FILTRE D'EPURATION DE GAZ D'ECHAPPEMENTFILTER FOR EXHAUST GAS PURIFICATION
La présente invention se rapporte à un filtre d'épuration de gaz d'échappement qui collecte la matière particulaire dans des gaz d'échappement émis par un moteur à combustion interne, pour épurer 5 ainsi les gaz d'échappement. Des filtres d'épuration de gaz d'échappement réalisés sous la forme d'un corps de structure en nid d'abeilles obtenu à partir d'un matériau céramique ont été utilisés pour collecter la matière particulaire dans des gaz d'échappement émis par des moteurs à combustion interne. 10 Le corps de structure en nid d'abeilles comprend une multiplicité de cloisons de séparation poreuses et une couche de peau extérieure entourant les cloisons de séparation poreuses. Les cloisons de séparation définissent une multiplicité de cellules qui sont obturées ou fermées à leurs extrémités pour augmenter l'efficacité d'épuration. 15 Les cellules dans le corps de structure en nid d'abeilles consistent en cellules d'entrée ouvertes à des parties d'entrée du côté d'entrée du gaz d'échappement et fermées à des parties de sortie avec des obturateurs du côté de sortie de gaz d'échappement opposé au côté d'entrée de gaz d'échappement, et en cellules de sortie fermées à des 20 parties d'entrée avec des obturateurs et ouvertes à des parties de sortie. Un écoulement de gaz d'échappement est introduit dans le corps de structure en nid d'abeilles à partir des cellules d'entrée, puis traverse les cloisons de séparation poreuses, et est finalement évacué par les cellules de sortie vers l'extérieur du corps de structure en nid d'abeilles. 25 Dans le filtre d'épuration de gaz d'échappement, la perte de pression augmente au fur et à mesure que la quantité de matière particulaire retenue ou accumulée à l'intérieur du filtre augmente. L'augmentation de la perte de pression occasionnerait un problème tel qu'une réduction de puissance, qui réduirait l'économie de carburant. 30 Pour résoudre ce problème, il a été proposé un filtre d'épuration de gaz d'échappement perfectionné, comme exposé dans la Publication de Brevet Japonais Ouverte à l'Examen du Public (JP-A) n 58-196820, dans lequel, dans le but de réduire la perte de pression à un moment auquel de la matière particulaire s'accumule à l'intérieur du filtre (cette perte de pression est appelée ci-après pour abréger "perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire"), les cellules d'entrée ont une aire de surface collective qui est supérieure d'au moins 25% à celle des cellules de sortie. Cependant, une étude effectuée par le présent inventeur a montré que la technique exposée dans le brevet JP 58-196820-A ne pouvait pas réduire suffisamment une perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Par conséquent, la présente invention vise à procurer un filtre d'épuration de gaz d'échappement qui est capable de réduire non seulement la perte de pression pendant l'accumulation de matière particulaire mais également la perte de pression totale. Une étude approfondie, effectuée par le présent inventeur concernant une cause de la perte de pression accrue se produisant lorsque la matière particulaire s'accumule dans le filtre, a permis de trouver que le filtre exposé dans le brevet JP 58-196820-A a un nombre accru de cloisons de séparation poreuses placées ou intercalées autrement entre les cellules d'entrée. Avec cet agencement, du fait que les gaz d'échappement passent difficilement à travers les cloisons de séparation poreuses intercalées entre les cellules d'entrée, la perte de pression initiale devient grande. Ceci signifie que la perte de pression initiale d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement ayant une forme en nid d'abeilles est influencée principalement par les cloisons de séparation poreuses. Comme dans le cas du filtre représenté dans le brevet JP 58- 196820-A, si le nombre de cloisons de séparation poreuses intercalées entre les cellules d'entrée est plus grand que nécessaire, une aire de surface collective des cloisons de séparation à travers lesquelles les gaz d'échappement passent difficilement augmentera, entraînant une augmentation excessive de la perte de pression initiale. Avec cette augmentation de la perte de pression, la perte de pression totale augmente également. La présente invention procure un filtre d'épuration de gaz d'échappement pour collecter la matière particulaire dans des gaz d'échappement émis par un moteur à combustion interne, pour épurer ainsi les gaz d'échappement, le filtre d'épuration de gaz d'échappement comprenant un corps de structure en nid d'abeilles ayant une multiplicité de cloisons de séparation poreuses et une couche de peau extérieure entourant les cloisons de séparation, dans lequel les cloisons de séparation définissent entre elles une multiplicité de cellules pour la circulation des gaz d'échappement, les cellules consistant en cellules d'entrée ouvertes à leurs parties d'entrée d'un côté d'entrée de gaz d'échappement et fermées à leurs parties de sortie par des obturateurs de sortie d'un côté de sortie de gaz d'échappement opposé au côté d'entrée de gaz d'échappement, et en cellules de sortie fermées à leurs parties d'entrée par des obturateurs d'entrée du côté d'entrée de gaz d'échappement et ouvertes à leurs parties de sortie du côté de sortie de gaz d'échappement, celles des cloisons de séparation qui sont respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines ayant une aire de surface collective dans une plage de 5 à 9% d'une aire de surface collective des cloisons de séparation de toutes les cellules. Le filtre d'épuration de gaz d'échappement ayant la structure précédente est capable de réduire la perte de pression totale. Si l'aire de surface collective des cloisons de séparation qui sont respectivement intercalées entre deux cellules d'entrées adjacentes ou voisines est supérieure à 9% de l'aire de surface collective des cloisons de séparation de toutes les cellules, ceci signifie qu'à cause d'une augmentation du nombre des cloisons de séparation qui sont respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines, l'aire de surface des cloisons de séparation à travers lesquelles les gaz d'échappement passent difficilement augmente, tandis qu'en même temps, l'aire de surface des cloisons de séparation à travers lesquelles les gaz d'échappement passent facilement diminue de façon correspondante. Ceci occasionnera une augmentation de la perte de pression initiale. The present invention relates to an exhaust gas cleaning filter which collects particulate matter in exhaust gases emitted by an internal combustion engine, thereby purifying the exhaust gas. Exhaust purification filters made in the form of a honeycomb structural body obtained from a ceramic material have been used to collect the particulate matter in exhaust gases emitted by internal combustion engines. The honeycomb structural body comprises a plurality of porous partition walls and an outer skin layer surrounding the porous partition walls. Partition walls define a multiplicity of cells that are closed or closed at their ends to increase the purification efficiency. The cells in the honeycomb structural body consist of inlet cells open at intake inlet side portions of the exhaust gas and closed at exit portions with outlet side shutters. exhaust gas opposite the exhaust gas inlet side, and exit cells closed at inlet portions with shutters and open at exit portions. An exhaust gas flow is introduced into the honeycomb structural body from the input cells, then passes through the porous partition walls, and is ultimately discharged through the exit cells to the outside of the body. of honeycomb structure. In the exhaust gas purification filter, the pressure loss increases as the amount of particulate matter retained or accumulated within the filter increases. Increasing the pressure loss would cause a problem such as power reduction, which would reduce fuel economy. To solve this problem, an improved exhaust gas cleaning filter has been proposed, as set forth in Japanese Patent Laid-open Publication (JP-A) No. 58-196820, wherein in order to reduce the loss of pressure at a time when particulate matter accumulates inside the filter (this pressure loss is hereinafter referred to as "loss of pressure during the accumulation of particulate matter "), the input cells have a collective surface area that is at least 25% greater than that of the output cells. However, a study by the present inventor has shown that the technique disclosed in JP 58-196820-A can not sufficiently reduce a total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the loss of pressure. pressure during the accumulation of particulate matter. Accordingly, it is an object of the present invention to provide an exhaust purification filter which is capable of reducing not only the pressure loss during the accumulation of particulate matter but also the total pressure loss. An extensive study by the present inventor of a cause of the increased pressure loss occurring as particulate matter accumulates in the filter, has found that the filter set forth in JP 58-196820-A has a increased number of porous partition walls placed or otherwise interposed between the input cells. With this arrangement, since the exhaust gases pass through the porous partition walls interposed between the input cells, the initial pressure loss becomes large. This means that the initial pressure loss of an exhaust gas purifying filter having a honeycomb shape is influenced mainly by the porous partition walls. As in the case of the filter shown in JP 58-682020-A, if the number of porous partition walls interposed between the input cells is larger than necessary, a collective surface area of the partition walls through which the exhaust gases pass hardly increase, causing an excessive increase in the initial pressure loss. With this increase in pressure loss, the total pressure loss also increases. The present invention provides an exhaust gas cleaning filter for collecting particulate matter in exhaust gases emitted by an internal combustion engine, thereby purifying the exhaust gas, the exhaust gas purification filter, and the exhaust gas filter. exhaust comprising a honeycomb structural body having a plurality of porous partition walls and an outer skin layer surrounding the partition walls, wherein the partition walls define between them a multiplicity of cells for the circulation of gases exhaust, the cells consisting of inlet cells open at their inlet portions of an exhaust gas inlet side and closed at their outlet portions by outlet shutters on an outlet side of exhaust gas opposite the exhaust gas inlet side, and in exit cells closed at their inlet portions by inlet inlet side inlet shutters. e exhaust gases and open at their outlet portions on the exhaust gas outlet side, those of partition walls which are respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells having a collective surface area in a range of 5 to 9% of a collective area of the partition walls of all cells. The exhaust gas cleaning filter having the above structure is capable of reducing the total pressure loss. If the collective surface area of the partition walls which are respectively sandwiched between two adjacent or adjacent input cells is greater than 9% of the collective surface area of the partition walls of all the cells, this means that because of an increase in the number of partition walls which are respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells, the surface area of the partition walls through which the exhaust gas pass hardly increases, while in At the same time, the surface area of the partition walls through which the exhaust gas passes easily decreases correspondingly. This will cause an increase in the initial pressure loss.
D'autre part, si l'aire de surface collective des cloisons de séparation qui sont respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines est inférieure à 5% de l'aire de surface collective des cloisons de séparation de toutes les cellules, la matière particulaire ne s'accumulera pas avec une large dispersion ou répartition à l'intérieur du filtre à cause d'un manque de cloisons de séparation respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines. En outre, la matière particulaire est susceptible de boucher l'extrémité d'entrée du filtre, ce qui augmentera la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Ceci augmentera également la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. L'aire de surface collective des cloisons de séparation respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines peut être la somme d'aires de surface de surfaces des cloisons de séparation faisant respectivement face à l'une des deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines. L'aire de surface collective des cloisons de séparation de toutes les cellules peut être le produit de la somme d'aires de surface de surfaces intérieures des cloisons de séparation définissant toutes les cellules et du nombre total des cellules. Les obturateurs de sortie peuvent avoir une longueur de 2 à 5 fois supérieure à la longueur des obturateurs d'entrée. On décrira ci-dessous en détail certains modes de réalisation 25 structuraux préférés de la présente invention, seulement à titre d'exemple, en référence aux dessins annexés dans lesquels : La figure 1 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à un mode de réalisation de la présente invention; 30 La figure 2 est une coupe axiale du filtre d'épuration de gaz d'échappement de la figure 1; La figure 3 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple 1 de la présente 35 invention; La figure 4 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple 2 de la présente invention; La figure 5 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple Comparatif 1; La figure 6 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple Comparatif 2; La figure 7 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple Comparatif 3; La figure 8 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple 3 de la présente invention; La figure 9 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple 4 de la présente invention; La figure 10 est une représentation schématique montrant une face d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à l'Exemple 5 de la présente invention; La figure 11 est une représentation schématique montrant la relation entre les pertes de pression initiale et totale et le rapport entre une aire de surface collective de cloisons de séparation respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes, et une aire de surface collective des cloisons de séparation de toutes les cellules, en relation avec les Exemples 1 et 2 et les Exemples Comparatifs 1 à 3; Les figures 12A à 12C sont des représentations montrant schématiquement un procédé de fabrication d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement conforme à la présente invention; et La figure 13 est une coupe axiale d'un filtre d'épuration d'un gaz d'échappement conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention. Comme représenté sur les figures 1 et 2, un filtre d'épuration de gaz d'échappement 1 conforme à un mode de réalisation de la présente invention comprend un corps de structure en nid d'abeilles 10 de forme cylindrique circulaire ayant une multiplicité de cloisons de séparation poreuses 11 s'étendant dans une direction axiale du corps de structure cylindrique en nid d'abeilles 10, et une couche de peau extérieure 13 entourant les cloisons de séparation 11. Les cloisons de séparation 11 définissent entre elles une multiplicité de cellules 12 pour la circulation de gaz d'échappement qui sont émis par un moteur à combustion interne (non représenté). Comme la figure 2 le montre le mieux, les cellules 12 consistent en cellules d'entrée 12a ouvertes à leurs parties d'entrée la d'un côté d'entrée de gaz d'échappement 18 du filtre 1 et fermées à leurs parties de sortie 1 b avec des obturateurs de sortie 2b d'un côté de sortie de gaz d'échappement 19 du filtre 1, opposé au côté d'entrée de gaz d'échappement, et en cellules de sortie 12b fermées à leurs parties d'entrée la avec des obturateurs d'entrée 2a du côté d'entrée de gaz d'échappement 18 du filtre 1 et ouvertes à leurs parties de sortie lb du côté de sortie de gaz d'échappement 19 du filtre 1. Avec le filtre d'épuration de gaz d'échappement 1 agencé de cette manière, un écoulement de gaz d'échappement 5 est introduit dans le corps de structure en nid d'abeilles 10 à partir des cellules d'entrée 12a, puis traverse les cloisons de séparation poreuses 11 et est finalement évacué par les cellules de sortie 12b vers l'extérieur du corps de structure en nid d'abeilles 10. Conformément à une caractéristique importante de l'invention, celles 11c des cloisons de séparation 11 qui sont respectivement intercalées entre (ou qui séparent respectivement) deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c (figure 2) ont une aire de surface collective S1 dans une plage de 5 à 9% d'une aire de surface collective S2 des cloisons de séparation 11 de toutes les cellules 12. Cet agencement garantit la possibilité de réduire efficacement la perte de pression totale du filtre 1. Si S1 est supérieure à 9% de S2 (c'est-àdire S1/S2 > 0,09), ceci signifie qu'à cause d'une augmentation du nombre des cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c, l'aire de surface des cloisons de séparation 1 1 c à travers lesquelles les gaz d'échappement passent difficilement augmente, tandis qu'en même temps, l'aire de surface des cloisons de séparation 11 a à travers lesquelles les gaz d'échappement passent facilement diminue de façon correspondante. Ceci augmentera la perte initiale du filtre. D'autre partä si S1 est inférieure à 5% de S2 (c'est-à-dire S1/S2 < 0,05), la matière particulaire ne parviendra pas à s'accumuler avec une large dispersion ou répartition à l'intérieur du filtre 1, à cause d'un manque des cloisons de séparation 11c qui sont respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c. En outre, la rnatière particulaire est susceptible de boucher l'extrémité d'entrée du filtre 1, ce qui augmentera la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Ceci augmentera également la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. L'aire de surface collective S1 des cloisons de séparation 11c respectivement intercalées entre les cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c est la somme d'aires de surface de surfaces des cloisons de séparation faisant respectivement face à l'une des deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c, tandis que l'aire de surface collective S2 des cloisons de séparation 11 de toutes les cellules 12 est le produit des aires de surface de surfaces intérieures des cloisons de séparation 11 définissant toutes les cellules 12 et du nombre total des cellules 12. En retournant à la figure 1, on décrira ci-dessous des détails de structure du filtre d'épuration de gaz d'échappement 1. Dans le corps de structure en nid d'abeilles 10 du filtre 1, les cellules d'entrée 12a qui sont ouvertes du côté d'entrée de gaz d'échappement 18 et les cellules de sortie 12b qui sont fermées du côté d'entrée de gaz d'échappement 18 sont disposées en alternance en une configuration en damier, à l'exception du fait que certaines cellules de sortie 12b sont remplacées par des deuxièmes cellules d'entrée 12c, de façon qu'il y ait des cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules adjacentes ou voisines parmi les premières et deuxièmes cellules d'entrée 12a, 12c. Les cellules 12 (12a, 12b et 12c) ont des espaces internes de section transversale rectangulaire. Dans le mode de réalisation illustré, le filtre d'épuration de gaz d'échappement 1 a un diamètre de 144 mm et une longueur de 200 mm. Les cloisons de séparation 11 ont une épaisseur de 0,30 mm et les cellules 12 ont un pas de 1,47 rnm. En outre, les cloisons de séparation poreuses 11 ont une porosité ouverte de 65% et une taille de pores moyenne de 25 pm. Le nombre total de cellules 12 (12a, 12b et 12c) qui sont définies par les cloisons de séparation 11 est de 400. Les cloisons de séparation poreuses 11 portent sur elles un catalyseur tel que le platine, le rhodium, le palladium, le baryum, le potassium ou autres. Comme décrit précédemment, le filtre d'épuration de gaz d'échappement 1 comprend un corps de structure en nid d'abeilles 10 ayant des cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c, ou séparant de telles cellules. Si l'on désigne par S1 une aire de surface collective des cloisons de séparation 1 1 c et par S2 une aire de surface collective des cloisons de séparation 11 de toutes les cellules 12, S1 est dans une plage de 5 à 9% de S2 (c'est-à-dire que S1/S2 est dans une plage de 0,05 à 0,09). Avec le rapport de S1 à S2 ainsi établi, il est possible de diminuer suffisamment la perte de pression totale du filtre d'épuration de gaz d'échappement 1. On the other hand, if the collective surface area of the partition walls which are respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells is less than 5% of the collective surface area of the partition walls of all the cells, the particulate matter will not accumulate with wide dispersion or distribution within the filter due to a lack of partition walls respectively sandwiched between two adjacent or adjacent inlet cells. In addition, the particulate matter is likely to clog the inlet end of the filter, which will increase the pressure loss during the accumulation of the particulate matter. This will also increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of particulate matter. The collective surface area of the partition walls respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells may be the sum of surface area surfaces of the partition walls respectively facing one of the two adjacent input cells. or neighbors. The collective surface area of the partition walls of all cells may be the product of the sum of interior surface area areas of the partition walls defining all cells and the total number of cells. Output shutters can be 2 to 5 times longer than the length of the input shutters. Some preferred structural embodiments of the present invention will be described below in detail, by way of example only, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 is a schematic representation showing an end face of a exhaust gas cleaning filter according to an embodiment of the present invention; Fig. 2 is an axial section of the exhaust gas cleaning filter of Fig. 1; Fig. 3 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas purifying filter according to Example 1 of the present invention; Fig. 4 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas cleaning filter according to Example 2 of the present invention; Fig. 5 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas cleaning filter according to Comparative Example 1; Fig. 6 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas cleaning filter according to Comparative Example 2; Fig. 7 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas cleaning filter according to Comparative Example 3; Fig. 8 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas cleaning filter according to Example 3 of the present invention; Fig. 9 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas purifying filter according to Example 4 of the present invention; Fig. 10 is a schematic representation showing an end face of the exhaust gas inlet side of an exhaust gas cleaning filter according to Example 5 of the present invention; FIG. 11 is a schematic representation showing the relationship between the initial and total pressure losses and the ratio between a collective surface area of partition walls interposed respectively between two adjacent entrance cells, and a collective surface area of the partition walls. separation of all cells, in connection with Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3; Figs. 12A-12C are diagrammatic representations of a method of manufacturing an exhaust gas cleaning filter according to the present invention; and Fig. 13 is an axial section of an exhaust gas cleaning filter according to another embodiment of the present invention. As shown in FIGS. 1 and 2, an exhaust gas purification filter 1 according to an embodiment of the present invention comprises a circular cylindrical honeycomb structural body 10 having a multiplicity of bulkheads. porous partition members 11 extending in an axial direction of the cylindrical honeycomb structural body 10, and an outer skin layer 13 surrounding the partition walls 11. The partition walls 11 define between them a multiplicity of cells 12 for the circulation of exhaust gases that are emitted by an internal combustion engine (not shown). As best shown in FIG. 2, the cells 12 consist of inlet cells 12a open at their inlet portions 1a of an exhaust gas inlet side 18 of the filter 1 and closed at their outlet portions. 1b with outlet shutters 2b of an exhaust gas outlet side 19 of the filter 1, opposite to the exhaust gas inlet side, and exit cells 12b closed at their inlet portions with inlet shutters 2a on the exhaust gas inlet side 18 of the filter 1 and open at their outlet portions 1b of the exhaust gas outlet side 19 of the filter 1. With the purification filter of exhaust gas 1 arranged in this manner, an exhaust gas flow 5 is introduced into the honeycomb structural body 10 from the input cells 12a, then passes through the porous partition walls 11 and is finally evacuated by the output cells 12b to the outside of the stru According to an important feature of the invention, those 11c of partition walls 11 which are respectively interposed between (or which respectively separate) two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c (FIG. ) have a collective surface area S1 in a range of 5 to 9% of a collective surface area S2 of the partition walls 11 of all the cells 12. This arrangement ensures the possibility of effectively reducing the total pressure loss of the filter 1. If S1 is greater than 9% of S2 (i.e. S1 / S2> 0.09), this means that because of an increase in the number of partition walls 1 1 c respectively interposed between two cells adjacent or adjacent entryways 12a, 12c, the surface area of the partition walls 1 1c through which the exhaust gas pass hardly increases, while at the same time, the surface area of the partition walls 11 at a time which the exhaust gases pass easily decreases correspondingly. This will increase the initial loss of the filter. On the other hand, if S1 is less than 5% S2 (i.e. S1 / S2 <0.05), the particulate matter will not be able to accumulate with wide dispersion or distribution within. of the filter 1, because of a lack of partition walls 11c which are respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c. In addition, particulate matter is likely to clog the inlet end of the filter 1, which will increase the pressure loss during the accumulation of the particulate matter. This will also increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of particulate matter. The collective surface area S1 of the partition walls 11c respectively interposed between the adjacent or adjacent input cells 12a, 12c is the sum of surface area surfaces of the partition walls respectively facing one of the two cells adjacent or adjacent entryways 12a, 12c, while the collective surface area S2 of the partition walls 11 of all the cells 12 is the product of the inner surface surface areas of the partition walls 11 defining all the cells 12 and of the total number of cells 12. Referring back to FIG. 1, structural details of the exhaust purification filter 1 will be described below. In the honeycomb structure body 10 of the filter 1, the input cells 12a which are open on the exhaust gas inlet side 18 and the output cells 12b which are closed on the exhaust gas inlet side 18 are alternately arranged in a confi checker gage, except that some output cells 12b are replaced by second input cells 12c, so that there are partitions 1 1 c respectively interposed between two adjacent cells or neighboring ones the first and second input cells 12a, 12c. The cells 12 (12a, 12b and 12c) have internal spaces of rectangular cross-section. In the illustrated embodiment, the exhaust gas cleaning filter 1 has a diameter of 144 mm and a length of 200 mm. The partition walls 11 have a thickness of 0.30 mm and the cells 12 have a pitch of 1.47 mm. In addition, the porous partition walls 11 have an open porosity of 65% and an average pore size of 25 μm. The total number of cells 12 (12a, 12b and 12c) which are defined by the partition walls 11 is 400. The porous partition walls 11 carry on them a catalyst such as platinum, rhodium, palladium, barium , potassium or others. As previously described, the exhaust gas purification filter 1 comprises a honeycomb structural body 10 having partition walls 11c respectively interposed between two adjacent or adjacent inlet cells 12a, 12c, or separating such cells. If we designate by S1 a collective surface area of partition walls 1 1 c and S2 a collective surface area of partition walls 11 of all cells 12, S1 is in a range of 5 to 9% of S2 (i.e. S1 / S2 is in the range of 0.05 to 0.09). With the ratio of S1 to S2 thus established, it is possible to sufficiently reduce the total pressure loss of the exhaust gas cleaning filter 1.
Si S1 est supérieure à 9% de S2 (c'est-à-dire que S1/S2 > 0,09), la perte de pression initiale augmentera du fait qu'à cause d'une augmentation du nombre des cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes 12a, 12c, ou séparant de telles cellules, l'aire de surface des cloisons de séparation 11c à travers lesquelles les gaz d'échappement passent difficilement augmente, tandis qu'en même temps, l'aire de surface des cloisons de séparation 11 à travers lesquelles les gaz d'échappement passent facilement diminue de façon correspondante. D'autre part, si S1 est inférieure à 5% de S2 (c'est-à-dire que S1/S2 < 0,05), la matière particulaire n'est pas capable de s'accumuler avec une large dispersion ou répartition à l'intérieur du filtre 1, à cause d'un manque des cloisons de séparation 1 1 c intercalées entre les cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c. En outre, la matière particulaire est susceptible de boucher l'extrémité d'entrée du filtre 1, ce qui augmentera la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Ceci augmentera également la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Les figures 3 et 4 montrent schématiquement des faces d'extrémité du côté d'entrée de gaz d'échappement 18 (figure 1) de filtres d'épuration de gaz d'échappement 1A et 1B respectivement conformes à des Exemples 1 et 2 de la présente invention. Ces filtres 1A et 1B ont la même spécification que le filtre 1 représenté sur les figures 1 et 2. Comme représenté sur les figures 3 et 4, chacun des filtres 1A et 1B a une multiplicité de cellules 12 définies par des cloisons de séparation poreuses 11. Les cellules 12 ont une section transversale de forme rectangulaire et consistent en cellules d'entrée 12a et en cellules de sortie 12b qui sont disposées en alternance en une configuration en damier, à l'exception du fait que certaines cellules de sortie 12b sont remplacées par des deuxièmes cellules d'entrée 12c disposées de façon que chacune des deuxièmes cellules d'entrée 12c soit intercalée entre deux cellules adjacentes parmi les premières cellules d'entrée 12a, dans au moins deux directions. En outre, les deuxièmes cellules d'entrée 12c sont réparties de façon que chaque deuxième cellule d'entrée 12c soit séparée d'une autre deuxième cellule d'entrée 12c d'une distance au moins égale à trois fois le pas de cellules. Chacune des deuxièmes cellules d'entrée 12c est définie par quatre cloisons de séparation 11c, chacune d'elles étant intercalée entre deux cellules adjacentes ou voisines parmi les premières et deuxièmes cellules d'entrée 12a et 12c ou séparant celles-ci. Ceci signifie que chacune des cloisons de séparation 11c est commune à deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c. Compte tenu du fait que les aires de surface de surfaces intérieures des cloisons de séparation 11 définissant des cellules 12 individuelles sont les mêmes dans l'ensemble des cellules 12, on peut obtenir le rapport de S1 à S2 (S1/S2) en divisant le nombre des cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c, par le nombre total de cloisons de séparation 11 de toutes les cellules 12, le terme S1 représentant une aire de surface collective des cloisons de séparation 1 1 c et S2 représentant une aire de surface collective des cloisons de séparation 11 de toutes les cellules 12. Dans le filtre d'épuration de gaz d'échappement 1A représenté sur la figure 3, conforme à l'Exemple 1 de la présente invention, le nombre des deuxièmes cellules d'entrée 12c est de 18, et par conséquent le nombre de cloisons de séparation 11c est de 144. Du fait que le nombre total de cellules 12 est de 400, le nombre total des cloisons de séparation 11 est de 1600. Par conséquent, S1/S2 dans l'Exemple 1 est égal à 0,09 (c'est-à-dire 144/1600). De façon similaire, dans le filtre d'épuration de gaz d'échappement 1B représenté sur la figure 4, conforme à l'Exemple 2 de la présente invention, le nombre des deuxièmes cellules d'entrée 12c est de 1 0 , et par conséquent l e nombre de cloisons de séparation 1 1 c est de 80. Du fait que le nombre total de cellules 12 est de 400, le nombre total des cloisons de séparation 11 est de 1600. Par conséquent, S1/S2 dans l'Exemple 1 est égal à 0,05 (c'est-à-dire 80/1600). Dans les Exemples 1 et 2, S1 tombe dans une plage de 5 à 9% de S2 (c'est-à-dire que S1/S2 est dans une plage de 0,05 à 0,09). En fixant ainsi le rapport de S1 à S2 (S1/S2), les filtres d'épuration de gaz d'échappement 1A et 1B sont capables de diminuer suffisamment la perte de pression totale. Si S1 est supérieure à 9% de S2 (c'est-à-dire S1/S2 > 0,09), ceci signifie qu'à cause d'une augmentation du nombre des cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c, l'aire de surface des cloisons de séparation 1 l c à travers lesquelles les gaz d'échappement passent difficilement augmente, tandis qu'en même temps, l'aire de surface des cloisons de séparation 11 à travers lesquelles les gaz d'échappement passent facilement diminue de façon correspondante. Par conséquent, la perte de pression initiale du filtre augmente. D'autre part, si S1 est inférieure à 5% de S2 (c'est-à-dire S1/S2 < 0,05), la matière particulaire sera incapable de s'accumuler avec une large dispersion ou répartition à l'intérieur du filtre, à cause d'un rnanque des cloisons de séparation 11c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c. En outre, la matière particulaire est susceptible de boucher l'extrémité d'entrée du filtre, ce qui augmentera la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Ceci augmentera également la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Conformément à l'invention, les deuxièmes cellules d'entrée 12c peuvent être disposées selon diverses configurations différentes, à condition que S1 soit dans une plage de 5 à 9% de S2 (c'est-à-dire que S1/S2 est dans une plage de 0,05 à 0,09). Par exemple, comme représenté sur la figure 8, les deuxièmes cellules d'entrée 12c sont disposées avec une concentration dans une partie centrale du côté d'entrée de gaz d'échappement 1 8 (voir la figure 1 ) du filtre 1 F (Exemple 3). Selon une variante, les deuxièmes cellules d'entrée 12c peuvent être disposées dans une partie périphérique extérieure du filtre 1G, comme représenté sur la figure 9 (Exemple 4). En outre, comme représenté sur la figure 10, les deuxièmes cellules d'entrée 12c peuvent être concentrées dans une moitié (une moitié supérieure dans le mode de réalisation illustré) de l'étendue entière du côté d'entrée de gaz d'échappement 18 (voir la figure 1) du filtre 1H. En se référant ensuite aux figures 5 à 7, on décrira en ce qui concerne la disposition des deuxièmes cellules d'entrée 12c, des filtres d'épuration de gaz d'échappement 1C, 1 D et 1E conformes à des Exemples Comparatifs 1, 2 et 3. Comme dans le cas des figures 1A et 1B conformes aux Exemples 1 et 2 représentés sur les figures 3 et 4, les filtres 1C, 1 D et 1E conformes aux Exemples Comparatifs 1, 2 et 3 représentés respectivement sur les figures 5, 6 et 7 ont une multiplicité de cellules 12 définies par des cloisons de séparation poreuses 11. Les cellules 12 ont une section transversale de forme rectangulaire et consistent en cellules d'entrée 12a et en cellules de sortie 12b qui sont disposées en alternance en une configuration en damier, à l'exception du fait que certaines cellules de sortie 12b sont remplacées par des deuxièmes cellules d'entrée 12c qui sont disposées de façon que chacune des deuxièmes cellules d'entrée 12c soient intercalées entre deux cellules adjacentes parmi les premières cellules d'entrée 12a, dans au moins deux directions. En outre, chacune des deuxièmes cellules d'entrée 12c est définie par quatre cloisons de séparation 1 1 c, chacune d'elles étant intercalée entre deux cellules adjacentes ou voisines parmi les premières et deuxièmes cellules d'entrée 12a et 12c, ou séparant de telles cellules. Ceci signifie que chacune des cloisons de séparation 1 1 c est commune à deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c. Les filtres 1C, 1 D et 1E conformes aux Exemples Comparatifs 1, 2 et 3 diffèrent des filtres 1A et 1B des Exemples 1 et 2 de l'invention par le fait que S1 n'est pas dans une plage de 5 à 9% de S2 (c'est-à-dire que S1/S2 n'est pas dans une plage de 0,05 à 0,09), S1 représentant une aire de surface collective des cloisons de séparation 1 1 c et S2 représentant une aire de surface collective des cloisons de séparation 11 de toutes les cellules 12. En particulier dans le filtre 1C représenté sur la figure 5, conforme à l'Exemple Comparatif 1, le nombre des deuxièmes cellules d'entrée 12c est de 52, et par conséquent le nombre des cloisons de séparation 1 1 c est de 416. Du fait que le nombre total des cellules 12 est de 400, le nombre total de cloisons de séparation 11 est de 1600. Par conséquent, S1/S2 dans l'Exemple Comparatif 1 est de 0,26 (c'est-à-dire 416/1600), ce qui est supérieur à 0,09. De façon similaire, dans le filtre 1 D représenté sur la figure 6, conforme à l'Exemple Comparatif 2, le nombre des deuxièmes cellules d'entrée 12c est de 68, et par conséquent le nombre des cloisons de séparation 1 1 c est de 544. Du fait que le nombre total des cellules 12 est de 400, le nombre total des cloisons de séparation 11 est de 1600. Par conséquent, S1/S2 dans l'Exemple Comparatif 2 est de 0,34 (c'est-à-dire 544/1600), ce qui est supérieur à 0,09. Dans le cas où S1/S2 est supérieur à 0,09, comme dans le cas des Exemples Comparatifs 1 et 2, le nombre des cloisons de séparation 1 1 c est excessivement grand, ce qui fait que l'aire de surface des cloisons de séparation 11c à travers lesquelles les gaz d'échappement passent difficilement augmente, tandis qu'en même temps, l'aire de surface des cloisons de séparation 11 à travers lesquelles les gaz d'échappement passent facilement diminue de façon correspondante. De ce fait, la perte de pression initiale du filtre augmente, ce qui augmentera la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Dans le filtre 1E représenté sur la figure 7 conforme à l'Exemple If S1 is greater than 9% of S2 (i.e. S1 / S2> 0.09), the initial pressure loss will increase because of an increase in the number of partition walls 1 1 c respectively interposed between two adjacent input cells 12a, 12c, or separating such cells, the surface area of the partition walls 11c through which the exhaust gas pass hardly increases, while at the same time, the surface area of the partition walls 11 through which the exhaust gas passes easily decreases correspondingly. On the other hand, if S1 is less than 5% of S2 (i.e. S1 / S2 <0.05), the particulate matter is not able to accumulate with wide dispersion or distribution. inside the filter 1, due to a lack of partitions 1 1 c interposed between the adjacent or adjacent input cells 12a, 12c. In addition, the particulate matter is likely to clog the inlet end of the filter 1, which will increase the pressure loss during the accumulation of particulate matter. This will also increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of particulate matter. FIGS. 3 and 4 show diagrammatically end faces of the exhaust gas inlet side 18 (FIG. 1) of exhaust gas cleaning filters 1A and 1B respectively in accordance with Examples 1 and 2 of FIG. present invention. These filters 1A and 1B have the same specification as the filter 1 shown in Figures 1 and 2. As shown in Figures 3 and 4, each of the filters 1A and 1B has a multiplicity of cells 12 defined by porous partition walls 11 The cells 12 have a rectangular cross-section and consist of input cells 12a and output cells 12b which are alternately arranged in a checker pattern, except that some output cells 12b are replaced. by second input cells 12c arranged such that each of the second input cells 12c is interposed between two adjacent ones of the first input cells 12a in at least two directions. In addition, the second input cells 12c are distributed so that each second input cell 12c is separated from another second input cell 12c by a distance of at least three times the cell pitch. Each of the second input cells 12c is defined by four partition walls 11c, each of which is interposed between two adjacent or adjacent cells of the first and second input cells 12a and 12c or separating them. This means that each of the partition walls 11c is common to two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c. In view of the fact that the inner surface area areas of partition walls 11 defining individual cells 12 are the same in all cells 12, the ratio of S1 to S2 (S1 / S2) can be obtained by dividing the number of partition walls 1 1 c respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c, by the total number of partition walls 11 of all cells 12, the term S1 representing a collective surface area of the partitions of separation 1 1 c and S 2 representing a collective surface area of partition walls 11 of all cells 12. In the exhaust gas cleaning filter 1A shown in Figure 3, according to Example 1 of this invention, the number of second input cells 12c is 18, and therefore the number of partition walls 11c is 144. Since the total number of cells 12 is 400, the total number partition walls 11 is 1600. Therefore, S1 / S2 in Example 1 is 0.09 (i.e., 144/1600). Similarly, in the exhaust gas cleaning filter 1B shown in Fig. 4, according to Example 2 of the present invention, the number of the second input cells 12c is 10, and therefore the number of partition walls 11c is 80. Since the total number of cells 12 is 400, the total number of partition walls 11 is 1600. Therefore, S1 / S2 in Example 1 is equal to 0.05 (that is, 80/1600). In Examples 1 and 2, S1 falls within a range of 5 to 9% S2 (i.e., S1 / S2 is in the range of 0.05 to 0.09). By thus setting the ratio of S1 to S2 (S1 / S2), the exhaust gas cleaning filters 1A and 1B are capable of sufficiently reducing the total pressure loss. If S1 is greater than 9% of S2 (i.e. S1 / S2> 0.09), this means that because of an increase in the number of partition walls 1 1 c respectively interposed between two cells adjacent or adjacent entryways 12a, 12c, the surface area of the partition walls 11c through which the exhaust gases pass hardly increases, while at the same time, the surface area of the partition walls 11 through which the exhaust gases pass easily decreases correspondingly. As a result, the initial pressure loss of the filter increases. On the other hand, if S1 is less than 5% of S2 (i.e. S1 / S2 <0.05), particulate matter will be unable to accumulate with wide dispersion or distribution within. of the filter, because of a rnanque separation partitions 11c respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c. In addition, the particulate matter is likely to clog the inlet end of the filter, which will increase the pressure loss during the accumulation of the particulate matter. This will also increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of particulate matter. According to the invention, the second input cells 12c can be arranged in various different configurations, provided that S1 is in a range of 5 to 9% of S2 (i.e. S1 / S2 is in a range of 0.05 to 0.09). For example, as shown in Fig. 8, the second input cells 12c are disposed with a concentration in a central portion of the exhaust gas inlet side 18 (see Fig. 1) of the filter 1F (Example 3). Alternatively, the second input cells 12c may be disposed in an outer peripheral portion of the filter 1G, as shown in Fig. 9 (Example 4). Further, as shown in Fig. 10, the second input cells 12c may be concentrated in one half (an upper half in the illustrated embodiment) of the entire extent of the exhaust gas inlet side 18 (see Figure 1) 1H filter. Referring next to FIGS. 5 to 7, there will be described with respect to the arrangement of the second input cells 12c exhaust gas cleaning filters 1C, 1D and 1E in accordance with Comparative Examples 1, 2 and 3. As in the case of Figures 1A and 1B according to Examples 1 and 2 shown in Figures 3 and 4, the filters 1C, 1D and 1E according to Comparative Examples 1, 2 and 3 respectively shown in Figures 5, 6 and 7 have a multiplicity of cells 12 defined by porous partition walls 11. The cells 12 have a rectangular cross-section and consist of input cells 12a and output cells 12b which are arranged alternately in a configuration in checkerboard, except that some output cells 12b are replaced by second input cells 12c which are arranged so that each of the second input cells 12c are interposed between two llules adjacent among the first input cells 12a, in at least two directions. In addition, each of the second input cells 12c is defined by four partition walls 11c, each of which is interposed between two adjacent or adjacent cells among the first and second input cells 12a and 12c, or separating them from one another. such cells. This means that each of the partition walls 11c is common to two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c. The filters 1C, 1D and 1E according to Comparative Examples 1, 2 and 3 differ from filters 1A and 1B of Examples 1 and 2 of the invention in that S1 is not in a range of 5 to 9% of S2 (i.e., S1 / S2 is not in a range of 0.05 to 0.09), S1 representing a collective area of the partition walls 11c and S2 representing an area of collective area of the partition walls 11 of all the cells 12. In particular in the filter 1C shown in Figure 5, according to Comparative Example 1, the number of second input cells 12c is 52, and therefore the the number of partition walls 1 1 c is 416. Since the total number of cells 12 is 400, the total number of partition walls 11 is 1600. Therefore, S1 / S2 in Comparative Example 1 is 0.26 (that is, 416/1600), which is greater than 0.09. Similarly, in the filter 1 D shown in Fig. 6, according to Comparative Example 2, the number of second input cells 12c is 68, and therefore the number of partition walls 11c is 544. Because the total number of cells 12 is 400, the total number of partition walls 11 is 1600. Therefore, S1 / S2 in Comparative Example 2 is 0.34 (i.e. say 544/1600), which is greater than 0.09. In the case where S1 / S2 is greater than 0.09, as in the case of Comparative Examples 1 and 2, the number of partitions 1 1 c is excessively large, so that the surface area of the partitions of separation 11c through which the exhaust gas pass hardly increases, while at the same time, the surface area of the partition walls 11 through which the exhaust gas pass easily decreases correspondingly. As a result, the initial pressure loss of the filter increases, which will increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of the particulate matter. In the filter 1E shown in FIG. 7 according to the Example
Comparatif 3, le nombre des deuxièmes cellules d'entrée 12c est de 4 et par conséquent l e nombre des cloisons de séparation 1 1 c est de 32. Du fait que le nombre total des cellules 12 est de 400, le nombre total des cloisons de séparation 11 est de 1600. Par conséquent S1/S2 dans l'Exemple Comparatif 3 est de 0,02 (c'est-à-dire 32/1600), ce qui est inférieur à 0,05. Dans le cas où S1/S2 est inférieur à 0,05, comme dans le cas de l'Exemple Comparatif 3, la matière particulaire n'est pas capable de s'accumuler avec une large dispersion ou répartition à l'intérieur du f i l t r e , à cause d'un manque des cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c. En outre, la matière particulaire est susceptible de boucher le côté d'entrée du filtre, ce qui augmentera la perte de pression pendant l'accumulation de la 'matière particulaire. Ceci augmentera également la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Il ressort clairement de la description précédente que les filtres d'épuration de gaz d'échappement 1C, 1 D et 1E représentés sur les figures 5, 6 et 7, conformes au Exemples Comparatifs 1, 2 et 3, ne peuvent pas diminuer la perte de pression totale. La figure 11 montre sous forme graphique la relation entre les pertes de pression initiale et totale et le rapport S1 à S2 (S1/S2) des filtres d'épuration de gaz d'échappement, qui ont été obtenus par une mesure effectuée pour les filtres d'épuration de gaz d'échappement 1A et 1B conformes aux Exemples 1 et 2 (figures 3 et 4) et pour les filtres d'épuration de gaz d'échappement 1C à 1E conformes aux Exemples Comparatifs 1 à 3 (figures 5 à 7), en utilisant un appareil de mesure de perte de pression. Les filtres 1A à 1E utilisés dans la mesure ont été préparés de façon à avoir la même spécification, à l'exception du nombre et de la disposition des cellules d'entrée et de sortie. Ainsi, les filtres 1A à 1E utilisés dans la mesure avaient un diamètre de 144 mm et une longueur de 200 mm avec des cloisons de séparation poreuses d'une épaisseur de 0,30 mm, une porosité ouverte de 65% et une taille de pores moyenne de 25 pm. On a déterminé la perte de pression en mesurant la différence entre une pression (pression atmosphérique) à l'extrémité d'entrée de chaque filtre et une pression (pression mesurée) à l'extrémité de sortie du même filtre, en introduisant de l'air dans le filtre par une force d'aspiration à 9 m3/min. Dans l a représentation graphique de l a figure 1 1 , un point indiqué par un symbole • montre une perte de pression initiale du filtre 1A représenté sur la figure 3 (Exemple 1), un point indiqué par un symbole O montre une perte de pression initiale du filtre 1B représenté sur la figure 4 (Exemple 2), un point indiqué par un symbole ^ montre une perte de pression initiale du filtre 1C représenté sur la figure 5 (Exemple Comparatif 1), un point indiqué par un symbole ^ montre une perte de pression initiale du filtre 1 D représenté sur la figure 6 (Exemple Comparatif 2), et un point indiqué par un symbole A montre une perte de pression initiale du filtre 1E représenté sur la figure 7 (Exemple Comparatif 3). Comparative 3, the number of second input cells 12c is 4 and therefore the number of partition walls 11c is 32. Since the total number of cells 12 is 400, the total number of partition walls 12 Separation 11 is 1600. Therefore S1 / S2 in Comparative Example 3 is 0.02 (i.e. 32/1600), which is less than 0.05. In the case where S1 / S2 is less than 0.05, as in the case of Comparative Example 3, the particulate material is not able to accumulate with wide dispersion or distribution within the filter, due to a lack of partitions 1 1 c respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c. In addition, the particulate matter is likely to clog the inlet side of the filter, which will increase the pressure loss during the accumulation of the particulate matter. This will also increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of particulate matter. It is clear from the preceding description that the exhaust gas cleaning filters 1C, 1D and 1E shown in FIGS. 5, 6 and 7, in accordance with Comparative Examples 1, 2 and 3, can not reduce the loss. total pressure. FIG. 11 shows in graphical form the relationship between the initial and total pressure losses and the ratio S1 to S2 (S1 / S2) of the exhaust gas purification filters, which were obtained by a measurement made for the filters Exhaust gas purification system 1A and 1B according to Examples 1 and 2 (Figures 3 and 4) and for the exhaust gas cleaning filters 1C to 1E according to Comparative Examples 1 to 3 (Figures 5 to 7). ), using a pressure loss measuring device. The filters 1A to 1E used in the measurement were prepared to have the same specification, except for the number and arrangement of the input and output cells. Thus, the filters 1A to 1E used in the measurement had a diameter of 144 mm and a length of 200 mm with porous partition walls with a thickness of 0.30 mm, an open porosity of 65% and a pore size average of 25 pm. The pressure loss was determined by measuring the difference between a pressure (atmospheric pressure) at the inlet end of each filter and a pressure (measured pressure) at the outlet end of the same filter, introducing the air in the filter by a suction force of 9 m3 / min. In the graphical representation of FIG. 11, a point indicated by a symbol • shows an initial pressure loss of the filter 1A shown in FIG. 3 (Example 1), a point indicated by a symbol O shows an initial pressure loss of 1B shown in Fig. 4 (Example 2), a dot indicated by a symbol montre shows an initial pressure loss of the filter 1C shown in Fig. 5 (Comparative Example 1), a dot indicated by a symbol montre shows a loss of initial pressure of the filter 1D shown in Fig. 6 (Comparative Example 2), and a point indicated by a symbol A shows an initial pressure loss of the filter 1E shown in Fig. 7 (Comparative Example 3).
Comme représenté sur la figure 11, la perte de pression totale est minimale lorsque S1/S2 est dans une plage de 0,05 à 0,09. Les filtres 1A et 1B des Exemples 1 et 2 ont des valeurs de S1/S2 qui tombent dans la plage de 0,05 à 0,09, et des pertes de pression totales qui sont comparables à la perte de pression minimale. D'autre part, les filtres 1C, 1 D et 1E des Exemples Comparatifs 1, 2 et 3 ont des valeurs de S1/S2 qui tombent à l'extérieur de la plage de 0,05 à 0,09, et des pertes de pression totales qui sont beaucoup plus grandes que la perte de pression minimale. Ceci est dû au fait que lorsque S1/S2 est supérieur à 0,09, le nombre des cloisons de séparation 1 1 c qui sont respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c augmente, ce qui fait que l'aire de surface des cloisons de séparation 11c à travers lesquelles les gaz d'échappement passent difficilement augmente, tandis qu'en même temps, l'aire de surface des cloisons de séparation 11 à travers lesquelles les gaz d'échappement passent facilement diminue, de façon correspondante. Il en résulte que la perte de pression initiale du filtre augmente, ce qui augmentera la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. D'autre part, si S1/S2 est inférieur à 0,05, la matière particulaire ne peut pas s'accumuler avec une large dispersion ou répartition à l'intérieur du f i l t r e , à cause d'un nombre réduit de cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c. En outre, la matière particulaire tend à boucher le côté d'entrée du filtre, ce qui augmentera la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Ceci augmentera également la perte de pression totale, qui est une combinaison de la perte de pression initiale et de la perte de pression pendant l'accumulation de la matière particulaire. Les filtres d'épuration de gaz d'échappement 1A, 1B, IF, 1G et 1H conformes aux Exemples 1 à 5 de la présente invention (ainsi que les filtres 1C à 1E des Exemples Comparatifs 1 à 3) peuvent être fabriqués par un procédé qu'on décrira ultérieurement en référence aux figures 12A à 12C. Le procédé de fabrication de filtre d'épuration de gaz d'échappement comprend de façon générale un processus de moulage par extrusion, un processus de masquage, un processus d'obturation et un processus de cuisson qui sont accomplis dans l'ordre indiqué. Dans le processus de moulage par extrusion, on forme une ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A (figure 12A) en formant initialement, par moulage par extrusion, une pièce moulée en céramique continue, ayant une structure en nid d'abeilles, cette opération étant suivie par le séchage de la pièce moulée en céramique et son découpage en longueurs désirées. L'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A a une multiplicité de cloisons de séparation poreuses 11 s'étendant dans sa direction axiale, et une couche de peau extérieure 13 entourant les cloisons de séparation 11. Les cloisons de séparation 11 définissent entre elles une multiplicité de cellules qui sont ouvertes à leurs extrémités opposées. Dans le processus de masquage, un matériau de masquage 42 (figure 12A) est appliqué sur des faces d'extrémités opposées 18, 19 de 35 l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A, de manière que des extrémités ouvertes de certaines cellules 12 qui doivent être obturées par des obturateurs soient laissées ouvertes tandis que les extrémités ouvertes des cellules 12 restantes sont maintenues fermées par le matériau de masquage 42, comme représenté sur la figure 12B. As shown in Fig. 11, the total pressure loss is minimal when S1 / S2 is in a range of 0.05 to 0.09. Filters 1A and 1B of Examples 1 and 2 have S1 / S2 values that fall within the range of 0.05 to 0.09, and total pressure losses that are comparable to the minimum pressure loss. On the other hand, filters 1C, 1D, and 1E of Comparative Examples 1, 2, and 3 have S1 / S2 values that fall outside the range of 0.05 to 0.09, and losses of total pressures that are much larger than the minimum pressure loss. This is because when S1 / S2 is greater than 0.09, the number of partition walls 11c which are respectively sandwiched between two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c increases, so that the surface area of the partition walls 11c through which the exhaust gas pass hardly increases, while at the same time, the surface area of the partition walls 11 through which the exhaust gas pass easily decreases, corresponding way. As a result, the initial pressure loss of the filter increases, which will increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of the particulate matter. On the other hand, if S1 / S2 is less than 0.05, the particulate matter can not accumulate with wide dispersion or distribution within the filter, due to a reduced number of partition walls 1 1 c respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c. In addition, the particulate matter tends to clog the inlet side of the filter, which will increase the pressure loss during the accumulation of the particulate matter. This will also increase the total pressure loss, which is a combination of the initial pressure loss and the pressure loss during the accumulation of particulate matter. The exhaust gas cleaning filters 1A, 1B, 1G, 1G and 1H according to Examples 1 to 5 of the present invention (as well as the filters 1C to 1E of Comparative Examples 1 to 3) can be manufactured by a method which will be described later with reference to Figs. 12A-12C. The exhaust gas cleaning filter manufacturing method generally comprises an extrusion molding process, a masking process, a sealing process and a firing process which are performed in the indicated order. In the extrusion molding process, a blank of honeycomb structural body 10A (Fig. 12A) is formed by initially forming, by extrusion molding, a continuous ceramic molded part having a honeycomb structure this operation being followed by the drying of the ceramic molded piece and its cutting into desired lengths. The honeycomb structural body blank 10A has a plurality of porous partition walls 11 extending in its axial direction, and an outer skin layer 13 surrounding the partition walls 11. The partition walls 11 define between them a multiplicity of cells that are open at their opposite ends. In the masking process, a masking material 42 (FIG. 12A) is applied to opposite end faces 18, 19 of the honeycomb structural body blank 10A, so that open ends of some cells 12 to be closed by shutters are left open while the open ends of the remaining cells 12 are kept closed by the masking material 42 as shown in Fig. 12B.
Dans le processus d'obturation, un matériau d'obturation 20 (figure 12C) est appliqué pour fermer les extrémités ouvertes des cellules 12 qui ont été laissées ouvertes ou non masquées dans le processus de masquage. Dans le processus de cuisson, l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A et le matériau d'obturation appliqué selon un motif désiré sur les extrémités opposées des cellules 12, sont cuits pour former ainsi un corps de structure en nid d'abeilles 10 (voir les figures 1 et 2) d'une forme et d'une configuration finales. On envisagera davantage ci-dessous, de façon plus détaillée, les processus précédents dans le procédé de fabrication de filtre d'épuration de gaz d'échappement. Processus de Moulage par Extrusion Pour les matériaux céramiques devant former un corps de structure en nid d'abeilles 10, on pèse du talc, en tant qu'ingrédient principal, de la silice fondue et de l'hydroxyde d'aluminium, pour préparer une composition désirée. Après avoir ajouté un agent moussant, un liant et de l'eau, on mélange et on agite les matériaux céramiques avec un mélangeur, et on soumet le mélange à un moulage par extrusion sur une machine de moulage par extrusion. On forme ainsi une pièce moulée en céramique continue, ayant une structure en nid d'abeilles. On sèche la pièce moulée en céramique et on la coupe en longueurs désirées, de façon à produire des ébauches de corps structuraux en nid d'abeilles 10A, ayant chacune une multiplicité de cloisons de séparation 11 disposées de façon à former une structure en nid d'abeilles, et une couche de peau extérieure 13 entourant les cloisons de séparation 11 (voir la figure 12A). Le talc utilisé comme un ingrédient principal des matériaux céramiques a une taille de particules moyenne de 10 à 50 pm et ne contient pas plus de 1, 0% en poids d'impuretés consistant en Fe2O3, CaO, Na2O, K2O et TiO2. La silice fondue a une taille de particules moyenne de 5 à 50 pm et ne contient pas plus de 0,25% en poids d'impuretés consistant en Fe2O3, CaO, Na2O, K2O et TiO2. L'hydroxyde d'aluminium a une taille de particules moyenne d'environ 5,4 pm et ne contient pas plus de 0,50% en poids d'impuretés consistant en Fe2O3, CaO, Na2O, K2O et TiO2. In the sealing process, a sealing material 20 (Fig. 12C) is applied to close the open ends of the cells 12 that have been left open or unmasked in the masking process. In the firing process, the honeycomb structural body blank 10A and the blanking material applied in a desired pattern to the opposite ends of the cells 12 are fired to thereby form a honeycomb structural body. bees 10 (see Figures 1 and 2) of a final shape and configuration. The foregoing processes in the exhaust gas purification filter manufacturing process will be further discussed in more detail below. Extrusion Molding Process For ceramic materials to form a honeycomb structural body 10, talc, as the main ingredient, of fused silica and aluminum hydroxide is weighed to prepare a desired composition. After adding a foaming agent, a binder, and water, the ceramic materials are mixed and agitated with a mixer, and the mixture is extrusion molded on an extrusion molding machine. Thus, a continuous ceramic molded piece having a honeycomb structure is formed. The ceramic mold is dried and cut into desired lengths so as to produce blanks of honeycomb structural bodies 10A, each having a multiplicity of partition walls 11 arranged to form a honeycomb structure. bees, and an outer skin layer 13 surrounding the partition walls 11 (see Fig. 12A). Talc used as a main ingredient in ceramic materials has an average particle size of 10 to 50 μm and contains no more than 1.0% by weight of impurities consisting of Fe 2 O 3, CaO, Na 2 O, K 2 O and TiO 2. The fused silica has an average particle size of 5 to 50 μm and contains no more than 0.25% by weight of impurities consisting of Fe2O3, CaO, Na2O, K2O and TiO2. The aluminum hydroxide has an average particle size of about 5.4 μm and contains no more than 0.50% by weight of impurities consisting of Fe2O3, CaO, Na2O, K2O and TiO2.
Processus de Masquage Comme représenté sur la figure 12A, un matériau de masquage 42 est appliqué de façon à couvrir des faces d'extrémités opposées de l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A. Ensuite, en utilisant un faisceau laser, le matériau de masquage 42 est partiellement ouvert pour former des ouvertures 420 (figure 12B) situées à des positions correspondant aux positions sur chaque face d'extrémité 18, 19 de l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A où des obturateurs doivent être formés. En formant ainsi les ouvertures 420, chaque face d'extrémité 18, 19 de l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A a une partie qui est laissée ouverte pour être fermée ultérieurement par des obturateurs, et une partie restante couverte par le matériau de masquage 42. Le matériau de masquage 42 comprend une pellicule de résine synthétique ayant une épaisseur de 0,1 mm. Processus d'Obturation Pour les matériaux céramiques destinés à former des obturateurs 2 (2a, 2b), on pèse du talc, en tant qu'ingrédient principal, de la silice fondue et de l'hydroxyde d'aluminium, pour préparer une composition désirée. Après avoir ajouté un agent moussant, un liant et de l'eau, on mélange et on agite les matériaux céramiques avec un mélangeur pour former ainsi une suspension 20 (figure 12C). Le talc en tant qu'ingrédient principal et la silice fondue utilisés dans ce processus d'obturation sont les mêmes que ceux utilisés dans le processus de moulage par extrusion pour former l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A. L'hydroxyde d'aluminium a une taille de particules moyenne d'environ 2,5 pm et ne contient pas plus de 0,50% en poids d'impuretés consistant en Fe2O3, CaO, Na2O, K2O et TiO2. Comme représenté sur la figure 12C, une face d'extrémité 18 de l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A partiellement couverte par le matériau de masquage 42 est immergée dans la suspension 20 contenue dans un récipient, de façon qu'une quantité appropriée de la suspension 20 soit introduite dans l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A à travers les ouvertures 420 (figure 12B) formées dans le matériau de masquage 42. La même opération est également accomplie pour l'autre face d'extrémité 19 de l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A. Processus de Cuisson L'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A et la suspension 20 en tant que matériau d'obturation placé dans les parties sélectionnées des faces d'extrémités de l'ébauche de corps de structure en nid d'abeilles 10A sont cuits à environ 1400 C. Par cette cuisson, le matériau de masquage 42 est brûlé ou éliminé, et on obtient un filtre d'épuration de gaz d'échappement 1 ayant un corps de structure en nid d'abeilles 10 et des obturateurs d'entrée et de sortie 2a, 2b, comme représenté sur les figures 1 et 2. Dans la description faite jusqu'ici, les filtres d'épuration de gaz d'échappement mettant en oeuvre l'invention comprennent les cloisons de séparation 1 1 c respectivement intercalées entre deux cellules d'entrée adjacentes ou voisines 12a, 12c, ou séparant de telles cellules. L'aire de surface collective S1 des cloisons de séparation 11c est fixée de façon à être dans une plage de 5 à 9%, de l'aire de surface collective S2 des cloisons de séparation 11 de toutes les cellules 12 (c'est-à-dire que S1/S2 est dans une plage de 0,05 à 0,09). En fixant ainsi S1/S2 dans la plage spécifiée ci-dessus, il est possible de réduire considérablement la perte de pression totale. La figure 13 montre une coupe axiale d'un filtre d'épuration de gaz d'échappement 1' conforme à un autre mode de réalisation de la présente invention. Le filtre 1' est pratiquement le même que le filtre 1 représenté sur les figures 1 et 2, à l'exception du fait que les obturateurs de sortie 2b ont une longueur qui est entre 2 et 5 fois supérieure à la longueur des obturateurs d'entrée 2a. En allongeant ainsi les obturateurs de sortie 2b en comparaison avec les obturateurs d'entrée 2a dont la longueur est généralement d'environ 3,0 mm, il est possible d'augmenter la capacité thermique du filtre 1', et donc de brûler la matière particulaire avec une efficacité accrue. Si la longueur des obturateurs de sortie 2b est inférieure à 2 fois (c'est-à-dire 6,0 mm) la longueur des obturateurs d'entrée 2a, il est difficile de brûler efficacement la matière particulaire. Inversement, si la longueur des obturateurs de sortie 2b est supérieure à 5 fois (c'est-à-dire 15 mm) la longueur des obturateurs d'entrée 2a, la perte de pression augmentera à cause d'une réduction de l'aire de filtration. On appréciera que le filtre 1' conforme au deuxième mode de réalisation est capable de réduire la perte de pression totale de la même manière que le filtre 1 du premier mode de réalisation, et également de brûler efficacement la matière particulaire. Les structures utilisées dans la présente invention ne doivent en rien être limitées à celles représentées dans les modes de réalisation illustrés, à condition qu'elles puissent résoudre le problème sous-jacent envisagé ici. Par exemple, la forme du corps de structure en nid d'abeilles 10 peut être un cylindre de section circulaire ou un cylindre de section rectangulaire. Masking Process As shown in Fig. 12A, a masking material 42 is applied to cover opposite end faces of the honeycomb structural body blank 10A. Then, using a laser beam, the masking material 42 is partially opened to form apertures 420 (FIG. 12B) located at positions corresponding to the positions on each end face 18, 19 of the structural body blank. honeycomb 10A where shutters must be formed. By thus forming the apertures 420, each end face 18, 19 of the honeycomb structural body blank 10A has a portion which is left open for subsequent closure by shutters, and a remaining portion covered by the masking material 42. The masking material 42 comprises a synthetic resin film having a thickness of 0.1 mm. Obturation Process For ceramic materials intended to form shutters 2 (2a, 2b), talc, as a main ingredient, of fused silica and aluminum hydroxide is weighed to prepare a desired composition. . After adding a foaming agent, a binder, and water, the ceramic materials are mixed and agitated with a mixer to thereby form a slurry (FIG. 12C). The talc as a main ingredient and the fused silica used in this sealing process are the same as those used in the extrusion molding process to form the honeycomb structural body blank 10A. The aluminum hydroxide has an average particle size of about 2.5 μm and contains no more than 0.50% by weight of impurities consisting of Fe2O3, CaO, Na2O, K2O and TiO2. As shown in Fig. 12C, an end face 18 of the honeycomb structural body blank 10A partially covered by the masking material 42 is immersed in the suspension 20 contained in a container, so that an appropriate amount of the slurry 20 is introduced into the honeycomb structural body blank 10A through the openings 420 (Fig. 12B) formed in the masking material 42. The same operation is also performed for the other end face 19 of the honeycomb structural body blank 10A. Baking Process The honeycomb structural body blank 10A and the suspension 20 as a filling material placed in the selected portions of the end faces of the honeycomb structural body blank 10A are fired at about 1400 C. By this firing, the masking material 42 is burned or removed, and an exhaust gas cleaning filter 1 having a honeycomb structural body 10 and shutters is obtained. 2a, 2b, as shown in Figures 1 and 2. In the description made so far, the exhaust gas purification filters embodying the invention comprise the partition walls 1 1 c respectively interposed between two adjacent or adjacent input cells 12a, 12c, or separating such cells. The collective surface area S1 of the partition walls 11c is set to be in a range of 5 to 9%, of the collective surface area S2 of the partition walls 11 of all the cells 12 (ie that is, S1 / S2 is in a range of 0.05 to 0.09). By thus setting S1 / S2 within the range specified above, it is possible to significantly reduce the total pressure loss. Fig. 13 shows an axial section of an exhaust gas cleaning filter 1 'according to another embodiment of the present invention. The filter 1 'is substantially the same as the filter 1 shown in FIGS. 1 and 2, with the exception that the outlet shutters 2b have a length which is between 2 and 5 times greater than the length of the shutters of FIGS. entrance 2a. By thus lengthening the outlet shutters 2b in comparison with the inlet shutters 2a whose length is generally about 3.0 mm, it is possible to increase the heat capacity of the filter 1 ', and thus to burn the material. particulate with increased efficiency. If the length of the outlet shutters 2b is less than 2 times (i.e. 6.0 mm) the length of the inlet shutters 2a, it is difficult to effectively burn the particulate matter. Conversely, if the length of the outlet shutters 2b is greater than 5 times (i.e. 15 mm) the length of the inlet shutters 2a, the pressure loss will increase due to a reduction in the area. filtration. It will be appreciated that the filter 1 according to the second embodiment is capable of reducing the total pressure loss in the same manner as the filter 1 of the first embodiment, and also effectively burning the particulate matter. The structures used in the present invention should in no way be limited to those shown in the illustrated embodiments, provided that they can solve the underlying problem contemplated herein. For example, the shape of the honeycomb structural body 10 may be a cylinder of circular section or a cylinder of rectangular section.