JPH01252588A - 繊維セラミックス多孔体及びそれを用いた排ガスフィルタ - Google Patents
繊維セラミックス多孔体及びそれを用いた排ガスフィルタInfo
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- JPH01252588A JPH01252588A JP63080833A JP8083388A JPH01252588A JP H01252588 A JPH01252588 A JP H01252588A JP 63080833 A JP63080833 A JP 63080833A JP 8083388 A JP8083388 A JP 8083388A JP H01252588 A JPH01252588 A JP H01252588A
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B30/00—Compositions for artificial stone, not containing binders
- C04B30/02—Compositions for artificial stone, not containing binders containing fibrous materials
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は排ガスを浄化するフィルタ、特にディーゼル排
ガス中に含まれるパーティキュレートくスス〉を除去し
、フィルタの再生を繰り返し安全に行い得るディーゼル
排ガスフィルタ用の繊維セラミックス多孔体とそれを用
いた排ガスフィルタに関する。
ガス中に含まれるパーティキュレートくスス〉を除去し
、フィルタの再生を繰り返し安全に行い得るディーゼル
排ガスフィルタ用の繊維セラミックス多孔体とそれを用
いた排ガスフィルタに関する。
従来の技術
ディーゼルエンジンの排ガスフィルタとして、無機質繊
維であるアルミノシリケート繊維をセラミック原料粉末
で焼結させた繊維セラミックをハニカム形状のフィルタ
として用いるものが特公昭６２−５６７７１号公報で知
られている。ここでは、無機質繊維としてアルミノシリ
ケート繊維、セラミック原料粉末として本節粘土、ペタ
ライト粉末から抄紙法によって得られるシートをハニカ
ムフィルタ形状に成型して焼成することで無機質繊維と
セラミック原料粉末を焼結し、複合化しているものであ
る。
維であるアルミノシリケート繊維をセラミック原料粉末
で焼結させた繊維セラミックをハニカム形状のフィルタ
として用いるものが特公昭６２−５６７７１号公報で知
られている。ここでは、無機質繊維としてアルミノシリ
ケート繊維、セラミック原料粉末として本節粘土、ペタ
ライト粉末から抄紙法によって得られるシートをハニカ
ムフィルタ形状に成型して焼成することで無機質繊維と
セラミック原料粉末を焼結し、複合化しているものであ
る。
発明が解決しようとする課題
ディーゼルエンジンに含まれるパーティキュレートを一
定量濾過したフィルタは、フィルタ上でパーティキュレ
ートを焼却して再生（リジェネレーション）される。こ
のリジェネレーションには最近、バーナの燃焼ガスを用
いてフィルタ上のパーティキュレートを加熱し、焼却す
る方法が検討されている。この燃焼ガスでフィルタを加
熱した場合、フィルタの横断面中央部で温度が高く、外
周に向けて低（なる温度勾配が生じ、特に断熱性のクツ
ション材に接している最外周で温度勾配は大きくなる。
定量濾過したフィルタは、フィルタ上でパーティキュレ
ートを焼却して再生（リジェネレーション）される。こ
のリジェネレーションには最近、バーナの燃焼ガスを用
いてフィルタ上のパーティキュレートを加熱し、焼却す
る方法が検討されている。この燃焼ガスでフィルタを加
熱した場合、フィルタの横断面中央部で温度が高く、外
周に向けて低（なる温度勾配が生じ、特に断熱性のクツ
ション材に接している最外周で温度勾配は大きくなる。
その結果、最外周に大きな熱応力が発生してクラックを
生じ、フィルタを破壊していた。
生じ、フィルタを破壊していた。
即ち、リジェネレーション時にフィルタの最外周に発生
する温度勾配は、外周に接しているクツ゛ ジョン材
にフィルタの熱が奪われるためである。
する温度勾配は、外周に接しているクツ゛ ジョン材
にフィルタの熱が奪われるためである。
即ち、クツション材の、フィルタに接している近傍の温
度を上げるに十分な熱容量がフィルタの最外周に向けて
供給されていないために生じている。
度を上げるに十分な熱容量がフィルタの最外周に向けて
供給されていないために生じている。
本発明はこの問題点を、フィルタの熱伝導を良（して最
外周への熱量の供給を増やすように改良することで解決
したものである。
外周への熱量の供給を増やすように改良することで解決
したものである。
課題を解決するための手段
本発明は、アルミノシリケート繊維、ＳｉＣウィスカと
セラミック原料粉末を互いに焼結させて繊維セラミック
多孔体としたものである。
セラミック原料粉末を互いに焼結させて繊維セラミック
多孔体としたものである。
また、上記繊維セラミック多孔体はハニカム形状であっ
て、セル端部を交互に団 して排ガスフィルタを構成し
たものである。
て、セル端部を交互に団 して排ガスフィルタを構成し
たものである。
作用
本発明はアルミノシリケート繊維に加えて熱伝導の良好
な炭化珪素（ＳｉＣ）ウィスカを用いてともに焼結させ
無機質繊維の複合化を図ったので、多孔性を保ちつつ熱
伝導を向上させることができる。これによってリジェネ
レーション時にフィルタ内に発生する温度勾配を減少さ
せ、クラックの発生を防止する。
な炭化珪素（ＳｉＣ）ウィスカを用いてともに焼結させ
無機質繊維の複合化を図ったので、多孔性を保ちつつ熱
伝導を向上させることができる。これによってリジェネ
レーション時にフィルタ内に発生する温度勾配を減少さ
せ、クラックの発生を防止する。
実施例 １
平均繊維径が約３μｍで、０．１〜１０＋ｎｍの長さに
チョップしたアルミノシリケート繊維と、繊維径０．１
〜１μ醜で長さ０．０５〜０．２哨のＳｉＣウィスカを
用いた。このアルミノシリケート繊維１５！ｉ量部、Ｓ
ｉＣウィスカ３Ｉ！量部を水１０００重量部に、十分に
分散させて懸濁させた。
チョップしたアルミノシリケート繊維と、繊維径０．１
〜１μ醜で長さ０．０５〜０．２哨のＳｉＣウィスカを
用いた。このアルミノシリケート繊維１５！ｉ量部、Ｓ
ｉＣウィスカ３Ｉ！量部を水１０００重量部に、十分に
分散させて懸濁させた。
一方、セラミック原料粉末としてセリサイト粘土１０重
量部を水５０ｍ！Ｅｊ１部に懸濁させた。この繊維とウ
ィスカの懸濁液とベタライト粘土懸濁液を撹拌しつつ混
合した。次に有機質結合剤として酢酸ビニル−アクリル
共重合エマルジョン溶液を１重量部加えて十分に撹拌混
合させたのち、塩化アルミニウム溶液を添加して水酸化
ナトリウム溶液で中和して水酸化アルミニウムコロイド
を生成させた。このコロイドで繊維、ウィスカ、粘土、
有機質結合剤を互いに凝集させた。茨に、澱粉溶液を添
加して凝集を完結させた。こうして得られた凝集懸濁液
を水で３０００重量部に希釈したのち、通常の抄紙機で
抄造してシートを作成した。
量部を水５０ｍ！Ｅｊ１部に懸濁させた。この繊維とウ
ィスカの懸濁液とベタライト粘土懸濁液を撹拌しつつ混
合した。次に有機質結合剤として酢酸ビニル−アクリル
共重合エマルジョン溶液を１重量部加えて十分に撹拌混
合させたのち、塩化アルミニウム溶液を添加して水酸化
ナトリウム溶液で中和して水酸化アルミニウムコロイド
を生成させた。このコロイドで繊維、ウィスカ、粘土、
有機質結合剤を互いに凝集させた。茨に、澱粉溶液を添
加して凝集を完結させた。こうして得られた凝集懸濁液
を水で３０００重量部に希釈したのち、通常の抄紙機で
抄造してシートを作成した。
このシートを所定の形状に成形して；電気炉中１２５０
℃で焼成してフィルタ材料が得られる。
℃で焼成してフィルタ材料が得られる。
また、別に準備した鋳込み成形型に、上記の凝集懸濁液
を注入して得られる成形品を同様に１２５０℃で焼成す
る方法でも、任意のフィルタ材料が得られる。
を注入して得られる成形品を同様に１２５０℃で焼成す
る方法でも、任意のフィルタ材料が得られる。
このフィルタ材料の熱伝導率は、０．２５ｋｃａｌ／ｌ
ｈ℃であって、アルミノシリケート繊維のみを用いた場
合の０ 、０９ｋｃａｌ／ｓｈ’ｃに比べて２．８倍の
値が得られた。また、気孔率、空気の通過抵抗ともに従
来のものとほぼ同じであった。
ｈ℃であって、アルミノシリケート繊維のみを用いた場
合の０ 、０９ｋｃａｌ／ｓｈ’ｃに比べて２．８倍の
値が得られた。また、気孔率、空気の通過抵抗ともに従
来のものとほぼ同じであった。
実施例 ２
実施例１で得られたシートを二分し、一方を歯車形状の
二本のロールをもつコルゲートマシンを用い、コルゲー
ト状に成形するとともに、粉砕したアルミノシリケート
繊維と、ＳｉＣウィスカと、セリサイト粘土をポリビニ
ルアルコールでペースト状にしたプラグ原料をコルゲー
トの一端に注入しつつ、粉砕したアルミノシリケート繊
維と、ＳｉＣウィスカと、セリサイト粘土を澱粉糊とポ
リビニルアルコールで混練して得られる接着剤をコルゲ
ート頂部に塗布して他方の平板状シートを貼付ける。こ
こで得られた段ボール形状の成形体のコルゲート頂部に
上記接着剤を塗布するとともに、上記プラグ原料をもう
一方の端部に注入して円筒状に巻き上げてハニカム形状
の成形体を得た。この成形体はハニカムセルの一端がプ
ラグ原料で封止され他端で開放し、隣接するセルでは他
端が同じ（プラグ原料で封止された構造を持つ。これを
電気炉中１２５０℃に昇温して２時間加熱焼成すると有
機物は焼失し、アルミノシリケート繊維、ＳｉＣウィス
カ、セリサイト・粘土は互いに焼結しセラミック化した
繊維セラミツクツ＼ニカム構造のフィルタが得られた。
二本のロールをもつコルゲートマシンを用い、コルゲー
ト状に成形するとともに、粉砕したアルミノシリケート
繊維と、ＳｉＣウィスカと、セリサイト粘土をポリビニ
ルアルコールでペースト状にしたプラグ原料をコルゲー
トの一端に注入しつつ、粉砕したアルミノシリケート繊
維と、ＳｉＣウィスカと、セリサイト粘土を澱粉糊とポ
リビニルアルコールで混練して得られる接着剤をコルゲ
ート頂部に塗布して他方の平板状シートを貼付ける。こ
こで得られた段ボール形状の成形体のコルゲート頂部に
上記接着剤を塗布するとともに、上記プラグ原料をもう
一方の端部に注入して円筒状に巻き上げてハニカム形状
の成形体を得た。この成形体はハニカムセルの一端がプ
ラグ原料で封止され他端で開放し、隣接するセルでは他
端が同じ（プラグ原料で封止された構造を持つ。これを
電気炉中１２５０℃に昇温して２時間加熱焼成すると有
機物は焼失し、アルミノシリケート繊維、ＳｉＣウィス
カ、セリサイト・粘土は互いに焼結しセラミック化した
繊維セラミツクツ＼ニカム構造のフィルタが得られた。
本実施例で得られたフィルタ１を第１図に示す。２は出
口側がプラグ３で封止されたセルで、４は入口側がプラ
グ３で封止され出口側に開口したセルである。
口側がプラグ３で封止されたセルで、４は入口側がプラ
グ３で封止され出口側に開口したセルである。
得られたフィルタ１をディーゼルエンジンの排気系に第
２図の構成で配設した。エンジン側の排気管５に三方バ
ルブ６を設け、バルブ６の出口を一方はフィルタｌに、
他方はフィルタを迂回してフィルタ後方の排気管７に接
続されたバイパス８に連通させている。また、フィルタ
１は外周を断熱性に優れたクツション材９で覆ってケー
ス１０に収納されている。ケース１０のフィルタ１前方
には燃焼室１１を有するバーナ１２が取り付けられてい
る。まず、排気管５がフィルタ１に連通ずるようにバル
ブ６をセットしディーゼルエンジンを運転してフィルタ
１にパーティキュレートを一定量堆積させた。次にバル
ブ６を切り替えて排ガスはバイパス８に流し、バーナ１
２に点火して得られる高温度のガスを過剰の空気ととも
にフィルタ１に送ってフィルタ１を加熱してパーティキ
ュレートを酸化焼却した。この時のフィルタ１内部の温
度分布を測定した結果を第３図ａに示す。比較のため、
ＳｉＣウィスカを用いていない従来のフィルタで同様の
実験を行った。その結果は同図中すで示す。
２図の構成で配設した。エンジン側の排気管５に三方バ
ルブ６を設け、バルブ６の出口を一方はフィルタｌに、
他方はフィルタを迂回してフィルタ後方の排気管７に接
続されたバイパス８に連通させている。また、フィルタ
１は外周を断熱性に優れたクツション材９で覆ってケー
ス１０に収納されている。ケース１０のフィルタ１前方
には燃焼室１１を有するバーナ１２が取り付けられてい
る。まず、排気管５がフィルタ１に連通ずるようにバル
ブ６をセットしディーゼルエンジンを運転してフィルタ
１にパーティキュレートを一定量堆積させた。次にバル
ブ６を切り替えて排ガスはバイパス８に流し、バーナ１
２に点火して得られる高温度のガスを過剰の空気ととも
にフィルタ１に送ってフィルタ１を加熱してパーティキ
ュレートを酸化焼却した。この時のフィルタ１内部の温
度分布を測定した結果を第３図ａに示す。比較のため、
ＳｉＣウィスカを用いていない従来のフィルタで同様の
実験を行った。その結果は同図中すで示す。
この比較で明らかなように、従来のフィルタを用いた場
合、フィルタ外周で温度が急激に低下し、温度勾配が著
しく大きいことが判かる。これは、外周に巻いたクツシ
ョン材に熱が奪われている為である。このリジェネレー
ションでは外周付近では温度が低くてパーティキュレー
トが酸化されずに残り、フィルタも著しい温度勾配のた
めの熱応力によるクラックを発生していた。
合、フィルタ外周で温度が急激に低下し、温度勾配が著
しく大きいことが判かる。これは、外周に巻いたクツシ
ョン材に熱が奪われている為である。このリジェネレー
ションでは外周付近では温度が低くてパーティキュレー
トが酸化されずに残り、フィルタも著しい温度勾配のた
めの熱応力によるクラックを発生していた。
しかるに、本発明のＳｉＣウィスカを複合したフィルタ
を用いた場合、温度はフィルタの外周付近までほぼ均一
に推移し、外周に向けて緩やかに低下するものであった
。従って、外周付近でもパーティキュレートは酸化され
、かつ、発生する温度勾配も小さいためクラックの発生
は見られなかった。これは、ＳｉＣウィスカを複合した
ことによって本フィルタ材料の熱伝導が向上し、リジェ
ネレーション時のフィルタ内部の温度を均一化するとと
もに、フィルタ外周においては、クツション材に奪われ
る熱量を内部から十分に補い得たためである。
を用いた場合、温度はフィルタの外周付近までほぼ均一
に推移し、外周に向けて緩やかに低下するものであった
。従って、外周付近でもパーティキュレートは酸化され
、かつ、発生する温度勾配も小さいためクラックの発生
は見られなかった。これは、ＳｉＣウィスカを複合した
ことによって本フィルタ材料の熱伝導が向上し、リジェ
ネレーション時のフィルタ内部の温度を均一化するとと
もに、フィルタ外周においては、クツション材に奪われ
る熱量を内部から十分に補い得たためである。
発明の効果
以上のように、本発明によるフィルタ材料はアルミノシ
リケート繊維、ＳｉＣウィスカとセラミック原料粉末を
焼結結合させて複合化することで、熱伝導率を高（する
ことができ、フィルタとして用いたときに発生する温度
勾配を低減し、材料の熱による破壊を未然に防ぐ効果を
有する。
リケート繊維、ＳｉＣウィスカとセラミック原料粉末を
焼結結合させて複合化することで、熱伝導率を高（する
ことができ、フィルタとして用いたときに発生する温度
勾配を低減し、材料の熱による破壊を未然に防ぐ効果を
有する。
特に、ディーゼルエンジンの排ガスフィルタとしてパー
ティキュレートを濾過した後、フィルタ上でそのままパ
ーティキュレートを酸化除去するリジェネレーションを
行うような場合に著しい効果を発揮する。即ち、リジェ
ネレーション時にフィルタ内に発生する温度勾配を緩和
し、パーティキュレートの酸化除去を完全に行うととも
にクラックの発生を未然に防止でき、安全性に富んだフ
ィルタとすることができる。
ティキュレートを濾過した後、フィルタ上でそのままパ
ーティキュレートを酸化除去するリジェネレーションを
行うような場合に著しい効果を発揮する。即ち、リジェ
ネレーション時にフィルタ内に発生する温度勾配を緩和
し、パーティキュレートの酸化除去を完全に行うととも
にクラックの発生を未然に防止でき、安全性に富んだフ
ィルタとすることができる。
第１図は本発明のフィルタ材料を用いて構成した排ガス
フィルタの一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の排
ガスフィルタをディーゼルエンジンの排ガス系に設置し
た装置の概略構成図、第３図は第２図に示した装置でリ
ジェネレーションを行ったときのフィルタ内部の温度分
布を示した図である。 １・・・フィルタ、２，４・・・セル。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 范２図 ８バイパス 第 ３ 図
フィルタの一実施例を示す斜視図、第２図は第１図の排
ガスフィルタをディーゼルエンジンの排ガス系に設置し
た装置の概略構成図、第３図は第２図に示した装置でリ
ジェネレーションを行ったときのフィルタ内部の温度分
布を示した図である。 １・・・フィルタ、２，４・・・セル。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名第１図 范２図 ８バイパス 第 ３ 図
Claims (2)
- （１）アルミノシリケート繊維、ＳｉＣウィスカとセラ
ミック原料粉末を互いに焼結させて構成してなる繊維セ
ラミックス多孔体。 - （２）アルミノシリケート繊維、ＳｉＣウィスカとセラ
ミック原料粉末を互いに焼結させて構成してなる繊維セ
ラミックス多孔体からなる、ハニカム形状であって、セ
ル端部を交互に閉塞してなる排ガスフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080833A JPH01252588A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 繊維セラミックス多孔体及びそれを用いた排ガスフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63080833A JPH01252588A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 繊維セラミックス多孔体及びそれを用いた排ガスフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01252588A true JPH01252588A (ja) | 1989-10-09 |
Family
ID=13729399
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63080833A Pending JPH01252588A (ja) | 1988-03-31 | 1988-03-31 | 繊維セラミックス多孔体及びそれを用いた排ガスフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01252588A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0372909A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-28 | Foseco Internatl Ltd | セラミツクフオームフイルター及びその製造方法 |
| EP0511415A1 (de) * | 1991-04-28 | 1992-11-04 | Gyopar Kft | Filtereinrichtung und Verfahren zur Abgasreinigung durch Filtration |
| EP0753356A1 (en) * | 1995-07-04 | 1997-01-15 | Nichias Corporation | Coating fluid holding member and process for producing the same |
| EP0816065A1 (en) | 1996-01-12 | 1998-01-07 | Ibiden Co, Ltd. | Ceramic structure |
| US5800745A (en) * | 1993-12-29 | 1998-09-01 | Nichias Corporation | Oil holding cylinder for an oil coating roller and method therefor |
| JP2013124590A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Toyota Motor Corp | ハニカム構造ユニット |
| CN105801151A (zh) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | 波音公司 | 可挤出陶瓷组合物及其制造方法 |
-
1988
- 1988-03-31 JP JP63080833A patent/JPH01252588A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0372909A (ja) * | 1989-08-08 | 1991-03-28 | Foseco Internatl Ltd | セラミツクフオームフイルター及びその製造方法 |
| EP0511415A1 (de) * | 1991-04-28 | 1992-11-04 | Gyopar Kft | Filtereinrichtung und Verfahren zur Abgasreinigung durch Filtration |
| WO1992019849A1 (de) * | 1991-04-28 | 1992-11-12 | Gyopar Gmbh | Filtereinrichtung und verfahren zur abgasreinigung durch filtration |
| US5800745A (en) * | 1993-12-29 | 1998-09-01 | Nichias Corporation | Oil holding cylinder for an oil coating roller and method therefor |
| US5902653A (en) * | 1993-12-29 | 1999-05-11 | Nichias Corporation | Oil holding cylinder for an oil coating roller and method therefor |
| EP0753356A1 (en) * | 1995-07-04 | 1997-01-15 | Nichias Corporation | Coating fluid holding member and process for producing the same |
| US5876640A (en) * | 1995-07-04 | 1999-03-02 | Nichias Corporation | Process for producing a coating fluid holding member |
| EP0816065A1 (en) | 1996-01-12 | 1998-01-07 | Ibiden Co, Ltd. | Ceramic structure |
| JP2013124590A (ja) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Toyota Motor Corp | ハニカム構造ユニット |
| CN105801151A (zh) * | 2015-01-21 | 2016-07-27 | 波音公司 | 可挤出陶瓷组合物及其制造方法 |
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