Estructura de panal.

Un cuerpo con estructura de panal (20) con forma de pilar que comprende un gran número de orificios de paso (21) que se sitúan longitudinalmente en paralelo entre sí con una pared de división (23) entre ellos en el que dicho gran número de orificios de paso incluye un grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) que están sellados en el lado de una parte final de dicho cuerpo con estructura de panal,

de manera que la suma de áreas en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal se hace relativamente mayor y un grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) que están sellados en el otro lado de la parte final de dicho cuerpo con estructura de panal de manera que la suma de áreas en dicha sección transversal se hace relativamente más pequeña, y cuando una tasa de apertura que es una proporción en la que el área del grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) supone el área total de la cara final del lado de entrada de dicho cuerpo con estructura de panal (20) se representa por alfa (%) en la diferencia en el espesor en dicha sección transversal entre: la parte (23b) de dicha pared de división que separa orificios de paso localizados adyacentemente que forman dicho grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) entre sí; y la parte (23b) de dicha pared de división que separa orificios de paso localizados adyacentemente, uno de los cuales está constituyendo el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y el otro de los cuales está constituyendo el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) se representa por beta (mm), se satisfacen las relaciones indicadas por las siguientes inecuaciones (1) y (2): 0,0022alfa + 0,0329

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2004/015505.

Solicitante: IBIDEN CO., LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 1, KANDA-CHO 2-CHOME OGAKI-SHI, GIFU 503-8604 JAPON.

Inventor/es: OHNO, KAZUSHIGE, KUDO,ATSUSHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01D39/20 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01D SEPARACION (separación de sólidos por vía húmeda B03B, B03D, mesas o cribas neumáticas B03B, por vía seca B07; separación magnética o electrostática de materiales sólidos a partir de materiales sólidos o de fluidos, separación mediante campos eléctricos de alta tensión B03C; aparatos centrifugadores B04B;   aparato de vórtice   B04C; prensas en sí para exprimir los líquidos de las sustancias que los contienen B30B 9/02). › B01D 39/00 Sustancia filtrante para fluidos líquidos o gaseosos. › de sustancia mineral, p. ej. papel de amianto, sustancia filtrante metálica hecha de hilos metálicos no tejidos.
  • B01D46/00 B01D […] › Filtros o procedimientos especialmente modificados para la separación de partículas dispersas en gases o vapores (elementos filtrantes B01D 24/00 - B01D 35/00; sustancia filtrante B01D 39/00; su regeneración en el exterior de los filtros B01D 41/00).
  • B01D46/24 B01D […] › B01D 46/00 Filtros o procedimientos especialmente modificados para la separación de partículas dispersas en gases o vapores (elementos filtrantes B01D 24/00 - B01D 35/00; sustancia filtrante B01D 39/00; su regeneración en el exterior de los filtros B01D 41/00). › Separadores de partículas utilizando cuerpos filtrantes huecos y rígidos, p. ej. aparatos para la precipitación de polvos.
  • B01D53/94 B01D […] › B01D 53/00 Separación de gases o de vapores; Recuperación de vapores de disolventes volátiles en los gases; Depuración química o biólogica de gases residuales, p. ej. gases de escape de los motores de combustión, humos, vapores, gases de combustión o aerosoles (recuperación de disolventes volátiles por condensación B01D 5/00; sublimación B01D 7/00; colectores refrigerados, deflectores refrigerados B01D 8/00; separación de gases difícilmente condensables o del aire por licuefacción F25J 3/00). › por procedimientos catalíticos.
  • B01J32/00 B01 […] › B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › Soportes de catalizadores, en general.
  • B01J35/04 B01J […] › B01J 35/00 Catalizadores en general, caracterizados por su forma o propiedades físicas. › Estructuras incompletas, p. ej. tamices, parrillas, nidos de abejas.
  • C04B38/00 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › Morteros, hormigón, piedra artificial o artículos de cerámica porosos; Su preparación (tratamiento de escorias por gases o por compuestos que producen gases C04B 5/06).
  • F01N3/022 SECCION F — MECANICA; ILUMINACION; CALEFACCION; ARMAMENTO; VOLADURA.F01 MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; PLANTAS MOTRICES EN GENERAL; MAQUINAS DE VAPOR.F01N SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MAQUINAS O MOTORES EN GENERAL; SILENCIADORES O DISPOSITIVOS DE ESCAPE PARA MOTORES DE COMBUSTION INTERNA (disposiciones de conjuntos de propulsión relativas al escape de gases B60K 13/00; silenciadores de admisión de aire especialmente adaptados para motores de combustión interna, o con dispositivos para estos motores F02M 35/00; protección contra ruidos en general o amortiguamiento de los mismos G10K 11/16). › F01N 3/00 Silenciadores o aparatos de escape que incluyen medios para purificar, volver inofensivos o cualquier otro tratamiento de los gases de escape (control eléctrico F01N 9/00; dispositivos de control o diagnóstico para los aparatos de tratamiento de gases de escape F01N 11/00). › caracterizados por estructuras filtrantes especialmente adaptadas, p. ej. en forma de panal, de malla o fibrosas.

Fragmento de la descripción:

Estructura de panal

Campo técnico

La presente invención se refiere a un cuerpo con estructura de panal usado como filtro para retirar materiales particulados y similares contenidos en los gases de escape descargados de un motor de combustión interna tal como un motor diesel, un miembro de soporte del catalizador y similares.

Técnica anterior

En los últimos años, materiales particulados tales como hollín y similares contenidos en los gases de escape descargados de motores de combustión interna de vehículos tales como autobuses y camiones, y máquinas de construcción, han dado lugar a graves problemas puesto que estos materiales particulados son peligrosos para el entorno y para el cuerpo humano. 26 Se han propuesto diversos cuerpos con estructura de panal hechos a partir de cerámicos porosos, que sirven como filtros capaces de recoger materiales particulados en gases de escape para convertir los gases de escape.

Convencionalmente, con respecto al cuerpo con estructura de panal de este tipo, se ha propuesto un filtro que tiene la siguiente estructura: dos clases de orificios de paso, es decir, se prepara un grupo de orificios de paso con una capacidad relativamente grande (denominados en lo sucesivo en este documento orificios de paso de alta capacidad) y un grupo de orificios de paso con una capacidad relativamente pequeña (denominados en lo sucesivo en este documento orificios de paso de baja capacidad) , y cada uno de los orificios de paso de alta capacidad se sella con un tapón en un extremo, y cada uno de los orificios de paso de baja capacidad se sella con un tapón en el otro extremo. Con respecto al cuerpo con estructura de panal en este tipo, se ha propuesto una técnica en la que el lado de apertura de los orificios de paso de alta capacidad se usa como lado de entrada de un filtro, usándose el lado de apertura de los orificios de paso de baja capacidad como lado de salida del filtro (por ejemplo, véanse los Documentos de Patentes 1 a 13) .

Además se sabe que los cuerpos con estructura de panal (tales como filtros) que tienen una estructura en la que el número de orificios de paso que tienen aperturas en el lado de entrada (denominados en lo sucesivo en este documento orificios del lado de entrada) se hace mayor que el número de orificios de paso que tienen aperturas en el lado de salida (denominados en lo sucesivo en este documento orificios de paso del lado de salida) y similares (por ejemplo, véase la Figura 3 del Documento de Patente 6) .

En los cuerpos con estructura de panal de este tipo, los orificios de paso están constituidos por dos tipos de orificio de pasos, es decir, un grupo de orificios de paso de alta capacidad (que tiene una cantidad total relativamente grande de áreas superficiales y áreas de sección transversal) y un grupo de orificios de paso de baja capacidad (que tienen una cantidad total relativamente pequeña de áreas superficiales y áreas de sección transversal) y cuando se usan en un dispositivo de purificación de la gas de escape como un filtro, el lado de apertura del grupo de orificios de paso de alta capacidad se ajusta como lado de entrada del filtro y el lado de apertura del grupo de orificios de paso de baja capacidad se ajusta como el lado de salida del filtro, de manera que el espesor de una capa de deposición de materiales particulados recogida puede hacerse más fina en comparación con un cuerpo con estructura de panal en el que la cantidad total de áreas superficiales de los orificios de paso del lado de entrada y la cantidad total de áreas superficiales de los orificios de paso de salida son iguales entre sí. En consecuencia, se hace posible miniaturizar el filtro, suprimir un aumento en la pérdida de presión después de recoger los materiales particulados y aumentar también la cantidad límite de recogida de materiales particulados.

Recientemente, en el caso de que el cuerpo con estructura de panal se use como dispositivo de purificación de gas de escape como filtro, se adoptan procesos para realizar la oxidación y retirada de materiales particulados, junto con los procesos para realizar la purificación de componentes tóxicos del gas en los gases de escape por oxidación y reducción, permitiendo que el cuerpo con estructura de panal soporte un catalizador.

Documento de Patente 1: JP-A-56-124418 (1981)

Documento de Patente 2: JP-A-56-124417 (1981)

Documento de Patente 3: JP-A-62-96717 (1987)

Documento de Patente 4: JP-U-58-92409 (1983)

Documento de Patente 5: Patente de Estados Unidos Nº 4416676

Documento de Patente 6: JP-A-58-196820 (1983)

Documento de Patente 7: Patente de Estados Unidos Nº 4420316

Documento de Patente 8: JP-A-58-150015 (1983)

Documento de Patente 9: JP-A-05-68828 (1993)

Documento de Patente 10: Patente de Francia Nº 2789327

Documento de Patente 11: WO 02/100614 A1

Documento de Patente 12: WO 02/10562 A1

Documento de Patente 13: WO 03/20407 A1

Descripción de los problemas que tiene que resolver la invención

En el cuerpo con estructura de panal en el que el grupo de orificios de paso de alta capacidad y el grupo de orificios de paso de baja capacidad se preparan como se ha descrito anteriormente, además de partes de una pared de división que separa los orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad y los orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de baja capacidad, hay partes de una pared de división que separa los orificios de paso que constituyen los orificios de paso de alta capacidad entre sí. Como resultado de un estudio preliminar, los presentes inventores han descubierto que después de soportar un catalizador sobre el cuerpo con estructura de panal que tiene el grupo de orificios de paso de alta capacidad y el grupo de orificios de paso de baja capacidad, es preferible que una mayor cantidad de catalizador se soporte sobre las partes de la pared de división que separan los orificios de paso que constituyen los orificios de paso de alta capacidad entre sí que en las partes de la pared de división que separan los orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad y los orificios de de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de baja capacidad, para mejorar los rendimientos de purificación para gases de escape y similares sin provocar un aumento en la pérdida de presión del cuerpo con estructura de panal y la presente invención se ha concebido de esta manera.

Aquí, en el Documento de Patente 5, se describe un cuerpo con estructura de panal en el que, existe una diferencia del 20% o mayor entre el espesor de la parte de la pared de división que separa los orificios de paso del lado de entrada entre sí y el espesor de la pared de división que separa los orificios de paso del lado de entrada y los orificios de paso del lado de salida entre sí, se prepara. Sin embargo, el cuerpo con estructura de panal de este tipo, como se describe a partir de la línea 24 a la línea 28 de la cuarta columna, no tienen una estructura en la que la parte de la pared de división que separa los orificios de paso del lado de entrada entre sí permite que los gases de escape pasen eficazmente a su través, aunque tiene una estructura en la que se permite los máximos gases de escape pasen a través de la parte de la pared de división que separa los orificios de paso del lado de entrada y los orificios de paso del lado de salida entre sí, teniendo de esta manera dificultad para provocar una reacción del catalizador para purificar los gases de escape.

Medios para resolver los problemas

De acuerdo con la presente invención, se proporciona un cuerpo con estructura de panal con forma de pilar que comprende las características de la reivindicación 1.

En la presente memoria descriptiva, el área total de la cara final en el lado de entrada se refiere a la suma total de las áreas de las partes constituidas por orificios de paso y la parte de la pared de división, y se define que las partes ocupadas por las capas de material de sellado no se incluyen en el área total de las caras finales.

La combinación entre el grupo mencionado anteriormente de orificios de paso de alta capacidad y el grupo de orificios de paso de baja capacidad incluye: (1) un caso en el que, con respecto a cada orificio de paso que constituye los orificios de paso de alta capacidad y cada...

 


Reivindicaciones:

1. Un cuerpo con estructura de panal (20) con forma de pilar que comprende un gran número de orificios de paso

(21) que se sitúan longitudinalmente en paralelo entre sí con una pared de división (23) entre ellos en el que dicho gran número de orificios de paso incluye un grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) que están sellados en el lado de una parte final de dicho cuerpo con estructura de panal, de manera que la suma de áreas en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal se hace relativamente mayor y un grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) que están sellados en el otro lado de la parte final de dicho cuerpo con estructura de panal de manera que la suma de áreas en dicha sección transversal se hace relativamente más pequeña, y cuando una tasa de apertura que es una proporción en la que el área del grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) supone el área total de la cara final del lado de entrada de dicho cuerpo con estructura de panal

(20) se representa por e (%) en la diferencia en el espesor en dicha sección transversal entre: la parte (23b) de dicha pared de división que separa orificios de paso localizados adyacentemente que forman dicho grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) entre sí; y la parte (23b) de dicha pared de división que separa orificios de paso localizados adyacentemente, uno de los cuales está constituyendo el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y el otro de los cuales está constituyendo el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) se representa por 1 (mm) , se satisfacen las relaciones indicadas por las siguientes inecuaciones (1) y (2) :

0, 0022e + 0, 0329 1 0, 0071e + 0, 2553 …. (1) y 35 e 60 … (2)

y en el que un catalizador está soportado sobre la parte (23b) de la pared de división que separa orificios de paso adyacentes que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) .

2. El cuerpo con estructura de panal (20) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que se satisface adicionalmente una relación indicada por la siguiente inecuación (3) :

0, 0046e + 0, 0077 1 0, 0071e + 0, 1553 …. (3)

3. El cuerpo con estructura de panal (20) de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que los orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y/o los orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) tienen una forma de sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal de los mismos que es una forma poligonal.

4. El cuerpo con estructura de panal (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la forma de sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal de los orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) es una forma octagonal y la forma de sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal de los mismos que es una forma poligonal orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) es una forma cuadrangular.

5. El cuerpo con estructura de panal (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que una proporción de las áreas de una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal del grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) a las áreas en la sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal del grupo de orificios de paso que constituyen el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) está en el intervalo de1, 5 a 2, 7.

6. El cuerpo con estructura de panal (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que en la sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal, al menos uno de los ángulos formados cruzando la parte (23b) de la pared de división que separa orificios de paso adyacentes que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y la parte (23a) de la pared de división de que separa orificios de paso adyacentes, uno de los cuales constituye el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y el otro constituye el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) , es un ángulo obtuso.

7. El cuerpo con estructura de panal (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el en que la sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal, las proximidades de cada una de las esquinas del orificio de paso que constituye el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y/o el orificio de paso que constituye el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) está formado por una línea curva.

8. El cuerpo con estructura de panal (20) de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 7, en el que la distancia entre los centros de gravedad en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal, de orificios de paso adyacentes que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) es igual a la distancia entre los centros de gravedad en una sección transversal perpendicular a la dirección longitudinal, de orificios de paso adyacentes que constituyen el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) .

9. El cuerpo con estructura de panal (20) en forma de pilar de acuerdo con la reivindicación 1, en el que un catalizador está soportado en una parte (23b) de dicha pared de división que separa orificios de paso localizados adyacentemente de dicho grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) entre sí y en una parte (23a) de dicha pared de división que separa orificios de paso localizados adyacentemente, uno de los cuales está constituyendo

dicho grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y el otro de los cuales está constituyendo dicho grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) ; y una proporción de: la concentración del catalizador soportado en la parte (23b) de dicha pared de división que separa, los orificios de paso localizados adyacentemente que constituyen el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) entre sí a la concentración de catalizador soportado en la parte (23b) de dicha pared de división que

separa, los orificios de paso localizados adyacentemente uno de los cuales está constituyendo el grupo de orificios de paso de alta capacidad (21a) y el otro de los cuales está constituyendo el grupo de orificios de paso de baja capacidad (21b) está en el intervalo de 1, 1 a 3, 0.

10. Un cuerpo con estructura de panal que comprende:

un bloque de panal formado combinando una pluralidad de cuerpos con estructura de panal (20) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 juntos a través de una capa adhesiva; y una capa de material de sellado que se forma en la cara periférica de dicho bloque de panal.

11. Uso del cuerpo con estructura de panal de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para un dispositivo de purificación de gas de escape en un vehículo.


 

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