JPH0552213U - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】耐熱性及び耐熱衝撃性に優れており、熱衝撃に
よってフィルタ部材が破損することのない排気ガス浄化
装置を提供する。 【構成】排気ガス浄化装置２のケーシング２ａ内には、
複数の濾過部材４がガス流通方向に沿って平行に配設さ
れ、かつ支持部材６が配設されている。各濾過部材４は
多孔質炭化珪素製細管の一端部を封止してなる形状に形
成されている。支持部材６は、濾過部材４を支持すると
共に、当該支持位置において濾過部材４間を排気ガスが
濾過されることなく通過することを禁止する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はディーゼルエンジン等の内燃機関の排気経路に配置される排気ガス浄 化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

特開昭５６−１２９０２０号公報には、多孔質コージェライト焼結体によって ハニカム状に形成されたフィルタを有する排気ガス浄化装置が開示されている。 この種のフィルタは、ハニカムを構成する各ガス通過孔のガス供給側又はガス排 出側のいずれか一端部をフィルタ端面から見て市松模様状となるように封止した もので、一体型に形成されている。ガス供給側に開口するガス通過孔とガス排出 側に開口するガス通過孔との隔壁を濾過壁とし、この濾過壁を透過させることに よって排気ガス中に含まれる煤等のパティキュレートを濾別して排気ガスを浄化 している。

【０００３】 かかるハニカムフィルタを再生するために加熱が施されるが、このときに捕集 したパティキュレートの燃焼によって異常昇温することがある。コージェライト の耐熱性がさほど高くないために、隔壁の肉厚が薄い場合（例えば０．２ｍｍ〜 ０．４ｍｍ）、隔壁が溶損するという欠点がコージェライト製ハニカムフィルタ には存在する。これを克服するために、昨今では耐熱性に優れる多孔質炭化珪素 によってハニカムフィルタを構成することも提案されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ディーゼルエンジンでは、その回転数の変動に伴って排気ガスの温度が変化す る。そのため、排気経路に配置された一体型のハニカムフィルタでは、フィルタ の中心部と周辺部との間あるいは前部（ガス供給側）と後部（ガス排出側）との 間で大きな温度差が生じ、これがフィルタにとって大きな熱衝撃となる。

【０００５】 又、フィルタに付着したパティキュレートを燃焼させてフィルタを再生するた めにフィルタを加熱する場合にも、同様に大きな熱衝撃がフィルタに加わる。 しかしながら、耐熱性に優れた炭化珪素製のフィルタであっても、熱衝撃が過 大な場合、フィルタにクラックが発生するという問題がある。

【０００６】 本考案の目的は、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れており、熱衝撃によってもフィ ルタ部材がクラックを生じない排気ガス浄化装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】

上記課題を解決するために本考案は、多孔質炭化珪素製細管の一端部を封止し てなる複数の濾過部材と、排気経路内に前記濾過部材をガス流通方向に沿って支 持すると共に、当該支持位置において濾過部材間を排気ガスがガス流通方向に沿 って濾過されることなく通過することを禁止する支持部材とを備えている。

【０００８】

【作用】

排気経路内における濾過部材の支持位置において、支持部材は濾過部材間で排 気ガスが濾過部材を経ることなく通過することを禁止する。従って、排気経路の 上流側から当該フィルタに流入した排気ガスは濾過部材を透過した後、排気経路 の下流側へ流出する。

【０００９】 即ち、濾過部材の封止端が上流側に向けられている場合、排気ガスは濾過部材 の周壁を通って濾過部材内に進入する。このとき、排気ガス中のパティキュレー トが濾過部材の周壁外面に付着して排気ガスが浄化される。一方、濾過部材の開 口端が上流側に向けられている場合、排気ガスは濾過部材内に進入し濾過部材の 周壁を通って下流側へ流れ出る。このとき、排気ガス中のパティキュレートが濾 過部材の周壁内面に付着して排気ガスが浄化される。

【００１０】 本考案によれば、各濾過部材が独立して所定間隔を隔てて配置されるため、ほ ぼ同時に各濾過部材が局部的にではなく全体的に加熱される。それ故、濾過部材 の各部位間で過大な温度差を生ずることがなく、熱衝撃が緩和される。従って、 従来と異なり、炭化珪素製濾過部材によって構成される本考案の排気ガス浄化装 置は熱衝撃によってクラックを生じることがない。

【００１１】 前記濾過部材を構成する多孔質炭化珪素の平均気孔径は５μｍ〜３０μｍの範 囲であることが好ましい。平均気孔径が５μｍ未満では排気ガスの流通抵抗が大 きくなり排気ガスの放出に支障を来す。一方、平均気孔径が３０μｍを超えると 排気ガス中に含まれる煤等のパティキュレートの除去が不十分となりフィルタと して好ましくない。

【００１２】 前記濾過部材を構成する多孔質炭化珪素の平均気孔率は３０％〜７０％の範囲 であることが好ましい。平均気孔率が３０％未満では排気ガスの流通抵抗が大き くなり排気ガスの放出に支障を来す。一方、平均気孔率が７０％を超えると濾過 部材の機械的強度が低下し実用に供さない。

【００１３】 前記細管状濾過部材の内径は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることが好ましい。内 径を１ｍｍ未満に設定すると、壁厚の均一な濾過部材を製造することが難しくな り、内径が５ｍｍを超えると単位体積当たりにおける濾過部材の内外壁の表面積 が低下して排気ガスの処理効率が低下する。

【００１４】 前記濾過部材の壁厚は０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。 壁厚を０．５ｍｍ未満に設定すると濾過部材の機械的強度が低下し、２．０ｍｍ を超えると排気ガスの流通抵抗が大きくなり排気ガスの放出に支障を来す。

【００１５】

【実施例】

以下に本考案を具体化した一実施例を図１及び図２に従って説明する。 図１に示すように、デイーゼルエンジン等の内燃機関（図示略）の排気管路１ には排気ガス浄化装置２が接続されている。排気ガス浄化装置２の金属製ケーシ ング２ａ内にはフィルタ３が配設されている。フィルタ３は多孔質炭化珪素製の 濾過部材４を複数備えている。

【００１６】 図２に示すように、濾過部材４はパイプ状細管の一端部を封止してなる形状に 形成されており、その内径ｈ₁ は５．０ｍｍ、壁厚ｈ₂ は１．０ｍｍである。又 、濾過部材４を構成する多孔質炭化珪素の平均気孔径は２０μｍであり、気孔率 は４５％である。

【００１７】 濾過部材４の製造に際しては最初に、炭化珪素粉末と粘結剤とを混練してなる 坏土を原料として押出成形によってパイプ状細管を形成する。このパイプ状細管 を所定長さに切断乾燥後、切断された細管の一端にシート状坏土を充填する。そ の後、脱脂焼成することによって濾過部材４が容易に製造される。

【００１８】 フィルタ３は更に二つの保持板５Ａ，５Ｂと保持板を兼用するシール板６とを 備えている。ケーシング２ａ内の上流部及び中央部にそれぞれ配設された保持板 ５Ａ，５Ｂとケーシング２ａの下流部に配設されたシール板６とによって、前記 各濾過部材４は、封止された端部が排気経路の上流側に位置するようにケーシン グ２ａ内に平行に配設されている。

【００１９】 保持板５Ａ，５Ｂは複数の通気孔を有するパンチングメタル状の板材であり、 ケーシング２ａ内において排気ガスの流通を許容する。シール板６は各濾過部材 ４を保持するのみならず、各濾過部材４の間及び濾過部材４とケーシング２ａの 内壁との間の空隙を埋めて排気ガスの流通を禁止する。

【００２０】 このように、フィルタ３は複数の濾過部材４、二つの保持板５Ａ，５Ｂ及びシ ール板６とによって構成されている。ケーシング２ａ内にはその内周部に沿って フィルタ３との間隙を埋めるように、耐火断熱材７が配設されている。

【００２１】 さて、内燃機関からの排気ガスはシール板６によって区画されるケーシング２ ａの上流側に充満する。この排気ガスは各濾過部材４の主に周壁を透過して濾過 部材４の管内に進入する。このとき、煤等のディーゼルパティキュレートが濾過 部材４の外周表面に付着し、排気ガスが浄化される。

【００２２】 本実施例では、シール板６による細管状濾過部材４の支持位置が濾過部材４の 開口端近傍（下流側端部近傍）となっている。従って、各濾過部材４がほぼ同時 に全体的に加熱されるため、濾過部材４の前後部で過大な温度差を生じることが なく、熱衝撃が緩和される。

【００２３】 尚、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、次の態様にて実施しても よい。即ち、 （１）図３に示すように、排気ガス浄化装置８のケーシング８ａを箱型に形成 し、そのケーシング８ａ内に複数の濾過部材４を縦置きに配設すること。この構 成によれば、濾過部材４の全長を短く設定することができる。又、各濾過部材４ の下端部をケーシング８ａの内壁に当接させて各濾過部材４をその長手方向への ズレを生じないように確実に支持固定することができる。

【００２４】 （２）図４に示すように、ケーシング２ａ内において、各濾過部材４をその開 口端が排気経路の上流側に、封止端が下流側に向くように配置すると共に、シー ル板６をケーシング２ａの上流側に配設すること。この場合、排気ガスは各濾過 部材４の開口部から濾過部材４内に進入し、シール板６よりも後方に位置する濾 過部材４の周壁によって濾過される。

【００２５】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、多孔質炭化珪素製細管の一端部を封止し てなる複数の濾過部材と、排気ガスがガス流通方向に沿って濾過されることなく 通過することを禁止する支持部材とを用いて排気ガス浄化装置を構成したので、 耐熱性及び耐熱衝撃性に優れ、熱衝撃によってもクラックを生じないという優れ た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】排気ガス浄化装置とその内部に収容されたフィ
ルタとを示す断面図である。

【図２】図１に示すフィルタの要部拡大断面図である。

【図３】排気ガス浄化装置及びそのフィルタの別例を示
す断面図である。

【図４】図１に示すフィルタの配置方法の別例を示す要
部拡大断面図である。

【符号の説明】

２，８ 排気ガス浄化装置、３ フィルタ、４ 濾過部
材、６ 支持部材としてのシール板。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気経路に配置される排気ガ
   ス浄化装置（2, 8）であって、多孔質炭化珪素製細管の
   一端部を封止してなる複数の濾過部材（４）と、排気経
   路内に前記濾過部材（４）をガス流通方向に沿って支持
   すると共に、当該支持位置において濾過部材（４）間を
   排気ガスがガス流通方向に沿って濾過されることなく通
   過することを禁止する支持部材（６）とを備えた排気ガ
   ス浄化装置。