[發明專利]陶瓷制蜂窩狀結構體

有效

• 申請號: 01803006.8
• 申請日: 2001-08-01
• 公開（公告）號: CN1392803A
• 公開（公告）日: 2003-01-22
• 發明（設計）人: 市川結輝人;近藤隆宏;宮崎誠;白井正宏
• 申請（專利權）人: 日本礙子株式會社
• 主分類號: B01J35/04
• 分類號: B01J35/04;B01D53/94;F01N3/28
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 溫大鵬

技術領域

本發明涉及陶瓷制蜂窩狀結構體。更具體地說，涉及一種，壓力損失增大及耐熱沖擊性降低所產生的負面影響、與、等靜壓強度提高及分隔壁形狀和蜂窩狀結構體外形形狀的高精度化所產生的正面影響二者可平衡良好地得到協調的、適合作為汽車廢氣凈化催化劑載體等使用的、陶瓷制蜂窩狀結構體。除此之外，本發明的陶瓷制蜂窩狀結構體，也適合在柴油細目過濾器等中作過濾之用，或者在燃料電池改性器用催化劑載體等各種化學反應器、熱交換體等用途中使用。

背景技術

過去，汽車廢氣凈化用催化劑，是由陶瓷制造的蜂窩狀載體(蜂窩狀結構體)的各通孔表面承載催化劑成分而形成所謂的蜂窩催化劑的，而由于其軸向強度高于橫截面方向(徑向)的強度，因而采用的是沿蜂窩狀載體的軸向進行支撐的結構。在這種情況下，為防止沿其軸向進行支撐時在外周部分附近出現破損，將外周部分的通孔分隔壁(分隔筋)做得比內部厚，以提高蜂窩狀載體的軸向抗壓強度。

而最近，隨著引擎在大馬力輸出方面的發展，要求蜂窩催化劑上的壓力損失要小，而隨著廢氣排放管理的強化，要求整個催化劑載體能夠得到有效利用，為此，開始采用一種，對蜂窩催化劑載體不是沿軸向進行支撐，而是從蜂窩催化劑載體的外周面進行支撐的結構。其一個原因是，隨著對廢氣排放進行強制性管理，催化劑容量提高因而催化劑質量增加，故相對于引擎的振動，軸向支撐時的支撐面積較小而不能夠充分得到支撐。

另一方面，為了提高催化劑的凈化性能，開始出現這樣一種動向，即，將蜂窩狀載體的通孔分隔壁的厚度減薄以減輕蜂窩狀載體的重量，從而減小催化劑的熱容量以提高凈化性能的暖機性能。

因此，出現這樣一種傾向，即，由于通孔分隔壁的薄壁化，蜂窩狀載體耐受來自外周面的外部壓力破壞的強度進一步降低。

此外，由于近來廢氣排放管理進一步加強，為了改善引擎燃燒條件、提高催化劑凈化性能，廢氣溫度在逐年升高，對蜂窩狀載體的耐熱沖擊性要求也越來越嚴格。

隨著如上所述通孔分隔壁的薄壁化、采用蜂窩狀載體外周面支撐結構、以及、廢氣溫度的提高等，如何設定通孔分隔壁和蜂窩外壁的厚度、提高蜂窩狀結構體的等靜壓強度、以及、實現外形形狀和分隔壁形狀的高精度化成為重要的課題。

鑒于以上情況，特開昭54-110189號公報中，提出一種沿著蜂窩狀載體橫截面的中心方向將分隔壁厚度有規律地減薄的結構，但對于這種結構，不能夠將分隔壁在整個蜂窩狀載體的范圍內減薄，因此，蜂窩狀載體質量較大，出現暖機特性方面的問題。而且，從壓力損失上講，也不適宜。

此外，特開昭54-150406號公報和特開昭55-147154號公報中，提出一種外周部的通孔分隔壁比內部的通孔分隔壁厚的結構，但絲毫未涉及蜂窩狀載體的外壁厚度，對通孔分隔壁相互間具體的厚度關系也未特別提及。

此外，這些現有技術，是內部分隔壁厚度為0.15mm以上的較厚的蜂窩狀結構體，而且是軸向支撐，因此，外壁厚度不是問題。如果說有什么問題的話，無非是有人指出若其外壁厚度過厚則耐熱沖擊性降低。

此外，再公開特許(國際公開號WO98/05602)中，提出一種陶瓷制蜂窩狀結構體，其分隔壁平均厚度T為0.05～0.13mm，周壁平均厚度大于T，分隔壁與周壁的平均接觸寬度W之間的關系為，W≥T，并且0.7≥-(T/4)+0.18。

但是，雖然這種陶瓷制蜂窩狀結構體，對于防止邊緣在搬運時被碰傷具有一定的效果，但壓力損失大、耐熱沖擊性差，而且，在提高等靜壓強度以及實現分隔壁形狀和蜂窩狀結構體外形形狀高精度化方面，未必能夠充分滿足要求。