DE102018204933B4

DE102018204933B4 - Wabenfilter

Info

Publication number: DE102018204933B4
Application number: DE102018204933.5A
Authority: DE
Inventors: Osamu Yasui; Kazuto Miura; Tomohiro Iida; Yukio Miyairi; Takashi Aoki
Original assignee: NGK Insulators Ltd
Current assignee: NGK Insulators Ltd
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2018-03-29
Publication date: 2020-10-08
Anticipated expiration: 2038-03-30
Also published as: CN108686440A; DE102018204933A1; US20180280860A1; JP2018167200A; US11065571B2; CN108686440B

Abstract

Wabenfilter, der umfasst: ein säulenförmiges Wabensubstrat, das eine Einströmungsendfläche und eine Ausströmungsendfläche aufweist und eine poröse Trennwand enthält, die mehrere Zellen umgibt, die sich von der Einströmungsendfläche zu der Ausströmungsendfläche erstrecken; undeinen Verschlussabschnitt, der an einem der Enden der Zellen an der Einströmungsendfläche und an der Ausströmungsendfläche angeordnet ist, wobeiin einem Querschnitt orthogonal zu einer Ausdehnungsrichtung der Zellen Einströmungszellen, die den Verschlussabschnitt an den Enden der Ausströmungsendfläche aufweisen, eine fünfeckige oder eine sechseckige Form aufweisen,Ausströmungszellen, die den Verschlussabschnitt an den Enden der Einströmungsendfläche aufweisen, eine viereckige Form aufweisen,die mehreren Zellen so konfiguriert sind, dass mehrere Einströmungszellen eine Ausströmungszelle umgeben und eine Seite einer Einströmungszelle und eine Seite einer benachbarten Ausströmungszelle zueinander parallel sind, unddie Trennwand so konfiguriert ist, dass die Dicke T1 einer ersten Trennwand, die zwischen den Einströmungszellen und den Ausströmungszellen angeordnet ist, größer ist als eine Dicke T2 einer zweiten Trennwand, die zwischen den Einströmungszellen angeordnet ist.

Description

Die vorliegende Anmeldung ist eine Anmeldung, die auf JP-2017-068053 basiert, eingereicht am 30.3.2017 beim Japanischen Patentamt, deren Inhalt hier durch Bezugnahme vollständig mit aufgenommen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Wabenfilter. Insbesondere bezieht sich die vorliegende Erfindung auf einen Wabenfilter, der einen geringen Druckabfall aufweist, während er verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist.
BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK
Brennkraftmaschinen werden in verschiedenen Industrien als Energiequellen verwendet. Abgas, das aus einer solchen Brennkraftmaschine während der Verbrennung von Kraftstoff ausgestoßen wird, enthält jedoch Feinstaub wie z. B. Ruß und Asche zusammen mit toxischem Gas wie z. B. Stickstoffoxiden. Nachstehend kann der Feinstaub als „PM“ bezeichnet sein. „PM“ steht für Feinstaub („Particulate Matter“). Vorschriften für das Entfernen von PM, der aus einer Dieselkraftmaschine ausgestoßen wird, werden weltweit strenger. Ein wabenstrukturierter Filter vom Wandstrom-Typ wurde beispielsweise als ein Filter verwendet, um solchen PM zu entfernen.
Für einen solchen Filter vom Wandstrom-Typ sind verschiedene Typen von Wabenfiltern vorgeschlagen worden, die ein Wabensubstrat, das eine poröse Trennwand aufweist, die mehrere Zellen definiert, die als Durchgangskanäle für ein Fluid dienen, und einen Verschlussabschnitt, der an den offenen Enden der mehreren Zellen auf jeder Seite angeordnet ist, enthalten (siehe beispielsweise Patentdokumente 1 bis 4). Beispielsweise weist ein solcher Wabenfilter Einströmungszellen auf, die einen Verschlussabschnitt an ihren Ausströmungsendflächen aufweisen, und Ausströmungszellen, die einen Verschlussabschnitt an ihren Einströmungsendflächen aufweisen, wobei die Einströmungszellen und die Ausströmungszellen alternierend über die Trennwand angeordnet sind. Die poröse Trennwand dient als ein Filter, um PM zu entfernen.
Einer der vorgeschlagenen Wabenfilter vom Wandstrom-Typ ist so konfiguriert, dass er eine Form der Zellen aufweist, die eine Kombination aus Sechsecken und Vierecken in einem Querschnitt orthogonal zur Mittelachsenrichtung des Wabenstrukturkörpers ist (beispielsweise Patentdokument 5). Ein solcher Wabenfilter weist eine hervorragende Festigkeit bei hoher Temperatur auf und kann einen reduzierten Druckabfall aufweisen.

[Patentdokument 1] Teilreflexion
[Patentdokument 2] JP 2012-081415 A
[Patentdokument 3] JP 4279497 B2
[Patentdokument 4] JP 4567674 B2
[Patentdokument 5] JP 2014-200741 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Der in Patentdokument 5 beschriebene Wabenfilter ist so konfiguriert, dass er vier Zellen enthält, die offene Einlässe aufweisen (sie können nachstehend als „Einströmungszellen“ bezeichnet sein), die eine Zelle umgeben, die einen offenen Auslass aufweist (diese kann nachstehend als „Ausströmungszelle“ bezeichnet sein). Der in Patentdokument 5 beschriebene Wabenfilter weist deshalb zwei Typen von Trennwänden auf, die „eine Trennwand, die zwischen einer Einströmungszelle und einer Ausströmungszelle angeordnet ist“ und „eine Trennwand, die zwischen Einströmungszellen angeordnet ist“ enthalten.
Ein solcher Wabenfilter weist typischerweise eine Neigung dazu auf, dass weniger Abgas durch die „Trennwand, die zwischen Einströmungszellen angeordnet ist“ als durch die „Trennwand, die zwischen einer Einströmungszelle und einer Ausströmungszelle angeordnet ist“ strömt. Ein Wabenfilter, wie er in Patentdokument 5 beschrieben ist, kann deshalb ein Problem ungleichmäßiger Strömung von Abgas zwischen diesen zwei Typen von Trennwänden und somit einen Anstieg des Druckabfalls des Wabenfilters aufweisen.
In Anbetracht solcher Probleme der herkömmlichen Techniken stellt die vorliegende Erfindung einen Wabenfilter bereit, der einen geringen Druckabfall aufweist, während er verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt den folgenden Wabenfilter bereit.
[1] Ein Wabenfilter, der enthält: ein säulenförmiges Wabensubstrat, das eine Einströmungsendfläche und eine Ausströmungsendfläche aufweist und eine poröse Trennwand enthält, die mehrere Zellen umgibt, die sich von der Einströmungsendfläche zu der Ausströmungsendfläche erstrecken; und

einen Verschlussabschnitt, der an jedem der Enden der Zellen an der Einströmungsendfläche und an der Ausströmungsendfläche angeordnet ist, wobei
in einem Querschnitt orthogonal zu einer Ausdehnungsrichtung der Zellen
Einströmungszellen, die den Verschlussabschnitt an den Enden der Ausströmungsendfläche aufweisen, eine fünfeckige oder eine sechseckige Form aufweisen,
Ausströmungszellen, die den Verschlussabschnitt an den Enden der Einströmungsendfläche aufweisen, eine viereckige Form aufweisen,
die mehreren Zellen konfiguriert sind, so dass mehrere der Einströmungszellen eine Ausströmungszelle umgeben und eine Seite einer Einströmungszelle und eine Seite einer benachbarten Ausströmungszelle zueinander parallel sind, und
die Trennwand konfiguriert ist, so dass die Dicke T1 einer ersten Trennwand, die zwischen den Einströmungszellen und den Ausströmungszellen angeordnet ist, größer ist als eine Dicke T2 einer zweiten Trennwand, die zwischen den Einströmungszellen angeordnet ist.

[2] Wabenfilter nach [1], wobei ein Wert des Verhältnisses (T1/T2) der Dicke T1 der ersten Trennwand zu der Dicke T2 der zweiten Trennwand im Bereich von 1,05 bis 2,95 ist.
[3] Wabenfilter nach [2], wobei der Wert des Verhältnisses (T1/T2) der Dicke T1 der ersten Trennwand zu der Dicke T2 der zweiten Trennwand im Bereich von 1,1 bis 2,15 ist.
[4] Wabenfilter nach einem aus [1] bis [3], wobei die Dicke T1 der ersten Trennwand im Bereich von 150 bis 600 µm ist.
[5] Wabenfilter nach einem aus [1] bis [4], wobei die Ausströmungszellen einen kleineren hydraulischen Durchmesser als ein hydraulischer Durchmesser der Einströmungszellen aufweisen.
[6] Wabenstruktur nach einem aus [1] bis [5], wobei die Ausströmungszellen eine Länge einer Seite im Bereich von 0,6 bis 3,0 mm aufweisen.
[7] Wabenfilter nach einem aus [1] bis [6], wobei die Trennwand eine Porosität im Bereich von 35 bis 70 % aufweist.
[8] Wabenfilter nach [7], wobei die Trennwand eine Porosität im Bereich von 50 bis 70 % aufweist.
[9] Wabenfilter nach einem aus [1] bis [8], wobei in einem Querschnitt orthogonal zu einer Ausdehnungsrichtung der Zellen
der Wabenfilter eine Konfiguration aufweist, in der vier der Einströmungszellen, die eine sechseckige Form aufweisen, eine der Ausströmungszellen umgeben, oder acht Einströmungszellen, die eine fünfeckige Form aufweisen, eine der Ausströmungszellen umgeben.
Ein Wabenfilter der vorliegenden Erfindung ist so konfiguriert, dass er eine erste Trennwand, die zwischen einer Einströmungszelle und einer Ausströmungszelle angeordnet ist und eine Dicke T1 aufweist, und eine zweite Trennwand, die zwischen Einströmungszellen angeordnet ist und eine Dicke T2 aufweist, enthält und T1 größer als T2 ist. Das heißt, der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung erfüllt die Beziehung „T1 > T2“. Mit dieser Konfiguration kann der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung die zweite Trennwand enthalten, die eine relativ kleine Dicke T2 aufweist und einen kleinen Permeationswiderstand aufweist. Mit dieser Konfiguration kann der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung einen vorteilhaften Effekt aufweisen, dass Abgas auch effektiv durch die zweite Trennwand strömt, durch die typischerweise weniger Abgas strömt, und somit einen geringen Druckabfall realisiert.
Der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung kann einen weiteren vorteilhaften Effekt aufweisen, dass die Menge von PM, die an der Oberfläche der zweiten Trennwand während des Zurückhaltens des PM, wie z. B. Ruß, in dem Abgas zurückgehalten wird, erhöht ist, weil der Wabenfilter das Abgas auch effektiv durch die zweite Trennwand strömen kann. Das heißt, der Wabenfilter kann durch Fördern der Bewegung von Abgas zwischen Einströmungszellen durch die zweite Trennwand PM aktiv auch auf der zweiten Trennwand zurückhalten, anstatt PM hauptsächlich auf der ersten Trennwand zurückzuhalten. Der Wabenfilter der vorliegenden Erfindung kann deshalb verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit während der Regenerationsbehandlung, um zurückgehaltenen PM zur Entfernung zu verbrennen, aufweisen.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform eines Wabenfilters der vorliegenden Erfindung gesehen von der Einströmungsendfläche zeigt;
2 ist eine Draufsicht, die schematisch die Einströmungsendfläche des Wabenfilters von 1 zeigt;
3 ist eine Draufsicht, die schematisch die Ausströmungsendfläche des Wabenfilters von 1 zeigt;
4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Teils der Einströmungsendfläche in 2;
5 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Teils der Ausströmungsendfläche in 3;
6 ist eine schematische Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie A-A' von 4;
7 beschreibt schematisch die Form von Zellen in 4;
8 beschreibt schematisch die Form von Zellen in 5; und
9 ist eine schematische Ansicht, um die Form von Zellen in einer weiteren Ausführungsform des Wabenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung zu erläutern.

BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Das Folgende beschreibt Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die folgenden Ausführungsformen beschränkt. Die vorliegende Erfindung ist deshalb so zu verstehen, dass sie die folgenden Ausführungsformen enthält, zu denen Modifikationen und Verbesserungen wie jeweils erforderlich basierend auf normalen Kenntnissen eines Fachmanns hinzugefügt werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Erfindung abzuweichen.
Wabenfilter:
Eine Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung ist ein Wabenfilter 100, wie er in den 1 bis 8 gezeigt ist. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die schematisch eine Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung gesehen von der Einströmungsendfläche zeigt. 2 ist eine Draufsicht, die schematisch die Einströmungsendfläche des Wabenfilters von 1 zeigt. 3 ist eine Draufsicht, die schematisch die Ausströmungsendfläche des Wabenfilters von 1 zeigt. 4 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Teils der Einströmungsendfläche in 2. 5 ist eine vergrößerte Draufsicht eines Teils der Ausströmungsendfläche in 3. 6 ist eine schematische Querschnittsansicht, genommen entlang der Linie A-A' von 4. 7 beschreibt schematisch die Form von Zellen in 4. 8 beschreibt schematisch die Form von Zellen in 5.
Der Wabenfilter 100 enthält ein Wabensubstrat 3 und einen Verschlussabschnitt 5. Das Wabensubstrat 4 weist eine Säulenform auf, die eine Einströmungsendfläche 11 und eine Ausströmungsendfläche 12 aufweist. Das Wabensubstrat 4 enthält eine poröse Trennwand 1, die mehrere Zellen 2 umgibt, die sich von der Einströmungsendfläche 11 zu der Ausströmungsendfläche 12 erstrecken. Das Wabensubstrat 4 in den 1 bis 3 enthält ferner eine Umfangswand 3, die so angeordnet ist, dass sie die Trennwand 1 umgibt. In der vorliegenden Erfindung beziehen sich die Zellen 2 auf einen Raum, der von der Trennwand 1 umgeben ist.
Der Verschlussabschnitt 5 ist an Enden der Zellen 2 angeordnet, die in dem Wabensubstrat 4 an einer aus der Einströmungsendfläche 11 und der Ausströmungsendfläche 12 gebildet sind, um die offenen Enden der Zellen 2 zu verschließen. Nachstehend sind die Zellen 2, die den Verschlussabschnitt 5 an den Enden der Ausströmungsendfläche 12 aufweisen, als „Einströmungszellen 2a“ bezeichnet. Die Zellen 2, die den Verschlussabschnitt 5 an den Enden der Einströmungsendfläche 11 aufweisen, sind als „Ausströmungszellen 2b“ bezeichnet.
In dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform weisen die Einströmungszellen 2a und die Ausströmungszellen 2b in einem Querschnitt orthogonal zu der Ausdehnungsrichtung der Zellen 2 eine unterschiedliche Form auf. Die Form der Einströmungszellen 2a ist ein Fünfeck oder ein Sechseck. Die Form der Ausströmungszellen 2b ist ein Viereck. Nachstehend kann die „Form der Zellen“ in einem Querschnitt orthogonal zu der Ausdehnungsrichtung der Zellen 2 als eine „Querschnittsform der Zellen“ oder einfach eine „Form der Zellen“ bezeichnet sein. In dieser Spezifikation bedeuten ein „Fünfeck“, ein „Sechseck“ und ein „Viereck“, wie vorstehend angegeben, ein „im Wesentlichen Fünfeck“, ein „im Wesentlichen Sechseck“ bzw. ein „im Wesentlichen Viereck“, wie später beschrieben ist.
Mehrere Zellen sind so konfiguriert, dass mehrere Einströmungszellen 2a eine Ausströmungszelle 2b umgeben und eine Seite einer Einströmungszelle 2a und eine Seite einer benachbarten Ausströmungszelle 2b zueinander parallel sind. In dem in den 1 bis 8 gezeigten Wabenfilter 100 umgeben vier sechseckige Einströmungszellen 2a eine Ausströmungszelle 2b. In dieser Spezifikation bedeutet „parallel“, wie es vorstehend beschrieben ist, „im Wesentlichen parallel“, wie später beschrieben ist.
In dem Wabenfilter 100 ist ein Teil der Trennwand 1, der zwischen einer Einströmungszelle 2a und einer Ausströmungszelle 2b angeordnet ist, als eine „erste Trennwand 1a“ bezeichnet. Ein Teil der Trennwand 1, der zwischen Einströmungszellen 2a angeordnet ist, ist als eine „zweite Trennwand 1b“ bezeichnet. Der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform weist ein Hauptmerkmal auf, dass die Dicke T1 der ersten Trennwand 1a größer als die Dicke T2 der zweiten Trennwand 1b ist.
Der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform weist einen vorteilhaften Effekt auf, dass er einen geringen Druckabfall aufweist, während er verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist im Vergleich zu einem existierenden Wabenfilter, der die gleiche offene Stirnfläche aufweist. Das heißt, dass eine solche zweite Trennwand 1b eine relativ kleine Dicke T2 aufweist, kann den Permeationswiderstand der zweiten Trennwand 1b herabsetzen und kann eine gleichmäßigere Strömung von Abgas an der ersten Trennwand 1a und an der zweiten Trennwand 1b aufweisen. Mit anderen Worten kann der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform einen kleinen Permeationswiderstand an der zweiten Trennwand 1b aufweisen im Vergleich mit einem existierenden Wabenfilter, der die gleiche offene Stirnfläche aufweist. Mit dieser Konfiguration kann der Wabenfilter 100 der vorliegenden Erfindung Abgas effektiv auch durch die zweite Trennwand 1b strömen, durch die typischerweise weniger Abgas strömt, und so den geringen Druckabfall realisieren.
Der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform kann einen weiteren vorteilhaften Effekt aufweisen, die Menge von PM, die an der Oberfläche der zweiten Trennwand 1b während des Zurückhaltens des PM, wie z. B. Ruß, in dem Abgas zurückgehalten wird, zu erhöhen, weil der Wabenfilter das Abgas auch effektiv durch die zweite Trennwand 1b strömen kann. Das heißt, der Wabenfilter 100 kann durch Fördern der Bewegung von Abgas zwischen Einströmungszellen 2a durch die zweite Trennwand 1b PM aktiv auch auf der zweiten Trennwand 1b zurückhalten, anstatt PM hauptsächlich auf der ersten Trennwand 1a zurückzuhalten. Der Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform kann deshalb verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit während der Regenerationsbehandlung, um zurückgehaltenen PM zur Entfernung zu verbrennen, aufweisen.
Der Wabenfilter 100 weist eine Neigung einer relativ geringen Festigkeit an den Überschneidungen der ersten Trennwand 1a und der zweiten Trennwand 1b auf. Aufgrund dieser Neigung wird, wenn eine große Menge von PM nur an der Oberfläche der ersten Trennwand 1a gesammelt wird, die Temperatur an einem Teil um die Überschneidungen der ersten Trennwand 1a und der zweiten Trennwand 1b während der Regenerationsbehandlung wie vorstehend angegeben sehr hoch, und das kann einen Bruch des Wabenfilters 100 verursachen. Gemäß dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform wird PM auch an der zweiten Trennwand 1b auf verteilte Weise angesammelt, und somit kann der Anstieg der Verbrennungstemperatur während der Regenerationsbehandlung unterdrückt sein.
In dieser Spezifikation bedeutet in „im Wesentlichen Fünfeck“ eine fünfeckige Form, eine fünfeckige Form die wenigstens eine gekrümmte Ecke des Fünfecks aufweist, und eine fünfeckige Form, die wenigstens eine Ecke des Fünfecks aufweist, die linear abgeschrägt ist. Wenn eine zweite Trennwand, die zwischen Einströmungszellen angeordnet ist, einen „geneigten Teil der Dicke“ aufweist, wie später beschrieben ist, ist angenommen, dass diese Einströmungszellen eine Form aufweisen, die durch Berücksichtigung der zwei Seiten, die den „geneigten Teil der Dicke“ bilden, als zwei parallele Seiten erhalten wird. Ein „im Wesentlichen Sechseck“ bedeutet eine sechseckige Form, eine sechseckige Form, die wenigstens eine gekrümmte Ecke des Sechsecks aufweist, und eine sechseckige Form, die wenigstens eine Ecke des Sechsecks aufweist, die linear abgeschrägt ist. Ein „im Wesentlichen Viereck“ bedeutet eine viereckige Form, eine viereckige Form, die wenigstens eine gekrümmte Ecke des Vierecks aufweist, und eine viereckige Form, die wenigstens eine Ecke des Vierecks aufweist, die linear abgeschrägt ist. „Im Wesentlichen parallel“ bedeutet die Positionsbeziehung zwischen zwei Seiten, die parallel sind, und zwischen zwei parallelen Seiten, von denen eine innerhalb des Bereichs von ±15° geneigt ist.
In dem Wabenfilter der vorliegenden Ausführungsform ist die Dicke der Trennwand 1 an den Teilen der ersten Trennwand 1a und der zweiten Trennwand 1b nicht besonders eingeschränkt, solange T1 größer als T2 ist, wie in den 7 und 8 gezeigt ist. Es wird darauf hingewiesen, dass der Wert von „T1/T2“ als das Verhältnis der Dicke T1 der ersten Trennwand 1a zu der Dicke T2 der zweiten Trennwand 1b vorzugsweise im Bereich von 1,05 bis 2,95, weiter vorzuziehen im Bereich von 1,10 bis 2,15, noch weiter vorzuziehen im Bereich von 1,15 bis 2,15 und ganz besonders vorziehen im Bereich von 1,15 bis 1,70 ist. Falls der Wert von „T1/T2“ kleiner als 1,05 ist, kann der Permeationswiderstand an der zweiten Trennwand 1b nicht ausreichend niedriger sein als der Permeationswiderstand an der ersten Trennwand 1a, was zu dem Fehlschlagens des Erreichens eines ausreichenden Effekts zum Verringern des Druckabfalls führen kann. Falls der Wert von „T1/T2“ 2,95 übersteigt, ist der Permeationswiderstand an der zweiten Trennwand 1b zu niedrig im Vergleich mit dem Permeationswiderstand an der ersten Trennwand 1a, und somit kann die erste Trennwand 1a nicht effektiv funktionieren. Das kann zu dem Fehlschlagen des Erreichens eines ausreichenden Effekts zum Verringern des Druckabfalls führen.
Die Dicke T1 der ersten Trennwand 1a ist vorzugsweise im Bereich von 150 bis 600 µm, weiter vorzuziehen im Bereich von 170 bis 380 µm und besonderes vorzuziehen im Bereich von 200 bis 300 µm. Der so konfigurierte Wabenfilter 100 kann einen geringen Druckabfall aufweisen, während er eine verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist.
Die Dicke T1 der ersten Trennwand 1a und die Dicke T2 der zweiten Trennwand 1b können mit einem Mikroskop gemessen werden. Als das Mikroskop kann beispielsweise ein VHK-1000 (Produktname), produziert von Keyence Corporation, verwendet werden. Insbesondere wird der Wabenfilter 100 zuerst beschnitten, um orthogonal zu der Ausdehnungsrichtung der Zellen 2 zu sein. Dann werden die erste Trennwand 1a und die zweite Trennwand 1b auf der Schnittebene des Wabenfilters 100 mit einem Mikroskop betrachtet, um ihre Dicken zu messen. Zu dieser Zeit ist die „Dicke T1 der ersten Trennwand 1a“ eine Dicke des dünnsten Teils der ersten Trennwand 1a zwischen einer Seite einer Einströmungszelle 2a und einer Seite einer benachbarten Ausströmungszelle 2b. Ähnlich ist die „Dicke T2 der zweiten Trennwand 1b“ eine Dicke des dünnsten Teil der zweiten Trennwand 1b zwischen zwei Einströmungszellen.
In dem Wabenfilter 100 der vorliegenden Ausführungsform ist der hydraulische Durchmesser vorzugsweise an den Ausströmungszellen 2b kleiner als an den Einströmungszellen 2a. Der so konfigurierte Wabenfilter kann leicht einen vorteilhaften Effekt zum Verringern des Druckabfalls aufweisen, während er eine verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist. Der hydraulische Durchmesser ist ein berechneter Wert basierend auf der Querschnittsfläche und dem Umfang jeder Zelle 2 durch 4 × (Querschnittsfläche) / (Umfang).
Der hydraulische Durchmesser der Einströmungszellen 2a ist vorzugsweise im Bereich von 0,70 bis 1,30 mm, weiter vorzuziehen im Bereich von 0,85 bis 1,15 mm und besonders vorzuziehen im Bereich von 0,90 bis 1,10 mm. Vorzugsweise ist der hydraulische Durchmesser der Einströmungszellen 2a im Bereich des 0,50- bis 1,3-Fachen des hydraulischen Durchmessers der Ausströmungszellen 2b, weiter vorzuziehen im Bereich des 0,75- bis 0,95-Fachen.
Vorzugsweise weisen die Ausströmungszellen 2b eine Länge einer Seite auf, die im Bereich von 0,6 bis 3,0 mm, weiter vorzuziehen im Bereich von 0,6 bis 2,0 mm und besonders vorzuziehen im Bereich von 0,7 bis 1,5 mm ist. Der so konfigurierte Wabenfilter kann leicht einen vorteilhaften Effekt zum Verringern des Druckabfalls aufweisen, während er eine verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist.
Vorzugsweise weist die Trennwand 1 des Wabensubstrats 4 eine Porosität im Bereich von 35 bis 70 %, weiter vorzuziehen im Bereich von 50 bis 70 % auf. Falls die Porosität der Trennwand 1 kleiner als 35 % ist, kann der Druckabfall ansteigen. Falls die Porosität der Trennwand 1 70 % übersteigt, ist die Festigkeit des Wabensubstrats 4 nicht ausreichend. Wenn ein solcher Wabenfilter 100 in einem Gehäuse aufgenommen ist, das für eine Abgasreinigungseinrichtung verwendet wird, ist es schwierig, den Wabenfilter 100 mit einer ausreichenden Greifkraft zu halten. Die Porosität der Trennwand 1 ist ein Wert, der mit einem Quecksilberporosimeter gemessen wird. Als das Quecksilberporosimeter kann beispielsweise Autopore 9500 (Produktname), produziert von Micromeritics Co., verwendet werden.
Aus Sicht der Festigkeit, der Wärmebeständigkeit, der Haltbarkeit und dergleichen ist die Trennwand 1 vorzugsweise aus verschiedenen Typen von Keramik hergestellt, wie z. B. Oxiden und Nichtoxiden und Metallen als Hauptkomponenten. Insbesondere enthält Keramik vorzugsweise wenigstens einen Typ von Materialien, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Kordierit, Mullit, Aluminiumoxid, Spinell, Siliziumcarbid, Siliziumnitrid und Aluminiumtitanat besteht. Beispiele der Metalle enthalten Fe-Cr-Al-basierte Metalle und Metall-Silizium. Ein Typ oder zwei Typen oder mehr, die aus diesen Materialien ausgewählt sind, können als eine Hauptkomponente enthalten sein. Besonders vorzuziehen ist unter dem Gesichtspunkt hoher Festigkeit und hoher Wärmebeständigkeit ein Typ oder zwei Typen oder mehr, die aus der Gruppe ausgewählt sind, die aus Aluminiumoxid, Mullit, Aluminiumtitanat, Kordierit, Siliziumcarbid und Siliziumnitrid besteht, als Hauptkomponente enthalten. Das Keramikmaterial kann ein Verbundmaterial sein, das beispielsweise durch Binden von Siliziumcarbid-Partikeln mit Kordierit als Bindemittel erhalten wird. Siliziumcarbid oder Silizium-Siliziumcarbid-Verbundmaterialien sind unter dem Gesichtspunkt hoher Wärmeleitfähigkeit und hoher Wärmebeständigkeit besonders geeignet. Hier bezieht sich „Hauptkomponente“ auf eine Komponente, die 50 Masse-% oder mehr, vorzugsweise 70 Masse-% oder mehr und weiter vorzuziehen 80 Masse-% oder mehr der Komponenten bildet.
Das Material des Verschlussabschnitts 5 ist nicht besonders eingeschränkt, und ein Material, das vorstehend für die Trennwand 1 genannt ist, kann vorteilhaft verwendet werden.
Die Gesamtform des Wabenfilters ist nicht besonders eingeschränkt. Die Gesamtform des Wabenfilters der vorliegenden Ausführungsform, der Einströmungsendfläche und der Ausströmungsendfläche weisen vorzugsweise eine runde Form oder eine elliptische Form auf und weisen vorzugsweise eine runde Form auf. Die Größe des Wabenfilters ist nicht besonders eingeschränkt, und die Länge von der Einströmungsendfläche bis zu der Ausströmungsendfläche ist vorzugsweise im Bereich von 50 bis 300 mm. Wenn die Gesamtform des Wabenfilters eine runde Säulenform ist, weisen ihre Endflächen vorzugsweise einen Durchmesser im Bereich von 100 bis 400 mm auf.
Der Wabenfilter der vorliegenden Ausführungsform wird vorzugsweise als ein Element zur Abgasreinigung in einer Brennkraftmaschine verwendet. In dem Wabenfilter der vorliegenden Ausführungsform kann wenigstens eines aus der Oberfläche der Trennwand und den Poren der Trennwand des Wabensubstrats mit einem Katalysator zur Abgasreinigung beschichtet sein.
Das Folgende beschreibt eine weitere Ausführungsform des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf 9. 9 ist eine schematische Ansicht, um die Form von Zellen in einer weiteren Ausführungsform des Wabenfilters gemäß der vorliegenden Erfindung zu erläutern.
Ein Wabenfilter 200 in 9 enthält ein Wabensubstrat 24 und einen Verschlussabschnitt 25. Das Wabensubstrat 24 weist eine Säulenform auf, die eine Einströmungsendfläche 31 und eine Ausströmungsendfläche (nicht dargestellt)) aufweist. Das Wabensubstrat 24 enthält eine poröse Trennwand 21, die mehrere Zellen 22 umgibt, die sich von der Einströmungsendfläche 31 zu der Ausströmungsendfläche 12 (nicht dargestellt) erstrecken.
In dem in 9 gezeigten Wabenfilter 200 weisen die Einströmungszellen 22a eine fünfeckige Form auf, und die Ausströmungszellen 22b weisen eine viereckige Form in einem Querschnitt orthogonal zu der Ausdehnungsrichtung der Zellen 22 auf. In dem Wabenfilter 200 umgeben acht fünfeckige Einströmungszellen 22a eine Ausströmungszelle 22b.
Der Wabenfilter 200 ist so konfiguriert, dass die Dicke T1 der ersten Trennwand 21a, die zwischen einer Einströmungszelle 22a und einer Ausströmungszelle 22b angeordnet ist, größer ist als die Dicke T2 der zweiten Trennwand 21b, die zwischen Einströmungszellen 22a angeordnet ist.
Der so konfigurierte Wabenfilter 200 weist außerdem einen vorteilhaften Effekt auf, dass er einen geringen Druckabfall aufweist, während er verbesserte Temperaturwechselbeständigkeit aufweist im Vergleich zu einem existierenden Wabenfilter, der die gleiche offene Stirnfläche aufweist. Der Wabenfilter 200 ist so konfiguriert, dass sich jeder der acht Teile der zweiten Trennwände 21b mit der ersten Trennwand 21a, die eine Ausströmungszelle 22b umgibt, überschneidet. Mit dieser Konfiguration kann ein größerer Effekt von diesem Wabenfilter erwartet werden, wenn die zweite Trennwand 21b als der Durchgangskanal für Abgas funktioniert.
Der Wabenfilter 200 ist vorzugsweise ähnlich dem Wabenfilter 100 konfiguriert, der in den 1 bis 8 gezeigt ist, wie vorstehend angegeben, außer dass die Form der Einströmungszellen 22a ein Fünfeck ist.
Verfahren zum Herstellen des Wabenfilters:
Das Folgende beschreibt ein Verfahren zum Herstellen des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung.
Zuerst wird ein geknetetes Material, das eine Formbarkeit aufweist, vorbereitet, um ein Wabensubstrat zu produzieren. Das geknetete Material kann, um ein Wabensubstrat zu produzieren, durch Hinzufügen von Additiven wie z. B. eines Bindemittels und Wasser wie jeweils erforderlich zu einem Material, das als Rohmaterialpulver aus den vorstehend genannten Materialien, die für die Trennwand geeignet sind, ausgewählt ist, vorbereitet werden.
Als Nächstes wird das so vorbereitete geknetete Material extrudiert, und so wird ein säulenförmiger wabenförmiger Körper produziert, der eine Trennwand, die mehrere Zellen definiert, und eine Umfangswand, die an dem äußersten Umfang angeordnet ist, aufweist. Bei der Extrusion weist ein Werkzeug für die Extrusion eine Extrusionsfläche des gekneteten Materials auf, und die Extrusionsfläche des Werkzeugs kann darauf einen Schlitz in der umgekehrten Form des wabenförmigen Körpers, der gebildet werden soll, aufweisen. Der so erhaltene wabenförmige Körper kann beispielsweise durch Mikrowellen und Heißluft getrocknet werden.
Als Nächstes werden die offenen Enden der Zellen mit einem Material ähnlich dem Material, das zum Herstellen des wabenförmigen Körpers verwendet wurde, verschlossen, und so wird ein Verschlussabschnitt gebildet. Ein Verfahren zum Bilden des Verschlussabschnitts kann einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen eines Wabenfilters folgen.
Als Nächstes wird der so erhaltene wabenförmige Körper gebrannt, um einen Wabenfilter zu erhalten. Temperaturen und Atmosphäre für das Brennen unterscheiden sich gemäß dem Rohmaterial, und Fachleute können die Temperatur und die Atmosphäre für das Brennen auswählen, die für das ausgewählte Material am besten geeignet sind. Das Verfahren zum Herstellen des Wabenfilters der vorliegenden Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Verfahren beschränkt.
(Beispiele)
(Beispiel 1)
Zuerst wurde ein geknetetes Material vorbereitet, um ein Wabensubstrat zu produzieren. In Beispiel 1 wurden für das Rohmaterialpulver, um ein geknetetes Material vorzubereiten, Siliziumcarbid-Pulver (SiC-Pulver) und Metall-Silizium-Pulver (Si-Pulver) in einem Massenverhältnis von 80:20 gemischt, um ein Mischpulver vorzubereiten. Zu dem Mischpulver wurden ein Bindemittel, ein Porenbildner und Wasser hinzugefügt, um ein formendes Rohmaterial zu erhalten. Als Nächstes wurde das formende Rohmaterial geknetet, um ein rundes säulenförmiges geknetetes Material zu erhalten.
Als Nächstes wurde das geknetete Material unter Verwendung eines Werkzeugs zum Herstellen eines wabenförmigen Körpers extrudiert, um einen wabenförmigen Körper zu erhalten, der eine runde Säulenform als die Gesamtform aufweist.
Als Nächstes wurde dieser wabenförmige Körper durch eine Mikrowellentrocknungseinrichtung getrocknet und wurde dann durch eine Heißlufttrocknungseinrichtung vollständig getrocknet, und dann wurden beide Endflächen des wabenförmigen Körpers beschnitten, um vorbestimmte Abmessungen zu erhalten.
Als Nächstes wurde ein Verschlussabschnitt an dem getrockneten wabenförmigen Körper gebildet. Insbesondere wurde zuerst eine Maske auf die Einströmungsendfläche des wabenförmigen Körpers aufgebracht, um die Einströmungszellen zu bedecken. Nachfolgend wurde das maskierte Ende des wabenförmigen Körpers in eine Aufschlämmung zum Verschließen eingetaucht, um die offenen Enden der Ausströmungszellen ohne die Maske mit der Aufschlämmung zum Verschließen zu füllen. Nachfolgend wurde die Ausströmungsendfläche des wabenförmigen Körpers ebenfalls mit der Aufschlämmung zum Verschließen an den offenen Enden der Einströmungszellen gefüllt, ähnlich dem Vorstehenden. Nachfolgend wurde der wabenförmige Körper, der den gebildeten Verschlussabschnitt aufweist, durch eine Heißlufttrocknungseinrichtung weiter getrocknet.
Als Nächstes wurde der wabenförmige Körper, der den Verschlussabschnitt aufweist, entfettet und gebrannt, um einen Wabenfilter zu erhalten.

Der Wabenfilter von Beispiel 1 wies eine Zellenkonfiguration auf wie in dem Wabenfilter 200, der in 9 gezeigt ist, die acht fünfeckige Einströmungszellen 22a enthält, die eine viereckige Ausströmungszelle 22b umgeben. Der Wabenfilter von Beispiel 1 wies eine Porosität der Trennwand von 63 % auf. Die Endflächen wiesen einen Durchmesser von 143,8 mm auf, und die Länge in der Zellenausdehnungsrichtung war 152,4 mm. Die Porosität der Trennwand ist ein Wert, der mit einem Quecksilberporosimeter gemessen wird. Der Wabenfilter von Beispiel 1 wies eine Dicke T1 der ersten Trennwand 21a von 260 µm und eine Dicke T2 der zweiten Trennwand 21b von 248 µm auf, wie in 9 gezeigt ist. Deshalb wies der Wabenfilter von Beispiel 1 den Wert des Verhältnisses (T1/T2) der Dicke T1 der ersten Trennwand zu der Dicke T2 der zweiten Trennwand auf, der 1,05 war. Tabelle 1 zeigt die Werte der „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, der „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“. [Tabelle 1]

	Dicke T1 der 1. Trennwand (µm)	Dicke T2 der 2. Trennwand (µm)	T1/T2	Druckabfall			Temperaturwechselbeständigkeit
				Rußmenge
				0 g/L	4 g/L	8 g/L
Vgl.-Bsp. 1	250	250	1,00	Referenz	Referenz	Referenz	gut
Bsp. 1	260	248	1,05	-5 %	-5 %	-5 %	gut
Bsp.2	271	246	1,10	-10 %	-10 %	-10 %	gut
Bsp.3	281	244	1,15	-15 %	-15 %	-15 %	gut
Bsp.4	290	242	1,20	-20 %	-20 %	-20 %	ausgezeichnet
Bsp.5	300	240	1,25	-25 %	-25 %	-25 %	ausgezeichnet
Bsp.6	309	238	1,30	-20 %	-20 %	-20 %	ausgezeichnet
Bsp. 7	319	236	1,35	-19 %	-19 %	-19 %	ausgezeichnet
Bsp. 8	328	234	1,40	-19 %	-19 %	-19 %	ausgezeichnet
Bsp. 9	336	232	1,45	-18 %	-18 %	-18 %	ausgezeichnet
Bsp. 10	345	230	1,50	-18 %	-18 %	-18 %	ausgezeichnet
Bsp. 11	353	228	1,55	-17 %	-17 %	-17 %	ausgezeichnet
Bsp. 12	362	226	1,60	-16 %	-16 %	-16 %	ausgezeichnet
Bsp. 13	370	224	1,65	-16 %	-16 %	-16 %	ausgezeichnet
Bsp. 14	377	222	1,70	-15 %	-15 %	-15 %	gut
Bsp. 15	385	220	1,75	-15 %	-15 %	-15 %	gut
Bsp. 16	392	218	1,80	-14 %	-14 %	-14 %	gut
Bsp. 17	400	216	1,85	-13 %	-13 %	-13 %	gut
Bsp. 18	407	214	1,90	-13 %	-13 %	-13 %	gut
Bsp. 19	413	212	1,95	-12 %	-12 %	-12 %	gut
Bsp. 20	420	210	2,00	-12 %	-12 %	-12 %	gut
Bsp. 21	437	208	2,10	-10 %	-10 %	-10 %	gut
Bsp. 22	453	206	2,20	-9%	-9 %	-9%	gut
Bsp. 23	469	204	2,30	-8 %	-8%	-8 %	gut
Bsp. 24	485	202	2,40	-7 %	-7 %	-7 %	gut
Bsp. 25	500	200	2,50	-6%	-6 %	-6 %	gut
Bsp. 26	515	198	2,60	-4%	-4%	-4%	gut
Bsp. 27	529	196	2,70	-3 %	-3 %	-3%	gut
Bsp. 28	543	194	2,80	-2 %	-2 %	-2 %	gut
Bsp. 29	557	192	2,90	-1 %	-1 %	-1 %	gut
Bsp. 30	561	190	2,95	-1 %	-1 %	-1 %	gut

Für den Wabenfilter von Beispiel 1 wurden der „Druckabfall“ und die „Temperaturwechselbeständigkeit“ durch das folgende Verfahren ausgewertet. Tabelle 1 zeigt das Ergebnis.
(Auswertung des Druckabfalls)
Der Druckabfall der Wabenfilter der Beispiele wurde unter Verwendung des Wertes der Druckabfalls „eines Wabenfilters als die Referenz“, gemessen unter derselben Bedingung, ausgewertet. Insbesondere wurde der Druckabfall mit dem Luftvolumen von 10 m³/min. unter Verwendung einer großen Windkanaleinrichtung gemessen. Unter der Annahme, dass der Wert des Druckabfalls des Wabenfilters als die Referenz P₀ war und der Wert des Druckabfalls des Wabenfilters jedes Beispiels P₁ war, wurde der Wert, der durch (P₁- P₀)/ P₀ × 100 berechnet wurde, als das Ergebnis der Druckabfallauswertung erhalten. In den Beispielen 1 bis 30 wurde das Vergleichsbeispiel 1 als ihr Referenz-Wabenfilter verwendet. In dieser Messung des Druckabfalls wurden drei Typen von Druckabfall ausgewertet, die den Druckabfall eines Wabenfilters ohne angesammelten Ruß und den Druckabfall des Wabenfilters mit 4 g/L und 8 g/L angesammelten Ruß enthalten. In Tabelle 1 gibt das Ergebnis, das in dem Feld „0 g/L“ von „Rußmenge“ beschrieben ist, das Ergebnis der Auswertung für den Druckabfall jedes Wabenfilters ohne angesammelten Ruß an. In Tabelle 1 geben die Ergebnisse in den Feldern „4 g/L“ und „8 g/L“ von „Rußmenge“ die Ergebnisse der Auswertung für den Druckabfall für jeden Wabenfilter mit 4 g/L bzw. 8 g/L angesammelten Ruß an.
(Temperaturwechselbeständigkeit)
Zuerst wurde unter Verwendung eines Kraftmaschinenprüfstands, der mit einer 2,0 L-Diesel-Kraftmaschine ausgerüstet war, eine vorbestimmte Rußmenge unter einer konstanten Betriebsbedingung erzeugt, und der erzeugte Ruß wurde auf der Oberfläche der Trennwand der Wabenfilter von Beispielen und Vergleichsbeispielen abgelagert. Als Nächstes wurde eine Regenerationsbehandlung unter Verwendung von Nacheinspritzung ausgeführt, um die Einlassgastemperatur des Wabenfilters zu erhöhen. Wenn der vor und nach dem Wabenfilter gemessene Druckabfall abzunehmen begann, wurde die Nacheinspritzung angehalten, und die Kraftmaschine wurde in einen Leerlaufzustand geschaltet. Die vorbestimmte Menge des vor der Regenerationsbehandlung abgelagerten Rußes wurde allmählich erhöht. Diese Operation wurde wiederholt, bis Risse an dem Wabenfiltern auftraten. Die aufgebrachte Rußmenge, die Risse in den Wabenfiltern verursachte, wurde als „Ablagerungsgrenze für Ruß“ der Wabenfilter betrachtet. Die „Ablagerungsgrenze für Ruß“ der Wabenfilter wurde in Übereinstimmung mit den folgenden Kriterien ausgewertet. In den Beispielen 1 bis 30 wurde das Vergleichsbeispiel 1 als ihr Referenz-Wabenfilter verwendet.
Bewertung „ausgezeichnet“: Unter der Annahme, dass die „Ablagerungsgrenze für Ruß“ des Referenz-Wabenfilters bei 100 % eingestellt ist, wenn die „Ablagerungsgrenze für Ruß“ eines Wabenfilters, der bewertet werden soll, 110 % oder mehr ist, wird er als „ausgezeichnet“ bewertet.
Bewertung „gut“: Unter der Annahme, dass die „Ablagerungsgrenze für Ruß“ des Referenz-Wabenfilters bei 100 % eingestellt ist, wenn die „Ablagerungsgrenze für Ruß“ eines Wabenfilters, der bewertet werden soll, 100 % oder mehr und weniger als 110 % ist, wird er als „gut“ bewertet.
Bewertung „fehlerhaft“: Unter der Annahme, dass die „Ablagerungsgrenze für Ruß“ des Referenz-Wabenfilters bei 100 % eingestellt ist, wenn die „Ablagerungsgrenze für Ruß“ eines Wabenfilters, der bewertet werden soll, weniger als 100 %, wird er als „fehlerhaft“ bewertet.
(Beispiele 2 bis 30)
Ein Wabenfilter dieses Vergleichsbeispiels wurde ähnlich Beispiel 1 hergestellt, außer dass die „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, die „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ wie in Tabelle 1 gezeigt geändert wurden. Für die Wabenfilter der Beispiele 2 bis 30 wurden der „Druckabfall“ und die „Temperaturwechselbeständigkeit“ durch das Verfahren ähnlich Beispiel 1 ausgewertet. Tabelle 1 zeigt das Ergebnis.
(Vergleichsbeispiel 1)
Ein Wabenfilter dieses Vergleichsbeispiels wurde ähnlich Beispiel 1 hergestellt, außer dass die „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, die „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ wie in Tabelle 1 gezeigt geändert wurden. Das heißt, in dem Vergleichsbeispiel 1 wurde ein Wabenfilter mit der Dicke T1 der ersten Trennwand und der Dicke T2 der zweiten Trennwand so hergestellt, dass T1 und T2 den gleichen Wert aufwiesen.
(Beispiele 31 bis 60)
In den Beispielen 31 bis 60 wurde die Menge des Porenbildners während der Vorbereitung eines gekneteten Materials, um ein Wabensubstrat herzustellen, erhöht im Vergleich zu dem gekneteten Material, das in Beispiel 1 vorbereitet wurde, um einen Wabenfilter herzustellen, der die Trennwand enthält, das die Porosität von 41 % aufweist. Wabenfilter dieser Beispiele wurde ähnlich Beispiel 1 hergestellt, außer dass die „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, die „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ wie in Tabelle 2 gezeigt durch Verwenden eines solchen gekneteten Materials geändert wurden. Für die Wabenfilter der Beispiele 31 bis 60 wurden der „Druckabfall“ und die „Temperaturwechselbeständigkeit“ durch das Verfahren ähnlich dem Beispiel 1 ausgewertet. Tabelle 2 zeigt das Ergebnis. In den Beispielen 31 bis 60 wurde das nachstehend beschriebene Vergleichsbeispiel 2 als ihr Referenz-Wabenfilter verwendet.
(Vergleichsbeispiel 2)

Ein Wabenfilter dieses Vergleichsbeispiels wurde ähnlich Beispiel 31 hergestellt, außer dass die „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, die „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ wie in Tabelle 2 gezeigt geändert wurden. Das heißt, in dem Vergleichsbeispiel 2 wurde ein Wabenfilter mit der Dicke T1 der ersten Trennwand und der Dicke T2 der zweiten Trennwand so hergestellt, dass T1 und T2 den gleichen Wert aufwiesen. [Tabelle 2]

	Dicke T1 der 1. Trennwand (µm)	Dicke T2 der 2. Trennwand (µm)	T1/T2	Druckabfall			Temperaturwechselbeständigkeit
				Rußmenge
				0 g/L	4 g/L	8 g/L
Vgl.-Bsp. 2	250	250	1,00	Referenz	Referenz	Referenz	gut
Bsp. 31	260	248	1,05	-3 %	-3 %	-3%	gut
Bsp. 32	271	246	1,10	-5 %	-5 %	-5 %	gut
Bsp. 33	281	244	1,15	-8 %	-8 %	-8 %	gut
Bsp. 34	290	242	1,20	-10 %	-10 %	-10 %	ausgezeichnet
Bsp. 35	300	240	1,25	-13 %	-13 %	-13 %	ausgezeichnet
Bsp. 36	309	238	1,30	-10 %	-10 %	-10 %	ausgezeichnet
Bsp. 37	319	236	1,35	-10 %	-10 %	-10 %	ausgezeichnet
Bsp. 38	328	234	1,40	-9 %	-9%	-9 %	ausgezeichnet
Bsp. 39	336	232	1,45	-9 %	-9 %	-9 %	ausgezeichnet
Bsp. 40	345	230	1,50	-9 %	-9%	-9 %	ausgezeichnet
Bsp. 41	353	228	1,55	-9 %	-9%	-9%	ausgezeichnet
Bsp. 42	362	226	1,60	-8 %	-8%	-8%	ausgezeichnet
Bsp. 43	370	224	1,65	-8%	-8 %	-8%	ausgezeichnet
Bsp. 44	377	222	1,70	-8 %	-8 %	-8 %	gut
Bsp. 45	385	220	1,75	-7 %	-7 %	-7 %	gut
Bsp. 46	392	218	1,80	-7 %	-7 %	-7 %	gut
Bsp. 47	400	216	1,85	-7 %	-7 %	-7 %	gut
Bsp. 48	407	214	1,90	-6 %	-6 %	-6 %	gut
Bsp. 49	413	212	1,95	-6%	-6 %	-6 %	gut
Bsp. 50	420	210	2,00	-6 %	-6%	-6 %	gut
Bsp. 51	437	208	2,10	-5 %	-5 %	-5 %	gut
Bsp. 52	453	206	2,20	-5 %	-5 %	-5 %	gut
Bsp. 53	469	204	2,30	-4%	-4%	-4%	gut
Bsp. 54	485	202	2,40	-3%	-3 %	-3 %	gut
Bsp. 55	500	200	2,50	-3%	-3 %	-3 %	gut
Bsp. 56	515	198	2,60	-2 %	-2 %	-2 %	gut
Bsp. 57	529	196	2,70	-2 %	-2 %	-2 %	gut
Bsp. 58	543	194	2,80	-1 %	-1 %	-1%	gut
Bsp. 59	557	192	2,90	0%	0 %	0%	gut
Bsp. 60	561	190	2,95	-1 %	-1 %	-1%	gut

(Beispiele 61 bis 64)
In den Beispielen 61 bis 64 wurde ein Wabenfilter wie der Wabenfilter 100 von 7 hergestellt, der eine Zellenkonfiguration aufwies, die vier sechseckige Einströmungszellen 2a, die eine viereckige Ausströmungszelle 2b umgaben, enthält. Die Rohmaterialien zum Herstellen dieser Wabenfilter waren ähnlich denen in Beispiel 1. Die Wabenfilter der Beispiele 61 bis 64 wiesen eine Porosität der Trennwand von 63 % auf. Tabelle 3 zeigt die Werte der „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, der „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ der Wabenfilter der Beispiele 61 bis 64. Für die Wabenfilter der Beispiele 61 bis 64 wurden der „Druckabfall“ und die „Temperaturwechselbeständigkeit“ durch das Verfahren ähnlich Beispiel 1 ausgewertet. Tabelle 3 zeigt das Ergebnis. In den Beispielen 61 bis 64 wurde das nachstehend beschriebene Vergleichsbeispiel 3 als ihr Referenz-Wabenfilter verwendet.
(Vergleichsbeispiel 3)

Ein Wabenfilter dieses Vergleichsbeispiels wurde ähnlich dem Beispiel 61 hergestellt, außer dass die „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, die „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ wie in Tabelle 3 gezeigt geändert wurden. Das heißt, in dem Vergleichsbeispiel 3 wurde ein Wabenfilter mit der Dicke T1 der ersten Trennwand und der Dicke T2 der zweiten Trennwand so hergestellt, dass T1 und T2 den gleichen Wert aufwiesen. [Tabelle 3]

	Dicke T1 der 1. Trennwand (µm)	Dicke T2 der 2. Trennwand (µm)	T1/T2	Zellenform	Porosität	Druckabfall			Temperaturwechselbeständigkeit
						Rußmenge
						0 g/L	4 g/L	8 g/L
Vgl.-Bsp. 3	330	330	1,00	7	63	Referenz	Referenz	Referenz	gut
Bsp. 61	336	320	1,05	7	63	-5 %	-5 %	-5 %	ausgezeichnet
Bsp. 62	372	310	1,20	7	63	-20 %	-20 %	-20 %	ausgezeichnet
Bsp. 63	450	300	1,50	7	63	-19 %	-19 %	-19 %	ausgezeichnet
Bsp. 64	400	200	2,00	7	63	-19 %	-19 %	-19 %	gut

(Beispiele 65 bis 68)
In den Beispielen 65 bis 68 wurde ein Wabenfilter wie der Wabenfilter 100 von 7 hergestellt, der eine Zellenkonfiguration aufwies, die vier sechseckige Einströmungszellen 2a, die eine viereckige Ausströmungszelle 2b umgaben, enthält. Die Rohmaterialien zum Herstellen dieser Wabenfilter waren ähnlich denen in Beispiel 31. Die Wabenfilter der Beispiele 65 bis 68 wiesen eine Porosität der Trennwand von 41 % auf. Tabelle 4 zeigt die Werte der „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, der „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ der Wabenfilter der Beispiele 65 bis 68. Für die Wabenfilter der Beispiele 65 bis 68 wurden der „Druckabfall“ und die „Temperaturwechselbeständigkeit“ durch das Verfahren ähnlich dem Beispiel 1 ausgewertet. Tabelle 4 zeigt das Ergebnis. In den Beispielen 65 bis 68 wurde das nachstehend beschriebene Vergleichsbeispiel 4 als ihr Referenz-Wabenfilter verwendet.
(Vergleichsbeispiel 4)

Ein Wabenfilter dieses Vergleichsbeispiels wurde ähnlich dem Beispiel 65 hergestellt, außer dass die „Dicke T1 der ersten Trennwand (µm)“, die „Dicke T2 der zweiten Trennwand (µm)“ und „T1/T2“ wie in Tabelle 4 gezeigt geändert wurden. Das heißt, in dem Vergleichsbeispiel 4 wurde ein Wabenfilter mit der Dicke T1 der ersten Trennwand und der Dicke T2 der zweiten Trennwand so hergestellt, dass T1 und T2 den gleichen Wert aufwiesen. [Tabelle 4]

	Dicke T1 der 1. Trennwand (µm)	Dicke T2 der 2. Trennwand (µm)	T1/T2	Zellenform	Porosität	Druckabfall			Temperaturwechselbeständigkeit
						Rußmenge
						0 g/L	4 g/L	8 g/L
Vgl.-Bsp. 4	330	330	1,00	7	41	Referenz	Referenz	Referenz	gut
Bsp. 65	336	320	1,05	7	41	-3%	-3%	-3%	ausgezeichnet
Bsp. 66	372	310	1,20	7	41	-10 %	-10 %	-10 %	ausgezeichnet
Bsp. 67	450	300	1,50	7	41	-10 %	-10 %	-10 %	ausgezeichnet
Bsp. 68	400	200	2,00	7	41	-9 %	-9 %	-9%	gut

(Ergebnisse)
Die Wabenfilter der Beispiele 1 bis 68 wiesen einen geringeren Druckabfall als diejenigen ihrer Referenz-Wabenfilter der Vergleichsbeispiele 1 bis 4 auf. Das heißt es wurde bestätigt, dass die Konfiguration, die die Dicke T1 der ersten Trennwand größer als die Dicke T2 der zweiten Trennwand aufweist, einen solchen geringen Druckabfall der Wabenfilter ermöglichte. Das Ergebnis der Wabenfilter der Beispiele 1 bis 30 zeigt, dass die Wabenfilter der Beispiele 1 bis 25 sowohl einen sehr vorteilhaften geringen Druckabfall als auch eine ausgezeichnete Temperaturwechselbeständigkeit aufwiesen. Die Ergebnisse der Auswertungen des Druckabfalls der Wabenfilter der Beispiele 3 bis 14 zeigen, dass der Wert von „T1/T2“ innerhalb des Bereichs von 1,15 bis 1,70 einen besonders geringen Druckabfall ermöglichte.
Ein Wabenfilter der vorliegenden Erfindung kann für einen Filter zum Reinigen von Abgas verwendet werden.
Bezugszeichenliste

1,21: Trennwand,
1a, 21a: erste Trennwand,
1b, 21b: zweite Trennwand,
2, 22: Zelle,
2a, 22a: Einströmungszelle,
2b, 22b: Ausströmungszelle,
3;: Umfangs-wand,
4, 24: Wabensubstrat,
5, 25: Verschlussabschnitt,
11, 31: Einströmungsend-fläche,
12: Ausströmungsendfläche,
100, 200: Wabenfilter,
T1: Dicke der erstenTrennwand,
T2: Dicke der zweiten Trennwand

Claims

Wabenfilter, der umfasst: ein säulenförmiges Wabensubstrat, das eine Einströmungsendfläche und eine Ausströmungsendfläche aufweist und eine poröse Trennwand enthält, die mehrere Zellen umgibt, die sich von der Einströmungsendfläche zu der Ausströmungsendfläche erstrecken; und einen Verschlussabschnitt, der an einem der Enden der Zellen an der Einströmungsendfläche und an der Ausströmungsendfläche angeordnet ist, wobei in einem Querschnitt orthogonal zu einer Ausdehnungsrichtung der Zellen Einströmungszellen, die den Verschlussabschnitt an den Enden der Ausströmungsendfläche aufweisen, eine fünfeckige oder eine sechseckige Form aufweisen, Ausströmungszellen, die den Verschlussabschnitt an den Enden der Einströmungsendfläche aufweisen, eine viereckige Form aufweisen, die mehreren Zellen so konfiguriert sind, dass mehrere Einströmungszellen eine Ausströmungszelle umgeben und eine Seite einer Einströmungszelle und eine Seite einer benachbarten Ausströmungszelle zueinander parallel sind, und die Trennwand so konfiguriert ist, dass die Dicke T1 einer ersten Trennwand, die zwischen den Einströmungszellen und den Ausströmungszellen angeordnet ist, größer ist als eine Dicke T2 einer zweiten Trennwand, die zwischen den Einströmungszellen angeordnet ist.
Wabenfilter nach Anspruch 1, wobei ein Wert des Verhältnisses (T1/T2) der Dicke T1 der ersten Trennwand zu der Dicke T2 der zweiten Trennwand im Bereich von 1,05 bis 2,95 ist.
Wabenfilter nach Anspruch 2,wobei der Wert des Verhältnisses (T1/T2) der Dicke T1 der ersten Trennwand zu der Dicke T2 der zweiten Trennwand im Bereich von 1,1 bis 2,15 ist.
Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dicke T1 der ersten Trennwand im Bereich von 150 bis 600 µm ist.
Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Ausströmungszellen einen kleineren hydraulischen Durchmesser als ein hydraulischer Durchmesser der Einströmungszellen aufweisen.
Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Ausströmungszellen eine Länge einer Seite im Bereich von 0,6 bis 3,0 mm aufweisen.
Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die Trennwand eine Porosität im Bereich von 35 bis 70 % aufweist.
Wabenfilter nach Anspruch 7, wobei die Trennwand eine Porosität im Bereich von 50 bis 70 % aufweist.
Wabenfilter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei in einem Querschnitt orthogonal zu einer Ausdehnungsrichtung der Zellen der Wabenfilter eine Konfiguration aufweist, in der vier der Einströmungszellen, die eine sechseckige Form aufweisen, eine der Ausströmungszellen umgeben, oder der Wabenfilter eine Konfiguration aufweist, in der acht Einströmungszellen, die eine fünfeckige Form aufweisen, eine der Ausströmungszellen umgeben.