(57)【要約】  本発明は、中心フィルタカートリッジ軸線を有するディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジに関する。フィルタカートリッジは半径流を有している。フィルタカートリッジは多孔構造体を備えている。多孔構造体は、中心フィルタカートリッジ軸線の周りにコイル巻きされている。多孔構造体は非焼結金属繊維を含んでおり、前記繊維は１．７よりも大きな粗さを有している。さらに、本発明は、ディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジを製造する方法に関する。さらに、本発明は、マルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタに関する。マルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを通る流れは軸流であるが、フィルタカートリッジを通る流れは半径流である。【選択図】図１ｄ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心フィルタカートリッジ軸線を有する半径方向ディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジにおいて、
多孔構造体を備えており、
前記多孔構造体が、前記中心フィルタカートリッジ軸線の周りにコイル巻きされており、
前記多孔構造体が非焼結金属繊維を含んでおり、
前記繊維が１．７よりも大きな粗さを有しており、
前記粗さが、特定繊維における断面の面積の平均と等しい面積の円形の半径方向断面を有する仮想繊維の断面の周縁に対する該特定繊維の周縁の比率として定義されていることを特徴とする、フィルタカートリッジ。
【請求項２】
フィルタカートリッジの半径方向内方に向かう流入流と、前記中心フィルタカートリッジ軸線に対して実質的に平行の排出流とを有していることを特徴とする請求項１に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項３】
前記中心フィルタカートリッジ軸線に対して実質的に平行の流入流と、フィルタカートリッジの半径方向外方に向かう排出流とを有していることを特徴とする、請求項１に記載のフィルタカートリッジ。
【請求項４】
中心導管を有しており、
前記多孔構造体が前記中心導管の周りにコイル巻きされ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フィルタカートリッジ。
【請求項５】
前記金属繊維が、Ｆｅ，Ａｌ，及びＣｒを含むステンレス鋼合金、Ｃｒ，Ａｌ，及び／又はＮｉ並びに０．０５重量％〜０．３重量％のＹ，Ｃｅ，Ｌａ，Ｈｆ又はＴｉを含むステンレス鋼のようなステンレス鋼から作製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フィルタカートリッジ。
【請求項６】
前記多孔構造体が繊維ウエブにな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フィルタカートリッジ。
【請求項７】
前記多孔構造体が少なくとも１つの繊維束を含んで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フィルタカートリッジ。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジを製造する方法において、
少なくとも前縁を有する多孔構造体を設けるステップと、
所定の直径が得られるまで、前記多孔構造体を前記前縁に対して平行にコイル巻きするステップと
を含む方法。
【請求項９】
前記多孔構造体が、導管の周りにコイル巻きされる、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
補強構造体が、前記コイル巻きされた多孔構造体の周りにコイル巻きされる、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の半径方向ディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジを多数備えるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタにおいて、
フィルタ容積の外部境界を定めるケーシングを備えており、
フィルタが中心フィルタ軸線を有しており、
前記ケーシングが、平均流れ方向を画成する流入側及び排出側を有しており、
前記平均流れ方向が、前記中心フィルタ軸線に対して実質的に平行であり、
前記ケーシングが、半径方向にて気体不透過性であり、
前記フィルタカートリッジの中心フィルタカートリッジ軸線が、前記中心フィルタ軸線に対して実質的に平行になっていることを特徴とする、マルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタ。
【請求項１２】
前記フィルタカートリッジの各々が、流入表面積Ｓフィルタカートリッジ及び容積Ｖカートリッジを画成しており、
（フィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジ／フィルタカートリッジの容積Ｖカートリッジ）である比率が、０．０１ｍ２／Ｌ〜０．１ｍ２／Ｌの範囲内にあることを特徴とする、請求項９に記載のマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタ。
【請求項１３】
（フィルタの全流入表面積Ｓフィルタ全体／エンジンの出力）である比率が、０．００１ｍ２／ｋＷ〜０．０１ｍ２／ｋＷの範囲内にあり、
フィルタの全流入表面積Ｓフィルタ全体が、前記マルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタの個々のフィルタカートリッジにおける前記流入表面積Ｓフィルタカートリッジの合計であることを特徴とする、請求項９又は１０に記載のマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタ。
【請求項１４】
マルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを製造する方法において、
請求項１〜５のいずれか一項に記載のフィルタカートリッジを多数設けるステップと、
前記多数のフィルタカートリッジをケーシング内に配置するステップであって、前記ケーシングが、平均流れ方向を画成する流入側及び排出側を有しており、前記ケーシングが、半径方向にて気体不透過性であり、前記フィルタカートリッジが、前記フィルタカートリッジの軸線が前記フィルタの平均流れ方向に対して実質的に平行になるように、前記ケーシング内に配置される、ステップと
を含む方法。
【請求項１５】
請求項１１〜１３のいずれか一項に記載のマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタの３５０ｋＷよりも大きな出力を有するエンジンへの使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半径方向ディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジ及びこのようなフィルタカートリッジを製造する方法に関する。
さらに、本発明は、多数の半径方向フィルタカートリッジを備えるマルチカートリッジフィルタ、及びこのようなマルチカートリッジフィルタを製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
金属繊維を含むディーゼル煤微粒子フィルタは、例えば、特許文献１から知られている。この種のフィルタは、流れが軸方向に沿っていることから、軸方向フィルタと呼ばれている。しかし、この種のフィルタは、多くの欠点、例えば、制限された流入面積及び比較的高い圧力降下のような欠点を有している。
また、ディーゼル排ガスを濾過するためのセラミックフィルタも、当該技術分野において知られている。しかし、これらのフィルタは、高熱質量であって、その結果として、長い再生時間によって特徴付けられている。さらに、これらのフィルタの質量効率は調節することができなくなっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際特許出願公開第２００７／０７９８２９号パンフレット
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、先行技術の欠点を解消するディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジを提供することにある。
本発明の他の目的は、金属繊維の多孔構造体を備えるフィルタカートリッジであって、該繊維が大きな粗さを有している、フィルタカートリッジを提供することにある。
さらに他の目的は、半径流を有するフィルタカートリッジを提供することにある。
さらに他の目的は、高流入面積及び低圧力降下によって特徴付けられるフィルタカートリッジを提供することにある。
さらに他の目的は、過熱部が生じる危険性を減少させるフィルタカートリッジを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、低圧力降下及び低流入濾過面積を有する多数の半径方向フィルタカートリッジを備えるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、例えば、フィルタを既存のマフラー設計にその形状と無関係に組み入れることを可能にする高い融通性を有するマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、質量効率を調節することができるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを提供することにある。
本発明のさらに他の目的は、本発明のモジュール式マルチカートリッジの概念を用いて、組立、取付け、及び保守のコストを低減することができるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様によれば、半径方向ディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジが提供されている。フィルタカートリッジは、中心フィルタカートリッジ軸線を有している。フィルタカートリッジは、半径流（radial flow）を有している。
フィルタカートリッジは、多孔構造体を備えている。多孔構造体は、好ましくは、非焼結金属繊維を含んでいる。金属繊維は、１．７よりも大きな粗さ、例えば、１．９よりも大きな粗さ、２よりも大きな粗さ、又は２．５よりも大きな粗さを有している。
本発明の目的から、「粗さ（roughness）」は、特定繊維における断面の面積（surface area）の平均と等しい面積の円形の半径方向断面を有する仮想繊維の断面の周縁に対する該特定繊維の断面の周縁の比率として定義されている。この仮想繊維の直径は、等価直径と呼ばれている。
本発明の目的から、「断面」は、繊維が該繊維の主軸に対して直交して切断されたときの断面を意味している。
【０００６】
フィルタカートリッジの半径流は、フィルタ要素の外側からフィルタカートリッジの内側に向かうものとすることができる。これは、流入流がフィルタカートリッジの半径方向内方に向かう流れであり、排出流が中心フィルタカートリッジ軸線に対して実質的に平行の流れ、従って、軸方向に沿った流れであることを意味している。
代替的に、フィルタカートリッジの流入流が中心フィルタカートリッジ軸線に対して平行の流れであり、排出流がフィルタカートリッジの半径方向外方に向かう流れであってもよい。この場合、流入流は軸方向に沿っており、排出流は半径方向外方に向かうことになる。
【０００７】
本発明によるフィルタカートリッジは、非焼結金属繊維の多孔構造体から構成されている。これらの非焼結金属繊維の粗さは大きくなっている。驚くことに、このような粗さを有する金属繊維は、ディーゼル煤微粒子の濾過に極めて効率的であることが見出されている。なぜなら、これらの金属繊維は微粒子を効率的に捕集するからである。
【０００８】
金属繊維をもたらすのに、どのような適切な種類の金属又は金属合金が用いられてもよい。金属繊維は、例えば、ステンレス鋼のような鋼から作製されている。可能なステンレス鋼合金は、ＡＩＳＩ３００系合金又はＡＩＳＩ４００系合金、例えば、ＡＩＳＩ３１６Ｌ又はＡＩＳＩ３４７である。または、鉄、アルミニウム、及びクロムを含む合金、具体的には、クロム、アルミニウム、及び／又はニッケル、並びに０．０５重量％〜０．３重量％のイットリウム、セリウム、ランタン、ハフニウム、又はチタンを含むステンレス鋼、例えば、ＤＩＮ１．４７６７合金又はフェクラロイ（Fecralloy）（登録商標）が用いられてもよい。また、銅若しくは銅合金、又はチタン若しくはチタン合金が用いられてもよい。また、金属繊維は、ニッケル又はニッケル合金から作製されてもよい。
好ましい合金は、Ｆｅ，Ａｌ，及びＣｒを含む合金、具体的には、クロム、アルミニウム、及び／又はニッケル、並びに０．０５重量％〜０．３重量％のイットリウム、セリウム、ランタン、ハフニウム、又はチタンを含むステンレス鋼、例えば、ＤＩＮ１．４７６７合金又はフェクラロイ（Fecralloy）（登録商標）である。
１．７よりも大きな粗さを有するＦｅ、Ａｌ、Ｃｒを含む合金、具体的には、クロム、アルミニウム及び／又はニッケル、並びに０．０５重量％〜０．３重量％のイットリウム、セリウム、ランタン、ハフニウム、又はチタンを含むステンレス鋼から作製された金属繊維は、ディーゼル煤微粒子の濾過に最も効率的であることが見出されている。
【０００９】
金属繊維は、どのような周知の繊維製造方法、例えば、集束伸線法、特許第３０８３１４４号公報に記載されているようなコイル切削法、ワイヤ切削法（例えばスチールウール）、又は溶融金属合金の浴から金属繊維を得る方法によって作製されてもよい。平均長さを有する金属繊維をもたらすために、金属繊維は、国際特許出願公開第０２／０５７０３５号パンフレットに記載されているような方法を用いて、又は米国特許第４，６６４，９７１号明細書に記載されているような金属繊維粒子をもたらす方法によって切削されてもよいし、又は引張破断されてもよい。
【００１０】
好ましくは、金属繊維の等価直径Ｄは、１００μｍ未満、例えば、６５μｍ未満、さらに好ましくは、３６μｍ未満、例えば、３５μｍ、２２μｍ、又は１７μｍである。任意選択的に、金属繊維の等価直径は、１５μｍ未満、例えば、１４μｍ、１２μｍ又は１１μｍ、さらに９μｍ未満、例えば、８μｍである。任意選択的に、金属繊維の等価直径Ｄは、７μｍ未満又は６μｍ未満、例えば、５μｍ未満、例えば、１μｍ、１．５μｍ、２μｍ、３μｍ、３．５μｍ、又は４μｍである。
金属繊維は、フィラメントとしても知られているエンドレス金属繊維であってもよく、任意選択的に、例えば、０．１ｃｍ〜５ｃｍの範囲内の平均繊維長さＬ繊維を有していてもよい。
【００１１】
本発明のいくつかの実施形態によれば、多孔構造体は、中心フィルタカートリッジ軸線の周りにコイル巻きされている。
【００１２】
好ましい実施形態では、多孔構造体は、導管の周り、好ましくは、中心導管の周りにコイル巻きされている。導管は、好ましくは、気体透過性であり、例えば、孔付き管、螺旋巻き管、又はワイヤケージから構成されている。導管は、金属から作製されてもいてもよいし、金属合金から作製されていてもよい。任意選択的に、導管は、金属繊維をもたらすのに用いられるのと同様又は同一の金属合金からもたらされるようになっている。
【００１３】
多孔構造体は、繊維ウエブであるとよい。繊維ウエブは、どのような適切なウエブ形成プロセスによって得られた繊維ウエブ、例えば、エアレイドウエブ、ウエットレイドウエブ、又は梳毛ウエブであってもよい。ウエブは、好ましくは、不織ウエブ、任意選択的にニードルパンチされた不織ウエブである。
金属繊維から構成されたウエブが用いられる場合、該ウエブは、エアレイドプロセス又はウエットレイドプロセスによって得られるものであるとよい。金属繊維ウエブは、例えば、１ｍｍ〜５０ｍｍの厚み及び１００ｇ／ｍ２〜６００ｇ／ｍ２の表面重量を有しているとよい。
【００１４】
代替的に、多孔構造体は、少なくとも１本の繊維束から構成されていてもよい。この束は、コイル切削された金属繊維の束であるとよい。代替的に、束は、集束伸線によって得られた金属繊維の束であってもよい。集束伸線された金属繊維は、任意選択的に、例えば、欧州特許出願公開第２８０３４０号明細書に記載されているような方法による波付けされた繊維である。
束は、複数の金属繊維、例えば、２００本〜１００００本又はそれ以上の本数の繊維又はフィラメントを含んでいるとよい。
多孔構造体は、少なくとも１本、任意選択的に、複数の同一の束を含んでいてもよいし、又は互いに異なる束、具体的には、繊維の種類、繊維の特性、例えば、繊維の等価直径、繊維材料、又は束繊度のような束特性に関して互いに異なる束を含んでいてもよい。
繊維束は、どのような適切な束形成プロセスによって得られた繊維束であってもよい。一例を挙げると、繊維束は、カードスライバであってもよい。
【００１５】
縁の１つに対して平行の軸線の周りにコイル巻きされた、すなわち、巻き付けられたウエブ又は少なくとも１つの繊維束、任意選択的に、縁を中心として巻かれたウエブ又は少なくとも１つの繊維束のような多孔構造体は、半径方向に拡がる傾向がある。従って、補強構造体が、コイル巻きされた圧密繊維構造体の周りにコイル巻きされると好ましい。
【００１６】
フィルタカートリッジは、金属粉粒子のような紛体をさらに含んでいてもよいし、及び／又は触媒成分を含んでいてもよい。
【００１７】
フィルタ容積の高さは、本発明を制限すると見なされてはならない。この高さは、例えば、２ｃｍ〜２０ｃｍの範囲内、典型的には５ｃｍであるとよい。
【００１８】
フィルタカートリッジの多孔材料は、例えば、７０％〜９９％の多孔率を有しているとよい。フィルタカートリッジの多孔率は、フィルタカートリッジの高さに沿って均一になっていてもよいし、又はフィルタカートリッジの高さに沿って変化するようになっていてもよい。多孔率は、流入側の多孔率を排出側の多孔率よりも大きくし、流入側から排出側に向かって徐々に又は段階的に変化するようになっていてもよい。
【００１９】
平均流路と直交する面に沿ったフィルタカートリッジの断面の面積は、（円筒フィルタカートリッジの場合におけるように）フィルタカートリッジの高さに沿って均一であってもよいし、（円錐フィルタカートリッジの場合のように）、変化するようになっていてもよい。平均流路と直交する面に沿った断面の面積は、例えば、４５０ｍｍ２〜１０００００ｍｍ２の範囲内、例えば、４５０ｍｍ２〜１３０００ｍｍ２の範囲内、例えば、１２５００ｍｍ２又は９６２００ｍｍ２であるとよい。
【００２０】
好ましい実施形態では、フィルタカートリッジは、軸方向に主円錐空洞部及び／又は軸方向に主円錐延長部を備えている。特に、円錐空洞部は、流入側に配置されているとよく、円錐延長部は、排出側に配置されているとよい。円錐空洞部によって、流入側におけるフィルタカートリッジの表面は、大きくなる。このような実施形態では、流入側におけるフィルタカートリッジの詰まりが遅れることになり、さらに阻止されることになる。
特に、円錐空洞部及び円錐延長部は、互いに隣接して配置されたフィルタ材料の軸方向の相互表面接触をもたらすために、略同じに形作られている。１つのフィルタ材料の円錐延長部を他のフィルタ材料の円錐空洞内に挿入することによって、互いに隣接するフィルタカートリッジを頑丈に固着することができる。「円錐」という用語は、円錐台のように形作られたものも意味しており、または、三角形の断面又は部分的な円若しくは楕円の断面を有するものも意味していると理解されたい。
【００２１】
一実施形態では、本発明によるフィルタカートリッジは、繊維であって、その大部分、例えば、少なくとも５０％又は少なくとも８５％が少なくとも部分的にディーゼル煤微粒子フィルタの中心軸線を取り囲んでいる繊維を含んでいる。
【００２２】
フィルタカートリッジは、流入表面積Ｓフィルタカートリッジによって特徴付けられている。フィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジは、濾過されるべき液体又は気体の入ってくる流れ、特に、濾過されるべきディーゼル排ガスの入ってくる流れと接触するフィルタカートリッジの表面の面積として定義されている。
フィルタカートリッジの外側から内側に向かう半径流を有するフィルタカートリッジの場合、フィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジは、フィルタカートリッジの外被面に対応している。円筒フィルタカートリッジの場合、流入表面積Ｓフィルタカートリッジは、Ａ＊Ｈに等しい。
ただし、
Ａは、フィルタカートリッジの断面の周縁であり、
Ｈは、フィルタカートリッジの高さである。
【００２３】
本発明によれば、フィルタカートリッジは、好ましくは、０．０１ｍ２／Ｌ〜０．１ｍ２／Ｌの範囲内にある比率（フィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジ）／（フィルタカートリッジの容積Ｖカートリッジ）を有している。さらに好ましくは、比率（フィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジ）／（フィルタカートリッジの容積Ｖカートリッジ）は、０．０３ｍ２／Ｌ〜０．０６ｍ２／Ｌの範囲内、例えば、０．０４ｍ２／Ｌ又は０．０５ｍ２／Ｌである。
【００２４】
本発明の第２の態様によれば、上述のフィルタカートリッジをもたらす方法が規定されている。フィルタカートリッジを製造するこの方法は、
−少なくとも前縁を有する多孔構造体を設けるステップと、
−前記フィルタカートリッジの前記外径である所定の直径が得られるまで、前記多孔構造体を前記前縁に対して平行にコイル巻きするステップと
を含んでいる。
【００２５】
本発明によるフィルタカートリッジを製造する代替的方法は、
−少なくとも前縁を有する多孔構造体を設けるステップと、
−導管を設けるステップであって、前記導管は、前記フィルタカートリッジの内径と殆ど等しい直径を有している、ステップと、
−前記フィルタカートリッジの前記外径である所定の直径が得られるまで、前記多孔構造体を前記前縁に対して平行に前記導管にコイル巻きするステップと
を含んでいる。
【００２６】
任意選択的に、本発明による方法は、
−少なくともメッシュ前縁を有する補強構造体を設けるステップと、
−前記補強構造体をコイル巻きされた多孔構造体の周りに前記メッシュ前縁に対して平行にコイル巻きするステップと
をさらに含んでいる。
【００２７】
補強構造体は、例えば、メッシュ、箔、シート、又は板である。任意選択的に、補強構造体は、コイル巻きされた多孔構造体に焼結されるようになっている。
【００２８】
本発明の第３の態様によれば、上述の多数の半径方向ディーゼル煤微粒子フィルタカートリッジを備えるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタが提供されている。マルチカートリッジフィルタは、フィルタ容積と呼ばれる空間の外部境界を定めるケーシングを備えている。マルチカートリッジフィルタは、中心フィルタ軸線を有している。ケーシング及びフィルタ容積は、少なくとも１つのフィルタ入口を有する流入側及び少なくとも１つのフィルタ出口を有する排出側を有している。流入側及び排出側は、平均流れ方向を定めている。平均流れ方向は、中心フィルタ軸線に対して実質的に平行である。これは、マルチカートリッジディーゼル煤粒子フィルタを通る平均流れが軸流（axial flow）であることを意味している。
ケーシングは、平均流路の方向においてフィルタ容積の外部境界を定めている。
ケーシングは、半径方向において気体不透過性である。フィルタ容積には、多数のディーゼル煤微粒フィルタカートリッジが充填されている。中心フィルタカートリッジ軸線は、フィルタの平均流れ方向に対して実質に平行、従って、中心フィルタ軸線に対して実質的に平行である。好ましくは、流入側のフィルタ入口の数は、少なくとも１つ、最大でフィルタカートリッジの数と等しく、排出側のフィルタ出口の数は、少なくとも１つ、最大でフィルタカートリッジの数と等しい。好ましい実施形態では、排出側におけるフィルタ出口の数は、フィルタ出口の数と等しい。上述したように、フィルタカートリッジは、多孔構造体を通る半径流方向をもたらしている。従って、フィルタカートリッジは、半径方向において透過性である。
マルチカートリッジフィルタを通る平均流れは軸流であるが、個々のフィルタカートリッジフィルタを通る流れは半径流である。
【００２９】
ケーシングは、フィルタ容積と呼ばれる空間の範囲を定めている。ケーシングは、フィルタ容積を半径方向において不透過性とすることを可能にするどのような材料から構成されていてもよい。金属繊維が用いられる場合、ケーシングは、金属ケーシング、任意選択的に、金属繊維をもたらすのに用いられるのと同様又は同一の金属合金からもたらされる金属ケーシングであるとよい。
好ましいケーシングは、金属管又は金属箔から構成されている。
【００３０】
フィルタ容積は、どのような形状、例えば、円断面を有する円筒形状又は楕円断面を有する形状を有していてもよい。フィルタ容積は、任意選択的に、円錐、例えば、円断面又は楕円断面を有する円錐であってもよい。
【００３１】
フィルタ容積には、多数のフィルタカートリッジが充填されている。フィルタカートリッジの数は、少なくとも２つである。原理的に、フィルタカートリッジ数の上限は、制限されていない。フィルタカートリッジの数は、例えば、２、４、７、２０、３７、・・・である。
【００３２】
フィルタカートリッジは、種々の方法によって、フィルタ容積内に配置することができる。フィルタカートリッジは、例えば、中心フィルタカートリッジを有しないように、フィルタ容積の全体にわたって分布するように配置されてもよい。一例として、４つのフィルタカートリッジを備えるフィルタ容積が挙げられる。代替的に、フィルタカートリッジは、１つ以上のフィルタカートリッジが中心に配置され、多数のフィルタカートリッジが中心に配置されたフィルタカートリッジの周りに第１の層として配置されるように、配置されてもよい。可能であれば、多数のフィルタカートリッジが、第１の層の周りに第２の層として配置されてもよい。原理的には、フィルタカートリッジの層の数は、制限されていない。このような構成の第１の例として、中心に配置された１つのフィルタカートリッジ及び中心に配置されたフィルタカートリッジの周りに第１の層として配置された６つのフィルタカートリッジを備える構成、簡略的に、（１＋６）で表される構成が挙げられる。さらに他の例として、中心に配置された１つのフィルタカートリッジ、中心フィルタカートリッジの周りに第１の層として配置された６つのフィルタカートリッジ、その周囲に第２の層として配置された１２個のフィルタカートリッジ、及びその周囲に第３の層として配置された１８個のフィルタカートリッジを備える構成、簡略的に、（１＋６＋１２＋１８）で表される構成が挙げられる。
【００３３】
マルチカートリッジフィルタは、全流入表面積Ｓフィルタ全体によって特徴付けられている。全流入表面積Ｓフィルタ全体は、マルチカートリッジフィルタの個々のフィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジの合計である。
【００３４】
本発明によれば、本発明によるマルチカートリッジフィルタは、０．０１ｍ２／Ｌ〜０．１ｍ２／Ｌの範囲内にある比率（フィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジ）／（フィルタカートリッジの容積Ｖカートリッジ）を有するフィルタカートリッジを備えている。さらに好ましくは、比率（フィルタカートリッジの流入表面積Ｓフィルタカートリッジ）／（フィルタカートリッジの容積Ｖカートリッジ）は、０．０３ｍ２／Ｌ〜０．０６ｍ２／Ｌの範囲内、例えば、０．０４ｍ２／Ｌ又は０．０５ｍ２／Ｌである。
【００３５】
さらに、比率（フィルタの全流入表面積Ｓフィルタ全体／エンジン出力）は、好ましくは、０．００１ｍ２／ｋＷ〜０．０１ｍ２／ｋＷの範囲内、さらに好ましくは、０．００２ｍ２／ｋＷ〜０．００５ｍ２／ｋＷの範囲内、例えば、０．００３ｍ２／ｋＷ又は０．００４ｍ２／ｋＷである。
【００３６】
本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタは、特に、高出力エンジン、例えば、３５０ｋＷよりも大きな出力、例えば、４２０ｋＷよりも大きな出力を有するエンジンに用いられるのに適している。このようなエンジンの例は、高負荷路上用車（トラック）に設置されたエンジン、及びオフロードエンジン、例えば、ディーゼル機関車（genset）エンジン、建築機械エンジン、農業機械エンジン、機関車エンジン、及び海洋エンジンである。
【００３７】
本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタは、当該技術分野において知られているディーゼル煤微粒子フィルタと比較して、多くの利点を有している。
１つの利点は、フィルタの質量効率が、例えば、繊維重量、繊維直径、フィルタカートリッジの多孔率、フィルタカートリッジの大きさ、ケーシング内のフィルタカートリッジの構成などを選択することによって、調節可能であることである。質量効率は、重量測定によって決定される濾過の前後の重量減少の百分率によって定義されている。
さらに、フィルタカートリッジの設計は、例えば、繊維重量、繊維直径、フィルタカートリッジの多孔率、フィルタカートリッジの大きさなどを選択することによって、柔軟に調節可能である。
ケーシングの形状にはどのような制限もない。ケーシングの形状ごとに、フィルタカートリッジの最適な数、大きさ、及び種類を選択することができる。
熱質量が小さいことによって、再生サイクルが短縮される。材料は、高機械的安定性を得ることを可能にする。さらに、本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタの微粒子効率は高い。
ＳｉＣフィルタと比較して、本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタの重量は、低減される。６５％又は８０％に及ぶ重量節減が可能である。この重量節減によって、マルチカートリッジフィルタをエンジンのより近くに配置することができる。
マルチカートリッジフィルタの組立は容易である。
付加的な利点は他の機能性を組み入れるができること、例えば、騒音減衰を組み入れることができることである。
【００３８】
本発明の第４の態様によれば、マルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタをもたらす方法が提供されている。この方法は、以下のステップ：
−多数のフィルタカートリッジを設けるステップであって、前記フィルタカートリッジは、金属繊維を含む多孔構造体を備えており、前記フィルタカートリッジは、中心フィルタカートリッジ軸線（ｎ軸）を有しており、前記フィルタカートリッジは、前記多孔構造体を通る半径流方向をもたらすようになっている、ステップと、
−前記多数のフィルタカートリッジをケーシング内に配置するステップであって、前記ケーシングは、平均流れ方向を画成する流入側及び排出側を有しており、前記ケーシングは、半径方向において気体不透過性であり、前記フィルタカートリッジは、前記フィルタカートリッジの前記中心フィルタカートリッジ軸線が前記フィルタの平均流れ方向に対して実質的に平行になるように、前記ケーシング内に配置される、ステップと
を含んでいる。
【００３９】
以下、添付の図面を参照して、本発明をさらに詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１ａ】繊維ウエブから構成されるフィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図１ｂ】繊維ウエブから構成されるフィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図１ｃ】繊維ウエブから構成されるフィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図１ｄ】繊維ウエブから構成されるフィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図２ａ】繊維ウエブから構成される代替的フィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図２ｂ】繊維ウエブから構成される代替的フィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図２ｃ】繊維ウエブから構成される代替的フィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図３】繊維ウエブから構成されたフィルタカートリッジ内に存在する繊維の投影図である。
【図４ａ】繊維の束から構成されるフィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図４ｂ】繊維の束から構成されるフィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図４ｃ】繊維の束から構成されるフィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図５ａ】繊維の束から構成される代替的フィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図５ｂ】繊維の束から構成される代替的フィルタカートリッジをもたらす方法の連続的ステップのいくつかを概略的に示す図である。
【図６】繊維の束から構成されるフィルタカートリッジのさらに他の実施形態をもたらす方法のステップを概略的に示す図である。
【図７】繊維の束から構成されたフィルタカートリッジ内に存在する繊維の投影図である。
【図８ａ】本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを示す図である。
【図８ｂ】本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを示す図である。
【図８ｃ】本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタを示す図である。
【図９ａ】本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタの代替的実施形態の断面を示す図である。
【図９ｂ】本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタの代替的実施形態の断面を示す図である。
【図１０】特定の金属繊維の断面を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４１】
以下、本発明を特定の実施形態についていくつかの図面を参照して説明するが、本発明は、これらに制限されず、請求項によってのみ制限されるものである。図面は、概略的に描かれているにすぎず、制限的なものではない。図面において、要素のいくつかの大きさは、説明のために、誇張されて、縮尺通りに描かれていない場合がある。寸法及び相対的寸法は、本発明の実施化に対応しているものではない。
【００４２】
以下の用語は、本発明の理解を促すためにのみ規定されるものである。
用語「多孔率」Ｐは、Ｐ＝１００＊（１−ｄ）として理解されたい。ただし、ｄは、（焼結金属繊維媒体１ｍ３の重量）／ＳＦであり、ＳＦは、焼結金属繊維媒体の金属繊維を構成している合金のｍ３当たりの比重である。
（ＡＰと呼ばれることもある）「空気透過率」は、ＩＳＯ４００２と同等のＮＦ９５―３５２に記載されている装置を用いて測定される。ＮＦ９５−３５２、従って、ＩＳＯ４００２の試験方法は、装置をフィルタ容積のより大きな直径に適合させるように修正されることになる。これは、フィルタ容積と装置の流入開口との間に中間的な漏斗状要素を設置することによって行われる。漏斗状要素は、片側が流入開口の周縁と一致し、他の側がフィルタケーシングの周縁に一致するようになっている。漏斗状要素は、漏れを回避するために、流入開口及びフィルタケーシングのいずれに対しても密封されている。
特定繊維の「等価直径」という用語は、特定繊維における断面の面積の平均と等しい面積の円形の半径方向断面を有する仮想繊維の直径として理解されたい。
「取り囲む（encircle）」という用語は、「周りを通る（pass around）」ことと理解されたい。従って、「少なくとも部分的に軸線を取り囲む繊維」は、該繊維が、軸線の周りを少なくとも部分的に通ることを意味している。これは、繊維を平均流路と直交する面ＡＡ’上に平均流路の方向に投影することによって、最もよく理解されるだろう。平均流路と直交する面ＡＡ’上に平均流路の方向に投影された繊維の投影線は、必ずしも、この面ＡＡ’上の軸線の投影と一致する中心を有する円でなくてもよいし、又は円弧でなくてもよい。最適な近似線、すなわち、平均流路と直交する面ＡＡ’上に平均流路の方向に投影された繊維の投影線に最も近似している線は、面ＡＡ’上において軸線の投影に向かって配向した凹面を有している。
【００４３】
本発明によるフィルタカートリッジをもたらす連続的ステップが、図１ａ−図１ｃに示されている。図１ａの第１のステップに示されているように、繊維１０２を含む多孔圧密繊維構造体１０１が準備される。多孔圧密繊維構造体１０１は、例えば、繊維１０２を含んでいる。多孔圧密繊維構造体１０１は、例えば、繊維ウエブであり、前縁１０３、後縁１０４、及び２つの側縁１０５，１０６を有している。多孔圧密繊維構造体１０１は、例えば、実質的に矩形の繊維ウエブである。
多孔圧密繊維構造体は、例えば、等価直径３５μｍのコイル切削された金属繊維のランダムエアレイド法によって得られたウエブである。このウエブは、例えば、１０ｍｍ〜１５０ｍｍの間の幅及び約３００ｇ／ｍ２の表面重量を有している。代替例は、等価直径２２μｍのコイル切削された金属繊維のランダムエアレイド法によって得られたウエブである。このウエブは、例えば、１０ｍｍ〜１５０ｍｍの間の幅及び約４５０ｇ／ｍ２の表面重量を有している。さらに他の代替例は、等価直径１７μｍの集束伸線された金属繊維のランダムエアレイド法によって得られたウエブである。このウエブは、例えば、１０ｍｍ〜１５０ｍｍの間の幅及び約３００ｇ／ｍ２の表面重量を有している。さらに他の代替例は、等価直径１２μｍの集束伸線された金属繊維のランダムエアレイド法によって得られたウエブである。このウエブは、例えば、１０ｍｍ〜１５０ｍｍの間の幅及び約２００ｇ／ｍ２の表面重量を有している。
好ましくは、多孔構造体１０１内の繊維１０２は、ウエブ表面１０７に対して平行の面内に実質的に配向されている。この面内において、繊維の配向は、不規則である。いくつかの繊維は、後縁又は前縁と実質的に並んでおり、他の繊維は、側縁に対して平行の方向に延びており、さらに他の繊維は、後縁又は前縁と側縁との間に傾いて配向されている。
【００４４】
次いで、繊維を含む多孔構造体１０１は、前縁１０３に対して平行の巻軸線１３０を有する導管１６０の周りに巻付けられる、すなわち、コイル巻きされる。導管１６０は、直径ｄを有している。巻き付け、すなわち、コイル巻きは、矢印１３１によって示されている方向に沿って行われる。巻付け中、多孔構造体１０１が実質的に矩形状なので、側縁１０５，１０６は、それらの各々がコイル巻きされたときに１つの面内にあるように、真っ直ぐに並んで保持されるようになっているとよい。他の形状の多孔構造体が巻き付けられてもよいし、巻き付けられた構造体の側部が適切な長さに切断されてもよいことは、明らかである。
任意選択的に、巻き付けられた多孔構造体は、メッシュのような補強構造体１１０によって包囲される。可能であれば、補強構造体によって包囲されたコイル巻きされた、すなわち、巻き付けられた構造体は、機械的固着ステップ又は熱的固着ステップに供されるとよい。
【００４５】
図１ｃ及び図１ｄは、使用時における、すなわち、矢印で示されている流入流及び排出流がもたらされているフィルタカートリッジ１００を示している。フィルタカートリッジ１００は、高さＨ及び直径Ｄを有している。
図１ｃにおいて、フィルタカートリッジ１００は、フィルタカートリッジ１００の内側からフィルタカートリッジ１００の外側への半径流を有している。
フィルタカートリッジ１００は、フィルタカートリッジ１００の軸線１７０に対して実質的に平行の流入流１７４及びフィルタカートリッ１００の半径方向外方に向かう排出流１７５を有している。フィルタカートリッジ１００は、エンドキャップ（図示せず）を備えていてもよい。
図１ｄにおいて、フィルタカートリッジ１００は、フィルタカートリッジ１００の外側からフィルタカートリッジ１００の内側への半径流を有している。
フィルタカートリッジは、フィルタカートリッジ１００の半径方向内方に向かう流入流１７６及びフィルタカートリッジ１００の軸線１７０に対して実質的に平行の排出流１７７を有している。フィルタカートリッジ１００は、エンドキャップ（図示せず）を備えていてもよい。
【００４６】
さらに詳細に後述するように、繊維１０２の大部分（この実施形態では、例えば、８５％を超える部分）が、少なくとも部分的に軸線１３０を取り囲んでいる。繊維のこの部分的な包囲は、繊維がウエブ内に存在しており、かつウエブ表面１０７に対して実質的に平行に配向されているという事実から説明することができる。ウエブ表面１０７がここでは軸線１３０の周りに螺旋巻きされた螺旋体になっているので、ウエブ表面１０７と同一面にある繊維は、この螺旋体に従って、少なくとも部分的に軸線１３０を取り囲んでいる経路に追従していることになる。ウエブ内において後縁又は前縁に対して平行の成分を有する方向に沿って存在している繊維は、少なくとも部分的に軸線１３０を取り囲むことになる。ウエブ内において側縁に対して平行の成分を有する方向に沿って存在している繊維は、少なくとも部分的にフィルタカートリッジ１００の軸方向に延在していることになる。
【００４７】
フィルタカートリッジは、多孔率、例えば、８５％、８６％、８７％、８８％、８９％、９０％、９１％、９２％、９３％、９４％、９５％、９６％、９７％、又は９８％の多孔率を有することができる。流入側と排出側との間の圧力降下を２００Ｐａとして測定された２２５Ｌ／ｄｍ２／分の空気透過率を有することができる。この空気透過率は、とりわけ、繊維等価直径、フィルタカートリッジの高さ、及び多孔率に依存している。
【００４８】
連続ステップが図２ａ−図２ｃに示されている方法によって、本発明の第１の態様による代替的フィルタカートリッジを得ることができる。この例示的実施形態では、多孔構造体２０１は、矩形形状又は実質的に矩形形状を有しており、導管が用いられない点、従って、巻軸線２３０を中心としてコイル巻きされる点以外は、図１に記載されているのと同じ方法によってコイル巻きされている。繊維ウエブ２０１は、中心開口が存在するように、コイル巻きされてもよい。
任意選択的に、メッシュ２１０のような補強構造体が、図２ｂ及び図２ｃに示されているように、巻かれた繊維ウエブ２０１の周りにコイル巻きされている。可能であれば、この製品は、軟焼結されるか、又は機械的手段によって固着されるとよい。
【００４９】
図３は、図１のフィルタカートリッジ１００に対応するフィルタカートリッジ内に存在している繊維の投影を示している。
図３において、３０５は、軸線１３０の投影を表している。
図３の３０１は、平均流路３００と直交している面ＡＡ’上に平均流路１５３の方向に投影されたいくつかの繊維の投影線３０３を概略的に示している。
図３の３０２は、面ＢＢ’上のいくつかの繊維の投影線３０４を概略的に示している。面ＢＢ’は、この面ＢＢ’と直交する方向に投影された平均流路を含んでいる。
３０１から明らかなように、面ＡＡ’上の繊維の投影は、少なくとも部分的に軸線の投影３０５を取り囲む経路を示している。従って、面ＡＡ’に投影された繊維は、３次元的にも少なくとも部分的に軸線を取り囲んでいる。最適な近似線の凹面は、投影３０５に向かって配向している。
３０２から明らかなように、面ＢＢ’上の繊維の投影は、軸方向に延在している成分を有する経路を示している。一例を挙げると、（その投影が３０６によって表されている）繊維は、長さＬａに沿って軸方向に延在している。
【００５０】
連続的ステップが図４ａ−図４ｃに示されている方法を用いて、本発明の第１の態様によるフィルタカートリッジのさらに他の実施形態を得ることができる。
繊維４０２の束４０８を含む多孔圧密繊維構造体４０１が準備される。多孔圧密繊維構造体４０１は、繊維４０２の束４０８を備えている。多孔圧密繊維構造体４０１は、前縁４０３を有している。束４０８は、任意の適切な等価直径、例えば、３５μｍ又は２２μｍを有するコイル切削又は集束伸線された金属繊維を含んでいる。束は、典型的には、３ｇ／ｍの繊度を有している。集束伸線された金属繊維の束が用いられる場合、任意選択的に、束内の繊維は、繊維の嵩張り、従って、束の嵩張りを高めるために、波付けされている。
【００５１】
多孔圧密繊維構造体４０１内の繊維４０２は、束４０８内において、実質的に互いに平行に配向されている。
次いで、多孔圧密繊維構造体４０１は、導管４３２の周りに巻き付け、すなわち、コイル巻きされることになる。導管４３２は、巻軸線４３０を画成している。巻付けは、矢印４３１に示されている方向に沿って行われる。束４０８は、長さＬ１にわたって導管４３２の周りに巻き付けられる。束は、（点ａ，ｂで示されている）シャフトの２つの端間で束４０８を案内する往復ガイド手段４３４によって、案内されるようになっている。導管の回転及びガイド手段の往復運動によって、束は、導管４３２の周りに、例えば、渦巻き又は螺旋経路を描いて巻き付けられことになる。
シャフトの長さに沿った所定位置における巻き数を注意深く定めることによって、種々の位置に存在する繊維の量を決定かつ変更することができ、フィルタカートリッジの全高さＨの全体にわたって、均一な多孔率を得ることができる。
【００５２】
任意選択的に、コイル巻きされた繊維束は、図４ｂに示されているように、メッシュ４１０によってさらに包囲される。その後、可能であれば、コイル巻きされた繊維束４０８及びメッシュ４１０が焼結されるとよい。
【００５３】
図４ｂ及び図４ｃは、使用時における、すなわち、矢印で示されている流入流及び排出流がもたらされているフィルタカートリッジ４００を示している。フィルタカートリッジ４００は、高さＨ及び直径Ｄを有している。
図４ｂにおいて、フィルタカートリッジ４００は、フィルタカートリッジ４００の内側からフィルタカートリッジ４００の外側への半径流を有している。
フィルタカートリッジ４００は、フィルタカートリッジ４００の軸線４７０に対して実質的に平行の流入流４７４及びフィルタカートリッジ４００の半径方向外方に向かう排出流４７５を有している。フィルタカートリッジ４００は、エンドキャップ（図示せず）を備えていてもよい。
図４ｃにおいて、フィルタカートリッジ１００は、フィルタカートリッジ４００の外側からフィルタカートリッジ４００の内側への半径流を有している。
フィルタカートリッジは、フィルタカートリッジ４００の半径方向内方に向かう流入流４７６及びフィルタカートリッジ４００の軸線４７０に対して実質的に平行の排出流４７７を有している。フィルタカートリッジ４００は、エンドキャップ（図示せず）を備えていてもよい。
【００５４】
図５ａ及び図５ｂに示されているさらに他の例示的実施形態では、フィルタカートリッジが得られている。この実施形態では、多孔圧密繊維構造体４０１は、導管が用いられない点、従って、巻軸線４３１を中心としてコイル巻きされる点以外は、図４ａ及び図４ｂに対して記載されているのと同じ方法によってコイル巻きされている。
【００５５】
図６は、本発明によるフィルタカートリッジを製造するためのさらに他の代替的開始位置を示している。ここでは、多数本の繊維束が導管に巻き付けられるが、これらの繊維束は、いずれも、互いに平行に巻き付けられるようになっている。用いられる繊維束の量は、製造されるフィルタカートリッジの長さＬに依存している。本発明によるフィルタカートリッジを製造するこの方法を用いるとき、種々の金属組成物の繊維束が用いられてもよい。
さらに詳細に後述するように、繊維４０２の大部分（例えば、８５％以上の部分）が、少なくとも部分的に軸線４３０を取り囲んでいる。これは、繊維が、束内において束に対して平行の方向に存在しているからである。従って、束１０８が軸線４３０を有する螺旋体に変換されると、繊維は、少なくとも部分的に軸線４３０を取り囲む経路に追従することになる。
繊維の殆どは、束４０８内において該束の方向に沿って存在しているので、少なくとも部分的に軸線４３０を取り囲むことになる。束が渦巻状又は螺旋状に巻かれると、繊維の方向が軸方向成分を有しているので、殆どの繊維は、少なくとも部分的にフィルタカートリッジの軸方向に延在することになる。
さらに詳細に後述するように、繊維４０２の大部分（この実施形態では、例えば、８５％を超える部分）は、少なくとも部分的に軸線４３０を取り囲んでいる。
【００５６】
図７は、図４のフィルタカートリッジに対応するフィルタカートリッジ内に存在している繊維の投影を示している。
図７において、４１５は、軸線１３０の投影を表している。
４１１は、平均流路１５３と直交する面ＡＡ’上に平均流路の方向に投影されたいくつかの繊維の投影線４１３を概略的に示している。
図７の４１２は、面ＢＢ’上のいくつかの繊維の投影線４１４を概略的に示している。面ＢＢ’は、この面ＢＢ’と直交する方向に投影された平均流路を含んでいる。
４１１から明らかなように、面ＡＡ’上の繊維の投影は、少なくとも部分的に軸線の投影４１５を取り囲む経路を示している。従って、面ＡＡ’上に投影された繊維は、３次元的にも少なくとも部分的に軸線を取り囲んでいる。最適な近似線の凹面は、投影４１５に向かって配向している。
４１２から明らかなように、面ＢＢ’上の繊維の投影は、軸方向に延在している成分を有する経路を示している。一例を挙げれば、投影が４１６で示されている繊維は、長さＬａに沿って軸方向に延在している。
【００５７】
図８及び図９は、本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子のいくつかの実施形態を示している。本発明を実施する方法及びフィルタカートリッジの目的を達成するための他の構成は、当業者には明らかであろう。本明細書において、本発明による装置に対する好ましい実施形態、特定の構造及び構成、並びに材料について検討してきたが、形態及び詳細に関する種々の変更又は修正が、添付の請求項に記載されている本発明の範囲から逸脱することなく、行われてもよいことを理解されたい。
【００５８】
図８ａは、本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタ８００を示している。このマルチカートリッジフィルタ８００は、７つのフィルタカートリッジ８０２を備えている。気体不透過性ケーシング８０４が、フィルタ容積８０６の外部境界を覆うことによって、設けられている。ケーシング８０４は、流入側８１０及び排出側８０８を有しており、平均流れ方向８１２を画成している。ケーシング８０４及びフィルタ容積８０６は、平均流れ方向８１２に対して実質的に平行の軸線８１４を有しており、ケーシング８０４は、平均流路の方向におけるフィルタ容積８０６の外部境界を定めている。ケーシング８０４は、半径方向において気体不透過性である。ケーシング内のフィルタ容積には、多数のフィルタカートリッジ８０２が充填されている。
図８ｂは、図８ａに示されているマルチカートリッジディーゼル煤微粒子の断面を示している。
図８ｃは、ケーシング８０４を有するマルチカートリッジ煤微粒子フィルタ８００を示している。フィルタ排出側８０８は、７つのフィルタ出口８１４を有している。
【００５９】
図９ａ及び図９ｂは、本発明によるマルチカートリッジディーゼル煤微粒子フィルタの他の実施形態の断面を示している。図９ａは、４つのフィルタカートリッジ９０２を有するディーゼル煤微粒子フィルタ９００の断面を示している。
図９ｂは、（１＋６＋１９＋３７）フィルタカートリッジ９６０を有するディーゼル煤微粒子フィルタ９５０の断面を示している。１つのフィルタカートリッジ９６１が、中心に配置されている。この中心フィルタカートリッジ９６１は、第１の層として６つのフィルタカートリッジ９６２によって包囲されており、第２の層として１９個のフィルタカートリッジ９６３によって包囲されており、第３の層として３７個のフィルタカートリッジ９６４によって包囲されている。
【００６０】
図１０は、少なくとも１．７の粗さを有する金属繊維の断面１０００を示している。図示されている金属繊維は、２２μｍの等価直径を有している。２２μｍの等価直径を有する仮想繊維の周縁が１０２０によって示されている。実繊維の断面の周縁が１０１０によって示されている。
該等価直径を直径として有する仮想繊維の断面の周縁１０２０に対する実繊維の断面の周縁１０１０の比率として定義される粗さは、１．９である。
【図１ａ】
2012530850.tif 000003
【図１ｂ】
2012530850.tif 000004
【図１ｃ】
2012530850.tif 000005
【図１ｄ】
2012530850.tif 000006
【図２ａ】
2012530850.tif 000007
【図２ｂ】
2012530850.tif 000008
【図２ｃ】
2012530850.tif 000009
【図３】
2012530850.tif 000010
【図４ａ】
2012530850.tif 000011
【図４ｂ】
2012530850.tif 000012
【図４ｃ】
2012530850.tif 000013
【図５ａ】
2012530850.tif 000014
【図５ｂ】
2012530850.tif 000015
【図６】
2012530850.tif 000016
【図７】
2012530850.tif 000017
【図８ａ】
2012530850.tif 000018
【図８ｂ】
2012530850.tif 000019
【図８ｃ】
2012530850.tif 000020
【図９ａ】
2012530850.tif 000021
【図９ｂ】
2012530850.tif 000022
【図１０】
2012530850.tif 000023
【国際調査報告】
2012530850.tif 000024
2012530850.tif 000025