(57)【要約】  本発明は、内燃エンジンの排気ガスに含まれる粒子状物質をフィルタリングするためのブロックに関し、このブロックは、隣接する吸気流路（１４ｅ）と排気流路（１４ｓ）との重なり合ったアセンブリを備え、吸気流路及び排気流路は交互に配置されてその断面が格子模様を形成し、前記吸気流路（１４ｅ）の全体的な体積は前記排気流路（１４ｓ）の全体的な体積より大きくされている。本発明に係るフィルタリングブロックは、１つの流路（１４ｅ、１４ｓ）の少なくとも１つの内部空間（２０ｅ、２０ｓ）が少なくとも１つの内部フィン（３０）を備えていることを特徴としている。
2008510924.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
瓦状に重ね合わされた隣り合う吸気流路（１４ｅ）及び排気流路（１４ｓ）の組を備え、前記吸気流路（１４ｅ）と前記排気流路（１４ｓ）とは交互に配置されて区画中に格子模様を形成し、前記吸気流路（１４ｅ）の全体的な体積は前記排気流路（１４ｓ）の全体的な体積より大きい、内燃エンジンからの排気ガス中に含まれる粒子状物質のフィルタリングのためのブロックであって、
前記流路（１４ｅ、１４ｓ）のうちの１つの流路の少なくとも１つの内部空間（２０ｅ、２０ｓ）が少なくとも１つの内部フィン（３０）を含むことを特徴とするブロック。
【請求項２】
断面においてメータの単位で測定された前記内部フィン（３０）の厚み“Ｅａ”は、次の式を満足することを特徴とする請求項１に記載のブロック。
Ｅａ  ＜  ０．３９＊ｐ  −  ０．７＊（（２＊Ｅｐｆ）−Ｅｐｆ２）
ここで、
−“Ｅｐｆ”は、前記フィンを含む前記流路の前記フィルタの壁部の平均厚みであり、前記断面においてメータで測定されている。
−“ｐ”は、前記ブロックの前記流路の列のピッチであり、前記断面においてメータで測定されている。
【請求項３】
前記フィン（３０）は、略平面状であるとともに略長手方向の平面に延在していることを特徴とする請求項１又は２に記載のブロック。
【請求項４】
前記フィン（３０）は、連続的な表面を形成していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のブロック。
【請求項５】
前記フィン（３０）は、前記流路（１４ｅ、１４ｓ）の側壁（２２ｅ、２２ｓ）の材料で一体に形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のブロック。
【請求項６】
前記フィン（３０）は、前記内部空間（２０ｅ、２０ｓ）を区切っていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のブロック。
【請求項７】
前記吸気流路（１４ｅ）の全ての前記内部空間（２０ｅ）のみが、少なくとも１つのフィン（３０）を含んでいることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のフィルタブロック。
【請求項８】
前記流路の２つの水平な列（Ｒ１）又は２つの垂直な列（Ｒ２）を分離する少なくとも１つの中間壁（４０）は、正弦波状の断面形状を有していることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタブロック。
【請求項９】
前記流路の垂直な２つの列又は水平な２つの列（Ｒ１、Ｒ２）を分離する少なくとも１つの前記中間壁（４０）は、凹凸のある形状を有していることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のフィルタブロック。
【請求項１０】
前記内部フィン（３０）のメータの単位の厚み“Ｅａ”は、次の式を満足することを特徴とする請求項９に記載のブロック。
Ｅａ  ＜  ｐ  −  Ｅｐｆ  −  ［４２０＊ｐ２／（１＋Ａ）］
ここで、
−“Ｅｐｆ”は、前記フィンを備え、前記断面においてメータの単位で測定されている。
−“ｐ”は、前記ブロックの前記流路の列のピッチであり、前記断面においてメータの単位で測定されている。
−“Ａ”は、前記断面における非対称度である。
【請求項１１】
前記内部フィン（３０）の厚み”Ｅａ”は、前記フィンを含む前記流路の前記フィルタの壁部の平均厚み“Ｅｐｆ”より小さいか、又は同じであることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載のフィルタブロック。
【請求項１２】
前記フィルタブロックは、接合線（３６）から延在する複数のフィン（３０ａ〜３０ｄ）を含むことを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載のフィルタブロック。
【請求項１３】
前記フィン（３０ａ〜３０ｄ）は、結合線（３６）の回りに等角度に配置されていることを特徴とする請求項１１に記載のフィルタブロック。
【請求項１４】
前記流路の前記内部フィンの組は断面で見たときにＸ字状の形状を有し、それぞれのＸの４つの枝のそれぞれの端部は、前記流路の角に接触していることを特徴とする請求項１２に記載のフィルタブロック。
【請求項１５】
請求項１〜１４に記載の少なくとも１つのブロックを備えることを特徴とする粒子状物質のフィルタリングのためのフィルタ本体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にディーゼルタイプの内燃エンジンからの排気ガスに含まれる粒子状物質をフィルタリングするためのフィルタブロック及び本発明による少なくとも１つのフィルタブロックを備えるフィルタ本体に関する。
【０００２】
従来、排気ガスは大気に排気される前に、図１及び図２に示されるような従来技術の粒子状物質フィルタを使用して浄化される場合がある。
【０００３】
粒子状物質フィルタ１は、図２に示されたＢ−Ｂ部分の平面における断面の形で図１に示され、図１に示されるＡ−Ａ部分の平面における長手方向の断面の形で図２に示されている。
【０００４】
従来、粒子状物質フィルタ１は、金属の外囲容器５の中に挿入された少なくとも１つのフィルタ本体３を備えている。フィルタ本体３は、符号１１ａ〜１１ｉで示される複数のブロック１１を組み立てること及び機械加工することによって生産される。
【０００５】
ブロック１１を製作するために、セラミック材料（コーディエライト、シリコンカーバイド等）が押し出し加工され、多孔質の蜂の巣構造体を形成する。従来、押し出し加工された多孔質の構造体は、直線的で平行な隣り合う複数の流路１４が開口している略正方形の２つの面、即ち一次側の面１２と二次側の面１３との間に延在する直方体の形状を有している。
【０００６】
押し出し加工の後、押し出し加工された多孔質の構造体はよく知られているように、それぞれ一次側埋め込み部１５ｓ及び二次側埋め込み部１５ｅによって一次側の面１２又は二次側の面１３を埋められ、“排気流路”の形式１４ｓ及び“吸気流路”の形式１４ｅをそれぞれ形成する。一次側埋め込み部１５ｓ及び二次側埋め込み部１５ｅのそれぞれとは反対側の排気流路１４ｓ及び吸気流路１４ｅの終端部において、排気流路１４ｓ及び吸気流路１４ｅは、それぞれ二次側の面１３又は一次側の面１２に亘って拡がる排気開口部１９ｓ及び吸気開口部１９ｅを介して、外側に開口している。
【０００７】
よって、吸気流路１４ｅ及び排気流路１４ｓは、側壁２２ｅ及び２２ｓ、閉塞埋め込み部１５ｅ及び１５ｓ、及び外側へ開口している開口部１９ｓ及び１９ｅによって形成された内側空間２０ｅ及び２０ｓを形成している。２つの隣り合う吸気流路１４ｅと排気流路１４ｓとは、後述において共通部分２２と称される部分である側壁２２ｅ及び２２ｓの共通部分を介して流体連通している。
【０００８】
ブロック１１ａ〜１１ｉは、通常シリカ及び／又はシリコンカーバイド及び／又は窒化アルミニウムによって構成されるセラミックセメントのシール材２７を使用して結合されることによって共に組み立てられている。次いで組み立て体は機械加工され、例えば面取りされた断面を造る。このように、外側のブロック１１ａ，  １１ｂ，  １１ｃ，  １１ｄ，  １１ｅ，  １１ｆ，  １１ｇ，  １１ｈは、機械加工によって面取りされた外面を有する。
【０００９】
ブロックは、長手方向の軸Ｃ−Ｃを有する円筒状のフィルタ本体３を生産し、このフィルタ本体３は外囲容器５の中に挿入することができ、排ガスに対してシールされた周囲シール２８は、外側のフィルタブロック１１ａ〜１１ｈと外囲容器５との間に配置されている。
【００１０】
図２の矢印は、排ガスの流れＦが、吸気流路１４ｅの開口部１９ｅを介してフィルタ本体３に入り、次いで前記流路のフィルタ側壁を旋回して排気流路１４ｓに合流し、次いで開口部１９ｓを介して外部に逃げていることを示している。
【００１１】
所定の使用期間の後、フィルタ本体３の吸気流路に蓄積された粒子状物質又は“煤”がエンジンの性能を変化させる。このため、フィルタ本体３は定期的に、例えば５００キロメータごとに再生される必要がある。洗浄として知られている再生は、煤を熱して除去することのできる温度まで煤を加熱することによって酸化することからなる。
【００１２】
再生段階の間に、フィルタ本体３の様々な帯域における温度は異なっており、一様には変化しない。
【００１３】
排気ガスは、煤の燃焼による熱エネルギーを二次側に輸送する。また、煤は様々な流路に一様に堆積するわけではなく、例えばフィルタの長手方向の軸に近接したフィルタの帯域、又はフィルタ本体の“中心部”と称されるところに優先的に集積する。このように燃焼帯域は、フィルタ本体３中に均一に分散しているわけではない。よって、煤の燃焼はフィルタ本体の中心部における温度上昇を引き起こし、この上昇は周辺帯域より大きい。つまり、フィルタ本体３の周辺帯域は金属の外囲容器５を通じて、周囲の空気によって冷却されている。
【００１４】
フィルタ本体３の内側の温度の不均一性、及びフィルタブロック１１ａ〜１１ｉに使用される材料の本質における違いは局所的かつ高い応力を生じさせ、結果的に亀裂または局所的な割れを生じさせる場合がある。特に、ブロック１１ａ〜１１ｈと外囲容器５との間、及びブロック１１ａ〜１１ｉと接合部２７との間の界面における局所的な応力は、ブロック１１ａ〜１１ｉの内側の割れを生じさせる場合があり、よって粒子状物質フィルタ１の使用寿命を短縮する。
【００１５】
このような割れの出現の危険を制限するために、その能力の関数としてシール用セメントを選択し、フィルタブロックの結合力と熱伝導性を確保することが知られている。例として、イビデンからの特許文献１は、０．３ｍｍ（ミリメータ）〜３ｍｍの範囲に入るとともに、０．１Ｗ／ｍＫ（ワット／メータ・Ｋ）〜１０Ｗ／ｍＫの範囲の熱伝導性を有するセメントを構成するように選択された厚みのシールの使用を提案している。しかし前記シールは、割れの出現の危険を完全には克服していない。
【００１６】
同様に、特許文献２は、交互に配置され、区画中に格子模様を形成する隣り合う吸気流路と排気流路との瓦状に重ね合わされた構造の組み立て体を備えるフィルタ本体が記載されている。吸気流路の全体体積は、排気流路の全体体積とほとんど同一とされている。所定の吸気流路及び／又は排気流路の内部空間は、触媒を収容するように意図されたフィンを有している。前記フィンは、フィルタ領域をほぼ維持しつつ流路を形成する側壁の全面積を増加させる利点を有している。特許文献２は、割れが存在する状態においてフィンが効果を有する条件については規定していない。
【特許文献１】国際公開第０１／２３０６９号パンフレット
【特許文献２】米国特許出願公開第２００４／０３７７５４号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明の目的は、割れの危険をさらに削減できるとともに、例えば、実質的にフィルタ領域を減少させることなく、触媒を固定するなどのための、全体的な利用可能領域を増加させることのできる新規なフィルタ本体とブロックとを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明によれば、この目的は内燃エンジンからの排気ガス中に含まれる粒子状物質をフィルタリングするためのフィルタブロックによって達成することができ、このフィルタブロックは隣り合う吸気流路と排気流路とが瓦状に重ね合わされた組み立て体を備え、前記吸気流路と排気流路とは交互に配置されて区画中に格子模様を形成し、前記吸気流路の全体的な体積は前記排気流路の全体的な体積より大きくされている。本発明のブロックは、前記流路のうちの１つの流路の少なくとも１つの内部空間が少なくとも１つの内部フィンを含むことを特徴としている。
【００１９】
“フィン”という用語は、吸気流路又は排気流路の側壁に固定された要素を意味し、排気ガスの熱伝導度より高い熱伝導度を有している。フィンは、隔壁状、平板状、シート状などのいかなる形状をも有することができる。
【００２０】
所定の流路中のフィンの存在は、半径方向の熱の伝導を容易化し、フィンは本質的に熱を排出するための好ましい経路を形成している。このように、熱は従来技術のフィルタブロックを使用する場合より迅速に排出され、フィルタの中心部と周辺部との温度差は限界を設けられる。シール中及び／又はフィルタブロック中の割れの原因である場合のある熱機械的な応力はこのように低下され、粒子状物質フィルタの使用寿命は長くなる。
【００２１】
本発明の他の好ましい特徴によれば、
・断面においてメータ単位で測定された、好ましくは一定である内部フィンの厚み“Ｅａ”は、次の式を満足する。
Ｅａ  ＜  ０．３９＊ｐ  −  ０．７＊（（２＊Ｅｐｆ）−Ｅｐｆ２）
ここで、
−“Ｅｐｆ”は、前記フィンを含む流路のフィルタの壁部の平均厚みであり、前記断面においてメータ単位で測定されている。
−“ｐ”は、ブロックの流路の列のピッチであり、前記断面においてメータ単位で測定されている。
・前記フィンは略平面状であり、好ましくは長手方向の平面に亘って延在している。
・前記フィンは連続的な表面を形成しているか、及び／又は前記流路の側壁の材料で一体に形成されている。
・前記フィンは前記内部空間を仕切っている、すなわち前記内部空間を複数の内部小空間に分離している。
・吸気流路の全ての内部空間（吸気流路のみのであるが）は少なくとも１つのフィンを含んでいる。
・前記流路の水平又は垂直な２つの列を分離する少なくとも１つの中間壁は、好ましくは正弦状の凹凸のある断面形状を有している。好ましくは、流路の垂直又は水平な２つの列を分離する中間壁の全ては、好ましくは正弦状の凹凸のある形状を有している。
・断面においてメータ単位で測定された、好ましくは一定である内部フィンの厚み“Ｅａ”は、次の式を満足する。
Ｅａ  ＜  ｐ  −  Ｅｐｆ  −  ［４２０＊ｐ２／（１＋Ａ）］
ここで、
−  “Ｅｐｆ”及び“ｐ”は、上記に与えられた意味を有し、
−  “Ａ”は、前記断面における非対称度である。
・内部フィン（３０）の厚み”Ｅａ”は、前記フィンを含む流路のフィルタの壁部の平均厚さ“Ｅｐｆ”より小さいか、又は同じである。
・フィルタブロックは、接合線から延在する複数のフィンを含み、前記フィンは、好ましくは結合線の回りに等角度に配置されている。
・流路の１組の内部フィンは、断面で見たときにＸ字状の形状を有し、それぞれのＸの４つの枝のそれぞれの端部は、前記流路の角に接触している。
【００２２】
また、本発明は、本発明の少なくとも１つのフィルタブロックを備える粒子状物質フィルタ用としてのフィルタ本体を提供している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
後述の記載は添付の図面を参照してなされており、例は本発明の利点のよりよい理解と評価を提供するものである。
【００２４】
図をより明瞭とするために、図示されている流路の数は従来の市販されているフィルタブロックに見られるよりも少ない。
【００２５】
本質的に制限されるわけではないこれらの図においては、様々な要素が必ずしも同じ縮尺で示されているわけではない。特に、様々な流路を分離するフィン及び壁部の厚みは縮尺どおりではなく、本発明に制限を加えるものではない。
【００２６】
同一の参照符号が様々な図において使用されており、同一の、又は同様の要素を示している。
【００２７】
図１及び図２は導入部において記載されており、後述の記載は図３ａ〜３ｆ及び図４を参照している。
【００２８】
ブロック１１は、隣り合う吸気流路１４ｅと排気流路１４ｓとを備えるとともに互いに対して配置されており、吸気流路によってフィルタをかけられた全てのガスは、前記吸気流路に隣接する排気流路を通過する。有利なことに、別の吸気流路に開口する吸気流路の帯域は無い。これは、排気ガスがいずれの方向にも通過することができるので、そのような帯域はフィルタリングのためには有用ではないからである。このことにより、フィルタブロックの前以て決められた体積に対する使用可能なフィルタ領域（例えば、フィルタをかけられたガスの流れが通過することができる吸気流路の壁部の領域）を最適化する。
【００２９】
好ましくは、吸気流路１４ｅと排気流路１４ｓとは平行であるとともにフィルタブロックの長さＬに沿って直線的である。有利には、本発明のフィルタを押し出し加工によって作成するために好適な、蜂の巣構造を作製することが可能である。
【００３０】
吸気流路１４ｅと排気流路１４ｓとの組み立て体は、互いに瓦状に重ね合わされ、断面において前記吸気流路１４ｅが前記排気流路１４ｓと高さ方向（ｙ方向）及び幅方向（ｘ方向）に交互となっている格子状の模様を形成している。吸気流路１４ｅの側壁２２ｅはこのように、隣接する排気流路の内側容積２０ｓから前記流路１４ｅの内部容積を仕切る壁部２２の共通部分から形成されている。同様に、排気流路１４ｓの側壁２２ｓは、隣接する吸気流路の内側容積２０ｅから前記流路１４ｓの内部容積２０ｓを仕切る壁部２２の共通部分から形成されている（図４参照）。
【００３１】
本発明によれば、少なくとも１つの流路はフィン３０を含んでいる。図３ａ〜３ｆ及び図４は、フィン３０の異なる可能な形態を示している。また、実施形態のいずれの組み合わせも想定することができる。
【００３２】
排気流路及び吸気流路を仕切り、よって吸気流路内を移動するフィルタをかけられていない排気ガス及び排気流路内を移動するフィルタをかけられた排気ガスに接触する壁部２２の共通の部分とは異なり、フィン３０は、前記フィン３０が吸気流路の内部空間２０ｅ内にあるか、又は排気流路の内部空間２０ｓ内にあるかによって、それぞれフィルタをかけられていないガス、又はフィルタをかけられたガスのどちらかとのみ接触している。
【００３３】
フィン３０の形状は限定されていない。フィンは湾曲していても良く、又は好ましくは平面状でも良く、例えば“穴”を有するように断続的であっても良く、又は、好ましくは連続的であっても良く、流路の所定の部分に亘って延在しているか、又は好ましくは流路の長さＬ全体に亘って延在していても良く、固定位置によって、又は好ましくは一以上の固定線によって、側壁に固定されていても良い。
【００３４】
フィン３０は、複数の固定点で側壁に固定されているときにフィルタブロック１１の剛性に有利に寄与している。よって、同等の剛性のために、流路の壁部の厚みは減少する。よって、有利には流路のフィルタ領域は増加する。また、流路の内部空間も大きくなり、フィルタブロック全体に亘る圧力効果を制限し、吸気流路に関しては煤を貯めるために使用することのできる容量を増す。このように残余貯蔵能力に関連して、再生と再生との間の期間を長くすることができ、使用寿命は長くなる。
【００３５】
ブロック１１の剛性率に対するフィン３０の効果を最適化するために、フィン３０が実質的に平面状であり、２つの固定線３２及び３４に沿ってフィン３０が延在する流路の側壁に固定されていることが好ましい。固定線の位置決めは、機械的応力及び／又は排熱に対する抵抗を最適化するように決められている。
【００３６】
また、フィン３０はほぼ長手方向に延在することが好ましく、ブロックの長さＬ全体に亘って延在することが好ましい。このことは、押し出し加工によるブロックの形成を容易化し、フィン３０は延在する流路の側壁の材料で一体に形成される。
【００３７】
図４に見られるように、流路は、好ましくはほぼ流路の軸に沿って延在する結合線によってともに接続される１つ以上のフィン３０ａ〜３０ｄを含むことができる。好ましくは、フィン３０ａ〜３０ｄは軸の周りに等角に配置されている。
【００３８】
また、図３ａに見られるように、異なるフィン３０ａ〜３０ｄの間の結合線３６は流路の側壁と固定線を形成している。
【００３９】
好ましくは、図３ａ〜３ｆ及び図４に見られるように、吸気流路１４ｅ全ては同一のフィンの手段を有して設けられる。また好ましくは、排気流路１４ａ全ては同一のフィンの手段を有して設けられ、吸気流路１４ｅのフィンの手段と同一若しくは異なっている。
【００４０】
フィルタブロック１１が触媒支持部としての使用のためを意図されている本発明の変型においては、フィン３０は触媒で覆われている。よって、フィン３０の存在は触媒のために使用可能である支持部の量を増加させる。例えば窒素の酸化物の処理のためのような所定の用途においては、フィルタブロックの効率はガスと触媒との間の接触領域の関数である。よって、フィン３０の存在の結果としての触媒を保持している領域の増加は、特に有利である。
【００４１】
フィン３０は、本質的にフィルタの壁部ではないので、フィン上の煤及び灰の堆積物の高さは低い。よって、フィン上に堆積された触媒は，フィルタの側壁に堆積された触媒より低い温度に曝される。また、煤／触媒又は灰／触媒の化学的相互作用は軽減される（腐食が少ない）。よって、触媒の使用寿命は有利に大幅に長くなる。
【００４２】
この変型においてフィン３０は、好ましくはすべての吸気流路１４ｅの、好ましくは吸気流路１４ｅ内のみに配置される。
【００４３】
図３ｆ及び図４に見ることができるように、実施形態の変型には関らず、本発明によれば、吸気流路の断面は排気流路１４ｓの断面より大きく、反応生成物のために使用可能な体積が増加している。よって、有利に、フィルタの清掃の頻度は削減される。
【００４４】
図４に見られるように、壁部の共通の部分は変形することができ、吸気流路１４ｅの全体の体積を排気流路１４ｓの全体の体積がなくなるまで増加することができる。例として、吸気流路１４ｅと排気流路１４ｓとの間の共通の部分２２は、吸気流路１４ｅの側に凹とし、排気流路１４ｓの側に凸とすることができる。
【００４５】
好ましくは、流路の２つの水平な列Ｒ１とＲ２とを分離する（そして、そのようにして前記流路の側壁の一連の共通の部分２２によって形成される）非平面状の中間壁、又は流路の２つの垂直な列を分離する中間壁は、吸気流路１４ｅの側に凹であり、排気流路の側において凸とされている。
【００４６】
水平な列に従うことによって（ｘ軸に沿って）、若しくは垂直な列に従うことによって（ｙ軸に沿って）、中間壁４０は好ましくは一定の厚みを有し、好ましくは断面において凹凸のある又は波状の形状を有し、中間壁４０は流路の幅にわたる長さの半分の凹凸分だけ実質的に凹凸を付けられている。
【００４７】
凹凸の“長さ”という用語は、同じ傾斜の変化の方向を有する同じ高さに位置する凹凸の２つの点が離隔している距離を意味している。周期的な凹凸では、凹凸の“長さ”は“周期”と呼ばれる。
【００４８】
凹凸は周期的であり、凹凸の大きさは一定である。凹凸は正弦波状の形状を有し、その半周期は、図４に見ることができるように、流路の列のピッチ“ｐ”に等しい。
【００４９】
つまり、好ましくは、垂直に又は水平に延在しているブロックの中間壁４０のすべては、断面において同一の形状の凹凸を有している。
【００５０】
非対称度“Ａ”は、振幅“ｈ”の半分と前記凹凸の長さの半分との間の比を表わし、例えば周期的な凹凸に対しては、振幅“ｈ”の半分と半周期との間の比を表わす。この比は表１に半分の長さの％
Ａ  ＝  ｈ／２  ｘ  （１／ｐ）
として示されている。
【００５１】
表１に集約された後述の例は、限定するわけではない例示の方法で提供されている。
【００５２】
例＊１は、正方形状の構造を備え、フィンの無いリファレンスのブロックを示している。
【００５３】
検討された特定のブロックは、“波打った”構造、すなわち半周期が流路の幅に亘る正弦波状に凹凸を有する中間壁を含んでいる。全ての吸気流路は、図５に示すものと同様のＸ字形状の内部フィンを含んでいる。内部空間２０ｅのそれぞれは、このようにしてほぼ同じ体積の４つの部分に分けられている。排気流路のいずれもフィンを含んでいない。
【００５４】
平方インチあたり（ｃｐｓｉ）の流路の数で定義される流路密度“Ｄｃ”、フィルタの壁部の厚みＥｐｆ、非対称度”Ａ“、及びフィンの厚み”Ｅａ“が、表１に示されている。次の省略形が下記の表１において使用されている。
・ＣＡＴａｒｅａ：フィンの領域を含む吸気流路の壁部の合計面積：この壁部の領域が触媒によって覆われるようにされている場合には、前記面積は大きいことが好ましい。それによって触媒の効果は高くなる。また、大きい合計面積は、燃焼からのガスとブロックとの間の熱交換及びそれによる排熱を促進する。割れの危険は、このようにして制限される。
・ＯＦＡ：吸気流路の断面積：  この面積は、吸気流路の体積の代表値であり、よって生成された燃焼の残渣（燃えなかった煤の一部及びエンジンによって放出された比燃焼性の残渣）のための蓄積能力の代表値である。
・ＦＡ：フィルタ面積  フィルタ面積が大きいと、フィルタブロックはよりゆっくりと詰まる。また、同じレベルの詰まりに対しては、フィルタブロックが大きいフィルタ面積を有する場合に誘発される圧力低下は低い。
・Ｄｐ：所定の流速及び温度に対する、フィルタブロックを通じる通過の際の圧力低下
【００５５】
表１の全ての値、すなわちＦＡ、ＣＡＴａｒｅａ、ＯＦＡ及びＤｐは、基準のブロックと比較して特定のブロックに対して得られた１００分率で与えられた相対的な値であり、
Ｖ  ＝  （（Ｖcalculated  −  Ｖreference）／Ｖreference）  ｘ  １００
ここで、
・Ｖcalculatedは特定のブロックに対する計算された理論的数値
・Ｖreferenceは基準のブロックに対する計算された理論的数値
である。
【００５６】
【表１】
2008510924.tif 000003
【００５７】
表１は、フィンが存在する場合の全面積（ＣＡＴａｒｅａ）が基準ブロックの全面積の少なくとも２倍であることを示している。
【００５８】
また、本発明のブロックにおいては、蓄積能力は基準ブロックに比べて１０％〜９０％改善されることに注意すべきである。
【００５９】
また、別の試験は、流路内のフィンの配置及び形状の影響を示している。好ましくは、断面で見たときの流路の内部フィンはＸ字形状であり、Ｘの４つの枝部それぞれの端部のそれぞれは流路の隅に接触している。このような構成は図５に示した実施形態に対応し、好ましい実施形態である。
【００６０】
また、発明者らは、フィンの厚みの寸法取りの悪さは結果的に、構造の機械的強度の低下、及び／又はフィルタブロックを通じて通過することによって誘発される圧力低下、及び／又はフィルタ面積の減少を生じるということを発見した。
【００６１】
このように、発明者らは機械的強度、圧力低下及びフィルタ面積の間の最良の妥協点を提供するフィンの厚みを調査した。特に、圧力低下が基準ブロックの２．２倍未満であり、フィルタ面積が基準ブロックと同じ又は大きいことが望ましいと証明された。
【００６２】
最終的に発明者らは、フィンの厚みＥａが次式にＳＩ単位系で表わされるＭＡＸ２の値、
０．３９＊ｐ  −  ０．７＊（（２＊Ｅｐｆ）  −Ｅｐｆ２）
を超えないこと、及び／又は、隣り合う流路の水平な列及び隣り合う流路の垂直な列を分割する中央壁４０が断面において凹凸のある形状を有する場合には、次式にＳＩ単位系で表わされるＭＡＸ１の値、
ｐ  −  Ｅｐｆ  −［４２０＊ｐ２／（１＋Ａ）］
と等しいことが好ましいということを発見した。ここで、
・“Ｅｐｆ”は前記フィンを備える流路のフィルタ壁の平均厚みをメータ単位で示す。
・“ｐ”はブロックの流路の列のピッチをメータ単位で表わしたものである。
・“Ａ”は非対称度を示す。
【００６３】
好ましくはこれら２つの条件は、フィルタブロックの少なくとも１つのフィンによって、好ましくはフィルタブロックの全てのフィンによって満足される。
【００６４】
また、Ｅａは好ましくはＥｐｆに等しいか、又は小さい。
【００６５】
明確に、本発明は上記に限定されない図表の方法によって記載された実施形態に限られるものではない。
【００６６】
また、このように本発明は一体式のフィルタブロックをも提供している。フィルタブロックはいずれの形状、又は流路のいかなる配置をも有することができる。
【００６７】
フィンは、固定される流路の壁部の材料で一体物として形成されることが好ましいが、また従来技術の手法を使用してフィルタブロックを形成した後、前記流路に接着する又は挿入することもできる。
【００６８】
フィンが延在する流路のフィルタ壁の断面において測定された厚みＥｐｆは、好ましくは全てのこれらの壁部に対して一定である。好ましくは、本発明のフィルタブロックの全てのフィルタ壁は同一の厚みを有する。さらに好ましくは、厚みＥｐｆは、考慮中の断面の平面に関わらず一定である。しかし、これらの特徴は限定されるものではない。
【００６９】
つまり、流路の断面は記述されてきた形状に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】従来技術の粒子状物質フィルタを図２に示すＢ−Ｂ部分の面に沿った断面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ部分の長手方向に沿った粒子状物質フィルタの図である。
【図３ａ】フィルタブロックの、又はフィルタブロックの部分の２次側面を示す図である。
【図３ｂ】フィルタブロックの、又はフィルタブロックの部分の２次側面を示す図である。
【図３ｃ】フィルタブロックの、又はフィルタブロックの部分の２次側面を示す図である。
【図３ｄ】フィルタブロックの、又はフィルタブロックの部分の２次側面を示す図である。
【図３ｅ】フィルタブロックの、又はフィルタブロックの部分の２次側面を示す図である。
【図３ｆ】フィルタブロックの、又はフィルタブロックの部分の２次側面を示す図である。
【図４】本発明によるブロックの図である。
【図５】好ましい実施形態の図である。
【符号の説明】
【００７１】
３・・・フィルタ本体。
１４ｅ・・・吸気流路
１４ｓ・・・排気流路
２０ｅ、２０ｓ・・・内部空間
２２、２２ｅ、２２ｓ・・・側壁
３０・・・内部フィン
３６・・・接合線
４０・・・中間壁
【図１】
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【図２】
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【図３ａ】
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【図３ｂ】
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【図３ｃ】
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【図３ｄ】
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【図３ｅ】
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【図３ｆ】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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