(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガスフローのための複数のフロー経路を備えるフィルタ本体を通じて流れるガスフローから粒子を保持するための、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体であって、フロー方向に連続して配列された、少なくとも第１のフィルタ段階と第２のより細かいフィルタ段階とを有し、複数のフロー経路はガス非通気の層によって互いに分離され、少なくとも一つの第１のフィルタ段階と第２のフィルタ段階とがそれぞれのフロー経路に設けられている、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項２】
フィルタ本体内に３つまたは４つ以上のフィルタ段階があり、フィルタの開口部の大きさがフロー方向に減じていくことを特徴とする、請求項１に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項３】
フィルタ本体は、フィルタ材料の層とガス非通気性の材料の層とを交互に積層状に設けられており、フィルタ材料の層はフィルタ開口部の大きさがフロー方向に減じ、ガス非通気性の材料の層はガスフローがフィルタ材料層を２回以上横切らねばならないように２回以上ガスフローを偏向させるフローガイド表面を形成することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項４】
フィルタ本体は、内燃機関のガスフローから煤粒子を保持するために使用できることを特徴とする、請求項１、請求項２または請求項３に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項５】
フィルタ本体はその中を径方向に流れるガスを有し得ることを特徴とする、前掲請求項の１項に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項６】
フィルタ本体は第１のフィルタ段階と第２のフィルタ段階とが配列されるフロー通路を有することを特徴とする、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項７】
フィルタ本体は金属箔を備える層状のおよび／または巻かれた層を有することを特徴とし、第１および／または第２のフィルタは層内に組入れられる、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項８】
第１および第２のフィルタは相互に接続された一体のフィルタを形成することを特徴とする、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項９】
フィルタ段階は、フロー通路を横切る最小の断面よりも大きい断面を横切るように、フロー通路内に配列されることを特徴とする、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１０】
フィルタ段階でフィルタリングされた粒子が累積する、窪みまたは陥没の形をとるトラップを有することを特徴とする、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１１】
フィルタ本体はその再生のための手段を有することを特徴とする、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１２】
フィルタ段階の再生のための手段は、トラップに少なくとも隣接して配列され、そこに累積する粒子の熱変化のための手段が配列されることを特徴とする、請求項１０および請求項１１に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１３】
少なくとも部分的に触媒コーティングされることを特徴とする、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１４】
少なくとも２つの異なった種類の触媒的に活性のコーティングを有することを特徴とする、請求項１３に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１５】
第１の段階において設けられるのは、窒素酸化物の還元を促進する触媒として活性のコーティングであり、かつ、少なくとも１つの続くフィルタ段階において設けられるのは、炭化水素の酸化を促進する触媒として活性のコーティングであることを特徴とする、請求項１４に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１６】
フィルタ材料の層は酸化を促進するコーティングを有するガス非通気性の材料の層とは異なる触媒として活性のコーティングであって、煤の着火温度を下げるコーティングを有することを特徴とする、請求項１４または請求項１５に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１７】
加熱可能であることを特徴とする、前掲請求項の１つに記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１８】
第１のフィルタ段階および／または第２のフィルタ段階は直接加熱可能であることを特徴とする、請求項１７に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体。
【請求項１９】
フィルタ本体を通じて、内燃機関から流れるガスフローから、粒子、特に煤粒子を保持するため役立つ耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体を製造するための方法であって、フィルタ本体は、ガスフロー方向に少なくとも一つの第１のフィルタ段階および第２のフィルタ段階と、予め定められた複数のフロー経路とを有し、
フィルタ本体内の、ガス非通気の層によって互いに分離された複数のフロー経路のための製造手順において、少なくとも第１のフィルタ段階と第２のより細かいフィルタ段階とがそれぞれのフロー経路内に同時に配列されて、第１のフィルタ段階および第２のフィルタ段階がフロー経路上に連続して位置することを特徴とする、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体を製造するための方法。
【請求項２０】
第１のフィルタ段階および第２のフィルタ段階を備える請求項１から請求項１５の１つに記載のフィルタ本体を製造することを特徴とする、請求項１９に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体を製造するための方法。
【請求項２１】
フィルタ本体は押出成形または焼結され、
その多孔率は、フィルタ段階に対して所望の多孔率により、異なった多孔率の複数の押出成形材料または焼結材料から、押出成形材料または焼結材料の多孔率を選択することによって変更されることを特徴とする、請求項１９または請求項２０に記載の耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体を製造するための方法。
【発明の詳細な説明】
この発明は、ガスフローのためのフロー経路を備える、フィルタ本体を通じて流れるガスフローから粒子を保持するためのフィルタ本体を提供する。フィルタ本体は耐熱性でありかつ再生可能である。この発明はさらに、好ましくは内燃機関から、フィルタ本体を通じて流れるガスフローから、粒子、特に煤粒子を保持するために役立つ耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体の製造のための方法を提供する。この態様において製造されるフィルタ本体は、また、予め定められたフロー経路を有する。
この発明の好ましい使用分野は、内燃機関に関連しての排気ガスのフィルタリングの分野におけるその応用である。世界的にさらに高まってきた環境に対する関心の結果として、特にこの分野において、排気を減じ清浄化しかつ中和して最終的にはそれを人類およびその環境に対して可能な限り低い程度まで減じる方策を見つけるため努力がなされている。たとえば１９８０年代半ばこのため自動車に関連して煤粒子に注目が集まった。排気ガスからこのような粒子をフィルタリングできるようにするため、さまざまなフィルタ設計もまた製造された。以下に示すのは、先行技術において既知のいくつかのフィルタ設備の概観であり、その設計構成、材料および開示にこの発明はまた依拠する。
ＤＥ  ３７  ４４  ２６５は、煤フィルタ内の排気ガスの方向を変化させるためのコルゲート形の構成および褶曲した構成を有する、内燃機関に関連しての排気の清浄化のための煤フィルタを開示する。平面形のフィルタ材料が煤フィルタの層に統合される。また、間隔をおいて横方向に延びる棒部分が、使用される鋼板にと導入される、コルゲート形の構成および褶曲した構成を導入するための製造方法が説明される。ＤＥ  ３３  ３０  ０２０は、多くの異なった形態においてふるい網の配置が図示される、金網を含むディーゼル排気ガスフィルタを開示する。それぞれ開いた端面部分および閉じた端面部分が、相互に対向する関係において配置され、それによって、ディーゼル排気ガスフィルタ内のフロー経路が予め決定される。閉じた端面部分は、ディーゼル排気ガスフィルタの構成要素をおしつぶすことにより作られる。ＥＰ  ０  １３４  ００２は、この点で可能な構成を示しており、かつ、ガス通気性アセンブリを形成するためふるい網をカバー層で巻くための製造方法を開示する。さらに文献ＤＥ  ２９  ５１  ３１６は、コルゲート形のふるい網と閉じたカバー層とが交互になった層を備える金属のふるい網配列を含む、ディーゼル排気ガスの清浄化のための触媒フィルタを記載する。フィルタの端面は、カバー手段によって、閉じた端面部分が開いた端面部分に対向して配置されるような態様で閉じられる。この触媒フィルタのフィルタ作用は、網の幅によって、かつふるい網に付けられるであろう酸化物層の多孔率によって達成される。フィルタ本体内にフロー経路を作る他の技術的方策が、公開されている出願番号第２７  ３３  ６４０号に示される。コーティングされた鋼の表面を備える、内燃機関に関連しての排気ガスの清浄化のための触媒反応装置のためのキャリアマトリクスが記載される。鋼板内の隆起部分と陥没部分とは隣接する鋼板に対し積極的に固定される関係において協働し、それによってキャリアマトリクス内にフロー経路が形成される。ＤＥ  ３７  ４４  ２６５はやはり、コルゲート形または褶曲した材料の層が、コルゲート形または褶曲の長手方向に関し横方向に閉じられる、煤フィルタを開示する。
上に説明したフィルタおよび金属シートまたは金属箔から作られるフィルタに加えて、先行技術はまた押出成形されたまたはセラミックのフィルタを含む。Ｇ  ８７  ００  ７８７．８は、ランダムなまたは不規則なアレイに配列されたセラミックファイバが開放気孔フィルタ本体を形成する、ディーゼルエンジンのための煤フィルタを開示する。フィルタ本体内には、フィルタ本体の実質的に全重量をある温度まで熱することを意図する電熱線が組込まれる。ＪＰ−５７−１６３１１２は、セラミックフォームがその両側を金属箔により取り囲まれる、煤フィルタを開示する。金属箔は電気エネルギにより熱することができる。金属箔を備えるセラミックフォームはフィルタ本体を形成するよう曲げられるかまたはコイル状にされる。ＤＥ  ３５  ０１  １８２は、多孔質セラミックスのモノリシックフィルタブロックを含む、ディーゼルエンジンのための排気ガスフィルタを開示する。このフィルタブロックは、排気ガスの主たるフロー方向に延びる多数の通路を有する。この通路は、通路内に導入されるプラグによって交互に閉じられる。このプラグは、排気ガスが連続した２つ以上の通路の壁を流れることを意図して設けられる。この配列においては、動作可能プラグによって連続して接続される通路壁の多孔率はフローの通過方向に向けて減じるよう意図される。多孔率の低減は、フィルタブロックの空隙に多孔率低減剤を加えることにより達成することが意図され、これを大量に加えることが、この態様において製造される排気ガスフィルタ全体にわたり多孔率の変化していく異なったゾーンを作るために意図される。必要とされるプラグとある状況下においては複数回必要とされる壁のコーティングとのため、この排気ガスフィルタは製造費が極めて高い。モノリシックフィルタブロックを、異なった多孔率のコーティングの壁のゾーンへと分割することは、動作寿命の増加に伴い増加していく、フィルタの上流の背圧を大きく減じるために意図される。この構造により強制される、フィルタブロックを通るフローの構成は、実際に、ガスを連続して配列された多孔率ゾーンを通って確実に流れさせるが、精密なフロー経路に関する情報を得ることができない。加えて、個別のガスのフローはフィルタブロック内で繰返し互いに混ぜ合わされ、このような状況において生じる効果のためにフィルタブロック自身において不所望な圧力損失が生じる。
この発明の目的は、スルーフローの点でかつフィルタ効果において低い圧力損失をフィルタの高いレベルの能力と組合せるが、その製造は少数の作業ステップで可能である、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体を提供することである。この発明のもう１つの目的は、フィルタ本体に関連しとくに省力化構造を可能にする、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体の製造のための方法を提供することである。
ガスフローのためのフロー経路を備える、フィルタ本体を通じて流れるガスフローから粒子を保持するための耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体は相互に分離したフロー経路を有する。フロー方向に連続して、フロー経路の各々の中に、それぞれ少なくとも第１のフィルタ段階と第２のより細かいフィルタ段階とが配列される。フロー経路の分離によって、一方では、個々のフィルタ段階を通じて予め定められる規定された経路を各々の部分ガスフローが確実にたどる。他方、異なった部分ガスフローに関しての混合現象による圧力損失が防止される。個々のフロー経路の分離はまた、フィルタ本体の構造的構成を簡略にする。フロー経路内のそれぞれのフィルタ段階はこの場合隣接するフロー経路に依存せず配列される。
第１のフィルタ段階は、そこを通じて流れるガスフローからある最小サイズの粒子を保持する。したがってこれは、表面区域および／または固まりの点で存在するより大きな不純物がさらにフィルタを通じて流れるのを防止する目の粗いフィルタの一種として役立つ。こうしてまず最初にフィルタリングされたガスフローは次に第２のより細かいフィルタ段階にいく。この後者は、第１のフィルタ段階において保持されたものと比較するとより小さい粒子をガスフローからフィルタリングできる。フィルタリングの作用をフィルタ本体を通じて異なったフィルタ段階へと分割することは、フィルタ段階のフィルタ表面にわたって考えられるように、そのフィルタ段階においてフィルタで取除かれる粒子よりもさらに細かい粒子が通り抜けることができる十分な中間空間が常に存在するという利点がある。もし、単一の予め定められた最大許容通気性を備える唯一のフィルタ段階しかないとしたら、すべてのフィルタで取除かれるべき粒子が累積する場合、いくつかの状況下ではあまりにも大きな圧力損失が生じることになるであろう。フロー経路内に連続して配列されるフィルタ段階を使用するということは、粒子による負荷もまた複数のフィルタ表面にわたって分配されるということを意味し、一方、粒子による全体としての負荷はまた個々の相互に分離されたフロー経路に分配される。動作においては、フィルタ段階のフィルタ表面の数に対応して、すべて加算するとき、加算されたフィルタ表面に対するフロー経路がもしフローの動力学の点で有利な設計構成であれば、この配列は、単一の多孔率レベルを含むフィルタに比べより圧力損失が低くなる。
多くの用途においては、フロー本体が２つのフィルタ段階を有すれば十分である。しかしこの発明の用途の分野、粒子の性質およびガスフロー内の粒子の負荷に依存して、ある状況においては、フローの方向にフィルタ開口部の大きさが減じていく３つまたは４つ以上のフィルタ段階をフィルタ本体内に配列することがより望ましい。この態様において、極めて精密に制御されかつ測定される態様で、フィルタ本体内にフィルタリングプロセスを実現することができる。たとえばもし、フィルタリングされるべきガスフロー内に主として所与の大きさの粒子が存在し、その粒子の大きさがその寸法に関しある分散幅を有していることがわかっていれば、フィルタ開口部の大きさの点で極めて近い複数のフィルタ段階を使用すれば、フィルタリングの効果を複数のフィルタ段階に分配することができる。この態様において、個別のフィルタ段階に過度の負荷がかかることを始めから防止する。
耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体の一実施例は、フィルタ材料の層とガス非通気性材料の層とを交互に有する。フィルタ材料の層のフィルタ開口部の大きさはフロー方向に減じていき、一方、ガス非通気性材料の層はフローガイド表面を形成する。フローガイド表面は、ガスフローを２回または３回以上方向を変えさせ、したがって、ガスフローは２回または３回以上フィルタ材料層を横切らねばならない。フローガイド表面が、フロー経路およびその相互分離を形成するため役立つ一方、フィルタ材料層は主としてそれぞれのフィルタ段階を形成する。フィルタ材料は、たとえば、ふるい網、紐または他の既知の耐熱性フィルタ物質であってよい。たとえばファイバフィルタまたはセラミックフォームフィルタであってよい。後者の一例は、フィルタ材料（コーディエライト（Corderite）またはＡ１２０３）に含浸され次に乾燥され仮焼されたポリウレタンフォームであろう。ファイバフィルタは、その効果がファイバの直径と粒子の直径との相互作用に大きく依存する。粒子の大きさが０．１μｍから１μｍの間の直径である自動車の排気ガス内のディーゼル粒子のフィルタリングのためには、約４μｍから３０μｍのファイバの直径が極めて効果的である。特に再生可能性の点で、適切な安定性を達成するためには、関連する材料に依存して、より大きいファイバ直径を選択することもできる。さらに、ワイヤの直径がたとえば０．２５ｍｍである、スチールウールのフィルタを使用することもできる。ファイバ材料およびガス非通気性材料の層は金属であってもよいが、また同様にセラミック材料であってもよい。材料の選択についての制限は、フィルタ本体が使用される条件に関連して特に生じる。
有利な用途の分野において、内燃機関からの粒子の保持、特にディーゼルエンジンからの煤粒子の保持に関連し、フィルタ本体の再生における温度の発展、たとえばフィルタ本体を通って流れるときのガスフロー自体の温度が、フィルタ本体材料に関しての制限となる。触媒非貴金属コーティングにすれば、煤の着火温度を約５００℃から約４００℃に減じることができる。金属燃料添加剤を使用すると、さらに着火温度を１５０℃にまで減じることができる。しかし、たとえば移動中など煤の燃焼した場合、好ましくない条件下では１４００℃およびそれ以上の温度にもなり得ることが注意される。しかし、これはこの発明によるフィルタ本体の構成により防止される。フィルタ本体の他の用途に関しては、使用される材料に関する制限は、たとえば、必要とされる耐酸性、粒子の性質により生じる腐食およびその流量または他の影響を与えるパラメータによって生じる。
しかし、フロー経路の構造上の構成のコストはまたフィルタ本体の使用分野に依存する。フロー経路は、層の間の空隙により提供されてもよく、かつまた、この発明の一実施例におけるように、互いに取付けるとフィルタ本体となる、相互に間隔をおいた壁、たとえば異なった間隔をおいた異なった押出成形された環状のケーシングまたはチューブにより設けられてもよい。もし、フィルタ本体が外部から、フィルタリングされるべきガスフローの効果にさらされるのであれば、フィルタリングされるガスフローを最後の押出成形されるチューブ部材の内部から排出することができる。ケーシングまたはチューブは、たとえば支持手段により互いに接続できる。各々フィルタ段階として作用するこれらのチューブを保持する他の可能な方策は、これらをそれらの端面で支持することを含む。フィルタ本体を通じて径方向にフローする場合には、このようなフィルタの外側から内側へのフロー経路を形成するため端面を閉じなければならない。有利には、フィルタ段階の通気性もこの方向に減じる。このスルーフローの方向には、当然もっとも大きい表面区域を有するもっとも外側のチューブ部材またはケーシングにおいて最も大きな粒子がとらえられるという利点がある。しかしチューブの表面区域の大きさのおかげで、大きな粒子が保持されるという事実のために、同じガスおよび粒子のフローが作用した場合にたとえばもっとも内側のチューブで生じるであろうような高い圧力損失は起こらない。フロー経路のもう１つの設計構成は、同じものをフロー通路の形で提供する。したがって、フィルタ本体は、巻いたりもしくはコイル状にしたり、層状にしたり、押出成形したりまたは任意の他の態様で製造したりすることができる。特に、フロー通路として考慮すべき構造は、ガスフローが通過しフィルタ本体の他の寸法より小さい断面を形成しおよび/または再分するフローガイド表面の構成である。
ある設計構成においては、フィルタ段階はやはり個々のフィルタから形成され、一方他の設計構成においては、フィルタ段階は層状になった配列として複数のフィルタから形成される。フィルタ本体の有利な一実施例は、第１のおよび/または第２のフィルタが層に組入れられた、金属箔を備える、積重ねられたおよび/または巻き込まれた層を有する。この態様において、層を所望のように成形することができ、一方フィルタ本体の場合にはこれがその安定性にも寄与できる。１つまたは２つのフィルタを金属箔を備える層に統合することはまた、たとえば緩い盛り金などのそれ自体は適切な強度レベルまたは特定の設計構成を有さないフィルタ材料を使用することを可能にする。この配置においてはフィルタはフィルタ段階と関連する。フィルタ段階または複数の連続したフィルタ段階のさらなる構成では、第１および第２のフィルタが相互接続されたまたはコヒーレントなフィルタを形成する。これは、相互接続されたフィルタが複数のフロー経路にわたって延びていることを意味し得るが、しかしまた連続して配列されたフィルタ段階がフィルタそれ自体により相互接続されていることも意味し得る。フィルタはたとえば金属の網であり得、その場合金属の網の網の間隔はその長さにわたって変化しそれによって異なったフィルタ段階が提供される。しかしまた上述の先行技術から既知の他のフィルタを考えることも可能である。
フィルタ段階またはフィルタを特に有効に使用するためには、清浄化されるべきガスと作用させ得る、フロー通路内のフィルタ段階の断面区域が、フロー通路を通じての最も小さい断面区域よりも大きいように、これがフロー通路内の平面に配列されていることが有利である。フィルタ段階を通るときガスフローを通路の断面区域と比較してより大きな表面区域にわたり分配することで、一方ではフィルタ段階内で通過するガスフローに対しより多くの開口部が利用可能となるため大きな圧力損失が防止される。他方では、この構成により、断面に垂直に配列されるフィルタ段階と比較して数が増えるため、それらの開口部がよりふさがりにくくなる。さらに、この態様においてフィルタまたはフィルタ段階は構造的に有用である。特に、これをフィルタ本体の安定性および弾性に貢献するような態様で配列することができる。フィルタ本体の一実施例において、したがってフィルタ段階は負荷によって変形可能である。この変形可能性は、フィルタ本体の使用の適切な分野によって考えられる負荷に依存して、塑性であってもよいが等しくまたは弾性であってもよい。
フィルタ本体の一発展例は、フィルタ段階のフィルタリングされた粒子が好ましくは累積するトラップを備えるフィルタ段階と同じものを有する。トラップという用語はここでは、一方ではフィルタ段階を流れるフローにより、その適切な外形がフィルタ段階での保持される粒子の移動運動を可能にする、空間構成を意味する。この移動運動は、フィルタ段階の適切な構築手段によりガイドすることができる。この目的で、フィルタ段階は、陥没、溝、くびれ部、格子状手段およびガイド表面を有してよい。他方、トラップという用語は、フィルタ段階において、保持される粒子に対する実質的に主要な誘因点が確実に存在するようにする手段すべてを意味するために使用される。これらは、化学的、物理的または電気的な性質のものであってよい。
長時間にわたってフィルタ本体を通じガスが流れるときにフィルタ段階において発生するトラップ内およびまわりの粒子の累積は、フィルタ本体の再生可能性を促進する。フィルタ本体が長期間にわたって使用されるとき、時間に関連して考慮されるようにそのフィルタ効果は減じる。したがって、少なくともおおよそ元のフィルタ作用を取り戻すための試みが為されなければならない。フィルタ本体の一実施例においては、少なくともトラップの近くのフィルタ段階の再生のための手段を有する。この再生手段は、そこに累積された粒子の加熱による変換のための手段であってよい。しかしたとえば粒子などのための排出フロー通路などの他のステップも可能である。フィルタ本体の再生は化学的に熱的にまたは機械的にも行ない得るが、選択される再生の態様は一般にいくつかのパラメータに依存する。フィルタ本体のそれぞれの構造、それに関連して使用される材料およびフィルタ本体が配置される設備に依存して、たとえば粒子を揺さぶって落とすかまたは浮かせるなどの機械的な除去が他の可能な再生の態様よりも有利であるか否かの決定がなされなければならない。従って保持される粒子の性質およびそれらの挙動、たとえばそれらが一緒になって固まるかどうかなども関係することが理解されるであろう。もしフィルタ本体の異なったフィルタ段階をまた異なった態様で再生することができるのであれば有利であろう。たとえばフロー方向に連続したフィルタ段階の場合には、そこの特に細かい粒子を加熱により変換することが望ましく、一方フロー方向のより上流にあるフィルタ段階のより粗い粒子は機械的手段による方がよりよく処理されるであろう。したがって、再生手法の選択もエネルギの側面に依存する。
フィルタ本体の好ましい実施例において、これは少なくとも部分的に触媒として活性のコーティングを有する。これはフィルタ本体を通って流れるガスフローの変換のために役立ち得るが、またフィルタ本体それ自体に対する機能も有し得る。それは、触媒反応によるフィルタ本体全体またはフィルタ本体の部分の温度の上昇であり得、かつまた、フィルタ段階の可能な再生であり得る。フィルタ本体は、排気または廃ガスを扱う設備と同様、ガスフローが極めて高温であるため耐熱性のないフィルタ本体が損傷してしまうような化学設備でも使用し得る。
ディーゼル自動車に関連しての使用のため、特定的にかつ意図的にある特性を改良するため、ハニカム本体内に２つの異なった、触媒として活性のコーティングを設けることが特に有利である。このようにして、窒素酸化物により還元されるべき、酸素と結合し得る炭化水素が存在するときにもっとも効果的に排気ガス内の窒素酸化物を無害な成分に変換できる。したがって好ましくは、フィルタ本体の第１の段階は、窒素酸化物を分割するため、還元効果を促進するコーティングが施される。残った炭化水素（およびもし存在するならば一酸化炭素）の酸化を促進するためのコーティングが行なわれるのはその後のみである。
同時にまたは代替的に、さまざまな層に異なったコーティングを施すこと、特定的には、煤が累積するガス通気性の層に、煤の着火温度を下げる触媒として活性のコーティングを施し、かつ、ガス非通気性の層に炭化水素の酸化を促進するためのコーティングを施すことが可能である。
フィルタ本体のさらなる一実施例において、これは加熱可能である。これは電気的に行なうこともできるがまた他の態様、たとえば化学作用、熱伝達などによっても行ない得る。もし第１および／または第２のフィルタ段階が直接加熱可能であれば好ましい。一方、これによってガスフローを加熱することが可能となり、他方フィルタ段階をこの態様で再生することもできる。したがって、フィルタ本体の加熱は本体全体を含み得るが、同様に、そのある部分のみを含むものであってもよい。これはフィルタ本体の構造により制御可能であり、たとえば、電気的加熱配置を使用するときには電気接続により制御できる。特に、フィルタ本体は、特に激しく加熱されるいくつかの表面を有し、これと比較してある程度しか加熱作用を持たない他の表面を有するよう設計できる。
この発明のさらなる目標により、粒子、特に煤粒子を、フィルタ本体を通って流れるガスフロー、好ましくは内燃機関に関連するガスフローから保持するために役立つ、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体の製造のための方法も提供される。このフィルタ本体はまた、そこを通じて流れるガスフローのための予め定められたフロー経路を有する。フィルタ本体内のフロー経路のための製造方法において、少なくとも第１のフィルタ段階および第２のより細かいフィルタ段階が同時にフロー経路内に配列され、フィルタ本体を通るフロー方向において考慮されるように、第１および第２のフィルタ段階はフロー経路上に連続して配置される。この種の方法は、それ自体、既に説明したように、第１および第２のフィルタ段階を備えるフィルタ本体に特に向けられる。この方法は、フィルタ本体の製造後にフィルタ本体に取付けられるべき続くフィルタ段階が、方法における作業ステップとしてはなくなるという利点を有する。結果的に、この方法は先行技術による前の方法と比較して時間が節約されるだけでなく、これと比較してコストの面でも有利である。したがってこの発明により、たとえばさまざまな鋼板層を設けることによるかまたはそれを巻くかもしくはコイル状にする鋼板層の場合などのようにフロー経路が製造される作業ステップを示すためにも、「同時に」という用語が使用される。もしこの配列が、押出成形される本体を含むのであれば、この方法は、フィルタ本体の押出成形に際し、フィルタ段階の所望とされる多孔率により押出成形材料の多孔率を変えるかまたは選択することによりその多孔率が達成されるような態様で実現される。これは、使用される押出成形材料または複数の材料に関しての異なった寸法により達成できる。スラリーを扱うときは、これらはたとえばそれぞれ異なった多孔率で混合される。もしフィルタ本体が焼結されるのであれば、フィルタ段階の所望とされる多孔率により、異なった大きさの焼結材料で焼結用モールドを埋めることができる。この種のフィルタ本体の製造のための適切な装置は、有利には混合装置を有し、フィルタ本体の製造において使用される材料の大きさの変化を許容する。所望とされるフィルタ段階に依存し、一方ではある多孔率から他の多孔率へ安定した移行が行なわれるような態様で、この方法を実現することができ、また他方ではこの方法は２つの異なった多孔率を特に区分もできる。
この発明のさらなる有利な構成および特徴を、以下の図面の説明においてより詳細に説明し記述する。この発明の有利な発展および組合せは、既に説明した特徴および以下に述べる特徴から形成できる。
図１は、第１のフィルタ段階および第２のより細かいフィルタ段階を有するフィルタ本体の一部分を示す。
図２は、各々トラップを有する第１および第２のフィルタ段階を有する他のフィルタ本体の一部分を示す。
図３は、フィルタリングされるべきガスフローのフロー方向が変化する、フィルタ本体の一部分を示す。
図４は、フロー経路が径方向−軸方向偏向部を有する、フィルタ本体を示す。
図５は、さらなるフィルタ本体の分解図である。
図６は、フィルタ本体の層構造の分解図である。
図７は、層からなるフィルタ本体のスルーフローの一部分を示す。
図８は、第１および第２のフィルタ段階を備えるフィルタ本体を示す。
図９は、そこを通じる径方向フローを含むフィルタ本体の原理を示す図である。
図１０は、ガスが径方向に流れ得かつ巻き込まれたかまたはコイル状になった性質であるさらなるフィルタ本体を示す。
図１１は、再生可能かつ耐熱性のフィルタ本体の製造のための方法を示す。
図１２は、フィルタ本体の製造のためのさらなる方法の概略図を示す。
図１は、ガスフロー２が通って流れる、フィルタ本体１の一部分を示す。フィルタ本体１の図示される部分は、上層３、下層４および上下層の間のフィルタ材料のコルゲート状層５を示す。上層３および下層４は、ガス非通気性であり、かつフローガイド表面を形成する。コルゲート状層５は、フローガイド表面の間に配置され、複数のフィルタ段階を有する。第１のフィルタ段階６は、ガスが間を流れることができる、続く２つのフィルタ段階、第２のフィルタ段階７および第３のフィルタ段階８よりも少数の開口部を有する。それぞれのフィルタ段階６、７および８の中の開口部９はガスフロー２のフロー経路において徐々に寸法が減じていき、この寸法の差は開口部９．１、９．２および９．３の異なった幅を特徴とする。したがって、連続的に配列されるフィルタ段階６、７および８はまた異なった大きさの粒子をフィルタで取除く。コルゲート状層５のフィルタ材料はセラミックであり得るがまた同様に金属のワイヤまたは金属の網であってもよい。図１に図示する実施例においては、ガスフロー２は上層３と下層４との間に形成されるフロー経路１０を通じて流れこれによる方向の変化はない。開口部９．１、９．２および９．３を囲む棒部分により方向のある変化が生じることがわかるであろう。フロー経路１０においては、フィルタ材料の層５は、コルゲートの長さλにわたってガスフロー２がコルゲート状層５を２回通過するようなコルゲート構成である。距離λは必ずしも予め定められていなくてよく、異なった寸法を含むコルゲート構成も可能である。これはコルゲートの長さだけでなくその振幅Ａにもかかわる。振幅はフィルタ本体にわたって見られるように減少してもまたは増加してもよい。この結果として、有利にはガスフロー２内の粒子の負荷に依存し得る、異なった流量がフィルタ本体内に存在する。個別のフィルタ段階６、７および８を形成するフィルタ材料の層５はまた、折り目を付けられてもよくもしくは折り畳まれてもよくまたは他の外形をとってもよい。１つのフィルタ段階から次のフィルタ段階への移行は、ここに図示するようにコルゲートの長さλの一定の距離で生じる必要はない。逆に、層５を形成するためのそれぞれの製造方法に依存して、第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７との間の移行は漸進的に変化してもよい。
図２はやはり、上層３と下層４との間の第１のフィルタ段階６、第２のフィルタ段階７および第３のフィルタ段階８を有するフィルタ本体１の一部分を示す。個々のフィルタ段階６、７および８はトラップ１１を有する。トラップ１１は、それぞれのフィルタ段階６、７および８内の一種の窪みまたは陥没の形をとり、それぞれのフィルタ段階に対し入来するフローの方向において、第１のトラップ１１．１は窪みまたは陥没をガスフロー２のフロー経路１０に沿ったフローの方向において有し、一方、第２のトラップ１１．２はフローの反対方向にある。粒子は第１のトラップ１１．１の中央部に累積するであろうが、第２のトラップ１１．２は入来する粒子を両側に分配する。第１のトラップ１１．１による構成は、特にガスフロー２内の粒子の負荷があまり大きくなく、単一の位置における粒子の累積が過剰な高圧力損失を生まないであろうときに望ましい。フィルタ段階が詰まる危険がある場合には、第２のトラップ１１．２に対応する構成が、粒子の分配のため、より有利である。フィルタ段階はまた複数のトラップを有してもよい。
図３は、ガス非通気性材料の第１の層１２とフィルタ材料の第２の層１３とを有するフィルタ本体１の一部分を示す。第１の層１２は、ガスフロー２が複数回方向を変えそれによってフィルタ材料の第２の層１３を複数回横切るようになっている。第２の層１３は、相互接続されるフィルタ段階、すなわち第１のフィルタ段階６、第２のフィルタ段階７および第３のフィルタ段階８を有する。この実施例におけるように、フローガイド表面を形成するガス非通気性の層１２はコルゲート状にされ、一方、介装される第２の層１３のフィルタ材料はそれぞれのコルゲートの上に滑らかに載り、ガスフロー２はフィルタ本体の長さにわたって考慮されるように、図１および図２に図示されるようなフィルタ本体と比較してより長い距離をカバーする。もしフィルタ本体１内でガスフロー２を扱うのであれば、熱的であろうとまたは触媒的であろうと、最も適切なフィルタの形態は、所望とされる寸法および必要なフロー経路に依存して選択できる。図３に図示するようなフィルタ本体１内の方向の変化により、この配列は加えてまた、前に説明した２つのフィルタ本体において起こるものと比較すると異なった混合効果を持つ。フィルタ本体１のさらなる構成は、さらなる混合効果をもたらすさらなるガイド表面を少なくとも部分的に付加的に有するフローガイド表面を有する。これらは開口部であっても、この出願人の自動車の触媒変換器に関連して既知の構造であってもよい。ガスフロー２は、図示するように第１、第２または第３のフィルタ段階６、７および３にそれぞれ対応する同一のフィルタ開口部を備える第２の層１３を複数回通って流れるので、それぞれのフィルタ段階の１つの初めにさらなる実施例の第２の層１３はここでは図示しないが付加的な開口部を有する。ここでガスフローはフィルタリングされていない状態でこれらの開口部を通ってそれぞれのフィルタ段階の続く部分に突き当たることができる。この態様において、フィルタ段階内でステップごとに粒子を保持することが達成される。この目的のため、フロー経路１０にわたって見られるように、このような付加的な開口部の数は最も好ましくはフロー方向において漸進的に減少する。フィルタ段階の最後の部分は可能な限り付加的な開口部を全く持たない。
図４は、フロー経路１０が径方向−軸方向偏向部または方向変化部を有する、フィルタ本体１を図示する。フィルタ本体１は管状ケーシング１４内に組入れられ、ガス非通気性の材料の巻かれたまたはコイル状にされた第１の層１２とフィルタ材料の第２の層１３とからなる。フィルタ材料の第２の層１３はまた、図３の例のように直線に延びる。対照的に、巻かれたガス非通気性の層１２は実際にはコルゲート状であるが、このときは、コルゲート構成それ自体はフィルタ本体１を通るガスフロー２のフロー方向に対し垂直に延びる。ここで第１の層１２は、フィルタ本体１の軸方向線に沿ってかつまた径方向にそれぞれのフロー経路１０を偏向させることができるよう配向されかつ成形されている。これらの偏向部１５は、これらの外形配列に関しフィルタ本体１内に相互に平行な関係で配置できまた、フィルタ本体１内のフロー方向においてさらに下流で生じるように変位された関係において配置することもできる。管状ケーシング１４はまた、フィルタ本体１全体またはフィルタ本体の部分のみを電源に接続することができる電気接続１６も有する。フィルタ本体１の構造が、フィルタ本体１内に導電性の経路が確立されるようなものであることが望ましい。
図５は、ここでは分解図としてさらなるフィルタ本体１を示す。フィルタ本体１の３つの部分１．１、１．２および１．３は押出成形され、焼結されるかまたは層で作られ、組立てられるときフィルタ本体１となる。それぞれの部分１．１、１．２および１．３内にフロー経路１０として、部分１．１内に破線で示すフロー通路１６が設けられる。それぞれの部分１．１と１．２および１．２と１．３との間にそれぞれ配置されるのは、それぞれ第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７とである。この多部分フィルタ本体１の場合には、２つのフィルタ段階６および７は部分１．１、１．２および１．３の間に単に配置することもでき、または部分１．１、１．２または１．３の上に適切な固定具内に保持することもできる。この種の多部分フィルタ本体１は一方では、そのモジュール状の構造のため、さらに部分およびフィルタ段階を加えることによって望むように拡大することができるという利点を有する。そしてフィルタ段階６および７は比較的容易に取付けかつ再び取外すことができ、必要となるかもしれないそれぞれのフィルタ段階の交換を極めて容易にする。これはたとえばフィルタ段階の腐食または侵食効果の結果として必要になるかもしれない。部分１．１と１．２との間または１．２と１．３との間にそれぞれフィルタ段階６および７を配列することでまた、過大に多くの構造上の問題を生むことなく電力の接続ができる。もしフィルタ段階６または７が金属であれば、電力接続棒１８で示すように、適切な接続によって電源に接続するのみでよい。電力接続棒１８のそれぞれの設計構成に依存して、この配列は、それぞれのフィルタ段階６または７の好ましい電気的に加熱可能な構成要素を含んでもよい。特定的にはフィルタリングで取除かれた粒子がそこに累積するトラップであってよい。フィルタ本体１の他の導電性の構成要素に関連する電気的設備が、たとえば、フィルタ段階の固定具内に設けられる。フィルタ段階はまたすべて金属で作らなくてもよい。ハイブリッドまたは混合材料を含むフィルタ段階を使用することもできる。フィルタ本体１はまた、ここではさらに詳細には示さない触媒コーティングを有してもよい。触媒コーティングはフロー経路を規定する表面上に全体的に施されてもよくまたは部分的な態様でのみ施されてもよい。ここに図示するような多部分フィルタ本体１の場合には、フィルタ本体１の部分１．１、１．２または１．３内のそれぞれのコーティングによって異なった触媒コーティングを施し、かつ、その中に組合せることができる。
図６は、フィルタ本体の一実施例の構造Ｂを例として図示する。フローガイド表面１９を備えるガス非通気性の第１の層１２が、電気的に加熱可能な白熱装置２０と第２のフィルタ段階７から白熱装置２０を電気的に分離する多孔質絶縁層２１とを保持する第１のフィルタ段階６とともに、フィルタ本体内のフロー経路のための構造Ｂを形成する。分解図として図示されるこの構造Ｂはそれに接続される対応する構造Ｂを有するであろう。さらなる構造Ｂはしかし異なった構成であってもよい。図示される第１の層１２は隣接する第１の層１２（図示せず）とともに、フィルタ本体１の他のフロー経路１０から分離されるフロー経路１０を形成する。しかし第１の層１２のフローガイド表面１９は、混合効果がフロー経路内で完全に発生し得るようなものである。しかしこの配列は、そのフロー経路１０に沿って流れるガスフローが信頼可能に第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７とを通じて流れることを常に確実にする。第１のフィルタ段階６および第２のフィルタ段階７は、ここに白熱装置２０により図示されるように、直接にまたは間接的に加熱できる。ここに図示する構造Ｂは１つの白熱装置２０のみを有する。第１のフィルタ段階６においてはより目の粗い粒子が保持される一方、第２のフィルタ段階７はより細かい粒子を保持する。この場合、保持されるより細かい粒子が第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７との間に累積する限り、絶縁層２１はバッファボリュームとして役立ち得る。ある数の、細かい粒子は、重量の点では同じであるがより目の粗い他の数の粒子と比較してかなり大きな表面区域を占めるため、白熱装置２０によって細かい粒子を熱化学反応させることはより容易である。したがって第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７とを密に包んで、白熱装置を第２のフィルタ段階７により近づけて配置することが好ましい。目のより細かい粒子の発熱反応において、この状況において遊離されたエネルギは、次に付加的な白熱装置を必要とせず第１のフィルタ段階６により、より目の粗い粒子の熱化学反応を引き起こすのに十分である。一実施例においては、発熱反応を促進するため、絶縁層２１は有利な熱導伝性または触媒特性を有する。
図７は、層ごとの態様で構築されるフィルタ本体１の一部分を示す。ガスフロー２はその第１の端面２２においてフィルタ本体１に流れる。ここでガスフローは異なったフロー経路１０に分割される。図示するように、この配列において、第１のフィード２３と第２のフィード２４とはフローの点でともに合わされフロー経路１０．１を形成する。フィルタ本体１を通ってさらに進むと、組合されたフロー経路１０．１は他のフロー経路１０から分離される。この態様で確実にフローがガイドされるようにするため、フィルタ本体１は、ともに第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７とを形成する、ガス非通気性の第１の層１２とガス通気性の第２の層１３とからなる。さらなる材料２５が、フィルタ材料１３．１および１３．２を備える２つの第２の層の間に配列される。さらなる材料２５は、図６のように絶縁材料であってもよいが、等しく、たとえばゼオライトなどの触媒として活性の材料であってもよい。同様にまた、酸化触媒を選択し、たとえばディーゼルエンジンの場合の排気ガス処理のためにこれを配置することもできる。それぞれのフィルタ段階６および７による粒子を含むガスフロー２の前もってのフィルタリングのために、触媒材料２５は、粒子により覆われるその触媒として活性の層のため効果の点で悪影響を受けることはない。これらは先に保持される。可能性のあるフィルタ本体１の図示される構造とともに、２つのガス非通気性の第１の層１２．１と１２．２との間にまた空洞２６がある。これらの空洞２６は、たとえば電線のためのフィード手段としてまたは他の流体のフローのためのフロー通路として役立ち得る。もし、フィルタ本体１がたとえば冷却が必要とされる温度で動作させられるのであれば、そこに流す冷却流体のために空洞２６を使用することができる。特に、ガスフロー２のフロー方向に対し垂直な、空洞２６内の流体のフローは、エネルギの観点からは熱伝達の点で利点を有する。冷却の代わりにフィルタ本体１を熱することもできることが理解されるであろうが、この場合には相互に分離された空洞２６はまた選択的な熱伝達を可能にする。
図８は、この実施例においてはフィルタ本体１内に互いに分離して配置される、第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７とを有するさらなるフィルタ本体１の一部分を示す。２つのフロー経路１０．２および１０．３が図示される。これらは、明らかに、ガス非通気性の第１の層１２の構成のために生じる方向の変化を示している。これらは隆起部分２７と陥没２８とを有する。この構成は、それぞれのフロー経路１０に対しフローガイド表面１９を備える。図８はまたは、図６を参照して既に説明したような種類のフロー経路を示す。フロー経路１０．２および１０．３は、フィルタ本体１の層ごとになった構造のために互いから分離される。しかし、フロー経路１０．２内で、たとえば陥没２８または隆起部分２７により形成される空間内でこれが分割される可能性もある。しかしながらこのようなガスフロー２は他からは分離される予め定められたフロー経路１０上にとどまる。
図９は、管状ケーシング１４内に配列されるフィルタ本体１のさらなる実施例の原理を示す概略図である。ガスは外側から内側へと径方向にフィルタ本体１を通って流れる。この目的で、この実施例においては、ここではより詳細には図示しない厚さのチューブまたはケーシング２９を有する。ガスフロー２は第１のチューブ２９．１を通って流れ、次にこの図では第２のチューブ２９．２を通る。第１のチューブ２９．１と第２のチューブ２９．２はそれぞれ第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７とを形成する。外側から内側へ向けてのこの配列を通る径方向のフローの利点は、第１のチューブ２９．１において第２のチューブ２９．２におけるよりもより大きな径およびしたがってより大きなフィルタ区域が利用可能であることである。ガスフロー２は、第２のチューブ２９．２の内部３０から再びフィルタ本体１から排出される。チューブ２９は各々異なった材料から、たとえばセラミックまたは金属材料から作られてよい。それらの多孔率およびそれらの厚さも、関連する用途のそれぞれの状況に依存して適合できる。チューブ２９それら自体はたとえば適切なホルダ内にそれらの端面３１で配列されてよく、それによって、結果として管状のケーシング１４に関連しフィルタ本体１に対しそれぞれの端面３２が閉じられる。これによって、フィルタ本体１を外部からのガスフロー２によって作用させることができ、一方、ガスフローは内部３０から排出される。管状のケーシング１４内に２つのチューブ２９．１および２９．２だけでなく配列することが可能であることが理解されようが、所望とされるフィルタの作用に依存して対応してより多くのフィルタ段階を設けることもできる。チューブ２９はまた、たとえばチューブ２９となる複数の層などの層から作られてよい。ガスフローがフィルタ本体１を通じて径方向に通過するとき、この配列は最低でも単一の予め定めらたフロー経路１０を含む。フロー経路１０は外側から内側へ向かってまたは正確にその反対に延びる。このことはガスフロー２を示す矢印により表わされる。もし、たとえば、それぞれのチューブ２９の間に支持装置があるのであれば、フロー経路を相互から確実に分離するような態様でこれらを配列することが好ましい。
図１０は、ガスフローがやはり径方向に中を通ることができかつやはり管状のケーシング１４内に配置されるフィルタ本体１を示す。このフィルタ本体１は、互いから分離されるフロー経路を提供する個別の回転部または巻き部３４の間の分離ウェブ３３とともに巻き込まれまたコイル状にされている。巻き部３４は、接触点３５を有するような構成である。これらは、ガスフロー２が巻き部３４を通じて強制的に流れさせられしたがって必ずフィルタ段階を流れるような態様でフィルタ本体１に副次区分を提供する。巻き部３４が金属層を含むとき、これらの位置で潰されるかまたは粉砕された層により接触点３５を作ることができる。また、焼結または押出成形などの製造プロセスにおいてダイに対応する構成を考えることもできることが理解されよう。
図１１は、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体１の製造のための方法の原理を示す概略図である。図３に図示するような部分に類似した態様で、層を含むフィルタ本体１が、互いに相互に係合する２つの成形用ローラ３６．１と３６．２とにガス非通気性の第１の層１２を送ることにより製造される。成形用ローラ３６は、それぞれの側面外形３７．１および３７．２がガス非通気性の第１の層１２に輪郭３８を与えるような歯状の構成を有する。フィルタ材料の第２の下層１３．１と第２の上層１３．２が、それぞれ上層３および下層４としてここで輪郭付けられたガス非通気性の第１の層１２に与えられる。互いに上に重ねて配置されるそれぞれの層をここでともに連結できる。これは半田付け、溶接または他の連結手法により行ない得る。ガス非通気性の第１の層１２とフィルタ材料の第２の層１３とを同時に送ることによってまた、同一の作業ステップにおいてこの態様で、フィルタ本体のフロー経路１０内に第１のフィルタ段階６および第２のより細かいフィルタ段階７の配列が確実に作られる。この目的のため、ここに図示するプロセスにおいては、第２の層１３．１および１３．２は両方ともその広がりにわたって多孔率が変化し、したがって、フィルタ本体１内に第１のフィルタ段階６と第２のフィルタ段階７とを設ける。互いに重ねて積上げられるそれぞれの層１３．１、１２および１３．２はたとえば切断装置３９により切断され、層状の配列に配置されフィルタ本体１を形成する。作業手順の前に、使用される層１３．１、１３．２および１２は、続く後処理がもはや必要でなくなるような態様で、前処理されてもよい。これは特に触媒コーティング、腐食保護または電気的もしくは熱的絶縁に関する。図示される方法の一発展例においては、複数のこのような装置が隣接した関係に配列され、切断された部分を積重ねることが不必要になる。そして完成したフィルタ本体１が分離される。ガス非通気性の第１の層１２に関しての図示される輪郭はまたこれに限定されるものではない。逆に、フィルタ材料の第２の層１３をさらにまたはそれだけで輪郭付けることも可能である。この点で、所望の輪郭付けは、２つの成形ローラ３６．１および３６．２の対向して配置される平らな外形に関連し、平らな外形３７．１により与えられる。これらはまたノッチを有してもよく、それによって横方向の棒部分が第１および／または第２の層内に形成される。しかし、成形ローラ３６．１および３６．２に加えて、連続した製造手順を保証する他の成形装置を使用することが可能である。
図１２は、フィルタ本体１内にフロー経路１０が製造されるのと同一の作業ステップにおいて、少なくとも第１のフィルタ段階６と第２のより細かいフィルタ段階７とがフロー経路１０内に配置される、他の方法を示す。図１２の概略図は第１の容器４０．１、第２の容器４０．２および第３の容器４０．３を示す。これらは各々異なった多孔率のそれぞれの押出成形または焼結材料を含む。それぞれの材料の送りフローは、フロー経路１０の製造プロセスにおいて、そのフィルタ段階６または７の１つに対して所望の多孔率により、その多孔率の点で、押出成形されるべきまたは焼結されるべきフィルタ本体１を変化させることができるようバルブにより選択される。この態様で混合または分離できる開始材料は、すべての容器４０．１、４０．２および４０．３に対する共通フィードライン４２によって、フロー経路１０を備えるフィルタ本体１の構造を規定するモールドまたはダイ４３に送られる。このとき押出成形材料またはその混合物の選択により、図示されるフィルタ本体１は、各々の場合において、第１のフィルタ段階６、第２のフィルタ段階７および第３のフィルタ段階８を形成する３つの異なった壁の多孔率を有する。この目的で、フィルタ本体を通るガスフロー２がフィルタ本体１のそれぞれの壁を確実に通過するようにすることが必要である。これはたとえば、それぞれが異なった構成であり、したがってさらなる作業ステップにおいてフィルタ本体１の通路に栓をする必要なくガスフロー２が壁を通過せねばならなくなる、異なったダイ４３を使用することによって可能である。この製造方法はまた、それ自体スリーブまたはチューブを含むフィルタ本体の製造のために適用される。この場合製造される各チューブは好ましくは１つの材料のみから作られる。
この発明は、大きな圧力損失を生じることなく、異なった大きさの粒子が分布する粒子を含むガスフローでさえもフィルタリングするのに特に適した、耐熱性かつ再生可能なフィルタ本体を提供する。その構造およびその製造の態様のため、このフィルタ本体はまた、以前使用されていたフィルタの形態と比較して形態を変更することなく以前知られていたフィルタシステムにおいて使用できる可能性を持つ。既に存在するシステムは、この目的のために変更する必要がない。この発明により提供される方法はまたさらに、このようなフィルタ本体とそれに関連するフィルタ設備の値段を不必要に増加させることなく、大量生産品としてこの種の高価ではないフィルタ本体の製造を可能にする。
参照番号リスト
１  フィルタ本体
１．１、１．２、１．３  フィルタ本体の部分
２  ガスフロー
３  上層
４  下層
５  フィルタ材料のコルゲート状層
６  第１のフィルタ段階
７  第２のフィルタ段階
８  第３のフィルタ段階
９．１、９．２、９．３  フィルタ段階内の開口部
１０  フロー経路
１０．１  フィード手段からの複合フロー経路
１０．２、１０．３  別個のフロー経路
１１  トラップ
１１．１  第１のトラップ
１１．２  第２のトラップ
１２、１２．１、１２．２  ガス非通気性の第１の層
１３、１３．１、１３．２  フィルタ材料の第２の層
１４  管状のケーシング
１５  偏向部
１６  電力接続
１７  フロー通路
１８  電力接続棒
１９  フローガイド表面
２０  白熱装置
２１  絶縁層
２２  第１の端面
２３  第１のフィード
２４  第２のフィード
２５  たとえばゼオライトなどの材料、触媒
２６  空洞
２７  隆起部分
２８  陥没
２９  チューブ
２９．１  第１のチューブ
２９．２  第２のチューブ
３０  第２のチューブの内部
３１  チューブの端面
３２  フィルタ本体の端面
３３  分離ウェブ
３４  巻き部
３５  接触点
３６、３６．１、３６．２  成形用ローラ
３７．１、３７．２  平らな外形
３８  輪郭
３９  切断装置
４０．１、４０．２、４０．３  容器
４１  バルブ
４２  フィードライン
４３  ダイ
Ａ  振幅
Ｂ  フィルタ本体の構造
λ  コルゲート状層のコルゲートの長さ
【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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【図１２】
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