JPH0352974Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案はデイーゼルエンジンの排気ガス中に含
まれるカーボン微粒子等のデイーゼルパテイキユ
レートの捕集に用いられるセラミツクフイルタに
関する。

〔従来の技術〕

デイーゼルエンジンの排気ガス中に含まれるカ
ーボン微粒子等のデイーゼルパテイキユレート捕
集用フイルタとして、フオームフイルタが提案さ
れている（例えば、米国特許第4264346号公報）。
このようなフイルタは、通常捕捉したカーボン微
粒子を定期的に燃焼して再生を行いながら長期間
使用することになり、種々の再生方法が提案され
ている。

このフイルタの再生方法としては、(a)吸気絞り
あるいは排気絞りによつて排気ガスの温度を上昇
させる方法、(b)ヒータ、バーナ等で着火、燃焼伝
播させる方法、(c)燃料添加剤による方法、(d)排気
ガス中に未燃ガスを供給する方法等が知られてい
る。これらいずれの方法を採用する場合でも、デ
イーゼルパテイキユレート（以下、単にパテイキ
ユレートという）を燃焼、除去するとき、燃焼温
度はパテイキユレートの堆積量と相関があり、パ
テイキユレートが多いほど燃焼温度が高くなるこ
とが知られている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところで、従来のセラミツクフイルタは、柱状
をなし、内部に排気ガスの入口側と出口側を連通
する多数の細孔が形成されたハニカムフイルタあ
るいはフオームフイルタの構造を有しており、ハ
ニカムフイルタを例に採ると、セルの断面積はす
べて略等しく、セル壁も略同じ厚さとされてい
た。かかるハニカムフイルタをデイーゼルエンジ
ンの排気系に取りつけた場合には、排気管の径と
の関係からハニカムフイルタの中央部で排気ガス
の流速が大きく、外周部では小さい。このため、
中央部には多量のパテイキユレートが堆積し、再
生時ハニカムフイルタが許容値（例えば、約1000
℃）以上となりハニカムフイルタに溶損が生じる
ことがある。一方、かかる不具合をなくすため、
パテイキユレートがハニカムフイルタの外周部に
十分堆積していない状態で着火すれば、中央部の
パテイキユレートは燃焼するものの火炎伝播が円
滑に起こらず外周部のパテイキユレートが燃え残
る。これは、フオームフイルタの場合も同様であ
る。

このため、セラミツクフイルタ溶損という不具
合を発生させることなく、フイルタ全体に付着し
たパテイキユレートを燃焼、除去できる工夫が望
まれていた。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題は、次に述べる本考案のデイーゼルパ
テイキユレート捕集用セラミツクフイルタによつ
て解決される。

即ち、本考案のセラミツクフイルタは、柱状を
なし、内部に排気ガスの入口側と出口側を連通す
る多数の細孔が形成されたハニカムフイルタある
いはフオームフイルタ等のデイーゼルパテイキユ
レート捕集用セラミツクフイルタであつて、 前記細孔を貫通して、セラミツクフイルタの軸
方向に熱伝導性のよい放熱部材を埋設し、該放熱
部材が排気ガスの出口側に向けてセラミツクフイ
ルタから突出していることを特徴としている。

本考案が適用できるセラミツクフイルタとして
は、ハニカムフイルタやフオームフイルタ等を用
いることができる。ハニカムフイルタは、一般に
柱状をなし、排気ガスの入口側から出口側に向け
て多数のセルが形成され、このセルは排気ガスの
入口側か出口側のうちいずれか一方が交互に閉塞
されたものである。一方、フオームフイルタは、
柱状をなし、内部に多数の網目状の細孔が形成さ
れている。

本考案において、放熱部材の材料としては、熱
伝導性がよく、かつフイルタ母材であるセラミツ
クスと馴染みのよいものが望ましい。従つて、ア
ルミナ、コージエライト等のセラミツクスあるい
は銅等の金属を用いることができる。

この放熱部材は、例えば、ハニカムフイルタの
セルの径と同じか、それより大きめのものが望ま
しいが、あまり径を大きくすることはフイルタの
性能上望ましくない。セル（細孔）の断面積に対
し、全体で５〜30％程度となるのが望ましい。５
％より少ないと放熱部材を設けた効果（冷却効
果）が十分でないし、30％を越えるとパテイキユ
レートの捕集効果が十分でなくなるからである。

この放熱部材は、フイルタ内の特に高温となる
部分に集中して設けることが望ましい。従つて、
外周部より中央部側に設けることが望ましい。ま
た、通常複数の放熱部材をもちいるが、この放熱
部材はフイルタの中心に対し、均等、等間隔に設
けるのが望ましい。

また、この放熱部材の排気ガスの出口側に向け
て、セラミツクフイルタから突出した部分の後端
にフインを設けたり、溝を設けることにより表面
積を増やし、放熱効果を更に高めることができ
る。

〔作用〕

本考案のデイーゼルパテイキユレート捕集用セ
ラミツクフイルタによれば、フイルタ中に熱伝導
性のよい放熱部材を埋設したため、フイルタ再生
時に発生するパテイキユレートの燃焼熱が、この
放熱部材を伝わつて排気ガスの出口側に向けてセ
ラミツクフイルタから突出した部分に達する。こ
の時排気ガスの出口側のセラミツクフイルタ外部
の排気ガス温度はパテイキユレートの燃焼温度よ
り低いため、この排気ガスはセラミツクフイルタ
から突出した部分から熱を奪つた後外部に排出さ
れる。

〔実施例〕

次に、本考案の実施例を図面を参考にして説明
する。この実施例は本考案をハニカムフイルタに
適用したものである。

ここで、第１図は本考案の実施例に係るデイー
ゼルパテイキユレート捕集用セラミツクフイルタ
をフイルタ容器に装着した状態を示す断面図、第
２図は第１図のＡ矢視図、第３図は第１図の要部
拡大断面図、第４図は本考案の実施例に係るデイ
ーゼルパテイキユレート捕集用セラミツクフイル
タをデイーゼルエンジンの排気系に組み込んだ状
態を示す概略構成図である。

直径100mm、長さ100mm、１平方インチ当りのセ
ル数200個（説明の便宜上、第１図、第２図にお
いて、セルの数は実際よりも少なく描かれてい
る）の市販の円柱状のコージエライテ質ハニカム
構造体を準備した。このハニカム構造体を、γ−
アルミナ粉末、硝酸アルミニウム溶液、アルミナ
ゾル、蒸留水からなるアルミナ被覆用スラリー中
に１分間浸漬した。引き上げて余分なスラリーを
空気流で吹き払つた後、120℃で３時間乾燥し、
600℃で２時間焼成して、γ−アルミノ層が被覆
されたセルを有するハニカム構造体を得た。

次に、コージエライト、蒸留水を主成分とする
非燃焼物質である粘土状物を、ハニカム構造体の
入口側から出口側のいずれか一方に交互に栓詰め
し、更にアルミナからなる棒状の放熱部材を略等
間隔に、排気ガスの出口側に向けて少しフイルタ
からでるように埋設して、第１図〜第３図に示す
ハニカムフイルタ１を得た。

図中、２はセルであり、このセル２は上記粘土
状物により入口側３か出口側４のうちのいずれか
一方が交互に栓５をされて閉塞されている。そし
て、セル２のいくつかは第１図、第３図に示すよ
うに、セル２と略同径のアルミナ性棒部材からな
る放熱部材６が埋められている。この放熱部材６
の後端は、ハニカムフイルタ１の出口側より若干
外部に飛び出て設けられている。

このハニカムフイルタ１は、第１図に示すよう
に、フイルタ容器７内に収容され、シール材８に
より排気ガスがハニカムフイルタとフイルタ容器
７の間から洩れるのを防いでいるとともに、クツ
シヨン材９によりハニカムフイルタ１の半径方向
の動きが規制されている。また、ハニカムフイル
タ１の入口側端面には、電気ヒータ１０が取り付
けられている。

このハニカムフイルタ１が収容されたフイルタ
容器７を、第４図に示すようなデイーゼルエンジ
ンの排気系に取り付け、耐久試験を行つた。な
お、第４図に示す装置は公知のものであり、今回
の考案の特徴とは直接関係がないため説明を省略
する。

この結果、本実施例に係るハニカムフイルタ
は、従来のハニカムフイルタに比べ溶損やクラツ
クの発生が大幅に減少し、耐久性が向上している
ことが確かめられた。これは、第３図に模式的に
示すように、入口側が開口しているセル２に導か
れた排気ガスは、矢印で示すように、セル壁を通
つて隣りのセル２に入りハニカムフイルタ１外へ
と排出されるが、このとき放熱部材６と接触する
ことにより熱を奪われるため、ハニカムフイルタ
１が一定以上高温にならなかつたためと考えられ
る。

以上、本考案の特定の実施例について説明した
が、本考案は、この実施例に限定されるものでは
なく、実用新案登録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。

例えば、実施例ではハニカムフイルタに本考案
を適用した例を示したが、セラミツクフオームに
も適用することができる。

また、放熱部材のハニカムフイルタから突出し
ている部分にフイン等を設けることにより、更に
放熱効果を高めることができる。

〔考案の効果〕

以上より、本考案のデイーゼルパテイキユレー
ト捕集用セラミツクフイルタによれば、以下の効
果を奏する。

セラミツクフイルタに埋設した放熱部材を排気
ガスの出口側に向けてセラミツクフイルタから突
出させたので、この突出部から排気ガスはセラミ
ツクフイルタから伝えられた熱を奪つた後排出さ
れる。したがつて、一旦熱を奪つた排気ガスが再
びセラミツクフイルタに流入することがないた
め、セラミツクフイルタの溶損を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係るデイーゼルパテ
イキユレート捕集用セラミツクフイルタをフイル
タ容器に装着した状態を示す断面図、第２図は第
１図のＡ矢視図、第３図は第１図の要部拡大断面
図、第４図は本考案の実施例に係るデイーゼルパ
テイキユレート捕集用セラミツクフイルタをデイ
ーゼルエンジンの排気系に組み込んだ状態を示す
概略構成図である。 １……ハニカムフイルタ（セラミツクフイル
タ）、２……セル、３……入口側、４……出口側、
５……栓、６……放熱部材、７……フイルタ容
器、８……シール材、９……クツシヨン材、１０
……電気ヒータ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 柱状をなし、内部に排気ガスの入口側と出口側
   を連通する多数の細孔が形成されたハニカムフイ
   ルタあるいはフオームフイルタ等のデイゼルパテ
   イキユレート捕集用セラミツクフイルタであつ
   て、 前記細孔を貫通して、セラミツクフイルタの軸
   方向に熱伝導性のよい放熱部材を埋設し、該放熱
   部材が排気ガスの出口側に向けてセラミツクフイ
   ルタから突出していることを特徴とするデイーゼ
   ルパテイキユレート捕集用セラミツクフイルタ。