(57)【要約】【課題】　メッシュを巻回してなるワイヤメッシュフィルタにおいて、メッシュの繰出しを防止すること。【解決手段】　ワイヤメッシュフィルタは、その長さに沿って折り曲げ、次いで渦巻き形に巻回された編製ワイヤカバーにより製造される。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
　長辺および短辺を有する編製ワイヤメッシュであって、短辺が実質的に半分になるように長辺に沿って折り曲げられ、渦巻き形に丸められたワイヤメッシュを有することを特徴とするワイヤメッシュフィルタ。
【請求項２】
　前記ワイヤは、高温合金からなることを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
【請求項３】
　前記渦巻き形は、中央開口部を有しないことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
【請求項４】
　前記渦巻き形は、中央開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
【請求項５】
　前記ワイヤは、電気伝導性をもつことを特徴とする請求項１に記載のフィルタ。
【請求項６】
　ワイヤメッシュフィルタを有し、前記フィルタは抵抗加熱により再生される再生可能なパティキュレート捕集装置において、長辺および短辺を有する編製ワイヤメッシュであって、短辺が実質的に半分になるように長辺に沿って折り曲げられ、渦巻き形に丸められたワイヤメッシュを有することを特徴とするパティキュレート捕集装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、ワイヤメッシュフィルタ構造及びパティキュレートフィルタにおけるその使用、特に、煤塵を発生する燃焼エンジンのためのパティキュレートフィルタにおけるその使用、ならびにその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
　従来、ディーゼルエンジンは、耐久性のある設計のために、とりわけ重作業に適している。しかしながら、ディーゼル燃料の燃焼、すなわち内部燃焼は、かなりの量のパティキュレート［微粒子］物質、たとえば煤塵を発生させ、これは、ガソリンエンジンが発生させるよりもはるかに多い。
【０００３】
　デイーゼル排ガスを処理するための最近の装置は、パティキュレート物質を捕集するために、排ガス流中に金属あるいはセラミックのフィルタを備え、これはしばしば「ディーゼルトラップ」と呼ばれる。センサが、フィルタ内或いはフィルタ上で捕集されたパティキュレートの量を、フィルタの抵抗或いは伝導率の変化により決定する。これらの値は、フィルタ部材上に煤塵が蓄積するにつれて変化する。フィルタの汚れが所定量に達する（電気抵抗あるいは伝導率により決定される）と、フィルタを加熱することによりフィルタを再生する。加熱は、特に金属フィルタにおいては、フィルタに電流を流して抵抗により熱を発生させることにより行なうのが一般的である。セラミック及びサーメットのフィルタは、抵抗加熱素子をフィルタに接触させることにより加熱することができる。
【０００４】
　Ｋａｗａｍｕｒａ(例えば、特許文献１〜３を参照)は、セラミック繊維のスラリを焼結することにより形成されたシートフィルタとワイヤメッシュヒーターを組み合わせてなるパティキュレートフィルタを開示している。このシートフィルタは、チューブ状にして、チューブの長さに沿って走るプリーツ部を設け、外表面上のプリーツ部内にワイヤヒーターを配した構成とすることができる。
【０００５】
　Ｂａｎ　ｅｔ　ａｌ（例えば、特許文献４を参照）は、一体型加熱素子を有するサーメットフィルタを開示している。このフィルタは、円筒形状とすることができ、１つのフィルタを、別のフィルタに入れ子にすることができる。
【０００６】
　Ｂｏｌｔ（例えば、特許文献５を参照）は、円筒、切頭円錐、及び／又は円錐形状の、パティキュレート含有排ガス用の、メッシュフィルタを開示している。このフィルタは再生可能である。
【０００７】
　Ｂｕｃｋ（例えば、特許文献６を参照）は、鉱物繊維及び金属ワイヤから製造された再生可能なフィルタを開示している。
【０００８】
　Ｐｅｔｅｒ　ｅｔ　ａｌ（例えば、特許文献７を参照）は、焼結金属加熱部材の間にはさまれたワイヤメッシュフィルタの形の、自浄式及び自己修復型パティキュレートフィルタを開示している。
【特許文献１】米国特許第５，６５１，２４８号明細書
【特許文献２】米国特許第５,６５１，２５０号明細書
【特許文献３】米国特許第５,８０９，７７７号明細書
【特許文献４】米国特許第６，０２４，９２７号明細書
【特許文献５】米国特許第５，５５７，９２３号明細書
【特許文献６】米国特許第５，５７１，２９８号明細書
【特許文献７】米国特許第６，０６３，１５０号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
　先行技術によって取り上げられていない問題点の１つは、ワイヤメッシュを巻回して円筒状にした時に、排ガス圧によりメッシュがうず巻／円筒形の外側へ延出してしまう（「繰り出される（telescope）」）おそれがあることである。メッシュの繰り出しを防ぐためにフランジその他のガード部材を使用すると、ガス流を必要以上に制限してしまうおそれがある。特に、産業の目的が低密度メッシュを用い、ガス流に対する抵抗を減少させ燃費を向上させることである場合には、排ガス流抵抗の増加は、逆効果である。したがって、巻回することができ、しかも繰り出しが生じない、低密度メッシュの設計が必要である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
　前述に鑑みて、本発明によれば、繰出し防止ワイヤメッシュフィルタが得られる。
【００１１】
　このようなフィルタは、幅と長さを有する、一枚の編製（knitted）ワイヤメッシュを準備し、このメッシュを、長さはそのままに保ちつつ、幅方向に実質的に半分に折り曲げ、次いで、折り曲げたメッシュを巻回することにより製造することができる。
【００１２】
　構造上、このフィルタは、折り曲げられ、巻回された編製ワイヤメッシュとして説明することができる。より詳しく述べると、このフィルタは、長辺［長寸法］及び短辺［短寸法］を有し、短辺が実質的に半分になるように長辺に沿って折り曲げられ、渦巻き状に巻回された編製ワイヤメッシュとして説明することができ、また、所望に応じて中央開口部を設けてもよい。
【００１３】
　本発明のひとつの目的は、巻回可能であって円筒状導管内に設置でき、しかも、機械的力あるいはガス圧によって導管内で繰出しを生じることのない低密度メッシュフィルタを提供することである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
　以下，本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。メッシュを製造するために用いられるワイヤは、種々の組成を持ち得るが、好ましくは、オーステナイト合金やニッケル合金を含むステンレススチールから選択され、例えば、鋼種３０４，３０９，３１０号のステンレススチールが挙げられるが、これに限定されるものではない。本装置は、再生可能であるため、高温耐性をもち高温で機能し得る金属、たとえば、インコネル合金などが好ましい。ワイヤの組成は、フィルタが設置される環境及びろ過される流体（或いは混合相）と（可能な限り）化学的に適合するように選択される。
【００１５】
　ワイヤの幾何学的形状は、円形が好ましい。なぜなら、このような形状によれば最大強度が得られるからである。楕円形及び平らなワイヤはより大きい表面積を有するが、強度は低下する。ワイヤは、筒状ニットワイヤカバーを製造するためのＭｃＤｅｒｍｏｔｔに付与された米国特許第２，４４５，２３１号及び第２，４２５，２９３号（その開示は参照として本明細書中に組み込まれる）に記載されるような装置を用いて編製することができる。
【００１６】
　メッシュは、固定相密度の約６０％未満の密度となるように編製することが好ましく、さらに好ましくは、固相密度の約５５％或いは５０％未満、もっとも好ましくは、固相密度の約２５％未満で、約１５％まで下げられる（但し、このような密度をもつ構造の強度は、ディーゼル捕集の各種用途に対して、必ずしも充分ではない場合もある）。
【００１７】
　図１に示すように、編製メッシュは、中央開口部１０３（この開口部は、編機による痕跡であり、本発明では重要でない）を有するカバー１０１の形で編み機から出てくる。１本の編製メッシュカバーは、長辺に沿って矢印Ｆ方向に折り曲げることにより、折り目１０５が作られ、長辺に沿った対向縁部１０７が作られ、短辺が実質的に半分になる。折り曲げ作業は、人手で、或いは、カバーの固定長または不定長の部分を、静止金型に通して折り目を形成することにより行なわれる。
【００１８】
　１本の折り曲げたメッシュは、つぎに、図２に示すように丸められすなわち渦巻き形２０１に巻かれる。この渦巻きは、図示の都合上、各隣接層２０３の間が実際よりも離れて示されている。実際には、渦巻きは堅く巻かれ、隣接する層間は物理的に接している。所望に応じて、この渦巻きは、渦巻きの中心線に沿った中央開口部２０５を備えて形成することもできる。一般に、中央開口部は、渦巻きの総直径の約１０％〜２０％である。図３に示す部分断面は、折り目及び端部を示している。
【００１９】
　渦巻き形メッシュフィルタ装置は、ワイヤメッシュフィルタを用いることができるいかなる濾過装置にも用いることができる。背景技術の部分に記載した特許のように、このフィルタは、好ましくは、ろ過すべき流体（例えば排ガス）が中央部（ここには開口部２０３が存在し得る）に流入し、次いでメッシュを介して径方向外側へ流れるようにした導管内に配置される。中央開口部のない別の態様において、流体は、渦巻きの軸に沿って流れる。折り曲げた形状は、渦巻きが繰出されるのを防ぐ。これは、折り曲げた各面（各「面」は、端部１０７から折り目１０５まで）の間及び各層間に摩擦による相互作用が働くからである。折り目１０５は流体流動の方向Ｖに面していることが好ましい。
【００２０】
　上述の説明は、例示を目的としたものであり本発明を限定するものではない。本明細書を熟読した当業者であれば、請求項によって定められる本発明の範囲及び趣旨を逸脱することなく、種々の変更や修正及び付加が可能なことはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】折り曲げた１枚のメッシュを示す概念的斜視図である。
【図２】折り曲げたメッシュを渦巻き形に丸めた概念的斜視図である。
【図３】図２の線３−３に沿った概念的断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
　　１０１　カバー
　　１０３　中央開口部
　　１０５　折り目
　　１０７　端部
　　２０１　渦巻き形
　　２０３　隣接層
　　２０５　中央開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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