(57)【要約】  入口側流路７０Ｈｉｎ及び出口側流路７０Ｈｏｕｔに平行な軸方向における柱体の中央部は、入口側流路７０Ｈｉｎに隣接する出口側流路７０Ｈｏｕｔの数がいずれもＮｉｏ１（Ｎｉｏ１はいずれかの自然数）である第１領域Ｒ１、及び、入口側流路７０Ｈｉｎに隣接する出口側流路７０Ｈｏｕｔの数がいずれもＮｉｏ２（Ｎｉｏ２はいずれかの自然数）であり、Ｎｉｏ２≠Ｎｉｏ１を満たす第２領域Ｒ２を有する。軸方向における柱体の中央部の第１領域Ｒ１及び第２領域Ｒ２において、出口側流路７０Ｈｏｕｔは他の出口側流路７０Ｈｏｕｔとは隣接しない。
2015133435.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口側端面、出口側端面、前記入口側端面に開口部を有し前記出口側端面に封口部を有する複数の入口側流路、及び、前記出口側端面に開口部を有し前記入口側端面に封口部を有する複数の出口側流路を有する多孔質の柱体を備え、
前記入口側流路及び前記出口側流路に平行な軸方向における柱体の中央部は、
入口側流路に隣接する出口側流路の数がいずれもＮｉｏ１（Ｎｉｏ１はいずれかの自然数）である第１領域、及び、
入口側流路に隣接する出口側流路の数がいずれもＮｉｏ２（Ｎｉｏ２はいずれかの自然数）であり、Ｎｉｏ２≠Ｎｉｏ１を満たす第２領域を有し、
前記軸方向における柱体の中央部の前記第１領域及び前記第２領域において、出口側流路は他の出口側流路とは隣接しない、ハニカムフィルタ。
【請求項２】
前記出口側端面の前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおいて、前記出口側流路の開口部形状の重心と、前記出口側流路に最も近い他の出口側流路の開口部形状の重心との重心間距離をＰ１とし、前記出口側流路の開口部形状の重心と、前記出口側流路に２番目に近い他の出口側流路の開口部形状の重心との重心間距離をＰ２としたときに、Ｐ２／Ｐ１が２未満である、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
【請求項３】
前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおいて、前記入口側流路の総数／前記出口側流路の総数が１より大きい、請求項１又は２に記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
前記軸方向における柱体の中央部の前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおいて、前記入口側流路又は前記出口側流路の前記軸に垂直な断面の少なくともいずれか一方の形状が正六角形である、請求項１〜３のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項５】
前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれは、前記入口側端面及び前記出口側端面の両方が封口された流路を有さない、請求項１〜４のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項６】
前記第１領域及び第２領域を合わせた領域の前記軸に垂直な断面における面積が、前記ハニカムフィルタの全断面積の８０％以上を占める、請求項１〜５のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項７】
前記入口側流路及び前記出口側流路の封口部は、それぞれ前記流路に充填された柱状体を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項８】
前記柱体の両端面における前記入口側流路及び前記出口側流路の開口部の断面積は、それぞれその軸方向中央部の断面積に比べて大きい、請求項１〜６のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【請求項９】
前記第１領域は前記入口側流路及び前記出口側流路に平行な前記柱体の中心軸を含み、前記第２領域は前記第１領域を取り囲む、請求項１〜８のいずれか１項に記載のハニカムフィルタ。
【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。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルパティキュレートフィルタ等として知られる、セラミクス製の多孔質のハニカムフィルタが知られている。従来より、以下に示すように種々の形態の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】
【０００３】
【特許文献１】米国特許６６７３４１４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、フィルタに対しては、耐熱衝撃性を向上させるべく、過大な圧力損失上昇を招くことなく温度勾配を低減せしめることが求められている。【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、過大な圧力損失上昇を招くことなく温度勾配を低減せしめることができるハニカムフィルタを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に掛かるハニカムフィルタは、入口側端面、出口側端面、前記入口側端面に開口部を有し前記出口側端面に封口部を有する複数の入口側流路、及び、前記出口側端面に開口部を有し前記入口側端面に封口部を有する複数の出口側流路を有する多孔質の柱体を備える。
前記入口側流路及び前記出口側流路に平行な軸方向における柱体の中央部は、
入口側流路に隣接する出口側流路の数がいずれもＮｉｏ１（Ｎｉｏ１はいずれかの自然数）である第１領域、及び、
入口側流路に隣接する出口側流路の数がいずれもＮｉｏ２（Ｎｉｏ２はいずれかの自然数）であり、Ｎｉｏ２≠Ｎｉｏ１を満たす第２領域を有する。
前記軸方向における柱体の中央部の前記第１領域及び前記第２領域において、出口側流路は他の出口側流路とは隣接しない。【０００７】
本発明によれば、入口側流路に対する出口側流路の配置関係が互いに異なる第１領域及び第２領域を備えるので、第１領域と第２領域との間でガス通過の際の圧力損失に差を付けることができる。しがって、場所毎にガスの流れ方や粒子の堆積状態を制御できる。また、第１領域と第２領域とにおいて出口側流路が互いに隣接しないので、出口側流路を形成する隔壁が有効にろ過壁として機能できる。【０００８】
ここで、前記出口側端面の前記第１領域及び前記第２領域それぞれにおいて、前記出口側流路の開口部形状の重心と、前記出口側流路に最も近い他の前記出口側流路の開口部形状の重心との重心間距離をＰ１とし、前記出口側流路の開口部形状の重心と、前記出口側流路に２番目に近い他の前記出口側流路の開口部形状の重心との重心間距離をＰ２としたときに、Ｐ２／Ｐ１が２未満であることができる。【０００９】
また、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおいて、前記入口側流路の総数／前記出口側流路の総数が１より大きいことができる。【００１０】
また、前記軸方向における柱体の中央部の前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおいて、前記入口側流路又は前記出口側流路の前記軸に垂直な断面の少なくとも一方の形状が正六角形であることができる。【００１１】
また、前記第１領域及び前記第２領域のそれぞれは、前記入口側端面及び前記出口側端面の両方が封口された流路を有さないことができる。【００１２】
また、前記第１領域及び第２領域を合わせた領域の前記軸に垂直な断面における面積が、前記ハニカムフィルタの全断面積の８０％以上を占めることができる。【００１３】
また、前記入口側流路及び前記出口側流路の封口部は、それぞれ前記流路に充填された柱状体を有することができる。【００１４】
また、前記柱体の両端面における前記入口側流路及び前記出口側流路の開口部の断面積は、それぞれ軸方向中央部の断面積に比べて大きくすることもできる。【００１５】
また、前記第１領域は前記入口側流路及び前記出口側流路に平行な前記柱体の中心軸を含み、前記第２領域は前記第１領域を取り囲むことができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、過大な圧力損失上昇を招くことなく温度勾配を低減せしめることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、第１実施形態に係るハニカムフィルタの斜視図である。
【図２】図２の（ａ）は図１のハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の入口側端面図、図２の（ｂ）は図１のハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の入口側端面図である。
【図３】図３の（ａ）は図１のハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の軸方向中央部のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図、図３の（ｂ）は図１のハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の軸方向中央部のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図４】図４の（ａ）は図１のハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の出口側端面図、図４の（ｂ）は図１のハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の出口側端面図である。
【図５】図５の（ａ）は図１及び図２のハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の入口側端面１０Ｅｉｎ付近における軸に平行なＶａ面の断面図、図５の（ｂ）は図１及び図４のハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の出口側端面１０Ｅｏｕｔ付近における軸に平行なＶｂ面の断面図である。
【図６】図６の（ａ）は、図１及び図２のハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の入口側端面１０Ｅｉｎ付近における軸に平行なＶＩａ面の断面図、図６の（ｂ）は、図１及び図４のハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の出口側端面１０Ｅｏｕｔ付近における軸に平行なＶＩｂ面の断面図である。
【図７】図７の（ａ）は第２実施形態に係るハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の入口側端面図、図７の（ｂ）は第２実施形態に係るハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の入口側端面図である。
【図８】図８の（ａ）は第２実施形態に係るハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の出口側端面図、図８の（ｂ）は第２実施形態に係るハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の出口側端面図である。
【図９】図９の（ａ）は第２実施形態のハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の入口側端面付近における軸に平行なＶａ面（図７参照：図１におけるＶａ面に対応）の断面図、図９の（ｂ）は第２実施形態のハニカムフィルタの中央部（第１領域Ｒ１）の出口側端面付近における軸に平行なＶｂ面（図８参照：図１におけるＶｂ面に対応）の断面図である。
【図１０】図１０の（ａ）は、第２実施形態のハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の入口側端面付近における軸に平行なＶＩａ面（図７参照：図１におけるＶＩａ面に対応）の断面図、図１０の（ｂ）は、第２実施形態のハニカムフィルタの周辺部（第２領域Ｒ２）の出口側端面付近における軸に平行なＶＩｂ面（図８参照：図１におけるＶＩｂ面に対応）の断面図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態のハニカムフィルタの製造工程の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図面を参照しながら本発明の第１実施形態について説明する。
（第１実施形態）
本実施形態に係るハニカムフィルタ１００は、図１に示すような円柱体１０を備える。円柱体１０は、入口側端面１０Ｅｉｎ及び出口側端面１０Ｅｏｕｔを有する。この円柱体１０は、円柱体１０の中心軸を含む中央部（第１領域）Ｒ１、及び、円柱体１０の中央部Ｒ１の周りの環状の部分である周辺部（第２領域）Ｒ２を有しており、これらの領域間では、入口側端面１０Ｅｉｎに開口部を有する入口側流路７０Ｈｉｎ、及び出口側端面１０Ｅｏｕｔに開口部を有する出口側流路７０Ｈｏｕｔの配置が互いに異なっている。
【００１９】
図２の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ円柱体１０の中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２の入口側端面図、図３の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ円柱体１０の中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２の軸方向中央部の断面図、図４の（ａ）、（ｂ）はそれぞれ円柱体１０の中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２の出口側端面図、図５は中央部Ｒ１の円柱体１０の軸に平行な断面図、及び、図６は周辺部Ｒ２の円柱体１０の軸に平行な断面図である。
【００２０】
図５及び図６に示すように、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２のいずれも多数の入口側流路７０Ｈｉｎ及び出口側流路７０Ｈｏｕｔを有する。各流路が延びる方向は互いに平行であり、柱体の長手方向と一致しており、この方向を軸方向とする。
【００２１】
図５に示すように、中央部Ｒ１において、入口側流路７０Ｈｉｎは、出口側端面１０Ｅｏｕｔに封口部７０Ｐｏｕｔ１を入口側端面１０Ｅｉｎに開口部ＯＰをそれぞれ有し、出口側流路７０Ｈｏｕｔは、入口側端面１０Ｅｉｎに封口部７０Ｐｉｎ１を出口側端面１０Ｅｏｕｔに開口部ＯＰをそれぞれ有する。
【００２２】
図６に示すように、周辺部Ｒ２において、入口側流路７０Ｈｉｎは、出口側端面１０Ｅｏｕｔに封口部７０Ｐｏｕｔ２を入口側端面１０Ｅｉｎに開口部ＯＰをそれぞれ有し、出口側流路７０Ｈｏｕｔは、入口側端面１０Ｅｉｎに封口部７０Ｐｉｎ２を出口側端面１０Ｅｏｕｔに開口部ＯＰをそれぞれ有する。
【００２３】
本実施形態では、各封口部は、流路内に充填された柱状体である。ここで、封口部７０Ｐｉｎ１の高さをＨ１、封口部７０Ｐｉｎ２の高さをＨ２とする。
【００２４】
ハニカムフィルタにおいて、隣接する各流路間は隔壁Ｗによって隔てられており、隔壁Ｗを介して流路間でガスの流通が可能である。
【００２５】
図２〜図４に示すように、入口側流路７０Ｈｉｎ及び出口側流路７０Ｈｏｕｔは断面が６角形である。本実施形態では、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２それぞれにおいて、１つの流路の周りに６つの流路が隣接している。そして、本実施形態では、中央部Ｒ１において、１つの入口側流路Ｈｉｎに対して３つの出口側流路Ｈｏｕｔ、及び、３つの他の入口側流路Ｈｉｎが隣接している。また、周辺部Ｒ２において、１つの入口側流路Ｈｉｎに対して２つの出口側流路Ｈｏｕｔ、及び４つの他の入口側流路Ｈｉｎが隣接している。
ここで、本明細書において、「２つの流路が隣接する」とは、２つの流路が１つの隔壁を介してその隔壁の厚み方向に隔てられることを意味する。いわゆるスクエア流路配置において斜めの関係に位置する２つの流路は互いに隣接する流路ではない。
【００２６】
ここで、中央部Ｒ１において１つの入口側流路Ｈｉｎに対して隣接する出口側流路Ｈｏｕｔの数をＮｉｏ１、中央部Ｒ１において１つの入口側流路Ｈｉｎに対して隣接する他の入口側流路Ｈｉｎの数をＮｉｉ１、周辺部Ｒ２において１つの入口側流路Ｈｉｎに対して隣接する出口側流路Ｈｏｕｔの数をＮｉｏ２、周辺部Ｒ２において１つの入口側流路Ｈｉｎに対して隣接する他の入口側流路Ｈｉｎの数をＮｉｉ２とする。本実施形態では、図２等からわかるように、Ｎｉｏ１＝３、Ｎｉｉ１＝３、Ｎｉｏ２＝２、Ｎｉｉ２＝４となる。
【００２７】
図２の（ａ）において、中央部Ｒ１において封口部７０Ｐｉｎ１が見えている部分は出口側流路７０Ｈｏｕｔに対応する。一方、図２の（ｂ）において、周辺部Ｒ２において封口部７０Ｐｉｎ２が見えている部分は、出口側流路７０Ｈｏｕｔに対応する。図４の（ａ）において、中央部Ｒ１において封口部７０Ｐｏｕｔ１が見えている部分は入口側流路７０Ｈｉｎに対応する。一方、図４の（ｂ）において、周辺部Ｒ２において封口部７０Ｐｏｕｔ２が見えている部分は入口側流路７０Ｈｉｎに対応する。
【００２８】
本実施形態では、図４に示すように、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２のいずれにおいても、出口側流路７０Ｈｏｕｔは他の出口側流路７０Ｈｏｕｔと隣接せず、入口側流路７０Ｈｉｎとのみ隣接する。
【００２９】
中央部（第１領域）Ｒ１及び周辺部（第２領域）Ｒ２を合わせた領域の軸に垂直な断面積は、円柱体１０の軸に垂直な断面積の８０％以上であることができ、８５％以上であることが好ましく、９０％以上であることがより好ましい。ここで、各領域の面積の計算においては、流路の断面積だけでなく流路間の隔壁の断面積も含む。ただし、領域間の境界で各領域の配置規則に従わない部分の断面積や、外周壁によって断面形状に影響を受ける部分の断面積は除く。
【００３０】
中央部（第１領域）Ｒ１の面積／周辺部（第２領域）Ｒ２の面積は、０．２５〜４とすることができる。
【００３１】
上述のように、本実施形態では、入口側流路７０Ｈｉｎ又は出口側流路７０Ｈｏｕｔの少なくともいずれか一方の軸に垂直な断面の形状は、少なくとも軸方向におけるハニカムフィルタの中央部（以降、軸方向中央部と呼ぶ）において正六角形である。各種多角形の流路中で正六角形の流路は、流路断面積の平方根を代表長さとするレイノルズ数が比較する流路間で同一である場合、最も流体摩擦係数が小さく、断面形状が正六角形であることは、圧力損失の低減に寄与する。特に、出口側流路７０Ｈｏｕｔの断面形状が正六角形で、隣接する六つの入口側流路７０Ｈｉｎの断面積が出口側流路７０Ｈｏｕｔの断面積よりも小さいと、ろ過面積を大きくすることができ、煤が溜まったときの圧力損失を小さくできるので好ましい。
【００３２】
なお、図示は省略するが、円柱体１０は外周壁を有し、周辺部Ｒ２の外側かつ外周壁との間に、複数の両端封口流路が配置されている。両端封口流路は、入口側端面１０Ｅｉｎに封口部及び出口側端面１０Ｅｏｕｔに封口部をそれぞれ有している。両端封口流路は、外周壁によって断面形状に影響を受ける部分に形成されることができる。
【００３３】
円柱体の材料は多孔質セラミックである。セラミックの例は、チタン酸アルミニウム、炭化ケイ素、コージェライトである。チタン酸アルミニウムは、マグネシウムやケイ素などを含むことができる。
【００３４】
このようなハニカムフィルタは以下の方法により製造出来る。まず、成形原料を押出成形機により押出成形し、得られた成形体を必要に応じて乾燥した後、所定の長さになるように切断して、図３の（ａ）及び（ｂ）のような断面形状を有するハニカム成形体を製造する。このハニカム成形体は、断面六角形の多数の貫通孔を有する。
【００３５】
成形原料の組成は、焼成後に多孔質のセラミックを与える物であればよい。例えば、セラミック原料と、有機バインダと、造孔剤と、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を含むことができる。
【００３６】
セラミック原料は、セラミックを構成する元素を含有する粉末である。バインダは、有機バインダであることができ、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などのセルロース類；ポリビニルアルコールなどのアルコール類；リグニンスルホン酸塩を例示できる。添加物としては、例えば、潤滑剤および可塑剤、分散剤が挙げられる。
【００３７】
その後、ハニカム成形体の中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２において、それぞれ上述のように入口側流路７０Ｈｉｎ及び出口側流路７０Ｈｏｕｔが配置されるように各貫通孔の一端を封口し、その後に封口済のハニカム成形体を焼成することにより、本実施形態に係るハニカムフィルタ１００が得られる。また、焼成の前にハニカム成形体を乾燥しても良い。
【００３８】
本実施形態によれば、中央部Ｒ１ではＮｉｏ１＝３、Ｎｉｉ１＝３とされる一方、周辺部Ｒ２ではＮｉｏ２＝２、Ｎｉｉ２＝４とされ、１つの入口側流路７０Ｈｉｎに隣接する出口側流路７０Ｈｏｕｔの数は中央部Ｒ１に比べて周辺部Ｒ２で減少している。このため、入口側から出口側に向かうガスの通過抵抗は中央部Ｒ１に比べて周辺部Ｒ２が高くなる。したがって、周辺部Ｒ２に比べて中央部Ｒ１にガスの流れが集中するようにガス流れを制御される。この場合、再生時等に外周部におけるガスによる除熱を抑制したり、中央部にカーボン粒子を選択的に捕集させて再生時の燃焼挙動や温度分布を制御することなどができる。
【００３９】
また、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２において出口側流路７０Ｈｏｕｔが互いに隣接しないので、出口側流路７０Ｈｏｕｔを形成する隔壁Ｗがろ過壁として有効に機能できる。出口側流路７０Ｈｏｕｔが互いに隣接していると、出口側流路７０Ｈｏｕｔ間を隔てる隔壁はフィルタとして機能できないので効率が悪くなる。
【００４０】
また、本実施形態では、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２において、両端封口流路を含まないので、フィルタ体積を有効に利用できる。
【００４１】
図５及び図６に示す、入口側端面１０Ｅｉｎの中央部Ｒ１の封口部の高さＨ１と、入口側端面１０Ｅｉｎの周辺部Ｒ２の封口部の高さＨ２は、互いに同一でも良いが、互いに異なっても良い。また、入口側端面１０Ｅｉｎの中央部Ｒ１の封口部のそれぞれの高さＨ１は互いに同一でも良いし、互いに異なっても良い。さらに、入口側端面１０Ｅｉｎの周辺部Ｒ２の封口部のそれぞれの高さＨ２は、互いに同一でも良いし、互いに異なっても良い。この場合、高さを異ならせることによって、ガスの流れ方に差を付けることができる。同様に、出口側端面１０Ｅｏｕｔの中央部Ｒ１の封口部の高さＨ３と、出口側端面１０Ｅｏｕｔの周辺部Ｒ２の封口部の高さＨ４は、互いに同一でも良いが、互いに異なっても良い。また、出口側端面１０Ｅｏｕｔの中央部Ｒ１の封口部のそれぞれの高さＨ３は互いに同一でも良いし、互いに異なっても良い。さらに、出口側端面１０Ｅｏｕｔの周辺部Ｒ２の封口部のそれぞれの高さＨ４は、互いに同一でも良いし、互いに異なっても良い。
【００４２】
（第２実施形態）
続いて、図７〜図１０を参照して、第２実施形態に係るハニカムフィルタについて説明する。本実施形態では、両端面の構造のみが異なるので、これについてのみ説明する。
【００４３】
第２実施形態に係るハニカムフィルタは、軸方向中央部において断面形状は第１実施形態（図３参照）と同様であり、したがって、中央部Ｒ１のＮｉｏ１及びＮｉｉ１、及び、周辺部Ｒ２のＮｉｏ２及びＮｉｉ２はそれぞれ第１実施形態と同じである。
【００４４】
図７〜図１０に示すように、第２実施形態のハニカムフィルタでは、流路内に柱状体が配置されるのではなく、隔壁Ｗ自体が変形されて封口部７０Ｐｉｎ１、７０Ｐｉｎ２、７０Ｐｏｕｔ１、７０Ｐｏｕｔ２を形成している。柱体の両端面において、封口される流路に隣接する封止されない流路の断面積は、それぞれの流路の軸方向中央部の断面積に比べて各開口部ＯＰにおいて大きくされている。なお、図７及び図８においては、軸方向中央部における流路の断面の形状を点線で記載している。
【００４５】
例えば、図７の（ａ）及び図９の（ａ）に示すように、入口側端面１０Ｅｉｎの中央部Ｒ１においては、出口側流路７０Ｈｏｕｔが封口部７０Ｐｉｎ１により封口され、この封口部７０Ｐｉｎ１は出口側流路７０Ｈｏｕｔに隣接する入口側流路７０Ｈｉｎの開口部ＯＰにおける断面積を軸方向中央部の断面積に比べて拡げている。
【００４６】
図７の（ｂ）及び図１０の（ａ）に示すように、入口側端面１０Ｅｉｎの周辺部Ｒ２においては、出口側流路７０Ｈｏｕｔが封口部７０Ｐｉｎ２により封口され、この封口部７０Ｐｉｎ２は出口側流路７０Ｈｏｕｔに隣接する入口側流路７０Ｈｉｎの開口部ＯＰにおける断面積を軸方向中央部の断面積に比べて拡げている。
【００４７】
また、図８の（ａ）及び図９の（ｂ）に示すように、出口側端面１０Ｅｏｕｔの中央部Ｒ１においては、入口側流路７０Ｈｉｎが封口部７０Ｐｏｕｔ１により封口され、この封口部７０Ｐｏｕｔ１は入口側流路７０Ｈｉｎに隣接する出口側流路７０Ｈｏｕｔの開口部ＯＰにおける断面積を軸方向中央部の断面積に比べて拡げている。
【００４８】
図８の（ｂ）及び図１０の（ｂ）に示すように、出口側端面１０Ｅｏｕｔの周辺部Ｒ２においては、入口側流路７０Ｈｉｎが封口部７０Ｐｏｕｔ２により封口され、この封口部７０Ｐｏｕｔ２は入口側流路７０Ｈｉｎに隣接する出口側流路７０Ｈｏｕｔの開口部ＯＰにおける断面積を軸方向中央部の断面積に比べて拡げている。
【００４９】
本実施形態でも、第１実施形態と同じＮｉｏ１、Ｎｉｉ１、Ｎｉｏ２、Ｎｉｉ２を有するので、中央部Ｒ１に比べて、周辺部Ｒ２の方がガスの通過抵抗が高くなる。したがって、中央部Ｒ１と周辺部Ｒ２と間でガス流れの制御が可能である。
【００５０】
また、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２の軸方向中央部において出口側流路７０Ｈｏｕｔが互いに隣接しないので、出口側流路７０Ｈｏｕｔを形成する隔壁が有効にろ過壁として機能できる。
【００５１】
このようなハニカムフィルタは、以下の方法により製造出来る。まず、セラミック原料を押出成形機により押出成形し、得られた成形体を必要に応じて乾燥した後、所定の長さになるように切断して、図２のような断面形状を有するハニカム成形体を製造する。このハニカム成形体は、未封口の入口側流路７０Ｈｉｎ及び未封口の出口側流路７０Ｈｏｕｔをそれぞれ貫通した状態で有する。
【００５２】
続いて、図１１に示すように、得られた未焼成のハニカム成形体１００’の入口側端面１０Ｅｉｎにおいて、出口側流路７０Ｈｏｕｔを封口する。具体的には、錐形状の多数の突起４１０ａを有する封口用治具４００を用意する。封口用治具４００の中央Ａ１には中央部Ｒ１に対応する三角錐形状の突起を、周辺Ａ２には周辺部Ｒ２に対応する菱形錐形状の突起を有することができる。そして、各突起４１０ａが入口側流路７０Ｈｉｎ内に入るように、封口用治具４００を移動させる。これにより、入口側流路７０Ｈｉｎの隔壁が変形され、流路の断面積が拡大される一方、出口側流路７０Ｈｏｕｔの断面積が縮小される。そして、最終的には、図７〜図１０に示すように、入口側流路７０Ｈｉｎの断面形状は中央部Ｒ１では三角形となり周辺部では菱形となり、出口側流路７０Ｈｏｕｔは、隔壁同士が完全に圧着され、封止される。なお、封口用治具４００に対して振動又は超音波を与えても良い。
【００５３】
次に、同様に、出口側端面１０Ｅｏｕｔの入口側流路７０Ｈｉｎを別の封口用治具で封口する。出口側流路７０Ｈｏｕｔに挿入する封口用治具の突起は、例えば六角錐形状とすることができる。その後、両端面を封口済のハニカム成形体１００’を焼成することにより、本実施形態に係るハニカムフィルタ１００が得られる。また、焼成の前にハニカム成形体を乾燥しても良い。
【００５４】
本発明は上記実施形態に限定されず様々な変形態様が可能である。
例えば、上記実施形態では、中央部Ｒ１でＮｉｏ１＝３、Ｎｉｉ１＝３、周辺部Ｒ２でＮｉｏ２＝２、Ｎｉｉ２＝４であるが、中央部と周辺部との間で配置を入れ替えて、中央部Ｒ１でＮｉｏ１＝２、Ｎｉｉ１＝４、周辺部Ｒ２でＮｉｏ２＝３、Ｎｉｉ２＝３とすることもできる。この場合、ガスの通過抵抗は中央部Ｒ１に比べて周辺部Ｒ２が低くなる。したがって、中央部Ｒ１に比べて周辺部Ｒ２にガスの流れが集中するようにガス流れが制御される。この場合、再生時等に高温ガスを外周部に選択的に供給したり、周辺部にカーボン粒子を選択的に捕集させて再生時に周辺部で燃焼熱の発生を増加させることなどができる。
また、Ｎｉｏ２≠Ｎｉｏ１であれば、Ｎｉｏ１及びＮｉｏ２の値はいずれかの自然数であれば特に限定されない。
【００５５】
さらに、上記実施形態では、第１領域としての中央部Ｒ１と第２領域としての周辺部Ｒ２との間で、Ｎｉｏ１≠Ｎｉｏ２とされているがこれに限定されない。例えば、フィルタ断面の右半分を第１領域Ｒ１とし、左半分を第２領域Ｒ２としてもよく、２つの領域（Ｒ１及びＲ２）の位置及び形状は、フィルタの用途、使用方法、再生方法等によって適宜変更できる。３つ以上の領域を設定することも可能である。
【００５６】
第１領域及び第２領域でＮｉｏ１≠Ｎｉｏ２とするには、均一に貫通孔が配置されているハニカム成形体を、領域毎に異なる位置で封口すれば良い。なお、封口位置を変えることによって入口側流路と出口側流路との位置関係を変えるので、Ｎｉｏ１＋Ｎｉｉ１＝Ｎｉｏ２＋Ｎｉｉ２となる。したがって、Ｎｉｏ１≠Ｎｉｏ２であればＮｉｉ１≠Ｎｉｉ２となる。上記実施形態ではＮｉｏ１＋Ｎｉｉ１＝Ｎｉｏ２＋Ｎｉｉ２＝６であることからわかるように、軸方向中央部において１つの流路に隣接する他の流路の数は６であることが好ましい。しかしながら、Ｎｉｏ１＋Ｎｉｉ１＝Ｎｉｏ２＋Ｎｉｉ２≠６とすることも可能である。
【００５７】
また、第１実施形態では全ての封口部が柱状体を備え、第２実施形態では全ての封口部が隣接する流路の断面積を拡大する形態であるが、２つの形態が混合していてもよい。
【００５８】
また、出口側端面の第１領域Ｒ１及び前記第２領域Ｒ２それぞれにおいて、出口側流路の開口部形状の重心と、出口側流路に最も近い他の出口側流路の開口部形状の重心との重心間距離をＰ１（例えば、図４参照）とし、前記出口側流路の開口部形状の重心と、前記出口側流路に２番目に近い他の前記出口側流路の開口部形状の重心との重心間距離をＰ２としたときに、Ｐ２／Ｐ１が２未満であることができる。２以上であると、出口側流路が離れすぎていることを示し、出口側流路の総断面積が少なくなって圧力損失が増加する場合がある。
上記第１及び第２実施形態であれば、Ｐ２／Ｐ１＝１．７３２１となる。
【００５９】
また、第１領域及び前記第２領域それぞれにおいて、Ｐ１／出口側流路の水力相当直径ＤＨが３．５未満であることが好ましい。水力相当直径は、４×（流路断面積）／（流路浸辺長）である。上記比が３．５を超えることは出口側流路が相対的に小さいことを示し、圧力損失が増加する場合がある。出口側流路が複数の水力相当直径を有する場合は、平均水力相当直径を用いればよい。上記第１及び第２実施形態であれば、第１領域及び第２領域それぞれにおいて、Ｐ１／ＤＨ＝１．２９〜３．２５の範囲内となる。
【００６０】
また、第１領域及び前記第２領域のそれぞれにおいて、入口側流路の総数／出口側流路の総数が１より大きいことが好ましい。上記比が１の場合はいわゆるスクエア配置におけるチェッカーパターンになるが、１より大きいと、入口側流路の全断面積を出口側流路の全断面積よりも大きくすることができ、フィルタの粒子を捕集可能な体積が増える。上記第１及び第２実施形態であれば、第１領域では上記比は２、第２領域では上記比は３となる。
【００６１】
また、ハニカムフィルタは円柱体でなくても他の柱体（例えば、角柱、楕円柱）でもよいし、流路の数や直径も特に限定されず、各流路の断面形状も六角形に限定されず、また、流路の配置等も上記実施形態に限定されない。セル密度は、例えば、１００〜８００ｃｐｓｉ、好ましくは２００〜６００ｃｐｓｉとすることができる。
【実施例】
【００６２】
実施例１、２及び比較例１のハニカムフィルタを製造した。
（実施例１）
フィルタサイズ：外径５．６６インチ、長さ６インチの円柱
流路の配置：１つの流路（六角形）の周りにそれぞれ６つの流路（六角形）が隔壁を介して隣接していた。中央部Ｒ１（半径０．７５Ｒ以内）でＮｉｏ１＝２、Ｎｉｉ１＝４、周辺部Ｒ２（半径０．７５Ｒより外側）でＮｉｏ２＝３、Ｎｉｉ２＝３、Ｐ２／Ｐ１＝１．７３、中央部Ｒ１でのＰ１／ＤＨ＝２．４４、周辺部Ｒ２でのＰ１／ＤＨ＝１．８８、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２を合わせた領域の軸に垂直な断面の面積がハニカムフィルタの全断面積に占める割合＝０．９２９
材料：多孔質チタン酸アルミニウム【００６３】
（実施例２）
流路の配置：中央部Ｒ１（半径０．７５Ｒ以内）でＮｉｏ１＝３、Ｎｉｉ１＝３、周辺部Ｒ２（半径０．７５Ｒより外側）でＮｉｏ２＝２、Ｎｉｉ２＝４：図２〜図６と同様、中央部Ｒ１でのＰ１／ＤＨ＝１．８８、周辺部Ｒ２でのＰ１／ＤＨ＝２．４４、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２を合わせた領域の軸に垂直な断面の面積がハニカムフィルタの全断面積に占める割合＝０．８９９
これ以外は、実施例１と同じとした。【００６４】
（比較例１）
流路の配置：全面的にＮｉｏ２＝３、Ｎｉｉ２＝３、中央部Ｒ１でのＰ１／ＤＨ＝１．８８、周辺部Ｒ２でのＰ１／ＤＨ＝１．８８、中央部Ｒ１及び周辺部Ｒ２を合わせた領域の軸に垂直な断面の面積がハニカムフィルタの全断面積に占める割合＝０．９３８
これ以外は、実施例１と同じとした。【００６５】
（堆積した煤による圧力損失の測定）
煤発生速度１０ｇ／ｈ、ガス流量２５０ｋｇ／ｈ、ガス温度２４０℃にて各フィルタに対して煤を堆積させ、８ｇ／Ｌの煤が各フィルタに堆積したときの圧力損失を測定した。煤の堆積量は、煤の堆積前後でのフィルタ重量を測定することにより算出した。比較例１の圧力損失を１としたときのそれぞれの圧力損失を表１に示す。【００６６】
（フィルタの再生実験１）
上述のようにして煤を各フィルタに約８〜９ｇ／Ｌの煤を堆積させた後、ガス流量約１０５ｋｇ／ｈ、ガス温度約６８０℃で５１０秒間保持して媒を燃焼させた。そして、再生（燃焼）前後の煤堆積量の変化を再生前の煤堆積量で割ることにより再生効率を求めた。また、フィルタ出口側端面から２５ｍｍの位置に中心軸から１．７５ｃｍ間隔で熱電対を挿入することにより再生時の最大温度勾配を測定した。結果を表１に示す。【００６７】
（フィルタの再生実験２）
上述のようにして煤を各フィルタに約１３ｇの煤を堆積させた後、まず、ガス流量約１０５ｋｇ／ｈで約３０℃／ｍｉｎで昇温した。昇温中において圧力損失がそれまでに測定された最大値の９５％になった時点で、ガス流量約５０ｋｇ／ｈ、ガス温度約１５０℃に変えて４２０秒間保持した。その後、上述と同様にして、再生効率及び最大温度勾配を測定した。
【表１】
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【符号の説明】
【００６８】
１０Ｅｉｎ…入口側端面、１０Ｅｏｕｔ…出口側端面、７０Ｈｉｎ…入口側流路、７０Ｈｏｕｔ…出口側流路、１０…円柱体（柱体）、１００…ハニカムフィルタ、Ｒ１…中央部（第１領域）、Ｒ２…周辺部（第２領域）。
【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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【国際調査報告】
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