JPH0574613U - ハニカムフィルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】ハニカムフィルタの中心部と周辺部との間にお
ける温度差を少なくして、熱衝撃によるクラックの発生
を未然に防止することが可能なハニカムフィルタを提供
する。 【構成】フィルタ本体が排気ガスの流れ方向に沿って複
数に分割された炭化珪素焼結体の分割片とそれらを連結
する炭化珪素焼結体の連結片とからなり、前記分割片が
排気ガス流入側及び流出側のいずれか一方において開口
され、濾過機能を有する。

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などの内燃機関の排気ガス通路内に配置されるハ ニカムフィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、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、排気ガス通路内に排気ガス浄化用の一体型ハニカムフィ ルタが配置されている場合、中心部と周辺部との間における温度差が大きくなっ て、そのフィルタに大きな熱衝撃が加わる。また、このフィルタに付着したパテ ィキュレートを燃焼させて、フィルタの再生を行う場合には、フィルタが急激に 加熱される。従って、この場合にも、大きな熱衝撃がフィルタに加わる。上記の 熱衝撃（ΔＴ）はおよそ８００℃に達する。一方、炭化珪素は耐熱性に優れてい るため、この種のフィルタ構成材料として使用することが提案されている。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、炭化珪素製のフィルタは例えばコージエライトや窒化珪素製のフィ ルタに比べて、熱膨張係数が大きい。このため、発生する熱応力が大きくなると いう欠点を有する。従って、炭化珪素製の一体型ハニカムフィルタでは、上記の 熱衝撃による応力でクラックが発生し易く、実用上、好ましいものではなかった 。

【０００４】 本考案は上記の事情を考慮してなされたものであって、その目的はハニカムフ ィルタの中心部と周辺部との間における温度差を少なくして、熱衝撃によるクラ ックの発生を未然に防止することが可能なハニカムフィルタを提供することにあ る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】 上記の目的を達成するため、本考案では、内燃機関の排気ガス通路内に配置さ れたハニカムフィルタにおいて、フィルタ本体が排気ガスの流れ方向に沿って複 数に分割されるとともに炭化珪素焼結体からなる。また、フィルタ本体の各分割 片を連結片によって連結している。各分割片には、少なくとも排気ガス流入側及 び流出側のいずれか一方において開口されるとともに、それらの壁部を通過する ガスを浄化する複数のセルを設けている。

【０００６】

【作用】

内燃機関の排気ガスは各分割片のセルにその排気ガス流入側の開口から導入さ れ、セルの壁部を通過する時にガス中のパティキュレートが捕捉される。そして 、セルのガス流出側開口からは清浄な排気ガスが排出される。また、フィルタ本 体は排気ガスの流れ方向に沿って複数に分割されるとともに炭化珪素焼結体から 形成されている。そのため、個々の分割片は従来の一体型ハニカムフィルタに比 べて小型化されている。従って、排気ガスの温度変化及び再生処理に伴う各分割 片の中心部と周辺部との温度差は小さくなり、熱衝撃によるクラックの発生が未 然に防止される。

【０００７】 前記連結片は炭化珪素からなり、各分割片と連結片とが同時に焼成されている ことが望ましい。その理由は各分割片と連結片とを強固に結合できるからである 。連結片は分割片に比べて強度の高いものがより一層望ましい。連結片を炭化珪 素焼結体から構成する場合には、緻密質であることが好ましい。又、各分割片を 連結片によって結合するには、接着剤を使用しても良い。更に、各分割片の連結 に際しては、各分割片間に空隙を残しておくことが望ましい。各分割片を密接し て配置すると、フィルタ本体を分割したことによる効果が低減するからである。

【０００８】 各分割片は角柱状または円柱状のいずれの形状であってもよく、断面積が３ｃ ｍＸ３ｃｍ〜１０ｃｍＸ１０ｃｍであれば良い。フィルタ本体の分割数は適宜に 設定可能である。 前記各分割片は排気ガス流出側において１個の連結片により 連結されていることが望ましい。その理由は部品点数を少なくして、組付けを容 易にできるからである。さらに、前記連結片のガス流入側側面には耐熱衝撃材が 配置されていることが望ましい。その理由は、連結片に熱衝撃が加わることを防 止してその損傷を未然に防止できると共に、耐震構造を構成できるからである。

【０００９】

【実施例】

以下、この考案を具体化した一実施例を図１及び図２に従って詳細に説明する 。

【００１０】 本実施例では、炭化珪素を原料として、図１に示すような、多孔質ハニカム状 の６個の分割片１を押し出し成形によって形成した。この分割片１は角柱状をな し、そのサイズは、横３ｃｍ、縦３ｃｍ、長さ１５ｃｍである。また、分割片１ の軸線に沿って延びる複数の貫通孔２のピッチは１．５ｍｍである。そして、各 分割片１の脱脂を行った後、アルゴンガス雰囲気下にて、１７００℃で、４時間 仮焼した。

【００１１】 各貫通孔２の封止材料としては、炭化珪素粉末及び有機質バインダーを含有す るペーストを使用した。このペーストにより、前記貫通孔２のガス流入側及び流 出側の開口端部を交互に封止した。その後、ペーストを乾燥させ、アルゴンガス 雰囲気下にて２０００℃で４時間の本焼成を行うことにより、封止片３によって 貫通孔２の一端が封止された複数のセル４を形成した。得られた各分割片１の気 孔径は１５μｍ、気孔率は５０％であり、セル壁の厚さは４００μｍである。

【００１２】 連結片５は炭化珪素を原料として四角板状に成形され、そのサイズは縦８．５ ｃｍ、横１２．５ｃｍ、厚さ１ｃｍである。この連結片５には各分割片１に対応 する６個の取付孔６が所定間隔を隔てて形成されている。連結片５は各分割片１ と同様に仮焼された。そして、連結片５の各取付孔６にそれぞれ各分割片１の一 端を挿入し、各分割片１を互いに平行に配置した状態で、連結片５を上記ペース トの場合と同様の本焼条件下で焼結して、各分割片１を連結片５により連結した 。

【００１３】 連結片５のガス流入側側面にはセラミックファイバーからなる耐熱衝撃材７を 配置し、各分割片１のガス流出側端部をそれで覆った。この耐熱衝撃材７のサイ ズは縦８．５ｃｍ、横１２．５ｃｍ、厚さ１．５ｃｍである。上記のようにして 、ハニカムフィルタを製造した。

【００１４】 次に、前記連結片５がガス排出側に位置するように、フィルタをディーゼルエ ンジンの排気ガス通路８内に配置した。この時、各分割片１は排気ガスの流れ方 向に沿って配置される。そして、図１に矢印で示すように毎分５００リットルの 排気ガスをフィルタに導入した。排気ガス中のパティキュレートの一部は各セル ４の壁部によって捕捉され、その結果、浄化された排気ガスがフィルタから排出 された。

【００１５】 所定量のパティキュレートが捕捉された後、フィルタの再生処理を行った。即 ち、フィルタをガス流入側から加熱してパティキュレートを燃焼させた。この時 、各分割片１の外周部及び中心軸線上の各位値Ｐ１，Ｐ２に熱電対を配置して、 温度を測定した。両位置における最大温度差は２００℃となり、各分割片１及び 連結片５のいずれにおいてもクラックの発生は認められなかった。

【００１６】 尚、この考案は前記実施例に限定されるものではなく、例えば連結片の厚さを 増大させて耐熱衝撃材を省略することも可能である。

【００１７】

【考案の効果】

以上詳述したようにこの考案はハニカムフィルタの中心部と周辺部との間にお ける温度差を少なくして、熱衝撃によるクラックの発生を未然に防止することが できるという優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】ハニカムフィルタの部分断面図である。

【図２】ハニカムフィルタの側面図である。

【符号の説明】

１・・分割片、４・・セル、５・・連結片、７・・耐熱
衝撃材、８・・排気ガス通路。

Claims (4)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気ガス通路（８）内に配置
   されたハニカムフィルタにおいて、排気ガスの流れ方向
   に沿って複数に分割されるとともに炭化珪素の焼結体か
   らなるフィルタ本体と、フィルタ本体の各分割片（１）
   を連結する連結片（５）と、各分割片（１）に形成さ
   れ、少なくとも排気ガス流入側及び流出側のいずれか一
   方において開口されるとともに、それらの壁部を通過す
   るガスを浄化する複数のセル（４）とからなるハニカム
   フィルタ。
2. 【請求項２】 前記連結片（５）は炭化珪素からなり、
   各分割片（１）と連結片（５）とが同時に焼成されるこ
   とにより、それらが連結されている請求項１に記載のハ
   ニカムフィルタ。
3. 【請求項３】 前記各分割片（１）は排気ガス流出側に
   おいて１個の連結片（５）により連結されている請求項
   １に記載のハニカムフィルタ。
4. 【請求項４】 前記連結片（５）のガス流入側側面には
   耐熱衝撃材（７）が配置されている請求項１に記載のハ
   ニカムフィルタ。