Opis wynalazku Dziedzina techniki Przedmiotowy wynalazek dotyczy filtra o strukturze plastra pszczelego do stosowania w urz a- dzeniach oczyszczaj acych spaliny z silników cieplnych, takich jak silnik spalinowy lub urz adzenia ze spalaniem, takie jak kocio l, urz adzenia do oczyszczania paliwa ciek lego lub gazowego itp., zw laszcza filtra o strukturze plastra pszczelego, który ma lepsz a skuteczno sc regeneracji i nadaje si e do równo- czesnego osi agania trwa lo sci i ma lego spadku ci snienia. Stan techniki Filtr o strukturze plastra pszczelego u zywany jest do zatrzymywania cz astek sta lych, zw laszcza ze spalin z silników wysokopreznych, z kot lów itp. Zwykle, jak pokazano na fig. 8(a), 8(b), filtr o strukturze plastra pszczelego przeznaczony do ta- kiego celu ma konstrukcj e, która zawiera wiele przelotowych kana lów 3 przedzielonych przegrodami 2 i przebiegaj acych w kierunku osi X, przy czym s asiednie kana ly przelotowe 3 s a zatkane przy jednym ko ncu na przemian po przeciwleg lych stronach tak, ze powierzchnie ko ncowe maj a wzór szachowni- cowy. W filtrze o strukturze plastra pszczelego, posiadaj acym tak a konstrukcj e, oczyszczany p lyn przep lywa przez przelotowy kana l 3, którego powierzchnia 42 ko nca wlotowego nie jest zatkana, to znaczy przez przelotowy kana l 3, którego wylotowe powierzchnie ko ncowe 44 s a zatkane, przechodzi przez porowat a przegrod e 2 i jest wyprowadzany przez s asiedni przelotowy kana l 3, którego wlotowa powierzchnia ko ncowa 42 jest zatkana, a wylotowa powierzchnia ko ncowa 44 nie jest zatkana. W takim przypadku przegrody 2 tworz a filtr, a sadze pochodz ace na przyk lad z silnika wysokopr ezne- go itp. s a zatrzymywane i osadzane na przegrodach. Filtr o strukturze plastra pszczelego u zywany w taki sposób ma problemy, gdy z rozk lad temperatury w strukturze podobnej do plastra pszczelego staje si e nierównomierny ze wzgl edu na szybk a zmian e temperatury spalin lub lokalnie wytwarzane ciep lo, a to powoduje p ekanie filtra. W szczególno sci przy u zywaniu jako filtra zatrzymuj acego cz astki stale zawarte w spalinach z silnika wysokopreznego, konieczne jest regenerowanie filtra przez wypa- lanie i usuwanie nagromadzonych cz astek w egla. W takim przypadku temperatura lokalnie zwi eksza si e, sprawno sc regeneracji maleje na skutek nierównomierno sci temperatury regeneracji i latwo o p ek- ni ecia powodowane przez du ze napr ezenie cieplne. Poniewa z rozk lad temperatury podczas regene- racji nie jest równomierny, trudno jest ustawi c w ca lym filtrze optymaln a temperatur e i zwi ekszy c sprawno sc regeneracji. Aby rozwi aza c ten problem, zaproponowano sposób, wed lug którego wiele segmentów otrzy- manych przez podzielenie filtra o strukturze plastra pszczelego laczy si e spoiwami. Przyk ladowo w opisie patentowym USA nr 4335783 ujawniono sposób wytwarzania struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, w którym wiele cz lonów podobnych do plastra pszczelego spaja si e nieci ag lymi materia lami spajaj acymi. Ponadto w japo nskiej publikacji patentowej nr 61-51240 zaproponowano odporny na wstrz as cieplny obrotowy system akumulowania ciep la, w którym segmenty matrycowe struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego, wykonane z materia lu ceramicznego, s a for- mowane wyt loczeniowo i wypalane. Nast epnie obrabia si e i wyg ladza zewn etrzn a czes c obwodow a takiej struktury. Spojon a czes c powleka si e ceramicznym spoiwem, którego sk lad po wypaleniu jest zasadniczo taki sam jak sk lad segmentu matrycowego i którego wspó lczynnik rozszerzalno sci cieplnej wynosi co najwy zej 0,1% przy 800°C, i wypala si e. Ponadto w publikacji SAE 860008, 1986, opisano ceramiczn a struktur e komórkow a podobn a do plastra pszczelego, w której segmenty komórkowe z kordierytu s a podobnie spajane klejem kordierytowym. Ponadto w japo nskim wy lozeniu zg loszenia patentowego nr 8-28248 opisano ceramiczn a struktur e komórkow a podobn a do plastra pszczelego, w której ceramiczny cz lon struktury komórkowej podobnej do plastra pszczelego jest spojony gi etkim szczeliwem utworzonym z nieorganicznych w lókien krzy zuj acych si e ze sob a w co najmniej trzech wymiarach, nieorganicznego spoiwa, organicznego spoiwa i cz astek nieorganicznych. Ponadto usi lo- wano zapobiec uszkodzeniu filtra o strukturze plastra pszczelego, powodowanemu przez naprezenie cieplne, przez zapobieganie lokalnemu wzrostowi temperatury w filtrze przez zastosowanie materia lu na bazie w eglika krzemu, posiadaj acego du za przewodno sc ciepln a i du za odporno sc na wysok a temperatur e. Chocia z p ekanie na skutek napr ezenia cieplnego mo zna zmniejszy c do pewnego stopnia przez segmentowanie struktury i/lub zastosowanie materia lów o du zej odporno sci na wysok a temperatur e, takich jak materia l na bazie w eglika krzemu, ró znica temperatury pomi edzy obwodow a cz esci a ze- wn etrzn a a cz esci a srodkow a filtra o strukturze plastra pszczelego nie mo ze zosta c usuni eta. PolepszeniePL 203 681 B1 3 sprawno sci regeneracji by lo zatem niewystarczajace na skutek niewystarczaj acego uzyskania równo- miernej regeneracji i ciep lo by lo lokalnie wytwarzane podczas regenerowania w pewnych przypadkach. Chocia z stosowanie materia lu o du zej przewodno sci cieplnej, takiego jak materia l na bazie w e- glika krzemu, jest skuteczne, je sli chodzi o unikanie lokalnego wzrostu temperatury, przewodno sc cieplna i porowato sc materia lu s a zasadniczo w la sciwo sciami sprzecznymi. Dlatego nawet przy sto- sowaniu materia lu na bazie w eglika krzemu, kiedy porowato sc zwi ekszy si e w celu zmniejszenia spadku ci snienia jako wa znej w la sciwo sci filtra, maleje przewodno sc cieplna. Oznacza to, ze bardzo trudno jest równocze snie osi aga c zmniejszenie naprezenia cieplnego powodowane przez lokalne nagrzanie podczas regeneracji filtra i zmniejszenie spadku ci snienia. Istota wynalazku Przedmiotowy wynalazek opracowano z uwzgl ednieniem tych okoliczno sci, a jego celem jest opracowanie filtra o strukturze plastra pszczelego, który ma lepsz a skuteczno sc regeneracji i który nadaje si e do równoczesnego osi agania du zej trwa lo sci i ma lego spadku ci snienia. W wyniku intensywnych bada n opisanych powy zej problemów wynalazca stwierdzi l, ze problem mo zna rozwi aza c przez zmienianie w la sciwo sci materia lowych segmentu o strukturze plastra pszcze- lego usytuowanego w zewn etrznej cz esci obwodowej i usytuowanego w cz esci srodkowej w filtrze o strukturze plastra pszczelego podzielonym na segmenty. Wed lug przedmiotowego wynalazku opracowano filtr o strukturze plastra pszczelego (zwany dalej filtrem segmentowym) jak dalej przedstawiono. Wed lug pierwszego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano filtr charakteryzuj acy si e tym, ze przewodno sc cieplna segmentu o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci, jest du za w porównaniu z segmentem o strukturze plastra pszczelego usytuowanym w ze- wn etrznej cz esci obwodowej segmentowego filtru. Wed lug drugiego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano filtr o strukturze plastra pszczelego, charakteryzuj acy si e tym, ze wytrzyma losc segmentu o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci, jest du za w porównaniu z segmentem o strukturze plastra pszcze- lego usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej segmentowego filtru. Wed lug trzeciego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano filtr o strukturze plastra pszczelego, b ed acy filtrem segmentowym, charakteryzuj acy si e tym, ze stosunek wytrzyma losci do modu lu spr ezysto sci segmentu o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci, jest du za w porównaniu z segmentem o strukturze plastra pszczelego usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej segmentowego filtru. Wed lug czwartego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano filtr o strukturze plastra pszczelego, b ed acy filtrem segmentowym, charakteryzuj acy si e tym, ze porowato sc scianki tworz acej segment o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w srodkowej cz esci, jest ma la w porównaniu ze sciank a tworz ac a segment o strukturze plastra pszczelego usytuowany w zewn etrznej cz esci obwo- dowej segmentowego filtru. Wed lug pi atego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano filtr o strukturze plastra pszczelego, b ed acy filtrem segmentowym, charakteryzuj acy si e tym, ze przeci etna srednica porów scianki tworz acej segment o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w srodkowej cz esci, jest ma la w porównaniu ze sciank a tworz ac a segment o strukturze plastra pszczelego usytuowany w zewn etrz- nej cz esci obwodowej segmentowego filtru. Wed lug szóstego aspektu przedmiotowego wynalazku opracowano filtr o strukturze plastra pszcze- lego, b ed acy filtrem segmentowym, charakteryzuj acy si e tym, ze wartosc reprezentowana przez A 0 =B 0 x(C 0 ) 2 jest wi eksza ni z warto sc reprezentowana przez A I =B I x(C I ) 2 , gdzie porowato sc scianki tworz acej segment o strukturze plastra pszczelego usytuowany w zewn etrznej cz esci obwodowej filtra o strukturze plastra pszczelego jest B 0 (%), przeci etna srednica porów jest C 0 ( µm), porowato sc scian- ki tworz acej segment o strukturze plastra pszczelego usytuowany w srodkowej cz esci filtra o struktu- rze plastra pszczelego jest B I (%), a przeci etna srednica porów jest C I ( µm) (szósty aspekt). Wed lug wynalazku otwory okre slonych kana lów przelotowych filtra o strukturze plastra pszcze- lego s a zatkane w jednej powierzchni ko ncowej, a otwory pozosta lych przelotowych kana lów s a za- tkane w drugiej powierzchni ko ncowej, a filtr taki korzystnie zawiera segment o strukturze plastra pszczelego posiadaj acy pole powierzchni przekroju pionowego 900-10000 mm 2 w odniesieniu do kie- runku osiowego. Ponadto segment o strukturze plastra pszczelego korzystnie zawiera materia l kom- pozytowy z metalicznego krzemu i w eglika krzemu albo w eglik krzemu jako g lówny sk ladnik. Ponadto filtr taki korzystnie zawiera segmenty o strukturze plastra pszczelego o co najmniej dwóch sk ladach.PL 203 681 B1 4 Ponadto segment o strukturze plastra pszczelego zawiera materia l kompozytowy z metalicznego krzemu i w eglika krzemu, który jest g lównym sk ladnikiem, a stosunek masy krzemu do w eglika krze- mu w segmencie o strukturze plastra pszczelego usytuowanym w srodkowej cz esci filtru o strukturze plastra pszczelego jest du zy w porównaniu z segmentem o strukturze plastra pszczelego usytuowa- nym w zewn etrznej cz esci obwodowej filtra o strukturze plastra pszczelego. Krótki opis rysunków Fig. 1(a) jest schematycznym widokiem perspektywicznym pokazuj acym jedn a posta c segmen- tu o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku, fig. 1(b) jest schematycznym widokiem perspektywicznym pokazuj acym inn a posta c segmentu o strukturze plastra pszczelego we- d lug przedmiotowego wynalazku, fig. 1(c) jest schematycznym widokiem perspektywicznym pokazuj a- cym jedn a posta c segmentu o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku, fig. 1(d) jest schematycznym widokiem z góry pokazuj acym jedn a posta c segmentu o strukturze plastra pszczele- go wed lug przedmiotowego wynalazku; fig. 2 jest schematycznym widokiem z góry pokazuj acym inn a posta c filtru o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku; fig. 3 jest schematycznym widokiem z góry pokazuj acym jeszcze inn a posta c filtru o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku; fig. 4 jest schematycznym widokiem z góry pokazuj acym jeszcze inn a posta c filtru o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku; fig. 5 jest schematycznym widokiem z góry pokazuj acym jeszcze inn a posta c filtru o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku; fig. 6 jest schematycznym widokiem z góry pokazuj acym jeszcze inn a posta c filtru o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku; fig. 7 jest schematycznym widokiem z góry pokazuj acym jeszcze inn a posta c filtru o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku; oraz fig. 8(a) jest schematycznym widokiem perspektywicznym pokazuj acym konwencjonalny filtr o struk- turze plastra pszczelego, za s fig. 8(b) jest cz esciowo powi ekszonym widokiem z góry. Najlepszy tryb realizacji wynalazku Filtr o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku zostanie opisany poni- zej szczegó lowo na podstawie rysunków, ale przedmiotowy wynalazek nie jest ograniczony do przed- stawionego przyk ladu realizacji. Nale zy zauwa zy c, ze poni zej „przekrój" oznacza przekrój prostopad ly do przebiegu kana lu (kierunku osi X), chyba ze podano inaczej. Jak pokazano na fig. 1(a), filtr o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wyna- lazku jest utworzony przez zintegrowanie segmentów 12 struktury podobnej do plastra pszczelego, zawieraj acych wiele przelotowych kana lów 3 przedzielonych przegrodami 2 i przebiegaj acych w kie- runku osi X, jak pokazano na fig. 1(c). Wa zne w la sciwo sci pierwszego aspektu przedmiotowego wynalazku polegaj a na tym, ze seg- menty 12 I o strukturze plastra pszczelego usytuowane w srodkowej cz esci maj a du za przewodno sc ciepln a w porównaniu z segmentami 12 0 o strukturze plastra pszczelego usytuowanymi w zewn etrznej cz esci obwodowej. Temperatura nie wzrasta wystarczaj aco ze wzgl edu na promieniowanie ciep la na zewn atrz w zewn etrznej cz esci obwodowej konwencjonalnego filtra o strukturze plastra pszczelego i sprawno sc spalania maleje. Zjawisko to jest zauwa zalne zw laszcza przy stosowaniu materia lów od du zej przewodno sci cieplnej, takich jak materia l na bazie w eglika krzemu. Kiedy jednak przewodnosc cieplna segmentu 12 0 usytuowanego w zewn etrznej cz esci obwodowej jest zmniejszona, promienio- wanie ciep la na zewn atrz podczas regeneracji mo zna st lumic i mo zna zwi ekszy c sprawno sc regene- racji. Z drugiej strony temperatura lokalnie latwo ro snie w cz esci srodkowej filtra o strukturze plastra pszczelego podczas regeneracji i latwo nast epuje p ekanie spowodowane przez naprezenie cieplne. Kiedy jednak przewodnosc cieplna segmentu 12 I usytuowanego w cz esci srodkowej jest zwi ekszona, powstawanie napr ezenia cieplnego jest powstrzymywane i trwa lo sc filtra 1 o strukturze plastra pszcze- lego mo zna gwa ltownie zwi ekszy c. Stosunek przewodno sci cieplnej segmentu 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci w porównaniu do segmentu 12 0 usytuowanego w ze- wn etrznej cz esci obwodowej, czyli przewodno sc cieplna (12 I )/przewodno sc cieplna (12 0 ) wynosi ko- rzystnie 1,05-10,0, korzystniej 1,1-8,0, najkorzystniej 1,2-5,0. Jak opisano powy zej, nie ma zadnych specjalnych ogranicze n, je sli chodzi o sposób zwi eksza- nia przewodno sci cieplnej segmentu 12 I o strukturze plastra pszczelego umieszczonego w srodkowej cz esci w porównaniu z segmentem 12 0 usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej, jak opisanoPL 203 681 B1 5 powy zej, ale przyk ladowo porowato sc cz esci sciankowej tworz acej segment o strukturze plastra pszczelego mo zna zmieni c, albo te z materia l mo zna zmieni c, by zwi ekszy c przewodno sc. Porowato sc mo zna zmieni c przyk ladowo przez zmian e przeci etnej srednicy cz astek surowca przygotowanej kom- pozycji, rozk ladu wielko sci cz astek, typu lub dodanej ilo sci, albo srednicy cz astek materia lu poro- twórczego, albo te z przez zmian e ci snienia formowania lub procedury wypalania (temperatura, czas utrzymywania maksymalnej temperatury itp.) w procesie wytwarzania. Zw laszcza kiedy g lównym sk ladnikiem segmentu o strukturze plastra pszczelego jest kompozyt z metalicznego krzemu i w eglika krzemu, stosunek masy metalicznego krzemu do w eglika krzemu stosowany w surowcu mo zna zmie- ni c w celu zmienienia porowato sci cz esci sciankowej. Przyk ladowo kiedy stosunek metalicznego krzemu do w eglika krzemu w stosowanym surowcu jest zwi ekszony, to znaczy kiedy zwi ekszy si e ilosc metalicznego krzemu, polepsza si e zdolno sc spiekania cz esci sciankowej, a porowato sc zmniej- sza si e. Dlatego, kiedy stosunek metalicznego krzemu do w eglika krzemu w segmencie 12 0 usytu- owanym w zewn etrznej cz esci obwodowej jest zmniejszony, a stosunek metalicznego krzemu do w e- glika krzemu segmentu 12 I usytuowanego w srodkowej cz esci jest zwi ekszony, mo zliwa jest realizacja pierwszego aspektu. Jak pokazano na fig. 1(c), wa zne w la sciwo sci drugiego aspektu przedmiotowego wynalazku po- legaj a na tym, ze wytrzyma losc segmentu 12 I usytuowanego w srodkowej cz esci jest du za w porów- naniu z segmentem 12 0 usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej. Przy takim rozwi azaniu mo z- na zwi ekszy c odporno sc na napr ezenie cieplne tylko srodkowej cz esci, w której wyst epuje p ekanie powodowane przez napr ezenie cieplne, i mo zna skutecznie zwi ekszy c trwa losc filtru 1 o strukturze plastra pszczelego. Poniewa z wytrzyma losc ta zmienia si e równie z odwrotnie ni z porowato sc w taki sam sposób jak w przypadku przewodno sci cieplnej, drugi aspekt przedmiotowego wynalazku mo zna wykorzystywa c, by równocze snie osi aga c wysok a trwa lo sc i ma ly spadek ci snienia. Stosunek wytrzyma- lo sci segmentu 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci w porównaniu z segmentem 12 0 usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej, wytrzyma lo sc (12 I ) wytrzyma lo sc (12 0 ), wynosi korzystnie 1,05-10,0, korzystniej 1,1-8,0, najkorzystniej 1,2-5,0. Istniej a nie tylko specjalne ograniczenia, je sli chodzi o sposób zwi ekszania wytrzyma lo sci seg- mentu 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci w porównaniu z seg- mentem 12 0 usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej, ale przyk ladowo mo zna zmienia c poro- wato sc czesci sciankowej, tworz acej segment o strukturze komórkowej, albo mo zna zmienia c materia l przy realizacji tego sposobu. Porowato sc mo zna zmienia c sposobem podobnym do opisanego w od- niesieniu do pierwszego aspektu. Materia l o du zej wytrzyma lo sci stosuje si e w segmencie 12 I usytu- owanym w cz esci srodkowej, a materia l o mniejszej wytrzyma lo sci stosuje si e w segmencie 12 0 usy- tuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej tak, ze mo zna realizowa c drugi aspekt wynalazku. Wa zne w la sciwo sci trzeciego aspektu przedmiotowego wynalazku polegaj a na tym, ze stosu- nek wytrzyma losci do modu lu spr ezystosci segmentu 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowa- nego w srodkowej cz esci jest wi ekszy w porównaniu z segmentem 12 0 usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej, jak pokazano na fig. 1(c). Przy takiej konstrukcji odporno sc na wstrz as termiczny segmentu 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w cz esci srodkowej, jest zwi ekszona, odporno sc na wstrz as termiczny tylko srodkowej cz esci, w której latwo wyst epuje p ekanie na skutek napr ezenia cieplnego, mo ze by c zwi ekszona, a trwa losc filtru 1 o strukturze plastra pszczelego mo ze by c skutecznie polepszona. Stosunek wytrzyma lo sci do modu lu sprezysto sci segmentu 12 I o struktu- rze plastra pszczelego, usytuowanego w cz esci srodkowej, w porównaniu z segmentem 12 0 o struktu- rze plastra pszczelego, usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej {wytrzyma losc/modu l sprezy- sto sci (12 I )}/{wytrzyma losc/modu l spr ezysto sci (12 0 )} wynosi korzystnie 1,01-3,0, korzystniej 1,05-2,5, najkorzystniej 1,1-1,8. Nie ma zadnych specjalnych ogranicze n sposobu zwi ekszania stosunku wytrzyma losci do mo- du lu sprezystosci segmentu 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej czesci, w stosunku do segmentu 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w zewn etrznej cz esci obwodowej, ale przyk ladowo mo zna zmienia c porowato sc segmentu o strukturze plastra pszczelego, albo te z mo zna zmienia c materia l przy przeprowadzaniu tego sposobu. Porowato sc mo zna zmienia c w sposób podobny do opisanego w pierwszym aspekcie. Materia l o du zym stosunku wytrzyma losci do modu lu spr ezysto sci u zywany jest w segmencie 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowanym w czesci srodkowej, a materia l o ma lym stosunku wytrzyma lo sci do modu lu sprezysto sci jest u zywany w segmencie 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej, tak ze mo zna realizowa c ten trzeci aspekt. Przyk ladowo, kiedy w surowcu zmieni si e stosunek metalicznegoPL 203 681 B1 6 krzemu do w eglika krzemu, to znaczy zwi ekszy si e ilosc metalicznego krzemu, wówczas zauwa zalne s a w la sciwo sci metalu, warto sc modu lu spr ezysto sci maleje, a stosunek wytrzyma lo sci do modu lu spr ezystosci zwi eksza si e. Zmniejsza si e zatem stosunek metalicznego krzemu do w eglika krzemu w segmencie 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej, a zwi eksza si e stosunek metalicznego krzemu do w eglika krzemu w segmencie 12 I o strukturze pla- stra pszczelego, usytuowanym w srodkowej cz esci tak, ze mo zna realizowa c ten trzeci aspekt. Wa zne w la sciwo sci czwartego aspektu przedmiotowego wynalazku polegaj a na tym, ze poro- wato sc scianki tworz acej segment 12, o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w srodkowej cz e- sci, jest ma la w porównaniu ze sciank a tworz ac a segment 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytu- owany w zewn etrznej cz esci obwodowej, jak pokazano na fig. 1(c). Przy takiej konstrukcji przewod- nosc cieplna, wytrzyma lo sc oraz stosunek wytrzyma losci do modu lu sprezysto sci segmentu 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci, mo zna równocze snie ustawia c tak, by by ly wi eksze ni z w przypadku segmentu 12 0 o strukturze plastra pszczelego usytuowanego w zewn etrznej cz esci obwodowej. Ponadto, poniewa z porowato sc scianki tworz acej segment 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w zewn etrznej cz esci obwodowej, jest du za, mo zna zmniejszy c spadek ci snienia na ca lym filtrze 1 o strukturze plastra pszczelego. Porowato sc mo zna zmienia c sposobem podobnym do opisanego w pierwszym aspekcie. Wed lug przedmiotowego wyna- lazku, zgodnie z przyk ladem z fig. 1(a), scianka tworz aca segment o strukturze plastra pszczelego oznacza wszystkie przegrody 2 i boczne scianki 7, tworz ace jeden segment o strukturze plastra pszczele- go, a porowato sc oznacza ca lkowit a porowato sc przegród 2 i bocznych scianek 7. Stosunek porowato sci scianki tworz acej segment 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w srodkowej cz esci, w porów- naniu ze sciank a tworz ac a segment 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w zewn etrznej cz esci obwodowej, to znaczy porowato sc (12 I )/porowato sc (12 0 ), wynosi korzystnie 0,3-0,99, korzyst- niej 0,4-0,95, najkorzystniej 0,5-0,90. Wa zne w lasciwo sci pi atego aspektu przedmiotowego wynalazku polegaj a na tym, ze scianka tworz aca segment 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w srodkowej cz esci, ma mniejsz a przeci etn a srednic e porów ni z scianka tworz aca segment 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytu- owany w zewn etrznej cz esci obwodowej, jak pokazano na fig. 1(c). Przy takiej konstrukcji mo zliwe jest zmniejszenie spadku ci snienia w zewn etrznej cz esci obwodowej i mo zna osi agnac ma ly spadek ci- snienia na ca lym filtrze o strukturze plastra pszczelego. Wed lug przedmiotowego wynalazku, zgodnie z przyk ladem z fig. 1(a), przeci etna srednica porów scianki tworz acej segment o strukturze plastra pszcze- lego oznacza sredni a wyznaczon a ze srednic porów we wszystkich przegrodach 2 i bocznych scian- kach 7 tworz acych jeden segment o strukturze plastra pszczelego. Stosunek srednicy porów scianki tworz acej segment 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w srodkowej cz esci, w porównaniu ze sciank a tworz ac a segment 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w zewn etrznej cz esci ob- wodowej, to znaczy porowato sc (12 I )/porowato sc (12 0 ), wynosi korzystnie 0,1-0,99, korzystniej 0,2-0,97, najkorzystniej 0,3-0,95. Przeci etn a srednic e porów mo zna zmienia c przyk ladowo przez zmienianie przeci etnej srednicy cz astek surowca, rozk ladu wielko sci cz astek, albo rodzajów, ilo sci lub srednic cz astek czynnika wspomagaj acego spiekanie i substancji porotwórczej. W szczególno sci, kiedy g lównym sk ladnikiem segmentu o strukturze plastra pszczelego jest materia l z lo zony z metalicznego krzemu i w eglika krzemu, stosunek masowy metalicznego krzemu do w eglika krzemu, stosowany w surowcu, mo ze by c zmieniany, by zmienia c przeci etn a srednic e porów. Przyk ladowo, kiedy zwi eksza si e stosowany w surowcu stosunek metalicznego krzemu do w eglika krzemu, mo zna zmniejszy c srednic e porów. Wa zne w la sciwo sci szóstego aspektu przedmiotowego wynalazku polegaj a na tym, ze, jak po- kazano na fig. 1(c), je zeli porowato sc scianki tworz acej segment 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w zewn etrznej cz esci obwodowej, wynosi B 0 (%), przeci etna srednica porów jest C 0 ( µm), porowato sc scianki tworz acej segment 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowany w srodkowej cz esci filtru o strukturze plastra pszczelego jest B l (%), a przeci etna srednica porów jest C I ( µm), war- tosc A 0 = B 0 x(C 0 ) 2 jest wi eksza ni z wartosc A I = B I x(C I ) 2 , to znaczy A 0 A I . Przy takiej konstrukcji mo z- liwe jest zmniejszenie spadku ci snienia w zewn etrznej cz esci obwodowej oraz uzyskanie ma lego spadku ci snienia na ca lym filtrze o strukturze plastra pszczelego. Stosunek A I do A 0 , to znaczy A I /A 0 , wynosi korzystnie 0,01-0,98, korzystniej 0,05-0,95, najkorzystniej 0,1-0,90. Filtr o strukturze komórkowej, który spe lnia opisan a powy zej zale zno sc, otrzymuje si e przez umieszczenie segmentu o strukturze plastra pszczelego, np. którego scianka ma duza przeci etn a srednic e porów i porowato sc, i przeciwnego segmentu o strukturze plastra pszczelego w srodkowejPL 203 681 B1 7 cz esci oraz w zewn etrznej cz esci obwodowej filtra o strukturze plastra pszczelego i opisanym powy zej sposobem mo zna otrzyma c odpowiednio ka zdy segment o strukturze plastra pszczelego. Wed lug przedmiotowego wynalazku jako g lówny sk ladnik filtra i o strukturze plastra pszczelego z punktu widzenia wytrzyma losci, odporno sci na wysok a temperatur e itp. nadaje si e korzystnie co najmniej jeden rodzaj materia lu wybranego z grupy z lozonej z kordierytu, mulitu, tlenku glinu, spinelu, w eglika krzemu, materia lu z lo zonego z w eglika krzemu i kordierytu, materia lu z lo zonego z krzemu i w eglika krzemu, azotku krzemu, krzemianu litowo-glinowego, tytanianu glinu, stopu metali na bazie Fe-Cr-AI oraz po laczenia tych materia lów. Jednak ze z punktu widzenia odporno sci na wysok a tempe- ratur e materia l z lo zony z metalicznego krzemu i w eglika krzemu albo sam w eglik krzemu, b ed acy g lównym sk ladnikiem, jest szczególnie odpowiedni na filtr o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku. Okre slenie „g lówny sk ladnik" oznacza tu, ze sk ladnik ten stanowi co naj- mniej 50% mas. filtru o strukturze plastra pszczelego, korzystnie co najmniej 70%, jeszcze korzystniej co najmniej 80% mas. Ponadto, aby korzystnie otrzyma c filtry o strukturze plastra pszczelego wed lug aspektów przedmiotowego wynalazku od pierwszego do szóstego, filtr o strukturze plastra pszczelego korzyst- nie zawiera segmenty o strukturze plastra pszczelego o co najmniej dwóch ró znych sk ladach. Seg- ment o strukturze plastra pszczelego z materia lu o du zej warto sci co najmniej jednej w la sciwo sci, takiej jak przewodno sc cieplna, wytrzyma lo sc i stosunek wytrzyma lo sci do modu lu spr ezysto sci i/lub materia l o ma lej warto sci co najmniej jednej z w la sciwo sci takich jak porowato sc, przeci etna sredni- ca porów i iloczyn porowato sci i kwadratu przeci etnej srednicy porów w sciance jest usytuowany w cz esci srodkowej, a segment o przeciwstawnych w la sciwo sciach jest korzystnie usytuowany w ze- wn etrznej cz esci obwodowej. Ró zne sk lady obejmuj a tu nie tylko same ró zne sk lady, ale równie z ró z- ne stosunki sk ladów. Ponadto wed lug przedmiotowego wynalazku, kiedy filtr o strukturze plastra pszczelego zawiera materia l z lo zony z metalicznego krzemu (Si) i w eglika krzemu (SiC) jako g lówny sk ladnik, wówczas stosunek masowy Si/SiC takiego segmentu o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w cz esci srodkowej, jest ustawiany jako wi ekszy ni z analogiczny stosunek w segmencie o strukturze plastra pszczelego usytuowanym w zewn etrznej cz esci obwodowej. Bardzo korzystna jest mo zliwo sc otrzy- mania filtru o strukturze plastra pszczelego, który spe lnia wszystkie aspekty przedmiotowego wyna- lazku od pierwszego do szóstego. Wed lug przedmiotowego wynalazku zgodnie z przyk ladami z fig. 1(c) i (d), segment o strukturze plastra pszczelego usytuowany w srodkowej cz esci jest segmentem o strukturze plastra pszczelego zawieraj acym srodek 10 przekroju filtru o strukturze plastra pszczelego lub usytuowanym w pobli zu srodka 10 przekroju i segmentem o strukturze plastra pszczelego, którego wszystkie powierzchnie boczne stykaj a si e z innymi segmentami o strukturze plastra pszczelego, to znaczy segmentem o strukturze plastra pszczelego, który nie tworzy zewn etrznej powierzchni obwodowej filtru o struktu- rze plastra pszczelego. Segment o strukturze plastra pszczelego usytuowany w zewn etrznej cz esci obwodowej oznacza segment o strukturze plastra pszczelego, który nie zawiera srodka 10 przekroju filtra o strukturze plastra pszczelego i który nie s asiaduje ze srodkiem i który zasadniczo tworzy cz esc zewn etrznej powierzchni obwodowej 32 filtru o strukturze plastra pszczelego. Okre slenie „segment za- sadniczo tworz acy" oznacza, ze co najmniej 20% powierzchni bocznej takiego segmentu o strukturze plastra pszczelego tworzy zewn etrzn a powierzchni e obwodow a filtra o strukturze plastra pszczelego. Po- nadto porównanie segmentu o strukturze plastra pszczelego usytuowanego w srodkowej cz esci we- d lug przedmiotowego wynalazku z segmentem o strukturze plastra pszczelego usytuowanym w ze- wn etrznej cz esci obwodowej pod wzgl edem przewodno sci cieplnej, wytrzyma lo sci i stosunku wytrzyma lo- sci do modu lu sprezysto sci, jak równie z porowato sci, przeci etnej srednicy porów oraz iloczynu poro- wato sci i kwadratu przeci etnej srednicy porów w sciance oznacza porównanie przeci etnej ze wszyst- kich segmentów o strukturze plastra pszczelego usytuowanych w srodkowej cz esci z przeci etn a ze wszystkich segmentów o strukturze plastra pszczelego usytuowanych w zewn etrznej cz esci obwodowej. W filtrze 1 o strukturze plastra pszczelego, pokazanym na fig. 1(c) i (d) cztery segmenty o struk- turze plastra pszczelego s asiaduj ace ze srodkiem 10 przekroju filtra 1 o strukturze plastra pszczelego s a segmentami o strukturze plastra pszczelego usytuowanymi w cz esci srodkowej, a dwana scie seg- mentów 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowanych wokó l tych segmentów srodkowych, jest segmentami o strukturze plastra pszczelego usytuowanymi w zewn etrznej cz esci obwodowej. Jak pokazano na fig. 1(c) i (d), filtr o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku ma konstrukcj e, w której co najmniej jedna z w la sciwo sci, takich jak przeci etna przewodno sc cieplna,PL 203 681 B1 8 wytrzyma lo sc i stosunek wytrzyma lo sci do modu lu sprezysto sci czterech segmentów 12 I o strukturze plastra pszczelego jest lepsza ni z analogiczne w la sciwo sci dwunastu segmentów 12 0 o strukturze plastra pszczelego i/lub konstrukcj e, w której co najmniej jedna z w la sciwo sci, takich jak przeci etna porowato sc, przeci etna srednica porów oraz iloczyn porowato sci i kwadratu przeci etnej srednicy po- rów, dotycz acych scianek tworz acych cztery segmenty 12 I o strukturze plastra pszczelego jest gorsza ni z analogiczne w lasciwo sci scianek tworz acych dwana scie segmentów 12 0 o strukturze plastra pszczelego. Nie ma zadnych specjalnych ogranicze n, je sli chodzi o wielkosc segmentu w filtrze o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku, ale kiedy ka zdy segment jest zbyt du zy, wy- st epuje problem z p ekaniem przy pojawieniu si e napr ezenia cieplnego. Kiedy ka zdy segment jest zbyt ma ly, wówczas integrowanie odpowiednich segmentów przy wytwarzaniu lub spajaniu jest niekorzyst- nie pracoch lonne. Korzystnie dla wielko sci segmentu o strukturze plastra pszczelego pole przekroju poprzecznego wynosi 900-10.000 mm 2 , korzystniej 900-5.000 mm 2 , najkorzystniej 900-3.600 mm 2 . Filtr o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku korzystnie zawiera segmenty w tym zakresie. Ponadto korzystnie co najmniej 50% obj., najkorzystniej co najmniej 70% obj. filtru o strukturze plastra pszczelego zawiera segmenty o takiej wielko sci. Nie ma zadnych specjalnych ogranicze n, je sli chodzi o kszta lt segmentu o strukturze plastra pszczelego, przyk ladowo, jak pokaza- no na fig. 2-7, kszta lt przekroju jest czworok atem, to znaczy segment o strukturze plastra pszczelego, majacy kszta lt graniastos lupa o podstawie kwadratu jest uwa zany za kszta lt podstawowy, a kszta lt segmentu o strukturze plastra pszczelego po zewn etrznej stronie obwodowej mo zna odpowiednio wybra c w zale zno sci od kszta ltu zintegrowanego filtra o strukturze plastra pszczelego. Wed lug przedmiotowego wynalazku nie ma zadnych specjalnych ogranicze n, je sli chodzi o g e- stosc komórek (liczb e kana lów przelotowych na jednostk e pola powierzchni przekroju). Kiedy g esto sc komórek jest zbyt ma la, wówczas wytrzyma losc i skuteczne pole powierzchni geometrycznej filtra s a niewystarczaj ace. Kiedy g esto sc komórek jest zbyt du za, wówczas wzrasta spadek ci snienia, gdy przep lywa oczyszczany p lyn. G esto sc komórek jest w zakresie korzystnie 6-2000 komórek na cal kwadratowy (0,9-311 komórek/cm 2 ), korzystniej 50-1000 komórek na cal kwadratowy (7,8-155 komó- rek/cm 2 ), najkorzystniej 100-400 komórek na cal kwadratowy (15,5-62,0 komórek/cm 2 ). Ponadto nie ma zadnych specjalnych ogranicze n, je sli chodzi o kszta lt przekroju (kszta lt komórki) kanalu przep ly- wowego, ale z punktu widzenia wytwarzania korzystny jest kszta lt trójk atny, czworok atny, sze sciok at- ny i pofalowany. Wed lug przedmiotowego wynalazku przegroda filtra o strukturze plastra pszczelego jest ko- rzystnie z materia lu porowatego, który dzia la jako filtr. Nie ma zadnych specjalnych ogranicze n, je sli chodzi o grubo sc przegrody. Kiedy przegroda jest zbyt gruba, wówczas spadek ci snienia podczas przepuszczania oczyszczanego p lynu przez porowat a przegrod e jest nadmiernie du zy. Kiedy prze- grody s a zbyt cienkie, wówczas wytrzyma losc filtru jest niekorzystnie zbyt ma la. Je sli chodzi o grubosc przegrody, to grubo sci przegród segmentu o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w ze- wn etrznej cz esci obwodowej, segmentu o strukturze plastra pszczelego usytuowanego w cz esci srod- kowej i innych segmentów o strukturze plastra pszczelego s a w zakresie korzystnie 30-2000 µm, ko- rzystniej 40-1000 µm, najkorzystniej 50-500 µm. Fig. 2-7 przedstawiaj a filtry o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku o ró znych kszta ltach, ale na fig. 3, 4 pokazano segment 12 M o strukturze plastra pszczelego, który nie nale zy do segmentu 12 I o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w srodkowej cz esci ani do segmentu 12 0 o strukturze plastra pszczelego, usytuowanego w zewn etrznej cz esci obwodowej. W tym przypadku ka zda z w lasciwo sci segmentu 12 M o strukturze plastra pszczelego, np. w lasciwo sci okre slonych przez aspekty przedmiotowego wynalazku od pierwszego do szóstego, jest korzystnie taka sama jak w segmentach 12 I lub 12 0 lub pomi edzy segmentami 12 I i 12 0 . Kszta lt przekroju filtra o strukturze komórkowej wed lug przedmiotowego wynalazku nie jest szczególnie ograniczony, przy- k ladowo mo zliwy jest kszta lt ko lowy, pokazany na fig. 1, kszta lt eliptyczny, pokazany na fig. 5 lub 7, kszta lt nieregularny pokazany na fig. 6, a dodatkowo kszta lt bie zni, kszta lt pod luzny i kszta lty wie- lok atne, takie jak trójk atny, zasadniczo trójk atny, czworok atny lub zasadniczo czworok atny. Filtr o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku zawiera wiele zinte- growanych segmentów o strukturze komórkowej, ale segmenty te mog a by c integrowane przy u zyciu spoiwa 8. Spoiwo korzystnie mo ze by c wybrane spo sród materia lów korzystnie stosowanych jako sk ladnik g lówny filtra o strukturze plastra pszczelego, przy czym klej zawieraj acy materia l ceramicz- ny, b ed acy g lównym sk ladnikiem, jest korzystnie stosowany jako spoiwo. Ponadto, kiedy ró znicaPL 203 681 B1 9 wspó lczynnika rozszerzalno sci cieplnej pomi edzy spoiwem 8 a segmentem 12 o strukturze plastra pszczelego jest zbyt du za, wówczas napr ezenie cieplne niekorzystnie koncentruje si e w spajaj acej cz esci podczas grzania lub ch lodzenia. Ró znica wspó lczynnika rozszerzalno sci cieplnej pomi edzy materia lem spajaj acym a segmentem o strukturze plastra pszczelego przy 20-800°C wynosi korzyst- nie 1x10 -6 /°C. W filtrze o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku, jak cz esciowo po- kazano na przyk ladzie segmentu 12 o strukturze plastra pszczelego na fig. 1(b), otwory okre slonych kana lów 3a s a zatkane w jednej powierzchni ko ncowej, a pozosta lych kana lów 3b s a korzystnie za- tkane w drugiej powierzchni ko ncowej. Jednak ze, kiedy filtr o strukturze komórkowej wed lug przedmio- towego wynalazku jest u zywany zw laszcza do oczyszczania spalin z silnika wysokopr eznego, s asied- nie przelotowe kana ly 3a i 3b s a korzystnie zatkane w jednym ko ncu po przeciwnych stronach tak, ze powierzchnie ko ncowe 42 i 44 maja wzory szachownicowe. Je sli chodzi o materia l u zywany do zaty- kania, korzystnie stosuje si e materia l wybrany spo sród materia lów ceramicznych lub metali, które korzystnie nadaj a si e do stosowania w opisanym powy zej segmencie o strukturze plastra pszczelego. W takim przypadku segmenty 12 o strukturze plastra pszczelego, zatkane uprzednio, jak pokazano na fig. 1(b), mog a by c równie z zintegrowane, albo te z segmenty o strukturze plastra pszczelego mog a by c równie z integrowane i pó zniej zatykane. Kiedy filtr o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku jest u zywany jako no snik katalizatora przy oczyszczaniu spalin z maszyn cieplnych, takich jak silnik spalinowy lub urz a- dzenia ze spalaniem, takie jak kocio l, albo w oczyszczaniu paliwa ciek lego lub gazowego, filtr o struk- turze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku jest korzystnie przeznaczony do wspie- rania katalizatorów, takich jak metal maj acy zdolno sc katalityczn a. Przyk lady reprezentatywnych meta- li o zdolno sci katalitycznej obejmuj a Pt, Pd, Rh, a co najmniej jeden ich rodzaj jest korzystnie wspiera- ny przez filtr o strukturze plastra pszczelego. Nast epnie opisany zostanie sposób wytwarzania filtra o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku. Korzystne materia ly, takie jak sproszkowany w eglik krzemu, s a u zywane jako proszkowy suro- wiec na filtr o strukturze plastra pszczelego, dodawane s a spoiwa, takie jak metyloceluloza i hydro- ksypropoksylometyloceluloza, a nast epnie dodawany jest srodek powierzchniowo czynny i woda, by przygotowa c ciasto. Przy formowaniu wyt loczeniowym ciasta otrzymuje si e segment o strukturze pla- stra pszczelego, posiadaj acy okre slon a grubosc przegrody i g esto sc komórek. Po wysuszeniu go, np. za pomoc a mikrofal i gor acego powietrza, s asiednie kana ly przelotowe zatyka si e w jednym ko ncu po przeciwnych stronach materia lem podobnym do u zytego przy wytwa- rzaniu filtra o strukturze plastra pszczelego tak, ze powierzchnie ko ncowe maj a wzór szachownicowy. Ponadto po suszeniu materia l grzeje si e i odt luszcza, np. w atmosferze azotu, a nast epnie wypala si e w nieaktywnej atmosferze, takiej jak atmosfera argonu, aby otrzyma c segmenty o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowego wynalazku. Otrzymane segmenty spaja si e, np. za pomoc a ce- ramicznego kleju i suszy si e oraz utwardza w temperaturze 200°C tak, ze otrzymuje si e filtr o struktu- rze plastra pszczelego. Sposób umo zliwiaj acy, by tak wytworzony filtr o strukturze plastra pszczelego by l no snikiem ka- talizatora, mo ze by c sposobem zwykle stosowanym przez fachowca, a katalizatora mo ze by c nak la- dany przyk ladowo przez powlekanie zanurzeniowe, suszenie i wypalanie zawiesiny katalizatora. Przedmiotowy wynalazek zostanie opisany konkretnie w przedstawionych poni zej przyk ladach, ale nie ogranicza si e do tych przyk ladów. Przyk lad i przyk lad porównawczy Wytwarzanie segmentu o strukturze plastra pszczelego Jako surowce sproszkowany w eglik krzemu i sproszkowany metaliczny krzem oraz polimetakry- lan metylu, b edacy srodkiem porotwórczym, zmieszano w stosunku masowym podanym w tablicy 1 i do takiego materia lu w celu utworzenia plastycznego ciasta dodano metylocelulozy, hydroksypropoksy- lometylo-celulozy, srodka powierzchniowo czynnego i wody. Ciasto takie formowano wyt loczeniowo i suszono za pomoc a mikrofal i gor acego powietrza, by otrzyma c segment o strukturze plastra pszcze- lego posiadaj acy grubo sc przegrody 380 µm, g estosc komórek oko lo 31,0 komórek/cm 2 (200 komórek na cal kwadratowy) i przekrój w kszta lcie kwadratu o boku 35 mm oraz d lugo sc 152 mm. Nast epnie s asiednie kana ly przelotowe zatkano materia lem podobnym do u zytego przy wytwarzaniu filtra o struk- turze plastra pszczelego w jednym ko ncu po przeciwnych stronach tak, ze ko ncowe powierzchnie mia ly szachownicowe wzory, a nast epnie wysuszono, odt luszczono w temperaturze oko lo 400°CPL 203 681 B1 10 w atmosferze, po czym wypalono je w temperaturze 1450°C w nieaktywnej atmosferze argonu, by otrzyma c segmenty A, B, C i D o strukturze komórkowej z materia lu kompozytowego z lo zonego z metalicznego krzemu i w eglika krzemu, gdzie w eglik krzemu by l spoiwem. W la sciwo sci otrzymanych segmentów o strukturze plastra pszczelego przedstawiono w tablicy 2. Przeci etn a srednic e porów zmierzono sposobem polegaj acym na wt laczaniu rt eci, a porowato sc zmierzono metod a Archimedesa. Przewodno sc ciepln a mierzono w procesie wykorzystuj acym b lysk laserowy zgodnie ze sposobem opisanym w JIS R1610. Wytrzyma lo sc na zginanie w czterech punktach oraz modu l sprezysto sci mie- rzono sposobem zgodnym z JIS R1601. T a b l i c a 1 Przeci etna srednica cz astek sproszkowane- go SiC [ µm] Ilo sc sproszko- wanego SiC w mieszaninie [czesci masy] Przeci etna sred- nica cz astek metalicznego Si [ µm] Ilo sc metalicz- nego Si w mieszaninie [czesci masy] Przeci etna sred- nica cz astek srodka poro- twórczego [ µm] Ilo sc srodka poro- twórczego w mieszaninie [czesci masy] A 32,6 80 4 20 - - B 50 70 4 30 - - C 32,6 80 4 20 60 20 D 50 80 4 20 12 15 T a b l i c a 2 Przeci etna srednica porów [ µm] = (C) Porowato sc [%] = (B) Wytrzyma lo sc na zginanie w 4 punktach [MPa] Modu l sprezy- sto sci [GPa] Przewod- no sc cieplna [W/mK] Stosunek wytrzyma lo- sci na zginanie w 4 punktach do mo- du lu sprezysto sci [MPa/GPa] Iloczyn porowa- to sci (B) i kwa- dratu przeci etnej srednicy porów (C) [%x µm 2 ] = (A) A 10 45 20 15 25 1,33 4500 B 15 40 35 25 35 1,40 9000 C 20 60 12 10 12 1,20 24000 D 17 55 15 12 15 1,25 16000 Przyk lady 1-4 oraz porównawcze przyk lady 1-4 W przyk ladach 1-4 oraz porównawczych przyk ladach 1-4, przy kombinacjach przedstawionych w tablicy 3, cztery segmenty umieszczono w cz esci srodkowej, dwana scie segmentów umieszczono w zewn etrznej cz esci obwodowej, do spojenia u zyto mieszaniny z w lókien z krzemianu glinu, sprosz- kowanego w eglika krzemu i zelu krzemionkowego ze spoiwem nieorganicznym oraz suszono i utwar- dzano segmenty w temperaturze 200°C. Nast epnie przez ci ecie tego materia lu otrzymano s lupkowy filtr o strukturze plastra pszczelego do oczyszczania spalin z silników wysokopr eznych, posiadaj acy srednic e 144 mm i d lugo sc 152 mm, jak pokazano na fig. 1(c), (d). Filtry spalin z silników wysokopr eznych, wytworzone w przyk ladach 1-4 i w porównawczych przyk ladach 1-4, dolaczono do rury wydechowej silnika wysokopr eznego z bezpo srednim wtryskiem o pojemno sci skokowej 3 I, przy czym silnik ten pracowal na lekkim oleju nap edowym zawieraj acym 30 ppm dodatku Ce do paliwa, wytwarzanego przez firm e Rodia Co. W filtrze nagromadzi lo si e 5 g/l sadzy i wtedy zmierzono spadek ci snienia. Nast epnie temperatur e filtra o strukturze plastra pszczele- go zwi ekszono do 600°C za pomoc a palnika na gaz zawieraj acy propan i ustawiono st ezenie tlenu w filtrze o strukturze plastra pszczelego na 18% przez do laczenie zaworu obej sciowego, aby rozpo- cz ac regeneracyjne usuwanie sadzy. Temperature podwy zszono do 150°C w 5 minut od rozpocz ecia regeneracyjnego usuwania sadzy, a nast epnie zmierzono ciezar sadzy w celu obliczenia skuteczno sci regenerowania. Ponadto osadzon a ilo sc sadzy zwi ekszano po 2 g/l od warto sci 4 g/l i filtr podobnie regenero- wano, przy czym u zyto mikroskopu optycznego do obserwowania obecno sci/braku p ekniec w po- wierzchniach ko ncowych filtru, a badanie to przerywano w chwili pojawienia si e p ekniec, za s prze- chwycon a ilo sc sadzy traktowano jako graniczn a ilo sc sadzy. Wyniki tych bada n przedstawiono w tablicy 3.PL 203 681 B1 11 T a b l i c a 3 Czesc srodkowa Zewn etrzna czesc obwodowa Sprawno sc regeneracji (%) Spadek ci snienia powodowany przez sadz e (kPa) Graniczna ilo sc sadzy (g/l) Przyklad 1 A C 90 11 14 Przyklad 2 A D 95 12 14 Przyklad 3 B C 92 12 16 Przyklad 4 B D 96 13 16 Przyklad porównawczy 1 A A 78 16 8 Przyklad porównawczy 2 B B 74 19 10 Przyklad porównawczy 3 C A 70 16 4 Przyklad porównawczy 4 D A 68 15 6 Filtry o strukturze plastra pszczelego uzyskane w przyk ladach 1-4, spe lniaj a wszystkie aspekty przedmiotowego wynalazku od pierwszego do szóstego, ale wida c, ze skuteczno sc regeneracji, spa- dek ci snienia i graniczna ilo sc sadzy s a wyra znie lepsze, ni z w filtrach o strukturze plastra pszczelego otrzymanych w porównawczych przyk ladach 1-4. Zastosowanie przemys lowe Jak opisano powy zej, w przypadku filtra o strukturze plastra pszczelego wed lug przedmiotowe- go wynalazku, poniewa z w lasciwo sci materia lowe segmentów o strukturze plastra pszczelego, umieszczonych w zewn etrznej cz esci obwodowej, s a ró zne od w la sciwo sci materia lowych segmentów o strukturze komórkowej usytuowanych w cz esci srodkowej, otrzymuje si e filtr o strukturze komórko- wej lepszy pod wzgl edem sprawno sci regeneracji i zdolny do równoczesnego osi agni ecia trwa lo sci i ma lego spadku ci snienia. PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL PL