JPH0513934Y2 - - 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等の排気系に取
付けられパテイキユレート（微粒子）捕捉用のハ
ニカムフイルタを有するエンジン排気浄化装置に
関するものである。

（従来の技術） 従来、自動車のデイーゼルエンジン排気浄化装
置としては、排気系通路に取り付けられるパテイ
キユレート捕捉用のセラミツクス製ハニカムフイ
ルタと、該ハニカムフイルタの排気上流側近傍に
配設される電気ヒータとを具備したものがある。

上記ハニカムフイルタの構造は、第１０図およ
び第１１図に示すように、多孔質のコーデイエラ
イト等からなる隔壁３により多数のセル４を形成
し、それらのセル４の両端開口部を栓５で交互に
塞いでいる。したがつて、デイーゼルエンジンの
排気が隔壁３を介してその隣接するセル４内へ流
動することにより、排気中のパテイキユレートは
隔壁３の表面によつて捕捉される。

このハニカムフイルタ１はエンジン運転中しだ
いにパテイキユレートの堆積量が増加しフイルタ
背圧が上昇する。背圧上昇を防止するため、隔壁
３に堆積したパテイキユレートを電気ヒータ（図
略）により定期的に焼却して再生するようにして
いる。

（考案が解決しようとする問題点） ところで、ヒータによる焼却再生時にはハニカ
ムフイルタ１の上流側部分から下流側部分にいく
につれて温度上昇が大になるため、とくに下流側
部分において溶損が生じやすいという問題があ
る。

フイルタ下流側部分の溶損を防止するために
は、溶損しやすい下流側部分を初めから除去する
こととが考えられる（実開昭59−67516号）。しか
し、このように構成すると、フイルタ全体の大き
さに比べてパテイキユレート捕捉部分の容量が小
さくなるという問題がある。

上記のようにフイルタ再生時、フイルタ内部の
温度は下流側ほど上昇する。その理由は、従来の
ハニカムフイルタ構造ではパテイキユレートの捕
集量は全体としてほぼ均一であり、再生中はフイ
ルタの上流側に比べ下流側で燃焼熱の蓄積が大に
なるからである。本考案者はこの知見にもとづい
て上記問題を解決するもので、パテイキユレート
の捕集量をフイルタの排気下流側で少なくするこ
とにより、該フイルタの排気下流側の温度上昇を
小さくして溶存防止を図り、なおかつ全体として
の捕集能力を犠牲にしないようにしたものであ
る。

（問題点を解決するための手段） 本考案の排気浄化装置の具体的な構造は、排気
系に一体の多孔質セラミツクス製ハニカムフイル
タを配設し、該ハニカムフイルタは、その隔壁の
総体積中に占める空〓の体積の割合としての気孔
率を、排気上流側で大きくかつ排気下流側にいく
に従つて次第に小さくなるようにしたことを特徴
とするものである。

ハニカムフイルタの材質はコーデイエライト、
γアルミナ、マグネシア、ジルコニア、酸化カル
シウム等の多孔質セラミツクスであり、ハニカム
フイルタの上流側近傍には、パテイキユレート焼
却手段である電気ヒータ、バーナなどが設けられ
る。

本考案において、上記フイルタの気孔率は骨材
粒子の粒子径分布、形状、結合材の量などにより
制御されるが、骨格の大きさおよび気孔径そのも
のとは全く無関係なものである。

（作用） 本考案ではハニカムフイルタの隔壁の気孔率を
下流側へいくほど小さくしたから、下流側へいく
ほどガス流れが減少しパテイキユレート捕集量が
低下するとともに熱容量が大になる。したがつて
フイルタ再生時には、パテイキユレート捕集量と
熱容量の分布が燃焼伝播方向において異なること
による相乗効果によつて、下流側部分での異常昇
温が抑制され、溶損が良好に防止されることにな
る。しかも、フイルタの気孔率を排気上流側で大
きくしたので、全体としてのガス流量が保証さ
れ、パテイキユレートの捕捉能力が犠牲になるこ
ともない。

（実施例） 以下に本考案の一実施例を図面によつて説明す
る。

第１図において、１はコーデイエライト等の多
孔質セラミツクスを材質とするハニカムフイルタ
で、自動車用デイーゼルエンジンの排気通路の途
中に取り付けられている。ハニカムフイルタ１の
前面側（排気入口側）近傍にはパテイキユレート
焼却用の電気ヒータ２が配設されている。

ハニカムフイルタ１内には隔壁３により多数の
セル４が形成され、それらの前後両端の開口部は
栓５によつて交互に塞がれている。

第２図は上記ハニカムフイルタ１の隔壁３の気
孔率を示すグラフで、ハニカムフイルタ１の前端
面では気孔率が約67％であるが、後面側に向かう
につれてほぼ一定の傾きで小さくなり、後端面で
は気孔率が約57％になつている。

したがつて、ハニカムフイルタ１の隔壁３の気
孔率が前側に比べて後側へいくほど徐々に小さく
なつているため、それに伴いハニカムフイルタ１
の隔壁３の単位面積当りの熱容量にも前後方向に
おいて異なつた分布が生じている。すなわち、第
３図に示すように、ハニカムフイルタ１の前側に
比べて後側へいくほど熱容量が徐々に増大してい
る。

一方、ハニカムフイルタ１の気孔率が前後方向
において変化していることにより、該ハニカムフ
イルタ１を通る排ガスの流れも変化する。すなわ
ち、本ハニカムフイルタ１の排ガス流量は、第４
図に線Ａで示すように排気下流側にいくほど徐々
に減少しているが、従来の気孔率が一定であるハ
ニカムフイルタの排ガス流量を示す線Ｂとの比較
から明らかなように、排気上流側では本ハニカム
フイルタの方が従来のハニカムフイルタよりも排
ガス流量が大きくなつている。

本実施例に係るハニカムフイルタ１においては
細孔の径が一定であれば、パテイキユレート捕捉
量は単位時間当りの排ガス流量に比例するため、
排気上流側ではパテイキユレート捕捉量が増大す
る一方、排気下流側ではパテイキユレート捕捉量
が減少し、全体としての捕捉能力は従来のものに
比して何らの遜色もない。

次に、第８図に本考案のハニカムフイルタの焼
却再生時における温度推移を示し、第９図に従来
フイルタの温度推移を示す。両図中、グラフＦ，
Ｒは、それぞれフイルタ前側部分、フイルタ後側
部分の温度上昇特性を表わす。

第９図のグラフＦ，Ｒから明らかなように、気
孔率が均一である従来構造のフイルタでは、フイ
ルタ後側部分の最高温度がフイルタ前側部分のそ
れに比べてｔ℃も上昇していたが、本実施例のハ
ニカムフイルタ１では、第８図に示すように、フ
イルタ後側部分の最高温度はフイルタ前側部分の
それと殆んど差がない、という好結果が得られ
た。

本考案のハニカムフイルタ１を製造する場合
は、例えば第５図ないし第７図に示す工程にした
がつて製造すればよい。すなわち、まず微粉状の
セラミツクス原料１１にあらかじめ有機溶媒を多
目に添加して十分混練し、この後、約フイルタ一
個分の量を取り、底の浅い広めの容器１２にて平
にならす。次に、容器１２内の混練物２１に熱線
Ｈを照射し、これにより上側表面の有機溶剤をあ
る程度揮散させる。そして、そのままの状態で押
出し型１３で成形すると、前側と後側とで空〓密
度の異なるものが得られる。押し出された成形物
３１を焼成したのち栓詰めし、前後逆向きにして
使用すればよい。

（考案の効果） 叙上のように本考案によれば、ハニカムフイル
タの排気下流側にいくほど、熱容量が大となり温
度上昇が抑えられ、しかも排気流量が減少してパ
テイキユレート捕捉量が少なくなる。したがつ
て、これらの相乗効果により、再生時におけるフ
イルタ下流側部分の溶損を防止することができ
る。また、フイルタの気孔率を排気上流側で大き
くしたので、全体としてのガス流量が保証され、
パテイキユレートの捕捉能力が犠牲になることは
ない。さらには、一体のフイルタ内で気孔率を調
整するようにしたので、組立が面倒になることが
ないばかりか、フイルタの保管管理も容易とな
り、コスト的に不利になることもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例に係るハニカムフイ
ルタの構造を示す断面図、第２図は同フイルタの
気孔率の分布を示すグラフ、第３図は同フイルタ
の熱容量の分布を示すグラフ、第４図は同フイル
タのガス流量の分布を示すグラフ、第５図ないし
第７図はそれぞれ同フイルタの製造過程を説明す
る工程図、第８図，第９図はそれぞれ再生時にお
ける本考案フイルタ、従来フイルタの端部温度上
昇特性を示すグラフ、第１０図、第１１図はそれ
ぞれハニカムフイルタを示す外観図、断面図であ
る。 １……ハニカムフイルタ、３……隔壁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気系に一体の多孔質セラミツクス製ハニカム
   フイルタを配設し、該ハニカムフイルタは、その
   隔壁の総体積中に占める空〓の体積の割合として
   の気孔率を、排気上流側で大きくかつ排気下流側
   にいくに従つて次第に小さくしたことを特徴とす
   るエンジン排気浄化装置。