KR100607479B1 - 배출 가스 정화 시스템, 필터의 압력 손실 산출 방법 및필터의 제조 방법 - Google Patents

배출 가스 정화 시스템, 필터의 압력 손실 산출 방법 및필터의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내연기관과, 필터와, 배기관을 포함하는 배출 가스 정화 시스템, 이 시스템에 적합한 필터의 제조 방법 및 압력 손실 산출 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다. 시스템이 필터에 포착된 입자상 물질을 간헐적으로 연소시키는 연소 수단을 구비하고, 또한 필터가 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 연장되는 다공질의 격벽과, 이 격벽에 의해 구획되는 다수의 유통 구멍을 가지며, 소정의 유통 구멍이 어느 하나의 단부면에서 밀봉되어 있고, 격벽 두께를 (X)㎛, 유통 구멍의 길이 방향에 대한 수직 단면에서의 단위 면적당 유통 구멍수를 (Y)개/㎠로 하면, X 및 Y가 도 1에 있어서의 A1점, B1점, C1점, D1점을 이 순서로 연결하는 직선으로 둘러싸인 범위 내에 있는 배출 가스 정화 시스템이다. 필터에 의한 압력 손실의 상승을 억제하면서, 재생시에 필터 내에 발생하는 온도 구배를 억제함으로써, 신뢰성이 우수한 배출 가스 정화 시스템, 필터의 제조 방법, 필터에 의한 압력 손실을 정밀하게 측정하는 방법이다.

Description

배출 가스 정화 시스템, 필터의 압력 손실 산출 방법 및 필터의 제조 방법{EXHAUST EMISSION CONTROL SYSTEM, METHOD OF CALCULATING PRESSURE LOSS OF FILTER, AND METHOD OF MANUFACTURING FILTER}
본 발명은 배출 가스 정화 시스템, 필터에 의한 압력 손실 산출 방법 및 필터의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 압력 손실이 작고, 연소시에 필터 내에 발생하는 온도 구배가 작은 배출 가스 정화 시스템, 배출 가스 정화 시스템에 있어서 필터에 의한 압력 손실을 정밀하게 산출할 수 있는 산출 방법 및 용이하게 적절한 필터 형상을 결정할 수 있는 필터의 제조 방법에 관한 것이다.
종래, 내연기관으로부터 배출되는 입자상 물질(이하, PM이라 함)을 효율적으로 제거하는 배출 가스 정화 시스템으로서, 디젤 파티큘레이트 필터(매연 저감 장치; 이하 DPF라 함)를 이용한 시스템이 제안되어 있다. 이 DPF를 이용한 시스템에서는 포착한 PM을 제거하지 않으면, 필터가 최종적으로 로딩을 일으키게 되기 때문에, 필터의 정기적인 재생이 필요하다.
필터의 재생은 일반적으로는 DPF를 가열하여 연소시킴으로써 가능하지만, 예컨대 디젤 기관의 배출 가스 온도는 PM의 연소 온도에는 여간해서 도달하지 않기 때문에, 전기 히터나 버너 등의 외부 열원에 의해 DPF의 온도를 상승시켜, PM의 주성분인 매연을 연소시키는 방법 내지는 정기적으로 DPF를 교환하고, 떼어낸 DPF를 전기로에 의해 가열하는 방법이 고안되어 있다.
그러나, 전기 히터나 버너 등의 외부 열원에 의해 가열하는 방법에서는, 필터에 퇴적된 PM을 비교적 안정적으로 연소시킬 수 있지만, 전기 히터나 연소 버너의 장치가 복잡하고 고가이기 때문에, 이 방법은 일부의 특수 용도에 한정되었다. 또한, DPF를 정기적으로 교환하는 방법에서는, 그 취급이 번잡하였다.
이 과제를 해결하기 위해서, 내연기관으로의 연료 공급 시기, 예컨대 디젤 엔진 등에 있어서의 연료 분사 시기를 조정함으로써, 배출 가스 온도를 상승시켜, 필터에 퇴적된 PM을 정기적으로 연소시키는 시스템이 제안되어 있다. 또한, 이 시스템에는 PM의 연소를 보다 충분히 행하기 위해서, PM의 연소 온도를 저하시키는 방법이 조합되는 경우가 있다. 이러한 방법은, 비교적 간편한 방법이기 때문에, 승용차에 탑재되는 디젤 엔진으로부터 배출되는 PM의 제거에 DPF를 이용한 배출 가스 정화 시스템을 탑재하는 것도 가능해졌다.
그러나, 필터에 PM을 퇴적시켜, 어떤 시간 간격으로 디젤 엔진의 분사 시기를 조정하여 배출 가스 온도를 상승시키는 방법에서는, 극히 단시간에 배출 가스 온도가 상승하기 때문에, 전기로 등에 의해 PM을 연소시키는 경우에 비하여 재생시의 필터 내부의 급격한 온도 상승이 생기기 쉽고, 나아가서는 필터 내의 온도 구배가 커져, 필터에 크랙이 생긴다고 하는 문제가 발생할 우려가 있었다. 특히 PM의 연소 온도를 저하시키는 방법에서는, PM의 활성화 에너지를 저하시키게 되기 때문에, 단순히 엔진으로부터의 배출 가스 온도 상승에 의해 PM을 연소시키는 경우에 비하여 PM이 비교적 단시간에 연소하고, 단위 시간당 DPF가 받는 열에너지가 증가하며, DPF 내에 과도한 온도 분포가 이루어져 DPF에 크랙이 더욱 생기기 쉬워지거나 혹은 재료가 융해될 우려가 있었다.
한편, 필터는 다공질인 세라믹스로 이루어진 하니컴 구조체의 셀의 개구부를 교대로 밀봉하고, 배출 가스가 다공질 하니컴 벽을 통과할 때에, PM을 포착하는 메카니즘으로서, 배출 가스가 벽을 통과할 때 등에 배기 저항이 생겨, 필터 전후의 압력 손실차가 커진다고 하는 과제를 갖고 있다. 이 압력차가 커지면, 엔진의 출력이 저하하기 때문에, 동일한 성능을 얻고자 한 경우에는, 필터를 탑재하지 않는 경우에 비하여 보다 많은 연료가 필요하게 되거나, 압력차가 지나치게 커지면, 엔진내에서 연료가 잘 연소하지 않고, 작동하지 않는다고 하는 문제를 일으킬 우려가 있다. 이 때문에, 필터 전후의 압력 손실차를 작게 한다는 것은 필터의 중요한 기능이다.
또한, PM의 연소 온도를 낮추기 위해서 연료 보조제를 이용한 경우에는, 연료 보조제가 PM과 함께 연소되었을 때, 다량의 재가 생성되어, 필터 전후의 배압이 증가한다고 하는 과제가 있다. 또한, 필터에 촉매를 부여하는 방법에 있어서도, 촉매 자체 또는 촉매의 세정된 코팅이 필터의 기공을 막게 되기 때문에, 필터에서의 압력 손실이 증가한다고 하는 문제가 있다. 따라서, 배출 가스 정화 시스템에 있어서, 압력 손실의 증가를 극력 억제하면서, 재생시의 필터 온도를 잘 억제하는 것이 필요하게 되었다.
한편, 종래 필터의 압력 손실을 산출하는 방법은 여러 가지 제안되어 있지 만, 이들은 필터에 PM이 퇴적되지 않는 조건에서의 압력 손실을 잘 산출할 수 있지만, PM이 퇴적되는 경우의 압력 손실을 산출하는 것은 불가능하였다. 따라서, 배출 가스 정화 시스템에 있어서의 실사용시의 필터의 압력 손실을 정밀하게 산출하는 것은 곤란하였기 때문에, 압력 손실과 재생시의 필터 온도가 조화된 최적의 필터 구조를 예측하는 것이 곤란하며, 상기와 같은 최적의 필터를 구비한 배출 가스 정화 시스템을 얻는 데에 있어서, 압력 손실의 정밀한 산출 방법이 요구되었다.
본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적으로 하는 바는, 배출 가스 정화 시스템에 있어서, 필터에 의한 압력 손실의 상승을 억제하면서, 재생시에 필터 내에 발생하는 온도 구배를 억제함으로써, 신뢰성이 우수한 배출 가스 정화 시스템을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 다른 목적은, 필터에 의한 압력 손실을 정밀하게 측정하는 방법을 제공하는 것에 있다. 본 발명의 또 다른 목적은 상기 배출 가스 정화 시스템에 적합하게 이용할 수 있는 필터의 적절한 형상을 용이하게 결정할 수 있는 필터의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.
본 발명은 첫 번째로, 내연기관과, 내연기관으로부터 배출되는 배출 가스중의 입자상 물질을 포착하는 필터와, 상기 배출 가스를 상기 필터에 도입하는 배기관을 포함하는 배출 가스 정화 시스템으로서, 상기 시스템이, 상기 필터에 포착된 입자상 물질을 간헐적으로 연소시키는 연소 수단 또는 장치를 구비하고, 또한 상기 필터가, 적어도 2개의 단부면과, 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 연장되는 다공질의 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획되고, 하나의 단부면으로부터 다른 단부면 까지 관통하는 다수의 유통 구멍을 가지며, 하나의 단부면에서 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있고, 다른 단부면에서 나머지 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있는 하니컴 필터로서, 상기 격벽 두께를 (X)㎛, 상기 유통 구멍의 길이 방향에 대한 수직 단면에 있어서의 단위 면적당 유통 구멍수를 (Y)개/㎠로 하면, X 및 Y가 도 1에 있어서의 A1점(X가 267, Y가 50.4), B1점(X가 343, Y가 27. 1), C1점(X가 470, Y가 27.1), D1점(X가 394, Y가 50.4)을 이 순서로 연결하는 직선에 둘러싸인 범위 내인 배출 가스 정화 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 측면에 있어서, 상기 X 및 Y가 도 1에 있어서의 A2점(X가 305, Y가 46.5), B2점(X가 356, Y가 31.0), C2점(X가 432, Y가 31.0), D2점(X가 381, Y가 46.5)을 이 순서로 연결하는 직선에 둘러싸인 범위 내인 것이 바람직하고, 상기 X 및 Y가, 도 1에 있어서의 A3점(X가 330, Y가 42.7), B3점(X가 356, Y가 34.9), C3점(X가 406, Y가 34.9), D3점(X가 381, Y가 42.7)을 이 순서로 연결하는 직선에 둘러싸인 범위 내인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 상기 내연기관이 디젤 엔진인 것이 바람직하다. 또한, 상기 연소 수단 또는 장치가 필터에 포착된 입자상 물질의 연소를 개시시키도록 상기 배출 가스의 온도를 상승시키는 배출 가스 승온 수단 또는 장치를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 배출 가스 승온 수단 또는 장치가, 상기 내연기관으로의 연료 공급 시기를 조정하는 조정 장치를 포함하는 것이 더욱 바람직하다. 또한, 배출 가스 승온 수단 또는 장치가 상기 배기관 내로 연료를 공급하는 공급 장치를 포함하는 것도 바람직하다. 또한, 배출 가스 정화 시스템이 필터에 포착된 입자상 물질의 연소 온도를 저하시키는 수단 또는 장치를 더 포 함하는 것이 바람직하고, 또한, 배출 가스 정화 시스템이 필터에 포착된 입자상 물질의 연소를 촉진시키는 수단, 물질 또는 장치를 더 포함하는 것도 바람직하다. 또한, 필터가 세라믹 재료를 주성분으로 하는 것이 바람직하고, 필터가 복수 개의 하니컴 구조의 세그먼트를 일체화시켜 이루어지는 것도 바람직하다.
본 발명은 두 번째로, 적어도 2개의 단부면과, 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 연장되는 다공질의 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획되어 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 관통하는 다수의 유통 구멍을 가지며, 하나의 단부면에서 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있고, 다른 단부면에서 나머지 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있는 하니컴 필터의 압력 손실 산출 방법으로서, 압력 손실을, 밀봉부에서의 압력 손실, 유통 구멍 내 압력 손실 및 격벽에서의 압력 손실로 적어도 분해하고, 또한 상기 격벽에서의 압력 손실을, 상기 필터 내에 입자상 물질이 퇴적되어 있지 않은 경우의 압력 손실과 퇴적되어 있는 경우의 압력 손실로 분해하여 산출하는 것을 특징으로 하는 압력 손실 산출 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 제2 측면에 있어서, 소정의 필터 내에 입자상 물질을 퇴적시켰을 때의 압력 손실을 측정하고, 얻어진 압력 증가 거동을 커브 피팅(curve fitting)시킴으로써 얻어지는 식에 기초하여 필터 내에 입자상 물질이 퇴적되고 있는 경우의 격벽에 있어서의 압력 손실을 산출하는 것이 바람직하다.
본 발명은 세 번째로, 필터의 제조 방법으로서, 본 발명의 제2 측면의 산출 방법에 의해 얻어지는 압력 손실값을 이용하여 필터의 형상을 결정하는 것을 특징으로 하는 필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 필터의 격벽 두께 및 셀 밀도의 범위를 도시한 그래프.
도 2a 및 도 2b는 본 발명에 따른 필터의 일 형태를 모식적으로 도시한 도면으로서, 도 2a는 사시도, 도 2b는 그 일부 확대도.
도 3은 본 발명의 배출 가스 정화 시스템의 구성을 모식적으로 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 필터의 밀봉 압력 손실의 측정 방법을 모식적으로 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 벽 통과 압력 손실의 측정 방법을 모식적으로 도시한 도면.
도 6은 본 발명에 따른 필터의 다른 형태를 도시한 모식적인 평면도.
도 7은 본 발명의 압력 손실 산출 방법에 의해 얻어진 결과를 도시한 그래프.
도 8은 본 발명의 압력 손실 산출 방법에 의해 얻어진 결과와 실측값을 비교한 그래프.
도 9는 실시예에 있어서, 필터의 온도 구배를 측정한 결과를 도시한 그래프.
이하, 도면에 따라 본 발명의 제1 측면인 배출 가스 정화 시스템, 제2 측면인 배출 가스 정화 시스템에 있어서의 필터에 의한 압력 손실 산출 방법 및 제3 측면인 필터의 제조 방법을 상세히 설명하지만, 본 발명은 이하의 실시 형태에 한정 되는 것이 아니다. 또, 이하에 있어서 단면이란, 특별한 언급이 없는 한 유통 구멍의 길이 방향(도 2a에 있어서의 X축 방향)에 대한 수직 단면을 의미한다.
우선, 본 발명의 제2 측면인 필터의 압력 손실 산출 방법에 대해서 설명한다.
본 발명의 제2 측면에 따른 필터의 일례를 도 2a 및 도 2b에 도시하지만, 필터는 적어도 2개의 단부면(42, 44)과, 하나의 단부면(42)으로부터 다른 단부면(44)까지 연장되는 다공질의 격벽(2)과, 격벽(2)에 의해 구획되고, 하나의 단부면(42)으로부터 다른 단부면(44)까지 관통하는 유통 구멍(3a, 3b)을 가지며, 하나의 단부면(42)에 있어서 소정의 유통 구멍(3a)이 밀봉되어 있고, 도시되어 있지 않은 다른 단부면(44)에 있어서 나머지 소정의 유통 구멍(3b)이 밀봉되어 있다.
이와 같은 구성으로 되어 있기 때문에, 이 필터를 도 3에 도시한 바와 같이 내연기관(50)의 배출 가스 정화용 필터(1)로서 이용한 경우에, 예컨대 단부면(42)으로부터 배출 가스를 유입시키면, 단부면(42)에서 개구되어 있는 유통 구멍(3b)으로부터 배출 가스가 필터 내로 유입되고, 다공질의 격벽(2)을 통과하여, 단부면(44)에서 개구되어 있는 유통 구멍(3a)으로부터 배출된다. 이 때에 격벽(2)이 필터가 되고, 예컨대 디젤 엔진으로부터 배출되는 PM 등을 필터 내에 포착하여 제거할 수 있다.
본 발명의 제2 측면은, 배출 가스가 전술한 바와 같은 필터를 통과할 때의 압력 손실을 산출하는 방법으로서, 압력 손실을 밀봉부에 있어서의 압력 손실(이하, 밀봉 압력 손실이라 함), 유통 구멍 내의 압력 손실(이하, 구멍 내의 압력 손 실이라 함) 및 가스가 격벽을 통과할 때의 압력 손실(이하, 벽 통과 압력 손실이라 함)로 적어도 분해하고, 또한 벽 통과 압력 손실을, 필터 내에 PM이 퇴적되지 않는 경우의 압력 손실(이하, 초기 벽 통과 압력 손실이라 함)과 PM이 퇴적되고 있는 경우의 압력 손실(이하, PM 압력 손실이라 함)로 분해하여 산출하는 것을 중요한 특징으로 한다. 상기한 바와 같이 각각의 요인으로 분해하고, 각각의 요인에 대하여, 압력 손실 이론식의 정수를 실험적으로 구함으로써, 실사용시의 필터의 압력 손실을 정밀하게 산출하는 것을 가능하게 하였다.
배출 가스 정화 시스템에 있어서의 필터에 의한 압력 손실은, 상기와 같이 분해함으로써, 수학식 1과 같이 나타낼 수 있다.
ΔP=ΔPm+ΔPc+ΔPwc+ΔPws
수학식 1에 있어서, ΔP는 필터에 의한 압력 손실, ΔPm은 밀봉 압력 손실, ΔPc는 구멍 내의 압력 손실, ΔPwc은 초기 벽 통과 압력 손실, ΔPws는 PM 압력 손실의 값을 각각 나타낸다.
밀봉 압력 손실은 밀봉부에 있어서의 배출 가스의 유로 단면적의 변화에 따른 수축 및 확대에 의해 발생한다고 생각되며, 도 4에 도시한 바와 같이, 필터(1)의 밀봉부를 필터(1)로부터 잘라내어, 밀봉부만의 압력 손실을 측정함으로써 얻을 수 있고, 여러 가지 격벽 두께 및 단위 단면적 당 유통 구멍수(이하, 셀 밀도라 함)의 필터에 대해서, 여러 가지 유속에 있어서 압력 손실을 측정할 수 있다. 또한, 밀봉 압력 손실은 실험에 의해 구할 수 있는 압력 계수 ξ를 이용하여 수학식 2, 수학식 3과 같이 나타낼 수 있다.
ΔPm=ξρνα
ξ=C1(1-OFA)D1
수학식 2에 있어서, ρ는 배출 가스의 밀도, v는 배출 가스의 유속, α는 실험적으로 구할 수 있는 지수를 각각 나타내고, 수학식 3에 있어서, C1, D1은 각각 실험적으로 구할 수 있는 계수 및 지수, OFA는 유통 구멍의 전면적을 차지하는 개구 면적 비율을 각각 나타낸다.
배출 가스가 유통 구멍을 흐를 때에는, 층류로 되어 있다고 생각되기 때문에, ΔPc는 일반적으로 배출 가스의 점도, 속도, 유동 길이에 비례하고, 수력 직경의 2승에 반비례하며, 수학식 4와 같이 나타낼 수 있다. 또한, 구멍 내의 압력 손실은 밀봉이 없는 하니컴 구조체를 이용하여 측정할 수 있다.
ΔPc=C2vmLμ/(OFA)/(DH)2
수학식 4에 있어서, C2 및 m은 각각 실험에 의해 구할 수 있는 계수 및 지수, v는 배출 가스의 유속, μ는 배출 가스의 점도, L은 유통 구멍의 길이, OFA는 유통 구멍의 전면적을 차지하는 개구 면적 비율, DH는 수력 직경을 각각 나타낸다.
벽 통과 압력 손실은 다르시의 법칙(Darcy's low)을 적용할 수 있다고 생각된다. 또한, PM이 퇴적되지 않는 상태의 격벽만의 기체 투과도는 격벽(2)을 도 5에 도시한 바와 같은 장치에 세트하여 측정할 수 있고, 수학식 5에 의해 나타낼 수 있다.
(기체 투과도)={(기체의 유속)×(격벽 두께)×(기체의 점도)}/(압력 손실)
여기서, 예컨대 DPF에 있어서의 격벽의 단위 여과 면적당 PM 퇴적량과 DPF 전체의 압력 손실과의 관계를 측정하고, 얻어지는 압력 손실의 증가 거동을 PM의 퇴적율 함수로서 커브 피팅시킴으로써 압력 손실의 증가와 PM의 퇴적량과의 관계를 얻을 수 있다. 여기서 커브 피팅시키는 방법에 특별히 제한은 없고, 일반적인 회귀 분석의 수법을 이용하여 행할 수 있다. 그리고, 격벽과 PM의 퇴적층을 가스가 통과할 때의 압력 손실은 수학식 6과 같이 나타낼 수 있다.
ΔPw=ΔPwc+ΔPws
=(t0/k0)uμ+ f(tp)uμ/(u0μ0)
수학식 6에 있어서,
1/(u0μ0)= 6.3×106,
k는 가스가 격벽 및 PM층을 통과할 때의 겉보기 가스 투과도(m2),
t는 격벽과 격벽 상에 퇴적된 PM층과의 합계 두께(m),
tp는 겉보기의 PM층 두께(m)
K0은 격벽만의 가스 투과도(㎡),
t0은 격벽 두께(m),
u는 격벽을 통과하는 가스의 유속(m/s),
μ은 가스의 점도(Pas),
u0은 가스의 표준 유속(m/s),
μ0은 표준 상태에 있어서의 가스의 점도(Pas),
f(tp)는 u0 및 μ0의 조건하에 있어서 PM의 퇴적량 증가에 따른 압력 손실의 증가를 각각 나타낸다.
본 발명의 제2 측면에 있어서, 필터 그 자체에 기인하는 압력 손실은 아니지만, 필터에 연통하는 배기관에 기인하는 압력 손실도 고려하는 것이 바람직하다. 이 압력 손실은 배출 가스의 수축 및 확대에 의해 생긴다고 생각되며, 수학식 7과 같이 나타낼 수 있다.
ΔPd=2ρv1 2(1-d1 2/D2)2
수학식 7에 있어서, ρ는 가스의 밀도, v1은 배기관내의 배출 가스 유속 (m/s), d1은 배기관의 직경(m), D는 필터의 직경(m)을 각각 나타낸다.
이 압력 손실을 고려한 경우에는, 필터에 기인하는 압력 손실은 수학식 8과 같이 나타낼 수 있다.
ΔP(배기관을 포함함)=ΔP=ΔPm+ΔPc+ΔPwc+ΔPws+ΔPd
전술한 바와 같이, 필터에 의한 압력 손실을 적어도 4개의 요인으로 분해하여, 바람직하게는 추가로 필터에 연통하는 배기관에 의한 압력 손실을 더하여 각각의 실험 결과로부터 계수를 도출함으로써, 필터에 의한 압력 손실을 보다 정밀하게 산출할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같은, 기본 단면 형상이 35 ㎜×35 ㎜의 정방형인 세그먼트를 일체화시켜, 직경 144 ㎜×길이 245 ㎜의 원통 형상이며 이하에 나타내는 필터 특성의 필터 A를 예로 들어, 수학식 8에 기초하여 이하에 나타내는 산출 조건으로 산출한 압력 손실과 셀 밀도 및 격벽 두께와의 관계를 도 7에 도시한다.
(필터 A의 특성)
재질: 탄화규소
기공율: 46%
평균 기공 직경: 18 ㎛
열전도율: 25 W/mK
(산출 조건)
필터의 단위 체적당 PM 퇴적량: 5 ㎏/㎥
배출 가스 유량: 10 N㎥/min.
온도: 665℃
종래에는 필터 면적을 증가시키기 위해서, 셀 밀도를 증가시키면 압력 손실은 일률적으로 저하한다고 생각되고 있었지만, 이 해석에 의해, 격벽 두께가 동일한 경우, 셀 밀도가 약 39개/㎠ 부근에서 최소의 압력 손실값이 되고, 그 이상의 셀 밀도에서는 압력 손실이 증가하는 것이 판명되었다. 이것은 수력 직경이 감소함에 따른 구멍 내의 압력 손실의 증가에 기인하는 것으로 생각된다. 또한, 격벽 두께가 얇을수록 벽 통과 압력 손실이 저하하는 것도 확인할 수 있었다.
다음에 본 발명의 제3 측면인 필터의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 제2 측면에 의해 소정의 재질 및 특성의 필터에 대해서, PM이 퇴적되었을 때의 압력 손실을 산출할 수 있다. 그리고, 도출된 압력 손실은 도 7에 도시한 바와 같이 소정의 격벽 두께에 있어서, 특정한 셀 밀도일 때에 극소치를 나타낸다. 따라서, 필터의 제조에 있어서, 소정의 재질 및 형상의 필터에 대해서 산출된 압력 손실의 값에 기초하여 압력 손실이 낮게 되는 적절한 범위의 격벽 두께 및 셀 밀도를 결정할 수 있다. 또한, 셀 밀도나 격벽 두께를 미리 결정하고, 산출된 압력 손실의 값에 기초하여 필터의 재질이나 특정한 특성을 결정하는 것도 가능하다.
본 발명의 제3 측면에 있어서, 추가로 필터 내의 온도 구배를 작게 하는 것을 고려하여 필터의 형상을 결정하는 것이 바람직하다. 예컨대 DPF를 예로 들면, 재생시에 PM의 연소에 의한 DPF 내의 온도 상승 및 온도 구배는 DPF의 열 용량에 의존한다. 따라서, 격벽 두께 및 셀 밀도를 적절한 값으로 설정함으로써, DPF 내의 온도의 과도한 상승을 막는 것이 가능해져, DPF 내의 온도 구배를 작게 할 수 있다. 이 격벽 두께 및 셀 밀도와 필터 내의 온도 구배와의 관계는, 예컨대 여러 가지 격벽 두께 및 셀 밀도의 DPF를 작성하고, 실제로 디젤 엔진의 배기관에 부착하여 PM이 소정량 퇴적했을 때에 배출 가스 온도를 상승시켜 DPF 중에 퇴적된 PM을 연소시킴으로써 측정할 수 있다.
이와 같이 압력 손실에 대하여 적절한 범위의 격벽 두께 및 셀 밀도, 바람직하게는 추가로 온도 구배에 대하여 적절한 범위의 격벽 두께 및 셀 밀도를 도출함으로써, 양자에 대하여 최적의 범위의 격벽 두께 및 셀 밀도를 도출할 수 있어, 예컨대 본 발명의 제1 측면인 배출 가스 정화 시스템에서 이용할 수 있는 최적의 범위의 격벽 두께 및 셀 밀도를 갖는 필터를 제조할 수 있다.
다음에, 본 발명의 제1 측면인 배출 가스 정화 시스템에 대해서 설명한다.
본 발명의 제1 측면의 배출 가스 정화 시스템은, 도 3에 도시한 바와 같이 내연기관(50)과, 내연기관(50)으로부터 배출되는 배출 가스 중의 PM을 포착하는 필터(1)와, 내연기관(50)으로부터 배출되는 배출 가스를 필터(1)에 도입하는 배기관(52)을 포함하는 시스템이다. 더욱이, 이 시스템은 필터에 포착된 PM을 간헐적으로 연소시키는 연소 수단 또는 장치를 구비하고, 또한, 도 2a, 도 2b에 도시한 바와 같이, 필터(1)는 적어도 2개의 단부면(42, 44)과, 하나의 단부면(42)으로부터 다른 단부면(44)까지 연장되는 다공질의 격벽(2)과, 이 격벽(2)에 의해 구획되어, 하나의 단부면(42)으로부터 다른 단부면(44)까지 관통하는 유통 구멍(3a, 3b)을 가지 며, 하나의 단부면(42)에서 소정의 유통 구멍(3a)이 밀봉되어 있고, 도시되어 있지 않은 다른 단부면(44)에서 나머지 소정의 유통 구멍(3b)이 밀봉되어 있다.
필터의 전단에는 디젤 배출 가스 중에 배출되는 미연소 탄수화물 및 일산화탄소 등을 연소시킬 목적으로 필터의 전단에 산화촉매(54)를 배치해 두는 것이 바람직하다. 이 산화촉매를 설치함으로써, 예컨대 연료 분사 시기를 조절함으로써 배출 가스 온도를 상승시킬 때에는, 이 산화 촉매로 배출 가스중의 미연소분(탄수화물 및 일산화탄소 등)이 연소하고, 반응열을 발생시키기 때문에, 설치한 쪽이 유리하지만, 이것은 본 발명의 제1 측면에 필수적인 요건이 아니라, 특별히 설치하지 않아도 좋다.
이와 같은 구성으로 되어 있기 때문에, 내연기관으로부터 필터에 유입되는 배출 가스는 단부면(42)에 있어서 개구하고 있는 유통 구멍(3b) 내로 유입되고, 다공질의 격벽(2)을 통과하여 단부면(44)에 있어서 개구하고 있는 유통 구멍(3a)으로부터 배출된다. 이 때에 격벽(2)이 필터가 되고, 예컨대 디젤 엔진으로부터 배출되는 PM 등을 필터 내에 포착하여 제거할 수 있으며, 포착된 PM은 연소 수단 또는 장치에 의해 간헐적으로 연소되어, 필터를 정기적으로 재생할 수 있다.
본 발명의 제1 측면의 중요한 특징은 격벽 두께를 (X)㎛, 셀 밀도를 (Y)개/㎠로 하면, X 및 Y가 도 1에 있어서의 A1점(X가 267, Y가 50.4), B1점(X가 343, Y가 27.1), C1점(X가 470, Y가 27.1), D1점(X가 394, Y가 50.4)을 이 순서로 연결하는 직선의 범위내, 바람직하게는 도 1에 있어서의 A2점(X가 305, Y가 46.5), B2점(X가 356, Y가 31.0), C2점(X가 432, Y가 31.0), D2점(X가 381, Y가 46.5)을 이 순 서로 연결하는 직선으로 둘러싸인 범위내, 더욱 바람직하게는 도 1에 있어서의 A3점(X가 330, Y가 42.7), B3점(X가 356, Y가 34.9), C3점(X가 406, Y가 34.9), D3점(X가 381, Y가 427)을 이 순서로 연결하는 직선으로 둘러싸인 범위 내인 것이다.
이 범위는 본 발명의 제2 측면에 의해 압력 손실을 산출하고, 제3 측면에 의해 압력 손실이 작아지는 적절한 범위의 셀 밀도와 격벽 두께를 결정하며, 추가로 필터 내의 최대 온도 구배가 작아지도록 고려하여 얻어진 범위로서, 격벽 두께 및 셀 밀도가 이 범위 내에 있음으로써, 압력 손실이 작고, 또한 필터에 포착된 PM의 연소시에 발생하는 필터 내의 온도 구배가 작은 배출 가스 정화 시스템으로 할 수 있다.
전술한 바와 같이, 격벽 두께가 두껍고, 셀 밀도가 클수록 온도 구배가 작아진다. 또한, 압력 손실에 대해서는 셀 밀도는 필터 면적과 관계가 있고, 셀 밀도가 클수록 필터 면적이 증가하여 저압력 손실화를 꾀할 수 있다. 격벽 두께도 가스가 격벽을 통과할 때의 압력 손실에 영향을 미치고, 격벽 두께가 얇을수록 압력 손실이 낮아진다. 이와 같이 격벽 두께 및 셀 밀도에 대해서는, 압력 손실 및 필터 재생시의 온도 거동에 대하여, 복잡한 영향을 미치고 있어, 양 특성을 양립시키는 것이 곤란하였지만, 본 발명에 의해, 압력 손실 및 온도 구배에 최적인 격벽 두께 및 셀 밀도를 도출할 수 있었다.
본 발명의 제1 측면에 있어서의 내연기관은 정화해야 할 PM을 배출 가스 중에 포함하는 내연기관이라면 특별히 제한은 없지만, 입자상 물질을 많이 포함하는 디젤 엔진인 것이 바람직하다. 또한, 필터에 포착된 PM을 간헐적으로 연소시키는 수단 또는 장치로서는, 예컨대 히터에 의해 필터를 승온시키는 수단 또는 장치, 버너를 이용하는 수단 또는 장치, 배출 가스 온도를 상승시키는 배출 가스 승온 수단 또는 장치 등이 있고 특별히 제한은 없지만, 특히 바람직한 것은 배출 가스 승온 수단 또는 장치이다. 이 방법의 경우에는, 필터에 생기는 온도 구배가 커지는 경향이 있기 때문에, 본 발명의 제1 측면에 대하여 효과적으로 적용할 수 있기 때문이다.
배출 가스 승온 수단 또는 장치로서는, 예컨대 내연기관으로의 연료 공급 시기를 조정하는 조정 장치에 의해 배출 가스 온도를 상승시키는 것 등이 바람직하다. 예컨대, 연료 분사 장치를 구비하고 있는 내연기관에 있어서는, 연료 분사 시기를 비교적 용이하게 바꿀 수 있고, 필터 내의 PM이 소정량이 되었을 때, 연료의 분사 시기를 변화시킴으로써 배출 가스 온도를 상승시킬 수 있다. 또한, 배기관 내에 연료의 일부를 분사하는 분사 장치를 구비하는 것도 바람직하고, 이에 따라 배기관 내에서 연소를 일으켜, 배출 가스 온도를 상승시킬 수 있다.
본 발명의 제1 측면의 배출 가스 정화 시스템에 있어서, 필터에 퇴적된 PM의 연소 온도를 저하시키는 수단 또는 장치를 포함하는 것이, 연소를 용이하게 행할 수 있는 점에서 바람직하고, 특히 배출 가스 승온 수단 또는 장치와 조합하여 이용하는 것이 바람직하다. 이것은, 배출 가스 승온 수단 또는 장치가 히터 등에 의한 PM의 연소 수단 또는 장치에 비하면 고온까지 승온시키는 것이 용이하지 않기 때문에, 연소 온도를 낮게 하는 것이 효과적으로 되기 때문이다. 연소 온도를 저하시키는 수단 또는 장치로서는, 예컨대 보조제 첨가 장치 등이 바람직하고, 이에 따라 보조제를 연료 중에 정량적으로 첨가할 수 있어, 실린더 내에서 연료가 연소할 때에, 첨가한 보조제가 PM 속에 받아들여져 DPF 내에 포착되었을 때에, 보조제의 촉매 작용에 의해 PM의 연소 온도를 저하시킬 수 있다. 본 발명의 제1 측면에 있어서, PM의 연소 온도를 저하시키는 수단 또는 장치는 보조제 첨가 장치에만 한정되지 않고, 연소 온도를 저하시키는 모든 수단 또는 장치를 포함할 수 있다.
또한, 본 발명의 제1 측면의 배출 가스 정화 시스템이 PM의 연소를 촉진시키는 수단, 물질 또는 장치를 포함하는 것도 연소를 용이하게 행할 수 있는 점에서 바람직하다. PM의 연소를 촉진시키는 수단, 물질 또는 장치에 특별히 한정은 없고, 모든 촉진 수단, 물질 또는 장치를 포함할 수 있지만, 예컨대 PM의 연소를 촉진시키는 촉매, 예컨대 Pt, Pd, Rh 등을 필터에 부여해 두는 것 등이 바람직하다.
본 발명의 제1 측면에 있어서, 필터를 구성하는 재질에 특별히 제한은 없지만, 강도, 내열성, 내구성 등의 관점에서, 주성분은 산화물 또는 비산화물의 각종 세라믹 재료가 바람직하고, 구체적으로는 예컨대 코디에라이트, 멀라이트, 알루미나, 스피넬, 탄화규소, 질화규소, 리튬알루미늄실리케이트 및 티탄산알루미늄 등을 생각할 수 있으며, 이들 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상을 주성분으로 하는 것이 바람직하고, 특히 코디에라이트, 탄화규소 또는 규소-탄화규소계 재료가 바람직하다. 여기서, 「주성분」이란, 필터의 50 질량% 이상, 바람직하게는 70 질량% 이상, 더욱 바람직하게는 80 질량% 이상을 구성하는 것을 의미한다.
본 발명의 제1 측면에 있어서, 필터는 복수 개의 세그먼트를 일체화시킨 것이나, 슬릿을 갖는 것도 바람직하다. 복수 개의 세그먼트로 분할하여, 이것을 일체 화한 것으로 하는 것이나 슬릿을 넣은 것으로 함으로써, 열응력을 분산시켜 열응력에 의한 크랙을 방지할 수 있다. 필터를 세그먼트화하여, 이것을 일체화하는 경우의 각 세그먼트의 크기나 형상에 제한은 없지만, 각 세그먼트가 지나치게 크면, 세그먼트화에 의한 크랙 방지 효과가 충분히 발휘되지 않고, 지나치게 작으면 각 세그먼트의 제조나 접합에 의한 일체화가 번잡해져 바람직하지 못하다. 바람직한 세그먼트의 크기는 단면적이 900∼1OOOO ㎟, 더욱 바람직하게는 900∼5000 ㎟, 가장 바람직하게는 900∼3600 ㎟이며, 필터의 70 용량% 이상이 이 크기의 하니컴 세그먼트로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 세그먼트의 바람직한 형상은, 예컨대 단면 형상이 사각 형상, 즉 세그먼트가 사각 기둥형인 것을 기본 형상으로 하고, 일체화한 경우의 필터의 형상에 맞춰 외주측의 세그먼트의 형상을 적절하게 선택할 수 있다. 또한, 필터 전체의 단면 형상에 특별히 제한은 없고, 도 2a에 도시한 바와 같은 원 형상으로 한정되지 않고, 예컨대 타원 형상 외에, 레이스 트랙 형상, 긴 원 형상 등의 거의 원 형상 외에 사각 형상, 육각 형상 등의 다각 형상으로 할 수도 있다.
본 발명의 제1 측면에 있어서의 필터의 격벽은 다공질체이지만, 격벽의 기공 직경, 기공율에 특별히 제한은 없고, 당업자라면 용도에 맞춰 적절하게 선택할 수 있다. 일반적으로, 기공 직경은 PM의 입자 직경 등에 따라 선택할 수 있고, 예컨대 DPF에 이용하는 경우는 평균 기공 직경을 5∼70 ㎛ 정도, 더욱 바람직하게는 10∼50 ㎛ 정도, 특히 바람직하게는 15∼30 ㎛ 정도로 하는 것이 바람직하다. 기공율도 마찬가지로 용도에 맞춰 적절하게 선택할 수 있지만, 너무 작으면 초기 압력 손실 이 너무 크고, 기공율이 너무 크면 강도가 부족하여 바람직하지 못하다. 예컨대 DPF에 이용하는 경우의 바람직한 기공율은 30∼90%의 범위이다. 기공율이 30% 미만에서는 압력 손실이 너무 크고, 90%를 초과하면 세라믹체로서의 강도가 부족하다. 또한, 필터의 열전도율에 특별히 제한은 없지만, 바람직하게는 8∼70 W/mK, 더욱 바람직하게는 10∼55 W/mK이다.
필터의 제조 방법에 특별히 제한은 없지만, 예컨대 이하와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다.
필터의 원료 분말로서, 전술한 적합한 재료 중에서 선택된 재료, 예컨대 탄화규소 분말을 사용하고, 이것에 바인더, 예컨대 메틸셀룰로오스 및 히드록시프로폭실메틸셀룰로오스 등을 첨가하며, 추가로 계면활성제 및 물을 첨가하여 가소성의 점토를 얻는다. 그리고, 예컨대 본 발명의 제3 측면에 의해 적절한 범위의 격벽 두께 및 셀 밀도를 결정하고, 이와 같은 형상을 형성하는 입구 부재를 구비한 압출기를 이용하여 얻어진 배토를 압출 성형함으로써, 하니컴 구조의 성형체를 얻는다. 이것을, 예컨대 마이크로파 및 열풍으로 건조시킨 후, 인접한 유통 구멍이 서로 반대측이 되는 한쪽 단부에서 필터의 제조에 이용한 재료와 동일한 재료로 밀봉하고, 더 건조시킨 후, 예컨대 질소 분위기 속에서 가열 탈지하며, 그 후 아르곤 등의 불활성 분위기 속에서 소성함으로써 필터를 얻을 수 있다. 소성 온도 및 소성 분위기는 원료에 따라 다르고, 당업자라면, 선택된 세라믹 원료에 적절한 소성 온도 및 소성 분위기를 선택할 수 있다.
필터를 복수 개의 세그먼트가 일체화된 구성으로 하기 위해서는, 상기 방법 으로 세그먼트를 얻은 후, 얻어진 세그먼트를, 예컨대 세라믹 시멘트를 이용하여 접합하고, 건조 경화시킴으로써 필터를 얻을 수 있다. 이렇게 하여 제조된 필터에 촉매를 부여하는 방법은 당업자가 통상 행하는 방법이어도 좋고, 예컨대 촉매 슬러리를 워시 코트하여 건조, 소성함으로써 촉매를 담지시킬 수 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예로 한정되지 않는다.
(실시예 및 비교예)
다음에, 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명한다.
(실시예 1)
본 발명의 제2 측면의 설명에 있어서 이용한 필터 A와 동일한 특성을 가지며, 셀 밀도가 46.5개/㎠, 격벽 두께가 305 ㎛인 필터를 작성하고, 도 3에 도시한 바와 같은 구성으로 디젤 엔진에 필터를 부착하여, 가스량 2.27 N㎥/min., 유입 가스 온도 200℃의 조건으로 PM의 퇴적량과 압력 손실과의 관계를 실측하고, 이 실측값과 수학식 8을 이용하여 산출한 계산값을 비교하였다. 결과를 도 8에 도시하지만, 양자는 매우 잘 일치하였다.
(실시예 2∼6 및 비교예 1, 2)
필터 A와 동일한 필터 특성을 가지며, 표 1에 나타내는 셀 밀도 및 격벽 두께를 갖는 필터를 작성하였다. 이 필터를, 도 3에 도시한 바와 같은 기본 구성으로 2.0 ℓ디젤 엔진 및 보조제 첨가 장치를 구비한 시스템에 부착하여, 배출 가스 정화 시스템을 구성하였다. 보조제 첨가 장치를 이용하여 연료에 Ce 연료 첨가제를 25 ppm 첨가하여 운전을 행하고, 단위 필터 체적당 PM 퇴적량이 6 ㎏/㎥가 되었을 때에 배출 가스 온도를 600℃까지 상승시킴으로써 PM을 연소시켜 필터의 재생 평가를 행하여, 세그먼트 내의 최대 온도 구배를 측정하였다. 이 결과를 표 1 및 도 9에 나타낸다.
격벽 두께, μ () 내는 mil표시 셀 밀도, 개/cm2 () 내는 개/in2표시 세그먼트 내의 최대 온도 구배, ℃/cm 압력 손실, kPa
실시예 2 305(12) 46.5(300) 170 70.7
실시예 3 381(15) 46.5(300) 130 79.9
실시예 4 381(15) 38.8(250) 125 78.8
실시예 5 381(15) 31.0(200) 144 80.4
실시예 6 368(14.5) 38.8(250) 131 77.4
비교예 1 457(18) 46.5(300) 78 91.7
비교예 2 254(10) 46.5(300) 210(DPF에 크랙 발생 65.6
재생 시험 : 압력 손실 계산/실측 조건 :
DPF 형상 : φ5.66" ×6"L DPF 형상 : φ5.66" ×10"L
그을음 퇴적량 : 6 g/L PM 퇴적량 : 5 g/L
가스량 : 10 Nm3/min.
가스 온도 : 665℃
이 결과로부터, 격벽 두께가 두꺼울수록 열용량이 증가하기 때문에, 재생시의 필터 내의 최고 온도가 저하하고, 나아가서는 필터 내의 온도 구배가 작아지고 있는 것을 알 수 있다. 또한, 셀 밀도가 클수록 열용량이 증가하고, 역시 세그먼트 내의 온도 구배가 작아지는 것을 알 수 있다. 또한, 크랙을 발생시키지 않는 필터 재생시의 온도 구배는 180℃/㎝였다.
이 필터 형상 및 특성에 기초하여 수학식 8을 이용하여 압력 손실을 산출한 값을 표 1에 나타내었다. 실시예 2∼6의 샘플은 최대 온도 구배 및 압력 손실이 양호한 범위에 들어갔지만, 비교예 1의 샘플은 압력 손실이 너무 크고, 비교예 2의 샘플은 최대 온도 구배가 너무 커서, 필터에 크랙이 생겼다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 제1 측면인 배출 가스 정화 시스템은 PM 퇴적시의 압력 손실이 작고, 또한 PM 연소에 의한 필터 재생시의 필터 내의 최대 온도 구배가 작기 때문에 쉽게 크랙이 생기지 않고, 양호한 시스템이 되었다. 또한, 본 발명의 제2 측면인 압력 손실 산출 방법에 의해 얻어진 값은 실측값과 양호한 일치를 볼 수 있고, 압력 손실을 정밀하게 측정할 수 있었다. 또한, 본 발명의 제3 측면에 의해 본 발명의 제1 측면의 범위에 들어가는 필터를 용이하게 만들 수 있었다.

Claims (14)

  1. 내연기관과, 내연기관으로부터 배출되는 배출 가스 중의 입자상 물질을 포착하는 필터와, 상기 배출 가스를 상기 필터에 도입하는 배기관을 포함하는 배출 가스 정화 시스템으로서,
    상기 배출 가스 정화 시스템은 상기 필터에 의해 포착된 입자상 물질을 간헐적으로 연소시키는 연소 수단을 구비하고, 상기 필터는 적어도 2개의 단부면과, 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 연장되는 다공질의 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획되고, 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 관통하는 다수의 유통 구멍을 가지며, 하나의 단부면에서 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있고, 다른 단부면에서 나머지 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있는 허니콤 필터이며, 상기 격벽 두께를 (X)㎛, 상기 유통 구멍의 길이 방향에 대한 수직 단면에 있어서의 단위 면적당 유통 구멍수를 (Y)개/㎠로 하면, X가 330, Y가 42.7인 점, X가 356, Y가 34.9인 점, X가 406, Y가 34.9인 점, X가 381, Y가 42.7인 점을 이 순서로 연결하는 직선으로 둘러싸인 범위 내에 있고, 필터 내의 최대 온도 구배가 180 ℃/㎝ 이하인 것인 배출 가스 정화 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 내연기관은 디젤 엔진인 것인 배출 가스 정화 시스템.
  3. 제1항에 있어서, 상기 연소 수단은 필터에 의해 포착된 입자상 물질의 연소를 개시하도록 상기 배출 가스의 온도를 상승시키는 배출 가스 승온 수단을 포함하는 것인 배출 가스 정화 시스템.
  4. 제3항에 있어서, 상기 배출 가스 승온 수단은 상기 내연기관으로의 연료 공급 시기를 조정하는 조정 장치를 포함하는 것인 배출 가스 정화 시스템.
  5. 제3항에 있어서, 상기 배출 가스 승온 수단은 상기 배기관 내로 연료를 공급하는 공급 장치를 포함하는 것인 배출 가스 정화 시스템.
  6. 제1항에 있어서, 상기 필터에 의해 포착된 입자상 물질의 연소 온도를 저하시키는 수단을 더 포함하는 배출 가스 정화 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 상기 필터에 의해 포착된 입자상 물질의 연소를 촉진시키는 수단을 더 포함하는 배출 가스 정화 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 상기 필터는 세라믹 재료를 주성분으로 하는 것인 배출 가스 정화 시스템.
  9. 제1항에 있어서, 상기 필터는 복수 개의 허니콤 구조의 세그먼트를 일체화시켜 이루어지는 것인 배출 가스 정화 시스템.
  10. 적어도 2개의 단부면과, 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 연장되는 다공질의 격벽과, 상기 격벽에 의해 구획되어 하나의 단부면으로부터 다른 단부면까지 관통하는 다수의 유통 구멍을 가지며, 하나의 단부면에서 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있고, 다른 단부면에서 나머지 소정의 유통 구멍이 밀봉되어 있는 허니콤 필터의 압력 손실의 산출 방법으로서, 상기 압력 손실을, 밀봉부에서의 압력 손실, 유통 구멍 내의 압력 손실 및 격벽에서의 압력 손실로 적어도 분해하고, 상기 격벽에서의 압력 손실을 상기 필터 내에 입자상 물질이 퇴적되지 않은 경우의 압력 손실과 퇴적되어 있는 경우의 압력 손실로 분해하여 산출하는 것인 압력 손실의 산출 방법.
  11. 제10항에 있어서, 소정의 필터 내에 입자상 물질을 퇴적시켰을 때의 압력 손실을 측정하고, 얻어진 압력 손실의 증가 거동을 커브 피팅(curve fitting)시킴으로써 얻어진 식에 기초하여, 필터 내에 입자상 물질이 퇴적되고 있는 경우에 격벽에서의 압력 손실을 산출하는 것인 압력 손실의 산출 방법.
  12. 필터의 제조 방법으로서, 제10항에 따른 압력 손실의 산출 방법에 의해 얻어진 압력 손실값을 이용하여 필터의 형상을 결정하는 것인 필터의 제조 방법.
  13. 필터의 제조 방법으로서, 제11항에 따른 압력 손실의 산출 방법에 의해 얻어진 압력 손실값을 이용하여 필터의 형상을 결정하는 것인 필터의 제조 방법.
  14. 삭제
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