JP3943891B2 - パティキュレートフィルタ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パティキュレートフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図４に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排気ガス２が流通する排気管３の途中にパティキュレートフィルタ４を装備することが考えられている。
【０００３】
図５に示すように、パティキュレートフィルタ４は、コージェライト等のセラミックで製作された多孔質ハニカム構造のフィルタ本体７を主構成とし、このフィルタ本体７における格子状に区画された各流路５の入口が栓体８により交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路５については、その出口が栓体８により目封じされるようになっており、各流路５を区画する多孔質薄壁６を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁６の内側表面にパティキュレートが捕集されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス２中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁６の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ４の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジン１の運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒をフィルタ本体７に一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタ４の実用化が進められている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のパティキュレートフィルタ４においては、格子状に形成された流路５の入口が、栓体８により交互に目封じされているので、入口側の栓体８の前面にパティキュレートが付着して堆積し易く、しかも、その堆積したパティキュレートは、栓体８に対する排気ガス２の通気が行われないために高温化し難く且つフィルタ本体７側の酸化触媒による燃焼支援も受けられないため、入口側の栓体８の前面に堆積したパティキュレートが徐々に成長してフィルタ本体７の入口側端面を閉塞してしまう虞れがあった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、フィルタ本体の入口側端面の閉塞を確実に回避し得るようにしたパティキュレートフィルタを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多孔質材料から成り且つ排気ガスが流通する多数の流路をハニカム状に形成したフィルタ本体と、該フィルタ本体の各流路の入口と出口の何れか一方を交互に目封じする封止部とを備え、前記各流路を区画している多孔質薄壁を透過させて排気ガス中のパティキュレートを捕集し得るようにしたパティキュレートフィルタであって、各流路の入口側の封止部にフィルタ細孔を形成し且つ該フィルタ細孔の表面を含む全体に酸化触媒を含浸付着させたことを特徴とするものである。
【０００９】
而して、このようにすれば、高温の排気ガスがフィルタ細孔を介し入口側の封止部を透過して該封止部の前面にパティキュレートが捕集され、その捕集されたパティキュレートが排気ガスの通気により無理なく高温化され且つ酸化触媒による燃焼支援を受けて効率良く燃焼除去されることになるので、入口側の封止部の前面でパティキュレートの付着堆積物が成長してフィルタ本体の入口側端面が閉塞されてしまうような事態が未然に回避されることになる。
【００１０】
また、本発明においては、フィルタ本体の端面に沿う板状を成すように入口側の封止部を形成すると良く、このようにすれば、入口側の封止部のフィルタ細孔を極端に粗くしなくても良好に排気ガスを透過させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１３】
図１及び図２に示す如く、本形態例のパティキュレートフィルタ１１においては、フィルタ本体７にハニカム状に形成されている各流路５の入口側の栓体８にフィルタ細孔９（図２参照）を形成すると共に、該栓体８に酸化触媒１０（図２参照）を担持せしめるようにしている。
【００１４】
より具体的には、入口側の栓体８を製作するに際し、コージェライト中にカーボン粒（グラファイト粒でも可）を混ぜ込んで焼成することにより、コージェライト中のカーボン粒を焼失させてフィルタ細孔９を形成し、次いで、白金−セリウム等の酸化触媒１０の成分を溶いた溶液に全体を浸漬させて内部に酸化触媒１０を含浸付着させ、然る後に、エアブローを施して余剰の触媒成分を除去し、再び全体を焼成して栓体８として完成させる。
【００１５】
また、従来における栓体は、先に図５に示したように、流路５の幅寸法（排気ガス２の流れに対し直角方向の寸法）より大きな長さ寸法（排気ガス２の流れ方向に沿う奥行きの寸法）を有する角柱状に形成されていたが、本形態例における入口側の栓体８は、フィルタ本体７の端面に沿う板状を成すように形成し、フィルタ細孔９を極端に粗くしなくても良好に排気ガス２を透過させることができるようにしておく。
【００１６】
尚、このようなフィルタ細孔９の形成と酸化触媒１０の担持については、基本的に入口側の栓体８についてだけ行えば良いが、パティキュレートフィルタ１１をリバーシブルで用いるような使用形態を採用する場合等では、出口側の栓体８にも入口側と同様の措置を施すようにしても良い。
【００１７】
而して、このようにパティキュレートフィルタ１１を構成すれば、高温の排気ガス２がフィルタ細孔９を介し入口側の栓体８を透過して該栓体８の前面にパティキュレートが捕集され、その捕集されたパティキュレートが排気ガス２の通気により無理なく高温化され且つ酸化触媒１０による燃焼支援を受けて効率良く燃焼除去されることになるので、入口側の栓体８の前面でパティキュレートの付着堆積物が成長してフィルタ本体７の入口側端面が閉塞されてしまうような事態が未然に回避されることになる。
【００１８】
事実、図３にグラフで示しているように、従来のパティキュレートフィルタ４（図５参照）の場合Ａで、入口側の栓体８の前面に溜まるパティキュレートの堆積量が約１０ｇとなった実験条件で、本形態例のパティキュレートフィルタ１１で同様に実験を行った場合Ｂでは、入口側の栓体８の前面に溜まるパティキュレートの堆積量が約１０分の１の１ｇ程度となり、極めて良好な結果が得られることが確認された。
【００１９】
従って、上記形態例によれば、入口側の栓体８の前面に捕集されたパティキュレートを効率良く燃焼除去することができるので、フィルタ本体７の入口側端面の閉塞を確実に回避することができる。
【００２０】
尚、本発明のパティキュレートフィルタは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、封止部をフィルタ本体と一体的に成形しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
上記した本発明のパティキュレートフィルタによれば、入口側の封止部の前面に捕集されたパティキュレートを効率良く燃焼除去することができるので、フィルタ本体の入口側端面の閉塞を確実に回避することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の入口側の栓体の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図３】パティキュレートの堆積量を従来例と比較したグラフである。
【図４】一般的なパティキュレートフィルタの使用形態について説明する概略図である。
【図５】図４のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 排気ガス
５ 流路
６ 多孔質薄壁
７ フィルタ本体
８ 栓体（封止部）
９ フィルタ細孔
１０ 酸化触媒
１１ パティキュレートフィルタ
【発明の属する技術分野】
本発明は、パティキュレートフィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図４に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排気ガス２が流通する排気管３の途中にパティキュレートフィルタ４を装備することが考えられている。
【０００３】
図５に示すように、パティキュレートフィルタ４は、コージェライト等のセラミックで製作された多孔質ハニカム構造のフィルタ本体７を主構成とし、このフィルタ本体７における格子状に区画された各流路５の入口が栓体８により交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路５については、その出口が栓体８により目封じされるようになっており、各流路５を区画する多孔質薄壁６を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁６の内側表面にパティキュレートが捕集されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス２中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁６の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ４の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジン１の運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒をフィルタ本体７に一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタ４の実用化が進められている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この種のパティキュレートフィルタ４においては、格子状に形成された流路５の入口が、栓体８により交互に目封じされているので、入口側の栓体８の前面にパティキュレートが付着して堆積し易く、しかも、その堆積したパティキュレートは、栓体８に対する排気ガス２の通気が行われないために高温化し難く且つフィルタ本体７側の酸化触媒による燃焼支援も受けられないため、入口側の栓体８の前面に堆積したパティキュレートが徐々に成長してフィルタ本体７の入口側端面を閉塞してしまう虞れがあった。
【０００７】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、フィルタ本体の入口側端面の閉塞を確実に回避し得るようにしたパティキュレートフィルタを提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、多孔質材料から成り且つ排気ガスが流通する多数の流路をハニカム状に形成したフィルタ本体と、該フィルタ本体の各流路の入口と出口の何れか一方を交互に目封じする封止部とを備え、前記各流路を区画している多孔質薄壁を透過させて排気ガス中のパティキュレートを捕集し得るようにしたパティキュレートフィルタであって、各流路の入口側の封止部にフィルタ細孔を形成し且つ該フィルタ細孔の表面を含む全体に酸化触媒を含浸付着させたことを特徴とするものである。
【０００９】
而して、このようにすれば、高温の排気ガスがフィルタ細孔を介し入口側の封止部を透過して該封止部の前面にパティキュレートが捕集され、その捕集されたパティキュレートが排気ガスの通気により無理なく高温化され且つ酸化触媒による燃焼支援を受けて効率良く燃焼除去されることになるので、入口側の封止部の前面でパティキュレートの付着堆積物が成長してフィルタ本体の入口側端面が閉塞されてしまうような事態が未然に回避されることになる。
【００１０】
また、本発明においては、フィルタ本体の端面に沿う板状を成すように入口側の封止部を形成すると良く、このようにすれば、入口側の封止部のフィルタ細孔を極端に粗くしなくても良好に排気ガスを透過させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１２】
図１〜図３は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図４及び図５と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００１３】
図１及び図２に示す如く、本形態例のパティキュレートフィルタ１１においては、フィルタ本体７にハニカム状に形成されている各流路５の入口側の栓体８にフィルタ細孔９（図２参照）を形成すると共に、該栓体８に酸化触媒１０（図２参照）を担持せしめるようにしている。
【００１４】
より具体的には、入口側の栓体８を製作するに際し、コージェライト中にカーボン粒（グラファイト粒でも可）を混ぜ込んで焼成することにより、コージェライト中のカーボン粒を焼失させてフィルタ細孔９を形成し、次いで、白金−セリウム等の酸化触媒１０の成分を溶いた溶液に全体を浸漬させて内部に酸化触媒１０を含浸付着させ、然る後に、エアブローを施して余剰の触媒成分を除去し、再び全体を焼成して栓体８として完成させる。
【００１５】
また、従来における栓体は、先に図５に示したように、流路５の幅寸法（排気ガス２の流れに対し直角方向の寸法）より大きな長さ寸法（排気ガス２の流れ方向に沿う奥行きの寸法）を有する角柱状に形成されていたが、本形態例における入口側の栓体８は、フィルタ本体７の端面に沿う板状を成すように形成し、フィルタ細孔９を極端に粗くしなくても良好に排気ガス２を透過させることができるようにしておく。
【００１６】
尚、このようなフィルタ細孔９の形成と酸化触媒１０の担持については、基本的に入口側の栓体８についてだけ行えば良いが、パティキュレートフィルタ１１をリバーシブルで用いるような使用形態を採用する場合等では、出口側の栓体８にも入口側と同様の措置を施すようにしても良い。
【００１７】
而して、このようにパティキュレートフィルタ１１を構成すれば、高温の排気ガス２がフィルタ細孔９を介し入口側の栓体８を透過して該栓体８の前面にパティキュレートが捕集され、その捕集されたパティキュレートが排気ガス２の通気により無理なく高温化され且つ酸化触媒１０による燃焼支援を受けて効率良く燃焼除去されることになるので、入口側の栓体８の前面でパティキュレートの付着堆積物が成長してフィルタ本体７の入口側端面が閉塞されてしまうような事態が未然に回避されることになる。
【００１８】
事実、図３にグラフで示しているように、従来のパティキュレートフィルタ４（図５参照）の場合Ａで、入口側の栓体８の前面に溜まるパティキュレートの堆積量が約１０ｇとなった実験条件で、本形態例のパティキュレートフィルタ１１で同様に実験を行った場合Ｂでは、入口側の栓体８の前面に溜まるパティキュレートの堆積量が約１０分の１の１ｇ程度となり、極めて良好な結果が得られることが確認された。
【００１９】
従って、上記形態例によれば、入口側の栓体８の前面に捕集されたパティキュレートを効率良く燃焼除去することができるので、フィルタ本体７の入口側端面の閉塞を確実に回避することができる。
【００２０】
尚、本発明のパティキュレートフィルタは、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、封止部をフィルタ本体と一体的に成形しても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００２１】
【発明の効果】
上記した本発明のパティキュレートフィルタによれば、入口側の封止部の前面に捕集されたパティキュレートを効率良く燃焼除去することができるので、フィルタ本体の入口側端面の閉塞を確実に回避することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す断面図である。
【図２】図１の入口側の栓体の内部構造を模式的に示す断面図である。
【図３】パティキュレートの堆積量を従来例と比較したグラフである。
【図４】一般的なパティキュレートフィルタの使用形態について説明する概略図である。
【図５】図４のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【符号の説明】
２ 排気ガス
５ 流路
６ 多孔質薄壁
７ フィルタ本体
８ 栓体（封止部）
９ フィルタ細孔
１０ 酸化触媒
１１ パティキュレートフィルタ
Claims (2)
- 多孔質材料から成り且つ排気ガスが流通する多数の流路をハニカム状に形成したフィルタ本体と、該フィルタ本体の各流路の入口と出口の何れか一方を交互に目封じする封止部とを備え、前記各流路を区画している多孔質薄壁を透過させて排気ガス中のパティキュレートを捕集し得るようにしたパティキュレートフィルタであって、各流路の入口側の封止部にフィルタ細孔を形成し且つ該フィルタ細孔の表面を含む全体に酸化触媒を含浸付着させたことを特徴とするパティキュレートフィルタ。
- フィルタ本体の端面に沿う板状を成すように入口側の封止部を形成したことを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001322286A JP3943891B2 (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | パティキュレートフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001322286A JP3943891B2 (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | パティキュレートフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003120261A JP2003120261A (ja) | 2003-04-23 |
| JP3943891B2 true JP3943891B2 (ja) | 2007-07-11 |
Family
ID=19139358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001322286A Expired - Lifetime JP3943891B2 (ja) | 2001-10-19 | 2001-10-19 | パティキュレートフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
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Families Citing this family (1)
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|---|---|---|---|---|
| JP4767491B2 (ja) | 2003-12-11 | 2011-09-07 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体 |
-
2001
- 2001-10-19 JP JP2001322286A patent/JP3943891B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2003120261A (ja) | 2003-04-23 |
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