JPH04300609A - バーナー加熱型ハニカムフィルタ - Google Patents
バーナー加熱型ハニカムフィルタInfo
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
化するバーナー加熱型ハニカムフィルタに関するもので
ある。
の排気ガス中に混在する煤を除去する方法としては、ハ
ニカム状に形成された多孔質焼結体製のフィルタをエン
ジンの排気側に接続し、このフィルタによって排気ガス
中の煤を捕集した後、加熱することにより煤を燃焼させ
る方法が提案されている。一般に煤の燃焼に際しては、
例えばフィルタの流入側にバーナーを設け、このバーナ
ーによってフィルタを煤の着火温度(600℃程度)ま
で加熱する必要がある。
バーナー加熱型ハニカムフィルタの加熱の際には、フィ
ルタの流入側端部の中心部分が加熱されるため、フィル
タの流入側と流出側、及びフィルタの中心と外周とで温
度差が生じ易い。この温度差によって軸線方向または円
周方向には応力が発生するが、多孔質炭化珪素焼結体で
構成された通常サイズ(長さ130mm、外径:140
mm)のフィルタではこの程度の応力に耐えうる機械的
強度を有しており、構造に対する影響は特にない。
が大きくなると、バーナーによりガス流入側端部が加熱
されたとき、ハニカムフィルタの両端部間の温度差が大
きくなる。特に長さが150mm以上の場合には、この
温度差が400℃以上になり、軸線方向の応力が増大し
てクラックが発生し、ハニカムフィルタが破損するとい
う問題がある。
のであり、その目的は、再生処理中におけるハニカムフ
ィルタ各部分の温度差を減少させることで、従来のフィ
ルタよりも大型であるにも関わらずクラックの発生に起
因する破損を未然に防止し得るハニカムフィルタを提供
することにある。
に本発明は、内燃機関の排気側に連通するケーシング内
に配置されると共に、その軸線方向に延びる複数のセル
を有し、バーナーの加熱により内燃機関の排気ガスを浄
化するハニカムフィルタにおいて、排気ガス流入側にて
開口すると共に、ハニカムフィルタの軸線方向に延び、
かつ排気ガス流出側にて閉塞され、更にハニカムフィル
タのセルよりも大きな断面積を有する中空部を設けてい
る。
加熱されることにより、軸線方向における排気ガス流入
側と流出側との温度差が小さくなる。従って、軸線方向
の応力が減少し、クラックの発生が未然に防止される。 前記中空部の深さは、前記ハニカムフィルタの全長の1
/2以上であることが望ましい。この深さがハニカムフ
ィルタの全長の1/2未満であると、フィルタの排気ガ
ス流出側には被加熱部分である中空部が存在しないこと
になる。従って、バーナーの熱がフィルタ流出側まで充
分に伝達されず、流入側と流出側との温度差が効果的に
減少されない。尚、前記中空部をハニカムフィルタに貫
通形成して、その中空部の流出側開口を蓋によって閉塞
しても良い。
フィルタの直径の1/10〜2/3の範囲であることが
望ましい。この内径がフィルタの直径の1/10未満で
あると、被加熱部分である中空部内面の面積が小さいた
め、排気ガス流入側と流出側との温度差を減少させるこ
とができない。一方、フィルタの直径の2/3を越える
と、充分な濾過面積をフィルタに確保することができず
煤をトラップする効率が落ちる。また、フィルタの機械
的強度が低下して破損し易くなる。
図面を参照しながら詳しく説明する。図1に示すように
、排気ガス浄化装置1は金属パイプ製のケーシング2を
備え、そのケーシング2の通路2aが内燃機関Eの排気
管路Eaに接続されている。このケーシング2内には内
燃機関Eから放出される排気ガスを浄化するためのハニ
カムフィルタ3が配設されている。また、ハニカムフィ
ルタ3のガス流入側には再生処理用のバーナー4が設け
られている。
ニカムフィルタ3は炭化珪素焼結体によってハニカム状
に形成され、円柱状の形状(長さ250mm、直径14
0mm)を呈している。フィルタ3の中心部分の軸線方
向には、排気ガス流入側にて開口されかつ流出側にて閉
塞される中空部5が形成されている。この中空部5の深
さはフィルタ3全長の約9/10(230mm)に設定
されると共に、その内径はフィルタ3直径の1/7(2
0mm)に設定されている。
空部5より小さな断面積を有する複数の連通孔6が形成
されている。各連通孔6の排気ガス流入側及び流出側の
何れかの端部には、多孔質焼結体からなる厚さ5mmの
封止片7が配置されている。この封止片7によって、流
入側または流出側の何れかに開口するセル8a,8bが
形成されている。
るセル8a側に導入された排気ガスは、各セル8a,8
b間に位置する内壁9を介して、流出側に開口する隣接
のセル8b側に排出される。この時、煤のみがセル8a
,8bの内壁9面にトラップされることで、排気ガスの
浄化が行われる。フィルタ3に所定量の煤がトラップさ
れるとバーナー4が点火され、ハニカムフィルタ3の加
熱が開始される。そして、ハニカムフィルタ3内の煤が
燃焼され、ハニカムフィルタ3が元の状態に再生される
。
3をディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置1に適用し
て、750〜800℃で10分間の条件でバーナー4に
よる加熱処理を行った。そして、バーナー4点火直後(
1分後)におけるフィルタ3の流入側及び流出側の温度
(℃)を測定すると共に、加熱処理によるクラックの発
生状態を観察した。その結果を表1に示す。更に、実施
例と同材料かつ同サイズであって、上述の中空部5のみ
が形成されていないハニカムフィルタを比較例として用
い、同様の測定及び観察を行った。その結果を表1に示
す。
直後にフィルタ3の流入側の温度を測定したところ共に
700℃であり、実施例及び比較例では特に差は見られ
なかった。流出側の温度を測定した結果、実施例及び比
較例ではそれぞれ400℃,150℃を示し、実施例の
方が比較例より高い温度になることがわかった。この時
、実施例における流入側と流出側との温度差は300℃
となり、一般的にクラックが発生する温度差(400〜
500℃)よりも小さくなった。一方、比較例ではこの
温度差は550℃となり、上記の温度差よりも大きくな
った。
取り外してクラックの発生状態を観察する操作を10回
行ったところ、実施例ではクラックは全く認められなか
った。ところが、比較例では軸線方向にクラックが発生
して、フィルタが破損しているのが認められた。実施例
と比較例との間でこのような差が生じた理由としては、
バーナー4の点火時に加熱される中空部5の有無に関係
している。即ち、中空部5内周面が加熱されることで熱
がフィルタ3の各部分に充分伝達されて、軸線方向にお
ける排気ガス流入側と流出側との温度差が減少して、そ
れに伴って応力も減少するからである。尚、中空部5の
深さ及び内径を本実施例のように設定することにより、
一定の濾過面積及び機械的強度をフィルタ3に確保しつ
つ、各部分の温度差を効果的に減少させることが可能に
なる。また、前記中空部5を設けることによりフィルタ
3全体を大型化でき、その上限は長さ500mm、外径
300mmである。
ことなく、発明の範囲を逸脱しない範囲内で以下のよう
な態様に変更することが可能である。例えば、(a)
本実施例のようにフィルタ3中央部に一つの中空部5
を形成する代わりに、内径の小さい複数の中空部を設け
てもよい。但し、これら中空部の内径はセルの内径より
も大きい。 (b) 図2に示すように、フィルタ3の特定部分に
対する応力の集中を避けるために、本実施例では中空部
5を断面円形状にしている。しかし、応力集中が起こら
ない形状であれば特に円形状である必要はなく、楕円等
の任意の形状にすることが可能である。 (c) 本実施例のハニカムフィルタ3は炭化珪素焼
結体を使用するものであるが、これに代えてコージエラ
イトを用いてもよい。前記材料からなるハニカムフィル
タ3はバーナー4燃焼時の着火性に優れており、速やか
な煤の燃焼が可能になる。
加熱型ハニカムフィルタによれば、再生処理中における
ハニカムフィルタ各部分の温度差が減少され、従来のフ
ィルタより大型であるにも関わらずクラックの発生に起
因する破損を未然に防止し得るという優れた効果を奏す
る。
ニカムフィルタの装着状態を示す部分正断面図である。
ある。
る断面図である。
ーナー、5 中空部、8a,8b セル、E 内
燃機関。
Claims (3)
- 【請求項1】 内燃機関(E)の排気側に連通するケ
ーシング(2)内に配置されると共に、その軸線方向に
延びる複数のセル(8a,8b)を有し、バーナー(4
)の加熱により内燃機関(E)の排気ガスを浄化するハ
ニカムフィルタ(3)において、排気ガス流入側にて開
口すると共に、ハニカムフィルタ(3)の軸線方向に延
び、かつ排気ガス流出側にて閉塞され、更にハニカムフ
ィルタ(3)のセル(8a,8b)よりも大きな断面積
を有する中空部(5)を設けたことを特徴とするバーナ
ー加熱型ハニカムフィルタ。 - 【請求項2】 前記中空部(5)の深さは、前記ハニ
カムフィルタ(3)の全長の1/2以上である請求項1
記載のバーナー加熱型ハニカムフィルタ。 - 【請求項3】 前記中空部(5)の内径は、前記ハニ
カムフィルタ(3)の直径の1/10〜2/3の範囲で
ある請求項1又は2記載のバーナー加熱型ハニカムフィ
ルタ。
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---|---|---|---|
JP06590391A JP3164833B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | バーナー加熱型ハニカムフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06590391A JP3164833B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | バーナー加熱型ハニカムフィルタ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04300609A true JPH04300609A (ja) | 1992-10-23 |
JP3164833B2 JP3164833B2 (ja) | 2001-05-14 |
Family
ID=13300390
Family Applications (1)
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---|---|---|---|
JP06590391A Expired - Fee Related JP3164833B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | バーナー加熱型ハニカムフィルタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3164833B2 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010048256A (ja) * | 2009-09-16 | 2010-03-04 | Ibiden Co Ltd | ハニカムフィルタの製造方法及びハニカムフィルタ |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP06590391A patent/JP3164833B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP2010048256A (ja) * | 2009-09-16 | 2010-03-04 | Ibiden Co Ltd | ハニカムフィルタの製造方法及びハニカムフィルタ |
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