(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに対向する第１の端面及び第２の端面と、前記第１の端面及び第２の端面の対向方向で延在する複数のＡ流路及び複数のＢ流路を形成する隔壁と、を有する柱状のハニカム構造体であって、
前記複数のＡ流路は、前記第１の端面側が開口され、前記第２の端面側が封口されており、
前記複数のＢ流路は、前記第１の端面側が封口され、前記第２の端面側が開口されており、
前記複数のＢ流路には、互いに略平行に延在する第１のＢ流路及び第２のＢ流路及び第３のＢ流路が含まれており、
前記複数のＡ流路には、
前記第１の端面上で前記第１のＢ流路を囲み、かつ、各々が前記第１のＢ流路と隣り合うと共に、前記第１のＢ流路以外に前記第１の端面側が封口され前記第２の端面側が開口された流路と隣り合わない複数の第１のＡ流路と、
前記第１の端面上で前記第２のＢ流路を囲み、かつ、各々が前記第２のＢ流路と隣り合うと共に、前記第２のＢ流路以外に前記第１の端面側が封口され前記第２の端面側が開口された流路と隣り合わない複数の第２のＡ流路と、
前記第１の端面上で前記第３のＢ流路を囲み、かつ、各々が前記第３のＢ流路と隣り合うと共に、前記第３のＢ流路以外に前記第１の端面側が封口され前記第２の端面側が開口された流路と隣り合わない複数の第３のＡ流路と、が含まれており、
前記隔壁は、
前記複数の第１のＡ流路と前記第１のＢ流路とを隔てる第１標準壁、
前記複数の第２のＡ流路と前記第２のＢ流路とを隔てる第２標準壁、
前記複数の第３のＡ流路と前記第３のＢ流路とを隔てる第３標準壁、
隣り合う二個の前記第１のＡ流路を隔てる第１共通壁、
隣り合う二個の前記第２のＡ流路を隔てる第２共通壁、
隣り合う二個の前記第３のＡ流路を隔てる第３共通壁、
隣り合う前記第１のＡ流路と前記第２のＡ流路とを隔てる第１隔壁、
隣り合う前記第１のＡ流路と前記第３のＡ流路とを隔てる第２隔壁、及び、
隣り合う前記第２のＡ流路と前記第３のＡ流路とを隔てる第３隔壁を有する、ハニカム構造体。
【請求項２】
前記第１隔壁、前記第２隔壁、前記第３隔壁の厚さは、前記第１標準壁及び前記第２標準壁、前記第３標準壁の何れの厚さより小さい、請求項１に記載のハニカム構造体。
【請求項３】
前記第１共通壁及び前記第２共通壁及び前記第３共通壁の厚さは、前記第１標準壁及び前記第２標準壁及び前記第３標準壁の何れの厚さより小さい、請求項１又は２に記載のハニカム構造体。
【請求項４】
前記複数のＡ流路は、前記第１隔壁、前記第２隔壁、及び前記第３隔壁のそれぞれの端からＹ字状に分岐した追加隔壁に囲まれ、前記第１のＡ流路、前記第２のＡ流路、及び前記第３のＡ流路と隣接する、追加の流路を更に含む、請求項１〜３のうち何れか一項に記載のハニカム構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガスを浄化するフィルタとして用いられるハニカム構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼル粒子フィルタ（ＤＰＦ）等、内燃機関の排出ガスを浄化するフィルタとしてハニカム構造体が広く用いられている（例えば特許文献１を参照）。ハニカム構造体には、排出ガスから取り除かれた煤が堆積するため、一定期間ごとに煤を燃焼してフィルタ再生(regeneration)を行う必要がある。煤を燃焼させるには、高温かつ大量の燃焼排ガスを供給して煤に着火し、煤を燃え尽きさせればよい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０２１４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、フィルタ再生時の煤の燃焼によりハニカム構造体が許容量を超えて加熱されると、過剰な熱応力が発生してハニカム構造体が破損するおそれがある。このような破損を避けるため、フィルタ再生時における煤の燃焼を緩やかにする技術が求められている。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、フィルタ再生時の煤の燃焼をマイルドにすることができるハニカム構造体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明は、互いに対向する第１の端面及び第２の端面と、第１の端面及び第２の端面の対向方向で延在する複数のＡ流路及び複数のＢ流路を形成する隔壁と、を有する柱状のハニカム構造体であって、複数のＡ流路は、第１の端面側が開口され、第２の端面側が封口されており、複数のＢ流路は、第１の端面側が封口され、第２の端面側が開口されており、複数のＢ流路には、互いに略平行に延在する第１のＢ流路及び第２のＢ流路が含まれており、複数のＡ流路には、第１の端面上で第１のＢ流路を囲み、かつ、各々が第１のＢ流路と隣り合うと共に第２のＢ流路と隣り合わない複数の第１のＡ流路と、第１の端面上で第２のＢ流路を囲み、かつ、各々が第２のＢ流路と隣り合うと共に第１のＢ流路と隣り合わない複数の第２のＡ流路と、が含まれており、隔壁は、複数の第１のＡ流路と第１のＢ流路とを隔てる第１標準壁、複数の第２のＡ流路と第２のＢ流路とを隔てる第２標準壁、隣り合う二個の第１のＡ流路を隔てる第１共通壁、隣り合う二個の第２のＡ流路を隔てる第２共通壁、及び、隣り合う第１のＡ流路と第２のＡ流路とを隔てる第１隔壁を有する。
【０００７】
上記ハニカム構造体によれば、隣り合う第１のＡ流路及び第２のＡ流路が第１隔壁によって隔てられているので、第１隔壁が無く、隣り合う第１のＡ流路及び第２のＡ流路が合わせて一つの大きなＡ流路を形成する場合と比べて、第１隔壁付近を流れるガスの流速を遅くすることができる。このため、上記ハニカム構造体によれば、フィルタ再生時に高温ガスがＡ流路に流れ込んで煤が燃焼しても、第１隔壁付近は燃焼により生じた燃焼ガス（二酸化炭素ガス等）が排出されにくくなり、更なる酸素供給が抑制される。従って、上記ハニカム構造体によれば、酸素供給が抑制されることで、第１隔壁上に堆積した煤の燃焼を進みにくくなるので、隣り合う第１のＡ流路及び第２のＡ流路内の煤が短時間で一斉に燃焼することが避けられ、煤の燃焼をマイルドにすることができる。その結果、ハニカム構造体が許容量を超えて加熱されることで、過剰な熱応力により破損が生じることを避けられるので、ハニカム構造体の信頼性を向上させることができる。
【０００８】
上記ハニカム構造体において、第１隔壁の厚さは、第１標準壁及び第２標準壁の何れの厚さより小さくてもよい。
上記ハニカム構造体によれば、第１標準壁及び第２標準壁の何れの厚さより第１隔壁が小さく形成されることで、第１隔壁によって隔てられる第１のＡ流路及び第２のＡ流路の開口割合を大きくすることができ、煤の捕集効率を向上させることができる。また、捕集効率の向上により、燃焼が抑制される煤の量が増えるので、ハニカム構造体における煤の燃焼をより一層マイルドにすることができる。
【０００９】
上記ハニカム構造体において、第１共通壁及び第２共通壁の厚さは、第１標準壁及び第２標準壁の何れの厚さより小さくてもよい。
上記ハニカム構造体によれば、第１共通壁及び第２共通壁の厚さが薄く形成されることで、第１のＡ流路及び第２のＡ流路の開口割合を大きくすることができ、煤の捕集効率を向上させることができる。一方、第１標準壁及び第２標準壁が比較的厚く形成されることで、フィルタ再生時にＡ流路内の燃焼ガスがＢ流路に排出されにくくなるので、Ａ流路内への更なる酸素供給が抑制され、煤の燃焼をより一層マイルドにすることができる。
【００１０】
上記ハニカム構造体において、複数のＢ流路には、第１のＢ流路及び第２のＢ流路に対して略平行に延在する第３のＢ流路が含まれており、複数のＡ流路には、第１の端面上で第３のＢ流路を囲み、かつ、各々が第３のＢ流路と隣り合うと共に第１のＢ流路及び第２のＢ流路と隣り合わない複数の第３のＡ流路が含まれており、隔壁は、隣り合う第１のＡ流路及び第３のＡ流路を隔てる第２隔壁と、隣り合う第２のＡ流路及び第３のＡ流路を隔てる第３隔壁と、を有し、複数のＡ流路は、第１隔壁、第２隔壁、及び第３隔壁によって形成された流路を更に含んでいてもよい。
【００１１】
上記ハニカム構造体では、第１隔壁、第２隔壁、及び第３隔壁によって形成された流路は第１〜第３のＡ流路に囲まれており、Ｂ流路と隣り合わないので、当該流路内の燃焼ガスはＢ流路へ排出されにくくなる。従って、上記ハニカム構造体によれば、当該流路において更なる酸素供給が抑制され、煤の燃焼を遅らせることができるので、ハニカム構造体における煤の燃焼をより一層マイルドにすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、フィルタ再生時の煤の燃焼をマイルドにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係るハニカム構造体を示す図である。
【図２】図１のII−II線に沿った断面図である。
【図３】第１の端面における流路の配置を示す拡大図である。
【図４】二つの流路グループを示す図３の拡大図である。
【図５】第２の実施形態に係るハニカム構造体の流路の配置を示す図である。
【図６】第３の実施形態に係るハニカム構造体の流路の配置を示す図である。
【図７】第４の実施形態に係るハニカム構造体の流路の配置を示す図である。
【図８】第５の実施形態に係るハニカム構造体の流路の配置を示す図である。
【図９】三つの流路グループを示す図８の拡大図である。
【図１０】第６の実施形態に係るハニカム構造体の流路の配置を示す図である。
【図１１】第７の実施形態に係るハニカム構造体の流路の配置を示す図である。
【図１２】第８の実施形態に係るハニカム構造体の流路の配置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
［第１の実施形態］
図１及び図２に示されるように、第１の実施形態に係るハニカム構造体１は、ＤＰＦ［Diesel Particulate Filter］等に取り付けられ、内燃機関の排出ガスを浄化するためのフィルタとして用いられる円柱状の構造体である。
【００１６】
円柱状のハニカム構造体１は、互いに対向する第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂと、第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂの対向方向に延在する複数の流路２を形成する隔壁３と、を有している。流路２及び隔壁３の構造は、第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂの対向方向で変化することなく一定である。
【００１７】
図２に示されるように、流路２は、第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂの何れか一方が封口材４によって封口されている。具体的には、複数の流路２は、第１の端面１ａ側が開口されると共に第２の端面１ｂ側が封口されたＡ流路５と、第１の端面１ａ側が封口されると共に第２の端面１ｂ側が開口されたＢ流路６と、に分けられる。
【００１８】
複数のＡ流路５及び複数のＢ流路６は、第１の端面１ａ及び第２の端面１ｂの対向方向に延在する互いに略平行な流路である。Ａ流路５は、その延在方向に垂直な断面形状が台形（等脚台形）を成しており、Ｂ流路６は、その延在方向に垂直な断面形状が正六角形を成している。
【００１９】
Ａ流路５及びＢ流路６は、第１の端面１ａ上で、複数のＡ流路５が各Ｂ流路６を囲むようにして配置されている。具体的には、一個のＢ流路６につき、六個のＡ流路５が周りを囲むように配置されている。また、六個のＡ流路５は、各々が中心のＢ流路６と隣り合うように配置されている。この配置によれば、第１の端面１ａの開口割合の方が第２の端面１ｂの開口割合より大きくなる。
【００２０】
このように構成されたハニカム構造体１は、第１の端面１ａをガス上流側（内燃機関側）、第２の端面１ｂをガス下流側として、内燃機関の排出ガス流路上に配置されることでフィルタとして機能する。ハニカム構造体１を通過する排出ガスの主な流れを矢印Ｇとして示す。
【００２１】
矢印Ｇに示されるように、内燃機関の排出ガスは、まず第１の端面１ａ側の開口からＡ流路５に流入する。Ａ流路５に流入したガスは、Ａ流路５の第２の端面１ｂ側が封口されているため、隔壁３を通り抜けてＢ流路６内に入り込む。このとき、隔壁３によって排気ガス中の煤が捕捉される。煤が除かれたガスはＢ流路６を通り、第２の端面１ｂ側の開口から外へと流れ出る。
【００２２】
フィルタとして機能するハニカム構造体１は、多孔質（例えば、平均細孔直径２０μｍ以下）のセラミクス材料等から構成されている。ハニカム構造体１に用いられるセラミクス材料としては、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。チタン酸アルミニウムは、更に、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。
【００２３】
このようなハニカム構造体１は、上述したセラミクス材料となるグリーン成形体（未焼成成形体）を押し出し成形後に焼成し、その後に所定の封口処理を行うことで得られる。グリーン成形体は、例えばセラミクス原料である無機化合物源粉末、メチルセルロース等の有機バインダ、及び必要に応じて添加される添加剤を含む。
【００２４】
なお、チタン酸アルミニウムのグリーン成形体の場合、無機化合物源粉末は、αアルミナ粉等のアルミニウム源粉末、及びアナターゼ型やルチル型のチタニア粉末等のチタニウム源粉末を含み、必要に応じて、更に、マグネシア粉末やマグネシアスピネル粉末等のマグネシウム源粉末、及び／又は、酸化ケイ素粉末やガラスフリット等のケイ素源粉末を含むことができる。
【００２５】
有機バインダとしては、メチルセルロース、カルボキシルメチルセルロース、ヒドロキシアルキルメチルセルロース、ナトリウムカルボキシルメチルセルロース等のセルロース類；ポリビニルアルコール等のアルコール類；リグニンスルホン酸塩が挙げられる。
【００２６】
添加物としては、例えば、造孔剤、潤滑剤、可塑剤、分散剤及び溶媒が挙げられる。
【００２７】
造孔剤としては、グラファイト等の炭素材；ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル等の樹脂類；でんぷん、ナッツ殻、クルミ殻、コーン等の植物材料；氷；及びドライアイス等が挙げられる。
【００２８】
潤滑剤及び可塑剤としては、グリセリン等のアルコール類；カプリル酸、ラウリン酸、パルミチン酸、アラキジン酸、オレイン酸、ステアリン酸等の高級脂肪酸；ステアリン酸Ａｌ等のステアリン酸金属塩、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル（ＰＯＡＡＥ）等が挙げられる。
【００２９】
分散剤としては、例えば、硝酸、塩酸、硫酸等の無機酸；シュウ酸、クエン酸、酢酸、リンゴ酸、乳酸等の有機酸；メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール類；ポリカルボン酸アンモニウム等の界面活性剤等が挙げられる。
【００３０】
溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、ブタノール、プロパノール等のアルコール類；プロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、エチレングリコール等のグリコール類；及び水等を用いることができる。
【００３１】
また、封口材４の材料は、上述したグリーン成形体と同じ材料を用いても良く、異なる材料を用いても良い。封口材４には、内燃機関の排出ガスが通過できない材料を用いることもできる。
【００３２】
続いて、ハニカム構造体１の流路２及び隔壁３について詳細な説明を行う。
【００３３】
図３は、第１の端面１ａにおける流路の配置を説明するための図である。図３に示されるように、複数のＡ流路５及び複数のＢ流路６は、六個のＡ流路５及び一個のＢ流路６からなる複数の流路グループに分けることができる。七つの流路グループＧ１〜Ｇ７を図３に示す。なお、図３に示す流路グループＧ１〜Ｇ７は、第１の端面１ａの一部分であり、流路グループＧ１〜Ｇ７の周りには図示しない流路グループが更に配置されている。
【００３４】
各流路グループＧ１〜Ｇ７では、第１の端面１ａ上で一個のＢ流路６の周りを囲むように六個のＡ流路５が配置されている。各Ａ流路５は、同じ流路グループのＢ流路６と隣り合うように配置されている。各Ａ流路５は、他の流路グループのＢ流路６とは隣り合わない。ここで、流路が隣り合うとは、一枚の隔壁３を壁の厚さ方向に隔てて二個の流路が配置されている状態を意味する。流路グループＧ１〜Ｇ７の各々は、同様の構成を有しており、隔壁３に沿って正六角形状にグループ分けされている。
【００３５】
図１〜図３に示されるように、隔壁３は、隣り合うＡ流路５及びＢ流路６の間を隔てる標準壁３ａと、同じ流路グループ内で隣り合う二つのＡ流路５同士を隔てる共通壁３ｂと、隣り合う流路グループＧ１〜Ｇ７を隔てるグループ隔壁３ｃと、を有している。標準壁３ａ、共通壁３ｂ、及びグループ隔壁３ｃは、互いに等しい一定の厚さを有する壁である。
【００３６】
標準壁３ａは、第１の端面１ａ上で正六角形状に配置されており、Ｂ流路６を囲んで形成されている。すなわち、Ｂ流路６は正六角形状に配置された標準壁３ａから形成されている。Ａ流路５内の排気ガスは、標準壁３ａを通り抜けることにより、Ｂ流路６へ入り込む。
【００３７】
共通壁３ｂは、各流路グループ内で六個のＡ流路５の間にそれぞれ配置されており、第１の端面１ａ上でＢ流路６を中心として放射線状に六本形成されている。具体的には、共通壁３ｂは、第１の端面１ａ上で正六角形状に配置された標準壁３ａの各頂点から外側（ハニカム構造体１の外周側）に向かって延びる放射線状に形成されている。放射線状の共通壁３ｂは、その一部が標準壁３ａに接続している。
【００３８】
グループ隔壁３ｃは、流路グループをそれぞれ囲むように形成されており、第１の端面１ａ上で正六角形からなるハニカム状に配置されている。グループ隔壁３ｃは、標準壁３ａから離間して形成されており、共通壁３ｂにのみ接続している。また、このグループ隔壁３ｃ、標準壁３ａ、及び共通壁３ｂの三種類の壁からＡ流路５が形成されている。
【００３９】
図３に、Ａ流路５からＢ流路６に入り込む排気ガスの流れを矢印Ｆ１，Ｆ２として示す。矢印Ｆ１は、Ａ流路５内から標準壁３ａを通り抜けてＢ流路６へ入り込む排気ガスの主要な流れを示している。矢印Ｆ２は、共通壁３ｂやグループ隔壁３ｃの付近から共通壁３ｂ内に入り込み、共通壁３ｂ内を通って標準壁３ａからＢ流路６へ入り込む排気ガスの一部の流れを示している。
【００４０】
矢印Ｆ２に示す流れの影響や沈着により、標準壁３ａ以外の共通壁３ｂ及びグループ隔壁３ｃにおいても煤が捕集されて煤の層が堆積する。煤の層が堆積するとハニカム構造体１のフィルタ性能が低下するので、高温ガス（高温の燃焼排ガス）の供給により堆積した煤を燃焼させるフィルタ再生が必要となる。
【００４１】
次に、流路グループＧ１〜Ｇ７のうち、二つの流路グループＧ１，Ｇ２を例示して詳細に説明する。図４は、流路グループＧ１，Ｇ２を示す拡大図である。
【００４２】
図４において、流路グループＧ１を構成する六個のＡ流路５を第１のＡ流路１０、流路グループＧ１を構成するＢ流路６を第１のＢ流路１１とする。同様に、流路グループＧ２を構成する六個のＡ流路５を第２のＡ流路１２、流路グループＧ２を構成するＢ流路６を第２のＢ流路１３とする。
【００４３】
また、流路グループＧ１において、第１のＡ流路１０と第１のＢ流路１１とを隔てる標準壁３ａを第１標準壁１４、隣り合う二個の第１のＡ流路１０を隔てる共通壁３ｂを第１共通壁１５とする。同様に、流路グループＧ２において、第２のＡ流路１２と第２のＢ流路１３とを隔てる標準壁３ａを第２標準壁１６、隣り合う二個の第２のＡ流路１２を隔てる共通壁３ｂを第２共通壁１７とする。また、流路グループＧ１と流路グループＧ２とを隔てるグループ隔壁３ｃを第１のグループ隔壁１８とする。
【００４４】
図４に示されるように、流路グループＧ１において、六個の第１のＡ流路１０は、その台形断面形状の上底の辺１０ａが、第１のＢ流路１１の正六角形の断面形状の辺１１ａの各々と対向するように配置されている。対向する第１のＡ流路１０の辺１０ａと第１のＢ流路１１の辺１１ａとの間は、第１標準壁１４によって隔てられている。
【００４５】
また、六個の第１のＡ流路１０は、隣り合う第１のＡ流路１０において辺１０ａ（台形における上底及び下底以外の辺）が互いに対向するように配置されている。対向する二つの第１のＡ流路１０の辺１０ｂの間は、第１共通壁１５によって隔てられている。
【００４６】
流路グループＧ２の構成は、流路グループＧ１と同様である。流路グループＧ２においても、第２のＡ流路１２の辺１２ａと第２のＢ流路１３の辺１３ａとの間は、第２標準壁１６によって隔てられている。また、流路グループＧ２内で隣り合う第２のＡ流路１２では、互いに対向する辺１２ｂ（異なる第２のＡ流路１２の辺１２ｂ）の間が第２共通壁１７によって隔てられている。
【００４７】
第１のグループ隔壁１８は、二つの流路グループＧ１，Ｇ２を隔てる壁である。第１のグループ隔壁１８は、流路グループＧ１及び流路グループＧ２を構成する流路のうち、互いに隣り合う第１のＡ流路１０及び第２のＡ流路１２を隔てている。すなわち、互いに隣り合う第１のＡ流路１０の辺１０ｃ及び第２のＡ流路１２の辺１２ｃの間は、第１のグループ隔壁１８によって隔てられている。このような第１のグループ隔壁１８は、二つの流路グループＧ１，Ｇ２との関係において、特許請求の範囲に記載の第１隔壁に相当する。なお、辺１０ｃ，１２ｃは、Ａ流路１０，１２の台形の断面形状における下底の辺である。
【００４８】
以上説明した第１の実施形態に係るハニカム構造体１によれば、隣り合う第１のＡ流路１０及び第２のＡ流路１２が第１のグループ隔壁１８によって隔てられているので、第１のグループ隔壁１８が無く、隣り合う第１のＡ流路１０及び第２のＡ流路１２が合わせて一つの大きなＡ流路を形成する場合と比べて、第１のグループ隔壁１８付近を流れるガスの流速を遅くすることができる。このため、ハニカム構造体１では、フィルタ再生時に高温ガスがＡ流路５に流れ込んで煤が燃焼しても、燃焼によって生じた燃焼ガス（二酸化炭素ガス等）が第１のグループ隔壁１８付近では排出されにくくなり、更なる酸素供給が抑制される。
【００４９】
従って、ハニカム構造体１によれば、酸素供給が抑制されることで、第１のグループ隔壁１８上に堆積した煤の燃焼が進みにくくなるので、第１のＡ流路１０及び第２のＡ流路１２内の煤が短時間で一斉に燃焼することが避けられ、煤の燃焼をマイルドにすることができる。その結果、ハニカム構造体１が許容量を超えて加熱されることで、過剰な熱応力により破損が生じることを避けられるので、ハニカム構造体１の信頼性を向上させることができる。
【００５０】
［第２の実施形態］
図５に示されるように、第２の実施形態に係るハニカム構造体２１は、流路２２及び隔壁２３の配置や形状が第１の実施形態に係るハニカム構造体１と比べて異なっている。
【００５１】
具体的には、各流路グループＧ１〜Ｇ７内で、六個ではなく十二個のＡ流路２５が一個のＢ流路２６を囲むように配置されている。Ｂ流路２６は、第１の端面２１ａ上で正十二角形の断面形状を有しており、正十二角形の各辺に対向するように十二個のＡ流路２５が配置されている。十二個のＡ流路２５は、同じ流路グループのＢ流路２６に対して隣り合い、他の流路グループのＢ流路２６と隣り合わないように配置されている。
【００５２】
十二個のＡ流路２５は、第１の端面２１ａ上で四角形又は五角形の断面形状を有しており、正十二角形のＢ流路２６と合わせて正六角形の流路グループを構成している。
【００５３】
また、第２の実施形態の隔壁２３のうち、標準壁２３ａは、第１の端面２１ａ上で正十二角形状に配置されている。共通壁２３ｂは、正十二角形状の標準壁２３ａを中心として放射線状に十二本形成されている。共通壁２３ｂは、第１の端面２１ａ上で、正十二角形状の標準壁２３ａの各頂点から外側（ハニカム構造体２１の外周側）に延びる放射線状に形成されている。
【００５４】
第２の実施形態においても、グループ隔壁２３ｃは、正六角形からなるハニカム状に形成され、流路グループＧ１〜Ｇ７を個別に囲んでグループ分けしている。隣り合う二つの流路グループにおいては、グループ隔壁２３ｃは各流路グループを隔てる壁である。具体的には、グループ隔壁２３ｃは、別々の流路グループに含まれ、かつ、互いに隣り合うＡ流路２５同士をそれぞれ隔てている。なお、第２の実施形態に係るハニカム構造体２１では、標準壁２３ａ、共通壁２３ｂ、グループ隔壁２３ｃの厚さは等しくなるように形成されている。
【００５５】
第２の実施形態に係るハニカム構造体２１における排気ガスの流れを矢印Ｆ３〜Ｆ５として示す。矢印Ｆ３，Ｆ４は、Ａ流路２５内から標準壁２３ａを通り抜けてＢ流路２６へ入り込む排気ガスの主要な流れを示している。矢印Ｆ５は、共通壁２３ｂやグループ隔壁２３ｃの付近から共通壁２３ｂ内に入り込み、共通壁２３ｂ内を通って標準壁２３ａからＢ流路２６へ入り込む排気ガスの一部の流れを示している。
【００５６】
このように構成された第２の実施形態に係るハニカム構造体２１においても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。しかも、一つの流路グループ内に、より多くの共通壁２３ｂが形成され、Ａ流路２５が細かく分けられることで、Ａ流路２５内の燃焼ガスがＢ流路２６へ排出されにくくなり、ハニカム構造体における煤の燃焼をより一層マイルドにすることができる。
【００５７】
［第３の実施形態］
図６に示されるように、第３の実施形態に係るハニカム構造体３１は、第２の実施形態に係るハニカム構造体２１と比べて、グループ隔壁３３ｃの厚さが小さい点のみが異なっている。その他の構成については、第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００５８】
具体的には、第３の実施形態に係るハニカム構造体３１では、共通壁３３ｂの厚さｔｃと比べて、グループ隔壁３３ｃの厚さｔｇが小さく形成されている。なお、共通壁３３ｂと標準壁３３ａの厚さは一定であり、共通壁３３ｂと標準壁３３ａは互いに等しい厚さとなるように形成されている。
【００５９】
このように構成された第３の実施形態に係るハニカム構造体３１では、第２の実施形態に係るハニカム構造体２１と同様の効果を奏することができる。また、標準壁３３ａ及び共通壁３３ｂの厚さよりグループ隔壁３３ｃの厚さｔｇが小さく形成されているので、グループ隔壁３３ｃによって隔てられるＡ流路３５の開口割合を大きくすることができ、ハニカム構造体における煤の捕集効率を向上させることができる。更に、捕集効率の向上により、燃焼が抑制される煤の量が増えるので、ハニカム構造体における煤の燃焼をより一層マイルドにすることができる。
【００６０】
［第４の実施形態］
図７に示されるように、第４の実施形態に係るハニカム構造体４１は、第２の実施形態に係るハニカム構造体２１と比べて、Ａ流路４５の配置及び形状のみが異なっている。その他の構成については、第２の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００６１】
具体的には、第４の実施形態に係るハニカム構造体４１では、各流路グループ内の共通壁４３ｂが、第１の端面４１ａ上で、正十二角形の標準壁４３ａの各辺の中心から外側（ハニカム構造体４１の外周側）に延びる放射線形状を成すように十二本形成されている。この構成により、共通壁４３ｂによって隔てられるＡ流路４５の配置及び形状が第２の実施形態と比べて異なっている。
【００６２】
このように構成された第４の実施形態に係るハニカム構造体４１においても、第２の実施形態に係るハニカム構造体２１と同様の効果を奏することができる。
【００６３】
［第５の実施形態］
図８に示されるように、第５の実施形態に係るハニカム構造体５１は、第４の実施形態に係るハニカム構造体４１と比べて、Ａ流路５５がＢ流路５６と隣り合わない流路５５Ｂを有する点が主に異なっている。
【００６４】
第５の実施形態に係るハニカム構造体５１では、Ａ流路５５が、Ｂ流路５６と隣り合う隣接流路５５Ａと、Ｂ流路５６と隣り合わない離間流路５５Ｂと、を有する。隣接流路５５Ａは、各流路グループＧ１〜Ｇ７内で一個のＢ流路５６を囲むように配置される十二個の流路である。十二個の隣接流路５５Ａは、正十二角形の断面形状を有するＢ流路５６の各頂点に対応して配置されている。
【００６５】
離間流路５５Ｂは、流路グループＧ１〜Ｇ７の何れにも属さない流路である。すなわち、第５の実施形態に係る各流路グループＧ１〜Ｇ７は、一個のＢ流路５６及び十二個の隣接流路５５Ａから構成されている。離間流路５５Ｂは、Ａ流路５５に含まれる流路であり、第１の端面５１ａが開口すると共に第２の端面（図示せず）が封口材５４によって封口されている。離間流路５５Ｂについて詳しくは後述する。
【００６６】
第５の実施形態の隔壁５３のうち、標準壁５３ａは、第１の端面５１ａ上で正十二角形状に配置されている。共通壁５３ｂは、正十二角形の標準壁５３ａの各辺の中心から外側（ハニカム構造体５１の外周側）に延びる放射線状に十二本形成されている。
【００６７】
また、グループ隔壁５３ｃは、第１の端面５１ａ上で略正十二角形となるように配置されている。グループ隔壁５３ｃは、正十二角形状の標準壁５３ａから離間すると共に、放射線状に形成された共通壁５３ｂに接続して形成されている。隣り合う流路グループを隔てるグループ隔壁５３ｃから形成された流路が離間流路５５Ｂである。
【００６８】
第５の実施形態に係るハニカム構造体５１における排気ガスの流れを矢印Ｆ６〜Ｆ８として示す。矢印Ｆ６は、Ａ流路５５内から標準壁５３ａを通り抜けてＢ流路５６へ入り込む排気ガスの主要な流れを示している。
【００６９】
また、矢印Ｆ７は、共通壁５３ｂやグループ隔壁５３ｃの付近から共通壁５３ｂ内に入り込み、共通壁５３ｂ内を通って標準壁５３ａからＢ流路５６へ入り込む排気ガスの一部の流れを示している。矢印Ｆ８は、離間流路５５Ｂ内からグループ隔壁５３ｃを通り抜けて共通壁５３ｂ内に入り込み、共通壁５３ｂ内を通って標準壁５３ａからＢ流路５６へ入り込む排気ガスの一部の流れを示している。このような排気ガスの流れにより、標準壁５３ａの他、共通壁５３ｂ、グループ隔壁５３ｃにも煤が捕集されて煤層が堆積する。
【００７０】
次に、三つの流路グループＧ１〜Ｇ３を例示して、離間流路５５Ｂについて詳しく説明する。図９は、流路グループＧ１〜Ｇ３を示す拡大図である。流路グループＧ１〜Ｇ３を構成する各流路は互いに略平行に延在している。
【００７１】
図９において、流路グループＧ１を構成する十二個の隣接流路５５Ａを第１のＡ流路６０、流路グループＧ１を構成するＢ流路５６を第１のＢ流路６１とする。同様に、流路グループＧ２を構成する十二個の隣接流路５５Ａを第２のＡ流路６２、流路グループＧ２を構成するＢ流路５６を第２のＢ流路６３とする。更に、流路グループＧ３を構成する十二個の隣接流路５５Ａを第３のＡ流路６４、流路グループＧ２を構成するＢ流路５６を第３のＢ流路６５とする。また、図９に示す離間流路５５Ｂを離間流路６６とする。
【００７２】
また、流路グループＧ１において、第１のＡ流路６０と第１のＢ流路６１とを隔てる標準壁５３ａを第１標準壁６７、隣り合う二個の第１のＡ流路６０を隔てる共通壁５３ｂを第１共通壁６８とする。同様に、流路グループＧ２において、第２のＡ流路６２と第２のＢ流路６３とを隔てる標準壁５３ａを第２標準壁６９、隣り合う二個の第２のＡ流路６２を隔てる共通壁５３ｂを第２共通壁７０とする。
【００７３】
更に、流路グループＧ３において、第３のＡ流路６４と第３のＢ流路６５とを隔てる標準壁５３ａを第３の標準壁７１、隣り合う二個の第３のＡ流路６４を隔てる共通壁５３ｂを第３の共通壁７２とする。
【００７４】
また、流路グループＧ１と流路グループＧ２とを隔てるグループ隔壁５３ｃを第１のグループ隔壁７３とする。流路グループＧ１と流路グループＧ３とを隔てるグループ隔壁５３ｃを第２のグループ隔壁７４とする。流路グループＧ２と流路グループＧ３とを隔てるグループ隔壁５３ｃを第３のグループ隔壁７５とする。
【００７５】
図９に示されるように、第１のＡ流路６０は、六角形の断面形状を構成する辺のうち第１のＢ流路６１側に位置する二つの辺６０ａが、正十二角形の断面形状を有する第１のＢ流路６１の各辺６１ａと対向するように配置されている。
【００７６】
対向する第１のＡ流路６０の辺６０ａと第１のＢ流路６１の各辺６１ａとの間は第１標準壁６７によって隔てられている。また、流路グループＧ１内で隣り合う二個の第１のＡ流路６０において対向する辺６０ｂの間は第１共通壁６８によって隔てられている。
【００７７】
流路グループＧ２，Ｇ３は、流路グループＧ１と同様の構成を有している。すなわち、流路グループＧ２において、対向する第２のＡ流路６２の辺６２ａと第２のＢ流路６３の各辺６３ａとの間は第２標準壁６９によって隔てられている。また、流路グループＧ２内で隣り合う二個の第２のＡ流路６２において対向する辺６２ｂの間は第２共通壁７０によって隔てられている。
【００７８】
同様に、流路グループＧ３において、対向する第３のＡ流路６４の辺６４ａと第３のＢ流路６５の各辺６５ａとの間は第３の標準壁７１によって隔てられている。また、流路グループＧ３内で隣り合う二個の第３のＡ流路６４において対向する辺６４ｂの間は第２共通壁７２によって隔てられている。
【００７９】
次に、グループ隔壁７３〜７５について説明する。第１のグループ隔壁７３は、二つの流路グループＧ１，Ｇ２を隔てる壁である。第１のグループ隔壁７３は、流路グループＧ１及び流路グループＧ２を構成する流路のうち、互いに隣り合う第１のＡ流路６０の辺６０ｃ及び第２のＡ流路６２の辺６２ｃの間を隔てている。
【００８０】
同様に、第２のグループ隔壁７４は、流路グループＧ１，Ｇ３を隔てる壁であり、流路グループＧ１及び流路グループＧ３を構成する流路のうち、互いに隣り合う第１のＡ流路６０の辺６０ｃ及び第３のＡ流路６４の辺６４ｃの間を隔てている。また、第３のグループ隔壁７５は、流路グループＧ２，Ｇ３を隔てる壁であり、流路グループＧ２及び流路グループＧ３を構成する流路のうち、互いに隣り合う第２のＡ流路６２の辺６２ｃ及び第３のＡ流路６４の辺６４ｃの間を隔てている。
【００８１】
離間流路６６は、互いに隣り合う三つの流路グループＧ１〜Ｇ３の間に形成されており、流路グループＧ１〜Ｇ３の何れにも属さない。略三角形状の断面形状を有する離間流路６６は、三つのグループ隔壁７３〜７５によって形成されている。
【００８２】
具体的には、各グループ隔壁７３〜７５は、第１の端面５１ａ上で、線分の両端がＹ字状に分岐した形状を成しており、各グループ隔壁７３〜７５のＹ字状の部分が三方向から接続されることで略三角形状の離間流路６６が形成されている。離間流路６６の断面形状を構成する辺６６ａは、第１のＡ流路６０の辺６０ｃ、第２のＡ流路６２の辺６２ｃ、及び第３のＡ流路６４の辺６４ｃの何れかと対向している。
【００８３】
なお、第１のグループ隔壁７３は、特許請求の範囲に記載の第１隔壁に相当する。また、第２のグループ隔壁７４は、特許請求の範囲に記載の第２隔壁に相当する。同様に、第３のグループ隔壁７５は、特許請求の範囲に記載の第３隔壁に相当する。
【００８４】
以上、三つの流路グループＧ１〜Ｇ３の間に形成された離間流路６６について説明したが、他の三つの流路グループの間に形成された離間流路５５Ｂも同様の構成を有している。
【００８５】
このような構成を有する第５の実施形態に係るハニカム構造体５１によれば、グループ隔壁５３ｃを備えているので、第２の実施形態に係るハニカム構造体２１と同様の効果を奏することができる。しかも、Ｂ流路５６と隣り合わない離間流路５５Ｂを備えているので、離間流路５５Ｂ内の燃焼ガスは周囲の隣接流路５５Ａを通過しなければＢ流路５６へ到達できず、燃焼ガスを排出されにくくすることができる。従って、ハニカム構造体５１によれば、離間流路５５Ｂにおいて更なる酸素供給が抑制され、煤の燃焼を遅らせることができるので、ハニカム構造体における煤の燃焼をより一層マイルドにすることができる。
【００８６】
［第６の実施形態］
図１０に示されるように、第６の実施形態に係るハニカム構造体８１は、第５の実施形態に係るハニカム構造体５１と比べて、グループ隔壁８３ｃの厚さが小さい点のみが異なっている。その他の構成については、第５の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００８７】
具体的には、第６の実施形態に係るハニカム構造体８１では、共通壁８３ｂの厚さｔｃと比べて、グループ隔壁８３ｃの厚さｔｇが小さく形成されている。なお、共通壁８３ｂと標準壁８３ａの厚さは等しくなるように形成されている。
【００８８】
このように構成された第６の実施形態に係るハニカム構造体８１では、第５の実施形態に係るハニカム構造体５１と同様の効果を奏することができる。また、グループ隔壁８３ｃの厚さｔｇを小さくすることで、グループ隔壁８３ｃによって隔てられるＡ流路８５の開口割合を大きくすることができ、ハニカム構造体における煤の捕集効率を向上させることができる。更に、捕集効率の向上により、燃焼が抑制される煤の量が増えるので、ハニカム構造体における煤の燃焼をより一層マイルドにすることができる。
【００８９】
［第７の実施形態］
図１１に示されるように、第７の実施形態に係るハニカム構造体９１は、第６の実施形態に係るハニカム構造体８１と比べて、共通壁９３ｂの厚さのみが異なっている。その他の構成については、第６の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００９０】
具体的には、共通壁９３ｂは、各流路グループ内において、Ｂ流路９６から離れるほど厚さが徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、共通壁９３ｂは、第１の端面９１ａ上で、標準壁９３ａに接続する部分が最も厚く形成されており、グループ隔壁９３ｃに接続する部分が最も薄く形成されている。
【００９１】
このように構成された第７の実施形態に係るハニカム構造体９１によれば、第６の実施形態に係るハニカム構造体８１と同様の効果を奏することができる。共通壁９３ｂのグループ隔壁９３ｃ側を薄くすることで、Ａ流路９５の開口割合を大きくすることができ、ハニカム構造体における煤の捕集効率を向上させることができる。
【００９２】
［第８の実施形態］
図１２に示されるように、第８の実施形態に係るハニカム構造体１０１は、第７の実施形態に係るハニカム構造体９１と比べて、共通壁１０３ｂが二つの種類の壁１０７Ａ，１０７Ｂからなる点のみが異なっている。その他の構成については、第７の実施形態と同様であるため説明を省略する。
【００９３】
具体的には、各流路グループ内の十二の共通壁１０３ｂは、Ｂ流路１０６から離れるほど厚さが小さくなるように形成された六つのテーパ共通壁１０７Ａと、一定の厚さを有する六つの薄厚共通壁１０７Ｂと、に分けられる。薄厚共通壁１０７Ｂの厚さは、グループ隔壁１０３ｃと同じである。すなわち、薄厚共通壁１０７Ｂの厚さは、標準壁１０３ａの厚さより小さくなるように形成されている。
【００９４】
このように構成された第８の実施形態に係るハニカム構造体１０１によれば、第７の実施形態に係るハニカム構造体９１と同様の効果を奏することができる。また、薄厚共通壁１０７Ｂの薄型化により、Ａ流路１０５の開口割合を大きくすることができるので、煤の捕集効率を向上させることができる。
【００９５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではない。例えば、Ｂ流路の断面形状は、正六角形や正十二角形に限られず、その他の正多角形であってもよく、正多角形以外の多角形（例えば非対称な多角形）であってもよい。また、Ｂ流路の断面形状は、円形や楕円形であってもよい。同様に、Ａ流路の断面形状も上述した各実施形態の形状に限られない。
【００９６】
また、隔壁の配置や形状についても、上述した各実施形態に限定されず、様々な態様を採用することができる。標準壁、共通壁、及びグループ隔壁の厚さの関係も、上述した各実施形態に限定されない。共通壁の他、標準壁及びグループ隔壁も場所によって厚さが変化する態様であってもよい。
【符号の説明】
【００９７】
１，２１，３１，４１，５１，８１，９１，１０１…ハニカム構造体  １ａ，２１ａ，３１ａ，４１ａ，５１ａ，８１ａ，９１ａ，１０１ａ…第１の端面  １ｂ…第２の端面  ２，２２，３２，４２，５２，８２，９２，１０２…流路  ３，２３，３３，４３，５３，８３，９３，１０３…隔壁  ３ａ,２３ａ，３３ａ，４３ａ，５３ａ，８３ａ，９３ａ，１０３ａ…標準壁  ３ｂ,２３ｂ，３３ｂ，４３ｂ，５３ｂ，８３ｂ，９３ｂ，１０３ｂ…共通壁  ３ｃ,２３ｃ，３３ｃ，４３ｃ，５３ｃ，８３ｃ，９３ｃ，１０３ｃ…グループ隔壁  ４，２４，３４，４４，５４，８４，９４，１０４…封口材  ５，２５，３５，４５，５５，８５，９５，１０５…Ａ流路  ６，２６，３６，４６，５６，８６，９６，１０６…Ｂ流路  １０，６０…第１のＡ流路  １１，６１…第１のＢ流路  １２，６２…第２のＡ流路  １３，６３…第２のＢ流路  １４，６７…第１標準壁  １５，６８…第１共通壁  １６，６９…第２標準壁  １７，７０…第２共通壁  １８，７３…第１のグループ隔壁（第１隔壁）  ５５Ａ，８５Ａ，９５Ａ，１０５Ａ…隣接流路５５Ｂ，６６，８５Ｂ，９５Ｂ，１０５Ｂ…離間流路  ６４…第３のＡ流路  ６５…第３のＢ流路  ７１…第３の標準壁  ７２…第３の共通壁  ７４…第２のグループ隔壁（第２隔壁）  ７５…第３のグループ隔壁（第３隔壁）  Ｇ１-Ｇ７…流路グループ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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