KR20160041945A - 파티큘레이트 필터 - Google Patents

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KR20160041945A
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가즈오 사다오카
마사토 소노다
데루오 고모리
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스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤
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Abstract

이 파티큘레이트 필터 (200) 는, 복수의 제 1 유로 (210) 및 복수의 제 2 유로 (220) 를 갖는 기둥상의 세라믹스 허니컴 구조체 (201) 를 구비한다. 제 1 유로 (210) 의 근처에는, 각 제 1 유로 (210) 를 형성하는 격벽부를 개재하여, 제 2 유로 (220) 및 다른 제 1 유로 (210) 가 배치된다. 세라믹스 허니컴 구조체 (201) 의 외관의 단위 체적당의 복수의 제 1 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합이 1.5 ∼ 2.5 ㎡/ℓ 이고, 복수의 제 1 유로 (210) 및 복수의 제 2 유로 (220) 의 합계의 개수 밀도가, 세라믹스 허니컴 구조체 (201) 의 축에 수직인 단면에 있어서 단위 평방 인치당 150 ∼ 350 이고, 각 복수의 제 1 유로 (210) 의 수력 직경이 0.5 ∼ 1.0 ㎜ 이다.

Description

파티큘레이트 필터{PARTICULATE FILTER}
본 발명은 파티큘레이트 필터에 관한 것이다.
디젤 파티큘레이트 필터 등의 파티큘레이트 필터는, 피포집물을 함유하는 유체로부터 당해 피포집물을 제거하는 세라믹스 필터로서 사용되고 있으며, 예를 들어, 디젤 엔진이나 가솔린 엔진 등의 내연 기관으로부터 배기되는 배기 가스를 정화시키기 위한 배기 가스 필터로서 사용되고 있다. 이와 같은 파티큘레이트 필터는, 다공질의 격벽에 의해 구획된 서로 평행한 다수의 입구측 유로 및 출구측 유로를 갖고 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 1 참조).
일본 공표특허공보 2009-537741호
그런데, 그을음을 함유하는 유체가 파티큘레이트 필터 내에 공급되는 것에 수반하여, 파티큘레이트 필터에 있어서의 격벽의 표면이나 격벽의 내부에 그을음이 퇴적된다. 이 경우, 그을음이 파티큘레이트 필터 내에 과잉으로 퇴적되면, 파티큘레이트 필터 내에 있어서의 유체의 이동이 방해되어 파티큘레이트 필터의 압력 손실이 커지고, 연비 성능이 저하된다. 그 때문에, 파티큘레이트 필터 내에 일정량의 그을음을 퇴적시킨 후, 그을음을 연소 제거하는 이른바 필터의 재생이 실시된다.
필터의 재생에 있어서, 필터의 반경 방향 중앙부의 그을음이 외주부의 그을음에 비해 연소되기 쉽다. 그리고, 그을음 포집 전후의 압력 손실의 차가 크면, 반경 방향 중앙부의 그을음이 먼저 연소된 후, 가스가 그을음이 없는 반경 방향 중앙부를 선택적으로 흐르고, 가스가 외주부에 흐르기 어려워져, 외주부의 그을음의 제거가 곤란해지는 경우가 있었다.
본 발명은 이와 같은 실정을 감안하여 이루어진 것으로, 그을음 포집 전후의 압력 손실의 차를 저감시킬 수 있는 파티큘레이트 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 관련된 파티큘레이트 필터는, 축 방향으로 연장되어 일단면에서 개구되고 타단면에서 봉구된 복수의 제 1 유로, 및 상기 축 방향으로 연장되어 상기 타단면에서 개구되고 상기 일단면에서 봉구된 복수의 제 2 유로를 형성하는 기둥상의 세라믹스 허니컴 구조체를 구비한다. 각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 상기 제 2 유로 및 다른 상기 제 1 유로가 배치된다. 상기 세라믹스 허니컴 구조체의 전체 체적 중의 상기 복수의 제 1 유로의 내면의 면적의 총합 S 가 1.5 ∼ 2.5 ㎡/ℓ 이고, 상기 복수의 제 1 유로 및 상기 복수의 제 2 유로의 합계의 개수 밀도 D 가, 상기 세라믹스 허니컴 구조체의 축에 수직인 단면에 있어서 단위 평방 인치당 150 ∼ 350 이고, 각 상기 복수의 제 1 유로의 수력 직경 HD 가 0.5 ∼ 1.0 ㎜ 이다.
본 발명에 의하면, 그을음 포집 전후의 압력 손실의 차를 저감시킬 수 있다.
여기서, 적어도 1 개의 상기 제 1 유로의 내면은, 상기 세라믹스 허니컴 구조체의 축 방향으로 연장되는 복수의 볼록부를 갖는 것이 바람직하다.
이로써, 상기 서술한 S, D, HD 를 만족하는 것이 용이해진다.
이 때, 적어도 1 개의 상기 제 1 유로에 있어서, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로를 떼어놓는 격벽부 상에 형성된 볼록부의 평균 높이가, 상기 제 1 유로와 상기 제 1 유로를 떼어놓는 격벽부 상에 형성된 볼록부의 평균 높이보다 큰 것이 바람직하다.
이로써, 가스가 흐르기 쉬운 제 1 유로와 제 2 유로를 떼어놓는 격벽부의 면적을 선택적으로 높일 수 있으므로, 촉매 담지량을 증가시킬 수 있고, 촉매 성능을 향상시킬 수 있다.
또, Rw ＝ (상기 복수의 제 1 유로의 내면의 면적의 총합/상기 복수의 제 2 유로의 내면의 면적의 총합) 으로 하였을 때, 2 ≤ Rw ≤ 4 를 만족하는 것이 바람직하다.
이로써, 포집량이 적을 때의 필터의 압력 손실도 적절한 양이 되고, 또 그을음 포집에 수반되는 압력 손실의 상승도 완만하여, 재생시에 그을음이 균일하게 연소되기 쉽다.
또, Rs ＝ (상기 복수의 제 1 유로의 단면적의 총합/상기 복수의 제 2 유로의 단면적의 총합) 으로 하였을 때, 1.1 ≤ Rs ≤ 2.0 을 만족하는 것이 바람직하다.
이로써, 제 1 유로와 제 2 유로의 압력 손실의 밸런스가 양호해지고, 결과적으로 전체의 압력 손실이 작아진다.
여기서, 각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 3 개의 상기 제 2 유로 및 다른 3 개의 상기 제 1 유로가 배치되고, 각 상기 제 2 유로의 근처에는, 각 상기 제 2 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 6 개의 상기 제 1 유로가 배치되는 것이 바람직하다.
또, 각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 2 개의 상기 제 2 유로 및 다른 4 개의 상기 제 1 유로가 배치되고, 각 상기 제 2 유로의 근처에는, 각 상기 제 2 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 6 개의 상기 제 1 유로가 배치되는 것도 바람직하다.
또, 각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 4 개의 상기 제 2 유로 및 다른 4 개의 상기 제 1 유로가 배치되고, 각 상기 제 2 유로의 근처에는, 각 상기 제 2 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 4 개의 상기 제 1 유로가 배치되는 것도 바람직하다.
이로써, 상기 서술한 수치 범위를 실현하기 쉽다.
본 발명에 관련된 파티큘레이트 필터에 의하면, 그을음 포집 전후의 압력 손실의 차를 저감시킬 수 있는 파티큘레이트 필터가 제공된다.
도 1 은, 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 축을 따른 단면도이다.
도 2 는, 도 1 의 Ⅱ-Ⅱ 단면도이다.
도 3 은, 도 1 의 Ⅲ-Ⅲ 단면도이다.
도 4 는, 도 1 의 Ⅳ-Ⅳ 단면도이다.
도 5 는, 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 6 은, 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 7 은, 본 발명의 제 4 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 8 은, 본 발명의 제 5 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 9 는, 본 발명의 제 6 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 10 은, 본 발명의 제 7 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 11 은, 비교 실시예 B1 에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 12 는, 비교 실시예 B2 에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 13 은, 비교 실시예 B3 에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
도 14 는, 비교 실시예 B4 에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 수직 단면도이다.
이하, 필요에 따라 도면을 참조하면서, 본 발명을 실시하기 위한 형태에 대해 상세하게 설명한다. 단, 본 발명은 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면 중 동일 요소에는 동일 부호를 부여하는 것으로 하고, 중복되는 설명은 생략한다. 또, 도면의 치수 비율은 도시된 비율에 한정되는 것은 아니다.
(제 1 실시형태)
도 1 은, 제 1 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터 (200) 의 축을 따른 단면도이고, 도 2 ∼ 도 4 는, 각각 도 1 의 디젤 파티큘레이트 필터 (200) 의 입구측 단면 (201in), 출구측 단면 (201out), 및 축 방향 중앙부의 단면의 확대도이다.
디젤 파티큘레이트 필터 (200) 는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 입구측 단면 (일단면) (201in) 및 출구측 단면 (타단면) (201out) 을 갖는 기둥상의 세라믹스 허니컴 구조체 (201) 를 구비한다. 세라믹스 허니컴 구조체 (201) 는, 그 축 방향 즉 입구측 단면 (201in) 및 출구측 단면 (201out) 사이에 연장되어 서로 대략 평행하게 형성된 다수의 관통공 (th) 을 형성하는 다공질 세라믹스 격벽 (201w), 및 각 관통공 (th) 중 어느 일단을 닫는 봉구부 (plugging part) (201a) 를 갖고 있다. 도 1 ∼ 도 3 에 나타내는 바와 같이, 일부의 관통공 (th) 의 출구측 단면 (201out) 을 봉구부 (201p) 로 닫음으로써, 입구측 단면 (201in) 에 개구되고 출구측 단면 (201out) 에서 봉구된 복수의 입구측 유로 (제 1 유로) (210) 가 형성되어 있다. 또, 나머지 관통공 (th) 의 입구측 단면 (201in) 을 봉구부 (201p) 로 닫음으로써, 출구측 단면 (201out) 에 개구되고 입구측 단면 (201in) 에서 개구되는 복수의 출구측 유로 (제 2 유로) (220) 가 형성되어 있다.
본 실시형태에서는, 도 4 에 나타내는 바와 같이, 각 입구측 유로 (210) 의 근처에는, 각 입구측 유로 (210) 를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 3 개의 다른 입구측 유로 (210) 가 배치됨과 함께, 각 입구측 유로 (210) 를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 3 개의 출구측 유로 (220) 가 배치되어 있다. 한편, 각 출구측 유로 (220) 의 근처에는, 각 출구측 유로 (220) 를 형성하는 격벽을 사이에 두고, 6 개의 입구측 유로 (210) 가 배치되어 있다. 출구측 유로의 근처에, 출구측 유로 (220) 를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 다른 출구측 유로 (220) 가 배치되지는 않는다.
디젤 파티큘레이트 필터 (200) 의 축 방향 길이는, 예를 들어 50 ∼ 300 ㎜ 이다. 디젤 파티큘레이트 필터 (200) 의 외경은, 예를 들어 50 ∼ 250 ㎜ 이다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 출구측 유로 (220) 의 축 방향 (길이 방향) 에 대략 수직인 단면은 육각 형상이다. 출구측 유로 (220) 의 단면 형상은, 피포집물을 함유하는 유체가 6 개의 입구측 유로 (210) 로부터 1 개의 출구측 유로 (220) 로 균등하게 흐르기 쉬워짐으로써 피포집물의 퇴적시의 압력 손실을 저감시키기 쉬워지는 관점에서, 6 개의 변 (140) 의 길이가 서로 대략 동등한 정육각 형상이 바람직하지만, 변의 길이가 서로 상이한 육각 형상, 및/또는 각도가 60 °가 아닌 육각형이어도 된다.
본 실시형태에서는, 입구측 유로 (210) 의 내면은, 도 1 및 도 4 에 나타내는 바와 같이, 입구측 유로 (210) 의 축 방향으로 연장되는 다수의 볼록부 (210a) 를 갖고 있다. 도 4 에 나타내는 바와 같이, 본 실시형태에 있어서는, 입구측 유로 (210) 및 출구측 유로 (220) 를 떼어놓는 격벽부 (201wio) 에 복수의 볼록부 (210a) 가 형성됨과 함께, 입구측 유로 (210) 및 다른 입구측 유로 (210) 를 떼어놓는 격벽부 (201wii) 에도 복수의 볼록부 (210a) 가 형성되어 있다. 특히, 격벽부 (201wio) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hio) 가, 격벽부 (201wii) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hii) 보다 높아지도록, 각 볼록부 (210a) 의 높이가 설정된다. 또, 격벽부 (201wio) 에는, 각각 3 개의 볼록부 (210a) 가 형성되고, 그 3 개 중의 중앙의 볼록부 (210a) 의 높이가 다른 2 개의 볼록부 (210a) 의 높이보다 높다.
여기서, 볼록부 (210a) 의 높이 (H) 는, 볼록부 (210a) 의 양측의 2 개의 골부에 외접하는 직선 (L1) 을 그리고, 볼록부 (210a) 중 가장 직선 (L1) 으로부터 떨어진 점 (P) 을 취득하여, 직선 (L1) 과 점 (P) 의 거리로서 구할 수 있다. 또, 볼록부 (210a) 의 양측의 2 개의 골부에 있어서 직선 (L1) 과 접하는 점 (Q) 의 양방이 격벽부 (201wio) 또는 격벽부 (201wii) 에 속하지 않는, 즉 2 개의 점 (Q) 이 서로 상이한 격벽부에 존재하는 경우에는, 당해 볼록부는 높이의 평균의 산출로부터 제외하면 된다. 각 격벽부에 존재하는 볼록부 (210a) 의 높이는, 모두 동일할 필요는 없고, 격벽 면적 (입구 유로의 내면의 면적) 의 증가나 연소 반응시의 방열을 촉진시키기 위해, 일부의 볼록부 (210a) 의 높이를 다른 볼록부 (210a) 보다 크게 해도 된다.
또한, 각 볼록부 (210a) 의 높이는 특별히 한정되지 않지만, 0.05 ∼ 0.6 ㎜ 로 할 수 있다. 0.05 ㎜ 미만에서는 생산성이 낮아 효과가 낮아지는 경우가 있다. 또, 0.6 ㎜ 초과에서는 생산성이 저하되는 경우가 있다.
또, 상기 서술한 볼록부 (210a) 의 평균 높이의 차 (Hio － Hii) 도 특별히 한정되지 않지만, 0.05 ∼ 0.5 ㎜ 로 할 수 있다. 0.05 ㎜ 미만에서는 생산성이 낮아 효과가 낮아지는 경우가 있다. 또, 0.5 ㎜ 초과에서는 생산성이 저하되는 경우가 있다.
볼록부 (210a) 사이의 간격은 특별히 한정되지 않지만, 직선 (L) 을 따라 측정한 볼록부의 정상이 되는 점 (P) 과 오목부의 바닥이 되는 점 (Q) 의 거리 (F) 가 0.08 ∼ 0.4 ㎜ 인 것이 바람직하다.
본 실시형태에서는, 세라믹스 허니컴 구조체의 전체 체적 중의 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합 S 가 1.5 ∼ 2.5 ㎡/ℓ 이고, 입구측 유로 (210) 및 출구측 유로 (220) 의 합계의 개수 밀도 (셀 밀도) D 가, 세라믹스 허니컴 구조체 (201) 의 축에 수직인 단면에 있어서 단위 평방 인치당 150 ∼ 350 이고, 입구측 유로 (210) 의 수력 직경 HD 가 0.5 ∼ 1.0 ㎜ 이다. 또한, 개수 밀도 D 의 단위는 cpsi 로도 기재된다.
여기서, 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적은, 예를 들어, 입구측 유로 (210) 의 그 축에 수직인 단면에 있어서의 윤곽의 길이 LL 에 입구측 유로 (210) 의 축 방향 길이를 곱하여 구할 수 있다. 세라믹스 허니컴 구조체의 전체 체적이란, 유로의 공간 및 격벽 및 봉구부를 포함하는 외관의 체적이다.
또, 수력 직경 HD 란, 유로의 단면적을 A, 상기 서술한 윤곽의 길이를 LL 로 하여 4A/LL 로 정의된다. 셀 밀도 D 의 150 ∼ 350 cpsi 는, 단위 평방 센치당 23 ∼ 54 이다. 각 볼록부의 높이, 간격, 유로의 단면적 A, 단면의 윤곽의 길이 LL 은, 일반적인 화상 해석에 의해 계측할 수 있다.
S 가 상기 범위를 초과하면 그을음 포집량이 적을 때의 필터의 압력 손실이 지나치게 커지는 경향이 있고, S 가 상기 범위를 하회하면 그을음 포집에 따라 급격하게 압력 손실이 급격하게 커져, 재생시에 반경 방향 중앙부의 그을음이 선택적으로 연소된 후, 외주부의 그을음이 연소되기 어려워진다. S 가 상기 범위 내이면, 포집량이 적을 때의 필터의 압력 손실도 적절한 양이 되고, 또 그을음 포집에 수반되는 압력 손실의 상승도 완만하여, 재생시에 그을음이 불균일하게 연소되기 어렵다.
D 가 상기 범위를 초과하면, S 가 S 의 상기 범위를 초과하는 경우와 동일한 문제가 발생하는 데다가 제조도 곤란하다. 또, D 가 상기 범위를 하회하면, S 가 S 의 상기 범위를 하회하는 경우와 동일한 곤란함이 발생한다.
HD 가 상기 범위를 초과하면, S 가 상기 범위를 초과한 경우와 동일한 곤란함이 발생한다. HD 가 상기 범위를 하회하면, 그을음이나 애시 등이 입구 부근에서 메워지기 쉬워진다.
또, 본 실시형태에서는, Rw ＝ (입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합/출구측 유로 (220) 의 내면의 면적의 총합) 으로 하였을 때, 2 ≤ Rw ≤ 4 를 만족하는 것이 바람직하다. Rw 가 상기 범위를 초과하면 그을음 포집량이 적을 때의 필터의 압력 손실이 지나치게 커지는 경향이 있고, Rw 가 2 미만이면 그을음 포집에 따라 급격하게 압력 손실이 급격하게 커져, 재생시에 반경 방향 중앙부의 그을음이 선택적으로 연소된 후, 외주부의 그을음이 연소되기 어려워진다. Rw 가 상기 범위 내이면, 포집량이 적을 때의 필터의 압력 손실도 적절한 양이 되고, 또 그을음 포집에 수반되는 압력 손실의 상승도 완만하여, 재생시에 그을음이 균일하게 연소되기 쉽다.
또, 본 실시형태에서는, Rs ＝ (상기 복수의 입구측 유로의 단면적의 총합/상기 복수의 출구측 유로의 단면적의 총합) 으로 하였을 때, 1.1 ≤ Rs ≤ 2.0 을 만족하는 것이 바람직하다. 상기 범위를 벗어나면, 제 1 유로와 제 2 유로의 압력 손실의 차가 커지고, 결과적으로 전체의 압력 손실이 커진다.
다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 두께 (셀벽 두께) 는, 상기 서술한 S, D, HD 를 만족하는 범위이면 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 압력 손실 저감의 관점에서, 최저 두께부가 0.6 ㎜ 이하가 바람직하고, 0.4 ㎜ 이하가 보다 바람직하다. 다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 두께는, 피포집물의 포집 효율 및 디젤 파티큘레이트 필터 (200) 의 강도를 높게 유지하는 관점에서, 최저 두께부여도 0.1 ㎜ 이상이 바람직하고, 0.2 ㎜ 이상이 보다 바람직하다.
도 4 에 나타내는 바와 같이, 입구측 유로 (210) 와 출구측 유로 (220) 의 거리 (Lio), 즉, 입구측 유로 (210) 의 외접원 (CC) 의 중심 (O210) 과 출구측 유로 (220) 의 중심 (O220) (외접원의 중심) 의 거리 (Lio) 는 특별히 한정되지 않지만, 상기 서술한 S, D, HD 를 만족하는 관점에서 1.0 ∼ 2.5 ㎜ 로 하는 것이 바람직하다. 또, 출구측 유로 (220) 에 있어서의 1 쌍의 대향하는 변 (140) 사이의 거리 (Loo) 는 특별히 한정되지 않지만, 통상적으로 0.5 ∼ 2.5 ㎜ 로 할 수 있다.
다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 기공률은, 압력 손실을 저감시키는 관점에서 30 체적％ 이상이 바람직하고, 40 체적％ 이상이 보다 바람직하고, 50 체적％ 이상이 더욱 바람직하다. 다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 기공률은, 연소 재생에 있어서 디젤 파티큘레이트 필터에 발생하는 열응력을 저감시키는 관점에서 80 체적％ 이하가 바람직하고, 70 체적％ 이하가 보다 바람직하다. 다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 기공률은, 원료의 입자경, 구멍 형성제의 첨가량, 구멍 형성제의 종류, 소성 조건에 따라 조정할 수 있으며, 수은 압입법에 의해 측정할 수 있다.
다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 기공경 (세공경) 은, 압력 손실을 더욱 저감시키는 관점에서 5 ㎛ 이상이 바람직하고, 10 ㎛ 이상이 보다 바람직하다. 다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 기공경은, 그을음의 포집 성능을 향상시키는 관점에서 30 ㎛ 이하가 바람직하고, 25 ㎛ 이하가 보다 바람직하다. 다공질 세라믹스 격벽 (201w) 의 기공경은, 원료의 입자경, 구멍 형성제의 첨가량, 구멍 형성제의 종류, 소성 조건에 따라 조정할 수 있으며, 수은 압입법에 의해 측정할 수 있다.
다공질 세라믹스 격벽은 다공질 세라믹스 소결체일 수 있다. 다공질 세라믹스 격벽은, 유체 (예를 들어, 그을음 등의 미립자를 함유하는 배기 가스) 를 투과할 수 있다. 구체적으로는, 유체가 통과할 수 있는 다수의 연통 세공 (유통 경로) 이 격벽 내에 형성되어 있다. 따라서, 도 1 에 있어서, 입구측 유로 (210) 로부터 유입된 가스 (G) 는, 다공질 세라믹스 격벽 (201w) 을 통과하여 출구측 유로 (220) 로부터 배출되고, 이 때에 가스 중의 그을음 등이 필터에 포집된다.
다공질 세라믹스 격벽 (201w) 은, 티탄산알루미늄을 주성분으로 하는 것이 바람직하고, 마그네슘 등의 알칼리 토금속, 및/또는 규소, 나트륨 등의 알칼리 금속을 추가로 함유하고 있어도 된다. 다공질 세라믹스 격벽은, 예를 들어, 주로 티탄산알루미늄계 결정으로 이루어지는 다공성의 세라믹스로 형성되어 있다. 「주로 티탄산알루미늄계 결정으로 이루어지는」이란, 티탄산알루미늄계 세라믹스 소성체를 구성하는 주결정상이 티탄산알루미늄계 결정상인 것을 의미하고, 티탄산알루미늄계 결정상은, 예를 들어, 티탄산알루미늄 결정상, 티탄산알루미늄마그네슘 결정상 등이어도 된다.
다공질 세라믹스 격벽이 마그네슘을 함유하는 경우, 격벽의 조성식은, 예를 들어 Al2(1-x)MgxTi(1＋y)O5 이고, x 의 값은, x 는 0 ＜ x ＜ 1 을 만족하고, 0.03 ≤ x ≤ 0.5 를 만족하는 것이 바람직하고, 0.05 ≤ x ≤ 0.2 를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 상기 y 는 0.5x ＜ y ＜ 3x 를 만족하고, 0.5x ＜ y ＜ 2x 를 만족하는 것이 바람직하고, 0.7x ＜ y ＜ 2x 를 만족하는 것이 보다 바람직하다. 격벽은, 원료 유래의 미량 성분 또는 제조 공정에 있어서 불가피적으로 함유되는 미량 성분을 함유할 수 있다.
다공질 세라믹스 격벽이 규소를 함유하는 경우, 격벽은 규소원 분말 유래의 유리상을 함유하고 있어도 된다. 유리상은 SiO2 가 주요 성분인 비정질상을 가리킨다. 이 경우, 유리상의 함유량은 4 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 유리상의 함유량이 4 질량％ 이하임으로써, 파티큘레이트 필터 등의 세라믹스 필터에 요구되는 세공 특성을 충족하는 티탄산알루미늄계 세라믹스 소성체가 얻어지기 쉬워진다. 유리상의 함유량은 2 질량％ 이상인 것이 바람직하다.
다공질 세라믹스 격벽은, 티탄산알루미늄계 결정상이나 유리상 이외의 상 (결정상) 을 함유하고 있어도 된다. 이와 같은 티탄산알루미늄계 결정상 이외의 상으로는, 티탄산알루미늄계 세라믹스 소성체의 제조에 사용하는 원료 유래의 상 등을 들 수 있다. 원료 유래의 상이란, 보다 구체적으로는, 디젤 파티큘레이트 필터의 제조시에 티탄산알루미늄계 결정상을 형성하지 않고 잔존된 알루미늄원 분말, 티탄원 분말 및/또는 마그네슘원 분말 유래의 상이다. 원료 유래의 상으로는 알루미나, 티타니아 등의 상을 들 수 있다. 다공질 세라믹스 격벽을 형성하는 결정상은, X 선 회절 스펙트럼에 의해 확인할 수 있다.
상기 디젤 파티큘레이트 필터는, 예를 들어, 디젤 엔진, 가솔린 엔진 등의 내연 기관으로부터의 배기 가스 중에 함유되는 그을음 등의 피포집물을 포집하는 파티큘레이트 필터로서 적합하다. 예를 들어, 디젤 파티큘레이트 필터 (200) 에서는, 도 1 에 나타내는 바와 같이, 입구측 단면 (201in) 으로부터 입구측 유로 (210) 에 공급된 가스 (G) 가 격벽 내의 연통공을 통과하여 근처의 출구측 유로 (220) 에 도달하고, 출구측 단면 (201out) 으로부터 배출된다. 이 때, 가스 (G) 중의 피포집물이 입구측 유로 (210) 의 표면이나 연통공 내에 포집되어 가스 (G) 로부터 제거됨으로써, 디젤 파티큘레이트 필터 (200) 는 필터로서 기능한다.
본 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터에 의하면, 그을음 퇴적 전후의 압력 손실의 차가 작아질 수 있다. 따라서, 필터의 반경 방향 중앙부의 그을음이 외주부의 그을음에 비해 먼저 연소되어도, 가스가 반경 방향 외주부를 흐를 수 있으므로, 외주부의 그을음을 연소에 의해 제거하는 것이 용이하다. 따라서, 재생시에 그을음을 균일하게 연소시키는 것이 용이해진다.
또한, 다공질 세라믹스 격벽 (201w) 은, 그 표면 및/또는 세공의 내부에 촉매 성분을 담지하고 있어도 된다. 본 실시형태에 의하면, 촉매 담지량을 통상보다 늘릴 수 있고, 촉매 반응에 의한 효과를 보다 높일 수 있다. 촉매 성분의 예는, SCR 촉매, 가스 산화 촉매, 탄소 연소 촉매이다.
예를 들어, SCR 촉매의 예는, 다공질의 제올라이트, 인산염계 다공질 재료, 귀금속을 담지한 알루미나, 티타늄을 함유하는 산화물, 지르코늄을 함유하는 산화물, 세륨을 함유하는 산화물, 그리고 지르코늄 및 세륨을 함유하는 산화물이다. 이들은 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. SCR 촉매의 제올라이트에는, 추가로 티탄, 바나듐, 크롬, 망간, 철, 코발트, 니켈, 구리, 니오브, 로듐, 팔라듐, 은 및 백금으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 금속 원소가 담지되어 있어도 된다. 제올라이트가 상기 금속 원소의 이온과 이온 교환된 금속 이온 교환 제올라이트이면, NOX 환원성이 향상된다. 금속 이온 교환 제올라이트는, 제올라이트가 함유하고 있는 나트륨 이온 등의 양이온이 다른 금속 이온으로 치환된 것이다. NOX 환원성의 향상 효과가 커지는 점에서, 상기 금속 원소는 구리, 철, 바나듐, 코발트, 니켈 및 은으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종인 것이 바람직하고, 구리인 것이 특히 바람직하다. 제올라이트 및 제올라이트 유사 물질의 구조로는, 국제 제올라이트 학회가 정하는 바의 MFI, BEA, MOR, FER, CHA, ERI, AEI, LTA, FAU, MWW 형을 예시할 수 있다. 이들 중에서도, SCR 로서 사용하는 경우에는, MFI, CHA, AEI 형을 함유하는 것이 바람직하고, MFI 로서 ZSM-5 를 들 수 있고, AEI 로서 SSZ-39, AlPO-18, SAPO-18 을 들 수 있고, CHA 로서 SSZ-13, AlPO-34, SAPO-34 를 들 수 있다. 또, 하이드로 카본의 흡착용으로서 사용하는 경우에는, HC 흡착량의 관점에서 MFI, BEA, MOR, FER, FAU 형이 바람직하고, 이들의 대표예로서 ZSM-5, β제올라이트, 모르데나이트, 페리어라이트, USY 제올라이트를 들 수 있다.
촉매 성분이 제올라이트를 함유하는 경우, 제올라이트의 실리카 (SiO2) 와 알루미나 (Al2O3) 의 몰비 (실리카/알루미나) 는, 우수한 NOX 환원능을 얻는 관점에서 5 ∼ 10000 인 것이 바람직하고, 10 ∼ 5000 인 것이 보다 바람직하다.
디젤 파티큘레이트 필터의 격벽 표면에 상기 서술한 SCR 촉매 성분을 담지시킴으로써, SCR (Selective Catalytic Reduction : 선택적 촉매 환원) 의 기능을 겸비하는 디젤 파티큘레이트 필터를 제공할 수 있다. 즉, 요소수 등의 암모니아원 등의 첨가에 의해 가스 중의 NOx 를 환원할 수 있다.
또, 가스 산화 촉매는, DOC (Diesel Oxidation Catalyst) 촉매라고도 불리며, 예를 들어, 백금, 팔라듐 등의 귀금속 촉매이다. 이들 귀금속 촉매는, 가스에 함유되는 탄화수소 (하이드로 카본), 일산화탄소 등의 대부분을 산화 제거할 수 있다. 또, 배기 가스 라인에 있어서 디젤 파티큘레이트 필터의 전단에 설치되는 산화 촉매로 다 산화할 수 없었던 하이드로 카본을 흡착·연소시킬 목적으로, 전술한 귀금속 촉매에 더하여 제올라이트를 담지할 수도 있다.
또, 탄소 연소 촉매의 예는, γ알루미나 촉매에 담지된 귀금속 촉매이다. 탄소 연소 촉매는, 포집된 카본 입자 등의 연소를 촉진시킬 수 있다.
이와 같은 촉매를 담지시킨 디젤 파티큘레이트 필터는, 촉매화 디젤 파티큘레이트 필터 (Catalyzed Diesel Particulate Filter) 라고 불린다.
본 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터는, 종전의 필터에 비해 필터의 전체 체적 중의 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적이 크므로, 촉매층의 두께를 그만큼 높이지 않고, 필터의 외관의 단위 체적당의 촉매 담지량을 크게 할 수 있어, 촉매의 작용을 높일 수 있다.
또, 볼록부 (210a) 가 존재하면, 촉매의 담지량이 볼록부의 선단과 골부에서 불균일해지기 쉬운, 즉 입구측 유로 (210) 의 내면이 촉매층에 의해 불균일하게 덮이므로, 촉매 담지에 의한 압력 손실의 상승도 억제할 수 있다.
또, 필터 재생시에 탄소 연소 촉매가 기능하려면 촉매가 어느 정도의 온도에 도달할 필요가 있는데, 퇴적된 그을음이 연소될 때에 볼록부 (210a) 의 선단이 볼록부가 없는 경우와 비교하여 먼저 당해 온도에 도달하므로, 탄소 연소 촉매의 기능이 발휘될 때까지 걸리는 시간이 짧아진다.
(제 2 실시형태)
도 5 는, 제 2 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 축 방향 중앙부의 단면도이다. 본 실시형태의 디젤 파티큘레이트 필터가 제 1 실시형태와 상이한 점은, 셀 밀도 D 를 상대적으로 높게 한 것이고, 제 1 실시형태에서 나타낸 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합 S, 셀 밀도 D, 및 입구측 유로의 수력 직경 HD 의 범위를 만족하기 위해, 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합 S 를 상대적으로 작게 하고, 입구측 유로의 수력 직경 HD 를 상대적으로 크게 하고 있다. 또, 입구측 유로 (210) 내의 볼록부 (210a) 의 수도 적게 되어 있고, 높이도 상대적으로 작게 되어 있다. 구체적으로는, 격벽부 (201wio) 에 각각 1 개의 볼록부 (210a) 가 형성되고, 격벽부 (201wii) 에 각각 1 개의 볼록부 (210a) 가 형성되고, 격벽부 (201wii) 로부터 격벽부 (201wio) 에 걸쳐 1 개의 볼록부 (210a) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서도, 격벽부 (201wio) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hio) 가, 격벽부 (201wii) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hii) 보다 높다.
(제 3 실시형태)
도 6 은, 제 3 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 축 방향 중앙부의 단면도이다. 본 실시형태의 디젤 파티큘레이트 필터가 제 1 실시형태와 상이한 점은, 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합 S 를 상대적으로 작게 하고, 입구측 유로의 수력 직경 HD 를 상대적으로 크게 한 것이고, 제 1 실시형태에서 나타낸 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합 S, 셀 밀도 D, 및 입구측 유로의 수력 직경 HD 의 범위를 만족하기 위해, 셀 밀도 D 가 상대적으로 크게 되어 있다. 또, 입구측 유로 (210) 내의 볼록부 (210a) 의 수도 적게 되어 있고, 높이도 상대적으로 작게 되어 있다. 구체적으로는, 격벽부 (201wio) 에 각각 2 개의 볼록부 (210a) 가 형성되고, 격벽부 (201wii) 에 각각 2 개의 볼록부 (210a) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서도, 격벽부 (201wio) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hio) 가, 격벽부 (201wii) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hii) 보다 높다.
(제 4 실시형태)
도 7 은, 제 4 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 축 방향 중앙부의 단면도이다. 본 실시형태의 디젤 파티큘레이트 필터가 제 1 실시형태와 상이한 점은, 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합 S 를 상대적으로 크게 하고, 입구측 유로의 수력 직경 HD 를 상대적으로 작게 한 것이고, 제 1 실시형태에서 나타낸 입구측 유로 (210) 의 내면의 면적의 총합 S, 셀 밀도 D, 및 입구측 유로의 수력 직경 HD 의 범위를 만족하기 위해, 셀 밀도 D 가 상대적으로 크게 되어 있다. 또, 입구측 유로 (210) 내의 볼록부 (210a) 의 수도 적게 되어 있다. 구체적으로는, 격벽부 (201wio) 에 각각 2 개의 볼록부 (210a) 가 형성되고, 격벽부 (201wii) 에 각각 1 개의 볼록부 (210a) 가 형성되어 있다. 본 실시형태에서도, 격벽부 (201wio) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hio) 가, 격벽부 (201wii) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hii) 보다 높다.
(제 5 실시형태)
도 8 은, 제 5 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 축 방향 중앙부의 단면도이다. 본 실시형태의 디젤 파티큘레이트 필터가 제 3 실시형태와 상이한 점은, 격벽부 (201wio) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hio) 가, 격벽부 (201wii) 에 형성된 볼록부 (210a) 의 평균 높이 (Hii) 보다 낮은 점이다.
구체적으로는, 격벽부 (201wio) 에 각각 2 개의 볼록부 (210a) 가 형성되고, 격벽부 (201wii) 에 각각 1 개의 볼록부 (210a) 가 형성되고, 격벽부 (201wii) 로부터 격벽부 (201wio) 에 걸쳐 1 개의 볼록부 (210a) 가 형성되어 있다.
(제 6 실시형태)
도 9 는, 제 6 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 축 방향 중앙부의 단면도이다. 본 실시형태의 디젤 파티큘레이트 필터가 제 1 실시형태와 상이한 점은, 주로 입구측 유로 (210) 와 출구측 유로 (220) 의 배치이다. 본 실시형태에서는, 각 출구측 유로 (220) 의 근처에는, 출구측 유로 (220) 를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 6 개의 입구측 유로 (210) 가 배치되는 한편, 다른 출구측 유로 (220) 는 배치되지 않는다. 또, 각 입구측 유로 (210) 의 근처에는, 입구측 유로 (210) 를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 4 개의 다른 입구측 유로 (210) 가 배치됨과 함께, 2 개의 출구측 유로 (220) 가 배치된다. 그 이외의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.
(제 7 실시형태)
도 10 은, 제 7 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 축 방향 중앙부의 단면도이다. 본 실시형태의 디젤 파티큘레이트 필터가 제 1 실시형태와 상이한 점은, 입구측 유로 (210) 및 출구측 유로 (220) 의 단면 형상 및 배치이다. 본 실시형태에서는, 각 출구측 유로 (220) 의 단면 형상이 사각형이다. 또, 본 실시형태에서는, 각 출구측 유로 (220) 의 근처에는, 출구측 유로 (220) 를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 4 개의 입구측 유로 (210) 가 배치되는 한편, 다른 출구측 유로 (220) 는 배치되지 않는다. 또, 각 입구측 유로 (210) 의 근처에는, 입구측 유로 (210) 를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 4 개의 다른 입구측 유로 (210) 가 배치됨과 함께, 4 개의 출구측 유로 (220) 가 배치된다. 그 이외의 구성은 제 1 실시형태와 동일하다.
이들 디젤 파티큘레이트 필터는, (a) 세라믹스 원료 분말과 구멍 형성제를 함유하는 원료 혼합물을 조제하는 원료 조제 공정과, (b) 원료 혼합물을 성형하여 입구측 유로 및 출구측 유로를 갖는 성형체를 얻는 성형 공정과, (c) 성형체를 소성하는 소성 공정을 구비하는 공정에 의해 제조할 수 있다. 또한, 봉구 전, 즉 입구측 유로 및 출구측 유로가 형성되지 않고 관통공 (th) 이 형성된 성형체를 소성하고, 그 후 봉구하여 입구측 유로 및 출구측 유로를 형성해도 된다.
또한, 본 발명은 반드시 상기 서술한 실시형태에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러 가지 변경이 가능하다.
예를 들어, 디젤 파티큘레이트 필터 (200) 에 있어서 입구측 유로 (210) 및 출구측 유로 (220) 의 단면 형상 및/또는 배치는, 상기한 S, D, HD 의 범위를 만족하는 것이면 상기에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 입구측 유로의 형상은, 볼록부를 갖지 않는 형상, 예를 들어, 4 각형, 6 각형, 8 각형 등의 단순한 다각형이나, 원형이나 타원형으로 할 수 있다. 또, 복수의 볼록부 (210a) 를 갖는 경우에도, 그 형상이나 높이 등은 상기 실시형태에 한정되지 않는다.
또, 출구측 유로 (220) 의 단면 형상도 6 각형에 한정되지 않고, 4 각형, 8 각형, 원형, 타원 등 여러 가지 형상으로 할 수 있다.
또한, 입구측 유로 (210) 와 출구측 유로 (220) 의 배치도 상기 형태에는 한정되지 않고, 적어도 입구측 유로의 근처에, 입구측 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 출구측 유로 및 다른 입구측 유로가 배치되는 형태로서, 상기 서술한 S, D, HD 를 만족하는 것이면 된다.
또, 봉구 방법도 관통공의 일단에 봉구부에 의해 마개를 하는 형태에 한정되지 않고, 봉구해야 하는 관통공 주위의 봉구되지 않는 관통공의 직경을 확장하여, 봉구해야 하는 관통공의 격벽을 부수어 관통공의 일단을 폐쇄하는 형태여도 된다.
또, 필터의 외형 형상도 기둥상이면 특별히 원기둥상에 한정되지 않고, 예를 들어, 각기둥 등이어도 된다.
또, 상기 필터는 디젤 엔진 배기 가스 중의 그을음을 포집하는 디젤 파티큘레이트 필터이지만, 가솔린 엔진 등 여러 가지 내연 기관 등의 배기 가스 중의 그을음을 포집하는 파티큘레이트 필터일 수도 있다.
이하, 본 발명을 계산예에 의해 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들의 계산예에 한정되는 것은 아니다.
(계산예 A1 ∼ A5)
표 1 및 표 2 에 나타내는 각 디젤 파티큘레이트 필터에 대해, 그을음의 포집 전의 압력 손실과, 필터 체적 1 ℓ 당 4 g 의 그을음이 포집된 후의 압력 손실의 차 (dP) 를 계산에 의해 구하였다.
계산예 A1 ∼ A5 는, 각각 제 1 ∼ 제 5 실시형태에 관련된 디젤 파티큘레이트 필터의 구조를 갖는다
dP 는, Konstandopoulos A.G., Kostoglou M., Skaperdas E., Papaioannou E., Zarvalis D., 및 Kladopoulou E. 저,「Fundamental Studies of Diesel Particulate Filters : Transient Loading, Regeneration and Ageing (디젤 미립자 필터의 기초 연구 : 과도적 부하, 재생, 및 경년 변화)」, SAE2000-01-1016, 2000년에 기재된 방법에 기초하여 계산하였다. 또한, 계산예 A1 ∼ A5 의 디젤 파티큘레이트 필터는, 상기 서술한 S, D 및 HD 의 조건을 만족한다.
(비교 계산예 B1 ∼ B4)
비교 계산예 B1 ∼ B4 에서는, 각각 도 11 ∼ 14 에 나타내는 형상의 디젤 파티큘레이트 필터에 대해 계산하였다.
비교 계산예 B1 (도 11) 에서는, 입구측 유로 (210) 및 출구측 유로 (220) 의 배치는 계산예 A1 과 동일하지만, 입구측 유로 (210) 의 내면에 볼록부 (210a) 가 형성되어 있지 않다.
비교 계산예 B2 (도 12) 에서는, 이른바 스퀘어 배치로서, 입구측 유로 (210) 와 출구측 유로 (220) 가 지그재그상으로 교대로 배치되어 있다. 입구측 유로 내에는 복수의 볼록부 (210a) 가 형성되어 있다.
비교 계산예 B3 (도 13) 에서는, 비교 계산예 B2 에 대해 추가로 입구측 유로 (210) 의 단면적을 크게 하고 있다.
비교 계산예 B4 (도 14) 에서는, 비교 계산예 B1 에 대해 추가로 입구측 유로 (210) 내에 볼록부를 다수 형성하고 있다.
각 비교 계산예의 사이즈를 표 1 및 표 2 에 나타낸다.
Figure pct00001
Figure pct00002
또, 필터 체적 1 ℓ 당 4 g 의 그을음의 포집 전후의 압력 손실의 계산 결과를 표 2 에 나타낸다. 계산예 A1 ∼ A5 의 디젤 파티큘레이트 필터는 그을음 포집 전후의 압력 손실의 증가가 낮은 것이 확인되었다.
200 : 디젤 파티큘레이트 필터 (필터)
201in : 입구측 단면 (일단면)
201out : 출구측 단면 (타단면)
201 : 세라믹스 허니컴 구조체
201w : 다공질 세라믹스 격벽
201p : 봉구부
210 : 입구측 유로 (제 1 유로)
210a : 볼록부
220 : 출구측 유로 (제 2 유로)

Claims (8)

  1. 복수의 제 1 유로 및 복수의 제 2 유로를 갖는 기둥상의 세라믹스 허니컴 구조체를 구비하고,
    상기 복수의 제 1 유로는 상기 세라믹스 허니컴 구조체의 축 방향으로 연장되어 일단면에서 개구되고 타단면에서 봉구되고,
    상기 복수의 제 2 유로는 상기 세라믹스 허니컴 구조체의 축 방향으로 연장되어 상기 타단면에서 개구되고 상기 일단면에서 봉구되고,
    각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 상기 제 2 유로 및 다른 상기 제 1 유로가 배치되고,
    상기 세라믹스 허니컴 구조체의 전체 체적 중의 상기 복수의 제 1 유로의 내면의 면적의 총합이 1.5 ∼ 2.5 ㎡/ℓ 이고,
    상기 복수의 제 1 유로 및 상기 복수의 제 2 유로의 합계의 개수 밀도가, 상기 세라믹스 허니컴 구조체의 축에 수직인 단면에 있어서 단위 평방 인치당 150 ∼ 350 이고,
    각 상기 복수의 제 1 유로의 수력 직경이 0.5 ∼ 1.0 ㎜ 인 파티큘레이트 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    적어도 1 개의 상기 제 1 유로의 내면은, 상기 세라믹스 허니컴 구조체의 축 방향으로 연장되는 복수의 볼록부를 갖는 파티큘레이트 필터.
  3. 제 2 항에 있어서,
    적어도 1 개의 상기 제 1 유로에 있어서, 상기 제 1 유로와 상기 제 2 유로를 떼어놓는 격벽부 상에 형성된 볼록부의 평균 높이가, 상기 제 1 유로와 상기 제 1 유로를 떼어놓는 격벽부 상에 형성된 볼록부의 평균 높이보다 큰 파티큘레이트 필터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Rw ＝ (상기 복수의 제 1 유로의 내면의 면적의 총합/상기 복수의 제 2 유로의 내면의 면적의 총합) 으로 하였을 때, 2 ≤ Rw ≤ 4 를 만족하는 파티큘레이트 필터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    Rs ＝ (상기 복수의 제 1 유로의 단면적의 총합/상기 복수의 제 2 유로의 단면적의 총합) 으로 하였을 때, 1.1 ≤ Rs ≤ 2.0 을 만족하는 파티큘레이트 필터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 3 개의 상기 제 2 유로 및 다른 3 개의 상기 제 1 유로가 배치되고,
    각 상기 제 2 유로의 근처에는, 각 상기 제 2 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 6 개의 상기 제 1 유로가 배치된 파티큘레이트 필터.
  7. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 2 개의 상기 제 2 유로 및 다른 4 개의 상기 제 1 유로가 배치되고,
    각 상기 제 2 유로의 근처에는, 각 상기 제 2 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 6 개의 상기 제 1 유로가 배치된 파티큘레이트 필터.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각 상기 제 1 유로의 근처에는, 각 상기 제 1 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 4 개의 상기 제 2 유로 및 다른 4 개의 상기 제 1 유로가 배치되고,
    각 상기 제 2 유로의 근처에는, 각 상기 제 2 유로를 형성하는 격벽부를 사이에 두고, 4 개의 상기 제 1 유로가 배치된 파티큘레이트 필터.
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