JP2002070529A - Exhaust emission control device and method of manufacturing for exhaust emission control device - Google Patents
Exhaust emission control device and method of manufacturing for exhaust emission control deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の内燃機関から排出される排気ガス中のパティキュ
レート等を除去する排気ガス浄化装置、及び、排気ガス
浄化装置の製造方法に関する。The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for removing particulates and the like in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine, and a method for manufacturing the exhaust gas purifying apparatus.
【０００２】[0002]
【従来の技術】バス、トラック等の車両や建設機械等の
内燃機関から排出される排気ガス中に含有されるパティ
キュレートが環境や人体に害を及ぼすことが最近問題と
なっている。この排気ガスを多孔質セラミックを通過さ
せ、排気ガス中のパティキュレートを捕集して、排気ガ
スを浄化することができるセラミックフィルタが種々提
案されている。2. Description of the Related Art Recently, it has become a problem that particulates contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as vehicles such as buses and trucks and construction machines cause harm to the environment and human bodies. Various ceramic filters have been proposed which allow this exhaust gas to pass through porous ceramics, collect particulates in the exhaust gas, and purify the exhaust gas.
【０００３】ハニカムフィルタは、通常、図２に示した
ハニカムフィルタ１２のように、炭化珪素等からなる多
孔質セラミック焼結体３０が複数個結束された構成を
し、その周囲に保持シール体１３が形成されている。ま
た、この多孔質セラミック焼結体３０は、図３に示した
ように、長手方向に多数の貫通孔３１が並設され、貫通
孔３１同士を隔てる隔壁３３がフィルタとして機能する
ようになっている。[0003] A honeycomb filter usually has a structure in which a plurality of porous ceramic sintered bodies 30 made of silicon carbide or the like are bound like a honeycomb filter 12 shown in FIG. Are formed. As shown in FIG. 3, the porous ceramic sintered body 30 has a large number of through-holes 31 arranged in the longitudinal direction, and a partition wall 33 separating the through-holes 31 functions as a filter. I have.
【０００４】即ち、多孔質セラミック焼結体３０に形成
された貫通孔３１は、図３（ｂ）に示したように、排気
ガスの入り口側又は出口側の端部のいずれかが充填材３
２により目封じされ、一の貫通孔３１に流入した排気ガ
スは、必ず貫通孔３１を隔てる隔壁３３を通過した後、
他の貫通孔３１から流出されるようになっている。[0004] That is, as shown in FIG. 3B, the through hole 31 formed in the porous ceramic sintered body 30 has the filler 3 at either the inlet or outlet end of the exhaust gas.
The exhaust gas plugged by 2 and flowing into one through hole 31 always passes through a partition wall 33 separating the through hole 31,
It flows out from another through hole 31.
【０００５】排気ガス浄化装置では、このような構成の
ハニカムフィルタ１２が内燃機関の排気通路に設置さ
れ、内燃機関より排出された排気ガス中のパティキュレ
ートは、このハニカムフィルタ１２を通過する際に隔壁
３３により捕捉され、排気ガスが浄化される。In the exhaust gas purifying apparatus, the honeycomb filter 12 having such a structure is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, and the particulates in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine pass through the honeycomb filter 12 when passing through the honeycomb filter 12. The exhaust gas is captured by the partition walls 33 and purified.
【０００６】図１は、排気ガス浄化装置の一例を模式的
に示した断面図である。この排気ガス浄化装置１０で
は、内燃機関から排出された排気ガスが導入される導入
管１６がケーシング１１の一端部に接続されるととも
に、他端部には、ハニカムフィルタ１２を通過した排気
ガスを外部に排出する排出管１７が設けられている。ま
た、ケーシング１１の内部には、ハニカムフィルタ１２
が保持シール体１３を介して設置されている。さらに、
ハニカムフィルタ１２に対して排気ガス導入側となる部
分には、ハニカムフィルタ１２に蓄積したパティキュレ
ートを燃焼させるための電気ヒータ１４が設置されると
ともに、温度センサ１５がハニカムフィルタ１２に接す
るように設置されており、燃焼を行う際に、空気等を送
り込むための配管１８が接続されている。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one example of an exhaust gas purifying apparatus. In the exhaust gas purifying apparatus 10, an introduction pipe 16 into which exhaust gas discharged from the internal combustion engine is introduced is connected to one end of the casing 11, and the other end of the exhaust gas purifier 10 is provided with exhaust gas that has passed through the honeycomb filter 12. A discharge pipe 17 for discharging to the outside is provided. Further, inside the casing 11, a honeycomb filter 12 is provided.
Is provided via the holding seal body 13. further,
An electric heater 14 for burning the particulates accumulated in the honeycomb filter 12 is provided at a portion on the exhaust gas introduction side with respect to the honeycomb filter 12, and a temperature sensor 15 is provided so as to be in contact with the honeycomb filter 12. A pipe 18 for feeding air and the like when performing combustion is connected.
【０００７】排気ガスは、導入管１６からケーシング１
１の内部に入り、ハニカムフィルタ１２を通過し、これ
によりパティキュレートが隔壁３３に捕捉され、排出管
１７から排出される。そして、パティキュレートの蓄積
量が多くなり、ハニカムフィルタ１２の圧損等が大きく
なると、再生処理が行われる。[0007] The exhaust gas flows from the inlet pipe 16 to the casing 1.
1 and passes through the honeycomb filter 12, whereby the particulates are captured by the partition walls 33 and discharged from the discharge pipe 17. Then, when the accumulated amount of the particulates increases and the pressure loss of the honeycomb filter 12 increases, the regeneration process is performed.
【０００８】この排気ガス浄化装置１０では、ハニカム
フィルタ１２が保持シール体１３を介してケーシング１
１に設置されている。この保持シール体１３は、断熱等
の目的で設けられているものであるが、従来から用いら
れていた保持シール体１３は、主に、セラミックファイ
バーからなるものであり、その高温における熱伝導率が
余り低くなく、断熱性能が充分ではなかった。In the exhaust gas purifying apparatus 10, the honeycomb filter 12 includes the casing 1 via the holding seal 13.
1 is installed. The holding seal body 13 is provided for the purpose of heat insulation and the like, but the holding seal body 13 conventionally used is mainly made of ceramic fiber, and has a thermal conductivity at a high temperature. However, it was not so low, and the heat insulation performance was not sufficient.
【０００９】従って、寒冷地等において外気温の影響を
受けやすく、ハニカムフィルタ１２の温度上昇が妨げら
れたり、再生に要する時間が長くかかった。また、再生
時に周辺部分の温度が低くなり、この周辺部分では、燃
え残りのパティキュレートが残留しやすく、圧損上昇が
大きくなり、その結果、再生が必要となるまでの時間が
短かった。Accordingly, the honeycomb filter 12 is easily affected by the outside air temperature in a cold region or the like, which hinders a rise in the temperature of the honeycomb filter 12 or takes a long time for regeneration. In addition, the temperature of the peripheral portion becomes low during regeneration, and in this peripheral portion, unburned particulates tend to remain, and the pressure loss increases. As a result, the time required for regeneration is short.
【００１０】また、内部温度（６００℃）と外部温度と
では温度差が大きいため、保持シール体１３の断熱性能
が充分でない従来の装置では、ハニカムフィルタ１２の
中心部付近と外周部付近との間に生じる温度差に起因し
て熱応力が発生し、ハニカムフィルタ１２にクラックが
生じやすく、耐久性に劣るという問題もあった。In addition, since the temperature difference between the internal temperature (600 ° C.) and the external temperature is large, in a conventional device in which the heat insulating performance of the holding seal body 13 is not sufficient, the vicinity of the central portion of the honeycomb filter 12 and the vicinity of the outer peripheral portion thereof are reduced. There is also a problem that thermal stress is generated due to a temperature difference generated therebetween, cracks are easily generated in the honeycomb filter 12, and durability is poor.
【００１１】[0011]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、これらの問
題を解決するためになされたもので、電気容量の限られ
た用途（車両）でも、短時間で効率よく再生することが
でき、パティキュレートの再生時の局部的な燃焼残りの
残留を防止するとともに、排気ガス処理時にハニカムフ
ィルタの周辺部分の温度が低下しないため、熱応力に起
因するクラックの発生を防止することができる耐久性に
優れる排気ガス浄化装置、及び、排気ガス浄化装置の製
造方法を提供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems, and can be efficiently reproduced in a short time even in an application (vehicle) having a limited electric capacity. In addition to preventing local residual combustion residues during the regeneration of the curate, the durability of the honeycomb filter prevents the occurrence of cracks due to thermal stress because the temperature around the honeycomb filter does not decrease during exhaust gas treatment. An object of the present invention is to provide an excellent exhaust gas purifying apparatus and a method of manufacturing the exhaust gas purifying apparatus.
【００１２】[0012]
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化装
置は、多数の貫通孔が長手方向に並設され、上記貫通孔
を隔てる隔壁がフィルタとして機能するように構成され
た多孔質セラミック焼結体からなる排気ガス浄化用のハ
ニカムフィルタが、内燃機関の排気通路に接続されたケ
ーシング内に設置され、上記ハニカムフィルタと上記ケ
ーシングとの間に保持シール体が介装された排気ガス浄
化装置であって、上記保持シール体の８００℃における
熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とす
るものである。According to the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus comprising: a porous ceramic firing device having a plurality of through holes arranged in a longitudinal direction and a partition separating the through holes functioning as a filter; An exhaust gas purifying apparatus including a honeycomb filter for purifying exhaust gas, which is provided in a casing connected to an exhaust passage of an internal combustion engine, and a holding seal body interposed between the honeycomb filter and the casing. Wherein the thermal conductivity of the holding seal at 800 ° C. is 0.1 W / m · K or less.
【００１３】また、本発明の排気ガス浄化装置の製造方
法は、多数の貫通孔が長手方向に並設され、上記貫通孔
を隔てる隔壁がフィルタとして機能するように構成され
た多孔質セラミック焼結体からなる排気ガス浄化用のハ
ニカムフィルタの側面の周囲に、本発明の排気ガス浄化
装置の上記保持シール体を巻き付けた後、上記保持シー
ル体が巻き付けられた上記ハニカムフィルタを内燃機関
の排気通路に接続するためのケーシング内に設置する排
気ガス浄化装置の製造方法であって、上記保持シール体
の一端部に凸部を形成するとともに、上記保持シール体
の他端部に上記凸部と嵌合可能な形状の凹部を形成し、
上記ハニカムフィルタの周囲に上記保持シール体を巻き
付けることを特徴とするものである。Further, according to the method of manufacturing an exhaust gas purifying apparatus of the present invention, there is provided a porous ceramic sintered body in which a large number of through-holes are arranged in a longitudinal direction, and a partition separating the through-holes functions as a filter. After the holding seal body of the exhaust gas purification device of the present invention is wound around the side surface of a honeycomb filter for exhaust gas purification comprising a body, the honeycomb filter wound with the holding seal body is passed through an exhaust passage of an internal combustion engine. A method for manufacturing an exhaust gas purifying device installed in a casing for connecting to a casing, wherein a projection is formed at one end of the holding seal body, and the projection is fitted to the other end of the holding seal body. Form a concave shape that can fit
The holding seal body is wound around the honeycomb filter.
【００１４】[0014]
【発明の実施の形態】以下、本発明の排気ガス浄化装置
及び本発明の排気ガス浄化装置の製造方法について、図
面を参照しながら説明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an exhaust gas purifying apparatus of the present invention and a method of manufacturing the exhaust gas purifying apparatus of the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１５】初めに、本発明の排気ガス浄化装置につい
て説明する。なお、本発明の排気ガス浄化装置の構造
は、上述した従来の排気ガス浄化装置ととほぼ同様であ
るので、以下の説明においても図１〜３を適宜参照しな
がら説明する。First, an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described. The structure of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is substantially the same as that of the above-described conventional exhaust gas purifying apparatus. Therefore, the following description will be made with reference to FIGS.
【００１６】本発明の排気ガス浄化装置は、多数の貫通
孔が長手方向に並設され、上記貫通孔を隔てる隔壁がフ
ィルタとして機能するように構成された多孔質セラミッ
ク焼結体からなる排気ガス浄化用のハニカムフィルタ
が、内燃機関の排気通路に接続されたケーシング内に設
置され、上記ハニカムフィルタと上記ケーシングとの間
に保持シール体が介装された排気ガス浄化装置であっ
て、上記保持シール体の８００℃における熱伝導率が
０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを特徴とするものであ
る。An exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is an exhaust gas comprising a porous ceramic sintered body in which a large number of through holes are arranged in a longitudinal direction and a partition separating the through holes functions as a filter. An exhaust gas purifying apparatus, wherein a purifying honeycomb filter is installed in a casing connected to an exhaust passage of an internal combustion engine, and a holding seal is interposed between the honeycomb filter and the casing. The thermal conductivity of the seal at 800 ° C. is 0.1 W / m · K or less.
【００１７】上記多孔質セラミック焼結体、ハニカムフ
ィルタ及び排気ガス浄化装置の構造については、上記従
来の技術において、図１〜３を用いて説明した多孔質セ
ラミック焼結体３０、ハニカムフィルタ１２及び排気ガ
ス浄化装置１０とほぼ同様であるので、ここではその説
明を省略する。なお、これら部材のその他の具体的内容
については、後述する。Regarding the structure of the porous ceramic sintered body, the honeycomb filter and the exhaust gas purifying apparatus, the porous ceramic sintered body 30, the honeycomb filter 12 and the honeycomb filter 12 described in FIGS. Since it is almost the same as the exhaust gas purification device 10, the description thereof is omitted here. The other specific contents of these members will be described later.
【００１８】上記保持シール体の８００℃における熱伝
導率が０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。０．１Ｗ／ｍ・Ｋ
を超えると、再生処理等において、ハニカムフィルタ１
２等に伝達された熱が、その外周部から上記保持シール
体を通じてケーシング１１の外部に放出されやすく、ハ
ニカムフィルタ１２の周辺部の温度が低下し、ハニカム
フィルタ１２全体を均一な温度に加熱することができな
い。The thermal conductivity of the holding seal at 800 ° C. is 0.1 W / m · K or less. 0.1W / m · K
Is exceeded, the honeycomb filter 1 is used in the regeneration processing and the like.
The heat transmitted to the second filter 2 and the like is easily released from the outer peripheral portion of the honeycomb filter 12 to the outside of the casing 11 through the holding seal body, the temperature of the peripheral portion of the honeycomb filter 12 decreases, and the entire honeycomb filter 12 is heated to a uniform temperature. Can not do.
【００１９】ここで、８００℃における熱伝導率として
いるのは、ハニカムフィルタ１２の再生処理の際、ハニ
カムフィルタ１２の温度が８００℃近くまで昇温する場
合があり、また、通常は、温度が低くなるほど熱伝導率
が低下するため、８００℃における熱伝導率が０．１Ｗ
／ｍ・Ｋであれば、それよりも低温では、さらに熱伝導
率が低下し、より保温性に優れることとなるからであ
る。Here, the thermal conductivity at 800 ° C. means that the temperature of the honeycomb filter 12 may rise to near 800 ° C. during the regeneration process of the honeycomb filter 12, and usually, Since the thermal conductivity decreases as the temperature decreases, the thermal conductivity at 800 ° C. is 0.1 W
/ M · K, at a lower temperature, the thermal conductivity is further reduced, and the heat retention is more excellent.
【００２０】上記保持シール体は、ハニカムフィルタ１
２の側面の周囲に巻き付けられており、その厚さは、ハ
ニカムフィルタ１２をケーシング１１内に設置した際、
ハニカムフィルタ１２とケーシング１１の内壁とが形成
する空間を完全に塞ぐことができるように調製される。
具体的には２．０〜８．０ｍｍであることが好ましい。
保持シール体の厚さが２．０ｍｍ未満であると、その厚
さが薄すぎるため、保持シール体自体の熱伝導率が低く
断熱性能に優れていたとしても、高温における熱伝導は
輻射熱の影響が強く出るため、結果として熱伝導率が高
くなり、ハニカムフィルタ１２の均熱性を確保すること
ができない。一方、保持シール体の厚さが８．０ｍｍを
超えても、最早、保持シール体の断熱性に改善は見られ
ず経済性に劣るものとなる。The above-mentioned holding seal body is a honeycomb filter 1
2, and the thickness thereof is such that when the honeycomb filter 12 is installed in the casing 11,
It is prepared so that the space formed by the honeycomb filter 12 and the inner wall of the casing 11 can be completely closed.
Specifically, it is preferable that it is 2.0 to 8.0 mm.
When the thickness of the holding seal body is less than 2.0 mm, the thickness is too thin, and even if the holding seal body itself has low thermal conductivity and excellent heat insulation performance, heat conduction at high temperatures is affected by radiant heat. , And as a result, the thermal conductivity increases, and the uniformity of the honeycomb filter 12 cannot be ensured. On the other hand, even if the thickness of the holding seal body exceeds 8.0 mm, the heat insulating property of the holding seal body is no longer improved and the economy is inferior.
【００２１】このような熱伝導率を有する保持シール体
としては、例えば、アルミナ繊維を挙げることができ
る。このアルミナ繊維は、特に、耐高温・高熱特性に優
れる。上記アルミナ繊維以外の保持シール体の材料とし
ては、例えば、セラミック繊維、ロックウール等の高温
断熱材を挙げることができるが、当然に、このような高
温断熱材も上記熱伝導率の条件を充足する必要がある。
通常、保温性能に優れるアルミナ繊維が好ましい。An example of the holding seal having such thermal conductivity is alumina fiber. This alumina fiber is particularly excellent in high temperature and high heat resistance. As a material of the holding seal body other than the alumina fiber, for example, a high-temperature heat insulating material such as ceramic fiber and rock wool can be used. Naturally, such a high-temperature heat insulating material also satisfies the condition of the heat conductivity. There is a need to.
Usually, alumina fibers having excellent heat retention performance are preferred.
【００２２】また、上記アルミナ繊維は、シリカゲル、
チタニア粒子等とともにアルミナ繊維を混合した後、成
形することにより作製したものが好ましい。上記シリカ
ゲルが空気の対流を抑制することで熱伝導率の低下を実
現し、また、上記チタニア粒子が輻射熱を反射すること
で、輻射熱の影響による熱伝導率の上昇を防ぐことがで
きる。The alumina fibers are silica gel,
After mixing alumina fiber with titania particles etc., what was manufactured by shape | molding is preferable. The silica gel suppresses the convection of air to reduce the thermal conductivity, and the titania particles reflect radiant heat, thereby preventing an increase in thermal conductivity due to radiant heat.
【００２３】また、上記アルミナ繊維の嵩密度はハニカ
ムフィルタ１２に巻き付けた状態で、０．２０〜０．５
０ｇ／ｃｍ3 であることが好ましい。嵩密度が０．２ｇ
／ｃｍ 3 未満であると、一般には、断熱性能に優れたも
のとなるが、高温における熱伝導は輻射熱の影響を強く
受けるため、結果として熱伝導率が高くなり、８００℃
における熱伝導率を０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下にすることが
できない。一方、嵩密度が０．５０ｇ／ｃｍ3 を超える
と、高温による輻射熱の影響で熱伝導率が高くなること
はないが、逆に大きすぎる嵩密度に起因して熱伝導率が
高くなり、８００℃における熱伝導率を０．１Ｗ／ｍ・
Ｋ以下にすることが困難となる。The alumina fiber has a bulk density of
0.20 to 0.5
0 g / cmThree It is preferred that Bulk density is 0.2g
/ Cm Three When the value is less than the above, generally the heat insulating performance is excellent.
However, heat conduction at high temperatures strongly influences radiant heat.
Thermal conductivity increases as a result,
The thermal conductivity at 0.1 W / mK
Can not. On the other hand, the bulk density is 0.50 g / cmThree Exceeds
High thermal conductivity due to radiant heat from high temperature
However, on the contrary, thermal conductivity is
And the thermal conductivity at 800 ° C. becomes 0.1 W / m ·
It is difficult to make it equal to or less than K.
【００２４】上記アルミナ繊維は、３５０〜７００℃で
５〜７０％程度の熱膨張率を有することが好ましい。上
記保持シール体（アルミナ繊維）が、このような熱膨張
率を有していると、実際に排気ガス浄化装置として使用
した際、上記保持シール体が加熱され、膨張し、ハニカ
ムフィルタ１２とケーシング１１との間の隙間を完全に
塞ぐことができる。The alumina fiber preferably has a coefficient of thermal expansion of about 5 to 70% at 350 to 700 ° C. When the holding seal body (alumina fiber) has such a coefficient of thermal expansion, the holding seal body is heated and expanded when actually used as an exhaust gas purifying apparatus, and the honeycomb filter 12 and the casing are heated. 11 can be completely closed.
【００２５】また、上記アルミナ繊維を用いた保持シー
ル体は、形態安定性にも優れたものであるため、連続し
て吹き付けられる高温の排気ガスによって、容易に変
形、変質することはない。即ち、耐風蝕性に優れたもの
である。Further, the holding seal body using the above alumina fiber is also excellent in form stability, so that it is not easily deformed or deteriorated by high temperature exhaust gas continuously blown. That is, it is excellent in wind erosion resistance.
【００２６】ハニカムフィルタ１２は、図２に示した通
り、複数の多孔質セラミック焼結体３０を結束すること
により構成されている。また、その形状は特に限定され
ず、円柱形状でも角柱形状でも構わないが、通常、図２
に示したように円柱形状のものがよく用いられている。As shown in FIG. 2, the honeycomb filter 12 is formed by binding a plurality of porous ceramic sintered bodies 30 together. The shape is not particularly limited, and may be cylindrical or prismatic.
As shown in (1), a columnar shape is often used.
【００２７】多孔質セラミック焼結体３０の材質は特に
限定されず、種々のセラミックを挙げることができる
が、これらのなかでは、耐熱性が大きく、機械的特性に
優れ、かつ、熱伝導率も大きい炭化珪素が好ましい。The material of the porous ceramic sintered body 30 is not particularly limited, and various ceramics can be used. Among them, heat resistance is high, mechanical properties are excellent, and thermal conductivity is also high. Large silicon carbide is preferred.
【００２８】これらのセラミックの粒径も特に限定され
るものではないが、後の焼成工程で収縮が少ないものが
好ましく、例えば、０．３〜５０μｍ程度の平均粒径を
有する粉末１００重量部と０．１〜１．０μｍ程度の平
均粒径を有する粉末５〜６５重量部とを組み合わせたも
のが好ましい。The particle size of these ceramics is not particularly limited either, but it is preferable that the shrinkage is small in the subsequent firing step. For example, 100 parts by weight of a powder having an average particle size of about 0.3 to 50 μm may be used. It is preferable to use a combination of 5 to 65 parts by weight of a powder having an average particle size of about 0.1 to 1.0 μm.
【００２９】ケーシング１１の材質としては特に限定さ
れず、例えば、ステンレス等を挙げることができる。ま
た、その形状は、特に限定されず、図５（ａ）に示した
ような筒状であってもよく、（ｂ）に示したような筒を
その軸方向に２分割した２分割シェル状であってもよ
い。The material of the casing 11 is not particularly limited, and examples thereof include stainless steel. Further, the shape is not particularly limited, and may be a cylindrical shape as shown in FIG. 5A, or a two-part shell shape obtained by dividing the cylinder as shown in FIG. It may be.
【００３０】ケーシング１１の大きさは、ハニカムフィ
ルタ１２を内部に設置することができるように適宜調製
される。そして、図示はしないが、このケーシングの一
端面には、排気ガスを流入させる導入管が接続され、他
端面には、排気ガスを排出させる排出管が接続されるよ
うになっている。なお、図１に示した空気を流入させる
配管があってもよいが、他の方法をとることもできるた
め、必須の部材ではない。The size of the casing 11 is appropriately adjusted so that the honeycomb filter 12 can be installed inside. Although not shown, an introduction pipe through which exhaust gas flows is connected to one end face of the casing, and a discharge pipe through which exhaust gas is discharged is connected to the other end face. It should be noted that the pipe shown in FIG. 1 through which air flows may be provided, but is not an essential member because other methods can be used.
【００３１】また、図示はしないが、このケーシングの
内部には、ハニカムフィルタ１２が設置されるととも
に、必要に応じてハニカムフィルタ１２の上記導入管側
に温度センサや電気ヒータ等を設置してもよく、これら
温度センサや電気ヒータ等が外部の電源等と導通可能な
ように配線を施すことができるようになっていてもよ
い。Although not shown, a honeycomb filter 12 is provided inside the casing, and if necessary, a temperature sensor, an electric heater, or the like may be provided on the inlet pipe side of the honeycomb filter 12. Alternatively, the temperature sensor, the electric heater, and the like may be provided with wiring so as to be able to conduct with an external power supply or the like.
【００３２】本発明の排気ガス浄化装置は、上記のよう
に構成されており、ハニカムフィルタとケーシングとの
間に介装された保持シール体は耐風蝕性に優れ、また、
その優れた断熱性により、寒冷地等においても余り外気
温の影響を受けず、走行時の水のはね上げ等によって
も、ハニカムフィルタの温度は殆ど変化せず、ハニカム
フィルタを高温に安定的に保つことができ、これにより
フィルタの破損を防止することができる。即ち、このよ
うな特性を有する保持シール体を介装することにより、
この排気ガス浄化装置は、耐久性に優れるとともに、圧
損が発生しにくくなるのである。The exhaust gas purifying apparatus of the present invention is configured as described above, and the holding seal body interposed between the honeycomb filter and the casing has excellent wind erosion resistance.
Due to its excellent heat insulating properties, the temperature of the honeycomb filter is hardly affected by the outside temperature even in a cold region or the like, and the temperature of the honeycomb filter hardly changes even by splashing of water during running, and the honeycomb filter is stably maintained at a high temperature. This can prevent the filter from being damaged. That is, by interposing a holding seal body having such characteristics,
This exhaust gas purifying device is excellent in durability and hardly generates pressure loss.
【００３３】また、再生処理においても、熱効率が良
く、再生時間の短縮が図れ、再生率も向上し、圧損等が
増大するまでの時間（再生が必要となるまでの時間）を
延長することができる。即ち、再生後のパティキュレー
ト捕集量が増大する。In the regenerating process, the thermal efficiency is good, the regenerating time can be shortened, the regenerating rate can be improved, and the time until the pressure loss and the like increase (the time until the regenerating becomes necessary) can be extended. it can. That is, the amount of trapped particulates after regeneration increases.
【００３４】本発明の排気ガス浄化装置が、上記のよう
に、パティキュレートを燃焼させるための電気ヒータを
備えている場合には、ハニカムフィルタに入る排気ガス
の温度を効率よく、短時間で上昇させることができ、排
気ガスの温度を充分に高くすることができるので、短時
間で再生処理を行うことが可能である。When the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is provided with the electric heater for burning the particulates as described above, the temperature of the exhaust gas entering the honeycomb filter can be increased efficiently and in a short time. Since the temperature of the exhaust gas can be sufficiently increased, the regeneration process can be performed in a short time.
【００３５】また、本発明の排気ガス浄化装置は、電気
ヒータを備えていなくてもよい。この場合には、排気ガ
スの温度を高める方式の再生操作を行うことができる。
本発明の排気ガス浄化装置は、ハニカムフィルタの保温
性に優れるため、上記再生処理方法を採用した場合に
も、ハニカムフィルタを通過する排気ガスの温度を充分
に高くすることができ、高温にした排気ガスにより、パ
ティキュレートを燃焼させ、再生させることができる。Further, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention does not need to include the electric heater. In this case, a regeneration operation of a method for increasing the temperature of the exhaust gas can be performed.
Since the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is excellent in the heat retaining property of the honeycomb filter, the temperature of the exhaust gas passing through the honeycomb filter can be sufficiently increased even when the above-mentioned regeneration treatment method is employed, and the temperature is increased. The particulates can be burned and regenerated by the exhaust gas.
【００３６】本発明の排気ガス浄化装置においては、ハ
ニカムフィルタの圧力損失を測定するための背圧センサ
等を備えるとともに、背圧が所定の値より上昇した際
に、再生処理を行う必要があることを表示する装置等を
備えていてもよい。In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, it is necessary to provide a back pressure sensor for measuring the pressure loss of the honeycomb filter and to perform a regeneration process when the back pressure rises above a predetermined value. A device or the like for displaying the fact may be provided.
【００３７】また、車両に本発明の排気ガス浄化装置を
配設する場合、本発明の排気ガス浄化装置が２台以上並
設されたものであってもよい。この場合には、排気ガス
の配管に２つの排気ガス浄化装置を接続し、切替え弁等
を用いて、どちらか一方を使用し、その間に他の一方を
再生する。When the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is provided in a vehicle, two or more exhaust gas purifying apparatuses of the present invention may be provided side by side. In this case, two exhaust gas purifiers are connected to the exhaust gas pipe, and one of them is used by using a switching valve or the like, and the other is regenerated during that time.
【００３８】さらに、本発明の排気ガス浄化装置中にＮ
ｏｘやＳｏｘ等の有害ガスを除去するための触媒層を付
設し、有害ガスの除去とパティキュレートの除去の両方
を行うことができるようにしてもよい。また、本発明で
は、再生時に、排気ガスを助燃用気体とすることができ
る。また、別に、ポンプを用いて再生処理を行う場合に
は、上記ポンプを用いて空気をフィルタ内に送り込むこ
とにより、再生処理を行うことができる。Further, N is added to the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
A catalyst layer for removing harmful gases such as ox and Sox may be provided so that both harmful gas removal and particulate removal can be performed. Further, according to the present invention, at the time of regeneration, the exhaust gas can be used as a combustion assisting gas. When the regeneration process is separately performed using a pump, the regeneration process can be performed by sending air into the filter using the pump.
【００３９】次に、本発明の排気ガス浄化装置の製造方
法について説明する。本発明の排気ガス浄化装置の製造
方法は、多数の貫通孔が長手方向に並設され、上記貫通
孔を隔てる隔壁がフィルタとして機能するように構成さ
れた多孔質セラミック焼結体からなる排気ガス浄化用の
ハニカムフィルタの側面の周囲に、本発明の排気ガス浄
化装置の上記保持シール体を巻き付けた後、上記保持シ
ール体が巻き付けられた上記ハニカムフィルタを内燃機
関の排気通路に接続するためのケーシング内に設置する
排気ガス浄化装置の製造方法であって、上記保持シール
体の一端部に凸部を形成するとともに、上記保持シール
体の他端部に上記凸部と嵌合可能な形状の凹部を形成
し、上記ハニカムフィルタの周囲に上記保持シール体を
巻き付けることを特徴とするものである。Next, a method of manufacturing the exhaust gas purifying apparatus of the present invention will be described. The method for manufacturing an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is directed to an exhaust gas comprising a porous ceramic sintered body in which a large number of through holes are arranged in a longitudinal direction, and a partition separating the through holes functions as a filter. After winding the holding seal body of the exhaust gas purifying device of the present invention around the side surface of the purification honeycomb filter, the honeycomb filter wound with the holding seal body is connected to an exhaust passage of an internal combustion engine. A method for manufacturing an exhaust gas purifying device installed in a casing, wherein a protrusion is formed at one end of the holding seal body, and the protrusion is fitted to the other end of the holding seal body. A concave portion is formed, and the holding seal body is wound around the honeycomb filter.
【００４０】本発明の排気ガス浄化装置の製造方法で
は、初めに、多孔質セラミック焼結体及びハニカムフィ
ルタを製造する。まず、上述した炭化珪素等のセラミッ
ク粒子とバインダーと分散媒液とを含む混合組成物を調
製した後、この混合組成物を用いて押出成形法等によ
り、多数の貫通孔が隔壁を隔てて長手方向に並設された
柱状のセラミック成形体を作製する。In the method for manufacturing an exhaust gas purifying apparatus of the present invention, first, a porous ceramic sintered body and a honeycomb filter are manufactured. First, after preparing a mixed composition containing the above-described ceramic particles such as silicon carbide, a binder, and a dispersion medium, a large number of through holes are formed longitudinally across the partition walls by using the mixed composition by an extrusion method or the like. A columnar ceramic molded body arranged in the direction is produced.
【００４１】上記バインダーとしては特に限定されず、
例えば、メチルセルロース、カルボキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース、ポリエチレングリコ
ール、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等を挙げることが
できる。上記バインダーの配合量は、通常、セラミック
粉末１００重量部に対して、１〜１０重量部程度が好ま
しい。The binder is not particularly limited.
For example, methylcellulose, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, polyethylene glycol, phenol resin, epoxy resin and the like can be mentioned. Usually, the amount of the binder is preferably about 1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the ceramic powder.
【００４２】上記分散媒液としては特に限定されず、例
えば、ベンゼン等の有機溶媒；メタノール等のアルコー
ル、水等を挙げることができる。上記分散媒液は、上記
混合組成物の粘度が一定範囲内となるように、適量配合
する。The dispersion medium is not particularly restricted but includes, for example, organic solvents such as benzene; alcohols such as methanol, and water. An appropriate amount of the dispersion medium is blended so that the viscosity of the mixed composition falls within a certain range.
【００４３】これらセラミック粉末とバインダーと分散
媒液等とは、アトライター等で混合した後、ニーダー等
で充分に混練する。The ceramic powder, the binder, the dispersion medium and the like are mixed by an attritor or the like and then sufficiently kneaded by a kneader or the like.
【００４４】次に、上記セラミック成形体を乾燥させ、
上記貫通孔の所定箇所に充填材を充填し、酸素含有雰囲
気下で４００〜６５０℃に加熱することで、上記バイン
ダー等を揮散するとともに、分解、消失し、ほぼセラミ
ック粉末のみが残留する脱脂工程を行う。Next, the ceramic molded body is dried,
A degreasing step in which a filler is filled in a predetermined portion of the through hole and heated to 400 to 650 ° C. in an oxygen-containing atmosphere to volatilize the binder and the like, decompose and disappear, and almost only the ceramic powder remains. I do.
【００４５】その後、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰
囲気下で、例えば、炭化珪素成形体に対しては、２００
０〜２２００℃に加熱することによりセラミック粉末を
焼結させる焼成工程を行い、多孔質セラミック焼結体を
製造する。Thereafter, under an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon, for example, 200 μm
A firing step of sintering the ceramic powder by heating to 0 to 2200 ° C. is performed to produce a porous ceramic sintered body.
【００４６】上記製造した多孔質セラミック焼結体を接
着層を介して複数個結束して所定の大きさのセラミック
ブロックを作製し、乾燥後、例えば、ダイアモンドカッ
ター等でその外周部を所定の形状に切削することでハニ
カムフィルタを作製する。A plurality of the produced porous ceramic sintered bodies are bound together via an adhesive layer to produce a ceramic block of a predetermined size, and after drying, the outer peripheral portion thereof is formed in a predetermined shape with a diamond cutter or the like. To produce a honeycomb filter.
【００４７】次に、上記作製したハニカムフィルタの側
面の周囲に保持シール体を巻き付ける工程を行う。Next, a step of winding a holding seal body around the side surface of the honeycomb filter manufactured as described above is performed.
【００４８】本発明の排気ガス浄化装置の製造方法に用
いる保持シール体の材料は、上記本発明の排気ガス浄化
装置で説明した保持シール体と同様のものを用いる。即
ち、この保持シール体の８００℃における熱伝導率は
０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下である。The material of the holding seal used in the method of manufacturing the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is the same as the material of the holding seal described in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention. That is, the thermal conductivity of the holding seal at 800 ° C. is 0.1 W / m · K or less.
【００４９】図４（ａ）は、上記保持シール体の一例を
模式的に示した平面図であり、（ｂ）は、（ａ）に示し
た保持シール体をハニカムフィルタに巻き付けた様子を
模式的に示した斜視図である。FIG. 4A is a plan view schematically showing an example of the above-mentioned holding seal body, and FIG. 4B is a schematic view showing a state where the holding seal body shown in FIG. 4A is wound around a honeycomb filter. FIG.
【００５０】図４に示した通り、保持シール体４１の一
端部には、凸部４２が形成されており、他端部には、ハ
ニカムフィルタに保持シール体４１を巻き付けた際、凸
部４２と嵌合可能な形状の凹部４３が形成されている。As shown in FIG. 4, a projection 42 is formed at one end of the holding seal body 41, and the projection 42 is formed at the other end when the holding seal body 41 is wound around the honeycomb filter. A concave portion 43 having a shape that can be fitted with the concave portion 43 is formed.
【００５１】保持シール体４１をこのような形状とし、
ハニカムフィルタに保持シール体４１を巻き付ける際、
凸部４２を凹部４３に嵌合させることにより、保持シー
ル体４１をハニカムフィルタの外周部に正確に巻き付け
ることができ、作業が容易になり、短時間で巻き付ける
ことができる。また、保持シール体４１をハニカムフィ
ルタの外周部へ巻き付けた際、凸部４２と凹部４３とが
しっかりとかみ合うように嵌合することで、凸部４２を
有する端部と凹部４３を有する端部とが左右にずれるこ
とがなく、形態安定性に優れたものとなる。The holding seal body 41 has such a shape,
When winding the holding seal body 41 around the honeycomb filter,
By fitting the convex portion 42 into the concave portion 43, the holding seal body 41 can be accurately wound around the outer peripheral portion of the honeycomb filter, so that the operation becomes easy and the winding can be performed in a short time. Further, when the holding seal body 41 is wound around the outer peripheral portion of the honeycomb filter, the convex portion 42 and the concave portion 43 are fitted so as to be securely engaged with each other, so that the end portion having the convex portion 42 and the end portion having the concave portion 43 are provided. Does not shift to the left and right, resulting in excellent morphological stability.
【００５２】従来の保持シール体１３は、ほぼ矩形状で
あったため、ハニカムフィルタに巻き付けた際、保持シ
ール体１３の両端部に直線状の隙間が形成されることが
あった。このように、保持シール体中に直線状の隙間が
存在すると、この隙間を排気ガスが流通してしまい、排
気ガスを完全に浄化することができない。Since the conventional holding seal body 13 has a substantially rectangular shape, a linear gap may be formed at both ends of the holding seal body 13 when wound around a honeycomb filter. As described above, if a linear gap exists in the holding seal body, the exhaust gas flows through the gap, and the exhaust gas cannot be completely purified.
【００５３】しかしながら、本発明の排気ガス浄化装置
の製造方法で使用する保持シール体は、凸部４２と凹部
４３とが嵌合した状態でハニカムフィルタに巻き付けら
れているため、凸部４２以外の部分で隙間が生じたとし
ても、凸部４２と凹部４３とが嵌合した部分では隙間は
生じない。従って、上記隙間に流入した排気ガスは上記
嵌合部で堰き止められ、そのまま抜けしまうことはな
く、全排気ガスは、ハニカムフィルタを通過し、浄化さ
れる。However, the holding seal body used in the method of manufacturing the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is wound around the honeycomb filter in a state where the projections 42 and the recesses 43 are fitted. Even if a gap is formed in the portion, no gap is formed in the portion where the convex portion 42 and the concave portion 43 are fitted. Therefore, the exhaust gas flowing into the gap is blocked by the fitting portion and does not escape as it is, and all the exhaust gas passes through the honeycomb filter and is purified.
【００５４】凸部４２のサイズは、ハニカムフィルタや
保持シール体４１のサイズに合わせて適宜調製される
が、例えば、縦幅ｌは４０〜７０ｍｍ程度が好ましく、
横幅ｍは２０〜４０ｍｍ程度が好ましい。また、凹部４
３のサイズは、凸部４２と同サイズであるか、若干大き
くなるように調製される。The size of the convex portion 42 is appropriately adjusted according to the size of the honeycomb filter and the holding seal body 41. For example, the vertical width l is preferably about 40 to 70 mm.
The width m is preferably about 20 to 40 mm. Also, the recess 4
The size of No. 3 is adjusted to be the same as or slightly larger than the size of the protrusion 42.
【００５５】また、凸部４２及び凹部４３の形状は、ほ
ぼ矩形であるが、その形状はこれらに限定されず、例え
ば、三角形や半円形状であってもよい。また、その個数
も特に１個には限定されず、２個以上であってもよい。Further, the shapes of the convex portion 42 and the concave portion 43 are substantially rectangular, but the shapes are not limited thereto, and may be, for example, triangular or semicircular. Also, the number is not particularly limited to one, and may be two or more.
【００５６】保持シール体４１を上記ハニカムフィルタ
に巻き付け、固定する手段としては特に限定されず、例
えば、接着剤で貼着したり、紐状体で縛る手段等を挙げ
ることができる。また、特別な手段で固定をせず、ハニ
カムフィルタに巻き付けただけの状態で、次の工程に移
行しても差し支えない。なお、上記紐状体は、熱で分解
する材料であってもよい。ケーシング内に上記ハニカム
フィルタを設置した後であれば、紐状体が熱により分解
してもハニカムフィルタはケーシング内に設置されてい
るので、保持シール体４１が剥がれてしまうことはない
からである。The means for winding and fixing the holding sealing body 41 around the above-mentioned honeycomb filter is not particularly limited, and examples thereof include means for sticking with an adhesive and means for binding with a string. Further, it is possible to move to the next step in a state where the filter is simply wound around the honeycomb filter without being fixed by special means. The string may be made of a material that decomposes by heat. This is because if the honeycomb filter is installed in the casing, even if the string-like body is decomposed by heat, the honeycomb filter is installed in the casing, so that the holding seal body 41 does not peel off. .
【００５７】次に、上記工程を経たハニカムフィルタ
を、ケーシング内に設置する。なお、上記ケーシングの
材料、形状及び構成等については、上述した通りである
のでここでは、その説明を省略する。Next, the honeycomb filter having undergone the above steps is installed in a casing. Note that the material, shape, configuration, and the like of the casing are as described above, and thus description thereof is omitted here.
【００５８】上記ハニカムフィルタを、ケーシング内に
設置する方法としては、上記ケーシングが筒状のケーシ
ング２１である場合（図５（ａ））、例えば、上記保持
シール体が巻き付けられたハニカムフィルタをその一端
面から押し込み、所定の位置に設置した後、導入管、配
管及び排出管等と接続するための端面を、ケーシング２
１の両端部に形成する方法を挙げることができる。な
お、ケーシング２１は有底の筒状であってもよい。この
際、固定したハニカムフィルタが容易に移動しないよう
に、かなりの力を加えた状態で、ようやく押し込むこと
ができる程度に、保持シール体の厚さ、ハニカムフィル
タの大きさ、ケーシングの大きさ等を調整する必要があ
る。As a method for installing the above-mentioned honeycomb filter in the casing, when the above-mentioned casing is a cylindrical casing 21 (FIG. 5A), for example, the honeycomb filter around which the above-mentioned holding seal body is wound may be used. After pushing in from one end face and installing it at a predetermined position, the end face for connecting to an inlet pipe, a pipe, a discharge pipe, etc.
1 can be formed at both ends. Note that the casing 21 may be a bottomed cylindrical shape. At this time, the thickness of the holding seal body, the size of the honeycomb filter, the size of the casing, etc. are set so that the fixed honeycomb filter can be finally pushed in with a considerable force applied so as not to move easily. Need to be adjusted.
【００５９】また、図５（ｂ）に示したように、上記ケ
ーシングの形状が２分割シェル状のケーシング２２であ
る場合には、例えば、上記ハニカムフィルタを半筒状の
下部シェル２２ｂ内の所定箇所に設置した後、上部固定
部２３に形成した貫通孔２３ａと、下部固定部２４に形
成した貫通孔２４ａとが丁度重なるように、半筒状の上
部シェル２２ａを下部シェル２２ｂの上に載置する。そ
して、ボルト２５を貫通孔２３ａ、２４ａに挿通しナッ
ト等で固定することで、上部シェル２２ａと下部シェル
２２ｂとを固定する。そして、導入管、配管及び排出管
等と接続するための開口を有する端面を、ケーシング２
２の両端部に形成する方法を挙げることができる。この
場合にも、固定したハニカムフィルタが移動しないよう
に、保持シール体の厚さ、ハニカムフィルタの大きさ、
ケーシングの大きさ等を調整する必要がある。As shown in FIG. 5 (b), when the casing is formed of a two-part shell-shaped casing 22, for example, the honeycomb filter may be provided in a predetermined shape in a semi-cylindrical lower shell 22b. After being installed at the location, the semi-cylindrical upper shell 22a is placed on the lower shell 22b such that the through hole 23a formed in the upper fixing part 23 and the through hole 24a formed in the lower fixing part 24 just overlap. Place. Then, the upper shell 22a and the lower shell 22b are fixed by inserting the bolt 25 into the through holes 23a and 24a and fixing them with nuts or the like. Then, an end face having an opening for connecting to an inlet pipe, a pipe, a discharge pipe, etc.
2 can be formed at both ends. Also in this case, the thickness of the holding seal body, the size of the honeycomb filter,
It is necessary to adjust the size of the casing.
【００６０】この２分割シェル状のケーシング２２は、
内部に設置したハニカムフィルタの取替えが、筒状のケ
ーシング２１よりも容易である。This two-part shell casing 22 is
The replacement of the honeycomb filter installed inside is easier than the tubular casing 21.
【００６１】この後、上記ハニカムフィルタを内部に設
置したケーシングを内燃機関の排気通路に接続すること
で、本発明の排気ガス浄化装置の製造を終了する。Thereafter, the casing in which the above-mentioned honeycomb filter is installed is connected to the exhaust passage of the internal combustion engine, thereby completing the manufacture of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
【００６２】以上説明した本発明の排気ガス浄化装置の
製造方法を行うことにより、ハニカムフィルタの側面の
外周部に、断熱性に優れた保持シール体を容易に、か
つ、確実に巻き付けることができる。By performing the method for manufacturing an exhaust gas purifying apparatus of the present invention described above, a holding seal having excellent heat insulation can be easily and reliably wound around the outer peripheral portion of the side face of the honeycomb filter. .
【００６３】また、排気ガス浄化装置の使用中に保持シ
ール体が左右にずれることがなく、形態安定性に優れる
排気ガス浄化装置を製造することができるとともに、上
記保持シール体の端部間に隙間が存在していても、排気
ガスがこの隙間を流通することがなく、排気ガスを良好
に浄化することができる排気ガス浄化装置を製造するこ
とができる。Further, it is possible to manufacture an exhaust gas purifying apparatus having excellent morphological stability without the holding seal body being shifted left and right during use of the exhaust gas purifying apparatus. Even if there is a gap, it is possible to manufacture an exhaust gas purifying apparatus capable of satisfactorily purifying exhaust gas without exhaust gas flowing through this gap.
【００６４】[0064]
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００６５】実施例１ 炭化珪素粉末に有機バインダー、水等を加えて混練した
後、押し出し成形を行い、ハニカム形状の生成形体を作
製し、続いて、乾燥、脱脂、焼成を行うことにより、図
３に示すような平均気孔径が５〜２０μｍで、セル数が
３１個／ｃｍ2 で、隔壁の厚さが０．３ｍｍの炭化珪素
焼結体からなる多孔質セラミック部材３０を作製した。Example 1 An organic binder, water, etc. were added to a silicon carbide powder, kneaded, extruded to produce a honeycomb-shaped formed body, and subsequently dried, degreased, and fired. 3, a porous ceramic member 30 made of a silicon carbide sintered body having an average pore diameter of 5 to 20 μm, 31 cells / cm 2 , and a partition wall thickness of 0.3 mm was produced.
【００６６】次に、この多孔質セラミック部材３０を、
セラミックファイバー等の無機繊維や炭化珪素等の無機
粒子等を含む耐熱性の接着剤を用いて多数結束させ、続
いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することによ
り、図２に示したような直径が１６５ｍｍでその長さが
１５０ｍｍのハニカムフィルタ１２を作製した。Next, this porous ceramic member 30 is
By bundling a large number using a heat-resistant adhesive containing inorganic fibers such as ceramic fibers or inorganic particles such as silicon carbide, and then cutting using a diamond cutter, the diameter as shown in FIG. The honeycomb filter 12 having a length of 165 mm and a length of 150 mm was manufactured.
【００６７】そして、ハニカムフィルタ１２の側面の外
周部に、保持シール体を巻き付けた。上記保持シール体
は、アルミナ繊維からなり（アルミナ８０ｗｔ％、シリ
カ２０ｗｔ％）、８００℃における熱伝導率は０．０９
Ｗ／ｍ・Ｋ、８００℃における熱膨張率は６０％、嵩密
度は０．３５ｇ／ｃｍ3 、厚さは８．５ｍｍであった。
また、上記保持シール体の形状は、図４（ａ）に示した
通りであり、凸部の縦幅は５０ｍｍ、横幅は３０ｍｍで
あり、凹部のサイズは凸部と同様とした。なお、ハニカ
ムフィルタ１２への巻き付けは、上記凸部と上記凹部と
が嵌合するようにした。Then, a holding seal body was wound around the outer peripheral portion of the side surface of the honeycomb filter 12. The holding seal body is made of alumina fiber (alumina 80 wt%, silica 20 wt%), and has a thermal conductivity of 0.09 at 800 ° C.
The coefficient of thermal expansion at W / m · K and 800 ° C. was 60%, the bulk density was 0.35 g / cm 3 , and the thickness was 8.5 mm.
Further, the shape of the holding seal body was as shown in FIG. 4A, the vertical width of the convex portion was 50 mm, the horizontal width was 30 mm, and the size of the concave portion was the same as that of the convex portion. In addition, the winding around the honeycomb filter 12 was such that the convex portion and the concave portion were fitted.
【００６８】上記方法により保持シール体を巻き付けた
ハニカムフィルタ１２を、図５（ｂ）に示したような２
分割シェル状のケーシング内に設置し、このケーシング
を用いて図１に示したような排気ガス浄化装置を作製
し、フォークリフトに取り付けた。なお、この排気ガス
浄化装置には、温度センサと背圧センサとを設けた。次
に、このフォークリフトを無負荷状態で、エンジンを最
高の回転数にして８時間運転し、背圧センサにより背圧
を測定したところ、４０ｋＰａの値を示した。このと
き、ハニカムフィルタ１２には、パティキュレートが６
５ｇ堆積していた。The honeycomb filter 12 wrapped with the holding seal body by the above-described method is used as a honeycomb filter 12 as shown in FIG.
It was installed in a split shell-shaped casing, and an exhaust gas purifying apparatus as shown in FIG. 1 was manufactured using this casing, and attached to a forklift. The exhaust gas purifying device was provided with a temperature sensor and a back pressure sensor. Next, this forklift was operated for 8 hours with the engine at the maximum rotation speed under no load, and the back pressure was measured by the back pressure sensor. As a result, the value was 40 kPa. At this time, the honeycomb filter 12 has a particle size of 6
5 g had been deposited.
【００６９】そこで、電気ヒータに通電し、エアーポン
プを駆動させ、再生処理を行うことにより、パティキュ
レートの燃焼操作を行ったところ、４０分間でスス等の
パティキュレートを１００％完全に燃焼させることがで
き、背圧も初期の値である５ｋＰａに戻っていた。な
お、温度センサにより、再生時のハニカムフィルタ１２
の温度を測定したところ、約８００℃であった。また、
ハニカムフィルタ１２を点検したところ、クラックや破
損等は全く観察されなかった。Therefore, when the electric heater was energized, the air pump was driven, and the regeneration process was performed, the burning operation of the particulates was carried out. As a result, 100% of the particulates such as soot were completely burned in 40 minutes. And the back pressure returned to the initial value of 5 kPa. In addition, the honeycomb filter 12 at the time of regeneration is detected by the temperature sensor.
Was about 800 ° C. Also,
When the honeycomb filter 12 was inspected, no crack, breakage, or the like was observed.
【００７０】また、耐風蝕試験として、上記保持シール
体と同成分からなる板状体（１０ｃｍ×１０ｃｍ×１０
ｃｍ）を作製し、７００℃に加熱した空気を０．３ＭＰ
ａの風圧にて吹き付け、その風蝕距離を測定したとこ
ろ、１２ｍｍであった。As a wind erosion resistance test, a plate-like body (10 cm × 10 cm × 10
cm), and heated to 700 ° C. with 0.3MPa of air.
It was 12 mm when it sprayed by the wind pressure of a and the wind erosion distance was measured.
【００７１】比較例１ 実施例１と同様にして、ハニカムフィルタを作製した。
次に、作製したハニカムフィルタの外周部にセラミック
ファイバー（アルミナ５０ｗｔ％、シリカ５０ｗｔ％に
バーミキュライト粉末を添加）からなる保持シール体を
形成したほかは、実施例１と同様にして排気ガス浄化装
置を製造した。この保持シール体の熱伝導率は０．１６
Ｗ／ｍ・Ｋ、８００℃における熱膨張率は６０％、嵩密
度は０．８ｇ／ｃｍ3 、厚さは５．７ｍｍであった。そ
して、この排気ガス浄化装置をフォークリフトに取り付
け、さらに、定量ポンプ等を取り付けることにより、こ
のフォークリフトに再生システムを設けた。Comparative Example 1 A honeycomb filter was manufactured in the same manner as in Example 1.
Next, an exhaust gas purifying apparatus was prepared in the same manner as in Example 1, except that a holding seal body made of ceramic fibers (50 wt% of alumina and vermiculite powder added to 50 wt% of silica) was formed on the outer periphery of the manufactured honeycomb filter. Manufactured. The thermal conductivity of this holding seal body is 0.16.
The coefficient of thermal expansion at W / m · K at 800 ° C. was 60%, the bulk density was 0.8 g / cm 3 , and the thickness was 5.7 mm. Then, the exhaust gas purifying device was attached to a forklift, and further, a fixed-quantity pump and the like were attached, so that the forklift was provided with a regeneration system.
【００７２】次に、このフォークリフトを無負荷状態
で、エンジンを最高の回転数にして８時間運転し、背圧
センサにより背圧を測定したところ、４０ｋＰａの値を
示した。このとき、ハニカムフィルタには、パティキュ
レートが６５ｇ堆積していた。Next, the forklift was operated for 8 hours with the engine at the maximum rotation speed under no load, and the back pressure was measured by the back pressure sensor. As a result, the value was 40 kPa. At this time, 65 g of particulates had accumulated on the honeycomb filter.
【００７３】そこで、電気ヒータに電圧を印加して、電
気ヒータの温度を８００℃に設定し、定量ポンプを用い
て４０リットル／分の流量で４５分間エアーを流すこと
により、スス等のパティキュレートを燃焼させたが、わ
ずかに燃え残りがあり、パティキュレートの燃焼率は、
９０％であった。この工程の後，本比較例１に係るハニ
カムフィルタを点検したところ、その外周部付近にわず
かにクラックが観察された。Then, a voltage is applied to the electric heater, the temperature of the electric heater is set to 800 ° C., and air is flowed at a flow rate of 40 liter / min for 45 minutes using a metering pump, so that particulates such as soot are discharged. Was burned, but there was a slight unburnt residue, and the burning rate of particulates was
90%. After this step, when the honeycomb filter according to Comparative Example 1 was inspected, a slight crack was observed near the outer peripheral portion thereof.
【００７４】また、実施例１と同様に本比較例１に係る
保持シール体の板状体を作製し、実施例１と同条件で風
蝕試験を行ったところ、その風蝕距離は８０ｍｍであっ
た。Further, a plate-like body of the holding seal body according to Comparative Example 1 was prepared in the same manner as in Example 1, and a wind erosion test was performed under the same conditions as in Example 1. The wind erosion distance was 80 mm. .
【００７５】[0075]
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置は、上述の通
りであるので、保持シール体の耐風蝕性に優れ、ハニカ
ムフィルタの再生時間を短くすることができ、再生率も
高くすることができる。また、排気ガス処理時にハニカ
ムフィルタの温度の低下を防止し、ハニカムフィルタの
一部に局部的に再生時のパティキュレートの燃焼残りが
残留するのを防止することができるとともにクラックの
発生も防止することができる。また、その再生処理まで
の時間を延長することができる。As described above, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is excellent in wind erosion resistance of the holding seal body, can shorten the regeneration time of the honeycomb filter, and can increase the regeneration rate. it can. In addition, it is possible to prevent the temperature of the honeycomb filter from lowering during the exhaust gas treatment, to prevent the residual combustion of particulates during regeneration from being partially left on a part of the honeycomb filter, and to prevent the occurrence of cracks. be able to. Further, the time until the reproduction processing can be extended.
【００７６】また、本発明の排気ガス浄化装置の製造方
法は、上述の通りであるので、ハニカムフィルタの側面
の外周部に、断熱性に優れた保持シール体を容易に、か
つ、確実に巻き付けることができ、また、排気ガス浄化
装置の使用中に上記保持シール体が左右にずれることが
なく、形態安定性に優れる排気ガス浄化装置を製造する
ことができるとともに、上記保持シール体の端部同士が
隙間を形成していても、排気ガスがこの隙間を流通する
ことがなく、排気ガスを良好に浄化することができる排
気ガス浄化装置を製造することができる。Further, since the method for manufacturing the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is as described above, the holding seal having excellent heat insulation is easily and reliably wound around the outer peripheral portion of the side face of the honeycomb filter. In addition, the holding seal body does not shift left and right during use of the exhaust gas purification apparatus, and an exhaust gas purification apparatus excellent in form stability can be manufactured. Even if they form a gap, it is possible to manufacture an exhaust gas purifying apparatus capable of purifying exhaust gas without exhaust gas flowing through the gap.
【図１】本発明の排気ガス浄化装置の一実施形態を模式
的に示した断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing one embodiment of an exhaust gas purification device of the present invention.
【図２】本発明の排気ガス浄化装置に用いるハニカムフ
ィルタの一例を模式的に示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing one example of a honeycomb filter used in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
【図３】（ａ）は、図２に示したハニカムフィルタに用
いる多孔質セラミック部材を模式的に示した斜視図であ
り、（ｂ）は、その縦断面図である。3A is a perspective view schematically showing a porous ceramic member used for the honeycomb filter shown in FIG. 2, and FIG. 3B is a longitudinal sectional view thereof.
【図４】（ａ）は、本発明の排気ガス浄化装置の製造方
法に用いる保持シール体の一例を模式的に示した平面図
であり、（ｂ）は、（ａ）に示した保持シール体をハニ
カムフィルタに巻き付けた様子を示した斜視図である。FIG. 4A is a plan view schematically showing an example of a holding seal body used in the method for manufacturing an exhaust gas purifying device of the present invention, and FIG. 4B is a holding seal body shown in FIG. It is the perspective view which showed a mode that the body was wound around the honeycomb filter.
【図５】（ａ）は、本発明の排気ガス浄化装置に用いる
ケーシングの一例を模式的に示した斜視図であり、
（ｂ）は、別の一例を模式的に示した斜視図である。FIG. 5A is a perspective view schematically showing an example of a casing used for the exhaust gas purifying apparatus of the present invention,
(B) is a perspective view schematically showing another example.
１０ 排気ガス浄化装置 １１、２１、２２ ケーシング １２、４０ ハニカムフィルタ １３、４１ 保持シール体 １４ 電気ヒータ １５ 温度センサ １６ 導入管 １７ 排出管 １８ 配管 ２２ａ 上部シェル ２２ｂ 下部シェル ２３ 上部固定部 ２３ａ、２４ａ 貫通孔 ２４ 下部固定部 ２５ ボルト ３０ 多孔質セラミック焼結体 ３１ 貫通孔 ３２ 充填材 ３３ 隔壁 ４２ 凸部 ４３ 凹部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Exhaust gas purification apparatus 11, 21, 22 Casing 12, 40 Honeycomb filter 13, 41 Holding seal body 14 Electric heater 15 Temperature sensor 16 Inlet pipe 17 Discharge pipe 18 Pipe 22a Upper shell 22b Lower shell 23 Upper fixing part 23a, 24a Penetration Hole 24 Lower fixing portion 25 Bolt 30 Porous ceramic sintered body 31 Through hole 32 Filler 33 Partition wall 42 Convex portion 43 Recess
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G090 AA02 AA04 BA04 CA04 CB11 CB18 CB21 4D048 AA14 AB01 BB02 CA01 CC04 CC38 CC53 DA01 DA02 DA06 DA07 DA13 4D058 JA32 JB06 LA01 LA02 SA08 TA06 4G069 AA03 CA03 CA07 CA18 DA06 EA19 EB12Y EB15Y EB17Y ED05 EE01 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page F term (reference) 3G090 AA02 AA04 BA04 CA04 CB11 CB18 CB21 4D048 AA14 AB01 BB02 CA01 CC04 CC38 CC53 DA01 DA02 DA06 DA07 DA13 4D058 JA32 JB06 LA01 LA02 SA08 TA06 4G069 AA03 CA03 CA07 CA18 EBEB EBEA ED05 EE01
Claims (3)
記貫通孔を隔てる隔壁がフィルタとして機能するように
構成された多孔質セラミック焼結体からなる排気ガス浄
化用のハニカムフィルタが、内燃機関の排気通路に接続
されたケーシング内に設置され、前記ハニカムフィルタ
と前記ケーシングとの間に保持シール体が介装された排
気ガス浄化装置であって、前記保持シール体の８００℃
における熱伝導率が０．１Ｗ／ｍ・Ｋ以下であることを
特徴とする排気ガス浄化装置。1. A honeycomb filter for purifying exhaust gas comprising a porous ceramic sintered body in which a large number of through-holes are arranged in a longitudinal direction and partition walls separating the through-holes function as filters. An exhaust gas purifying apparatus installed in a casing connected to an exhaust passage of an internal combustion engine, wherein a holding seal body is interposed between the honeycomb filter and the casing, wherein the holding seal body has a temperature of 800 ° C.
An exhaust gas purifying apparatus having a thermal conductivity of 0.1 W / m · K or less.
維からなる請求項１記載の排気ガス浄化装置。2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the holding seal body is mainly made of alumina fibers.
記貫通孔を隔てる隔壁がフィルタとして機能するように
構成された多孔質セラミック焼結体からなる排気ガス浄
化用のハニカムフィルタの側面の周囲に、請求項１又は
２記載の保持シール体を巻き付けた後、前記保持シール
体が巻き付けられた前記ハニカムフィルタを内燃機関の
排気通路に接続するためのケーシング内に設置する排気
ガス浄化装置の製造方法であって、前記保持シール体の
一端部に凸部を形成するとともに、前記保持シール体の
他端部に前記凸部と嵌合可能な形状の凹部を形成し、前
記ハニカムフィルタの周囲に前記保持シール体を巻き付
けることを特徴とする排気ガス浄化装置の製造方法。3. A side face of a honeycomb filter for purifying exhaust gas comprising a porous ceramic sintered body in which a large number of through holes are arranged in a longitudinal direction and partition walls separating the through holes function as a filter. 3. An exhaust gas purifying apparatus which is installed in a casing for connecting the honeycomb filter wound with the holding seal body to an exhaust passage of an internal combustion engine after winding the holding seal body according to claim 1 or 2 around the periphery of the honeycomb filter. The manufacturing method of the honeycomb filter, wherein a convex portion is formed at one end of the holding seal body, and a concave portion having a shape fittable with the convex portion is formed at the other end of the holding seal body. A method for manufacturing an exhaust gas purifying device, comprising: winding the holding seal body around the periphery.
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- 2000-08-29 JP JP2000259470A patent/JP4255205B2/en not_active Expired - Lifetime
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