JPH0153083B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0153083B2
JPH0153083B2 JP2654082A JP2654082A JPH0153083B2 JP H0153083 B2 JPH0153083 B2 JP H0153083B2 JP 2654082 A JP2654082 A JP 2654082A JP 2654082 A JP2654082 A JP 2654082A JP H0153083 B2 JPH0153083 B2 JP H0153083B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
wall
inlet
outlet
filter device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP2654082A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS58143817A (en
Inventor
Mitsuyoshi Kawamura
Sukehisa Makino
Shintaro Hirate
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NGK Spark Plug Co Ltd filed Critical NGK Spark Plug Co Ltd
Priority to JP57026540A priority Critical patent/JPS58143817A/en
Publication of JPS58143817A publication Critical patent/JPS58143817A/en
Publication of JPH0153083B2 publication Critical patent/JPH0153083B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明はガス中に含まれる可燃性微粒子、特に
自動車の排ガス中に含まれるカーボン等の可燃性
微粒子を除去するためのフイルタ装置に関するも
のであり、更に詳しくはフイルタ自体に通電して
発熱させることにより、高濾過性を保持したま
ま、濾別した可燃性微粒子を効率的に燃焼除去す
るフイルタ装置に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a filter device for removing combustible particulates contained in gas, particularly combustible particulates such as carbon contained in automobile exhaust gas. More specifically, the present invention relates to a filter device that efficiently burns and removes filtered combustible particulates while maintaining high filterability by applying electricity to the filter itself to generate heat.

[従来技術とその問題点] 従来、例えば公害対策として自動車エンジン殊
にデイーゼルエンジンの排ガス中に含まれるカー
ボン微粒子を除去するために、排気系または排気
還流系に、フイルタを用いることが提案されてい
るが、長期の使用ではカーボンが堆積して目詰り
を起こし、圧力損失を生ずるという欠点があつ
た。この欠点を解消するものとしてフイルタの微
粒子捕捉部位にニクロム線ヒータあるいは発熱金
属層を組み合わせて通電加熱したり、捕捉部位に
燃料を噴射して燃料の燃焼熱で加熱したり、高圧
電極を設けて火花放電により加熱したり、又、フ
イルタをカーボン繊維とし、そのカーボン繊維に
通電することにより加熱して、カーボン微粒子を
焼却し、目詰りを防ぐ方法がとられていた。
[Prior art and its problems] Conventionally, it has been proposed to use a filter in the exhaust system or exhaust recirculation system in order to remove carbon particles contained in the exhaust gas of automobile engines, especially diesel engines, as a pollution control measure. However, when used for a long period of time, carbon builds up and causes clogging, resulting in pressure loss. To overcome this drawback, it is possible to heat the particulate trapping part of the filter by combining it with a nichrome wire heater or a heat-generating metal layer, by injecting fuel into the particulate trapping part and heating it with the combustion heat of the fuel, or by installing a high-voltage electrode. Methods have been used to prevent clogging by heating by spark discharge or by heating the filter by applying electricity to the carbon fiber to incinerate the carbon particles.

しかし、ニクロム線を使用する場合は発熱面積
が少なくてエネルギ効率が悪く、又、フイルタへ
の取り付けも手間のかかるものであり、発熱金属
層を設ける場合は濾過の障害にならないように細
く小面積に設けなくてはならず、やはりエネルギ
効率が悪く、取り付けも手間がかかるものであ
り、排ガスにより昇温がうまくゆかない場合はエ
ンジンを止めてから、フイルタにたまつたカーボ
ン微粒子を燃焼させなければならないことも生じ
た。又、燃料噴射および高圧放電方法は格別に複
雑な装置を必要とし、エネルギを大量に消費し、
燃料による火災上の問題、放電によるフイルタの
損傷を生じ、又、カーボン繊維を使用したものは
繊維自体が燃焼により消失してしまう欠点を有し
ていた。
However, when using nichrome wire, the heat generating area is small, resulting in poor energy efficiency, and it is also time-consuming to attach it to the filter.If a heat generating metal layer is provided, it must be thin and small in area so as not to interfere with filtration. However, it is energy inefficient and requires a lot of effort to install.If the temperature cannot be raised properly due to exhaust gas, the engine must be stopped and the carbon particles that have accumulated in the filter must be burned off. Something unexpected happened. Additionally, fuel injection and high-pressure discharge methods require particularly complex equipment, consume large amounts of energy, and
Fire problems caused by the fuel and damage to the filter due to discharge occur, and those using carbon fibers have the disadvantage that the fibers themselves are destroyed by combustion.

一方、同様な用途にセラミツクのハニカム構造
フイルタが知られており、このものは一般のフイ
ルタに比べ、目を細かくしても圧力損失が少なく
てすみ、しかもコンパクトであるので自動車の排
ガス中のカーボン除去用に好適なものであるが目
詰りを生じた場合、濾過面が広範囲にわたるの
で、フイルタを使用部位より取りはずして全体を
加熱処理し、カーボン微粒子を燃焼消滅させなく
てはならなかつた。
On the other hand, ceramic honeycomb structure filters are known for similar applications.Compared to general filters, these filters have less pressure loss even when the mesh is finely woven, and are compact, so they can reduce the amount of carbon in automobile exhaust gas. Although the filter is suitable for removal, if it becomes clogged, the filter surface is spread over a wide area, so the filter must be removed from the area where it is used and the entire filter must be heated to burn off the carbon particles.

[発明の構成] 以上述べた従来技術に欠点に鑑み、本発明者ら
はエンジンを作動したままで、圧力損失を悪化さ
せることなく特に複雑な設備を要せずに、効率的
に可燃性微粒子を除去することを目的として、鋭
意研究の結果、セラミツクのハニカム構造フイル
タそのものを通電発熱体となし、現状の装置を大
きく変更することなく、効率的に可燃性微粒子を
取り除くことができることを見出し、本発明を完
成したのである。
[Structure of the Invention] In view of the above-mentioned shortcomings in the prior art, the present inventors have devised a method to efficiently remove combustible particulates while the engine is running, without worsening pressure loss, and without requiring particularly complex equipment. As a result of intensive research, we discovered that combustible particles can be efficiently removed without making major changes to the current equipment by using a ceramic honeycomb structure filter itself as a current-carrying heating element. The present invention was completed.

本発明の要旨とするところは、入口側から出口
側へ延びる複数の通路を形成する壁構造体をなす
とともに該通路は出口側が出口閉鎖壁で閉鎖され
た入口通路群と入口側が入口閉鎖壁で閉鎖された
出口通路群とからなり、任意の1つの入口通路は
少なくとも1つの出口通路と壁を共有して可燃性
微粒子を捕捉する濾過壁をなすフイルタにおい
て、少なくとも壁構造体を多孔質導電性セラミツ
クで形成するとともに該壁構造体を通電加熱する
ための電圧印加手段を上記フイルタの内、入口が
開口する排ガス導入端面と出口が開口する排ガス
排出端面との両端面間を連絡する外周壁部に設け
てなる可燃性微粒子除去用フイルタ装置にある。
The gist of the present invention is to form a wall structure that forms a plurality of passages extending from the inlet side to the outlet side, and the passages include a group of inlet passages whose outlet side is closed by an outlet closing wall and an inlet side which is closed by an inlet closing wall. a group of closed outlet passages, wherein any one inlet passage shares a wall with at least one outlet passage to form a filtration wall for trapping combustible particulates; An outer circumferential wall portion of the filter that is formed of ceramic and connects the end surfaces of the exhaust gas introduction end surface where the inlet is open and the exhaust gas discharge end surface where the outlet is open, in which the voltage application means for heating the wall structure is connected. A filter device for removing combustible particulates is provided.

次に、図を参照しつつ説明する。 Next, explanation will be given with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例である円筒形フイル
タ装置の正面図を、第2図はその断面図を、第3
図はその部分破断概略斜視図を表わしている。第
1図において1は入口通路群であり、その流入口
3が円形の端面21に市松模様に開口している。
この端面21の反対端面22にも同様に出口通路
群2の流出口4が開口して、フイルタ装置はその
筒状周面20とともに全体で円筒体を形成してい
る。
FIG. 1 is a front view of a cylindrical filter device that is an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view thereof, and FIG.
The figure shows a partially cutaway schematic perspective view thereof. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a group of inlet passages, the inlet ports 3 of which open in a checkered pattern on a circular end face 21.
The outlet 4 of the outlet passage group 2 is similarly opened at an end surface 22 opposite to this end surface 21, and the filter device forms a cylindrical body as a whole together with its cylindrical peripheral surface 20.

次に第2図において説明すると、入口通路群1
は、ガスが流入する流入口3の反対側の通路端部
において閉鎖壁5にて閉鎖され、その側面は多孔
質導電性セラミツク濾過壁7の4面よりなり、全
体として、貫通していない断面正方形の穴を形成
している。
Next, referring to FIG. 2, inlet passage group 1
is closed by a closing wall 5 at the end of the passage opposite to the inlet 3 into which the gas flows, and its side surfaces are composed of four sides of a porous conductive ceramic filtration wall 7, and as a whole, it has a non-penetrating cross section. It forms a square hole.

出口通路群2は、ガスが流出する流出口4の反
対側の通路端部において閉鎖壁6にて閉鎖され、
その側面は上記の入口通路1と同様に多孔質導電
性セラミツク濾過壁7の4面よりなり、全体とし
て、貫通していない断面正方形の穴を形成してい
る。
The outlet passage group 2 is closed by a closing wall 6 at the passage end opposite to the outlet 4 through which the gas flows out;
Its side surfaces are made up of four sides of a porous conductive ceramic filter wall 7 similar to the above-mentioned inlet passage 1, forming a hole with a square cross section that does not pass through as a whole.

そして入口通路群1の各通路と出口通路群2の
各通路は互いに1つ以上の濾過壁7を共有して隣
接するように配設され、通路1,2が断面正方形
である場合は、通路1つにつき最大4側面が入口
通路と出口通路との間に共有濾過壁ということに
なり、全体の配置は、第1図に示すごとく、各端
面の正方形の流入口3あるいは流出口4は閉鎖壁
5あるいは6と市松模様をなしている。
Each passage of the inlet passage group 1 and each passage of the outlet passage group 2 are arranged adjacent to each other while sharing one or more filter walls 7, and when the passages 1 and 2 have a square cross section, the passages Up to four sides per side are shared filtration walls between the inlet and outlet passages, and the overall arrangement is such that the square inlet 3 or outlet 4 on each end is closed, as shown in Figure 1. It forms a checkered pattern with wall 5 or 6.

流入口(入口)3が開口している端面(排ガス
導入端面)21と流出口(出口)4が開口してい
る端面(排ガス排出端面)22との両端面21,
22間を筒状側面壁(外周壁部)20が連絡して
いる。
Both end faces 21 include an end face (exhaust gas introduction end face) 21 where the inflow port (inlet) 3 is open and an end face (exhaust gas discharge end face) 22 where the outflow port (outlet) 4 is open,
22 are connected by a cylindrical side wall (outer peripheral wall) 20.

又、筒状側面壁20の外部表面には電圧印加用
の金属質電極8,9が端面21から22に至るま
で帯状に、互いに一定間隔をおいて、被着形成さ
れている。各電極の大きさは、筒中心線から見て
60゜前後の幅、特に50゜〜80゜に設定することがハニ
カム断面での均一発熱の点から好ましい。金属質
電極8,9を、フイルタの入口側及び出口側の端
面に設けないのは、端面では、流入口3または流
出口4が開口しており、電極8,9の形状が制約
され、フイルタ全体に均一な発熱のための電流コ
ントロールが非常に困難となるからである。更に
通常、筒状側面壁(外周壁部)20は、何らの障
害なく、フイルタの形状・構造・用途に応じた加
熱条件に応じた自由な電極形状が選択できるから
でもある。
Further, on the outer surface of the cylindrical side wall 20, metal electrodes 8 and 9 for voltage application are formed in a band shape from the end face 21 to the end face 22, and are spaced apart from each other at a constant interval. The size of each electrode is as seen from the center line of the cylinder.
It is preferable to set the width to around 60°, particularly 50° to 80°, from the viewpoint of uniform heat generation in the cross section of the honeycomb. The reason why the metallic electrodes 8 and 9 are not provided on the inlet and outlet end faces of the filter is that the inlet 3 or outlet 4 is open at the end faces, which limits the shape of the electrodes 8 and 9, and the filter This is because it becomes extremely difficult to control the current to generate heat uniformly throughout. Furthermore, normally, the cylindrical side wall (outer peripheral wall portion) 20 can be freely selected in electrode shape according to the heating conditions according to the shape, structure, and application of the filter without any hindrance.

ここで本実施例のガスの濾過作用を説明する。 Here, the gas filtration effect of this embodiment will be explained.

まず端面21方向から流入したガスは端面21
に開口している各流入口3から入口通路群1に入
り、次いで第2図にて点線で示した矢印のごとく
多孔質の濾過壁7の孔の中を通り抜け、隣接する
出口通路群2に浸出する。その際、ガス中の微粒
子が濾過壁7に捕捉され、ガスのみ出口通路群2
を通つて各流出口4から流出する。
First, the gas flowing from the direction of the end face 21
It enters the inlet passage group 1 through each inlet port 3 that is open to the rear, passes through the holes in the porous filter wall 7 as indicated by the dotted arrows in FIG. 2, and enters the adjacent outlet passage group 2. Leach. At that time, fine particles in the gas are captured by the filter wall 7, and only the gas exit passage group 2
It flows out from each outlet 4 through the outlet.

そして、この時、フイルタ装置の両電極間に電
圧印加し通電しておけば、フイルタの濾過壁7が
発熱し、カーボン等の燃焼温度以上に昇温するこ
とにより、濾過壁に捕捉されたカーボン等の可燃
性微粒子が燃焼し消滅してしまうのである。
At this time, if a voltage is applied between both electrodes of the filter device and electricity is supplied, the filtration wall 7 of the filter generates heat, and the temperature rises above the combustion temperature of carbon, etc., so that the carbon trapped in the filtration wall is The combustible particulates such as these burn and disappear.

ここにおいて、濾過壁7,20および閉鎖壁
5,6は多孔質導電性セラミツクからなり、流入
口3より入口通路1へ入つたガスを濾過して、出
口通路2から流出口4へ導く作用をし通常孔径
2μ〜30μのものであれば、カーボン等の可燃性微
粒子の捕捉に好適である。ただし、濾過壁20あ
るいは閉鎖壁5,6は特に多孔質である必要はな
いが、同質材料である方が、加熱時等の歪みで損
傷したりすることがないので好ましい。閉鎖壁
5,6も多孔質であれば、この部分でも濾過作用
が生じ、全体の濾過能力が向上する。
Here, the filter walls 7, 20 and the closing walls 5, 6 are made of porous conductive ceramic and have the function of filtering the gas that enters the inlet passage 1 from the inlet 3 and guiding it from the outlet passage 2 to the outlet 4. Normal pore size
If it is 2μ to 30μ, it is suitable for capturing combustible particles such as carbon. However, although the filter wall 20 or the closing walls 5 and 6 do not need to be particularly porous, it is preferable that they be made of a homogeneous material since they will not be damaged by distortion during heating or the like. If the closing walls 5 and 6 are also porous, a filtration action will occur in these portions as well, improving the overall filtration ability.

ここにおいて、濾過壁7および閉鎖壁5,6に
使用されるセラミツク原料は、炭化珪素(化学式
SiC)あるいは二珪化モリブデン(化学式MoSi2
等を主成分とするものが使用され、特に二珪化モ
リブデンを主成分としたものは温度に対する電気
抵抗の変化が使用される全温度領域で正特性を示
すので温度調節がしやすい。
Here, the ceramic raw material used for the filter wall 7 and the closing walls 5, 6 is silicon carbide (chemical formula:
SiC) or molybdenum disilicide (chemical formula MoSi 2 )
In particular, those containing molybdenum disilicide as the main component exhibit positive characteristics in the change in electrical resistance with respect to temperature over the entire temperature range in which they are used, making it easy to control the temperature.

上記実施例において濾過壁のハニカム構造体を
製造するには、例えば次のようになされる。炭化
珪素あるいは二珪化モリブデン等の主成分の他
に、アルミナ、シリカ等の原料微粉末、アルギン
酸ソーダ、アルギン酸アンモン、ポリビニールア
ルコール等の有機バインダー、水、エチルアルコ
ール等の溶剤を加えて混練して調合物を作り、こ
れを貫通孔の断面形状が三角形、四角形、六角形
等の多角形および円形、楕円形等の所定の形状を
構成するように多数のスリツトからなるダイスよ
り押し出すことにより一体構造の長尺物を得、該
長尺物を必要な長さに切断することにより生の濾
過壁ハニカム構造体を得ることができる。
In the above embodiment, the honeycomb structure of the filter wall can be manufactured, for example, as follows. In addition to the main ingredients such as silicon carbide or molybdenum disilicide, fine raw material powders such as alumina and silica, organic binders such as sodium alginate, ammonium alginate, and polyvinyl alcohol, and solvents such as water and ethyl alcohol are added and kneaded. An integrated structure is created by making a compound and extruding it through a die consisting of a large number of slits so that the cross-sectional shape of the through hole forms a polygon such as a triangle, square, or hexagon, or a predetermined shape such as a circle or an ellipse. A raw filter wall honeycomb structure can be obtained by obtaining a long product and cutting the long product to a required length.

次に該ハニカム構造体からフイルタ装置を製造
するには、例えば、該構造体の入口通路1および
出口通路2の出口側端面に、全入口通路群1のガ
ス流入口3の個所のみを打ち抜いた生のセラミツ
クシートを、生のセラミツクをペースト状の組成
にしたものを結合剤として用いて貼り付け、閉鎖
壁6とし、更に同様にして出口側端部に、全出口
通路群2のガス流出口4の個所のみを打ち抜いた
生のセラミツクシートを貼り付け、閉鎖壁5とし
たのち、焼成する。
Next, in order to manufacture a filter device from the honeycomb structure, for example, only the gas inlet 3 of the entire inlet passage group 1 is punched out on the outlet side end face of the inlet passage 1 and the outlet passage 2 of the structure. A raw ceramic sheet is pasted using a paste-like composition of raw ceramic as a binder to form the closing wall 6, and in the same manner, the gas outlet of all the outlet passages 2 is attached to the outlet side end. A raw ceramic sheet punched out only at the location 4 is pasted to form the closing wall 5, and then fired.

フイルタの外形は適用部位に適応させて、四角
柱、円筒体等の各種の形態を選択することが可能
であり、通路の形状も四角柱、六角柱、三角柱等
の各種の形態を選択することが可能である。
The outer shape of the filter can be selected from various forms such as a square prism, cylindrical body, etc., depending on the application area, and the shape of the passage can also be selected from various forms such as a square prism, hexagonal prism, triangular prism, etc. is possible.

次に、上記にごとく焼成された円筒状フイルタ
の筒状側面壁20の外部表面に白金等の金属粉末
ペーストあるいはニツケル、コバルト等と珪素と
の粉末ペースト混合物を帯状の、間隔をおいて、
焼き付けることにより金属質電極8,9を積層
し、フイルタ装置を得ることができる。
Next, on the outer surface of the cylindrical side wall 20 of the cylindrical filter fired as described above, a metal powder paste such as platinum or a powder paste mixture of nickel, cobalt, etc. and silicon is applied in strips at intervals.
By baking, the metallic electrodes 8 and 9 can be laminated to obtain a filter device.

又、該フイルタ装置の側面壁20に気密性を付
与するためにガラス入りセラミツク層を一部又は
全面に焼成することもでき、それにより側面壁2
0から漏出した高温の排ガスが他の部品に悪影響
を与えることを未然に防止できる。
Further, in order to impart airtightness to the side wall 20 of the filter device, the glass-filled ceramic layer can be partially or entirely fired, thereby making the side wall 20 airtight.
It is possible to prevent the high-temperature exhaust gas leaking from the 0 from having an adverse effect on other parts.

フイルタ装置の形状は円筒形状だけでなく例え
ば角柱形状でもよい。第5図には、四角柱形状の
フイルタ装置を示す。
The shape of the filter device may be not only cylindrical but also prismatic, for example. FIG. 5 shows a square prism-shaped filter device.

金属質電極23,24は、フイルタ装置の4つ
の側面の内、相対する2面に設けられている。
The metal electrodes 23 and 24 are provided on two opposing sides of the four sides of the filter device.

第4図は本発明の自動車排ガス濾過用フイルタ
装置としての適用例を示す。
FIG. 4 shows an example of application of the present invention as a filter device for filtering automobile exhaust gas.

ここにおいて、10は本発明の可燃性微粒子除
去用フイルタ装置であり、セラミツクの絶縁支持
環14a,14bによつて、外筒18に固定され
ている。外筒18はその流入側において、鍔部1
8aで接合管16の鍔部16aと結合し、エキゾ
ーストマニホールドに接続されている。その反対
側である流出側においては、鍔部18bで接合管
17の鍔部17bと結合し、排気管に接続されて
いる。
Here, 10 is a filter device for removing combustible particles of the present invention, which is fixed to an outer cylinder 18 by ceramic insulating support rings 14a and 14b. The outer cylinder 18 has a flange 1 on its inflow side.
It is joined to the flange 16a of the joint pipe 16 at 8a, and is connected to the exhaust manifold. On the opposite side, that is, the outflow side, the flange 18b is connected to the flange 17b of the joint pipe 17, and connected to the exhaust pipe.

フイルタ装置10の一方の電極8に導線12a
がろう付けその他の手段で電気的に接続され、外
筒18に貫設した碍子13aにより車体と絶縁状
態を保持したまま外部へ導かれ、電源Eのマイナ
ス側に接続及び接地されている。
A conducting wire 12a is connected to one electrode 8 of the filter device 10.
They are electrically connected by brazing or other means, and guided to the outside while being insulated from the vehicle body by an insulator 13a inserted through the outer cylinder 18, and connected to the negative side of the power source E and grounded.

他方の電極9にも導線12bがろう付けその他
の手段で電気的に接続され、外筒18に貫設した
碍子13bにより車体と絶縁状態を保持したまま
外部へ導かれ電源Eのプラス側にスイツチ15を
介して接続されており、これら電源E、導線12
a,12b、スイツチ15およびフイルタ装置1
0全体で加熱回路を形成している。
A conductive wire 12b is electrically connected to the other electrode 9 by brazing or other means, and is led to the outside while maintaining insulation from the vehicle body by an insulator 13b penetrating the outer cylinder 18, and is switched to the positive side of the power source E. 15, and these power supply E, conductor 12
a, 12b, switch 15 and filter device 1
The entire 0 forms a heating circuit.

上記構成において、エンジンからのカーボン微
粒子を含んだ排ガスはエキゾーストマニホールド
および接続管16をそのまま通過して上流方向F
より、微粒子除去用フイルタ装置10の入口通路
1へ流入する。ついで第2図の点線で示すごとく
排ガスは濾過壁7を通り抜け、出口通路2に出
て、出口4よりフイルタ装置10外へ排出され、
下流の排気管の方向Bへ向う。
In the above configuration, the exhaust gas containing carbon particles from the engine passes through the exhaust manifold and the connecting pipe 16 as it is and is directed toward the upstream direction F.
Then, it flows into the inlet passage 1 of the filter device 10 for removing particulates. Then, as shown by the dotted line in FIG. 2, the exhaust gas passes through the filter wall 7, exits to the outlet passage 2, and is discharged to the outside of the filter device 10 from the outlet 4.
Head toward the downstream exhaust pipe direction B.

上記濾過壁7を通り抜けることにより、排ガス
内のカーボン微粒子が濾過壁7で捕捉され、カー
ボン微粒子をほとんど含まない排ガスが車外へ排
出されることになるのである。
By passing through the filter wall 7, the carbon particulates in the exhaust gas are captured by the filter wall 7, and the exhaust gas containing almost no carbon particulates is discharged to the outside of the vehicle.

そこで、スイツチ15をオンすることにより両
電極8,9間に通電し、フイルタ装置10を発熱
させて、カーボン微粒子を発火温度まで加熱する
と、カーボンが燃焼消滅してカーボンの付着堆積
によるフイルタの目詰りおよび目詰りによる圧力
損失を未然に防止することができるのである。
Therefore, by turning on the switch 15, electricity is passed between the electrodes 8 and 9, causing the filter device 10 to generate heat and heating the carbon particles to the ignition temperature.The carbon is burned out and the filter eyelids due to the carbon deposits are removed. This makes it possible to prevent clogging and pressure loss due to clogging.

この加熱回路において、導線12a及び12b
が、カーボン微粒子の流動している空間に露出す
ることがなく、カーボン微粒子が導線表面に付着
堆積することがないので、シヨートの恐れがなく
なり、有利である。
In this heating circuit, conductors 12a and 12b
However, since the carbon particles are not exposed to the space where the carbon particles are flowing and the carbon particles are not deposited on the surface of the conductor, there is no fear of shoots, which is advantageous.

また、このフイルタの多孔質壁構造体内に白金
などの触媒金属を分布状に担持させておくこと
は、カーボンの焼却をより低い温度で行うことが
できるので有利となる。これは、たとえば、多孔
質壁構造体を触媒金属の酸もしくは塩の液の浸漬
後、比較的高い温度で加熱処理することによつて
得ることができる。
Further, it is advantageous to have a catalytic metal such as platinum supported in a distributed manner within the porous wall structure of the filter, since carbon can be incinerated at a lower temperature. This can be obtained, for example, by immersing the porous wall structure in a solution of the acid or salt of the catalytic metal and then heating it at a relatively high temperature.

[発明の効果] 以上のごとく、本発明の可燃性微粒子除去用フ
イルタ装置は、従来のハニカム構造型フイルタの
形状を特に変更することなく、カーボン微粒子濾
過と加熱のためのフイルタ構造が簡単になり製造
が容易となる。
[Effects of the Invention] As described above, the filter device for removing flammable particulates of the present invention simplifies the filter structure for carbon particulate filtration and heating without particularly changing the shape of the conventional honeycomb structure filter. Manufacturing becomes easier.

又、使用時において、フイルタ全体、特に濾過
壁自体が発熱するので、捕捉されたカーボンが全
て効率的に加熱焼却され、昇温も速くてエネルギ
効率がよい、しかも圧力損失が少なくて、カーボ
ン微粒子捕捉性が良好であるというハニカム構造
型フイルタ本来の長所も保持している。
In addition, during use, the entire filter, especially the filter wall itself, generates heat, so all of the captured carbon is efficiently heated and incinerated, and the temperature rises quickly and is energy efficient. Moreover, pressure loss is small, and carbon fine particles are generated. It also maintains the inherent advantage of honeycomb structure filters, such as good trapping properties.

なお、排ガスも加熱されるので、フイルタに捕
捉された可燃性の微粒子の燃焼消滅が効率よく行
われる。
Note that since the exhaust gas is also heated, combustible particulates captured by the filter are efficiently burned and extinguished.

更に、外周壁部は、単に、機能的には隔壁の役
目を果たせばよく、形状的には単純である。従つ
て、外周壁部に設けられる電極形状には、フイル
タの形状・構造・用途に応じて、好適に電圧・電
流をコントロールできるよう任意に選択できるた
め、高機能フイルタとしての自由度が高い。
Furthermore, the outer circumferential wall only has to function as a partition wall and is simple in shape. Therefore, the shape of the electrodes provided on the outer peripheral wall can be arbitrarily selected depending on the shape, structure, and application of the filter so that voltage and current can be suitably controlled, so there is a high degree of freedom as a highly functional filter.

次に具体的な製造例を挙げて説明する。 Next, a specific manufacturing example will be given and explained.

製造例 1 炭化珪素粉末、焼結助剤としての炭化ホウ素
(化学式B4C)とフエノール樹脂及び孔径制御剤
としてのグラフアイト粉末(平均粒径25μ)を、
SiC:100,B4C:0.25、フエノール樹脂:5、グ
ラフアイト粉末:15の重量割合で調合した調合物
100に対し、ポリビニルアルコール:3、水:25
の割合で配合、混練したものを、金型に通して押
し出し、貫通状態にある通路を有する長尺物を成
形して、必要な長さに切断し、生の壁構造体を得
た。
Production example 1 Silicon carbide powder, boron carbide (chemical formula B 4 C) as a sintering aid, phenolic resin, and graphite powder (average particle size 25μ) as a pore size control agent,
A formulation prepared at a weight ratio of SiC: 100, B 4 C: 0.25, phenolic resin: 5, and graphite powder: 15.
100, polyvinyl alcohol: 3, water: 25
The mixture was blended and kneaded in the following proportions and extruded through a mold to form a long article having a passageway extending through it, and cut into a required length to obtain a green wall structure.

次に予め流入口又は流出口を打ち抜いた、上記
と同一配合の生のシートを、前記の切断した生の
壁構造体の両切断面に、上記の成分の内、溶剤の
割合を増加させて配合したペーストを介して接着
させた。このものを1950℃、窒素雰囲気下で3時
間焼成し、更に大気中で1000℃にて余分な燃焼性
のカーボン成分を焼切り、第3図と同形状のフイ
ルタを作つた。
Next, a green sheet with the same composition as above, with inlets or outlets punched out in advance, was applied to both cut surfaces of the cut green wall structure, with increasing proportions of solvent among the above components. It was attached using a blended paste. This product was fired at 1950°C for 3 hours in a nitrogen atmosphere, and then in the atmosphere at 1000°C to burn off excess combustible carbon components to produce a filter with the same shape as shown in Figure 3.

次に珪素50重量%、ニツケルおよびコバルトの
微粉末50重量%の混合物を1500℃の非酸化性雰囲
気下で30分間焼成し合金化したものを更に粉砕し
た粉末のペーストを、上記の焼成したフイルタの
筒状側面壁(外周壁部)の相対向する位置に第1
図のごとく塗布したのち、乾燥し、1500℃の非酸
化性雰囲気中で10分間焼き付け、第1表の性状の
円筒体可燃性微粒子除去用フイルタ装置を得た。
Next, a mixture of 50% by weight of silicon and 50% by weight of fine powders of nickel and cobalt was fired for 30 minutes at 1500°C in a non-oxidizing atmosphere to form an alloy, and a paste of the powder was further ground and applied to the above-mentioned fired filter. At opposite positions of the cylindrical side wall (outer peripheral wall) of the
After coating as shown in the figure, it was dried and baked for 10 minutes in a non-oxidizing atmosphere at 1500°C to obtain a cylindrical filter device for removing combustible particles having the properties shown in Table 1.

第 1 表 直径 100mm 長さ 100mm 濾過壁厚さ 0.5mm 通路内のり 一辺3.0mmの正方形 濾過面積 約8200mm2/in3 平均気孔率 55% 平均気孔径 20μ 電極間抵抗値(常温) 0.5Ω 製造例 2 二珪化モリブデンの粉末72重量部、アルミナ8
重量部、グラフアイト粉末20重量部に対し、有機
バインダとしてポリビニルアルコール3重量部お
よび水20重量部を配合し混練したものを実施例1
と同様な形状、条件で成形および焼成し、更に、
大気中で1000℃にて余分な燃焼性のカーボン成分
を焼切り、第3図と同形状のフイルタを作つた。
Table 1 Diameter: 100mm Length: 100mm Filtration wall thickness: 0.5mm Glue in the passage Square, 3.0mm on each side Filtration area: Approximately 8200mm 2 /in 3 Average porosity: 55% Average pore diameter: 20μ Interelectrode resistance (at room temperature): 0.5Ω Manufacturing example 2 72 parts by weight of molybdenum disilicide powder, 8 parts by weight of alumina
Example 1: 20 parts by weight of graphite powder was mixed with 3 parts by weight of polyvinyl alcohol as an organic binder and 20 parts by weight of water and kneaded.
Molded and fired in the same shape and conditions as,
Excess combustible carbon components were burned off at 1000℃ in the atmosphere, and a filter with the same shape as shown in Figure 3 was made.

得られたフイルタに、製造例1と同様にして白
金粉末のペーストを塗布し、大気中で、1200℃に
て焼き付けて、円筒体可燃性微粒子除去用フイル
タ装置を得た。
A paste of platinum powder was applied to the obtained filter in the same manner as in Production Example 1, and baked at 1200° C. in the atmosphere to obtain a cylindrical filter device for removing combustible particles.

その性状は常温の電極間抵抗値が0.3Ωであつ
たこと以外は第1表と同じであつた。
Its properties were the same as those in Table 1 except that the interelectrode resistance value at room temperature was 0.3Ω.

昇温試験 製造例1で得られたフイルタ装置の両電極間に
大気中で26Vの電圧を印加したところ、常温から
600℃を越える温度まで、108秒間で達した。
Temperature rise test When a voltage of 26V was applied in the atmosphere between both electrodes of the filter device obtained in Production Example 1, the temperature rose from room temperature to
The temperature reached over 600℃ in 108 seconds.

一方、製造例2で得られたフイルタ装置の両電
極間に大気中で26Vの電圧を印加したところ、常
温から600℃を越える温度まで、103秒間で達し
た。又、二珪化モリブデンのフイルタは正特性で
あるので、温度制御が容易であつた。
On the other hand, when a voltage of 26 V was applied in the atmosphere between both electrodes of the filter device obtained in Production Example 2, the temperature reached from room temperature to over 600° C. in 103 seconds. Furthermore, since the molybdenum disilicide filter had positive characteristics, temperature control was easy.

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

第1図は本発明の可燃性微粒子除去用フイルタ
装置の一実施例の正面図、第2図はその−断
面図、第3図はその部分破断概略斜視図、第4図
は自動車排ガス濾過用フイルタ装置の概略断面図
第5図は他の実施例の概略斜視図である。 1……入口通路群、2……出口通路群、3……
流入口、4……流出口、5,6……閉鎖壁、7…
…濾過壁、8,9,23,24……金属質電極、
20……筒状側面壁(外周壁部)。
Fig. 1 is a front view of an embodiment of a filter device for removing combustible particulates according to the present invention, Fig. 2 is a sectional view thereof, Fig. 3 is a partially cutaway schematic perspective view thereof, and Fig. 4 is a filter device for automobile exhaust gas filtration. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the filter device. FIG. 5 is a schematic perspective view of another embodiment. 1... Entrance passage group, 2... Exit passage group, 3...
Inflow port, 4...Outflow port, 5, 6...Closing wall, 7...
...filtering wall, 8,9,23,24...metallic electrode,
20...Cylindrical side wall (outer peripheral wall).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 入口側から出口側へ延びる複数の通路を形成
する壁構造体をなすとともに該通路は出口側が出
口閉鎖壁で閉鎖された入口通路群と入口側が入口
閉鎖壁で閉鎖された出口通路群とからなり、任意
の1つの入口通路は少なくとも1つの出口通路と
壁を共有して可燃性微粒子を捕捉する濾過壁をな
すフイルタにおいて、少なくとも壁構造体を多孔
質導電性セラミツクで形成するとともに該壁構造
体を通電加熱するための電圧印加手段を上記フイ
ルタの内、入口が開口する排ガス導入端面と出口
が開口する排ガス排出端面との両端面間を連絡す
る外周壁部に設けてなる可燃性微粒子除去用フイ
ルタ装置。 2 多孔質導電性セラミツクが炭化珪素を主成分
とするものである特許請求の範囲第1項記載の可
燃性微粒子除去用フイルタ装置。 3 多孔質導電性セラミツクが二珪化モリブデン
を主成分とするものである特許請求の範囲第1項
記載の可燃性微粒子除去用フイルタ装置。
[Scope of Claims] 1 A wall structure forming a plurality of passages extending from the inlet side to the outlet side, and the passages include an inlet passage group whose outlet side is closed by an outlet closing wall, and an inlet passage group whose inlet side is closed by an inlet closing wall. In the filter, at least one wall structure is made of porous conductive ceramic. A voltage applying means for heating the wall structure with electricity is provided on the outer peripheral wall portion of the filter that connects both end surfaces of the exhaust gas introduction end surface where the inlet is open and the exhaust gas discharge end surface where the outlet is open. A filter device for removing combustible particles. 2. The filter device for removing combustible particulates according to claim 1, wherein the porous conductive ceramic contains silicon carbide as a main component. 3. A filter device for removing combustible particulates according to claim 1, wherein the porous conductive ceramic contains molybdenum disilicide as a main component.
JP57026540A 1982-02-19 1982-02-19 Filter apparatus for removing combustible fine particle Granted JPS58143817A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57026540A JPS58143817A (en) 1982-02-19 1982-02-19 Filter apparatus for removing combustible fine particle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57026540A JPS58143817A (en) 1982-02-19 1982-02-19 Filter apparatus for removing combustible fine particle

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS58143817A JPS58143817A (en) 1983-08-26
JPH0153083B2 true JPH0153083B2 (en) 1989-11-13

Family

ID=12196325

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57026540A Granted JPS58143817A (en) 1982-02-19 1982-02-19 Filter apparatus for removing combustible fine particle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS58143817A (en)

Families Citing this family (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0623532B2 (en) * 1985-04-30 1994-03-30 トヨタ自動車株式会社 Filter for collecting Patty quilts
IT1196822B (en) * 1986-12-05 1988-11-25 Iveco Fiat SELF-REGENERATING FILTER FOR THE EXHAUST GASES OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE
JPH0521614Y2 (en) * 1986-12-27 1993-06-03
JPH0517371Y2 (en) * 1986-12-27 1993-05-11
JPH0796091B2 (en) * 1987-10-19 1995-10-18 三菱重工業株式会社 Exhaust dedusting device
ATE175586T1 (en) * 1988-04-08 1999-01-15 Per Stobbe METHOD FOR PRODUCING A POROUS FILTER BODY
US5497620A (en) * 1988-04-08 1996-03-12 Stobbe; Per Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle
JPH0315616A (en) * 1989-01-31 1991-01-24 Ibiden Co Ltd Exhaust gas purifying device
US5259190A (en) * 1991-08-01 1993-11-09 Corning Incorporated Heated cellular structures
JP3000750B2 (en) * 1991-09-20 2000-01-17 株式会社デンソー Self-heating filter
US5457945A (en) * 1992-01-07 1995-10-17 Pall Corporation Regenerable diesel exhaust filter and heater
US5393586A (en) * 1992-10-27 1995-02-28 Corning Incorporated Localized electrical heating of honeycomb structures
JP5465052B2 (en) * 2010-03-19 2014-04-09 日本碍子株式会社 Ceramic-metal bonded body and manufacturing method thereof
JP5749894B2 (en) * 2010-03-31 2015-07-15 日本碍子株式会社 Honeycomb structure
JP5791925B2 (en) * 2010-04-09 2015-10-07 イビデン株式会社 Honeycomb structure and exhaust gas purification device
JP5533753B2 (en) * 2010-04-28 2014-06-25 株式会社デンソー Honeycomb structure and manufacturing method thereof
JP7058536B2 (en) 2018-03-29 2022-04-22 日本碍子株式会社 Honeycomb structure

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57110311A (en) * 1980-12-27 1982-07-09 Kyocera Corp Ceramic honeycomb filter

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS57110311A (en) * 1980-12-27 1982-07-09 Kyocera Corp Ceramic honeycomb filter

Also Published As

Publication number Publication date
JPS58143817A (en) 1983-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0153083B2 (en)
US5423904A (en) Exhaust gas filter
WO2011043434A1 (en) Honeycomb structure
JP5749894B2 (en) Honeycomb structure
JPH0211287B2 (en)
DE102017204448B4 (en) Reducing agent injection device and exhaust gas treatment device
JPS6363015B2 (en)
JP3642836B2 (en) Silicon carbide honeycomb structure and manufacturing method thereof
JPS58174216A (en) Filter for removing combustible fine particle
JPH0153082B2 (en)
JPH0247248B2 (en)
JPS58174217A (en) Ceramic filter for removing combustible fine particle
US11772079B2 (en) Diesel particulate filtration (DPF) system
US6028296A (en) Regenerative heater of diesel engine particulate trap and diesel engine particulate trap using the same heater
JPH07136435A (en) Filter for exhaust gas purifying apparatus and production thereof
JPS6356814B2 (en)
JP7058536B2 (en) Honeycomb structure
JPH062526A (en) Filter for purifying exhaust gas
CA2151162C (en) Exhaust gas filter
DE102023202287A1 (en) HONEYCOMB STRUCTURE, ELECTRICALLY HEATED SUPPORT AND EXHAUST GAS PURIFICATION DEVICE
JP2001096115A (en) Exhaust gas cleaning apparatus and honeycomb filter
JP3129591B2 (en) Diesel Particulate Filter
WO2021231269A1 (en) Conductive honeycomb bodies with resistive heating capability and methods of making the same
JP2022124448A (en) Method for producing honeycomb structure and method for producing electric heating type carrier
JPH01244110A (en) Device and method for removing combustible discharged substance for internal combustion engine