JP2002364334A - Particulate matter removing filter - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンの排ガスの中に含まれているパティキュレートを除
去するフィルタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter for removing particulates contained in exhaust gas of a diesel engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排ガスの中に含ま
れているパティキュレート（粒子状物質）を除去するデ
ィーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）として
は、例えば、炭化珪素などを用いた焼結セラミックス製
ハニカムフィルタ、或いはフェルト状の炭化珪素繊維の
両面を耐熱金網で挟み込み、蛇腹状に成形した炭化珪素
繊維製蛇腹フィルタなどが知られている。2. Description of the Related Art As a diesel particulate filter (DPF) for removing particulates (particulate matter) contained in exhaust gas of a diesel engine, for example, a honeycomb filter made of sintered ceramics using silicon carbide or the like is used. Alternatively, a bellows filter made of a silicon carbide fiber in which both sides of a felt-like silicon carbide fiber are sandwiched between heat-resistant metal meshes and formed into a bellows shape is known.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、焼結セラミッ
クス製ハニカムフィルタは、機械的、熱的応力が作用し
たとき容易に破壊するため、使用できる車種、走行条件
が極めて限定される。However, honeycomb filters made of sintered ceramics are easily broken when subjected to mechanical or thermal stress, and therefore, the types of vehicles that can be used and running conditions are extremely limited.
【０００４】一方、炭化珪素繊維製蛇腹フィルタは、上
記のように、フェルト状の炭化珪素繊維の両面を金網で
挟んで成形したものであるから、微細粒子の除去が困難
であった。また、使用中に折れた炭化珪素繊維が大気中
に放出される危険があった。また、高価であった。[0004] On the other hand, the bellows filter made of silicon carbide fiber is formed by sandwiching both sides of a felt-like silicon carbide fiber with a wire mesh as described above, and thus it has been difficult to remove fine particles. In addition, there was a risk that silicon carbide fibers broken during use would be released into the atmosphere. It was also expensive.
【０００５】この発明は、係る問題に鑑みてなされたも
のであり、その目的とするところは、従来より機械的、
熱的強度が高く、微細粒子の除去が容易であり、また、
セラミックス繊維の大気中への放出もなく、かつ、安価
な粒子状物質除去フィルタを提供することにある。[0005] The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a mechanical,
High thermal strength, easy removal of fine particles,
An object of the present invention is to provide an inexpensive particulate matter removal filter that does not release ceramic fibers into the atmosphere.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、この発明は、次のように構成されている。Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
【０００７】（１） 径の異なる多数のチューブ状フィ
ルタを同心状に配して排ガス通路とクリーンガス通路と
を交互に設けると共に、チューブ状フィルタ群の両端を
耐熱金属製の蓋でシールし、且つ、一方の蓋に排ガス通
路に通ずる排ガス流入口を設け、他方の蓋にクリーンガ
ス通路に通ずるクリーンガス流出口を設けたことを特徴
とする粒子状物質除去フィルタ。(1) A large number of tubular filters having different diameters are arranged concentrically to alternately provide exhaust gas passages and clean gas passages, and both ends of the tubular filter group are sealed with heat-resistant metal lids. A particulate matter removal filter, wherein one of the lids is provided with an exhaust gas inlet that communicates with an exhaust gas passage, and the other lid is provided with a clean gas outlet that communicates with a clean gas passage.
【０００８】（２） チューブ状フィルタが、炭化珪
素、炭素、アルミナ、アルミナ・シリカ及び窒化珪素か
ら選択される１又は２種以上の繊維で構成される織布又
は不織布から成るベース部と、該ベース部の濾過面及び
／又はその裏面に積層され、かつ、炭化珪素、炭素、ア
ルミナ、アルミナ・シリカ及び窒化珪素から選択される
１又は２種以上の繊維で構成される単層又は複合構造の
繊維層とから成り、且つ、ベース部及び繊維層を形成し
ている繊維の表面に、炭化珪素、炭素、アルミナ及び窒
化珪素から選択される１又は２種以上の気相蒸着法によ
るコーティング層を有することを特徴とする（１）記載
の粒子状物質除去フィルタ。(2) A base portion made of a woven or non-woven fabric made of one or more kinds of fibers selected from silicon carbide, carbon, alumina, alumina-silica, and silicon nitride. A single-layer or composite structure laminated on the filtration surface of the base portion and / or the back surface thereof and composed of one or two or more fibers selected from silicon carbide, carbon, alumina, alumina-silica and silicon nitride. A coating layer formed by a vapor deposition method of one or more kinds selected from silicon carbide, carbon, alumina and silicon nitride on the surface of the fiber forming the base portion and the fiber layer. (1) The particulate matter removing filter according to (1).
【０００９】（３） チューブ状フィルタを構成してい
る繊維層の空孔にセラミックス又は金属製の粒子を含浸
させると共に、少なくとも粒子表面をセラミックスによ
って被覆することを特徴とする（１）又は（２）記載の
粒子状物質除去フィルタ。(3) The pores of the fiber layer constituting the tubular filter are impregnated with ceramic or metal particles, and at least the particle surface is covered with ceramic. (1) or (2) 21. The particulate matter removal filter according to the above).
【００１０】（４） チューブ状フィルタを構成してい
る繊維の表面に酸化触媒を付着することを特徴とする
（１）、（２）又は（３）記載の粒子状物質除去フィル
タ。(4) The particulate matter removing filter according to (1), (2) or (3), wherein an oxidation catalyst is attached to the surface of the fiber constituting the tubular filter.
【００１１】（５） 耐熱金属製の蓋に電極を装着する
ことを特徴とする（１）記載の粒子状物質除去フィル
タ。(5) The particulate matter removing filter according to (1), wherein the electrode is mounted on a lid made of a heat-resistant metal.
【００１２】ここで、繊維層としては、次の部材を用い
ることが好ましい。Here, the following members are preferably used as the fiber layer.
【００１３】（イ）ペーパ、マット、又はフェルト （ロ）空孔に短繊維を有するか、或いは空孔及び表面に
短繊維を有するペーパ、マット、又はフェルト （ハ）最外層にもペーパ、マット、又はフェルトを有
し、かつ、空孔に短繊維を有するか、或いは空孔及び表
面に短繊維を有するペーパ、マット、又はフェルト また、短繊維としては、上記ペーパ、マット、又はフェ
ルトの繊維の径より細く、かつ、上記ペーパ、マット、
又はフェルトの空孔へ浸透する長さのものが好ましい。(B) Paper, mat, or felt (b) Paper, mat, or felt having short fibers in pores or short fibers in pores and surfaces (c) Paper or mat in outermost layer Paper, mat, or felt having short fibers in the holes or having short fibers in the holes and the surface. Also, as the short fibers, the fibers of the above-described paper, mat, or felt Smaller than the diameter of the paper, mat,
Alternatively, a material having a length that penetrates into the pores of the felt is preferable.
【００１４】また、空孔への充填粒子としては、セラミ
ック又は金属が好ましい。[0014] As the particles to be filled into the pores, ceramic or metal is preferable.
【００１５】また、粒子への被覆材としては、セラミッ
ク塗料、セラミック接着剤、気相蒸着法により析出させ
た炭化珪素が好ましい。As the coating material for the particles, a ceramic paint, a ceramic adhesive, and silicon carbide deposited by a vapor deposition method are preferable.
【００１６】[0016]
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面を用いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１７】図１及び図２において、１は、多重管式の
粒子状物質除去フィルタ（以下、フィルタという）であ
る。フィルタ１は、直径の異なる多数のチューブ状フィ
ルタ２を同心状に配して排ガス通路３とクリーンガス通
路４とを交互に形成している。また、これらのチューブ
状フィルタ群は、耐熱合金製の蓋５及び６によって両端
がそれぞれシールされている。1 and 2, reference numeral 1 denotes a multitubular particulate filter (hereinafter, referred to as a filter). The filter 1 has a large number of tubular filters 2 having different diameters arranged concentrically to alternately form exhaust gas passages 3 and clean gas passages 4. These tubular filter groups are sealed at both ends by lids 5 and 6 made of a heat-resistant alloy.
【００１８】すなわち、チューブ状フィルタ２の端部
は、蓋５及び６の内面に設けた多数の同心状の溝２３に
嵌め込まれ、それぞれ、シールされている。また、蓋５
及び６は、円筒容器１４の端部に嵌合されている。ま
た、一方の蓋５には、排ガス通路３に通ずる排ガス流入
口２１が設けられ、他の一方の蓋６には、クリーンガス
通路４に通ずるクリーンガス流出口２２が設けられてい
る。また、蓋５及び６には、電極１５が取り付けられて
いる。なお、チューブ状フィルタ２に直接通電する場合
は、チューブ状フィルタ２の両端部へ銀ペースト等の導
電性物質を付着させ、通電用の電極が取り付けられた蓋
と接触させる。That is, the ends of the tubular filter 2 are fitted into a large number of concentric grooves 23 provided on the inner surfaces of the lids 5 and 6, and each is sealed. In addition, lid 5
And 6 are fitted to the end of the cylindrical container 14. In addition, one lid 5 is provided with an exhaust gas inlet 21 that communicates with the exhaust gas passage 3, and the other lid 6 is provided with a clean gas outlet 22 that communicates with the clean gas passage 4. An electrode 15 is attached to the lids 5 and 6. When a current is directly supplied to the tubular filter 2, a conductive substance such as a silver paste is attached to both ends of the tubular filter 2, and is brought into contact with a lid provided with a current-carrying electrode.
【００１９】図３に示すように、チューブ状フィルタ２
は、炭化珪素繊維製の目の粗い平織布から成るベース部
７と、ベース部７の濾過面に積層させた繊維層８とから
形成されている。As shown in FIG.
Is formed from a base portion 7 made of a coarse plain woven cloth made of silicon carbide fiber, and a fiber layer 8 laminated on the filtration surface of the base portion 7.
【００２０】図４に示すように、繊維層８は、炭化珪素
繊維製のマット９、及びマット９の上面（濾過面）に含
浸させた極めて短い炭素繊維（ミルドファイバ）１０か
ら形成され、ミルドファイバ１０の一部は、図５に示す
ように、マット９を形成している繊維１１の間に存在す
る空孔１２内に含浸されている。As shown in FIG. 4, the fiber layer 8 is formed of a mat 9 made of silicon carbide fiber and an extremely short carbon fiber (milled fiber) 10 impregnated on the upper surface (filter surface) of the mat 9. As shown in FIG. 5, a part of the fiber 10 is impregnated in a hole 12 existing between the fibers 11 forming the mat 9.
【００２１】ベース部７及び繊維層８に含浸させた繊維
結合剤（フエノール樹脂）は、図示しないオートクレー
ブ内で硬化された後、高温の不活性ガス雰囲気中で無機
化され、炭素又は黒鉛となるが、それでも繊維どうしを
接続するバインダーの役目を持っている。また、ベース
部７及び繊維層８を形成している繊維１０，１１，１３
の表面には、気相蒸着法（ＣＶＤ法）による炭化珪素が
析出されている。The fiber binder (phenolic resin) impregnated in the base portion 7 and the fiber layer 8 is hardened in an autoclave (not shown), and then mineralized in a high-temperature inert gas atmosphere to become carbon or graphite. However, it still serves as a binder to connect the fibers. The fibers 10, 11, 13 forming the base portion 7 and the fiber layer 8
Is deposited on the surface of the substrate by vapor deposition (CVD).
【００２２】また、チューブ状フィルタ２は、排ガス通
路３に面する側を繊維層８とし、クリーンガス通路４に
面する側をベース部７とすることが望ましい。The tubular filter 2 preferably has the fiber layer 8 on the side facing the exhaust gas passage 3 and the base 7 on the side facing the clean gas passage 4.
【００２３】図６は、この発明に係るフィルタの作用説
明図である。FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the filter according to the present invention.
【００２４】図６に示すように、ディーゼルエンジンの
排気通路（図示せず）に組み込まれたケース２５内にフ
ィルタ１が挿入され、ディーゼルエンジンから排出され
た排ガスは、ケース２５の入り口２６及びフィルタ１の
排ガス流入口２１を通ってフィルタ１の排ガス通路３内
に流入する。１６は絶縁材を示している。As shown in FIG. 6, the filter 1 is inserted into a case 25 incorporated in an exhaust passage (not shown) of the diesel engine, and the exhaust gas discharged from the diesel engine passes through the inlet 26 of the case 25 and the filter 26. The exhaust gas flows into the exhaust gas passage 3 of the filter 1 through the exhaust gas inlet 21 of the first filter. Reference numeral 16 denotes an insulating material.
【００２５】排ガス通路３内に流入した排ガスは、チュ
ーブ状フィルタ２を通過して隣接するクリーンガス通路
４内に流入する。その際、チューブ状フィルタ２を構成
している繊維層８、特に、マット９の片面に含浸し、か
つ、気相蒸着法（ＣＶＤ法）による炭化珪素がコーティ
ングされている炭素繊維製のミルドファイバ１０によっ
て排ガス中に含まれるカーボン、煤、スモークなどの粒
子状物質が捕集され、クリーンになった排ガスは、下流
側の蓋６に設けたクリーンガス流出口２２から排出さ
れ、次いで、ケース２５の出口２７から外部に排出され
る。The exhaust gas flowing into the exhaust gas passage 3 passes through the tubular filter 2 and flows into the adjacent clean gas passage 4. At this time, the fiber layer 8 constituting the tubular filter 2, in particular, one side of the mat 9 is impregnated and coated with silicon carbide by a vapor deposition method (CVD method) and is a milled fiber made of carbon fiber. The particulate matter such as carbon, soot, and smoke contained in the exhaust gas is collected by the exhaust gas 10, and the cleaned exhaust gas is discharged from a clean gas outlet 22 provided in the downstream lid 6. Is discharged to the outside through an outlet 27.
【００２６】そこで、チューブ状フィルタ２に粒子状物
質が所定量捕集されると、直流電源から電極１５へ電力
が供給され、耐熱合金製の蓋５，６及びチューブ状フィ
ルタ２に通電される。すると、チューブ状フィルタ２が
加熱され、チューブ状フィルタ２に捕集されている粒子
状物質が加熱焼却され、フィルタ１が再生される。When a predetermined amount of particulate matter is collected in the tubular filter 2, power is supplied from the DC power supply to the electrode 15, and electricity is supplied to the lids 5, 6 and the tubular filter 2 made of a heat-resistant alloy. . Then, the tubular filter 2 is heated, and the particulate matter collected by the tubular filter 2 is heated and incinerated, and the filter 1 is regenerated.
【００２７】以上の説明では、ベース部７に織布を用い
た場合について説明したが、その代わりに不織布を適用
してもよい。また、ベース部は、炭化珪素、炭素、アル
ミナ、アルミナ・シリカ及び窒化珪素から選択される１
又は２種以上の繊維から成る織布又は不織布で構成する
ことが好ましい。In the above description, the case where a woven fabric is used for the base portion 7 has been described, but a non-woven fabric may be used instead. Further, the base portion is made of one selected from silicon carbide, carbon, alumina, alumina / silica, and silicon nitride.
Alternatively, it is preferable to use a woven or non-woven fabric composed of two or more kinds of fibers.
【００２８】また、繊維層８としては、複合構造の場
合、ミルドファイバ１０をマット９の片面（濾過面）に
含浸させる代わりにマット９の背面に含浸させても良い
し、或いは、マット９の両面に含浸させても良い。ま
た、繊維層８は、マット９のみの単層構造であっても良
い。In the case of a composite structure, the fiber layer 8 may be impregnated on the back surface of the mat 9 instead of impregnating the milled fiber 10 on one side (filter surface) of the mat 9 or on the mat 9 Both surfaces may be impregnated. Further, the fiber layer 8 may have a single-layer structure including only the mat 9.
【００２９】また、繊維層８は、炭化珪素、炭素、アル
ミナ、アルミナ・シリカ及び窒化珪素から選択される１
又は２種以上の繊維で構成することが好ましい。The fiber layer 8 is made of one selected from silicon carbide, carbon, alumina, alumina / silica and silicon nitride.
Alternatively, it is preferable to be composed of two or more kinds of fibers.
【００３０】また、ベース部及び繊維層を形成している
繊維の表面に析出させる層としては、炭化珪素、炭素、
アルミナ及び窒化珪素から選択される１又は２種以上の
気相蒸着法（ＣＶＤ法）によるコーティング層が好まし
い。The layers deposited on the surface of the fibers forming the base portion and the fiber layer include silicon carbide, carbon,
A coating layer formed by one or two or more kinds of vapor deposition methods (CVD methods) selected from alumina and silicon nitride is preferable.
【００３１】また、所望によりチューブ状フィルタ２に
セラミックス又は金属製の粒子１８を含浸させると、繊
維層８を構成している繊維１１間に存在する空孔１２の
大きさを容易に調整することができる（図７（ａ）及び
（ｂ）参照）。また、粒子１８にセラミックスを被覆さ
せる方法としては、気相蒸着法、セラミックス接着剤塗
布法、溶射法などがある。If the tubular filter 2 is impregnated with ceramic or metal particles 18 as required, the size of the holes 12 existing between the fibers 11 constituting the fiber layer 8 can be easily adjusted. (See FIGS. 7A and 7B). Examples of a method for coating the particles 18 with ceramic include a vapor deposition method, a ceramic adhesive application method, and a thermal spraying method.
【００３２】また、所要によりチューブ状フィルタ２に
酸化触媒１９を付着させることが好ましい（図８参
照）。すると、温度が高温のディーゼル排ガスの場合に
は、繊維層８で捕集した粒子状物質を触媒燃焼させるこ
とができる。温度が低温のディーゼル排ガスの場合に
は、チューブ状フィルタ２に直接通電し、酸化触媒１９
が活性化する温度まで加熱することにより、捕集した粒
子状物質を触媒燃焼でき、あらゆる走行条件に対応可能
となる。It is preferable to attach an oxidation catalyst 19 to the tubular filter 2 if necessary (see FIG. 8). Then, in the case of diesel exhaust gas having a high temperature, the particulate matter collected by the fiber layer 8 can be catalytically burned. In the case of diesel exhaust gas having a low temperature, the tubular filter 2 is directly energized and the oxidation catalyst 19 is discharged.
By heating to a temperature at which the particles are activated, the collected particulate matter can be catalytically burned, and can be adapted to all driving conditions.
【００３３】次に、本発明を実施例により更に詳しく説
明する。Next, the present invention will be described in more detail by way of examples.
【００３４】[0034]
【実施例】（実施例） （１）フィルタ （ａ）構成：炭化珪素繊維／気相蒸着法による炭化珪素EXAMPLES (Examples) (1) Filter (a) Structure: silicon carbide fiber / silicon carbide by vapor phase deposition method
【００３５】（ｂ）フィルタの成型： （イ）炭化珪素繊維（ニカロン（繊維径１５ミクロンメ
ートル））の平織布（目付重量１５０ｇ／ｍ2 ）に下記
の繊維結合剤を含浸。 ・繊維結合剤：四塩化炭素で希釈したフェノール樹脂
（重量濃度：２０％） （ロ）炭化珪素繊維（ニカロン（繊維径１５ミクロンメ
ートル、長さ６ｍｍ））のマット（目付重量６０ｇ、厚
さ０．７ｍｍ）の片面へ炭素繊維のミルドファイバ（ト
レカＴ３００（繊維径７ミクロンメートル、長さ５００
ミクロンメートル））のスラリー（エタノール中に分
散）を振りかけ、厚さ０．９ｍｍの不織布を形成。 （ハ）上記（ロ）に上記（イ）の繊維結合剤を含浸。 （ニ）上記（ハ）を上記（イ）に積層。 （ホ）上記（ニ）でチューブ状フィルタ成型。 （ヘ）離型布及び余分な樹脂を含浸するための綿状布を
チューブ状フィルタ表面へ張り付ける。 （ト）（へ）をプラスチックフィルムで覆う。 （チ）オートクレーブ中で樹脂（繊維結合剤）を硬化。(B) Filter molding: (a) A plain woven fabric (basis weight 150 g / m 2 ) of silicon carbide fibers (Nicalon (fiber diameter 15 μm)) is impregnated with the following fiber binder. Fiber binder: phenolic resin diluted with carbon tetrachloride (weight concentration: 20%) (b) Mat of silicon carbide fiber (Nicalon (fiber diameter 15 μm, length 6 mm)) (basis weight 60 g, thickness 0) 0.7 mm) to one side of a milled fiber of carbon fiber (Treca T300 (fiber diameter 7 μm, length 500
(Micron meter)) (dispersed in ethanol) to form a nonwoven fabric having a thickness of 0.9 mm. (C) impregnating (b) with the fiber binder of (a). (D) The above (c) is laminated on the above (a). (E) The tubular filter is molded in (d) above. (F) A release cloth and a cotton cloth for impregnating excess resin are adhered to the surface of the tubular filter. (G) Cover (f) with a plastic film. (H) The resin (fiber binder) is cured in the autoclave.
【００３６】（ｃ）上記成型品を８００℃のアルゴンガ
ス中で無機化させた後、ＣＶＤ（化学気相蒸着法）によ
り炭化珪素をコーティング（平織布の表面の５０箇所の
平均膜厚１３ミクロンメートル）。(C) After the above molded article is mineralized in argon gas at 800 ° C., it is coated with silicon carbide by CVD (Chemical Vapor Deposition) (average film thickness of 50 places on the surface of the plain woven fabric). Micron meters).
【００３７】（ｄ）酸化触媒 ・材 質：プラチナ ・スラリー中に漬けて繊維表面へＰｔを付着させた。(D) Oxidation catalyst-Material: Platinum-Pt was adhered to the fiber surface by dipping in a slurry.
【００３８】（ｅ）フィルタ寸法 ・外径２００ｍｍの円筒容器内へ下記のフィルタを１６
組、組み込む。 ・フィルタ１組： ・外径：１６ｍｍ、２２ｍｍ、２８ｍｍ、３４ｍｍ、４
０ｍｍ、４６ｍｍを同心円状に組み合わせる。 ・厚さ（肉厚）：１．５ｍｍ ・両端シール：耐熱合金製、同心円状チューブ間の隙間
１つ置きに排ガス通路、清浄ガス通路を形成。(E) Filter size ・ The following filter is placed in a cylindrical container having an outer diameter of 200 mm.
Pair, incorporate.・ One set of filters: ・ Outer diameter: 16mm, 22mm, 28mm, 34mm, 4
0 mm and 46 mm are combined concentrically.・ Thickness (wall thickness): 1.5 mm ・ Seal at both ends: Made of heat-resistant alloy, exhaust gas passage and clean gas passage are formed every other space between concentric tubes.
【００３９】（２）特 性 （ａ）平成５年製造の積載重量４．５トンのトラックの
マフラ下流へ取り付けて、都市部近郊及び都市部で８時
間走行。 （ｂ）再生条件 ・フィルタ表面温度が４００℃以下にならないように通
電（平均０．６ｋＷ）、加熱。 （ｃ）フィルタの圧損 ・運転中：９５０〜１３５０ｍｍＨ2 Ｏ （ｄ）集塵率：９３．６％ （ｅ）通過粒子の中位径：０．３５μｍ(2) Characteristics (a) A truck with a loading weight of 4.5 tons, manufactured in 1993, was attached to the downstream of the muffler, and traveled for 8 hours in suburban and urban areas. (B) Regeneration conditions-Energization (average 0.6 kW) and heating so that the filter surface temperature does not fall below 400 ° C. (C) Pressure loss of filter ・ During operation: 950 to 1350 mmH 2 O (d) Dust collection rate: 93.6% (e) Median diameter of passing particles: 0.35 μm
【００４０】[0040]
【発明の効果】上記のように、本発明は、径の異なる多
数のチューブ状フィルタを同心状に配して排ガス通路と
クリーンガス通路とを交互に設けると共に、チューブ状
フィルタ群の両端を耐熱金属製の蓋でシールし、且つ、
一方の蓋に排ガス通路に通ずる排ガス流入口を設け、他
方の蓋にクリーンガス通路に通ずるクリーンガス流出口
を設けたので、構造が極めてシンプルで、かつ、チュー
ブ状フィルタ両端のシール構造も簡素化できるので、作
製し易く、成型コストを低く抑えることができる。As described above, according to the present invention, a large number of tubular filters having different diameters are arranged concentrically to alternately provide exhaust gas passages and clean gas passages. Seal with a metal lid, and
One lid has an exhaust gas inlet that communicates with the exhaust gas passage, and the other lid has a clean gas outlet that communicates with the clean gas passage, making the structure extremely simple and simplifying the sealing structure at both ends of the tubular filter. Therefore, it is easy to manufacture, and the molding cost can be suppressed.
【００４１】また、比表面積が大であるにもかかわらず
コンパクトであり、ディーゼル車輛に搭載する上で有利
である。また、直接通電で再生可能であるから再生エネ
ルギーが少なく、経済的である。また、使用可能な条件
が広くなり、あらゆるディーゼル車輛で使用可能であ
る。In addition, despite its large specific surface area, it is compact, which is advantageous for mounting on diesel vehicles. In addition, since it can be regenerated by direct energization, there is little renewable energy and it is economical. In addition, the usable conditions are widened, and it can be used in all diesel vehicles.
【００４２】また、機械的、熱的強度が高く、微細粒子
の除去が容易である。また、セラミックス繊維の大気中
への放出もなく、安全性が高い。Also, the mechanical and thermal strength is high, and the removal of fine particles is easy. In addition, there is no release of ceramic fibers into the atmosphere, and the safety is high.
【００４３】また、チューブ状フィルタにセラミックス
又は金属製の粒子を含浸させると、繊維層を形成してい
る繊維の間に存在している空孔の大きさを容易に調整す
ることができる。When the tubular filter is impregnated with ceramic or metal particles, the size of the pores existing between the fibers forming the fiber layer can be easily adjusted.
【００４４】また、チューブ状フィルタに酸化触媒を付
着させると、温度が高温のディーゼル排ガスの場合に
は、濾過層で捕集した粒子状物質を触媒燃焼させること
ができる。また、温度が低温のディーゼル排ガスの場合
には、チューブ状フィルタに直接通電し、酸化触媒が活
性化する温度になるまで加熱することにより、あらゆる
走行条件に対応可能となる。When an oxidation catalyst is attached to the tubular filter, in the case of diesel exhaust gas having a high temperature, the particulate matter collected by the filtration layer can be catalytically burned. In addition, in the case of diesel exhaust gas having a low temperature, it is possible to cope with all driving conditions by directly energizing the tubular filter and heating it to a temperature at which the oxidation catalyst is activated.
【図１】この発明に係る粒子状物質除去フィルタの一部
断面を含む平面図である。FIG. 1 is a plan view including a partial cross section of a particulate matter removal filter according to the present invention.
【図２】図１のＡ−Ａ′断面図である。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA 'of FIG.
【図３】チューブ状フィルタの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a tubular filter.
【図４】図３のＢ部拡大図である。FIG. 4 is an enlarged view of a portion B in FIG. 3;
【図５】図４のＣ部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion C in FIG. 4;
【図６】この発明の作用説明図である。FIG. 6 is a diagram illustrating the operation of the present invention.
【図７】（ａ）及び（ｂ）は繊維層の空孔に粒子を含浸
させた説明図である。7 (a) and 7 (b) are explanatory diagrams in which pores of a fiber layer are impregnated with particles.
【図８】繊維に酸化触媒を付着させた説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram in which an oxidation catalyst is attached to fibers.
１ 粒子状物質除去フィルタ ２ チューブ状フィルタ ３ 排ガス通路 ４ クリーンガス通路 ５，６ 耐熱金属製の蓋 ２１ 排ガス流入口 ２２ クリーンガス流出口 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Particulate matter removal filter 2 Tubular filter 3 Exhaust gas passage 4 Clean gas passage 5,6 Heat resistant metal lid 21 Exhaust gas inlet 22 Clean gas outlet
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 39/00 Ｂ０１Ｄ 39/00 Ｂ ４Ｇ０６９ Ｄ ４Ｋ０３０ 39/08 39/08 ４Ｌ０３１ 39/14 39/14 Ｂ ４Ｌ０３２ 39/20 39/20 Ｃ ４Ｌ０４７ Ｄ ４Ｌ０４８ 53/94 Ｂ０１Ｊ 35/06 Ｄ Ｂ０１Ｊ 35/06 Ｃ２３Ｃ 16/26 Ｃ２３Ｃ 16/26 16/40 16/40 16/42 16/42 Ｄ０３Ｄ 15/12 Ｄ０３Ｄ 15/12 Ｄ０４Ｈ 1/40 Ａ Ｄ０４Ｈ 1/40 1/42 Ａ 1/42 Ｂ Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｋ Ｄ０６Ｍ 11/45 3/24 Ｅ 11/74 Ｂ０１Ｄ 46/24 Ｂ 11/77 Ｄ０６Ｍ 101:00 11/83 101:40 17/00 Ｂ０１Ｄ 53/36 １０４Ｂ Ｆ０１Ｎ 3/20 Ｄ０６Ｍ 17/00 Ｈ 3/24 11/00 Ｚ // Ｂ０１Ｄ 46/24 Ｇ Ｄ０６Ｍ 101:00 101:40 (72)発明者 橋本 雅方 岡山県玉野市玉３丁目１番１号 三井造船 株式会社玉野事業所内 Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA03 BA04 3G091 AA18 AB13 BA07 BA09 BA10 CA04 GA02 GA16 GB06W HA28 4D019 AA01 BA03 BA05 BB02 BB03 BB12 BB18 BC07 CA03 CB04 CB06 4D048 AA14 AB01 BA03Y BA05Y BA06Y BA10X BA30X BA41Y BA42Y BA45X BA46Y BB05 BB08 CC53 EA02 4D058 JA02 JA60 JB04 JB06 JB24 JB25 JB33 KA01 KA11 KA23 KA25 MA44 SA08 4G069 BA01A BA02A BA03A BA08A BB02A BB02B BB11A BB15A BB15B BC75A BC75B BD05A BD05B CA02 CA03 CA07 CA18 EA09 EA10 EB09 EE03 EE06 4K030 BA27 BA37 BA40 BA43 CA05 CA08 LA11 4L031 AA24 AA27 AA29 AB32 AB34 BA02 BA04 BA19 BA23 CB13 4L032 AA10 AB02 AB04 AB07 AC01 AC02 BA05 BB00 DA00 EA00 4L047 AA03 AA06 BA15 BC14 CA02 CA04 CA05 CC12 DA00 4L048 AA02 AA05 AA53 AB07 AC14 CA06 DA40 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (reference) B01D 39/00 B01D 39/00 B 4G069 D 4K030 39/08 39/08 4L031 39/14 39/14 B 4L032 39/20 39/20 C 4L047 D 4L048 53/94 B01J 35/06 D B01J 35/06 C23C 16/26 C23C 16/26 16/40 16/40 16/42 16/42 D03D 15/12 D03D 15/12 D04H 1 / 40 A D04H 1/40 1/42 A 1/42 B F01N 3/20 K D06M 11/45 3/24 E 11/74 B01D 46/24 B 11/77 D06M 101: 00 11/83 101: 40 17 / 00 B01D 53/36 104B F01N 3/20 D06M 17/00 H 3/24 11/00 Z // B01D 46/24 G D06M 101: 00 101: 40 (72) Inventor Masakata Hashimoto Tamada-shi, Okayama Prefecture 1-1 1-1 Mitsui Engineering & Shipbuilding Co., Ltd. Tamano Works Co., Ltd. F-term (reference) 3G090 AA01 AA03 BA04 3G091 AA18 AB13 BA07 BA09 BA10 CA04 GA02 GA16 GB06W HA28 4D019 AA01 BA03 BA05 BB02 B B03 BB12 BB18 BC07 CA03 CB04 CB06 4D048 AA14 AB01 BA03Y BA05Y BA06Y BA10X BA30X BA41Y BA42Y BA45X BA46Y BB05 BB08 CC53 EA02 4D058 JA02 JA60 JB04 BCB JB24 JB25 JB33 KA01 KA11 KA23 KA01 KA11 KA23 BD05B CA02 CA03 CA07 CA18 EA09 EA10 EB09 EE03 EE06 4K030 BA27 BA37 BA40 BA43 CA05 CA08 LA11 4L031 AA24 AA27 AA29 AB32 AB34 BA02 BA04 BA19 BA23 CB13 4L032 AA10 AB02 AB04 AB07 AC01 AC02 BA05 CA00 A00 BC00 A00 BC 4L048 AA02 AA05 AA53 AB07 AC14 CA06 DA40
Claims (5)
同心状に配して排ガス通路とクリーンガス通路とを交互
に設けると共に、チューブ状フィルタ群の両端を耐熱金
属製の蓋でシールし、且つ、一方の蓋に排ガス通路に通
ずる排ガス流入口を設け、他方の蓋にクリーンガス通路
に通ずるクリーンガス流出口を設けたことを特徴とする
粒子状物質除去フィルタ。An exhaust gas passage and a clean gas passage are alternately provided by concentrically arranging a plurality of tubular filters having different diameters, and both ends of the tubular filter group are sealed with a heat-resistant metal lid, and A particulate matter removing filter, wherein one of the lids is provided with an exhaust gas inlet which communicates with an exhaust gas passage, and the other lid is provided with a clean gas outlet which communicates with a clean gas passage.
素、アルミナ、アルミナ・シリカ及び窒化珪素から選択
される１又は２種以上の繊維で構成される織布又は不織
布から成るベース部と、該ベース部の濾過面及び／又は
その裏面に積層され、かつ、炭化珪素、炭素、アルミ
ナ、アルミナ・シリカ及び窒化珪素から選択される１又
は２種以上の繊維で構成される単層又は複合構造の繊維
層とから成り、且つ、ベース部及び繊維層を形成してい
る繊維の表面に、炭化珪素、炭素、アルミナ及び窒化珪
素から選択される１又は２種以上の気相蒸着法によるコ
ーティング層を有することを特徴とする請求項１記載の
粒子状物質除去フィルタ。2. A base portion comprising a woven or non-woven fabric made of one or more fibers selected from a group consisting of silicon carbide, carbon, alumina, alumina-silica and silicon nitride. Fibers having a single-layer or composite structure laminated on the filtration surface and / or the back surface of the portion and composed of one or more fibers selected from silicon carbide, carbon, alumina, alumina-silica and silicon nitride And one or more coating layers formed by vapor deposition of one or more selected from silicon carbide, carbon, alumina and silicon nitride on the surface of the fibers forming the base portion and the fiber layer. The particulate matter removal filter according to claim 1, wherein:
層の空孔にセラミックス又は金属製の粒子を含浸させる
と共に、少なくとも粒子表面をセラミックスによって被
覆することを特徴とする請求項１又は２記載の粒子状物
質除去フィルタ。3. The method according to claim 1, wherein the pores of the fiber layer constituting the tubular filter are impregnated with ceramics or metal particles, and at least the particle surfaces are coated with ceramics. Particulate matter removal filter.
の表面に酸化触媒を付着させることを特徴とする請求項
１、２又は３記載の粒子状物質除去フィルタ。4. The particulate matter removing filter according to claim 1, wherein an oxidation catalyst is attached to the surface of the fiber constituting the tubular filter.
特徴とする請求項１記載の粒子状物質除去フィルタ。5. The particulate matter removing filter according to claim 1, wherein an electrode is mounted on a heat-resistant metal lid.
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|---|---|---|---|
| JP2001170694A JP2002364334A (en) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | Particulate matter removing filter |
Applications Claiming Priority (1)
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