KR970702422A - 전기적 재생성 디젤 미립자 필터 카트리지 및 필터(electrically regenerable diesel, particulate filter cartridge and filter) - Google Patents

전기적 재생성 디젤 미립자 필터 카트리지 및 필터(electrically regenerable diesel, particulate filter cartridge and filter)

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KR970702422A
KR970702422A KR1019960705524A KR19960705524A KR970702422A KR 970702422 A KR970702422 A KR 970702422A KR 1019960705524 A KR1019960705524 A KR 1019960705524A KR 19960705524 A KR19960705524 A KR 19960705524A KR 970702422 A KR970702422 A KR 970702422A
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워렌 리차드 보비
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Abstract

본 발명은 에너지를 가할 경우 필터 매체내에 수용된 그을음 미립자를 연소시키기에 충분한 열을 제공하는 전기적 가변성 저항 시트(들) 또는 튜브를 포함하는 전기적 재생성 디젤 미립자 필터 카트리지에 관한 것이다.

Description

전기적 재생성 디젤 미립자 필터 카트리지 및 필터(ELECTRICALLY REGENE-RABLE DIESEL, PARTICULATE FILTER CARTRIDGE AND FILTER)
본 내용은 요부공개 건이므로 전문내용을 수록하지 않았음
제4도는 비균일한 가열기 온도의 결과로서, 공지된 전기 재생성 디젤 미립자 필터와 결합된, “고온-영역” 및 통상 비연소된 그을음을 보여주는 디젤 미립자 필터의 종단면도,
제5도는 본 발명에 따른 디젤 미립자 필터 카트리지의 제조에 유용한, 슬롯이 있는 전기 저항성의 선형 가변성 저항 시트 구조(즉, 시트의 어느 한쪽단부로부터 시트의 중앙에 이르기까지 연속 스트랜드의 저항이 감소함)의 평면도,
제6도는 디젤 미립자 필터의 재생에 사용되는 전기 저항성 가열 부재의 제조에 유용한 것으로 공지된, 슬롯이 있는 전기 저항성 시트의 평면도,
제7도는 본 발명에 따른 바람직한 제1의 디젤 미립자 필터 카트리지의 종단면도,
제8도는 제7도에 도시한 필터 카트리지 4개로 구성된 디젤 미립자 필터 또는 트랩의 종단면도.

Claims (35)

  1. (a) 외면, 제1단부, 제2단부, 상기 외면에서 내면에 걸쳐 존재하는 개구부, 및 상기 전기 저항 튜브의 상기 단부로부터 연장된 길이를 가진 상당한 강성의 전기 저항 튜브로서; 상기 전기 저항 튜브는 이의 상기 단부 사이에 제1, 제2, 및 제3의 가상 영역을 가지고; 이를 각 영역은 상기 전기 저항 튜브 길이의 1/3에 해당하는 길이를 가지고; 상기 제2영역은 상기 제1영역과 제3영역 사이에 위치하며; 상기 전기 저항 튜브의 제1단부와 제2단부에 걸쳐 전압을 가할 경우, 각 영역에서는 다량의 열이 발생하며; 상기 제1 및 제3의 영역에서 각각 발생된 열량은 상기 제2영역에서 발생된 열량보다 큰 전기 저항 튜브; (b) 상기 전기 저항 튜브의 개구부를 덮는 무기 섬유로 구성된 필터 부재; 및 (c) 상기 전기 저항 튜브의 상기 단부에 전압을 가함으로써 포획된 디젤 배기가스 미립자의 연소점보다 높은 온도로 상기 튜브를 가열하는 수단을 포함하고; 상기 전기 저항 튜브는, 상기 전기 저항 튜브에 전압을 가하면 충분한 열이 상기 전기 저항 튜브로부터 상기 필터 부재내에 포획된 그을음 미립자로 전달됨으로써 그을음 미립자가 연소될 수 있도록 배치된 디젤 미립자 필터 카트리지.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제3영역 각각에서 발생한 열량이 상기 제2영역에서 발생한 열량보다 5%이상 높은 디젤 미립자 필터 카트리지.
  3. 제2항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 금속으로 제조되고, 상기 무기 섬유는 세라믹 산화물 섬유인 디젤 미립자 필터 카트리지.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1필터 부재가 나선형의 권사 세라믹 얀, 세라믹 얀으로 구성된 직조 섬유, 세라믹얀으로 구성된 부직 매트 및 이들의 조합물로 구성된 군중에서 선택된 물질을 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  5. 제3항에 있어서, 상기 제1세라믹 산화물 섬유가 제1세라믹 얀으로서 상기 지지 부재 주위에 거의 나선형으로 교차-권사됨으로써 상기 지지 부재의 상기 개구부를 덮고, 상기 제1세라믹 산화물 얀은 연속 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상이 의향으로 뻗은 중심을 포함하고, 상기 각 연속 층으로 구성된 연속 회선의 상기 중심은 방사상으로 배열되어 4면의 개구부를 한정하도록 배치된 벽을 형성하고, 상기 벽은 배기력으로부터 상기 제1필터 부재를 안정화시키며, 상기 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상은 상기 4면의 개구부내로 돌출하며, 상기 인접 회선의 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상은 사로 맞물림으로써 디젤 배기 가스 미립자용 트랩에 상기 4면의 개구부를 각각 제공해주며, 상기 지지 부재는 이들의 각 단부에 무공 영역을 가지고, 상기 무공 영역의 상기 안의 인접 회전의 상기 중심은 서로 근접하게 이격됨으로써, 배기 가스의 흐름이 거의 통과하지 못하는 비교적 두꺼운 말단 벽을 제공하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  6. 제5항에 있어서, 상기 연속 회선의 상기 중심이 서로에 대해 측방향으로 편향되어 있어 통상적으로 방사상인 배기 가스의 흐름이 비틀린 경로 형태로 변형되는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  7. 제3항에 있어서, 상기 제1필터 부재가, (a) 가요성이고, 거의 비-압축성이며, 거의 비권축성인 이격된 지지 스트랜드 및 (b) 상기 지지 스트랜드에 대해 팽팽히 맡겨진 상태인 가요성이고, 로프티성이머, 거의 전체적으로 권축성인 필 얀(fill yarns)으로 구성된 무매듭직을 포함한 직물을 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  8. 제3항에 있어서, 상기 지지 부재 및 상기 전기 저항 시트의 상기 개구부를 통해 배기 가스를 유동시키는 수단을 부가로 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  9. (a) 2개 이상의 단부를 가진 케이싱; (b) 상기 케이싱의 2개 이상의 단부를 배기 시스템에 연결시키는 수단; (c) 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 지지시키는 수단; 및 (d) 제8항의 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 포함하고; 상기 전기 저항 튜브의 상기 2단부는 상기 케이싱의 2개 이상의 단부 사이에서 연장되며 상기 지지 수단에 의해 상기 케이싱내에 지지되는 디젤 미립자 필터.
  10. 제1항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 금속으로 제조되고, 상기 무기 섬유는 세라믹 산화물 섬유이며, 상기 제1 및 제3영역 각각에서 발생하는 열량은 상기 제2영역에서 발생하는 열량보다 10% 이상 높은 디젤 미립자 필터 카트리지.
  11. 제1항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 금속으로 제조되고, 상기 무기 섬유는 세라믹 산화물 섬유이며, 상기 제1 및 제3영역 각각에서 발생하는 열량은 상기 제2영역에서 발생하는 열량보다 30% 이상 높은 디젤 미립자 필터 카트리지.
  12. 제1항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 금속으로 제조되고, 상기 무기 섬유는 세라믹 산화물 섬유이며, 상기 제1 및 제3영역 각각에서 발생하는 열량은 상기 제2영역에서 발생하는 열량보다 45% 이상 높은 디젤 미립자 필터 카트리지.
  13. 제1항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 12개 이상의 전류 경로를 가지는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  14. (a) 외면, 제1단부, 제2단부, 외면으로부터 내면에 이르는 개구부, 및 상기 전기 저항 튜브의 단부로부터 연장된 길이를 가진 상당한 강성의 전기 저항 튜브로서; 상기 전기 저항 튜브는 이의 단부사이에 제1, 제2, 제3, 제4, 및 제5의 가상 영역을 가지며; 각 영역은 상기 전기 저항 튜브 길이의 1/5에 상응하는 길이를 가지고; 상기 제2영역은 상기 제1영역과 제3영역사이에 배치되고, 상기 제3영역은 상기 제2영역과 제4영역 사이에 배치되고, 상기 제4영역은 상기 제3영역과 제5영역사이에 배치되며; 상기 전기 저항 튜브의 상기 제1 및 제2단부에 전압을 가할 경우, 각 영역에서는 다량의 열이 발생하고; 상기 제2영역 및 제4영역에서 각각 발생하는 열량은 상기 제3영역에서 발생하는 열량보다 큰 상당한 강성의 전기 저항 튜브; 및 (b) 상기 전기 저항 튜브의 개구부를 덮는 무기 섬유로 구성된 여과 부재; 및 (c) 포획된 디젤 배기 가스 미립자의 연소점보다 높은 온도로 전기 저항 튜브를 가열하기에 충분할 정도로 상기 전기 저항 튜브의 단부에 전압을 가하는 수단을 포함하고; 상기 전기 저항 튜브는, 이에 전압을 가할 경우, 상기 전기 저항 튜브로부터 필터 부재내에 수용된 그을음 미립자로 충분한 양의 열이 전달됨으로써 그을음 미립자가 연소되도록 위치한 디젤 미립자 필터 카트리지.
  15. 제14항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 금속으로 제조되고, 상기 무기 섬유는 세라믹 산화물 섬유인 디젤 미립자 필터 카트리지.
  16. 제15항에 있어서, 상기 전기 저항 시트 및 상기 지지 부재의 상기 개구부를 통해 배기 가스를 유동시키는 수단을 부가로 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  17. 제15항에 있어서, 상기 제1 및 제5영역 각각에서 발생하는 상기 열량이 상기 제2, 제3 및 제4영역 각각에서 발생하는 열량보다 높은 디젤 미립자 필터 카트리지.
  18. (a) 2개 이상의 단부를 가진 케이싱; (b) 상기 케이싱의 2개 이상의 단부를 배기 시스템에 연결시키는 수단; (c) 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 지지시키는 수단; 및 (d) 제16항의 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 포함하고; 상기 전기 저항 튜브의 상기 2단부는 상기 케이싱의 2개 이상의 단부 사이에서 연장되며 상기 지지 수단에 의해 상기 케이싱내에 지지되는 디젤 미립자 필터.
  19. 제15항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 12개 이상의 전류 경로를 가지는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  20. (a) 2개의 단부, 외면, 및 상기 외면으로부터 내면에 이르는 개구부를 가진 상당한 강성의 공동형 튜브 지지 부재; (b) 상기 개구부를 덮는 무기 섬유로 구성된 필터 부재; (c) 외면, 제1단부, 제2단부, 상기 외면으로부터 내면에 이르는 개구부, 및 상기 전기 저항 시트의 상기 단부로부터 연장된 길이를 가진 전기 저항 시트로서; 상기 전기 저항 시트는 그 단부사이에 제1, 제2, 및 제3의 가상 영역을 가지며; 각 영역은 상기 전기 저항 시트 길이의 1/3에 상응하는 길이를 가지고; 상기 제2영역은 상기 제1영역과 제3영역사이에 배치되며; 상기 전기 저항 시트의 상기 단부에 전압을 가할 경우, 각 영역에서는 다량의 열이 발생하고; 상기 제1영역 및 제3영역에서 각각 발생하는 열량은 제2영역에서 발생하는 열량보다 콘 전기 저항 시트; 및 (d) 포획된 디젤 배기 가스 미립자의 연소점보다 높은 온도로 상기 전기 저항 시트를 가열하기에 충분할 정도로 상기 전기 저항시트의 상기 단부에 전압을 가하는 수단을 포함하고; 상기 전기 저항 시트는, 이에 전압을 가할 경우, 상기 시트로부터 상기 필터 부재내에 포획된 그을음 미립자로 충분한 양의 열이 전달됨으로써 그을음 미립자가 연소되도록 위치한 디젤 미립자 필터 카트리지.
  21. 제20항에 있어서, 상기 제1 및 제3영역 각각에서 발생하는 상기 열량이 상기 제2영역에서 발생하는 상기 열량보다 5% 이상 높은 디젤 미립자 필터 카트리지.
  22. 제21항에 있어서, 상기 전기 저항 시트가 금속으로 제조되고, 상기 무기 섬유는 제1세라믹 산화물 섬유인 디젤 미립자 필터 카트리지.
  23. 제22항에 있어서, 상기 전기 저항 시트의 상기 개구부를 덮는 세라믹 산화물 섬유로 구성된 제2필터부재를 부가로 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  24. 제23항에 있어서, 상기 제1필터 부재가 나선형 권사 세라믹 산화물 얀, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 직포, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 부직 매트, 및 이들의 조합물로 구성된 군중에서 선택된 물질을 포함하고, 상기 제2필터 부재는 나선형 권사세라믹 산화물 얀, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 직포, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 부직 매트, 및 이들의 조합물로 구성된 군중에서 선택된 물질을 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  25. 제23항에 있어서, 상기 제1세라믹 산화물 섬유가 상기 지지 부재 주위에 제1세라믹 산화물 얀으로서 거의 나선형으로 교차 권사됨으로써 상기 지지 부재의 상기 개구부를 덮고, 상기 제1세라믹 산화물 안은 연속 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상의 의향으로 뻗은 중심을 포함하고, 상기 각 연속층으로 구성된 연속회선의 상기 중심은 방사상으로 배열되어 4면의 개구부를 한정하도록 이격된 벽을 제공하고, 상기 벽은 배기력으로부터 상기 제1필터 부재를 안정화시키며, 상기 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상은 상기 4면의 각 개구부내로 돌출하며, 상기 인접 회선의 섬유 루프 또는 섬유분절중 하나 이상은 서로 맞물림으로써 디젤 배기 가스 미립자용 트랩에 상가 4면의 개구부를 각각 제공해주며, 상기 지지 부재는 각 단부에 무공 영역을 가지고, 상기 무공 영역의 상기 안의 인접 회전의 상기 중심은 서로 근접하게 위치함으로써, 배기 가스의 흐름이 거의 통과하지 못하는 비교적 두꺼운 말단 벽을 제공하고; 상기 제2세라믹 산화물 섬유는 제2세라믹 산화물얀으로서 상기 전기 저항 시트 주위에 거의 나선형으로 교차 권사됨으로써 상기 지지 부재의 상기 개구부를 덮고, 상기 제2세라믹 산화물 안은 연속 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상이 의향으로 뻗은 중심을 포함하고, 상기 각 연속 층으로 구성된 연속 회선의 상기 중심을 방사상으로 배열되어 4면의 개구부를 한정하도록 이격된 벽을 제공하고, 상기 벽은 배기력으로부터 상기 필터 부재를 안정화 시키며, 상기 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상은 상기 4면의 각 개구부내로 돌출하며, 상기 인접 회선의 섬유 루프 또는 섬유분절중 하나 이상은 서로 맞물림으로써 디젤 배기가스 미립자용 트랩에 상기 각 4면의 개구부를 제공해주며, 상기 전기 저항 시트는 각 단부에 무공 영역을 가지고, 상기 무공 영역의 상기 안의 인접 회선의 중심은 서로 근접하게 위치함으로써, 배기 가스의 흐름의 거의 통과하지 못하는 비교적 두꺼운 말단 벽을 제공하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  26. 제23항에 있어서, 상기 전기 저항 시트 및 상기 지지 부재의 상기 개구부를 통해 배기 가스를 유동시키는 수단을 부가로 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  27. (a) 2개 이상의 단부를 가진 케이싱; (b) 상기 케이싱의 2개 이상의 단부를 배기 시스템에 연결시키는 수단; (c) 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 지지시키는 수단; 및 (d) 제26항의 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 포함하고; 상기 지지부재의 상기 2 단부는 상기 케이싱의 2개 이상의 단부 사이에서 연장되며 상기 지지 수단에 의해 상기 케이싱내에 지지되는 디젤 미립자 필터.
  28. (a) 2개의 단부, 외면, 및 상기 외면으로부터 내면에 이르는 개구부를 가진 상당한 강성의 공동형 튜브 지지 부재; (b) 상기 개구부를 덮는 무기 섬유로 구성된 필터 부재; (c) 외면, 제1단부, 제2단부, 외면으로부터 내면에 이르는 개구부, 및 상기 전기 저항 튜브의 상기 단부로부터 연장된 길이를 가진 전기 저항 튜브로서; 상기 전기 저항 튜브는 상기 전기 저항 튜브의 단부사이에 제1, 제2, 및 제3의 가상 영역을 가지며; 각 영역은 상기 전기 저항 튜브 길이의 1/3에 상응하는 길이를 가지고; 상기 제2영역은 상기 제1영역과 제3영역사이에 배치되며; 상기 전기 저항 튜브의 상기 단부에 전압을 가할 경우, 각 영역에서는 다량의 열이 발생하고; 상기 제1영역 및 제3영역 각각에서 발생하는 상기 열량은 상기 제2영역에서 발생하는 상기 열량보다 큰 전기 저항 튜브; 및 (d) 포획된 디젤 배기 가스 미립자의 연소점보다 높은 온도로 상기 전기 저항 튜브를 가열하기에 충분할 정도로 상기 전기 저항튜브의 단부에 전압을 가하는 수단을 포함하고; 상기 전기 저항 튜브는, 이에 전압을 가할 경우, 상기 튜브로부터 필터 부재내에 포획된 그을음 미립자로 충분한 양의 열이 전달됨으로써 그을음 미립자가 연속되도록 위치한 디젤 미립자 필터 카트리지.
  29. 제28항에 있어서, 상기 제1 및 제3영역 각각에서 발생하는 열량이 상기 제2영역에서 발생하는 열량보다 5% 이상 높은 디젤 미립자 필터 카트리지.
  30. 제29항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브가 금속으로 제조되고, 상기 무기 섬유는 제1세라믹 산화물 섬유인 디젤 미립자 필터 카트리지.
  31. 제30항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브의 상기 개구부를 덮는 세라믹 산화물 섬유의 제2필터 부재를 부가로 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  32. 제31항에 있어서, 상기 제1필터 부재가 나선형 권사 세라믹 산화물 얀, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 직포, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 부직 매트, 및 이들의 조합물로 구성된 군중에서 선택된 물질을 포함하고, 상기 제2필터 부재는 나선형 권사 세라믹 산화물 얀, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 직포, 세라믹 산화물 얀으로 구성된 부직 매트, 및 이들의 조합물로 구성된 군중에서 선택된 물질을 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  33. 제31항에 있어서, 상기 제1세라믹 산화물 섬유가 상기 지지 부재 주위에 제1세라믹 산화물 얀으로서 거의 나선형으로 교차 권사됨으로써 상기 지지 부재의 상기 개구부를 덮고, 상기 제1세라믹 산화물 얀은 연속 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상이 외향으로 뻗은 중심을 포함하고, 상기 각 연속 층으로 구성된 연속회선의 상기 중심은 방사상으로 배열되어 4면의 개구부를 한정하도록 이격된 벽을 제공하고, 상기 벽은 배기력으로부터 상기 필터 부재를 안정화 시키며, 상기 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상은 상기 4면의 각 개구부내로 돌출하며, 상기 인접 회선의 섬유 루프 또는 섬유분절중 하나 이상은 서로 맞물림으로써 디젤 배기가스 미립자용 트랩에 상기 4면의 개구부를 각각 제공해주며, 상기 지지 부재는 각 단부에 무공 영역을 가지고, 상기 무공 영역의 상기 안의 인접 회선의 상기 중심은 서로 근접하게 위치함으로써, 배기 가스의 흐름이 거의 통과하지 못하는 비교적 두꺼운 말단 벽을 제공하고; 상기 제2세라믹 산화물 섬유는 상기 전기 저항 튜브 주위에 제2세라믹 얀으로서 거의 나선형으로 교차 권사됨으로씨 상기 지지 부재의 상기 개구부를 덮고, 상기 제2세라믹 산화물 안은 연속 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상이 의향으로 뻗은 중심을 포함하고, 상기 각 연속 층으로 구성된 연속 회선의 상기 중심은 방사상으로 배열되어 4면의 개구부를 한정하도록 이격된 벽을 제공하고, 상기 벽은 배기력으로부터 상기 필터 부재를 안정화시키며, 상기 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상은 상기 4면의 각 개구부내로 돌출하며, 상기 인접 회선의 섬유 루프 또는 섬유 분절중 하나 이상은 서로 맞물림으로써 디젤 배기 미립자용 트랩에 상기 4면의 개구부를 각각 제공해주고, 상기 전기 저항 튜브는 각 단부에 무공 영역을 가지고, 상기 무공 영역의 상기 얀의 인접 회선의 상기 중심은 서로 근접하게 위치함으로써, 배기 가스의 흐름이 거의 통과하지 못하는 비교적 두꺼운 말단 벽을 제공하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  34. 제31항에 있어서, 상기 전기 저항 튜브 및 상기 지지 부재의 상기 개구부를 통해 배기 가스를 유동시키는 수단을 부가로 포함하는 디젤 미립자 필터 카트리지.
  35. (a) 2개 이상의 단부를 가진 케이싱; (b) 상기 케이싱의 2개 이상의 단부를 배기 시스템에 연결시키는 수단; (c) 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 지지시키는 수단; 및 (d) 제34항의 하나 이상의 디젤 미립자 필터 카트리지를 포함하고; 상기 지지부재의 상기 2단부는 상기 케이싱의 2개 이상의 단부 사이에서 연장되며 상기 지지 수단에 의해 상기 케이싱내에 지지되는 디젤 미립자 필터.
    ※ 참고사항 : 최초출원 내용에 의하여 공개하는 것임.
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