JP2002371823A - Exhaust emission control device for diesel engine - Google Patents

Exhaust emission control device for diesel engine

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JP2002371823A
JP2002371823A JP2001184662A JP2001184662A JP2002371823A JP 2002371823 A JP2002371823 A JP 2002371823A JP 2001184662 A JP2001184662 A JP 2001184662A JP 2001184662 A JP2001184662 A JP 2001184662A JP 2002371823 A JP2002371823 A JP 2002371823A
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JP
Japan
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filter
exhaust gas
fiber
diesel engine
silicon carbide
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Pending
Application number
JP2001184662A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuhisa Matsumoto
和久 松本
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Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Engineering and Shipbuilding Co Ltd
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Filing date
Publication date
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  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To easily remove particle, make ceramic fiber composing a filter difficult to be bent and to shorten refreshing time. SOLUTION: In this exhaust emission control device, an exhaust gas passage 10 and a purified gas passage 11 are separated by a planar filter 9. A gas inflow port 10a is provided on an upper part of the exhaust gas passage 10 and a gas outflow port 11a is provided on a lower part of the purified gas passage 11. The filter 9 is made to have a multi-layer structure or a filter layer single layer structure of a base part 31 and a filter part 32. The base part 31 is formed by SiC fiber woven fabric or unwoven fabric 33, and the filter part 32 is made of SiC fiber unwoven fabric 34 and extremely short carbon fiber 35 filled into a cavity 36 of at least unwoven fabric 34 or extremely short carbon fiber 35 and SiC fiber. A SiC coating layer 37 by a CVD method is formed on the surface of the fiber. A material adhered to the filter 9 is burned by energizing electrodes 13 and 14 fitted on the filter 9.

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、ディーゼルエン
ジンから排出される排ガスを浄化するディーゼルエンジ
ン排ガス浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel engine exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas discharged from a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ディーゼルエンジン排ガス浄化装
置に適用されるフィルタとしては、焼結炭化珪素製のハ
ニカムフィルタ、或いは炭化珪素繊維製の蛇腹フィルタ
などが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a filter applied to a diesel engine exhaust gas purifying apparatus, a honeycomb filter made of sintered silicon carbide or a bellows filter made of silicon carbide fiber is known.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、焼結炭化珪素
製のハニカムフィルタは、(イ)割れ易く、使用可能な
条件に制約があること、(ロ)再生時に排ガスを止める
必要があるので、フィルタが2組み必要であり、コスト
高になること、(ハ)再生に要する時間が長いこと、
(ニ)値段が高価であること、(ホ)フィルタに直接、
触媒が付けられないことなどの問題があった。
However, the honeycomb filter made of sintered silicon carbide has the following problems: (a) it is liable to crack, there are restrictions on the conditions under which it can be used, and (b) it is necessary to stop exhaust gas during regeneration. Two sets of filters are required, resulting in high cost, (c) long time required for regeneration,
(D) the price is expensive, (e) the filter directly,
There were problems such as the inability to attach a catalyst.

【0004】また、炭化珪素繊維製の蛇腹フィルタは、
(イ)微細粒子の除去が困難であること、(ロ)折れた
炭化珪素繊維が大気中へ放出されること、(ハ)再生に
要する時間が長いこと、(ニ)フィルタに直接、触媒が
付けられないこと、(ホ)値段が高価であることなどの
問題があった。
A bellows filter made of silicon carbide fiber is
(A) it is difficult to remove fine particles, (b) broken silicon carbide fibers are released into the atmosphere, (c) the time required for regeneration is long, and (d) catalyst is directly applied to the filter. There was a problem that it could not be attached and (e) the price was expensive.

【0005】この発明は、このような従来の問題に鑑み
てなされたものであり、その目的は、微細粒子の除去が
容易で、フィルタを構成しているセラミックス繊維が折
れ難く、且つ、再生に要する時間が短いディーゼルエン
ジン排ガス浄化装置を提供することにある。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and has as its object to facilitate the removal of fine particles, to prevent the ceramic fibers constituting the filter from breaking, and to improve the reproduction. An object of the present invention is to provide a diesel engine exhaust gas purifying apparatus that requires a short time.

【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】すなわち、 (1) ディーゼルエンジンの排ガスを浄化する排ガス
浄化装置であって、板状のフィルタによって隔てられた
排ガス路と清浄ガス路とを交互に有すると共に、前記排
ガス路に通ずるガス流入口を上流側に備え、前記清浄ガ
ス路に通ずるガス流出口を下流側に備え、且つ、前記フ
ィルタを、ベース部と濾過部との多層構造又は濾過層単
層構造とし、前記ベース部を、炭化珪素繊維製の織布又
は不織布で形成し、前記濾過部を、炭化珪素繊維からな
る不織布と、少なくとも前記不織布の空孔へ充填させた
極く短い炭素繊維又は極く短い炭素繊維と炭化珪素繊維
とにより構成し、前記ベース部と濾過部とを構成してい
る繊維の表面に、気相蒸着法による炭化珪素のコーティ
ング層を形成し、更に、前記のフィルタに通電加熱用の
電極を取り付け、該フィルタに通電してフィルタを発熱
させることにより、フィルタに付着した物質を焼却する
ことを特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄化装置で
ある。
That is, (1) an exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas of a diesel engine, which has an exhaust gas path and a clean gas path alternately separated by a plate-like filter, and a gas flow passing through the exhaust gas path. An inlet is provided on the upstream side, a gas outlet communicating with the clean gas passage is provided on the downstream side, and the filter has a multilayer structure of a base portion and a filtration portion or a single-layer structure of a filtration layer, and the base portion has The filtration part is formed of a woven or non-woven fabric made of silicon carbide fiber, and the filtration unit is made of a non-woven fabric made of silicon carbide fiber, and a very short carbon fiber or a very short carbon fiber filled with at least pores of the non-woven fabric and silicon carbide. A coating layer of silicon carbide formed by a vapor deposition method on the surface of the fibers constituting the base portion and the filtration portion. Attaching an electrode for use, by heating the filter by energizing the said filter, a diesel engine exhaust gas purification apparatus characterized by incinerating the material adhering to the filter.

【0008】(2) フィルタ部を構成している濾過部
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)記載のディーゼルエンジン
排ガス浄化装置である。
(2) A diesel engine according to (1), wherein ceramics or metal particles are impregnated into pores of the filter part constituting the filter part, and at least the particle surface is coated with ceramics. It is an exhaust gas purification device.

【0009】(3) 板状のフィルタの比抵抗が1×1
-2〜3 Ω- cmである(1)又は(2)記載のディー
ゼルエンジン排ガス浄化装置である。
(3) The specific resistance of the plate filter is 1 × 1
The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to (1) or (2), wherein the exhaust gas purifying apparatus has a value of 0 -2 to 3 Ω-cm.

【0010】(4) 繊維の表面を被覆している炭化珪
素コーティング層の比抵抗が105Ω- cm以下で、且
つ、膜厚が50μm以下である(1)又は(2)記載の
ディーゼルエンジン排ガス浄化装置である。
(4) The diesel engine according to (1) or (2), wherein the silicon carbide coating layer covering the surface of the fiber has a specific resistance of 10 5 Ω-cm or less and a film thickness of 50 μm or less. It is an exhaust gas purification device.

【0011】(5) フィルタ部を構成している繊維の
表面、又は濾過部を構成している繊維の表面に析出して
いる被覆膜の表面に酸化触媒を付着することを特徴とす
る(1)、(2)、(3)又は(4)記載のディーゼル
エンジン排ガス浄化装置である。
(5) An oxidation catalyst is attached to the surface of the fiber constituting the filter portion or the surface of the coating film deposited on the surface of the fiber constituting the filtration portion ( A diesel engine exhaust gas purifying apparatus according to (1), (2), (3) or (4).

【0012】(6) 板状のフィルタに導電性ペースト
を介して電極を接触させることを特徴とする(1)、
(2)、(3)、(4)又は(5)記載のディーゼルエ
ンジン排ガス浄化装置である。
(6) An electrode is brought into contact with a plate-like filter via a conductive paste (1).
(2), (3), (4) or (5).

【0013】ここで、濾過部としては、次の何れか一つ
を適用することが望ましい。
Here, it is desirable to apply any one of the following as the filtering section.

【0014】(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、空孔に充填する繊維としては、ペーパ、マット、
又はフェルトの繊維の径より細く、かつ、ペーパ、マッ
ト、又はフェルトの空孔へ浸透する長さの繊維が好まし
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 Or having felt, and having short fibers in the holes, or having short fibers in the holes and the surface, paper, mat, or felt.Fibers to be filled in the holes are paper, mat,
Alternatively, a fiber having a diameter smaller than the diameter of the felt fiber and penetrating into the pores of the paper, mat, or felt is preferable.

【0015】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。
[0015] The particles filled in the pores are preferably ceramics or metals.

【0016】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。
The coating material for the particles is preferably a ceramic paint, a ceramic adhesive, or silicon carbide deposited by a vapor deposition method.

【0017】また、清浄ガス通路となる板状フィルタ間
には、板状フィルタに作用する差圧を支持するための多
孔質セラミック、金属メッシュなどで形成される清浄ガ
スの流れ易いスペーサーを設けることが好ましい。
In addition, a spacer formed of a porous ceramic, a metal mesh, or the like, which supports a differential pressure acting on the plate filter, is provided between the plate filters serving as the clean gas passage, through which the clean gas flows. Is preferred.

【0018】[0018]

【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.

【0019】図1において、1はディーゼルエンジン、
2はディーゼルエンジン1に接続された排気管、3は排
気管2の途中に設けた中空のケース、4は中空のケース
3内にセットされた排ガス浄化装置、5は排ガス浄化装
置4に接続され、所定の時間間隔で通電できるタイマー
式スイッチ又は差圧スイッチ、6は蓄電池、7はオルタ
ネーター(発電機)であり、ディーゼルエンジン2から
排出された排ガスaは、排ガス浄化装置4によって浄化
され、清浄なガスa′となって大気中に排出されるよう
になっている。
In FIG. 1, 1 is a diesel engine,
2 is an exhaust pipe connected to the diesel engine 1, 3 is a hollow case provided in the middle of the exhaust pipe 2, 4 is an exhaust gas purifying device set in the hollow case 3, 5 is connected to the exhaust gas purifying device 4. A timer type switch or a differential pressure switch which can be energized at predetermined time intervals, 6 is a storage battery, 7 is an alternator (generator), and the exhaust gas a discharged from the diesel engine 2 is purified by the exhaust gas purifying device 4 to be purified. Gas a 'is discharged into the atmosphere.

【0020】図3に示すように、排ガス浄化装置4は、
中空の箱体8内に所定の間隔を隔てて複数(図では6
枚)の板状のフィルタ9を並列に設け、その一方の側に
排ガス路10を形成し、他方の側に清浄ガス路11を形
成している。換言すれば、排ガス路10と清浄ガス路1
1とは、板状のフィルタ9を介して交互に設けられてい
る。
As shown in FIG. 3, the exhaust gas purifying apparatus 4 comprises:
A plurality (6 in the figure) of the hollow box 8 is spaced at a predetermined interval.
Plate filters 9 are provided in parallel, an exhaust gas passage 10 is formed on one side, and a clean gas passage 11 is formed on the other side. In other words, the exhaust gas path 10 and the clean gas path 1
1 are provided alternately via a plate-shaped filter 9.

【0021】板状のフィルタ9は、第1のスペーサー1
2と、その上流端に設けた蓋又は遮蔽板を兼ねる電極1
3とによって保持されている。第1のスペーサー12
は、多孔質材やメッシュなどのガス透過性材料によって
中空の厚板状に形成されており、清浄ガス路11を兼ね
るようになっている。また、排ガス路10の下流端は、
蓋又は遮蔽板を兼ねる電極14によって遮蔽されてい
る。しかして、排ガス路10の上流端は、ガス流入口1
0aとなり、第1のスペーサー12の下流端は、ガス流
出口11aとなっている。
The plate-like filter 9 includes the first spacer 1
2 and an electrode 1 serving also as a lid or shielding plate provided at the upstream end thereof
3. First spacer 12
Is formed in a hollow thick plate shape by a gas permeable material such as a porous material or a mesh, and also serves as a clean gas passage 11. Further, the downstream end of the exhaust gas path 10
It is shielded by the electrode 14 which also serves as a lid or a shielding plate. The upstream end of the exhaust gas passage 10 is located at the gas inlet 1
0a, and the downstream end of the first spacer 12 is a gas outlet 11a.

【0022】15は、第1のスペーサー12を横切るよ
うに設けた第2のスペーサーであり、この第2のスペー
サー15によって電極13及び14とフィルタ9とを導
電性ペーストを介して接触させるようになっている。
Reference numeral 15 denotes a second spacer provided so as to cross the first spacer 12. The second spacer 15 allows the electrodes 13 and 14 and the filter 9 to be in contact with each other via a conductive paste. Has become.

【0023】図3に示すように、複数の第1のスペーサ
ー12からなるスペーサー群120の両側に位置する左
右の断熱材16,17は、それぞれ、鉄板18によって
補強されている。ただ、図の左側の断熱材17は、箱体
8に固定されておらず、箱体8の側面に固着したナット
19に螺着させたボルト20を締め付けると、可動用の
断熱材17を介して第2のスペーサー15の押し付け力
が増加するようになっている。また、フィルタ9と鉄板
18とは、図示しない絶縁材により絶縁されている。
As shown in FIG. 3, the left and right heat insulators 16 and 17 located on both sides of the spacer group 120 composed of the plurality of first spacers 12 are reinforced by iron plates 18, respectively. However, the heat insulating material 17 on the left side of the figure is not fixed to the box 8, and when a bolt 20 screwed to a nut 19 fixed to the side surface of the box 8 is tightened, the heat insulating material 17 for movement is interposed. Thus, the pressing force of the second spacer 15 is increased. The filter 9 and the iron plate 18 are insulated by an insulating material (not shown).

【0024】また、箱体8は、その上流端にガス流入口
21を有し、下流端にガス流出口22を有しているが、
ガス流入口21及びガス流出口22以外の部分は、断熱
材23によって覆われている。
The box 8 has a gas inlet 21 at its upstream end and a gas outlet 22 at its downstream end.
Portions other than the gas inlet 21 and the gas outlet 22 are covered with a heat insulating material 23.

【0025】24は、電極13に接続された電線、25
は、電極14に接続された電線であり、電線24は、蓄
電池のプラスの極に接続され、電線25は、蓄電池のマ
イナスの極に接続される。
Reference numeral 24 denotes an electric wire connected to the electrode 13;
Is an electric wire connected to the electrode 14, the electric wire 24 is connected to the positive pole of the storage battery, and the electric wire 25 is connected to the negative pole of the storage battery.

【0026】図2に示すように、箱体8の上下に装着さ
れている断熱材26,27は、その内側にそれぞれ溝2
8を有しており、互いに対向する上下の溝28,28内
に第1のスペーサー12及び板状のフィルタ9が挿入さ
れている。
As shown in FIG. 2, the heat insulating materials 26 and 27 mounted on the upper and lower sides of the box 8 have grooves 2 inside thereof.
The first spacer 12 and the plate-like filter 9 are inserted into upper and lower grooves 28, 28 facing each other.

【0027】図4に示すように、板状のフィルタ9は、
ベース部31と濾過部32との多層構造になっており、
ベース部31は、炭化珪素繊維からなる平織布33で形
成され、濾過部32は、炭化珪素繊維からなる不織布
(ペーパー)34と、極めて繊維長の短い繊維(炭素繊
維)35とから形成され、極めて繊維長の短い繊維(炭
素繊維)35は、図5に示すように、ペーパー34を形
成している炭化珪素繊維34aの間に存在する空孔36
に充填されると共に、ペーパー34の表面に層状に堆積
されている。
As shown in FIG. 4, the plate-like filter 9 is
It has a multilayer structure of a base part 31 and a filtration part 32,
The base portion 31 is formed of a plain woven fabric 33 made of silicon carbide fiber, and the filtration portion 32 is formed of a nonwoven fabric (paper) 34 made of silicon carbide fiber and a fiber (carbon fiber) 35 having an extremely short fiber length. As shown in FIG. 5, the fibers (carbon fibers) 35 having an extremely short fiber length have holes 36 existing between the silicon carbide fibers 34 a forming the paper 34.
And is deposited in a layer on the surface of the paper 34.

【0028】また、ベース部31と濾過部32とを構成
している繊維33a,34a,35の表面には、気相蒸
着法(CVD法)による炭化珪素のコーティング層37
が析出されている(図6参照)。
The surface of the fibers 33a, 34a and 35 constituting the base portion 31 and the filtration portion 32 is coated with a silicon carbide coating layer 37 by a vapor deposition method (CVD method).
Are precipitated (see FIG. 6).

【0029】上記板状のフィルタ9は、濾過部32が排
ガス路10側になるように蓋又は遮蔽板を兼ねる電極1
3,14に取り付けられる。また、板状のフィルタ9の
比抵抗は、1×10-2〜3Ω- cmの範囲が好ましい。
また、コーティング層37の比抵抗は、105 Ω- cm
以下で、且つ、膜厚が50μm以下であることが好まし
い。
The plate-like filter 9 is provided with an electrode 1 which also serves as a cover or a shielding plate, so that the filtering portion 32 is on the exhaust gas passage 10 side.
Attached to 3,14. The specific resistance of the plate-like filter 9 is preferably in the range of 1 × 10 -2 to 3Ω-cm.
The specific resistance of the coating layer 37 is 10 5 Ω-cm.
Or less, and the film thickness is preferably 50 μm or less.

【0030】次に、上記排ガス浄化装置の作用について
説明する。
Next, the operation of the exhaust gas purifying apparatus will be described.

【0031】図7に示すように、排ガス浄化装置4のガ
ス流入口21及び10aから排ガス路10へ流入した排
ガスaは、矢印で示すように、板状のフィルタ9を通過
して清浄ガス路11に流入する。その際、板状のフィル
タ9の濾過部(図示せず)によって排ガスa中に含まれ
ている粒子状物質が捕集される。上記フィルタ9の差圧
が所定値になると、板状のフィルタ9に通電され、フィ
ルタ9が所定の温度に加熱され、板状のフィルタ9に捕
集された粒子が燃焼する。捕集された粒子を燃焼させる
ための酸素は、排ガスを流した状態で通電する方法、ま
たは、排ガスの流入を止め、新鮮な空気を供給する方法
で供給する。粒子状物質が除去された清浄なガスa′
は、ガス流出口11a及び22から排気管2を経て大気
中に排出される。
As shown in FIG. 7, the exhaust gas a flowing into the exhaust gas passage 10 from the gas inlets 21 and 10a of the exhaust gas purifying device 4 passes through the plate-shaped filter 9 as shown by the arrow, and is cleaned. 11 flows. At that time, the particulate matter contained in the exhaust gas a is collected by the filtering part (not shown) of the plate-shaped filter 9. When the differential pressure of the filter 9 reaches a predetermined value, the plate-shaped filter 9 is energized, the filter 9 is heated to a predetermined temperature, and the particles collected by the plate-shaped filter 9 burn. Oxygen for burning the collected particles is supplied by a method of supplying electricity while flowing exhaust gas or a method of stopping the flow of exhaust gas and supplying fresh air. Clean gas a 'from which particulate matter has been removed
Is discharged from the gas outlets 11a and 22 into the atmosphere via the exhaust pipe 2.

【0032】また、所望により板状のフィルタ9にセラ
ミックス又は金属製の粒子を含浸させると、濾過層32
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。粒子にセラミックスを被
覆する方法としては、気相蒸着法、セラミックス接着剤
塗布法、溶射法などを適用することができる。
If desired, the plate-shaped filter 9 is impregnated with ceramics or metal particles, so that the filter layer 32
It is possible to easily adjust the size of the pores existing between the fibers forming the fibers. As a method for coating the particles with the ceramic, a vapor deposition method, a ceramic adhesive coating method, a thermal spraying method, or the like can be applied.

【0033】また、所望により板状のフィルタ9を構成
している繊維の表面又は濾過層を構成している繊維の表
面に析出している被覆膜の表面に酸化触媒を付着させる
ことができる。
Further, if desired, an oxidation catalyst can be attached to the surface of the fiber constituting the plate-shaped filter 9 or the surface of the coating film deposited on the surface of the fiber constituting the filtration layer. .

【0034】しかして、温度が高温のディーゼル排ガス
の場合には、濾過層32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、板状のフィルタ9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、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
応が可能となる。
Thus, in the case of diesel exhaust gas having a high temperature, the particulate matter collected by the filtration layer 32 can be catalytically burned. In the case of low-temperature diesel exhaust gas, by energizing the plate-shaped filter 9 directly and heating it to a temperature at which the oxidation catalyst is activated, the collected particulate matter can be catalyzed and burned. Can be handled.

【0035】次に、この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 with reference to examples.

【0036】[0036]

【実施例】(実施例) (1)排ガス除去装置 (a)構成:炭化珪素繊維製の平織布1枚(チラノLo
xM)/厚さ0.3mmのSiCペーパー(繊維長6m
m、太さ15μmのSiC繊維で構成)/ミルド炭素繊
維(太さ7μm、繊維長300μm、500g/m2
/SiC被覆 (気相蒸着法) (b)フィルタの成型・蒸着 (イ)炭化珪素繊維(チラノLoxM(繊維径11μm
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)炭化珪素繊維製ペーパー(繊維径15ミクロンメ
ートル、繊維長6mm、目付重量20g/cm2 )の片
面に炭素繊維のミルドファイバ(トレカT300(直径
7μm、繊維長300μm)のスラリー(エタノール中
へ分散) をかけ、厚さ0.5mmの不織布を形成 (ハ)上記(ロ)の不織布に上記(イ)の繊維結合剤を
含浸 (ニ)上記(ハ)を上記(イ)に積層して板を成型 (ホ)離型布及び余分の樹脂を含浸するための綿状布を
表面に張り付け、プラスチックフィルムで覆い、オート
クレーブ中で繊維結合剤を硬化 (ヘ)上記成型品を800℃のアルゴンガス中で無機化
した後、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50ケ所での平均膜厚10μ
m)。
EXAMPLES (Example) (1) Exhaust gas removing device (a) Configuration: One plain woven cloth made of silicon carbide fiber (Tyranno Lo)
xM) /0.3 mm thick SiC paper (fiber length 6 m)
m, composed of 15 μm thick SiC fiber) / milled carbon fiber (7 μm thick, 300 μm fiber length, 500 g / m 2 )
/ SiC coating (vapor phase deposition method) (b) Molding / deposition of filter (a) Silicon carbide fiber (Tyranno LoxM (fiber diameter 11 μm
The following fiber binder is impregnated into a plain woven cloth (weight per unit area: 150 g / m 2 ). Fiber binder: phenol resin diluted with carbon tetrachloride (weight concentration: 20%) (b) Paper made of silicon carbide fiber (fiber A slurry (dispersed in ethanol) of milled fiber of carbon fiber (Treca T300 (diameter: 7 μm, fiber length: 300 μm)) was applied to one surface of a diameter of 15 μm, a fiber length of 6 mm, and a basis weight of 20 g / cm 2 . Forming a 5 mm nonwoven fabric (c) Impregnating the above (b) with the fiber binder of the above (b) (d) Laminating the above (c) on the above (a) to form a plate (e) Release cloth And a cotton-like cloth for impregnating excess resin is stuck on the surface, covered with a plastic film, and the fiber binder is cured in an autoclave. (F) The above molded article is mineralized in argon gas at 800 ° C. The average film thickness 10μ at the surface 50 places the silicon carbide coating (flat woven by a chemical vapor deposition)
m).

【0037】また、摂氏26℃、相対湿度50%の大気
中で測定(四端子法)したSiC膜の比抵抗は、2.1
×10-2Ω- cm (c)フィルタの寸法・構造 ・板状フィルタ:幅100mm、長さ200mm、厚さ
1mm ・枚数:20枚 ・フィルタ間隔:5mm ・電極とフィルタとの接触面:銀ペースト塗布 ・電極:SUS304 ・外寸:断面250mm×150mm、長さ400mm ・両端シール:平板ハニカム挿入溝付きの耐熱合金製の
蓋に一つおきに排ガス通路、清浄ガス通路形成(濾過層
のある通路へ排ガス) (d)配線 ・40V、定格電流250Aの電気二重層キャパシター
2台へ接続(10枚/台) ・所定の時間間隔で通電できるタイマ組み込み (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
マフラと交換し、都市部近郊及び都市部で8時間走行。
The specific resistance of the SiC film measured in the air at 26 ° C. and a relative humidity of 50% (four-terminal method) is 2.1.
× 10 -2 Ω-cm (c) Filter dimensions and structure ・ Plate filter: width 100 mm, length 200 mm, thickness 1 mm ・ Number of sheets: 20 ・ Filter interval: 5 mm ・ Contact surface between electrode and filter: silver Paste application ・ Electrode: SUS304 ・ External dimensions: 250 mm x 150 mm in cross section, 400 mm in length ・ Seal at both ends: Formation of exhaust gas passage and clean gas passage every other in heat-resistant alloy lid with flat honeycomb insertion groove (with filtration layer (Exhaust gas to passage) (d) Wiring ・ Connect to two electric double layer capacitors with 40V and rated current of 250A (10 cards / unit) ・ Built-in timer that can be energized at predetermined time intervals (2) Characteristics (a) 1993 Replaced with a truck muffler with a loading capacity of 4.5 tons for production, and traveled for 8 hours in and around urban areas.

【0038】(b)再生条件 ・2分/1回、1回/1時間走行 (c)フィルタの圧損 ・運転中:1350(初期値及び2分通電後)〜193
0mmH2 O(1時間走行後の最高値) (d)集塵率:94.6% (e)通過粒子の中位径:0.30μm
(B) Regeneration conditions: 2 minutes / 1 time, 1 time / 1 hour running (c) Filter pressure loss During operation: 1350 (initial value and after 2 minutes energization) to 193
0 mmH 2 O (highest value after running for 1 hour) (d) Dust collection rate: 94.6% (e) Median diameter of passing particles: 0.30 μm

【0039】[0039]

【発明の効果】上記のように、本発明の排ガス浄化装置
は、構造が極めてシンプルであるから、作製し易く、コ
ストの低減を計ることができる。
As described above, since the exhaust gas purifying apparatus of the present invention has a very simple structure, it is easy to manufacture and the cost can be reduced.

【0040】また、この発明の板状フィルタは、ベース
部と濾過部との多層構造、あるいは濾過部の単層構造と
し、前記ベース部を、炭化珪素繊維製の織布又は不織布
で形成し、前記濾過部を、炭化珪素繊維からなる不織布
と、少なくとも前記不織布の空孔へ充填させた極く短い
炭素繊維、あるいは極く短い炭素繊維と炭化珪素繊維と
により構成し、且つ、前記ベース部と濾過部とを構成し
ている繊維の表面に、気相蒸着法による炭化珪素のコー
ティング層を形成しているから、排ガス中に含まれてい
る粒子状物質の捕集率が向上すると共に、粒子状物質
(スス)の燃焼による板状フィルタの劣化が少なくなっ
た。また、板状フィルタは、炭化珪素繊維や炭素繊維な
どのセラミック繊維で形成されているため、強度が高
く、かつ、靱性を有するために、割れ難くなっている。
Further, the plate filter of the present invention has a multilayer structure of a base portion and a filtering portion or a single layer structure of a filtering portion, and the base portion is formed of a woven or non-woven fabric made of silicon carbide fiber, The filtration unit, a non-woven fabric made of silicon carbide fiber, at least a very short carbon fiber filled into the pores of the non-woven fabric, or a very short carbon fiber and silicon carbide fiber, and the base unit and Since a coating layer of silicon carbide is formed by a vapor deposition method on the surface of the fiber constituting the filtration section, the collection rate of the particulate matter contained in the exhaust gas is improved, and Deterioration of the plate filter due to combustion of the soot-like substance (soot) was reduced. Further, since the plate filter is formed of ceramic fibers such as silicon carbide fibers and carbon fibers, it has high strength and has toughness, so that it is difficult to break.

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

【図1】本発明に係る排ガス浄化装置を有するディーゼ
ルエンジンの排ガス系統を示す概略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an exhaust gas system of a diesel engine having an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.

【図2】本発明に係る排ガス浄化装置の横断面図であ
る。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.

【図3】図2のA−A′断面図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA ′ of FIG. 2;

【図4】板状フィルタの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged sectional view of a plate filter.

【図5】図4のB部拡大図である。FIG. 5 is an enlarged view of a portion B in FIG. 4;

【図6】繊維の拡大断面図である。FIG. 6 is an enlarged sectional view of a fiber.

【図7】本発明に係る排ガス浄化装置の作用説明図であ
る。
FIG. 7 is a diagram illustrating the operation of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

a 排ガス 1 ディーゼルエンジン 4 排ガス浄化装置 9 板状のフィルタ 10 排ガス路 10a 排ガス路に通ずるガス流入口 11 清浄ガス路 11a 清浄ガス路に通ずるガス流出口 13,14 電極 31 ベース部 32 濾過部 33 織布 34 不織布 35 極く短い繊維 36 空孔 37 コーティング層 a Exhaust gas 1 Diesel engine 4 Exhaust gas purifier 9 Plate filter 10 Exhaust gas path 10a Gas inlet port leading to the exhaust gas path 11 Clean gas path 11a Gas outlet port leading to the clean gas path 13, 14 Electrode 31 Base part 32 Filtration part 33 Weaving Cloth 34 Non-woven fabric 35 Very short fiber 36 Void 37 Coating 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 F01N 3/02 341N B01D 39/00 B01D 39/00 D 39/06 39/06 39/08 39/08 A Z 39/14 39/14 B C 39/20 39/20 A D 53/86 ZAB 46/42 B 53/94 53/36 103C // B01D 46/42 ZAB Fターム(参考) 3G090 AA01 BA04 CB11 DA07 4D019 AA01 BA01 BA02 BA03 BA05 BB02 BB03 BB04 BB05 BB10 BB13 BB18 BC07 BC15 BD01 BD06 CA10 CB04 CB09 DA01 4D048 AA14 AB02 BA06X BA45X BB08 CC04 CC08 CC38 CC41 CC53 CC63 CD05 EA02 4D058 JA12 JB03 JB06 JB24 JB25 MA42 MA44 MA52 PA04 SA08 TA06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat ゛ (Reference) F01N 3/02 F01N 3/02 341N B01D 39/00 B01D 39/00 D 39/06 39/06 39/08 39/08 AZ 39/14 39/14 BC 39/20 39/20 AD 53/86 ZAB 46/42 B 53/94 53/36 103C // B01D 46/42 ZAB F term (reference) 3G090 AA01 BA04 CB11 DA07 4D019 AA01 BA01 BA02 BA03 BA05 BB02 BB03 BB04 BB05 BB10 BB13 BB18 BC07 BC15 BD01 BD06 CA10 CB04 CB09 DA01 4D048 AA14 AB02 BA06X BA45X BB08 CC04 CC08 CC38 CC41 CC53 CC63 CD05 EA02 MA03 J04 MA03 J04 MA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディーゼルエンジンの排ガスを浄化する
排ガス浄化装置であって、板状のフィルタによって隔て
られた排ガス路と清浄ガス路とを交互に有すると共に、
前記排ガス路に通ずるガス流入口を上流側に備え、前記
清浄ガス路に通ずるガス流出口を下流側に備え、且つ、
前記フィルタを、ベース部と濾過部との多層構造又は濾
過層単層構造とし、前記ベース部を、炭化珪素繊維製の
織布又は不織布で形成し、前記濾過部を、炭化珪素繊維
からなる不織布と、少なくとも前記不織布の空孔へ充填
させた極く短い炭素繊維又は極く短い炭素繊維と炭化珪
素繊維とにより構成し、前記ベース部と濾過部とを構成
している繊維の表面に、気相蒸着法による炭化珪素のコ
ーティング層を形成し、更に、前記フィルタに通電加熱
用の電極を取り付け、該フィルタに通電してフィルタを
発熱させることにより、フィルタに付着した物質を焼却
することを特徴とするディーゼルエンジン排ガス浄化装
置。
An exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas of a diesel engine, comprising an exhaust gas passage and a clean gas passage alternately separated by a plate-like filter,
A gas inlet leading to the exhaust gas path is provided on the upstream side, a gas outlet leading to the clean gas path is provided on the downstream side, and
The filter has a multilayer structure of a base portion and a filtration portion or a single-layer structure of a filtration layer, the base portion is formed of a woven or nonwoven fabric made of silicon carbide fibers, and the filtration portion is a nonwoven fabric of silicon carbide fibers. And at least a very short carbon fiber filled into the pores of the nonwoven fabric or a very short carbon fiber and a silicon carbide fiber, and the surface of the fiber constituting the base portion and the filtration portion has air. Forming a coating layer of silicon carbide by a phase deposition method, further attaching an electrode for energization and heating to the filter, energizing the filter to generate heat, thereby incinerating a substance attached to the filter. Diesel engine exhaust gas purifier.
【請求項2】 フィルタ部を構成している濾過部の空孔
にセラミックス又は金属製の粒子を含浸させると共に、
少なくとも粒子の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記載のディーゼルエンジン排
ガス浄化装置。
2. A method for impregnating ceramic or metal particles into pores of a filtration part constituting a filter part,
The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein at least a surface of the particles is coated with a ceramic.
【請求項3】 板状のフィルタの比抵抗が1×10-2
3 Ω- cmである請求項1又は2記載のディーゼルエン
ジン排ガス浄化装置。
3. A plate-shaped filter having a specific resistance of 1 × 10 -2 or less .
The diesel engine exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 or 2, wherein the pressure is 3 Ω-cm.
【請求項4】 繊維の表面を被覆している炭化珪素コー
ティング層の比抵抗が105 Ω- cm以下で、且つ、膜
厚が50μm以下である請求項1又は2記載のディーゼ
ルエンジン排ガス浄化装置。
4. The diesel engine exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the silicon carbide coating layer covering the surface of the fiber has a specific resistance of 10 5 Ω-cm or less and a film thickness of 50 μm or less. .
【請求項5】 フィルタ部を構成している繊維の表面又
は濾過部を構成している繊維の表面に析出している被覆
膜の表面に酸化触媒を付着することを特徴とする請求項
1、2、3、又は4記載のディーゼルエンジン排ガス浄
化装置。
5. An oxidation catalyst is attached to a surface of a fiber constituting a filter portion or a surface of a coating film deposited on a surface of a fiber constituting a filtration portion. 5. The diesel engine exhaust gas purifying apparatus according to 2, 3, or 4.
【請求項6】 板状のフィルタに導電性ペーストを介し
て電極を接触させることを特徴とする請求項1、2、
3、4又は5記載のディーゼルエンジン排ガス浄化装
置。
6. An electrode is brought into contact with a plate-shaped filter via a conductive paste.
The diesel engine exhaust gas purifying apparatus according to 3, 4, or 5.
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