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Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung auf der Grundlage der
JP 2022-055095 , eingereicht am 30. März 2022 beim Japanischen Patentamt, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wabenfilter. Genauer betrifft die vorliegende Erfindung einen Wabenfilter mit niedrigem Druckverlust, ausgezeichneter Erosionsbeständigkeit der Abdichtabschnitte, die so angeordnet sind, dass sie geöffnete Enden der Zellen abdichten, und außerdem mit einer ausgezeichneten Wärmeschockbeständigkeit.
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Beschreibung des verwandten Gebiets
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Herkömmlich ist ein Wabenfilter, der eine Wabenstruktur verwendet, als eine Vorrichtung zum Auffangen von Schwebstoffen in einem Abgas, das von einer Brennkraftmaschine wie etwa einer Kraftmaschine eines Kraftfahrzeugs ausgestoßen wird, oder als eine Vorrichtung zum Reinigen giftiger gasförmiger Komponenten wie etwa CO, HC und NOx, bekannt (siehe Patentdokument 1). Die Wabenstruktur enthält Trennwände, die aus poröser Keramik wie etwa Cordierit hergestellt sind, und mehrere Zellen, die durch die Trennwände definiert sind. Ein Wabenfilter enthält eine derartige Wabenstruktur, die mit Abdichtabschnitten versehen ist, um geöffnete Enden an der Einströmstirnfläche und an der Ausströmstirnfläche der mehreren Zellen abwechselnd abzudichten. Mit anderen Worten, ein Wabenfilter weist Einströmzellen, die an der Einströmstirnfläche geöffnet sind und an der Ausströmstirnfläche abgedichtet sind, und Ausströmzellen, die an der Einströmstirnfläche abgedichtet sind und an der Ausströmstirnfläche geöffnet sind, auf, wobei diese Einströmzellen und Ausströmzellen mit den dazwischen eingefügten Trennwänden abwechselnd angeordnet sind. Die porösen Trennwände dienen in dem Wabenfilter als ein Filter zum Auffangen von Schwebstoffen in Abgas. Im Folgenden können Schwebstoffe, die in Abgas enthalten sind, als „PM“ bezeichnet sein. „PM“ ist eine Abkürzung für „Schwebstoffe“.
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Die Reinigung von Abgas durch den Wabenfilter wird wie folgt ausgeführt. Zunächst wird der Wabenfilter in der Weise angeordnet, dass sich seine Einströmstirnfläche einlassseitig des Abgassystems befindet, von dem Abgas ausgestoßen wird. Von der Einströmstirnfläche des Wabenfilters strömt Abgas in die Einströmzellen. Abgas, das in die Einströmzellen strömt, geht durch die porösen Trennwände, strömt in die Ausströmzellen und wird von der Ausströmstirnfläche des Wabenfilters ausgestoßen.
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Wenn PM in Abgas durch den Wabenfilter ununterbrochen entfernt werden, werden PM wie etwa Ruß innerhalb des Wabenfilters abgelagert, so dass die Reinigungseffizienz verringert wird und der Druckverlust des Wabenfilters erhöht wird. Somit wird z. B. in einer Reinigungsvorrichtung, die einen Wabenfilter verwendet, eine „Regenerierungsverarbeitung“ zum Verbrennen innerhalb des Wabenfilters abgelagerter PM ausgeführt.
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[Patentdokument 1] JP 2002-309922
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In den letzten Jahren wurde ein Wabenfilter zum Reinigen eines von einer Kraftmaschine wie etwa einem Kraftfahrzeug emittierten Abgases gefordert, um den Druckverlust zu verringern, um die Kraftstoffeffizienz des Kraftfahrzeugs zu verbessern. Als eine der Maßnahmen zum Verringern des Druckverlusts ist die Untersuchung über „Erhöhen der Porosität“ fortgeschritten, die die Porosität des Wabenfilters im Vergleich zu dem herkömmlichen weiter erhöht. Wenn das Abdichtmaterial, das die Abdichtabschnitte bildet, mit der Erhöhung der Porosität des Wabenfilters hochporös wird, gibt es allerdings ein Problem, dass die Wärmekapazität des gesamten Wabenfilters niedrig wird und dass der Wabenfilter in dem wie oben beschriebenen Regenerierungsprozess leicht beschädigt wird.
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Außerdem besteht das weitere Problem, dass in dem Wabenfilter dann, wenn Fremdkörper wie etwa Metallpartikel, die von einer Kraftmaschine oder von einem Abgasrohr erzeugt werden, in die Strömung des Abgases gelangen, die Fremdkörper mit den Abdichtabschnitten des Wabenfilters kollidieren und die Abdichtabschnitte dort, wo die Fremdkörper kollidieren, verschlissen werden. Insbesondere neigen die Abdichtabschnitte, die der jüngsten hohen Porosität entsprechen, dazu, durch die Kollision von Fremdkörpern verschlissen zu werden, wobei die oben beschriebenen Probleme schwerwiegender sind. Im Folgenden können Verschleiß und Kratzen der Abdichtabschnitte oder dergleichen, die durch Fremdkörper verursacht sind, die in der Abgasströmung fliegen, als „Erosion“ bezeichnet sein.
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Die vorliegende Erfindung wurden angesichts der Probleme im oben beschriebenen Stand der Technik gemacht. Die vorliegende Offenbarung schafft einen Wabenfilter mit niedrigem Druckverlust, ausgezeichneter Erosionsbeständigkeit der Abdichtabschnitte und ausgezeichneter Wärmeschockbeständigkeit.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein im Folgenden beschriebener Wabenfilter geschaffen.
- [1] Ein Wabenfilter, der enthält:
- einen Wabenstrukturkörper, der säulenförmig ist und poröse Trennwände aufweist, die so angeordnet sind, dass sie mehrere Zellen, von denen jede als Fluiddurchgangskanal dient, der von einer Einströmstirnfläche des Wabenstrukturkörpers zu einer Ausströmstirnfläche des Wabenstrukturkörpers verläuft, umgeben, und
- Abdichtabschnitte, die an irgendeinem der Enden an der Einströmstirnfläche und der Enden an der Ausströmstirnfläche der mehreren Zellen angeordnet sind, wobei,
- wenn Zellen der mehreren Zellen mit den Abdichtabschnitten an den Enden an der Einströmstirnfläche als Ausströmzellen definiert sind und Zellen der mehreren Zellen mit den Abdichtabschnitten an den Enden an der Ausströmstirnfläche als Einströmzellen definiert sind,
- abgesehen von Zellen der mehreren Zellen, die in dem äußersten Umfang des Wabenstrukturkörpers angeordnet sind, in einem Querschnitt senkrecht zu einer Verlaufsrichtung der mehreren Zellen des Wabenstrukturkörpers eine Querschnittsform jeder der Einströmzellen achteckig ist und eine Querschnittsform jeder der Ausströmzellen viereckig ist,
- ein Flächenverhältnis (S1/S2) einer Querschnittsfläche S1 jeder der Einströmzellen mit der achteckigen Querschnittsform zu einer Querschnittsfläche S2 jeder der Ausströmzellen mit der rechteckigen Querschnittsform 1,40 bis 2,20 ist,
- die Abdichtabschnitte, die die Enden der Einströmzellen jeweils mit der achteckigen Querschnittsform und der Ausströmzellen jeweils mit der rechteckigen Querschnittsform abdichten, konvexe Abschnitte aufweisen, die von den Stirnflächen, an denen die Abdichtabschnitte angeordnet sind, in der Verlaufsrichtung der mehreren Zellen in Richtung der Außenseiten des Wabenstrukturkörpers vorstehen, und
- die konvexen Abschnitte eine vorstehende Höhe H von 0,3 bis 3,0 mm aufweisen, wenn die Stirnflächen als Böden der konvexen Abschnitte angesehen werden, und die Abdichtabschnitte mit den konvexen Abschnitten eine Abdichttiefe L von 4,0 bis 9,0 mm aufweisen, wenn die Stirnflächen als Anfangspunkte der Abdichtabschnitte angesehen werden.
- [2] Der Wabenfilter nach [1], wobei eine Dicke der Trennwände 0,17 bis 0,32 mm ist.
- [3] Der Wabenfilter nach [1] oder [2], wobei eine Zellendichte des Wabenstrukturkörpers 30 bis 62 Zellen/cm2 ist.
- [4] Der Wabenfilter nach einem von [1] bis [3], wobei eine Porosität der Trennwände 50 bis 60 % ist.
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Der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung soll die Wirkungen eines niedrigen Druckverlusts, einer ausgezeichneten Erosionsbeständigkeit der Abdichtabschnitte und einer ausgezeichneten Wärmeschockbeständigkeit erzielen.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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- 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform eines Wabenfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
- 2 ist eine Draufsicht, die die Einströmstirnfläche des in 1 gezeigten Wabenfilters zeigt.
- 3 ist eine Draufsicht, die die Ausströmstirnfläche des in 1 gezeigten Wabenfilters zeigt.
- 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Abschnitts der Einströmstirnfläche des in 2 gezeigten Wabenfilters.
- 5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt A-A' aus 2 zeigt.
- 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts der Einströmstirnfläche des in 5 gezeigten Wabenfilters.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Im Folgenden werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben; allerdings ist die vorliegende Erfindung nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Somit fallen selbstverständlich jene, die soweit erforderlich durch Hinzufügen von Änderungen, Verbesserungen oder dergleichen zu den folgenden Ausführungsformen auf der Grundlage bekannten Kenntnis des Fachmanns erzeugt werden, ohne von dem Erfindungsgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen, ebenfalls in den Schutzumfang der vorliegenden Erfindung.
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(1) Wabenfilter:
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Eine Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung ist ein Wabenfilter 100, wie er in 1 bis 6 gezeigt ist. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform eines Wabenfilters gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die die Einströmstirnfläche des in 1 gezeigten Wabenfilters zeigt. 3 ist eine Draufsicht, die die Ausströmstirnfläche des in 1 gezeigten Wabenfilters zeigt. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Teils der Einströmstirnfläche des in 2 gezeigten Wabenfilters. 5 ist eine Querschnittsansicht, die schematisch einen Querschnitt A-A' aus 2 zeigt. 6 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Abschnitts der Einströmstirnfläche des in 5 gezeigten Wabenfilters.
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Wie in 1 bis 6 gezeigt ist, enthält der Wabenfilter 100 einen Wabenstrukturkörper 4 und Abdichtabschnitte 5. Der Wabenstrukturkörper 4 weist die porösen Trennwände 1 auf, die in der Weise angeordnet sind, dass sie mehrere Zellen 2 umgeben, von denen jede als ein Fluiddurchgangskanal dient, der von einer Einströmstirnfläche 11 zu einer Ausströmstirnfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4 verläuft. Der Wabenstrukturkörper 4 ist eine säulenförmige Struktur, die als beide Enden davon die Einströmstirnfläche 11 und die Ausströmstirnfläche 12 aufweist. In der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Zellen 2 auf einen mit den Trennwänden 1 umgebenen Raum. Ferner weist der Wabenstrukturkörper 4 des Wabenfilters 100 eine Umfangswand 3 auf, die so angeordnet ist, dass sie die Trennwände 1 an einer Umfangsseitenfläche davon einschließt.
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Die Abdichtabschnitte 5 sind an irgendeinem der Enden der Einströmstirnfläche 11 und der Enden der Ausströmstirnfläche 12 der Zellen 2 angeordnet, um die geöffneten Enden der Zellen 2 abzudichten. Die Abdichtabschnitte 5 sind porös und aus einem porösen Material (d. h. einem porösen Körper) hergestellt. In den in 1 bis 6 gezeigten Wabenfiltern 100 sind vorgegebene Zellen 2, in denen die Abdichtabschnitte 5 an den Enden an einer Einströmstirnfläche 11 angeordnet sind, und verbleibende Zellen 2, in denen die Abdichtabschnitte 5 an den Enden an einer Ausströmstirnfläche 12 angeordnet sind, abwechselnd angeordnet, wobei die Trennwände 1 dazwischen eingefügt sind. Im Folgenden können die Zellen 2 mit den Abdichtabschnitten 5 an den Enden an der Einströmstirnfläche 11 „Ausströmzellen 2b“ genannt werden. Die Zellen 2 mit den Abdichtabschnitten 5 an den Enden an der Ausströmstirnfläche 12 können „Einströmzellen 2a“ genannt werden.
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Abgesehen von den Zellen 2, die in dem äußersten Umfang des Wabenstrukturkörpers 4 angeordnet sind, weist der Wabenfilter 100 in einem Querschnitt senkrecht zu der Verlaufsrichtung der Zellen 2 des Wabenstrukturkörpers 4 eine achteckige Querschnittsform jeder der Einströmzellen 2a und eine quadratische Querschnittsform jeder der Ausströmzellen 2b auf. Im Folgenden können die Zellen 2, in denen der Umfang jeder der Zellen 2 nur von den Trennwänden 1 umgeben ist, als „vollständige Zellen“ bezeichnet sein. Andererseits sind die Zellen 2, die an dem äußersten Umfang des Wabenstrukturkörpers 4 angeordnet sind (im Folgenden einfach als „äußerste Umfangszellen 2“ bezeichnet) die Zellen 2, die von den Trennwänden 1 und von der Umfangswand 3 umgeben sind, wenn der Wabenstrukturkörper 4 auf der Außenumfangsseitenfläche mit einer Umfangswand 3 versehen ist. Diese Zellen 2, die an dem äußersten Umfang angeordnet sind, weisen einen Teil des Umfangs davon auf, der durch die Umfangswand 3 abgetrennt ist, und sind dadurch, dass ein Teil der vollständigen Zellen fehlt, unvollständig gebildet. Im Folgenden können die Zellen 2, von denen jede einen Umfang aufweist, der von den Trennwänden 1 und von der Umfangswand 3 umgeben ist, als „unvollständige Zellen“ bezeichnet bezeichnet sein, wobei die unvollständigen Zellen in den Zellen 2, die die oben beschriebenen Einströmzellen 2a und Ausströmzellen 2b bilden, nicht enthalten sind. Somit beziehen sich die Begriffe „Einströmzellen 2a“ und „Ausströmzellen 2b“, sofern nicht etwas anderes spezifiziert ist, einfach auf „Einströmzellen 2a“ und „Ausströmzellen 2b“, die vollständige Zellen sind.
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Der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform weist besonders wichtige Eigenschaften der Formen und der Querschnittsflächen der Einströmzellen 2a und der Ausströmzellen 2b sowie einer Konfiguration der Abdichtabschnitte 5, von denen jeder an einem Ende jeder dieser Zellen 2 angeordnet ist, auf. Das heißt, in dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform ist das Flächenverhältnis (S1/S2) der Querschnittsfläche S1 jeder der Einströmzellen 2a mit einer achteckigen Querschnittsform zu der Querschnittsfläche S2 jeder der Ausströmzellen 2b mit einer rechteckigen Querschnittsform 1,40 bis 2,20. Die Abdichtabschnitte 5, die Enden der Einströmzellen 2a und der Ausströmzellen 2b abdichten, weisen konvexe Abschnitte 6 auf, die von den Stirnflächen, an denen die Abdichtabschnitte 5 angeordnet sind, in Richtung der Außenseiten des Wabenstrukturkörpers 4 in der Richtung, in der die Zellen 2 verlaufen, vorstehen. „Die Stirnfläche, wo die Abdichtabschnitte 5 angeordnet sind“ bezieht sich hier für die Abdichtabschnitte 5, die an dem Ende der Einströmzellen 2a angeordnet sind, auf die Ausströmstirnfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4 und für die Abdichtabschnitte 5, die an dem Ende der Ausströmzellen 2b angeordnet sind, auf die Einströmstirnfläche 11 des Wabenstrukturkörpers 4. Der konvexe Abschnitt 6 des Abdichtabschnitts 5 weist eine vorstehende Höhe H von 0,3 bis 3,0 mm auf und der Abdichtabschnitt 5 mit dem konvexen Abschnitt 6 weist eine Abdichttiefe L von 4,0 bis 9,0 mm auf. Die Vorsprunghöhe H des konvexen Abschnitts 6 bezieht sich hier auf eine Höhe bis zu dem oberen Ende des konvexen Abschnitts 6, wenn die Stirnfläche (d. h. die Einströmstirnfläche 11 oder die Ausströmstirnfläche 12) des Wabenstrukturkörpers 4, an dem der konvexe Abschnitt 6 angeordnet ist, als ein Boden des konvexen Abschnitt 6 angesehen wird. Die Abdichttiefe L des Abdichtabschnitts 5 bezieht sich auf eine Länge (eine Länge in der Richtung, in der die Zellen 2 verlaufen) des Abdichtabschnitts 5, der in die Zelle 2 gefüllt ist, wenn die Stirnfläche (d. h. die Einströmstirnfläche 11 oder die Ausströmstirnfläche 12) des Wabenstrukturkörpers 4, an der der konvexe Abschnitt 6 angeordnet ist, als ein Anfangspunkt des Abdichtabschnitts 5 angesehen wird.
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Der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform, der wie oben beschrieben konfiguriert ist, weist einen niedrigen Druckverlust, eine ausgezeichnete Erosionsbeständigkeit der Abdichtabschnitte 5 und eine ausgezeichnete Wärmeschockbeständigkeit auf. Insbesondere dadurch, dass die Abdichtabschnitte 5 die wie oben beschriebenen konvexen Abschnitte 6 aufweisen, tritt an dem Ende der Abdichtabschnitte 5 an der Einströmstirnfläche 11 eine Steigung auf, strömt Abgas, das von der Einströmstirnfläche 11 strömt, problemlos in die Einströmzellen 2a und ist der Druckverlust des Wabenfilters 100 verringert. Zusätzlich wurde ein Prozess, der einen Verschleiß (eine Erosion) der Abdichtabschnitte 5 wegen Fremdkörpern, die in der Abgasströmung fliegen, verursacht, untersucht, wobei für die Abdichtabschnitte 5 mit den konvexen Abschnitten 6 neue Ergebnisse wie folgt erhalten wurden. In den Abdichtabschnitten 5 mit den konvexen Abschnitten 6 ist dadurch, dass „die Querschnittsfläche 2a der Einströmzellen S1“ relativ größer als „die Querschnittsfläche S2 der Ausströmzellen 2b“ gemacht wird, die Erosionsbeständigkeit der Abdichtabschnitte 5 verbessert. Insbesondere, wenn die Querschnittsform der Einströmzellen 2a achteckig ist und die Querschnittsform der Ausströmzellen 2b viereckig ist und wenn das Verhältnis (S1/S2) davon 1,40 bis 2,20 ist, ist die Erosionsbeständigkeit der Abdichtabschnitte 5 hervorragend. Ferner wird dadurch, dass die Querschnittsformen und das Flächenverhältnis (S1/S2) der Einströmzellen 2a und der Ausströmzellen 2b wie oben beschrieben eingestellt sind, die problemlose Einströmung von Abgas durch die konvexen Abschnitte 6 gefördert und kann der Druckverlust des Wabenfilters 100 weiter verringert werden.
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Wenn in dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform die vorstehende Höhe H der konvexen Abschnitte 6 0,3 bis 3,0 mm ist und die Abdichttiefe L der Abdichtabschnitte 5 mit den konvexen Abschnitten 6 4,0 bis 9,0 mm ist, ist ferner die Wärmekapazität des Wabenfilters 100, der die Volumenzunahme wegen der konvexen Abschnitte 6 enthält, erhöht. Somit wird der Wabenfilter 100 in einem Regenerierungsprozess des Verbrennens innerhalb des Wabenfilters 100 abgelagerter PM weniger wahrscheinlich beschädigt und ist die Wärmeschockbeständigkeit ebenfalls ausgezeichnet.
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Die Einströmzellen 2a weisen eine achteckige Querschnittsform auf und die Ausströmzellen 2b weisen eine viereckige Querschnittsform auf. Im Folgenden kann die „Querschnittsform“ der Einströmzellen 2a und der Ausströmzellen 2b als „Zellenform“ bezeichnet sein. Die Zellenform der Einströmzellen 2a und der Ausströmzellen 2b kann eine Form sein, in der Ecken von Mehrecken (Achtecken und Vierecken) in einer gekrümmten Form, z. B. in einer im Wesentlichen quadratischen Form, in der die Ecken von Quadraten in einer gekrümmten Form gebildet sind, gebildet sind. Ferner ist die Zellenform der Einströmzellen 2a, wenn die Zellenform der Ausströmzellen 2b „quadratisch“ ist und die Zellenform der Einströmzellen 2a „achteckig“ ist, wie folgt vorzugsweise „achteckig“ konfiguriert. Das heißt, die Zellenform der Einströmzellen 2a ist vorzugsweise ein „Achteck“, das durch Vergrößern der Länge einer Seite eines Vierecks, das die Zellenform der Ausströmzellen 2b ist, um eine vorgegebene Länge und Abschrägen des Vierecks des vergrößerten Vierecks gebildet ist.
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Das Flächenverhältnis (S1/S2) der Querschnittsfläche S1 der Einströmzellen 2a zu der Querschnittsfläche S2 der Ausströmzellen 2b ist 1,40 bis 2,20. Wenn das Flächenverhältnis (S1/S2) kleiner als 1,40 ist, ist die Druckverlustverringerung niedrig und wird nicht erwartet, dass sich die Korrosionsbeständigkeit ausreichend verbessert. Wenn S1/S2 2,20 übersteigt, nimmt der Druckverlust zu. S1/S2 ist vorzugsweise von 1,50 bis 2,10, bevorzugter von 1,70 bis 2,10.
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Die Querschnittsfläche S1 der Einströmzellen 2a und die Querschnittsfläche S2 der Ausströmzellen 2b kann durch Ausführen von Beobachtungen unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM) oder eines Mikroskops (Mikroskop) und Analysieren der erhaltenen Bilder gemessen werden. Zusätzlich wird die Querschnittsfläche S1 der Einströmzellen 2a und die Querschnittsfläche S2 der Ausströmzellen 2b an 10 beliebig gewählten Orten gemessen und werden sie jeweils gemittelt.
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In den Abdichtabschnitten 5 ist die vorstehende Höhe H der konvexen Abschnitte 6 0,3 bis 3,0 mm und ist die Abdichttiefe L 4,0 bis 9,0 mm. Wenn die Vorsprunghöhe H der konvexen Abschnitte 6 kleiner als 0,3 mm ist, ist dies angesichts der Erosionsbeständigkeit nicht bevorzugt. Wenn die vorstehende Höhe H der konvexen Abschnitte 6 3,0 mm übersteigt, ist das angesichts der Reinigungsleistung nicht bevorzugt. Die vorstehende Höhe H der konvexen Abschnitte 6 ist vorzugsweise 0,5 bis 3,0 mm und bevorzugter 0,5 bis 2,0 mm. Ferner ist es angesichts der Wärmeschockbeständigkeit nicht bevorzugt, wenn die Abdichttiefe L kleiner als 4,0 mm ist. Falls die Abdichttiefe L 9,0 mm übersteigt, ist das angesichts des Druckverlusts nicht bevorzugt. Die Abdichttiefe L ist vorzugsweise 4,0 bis 9,0 mm und bevorzugter 4,5 bis 9,0 mm.
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Die vorstehende Höhe H und die Abdichttiefe L der konvexen Abschnitte 6 können durch das folgende Verfahren gemessen werden. Die vorstehende Höhe H kann von der Stirnfläche des Wabenfilters 100 unter Verwendung einer Skale (SKALE) gemessen werden. Die Abdichttiefe L wird durch Einführen eines Stabs, der länger als die Gesamtlänge des Wabenfilters 100 ist und dessen Länge bekannt ist, in die Zellen 2 und Berechnen der Länge der Abdichtabschnitte 5 (d. h. der Abdichttiefe L) aus den Differenzen zwischen der Länge des Stabs, die von dem Wabenfilter 100 freiliegt, und der Länge des Stabs selbst gemessen. Außerdem werden die vorstehende Höhe H und die Abdichttiefe L an 10 beliebig gewählten Positionen gemessen und wird jede gemittelt, um die Mittelwerte zu erhalten.
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Die konvexen Abschnitte 6 der Abdichtabschnitte 5 können in der Richtung, in der die Zellen 2 von der Stirnfläche ausgehen, wo die Abdichtabschnitte 5 angeordnet sind, nach außen vorstehen, wobei die Form der konvexen Abschnitte 6 z. B. in irgendeiner Form wie etwa einer Halbkugelform oder einer Pyramidenform vorstehen kann. Es wird angemerkt, dass der obere Abschnitt jeder der konvexen Abschnitte 6 vorzugsweise einer ist und dass der obere Abschnitt jeder der konvexen Abschnitte 6 bevorzugter so konfiguriert ist, dass eine Senkrechte von dem oberen Abschnitt nach unten zu dem unteren Abschnitt davon näher zu dem Mittelpunkt des Querschnitts (des Schwerpunkts des Querschnitts) der Zellen 2, in denen die Abdichtabschnitte 5 angeordnet sind, ist. Die vorstehende Höhe H und die Abdichttiefe L der konvexen Abschnitte 6 können zwischen den Abdichtabschnitten 5, die an der Einströmstirnfläche 11 angeordnet sind, und den Abdichtabschnitten 5, die an der Ausströmstirnfläche 12 angeordnet sind, derselbe Wert sein oder können verschiedene Werte sein. Allerdings sollten die vorstehende Höhe H1 und die Abdichttiefe L1 der Abdichtabschnitte 5, die an der Einströmstirnfläche 11 des Wabenstrukturkörpers 4 angeordnet sind, und die vorstehende Höhe H2 und die Abdichttiefe L2 der Abdichtabschnitte 5, die an der Ausströmstirnfläche 12 des Wabenstrukturkörpers 4 angeordnet sind, die oben beschriebenen Zahlenbereiche erfüllen.
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Die Konfiguration des Wabenstrukturkörpers 4 mit den porösen Trennwänden 1 ist in dem Wabenfilter 100 nicht besonders beschränkt. Allerdings sind bevorzugte Ausführungsformen des Wabenstrukturkörpers 4 wie folgt.
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Eine Dicke der Trennwände 1 ist in dem Wabenstrukturkörper 4 vorzugsweise 0,17 bis 0,32 mm und bevorzugter 0,20 bis 0,30 mm. Die Dicke der Trennwände 1 kann z. B. unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops oder eines Mikroskops gemessen werden. Falls die Dicke der Trennwände 1 kleiner als 0,17 mm ist, kann keine zufriedenstellende Festigkeit erhalten werden. Andererseits kann der Druckverlust des Wabenfilters 100 zunehmen, wenn die Dicke der Trennwände 1 0,32 mm übersteigt.
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Eine Porosität der Trennwände 1 in dem Wabenstrukturkörper 4 ist vorzugsweise 50 bis 60 % und bevorzugter 52 bis 58 %. Die Porosität der Trennwände 1 ist ein durch die Quecksilberporosimetrie gemessener Wert. Die Porosität der Trennwände 1 kann z. B. unter Verwendung eines durch die Micromeritics Co. hergestellten Autopore 9500 (Produktname) gemessen werden. Die Messung der Porosität der Trennwände 1 kann durch Herausschneiden eines Abschnitts der Trennwände 1 aus dem Wabenstrukturkörper 4, um ein Probenstück zu bilden, und Verwenden des so erhaltenen Probenstücks ausgeführt werden. Vorzugsweise ist die Porosität der Trennwände 1 über das gesamte Gebiet des Wabenstrukturkörpers 4 konstant.
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Eine Zellendichte der durch die Trennwände 1 aufgeteilten Zellen 2 in dem Wabenstrukturkörper 4 ist vorzugsweise 30 bis 62 Zellen/cm2, bevorzugter 31 bis 62 Zellen/cm2. Der Wabenfilter 100 mit dieser Konfiguration unterdrückt eine Zunahme des Druckverlusts, während er die Fähigkeit zum Auffangen von PM aufrechterhält.
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Die Umfangswand 3 des Wabenstrukturkörpers 4 kann einteilig mit den Trennwänden 1 konfiguriert sein oder kann aus einer Umfangsüberzugsschicht zusammengesetzt sein, die durch Auftragen eines Umfangsbeschichtungsmaterials auf die Umfangsseite der Trennwände 1 gebildet ist. Obwohl dies nicht gezeigt ist, kann in einem Herstellungsprozess die Umfangsüberzugsschicht z. B. auf der Umfangsseite der Trennwände vorgesehen werden, nachdem die Trennwände und die Umfangswand einteilig gebildet worden sind, und wird daraufhin die gebildete Umfangswand durch ein bekanntes Verfahren wie etwa Schleifen entfernt.
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An die Form des Wabenstrukturkörpers 4 gibt es keine besondere Beschränkung. Beispiele der Form des Wabenstrukturkörpers 4 enthalten eine Säulenform, in der die Einströmstirnfläche 11 und die Ausströmstirnfläche 12 eine Form wie etwa einen Kreis, eine Ellipse und ein Mehreck aufweisen.
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Die Größe des Wabenstrukturkörpers 4, z. B. die Länge von der Einströmstirnfläche 11 zu der Ausströmstirnfläche 12 und die Größe eines Schnitts orthogonal zu der Verlaufsrichtung der Zellen 2 des Wabenstrukturkörpers 4, ist nicht besonders beschränkt. Jede Größe kann nach Bedarf so gewählt werden, dass die optimale Reinigungsleistung erhalten wird, wenn der Wabenfilter 100 als ein Filter zum Reinigen von Abgas verwendet wird.
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Das Material der Trennwände 1 ist nicht besonders beschränkt. Das Material der Trennwände 1 kann z. B. ein Material enthalten, das wenigstens eines enthält, das aus der Gruppe gewählt ist, die aus Siliciumcarbid, Cordierit, Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial, Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundmaterial, Siliciumnitrid, Mullit, Aluminiumoxid und Aluminiumtitanat besteht. Vorzugsweise enthalten die Trennwände 1 diese Materialien in einer Menge von 90 Masse-% oder mehr, bevorzugter 92 Masse-% oder mehr und am meisten bevorzugt 95 Masse-% oder mehr. Das Silicium-Siliciumcarbid-Verbundmaterial ist ein Verbundmaterial, das unter Verwendung von Siliciumcarbid als ein Aggregat und Silicium als ein Bindemittel gebildet ist. Das Cordierit-Siliciumcarbid-Verbundmaterial ist ein Verbundmaterial, das unter Verwendung von Siliciumcarbid als ein Aggregat und Cordierit als ein Bindemittel gebildet ist.
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Das Material der Abdichtabschnitte 5 ist vorzugsweise ein Material, das als das Material der Trennwände 1 bevorzugt ist. Das Material der Abdichtabschnitte 5 und das Material der Trennwände 1 können dieselben oder verschieden sein.
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In dem Wabenfilter 100 ist auf den Trennwänden 1, die die mehreren Zellen 2 definieren, vorzugsweise ein Katalysator zum Reinen von Abgas angebracht. Das Anbringen eines Katalysators auf den Trennwänden 1 bezieht sich auf das Beschichten des Katalysators auf der Oberfläche der Trennwände 1 und auf den Innenwänden der in den Trennwänden 1 gebildeten Poren. Diese Konfiguration ermöglicht es, CO, NOx, HC und dergleichen in Abgas durch katalytische Reaktion in unschädliche Substanzen zu überführen. Außerdem kann die Oxidation von PM von aufgefangenem Ruß oder dergleichen beschleunigt werden. In dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform ist es besonders bevorzugt, dass der Katalysator innerhalb der Poren der porösen Trennwände angebracht ist. Bei einer solchen Konfiguration ist es möglich, sowohl eine Verbesserung der Auffangleistung als auch eine Verringerung des Druckverlusts zu erzielen, nachdem der Katalysator in einer kleinen Menge angebracht worden ist. Ferner wird die Strömung von Gasen gleichförmig und kann somit erwartet werden, dass die Reinigungsleistung verbessert wird, nachdem der Katalysator angebracht worden ist.
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An den Katalysator, der auf den Trennwänden 1 angebracht ist, gibt es keine besondere Beschränkung. Zum Beispiel kann beispielhaft ein Katalysator erläutert werden, der ein Element der Platingruppe enthält und der ein Oxid wenigstens eines Elements unter Aluminium, Zirconium und Cer enthält.
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(2) Herstellungsverfahren des Wabenfilters
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Ein Verfahren zur Herstellung des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung ist nicht besonders beschränkt und der Wabenfilter kann z. B. durch das folgende Verfahren hergestellt werden. Zunächst wird ein plastisches Knetmaterial vorbereitet, um einen Wabenstrukturkörper herzustellen. Das Knetmaterial zum Herstellen eines Wabenstrukturkörpers kann durch Zugeben von Additiven wie etwa eines Bindemittels, eines Porenbildners und von Wasser nach Bedarf zu einem Material, das aus den oben erwähnten Materialien, die für die Trennwände geeignet sind, als ein Rohmaterialpulver ausgewählt wird, vorbereitet werden.
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Nachfolgend wird das vorbereitete Knetmaterial auf diese Weise extrudiert, wodurch ein säulenförmiger Wabenformkörper mit Trennwänden hergestellt wird, der mehrere Zellen und eine Umfangswand, die diese Trennwände umgibt, definiert. Bei der Extrusion ist es möglich, für die Extrusion eine Form zu nutzen, deren Schlitze die invertierte Form des zu formenden Wabenformkörpers aufweisen und die auf der extrudierten Oberfläche zum Extrudieren des Knetmaterials vorgesehen sind. Als die Form für die Extrusion wird hier eine Form mit Schlitzen verwendet, die dafür konfiguriert sind, einen Wabenformkörper zu bilden, in dem achteckige Zellen und viereckige Zellen mit dazwischen eingefügten Trennwänden abwechselnd angeordnet sind. Hinsichtlich der Größe der achteckigen Zellen und der quadratischen Zellen wird die Größe der jeweiligen Zellen so eingestellt, dass das Flächenverhältnis (S1'/S2') zwischen der Fläche S1' der achteckigen Zellen und der Fläche S2' der quadratischen Zellen 1,40 bis 2,20 ist. Nachfolgend wird der erhaltene Wabenformkörper z. B. durch Mikrowellen und Warmluft getrocknet.
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Nachfolgend werden an den geöffneten Enden der Zellen des getrockneten Wabenformkörpers die Abdichtabschnitte vorgesehen. Genauer wird z. B. zunächst ein Abdichtmaterial vorbereitet, das einen Rohstoff zum Bilden der Abdichtabschnitte enthält. Nachfolgend wird auf die Einströmstirnfläche des Wabenformkörpers eine Maske aufgetragen, um die Einströmzellen abzudecken. Nachfolgend werden die geöffneten Enden der Ausströmzellen ohne die Maske an der Einströmstirnfläche des Wabenformkörpers mit dem vorbereiteten Abdichtmaterial gefüllt. Zu dieser Zeit ist es bevorzugt, mit einer Vorrichtung wie etwa einem Tropfer zu füllen, der eine Bewegung einer vorgegebenen Menge des Abdichtmaterials ermöglicht. Wenn das Abdichtmaterial gefüllt wird, wird das Abdichtmaterial eingespritzt, bis das Abdichtmaterial an der Einströmstirnfläche des Wabenformkörpers überläuft, so dass an der Einströmstirnfläche des Wabenformkörpers konvexe Abschnitte gebildet werden. Dadurch werden die konvexen Abschnitte mit einer vorstehenden Höhe H von 0,3 bis 3,0 mm gebildet. Danach wird die Ausströmstirnfläche des Wabenformkörpers ähnlich wie oben ebenfalls mit dem Abdichtmaterial an den geöffneten Enden der Einströmzellen gefüllt. Außerdem wird die Fülltiefe des Abdichtmaterials so eingestellt, dass die Abdichttiefe L der erhaltenen Abdichtabschnitte 4,0 bis 9,0 mm wird, wenn das Abdichtmaterial gefüllt wird.
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Nachfolgend wird der Wabenformkörper, in dem an einem der geöffneten Enden der Zellen die Abdichtabschnitte angeordnet sind, gebrannt, um einen Wabenfilter herzustellen. Die Temperatur und die Atmosphäre für das Brennen unterscheiden sich in Übereinstimmung mit dem Rohstoff und der Fachmann auf dem Gebiet kann die Temperatur und die Atmosphäre für das Brennen wählen, die für das gewählte Material am besten geeignet sind.
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(Beispiele)
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Im Folgenden ist die vorliegende Erfindung durch Beispiele ausführlicher beschrieben, wobei die vorliegende Erfindung aber durch diese Beispiele keinesfalls beschränkt ist.
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(Beispiel 1)
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2 Masseteile Porenbildner, 2 Masseteile Dispergiermittel und 7 Masseteile eines organischen Bindemittels wurden zu 100 Masseteilen Cordieritbildungs-Ausgangsstoff zugeben und gemischt und daraufhin geknetet, um ein Knetmaterial vorzubereiten. Als der Cordieritbildungs-Ausgangsstoff wurden Aluminiumoxid, Aluminiumhydroxid, Kaolin, Talk und Siliciumdioxid verwendet. Als das Dispergiermittel wurde Wasser verwendet. Als das organische Bindemittel wurde Methylzellulose verwendet. Als das Dispergiermittel wurde Dextrin verwendet. Als der Porenbildner wurde ein Wasser absorbierendes Polymer mit dem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 20 µm verwendet. In dem vorliegenden Beispiel ist der durchschnittliche Partikeldurchmesser des jeweiligen Rohstoffs die Partikelgröße (D50) bei einem integrierten Wert von 50 % in der Partikelgrößenverteilung, bestimmt durch die Laserdiffraktometrie und das Streuverfahren.
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Nachfolgend wurde das Knetmaterial unter Verwendung einer Form zum Herstellen eines Wabenformkörpers extrudiert, um einen Wabenformkörper mit einer runden Säulenform als eine Gesamtform zu erhalten. Die Zellen des Wabenformkörpers wurden achteckig und quadratisch konfiguriert, und diese achteckigen und quadratischen Zellen wurden so konfiguriert, dass sie mit dazwischen eingefügten Trennwänden abwechselnd angeordnet waren.
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Nachfolgend wurde dieser Wabenformkörper durch einen Mikrowellentrockner getrocknet und wurde er daraufhin durch einen Warmlufttrockner vollständig getrocknet und wurden daraufhin beide Stirnflächen des Wabenformkörpers abgeschnitten, damit sie vorgegebene Dimensionen aufwiesen.
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Nachfolgend wurde ein Abdichtmaterial vorbereitet, um die Abdichtabschnitte zu bilden. Genauer wurden zu dem Keramikrohstoff Wasser, ein Bindemittel oder dergleichen zugegeben, um ein breiartiges Abdichtmaterial vorzubereiten. Als der Keramikausgangsstoff kann z. B. ein Cordieritbildungs-Ausgangsstoff oder dergleichen verwendet werden, der bei der Herstellung des Wabenformkörpers verwendet wird. Danach wurde ein Abdichtmaterial verwendet, um an geöffneten Enden der vorgegebenen Zellen an der Einströmstirnfläche des getrockneten Wabenformkörpers und an geöffneten Enden der verbleibenden Zellen an der Ausströmstirnfläche des getrockneten Wabenformkörpers die Abdichtabschnitte zu bilden. Die Abdichtabschnitte wurden in der Weise gebildet, dass die Zellen mit einer achteckigen Zellenform zu Einströmzellen wurden und die Zellen mit einer quadratischen Zellenform zu Ausströmzellen wurden.
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Nachfolgend wurde der Wabenformkörper, an dem die jeweiligen Abdichtabschnitte gebildet wurden, einem Entfetten und Brennen ausgesetzt, um einen Wabenfilter des Beispiels 1 herzustellen.
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Der Wabenfilter des Beispiels 1 wies eine runde Säulenform auf, wobei die Einströmstirnfläche und die Ausströmstirnfläche rund waren. Die Einströmstirnfläche und die Ausströmstirnfläche wiesen einen Durchmesser von 267 mm auf. Ferner betrug die Länge der Zellen des Wabenfilters in der Verlaufsrichtung 178 mm. In dem Wabenfilter des Beispiels 1 war die Zellenform (Querschnittsform) der Einströmzellen achteckig und war die Zellenform (Querschnittsform) der Ausströmzellen viereckig. Die Trennwände wiesen eine Dicke von 0,26 mm, eine Zellendichte von 47 Zellen/cm2 und eine Porosität von 55 % der Trennwände auf. Die Porosität der Trennwände wurde unter Verwendung eines durch Micromeritics hergestellten Autopore 9500 (Produktname) gemessen. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse.
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Die Querschnittsfläche S1 der Einströmzellen und die Querschnittsfläche S2 der Ausströmzellen wurden durch Beobachten unter Verwendung eines Rasterelektronenmikroskops (REM) oder eines Mikroskops (Mikroskop) und Analysieren der erhaltenen Bilder gemessen. Auf der Grundlage der gemessenen Daten wurde das Flächenverhältnis (S1/S2) der Querschnittsfläche S1 der Einströmzellen zu der Querschnittsfläche S2 der Ausströmzellen berechnet. Das berechnete Flächenverhältnis (S1/S2) der Zellen war 1,70. Tabelle 1 zeigt das Ergebnis.
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Die Abdichtabschnitte, die die Enden der Zellen abdichten, wiesen konvexe Abschnitte auf, die von den Stirnflächen, wo die Abdichtabschnitte angeordnet waren, nach außen vorstanden. Die vorstehende Höhe H der konvexen Abschnitte der Abdichtabschnitte war 2,0 mm. Ferner war die Abdichttiefe L der jeweiligen Abdichtabschnitte 7,0 mm. Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse. Tabelle 1
| | Vorstehende Höhe H des Abdichtabschnitts (mm) | Abdichttiefe L des Abdichtabschnitts (mm) | Flächenverhältnis der Zellen (S1/S2) | Querschnittsform der Einströmzellen | Querschnittsform der Ausströmzellen | Dicke der Trennwände (mm) | Zellendichte (Zellen/ cm2) | Porosität (%) |
| Vergleichsbeispiel 1 | 1,0 | 5,0 | 1,00 | Viereck | Viereck | 0,27 | 39 | 56 |
| Vergleichsbeispiel 2 | 0,0 | 6,0 | 1,00 | Viereck | Viereck | 0,25 | 29 | 52 |
| Vergleichsbeispiel 3 | 4,0 | 10,0 | 1,56 | Achteck | Viereck | 0,19 | 39 | 54 |
| Vergleichsbeispiel 4 | 1,0 | 3,0 | 1,56 | Achteck | Viereck | 0,19 | 39 | 54 |
| Vergleichsbeispiel 5 | 1,0 | 6,0 | 2,31 | Achteck | Viereck | 0,33 | 62 | 61 |
| Beispiel 1 | 2,0 | 7,0 | 1,70 | Achteck | Viereck | 0,26 | 47 | 55 |
| Beispiel 2 | 2,0 | 8,0 | 1,63 | Achteck | Viereck | 0,30 | 39 | 54 |
| Beispiel 3 | 0,5 | 9,0 | 1,74 | Achteck | Viereck | 0,22 | 54 | 52 |
| Beispiel 4 | 1,0 | 4,0 | 2,10 | Achteck | Viereck | 0,23 | 62 | 54 |
| Beispiel 5 | 1,0 | 9,0 | 1,70 | Achteck | Viereck | 0,28 | 31 | 55 |
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Die Wabenfilter des Beispiels 1 wurden auf die folgende Weise auf „Druckverlust“, „Erosionsbeständigkeit“ und „Wärmeschockbeständigkeit“ bewertet. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
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[Druckverlust] Abgas, das von einer 6,7-I-Dieselkraftmaschine ausgestoßen wurde, wurde in die Wabenfilter des jeweiligen Beispiels und der Vergleichsbeispiele strömen gelassen und die Trennwände des Wabenfilters wurden verwendet, um Ruß im Abgas aufzufangen. Der Rußauffang wurde ausgeführt, bis die Rußablagerung pro Volumeneinheit (1I) des Wabenfilters 5 g/l war. Daraufhin wurde Abgas bei 200 °C mit einer Durchflussmenge von 12 m3/min in den Wabenfilter strömen gelassen, während die Rußablagerung 5 g/l war, und es wurden die Drücke des Wabenfilters auf der Einströmstirnflächenseite und auf der Ausströmstirnflächenseite gemessen. Daraufhin wurde durch Berechnen der Druckdifferenz zwischen der Einströmstirnflächenseite und der Ausströmstirnflächenseite der Druckverlust (kPa) jedes der Wabenfilter bestimmt. Daraufhin wurde das Druckverlustverhältnis (%) jedes Wabenfilters berechnet, wenn der Druckverlust des Wabenfilters des Vergleichsbeispiels 1100 % gesetzt wurde, und wurde der Wabenfilter jedes der Beispiele und der Vergleichsbeispiele auf der Grundlage der folgenden Bewertungskriterien bewertet. In den folgenden Kriterien bezieht sich „Druckverlustverhältnis (%)“ auf das Verhältnis (%) des Druckverlusts des Wabenfilters, wenn der Druckverlust des Wabenfilters des Vergleichsbeispiels 1 100 % gesetzt wurde.
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Bewertung „ausgezeichnet“: Wenn das Druckverlustverhältnis (%) 80 % oder kleiner ist, ist er „ausgezeichnet“.
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Bewertung „gut“: Wenn das Druckverlustverhältnis (%) größer als 80 % und nicht größer als 90 % ist, ist er „gut“.
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Bewertung „bestanden“. Wenn das Druckverlustverhältnis (%) größer als 90 % und nicht größer als 100 % ist, hat er „bestanden“.
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Bewertung „nicht bestanden“: Wenn das Druckverlustverhältnis (%) 100 % übersteigt, hat er „nicht bestanden“.
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[Erosionsbeständigkeit] Zunächst wurde der Wabenfilter in einen Dosenkörper getan und wurde der Wabenfilter in der Dose in einer Gasbrenner-Testmaschine angeordnet. Nachfolgend wurden durch die Gasbrenner-Testmaschine aus SiC hergestellte Schleifkörner mit der Einströmstirnfläche des Wabenfilters kollidieren gelassen. Die Bedingungen, um zu veranlassen, dass die Schleifkörner kollidieren, waren wie folgt. Die Eingangsschleifkörner wurden als 5 g verwendet. Die Temperatur des in den Wabenfilter strömenden Gases war 700 °C. Die Durchflussmenge des in den Wabenfilter strömenden Gases war als 120 m/s definiert. Die Testzeit waren 10 Minuten, während denen die Schleifkörner allmählich zugegeben wurden. Danach wurde der Wabenfilter herausgenommen und wurde der herausgenommene Wabenfilter durch Tomografie (CT) fotografiert und wurde die durch die Kollision der Schleifkörner abgekratzte Tiefe (Erosionstiefe (mm)) des Wabenfilters berechnet. In diesem Test wurden Schleifkörner mit einem durchschnittlichen Partikeldurchmesser von 50 Mikrometern verwendet. Die „Erosionsbeständigkeit“ des Wabenfilters wurde in Übereinstimmung mit den folgenden Bewertungskriterien bewertet.
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Bewertung „OK“: Wenn die Erosionstiefe des Bewertungsziels kleiner als die Erosionstiefe des Vergleichsbeispiels 1 war, hat er bestanden (OK).
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Bewertung „NG“: Wenn die Erosionstiefe des Bewertungsziels großer als die Erosionstiefe des Vergleichsbeispiels 1 war, hat er nicht bestanden (NG).
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[Wärmeschockbeständigkeit] Zunächst wurde in einem Kraftmaschinenprüfstand, der mit einer 6,7-I-Dieselkraftmaschine ausgestattet war, unter einer vorgegebenen Betriebsbedingung eine vorgegebene Menge Ruß erzeugt und wurde der erzeugte Ruß auf den Trennwänden des Wabenfilters jedes der Beispiele und der Vergleichsbeispiele abgelagert. Nachfolgend wurde durch Erhöhen der Einlassgastemperatur des Wabenfilters eine Regenerierungsverarbeitung durch Nachinjektion ausgeführt, um die Einlassgastemperatur des Wabenfilters zu erhöhen, und wurde die Nachinjektion abgeschaltet und wurde die Kraftmaschine in den Leerlaufzustand geschaltet, wenn der Druckverlust zwischen der Einlassseite und der Auslassseite des Wabenfilters abzunehmen begann. Die obige Prozedur wurde wiederholt, bis in dem Wabenfilter durch allmähliches Erhöhen der vorgegebenen Menge Ruß, der vor der Regenerationsverarbeitung abgelagert wurde, in dem Wabenfilter Risse auftraten. Die Menge der Rußablagerung, bei der in dem Wabenfilter Risse auftraten, wurde in jedem Wabenfilter als die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ definiert. Die Wabenfilter jedes der Beispiele und der Vergleichsbeispiele wurden auf der Grundlage der folgenden Bewertungskriterien bewertet.
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Bewertung „ausgezeichnet“: Wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Vergleichsbeispiels 1100 % ist und wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Bewertungsziels 110 % oder größer ist, ist er „ausgezeichnet“.
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Bewertung „gut“: Wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Vergleichsbeispiels 1100 % ist und wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Bewertungsziels 105 % oder größer und kleiner als 110 % ist, ist er „gut“.
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Bewertung „bestanden“: Wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Vergleichsbeispiels 1100 % ist und wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Bewertungsziels 100 % oder größer und kleiner als 105 % ist, hat er „bestanden“.
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Bewertung „nicht bestanden“: Wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Vergleichsbeispiels 1100 % gesetzt ist und wenn die „Menge des Rußablagerungsgrenzwerts“ des Vergleichsziels kleiner als 100 % ist, hat er „nicht bestanden“. (Tabelle 2)
| | Druckverlust | Erosionsbeständigkeit | Wärmeschockbeständigkeit |
| Bewertung | Bewertung | Bewertung |
| Vergleichsbeispiel 1 | Standard | Standard | Standard |
| Vergleichsbeispiel 2 | Nicht bestanden | NG | Nicht bestanden |
| Vergleichsbeispiel 3 | Ausgezeichnet | OK | Nicht bestanden |
| Vergleichsbeispiel 4 | Ausgezeichnet | NG | Nicht bestanden |
| Vergleichsbeispiel 5 | Nicht bestanden | OK | Ausgezeichnet |
| Beispiel 1 | Gut | OK | Gut |
| Beispiel 2 | Bestanden | OK | Ausgezeichnet |
| Beispiel 3 | Ausgezeichnet | OK | Gut |
| Beispiel 4 | Ausgezeichnet | OK | Bestanden |
| Beispiel 5 | Bestanden | OK | Gut |
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(Beispiele 2 bis 5 und Vergleichsbeispiele 1 bis 5)
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Abgesehen davon, dass die Konfigurationen des Wabenfilters wie in Tabelle 1 gezeigt geändert wurden, wurden Wabenfilter in derselben Weise wie der Wabenfilter des Beispiels 1 hergestellt.
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Die Wabenfilter der Beispiele 2 bis 5 und der Vergleichsbeispiele 1 bis 5 wurden in derselben Weise wie in Beispiel 1 ebenfalls auf „Druckverlust“, „Erosionsbeständigkeit“ und „Wärmeschockbeständigkeit“ bewertet. Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse.
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(Ergebnisse)
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Es wurde bestätigt, dass die Wabenfilter der Beispiele 1 bis 5 gegenüber den jeweiligen Leistungen des Wabenfilters des Vergleichsbeispiels 1 als ein Standard bei der Bewertung des Druckverlustes, der Erosionsbeständigkeit und der Wärmeschockbeständigkeit besser waren. Andererseits waren die Wabenfilter der Vergleichsbeispiele 2 bis 5 bei Druckverlust oder Erosionsbeständigkeit oder Wärmeschockbeständigkeit im Vergleich zu den Wabenfiltern der Beispiele 1 bis 5 schlechter.
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Industrielle Anwendbarkeit
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Der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung kann das ein Filter zum Auffangen von Schwebstoffen in Abgas verwendet werden.
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Beschreibung von Bezugszeichen
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1: Trennwand, 2: Zelle, 2a: Einströmzelle, 2b: Ausströmzelle, 3: Umfangswand, 4: Wabenstrukturkörper, 5: Abdichtabschnitt, 6: konvexe Abschnitte, 11: Einströmstirnfläche, 12: Ausströmstirnfläche, 100: Wabenfilter, H, H1 und H2: Vorsprunghöhe, L, L1 und L2: Abdichttiefe, S1 und S2: Querschnittsfläche (Zellenquerschnittsfläche).
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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