JPH01270920A - ガス用フィルタ - Google Patents
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、特にエンジンやディーゼル機関などの内燃機
関等からの排気ガスなどのガスを処理して、それから有
害成分を除去するためのガス用フィルタに関するもので
ある。
関等からの排気ガスなどのガスを処理して、それから有
害成分を除去するためのガス用フィルタに関するもので
ある。
〈従来の技術と解決しようとする課題〉フィルタには、
反応室を形成する隔壁によって互いに分離されている複
数の流入チャネル及び流出チャネルを形成したフィルタ
体が設けられている。
反応室を形成する隔壁によって互いに分離されている複
数の流入チャネル及び流出チャネルを形成したフィルタ
体が設けられている。
特にディーゼル機関の排気ガスからすすやその他の同様
な有害物質を除去する場合、セラミック材製のすすフィ
ルタが知られている。このような用途では、すすフィル
タは一般的に内燃機関の排気ダクトシステム内の排気マ
ニホールドの下流側に設置される。
な有害物質を除去する場合、セラミック材製のすすフィ
ルタが知られている。このような用途では、すすフィル
タは一般的に内燃機関の排気ダクトシステム内の排気マ
ニホールドの下流側に設置される。
エンジンから発生した高温ガスはフィルタ体の流入チャ
ネルへ流れ込み、流入チャネルを包囲している多孔性の
フィルタ壁を通過してから、それぞれの流出チャネルを
通って排出される。
ネルへ流れ込み、流入チャネルを包囲している多孔性の
フィルタ壁を通過してから、それぞれの流出チャネルを
通って排出される。
高温状態のため、すす、すなわち炭素質物質がフィルタ
壁内でガス状物質及び灰に変わり、これらが排気ガスと
一緒に排気ダクトから排出される。
壁内でガス状物質及び灰に変わり、これらが排気ガスと
一緒に排気ダクトから排出される。
セラミックフィルタ特有の問題点は、すすの分離を促進
する一方制限もするそれらの特殊な多孔性、特に孔の大
きさ分布及び球面形状にある。しかし、セラミック材の
特殊゛な構造的特徴のため多孔性を大きく変化させるこ
とができない。
する一方制限もするそれらの特殊な多孔性、特に孔の大
きさ分布及び球面形状にある。しかし、セラミック材の
特殊゛な構造的特徴のため多孔性を大きく変化させるこ
とができない。
セラミックフィルタには他の欠点もある。それらは急激
な温度変化に大変敏感であり、熱伝導率が低いために排
気ガスによって局部的に加熱され、またショックやブロ
ーやその他の衝撃応力に対して弱い。すなわち、フィル
タ体の外側を熱及びショックから保護する物質、−船釣
にストーンウール(stone wool)によって包
囲し、この保護材をハウジングに入れなければならない
。このため、公知のすすフィルタは相当に場所をとるが
、自動車のエンジン室内で許される空間には限りがある
場合が多いという問題がある。
な温度変化に大変敏感であり、熱伝導率が低いために排
気ガスによって局部的に加熱され、またショックやブロ
ーやその他の衝撃応力に対して弱い。すなわち、フィル
タ体の外側を熱及びショックから保護する物質、−船釣
にストーンウール(stone wool)によって包
囲し、この保護材をハウジングに入れなければならない
。このため、公知のすすフィルタは相当に場所をとるが
、自動車のエンジン室内で許される空間には限りがある
場合が多いという問題がある。
セラミックフィルタにはさらに、それらを触媒的に作用
する金属、例えばプラチナ、ロジウム、バナジウム及び
パラジウムなどで被覆した場合、回収に問題があること
が明らかである。これらの金属をセラミック体から回収
するには非常にめんどうな方法をとらなければならない
。また、このようなセラミック体の実用寿命は応力のた
めに短かくなるが、この問題はセラミック体の製造及び
最終的な販売時に取り組まなくてはならない大きなコス
ト要因である。
する金属、例えばプラチナ、ロジウム、バナジウム及び
パラジウムなどで被覆した場合、回収に問題があること
が明らかである。これらの金属をセラミック体から回収
するには非常にめんどうな方法をとらなければならない
。また、このようなセラミック体の実用寿命は応力のた
めに短かくなるが、この問題はセラミック体の製造及び
最終的な販売時に取り組まなくてはならない大きなコス
ト要因である。
触媒作用によって一酸化炭素や炭化水素や窒素酸化物な
どのさらなる有害物質を排気ガスから除去する排気ガス
触媒も知られている。これのため、プラチナ、ロジウム
、バナジウム及びその他の触媒作用をする物質で被覆し
たフィルタが用いられる。しかし、セラミック材を母材
にしたこのようなフィルタは高価であり、またさらには
作動環境に対して敏感である。
どのさらなる有害物質を排気ガスから除去する排気ガス
触媒も知られている。これのため、プラチナ、ロジウム
、バナジウム及びその他の触媒作用をする物質で被覆し
たフィルタが用いられる。しかし、セラミック材を母材
にしたこのようなフィルタは高価であり、またさらには
作動環境に対して敏感である。
本発明の目的は、上記欠点がなく、特に堅固であり、ま
たフィルタ体の形状を容易に変えることができる上記形
式のフィルタを提供することである。
たフィルタ体の形状を容易に変えることができる上記形
式のフィルタを提供することである。
く課題を解決するための手段及び作用〉本発明の1つの
特徴によれば、耐熱性がある圧縮固化/成形/焼結物質
からなるフィルタ体を有するフィルタが提供される。
特徴によれば、耐熱性がある圧縮固化/成形/焼結物質
からなるフィルタ体を有するフィルタが提供される。
焼結部品からなる本発明のフィルタ体は、温度衝撃やブ
ロー(blow)あるいは衝突などの衝撃に比較的強い
。従来のフィルタ体に較べてさらに大きくすぐれている
点は、それを所望のどんな形状にでも構成できることで
ある。すなわち、フィルタを使用する空間の状態に対し
最適化することができることを意味する。このため、例
えば正方形、矩形、だ円形、あるいはその他所型のどん
な形状にでもできるのである。
ロー(blow)あるいは衝突などの衝撃に比較的強い
。従来のフィルタ体に較べてさらに大きくすぐれている
点は、それを所望のどんな形状にでも構成できることで
ある。すなわち、フィルタを使用する空間の状態に対し
最適化することができることを意味する。このため、例
えば正方形、矩形、だ円形、あるいはその他所型のどん
な形状にでもできるのである。
本発明によるフィルタ体のさらなる利点は、熱伝導率が
比較的高く、また内部の表面積が大きいため、すす粒子
が個々の繊維に良好に分散されてガス化が高められるこ
とである。
比較的高く、また内部の表面積が大きいため、すす粒子
が個々の繊維に良好に分散されてガス化が高められるこ
とである。
架橋状の部分焼結によってフィルタの表面積が大きいこ
とと熱伝導率が高いことから、フィルタにおける熱分布
が均一になるため、分離炭素は比較的低温であっても全
域においてほぼ均一状に燃焼(酸化)され、フィルタ内
の圧力変動が相当に減少する。
とと熱伝導率が高いことから、フィルタにおける熱分布
が均一になるため、分離炭素は比較的低温であっても全
域においてほぼ均一状に燃焼(酸化)され、フィルタ内
の圧力変動が相当に減少する。
さらに前述の利点に加えて、フィルタの表面積が大きい
ことから触媒作用すなわち効果を最大限に活用できるの
で、従来のものよりも低温にて固体状のすすをガス状生
成物に変えることができる。
ことから触媒作用すなわち効果を最大限に活用できるの
で、従来のものよりも低温にて固体状のすすをガス状生
成物に変えることができる。
上記利点に基づき、本発明によるフィルタの効率は特に
高い。
高い。
特に従来型セラミックフィルタと比較した場合、以下の
効果が得られる。
効果が得られる。
金属繊維を不規則的に積み重ねてから、それらの接触部
位又は表面を焼結することによって、熱伝導率が高い、
すなわち熱分布がすぐれた非常に広い表面積を得ること
ができる。
位又は表面を焼結することによって、熱伝導率が高い、
すなわち熱分布がすぐれた非常に広い表面積を得ること
ができる。
従って、すすフィルタの加熱を非常に急速かつ均一に行
なうことができる。
なうことができる。
このため、例えばすすの変質化、すなわちすすのガス化
は約250〜3(10℃から始まる。
は約250〜3(10℃から始まる。
約350〜4(10°Cですすの変質化が50%進み、
約6(10〜680°Cですすの変質化がほぼ完了する
。このように、低温域での効率の急増は驚くほどである
。
約6(10〜680°Cですすの変質化がほぼ完了する
。このように、低温域での効率の急増は驚くほどである
。
これに対して、従来型フィルタのすす変質化は4(10
°C以上で始まり、約5(10〜6(10°Cでやっと
50%のすすの変質化が達成される。
°C以上で始まり、約5(10〜6(10°Cでやっと
50%のすすの変質化が達成される。
従来技術のフィルタでほぼ完全にすすが変質化するのは
、−船釣に750°C以上である。
、−船釣に750°C以上である。
このように効率が高くなることは、短距離走行に用いら
れる、すなわちエンジンが低温状態で作動することが多
いディーゼル機関を用いた車両に特に有益であり、その
ような使用状態では一般的なセラミックフィルタはほと
んどまったく効果がない。
れる、すなわちエンジンが低温状態で作動することが多
いディーゼル機関を用いた車両に特に有益であり、その
ような使用状態では一般的なセラミックフィルタはほと
んどまったく効果がない。
従来の敏感なセラミック構造体、例えばス) −ンウー
ルや中間マントル(mantle)などを保護するため
に必要な部品を無くすことができることから、本発明の
フィルタは製造が簡単になりコストも安くなる。
ルや中間マントル(mantle)などを保護するため
に必要な部品を無くすことができることから、本発明の
フィルタは製造が簡単になりコストも安くなる。
フィルタ体を構成する素材の融点が十分に高くなるよう
に、すなわち耐熱性の素材を用いるようにするだけでよ
い。
に、すなわち耐熱性の素材を用いるようにするだけでよ
い。
また驚くべきことに、本発明の排気ガスフィルタには高
い消音能力があることがわかった。
い消音能力があることがわかった。
このことから、本発明のさらなる実施例では、フィルタ
の少なくとも一部分をマフラー状に成形している。
の少なくとも一部分をマフラー状に成形している。
フィルタ体は簡単かつ実際的に、またほぼ問題点もなく
製造できるとともに、排気ガスを浄化する効力は保持し
たまま様々な形状に作ることができるので、従来型マフ
ラー構造の少なくとも一部分、例えばイニシャル又はプ
レマフラー(initia1 or pre−muff
ler)をこれに代えることができる。
製造できるとともに、排気ガスを浄化する効力は保持し
たまま様々な形状に作ることができるので、従来型マフ
ラー構造の少なくとも一部分、例えばイニシャル又はプ
レマフラー(initia1 or pre−muff
ler)をこれに代えることができる。
このようにして、本発明によるフィルタのさらなる目的
が達成される。フィルタ体をこのような形状にした場合
、特殊なマフラー構造が不要となるので、従来の方法及
び装置に較べて大幅にコストダウンを行なうことができ
る。
が達成される。フィルタ体をこのような形状にした場合
、特殊なマフラー構造が不要となるので、従来の方法及
び装置に較べて大幅にコストダウンを行なうことができ
る。
好都合なことに、金属容器を成形/圧縮固化部品又は焼
結部品に焼結(結合又は圧縮)することができる、この
ようにして、均質で一体状であるから高い応力や荷重に
耐えることができる小型ユニット及びすすフィルタを形
成することができる。
結部品に焼結(結合又は圧縮)することができる、この
ようにして、均質で一体状であるから高い応力や荷重に
耐えることができる小型ユニット及びすすフィルタを形
成することができる。
成形部品には、合金成分としてクロム及び/又はモリブ
デン、マンガン、コバルト、ニッケル等とともに耐熱性
の合金鋼粉末が含まれている。
デン、マンガン、コバルト、ニッケル等とともに耐熱性
の合金鋼粉末が含まれている。
このようにして、フィルタ体の耐熱性及び熱安定性を得
ることができる。
ることができる。
また、排気ガス中の有害成分、例えば−酸化炭素、炭化
水素、窒素酸化物などの変質化にフィルタの触媒作用を
利用することも可能である。これによりフィルタの用途
が広がるという利点がある。
水素、窒素酸化物などの変質化にフィルタの触媒作用を
利用することも可能である。これによりフィルタの用途
が広がるという利点がある。
すす以外にも環境に好ましくない、すなわち有害なある
いは毒性の成分を制御しながら除去するためには、本発
明のフィルタに触媒作用物質を加える。これには、焼結
部品をプラチナ、ロジウム、バナジウム、パラジウム等
で被覆すればよく、これによって排気ガスから一酸化炭
素、炭化水素及び窒素酸化物も除去することができる。
いは毒性の成分を制御しながら除去するためには、本発
明のフィルタに触媒作用物質を加える。これには、焼結
部品をプラチナ、ロジウム、バナジウム、パラジウム等
で被覆すればよく、これによって排気ガスから一酸化炭
素、炭化水素及び窒素酸化物も除去することができる。
本発明の非常に有益で独創的な実施例では、フィルタ体
が金属ワイヤ又は金属チップを成形又は圧縮固化して成
形品にしてから焼結して形成されている。
が金属ワイヤ又は金属チップを成形又は圧縮固化して成
形品にしてから焼結して形成されている。
金属ワイヤ又は金属チップからなる焼結体を製造するこ
とにより、密度が低く材質剛性/強度が高い構造にする
ことができる。これは、このようにして形成された焼結
部品が浸透力すなわち透過力が高いことを意味し、これ
によってそれらを様々な用途にさらに適合させることが
できるようになる。
とにより、密度が低く材質剛性/強度が高い構造にする
ことができる。これは、このようにして形成された焼結
部品が浸透力すなわち透過力が高いことを意味し、これ
によってそれらを様々な用途にさらに適合させることが
できるようになる。
金属ワイヤ片または金属チップの直径または幅は0.1
〜5圓、長さは約0.5〜30閣でよいが、好ましくは
それぞれ1〜3閣、2〜101m1lとする。
〜5圓、長さは約0.5〜30閣でよいが、好ましくは
それぞれ1〜3閣、2〜101m1lとする。
また、1つ又は幾つかの同じように長い金属ワイヤを網
目状又は同様な交差させた織地状に設けることもできる
。これにより、個々の構成材を電気溶接等の方法で結合
して、焼結体の特性を備えた構造体を作ることができる
。この場合、透過性に対する相対抵抗性は相当に低下す
る。
目状又は同様な交差させた織地状に設けることもできる
。これにより、個々の構成材を電気溶接等の方法で結合
して、焼結体の特性を備えた構造体を作ることができる
。この場合、透過性に対する相対抵抗性は相当に低下す
る。
別の実施例によれば、フィルタ体が、同−成形又は圧縮
固化部品を幾つか合体させて形成されている。
固化部品を幾つか合体させて形成されている。
フィルタが同一の成形部分を幾つも合わせて形成されて
いる場合、個々の要求及び必要寸法に応じて連接状又は
ブロック状に組み合わせることができるので、これに伴
って製造の単純化及びコストダウンを達成することがで
きる。
いる場合、個々の要求及び必要寸法に応じて連接状又は
ブロック状に組み合わせることができるので、これに伴
って製造の単純化及びコストダウンを達成することがで
きる。
圧縮固化/成形部品は個別に焼結してから組み付けても
よいし、あるいは成形時に合体させて焼結することによ
って一体状のフィルタ体を形成すると、相当に硬(均質
なフィルタユニットができる。
よいし、あるいは成形時に合体させて焼結することによ
って一体状のフィルタ体を形成すると、相当に硬(均質
なフィルタユニットができる。
焼結フィルタ体ではチャネルの形状を幅広く選択して製
造でき、それらはそれぞれの条件や用件に最適状態に合
わせることができる。
造でき、それらはそれぞれの条件や用件に最適状態に合
わせることができる。
部品には、その配置に従って流入チャネル又は流出チャ
ネルになるチャネルが列状に形成されている。しかし、
チャネルの形状は所望のものにすることができる。この
ため、すすが付着する流入チャネルや流出チャネルに対
して様々な形状寸法を選択することができる。これは、
フィルタを用途に最適な状態で合わせられることを意味
している。
ネルになるチャネルが列状に形成されている。しかし、
チャネルの形状は所望のものにすることができる。この
ため、すすが付着する流入チャネルや流出チャネルに対
して様々な形状寸法を選択することができる。これは、
フィルタを用途に最適な状態で合わせられることを意味
している。
本発明の好適な実施例では、各成形部品が1枚のプレー
トからなり、このプレートの長手方向壁に数本のチャネ
ルが形成され、クロス片で互いに分離されている。チャ
ネルは流入または流出開口を形成するため一方の前側部
が開放しており、他方の前側部は横方向のクロス片で閉
鎖されている。
トからなり、このプレートの長手方向壁に数本のチャネ
ルが形成され、クロス片で互いに分離されている。チャ
ネルは流入または流出開口を形成するため一方の前側部
が開放しており、他方の前側部は横方向のクロス片で閉
鎖されている。
この形状にするには実際には1種類の形の部品だけでよ
く、個々のプレートを特別な配列にしたり連続配設する
ことにより、各プレートを流入側にも流出側にも用いる
ことができる。
く、個々のプレートを特別な配列にしたり連続配設する
ことにより、各プレートを流入側にも流出側にも用いる
ことができる。
もちろん、フィルタ体の形状は発明の範囲内において様
々に変化させることができる。
々に変化させることができる。
所望の成形は実際的な方法で問題なく行なうことができ
る。このため、フィルタ体を例えば1つ又は複数の曲折
したあるいはらせん巻きの焼結金属製バンド又はストリ
ップで構成することも可能であり、互いに離して平行に
配設された曲折形状のリブ、ビード又はクロス片によっ
て流入及び流出チャネルを形成する。
る。このため、フィルタ体を例えば1つ又は複数の曲折
したあるいはらせん巻きの焼結金属製バンド又はストリ
ップで構成することも可能であり、互いに離して平行に
配設された曲折形状のリブ、ビード又はクロス片によっ
て流入及び流出チャネルを形成する。
本発明のさらなる実施例では、幾つかのフィルタカート
リッジを互いに横に並べて及び/又は流れ方向に見た場
合は連続状に設け、これらを排気ガスが外から内へ、又
はその逆方向に流れるようにしている。
リッジを互いに横に並べて及び/又は流れ方向に見た場
合は連続状に設け、これらを排気ガスが外から内へ、又
はその逆方向に流れるようにしている。
この実施例には、破損やつまりなどで作動ロスが生じた
場合に必要となる個々の部材の取替えや交換がさらに容
易になるという利点がある。
場合に必要となる個々の部材の取替えや交換がさらに容
易になるという利点がある。
焼結部品を触媒作用のある素材で被覆する代わりに、本
発明のさらに好適な実施例では少なくとも一部分が上述
の種類の触媒作用を持つ物質で形成された、或いはその
ような物質で被覆した部品をフィルタ体内へ挿入する。
発明のさらに好適な実施例では少なくとも一部分が上述
の種類の触媒作用を持つ物質で形成された、或いはその
ような物質で被覆した部品をフィルタ体内へ挿入する。
それは1つ又は幾つかのフィルタ体内へすべり込ませた
り、又は流れ方向を考慮して流れ方向の上流側又は下流
側に配設される。
り、又は流れ方向を考慮して流れ方向の上流側又は下流
側に配設される。
その物質は、例えばセンサー様にフィルタ体内部に延在
させた金属ワイヤで作ることができる。
させた金属ワイヤで作ることができる。
それらは円形に構成して、例えばフィルタ体内へ前端部
から嵌め込むことができる。消耗又は劣化すれば、車両
の定期点検時に必要に応じて取替える。
から嵌め込むことができる。消耗又は劣化すれば、車両
の定期点検時に必要に応じて取替える。
あるいは、ワイヤメツシュ、ピン、ロンドの形状にした
触媒物質又は触媒物質で被覆した基材を排気ガスの径路
上のフィルタ体の上流又は下流に設けてもよい。この場
合、高温の排気ガスが触媒物質を削り取り、これがフィ
ルタ体のすす層に付着し、そこで触媒作用をする。この
ようにして、すす層が増加した時の触媒作用の低下を防
止することができる。また、この実施例では、触媒物質
の消耗量を点検員が簡単にチエツクして、必要に応じて
取替えることができるので、取替えが簡単になる。
触媒物質又は触媒物質で被覆した基材を排気ガスの径路
上のフィルタ体の上流又は下流に設けてもよい。この場
合、高温の排気ガスが触媒物質を削り取り、これがフィ
ルタ体のすす層に付着し、そこで触媒作用をする。この
ようにして、すす層が増加した時の触媒作用の低下を防
止することができる。また、この実施例では、触媒物質
の消耗量を点検員が簡単にチエツクして、必要に応じて
取替えることができるので、取替えが簡単になる。
また、本発明の好適な実施例では、フィルタ体が従来構
造の排気ガス用のすすフィルタおよび/またはフィルタ
と組み合わせて配置される。このように、例えば特別な
場合には本発明によるフィルタ体をセラミックフィルタ
とサンドインチ状に組み合わせたり、所望の組み合わせ
を行なうことができる。
造の排気ガス用のすすフィルタおよび/またはフィルタ
と組み合わせて配置される。このように、例えば特別な
場合には本発明によるフィルタ体をセラミックフィルタ
とサンドインチ状に組み合わせたり、所望の組み合わせ
を行なうことができる。
く実 施 例〉
次に、本発明を添付図面に示す実施例に基づき詳細に説
明する。
明する。
第1図〜第3図に示した一実施例のフィルタには、成形
部品(form or 5haped parts)で
ある幾つかのプレート部品3からなるフィルタ体2の外
被体である鋼板製の容器1が設けられている。
部品(form or 5haped parts)で
ある幾つかのプレート部品3からなるフィルタ体2の外
被体である鋼板製の容器1が設けられている。
成形部品3は焼結して焼結部品になる。各成形部品3、
即ち各プレートの長手方向壁に複数本のチャネル4.5
が形成されており、それらは配置のし方によって流入チ
ャネル4又は流出チャネル5になる。チャネルはプレー
ト3の長手方向縁部に対して平行に延在しており、その
深さはプレート3の幅の約1/2に等しい。従って、ク
ロス片6の幅はチャネル4.5とほぼ同じである。
即ち各プレートの長手方向壁に複数本のチャネル4.5
が形成されており、それらは配置のし方によって流入チ
ャネル4又は流出チャネル5になる。チャネルはプレー
ト3の長手方向縁部に対して平行に延在しており、その
深さはプレート3の幅の約1/2に等しい。従って、ク
ロス片6の幅はチャネル4.5とほぼ同じである。
フィルタは、排気ガス、特に燃焼型エンジン、ディーゼ
ルエンジンなどの内燃機関等の排気ガスから有害成分を
除去するために用いることができる。流入チャネル4は
、反応室を形成している隔壁10によって流出チャネル
5から分離されている。フィルタ体2は、耐熱性の圧縮
固化/成形/焼結物質を含むことができる。
ルエンジンなどの内燃機関等の排気ガスから有害成分を
除去するために用いることができる。流入チャネル4は
、反応室を形成している隔壁10によって流出チャネル
5から分離されている。フィルタ体2は、耐熱性の圧縮
固化/成形/焼結物質を含むことができる。
プレート3は、クロム、モリブデン、ニッケル、マンガ
ンなどの耐熱性の合金成分を含むことができる。同様に
、フィルタも、クロム、プラチナ、ロジウム、バナジウ
ム、パラジウム、モリブデン、ニッケル、銅又はマンガ
ンなどの触媒成分を少なくとも一部に含む合金成分を含
むことができる。
ンなどの耐熱性の合金成分を含むことができる。同様に
、フィルタも、クロム、プラチナ、ロジウム、バナジウ
ム、パラジウム、モリブデン、ニッケル、銅又はマンガ
ンなどの触媒成分を少なくとも一部に含む合金成分を含
むことができる。
第2図及び第3図に示すように、チャネル4及び5は一
方の端面7が開放している一方、他方の端面8がクロス
片9で閉鎖されている。
方の端面7が開放している一方、他方の端面8がクロス
片9で閉鎖されている。
ガスは本発明によるフィルタ内を第2図の矢印の方向に
流れる。第2図からさらに明らかになるように、チャネ
ル4及び5の開放側は長手方向の壁面10で、すなわち
チャネル4及び5を形成している璧に対向した後壁面に
面しており、隣接配置したプレート3でチャネルが閉鎖
されている。
流れる。第2図からさらに明らかになるように、チャネ
ル4及び5の開放側は長手方向の壁面10で、すなわち
チャネル4及び5を形成している璧に対向した後壁面に
面しており、隣接配置したプレート3でチャネルが閉鎖
されている。
従って、このようにして流入側に対向する端部がクロス
片9で閉鎖された閉チャネルシステムが形成されている
。
片9で閉鎖された閉チャネルシステムが形成されている
。
第2図の矢印かられかるように、排気ガスは入口通路7
から流入チャネル4へ流入するが、流入チャネル4の下
端部がクロス片9で閉鎖されているので、排気ガスはプ
レート3の多孔性フィルタ壁を透過する。
から流入チャネル4へ流入するが、流入チャネル4の下
端部がクロス片9で閉鎖されているので、排気ガスはプ
レート3の多孔性フィルタ壁を透過する。
フィルタ壁11内ですすなどの化学反応が生じる、即ち
それがガスと灰に変わる。フィルタ壁11からは浄化さ
れた排気ガスが流出チャネル5へ流入する。この流出チ
ャネル5には、第2図に示すように、下端部に出口通路
12が設けられており、2人1]側はクロス片9で閉鎖
されている。
それがガスと灰に変わる。フィルタ壁11からは浄化さ
れた排気ガスが流出チャネル5へ流入する。この流出チ
ャネル5には、第2図に示すように、下端部に出口通路
12が設けられており、2人1]側はクロス片9で閉鎖
されている。
所望数のプレート3を並列に配設することができる、プ
レートの数は、並設するチャネル4及び5の数に一致し
、従ってプレート3の長さに一致する。
レートの数は、並設するチャネル4及び5の数に一致し
、従ってプレート3の長さに一致する。
さらに、第2図及び第3図かられかるように、プレート
成形部品3は全て形状がほぼ同じであるため、個々のプ
レートの相対的配置によって流入チャネル4及び流出チ
ャネル5が形成される。
成形部品3は全て形状がほぼ同じであるため、個々のプ
レートの相対的配置によって流入チャネル4及び流出チ
ャネル5が形成される。
焼結時に互いに結合するプレートすなわち焼結部品3の
分離線を点線で示している。第3図は、焼結前の2つの
部品を示している。
分離線を点線で示している。第3図は、焼結前の2つの
部品を示している。
第3図かられかるように、隣接配置されたプレート3は
互いに180”回転している、すなわち互いに倒置状態
にして配置されている。従って、部品3の後面即ち壁面
10が隣接のクロス片9及び/又はそれぞれのクロス片
6の前端部の位置にある。
互いに180”回転している、すなわち互いに倒置状態
にして配置されている。従って、部品3の後面即ち壁面
10が隣接のクロス片9及び/又はそれぞれのクロス片
6の前端部の位置にある。
本発明によるフィルタを製造するには、圧縮成形機で所
望形状に圧縮固化して同一のプレート成形部品3を形成
する。次に、それらを所望数だし」所望の姿勢で並設し
てから焼結する。
望形状に圧縮固化して同一のプレート成形部品3を形成
する。次に、それらを所望数だし」所望の姿勢で並設し
てから焼結する。
これにより、−棒状のフィルタ体2が形成される。
その後、又はこれと同時に、鋼板製の容器1をそれぞれ
の外側のプレート3に焼結して、安定かつ密着した接合
をできるようにしてもよい。必要に応じてこれを行なう
ためには、融点が低い焼結粉末を必要に応じて用いるだ
けでよく、これによって成形部品と鋼板容器1とを接合
することができる。
の外側のプレート3に焼結して、安定かつ密着した接合
をできるようにしてもよい。必要に応じてこれを行なう
ためには、融点が低い焼結粉末を必要に応じて用いるだ
けでよく、これによって成形部品と鋼板容器1とを接合
することができる。
部品3は、金属粉末と同様にして焼結できる責合金鋼粉
末やそれに対応する耐熱性がある貴金属ワイヤ又はチッ
プで形成することができる。
末やそれに対応する耐熱性がある貴金属ワイヤ又はチッ
プで形成することができる。
第4図は、本発明による排気ガス用フィルタの他の実施
例を示している。この実施例では、個別の中空円筒状フ
ィルタカートリッジ13を複数偏圧いに並べて及び/又
は流れ方向に連続させて、好ましくは円形状又は数列状
に配設する。カートリッジ13は一方の端部すなわち流
入側が開放し、他端部が閉鎖している。必要に応じてこ
れらを一緒に取替えて、ベースプレート14に取付ける
ことができる。外被状の壁15によってフィルタの外部
を包囲する。
例を示している。この実施例では、個別の中空円筒状フ
ィルタカートリッジ13を複数偏圧いに並べて及び/又
は流れ方向に連続させて、好ましくは円形状又は数列状
に配設する。カートリッジ13は一方の端部すなわち流
入側が開放し、他端部が閉鎖している。必要に応じてこ
れらを一緒に取替えて、ベースプレート14に取付ける
ことができる。外被状の壁15によってフィルタの外部
を包囲する。
図面から明らかなように、浄化すべき排気ガスが円筒状
のカートリッジ13へ開放端部から入り、その包囲壁を
透過して対向端部から浄化ガスとなって流出する。
のカートリッジ13へ開放端部から入り、その包囲壁を
透過して対向端部から浄化ガスとなって流出する。
フィルタカートリッジ13の1つの壁面、好ましくは内
周壁を触媒物質で被覆すると、すすを燃焼させる以外に
もさらに別の有害排気ガスを変質化することができる。
周壁を触媒物質で被覆すると、すすを燃焼させる以外に
もさらに別の有害排気ガスを変質化することができる。
第4図の想像線16はこの被膜を示している。もちろん
、被膜は別の位置に施すこともできる。
、被膜は別の位置に施すこともできる。
第5図及び第6図は、さらに他の実施例を示しており、
作動原理を示すための概略図である。焼結材からなるベ
ース体23上にはクロス片24が等間隔で配設されてい
る。
作動原理を示すための概略図である。焼結材からなるベ
ース体23上にはクロス片24が等間隔で配設されてい
る。
次に、クロス片24を付けたストリップをらせん状に巻
き付けると、形成された流入及び流出チャネルはそれぞ
れ一方の端面が閉鎖されている。
き付けると、形成された流入及び流出チャネルはそれぞ
れ一方の端面が閉鎖されている。
クロス片24も焼結物質製にすると、全ての部分をそれ
ぞれの最終状態及び形状で焼結できる。
ぞれの最終状態及び形状で焼結できる。
第7図は、幾つかの触媒作用物質を差込んだフィルタ体
2の形状を示しており、主として原理を説明している。
2の形状を示しており、主として原理を説明している。
フィルタ体2に続くガス流入導管19内には触媒作用物
質からなる数本のピン2゜又は母材を触媒作用物質で被
覆したものが設けられている。
質からなる数本のピン2゜又は母材を触媒作用物質で被
覆したものが設けられている。
高温ガスがピン20の触媒物質を削り取り、この削り取
られた物質がフィルタ体2の壁に付着するので、そこで
それの作用を発揮する。また、同じ目的から、ガス流入
導管19内にピン2oの代わり、又はピン20に加えて
網目又は織地構造物21にした触媒作用物質又はそのよ
うな物質で被覆したものを配設してもよい。
られた物質がフィルタ体2の壁に付着するので、そこで
それの作用を発揮する。また、同じ目的から、ガス流入
導管19内にピン2oの代わり、又はピン20に加えて
網目又は織地構造物21にした触媒作用物質又はそのよ
うな物質で被覆したものを配設してもよい。
この代わりに、全体又は一部分が触媒作用物質からなる
、又はそのような物質で被覆したワイヤ状の金属センサ
ー22を直接的にフィルタ体内へ挿入してもよい。それ
らは一方の端面から、好ましくは流入側の端面から軸方
向に挿入することができる。必要に応じて数本のワイヤ
センサー22を円形状に配設できる。
、又はそのような物質で被覆したワイヤ状の金属センサ
ー22を直接的にフィルタ体内へ挿入してもよい。それ
らは一方の端面から、好ましくは流入側の端面から軸方
向に挿入することができる。必要に応じて数本のワイヤ
センサー22を円形状に配設できる。
このように、ワイヤセンサー22は劣化又は消耗時に容
易に取替えることができる。
易に取替えることができる。
ワイヤーセンサー22の形式及び形状は所望のものでよ
く、それぞれの用途に合わせる。簡単にするため、第7
図では上記の解決策の全てが触媒インサートとともに示
されている。もちろん、インサートは個別にもできるし
、変形させてもよい。
く、それぞれの用途に合わせる。簡単にするため、第7
図では上記の解決策の全てが触媒インサートとともに示
されている。もちろん、インサートは個別にもできるし
、変形させてもよい。
第1図〜第3図に示したようなプレート状のフィルタに
する代わりに、1つ又は数個の中空円筒状のフィルタカ
ートリッジを用いると、それらは作動時の音を消音又は
減衰できる形状にすることができる。この場合、排気ガ
スの有害成分を変質化又は除去するために十分に長い径
路及び十分な滞留時間が確保されるようにすればよく、
これによって消音器と排気ガス用フィルタとを必然的に
兼ねることになる。
する代わりに、1つ又は数個の中空円筒状のフィルタカ
ートリッジを用いると、それらは作動時の音を消音又は
減衰できる形状にすることができる。この場合、排気ガ
スの有害成分を変質化又は除去するために十分に長い径
路及び十分な滞留時間が確保されるようにすればよく、
これによって消音器と排気ガス用フィルタとを必然的に
兼ねることになる。
本発明のフィルタ体は、必要に応じて他の従来の排気ガ
ス用触媒と組み合わせて用いることができる。これには
様々なやり方がある。
ス用触媒と組み合わせて用いることができる。これには
様々なやり方がある。
例えば、第8図に示すように、幾っがのフィルタ17.
18を前後方向に直列に並べ、例えば第1フイルタ17
は主としてすすを燃焼させるためのもので、第2フイル
タ18はセラミックフィルタとする。その並べ方はどの
ようにしてもよい。
18を前後方向に直列に並べ、例えば第1フイルタ17
は主としてすすを燃焼させるためのもので、第2フイル
タ18はセラミックフィルタとする。その並べ方はどの
ようにしてもよい。
もちろん、様々な素材からなるフィルタ、例えば本発明
による焼結部品とセラミックプレートとは同一のハウジ
ングに収容できる形状にする。
による焼結部品とセラミックプレートとは同一のハウジ
ングに収容できる形状にする。
この場合、例えば各プレート又は焼結部品とセラミック
プレート又は金属プレートとを結合するには、金属製の
カム部分をセラミックプレートの孔に挿通して隣接の金
属プレートに連結する。次に、このサンドインチ構造全
体を焼結又は接合する。
プレート又は金属プレートとを結合するには、金属製の
カム部分をセラミックプレートの孔に挿通して隣接の金
属プレートに連結する。次に、このサンドインチ構造全
体を焼結又は接合する。
同様に、同心状に配設した金属繊維又はセラミック材か
らなる管を焼結して密着結合させてもよい、この時、セ
ラミック体が金属プレートや枠体内で移動せず、車両の
振動の影響を受けないようにしっかり接合するようにす
ればよい。
らなる管を焼結して密着結合させてもよい、この時、セ
ラミック体が金属プレートや枠体内で移動せず、車両の
振動の影響を受けないようにしっかり接合するようにす
ればよい。
フィルタをハウジングに固定するには、金属繊維又は焼
結プレートを用いればうまく行なうことができる。
結プレートを用いればうまく行なうことができる。
もちろん、本発明のフィルタは、燃焼形エンジンで発生
するガスの除去又は変質化に適しているだけではない。
するガスの除去又は変質化に適しているだけではない。
有害ガスが発生する所望形式の加熱及び/又は燃焼設備
で発生するガスの除去にも同様に用いることができる0
例えば、木材、石炭、油などを燃焼させる場合である。
で発生するガスの除去にも同様に用いることができる0
例えば、木材、石炭、油などを燃焼させる場合である。
触媒物質には、プラチナ、ロジウム、バナジウム、パラ
ジウム又はその他の触媒作用をする物質で被覆した、又
はそのような物質と化合させた物質が含まれる。
ジウム又はその他の触媒作用をする物質で被覆した、又
はそのような物質と化合させた物質が含まれる。
以上に記載した実施例は、主として説明のためのもので
あって、本発明を制限するものではない。
あって、本発明を制限するものではない。
本発明の精神、概念及び特徴から逸脱していない変更は
全て特許請求の範囲に含まれるものとみなす。
全て特許請求の範囲に含まれるものとみなす。
第1図は本発明の一実施例に係るフィルタの上面を示す
一部断面の平面図、 第2図は第1図中の■−■線に沿った断面図、第3図は
本発明に係る分離している2つの成形部品の断面図、 第4図は本発明に係る他の実施例のフィルタ体の一部破
断の側面図、 第5図は本発明に係る更に他の実施例のフィルタ体の基
材を示す側面図、 第6図は第5図のフィルタ体に基づくらせん巻き体の概
略を示す側面図、 第7図は触媒として利用するフィルタ体の側面図、そし
て 第8図は幾つかのフィルタを前後方向に並設したところ
を示している側面図である。 1− 容器 2− フィルタ体 3− 成形部品 4 ・・・・ 流出チャネル 5− 流入チャネル 9.24 ・−クロス片 10 ・−壁面 11− フィルタ壁 13−・−カートリッジ 20− ピン 22− 金属センサー 第呻図
一部断面の平面図、 第2図は第1図中の■−■線に沿った断面図、第3図は
本発明に係る分離している2つの成形部品の断面図、 第4図は本発明に係る他の実施例のフィルタ体の一部破
断の側面図、 第5図は本発明に係る更に他の実施例のフィルタ体の基
材を示す側面図、 第6図は第5図のフィルタ体に基づくらせん巻き体の概
略を示す側面図、 第7図は触媒として利用するフィルタ体の側面図、そし
て 第8図は幾つかのフィルタを前後方向に並設したところ
を示している側面図である。 1− 容器 2− フィルタ体 3− 成形部品 4 ・・・・ 流出チャネル 5− 流入チャネル 9.24 ・−クロス片 10 ・−壁面 11− フィルタ壁 13−・−カートリッジ 20− ピン 22− 金属センサー 第呻図
Claims (22)
- (1)ガス流から、特にエンジン、ディーゼル機関など
の内燃機関の排気ガスから有害物質を除去するガス用フ
ィルタであって、反応室を形成している壁によって互い
に分離されている複数の流入チャネル及び流出チャネル
を有するフィルタ体を設けたガス用フィルタにおいて、 フィルタ体が耐熱性の物質を含むことを特徴とするガス
用フィルタ。 - (2)前記物質が圧縮固化されている請求項(1)記
載のガス用フィルタ。 - (3)前記物質が焼結されている請求項(1)記載のガ
ス用フィルタ。 - (4)前記物質が、クロム、モリブデン、ニッケル及び
マンガンのうち少なくとも1つを含む請求項(1)記載
のガス用フィルタ。 - (5)前記物質が、クロム、プラチナ、ロジウム、バナ
ジウム、パラジウム、モリブデン、ニッケル、銅及びマ
ンガンのうち少なくとも1つの触媒成分を含む請求項(
1)記載のガス用フィルタ。 - (6)前記物質が金属ワイヤ又は金属チップを圧縮固化
及び/又は焼結して成形したものである請求項(1)記
載のガス用フィルタ。 - (7)同一部品が複数個含まれている請求項(1)記載
のガス用フィルタ。 - (8)前記部品を一緒に焼結して一体状のフィルタ体に
した請求項(7)記載のガス用フィルタ。 - (9)前記部品が、流入チャネル及び流出チャネルを形
成すべく配列されている請求項(7)記載のガス用フィ
ルタ。 - (10)前記部品の各々が、少なくとも1つのクロス片
を設けたプレートで構成されている請求項(7)記載の
ガス用フィルタ。 - (11)それぞれのクロス片によって前記部品が互いに
離設され、上記フィルタの各対向端部に流入及び流出開
口が形成されている請求項(10)記載のガス用フィル
タ。 - (12)少なくとも部分的に消音器として機能しうる請
求項(1)記載のガス用フィルタ。 - (13)モータに用いられる請求項(12)記載のガス
用フィルタ。 - (14)自動車に用いられる請求項(12)記載のガス
用フィルタ。 - (15)幾つかのフィルタカートリッジを含む請求項(
10)記載のガス用フィルタ。 - (16)セラミック材と組み合わせた請求項(1)記載
のガス用フィルタ。 - (17)触媒的に作用する物質の被膜を設けた請求項(
16)記載のガス用フィルタ。 - (18)前記触媒作用をする物質が、プラチナ、ロジウ
ム、バナジウム及びパラジウムのうちの少なくとも1つ
を含む群から選択される請求項(17)記載のガス用フ
ィルタ。 - (19)少なくとも1つのセンサ型部材を含む請求項(
1)記載のガス用フィルタ。 - (20)プラチナ、ロジウム、バナジウム、パラジウム
のうち少なくとも1つで作られている請求項(19)記
載のセンサ。 - (21)プラチナ、ロジウム、バナジウム、パラジウム
のうち少なくとも1つで被覆した請求項(19)記載の
センサ。 - (22)らせん状配置のバンドを設けた請求項(1)記
載のガス用フィルタ。
Applications Claiming Priority (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3807917.8 | 1988-03-10 | ||
DE3807917 | 1988-03-10 | ||
DE3818281A DE3818281A1 (de) | 1988-03-10 | 1988-05-30 | Abgasfilter |
DE3818281.5 | 1988-05-30 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01270920A true JPH01270920A (ja) | 1989-10-30 |
JP2843351B2 JP2843351B2 (ja) | 1999-01-06 |
Family
ID=25865779
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1052184A Expired - Fee Related JP2843351B2 (ja) | 1988-03-10 | 1989-03-06 | ガス用フィルタ |
Country Status (7)
Country | Link |
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US (1) | US5009857A (ja) |
EP (1) | EP0331885B1 (ja) |
JP (1) | JP2843351B2 (ja) |
KR (1) | KR960016516B1 (ja) |
CA (1) | CA1310589C (ja) |
DE (2) | DE3818281A1 (ja) |
ES (1) | ES2026283T3 (ja) |
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