JPH02188614A - ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ - Google Patents

ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ

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JPH02188614A
JPH02188614A JP1007958A JP795889A JPH02188614A JP H02188614 A JPH02188614 A JP H02188614A JP 1007958 A JP1007958 A JP 1007958A JP 795889 A JP795889 A JP 795889A JP H02188614 A JPH02188614 A JP H02188614A
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Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の排ガス中に含まれるカーボンなど
からなる固体粒状物を捕集するためのディーゼルパティ
キュレート捕集用フィルタに関するものである。
〔従来の技術〕
自動車などの内燃機関、特にディーゼルエンジンの排気
ガス中には、カーボン(煤)、未燃焼炭化水素及び金属
からなる固体粒状物(パティキュレート)が含まれてい
る。この粒状物は、燃料中の炭化水素の不完全燃焼など
によって発生するものであるが、排ガス中に存在すると
黒色煙状になるため、そのまま大気中に大量に放出する
ことは環境上好ましくないとされている。
そのため、従来より排気ガス中の粒状物を除去または最
小限にするために粒状物を適切なフィルタによって捕集
することが行われている。
フィルタの材質としては、コーディエライト等のセラミ
ック製のものが実用化されている。
また、小型化するために、セラミックの構造体に代えて
金属板を用いるものが検討されている。
具体的には、金属板状物の平板と波板とを合わせて巻き
上げてハニカム構造体とし、両端面を交互に封止してフ
ィルター機能を付与し、表面に活性アルミナコート層を
形成して触媒を担持したデイーゼルパティキュレートフ
ィルタが本願出願人から出願されている。(特願昭62
−302091号:未公知) そして、活性アルミナコート層は、第4図に示すように
、金属板状物2aの表面および貫通孔5aの内面に形成
されていた。
〔発明が解決しようとする課題〕
ところが、活性アルミナコート層4aを有する金属板状
物2aから成るフィルタ1aは、通常、金属板状物2a
の表面および貫通孔5aの内面に活性アルミナコート層
4aが形成されるのみであるため、貫通孔5aから排気
ガス中のカーボンや固体粒状物が通り抜け、捕集効率の
低下を生じるという問題があった。
そのため、必要とする捕集効率を得るためには、ある程
度の圧力損失特性を犠牲にし、貫通孔の小さいものが選
ばれていた。
従って、本発明の課題は、金属板状物の少なくとも多数
の微細な貫通孔を覆うように多孔性を有するコート層を
形成することによって、それほど圧力損失特性を増大さ
せることなく、捕集効率の向上を図るものである。
〔課題を解決するための手段〕
具体的には、本発明の構成は次の通りである。
なお、参考までに第1図における符号を付しである。
本発明は、多数の微細な貫通孔(5)が形成された金属
板状物(2)からなるハニカム構造体の排気流れ方向の
両端面を交互に封止し、固体粒状物を濾過するためのデ
ィーゼルパティキュレート捕集用フィルタ(1)である
。このディーゼルツクティキュレート捕集用フィル(1
)は、金属板状物(2)の少なくとも多数の微細な貫通
孔(5)を覆うように形成した繊維を主体とする第1コ
ート層(3)と、その上に形成した多孔性セラミ・ツク
材料から成る第2コート層(4)を備えてなる。
上述した本発明の構成において、ハニカム構造体は、金
属板状物の平板と波板とを合わせて巻き上げて構成した
ものである。
上述した本発明の構成において、/%ニカム構造体の金
属板状物は、排気ガス通路となる貫通孔を有するものと
して、金網、ラス板、−L秋j1通蕾ト(宜1五光血皇
遁、金1皿末曵褒梧体を使用することができる。
上述した本発明の構成において、)−ニカム構造体の金
属板状物は、耐熱性のステンレス鋼板やFe=Cr−A
I系、Fe−Cr−Ni−Co系等の超耐熱鋼やNi基
あるいはCo基の超耐熱合金を用いることができる。
上述した本発明の構成において、第1コート層は、無機
質繊維、金属繊維を使用でき、無機質繊維としては、例
えば、アルミナ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、チタ
ン酸カリウム繊維等があり、金属繊維としては、例えば
、ステンレス繊維等がある。
上述した本発明の構成において、第2コート層は、活性
アルミナ、ジルコニア、マグネシア、カルシア、チタニ
アを使用することができる。
〔作用〕
上述した本発明のデイイルパティキュレート捕集用フィ
ルタによれば、金属板状物の少なくとも多数の微細な貫
通孔を覆うように繊維を主体とする第1コート層が形成
され、その後その上に多孔性セラミック材料から成る第
2コート層が形成されるため、貫通孔は多孔性を有する
コート層で閉塞され、従来の貫通孔を小さくするものに
比べて、それ程大きな圧力損失を受けることなく、排気
ガス中のカーボンや固体粒状物を高効率で捕集すること
ができる。
本発明の構成において、貫通孔を覆うコート層が形成で
きるのは、繊維を主体とする第1コート層が貫通孔の両
端で支持体として働くからである。
〔実施例〕
次に、図面に基づき、本発明にかかるデイイルパティキ
ュレート捕集用フィルタの実施例を比較例と併せて説明
する。
第1図は、デイイルパティキュレート捕集用フィルタの
流路横断面の一部分を示す図、そして、第2図は、デイ
イルパティキュレート捕集用フィルタの斜視図、第3図
は、第2図の部分断面図、第4図は、従来技術のディゼ
ルバティキュレート捕集用フィルタの流路横断面の一部
分を示す図、第5図は、実施例及び比較例のエンジン運
転時間と捕集効率の関係を示すグラフ、第6図は、実施
例及び比較例のエンジン運転時間と圧力損失の関係を示
すグラフである。
(実施例) 第2図に示すように、ディゼルパティキュレート捕集用
フィルタl (以下、DP捕集用フィルタと称する)は
円柱状の外形をしており、この外形部分の円筒は金属板
で構成されている。
DP捕集用フィルタlの内部のコア部分7には、入口側
セル路8と出・口側セル路9が円柱の軸方向に真っ直ぐ
延びるように形成されている。セル路IOの断面は、略
二等辺三角形状をしている。そして、入口側セル路8は
、排気ガスの出口側端面で閉塞されている。また、出口
側セル路9は、入口側端面(第3図において斜線で示す
)で閉塞されている。この入口側セル路8.の閉塞部分
llと出口側セル路9の閉塞部分12は、交互に封止剤
17により、閉塞配置される。即ち、入口側セル路8の
閉塞部分11は、出口側セル路9の開放部分13と隣合
っている。また、反対に、出口側セル路9の閉塞部分1
2は、入口側セル路8の開放部分14と隣合っている。
このDP捕集用フィルタlの構成を、その製造方法と共
に詳細に説明する。
DP捕集用フィルタlは、板厚100μmの金属板状物
2の平板15と波板16とを合わせて巻き上げることに
より構成されている。この金属板状物2は、再生時の昇
温に耐える様に、材質をFe−Cr−Al系の超耐熱鋼
を用いた。金属板状物2の材質としては、他に耐熱性の
ステンレス鋼板やFe−Cr−Ni −Co系等の超耐
熱鋼や、Ni基あるいはCo基の超耐熱合金を用いるこ
とができる。そして、排気ガスを処理するための金属板
状物2には、直径1〜100μmの貫通孔5が多数設け
られている。貫通孔5の径が1μm以下のときは、DP
捕集用フィルタ1の圧力損失が大きく、また、目詰まり
が生じ易くなる。また、貫通孔5の径が100μmを超
えるとDP捕集用フィルタlの捕集効率が低下する。本
実施例では、Fe−Cr−Al系超耐熱鋼の貫通孔5の
径が40μmのものを用いた。
予め所定寸法に切断された金属板状物2をプレス成形に
よって平板15あるいは波板16を形成し、それらを合
わせて巻き上げることによって、直径100 鶴、長さ
100mのDP捕集用フィルタ1の構造体を形成した。
このように製造されたDP捕集用フィルタ1の構造体は
、第1図に示すように、直径1μm、長さ20μmのア
ルミナ繊維と有機バインダーとから成るスラリーをコー
ティングし、120℃で2時間乾燥した後、500℃の
温度で2時間焼成し、所定厚さのアルミナ繊維層3を形
成した。そして、平均粒径が108mの活性アルミナ粉
末と有機バインダーとから成るスラリーを用いて、活性
アルミナコートを行い、120℃で2時間乾燥した後、
700℃の温度で2時間焼成してアルミナ繊維層3上に
活性アルミナコート層4を形成し、DP捕集用フィルタ
lを得た。
(比較例) 本比較例としては、実施例におけるアルミナ繊維層3を
形成せず、第4図の従来技術のように、Fe−Cr−A
l系の超耐熱網からなる金属板状物2aの表面に活性ア
ルミナコート層4aを形成したものを使用した。
(評価結果) 上述の実施例および比較例の捕集効率と圧力損失の測定
を行い、評価した。
上述のDP捕集用フィルタを排気量が2400ccの渦
流室式ディーゼルエンジンの排気系に取付け、直接サン
プリング法でDP捕集用フィルタ上流側及び下流側の排
気ガス中のパティキュレート量を計測することにより、
捕集効率を計測した。
また、捕集効率の計測と同時に、DP捕集用フィルタ上
流側及び下流側の差圧を計測した。
測定結果を、第5図、第6図のグラフに示した。
第6図より、本実施例のDP捕集用フィルタは、比較例
に対して、15〜20%増しの圧力損失を生じた。しか
し、第5図のように、捕集効率においては、本実施例の
DP捕集用フィルタが、比較例に対して、130%増し
の高捕集を得るものであった・ また、実施例と比較例との圧力損失と捕集効率との関係
を明確化するため、実施例の圧力損失と同程度の圧力損
失を生じるような貫通孔からなる金属板状物を選択し、
比較例のように、活性アルミナコート層を設けたものに
ついて捕集効率を測定した。しかし、その測定結果によ
っても、本実施例のような高捕集効率を得ることはでき
ず、比較例に対して、20%増しの捕集効率しか得られ
なかった。
次に、本実施例のものは、繊維層に活性アルミナコート
層を設けたことにより、比較例よりも十分な耐剥離性を
有していることも分かった。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。
〔発明の効果〕
以上より、本発明のDP捕集用フィルタによれば、多孔
性金属板の気孔上を覆うコート層を形成することによっ
て、それほど圧力損失特性を増大させることなく、高捕
集効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、デイイルパティキュレート捕集用フィルタの
流路横断面の一部分を示す図である。 そして、第2図は、デイイルパティキュレート捕集用フ
ィルタの斜視図である。 第3図は、第2図の部分断面図である。 第4図は、従来技術のデイイルパティキュレート捕集用
フィルタの流路横断面の一部分を示す図である。 第5図は、実施例及び比較例のエンジン運転時間と捕集
効率の関係を示すグラフである。 第6図は、実施例及び比較例のエンジン運転時間と圧力
損失の関係を示すグラフである。 1  −一−ディーゼルパティキュレート捕集用フィル
タ 金属板状物 第1コート層 第2コート層 貫通孔 第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1) 多数の微細な貫通孔が形成された金属板状物か
    らなるハニカム構造体の排気流れ方向の両端面を交互に
    封止し、固体粒状物を濾過するためのディーゼルパティ
    キュレート捕集用フィルタであって、 前記金属板状物の少なくとも多数の微細な貫通孔を覆う
    ように形成した繊維を主体とする第1コート層と、その
    上に形成した多孔性セラミック材料から成る第2コート
    層を備えることを特徴とするディーゼルパティキュレー
    ト捕集用フィルタ。
JP795889A 1989-01-16 1989-01-16 ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ Expired - Lifetime JPH0715245B2 (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003500200A (ja) * 1999-05-28 2003-01-07 エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンス テクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング 金属箔から成る微粒子フィルタ
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