、排ガス排出時のＰＭの排出量には、厳しい規制がされており、ハニカムフィルタのＰＭ捕集性能の更なる向上が求められている。
【０００５】
このようなハニカムフィルタとして、特許文献１には、多孔質セラミックハニカム構造体の所望の流路を目封止することによりハニカム構造体の隔壁に形成された細孔に排気ガスを通過させる構造のセラミックハニカムフィルタにおいて、流路方向に二ヶ所以上の目封止部を有する流路と、前記流路に隣接し、流路方向で少なくとも前記目封止部の間の位置に目封止部を有する流路とを有することを特徴とするセラミックハニカムフィルタが開示されている。
【０００６】
また、特許文献２には、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るとともに、排ガス入口側の端部が開口され且つ排ガス出口側の端部が目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且つ排ガス入口側の端部が目封止された排ガス排出セルと、前記排ガス導入セルと前記排ガス排出セルとの間に形成された触媒を充填するための触媒充填用セルとを備えてなり、前記排ガス導入セルと前記排ガス排出セルとは、触媒充填用セルを間に挟んでフィルタ長手方向から見て直交する２方向に交互に並んでおり、前記触媒充填用セルは、前記排ガス導入セル及び前記排ガス排出セルよりも容積が小さいことを特徴とするハニカムフィルタが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００５－２６２２１０号公報
特開２０１７－０００９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１に係るハニカムフィルタでは、排ガスがセル隔壁（隔壁）を２回通ることにより、ＰＭの捕集効果が大きくなる。しかしながら、１回目のセル隔壁通過時にＰＭの大部分が捕集される。つまり、ハニカムフィルタの全体の体積の割にろ過面積が小さいため、ＰＭ捕集後の圧力損失が高くなるという問題があった。
【０００９】
また、通常、ハニカムフィルタに一定量のＰＭが堆積すると、ＰＭを燃焼させるため、ハニカムフィルタは加熱される。これをハニカムフィルタの再生という。
特許文献１に係るハニカムフィルタでは、１回目のセル隔壁通過時にＰＭの大部分が捕集されるため、再生時にその部分での発熱が大きく、熱応力によってハニカムフィルタが破損という問題があった。そのため、ハニカムフィルタ全体の体積の割に、再生までのＰＭの堆積量を少なく抑える必要があった。
【００１０】
特許文献２に係るハニカムフィルタでは、排ガス導入セルと排ガス排出セルとの間に触媒充填用セルが配置されている。特許文献２に係るハニカムフィルタにおいても、排ガスがセル隔壁を２回通ることにより、ＰＭの捕集効果が大きくなるが、触媒が充填された触媒充填用セルを通過するため圧力損失が高くなる。また、触媒充填用セルは容積が小さく、触媒が充填されているので、ＰＭが堆積すると、セルの閉塞が生じるという問題があった。
（【００１１】以降は省略されています）

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