JP2021524566A - 除害装置の構成要素を製作するための方法 - Google Patents
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Abstract
Description
次に、本発明の実施形態を添付の図面を参照してさらに説明する。
ステップS1において、除害装置の構成要素の3D空間モデルをコンピュータ上で動作するモデルプロセッサを使用して生成する。3D空間で構成要素を表現するために、様々な異なるモデリング技術、表現、又はフォーマットを使用できることが理解されよう。例えば、構成要素の形状を規定する表面、端部、頂点、及び/又は先端部(point)は、3D空間モデルで特定することができる。図2A及び図2Bは、当該モデルを示す概略図を示す。図2Aにおいて、(1)は通気性のないシール面/端部を示し、(2)は滑らかな内面を示し、(3)は選択的気孔率の外面を示し、(4)は構造体内に埋め込まれた触媒材料及び放射熱伝達を最小化する選択的「結合」による組成勾配を示し、(5)は中実(solid)を示し、(6)は多孔質材料を示し、(7)はノズルを示す。図2Bは鐘形であり、(8)は段階的気孔率を示す。モデルは、反応室のためのスリーブなどの除害装置の一部とすることができる。また、モデルは、通常、組み合わされた反応室及びヘッド組立体などの別個の構成要素から形成することができる、より大きな部分とすることもできる。
ステップS2において、3D空間モデルは、1又は2以上の異なる有限要素又はセル状構造体を使用してメッシュ化プロセッサによって網状にされる。この場合も、このようなメッシュ化を行うために様々な異なる技術を使用できることが理解されよう。セル状構造体は、通常、端部で結合された多角形を有する多面体から形成される。メッシュ化する場合、2以上のタイプの多面体を使用することができる。さらに、使用する多面体のサイズは、必要に応じて様々とすることができる。セル状構造体は、構成要素を製作するために使用する付加製造技術に最も適したものに基づいて選択することができる。
ステップS3において、構成要素の全て、又はより一般的にはその一部に関する特性が割り当てられる。例えば、特定の領域における気孔率を定めること、又は領域を横切る気孔率勾配を定めることができる。同様に、領域を通る透過率又は領域を通る透過率勾配を定めることができる。同様に、領域の機械的強度又は熱伝導率を定めることができる。状況によっては、特定の領域における化学的性質又は材料を定めることができる。
2 滑らかな内面
3 選択的気孔率の外面
4 構造内に埋め込まれた触媒材料及び放射熱伝達を最小化する選択的「結合」による組成勾配
5 中実
6 多孔質材料
7 ノズル
8 段階的気孔率
Claims (24)
- 構成要素の最適化された有限要素表現を定めるように、指定された構成要素特性に基づいて除害装置の反応室を定める構成要素の3Dモデル表現をメッシュ化する段階と、
前記最適化された有限要素表現を製作する段階と、
を含む方法。 - 前記メッシュ化する段階は、少なくとも1つの有限要素でメッシュ化する段階を含む、請求項1に記載の方法。
- 前記メッシュ化する段階は、前記3Dモデル表現を充填するように、前記有限要素を適合する段階を含む、請求項1又は2に記載の方法。
- 前記適合する段階は、前記3Dモデル表現を充填するように、前記有限要素を終点制約に基づいて適合する段階を含む、請求項3に記載の方法。
- 前記終点制約は、前記有限要素が前記3Dモデル表現の表面を越えて突出することの防止を含む、請求項4に記載の方法。
- 前記有限要素が前記3Dモデル表現の表面を越えて突出するのを防止するように、前記有限要素の組み合わせを選択する段階を含む、請求項5に記載の方法。
- 前記有限要素が前記3Dモデル表現の表面を越えて突出するのを防止するように、前記有限要素を切り取る段階を備える、請求項5又は6に記載の方法。
- 前記メッシュ化する段階は、前記指定された構成要素特性に基づいて前記有限要素の充填を調整する段階を備える、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記メッシュ化する段階は、前記有限要素の間の流体連通を調整するように、前記有限要素の充填を調整する段階を備える、請求項1から7のいずれかに記載の方法。
- 前記充填を調整する段階は、
有限要素の表面を少なくとも部分的に充填する段階、
有限要素によって定められた空隙を少なくとも部分的に充填する段階、
有限要素の端部の厚さを変える段階、
のうちの少なくとも1つを含む、請求項8又は9に記載の方法。 - 前記指定された構成要素特性は、透過率を定め、前記メッシュ化する段階は、前記透過率を提供するために有限要素の充填を調整する段階を含む、請求項8から10のいずれかに記載の方法。
- 前記充填を調整する段階は、前記透過性を提供するために、有限要素によって規定される空隙を少なくとも部分的に充填する段階、及び有限要素の端部の厚さを変化させる段階のうちの少なくとも1つを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記指定された構成要素特性は、気孔率を定め、前記メッシュ化する段階は、前記気孔率を提供するために前記有限要素の充填を調整する段階を含む、請求項8から12のいずれかに記載の方法。
- 前記指定された構成要素特性は、前記構成要素を通る流体流を定め、前記メッシュ化する段階は、前記流体流を提供するために前記有限要素の充填を調整する段階を含む、請求項8から13のいずれかに記載の方法。
- 前記指定された構成要素特性は、前記構成要素からの流体流を定め、前記メッシュ化する段階は、前記流体流を提供するために前記有限要素の充填を調整する段階を含む、請求項8から14のいずれかに記載の方法。
- 前記指定された構成要素特性は、構造本体を定め、前記メッシュ化する段階は、前記構造本体を提供するために前記有限要素の充填を調整する段階を含む、請求項8から15のいずれかに記載の方法。
- 前記指定された構成要素特性は、部材を定め、前記メッシュ化する段階は、前記部材を提供するために前記有限要素の充填の構成を調整する段階を含む、請求項8から16のいずれかに記載の方法。
- 前記指定された構成要素特性は、前記構成要素の部位における材料を定め、前記メッシュ化する段階は、最適化されたセル状構造体を提供するために前記材料から作った有限要素を指定する段階を含む、請求項8から17のいずれかに記載の方法。
- 前記材料は、触媒反応を助けるために配置される、請求項18に記載の方法。
- 前記3Dモデル表現は、円筒形、鐘形、及び多面体形のうちの少なくとも1つの前記構成要素を定める、請求項1から19のいずれかに記載の方法。
- 前記3Dモデル表現は、一定の厚さ及び変化する厚さのうちの一方の壁部を有する前記構成要素を定める、請求項1から20のいずれかに記載の方法。
- 前記製作する段階は、付加製造を含む、請求項1から20のいずれかに記載の方法。
- 前記メッシュ化する段階は、前記構成要素の有限要素表現を定めるために前記構成要素の前記3Dモデル表現をメッシュ化する段階、及び最適化されたセル状要素表現を提供するために、前記構成要素の前記セル状要素表現を前記指定された構成要素特性に基づいて最適化する段階を含む、請求項1から22のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から23のいずれかに記載の方法によって形成された、除害装置の反応室を定める構成要素。
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