JPH0550323B2 - - Google Patents

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JPH0550323B2
JPH0550323B2 JP1612487A JP1612487A JPH0550323B2 JP H0550323 B2 JPH0550323 B2 JP H0550323B2 JP 1612487 A JP1612487 A JP 1612487A JP 1612487 A JP1612487 A JP 1612487A JP H0550323 B2 JPH0550323 B2 JP H0550323B2
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    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/30—Exhaust treatment

Description

【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野） 本発明は、デイーゼルエンジン等の燃焼機関か
ら排出される排ガス中の炭素を主成分とする微粒
子を捕獲し、その微粒子を燃焼させて排ガスを浄
化するフイルタに関するものである。 （従来の技術） デイーゼルエンジン等の燃焼機関から排出され
る排ガス中の炭素を主成分とする微粒子を浄化す
るフイルタとしては、セラミツクハニカムの貫通
孔を交互に閉塞したフイルタが例えば特開昭56−
124417号公報において知られている。 このようなフイルタは、微粒子が隔壁に堆積さ
れ圧力損失が大きくなりエンジン性能が低下する
ため、堆積した微粒子を燃焼させてフイルタを再
生させる必要があつた。 （発明が解決しようとする問題点） ところで、従来のハニカム構造体においては、
フイルタの作用をする隔壁は押出し成形によつて
製作されているためその壁厚、気孔径、気孔率は
実質的にほぼ一様であり、微粒子は隔壁の排ガス
入口側から出口側に向けて一様ないしフイルタの
出口端では増加して堆積される。 燃焼再生の際には入口側から出口側へ微粒子層
が順次着火してフイルタの再生が行なわれるので
あるが、上述したように微粒子が堆積した従来の
セラミツクハニカムフイルタでは、入口側で発生
した燃焼熱が出口側へ伝播する一方出口側の微粒
子層の燃焼熱のため、出口側隔壁の温度が急上昇
してセラミツクフイルタが溶融したりまた熱衝撃
によりクラツクが発生してしまう欠点があつた。 この欠点を解消するため、多孔質セラミツクハ
ニカム構造体をコルゲート法により排ガス入口側
から出口側に向けて気孔率が減少するよう構成す
ることが特開昭61−129017号公報において開示さ
れている。しかしながら、この構造のフイルタを
製造するためには、気孔率が異なるセラミツクグ
リーンシートを準備する必要があり、かつ気孔率
が異なるグリーンシートの成形体を焼成すると気
孔率に応じてグリーンシートの焼成収縮率が異な
るため、ハニカム構造体の製造が困難となる欠点
があつた。 さらに、気孔率はセラミツクグリーンシートに
より特定されるため、種々の気孔率を有するフイ
ルタを製造する場合、それぞれセラミツクグリー
ンシートを準備する必要があつた。 本発明の目的は上述した不具合を解消して、製
造が容易で再生燃焼時に溶損や破損の生じないセ
ラミツクハニカムフイルタを提供しようとするも
のである。 （問題点を解決するための手段） 本発明の排ガス浄化用セラミツクハニカムフイ
ルタは、押出し成形によつて得られた多数の貫通
孔を有するセラミツクハニカム構造体の開孔端部
が交互にセラミツク材で閉塞され、該貫通孔を形
成する隔壁により排ガス中の微粒子が捕獲され排
ガス入口側の隔壁面上に微粒子が蓄積される排ガ
ス浄化用セラミツクハニカムフイルタにおいて、
排ガス出口側端部からフイルタ有効全長の1/10〜
８／１０の長さを有する多孔質セラミツク層を隔壁面
上に設けることを特徴とするものである。 （作用） 上述した構成において、多孔質セラミツク層を
設けた部分は隔壁が厚くなり隔壁を通過する排ガ
ス流が制限されるため、その部分に堆積する微粒
子の量すなわちスート量が減少して堆積スートの
再生燃焼時に発生する熱量が減少するため出口側
の温度が低くなるとともに、多孔質セラミツク層
の熱容量によりスートの燃焼熱が吸収されて隔壁
の温度がより低くなるため、フイルタの溶融、破
損を生ずることがない。 また、押出し成形によつて得られるセラミツク
ハニカム構造体の隔壁上に単に多孔質セラミツク
層を被覆するのみで種々の気孔率を有するフイル
タが得られるので、製造は簡単となる。 さらに、多孔質セラミツク層をγ−アルミナ等
の触媒担体用補助材で形成して白金等の触媒を担
持すると、微粒子の除去とともに排ガス中に存在
する一酸化炭素、炭化水素類、窒化酸化物を分解
することが可能となる。 なお、本発明で多孔質セラミツク層を設けた排
ガス出口側端部からフイルタ有効全長の1/10〜8/
１０の部分は、多孔質セラミツク層を設けないで堆
積した微粒子が燃焼する際に発熱温度が約700℃
以上となる隔壁の部分に対応しており、セラミツ
クハニカムフイルタの径、長さ、セル密度等によ
り最適な値が定まるものであるが、上述した範囲
の長さの多孔質セラミツク層であればその効果が
ある。 （実施例） 第１図は本発明の排ガス浄化用セラミツクハニ
カムフイルタの一実施例を説明するための断面図
である。第１図において、１はセラミツクハニカ
ム構造体の隔壁、２は貫通孔４の閉塞部、３は多
孔質セラミツク層、４は隔壁１により画成される
貫通孔であり、５及び矢印は排ガスの流れを示
す。多孔質セラミツク層３がフイルタ有効全長の
１／２の排ガス出口側の隔壁面上に設けた場合を示
している。なお、本発明で多孔質セラミツク層３
の有効長さは閉塞部２を除く隔壁１の有効フイル
タ長さを意味するものとする。 セラミツクハニカム構造体としては、均一な形
状、気孔径、気孔率、生産性の面から押し出し成
形により製造したものが好適に使用でき、その材
質は熱衝撃性、気孔率の面からコージエライトを
使用すると好適である。また、貫通孔４の形状と
しては断面が六角形、四角形、丸形等で、その数
はセル密度7.7〜46.5セル／cm2（50〜300CPI2）の
ものが好適である。さらに、隔壁１の厚みは0.25
〜0.76mm（10〜30mil）が好適である。 閉塞部２はハニカム構造体の成形体および焼成
体の所定の貫通孔を閉塞することにより作製し、
その材質はセラミツクハニカム構造体の材質と同
一の材質であると好ましい。 多孔質セラミツク層３は排ガス出口側の端部か
ら上述した所定の長さにわたつて排ガスの入口側
および出口側の隔壁１上の両方あるいはいずれか
一方に設けられる。また、多孔質セラミツク層３
に触媒担持補助材を兼ねさせることも可能で、そ
の場合この触媒担持補助材をγ−アルミナ等で形
成して白金等の触媒を担持させて触媒担持層を形
成することにより、微粒子を含む排ガスの浄化と
ともに排ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素
類、窒素酸化物を酸化還元したり、またスートの
着火温度を低くして連続的に体積スートを燃焼さ
せることが可能となる。 多孔質セラミツク層３の材質としては、耐熱性
および所定の気孔率の面からセラミツク材が選ば
れ、隔壁と同じ材質の場合熱膨脹係数が一致する
ため特に好ましい。 多孔質セラミツク層３の厚みは、隔壁１の厚
さ、気孔率、多孔質セラミツク層３の材質および
気孔率によつて選択され、排ガス入口側から出口
側に均一な厚さ、あるいは徐々に厚くしてもよい
が、微粒子の燃焼熱による隔壁の温度上昇を抑制
するためには比較的厚く形成してもよい。例え
ば、直径143.8mm（5.66インチ）、長さ152.4mm（６
インチ）、気孔率50％、セル密度31セル／cm2
（200CPI2）、隔壁の厚さ0.3mm（12mil）のコージ
エライトハニカムの場合には、重さに換算して全
体で400ｇの多孔質セラミツク層３を排ガスの排
出側にフイルタ有効全長8/10の有効長さにわたつ
て設けても効果がある。 実施例 第１表に示す二種類の形状のコージエライトか
らなるハニカム構造体を準備し、第１表に示す材
質、長さ、重量の多孔質セラミツク層を設けた本
発明品試料No.１〜10、参考例No.11〜13および多孔
質セラミツク層を設けない従来品試料No.14、15の
セラミツクハニカムフイルタを得た。得られたフ
イルタをデイーゼルエンジンに装着して、第１表
に示す量の炭素を主成分とする微粒子（スート）
を隔壁に堆積させた。その後、フイルタの排ガス
入口側の微粒子にバーナで着火し、各フイルタの
フイルタ内最高温度を測定するとともに、スート
燃焼後のフイルタ損傷状況を調べた。結果を第１
表に、排ガス出口側からの多孔質層の長さ／フイ
ルタ有効全長と、フイルタ内の最高温度との関係
を第２図に示す。
【表】
【表】 ＊ 多孔質層寸法は目封じ部を除いて表した。
第１表及び第２図から明らかなように、多孔質
セラミツク層の有効長さが1/10〜8/10である試料
No.１〜10のフイルタ内最高温度は、多孔質セラミ
ツク層を設けなかつた試料No.14および15と比較し
て低くなり、破損、溶損が生じないことがわかつ
た。また、全体に多孔質セラミツク層を設けた試
料No.13では微粒子がフイルタ内に均一に堆積して
しまい、多孔質セラミツク層を設けない試料No.14
よりフイルタ内最高温度は低くなるものの破損し
てしまうことがわかつた。また、多孔質セラミツ
ク層をγ−アルミナで形成して触媒担持補助材の
役目を兼ねさせた試料No.10でもフイルタ内最高温
度は低くなり、破損の危険もなくなることがわか
つた。 （発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなよう
に、本発明の排ガス浄化用セラミツクハニカムフ
イルタによれば、排ガス出口側端部から所定有効
長さの多孔質セラミツク層を隔壁面上に設けるこ
とにより、フイルタ再生化のための堆積した微粒
子の燃焼時に溶損や破損の生じないセラミツクハ
ニカムフイルタを簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の排ガス浄化用セラミツクハニ
カムフイルタの一実施例を説明するための断面
図、第２図は多孔質セラミツク層の長さとフイル
タ内最高温度との関係を示すグラフである。 １……隔壁、２……閉塞部、３……多孔質セラ
ミツク層、４……貫通孔、５……排ガスの流れ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 押出し成形によつて得られた多数の貫通孔を
    有するセラミツクハニカム構造体の開孔端部が交
    互にセラミツク材で閉塞され、該貫通孔を形成す
    る隔壁により排ガス中の微粒子が捕獲され排ガス
    入口側の隔壁面上に微粒子が蓄積される排ガス浄
    化用セラミツクハニカムフイルタにおいて、排ガ
    ス出口側端部からフイルタ有効全長の1/10〜8/10
    の長さを有する多孔質セラミツク層を隔壁面上に
    設けることを特徴とする排ガス浄化用セラミツク
    ハニカムフイルタ。 ２ 前記セラミツクハニカム構造体がコージエラ
    イトである特許請求の範囲第１項記載のフイル
    タ。 ３ 前記多孔質セラミツク層がコージエライトで
    ある特許請求の範囲第２項記載のフイルタ。 ４ 前記多孔質セラミツク層が触媒担持層である
    特許請求の範囲第２項記載のフイルタ。 ５ 前記触媒担持層がγアルミナを主成分とする
    特許請求の範囲第４項記載のフイルタ。 ６ 前記多孔質セラミツク層が排ガス出口側の隔
    壁面上に設けられている特許請求の範囲第３項ま
    たは第４項記載のフイルタ。
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