(57)【要約】【課題】入口流路内に煤を不均一に堆積させることが可能なハニカムフィルタを提供する。【解決手段】入口側端面に開口を有し出口側端面に封口部を有する複数の入口側流路と、前記出口側端面に開口を有し前記入口側端面に封口部を有する複数の出口側流路とを有する多孔質のハニカムフィルタが提供される。前記入口側端面から前記複数の入口側流路にガスを供給した場合に、前記入口側流路の内壁の表面の各位置において前記表面に対して垂直な方向のガス流速をＶ、Ｖの平均をＶＡＶ、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が１０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ１０、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が９０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ９０としたときに、（１）式を満たす。ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４…（１）【選択図】図９
2016022397.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入口側端面に開口を有し出口側端面に封口部を有する複数の入口側流路と、前記出口側端面に開口を有し前記入口側端面に封口部を有する複数の出口側流路とを有する多孔質のハニカムフィルタであって、
前記入口側端面から前記複数の入口側流路にガスを供給した場合に、前記入口側流路の内壁の表面の各位置において前記表面に対して垂直な方向のガス流速をＶ、Ｖの平均をＶＡＶ、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が１０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ１０、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が９０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ９０としたときに、（１）式を満たす、ハニカムフィルタ。
ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４      …（１）
【請求項２】
前記入口側流路及び前記出口側流路が延びる方向に垂直な断面において、少なくとも１つの前記入口側流路の表面に凹凸形状を有し、
前記入口側流路と前記出口側流路との間の隔壁の最小厚みをＤｍｉｎ、前記隔壁における前記入口側流路と前記出口側流路と間の最大厚みをＤｍａｘとしたときに（２）式を満たす、請求項１記載のハニカムフィルタ。
Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ≧１．２      …（２）
【請求項３】
前記複数の前記入口側流路の内壁の表面積の合計が、前記ハニカムフィルタの見かけ体積１Ｌあたり１．２ｍ２以上である、請求項２記載のハニカムフィルタ。
【請求項４】
少なくとも１つの前記入口側流路はそれぞれ隔壁を介してＮ個（ただし、Ｎ≧２）の前記出口側流路と隣接し、
前記Ｎ個の隔壁の各厚みをＴｎ（ｎは１〜Ｎの整数）とし、前記厚みＴｎの内の最小値をＴｍｉｎ、前記厚みＴｎの内の最大値をＴｍａｘとしたときに、（３）式を満たす、請求項１に記載のハニカムフィルタ。
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≧１．２      …（３）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハニカムフィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
ハニカムフィルタは、被捕集物を含む流体から当該被捕集物を除去するフィルタとして用いられており、例えば、ディーゼルエンジンやガソリンエンジン等の内燃機関から排気される排気ガスを浄化（例えば、煤の捕集）するための排ガスフィルタとして用いられている。このようなハニカムフィルタは、多孔質のセラミック隔壁により仕切られた互いに平行な多数の入口側流路及び出口側流路を有している（例えば、下記特許文献１参照）。
【０００３】
ハニカムフィルタで煤を捕集するに従い、煤の堆積によりガス通過に要する圧力損失が増加する。したがって、フィルタにある程度煤が溜まると、煤を燃焼させて煤をハニカムフィルタから除去する必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００９−５３７７４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、従来のハニカムフィルタの多くは入口側流路内に煤が均一の厚みで堆積するため、煤を燃焼させると均一に燃焼が進行する。したがって、この際に、フィルタの最高到達温度が高くなりすぎることがある。これに対して、入口流路内において、煤を不均一に堆積させた場合、煤が厚く堆積した部分では燃焼に時間が掛かる一方、煤が薄く堆積した部分は燃焼が先に終了し、燃焼の進行及び完了に時間差が生ずると共に全体として燃焼速度が緩和される。したがって、煤が均一に堆積した場合と比較して、フィルタの最高到達温度を低くすることができる。しかしながら、このような煤の不均一な堆積を可能とするハニカムフィルタは知られていない。
【０００６】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、入口流路内に煤を不均一に堆積させることが可能なハニカムフィルタを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るハニカムフィルタは、
入口側端面に開口を有し出口側端面に封口部を有する複数の入口側流路と、前記出口側端面に開口を有し前記入口側端面に封口部を有する複数の出口側流路とを有する多孔質のハニカムフィルタである。そして、前記入口側端面から前記複数の入口側流路にガスを供給した場合に、前記入口側流路の内壁の表面の各位置において前記表面に対して垂直な方向のガス流速をＶ、Ｖの平均をＶＡＶ、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が１０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ１０、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が９０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ９０としたときに、（１）式を満たす。
ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４      …（１）
【０００８】
本発明によれば、入口側流路の内壁の表面に垂直なガス流速Ｖのばらつきがある程度以上となっている。煤は大きさが０．５ｍｍ以下であることが多く、この場合、煤の動きは殆どガス流れに依存する。これにより、入口側流路の内壁に捕集される煤の量を偏在化することができる。
【０００９】
ここで、前記入口側流路及び前記出口側流路が延びる方向に垂直な断面において、少なくとも１つの前記入口側流路の表面に凹凸形状を有し、
前記入口側流路と前記出口側流路との間の隔壁の最小厚みをＤｍｉｎ、前記隔壁における前記入口側流路と前記出口側流路と間の最大厚みをＤｍａｘとしたときに（２）式を満たすことができる。
Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ≧１．２      …（２）
【００１０】
また、前記複数の前記入口側流路の内壁の表面積の合計が、前記ハニカムフィルタの見かけ体積１Ｌあたり１．２ｍ２以上であることができる。
【００１１】
また、少なくとも１つの前記入口側流路はそれぞれ隔壁を介してＮ個（ただし、Ｎ≧２）の前記出口側流路と隣接し、
前記Ｎ個の隔壁の各厚みをＴｎ（ｎは１〜Ｎの整数）とし、前記厚みＴｎの内の最小値をＴｍｉｎ、前記厚みＴｎの内の最大値をＴｍａｘとしたときに、（３）式を満たすことができる。
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≧１．２      …（３）
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、入口流路内に煤を不均一に堆積させることが可能なハニカムフィルタが提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明の第１実施形態に係るハニカムフィルタの軸に沿う断面図である。
【図２】図２は、図１のＩＩ−ＩＩ端面図である。
【図３】図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ端面図である。
【図４】図４は、図１のＩＶ−ＩＶ断面図である。
【図５】図５は、本発明の第２実施形態に係るハニカムフィルタの垂直断面図である。
【図６】図６は、本発明の第３実施形態に係るハニカムフィルタの垂直断面図である。
【図７】図７は、ハニカムフィルタのガス流速及び煤濃度の空間分布の時間変化を得るためのシミュレーション方法のフローチャートである。
【図８】図８の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、それぞれ、比較計算例１、２、３に係るハニカムフィルタの垂直断面図である。
【図９】図９は、計算例１〜３及び計算比較例１〜３のＶＶ９０−ＶＶ１０をしめすグラフである。
【図１０】図１０は、計算例１〜３及び計算比較例１〜３のＲＲ９０−ＲＲ１０をしめすグラフである。
【図１１】図１１は、計算例２、３、及び、比較計算例３に係るＶ／ＶＡＶの累積度数を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、必要に応じて図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。なお、図面中、同一要素には同一符号を付すこととし、重複する説明は省略する。また、図面の寸法比率は図示の比率に限られるものではない。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係るハニカムフィルタ２００の軸に沿う断面図であり、図２〜図４は、それぞれ図１のハニカムフィルタ２００の入口側端面２０１ｉｎ、出口側端面２０１ｏｕｔ、及び、軸方向中央部の断面の拡大図である。
【００１６】
ハニカムフィルタ２００は、図１に示すように、入口側端面（一端面）２０１ｉｎ及び出口側端面（他端面）２０１ｏｕｔを有する柱状のセラミックハニカム構造体２０１を備える。セラミックハニカム構造体２０１は、その軸方向すなわち入口側端面２０１ｉｎ及び出口側端面２０１ｏｕｔ間に延びて互いに略平行に設けられた多数の貫通孔ｔｈを形成する多孔質セラミック隔壁２０１ｗ、及び、各貫通孔ｔｈのいずれか一端を閉じる封口部２０１ｐを有している。図１〜図３に示すように、一部の貫通孔ｔｈの出口側端面２０１ｏｕｔを封口部２０１ｐで閉じることにより、入口側端面２０１ｉｎに開口しかつ出口側端面２０１ｏｕｔで封口された複数の入口側流路（第１流路）２１０が形成されている。また、残りの貫通孔ｔｈの入口側端面２０１ｉｎを封口部２０１ｐで閉じることにより、出口側端面２０１ｏｕｔに開口しかつ入口側端面２０１ｉｎで封口された複数の出口側流路（第２流路）２２０が形成されている。
【００１７】
本実施形態では、図４に示すように、各入口側流路２１０の隣には、各入口側流路２１０を形成する隔壁部を挟んで、３つの他の入口側流路２１０が配置されると共に、各入口側流路２１０を形成する隔壁部を挟んで、３つの出口側流路２２０が配置されている。一方、各出口側流路２２０の隣には、各出口側流路２２０を形成する隔壁部を挟んで、６つの入口側流路２１０が配置されている。出口側流路２２０のとなりに、出口側流路２２０を形成する隔壁部を挟んで、他の出口側流路２２０が配置されることはない。
【００１８】
図４に示すように、出口側流路２２０の軸方向（長手方向）に略垂直な断面は、六角形状である。出口側流路２２０の断面形状は、被捕集物を含む流体が６つの入口側流路２１０から１つの出口側流路２２０へ均等に流れ易くなることにより被捕集物の堆積時の圧力損失を低減し易くなる観点から、６つの辺１４０の長さが互いに略等しい正六角形状が好ましいが、辺の長さが互いに異なる六角形状、及び／又は、角度が６０°ではない六角形であってもよい。
【００１９】
本実施形態では、入口側流路２１０の内面は、図１及び図４に示すように、入口側流路２１０の軸方向に延びる多数の凸部２１０ａを有する凹凸形状を有している。図４に示すように、本実施形態においては、入口側流路２１０及び出口側流路２２０を隔てる隔壁部２０１ｗｉｏにおける入口側流路２１０の表面に複数の凸部２１０ａが設けられると共に、入口側流路２１０及び他の入口側流路２１０を隔てる隔壁部２０１ｗｉｉの両面にも複数の凸部２１０ａが設けられている。隔壁部２０１Ｗｉｉは、両面に凸部を有する波形隔壁であり、隔壁部２０１Ｗｉｏは、一方面が平面であり、他方面に凸部を有する波形隔壁である。本実施形態では、隔壁部２０１ｗｉｏには、それぞれ２つの凸部２１０ａが設けられている。
【００２０】
ここで、隔壁部２０１Ｗｉｏの最大厚みＤｍａｘは、凸部２１０ａの頂点Ｐと出口側流路２２０の内壁との距離として定義できる。また、隔壁部２０１Ｗｉｏの最小厚みＤｍｉｎは、凸部２１０ａの両側の２つの谷部の底の点Ｑと、出口側流路２２０の内壁との距離として定義できる。
【００２１】
なお、Ｄｍｉｎ及びＤｍａｘは特に限定されないが、それぞれ、０．１２〜０．４ｍｍ、０．２〜１．０ｍｍとすることができる。また、Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ≧１．２であることできる。Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎは、１．５以上であることができ、１．８以上であることができ、１．９以上であることもできる。Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは０．０５〜０．６ｍｍとすることが出来る。
【００２２】
凸部２１０ａ間の間隔はとくに限定されないが、点Ｑ同士を結ぶ直線Ｌ１に沿って測定した凸部の頂となる頂点Ｐと凹部の底となる点Ｑとの距離Ｆが０．０８〜０．４ｍｍであることが好ましい。
【００２３】
隔壁部２０１Ｗｉｉの入口側流路の表面は必ずしも波形形状である必要はないが、波形形状にする場合には、隔壁部２０１Ｗｉｉの最大厚みＤｍａｘ、最小厚みＤｍｉｎ、（Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ）等も、隔壁部２０１Ｗｉｏと同じにすることができる。
【００２４】
本実施形態では、セラミックハニカム構造体の全体積中の入口側流路２１０の内面の面積の総和Ｓが１．２ｍ２／Ｌであることができ、１．５〜２．５ｍ２／Ｌであることができる。入口側流路２１０及び出口側流路２２０の合計の個数密度（セル密度）が、セラミックハニカム構造体２０１の軸に垂直な断面において単位平方インチあたり１５０〜３５０であることができる。なお、個数密度の単位はｃｐｓｉとも記載される。
【００２５】
ここで、入口側流路２１０の内面の面積は、例えば、入口側流路２１０のその軸に垂直な断面における輪郭の長さＬＬに入口側流路２１０の軸方向長さを乗じて求めることができる。セラミックハニカム構造体の全体積とは、流路の空間及び隔壁及び封口部を含む、構造体を構成する空間全ての体積を指す。
【００２６】
このようなハニカムフィルタは、入口側端面２０１ｉｎから複数の入口側流路２１０にガスを供給した場合に、（１）式を満たすことができる。
ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４      …（１）
【００２７】
ここで、入口側流路２１０の内壁の表面の各位置においてこの表面に対して垂直な方向のガス流速をＶ、Ｖの平均をＶＡＶ、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が１０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ１０、Ｖ／ＶＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が９０％の位置のＶ／ＶＡＶの値をＶＶ９０とする。
【００２８】
ＶＶ９０−ＶＶ１０の下限値は、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．１であることができる。ＶＶ９０−ＶＶ１０は、ハニカムフィルタの形状が定まれば、例えば、コンピュータシミュレーションにより値を評価できる。本実施形態においては、図４に示す単位領域ＵＤが繰り返し配置されていると考えることができる。単位領域ＵＤは、出口側流路２２０の重心点Ｏ２２０を結ぶ三角形である。シミュレーション方法の一例は後述する。
【００２９】
ハニカムフィルタ２００の軸方向長さは、例えば５０〜３００ｍｍである。ハニカムフィルタ２００の外径は、例えば５０〜２５０ｍｍである。
【００３０】
多孔質セラミック隔壁２０１ｗの気孔率は、圧力損失を低減する観点から、３０体積％以上が好ましく、４０体積％以上がより好ましく、５０体積％以上が更に好ましい。多孔質セラミック隔壁２０１ｗの気孔率は、燃焼再生においてハニカムフィルタに生じる熱応力を低減する観点から、８０体積％以下が好ましく、７０体積％以下がより好ましい。多孔質セラミック隔壁２０１ｗの気孔率は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、例えば、水銀圧入法により測定することができる。
【００３１】
多孔質セラミック隔壁２０１ｗの気孔径（細孔直径）は、圧力損失を低減させる観点から、５μｍ以上が好ましく、１０μｍ以上がより好ましい。多孔質セラミック隔壁２０１ｗの気孔径は、煤の捕集性能を向上させる観点から、３０μｍ以下が好ましく、２５μｍ以下がより好ましい。多孔質セラミック隔壁２０１ｗの気孔径は、原料の粒子径、孔形成剤の添加量、孔形成剤の種類、焼成条件により調整可能であり、例えば、水銀圧入法により測定することができる。
【００３２】
セラミックは特に限定さないが、チタン酸アルミニウムを主成分とすることができる。この場合、セラミックは、さらに、マグネシウム及び／又はシリカを含有することができる。セラミックは、コーディエライトを主成分とするものや、炭化ケイ素を主成分とするものであることも出来る。
【００３３】
上記ハニカムフィルタは、例えば、ディーゼルエンジン、ガソリンエンジン等の内燃機関からの排ガス中に含まれる煤を捕集するパティキュレートフィルタとして適する。例えばハニカムフィルタ２００では、図１に示すように、入口側端面２０１ｉｎから入口側流路２１０に供給されたガスＧが隔壁内の連通孔を通過して隣の出口側流路２２０に到達し、出口側端面２０１ｏｕｔから排出される。このとき、ガスＧ中の被捕集物が入口側流路２１０の表面や連通孔内に捕集されてガスＧから除去されることにより、ハニカムフィルタ２００はフィルタとして機能する。
【００３４】
本実施形態に係るハニカムフィルタによれば、（１）式すなわちＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４を満たすことにより、入口側流路２１０内の各点における煤の堆積速度を相当程度不均一とすることができる。したがって、再生時において、ガス中の酸素を高める等して堆積した煤を燃焼させる際に、煤が厚く堆積した部分では燃焼に時間が掛かる一方、煤が薄く堆積した部分は燃焼が先に終了し、燃焼の進行及び完了が不均一になって全体として燃焼速度が緩和される。したがって、煤が均一に堆積した場合と比較して、フィルタの最高到達温度を低くすることができる。したがって、再生時のフィルタの熱破損を抑制できる。
【００３５】
（第２実施形態）
図５は、第２実施形態に係るハニカムフィルタの軸方向中央部の断面図である。本実施形態のハニカムフィルタが、第１実施形態と異なる点は、隔壁部の形状である。具体的には、出口側流路２２０の内面及び入口側流路２１０の内面にはそれぞれ凸部が形成されず、隔壁部Ｗｉｏ及び隔壁部Ｗｉｉはいずれも平板形状の平板隔壁を有する。
【００３６】
出口側流路２２０の断面形状は第１実施形態と同様に略正六角形である。入口側流路２１０の断面形状は六角形であり、出口側流路２２０の一辺と対向する辺１４２の長さは、出口側流路２２０の正六角形の辺１４０の長さと略同じとされ、入口側流路２１０の一辺と対向する辺１４３の長さは、辺１４２の長さよりも短くされている。
【００３７】
また、各１つの入口側流路２１０は、それぞれ、３つの出口側流路２２０と隣接しているが、１つの入口側流路２１０と３つの出口側流路２２０とを隔てる各隔壁部Ｗｉｏの厚みは、それぞれ異なる。ここで、１つの入口側流路２１０を形成する隣接する３つの隔壁部Ｗｉｏの厚みをそれぞれＴ１、Ｔ２、Ｔ３とする。
【００３８】
そして、このフィルタは（２）式を満足する。
Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≧１．２      （２）
ここで、ＴｍａｘはＴ１〜Ｔ３の内の最大値、ＴｍｉｎはＴ１〜Ｔ３の内の最小値である。
【００３９】
（Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ）は、１．５以上であることができ、１．８以上であることができ、１．９以上であることができる。
【００４０】
Ｔ１＜Ｔ２＜Ｔ３である場合、Ｔ１すなわちＴｍｉｎは０．０４〜１ｍｍであることができる。また、Ｔ３すなわちＴｍａｘは０．０６〜１．０１ｍｍであることができる。
【００４１】
また、１つの入口側流路２１０は、それぞれ、３つの入口側流路２１０と隣接しているが、入口側流路２１０と入口側流路２１０とを隔てる隔壁部Ｗｉｉの厚みは、それぞれ異なることができる。ここで、隔壁部Ｗｉｉの各厚みをＴ４、Ｔ５、Ｔ６（Ｔ４＜Ｔ５＜Ｔ６）とする。Ｔ４、Ｔ５、Ｔ６は、それぞれ、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３と同程度とすることができる。
【００４２】
本実施形態でも、（１）式すなわち、ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４を満たすことができるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４３】
本実施形態では、図５において点線で示す単位領域ＵＤが繰り返し配置されていると考えることができ、この単位領域のコンピュータシミュレーションによりＶＶ９０やＶＶ１０を計算できる。
【００４４】
（第３実施形態）
図６は、第３実施形態に係るハニカムフィルタの軸方向中央部の断面図である。本実施形態のハニカムフィルタが、第１実施形態と異なる点は、入口側流路２１０が入口側流路２１０Ｂ及び入口側流路２１０Ｃの２種類の形状を有する点である。
【００４５】
入口側流路２１０Ｂは、第１実施形態の入口側流路２１０と同じである。入口側流路２１０Ｃは、凹凸形状を有さず、６つの平面から形成される六角筒である。入口側流路２１０Ｃと出口側流路２２０とを隔てる隔壁部Ｗｉｏの厚みは、上述した入口側流路２１０Ｂと出口側流路２２０との隔壁の最大厚みＤｍａｘと最小厚みＤｍｉｎとの間の略中央の値とすることができる。好ましい範囲は、１．０５×Ｄｍｉｎ以上、０．９５×Ｄｍａｘ以下である。
【００４６】
入口側流路２１０Ｂは、３つの出口側流路２２０及び３つの入口側流路２１０Ｃと隣接する。入口側流路２１０Ｃは、３つの出口側流路２２０及び３つの入口側流路２１０Ｂと隣接する。本実施形態でも、ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４を満たすことができるので、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。
また、入口側流路２１０Ｂ及び入口側流路２１０Ｃが、図６に示すように、出口側流路２２０の周囲に、当該出口側流路２２０に隣接するように、交互に配置されている。入口側流路２１０Ｂ及び入口側流路２１０Ｃは、断面形状が互いに異なるため、圧力損失が互いに異なり、したがって、それぞれに流入するガス量及び煤堆積量も互いに異なる。このように煤の堆積具合の異なる２つの入口側流路がハニカムフィルタ内で均等に分布していると、再生時のフィルタ内の温度分布を小さくすることができる。
【００４７】
本実施形態では、図６において点線で示す単位領域ＵＤが繰り返し配置されていると考えることができ、この単位領域のコンピュータシミュレーションによりＶＶ９０やＶＶ１０を計算できる。
【００４８】
上記各実施形態のハニカムフィルタは、（ａ）セラミックス原料粉末と孔形成剤を含む原料混合物を調製する原料調製工程と、（ｂ）原料混合物を成形して入口側流路及び出口側流路を有する成形体を得る成形工程と、（ｃ）成形体を焼成する焼成工程と、を備える工程により製造できる。なお、封口前、すなわち、入口側流路及び出口側流路が形成されず貫通孔ｔｈが形成された成形体を焼成し、その後封口して入口側流路及び出口側流路を形成しても良い。
【００４９】
なお、本発明は必ずしも上述した実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変更が可能である。
【００５０】
例えば、ハニカムフィルタ２００において入口側流路２１０及び出口側流路２２０の断面形状及び／又は配置は、ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４を満たすのであれば上記に限られるものではない。
【００５１】
例えば、第２実施形態は、１の入口側流路がそれぞれ隔壁を介して３個の出口側流路と隣接する場合であるが、１の入口側流路がそれぞれ隔壁を介して２個の出口側流路と隣接する場合や、４個以上の出口側流路と隣接する場合でも実施可能である。１の入口側流路がそれぞれ隔壁を介してＮ個（Ｎは２以上の整数）の出口側流路と隣接する場合には、各隔壁の厚みをＴｎ（ｎは１〜Ｎの整数）とし、前記厚みＴｎの内の最小値をＴｍｉｎ、前記厚みＴｎの内の最大値をＴｍａｘとしたときに、（３）式を満たすことができる。
【００５２】
また、第１、３実施形態における波形形状も種々のサイズや数を有することができる。
【００５３】
また、入口側流路及び出口側流路の断面形状も、６角形に限られず、４角形、８角形、円形、楕円など種々の形状とすることが出来る。また、隔壁の凹凸形状も変更可能である。
【００５４】
また、封口方法も、貫通孔の一端に封口部により栓をする形態に限定されず、封口すべき貫通孔の周りの封口されない貫通孔の径を拡張して、封口すべき貫通孔の隔壁をつぶして貫通孔の一端を閉鎖する形態でもよい。
【００５５】
また、フィルタの外形形状も柱状であれば特に、円柱状に限定されず、例えば、角柱等でもよい。
【００５６】
さらに、上記第１及び第３実施形態において、Ｄｍａｘ／Ｄｍｉｎ≧１．２の関係が各入口側流路２１０、２１０Ｂにおいて満足されなくても良く、例えば、少なくとも１の入口側流路２１０又は２１０Ｂの内面が凹凸形状であってかつＤｍａｘ／Ｄｍｉｎ≧１．２を満足する形態を採用することもできる。
【００５７】
また、上記第２実施形態において、Ｔｍａｘ／Ｔｍｉｎ≧１．２の関係が各入口側流路２１０において満足されなくてもよく、例えば、少なくとも１つの入口側流路２１０についてＴｍａｘ／Ｔｍｉｎ≧１．２の関係を満足する形態を採用することもできる。
【００５８】
以下、本発明を計算例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの計算例に限定されるものではない。
【００５９】
（計算例１〜３、及び、比較計算例１〜３）
表１及び表２に示す６つの各ハニカムフィルタに対して、コンピューターシミュレーションにより、入口側流路内の各点における表面に垂直なガス流速Ｖの分布を求め、ＶＶ９０−Ｖ１０を求めた。また、各点における煤の堆積速度の分布も求めた。
【００６０】
（シミュレーション法）
まず、以下の質量および運動量保存式を解くことで、フィルタ内におけるガスの三次元におけるガス流速Ｖを求める。
∂ρ／∂ｔ＋∇・（ρＶ）＝０      …（Ｃ１）
∂（ρＶ）／∂ｔ＋∇・（ρＶＶ）＝−∇ｐ＋μ∇２Ｖ＋Ｓ      …（Ｃ２）
【００６１】
ここでρはガス密度、ｔは時間、ｐは圧力、μは粘度、Ｓはフィルタまたはすすに起因するガスの運動量損失である。ρおよびμはガスの物性値として与えることができ、ρ及びμは、それぞれ、１．２ｋｇ／ｍ３、１．０×１０−６Ｐａ・ｓとした。Ｓは、単純な平板状セラミック体を用いた実測値を元に与えた。
【００６２】
（Ｃ１）及び（Ｃ２）式は、公知の方法によりコンピュータにより収束計算させることができる。
【００６３】
エンジンの排ガスなどでは煤の含有量は１％以下であり、かつ、煤の大きさが０．５ｍｍ以下であるため、煤はガス流速Ｖに完全に追従すると仮定することは合理的である。したがって、煤濃度ψは、ρｓを煤の密度として、次式で記載できる。
∂（ρｓψ）／∂ｔ＋∇・（ρｓψＶ）＝０      …（Ｃ３）
【００６４】
ここで、ρｓは２０００ｋｇ／ｍ３とした。
【００６５】
（Ｃ３）式に、上で求めたＶを代入することにより、煤濃度ψの三次元分布を求めることができる。
【００６６】
計算領域は各図面に記載された単位領域ＵＤとした。煤の速度はフィルタの表面においてゼロとなるようにした。また、Ｓは、煤の堆積に伴い、時間と共に変化させた。また、ハニカムフィルタの入口側端面２０１ｉｎの単位面積（１ｍ２）当たりに供給されるガス流量を５．８９ｋｇ／ｓ及び煤濃度を６．５×１０−４ｗｔ％とし、ガス温度２８．７℃として非定常計算を行った。
【００６７】
計算フローチャートを、図７に示す。
ステップＳ１で計算領域の形状情報を入力し、ステップＳ２で、計算に必要なρ、ρｓ、μ等のパラメータを入力する。
【００６８】
次に、ステップＳ３で、Ｓを計算する。ステップＳ４で、（Ｃ１）式及び（Ｃ２）式に基づいて、Ｖを得る。ステップＳ５で、Ｖ及びｐが収束したかどうか判定し、収束していなかったらステップＳ４に戻って、Ｖ及びｐを収束させる。Ｖ及びｐが収束した後に、ステップＳ６で（Ｃ３）式及び得られたＶに基づいて、煤濃度ψを求める。ステップＳ７において、フィルタ単位体積あたりの煤の堆積量が所定の量に到達していなければ、ステップＳ８で時刻をΔｔ増やし、ステップＳ３に戻る。ステップＳ７において、フィルタ単位体積あたりの煤の堆積量が所定の量に到達していれば、計算を終了する。
【００６９】
そして、上記した定義に従ってＶＶ９０−ＶＶ１０を求めた。なお、ＶＡＶは、入口側流路の全表面の平均である。具体的には、時間の経過と共に煤の堆積量が増加するので、Ｖ及びＶＶ９０−ＶＶ１０も時間と共に変化する。事前の計算によれば、フィルタ単位体積あたりの煤の堆積量が０．１ｇ未満の状態において、各計算例及び各比較計算例間においてＶＶ９０−ＶＶ１０の値に最も差が生じた。このため、ステップＳ７において煤の堆積量が１０−４ｇ／Ｌの時に計算を終了し、その時のガス流速Ｖに基づいて得られたＶＶ９０−ＶＶ１０の値を採用した。なお、本例では、粒子を含む非定常シミュレーションであるが、粒子濃度が低いので粒子を含まない定常シミュレーションでもＶＶ９０−ＶＶ１０を簡易的に評価することが可能で、非定常の場合と同様の傾向が得られる。
【００７０】
また、入口側流路の表面の各点における煤濃度ψの時間変化に基づいて、入口側流路の表面の各点における煤の堆積速度Ｒを求めた。そして、ＲＲ９０−ＲＲ１０を求めた。ここで、Ｒの全表面の平均をＲＡＶ、Ｒ／ＲＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が１０％の位置のＲ／ＲＡＶの値をＲＲ１０、Ｒ／ＲＡＶの分布を昇順に並べたときに累積度数が９０％の位置のＲ／ＲＡＶの値をＲＲ９０とした。
【００７１】
（計算例１〜３）
計算例１は第１実施形態に対応する流路の形状、計算例２は第２実施形態に対応する流路の形状、計算例３は第３実施形態に対応する流路の形状である。計算した単位領域ＵＤは、図４、５、６中に示されている。
詳細なセルの条件は、表１及び表２に示す。
【００７２】
（比較計算例１〜３）
比較計算例１では、図８の（ａ）の形態のいわゆるスクエアセル、即ち、入口側流路２１０及び出口側流路２２０は両方とも正方形であり、入口側流路２１０に４つの出口側流路２２０が隣接している。
【００７３】
比較計算例２では、図８の（ｂ）の形態のいわゆるオクトスクエアセル、即ち、入口側流路２１０が八角形であり、出口側流路が正方形であり、入口側流路２１０に４つの出口側流路２２０及び４つの入口側流路２１０が隣接している。
【００７４】
比較計算例３では、図８の（ｃ）の形態の入口側流路２１０が六角形であり、出口側流路が六角形であり、入口側流路２１０に３つの出口側流路２２０及び３つの入口側流路２１０が隣接している。計算した単位領域ＵＤは、図８中に示されている。
【００７５】
【表１】
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【表２】
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【００７６】
計算結果を表２に、ＶＶ９０−ＶＶ１０の計算結果を図９に、ＲＲ９０−ＲＲ１０を図１０に、計算例２、３及び計算比較例３のＶ／ＶＡＶの累積度数を図１１に示す。ＶＶ９０−ＶＶ１０≧０．４を満たす計算例１〜３のハニカムフィルタは煤を不均一に堆積させることができることが確認された。
【符号の説明】
【００７７】
２００…ハニカムフィルタ、２０１ｉｎ…入口側端面（一端面）、２０１ｏｕｔ…出口側端面（他端面）、２０１…セラミックハニカム構造体、２０１ｗ…多孔質セラミック隔壁、２０１ｐ…封口部、２１０…入口側流路（第１流路）、２１０ａ…凸部、２２０…出口側流路（第２流路）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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