KR20080091091A - 디젤엔진 배기가스용 여과 장치 - Google Patents

디젤엔진 배기가스용 여과 장치 Download PDF

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metal foam
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지시스 사마라스
그리고리오스 콜트사키스
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아리스토틀 유니버시티 테살로니키
베일 인코 리미티드
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Abstract

본 발명은 금속 폼(metal foam)을 기반으로 한 디젤 엔진용 여과 장치에 관한 것이다. 딥 베드(deep bed) 여과식 금속 폼을 이용하여 압력 강하가 작은 고효율의 여과를 달성하기 위해, "미세공 구배"에 따른 반경방향 유동 개념이 이용된다. 상기 폼은, 매연의 산화(재생)를 향상시키고 다른 배기가스 오염물(일산화탄소, 탄화수소, 이산화질소)을 저감시키기 위해 촉매 활성 물질로 코팅될 수도 있다. 이것은 목적한 분야에 따라 필터 내에 불균일한 양의 촉매 물질을 사용하는 것에 의해 이루어질 수 있다. 1차 필터 세그먼트(8)의 금속 서포트 내에는 추가의 2차 필터 세그먼트(13)가 배치될 수 있다. 외측 셸(1)의 입구 및 출구에 있는 금속 다이어프램(11, 12, 16)은, 각각의 유동 저항에 따라 1차 필터 세그먼트(8)와 2차 필터 세그먼트(13) 사이에서 유동이 분할될 수 있도록 설계된다. 필터는, 깨끗할 때 매우 높은 효율이 보장되고 장시간 저온 작동과 같은 여러 가지 이유로 필터에 매연이 축적된 경우에도 폐색되지 않도록 설계될 수 있다.

Description

디젤엔진 배기가스용 여과 장치 {FILTERING DEVICE FOR DIESEL ENGINE EXHAUST GAS}
본 발명은, 흡입관 및 배출관을 구비하여 공동을 형성하는 금속 셸, 및 상기 흡입관과 배출관 사이의 연통로에 설치된 적층식 금속 폼 시트(layered metal foam sheet)로 만들어진 여과 장치 본체를 포함하는, 금속 폼 형태의 디젤 엔진 배기가스용 필터에 관한 것이다.
국제출원 공개공보 WO 2004089564 및 WO 2005037467에는 각각, 금속 폼 재료 및 그 제조 방법이 개시되어 있다. 이 방법에 따라, 금속 폼은 원하는 길이 및 폭을 가진 시트로 제조된다.
디젤의 입자를 여과하기 위한 것으로서 폼 형태의 필터가 공지되어 있지만, 이들 필터의 대부분은 세라믹 재료로 만들어져 있다. 일반적으로, 양호한 여과 효율을 얻기 위해 충분히 작은 크기의 미세공을 가진 세라믹 폼은, 다수의 인접한 미세공으로 인해 비교적 높은 압력 강하를 나타낸다. 또한, 필터에 다량의 매연이 축적되면, 이러한 폼은 "블로우 오프(blow-off)" 거동, 즉 마이너스 효율이 관찰될 때까지 그 여과 효율이 낮아지는 것으로 알려져 있다.
세라믹 폼의 다른 단점은, 최종 필터의 형상에 제한을 준다는 것이다. 따라 서, 자동차 분야에서 요구되는 제한된 공간 내에서 커다란 여과 면적을 얻는 것이 매우 어렵다.
표면 여과 메커니즘 방식의, 대부분의 상용화된 디젤 입자 필터와는 달리, 폼 필터는 딥-베드(deep-bed) 여과 방식으로 작동된다. 이것은, 매연이 폼 구조의 표면이 아니라 내부에 채집된다는 것을 의미한다. 엔진 시험에 따른 종래의 경험에 의하면, 미세공을 가진 매우 효율적인 필터는 매우 다량의 매연을 그 출구 쪽이 아닌 입구 근방에 축적하게 된다. 이렇게 불균일한 매연의 축적은, 필터의 부하가 높은 영역에서 압력 강하가 비정상적으로 증가되기 때문에, 바람직하지 않다.
공지된 종래 기술에서, 제안된 재료는, 상세한 제조 방법이 특정되지 않은, 일반적으로 언급되는 다공성 금속이다.
또한, 전기 히터를 사용하여 필터의 열 재생을 지원하기 위한 요구에 의해, 몇몇 공지된 실시예가 구현되었다. 그러므로 2개 이상의 원통형 필터 부재를 사용할 필요가 있었다. 재료, 필터 부재 및 다중 필터 부재의 제조 공정과 관련된 한계로 인해, 필터 부재의 두께는 0.5㎜ 내지 20㎜, 바람직하게는 1㎜ 이상으로 제한되었다.
바람직하게 100㎛ 내지 600㎛의 크기로 사용되도록 제안된 미세공의 크기는 상당히 작다. 마찬가지로, 여과 두께는 매우 작다. 또한, "3차원 트래핑 효과(3-D trapping effect)"에 대한 간단한 참조는 실제의 여과 메커니즘의 이해를 구하기에 충분하지 못하다.
다른 공지된 종래 기술에서는, 소위 "공극률 구배(porosity gradient)"로 이 루어지며 촉매제가 코팅된 폼 재료를 사용하는 2개의 부재가 고려되었다.
또 다른 공지된 종래 기술은, 공극률 구배를 제공하지 않는 세라믹 폼을 사용하는 것을 고려하고 있다.
본 발명의 목적은, 전술한 문제점을 해결하고, 딥-베드 여과 금속 홈을 사용하여 압력 강하가 작은 고효율의 여과를 달성하기 위한 것이다. 이것은, 축방향 및/또는 횡방향의 "공극률 구배"를 이용하는 방사 유동 개념을 기반으로 한다. 응용에 따라, 폼은, 매연의 산화(재생)를 향상시키고, 일산화탄소, 탄화수소, 산화질소와 같은 다른 배기가스 오염물을 저감시키기 위해, 촉매 활성 물질로 코팅될 수도 있다. 이것은 바람직하게, 목적하는 응용에 따라 필터 내부에 불균일한 양의 촉매재를 사용함으로써 이루어질 수 있다. 제안된 발명의 변형에서, 필터는, 세정 시에 매우 높은 여과 효율을 보장하고, 여러 가지 이유, 예를 들어 장시간 저온으로 작동됨으로써 필터 내에 매연이 매우 많이 축적된 경우에 폐색되지 않도록 보장하도록 설계될 수 있다.
지금까지의 실제 시험에서, 허용 가능한 압력 강하를 나타내며, 약 80% 내지 95%의 딥-베드 기반의 입자 여과 효율이, 방사 방향의 유동이 허용될 수 있도록 형상화된 코팅된 폼 필터를 이용하여 가능하다는 것이 확인되었다. 확산 방식의 여과 메커니즘의 제어를 통해, 여과 효율은 예를 들어 20㎚ 미만의 입자 크기에 대하여 가장 높으며 100%에 근접한다. 이것은, 필터의 매연 용량 한계가 15g/ℓ를 초과할 수 있다는 것을 의미하며, 표준형 벽-유동(wall-flow) 시스템에 비해 2배이다. 이러한 필터의 250℃ 내지 450℃ 사이의 저온에서의 재생 능력은, 표준형의 촉매처리된 세라믹 벽-유동 필터에 비해 우월한 것으로 증명되었다. 촉매 코팅은 또한 약 200℃의 온도에서 일산화탄소 및 탄화수소를 거의 100% 변환시킬 수 있다. 동시에, 600㎛ 이하 크기의 미세공을 가진 폼 기반의 필터는, 임의의 현실적으로 가능한 구동 상태에서, 축적된 매연을 분출하려는 경향이 없다.
강제 재생의 가능성이 없는 기존의 엔진의 개량과 같은 일부의 응용에서, 최우선 요구 조건은 과도하게 높은 배압(backpressure)을 가하는 것에 의해 필터가 엔진을 폐색하지 않는 것이다. 이러한 높은 배압은, 고효율이며 예를 들면 100℃~250℃의 저온 조건, 일반적으로 도심에서 주행할 때, 매연을 축적하는 어떠한 필터에서도 일어난다. 이러한 문제를 피하기 위해서는, 매연의 부하가 증가됨에 따라 여과 효율이 감소되는 필터를 사용해야 한다. 이러한 필터는 엔진에 대하여 수용 가능한 배압 수준에서 평형(제로 효율)을 유지하게 된다. 폼 미세공과의 조합을 통해, 전술한 목적을 달성할 수 있는 필터를 설계하는 것이 가능하다.
본 발명의 목적은, 서두에 언급한 유형의 여과 장치에 의해 달성되며, 이 여과 장치 본체는 적어도 하나의 여과 장치 세그먼트로 만들어지고, 여과 장치 세그먼트는 복수 층의 금속 폼 시트를 포함하며, 복수 층의 금속 폼 시트는, 셸의 내부에 외측 챔버 및 내측 챔버를 형성하도록 상기 셸의 길이방향 축을 중심으로 설치된다. 상기 챔버들은, 사용 중에 엔진 배기가스의 유동이 외측 챔버로부터 내측 챔버로, 또는 그 반대로 이루어지도록 상기 흡입관 및 상기 배출관을 통해 연결되어, 상기 셸의 길이방향 축에 대한 속도의 반경방향 성분이 되도록 한다.
상기 달성은 튜브형 필터 설계에 따라 이루어지며, 유동은 횡방향으로 통과된다. 유동에 대한 높은 여과 영역은 저하된 가스의 속도와 연관된다. 유체역학으로부터, 감소된 유동 속도는 훨씬 낮은 압력 손실 및 증대된 여과 효율을 가져오며, 특히 입자가 작은 경우에 그러하다. 필터는, 다공성 금속 튜브일 수 있는 선대칭 금속 서포트 둘레에 금속 폼 시트를 감음으로써 형성된다. 유동 입구에 인접한 폼의 층들은 미세공의 크기가 큰 폼으로 만들어지고, 유동 출구에 인접한 층들은 미세공의 크기가 작은 폼으로 만들어져서, 필터에 대한 매연의 분포가 균일해지도록 한다.
따라서 본 발명에 따라 다공성 튜브를 사용하는 필터 세그먼트는 다공성 금속 튜브 서포트 둘레에 감긴다.
대안적으로, 엔진 배기가스의 유동은 내측 챔버로부터 외측 챔버로(즉, 반대로) 이루어질 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 폼의 미세공 크기는 400㎛ 내지 180㎛의 범위에서 가변될 수 있다. 따라서 제안된 미세공 크기의 범위는 공지된 종래기술에서 제안된 것보다 훨씬 넓다.
바람직하게, 가장 작은 미세공 크기에 대한 각각의 폼 시트의 두께는 1.5㎜이고, 가장 큰 미세공 크기에 대하여는 4㎜이다. 이러한 폼은 롤링에 의해 원통형 구조로 용이하게 형상화될 수 있다.
바람직하게, 필터가 배기가스 유동에 의해 반경방향으로 횡단되도록 튜브형으로 구성되면 넓은 여과 영역이 얻어질 수 있다. 이것은 본 발명에서 고려되는 금속 폼의 경우에 기술적으로 가능하다.
한편, 다양한 폼 구조를 조합하고, 폼 시트에서 유동 입구의 미세공을 크게 하고 유동 출구 부근에서 미세공을 작게 하면 여과되는 매연의 분포를 더욱 균일하게 할 수 있다. 이러한 구성을 "미세공 구배"라고 하며, 본 발명에서 고려된 금속 폼 재료를 통해 기술적으로 구현 가능하다. 본 발명에 따른 장치의 두드러진 특징은, 금속 폼 층의 미세공이 여과 깊이를 따라 가변적이라는 것이다.
또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 폼은, 일반적으로 자동차 분야에서 사용되는 촉매 활성 물질로 용이하게 코팅될 수 있어서, 촉매 코팅된 폼이 필터의 재생을 촉매 방식으로 개시할 수 있게 해준다. 본 발명에 따른 장치는 촉매 효과를 최대로 이용하도록 디자인되어, 전기 히터와 같은 추가의 열 재생을 위한 보조 장치가 필요 없거나, 2개 이상의 실린더 부재를 사용할 필요가 없다.
본 발명의 바람직한 실시예에서는, 1차 필터의 금속 서포트 내부에 추가의 2차 필터가 배치된다. 외측 셸의 입구 및 출구에 있는 금속 다이어프램은, 각각의 유동 저항에 따라 1차 필터와 2차 필터 사이에서 유동이 분할될 수 있도록 설계된다. 이러한 구성은 제공된 외측 필터의 용적에 대한 유동 면적을 증대시켜서 추가적인 압력 강하에 대하여 이점을 제공한다. 이것은 필터의 두께를 절충함으로써 이루어진다. 폼 미세공의 적절한 선택에 의해 여과 효율에 악영향을 주는 것이 최소화될 수 있다.
대안적으로, 상기 필터 본체는 하나 이상의 2차 필터링 세그먼트를 더 포함하고, 각각의 필터링 세그먼트는 복수 층의 금속 폼 시트를 포함하며, 이들 금속 폼 시트는 전술한 방식으로 내측 챔버에 길이방향 축을 중심으로 설치되고, 상기 챔버들은, 사용 중에 엔진의 배기가스가 중앙 챔버로부터 그리고 외측 챔버로부터 내측 챔버로, 또는 그 반대로 이동되도록, 상기 흡입관 및 상기 배출관과 연결된다.
후자의 경우, 상기 셸은 전술한 흡입관을 형성하는 네크(neck)를 가지는 구조에 일 단부가 연결되는 벽을 가지며, 상기 구조는 셸로 들어오는 가스 유동을 여과 장치 세그먼트의 외측에 설치된 외측 챔버로 통과시키는 둘레 개구부를 가진 다이어프램에 의해 반대쪽 단부에서 폐쇄되고, 원통형 벽의 반대쪽 단부는 배출관을 형성하고 내측 챔버와 연결된 중앙 네크를 가진 다이어프램에 의해 폐쇄된다.
그러나, 상기 반대의 경우에서, 상기 가스의 유동은 셸을 떠나게 된다.
부하 상태에서 여과 효율이 저하되는 저온 응용에 적합한, 본 발명의 다른 실시예에서, 2차 필터의 미세공 구조는, 부하 상태에서 여과 효율이 저하되도록 선택될 수 있다. 장시간 저온 작동의 경우, 고효율로 설계된 메인 필터는 유동 저항이 매우 높은 폐색 상태에 도달할 수 있다. 결과적으로, 유동은, 더 개방된 구조 및 매연 부하 능력이 제한되는 것에 의해, 스스로 유동 저항이 작은 2차 필터로 향하게 된다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1과 유사한 도면으로, 필터의 유동 방향이 반대인 제2 실시예를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시예를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3과 유사한 도면으로, 필터의 유동 방향이 반대인 제4 실시예를 나타내는 도면이다.
도 1을 참조하면, 금속 셸(1)은 흡입관(2) 및 배출관(3)을 구비하는 공동을 형성하고, 적층된 금속 폼 시트로 만들어진 필터 본체(4)가 흡입관(2)과 배출관(3) 사이의 연결 통로에 설치된다. 필터 본체(4)는 필터 세그먼트를 포함하여, 배기가스가 필터 세그먼트의 직경 외측으로부터 배출관 쪽으로 유동된다.
도 1에서, 필터 본체(4)는, 바람직하게 40%를 초과하는 미세공을 가지고 다공성 금속 서포트(9) 둘레에 감긴 복수의 금속 폼 시트를 포함하는 하나의 세그먼트(8)로 만들어진다. 두께가 수 밀리미터인 폼 시트를 이용할 수 있는 폼의 경우, 복수의 폼 시트는 반경방향으로 원하는 두께, 일반적으로 수 센티미터가 될 때까지 다공성 금속 서포트(9) 둘레에 감겨야 한다. 폼 재료가 그 내경이 이미 금속 서포트의 외경과 동일한 튜브 형태인 경우 폼 재료는 금속 서포트 둘레에 용이하게 제공될 수 있다.
이 필터 세그먼트는, 셸(1)의 내부에 외측 챔버(6) 및 내측 챔버(7)를 형성하도록 셸(1)의 길이방향 축(5) 둘레에서 설치되고, 이들 챔버는 사용 중에 엔진 배기가스가 외측 챔버(6)로부터 내측 챔버(7)로 유동되어 셸(1)의 길이방향 축(5)에 대하여 속도의 반경방향 성분이 되도록, 흡입관(2) 및 배출관(3)과 연결된다.
도 2에 도시한 시스템은 도 1과 동일한 기하학적 구성을 가지지만, 필터의 유동 방향이 반대이다. 이것은 하나의 필터 세그먼트를 가지며, 배기가스는 필터 본체(4)의 내경으로부터 배출관(3) 쪽으로 유동한다.
도 1 및 도 2의 구성에서, 폼 층의 미세공은 바람직하게, 유동 입구 근처의 층은 커다란 미세공을 갖고 유동 출구 근처의 층은 작은 미세공을 가지도록 가변적이다. 이로 인해, 폼 구조 내의 매연이 보다 균일하게 분포될 수 있어서, 압력 강하에 대한 이점을 가질 수 있다. 폼 재료는 바람직하게, 백금 기반의 촉매로 코팅된다. 사용되는 백금의 양은 바람직하게, 유동 입구 근처에서 약 2~5g/ℓ이고 중간 부분에서 약 1~2g/ℓ이며 유동 출구 근처에서는 0g/ℓ이다. 이로 인해, 대부분의 촉매는 실제 작동 중에 축적된 매연과 인접하여, 백금의 필요한 양을 최소로 하면서 촉매 작용이 증대된다.
도 3에 도시한 필터 설계의 변형은, 2개의 필터 세그먼트, 외측 챔버, 중앙 챔버, 및 흡입관 및 배출관과 연결되는 내측 챔버를 포함하여, 엔진 배기가스가 중앙 챔버로부터 그리고 외측 챔버로부터 내측 챔버로 유동된다. 2개의 필터 세그먼트 사이의 원하는 유동 분배를 조절하기 위해 다공성 금속 콘(cone)(17)이 구비될 수 있다. 필터 본체(4)는 하나 이상의 1차 필터 세그먼트(8) 및 바람직하게 하나 이상의 2차 필터 세그먼트(13)로 이루어지고, 이들 세그먼트는 각각 복수의 층의 금속 폼 시트를 포함하며, 이들 폼 시트는 셸(1)의 내부에 외측 챔버(6), 중앙 챔버(14), 및 내측 챔버(7)를 형성하도록 셀(1)의 길이방향 축(5) 둘레에 설치되고, 상기 챔버들은 사용 중에 엔진 배기가스의 유동이 중앙 챔버(14)로부터 그리고 외측 챔버(6)로부터 내측 챔버(7)로 유동되어 셸(1)의 길이방향 축(5)에 대한 속도의 반경방향 성분이 되도록, 흡입관(2) 및 배출관(3)과 연결된다.
이러한 설계는 필터의 두께를 절충함으로써 전체적으로 동일한 용적에 대하여 효율이 높은 여과 영역을 얻는다. 이러한 설계는 비교적 미세공의 크기가 비교적 작은 경우에 바람직하며, 약 1~2㎝의 여과 깊이로 80%를 초과하는 여과 효율을 보장하기에 충분하다. 배기가스 유동은 각각의 유동 저항에 따라 1차 필터 세그먼트와 2차 필터 세그먼트 사이에 분배된다. 1차 필터 세그먼트의 표면적이 크기 때문에, 적어도 필터가 깨끗하거나 매연이 적당히 부과된 경우에 유동은 우선적으로 이 세그먼트를 통과하게 된다. 1차 및 2차 필터 세그먼트의 내경 및 외경은 바람직하게, 여과 및 압력 강하 조건을 감안하여, 바람직한 유동 분배를 이루도록 적절히 설계될 수 있다. 폼의 미세공 및 촉매의 분배에 관하여는, 도 1 및 도 2의 경우에 설명한 것과 동일한 고려가 적용된다.
도 4에 도시한 시스템은 도 3과 동일한 기하학적 구성을 가지지만, 필터의 유동 방향이 반대이다.
도 3의 구성으로 높은 여과 효율을 얻기 위해서는, 유동 저항이 허용 가능하게 낮은 한도에서 유동이 1차 필터 세그먼트(8)를 가급적 많이 통과하는 것이 바람직하다. 이것은 도 3에 도시한 바와 같이 필터 입구에 다공성 금속 콘(17)을 사용함으로써 향상될 수 있다. 이 콘의 기능은, 첫째로, 유동 입구 근처의 유동 분리를 최소화시키고 유동을 1차 필터 세그먼트(8) 쪽으로 안내하는 것이고, 둘째로, 작은 구멍을 통해 추가의 유동 저항을 발생시킴으로써 2차 필터 세그먼트(13)를 통과하는 유동량을 적게 하는 것이다. 따라서 정상적인 작동에서는, 60% 이상의 대 부분의 유동이 1차 필터 세그먼트를 통해 안내된다. 예를 들어 도심에서의 장시간 운행 중에 매연이 과도하게 축적됨으로써 유동 저항이 허용될 수 없을 만큼 큰, 1차 필터 세그먼트가 폐색된 경우, 유동은 우선적으로 다공성 금속 콘의 구멍을 통과하고 2차적으로 필터 세그먼트(13)를 통과한다. 필터 세그먼트의 치수 및 콘 구멍의 적절한 설계에 의해, 정상적인 작동에서는 필터가 폐색되지 않도록 유동 분배를 조절하는 것이 가능하여, 정상적인 작동 조건에서는 여과 효율이 높아진다.
도 3 및 도 4에 도시한 실시예는 종래기술에서 개시되지 않은 작동 원리에 따른 것이다. 이것은 부하 상태에서 여과 효율이 저하되는 저온 응용에 적합하다.

Claims (23)

  1. 흡입관(2) 및 배출관(3)을 구비하여 공동을 형성하는 금속 셸(1), 및 상기 흡입관(2)과 상기 배출관(3) 사이의 연통로에 설치된 적층식 금속 폼 시트(layered metal foam sheet)로 만들어진 여과 장치 본체(4)를 포함하는, 디젤 엔진 배기가스용 여과 장치에 있어서,
    상기 여과 장치 본체는, 상기 셸(1) 내부에 외측 챔버(6) 및 내측 챔버(7)를 형성하도록 상기 셸(1)의 길이방향 축(5) 둘레에 설치되는 복수의 층의 금속 폼 시트를 포함하는 하나 이상의 여과 장치 세그먼트로 만들어지고,
    상기 외측 챔버(6) 및 내측 챔버(7)는, 사용 중에 상기 엔진 배기가스가 상기 외측 챔버(6)로부터 상기 내측 챔버(7)로, 또는 그 반대로 유동되어, 상기 셸(1)의 길이방향 축(5)에 대한 속도의 반경방향 성분을 갖는 방식으로, 상기 흡입관(2) 및 상기 배출관(3)과 연결된,
    여과 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 여과 장치 본체는 하나 이상의 2차 여과 장치 세그먼트를 더 포함하고, 상기 2차 여과 장치 세그먼트는 각각, 상기 방식으로 상기 길이방향 축(5) 둘레에 설치된 복수의 층의 금속 폼 시트, 및 내측 챔버(7)를 포함하고, 상기 챔버들은, 사용 중에 상기 엔진 배기가스가 중앙 챔버(14)로부터 그리고 상기 외측 챔버(6)로 부터 상기 내측 챔버(7)로, 또는 그 반대로 유동되어, 상기 셸(1)의 길이방향 축(5)에 대한 속도의 반경방향 성분을 갖도록, 상기 흡입관(2) 및 상기 배출관(3)과 연결된, 여과 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 여과 장치 세그먼트(8; 13)는 금속 폼 시트의 층들로 이루어진, 여과 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속 폼 시트의 층들은 실질적으로 동심인, 여과 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들의 미세공은, 상기 길이방향 축(5)과 실질적으로 직각인 방향으로 가변적인, 여과 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들의 미세공은, 상기 길이방향 축(5)의 방향을 따라 가변적인, 여과 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들의 미세공은, 상기 유동의 입구 부근의 층은 커다란 미세공을 갖고 상기 유동의 출구 부근의 층은 작은 미세공을 갖도록 가변적인, 여과 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 여과 장치 세그먼트(8)는 다공성 금속 튜브 서포트(9) 둘레에 감긴, 여과 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들은 촉매 활성 물질로 코팅된, 여과 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들은 귀금속 기반의 촉매 활성 물질로 코팅된, 여과 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 귀금속은 백금인, 여과 장치.
  12. 제9항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들의 촉매 활성 물질 코팅은, 실질적으로 상기 길이방향 축(5)과 직각인 방향으로 가변적인, 여과 장치.
  13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들의 촉매 활성 물질 코팅은, 실질적으로 상기 길이방향 축(5)의 방향을 따라 가변적인, 여과 장치.
  14. 제9항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 금속 폼 층들의 촉매 활성 물질 코팅은, 상기 유동의 입구 부근의 층은 코팅이 많이 되고 상기 유동의 출구 부근의 층은 코팅이 적게 되도록 가변적인, 여과 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 셸(1)은, 상기 흡입관(2)을 형성하는 네크(neck)를 가진 구조(10)에 일 단부가 연결되는 벽을 갖고, 상기 구조(10)는 상기 셸(1)에 출입하는 가스의 유동이 상기 여과 장치 세그먼트(8)의 외측에 설치된 외측 챔버(6)로 이동되도록 하는 둘레 개구부를 가진 다이어프램(11)에 의해 그 반대쪽 단부가 폐쇄되고, 상기 원통형 벽의 반대쪽 단부는 상기 배출관(3)을 형성하는 중앙 네크를 가진 다이어프램(12)에 의해 폐쇄된, 여과 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 셸(1)로 들어가는 유동을 상기 중앙 챔버(14) 및 상기 외측 챔버(6)로 향하게 하고 분배하는 금속 콘(cone)(17)을 포함하는, 여과 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따라 상기 금속 콘(17)이 천공된, 여과 장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 폼 시트는, 튜브형 설계로 형성될 수 있도록 적절한 기계적 성질을 가진 합금으로 만들어진, 여과 장치.
  19. 복수의 여과 장치 조합을 포함하고, 상기 조합은 각각 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 따른 여과 장치를 포함하는,
    디젤 엔진 배기가스 여과 장치 시스템.
  20. 제19항에 있어서,
    복수의 조합을 포함하고, 상기 조합은 각각 직렬 배치된 장치들을 포함하는, 디젤 엔진 배기가스 여과 장치 시스템.
  21. 제19항에 있어서,
    복수의 조합을 포함하고, 상기 조합은 각각 병렬 배치된 장치들을 포함하는, 디젤 엔진 배기가스 여과 장치 시스템.
  22. 제19항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 조합을 포함하고, 상기 조합은 각각 직렬 및 병렬 배치된 장치들을 포함하는, 디젤 엔진 배기가스 여과 장치 시스템.
  23. 제19항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    내측면에 의해 형성되는 공동을 가진 도관을 더 포함하고, 상기 공동에는 각각의 조합이 수용되는, 디젤 엔진 배기가스 여과 장치 시스템.
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