KR100290192B1 - 디이젤 미립물 필터 카트리지 - Google Patents

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스프레이그 로버트 월터
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Abstract

에너지가 가해질때 트랩된 그을음 미립물을 태울 수 있을 정도의 충분한 온도로 필터 매체(20,22,22A,79)를 가열하고 슬롯이 형성된 전기 저항성 튜브(12,21,77)을 포함하는 전기적으로 재생 가능한 디이젤 미립물 필터 카트리지(10,39) 및 필터(30)이다.

Description

디이젤 미립물 필터 카트리지
제1도는 전기 저항 가열 요소가 디이젤 미립물 필터를 재생하도록 유용하게 사용될 수 있게 한 공지의 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제2도는 전기 저항 가열 요소가 디이젤 미립물 필터를 재생하도록 유용하게 사용될 수 있게 한 공지의 또 다른 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제3도는 전기 저항 튜브가 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 유용하게 사용될 수 있게 한 제1 실시예의 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제4도는 전기 저항 튜브가 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 유용하게 사용될 수 있게 한 제2 실시예의 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제5도는 전기 저항 튜브가 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 유용하게 사용될 수 있게 한 제3 실시예의 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제6도는 전기 저항 튜브가 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 유용하게 사용될 수 있게 한 제4 실시예의 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제7도는 전기 저항 튜브가 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 유용하게 사용될 수 있게 한 제5 실시예의 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제8도는 전기 저항 튜브가 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 유용하게 사용될 수 있게 한 제6 실시예의 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도.
제9도는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지의 종단면도.
제10도는 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 혹은 트랩의 종단면도.
제11도는 제10도의 선 11-11을 따라 절취한 단면도.
제12도는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지의 종단면도.
제13도는 제2도에 도시된 가열 요소의 형상을 수치 해석으로 사용하기 위한 모델의 개략도.
제14도는 여과 요소의 표면 일부를 도시한 확대도.
제15도는 사변(four-sided) 여과 요소의 확대 단면도.
제16도는 길이 방향으로 오프셋되어 교차하여 감긴 사변 여과 요소의 확대 단면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 필터 카트리지 12,21,77 : 전기 저항 튜브
20,22,22A,79 : 필터 매체 30 : 디이젤 미립물 필터
31 : 케이싱 33 : 배기 유입부
34 : 배기 배출부 39 : 제2 실시예의 디이젤 미립물 필터 카트리지
본 발명은 전기적으로 재생 가능한 디이젤 미립물 필터 카트리지(diesel particulate filter cartridge) 및 필터에 관한 것이다.
디이젤 엔진은 유해한 그을음 배기 가스를 방출하는데, 이 배기 가스로부터 그을음의 일부를 제거하는 디이젤 미립물 필터를 사용함으로써, 배기 가스의 유해성을 줄일 수 있다. 이러한 필터에 억류된(trapped) 그을음은 요구되는 주기적 재생(즉, 억류된 그을음의 제거 작업) 시간까지 적층된다.
디이젤 미립물 필터를 재생하는 여러 가지의 방법이 공지되어 있다. 예를 들면, 필터 매체로부터 트랩된 그을음을 주기적으로 태우기 위해 가스 버너를 사용하는 방법이 공지되어 있다.
또 다른 방법으로는, 필터 매체에 촉매 물질을 도포시키는 방법이다. 또는, 그을음의 산화 온도를 낮추는 촉매 첨가제를 함유하는 연료를 사용하는 방법도 있다.
또 다른 방법으로는, 필터 매체와 접촉하는 전기 가열 요소를 사용하는 방법도 공지되어 있다. 디이젤 미립물 필터 카트리지를 재생시키기 위해 유용되는 공지의 전기 가열 요소의 형상은, 예컨대 팽창 금속(expanded metal)으로부터 성형된 튜브 형상(제1도에 110으로 표시)과, 슬롯이 형성된 시트(sheet) 물질로부터 성형된 튜브 형상(제2도에 120으로 표시)이 있다. 팽창 금속에 연관되는 문제점은 제작(즉, 각 통로 길이의 소망 저항을 갖게 함)시 허용 오차를 제어하는데 있어 어렵다는 점과, 균열의 초기점을 형성하는 경향이 발생하게 될 스트랜드(strand)의 교차점에서 응력 집중이 존재한다는 점이다. 제2도에 도시된 바와 같이 슬롯이 형성된 시트 형상의 튜브와 관련된 문제점으로는, 온도 사이클링과 대응하는 열팽창 및 수축 결과 가열 요소의 스트랜드가 방사방향으로 뒤틀리는 경향이 발생한다는 점이다. 이러한 뒤틀림은, 균열의 초기점을 형성하는 가열 요소내의 응력 집중을 발생시키며, 여과 기능을 손상시키거나 저하시킬 수 있으며, 필터 매체로 가열 요소의 침투를 일어나거나, 또는 필터 매체로부터 가열 요소의 일부를 분리시키게 되며, 그 결과, (a) 필터 매체를 통해 열분산이 불균일해지며, (b) 가열 요소내에 바람직하지 못한 과열점의 국부화가 생기며, 그리고 (c) 그을음 입자가 열전도에 의한 열전달의 손실로 그을음 연소의 감소가 발생한다. 더욱이, 이러한 가열 요소는 저절로 방사방향의 뒤틀림이 일어나서 가열 요소를 단락 회로가 되도록 한다.
본 발명은 제1 디이젤 미립물 필터 카트리지를 제공하는 것으로, 이 카트리지는,
(a) 2개의 단부와 슬롯이 형성된 외측면이 구비되어 있는 실질적으로 견고한(슬롯이 형성된) 전기 저항 튜브와,
(b) 전기 저항 튜브의 슬롯이 형성된 외측면을 덮는 무기 섬유(양호하게는 무기성 실)로 이루어진 여과 요소와, 그리고
(c) 억류된 디이젤 배기 미립물의 연소점 이상으로 전기 저항 튜브를 가열하기 위해 상기 튜브를 가로질러 전압을 가하는 수단을 포함하며,
상기 전기 저항 튜브는 소정의 길이와 외주부를 구비하며, 전기 저항 튜브의 길이를 가로지르는 전류 경로 길이는 전기 저항 튜브의 길이 보다 더 길며, 전기 저항 튜브의 외주부 둘레의 전류 경로 길이는 전기 저항 튜브의 외주부 보다 더 크며, 상기 전기 저항 튜브는 전압이 전기 저항 튜브를 가로질러 가해질 때 충분한 열이 전기 저항 튜브로부터 상기 여과 요소로 전달되어 억류된 디이젤 배기 미립물을 태우도록 배치되며, 그리고 상기 전기 저항 튜브의 원주방향 강성은 대응하는 전기 저항 중공의 고형 튜브의 원주방향 강성에 비해 40% 미만인 것을 특징으로 한다.
양호하게는, 제1 필터 카트리지는 카트리지를 케이싱 내에 지지시키는 지지수단을 또한 포함한다.
또 다른 관점에 있어서, 본 발명은 디이젤 미립물 필터 혹은 트랩을 제공하는 데, 상기 디이젤 미립물 필터 혹은 트랩은,
(a) 2개 이상의 단부를 구비하는 케이싱,
(b) 상기 케이싱의 2개 이상의 단부를 배기 장치에 연결시키는 연결 수단과,
(c) 하나 이상의 디이젤 미립물 필터 카트리지를 지지하는 지지 수단과,
(d) 카트리지를 케이싱 내에 지지하는 수단을 구비하는 본 발명에 따른 하나 이상의 제1 필터 카트리지를 포함하며,
상기 전기 저항 튜브의 2개의 단부는 케이싱의 2개 이상의 단부 사이를 연장하고 지지 수단에 의해 케이싱 내에 지지되는 것을 특징으로 한다.
또 다른 관점에 있어서, 본 발명은 제2 디이젤 미립물 필터 카트리지를 제공하는 데, 상기 제2 필터 카트리지는,
(a) 다수의 오프닝이 형성된 외측면과 2개 이상의 단부가 구비되어 있는 실질적으로 견고한 중공의 관형 지지 부재와,
(b) 중공의 관형 지지 부재의 외측면에 형성된 오프닝을 덮는 무기 섬유(양호하게는 무기성 실)로 이루어진 여과 요소와,
(c) 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브와, 그리고
(d) 억류된 디이젤 배기 미립물의 연소점 이상으로 전기 저항 튜브를 가열하기 위해 상기 튜브를 가로질러 전압을 가하는 수단을 포함하며,
상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브는 소정의 길이와 외주부를 구비하며, 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 상기 길이를 가로지르는 전류 경로 길이는 전기 저항 튜브의 상기 길이 보다 더 길며, 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 상기 외주부 둘레의 전류 경로 길이는 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 외주부 보다 더 크며, 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브는 전압이 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브를 가로질러 가해질 때 충분한 열이 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브로부터 상기 여과 요소로 전달되어 억류된 디이젤 배기 미립물을 태우도록 배치되며, 그리고 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 원주방향 강성은 대응하는 전기 저항 중공의 고형 튜브의 원주방향 강성에 비해 40% 미만인 것을 특징으로 한다.
제2 디이젤 미립물 필터 카트리지의 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브는 필터 요소의 외측면을 덮고, 필터 요소 혹은 이것과 조합하여 매장되거나 그 사이에 샌드위치 된다.
균일하게 열을 공급하기 위해, 전기 저항 튜브의 하나 이상의 면은 필터 요소와 긴밀한 접촉 상태로 있는 것이 바람직하다. 만약 전기 저항 튜브가 필터 요소내에 매장되어 있을 경우, 전기 저항 튜브의 각 주요면의 실질적인 전면적(즉, 내측 및 외측면)이 필터 요소와 양호하게 접촉 상태로 있게 된다. 더욱이, 여과 요소의 단열 특성은 열을 차단시키고 억류된 그을음 입자를 태우는데 요구되는 에너지를 최소화시키는 경향이 있다.
양호하게는, 전기 저항 튜브는 이것이 최대의 그을음 수집 영역에 인접하게 배치되도록 위치한다.
양호하게는, 제2 필터 카트리지는 카트리지를 케이싱 내에 지지시키는 지지수단을 또한 포함한다.
또 다른 관점에 있어서, 본 발명은 디이젤 미립물 필터 혹은 트랩을 제공하는 데, 상기 필터 혹은 트랩은,
(a) 2개 이상의 단부를 구비하는 케이싱과,
(b) 상기 케이싱의 2개이상의 단부를 배기 장치에 연결시키는 연결 수단과,
(c) 하나 이상의 디이젤 미립물 필터 카트리지를 지지하는 지지 수단과,
(d) 카트리지를 케이싱 내에 지지하는 수단을 구비하는 본 발명에 따른 제1 필터 카트리지를 포함하며,
실질적으로 견고한 중공의 관형 지지 부재의 2개의 단부는 케이싱의 2개의 단부 사이를 연장하고 지지 수단에 의해 케이싱 내에 지지되는 것을 특징으로 한다.
본 명세서에서 사용된 용어 “실질적으로 견고한”은, 튜브 혹은 지지 부재가 자체적으로 지지되며 튜브의 외측면을 덮은 필터 매체를 지지할 수 있다는 것을 의미한다.
“슬롯이 형성된 튜브”는, 원형 혹은 타원형(원형이 바람직함)일 수 있는 중공의 실린더를 의미하는 것으로, 슬롯은 통상의 가공법(시트 금속이 슬릿(slit)된 다음 메쉬를 형성하도록 팽창되는 팽창 금속의 성형 가공법 이외의 방법), 예를 들면 펀칭, 스탬핑, 레이저 컷팅, 워터 제트 커팅 및 프라즈마 커팅에 의해 형성된다.
“스트랜드”는, 2개의 대향하는 측면이 구비되어 있는 고형 스트립(strip)재료를 의미하는데, 2개의 대향하는 측면을 따라 위치한 대향 지점 각각은 통상 평행하며, 예컨대 제2도에 도시된 가열 요소의 형상(121)내의 스트랜드는 빗금친 영역 121로 표시되어 있으며, 제3도에 도시된 가열 요소의 형상(130)내의 스트랜드는 빗금친 영역 131로 표시되어 있다.
“전류 경로의 길이”는, 두 지점간의 가장 짧은 전류 경로를 의미하는데, 예를 들면, 제3도에 도시된 형상으로 형성된 튜브의 길이를 가로지르는 전류의 경로에 있어서, 튜브의 길이는 X방향인 선 132로 표시되어 있고, 제3도에 도시된 형상으로 형성된 튜브의 길이의 원주상 전류 경로는 선 133으로 표시되어 있다.
“뒤틀림”은, 기존의 하중이 약간 증가함으로써 구조체가 급작스럽게 크게 변형되어 하중이 증가되기 전에 기존의 하중에서는 구조체가 전혀 변형되지 않은 것을 의미하는데, 예를 들면 야드스틱(yardstick)의 양단부에 하중이 가해질 때, 길이방향으로 큰 변형이 일어나지 않고 수 킬로그램의 하중을 지탱할 수 있지만, 만약 하중이 야드스틱이 약간 휘게될 때까지 증가할 경우, 추가의 하중 증가는 상당히 큰 길이방향의 변형을 일으키게 된다. 보다 구체적으로 말하자면, 뒤틀림은 가열 요소의 스트랜드에 가해진 하중 PApp가 임계 하중 PCr보다 클 경우에 일어난다. 여기서, 임계 하중은 다음과 같이 정의된다.
E , 스트랜드 물질의 영(Young's) 계수
b , 스트랜드의 폭
t , 스트랜드의 두께
l , 하중이 적용되기 전의 스트랜드의 길이
“무기 섬유”는, 고온(즉, 약 600℃ 이상의 온도)에 잘 견디고, 디이젤 배기가스에 화학적으로 잘 견디고, 그리고 텍스트 성질(즉, 필터 요소를 제작시 요구되는 감기, 짜기 등에 적합한 재질)을 가지는 모든 무기 염기성 섬유를 의미한다.
“실(yarn)”은, 개별의 섬유 혹은 필라멘트의 다수 혹은 다발을 의미한다.
“열 가변성 섬유(heat-fugitive fiber)”는, 가열시 분해 및 휘발하는 조성을 갖는 섬유를 의미한다.
“섬유 세그먼트”는, 실의 코어로부터 돌출하는 섬유의 잘린 부분을 의미한다.
본 발명은 디이젤 미립물 필터 카트리지를 재생하는(즉, 수집된 그을음을 태우는) 효과적이고 경제적인 수단을 제공한다.
제9도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양호한 제1 디이젤 미립물 필터 카트리지(10)는 용접된 원형의 금속 뚜껑(14)과 환상의 금속링(2)을 구비하고 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(12)를 포함한다. 나사가 형성된 금속 포스트(18)는 상기 원형의 금속 뚜껑(14)에 용접되어 있다. 나사가 형성된 금속 포스트(18)는 일반적인 동력원(도시 생략)에 회전에 의해 접속된 통상의 스위치(도시 생략)에 연결된다. 장착용 금속 스터드(4)는 회로의 전기 접지를 제공한다. 필터 매체(22A)는 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(12) 둘레를 실질적으로 헬리컬식으로 교차하여 감겨 있는 무기성 실을 포함한다.
제10도 및 제11도에는 본 발명에 따른 양호한 디이젤 미립물 필터 혹은 트랩이 도시되어 있다. 이 디이젤 미립물 필터 혹은 트랩(30)은 원통형의 몸체(32), 원뿔형의 배기 유입부(33), 및 원뿔형의 배기 배출부(34)로 이루어진 긴 케이싱(31)을 포함한다. 4개의 평행하게 이격된 디이젤 미립물 필터 카트리지(10)는 원통형 몸체(32) 내에서 유입단과 배출단 사이를 연장한다. 필터 카트리지(10) 각각은 배기 가스가 필터 카트리지(10)를 통해 방사방향 내측을 지나 바깥으로 배출된 후, 원추형의 배기 배출부(34)를 통해 필터(30)를 빠져나갈 수 있도록 제공된 원형의 오프닝을 구비하는 원형 금속 플레이트(36)에 장착된다. 개방된 지지 구조체(38)에 의해 지지된, 나사가 형성된 금속 포스트(18)는 세라믹 절연체(40)로 개방된 지지 구조물(38)로부터 절연되어 있다. 금속 블록킹 밸브(41)는 배기 가스의 재생 동안 배기 가스의 유동을 필터 카트리지(10)에서 방향 전환시켜 동력 소모를 줄이도록 원추형의 유입부(33) 내에 배치된다.
어느 시점에서 소모되는 전력의 양을 최소화시키기 위해, 다수의 필터 카트리지를 구비하는 디이젤 미립물 트랩은 다른 시간대에서(즉, 순차적으로) 전기 저항 튜브 각각에 독립적으로 에너지를 공급하는 수단을 포함하는 것이 바람직하다.
제12도에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양호한 제2 디이젤 미립물 필터 카트리지(39)는 오프닝이 형성된 외측면을 구비하는 관형 지지 부재(16)를 포함하며, 상기 오프닝은 상기 외측면에서 내부 여과 요소(20)에 의해 덮인 내측면까지 연장하여, 상기 내부 여과 요소는 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21)로, 그리고 외부 여과 요소(22)에 의해 교대로 덮여 있다.
캡(17)은 환상의 전기 절연체(24)로 덮여 있으며, 이 절연체는 캡(17)과 일체로 형성된 지지 스터드(25)를 위한 축방향의 보어를 구비한다. 무기성 실로 피복되고 전기적으로 절연된 환형 와셔(26)가 절연체(24) 둘레에 끼워져 있다. 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21)의 단부는 환상의 칼라(27)에 연결되어 전기 포스트(28)에 전기적으로 접속된다. 전기 포스트(28)는 통상의 동력원(도시 생략)으로 이르는 일반적인 스위치(도시 생략)에 연결될 수 있다.
관형 지지 부재(16)의 개방단은 제1 환상 칼라(29)에 끼워지며, 내부 여과 요소(20)는 상기 칼라에 의해 형성된 무공의 영역에 걸쳐 연장한다. 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21)의 인접한 단부는 제2 환상 칼라(29A)에 접속되고 외부 여과 요소(22)는 상기 칼라에 걸쳐 연장한다.
케이싱, 플레이트 및 포스트는 금속 혹은 세라믹 등의 어떠한 적합한 재질로 독립적으로 구성될 수 있다(만약, 케이싱, 플레이트 및 포스트가 전도체로 사용될 경우에는 금속 재질이 양호함). 더욱이, 제작이 용이해지는 양호한 재질로는 금속이 적합하다. 이러한 금속으로는 스테인레스강이 바람직하다. 케이싱, 플레이트 및 포스트를 연결시키는 수단은 케이싱, 플레이트 및 포스트를 구성하는 특수한 공지의 재질로 이루어져 있다. 예를 들면, 만약 케이싱, 플레이트 및 포스트가 금속으로 만들어질 경우, 이들을 연결시키는 수단으로는 용접이 가장 바람직하다.
케이싱의 형상은 편리에 따라 변형될 수 있다. 적합한 모양의 예로는 원형, 타원형, 정사각형 및 직사각형의 단면을 들 수 있다. 케이싱은, 통상 이것이 슬립형의 모양을 가질 수 있게 하도록 긴 모양이다.
중공의 지지 부재는 금속과 세라믹 등을 포함하는 어떤 적합한 물질로 이루어질 수 있다. 이 중공의 지지 부재가 실질적으로 견고하다면, 이 지지 부재로는 구멍이 형성된 튜브, 와이어 스크린, 혹은 팽창 금속 등일 수 있다. 양호하게는, 중공의 지지 부재는 금속을 포함할 수 있다. 가장 양호하게는, Ni-Cr-Fe 합금(미국 버어지니아주 헌팅톤 소재의 인코 알로이 인터네쇼날, 인코오포레이티드(Inco Alloy International, Inc)에서 제작 시판되는 상표명 “INCONEL 600”과 “INCOLOY 800”, 미국 인디아나주 코코모 소재의 하이네스 인터내쇼날(Haynes International)의 상표명 “HAYNES 566”, 그리고 미국 코네티커주 벨텔 소재의 더 캔탈 코오포레이션(The Kanthal Corp.)의 상표명 “KANTHAL A1”등)과 같은 고온도 금속(예컨대, 약 600℃ 이상의 온도에서 금속의 물리적 성질을 실질적으로 유지한 금속)이다.
중공의 관형 지지 부재의 형상은 전술한 케이싱과 같이 편리에 따라 변형될 수 있다. 양호하게는, 상기 중공의 지지 부재의 단면은 원형 혹은 타원형이다.
중공의 지지 부재 내의 오프닝은 견고성을 유지하면서 가능한 크게 형성되어야 한다. 오프닝 각각의 직경은 약 1 내지 20mm인 것이 양호하며, 직경이 너무 크게 되면 배기 가스내의 어떤 입자를 억류시킬 수 없게 된다. 더욱 양호하게는, 오프닝 각각의 직경을 약 2 내지 약 10mm, 또는 약 3 내지 약 7mm로 정하는 것이 가장 바람직하다.
개개의 오프닝들의 크기는 동일하게, 또는 다른 크기로 그리고 이들의 조합으로 이루어질 수 있다.
양호하게는, 오프닝들은 중공의 지지 부재의 전체 돌출한 면적의 약 40 내지 80% 를 차지하게 된다. 더욱 양호하게는, 상기 오프닝들은 중공의 지지 부재의 전체 돌출한 면적의 약 50 내지 70%를 차지하게 된다. 실질적으로 80% 이상의 개방 면적은 중공의 지지 부재의 구조적 일체성에 크게 영향을 끼칠 수 있다. 다른 한편으로는, 거의 40% 미만의 개방 면적은 사용 중에 불필요하게 높은 배압 손실을 일으킬 수 있다.
상기 오프닝들은 대개 구멍이 형성되지 않는 지지 부재의 단부만 제외하고 중공의 지지 부재 각각의 표면에 걸쳐 균일하게 분포시키는 것이 바람직하다.
무기 섬유 혹은 실로 이루어진 필터 요소 혹은 매체는 디이젤 미립물의 그을음을 효과적으로 억류되게 할 수 있는 어떠한 형상으로 될 수 있다. 적합한 여과 요소 혹은 매체로는 중공의 지지 부재 혹은 전기 저항 튜브 둘레에 헬리컬식으로 감겨 있는 무기 섬유 혹은 실, 직조 직물, 비직조 매트(mat) 및 이들의 조합을 포함한다.
무기 섬유 혹은 실은 대개 세라믹이다. 이러한 세라믹 섬유 혹은 실은 부정형의(유리를 포함), 폴리크리스탈린, 또는 이들의 조합 등일 수 있다. 이러한 목적에 사용되는 유용한 공지의 세라믹 섬유 혹은 실은 알루미노보로실리 케이트, 산화알루미늄, 이산화규소, 혹은 탄화규소 등을 포함한다.
여과 요소의 형상은 큰 배압 없이 우수한 여과 효과가 이루어지도록 선택하는 것이 바람직하다.
[권취된 무기성 실]
중공의 지지 부재 혹은 전기 저항 튜브 둘레에 헬리컬식으로 권취된 무기성 실은 약 0.5 내지 약 5mm의 직경을 갖는 것이 양호하다. 더욱 양호하게는, 약 1 내지 약 3mm이다. 통상 이러한 범위 내의 직경을 갖는 실은 이들 범위 외의 직경을 갖는 실과 비교하면 더욱 우수한 섬유질 특성을 나타낸다. 이러한 실은 통상 약 780 내지 7800개의 무기 섬유를 포함한다. 양호하게는, 상기 무기성 실은 약 1560 내지 4680개의 섬유로 구성된다. 무기성 실은 겹쳐 꼬은 실일 수 있다.
무기 섬유는 약 5 내지 20 마이크로미터 범위내의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 더욱 양호하게는, 약 7 내지 15 마이크로미터, 가장 양호하게는 약 9 내지 14 마이크로미터이다. 일반적으로 이러한 범위내의 직경을 갖는 섬유는 이들 범위 외의 직경을 갖는 섬유에 비해 더욱 쉽게 제조 및 직조될 수 있다. 더욱이, 직경이 실질적으로 5 마이크로미터 미만인 섬유는 쉽게 손상되는 경향이 있다(즉, 직조할 때 파손됨). 통상 직경이 거의 20 마이크로미터 이상인 섬유는 상기의 범위 내에 속하는 직경을 갖는 섬유에 비해 필터의 제작에 효과적이지 못하다.
유용한 세라믹 실로는 알루미노보로실리케이트, 산화알루미늄, 이산화규소, 혹은 탄화규소로 제조된 섬유의 실을 포함한다. 세라믹 섬유로는 알루미노보로실리케이트가 바람직하다. 실의 취급을 보조하기 위해 통상의 사이징(sizing) 기술을 이용하여 실의 크기를 적절하게 정한다. 알루미노보로실리케이트 섬유는 시중에서 구입 가능하며, 예로서 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴패니에서 제작된 상표명 “NEXTEL 312 세라믹 실”과 “NEXTEL 440 세라믹 실”을 들 수 있다. 무기성 실의 직조는 이것의 여과 효과 혹은 트랩핑(trapping) 효과를 증대시킨다. 양호하게는, 무기성 실은 그것이 치솟은 형태가 되도록, 다시 말해서 연속적인 섬유의 루우프, 개개의 섬유 세그먼트 혹은 이들의 조합이 고밀도의 코어 바깥방향으로 연장하도록 직조된다. 상기 무기성 실은 에어 제트 직조법 혹은 기계 직조법과 같은 공지의 기술로 직조될 수 있다. 에어 제트 직조법의 사용이 바람직한데, 그 이유는 일반적으로 기계 직조법에 의해 직조된 실보다 더 적은 섬유 세그먼트와 더 많은 섬유 루우프를 지닌 실을 직조하기 때문이다.
양호하게는, 상기 직조된 무기성 실은 약 1 내지 10mm의 직경을 갖는다. 더욱 양호하게는, 약 3 내지 약 6mm 이다. 이러한 범위에 속하는 직경을 갖는 직조된 무기성 실의 여과 혹은 트랩핑 효과는 일반적으로 이러한 범위를 벗어난 직경의 실보다 더 우수하다.
여과 효과를 향상시키기 위해서, 무기성 실은 슬롯이 형성된 튜브 둘레를 헬리컬식으로 교차하여 권취되는 것이 바람직하다. 더욱 양호하게는, 상기 실은 4변의(four-sided) 오프닝을 형성하도록 튜브 둘레를 헬리컬식으로 교차하여 권치되는 것이 바람직하다.
양호하게는, 무기성 실은 고밀도의 코어를 포함하며, 하나 이상의 연속적인 섬유 및 섬유 세그먼트는 이 코어로부터 바깥으로 연장하는데, 여기서 각각의 연속층의 연속된 회선(convolution)의 코어는 4변의 오프닝을 형성하도록 간격을 둔 비교적 밀집한 벽을 제공하기 위해 방사방향으로 정렬되며, 그리고 섬유의 루우프와 섬유 세그먼트는 상기 각각의 오프닝 속으로 돌출하며, 인접한 회선의 섬유 루우프와 섬유 세그먼트는 각각의 오프닝에 디이젤 배기 미립물의 트랩을 형성하도록 상호 엉키게 된다.
제14도 및 제15도에 도시된 바와 같이, 4변의 필터 요소(79)는 고밀도의 코어를 갖는 세라믹 실을 포함하는 헬리컬식으로 교차하여 권취된 무기성 실을 구비하며, 섬유 세그먼트, 연속적인 섬유의 루우프 혹은 이들의 조합(81)은 고밀도의 코어(80)에서 부터 돌출한다. 제14도 및 제15도는 각각의 권치 방향으로 중공의 지지 부재 혹은 전기 저항 튜브(77)(오프닝이나 슬롯(78)을 구비함)의 축에 대해 약 45°의 각을 초기에 이루고 층에 교차되게 감겨있는 실을 도시한 것이다. 4변의 오프닝을 형성하기 위해, 실의 연속적인 층의 전취 각도(즉, 4변의 오프닝 패턴이 반복되기 전에 중공의 지지 부재 혹은 전기 저항 튜브를 완전히 한번 덮는 층)는 실의 코어가 아래에 놓이는 코어와 방사방향으로 정렬되도록 약간 증가한다(약 0.25°정도). 이러한 권취 구조는 인접한 회선이 제1 패스(pass)로 폭넓게 간격을 두고 떨어진 인접한 회선들간의 간격이 균일해질 때까지 후속의 회선과 드문드문 배치하게 되는 결과를 가져온다. 이러한 구조는 본질적으로 배기 가스의 작용력에 반하여 여과 요소에 안정화를 제공하는 각 층들에 반대방향 회선의 상호 직조결과를 초래한다.
튜브상에 방사방향으로 정렬된 코어는 4변의 오프닝(84)(즉, 다이아몬드형)을 형성하도록 간격을 두고 비교적 밀집한 벽(82)을 수집 가능하게 형성된다. 섬유 세그먼트, 섬유 루우프, 혹은 이들의 조합(18)은 각각의 4변으로 형성된 오프닝(84)으로 돌출하며, 길이방향으로 인접한 회선의 섬유 세그먼트 및 섬유 루우프는 제15도에 도시된 바와 같이 서로 엉키게 된다.
권취가 무공의 영역으로 연장할 때, 권취 각도는 컴퓨터의 제어하에서 양호하게 변하기 때문에, 실의 인접한 회선은 배기 가스의 유동이 통과하지 못하는 비교적 두꺼운 벽을 제공하게 된다.
각각의 벽(82)은 방사방향으로 연장하기 때문에 오프닝(84)은 제13도에 도시된 것과 같은 깔때기 모양이 된다. 더욱이, 섬유 세그먼트 및 섬유 루우프의 밀도는 각 오프닝의 외측면으로부터 베이스로 감에 따라 증가하는 경향이 있으며, 배기 가스가 여과 요소를 통해 방사방향 내측으로 유동할 때, 미립물의 분포가 여과 요소의 전체 깊이에 걸쳐 억류되도록 제공된다. 필터 요소의 여과 능력은 하류방향의 부분에 더욱 높게 직조된 실을 사용하거나 또는 상류의 부분에 덜 직조된 실을 사용함으로써 향상될 수 있다.
양호하게는, 하나 이상의 층의 회선 코어는 일반적으로 방사방향의 배기 가스 유동을 뒤틀린 경로로 굴절시키도록 인접한 층의 회전 코어로부터 길이방향으로 오프셋된다. 더욱 양호하게는, 여과 요소는 아래에 놓인 회선 코어로부터 길이방향으로 오프셋된 3개 이상의 층(양호하게는 5 내지 15개)의 회선 코어와, 4개 이상의 실의 층(양호하게 10 내지 30개)을 포함한다. 더욱이, 인접한 오프셋 층의 회선 코어는 동일한 층의 회선 코어 보다 더욱 상호 밀접하게 간격을 두고 떨어지는 것이 바람직하다. 더욱 밀접한 공간은 섬유 세그먼트를 더 양호하게 지지하게 되므로, 손상을 줄이고 또 각각의 섬유 세그먼트가 고밀도의 그을음을 지지할 수 있도록 하여 배압을 만족할 정도로 낮게 유지한 상태에서 유리해질 수 있다. 이와는 대조적으로, 연속적인 회선 코어 모두는 아래에 놓인 회선 코어와 방사방향으로 정렬되며 코어들 간의 공간 감소는 배압을 증가시키게 된다.
제16도에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 오프셋된 교차 권치된 덮개를 구비하는 4변으로 형성된 필터 요소(89)는 아래에 놓인 회선 코어와 방사방향으로 정렬되고, 이에 반하여 견고하게 권취된 비직조 실의 제1의 4개 층(90)의 연속된 각각의 회선 코어를 구비한다. 방사방향으로 정렬된 코어는 서로 제16도에 도시된 깔때기 모양의 4변으로 형성된 오프닝 제1 세트를 이루는 간격을 둔 벽을 형성한다.
직조된 실의 제2 세트의 4개의 층(92)을 만들기 전, 맨드릴(mandrel)을 각도 23°만큼 회전시킴으로써, 이들의 방사방향으로 정렬된 회선 코어는 제1의 4개의 층(90)에 의해 형성된 4변의 오프닝을 양분시키며, 따라서 제2 세트의 4변으로 형성된 오프닝을 형성한다. 맨드릴을 다시 23°로 회전시킨 후, 제3 세트의 2개의 층(94)을 4변으로 형성된 오프닝을 구비한 제3 세트를 형성하기 위해 아래에 놓는다. 제16도에 도시된 바와 같이, 제3 세트의 층(94)의 방사방향으로 정렬된 실의 회선 코어는 제2 세트의 4변으로 형성된 오프닝을 양분시키며, 제1 세트의 4개 층(90)의 회선 코어와 방사방향으로 정렬된다.
그 다음, 맨드릴을 제4 세트의 4변으로 형성된 오프닝을 형성하는 단일 실의 제4 층(96)을 만들기 전에 11.5°만큼 회전시킨다. 제4 층(96)의 회전 코어 각각은 제3 세트의 층(94)의 4변으로 형성된 오프닝을 가로지르는 거리의 25%로 길이 방향으로 오프셋된다.
상기 맨드릴을 제5 세트의 4변으로 형성된 오프닝을 형성하는 단일 실의 제5 층(97)을 만들기 전에 다시 11.5°만큼 회전시킨다. 제5 층(97)의 회선 코어 각각은 제3 세트의 층(94)의 4변으로 형성된 오프닝을 양분시키며, 제2 세트의 층(92)의 회선 코어와 방사방향으로 정렬된다.
상기 맨드릴을 제6 세트의 4변으로 형성된 오프닝을 형성하도록 방사방향으로 정렬된 제6 세트의 4개의 실 층(98)을 만들기 전에 다시 11,5°만큼 회전시킨다. 제6 층(98)의 실 코어 회선 각각은 제5 층(97)의 회선 코어와 제3 세트의 층(94)의 회선 코어 사이에 형성된 공간을 양분시킨다. 오프닝 혹은 슬롯을 구비하는 중공의 지지 부재 혹은 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(91) 상에 완성된 여과 요소(89)는 16층의 실을 포함한다.
여과 요소(89)의 연속된 실의 층 각각을 만들 때, 권치 각도는 실 코어를 이전 층의 아래에 놓인 코어와 방사방향으로 정렬되도록 위치시키거나 또는 바람직한 길이방향의 오프셋을 형성하기 위해 약간 증가된다(즉, 약 0.2° 정도). 배기 가스는 여과 요소(89)의 외측 5 세트의 실 코어를 측방향으로 오프셋시킴으로써 뒤틀린 경로로 굴절된다.
4변으로 형성된 필터를 위한 권취 구멍이 없는 영역으로 연장할 때, 권치 각도는 컴퓨터의 제어하에서 양호하게 변하기 때문에, 실의 인접한 회선은 배기 가스의 유동이 거의 통과 못하는 비교적 두꺼운 벽을 형성하도록 서로 더욱 밀접하게 된다.
섬유 세그먼트의 밀도 및 연속적인 섬유의 루우프는 각 오프닝의 외측면으로부터 베이스로 감에 따라 증가하는 경향이 있으며, 미립물의 분포가 여과 요소의 전체 깊이에 걸쳐 억류되도록 해준다. 필터 요소의 여과 능력은 하류방향의 영역에서 더 많이 직조된 실을 사용하거나, 더 상류 영역에서 덜 직조된 실을 사용함으로써 향상될 수 있다.
양호하게는, 여과 요소의 권취 각도는 각각의 권치 방향으로 중공의 지지 부재(혹은 전기 저항 튜브)의 축에 대해 약 30° 내지 약 70°이고, 더욱 바람직하게는 약 30° 내지 60°이다. 가장 양호한 권취 각도는 약 45° 내지 55°이다. 통상적으로 상기 범위내의 각도로 권취시킴으로써 이 범위에 벗어난 각도로 권취된 필터 보다 더욱 효과적이고 양호하게 중공의 지지 부재(혹은 전기 저항 튜브)로 고정되는 여과 요소를 제공하게 된다.
단일의 교차 권치 회로(즉, 각 방향으로 1회 권취)에 있어서, 4변으로 형성된 오프닝(이들은 개구 혹은 슬롯이 형성된 영역을 덮고 있음)은 균일한 크기 및 형상을 갖는 것이 바람직하다.
양호하게는, 4변으로 형성된 오프닝의 양쪽 코너 사이의 오프닝 크기는 튜브의 축방향으로 약 3 내지 10mm 이거나, 중공의 지지 부재(혹은 전기 저항 튜브)의 원주방향으로 약 6 내지 12mm 이다. 더욱 양호한 오프닝의 크기는 중공의 지지 부재(혹은 전기 저항 튜브)의 축방향으로 약 4 내지 7mm 이거나, 중공의 지지 부재(혹은 전기 저항 튜브)의 원주방향으로 약 7 내지 10mm 이다. 상기 범위보다 더 큰 오프닝은 여과 효율을 저하시키고, 또한 상기 범위 보다 더 작은 오프닝은 바람직하지 못한 배압 상승을 초래할 수 있다.
중공의 지지 부재(혹은 전기 저항 튜브) 둘레에 실을 권취하는 데 있어서, 권취 인장력은 실을 절단하지 않는 범위 내에서 가능한 크게 하는 것이 바람직하다. 통상의 권취 인장력은 약 4 내지 19.6 N이다. 양호하게는, 약 4 내지 약 13 N이다. 과도한 권취 인장력은 불량한 수축을 일으켜 회선이 아래층의 섬유 세그먼트에 의해 지지되는 경향을 초래한다.
전기 저항성 시트 근처에 그을음의 축적을 증가시키기 위해, 전기 저항 시트로부터 상류인 필터 요소의 영역에는 연속적인 섬유 루우프 및 섬유 세그먼트를 상대적으로 제거하는 것이 바람직하다(즉, 경량으로 직조함). 더욱 양호하게는, 전기저항 시트로부터 상류인 필터 요소의 영역을 비직조로 한다.
여과 요소 각각은 거의 헬리컬식으로 교차 권치된 무기성 실의 하나 또는 그 이상의 층을 포함할 수 있거나, 또는 무기 섬유를 포함하는 하나 이상의 비직조된 매트를 포함할 수 있는데, 여기서 상기 매트는 거의 헬리컬식으로 교차 권치된 무기성 실에 의해 각 튜브의 방사방향으로 외측 구멍 또는 슬롯이 형성된 표면에 반하여 지지된다.
세라믹 섬유로 구성되고 거의 헬리컬식으로 교차 권치된 직조 실을 포함하는 여과 요소에 있어서, 약간의 열 가변성 실이 권취와 협동되도록 하는 것이 바람직하다. 열 가변성 실이 처음 필터를 사용하는 동안 혹은 그 이전에 타버리고 남은 통로는 배압을 감소시키고 여과 섬유의 질을 향상시킬 수 있다.
양호하게는, 여과 요소는 약 1 내지 25mm 두께이고 환상의 모양을 갖는다. 무기 섬유로 구성되고 거의 헬리컬식으로 교차 권치된 직조 실을 포함하는 여과 요소에 있어서, 교차 권치된 섬유 전체의 환상 두께는 약 5 내지 15mm 가 바람직하다. 거의 헬리컬식으로 교차 권치된 직조 실 및 비직조 매트를 포함하는 여과 요소에 있어서, 이 여과 요소의 환상 두께는 약 3 내지 8mm 가 바람직하다. 이러한 두께 범위 보다 클 경우, 배압이 바람직하지 못하게 높아지는 반면, 이러한 두께 범위 보다 작을 경우 여과 효율은 불량해진다.
매장된 가열 요소를 구비한 필터에 있어서, 내부 여과 요소의 환상 두께는 통상 전기 저항 튜브에 대해 전도성 중공의 지지 부재를 전기적으로 절연시키기에 충분하다. 내부 필터 부재의 두께는 전기 저항 튜브와 전도성 중공의 지지 부재 사이를 절연시킬 수 있을 정도로 충분해야 한다. 통상, 내부 필터 요소의 환상의 두께는 약 0.25 내지 약 0.75cm 이고, 양호하게는 약 0.35 내지 0.5cm 이다.
[직조된 페브릭]
무기 섬유 혹은 실을 포함한 적절 직조된 페브릭의 용도는 이미 공지되어 있으며, 예로서 미국 미네소타주 세인트 폴 소재의 쓰리엠 컴패니에서 제작된 상표명 “NEXTEL 세라믹 직물”을 들 수 있다.
이 페브릭은 종래 공지된 수단에 의해 지지 튜브에 고정될 수 있는데, 중공의 지지 부재(혹은 전기 저항 튜브) 둘레에 페브릭 감싼 다음 이 페브릭 둘레에 섬유(금속 와이어도 포함) 혹은 실을 헬리컬식으로 권취시키는 단계와, 중공의 지지 부재 혹은 전기 저항 튜브 둘레에 페브릭을 감싼 다음 그 페브릭의 단부를 서로 꿰매는 단계와, 그리고 페브릭을 튜브로 성형시키고 그것을 중공의 지지 부재 혹은 전기 저항 튜브 위로 활주시키는 단계를 포함한다.
양호한 페브릭으로는 피쳐(Fischer) 명의의 미국 특허 제5,180,409호에 개시되어 있다. 페브릭은 마디가 없는 유연성, 거의 비압축성, 크림프된(crimped), 간격을 두고 지지된 스트랜드이고, 그리고 지지 스트랜드에 반하여 강하게 인장되는 유연성, 치솟은, 완전히 크림프된 위사(緯絲)이다. 상기 “거의 비압축성”이라는 것은 치솟은 위사가 지지 스트랜드에 반하여 강하게 인장될 때, 지지 스트랜드가 이것의 형상 및 직경을 유지할 수 있는 정도를 의미한다.
상기 페브릭의 지지 스트랜드로는, 대개 0.4 내지 3 twists/cm로 서로 균일하게 뒤틀린 다수의 작은 유리 혹은 세라믹 섬유 단부(양호하게는 3 내지 8개의 단부/다발 및 300 내지 1600 섬유/단부)로 만든 후, 이러한 다수의 상호 뒤틀린 다발(주로 2 내지 6개)을 동일한 twists/cm 로 반대방향으로 서로 뒤틀리게 하여 비압축성을 부여한 실이 바람직하다.
“크림프(crimp)”는, 페브릭 제직시 위빙(weaving) 공정 중, 실에서 뽑힌 일반적으로 구불구불한 형태를 의미한다. 또한, 양호한 페브릭에 있어서, 용어 “치솟은(lofty)”은 응력이 제거될 때 최소한 75%의 공백 볼륨을 가지는 실을 의미한다. 실의 공백 볼륨은 정상 직경(D)을 측정하는 눈금 현미경과 실의 소정 길이(L)의 질량을 재는 저울을 사용하여 계산될 수 있다. 이 공백 볼륨(VV)은 아래의 식으로 계산된다.
여기서, p는 실의 부피 밀도이다.
직조된 실의 직경(D)은 루우프가 연장하는 원통형 엔벨로프(envelope)의 직경이며, 이 엔벨로프는 실의 표면에서 어떤 벨리(valley)를 연결하여 이들 표면에서 공백을 에워싸게 된다.
직조를 향상시키기 위해, 위사의 각 단부를 높게 뒤틀어서는 안되며(즉, 2 twists/cm 미만으로), 또 서로 강하게 뒤틀어서는 안된다(즉, 1 twist/cm 미만이 양호함). 상기 단부들이 서로 뒤틀릴 때, 실 하나당 몇 개의 단부에만 가함으로써(양호하게는 2-3개) 직조 작업은 또한 향상된다.
배압을 낮게 유지하면서 최적의 여과 효율을 얻기 위해, 위사는 최소한 85%, 양호하게는 95%의 공백 볼륨으로 직조되어야 한다. 배압을 낮게 유지하기 위해 상기 위사를 서로 양호하게 간격을 두고 떨어져야 하지만 높게 직조된 위사의 최외곽 섬유는 배압의 상승 없이 적절하게 엉킬 수 있다. 위사가 엉키지 않을 때, 필터는 신규의 복수층 페브릭을 사용하여야 한다.
제작의 용이성을 위해 지지 스트랜드는 경사(經絲)로, 위사는 신규의 페브릭 씨실(weft)로 하는 것이 바람직하며, 위빙 공정 중 지지 스트랜드에 반하여 강하게 인장된다. 이렇게 지지 스트랜드에 반하여 강하게 인장시킴으로써, 위사와 지지 스트랜드로 접촉하는 곳이 평탄해져 위사의 정상 직경의 5분의 1 미만의 두께로 각각의 지지 스트랜드에서 평탄해질 때, 위사는 특히 미끄러지거나 변형되는 현상이 방지된다. 이러한 미끄럼의 방지에 대한 더욱 효과적인 방법은 평탄화되는 정도가 위사의 정상 직경의 1/10 내지 1/20이 되게 하는 것이다. 이렇게 평탄화되었을 때 조차도 위사의 간섭 부분은 이들의 치솟은 특성을 확보하게 된다.
필터가 주요한 두께, 즉 신규의 복수층 페브릭이 요구될 경우, 신규의 여과 페브릭이 복수의 경사 페브릭으로 되게 하면 더 경제적으로 된다.
만약 필터 요소가 양호한 복수층 페브릭을 포함할 때, 인접한 층들의 지지 스트랜드는 네스팅(nesting)을 최소화시키도록 서로에 대해 수직으로 연장하는 것이 바람직하다. 하나 이상의 직물 층이 필터 매체로 사용될 경우, 최내측 층의 지지 스트랜드는 원주방향으로 연장하는 것이 양호하기 때문에 상기 층을 기재(substrate)에 대향하여 깊숙이 당기는 작업이 용이해진다.
[비직조 매트]
통상적인 비직조 매트를 포함한 섬유의 직경은 약 20 마이크로미터 이상, 양호하게는 약 3 내지 20 마이크로미터이다.
비직조 섬유의 양호한 예는 공지되어 있고, 그 중 영국 체쉬어 소재의 임페리얼 케미컬즈 인코오포레이드(Imperial Chemicals Inc.)에서 제작 시판되는 상표명 “SAFFIL LD” 매트가 있다.
양호한 비직조 매트는 “유연성, 바늘 펀치된 비직조 매트”의 명칭으로 출원된 미국 특허 08/001,325호에 개시되어 있다. 비직조 매트는 바늘 펀치될 수 있으며, 예를 들면 전술한 특허에 개시된 방법 혹은 미국 특허 제4,181,514호(레이코위쯔(Lefkowitz) 등의 명의)에 개시된 바느질 접합 등에 의해 실시될 수 있다.
추가적으로, 디이젤 미립물 필터 카트리지 및 필터의 구조에 관한 상세한 설명은 미국 특허 제5,248,482호에 개시된 발명의 명칭 “4변으로 형성된 필터 트랩을 형성하기 위해 가로질러 감긴 무기성 실을 구비한 구멍이 뚫린 튜브의 디이젤 미립물 트랩”과, 미국 특허 제5,248,481호에 개시된 발명의 명칭 “측방향으로 오프셋된 교차 권취 무기성 실의 외피를 구비하는 구멍 뚫린 튜브의 디이젤 미립물 트랩”에 기재되어 있다.
디이젤 배기 그을음 미립물의 용해성 유기 조성물(즉, 탄화수소와 일산화탄소) 및 탄소의 산화를 보조하기 위해, 필터 요소는 무기 섬유 혹은 실에 피복된 산화 촉매제를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 산화 촉매제는 종래에 공지된 촉매성 금속 산화제(즉, 산화티타늄 및 펜토사이드 바나듐), 귀금속(즉, 프라티늄, 로듐, 다른 프라티늄군의 금속 및 은), 그리고 베이스 금속(즉, 구리, 철, 망간 및 칼륨)을 포함한다. 무기성 실 및 비직조 매트에 촉매제의 피복 방법은 공지되어 있다.
제3도 내지 제8도는 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 사용되는, 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 제조에 유용한 전기 가열 요소의 형상을 도시한 평면도이다. 제3도는 “H 슬롯” 형상(103), 제4도는 “수직 나사형” 형상(140), 제5도는 “V 슬롯” 형상(105), 제6도는 “덤벨형” 형상(160), 제7도는 “지그 재그” 형상(170), 그리고 제8도는 “변형된 지그 재그” 형상(180)을 각각 도시한 것이다. 더욱이, 이러한 대표적인 형상들은 특수한 필터 요소의 구조에 대응하도록 변형될 수 있다(즉, V 슬롯 형상의 스트랜드 각도는 변형될 수 있다).
H 슬롯, 수직 나선형, 및 덤벨형 형상은 필터 요소의 외부에 혹은 그 내부에 매장되도록 위치하는 것이 바람직하다. V 슬롯, 지그 재그 및 변형된 지그 재그 형상은, 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브가 필터 매체용의 지지 튜브 역할을 하는 본 발명에 따른 제1 디이젤 미립물 필터 카트리지의 가열 요소용의 형상으로 되는 것이 바람직하다.
만약, 무기성 실이 전기 저항 튜브 둘레에 헬리컬식으로 권취될 경우, 코어는 실이 가열 요소의 슬롯을 통과하여 떨어지지 않도록 가열 요소의 형상과 실의 권취 방식에 따라 선택되어야 한다. 예를 들면, 만약 가열 요소 내의 슬롯이 45°의 각도로 위치하고, 권취 각도가 동일한 각을 가질 경우 슬롯 보다 더 가는 실은 슬롯을 통과하여 미끄러질 것이다.
슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 슬롯은, 이것의 돌출된 면적의 약 10 내지 70%, 양호하게는 약 40 내지 60% 이다. 돌출된 슬롯 영역이 이러한 범위 내에 있으면, 필터 요소를 가로지르는 소망의 저배압, 관련된 필터 요소에 대한 소망의 순응성, 그리고 전기 저항 튜브의 소망의 견고성 혹은 일체성간의 가장 양호한 조합을 제공하게 된다.
전기 저항 튜브에 형성된 슬롯의 크기는, 필요한 동력, 필터 카트리지의 크기, 전기 저항 튜브의 위치(즉, 필터 요소의 외부, 필터 요소에 매장된 위치, 혹은 필터 요소용 지지 튜브의 역할을 하는 위치) 및 필터를 통과하는 가스 유동에 따라 결정된다.
전기 저항성 시트의 전기 저항은, 예컨대 사용된 재질(즉, 선택된 특수한 금속), 스트랜드의 두께, 스트랜드의 폭, 전류 경로의 길이, 스트랜드의 수 및 필요한 동력에 따라 결정될 수 있다.
슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 길이를 가로지르는 전기 경로의 길이는 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 길이에 대해 최소한 1.1배 이상이며, 그리고 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 원주 둘레의 전류 경로 길이는 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브 원주의 1.1배 이상이다. 또 다른 관점에 있어서, 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 길이를 가로지르는 전류 경로의 길이는, 통상 슬롯이 형성되는 전기 저항 튜브의 원주 둘레의 전류 경로 길이보다 더 크다.
사용된 전기 저항성 시트 형상의 동력 집중도는 약 1 내지 7 watt/cm2이 바람직하다. 이러한 범위내의 동력 소모치는 통상 과다한 에너지 소비 없이 적절한 재생 기능을 제공한다.
전기 저항 시트를 구성하는 재질은 고온에 잘 견뎌야 한다(즉, 약 600℃ 이상의 온도에서 디이젤 배기 가스에 화학적 저항성 및 유연성을 가진다). 상기 전기 저항성 재질은 금속인 것이 바람직하다. 적합한 금속으로는 스테인레스강(미국 뉴욕주 월드위크(waldwick) 소재 팔콘 스테인레스 앤드 알로이 코오포레이션에서 시판되는 스테인레스강)이 있다. 양호한 금속으로는 Ni-Cr-Fe 합금(즉, 미국 버어지니아주 헌팅톤 소재의 인코 알로이 인터내쇼날 인코오포레이티드(Inco Alloy International, Inc.)에서 제작 시판되는 상표명 “INCONEL 600” 및 “INCOLOY 800”과 미국 인디아나주 코코모 소재의 하이네스 인터네쇼날의 상표명 “HAYNES 556” 및 미국 코네티컷주 베텔 소재의 켄탈 코오포레이션(Kanthal Corp.)에서 시판되는 “KANTHAL A1”)이 있다.
슬롯은 펀칭, 스템핑, 레이저 컷팅, 워터 제트 커팅 및 프라즈마 커팅 등을 포함하는 공지의 제조법에 의해 전기 저항성 시트를 절단함으로써 양호한 형상을 갖게 된다.
전기 저항 재질의 시트는 공지 기술에 의해 튜브로부터 성형될 수 있는데, 이 기술은 튜브를 성형하도록 서로 맞대어 지게 되는 시트의 측연부를 고착시키는 방법이다. 시트의 측연부를 서로 고착시키는 수단은 용접, 스탭플링 및 리벳팅 등의 공지된 방법이 있다.
슬롯 혹은 슬롯의 패턴은 주로 구멍이 뚫려 않는 가열 요소의 단부를 제외한 관형 가열 요소의 표면에 걸쳐 균일하게 분포되어 있다.
전기 저항 튜브는 2개 이상의 전류 경로를 구비한다. 통상적으로 전기 저항 튜브는 4개 이상의 전류 경로를 구비한다.
각 스트랜드의 단면적은 약 0.3 내지 15mm2범위가 바람직하며, 여기서 각 스트랜드의 폭은 약 1.5 내지 6.5mm, 전기 저항성 재질의 두께는 약 0.2 내지 2.5mm가 바람직하다. 더욱 양호하게는, 각 스트랜드의 단면적이 0.5 내지 2mm2, 여기서 각 스트랜드의 폭은 약 2 내지 4mm 그리고 전기 저항성 재질의 두께는 약 0.3 내지 0.65mm가 바람직하다.
비록, 이론상으로 접합이 이루어지지 않지만 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지 및 필터에 적용된 신규의 가열 요소는 종래의 가열 요소(제1도 및 제2도 참조)에 비해 부피가 감소되는 경향이 있는데, 그 이유는 신규의 가열 요소가 축방향 및 원주방향으로의 순응성이 우수하기 때문이다. 이러한 순응성은 압축력의 생성을 최소화시키기 위해 방사방향 및 축방향으로의 열팽창으로부터 구속된 관형의 가열 요소에 요구된다.
예를 들면, 제2도에 도시된 형상에 있어서, 가열 요소의 열팽창으로 인한 스트랜드 내의 압축력 PApp는 다음과 같이 정의된다.
PApp= Eα△Tbt
여기서, E는 가열 요소 재질의 영계수,
α는 가열 요소 재질의 열팽창 계수,
△T=T2-T1(T1는 대기 온도, T2는 T1보다 높은 값임)
b는 가열 스트랜드의 폭,
t는 가열 스트랜드의 두께이다.
관형 가열 요소의 축방향 및 원주 방향으로의 순응성을 증가시킴으로써 압축력의 생성은 열팽창이 가열 요소의 원주상의 평면내에서 이루어질 때 감소된다.
슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 원주방향 강성은 대응하는 전기 저항 고형 튜브(즉, 슬롯이 형성되지 않은 동일한 튜브)의 원주방향 강성에 비해 약 25% 미만인 것이 양호하다. 더욱 양호하게는, 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브의 원주방향 강성이 대응하는 고형 튜브에 비해 약 10% 미만, 양호하게는 약 5% 미만, 가장 양호하게는 약 3% 미만이 되는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적 및 장점들은 아래의 실시예를 통해 설명하였지만, 이들 실시예에 기재된 특정의 재질 및 이것의 양, 그리고 다른 조건들은 본 발명에 의해 한정되는 것은 아니다.
[실시예 1]
본 실시예는, 유한 요소법을 이용하여 대표적인 신규의 가열기 구조, 중공(비교예)의 고형 튜브(즉, 슬롯이 형성되지 않는 중공의 실린더) 및 제1도 및 제2도에 도시된 형상의 원주방향 강성을 비교한 것이다. 유한 요소법은 관형의 가열 요소의 원주방향 강성을 결정하기 위해 제1도 내지 제8도에 도시된 각 구조에 적용하였다. 각 형상의 평탄한 대칭 영역을 사용중인 관형의 가열 요소에 가해지는 작용력을 가상하여 모델링하였다. 대칭 혹은 반복되는(패턴화되는) 구조체의 일부만을 분석하기 위해, 대칭 바운드리 조건을 유한 요소법 분석 모델링에 사용하였다. 기하학적 형상과 적용된 하중이 평면(들)을 중심으로 굴절되거나 반복될 경우, 상기 평면(들)에 인접한 부분들만의 모델링이 요구된다. 상기 평면(들)에 의해 한정되는 변이를 적용함으로써, 대칭 바운드리 조건을 전 구조물에 적용하였다.
대표적인 형상의 대칭성 혹은 반복되는 패턴에 의해, 상기 형태의 영역화된 부분만을 본 실시예의 비교를 위해 모델링할 필요가 있다.
제2도에 도시된 형상의 대칭 영역(70)은 제13도에 도시되어 있다. 평탄한 평면내의 상기 영역에서의 인장 분석은 재생 동안 방사방향으로 구속된 관형의 가열기에 있어서의 수축과 유사하다. 반복되는 대칭의 가장자리(78)를 따라 대칭 바운드리 조건을 사용하였다. 모델에 적용된 상기 대칭 바운드리 조건을, 가열기 튜브 전체를 가상한 모델에 적용하였다. 비교의 간결성을 위해, 가열기 튜브의 구멍없는 가장자리의 분석은 무시하였다. 대칭 영역(70)의 길이(71)는 128.52mm 로 하였다. 대칭 영역(70)의 두께 T를 0.4572mm, 폭은 23.384mm 로 하였다. 영역의 단부(72)를 고정시켰다. 원주방향으로 영역 단부(72)의 변위(D)에 0.127mm에 요구되는 작용력 FR을 결정하기 위해 대칭 영역(70)을 사용하였다.
한 부재의 강성 S는 아래와 같이 정의된다.
그러나, 각각의 모델링 된 영역의 폭은 다르기 때문에, 대응하는 원주방향 강성 Sc, 즉
는 각 다른 형상의 비교를 위해 필요로 하였다.
각각의 형상은 대칭 영역의 폭이 아래의 표 1에 기재된 것만 제외하고 제2도에 대해 전술한 바와 같이 모델링하였다. 유한 요소법의 결과는 표 1에 나타나 있다.
[표 1]
[실시예 2 및 비교예]
본 실시예는 공지된 전기 저항 가열 요소의 형상(제2도 참조)과 부피에 대한 비교를 통해 본 발명에 따른 디이젤 미립물 필터 카트리지에 사용되는 슬롯이 형성된 전기 저항 가열 요소의 형상(제5도 참조)의 감소된 경향을 설명한 것이다.
제9도에 도시된 2개의 실시예 2에 따른 미립물 필터 카트리지는 외경 40mm, 길이 29.2cm인 슬롯이 형성된 Ni-Cr-Fe 합금 튜브를 사용하여 제작하였다. 상기 튜브는, 제5도에 도시된 구조를 제공하기 위해 레이저 커팅된 두께 0.46mm의 Ni-Cr-Fe 합금 시트(미국 인디아나주 코코모 소재의 인코 알로이 인터내쇼날에서 제작된 상표명 “INCONEL 600”)로 형성하였다. 레이저 커팅된 시트를 관형상으로 롤링시키고, 측면 가장자리를 서로 용접시켜 튜브를 형성하였다. 캡, 플레이트 및 환상의 링을 통상의 304 스테인레스강으로 제조하였다.
각각의 튜브를, 에어 제트 직조 머신(미국 델라웨어주 뉴 캐스털 소재의 엔트프라이즈 머신 앤드 디벨로프먼트 코오포레이션에서 제작 시판하는 모델명 “모델 17 SIDEWINDER”와 “모델 52D JET”)을 이용하여 경미하게 직조한 2/2, 1.5z, 1800 denier 알루미나-보리아-실리카 세라믹 실(미국 소재의 쓰리엠 컴패니에서 제작 시판되는 모델명 “NEXTEL 312 세라믹 실”)로 교차 권취시켰다. 직조 머신의 속도를 분당 약 26.5 미터로 설정하였다. 제트를 이것의 완전히 닫힌 위치로부터 약 3/4 바퀴 열었다. 공압은 약 550KPa로 설정하였다.
그 다음 각각의 튜브를 전술한 방법으로 에어 직조된 17층의 212, 1.5z, 1800 denier 알루미나-보리아-실리카 세라믹 실(“NEXTEL 312 세라믹 실”)로 교차 권취시켰다.
구체적으로, 상기 세라믹 실을 3축 컴퓨터로 제어식 정밀 와인딩 머신(미국 캘리포니아주 소재의 시그날 힐즈(Signal Hills)에서 제작된 오오토메이션 다이나믹스)를 이용하여 튜브 둘레에 헬리컬식으로 권취시켰다. 제1층의 권취 각도를 47°도로 하였다. 권취 중에, 실을 약 14.2 N의 일정한 인장력으로 유지하였다. 각각의 연속적인 층에 대해, 권취 각도를 약간 증가시켰기 때문에 각각의 연속적인 층에 대한 실의 코어를 4변으로 형성된 오프닝이 제공되도록 아래에 놓인 코어의 실 코어와 정렬시켰다.
튜브에 구멍이 뚫리지 않은 영역(즉, 튜브의 각 단부)에서, 권취 패턴을 밀집한 단부벽을 제공하는 60° 드웰(dwell)을 가지도록 변형시켜 필터의 단부에서 빠져나가는 여과되지 않은 가스를 차단하는 역할을 한다.
교차 권치 실의 제1층에 있어서, “4변으로 형성된 오프닝”의 대향하는 코너 사이의 오프닝 크기를 튜브의 축방향으로 약 3.9mm, 원주 방향으로 약 6.7mm로 하였다. 마지막 층(즉, 17번째 층)을 포함하는 “4변으로 형성된 오프닝”의 대향하는 코너 사이의 오프닝 크기를 튜브의 축방향으로 약 4.8mm, 원주방향으로 약 8mm로 하였다. “4변으로 형성된 오프닝”은 튜브의 축방향으로 라인을 따라 24개가 존재한다.
헬리컬식 교차 권치된 실을 구비하는 튜브의 외경은 약 65mm 로 하였고, 세라믹 실의 17번째 층의 중량을 약 120g로 하였다.
관형 가열 요소의 형상의 제2도에 도시된 것과 동일하게 한 것만 제외하고, 실시예 2에 설명된 카트리지와 유사한 2개의 디이젤 미립물 필터 카트리지(비교예)를 준비하였다.
4개의 필터 카트리지(즉, 실시예 2에 따른 카트리지 2개와 비교예에 따른 카트리지 2개)를 제10도 및 제11도에 도시되고 전술한 바와 같은 케이싱에 장착하였다. 상기 케이싱, 개방된 지지 구조물 및 원형의 플레이트를 통상적인 304 스테인레스강으로 제작하였다. 온도를 관찰하기 위해 각 가열기 사이에 열전대를 배치하였다. 통상의 유동 로우타미터(rotameter)를, 가열 요소들 사이에 위치한 카트리지에 공기 유동을 조절하기 위해 케이싱의 원뿔형 유입부에 고정하였다. 각각의 가열 요소는 12 볼트의 650 와트 전력을 소모하였다. 가열 요소들은 각 가열기에 약 50 내지 950℃로 에너지가 공급되도록 약 300 초간 12 볼트를 가하고 약 300초간 동력을 끊음으로써 반복적으로 사이클링 시켰다. 전력이 끊어졌을 때, 대기 온도의 공기를 약 0.425-0.5m3/분의 비율로 카트리지에 공급되었다.
각 가열 요소의 저항과 사이클 수는 가열 요소가 손상될 때까지 관찰하였다. 가열 요소가 개방 회로(open circuit)로 되었을 때 손상이 일어났다. 결과를 표 2에 나타내었다.
[표 2]
손상된 비교예에 따라 가열기의 스트랜드 거의 모두는 내측 방사 방향으로 상당히 뒤틀렸다. 이와 대조적으로, 손상된 실시예 1에 따른 가열기의 스트랜드는 크게 뒤틀리지 않았다. 실시예 2에 따른 가열기 형상의 V 슬롯의 팁은 약간 내측 방사방향으로 변형된 것이 관찰되었다.
[실시예 3]
실시예 2에 따라 준비된 4개의 필터 카트리지를, 6기통 4행정의 3.4리터의 간접 분사식 디이젤 엔진(미국 오와이오주 콜롬비아 소재의 컴민즈 엔진 컴패니(Commins Engine Co.)에서 제작 시판되는 상표명 “CUMMINS 6A3.4 디이젤 엔진”)의 배기 장치에 설치하였다. 통상의 유압식 하중 뱅크를 엔진의 토오크 축에 고정시켰다. 유압식 하중 뱅크를 9653KPa(1400 psi)에 설정하고, 엔진을 약 1500rpm 으로 작동시켰다. 엔진의 배기 가스 온도는 약 280℃로 하였다.
테스트 초기의 배압을, 수주 약 2.5cm(0.25KPa)로 하였다. 엔진을 약 105 분간 가동시킨 후, 배압을 수주 약 152cm(14.9KPa)로 하였다.
그 다음, 각각의 필터 카트리지에 카트리지당 650 와트의 전력을 공급하기 위해 약 12 볼트로 약 7.5분간 에너지를 공급하였다. 재생 중에, 그을음 태움 공정을 완료시키도록 충분한 양의 산소를 공급하기 위해 약 0.1 m3/분의 공기를 카트리지에 공급하였다. 재생된 필터를 가로지는 압력 하강을 수주 약 7.6cm(0.75KPa)로 하였다.
수주 약 152cm(14.9KPa)가 될 때까지 필터 카트리지를 다시 디이젤 엔진의 배기 장치에 설치하여 약 108분간 작동시켰다.
상기 두 번째의 작동 중에, 부하가 가해지는 필터를 가로지르는 배압이 수주 약 76.2cm(7.5KPa)로 될 때까지 측정하였다. 구체적으로, 필터의 미립물 트랩핑 효율은, 필터의 유압부(즉, 상류) 및 배출부(즉, 하류)에서 통상적인 복수 베치(batch) 필터 샘플링을 사용하여, 40 CFR S 86.1339-86(1989년)에 언급된 필터 취급 절차에 따라 측정하였다. 사용된 얇은 막 필터로는, 47cm의 직경을 지닌 “프렉스 TEFLOM 얇은 막 필터”(미국 코네티컷주 풋남(Putnam) 소재의 팔프렉스 프로덕츠 코오포레이션(Pallflex Products Corp.) 상의 제품명)이 있다.
디이젤 미립물 필터의 효율을 계산하기 위해, 하류 샘플의 질량 농도(즉, 하류의 양은 막 필터내의 그을음의 양을 샘플의 체적으로 나눈 수치)를 상류 샘플의 질량 농도(즉, 상류의 얇은 막 필터내의 그을음의 양을 샘플의 체적으로 나눈 수치)로 나눈다. 나눈 몫을 단위수로부터 빼고 100을 곱한다. 유량 약 4.1m3/분의 배기 가스에서, 수주 약 76.2cm(7.5KPa)의 배압을 지닌 디이젤 미립물 필터의 효율은 약 84%로 되었다. 유량 약 4.1m3/분의 배기 가스에서, 수주 약 127cm(11.2KPa)의 배압을 지닌 디이젤 미립물 필터의 효율은 약 87%로 되었다. 엔진을 약 108 분간 가동시킨 후의 배압은 수주 약 152cm(14.9KPa)로 되었다.
필터 카트리지를 전술한 방법으로 다시 재생시켰다. 재생된 필터를 가로지르는 배압은 수주 약 5.1cm(0.5KPa)로 되었다.
본 발명의 영역에서 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자들에 의해 본 발명은 변형 및 수정될 수 있으며, 본 발명의 영역은 상기의 실시예에만 국한되는 것이 아님을 의도한다.

Claims (9)

  1. (a) 2개의 단부와 슬롯이 형성된 외측면이 구비되어 있는 실질적으로 견고한 전기 저항 튜브(12,77)와, (b) 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 슬롯이 형성된 외측면을 덮고 있는 무기 섬유로 이루어진 여과 요소(22A,79)와, 그리고 (c) 억류된 디이젤 배기 미립물의 연소점 이상으로 상기 전기 저항 튜브(12,77)를 가열하기 위해 상기 전기 저항 튜브(12,77)를 가로질러 전압을 가하는 수단(28)을 포함하며, 상기 전기 저항 튜브(12,77)는 소정의 길이와 외주부를 구비하며, 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 상기 길이를 가로지르는 전류 경로 길이(132)는 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 상기 길이 보다 더 길며, 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 상기 외주부 둘레의 전류 경로 길이는 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 상기 외주부 보다 더 길며, 상기 전기 저항 튜브(12,77)는 전압이 상기 전기 저항 튜브(12,77)를 가로질러 가해질 때 충분한 열이 상기 전기 저항 튜브(12,77)로부터 상기 여과 요소로 전달되어 억류된 디이젤 배기 미립물을 태우도록 배치되며, 그리고 상기 실질적으로 견고한 전기 저항 튜브의 원주방향 강성은 대응하는 전기 저항 중공의 고형 튜브의 원주방향 강성에 비해 40% 미만인 것을 특징으로 하는 디이젤 미립물 필터 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 길이를 가로지르는 상기 전류 경로의 길이(132)는 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 길이의 1.1배 이상이며, 상기 외주부 둘레의 전류 경로의 길이(133)는 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 외주부의 1.1배 이상인 것을 특징으로 하는 디이젤 미립물 필터 카트리지(10).
  3. 제1항 및 제2항중 어느 한 항에 있어서, 상기 실질적으로 견고한 전기 저항 튜브(12,77)의 원주방향 강성은 대응하는 전기 저항 중공의 고형 튜브의 원주방향 강성에 비해 25% 미만인 것을 특징으로 하는 디이젤 미립물 필터 카트리지(10).
  4. (a) 2개 이상의 단부를 구비하는 케이싱(31)과, (b) 상기 케이싱(31)의 2개 이상의 단부를 배기 장치에 연결시키는 연결 수단과, (c) 하나 이상의 디이젤 미립물 필터 카트리지(10)를 지지하는 지지 수단(18)과, (d) 선행항들 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 필터 카트리지(10)를 포함하며, 상기 전기 저항 튜브(12,77)의 2개의 단부는 상기 케이싱(31)의 2개 이상의 단부 사이를 연장하고 상기 지지 수단(18)에 의해 상기 케이싱(31) 내에 지지되는 것을 특징으로 디이젤 미립물 필터(30).
  5. (a) 오프닝의 외측면과 2개의 단부가 구비되어 있는 실질적으로 견고한 중공의 관형 지지 부재(16,77)와, (b) 상기 실질적으로 견고한 중공의 관형 지지 부재(16,77)의 상기 외측면에 형성된 오프닝을 덮는 무기 섬유로 이루어진 여과 요소(20,22,79)와, (c) 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)와, 그리고 (d) 억류된 디이젤 배기 미립물의 연소점 이상으로 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)를 가열하기 위해 상기 전기 저항 튜브(21,77)를 가로질러 전압을 가하는 수단(28)을 포함하며, 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)는 소정의 길이와 외주부를 구비하며, 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)의 상기 길이를 가로지르는 전류 경로의 길이(132)는 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)의 상기 길이 보다 더 길며, 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)의 상기 외주부 둘레의 전류 경로의 길이(133)는 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)의 상기 외주부 보다 더 길며, 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)는 전압이 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)를 가로질러 가해질 때 충분한 열이 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)로부터 상기 여과 요소(20,22,79)로 전달되어 억류된 디이젤 배기 미립물을 태우도록 배치되며, 그리고 상기 실질적으로 견고한 전기 저항 튜브(21,77)의 원주방향 강성은 대응하는 전기 저항 중공의 고형 튜브의 원주방향 강성에 비해 40% 미만인 것을 특징으로 하는 디이젤 미립물 필터 카트리지(39).
  6. 제5항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브(21,77)의 길이를 가로지르는 상기 전류 경로의 길이(132)는 상기 전기 저항 튜브(21,77)의 길이의 1.1배 이상이며, 상기 외주부 둘레의 전류 경로의 길이(133)는 상기 전기 저항 튜브(21,77)의 외주부의 1.1배 이상인 것을 특징으로 하는 디이젤 미립물 필터 카트리지(39).
  7. 제5항 및 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 실질적으로 견고한 전기 저항 튜브(21,77)의 원주방향 강성은 강성 대응하는 전기 저항성, 중공의 고형 튜브의 원주방향 강성에 비해 25% 미만인 것을 특징으로 하는 디이젤 미립물 필터 카트리지(39).
  8. 제5항 및 제6항중 어느 한 항에 있어서, 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)는 상기 필터 요소(20,22,79) 내에 샌드위치 되는 것을 특징으로 하는 미립물 필터 카트리지(39).
  9. (a) 2개 이상의 단부를 구비하는 케이싱과, (b) 상기 케이싱의 상기 2개 이상의 단부를 배기 장치에 연결시키는 연결 수단과, (c) 하나 이상의 디이젤 미립물 필터 카트리지(39)를 지지하는 지지 수단(28)과, 그리고 (d) 제5항 내지 제8항에 따른 하나 이상의 필터 카트리지를 포함하며, 상기 슬롯이 형성된 전기 저항 튜브(21,77)의 상기 2개의 단부는 상기 케이싱의 2개 이상의 단부 사이를 연장하고 상기 지지 수단(28)에 의해 상기 케이싱 내에 지지되는 것을 특징으로 디이젤 미립물 필터.
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Families Citing this family (52)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5655212A (en) * 1993-03-12 1997-08-05 Micropyretics Heaters International, Inc. Porous membranes
GB9325492D0 (en) * 1993-12-14 1994-02-16 Engelhard Corp Improved particulate filter,and system and method for cleaning same
DE69503492T2 (de) * 1994-04-06 1999-02-18 Minnesota Mining & Mfg Elektrisch regenerierbare dieselpartikelfilterpatrone und filter
DE684062T1 (de) * 1994-05-24 1996-10-10 Isuzu Ceramics Res Inst Dieselpartikelfiltereinrichtung.
US5620490A (en) * 1994-08-29 1997-04-15 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Diesel particulate filter apparatus
DE19524399C2 (de) * 1995-07-04 2000-01-13 Karlsruhe Forschzent Verfahren zum Regenerieren von mit brennbaren Substanzen beladenen, elektrisch leitfähigen Filtermaterialien durch Verbrennung sowie Filterkerze zur Ausübung des Regenierverfahrens
EP0764455B1 (en) * 1995-09-25 2002-11-20 Sintokogio, Ltd. A filter for a treatment of carbon-based particles in exhaust gas and a device for said treatment using said filter
US5830250A (en) * 1996-03-06 1998-11-03 Minnesota Mining And Manufacturing Company Stepped hot gas filter cartridge
US5714067A (en) * 1996-04-02 1998-02-03 Sorrick; Charles H. High efficiency and high capacity filter media
FR2751559B1 (fr) * 1996-07-25 1998-09-04 Sprint Metal Sa Filtre pour la retention de particules solides contenues dans les gaz d'echappement d'un moteur diesel et tampon de filtration
CA2219537A1 (en) * 1996-10-22 1998-04-22 Masataka Oji Regenerative heater of diesel engine particulate trap and diesel engine particulate trap using the same heater
US5810898A (en) * 1997-05-22 1998-09-22 Superior Fibers, Inc. Nestable pleated filter
US5853437A (en) * 1997-07-18 1998-12-29 Peter; Klaus J. Self-cleaning and self-sealing particle filter
US6063150A (en) * 1997-07-18 2000-05-16 Rypos, Inc. Self-cleaning and self-sealing particle filter
CA2267952A1 (en) * 1997-09-08 1999-03-18 Tohru Shoji A catalyst carrier
FR2781690B1 (fr) * 1998-08-03 2002-04-12 Ecia Equip Composants Ind Auto Dispositif de regeneration d'un filtre a particules de purification des gaz d'echappement d'un moteur de vehicule automobile
US6242712B1 (en) * 1999-05-11 2001-06-05 Phillips & Temro Industries Inc. Air heater with perforated resistance element
DE19923228A1 (de) * 1999-05-20 2000-11-23 Oberland Mangold Gmbh Heizelement zum Beheizen strömender Gase
EP1126138A1 (en) * 2000-02-16 2001-08-22 Isuzu Ceramics Research Institute Co., Ltd. Particulate filter system for diesel engine
US6841134B2 (en) * 2001-01-12 2005-01-11 Phoenix Solutions Co. Electrically-heated chemical process reactor
DE10127223A1 (de) * 2001-05-22 2003-01-23 Ego Elektro Geraetebau Gmbh Heizungseinrichtung für Filterelemente eines Partikelfilters und Partikelfilter
US6572682B2 (en) 2001-06-26 2003-06-03 Rypos, Inc. Self-cleaning filter system using direct electrically heated sintered metal fiber filter media
US6540816B2 (en) 2001-08-23 2003-04-01 Fleetguard, Inc. Regenerable filter with localized and efficient heating
US6946013B2 (en) * 2002-10-28 2005-09-20 Geo2 Technologies, Inc. Ceramic exhaust filter
DE10300718A1 (de) * 2003-01-08 2004-07-22 E.G.O. Elektro-Gerätebau GmbH Heizungseinrichtung für einen Filter, insbesondere einen Dieselrußfilter
US20040176246A1 (en) * 2003-03-05 2004-09-09 3M Innovative Properties Company Catalyzing filters and methods of making
US20070041880A1 (en) * 2003-12-20 2007-02-22 Bernd Reinsch Exhaust treatment device
US7393386B2 (en) * 2004-10-06 2008-07-01 Fleetguard, Inc. Exhaust aftertreatment filter with residual stress control
US20060272319A1 (en) * 2005-06-02 2006-12-07 Dettling Joseph C Segregated catalyzed metallic wire filter for diesel soot filtration
US7682578B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Device for catalytically reducing exhaust
US7682577B2 (en) 2005-11-07 2010-03-23 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic exhaust device for simplified installation or replacement
US7506504B2 (en) * 2005-12-21 2009-03-24 Basf Catalysts Llc DOC and particulate control system for diesel engines
US7722828B2 (en) 2005-12-30 2010-05-25 Geo2 Technologies, Inc. Catalytic fibrous exhaust system and method for catalyzing an exhaust gas
US8444729B2 (en) * 2007-11-26 2013-05-21 Caterpillar Inc. Electrically regenerated exhaust particulate filter having non-axial regeneration flame propagation
CN102802760A (zh) 2009-06-25 2012-11-28 贝卡尔特公司 柴油机烟灰颗粒过滤器筒
JP2012530873A (ja) * 2009-06-25 2012-12-06 ナムローゼ・フェンノートシャップ・ベーカート・ソシエテ・アノニム マルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタ
EP2340729A1 (en) * 2009-12-30 2011-07-06 Philip Morris Products S.A. An improved heater for an electrically heated aerosol generating system
US9435477B2 (en) * 2011-03-22 2016-09-06 Sami Mustafa Creating thermal uniformity in heated piping and weldment systems
US9326547B2 (en) 2012-01-31 2016-05-03 Altria Client Services Llc Electronic vaping article
USD691766S1 (en) 2013-01-14 2013-10-15 Altria Client Services Inc. Mouthpiece of a smoking article
USD691765S1 (en) 2013-01-14 2013-10-15 Altria Client Services Inc. Electronic smoking article
USD841231S1 (en) 2013-01-14 2019-02-19 Altria Client Services, Llc Electronic vaping device mouthpiece
USD849993S1 (en) 2013-01-14 2019-05-28 Altria Client Services Electronic smoking article
USD695449S1 (en) 2013-01-14 2013-12-10 Altria Client Services Inc. Electronic smoking article
BR302014001648S1 (pt) 2013-10-14 2015-06-09 Altria Client Services Inc Configuração aplicada em artigo de fumo
CN110139972B (zh) * 2016-10-31 2021-11-16 沃特洛电气制造公司 高功率密度绝缘尾气加热系统
IT201700070458A1 (it) * 2017-06-23 2018-12-23 Ufi Innovation Ct Srl Cartuccia filtrante con nastro elettricamente conduttivo
FR3110808B1 (fr) * 2020-05-20 2022-05-27 Faurecia Systemes Dechappement Dispositif de chauffage, dispositif de purification et ligne d’échappement incorporant un tel dispositif de chauffage
CN114065560B (zh) * 2020-07-29 2024-06-11 浙江交通职业技术学院 颗粒捕集器阻塞检测装置及方法
DE102020123376A1 (de) * 2020-09-08 2022-03-10 Purem GmbH Abgasheizer
EP4060169B1 (de) 2021-03-15 2024-04-03 Purem GmbH Abgasheizer
DE102021109567A1 (de) 2021-04-16 2022-10-20 Purem GmbH Heizleiter für eine Abgasheizanordnung

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR1216381A (fr) * 1957-11-18 1960-04-25 Fabrication de dispositifs électriques chauffants et conducteurs
US3099540A (en) * 1958-01-07 1963-07-30 Eisler Paul Electric foil resistance drier
US3869267A (en) * 1973-09-04 1975-03-04 Josephine Gaylor Exhaust gas filter
US3920428A (en) * 1974-03-25 1975-11-18 Ethyl Corp Filter element
GB1567593A (en) * 1976-10-20 1980-05-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Exhaust gas control equipment
US4181514A (en) * 1978-02-14 1980-01-01 Huyck Corporation Stitch knitted filters for high temperature fluids and method of making them
US4276071A (en) * 1979-12-03 1981-06-30 General Motors Corporation Ceramic filters for diesel exhaust particulates
US4264346A (en) * 1979-12-12 1981-04-28 General Motors Corporation Diesel exhaust particulate traps
DE3007642C2 (de) * 1980-02-29 1985-01-31 Daimler-Benz Ag, 7000 Stuttgart Rußfilter im Abgasstrom einer Brennkraftmaschine
US4376637A (en) * 1980-10-14 1983-03-15 California Institute Of Technology Apparatus and method for destructive removal of particles contained in flowing fluid
JPS6053165B2 (ja) * 1981-03-16 1985-11-25 株式会社豊田中央研究所 内燃機関排気吐煙の捕集装置
US4456457A (en) * 1981-04-28 1984-06-26 Nippon Soken, Inc. Exhaust gas cleaning device for diesel engine
US4535589A (en) * 1981-05-26 1985-08-20 Nippon Soken, Inc. Exhaust gas cleaning device for internal combustion engine
FR2517163A1 (fr) * 1981-11-23 1983-05-27 Metal Deploye Resistance electrique en tole raidie
DE3228325A1 (de) * 1982-07-29 1984-02-02 Fa. J. Eberspächer, 7300 Esslingen Filter- und nachverbrennungseinrichtung fuer abgase
US4543113A (en) * 1984-08-10 1985-09-24 Minnesota Mining And Manufacturing Company Uniform minimum-permeability woven fabric, filter, and process therefor
DE3545762A1 (de) * 1985-12-21 1987-07-02 Leistritz Maschfabrik Paul Russfilter
DE3622623A1 (de) * 1986-07-05 1988-01-14 Man Nutzfahrzeuge Gmbh Verfahren und vorrichtung zum beseitigen von in einem abgasfilter einer brennkraftmaschine abgeschiedenem russ
JPH0743991Y2 (ja) * 1986-09-02 1995-10-09 ダイキン工業株式会社 面状発熱体の電極構造
US4744216A (en) * 1986-10-20 1988-05-17 Ford Motor Company Electrical ignition device for regeneration of a particulate trap
DE8700787U1 (ko) * 1987-01-17 1987-10-22 Guertler, Johann, 6074 Roedermark, De
DE3731766A1 (de) * 1987-09-22 1989-03-30 Alfred Buck Russfilter
US4813231A (en) * 1987-10-07 1989-03-21 Southwest Research Institute Engine exhaust after-treatment device
DE3800723A1 (de) * 1988-01-13 1989-07-27 Daimler Benz Ag Russabbrennfilter fuer dieselmotoren
DE3801634A1 (de) * 1988-01-21 1989-08-03 Leistritz Ag Filter- und nachverbrennungseinrichtung fuer abgase, insbesondere von brennkraftmaschinen
DE3806131A1 (de) * 1988-02-26 1989-08-31 Daimler Benz Ag Verfahren zur herstellung eines russpartikelfilters
DE3910554A1 (de) * 1988-04-11 1989-10-19 Volkswagen Ag Unter verwendung einseitig verschlossener gelochter rohre aufgebautes partikelfilter
DE3823205A1 (de) * 1988-07-08 1990-01-11 Eberspaecher J Russfilterkerze fuer die reinigung von abgasen und aus russfilterkerzen gebildete russfilteranordnung
DE3828516C1 (en) * 1988-08-23 1989-03-23 Daimler-Benz Aktiengesellschaft, 7000 Stuttgart, De Soot particle filter regeneration - in which particles in filter for diesel engine exhaust fumes are burned off to regenerate filter by exothermic reaction
ZA896084B (en) * 1988-09-08 1991-04-24 Minnesota Mining & Mfg Regenerable diesel particulate trap
JP2626041B2 (ja) * 1989-04-06 1997-07-02 株式会社村田製作所 有機正特性サーミスタ
DE3914758A1 (de) * 1989-05-05 1990-11-08 Mann & Hummel Filter Russfilter zur reinigung des abgastroms einer brennkraftmaschine
CA2086675C (en) * 1990-07-02 2003-01-28 Carl M. Fleck Process and device for cleaning exhaust gases
US5174968A (en) * 1990-12-12 1992-12-29 W. R. Grace & Co.-Conn. Structure for electrically heatable catalytic core
US5171341A (en) * 1991-04-05 1992-12-15 Minnesota Mining And Manufacturing Company Concentric-tube diesel particulate filter
US5174969A (en) * 1991-04-05 1992-12-29 Minnesota Mining And Manufacturing Company Roll-pack diesel particulate filter
US5248482A (en) * 1991-04-05 1993-09-28 Minnesota Mining And Manufacturing Company Diesel particulate trap of perforated tubes wrapped with cross-wound inorganic yarn to form four-sided filter traps
US5258164A (en) * 1991-04-05 1993-11-02 Minnesota Mining And Manufacturing Company Electrically regenerable diesel particulate trap
AU2246092A (en) * 1991-06-27 1993-01-25 Donaldson Company Inc. Trap apparatus with tubular filter element
DE4138426A1 (de) * 1991-11-22 1993-05-27 Kanthal Gmbh Elektrisches heizelement eines russfilters
US5180409A (en) * 1992-01-30 1993-01-19 Minnesota Mining And Manufacturing Company Hot-gas-filtering fabric of spaced uncrimped support strands and crimped lofty fill yarns
US5224973A (en) * 1992-04-20 1993-07-06 Donaldson Company, Inc. Filter cartridge for trap apparatus

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