ES2607701T3

ES2607701T3 - Estructura de panal

Info

Publication number: ES2607701T3
Application number: ES12843713.4T
Authority: ES
Inventors: Kentaro Iwasaki; Tatsuro KAWAUCHI; Hajime Yoshino; Teruo Komori
Original assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Current assignee: Sumitomo Chemical Co Ltd
Priority date: 2011-10-28
Filing date: 2012-10-19
Publication date: 2017-04-03
Anticipated expiration: 2032-10-19
Also published as: JP2013094702A; KR20140085528A; EP2772294A4; JP6041476B2; WO2013061872A1; BR112014010069A8; EP2772294A1; MX2014004961A; BR112014010069A2; US20140290197A1; US9322311B2; EP2772294B1; ZA201403512B; IN2014CN03048A; CN103889544B; PL2772294T3; CN103889544A

Abstract

Una estructura de panal columnar (10, 20) que se extiende a lo largo de un eje central (CL), incluyendo: una primera superficie de extremo (10a, 20a) y una segunda superficie de extremo (10b, 20b) que están una enfrente de otra en una dirección de extensión del eje central (CL) y están dispuestas de tal manera que el flujo principal de gases de escape pase a través de la estructura de panal desde la primera superficie de extremo (10a, 20a) a la segunda superficie de extremo (10b, 20b); y una pared divisoria (10c, 20c) que forma una pluralidad de primeros pasos de flujo (Ra) y una pluralidad de segundos pasos de flujo (Rb) que se extienden a lo largo del eje central (CL), donde los primeros pasos de flujo (Ra) están abiertos en un lado de la primera superficie de extremo (10a, 20a) y obturados en un lado de la segunda superficie de extremo (10b, 20b), los segundos pasos de flujo (Rb) están obturados en el lado de la primera superficie de extremo (10a, 20a) y abiertos en el lado de la segunda superficie de extremo (10b, 20b), la relación de abertura de la primera superficie de extremo (10a, 20a) es mayor que la relación de abertura de la segunda superficie de extremo (10b, 20b), caracterizada porque la estructura de panal incluye una fila circular (W) formada disponiendo los segundos pasos de flujo (Rb) contiguos y divididos por la pared divisoria (10c, 20c) en una configuración circular según se ve desde la dirección de extensión del eje central, donde, en una sección transversal perpendicular al eje central (CL), la media de una zona de abertura de los segundos pasos de flujo (Rb) que forman la fila circular (W) es mayor que la media de una zona de abertura de los segundos pasos de flujo (Rb) que no forman la fila circular (W).

Description

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DESCRIPCION

Estructura de panal Campo tecnico

La presente invencion se refiere a una estructura de panal usada como un filtro para purificar gases.

Antecedentes de la invencion

Se usa ampliamente una estructura de panal como un filtro para purificar gases de escape de un motor de combustion interna, tal como un filtro de partmulas diesel (por ejemplo, consultese la literatura de patentes 1). Dado que el hollm quitado de los gases de escape se deposita en una estructura de panal, la regeneracion del filtro se tiene que realizar quemando el hollm cada cierto penodo de tiempo. Para quemar el hollm, solo hay que aligerar el hollm suministrando grandes cantidades de gases de escape de combustion a alta temperatura y quemar el hollm.

La estructura de panal se puede romper por el calor de combustion del hollm durante la regeneracion del filtro, y asf, la estructura de panal tiene que tener alta resistencia al choque termico. La literatura de patentes 1 describe, en una estructura de panal que tiene una estructura en la que una pluralidad de partes de segmento estan conectadas por una parte de conexion, la estructura de panal cuya resistencia al choque termico se incrementa regulando la resistencia de la parte de conexion.

Lista de citas

Literatura de patentes

Literatura de patentes 1: Publicacion de la Solicitud de Patente japonesa numero 2009-202143.

Literatura de patentes 2: Publicacion de la Patente Internacional WO2008/066795.

Resumen de la invencion Problema tecnico

Los autores de la presente invencion realizaron repetidos experimentos en una estructura de panal, y hallaron circunstancias donde se generaban multiples fisuras radiales en una superficie de extremo situado hacia abajo de flujo de gas de la estructura de panal en una prueba de resistencia al choque termico, y en condiciones mas duras, estas fisuras se ampliaban y conectaban una a otra, y finalmente se formaba una fisura circular. Por ello, hay que tomar medidas para evitar la disminucion del rendimiento del filtro debido a generacion de las fisuras radiales.

La presente invencion se ha realizado en vista de la materia antes descrita, y un objeto de la presente invencion es proporcionar una estructura de panal capaz de suprimir la disminucion del rendimiento del filtro debido a la generacion de una fisura circular y capaz de suprimir la ampliacion de la fisura circular.

Solucion del problema

Con el fin de resolver el problema antes descrito, la presente invencion es una estructura de panal columnar que se extiende a lo largo de un eje central, incluyendo una primera superficie de extremo y una segunda superficie de extremo que estan una enfrente de otra en una direccion de extension del eje central, y una pared divisoria que forma una pluralidad de primeros pasos de flujo y una pluralidad de segundos pasos de flujo que se extienden a lo largo del eje central, en la que los primeros pasos de flujo estan abiertos en el lado de la primera superficie de extremo y obturados en el lado de la segunda superficie de extremo, los segundos pasos de flujo estan obturados en el lado de la primera superficie de extremo y abiertos en el lado de la segunda superficie de extremo, la relacion de abertura de la primera superficie de extremo es mayor que la relacion de abertura de la segunda superficie de extremo, y la estructura de panal incluye una fila circular formada disponiendo los segundos pasos de flujo contiguos y divididos por la pared divisoria en una configuracion circular segun se ve desde la direccion de extension del eje central.

Segun la estructura de panal antes descrita, dado que se incluye la fila circular formada disponiendo los segundos pasos de flujo, que estan abiertos en el lado de la segunda superficie de extremo que esta hacia abajo para flujo de gas, aunque se aplique un choque termico de cantidad superior a la aceptable de la estructura de panal durante la regeneracion del filtro, en el lado de la segunda superficie de extremo, se puede inducir la destruccion no de la parte obturada o la pared divisoria en una parte distinta de la fila circular, sino la pared divisoria entre los segundos pasos de flujo en la fila circular de modo que se genere una fisura circular. Ademas, en la estructura de panal antes descrita, dado que el lado de la primera superficie de extremo de la fila circular esta completamente obturado, si la fisura circular se genera en el lado de la segunda superficie de extremo de la fila circular y los segundos pasos de

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flujo estan en comunicacion entre s^ no tiene lugar escape de hollm. Por lo tanto, segun la estructura de panal antes descrita, se puede evitar la disminucion del rendimiento del filtro debido a la generacion de la fisura circular. Ademas, permitiendo la generacion de la fisura circular en la fila circular, se dispersa el esfuerzo a aplicar por el posterior choque termico, y por lo tanto se puede evitar la ampliacion de la fisura circular. Ademas, segun esta estructura de panal, la generacion de la fisura circular puede ser inducida ideando una configuracion de obturacion de los pasos de flujo sin proporcionar adicionalmente un elemento de baja resistencia analogo a una estructura convencional de panal, y por lo tanto, se pueden lograr la simplificacion de la configuracion y la reduccion del costo de la estructura de panal.

La fila circular antes descrita se puede formar de manera que rodee el eje central de la estructura de panal columnar.

Segun esta configuracion, dado que la fila circular en el lado de la segunda superficie de extremo puede recibir efectivamente el esfuerzo para generar la fisura circular producida por choque termico, la generacion de la fisura circular puede ser inducida de forma mas fiable.

La estructura de panal antes descrita puede incluir una pluralidad de filas circulares que estan adyacentes una a otra en paralelo a traves de la pared divisoria.

Segun esta configuracion, dado que una pluralidad de filas circulares estan dispuestas en paralelo una con otra, la resistencia de las filas circulares en el lado de la segunda superficie de extremo se puede hacer mas baja que la de cualquier otra region, y la generacion de la fisura circular se puede inducir de forma mas fiable.

Con respecto a la estructura de panal antes descrita, en la seccion transversal perpendicular al eje central, la media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo que forman la fila circular puede ser mayor que la media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo que no forman la fila circular.

Segun esta configuracion, en la seccion transversal perpendicular al eje central, la media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo que forman la fila circular es mayor que la media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo que no forman la fila circular, y por lo tanto la resistencia de las filas de paso de flujo en el lado de la segunda superficie de extremo puede ser mas bajo que la de cualquier otra region, y la generacion de la fisura circular se puede inducir de forma mas fiable.

Efectos ventajosos de la invencion

Segun la presente invencion, se puede evitar la disminucion del rendimiento del filtro debido a la generacion de una fisura circular, y tambien se puede evitar la ampliacion de la fisura circular.

Breve descripcion de los dibujos

[Figura 1] La figura 1 es una vista en perspectiva que representa una estructura de panal segun una primera realizacion.

[Figura 2] La figura 2 es una vista ampliada que representa una parte de una seccion transversal a lo largo de un eje central de la estructura de panal.

[Figura 3] La figura 3 es una vista ampliada que representa una parte de una seccion transversal perpendicular al eje central de la estructura de panal.

[Figura 4] La figura 4(a) es una vista ampliada que representa una parte de una primera superficie de extremo de la estructura de panal, y la figura 4(b) es una vista ampliada que representa una parte de una segunda superficie de extremo de la estructura de panal.

[Figura 5] La figura 5 es una vista general que representa la segunda superficie de extremo de la estructura de panal.

[Figura 6] La figura 6 es una vista parcial ampliada de la figura 5.

[Figura 7] La figura 7 es una vista general que representa una segunda superficie de extremo de una estructura de panal segun una segunda realizacion.

[Figura 8] La figura 8 es una vista parcial ampliada de la figura 7.

Descripcion de realizaciones

A continuacion, realizaciones preferidas de la presente invencion se describiran en detalle con referencia a los

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dibujos.

[Primera realizacion]

Como se representa en la figura 1, una estructura de panal 10 segun la primera realizacion es una estructura cilmdrica que esta montada en un filtro de partmulas diesel o analogos y que se usa como un filtro para purificar gases de escape de un motor de combustion interna. La estructura de panal cilmdrica 10 se extiende a lo largo de un eje central CL. A continuacion, la direccion de extension del eje central CL se denominara una direccion axial central.

La estructura de panal 10 incluye una primera superficie de extremo 10a y una segunda superficie de extremo 10b que estan una enfrente de otra en la direccion axial central, y una pared divisoria 10c que forma una pluralidad de primeros pasos de flujo Ra y una pluralidad de segundos pasos de flujo Rb que se extienden a lo largo del eje central CL.

La estructura de panal 10 se hace de un material ceramico poroso (por ejemplo, diametro de poro medio de 20 pm o menos) o analogos. Los ejemplos del material ceramico usado para la estructura de panal 10 incluyen oxidos como alumina, sflice, mullita, cordierita, vidrio, y titanato de aluminio, carburo de silicio, nitruro de silicio, y metales. El titanato de aluminio tambien puede contener magnesio y/o silicio.

La estructura de panal anterior 10 se puede obtener calcinando un cuerpo formado verde (cuerpo formado no calcinado) que sera el material ceramico antes descrito y realizando un tratamiento obturador predeterminado con respecto a los pasos de flujo respectivos Ra, Rb. El cuerpo formado verde contiene polvo fuente de compuesto inorganico que es una materia prima ceramica, un ligante organico tal como metil celulosa, y un agente aditivo que se anade cuando sea necesario.

Por ejemplo, en el caso de un cuerpo formado verde de titanato de aluminio, el polvo fuente de compuesto inorganico contiene polvo fuente de aluminio tal como polvo de a-alumina, y polvo fuente de titanio tal como polvo de titania del tipo de anatasa o del tipo de rutilo, y tambien puede contener polvo fuente de magnesio tal como polvo de magnesia y polvo de espinelas de magnesia, y/o polvo fuente de silicio tal como polvo de oxido de silicio y frita de vidrio cuando sea necesario.

Los ejemplos del ligante organico incluyen celulosas tal como metilcelulosa, carboximetilcelulosa, hidroxialquilmetilcelulosa, y carboximetilcelulosa de sodio; alcoholes tal como alcohol polivimlico; y lignosulfonato.

Los ejemplos del agente aditivo incluyen un agente de formacion de poros, un lubricante, un plastificante, un dispersante, y un solvente.

Los ejemplos del agente de formacion de poros incluyen materiales de carbono como grafito; resinas como polietileno, polipropileno, y polimetilmetacrilato; materiales vegetales como almidon, cascara de frutos secos, cascara de nuez, y mafz; hielo y hielo seco.

Los ejemplos del lubricante y el plastificante incluyen alcoholes como glicerina; acidos grasos superiores tal como acido capnlico, acido laurico, acido palmttico, acido araqrndico, acido oleico, y acido estearico; estearato de metal tal como A1 estearato, y polioxialquilen alquileter (POAAE).

Los ejemplos del dispersante incluyen acidos inorganicos tal como acido mtrico, acido clorhndrico, y acido sulfurico; acidos organicos como acido oxalico, acido cftrico, acido acetico, acido malico, y acido lactico; alcoholes como metanol, etanol, y propanol; y un surfactante como amonio del acido policarboxflico.

Como el solvente se puede usar, por ejemplo, alcoholes como metanol, etanol, butanol, y propanol; glicoles como propilenglicol, polipropilen glicol, y etilen glicol; agua y analogos.

La figura 2 es una vista ampliada que representa una parte de una seccion transversal a lo largo del eje central CL de la figura 1. Como se representa en la figura 2, los pasos de flujo Ra, Rb de la estructura de panal 10 estan obturados en uno del lado de la primera superficie de extremo 10a y el lado de la segunda superficie de extremo 10b. Espedficamente, los primeros pasos de flujo Ra estan abiertos en el lado de la primera superficie de extremo 10a y obturados en el lado de la segunda superficie de extremo 10b por un material obturador 11. Ademas, los segundos pasos de flujo Rb estan abiertos en el lado de la segunda superficie de extremo 10b y obturados en el lado de la primera superficie de extremo 10a por un material obturador 12.

Con respecto a los materiales de los materiales obturadores 11, 12, se puede usar el mismo material que el cuerpo formado verde antes descrito o un material diferente. Ademas, para los materiales de los materiales obturadores 11, 12, se puede usar un material que no permita que los gases de escape del motor de combustion interna pasen a su traves.

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La estructura de panal 10 incluye la pared divisoria 10c que forma una pluralidad de primeros pasos de flujo Ra y una pluralidad de segundos pasos de flujo Rb. En otros terminos, cada uno de los pasos de flujo Ra, Rb esta separado por la pared divisoria 10c. La pared divisoria 10c se extiende desde la primera superficie de extremo 10a a la segunda superficie de extremo 10b a lo largo del eje central CL.

La estructura de panal 10 representada en la figura 2 esta dispuesta en el paso de gases de escape de flujo del motor de combustion interna de tal manera que la primera superficie de extremo 10a este hacia arriba para flujo de gas (mas proxima al motor de combustion interna) y la segunda superficie de extremo 10b este hacia abajo para flujo de gas. El flujo principal de los gases de escape que pasan a traves de la estructura de panal 10 se indica con la flecha G.

Como indica la flecha G, los gases de escape del motor de combustion interna fluyen primero al paso de flujo Ra desde una abertura en el lado de la primera superficie de extremo 10a. Dado que el lado de la segunda superficie de extremo 10b del primer paso de flujo Ra esta obturado, el gas que ha fluido al primer paso de flujo Ra pasa a traves de la pared divisoria 10c y fluye al segundo paso de flujo Rb. Cuando el gas pasa a traves de la pared divisoria 10c, el hollm o analogos en el gas es atrapado. El gas que ha fluido al segundo paso de flujo Rb sale de la estructura de panal 10 a traves de una abertura en el lado de la segunda superficie de extremo 10b. Consiguientemente, los gases purificados son descargados por el lado de la segunda superficie de extremo 10b de la estructura de panal 10.

A continuacion se describiran las formas en seccion transversal del primer paso de flujo Ra y el segundo paso de flujo Rb. La figura 3 es una vista ampliada que representa una parte de una seccion transversal perpendicular al eje central CL de la estructura de panal 10. La figura 4(a) es una vista ampliada que representa una parte de la primera superficie de extremo 10a de la estructura de panal 10, y la figura 4(b) es una vista ampliada que representa una parte de la segunda superficie de extremo 10b.

Como se representa en la figura 3 y la figura 4, la seccion transversal perpendicular al eje central CL de la estructura de panal 10 tiene una estructura reticular que forma los pasos de flujo Ra, Rb en forma hexagonal por la pared divisoria 10c. La forma anterior de la estructura de panal 10 se forma por extrusion integral excepto con respecto a los materiales obturadores 11, 12, y los pasos de flujo Ra, Rb se extienden en la direccion axial central manteniendo al mismo tiempo una forma en seccion transversal constante sin deformacion durante el proceso.

Los ejemplos de las formas en seccion transversal de los primeros pasos de flujo Ra y los segundos pasos de flujo Rb incluyen una forma hexagonal regular y una forma hexagonal ordenada (por ejemplo, una forma hexagonal compuesta de un lado largo que tiene la misma longitud con un lado de la forma hexagonal regular adyacente en la seccion transversal del paso de flujo y un lado corto que es de longitud mas corta que el lado largo). Es decir, la estructura de panal 10 tiene una estructura de celdas asimetrica (estructura reticular asimetrica) con pasos de flujo que tienen diferentes formas en seccion transversal.

Espedficamente, los primeros pasos de flujo Ra tienen la forma hexagonal ordenada en seccion transversal. En contraposicion, los segundos pasos de flujo Rb estan divididos en dos tipos de pasos de flujo Rb1, Rb2 que tienen diferentes formas en seccion transversal. Los segundos pasos de flujo Rb1 tienen la forma hexagonal regular en seccion transversal, y los segundos pasos de flujo Rb2 tienen la forma hexagonal ordenada en seccion transversal que es la misma que la de los primeros pasos de flujo Ra. Se ha de indicar que los segundos pasos de flujo Rb2 no se representan en la figura 3 y la figura 4.

En la seccion transversal perpendicular al eje central CL de la estructura de panal 10, los primeros pasos de flujo Ra (y los segundos pasos de flujo Rb2) que tienen la forma hexagonal ordenada en seccion transversal estan dispuestos de manera que rodeen los pasos de flujo Rb1 que tienen la forma hexagonal regular en seccion transversal. En la estructura de panal 10, el numero de primeros pasos de flujo Ra es mayor que el de los segundos pasos de flujo Rb en la disposicion anterior. Asf, la relacion de abertura en la primera superficie de extremo 10a (la relacion de la zona de abertura de los primeros pasos de flujo Ra a la zona total de la primera superficie de extremo 10a) es mayor que la relacion de abertura en la segunda superficie de extremo 10b (la relacion de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo Rb a la zona total de la segunda superficie de extremo 10b). De esta manera, haciendo mayor la relacion de abertura en la primera superficie de extremo 10a en el lado hacia arriba de los gases, se puede evitar la generacion de perdida de presion de los gases de escape en la estructura de panal 10.

A continuacion se describira una fila circular W incluida en la estructura de panal 10. La figura 5 es una vista general que representa la segunda superficie de extremo 10b, y la figura 6 es una vista parcial ampliada de la figura 5. Como se representa en la figura 5 y la figura 6, la estructura de panal 10 incluye la fila circular W que forma una forma circular (forma hexagonal regular) segun se ve desde la direccion axial central. La fila circular W se ha formado de manera que rodee el eje central CL como el centro. Se ha de indicar que la forma de la fila circular W no tiene que ser necesariamente una forma hexagonal regular. Por ejemplo, puede ser un drculo, otros polfgonos tal como un tetragono, o analogos en la medida en que sea una forma anular cerrada formada combinando lmeas rectas y lmeas curvas.

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La fila circular W esta compuesta por los segundos pasos de flujo Rb1 que tienen la forma hexagonal regular en seccion transversal y los segundos pasos de flujo Rb2 que tienen la forma hexagonal ordenada en seccion transversal. La fila circular W se ha formado disponiendo los segundos pasos de flujo Rb1, Rb2 contiguos y divididos por la pared divisoria 10c en una configuracion circular (configuracion regular hexagonal). Segun tal configuracion, en la fila circular W se puede disponer intencionadamente una parte que tiene una relacion de abertura mas alta y resistencia mas debil en comparacion con una parte de la segunda superficie de extremo 10b distinta de la fila circular W (una parte como se representa en la figura 4(b)).

Como se representa en la figura 6, la fila circular W de la estructura de panal 10 segun la primera realizacion puede estar dividida en una filas circulares de fila unica (una fila que tiene una anchura de un paso de flujo) Wa, Wb, Wc. En otros terminos, la fila circular W esta compuesta por las filas paralelas circulares Wa, Wb, Wc. De esta manera, constituyendo la fila circular W con una pluralidad de filas circulares Wa, Wb, Wc, la resistencia se puede reducir mas.

Segun la estructura de panal antes descrita 10 segun la primera realizacion, dado que se incluye la fila circular W formada disponiendo los segundos pasos de flujo Rb, que estan abiertos en el lado de la segunda superficie de extremo 10b que esta hacia abajo para flujo de gas, aunque se aplique un choque termico de una cantidad superior a la aceptable de la estructura de panal 10 durante la regeneracion del filtro, en el lado de la segunda superficie de extremo 10b, se puede inducir que se destruya primero no la parte obturada o la pared divisoria en una parte distinta de la fila circular W sino la pared divisoria entre los segundos pasos de flujo Rb en la fila circular W de modo que se genere una fisura circular. Ademas, en la estructura de panal 10, dado que el lado de la primera superficie de extremo 10a de la fila circular W esta completamente obturado, si la fisura circular se genera en el lado de la segunda superficie de extremo 10b de la fila circular W y los segundos pasos de flujo Rb1, Rb2 estan en comunicacion entre ellos, no tiene lugar escape de hollm. Por lo tanto, segun la estructura de panal 10, se puede evitar la disminucion del rendimiento del filtro debido a generacion de la fisura circular.

Ademas, en la estructura de panal 10, permitiendo la generacion de la fisura circular en la fila circular W, el esfuerzo a aplicar por posterior choque termico se puede dispersar, y por lo tanto, se puede evitar la ampliacion de la fisura circular. Ademas, segun la estructura de panal 10, la generacion de la fisura circular se puede inducir ideando una configuracion de obturacion de los pasos de flujo sin proporcionar adicionalmente un elemento de baja resistencia analogo a una estructura convencional de panal, y por lo tanto, se puede lograr una simplificacion de la configuracion y una reduccion del costo de la estructura de panal.

Ademas, dado que la estructura de panal 10 incluye una pluralidad de filas circulares Wa, Wb, Wc que son adyacentes una a otra en paralelo a traves de la pared divisoria 10c, se puede formar intencionadamente una region circular que tiene baja resistencia en el lado de la segunda superficie de extremo 10b, y la generacion de la fisura circular se puede inducir de forma mas fiable.

Ademas, dado que la fila circular W se ha formado de manera que el eje central CL en la estructura de panal 10, la fila circular W en el lado de la segunda superficie de extremo 10b puede recibir efectivamente un esfuerzo para generar la fisura circular producida por choque termico, y se puede inducir la generacion de la fisura circular de forma mas fiable.

Ademas, en la estructura de panal 10, adoptando la estructura celular asimetrica representada en la figura 3, una zona de filtro por unidad de volumen del filtro se puede hacer mayor en comparacion con una estructura celular simetrica, y asf se puede disminuir la perdida de presion debida al filtro, y se puede mejorar el consumo de combustible de un motor de combustion interna en el que se aplica la estructura de panal 10.

[Segunda realizacion]

Una estructura de panal 20 segun la segunda realizacion es diferente de la estructura de panal 10 segun la primera realizacion en que se ha formado una primera fila circular W1, una segunda fila circular W2, y filas de paso de flujo radial W3 y se incluyen segundos pasos de flujo Rb3. Se ha de indicar que las partes correspondientes a las de la primera realizacion se indican con numeros de referencia correspondientes y se omite la descripcion duplicada.

La figura 7 es una vista general que representa una segunda superficie de extremo 20b de la estructura de panal 20 segun la segunda realizacion. Como se representa en la figura 7, la estructura de panal 20 segun la segunda realizacion incluye dos filas circulares W1, W2. Las filas circulares W1, W2 estan formadas en forma hexagonal regular de manera que rodeen el eje central CL como el centro. La primera fila circular W1 se ha formado en el lado mas interior que la segunda fila circular W2.

La figura 8 es una vista parcial ampliada de la figura 7. Como se representa en la figura 8, la primera fila circular W1 y la segunda fila circular W2 se han formado disponiendo los segundos pasos de flujo Rb3 contiguos y divididos por la pared divisoria 20c en una configuracion circular (configuracion regular hexagonal). La primera fila circular W1 y la segunda fila circular W2 incluyen los segundos pasos de flujo Rb3 de los segundos pasos de flujo Rb que estan abiertos en el lado de la segunda superficie de extremo 20b.

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El segundo paso de flujo Rb3 es un paso de flujo en el que la zona de abertura en la seccion transversal perpendicular al eje central CL es mayor en comparacion con la zona de abertura del segundo paso de flujo Rb1. Es decir, en la seccion transversal perpendicular al eje central CL, la zona de abertura del segundo paso de flujo Rb3 es mayor que la zona de abertura del segundo paso de flujo Rb1. El segundo paso de flujo Rb3 tiene una forma en seccion transversal formada combinando un segundo paso de flujo Rb1 y cuatros segundos pasos de flujo Rb2 a su alrededor, los cuales se representan en la figura 6. Se ha de indicar que la forma en seccion transversal del segundo paso de flujo Rb3 no se limita a la descrita anteriormente.

Segun la estructura de panal antes descrita 20 segun la segunda realizacion, justo de forma analoga a la estructura de panal 10 segun la primera realizacion, la generacion de la fisura circular se puede inducir en la primera fila circular W1 y la segunda fila circular W2, la disminucion del rendimiento del filtro debido a la generacion de la fisura circular se puede evitar. Ademas, permitiendo la generacion de la fisura circular en las filas circulares W1, W2, el esfuerzo a aplicar por el posterior choque termico se puede dispersar, y por lo tanto la ampliacion de la fisura circular se puede evitar.

Ademas, dado que las filas circulares W1, W2 incluyen los segundos pasos de flujo Rb3 que tienen una gran zona de abertura, la media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo Rb que forman las filas circulares W1, W2 es mayor que la media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo Rb que no forman las filas circulares W1, W2. La media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo Rb que forman las filas circulares W1, W2 significa la zona media obtenida dividiendo la suma de la zona de abertura de todos los segundos pasos de flujo Rb en las filas circulares W1, W2 por el numero de los pasos de flujo. De la misma manera, la media de la zona de abertura de los segundos pasos de flujo Rb que no forman las filas circulares W1, W2 significa la zona media obtenida dividiendo la suma de la zona de abertura de todos los segundos pasos de flujo Rb que no forman las filas circulares W1, W2 por el numero de los pasos de flujo. Consiguientemente, en la estructura de panal 20, las relaciones de abertura de las filas circulares W1, W2 son grandes y la resistencia se puede reducir mas, y asf la generacion de la fisura circular se puede inducir de forma mas fiable.

Ademas, la estructura de panal 20 segun la segunda realizacion incluye una pluralidad de filas de paso de flujo W3 que estan situadas radialmente con el eje central CL como el centro. Las filas de paso de flujo W3 estan formadas extendiendose desde respectivos vertices de la forma hexagonal regular de la segunda fila circular W2 hacia la periferia exterior de la estructura de panal 20. De la misma manera que la primera fila circular W1 y la segunda fila circular W2, estas filas de paso de flujo W3 tambien estan compuestas por los segundos pasos de flujo Rb3 que tienen una zona de abertura grande.

Segun la estructura de panal 20 que tiene tal configuracion, aunque se aplique un choque termico superior a una cantidad aceptable de la estructura de panal 20 y se aplique un esfuerzo capaz de generar una fisura radial durante la regeneracion del filtro, se puede inducir que se genere una fisura radial en el lado de la segunda superficie de extremo 20b de las filas de paso de flujo W3. Ademas, en la estructura de panal 20, dado que el lado de una primera superficie de extremo 20a de las filas de paso de flujo W3 esta completamente obturado, si la fisura radial se genera en el lado de la segunda superficie de extremo 20b de las filas de paso de flujo W3, no tiene lugar escape de hollm y la disminucion del rendimiento del filtro debida a generacion de la fisura radial se puede evitar. Ademas, permitiendo la generacion de la fisura radial en las filas de paso de flujo W3, el esfuerzo a aplicar por el posterior choque termico se puede dispersar, y por lo tanto, la ampliacion de la fisura radial se puede evitar.

Hasta ahora, se han descrito las realizaciones de la presente invencion, pero la presente invencion no se limita a las respectivas realizaciones antes descritas. Por ejemplo, las posiciones, los tamanos, las formas y analogos de las filas circulares W, W1 W2 y las filas de paso de flujo W3 no se limitan a las descritas anteriormente. Las filas circulares W, W1, W2 no se tienen que formar necesariamente con el eje central CL de la estructura de panal 10 como el centro, el eje central CL se puede desviar del centro de las filas circulares W, W1, W2, y las filas circulares W, W1, W2 se pueden formar de modo que no rodeen el eje central CL. Las posiciones, los tamanos, las formas y analogos de las filas circulares W, W1, W2 y las filas de paso de flujo W3 se pueden poner, por ejemplo, segun una region donde tienda a generarse una fisura en varias estructuras de panal.

Ademas, las formas en seccion transversal de los primeros pasos de flujo Ra y los segundos pasos de flujo Rb no se limitan a las descritas anteriormente. Ademas, las estructuras en seccion transversal de las estructuras de panal 10, 20 no se limitan a la estructura de celdas asimetrica y pueden ser la estructura de celdas simetrica compuesta de pasos de flujo que tienen la misma forma en seccion transversal. Ademas, las estructuras de panal 10, 20 no se tienen que formar necesariamente por extrusion integral y se pueden formar en una estructura de segmentos.

Aplicabilidad industrial

La presente invencion se puede aplicar como una estructura de panal capaz de suprimir la disminucion del rendimiento del filtro debida a generacion de una fisura circular y capaz de suprimir la ampliacion de la fisura circular.

Lista de signos de referencia

10, 20: estructura de panal, 10a, 20a: primera superficie de extremo, 10b, 20b: segunda superficie de extremo, 10c, 20c: pared divisoria, 11: material obturador, 12: material obturador, CL: eje central, Ra: primer paso de flujo, Rb: 5 segundo paso de flujo, Rb1: segundo paso de flujo (forma hexagonal regular), Rb2: segundo paso de flujo (forma hexagonal ordenada), Rb3: segundo paso de flujo (seccion transversal amplificada), W, Wa a Wc: fila circular, W1: primera fila circular, W2: segunda fila circular, W3: fila de paso de flujo.

Claims

5

10

15

20

25

30

REIVINDICACIONES

1. Una estructura de panal columnar (10, 20) que se extiende a lo largo de un eje central (CL), incluyendo:

una primera superficie de extremo (10a, 20a) y una segunda superficie de extremo (10b, 20b) que estan una enfrente de otra en una direccion de extension del eje central (CL) y estan dispuestas de tal manera que el flujo principal de gases de escape pase a traves de la estructura de panal desde la primera superficie de extremo (10a, 20a) a la segunda superficie de extremo (10b, 20b); y

una pared divisoria (10c, 20c) que forma una pluralidad de primeros pasos de flujo (Ra) y una pluralidad de segundos pasos de flujo (Rb) que se extienden a lo largo del eje central (CL), donde

los primeros pasos de flujo (Ra) estan abiertos en un lado de la primera superficie de extremo (10a, 20a) y obturados en un lado de la segunda superficie de extremo (10b, 20b), los segundos pasos de flujo (Rb) estan obturados en el lado de la primera superficie de extremo (10a, 20a) y abiertos en el lado de la segunda superficie de extremo (10b, 20b),

la relacion de abertura de la primera superficie de extremo (10a, 20a) es mayor que la relacion de abertura de la segunda superficie de extremo (10b, 20b), caracterizada porque la estructura de panal incluye una fila circular (W) formada disponiendo los segundos pasos de flujo (Rb) contiguos y divididos por la pared divisoria (10c, 20c) en una configuracion circular segun se ve desde la direccion de extension del eje central, donde, en una seccion transversal perpendicular al eje central (CL), la media de una zona de abertura de los segundos pasos de flujo (Rb) que forman la fila circular (W) es mayor que la media de una zona de abertura de los segundos pasos de flujo (Rb) que no forman la fila circular (W).
2. La estructura de panal segun la reivindicacion 1, donde la fila circular (W) se ha formado de manera que rodee el eje central (CL).
3. La estructura de panal segun la reivindicacion 1 o 2, incluyendo una pluralidad de las filas circulares (W) que son adyacentes y paralelas una a otra a traves de la pared divisoria.