CN1081477C - 热气体过滤器芯子 - Google Patents

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Abstract

一种柴油颗粒过滤器芯子，包括一中空管，它具有一未穿孔的第一端部、一未穿孔的第二端部、以及在第一端部和第二端部之间延伸的一个纵向的穿孔中心部分，其中，第一端部和第二端部具有第一外径，而穿孔中心部分具有一第二外径，第一外径小于第二外径，因而在第一、第二端部与穿孔中心部分之间形成了阶梯形的过渡部分，以及一设置在中空管上的过滤元件，过滤元件套设在未穿孔的第一端部、穿孔的中心部分、以及未穿孔的第二端部上。

Description

热气体过滤器芯子
发明背景
本发明总的涉及用于从气体流中去除颗粒物的过滤器，更具体地说，涉及一种过滤器适于改进一种可再生过滤器芯子的流速和压降的能力。虽然本申请讨论的是本发明用于柴油发动机排气过滤器的应用，但本发明也适用于将颗粒从其它类型的气体流中过滤掉。
柴油发动机可发出一种有害的、多灰的排放物，通过采用柴油颗粒过滤器可使其有害程度变小。过滤器可捕获发动机排出的炭灰颗粒，从而防止颗粒进入大气。然而，由这样的过滤器捕获的炭灰经过一段时间后会发生积累。随着炭灰在过滤器中的不断积累，过滤器的效率下降，通过过滤器发生较大的压降，发动机会遭受增大的排气背压而使发动机的性能降低。因此，被堵塞的过滤器必须周期性地加以更换或再生。随着炭灰颗粒充填过滤器的速度各有不同，被堵塞的过滤器要及时更换既不方便，又较昂贵。因此，使过滤器周期性的再生(即，将捕获的炭灰去除)是保持一干净过滤器的较佳方法。
有若干技术可使柴油颗粒过滤器再生。这些方法通常涉及将过滤器内的炭灰颗粒点燃，借以将过滤器内的炭灰颗粒烧掉。如授予Hirabayashi的美国专利4,912,920中所揭示的那样，可采用一种将一燃烧气体周期性地释放到过滤器内的技术。另一种技术利用电加热元件与过滤元件相接触。授予Bloom等人的美国专利5,252,164中描述了一种用电再生的过滤器。第三种技术利用了微波能来加热过滤器，使捕获在过滤器内的颗粒点燃并燃烧，从而令过滤器再生。授予Fischer等人的美国专利5,453,116中描述了一种利用微波再生的过滤器。
通过利用附加的燃烧气体或者是电阻加热来点燃捕获的炭灰而得以再生的过滤器组件通常采用金属结构来支承过滤元件或者提供电阻加热，而通过利用微波能来点燃捕获的炭灰而得以再生的过滤器通常采用多孔的非金属结构来支承过滤元件。一种多孔金属管、滤网、轧制钢丝或类似的结构常被用于支承过滤零件。例如，授予Bloom等人的美国专利5,258,164揭示了一种位于内过滤元件20和外过滤元件22之间的电阻膨胀式金属套筒21，它是用来加热过滤元件20、22，进而使它们再生。柴油排放物进入多孔支承结构的内部，并且径向穿过过滤元件20、22。
可再生的过滤器芯子的使用受到过滤器芯子内排放气体的流速以及通过过滤器芯子两端的压降的限制。随着通过过滤器芯子内的流速以及压降的增大，作用于过滤元件内侧的力也增大。作用力增大经常会导致过滤元件在过滤器芯子发生膨胀或“胀大”，这样会缩短过滤元件的总长。随着过滤元件的胀大，为过滤元件提供支承的多孔结构可在其端部暴露，从而使排放气体在不经过过滤元件的情况下流出过滤器芯子。这样造成的泄漏会降低过滤器芯子的性能。
因此，需要有一种能有效防止因过滤元件“胀大”而造成过滤器失效的再生型过滤器芯子，而且要容易制造，成本低廉。
发明概要
本发明涉及一种柴油颗粒过滤器芯子，包括：一中空管，它具有一未穿孔的第一端部、一未穿孔的第二端部、以及在第一端部和第二端部之间延伸的一个纵向的穿孔中心部分，其中，第一端部和第二端部具有第一外径，而穿孔中心部分具有一第二外径，第一外径小于第二外径，因而在第一、第二端部与穿孔中心部分之间形成了阶梯形的过渡部分；以及一设置在所述中空管上的过滤元件，所述过滤元件套设在未穿孔的第一端部、穿孔的中心部分、以及未穿孔的第二端部上。
附图简要说明
图1是利用本发明的颗粒过滤器芯子来捕获柴油颗粒的剖视图；
图2是一已有技术的颗粒过滤器芯子的剖视图；
图3是一具有“胀大”过滤元件的已有技术的颗粒过滤器芯子的正视图；
图4是本发明的颗粒过滤器芯子的剖视图。
虽然以上附图示出了一个较佳实施例，但所揭示的本发明的实施例仅仅是为了描述，而不是为了限制。应该理解，本技术领域的熟练人员在不偏离本发明原理的范围和精神的前提下，还可以作出很多变型或不同的实施例。
对实施例的详细描述
本发明提供了一种适于再生(就是可将收集的炭灰烧掉)的高效过滤器芯子。本发明特别适于防止颗粒过滤器芯子的过滤介质在使用过程中发生“胀大”现象。
在本发明的说明书和权利要求书中，下列术语具有如下含义：
“无机纤维”意指能抗高温(例如大约600℃以上的温度)、抗柴油排放气体的化学作用、并具有纺织品的性质(即，适于制成能用来装入支承管内或能卷绕于该支承管外的纱线(yarn)或织物)的任何无机纤维；
“纤维束”意指多根或成束的单根纤维或丝；
“纱线”意指已被绞在一起的多根或成束的单根纤维或丝；
“连续丝无机纱线”意指能抗高温(例如大约600℃以上的温度)并且其长度足以绕支承管至少卷绕一次的任何无机纱线；较佳的是，连续的纱线至少是25cm长，更好的是，至少为1m长。
参见图1，一柴油颗粒捕集器10包括一外壳12，它由一圆筒体14、一排放物入口16和一排放物出口18组成。圆筒体14内有多个平行、并列的过滤器组件20，每一组件均在其靠近排放物入口16处开放，并在其靠近排放物出口18处闭合。过滤器组件20在靠近排放物入口16的端壁22和靠近排放物出口18的端壁24之间延伸。过滤器组件20通过敞开的入口管26和闭合的端盖28分别连接于端壁22和端壁24上。端壁22和端壁24连接于圆筒体14，并有助于引导排放气体29通过过滤器组件20。端壁22堵住了相邻过滤器组件20之间的空间，使得进入排放入口16的排放气体(参见图1中的箭头29)通过敞开的入口管26并进入过滤器20的内部。封闭的端盖28将过滤器组件20的靠近端壁24的端部闭合，并迫使排放气体29沿径向朝外地通过过滤器芯子20，而后通过靠近排放物出口18的端壁24上的孔32排出。在另一实施例中，可以这样来引导排放气体，即，使排放气体29从过滤器芯子20的外侧沿径向流入过滤器芯子20的内部，随后再排出过滤器芯子20的开放端。
图2示出了一种已有技术的过滤器芯子20。该过滤器芯子20是组装成一个组件。一穿孔的支承管30在敞开的入口管26和闭合的端盖28之间延伸。一过滤器元件32设置在支承管30、入口管26和端盖28上。因此，该过滤器组件20是由支承管30、敞开的入口管26、闭合的端盖28和过滤元件32组成。
过滤元件32可以包括若干种无机材料。例如，可以用无机纱线结实地螺旋状卷绕或横绕在支承管30上，作为过滤元件32。还可有选择地将一种以上的过滤材料组合起来形成过滤元件32。例如，可以在支承管30和无机纱线之间放进一层非织造垫子，用所述无机纱线结实地螺旋状或横绕在非织造垫子和支承管30上。还可采用能获得所需过滤性能的任何其它的过滤材料组合。例如，构成过滤元件32的无机材料可以是玻璃纤维或陶瓷。
如图2所示，过滤元件32套在穿孔支承管30上，并延伸至入口管26和端盖28。入口管26和端盖28的外径大致与穿孔支承管30的外径相匹配。如上所述，在使用过程中，排放气体29通过敞开的入口管26进入过滤器芯子20，并径向地流过过滤元件32。随着流过过滤器芯子20的流速或压降的增大，施加于过滤元件32之内表面34上的作用力也增大。如图3所示，作用力增大将导致过滤元件32在过滤器芯子20的中部附近膨胀(胀大)，这将导致过滤元件32的总长度缩短。随着过滤元件32之有效长度的缩短，支承管20上的孔隙36将会暴露出来。
胀大作用唯一抗力是过滤元件32与入口管26以及端盖28与支承管30之间的密封。过滤元件32与入口管26以及端盖28与支承管30之间的密封取决于陶瓷纤维卷绕到支承管30上的张力和卷绕角度。密封强度是卷绕角度的余弦值与陶瓷纤维张力的乘积。该密封强度决定了过滤器芯子所能承受的、不发生胀大的流速和压降。目前，如图2和图3所示的已有技术的过滤器芯子的流速被限制为大约45acfm(1.27m3/min)，压降为大约60英寸水柱(14.91kPa)。一旦过滤元件32与入口管26以及端盖28与支承管30之间的密封被破坏，支承管30上的穿孔36将会暴露出来，导致排放气体不经过过滤元件32直接从穿孔36流出。于是，这种泄漏通道降低了过滤器芯子的性能。
如图4所示，利用本发明能克服胀大效应，它通过改善过滤元件与支承管之间的密封强度而改进了卷绕着可再生纤维的柴油颗粒过滤器芯子的流速和压降能力。本发明的过滤器芯子120包括一敞开的入口管126和一闭合的端盖128。一穿孔的支承管130在敞开的入口管126和闭合的端盖128之间延伸。一过滤元件132套设在支承管130、入口管126和端盖128上。过滤元件最好是由结实地螺旋状卷绕或横绕在支承管130上的无机纱线构成。
入口管126和端盖128是“阶梯形”的，它们分别包括径向的凸肩140、142。将如图4所示的本发明的过滤器芯子120与图2所示的已有技术的过滤器芯子20作比较，可以看出：已有技术的过滤器芯子的过滤元件32在支承管30上的定位方式与本发明的过滤器芯子120的过滤元件132在支承管130上的定位方式大不相同。在本发明的过滤器芯子120中，由螺旋卷绕或横绕的纱线构成的过滤元件132在径向凸肩140、142上延伸，因而使过滤元件132的端部152分别延伸至入口管126和端盖128的小直径部分154。径向凸肩140，142可增大过滤元件132与支承管130之间的密封强度。径向凸肩140，142的高度“H”足以让过滤元件132的螺旋卷绕或横绕的纱线固定于支承管130。较佳的是，径向凸肩140、142的高度“H”是在1/8英寸至3/4英寸(3.2mm至19.0mm)的范围内。
随着通过过滤器芯子120的压降的增大，作用在过滤元件132的内表面134上的作用力也增大，但在径向凸肩140、142上延伸的过滤元件132不会发生移动。由于穿过过滤元件132的压降增大的缘故而趋使过滤元件132的中部“胀大”，在径向凸肩140、142上凸伸的过滤元件132的端部152就不会移动。若端部152受到限制，则过滤元件132的有效长度就不会缩短，这样就能防止过滤元件132胀大。于是，本过滤器芯子120比图2所示的已有技术的过滤器芯子20将能应付更大的流速和压降，同时又能维持原有的过滤器性能。
在本发明过滤器芯子120的一较佳实施例中，支承管130是如同授予Smith等人的美国专利5,409,669中所揭示的电阻管。为了有助于将过滤器芯子120固定到一柴油颗粒捕集器(如图1所示)上，可在入口管126和端盖128上分别固定一基板160和安装螺杆162。或者，过滤器芯子120可以通过已有技术中已知的其它手段，例如通过焊接或螺栓联接等手段固定于一柴油颗粒捕集器上。
如上所述，在本发明的一较佳实施例中，过滤元件132是由一牢固地螺旋状卷绕或横绕在支承管130上的无机纱线构成。有这样几个将无机纱线卷绕到支承管130上的卷绕技术的例子，授予Bloom等人的美国专利5,248,481中揭示了一种横向位移的卷绕工艺，而授予Bloom等人的美国专利5,248,482揭示了一种沿径向对准的卷绕工艺。
在横向位移的卷绕工艺中，一连续丝纱线牢固地螺旋形横向卷绕到支承管上而形成多个纱线层，所述纱线在卷绕之前已被卷曲变形(texturized)处理，产生许多连续纤维的纱圈或许多从纱线的纱芯伸展的纤维段(fibersegments)。纱线的连续卷绕的匝圈在各纱线层内方向是相反的，从而形成交织的纱芯。各连续层的连续匝圈的纱芯是隔开的，形成具有四个侧边的诸开口，变形纱上的纤维圈或纤维段凸伸入每一四边形开口，为气体内的颗粒构成一捕集器。至少一个层内的纱线的纱芯与一相邻层内的纱线的纱芯是有横向位移的，使气体通过该过滤材料时偏转入一个曲折的路径。
径向对准的卷绕工艺也采用了横绕在支承管上的变形的连续丝纱线。在各个层内的纱线匝圈是相反方向卷绕的，以形成交织的纱芯，每一层的各匝圈的纱芯都径向地对准，构成众多相互间隔的、四侧边开口的壁。变形纱的纤维圈或纤维段凸伸入每个四边形开口，构成一个用于柴油排放颗粒的捕集器。
较佳的是，卷绕或横绕在支承管130上的无机纱线的直径是大约0.5至大约5mm。更佳的是，该直径是大约1至大约3mm。这样的纱线通常是由大约780至大约7,800个单根无机纤维组成。较佳的是，无机纱线包括大约1,560至大约4,680根纤维。较佳的是，无机纱线是多股捻合的，因为这样的构造可以卷曲变形，从而提供比非捻合的无机纱线更好的过滤材料。
无机纱线的卷曲变形可提高其过滤或捕集的效率。较佳的是，无机纱线可以构造成膨松状态，例如通过卷曲变形而使连续纤维的纱圈、单根的纤维段或者是它们的组合从一紧密的纱芯向外凸伸。连续纤维的纱圈是最佳的。无机纱线可以借助本技术领域已有的技术来卷曲变形，例如喷气或机械的卷曲变形工艺。空气卷曲变形工艺是比较理想的，因为与机械卷曲变形技术相比，该工艺通常可以提供具有较少纤维段和较多纤维圈的变形纱。用于此目的的一种合适的空气喷射变形机可从特拉华州New Castle市的Enterprise Machine andDevelopment Corporation购得，其商品名为MODEL 17 SIDEWINDER。较佳的是，变形的无机纱线的直径是大约1mm至大约10mm。更佳的是，变形的无机纱线的直径是大约3mm至大约6mm。
构成无机纱线的无机纤维的直径最好是大约5至大约20微米。更佳的是，无机纤维的直径是大约7至大约15微米。与直径超出规定范围的纤维相比，直径在规定范围内的纤维通常更便于制造和变形。另外，直径基本在5微米以下的纤维较容易被损坏(即在变形时断裂)。与由直径在规定范围内的纤维制成的过滤器相比，由直径基本在25微米以上的纤维制成的过滤器效率较低。
构成无机纱线的无机纤维最好是耐热的。耐热纤维可以是例如非晶的、多晶的，或者是它们的组合。有用的耐热纤维包括：特种高温玻璃纤维，例如从俄亥俄州的Toledo市的Owens-Corning购得的S2 GLASS或E GLASS；连续的熔凝硅石纤维，例如从肯塔基州的Louisville市的Quartz ProductsCorporation购得的QUARTZELTM熔凝石英纱线；以及陶瓷金属氧化物纤维，例如从明尼苏达州的St.Paul市的3M公司购得的NEXTELTM312，440或550陶瓷纤维。还可以采用由玻璃和陶瓷纱线混合物制成的针织、机织或编织的织物。在大约330℃以下的场合，可以采用传统的玻璃纤维。
就加强过滤效率而言，无机纱线最好是如上所述的那样牢固地螺旋状卷绕或横绕到支承管130上。无机纱线可以以各连续层的各连续匝圈的纱芯径向对准的方式(如美国专利5,248,482所述)卷绕到支承管130上，或者可以以各连续层的各连续匝圈的纱芯相互之间横向移位的方式(如美国专利5,248,481所述)卷绕到支承管130上。
较佳的是，每个过滤元件的厚度是大约1至25mm。对由牢固地螺旋状卷绕或横绕的变形纱(由无机纤维组成)构成的过滤元件而言，卷绕或横绕的无机纤维的较理想的总厚度是大约5mm至大约15mm。大大高于所述范围的厚度可能会过度增加成本，或者还会导致不希望有的高背压，而大大小于所述范围的厚度可能会造成过滤的效率不够。
或者，每一过滤元件132可包括由一种以上类型的过滤材料组成的一层或多个层。例如，过滤元件132可以包括一层或多层牢固地基本螺旋状卷绕或横绕的无机纱线，或者可以包括一层或多层由无机纤维组成的非织造垫子，所述垫子被牢固地螺旋状卷绕或横绕的无机纱线固定在支承管130上。
以下的例子可以说明利用本发明获得的改进的性能，但是这些例子并不是为了限制。
例子
为了确定用“阶梯形”的滤芯设计在过滤器芯子内所能达到的改进性能，进行了如下试验。试验1是一短期、高压降和高流速的试验。试验2是一利用高压降、高流速进行长期耐久的试验。试验3是一特征试验，以便完全区分已有技术的过滤器芯子20和本发明的过滤器芯子120(含有“阶梯形”的入口管126和“阶梯形”的端盖128)之间的差别。
试验1：短期、高压降和高流速
试验1的目的是为研究一已有技术的电再生过滤器芯子和本发明的过滤器芯子在短期稳定状态下的过滤性能。已有技术的过滤器芯子和本发明的过滤器芯子在很多方面都是一样的，只是在本发明的过滤器芯子上设置了一个“阶梯形”的入口管。两个试验用滤芯的过滤元件是一样的。该试验的条件是：1)10分钟的再生处理，随后进行1分钟的冷却；2)再生处理是在60kPa的压力下起动的；3)通过滤芯的排放气体流是2.81m3/分钟/滤芯，排放气体的歧管温度是450℃；4)排放气体是由一2.3升四缸柴油发动机以1845rpm的转速和98N*m的载荷而生成的；5)采用低硫(0.05％)燃料和低灰分的油；6)两个过滤器芯子被放到一个试验容器内。
与通常由一已有技术的过滤器芯子进行处理的情况相比，该试验中所采用的试验条件将压降增加了5倍，将流速提高2倍。
在试验过程中收集的数据包括：两次再生处理之间的间隔时间，以及再生处理后的背压。利用该试验可确定本发明的短期性能。本发明的试验是这样进行的：对过滤器芯子(已有技术的滤芯和本发明的滤芯)加载炭灰，直至一预定的压降60kPa。一旦过滤器芯子达到该压降，就对它们进行再生处理，随后重复加载。试验持续进行24小时，记录下再生处理之间的加载时间。
如果再生处理之间的加载时间保持恒定，该过滤器芯子就可以通过该项试验。这意味着在试验过程中，过滤器的性能保持不变。表1示出了对标准的过滤器芯子和带有本发明的阶梯形入口管的过滤器芯子进行试验的结果。
如表1中的数据所示，已有技术的过滤器芯子在工作5小时后失效。已有技术的过滤器芯子到达起动再生处理所必须的压降的时间增加到300分钟，表明已发生了泄漏。对已有技术的过滤器芯子的检查显示，发生了“胀大”现象。进一步的使用将导致已有技术的过滤器组件完全失效，这可由加载时间变为无限长所证明(表示不能再达到起动再生处理所需的压降)。相反，本发明的过滤器芯子可通过该测试。虽然本发明过滤器芯子的最终加载时间从105分钟增至120分钟，但与已有技术的过滤器芯子相比，这是一个巨大的改进。
表1：性能的结果
已有技术的过滤器芯子 本发明的过滤器芯子
最初加载时间(0小时) 180分钟      105分钟
中间加载时间(5小时) 300分钟      100分钟
最终加载时间(20小时) 无限*      120分钟
*压降达到平衡，不再增大，因而再也不会达到再生处理的起动极限值。
试验2：长期、高压降和高流速的试验
试验2的目的是研究本发明的过滤器芯子在长期稳定的状态下(在高流速和高压降水平)的过滤性能。在经过大约1500小时以上的工作时间之后，观察过滤器芯子的性能。在本发明的过滤器芯子的入口管126和端盖128上安装了“阶梯形”的设计。该试验的条件是：1)10分钟的再生处理，随后进行1分钟的冷却；2)再生处理是在40kPa的压力下起动的；3)通过滤芯的排放气体流是2.8m3/分钟/滤芯，排放气体的歧管温度是450℃；4)排放气体是由一2.3升四缸柴油发动机以1845rpm的转速和98N*m的载荷而生成的；5)采用了低硫(0.05％)燃料和低灰分的油；6)两个过滤器芯子被放到一个试验容器内。所观察到的本发明过滤器芯子性能的特性包括两次再生处理之间的间隔时间，以及过滤效率。
加载时间
加载时间是过滤器从再生后的压降进行加载至40kPa的压降所需的时间。过滤器芯子在试验刚开始时的加载时间是45-50分钟，而在测试末期的加载时间是大约20分钟。随着过滤器芯子被已通过发动机的润滑油燃烧的副产品填满，加载时间自然地随时间缩短。润滑油燃烧的副产品被称作油灰。如果加载时间随时间的逝去而延长，则表示本发明的过滤器芯子已失效。若因过滤元件和作为加热器结构的支承管之间的密封失效而导致排放气体泄漏，则加载时间将延长。由于加载时间随时间的逝去而缩短，所以在本发明的过滤器芯子内没有发生泄漏。
效率测试
随本试验持续时间的长短，本发明的过滤器芯子的效率范围从78-98％。该效率值是在35kPa的压降下获取的。本发明过滤器芯子的效率随着试验的进一步进行而增大。效率增大是因为油灰在过滤介质内的积累。油灰被收集在过滤元件内，并充当一种附加的过滤机构。过滤器在试验进行过程中保持高效，表示在过滤器芯子内没有泄漏途径。另外，尽管压降增大，本发明的过滤器芯子还是能维持高效。很明显，已有技术的过滤器芯子在最高压降下进行测试时会失效。
试验3：具有本发明设计的或没有本发明设计的过滤器芯子的特征试验
试验3是在一3.4升的间接喷射Cummins柴油发动机上进行的。该试验的工作条件是，发动机的工作速度是1560rpm，发动机上的载荷是132N*m。该试验是将一已有技术的过滤器芯子与本发明的过滤器芯子作过滤效率的比较。表2示出了试验3的结果。
表2显示：本发明的过滤器芯子能在低流速下维持与已有技术类似的性能，并且在高流速下也行。虽然在高流速下本发明的过滤器芯子与已有技术的过滤器芯子在效率方面的差别是非常小的，但本发明的过滤器芯子可以在直到在最高压降下进行测试时也维持其过滤效率，不会失效。
组合的测试结果表明：本发明的过滤器芯子能在高流速和高压降的情况下保持其耐用性，同时又可以维持较高的效率。因此，本发明的过滤器芯子清楚地体现出比已有技术的过滤器芯子更为优越的性能。
表2：本发明的效率比较
利用本发明 不用本发明
每个滤芯35acfm(1.0m3/分钟) 效率@20″H2O(4.97kPa) 87％ 95％
效率@80″H2O(19.88kPa) 90％ 97％
效率@140″H2O(34.80kPa) 得不到 98％
每个滤芯140 acfm(3.96m3/分钟) 效率@20″H2O(4.97kPa) 67％ 67％
效率@80″H2O(19.88kPa) 66％ 63％
效率@140″H2O(34.80kPa) 得不到 63％
虽然上面已结合较佳实施例对本发明进行了描述，但本技术领域的熟练人员应该可以在不偏离本发明精神和范围的情况下实现其它的变化。

Claims (10)

1.一种柴油颗粒过滤器芯子，包括：
一中空管，它具有一未穿孔的第一端部、一未穿孔的第二端部、以及在第一端部和第二端部之间延伸的一个纵向的穿孔中心部分，其特征在于，第一端部和第二端部具有第一外径，而穿孔中心部分具有一第二外径，第一外径小于第二外径，因而在第一、第二端部与穿孔中心部分之间形成了阶梯形的过渡部分，以及
一设置在所述中空管上的过滤元件，所述过滤元件套设在未穿孔的第一端部、穿孔的中心部分、以及未穿孔的第二端部上。
2.如权利要求1所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述第一端部是密封的。
3.如权利要求1所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述中空管是一电阻加热元件。
4.如权利要求1所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述过滤元件包括一螺旋状卷绕在中空管上的耐热纱线，以形成多个纱线层，这些纱线具有一让丝或纤维段向外凸伸的纱芯，各连续的匝圈在每一层内是相反方向卷绕的，形成交织的纱芯，每一层内各匝圈的纱芯是隔开的，以提供大致均匀的四边形开口，所述凸伸的纤维段在这些开口中相互啮合而形成用于收集排放气体所携带之颗粒的捕集器。
5.如权利要求4所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述纱线是一无机纱线。
6.如权利要求1所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述过滤器芯子包括一入口管，所述入口管包括一第一端部和一第二端部，入口管的第一端部具有一第一直径，而入口管的第二端部具有一第二直径，其中，第一直径大于第二直径，一过渡的阶梯部分在第一端部的第一直径部分和第二端部的第二直径部分之间延伸。
7.如权利要求6所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述入口管的第二端部固定于一基板。
8.如权利要求7所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述基板至少包括一个开口，以使排放气体通过基板流入滤芯的内部。
9.如权利要求6所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述入口管还包括用于将入口管和过滤器芯子安装到一排气系统内的装置。
10.如权利要求1或6所述的柴油颗粒过滤器芯子，其特征在于，所述过滤器芯子还包括一端盖，所述端盖包括一第一端部和一第二端部，端盖的第一端部具有一第一直径，而端盖的第二端部具有一第二直径，其中，第一直径大于第二直径，一过渡的阶梯部分在第一端部的第一直径部分和第二端部的第二直径部分之间延伸。
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