JPH04171014A

JPH04171014A - 濾過素子

Info

Publication number: JPH04171014A
Application number: JP2299634A
Authority: JP
Inventors: Kiyoyuki Nakai; 中井　清之; Norihiko Ichiki; 一木　徳彦
Original assignee: Asahi Tec Corp
Current assignee: Asahi Tec Corp
Priority date: 1990-11-05
Filing date: 1990-11-05
Publication date: 1992-06-18

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】

本発明は濾過素子に係り、特に内燃機関の排ガス処理に
好適な一過素子に関する。

【従来の技術】

従来、内燃機関（エンジン）から排出されるガスは、白
金等を触媒とする触媒コンバータで処理され、その排ガ
ス中のＮＯｘ等はほぼ環境基準を満たすまでに処理され
るようになってきている。また、近年、環境のろ層高いレベルの浄化を望む気運が
高まり、エンジン、特に、軽油を燃料とするディーゼル
エンジンから排出される黒煙、いわゆる媒をも除去する
ことが望まれている。この煤は炭化物微粒子からなる。したがって、その粒子径よりも小さな開孔を有する一過
素子によって除去することが可能である。しかしながら、上記触媒コンバータは一過機能を有さな
いので、それを利用してＮＯｘ等のガス処理と同時に処
理することはできない、仮に、触媒コンバータに一過機
能を持たせようとすると、即、目詰まりを起してしまい
、触媒コンバータとしての機能を低下させるだけでなく
、エンジンの排気系を閉塞してエンジンそのものの能力
をも低下させてしまう。ところで、上述の炭化物微粒子の径よりも小さな開孔を
有する一過素子としては、多孔質の焼結合金やセラミッ
クスからなるものが知られている。この周知のろ過素子
は食品製造プロセスやその他の製造プロセス用として用
いられている。しかし、この周知のろ過素子はエンジンの排気系のよう
な限られたスペース内に大きな一過面積を持たせて配置
することは不可能である。何故ならば、この周知のろ過
素子は単に扁平な濾過面を有しているか、又はせいぜい
円筒状を呈しているにすぎないからである。しかも、エンジンの排気系に用いられる濾過素子は容易
に再生されるものでなければならない、もし、再生が出
来ず、目詰りのたびに交換していたのではコスト高とな
り、とうてい採用することかできないばかりか、交換作
業を必要とする問題点が生ずる。そこで、本発明は、エンジンの排ガス系に組み込むこと
ができるとともに、排カス中に含まれる炭化物微粒子を
除去でき、しかも再生の容易な一過素子を提供すること
を目的としている。

【課題を解決するための手段】本発
明に係る一過素子は、上記目的を達成するために、一端
面から他端面まで延長する多孔質金属製の仕切壁により
多数のセルが形成され、前記各セルのろ端部は開口され
、他端部は端面壁により閉塞されていることを特徴とし
ている。また、前記仕切壁と端面壁は、金属粉末を担持させた可
燃性のシート状部材を焼結処理してなる多孔質金属製で
あることを特徴としている。さらに、前記−過素子に電流を印加して加熱する加熱手
段を設けたことを特徴としている。

【作用】

上記構成において、−過素子は複数のセルを含み、その
セルの開孔部から入ったカスはセルの筒壁を通過して隣
接するセル内に流入する。流入したガスはセルの開口部
から排出される。。加熱手段は、濾過素子に電流を印加してそのろ過素子を
電気ヒータとして機能させる。これによりその−過素子に捕捉されている炭化物微粒子
等の可燃性物質は燃焼し、そのろ過素子は再生される。

【実施例】

以下、本発明のろ実施例を図面に基づいて説明する。第１図〜第４図は、第１の実施例に係る一過素子ａ１を
示すものであって、第１図はその斜視図、第２図はその
右端面図、第３図はその縦断面図、第４図はその製造工
程を示す説明図である。一過素子ａ１は、第３図に示されるように、その外形形
状は円筒状を呈し、一端面が開口し、他端面が閉止した
複数の多孔質金属製のセル１．１・・・の集合された集
合体２から構成されている。集合体２は、第４図に示さ
れるように、金属粉末を担持させた可燃性のシート状部
材３ａと、同様に金属粉末を担持させた可燃性の別のシ
ート状部材を波状に加工した波板３ｂとを重ねて渦巻状
に巻回し、これを焼結処理することによって得られる。金属粉末を担持させた可燃性のシート状部材を焼結処理
して、多孔質金属物を得ることについては、本出願人が
先に特願平１−１５９４１３号で提案している。すなわち、この先願に係る多孔質金属は、先ず、金属粉
末とパルプとを含む水溶液を作り、これを周知の紙抄き
と同じ要領でシートを作って乾燥させて、通常の紙と同
様のシート状部材を得る。そのシート状部材は、折り紙
と同様に鶴等も折ることができ、また鋏で任意の形状に
裁断でき、さらにはのり付けによって複雑な形状をした
加工物とすることができる。シート状部材を任意の形状に加工した加工物は、そのシ
ート状部材に含まれている金属の焼結温度で焼結処理さ
れると、その加工物は多孔質の金属製品となる。したがって、濾過素子ａ１を製造するに当たっては、先
ず金属粉末を含むシート状部材３ａとこのシート状部材
を波形に加工した波板３ｂとを重ね合わせ、これを第４
図に示されるように巻回して円筒を作り、次に、その円
筒の両端面に表われるハニカム状の開口のうち、一つお
きの開口に上述のシート状部材をのり付けして閉止する
。これにより第１図に示すような加工物が得られる。な
お、第１図及び第２図のうち網かけで示した部分は閉止
された端面壁を示している。この閉止は一つのセルの両
側面が同時に閉止されないように行われる。次いで、このようにして得られた円筒状の加工物を焼結
処理すると、第１図に示されるようなと過素子ａ１が得
られる。−過素子としての開孔の大きさ及び開孔率は、
焼結処理温度、加熱時間、金属粉末の粒径等の条件によ
って任意に決められる０例えば、上述の排カス中から炭
化物微粒子を除去するに必要な孔径３０μであっても容
易に得ることができる。ｒ過素子ａ１をエンジンの排ガス処理に用いるときは、
第３図に示されるように、エンジンの排ガス系路Ａ中に
濾過素子ａ１を装填する。従って、排ガス系路Ａ中を通
過する排ガスは、矢印に示されるように、セル１の開口
された端面から内部に入り、そのセルの側壁から隣のセ
ル１内に流入して、そのセル１の開口面から排出される
。もちろん、各セル１．１・・・の閉止された端面も多
孔質であるのでガスの通過が行われる。排ガスがセル１の壁面を通過する際、排ガス中の炭化物
微粒子はセル１の壁面に補捉され、浄化された排ガスは
大気へ放出される。なお、このと過素子ａ１は白金等の触媒を担持させるこ
とが可能であるので、触媒コンバータと兼用させること
も可能である０本出願人は、先に、このｒ過素子ａ１と
同様にして得られた焼結金属物に触媒を担持させた触媒
コンバータについて、特願平１−２２８９４３号で提案
している。排ガス処理を継続していると、各セル１゜１・・・の壁
面は炭化物微粒子によって目詰りを生ずる。この目詰り
は、ｒ過素子ａを加熱し、その炭化物微粒子を燃焼させ
ることによって除去することができる。すなわち、濾過
素子ａ１は金属製で導電体であるので、そのろ過素子に
ｔｆｆＥからスイッチＳをＯＮにして電流を印加すると
、その−過素子ａ１電気抵抗に比例した熱を発生するこ
とができ、る、要するに、−過素子ａは電気ヒータどな
って炭化物微粒子を燃焼させるのである。濾過素子ａ１の電気抵抗は、シート状部材に含まれる金
属粉末の種類によって任意に決められるか°、ニッケル
やクロム等の電気抵抗の高い金属粉末の場合は、効率よ
く発熱させることもできる。本実施例に係る濾過素子ａ１は、相隣接する多孔質金属
製のセルの端部を開口と閉止とに交互に配置して集合さ
せた集合体としたので、−過面積を大きくすることかで
き、エンジンの排気系に設置して炭化物微粒子を効果的
に除去することができる。また、濾過素子ａ１に補捉された炭化物微粒子は、濾過
素子ａ１を電気ヒータにして燃焼させて除去し、−過素
子を再生することができる。第５図及び第６図は、本発明の第２の実施例に係る濾過
素子ａ２を示すものであって、第５図はその斜視図、第
６図は分解斜視図である。ｒ過素子ａ２は、多孔質金属製の角筒状のセル１０．１
０・・・が集合された組立体２０からなり、全体形状は
角柱状を呈している。第５図の網かけ部分はセルの閉止
された端面壁で、上記第１の実施例に係るｒ過素子ａ１
と同じく、相隣接するセルの端部が開口と閉止とに交互
に配置されている。本実施例に係る一過素子ａ２は、第６図（ａ）〜（ｄ）
に示されるような４種類の金属粉末を含むシート状部材
を組み合わせて、組立体２０と同様な加工物を作りこれ
を焼結処理して製造される。すなわち、加工物は同図（ａ）に示されるような組立体
２０の上平面と同じ形状の平偏なシート状部材３０ａと
、平偏なシート状部材を波板に成形するとともに、縦及
び横寸法をシート状部材３０ａに一致させた波板３０ｂ
とをのり付けしながら交互に重ね合わせる。なお、最上段と最下段の波板３０ｂにもシート状部材３
０ａがのり付けされる。次いで、同図（ｃ）、（ｄ）に示されるような所定の間
隔に開口を有する側板３０Ｃ１３０ｄが上述の積層体の
左右にのり付けされる。これらの側板３０ｃ、３０ｄの
開口位置関係は、組立体２０のろ端面に現れるセル１０
の開口のうち、相隣接する開口を交互に開口と閉止とに
するとともに、一端側で開口しているセル１０は他端側
で閉止される関係である。このようにして得られた組立体２０と同形状の加工物は
焼結処理されるが、焼結処理によって得られた焼結金属
の製品は、元の加工物のままの形状を維持した多孔質の
金属製品で、一過素子としての機能を有している。した
がって、このろ過素子ａ２も上述の実施例と同様に排ガ
ス中の炭化物微粒子を沢過することができるとともに、
捕捉された炭化物微粒子はｒ過素子ａ２を電気ヒータと
することにより燃焼させて除去することかできる。なお、上述の各実施例では、−過素子をガス処理用のも
のとしたが、これを液体処理用のろ過素子とすることも
、もちろん可能である。

【発明の効果】

本発明に係る濾過素子は、相隣接する多孔質金属製のセ
ルの端部を開口と閉止とに交互に配置して集合させた集
合体としたので、ｒ過面積を大きくすることができ、こ
れをエンジンの排気系に設置したときは排ガス中の炭化
物微粒子を効率よく除去することができる。また、セルと端面壁を金属粉末を担持させたシート状部
材で作り、これを焼結処理したときは、容易に多孔質金
属製を得ることができる。さらに１、を過素子は金属製であるからこれに電流印加
手段を接続した場合は、捕捉された物質が炭化物微粒子
のような可焼性物質のときは、−過素子を電気ヒータに
して燃焼させて除去することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の第１の実施例に係る一過素子
を示すものであって、第１図はその斜視図、第２図はそ
の右端面図、第３図はその縦断面図、第４図はその製造
工程を示す説明図、第５図及び第６図は本発明の第２の
実施例に係る一過素子を示すものであって、第５図はそ
の斜視図、第６図は分解斜視図である。ａｌ　、ａ２・・・濾過素子、１．１０・・・セル、２．２０・・・組立体、Ｅ・・・電源（加熱手段）。出　願　人　　旭チック株式会社、−５−゛社手続補正書平成２年１１月５日付提出の特許［ｔｉ（１）２、発明
の名称ｒ過素子３、補正をする者事件との関係　　特許出願人名称　　　旭チック株式会社４、代理人〒１１０住所　東京都台東区台東４丁目５番７号増田ビル　電話
５６８８−０８５８６、補正の対象明細書の発明の詳細な説明の柵１図面の簡単な説明の欄
及び図面７、補正の内容（１）明細書第４頁第６行目「している、」の後の「

【
課題を解決するための手段】」を改行する。（２）明細書第５頁第５行目「される０、」を「される
、」に訂正する。（３）明細書第５頁第１６行目「の斜視図、第２図はそ
の右端面図、」を「の正面図、第２図（ａ）はその左側
面図、第２図（ｂ）はその右側面図、」に訂正する。（４）明細書第７頁第１３〜１５行目「これにより第１
図〜図及び第２図」を「なお、第２図（ａ）（ｂン」に
訂正する。（５）明細書第１３頁第１２行目「さらに１、」を「さ
らに、」に訂正する。（６）明細書第１３頁第２０行目「その斜視図、第２図
はその右端面図、」を「その正面図、第２図（ａ）はそ
の左側面図、第２図（ｂ）はその右側面図、」に訂正す
る。（７）第１図及び第２図を別紙の通り訂正する。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）一端面から他端面まで延長する多孔質金属製の仕
切壁により多数のセルが形成され、前記各セルの一端部
は開口され、他端部は端面壁により閉塞されていること
、を特徴とするろ過素子。
（２）前記仕切壁と端面壁は、金属粉末を担持させた可
燃性シート状部材を焼結処理してなる多孔質金属製であ
ることを特徴とする請求項１記載のろ過素子。
（３）前記ろ過素子に電流印加手段を設けたことを特徴
とする請求項１または２記載のろ過素子。