JPS6287470A - 多孔質セラミツク構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、多孔質セラミック構造体に関するもので、主
として内燃ＩＩ！開の排気ガス中に浮遊する微粒子を捕
集する為に又排気ガス中の有害ガスを浄化する為に使用
する多孔質セラミック構造体に関するものである。

［従来の技術］ 従来、この種の多孔質セラミック構造体は、ディーゼル
エンジンから排出されるカーボン微粒子等を捕集する場
合、三次元網目構造をもつヒラミックフオームやハニカ
ム構造をもった多孔質セラミック構造体が有効に用いら
れている。

これらのセラミック構造体のうちでも特に通気抵抗が小
さく、微粒子の捕集効果が高いものとして、特開昭５８
−１６１９６２号公報に開示されているように、第３３
図（ａ）（ｂ）に示したような内部に互いに平行な多数
の正方形断面を有する中空穴５′、６′を格子状に配列
させて穿設し、それらの隣接する中空穴５′、６′の断
面が交互に反対側の端面で封止されている構造のもの１
′が知られている。このような構造にあっては、隣接中
空穴間の壁厚ｄｉが大きいほど捕集効果は向上し、また
開口率すなわち中空穴５′、６′部分の断面積がセラミ
ック構造体全体の断面積に占める割合が大きい程圧力損
失が減少する。

しかし前記従来構造においては、圧力損失を小さくする
ために開口率を大きくし、かつ捕集効率を確保するため
、壁厚ｄｌを確保しようとすると、穴の間口径を大きく
しなければならず、そのために次の問題点がある。

第１は、第２２図（ａ）から（ｂ）になるように有効壁
部３４が少なくなり好ましくない。第２は、格子配列の
影響で第２２図（ｂ）に示すようにロス部３１の割合が
大きくなる。

また前記第３３図に示す従来構造においては、入口穴５
′と出口穴６′とで形成される隔壁７′がガスの流れ方
向に対して平行壁となるために、微粒子や有害ガスがこ
の構造体１′の入口穴５−の入口側端面３′近傍や入口
穴５′の出口側端面４′近傍を多く通過し、隔壁７′の
中央部は多く通過せず、充分有効に隔壁が使用されてい
なかった。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明は、上記欠点、問題点を克服するものであり、微
粒子捕集効率に優れ、圧力損失が小さい多孔質セラミッ
ク構造体を提供することを目的とする。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明の多孔質セラミック構造体は、軸線方向に設けら
れた多数の入口穴と、この多数の入口穴と隔壁をへだて
て隣接する多数の出口穴と、を有し、上記多数の入口穴
は一端が開口で他端が封止され、上記出口穴は一端が封
止で他端が開口されている多孔質セラミック構造体にお
いて、上記入口穴および出口穴は、軸方向に垂直な断面
形状において長方形状であることを特徴とする。

なおここで「実質的に長方形状］とは、主に長辺と短辺
をもち、主として長方形を含む四辺形状、三角形状又は
これに相当する形状をいい、また本多孔質セラミック構
造体においては、入口穴および出口穴のすべてが、「実
質的に長方形状の断面形状をもつ必要がなく、１つの入
口穴に流入した排気ガス等が、該入口穴の少なくとも１
つの長辺側面と、該長辺側面に対向する、出口穴の少な
くとも１つの長辺側面と、で構成される通過壁を主とし
て通過するように、所定断面形状の入口穴および出口穴
が配置されていればよい。

上記発明は以下に述べるように本発明者等の実験研究の
結果に基づくものである。

即ち、まず正方形穴の開口径と開口率の関係を調べ、そ
の結果を第２３図に示した。この結果によれば穴の開口
径を大きくするに従い、第２２図（ｂ）の３１に示すよ
うに、ロス部が生じである稈度までしか開口率が、１−
ばれない。第２３図はこの一例を示すもので、外径がφ
１０７ｍｍ、壁厚３ｍｍの場合における穴径を変化させ
たものである。

この形状では穴径を大きくしていっても開口率は最大４
３％である。

次に穴の間口径と有効壁部面積の関係を調べ、その結果
を第２４図に示した。この結果によれば、穴の間口径を
大きくするに従い有効壁部面積が減少する。これは、穴
の開口径を大きくすると第２２図に示す如く有効壁部３
４が少なくなり、穴は捕集能力と有効壁部面積とが比例
する関係を有するため、捕集能力を低下させるもので好
ましくない。有効壁部面積については当初の設定値であ
る穴の開口径３１１１１Ｉｌにおける有効面積を確保し
たい。

以上の知見に基づき、本発明者等は、圧力損失を小さく
するために間口径を大きくし、かつ捕集効率をするため
、壁厚ｄｌを確保するには、従来の正方形穴形状で間口
径を大きくするよりも、第１図、第１０図、第１２図又
は第１７図等に示す如く長方形状の中空穴を配列させる
構造であれば上記問題点を解決できるに至ったものであ
る。

上記入口穴および上記出口穴の軸方向に垂直な断面形状
において、長辺（ａ）の、短辺（ｂ）に対する比（ま（
ａ　／　ｂ　）は、第１６図に示すように１．５以上で
あるのが好ましい。特にこの比（ａ／ｂ）は２．０以上
であるのがより好ましい。

上記入口穴および出口穴の長方形状において短辺側には
、例えば第４図又は第１２図に示すように非通気性の補
強用リブ８が形成され、該入口穴５に流入する流体は、
該入口穴５の長方形状における長辺側の２つの隔壁を通
過して該出口穴６に流出する構成であるものとすること
ができる。なお第２図以下の図において、第１図に示し
た入口穴等は、第１図に示した番号と同じ番号を使用し
ている。

また上記入口穴は、例えば第４図に示すように非通気性
の補強用リブ８を介して他の入口穴と隣接し、上記出口
穴はを該補強用リブ８を介して他の出口穴と隣接するも
のとすることができる。即ち、第４図において入口穴５
は縦方向に連らなり、該入口穴５の横に隣接する出口穴
６も縦方向に連らなる構成とすることができる。なお該
補強用リブ８は一方向例えば横軸方向に一体的に形成さ
れている。

さらに上記入口穴は、例えば第１２図に示すように、非
通気性の補強用リブ８を介して出口穴と隣接し、該出口
穴は該補強用リブ８を介して入口穴と隣接するものとす
ることができる。即ち、入口穴５は、その四方が出口穴
６に囲まれ、出口穴６も同様である構成とすることがで
きる。なお該補強用リブ８は一方向例えば横軸方向に一
体的に形成されている。

なお上記の補強用リブは、通気性の多孔質セラミック体
とすることもできるし、排ガス等が流出入する多孔質セ
ラミック体よりも通気性の小さな、又は非通気性の多孔
質セラミック体とすることもできる。この補強用リブの
厚さはできるだけ薄い方が好ましい。なおこの厚さは担
体強度との関係で決まる。

−〇　　− 一方圧力損失を下げるため、第２５図（ａ）（ｂ）に示
すように開口穴の内壁側面全面にテーパーを有するセラ
ミックフィルターの発明について本願の出願人は出願し
ている（特許出願番目５９−１５３８３７）。このセラ
ミックフィルターと類似で第２６図（ａ）に示すセラミ
ックフィルターについては、格子配列が正方穴形状であ
るため、テーパー付有効壁部の割合は第２６図（ｂ）の
４０の如く少な（、例えば最も有効なテーパーを付けた
場合、テーパー付有効壁部の割合は５０％となり好まし
くない。

そこで本発明者等は、長辺側の内壁面に傾斜面を持ち、
第２６図（ｆ）に示すようにテーパー付有効壁部の割合
を高めた一ヒ記構成を案出したものである。

この第１傾斜面は、一方向を長くした中空式長方形状で
あるため、この方向だけにテーパーを付ければテーパー
を付けた面は第２６図（ｆ）の４２の如く１００％有効
壁部として働くことができ、その一方向が長ければ長い
程テーパーとして働く面は、さらに大きくとれ、全体と
してテーパー付有効壁部の割合を下げずにすむ。なお第
２６図（Ｃ）の構成のものは、同図（ａ）の構成のもの
よりもテーパー付有効壁部の割合は大きいが、同図（ｅ
）のものよりも小さい。

このことにより第２６図（ｂ）の如く全方向に最も有効
なテーパーを付けてもテーパー付有効壁部の割合は５０
％しかとれなかったものを、水沫により例えば長辺方向
２０１１１１１＋１短辺方向３ｍ＋＋＋とじ長辺方向だ
けにテーパーを付ければテーパー付有効壁部の割合は８
７％まで向上できる。

このことにより、捕集能力を下げずに圧力損失を下げる
ことができる。またこの方法では間口径を大きくする必
要がないため、有効壁部面積低下による捕集能力低下を
まねかない。

上記入口穴および上記出口穴の少なくとも該入口穴は、
その軸方向に垂直に断面形状において、例えば第４図に
示すように該長辺側面が第１傾斜面５ａとなり、かつ該
短辺側面は傾斜のないストレート面５ｂであるものとす
ることができる。この場合、２つの長辺側面のうち一方
が第１傾斜面を構成しても良いし、また例えば第１図に
示すようにその両方が第１傾斜面５ａ　、　５ａ　′を
構成しても良い。また例えば第５図又は第１７図に示す
ように入口穴５および出口穴６双方において、各長辺側
面が第１傾斜面となる構成が好ましい。なお例えば第１
０図に示すように入口穴５および出口穴６双方において
各長辺側面がおよび各短辺側面がともに第１傾斜面を有
しないストレート面５ｃ、５ｃである構造とすることも
できる。

上記入口穴および出口穴において、第１傾斜面は、軸に
対して１度以上であるように構成された傾斜角を有する
ものとすることができる。特にこの傾斜角は１．５度以
上が好ましい。

上記入口穴および上記出口穴の開口端部において、例え
ば第９図に示すように、上記第１傾斜面５ａ、６ａより
も傾斜角の大きな第２傾斜面５ｃ。

６Ｃを、上記長辺側面に設ける構成であるとすることが
できる。この場合においても２つの長辺側面に形成する
のが好ましい。

［発明の効果］ 本発明の多孔質セラミック構造体においては、多数の入
口穴および該多数の入口穴と隔壁をへたてて隣接する多
数の出口穴は、軸方向に垂直に断面形状において長方形
状であることを特徴とする。

従って本多孔質セラミック構造体において、有効壁部を
大きくとることができ、また外形部と格子穴との間にで
きるロスをなくし、開口率を効率良く大きくすることが
できる。故に本多孔質セラミック構造体は微粒子捕集効
率を維持しつつ圧力損失の低さを確保できるものである
。

［実施例］ 以下、実施例により本発明を説明する。

（第１実施例） 本実施例に係わる多孔質セラミック構造体について、排
ガス入口側から見た図の正面図を第１図（ａ）に、その
軸線方向の断面図を第１図（ｂ）に示す。

該多孔質セラミック構造体１は、外径１１０ｍｍ。

長さ８０ＩＩＩ１１の円柱形状であってコーディエライ
ト系セラミックからなる。なお、これ以外にも８１Ｃ，
５１３Ｎａ、ＡｌｔＯ３，β−スポジューメン系等の種
々のセラミック材料であってもよい。

最外周部には、厚さ２１Ｉｌｌにわたって緻密に構成さ
れた補強層２が形成されている。内部は、第２１図にそ
の微細構造を説明するような多孔質セラミック構造体か
らなる。即ち、三次元網目構造の骨格９と、それにより
囲まれて形成される通気部９−を有する。

該セラミック構造体１の内部には、ガス入口側端面３に
開口して出口側端面４に伸びた入口穴５が６個設けられ
ている。入口穴５は出口端面に向う程、その断面積が小
さくなるように２つの長辺側に各々第１傾斜面５ａを有
する。なお該入口穴の断面はほぼ長方形状となっている
。この入口穴５の長辺側面に対向する形で出口端面６に
開口した出口穴６が７個設置されている。該出口穴６と
該入口穴５の間には三次元網目構造セラミックスから成
る隔壁７が形成されている。即ち１個の入口穴５１には
、２個の出口穴６１．６２が隣接され、２個の入口面が
軸に対して傾斜した壁７１．７２が形成されている。こ
の壁の傾斜角度は軸に対して３度である。

ここでこの多孔質セラミック構造体の体積率つまり昇格
体積に対する入口穴、出口穴を除いた体積の割合は６６
％である。なお通気部９′の大きさは０．５〜Ｑ、９ｍ
ｍである。ここで入口穴５１に流入したガスは隔壁７１
．７２を通過して出口穴６１．６２に流出していく。

ここで、本発明の多孔質セラミック構造体１の製造方法
を説明する。一般に三次元網目構造の隔壁を有するセラ
ミックフィルターを得るには、同様な三次元網目構造を
有するポリウレタンフォームなどの有機化合物を骨材と
して使用し、この骨材の表面にセラミック材料を固着し
、これを焼成する母材たる有機化合物が燃焼飛散し、周
囲のセラミック材が母材と同様の構造となることを利用
する。

第２７図（ａ）および（ｂ）は、ポリウレタンフォーム
成形型のうち、成形型容器部１１の形状を説明する図で
、同図（ａ）は平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）におけ
るＶ−Ｖ　＝線矢視断面図である。この成形型容器１１
は底板１２と、底板１２上に植設された複数個の柱状部
１３と、底板１２の外周部に植設された柱状部１３を取
巻く円管状側壁部１４とから成っている。

また円管状側壁部１４上面には外周４等分箇所に組付用
ネジ孔１５が設けである。

第２８図（ａ）および（ｂ）は、上記成形型容器部１１
に施蓋するための成形型蓋部２０を示し、同図（ａ）は
平面図、同図（ｂ）は同図（ａ）のｗ−ｗ　′線矢視断
面図である。この成形型蓋部２０は、蓋板２１と、蓋板
２１上に植設された複数個の柱状部２２とから成ってい
る。蓋板２１には柱状部２２と干渉しない位置に貫通孔
２１ａが穿設されている。柱状部２２は、後述の如く成
形型蓋部２０を容器部１１に被せたときに、容器部１１
の柱状部１３に干渉しないように考慮して設けられてい
る。該柱状部２２は蓋板２１より先端が細くなったスリ
ット状テーパー形状をなしている。

また蓋板２１の外周４等分箇所には、容器部１１に蓋部
２０を固定するための組付用孔２１ｂが穿設されている
。

第２９図は、成形型容器部１１に成形型蓋部２０を組付
けてボルト２５により固定した状態を示しており、容器
部１１と、蓋部２０との組合わせによってキャビティ２
６が生じる。

次にウレタンフオームの成形法を説明すると、キャビテ
イ２６内面に予めワックス系離型剤を、成形型の離型剤
の融点以上に加熱しておき、スプレーまたはへケ塗りに
よって塗布する。次に成形型を３０℃〜５０℃に調整し
ておき、成形型容器部１１に有機イソシアネート、ポリ
オール、整泡剤、発泡剤および触媒を混合したウレタン
フオーム原料混合液を撹拌混合しながら注入し、成形型
蓋部２０を閉じる。ここで、前記有機イソシアネートと
しては、トリレンジイソシアネートまたはメチレンジイ
ソシアネート又は両者の混合物、前記ポリオールとして
はポリエーテル系ポリオールおよび、またはポリエステ
ル系ポリオールとからなる重合体ポリオールまたはこれ
とポリエーテルポリオールとの混合物、前記発泡剤とし
ては、水、ハロゲン置換脂肪族炭化水素系発泡剤（トリ
クロロモノフロロメタンなどのフロン類）、または両者
の混合物、前記整泡剤としては、アルコール変成シリコ
ーン整泡剤、前記触媒としては、樹脂化反応を促進する
触媒としてアルコールとイソシアネートとの反応触媒と
して有効に用いられる３級アミンおよびその有機酸塩類
、発泡反応を促進する触媒としては、水とイソシアネー
トとの反応触媒として有効に用いられるモルホリン、エ
タノールアミン等を用いたウレタンフオーム原料混合液
はキャピテイ２６内で発泡し型内の空気を押した模式２
１ａより溢れるので栓をする。発泡後１００℃〜１２０
℃で２０〜６０分間加熱硬化させる。

硬化後に容器部１１と蓋部２０とを分離させればウレタ
ンフオーム成形体が得られる。この成形体の通気孔の大
きさは０．８〜１，３１１１１である。

次に、このウレタンフオーム成形体にセラミックスラリ
−を含浸させた後、ポリウレタンを焼成し多孔質セラミ
ックフィルター１を得る方法について詳述する。含浸に
使用されるセラミックスラリ−の原料は、焼成によりコ
ージェライト組成となる酸化マグネシウム（Ｍｇｃ）　
、アルミナ（Ａｌｚｏ３）、ケイ酸（Ｓｉ０２）ｅ含む
ｏ金粉末、あるいは上記混合物を加熱しコージェライト
系セラミックにし、これを粉末化した合成コージェライ
ト粉末、あるいは両者の混合物にメチルセルロース、ポ
リビニルアルコール等のバインダ、および水を加えたも
のである。前記ウレタンフオームをこのスラリーに含浸
した後、エアガンを用いて余分なスラリーを除去し、８
０℃〜１２０℃の乾燥炉の中で２〜３時間乾燥する。以
上の含浸から乾燥までの操作を２〜３回繰り返し、必要
量のセラミックスラリ−をウレタンフオーム発泡体骨格
表面に付着させる。その後焼成温度１３００〜１４７０
℃で５〜６時間焼成処理を行なう。

以上のような方法によって入口穴の長辺側面にのみ第１
傾斜面を有し、この短辺側面および出口穴の全側面はス
トレート面である多孔質セラミツり構造体１が得られた
。

次に、こうして得られた構造体の表面に活性アルミナを
４０重量％コーティングした。このコーティング方法は
公知で種々あるが、例えばアルミナゾル、硝酸アルミニ
ウム、およびコロイダルシリカの混合水溶液に上記構造
体１を浸し、その後引き上げて乾燥し約９００℃で焼成
する方法を用いた。そして、これに触媒として重量比で
白金７０％、ロジウム３０％を構造体１０（ｌに対し０
゜８０担持して触媒を作製した。

比較例として第３３図に示す従来例の多孔質セラミック
構造体１′を作製し、本実施例と同様に触媒担持を行な
った。なおこの担体の体積率は約７０％であり本実施例
より４％高いものを、又通気孔の大きさは本実施例品と
同程度のものを用いた。

この多孔質セラミック構造体１および従来品１′につい
てそれらの性能を評価した。

まず、これらの構造体について圧力損失と空気流量の関
係を第２図に示した。従来品においては第２図中のＡの
如く使用最大空気量である３ｍ３７分を流した時、１０
ＩＩＩＩＨＱ前後の高い値を示していたが、本実施例品
においては、第２図中の８の如くになり、３ｍ３／分時
においても約５ＩＩＩＩｌｌＨ９と従来品の約半分に下
げることができた。これは隔壁７をガスが平均的に流れ
たためであると考えられる。

上記触媒を１６００ＣＧのガソリンエンジンの排気部に
装着し触媒温度６００℃Ｘ２ｈｒエージングを行なった
後、触媒流入排気ガス温が３５０℃になるように、コン
トロールしながら空間速度（Ｓｖ）（触媒体積に対する
１時間当り流れるガス量比）を変化させてＮＯＸ　（窒
素酸化物）、Ｔ・）ｌ−Ｃ（全炭化水素’）　、Ｃｏ　
（−酸化炭素）の浄化率を測定した。その結果を各々第
３図（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す。咳図に示されるように
Ｓｖが大きくなると従来品の方が体積率が大きいにも拘
らず浄化性能が低下してくる。しかし本実施例品は低下
しない。これはまさしく本実施例品においては有効に使
用される壁部分が多いことを示しており、これは入口穴
間に傾斜をつけ入口穴１個に対して２個の出口穴が対応
させる構造にして有効壁を多くした効果である。

以上より、本実施例品においては、入口穴および出口穴
両方が長方形状に配列され、しかも該入口穴に第１傾斜
面を有する構成のため、有効壁面積を大きくすることが
でき、そのため捕集効率および触媒活性を下げずに、圧
力損失を低下させることができた。

（第２実施例） 第５図（ａ）（ｂ）および第６図は各々第２実施例を示
す正面図、同図（ａ）Ｃ−１ｃ′断面図又は同図（ａ　
）部分拡大図である。この多孔質セラミック構造体１の
大きさは直径１１０ＩｌｌＩｌ１１長さ１３０ｍ１ｌｌ
である。該多孔質セラミック構造体１の入口端面３には
テーパー状の入口穴５が形成され、出口端面４でとじて
いる。又出目端面４には出口穴６が形成され、該入口穴
５との間で形成される隔壁７の厚さが一定となるように
テーパー状に形式 成され、入口端面３で閉じている。即ち、入口募なおよ
び出口穴６双方に、各２つの長辺側面に第１傾斜面５ａ
　、５ａが形成されている。ここで１個の入口穴に対し
て２個の出口穴が対向するように設けられ、入口穴に入
ったガスは２個の第１傾斜面壁を通って２個の出口穴に
でるように構成されている。傾斜角度は約１．８度であ
る。更に該入口穴および出口穴には対向する位置に厚さ
１゜５ＩｌｌＲ１以下の補強用リブ８が設【プられてい
る。補強用リブ８は非通気性であり、横軸方向の一方向
に形成されている。該補強用リブ８で区切られる入口穴
５、出口穴６のガス通過面５ａ（傾斜面）、６ａ（傾斜
面）の長さａ（第６図中のａ）はリブの厚さＣ（第６図
中のＣ）よりも実質的に大きくとられる。ａ／Ｃが３以
上が好ましい。それ以下であると該リブ８の体積が増し
ガスが通過する有効体積が減少するからである。

更に長辺ａの短辺すに対する比はａ／ｂ１．５以上が好
ましい。これ以下であると入口穴の面積に占める傾斜壁
面積が小さくなり充分な効果が得られない。この構造体
１の体積率は７２％である。

この構造体の通気孔９′の大ぎさは０．２〜０゜４ｍｍ
である。

比較例として第３３図の従来構造のものを用いた。ただ
し体積率７０％、通気孔の大きさは０゜２〜０．４ｍｌ
１１である。

なおこれら多孔質セラミック構造体１は、補強用リブ８
を形成する点以外は、第１実施例と同様の方法で作製し
た。ただし補強用リブ８の部分は、余分なスラリーを除
去せず、焼成後には非通気性の補強用リブとした。

この構造体１を２．２１のディーゼルエンジン排気管に
装着してディーゼルカーボンの捕集を行なった。エンジ
ン条件は２０００ｒｐｍｘ６ｋｇ・ｍである。第７図に
捕集効率および第８図に初期圧力損失の結果を示す。本
実施例品は有効壁面積が大きいので捕集効率が高く、均
一にガスが流れる為に初期圧力損失も小さい。

（第３実施例） 本多孔質セラミック構造体１は、第９図に示寸ように、
第２実施例品の入口穴５、出口穴６の各開口端部３．４
に、第１傾斜面５ａ、　６ａよりも傾斜角度の大きな第
２傾斜而５ｃ、５ｃを各長辺側に設けた構成である。従
って本実施例品は、この第２傾斜而５ｃ、（３ｃにより
ガスが滑らかに入口穴５に入り、又出口穴６より滑らか
に排出される。この第２傾斜面を形成させると初期圧力
損失は、４８ｍｎ１ｌとなり、該第２傾斜面を形成させ
ない場合（第２実施例）の５８１１１１１１ＨＱと比べ
、さらに低下した。なお、捕集効率は保持されていた。

（第４実施例） 本実施例に係わる多孔質セラミック構造体には、第１２
図に示すように、ガス入口側端面３に開口して出口側端
面４に伸びた入口穴５が２４個設けられている。入口穴
５は出口端面に向うに従いその断面積が小さくなるよう
に第１傾斜面５ａが形成され、該入口穴の断面は長方形
状となっている。

この入口穴５の長辺側面５ａに対向する形で出口端面４
に開口した出口穴６が２９個設置されている。なお該出
口穴６の内壁面は、ストレート面を形成している。該出
口穴６と該入口穴５の間には三次元網目構造セラミック
スから成る隔壁７が形成されている。即ち１個の入口穴
５１には２個の出口穴６１．６２が隣接され、この第１
傾斜面の角度は軸に対して約３麿である。また上記入口
穴５１は、補強用リブ８ａ１８ｂを介して各上記出口穴
６３．６４と隣接し、該出口穴６１は該補強用リブ８ａ
、８ｂを介して各該入口穴５３．５４と隣接している。

ここでこの構造体１の体積率つまり昇格体積に対する入
口穴、出口穴を除いた体積の割合は６４％である。

なお通気部９′の大きさは、０．５〜０．９ｍｍである
。ここで入口穴５１に流入したガスは隔壁７ａ、７ｂを
通過して出口穴６１．６２に流出していく。なお入口穴
５１の短辺側に位置する出口穴６３および６４にはガス
が通過しない厚さ１゜５１１１Ｉｌｌの補強用リブ壁８
ａ１８ｂが形成されている。

比較例として、第３３図に示す従来例の担体を作製し、
本実施例と同様に触媒担持を行なった。

なおこの担体の体積率は約７０％であり本実施例品より
６％高いものを、又通気孔の大きさは本実施例品と同程
度のものを用いた。

更にこれら担体に空気を流して圧力損失を測定した。そ
の結果を第１３図に示す。従来品が３Ｉｌ１３７ｍ　＋
　ｎの空気を流したとき１０ＩｌｌｌｌＩＨｑの圧力損
失を示ずのに対して本実施例品は隔壁をガスが平均的に
流れる為に５２ｎ＋ｎ＋１−１ｇと約半分の圧力損失と
なった。

また上記触媒の浄化性能を、第１実施例と同じ条件下に
おいて評価し、この結果を第１４図（’ａ）（ｂ）（ｃ
）に示した。

これらの図に示されるようにＳＶが大きくなると従来品
の方が体積率がおおきいにも拘らず浄化性能が低下して
くる。しかし本実施例品は低下しない。これはまさしく
本実施例品が有効に使用される部分が多いことを示して
おりこれは入口穴の長辺側面に傾斜をつけ入口穴１個に
対して２個の出口穴が対応させる構造にして有効壁を多
くした効果である。

（第５実施例）−穴の長辺と短辺の各長さの比の検討 第１５図は第４実施例の多孔質セラミック構造体１の入
口穴５、出口穴６の配置を示づ図（第１２図（ｂ　）の
Ｅ−Ｅ−断面図）である。本実施例においては、穴の長
辺の長さａと短辺の長さｂの比ａ／ｂを変化させて圧力
損失の変化をみた。なお補強用リブ８の厚さは１．５１
である。具体的には該短辺の長さくｂ）を４ｍｍとして
補強用リブ８の位置を変えて該長辺の長さくａ）を変化
させた。

第１６図は、３．３ｍ３／分空気を流したときの圧力損
失値をａ／ｂに対してプロットしたものである。この図
によればａ／ｂの比は１．５以上が好ましい。なｉＢａ
／ｂの比が１．５未満のときは、入口穴および出口穴の
表面積に占める補強用リブの面積が多（なり、従って相
対的にガス通過面積が減少して圧力損失が上昇する。

（第６実施例） 本実施例品の正面図を第１７図（ａ）に、この図中のＦ
−Ｆ−断面図を第１７図（ｂ）に示した。

＝　　２８　　− この構造体の大きさは、直径１１０’１ｌｌｌｌｌ、軸
方向長さ１３０ｍｍである。該構造体１には、第１傾斜
面５ａを有する入口穴５が形成され、出口端面４で閉じ
ている。又出目端面４には出口穴６が形成され、入口穴
５との間で形成される隔壁７の厚さが一定となるように
該出口穴６には第１傾斜而６ａが形成され、入口端面３
で閉じている。なお第１７図（ｃ）は第１７図（ｂ）の
Ｇ−Ｇ−要部断面図である。この図に置いて、入口穴５
、出口穴６は長方形状である。長辺の長さａと短辺の長
さｂの比はａ／ｂ＝２．３にある。短辺により形成され
る補強用リブ８は第１実施例同様非通気性の補強壁を形
成しており厚さ１．５ＩＩＩＩ１１である。

この構造体の体積率は６５％である。通気孔９−の大き
さは０．２〜Ｑ、４ｍｍである。

比較例として第３３図の従来構造のものを用いた。ただ
し体積率７０％、通気孔９′の大きさは０．２〜Ｑ、４
ｒｎｍである。なおこれら構造体は第１実施例と同様の
方法で作製した。

これら担体を２．２ｇのディーゼルエンジン排気管に装
着してディーゼルカーボンの捕集を行なった。エンジン
条件は２０００ｒｐｍｘ６．４ｋｇ−ｍである。第１８
図に捕集効率および第１９図に初期圧力損失を示す。本
実施例品は、有効体積が大きいので捕集効率が高く、均
一にガスが流れる為に圧力損失も小さい。

（第７実施例）−２段テーパーの検討 本実施例品１は、第１２図に示した第５実施例品におけ
る、入口穴および出口穴の開口端部３．４において、第
２０図に示すように、上記第１傾斜面５ａよりも傾斜角
の大きな第２傾斜而５ｃ。

６Ｃを長辺側に設けた構成を有する。従って本実施例品
では更に圧力損失が小さくなる。該第２傾斜面５ｃ１５
ｃによりガスが滑らかに、入口穴５に入り、又出口穴６
より滑らかに排出される。この第２傾斜面５０１６Ｃを
形成させると初期圧力損失は、４５ＩＩＩＩｌｌＨｇで
あり、該第２傾斜面のない場合（第６実施例）の５４　
ｍｍＨＧと比べ、さらに低下した。なお捕集効率は保持
されていた。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例に係わり、入口穴の長辺側に第１傾
斜而を有し、補強用リブを持たない多孔質セラミック構
造体を示すものであり、第１図（ａ）はその平面図、第
１図（ｂ）はそのＡ−Ａ−縦断面図である。第２図は第
１実施例品および従来品の空気流量と圧力損失の関係を
示すグラフである。第３図は第１実施例品および従来品
を触媒担体として使用した場合の浄化性能を示すグラフ
であり、第３図（ａ）はその酸化窒素（ＮＯｘ＞の浄化
性能を示すグラフ、第３図（ｂ）はその全炭化水素（Ｔ
−Ｈ−Ｃ）の浄化性能を示すグラフ、第３図（Ｃ）はそ
の−酸化炭素（Ｃｏ）の浄化性能を示すグラフである。 第４図は本発明に係わり、補強用リブを有し、入口穴の
長辺側に第１傾斜而を有する多孔質セラミック構造体を
示すもので、第４図（ａ）はその平面図、第４図（ｂ）
はそのＢ−Ｂ−縦断面図である。第５図は第２実施例に
係わり、補強用リブを有し入口穴および出口穴の各長辺
側に第１傾斜面を有する多孔質レラミック４Ｍ造体を示
すもので、第５図（ａ）はその平面図、第５図（ｂ）は
そのＣ−Ｃ−縦断面図を示す。第６図は第５図で示した
多孔質セラミック構造体の一部拡大平面図である。第７
図は第２実施例品および従来品における捕集効率を示す
棒グラフである。第８図は第２実施例品および従来品に
おける初期圧力損失を示す棒グラフである。 第９図は入口穴および出口穴が各々第１傾斜面および第
２傾斜面を持つ第３実施例品の縦断面図である。 第１０図は本発明に係わり、補強用リブを持たず第１傾
斜面も有しない多孔質セラミック構造体の平面図である
。第１１図は本発明に係わり、入口穴の長辺側に第１傾
斜面を有すること以外は、第１０図に示す多孔質セラミ
ック構造体と同じ構造であるものの平面図である。 第１２図は、第４実施例に係わり、補強用リブを持ち、
入口穴の長辺側に第１傾斜面を有する多孔質セラミック
構造体を示すもので、第１２図（ａ）はその平面図、第
１２図（ｂ）はそのＤ−Ｄ′縦断面図である。第１３図
は第４実施例品および従来品において、空気流量と圧力
損失の関係を示すグラフである。第１４図は第４実施例
品および従来品を触媒担体として使用した場合の浄化性
能を示す示すグラフであり、第１４図（ａ）はその酸化
窒素（ＮＯｘ）の“浄化性能を示すグラフ、第１４図（
ｂ）はその全炭化水素（Ｔ、Ｈ，Ｃ）の浄化性能を示す
グラフ、第１４図（Ｃ）はその−酸化炭素（Ｃｏ）の浄
化性能を示すグラフである。 第１５図は第１２図（ｂ−）に示すＥ−Ｅ−断面の部分
拡大説明図である。第１６図は第１５図に示した多孔質
ヒラミック構造体において、長辺（ａ）と短辺（ｂ）の
比（ａ／ｂ）と圧力損失の関係を示すグラフである。 第１７図は第６実施例に係わり、入口穴および出口穴が
第１傾斜面を有する多孔質セラミック構造体を示すもの
で、第１７図（ａ）はその平面図、第１７図（ｂ）は第
１７図（ａ）示ｔ　Ｆ−Ｆ−断面図、第１７図（ｃ）は
第１７図（ｂ）に示すＧ−Ｇ−断面図である。第１８図
は第６実施例品、ｔりよび従来品における捕集効率を示
づ一捧グシフである。第１９図は第６実施例品および従
来品にａ３４−ｊる初期圧力損失を示す棒グラフである
。 第２０図は入口穴が第１傾斜面および第２傾斜面を持ち
第５実施例品の縦断面図である、１第２１図は本発明の
多孔質セラミック構造体の隔壁の一部拡大説明図である
。 第２２図は従来の多孔質セラミック構造体を示すもので
第２２図（ａ）は該多孔質セラミック構造体の平面図、
第２２図（ｂ）は該多孔質セラミック構造体の穴を大き
くしたものの平面図である。 第２３図は従来の各多孔質セラミック構造体において穴
の開口径と穴の開口率の関係を示すグラフである。第２
４図は従来の多孔質セラミック構造体において穴の開口
径と有効壁部面積の関係を示すグラフである。 第２５図は未公知先願に係る多孔質セラミック構造体を
示すもので第２５図（ａ）はその一部平面図、第２５図
（ｂ）はそのＨ−Ｈ”縦断面図である。 第２６図は第１傾斜面を有する穴の有効壁部の説明図で
あり、第２６図（ａ）は４方向の傾斜面を有する穴の平
面図、第２６図（ｂ）はこの穴の縦断面図、第２６図（
Ｃ）は正方形状穴の平面図、第２６図（ｄ）はこの縦断
面図、第２６図（ｅ）は長方形状穴の平面図、第２６図
（ｆ）はこの縦断面図である。 第２７図、第２８図および第２９図は第１図に示す第１
実施例品の製造方法を示すもので、第２７図（ａ）は成
形型容器部の平面図、第２７図（ｂ）は第２７図（ａ）
のＶ−■−線矢視断面図、第２８図（ａ＞は成形型蓋部
の平面図、第２８図（ｂ）は第２８図（ａ）のｗ−ｗ′
線断面図、第２９図は第２７図の成形型容器部と第２８
図の成形型蓋部とを組合わせた状態を示す縦断面図であ
る。 第３０図、第３１図および第３２図は第１２図に示す第
４実施例品の製造方法を示すもので、第３０図（ａ）は
成形型容器部の平面図、第３０図は（ｂ）は第３０図（
ａ）のＸ−Ｘ−線断面図、第３１図（ａ）は成形型蓋部
の平面図、第３１図（ｂ）は第３１図（ａ）のＹ−Ｙ−
線断面図、第３２図は第３０図の成形型容器部と第３１
図の成形型蓋部とを組合せた状態を示す縦断面図である
。 第３３図は従来の多孔質セラミック構造体を示すもので
、第３３図（ａ）はその平面図、第３３図（ｂ）はその
縦断面図である。 １・・・多孔質セラミック構造体 ２・・・補強壁　　　　　　　３・・・入口側端面４・
・・出口側端面　　　　　５・・・入口穴６・・・出口
穴 ５ａ、５ａ・・・第１傾斜而 ５ｂ、６ｂ・・・ストレート而 ５ｃ、５ｃ・・・第２傾斜面 ７・・・隔壁 ８・・・補強用リブ　　　　　９・・・骨格９′・・・
通気部　　　　　　３１・・・ロス部３２・・・壁方向
（格子方向）３４・・・有効壁部４０．４１．４２・・
・傾斜面有効部 １１・・・成形型容器部　　　１２・・・底板１３・・
・柱状部　　　　　　１４・・・円管状側壁１５・・・
組付用ネジ孔　　　２０・・・成形型蓋部２１・・・蓋
板　　　　　　　２１ａ・・・穴２１ｂ・・・組付用孔
　　　　２２・・・柱状部２５・・・ボルト　　　　　
　２６・・・キャビティ各グラフ中のＡ・・・本発明品
（各実施例品）各グラフ中の８・・・補強用リブの壁厚
ら・・・各穴の断面における長辺の長さｂ・・・各穴の
断面における短辺の長さＣ・・・補強用リブの壁厚 特許出願人　　　　日本電装株式会社 代理人　　　　　弁理士　大川　定 向　　　　　　弁理士　丸山明夫 第１図 第６図 第１０図 第１１図 第１２図 第１５図 第１６図 長辺の長″″（ａ）／短辺の長ご（ｂ）第１８図　　　
　　　　第１９図　　　　○　　　　　　　　　　　○
、 Ｕ） ′８ 籠　　口　　伝Ｆ　　＞ ＪＦ、戟制９１１Ｊ需　Ｅ 第２５図 （ａ） 第２６図 （ａ）（ｂ） （ｃ）　　　　　　（ｄ） （ｅ）　　　　　　（ｆ） ］ 」 第２８図 Ａ　Ｍ　ａ　Ａ　ｎ　ｉ−・ 第２９図 第３１図 第３２図 獣

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸線方向に設けられた多数の入口穴と、この多数
   の入口穴と隔壁をへだてて隣接する多数の出口穴とを有
   し、上記多数の入口穴は一端が開口で他端が封止され、
   上記出口穴は一端が封止で他端が開口されている多孔質
   セラミック構造体において、 上記入口穴および出口穴は、軸方向に垂直な断面形状に
   おいて実質的に長方形状であり、入口穴の長辺を含む面
   の少なくとも１つの面に対して出口穴の長辺を含む面が
   対向していることを特徴とする多孔質セラミック構造体
   。
2. （２）上記入口穴および出口穴の軸方向に垂直な断面形
   状において、長辺（ａ）の、短辺（ｂ）に対する比（ａ
   ／ｂ）は、１．５以上である特許請求の範囲第１項記載
   の多孔質セラミック構造体。
3. （３）上記入口穴および出口穴の長方形状において短辺
   側には非通気性の補強用リブが形成され、該入口穴に流
   入する流体は、該入口穴の長方形状における長辺側の２
   つの隔壁を通過して該出口穴に流出する構成である特許
   請求の範囲第２項記載の多孔質セラミック構造体。
4. （４）上記入口穴は、各補強用リブを介して上記出口穴
   と隣接し、該出口穴は該補強用リブを介して該入口穴と
   隣接する特許請求の範囲第３項記載の多孔質セラミック
   構造体。
5. （５）上記入口穴は補強用リブを介して他の入口穴と隣
   接し、上記出口穴は該補強用リブを介して他の出口穴と
   隣接する特許請求の範囲第３項記載の多孔質セラミック
   構造体。
6. （６）上記入口穴および上記出口穴の少なくとも入口穴
   は、２つの長辺側面が各々第１傾斜面となり、２つの短
   辺側面が各々傾斜のないストレート面となる構成である
   特許請求の範囲第１項〜第５項記載の多孔質セラミック
   構造体。
7. （７）上記入口穴および出口穴において、第１傾斜面は
   、軸に対して１．５度以上であるように構成された傾斜
   角を有する特許請求の範囲第１項〜第６項記載の多孔質
   セラミック構造体。
8. （８）上記入口穴および出口穴の開口端部において、上
   記第１傾斜面よりも傾斜角の大きな第２傾斜面を、２つ
   の長辺側面に各々設ける構成である特許請求の範囲第１
   項〜第７項記載の多孔質セラミック構造体。