JPH0573220U - 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】多孔質炭化珪素板に、ガス供給側に開口される
と共にガス排出側は封止された複数のガス流通孔４ａを
ガス流通方向に沿って形成することにより、濾過部材４
を構成する。複数の濾過部材４をスペーサ５Ａ〜５Ｃを
介して積層することにより、それらの間に通気経路を区
画形成する。

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 耐熱性はさほど高くないため、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等の セラミックス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、それが一体 型に成形されている限り熱衝撃が過大な場合には、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 ルタ部材が破損することの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では、多孔質炭化珪素板に、ガス供給側に開 口されると共にガス排出側は封止された複数のガス流通孔をガス流通方向に沿っ て形成してなる複数の濾過部材を設け、これら濾過部材を積層した状態でそれら の間に通気経路を区画形成して、排気ガス浄化装置を構成した。

【０００８】

【作用】

排気経路の上流側から流入した排気ガスは濾過部材のガス流通孔に進入し、各 ガス流通孔を構成する濾過部材の壁面を透過する。そして、濾過部材を透過した ガスは濾過部材間に確保された通気経路に放出され、この通気経路を通って排気 経路の下流側へ流出する。排気ガスが濾過部材を透過する際、排気ガス中のパテ ィキュレートが濾過部材のガス流通孔内に付着して排気ガスが浄化される。

【０００９】 ガス流通孔はガス流通方向に沿って複数形成されるため、濾過部材全体にわた りガス流通孔が通っている。従って、ガス流通孔への排気ガスの流入によって、 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。故に、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、 熱衝撃によって濾過部材にクラック等を生じ、排気ガス浄化装置が破損するとい うことがない。

【００１０】 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〜５０μｍ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。平均気孔径が５０μｍ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。

【００１１】 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。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。

【００１２】 前記濾過部材のガス流通孔の口径は１ｍｍ〜５ｍｍの範囲であることが好まし い。口径を１ｍｍ未満に設定したとき、濾過部材の壁部の流通抵抗が過大になら ないように多孔質炭化珪素板の厚さを薄く設定する必要があるが、その場合、濾 過部材の機械的強度が低下する。一方、口径が５ｍｍを超えると単位体積当たり における濾過部材のガス流通孔内壁の表面積が低下して排気ガスの処理効率が低 下する。

【００１３】 前記濾過部材間に通気経路を区画形成すると共に、排気ガスが濾過部材によっ て濾過されることなく排気ガス浄化装置を通過することを禁止するスペーサを、 前記濾過部材間にそれぞれ配設することは好ましい。かかるスペーサの使用によ り、濾過部材間に一定の間隔を確保しつつ濾過部材を互いに固定することが容易 となる。

【００１４】 尚、スペーサは、セラミックファイバーボードのようにある程度の通気性と弾 性とを有する材料によって構成されることが好ましい。

【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、ディ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は複数の濾過部材４と スペーサ５Ａ，５Ｂ，５Ｃとによって構成されている。

【００１６】 図１，２に示すように、濾過部材４は多孔質炭化珪素製の板材からなり、濾過 部材４にはガス流通方向に沿って延びる複数のガス流通孔４ａが並設されている 。各ガス流通孔４ａは濾過部材４の前端部に開口され、後端部は封止されている 。板状の濾過部材４の厚みｈ₁ は８ｍｍに設定されており、各ガス流通孔４ａの 口径ｈ₂ は４ｍｍに設定されている。濾過部材４を構成する多孔質炭化珪素の平 均気孔径は３０μｍであり、気孔率は６０％である。

【００１７】 スペーサ５Ａ〜５Ｃはセラミックファイバーボードからなる長板状部材であり 、スペーサ５Ａ〜５Ｃ自体が一定の通気性を有しフィルタとしても機能する。ス ペーサ５Ａ〜５Ｃは、濾過部材４の上面（又は下面）の前部、中央部及び後部の 各位置において、それぞれ濾過部材４の幅方向に沿って配置されている。

【００１８】 これらスペーサ５Ａ〜５Ｃによって、各濾過部材４は所定間隔（２ｍｍ）を隔 ててケーシング２ａ内に積層配置される。又、これらスペーサ５Ａ〜５Ｃによっ て各濾過部材４間の隙間が完全に埋めつくされており、排気ガスが濾過部材４あ るいはスペーサ５Ａ〜５Ｃを経ずして何ら濾過されることなくフィルタ３を通過 することを禁止している。

【００１９】 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。又、ケーシング２ａの内部後端には三本の支 持具６が固定されている。各支持具６は濾過部材４に対して直交するように上下 に延び、各濾過部材４の後端部は左端、中央、右端の各位置において支持具６に 当接している。これら支持具６により、ケーシング２ａ内において各濾過部材４ が後方へずれることが防止される。

【００２０】 さて、内燃機関からの排気ガスは排気管路１を経てケーシング２ａの上流側に 至る。この排気ガスは各濾過部材４のガス流通孔４ａに進入した後、ガス流通孔 ４ａの内壁を透過する。排気ガスが濾過部材４を透過する際、煤等のディーゼル パティキュレートがガス流通孔４ａの内壁面に付着して排気ガスが浄化される。 濾過部材４を透過した排気ガスは、濾過部材４間に確保された通気経路に放出さ れ、スペーサ５Ｂ，５Ｃを通過して排気ガス浄化装置１の下流側へ流出する。

【００２１】 本実施例では、濾過部材４に複数のガス流通孔４ａがガス流通方向に沿って形 成されると共に、その濾過部材４が積層配置されているため、フィルタ３全体に わたりガス流通孔４ａが存在することになる。従って、ガス流通孔４ａへの排気 ガスの流入によって、ほぼ同時に各濾過部材４が全体的に加熱される。そのため 、濾過部材４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。

【００２２】 尚、本考案は前記実施例に限定されるものではなく、次の態様にて実施されて もよい。即ち、 （１）図３及び図４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の内壁面上に耐火断熱材７を配設する。そして 、耐火断熱材７上に複数の濾過部材４を縦置きに並設すると共に、各濾過部材４ の上端位置及び下端位置において各濾過部材４間にスペーサ５Ａ，５Ｃをそれぞ れ設けること。この構成によれば、排気ガス浄化装置８の全長を短く設定するこ とができる。

【００２３】 （２）前記実施例における柱状の支持具６に代えて、パンチングメタルからな る板材を濾過部材４のズレ防止用支持具として用いること。

【００２４】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案によれば、多孔質炭化珪素板に複数のガス流通孔を 形成してなる複数の濾過部材を設けると共に、これら濾過部材間に通気経路を区 画形成したので、耐熱性及び耐熱衝撃性に優れ、熱衝撃によっても排気ガス浄化 装置を構成する部材が破損しないという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】排気ガス浄化装置の内部を示す断面図である。

【図２】排気ガス浄化装置を構成する主要部材を示す分
解斜視図である。

【図３】排気ガス浄化装置の別例を示す断面図である。

【図４】図３のＡ−Ａ線における主要部材の断面図であ
る。

【符号の説明】

２，８ 排気ガス浄化装置、４ 濾過部材、４ａ ガス
流通孔、５Ａ〜５Ｃスペーサ。

Claims (2)

【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、多孔質炭化珪素板に、ガ
   ス供給側に開口されると共にガス排出側は封止された複
   数のガス流通孔（４ａ）をガス流通方向に沿って形成し
   てなる複数の濾過部材（４）を備え、これら濾過部材
   （４）を積層した状態でそれらの間に通気経路を区画形
   成した排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 前記濾過部材（４）間に通気経路を区画
   形成すると共に、排気ガスが前記濾過部材（４）によっ
   て濾過されることなく排気ガス浄化装置（2,8）を通過
   することを禁止するスペーサ（5A〜5C）を、前記濾過部
   材（４）間にそれぞれ配設してなる請求項１に記載の排
   気ガス浄化装置。