專利名稱：：具有高儲存能力和低背壓的壁流蜂窩式過濾器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及--種壁流蜂窩式過濾器，例如用于柴油機(jī)排方l系統(tǒng)的顆粒過濾。
背景技術(shù)：
：典型的壁流蜂窩式過濾器包括一單i^(monol他)，該單i央具有縱向的、一般由多孔壁限定的平行單元(，道)。所述單元交替地端塞，從而在單塊的入口和出口端面形成方格樣的堵塞。具有在單塊的入口端面端塞且在單塊的出口端面開啟的單元稱之為出口單元，具有在單塊的出口端面端塞且在單塊的入口端面開啟的單元稱之為入口單元。在標(biāo)準(zhǔn)的單元結(jié)構(gòu)中，在單塊的任一端面開啟單元到堵塞單元的比例通常為1。入口和出口單適常為方形，可能因為方形單元更容易制造和給它們自己提供交替的入口和出口單元的規(guī)則圖案，所述交替的入口和出口單元具有用于低壓降和背壓的相同的橫截面積。在操作中，迫使通過入口單^t入壁流蜂窩式過濾器的廢氣或其他顆粒裝載流體由鄰接的多孔壁從入口單，入出口單元，然后通過出口單元離開過濾器，同時多？L壁保留流體中的一部分顆粒。過濾器可以被催化成降低污染物質(zhì)例如在流體出過濾器之前流體中的碳?xì)浠衔锖虲O。過濾器可以通過利用包含活性催化劑物質(zhì)的清洗涂層(washcoat)涂覆多孑L壁和/或在多孑L壁的孔內(nèi)沉積清洗涂層被催化。與M蔽的過濾器相比，由于多孑L壁上的清洗涂層的厚度增加，入口單元的有效流動面積會下降。有效流動面積的降低會導(dǎo)致穿過蜂窩式過濾器的壓降的增加和相應(yīng)的系統(tǒng)背壓的增加。如果清洗涂層在多孔壁的孔內(nèi)沉積，入口單元的有效流動面積可以不過大地受到影響。然而，當(dāng)孔內(nèi)的催化齊晚載增加時，過濾器的儲存能力會因為用于收，粒的孑L被清洗涂層部分或旨i身滿而下降。
發(fā)明內(nèi)容一方面，壁流蜂窩式過濾器包括具有在其中形成多個多孑L壁的陶瓷^t央，該多個多孑L壁限定在所述陶瓷單塊的入口端面和出口端面之間延伸的多個入口單元和出口單元，所述入口單元在入口端面開啟，并且在出口端面或者其附近堵塞，所述出口單元在出口端面開啟且在入口端面或其附近堵塞。所述單塊的入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比率大于1。該單塊具有至少一個包含NxM組入口單元的入口單元群，N和M為大于l的Mt每個入口單元群包括多個通過入口群壁分隔的入口單元。另一方面，每個入口單元群可由出口單元分界。另一方面，制造壁流蜂窩式過濾器的方法包括提供如上所述的壁流蜂窩式過濾器和施加包括活性催化劑的清洗涂層到多孔壁的至少一部分。一方面，第一清洗涂層可施加到入口群壁上，并且第二清洗涂層可施加到不是入口群壁的多l(xiāng)壁上。戶;m第一清洗涂層和第二清洗涂層可以不同。另一方面，壁流蜂窩式過濾器包括具有在其中形成有多個多孔壁的陶瓷單塊，所述多個多孑L壁限定在陶瓷單塊的入口和出口端面之間延伸的多個入口和出口單元，所述入口單元在入口端面開啟且在出口端面或者其附近堵塞，所述出口單元在出口端面開啟且在入口端面或者其附近堵塞。所述陶瓷單塊的入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比率大于1。所述陶瓷單i央具有至少一個包含NXM組入口單元的入口單元群，N和M為大于1的整數(shù)。每個入口單元群由多個由入口群壁分隔的入口單元組成。所述陶瓷單±央也可以具有包含至少一個在其中限定的Kxj陣列入口單元的第二入口單元群，K和J為大于1的整數(shù)。齡第二群由通過一部分多孑L壁結(jié)合的多個入口單元組成。在另一方面，制造壁流蜂窩式過濾器的方法包括提供如上所述的壁流蜂窩式過濾器和施加包括活性催化劑物質(zhì)的清洗涂層到多孔壁的至少一部分上，其中，戶腿至少一部分多孔壁在第一和/職二群內(nèi)。在實施方式中，通過以下描述和所附的權(quán)利要求書，本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點將會更加顯而易見。以下描述的附圖表示的是本發(fā)明的典型實施方式且不對本發(fā)明的范圍做出限定，因為本發(fā)明可以允許其他的等效實施方式。附圖并不需要按比例會魏lj，且為了清晰和簡明的目的，附圖的某些特征和某些視角可能在比例上或圖解上放大。圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的從過濾器的入口端看的壁流蜂窩式過濾器的透視圖。圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個實施方式的從過濾器的出口端看的壁流蜂窩式過濾器的透視圖。圖3是利用了圖1的壁流蜂窩式過濾器的單元結(jié)構(gòu)的平面圖，以方形入口單元群為特征。圖4A和圖4B是另一種利用了圖1的壁流蜂窩式過濾器的單元結(jié)構(gòu)的平面圖，以花形入口單元群為特征。圖5是另一種利用了圖1的壁流蜂窩式過濾器的單元結(jié)構(gòu)的平面圖，以交叉形入口單元群為特征。圖6是用于比較標(biāo)7t^濾器和含有圖3中描述的單元結(jié)構(gòu)的過濾器的背壓與煙灰負(fù)載關(guān)系的圖。圖7是用于比較催化的標(biāo)準(zhǔn)過濾器和含有圖3中描述的單元結(jié)構(gòu)的催化的過濾器的背壓和清洗涂層負(fù)載關(guān)系的圖。圖8是用于比較標(biāo)til濾器和含有圖5中描述的單元結(jié)構(gòu)的過濾器的背壓和煙灰負(fù)載關(guān)系的圖。具體實施例方式以下，將結(jié)合一些如附圖中所示的伏選實施方式來詳細(xì)描述本發(fā)明。在描述優(yōu)選實施方式時，眾多具體細(xì)節(jié)將被闡述以便提供對本發(fā)明的徹底理解。然而，對本領(lǐng)±或技術(shù)人員而言明顯的是，本發(fā)明可以在沒有這其中的某些或者全部具體細(xì)節(jié)的情況下實現(xiàn)。另一方面，沒有對公知的特征和/或工藝步驟進(jìn)fi^細(xì)描述，從而不去沒有必要地使本發(fā)明不清楚。另外，對以或相同的附圖標(biāo)記用于識另哄同的或類似的元件。蜂窩式壁流過濾器可i^f共用于清、胡防文氣體的兩個機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)是(1)過濾和(2)催化。對來自氣體廢氣流的煙灰，妙和其j鵬粒污染物的過濾，例如柴油機(jī)氣體廢氣流的過濾，是通過迫使廢氣流通過入口單^it入過濾器來完成的，戶;f^A口單元在過濾器基底的入口面開啟，穿過多？L壁itA出口單元，所述出口單元在過濾器基底的出口面開啟。當(dāng)廢氣流穿過過濾器壁時，顆粒物質(zhì)被捕集在多L壁上或其中，并且不會穿過過濾器的出口。催化作用^il過使廢氣流流過催化化學(xué)制劑來實現(xiàn)的，所述催化化學(xué)制劑已嵌入在過濾器通道的壁面上或其中。這^f崔化化學(xué)制劑去除來自廢氣流的有毒元素，如碳?xì)浠衔铮谎趸己蚇Ox。本領(lǐng)域的進(jìn)展是^f共一種過濾器，其允許與較高顆粒存儲能力和較低背壓平衡的較高催化劑負(fù)載。圖1和圖2是壁流膽窩式過濾器100的透視圖，該過濾器允許與較高顆粒存儲能力和樹氐背壓或壓降平衡的較高催化劑負(fù)載。圖1從過濾器的入口端圖示了壁流蜂窩式過濾器脂，圖2/Ail濾器的出口端圖示了壁流蜂窩式過濾器ioo。過濾器ioo的背m于預(yù)定的過濾器操作期較低，在&t后可能需要更新過濾器。壁流蜂窩式過濾器腦可蔽的<柳或被催化。壁流蜂窩式過濾器包括一單塊102，其可由陶瓷材料制成，例如堇青石，金剛砂，鈦酸鋁，多鋁紅柱石或其他合適的耐高溫的材料，如在過濾器熱再生期間使用的那些材料。單塊102具有外殼104。外殼104的橫截剖面通常是圓或橢圓，但是過濾器100并不限定為具有圓或橢圓橫截面開沐的單塊102。單換102具有入口端面106和出口端面108(在圖2中更清晰地示出)，其中端面106，108是相對的關(guān)系。單塊102包括多個縱向的，通常為平行的入口單元110和多個縱向的，通常為平行的出口單元112。在單塊102內(nèi)交叉排列的多孑L壁114沿著Z軸(即，單±央102的縱軸)從單塊102的入口端面106延伸到出口端面108。多？L壁114在鄰近的入口單元110和出口單元112之間與鄰近的出口單元112之間形成隔斷。如圖l，當(dāng)入口單元110的端部開啟時，出口單元112的端部是堵塞的鵬填料116封閉在單塊102的入口端面106處?！勒媪?16可與或不與端面106齊平。如圖2，當(dāng)入口單元110的端部堵塞鄉(xiāng)填料118封閉在出口面108處時，出口單元112的端部在單塊的出口端面108處開啟。填料118可與或不與端面108將。所述填料，或接合劑或堵S^才料(圖1中的116，圖2中的118)可包括陶瓷材料，例如堇青石，鈦酸鋁，多鋁紅柱石，金剛砂和/或其他能耐高溫的材料，如在過濾器的熱再生期間使用的那些材料。這些陶瓷材料可與粘合劑和增塑劑混合。在操作中，顆粒載流，例如來自柴油機(jī)發(fā)動機(jī)的尾氣，被引導(dǎo)在單塊102的入口端面106處。顆粒載lffl過入口單元110SA單塊102，被迫使ilil接合的多孔壁114進(jìn)入出口單元112，然后在單塊102的出口端面108處離開出口單元H2。多L壁114保留顆粒載流中的部分顆粒。通常，從流體中去除的顆粒越多，過濾器的過濾效率越好。多孑L壁114的結(jié)構(gòu)，孔隙率，和厚度使得顆粒過濾在不損害單±央102的結(jié)構(gòu)完整性的情況下實現(xiàn)。例如，對于柴油機(jī)尾氣過濾，多孑L壁114可具有平均直徑160,，或530拜的孑L。多孔壁114的孔隙率為30%80%。多孔壁的厚度的范圍可在約0.0020.060英寸(0.05mml,5mm)。也可選擇單元密度以達(dá)到理想的過濾效率。通常，過濾器100可具有的單元密度在約10和400單^平方英寸(1.5-46.5單元/cm2)之間，或甚至在100和300單力平方英寸(15.5和31單力cm2)之間。圖3表示的是圖1和圖2所示的本發(fā)明實施方式的過濾器中使用的單元結(jié)構(gòu)的平面圖。如圖3所示對mi濾器(圖1中的100)的出口端面(圖1中的106)。在該圖中，當(dāng)出口單元112堵塞或封閉時，入口單元110的端部開啟。在過濾器的出口端面反之亦然，也就是，當(dāng)出口單元U2的端部如前面戶脫開啟時，入口單元110的端部堵塞或封閉。在本發(fā)明的一些實施方式中，至少一些入口單元110設(shè)置在入口單元群120中。在其他實施方式中，所有的入口單元110可設(shè)置在群中。如圖3中強(qiáng)調(diào)的，粗線用于劃分旨入口單元群120的邊界。這里，每個入口單元群120是一組相互TO的入口單元110。入口單元群120不包含出口單元112。入口單元110M入口群壁124在每個群120中相互連接在一起，其可具有或不具有與多孔壁114相同的特征，所述多孑L壁114形成于鄰接的入口單元110和出口單元112之間或鄰接的出口單元112之間。如多孔壁114的情況，入口,124可具有平均直徑l60nm的孔，其孔隙率為30%80%。然而，對入口,124的孔隙率的要求無需與多孑L壁114的一樣，因為入口群壁124不要求過濾顆粒。每個入口單元群120具有多個入口單元110且由出口單元120分界。入口單元群120的形狀可以為方形，即正方形鄉(xiāng)巨形，或也可以包含方形群，或者可以是非方形的，例如，交叉形。入口單元110的形狀可為方形或非方形。在圖3，4A和4B中，入口單元群120和入口單元110可包含方形形狀，例如正方形。圖4A標(biāo)的是其他單元結(jié)構(gòu)，其中，入口單元群120具有例如花形的方形形狀，每個入口單元群120內(nèi)的入口單元110具有例如正方形的方形形狀。圖5表示的是另一種單元結(jié)構(gòu)，其中入口單元群120具有非方形形狀，例如交叉形，但每個入口單元群120內(nèi)的入口單元110具有方形形狀，例如正方形。圖4和圖5從過濾器的入口端的方向TO濾器。在過濾器的入口端，當(dāng)出口單元112關(guān)閉或密封時，入口單元110開啟。當(dāng)單元結(jié)構(gòu)從過濾器的出口端看時，反之亦然。也就是說，當(dāng)出口單元112開啟時，入口單元110關(guān)閉或封閉。可以對單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行其他修改。例如，每個入口單元群120可包括不同糊犬的入口單元110。不在入口單元群120內(nèi)的出口單元112和其他入口單元110可具有方形或非方形的開別犬。在本發(fā)明的實施方式中，在入口面處的每個入口單元群通過出口單元與鄰近的入口單元群分離，所述出口單元堵塞在入口面。在其他實施方式中，所述入口單元群通過至少一個出口單元相互分分隔，堵塞在入口面。在其他實施方式中，在入口面至少有兩個入口單元群，沿入口面的X和Y軸，由至少一個堵塞的出口單元分隔。參考圖3，4A和5，至少一部分入口單元110設(shè)置在多個入口單元群120內(nèi)，其中，每個入口單元群120由出口單元112分界。在本發(fā)明的一些實施方式中，每個入口單元群120的長寬比小于1.5。在一個實施例中，長寬比被定義為沿著第一軸線性測量的入口單元群120的第一尺寸與沿著第二軸線性測量的入口單元的第二尺寸的比值。所述第一軸和第二軸是相互垂直的且垂直于單土央(圖1中的102)的縱軸。第一尺寸要比第二尺寸長或等于第二尺寸且小于1.5倍第二尺寸。在圖3，4，5中，例如，第一軸可以是Y軸，而第二軸可以為X軸，其中X軸和Y軸相互垂直且垂直于單塊的縱軸(圖l中的Z)。X軸和Y軸可在與單i央(圖1中的102)的縱軸垂直的橫截面上。在一些實施方式中，例如圖3和4中所示的，每個入口單元群120包括至少4個以2x2方形結(jié)構(gòu)設(shè)置的入口單元。在一些實施方式中，如圖5所示，^h入口單元群120具有交叉的微。再參看圖3，該單元結(jié)構(gòu)包括二維(2D)方^(正方形鄉(xiāng)巨形)陣列的入口單元群120。2D方形陣列具有NxM尺寸，其中N和M為大于1的Mt換句話說，2D方形陣列具有N列，且每N列具有M行。在2D方形陣列中的每個入口單元群120由多個通過多孑LA口^H124互連的入口單元110纟賊。參看圖4A，該單元結(jié)構(gòu)包括第一2D方形陣列的入口單元群120和第二2D方形陣列的入口單元群120。為了圖示的目的，圖4B通過方形fH己120a標(biāo)識第一2D方形陣列中的入口單元群120，Mil圓形^H己120b*斜只第二2D方形陣列中的入口單元群120。第一2D方形陣列具有NxM尺寸，其中N和M為大于1的整數(shù)。換句話說，第一D方形陣列具有N列，且每N列具有M行。第二2D方形陣列具有KXJ尺寸，其中K和J為大于1的整數(shù)。換句話說，2D方形陣列具有K歹(J，且每K列具有J行。第二2D方形P車列偏離第一2D方形陣列，使得在第二2D方形陣列中的入口單元群120與第一2D方形陣列中的入口單元群120區(qū)分開，或與第一2D方形陣列中的入口單元群120非重疊設(shè)置。圖5中描述的單元結(jié)構(gòu)具有與圖4A和4B中相似的陣列圖案。圖5中描述的單元結(jié)構(gòu)可被描述為入口單元(I)和出口單元(0)的重復(fù)圖案，其中，該重復(fù)陣列橫穿過蜂窩式單塊的入口面，從左到右(或沿著X軸，其中箭頭表示X軸)是<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>該重復(fù)圖案，從頂?shù)降?或沿著Y軸，其中箭頭表示Y軸)是:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>在實施例2(圖3)中的可在X和Y方向上重復(fù)的圖案是:<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>在實施例7(圖4A)中可在X和Y方向上重復(fù)的圖案是:<table>tableseeoriginaldocumentpage13</column></row><table>在本發(fā)明的實施方式中，過濾器的單元結(jié)構(gòu)使得入口單元no的結(jié)合橫截面積與出口單元112的結(jié)合橫截面積的比值大于1。這一限定考慮了所有的入口單元IIO，包括在入口單元群120內(nèi)的入口單元110。優(yōu)您也，入口單元110的結(jié)合橫截面積與出口單元112的結(jié)合橫截面積的比值至少為1.5。單元的橫截面積是在過濾器端面上的單元的印記的面積。通常，過濾器的單元結(jié)構(gòu)也使得每個入口單元群120內(nèi)所有入口單元110的結(jié)合橫截面積大于每個出口單元112的橫截面積。在本發(fā)明的單元結(jié)構(gòu)中，單塊102內(nèi)小于100X的多孑L壁是過濾壁，該過濾壁為處于鄰近的入口和出口單元110，112之間的多孔壁114。群120內(nèi)的多孑L壁^A口群壁124可視為非過濾的或減弱的過濾壁，因為它們不是位于入口單元和出口單^L間。也就是，廢氣穿過過濾器單塊，/AA口面到出口面，不需要穿過群內(nèi)的多孔壁以便從出口通道離開單塊，所述出口通道在出口面處開啟(不堵塞)。然而，廢氣必須穿JlA口單元禾咄口單^t間的多孑L壁以便通過出口鵬離開單塊，戶欣出口通道在出口面處開啟(非堵塞)。因此，入口群壁124不需要通過過濾機(jī)構(gòu)清潔廢氣。一部分多L壁114也可為非過濾的或減弱的過濾壁，例如位于鄰近的出口單元112之間的那些。這些可叫作出口單元群壁112。群120b內(nèi)的入口群壁124可衛(wèi)共清潔i^的催化機(jī)構(gòu)。這些群120內(nèi)的入口群壁124可為高催化劑負(fù)載提供途徑而不會嚴(yán)重影響背壓。例如，如果多孔壁被要求用來提供過濾和催化，照這種情形，在具有西洋跳棋盤堵塞圖案的傳統(tǒng)蜂窩式過濾器中，多L基底上施加催化層會限制底層的孔隙率。不想受到理論的限制，催化層可填充陶瓷基底的孔，降低材料的孔隙率?？紫堵蕼p少的材料具有增加的背壓。在本發(fā)明的實施方式中，由于過濾壁(入口和出口單i間)和催化壁(入口單元群內(nèi))分隔，且可分別處理，多L壁的清洗涂層堵塞的5嫁^K因此背壓降低。對于催化過濾器謂，含有活性催化劑物質(zhì)的清洗涂層^i^地涂敷在入口群壁124上和/或結(jié)合在入口群壁124的孔內(nèi)。所述清洗涂層也可涂敷或結(jié)合在過濾多孑L壁114的孔內(nèi)，但M常^it利用群120內(nèi)的入口群壁124作為活性催化劑物質(zhì)的主要支撐基底。所述清洗涂層可包含ftf可公知的用于凈化廢氣的活性催化劑物質(zhì)，例如用于氧化一氧化碳，碳?xì)浠衔?，NOx，和可溶的有fl^粒5Kg物，如本領(lǐng)域公知的。在實施方式中，在圖l一5中所示的圖案中堵塞陶瓷單塊過濾器也可增加陶瓷單塊的存儲煙灰和灰渣的能力。不想受到特定理論的限制，由于在使用過程中，煙灰和灰渣在陶瓷壁流過濾器的過濾壁內(nèi)聚積，過濾壁產(chǎn)生了煙灰和灰渣的結(jié)±央，隨著時間的推移，增加了背壓。在本發(fā)明的實施方式中，煙灰和灰渣可沉積在入口群壁上。入口群壁上煙灰和灰渣的聚積對背壓的形成具有較小的影響。在實施方式中，涂敷禾，可在單i央堵塞后進(jìn)行，以便通過將過濾器從入口端浸泡在含有清洗涂層的漿料中，僅僅涂敷入口單元，且通過將過濾器從出口端浸泡在含有清洗涂層的漿料中，僅僅涂敷出口單元。通過這種方法，可以處理出口單元內(nèi)的入口群壁，與過濾壁的方式不同。入口M124可通過將無遮蔽的堵塞過濾器(圖1中的100)浸泡在清洗涂層的漿料中來涂lT凊洗涂層。過濾器皮倒置浸泡，入口端首先SA涂敷漿料中。然后，過濾器從漿料中移開且往過濾器內(nèi)吹氣，從出口端面(圖1中的108)到入口端面(圖1中的106)。然后千^il濾器。如果過濾器是由陶瓷材料制成，過濾器也要燒制。浸泡，吹氣，干燥和燒制的步驟可以重復(fù)幾次。例如，過濾器可首先在第二涂覆溶液中浸泡出口端。涂敷好的過濾器然后被吹氣，干燥和視需要燒制。該浸泡，吹氣，干燥和燒制的步驟可重復(fù)。禾傭這種方法，入口群壁124或入口單元群壁124可具有，比過濾壁114，或者比不在入口單元114群內(nèi)的壁，更多結(jié)合到壁上的清洗涂層。例如，含有催化化合物的清洗涂層可禾傭上述浸涂方法結(jié)合到入口體丄過濾壁114可作少量的浸涂處理，或者不進(jìn)行浸涂處理以施加清洗涂層。隨著流體如廢氣流進(jìn)入至體發(fā)明實施方式的過濾器中，氣流逾入到開啟的入口單元中，該入口單元包含具有結(jié)合到入口群壁上的清洗涂層的入口群壁。隨著流體穿過含有催化化合物的清洗涂層，有害化學(xué)物質(zhì)(包括一氧化碳，碳?xì)浠锖蚇Ox)通過化學(xué)催化劑從流體中清除。這些流體然后流過過濾壁進(jìn)入出口單元。隨著流體穿過過濾壁，顆粒物從流體流中移除。然后，流體通過過濾器中開啟的出口單元流出過濾器。由于過濾壁已用清洗涂層或催化清洗涂層處理(僅在過濾壁的入口單元端)，結(jié)合到過濾壁上的清洗涂層比結(jié)合到入口群壁上的清洗涂層少，所駄口體在其雙面上都用清洗涂層作了處理。這些過濾壁沒有顯著增加背壓，因為它們并沒有明顯妨礙對從過濾器的入口單元到出口單元的污染氣體的流體過濾。因此，在實施方式中，本發(fā)明的壁流蜂窩式過濾器，當(dāng)用清洗涂層進(jìn)行不同的處理后，可lif共更好的催化能力，而不增加S^il濾器的背壓。在另一實施方式中，可使用例如真空操作行過濾和對入口群壁，或群和非群壁的涂敷。所述真空操作包括將過濾器的一端浸泡到清洗涂層漿料中。該漿料禾傭真空泵皿到過濾器。隨后，過剩的漿料從過濾器中移除，并對過濾器千燥和燒制。魏漿料，移除過剩的漿料，千燥，和燒制的步驟在過濾器的其他端面上重復(fù)。真空操作可重復(fù)幾次以達(dá)到理想的催化劑負(fù)載。具有如上戶脫的單元結(jié)構(gòu)的，圖3，4和5中所示的壁流蜂窩式過濾器(圖1和2中的100)允許較高的催化劑負(fù)載而不會顯著地增加背壓、減小顆粒存儲能力。與具有標(biāo)準(zhǔn)西洋跳棋盤堵塞圖案的過濾器相比，過濾器100在^i央的入口端面具有更多開啟的單元，在單塊內(nèi)更少的過濾壁，和在單塊內(nèi)更多的入口群壁。在標(biāo)準(zhǔn)西洋跳棋盤堵塞式過濾器中，所有的壁都是過濾壁。本發(fā)明的過濾器的實施方式中，具有處于入口單元群內(nèi)的入口群壁。當(dāng)過濾器蔽的使用或被催化時，過濾壁的減少不會對背壓產(chǎn)生顯著的影響。顆?？梢猿练e在入口群壁上，減少過濾壁上塊的形成，從而降低了背壓。另外，每個群(圖3，4和5中的120)內(nèi)的入口群壁(圖3，4和5中的124)可制成為比過濾壁(圖3，4和5中的114)還要薄，以使群120內(nèi)的入口單元110的有效流動面積增加或最大化，并進(jìn)一步降低背壓。實施例提供以下實施例僅為了說明的目的，而不用于限審體發(fā)明，如本文中別處戶腿的。本文中探討的所有的觀啶和實施例都是禾,直徑為2英寸和長度為6英寸的樣本進(jìn)行的。比較實施例1制造具有標(biāo)準(zhǔn)西洋跳棋盤圖案的過濾器，200/12壁流蜂窩式過濾器，其具有單元壁厚為12密耳(0.30mm)，單元密度為200單力平方英寸(31單^/cm2)的方形入口和出口單元。過濾器的直徑為2英寸，長度為6英寸。入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值為1。在過濾器中不設(shè)入口單元群。每個入口單元的橫截面積與每個出口單元的橫截面積相等。過濾器中100%的多孔壁為過濾壁。過濾器不被催化。實施例2制造具有圖3所述的單元結(jié)構(gòu)的壁、窩式過濾器，其單元壁厚為12密耳(0.30mm)，單元密度為200單刃平方英寸(31單刃cm2)。該過濾器包括入口單元群。入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值為1.25。每群的橫截面積大約為每個出口單元的橫截面積的4倍。每群內(nèi)的入口群壁具有12密耳(030mm)的壁厚。過濾器內(nèi)66X的多？L壁為過濾壁。過濾器不被催化。實施例3實施例1和實施例2中的壁鵬窩式過濾器裝載有人工生成的煙灰。煙灰流的流速為8立方英J^/5H中。圖6示出了隨著過濾器內(nèi)漸漸增加的煙灰負(fù)載的背壓變化。從圖6可知，實施例2中的壁流蜂窩式過濾器CM:iH己為三角形(△)的曲線示出，具有圖3所示的入口單元群)具有比實施例1中的標(biāo)準(zhǔn)西洋跳棋盤堵塞式的壁流蜂窩式過濾器(圖6內(nèi)由菱形()t射己示出的曲線)更低的背壓。比較實施例4實施例1的標(biāo)準(zhǔn)西洋跳棋盤堵塞式的壁I^窩式過濾器用多孑L氧化鈦基清洗涂層(氧化鈦DT51D產(chǎn)品可從多種化學(xué)物質(zhì)中提取，戶皿化學(xué)物質(zhì)與例如購自納科公司(Nyacol)的納科(Nyacol)，AL20的粘合劑混合)涂敷。標(biāo)準(zhǔn)真空，CC序用于涂敷過濾器。這包括數(shù)次將清洗涂層真空吸入到過濾壁中，在每次反復(fù)中進(jìn)行過濾器的千燥和燒制。實施例5實施例2中的壁流蜂窩式過濾器(具有如圖3所示的入口單元群)用多孔氧化鈦基清洗涂層(氧化鈦DT51D產(chǎn)品可從多種化學(xué)物質(zhì)中提取，戶脫化學(xué)物質(zhì)與例如購自納科公司(Nyacol)的納禾^RNyacol)，AL20的粘合劑混合，注氧化鋁，氧化鋯，沸石等可作為催化劑支撐材料)涂敷。過濾器的的入口面浸泡到清洗涂層的漿料內(nèi)。然后空氣從過濾器的入口鼓吹到出口。然后過濾器被干燥和燒制。該步驟可重復(fù)幾次。該工序的目的是在每個具有清洗涂層的群的內(nèi)部涂駄口群壁。實施例6如實施例4和5所述，在實施例4-5的具有增加的清洗涂層負(fù)載的壁流蜂窩式過濾器內(nèi)測定背壓。圖7表示隨著過濾器內(nèi)漸增的清洗涂層負(fù)載而產(chǎn)生的背壓的變化。如圖7所示，從實施例4的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計測量的背壓(通過菱形()豐斜己的曲線來表示)沿著與實施例5的發(fā)明設(shè)計同樣的曲線增加，直到幾乎達(dá)到100g/L閾。隨著標(biāo)準(zhǔn)過濾器的負(fù)鋼過100g/L，背壓隨著浮鵬的清洗涂層負(fù)載而明顯增加。當(dāng)過濾器的負(fù)載的清洗涂層在20和40g/L之間時，兩種過濾器都可提供適當(dāng)?shù)倪^濾，隨著清洗涂層負(fù)辦加到100g/L時，兩僧濾器的性能顯著背離。當(dāng)負(fù)載為100^或更多的清洗涂層時，實施例5的發(fā)明設(shè)計(通過三角形(△)標(biāo)記的曲線表示)連續(xù)表示可接受的背壓7乂平。背壓受發(fā)明設(shè)計中清洗涂層負(fù)載增加的影響較小。通過用清洗涂層涂敷入口群壁，可在發(fā)明設(shè)計中供應(yīng)的清洗涂層多于在實施例4的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計中可供應(yīng)的清洗涂層。實施例7制造具有圖4A戶腿的單元結(jié)構(gòu)的壁流蜂窩式過濾器，鮮元壁厚為12密耳(0.30mm)，單元密度為200單刃平方英寸(31單^i/cm2)。該過濾器包括入口單元群。入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值為2。每群的橫截面積大約為每個出口單元的橫截面積的8倍。每群內(nèi)的入口群壁具有12密耳(0.30mm)的壁厚。過濾器內(nèi)58%的多孔壁為過濾壁。實施例8制造用清洗涂層涂敷的，具有如圖3所示的入口單元群的，具有如實施例5所述的單元結(jié)構(gòu)的壁流蜂窩式過濾器，其單元壁厚為12密耳(0.30mm)，單元密度為200單力平方英寸(31單^/cm2)。該過濾器包括入口單元群。入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值為1.67。每群的橫截面積大約為每個出口單元的橫截面積的5倍。每群內(nèi)的入口群壁具有12密耳(0,30mm)的壁厚。過濾器內(nèi)75%的多孔壁為過濾壁。過濾器不被催化。實施例9實施例1和實施例8中的壁流蜂窩式過濾器裝載有^3I為8立方英X^H中的人工生成的煙灰。圖9示出了隨著過濾器內(nèi)漸漸增加的煙灰負(fù)載的背壓的變化。從圖9可知，實施例8中的壁流蜂窩式過濾器具有比實施例1中標(biāo)準(zhǔn)的壁流蜂窩式過濾器更低的背壓。本發(fā)明的壁流蜂窩式過濾器具有多個入口和出口單元。至少一部分入口單元設(shè)置在群內(nèi)。所述單元結(jié)構(gòu)使得入口單元的結(jié)合橫截面積大于出口單元的結(jié)合橫截面積。該單元結(jié)構(gòu)還使得過濾器中小于100X的多孑L壁為過濾壁。過濾壁的減少不會顯著影響背壓。而且，群內(nèi)的入口群壁用作支撐含有活性催化劑物質(zhì)的清洗涂層，并為顆粒的沉積提供了附加的表面區(qū)域。當(dāng)過濾器裝載有顆粒時，可實現(xiàn)較低的背壓，這是因為過濾器儲存顆粒能力的改善。過濾器可使用標(biāo)準(zhǔn)的沖塞和堵塞操作，所述堵塞圖案按上述修改以用于上述單元結(jié)構(gòu)。入口群壁可用如上所述的工)^f崔化。過濾壁也可用標(biāo)tx^f崔化。雖然本發(fā)明已參考有限的幾個實施方式進(jìn)行了描述，但是對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，可以從說明書公開的內(nèi)容中受益，應(yīng)理解的是，也可以設(shè)計其他的不偏離在此公開的本發(fā)明的保護(hù)范圍的實施方式。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)該僅僅受所附的權(quán)利要求書的限制。權(quán)利要求1、一種壁流蜂窩式過濾器，包括其中形成有多個多孔壁的陶瓷單塊，該多孔壁限定在所述單塊的入口端面和出口端面之間延伸的多個入口單元和多個出口單元，所述入口單元在所述入口端面處開啟，且在所述出口端面處或出口端面旁堵塞，所述出口單元在所述出口端面處開啟，且在所述入口端面處或入口端面旁堵塞；所述單塊的入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值大于1；所述單塊具有至少一個入口單元群，該單元群包括N×M組入口單元，N和M為大于1的整數(shù)，每個入口單元群由多個由入口群壁分隔的入口單元組成；每個入口單元群由出口單元分界。2、如權(quán)利要求i所述的壁流蜂窩式過濾器，其特征在于，戸;ma口群壁的載,層負(fù)載比入口單元群外部的單元壁的高。3、如權(quán)利要求1所述的壁流蜂窩式過濾器，其特征在于，所^A口群壁負(fù)載有與入口單元群外部的單元壁的不同的催化劑物質(zhì)。4、如權(quán)利要求1所述的壁流蜂窩式過濾器，其特征在于，所述入口群壁的孔隙率與入口單元群外部的單元壁的孔隙率不同。5、如權(quán)利要求1戶，的壁流蜂窩式過濾器，其特征在于，戶;^A口群壁比入口單元群外部的單元壁薄。6、一種壁流蜂窩式過濾器，包括其中形成有多個多孑L壁的陶瓷單土央，戶皿多個多孑L壁限定沿Z軸在戶，單塊的入口端面和出口端面之間延伸的多個入口單元和多個出口單元，fMA口單元在所述入口端面開啟，且在所述出口端面處或出口端面旁堵塞，所述出口單元在所述出口端面處開啟，且在戶;M入口端面出或入口端面旁堵塞；所述單塊的入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值大于l;其中，入口單元(I)和出口單元(0)沿X和Y軸設(shè)置，在下面的重復(fù)圖案中，X和Y軸都與Z軸垂直<formula>formulaseeoriginaldocumentpage3</formula>其中，箭頭表示X軸和Y軸。7、一種生產(chǎn)壁流蜂窩式過濾器的方法，包括提供壁流蜂窩式過濾器，該過濾器包括具有在其中形成的多個多孔壁的單塊，所述多個多孔壁限定在所述單塊的入口端面和出口端面之間延伸的多個入口單元和多個出口單元，所述入口單元在所述入口端面處開啟，且在所述出口端面處或出口端面旁堵塞，所述出口單元在所述出口端面處開啟，且在戸;m入口端面處或入口端面旁堵塞；所述單塊的入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值大于l;所述單塊具有至少兩個入口單元群，其中，入口單元群包括至少兩個共享至少一個入口的入口單元；通過將所述單塊浸至晗有來自所述單塊的入口端面的活性催化劑物質(zhì)的清洗涂層的漿料中，將含有活性催化劑物質(zhì)的清洗涂層施加到至少一個入口群壁上；其中，施加到至少一個入口群壁上的清洗涂層與施加到入口單元群外的多孔壁上的清洗涂層不同。8、一種壁鵬窩式過濾器，包括其中形成有多個多孑L壁的陶瓷^i央，戶/M多個多孑L壁限定沿Z軸在戶皿單塊的入口端面和出口端面之間延伸的多個入口單元和多個出口單元，所駄口,單元在所述入口端面處開啟，且在所述出口端面處或出口端面旁堵塞，所述出口單元在所述出口端面處開啟，且在戶7M入口端面處或入口端面旁堵塞；所述單塊具有至少兩個入口單元群，其中，入口單元群包括至少兩個共享至少一個入口群壁的入口單元，其中，所述入口單元群由出口單元分界；所述入口群壁涂敷有第一清洗涂層；所述多孑L壁不在涂敷有第二清洗涂層的入口單元群內(nèi)；并且戶iM第一清洗涂層和第二清洗涂層不相同。全文摘要本發(fā)明涉及具有高儲存能力和低背壓的壁流蜂窩式過濾器，提供了一種壁流蜂窩式過濾器，其包括陶瓷單塊，所述陶瓷單塊中形成有多個多孔壁。該多個多孔壁限定多個在所述單塊的入口端面和出口端面之間延伸的入口單元和出口單元。所述入口單元在入口端面開啟且在出口端面或其附近堵塞。所述出口單元在出口端面開啟且在入口端面或其附近堵塞。所述單塊的入口單元的結(jié)合橫截面積與出口單元的結(jié)合橫截面積的比值大于1。所述單塊具有至少一個入口單元群，該單元群包括N×M組入口單元，N和M為大于1的整數(shù)，每個入口單元群由多個通過入口群壁分隔的入口單元組成。文檔編號F01N3/022GK101518705SQ20081018957公開日2009年9月2日申請日期2008年11月28日優(yōu)先權(quán)日2007年11月29日發(fā)明者C·M·雷米,M·莫雷諾,N·加西亞申請人:康寧股份有限公司