JPH06137128A - Ceramics filter and filter device - Google Patents
Ceramics filter and filter deviceInfo
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- JPH06137128A JPH06137128A JP4312881A JP31288192A JPH06137128A JP H06137128 A JPH06137128 A JP H06137128A JP 4312881 A JP4312881 A JP 4312881A JP 31288192 A JP31288192 A JP 31288192A JP H06137128 A JPH06137128 A JP H06137128A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの排
気ガスを処理するパティキュレートトラップ用に好適な
セラミックスフィルタとフィルタ装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a ceramic filter and a filter device suitable for a particulate trap for treating exhaust gas of a diesel engine.
【0002】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガスを処理す
るパティキュレートトラップ用のフィルタとしては、互
いにすべて平行な含塵ガス通路と清浄ガス通路を有する
ハニカム型セラミックスフィルタと、互いに平行な含塵
ガス通路と互いに平行な清浄ガス通路とが概ね直交する
ように交互に形成されている直交流型セラミックスフィ
ルタがあり、直交流型セラミックスフィルタではその通
路の構成上外形が直方体形状とされている。2. Description of the Related Art As a filter for a particulate trap for treating exhaust gas of a diesel engine, a honeycomb type ceramics filter having a dust-containing gas passage and a clean gas passage all parallel to each other, and a dust-containing gas passage parallel to each other are provided. There is a cross-flow ceramic filter in which clean gas passages that are parallel to each other are alternately formed so as to be substantially orthogonal to each other. In the cross-flow ceramic filter, the outer shape of the passage is a rectangular parallelepiped.
【0003】ハニカム型セラミックスフィルタでは円筒
形状あるいは楕円筒形状を有するものが押出し成形法で
容易に製造でき、ハニカム型セラミックスフィルタでは
その丸く形成された外周を周りからシール材で締めつけ
るシールできる他、ハニカム型セラミックスフィルタを
使用するパティキュレートトラップでは、従来逆洗を行
わないでセラミックスフィルタ上でパティキュレート
(煤などの炭素を主成分とする粒子をいう。)を焼却す
る再生方法が主として指向されていたので、ガス圧の変
化は激しくなく、シール方法は重要ではあってもそれほ
ど酷しいシール条件ではなかった。A honeycomb ceramic filter having a cylindrical shape or an elliptic cylindrical shape can be easily manufactured by an extrusion molding method. In the honeycomb ceramic filter, the rounded outer periphery can be sealed with a sealing material from the surroundings. In a particulate trap using a ceramics filter of the type B, a regeneration method in which particulates (particles containing carbon as a main component such as soot) are incinerated on the ceramics filter without backwashing has hitherto been mainly directed. Therefore, the gas pressure did not change significantly, and although the sealing method was important, the sealing conditions were not so severe.
【0004】しかしながら、直交流型セラミックスフィ
ルタが組み込まれた逆洗再生を行うパティキュレートト
ラップでは、ディーゼルエンジンや路面からの振動を間
接的に受ける他、逆洗再生を行う逆洗ガスの差圧を繰り
返し受けるため、その実用化のためには耐久性のあるセ
ラミックスフィルタのシールあるいは保持方法が解決を
要する特に重要な技術であることが判明した。However, in the particulate trap for performing backwash regeneration in which the cross flow type ceramics filter is incorporated, in addition to indirectly receiving the vibration from the diesel engine and the road surface, the differential pressure of the backwash gas for backwash regeneration is applied. Since it is repeatedly received, it has been found that a method of sealing or holding a durable ceramic filter is a particularly important technique that needs to be solved for its practical use.
【0005】排気ガスとパティキュレートのシールを確
保するとともにセラミックスフィルタをケーシング中に
保持するためのシール材については、今までに種々の工
夫が凝らされており、特開平3−168313には不可
逆的な熱膨張を示す無機質の熱膨張性物質(例えばバー
ミキュライト)とセラミックス繊維を含むリボン状シー
トを石英ガラス質ファイバの布で包んだシール材が使用
され、シール部を予め加熱することによって充分なシー
ル圧を発生せしめ、高温下でも劣化せず柔軟性を維持す
る石英ガラス布によってシール材が周囲に飛散するのを
防いでシール材の耐久性を確保したものが提案されてい
る。As for the sealing material for ensuring the seal between the exhaust gas and the particulates and for holding the ceramics filter in the casing, various contrivances have been made up to now, and it is irreversible in JP-A-3-168313. A sealing material is used in which a ribbon-like sheet containing an inorganic thermally expansive substance (for example, vermiculite) that exhibits various thermal expansions and a ceramic fiber is wrapped with a cloth made of quartz glass fiber. It has been proposed to prevent the sealing material from scattering around by a quartz glass cloth that generates pressure and maintains flexibility without deterioration even at high temperatures, thereby ensuring the durability of the sealing material.
【0006】また、セラミックスフィルタについては、
軽量化してセラミックスの肉厚を薄くしても充分なシー
ル圧を与えられるように、直交流型セラミックスフィル
タのシール部の強度を確保するため、セラミックスフィ
ルタを保持するシール部にリブを接着して補強した図5
の構成のものが特開平4−114710に提案されてい
る。Regarding the ceramics filter,
To secure the strength of the seal part of the cross flow type ceramic filter so that sufficient sealing pressure can be given even if the weight is reduced and the thickness of the ceramic is reduced, ribs are bonded to the seal part that holds the ceramic filter. Figure 5 reinforced
The structure of the above is proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 4-114710.
【0007】図5は従来の直交流型セラミックスフィル
タの一例を示す斜視図であり、図において1はセラミッ
クスフィルタ、2はフィルタエレメント、3は貫通穴、
4はスペーサ(接着剤を兼ねる。)、5はガス通路、8
はシール部、15はリブである。FIG. 5 is a perspective view showing an example of a conventional cross flow type ceramics filter. In the figure, 1 is a ceramics filter, 2 is a filter element, 3 is a through hole,
4 is a spacer (also serves as an adhesive), 5 is a gas passage, 8
Is a seal portion, and 15 is a rib.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】本発明はシールとその
ケーシング中の保持がより難しい直交流型のセラミック
スフィルタにおいて、信頼性のよいシールと保持を可能
とするセラミックスフィルタと、このセラミックスフィ
ルタが組み込まれた、逆洗再生が行われるディーゼルエ
ンジン用パティキュレートトラップに好適な、シール部
の耐久性の優れたフィルタ装置を提供しようとするもの
である。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a cross-flow type ceramic filter which is more difficult to hold in a seal and its casing, and a ceramic filter which enables reliable sealing and holding, and this ceramic filter is incorporated. Another object of the present invention is to provide a filter device which is suitable for a particulate trap for diesel engines in which backwash regeneration is performed and which has excellent durability of the seal portion.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を達
成するためになされたものであり、本発明によるセラミ
ックスフィルタは、多孔質セラミックスからなる方形の
板状体の一方の端面から他方の端面へと貫通する相互に
平行な複数の貫通穴を有する複数のフィルタエレメント
を、複数の貫通穴が開口している両側の端面を揃え、複
数の貫通穴が開口している端面の境の稜に沿って延在せ
しめたスペーサを挟んで、各フィルタエレメントの間に
前記貫通穴とは概ね直交する別のガス通路が形成される
ように一体化したセラミックスフィルタであって、フィ
ルタエレメントの複数の貫通穴が開口しているセラミッ
クスフィルタの両側の面、またはフィルタエレメントの
間に形成されている別のガス通路が開口しているセラミ
ックスフィルタの両側の面を囲む丸く加工された8mm
以上の幅の面がシール部とされていることを特徴とす
る。The present invention has been made in order to achieve the above-mentioned object, and a ceramics filter according to the present invention comprises a rectangular plate-like body made of porous ceramics, from one end surface to the other. A plurality of filter elements having a plurality of mutually parallel through-holes penetrating to the end face are aligned with the end faces on both sides where the plurality of through-holes are open, and the edge of the boundary between the end faces where the plurality of through-holes are open A ceramic filter that is integrated so that another gas passage that is substantially orthogonal to the through hole is formed between each filter element with a spacer that extends along the plurality of filter elements. The surface of both sides of the ceramics filter with through holes opened, or the ceramics filter with another gas passage formed between the filter elements is opened. Rounded processed 8mm surrounding the surface of the side
The surface having the above width is used as a seal portion.
【0010】直交流型セラミックスフィルタでは、ガス
通路が概ね直角に交差して形成されている関係上、セラ
ミックスフィルタの外形を円筒形状や楕円形状とするこ
とは製造上追加の加工を必要とし、全体を円筒形状や楕
円形状のセラミックスフィルタにすると、有効濾過面積
が少々犠牲となるが、シール部分の耐久性を確保する手
段として有用であることが判明した。In the cross flow type ceramic filter, since the gas passages are formed so as to intersect each other at a right angle, making the outer shape of the ceramic filter into a cylindrical shape or an elliptical shape requires additional processing in manufacturing, and It was found that using a ceramic filter having a cylindrical shape or an elliptic shape would sacrifice the effective filtration area, but it would be useful as a means for ensuring the durability of the sealed portion.
【0011】本発明のセラミックスフィルタでは、この
丸く加工されたシール部を円周方向にたどるとき少なく
とも凹部がないように丸く加工されているので、シール
材をセラミックスフィルタのシール部に巻つけて周囲か
ら金属製のバンドなどで締め付けるとき、シール材が全
長にわたってセラミックスフィルタのシール部に押し付
けられ、シール材に過度の応力が加わる箇所が生ぜず、
シール材に加わる圧力が均等化され、信頼性の高いシー
ルを可能とする。シール部の丸く加工された部分は外向
きに凸とされ、その曲率半径は、好ましくは40mm以
上とされる。In the ceramic filter of the present invention, since the rounded seal portion is rounded so as not to have at least a recess when it is traced in the circumferential direction, the sealing material is wrapped around the seal portion of the ceramic filter to surround it. When tightening with a metal band, etc., the sealing material is pressed against the sealing part of the ceramic filter over the entire length, and there is no place where excessive stress is applied to the sealing material,
The pressure applied to the seal material is equalized, enabling highly reliable sealing. The rounded portion of the seal portion is convex outward, and the radius of curvature thereof is preferably 40 mm or more.
【0012】本発明のセラミックスフィルタでは、セラ
ミックスが一般的に圧縮応力に強く引っ張り応力や剪断
応力には弱いという性質を有効に利用し、シール材を介
して締めつける部分の応力の方向をシール部を丸く加工
することによって単純な圧縮応力により近い状態に変
え、セラミックスフィルタのシール部が全体としてより
大きいシール圧に耐えられるようにしている。In the ceramic filter of the present invention, the property that ceramics are generally strong against compressive stress and weak against tensile stress and shear stress is effectively utilized, and the direction of the stress at the portion to be tightened through the sealing material is set to the seal portion. By rounding it, the state is changed to a state closer to a simple compressive stress so that the sealing portion of the ceramic filter as a whole can withstand a higher sealing pressure.
【0013】シール部は、幅8mm以上のシール材を当
てる部分についてのみ丸く加工しておけば、他の部分に
ついては断面が例え長方形であっても凹部があっても全
く支障なく信頼性のあるシールが可能であり、従来の直
方体形状を有する直交流型セラミックスフィルタの場合
のようにシール材の脱落やシール材のコーナー部におけ
る飛散が起きにくいという特徴を有している。If the sealing portion is rounded only at the portion to which the sealing material having a width of 8 mm or more is applied, the other portion is reliable even if the cross section is rectangular or has a recess. It has a feature that it can be sealed, and unlike the case of a conventional cross-flow ceramic filter having a rectangular parallelepiped shape, the sealing material is unlikely to fall off or scatter at the corners of the sealing material.
【0014】シール部を設ける部分は、セラミックスフ
ィルタにパティキュレートを含む排気ガスが流入する端
面の周囲であってもよく、また濾過された清浄ガスが排
出される端面の周囲のいずれであってもよいが、直交流
型セラミックスフィルタの場合にはパティキュレートを
含む排気ガスが流入する端面の周囲とする方がスペーサ
のある箇所と一致しているのでシール材の締め付け圧を
より大きく取れ、貫通穴を塞ぐことなくシール部を形成
できるので好ましい。しかしセラミックスフィルタの用
途と仕様によっては、濾過された清浄ガスが排出される
端面の周囲とした方が好ましい場合もある。The portion where the seal portion is provided may be around the end surface where the exhaust gas containing particulates flows into the ceramic filter, or around the end surface where the filtered clean gas is discharged. However, in the case of a cross-flow ceramics filter, it is possible to obtain a higher tightening pressure of the sealing material because the area around the end surface where the exhaust gas containing particulates flows in is closer to the place where the spacer is located, and the through hole It is preferable because the seal portion can be formed without blocking the space. However, depending on the application and specifications of the ceramics filter, it may be preferable to set it around the end face from which the filtered clean gas is discharged.
【0015】シール部はシール材の延在方向(シール部
の円周方向)に沿ってくぼみがないよう丸く加工する
が、シール材の延在方向に連続する山あるいは溝がある
ことはシール性を確保してシール材の脱落を防止するの
に有効である。シール部の幅は8mm以上あれば耐久性
のあるシールが可能であり、シール部の幅はその製造上
と加工上の理由から、またより大きい有効濾過面積を確
保するように8mm以上20mm以下とするのが好まし
い。The seal portion is rounded along the extending direction of the seal material (circumferential direction of the seal portion) so that there is no dent, but the presence of continuous ridges or grooves in the extending direction of the seal material results in good sealing performance. Is effective to prevent the sealing material from falling off. If the width of the seal part is 8 mm or more, a durable seal is possible, and the width of the seal part is 8 mm or more and 20 mm or less for the reason of manufacturing and processing and to secure a larger effective filtration area. Preferably.
【0016】本発明のセラミックスフィルタの好ましい
態様では、フィルタエレメントの複数の貫通穴が開口し
ているセラミックスフィルタの両側の面またはフィルタ
エレメントの間に形成された別のガス通路が開口してい
るセラミックスフィルタの両側の面の周囲に、8mm以
上の厚さを有するリブが接合され、該リブを接合した側
のセラミックスフィルタの両側の面を囲む丸く加工され
た8mm以上の幅の面がシール部とされている。In a preferred embodiment of the ceramics filter of the present invention, a ceramics filter having a plurality of through-holes in the filter element is opened on both sides of the ceramics filter or another gas passage formed between the filter elements is opened. A rib having a thickness of 8 mm or more is joined around the both sides of the filter, and a rounded surface having a width of 8 mm or more that surrounds both sides of the ceramic filter on the side where the rib is joined serves as a seal portion. Has been done.
【0017】セラミックスフィルタにリブが接合された
構造とし、主としてリブの部分を加工することにより丸
く加工されたシール部を形成するようにすれば、有効濾
過面積を確保しているセラミックスフィルタの壁をほと
んど削り落とすことなくセラミックスフィルタが得ら
れ、加工を要するセラミックスフィルタの削り代を少な
くできるので、加工の手間を全体として少なくすること
ができる。If the structure is such that ribs are joined to the ceramic filter and the seal portion is formed into a round shape by mainly processing the rib portion, the wall of the ceramic filter that secures an effective filtration area is formed. A ceramics filter can be obtained with almost no scraping, and the machining allowance of the ceramics filter requiring processing can be reduced, so that the time and labor for processing can be reduced as a whole.
【0018】本発明のセラミックスフィルタの他の好ま
しい態様では、シール部に隣接する端面と平行な面で切
断されたシール部の断面が円形状または楕円形状であ
る。この場合、セラミックスフィルタのシール部に加わ
るシール圧をより均等にでき、排気ガスとパティキュレ
ートの良好なシール性と信頼性を確保できる。In another preferred embodiment of the ceramic filter of the present invention, the cross section of the seal part cut along a plane parallel to the end face adjacent to the seal part is circular or elliptical. In this case, the sealing pressure applied to the sealing portion of the ceramics filter can be made more uniform, and good exhaust gas and particulate sealing performance and reliability can be secured.
【0019】本発明のセラミックスフィルタの他の好ま
しい態様では、シール部に隣接する端面と平行な面で切
断されたシール部の断面がレーストラック形状である。
レーストラックというのは陸上競技が行われる走路のこ
とであり、二つの半円の間を直線で結んだ形状をしてい
る。セラミックスフィルタのシール部の断面形状を方形
とするとき、シールが最も難しい部分、シール材が飛散
しやすい箇所は方形のコーナーの部分であるので、シー
ル部の断面をその一部分が直線であるレーストラック形
状とすれば、シールが難しいコーナーの部分をなくすこ
とができるので、本発明の目的とする耐久性のあるシー
ルを確保できる。In another preferred embodiment of the ceramic filter of the present invention, the cross section of the seal portion cut along a plane parallel to the end face adjacent to the seal portion has a racetrack shape.
A race track is a track where athletics are played, and it has the shape of a straight line connecting two semicircles. When the ceramic filter has a rectangular cross section, the most difficult part to seal and the part where the sealing material is likely to scatter are the corners of the square. With the shape, since it is possible to eliminate a corner portion where sealing is difficult, it is possible to secure a durable seal which is the object of the present invention.
【0020】また、このシール部の断面をレーストラッ
ク形状とした構成では、複数個のセラミックスフィルタ
をガス通路の開口面が同一面となるように互いに隣接し
て(間にシール材を挟んでもよい。)並べ、貫通穴また
はガス通路が開口している両端面の周囲に丸く加工され
たシール部を形成するように構成すれば、複数個のセラ
ミックスフィルタを一体的にシールかつ保持することも
可能である。この場合、中間に並べられるセラミックス
フィルタのシール部分にふくらみを設け、シール部全体
の断面形状を楕円形状とすることも可能であるが、直線
のシール部分のケーシング側を補強してこのシール部分
に均等な圧力が加わるようにすれば、良好なシールを確
保することは比較的容易である。In addition, in the structure in which the cross section of the seal portion is racetrack-shaped, the plurality of ceramic filters are adjacent to each other (the seal material may be sandwiched therebetween so that the opening surfaces of the gas passages are the same surface). It is also possible to integrally seal and hold a plurality of ceramic filters by forming a rounded seal part around both end faces where side by side, through holes or gas passages are open. Is. In this case, it is possible to provide a bulge in the seal part of the ceramic filter arranged in the middle so that the cross-sectional shape of the entire seal part is elliptical, but this casing part is reinforced by reinforcing the casing side of the straight seal part. It is relatively easy to ensure a good seal if even pressure is applied.
【0021】本発明のフィルタ装置は、多孔質セラミッ
クスからなる方形の板状体の一方の端面から他方の端面
へと貫通する相互に平行な複数の貫通穴を有する複数の
フィルタエレメントを、複数の貫通穴が開口している両
側の端面を揃え、複数の貫通穴が開口している端面の境
の稜に沿って延在せしめたスペーサを挟んで、各フィル
タエレメントの間に前記貫通穴とは概ね直交する別のガ
ス通路が形成されるように一体化されたセラミックスフ
ィルタに、フィルタエレメントの複数の貫通穴が開口し
ているセラミックスフィルタの両側の面またはフィルタ
エレメントの間に形成された別のガス通路が開口してい
るセラミックスフィルタの両側の面を囲む丸く加工され
た8mm以上の幅の面がシール部とされ、該セラミック
スフィルタが該シール部に巻つけられた耐熱性のシール
材を介して金属製のケーシング中に保持かつ収納されて
なることを特徴とする。The filter device of the present invention comprises a plurality of filter elements having a plurality of mutually parallel through holes penetrating from one end face to the other end face of a rectangular plate-like body made of porous ceramics. Aligning the end faces on both sides where the through holes are open, sandwiching a spacer extending along the edge of the boundary between the end faces where a plurality of through holes are open, and the through holes between the filter elements A ceramic filter integrated so as to form another gas passage that is substantially orthogonal to each other is formed on another surface formed on both sides of the ceramic filter in which a plurality of through holes of the filter element are opened or between the filter elements. A rounded surface having a width of 8 mm or more, which surrounds both sides of the ceramic filter having a gas passage opening, is used as a seal portion. Characterized by comprising retained and housed in a metal casing through a wound heat resistance of the sealing material in pole tip.
【0022】セラミックスフィルタのシール材として
は、前述の不可逆的に熱膨張する無機質の熱膨張性物質
(例えばバーミキュライト)とセラミックス繊維を含む
リボン状シートを石英ガラス布で包んだシール材を使用
するのが好ましく、鋼製のケーシング中に収納した後、
ケーシングを含むシール部全体を予め熱膨張性物質が不
可逆的に熱膨張する温度まで加熱することによって充分
な大きさのシール圧を発生せしめることができ、ケーシ
ングのシール材を取り囲む部分の強度が温度が上昇した
状態においても確保されるよう設計することによって、
耐久性と信頼性のあるセラミックスフィルタのシールと
保持性能を備えたフィルタ装置を提供することができ
る。As the sealing material of the ceramics filter, the sealing material in which a ribbon-shaped sheet containing an irreversibly thermally expansive inorganic thermally expansive substance (for example, vermiculite) and a ceramic fiber is wrapped with a quartz glass cloth is used. Is preferable, after storing in a steel casing,
By preheating the entire seal part including the casing to a temperature at which the thermally expansive substance irreversibly thermally expands, a sufficient amount of sealing pressure can be generated, and the strength of the portion of the casing surrounding the sealing material is kept at a temperature. By designing to ensure even when the
It is possible to provide a filter device having a durable and reliable ceramic filter seal and holding performance.
【0023】本発明によるセラミックスフィルタが組み
込まれたフィルタ装置は、ディーゼルエンジンの排気ガ
ス中のパティキュレートを除去する、逆洗再生が行われ
るパティキュレートトラップ用に好適であり、エンジン
や路面からの振動はもちろん、逆洗によるガスの差圧が
繰り返し加えられる場合にも充分な信頼性と耐久性を有
するものである。The filter device incorporating the ceramics filter according to the present invention is suitable for a particulate trap in which backwash regeneration is performed for removing particulates in exhaust gas of a diesel engine, and vibration from the engine or the road surface is generated. Of course, it has sufficient reliability and durability even when a gas differential pressure due to backwashing is repeatedly applied.
【0024】[0024]
【実施例】以下本発明を実施例によって具体的に説明す
るが、本発明は以下の実施例によってなんら限定される
ものではない。EXAMPLES The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples.
【0025】図1は本発明によるセラミックスフィルタ
をパティキュレートトラップに組み込んだ一例であり、
ケーシング部分がカットされたフィルタ装置の斜視図で
ある。図2はセラミックスフィルタにシール材を巻つけ
た状態を示す平面図である。両図において、1はフィル
タ、2はフィルタエレメント、3は貫通穴、4はスペー
サ、5はガス通路、6はシール材、7はケーシング、8
はシール部、9は逆洗ノズル、10は出口管、11は閉
止弁、12は電磁弁、13は清浄ガス空間、14はホッ
パーである。FIG. 1 shows an example in which the ceramics filter according to the present invention is incorporated in a particulate trap.
It is a perspective view of the filter device with which the casing part was cut. FIG. 2 is a plan view showing a state in which the sealing material is wound around the ceramic filter. In both figures, 1 is a filter, 2 is a filter element, 3 is a through hole, 4 is a spacer, 5 is a gas passage, 6 is a sealing material, 7 is a casing, 8
Is a seal part, 9 is a backwash nozzle, 10 is an outlet pipe, 11 is a closing valve, 12 is a solenoid valve, 13 is a clean gas space, and 14 is a hopper.
【0026】この例では、セラミックスフィルタ1のフ
ィルタエレメント2とスペーサ4はパティキュレートト
ラップ用として充分の耐熱性があり、熱膨張率が小さく
熱衝撃に強いコーディェライト質のセラミックスとさ
れ、フィルタエレメントの気孔率は40%、平均気孔径
は25μmである。セラミックスフィルタ1の材料は、
用途によって他にβ−スポジューメン、β−ユークリプ
タイト、チタン酸アルミニウム、炭化珪素などを使用す
ることができる。In this example, the filter element 2 and the spacer 4 of the ceramics filter 1 are made of cordierite-type ceramics having a sufficient heat resistance for a particulate trap, a small coefficient of thermal expansion and a strong resistance to thermal shock. The porosity is 40% and the average pore diameter is 25 μm. The material of the ceramic filter 1 is
Depending on the application, β-spodumene, β-eucryptite, aluminum titanate, silicon carbide and the like can be used.
【0027】この例ではフィルタエレメント2を貫通す
る貫通穴3の断面は楕円形状とされ、貫通穴3が千鳥状
に3列形成されているが、1列あるいは2列とする方が
よい場合も多い。3列の貫通穴3が好ましく採用できる
のは、多孔質セラミックスの気孔率と平均気孔径が大き
く、貫通穴3の内側の表面に濾過機能を受け持つ目の細
かい濾過層が形成されているような場合である。In this example, the through holes 3 penetrating the filter element 2 have an elliptical cross section, and the through holes 3 are formed in three rows in a staggered manner, but it may be better to have one row or two rows. Many. The three rows of through holes 3 are preferably used because the porous ceramic has a large porosity and an average pore diameter, and a fine filter layer having a filtering function is formed on the inner surface of the through holes 3. This is the case.
【0028】各スペーサ4の幅は20mm、厚さは6m
mとされ、幅約6mmのガス通路5が各フィルタエレメ
ント2の間に形成されており、フィルタエレメント2と
スペーサ4はセラミックス系接着剤を介して一体に接合
され(この例ではスペーサ自体を接着剤としてい
る。)、接合後に研削加工して直径が126mm、高さ
が259mm、有効濾過面積が0.9m2 の円柱形状の
セラミックスフィルタ1とした。この場合シールに利用
できるシール部8はスペーサ4と同じ幅の20mmとな
っており、シール部8の断面は円形状で、シール部8が
シール材6と接している幅は15mmである。Each spacer 4 has a width of 20 mm and a thickness of 6 m.
m, a gas passage 5 having a width of about 6 mm is formed between the filter elements 2, and the filter element 2 and the spacer 4 are integrally joined via a ceramic adhesive (in this example, the spacer itself is bonded). After joining, the ceramic filter 1 having a diameter of 126 mm, a height of 259 mm, and an effective filtration area of 0.9 m 2 was formed into a cylindrical shape. In this case, the seal portion 8 that can be used for the seal has a width of 20 mm, which is the same as the spacer 4, the cross section of the seal portion 8 is circular, and the width in which the seal portion 8 is in contact with the seal material 6 is 15 mm.
【0029】この例では、フィルタエレメント2の貫通
穴3がパティキュレートを含むディーゼルエンジン(図
示せず)の排気ガスの通路とされ、フィルタエレメント
2の間に形成された幅約6mmのガス通路5が濾過され
た清浄ガスの通路とされている。清浄ガスの通路とされ
るガス通路5の幅は、狭い方がセラミックスフィルタ1
をコンパクトにできるので好ましいが、逆洗ノズル9か
ら噴射される逆洗ガス(多くの場合圧縮空気)のガス圧
がガス通路5の隅々に直ちに到達して差圧が立ち上がり
やすくするなるように幅を3〜10mm程度とするのが
好ましい。In this example, the through hole 3 of the filter element 2 serves as a passage for exhaust gas of a diesel engine (not shown) containing particulates, and a gas passage 5 having a width of about 6 mm formed between the filter elements 2. Is the passage for the filtered clean gas. The narrower the width of the gas passage 5 used as a passage for clean gas, the ceramic filter 1
However, it is preferable that the gas pressure of the backwash gas (in many cases, compressed air) injected from the backwash nozzle 9 immediately reaches every corner of the gas passage 5 and facilitates the rise of the differential pressure. The width is preferably about 3 to 10 mm.
【0030】シール材6としては、耐久性と信頼性があ
るとされている、バーミキュライトと無機質繊維および
結合剤からなるリボン状シートに石英ガラス布を巻つけ
たものが使用され、セラミックスフィルタ1の両側に設
けたシール部8とケーシング7の間にシール材6を配置
し、予め約400℃に加熱することにより不可逆的な熱
膨張をさせてセラミックスフィルタ1を保持せしめる。As the sealing material 6, a ribbon-shaped sheet made of vermiculite, an inorganic fiber and a binder, which is said to have durability and reliability, and a quartz glass cloth is wound is used. The sealing material 6 is arranged between the sealing portion 8 and the casing 7 provided on both sides, and is preheated to about 400 ° C. to cause irreversible thermal expansion to hold the ceramics filter 1.
【0031】ディーゼルエンジンの排気ガスはケーシン
グ7の上部から導入されてセラミックスフィルタ1の貫
通穴3に流入し、貫通穴3の表面において濾過され、ガ
ス通路5に入り、清浄ガス空間13を経て出口管10に
送られる。この間排気ガス中のパティキュレートは貫通
穴3の内表面に堆積する。ある時間パティキュレートが
貫通穴3の内表面に堆積すると濾過差圧が大きくなるの
で、セラミックスフィルタ1を逆洗して再生する。The exhaust gas of the diesel engine is introduced from the upper part of the casing 7, flows into the through hole 3 of the ceramic filter 1, is filtered on the surface of the through hole 3, enters the gas passage 5, and exits via the clean gas space 13. Sent to pipe 10. During this time, particulates in the exhaust gas are deposited on the inner surface of the through hole 3. If particulates are deposited on the inner surface of the through hole 3 for a certain period of time, the filtration pressure difference becomes large, so the ceramic filter 1 is backwashed and regenerated.
【0032】逆洗を行うときには一時的に閉止弁11を
閉じ、電磁弁12を短時間(例えば0.1秒間)開いて
圧縮空気を逆洗ノズル9から噴射する。圧縮空気はケー
シング7に流入し、ガス通路5の開口からセラミックス
フィルタ1に導入され、清浄ガス側空間13の圧力が瞬
間的に高くなってガスがセラミックスフィルタ1中を通
常のパティキュレート捕集時とは逆方向に流れ、貫通穴
3の表面に堆積しているパティキュレートが剥離され
る。剥離したパティキュレートは重力によってケーシン
グ7の下方にあるホッパー14に落下する。When backwashing is performed, the closing valve 11 is temporarily closed, the electromagnetic valve 12 is opened for a short time (for example, 0.1 seconds), and compressed air is jetted from the backwashing nozzle 9. The compressed air flows into the casing 7, is introduced into the ceramics filter 1 through the opening of the gas passage 5, the pressure in the clean gas side space 13 is momentarily increased, and the gas is trapped in the ceramics filter 1 during normal particulate collection. Flowing in the opposite direction to, the particulates deposited on the surface of the through hole 3 are separated. The separated particulates fall by gravity onto the hopper 14 below the casing 7.
【0033】図示されてはいないが、通常ホッパー14
の下側にはパティキュレート焼却部が設けられ、パティ
キュレート焼却部において集められたパティキュレート
が焼却される。また、同じフィルタ装置を2組並列に配
管で接続し、各フィルタ装置の逆洗再生を交互に行って
連続的に排気ガスの処理を可能とした構成のフィルタ装
置がパティキュレートトラップとして使用される。Although not shown, the normal hopper 14
A particulate incineration unit is provided on the lower side, and the particulates collected in the particulate incineration unit are incinerated. In addition, a filter device having a configuration in which two sets of the same filter device are connected in parallel by pipes and exhaust gas can be continuously treated by alternately performing backwash regeneration of each filter device is used as a particulate trap. .
【0034】図3は本発明のセラミックスフィルタの他
の一例を示す斜視図であり、セラミックスフィルタ1の
貫通穴3が開口している面の稜に沿って厚さが20mm
のリブ15が合計4個接合されており、貫通穴3が開口
している面を囲むように幅20mmのシール部8が形成
され、シール部8の断面形状はレーストラック形状とさ
れている。この場合、フィルタエレメント2の内の端に
ある2個については加工により若干削られているが、他
のフィルタエレメント2は削られておらず、同一の寸法
と形状をしており、削り代が図1、図2に示された例と
比べて顕著に少ないことが分かる。FIG. 3 is a perspective view showing another example of the ceramics filter of the present invention. The thickness of the ceramics filter 1 is 20 mm along the ridge of the surface where the through hole 3 is opened.
4 ribs 15 are joined in total, and a seal portion 8 having a width of 20 mm is formed so as to surround the surface where the through hole 3 is open. The seal portion 8 has a racetrack-shaped cross section. In this case, two of the filter elements 2 at the ends are slightly shaved by machining, but the other filter elements 2 are not shaved, have the same size and shape, and have a cutting allowance. It can be seen that the number is remarkably small as compared with the examples shown in FIGS.
【0035】図4は本発明のセラミックスフィルタのさ
らに他の一例を示す斜視図であり、この例ではセラミッ
クスフィルタ1の貫通穴3が開口している面の周囲の稜
に沿って厚さ18mmのリブ15が合計8個接合されて
おり、シール部8はリブ15の周りに円形状に形成され
ているのでセラミックスフィルタの壁を削る必要がな
く、セラミックスフィルタ1にシール部8を設ける加工
はリブ15の周りについてのみ行えばよいことになる。FIG. 4 is a perspective view showing still another example of the ceramic filter of the present invention. In this example, the ceramic filter 1 having a thickness of 18 mm is formed along the ridge around the surface where the through hole 3 is opened. Since a total of eight ribs 15 are joined and the seal portion 8 is formed in a circular shape around the rib 15, it is not necessary to grind the wall of the ceramic filter, and the process of providing the seal portion 8 on the ceramic filter 1 is performed by the rib. You only have to do around 15.
【0036】試験例 図1に示したフィルタ装置を2組並列に配管によって接
続させたパティキュレートトラップ(有効濾過面積1.
8m2 )を出力が100馬力のディーゼルエンジンの排
気管に接続し、ディーゼルエンジンを80%の負荷で連
続運転して約300℃の排気ガスを約1000m3 /時
間の流量でフィルタ装置に導入し、各セラミックスフィ
ルタ1を交互にそれぞれ5分毎に逆洗することにより、
フィルタ差圧が2000mm水柱以下となるように保持
した。Test Example Particulate trap (effective filtration area 1.
8m 2 ) is connected to the exhaust pipe of a diesel engine with an output of 100 horsepower, the diesel engine is continuously operated at a load of 80%, and exhaust gas at about 300 ° C is introduced into the filter device at a flow rate of about 1000m 3 / hour. By alternately backwashing each ceramic filter 1 every 5 minutes,
The pressure difference of the filter was kept at 2000 mm or less.
【0037】この間フィルタ装置に導入された排気ガス
中の黒煙濃度(パティキュレートの濃度とほぼ同じであ
る)はバッカラッカ法により測定した結果0.13g/
m3であり、出口管10の位置で黒煙濃度をボッシュ法
により測定した結果0.001g/m3 のレベルとな
り、黒煙捕集効率は99.2%であった。他方、図5に
示された従来のセラミックスフィルタを組み込んだパテ
ィキュレートトラップでも同様の試験を行った結果、同
じレベルの捕集効率が得られたが、合計約450時間経
過後にシール材が方形のシール部8のコーナ部において
損傷し、シール材の飛散が始まったことにより黒煙の捕
集効率の低下が始まったのに対し、本発明によるフィル
タ装置では合計約1000時間使用した後にも全く変化
は認められなかった。During this period, the concentration of black smoke in the exhaust gas introduced into the filter device (which is almost the same as the concentration of particulates) was 0.13 g / as measured by the Baccaraca method.
It was m 3 , and the black smoke concentration at the position of the outlet pipe 10 was measured by the Bosch method, resulting in a level of 0.001 g / m 3 , and the black smoke collection efficiency was 99.2%. On the other hand, as a result of conducting a similar test with the particulate trap incorporating the conventional ceramics filter shown in FIG. 5, the same level of collection efficiency was obtained, but after a total of about 450 hours, the sealing material had a rectangular shape. While the corner portion of the seal portion 8 was damaged and the scattering of the seal material started, the efficiency of collecting black smoke began to decrease, whereas the filter device according to the present invention changed completely even after a total of about 1000 hours of use. Was not recognized.
【0038】[0038]
【発明の効果】本発明の直交流型セラミックスフィルタ
では、セラミックスフィルタのシール部にシールが困難
なコーナー部がなく、フィルタエレメントの複数の貫通
穴が開口しているセラミックスフィルタの両側の面また
はフィルタエレメントの間に形成された別のガス通路が
開口しているセラミックスフィルタの両側の面を囲む丸
く加工された8mm以上の幅の面がシール部とされてい
るので、締めつけによる耐久性と信頼性のあるシールと
保持が可能となった。According to the cross-flow type ceramic filter of the present invention, there is no corner portion where sealing is difficult in the sealing portion of the ceramic filter, and a plurality of through-holes of the filter element are provided on both sides of the ceramic filter or the filter. Durability and reliability due to tightening because the rounded surface with a width of 8 mm or more that surrounds the both sides of the ceramic filter where another gas passage formed between the elements is open is the seal part It has become possible to seal and hold with.
【0039】このセラミックスフィルタが組み込まれた
フィルタ装置は、エンジンや路面からの振動はもちろ
ん、セラミックスフィルタの逆洗再生を繰り返し行って
も、シール部分がその差圧の変動に長時間耐えることが
でき、耐久性と信頼性の高いパティキュレートトラップ
を実現できるので、エネルギー効率が高いとされている
ディーゼルエンジンの環境対策として有用であり、その
産業上の利用価値は多大である。The filter device incorporating this ceramics filter is capable of withstanding the fluctuation of the differential pressure of the sealing portion for a long time even if the backwashing regeneration of the ceramics filter is repeated as well as the vibration from the engine and the road surface. Since it is possible to realize a highly durable and reliable particulate trap, it is useful as an environmental measure for a diesel engine, which is said to have high energy efficiency, and its industrial utility value is great.
【図1】本発明によるセラミックスフィルタが組み込ま
れたパティキュレートトラップの一例を示す、ケーシン
グ部分がカットされたフィルタ装置の斜視図。FIG. 1 is a perspective view of a filter device in which a casing portion is cut, showing an example of a particulate trap incorporating a ceramics filter according to the present invention.
【図2】図1のセラミックスフィルタにシール材を巻つ
けた平面図。FIG. 2 is a plan view in which a sealing material is wound around the ceramic filter shown in FIG.
【図3】本発明のセラミックスフィルタの他の一例を示
す斜視図。FIG. 3 is a perspective view showing another example of the ceramics filter of the present invention.
【図4】本発明のセラミックスフィルタの他の一例を示
す斜視図。FIG. 4 is a perspective view showing another example of the ceramics filter of the present invention.
【図5】従来の直交流型セラミックスフィルタの一例を
示す斜視図。FIG. 5 is a perspective view showing an example of a conventional cross-flow ceramic filter.
1:セラミックスフィルタ 2:フィルタエレメント 3:貫通穴 4:スペーサ(接着剤を兼ねる。) 5:ガス通路 6:シール材 7:ケーシング 8:シール部 9:逆洗ノズル 10:出口管 11:閉止弁 12:電磁弁 13:清浄ガス空間 14:ホッパー 15:リブ 1: Ceramics filter 2: Filter element 3: Through hole 4: Spacer (also serving as an adhesive) 5: Gas passage 6: Seal material 7: Casing 8: Seal part 9: Backwash nozzle 10: Outlet pipe 11: Stop valve 12: Solenoid valve 13: Clean gas space 14: Hopper 15: Rib
Claims (6)
の一方の端面から他方の端面へと貫通する相互に平行な
複数の貫通穴を有する複数のフィルタエレメントを、複
数の貫通穴が開口している両側の端面を揃え、複数の貫
通穴が開口している端面の境の稜に沿って延在せしめた
スペーサを挟んで、各フィルタエレメントの間に前記貫
通穴とは概ね直交する別のガス通路が形成されるように
一体化したセラミックスフィルタであって、フィルタエ
レメントの複数の貫通穴が開口しているセラミックスフ
ィルタの両側の面またはフィルタエレメントの間に形成
された別のガス通路が開口しているセラミックスフィル
タの両側の面を囲む丸く加工された8mm以上の幅の面
がシール部とされていることを特徴とするセラミックス
フィルタ。1. A plurality of filter elements having a plurality of mutually parallel through holes penetrating from one end surface to the other end surface of a rectangular plate-shaped body made of porous ceramics, the plurality of through holes being opened. Aligning the end faces on both sides, sandwiching a spacer extending along the edge of the boundary between the end faces where a plurality of through holes are open, another through-hole between each filter element that is substantially orthogonal to the through hole is provided. A ceramic filter integrated so as to form a gas passage, in which a plurality of through holes of the filter element are opened, and another gas passage formed between the surfaces on both sides of the ceramic filter or between the filter elements is opened. A ceramic filter having a rounded surface having a width of 8 mm or more that surrounds both sides of the ceramic filter as a seal portion.
複数の貫通穴が開口しているセラミックスフィルタの両
側の面またはフィルタエレメントの間に形成された別の
ガス通路が開口しているセラミックスフィルタの両側の
面の周囲に、8mm以上の厚さを有するリブが接合さ
れ、該リブを接合した側のセラミックスフィルタの両側
の面を囲む丸く加工された8mm以上の幅の面がシール
部とされているセラミックスフィルタ。2. The surface of both sides of the ceramic filter having a plurality of through holes of the filter element opened, or both sides of the ceramic filter having another gas passage formed between the filter elements opened. A rib having a thickness of 8 mm or more is joined to the periphery of the face, and a rounded face having a width of 8 mm or more that surrounds both sides of the ceramic filter on the side where the rib is joined serves as a seal portion. Ceramic filter.
接する端面と平行な面で切断されたシール部の断面が円
形状または楕円形状であるセラミックスフィルタ。3. A ceramics filter according to claim 1, wherein the cross section of the seal part cut along a plane parallel to the end face adjacent to the seal part is circular or elliptical.
接する端面と平行な面で切断されたシール部の断面がレ
ーストラック形状であるセラミックスフィルタ。4. The ceramics filter according to claim 1, wherein the seal section cut along a plane parallel to the end surface adjacent to the seal section has a racetrack shape.
の一方の端面から他方の端面へと貫通する相互に平行な
複数の貫通穴を有する複数のフィルタエレメントを、複
数の貫通穴が開口している両側の端面を揃え、複数の貫
通穴が開口している端面の境の稜に沿って延在せしめた
スペーサを挟んで、各フィルタエレメントの間に前記貫
通穴とは概ね直交する別のガス通路が形成されるように
一体化されたセラミックスフィルタに、フィルタエレメ
ントの複数の貫通穴が開口しているセラミックスフィル
タの両側の面またはフィルタエレメントの間に形成され
た別のガス通路が開口しているセラミックスフィルタの
両側の面を囲む丸く加工された8mm以上の幅の面がシ
ール部とされ、該セラミックスフィルタが該シール部に
巻つけられた耐熱性のシール材を介して金属製のケーシ
ング中に保持かつ収納されてなることを特徴とするフィ
ルタ装置。5. A plurality of through holes are formed in a plurality of filter elements having a plurality of mutually parallel through holes penetrating from one end surface to the other end surface of a rectangular plate-shaped body made of porous ceramics. Aligning the end faces on both sides, sandwiching a spacer extending along the edge of the boundary between the end faces where a plurality of through holes are open, another through-hole between each filter element that is substantially orthogonal to the through hole is provided. In the ceramic filter integrated so that the gas passage is formed, a plurality of through holes of the filter element are opened, and another gas passage formed between the surfaces on both sides of the ceramic filter or between the filter elements is opened. The heat-resistant surface of the ceramic filter, which has a width of 8 mm or more and which surrounds both sides of the ceramic filter, is a seal portion, and the ceramic filter is wound around the seal portion. Filter apparatus characterized by comprising retained and housed in through the sealing member in a metallic casing.
ゼルエンジンの排気ガス中のパティキュレートを除去す
るための逆洗再生が行われるパティキュレートトラップ
用であるフィルタ装置。6. The filter device according to claim 5, wherein the filter device is for a particulate trap in which backwash regeneration is performed to remove particulates in exhaust gas of a diesel engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4312881A JPH06137128A (en) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Ceramics filter and filter device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4312881A JPH06137128A (en) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Ceramics filter and filter device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06137128A true JPH06137128A (en) | 1994-05-17 |
Family
ID=18034567
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4312881A Withdrawn JPH06137128A (en) | 1992-10-28 | 1992-10-28 | Ceramics filter and filter device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06137128A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006061909A (en) * | 1999-09-29 | 2006-03-09 | Ibiden Co Ltd | Ceramic filter assembly |
JP2013144954A (en) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Honda Motor Co Ltd | Supporting structure of honeycomb carrier |
KR20200005254A (en) | 2018-07-06 | 2020-01-15 | 주식회사 엘지화학 | Integrated ceramic fiter |
-
1992
- 1992-10-28 JP JP4312881A patent/JPH06137128A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006061909A (en) * | 1999-09-29 | 2006-03-09 | Ibiden Co Ltd | Ceramic filter assembly |
JP2013144954A (en) * | 2012-01-16 | 2013-07-25 | Honda Motor Co Ltd | Supporting structure of honeycomb carrier |
KR20200005254A (en) | 2018-07-06 | 2020-01-15 | 주식회사 엘지화학 | Integrated ceramic fiter |
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Legal Events
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---|---|---|---|
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