JP7068453B2 - 高灰ストレージの、パターンで塞がれるハニカム体及びパティキュレートフィルタ - Google Patents

高灰ストレージの、パターンで塞がれるハニカム体及びパティキュレートフィルタ Download PDF

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Description

関連出願の相互参照
本出願は、米国法典第３５編第１１９条下において、２０１７年１１月２１日出願の米国仮特許出願第６２／５８９，２８３号の優先権の利益を主張し、その内容全体を本願明細書に援用する。
本開示の実施形態は、ハニカム体に関し、より詳細には、エンジン排気などの流体ストリームから粒子をろ過するために好適なパティキュレートフィルタにおいて使用されるハニカム体に関する。
標準的なハニカム型パティキュレートフィルタは、一連の相互に平行で軸方向に延在する通路を形成する、複数の交差する多孔質壁を有するハニカム体を含む。標準的なフィルタ構成では、これらの通路の半分が、吸気口側では市松模様に塞がれており、これら同じ通路は排気口側では塞がれていないため、排気口通路を形成している。軸方向に延在する通路の残りの半分は、排気口側では市松模様に塞がれ、且つ吸気口側では塞がれていないため、吸気口通路を形成している。使用中、エンジン排気はハニカム体の多孔質壁を通って流れ、及び粒子（煤、灰、及び他の無機微粒子）が、エンジン排気からろ過されて、多孔質壁中及びその上に残る。時間が経つにつれて、煤が堆積するため、時々再生処理されることがあり、その再生処理で、煤は燃え尽くされる。しかしながら、継続的に使用する場合、灰は、かなりの程度まで堆積することがあり、フィルタの前後での相当な圧力降下の原因となり始める。そのような圧力降下は、車両の出力を低下させる可能性があるため、そのような圧力降下の増大をより良好に制御する手段が望まれている。
比較的高い煤及び灰収容容量、改良された圧力降下性能を有し、且つ製造が安価であるハニカム体設計が、求められている。
一態様では、ハニカム体が提供される。ハニカム体は、繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁を含み、繰り返し構造単位のそれぞれは：吸気口面から排気口面まで軸方向に互いに平行に延在する複数の吸気口通路及び複数の排気口通路を含み、２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０であり、Ｉ／Ｏは、繰り返し構造単位のそれぞれにおける、吸気口通路の数対排気口通路の数の比であり、吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、軸方向に対して直角な横断面において、同じ断面サイズ及び断面形状を有し、及び特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路又は隣接する繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接している。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれにおける吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、横断面において断面が正方形である。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれにおける吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、横断面において断面が六角形である。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、９個の吸気口通路と、４個の排気口通路とを含み、及びＩ／Ｏは２．２５：１である。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、１３個の通路を含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、６個の通路を有する第１の列と、７個の通路の隣接する第２の列とを含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位から１つの通路幅だけオフセットされている。
いくつかの実施形態では、特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接している。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて（ｂｏｕｎｄｅｄ）、対角線上に並べられた４個の排気口通路を有する群を含む。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた４個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれている。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、７個の吸気口通路と、３個の排気口通路とを含み、及びＩ／Ｏは２．３３：１である。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、直線に配置された１０個の通路を含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位の対応する端部から、２つの通路幅だけオフセットされている端部を有する。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群を含む。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた３個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれている。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、５個の吸気口通路と、２個の排気口通路とを含み、及びＩ／Ｏは２．５０：１である。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、１列に配置された７個の通路を含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位の対応する端部から、２つの通路幅だけオフセットされている端部を有する。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群を含む。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた２個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれている。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、８個の吸気口通路と、３個の排気口通路とを含み、及びＩ／Ｏは２．６７：１である。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、１１個の通路を含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、５個の通路を有する第１の列と、６個の通路の隣接する第２の列とを含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位から１つの通路幅だけオフセットされている。
いくつかの実施形態では、特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接している。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群を含む。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた３個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれている。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、１１個の吸気口通路と、４個の排気口通路とを含み、及びＩ／Ｏは２．７５：１である。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、１５個の通路を含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、７個の通路を有する第１の列と、８個の通路の隣接する第２の列とを含む。
いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位のそれぞれは、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位から１つの通路幅だけオフセットされている。
いくつかの実施形態では、特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接している。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群を含む。
いくつかの実施形態では、複数の繰り返し構造単位の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた２個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれている。
いくつかの実施形態では、２．２５≦Ｉ／Ｏ≦２．７５である。
いくつかの実施形態では、２．３３≦Ｉ／Ｏ≦２．６７である。
別の態様では、微粒子をろ過する方法は、上述の実施形態のいずれかに記載のハニカム体を含むパティキュレートフィルタを提供するステップと、ハニカム体に煤及び灰を捕捉するステップとを含む。
さらなる態様では、ハニカム体が提供される。ハニカム体は、繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁を含み、ここで、繰り返し構造単位のそれぞれは、繰り返し構造単位のうちの別の繰り返し構造単位からオフセットされているが、それと直接当接し、且つ：吸気口面から排気口面まで軸方向に互いに平行に延在する、５～１１個の複数の吸気口通路及び２～４個の複数の排気口通路を含み、２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０であり、Ｉ／Ｏは、繰り返し構造単位のそれぞれにおける、吸気口通路の数対排気口通路の数の比であり、吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、軸方向に対して直角な横断面において、同じ断面サイズ及び正方形又は六角形の断面形状を有し、及び特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路、又は隣接する繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接している。
さらに別の態様では、ハニカム体が提供される。ハニカム体は、繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁を含み、ここで、繰り返し構造単位のそれぞれは、繰り返し構造単位のうちの別の繰り返し構造単位からオフセットされているが、それと直接当接しており、且つ：吸気口面から排気口面まで軸方向に互いに平行に延在する複数の吸気口通路及び複数の排気口通路を含み、２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０であり、Ｉ／Ｏは、繰り返し構造単位のそれぞれにおける、吸気口通路の数対排気口通路の数の比であり、吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、軸方向に対して直角な横断面において、同じ断面サイズ及び正方形又は六角形の断面形状を有し、及び特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接している。
多数の他の特徴及び態様が、本開示のこれら及び他の実施形態に従って提供される。実施形態のさらなる特徴及び態様は、以下の詳細な説明、添付の特許請求の範囲、及び添付図面からさらに十分に明らかになる。
以下説明する添付図面は、説明のためのものであり、及び必ずしも縮尺通りではない。図面は、本開示の範囲をなんら限定しようとするものではない。同様の要素を示すために、同様の符号が説明及び図面を通して使用される。
１つ以上の実施形態による第１のプラギング（ｐｌｕｇｇｉｎｇ）パターンを含むハニカム体の吸気口面の部分的な端面図を示す。 １つ以上の実施形態による２．２５：１のＩ／Ｏ比を含む図１Ａのハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 １つ以上の実施形態による図１Ｂの繰り返し構造単位の鏡像の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 １つ以上の実施形態による図１Ａの断面線１Ｃ－１Ｃに沿って取ったハニカム体の一部分を断面とした側面図を示す。 １つ以上の実施形態による図１Ａの断面線１Ｄ－１Ｄに沿って取ったハニカム体の一部分を断面とした側面図を示す。 １つ以上の実施形態によるハニカム体の吸気口側の端面図を示す。 １つ以上の実施形態によるハニカム体の排気口側の端面図を示す。 １つ以上の実施形態によるプラギングパターンを含むハニカム体の部分的な端面図を示す。 １つ以上の実施形態による２．３３：１のＩ／Ｏ比を含む図２Ａのハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 １つ以上の実施形態によるプラギングパターンを含むハニカム体の部分的な端面図を示す。 １つ以上の実施形態による２．５０：１のＩ／Ｏ比を含む図３Ａのハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 １つ以上の実施形態によるプラギングパターンを含むハニカム体の部分的な端面図を示す。 １つ以上の実施形態による２．６７：１のＩ／Ｏ比を含む図３Ａのハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 １つ以上の実施形態によるプラギングパターンを含むハニカム体の部分的な端面図を示す。 １つ以上の実施形態による２．７５：１のＩ／Ｏ比を含む図３Ａのハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 実施形態による、六角形の通路構造及び２．２５：１～２．７５：１のＩ／Ｏ比を含むハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 実施形態による、六角形の通路構造及び２．３３：１のＩ／Ｏ比を含むハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 実施形態による、六角形の通路構造及び２．５０：１のＩ／Ｏ比を含むハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 実施形態による、六角形の通路構造及び２．６７：１のＩ／Ｏ比を含むハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 実施形態による、六角形の通路構造及び２．７５：１のＩ／Ｏ比を含むハニカム体の繰り返し構造単位の吸気口側の図を示す。 １つ以上の実施形態によるハニカム体を含むパティキュレートフィルタの一部分を断面とした側面図を示す。 １つ以上の実施形態によるハニカム体を含むパティキュレートフィルタを含む内燃機関の排気系統の概略的な側面図を示す。 １つ以上の実施形態による、製造後、ハニカム体を形成するために塞がれるハニカム物品の製造に使用される押出ダイの正面図を示す。 １つ以上の実施形態による図９Ａの断面線９Ｂ－９Ｂに沿って取った押出ダイの一部分を断面とした側面図を示す。 １つ以上の実施形態による供給孔の場所を示す図９Ａの押出ダイの部分的な正面図を示す。 １つ以上の実施形態による六角形のピン構造及び供給孔の場所を示す押出ダイの部分的な正面図を示す。 １つ以上の実施形態による発明のハニカム体を含むパティキュレートフィルタを動作する方法を示すフローチャートを示す。
ここで、添付図面に示されている本開示の例示的な実施形態を詳細に参照する。実施形態の説明では、本開示の完全な理解をもたらすために、多数の具体例が説明される。しかしながら、当業者には、本発明は、これらの具体例のいくつか又は全てを用いずに実施され得ることが明らかである。他の例では、本発明を不要に曖昧にしないために、周知の構造的又は機能的特徴及び／又は工程段階については詳細に説明していない。本明細書で説明する種々の実施形態の構造的及び機能的特徴は、特に具体的に記述がない限り、互いに組み合わせられてもよい。
従来技術の問題を考慮して、本開示の種々の実施形態は、ガソリンパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）及び／又はディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）において使用するために構成されたハニカム体であって、現在入手可能なパティキュレートフィルタ設計と比べて、ハニカム体内での煤及び／又は灰（又は他の無機微粒子）の優れたストレージ容量を可能にするだけでなく、煤及び／又は灰負荷に応じて、パティキュレートフィルタの前後で比較的低い清浄時圧力降下（ｃｌｅａｎ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｄｒｏｐ）及び比較的低い圧力降下の増大を維持しながらそのようにできる、ハニカム体に関する。
多量の灰を蓄積するパティキュレートフィルタの能力は、パティキュレートフィルタ業界における、念願の目標となっている。フィルタ（ＧＰＦ又はＤＰＦ）は、煤粒子及び灰を収集するだけでなく、煤に存在するか又はマニホールド若しくは他のエンジン若しくは排気部品から剥がれ落ちるかのいずれかである無機材料の捕捉も行う。これらの無機材料は、再生処理によって煤と一緒に燃え尽くされることができないため、時間が経つにつれて、パティキュレートフィルタ内に灰と一緒に堆積する。無機微粒子及び灰のそのような堆積は、最終的には、ハニカム体の前後での圧力降下の増大を生じ得、これは、容認しがたいほど高くなり得る。
この圧力の増大を軽減するために、従来技術ではパティキュレートフィルタの保守が、取り外して、新しいフィルタと交換する、又は任意選択的に、そのような灰及び無機材料が除去された清浄済みフィルタと交換することによって、行われ得る。しかしながら、この保守工程は非常に高価となり得る。さらに、車両は、そのような保守のために望ましくなく使用中止となるかもしれない。それゆえ、この業界では、そのような保守間隔の回数をなくす又は減少させるために、既存の設計と比べてストレージ容量が増加されたパティキュレートフィルタが強く要望されており、且つこれはまた、煤及び灰の負荷があるときに、比較的低い清浄時圧力降下並びに比較的低い圧力降下の増大を明示している。
上述の通り、この懸念は、従来より、標準的な市松模様の設計に対して、吸気口通路の相対的サイズを大きくし且つ排気口通路の相対的サイズを小さくすることによって、対処されている。例えば、Ｂｅａｌｌ，ｅｔ ａｌ．への米国特許第６，６９６，１３２号明細書に開示されているようなハニカム体の非対称セルテクノロジー（ＡＣＴ：Ａｓｙｍｍｅｔｒｉｃ Ｃｅｌｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）設計を使用することによって、比較的高い煤収容容量を生じた。しかしながら、好適な寿命にわたって低保守にするように十分に高いレベルの灰ストレージを達成するために、吸気口通路サイズ対排気口通路サイズの比が非常に大きくなる。この比が所定の程度を超えて大きくなると、排気口通路は非常に小さくなる。非常に小さい排気口通路は、清浄フィルタの前後での大きな圧力降下を同時に生じ得るだけでなく、灰及び／又は煤負荷に応じた大きな圧力降下も生じ得る。さらに、そのようなＡＣＴハニカム構造を形成するために使用された押出ダイは、そのような押出ダイの製造に使用されるプランジ放電加工（ＥＤＭ）の電極技術は本質的に時間のかかり、それにより、比較的高価となり得る。
代わりに、排気口通路の密度に対して吸気口通路の密度が増加している設計が、Ｆｒｏｓｔ，ｅｔ ａｌ．への米国特許第４，４２０，３１６号明細書、Ｐｉｔｃｈｅｒ、Ｊｒ．への同第４，４１７，９０８号明細書、及びＧａｒｃｉａ，ｅｔ ａｌ．への同第８，２３６，０８３号明細書に開示されている。これらの設計（本明細書では「高吸気口数」設計と呼ぶ）は、吸気口側よりも排気口側の通路を多数塞ぐことによって、達成される。Ｉ／Ｏ比２：１及び３：１の設計が開示されている。
本発明人らは、吸気口通路の数対排気口通路の数の比が２：１を上回り、大きな灰ストレージ容量を生じ得る、いくつかの高吸気口数設計を発見した。しかしながら、吸気口通路対排気口通路の比が３：１以上であるとき、圧力降下の不利益は、排気口の排気流の全てを輸送する必要がある排気口通路が少数であるために、望んでいたよりも大きくなり得る。
灰ストレージ容積を増大させる別の方法は、単に、パティキュレートフィルタにあるハニカム体のサイズを大きくすることである。しかしながら、ほとんどの場合、この手法は、車両の空間制限があるために、実行可能ではない。
本開示の１つ以上の実施形態によれば、ハニカム体は、サービス間隔をより長い期間にするために、灰（及び／又は無機）のストレージ容量を増大させて提供されるが、これはまた、煤負荷及び／又は灰負荷に応じて圧力降下の増大の不利益を制限する。
そのようなハニカム体は、車両燃料経済が良好及び／又はサービス間隔間のエンジン出力をあまり減じない、保守にし得る。別の考えられる利点では、清浄時圧力降下が、比較の標準的なＡＣＴ、及び既存の高吸気口数設計と比較されるとき、劇的に改善され得る。さらに、本開示の１つ以上の実施形態は、研削砥石車でのスロッティング又はワイヤＥＤＭなどの、比較的安価な押出ダイ製造技術の使用を可能にするという、製造上の利益を提供し得る。例えば、１つ以上の実施形態では、押出ダイ出口面にわたる左右全体の直線ダイカット（例えば、２つの直交する方向における）が、使用され得る。これらの工程は、押出ダイの製造コストを劇的に下げ得る。
それゆえ、１つ以上の実施形態では、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ又はＧＰＦ）において使用されるために構成され、好都合な吸気口通路構成、排気口通路構成、及びプラギングパターンを有するハニカム体は、煤負荷及び／又は灰負荷に応じて、比較的高い灰ストレージ容量、比較的低い清浄時圧力降下、及び比較的低い圧力降下の増大の組合せを提供する。
ハニカム体の１つ以上の実施形態は、繰り返しパターンに配置される繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁を含む。繰り返し構造単位のそれぞれは、ハニカム体の吸気口面から排気口面まで軸方向に、互いに平行に延在する、複数の吸気口通路及び複数の排気口通路を含む。吸気口セルは、排気口面で又はその近くで塞がれている一方、排気口セルは、吸気口面で又はその近くで塞がれている。Ｉ／Ｏ比が、本明細書では、繰り返し構造単位のそれぞれにおける、吸気口通路の数対排気口通路の数の比であると定義される。Ｉ／Ｏ比は、単に「Ｉ／Ｏ」と呼ばれてもよい。実施形態によれば、Ｉ／Ｏ比は、２．０～３．０（すなわち、２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０）である。さらに、吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、軸方向に対して直角の横断面において、同じ断面サイズ及び断面形状を有する。さらに、特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路、又は隣接する繰り返し構造単位の排気口通路のいずれかに直接当接する。「直接当接する」によって、各吸気口通路が、１つ以上排気口通路と並んだ関係で、ろ過壁を共有していることを意味する。
繰り返し構造単位のいくつかの構成を含むハニカム体の実施形態の他の構造的属性は、本明細書で十分に説明される。
本明細書では、「ハニカム体」は、缶又はハウジングに受け入れられて使用されるように構成された壁面流ハニカム体において、ハニカム体が、開放通気孔（ｏｐｅｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｏｒｏｓｉｔｙ）を含み、交差する多孔質壁のマトリクスが、上述の繰り返し構造単位を形成し、各繰り返し構造単位は、少なくともいくつかの吸気口通路及び少なくともいくつかの排気口通路を含み、及び吸気口通路対排気口通路の比（Ｉ／Ｏ）が２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０である、壁面流ハニカム体を意味する。そのようなハニカム体は、さらに、各吸気口通路に関連付けられる少なくとも１つのろ過壁を含む。本明細書では、「ろ過壁」は、吸気口通路と排気口通路との間で共有される壁であると定義される。
本開示の他の実施形態では、他の態様及び特徴のように、ハニカム体を含むパティキュレートフィルタ、パティキュレートフィルタを含む排気系統、並びにパティキュレートをろ過する方法が提供される。
例示的なハニカム体、パティキュレートフィルタ、パティキュレートフィルタを含む排気系統のさらなる詳細、並びに煤などの微粒子及び灰をろ過する方法が、本明細書で、図１Ａ～１１を参照して説明される。
図１Ａ～１Ｂは、それぞれ、本開示によるハニカム体１００及びその繰り返し構造単位１０４の第１の例示的な実施形態の部分的な吸気口面の図を示す。ハニカム体１００は、内燃機関（例えば、ガス又はディーゼル機関）のエンジン排気ストリームからなど、フローストリームから微粒子（例えば、煤及び／又は無機物）をろ過するために使用されるパティキュレートフィルタ内でのろ材としての有用性を有する。ハニカム体１００のこの実施形態は、複数の交差する多孔質壁１０２及びプラグ１０３を含み、繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位１０４のマトリクスを形成する。プラグ１０３は、図１Ｄ及び図１Ｅに示されている。この実施形態における多孔質壁１０２は、互いに交差し（例えば、直角に）、且つ互いに平行である複数の長手方向に延在するセル通路１０８を形成する。長手方向に延在するセル通路１０８のいくつかは、吸気口通路１１０を含む一方、他のセル通路は、排気口通路１１２を含む。多孔質壁１０２は、開放通気孔を含み得、及び多孔質壁１０２は、使用中、ハニカム体１００の熱再生処理の間に直面するような高温に耐えることができるセラミック又は他の好適な多孔質材で作製され得る。例えば、交差する多孔質壁１０２は、セラミック材料、例えば、コーディエライト、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、チタン酸アルミニウム、ムライト、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）、酸窒化ケイ素アルミニウム（ｓｉｌｉｃｏｎ ａｌｕｍｉｎｕｍ ｏｘｙｎｉｔｒｉｄｅ）（Ａｌ６Ｏ２Ｎ６Ｓｉ）、ゼオライト、頑火輝石、フォルステライト、コランダム、スピネル、サフィリン、ペリクレース、上述の組合せなどで作製され得る。他の好適な多孔質材、例えば溶融石英又は多孔性金属、又はこれらの組合せが使用されてもよい。同じ又は同様の材料が、本明細書で説明する他の実施形態に使用されてもよい。
セラミックの場合、多孔質壁１０２は押出工程の間に形成され得、ここで、無機及び有機のバッチ成分と、液体ビヒクル（例えば、脱イオン水）との好適な可塑化バッチ混合物が、ハニカム押出ダイを通して押し出され、その後、乾燥され、且つ焼成されて、プラグのないセラミックハニカム体を生産する。そのため、セラミックハニカム体は、プラグ１０３によって、本明細書で説明する規定のプラギングパターンで塞がれて、繰り返し構造単位１０４のマトリクスを含むハニカム体１００を生じ得る。吸気口通路１１０は、排気口面１１８で又はその近くで、プラグ１０３によってあるパターンで塞がれる一方、排気口通路１１２は、吸気口面１１６で又はその近くで、プラグ１０３によって、あるパターンで塞がれる。図１Ｄ及び図１Ｅに示すように、吸気口面１１６及び排気口面１１８は、全体的に互いに対向している。好適な非限定的なプラギング材料及び工程は、例えば、米国特許第４，５５７，７７３号明細書、同第６，６７３，３００号明細書、同第７，７４４，６６９号明細書、及び同第７，９２２，９５１号明細書に説明されている。他の好適なプラギング方法を使用してもよい。他の実施形態では、乾燥したハニカム素地が、塞がれてから焼成されても、又は部分的に焼成され、塞がれ、及び再度焼成されてもよい。
好適な１種又は複数種の粉末無機材料が、有機結合剤及び液体ビヒクルによって混合されて、例えば、プラギング材料を生産し得る。プラグ１０３は、吸気口面１１６及び排気口面１１８と面一になっても又は面一にならなくてもよい。プラグ１０３は、通路の幅及び高さを満たし、且つ軸方向軸１１４に沿って、例えば約０．００４インチ（０．１０ｍｍ）～約０．１００インチ（２．５４ｍｍ）、又はさらには約０．００４インチ（０．１０ｍｍ）～約０．０６インチ（１．５２ｍｍ）のプラグ深さを有し得る。他のプラグ深さを使用してもよい。プラグ１０３はまた、開放通気孔を含み得る。
ハニカム体１００は、半径方向の外周に外皮層１０５（図１Ｆ－１Ｇ）を含み、ハニカム体１００の外周面１００Ｓを規定し得る。外皮層１０５は、押出製造の間に押し出され得るか、又はいくつかの実施形態では、後で適用された外皮層とし得る、すなわち、セラミック又は乾燥された素地のハニカム体の外周（例えば、機械加工された外周囲）へ接着されたセラミックベースの外皮層として適用され得る。外皮層１０５は、例えば押し出されるときに、ハニカム体１００の半径方向の外周囲の周りに実質的に均一にされた外皮層厚さＴｓ（図１Ｆ）を含み得る。外皮層厚さＴｓは、例えば、約０．１ｍｍ～１００ｍｍ、又はさらには１ｍｍ～１０ｍｍとし得る。他の外皮層厚さＴｓを使用してもよい。各セル通路１０８の横断面領域は、その長さに沿って一定とし得る。さらに、多孔質壁１０２の横断方向の肉厚（ｗａｌｌ ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ）は、多孔質壁１０２の長さに沿って一定とし得る。例えば、横断方向の肉厚は、約１００μｍ～４００μｍとし得る。
ハニカム体などの物品をスキニングするための装置及び方法は、例えば、米国特許第９，１３２，５７８号明細書において説明されている。他の好適なスキニング方法を使用してもよい。本明細書で説明する実施形態では、交差する多孔質壁１０２は、好都合にも、両直交方向（図示の通り垂直方向及び水平方向）における、外皮層１０５のセクション間でハニカム体１００を横切って連続的に延在し得る。明らかなように、この構成は、ワイヤＥＤＭ、スロッティング研削砥石車、又は他の低コストの製造方法が使用され得るため、押出ダイのコストを削減する点で、明確な利益を有する。
ハニカム体１００の最も外側の断面形状は、円形（図１Ｆ～１Ｇに示すように）、楕円形、卵形、三角形若しくは三葉形、レーストラック形、正方形、又は長方形などの任意の所望の形状とし得るが、ハニカム体１００は、これらの断面形状に限定されない。他の断面形状を使用してもよい。
より詳細には、繰り返し構造単位１０４のそれぞれ（図１Ａに点線で輪郭を付けて示しているもの）は、複数のセル通路１０８を含み、これらセル通路は、吸気口面１１６から排気口面１１８まで軸方向に互いに平行に（図１Ｄに示す軸方向軸１１４に対して相互に平行に）延在する複数の吸気口通路１１０（影のないブロック－いくつかに符号が付されている）及び複数の排気口通路１１２（影付きのブロック－いくつかに符号が付されている）を含む。図示の実施形態では、各繰り返し構造単位１０４（図１Ａ、図１Ｂ）は、繰り返し構造単位１０４における吸気口通路１１０の数対排気口通路１１２の数の比であるＩ／Ｏ比を含む。本明細書で説明する１つ以上の実施形態では、Ｉ／Ｏ比は、２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０である。図１Ｂの図示の実施形態では、繰り返し構造単位１０４は、吸気口通路１１０及び排気口通路１１２の、特に、９個の吸気口通路１１０及び４個の排気口通路１１２の配置構成、並びにＩ／Ｏ比２．２５：１を含む。繰り返し構造単位１０４は、第１の列に６個の通路及び第２の列に７個の通路の２つの隣接する列の構成でできているため、繰り返し構造単位１０４のそれぞれは、１３個の通路を含む。
繰り返し構造単位１０４の吸気口通路１１０及び排気口通路１１２のそれぞれは、軸方向軸１１４に対して直角の横断面において、同じ断面サイズ及び断面形状を有する。図１Ａ～１Ｇに示す実施形態では、吸気口通路１１０及び排気口通路１１２のそれぞれの断面形状は、正方形である。さらに、この実施形態では、特定の繰り返し構造単位１０４の各吸気口通路１１０は、その特定の繰り返し構造単位１０４の排気口通路１１２に直接当接している。それゆえ、各吸気口通路１１０に関しては、特定の繰り返し構造単位１０４の各吸気口通路１１０と排気口通路１１２との間で共有される少なくとも１つの共有のろ過壁がある。図１Ｂ、図１Ｃ、図２Ｂ、図３Ｂ、図４Ｂ、図５Ｂ、及び図６Ａ～６Ｅでは、ドット印のある吸気口通路１１０は、マトリクス中に、特定の繰り返し構造単位又は隣接する繰り返し構造単位のいずれかにある排気口通路１１２に当接する、少なくとも２つの壁を有する。ドット印のない吸気口通路１１０は、マトリクス中に、特定の繰り返し構造単位又は隣接する繰り返し構造単位のいずれかにある排気口通路１１２に当接する、１つの壁を有する。図１Ｂの説明の実施形態に示すように、ドット印のある吸気口通路１１０は、マトリクス中に、特定の繰り返し構造単位１０４又は隣接する繰り返し構造単位１０４’（１つの隣接する繰り返し構造単位１０４’を図１Ａに示す）のいずれかにある排気口通路１１２に当接する、２つの壁を有する。それゆえ、図示の実施形態では、７個の吸気口通路１１０が、排気口通路１１２と２つの壁を共有し、及び２つの吸気口通路１１０（ドットなし）のみが、排気口通路１１２と１つの壁を共有する。
ハニカム体１００の繰り返し構造単位１０４、１０４’の繰り返しパターンは、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位１０４’から１つの通路幅だけ、位置的にオフセットされている各繰り返し構造単位１０４を含む。繰り返し構造単位１０４、１０４’のマトリクスは、ハニカム体１００を構成する。当然ながら、ハニカム体１００の外周囲に位置していて外皮層１０５に隣接する、通路のうちのいくつかは、不完全な繰り返し構造単位の一部であり、その構造は、外皮層１０５によってそこで終了する。図１Ｆから明らかなように、繰り返し構造単位１０４、１０４’の繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路１１０で挟まれていて、対角線上に並べられた４個の排気口通路を有する群１１５を含む。図１Ｅに示すように、多孔質壁１０２が垂直方向及び水平方向に配置されるとき、対角線上に並べられた排気口通路を有する群１１５は、対角線１１６に沿って並べられる。複数の群１１５は、対角線上に並べられた４個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群に配置されるため、吸気口面１１６から見るとき、斜めの繰り返しパターンを提供する。繰り返し構造単位１０４は、図１Ｂに示すような構成、並びに図１Ｃに示すその鏡像１０４Ｍを含む。
ここで図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、繰り返し構造単位２０４（図２Ａにおいて吸気口面に点線で輪郭を付けてある）を含むハニカム体２００の別の実施形態が示されている。繰り返し構造単位２０４は、ハニカム体２００を通してずっと繰り返されている。吸気口面の一部分のみを示すが、排気口面は、対応するプラギングパターンを含み、そこでは、図示の全ての吸気口通路１１０が、排気口面で塞がれている。先の実施形態におけるような繰り返し構造単位２０４は、ハニカム体２００の構造の少なくとも一部を形成するために何度も繰り返される特定のパターンに配置された、吸気口通路１１０と排気口通路１１２の集合である。
この実施形態に示すように、吸気口面から見るときの各繰り返し構造単位２０４は、直線に配置される、７個の吸気口通路１１０及び３個の排気口通路１１２（図２Ｂ参照）、合計１０個の通路で構成される。Ｉ／Ｏ比は２．３３：１である。繰り返し構造単位２０４は、長方形の外周囲形状を有し、及び完全なセル通路である（例えば、外皮層と交差しない）セル通路１０８のそれぞれは、横断面において正方形の形状を有し得る。繰り返し構造単位２０４は、図２Ｂに示すような構成、並びにその鏡像を含む。図示の実施形態では、複数の繰り返し構造単位２０４の繰り返しパターンは、繰り返し構造単位２０４のそれぞれが、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位２０４’の対応する端部から２つの通路幅だけオフセットされている端部を有するように、構成され得る。このオフセット構成は、両端部が吸気口通路１１０で挟まれていて、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群２１５を提供し得、ここで、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群２１５は、オフセットされたセル通路の角に沿って並べられた対角線２１６に沿って配置されている。さらに、複数の繰り返し構造単位２０４の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた３個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群２１５を含み、ここで、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれている。相互に平行な群２１５はまた、対角線上に沿って配置され得る。
図３Ａ～３Ｂは、ハニカム体３００の少なくとも一部分を通してずっと繰り返されている繰り返し構造単位３０４を含む、ハニカム体３００の別の実施形態を示す。吸気口面の一部分のみを示すが、排気口面は、対応するプラギングパターンを含み、ここでは、吸気口面に示す全ての吸気口通路１１０が、排気口面で又はその近くで塞がれている。繰り返し構造単位３０４は、ハニカム体３００の構造の少なくとも一部を形成するために、何度も繰り返される特定のパターンに配置された吸気口通路１１０と排気口通路１１２の集合である。
この実施形態では、吸気口面から見るときの各繰り返し構造単位３０４は、直線に配置される、５個の吸気口通路１１０及び２個の排気口通路１１２（図３Ｂ参照）、合計７個の通路１０８で構成されている。Ｉ／Ｏ比は２．５０：１である。繰り返し構造単位３０４は、長方形の外周囲形状を有し、及び完全なセル通路である（例えば、外皮層と交差しない）通路１０８のそれぞれは、横断面において正方形の形状を有し得る。繰り返し構造単位３０４は、図３Ｂに示すような構成、並びにその鏡像を含む。図示の実施形態では、複数の繰り返し構造単位３０４の繰り返しパターンは、繰り返し構造単位３０４のそれぞれが、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位３０４’の対応する端部から２つの通路幅だけオフセットされている端部を有するように、構成され得る。このオフセット構成は、両端部が吸気口通路１１０で挟まれていて、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群３１５を提供し得、ここで、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群３１５は、オフセットされた通路１０８の角に沿って並べられる対角線３１６に沿って配置されている。さらに、複数の繰り返し構造単位３０４の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた２個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群３１５を含み、ここで、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれている。相互に平行な群３１５はまた、対角線上に配置され得る。
図４Ａ～４Ｂは、ハニカム体４００の少なくとも一部分を通してずっと繰り返されている繰り返し構造単位４０４を含む、ハニカム体４００の別の実施形態を示す。吸気口面の一部分のみが示されているが、排気口面は、対応するプラギングパターンを含み、ここでは、図示の全ての吸気口通路１１０が、排気口面で塞がれている。繰り返し構造単位４０４は、ハニカム体４００の構造の少なくとも一部を形成するために何度も繰り返される特定のパターンに配置された吸気口通路１１０と排気口通路１１２の集合である。
この実施形態では、吸気口面から見るときの各繰り返し構造単位４０４は、８個の吸気口通路１１０及び３個の排気口通路１１２（図４Ｂ参照）、合計１１個の通路１０８で構成され、これらは２つの列に配置され、１つの列は、５個の通路１０８及び１つの隣接する列は６個の通路１０８である。Ｉ／Ｏ比は２．６７：１である。繰り返し構造単位４０４は、六面の不規則な多角形の外周囲形状を有し、及び完全なセル通路（例えば、外皮層と交差しない）である通路１０８のそれぞれは、横断面において正方形の形状を有し得る。繰り返し構造単位４０４は、図４Ｂに示すような構成、並びにその鏡像を含む。
図示の実施形態では、複数の繰り返し構造単位４０４の繰り返しパターンは、繰り返し構造単位４０４のそれぞれが、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位４０４’の対応する端部から１つの通路幅だけオフセットされている端部を有するように、構成され得る。このオフセット構成は、両端部が吸気口通路１１０で挟まれていて、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群４１５を提供し得、ここで、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群４１５は、オフセットされた通路１０８の角に沿って並べられる対角線４１６に沿って配置されている。さらに、複数の繰り返し構造単位４０４の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた３個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群４１５を含み、ここで、各群４１５は、両端部が吸気口通路１１０で挟まれている。相互に平行な群４１５はまた、対角線上に配置され得る。
図５Ａ～５Ｂは、ハニカム体５００の少なくとも一部分を通してずっと繰り返されている繰り返し構造単位５０４を含む、ハニカム体５００のさらに別の実施形態を示す。吸気口面の一部分のみが示されているが、排気口面は、対応するプラギングパターンを含み、ここで、図示の全ての吸気口通路１１０が、排気口面で塞がれている。繰り返し構造単位５０４は、ハニカム体５００の構造の少なくとも一部を形成するために何度も繰り返される特定のパターンに配置された吸気口通路１１０及び排気口通路１１２を含む通路１０８の集合である。
この実施形態では、吸気口面から見るときの各繰り返し構造単位５０４は、１１個の吸気口通路１１０及び４個の排気口通路１１２（図５Ｂ参照）、合計１５個の通路１０８で構成され、これらは、２つの列に配置され、１つの列は、７個の通路１０８及び１つの隣接する列は、８個の通路１０８である。Ｉ／Ｏ比は２．７５：１である。繰り返し構造単位５０４は、六面の不規則な多角形の外周囲形状を有し、及び完全な通路である（例えば、外皮層と交差することにより先端を切られない）通路１０８のそれぞれは、横断面において正方形の形状を有し得る。繰り返し構造単位５０４は、図５Ｂに示すような構成、並びにその鏡像を含む。
図示の実施形態では、複数の繰り返し構造単位５０４の繰り返しパターンは、繰り返し構造単位５０４のそれぞれが、繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位５０４’の対応する端部から１つの通路幅だけオフセットされている端部を有するように、構成され得る。このオフセット構成は、両端部が吸気口通路１１０で挟まれていて、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群５１５を提供し得、ここで、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群５１５は、オフセットされた通路１０８の角に沿って並べられる対角線５１６に沿って配置されている。さらに、複数の繰り返し構造単位５０４の繰り返しパターンは、対角線上に並べられた２個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群５１５を含み、ここで、各群５１５は、両端部が吸気口通路１１０で挟まれている。
図６Ａ～６Ｅは、ハニカム体の少なくとも一部分を通してずっと繰り返され得る繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅの代替的な実施形態を示す。図示の実施形態のぞれぞれでは、通路１０８のそれぞれの断面形状が六角形であることを除いて、繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅの構成は、上述したものと同じである。繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのそれぞれにおける吸気口通路１１０及び排気口通路１１２のそれぞれは、断面が六角形である。他の通路の断面形状、例えば長方形又は円形を使用してもよい。
いくつかの実施形態では、各繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅは、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅと実質的に同一である他の隣接する繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅと直接当接して提供され得る。例えば、ハニカム体にわたるいくつかの領域では、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅは、特定の繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅと実質的に同一である他の隣接する繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅによって全体的に取り囲まれて当接され得る。例えば、図１Ａ～５Ａでは、繰り返し構造単位１０４～５０４の各辺は、隣接する繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅによって直接当接され得る。さらに、いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅの各横方向端は、他の同一の繰り返し構造単位１０４～５０４Ａによって当接され得る。外皮層１０５の近くの繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅのいくつかは、１つ以上の不完全な繰り返し構造単位（繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅの構造の全ては含まない）に隣接し得る。いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅは、それら自体の鏡像と当接して配置され得る。他の実施形態では、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅは、互いに１つ以上セル幅（又は六角形セルの場合には１つ以上の半値幅）だけオフセットされ得る（例えば、横方向に）。そのようなオフセットは、共有の単一の壁（ドットなし）と２つの共有壁（ドットあり）の組合せの構造単位１０４～６０４Ｅを生じ得る。構造単位１０４～６０４Ｅのうちの特定の１つに関する所定のオフセットは、特定の構造単位１０４～６０４Ｅの吸気口セルの全てに対して２つの共有の壁を提供し得るが、他の横方向オフセットは、２つの共有の壁を備えるいくつかのみを提供し得る。例えば、いくつかの実施形態では、特定の構造単位１０４～６０４Ｅの上側にある構造単位１０４～６０４Ｅは、０．５セル幅（六角形のセルでは）、１セル幅、１．５セル幅（六角形のセルでは）、２セル幅、又は別の量のセル幅だけ、横方向にオフセットされ得る。特定の構造単位１０４～６０４Ｅの下側にある構造単位１０４～６０４Ｅは、同じ量のセルだけ反対方向に横方向にオフセットされ得る。２列以上のセルを有するいくつかの実施形態では、構造単位１０４～６０４Ｅは、垂直方向にオフセットされ得、端と端との直接当接関係は存在しなくてもよい。例えば、いくつかの実施形態は、０．５列垂直方向に（例えば、２列の六角形のセル構造の構造単位）又は１列垂直方向に（例えば、２列の長方形のセル構造の構造単位）、オフセットされ得る。いくつかの実施形態では、オフセットと鏡像の組合せを使用してもよい。明らかなように、いくつかの実施形態では、他の構成の通路、及び他のタイプの繰り返し構造単位が、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅと一緒に、ハニカム体に存在してもよい。例えば、いくつかの実施形態では、（塞がれていない）通路を通過するいくつかが、ハニカム体内に周期的に分散され得る。さらに、本明細書で説明する繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅの実施形態の通路１０８のそれぞれは、その通路１０８の１つ以上の角にわずかなフィレット又は面取り部を含み得る。
繰り返し構造単位が２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０を有し、且つ吸気口通路１１０及び排気口通路１１２のそれぞれが、軸方向に対して直角な横断面において同じ断面サイズ及び形状を有することを条件に、ハニカム体の構造の少なくとも一部を形成するために何度も繰り返される特定のパターンに配置される吸気口通路１１０と排気口通路１１２の集合を含む繰り返し構造単位の他の構成を使用してもよい。さらに、特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路１１０は、特定の繰り返し構造単位の排気口通路１１２に直接当接し得る。例えば、吸気口通路１１０の側面は、それと当接する排気口通路１１２の側面と同じ壁の一部とし得る、すなわち、それらは共有の壁を有する。
全ての実施形態を参照して説明すると、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅは、そこに、説明の吸気口通路１１０及び排気口通路１１２の領域を含み、且つまた、包含された吸気口通路１１０及び排気口通路１１２の外周囲を取り囲む多孔質壁１０２の横断方向の肉厚Ｔｗ（図１Ｄ）の半分を含む。
いくつかの実施形態では、ハニカム組立品は、複数のハニカム体（例えば、正方形又は長方形の外周囲を有する）を接着することによって、生産され得る。ハニカム体はそれぞれ、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅのいずれか、又は本明細書で説明する、そこで繰り返される機能的等価物を複数含み得る。複数のハニカム体を接着するために、いずれの好適なセメント混合物を使用してもよい。例えば、国際公開第２００９／０１７６４２号に説明されているようなセメント混合物を使用してもよい。他の好適なセメント混合物を使用してもよい。いずれの外形、例えば正方形、長方形、円形、楕円形、卵形、レーストラック形などのハニカム組立品を使用してもよい。いくつかの実施形態では好適な外皮層が、ハニカム組立品の外周囲に適用され得る。
本明細書で説明するハニカム体１００～５００（及び繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅを含むハニカム体）の実施形態は、所定の微細構造特性及び幾何学構造特性を含み得、これは、繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅの構成と組み合わせて、煤及び／又は灰負荷に応じて、比較的低い清浄時圧力降下並びに比較的低い圧力降下の増大を含む、良好な煤及び灰負荷容量及び比較的低い圧力降下性能の組合せを提供し得る。
例えば、焼成後の多孔質壁１０２の開放有効多孔率（ｏｐｅｎ ａｎｄ ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔｅｄ ｐｏｒｏｓｉｔｙ）（％Ｐ）は、％Ｐ≧４０％、％Ｐ≧４５％、％Ｐ≧５０％、％Ｐ≧６０％、又はさらには％Ｐ≧６５％とし得る。いくつかの実施形態では、交差する多孔質壁１０２の開放有効多孔率は、３５％≦％Ｐ≦７０％、又はさらには４０％≦％Ｐ≦６０％、又はさらには４５％≦％Ｐ≦５５％とし得る。他の値の％Ｐを使用してもよい。本明細書で説明するような多孔率（％Ｐ）は、水銀多孔率測定方法によって測定される。
いくつかの実施形態では、焼成後、多孔質壁１０２の横断方向の肉厚Ｔｗは、Ｔｗ≧０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）、Ｔｗ≧０．００６インチ（０．１５０ｍｍ）、Ｔｗ≧０．００８インチ（０．２０３ｍｍ）、又はさらにはＴｗ≧０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）とし得る。また、いくつかの実施形態では、Ｔｗ≦０．０１４インチ（０．３５６ｍｍ）、Ｔｗ≦０．０１２インチ（０．３０５ｍｍ）、又はさらにはＴｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である。１つ以上の実施形態では、０．００４インチ（０．１０２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１４インチ（０．３５６ｍｍ）、又はさらには０．００６インチ（０．１５０ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）である。他の値の横断方向の肉厚Ｔｗを使用してもよい。壁１０２のそれぞれは、共通の横断方向の肉厚Ｔｗを含み得る。
いくつかの実施形態では、焼成後、多孔質壁１０２の中央細孔直径（ＭＰＤ）は、１０μｍ≦ＭＰＤ≦１６μｍ、又はさらには１１μｍ≦ＭＰＤ≦１５μｍとし得る。開放通気孔の細孔サイズ分布の広がり幅Ｄｂは、Ｄｂ≦１．５、又はさらにはＤｂ≦１．０とし得、ここで、Ｄｂ＝（（Ｄ９０－Ｄ１０）／Ｄ５０）であり、ここで、Ｄ９０は、多孔質壁１０２の細孔サイズ分布において、細孔の９０％が、同じ又はより小さい直径を有し、及び１０％は、より大きな直径を有する、等価の球径であり、及びＤ１０は、細孔サイズ分布において、細孔の１０％は、同じ又はより小さい直径を有し、及び９０％は、より大きな直径を有する、等価の球径である。中央細孔直径（ＭＰＤ）及び細孔サイズ分布の広がり幅Ｄｂは、水銀ポロシメトリーによって測定され得る。
ハニカム体（例えば、１００～５００）のセル密度（ＣＤ）は、１０個のセル／ｉｎ２（１．５５個のセル／ｃｍ２）≦ＣＤ≦４００個のセル／ｉｎ２（６２個のセル／ｃｍ２）、又はさらには５０個のセル／ｉｎ２（７．７５個のセル／ｃｍ２）≦ＣＤ≦３７５個のセル／ｉｎ２（５８個のセル／ｃｍ２）、又はさらには２２５個のセル／ｉｎ２（３５個のセル／ｃｍ２）≦ＣＤ≦３７５個のセル／ｉｎ２（５８個のセル／ｃｍ２）とし得、及びいくつかの実施形態では、ＣＤ≧１５０個のセル／ｉｎ２（２３個のセル／ｃｍ２）、又はさらにはＣＤ≧２００個のセル／ｉｎ２（３１個のセル／ｃｍ２）とし得る。他のセル密度を使用してもよい。上述の％Ｐ、Ｔｗ、Ｄｂ、ＭＰＤ、及びＣＤは、互いに及び本明細書で説明する繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅとの任意の組合せで組み合わせられ得る。
繰り返し構造単位１０４～６０４Ｅのいずれかの構成を含む、特に有効な１つの例は、多孔質壁１０２の肉厚Ｔｗが０．００６インチ（０．１５２ｍｍ）≦Ｔｗ≦０．０１０インチ（０．２５４ｍｍ）、交差する多孔質壁１０２の開放有効多孔率（％Ｐ）が４０％≦Ｐ％≦６０％、多孔質壁１０２の中央細孔サイズ（ＭＰＳ）が１０マイクロメートル≦ＭＰＳ≦１６マイクロメートル、及びＩ／Ｏ比が２．２５≦Ｉ／Ｏ≦２．７５のハニカム体を含む。
ここで図７を参照すると、ハニカム体１００（又は任意選択的に、ハニカム体２００～５００、又は繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのうちのいずれか１つを含むハニカム体）を含むパティキュレートフィルタ７００が示されている。図示の実施形態では、ハニカム体１００は、金属製ハウジング又は他の拘束構造などの缶７０５の内側に収容される。缶７０５は、煤及び／又は無機微粒子を含有するエンジン排気７１１を受け入れるように構成された吸気口７０７を含む第１のエンドキャップと、ろ過されたガス流を排気するように構成された排気口７０９を含む第２のエンドキャップとを含み得、ここで、エンジン排気中の大部分（例えば、約９９％以上）の微粒子７１３（例えば、煤及び／又は無機物質）が、除去／ろ過されており、且つハニカム体１００の吸気口通路１１０及び多孔質壁１０２の開放通気孔内で輸送される。ハニカム体１００の外皮層１０５は、それと接触する、例えば高温断熱材のような部材７１５を有し、衝撃及び応力からハニカム体１００を守り得る。任意の好適な構造の部材７１５、例えば一体形構造、又は２つ以上の層構造を使用してもよい。ハニカム体１００及び部材７１５は、任意の好適な手段によって、例えば缶本体中心へ通してから第１及び第２のエンドキャップの１つ以上を缶本体中心に固定（例えば、溶接）し、吸気口７０７及び排気口７０９を形成し得ることによって、缶７０５内に収容され得る。他には、缶７０５のツーピース構造又はクラムシェル構造が、任意選択的に使用され得る。
図８は、エンジン８１７（例えば、ガソリン機関又はディーゼル機関）に結合された排気系統８００を示す。排気系統８００は、エンジン８１７の排気ポートに結合するためのマニホールド８１９、マニホールド８１９と、内部にハニカム体１００を含むパティキュレートフィルタ７００との間を結合するように構成された第１の収集管８２１を含み得る。結合は、任意の好適なクランプブラケット又は溶接などの他の取付機構によるものとし得る。第１の収集管８２１は、マニホールド８１９と一体とし得る。さらなる実施形態では、パティキュレートフィルタ７００は、介在部材なしでマニホールド８１９に直接結合し得る。排気系統８００は、さらに、パティキュレートフィルタ７００と第２の排気部品８２７とに結合された第２の収集管８２３を含み得る。第２の排気部品８２７は、例えば、マフラー、触媒コンバーター、又はさらには第２のパティキュレートフィルタとし得る。第２の排気部品８２７には、テールパイプ８２９（先端が切られて示されている）又は他の導管若しくは構成要素が結合され得る。他の排気系統部品は、例えば、酸素センサ、尿素噴射ポート（図示せず）などが含まれ得る。エンジン８１７は、エンジン８１７の各バンク（シリンダーのサイドの組）用の１つのパティキュレートフィルタ７００を含み得、その場合、第２の収集管８２３がＹ字管としても、又は任意選択的に、第１の収集管８２１がＹ字管としてもよく、各バンクから煤を収集し且つ煤をパティキュレートフィルタ７００へ向ける。
本明細書で説明する実施形態によるハニカム体１００（又は任意選択的に、ハニカム体２００～５００、又は繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのうちのいずれか１つを含むハニカム体）を含むパティキュレートフィルタ７００を利用することは、パティキュレートフィルタ７００の灰及び煤負荷容量が比較的大きいので、再生処理事象間の間隔が比較的長くなり得る。さらに、フィルタ７００を交換するためのサービス間隔を比較的長くし得る。さらに、灰で負荷がかけられたときに、ハニカム体１００によって排気系統８００に加えられる比較的低い背圧が、自由排気流を可能にし、それゆえエンジン８１７の出力低減を実質的に最小限にすることを可能にし得る。ハニカム体（例えば、ハニカム体１００～５００、又は繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのいずれかを含むハニカム体）を含む排気系統８００は、煤及び／又は灰負荷に応じて、非常に低い清浄時圧力降下、低煤負荷の圧力降下、及び／又は低灰負荷の圧力降下、並びに圧力降下の低増加率を含み得る。
ここで図９Ａ～９Ｃを参照して説明すると、本開示の実施形態によるハニカム体１００～５００及びハニカム構造６００Ａ～６０４Ｅを含むハニカム体を製造するように構成されたハニカム押出ダイ９００が、提供される。ハニカム体は、ハニカム素地を生産するために、ハニカム押出ダイ９００を通した可塑化バッチの押出しによって形成され得、これは、例えば、米国特許第３，８８５，９７７号明細書、同第５，３３２，７０３号明細書、同第６，３９１，８１３号明細書、同第７，０１７，２７８号明細書、同第８，９７４，７２４号明細書、国際公開第２０１４／０４６９１２号、及び同第２００８／０６６７６５号に説明されている。その後、米国特許第９，０３８，２８４号明細書、同第９，３３５，０９３号明細書、同第７，５９６，８８５号明細書、及び同第６，２５９，０７８号明細書に説明されているように、ハニカム素地は乾燥され得る。その後、米国特許第９，４５２，５７８号明細書、同第９，４４６，５６０号明細書、同第９，００５，５１７号明細書、同第８，９７４，７２４号明細書、同第６，５４１，４０７号明細書、及び同第６，２２１，３０８号明細書に説明されているように、ハニカム素地は焼成され、ハニカム体１００～５００、又は幾何学的形状及び微細構造を含むハニカム構造６００Ａ～６０４Ｅを含むハニカム体のうちの任意の所望の１つを形成し得る。他の好適な形成、乾燥及び／又は焼成方法を使用してもよい。
ハニカム押出ダイ９００は、ダイ本体９３９と、可塑化バッチ組成物を受け入れるように構成されたダイ入口面９４２と、ダイ入口面９４２に対向し且つ可塑化バッチをハニカム素地の形態で吐出するように構成されたダイ出口面９４４とを含む。押出ダイ９００は、バッチ組成物を受け入れ且つバッチ組成物を圧力下で強制的に押出ダイ９００に通す押出機（二軸スクリュー押出機など－図示せず）に結合され得る。
ハニカム押出ダイ９００は、複数の供給孔９４５（いくつかに符号を付す）を含み、これら供給孔は、ダイ入口面９４２からダイ本体９３９内へと延在し、且つダイ出口面９４４からダイ本体９３９内へ延在し且つ複数の供給孔９４５とつながっているスロットのアレイ９４８（いくつかに符号を付す）と交差する。供給孔９４５は、バッチ組成物をスロットのアレイ９４８へ供給する。交差するスロットのアレイ９４８は、ダイ出口面９４４全体にわたって直線的に（例えば、図示の通り垂直方向に）延在する第１のスロット９５０（いくつかに符号を付す）、及び第１のスロット９５０に対して直角とし得且つまたダイ出口面９４４全体にわたって直線的に（例えば、図示の通り水平方向に）延在し得る第２のスロット９５２を含む。交差するスロットのアレイ９４８は、ダイ出口面９４４の少なくとも一部にわたって繰り返されるダイピンのアレイ９５５を形成し、及びいくつかの実施形態では、ダイ出口面９４４の実質的に全体を網羅し得る。ダイピンのアレイ９５５は、図示の通り、例えば、水平方向に並んで当接して配置され、及び垂直方向に上に積み重ねられ得る。スロット９５０、９５２は、例えば、研削砥石車でのスロッティングによって、又は図示の実施形態ではワイヤ電子放電加工（ＥＤＭ：ｗｉｒｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ ｍａｃｈｉｎｉｎｇ）プロセスによって、形成され得る。他の好適な方法を使用してもよい。ダイピンのアレイ９５５のそれぞれの横断面形状は、正方形とし得る。ハニカム押出ダイ９００は、外皮層形成供給孔９４５Ｓとインターフェースをとる外皮層形成マスク９４９（例えば、リング状物品）を含む外皮層形成部分９００Ｓを含み、押出し法の間に形成された押し出されたハニカム素地に、押し出された外皮層を形成し得る。
図９Ｃは、供給孔パターン（供給孔９４５は点線の円で示され、及びスロット９５０、９５２は実線で示される）を含むハニカム押出ダイ９００の実施形態を示す。図示の実施形態では、スロット９５０、９５２の交差点毎に供給孔９４５が含まれる。ハニカム押出ダイ９００の実施形態では、他の供給孔構成を使用してもよい。
図１０の部分図に示す別の実施形態では、ダイ１０００は、図６Ａ～６Ｅの繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅを有するハニカム体を形成できるように、六角形の断面形状を含むダイピンのアレイ１０５５を形成するスロットのアレイ１０４８を含むダイ本体１０３９を含む。ダイ本体１０３９は、供給孔パターンを含み得、ここで、スロットのアレイ１０４８の交差点毎に供給孔１０４５（点線の円で示される）が含まれる。スロットのアレイ１０４８は、電子放電加工（ＥＤＭ）プロセスによって形成され得、ここで、形成された電極は、ダイ本体１０３９に押し込まれ、スロットのアレイ１０４８を機械加工する。押出ダイ１０００の残りは、上述したものと同じとし得る。
上述の実施形態のいずれかでは、ひとたび未加工のハニカム素地が形成され、乾燥され、及び焼成されたら、所望の長さに切断され得る。焼成されたハニカムの端面は、平らに研削され得、及び使用されているプラギングプロセスに好適な仕上げ表面を有するようにする。その後、吸気口面及び排気口面が、本明細書で説明したような所望の繰り返しプラギングパターンで塞がれるため、繰り返し構造単位（例えば、繰り返し構造単位１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、若しくは６０４Ａ～６０４Ｅ、又はそれらの鏡像）が生産され得る。上述の繰り返し構造単位からの所望の繰り返し構造単位は、吸気口面の少なくとも一部にわたって繰り返し構造単位が分布され且つ繰り返されるように、適切な吸気口通路１１０及び排気口通路１１２を塞ぐことによって形成され得る。いくつかの実施形態では、繰り返し構造単位（例えば、繰り返し構造単位１０４、２０４、３０４、４０４、５０４、若しくは６０４Ａ～６０４Ｅ、又はそれらの鏡像）は、外皮層１０５と交差し且つ先端が切られる不完全な繰り返し構造単位のみを除いて、ハニカム体全体にわたって分散され且つ繰り返される。他の実施形態では、利用可能な領域の全てが、繰り返し構造単位を含むわけではない。
図１１は、１つ以上の実施形態による微粒子をろ過する方法１１００を説明する。方法１１００は、１１０２において、本明細書で説明するような吸気口通路（例えば、吸気口通路１１０）及び排気口通路（例えば、排気口通路１１２）を有し且つパティキュレートフィルタ（例えば、パティキュレートフィルタ７００）に供されるハニカム体（例えば、ハニカム体１００、２００、３００、４００、５００、又は繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのうちの１つを含むハニカム体）を提供するステップを含み、ここで、繰り返し構造単位はＩ／Ｏ比２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０を有し、Ｉ／Ｏは、繰り返し構造単位のそれぞれにおける、吸気口通路の数対排気口通路の数の比であり、及び吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、同じ断面サイズ（面積）及び断面形状（軸方向に対して直角な横断面において）を有する。断面形状は、正方形、六角形、円形などとし得、及び特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路１１０は：（１）特定の繰り返し構造単位の排気口通路１１２、又は（２）隣接する繰り返し構造単位（例えば、１０４’、２０４’、３０４’、４０４’、５０４’）の排気口通路１１２のいずれかと直接当接する（すなわち、壁を共有する）ように構成及び配置される。
方法１１００は、さらに、１１０４において、ハニカム体（例えば、ハニカム体１００、２００、３００、４００、５００、又は繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのうちの１つを含むハニカム体）に煤及び灰を捕捉するステップを含む。煤及び灰は、吸気口通路１１０のウェブ１０２中に及びその上に捕捉される。煤は、捕捉され得、及び１回以上の再生処理事象などによって燃え尽くされ得、及び繰り返し構造単位のパターンを含むハニカム体（例えば、ハニカム体１００、２００、３００、４００、５００、又は繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのうちの１つを含むハニカム体）を含むパティキュレートフィルタ７００は、長期間運転し続けることができ、及び遥かに高い灰ストレージ容量を有し得る。いくつかの実施形態では、灰ストレージ容量は、２０ｇ／Ｌよりも高いとし得る。他の実施形態では、灰ストレージ容量は、例えば、４０ｇ／Ｌよりも高い、６０ｇ／Ｌよりも高い、又は８０ｇ／Ｌよりも高いとし得る。さらに、ハニカム体（例えば、ハニカム体１００、２００、３００、４００、５００、又は繰り返し構造単位６０４Ａ～６０４Ｅのうちの１つを含むハニカム体）を含むパティキュレートフィルタ７００は、比較的低い煤負荷及び灰負荷の圧力降下を示し得る。
上述の説明は、本開示の例示的な実施形態を開示する。本明細書で開示するパラメータのいずれかの組合せは、本明細書で開示するハニカム体の実施形態に適用され得る。それゆえ、本開示は、いくつかの例示的な実施形態を含むが、特許請求の範囲によって定義されるように、他の実施形態が本開示の範囲内にあってもよいことを理解すべきである。
以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。
実施形態１
繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁
を含む、ハニカム体において、
前記繰り返し構造単位のそれぞれは：
吸気口面から排気口面まで軸方向に、互いに平行に延在する、複数の吸気口通路及び複数の排気口通路
を含み、
前記繰り返し構造単位のそれぞれにおける、前記吸気口通路の数対前記排気口通路の数のＩ／Ｏ比は、２．０～３．０であり；
前記吸気口通路及び前記排気口通路のそれぞれは、前記軸方向に対して直角な横断面において、同じ断面サイズ及び断面形状を有し；及び
前記吸気口通路のそれぞれは、前記排気口通路のうちの少なくとも１つに直接当接することを特徴とする、ハニカム体。
実施形態２
前記繰り返し構造単位のそれぞれにおける、前記吸気口通路及び前記排気口通路のそれぞれは、前記横断面において断面が正方形であることを特徴とする、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態３
前記繰り返し構造単位のそれぞれにおける、前記吸気口通路及び排気口通路のそれぞれは、前記横断面において断面が六角形であることを特徴とする、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態４
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、９個の吸気口通路と、４個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．２５：１であることを特徴とする、実施形態１～３のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態５
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、１３個の通路を含むことを特徴とする、実施形態１～４のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態６
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、６個の通路を有する第１の列と、７個の通路の隣接する第２の列とを含むことを特徴とする、実施形態１～５のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態７
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、前記繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位から、１つの通路幅だけオフセットされていることを特徴とする、実施形態１～６のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態８
特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接する前記特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路を含むことを特徴とする、実施形態１～７のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態９
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた４個の排気口通路を有する群を含むことを特徴とする、実施形態１～８のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態１０
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、対角線上に並べられた４個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれていることを特徴とする、実施形態１～９のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態１１
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、７個の吸気口通路と、３個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．３３：１であることを特徴とする、実施形態１～３のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態１２
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、直線に配置された１０個の通路を含むことを特徴とする、実施形態１１に記載のハニカム体。
実施形態１３
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、前記繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位の対応する端部から、２つの通路幅だけオフセットされている端部を有することを特徴とする、実施形態１１又は１２に記載のハニカム体。
実施形態１４
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群を含むことを特徴とする、実施形態１１又は１２に記載のハニカム体。
実施形態１５
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、対角線上に並べられた３個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれていることを特徴とする、実施形態１１又は１２に記載のハニカム体。
実施形態１６
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、５個の吸気口通路と、２個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．５０：１であることを特徴とする、実施形態１～３のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態１７
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、一列に配置された７個の通路を含むことを特徴とする、実施形態１６に記載のハニカム体。
実施形態１８
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、前記繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位の対応する端部から、２つの通路幅だけオフセットされている端部を有することを特徴とする、実施形態１６又は１７に記載のハニカム体。
実施形態１９
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群を含むことを特徴とする、実施形態１６～１８のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態２０
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、対角線上に並べられた２個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれていることを特徴とする、実施形態１６～１９のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態２１
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、８個の吸気口通路と、３個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．６７：１であることを特徴とする、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態２２
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、１１個の通路を含むことを特徴とする、実施形態２１に記載のハニカム体。
実施形態２３
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、５個の通路を有する第１の列と、６個の通路の隣接する第２の列とを含むことを特徴とする、実施形態２１又は２２に記載のハニカム体。
実施形態２４
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、前記繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位から、１つの通路幅だけオフセットされていることを特徴とする、実施形態２１～２３のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態２５
特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接する前記特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路を含むことを特徴とする、実施形態２１～２４のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態２６
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた３個の排気口通路を有する群を含むことを特徴とする、実施形態２１～２５のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態２７
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、対角線上に並べられた３個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれていることを特徴とする、実施形態２１～２６のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態２８
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、１１個の吸気口通路と、４個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．７５：１であることを特徴とする、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態２９
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、１５個の通路を含むことを特徴とする、実施形態２８に記載のハニカム体。
実施形態３０
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、７個の通路を有する第１の列と、８個の通路の隣接する第２の列とを含むことを特徴とする、実施形態２８又は２９に記載のハニカム体。
実施形態３１
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、前記繰り返し構造単位のうちの隣接する１つの繰り返し構造単位から、１つの通路幅だけオフセットされていることを特徴とする、実施形態２８～３０のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態３２
特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接する前記特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路を含むことを特徴とする、実施形態２８～３１のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態３３
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、両端部が吸気口通路で挟まれていて、対角線上に並べられた２個の排気口通路を有する群を含むことを特徴とする、実施形態２８～３２のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態３４
複数の繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、対角線上に並べられた２個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれていることを特徴とする、実施形態２８～３３のいずれか１項に記載のハニカム体。
実施形態３５
前記Ｉ／Ｏ比は、２．２５～２．７５の値を有することを特徴とする、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態３６
前記Ｉ／Ｏ比は、２．３３～２．６７の値を有することを特徴とする、実施形態１に記載のハニカム体。
実施形態３７
実施形態１に記載のハニカム体に煤及び灰を捕捉するステップ
を含むことを特徴とする、微粒子をろ過する方法。
実施形態３８
繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁
を含む、ハニカム体において、
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、前記繰り返し構造単位のうちの別の繰り返し構造単位からオフセットされているが、それと直接当接しており、及び：
吸気口面から排気口面まで軸方向に、互いに平行に延在する、５～１１個の複数の吸気口通路及び２～４個の複数の排気口通路；
を含み、
前記繰り返し構造単位のそれぞれにおける、吸気口通路の数対前記排気口通路の数のＩ／Ｏ比は、２．０～３．０であり；
前記吸気口通路及び前記排気口通路のそれぞれは、前記軸方向に対して直角な横断面において、同じ断面サイズ及び正方形又は六角形の断面形状を有し；及び
前記吸気口通路のそれぞれは、前記排気口通路のうちの少なくとも１つに直接当接していることを特徴とする、ハニカム体。
実施形態３９
繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁
を含む、ハニカム体において、
前記繰り返し構造単位のそれぞれは、前記繰り返し構造単位のうちの別の繰り返し構造単位からオフセットされているが、それに直接当接しており、及び：
吸気口面から排気口面まで軸方向に、互いに平行に延在する、複数の吸気口通路及び複数の排気口通路
を含み、
前記繰り返し構造単位のそれぞれにおける、吸気口通路の数対前記排気口通路の数のＩ／Ｏ比は、２．０～３．０であり；
前記吸気口通路及び前記排気口通路のそれぞれは、前記軸方向に対して直角な横断面において、同じ断面サイズ及び正方形又は六角形の断面形状を有し；及び
特定の繰り返し構造単位の各吸気口通路は、前記特定の繰り返し構造単位の排気口通路に直接当接していることを特徴とする、ハニカム体。

Claims (5)

  1. 繰り返しパターンに配置された繰り返し構造単位のマトリクスを形成する、交差する多孔質壁を含む、ハニカム体において、
    前記繰り返し構造単位のそれぞれは：
    吸気口面から排気口面まで軸方向に互いに平行に延在する複数の吸気口通路及び複数の排気口通路を含み、
    前記繰り返し構造単位のそれぞれにおける、前記吸気口通路の数対前記排気口通路の数のＩ／Ｏ比は、２．０＜Ｉ／Ｏ＜３．０であり；
    前記吸気口通路及び前記排気口通路のそれぞれは、前記軸方向に対して直角な横断面において、同じ断面サイズ及び断面形状を有し；及び
    前記吸気口通路のそれぞれは、前記排気口通路のうちの少なくとも１つに直接当接し、
    前記繰り返し構造単位のそれぞれにおける、前記吸気口通路および排気口通路のそれぞれは、前記横断面において断面が正方形であり、
    複数の前記繰り返し構造単位の前記繰り返しパターンは、対角線上に並べられた２個、３個又は４個の排気口通路をそれぞれ有する一連の相互に平行な群を含み、各群は、両端部が吸気口通路で挟まれていることを特徴とする、ハニカム体。
  2. 前記繰り返し構造単位のそれぞれは、９個の吸気口通路と、４個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．２５：１であることを特徴とする、請求項１に記載のハニカム体。
  3. 前記繰り返し構造単位のそれぞれは、７個の吸気口通路と、３個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．３３：１であることを特徴とする、請求項１に記載のハニカム体。
  4. 前記繰り返し構造単位のそれぞれは、５個の吸気口通路と、２個の排気口通路とを含み、及び前記Ｉ／Ｏ比は２．５０：１であることを特徴とする、請求項１に記載のハニカム体。
  5. 前記各群が、その周囲を前記吸気口通路によって囲まれていることを特徴とする、請求項１から４いずれか一項に記載のハニカム体。
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