KR20050061456A

KR20050061456A - 적어도 부분적으로 천공된 시트 금속층을 포함하는 금속 허니컴 바디

Info

Publication number: KR20050061456A
Application number: KR1020057002557A
Authority: KR
Inventors: 볼프강 마우스; 롤프 브뤼크; 페터 히르트
Original assignee: 에미텍 게젤샤프트 퓌어 에미시온스테크놀로기 엠베하
Priority date: 2002-08-16
Filing date: 2003-07-16
Publication date: 2005-06-22
Also published as: EP1529156B1; TW200404950A; PL373473A1; PL207956B1; JP4975969B2; DE50306920D1; AU2003246708A1; CN1320260C; EP1529156A1; KR101048224B1; TWI301170B; WO2004022937A1; ES2283863T3; JP2005535454A; CN1675455A

Abstract

축 길이(L)를 갖고 시트 금속층(1; 10,11)으로 이루어진 금속 허니컴 바디(15)는 유체, 특히 내연기관으로부터 발생된 배기가스가 유입 단부측(12)으로부터 유출 단부측(13)까지의 유동 방향(S)으로 허니컴 바디(15)를 통과할 수 있도록 구성된다. 상기 시트 금속층(1; 10,11)의 적어도 일부 영역이 다수의 개구부(6)를 갖는다. 상기 허니컴 바디(15)는 축 길이(L)의 55% 이상을 형성하며 20㎜ 이상의 방사상 크기(22)를 가진 부분 체적(T)내에서 모든 시트 금속층(1; 10,11)에 홀(6)을 갖는다. 상기 홀(6)은 각각 1 내지 120㎟의 홀 표면적(23)을 가지며, 상기 부분 체적(T)에서, 상기 시트 금속층 표면적(24)은 홀이 없는 시트 금속층에 비해 10 내지 80%, 바람직하게는 35 내지 60% 만큼 홀(6)에 의해 감소되며, 상기 부분 체적(T)은 허니컴 바디의 단부측(12,13)들로부터 각각 소정 거리(R2,R3)만큼 이격됨으로써 상기 홀(6)이 시트 금속층의 단부측 엣지에 접촉하거나 그 엣지를 절단하지 않는다.

Description

적어도 부분적으로 천공된 시트 금속층을 포함하는 금속 허니컴 바디 {METAL HONEYCOMB BODY CONSISTING OF AT LEAST PARTIALLY PERFORATED SHEET METAL LAYERS}

본 발명은 금속 허니컴 바디에 관한 것으로, 특히 내연기관의 배기 시스템을 위한 허니컴 바디에 관한 것이다. 이러한 유형의 허니컴 바디는 촉매활성물질 및/또는 흡수재 등의 지지체로서 사용된다.

특히, 내연기관에서 배기가스 정화용으로 사용되는 금속 허니컴 바디는 매우 다양한 요구를 충족시켜야 하며, 일부의 경우에서는 상반된 필요조건들간에 절충이 이루어져야 한다. 먼저, 이러한 유형의 허니컴 바디는 소정의 촉매반응 또는 흡수작용이 이루어질 수 있는 최대가능 표면적을 제공하여야 한다. 많은 응용분야에서, 허니컴 바디가 소정의 작동온도로 신속하게 가열되도록 낮은 열용량이 바람직하지만, 장시간 작동온도로 유지될 수 있으면서도 너무 빨리 과도하게 고온으로 가열될 수 없도록, 높은 열용량을 가져야 한다. 물론, 일반적으로, 이러한 유형의 장치는 기계적으로 안정되어야 한다. 즉, 자동차의 운동에 의해 발생되는 기계적 부하와 맥동하는 가스 유동을 견딜 수 있어야 한다. 허니컴 바디의 재료는 고온 부식에 저항하여야 하며, 소정의 허니컴 구조를 용이하고 저렴하게 제조할 수 있도록 재료의 기계가공이 가능하여야 한다. 많은 경우에서, 예를 들어, 표면접촉을 개선하거나 크로스-믹싱(cross-mixing)을 유발하는 등 유동에 영향을 주기 위하여, 허니컴 바디내에 특수한 구조가 필요하다. 마지막으로, 저렴한 비용으로 허니컴 바디가 대량생산될 수 있어야 한다.

전술한 각각의 문제가 종래 기술을 구성하는 다양한 문헌에 광범위하게 개시되어 있다.

특히, 금속 허니컴 바디의 두가지 전형적인 형태에서 특징이 구별된다. DE 29 02 779 A1에 전형적인 예가 개시되어 있는 초기 형태는 나선 형태로서, 실질적으로 하나의 평탄한 시트 금속층과 하나의 파형 시트 금속층이 서로의 상부에 올려지고 나선형으로 권취된다. 다른 형태에서, 허니컴 바디는 다수의 서로 교호하도록 배치된 평탄한 시트 금속층과 파형 시트 금속층 또는 상이한 파형의 시트 금속층들로 구성되며, 상기 시트 금속층들은 먼저 하나 또는 그 이상의 스택을 형성하게 되고, 이 스택들은 함께 랩핑된다. 이 경우, 모든 시트 금속층의 단부는 외측에 놓이게 되고, 하우징 또는 관형 케이싱에 연결될 수 있어서 다수의 연결부를 형성하게 되는데, 이는 허니컴 바디의 내구성을 증대시킨다. 이러한 형태의 전형적인 예가 EP 0 245 737 또는 WO 90/03220에 개시되어 있다. 또한, 유동에 영향을 주기 위해서 및/또는 개별 유동 통로간의 크로스 믹싱을 구현하기 위하여, 상기 시트 금속층에 부가적 구조를 장착하는 것이 공지되어 있다. 이러한 유형의 전형적인 예가 WO 91/01178, WO 91/01807 및 WO 90/08249이다. 마지막으로, 원뿔 형태의 허니컴 바디도 존재하며, 바람직하다면, 유동에 영향을 주기 위한 부가적 구조를 더 포함한다. 이러한 유형의 허니컴 바디가 예를 들어 WO 97/49905에 개시되어 있다. 또한, 허니컴 바디에 특히 람다 센서를 수용하기 위한 센서용 리세스를 형성하는 것도 공지되어 있다. 일예가 DE 88 16 154 U1에 개시되어 있다.

또한, 허니컴 바디에 대하여, 슬롯이 형성된 금속 시트, 특히 팽창된 금속 및 그와 유사한 슬롯 구조의 사용이 공지되어 있다. 촉매 지지체의 시트 금속층에서의 개구부의 배치 및 다양한 형태의 개관이 인용된 종래기술과 함께 US 5,599,509에 개시되어 있다. 상기 개구부의 용도는 허니컴 바디의 전면 영역에서의 열용량을 배면 영역에 비해 저감시키는 것이다.

상기 광범위한 종래기술이 다방면에서 발전을 추구할 수 있도록 하고 있으나, 또 다른 개발 경향이 출현하였다. 이러한 경향중 하나는 소량의 재료를 사용하여 낮은 열용량을 구현하면서 넓은 표면적을 제공할 수 있도록 매우 얇은 금속 포일을 개발하는 것이다. 이러한 개발 경향의 명백한 결함은 얇은 포일은 기계적으로 더욱 더 민감해지고, 그로부터 제조된 허니컴 바디는 내구력이 약하다는 것이다. 아울러, 매우 높은 셀 밀도를 추구하는 경향이 출현하였으며, 이러한 경향은 사용중인 상기 매우 얇은 포일에 의해 어느 정도는 유발되었다. 허니컴 바디의 표면에서의 질량이동을 개선하기 위하여, 유동에 영향을 주기 위한 구조, 특히 횡단구조로 알려진 구조가 표면에 도입되거나, 유동 안내면 또는 부가적인 유입 엣지가 허니컴 바디의 내부에 생성된다. 크로스 믹싱을 위한 시트 금속층의 개구부의 장점이 알려져 있으나, 유체가 촉매 변환기 체적의 대부분을 자유롭게 통과할 수 있도록 하는 규칙적인 개구부의 형성은 실용적이지 않은 것으로 생각되는데, 그 이유는 점차 소형화되는 체적내에 더 큰 표면적을 제공하려는 경향에 역행하기 때문이다. 슬롯 및/또는 유동 안내면 및 이와 유사한 구조는 허니컴 바디내의 표면적을 줄이지 않는 반면, 다수의 홀을 사용하면 표면적을 상당히 줄이게 되고, 특히 적어도 상기 홀이 재료의 제거로 형성되었다면, 즉 시작 물질을 많이 소비하면서 그에 상응하여 표면적을 증가시키지 않았다면, 이 역시 유행하는 경향에 역행하는 것이다. 따라서, 홀은 허니컴 바디의 소정 위치에서 특수한 기능을 가진 것으로 판단되는 경우에만 고려되며, 상기 특수한 기능이란 예를 들어 다른 영역에 비해 열용량을 저감하거나 크로스 믹싱하는 기능이다.

따로 분리하여 생각하면, 이러한 고찰이 금속 허니컴 바디에 확실히 적용가능하지만, 금속 허니컴 바디가 차후에 코팅물질로 피복된다는 사실을 간과하여서는 안되며, 상기 코팅물질은 많은 경우에 있어서 촉매활성성분과 같은 고가의 귀금속을 포함한다. 따라서, 큰 표면적이란 언제나 다량의 고가의 코팅물질을 의미한다. 놀랍게도, 허니컴 바디에서 다수의 홀이 소정 크기, 분포 및 밀도를 가질 때, 홀은 없고 다량의 코팅물질로 피복된 허니콤 바디만큼 촉매변환특성이 작은 표면적으로도 우수할 수 있음이 실험결과 밝혀졌다.

도 1은 본 발명에 따른 허니컴 바디의 제조를 위한 시트 금속층을 도시한 도면이고,

도 2는 본 발명에 따른 허니컴 바디의 부분절개 사시도이며,

도 3은 람다 센서용 공동을 개략적으로 도시한 측면도로서, 본 발명에 따른 허니컴 바디를 가진 촉매 변환기의 부분절개도이고,

도 4는 홀을 구비한 파형 시트 금속층의 개략 사시도이며,

도 5는 본 발명에 따른 허니컴 바디 제조공정을 순차적으로 도시한 개략도이고,

도 6은 슬롯을 구비한 시트 금속층의 구조를 개략적으로 도시한 도면이며,

도 7은 상이한 강성을 가진 다수의 영역을 구비한 허니컴 바디의 개략도이다.

따라서, 본 발명의 목적은 홀을 적당한 수, 크기 및 분포로 가짐으로써, 코팅의 지지체로서 특히 적당하며, 상기 코팅물질의 경제적 도포에 특히 적당한 금속 허니컴 바디를 제공하는 것이다.

청구항 제1항에 따른 금속 허니컴 바디는 이 목적을 구현하기 위해 사용된다. 이 허니컴 바디는 축 길이를 갖고 시트 금속층으로 이루어지며, 유체, 특히 내연기관으로부터 발생된 배기가스가 유입단부측으로부터 유출단부측까지의 유동 방향으로 허니컴 바디를 통과할 수 있도록 구성되며, 상기 시트 금속층의 적어도 일부 영역이 다수의 개구부를 갖고, 본 발명에 따라, 상기 허니컴 바디는 축 길이의 55% 이상을 형성하며 20㎜ 이상의 방사상 크기를 가진 부분 체적내에서 모든 시트 금속층에 홀을 갖고,

상기 홀은 각각 1 내지 120㎟의 홀 표면적을 가지며, 상기 부분 체적에서 상기 시트 금속층 표면적은 홀이 없는 시트 금속층에 비해 10 내지 80%, 바람직하게는 35 내지 60%만큼 홀에 의해 감소되며,

상기 부분 체적은 허니컴 바디의 단부측들로부터 각각 소정 거리만큼 이격됨으로써 상기 홀이 상기 시트 금속층의 단부측 엣지에 접촉하거나 그 엣지를 절단하지 않는다.

실험 결과, 본 발명에 따라 홀을 구비한 허니컴 바디는, 그 내부에서의 개선된 유동특성과 그에 따른 유동 및 표면간의 질량이동 특성의 개선으로 인하여, 코팅물질을 덜 사용하면서도, 홀이 없는 허니콤 바디와 대등하거나 어느 경우에서는 더 우세한 효율을 갖는다. 상기 홀이 크기 때문에, 피복시 코팅물질에 의해 폐쇄되지 않으며, 정화될 유체내의 입자에 의해 폐색되지 않는다. 따라서, 이 홀들은 입자를 유지하기 위한 필터에서 사용되는 것과 유사한 홀이 아니며, 정화될 유체, 특히 내연기관으로부터 발생된 배기가스가 자유롭게 통과할 수 있는 개구부이다. 제조 및 기술적 이유 그리고 그에 수반하는 내구성 때문에, 상기 단부측 엣지가 홀 또는 홀의 일부에 의해 침식당하지 않도록 하는 것이 중요하며, 따라서, 상기 홀은 단부측으로부터 소정 거리에 위치되어야 한다.

이미 전술한 바와 같이, 상기 홀은 단점보다는 장점을 더 많이 갖고 있고, 따라서, 홀이 구비된 상기 부분 체적은 허니컴 총체적의 60% 이상, 바람직하게는 90% 이상이 되어야 한다. 이는 긍정적인 효과를 최대로 이용할 수 있도록 한다.

기계적 및 유체 동력학적 이유로, 각각의 홀이 5 내지 60㎟의 표면적을 갖도록 하는 것이 적당하다. 이러한 크기라면, 제조가 용이하고, 피복 공정을 중단시키지 않으며, 개선된 질량이동의 장점을 얻을 수 있다. 이러한 크기의 홀은 우수한 크로스 믹싱을 가능하게 하며, 열전도 뿐만 아니라 열복사에 의해 허니컴 바디의 내부로부터 외부로 열의 발산을 가능하게 하고, 이 열은 홀을 통과하여 더 외측에 놓인 영역으로 이동하게 된다. 물론, 남아있는 시트 금속층의 총면적에 비하여 홀의 총면적이 크면 클수록, 그 효과는 더 강해진다.

유사한 응용으로서, 종래 기술은 시트 금속층에서 오직 다각형상의 개구부만을 개시하고 있다. 기계적 관점에서 볼 때, 홀의 코너에서 균열이 시작되기 때문에, 이는 고부하 및 변동성 부하에 유리하지 않다. 따라서, 본 발명에서, 홀의 경계선이 어떠한 코너도 갖지 않도록, 특히 어떠한 예각도 갖지 않도록, 원형의 홀을 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 바람직하게, 상기 홀은 원형, 장원형 또는 타원형이어야 하며, 원형이 아닌 경우에는 최소 직경에 대한 최대 직경의 비가 2를 초과하지 않아야 한다.

그러나, 이러한 유형의 홀은 예를 들어 철판망(expanded metal)으로는 가능하지만 재료를 절감하는 방식으로 제조될 수 없으며, 전체영역(full-area) 시트 금속층으로부터 재료를 제거함으로써 제조되어야 한다. 그러나, 바람직하게 타출가공 또는 절삭가공에 의해 제거되는 상기 재료는 새로운 시트 금속층을 제조를 위해 재사용될 수 있다.

시트 금속층을 제조하는 방식에 따라서, 상기 홀도 제조공정의 초기에 제거될 수 있으며, 그 옵션이 전기주조수단에 의해 제조된 재료에 특히 적합하다. 먼저 저렴한 재료가 제조된 후, 그 재료의 품질이 예를 들어 알루미늄 및/또는 크롬 피복에 의해 개선되는 제조공정에서, 이러한 추가 물질에 의해 재료의 품질이 개선되기 전에 홀을 제조하여야 한다.

본 발명의 또 다른 장점은 홀을 구비한 허니컴 바디의 열용량이 홀을 구비하지 않은 허니컴 바디의 열용량보다 당연히 낮다는 것이다. 한편, 이로 인하여, 본 발명에 따른 허니컴 바디는 천공되지 않고 얇은 시트 금속층으로부터 제조된 허니컴 바디에 비해 열용량이 증가하지 않고 더 두꺼운 시트 금속층으로부터 제조될 수 있다. 본 발명에 따르면, 상기 시트 금속층의 두께는 20 내지 80㎛일 수 있으나, 40 내지 60㎛의 두께가 바람직하다. 이와 같이 바람직한 범위는 기계적 안정성을 특히 허니컴 바디의 단부측에서 개선하게 되며, 매우 얇은 포일에는 더 이상 용이하게 적용될 수 없는 검증된 제조과정을 이용할 수 있도록 한다. 그럼에도 불구하고, 상기 허니컴 바디의 열용량은 홀이 없고 얇은 포일로 제조된 허니컴 바디보다 작거나 같다.

본 발명에 따른 허니컴 바디의 기계적 안정성을 보장하기 위하여, 상기 홀들은 0.5㎜의 최소 간격을 가져야 하며, 홀간의 거리가 각각 거의 동일함으로써, 기계적 취약부가 형성되지 않는다. 이러한 방식으로 구성된 포일은 문제없이 파형화될 수 있으며, 그 후 나선형 허니컴 바디 또는 피복된 허니컴 바디 그리고 랩핑된 허니컴 바디를 제조하기 위한 나머지 가공단계에서 사용될 수 있다.

특히, 바람직하게, 본 발명에 따른 허니컴 바디는, 당업계에 공지된 대부분의 허니컴 바디와 유사하게, 서로 교호하여 배치된 평탄한 파형 시트 금속층을 포함하거나, 서로 교호하는 상이한 파형의 시트 금속층들을 포함한다. 이러한 유형의 구조가 허니컴 바디에 통상의 유동 통로를 형성한다.

상기 홀의 긍정적 효과로 인하여, 우수한 변환 특성을 갖도록 상기 허니컴 바디로 차후에 제조되는 촉매 변환기에 있어서, 본 발명에 따른 허니컴 바디는 극히 높은 셀 밀도를 가질 필요가 없다. 본 발명에 따르면, 200 내지 1000 cpsi(평방인치당 셀의 수)의 셀 밀도, 특히 400 내지 800 cpsi의 셀 밀도가 바람직하다.

종래기술에 대한 설명에서 언급한 바와 같이 유동에 영향을 주는 부가적 구조와는 다르게, 본 발명에 따른 시트 금속층에서의 홀의 사용은 시트 금속층의 가용성에 악영향을 주지 않는다. 특히, 천공된 시트 금속층도 횡단구조, 돌출부 및/또는 유동안내면을 구비할 수 있다. 일반적으로, 상기 홀은 이러한 유형의 구조의 작용에 도움이 되며, 상기 통로에서 발생하는 소정의 압력차가 상기 개구부에 의해 보상될 수 있기 때문에, 부가적 와류가 발생하게 되어 허니컴 바디내에서의 유동 프로파일은 더 균일하게 된다.

본 발명에 따른 허니컴 바디의 구조는 센서, 특히 허니컴 바디의 공동내로 유입된 람다 센서가 종래 기술에서 제안된 바와 같이 사용될 때 특히 긍정적인 효과를 갖는다. 측정 센서, 특히 산소 측정 센서가 가능한 한 대표적인 허니컴 바디내에서 유동하는 유체의 수치를 측정하고자 할 때, 센서 상류에서의 크로스 믹싱은 매우 유리하다. 따라서, 본 발명에 따른 허니컴 바디는 허니컴 바디의 공동내로 람다 센서가 유입되는 응용분야에 특히 적합하다.

제조기술면에서, 시트 금속층의 제조에는 일정 수준의 지출(outlay)이 필요하며, 따라서, 조립후, 상기 시트 금속층은 적당한 공동을 형성하게 된다. 그러나, 현재, 이러한 지출은 NC 제조설비를 이용함으로써 관리가 가능하다. 동시에, 이 설비들은 상기 공동의 범위를 정하는 시트 금속층의 엣지에 어떠한 홀도 근접하여 위치하지 않도록 할 수 있으며, 그 이유는 상기 엣지가 그 위치에서 공격당하지 않도록 하기 위함이다. 따라서, 측정 센서를 위한 공동 주변에서 1 내지 5㎜의 영역내에 홀이 존재하지 않도록 함이 특히 바람직하다.

허니컴 바디의 내구성을 위하여, 각각의 시트 금속층이 결합에 의해, 바람직하게는 납땜(brazing)에 의해 서로 연결됨이 바람직하며, 이는 통상적으로 허니컴 바디의 단부측에서 이루어진다. 이는 어떠한 홀도 시트 금속층의 단부측 엣지 영역과 교차하지 않아야 되는 이유이다. 한편, 상기 홀은 단부측에 도포된 접착제 또는 단부측에 제공된 땝납이 시트 금속층들간의 접촉선을 따라 허니컴 바디의 내부로 침투하지 않도록 매우 신중하게 억제할 수 있으며, 이러한 침투는 기계적 이유에서 바람직하지 않다. 상기 홀이 모세관 효과를 중단시킴에 따라서, 홀과 허니컴 바디의 단부측간의 거리는 땜납에 의해 연결된 영역을 한정하는데 매우 신중하게 사용될 수 있다.

이는 관형 케이싱에 대한 시트 금속층의 부착에도 적용된다. 이 경우에서도, 관형 케이싱에 대한 매우 안정적인 연결로 인하여, 엣지 영역이 홀에 의해 교차되지 않는 것이 더 바람직하다. 이 경우에서도, 더욱이, 상기 홀은 땜납이 모세관 작용에 의해 허니컴 바디의 내부로 너무 멀리 침투하지 않고 시트 금속층의 고정에 이용되는 위치에서 정확하게 남도록 보장한다.

촉매 변환기에서 허니컴 바디 체적의 크기(시트 금속층과, 형성되거나 둘러싸인 통로, 개구부 홀 등의 체적의 합)는 예를 들어 배기 섹션에서의 위치에 따라 좌우되며; 엔진 구간내에 배치되거나 엔진 부근(최대 0.5m 이내의 거리)에 배치된다면, 이 크기는 통상적으로 엔진의 용량보다 더 작다. 예를 들어, 용량의 50% 이하, 특히 1리터 또는 0.5리터 이하이다. 자동차의 차체하부에 배치된다면, 허니컴 바디 체적은 엔진의 용량보다 더 커질 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 5리터일 수 있다. 이와 다른 크기도 예를 들어 트럭, 오토바이, 제초기, 휴대용품(울타리 클리퍼, 전동톱 등) 등과 같은 다른 응용분야에 적용될 수 있으며, 당업자가 적절하게 변형시킬 수 있다. 이는 배기 시스템에서 전기 히터, 열교환기, 유동 혼합기, 흡수기, 입자 차단기, 미립자 필터로서 사용되는 허니컴 바디에도 적용된다. 이 경우에서도, 당업자는 허니컴 바디 체적이 적절하게 채용될 수 있도록 하는 실험의 범위를 알고 있다.

시트 금속층에 홀의 패턴을 구성하거나 설계할 때, 허니컴 바디의 바람직한 응용분야를 고려하여야 한다. 이러한 관계에 있어서, 경험으로부터 얻은 지식을 활용할 수 없었기 때문에, 실험의 결과, 상당히 저감된 촉매 물질의 전개와 동시에 통합된 믹싱 또는 촉매 변환의 효과가 홀을 구비한 시트 금속 포일에서 상당히 우수하며, 그 최대치는 파형의 구조 폭보다 더 크고, 특히 홀의 반대 형상간의 최단 거리가 상기 구조 폭보다 더 크다. 바람직하게, 이는 적어도 부분적으로 구조화된 시트 금속층의 홀에도 적용됨으로써, 상기 홀은 파형 또는 구조에 상사된다. 상기 적어도 하나의 부분적인 체적내의 모든 홀이 상기 구조 폭보다 더 큰 크기를 갖는 것이 특히 바람직하다. 상기 홀의 크기가 구조 폭의 2배 이상, 바람직하게는 4배, 특히 6배인 시트 금속 포일의 허니컴 바디에서 매우 우수한 결과가 얻어졌다.

허니컴 바디의 유리한 개선에 따르면, 상기 홀의 적어도 일부가 슬롯으로서 설계되고, 상기 슬롯의 최대 크기가 각각의 경우에서 전용의 주축 방향으로 연장되며, 슬롯으로서 설계된 홀이 허니컴 바디가 강성이 서로 다른 영역들을 갖도록 배치된다. 이와 관련하여, 슬롯은 2개의 대향하는 원형, 바람직하게는 반원형 팁 영역을 가진 홀을 의미한 것으로 이해되고, 그 최대치 또는 전환점이 주축을 형성하며, 상기 슬롯은 바람직하게 이들 팁 영역사이에서 서로 평행하게 연장하는 엣지를 갖는다. 바람직하게, 상기 주축 방향에서의 최대치는 상기 주축에 수직인 크기보다 적어도 변수 2만큼 더 크다. 그 결과, 이웃한 슬롯 사이에 웨브가 형성된다. 이와 관련하여, 허니컴 바디의 강성이 다수의 영역에서 상이하도록, 상기 슬롯의 방향이 허니컴 바디 또는 시트 금속층의 원주방향, 반경방향, 중심축 방향에 대하여 또는 이들 방향중 적어도 두개의 방향에 대하여 위치하도록 제안한다. 이와 관련하여, 용어 "강성"은 전술한 방향중 적어도 하나에서 상기 영역이 외력에 굴복하는 크기를 의미한다. 예를 들어, 제 1 영역(특히, 가스 입구측) 및 바람직하다면, 제 3 영역(특히, 가스 출구측)에서, 상기 슬롯은 허니컴 바디가 매우 낮은 강성을 갖도록 배치되는 반면, 제 2 영역(특히, 내부)에서, 상기 허니컴 바디는 상대적으로 강하게 설계된다. 예를 들면, 자동차의 배기 시스템에서 이러한 유형의 허니컴 바디의 열팽창 특성을 고려한다면, 단부측이 허니컴 바디의 중심 영역보다 변동하는 열부하로 인하여 상당히 더 많이 팽창 및 수축하게 된다. 상이한 영역은 이러한 유형의 상이한 열팽창 또는 상이한 수준의 힘(예를 들어, 배기 가스 유동에서의 맥동의 결과)을 보상하거나 차단할 수 있도록 한다.

이와 관련하여, 슬롯으로서 설계된 홀이 원주방향 및/또는 반경방향 및/또는 중심축 방향에서 서로에 대하여 적어도 부분적으로 오프셋되거나 및/또는 그들의 주축에 대하여 소정 각도로 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 이는

- 상기 홀이 엣지 영역에 평행한 라인에 배치되고, 부착 영역에 평행한 방향에서 이웃한 상기 라인들(또는 이웃한 라인들의 그룹)이 상기 엣지 영역의 방향에서 서로에 대하여 (서로간에 동일하거나 상이한 간격으로)오프셋되며,

- 상기 홀이 부착 영역에 평행한 라인에 배치되고, 상기 엣지 영역에 평행한 방향에서 이웃한 상기 라인들(또는 이웃한 라인들의 그룹)이 상기 부착 영역의 방향에서 서로에 대하여 (서로간에 동일하거나 상이한 간격으로)오프셋되며,

- 상기 홀이 서로에 대하여 비스듬하게 배치되고, 특히 그의 주축이 상기 엣지 또는 부착 영역의 방위에 대하여 직각을 이루지 않으며,

- 상기 영역중 적어도 일부에서, 상기 홀이 격자 형태를 형성하고,

- 상기 홀이 허니컴 바디에 대하여 웨브의 상이한 방위 및/또는 웨브의 상이한 두께를 발생시키며,

- 상기 홀이 허니컴 바디의 강성을 그 축 및/또는 그 반경 및/또는 그 원주에서 상이하게 하기 위하여, 여기에 기술된 바와 같이 부분적 조합에 따라 배치됨을 의미한다.

이하, 본 발명의 예시적 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하되, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

도 1은 본 발명에 따른 허니컴 바디(15)의 제조에 사용되는 것과 같이, 평탄하거나 파형일 수 있는 시트 금속층(1)을 도시하고 있다. 이 시트 금속층(1)은 폭(L)을 갖고, 상기 폭은 시트 금속층으로부터 제조되는 허니컴 바디(15)의 축 길이(L)를 결정한다. 다른 방향에서 상기 시트 금속층(1)의 크기는 제조될 허니컴 바디(15)의 제조 유형에 따라 좌우된다. 허니컴 바디(15)가 나선형으로 권취되어 제조될 경우에는 매우 길고, 다수의 시트 금속층(1)으로 스택을 형성한 다음 이를 허니컴 바디(15)로 랩핑하는 경우에는 상대적으로 짧을 수 있다. 상기 시트 금속층(1)의 두께(26)는 20 내지 80㎛, 바람직하게는 40 내지 60㎛일 수 있다.

일부 영역(본 실시예에서는 섹션(29)으로 특정됨)에서, 상기 시트 금속층(1)은 다수의 홀(6)을 갖고, 이 홀들은 각각 1 내지 120㎟의 홀 표면적(23)을 갖는다. 상기 홀(6)의 직경은 3 내지 8㎜, 바람직하게는 4 내지 6㎜이다. 적어도 이 영역에서, 상기 홀(6)은 규칙적인 패턴으로 배열되며, 바람직하게, 서로로부터 동일한 거리(D7)에 위치된다. 그러나, 유입 단부측(12)과 유출 단부측(13)에서 패턴을 다르게 할 수도 있으며, 이 경우, 예를 들면, 홀의 갯수, 홀의 직경 및/또는 거리(D7)가 증가된다. 이러한 증가는 연속적으로 또는 단계적으로 이루어질 수 있다. 또한, 소정의 응용예에서, 이 수치들이 중앙 영역에서 증가한 다음, 유출 단부측(13)으로 가면서 다시 감소되는 것도 유리하다. 상기 홀(6)은 최대 직경(R6)이 8㎜인 원형 또는 타원형 또는 장원형인 것이 바람직하다. 상기 홀(6)간의 거리(D7)는, 시트 금속층 표면적(24)이 천공되지 않은 표면에 비해 10 내지 80%, 바람직하게는 30 내지 60%만큼 저감되도록, 선택된다.

상기 시트 금속층(1)은 홀(6)이 없는 유입측 엣지 영역(2)을 갖는다. 이와 유사하게, 유출측 엣지 영역(3)도 홀(6)이 없는 것이 바람직하다. 이는 시트 금속층(1)의 제조공정을 단순화하며, 시트 금속층을 엣지 영역에서 서로 연결할 수 있도록 하고, 불규칙한(불균일한) 형상의 유입 단부측(12) 또는 유출 단부측(13)이 허니컴 바디(15)의 제조과정에서 형성되지 않도록 한다. 상기 유입측 엣지 영역은 1 내지 5㎜의 폭(R2)을 갖고, 상기 유출측 엣지 영역(3)은 1 내지 5㎜의 폭(R3)을 갖는다. 또한, 시트 금속층(1)은 하나 이상의 부착 영역(4)을 갖고, 이를 통하여, 상기 시트 금속층(1)은 차후에 관형 케이싱(14)에 고정될 수 있다. 바람직하게, 폭(R4)을 가진 이 부착 영역(4)은 홀(6)이 없다. 시트 금속층(1)이 관형 케이싱(14)의 양단부에 고정되는 허니컴 바디(15)를 설계함에 있어서, 폭(R5)을 가진 제 2 부착 영역(5)에도 홀(6)이 없다.

상기 시트 금속층(1)이 측정 센서(9)를 수용하기 위한 공동(7)을 가진 허니컴 바디를 제조하는데 사용된다면, 해당 공동(7)이 시트 금속층(1)에 구비되어야 한다. 본 발명에 따르면, 이 공동은 홀이 없는 엣지(8)에 의해 둘러싸이며, 이 엣지는 시트 금속층(1)의 제조를 용이하게 하고 균일한 공동(7)의 형성을 용이하게 한다. 허니컴 바디(15)를 통과하여 유동할 수 있는 유체의 유동방향(S)이 도면에 화살표로 표시되어 있다. 바람직하게, 홀이 없는 엣지(8)의 경로 길이(B)는 상기 공동의 전체 원주상에서 1㎜ 이상이다.

도 2는 본 발명에 따른 허니컴 바디(15)의 사시도로서, 천공된 부분 체적(T)의 치수(22)가 개략적으로 표시되어 있다. 이 경우에서, 상기 치수(22)는 허니컴 바디의 단면 중심으로부터 시작되지만, 부분 체적(T)이 내부의 환형 중공 실린더 형태로서 형성되는 것도 가능하며, 여기서 상기 치수(22)는 단면의 직경 또는 반경의 일부를 형성한다. 예로서 도시된 상기 허니컴 바디(15)는 평탄한 시트 금속층(10)과 파형 시트 금속층(11)으로부터 나선형으로 권취되며, 이들은 부착 영역(4)에서 관형 케이싱(14)에 연결된다.

도 3은 람다 센서(9)를 수용하기 위한 공동(7)을 구비한 촉매 변환기(28)를 개략적으로 도시한 부분 절개도이다. 배기가스는 유입 단부측(12)으로부터 시작하여 유출 단부측(13)까지 유동방향(S)으로 촉매 변환기(28)를 통하여 유동할 수 있다. 상기 유입 단부측(12)에는 홀이 없는 엣지 영역(2)이 존재하고, 유출 단부측에는 홀이 없는 엣지 영역(3)이 존재한다. 이 엣지 영역들 사이에 천공된 부분 체적(T)이 존재하며 실질적으로 허니컴 바디(15)의 전체 축 길이(L)에서 연장된다. 상기 허니컴 바디(15)는 공동(7)을 가지며, 상기 공동은 허니컴 바디(15)가 완성된 후 또는 그 전에 각각의 시트 금속층(10,11)에 공동(7)을 적절히 위치시킴으로써 형성된다. 측정 센서(9), 특히 산소 측정 센서(9)가 이 공동(7)속에 도입될 수 있다. 상기 공동(7)의 엣지를 균일하게 하기 위하여, 시트 금속층(10,11)이 어떠한 홀(6)도 갖지 않은 홀이 없는 엣지(8)가 공동(7)을 둘러싼다. 도시된 측정 센서(9)용 공동과 홀(6)을 구비한 허니컴 바디(15)의 조합이 특히 유리한데, 그 이유는 상기 측정 센서(9) 상류의 홀(6)이 허니컴 바디(15)에서의 크로스 믹싱을 가능하게 하고, 그 결과 상기 측정 센서(9)가 허니컴 바디내에서 유체 조성의 대표적 측정치를 총괄적으로 측정할 수 있기 때문이다.

도 4는 홀(6)을 구비한 파형 시트 금속층(1)을 개략적으로 도시한 사시도이다. 상기 시트 금속층(1)의 파형 또는 구조는 예를 들어 구조 높이(H)와 구조 폭(A)으로 설명될 수 있다. 전술한 장점, 특히 배기가스 스트림의 크로스 믹싱과 이러한 유형의 허니컴 바디(15)의 저렴한 제조와 관련된 장점은 홀(6)의 최대 크기(R6)가 구조 폭(A)보다 더 크다면 특히 성공적으로 실현될 수 있다. 도시된 예시적 실시예에서, 상기 홀(6)은 시트 금속층(1)의 사인 파형의 구조 폭(A)의 약 3배에 해당하는 크기(R6) 또는 직경을 갖는다. 이 경우에서, 상기 홀(6)은 규칙적인 패턴으로 배열되며, 상기 패턴에서 각각의 파형 마루 또는 파형 골은 시트 금속층(1)의 천공되지 않은 엣지(R3,R2,R5,R4(미도시))에 의해 한정되어 허니컴 바디(15)내에서 부분 체적(T)을 형성하는 섹션(29)내의 축 길이에서 적어도 하나의 홀(6)에 의해 중단된다. 홀(6)에 의해 사라진 시트 금속층 표면적(24)의 비율과 관련하여, 특히, 상기 섹션(29)내의 시트 금속층 표면적(24)은 30 내지 60% 저감되었고, 바람직하게, 전체 시트 금속층 표면적(24)(즉, 엣지를 포함한 표면적)은 20 내지 40% 저감되었다.

상기 섹션(29)에서 최대가능 천공양을 얻기 위해서는, 도 4에 도시된 바와 같이, 홀간의 거리(D7)가 수(a few) 구조 폭(A)보다 크지 않도록, 특히 5 구조 폭 이하, 바람직하게는 시트 금속층(1)의 3 구조 폭(A) 이하로 설계하는 것이 유리하다. 허니컴 바디(15)의 특정 응용예에서, 안정성의 이유로, 소정의 경우, 상이한 방향에서의 거리(D7)가 그들의 크기면에서 서로 다르게 설계될 수도 있으며, 이 경우, 홀(6)간의 균일한 거리(D7)가 일방향에서 유지되는 것이 바람직하다.

또한, 도면은 엣지(R2) 부근에서 미세구조(27)를 도시하고 있으며, 그 높이는 구조 높이(H)보다 상당히 작다. 예를 들어, 이는 부착 영역을 한정하기 위해 사용되며, 서로 이웃하여 배치된 시트 금속층(1) 사이에 소형 간극이 형성됨으로써, 이 간극은 납땜 과정에서 모세관 효과에 의해 바람직하지 않은 연결부를 생성하는 섹션(29)으로의 액체 땜납 축적을 방지한다.

도 5는 촉매 변환기 제조를 위해 특히 적당한 공정을 개략적으로 도시한 도면이다. 제 1 단계에서, 홀(6)이 시트 금속층(1)에 형성되며, 본 실시예에서, 이 단계는 스탬핑 장치(16)에 의해 기계적으로 실시된다. 다음 단계에서, 3개의 맞물리는 성형공구(17)에 의해 천공된 시트 금속층(1)에 구조가 형성되며, 따라서, 구조 높이(H)와 구조 폭(A)을 구비한 파형 시트 금속층(1)이 성형된다. 그 다음, 적어도 부분적으로 천공된 파형 시트 금속층(11)은 (천공되거나 천공되지 않은)평탄한 시트 금속층(10)과 함께 적층되어 허니컴 바디(15)를 형성한다. 그 다음, 이러한 시트 금속층(10,11)은 함께 권취되어 관형 케이싱(14)속으로 도입된다. 상기 시트 금속층(10,11)이 적층 및/또는 권취된 후, 인접한 시트 금속층(10,11)의 홀(6)이 서로에 대하여 배열되는 것이 중요하다. 대체로, 상기 홀이 (거의 완전히) 서로 중첩되도록 배향되는 것도 가능하다. 이는, 예를 들어, (와류에 의해 발생될 수 있는)고도의 압력손실을 회피하고자 한다면, 바람직하다. 한편, 유동이 허니컴 바디(15)로 유입될 때 실질적으로 균일하다면, 스월(swirling)을 유도하는 최대가능 갯수의 유입 엣지가 허니컴 바디(15)의 내부에 제공됨이 유리하다. 후자의 경우, 따라서, 상기 인접한 시트 금속층(10,11)의 홀(6)이 서로에 대하여 오프셋되는 것이 바람직하다. 서로에 대한 홀(6)의 상대위치에 대한 가능한 변형에 부가하여, 상기 홀(6)이 상사되거나 중첩될 때, 다른 형태의 홀(6)을 사용하는 것을 고려함이 바람직하다. 예를 들어, 홀간의 상이한 거리(D7), 홀(6)의 상이한 최대 크기(R6) 또는 상이한 형상과 아울러, 서로 인접하게 배치된 시트 금속층(10,11)에서 서로에 대한 상대위치가 서로 조합될 수 있다.

천공되지 않은 영역 또는 엣지(R1,R2,R3,R4)에 땜납물질(미도시)이 제공된 납땜 공정 후, 시트 금속층과 관형 케이싱(14)은 로(18)에서 함께 열처리되며, 특히 진공 및/또는 차폐 가스 대기하에서 고온 납땜된다. 또한, 이러한 방식으로 제조된 지지체(19)에는, 궁극적으로 자동차의 배기 시스템에서 촉매 변환기로서 사용될 수 있도록, 촉매 활성 코팅(20)이 제공될 수도 있다.

상기 지지체(19)는 매우 거친 표면을 가진 워시코트(washcoat)로서 알려진 코팅으로 피복된다. 한편, 이와 같이 거친 표면은 충분한 공간이 촉매(예를 들어, 플래티늄, 로듐 등)를 고정하기 위해 이용될 수 있도록 하며, 부차적으로, 통과하는 배기가스를 스월링하는데 이용될 수 있도록 하고, 촉매와의 강력한 접촉을 형성하도록 한다. 일반적으로, 상기 워시코트는 예를 들어 희토류 옥사이드, 지르코늄 옥사이드, 니켈 옥사이드, 철 산화물, 게르마늄 옥사이드 및 바륨 옥사이드와 같은 하나 이상의 조촉매 옥사이드와 전이계열의 알루미늄 옥사이드 혼합물로 구성된다.

촉매작용을 촉진하는 넓은 표면적을 가진 워시코트층은, 허니콤 바디(15) 또는 지지체(19)가 액체 워시코트 분산액에 침지되거나 또는 분산액이 분사됨으로써 공지의 방식으로 도포된다. 그러나, 천공된 시트 금속층(11)의 경우에서, 워시코트 분산액이 홀(6)을 덮거나 폐쇄시킬 위험이 있다. 이는 허니컴 바디(15)의 부분 체적(T)에서 천공의 수준을 예상보다 저하시키게 되고, 그 결과, 허니컴 바디(15)의 단부측(12)의 허니컴 형태와 접촉하게 되는 배기가스에 의해 생성되는 배기가스 분류간의 크로스 믹싱을 저하시키고, 과량의 워시코트 분산액이 소요되게 한다. 따라서, 코팅 작업은 워시코트 분산액과 지지체(19)간에 상대운동을 발생시키는 진동설비(21)를 이용하여 이루어진다. 이러한 상대운동은 연속 및/또는 비연속 진동, (예를 들어, 햄머 블로우와 유사한) 펄스 여기 또는 지지체(19)의 자극 등을 포함하며, 이들은 소정의 순서 및/또는 상이한 방향으로 서로 조합될 수도 있다.

예를 들어, 초음파 범위의 주파수에 의해 워시코트 분산액이 직접 여기되는 것이 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다. 여기는 20㎑ 내지 10㎒의 주파수 범위에서 이루어진다. 특히, 간접 여기의 경우에서, 즉, 지지체(19)의 진동에 의해 발생되는 여기의 경우에서, 가청범위의 주파수가 적당한 것으로 밝혀졌으며, 이 경우, 20㎐ 내지 15㎑의 주파수에서의 여기가 매우 긴 기간동안 워시코트 분산액의 점도 강하를 보장한다. 그 결과, 분산액의 균일한 분포가 보장된다. 또한, 워시코트 분산액에 의해 더 이상 어떠한 홀(6)도 덮히지 않도록 보장하기 위하여, 지지체(19)가 특히 코팅 베스로부터 나온 후 펄스형 방식으로 최후에 여기됨이 특히 바람직한 것으로 밝혀졌다.

과다한 워시코트 분산액이 제거된 후, 상기 워시코트는 허니컴 바디내에서 건조되며, 약 450℃ 이상의 온도에서 마지막으로 하소된다. 하소 과정에서, 워시코트 분산액의 휘발성분이 제거됨으로써, 높은 비표면적을 가진 내열성 촉매반응 촉진층이 생성된다. 바람직하다면, 이 과정은 소정의 층두께를 얻기 위하여 수회 반복된다.

도 6은 슬롯으로서 형성된 홀(6)을 구비한 시트 금속층(1)의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다. 이 도면은 부착영역(4,5)과 엣지 영역(2,3)을 포함하는 시트 금속층(1)을 도시하고 있고, 이와 관련하여, 상기 홀(6)이 시트 금속층(1)의 전체 길이 및/또는 폭에서 연장할 필요가 없음을 이해하여야 한다. 상기 시트 금속층(1)은 대략 4개의 섹터(Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)로 분할된다. 슬롯으로 설계되고, 최대 크기(R6)가 각각의 경우에서 전용 주축(30)의 방향으로 연장된 홀(6)이 섹터에서 서로에 대해 상이하게 배열되어 있다. 슬롯으로 설계된 홀(6)은 적어도 일부의 경우에서 원주(37) 및/또는 반경(36) 및 중심축(35)의 방향으로 서로에 대해 오프셋되어 있으며, 주축(30)에 대하여 소정 각도(31)로 배열되어 있다. 제 1 섹터에서, 그 주축(30)은 동일한 방위를 가지며, 따라서 서로 평행하다. 도시된 홀(6)의 라인은 영역(32,33,34)내에서 일정하게 반복되지만, 상기 라인이 서로에 대해 비스듬하게 배열될 수도 있으며, 및/또는 라인의 홀(6)이 서로에 대해 오프셋될 수도 있다. 제 2 섹터에서, 슬롯이 제 1 섹터의 슬롯과 다른 방위로 도시되어 있으며, 제 2 섹터내의 라인은 서로에 대해 오프셋되어 있다. 제 3 섹터에서, 전술한 슬롯의 배열이 조합될 수 있음을 알 수 있다.

제 4 섹터는 상대적으로 강한 슬롯의 배열, 즉 격자를 도시하고 있다. 이웃한 홀(6)의 주축(30)은 서로에 대해 각도(31)를 이루며, 바람직하게, 이 각도는 30°내지 60°이다. 이러한 유형의 격자는 라인내에서 배향된 슬롯으로 설계된 홀(6)에 의해서도 형성될 수 있으며, 그들의 주축(30)이 엣지 영역(2,3)과 관련하여 비스듬하고, 이 경우에서, 라인내의 모든 슬롯은 동일하게 배열된 반면, 평행하게 연장된 인접 라인들은 오프셋되어 있고, 상기 슬롯은 엣지 영역(2,3)에 대하여 상이한 각도를 이룬다. 이웃한 라인의 슬롯은, 제 1 라인의 홀(6)의 주축이 이웃한 셀에 배치된 슬롯의 주축 및/또는 이웃한 슬롯의 슬롯 중심과 교차하는 제 1 라인내의 슬롯의 주축에 대하여 수직하게 배향하도록, 배열됨이 바람직하다.

상기 홀(6)의 배치구조는 시트 금속층(1)이 섹터에서 상이한 수준의 민감도를 가진 외력에 반응함을 의미한다. 제 1 섹터에서, 이는 부착영역(5,4) 방향으로부터 발생된 힘에 대해서는 상대적으로 강하지만, 그에 수직인 힘에 대해서는 보다 탄성적이다. 섹터 Ⅱ에서는 정반대이다. 따라서, 허니컴 바디(15)의 강도특성은 홀(6)의 배향성에 따라 영역(32,33,34)별로 설정될 수 있다. 상기 영역(32,33,34)은 축길이(L), 원주(37) 또는 반경(36) 방향에서 허니컴 바디를 분할할 수 있다. 도 7에는 3개의 영역만이 도시되었으나, 소정 조건하에서, 2개 또는 그 이상의 영역을 제공할 수도 있다.

본 발명에 따르면, 대부분의 공지의 허니컴 바디 형태에서 유체 처리에 대한 높은 코팅효과를 얻을 수 있으며, 코팅물질을 소량 사용하면서도 허니컴 바디의 기계적 안정성, 열용량, 열전도성 등이 각각의 응용분야에서의 필요조건을 만족시킬 수 있다.

참조번호 목록

1: 시트 금속층

2: 유입측 엣지 영역

3: 유출측 엣지 영역

4,5: 부착 영역

6: 홀

7: 공동

8: 홀이 없는 엣지

9: 람다 센서

10: 평탄한 시트 금속층

11: 파형 시트 금속층

12: 유입 단부측

13: 유출 단부측

14: 관형 케이싱

15: 허니컴 바디

16: 스탬핑 장치

17: 성형공구

18: 로

19: 지지체

20: 코팅

21: 진동설비

22: 치수

23: 홀 표면적

24: 시트 금속층 표면적

25: 형상

26: 두께

27: 미세구조

28: 촉매 변환기

29: 섹션

30: 주축

31: 각도

32: 제 1 영역

33: 제 2 영역

34: 제 3 영역

35: 중심축

36: 반경

37: 원주

38: 웨브

39: 오프셋

A: 구조 폭

H: 구조 높이

B: 경로

L: 축 길이

R2: 유입측 엣지 영역의 폭

R3: 유출측 엣지 영역의 폭

R4: 부착영역의 폭

R5: 부착영역의 폭

R6: 홀의 최대 크기

D1: 2개의 홀(6)간의 거리

S: 유동 방향

T: 부분 체적

Claims

축 길이(L)를 갖고 시트 금속층(1; 10,11)으로 이루어진 금속 허니컴 바디(15)로서, 유체, 특히 내연기관으로부터 발생된 배기가스가 유입 단부측(12)으로부터 유출 단부측(13)까지의 유동 방향(S)으로 허니컴 바디(15)를 통과할 수 있도록 구성되며, 상기 시트 금속층(1; 10,11)의 적어도 일부 영역이 다수의 개구부(6)를 갖는 허니컴 바디에 있어서,

상기 허니컴 바디(15)는 축 길이(L)의 55% 이상을 형성하며 20㎜ 이상의 방사상 크기(22)를 가진 부분 체적(T)내에서 모든 시트 금속층(1; 10,11)에 홀(6)을 갖고,

상기 홀(6)은 각각 1 내지 120㎟의 홀 표면적(23)을 가지며,

상기 부분 체적(T)에서, 상기 시트 금속층 표면적(24)은 홀이 없는 시트 금속층에 비해 10 내지 80%, 바람직하게는 35 내지 60% 만큼 홀(6)에 의해 감소되며,

상기 부분 체적(T)은 허니컴 바디의 단부측(12,13)들로부터 각각 소정 거리(R2,R3)만큼 이격됨으로써 상기 홀(6)이 상기 시트 금속층의 단부측 엣지에 접촉하거나 그 엣지를 절단하지 않는 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항에 있어서, 상기 부분 체적(T)이 전체 허니컴 바디 체적(W)의 60% 이상, 바람직하게는 90% 이상인 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 홀(6)이 각각 5 내지 60㎟의 홀 표면적(23)을 갖는 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)이 원형(25)인 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)이 원형, 장원형 또는 타원형인 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)이 전체영역 시트 금속층으로부터 재료를 제거함으로써 제조된 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)이 시트 금속층(1)의 제조과정에서 초기에 형성된 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트 금속층(1; 10,11)의 두께(26)가 20 내지 80㎛, 바람직하게는 40 내지 60㎛인 것을 특징으로하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)이 서로로부터 0.5㎜의 최소거리에 각각 위치하고, 바람직하게 상기 홀들간의 모든 거리(D7)가 거의 동일한 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 바디(15)가 서로 교호하는 평탄한 시트 금속층(10)과 파형 시트 금속층(11)을 포함하거나, 서로 교호하는 상이한 파형의 시트 금속층들을 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 10 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 바디(15)가 200 내지 1000 cpsi(평방인치당 셀의 수)의 셀 밀도, 바람직하게 400 내지 800 cpsi의 셀 밀도를 가진 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 11 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트 금속층(1; 10,11)이 유동에 영향을 주는 부가적 미세구조(27), 특히 횡단구조 및/또는 돌출부 및/또는 유동 안내면을 가진 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 12 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 바디(15)가 센서, 특히 람다 센서(9)를 수용하기 위한 공동(7)을 갖고, 상기 공동(7)이 부분 체적(T)내에 또는 부분 체적(T)의 하류에 배치된 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 13 항에 있어서, 상기 공동(7)과 인접한 시트 금속층(1; 10,11)의 엣지(8)는 공동(7)까지 1 내지 5㎜의 경로(8)상에 홀이 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 14 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 시트 금속층(1; 10,11)은 단부측(12,13)의 적어도 일부 영역에서의 결합에 의해, 바람직하게는 납땜에 의해 서로 연결되며, 특히 홀이 없는 엣지 영역(2,3)에서 연결된 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 15 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 허니컴 바디(15)가 관형 케이싱(14)내에 배치되며, 상기 관형 케이싱에 대하여 시트 금속층(1; 10,11)의 부착 영역(4,5)이 결합에 의해, 특히 납땜에 의해 내부적으로 고정되고, 상기 부분 체적(T)이 상기 관형 케이싱(14)에 접촉하지 않으며, 즉 상기 관형 케이싱(14)에 접촉하는 시트 금속층(1; 10,11)의 부착 영역(4,5)에 홀이 존재하지 않는 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 16 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)의 최대 크기(R6)가 상기 구조 폭(A)보다 더 크고, 특히 각각의 크기(R6)가 상기 구조 폭(A)보다 더 큰 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 17 항에 있어서, 상기 하나 이상의 부분 체적(T)에서 모든 홀(6)이 상기 구조 폭(A)보다 더 큰 크기(R6)를 가진 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 17 항 또는 제 18 항에 있어서, 상기 홀(6)의 크기(R6)가 상기 구조 폭(A)보다 2배이상, 바람직하게는 4배, 특히 6배인 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 1 항 내지 제 19 항중 어느 한 항에 있어서, 상기 홀(6)중 적어도 일부가 슬롯으로서 설계되고, 상기 슬롯의 최대 크기(R6)가 각각의 경우에서 전용 주축(30)의 방향으로 연장되며, 슬롯으로서 설계된 상기 홀(6)은 상기 허니컴 바디가 강성이 서로 다른 영역(32,33,34)들을 갖도록 배치되는 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.
제 20 항에 있어서, 상기 슬롯으로서 설계된 홀(6)은 원주(37) 및/또는 반경(36) 및/또는 중심축(35) 방향에서 서로에 대하여 적어도 부분적으로 오프셋되고, 및/또는 그들의 주축(30)에 대하여 소정 각도(31)로 배열된 것을 특징으로 하는 허니컴 바디.