特許第6250414号(P6250414)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ イビデン株式会社の特許一覧
<>
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000003
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000004
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000005
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000006
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000007
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000008
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000009
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000010
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000011
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000012
  • 特許6250414-排ガス浄化装置及び保持シール材 図000013
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6250414
(24)【登録日】2017年12月1日
(45)【発行日】2017年12月20日
(54)【発明の名称】排ガス浄化装置及び保持シール材
(51)【国際特許分類】
   F01N 3/28 20060101AFI20171211BHJP
   B01D 53/86 20060101ALI20171211BHJP
   B01D 53/88 20060101ALI20171211BHJP
   B01D 53/94 20060101ALI20171211BHJP
【FI】
   F01N3/28 311P
   F01N3/28ZAB
   B01D53/86
   B01D53/88
   B01D53/94
   B01D53/94 300
【請求項の数】3
【全頁数】19
(21)【出願番号】特願2014-12458(P2014-12458)
(22)【出願日】2014年1月27日
(65)【公開番号】特開2015-140678(P2015-140678A)
(43)【公開日】2015年8月3日
【審査請求日】2016年12月27日
(73)【特許権者】
【識別番号】000000158
【氏名又は名称】イビデン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】特許業務法人 安富国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】北村 陽児
【審査官】 首藤 崇聡
(56)【参考文献】
【文献】 特開2003−020939(JP,A)
【文献】 特開2007−303398(JP,A)
【文献】 国際公開第2009/133613(WO,A1)
【文献】 特表2003−529700(JP,A)
【文献】 米国特許出願公開第2012/0311982(US,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
F01N 3/28
B01D 53/86
B01D 53/88
B01D 53/94
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
外周に保持シール材が巻き付けられた柱状の排ガス処理体、当該排ガス処理体が収納された筒状の胴体部からなるケーシングおよび当該ケーシングに屈曲するように結合されてなる排ガス流入管とからなり、
前記ケーシングおよび前記排ガス流入管により構成される屈曲部によって、前記ケーシング内部を内側と外側とに区別した場合に、
前記保持シール材のうち最も外側に位置する部分の長さが、最も内側に位置する部分の長さよりも短いことを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項2】
外周に保持シール材が巻き付けられた柱状の排ガス処理体、当該排ガス処理体が収納された筒状の胴体部からなるケーシングおよび当該ケーシングに屈曲するように結合されてなる排ガス流入管とからなり、
前記排ガス流入管から排ガス処理体に流入する排ガスの流速は、前記排ガス処理体の外縁部に沿って異なり、
前記保持シール材の側面のうち、排ガス流入側の側面は、前記排ガスの流速が速くなるに従い、前記排ガス処理体の排ガス流入側端面から前記保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が長くなるように構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置。
【請求項3】
柱状の排ガス処理体に巻き付けて使用するための長尺状の保持シール材であって、前記保持シール材は平面視で長方形がくの字状に折れ曲がった形状にて構成されることを特徴とする保持シール材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、排ガス浄化装置及び保持シール材に関する。
【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、パティキュレートマター(以下、PMともいう)が含まれており、近年、このPMが環境や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やHC、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や人体に及ぼす影響についても懸念されている。
【0003】
そこで、排ガス中のPMを捕集したり、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、炭化ケイ素やコージェライトなどの多孔質セラミックからなる排ガス処理体と、排ガス処理体を収容する金属ケーシングと、排ガス処理体と金属ケーシングとの間に配設される無機繊維からなる保持シール材とから構成される排ガス浄化装置が種々提案されている。この保持シール材は、自動車の走行等により生じる振動や衝撃により、排ガス処理体がその外周を覆う金属ケーシングと接触して破損するのを防止することや、排ガス処理体と金属ケーシングとの間から排気ガスが漏れることを防止すること等を主な目的として配設されている(例えば、特許文献1を参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】実開昭59−039719号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
近年、内燃機関に関し、燃費の向上を目的として理論空燃比に近い条件で運転するため、排ガスが高温化、高圧化の傾向にある。排ガス浄化装置に高温、高圧の排ガスが到達すると、排ガス処理体とケーシングとの熱膨張率の差によってこれらの間の間隔が変動することもあることから、保持シール材には多少の間隔の変動によっても変化しない排ガス処理体の保持力が要求される。
【0006】
さらに、燃費性能の向上や小型化の観点から、排気システムを配置するスペースを充分に確保することができないことがある。例えば、排ガス流入管と排ガス処理体とを直線的に配置することができず、排ガス浄化装置内部での排ガスの流れる方向に対して、排ガス流入管が斜めに接続されることもある。このような排ガス浄化装置については、保持シール材の一部が優先的に風食を受けることがあった。
【0007】
特許文献1には、長手方向の断面形状が短径と長径とを有する略楕円形状である排ガス処理体を保持する保持シール材として、短径方向の外周に当たる部分を長径方向の外周に当たる部分よりも肉厚とした保持シール材が開示されている。
しかしながら、このような保持シール材をケーシング内に収容し、上記排ガス処理体の中央に向かって、かつ、上記排ガス処理体の長手方向に平行な方向に排ガスが流入するように排ガス流入管を接続した場合、短径部方向の外周に当たる部分の保持シール材から優先的に風食を受けるという問題があった。
【0008】
上記問題について、発明者らが鋭意研究を重ねた結果、排ガス浄化装置の内部において、排ガスの流れが速い箇所と、遅い箇所とが存在していることが原因であることがわかった。
すなわち、排ガスの流れが速い箇所において、保持シール材が優先的に風食を受けること、及び、風食により飛散した無機繊維の繊維片が排ガス処理体に詰まり、排ガス浄化装置の浄化性能を低下させることがわかった。
また、保持シール材の一部だけが欠損した際の保持設計をほとんど考慮していないため、保持シール材の一部だけが欠損することによって、排ガス処理体を覆う保持シール材の保持力のバランスが崩れ、排ガス処理体がケーシングと接触して破損することもあった。
【0009】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、排ガス浄化装置の形状に由来する保持シール材の風食の偏りを抑えることができる排ガス浄化装置及び該排ガス浄化装置に用いることのできる保持シール材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】
【0010】
すなわち、本発明の排ガス浄化装置の一の態様は、外周に保持シール材が巻き付けられた柱状の排ガス処理体、当該排ガス処理体が収納された筒状の胴体部からなるケーシングおよび当該ケーシングに屈曲するように結合されてなる排ガス流入管とからなり、上記ケーシングおよび上記排ガス流入管により構成される屈曲部によって、上記ケーシング内部を内側と外側とに区別した場合に、上記保持シール材のうち最も外側に位置する部分の長さが、最も内側に位置する部分の長さよりも短いことを特徴とする。
【0011】
なお、本明細書において「ケーシングに屈曲するように結合されてなる排ガス流入管」とは、ケーシングの中央軸と排ガス流入管の中央軸とが一致しない状態を指す。
【0012】
なお、本明細書において「ケーシング内部を内側と外側とに区別する」とは、排ガス流入管の中央軸との位置関係から、ケーシング内部を2つの領域に区別するものである。
具体的には、排ガス処理体の排ガス流入側端面を含む平面において、排ガス流入管の中央軸を排ガス処理体側に延長した延長線と上記平面の交点を含み、ケーシングの内縁部分と排ガス処理体の外縁部分を最短距離で結ぶ線分を「ケーシング内部の最も外側(以下、単に最も外側ともいう)」とし、「最も外側」から最も遠い位置で同様に引いた線分を「ケーシング内部の最も内側(以下、単に最も内側ともいう)」とする。
続いて、「最も外側」と「最も内側」とを最短距離で接続する線に対する垂直二等分線を引くことでケーシング内部を2つの領域に区分する。この区分された領域のうち「最も内側」を含む領域を「ケーシング内部の内側(以下、単に内側ともいう)」とし、「最も外側」を含む領域を「ケーシング内部の外側(以下、単に外側ともいう)」とする。
すなわち、排ガス流入管から流入した排ガスが直接当たりやすく、排ガスの流速の速い箇所を「外側」とし、排ガス流入管の角度及び位置により、排ガスが直接当たりにくく、排ガスの流速の遅い箇所を「内側」として区別する。
なお、上記排ガスの流速とは、排ガス処理体の排ガス流入側端面を含む平面において、排ガス処理体の外縁部を通過する排ガスの流速を示している。
【0013】
最も外側は、排ガス流入管から流入した排ガスが最も衝突しやすい箇所であるため、排ガスの流速が大きい。そのため、最も外側は、排ガスによる保持シール材の風食作用が大きい。
これに対して、最も内側は、排ガス流入管から流入した排ガスが最も衝突しにくい箇所であるため、排ガスの流速が小さい。そのため、最も内側は、排ガスによる保持シール材の風食作用が小さい。
【0014】
本発明の排ガス浄化装置においては、保持シール材のうち最も外側に位置する部分の長さが、最も内側に位置する部分の長さよりも短くなるよう構成されている。
そのため、排ガスの流速が大きく排ガスによる保持シール材の風食作用が大きい最も外側において、排ガスが保持シール材に当たりにくい。また、排ガスが保持シール材に到達するまでに、排ガスの流速を弱めることができるため、保持シール材の風食を抑制することができる。
【0015】
なお、本発明の排ガス浄化装置における保持シール材の長さとは、排ガス処理体に巻き付けられた状態の保持シール材の、排ガス処理体の長手方向に平行な方向の長さである。これは、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける前の状態における、保持シール材の幅方向の長さに相当する。
【0016】
また、本発明の排ガス浄化装置の別の態様は、外周に保持シール材が巻き付けられた柱状の排ガス処理体、当該排ガス処理体が収納された筒状の胴体部からなるケーシングおよび当該ケーシングに屈曲するように結合されてなる排ガス流入管とからなり、上記排ガス流入管から排ガス処理体に流入する排ガスの流速は、上記排ガス処理体の外縁部に沿って異なり、上記保持シール材の側面のうち、排ガス流入側の側面は、上記排ガスの流速が速くなるに従い、上記排ガス処理体の排ガス流入側端面から上記保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が長くなるように構成されていることを特徴とする。
【0017】
排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側の端部までの距離が長くなるにつれて、保持シール材の排ガス流入側の端部に衝突する際の排ガスの流速は低下し、保持シール材に対する風食作用が低下する。
本発明の排ガス浄化装置では、排ガスの流速が速く排ガスによる風食作用が相対的に大きい箇所において、排ガスが保持シール材の側面に到達するまでの距離が長く、排ガスの流速を弱めることができるため、保持シール材の風食を抑制することができる。
【0018】
本発明の保持シール材の一の態様は、柱状の排ガス処理体に巻き付けて使用するための長尺状の保持シール材であって、長手方向に垂直方向の上記保持シール材の長さを保持シール材の幅と定義した場合に、上記保持シール材の両端部の幅は互いに等しく、かつ上記保持シール材には、その幅が最小となる括れ部が形成されてなり、上記保持シール材の幅は、上記両端部から上記括れ部にかけて連続的に小さくなることを特徴とする。
【0019】
本発明の保持シール材の別の態様は、柱状の排ガス処理体に巻き付けて使用するための長尺状の保持シール材であって、長手方向に垂直方向の上記保持シール材の長さを保持シール材の幅と定義した場合に、上記保持シール材の両端部の幅は互いに等しく、かつ上記保持シール材には、その幅が最大となる拡幅部が形成されてなり、上記保持シール材の幅は、上記両端部から上記拡幅部にかけて連続的に大きくなることを特徴とする。
【0020】
本発明の保持シール材のさらに別の態様は、柱状の排ガス処理体に巻き付けて使用するための長尺状の保持シール材であって、上記保持シール材を平面視で長方形がくの字状に折れ曲がった形状にて構成されることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【0021】
図1図1は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
図2図2(a)は、排ガス処理体の排ガス流入側端面を含む平面で図1における排ガス浄化装置を切断した際の断面図であり、図2(b)は、図2(a)を用いて、屈曲部によってケーシング内部を内側と外側とに区別する方法を示した説明図である。
図3図3は、本発明の排ガス浄化装置において排ガス処理体の排ガス流入側端面に到達する排ガスの流れを模式的に示す説明図である。
図4図4(a)は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体に保持シール材を巻き付けた巻付体の一例を模式的に示した斜視図であり、図4(b)は図4(a)における巻付体を側面視した側面図である。
図5図5は、本発明の排ガス浄化装置の別の一例を模式的に示す断面図である。
図6図6は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す平面図である。
図7図7は、本発明の保持シール材の他の一例を模式的に示す平面図である。
図8図8は、本発明の保持シール材の他の一例を模式的に示す平面図である。
図9図9は、本発明の保持シール材の一例の別の態様を模式的に示す平面図である。
図10図10は、本発明の排ガス浄化装置を製造する方法を模式的に示す斜視図である。
図11図11は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
【0022】
(発明の詳細な説明)
以下、本発明の排ガス浄化装置及び保持シール材について具体的に説明する。
しかしながら、本発明は、以下の構成に限定されるものではなく、本発明の要旨を変更しない範囲において適宜変更して適用することができる。なお、以下において記載する本発明の個々の望ましい構成を2つ以上組み合わせたものもまた本発明である。
【0023】
はじめに、本発明の排ガス浄化装置について説明する。
【0024】
図1は、本発明の排ガス浄化装置の一例を模式的に示す断面図である。
排ガス浄化装置100は、外周に保持シール材300が巻き付けられた柱状の排ガス処理体400と、排ガス処理体400が収納された筒状の胴体部からなるケーシング200及びケーシング200に屈曲するように結合されてなる排ガス流入管500とからなっている。図1に示すように、ケーシング200に排ガス流入管500が屈曲するように結合されているため、屈曲部600が形成されている。
また、保持シール材300の排ガス流入側の側面310の位置は、排ガス処理体400の外縁部に沿って長手方向(図1中、両矢印Aで示す方向)に変化している(図4(b)参照)。
【0025】
上述した構成を有する排ガス浄化装置100を排ガスが通過する場合について、図1を参照して以下に説明する。
図1に示すように、内燃機関から排出され、排ガス浄化装置100に流入した排ガス(図1中、排ガスをGで示し、排ガスの流れを矢印で示す)は、排ガス処理体(ハニカムフィルタ)400の排ガス流入側端面420aに開口した一のセル425に流入し、セル425を隔てるセル壁426を通過する。この際、排ガス中のPMがセル壁426で捕集され、排ガスが浄化されることとなる。浄化された排ガスは、排ガス処理側端面420bに開口した他のセル425から流出し、外部に排出される。
【0026】
また、図1に示すように、排ガス浄化装置100を構成する排ガス流入管500はケーシング200に屈曲するように結合されている。
【0027】
続いて、図1図2(a)及び図2(b)を用いて、屈曲部によってケーシング内部を内側と外側とに区別する方法を説明する。
図1に示すように、排ガス流入管の中央軸510を排ガス処理体400側に延長した場合、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aを含む平面Bと交点513で交差する。この平面B上における交点513から最も近い、ケーシング200の内縁部から排ガス処理体400の外縁部までを、最も外側211とする。
なお、図1においては、交点513が最も外側211に含まれているが、排ガス流入管の中央軸と排ガス処理体の排ガス流入側端面を含む平面との交点が、必ずしも最も外側を構成している必要はなく、後述する排ガス浄化装置150(図5参照)のように、排ガス流入管の中央軸と排ガス処理体の排ガス流入側端面を含む平面との交点が最も外側を構成していなくてもよい。
【0028】
図2(a)は、排ガス処理体の排ガス流入側端面を含む平面で図1における排ガス浄化装置を切断した際の断面図であり、図2(b)は、図2(a)を用いて、屈曲部によってケーシング内部を内側と外側とに区別する方法を示した説明図である。
図2(a)に示すように、最も外側211から最も遠いケーシング200の内縁部から排ガス処理体400の外縁部までを、最も内側221とする。続いて、図2(b)に示すように、最も外側211と最も内側221とを最短距離で接続する接続線230を仮定し、接続線230に対して垂直二等分線231を引く。垂直二等分線231によってケーシング内部が2つの領域に区分されることとなるが、この2つの領域のうち、最も外側211を含む領域を外側210、最も内側221を含む領域を内側220と区別する。
このようにケーシング内部を2つの領域に区別することにより、排ガス流入管から流入した排ガスが直接当たりやすく、排ガスの流速の速い箇所が外側210となり、排ガス流入管の角度及び位置により、排ガスが直接当たりにくく、排ガスの流速の遅い箇所が内側220となる。
【0029】
続いて、図3を用いて、本発明の排ガス浄化装置に排ガスの流速の速い箇所と遅い箇所が発生する理由を説明する。
図3は、本発明の排ガス浄化装置において排ガス処理体の排ガス流入側端面に到達する排ガスの流れを模式的に示す説明図である。
図3に示すように、屈曲部600を通過してケーシング200内部に流入した排ガスは、まず、排ガス流入管の中央軸510に沿った方向に進むことになる。屈曲部600を通過した排ガスが最も衝突しやすい箇所は、排ガス流入管の中央軸510に沿った方向(図3中、矢印gで示す方向)、すなわち、最も外側211である。
反対に、最も内側221においては、排ガス流入管500から流入した排ガスが直接衝突しにくい。すなわち、ケーシング200内部に流入して拡散した排ガスや、一度ケーシング200内部に衝突して向きが変わった排ガス等が、図3中、矢印gで示す方向に沿って最も内側221に到達することとなる。従って、最も内側221に到達する排ガスは、最も外側211に到達する排ガスよりも流速が低下している。
このため、最も外側211は、最も内側221と比較して、相対的に、排ガスの流速が速く、風食作用が強い。
【0030】
図3に示すように、排ガス処理体の外周に巻き付けられた保持シール材300の長さは、最も外側211に位置する部分において短く(図3中、両矢印dで示す長さ)、最も内側221に位置する部分において長く(図3中、両矢印cで示す長さ)なっている。
また、上記保持シール材の長さの関係に起因して、最も外側211における、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aから保持シール材の排ガス流入側の側面310bまでの距離(図3中、両矢印bで示される長さ)は、最も内側221における、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aから保持シール材の排ガス流入側の側面310aまでの距離(図3中、両矢印aで示される長さ)よりも長くなっている。
そのため、最も外側211において、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aを通過した排ガスは、保持シール材の排ガス流入側の側面310bに到達するまでの間に、ケーシング200の表面や排ガス処理体400の表面との摩擦抵抗を受けることとなる。従って、最も外側211においては、排ガスが保持シール材の排ガス流入側の側面310bに到達するまでに、排ガスの流速を弱めることができるため、保持シール材の風食を抑制することができる。
また、排ガスにより風食されて発生した繊維カスは、保持シール材の排ガス流入側の側面のうち、最も下流である保持シール材の排ガス流入側の側面310b付近に移動しやすい。その結果、風食により発生した繊維カスによって排ガス処理体のセルの内部が詰まることを抑制することができる。
【0031】
図3に示すように、本発明の排ガス浄化装置は、長手方向に平行な断面図において、保持シール材の排ガス流入側の側面310aから310bまでを接続する直線が、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aに対して角度θだけ傾斜している(以降、単に傾斜角度θともいう)。なお、図3中、直線Cは、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aに対して平行な直線である。
【0032】
傾斜角度θは、0°を超えて30°以下であることが望ましく、0°を超えて20°以下であることがより望ましく、5〜15°であることがさらに望ましく、9〜11°であることが最も望ましい。θの値が0°である場合、排ガスの流速が速い箇所において、排ガス処理体の排ガス流入側の端部から保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が短く、保持シール材の風食を緩和することができない。また、θの値が30°を超える場合、排ガス処理体の外縁部を通過した排ガスが保持シール材の排ガス流入側の側面に到達するまでの間に発達してしまい、風食作用が強くなることがある。
【0033】
図4(a)は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体に保持シール材を巻き付けた巻付体の一例を模式的に示した斜視図であり、図4(b)は図4(a)における巻付体を側面視した側面図である。
図4(a)に示すように、排ガス処理体400に保持シール材300を巻き付けた巻付体700は、排ガス流入側に配置されて排ガス流入側の側面となる側面が排ガス処理体の端面と平行ではない。また、図4(b)に示すように、保持シール材の排ガス流入側の側面310には、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aに最も近い側面310bと、最も遠い側面310aが形成されている。
【0034】
次に、本発明の排ガス浄化装置の別の一例を示す。
図5は、本発明の排ガス浄化装置の別の一例を模式的に示す断面図である。排ガス浄化装置150は、外周に保持シール材300が巻き付けられた柱状の排ガス処理体400と、排ガス処理体400が収納された筒状の胴体部からなるケーシング250及びケーシング250に屈曲するように結合されてなる排ガス流入管550とからなっている。図5に示すように、ケーシング250に排ガス流入管550が屈曲するように結合されているため、屈曲部650が形成されている。また、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aから保持シール材300の排ガス流入側の側面310までの距離は、排ガス処理体400の外縁部に沿って長手方向(図5中、両矢印Dで示す方向)に変化している。
図1で説明した排ガス浄化装置100との違いは、排ガス流入管550が接続されている位置及び排ガス流入管550の方向である。そのため、排ガス浄化装置150においても、屈曲部650によって、ケーシング内部を内側と外側とに区別することができる。
【0035】
ケーシング内部を内側と外側とに区別する方法は、上述した排ガス浄化装置100と同様である。
図5に示すように、排ガス流入管550の中央軸560は、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aを含む平面Eと交点563で交差する。この平面E上における交点563から最も近い、排ガス処理体400の外縁部からケーシング200の内縁部までを、最も外側261とする。最も外側261を基準として、ケーシング内部の最も内側、内側、外側を決定する手順は、上述した排ガス浄化装置100と同様である。
すなわち、図5に示すように、屈曲部650を通過してケーシング250内部に流入した排ガスは、ケーシング内部で拡散して排ガス処理体の排ガス流入側端面420aに到達する。ここで、屈曲部650を通過した排ガスが最も衝突しやすい箇所は、上述のように、交点563である。そのため、交点563により近い最も外側261に到達する排ガス(図5中、矢印gで示す)は、最も内側271に到達する排ガス(図5中、矢印gで示す)よりも拡散の度合いが低く、最も外側261は、最も内側271よりも排ガスの流速が速いといえる。
【0036】
また、図5に示すように、排ガス処理体の外周に巻き付けられた保持シール材300の長さは、最も外側261に位置する部分において短く(図5中、両矢印hで示す長さ)、最も内側271に位置する部分において長く(図5中、両矢印gで示す長さ)なっている。
また、上記保持シール材の長さの関係に起因して、最も外側261における、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aから保持シール材の排ガス流入側の側面310bまでの距離(図5中、両矢印fで示される長さ)は、最も内側271における、排ガス処理体の排ガス流入側端面420aから保持シール材の排ガス流入側の側面310aまでの距離(図5中、両矢印eで示される長さ)よりも長くなっている。
【0037】
続いて、本発明の保持シール材について説明する。
【0038】
図6は、本発明の保持シール材の一例を模式的に示す平面図である。
保持シール材360は、所定の長手方向の長さ(以下、単に全長ともいう。図6中、両矢印Lで示す)、厚さ(図示しない)及び、長手方向に沿って変動する幅(図6中、矢印Wで示す)を有している。保持シール材360は、第1の側面361及び第2の側面362並びに凸部363aが形成された端部363及び凹部363bが形成された端部363を有する長尺状のマットであって、端部363の幅が互いに等しく、かつ、上記幅が最小となる括れ部365が形成されている。さらに、保持シール材360の幅は、端部363から括れ部365にかけて連続的に小さくなっている。また、凸部363a及び凹部363bは、互いに対応しており、保持シール材360を排ガス処理体に巻き付けた場合には、ちょうど互いに嵌合するような形状である。
保持シール材360を排ガス処理体に巻き付けると、保持シール材のうち最も外側に位置する部分の長さが、最も内側に位置する部分の長さよりも短いことを特徴とする排ガス浄化装置を製造することができる。また、排ガスの流速が速くなるに従い、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が長くなるように構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置を製造することができる。
【0039】
図7は、本発明の保持シール材の他の一例を模式的に示す平面図である。
保持シール材370は、所定の長手方向の長さ(以下、単に全長ともいう。図7中、両矢印Lで示す)、厚さ(図示しない)及び、長手方向に沿って変動する幅(図7中、矢印Wで示す)を有している。保持シール材370は、第1の側面371及び第2の側面372並びに凸部373aが形成された端部373及び凹部373bが形成された端部373を有する長尺状のマットであって、端部373の幅が互いに等しく、かつ、幅が最大となる拡幅部375が形成されている。さらに、保持シール材370の幅は、端部373から拡幅部375にかけて連続的に大きくなっている。また、凸部373a及び凹部373bは、互いに対応しており、保持シール材370を排ガス処理体に巻き付けた場合には、ちょうど互いに嵌合するような形状である。
保持シール材370を排ガス処理体に巻き付けると、保持シール材のうち最も外側に位置する部分の長さが、最も内側に位置する部分の長さよりも短いことを特徴とする排ガス浄化装置を製造することができる。また、排ガスの流速が速くなるに従い、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が長くなるように構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置を製造することができる。
【0040】
図8は、本発明の保持シール材の他の一例を模式的に示す平面図である。
保持シール材380は、所定の長手方向の長さ(以下、単に全長ともいう。図8中、両矢印Lで示す)、厚さ(図示しない)及び、幅(図8中、矢印Wで示す)を有している。保持シール材380は、第1の側面381及び第2の側面382並びに凸部383aを有する端部383及び凹部383bを有する端部383を有する長尺状のマットであって、端部383の幅が互いに等しい。さらに、第1の側面381及び第2の側面382は、互いに略平行であり、かつ、長手方向の略中央部でくの字状に折れ曲がっている。そのため、保持シール材380は折れ曲がり部385を有し、くの字状に折れ曲がった形状となっている。また、凸部383a及び凹部383bは、互いに対応しており、保持シール材380を排ガス処理体に巻き付けた場合には、ちょうど互いに嵌合するような形状である。
保持シール材380を排ガス処理体に巻き付けると、排ガスの流速が速くなるに従い、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が長くなるように構成されていることを特徴とする排ガス浄化装置を製造することができる。
【0041】
図6〜8に示した保持シール材は、排ガス処理体に巻き付けて巻付体とした場合に、排ガス流入側及び排ガス流出側の向きを考慮せずにケーシング内に収容することができる。しかしながら、本発明の排ガス浄化装置を構成する保持シール材としては、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が最も遠い箇所と最も近い箇所が存在するよう構成されていればよい。すなわち、図6〜8に示した保持シール材のいずれか一方の側面を変形させた形状であっても、変形していない側の側面を排ガス流入側の側面となるようにケーシング内に収容することで本発明の排ガス浄化装置となる。従って、図6〜8に示した保持シール材のいずれか一方の側面の形状を変形させた保持シール材、例えば、図9に示す保持シール材390もまた、本発明の保持シール材である。
【0042】
図9は、本発明の保持シール材の一例の別の態様を模式的に示す平面図である。
保持シール材390は、所定の長手方向の長さ(以下、単に全長ともいう。図9中、両矢印Lで示す)、厚さ(図示しない)及び、幅(図9中、矢印Wで示す)を有している。保持シール材390は、第1の側面391及び第2の側面392並びに凸部393aが形成された端部393及び凹部393bが形成された端部393を有する長尺状のマットであって、端部393の幅が互いに等しく、かつ、上記幅が最小となる括れ部395が形成されている。さらに、保持シール材390の幅は、端部393から括れ部395にかけて連続的に小さくなっている。また、凸部393a及び凹部393bは、互いに対応しており、保持シール材390を排ガス処理体に巻き付けた場合には、ちょうど互いに嵌合するような形状である。保持シール材390と上述した保持シール材360との相違点は、第2の側面の形状のみである。従って、第1の側面391が排ガス流入側の側面となるように配置することで、保持シール材390も本発明の排ガス浄化装置を構成する保持シール材となる。
【0043】
本発明の保持シール材を平面視した際の側面の形状は、直線であってもよく、曲線であってもよく、これらが組み合わされていてもよい。
【0044】
本発明の保持シール材の坪量(単位面積当たりの重量)は、特に限定されないが、200〜4000g/mであることが望ましく、1000〜3000g/mであることがより望ましい。保持シール材の坪量が200g/m未満であると、保持力が充分ではなく、保持シール材の坪量が4000g/mを超えると、保持シール材の嵩が低くなりにくいため、厚みが過剰となる。そのため、保持シール材の柔軟性が失われ、保持シール材を排ガス処理体に巻き付ける際に扱いづらくなる。また、保持シール材に巻きシワや割れが生じ易くなる。
【0045】
本発明の保持シール材の坪量は、全ての箇所で均一であってもよいが、幅が小さくなっている箇所の坪量を大きくすることによって、保持シール材を排ガス処理体に巻きつけた場合に、幅の狭い箇所の保持力が低下しないようにしてもよい。
【0046】
本発明の保持シール材の嵩密度(巻き付ける前の保持シール材の嵩密度)についても、特に限定されないが、0.10〜0.30g/cmであることが望ましい。保持シール材の嵩密度が0.10g/cm未満であると、無機繊維のからみ合いが弱く、無機繊維が剥離しやすいため、保持シール材の形状を所定の形状に保ちにくくなる。
また、保持シール材の嵩密度が0.30g/cmを超えると、保持シール材が硬くなり、排ガス処理体への巻き付け性が低下し、保持シール材が割れやすくなる。
【0047】
本発明の保持シール材を排ガス浄化装置の保持シール材として用いる場合、排ガス浄化装置を構成する保持シール材の厚み方向の積層枚数は特に限定されず、一枚の保持シール材であってもよいし、互いに結合された複数枚の保持シール材であってもよい。複数枚の保持シール材を結合する方法としては、特に限定されず、例えば、ミシン縫いで保持シール材同士を結合する方法、粘着テープ又は接着剤で保持シール材同士を接着する方法等が挙げられる。
また、厚み方向の積層のほか、排ガス処理体へ巻回する円周方向に、保持シール材の勘合部に、もう1枚のシール材を結合させて、一枚の長い保持シール材として構成しても良い。
大型重機などは排ガス処理体が大きくなるため、1枚の保持シール材では巻回できない場合があり、1枚に限らず複数枚を結合させて前記排ガス処理体の円周を巻回できるようにしてもよい。
こうすることで、従来から使用されているサイズでの使い回しを可能とし、コスト削減につながる。
【0048】
以下、本発明の保持シール材を製造する方法の一例について説明する。
まず、無機繊維を含むマットを作製する。マットは、種々の方法により得ることができるが、例えば、ニードリング法又は抄造法により製造することができる。
ニードリング法の場合、例えば、以下の方法により製造することができる。すなわち、まず、例えば、塩基性塩化アルミニウム水溶液とシリカゾル等とを原料とする紡糸用混合物をブローイング法により紡糸して3〜10μmの平均繊維径を有する無機繊維前駆体を作製する。続いて、上記無機繊維前駆体を圧縮して所定の大きさの連続したシート状物を作製し、焼成処理を施すことによりマットの準備が完了する。このとき、焼成処理前にニードルパンチング処理を行っても良い。
【0049】
抄造法の場合、アルミナ繊維、シリカ繊維等の無機繊維と、無機結合剤と、水とを原料液中の無機繊維の含有量が所定の値となるように混合し、攪拌機で攪拌することで混合液を調製する。混合液には、必要に応じて、高分子化合物や樹脂からなるコロイド溶液が含まれていてもよい。続いて、底面にろ過用のメッシュが形成された成形器に混合液を流し込んだ後に、混合液中の水を、メッシュを介して脱水することにより原料シートを作製する。その後、原料シートを所定の条件で成形乾燥することによりマットの準備が完了する。
【0050】
上記マットには、必要に応じて、有機結合剤及び/又は無機結合剤を含む結合剤溶液を付与し、乾燥する処理を行ってもよい。
有機結合剤としては、アクリル樹脂、アクリレート系ラテックス、ゴム系ラテックス、カルボキシメチルセルロース又はポリビニルアルコール等の水溶性有機重合体、スチレン樹脂等の熱可塑性樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。
有機結合剤の含有量は、保持シール材100重量%に対して0.5〜15%であることが望ましく、3〜8%であることがより望ましい。
保持シール材における有機結合剤の含有量が0.5%よりも小さいと、保持シール材の成形性が悪く、規定の形状に成形することが困難となることがある。
また、保持シール材における結合剤の含有量が15%を超えると、有機分の焼失時に排気ガス量が多くなってしまい、環境に悪い。
保持シール材中の有機結合剤の含有量は、保持シール材を600℃/1時間加熱した前後での重量減少率として求めることができる。
また、無機結合剤としては、無機ゾル分散溶液等の無機粒子溶液から溶媒を取り除いた固形成分としての無機粒子が挙げられる。
上記無機ゾル分散溶液(無機粒子溶液)としては特に限定されず、アルミナゾル、シリカゾル等が挙げられる。
上記無機粒子としては、アルミナゾルに由来するアルミナ粒子、シリカゾルに由来するシリカ粒子が望ましい。
無機結合剤の添着量は、無機繊維100重量部に対して0.1〜5重量部であることが望ましく、0.1〜3重量部であることがより望ましく、0.2〜2重量部であることがさらに望ましい。
無機結合剤の添着量が無機繊維100重量部に対して0.1重量部未満であると、無機結合剤による保持シール材の反発力増加効果が得られないことがあり、5重量部を超えると保持シール材の柔軟性が損なわれて、排ガス処理体への巻回時にワレやヒビが発生することがある。
乾燥処理としては、通気乾燥、熱版による圧縮乾燥等の方法を用いることができる。
もし、熱板による乾燥を行うとマット内に含浸されたバインダの分布が厚み方向に均一となるため、厚みの成形性が悪い抄造法のマットには有利となる。
そして、乾燥時間を短くするために熱板による圧縮乾燥後に通気乾燥をするなどの組み合わせも有効である。
そして圧縮乾燥法や前記組み合わせの乾燥を用いると、保持シール材の厚み方向に対して、均一に有機分が分散するので成形性が良い。
もし有機分の分散に偏りがあると、有機分が少ない箇所は繊維同士の有機分による結束が悪くなり、ワレなどの不良を引きおこしやすくなる。
この現象は特に抄造マットが顕著である。
また、無機繊維としては、排気管の使用温度域でも十分に性能が耐えられる無機繊維を適宜選択すればよく、2種類以上を組み合わせて使用しても良い。
無機繊維として、例えば、アルミナ繊維やシリカ繊維、ガラス繊維や生体溶解繊維が挙げられる。もし、アルミナ繊維を使用する場合は、ムライト結晶化率が10%以下が望ましく、5%以下がより望ましく、3%以下がさらに望ましい。アルミナ繊維のムライト結晶化率が大きいと、繊維の特性として脆く、曲がり難くなる傾向にあり、そのような性質の繊維でマットを成形すると風食に弱い特性がある。
【0051】
本発明の保持シール材には、さらに膨張材が含有されていてもよい。膨張材は、300〜800℃の範囲で膨張する特性を有するものが望ましい。
保持シール材に膨張材が含有されていると、300〜800℃の範囲で保持シール材が膨張するようになるため、ガラス繊維の強度が低下する700℃を超えるような高温域においても、保持シール材として使用する際の保持力を向上させることができる。
【0052】
膨張材としては、例えば、バーミキュライト、ベントナイト、金雲母、パーライト、膨張性黒鉛、及び、膨張性フッ化雲母等が挙げられる。これらの膨張材は単独で用いても良いし、二種以上を併用してもよい。
膨張材の添加量は、特に限定されないが、保持シール材の全重量に対して10〜50重量%であることが望ましく、20〜30重量%であることが望ましい。
【0053】
上記マットは1枚の大きなシート状の部材として得られるので、これを保持シール材の形状に裁断することによって、本発明の保持シール材を得ることができる。
保持シール材の裁断は、トムソン刃、ギロチン刃、レーザー、ウォータジェット等により行うことができる。適宜、状況に応じて上記裁断方法を用いればよいが、大量加工を重視するのではあればトムソン刃やギロチン刃が好ましく、裁断精度を重視するのであればレーザーやウォータジェットが望ましい。
【0054】
次に、本発明の排ガス浄化装置の製造方法について説明する。
図10は、本発明の排ガス浄化装置を製造する方法を模式的に示す斜視図である。
図10に示すように、本発明の排ガス浄化装置を製造する方法は、まず、柱状の排ガス処理体400の外周に保持シール材300を巻き付けた巻付体700を、ケーシング200内部に収容する。続いて、排ガス流入管及び排ガス流出管をケーシング200に接続することにより本発明の排ガス浄化装置が製造される。このとき、接続される排ガス流入管の中央軸とケーシングの中央軸とが一致しないように排ガス流入管を接続する。
排ガス流入管の接続によって、排ガス流入管とケーシングの位置及び角度が決定すると、ケーシング内部の内側と外側(排ガスの流速)が決定されるので、これにあわせて巻付体をケーシング内部で回転させて、保持シール材の位置を調整してもよい。
【0055】
ケーシングと排ガス流入管は直接接続する必要はなく、例えば、ケーシングと排ガス流入管の緩衝部となるコーン部材を予め用意しておき、コーン部材を介して排ガス流入管とケーシングを接続してもよい。
また、コーン部材を使用しない場合には、ケーシングの端部を絞り加工等により加工して、その先端に排ガス流入管を接続してもよい。
【0056】
ケーシングとコーン部材及び排ガス流入管との接続方法は、特に限定されず、溶接等であってもよく、ボルト等による固定であってもよい。
また、排ガス流入管の接続と巻付体の収容の順番は特に限定されておらず、どちらから先に行ってもよい。例えば、排ガス流入管をケーシングに接続してから巻付体を収容して、最後に排ガス流出管を接続してもよいし、ケーシング内部に巻付体を収容してから、排ガス流入管及び排ガス流出管をケーシングに接続してもよい。
【0057】
排ガス流入管が接続され、排ガス流入管の位置及び角度が決定すると、ケーシング内部を内側と外側とに区別可能となる(排ガスの流速の大小が決定する)ので、先に排ガス流入管を接続してから巻付体を収容することが、作業効率の点からは望ましいが、巻付体の収容後に排ガス流入管を接続し、そのあとで再度巻付体を回転させることで保持シール材の位置を調整してもよい。
【0058】
ケーシング内部における排ガスの流速は、ケーシングの形状、排ガス流入管の接続位置及び角度により変化するため、使用するケーシングの形状、排ガス流入管の接続位置及び角度に応じて、保持シール材の形状を変更してもよい。
【0059】
次に、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体について説明する。
【0060】
図11は、本発明の排ガス浄化装置を構成する排ガス処理体の一例を模式的に示す斜視図である。
図11に示す排ガス処理体400は、多数のセル425がセル壁426を隔てて長手方向に併設される柱状のセラミック質からなるハニカム構造体である。また、セル425のいずれかの端部は、封止材428で封止されている。また、ハニカム構造体の外周には、ハニカム構造体の外周部を補強したり、形状を整えたり、ハニカム構造体の断熱性を向上させたりする目的で、外周コート層427が設けられている。
なお、外周コート層427が設けられた面が、ハニカム構造体の側面である。
【0061】
セル425のいずれかの端部が封止されている場合、排ガス処理体400の一方の端部からみたときに、端部が封止されたセルと封止されていないセルとが交互に配置されていることが望ましい。
【0062】
排ガス処理体を長手方向に垂直な方向に切断した断面形状は、特に限定されず、略円形、略楕円形でもよく、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形であってもよい。
【0063】
排ガス処理体を構成するセル425の断面形状は、略三角形、略四角形、略五角形、略六角形等の略多角形でもよく、また、略円形、略楕円形であってもよい。また、排ガス処理体400は、複数の断面形状のセルが組み合わされたものであってもよい。
【0064】
排ガス処理体を構成する素材は特に限定されないが、炭化ケイ素質及び窒化ケイ素質等の非酸化物、並びに、コージェライト及びチタン酸アルミニウム等の酸化物を用いることができる。これらのうち、特に、炭化ケイ素質又は窒化ケイ素質等の非酸化物であることが望ましい。
これらの酸化物及び非酸化物を用いた多孔質焼成体は、脆性材料であるので、機械的な衝撃等により破壊されやすい。しかし、排ガス処理体の側面の周囲に保持シール材を巻き付けることにより、衝撃が吸収されやすくなるので、機械的な衝撃や熱衝撃により排ガス処理体にクラック等が発生するのを防止することができる。
【0065】
排ガス処理体には、排ガスを浄化するための触媒を担持させてもよく、担持させる触媒としては、例えば、白金、パラジウム、ロジウム等の貴金属が望ましく、この中では、白金がより望ましい。また、その他の触媒として、例えば、カリウム、ナトリウム等のアルカリ金属、バリウム等のアルカリ土類金属を用いる事もできる。これらの触媒は、単独で用いても良いし、2種以上併用しても良い。これら触媒が担持されていると、PMを燃焼除去しやすくなり、有毒な排ガスの浄化も可能になる。
【0066】
排ガス処理体としては、コージェライト等からなり、一体的に形成された一体型ハニカム構造体であってもよく、あるいは、炭化ケイ素等からなり、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された柱状のハニカム焼成体を主にセラミックを含むペーストを介して複数個結束してなる集合型ハニカム構造体であってもよい。
【0067】
排ガス処理体は、セルに封止材が設けられずに、セルの端部が封止されていなくてもよい。この場合、排ガス処理体は、白金等の触媒を担持させることによって、排ガス中に含まれるCO、HC又はNOx等の有害なガス成分を浄化する触媒担体として機能する。
【0068】
次に、本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシングについて説明する。
【0069】
本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシングの材質は、耐熱性を有する金属であれば特に限定されず、具体的には、ステンレス、アルミニウム、鉄等の金属類が挙げられる。
【0070】
本発明の排ガス浄化装置を構成するケーシングの形状は、略円筒型形状の他、クラムシェル型形状や、断面形状が略楕円型形状の筒形、断面形状が略多角形形状の筒形等を好適に用いることができる。
【0071】
以下に、本発明の排ガス浄化装置及び保持シール材の作用効果について説明する。
【0072】
(1)本発明の排ガス浄化装置の一の態様では、ケーシング及び排ガス流入管により構成される屈曲部によって、ケーシング内部を内側と外側とに区別した場合に、保持シール材のうちケーシング内部の最も外側に位置する部分の長さが、ケーシング内部の最も内側に位置する部分の長さよりも短く構成されている。そのため、排ガス浄化装置の形状に由来する保持シール材の風食を抑えることができる。
さらに、保持シール材が風食を受けた場合であっても、風食により発生した繊維カスが排ガス処理体内部に移動し難いため、排ガス処理体のセルの目詰りによって排ガス浄化性能が低下することを抑制することができる。
【0073】
(2)本発明の排ガス浄化装置の別の態様では、排ガスの流速が速くなるに従い、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側の側面までの距離が長くなるよう構成されている。そのため、排ガス浄化装置の形状に由来する保持シール材の風食を抑えることができる。
さらに、保持シール材が風食を受けた場合であっても、風食により発生した繊維カスが排ガス処理体内部に移動し難いため、排ガス処理体のセルの目詰りによって排ガス浄化性能が低下することを抑制することができる。
【0074】
(3)本発明の保持シール材の一の態様では、両端部の幅が互いに等しく、幅が最小となる括れ部が形成されており、さらに、保持シール材の幅は両端部から括れ部にかけて連続的に小さくなっている。そのため、本発明の保持シール材を排ガス処理体に巻き付けた巻付体は、排ガス処理体の一方の端面から保持シール材の側面までの距離が最も遠い箇所と最も近い箇所が存在することとなる。そのため、このような保持シール材を用いた排ガス処理装置は、排ガスの流速が速くなるに従い、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側側面までの距離が長くなるように構成することができる。
そのため、本発明の保持シール材の一の態様を排ガス浄化装置に用いた場合、排ガス浄化装置の形状に由来する保持シール材の風食を抑えることができる。
【0075】
(4)本発明の保持シール材の別の態様では、両端部の幅が互いに等しく、幅が最大となる拡幅部が形成されており、さらに、保持シール材の幅は両端部から括れ部にかけて連続的に大きくなっている。そのため、本発明の保持シール材を排ガス処理体に巻き付けた巻付体は、排ガス処理体の一方の端面から保持シール材の側面までの距離が最も遠い箇所と最も近い箇所が存在することとなる。そのため、このような保持シール材を用いた排ガス処理装置は、排ガスの流速が速くなるに従い、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側側面までの距離が長くなるように構成することができる。
そのため、本発明の保持シール材の一の態様を排ガス浄化装置に用いた場合、排ガス浄化装置の形状に由来する保持シール材の風食を抑えることができる。
【0076】
(5)本発明の保持シール材のさらに別の態様では、両端部の幅が互いに等しく、第1の側面及び第2の側面が互いに略平行であり、かつ、くの字状に折れ曲がっている。そのため、本発明の保持シール材のさらに別の態様を排ガス処理体に巻き付けた巻付体は、排ガス処理体の一方の端面から保持シール材の側面までの距離が最も遠い箇所と最も近い箇所が存在することとなる。そのため、このような保持シール材を用いた排ガス処理装置は、排ガスの流速が速くなるに従い、排ガス処理体の排ガス流入側端面から保持シール材の排ガス流入側側面までの距離が長くなるように構成することができる。
【0077】
(実施例)
以下、本発明をより具体的に開示した実施例を示す。なお、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【0078】
(保持シール材の製造)
(1)まず以下の手順により無機繊維を含むマットを準備した。
アルミナ−シリカ組成を有するアルミナ繊維性の素地マットとして、組成比がAl:SiO=72:28(重量比)となる素地マットを用意した。この素地マットに対し、ニードリング処理を施すことにより、目付量が1500g/mである厚み約10mmのニードル処理マットを作製した。
【0079】
(2)別途、アクリル系ラテックスを水に充分に分散させることで、アクリル系ラテックスエマルジョンを調製しておき、これをバインダとして用いた。
【0080】
(3)次に、ニードルマットを平面視寸法で全長1250mm×幅1200mmに裁断し、裁断したニードルマット100重量%に対するバインダ添着量が1.0重量%となるように、裁断したニードルマットをバインダ中に含浸した。
【0081】
(4)その後、バインダを含浸させたニードルマットを140℃の温度で6分間通気乾燥させることにより、1枚のシート状物としてのマットを作製した。
マットの厚さは8.0mmであった。
【0082】
(排ガス浄化装置の製造)
(5)上記(保持シール材の製造)工程により得られたマットを図6に示す形状(全長194mm×端部の幅90mm×括れ部の幅61.8mm)に切断し、製造例1の保持シール材を得た。
【0083】
(実施例1)
製造例1の保持シール材を従来公知の方法により製造した長軸半径40mm×短軸半径20mm×長さ100mmの楕円柱状の排ガス処理体に巻き付け、図1に記載された排ガス流入管を有するケーシング内部に収容することで、実施例1に係る排ガス浄化装置を製造した。なお、実施例1に係る排ガス浄化装置は、ケーシング内部の最も内側及び最も外側が排ガス処理体の長軸上に位置しており、傾斜角度は10°であり、排ガス流入管の直径は40mmであった。
【0084】
(実施例2)
傾斜角度を5°にするほかは、実施例1と同様の手順にて、実施例2に係る排ガス浄化装置を製造した。
【0085】
(実施例3)
傾斜角度を15°にするほかは、実施例1と同様の手順にて、実施例3に係る排ガス浄化装置を製造した。
【0086】
(実施例4)
傾斜角度を20°にするほかは、実施例1と同様の手順にて、実施例4に係る排ガス浄化装置を製造した。
【0087】
(実施例5)
傾斜角度を25°にするほかは、実施例1と同様の手順にて、実施例5に係る排ガス浄化装置を製造した。
【0088】
(比較例1)
傾斜角度を0°にするほかは、実施例1と同様の手順にて、比較例1に係る排ガス浄化装置を製造した。
【0089】
(圧力試験)
続いて、排ガスに見立てた空気を排ガス浄化装置に流入させて、保持シール材の排ガス流入側の側面における圧力(排ガスの圧力を想定したもの)を測定する圧力試験を以下の手順で行った。
実施例1〜5及び比較例1に係る排ガス浄化装置に流速10m/sの空気を流入させて排ガス流入側の側面の圧力を測定し、最大値、最小値及び平均値を求めた。圧力の最大値、最小値及び平均値を表1に示す。
なお、圧力の測定は、ケーシング内部の最も内側、最も外側にそれぞれ1箇所、排ガス処理体の外縁部に沿って最も内側から最も外側までを3等分する位置に合計4箇所の圧力計を設置し、合計6箇所の圧力を測定することにより行った。また、6箇所で測定された圧力の平均値を各実施例及び比較例における圧力の平均値とした。
なお、圧力の最大値は全てケーシング内部の最も外側で、圧力の最小値は全てケーシング内部の最も内側で、それぞれ観測された。
【0090】
【表1】
【0091】
圧力試験の結果、実施例1〜5では、圧力の平均値及び最小値が比較例1よりも低い値となった。
また、実施例1〜3、及び5では、圧力の最大値が比較例1よりも低いものであった。
以上の結果から、本発明の排ガス浄化装置では、保持シール材の排ガス流入側の側面における圧力を低下させることができた。そのため、排ガス浄化装置の形状に由来する保持シール材の風食の偏りを抑制できることがわかった。
【符号の説明】
【0092】
100、150 排ガス浄化装置
200、250 ケーシング
210 ケーシング内部の外側
211 ケーシング内部の最も外側
220 ケーシング内部の内側
221 ケーシング内部の最も内側
300、360、370、380、390 保持シール材
310、310a、310b 保持シール材の排ガス流入側の側面
400 排ガス処理体
420a 排ガス処理体の排ガス流入側端面
500、550 排ガス流入管
600、650 屈曲部
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11