JP2009012005A - ハニカムフィルタおよびフィルタ集合体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ハニカム構造を有する多孔質セラミック焼結体からなるハニカムフィルタにおいて、平均気孔径が5〜15μm、平均気孔率が30〜50%で、気孔のうちの20%〜80%が貫通気孔によって構成されたものであるハニカムフィルタ。
【選択図】図2
Description
(a)封止体により端面が交互に封止されたセルを有し、そのセルの数は単位平方インチあたり120個以上であるとともに、セルを区画するセル壁の厚みが0.46mm以下であること、
(b)封止体により端面が交互に封止されたセルが設けられ、そのセルの数は単位平方インチあたり120個〜180個であるとともに、このセルを区画するセル壁の厚みが0.20mm〜0.46mmであること、
(c)前記多孔質セラミック焼結体が、炭化珪素焼結体であること、
(d)前記多孔質セラミック焼結体が、α型炭化珪素焼結体であること、
(e)前記多孔質セラミック焼結体が、不純物の含有量が5質量%以下の炭化珪素焼結体であること、
(f)前記炭化珪素焼結体中の不純物は、Al、Fe、O、遊離Cのいずれか1種以上であること、
(g)前記セル壁の表面は、酸化触媒を担持していること、
(h)前記酸化触媒は、白金族元素または金属酸化物であること、
が、好ましい解決手段である。
平均粒径約10μmのα型炭化珪素粉末51.5質量%と、平均粒径約0.5μmのα型炭化珪素粉末22質量%とを湿式混合し、得られた混合物に有機バインダ(メチルセルロース)と水とをそれぞれ6.5質量%、20質量%ずつ加えて混練した。
実施例2、3においても、基本的には実施例1と同様にハニカムフィルタ9を製造することとした。ただし、実施例2、3では、ハニカムフィルタ9の総体積のみを実施例1と同じにした。又、形成材料の配合比、焼成温度、焼成時間等を変更することにより、ハニカムフィルタ9の気孔径、気孔率、気孔に対する貫通気孔の存在率を以下のように調整した。
比較例1〜3においても、基本的には実施例1と同様にハニカムフィルタを製造することとした。ただし、比較例1では、ハニカムフィルタの総体積を排気量(3000cc)の1/4倍未満である700cm3とした。又、ハニカムフィルタの気孔径、気孔率、気孔に対する貫通気孔の存在率を以下のようにした。
(試験結果)
上記の表1から明らかなように、実施例1〜3では、いずれも排気ガスがハニカムフィルタ9をスムーズに通過することが認められた。又、パティキュレートの漏れ量がほとんどないとともに、ハニカムフィルタ9の機械的強度を確保することができた。これに対し、比較例1では、ハニカムフィルタの機械的強度を確保することはできた。しかし、排気ガスがハニカムフィルタをスムーズに通過することが認められなかった。又、比較例2では、排気ガスがハニカムフィルタをスムーズに通過することが認められた。しかし、ハニカムフィルタの機械的強度を確保することはできなかった。更に、比較例3では、排気ガスがハニカムフィルタをスムーズに通過することが認められないとともに、ハニカムフィルタの機械的強度を確保することもできなかった。
(1)ディーゼルエンジン2の排気側にはケーシング8が設けられ、このケーシング8内には、多孔質炭化珪素焼結体製のハニカムフィルタ9が設けられている。そして、ハニカムフィルタ9は、その平均気孔径が5〜15μm、平均気孔率が30〜40%、気孔に対する貫通気孔の存在率が20%以上に設定されている。そのため、ハニカムフィルタ9が緻密になりすぎないので、内部に排気ガスをスムーズに通過させることができ、圧力損失を小さくすることができる。従って、燃費が向上し、運転フィーリングの悪化するのを防止することができる。又、ハニカムフィルタ9の空隙量が多くなりすぎないので、細かいパティキュレートを確実に捕集することができ、捕集効率の向上につなげることができる。更に、ハニカムフィルタ9が多孔質であったとしても十分な機械的強度を確保することができる。よって、振動や熱衝撃により破壊しにくいハニカムフィルタ9を得ることができる。
ハニカムフィルタ9の形状は、実施形態のような円柱状に限定されることはなく、三角柱状、四角柱状、六角柱状等に変更しても構わない。
(1)本発明は、単位平方センチあたりのセル数を18個以上にするとともに、前記セル壁の厚みを0.46mm以下にする。この構成によれば、排気ガス浄化性能が向上する。
8 ケーシング
9 ハニカムフィルタ
13 セル壁
Claims (10)
- 多孔質セラミック焼結体からなるハニカムフィルタにおいて、
平均気孔径が5〜15μm、平均気孔率が30〜50%で、気孔のうちの20%〜80%が貫通気孔によって構成されたものからなることを特徴とするハニカムフィルタ。 - 封止体により端面が交互に封止されたセルを有し、そのセルの数は単位平方インチあたり120個以上であるとともに、セルを区画するセル壁の厚みが0.46mm以下であることを特徴とする請求項1に記載のハニカムフィルタ。
- 封止体により端面が交互に封止されたセルが設けられ、そのセルの数は単位平方インチあたり120個〜180個であるとともに、このセルを区画するセル壁の厚みが0.20mm〜0.46mmであることを特徴とする請求項1または2に記載のハニカムフィルタ。
- 前記多孔質セラミック焼結体が、炭化珪素焼結体であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記多孔質セラミック焼結体が、α型炭化珪素焼結体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記多孔質セラミック焼結体が、不純物の含有量が5質量%以下の炭化珪素焼結体であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記炭化珪素焼結体中の不純物は、Al、Fe、O、遊離Cのいずれか1種以上であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記セルの壁表面は、酸化触媒を担持していることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に記載のハニカムフィルタ。
- 前記酸化触媒は、白金族元素または金属酸化物であることを特徴とする請求項8に記載のハニカムフィルタ。
- 請求項1〜9のいずれか1に記載のハニカムフィルタを、シール材層を介して複数個接着して一体化してなるフィルタ集合体。
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