DE60109735T2 - Honigwabenstruktur mit dreieckigen zellen - Google Patents

Honigwabenstruktur mit dreieckigen zellen Download PDF

Info

Publication number
DE60109735T2
DE60109735T2 DE60109735T DE60109735T DE60109735T2 DE 60109735 T2 DE60109735 T2 DE 60109735T2 DE 60109735 T DE60109735 T DE 60109735T DE 60109735 T DE60109735 T DE 60109735T DE 60109735 T2 DE60109735 T2 DE 60109735T2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
honeycomb structure
honeycomb
cross
structure according
segments
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
DE60109735T
Other languages
English (en)
Other versions
DE60109735D1 (de
Inventor
Takashi Nagoya-city HARADA
Yukio Nagoya-city MIYAIRI
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NGK Insulators Ltd
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Insulators Ltd filed Critical NGK Insulators Ltd
Application granted granted Critical
Publication of DE60109735D1 publication Critical patent/DE60109735D1/de
Publication of DE60109735T2 publication Critical patent/DE60109735T2/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2474—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the walls along the length of the honeycomb
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/2429—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the honeycomb walls or cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/2448—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material of the adhesive layers, i.e. joints between segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/24494—Thermal expansion coefficient, heat capacity or thermal conductivity
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2425—Honeycomb filters characterized by parameters related to the physical properties of the honeycomb structure material
    • B01D46/24495—Young's modulus
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2455—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the whole honeycomb or segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2466—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the adhesive layers, i.e. joints between segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/247—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2478—Structures comprising honeycomb segments
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2484—Cell density, area or aspect ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
    • B01D46/2488—Triangular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
    • B01D46/2496—Circular
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2498—The honeycomb filter being defined by mathematical relationships
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes
    • B01D53/88—Handling or mounting catalysts
    • B01D53/885—Devices in general for catalytic purification of waste gases
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01J35/56—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2807—Metal other than sintered metal
    • F01N3/281—Metallic honeycomb monoliths made of stacked or rolled sheets, foils or plates
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
    • F01N3/28—Construction of catalytic reactors
    • F01N3/2803—Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
    • F01N3/2825—Ceramics
    • F01N3/2828—Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • F01N2330/34—Honeycomb supports characterised by their structural details with flow channels of polygonal cross section

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wabenstruktur, die z.B. als Filter verwendet werden kann, der Feststoffe, die in einer Wärmekraftmaschine wie einem Verbrennungsmotor oder einer Verbrennungsvorrichtung wie einem Boiler abgegeben werden, sammelt und entfernt.
  • Stand der Technik
  • Herkömmlicherweise ist als ein Verfahren zum Sammeln und Entfernen von Feststoffen, die in einem Staub enthaltenden Fluid wie von einem Dieselmotor oder dergleichen abgegebenen Abgas enthalten sind, die Verwendung einer Wabenstruktur bekannt, in welcher eine Wand aus Durchgangskanälen eine Filterfunktion aufweist, ein Ende an vorbestimmten Durchgangskanälen verschlossen und das andere Ende an den übrigen Durchgangskanälen verschlossen ist.
  • Für den Fall, in welchem eine solche Wabenstruktur als Filter zum Sammeln von Feststoffen in Abgasen verwendet wird, ist es erforderlich, eine Regenerierungsbehandlung durchzuführen, in welcher die angesammelten Kohlenstoffteilchen verbrannt und entfernt werden. Zu diesem Zeitpunkt ist ein lokaler Temperaturanstieg unvermeidlich, so dass es wahrscheinlich zu hohen thermischen Spannungen kommt, welche insofern ein Problem darstellen, als sich wahrscheinlich ein Riss ausbildet.
  • Als Maßnahme zur Verringerung der in einem solchen Strukturteil auftretenden thermischen Spannungen ist ein Verfahren bekannt, in welchem der Strukturteil in kleine Segmente geteilt wird. Die Verwendung einer Wabenstruktur zum Sammeln von Feststoffen in Abgas wurde bereits in JP-A-6-241017, JP-A-8-28246, JP-A-7-54643, JP-A-8-28248 etc. vorgeschlagen.
  • Aber selbst in den Beispielen, die in den zuvor angeführten Veröffentlichungen vorgeschlagen wurden, ist der Effekt der Verringerung der Spannungen auf die Seg mentoberfläche nicht ausreichend, und das Problem der Rissbildung kann nicht vollständig gelöst werden.
  • Als eine andere Maßnahme zur Verringerung der thermischen Spannungen wurde ein Verfahren vorgeschlagen, in welchem ein Abschnitt, der wahrscheinlich eine relativ geringe Temperatur aufweist, elektrisch erhitzt wird, indem eine elektrische Heizvorrichtung zwischen den Segmenten bereitgestellt wird, um die Temperaturverteilung in der Wabenstruktur gleichmäßig zu machen. Dieses Verfahren ist aber insofern problematisch, als neue thermische Spannungen auftreten, da ein lokaler Temperaturgradient in der unmittelbaren Umgebung der elektrischen Heizvorrichtung eher ansteigt.
  • Da eine Wand als Filter verwendet wird, ist der Druckverlust des Fluids außerordentlich, was insofern ein Problem darstellt, als die Motorleistung schlechter wird.
  • US 4329162 offenbart einen Filter in der Form eines Waben-Monolithkörpers mit dünnen, porösen Wänden, die Zellen definieren, die sich von einer Einlassfläche zu einer Auslassfläche hier hindurch erstrecken. Die Zellen werden in zwei Gruppen unterteilt: eine Einlassgruppe, deren Zellen angrenzend an die Auslassfläche geschlossen und angrenzend an die Einlassfläche offen sind, sowie eine Auslassgruppe, deren Zellen angrenzend an die Einlassfläche geschlossen und angrenzend an die Auslassfläche offen sind. Es wird festgestellt, dass Zellen mit quadratischem Querschnitt bevorzugt werden, obwohl auch dreieckige Zellen erwähnt werden. Es werden Zelldichten von zumindest 7,75/cm2 verwendet.
  • US 5914187 beschreibt einen Keramik-Strukturkörper mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, die in eine Längsrichtung angeordnet sind, worin die Endflächen der Durchgangslöcher an jedem Ende in einem Schachbrettmuster blockiert sind. Eine Vielzahl von solchen Strukturkörpern kann aneinander gehaftet werden, um einen Filter zu bilden.
  • Die vorliegende Erfindung wurde mit dem Ziel gemacht, die obigen Probleme zu lösen, und demgemäß ist es ein Ziel dieser, eine Wabenstruktur bereitzustellen, in welcher während der Verwendung geringere thermische Spannungen auftreten; die Haltbarkeit eine solche ist, dass sichergestellt ist, dass sich keine Risse bilden und der Druckverlust des Fluids gering ist.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Wabenstruktur bereitgestellt, wie sie im Anspruch 1 dargelegt ist.
  • Auch in der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Wabenstruktur vorzugsweise so konstruiert, dass die Wabensegmente eine solche Form aufweisen, dass eine zylindrische Form in im Wesentlichen sechs gleiche Teile durch parallel zur Strömungspfadrichtung verlaufende Ebenen geteilt wird und die Dicke der Wand vorzugsweise 0,32 mm oder kleiner ist.
  • Weiters ist in der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung die Zelldichte vorzugsweise nicht geringer als 15,5 Zellen/cm2 und geringer als 54,3 Zellen/cm2, und der Elastizitätsmodul des Materials der Verbindungsschicht beträgt vorzugsweise 20% oder weniger des Elastizitätsmoduls des Materials des Wabensegments.
  • In der vorliegenden Erfindung weist ein Abschnitt mit einer Fläche von zumindest 30% der Oberflächenfläche des Wabensegments, das mit der Verbindungsschicht in Kontakt ist, vorzugsweise eine mittlere Oberflächenrauigkeit Ra auf, die 0,4 Mikron übersteigt, und das Verhältnis der gesamten Wärmekapazität aller Verbindungsschichten in der Wabenstruktur zur gesamten Wärmekapazität aller die Wabenstruktur ausmachenden Wabensegmente beträgt vorzugsweise 30% oder weniger.
  • Weiters wird in der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass ein Eckabschnitt einer Querschnittsform des Wabensegments in einem senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt mit einem Krümmungsradius von 0,3 mm oder größer abgerundet ist oder um 0,5 mm oder mehr abgeschrägt ist.
  • Auch beträgt das Verhältnis der gesamten Querschnittsfläche der Verbindungsschichten zur Querschnittsfläche der Wabenstruktur in einem senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt vorzugsweise 15% oder weniger, und weiters beträgt das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Verbindungsschichten zur Summe der Querschnittsflächen der Wände im senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt der Wabenstruktur vorzugsweise 50% oder weniger. Darüber hinaus wird bevorzugt, dass das Verhältnis der Querschnittsfläche der Verbindungsschicht zur Querschnittsfläche der Wand in dem senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt der Wabenstruktur im Mittelabschnitt höher ist und an der äußeren Umfangsseite niedriger ist.
  • Als Material des Wabensegments wird als Hauptkristallphase hinsichtlich Festigkeit, Wärmebeständigkeit und dergleichen vorzugsweise eines von Cordierit, SiC, SiN, Aluminiumoxid, Mullit und Lithiumaluminiumsilicat (LAS) verwendet.
  • Auch wird bevorzugt, dass das Wabensegment ein Metall mit einer katalytischen Wirkung trägt, um zur Reinigung von Abgasen aus einer Wärmekraftmaschine oder einer Verbrennungsvorrichtung oder zum Reformieren eines flüssigen Brennstoffs oder eines gasförmigen Brennstoffs eingesetzt zu werden. Als Metall mit katalytischer Wirkung wird vorzugsweise zumindest eine Art von Pt, Pd und Rh verwendet.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die 1(a), 1(b) und 1(c) sind Ansichten einer Ausführungsform einer Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die 1(a) eine Vorderansicht ist und die 1(b) und 1(c) teilweise vergrößerte Ansichten der 1(a) sind.
  • Die 2(a), 2(b) und 2(c) sind Ansichten einer Ausführungsform einer Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 2(a) eine Vorderansicht, 2(b) eine Seitenansicht und 2(c) eine teilweise vergrößerte Ansicht der 2(a) ist.
  • 3 ist eine Schnittansicht zur Darstellung eines Beispiels einer Wabenstruktur.
  • 4 ist eine teilweise vergrößerte Ansicht einer Zellkonstruktion und einer Verbindungsschicht einer Wabenstruktur.
  • Bester Durchführungsmodus der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung wird nunmehr im Detail mit Bezug auf Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Wabenstruktur, die eine große Anzahl an Durchgangskanälen aufweist, die durch Wände geteilt und in die axiale Richtung durchdringen, wobei die Strömungswand eine Filterwirkung aufweist und so konstruiert ist, dass ein Ende an vorbestimmten Durchgangskanälen blockiert ist und das andere Ende an den restlichen Durchgangskanälen blockiert ist, und dadurch gekennzeichnet ist, dass der Durchgangskanal eine dreieckige Querschnittsform aufweist und darüber hinaus die Dichte des Durchgangskanals unter 54,3 Zellen/cm2 liegt.
  • Ein Merkmal der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass der Durchgangskanal eine dreieckige Querschnittsform hat. Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten verschiedene Studien durch und kamen zu dem Ergebnis, dass in der Wabenstruktur mit der obig beschriebenen Konstruktion eine dreieckige Zelle dazu geeignet ist, den Strömungsdruckverlust des Fluids zu verringern.
  • Es war bisher verbreitete Meinung, dass sich in der Wabenstruktur, die an der Endfläche keinen Verschluss aufweist, der Druckverlust des Fluids im Strömungspfad auf den hydraulischen Durchmesser einer Querschnittsform des Durchgangkanals bezieht, und da der Druckverlust mit abnehmendem hydraulischem Durchmesser zunimmt, sorgt eine dreieckige Zellenform für einen höheren Druckverlust als eine viereckige, hexagonale oder polygonale oder kreisförmige Zellform.
  • Andererseits wird in dem Fall, wenn die Konstruktion eine solche ist, dass ein Ende an vorbestimmten Durchgangskanälen blockiert ist und das andere Ende an den restlichen Durchgangskanälen blockiert ist, und dass eine Wand als Filter wie in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, zusätzlich zum Strömungsdruckverlust im Strömungspfad ein Strömungswiderstand erzeugt wird, wenn das Fluid durch die Wand hindurchgeht, so dass die Beziehung zwischen dem Druckverlust und der Durchgangskanalform (Zellform) kompliziert ist.
  • Die Erfinder der vorliegenden Erfindung führten gewissenhafte Studien zu diesem Thema durch und fanden als Ergebnis heraus, dass im Vergleich unter der Bedingung derselben Öffnungsfläche oder derselben Zelldichte die dreieckige Form einen größere Filterfläche aufwies als die viereckige oder polygonale Zellform, und demgemäß kann die Geschwindigkeit des durch die Wand hindurchdringenden Fluids langsam gehalten werden, und der Strömungswiderstand wird niedrig gehalten, wenn das Fluid durch die Wand hindurchgeht; in einem Bereich aber, in welchem die Durchgangskanaldichte (Zelldichte) hoch und die Querschnittsfläche des Durchgangskanal klein ist, nimmt das Verhältnis des Strömungswiderstands im Strömungspfad zum Strömungswiderstand des Fluids, das durch die Wand hindurchgeht, zu, so dass die dreieckige Form einen höheren Gesamtdruckverlust zeigt.
  • Weiters haben die Erfinder der vorliegenden Erfindung als Ergebnis ihrer weiterführenden Studien herausgefunden, dass für den Fall, dass die Durchgangskanaldichte (Zelldichte) weniger als 54,3 Zellen/cm2 (350 Zellen/Zoll2) beträgt, die dreieckigen Zellen mit geringem Strömungswiderstand der durch die Wand hindurchgehenden Zellen einen geringeren Gesamtdruckverlust erzeugen als die viereckige oder polygonale Form, und somit haben sie die vorliegende Erfindung erreicht.
  • Auch wenn die Zelldichte der Wabenstruktur weniger als 15,5 Zellen/cm2 (100 Zellen/Zoll2) beträgt, ist die Filterfläche nicht ausreichend und der Druckverlust hoch. Somit beträgt die Zelldichte vorzugsweise 15,5 Zellen/cm2 oder mehr.
  • Auch weist in der vorliegenden Erfindung die Wabenstruktur eine kreisförmige, elliptische, aschenbahnähnliche oder polygonale Querschnittsform auf, worin die äußere Umfangsfläche parallel zur Strömungspfadrichtung liegt; worin die Wabenstruktur über eine Konstruktion verfügt, in welcher Wabensegmente, welche die äußere Umfangsfläche einer solchen Form umfassen, dass die Querschnittsform in eine ganze Zahl n durch parallel zur Strömungspfadrichtung verlaufende Ebenen geteilt wird, über Verbindungsschichten kombiniert werden; und worin die Zellform jedes der Wabensegmente dreieckig ist und der Winkel einer Ecke des Dreiecks mit 1/m (m ist eine ganze Zahl) des Winkels, den die Flächen, die die Verbindungsschichten jedes der Wabensegmente berühren, bilden, zusammenfällt.
  • Durch diese Konfiguration kann in der unmittelbaren Umgebung einer Außenwand, welche die Verbindungsschicht des Wabensegments berührt, eine Zellwand, die parallel zur Außenwand des Wabensegments liegt, angeordnet werden. Somit kann eine Belastungskonzentration in einem Verbindungsabschnitt der Außenwand des Wabensegments und der Wand verhindert werden.
  • Die oben beschriebene Konfiguration ist mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. Die 1(a), 1(b) und 1(c) sind Ansichten einer Ausführungsform einer Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei die 1(a) eine Vorderansicht ist und die 1(b) und 1(c) teilweise vergrößerte Ansichten der 1(a) sind.
  • Wie aus der 1(a) ersichtlich ist, weist die Wabenstruktur eine kreisförmige Querschnittsform und eine äußere Umfangsfläche, die parallel zur Strömungspfadrichtung verläuft, auf. Diese Wabenstruktur 10 hat eine solche Konstruktion, in welcher die Wabensegmente 11a, 11b, 11c und 11d, welche die äußere Umfangsfläche einer solchen Form umfassen, dass die Querschnittsform durch parallel zur Strömungspfadrichtung verlaufende Ebenen in vier geteilt werden, über Verbindungsschichten 12 kombiniert werden.
  • Es wird bevorzugt, dass, wie dies in den 1(b) und 1(c) dargestellt ist, die Zellform jedes der Wabensegmente 11a, 11b, 11c und 11d dreieckig ist, und dass der Winkel θ einer Ecke des Dreiecks im Wesentlichen mit 1/m des Winkels θ, den die Flächen, die die Verbindungsschichten 12 jedes der Wabensegmente 11a, 11b, 11c und 11d bilden, zusammenfällt. Hierin ist m eine ganze Zahl, vorzugsweise m = 1 bis 4.
  • 1(b) zeigt den Fall, wenn m = 1, und 1(c) zeigt den Fall, wenn m = 2. In den Figuren bezeichnet die Bezugsziffer 14 die Wand, und 15 bezeichnet den Durchgangskanal.
  • Weiters wird bevorzugt, dass die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung eine solche Konstruktion aufweist, dass die Wabensegmente einer solchen Form, dass eine zylindrische Form durch parallel zur Strömungspfadrichtung liegende Ebenen in im Wesentlichen sechs gleiche Teile geteilt wird, über die Verbindungsschichten in eine zylindrische Form kombiniert werden. Der Grund dafür ist nachfolgend erläutert.
  • Durch die oben beschriebene Konstruktion können die Radialwand und die Außenwand, die den Verbindungsabschnitt des Wabensegments berührt, parallel festgelegt werden, so dass die Belastungskonzentration im Verbindungsabschnitt der Außenwand des Segments und der Wand verhindert werden kann.
  • Diese Konstruktion ist mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt. Die 2(a), 2(b) und 2(c) sind Ansichten einer Ausführungsform der oben beschriebenen Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung, wobei 2(a) eine Vorderansicht, 2(b) eine Seitenansicht und 2(c) eine teilweise vergrößerte Ansicht der 2(a) ist.
  • Die Wabenstruktur 10 ist so konstruiert, dass die Wabensegmente 11e, 11f, 11g, 11h, 11i und 11j einer solchen Form, dass eine zylindrische Form durch eine parallel zur Strömungspfadrichtung verlaufende Ebene in im Wesentlichen sechs gleiche Teile geteilt wird, über die Verbindungsschichten 12 in eine zylindrische Form kombiniert werden. Die Zellform jedes der Wabensegmente 11e, 11f, 11g, 11h, 11i und 11j ist dreieckig, und der Winkel θ einer Ecke des Dreiecks fällt mit 1/m (m = 1) des Winkels θ zusammen, den die Flächen, welche die Verbindungsschichten 12 jedes der Wabensegmente 11e, 11f, 11g, 11h, 11i und 11j berühren, einschließen.
  • Auch kann, da die äußere Umfangsfläche (Außenform), die durch Kombination der Wabensegmente gebildet wird, da die Wabenstruktur eine zylindrische Form aufweist, wie dies oben beschrieben ist, eine Haltekraft vom Außenumfang gleichmäßig ins Innere übertragen werden. Auch weist durch den synergetischen Effekt, der durch die Tatsache erhalten wird, dass die dreieckige Zelle eine geringere Isotropie der Kraftübertragung als die viereckige Zelle aufweist, eine ungleichmäßige Verteilung der lokalen Belastung verhindert werden.
  • In der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung beträgt die Dicke der Wand vorzugsweise 0,32 mm oder weniger und liegt hinsichtlich der Verringerung des Strömungswiderstands des Fluids, das durch die Zellwand hindurchgeht, vorzugsweise im Bereich von 0,20 bis 0,30 mm.
  • Auch beträgt in der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung der Elastizitätsmodul eines Materials, das die Verbindungsschicht bildet, vorzugsweise 20% oder weniger, noch mehr bevorzugt 1% oder weniger, des Elastizitätsmodul eines Materials, aus dem das Wabensegment besteht. Indem die Materialien der Verbindungsschicht und des Wabensegments spezifiziert werden, kann eine Wabenstruktur, in welcher während der Verwendung geringere thermische Spannungen auftreten und in welcher die Haltbarkeit eine solche ist, dass sichergestellt ist, dass keine Rissbildung erfolgt, bereitgestellt werden.
  • Auch wird bevorzugt, dass in dieser Wabenstruktur ein Abschnitt mit einer Fläche von zumindest 30% der Oberflächenfläche des Wabensegments, das die Verbindungsschicht berührt, eine mittlere Oberflächenrauigkeit Ra von mehr als 0,4 Mikron aufweist. Dadurch werden die Wabensegmente fester verbunden, und die Befürchtung, dass sich diese zum Zeitpunkt der Verwendung ablösen, kann ausgeschlossen werden. Die zuvor erwähnte Oberflächenrauigkeit Ra beträgt weiters vorzugsweise 0,8 Mikron oder mehr.
  • Weiters wird das Verhältnis der Gesamtwärmekapazität aller Verbindungsschichten in der Wabenstruktur zur Gesamtwärmekapazität aller Wabensegmente, welche die Wabenstruktur darstellen, so festgelegt, dass es 30% oder weniger beträgt, vorzugsweise 15% oder weniger, wodurch thermische Spannungen, die während des Gebrauchs auftreten, vorzugsweise gesenkt werden, und die Haltbarkeit eine solche ist, dass sichergestellt wird, dass in der Wabenstruktur keine Rissbildung erfolgt.
  • Weiters wird bevorzugt, dass in der Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ein Eckabschnitt einer Querschnittsform des Wabensegments in einem senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt mit einem Krümmungsradius von 0,3 mm oder größer abgerundet ist oder um 0,5 mm oder mehr abgeschrägt ist, da das Auftreten von thermischen Spannungen zum Zeitpunkt der Verwendung verringert wird und der Wabenstruktur große Haltbarkeit verliehen wird, so dass sich keine Risse bilden.
  • Weiters wird in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass das Verhältnis der gesamten Querschnittsfläche der Verbindungsschichten zur Querschnittsfläche der Wabenstruktur in einem senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt 17% oder weniger, vorzugsweise 8% oder weniger, beträgt. Die Erklärung dafür ist mit Bezug auf die 3 gegeben. In Bezug auf 3 wird in der kreisförmigen Wabenstruktur 10 mit einem Querschnitt, der einen Durchmesser D aufweist, die gesamte Querschnittsfläche SH der Wabenstruktur 10 durch die folgende Gleichung ausgedrückt: SH = (π/4) × D2
  • Andererseits ist die gesamte Querschnittsfläche SS der Verbindungsschichten 12 die Gesamtfläche des schraffierten Abschnitts A in 3 (Querschnittsabschnitt der Verbindungsschichten 12).
  • Hierin sollte das Verhältnis von SS/SH in Hinblick auf die Verringerung des Druckverlusts des Fluids vorzugsweise 17% oder weniger betragen.
  • Weiters wird in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Verbindungsschichten zur Summe der Querschnittsflächen der Wände in einem senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt der Wabenstruktur 50% oder weniger, vorzugsweise 24% oder weniger beträgt. Mit Bezug nun auf 4 sollte, wenn man die Summe der Querschnittsflächen (schraffierter Abschnitt B) der Verbindungsschichten 12 im Querschnitt der Wabenstruktur 10 als SS annimmt und wenn man die Summe der Querschnittsflächen (netzartiger Abschnitt C) der Wände 14 als SC annimmt, das Verhältnis von SS/SC in Hinblick auf die Verringerung des Druckverlusts des Fluids vorzugsweise 50% oder weniger betragen.
  • Weiters wird in der vorliegenden Erfindung bevorzugt, dass das Verhältnis der Querschnittsfläche der Verbindungsschicht zur Querschnittsfläche der Wand im senkrecht zum Durchgangskanal der Wabenstruktur stehenden Querschnitt der Wabenstruktur im Mittelabschnitt höher ist und an der äußeren Umfangsseite niedriger ist. Aufgrund der Verbindungsschichten, die in der Mitte näher zueinander und am Umfang weiter voneinander beabstandet liegen, ist die Menge an gesammelten Kohlenstoffteilchen pro Volumeneinheit in der unmittelbaren Umgebung der Mitte kleiner als in der unmittelbaren Umgebung des Außenumfangs, so dass zum Zeitpunkt der Regenerierungsbehandlung, wenn die Kohlenstoffteilchen verbrannt werden (regenerative Verbrennungszeit), der Heizwert in der unmittelbaren Nähe der Mitte, wo es wahrscheinlich ist, dass höhere Temperaturen erzeugt werden, niedrig gehalten werden kann. Darüber hinaus ist die Verbindungsschicht in der Umgebung der Mitte dicht, so dass die Wärmekapazität in diesem Abschnitt erhöht werden kann. Aus diesen Gründen kann ein Temperaturanstieg in unmittelbarer Umgebung der Mitte niedrig gehalten werden. Daraus ergibt sich, dass eine Temperaturdifferenz zwischen dem Mittelabschnitt und der äußeren Umfangsseite verringert werden kann, so dass die thermischen Spannungen in der Wabenstruktur erwünschterweise gesenkt werden können.
  • Auch weist das Wabensegment, das die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung ausmacht, vorzugsweise eine Hauptkristallphase einer Art aus, die aus einer aus Cordierit, SiC, SiN, Aluminiumoxid, Mullit und Lithiumaluminiumsilicat (LAS) bestehenden Gruppe in Hinblick auf Festigkeit, Wärmebeständigkeit und dergleichen ausgewählt ist. Siliciumcarbid (SiC), das über einen hohen Wärmeleitungskoeffizienten verfügt, wird insbesondere bevorzugt, da Wärme leicht abgeführt werden kann.
  • Als Material der Verbindungsschicht, die das Wabensegment mit anderen verbindet, werden vorzugsweise Keramikfasern, Keramikpulver, Zement oder dergleichen, die wärmebeständig sind, verwendet. Weiters kann bei Bedarf ein organisches Bindemittel, ein anorganisches Bindemittel etc. verwendet werden, indem es beigemischt wird. Das Material der Verbindungsschicht ist nicht auf die oben beschriebenen Materialien beschränkt.
  • Die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine solche Konstruktion auf, dass sie, wie dies oben beschrieben wurde, eine große Anzahl an Durchgangskanälen aufweist, die durch Wände geteilt werden und in die axiale Richtung eindringen; dass die Wand des Durchgangskanals eine Filterfunktion ausübt; und dass ein Ende an vorbestimmten Durchgangskanälen blockiert und das andere Ende an den restlichen Durchgangskanälen blockiert ist. Somit kann die Wabenstruktur geeigneterweise als Filter verwendet werden, der Feststoffe, die in einem Staub enthaltenden Fluid enthalten sind, so z.B. als Teilchenfilter für einen Dieselmotor sammelt und entfernt.
  • Insbesondere wenn bewirkt wird, dass ein Staub enthaltendes Fluid durch eine Endfläche der Wabenstruktur mit einer solchen Konstruktion hindurchtritt, tritt das Staub enthaltende Fluid in einen Durchgangskanal in der Wabenstruktur ein, deren Ende auf der einen Endflächenseite nicht blockiert ist, und geht durch die poröse Wand mit der Filterfunktion hindurch, um in einen anderen Durchgangskanal in der Wabenstruktur, deren Ende auf der anderen Endflächenseite nicht blockiert ist, einzutreten. Durchdringt es die Wand, so werden Feststoffe im Staub enthaltenden Fluid an der Wand gesammelt, und das gereinigte Fluid, von welchem die Feststoffe entfernt wurden, wird von der anderen Endfläche der Wabenstruktur abgegeben.
  • Häufen sich die gesammelten Feststoffe auf der Wand an, so wird die Wand verstopft, so dass die Filterfunktion abnimmt. Somit wird die Wabenstruktur periodisch mithilfe von Heizmitteln wie einer Heizvorrichtung erhitzt, um die Feststoffe zu verbrennen und zu entfernen, wodurch die Filterfunktion erneuert wird. Um die Verbrennung der Feststoffe zum Zeitpunkt der Regenerierung zu beschleunigen, kann ein Metall mit einer katalytischen Wirkung, wie dies nachfolgend beschrieben wird, auf dem Wabensegment getragen werden.
  • Andererseits wird in dem Fall, dass die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet wird, um Abgas aus einer Wärmekraftmaschine wie einem Verbrennungsmotor zu reinigen oder einen flüssigen Brennstoff oder einen gasförmigen Brennstoff als Katalysatorträger zu reformieren, ein Metall mit einer katalytischen Wirkung auf dem Wabensegment getragen. Als typisches Metall mit katalytischer Funktion sind Pt, Pd und Rh angeführt. Zumindest eine Art dieser Metalle wird vorzugsweise auf dem Wabensegment getragen.
  • Nachstehend ist die vorliegende Erfindung im Detail mit Bezug auf die Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Beispiel beschränkt.
  • [Beispiel]
  • Eine Wabenstruktur mit einem Durchmesser von 144 mm und einer Länge von 153 mm und einer solchen Konstruktion, dass die Wabensegmente 11e, 11f, 11g, 11h, 11i und 11j einer solchen Form, dass eine zylindrische Form durch eine parallel zur Strömungspfadrichtung verlaufende Ebene in sechs gleiche Teile geteilt wird, über die Verbindungsschichten 12 in eine zylindrische Form kombiniert werden, wie dies in den 2(a), 2(b) und 2(c) dargestellt ist, wurde unter Verwendung eines aus SiC hergestellten Wabensegments mit einer Wanddicke von 0,300 mm, einer Zelldichte von 240 Zellen/Zoll2 (37,2 Zellen/cm2) und einer Dicke des äußeren Umfangsabschnitts von 0,5 mm sowie unter Verwendung eines Gemischs aus Keramikfasern, Keramikpulver sowie organischen und anorganischen Bindemittel als Verbindungsschicht hergestellt. Die Eigenschaften der erhaltenen Wabenstruktur sind in Tabelle 1 dargestellt. Auch zeigt die in Tabelle 1 angegebene Oberflächenrauigkeit die mittlere Oberflächenrauigkeit der gesamten Oberfläche des Wabensegments, das die Verbindungsschicht berührt.
  • Diese Wabenstruktur ist ein Teilchenfilter zum Reinigen von Abgasen aus einem Dieselmotor, der eine solche Konstruktion aufweist, dass ein Ende an vorbestimmten Durchgangskanälen blockiert und das andere Ende an den restlichen Durchgangskanälen blockiert ist. Der Test zur Untersuchung des Fluiddruckverlusts und der Regenerierungstest wurden auf diesen Wabenstrukturen durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 dargestellt.
  • [Tabelle 1]
    Figure 00150001
  • [Auswertung]
  • Wie aus den in Tabelle 1 dargestellten Ergebnissen ersichtlich ist, war, wenn die in der vorliegenden Erfindung spezifizierten Anforderungen erfüllt wurden, der Druckverlust des Fluids nicht so hoch, wobei er innerhalb des zulässigen Bereichs (10 kPa) lag und auch die Regenerierungszeit innerhalb des zulässigen Bereichs (15 min) lag.
  • Industrielle Anwendbarkeit
  • Wie oben beschrieben wurde, erreicht die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung eine bemerkenswerte Wirkung, so dass während des Gebrauchs geringere thermische Spannungen auftreten; die Haltbarkeit eine solche ist, dass sichergestellt ist, dass sich keine Risse ausbilden; und darüber hinaus der Druckverlust des Fluids gering ist. Somit kann die Wabenstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet als Filter verwendet werden, der Feststoffe, die in einer Wärme kraftmaschine wie einem Verbrennungsmotor oder einer Verbrennungsvorrichtung wie einem Kessel abgegeben werden, sammelt und entfernt.

Claims (14)

  1. Wabenstruktur (10) mit einer äußeren Umfangsfläche, die parallel zu einer Strömungspfadrichtung ist, und mit einer quer zur Strömungspfadrichtung verlaufenden kreisförmigen, elliptischen, aschenbahnähnlichen oder polygonalen Querschnittsform; und einer Vielzahl von Durchgangskanälen (15) mit jeweils dreieckiger Querschnittsform, die durch Wände (14) unterteilt sind und die in die Strömungspfadrichtung eindringen; worin: die Wände (14) der Durchgangskanäle (15) eine Filterfunktion ausüben; die Dichte der Durchgangskanäle (15) unter 54,3, Zellen/cm2 liegt; und die Wabenstruktur (10) so konstruiert ist, dass an vorbestimmten Durchgangskanälen (15) ein Ende blockiert ist und an den verbleibenden Durchgangskanälen (15) das andere Ende blockiert ist; wobei die Wabenstruktur (10) durch Verbindungsschichten (12) in eine Vielzahl von getrennten Wabensegmenten (11a–11j) unterteilt ist, die die Segmente miteinander verbinden und sich von der äußeren Umfangsfläche entlang parallel zur Strömungspfadrichtung stehender Ebenen erstrecken; und der Winkel einer Ecke eines jeden dreieckigen Durchgangskanals (15) in jedem Segment (11a–11j) im Wesentlichen 1/m (worin m eine ganze Zahl ist) des Winkels zwischen den Verbindungsschichten (12) ist, die dieses Segment (11a–11j) begrenzen.
  2. Wabenstruktur nach Anspruch 1, worin die Wabenstruktur (10) eine zylindrische Form aufweist und sechs Segmente (11a–11j) vorliegen, die die Form in im Wesentlichen sechs gleiche Teile unterteilt.
  3. Wabenstruktur nach Anspruch 1 oder 2, worin die Dicke der Wände (14) 0,32 mm oder weniger beträgt.
  4. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin die Zellendichte 15,5 bis weniger als 54,3 Zellen/cm2 beträgt.
  5. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin der Elastizitätsmodul des Materials der Verbindungsschichten (12) 20% oder weniger des Elastizitätsmoduls des Materials der Wabensegmente (11a–11j) ausmacht.
  6. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 5, worin ein Abschnitt mit einer Fläche von zumindest 30% der Oberflächenfläche eines jeden Wabensegments (11a–11j), der in Kontakt zu den Verbindungsschichten (12) steht, eine mittlere Oberflächenrauigkeit Ra von über 0,4 Mikron aufweist.
  7. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Verhältnis der gesamten Wärmekapazität aller Verbindungsschichten (12) in der Wabenstruktur (10) zur gesamten Wärmekapazität aller Wabensegmente (11a–11j), die die Wabenstruktur (10) bilden, 30% oder weniger beträgt.
  8. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin ein Eckabschnitt der Querschnittsform des Wabensegments (11a–11j) in einem senkrecht zum Durchgangskanal (15) der Wabenstruktur (10) stehenden Querschnitt mit einem Krümmungsradius von 0,3 mm oder größer abgerundet ist oder um 0,5 mm oder mehr abgeschrägt ist.
  9. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin das Verhältnis der gesamten Querschnittsfläche der Verbindungsschichten (12) zur Querschnittsfläche der Wabenstruktur (10) in einem senkrecht zum Durchgangskanal (15) der Wabenstruktur (10) stehenden Querschnitt 15% oder weniger beträgt.
  10. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin das Verhältnis der Summe der Querschnittsflächen der Verbindungsschichten (12) zur Summe der Querschnittsflächen der Wände (14) in einem senkrecht zum Durchgangskanal (15) der Wabenstruktur (10) stehenden Querschnitt der Wabenstruktur (10) 50% oder weniger beträgt.
  11. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 10, worin das Verhältnis der Querschnittsfläche der Verbindungsschichten (12) zur Querschnittsfläche der Wände (14) in dem senkrecht zum Durchgangskanal (15) der Wabenstruktur (10) stehenden Querschnitt der Wabenstruktur (10) im Mittelabschnitt höher ist und an der äußeren Umfangsseite niedriger ist.
  12. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 11, worin die Wabensegmente (11a–11j) eine aus Cordierit, SiC, SiN, Aluminiumoxid, Mullit und Lithiumaluminiumsilicat (LAS) ausgewählte Hauptkristallphase aufweisen.
  13. Wabenstruktur nach einem der Ansprüche 1 bis 12, worin die Wabensegmente (11a–11j) ein Metall mit katalytischer Wirkung tragen, um zur Reinigung von Abgasen aus einer Wärmekraftmaschine oder Verbrennungsvorrichtung oder zum Reformieren eines flüssigen Brennstoffs oder eines gasförmigen Brennstoffs eingesetzt zu werden.
  14. Wabenstruktur nach Anspruch 13, worin das Metall mit katalytischer Wirkung zumindest eines aus Pt, Pd und Rh ist.
DE60109735T 2000-01-13 2001-01-11 Honigwabenstruktur mit dreieckigen zellen Expired - Fee Related DE60109735T2 (de)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000005064 2000-01-13
JP2000005064A JP2001190917A (ja) 2000-01-13 2000-01-13 三角セルハニカム構造体
PCT/JP2001/000077 WO2001051174A1 (fr) 2000-01-13 2001-01-11 Structure de nid d'abeilles a alveoles triangulaires

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE60109735D1 DE60109735D1 (de) 2005-05-04
DE60109735T2 true DE60109735T2 (de) 2006-02-23

Family

ID=18533751

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE60109735T Expired - Fee Related DE60109735T2 (de) 2000-01-13 2001-01-11 Honigwabenstruktur mit dreieckigen zellen

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20030000188A1 (de)
EP (1) EP1247556B1 (de)
JP (1) JP2001190917A (de)
AU (1) AU2001225482A1 (de)
DE (1) DE60109735T2 (de)
WO (1) WO2001051174A1 (de)
ZA (1) ZA200205517B (de)

Families Citing this family (35)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4246425B2 (ja) * 2001-10-15 2009-04-02 日本碍子株式会社 ハニカムフィルター
JP3893049B2 (ja) * 2001-11-20 2007-03-14 日本碍子株式会社 ハニカム構造体及びその製造方法
JP4157304B2 (ja) 2002-02-05 2008-10-01 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US8029737B2 (en) 2002-02-05 2011-10-04 Ibiden Co., Ltd. Honeycomb filter for exhaust gas decontamination, adhesive, coating material and process for producing honeycomb filter for exhaust gas decontamination
JPWO2003084640A1 (ja) * 2002-04-09 2005-08-11 イビデン株式会社 排気ガス浄化用ハニカムフィルタ
JP3719232B2 (ja) * 2002-06-18 2005-11-24 トヨタ自動車株式会社 内燃機関のパティキュレートフィルタ
EP1618941B1 (de) * 2003-03-19 2013-02-27 NGK Insulators, Ltd. Wabenstrukturkörper
EP1736225A3 (de) * 2003-06-10 2007-01-17 Ibiden Co., Ltd. Wabenstrukturkörper
JP4827530B2 (ja) * 2003-07-15 2011-11-30 イビデン株式会社 ハニカム構造体
EP1654447A4 (de) * 2003-08-01 2007-12-26 Lexco Inc Monolith zur verwendung in regenerativen oxidationssystemen
JP2006289237A (ja) * 2005-04-08 2006-10-26 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体
CN101023044B (zh) 2005-06-24 2010-04-21 揖斐电株式会社 蜂窝结构体
WO2006137155A1 (ja) 2005-06-24 2006-12-28 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
CN100534617C (zh) 2005-06-24 2009-09-02 揖斐电株式会社 蜂窝结构体
CN101001698B (zh) 2005-06-24 2011-02-09 揖斐电株式会社 蜂窝结构体
WO2006137156A1 (ja) 2005-06-24 2006-12-28 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
JPWO2006137158A1 (ja) 2005-06-24 2009-01-08 イビデン株式会社 ハニカム構造体
EP1736219A1 (de) * 2005-06-24 2006-12-27 Ibiden Co., Ltd. Wabenstruktur
WO2007000825A1 (ja) * 2005-06-27 2007-01-04 Ibiden Co., Ltd. ハニカム構造体
FR2902348B1 (fr) * 2006-06-19 2008-08-08 Ceramiques Tech Ind Sa Corps poreux monolithique a structure en nid d'abeille, notamment filtre a particules pour gaz d'echappement
WO2009118875A1 (ja) 2008-03-27 2009-10-01 イビデン株式会社 ハニカム構造体
US8584445B2 (en) * 2009-02-04 2013-11-19 GM Global Technology Operations LLC Method and system for controlling an electrically heated particulate filter
US8097066B2 (en) * 2009-05-13 2012-01-17 GM Global Technology Operations LLC Predicting ash loading using an electrically heated particulate filter
US8950177B2 (en) * 2009-06-17 2015-02-10 GM Global Technology Operations LLC Detecting particulate matter load density within a particulate filter
US8341945B2 (en) * 2009-07-01 2013-01-01 GM Global Technology Operations LLC Electrically heated particulate filter
US8479496B2 (en) * 2009-07-02 2013-07-09 GM Global Technology Operations LLC Selective catalytic reduction system using electrically heated catalyst
US8443590B2 (en) * 2009-07-02 2013-05-21 GM Global Technology Operations LLC Reduced volume electrically heated particulate filter
US8475574B2 (en) 2009-08-05 2013-07-02 GM Global Technology Operations LLC Electric heater and control system and method for electrically heated particulate filters
US8511069B2 (en) * 2009-08-12 2013-08-20 GM Global Technology Operations LLC Systems and methods for layered regeneration of a particulate matter filter
EP2368619B1 (de) * 2010-03-26 2014-06-25 Imerys Keramische Wabenstrukturen
CN103157331A (zh) * 2013-03-04 2013-06-19 同济大学 一种高效网孔通道分级空气过滤结构
JP6291390B2 (ja) * 2014-09-19 2018-03-14 日本碍子株式会社 熱・音波変換ユニット
US9813480B2 (en) * 2015-01-08 2017-11-07 Instart Logic, Inc. Placeholders for dynamic components in HTML streaming
KR20160094754A (ko) * 2015-02-02 2016-08-10 삼성전자주식회사 디스플레이 장치 및 그 제어 방법
JP6534899B2 (ja) * 2015-09-29 2019-06-26 日本碍子株式会社 ハニカム構造体

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1525017A (en) * 1975-09-29 1978-09-20 British Gas Corp Steam reforming and methanation catalysts methods of making them and processes for the production of fuel gases
JPS5546338A (en) * 1978-09-28 1980-04-01 Ngk Insulators Ltd Heat and shock resistant, revolving and heat-regenerating type ceramic heat exchanger body and its manufacturing
US4276071A (en) * 1979-12-03 1981-06-30 General Motors Corporation Ceramic filters for diesel exhaust particulates
US4335023A (en) * 1980-01-24 1982-06-15 Engelhard Corporation Monolithic catalyst member and support therefor
US4329162A (en) * 1980-07-03 1982-05-11 Corning Glass Works Diesel particulate trap
US4417908A (en) * 1982-02-22 1983-11-29 Corning Glass Works Honeycomb filter and method of making it
JP2505261B2 (ja) * 1988-09-29 1996-06-05 日本碍子株式会社 セラミック熱交換体およびその製造法
JPH03121213A (ja) * 1989-09-30 1991-05-23 Ibiden Co Ltd 排気ガス浄化装置のハニカムフィルター
DK98993D0 (da) * 1993-09-01 1993-09-01 Per Stobbe Dust filter for hot gases
FR2724081A1 (fr) * 1994-08-23 1996-03-01 Ebauchesfabrik Eta Ag Telephone dont le numero d'appel est compose par une couronne du type horloger
JP3707843B2 (ja) * 1995-12-08 2005-10-19 株式会社日本自動車部品総合研究所 ディーゼル排ガス浄化フィルタ
DK1306358T4 (da) * 1996-01-12 2012-10-22 Ibiden Co Ltd Tætningselement
US6606506B1 (en) * 1998-11-19 2003-08-12 Albert C. Jones Personal entertainment and communication device
JP3967034B2 (ja) * 1999-03-30 2007-08-29 イビデン株式会社 セラミックフィルタユニットの製造方法
JP3862458B2 (ja) * 1999-11-15 2006-12-27 日本碍子株式会社 ハニカム構造体
US6407325B2 (en) * 1999-12-28 2002-06-18 Lg Electronics Inc. Background music play device and method thereof for mobile station

Also Published As

Publication number Publication date
AU2001225482A1 (en) 2001-07-24
ZA200205517B (en) 2003-08-18
EP1247556A1 (de) 2002-10-09
DE60109735D1 (de) 2005-05-04
EP1247556A4 (de) 2003-04-09
US20030000188A1 (en) 2003-01-02
JP2001190917A (ja) 2001-07-17
WO2001051174A1 (fr) 2001-07-19
EP1247556B1 (de) 2005-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60109735T2 (de) Honigwabenstruktur mit dreieckigen zellen
DE60125714T2 (de) Honigwabenstruktur
DE60009463T2 (de) Körper mit wabenstruktur
DE60217084T2 (de) Wabenstruktur und ihre anordnung
DE60011375T2 (de) Wabenartige Struktur
DE60316609T2 (de) Keramikfilter zur Abgasreinigung
DE60206141T2 (de) Honigwabenfilter und verfahren zu dessen herstellung
DE60221512T2 (de) Wabenstrukturkörper und anordnung dafür
DE102018000383B4 (de) Verschlossene Wabenstruktur
DE4005189C2 (de) Abgasreinigungsvorrichtung für einen Dieselmotor
DE20321503U1 (de) Wabenstrukturkörper
DE102015003218B4 (de) Wabenstruktur
DE102013015626A1 (de) Wabenstruktur
DE102018205716B4 (de) Wabenfilter
DE102016010596A1 (de) Verschlossene Wabenstruktur und verschlossenes Wabenstruktursegment
DE102014008271B4 (de) Wabenstruktur
DE102017003970A1 (de) Verschlossene Wabenstruktur und Verfahren zum Formen einer verschlossenen Wabenstruktur
DE102018204933B4 (de) Wabenfilter
DE102018203504A1 (de) Verschlossene Wabenstruktur
CH668618A5 (de) Abgasfilter fuer dieselmotoren.
DE112013002164T5 (de) Axial geschnittene keramische Wabeneinheiten
DE112016001431T5 (de) Abgasreinigungsfilter
DE102020203782A1 (de) Partikelfilter und canning-struktur
DE102019126010A1 (de) Wabenfilter
DE102017002531B4 (de) Wabenfilter

Legal Events

Date Code Title Description
8364 No opposition during term of opposition
8339 Ceased/non-payment of the annual fee