蜂窝过滤器制造装置的制作方法

文档序号:4992162阅读:130来源:国知局
专利名称:蜂窝过滤器制造装置的制作方法
技术领域
本发明涉及一种制造蜂窝过滤器的装置,所述蜂窝过滤器包括,由多孔体制成的基材,以及在该基材的表面设置的用于捕集微粒的捕集层。
背景技术
从柴油发动机等的内燃机或各种燃烧装置等排出的气体中含有大量以煤烟(碳黑)为主体的颗粒状物质(Particulate Matter (PM))。如果将这些PM直接排放到大气中会引起环境污染,所以在排出气体的流路中装载有过滤器装置,该过滤器装置具有用于捕集PM的柴油机颗粒过滤器(DPF)。作为这样的过滤器装置的核心的该DPF (部件),已知有例如具有蜂窝构造的蜂窝过滤器。这种蜂窝过滤器构成为,具有被隔壁划分的多个作为气体流路的隔室(呈蜂窝构造),所述隔壁由具有很多细孔的陶瓷的多孔体制成,对邻接的多个隔室的一方的开口端和另一方的开口端进行交错地封孔。封装该蜂窝过滤器,使排出气体从一个隔室的开口端流入时,排出气体将通过隔壁从邻接的隔室的另一方的开口端流出,此时PM被隔壁捕集除去,从而被净化。然而,像这样的蜂窝过滤器中,随着PM的堆积,压力损失容易急剧增加。因此,必须谋求抑制压力损失,例如,在专利文献1 3中,公开了新型构造的蜂窝过滤器。这些蜂窝过滤器中共通的特征是,将多孔体的蜂窝构造体做成蜂窝过滤器的基材(支撑体),在所述基材的表面设置用于捕集PM的捕集层,专利文献1 3中也公开了该新型蜂窝过滤器的制造方法。
背景技术
文献专利文献专利文献1 日本专利特开平10-249124号公报专利文献2 日本特开2006-685号公报专利文献3 日本专利特开平10463340号公报

发明内容
发明要解决的课题本发明为在这样的背景下发明的,该课题是提供一种装置,能够以高生产率、高成品率制作品质优良的蜂窝过滤器,该蜂窝过滤器在由多孔体制成的基材的表面上,无遗漏地形成均一厚度的捕集层。反复研究的结果,发现通过以下的手段解决了该课题,并最终完成了本发明。解决课题的手段S卩,首先,根据本发明,提供一种蜂窝过滤器制造装置,该装置为用于蜂窝过滤器的制造的装置,其特征在于,具有工件固定部,所述工件固定部用于固定蜂窝过滤器的基材;粉末体输送部,所述粉末体输送部配置于该工件固定部的一侧,利用加压气体使粉末体随着气流被输送;导入部,所述导入部设置于该粉末体输送部和所述工件固定部之间,将从所述粉末体输送部随着气流被输送的粉末体和其他的气体进一步混合,在所述装置使用时导入到固定于所述工件固定部的基材;吸引部,所述吸引部配置于所述工件固定部的另一侧,使用吸引单元使所述工件固定部的另一侧相对于所述工件固定部的一侧减压来吸引通过了基材的气体,该基材固定于所述工件固定部;清扫部,所述清扫部除去附着于粉末体导入后的基材端面的剩余粉末体;判定部,所述判定部判定附着于基材的粉末体的附着量; 以及输送部,所述输送部由驱动机构驱动,在所述工件固定部、所述清扫部以及所述判定部之间,进行基材的输送。作为本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的制造对象的蜂窝过滤器构成为,具有外形呈柱状(优选情况为圆柱状或四棱柱状)的基材,所述柱状由周面和两个端面形成,该基材具有从一个端面延伸至另一个端面的多个隔室,作为流体的流路的该隔室通过由多孔体形成的隔壁被划分,对邻接的多个隔室的一方的开口端和另一方的开口端进行相互交错的封孔,且在该基材的内表面形成有捕集层。工件固定部的工件为处理的对象,在本说明书中是指蜂窝过滤器的基材(多孔体)。工件固定部为,在使用本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置时,固定工件(蜂窝过滤器的基材)的部分。作为工件的蜂窝过滤器的基材中,形成捕集层的基材的内表面为,基材的表面中形成隔室的表面,此表面也被称为隔室内表面。形成隔室的基材部分称为隔壁或者隔室壁。基材的内表面、隔室内表面、隔壁的表面、以及隔室壁的表面都指相同的部分。又, 配置有粉末体输送部的工件固定部的一侧也称为入口侧,配置有吸引部的工件固定部的另一侧也称为出口侧。导入部为,从粉末体输送部随着气流被输送的粉末体和其他的气体(气流)进一步混合、向固定于工件固定部的基材导入的部分,该部分为未封闭的空间。即,本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置可以表现为,具有工件固定部、以及配置于该工件固定部的一侧的粉末体输送部,这些粉末体输送部和工件固定部之间具有开放的空间(即,导入部)。导入部的尺寸,换言之,工件固定部和粉末体输送部之间的距离(严格来说是固定于工件固定部的基材和粉末体输送部之间的距离)优选为,粉末体输送部侧的基材端面的、内包该粉末体输送部侧基材端面的最小的圆的直径以上,更优情况为直径的3倍以上。另外,“内包粉末体输送部侧的基材端面的最小的圆”,在粉末体输送部侧的基材端面的形状为圆形的情况下,为与其端面的形状、尺寸相一致的圆(具有和其端面的直径相同的直径的圆),在粉末体输送部侧的基材端面的形状为非圆形的情况下,例如为多边形的情况下,如图6所示,为与粉末体输送部侧的基材端面Ila相外接的圆80。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,相对于1个导入部,可以设置两个以上粉末体输送部。含有分散的粉末体的气体、以及使粉末体分散的加压气体,通常可以都为空气。加压气体的压力没有特别的限制,可以优选使用1. 5 5大气压左右的压力。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置为,制造在该基材的内表面上形成捕集层的蜂窝过滤器的装置。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,能够用分散在气体中的粉末体(也称为空气溶胶)在对象物(基材)上制膜,所以可以称为干式的制膜装置。在本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,粉末体随着气流从粉末体输送部喷出,在导入部和其他的气体混合,将该混合了的气体(也称为混合气体)送入基材的隔室,从基材的相反一侧吸引。此时,气体通过基材的隔壁,但粉末体无法通过,该未通过的粉末体堆积在隔室内表面(基材的内表面),通过之后的热处理使基材和粉末体相结合形成捕集层。清扫部为除去附着于粉末体导入后的基材端面的剩余粉末体的部分。导入到基材的粉末体,其大部分堆积到隔室内表面上,然而还有一小部分附着到粉末输送部侧的基材的端面上。堆积于隔室内表面的粉末体,在之后,经过烧结形成捕集层。另一方面,由于附着于基材端面的粉末体为未形成捕集层的剩余的粉末体,所以有必要在粉末体导入后将其除去。通过在该清扫部除去附着于粉末体导入后的基材端面的剩余粉末体,能够高效率地制造没有残留剩余粉末体的品质优良的蜂窝过滤器。判定部为判定附着于基材的粉末体的附着量的部分。为了稳定制造品质一定的蜂窝过滤器,需要每件基材的粉末体的附着量(制膜量)没有偏差,使附着量归入规定的范围。在判定部,通过判定该附着量,可以容易地得知其附着量是否归入规定的范围,能够稳定地制造品质优良的蜂窝过滤器。工件输送部为,在工件固定部、清扫部以及判定部之间,进行基材的输送的部分。 该工件输送部由驱动机构驱动,例如,如一般的活动梁那样在前后方向上以规定的行程进行往复动作。通过在该工件输送部进行工件固定部、清扫部以及判定部之间的基材的输送, 提高了制膜作业的效率,能够得到高生产率。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况为,所述清扫部,作为用于除去剩余粉末体的粉末体除去单元,具有空气喷嘴或刷子。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况为,所述判定部,作为用于判定附着于基材的粉末体的附着量的判定单元,具有测定粉末体导入前的基材的重量的计量器, 以及测定粉末体导入后的基材的重量的计量器。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况为,驱动所述工件输送部的驱动机构配设于工件固定部的上方。另一优选情况为,工件输送部,作为基材输送时用于把持基材的把持单元,具有开闭夹紧装置,所述开闭夹紧装置能够控制夹紧负荷,且与基材接触的接触面由树脂制成。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况是,上述粉末体输送部具有使用加压气体的粉末体分散单元。作为粉末体分散单元可以是喷射器或空气溶胶化室,粉末体分散单元为喷射器的情况是更优选的。优选情况是,该喷射器通过气流吸引粉末体,再将粉末体和加压气体一起排出,将粉末体分散到气体中。即,这种情况下,喷射器为将粉末体分散到气体中、使粉末体随着气流(和气体一起)而喷出的机器,喷射器利用加压气体形成的高速的气流所产生的负压吸引粉末体,将该粉末体和加压气体一起喷射到气体中。该喷射器可以仅配置1个,也可以配置两个以上。另外,优选情况为,该喷射器的粉末体的吸引方向和排出方向大致平行。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况是,上述粉末体输送部具有,用于供给定量的粉末体的粉末体供给单元。具有喷射器的情况下,在该喷射器的粉末体吸引侧, 可以设置多个粉末体供给单元。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况为,上述导入部具有引导部件,所述引导部件将所述粉末体向固定于所述工件固定部的基材引导。在基材为柱状的情况下, 该引导部件的形状为与基材(工件)的外形(尤其是端面的形状)相匹配的形状即可。引导部件的形状优选为筒状,该筒状具有和基材的外形(尤其是端面的形状)大致相似的剖面,也可以为圆筒状或方管状。基材为圆柱状的情况时,优选,具有和内包基材端面的最小的圆的直径大致相同的直径、或者具有比该直径大的直径的圆筒形。引导部件的长度为,粉末体输送部侧的基材端面的、内包该基材端面的最小的圆的直径以上,更优的情况为,该直径3倍以上的长度。该引导部件的与工件固定部相反的一侧是开放的。而该引导部件的工件固定部侧优选的情况为,在固定于工件固定部上时与基材的端面或者外周接近,更优选的情况为,与它们接触并密封。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,蜂窝过滤器的基材呈柱状,在使用时,固定于所述工件固定部的基材的轴向为大致铅垂的,气流从下向上流动。即,本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,优选情况为,在使用时,基材被纵向设置,气流从基材的下方通过基材,从基材的上方穿出。基材的轴向为大致铅垂是指,其与重力方向的夹角为30度以内。与重力方向的夹角为15度以内的情况更为理想。该样态,换言之,可以称为本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选的使用方法,作为装置,优选的情况为能够将基材纵向设置来使用。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况为,上述粉末体输送部或者导入部中具有(粉末体的)分级单元。作为分级单元优选使用,例如,离心分级、重力分级等。该部分中,可以加粗管径,形成曲线部分,也可以设置气流从下向上流动的部分。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况是,工件固定部具有覆盖基材侧面的套子。套子的形状最好是和基材的外形相匹配的。又,本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况是,吸引部具有流量计。由于吸引对象是(使粉末体附着到了隔室内表面上而)去除了粉末体的气体,所以可以使用风速计替代流量计。进一步,本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选情况是,吸引部具有整流板。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选的情况为,在把基材固定到工件固定部上时,内包该基材的粉末体输送部侧的端面的最小的圆的直径r,和从该端面到粉末体输送部的喷射端(喷射器的喷射端)的距离d,满足r<d的关系。又,本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,优选的情况是,在把基材固定到工件固定部上时,从基材的粉末体输送部侧的端面到粉末体输送部的喷射端的距离d和引导部件的长度L,满足0. 5d < L的关系。接着,根据本发明,提供一种具有以下过程的蜂窝过滤器制造方法使用上述的任一蜂窝过滤器制造装置,调节流量,使得吸引部吸引的气体a的流量A、从粉末体输送部喷出的气体b的流量B、在导入部和气体b混合的气体c的流量C满足A = B+C、且C > 0的关系,从而在蜂窝过滤器的基材的内表面堆积粉末体。例如,设定从粉末体输送部喷出的气体的流量B,使吸引部吸引的流量A仅比该流量B多出流量C即可。发明的效果本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置具有,粉末体输送部,所述粉末体输送部配置于该工件固定部一侧,利用加压气体使粉末体随着气流被输送,以及吸引部,所述吸引部配置于所述工件固定部的另一侧,使用吸引单元使另一侧相对于一侧减压,由于利用吸引部吸引通过了基材的气体,从而气流被整流。并且,顺着该被整流的气流的轨道,粉末体被均一且稳定地供給到基材所具有的很多的隔室。因此,根据本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度堆积粉末体,并且能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度形成捕集层。又,通过整流,粉末体难以向四周飞散,从而能够保持良好的作业环境。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,粉末体随着气流从粉末体输送部喷出,在导入部和其他的气体混合,该混合了的气体(气流)被送入基材的隔室中,因为在混合的过程中粉末体扩散了,使得该粉末体不仅仅在基材的端面的一部分而是在整个端面扩散,导入到隔室内,所以提高了制膜分布的均一性。另外,可以独立控制通过基材的气流的流速和流经粉末体输送部的气流的流速。通过研究发现,捕集层的微构造、制膜量分布,基于向隔室内导入的混合气体中含有的粉末体的密度、气体的流速而变化。这些可以通过源自吸引部的吸引流量或、从粉末体输送部供给的混合气体中的粉末体的密度进行控制。另一方面, 为了在粉末体输送部中使粉末体分散到气体中,存在必要的流速。因此,能够独立地控制两个流速对于使上述的两者都成立极为有效。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,使粉末体分散到气体中时,由于使用加压气体,能够加大流速形成速度斜度,从而能够给予粉末体充足的冲击力或剪切力。因此,粉末体能够均一地分散到气体中。粒径为大致20 μ m以下的微粉末体,在静置的状态下凝集, 存在形成大于20 μ m的颗粒的情况,因此,存在粉末体难以均一地分散到气体中的风险,但本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,由于通过加压气体进行破碎,所以不会发生这样的问题。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,如已述的那样,可以称为干式的制膜装置,由于堆积的粉末体,以干燥的状态被供给到隔室内表面(隔壁的表面),所以使用水、粘结剂等的添加剂时所必要的干燥工序、脱脂工序不再是必需的,能够在基材(隔壁)上形成无缺陷的良好的捕集层。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,利用该清扫部进行附着于粉末体导入后的基材端面的剩余粉末体的除去,能够高效率地制造没有残留剩余粉末体的品质优良的蜂窝过滤器ο本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,利用判定部进行附着于基材的粉末体的附着量(制膜量)的判定,可以容易地得知其附着量是否归入规定的范围,能够稳定地制造品质优良的蜂窝过滤器。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,利用工件搬送部进行工件固定部、清扫部以及判定部之间的基材的输送,提高了制膜作业的效率,能够得到高生产率。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,清扫部作为用于除去剩余粉末体的粉末体除去单元,具有空气喷嘴,所以相对于粉末体导入后的基材的粉末体被导入侧的端面,利用该空气喷嘴与该端面相平行地喷射空气,由此,堆积于基材的隔室内表面的粉末体不会被剥离,而能够仅除去附着于基材的端面的粉末体。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,清扫部具有刷子,利用刷子对基材的端面进行刷动,从而堆积于基材的隔室内表面的粉末体不会被剥离,而能够仅除去附着于基材的端面的粉末体。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,判定部作为用于判定附着于基材的粉末体的附着量的判定单元,具有测定粉末体导入前的基材的重量的计量器,以及测定粉末体导入后的基材的重量的计量器,所以这些计量器,测定粉末体导入前和粉末体导入后的基材的重量,根据算出的两者之差,能够在短时间内高精度地判定附着于基材的粉末体的附着量是否归入到规定的范围内。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,驱动工件输送部的驱动机构配设于工件固定部的上方,所以未附着于基材的粉末体难以侵入驱动机构的内部,减轻由粉末体的侵入而产生的驱动机构的动作部位的磨耗,提高耐久性,且稳定输送的位置精度。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,工件输送部作为在基材的输送时用于把持基材的把持单元,具有开闭夹紧装置,所述开闭夹紧装置能够控制夹紧负荷,且与基材接触的接触面由树脂制成,所以通过控制把持基材时的夹紧负荷,能够抑制把持时的冲击,从而能够防止由所述冲击导致的堆积于基材的隔室内表面的粉末体剥离。另外,由于与基材接触的接触面由柔软的树脂制成,能够防止把持时基材的损伤的发生。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,粉末体输送部具有使用加压气体的粉末体分散单元,该粉末体分散单元为喷射器,在单位时间里能够将大量的粉末体分散到气体中并喷射出来。例如,相对于0. Im3/min的气体,50g/min的粉末体能够被分散、喷射。又,能够边破碎粗颗粒边输送规定的量的粉末体,将这些粉末体送入隔室中。因此,根据本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,在短时间里,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度堆积粉末体, 并且,在短时间里,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度形成捕集层。粉末体输送部具有多个喷射器的情况下也一样,由于易于控制通过基材的气体的流量,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度形成捕集层。进一步,利用喷射器产生的负压形成吸引气流,用于吸引粉末体,从而向喷射器的粉末供给也能够随着气流进行。通过这样做,在未向喷射器供给加压气体的期间(没有产生负压的期间,也就是没有形成吸引气流的期间),能够使粉末不接触到管路。由此,能够防止粉末在管路中堆积而成为粗大颗粒的产生源,或由于搭拱而产生的供给不良。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,在把基材固定到工件固定部上时,内包该基材的粉末体输送部侧的端面的最小的圆的直径r,和从该端面到粉末体输送部的喷射端(喷射器的喷射端)的距离d,满足r < d的关系,所以粉末体能够在基材的径向上均一地被堆积在隔室内表面上。喷出的粉末体,毫无浪费地、均一地进入到基材的隔室的全部表面。另外,装置的尺寸也不需要加大。与满足该关系的情况相比,如果端面和粉末体输送部的喷射端(喷射器的喷射端)较近(距离d较小)的话,从喷射器喷出的粉末体只能进入到基材的隔室的一部分,如果较远(距离d较大)的话,粉末体无法到达基材的隔室, 而附着在其他的部件上,或落下。无论是哪种情况都会造成很大浪费。内包基材的粉末体输送部侧的端面的最小的圆的直径r,和从该端面到粉末体输送部的喷射端(喷射器的喷射端)的距离d,满足3r < d的关系更为理想。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于导入部具有将空气溶胶向基材引导的引导部件,所以抑制了空气溶胶的扩展、扩散,气流被整流,提高了利用率。又, 例如,不易受到来自周边环境的气流流入等的干扰,或基材的外周形状的状态等的影响。并且能够将粉末体,在包括基材的最外周的隔室在内的基材径向的全部表面上均一地,堆积到隔室内表面上。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于引导部件的与工件固定部相反的一侧为开放的,该开放部分作为用于吸引通过基材的(从喷射器喷出的空气溶胶以外的)气体的开口而发挥功能。又,该开放部分也作为排出没有附着到基材上的粉末体的开口而发挥功能。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,在把基材固定到工件固定部上时,从基材的粉末体输送部侧的端面到粉末体输送部的喷射端的距离d,和引导部件的长度 L,满足0. 5d < L的关系,从而充分地体现了上述效果。即,充分地抑制了空气溶胶的扩展、 扩散,气流的整流效果很好。另外,也抑制了装置的尺寸。与满足该关系的情况相比,如果基材的粉末体输送部侧的端面和粉末体输送部的喷射端(喷射器的喷射端)较近(距离d 较小)的话,不能充分体现上述效果,如果较远(距离d较大)的话,装置则要变大。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于粉末体输送部具有用于供给定量的粉末体的粉末体供给单元,将定量(一定质量)的粉末体从喷射器吸引出来,可以容易地控制空气溶胶的密度,从而能够保持空气溶胶的密度一定。另外,如果将这样的密度一定的空气溶胶送入到隔室中,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度堆积粉末体,进一步,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度形成捕集层。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于工件固定部具有覆盖基材侧面的套子,所以即使基材为在其侧面(外周)具有气孔的蜂窝式构造体的情况下,也能够将粉末体,在包括最外周的隔室在内的基材径向的全部表面上均勻地堆积到隔室内表面上。如果基材的侧面上具有气孔,气体将从该外周的气孔流入最外面的隔室中,结果,正常的从端面的开口流入隔室的空气溶胶将减少,存在隔室内表面附着的粉末体减少的风险, 但如果有覆盖基材侧面的套子,就能够排除这样的风险。防止气体从侧面流入,能够实现所希望的气流。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于吸引部具有流量计,所以能够控制通过基材的气体的流速,结果,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度堆积粉末体,进一步,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度形成捕集层。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于吸引部具有整流板,所以即使基材上有很多隔室的情况下,通过基材的流量也能够比没有整流板的情况更加均一。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于喷射器中的粉末体的吸引方向和排出方向大致平行,喷射器中的气流的方向几乎没有变化,与不是这样的情况相比, 能够供给更大量的粉末体。又,喷射器的磨耗较小。进一步,抑制了搭拱(弓形)或鼠洞现象,使所谓不能供给粉末体的问题难以发生。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,蜂窝过滤器的基材呈柱状,在使用时,固定于工件固定部的基材的轴向为大致铅垂的,气流从下向上流动(即,在使用时,基材被纵向设置),所以,首先,导入部具有重力分级功能,所述重力分级功能具有分布均一性,提高了制膜分布的均一性。如果横向设置的话(即,在使用时固定于工件固定部的基材的轴向为大致水平的话),粉末体受到重力的影响,隔室内位于下侧的隔壁表面上,与位于上侧的隔壁表面相比,会附着更多的粉末体。这种情况在气流的流速较慢的情况下比较显著。接着,在使用时通过将基材纵向设置,能够抑制引起制膜不良的粗大颗粒流入到隔室内。假如,粗大颗粒暂时进入到隔室内,也会由于重力的效果,无法随气流流动的粗大颗粒会失速落下,从而不会附着到隔壁表面,能够防止制品不良。横向设置的情况下,为了谋求抑制粗大颗粒流入到隔室内,必须加大导入部的尺寸(加长工件固定部和粉末体输送部之间的距离),且一旦粗大颗粒进入到隔室内就无法避免制膜不良。又,大小适当的未附着于隔室内表面的颗粒,可以回到导入部中,再次和气流混合,再次被导入到隔室内。因此,提高了利用率。进一步,通过纵向设置,能够容易地回收未附着的粉末体。例如,在制品的正下方设置接收台,能够容易地回收未附着粉末体。设置引导部件的情况下,通过把引导部件的开口当作未附着粉末的排出口,与没有引导部件的情况相比,能够更加容易的回收粉末体。 横向设置的话,即使有引导部件,粉末体堆积在引导部件上,回收比较麻烦,并且,粉末体随着气流再次飞散,随机地飞入到制品中,存在发生制品不良的风险。基于上述的纵向设置的效果,由于能够确保品质的控制范围变广,装置不需要很复杂就能够以高品质稳定地制膜。又,纵向设置的效果在供给多个种类的粉末体的情况下更为显著。另外,在使用时,纵向设置柱状的基材的情况下,基材的轴向和在导入部形成的气流的方向大致相同的情况较为理想。如果这些方向不同,存在粉末体向一个方向偏移堆积的风险。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的优选样态中,由于在粉末体输送部或者导入部具有分级单元,所以能够去除粗大颗粒,抑制制膜不良的发生。另外,本说明书中,粗大颗粒是指,粉末体的颗粒中没有被破碎的大颗粒,或被剥离、输送的原本附着、凝集于管内的大颗粒。本发明涉及的蜂窝过滤器制造方法,具有以下的过程使用本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,调节流量,使得吸引部吸引的气体a的流量A、从粉末体输送部喷出的气体b 的流量B、在导入部和气体b混合的气体c的流量C满足A = B+C且、C > 0的关系,且在蜂窝过滤器的基材的内表面堆积粉末体,所以可以使在喷射器与气体混合的粉末体良好地分散到通过基材的气体中,从而能够向基材的隔室均一地送入粉末体。因此,根据本发明涉及的蜂窝过滤器制造方法,能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度堆积粉末体,并且能够在隔室内表面上,无遗漏地、以均一的厚度形成捕集层。使气体b的流量B相对于气体 a的流量A的比值(=B/A)比1小。该比值优选为1/3以下,更优为1/10以下。存在从粉末体输送部喷出的气流伴随着大量的粉末的输送产生脉动的情况,如果使该比值为1/3以下,相对于通过工件的气流的流速分布,能够减小该影响。另外,本说明书中,流量A 流量 C为单位时间的流量,S卩,流速。


图1是表示本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的一实施形态的示意图。图2是表示通过本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,向工件导入粉末体时的状态的示意图。图3是表示本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的工件固定部的构造的示意图。图4是表示在本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置中,将工件固定到工件固定部的情形的示意图。图5是表示工件输送部的构造的示意图。图6是表示内包粉末体输送部侧的基材端面的最小的圆的一例的说明图。图7A是说明用本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置制造的蜂窝过滤器的优点的图,为切除未设置表面捕集层的蜂窝过滤器的1/4来表示内部的立体图。 图7B是说明用本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置制造的蜂窝过滤器的优点的
图,为放大表示未设置表面捕集层的蜂窝过滤器的一部分(隔壁和隔室)的剖面图。符号说明
1 峰窝过滤器制造装置
10工件固定部
11工件
Ila:粉末体输送部侧的基材(工件)的端面
12套子
13a, 13b 工件卡盘
14密封垫
20粉末体输送部
21喷射器
23加压气体供给机
24粉末体供给装置
25重量计
26流量计
27调节阀
28配管
29管
30吸引部
32风速计
33吸引机
34 风道
40导入部
42引导部件
50清扫部
51空气喷嘴
52排气风道
60判定部
61,62 计量器
70工件搬送部
71移动板
72开闭夹紧装置
73切口
74接触面
80内包粉末体搬送部侧的基材端面的最小白'
具体实施方式
以下,对于本发明的实施形态,适当地,参照附图进行说明,本发明并不被以下说明所限定、解释,只要是在没有超出本发明的范围的情况下,基于本领域的技术人员的知识,加以各种变更、修正、改良,仍为本发明所保护。例如,附图中表示了优选的本发明的实施形态,然而,本发明不被附图中表示的样态或附图中显示的信息所限制。在实施、验证本发明的基础上,和本说明书中记述的内容相同的手段或者等同的手段均可适用,其中优选的手段为以下所记述的手段。首先,对于使用本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置制造的、形成有捕集层的(制膜了的)蜂窝过滤器的优点,参照图7A以及图7B进行说明。蜂窝过滤器作为除去P M用的过滤器而被使用时,即使是未设有捕集层的蜂窝过滤器201,含有P M205的排出气体206 也被导入一个隔室203a中,穿过蜂窝过滤器201的隔壁204,从邻接隔室20 的另一方的开口端流出。此时,P M205被隔壁204捕集,从而排出气体206被净化(参照图7A、图7B)。 然而,此时,如果隔壁204的表面没有捕集层,P M205将侵入到隔壁204(基材)的细孔内, 堵塞细孔,从而在初期使压损急剧上升。如果有捕集层,由于能够防止PM205侵入到隔壁 204(基材)的细孔内,细孔不会被P M205所堵塞,因此,在初期压损不会上升,能够实现压损的降低。本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置为制造这样的优良(附加捕集层)的蜂窝过滤器的装置。接着,对本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置的构成和材料进行说明。图1是表示本发明的蜂窝过滤器制造装置的一实施形态的示意图,图2是表示通过本发明的蜂窝过滤器制造装置,向工件导入粉末体时的状态的示意图。图2中所示的箭头表示粉末体、空气溶胶、气体(空气)的流向。且在图2中省略了清扫部、判定部以及工件输送部的记载。图1 中所示的蜂窝过滤器制造装置1具有,工件固定部10、粉末体输送部20、吸引部30、导入部 40、清扫部50、判定部60、以及工件输送部70。作为工件11的基材为蜂窝过滤器前驱体。 蜂窝过滤器前驱体为,通过制膜成为设有捕集层的蜂窝过滤器的蜂窝过滤器用的基材。蜂窝过滤器制造装置1的工件固定部10为固定工件11 (基材)的部分,作为工件 11的蜂窝过滤器前驱体为陶瓷制的封孔蜂窝构造体。即,工件11,其外形呈由周面和两个端面组成的棱柱状,具有从一个端面延伸到另一端面的多个隔室,所述隔室被具有很多细孔的陶瓷的多孔体形成的隔壁划分,呈蜂窝构造。隔室作为气体(流体)的流路。并且,工件11中,邻接的多个隔室,一方的开口端和另一方的开口端被交错地封孔,如果观察一个端面和另一端面,两者都呈千鸟格图样或黑白方格图样。蜂窝过滤器制造装置1中,如图3所示,工件固定部10具有工件卡盘13a、13b、以及套子12。工件卡盘13a与设置于导入部40的引导部件42相连接,工件卡盘1 与构成吸引部30的风道34相连接。工件卡盘13a、i;3b被配设成在上下方向上能够移动。通过工件输送部70,向工件固定部10的工件卡盘13a和工件卡盘1 之间的空间输送来工件11 之前,工件卡盘13a和工件卡盘1 之间的间隔被保持为比工件11的长度(高度)还长。 并且,如图4所示,若通过工件输送部70,向工件固定部10的工件卡盘13a和工件卡盘1 之间的空间输送来工件11,则工件卡盘13a升起,且工件卡盘1 下降,从而如图3所示那样固定工件11。工件卡盘13a、13b,隔着由聚氨酯橡胶或硅橡胶等的柔软材料制成的密封垫14 (密封件),紧固工件11的周面端部,且将工件11的两端面与周面遮断。套子12被配设成在上下方向上能够滑动,在通过工件输送部70,向工件固定部10的工件卡盘13a和工件卡盘1 之间的空间输送来工件11之前,套子12上升到与输送来的工件11不相干扰的位置。接着,通过工件输送部70,向工件固定部10的工件卡盘13a和工件卡盘1 之间的空间输送工件11,该工件11像上述那样通过工件卡盘13a和工件卡盘 13b被固定,之后,套子12降下而覆盖工件11的周面(侧面),防止从工件11外周侧的气体侵入。套子12的形状为与棱柱状的工件11相匹配的棱筒状。作为套子12的材料没有特别的限定,适合的有金属、树脂等。粉末体输送部20的部分为,配置在工件固定部10的一侧,使用用于在工件11上形成捕集层的粉末体,将此粉末体分散到气体中制成空气溶胶,将该空气溶胶导向工件11 的部分。在此,由于是制作空气溶胶的部分,从工件固定部10来看,粉末体输送部20为空气溶胶的入口侧。该粉末体输送部20主要由喷射器21和用于供给定量的粉末体的粉末体供给装置M构成。喷射器21为喷射气流和粉末体的装置。优选情况是该喷射器具有这样的机构,该机构利用由高速的气流产生的负压吸引粉末体,之后将该粉末体与气流一起排出。即,首先,在该喷射器21处制成空气溶胶。高速的气流,从图2中未具体表示的加压气体供给机 23 (压缩机等),流经设有流量计沈以及调节阀27的配管28,以规定的流量,被供给到喷射器21。粉末体,通过附加了重量计25(质量计)的粉末体供给装置M,经过管四,以规定的送给量,被供给到喷射器21。如图2所示,优选情况是,喷射器21为可以吸引粉末体的。 这是因为需要抑制配管或喷射器内的搭拱(弓形)或鼠洞现象,使所谓不能供给粉末体的问题难以发生。形成捕集层的(陶瓷)粉末体为微粒,具有容易凝集的性质,使得这样的粉末体能够可靠地附着于隔室的内表面,与此相反,在用气流输送期间又需要其不附着于配管等上,喷射器21针对这些问题具有良好效果。又,更优的情况是,粉末体的吸引方向和空气溶胶的排出方向大致平行。喷射器21,为了降低和粉末体的接触摩擦而产生的磨耗,与粉末体接触的面可以优选使用由金刚石、DLC(类金刚石碳)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、碳氮化硅(SiCN)、 碳化硅(SiC)、氮化硅(SiN)和超硬材料、或者它们的合金和组合构成的材料,通过涂覆、电镀、镀覆等而形成。喷射器21使用市面销售的,可以在其主体上连接配管来延长喷射端。又,为了降低喷射时的流速,可以增大喷射端自身或者连接的配管的孔径。为了从粉末体中除去粗大粒子,优选情况是,在喷射器21主体或者连接的配管之间附加分离功能。该分离功能,具体来说,通过部分地加粗连接配管,或形成涡流,或竖起配管形成从下到上的气流,或插入筛网来实现。粉末体供给装置M为,使粉末体向喷射器21的粉末体吸引侧落下,向喷射器21 供给粉末体的装置,是能够供给定量的粉末体的自动供给装置。粉末体供给装置M中,优选的情况是,附加有重量计25 (质量计),也可以用容积计代替重量计。粉末体供给装置M 的供给机构为例如螺旋式的,也可以采用其他的如旋转式、振动式、台式、带式等的机构。粉末体供给装置M能够与时间安排相匹配自动供给,或变更供给重量(质量),进一步的,也能够容易地进行供给速度(供给量/供给时间)的控制。吸引部30被配置于工件固定部10的另外一侧,把空气溶胶向工件11 (蜂窝过滤器前驱体)吸引,所述空气溶胶为在喷射器21喷出的空气溶胶中混入新的气体(空气)而
14成。因为是把空气溶胶吸引至工件11,所以从工件固定部10来看,所述吸引部30为工件 11的出口侧。该吸引部30,主要由吸引机33和风道34构成。风道34与工件卡盘1 相连接。 吸引机33为(例如)鼓风机,另外也可以使用送风机、集尘机。优选情况是,吸引部30可以控制吸引流量。例如,使驱动吸引机33的电动机的转数可变,或者,用阀等调节风道34 (流路)的直径,从而能够控制吸引流量。工件11是例如作为汽车搭载的DPF而使用的蜂窝过滤器前驱体的情况下,优选的吸引流量为0. 1 400m3/min左右。吸引部30的风道34(流路)中设有风速计32,监视吸引流量且提供控制用的数据。风速计32为热线式风速计,另外也可以采用机械式、皮托管式的风速计。为了保护风速计32免受通过了工件11的粉末体的破坏,可以前置过滤器。又,导入空气溶胶期间,可以设置用于保护的罩子,或设置使风速计32从风道34内退避的机构。进一步,还可以配置用于去除附着在风速计32上的粉末体的空气喷嘴。蜂窝过滤器制造装置1中,粉末体输送部20位于下方,吸引部30位于上方。艮口, 向工件11导入空气溶胶的一侧在下,排出一侧在上,气流的方向为自下而上的。因此,没有附着的粉末体向下落下,可以容易地回收未附着于隔室内表面的粉末体。蜂窝过滤器制造装置1中,导入部40形成于粉末体输送部20和工件固定部10之间。导入部40可以是不存在任何构造物的开放的空间,但优选情况为,设有引导部件42,所述引导部件42向固定于工件固定部10的工件11引导粉末体。在该导入部40,从粉末体输送部20顺着气流被输送的粉末体和其他的气体进一步混合,被导入固定于工件固定部10 的工件11中。在导入部40设置的引导部件42与棱柱状的工件11相匹配为棱筒状,该引导部件 42与工件卡盘13a相连接。引导部件42起到将喷射器21喷出的空气溶胶毫无浪费地导入工件11的作用。另一方面,引导部件42的与工件固定部10相反的一侧为开放的,通过喷射器21的气体以外的其他气体从这里被吸引进去。即,在喷射器21喷出的空气溶胶中混入新的气体(空气)而形成新的空气溶胶,该新的空气溶胶被导入工件11的隔室内。作为引导部件42的材料优选的情况是,与套子12相同,为金属、树脂。具体来说, 可以例举铝、不锈钢、黄铜、铁、丙烯、氯乙烯、尼龙(聚酰胺树脂)、胶木(石碳酸树脂)等。 作为引导部件42的材料最好使用具有导电性的材料,并将引导部42接地。又,与喷射器相同,为了降低由和粉末体的接触摩擦而产生的磨耗,优选的情况是,在与粉末体接触的面上,使用金刚石、DLC(类金刚石碳)、氮化钛(TiN)、碳氮化钛(TiCN)、碳氮化硅(SiCN)、或者它们的合金和组合而构成的材料,实施涂覆、电镀、镀覆,进一步,作为与粉末体接触的部分的材料,优选使用碳化硅(SiC)和所谓的超硬材料。清扫部50为除去附着于粉末体导入后(制膜后)的工件11端面的剩余粉末体的部分。导入到工件11的粉末体,其大部分堆积到隔室内表面上,然而还有一小部分附着到粉末输送部20侧的工件11的端面Ila上。由于附着于该工件11的端面Ila的粉末体为未形成捕集层的剩余的粉末体,所以有必要在粉末体导入后除去。图1所示的蜂窝过滤器制造装置1中,清扫部50,作为用于除去剩余粉末体的粉末体除去单元,具有空气喷嘴51。相对于粉末体导入后的工件11的粉末体被导入一侧的端面,该空气喷嘴51与该端面相平行地喷射空气,由此,堆积于工件11的隔室内表面的粉末体不会被剥离,而能够仅除去附着于工件11的端面的粉末体。从工件11的端面被除去的粉末体,被清扫部50中设置在空气喷嘴51的喷射方向上的排气风道52所吸引。另外,清扫部50,作为用于除去剩余粉末体的粉末体除去单元,优选情况也可以是具有替代空气喷嘴的刷子。利用刷子,通过对工件11的端面进行刷动,堆积于工件11的隔室内表面的粉末体不会被剥离,而能够仅除去附着于工件11的端面的粉末体。判定部60为判定附着于工件11的粉末体的附着量的部分。为了制造品质稳定的蜂窝过滤器,需要每件工件11的粉末体的附着量(制膜量)没有偏差,使附着量归入规定的范围。图1所示的蜂窝过滤器制造装置1中,判定部60,作为用于判定附着于工件11的粉末体的附着量的判定单元,具有测定粉末体导入前(制膜前)的工件11的重量的计量器 61,以及测定粉末体导入后的工件11的重量的计量器62。这些计量器61、62,测定粉末体导入前和粉末体导入后的工件11的重量,根据算出的两者之差,能够在短时间内高精度地判定附着于工件11的粉末体的附着量(制膜量)是否归入到规定的范围内。另外,优选情况为,计量器61、62为分辨率IOmg以下的计量器。工件输送部70为,由未图示的驱动机构驱动,在工件固定部10、清扫部50以及判定部60之间,进行工件11的输送的部分。利用工件输送部70进行在工件固定部10、清扫部50以及判定部60之间的工件11的输送时,与例如通过手工作业进行工件11的输送情况相比,提高了制膜作业的效率,能够得到高生产率。图1所示的蜂窝过滤器制造装置1中,工件输送部70在前后方向(图的左右方向)上以规定的行程进行往复动作。优选情况为,驱动工件输送部70的驱动机构配设于工件固定部10的上方。通常,由于未附着于工件11的粉末体向下方落下,所以驱动机构配设于工件固定部10的上方时,未附着于工件11的粉末体难以侵入驱动机构的内部,减轻由粉末体的侵入而产生的驱动机构的动作部位的磨耗,提高耐久性,且稳定输送的位置精度。蜂窝过滤器制造装置1中,如图5所示,工件输送部70具有,板面配设成水平方向的移动板71,以及在移动板71的下表面侧以规定间隔设置的多个开闭夹紧装置72。在移动板71上形成有与工件固定部10不相干扰的切口 73。开闭夹紧装置72作为在工件11的输送时用于把持工件11的把持单元而被设置。如图5所示,开闭夹紧装置72以夹住工件 11外周面的状态把持工件11。优选情况为,开闭夹紧装置72能够控制夹紧负荷,且,与工件11接触的接触面74由树脂制成。如果使用这样的开闭夹紧装置72,通过控制把持工件 11时的夹紧负荷,能够抑制把持时的冲击,在输送制膜后的工件11时,能够防止由所述冲击导致的堆积于工件11的隔室内表面的粉末体剥离。另外,由于与工件11接触的接触面 74由柔软的树脂制成,能够防止把持时工件11的损伤的发生。工件输送部70,作为输送工件11时的具体动作,首先,在输送源头,开闭夹紧装置 72把持工件11,接着,移动板71前进。接下来,通过移动板71的前进,开闭夹紧装置72所把持的工件11到达规定的输送地的话,移动板71停止,开闭夹紧装置72打开放下工件11。 此后,移动板71退回到原来的位置,变成等待下次输送的待机状态。蜂窝过滤器制造装置 1中,通过反复进行这样的输送动作,依次进行以下的(1) (3)的输送(1)载置于计量器61的工件11向工件固定部10的输送;(2)在工件固定部10上被导入了粉末体的工件11向清扫部50的输送;
(3)在清扫部除去了剩余粉末体的工件11向计量器62的输送。以上,对本发明的蜂窝过滤器制造装置的构成和材料进行了说明,该蜂窝过滤器制造装置可以是,利用市面销售的机器或部件,对市面销售的材料进行加工,适当地组合而制作成的。接着,对本发明涉及的蜂窝过滤器制造方法进行说明。本发明涉及的蜂窝过滤器制造方法为,使用本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置、制造蜂窝过滤器的方法,该蜂窝过滤器具有由外形为近似柱状的多孔体形成的基材,该基材具有从一个端面延伸至另一个端面的隔室,且在该基材的内表面上形成有捕集层。首先,通过将含有陶瓷原料的成形原料挤压成形,得到外形为近似柱状的成型体, 所述成型体具有作为流体的流路的从一个端面延伸至另一个端面的多个隔室。更加详细来说,优选情况是,由堇青石、碳化硅、氧化铝、莫来石、钛酸铝、或氮化硅中的任一种形成骨料颗粒,将该骨料颗粒、水、有机粘结剂(羟基丙氧基甲基纤维素、甲基纤维素等)、成孔材料 (石墨、淀粉、合成树脂等)、表面活性剂(甘醇、脂肪酸皂等)等混合,通过使用捏和机、真空混练机等进行混练而得到坏土,使用具有模具的押出成型机,将该坏土挤出成形为所希望的形状,所述模具具有所希望的隔室形状、隔壁厚度、以及隔室密度,之后,使用微波干燥机以及热风干燥机进行干燥,由此得到成型体。接下来,为了观察成型体的一个端面以及另一端面时使两者都呈千鸟格图样或黑白方格图样,使该成型体的邻接的多个隔室的一方的开口端与另一方的开口端相互交错的封孔,之后进行烧结,而得到基材。更加详细来说,优选情况为,预先将由上述骨料颗粒相同的材料制成的封孔用的浆料贮留在容器中,为了在成形体的一方的端面上形成千鸟格图样或黑白方格图样,遮盖大约半数的隔室,将该侧浸渍到容器中,没有被遮盖的隔室的开口中充填了浆料从而被封孔。至于成形体的另一方的端面,对在一方的端面被封孔的隔室实施遮盖(当然也形成为千鸟格图样或黑白方格图样),将该侧浸渍到容器中,没有被遮盖的隔室的开口中充填了浆料从而被封孔。这样,在一方的端面未被封孔的隔室,其在另一方的端面被封孔,在另一方的端面未被封孔的隔室,在一方的端面被封孔,从而在两端面形成千鸟格图样或黑白方格图样那样地隔室交互封塞的构造。然后,将被封孔的成形体焙烧脱脂,之后,进行烧制(正式烧制),从而得到基材。由于有机粘结剂的燃烧温度为100 300°C左右,成孔材料的燃烧温度为200 800°C左右,所以焙烧的温度为200 1000°C左右的话较为理想。烧制温度,根据骨料颗粒的原料而不同,所以可以选择与此相对应的适当的条件。 一般为1400 1500°C左右。接着,使用本发明的蜂窝过滤器制造装置,在判定部,优选使用分辨率为IOmg以下的计量器对得到的基材的重量进行计量(制膜前计量工序),之后,通过工件输送部,将该基材输送到工件固定部,向基材的隔室内导入空气溶胶,在基材的隔室内表面堆积粉末体(制膜工序)。粉末体(颗粒)的平均粒径,根据隔壁的平均细孔径而不同,优选为1 15 μ m0作为粉末体的材料,优选使用碳化硅、氮化硅、堇青石、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、二氧化硅、钛酸铝等。更优的材料为与(基材的)上述骨料颗粒相同的材料。更加详细地来说,粉末体为,对上述材料进行分粒之后,通过喷射式粉碎机(干式)、罐式球磨机(湿式)进一步粉碎粗粒子,可以得到微粒,所述微粒为具有尖锐的粒径分布的粉碎颗粒。另外,作为粉末体,即使比基材隔壁的平均细孔径小,粉末体也会堆积在隔壁的表面(严密地堆积在表层(在隔壁的厚度方向上自隔壁表面至20%的范围))。可以认为其原因是,虽然和隔壁的细孔相比粉末体(颗粒)更细小,但当含有粉末体的空气溶胶通过隔壁时,由于粉末体的扩散或遮挡的粒子捕集机理,粉末体不随着气流的流线流动而堆积在隔壁的表面(表层)。使用本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置,向基材的隔壁上附着堆积粉末体时,将基材(工件)固定在工件固定部上,在粉末体输送部,将应当供给的粉末体的量、以及源自加压气体供给机的气流(空气)的流量分别设定为规定的值,且将吸引部的吸引流量设定为规定的值。为了在隔室内表面(隔壁的表面)上无遗漏地以均一的厚度堆积粉末体,设定该吸引部的吸引流量的关键在于,与通过喷射器的流量相比,使通过基材(的隔壁)的流量更大。在基材的隔壁上附着堆积粉末体,之后,通过工件输送部将基材从工件固定部输送到清扫部,用空气喷嘴等除去基材的空气溶胶被导入一侧(入口侧)的端面上残留的粉末体(清扫工序)。接着,通过工件输送部将堆积了粉末体的(已制膜的)基材输送到判定部,优选使用分辨率为IOmg以下的计量器进行计量(制膜后计量工序),确认制膜的成功与否。最后,进行烧制,使隔室内表面上堆积的粉末体烧制稳定,从而得到蜂窝过滤器。 此时的烧制温度的优选情况为比得到基材时的烧制温度低。以使粉末体烧制固定而必需的温度进行加热就可以了。根据粉末体的材料该烧制温度有所不同,但一般地,优选情况是, 烧制温度为1250 13500C ο实施例以下,通过实施例对本发明进行具体的说明,但本发明不为以下这些实施例所限定。(实施例1)使用碳化硅作为骨料颗粒,制作5个四棱柱状的封孔蜂窝构造体,对于这些封孔蜂窝构造体,使用如图1所示的蜂窝过滤器制造装置1,在封孔蜂窝构造体(基材)的隔室内表面上堆积粉末体。把封孔蜂窝构造体固定到工件固定部10上时,从封孔蜂窝构造体的端面到喷射器21的喷射端的距离d为290mm,引导部件42的长度L为300mm, 内部尺寸为49mm。又,四棱柱状的封孔蜂窝构造体的轴长为152. 4mm,与轴相垂直的剖面的大小为36. 2mmX36. 2mm,隔室密度为300cpsi (隔室/平方英寸),隔壁的厚度为12密尔(1 密尔约为0. 0254mm)。吸引部30吸引的气体的流量为0. %i3/min,从粉末体输送部20喷出的气体的流量为0. Im3/min,导入部40中新混入的气体的流量为0. 3m3/min。又,粉末体的供给量为2. 2g,供给时间为3秒,供给速度为40g/min。结果,根据向各封孔蜂窝构造体的粉末体的附着量/供给量来计算利用率,求得其平均值为86%。另外,向各封孔蜂窝构造体的粉末体的附着量(制膜量)为1. 7 1. 89g,附着量的偏差为士 5. 5%。另外,向封孔蜂窝构造体的粉末体的附着量[g]根据制膜前计量工序的重量和制膜后计量工序的重量之间的差求得,供给量[g]根据源自粉末体供给装置的供给量而得到。利用来自空气喷嘴的空气喷射除去附着于封孔蜂窝构造体端面的剩余的粉末体,之后测定制膜后的重量。(实施例2、对由实施例1制膜的封孔蜂窝构造体进行烧制,得到形成捕集层的封孔蜂窝构造体。对于得到的各封孔蜂窝构造体,测定堆积PM的状态下的压力损失,与没有捕集层情况相比,有捕集层的情况压力损失降低,确认了捕集层的效果。进一步,对于该封孔蜂窝构造体,从中央附近(包括中心轴的部分)和外周附近分别切下相同大小的一块,对每块的压力损失进行测定,两者间没有发现显著的差异。进一步,用扫描型电子显微镜观察每块的捕集层(隔室内表面),两者的捕集层在外观上没有差异,也没有发现未制膜部分。 根据以上结果,能够确认形成了均一的捕集层。产业上的利用可能性本发明涉及的蜂窝过滤器制造装置适合作为制造蜂窝过滤器的装置而被利用,所述蜂窝过滤器被作为DPF使用。DPF为,用于捕集气体中所含有的颗粒、净化气体而被使用的过滤器,该气体从以柴油机发动机为代表的内燃机或各种燃烧装置排出。
权利要求
1.一种蜂窝过滤器制造装置,该装置为用于蜂窝过滤器的制造的装置,其特征在于,具有工件固定部,所述工件固定部用于固定蜂窝过滤器的基材;粉末体输送部,所述粉末体输送部配置于该工件固定部的一侧,利用加压气体使粉末体随着气流被输送;导入部,所述导入部设置于该粉末体输送部和所述工件固定部之间,将从所述粉末体输送部随着气流被输送的粉末体和其他的气体进一步混合,在所述装置使用时导入到固定于所述工件固定部的基材;吸引部,所述吸引部配置于所述工件固定部的另一侧,使用吸引单元使所述工件固定部的另一侧相对于所述工件固定部的一侧减压来吸引通过了基材的气体,该基材固定于所述工件固定部;清扫部,所述清扫部除去附着于粉末体导入后的基材端面的剩余粉末体;判定部,所述判定部判定附着于基材的粉末体的附着量;以及输送部,所述输送部由驱动机构驱动,在所述工件固定部、所述清扫部以及所述判定部之间,进行基材的输送。
2.如权利要求1所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述驱动机构配设于工件固定部的上方。
3.如权利要求1或者2所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述清扫部,作为用于除去剩余粉末体的粉末体除去单元,具有空气喷嘴。
4.如权利要求1或者2所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述清扫部,作为用于除去剩余粉末体的粉末体除去单元,具有刷子。
5.如权利要求1 4中的任一项所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述判定部,作为用于判定附着于基材的粉末体的附着量的判定单元,具有测定粉末体导入前的基材的重量的计量器,以及测定粉末体导入后的基材的重量的计量器。
6.如权利要求1 5中的任一项所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述工件输送部,作为基材输送时用于把持基材的把持单元,具有开闭夹紧装置,所述开闭夹紧装置能够控制夹紧负荷,且与基材接触的接触面由树脂制成。
7.如权利要求1 6中的任一项所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述粉末体输送部具有利用加压气体的粉末体分散单元。
8.如权利要求7所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述粉末体分散单元为喷射器。
9.如权利要求8所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述喷射器通过气流吸引粉末体,再将粉末体和加压气体一起排出,将粉末体分散到气体中。
10.如权利要求9所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述喷射器中的粉末体的吸引方向和排出方向为大致平行的。
11.如权利要求1 10中的任一项所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述粉末体输送部具有粉末体供给单元,所述粉末体供给单元用于供给定量的粉末体。
12.如权利要求1 11中的任一项所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,所述导入部具有引导部件,所述引导部件将所述粉末体向固定于所述工件固定部的基材引导。
13.如权利要求1 12中的任一项所述的蜂窝过滤器制造装置,其特征在于,在所述粉末体输送部或导入部中具有分级单元。
14.一种蜂窝过滤器的制造方法,其特征在于,具有以下的过程使用如权利要求1 13中的任一项所述的蜂窝过滤器制造装置,调节流量,使得所述吸引部吸引的气体a的流量A、从所述粉末体输送部喷出的气体b的流量B、在所述导入部和所述气体b混合的气体 c的流量C满足A = 8+(、且(> 0的关系,从而在蜂窝过滤器的基材的内表面堆积所述粉末体。
全文摘要
本发明提供一种蜂窝过滤器装置,能够在由多孔体制成的基材的表面,无遗漏地形成均一厚度的捕集层,且以高生产率、高成品率制作品质优良的蜂窝过滤器。该装置,包括工件固定部;粉末体输送部;导入部,将从粉末体输送部随着气流被输送的粉末体和其他的气体进一步混合,在装置使用时导入到固定于工件固定部的基材;以及吸引部,配置于工件固定部的另一侧,使用吸引单元使工件固定部的另一侧相对于工件固定部的一侧减压从而吸引通过固定于工件固定部的基材的气流;清扫部,除去附着于粉末体导入后的基材端面的剩余粉末体;判定部,判定附着于基材的粉末体的附着量;以及输送部,在工件固定部、清扫部和判定部之间,进行基材输送。
文档编号B01D46/00GK102188858SQ201110072860
公开日2011年9月21日 申请日期2011年3月16日 优先权日2010年3月18日
发明者松本万晃, 藤田修平, 赤尾隆嘉, 辻裕之 申请人:日本碍子株式会社
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