JP2002349230A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハニカムタイプのフィルタと繊維積層タイプ
のフィルタの両機能を持ち、排気ガス中の粒子状物質に
対する優れた捕集能力と優れた耐久性を有し、しかも低
コストのフィルタ部材を備えた排気ガス浄化装置を提供
する。 【解決手段】 エンジン１の排気ガスＧ中の粒子状物質
を捕集するセラミックス多孔体のフィルタ部材１０を備
えた排気ガス浄化装置６において、前記フィルタ部材１
０の排気ガスＧが通過して濾過される多孔質壁面１２を
セラミクッスに耐熱繊維１４を混入して形成して構成す
る。
のフィルタの両機能を持ち、排気ガス中の粒子状物質に
対する優れた捕集能力と優れた耐久性を有し、しかも低
コストのフィルタ部材を備えた排気ガス浄化装置を提供
する。 【解決手段】 エンジン１の排気ガスＧ中の粒子状物質
を捕集するセラミックス多孔体のフィルタ部材１０を備
えた排気ガス浄化装置６において、前記フィルタ部材１
０の排気ガスＧが通過して濾過される多孔質壁面１２を
セラミクッスに耐熱繊維１４を混入して形成して構成す
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、車両搭載のディー
ゼルエンジン等の排気ガス中に含まれている粒子状物質
の浄化に使用される排気ガス浄化装置に関する。
ゼルエンジン等の排気ガス中に含まれている粒子状物質
の浄化に使用される排気ガス浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車載等のディーゼルエンジン等のエンジ
ンから排出される排気ガス中には、黒煙を主成分とする
粒子状物質（ＰＭ：パテキュレートマター）が含まれて
おり、これを低減するため、各種のディーゼルパティキ
ュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えた排気ガス処理装置
が用いられている。
ンから排出される排気ガス中には、黒煙を主成分とする
粒子状物質（ＰＭ：パテキュレートマター）が含まれて
おり、これを低減するため、各種のディーゼルパティキ
ュレートフィルタ（ＤＰＦ）を備えた排気ガス処理装置
が用いられている。
【０００３】このディーゼルパティキュレートフィルタ
には、コーディエライトや炭化ケイ素等で形成されるハ
ニカム状多孔体タイプのフィルタや、炭化ケイ素等のセ
ラミックスや金属の無機繊維をランダムに積層した繊維
積層タイプのフィルタが用いられている。
には、コーディエライトや炭化ケイ素等で形成されるハ
ニカム状多孔体タイプのフィルタや、炭化ケイ素等のセ
ラミックスや金属の無機繊維をランダムに積層した繊維
積層タイプのフィルタが用いられている。
【０００４】このハニカム状多孔体のフィルタは、図１
及び図３に示すハニカム状多孔体のフィルタ部材１０と
同様に、図８及び図９に示すように、周囲を多孔質の壁
面１２Ｘで囲われた多数のセル（チャンネル：排気ガス
通路）１１Ｘａ，１１Ｘｂを有して形成され、入口部１
５また出口部１６において、セル１１Ｘａ，１１Ｘｂの
開口部が交互に千鳥状に目封止１３が設けられて封止さ
れており、開口部１５ａ，１６ａと封止部１５ｂ，１６
ｂが隣接する構成になっている。
及び図３に示すハニカム状多孔体のフィルタ部材１０と
同様に、図８及び図９に示すように、周囲を多孔質の壁
面１２Ｘで囲われた多数のセル（チャンネル：排気ガス
通路）１１Ｘａ，１１Ｘｂを有して形成され、入口部１
５また出口部１６において、セル１１Ｘａ，１１Ｘｂの
開口部が交互に千鳥状に目封止１３が設けられて封止さ
れており、開口部１５ａ，１６ａと封止部１５ｂ，１６
ｂが隣接する構成になっている。
【０００５】そして、排気ガスＧは、入口側の開口部１
５ａから流入すると、セル１１Ｘａに入るが出口側封止
部１５ｂで目封止されているため、セル１１Ｘａを形成
する多孔質壁面１２Ｘ内を通過し、隣接した入口側が目
封止されているセル１１Ｘｂに入り、このセル１１ｂの
出口側開口部１６ａからフィルタ部材１０Ｘの外部へ排
出されることになる。
５ａから流入すると、セル１１Ｘａに入るが出口側封止
部１５ｂで目封止されているため、セル１１Ｘａを形成
する多孔質壁面１２Ｘ内を通過し、隣接した入口側が目
封止されているセル１１Ｘｂに入り、このセル１１ｂの
出口側開口部１６ａからフィルタ部材１０Ｘの外部へ排
出されることになる。
【０００６】このフィルタ部材１０Ｘは、図２に示すフ
ィルタ部材１０と同様に、ディーゼルエンジン１の排気
通路２に配設され、エンジン１から排出される排気ガス
Ｇは、入口側１５からセル１１Ｘａ、多孔質壁面１２
Ｘ、セル１１Ｘｂを経由して出口側１６に排出される。
ィルタ部材１０と同様に、ディーゼルエンジン１の排気
通路２に配設され、エンジン１から排出される排気ガス
Ｇは、入口側１５からセル１１Ｘａ、多孔質壁面１２
Ｘ、セル１１Ｘｂを経由して出口側１６に排出される。
【０００７】また、特開平８−２４３３３３号公報で
は、金属繊維の不織布で形成した繊維積層タイプのフィ
ルタの一つの例が、提案されている。
は、金属繊維の不織布で形成した繊維積層タイプのフィ
ルタの一つの例が、提案されている。
【０００８】そして、排気ガスは、これらのフィルタの
多孔質壁面や繊維層の間を通過する際に濾過されて、排
気ガス中の粒子状物質が捕捉され浄化される。この捕集
された粒子状物質は、目詰まり度合いを排気圧等でチェ
ックして、適当な時期に、排気ガス温度を上昇させた
り、ヒータでフィルタを加熱したりして、粒子状物質の
燃焼開始温度以上に昇温して捕集された粒子状物質を燃
焼除去している。
多孔質壁面や繊維層の間を通過する際に濾過されて、排
気ガス中の粒子状物質が捕捉され浄化される。この捕集
された粒子状物質は、目詰まり度合いを排気圧等でチェ
ックして、適当な時期に、排気ガス温度を上昇させた
り、ヒータでフィルタを加熱したりして、粒子状物質の
燃焼開始温度以上に昇温して捕集された粒子状物質を燃
焼除去している。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハニカ
ムタイプのフィルタにおいては、多孔質壁面の気孔を大
きく形成すると粒子状物質の微粒子が通過し、浄化能力
が低くなってしまうという問題があり、また、多孔質壁
面の気孔を小さく形成すると早期に目詰まりが生じて、
エンジンの排圧が上昇し燃費が悪化してしまうという問
題がある。
ムタイプのフィルタにおいては、多孔質壁面の気孔を大
きく形成すると粒子状物質の微粒子が通過し、浄化能力
が低くなってしまうという問題があり、また、多孔質壁
面の気孔を小さく形成すると早期に目詰まりが生じて、
エンジンの排圧が上昇し燃費が悪化してしまうという問
題がある。
【００１０】また、このハニカムタイプのフィルタにお
いては、粒子状物質は気孔の表面に捕集されるので、フ
ィルタ再生時にこの捕集された粒子状物質を燃焼処理す
る時に、粒子状物質が多く堆積したこの表面部分が局部
的に高温になり易いため、ハニカムの溶損や、あるいは
局部的な高温発生による熱応力によって破損が発生する
という問題がある。その上、部分的にでも一旦破損が生
じると、その部分のフィルタ機能が喪失し、浄化能力が
著しく低下してしまうという問題がある。
いては、粒子状物質は気孔の表面に捕集されるので、フ
ィルタ再生時にこの捕集された粒子状物質を燃焼処理す
る時に、粒子状物質が多く堆積したこの表面部分が局部
的に高温になり易いため、ハニカムの溶損や、あるいは
局部的な高温発生による熱応力によって破損が発生する
という問題がある。その上、部分的にでも一旦破損が生
じると、その部分のフィルタ機能が喪失し、浄化能力が
著しく低下してしまうという問題がある。
【００１１】また、一方のセラミックスや金属の繊維を
積層した繊維積層タイプのフィルタは、微粒子まで捕集
できるので捕集能力は高いが、この耐熱性を有する無機
繊維が高価であるため、フィルタの製造コストが高くな
るという問題がある。
積層した繊維積層タイプのフィルタは、微粒子まで捕集
できるので捕集能力は高いが、この耐熱性を有する無機
繊維が高価であるため、フィルタの製造コストが高くな
るという問題がある。
【００１２】本発明は、上記の従来技術の問題を解決す
るためになされたものであり、その目的は、ハニカムタ
イプのフィルタの原料粉末に無機繊維を混合し、気孔内
にも無機繊維を露出させる構造とすることにより、ハニ
カムタイプのフィルタと繊維積層タイプのフィルタの両
機能を持ち、排気ガス中の粒子状物質に対する優れた捕
集能力と優れた耐久性を有し、しかも低コストのフィル
タ部材を備えた排気ガス浄化装置を提供することにあ
る。
るためになされたものであり、その目的は、ハニカムタ
イプのフィルタの原料粉末に無機繊維を混合し、気孔内
にも無機繊維を露出させる構造とすることにより、ハニ
カムタイプのフィルタと繊維積層タイプのフィルタの両
機能を持ち、排気ガス中の粒子状物質に対する優れた捕
集能力と優れた耐久性を有し、しかも低コストのフィル
タ部材を備えた排気ガス浄化装置を提供することにあ
る。
【００１３】
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するための排気ガス浄化装置は、エンジンの排気ガス中
の粒子状物質を捕集するセラミックス多孔体のフィルタ
部材を備えた排気ガス浄化装置において、前記フィルタ
部材の排気ガスが通過して濾過される多孔質壁面をセラ
ミクッスに耐熱繊維を混入して形成して構成される。
するための排気ガス浄化装置は、エンジンの排気ガス中
の粒子状物質を捕集するセラミックス多孔体のフィルタ
部材を備えた排気ガス浄化装置において、前記フィルタ
部材の排気ガスが通過して濾過される多孔質壁面をセラ
ミクッスに耐熱繊維を混入して形成して構成される。
【００１４】この構成の排気ガス浄化装置によれば、セ
ラミックスに耐熱繊維を混入して多孔質壁面を形成して
いるので、排気ガスが通過する多数の気孔内や排気ガス
通路内に露出した耐熱繊維により、粒子状物質の微小な
粒子を捕捉できるようになり、捕集能力が向上する。
ラミックスに耐熱繊維を混入して多孔質壁面を形成して
いるので、排気ガスが通過する多数の気孔内や排気ガス
通路内に露出した耐熱繊維により、粒子状物質の微小な
粒子を捕捉できるようになり、捕集能力が向上する。
【００１５】また、壁面を耐熱繊維で補強すると共に、
粒子状物質を気孔表面だけでなく、気孔内や排気ガス通
路（セル）内に露出している耐熱繊維でも捕集するの
で、捕集された粒子状物質の局所的な集中を防止でき
る。従って、再生時等の粒子状物質の燃焼の際に、局部
的な高温の発生が回避されるので、フィルタの破損や溶
損が防止され耐久性が向上する。また、万一破損して
も、その排気ガス通路内の耐熱繊維により粒子状物質の
捕捉が可能であるので捕集機能が残存する。
粒子状物質を気孔表面だけでなく、気孔内や排気ガス通
路（セル）内に露出している耐熱繊維でも捕集するの
で、捕集された粒子状物質の局所的な集中を防止でき
る。従って、再生時等の粒子状物質の燃焼の際に、局部
的な高温の発生が回避されるので、フィルタの破損や溶
損が防止され耐久性が向上する。また、万一破損して
も、その排気ガス通路内の耐熱繊維により粒子状物質の
捕捉が可能であるので捕集機能が残存する。
【００１６】その上、全体を耐熱繊維で構成する繊維積
層タイプのフィルタと比較した場合に、高価な耐熱繊維
の使用量が少なくて済むため、低コストとなる。
層タイプのフィルタと比較した場合に、高価な耐熱繊維
の使用量が少なくて済むため、低コストとなる。
【００１７】また、上記の排気ガス浄化装置において、
前記セラミックス多孔体のフィルタ部材として、前記多
孔質壁面で周囲を囲んで複数の排気ガス通路を形成する
と共に、前記排気ガス流路の開口部を交互に目封止した
ハニカム状多孔体のフィルタ部材を使用して構成され
る。
前記セラミックス多孔体のフィルタ部材として、前記多
孔質壁面で周囲を囲んで複数の排気ガス通路を形成する
と共に、前記排気ガス流路の開口部を交互に目封止した
ハニカム状多孔体のフィルタ部材を使用して構成され
る。
【００１８】このセラミックスハニカムのフィルタ部材
としては、入口側から出口側まで一方向に排気ガスが通
過するような多孔質壁面のみで形成されるようなフィル
タ部材を使用することもできるが、より多くの濾過面積
を確保できる交互に目封止されたハニカム状多孔体のフ
ィルタ部材を使用するとより効果的である。
としては、入口側から出口側まで一方向に排気ガスが通
過するような多孔質壁面のみで形成されるようなフィル
タ部材を使用することもできるが、より多くの濾過面積
を確保できる交互に目封止されたハニカム状多孔体のフ
ィルタ部材を使用するとより効果的である。
【００１９】あるいは、エンジンの排気ガス中の粒子状
物質を捕集する排気ガス浄化装置において、セラミクッ
スに耐熱繊維を混入して形成された壁面で周囲を囲まれ
た排気ガス流路を有するセラミックスハニカムのフィル
タ部材を備えて構成する。
物質を捕集する排気ガス浄化装置において、セラミクッ
スに耐熱繊維を混入して形成された壁面で周囲を囲まれ
た排気ガス流路を有するセラミックスハニカムのフィル
タ部材を備えて構成する。
【００２０】この構成においては、通気可能な多孔質壁
面でなく、通気できない壁面で周囲を囲んだセル（排気
ガス通路）を有して構成されるハニカム形状のフィルタ
部材であっても、通気できない壁面から耐熱繊維を露出
させる構成により、粒子状物質の捕集が可能となる。
面でなく、通気できない壁面で周囲を囲んだセル（排気
ガス通路）を有して構成されるハニカム形状のフィルタ
部材であっても、通気できない壁面から耐熱繊維を露出
させる構成により、粒子状物質の捕集が可能となる。
【００２１】そして、上記の排気ガス浄化装置におい
て、前記耐熱繊維として、耐熱金属、無機繊維の内の少
なくとも一つを使用し、前記耐熱金属に、鉄とアルミニ
ウムとクロムの三つの金属元素を少なくとも含ませた
り、前記無機繊維として、炭化ケイ素系、窒化ケイ素
系、ムライト系、アルミナ系、シリカ系の内の少なくと
も一つを使用したりしてフィルタ部材を構成することが
好ましい。
て、前記耐熱繊維として、耐熱金属、無機繊維の内の少
なくとも一つを使用し、前記耐熱金属に、鉄とアルミニ
ウムとクロムの三つの金属元素を少なくとも含ませた
り、前記無機繊維として、炭化ケイ素系、窒化ケイ素
系、ムライト系、アルミナ系、シリカ系の内の少なくと
も一つを使用したりしてフィルタ部材を構成することが
好ましい。
【００２２】また、前記耐熱繊維の繊維径を５μｍφ〜
１５μｍφの範囲内にすることが好ましい。この５μｍ
φという数値は、繊維の強度及び製作の容易性や製作コ
ストおよび安全上の面から判断された実用的となる下限
値であり、１５μｍφという数値は捕集対象の排気ガス
中の捕集される粒子状物質の粒度分布等から判断された
実用的となる上限値である。
１５μｍφの範囲内にすることが好ましい。この５μｍ
φという数値は、繊維の強度及び製作の容易性や製作コ
ストおよび安全上の面から判断された実用的となる下限
値であり、１５μｍφという数値は捕集対象の排気ガス
中の捕集される粒子状物質の粒度分布等から判断された
実用的となる上限値である。
【００２３】そして、上記の排気ガス浄化装置におい
て、前記フィルタ部材のセラミックス材料としては、多
くの材料を使用できるが、コーディエライト系、ムライ
ト系、炭化ケイ素系、燐酸ジルコニウム系の内の少なく
とも一つを使用して構成することが好ましい。
て、前記フィルタ部材のセラミックス材料としては、多
くの材料を使用できるが、コーディエライト系、ムライ
ト系、炭化ケイ素系、燐酸ジルコニウム系の内の少なく
とも一つを使用して構成することが好ましい。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて、本発明に係
る実施の形態の排気ガス浄化装置について説明する。
る実施の形態の排気ガス浄化装置について説明する。
【００２５】図１は本発明の排気ガス浄化装置の構造を
示す図であり、図２は排気ガス浄化装置の配置を示す図
である。図３は第１の実施の形態のハニカム多孔体のフ
ィルタ部材の構造を示す図で、図４は、そのフィルタ部
材のセル部分を示す模式的な斜視図で、図５はこのフィ
ルタ部材の多孔質壁面の構造を示す模式的な断面図であ
る。
示す図であり、図２は排気ガス浄化装置の配置を示す図
である。図３は第１の実施の形態のハニカム多孔体のフ
ィルタ部材の構造を示す図で、図４は、そのフィルタ部
材のセル部分を示す模式的な斜視図で、図５はこのフィ
ルタ部材の多孔質壁面の構造を示す模式的な断面図であ
る。
【００２６】また、図６は本発明に係る第２の実施の形
態のフィルタ部材の構造を示す斜視図で、図７はそのフ
ィルタ部材の壁面の構造を示す模式的な断面図である。
態のフィルタ部材の構造を示す斜視図で、図７はそのフ
ィルタ部材の壁面の構造を示す模式的な断面図である。
【００２７】〔第１の実施の形態〕図１に示すように、
本発明の第１の実施の形態の排気ガス浄化装置６は、ス
テンレス等の金属製の円筒のケース６ａ内に配置された
フィルタ部材１０を有して構成される図１及び図３に示
すように、このフィルタ部材１０は、平行な多孔質壁面
１２で囲まれた多数の排気ガス流路となるセル（チャン
ネル）１１ａ，１１ｂを有し、入口部１５と出口部１６
において交互に千鳥状に目封止１３を設けたハニカム状
多孔体として形成される。
本発明の第１の実施の形態の排気ガス浄化装置６は、ス
テンレス等の金属製の円筒のケース６ａ内に配置された
フィルタ部材１０を有して構成される図１及び図３に示
すように、このフィルタ部材１０は、平行な多孔質壁面
１２で囲まれた多数の排気ガス流路となるセル（チャン
ネル）１１ａ，１１ｂを有し、入口部１５と出口部１６
において交互に千鳥状に目封止１３を設けたハニカム状
多孔体として形成される。
【００２８】このフィルタ部材１０は、コーディエライ
ト粉末に、繊維径９μｍφ、長さ５ｍｍの炭化ケイ素繊
維１４を重量比で７：３の割合で混合し、更に、シリカ
等の焼結助剤と水溶液とポリビニルアルコール等の有機
バインダーを混合して粘土状とし、これを押し出し成形
機で成形し、この成形体を１５００〜１６００℃の炉中
で焼成することで製造される。
ト粉末に、繊維径９μｍφ、長さ５ｍｍの炭化ケイ素繊
維１４を重量比で７：３の割合で混合し、更に、シリカ
等の焼結助剤と水溶液とポリビニルアルコール等の有機
バインダーを混合して粘土状とし、これを押し出し成形
機で成形し、この成形体を１５００〜１６００℃の炉中
で焼成することで製造される。
【００２９】このフィルタ部材１０の材料としては、コ
ーディエライト以外にも炭化ケイ素等も使用でき、その
他の耐熱、低膨張のセラミックスや耐熱性の金属を使用
することもできる。
ーディエライト以外にも炭化ケイ素等も使用でき、その
他の耐熱、低膨張のセラミックスや耐熱性の金属を使用
することもできる。
【００３０】また、この耐熱繊維１４としては、炭化ケ
イ素を使用したが、鉄とアルミニウムとクロムの三つの
金属元素を含む耐熱金属繊維や、耐熱の窒化ケイ素繊
維、ムライト繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等の無機
繊維を使用することができる。この繊維径は５μｍφ〜
１５μｍφの範囲内にすることが好ましい。
イ素を使用したが、鉄とアルミニウムとクロムの三つの
金属元素を含む耐熱金属繊維や、耐熱の窒化ケイ素繊
維、ムライト繊維、アルミナ繊維、シリカ繊維等の無機
繊維を使用することができる。この繊維径は５μｍφ〜
１５μｍφの範囲内にすることが好ましい。
【００３１】このフィルタ部材１０の材料と耐熱繊維１
４との割合は、重量比で１０：１〜１０：３の範囲が成
形体の丈夫さの面と、耐熱繊維１４による粒子状物質の
捕集能力の向上と通気抵抗の増加抑制の面から好まし
い。
４との割合は、重量比で１０：１〜１０：３の範囲が成
形体の丈夫さの面と、耐熱繊維１４による粒子状物質の
捕集能力の向上と通気抵抗の増加抑制の面から好まし
い。
【００３２】そして、このフィルタ部材１０は、コーデ
ィエライト粉末に炭化ケイ素繊１４維が混入しているの
で、図４及び図５に示すように、壁面１２内にも炭化ケ
イ素繊維１４が存在していると共に、排気ガス通路であ
るセル１１ａ，１１ｂ内や多孔質壁面１２内の気孔１２
ｈ内等の空隙部に炭化ケイ素繊維１４が露出している構
造となる。
ィエライト粉末に炭化ケイ素繊１４維が混入しているの
で、図４及び図５に示すように、壁面１２内にも炭化ケ
イ素繊維１４が存在していると共に、排気ガス通路であ
るセル１１ａ，１１ｂ内や多孔質壁面１２内の気孔１２
ｈ内等の空隙部に炭化ケイ素繊維１４が露出している構
造となる。
【００３３】このフィルタ部材１０を、図１に示すよう
に、遮熱構造を有する金属製のケース６ａに入れて固定
し、排気ガス浄化装置６を形成され、この排気ガス浄化
装置６は、図２に示すように、ディーゼルエンジン１の
排気ガス通路２に接続して配置されるこの排ガス浄化装
置６には、フィルタ部材１０の再生や窒素酸化物吸蔵還
元型触媒２２の再生の制御用に上流側圧力センサ５１、
下流側圧力センサ５２が設けられ、その検出値はエンジ
ン１の運転全般の制御や排ガス浄化装置６の制御を行う
コントローラ５０に入力される。なお、このコントロー
ラ５０には、回転センサ５３、ジェネレータ３、排気タ
ーボ過給機４等からの信号も入力される。
に、遮熱構造を有する金属製のケース６ａに入れて固定
し、排気ガス浄化装置６を形成され、この排気ガス浄化
装置６は、図２に示すように、ディーゼルエンジン１の
排気ガス通路２に接続して配置されるこの排ガス浄化装
置６には、フィルタ部材１０の再生や窒素酸化物吸蔵還
元型触媒２２の再生の制御用に上流側圧力センサ５１、
下流側圧力センサ５２が設けられ、その検出値はエンジ
ン１の運転全般の制御や排ガス浄化装置６の制御を行う
コントローラ５０に入力される。なお、このコントロー
ラ５０には、回転センサ５３、ジェネレータ３、排気タ
ーボ過給機４等からの信号も入力される。
【００３４】この構成によれば、ハニカム構造体である
フィルタ部材１０においては、ハニカムのセル（排気ガ
ス通路）１１ａ，１１ｂ内や気孔１２ｈ部分に耐熱繊維
１４が存在するので、粒子状物質の微粒子がこの耐熱繊
維１４に衝突及び付着して捕捉される。従って、捕捉さ
れた粒子状物質は、気孔１２ｈの表面だけではなく、空
隙内に露出した繊維１４にも存在することになり、より
広い範囲に分布することになる。
フィルタ部材１０においては、ハニカムのセル（排気ガ
ス通路）１１ａ，１１ｂ内や気孔１２ｈ部分に耐熱繊維
１４が存在するので、粒子状物質の微粒子がこの耐熱繊
維１４に衝突及び付着して捕捉される。従って、捕捉さ
れた粒子状物質は、気孔１２ｈの表面だけではなく、空
隙内に露出した繊維１４にも存在することになり、より
広い範囲に分布することになる。
【００３５】この捕集粒子の集中化の回避により、フィ
ルタ再生時等の捕捉した粒子状物質を燃焼除去する場合
に、フィルタ部材１０が局部的に異常に高温になること
が減少するので、局部的な高温発生によって生じる溶損
を回避でき、またこの温度差によって生じる熱応力に起
因するハニカムの破損も防止できる。
ルタ再生時等の捕捉した粒子状物質を燃焼除去する場合
に、フィルタ部材１０が局部的に異常に高温になること
が減少するので、局部的な高温発生によって生じる溶損
を回避でき、またこの温度差によって生じる熱応力に起
因するハニカムの破損も防止できる。
【００３６】〔実施例〕実施例として、本発明の排気ガ
ス浄化装置６をディーゼルエンジン１の排気部２に装着
して、粒子状物質の微小粒子の捕捉性と、捕捉した粒子
状物質の燃焼によって破損に至るまでの粒子状物質の捕
集量を測定する試験を行った。
ス浄化装置６をディーゼルエンジン１の排気部２に装着
して、粒子状物質の微小粒子の捕捉性と、捕捉した粒子
状物質の燃焼によって破損に至るまでの粒子状物質の捕
集量を測定する試験を行った。
【００３７】また、比較例として、従来技術で使用され
ているコーディエライト質だけで形成したハニカム構造
体を作成して、耐熱繊維を混入しない排気ガス浄化装置
において、粒子状物質の微小粒子の捕捉性と破損に至る
までの粒子状物質の捕集量を測定する試験を行った。
ているコーディエライト質だけで形成したハニカム構造
体を作成して、耐熱繊維を混入しない排気ガス浄化装置
において、粒子状物質の微小粒子の捕捉性と破損に至る
までの粒子状物質の捕集量を測定する試験を行った。
【００３８】そして、これらの試験により、５０ｎｍ以
下の粒子状物質の捕捉割合に関しては、実施例で８０
％、比較例で３０％の数値を得えることができ、また、
粒子状物質燃焼による破損限界の粒子状物質量に関して
は、実施例で１５ｇ／Ｌ（リットル）、比較例で９ｇ／
Ｌの数値を得ることができた。
下の粒子状物質の捕捉割合に関しては、実施例で８０
％、比較例で３０％の数値を得えることができ、また、
粒子状物質燃焼による破損限界の粒子状物質量に関して
は、実施例で１５ｇ／Ｌ（リットル）、比較例で９ｇ／
Ｌの数値を得ることができた。
【００３９】〔第２の実施の形態〕次に、本発明の第２
の実施の形態の排気ガス浄化装置について説明する。こ
の第２の実施の形態の排気ガス浄化装置においては、図
６及び図７に示すように、使用するフィルタ部材１０Ａ
が、通気可能な多孔質壁面を有するハニカム多孔体では
形成されず、通気できない壁面１２Ａで周囲を囲んで排
気ガス流路となるセル１１Ａを形成している点が異な
る。この壁面１２Ａは、第１の実施の形態と同様にセラ
ミクッスに耐熱繊維１４を混入して形成される。
の実施の形態の排気ガス浄化装置について説明する。こ
の第２の実施の形態の排気ガス浄化装置においては、図
６及び図７に示すように、使用するフィルタ部材１０Ａ
が、通気可能な多孔質壁面を有するハニカム多孔体では
形成されず、通気できない壁面１２Ａで周囲を囲んで排
気ガス流路となるセル１１Ａを形成している点が異な
る。この壁面１２Ａは、第１の実施の形態と同様にセラ
ミクッスに耐熱繊維１４を混入して形成される。
【００４０】この構成においては、排気ガスＧが入口側
１５から出口側１６に一方向に流れるセル１１Ａ内に、
通気できない壁面１２Ａから耐熱繊維１４を露出させる
構成により、排気ガスＧ中の粒子状物質がこの繊維１４
に衝突して付着するので、粒子状物質の捕捉が可能とな
る。
１５から出口側１６に一方向に流れるセル１１Ａ内に、
通気できない壁面１２Ａから耐熱繊維１４を露出させる
構成により、排気ガスＧ中の粒子状物質がこの繊維１４
に衝突して付着するので、粒子状物質の捕捉が可能とな
る。
【００４１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る排気
ガス浄化装置によれば、次のような効果を奏することが
できる。
ガス浄化装置によれば、次のような効果を奏することが
できる。
【００４２】多孔質のフィルタを形成するセラミックス
に耐熱繊維を混入しているので、排気ガスが通過する多
数の気孔内や排気ガス通路内に耐熱繊維を露出させるこ
とができ、この耐熱繊維によって粒子状物質の微小な粒
子を捕捉できるので、捕集能力を向上できる。
に耐熱繊維を混入しているので、排気ガスが通過する多
数の気孔内や排気ガス通路内に耐熱繊維を露出させるこ
とができ、この耐熱繊維によって粒子状物質の微小な粒
子を捕捉できるので、捕集能力を向上できる。
【００４３】また、壁面を耐熱繊維で補強すると共に、
気孔表面以外の耐熱繊維でも粒子状物質を捕捉するの
で、捕集された粒子状物質の集中化を防止できる。その
ため、再生時等の粒子状物質の燃焼時に発生し易い局部
的な高温発生を避けることができるので、フィルタの破
損や溶損を防止でき、耐久性を向上できる。
気孔表面以外の耐熱繊維でも粒子状物質を捕捉するの
で、捕集された粒子状物質の集中化を防止できる。その
ため、再生時等の粒子状物質の燃焼時に発生し易い局部
的な高温発生を避けることができるので、フィルタの破
損や溶損を防止でき、耐久性を向上できる。
【００４４】更に、万一フィルタの一部が破損しても、
耐熱繊維により粒子状物質の捕捉が可能であるので、粒
子状物質に対する捕集機能を残存させることができる。
耐熱繊維により粒子状物質の捕捉が可能であるので、粒
子状物質に対する捕集機能を残存させることができる。
【００４５】その上、全体を耐熱繊維で構成する繊維積
層タイプのフィルタと比較した場合に、高価な耐熱繊維
の使用量が少なくて済むため、低コストで製造すること
ができる。
層タイプのフィルタと比較した場合に、高価な耐熱繊維
の使用量が少なくて済むため、低コストで製造すること
ができる。
【図１】本発明に係る第１の実施の形態の排気ガス浄化
装置の構造を示す側断面図である。
装置の構造を示す側断面図である。
【図２】排気ガス浄化装置の配置を示す図である。
【図３】ハニカム多孔体のフィルタ部材の構造を示す図
で、（ａ）は斜視図で、（ｂ）は入口側を示す正面図
で、（ｃ）は出口側を示す背面図である。
で、（ａ）は斜視図で、（ｂ）は入口側を示す正面図
で、（ｃ）は出口側を示す背面図である。
【図４】本発明に係る第１の実施の形態のフィルタ部材
のセル部分を示す模式的な斜視図である。
のセル部分を示す模式的な斜視図である。
【図５】図４のフィルタ部材の多孔質壁面の構造を示す
模式的な断面図である。
模式的な断面図である。
【図６】本発明に係る第２の実施の形態のフィルタ部材
の構造を示す斜視図である。
の構造を示す斜視図である。
【図７】本発明に係る第２の実施の形態のフィルタ部材
の壁面の構造を示す模式的な断面図である。
の壁面の構造を示す模式的な断面図である。
【図８】従来技術のフィルタ部材のセル部分を示す模式
的な斜視図である。
的な斜視図である。
【図９】図８のフィルタ部材の多孔質壁面の構造を示す
模式的な断面図である。
模式的な断面図である。
１ ディーゼルエンジン ２ 排気通路 ６ 排気ガス浄化装置 １０ フィルタ部材（ハニカム状多孔体） １０Ａ フィルタ部材（ハニカム） １１ａ 入口側のセル（排気ガス流路） １１ｂ 出口側のセル（排気ガス流路） １１Ａ セル（排気ガス流路） １２ 多孔質壁面（通風可能） １２ｈ 気孔 １２Ａ 壁面（通風不可） １３ 目封止 １４ 耐熱繊維 １５ａ 入口側開口部 １５ｂ 入口側封止部 １６ａ 出口側開口部 １６ｂ 出口側封止部
───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｂ０１Ｄ 46/00 ３０２ Ｂ０１Ｄ 46/00 ３０２ ＺＡＢ ＺＡＢ
Claims (8)
- 【請求項１】 エンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕
集するセラミックス多孔体のフィルタ部材を備えた排気
ガス浄化装置（において、前記フィルタ部材の排気ガス
が通過して濾過される多孔質壁面をセラミクッスに耐熱
繊維を混入して形成したことを特徴とする排気ガス浄化
装置。 - 【請求項２】 前記セラミックス多孔体のフィルタ部材
が、前記多孔質壁面で周囲を囲んで複数の排気ガス流路
を形成すると共に、前記排気ガス流路の開口部を交互に
目封止したハニカム状多孔体のフィルタ部材であること
を特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項３】 エンジンの排気ガス中の粒子状物質を捕
集する排気ガス浄化装置において、セラミクッスに耐熱
繊維を混入して形成された壁面で周囲を囲まれた排気ガ
ス流路を有するセラミックスハニカムのフィルタ部材を
備えたことを特徴とする排気ガス浄化装置。 - 【請求項４】 前記耐熱繊維として、耐熱金属、無機繊
維の内の少なくとも一つを使用することを特徴とする請
求項１〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項５】 前記耐熱金属に、少なくとも鉄とアルミ
ニウムとクロムの三つの金属元素を含ませることを特徴
とする請求項４記載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項６】 前記無機繊維として、炭化ケイ素系、窒
化ケイ素系、ムライト系、アルミナ系、シリカ系の内の
少なくとも一つを使用することを特徴とする請求項４記
載の排気ガス浄化装置。 - 【請求項７】 前記耐熱繊維の繊維径を５μｍφ〜１５
μｍφの範囲内にすることを特徴とする請求項４記載の
排気ガス浄化装置。 - 【請求項８】 前記フィルタ部材のセラミックス材料と
して、コーディエライト系、ムライト系、炭化ケイ素
系、燐酸ジルコニウム系の内の少なくとも一つを使用す
ることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載
の排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001160000A JP2002349230A (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001160000A JP2002349230A (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002349230A true JP2002349230A (ja) | 2002-12-04 |
Family
ID=19003487
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001160000A Pending JP2002349230A (ja) | 2001-05-29 | 2001-05-29 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002349230A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005000445A1 (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体 |
| JP2006007148A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 排ガス浄化フィルター及び粒状物質の捕集方法 |
| CN100368054C (zh) * | 2003-06-10 | 2008-02-13 | 揖斐电株式会社 | 蜂窝状结构体 |
| US7455709B2 (en) | 2003-07-15 | 2008-11-25 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
| JP2009515097A (ja) * | 2005-11-07 | 2009-04-09 | ジオ２ テクノロジーズ，インク． | 耐火性排気濾過法およびその装置 |
-
2001
- 2001-05-29 JP JP2001160000A patent/JP2002349230A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005000445A1 (ja) * | 2003-06-10 | 2005-01-06 | Ibiden Co., Ltd. | ハニカム構造体 |
| JPWO2005000445A1 (ja) * | 2003-06-10 | 2006-08-03 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| CN100368054C (zh) * | 2003-06-10 | 2008-02-13 | 揖斐电株式会社 | 蜂窝状结构体 |
| US7521025B2 (en) | 2003-06-10 | 2009-04-21 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
| JP4509029B2 (ja) * | 2003-06-10 | 2010-07-21 | イビデン株式会社 | ハニカム構造体 |
| US7455709B2 (en) | 2003-07-15 | 2008-11-25 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
| JP2006007148A (ja) * | 2004-06-29 | 2006-01-12 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 排ガス浄化フィルター及び粒状物質の捕集方法 |
| JP4649587B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2011-03-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 排ガス浄化フィルター及び粒状物質の捕集方法 |
| JP2009515097A (ja) * | 2005-11-07 | 2009-04-09 | ジオ２ テクノロジーズ，インク． | 耐火性排気濾過法およびその装置 |
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