DE102018205711A1 - Wabenfilter - Google Patents

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Abstract

Offenbart wird ein Wabenfilter, welcher fähig ist, eine Zunahme eines Druckverlusts zu unterbinden. Der Wabenfilter enthält einen Wabenstrukturkörper 4 mit so, dass sie eine Vielzahl von Waben 2 umgeben, angeordneten porösen Trennwänden 1 und einen so, dass er einen der Endteile jeder der Waben 2 verschließt, angeordneten Verschlussteil 5, der Wabenstrukturkörper 4 enthält eine Vielzahl von Wabenreihen, in welchen zwei oder mehr Waben 2 entlang einer Richtung geradlinig angeordnet sind, in einem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4, welcher senkrecht zu einer Ausdehnungsrichtung der Waben 2 ist, die Vielzahl von Wabenreihen enthält eine aus Einströmwaben 2a bestehende erste Wabenreihe 15 und eine Ausströmwaben 2b enthaltende zweite Wabenreihe 16, und eine Breite P1 (mm) der ersten Wabenreihe 15, eine Breite P2 (mm) der zweiten Wabenreihe 16 und ein Rundungsradius R (µm) in einem gerundeten Eckteil 6 der Wabe 2 erfüllen Beziehungen der unten erwähnten Gleichungen (1) und (2): 2 ≤ 100 − ( P1/P2 × 100 ) ≤ 50
Figure DE102018205711A1_0001
und 0,4 ≤ ( R/1000 ) / ( ( P1 + P2 ) /2 ) × 100 ≤ 20.
Figure DE102018205711A1_0002

Description

  • Die vorliegende Anmeldung beruht auf JP 2017-095953 , eingereicht am 12. Mai 2017 beim japanischen Patentamt, deren gesamter Inhalt durch Verweis hierin einbezogen wird.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wabenfilter und betrifft insbesondere einen Wabenfilter, welcher fähig ist, einen Austritt von Feinstaub wie Ruß wirkungsvoll zu unterbinden und eine Zunahme eines Druckverlusts wirkungsvoll zu unterbinden.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • In verschiedenen Industriezweigen werden Verbrennungsmotoren als Antriebsquellen verwendet. Andererseits enthalten bei der Verbrennung von Kraftstoff aus den Verbrennungsmotoren ausgestoßene Abgase Feinstaub wie Ruß und Asche. Zum Beispiel sind Vorschriften bezüglich der Entfernung des aus einem Dieselmotor emittierten Feinstaubs weltweit strenger geworden und wird als ein Filter zum Entfernen des Feinstaubs ein Wabenfilter mit einer Wabenstruktur verwendet. Gelegentlich wird für Feinstaub die Abkürzung „PM“ verwendet. „PM“ steht für „Particulate Matter“.
  • Bisher wurde als der Wabenfilter zum Entfernen des Feinstaubs ein einen Wabenstrukturkörper mit porösen Trennwänden, welche eine Vielzahl von Waben definieren, und einen Verschlussteil zum Verschließen eines der Endteile jeder der Waben enthaltender Wabenfilter vorgeschlagen (siehe z.B. Patentdokument 1).
  • Ein solcher Wabenfilter hat eine Struktur, in welcher die porösen Trennwände eine Funktion eines Filters, welcher den Feinstaub entfernt, erfüllen. Speziell wird, wenn ein den Feinstaub enthaltendes Abgas in eine Einström-Stirnseite des Wabenfilters hineinströmt, der Feinstaub durch die porösen Trennwände aufgefangen, um das Abgas zu filtern, und wird dann das gereinigte Abgas aus einer Ausström-Stirnseite des Wabenfilters abgegeben. Auf diese Weise kann der Feinstaub in dem Abgas entfernt werden.
  • Eine Form der durch die Trennwände definierten Waben in dem Wabenfilter wurde verschiedentlich untersucht, und es wurde zum Beispiel ein Wabenfilter vorgeschlagen, bei welchem auf einer Seite einer Einström-Stirnseite geöffnete Waben (im Folgenden gelegentlich als „Einströmwaben“ bezeichnet) in einer achteckigen Form gebildet sind (siehe z.B. Patentdokument 2). Ferner wurde zum Beispiel eine Methode des Erhöhens der Anzahl der Einströmwaben dergestalt, dass sie größer als die Anzahl auf einer Seite einer Ausström-Stirnseite geöffneter Waben (im Folgenden gelegentlich als „Ausströmwaben“ bezeichnet) ist, wodurch eine Zunahme eines Druckverlusts unterbunden wird, untersucht.
  • Zusätzlich wurde im Hinblick auf den Wabenfilter auch eine Anordnung von Verschlussteilen zum Verschließen offener Enden der Waben verschiedentlich untersucht. Zum Beispiel wurde ein Wabenfilter vorgeschlagen, in welchem acht Einströmwaben so angeordnet sind, dass sie einen Rand einer Ausströmwabe umgeben (siehe z.B. Patentdokument 3).
  • Darüber hinaus wurde im Hinblick auf den Wabenfilter eine Methode des Bildens der Ausströmwaben dergestalt, dass Eckteilen in einer rechteckigen Form oder einer eher vieleckigen Form entsprechende Gebiete rund gestaltet werden, vorgeschlagen (siehe z.B. Patentdokument 4). Bei dem in Patentdokument 4 beschriebenen Wabenfilter wird erläutert, dass der obige Aufbau verwendet wird, wodurch eine Wärmekapazität des Wabenfilters erhöht wird, so dass ein Temperaturanstieg während der Regenerierung verringert werden kann.
    • [Patentdokument 1] WO 2004/052502
    • [Patentdokument 2] JP-A-2015-029939
    • [Patentdokument 3] JP-A-2016-52635
    • [Patentdokument 4] JP-A-2010-221159
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • In einem Wabenfilter war bisher das Unterbinden einer Zunahme eines Druckverlusts in einer Anfangsphase der Verwendung und im Verlauf der Verwendung ein großes Problem. Ein Beispiel eines Faktors, welcher die Zunahme des Druckverlusts bewirkt, ist die Zunahme eines Luftströmungswiderstands von Trennwänden infolge des Auffangens von Feinstaub mit den Trennwänden. Als der Faktor, welcher die Zunahme des Druckverlusts bewirkt, wird ferner auch ein beim Hineinströmen eines Abgases in den Wabenfilter oder beim Herausströmen des Abgases aus dem Wabenfilter erzeugter Druckverlust oder ein Druckverlust beim Hindurchströmen des Abgas durch Waben ein Problem. Es ist davon auszugehen, dass von diesen Faktoren die Zunahme des Luftströmungswiderstands beim Auffangen des Feinstaubs durch die Trennwände ein größerer Faktor bei der Zunahme des Druckverlusts des Wabenfilters ist.
  • Es ist davon auszugehen, dass es bei der Zunahme des Druckverlusts, wenn der Feinstaub durch die Trennwände aufgefangen wird, grob zwei Phasen gibt. Zunächst, in einer ersten Phase, dringt der Feinstaub in in den Trennwänden gebildete Poren ein und wird er aufgefangen und werden Teile der Poren der Trennwände mit dem Feinstaub verschlossen, wodurch die Zunahme des Druckverlusts bewirkt wird. Es ist davon auszugehen, dass die erste Phase der Zunahme des Druckverlusts vergleichsweise in der Anfangsphase der Verwendung des Wabenfilters auftritt. Dann, in einer zweiten Phase, wird der Feinstaub auf den Oberflächen der Trennwände abgelagert und bewirkt eine abgelagerte Schicht aus dem Feinstaub die Zunahme des Druckverlusts. Die zweite Phase der Zunahme des Druckverlusts ist gemäßigter als die erste Phase der Zunahme des Druckverlusts. Ferner ist davon auszugehen, dass die Zunahme des Druckverlusts in der zweiten Phase zu einer Zeit auftritt, welche verhältnismäßig später als die Zeit der Zunahme des Druckverlusts in der ersten Phase ist.
  • Der in dem Abgas enthaltene Feinstaub enthält unverbrennbaren Feinstaub wie Asche. Bei fortwährender Verwendung des Wabenfilters wird die Asche auf den Oberflächen der Trennwände abgelagert und nimmt der Druckverlust des Wabenfilters zu. Folglich wird als eine Gegenmaßnahme zum Unterbinden der Zunahme des Druckverlusts des Wabenfilters zum Beispiel ein Verfahren des Erhöhens einer Kapazität für die in dem Wabenfilter abzulagernde Asche in Betracht gezogen.
  • Zum Beispiel nimmt, wenn Einströmwaben in einer achteckigen Form oder dergleichen geformt sind, ein Oberflächeninhalt der Trennwände, welche die Einströmwaben definieren, zu und ist es möglich, die Kapazität für die abzulagernde Asche zu erhöhen. Jedoch ist es bei der lediglich aus dem Ändern der Form der Einströmwaben bestehenden Gegenmaßnahme, wenn eine Menge der erzeugten Asche zunimmt, schwierig, eine ausreichende Kapazität für die abzulagernde Asche zu erreichen.
  • Ferner ist es zum Beispiel, wenn alle geradlinig in einer Reihe angeordneten Waben als die Einströmwaben gebildet sind und die Anzahl der Einströmwaben größer als die Anzahl der Ausströmwaben gemacht wird, möglich, die Kapazität für die abzulagernde Asche zu erhöhen. Jedoch geht in einem solchen Wabenfilter die Anzahl der Ausströmwaben merklich zurück und besteht daher das Problem, dass auf einer Seite einer Ausström-Stirnseite ein hoher Staudruck erzeugt wird. Ferner muss, wenn eine Menge der erzeugten Asche zunimmt, die Anzahl der Einströmwaben weiter erhöht werden, wodurch das Problem, dass der Staudruck des Wabenfilters weiter zunimmt, verursacht wird.
  • Zusätzlich wird in einem solchen Wabenfilter wie in Patentdokument 3 beschrieben Feinstaub wie Ruß leicht in Eckteilen von Einströmwaben abgelagert und werden während der tatsächlichen Verwendung Risse und dergleichen in den Eckteilen der Einströmwaben erzeugt, wodurch das Problem verursacht wird, dass der Ruß und dergleichen aus Eckteilen von Ausströmwaben austreten.
  • In einem solchen Wabenfilter wie in Patentdokument 4 beschrieben sind nur Eckteilen von Ausströmwaben entsprechende Gebiete in einer runden Form gebildet und besteht daher das Problem, dass leicht Risse und dergleichen zwischen Einströmwaben erzeugt werden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht solcher Probleme herkömmlicher Methoden entwickelt. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Wabenfilter bereitgestellt, welcher fähig ist, einen Austritt von Feinstaub wie Ruß wirkungsvoll zu unterbinden und eine Zunahme eines Druckverlusts wirkungsvoll zu unterbinden. Insbesondere wird ein Wabenfilter bereitgestellt, welcher fähig ist, eine Zunahme eines Druckverlusts zu Beginn der Verwendung und in einem Anfangszustand der Verwendung wirkungsvoll zu unterbinden.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Wabenfilter wie folgt bereitgestellt.
  • [1] Wabenfilter, enthaltend:
    • einen Wabenstrukturkörper mit porösen Trennwänden, welche so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl sich dergestalt, dass sie Durchgangskanäle für ein Fluid bilden, von einer Einström-Stirnseite zu einer Ausström-Stirnseite erstreckender Waben umgeben, und
    • einen so, dass er einen der Endteile jeder der Waben auf der Seite der Einström-Stirnseite oder der Seite der Ausström-Stirnseite verschließt, angeordneten Verschlussteil,
    • wobei der Wabenstrukturkörper in einem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers, welcher senkrecht zu einer Ausdehnungsrichtung der Waben ist, eine Vielzahl von Wabenreihen enthält, in welchen zwei oder mehr Waben entlang einer Richtung geradlinig angeordnet sind,
    • die Vielzahl von Wabenreihen eine erste Wabenreihe und eine zweite Wabenreihe enthält,
    • die erste Wabenreihe eine aus Einströmwaben, in welchen die Verschlussteile in Endteilen auf der Seite der Ausström-Stirnseite angeordnet sind und welche auf der Seite der Einström-Stirnseite geöffnet sind, bestehende Wabenreihe ist,
    • die zweite Wabenreihe eine Wabenreihe der entlang der einen Richtung geradlinig angeordneten und Ausströmwaben, in welchen die Verschlussteile in Endteilen auf der Seite der Einström-Stirnseite angeordnet sind und welche auf der Seite der Ausström-Stirnseite geöffnet sind, enthaltenden Waben ist,
    • eine Breite P1 (mm) der ersten Wabenreihe und eine Breite P2 (mm) der zweiten Wabenreihe eine Beziehung der unten erwähnten Gleichung (1) erfüllen,
    • in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt jede der Waben eine vieleckige Form hat, deren Eckteile in einer gerundeten Form mit einem Rundungsradius R gebildet sind, und
    • die Breite P1 (mm) der ersten Wabenreihe, die Breite P2 (mm) der zweiten Wabenreihe und der Rundungsradius R (µm) eine Beziehung der unten erwähnten Gleichung (2) erfüllen:
  • 2 ≤ 100 − ( P1/P2 × 100 ) ≤ 50
    Figure DE102018205711A1_0003
    und 0,4 ≤ ( R/1000 ) / ( ( P1 + P2 ) /2 ) × 100 ≤ 20.
    Figure DE102018205711A1_0004
  • [2] Wabenfilter gemäß dem obigen Punkt [1], wobei ein Durchschnittswert der Breite P1 der ersten Wabenreihe und der Breite P2 der zweiten Wabenreihe 0,5 bis 2,7 mm beträgt.
  • [3] Wabenfilter gemäß dem obigen Punkt [1] oder [2], wobei die Breite P1 der ersten Wabenreihe 0,3 bis 2,7 mm beträgt.
  • [4] Wabenfilter gemäß einem der obigen Punkte [1] bis [3], wobei die Breite P2 der zweiten Wabenreihe 0,7 bis 2,7 mm beträgt.
  • [5] Wabenfilter gemäß einem der obigen Punkte [1] bis [4], wobei in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt ein Verhältnis N2/N1 der Anzahl N2 der zweiten Wabenreihen zu der Anzahl N1 der ersten Wabenreihen zwischen 1/4 und 4,0 liegt.
  • [6] Wabenfilter gemäß einem der obigen Punkte [1] bis [5], wobei die zweite Wabenreihe eine Wabenreihe ist, in welcher die Einströmwaben und die Ausströmwaben gemischt sind.
  • [7] Wabenfilter gemäß einem der obigen Punkte [1] bis [5], wobei die zweite Wabenreihe eine aus den Ausströmwaben bestehende Wabenreihe ist.
  • [8] Wabenfilter gemäß einem der obigen Punkte [1] bis [7], wobei in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt die ersten Wabenreihen jeweils auf beiden Seiten der zweiten Wabenreihe angeordnet sind.
  • [9] Wabenfilter gemäß dem obigen Punkt [8], wobei in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt die ersten Wabenreihen und die zweiten Wabenreihen in einer zu den jeweiligen Reihen senkrechten Richtung abwechselnd angeordnet sind.
  • [10] Wabenfilter gemäß einem der obigen Punkte [1] bis [9], enthaltend zwei oder mehr Gebiete mit verschiedenen Aufbauformen der Wabenreihe in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt, wobei der Wabenstrukturkörper in mindestens einem Teil der Gebiete vorliegt.
  • [11] Wabenfilter gemäß einem der obigen Punkte [1] bis [9], enthaltend eine Vielzahl von Wabenstrukturkörpern, wobei jeder der Wabenstrukturkörper aus einem säulenförmigen Wabensegment besteht und Seitenflächen einer Vielzahl von Wabensegmenten durch eine Verbindungsschicht miteinander verbunden sind.
  • Ein Wabenfilter der vorliegenden Erfindung enthält eine erste Wabenreihe, in welcher Einströmwaben als zwei oder mehr entlang einer Richtung geradlinig angeordnete Waben geradlinig angeordnet sind. Folglich ist der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung fähig, eine große Kapazität für abzulagernde Asche zu erreichen und eine Zunahme eines Druckverlusts wirkungsvoll zu unterbinden. Ferner ist der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung so aufgebaut, dass er die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt, und ist es daher möglich, einen Rückgang einer gesamten offenen Fläche von Waben auf der Seite einer Ausström-Stirnseite gegenüber der Seite einer Einström-Stirnseite zu unterbinden, und ist es außerdem möglich, die Zunahme des Druckverlusts zu Beginn der Verwendung und in einem Anfangszustand der Verwendung wirkungsvoll zu unterbinden. Ferner hat jede Wabe in dem Wabenfilter der vorliegenden Erfindung einen Aufbau, bei welchem Eckteile einer vieleckigen Form in einer gerundeten Form mit einem Rundungsradius R gebildet sind. Dann ist der Wabenfilter so aufgebaut, dass er die oben erwähnte Gleichung (2) erfüllt, und ist es daher möglich, einen Austritt von Feinstaub wie Ruß aus dem Wabenfilter wirkungsvoll zu unterbinden.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine perspektivische Ansicht, welche eine erste Ausführungsform eines Wabenfilters der vorliegenden Erfindung, von der Seite einer Einström-Stirnseite her gesehen, schematisch zeigt;
    • 2 ist eine Draufsicht, welche die Einström-Stirnseite des in 1 gezeigten Wabenfilters schematisch zeigt;
    • 3 ist eine Draufsicht, welche eine Ausström-Stirnseite des in 1 gezeigten Wabenfilters schematisch zeigt;
    • 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils der Einström-Stirnseite des in 2 gezeigten Wabenfilters;
    • 5 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils der Ausström-Stirnseite des in 3 gezeigten Wabenfilters;
    • 6 ist eine Schnittansicht, welche einen Querschnitt entlang der Linie A-A' in 4 schematisch zeigt;
    • 7 ist eine Schnittansicht, welche einen Querschnitt entlang der Linie B-B' in 4 schematisch zeigt;
    • 8 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine zweite Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 9 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die zweite Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 10 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine dritte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 11 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die dritte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 12 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine vierte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 13 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die vierte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 14 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine fünfte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 15 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die fünfte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 16 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine sechste Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 17 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die sechste Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 18 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine siebte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 19 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die siebte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 20 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine achte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 21 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die achte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 22 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine neunte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 23 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die neunte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 24 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche eine zehnte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 25 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die zehnte Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 26 ist eine Draufsicht einer Einström-Stirnseite, welche eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 27 ist eine Draufsicht einer Einström-Stirnseite, welche noch eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 28 ist eine Draufsicht einer Einström-Stirnseite, welche noch eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt;
    • 29 ist eine perspektivische Ansicht, welche noch eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung, von der Seite einer Einström-Stirnseite her gesehen, schematisch zeigt;
    • 30 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche Wabenfilter eines Beispiels 22 und eines Beispiels 23 schematisch zeigt; und
    • 31 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die Wabenfilter des Beispiels 22 und des Beispiels 23 schematisch zeigt.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Deshalb versteht es sich von selbst, dass auf der Grundlage durchschnittlicher Kenntnisse einer Fachperson Änderungen, Verbesserungen und dergleichen an den folgenden Ausführungsformen zweckmäßig vorgenommen werden können, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
  • Wabenfilter (erste Ausführungsform):
  • Wie in 1 bis 7 gezeigt, ist eine erste Ausführungsform eines Wabenfilters der vorliegenden Erfindung ein einen Wabenstrukturkörper 4 mit porösen Trennwänden 1 und einen in einem der Endteile jeder der in dem Wabenstrukturkörper 4 gebildeten Waben 2 angeordneten Verschlussteil 5 enthaltender Wabenfilter 100. Hier ist 1 eine perspektivische Ansicht, welche eine erste Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung, von der Seite einer Einström-Stirnseite her gesehen, schematisch zeigt. 2 ist eine Draufsicht, welche die Einström-Stirnseite des in 1 gezeigten Wabenfilters schematisch zeigt. 3 ist eine Draufsicht, welche eine Ausström-Stirnseite des in 1 gezeigten Wabenfilters schematisch zeigt. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils der Einström-Stirnseite des in 2 gezeigten Wabenfilters. 5 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils der Ausström-Stirnseite des in 3 gezeigten Wabenfilters. 6 ist eine Schnittansicht, welche einen Querschnitt entlang der Linie A-A' in 4 schematisch zeigt. 7 ist eine Schnittansicht, welche einen Querschnitt entlang der Linie B-B' in 4 schematisch zeigt.
  • Die Trennwände 1 des Wabenstrukturkörpers 4 sind so angeordnet, dass sie eine Vielzahl sich dergestalt, dass sie Durchgangskanäle für ein Fluid bilden, von einer Einström-Stirnseite 11 zu einer Ausström-Stirnseite 12 erstreckender Waben 2 umgeben. Das heißt, die Vielzahl von Waben 2 ist durch die porösen Trennwände 1 definiert. Der Verschlussteil 5 ist so angeordnet, dass er einen der Endteile jeder der in dem Wabenstrukturkörper 4 gebildeten Waben 2 verschließt. Folglich ist einer der Endteile jeder einzelnen aus der Vielzahl von Waben 2 mit dem an einem offenen Ende der Wabe auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 oder der Ausström-Stirnseite 12 angeordneten Verschlussteil 5 verschlossen. In dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform fungieren die porösen Trennwände 1 als ein Filtriermaterial zum Auffangen von Feinstaub in einem Abgas. Hier sind aus der Vielzahl von Waben 2 die Waben 2, in welchen die Verschlussteile 5 in den offenen Enden auf der Seite der Ausström-Stirnseite 12 angeordnet sind und welche auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 geöffnet sind, als Einströmwaben 2a definiert. Ferner sind aus der Vielzahl von Waben 2 die Waben 2, in welchen die Verschlussteile 5 in den offenen Enden auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 angeordnet sind und welche auf der Seite der Ausström-Stirnseite 12 geöffnet sind, als Ausströmwaben 2b definiert.
  • Der Wabenstrukturkörper 4 enthält eine Vielzahl von Wabenreihen, in welchen zwei oder mehr Waben 2 entlang einer Richtung geradlinig angeordnet sind, in einem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4, welcher senkrecht zu einer Ausdehnungsrichtung der Waben 2 ist. Ferner enthält die Vielzahl von Wabenreihen eine erste Wabenreihe 15 und eine zweite Wabenreihe 16 wie nachfolgend beschrieben. Die erste Wabenreihe 15 ist eine aus den Einströmwaben 2a, in welchen die Verschlussteile 5 in Endteilen auf der Seite der Ausström-Stirnseite 12 angeordnet sind und welche auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 geöffnet sind, bestehende Wabenreihe. Ferner ist die zweite Wabenreihe 16 eine Wabenreihe der entlang einer Richtung geradlinig angeordneten und die Ausströmwaben 2b, in welchen die Verschlussteile 5 in Endteilen auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 angeordnet sind und welche auf der Seite der Ausström-Stirnseite 12 geöffnet sind, enthaltenden Waben 2. Es ist zu beachten, dass die zweite Wabenreihe 16 eine nur aus den Ausströmwaben 2b bestehende Wabenreihe oder eine Wabenreihe, in welcher die Ausströmwaben 2b und die Einströmwaben 2a gemischt sind, sein kann. Andererseits, wie oben beschrieben, ist die erste Wabenreihe 15 die nur aus den Einströmwaben 2a bestehende Wabenreihe.
  • Bei dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform erfüllen eine Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 und eine Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 eine Beziehung der unten erwähnten Gleichung (1). In der unten erwähnten Gleichung (1) ist P1 die Breite P1 (Einheit: mm) der ersten Wabenreihe 15 und ist P2 die Breite P2 (Einheit: mm) der zweiten Wabenreihe 16. In dem in 4 und 5 gezeigten Wabenstrukturkörper 4 ist ein Seitenrand beim Messen der Breite jeder Wabenreihe eine Zwischenposition einer Dicke der an dem Seitenrand jeder Wabenreihe angeordneten Trennwand 1. Auf diese Weise erhält man die Seitenränder auf beiden Seiten jeder Wabenreihe und wird ein Abstand zwischen zwei Seitenrändern gemessen. Der gemessene Abstand zwischen den beiden Seitenrändern wird als die Breite jeder der Wabenreihen angesehen.
  • 2 ≤ 100 − ( P1/P2 × 100 ) ≤ 50
    Figure DE102018205711A1_0005
  • Ferner sind gemäß dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 senkrechten Querschnitt Eckteile 6 einer vieleckigen Form jeder der Waben 2 in einer gerundeten Form mit einem Rundungsradius R (µm) gebildet. In 4 und 5 bezeichnet Bezugszeichen 6 die in der gerundeten Form gebildeten Eckteile 6 in der Form der Wabe 2 in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 senkrechten Querschnitt. Ferner erfüllen die Breite P1 (mm) der ersten Wabenreihe 15, die Breite P2 (mm) der zweiten Wabenreihe 16 und der Rundungsradius R (µm) eine Beziehung der unten erwähnten Gleichung (2). In der unten erwähnten Gleichung (2) ist R der Rundungsradius R (Einheit: µm) eines gerundeten Gebiets in jedem der Eckteile 6 der Waben 2.
  • 0,4 ≤ ( R/1000 ) / ( ( P1 + P2 ) /2 ) × 100 ≤ 20
    Figure DE102018205711A1_0006
  • Dank eines solchen Aufbaus ist es möglich, eine Zunahme des Druckverlusts des Wabenfilters 100 zu unterbinden. Speziell enthält der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform die erste Wabenreihe 15, in welcher die Einströmwaben 2a geradlinig angeordnet sind, und ist es daher möglich, eine große Kapazität für abzulagernde Asche zu erreichen. Ferner ist der Wabenfilter 100 so aufgebaut, dass er die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt, und hat der Wabenfilter daher den Aufbau, bei welchem die Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 kleiner als die Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 ist. Folglich geht, auch wenn der Wabenfilter 100 die erste Wabenreihe 15 enthält, eine offene Stirnfläche des Wabenfilters auf der Seite der Ausström-Stirnseite 12 gegenüber der Seite der Einström-Stirnseite 11 nicht beachtlich zurück. Deshalb ist es gemäß dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform möglich, bei gleichzeitigem Erreichen der großen Kapazität für die abzulagernde Asche die Zunahme des Druckverlusts wirkungsvoll zu unterbinden. Insbesondere ist der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform fähig, die Zunahme des Druckverlusts zu Beginn der Verwendung und in einem Anfangszustand der Verwendung wirkungsvoll zu unterbinden. Ferner ist der Wabenfilter 100 so aufgebaut, dass jede der Waben 2 die Form hat, bei welcher die Eckteile 6 der vieleckigen Form in der gerundeten Form mit dem Rundungsradius R gebildet sind. Zusätzlich ist der Wabenfilter so aufgebaut, dass er die oben erwähnte Gleichung (2) erfüllt, und ist es daher möglich, einen Austritt von Feinstaub wie Ruß aus dem Wabenfilter 100 wirkungsvoll zu unterbinden.
  • Wenn in Gleichung (1) ein Wert von „100-(P1/P2×100)“ kleiner als 2 ist, geht ein Verhältnis der Ausströmwaben 2b zu den Einströmwaben 2a zurück. Folglich könnte, wenn ausgehend von einem Zustand, in welchem kein Ruß an den Trennwänden 1 abgelagert ist, eine kleine Menge Ruß abgelagert wird, die Zunahme des Druckverlusts des Wabenfilters 100 größer werden. Wenn in Gleichung (1) der Wert von „100-(P1/P2×100)“ größer als 50 ist, kann keine ausreichende Kapazität für die abzulagernde Asche erreicht werden und nimmt daher der Druckverlust merklich zu, wenn die Asche abgelagert wird. In Gleichung (1) ist der Wert von „100-(P1/P2×100)“ besonders bevorzugt größer als oder gleich 5. Ferner ist der Wert besonders bevorzugt kleiner als oder gleich 45.
  • Wenn in Gleichung (2) ein Wert von „(R/1000)/((P1+P2)/2) × 100“ kleiner als 0,4 ist, tritt der Ruß oder dergleichen leicht aus dem Wabenfilter 100 aus. Wenn in Gleichung (2) der Wert von „(R/1000)/((P1+P2)/2) × 100“ größer als 20 ist, nimmt der Druckverlust merklich zu. In Gleichung (2) ist der Wert von „(R/1000)/((P1+P2)/2) × 100“ besonders bevorzugt größer als oder gleich 1. Ferner ist der Wert besonders bevorzugt kleiner als oder gleich 15.
  • In jeder der Waben 2 kann der Rundungsradius R jedes der in der gerundeten Form gebildeten Eckteile 6 wie folgt gemessen werden. Zunächst werden die Einström-Stirnseite 11 und die Ausström-Stirnseite 12 des Wabenfilters 100 mit einem Bildvermessungsgerät aufgenommen. Dann werden Bilder der aufgenommenen Einström-Stirnseite 11 und der aufgenommenen Ausström-Stirnseite 12 analysiert, wodurch man den Rundungsradius R des Eckteils 6 erhält. Bei einem Verfahren zur Bildanalyse kann zum Beispiel das von der Nikon Corporation hergestellte „VM-2520“ (Handelsname) verwendet werden. Den Rundungsradius R des Eckteils 6 der Wabe 2 erhält man durch Ermitteln eines Radius (oder eines Durchmessers) eines einbeschriebenen Kreises der Eckteile 6 bei einer Kurvenanpassung an die Eckteile 6 der Wabe 2 mittels der obigen Bildanalyse.
  • In dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform kann eine Wabenreihen-Verlaufsrichtung, d.h. die oben erwähnte eine Richtung, eine beliebige Richtung in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4, welcher senkrecht zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 ist, sein, solange zwei oder mehr Waben 2 geradlinig in der Richtung angeordnet sind. Jedoch sind, wenn die Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 mit der Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 verglichen wird, die jeweiligen Wabenreihen sich in derselben Richtung erstreckende parallele Wabenreihen.
  • In dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4, welcher senkrecht zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 ist, kann mindestens eine Reihe als die erste Wabenreihe 15 vorliegen. Ferner kann in dem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers 4, welcher senkrecht zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 ist, mindestens eine Reihe als die zweite Wabenreihe 16 vorliegen. Jedoch ist einer der Endteile jeder einzelnen aus der Vielzahl von Waben 2 auf der Seite der Einström-Stirnseite 11 oder der Seite der Ausström-Stirnseite 12 mit dem Verschlussteil 5 verschlossen und entsprechen daher alle Wabenreihen, welche die Bedingungen der ersten Wabenreihe 15 nicht erfüllen, den zweiten Wabenreihen 16.
  • Ein Durchschnittswert der Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 und der Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 beträgt bevorzugt 0,5 bis 2,7 mm und bevorzugter 0,7 bis 2,0 mm. Wenn der obige Durchschnittswert kleiner als 0,5 mm ist, kommt es infolge der Ablagerung des Rußes ungünstigerweise zu einer Verstopfung der Waben 2. Ferner geht, wenn der obige Durchschnittswert größer als 2,7 mm ist, die erhebliche Anzahl der Waben zurück, wodurch eine Menge des abzulagernden Rußes pro Wabe 2 zunimmt und ungünstigerweise die Zunahme des Druckverlusts bewirkt wird.
  • Die Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 betragt bevorzugt 0,3 bis 2,7 mm und bevorzugter 0,5 bis 2,0 mm. Wenn die Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 kleiner als 0,3 mm ist, kommt es infolge der Ablagerung des Rußes ungünstigerweise zu der Verstopfung der Waben 2. Ferner geht, wenn die Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 größer als 2,7 mm ist, die erhebliche Anzahl der Waben zurück, wodurch die Menge des abzulagernden Rußes pro Wabe 2 zunimmt und ungünstigerweise die Zunahme des Druckverlusts bewirkt wird.
  • Die Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 beträgt bevorzugt 0,7 bis 2,7 mm und bevorzugter 1,0 bis 2,0 mm. Wenn die Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 kleiner als 0,7 mm ist, kommt es infolge der Ablagerung des Rußes ungünstigerweise zu der Verstopfung der Waben 2. Ferner geht, wenn die Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 größer als 2,7 mm ist, die erhebliche Anzahl der Waben zurück, wodurch die Menge des abzulagernden Rußes pro Wabe 2 zunimmt und ungünstigerweise die Zunahme des Druckverlusts bewirkt wird.
  • Weder die erste Wabenreihe 15 noch die zweite Wabenreihe 16 unterliegt besonderen Beschränkungen hinsichtlich der Anzahl der geradlinig anzuordnenden Waben 2. Jedoch ist es in jeder der Wabenreihen zu bevorzugen, dass fünf oder mehr Waben 2 geradlinig angeordnet sind, und ist es noch mehr zu bevorzugen, dass zehn oder mehr Waben 2 geradlinig angeordnet sind. Es ist zu beachten, dass die Anzahl aller Waben 2, welche von einem Außenrand bis zu dem anderen Außenrand des Wabenstrukturkörpers 4 geradlinig vorliegen, eine Obergrenze der Anzahl der geradlinig anzuordnenden Waben 2 ist.
  • In dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 senkrechten Querschnitt kann jede einer Anzahl N1 der ersten Wabenreihen 15 und einer Anzahl N2 der zweiten Wabenreihen 16 mindestens eins sein. Bei dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform liegt ein Verhältnis N2/N1 der Anzahl N2 der zweiten Wabenreihen 16 zu der Anzahl N1 der ersten Wabenreihen 15 bevorzugt zwischen 1/4 und 4,0 und bevorzugter zwischen 1/3 und 3,0. Dank eines solchen Aufbaus ist es möglich, bei gleichzeitigem Erreichen der großen Kapazität für die abzulagernde Asche die Zunahme des Druckverlusts wirkungsvoll zu unterbinden. Es ist zu beachten, dass, wenn das obige Verhältnis N2/N1 kleiner als 1/4 ist, das Verhältnis der Anzahl der Ausströmwaben 2b zu der Anzahl der Einströmwaben 2a zurückgeht. Folglich könnte, wenn ausgehend von dem Zustand, in welchem kein Ruß an den Trennwänden 1 abgelagert ist, die kleine Menge Ruß abgelagert wird, die Zunahme des Druckverlusts des Wabenfilters 100 größer werden. Ferner könnte, wenn das obige Verhältnis N2/N1 größer als 4,0 ist, die Kapazität für die abzulagernde Asche infolge des Rückgangs der Einströmwaben 2a zurückgehen.
  • In dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 senkrechten Querschnitt ist die erste Wabenreihe 15 über die Trennwand 1 an die zweite Wabenreihe 16 angrenzend angeordnet. Zum Beispiel können, wie in dem in 1 bis 7 gezeigten Wabenfilter 100, die ersten Wabenreihen 15 in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 senkrechten Querschnitt jeweils auf beiden Seiten der zweiten Wabenreihe 16 angeordnet sein. In dem Wabenfilter 100 sind die ersten Wabenreihen 15 und die zweiten Wabenreihen 16 in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben 2 senkrechten Querschnitt in einer zu den jeweiligen Reihen senkrechten Richtung abwechselnd angeordnet. Der Wabenfilter 100 mit einem solchen Aufbau ist insofern zu bevorzugen, als es möglich ist, die Kapazität für die abzulagernde Asche an jeder Stelle des Wabenfilters 100 gleichförmig zu erreichen.
  • Hinsichtlich einer Gesamtform des Wabenfilters 100 bestehen keine besonderen Beschränkungen. Ein Beispiel der Gesamtform des in 1 gezeigten Wabenfilters 100 ist eine Rundsäulenform, bei welcher die Einström-Stirnseite 11 und die Ausström-Stirnseite 12 rund sind. Obwohl nicht gezeigt, kann ein weiteres Beispiel der Gesamtform des Wabenfilters eine Säulenform sein, bei welcher eine Einström-Stirnseite und eine Ausström-Stirnseite eine im Wesentlichen runde Form wie eine elliptische Form, eine Rennbahnform oder eine längliche Form haben. Alternativ kann die Gesamtform des Wabenfilters eine prismatische Säulenform sein, bei welcher eine Einström-Stirnseite und eine Ausström-Stirnseite eine vieleckige Form wie eine viereckige Form oder eine sechseckige Form haben.
  • Eine Dicke der Trennwände 1 beträgt bevorzugt 50 bis 600 µm, bevorzugter 100 bis 500 µm und besonders bevorzugt 150 bis 450 µm. Bei einer kleineren Dicke der Trennwände 1 als 50 µm könnte sich eine isostatische Festigkeit des Wabenfilters 100 verschlechtern. Bei einer größeren Dicke der Trennwände 1 als 600 µm könnte der Druckverlust zunehmen und könnte es zu einem Abfall einer Motorleistung oder einer Verschlechterung eines Kraftstoffverbrauchs kommen. Die Dicke der Trennwände 1 ist ein mittels eines Verfahrens des Betrachtens eines Querschnitts des Wabenfilters 100, welcher senkrecht zu einer Axialrichtung ist, mit einem optischen Mikroskop gemessener Wert.
  • Eine Porosität der Trennwände 1 beträgt zum Beispiel bevorzugt 20 bis 90%, bevorzugter 25 bis 80% und besonders bevorzugt 30 bis 75%. Bei einer geringeren Porosität der Trennwände 1 als 20% könnte der Druckverlust des Wabenfilters 100 zunehmen und könnte es zu dem Abfall der Motorleistung oder der Verschlechterung des Kraftstoffverbrauchs kommen. Wenn die Porosität der Trennwände 1 höher als oder gleich 30% ist, tritt das obige Problem nicht so leicht auf. Bei einer höheren Porosität der Trennwände 1 als 90% könnte sich andererseits die isostatische Festigkeit des Wabenfilters 100 verschlechtern. Wenn die Porosität der Trennwände 1 niedriger als oder gleich 75% ist, tritt das obige Problem nicht so leicht auf. Es ist zu beachten, dass die Porosität der Trennwände 1 ein mit einem Quecksilberporosimeter gemessener Wert ist. Ein Beispiel des Quecksilberporosimeters ist das von der Micromeritics Instrument Corp. hergestellte Autopore 9500 (Handelsname).
  • Hinsichtlich der ursprünglichen vieleckigen Form der Waben 2 bestehen keine besonderen Beschränkungen, solange die Eckteile 6 der vieleckigen Form in der gerundeten Form mit dem Rundungsradius R gebildet sind. Wie später beschrieben, zählen zu Beispielen der Form der Waben 2 eine viereckige Form, eine sechseckige Form und eine achteckige Form.
  • Hinsichtlich eines die Trennwände 1 bildenden Materials bestehen keine besonderen Beschränkungen, aber unter den Gesichtspunkten der Festigkeit, der Wärmebeständigkeit, der Langlebigkeit und dergleichen ist es zu bevorzugen, dass eine Art von Keramik aus einem Oxid oder einem Nicht-Oxid, einem Metall oder dergleichen ein Hauptbestandteil ist. Speziell ist davon auszugehen, dass Cordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Spinell, Siliciumcarbid, Siliciumnitrid und Aluminiumtitanat Beispiele der Keramik sind. Es ist davon auszugehen, dass ein Metall auf Fe-Cr-Al-Basis und metallisches Silicium Beispiele des Metalls sind. Es ist vorzuziehen, mindestens einen aus der aus diesen Stoffen bestehenden Gruppe ausgewählten Stoff als Hauptbestandteil zu verwenden. Unter den Gesichtspunkten einer hohen Festigkeit, einer hohen Wärmebeständigkeit und dergleichen ist es besonders zu bevorzugen, mindestens einen aus der aus Aluminiumoxid, Mullit, Aluminiumtitanat, Cordierit, Siliciumcarbid und Siliciumnitrid bestehenden Gruppe ausgewählten Stoff als Hauptbestandteil zu verwenden. Ferner ist unter den Gesichtspunkten einer hohen Wärmeleitfähigkeit, einer hohen Wärmebeständigkeit und dergleichen Siliciumcarbid oder ein Silicium-Siliciumcarbid-Verbundwerkstoff besonders geeignet. Hier ist mit „Hauptbestandteil“ ein 50 oder mehr Massen-% der Trennwände 1 ausmachender Bestandteil gemeint. Der obige Bestandteil ist bevorzugt zu nicht weniger als 70 oder mehr Massen-% und bevorzugter zu 80 oder mehr Massen-% in dem die Trennwände 1 bildenden Material enthalten.
  • Es ist zu bevorzugen, dass ein Material der Verschlussteile 5 ein Material ist, welches als das bevorzugte Material der Trennwände angesehen wird. Das Material der Verschlussteile 5 und das Material der Trennwände 1 können das gleiche Material oder verschiedene Materialien sein.
  • Bei dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform kann ein Abgasreinigungskatalysator in mindestens eine jeder der Oberflächen der Trennwände 1 des Wabenstrukturkörpers 4 und jede der Poren der Trennwände 1 imprägniert sein. Dank dieses Aufbaus können CO, NOx, HC und dergleichen in dem Abgas durch eine katalytische Reaktion in unschädliche Verbindungen verwandelt werden. Ferner kann eine Oxidation des in den Trennwänden 1 aufgefangenen Rußes gefördert werden.
  • Wenn der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform mit dem Katalysator imprägniert ist, ist es zu bevorzugen, dass der Katalysator mindestens einen aus der aus einem SCR-Katalysator, einem NOx-Speicherkatalysator und einem Oxidationskatalysator bestehenden Gruppe ausgewählten Katalysator enthält. Der SCR-Katalysator ist ein Katalysator zum selektiven Reduzieren zu reinigender Bestandteile. Insbesondere es ist zu bevorzugen, dass der SCR-Katalysator ein selektiv NOx reduzierender SCR-Katalysator zum selektiven Reduzieren von NOx in dem Abgas ist. Ferner ist ein Beispiel des SCR-Katalysators ein metallsubstitutierter Zeolith. Zu Beispielen eines Metalls in dem metallsubstitutierten Zeolith zählen Eisen (Fe) und Kupfer (Cu). Ein geeignetes Beispiel von Zeolith ist Beta-Zeolith. Ferner kann der SCR-Katalysator ein mindestens einen aus der aus Vanadium und Titandioxid bestehenden Gruppe ausgewählten Bestandteil als einen Hauptbestandteil enthaltender Katalysator sein. Zu Beispielen des NOx-Speicherkatalysators zählen Alkalimetalle und Erdalkalimetalle. Zu Beispielen der Alkalimetalle zählen Kalium, Natrium und Lithium. Zu Beispielen der Erdalkalimetalle zählt Calcium. Zu Beispielen des Oxidationskatalysators zählt ein ein Edelmetall enthaltender Katalysator. Speziell ist es zu bevorzugen, dass der Oxidationskatalysator mindestens ein aus der aus Platin, Palladium und Rhodium bestehenden Gruppe ausgewähltes Metall enthält.
  • Wabenfilter (zweite Ausführungsform bis zehnte Ausführungsform):
  • Nun werden anhand von 8 bis 25 Ausführungsformen zwei bis zehn des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hier ist jede der 8 bis 25 eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite oder einer Ausström-Stirnseite, welche die Ausführungsformen zwei bis zehn des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt.
  • Bei in 8 bis 13 gezeigten Wabenfiltern 200, 300 und 400 der Ausführungsformen zwei bis vier ist eine Form der Waben 2 viereckig und ist der Wabenfilter so aufgebaut, dass er die oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) genauso wie bei dem Wabenfilter 100 der ersten Ausführungsform (siehe 4 und dergleichen) erfüllt. Insbesondere hat jeder der Wabenfilter 200, 300 und 400 der Ausführungsformen zwei bis vier einen Aufbau, bei welchem eine Breite P1 einer ersten Wabenreihe 15 kleiner als eine Breite P2 einer zweiten Wabenreihe 16 ist. Bei jedem der Wabenfilter 200, 300 und 400 der Ausführungsformen zwei bis vier ist eine Anordnung der ersten Wabenreihe 15 und der zweiten Wabenreihe 16 von derjenigen bei dem Wabenfilter 100 der ersten Ausführungsform (siehe 4 und dergleichen) verschieden. Dann ist es vorzuziehen, dass der Wabenfilter, abgesehen von der Anordnung der ersten Wabenreihe 15 und der zweiten Wabenreihe 16, einen dem Wabenfilter 100 der ersten Ausführungsform (siehe 4 und dergleichen) ähnlichen Aufbau hat.
  • Wie in 8 und 9 gezeigt, sind in dem Wabenfilter 200 der zweiten Ausführungsform Positionen, auf welchen Verschlussteile 5 in der zweiten Wabenreihe 16 anzuordnen sind, von denjenigen in der zweiten Wabenreihe des Wabenfilters der ersten Ausführungsform verschieden. Speziell liegt in dem Wabenfilter 200 der zweiten Ausführungsform eine Wabenreihe, in welcher Einströmwaben 2a und Ausströmwaben 2b abwechselnd angeordnet sind, auch in einer zu einer Ausdehnungsrichtung der ersten Wabenreihe 15 und der zweiten Wabenreihe 16 senkrechten Richtung vor. Andererseits sind in dem in 4 und 5 gezeigten Wabenfilter 100 der ersten Ausführungsform in zwei über die erste Wabenreihe 15 angeordneten zweiten Wabenreihen 16 die Anordnungspositionen der Verschlussteile 5 um nicht weniger als eine halbe Teilung verschoben. In dem Wabenfilter 200 der zweiten Ausführungsform liegt eine Reihe der Waben 2, in welchen die Verschlussteile nicht geradlinig angeordnet sind, auch in einer Längsrichtung einer Papieroberfläche jeder der 8 und 9 vor, genauso wie in der ersten Wabenreihe 15. Folglich können in dem Wabenfilter 200 die ersten Wabenreihen 15, wenn erforderlich, sowohl entlang einer Längsachse als auch entlang einer Querachse angeordnet sein. Andererseits können die Waben 2 zum Beispiel, wenn die Wabenreihe in der Längsrichtung der Papieroberfläche jeder der 8 und 9 in der Breite P1 nicht ähnlich derjenigen der ersten Wabenreihe 15 eingestellt zu sein braucht, wie in dem in 4 und 5 gezeigten Wabenfilter 100 oder dem in 8 und 9 gezeigten Wabenfilter 200 angeordnet sein.
  • Wie in 10 und 11 gezeigt, sind in dem Wabenfilter 300 der dritten Ausführungsform, im Hinblick auf die erste Wabenreihe 15 mit einem Aufbau, bei welchem Einströmwaben 2a geradlinig angeordnet sind, zwei erste Wabenreihen in einer zu der ersten Wabenreihe 15 senkrechten Richtung fortlaufend angeordnet. Auf diese Weise brauchen die ersten Wabenreihen 15 und die zweiten Wabenreihen 16 in einer zu jeweiligen Reihen senkrechten Richtung nicht abwechselnd angeordnet zu sein. Der Wabenfilter 300 mit diesem Aufbau enthält eine Wabenreihe, in welcher Verschlussteile in allen Waben geradlinig angeordnet sind, und daher wird beim Eindosen des Wabenfilters 300 mühelos Festigkeit erreicht. Hier ist mit Eindosen die Unterbringung des Wabenfilters in einem Gehäuse wie einem Metallgehäuse gemeint.
  • Wie in 12 und 13 gezeigt, ist der Wabenfilter 400 der vierten Ausführungsform der die erste Wabenreihe 15 und die zweite Wabenreihe 16, welche sich in einer Rechts-Links-Richtung (z.B. einer Querrichtung) einer Papieroberfläche von 12 erstrecken, und die erste Wabenreihe 15 und die zweite Wabenreihe 16, welche sich in einer Aufwärts-Abwärts-Richtung (z.B. einer Längsrichtung) der Papieroberfläche von 12 erstrecken, enthaltende Wabenfilter 400. Die erste Wabenreihe 15 und die zweite Wabenreihe 16, welche sich in der Rechts-Links-Richtung der Papieroberfläche erstrecken, haben einen Aufbau, bei welchem die Breite P1 der ersten Wabenreihe 15 kleiner als die Breite P2 der zweiten Wabenreihe 16 ist. Ferner haben die erste Wabenreihe 15 und die zweite Wabenreihe 16, welche sich in der Aufwärts-Abwärts-Richtung der Papieroberfläche erstrecken, einen Aufbau, bei welchem eine Breite P1' der ersten Wabenreihe 15 kleiner als eine Breite P2' der zweiten Wabenreihe 16 ist. Dann ist der Wabenfilter 400 der vierten Ausführungsform so aufgebaut, dass er die oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) in jeweiligen längs und quer verlaufenden Wabenreihen der Papieroberfläche erfüllt. Bei dem Wabenfilter 400 mit diesem Aufbau kann eine Anordnung in der Längsrichtung die gleiche wie eine Anordnung in der Querrichtung sein und vergrößert sich bevorzugt ein zulässiger Bereich im Hinblick auf eine Anordnungsausrichtung des Wabenfilters 400.
  • Bei in 14 bis 21 gezeigten Wabenfiltern 500, 600, 700 und 800 von Ausführungsformen fünf bis acht haben durch Trennwände 21 definierte Waben 22 eine im Wesentlichen viereckige Form und eine im Wesentlichen achteckige Form. Die im Wesentlichen viereckige Form ist eine Form, bei welcher Eckteile einer viereckigen Form in einer gerundeten Form gebildet sind, und die im Wesentlichen achteckige Form ist eine Form, bei welcher Eckteile einer achteckigen Form in einer gerundeten Form gebildet sind. Im Folgenden wird die im Wesentlichen viereckige Form, bei welcher die Eckteile der viereckigen Form in der gerundeten Form gebildet sind, gelegentlich einfach als die „viereckige Form“ bezeichnet. Ferner wird die im Wesentlichen achteckige Form, bei welcher die Eckteile der achteckigen Form in der gerundeten Form gebildet sind, gelegentlich einfach als die „achteckige Form“ bezeichnet. Jeder der Wabenfilter 500, 600, 700 und 800 der Ausführungsformen fünf bis acht ist so aufgebaut, dass er die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt und die oben erwähnte Gleichung (2) erfüllt, wenn ein gerundetes Gebiet in jedem der Eckteile der Waben 22 einen Rundungsradius R hat.
  • In den Wabenfiltern 500, 600, 700 und 800 der Ausführungsformen fünf bis acht sind viereckige Waben 22 und achteckige Waben 22 in einem Querschnitt eines Wabenstrukturkörpers 24, welcher senkrecht zu einer Ausdehnungsrichtung der Waben 22 ist, abwechselnd gebildet. Jeder der Wabenfilter 500, 600, 700 und 800 der Ausführungsformen fünf bis acht hat außerdem einen Aufbau, bei welchem eine Breite P1 einer ersten Wabenreihe 35 kleiner als eine Breite P2 einer zweiten Wabenreihe 36 ist. Es ist zu bevorzugen, dass die Wabenfilter 500, 600, 700 und 800 der Ausführungsformen fünf bis acht, abgesehen von der Form der Waben 22 und der Anordnung der ersten Wabenreihe 35 und der zweiten Wabenreihe 36, einen dem Wabenfilter 100 (siehe 4 und dergleichen) der ersten Ausführungsform ähnlichen Aufbau haben.
  • Hier wird anhand von 14 und 15 ein Verfahren zum Messen der Breite P1 der ersten Wabenreihe 35 und der Breite P2 der zweiten Wabenreihe 36 in den in 14 bis 21 gezeigten Wabenfiltern 500, 600, 700 und 800 der Ausführungsformen fünf bis acht beschrieben. Zunächst ist in dem in 14 und 15 gezeigten Wabenfilter 500 eine aus Einströmwaben 22a, in welchen Verschlussteile 25 in Endteilen auf der Seite einer Ausström-Stirnseite 32 angeordnet sind und welche auf der Seite einer Einström-Stirnseite 31 geöffnet sind, bestehende Wabenreihe als die erste Wabenreihe 35 definiert. Ferner ist von Wabenreihen, in welchen die Waben 22 entlang einer Richtung angeordnet sind, eine Ausströmwaben 22b enthaltende Wabenreihe als die zweite Wabenreihe 36 definiert. Zum Messen der Breite jeder Wabenreihe wird zunächst, wenn die mit Bezugszeichen 35 bezeichnete erste Wabenreihe 35 als eine „Messobjekt-Wabenreihe“ definiert ist, eine auf einer innersten Seite der Wabenreihe angeordnete Wabe 22x aus den die Messobjekt-Wabenreihe bildenden Waben 22 ermittelt. Dann wird im Hinblick auf die an diese Messobjekt-Wabenreihe angrenzend angeordnete Wabenreihe eine auf einer innersten Seite der Wabenreihe angeordnete Wabe 22y aus den die angrenzende Wabenreihe bildenden Waben 22 ermittelt. Dann ist eine Zwischenposition zwischen der Wabe 22x und der Wabe 22y in einer zu der Ausdehnungsrichtung der Wabenreihen senkrechten Richtung als ein Seitenrand der „Messobjekt-Wabenreihe“ auf einer Seite definiert. Durch das oben erwähnte Verfahren erhält man Seitenränder auf beiden Seiten der „Messobjekt-Wabenreihe“ und wird ein Abstand zwischen den beiden Seitenrändern gemessen. Der gemessene Abstand zwischen den beiden Seitenrändern wird als eine Breite der „Messobjekt-Wabenreihe“ angesehen.
  • Die in 14 bis 21 gezeigten Wabenfilter 500, 600, 700 und 800 der Ausführungsformen fünf bis acht sind Wabenfilter, welche wirkungsvoll sind, wenn eine Menge Ruß in einem Abgas groß ist und eine Menge des abzulagernden Rußes zunimmt. Anders ausgedrückt, diese Ausführungsformen sind geeignet, wenn das Unterbinden einer Zunahme eines Druckverlusts in einem Zustand, in welchem der Ruß abgelagert wird, dringender erforderlich ist als das Unterbinden einer Zunahme eines Druckverlusts, wenn kein Ruß abgelagert wird.
  • Es ist zu beachten, dass der in 20 und 21 gezeigte Wabenfilter 800 der achten Ausführungsform ein Wabenfilter einer segmentierten Struktur ist, welcher später noch beschrieben wird. Folglich entspricht ein in 20 und 21 gezeigter Aufbau der Waben 22 einem Teil einer Stirnseite eines den Wabenfilter der segmentierten Struktur bildenden Wabensegments.
  • Bei in 22 bis 25 gezeigten Wabenfiltern 900 und 1000 einer neunten Ausführungsform und einer zehnten Ausführungsform ist eine Form durch Trennwände 41 definierter Waben 42 im Wesentlichen sechseckig. Die im Wesentlichen sechseckige Form ist eine Form, bei welcher Eckteile einer sechseckigen Form in einer gerundeten Form gebildet sind. Im Folgenden wird die im Wesentlichen sechseckige Form, bei welcher die Eckteile der sechseckigen Form in der gerundeten Form gebildet sind, gelegentlich einfach als die „sechseckige Form“ bezeichnet. Jeder der Wabenfilter 900 und 1000 der neunten Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform ist so aufgebaut, dass er die oben erwähnte Gleichung (1) erfüllt und die oben erwähnte Gleichung (2) erfüllt, wenn ein gerundetes Gebiet in jedem der Eckteile der Waben 42 einen Rundungsradius R hat. Es ist zu beachten, dass 22 bis 25 schematische Ansichten zur Veranschaulichung von Anordnungen der sechseckigen Waben 42 in den Wabenfiltern 900 und 1000 der neunten Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform sind und daher die gerundeten Gebiete in den Eckteilen der sechseckigen Waben 42 aus der Zeichnung weggelassen sind.
  • Die Wabenfilter 900 und 1000 der neunten Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform haben in einem Querschnitt eines Wabenstrukturkörpers 44, welcher senkrecht zu einer Ausdehnungsrichtung der Waben 42 ist, einen Aufbau, bei welchem eine Breite P1 einer ersten Wabenreihe 55 kleiner als eine Breite P2 einer zweiten Wabenreihe 56 ist. 22 bis 25 zeigen schematisch nur die Form der durch die Trennwände 41 definierten Waben 42. 22 bis 25 zeigen die Trennwände 41 als gerade Linien und zeigen eine Dicke der Trennwände 41 in einem abstrahierten Zustand.
  • Bei den in 22 bis 25 gezeigten Wabenfiltern 900 und 1000 der neunten Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform ist beim Eindosen eine Gleichförmigkeit der Festigkeit nicht nur in einer Längs- und einer Querrichtung jeder Papieroberfläche, sondern auch in einer Umfangsrichtung erzielbar.
  • Nun wird anhand von 22 und 23 ein Verfahren zum Messen der Breite P1 der ersten Wabenreihe 55 und der Breite P2 der zweiten Wabenreihe 56 in den in 22 bis 25 gezeigten Wabenfiltern 900 und 1000 der neunten Ausführungsform und der zehnten Ausführungsform beschrieben. Zunächst ist in dem in 22 und 23 gezeigten Wabenfilter 900 eine aus Einströmwaben 42a, in welchen Verschlussteile 45 in Endteilen auf der Seite einer Ausström-Stirnseite 52 angeordnet sind und welche auf der Seite einer Einström-Stirnseite 51 geöffnet sind, bestehende Wabenreihe als die erste Wabenreihe 55 definiert. Ferner ist von Wabenreihen, in welchen die Waben 42 entlang einer Richtung angeordnet sind, eine Ausströmwaben 42b enthaltende Wabenreihe als die zweite Wabenreihe 56 definiert. Ein Seitenrand beim Messen der Breite jeder Wabenreihe ist eine Zwischenposition zwischen einem nach innen zurückgesetzten Gebiet und einem nach außen vorstehenden Gebiet in jedem der Seitenränder der jeweiligen Wabenreihen. Auf diese Weise erhält man die Seitenränder jeder Wabenreihe auf beiden Seiten und wird ein Abstand zwischen den beiden Seitenrändern gemessen. Der gemessene Abstand zwischen den beiden Seitenrändern wird als die Breite der Wabenreihe angesehen.
  • Wabenfilter (weitere Ausführungsform):
  • Nun werden anhand von 26 bis 29 die weiteren Ausführungsformen des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung beschrieben. Hier ist 26 eine Draufsicht einer Einström-Stirnseite, welche eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt. 27 ist eine Draufsicht einer Einström-Stirnseite, welche noch eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt. 28 ist eine Draufsicht einer Einström-Stirnseite, welche noch eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung schematisch zeigt. 29 ist eine perspektivische Ansicht, welche noch eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung, von der Seite einer Einström-Stirnseite her gesehen, schematisch zeigt.
  • In einem in 26 gezeigten Wabenfilter 2000 entspricht jeder der Bereiche von vier Gebieten in vier Ecken einer Einström-Stirnseite 11 des Wabenfilters 2000 einem Wabenstrukturkörper 4, welcher Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erfüllt. Das heißt, in 26 ist der Wabenstrukturkörper 4 des mit einer fetten Linie eingefassten und mit Bezugszeichen 4 bezeichneten Bereichs so aufgebaut, dass er die oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) erfüllt. Der in 26 gezeigte Wabenfilter 2000 ist zum Beispiel in einem Fall wirkungsvoll, in welchem ein Abgas konzentriert durch einen mittleren Teil des Wabenfilters 2000, welcher mit einer gestrichelten Linie eingefasst ist, strömt. Es ist zu beachten, dass bei dem in 26 gezeigten Wabenfilter 2000 ein anderer Bereich als der mit der fetten Linie eingefasste und mit dem Bezugszeichen 4 bezeichnete Bereich die oben erwähnte Gleichung (1) nicht zu erfüllen braucht.
  • In einem in 27 gezeigten Wabenfilter 2100 entspricht ein 1/4-fächerförmiger Bereich unten rechts in einer Papieroberfläche einem Wabenstrukturkörper 4, welcher die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erfüllt, in einer Einström-Stirnseite 11 des Wabenfilters 2100. Das heißt, in 27 ist der Wabenstrukturkörper 4 des mit einer fetten Linie eingefassten und mit Bezugszeichen 4 bezeichneten fächerförmigen Bereichs so aufgebaut, dass er die oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) erfüllt. Somit könnte entsprechend einer Anordnung beim Verwenden des Wabenfilters, einer ungleichmäßigen Strömung eines Abgases und dergleichen in einer Situation, in welcher Feinstaub wie Asche abgelagert wird, in dem Wabenfilter eine Ungleichmäßigkeit auftreten. Folglich braucht, wie bei dem in 27 gezeigten Wabenfilter 2100, das gesamte Gebiet der Stirnseite des Wabenfilters 2100 die oben erwähnte Gleichung (1) nicht zu erfüllen. Zum Beispiel ist es entsprechend der Anordnung beim Verwenden des Wabenfilters, der ungleichmäßigen Strömung eines Abgases und dergleichen bei dem Wabenfilter 2100 möglich, bei gleichzeitigem Erreichen einer großen Kapazität für die abzulagernde Asche eine Zunahme eines Druckverlusts wirkungsvoll zu unterbinden. Die vorliegende Ausführungsform ist zum Beispiel in einem Fall wirkungsvoll, in welchem das Abgas konzentriert durch einen Teil des Wabenfilters 2100, welcher mit einer gestrichelten Linie eingefasst ist, strömt.
  • In einem in 28 gezeigten Wabenfilter 2200 entspricht ein mittlerer Teil einer Einström-Stirnseite 11 des Wabenfilters 2200, welcher mit einer fetten Linie eingefasst ist, einem Wabenstrukturkörper 4, welcher die Eigenschaften der vorliegenden Erfindung erfüllt. Der in 28 gezeigte Wabenfilter 2200 ist zum Beispiel in einem Fall wirkungsvoll, in welchem ein Abgas in der Nähe eines Umfangsteils weniger strömt.
  • Ein in 29 gezeigter Wabenfilter 3000 ist der Wabenstrukturkörper 4 und einen in einem der Endteile jeder der in den Wabenstrukturkörpern 4 gebildeten Waben 2 angeordneten Verschlussteil 5 enthaltende Wabenfilter 3000. Insbesondere in dem Wabenfilter 3000 besteht jeder der Wabenstrukturkörper 4 aus einem säulenförmigen Wabensegment 64 und sind Seitenflächen einer Vielzahl von Wabensegmenten 64 durch eine Verbindungsschicht 65 miteinander verbunden. Das heißt, in dem Wabenfilter 3000 der vorliegenden Ausführungsform entspricht jedes der einzelnen, den Wabenfilter 3000 einer segmentierten Struktur bildenden Wabensegmente 64 dem Wabenstrukturkörper 4 in dem Wabenfilter 3000. Hier ist der „Wabenfilter der segmentierten Struktur“ ein Wabenfilter mit einem Aufbau, bei welchem eine Vielzahl einzeln hergestellter Wabensegmente 64 verbunden sind. Es ist zu beachten, dass der Wabenfilter 100, in welchem die Trennwände 1 des Wabenstrukturkörpers 4 völlig monolithisch gebildet sind wie in 1 bis 7 gezeigt, gelegentlich als ein „monolithischer Wabenfilter“ bezeichnet wird. Der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung kann der „Wabenfilter der segmentierten Struktur“ oder der „monolithische Wabenfilter“ sein.
  • Bei dem Wabenfilter 3000 ist es zu bevorzugen, dass mindestens eines der Wabensegmente 64 einen dem Wabenstrukturkörper des Wabenfilters der bisher beschriebenen ersten Ausführungsform ähnlichen Aufbau hat. Speziell hat mindestens eines der Wabensegmente 64 eine Vielzahl von Wabenreihen, in welchen zwei oder mehr Waben 2 entlang einer Richtung geradlinig angeordnet sind. Dann enthält die Vielzahl von Wabenreihen eine aus Einströmwaben 2a bestehende erste Wabenreihe und eine Ausströmwaben 2b enthaltende zweite Wabenreihe. Ferner ist mindestens eines der Wabensegmente 64 so aufgebaut, dass es die oben erwähnten Gleichungen (1) und (2) erfüllt. Außerdem sind bei dem Wabenfilter 3000 ähnliche technische Wirkungen wie diejenigen des Wabenfilters der bisher beschriebenen ersten Ausführungsform erzielbar. Die Vielzahl von Wabensegmenten 64 kann den gleichen Wabenaufbau haben oder kann verschiedene Wabenaufbauformen haben.
  • Es ist zu bevorzugen, dass eine Umfangswand 3 des Wabenfilters 3000 eine aus einem Umfangsüberzugsmaterial bestehende Umfangsüberzugsschicht ist. Das Umfangsüberzugsmaterial ist ein Überzugsmaterial, welches auf einen Umfang eines durch Verbinden der Vielzahl von Wabensegmenten 64 erhaltenen Verbundkörpers aufgebracht ist, um die Umfangsüberzugsschicht zu bilden. Ferner ist es bei dem Verbundkörper, in welchem die Vielzahl von Wabensegmenten 64 verbunden ist, zu bevorzugen, dass ein Umfangsteil des Verbundkörpers geschliffen ist und die oben erwähnte Umfangsüberzugsschicht angebracht ist.
  • In dem in 29 gezeigten Wabenfilter 3000 ist eine Form der Waben 2 viereckig. Jedoch ist die Form der jeweiligen Waben 2 in den jeweiligen Wabensegmenten 64 nicht auf die viereckige Form beschränkt und sind die Formen der Waben in den bisher beschriebenen Wabenfiltern der Ausführungsformen eins bis zehn verwendbar.
  • Herstellungsverfahren des Wabenfilters:
  • Nun wird ein Verfahren zur Herstellung des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung beschrieben. Ein Beispiel des Herstellungsverfahrens des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren, welches einen Schritt des Herstellens eines Waben-Formkörpers, einen Schritt des Bildens von Verschlussteilen in offenen Enden von Waben und einen Schritt des Trocknens und Brennens des Waben-Formkörpers enthält.
  • Formungsschritt:
  • Ein Formungsschritt ist ein Schritt des Strangpressens eines durch Kneten eines Form-Rohmaterials erhaltenen Knetmaterials zu einer Wabenform, um den Waben-Formkörper zu erhalten. Der Waben-Formkörper hat Trennwände, welche sich von einer ersten Stirnseite zu einer zweiten Stirnseite erstreckende Waben definieren, und eine Umfangswand, welche so gebildet ist, dass sie einen äußersten Umfang der Trennwände umgibt. Ein Teil einer aus den Trennwänden bestehenden Wabenstruktur entspricht einem Wabenstrukturkörper. In dem Formungsschritt wird das Form-Rohmaterial zunächst geknetet, um das Knetmaterial zu erhalten. Dann wird das erhaltene Knetmaterial stranggepresst, wodurch man den Waben-Formkörper erhält, in welchem die Trennwände und die Umfangswand monolithisch gebildet sind.
  • Es ist zu bevorzugen, dass das Form-Rohmaterial durch Zusetzen eines Dispergiermediums und eines Zusatzes zu einem Keramik-Rohmaterial gewonnen wird. Zu Beispielen des Zusatzes zählen ein organisches Bindemittel, ein Porenbildner und ein Netzmittel. Ein Beispiel des Dispergiermediums ist Wasser. Als Form-Rohmaterial ist ein einem in einem bisher bekannten Wabenfilter-Herstellungsverfahren verwendeten Form-Rohmaterial ähnliches Material verwendbar.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zum Kneten des Form-Rohmaterials, um das Knetmaterial zu bilden, ist ein Verfahren, bei welchem ein Kneter, eine Vakuum-Knetmaschine oder dergleichen verwendet wird. Das Strangpressen kann unter Verwendung einer Strangpress-Matrize, in welcher einer Querschnittsform des Waben-Formkörpers entsprechende Schlitze gebildet sind, durchgeführt werden. Zum Beispiel ist es vorzuziehen, als die Strangpress-Matrize eine Matrize zu verwenden, in welcher den Formen der Waben in jedem der bisher beschriebenen Wabenfilter der Ausführungsformen eins bis zehn entsprechende Schlitze gebildet sind.
  • Verschließschritt:
  • Ein Verschließschritt ist ein Schritt des Verschließens offener Enden der Waben, um die Verschlussteile zu bilden. Zum Beispiel werden in dem Verschließschritt die offenen Enden der Waben mit einem dem beim Herstellen des Waben-Formkörpers verwendeten Material ähnlichen Material verschlossen, um die Verschlussteile zu bilden. Das Verfahren zum Bilden der Verschlussteile kann im Einklang mit den bisher bekannten Wabenfilter-Herstellungsverfahren durchgeführt werden.
  • Brennschritt:
  • Ein Brennschritt ist ein Schritt des Brennens des Waben-Formkörpers, in welchem die Verschlussteile gebildet sind, um den Wabenfilter zu erhalten. Der erhaltene Waben-Formkörper kann zum Beispiel mit Mikrowellen und Heißluft getrocknet werden, bevor der Waben-Formkörper, in welchem die Verschlussteile gebildet sind, gebrannt wird. Alternativ wird zum Beispiel zunächst der Brennschritt des Brennens des Waben-Formkörpers durchgeführt, bevor die Verschlussteile gebildet werden, und kann dann der oben erwähnte Verschließschritt an einem in dem Brennschritt erhaltenen Waben-Brandkörper durchgeführt werden.
  • Eine Brenntemperatur beim Brennen des Waben-Formkörpers kann entsprechend einem Material des Waben-Formkörpers angemessen festgelegt werden. Zum Beispiel beträgt, wenn das Material des Wabenformkörpers Cordierit ist, die Brenntemperatur bevorzugt 1380 bis 1450 °C und bevorzugter 1400 bis 1440 °C. Ferner es ist zu bevorzugen, dass die Brenndauer, während welcher die höchste Temperatur aufrechterhalten wird, ungefähr 4 bis 6 Stunden beträgt.
  • Beispiele
  • Im Folgenden wird die vorliegende Erfindung im Einklang mit Beispielen spezieller beschrieben, aber die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiele beschränkt.
  • Beispiel 1
  • 100 Massenteilen Cordierit-Form-Rohmaterial wurden 0,5 Massenteile Porenbildner, 33 Massenteile Dispergiermedium und 5,6 Massenteile organisches Bindemittel zugesetzt und das Ganze wurde gemischt und geknetet, um ein Knetmaterial herzustellen. Als das Cordierit-Form-Rohmaterial wurden Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talkum und Siliciumdioxid verwendet. Wasser wurde als das Dispergiermedium verwendet, ein wasserabsorbierbares Polymer mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 10 bis 50 µm wurde als der Porenbildner verwendet, Methylcellulose wurde als das organische Bindemittel verwendet, und Dextrin wurde als ein Dispergiermittel verwendet.
  • Dann wurde das Knetmaterial unter Verwendung einer vordefinierten Matrize stranggepresst, um einen Waben-Formkörper zu erhalten, in welchem eine Wabenform im Wesentlichen viereckig war und eine Gesamtform eine Rundsäulenform war.
  • Dann wurde der Waben-Formkörper in einem Heißlufttrockner getrocknet. Was Trocknungsbedingungen anbelangt, wurde die Trocknung bei 95 bis 145 °C durchgeführt.
  • Dann wurden Verschlussteile an dem getrockneten Wabenformkörper gebildet. Speziell wurde zunächst eine Maske an einer Einström-Stirnseite des Wabenformkörpers angebracht, um Einströmwaben zu bedecken. Danach wurde ein Endteil des maskierten Waben-Formkörpers in einen verschließenden Schlamm eingetaucht, um offene Enden von Ausströmwaben, welche nicht maskiert waren, mit dem verschließenden Schlamm zu füllen. Danach wurden außerdem an einer Ausström-Stirnseite des Waben-Formkörpers offene Enden der Einströmwaben mittels eines dem obigen Verfahren ähnlichen Verfahrens mit dem verschließenden Schlamm gefüllt. Dann wurde der Waben-Formkörper, in welchem die Verschlussteile gebildet waren, mit dem Heißlufttrockner weiter getrocknet.
  • Dann wurde der getrocknete Wabenformkörper gebrannt. Was Brennbedingungen anbelangt, wurde der Waben-Formkörper 10 Stunden lang bei 1350 bis 1440 °C gebrannt, wodurch ein Wabenfilter des Beispiels 1 hergestellt wurde.
  • In dem Wabenfilter des Beispiels 1 betrug eine Dicke der Trennwände 300 µm. Eine Form von Waben war eine Form, bei welcher Eckteile einer viereckigen Form in einer gerundeten Form mit einem Rundungsradius von 20 µm gebildet waren. Tabelle 1 gibt die Dicke der Trennwände und in einer Spalte „Wabenaufbau“ die Wabenform an. Es ist zu beachten, dass Tabelle 1 in einer Spalte „Wabenform“ einfach eine vieleckige Form als eine Form, bei welcher Eckteile der vieleckigen Form in einer gerundeten Form gebildet sind, angibt. Zusätzlich wurde der Rundungsradius mittels des folgenden Verfahrens gemessen. Zunächst wurden eine Einström-Stirnseite und eine Ausström-Stirnseite des Wabenfilters unter Verwendung eines Bildvermessungsgeräts, zum Beispiel des von der Nikon Corporation hergestellten „VM-2520“ (Handelsname), aufgenommen. Dann wurden Bilder der aufgenommenen Einström-Stirnseite und der aufgenommenen Ausström-Stirnseite analysiert, wodurch man einen Rundungsradius jedes der Eckteile der Waben erhielt. In Beispiel 1 wurden Rundungsradien von 20 Gebieten der Einström-Stirnseite und 20 Gebieten der Ausström-Stirnseite gemessen und wurde ein Durchschnittswert der Radien als der Rundungsradius der Eckteile der Waben angesehen. In Beispiel 1 betrug der Rundungsradius der Eckteile der Waben 20 µm.
  • In dem Wabenfilter des Beispiels 1 war eine Form eines zu einer Axialrichtung senkrechten Querschnitts rund und hatte ein Wabenstrukturkörper eine erste Wabenreihe 15 und eine zweite Wabenreihe 16 wie in 4 gezeigt. Ein Durchmesser der Einström-Stirnseite des Wabenfilters betrug 266,7 mm, und eine Länge (Gesamtlänge) von der Einström-Stirnseite zu der Ausström-Stirnseite betrug 304,8 mm. Tabelle 1 gibt in Spalten „Querschnittsform“, „Durchmesser“ und „Gesamtlänge“ eine Form des Wabenfilters des Beispiels 1 an.
  • Tabelle 2 gibt eine Breite P1 (mm) der ersten Wabenreihe und eine Breite P2 (mm) der zweiten Wabenreihe in dem Wabenfilter des Beispiels 1 an. Ferner gibt Tabelle 2 in einer Spalte „Verhältnis P1, P2 (%)“ einen Wert von „100-(P1/P2×100)“ an. Tabelle 2 gibt in einer Spalte „Durchschnitt (mm) von P1 und P2“ einen Wert von „(P1+P2)/2“ an. Tabelle 2 gibt in einer Spalte „Rundungsradius R (µm)“ einen Wert eines Rundungsradius R der Eckteile der Waben an. Tabelle 2 gibt in einer Spalte „X (%)“ einen Wert von „(R/1000)/((P1+P2)/2) × 100“ an. „X (%)“ in Tabelle 2 ist ein in der vorliegenden Beschreibung durch Gleichung (2) dargestellter Wert. Ferner gibt Tabelle 2 in einer Spalte „Wabenaufbau“ einen Wabenaufbau in dem Wabenfilter jedes der Beispiele und Vergleichsbeispiele an. Zum Beispiel wenn in der Spalte „Wabenaufbau“ in der Tabelle „4“ steht, bedeutet dies, dass der hergestellte Wabenfilter den in 4 gezeigten Wabenaufbau hat. [Tabelle 1]
    Material Wabenaufbau Querschnittsform Durchm. (mm) Langer Durchm. (mm) Kurzer Durchm. (mm) Gesamtlänge (mm) Porosität (%)
    Trennwanddicke (µm) Wabenform
    Beispiel 1 Cordierit 300 viereckig rund 266,7 - - 304,8 52
    Beispiel 2 Cordierit 300 viereckig rund 266,7 - - 304,8 52
    Beispiel 3 Cordierit 300 viereckig rund 266,7 - - 304,8 52
    Beispiel 4 Cordierit 254 viereckig rund 143,8 - - 203,2 48
    Beispiel 5 Cordierit 254 viereckig rund 143,8 - - 203,2 48
    Beispiel 6 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 254,0 58
    Beispiel 7 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 254,0 58
    Beispiel 8 Cordierit 406 viereckig rund 190,5 - - 254,0 65
    Beispiel 9 Cordierit 406 viereckig rund 190,5 - - 254,0 65
    Beispiel 10 Cordierit 300 viereckig, achteckig rund 172 - - 177,8 52
    Beispiel 11 Cordierit 300 viereckig, achteckig rund 172 - - 177,8 52
    Beispiel 12 Cordierit 203 viereckig, achteckig elliptisch - 228,6 137,2 203,2 58
    Beispiel 13 Cordierit 203 viereckig, achteckig elliptisch - 228,6 137,2 203,2 58
    Beispiel 14 Cordierit 356 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 254,0 65
    Beispiel 15 Cordierit 356 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 254,0 65
    Beispiel 16 SiC 254 viereckig, achteckig rund 143,8 - - 177,8 41
    Beispiel 17 SiC 254 viereckig, achteckig rund 143,8 - - 177,8 41
    Beispiel 18 Cordierit 254 sechseckig rund 172 - - 177,8 52
    Beispiel 19 Cordierit 254 sechseckig rund 172 - - 177,8 52
    Beispiel 20 Cordierit 300 sechseckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Beispiel 21 Cordierit 300 sechseckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Beispiel 22 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Beispiel 23 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Beispiel 24 Cordierit 254 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 304,8 65
    Beispiel 25 Cordierit 254 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 304,8 65
    [Tabelle 2]
    P1 (mm) P2 (mm) Verhältnis P1, P2 (%) Durchschnitt von P1 und P2 (mm) Rundungs-radius (µm) X (%) Wabenaufbau
    Beispiel 1 1,40 1,47 4,8 1,435 20 1,4 4
    Beispiel 2 1,10 1,47 25,2 1,285 20 1,6 4
    Beispiel 3 0,78 1,47 46,9 1,125 20 1,8 4
    Beispiel 4 1,42 1,47 3,4 1,445 50 3,5 8
    Beispiel 5 1,05 1,47 28,6 1,26 50 4,0 8
    Beispiel 6 1,41 1,47 4,1 1,44 50 3,5 10
    Beispiel 7 0,90 1,47 38,8 1,185 50 4,2 10
    Beispiel 8 1,75 1,80 2,8 1,775 100 5,6 12
    Beispiel 9 0,95 1,80 47,2 1,375 100 7,3 12
    Beispiel 10 1,43 1,47 2,7 1,45 80 5,5 14
    Beispiel 11 0,85 1,47 42,2 1,16 80 6,9 14
    Beispiel 12 1,40 1,47 4,8 1,435 50 3,5 16
    Beispiel 13 1,05 1,47 28,6 1,26 50 4,0 16
    Beispiel 14 1,40 1,47 4,8 1,435 100 7,0 18
    Beispiel 15 1,00 1,47 32,0 1,235 100 8,1 18
    Beispiel 16 1,42 1,47 3,4 1,445 70 4,8 20
    Beispiel 17 1,15 1,47 21,8 1,31 70 5,3 20
    Beispiel 18 1,43 1,47 2,7 1,45 50 3,4 22
    Beispiel 19 0,95 1,47 35,4 1,21 50 4,1 22
    Beispiel 20 1,34 1,37 2,2 1,355 100 7,4 24
    Beispiel 21 1,10 1,37 19,7 1,235 100 8,1 24
    Beispiel 22 1,40 1,47 4,8 1,435 100 7,0 4, 26
    Beispiel 23 1,00 1,47 32,0 1,235 100 8,1 4, 26
    Beispiel 24 1,42 1,47 3,4 1,445 100 6,9 14, 27
    Beispiel 25 1,20 1,47 18,4 1,335 100 7,5 14, 27
  • Beispiele 2 bis 25
  • Ein Wabenaufbau, eine Querschnittsform, eine Form eines Umfangs und dergleichen wurden wie in Tabelle 1 und Tabelle 2 gezeigt geändert, und Wabenfilter der Beispiele 2 bis 25 wurden hergestellt. Hier ist 30 eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Einström-Stirnseite, welche die Wabenfilter der Beispiele 22 und 23 schematisch zeigt. 31 ist eine vergrößerte Draufsicht eines vergrößerten Teils einer Ausström-Stirnseite, welche die Wabenfilter der Beispiele 22 und 23 schematisch zeigt. Bei einem in 30 und 31 gezeigten Wabenfilter 1100 sind denjenigen des in 4 gezeigten Wabenfilters gleichende Bestandteile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und wird auf deren Beschreibung verzichtet.
  • In den Beispielen 16 und 17 wurde als Material zum Herstellen des Wabenfilters Siliciumcarbid (SiC) verwendet. Die Wabenfilter der Beispiele 16 und 17 sind Wabenfilter segmentierter Strukturen.
  • Im Hinblick auf die Wabenfilter der Beispiele 1 bis 25 wurden mittels der folgenden Verfahren Bewertungen bezüglich des „Druckverlusts“, des „Rußaustritts“ und der „allgemeinen Beurteilung“ vorgenommen. Tabelle 3 zeigt das Ergebnis.
  • Druckverlust
  • Zunächst wurde unter Verwendung eines in JP-A-2007-155708 beschriebenen Feinstaubgenerators ein feinstaubhaltiges Gas erzeugt. Zusätzlich wurde Leichtöl als Brennstoff des Feinstaubgenerators verwendet. Das durch diesen Feinstaubgenerator erzeugte feinstaubhaltige Gas wurde von einer Seite einer Einström-Stirnseite des Wabenfilters her eingeleitet, und Ruß wurde auf den Oberflächen der Trennwände des Wabenfilters abgelagert. Dann ergab sich in einem Zustand, in welchem das feinstaubhaltige Gas mit einem Durchsatz von 10 Nm3/min und bei 200 °C strömte, ein Druckunterschied zwischen der Einström-Stirnseite und der Ausström-Stirnseite, wenn Ruß in einer Menge von 1 g/l abgelagert wurde. Der auf diese Weise erhaltene Druckunterschied wurde als ein „Druckverlust-Wert des Wabenfilters“ angesehen. Dann, nach Vergleichen des gemessenen Druckverlust-Werts mit einem Druckverlust-Wert eines unten erwähnten Bewertungsstandards, wurde ein Wabenfilter, bei welchem ein Druckverlust-Rückgang größer als oder gleich 5% und kleiner als 10% festgestellt wurde, mit „B“ bewertet und wurde ein Wabenfilter, bei welchem ein Druckverlust-Rückgang größer als oder gleich 10% festgestellt wurde, mit „A“ bewertet. Ferner wurde ein Wabenfilter, bei welchem ein Druckverlust-Rückgang kleiner als 5% war oder in welchem der Druckverlust zunahm, mit „C“ bewertet. Bei der Bewertung des Druckverlusts bedeutete die Bewertung „A“ oder die Bewertung „B“ „bestanden“.
  • Bei der Bewertung des Druckverlusts lauten die Bewertungsstandards wie folgt.
  • In den Beispielen 1 bis 3 und den Vergleichsbeispielen 1 bis 3 ist das Vergleichsbeispiel 1 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 4 und 5 und den Vergleichsbeispielen 4 und 5 ist das Vergleichsbeispiel 4 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 6 und 7 und den Vergleichsbeispielen 6 und 7 ist das Vergleichsbeispiel 6 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 8 und 9 und den Vergleichsbeispielen 8 und 9 ist das Vergleichsbeispiel 8 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 10 und 11 und den Vergleichsbeispielen 10 und 11 ist das Vergleichsbeispiel 10 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 12 und 13 und den Vergleichsbeispielen 12 und 13 ist das Vergleichsbeispiel 12 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 14 und 15 und den Vergleichsbeispielen 14 und 15 ist das Vergleichsbeispiel 14 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 16 und 17 und den Vergleichsbeispielen 16 und 17 ist das Vergleichsbeispiel 16 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 18 und 19 und den Vergleichsbeispielen 18 und 19 ist das Vergleichsbeispiel 18 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 20 und 21 und den Vergleichsbeispielen 20 und 21 ist das Vergleichsbeispiel 20 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 22 und 23 und den Vergleichsbeispielen 22 und 23 ist das Vergleichsbeispiel 22 der Bewertungsstandard.
  • In den Beispielen 24 und 25 und den Vergleichsbeispielen 24 und 25 ist das Vergleichsbeispiel 24 der Bewertungsstandard.
  • Rußaustritt
  • Zunächst wurde, was den Wabenfilter jedes Beispiels anbelangt, mittels des folgenden Verfahrens eine Heißschwingungsprüfung durchgeführt. Zunächst wurde eine Keramikmatte, welche nicht wärmeausdehnbar war, um eine Umfangsfläche des Wabenfilters herum gewickelt. Dann wurde der Wabenfilter, um welchen herum die Keramikmatte gewickelt war, in zwei geteilten Edelstahl-(SUS430-) Dosengehäusen untergebracht, und anschließend wurden die Dosengehäuse verschweißt, um den Wabenfilter in dem Dosengehäuse unterzubringen. Im Folgenden wird das Dosengehäuse, in welchem der Wabenfilter untergebracht ist, als das „Dosengehäuse für die Prüfung“ bezeichnet. Dann wurde das Dosengehäuse für die Prüfung an einer Heißschwingungsprüfvorrichtung befestigt und wurde ein Brenngas aus Propan für die Prüfung aus der Heißschwingungsprüfvorrichtung in das Dosengehäuse geleitet. Das Brenngas wurde bei einer Gastemperatur von maximal 900 °C in die Einström-Stirnseite des Wabenfilters geleitet, und ein Gasdurchsatz war auf 2,5 Nm3/min eingestellt. Ferner wurden eine Erwärmung und eine Abkühlung alle 20 Minuten wiederholt, um einen Wärmezyklus zu schaffen. Dann wurde dieses Dosengehäuse in einem Zustand, in welchem das obige Brenngas fortwährend in das Dosengehäuse für die Prüfung geleitet wurde, mit einer Schwingung in einer zu einer Ausdehnungsrichtung der Waben des Wabenfilters senkrechten Richtung beaufschlagt. Was Bedingungen der auf das Dosengehäuse ausgeübten Schwingung anbelangt, wurde eine Schwingung von 150 Hz mit 40 g 10 Stunden lang ausgeübt. Danach wurde das Dosengehäuse für die Prüfung um nicht weniger als 90° um eine Mittelachse des Wabenfilters gedreht. Der obige Vorgang wurde insgesamt viermal wiederholt. Deshalb betrug eine Prüfdauer 4 × 10 Stunden, d.h. insgesamt 40 Stunden.
  • Bei der Bewertung des Rußaustritts wurde die oben erwähnte Heißschwingungsprüfung ausgeführt und wurde dann unter Verwendung des bei der Bewertung des Druckverlusts verwendeten Feinstaubgenerators Ruß in einer Menge von 4 g/l in dem Wabenfilter abgelagert, um einen Austritt des Rußes aus dem Wabenfilter zu bestätigen. Wenn der Rußaustritt aus dem Wabenfilter nicht bestätigt wurde, lautete die Bewertung „A“. Wenn ein Rußaustritt aus einem Gebiet des Wabenfilters bestätigt wurde, lautete die Bewertung „C“. Wenn ein Rußaustritt aus zwei oder mehr Gebieten des Wabenfilters bestätigt wurde, lautete die Bewertung „D“. Bei der Bewertung des Rußaustritts bedeutete die Bewertung „A“ „bestanden“.
  • Allgemeine Beurteilung
  • Wenn der Wabenfilter die Prüfkriterien sowohl bei der Bewertung des Druckverlusts als auch bei der Bewertung des Rußaustritts erfüllte, lautete das Ergebnis „bestanden“. In Tabelle 3 steht „OK“. Wenn der Wabenfilter die Prüfkriterien bei mindestens einer der Bewertung des Druckverlusts und der Bewertung des Rußaustritts nicht erfüllte, lautete das Ergebnis „durchgefallen“. In Tabelle 3 steht „NG“. [Tabelle 3]
    Bewertung
    Druckverlust Rußaustritt Allgemeine Beurteilung
    Beispiel 1 B A OK
    Beispiel 2 A A OK
    Beispiel 3 A A OK
    Beispiel 4 B A OK
    Beispiel 5 A A OK
    Beispiel 6 B A OK
    Beispiel 7 A A OK
    Beispiel 8 B A OK
    Beispiel 9 A A OK
    Beispiel 10 B A OK
    Beispiel 11 A A OK
    Beispiel 12 B A OK
    Beispiel 13 A A OK
    Beispiel 14 B A OK
    Beispiel 15 A A OK
    Beispiel 16 B A OK
    Beispiel 17 A A OK
    Beispiel 18 B A OK
    Beispiel 19 A A OK
    Beispiel 20 B A OK
    Beispiel 21 A A OK
    Beispiel 22 B A OK
    Beispiel 23 A A OK
    Beispiel 24 B A OK
    Beispiel 25 A A OK
  • Vergleichsbeispiele 1 bis 25
  • Ein Wabenaufbau, eine Querschnittsform, eine Form eines Umfangs und dergleichen wurden geändert wie in Tabelle 4 und Tabelle 5 gezeigt, und Wabenfilter der Vergleichsbeispiele 1 bis 25 wurden hergestellt. Auch im Hinblick auf die Wabenfilter der Vergleichsbeispiele 1 bis 25 wurden Bewertungen bezüglich des „Druckverlusts“, des „Rußaustritts“ und der „allgemeinen Beurteilung“ vorgenommen. Tabelle 6 zeigt das Ergebnis. [Tabelle 4]
    Material Wabenaufbau Querschnittsform Durchm. (mm) Langer Durchm. (mm) Kurzer Durchm. (mm) Gesamtlänge (mm) Porosität (%)
    Trennwanddicke (µm) Wabenform
    Vergleichsbeispiel 1 Cordierit 300 viereckig rund 266,7 - - 304,8 52
    Vergleichsbeispiel 2 Cordierit 300 viereckig rund 266,7 - - 304,8 52
    Vergleichsbeispiel 3 Cordierit 300 viereckig rund 266,7 - - 304,8 52
    Vergleichsbeispiel 4 Cordierit 254 viereckig rund 143,8 - - 203,2 48
    Vergleichsbeispiel 5 Cordierit 254 viereckig rund 143,8 - - 203,2 48
    Vergleichsbeispiel 6 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 254,0 58
    Vergleichsbeispiel 7 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 254,0 58
    Vergleichsbeispiel 8 Cordierit 406 viereckig rund 190,5 - - 254,0 65
    Vergleichsbeispiel 9 Cordierit 406 viereckig rund 190,5 - - 254,0 65
    Vergleichsbeispiel 10 Cordierit 300 viereckig, achteckig rund 172 - - 177,8 52
    Vergleichsbeispiel 11 Cordierit 300 viereckig, achteckig rund 172 - - 177,8 52
    Vergleichsbeispiel 12 Cordierit 203 viereckig, achteckig elliptisch - 228,6 137,2 203,2 58
    Vergleichsbeispiel 13 Cordierit 203 viereckig, achteckig elliptisch - 228,6 137,2 203,2 58
    Vergleichsbeispiel 14 Cordierit 356 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 254,0 65
    Vergleichsbeispiel 15 Cordierit 356 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 254,0 65
    Vergleichsbeispiel 16 SiC 254 viereckig, achteckig rund 143,8 - - 177,8 41
    Vergleichsbeispiel 17 SiC 254 viereckig, achteckig rund 143,8 - - 177,8 41
    Vergleichsbeispiel 18 Cordierit 254 sechseckig rund 172 - - 177,8 52
    Vergleichsbeispiel 19 Cordierit 254 sechseckig rund 172 - - 177,8 52
    Vergleichsbeispiel 20 Cordierit 300 sechseckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Vergleichsbeispiel 21 Cordierit 300 sechseckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Vergleichsbeispiel 22 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Vergleichsbeispiel 23 Cordierit 300 viereckig rund 143,8 - - 203,2 65
    Vergleichsbeispiel 24 Cordierit 254 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 304,8 65
    Vergleichsbeispiel 25 Cordierit 254 viereckig, achteckig rund 266,7 - - 304,8 65
    [Tabelle 5]
    P1 (mm) P2 (mm) Verhältnis P1, P2 (%) Durchschnitt von P1 und P2 (mm) Rundungsradius (µm) X (%) Wabenaufbau
    Vergleichsbeispiel 1 1,47 1,47 0,0 1,47 0 0,0 4
    Vergleichsbeispiel 2 1,45 1,47 1,4 1,46 20 1,4 4
    Vergleichsbeispiel 3 1,40 1,47 4,8 1,435 0 0,0 4
    Vergleichsbeispiel 4 1,47 1,47 0,0 1,47 50 3,4 8
    Vergleichsbeispiel 5 1,43 1,47 2,7 1,45 0 0,0 8
    Vergleichsbeispiel 6 1,47 1,47 0,0 1,47 50 3,4 10
    Vergleichsbeispiel 7 1,39 1,47 5,4 1,43 0 0,0 10
    Vergleichsbeispiel 8 2,00 1,80 -11,1 1,9 100 5,3 12
    Vergleichsbeispiel 9 1,78 1,80 1,1 1,79 5 0,3 12
    Vergleichsbeispiel 10 1,48 1,47 -0,7 1,475 80 5,4 14
    Vergleichsbeispiel 11 1,35 1,47 8,2 1,41 0 0,0 14
    Vergleichsbeispiel 12 1,46 1,47 0,7 1,465 50 3,4 16
    Vergleichsbeispiel 13 1,45 1,47 1,4 1,46 0 0,0 16
    Vergleichsbeispiel 14 1,49 1,47 -1,4 1,48 100 6,8 18
    Vergleichsbeispiel 15 1,20 1,47 18,4 1,335 0 0,0 18
    Vergleichsbeispiel 16 1,46 1,47 0,7 1,465 70 4,8 20
    Vergleichsbeispiel 17 1,30 1,47 11,6 1,385 2 0,1 20
    Vergleichsbeispiel 18 1,48 1,47 -0,7 1,475 50 3,4 22
    Vergleichsbeispiel 19 1,35 1,47 8,2 1,41 0 0,0 22
    Vergleichsbeispiel 20 1,37 1,37 0,0 1,37 100 7,3 24
    Vergleichsbeispiel 21 1,00 1,37 27,0 1,185 2 0,2 24
    Vergleichsbeispiel 22 1,47 1,47 0,0 1,47 70 4,8 4, 26
    Vergleichsbeispiel 23 1,45 1,47 1,4 1,46 0 0,0 4, 26
    Vergleichsbeispiel 24 1,48 1,47 -0,7 1,475 50 3,4 14, 27
    Vergleichsbeispiel 25 1,15 1,47 21,8 1,31 0 0,0 14, 27
    [Tabelle 6]
    Bewertung
    Druckverlust Rußaustritt Allgemeine Beurteilung
    Vergleichsbeispiel 1 C D NG
    Vergleichsbeispiel 2 C A NG
    Vergleichsbeispiel 3 A D NG
    Vergleichsbeispiel 4 C A NG
    Vergleichsbeispiel 5 A C NG
    Vergleichsbeispiel 6 C A NG
    Vergleichsbeispiel 7 A C NG
    Vergleichsbeispiel 8 C A NG
    Vergleichsbeispiel 9 C C NG
    Vergleichsbeispiel 10 C A NG
    Vergleichsbeispiel 11 A C NG
    Vergleichsbeispiel 12 C A NG
    Vergleichsbeispiel 13 C D NG
    Vergleichsbeispiel 14 C A NG
    Vergleichsbeispiel 15 A D NG
    Vergleichsbeispiel 16 C A NG
    Vergleichsbeispiel 17 A C NG
    Vergleichsbeispiel 18 C A NG
    Vergleichsbeispiel 19 A D NG
    Vergleichsbeispiel 20 C A NG
    Vergleichsbeispiel 21 A D NG
    Vergleichsbeispiel 22 C A NG
    Vergleichsbeispiel 23 C D NG
    Vergleichsbeispiel 24 C A NG
    Vergleichsbeispiel 25 A C NG
  • Ergebnis
  • Die Wabenfilter der Beispiele 1 bis 25 erfüllten die Prüfkriterien sowohl bei der Bewertung des Druckverlusts als auch bei der Bewertung des Rußaustritts, und bei der allgemeinen Beurteilung war ein „OK“ lautendes Ergebnis erzielbar. Andererseits erfüllten die Wabenfilter der Vergleichsbeispiele 1 bis 25 die Prüfkriterien bei mindestens einer der Bewertung des Druckverlusts und der Bewertung des Rußaustritts nicht und wurde bei der allgemeinen Beurteilung ein „NG“ lautendes Ergebnis erzielt. Speziell lautete bei den Wabenfiltern der Vergleichsbeispiele 1 bis 25, wenn ein Wert des „Verhältnisses P1, P2 (%)“ in Tabelle 5 kleiner als 2,0% war, das Ergebnis der Bewertung des Druckverlusts „durchgefallen“. Ferner lautete bei den Wabenfiltern der Vergleichsbeispiele 1 bis 25, wenn ein Wert von „X (%)“ in Tabelle 5 kleiner als 0,4% war, das Ergebnis der Bewertung des Rußaustritts „durchgefallen“.
  • Ein Wabenfilter der vorliegenden Erfindung ist als ein Filter zum Auffangen von Feinstaub in einem Abgas verwendbar.
  • Bezugszeichenliste
    • 1, 21 und 41:
    Trennwand
    2, 22 und 42:
    Wabe
    2a, 22a und 42a:
    Einströmwabe
    2b, 22b und 42b:
    Ausströmwabe
    3:
    Umfangswand
    4, 24 und 44:
    Wabenstrukturkörper
    5, 25 und 45:
    Verschlussteil
    6:
    Eckteil
    11, 31 und 51:
    Einström-Stirnseite
    12 und 32:
    Ausström-Stirnseite
    15, 35 und 55:
    erste Wabenreihe
    16, 36 und 56:
    zweite Wabenreihe
    64:
    Wabensegment
    65:
    Verbindungsschicht
    100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1100, 2000, 2100, 2200 und 3000:
    Wabenfilter
    P1:
    Breite (Breite der ersten Wabenreihe)
    P2:
    Breite (Breite der zweiten Wabenreihe)
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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  • Zitierte Patentliteratur
    • JP 2017095953 [0001]
    • WO 2004/052502 [0008]
    • JP 2015029939 A [0008]
    • JP 2016052635 A [0008]
    • JP 2010221159 A [0008]
    • JP 2007155708 A [0097]

Claims (11)

  1. Wabenfilter, enthaltend: einen Wabenstrukturkörper mit porösen Trennwänden, welche so angeordnet sind, dass sie eine Vielzahl sich dergestalt, dass sie Durchgangskanäle für ein Fluid bilden, von einer Einström-Stirnseite zu einer Ausström-Stirnseite erstreckender Waben umgeben, und einen so, dass er einen der Endteile jeder der Waben auf der Seite der Einström-Stirnseite oder der Seite der Ausström-Stirnseite verschließt, angeordneten Verschlussteil, wobei der Wabenstrukturkörper in einem Querschnitt des Wabenstrukturkörpers, welcher senkrecht zu einer Ausdehnungsrichtung der Waben ist, eine Vielzahl von Wabenreihen enthält, in welchen zwei oder mehr Waben entlang einer Richtung geradlinig angeordnet sind, die Vielzahl von Wabenreihen eine erste Wabenreihe und eine zweite Wabenreihe enthält, die erste Wabenreihe eine aus Einströmwaben, in welchen die Verschlussteile in Endteilen auf der Seite der Ausström-Stirnseite angeordnet sind und welche auf der Seite der Einström-Stirnseite geöffnet sind, bestehende Wabenreihe ist, die zweite Wabenreihe eine Wabenreihe der entlang der einen Richtung geradlinig angeordneten und Ausströmwaben, in welchen die Verschlussteile in Endteilen auf der Seite der Einström-Stirnseite angeordnet sind und welche auf der Seite der Ausström-Stirnseite geöffnet sind, enthaltenden Waben ist, eine Breite P1 (mm) der ersten Wabenreihe und eine Breite P2 (mm) der zweiten Wabenreihe eine Beziehung der unten erwähnten Gleichung (1) erfüllen, in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt jede der Waben eine vieleckige Form hat, deren Eckteile in einer gerundeten Form mit einem Rundungsradius R gebildet sind, und die Breite P1 (mm) der ersten Wabenreihe, die Breite P2 (mm) der zweiten Wabenreihe und der Rundungsradius R (µm) eine Beziehung der unten erwähnten Gleichung (2) erfüllen: 2 ≤ 100 − ( P1/P2 × 100 ) ≤ 50  und
    Figure DE102018205711A1_0007
     0,4 ≤ ( R/1000 ) / ( ( P1 + P2 ) /2 ) × 100 ≤ 20.
    Figure DE102018205711A1_0008
  2. Wabenfilter nach Anspruch 1, wobei ein Durchschnittswert der Breite P1 der ersten Wabenreihe und der Breite P2 der zweiten Wabenreihe 0,5 bis 2,7 mm beträgt.
  3. Wabenfilter nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Breite P1 der ersten Wabenreihe 0,3 bis 2,7 mm beträgt.
  4. Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Breite P2 der zweiten Wabenreihe 0,7 bis 2,7 mm beträgt.
  5. Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt ein Verhältnis N2/N1 der Anzahl N2 der zweiten Wabenreihen zu der Anzahl N1 der ersten Wabenreihen zwischen 1/4 und 4,0 liegt.
  6. Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Wabenreihe eine Wabenreihe ist, in welcher die Einströmwaben und die Ausströmwaben gemischt sind.
  7. Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die zweite Wabenreihe eine aus den Ausströmwaben bestehende Wabenreihe ist.
  8. Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt die ersten Wabenreihen jeweils auf beiden Seiten der zweiten Wabenreihe angeordnet sind.
  9. Wabenfilter nach Anspruch 8, wobei in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt die ersten Wabenreihen und die zweiten Wabenreihen in einer zu den jeweiligen Reihen senkrechten Richtung abwechselnd angeordnet sind.
  10. Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, enthaltend zwei oder mehr Gebiete mit verschiedenen Aufbauformen der Wabenreihe in dem zu der Ausdehnungsrichtung der Waben senkrechten Querschnitt, wobei der Wabenstrukturkörper in mindestens einem Teil der Gebiete vorliegt.
  11. Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, enthaltend eine Vielzahl von Wabenstrukturkörpern, wobei jeder der Wabenstrukturkörper aus einem säulenförmigen Wabensegment besteht und Seitenflächen einer Vielzahl von Wabensegmenten durch eine Verbindungsschicht miteinander verbunden sind.
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