JP2002126428A - Electrothermally regenerated filter - Google Patents

Electrothermally regenerated filter

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JP2002126428A
JP2002126428A JP2000324172A JP2000324172A JP2002126428A JP 2002126428 A JP2002126428 A JP 2002126428A JP 2000324172 A JP2000324172 A JP 2000324172A JP 2000324172 A JP2000324172 A JP 2000324172A JP 2002126428 A JP2002126428 A JP 2002126428A
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JP
Japan
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layer
filter
heat
intermediate layer
inner layer
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Japanese (ja)
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Kazuyasu Nakane
和靖 中根
Toshihiro Yamamoto
敏博 山本
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Inoac Corp
Inoac Technical Center Co Ltd
Original Assignee
Inoue MTP KK
Inoac Corp
Inoac Technical Center Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electrothermally regenerated filter having high thermal impact resistance and high durability and for effectively removing graphite fine particles. SOLUTION: The electrothermally regenerated filter is formed by laminating 2 kinds of porous layers having different pore diameter form each other and has a three-layer structure of an inside layer 12 having the skeleton of the porous layer which is made of a heat resistant oxidation resistant material, an intermediate layer 14 formed on the outside periphery of the inside layer and made of a conductive material and an outside layer 16 formed on the outside peripheral surface of the intermediate layer and made of the heat resistant oxidation resistant material and the resistance of the filter is 0.01-200 Ω.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼル自動
車等の排ガスフィルターに用いられる電熱再生フィルタ
ーに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electric heat regeneration filter used for an exhaust gas filter of a diesel vehicle or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼル自動車等からの排気中には、
黒煙微粒子(PM)が比較的多量に含まれている。この
ため、前記PMの大気放出を防止するための排ガスフィ
ルターとしてディーゼルパティキュレートフィルター
(DPF)が使用されている。このフィルターは、PM
を集塵するため使用時間が増えるにつれて、前記PMの
堆積によりフィルター効率が低下する。
2. Description of the Related Art Exhaust from diesel vehicles and the like
Black smoke fine particles (PM) are contained in a relatively large amount. For this reason, a diesel particulate filter (DPF) is used as an exhaust gas filter for preventing the PM from being released into the atmosphere. This filter is
As the usage time for collecting dust increases, the filter efficiency decreases due to the deposition of PM.

【0003】このため、前記フィルターに堆積したPM
を除去しフィルターを再生することが必要であり、種々
の方法が提案されている。
For this reason, PM deposited on the filter
And it is necessary to regenerate the filter, and various methods have been proposed.

【0004】DPFを使用した場合には、ディーゼル自
動車等の運転とともにフィルターに堆積する前記PMの
量が増大し、前記フィルターでの排気圧力損失が増大す
るようになる。このため、排気圧力損失の増大によるフ
ィルター効率の低下を防止するため、フィルターに堆積
したPMを定期的に燃焼させ、DPFを再生することが
必要となる。
When the DPF is used, the amount of the PM deposited on the filter increases with the operation of a diesel vehicle or the like, and the exhaust pressure loss at the filter increases. For this reason, in order to prevent a decrease in filter efficiency due to an increase in exhaust pressure loss, it is necessary to periodically burn the PM deposited on the filter to regenerate the DPF.

【0005】この場合、特にディーゼル機関では排気温
度が比較的低いため、前記PMを堆積させるフィルター
に組み込んだヒータによりPMの温度を着火温度まで上
昇させるようにしている。
In this case, particularly in a diesel engine, since the exhaust gas temperature is relatively low, the temperature of the PM is raised to the ignition temperature by a heater incorporated in a filter for depositing the PM.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】従来DPFとして採用
されているものに、コージェライト等のスラリーを押し
出し成形によりセラミックハニカムを形成した後、ハニ
カムを構成している貫通穴を交互目封じしたものがあ
る。このフィルターに堆積したPMを触媒により燃焼し
て再生している。しかし、DPFに採用されたコージェ
ライトは、最高使用温度や熱伝導率が悪いため耐久性の
面で問題があり、該コージェライトが高温で溶損するこ
とがある。また、フィルターに堆積した黒煙微粒子が多
いと、燃焼の進行によってフィルターが部分的に高温と
なり、この温度分布によって発生する熱衝撃が、時とし
てフィルターの許容応力を越え、フィルターにクラック
を発生させることがある。
[0005] A conventional DPF is formed by extruding a slurry of cordierite or the like to form a ceramic honeycomb, and then alternately plugging the through-holes constituting the honeycomb. is there. The PM deposited on this filter is burned by a catalyst and regenerated. However, the cordierite used in the DPF has a problem in durability due to poor maximum operating temperature and thermal conductivity, and the cordierite may be melted at a high temperature. In addition, if there is a large amount of black smoke particulates deposited on the filter, the temperature of the filter partially rises due to the progress of combustion, and the thermal shock generated by this temperature distribution sometimes exceeds the allowable stress of the filter, causing cracks in the filter. Sometimes.

【0007】この発明は、前記の点に鑑みなされたもの
であり、熱衝撃に強く、耐久性が高く、黒煙微粒子を効
果的に除去することのできる電熱再生フィルターの提供
を目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and has as its object to provide an electrothermal regeneration filter which is resistant to thermal shock, has high durability, and can effectively remove black smoke fine particles.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明は、気孔
径が大小2種類の多孔質層を積層した電熱再生フィルタ
ーであって、前記両多孔質層の骨格が耐熱耐酸化物から
なる内層と、該内層の外周に形成された導電性物質から
なる中間層と、該中間層の外周面に形成された耐熱耐酸
化物からなる外層との三層構造を有し、当該フィルター
の抵抗値が0.01〜200Ωであることを特徴とする
電熱再生フィルターに係る。
The invention of claim 1 is an electrothermal regeneration filter in which two types of porous layers having large and small pores are laminated, wherein the skeleton of both porous layers is made of a heat-resistant oxide. And a three-layer structure of an intermediate layer made of a conductive substance formed on the outer periphery of the inner layer and an outer layer made of a heat-resistant oxide formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer. The present invention relates to an electrothermal regeneration filter having a resistance of 0.01 to 200Ω.

【0009】請求項2の発明は、請求項1における内
層、中間層及び外層がCVD又はCVI法により形成さ
れたものであることを特徴とする。
A second aspect of the present invention is characterized in that the inner layer, the intermediate layer and the outer layer in the first aspect are formed by a CVD or CVI method.

【0010】請求項3の発明は、請求項1又は2におけ
る内層で包囲される中心部が中空、炭素化物若しくは無
機物の何れかで構成されていることを特徴とする。
A third aspect of the present invention is characterized in that the central portion surrounded by the inner layer according to the first or second aspect is made of a hollow, carbonized or inorganic material.

【0011】請求項4の発明は、請求項1ないし3のい
ずれかにおける耐熱耐酸化物が炭化珪素、導電性物質が
窒化チタンであることを特徴とする。
A fourth aspect of the present invention is characterized in that the heat-resistant oxide according to any one of the first to third aspects is silicon carbide and the conductive substance is titanium nitride.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下この発明の実施形態について
説明する。図1はこの発明の一実施例に係る電熱再生フ
ィルターの断面図、図2はこの発明の一実施例に係る電
熱再生フィルターの骨格構造を示す概略断面図、図3は
他の実施例に係る電熱再生フィルターの骨格構造を示す
概略断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a cross-sectional view of an electrothermal regeneration filter according to one embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a skeleton structure of the electrothermal regeneration filter according to one embodiment of the present invention, and FIG. It is a schematic sectional drawing which shows the skeleton structure of an electrothermal regeneration filter.

【0013】図1に示すように、この発明の電熱再生フ
ィルターFは、気孔径が相対的に大である多孔質層F1
と小である多孔質層F2の2種類を積層した構造からな
る。気孔径が大とは孔径が粗いことを言い、気孔径が小
とは孔径が細かいことを言う。多孔質層F1の粗い孔径
は平均で0.1〜2mm、他方の多孔質層F2の細かい
孔径は平均で1〜300μm、またこの電熱再生フィル
ターの気孔率は下記の式(1)及び(2)で求められ、
通常0.2〜0.85である。さらに電熱再生フィルタ
ーFの抵抗値は、温度15〜20℃において0.01〜
200Ωが好ましい。
As shown in FIG. 1, an electrothermal regeneration filter F of the present invention has a porous layer F1 having a relatively large pore size.
And a small porous layer F2. A large pore size means that the pore size is coarse, and a small pore size means that the pore size is small. The average pore diameter of the porous layer F1 is 0.1 to 2 mm, the average pore diameter of the other porous layer F2 is 1 to 300 μm, and the porosity of the electrothermal regeneration filter is expressed by the following formulas (1) and (2). )
Usually, it is 0.2 to 0.85. Furthermore, the resistance value of the electrothermal regeneration filter F is 0.01 to 0.01 at a temperature of 15 to 20 ° C.
200Ω is preferred.

【0014】 P=P0×{1−(W′/D′+W″/D″)/(S×ds−W/D)}……( 1) P0=1―(W/(S×ds)/D)……(2) ただし P:残存気孔率 P0:初期気孔率 W′:析出した耐熱耐酸化物の重量(g) D′:析出した耐熱耐酸化物の真密度(g/cm3) W″:析出した導電性物質の重量(g) D″:析出した導電性物質の真密度(g/cm3) S:基体の表面積(cm2) ds:基体の厚さ(cm) W:基体の重量(g) D:基体の真密度(g/cm3P = P 0 × {1− (W ′ / D ′ + W ″ / D ″) / (S × ds− W / D)} (1) P 0 = 1− (W / (S × d s ) / D) (2) where P: residual porosity P 0 : initial porosity W ′: weight of the deposited heat-resistant oxide (g) D ′: true density of the deposited heat-resistant oxide (g) / Cm 3 ) W ″: weight of the deposited conductive substance (g) D ″: true density of the deposited conductive substance (g / cm 3 ) S: surface area of the substrate (cm 2 ) d s : thickness of the substrate (Cm) W: weight of substrate (g) D: true density of substrate (g / cm 3 )

【0015】前記両多孔質層F1,F2の骨格は、図2
に示す一実施例の骨格B1のように耐熱耐酸化物からな
る内層12と、その内層12の外周に形成された導電性
物質からなる中間層14と、その中間層14の外周面に
形成された耐熱耐酸化物からなる外層16との三層構造
を有するものである。
The skeleton of the porous layers F1 and F2 is shown in FIG.
The inner layer 12 made of a heat-resistant and oxide-resistant material, the intermediate layer 14 made of a conductive substance formed on the outer periphery of the inner layer 12, and the outer peripheral surface of the intermediate layer 14 like the skeleton B1 of one embodiment shown in FIG. It has a three-layer structure with an outer layer 16 made of a heat-resistant oxide.

【0016】内層12を構成する耐熱耐酸化物質として
は、耐熱性及び耐酸化性を有する物質であればよく、珪
素、クロム、アルミニウムのいずれかの元素を含むも
の、好ましくは炭化珪素、窒化珪素、炭化クロム、アル
ミナのいずれかからなるものであり、特に炭化珪素、窒
化珪素、炭化クロムは、耐熱性及び耐酸化性に優れるた
め最適である。
As the heat-resistant and oxidation-resistant substance constituting the inner layer 12, any substance having heat resistance and oxidation resistance may be used, and a substance containing any of silicon, chromium and aluminum, preferably silicon carbide, silicon nitride , Chromium carbide, or alumina, and silicon carbide, silicon nitride, and chromium carbide are particularly suitable because of their excellent heat resistance and oxidation resistance.

【0017】前記内層12は、気孔径が大小2種類の多
孔質層基体を積層し、その両多孔質層基体の骨格(繊維
等)を芯材11としてその芯材11の表面に公知のCV
D又はCVI法により形成したものである。前記多孔質
層F1,F2の元となる多孔質層基体は、無機繊維から
なるもの、加熱により炭素化する材質、すなわち有機繊
維からなるもの、あるいは熱硬化性樹脂の含浸した連通
の樹脂発泡体からなるもの等とされる。有機繊維として
は、熱硬化性樹脂繊維(メラミン樹脂繊維、フェノール
樹脂繊維など)、パルプ、脱脂綿などが挙げられる。前
記両多孔質層基体は、いずれも織布、不織布、発泡体等
のように初めから形状の固定されたものに限られず、例
えば、一方の多孔質層基体を織布等とし、その多孔質層
基体の片面に、繊維とバインダーの混合物を塗布して硬
化させることにより他方の多孔質層基体を形成したもの
であってもよい。また、気孔径が粗い多孔質層F1に用
いられる多孔質層基体としては、前記の式(2)で求め
られる気孔率が0.70〜0.99、繊維径は、通常1
0〜300μmが好ましい。一方気孔径が細かい多孔質
層F2に用いられる多孔質層基体は、前記の式(2)で
求められる気孔率が0.40〜0.85のものが好適で
あり、繊維径は、通常1〜10μmが好ましい。なお、
前記芯材11は加熱により炭素化する材質の場合、CV
D、CVI法による内層12の形成に先立って加熱によ
り炭素化物とされる。
The inner layer 12 is formed by laminating two types of porous layer substrates having large and small pore diameters, and using a skeleton (fiber or the like) of the two porous layer substrates as a core material 11 to form a known CV on the surface of the core material 11.
It is formed by D or CVI method. The porous layer substrate from which the porous layers F1 and F2 are made is made of inorganic fiber, a material that is carbonized by heating, that is, an organic fiber, or a continuous resin foam impregnated with a thermosetting resin. And the like. Examples of the organic fibers include thermosetting resin fibers (melamine resin fibers, phenol resin fibers, and the like), pulp, absorbent cotton, and the like. Both porous layer substrates are not limited to those having a fixed shape from the beginning, such as woven fabric, nonwoven fabric, foam, etc., for example, one porous layer substrate is made of woven fabric, etc. The other porous layer substrate may be formed by applying a mixture of a fiber and a binder to one surface of the layer substrate and curing the mixture. The porous layer substrate used for the porous layer F1 having a coarse pore diameter has a porosity of 0.70 to 0.99 obtained by the above formula (2) and a fiber diameter of usually 1
0 to 300 μm is preferred. On the other hand, the porous layer substrate used for the porous layer F2 having a small pore diameter preferably has a porosity of 0.40 to 0.85 determined by the above formula (2). -10 μm is preferred. In addition,
When the core material 11 is made of a material that can be carbonized by heating,
Prior to the formation of the inner layer 12 by the D, CVI method, it is turned into a carbonized material by heating.

【0018】中間層14を構成する導電性物質として
は、少なくともチタン、炭素を含む材料とされ、好まし
くは窒化チタン、炭化チタン、ホウ化チタン、熱分解炭
素、黒鉛、特に好ましくは窒化チタン、炭化チタンであ
る。この中間層14は、前記内層12の外周にCVD又
はCVI法により形成されたものである。
The conductive material constituting the intermediate layer 14 is a material containing at least titanium and carbon, preferably titanium nitride, titanium carbide, titanium boride, pyrolytic carbon, graphite, particularly preferably titanium nitride, carbon carbide. It is titanium. This intermediate layer 14 is formed on the outer periphery of the inner layer 12 by CVD or CVI.

【0019】外層16を構成する耐熱耐酸化物質は、内
層12と同様、耐熱性及び耐酸化性を有する物質であれ
ばよく、珪素、クロム、アルミニウムのいずれかの元素
を含むもの、好ましくは炭化珪素、窒化珪素、炭化クロ
ムのいずれかからなるものであり、耐熱性及び耐酸化性
に優れるため最適である。この外層16も、前記中間層
14外周面にCVD又はCVI法により形成されてい
る。
The heat-resistant and oxidation-resistant substance constituting the outer layer 16 may be any substance having heat resistance and oxidation resistance as in the case of the inner layer 12, and may contain any element of silicon, chromium or aluminum, preferably carbonized. It is made of any one of silicon, silicon nitride, and chromium carbide, and is optimal because it has excellent heat resistance and oxidation resistance. The outer layer 16 is also formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer 14 by a CVD or CVI method.

【0020】図3に示す他の実施例における電熱再生フ
ィルターの骨格B2は、前記と同様の内層12A、中間
層14A、外層16Aからなり、前記内層12Aで包囲
される中心部分が中空11Aになったものである。この
実施例にあっては、前記多孔質層基体として加熱により
炭素化する材質を用いた場合であって、しかも内層12
A形成後にCVD又はCVI法により中間層又は外層を
形成する際の加熱により、それまで内層12Aで包囲さ
れていた前記芯材11が消失して中空11Aとなったも
のである。その他の構成は、図2に示した骨格B1と同
様である。
The skeleton B2 of the electrothermal regeneration filter in another embodiment shown in FIG. 3 comprises an inner layer 12A, an intermediate layer 14A, and an outer layer 16A as described above, and a central portion surrounded by the inner layer 12A is a hollow 11A. It is a thing. In this embodiment, the porous layer substrate is made of a material that can be carbonized by heating.
By heating when the intermediate layer or the outer layer is formed by the CVD or CVI method after the formation of A, the core material 11 previously surrounded by the inner layer 12A disappears and becomes a hollow 11A. Other configurations are the same as the skeleton B1 shown in FIG.

【0021】前記電熱再生フィルターFの製造は、前記
気孔径が大小2種類からなる多孔質層基体を積層し、該
多孔質層基体が加熱により炭素化する材質の場合には加
熱して芯材11を炭素化し、また無機繊維等のように炭
素化しない材質からなる場合には炭素化することなく、
公知のCVD又はCVI法により、順次内層12,12
A、中間層14,14A、外層16,16Aを形成する
ことにより行う。その際、多孔質層基体が加熱により炭
素化する材質からなる場合には、中間層14Aあるいは
外層16Aの形成時における温度等によっては芯材11
部分が消失し、中空11Aとなる。
The production of the electrothermal regeneration filter F is carried out by laminating the porous layer substrate having two kinds of pore diameters, and if the porous layer substrate is made of a material which can be carbonized by heating, the core material is heated. 11 is carbonized, and when it is made of a non-carbonized material such as inorganic fiber, etc., it is not carbonized,
The inner layers 12, 12 are sequentially formed by a known CVD or CVI method.
A, by forming the intermediate layers 14, 14A and the outer layers 16, 16A. At this time, if the porous layer substrate is made of a material that can be carbonized by heating, the core material 11 may be used depending on the temperature at the time of forming the intermediate layer 14A or the outer layer 16A.
The part disappears and becomes hollow 11A.

【0022】前記構造からなる電熱再生フィルターF
は、ディーゼル自動車等の排ガスフィルターに用いられ
る。その際、この電熱再生フィルターは、黒煙微粒子を
集塵するのみならず、電源と接続されて通電されること
により発熱し、前記集塵した黒煙微粒子を燃焼させ、電
熱再生フィルター自体の再生を行う。
Electrothermal regeneration filter F having the above structure
Is used for exhaust gas filters of diesel vehicles and the like. At this time, the electrothermal regeneration filter not only collects the black smoke fine particles, but also generates heat by being connected to a power supply and is energized, burns the collected black smoke fine particles, and regenerates the electrothermal regeneration filter itself. I do.

【0023】[0023]

【実施例】・実施例1 シリカ短繊維を気孔径の粗い多孔質層であるシリカ繊維
表面に絡むように塗布した後に乾燥し、一辺10cmの
立方体形状からなる二層多孔質層基体を形成した。得ら
れた二層多孔質層基体の気孔率は、前記式(1)及び
(2)で求められ、粗い方が0.9、細かい方が0.3
であった。
EXAMPLES Example 1 Silica short fibers were applied to the surface of a silica layer which is a porous layer having a coarse pore diameter so as to be entangled, and then dried to form a two-layer porous layer substrate having a cubic shape of 10 cm on a side. . The porosity of the obtained two-layer porous layer substrate is obtained by the above-mentioned formulas (1) and (2). The coarse one is 0.9, and the fine one is 0.3.
Met.

【0024】前記二層多孔質層基体を石英ガラス製反応
容器内に固定して電気炉内に収容し、その電気炉内によ
って反応容器内を1,050℃に昇温させた。また、水
素ガス(純度99.9%)をメチルトリクロロシラン飽
和器に通過させて1級メチルトリクロロシラン(濃度4
%)とし、この1級メチルトリクロロシラン混合ガスを
第1リザーバータンクに一時蓄えた後、前記1,050
℃になっている反応容器内に250ml供給して反応さ
せ、その後、反応容器から真空排気を行った。前記1級
メチルトリクロロシラン混合ガスの供給から真空排気ま
での工程を16時間繰り返し行った。これにより、図2
における内層12を形成した。
The two-layer porous layer substrate was fixed in a quartz glass reaction vessel and housed in an electric furnace, and the inside of the reaction vessel was heated to 1,050 ° C. by the electric furnace. In addition, hydrogen gas (purity 99.9%) was passed through a methyltrichlorosilane saturator to pass primary methyltrichlorosilane (concentration 4
%), And after temporarily storing the primary methyltrichlorosilane mixed gas in the first reservoir tank, the 1,050
The reaction was carried out by supplying 250 ml into the reaction vessel at a temperature of ° C, and then the reaction vessel was evacuated. The process from supply of the primary methyltrichlorosilane mixed gas to evacuation was repeated for 16 hours. As a result, FIG.
Was formed.

【0025】次いで、前記内層12を形成した二層多孔
質層基体を、850℃にした前記反応容器内に固定して
収納した。また、水素(純度99.9%)及び窒素(純
度99.9%)を9:1の割合で混合させた混合ガス
を、塩化チタン飽和器内に通過させて1級塩化チタン
(濃度2%)とし、この1級塩化チタン混合ガスを第2
リザーバータンクに一時蓄えた。そして、その1級塩化
チタン混合ガスを前記850℃の反応容器内に250m
l供給して反応させ、その後、反応容器から真空排気を
行った。前記1級塩化チタン混合ガスの供給から真空排
気までの工程を1.5時間繰り返し行った。これによ
り、図2における中間層14を形成した。
Next, the two-layer porous layer substrate on which the inner layer 12 was formed was fixed and stored in the reaction vessel at 850 ° C. A mixed gas in which hydrogen (purity 99.9%) and nitrogen (purity 99.9%) were mixed at a ratio of 9: 1 was passed through a titanium chloride saturator to pass primary titanium chloride (concentration 2%). ) And the first-grade titanium chloride mixed gas
Temporarily stored in reservoir tank. Then, the first-grade titanium chloride mixed gas is introduced into the reactor at 850 ° C. for 250 m.
1 was supplied to cause a reaction, and then the chamber was evacuated. The steps from the supply of the primary titanium chloride mixed gas to the evacuation were repeated for 1.5 hours. Thus, the intermediate layer 14 in FIG. 2 was formed.

【0026】さらに、前記反応容器内を1,150℃に
し、また、水素ガス(純度99.9%)をメチルトリク
ロロシラン飽和器に通過させて1級メチルトリクロロシ
ラン(濃度4%)とし、この1級メチルトリクロロシラ
ン混合ガスを第1リザーバータンクに一時蓄えた後、前
記1,150℃になっている反応容器内に250ml供
給して反応させ、その後、反応容器から真空排気を行っ
た。前記1級メチルトリクロロシラン混合ガスの供給か
ら真空排気までの工程を16時間繰り返し行った。これ
により図2における外層16を形成し、気孔率0.8、
平均気孔径12μm、抵抗値6Ωの電熱再生フィルター
が得られた。
Further, the inside of the reaction vessel was heated to 1,150 ° C., and hydrogen gas (purity: 99.9%) was passed through a methyltrichlorosilane saturator to make primary methyltrichlorosilane (concentration: 4%). After temporarily storing the primary methyltrichlorosilane mixed gas in the first reservoir tank, 250 ml was supplied into the reaction vessel at 1,150 ° C. to cause a reaction, and then the reaction vessel was evacuated. The process from supply of the primary methyltrichlorosilane mixed gas to evacuation was repeated for 16 hours. Thereby, the outer layer 16 in FIG. 2 was formed, and the porosity was 0.8,
An electrothermal regeneration filter having an average pore diameter of 12 μm and a resistance value of 6Ω was obtained.

【0027】・実施例2 粉末ろ紙と水のりを1:4の割合で混合させたものを気
孔径の粗い多孔質層である脱脂綿に塗布した後に乾燥
し、一辺10cmの立方体形状からなる二層多孔質層基
体を形成した。得られた二層多孔質層基体の気孔率は、
前記式(2)で求められ、粗い方が0.98、細かい方
が0.3であった。この二層多孔質層基体をアルゴンガ
ス雰囲気中1,000℃の炉内に5時間収容することに
より、完全に炭素化させ、一辺略8cmの立方体形状か
らなる炭素化二層多孔質層基体を得た。
Example 2 A mixture of powdered filter paper and water paste at a ratio of 1: 4 was applied to absorbent cotton, which is a porous layer having a coarse pore diameter, and then dried, and two layers each having a cubic shape of 10 cm on a side. A porous layer substrate was formed. The porosity of the obtained two-layer porous layer substrate is
It was determined by the above equation (2), and the coarser one was 0.98 and the finer one was 0.3. This two-layer porous layer substrate is completely carbonized by being housed in a furnace at 1,000 ° C. for 5 hours in an argon gas atmosphere, and a carbonized two-layer porous layer substrate having a cubic shape of about 8 cm on a side is obtained. Obtained.

【0028】前記炭素化二層多孔質層基体を石英ガラス
製反応容器内に固定して電気炉内に収容し、その電気炉
内によって反応容器内を1,050℃に昇温させた。ま
た、水素ガス(純度99.9%)をメチルトリクロロシ
ラン飽和器に通過させて1級メチルトリクロロシラン
(濃度4%)とし、この1級メチルトリクロロシラン混
合ガスを第1リザーバータンクに一時蓄えた後、前記
1,050℃になっている反応容器内に250ml供給
して反応させ、その後、反応容器から真空排気を行っ
た。前記1級メチルトリクロロシラン混合ガスの供給か
ら真空排気までの工程を16時間繰り返し行った。これ
により、図3における内層12Aを形成した。
The carbonized two-layer porous layer substrate was fixed in a quartz glass reaction vessel and housed in an electric furnace, and the inside of the reaction vessel was heated to 1,050 ° C. by the electric furnace. Also, hydrogen gas (purity 99.9%) was passed through a methyltrichlorosilane saturator to make primary methyltrichlorosilane (concentration 4%), and this primary methyltrichlorosilane mixed gas was temporarily stored in a first reservoir tank. Thereafter, 250 ml was supplied into the reaction vessel at the temperature of 1,050 ° C. to cause a reaction, and then the reaction vessel was evacuated. The process from supply of the primary methyltrichlorosilane mixed gas to evacuation was repeated for 16 hours. Thereby, the inner layer 12A in FIG. 3 was formed.

【0029】次いで、前記内層12Aを形成した二層多
孔質層基体を酸化させる。そして、それにより得た酸化
後の二層多孔質体を、850℃にした前記反応容器内に
固定して収納した。また、水素(純度99.9%)及び
窒素(純度99.9%)を9:1の割合で混合させた混
合ガスを、塩化チタン飽和器内に通過させて1級塩化チ
タン(濃度2%)とし、この1級塩化チタン混合ガスを
第2リザーバータンクに一時蓄えた。そして、その1級
塩化チタン混合ガスを前記850℃の反応容器内に25
0ml供給して反応させ、その後、反応容器から真空排
気を行った。前記1級塩化チタン混合ガスの供給から真
空排気までの工程を1.5時間繰り返し行った。これに
より、図3における中間層14Aを形成した。
Next, the two-layer porous layer substrate on which the inner layer 12A has been formed is oxidized. The oxidized two-layer porous body thus obtained was fixed and stored in the reaction vessel at 850 ° C. A mixed gas in which hydrogen (purity 99.9%) and nitrogen (purity 99.9%) were mixed at a ratio of 9: 1 was passed through a titanium chloride saturator to pass primary titanium chloride (concentration 2%). ) Was temporarily stored in the second reservoir tank. Then, the first-grade titanium chloride mixed gas is introduced into the reaction vessel at 850 ° C. for 25 minutes.
The reaction was performed by supplying 0 ml, and then the chamber was evacuated. The steps from the supply of the primary titanium chloride mixed gas to the evacuation were repeated for 1.5 hours. Thus, the intermediate layer 14A in FIG. 3 was formed.

【0030】さらに、前記反応容器内を1,150℃に
し、また、水素ガス(純度99.9%)をメチルトリク
ロロシラン飽和器に通過させて1級メチルトリクロロシ
ラン(濃度4%)とし、この1級メチルトリクロロシラ
ン混合ガスを第1リザーバータンクに一時蓄えた後、前
記1,150℃になっている反応容器内に250ml供
給して反応させ、その後、反応容器から真空排気を行っ
た。前記1級メチルトリクロロシラン混合ガスの供給か
ら真空排気までの工程を16時間繰り返し行った。これ
により図3における外層16Aを形成し、気孔率0.
8、平均気孔径12μm、抵抗値6Ωの電熱再生フィル
ターが得られた。
Further, the inside of the reaction vessel was heated to 1,150 ° C., and hydrogen gas (purity: 99.9%) was passed through a methyltrichlorosilane saturator to obtain primary methyltrichlorosilane (concentration: 4%). After temporarily storing the primary methyltrichlorosilane mixed gas in the first reservoir tank, 250 ml was supplied into the reaction vessel at 1,150 ° C. to cause a reaction, and then the reaction vessel was evacuated. The process from supply of the primary methyltrichlorosilane mixed gas to evacuation was repeated for 16 hours. This forms the outer layer 16A in FIG.
8. An electrothermal regeneration filter having an average pore diameter of 12 μm and a resistance value of 6Ω was obtained.

【0031】[0031]

【発明の効果】この発明の電熱再生フィルターによれ
ば、耐熱耐酸化物からなる内層と、該内層の外周に形成
された導電性物質からなる中間層と、該中間層の外周面
に形成された耐熱耐酸化物からなる外層との三層構造か
らなるため、線膨張係数が小さくなって熱衝撃性に優れ
る効果のみならず、中間層の導電性物質の抵抗値が0.
01〜200Ωであるため発熱抵抗体として優れた性能
を発揮し、集塵した黒煙微粒子を燃焼により効果的に除
去する。さらに、内層、中間層及び外層がCVD又はC
VI法により蒸着形成されたものにあっては、各層の密
着性が強固になるため、耐久性に優れ、集塵した黒煙微
粒子の燃焼による発熱で溶損しにくいという効果があ
る。さらに加えて、気孔径が大小2種類の多孔質層を積
層したものからなるため、さまざまな径の黒煙微粒子を
目詰まりなく集塵するのに有効である。
According to the electrothermal regeneration filter of the present invention, an inner layer made of a heat-resistant oxide, an intermediate layer made of a conductive substance formed on the outer periphery of the inner layer, and an outer layer formed on the outer surface of the intermediate layer are formed. Since it has a three-layer structure with an outer layer made of a heat-resistant oxide, not only the effect that the coefficient of linear expansion is small and the thermal shock resistance is excellent, but also the resistance value of the conductive material of the intermediate layer is 0.
Since the resistance is from 01 to 200Ω, it exhibits excellent performance as a heating resistor, and effectively removes the collected black smoke fine particles by combustion. Further, the inner layer, the intermediate layer and the outer layer may be formed by CVD or C
In the case of the film formed by the VI method, since the adhesion of each layer is strengthened, the layer is excellent in durability and has an effect that it is hardly melted by heat generated by burning of the collected black smoke fine particles. In addition, since it is formed by laminating two types of porous layers having large and small pore sizes, it is effective to collect black smoke fine particles of various diameters without clogging.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例に係る電熱再生フィルター
の断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of an electrothermal regeneration filter according to one embodiment of the present invention.

【図2】この発明の一実施例に係る電熱再生フィルター
の骨格構造を示す概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic sectional view showing a skeletal structure of an electrothermal regeneration filter according to one embodiment of the present invention.

【図3】他の実施例に係る電熱再生フィルターの骨格構
造を示す概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic sectional view showing a skeletal structure of an electrothermal regeneration filter according to another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

F 電熱再生フィルター 11 芯材 11A 中空 12,12A 内層 14,14A 中間層 16,16A 外層 F Electrothermal regeneration filter 11 Core material 11A Hollow 12, 12A Inner layer 14, 14A Intermediate layer 16, 16A Outer layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/02 341 F01N 3/02 341N (72)発明者 中根 和靖 愛知県名古屋市中村区名駅南二丁目13番4 号 株式会社イノアックコーポレーション 内 (72)発明者 山本 敏博 愛知県名古屋市熱田区千年一丁目16番30号 株式会社イノアックコーポレーション船 方事業所内 Fターム(参考) 3G090 AA01 BA04 CA04 4D019 AA01 BA01 BB01 BC12 BC20 CA03 CB04 CB06 CB09 4K030 BA18 BA27 BA36 BA37 BA38 BA49 BB12 CA08 LA11 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme court ゛ (Reference) F01N 3/02 341 F01N 3/02 341N (72) Inventor Kazuyasu Nakane Nakamura-ku, Nagoya-shi, Aichi Pref. No. 2-13-4 Inoac Corporation Inc. (72) Inventor Toshihiro Yamamoto No. 16-30, Millennial, Atsuta-ku, Nagoya-shi, Aichi F-term in Inoac Corporation Shipbuilding Office F-term (reference) 3G090 AA01 BA04 CA04 4D019 AA01 BA01 BB01 BC12 BC20 CA03 CB04 CB06 CB09 4K030 BA18 BA27 BA36 BA37 BA38 BA49 BB12 CA08 LA11

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 気孔径が大小2種類の多孔質層を積層し
た電熱再生フィルターであって、前記両多孔質層の骨格
が耐熱耐酸化物からなる内層と、該内層の外周に形成さ
れた導電性物質からなる中間層と、該中間層の外周面に
形成された耐熱耐酸化物からなる外層との三層構造を有
し、当該フィルターの抵抗値が0.01〜200Ωであ
ることを特徴とする電熱再生フィルター。
1. An electrothermal regeneration filter in which two types of porous layers having large and small pores are laminated, wherein the skeleton of the porous layers is made of an inner layer made of a heat-resistant oxide and a conductive layer formed on the outer periphery of the inner layer. Having a three-layer structure of an intermediate layer made of a conductive material and an outer layer made of a heat-resistant and heat-resistant oxide formed on the outer peripheral surface of the intermediate layer, wherein the resistance value of the filter is 0.01 to 200Ω. Electrothermal regeneration filter.
【請求項2】 内層、中間層及び外層がCVD又はCV
I法により形成されたものであることを特徴とする請求
項1記載の電熱再生フィルター。
2. The method according to claim 1, wherein the inner layer, the intermediate layer and the outer layer are formed by CVD or CV.
The electrothermal regeneration filter according to claim 1, wherein the filter is formed by Method I.
【請求項3】 内層で包囲される中心部が中空、炭素化
物若しくは無機物の何れかで構成されていることを特徴
とする請求項1又は2記載の電熱再生フィルター。
3. The electrothermal regeneration filter according to claim 1, wherein the central portion surrounded by the inner layer is formed of a hollow, carbonized or inorganic material.
【請求項4】 内層及び外層を構成する耐熱耐酸化物が
炭化珪素、中間層を構成する導電性物質が窒化チタンで
あることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項
に記載された電熱再生フイルター。
4. The method according to claim 1, wherein the heat-resistant oxide constituting the inner layer and the outer layer is silicon carbide, and the conductive material constituting the intermediate layer is titanium nitride. Electric heat regeneration filter.
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