專(zhuān)利名稱(chēng)：用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)廢氣中微粒的具有葉片的過(guò)濾塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)尤其是柴油式內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣中所含的微粒的過(guò)濾塊，以及一種包含至少一個(gè)本發(fā)明的過(guò)濾塊的過(guò)濾器主體。
背景技術(shù)：
通常，在廢氣排入大氣之前，可以利用如圖1和圖2所示的現(xiàn)有技術(shù)的微粒過(guò)濾器對(duì)廢氣進(jìn)行凈化。
圖1示出了一微粒過(guò)濾器1沿圖2所示的B-B截?cái)嗝娴臋M截面，圖2示出了微粒過(guò)濾器1沿圖1所示的A-A截?cái)嗝娴目v截面。
微粒過(guò)濾器1通常包括至少一個(gè)插入到金屬殼5中的過(guò)濾器主體3。過(guò)濾器主體3通過(guò)加工并組裝多個(gè)用附圖標(biāo)記11a-11i表示的塊11而制成。
將陶瓷材料(堇青石、金剛砂等)擠壓形成一種多孔的蜂窩結(jié)構(gòu)，以制造塊11。通常，擠壓形成的多孔結(jié)構(gòu)為在上游面12和下游面13兩個(gè)面之間延伸的長(zhǎng)方體形狀，該上游面12和下游面13大致為正方形，在其上開(kāi)有多個(gè)互相靠近的、沿直線的、平行的通道14。
在擠壓完成后，如現(xiàn)在已知的，該擠壓形成的毛孔結(jié)構(gòu)分別通過(guò)上游塞15s和下游塞15e交替地在上游面12或者下游面13被堵住，以分別形成“出口通道”14s型和“入口通道”14e型的通道。在出口通道14s和入口通道14e的分別與上游塞15s和下游塞15e相對(duì)的端部，出口通道14s和入口通道14e分別通過(guò)出口19s和入口19e與外部相通，該出口19s和入口19e分別延伸過(guò)下游面13和上游面12。
從而入口通道14e和出口通道14s分別限定了內(nèi)部空間20e和20s，該內(nèi)部空間20e和20s分別由側(cè)壁22e和22s、封閉的塞15e和15s以及與外部相通的開(kāi)口19s或19e所限定。兩個(gè)相鄰的入口通道14e和出口通道14s通過(guò)其側(cè)壁22e和22s的共有部分而流體連通，以下稱(chēng)該共有部分為“共有部分22”。
塊11a-11i通過(guò)利用由陶瓷接合劑制成的密封體27連結(jié)而組合到一起，該陶瓷接合劑通常由硅和/或金剛砂和/或氮化鋁組成。制成的組合件可以在隨后進(jìn)行加工，例如制造一種圓形的橫截面。從而，外部的塊11a、11b、11c、11d、11e、11f、11g和11h具有加工成圓形的外表面。
這就制成了一種具有縱軸C-C的可以插入到殼5中的圓柱形的過(guò)濾器主體3。在外部過(guò)濾塊11a-11h和殼5之間設(shè)有用于密封廢氣的外圍密封體28。
圖2中的箭頭指示出廢氣的氣流F通過(guò)入口通道14e的開(kāi)口19e進(jìn)入到過(guò)濾器主體3中，然后穿過(guò)該通道的側(cè)過(guò)濾壁以進(jìn)入到出口通道14s中，隨后通過(guò)開(kāi)口19s排出到外部。
經(jīng)過(guò)一定的工作時(shí)間后，積聚在過(guò)濾器主體3的入口通道14e中的微粒或者“煤煙”會(huì)改變發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。因此，過(guò)濾器主體3必須定期再生，例如每500千米再生一次。再生(regeneration)，也稱(chēng)為“清洗”，包括通過(guò)把煤煙加熱到使其燒掉的溫度來(lái)使其氧化。
在再生期間，過(guò)濾器主體3的各區(qū)域的溫度是不同的，并且其變化也不均勻。
廢氣向下游傳送煤煙燃燒所釋放的熱能。進(jìn)一步地，煤煙在各個(gè)通道內(nèi)并非均勻沉積，例如其優(yōu)先積聚在縱軸附近的區(qū)域內(nèi)，該區(qū)域也被稱(chēng)為過(guò)濾器主體的“中心”。因此，燃燒區(qū)域在過(guò)濾器主體3中的分布也不是均勻的。從而煤煙燃燒使過(guò)濾器主體中心的溫升大于外圍區(qū)域的溫升。最終，過(guò)濾器主體3的外圍區(qū)域通過(guò)金屬殼5被周?chē)目諝饫鋮s。
過(guò)濾器主體3內(nèi)的溫度的不均勻性以及過(guò)濾塊11a-11i和密封體27的材料的不同屬性(nature)會(huì)產(chǎn)生局部的高幅值應(yīng)力，該局部的高幅值應(yīng)力會(huì)導(dǎo)致破裂或者局部裂縫。具體來(lái)說(shuō)，塊11a-11h和殼5之間的以及塊11a-11i和結(jié)合體27之間的接觸面上的局部應(yīng)力可能導(dǎo)致塊11a-11i的內(nèi)部產(chǎn)生裂縫，從而降低了微粒過(guò)濾器1的使用壽命。
為了限制這種裂縫出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)，已知的做法是，根據(jù)其保證過(guò)濾塊接合的能力以及其熱傳導(dǎo)率的函數(shù)來(lái)選擇密封體的接合劑。例如，伊比登(Ibiden)的國(guó)際專(zhuān)利申請(qǐng)WO-A-01/23069提出了利用厚度介于0.3mm[毫米]至3mm的范圍內(nèi)并由熱傳導(dǎo)系數(shù)介于0.1W/m.K[瓦特/米.開(kāi)爾文]至10W/m.K的接合劑構(gòu)成的密封件。但是，該密封體并不能完全地克服裂縫出現(xiàn)的風(fēng)險(xiǎn)。
類(lèi)似的，美國(guó)專(zhuān)利US-A-2004/037754描述了一種過(guò)濾器主體，該過(guò)濾器主體包括多個(gè)由相鄰的入口通道和出口通道形成的呈疊瓦狀的組合件，該相鄰的入口通道和出口通道以交替的方式設(shè)置以在截面形成棋盤(pán)狀圖案。入口通道和出口通道的總?cè)莘e大致相等。某些入口和/或出口通道的內(nèi)部空間具有用于接收催化劑的葉片。該葉片具有增加限定通道的側(cè)壁的總面積的優(yōu)點(diǎn)。US-A-2004/037754沒(méi)有限定在何種條件下該葉片可以具有限制裂縫出現(xiàn)的效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供新型的過(guò)濾器主體和過(guò)濾塊，其能夠在基本不減小過(guò)濾面積的前提下，進(jìn)一步地降低裂縫出現(xiàn)的危險(xiǎn)并增加總的可用面積，例如用于在其中固定催化劑。
根據(jù)本發(fā)明，該目的通過(guò)用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)所排放的廢氣中包含的微粒的過(guò)濾塊而實(shí)現(xiàn)，該過(guò)濾塊包括多個(gè)由相鄰的入口通道和出口通道形成的呈疊瓦狀的組合件，所述入口通道和出口通道以交替的方式設(shè)置以在截面形成棋盤(pán)狀圖案，所述入口通道的總?cè)莘e大于所述出口通道的總?cè)莘e。本發(fā)明的過(guò)濾塊的特點(diǎn)在于一個(gè)所述通道的至少一個(gè)內(nèi)部空間包含至少一個(gè)內(nèi)部葉片。
術(shù)語(yǔ)“葉片”指在入口通道或出口通道的側(cè)壁上且熱傳導(dǎo)率大于廢氣的熱傳導(dǎo)率的固定的元件。葉片可以具有任意的形式隔板、板、薄片等。
某些通道內(nèi)的葉片的存在促進(jìn)了輻射熱傳導(dǎo)，所述葉片形成了用于散熱的優(yōu)選路徑。從而與現(xiàn)有技術(shù)的過(guò)濾塊相比，散熱更快，并且限制了過(guò)濾器的中心和外圍的溫差。因而降低了熱機(jī)械應(yīng)力(thermomechanical stress)并增加了微粒過(guò)濾器的使用壽命，該熱機(jī)械應(yīng)力可能是密封體中和/或過(guò)濾塊中裂縫產(chǎn)生的原因。
根據(jù)本發(fā)明的其他優(yōu)選特性在橫截面處以米為單位測(cè)量得到的內(nèi)部葉片的厚度“Ea”滿足下面的表達(dá)式，該厚度優(yōu)選地為一常量Ea≤0.39*p-0.7*((2*Epf)-Epf2)其中，“Epf”表示在所述橫截面處以米為單位測(cè)得的包括所述葉片的通道的過(guò)濾壁的平均厚度；
“p”表示在所述橫截面處以米為單位測(cè)得的塊的通道陣列的間距；所述葉片大致為平面，且優(yōu)選地沿縱向平面延伸；所述葉片限定一連續(xù)的表面且/或利用所述通道的側(cè)壁的材料整體地形成；所述葉片分隔所述內(nèi)部空間，即，將其分成多個(gè)內(nèi)部子空間；入口通道，且僅限于入口通道，的所有內(nèi)部空間包括至少一個(gè)葉片；至少一個(gè)分隔開(kāi)兩個(gè)水平行或者垂直行通道的中間壁具有波浪狀的，優(yōu)選地為正弦狀的橫截面形狀。優(yōu)選地，所有的分開(kāi)兩水平行或者垂直行通道的中間壁具有波浪狀的，優(yōu)選地為正弦狀的形狀；在所述橫截面處以米為單位測(cè)得的內(nèi)部葉片的厚度“Ea”滿足下面的表達(dá)式，該厚度優(yōu)選地為一常量Ea≤p-Epf-[420*p2/(1+A)]其中“Epf”和“p”具有與上面給出的意思；以及“A”表示所述橫截面的不對(duì)稱(chēng)度；內(nèi)部葉片(30)的厚度“Ea”小于或等于包括所述葉片的通道的過(guò)濾壁的平均厚度“Epf”；過(guò)濾塊包括多個(gè)從一接合線延伸出的葉片，所述葉片優(yōu)選地相對(duì)于該接合線等角排列；通道的內(nèi)部葉片組從橫截面看具有X形，X的四個(gè)分支中的每個(gè)的端部與所述通道的一個(gè)角相接觸。
本發(fā)明還提供一種用于微粒過(guò)濾器的過(guò)濾器主體，其特點(diǎn)在于該過(guò)濾器主體包含至少一個(gè)本發(fā)明的過(guò)濾塊。


為了更好的理解和認(rèn)識(shí)本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)，下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行說(shuō)明，附圖中圖1示出了現(xiàn)有技術(shù)的微粒過(guò)濾器沿圖2所示的B-B截?cái)嗝娴臋M截面；圖2為同一微粒過(guò)濾器沿圖1所示的A-A截?cái)嗝娴目v截面；圖3a至3f、4和5示出了過(guò)濾塊的上游面或過(guò)濾塊的局部，以說(shuō)明葉片的不同的可能的排列，圖3e、4和5中的塊是根據(jù)本發(fā)明的，圖5示出了優(yōu)選的實(shí)施例。
為了使圖更加清晰，所示的通道的標(biāo)號(hào)遠(yuǎn)小于傳統(tǒng)商用過(guò)濾塊中的標(biāo)號(hào)。
在并不限定屬性的圖中，各種零件不是必須以相同的比例示出。具體來(lái)說(shuō)，葉片和分隔不同通道的壁的厚度并非是按比例的，同時(shí)也不作為對(duì)本發(fā)明的限制。
在不同的圖中使用相同的附圖標(biāo)記表示相同的或者相似的零件。
具體實(shí)施例方式
在背景技術(shù)中對(duì)圖1和圖2進(jìn)行了說(shuō)明，下面的敘述參考圖3a-3f和圖4。
塊11包括相鄰的入口通道14e和出口通道14s的組合，該相鄰的入口通道14e和出口通道14s相對(duì)于彼此排列使得所有的經(jīng)由任何入口通道過(guò)濾的氣體進(jìn)入到與該入口通道相鄰的出口通道。有利的是，不存在一個(gè)或者多個(gè)入口通道向另外的入口通道開(kāi)放的區(qū)域，因?yàn)榧热粡U氣可以沿任一方向通過(guò)因而這樣的區(qū)域不能用于過(guò)濾。對(duì)于一預(yù)定體積的過(guò)濾塊，這充分利用了可用的過(guò)濾面積(即，待過(guò)濾的氣流可以通過(guò)的入口通道的壁的面積)。
優(yōu)選地，入口通道14e和出口通道14s沿過(guò)濾塊的長(zhǎng)度L相互平行且呈直線。有利的是，隨后可以通過(guò)擠壓來(lái)制造適用于制造本發(fā)明過(guò)濾塊的蜂窩結(jié)構(gòu)。
入口通道14e和出口通道14s的組合是一個(gè)疊覆到另一個(gè)上的，從而在橫截面形成棋盤(pán)狀的圖形，在該圖形中，所述入口通道14e與所述出口通道14s在高度方向(y方向)和寬度方向(x方向)交錯(cuò)排列。從而入口通道14e的側(cè)壁22e由壁的共有部分22形成，該壁的共有部分22將所述通道14e的內(nèi)部容積與相鄰的出口通道的內(nèi)部容積20s分隔開(kāi)。類(lèi)似地，出口通道14s的側(cè)壁22s由壁的共有部分22形成，該壁的共有部分22將所述通道14s的內(nèi)部容積20s與相鄰的入口通道的內(nèi)部容積20e分隔開(kāi)(參見(jiàn)圖4)。
根據(jù)本發(fā)明，至少一個(gè)通道包括葉片30。圖3a至3f和圖4示出了葉片30的不同的可能的形式。所示的實(shí)施例的任意組合是顯而易見(jiàn)的。
不同于分隔出口和入口通道的從而與在入口通道中流動(dòng)的未經(jīng)過(guò)濾的廢氣和在出口通道中流動(dòng)的過(guò)濾后的廢氣都相接觸的壁的共有部分22，根據(jù)葉片30是位于入口通道的內(nèi)部空間20e內(nèi)還是位于出口通道的內(nèi)部空間20s，所述葉片30僅與未經(jīng)過(guò)濾的氣體相接觸或者僅與過(guò)濾后的氣體相接觸。
對(duì)葉片30的形式?jīng)]有限制。葉片可以是彎曲的，或者優(yōu)選地為平面的，其可以是不連續(xù)的，即具有“孔”，或者優(yōu)選地為連續(xù)的，其可以?xún)H在通道的一部分內(nèi)延伸，或者也可以?xún)?yōu)選地在通道的整個(gè)長(zhǎng)度L上延伸，其可以通過(guò)固定點(diǎn)固定到側(cè)壁上，或者也可以?xún)?yōu)選地通過(guò)固定線固定到側(cè)壁上。
當(dāng)葉片30以多個(gè)固定點(diǎn)固定到側(cè)壁上時(shí)，其有利于增加過(guò)濾塊11的剛性。在剛性相同的情況下，通道壁的厚度可以因此而降低。有利的是，由此增加了通道的過(guò)濾面積。此外，也增加了通道的內(nèi)部空間，該內(nèi)部空間限制了跨越過(guò)濾塊的壓降，并且對(duì)于入口通道增加了用于存儲(chǔ)煤煙的可用容積。從而，延長(zhǎng)了兩次再生之間的周期，也增加了與殘留物存儲(chǔ)容積相關(guān)的使用壽命。
為了最優(yōu)化葉片30對(duì)于塊11的剛性的作用，葉片30優(yōu)選地大致為平面，并沿兩固定線32和34固定到通道的側(cè)壁上，其中，該葉片30在該通道中延伸(參見(jiàn)圖3a)。確定固定線的位置以使對(duì)機(jī)械應(yīng)力的抵抗能力和/或散熱最優(yōu)化。
葉片30還優(yōu)選地大致沿縱向延伸，優(yōu)選地沿塊的整個(gè)長(zhǎng)度L延伸。這有利于通過(guò)擠壓來(lái)制造塊，葉片30隨后利用通道的側(cè)壁的材料一體地制成，其中，該葉片30在該通道內(nèi)延伸。
如圖4所示，一個(gè)通道可以包含一個(gè)或者多個(gè)葉片30a-30d，該葉片優(yōu)選地通過(guò)大致沿通道的軸線延伸的接合線36連接到一起。優(yōu)選地，葉片30a-30d關(guān)于該軸線等角排列。
如圖3e所示，不同葉片30a和30b之間的結(jié)合線36還可以與通道側(cè)壁一起形成固定線。
優(yōu)選地，如圖3a-3f和圖4所示，所有的入口通道14e設(shè)置有相同的葉片裝置。優(yōu)選地，所有的出口通道14s也具有相同的葉片裝置，該葉片裝置與入口通道的葉片裝置相同或不同。
在將過(guò)濾塊11用作催化劑載體的變形例中，葉片30被催化劑所覆蓋。這樣，葉片30的存在增加了可用于催化劑的載體的數(shù)量。在某些應(yīng)用中，例如處理氮的氧化物NOx，過(guò)濾塊的效率是氣體和催化劑之間接觸面積的函數(shù)。因此由于葉片30的存在而增加催化劑的承載面積是特別有利的。
由于葉片30被限定為非過(guò)濾壁，沉積在葉片上的煤煙和灰會(huì)很少。從而沉積在葉片上的催化劑所承受的溫度要低于沉積在過(guò)濾器側(cè)壁上的催化劑所承受的溫度。進(jìn)一步地，煤煙/催化劑或灰/催化劑的化學(xué)反應(yīng)被降低了(更少被腐蝕)。因而有利地顯著增加了催化劑的使用壽命。
在這個(gè)變形中，葉片30優(yōu)選地只設(shè)置在入口通道14e內(nèi)，優(yōu)選地設(shè)置在所有的入口通道14e內(nèi)。
不考慮變形例，如圖3f和圖4所示，根據(jù)本發(fā)明，入口通道的橫截面大于出口通道14s的橫截面，以增加可用于存儲(chǔ)殘留物的容積。有利的是，由此降低了過(guò)濾器的清洗頻率。
如圖4所示，壁的共有部分可以變形以增加入口通道14e的總?cè)莘e以減少出口通道14s的總?cè)莘e。例如，入口通道14e和出口通道14s之間的共有部分22可以在入口通道14e的那側(cè)是凹的而在出口通道14s的那側(cè)是凸的。
優(yōu)選地，分隔通道的兩水平行R1和R2的通道的非平面的中間壁40(并因此由一組所述通道的側(cè)壁的共有部分22形成)，或者分隔兩垂直通道的非平面的中間壁40，在入口通道14e的那側(cè)是凹的而在出口通道14s的那側(cè)是凸的。
通過(guò)沿著一水平行(沿x軸)或者一垂直行(沿y軸)的通道，中間壁40優(yōu)選地具有一不變的厚度，優(yōu)選地，在橫截面處具有波浪狀或者波紋狀的形狀，中間壁40大體上按這樣的方式呈波浪狀即其一個(gè)波浪的一半長(zhǎng)度(half-length)可跨越一個(gè)通道的寬度。
術(shù)語(yǔ)波浪的“長(zhǎng)度”指該波浪中位于具有相同斜率變化方向的相同高度上的兩點(diǎn)之間的分隔距離。對(duì)于周期性波浪，波浪的“長(zhǎng)度”被稱(chēng)為“周期”。
該波浪是周期性的且該波浪的振幅是恒定的。如圖4所示，波浪具有正弦的形狀，其半周期等于通道陣列的間距“p”。
最后，優(yōu)選地，沿垂直或水平延伸的塊的所有的中間壁40的橫截面具有相同形狀的波浪。
不對(duì)稱(chēng)度“A”表示該波浪的半個(gè)振幅“h”和半個(gè)長(zhǎng)度之間的比率，即，對(duì)一周期性波浪，半個(gè)振幅“h”和半個(gè)周期之間的比率。表1以半長(zhǎng)度的百分比形式示出了該比率A＝h/2×(1/p)總結(jié)在表1中的下面的例子作為非限定性的例子而提出。
例*1表示包含方形結(jié)構(gòu)且沒(méi)有葉片的參考?jí)K。
被研究特定塊包括“波紋”結(jié)構(gòu)，中間壁按半周期跨越一個(gè)通道寬度的方式成正弦波浪狀。與圖5中所示的類(lèi)似，所有的入口通道包括X形的內(nèi)部葉片。每個(gè)內(nèi)部空間20e因此被分隔成體積大致相等的四部分。所有的出口通道都不包括葉片。
表1中按照每平方英寸的通道數(shù)(cpsi)的方式給出了通道密度“Dc”，并給出了過(guò)濾器壁的厚度“Epf”，不對(duì)稱(chēng)度“A”，以及葉片的厚度“Ea”。在表1中使用了下述縮寫(xiě)CAT面積入口通道的壁的總面積，包括葉片的面積。當(dāng)該面積用于被催化劑覆蓋時(shí)，該面積越大越好。催化劑的效果由此而增加。大的總面積也促進(jìn)燃燒產(chǎn)生的氣體和塊之間的熱交換，并因此而促進(jìn)散熱。從而有利地限制了出現(xiàn)裂縫的風(fēng)險(xiǎn)。
OFA入口通道的截面。這個(gè)面積代表了入口通道的容積，從而也代表了燃燒所產(chǎn)生的殘留物(沒(méi)有燃燒的部分煤煙和發(fā)動(dòng)機(jī)排出的不可燃的殘留物)的存儲(chǔ)空間的容積。
FA過(guò)濾面積。當(dāng)過(guò)濾面積較大時(shí)過(guò)濾塊造成更大的阻礙，此外，對(duì)相同級(jí)別的阻礙，當(dāng)過(guò)濾塊的過(guò)濾面積較大時(shí)引起的壓降也較低。以及Dp在給定的流速和溫度下，穿過(guò)過(guò)濾塊的壓降。
表1的所有的值V，即FA、CAT面積、OFA和Dp，均為按百分比給出的相對(duì)值，這些相對(duì)值通過(guò)將特定塊與參考?jí)K相比較而獲得V＝((V計(jì)算-V參考)/V參考)×100，其中V計(jì)算為特定塊的計(jì)算出的理論值；以及V參考為參考?jí)K的計(jì)算出的理論值。
表1


*本發(fā)明范圍外的例子。
表1顯示出當(dāng)葉片存在時(shí)的總面積(CAT面積)至少為參考?jí)K的的總面積的兩倍。
還應(yīng)當(dāng)注意，與參考?jí)K相比，本發(fā)明的塊中存儲(chǔ)容量提高了10％至90％。
其它的試驗(yàn)也顯示出通道中的葉片的位置和形狀的影響。優(yōu)選地，從橫截面看，通道的內(nèi)部葉片為X形，X的四個(gè)分支中的每個(gè)的端部分別與該通道的一個(gè)角相接觸。這種結(jié)構(gòu)對(duì)應(yīng)于圖5所示的實(shí)施例，該實(shí)施例為優(yōu)選實(shí)施例。
如上表中的結(jié)果所示，發(fā)明人還發(fā)現(xiàn)較小的葉片厚度會(huì)導(dǎo)致結(jié)構(gòu)機(jī)械強(qiáng)度的降低、和/或由穿過(guò)過(guò)濾塊所引起的壓降的增加、和/或過(guò)濾面積的減小。
發(fā)明人因此研究了提供機(jī)械強(qiáng)度、壓降和過(guò)濾面積的最佳折衷結(jié)果的葉片的厚度。具體來(lái)說(shuō)，已被證實(shí)有利的是，壓降保持小于參考?jí)K的壓降的2.2倍且過(guò)濾面積等于或大于參考?jí)K的過(guò)濾面積。
最后，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)了葉片的厚度Ea較佳地不超過(guò)一值MAX2(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位)，該值MAX2等于0.39*p-0.7*((2*Epf)-Epf2)和/或，當(dāng)分隔相鄰?fù)ǖ赖乃叫泻拖噜復(fù)ǖ赖拇怪毙械闹虚g壁40在橫截面具有波浪形狀時(shí)，葉片的厚度Ea較佳地不超過(guò)一值MAX1(國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位)，該值MAX1等于p-Epf-[420*p2/(1+A)]其中“Epf”表示以米為單位測(cè)得的包括該葉片的通道的過(guò)濾壁的平均厚度；“p”為以米為單位的塊的通道陣列的間距；“A”表示不對(duì)稱(chēng)度。
優(yōu)選地，過(guò)濾塊的至少一個(gè)葉片滿足這兩個(gè)條件，優(yōu)選地，過(guò)濾塊的所有的葉片都滿足這兩個(gè)條件。
此外，Ea優(yōu)選地小于或等于Epf。
明顯地，本發(fā)明并不局限于上述實(shí)施例，該實(shí)施例僅僅作為非限定性的例子給出。
從而，本發(fā)明還提供一種整體式的過(guò)濾塊。該過(guò)濾塊可以具有任何形式，或任意排列的通道。
優(yōu)選地，葉片采用通道的壁的材料整體地形成，其中，該葉片固定在該通道上，但是也可以在利用現(xiàn)有技術(shù)形成過(guò)濾塊后粘附或者插入到該通道中。
在橫截面處測(cè)得的其中延伸有葉片的通道的過(guò)濾壁的厚度Epf，優(yōu)選地對(duì)所有的壁均為常量。優(yōu)選地，本發(fā)明的過(guò)濾塊的所有過(guò)濾壁具有相同的厚度。優(yōu)選地，厚度Epf為與被考慮的橫截面的平面無(wú)關(guān)的常量。但是，這些特性并不是限制性的。
最后，通道的橫截面也不限于所描述的形狀。
權(quán)利要求
1.一種用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)所排放的廢氣中包含的微粒的塊，包括多組由相鄰的入口通道(14e)和出口通道(14s)形成的呈疊瓦狀的組，所述入口通道(14e)和出口通道(14s)以交替的方式設(shè)置以在截面形成棋盤(pán)狀圖案，所述入口通道(14e)的總?cè)莘e大于出口通道(14s)的總?cè)莘e，其特征在于，一個(gè)所述通道(14e、14s)的至少一個(gè)內(nèi)部空間(20e、20s)包含至少一個(gè)內(nèi)部葉片(30)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊，其特征在于，在橫截面以米為單位測(cè)量得到的內(nèi)部葉片(30)的厚度“Ea”滿足下面的表達(dá)式Ea≤0.39*p-0.7*((2*Epf)-Epf2)其中，“Epf”表示在所述橫截面以米為單位測(cè)得的包括所述葉片的通道的過(guò)濾壁的平均厚度；“p”表示在所述橫截面以米為單位測(cè)得的塊的通道陣列的間距。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的塊，其特征在于，所述葉片(30)大致為平面且沿大致縱向的平面延伸。
4.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的塊，其特征在于，所述葉片(30)限定一連續(xù)的表面。
5.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的塊，其特征在于，所述葉片(30)利用所述通道(14e、14s)的側(cè)壁(22e、22s)的材料整體地形成。
6.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的塊，其特征在于，所述葉片(30)分隔所述內(nèi)部空間(20e、20s)。
7.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的過(guò)濾塊，其特征在于，僅限于入口通道(14e)的全部?jī)?nèi)部空間(20e)包括至少一個(gè)葉片(30)。
8.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的過(guò)濾塊，其特征在于，至少一個(gè)分隔開(kāi)兩水平行(R1、R2)或者垂直行通道的中間壁(40)具有正弦狀的橫截面形狀。
9.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的過(guò)濾塊，其特征在于，至少一個(gè)分隔開(kāi)兩水平行(R1、R2)或者垂直行通道的中間壁(40)具有波浪狀的橫截面形狀。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的塊，其特征在于，以米為單位的內(nèi)部葉片(30)的厚度“Ea”滿足下面的表達(dá)式Ea≤p-Epf-[420*p2/(1+A)]其中“Epf”表示在所述橫截面處以米為單位測(cè)得的包括所述葉片的通道的過(guò)濾壁的平均厚度；“p”表示在所述橫截面處以米為單位測(cè)得的塊的通道陣列的間距；以及“A”表示所述橫截面的不對(duì)稱(chēng)度。
11.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的過(guò)濾塊，其特征在于，內(nèi)部葉片(30)的厚度“Ea”小于或等于包括所述葉片的通道的過(guò)濾壁的平均厚度“Epf”。
12.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的過(guò)濾塊，其特征在于，該過(guò)濾塊包括多個(gè)從一接合線(36)延伸出的葉片(30a-30d)。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的過(guò)濾塊，其特征在于，所述葉片(30a-30d)關(guān)于該接合線(36)等角排列。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的過(guò)濾塊，其特征在于，通道的葉片組從橫截面看具有X形，X的四個(gè)分支中的每一個(gè)的端部與所述通道的一角相接觸。
15.一種用于過(guò)濾微粒的過(guò)濾器主體，其特征在于，該過(guò)濾器主體包含至少一個(gè)前述任一權(quán)利要求所述的塊(11)。
全文摘要
一種用于過(guò)濾內(nèi)燃機(jī)排放的廢氣中所含的微粒的過(guò)濾塊，包括多組由相鄰的入口通道(14e)和出口通道(14s)形成的呈疊瓦狀的組，該入口通道和出口通道以交替的方式設(shè)置以在橫截面形成棋盤(pán)狀圖案，該入口通道(14e)的總?cè)莘e大于出口通道(14s)的總?cè)莘e。本發(fā)明的過(guò)濾塊的特點(diǎn)在于一個(gè)所述通道(14e、14s)的至少一個(gè)內(nèi)部空間(20e、20s)包含至少一個(gè)內(nèi)部葉片(30)。
文檔編號(hào)F01N3/022GK101018932SQ200580028464
公開(kāi)日2007年8月15日 申請(qǐng)日期2005年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月25日
發(fā)明者塞巴斯蒂安·巴爾東, 貝爾納·布泰耶 申請(qǐng)人:圣戈班歐洲設(shè)計(jì)研究中心