JP5154952B2 - 内部空洞を備えるハニカム体 - Google Patents
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Description
ハニカム体に関する本発明の有利な実施態様は次の通りである。
・球形自由空間の最大断面積が、通路の平均断面積の20〜100倍、好ましくは30〜50倍の大きさである(請求項2)。
・空洞がそれぞれ10〜500個の通路と交差する(請求項3)。
・ハニカム体の通路の50〜100%が、少なくとも1つ、好ましくは3つより多い空洞と交差する(請求項4)。
・空洞が、通路の延びに対してほぼ垂直な軸方向延びを有するほぼ円筒または湾曲した円筒の形状を持っている(請求項5)。
前述の課題は、本発明によれば、少なくとも1つの薄板を巻回した、絡ませたおよび/または積層したハニカム体であって、多数の少なくとも部分的に構造化された薄板層を備え、その構造化によってハニカム体の入口面から出口面に至る通路が形成されているハニカム体において、ハニカム体の少なくとも1つの部分領域において、薄板層が、当該部分領域における通路の平均断面積の10倍より大きい有効断面積を持つ穴を有し、穴は、ハニカム体内に、隣接する薄板層の穴と共に、少なくとも5つの連続する薄板層の穴が互いに重なり合うことによって、繋がっている大容積の空洞を形成するように配置および形成され、これらの5つの全ての薄板層における当該穴が重なり合う部分の面積は、部分領域における通路の平均断面積の少なくとも10倍の大きさであり、流れ方向における穴の広がりは、空洞内に開口する通路の平均水力直径の少なくとも2倍であり、好ましくは3倍より多く、空洞が、ハニカム体の内部領域に、および/または、入口面または出口面に向かって集まるように、ハニカム体内に不均等に分布していることによっても解決される(請求項6)。
ハニカム体に関する本発明の有利な実施態様は次の通りである。
・ハニカム体が、円筒形であり、薄板からなる1つ又は複数のスタックから形成され、各スタックの薄板が長さ(L)及び幅(B)を有し、L>Bであり、各スタックの薄板がそれぞれ多数の穴を有し、これらの穴の間隔(AB,AL)が、幅(B)の方向では1つのスタックの全ての薄板についてほぼ一定であり、長さ(L)の方向では異なる(請求項7)。
・ハニカム体が、長さ(L)及び幅(B)の少なくとも1つの薄板を螺旋状に巻回してなり、L>Bであり、少なくとも1つの薄板が、幅(B)の方向ではほぼ一定の間隔(AB)を持ち長さ(L)の方向では異なる間隔(AL)を持つ多数の穴を有する(請求項8)。
・通路の方向における穴の少なくとも1つの部分が、通路の方向に対する直角方向よりも狭い広がりを有し、穴が長穴である(請求項9)。
・ハニカム体が内燃機関、特にディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置の一部であり、内燃機関の排気ガスからすす粒子を除去するのに用いられる(請求項10)。
・ハニカム体が通路に追加開口部および/または渦流構造物を有する(請求項11)。
2 ほぼ平らな金属薄板層(平形金属薄板)
3 波形金属薄板層(波形金属薄板)
4 通路
5 入口面
6 出口面
7 平形金属薄板の穴
8 波形金属薄板の穴
9 空洞
10 最大の球形自由空間
B 金属薄板の幅
L 金属薄板の長さ
AB 幅Bの方向における穴の間隔
AL 長さLの方向における穴の間隔
S 流れ方向
Qmax 最大断面積
q 平均通路断面積
Claims (11)
- ハニカム体(1)の入口面(5)から出口面(6)に通じる通路(4)を形成する内壁(2,3)を備えたハニカム体(1)において、ハニカム体(1)の少なくとも1つの部分領域に、内壁(2,3)のない複数の空洞(9)が設けられ、これらの空洞(9)は、それぞれ、当該部分領域における通路(4)の平均断面積(q)の少なくとも10倍の大きさの最大断面積(Qmax)を有する少なくとも1つの球状自由空間(10)を含むように形成および設計され、空洞(9)が、ハニカム体(1)の内部領域に、および/または、入口面(5)または出口面(6)に向かって集まるように、ハニカム体(1)内に不均等に分布していることを特徴とするハニカム体。
- 球形自由空間(10)の最大断面積(Qmax)が、通路(4)の平均断面積(q)の20〜100倍の大きさであることを特徴とする請求項1に記載のハニカム体。
- 空洞(9)がそれぞれ10〜500個の通路(4)と交差することを特徴とする請求項1又は2記載のハニカム体。
- ハニカム体(1)の通路(4)の50〜100%が、少なくとも1つの空洞(9)と交差することを特徴とする請求項1乃至3の1つに記載のハニカム体。
- 空洞(9)が、通路(4)の延びに対してほぼ垂直な軸方向延びを有するほぼ円筒または湾曲した円筒の形状を持っていることを特徴とする請求項1乃至4の1つに記載のハニカム体。
- 少なくとも1つの薄板(2,3)を巻回した、絡ませたおよび/または積層したハニカム体(1)であって、多数の少なくとも部分的に構造化された薄板層(3)を備え、その構造化によってハニカム体(1)の入口面(5)から出口面(6)に至る通路(4)が形成されているハニカム体(1)において、
ハニカム体(1)の少なくとも1つの部分領域において、薄板層(2,3)が、当該部分領域における通路(4)の平均断面積(q)の10倍より大きい有効断面積を持つ穴(7,8)を有し、
穴(7,8)は、ハニカム体(1)内に、隣接する薄板層(2,3)の穴(7,8)と共に、少なくとも5つの連続する薄板層(2,3)の穴が互いに重なり合うことによって、繋がっている大容積の空洞(9)を形成するように配置および形成され、
これらの少なくとも5つの全ての薄板層(2,3)における当該穴(7,8)が重なり合う部分の面積は、部分領域における通路(4)の平均断面積(q)の少なくとも10倍の大きさであり、
流れ方向(S)における穴(7,8)の広がりは、空洞内に開口する通路(4)の平均水力直径の少なくとも2倍であり、
空洞(9)が、ハニカム体(1)の内部領域に、および/または、入口面(5)または出口面(6)に向かって集まるように、ハニカム体(1)内に不均等に分布していることを特徴とするハニカム体。 - ハニカム体(1)が、円筒形であり、薄板からなる1つ又は複数のスタックから形成され、各スタックの薄板が長さ(L)及び幅(B)を有し、L>Bであり、各スタックの薄板がそれぞれ多数の穴(7,8)を有し、これらの穴(7,8)の間隔(AB,AL)が、幅(B)の方向では1つのスタックの全ての薄板についてほぼ一定であり、長さ(L)の方向では異なることを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載のハニカム体。
- ハニカム体(1)が、長さ(L)及び幅(B)の少なくとも1つの薄板(2,3)を螺旋状に巻回してなり、L>Bであり、少なくとも1つの薄板(2,3)が、幅(B)の方向ではほぼ一定の間隔(AB)を持ち長さ(L)の方向では異なる間隔(AL)を持つ多数の穴(7,8)を有することを特徴とする請求項1乃至6の1つに記載のハニカム体。
- 通路(4)の方向における穴(7,8)の少なくとも1つの部分が、通路(4)の方向に対する直角方向よりも狭い広がりを有し、穴(7,8)が長穴であることを特徴とする請求項6乃至8の1つに記載のハニカム体。
- ハニカム体が内燃機関の排気ガス浄化装置の一部であり、内燃機関の排気ガスからすす粒子を除去するのに用いられることを特徴とする請求項1乃至9の1つに記載のハニカム体。
- ハニカム体が通路に追加開口部および/または渦流構造物を有することを特徴とする請求項1乃至10の1つに記載のハニカム体。
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