JPH06178906A - 粒状物トラップアッセンブリー及びその製造方法 - Google Patents

粒状物トラップアッセンブリー及びその製造方法

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡単、効果的且つ廉価で信頼性の高い外側ハ
ウジング内に粒状物トラツプを設置するアツセンブリー
を提供すること。 【構成】 絞圧シエル１９により粒状物トラツプ１３に
適用される半径方向圧力に影響しない広い製造上の公差
を有する外側ハウジング１１内に設置される粒状物トラ
ツプ１３に所定の半径方向圧力を与える。粒状物トラツ
プ１３の軸方向長さ全体にわたりガスの流路の全横断面
流れ面積に実質的に妨害を与えないように外側ハウジン
グ１１内に粒状物トラツプ１３を設置リング２１，２２
で設置する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は粒状物トラップを外側ハ
ウジング内に設置するアッセンブリーに関するものであ
る。更に詳細には本発明は外側ハウジング内への据付け
前にトラップの表面上に所定の半径方向圧力を作成すべ
く周方向に引張られる絞圧シェルを使用することにより
粒状物トラップを設置するアッセンブリーと方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】１９９１年迄に、環境保護局（ＥＰＡ）
で設定された粒状物放出基準では、全ての都市型バスが
粒状物の０．１ｇ／ｈｐ−時以下を放出することを要求
している。これと同じ基準が１９９４年に重荷重型トラ
ックに適用される予定である。これらの粒状物は寸法が
極めて小さく、マス媒体の直径は０．１−１．０μｍの
範囲内にあり、極めて軽量である。排出ガス放出物をＥ
ＰＡ規制に適合させるべくトラック又はバス用の典型的
なディーゼル・エンジンの排ガスから充分な量の粒状物
を除去するのに有効な粒状物トラップが開発されて来て
いる。
【０００３】典型的な車両用エンジンの通常の作動中
は、車両作動の１６万ｋｍ（１０万マイル）あたり粒状
物を大略０．５４ｍ３（２０ｆｔ３）にトラップしなけ
ればならない。明らかに、この粒状物は車両内に貯蔵出
来ない。従って、粒状物トラップに基づく排出物後処理
システム（ＥＡＳ）の長期にわたる作動が成功するため
にはトラップされた粒状物の何らかの除去方法が要求さ
れる。成功することが証明された１つの方法ではフィル
ターの再生目的上そのトラップされた粒状物を燃焼させ
る手段を設けていることである。再生プロセスは６４
８．８°Ｃ（１２００°Ｆ）を越える温度において付加
的熱を粒状物トラップの入口に送出することによりトラ
ップの通常の作動中行なわれる。このプロセスでは結果
的にトラップの「クリーンな」流れの制限を回復させる
ようにフィルター処理された炭素質の粒状物を酸化させ
ることになる。然し乍ら、再生プロセスでは又、不可避
的に粒状物トラップ内に温度勾配、熱的膨張及びその結
果生ずる熱応力を発生させることになる。
【０００４】通常の作動及び再生中に粒状物トラップの
各種構成要素内及び各種構成要素の間での熱膨張の差は
トラップ設置システムの設計と生産における重要な考察
対象である。従来の粒状物トラップ設置アッセンブリー
には弾性材料で包囲され外側ハウジング・シェル内で圧
縮される多孔性セラミック材料の如きトラップ素子が含
まれている。ハウジングによってトラップ上に作用する
適切な半径方向圧力又は保持力は車両の振動と圧力に耐
え且つ全ゆる予測される作動状態下でトラップの軸方向
変位を防止するのに必要である。粒状物トラップ設置シ
ステムの１つの特定の形式がブライトンに対して発行さ
れた米国特許第４，５０４，２９４号に開示してある。
このブライトンの特許はＩＮＴＥＲＡＭ▲Ｒ▼として認
識される弾性材料で被覆され『クラム・シェル』ハウジ
ング内に設置されるセラミック・トラップ素子を備えた
粒状物トラップを開示している。この『クラム・シェ
ル』構造ではトラップを固定直径空洞内で圧縮すべく締
付けられ共に保持されるよう設計してあるフランジ付き
の２個の補完し合う半体シェル部分を使用している。従
って、クラム・シェル・ハウジングのこの形式によって
所定のトラップ素子上に付される半径方向設置圧力の量
はトラップ素子の外径、弾性材料の厚さと整合性及びク
ラム・シェルの内径により著しく影響されよう。これら
各寸法の各々は粒状物トラップ素子に適切ではあるが過
剰でない半径方向圧力が適用されることを確実にするた
めに製造公差が慎重に制御されねばならない。極めて厳
密な製造公差を保つことに関連する大きな困難性のため
に、トラップアッセンブリーの相当なパーセンテージが
温度変動中トラップにかかる軸方向引張り荷重を阻害す
る程厳格すぎるか又はトラップの信頼出来る軸方向保持
にとってゆる過ぎることになる。
【０００５】他の共通の粒状物トラップアッセンブリー
はこれもブライトンの特許に開示してある「スタッフド
・カー」形式である。このアッセンブリーは被覆された
セラミック・トラップを固定直径を有する円筒ハウジン
グ内に押付けることで形成される。又、「集積」した公
差が許容範囲外になる場合は、許容出来ない設置圧力を
受けることになる。
【０００６】許容サービス寿命を有する粒状物トラップ
の製造ではトラップ素子とその包囲する支持構造の極め
て厳密な製造公差が要求されることが経験上判明した。
これらの公差は鋭敏なため、これらの公差を堅実に保持
するには個々の構成要素の製造コストが著しく高くな
り、実際、実施様式としては技術的に不可能なものであ
る。
【０００７】現行の設置設計にて遭遇する他の一つの問
題点は端部保持リングの使用にある。これらのリングは
『集積された公差』が結果的に不適切な設置圧力となっ
てトラップ素子とクラムシェルの間で引き続き生ずる熱
膨張差が前述のトラップ素子のゆるみとなる場合にトラ
ップの軸方向保持を提供すべくトラップ素子の端部に取
付けられる。然し乍ら、この機能の実施にあたり、リン
グはトラップの入口面と出口面の周縁部の外側、大略
１．１２５ｃｍ（３／８インチ）を覆い、従って、トラ
ップ材料を通る流路の入口と出口附近におけるトラップ
の有効なフィルター横断面積と粒状物トラップ容量を低
減化させる。その結果、トラップの長手に沿ったこの外
周縁容積はより高い半径方向温度勾配と応力を受ける。
これらの応力は、特にエンジン遷位と再生中に厳しくな
り、トラップ素子の早過ぎる破損をもたらす。
【０００８】粒状物トラップ設置部分の外側において、
触媒キャリアの如き円筒状素子をシート状金属片で包
み、触媒体の表面上に特定圧力を加えることが知られて
いる。シーベルスに対する米国特許第４，２４８，１２
０号にはこの形式の触媒キャリア・アッセンブリーが開
示されている。特に、シート状金属の矩形部片の端部は
触媒キャリアーの周わりに引張られ、オーバーラップさ
れている。これらの端部は特定の半径方向圧力が触媒キ
ャリアーの表面上に発生される迄共に引張られ続ける。
次にシート状金属の端部は所定の半径方向圧力を維持す
べく締付けられる。シーベルスの親の特許であるニュー
マンに対して発行された米国特許第４，０９３，４２３
号にも又、ハウジングの直径に関連してキャリアーの直
径の多くの公差上の問題を無くす際のこの予応力触媒ハ
ウジングの利点が開示してある。粒状物トラップ設置に
触媒設置技法がどのように使用可能であるかの示唆が存
在しない。
【０００９】従って、先に注記した先行技術の欠点を克
服する簡単、有効且つ信頼出来る粒状物トラップ設置シ
ステムの必要性が存在している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明の主たる目的は
簡単、有効且つ廉価で信頼性の高い外側ハウジング内に
粒状物トラップを設置するアッセンブリーを提供するこ
とにより先行技術の諸欠点を克服することにある。
【００１１】本発明の他の目的は外側ハウジングの製造
公差に関係のない粒状物捕獲（トラッピング）手段に所
定の半径方向圧力を加圧手段が付与すると共に比較的広
い製造公差内に固定周方向範囲を有する外側ハウジング
に粒状物捕獲手段を設置する粒状物トラップアッセンブ
リーを提供することにある。
【００１２】本発明の他の目的は粒状物捕獲手段の周方
向範囲における広い製造公差とは無関係に所定の半径方
向圧力を粒状物捕獲手段に適用出来るよう粒状物捕獲手
段の外側周方向範囲に適合し、それを調節する絞圧手段
を含む外側ハウジング内に粒状物捕獲手段を設置する粒
状物トラップアッセンブリーを提供することにある。
【００１３】本発明の更に他の目的は粒状物捕獲手段の
全軸方向長さを通る流路の全横断面範囲に対して実質的
に妨害を伴なわない設置手段を使用して粒状物捕獲手段
を外側ハウジング内に設置する粒状物トラップアッセン
ブリーを提供することにある。
【００１４】本発明の更に他の目的は外側ハウジング内
に粒状物捕獲手段を置換可能に設置する設置手段を含む
粒状物トラップアッセンブリーを提供することにある。
【００１５】本発明の他の目的は包囲する絞圧手段を含
む粒状物トラップアッセンブリーの温度に起因する軸方
向運動を可能にする設置手段を使用して絞圧手段にて被
覆してある粒状物捕獲手段を外側ハウジング内に設置す
る粒状物トラップアッセンブリーを提供することにあ
る。
【００１６】本発明の他の目的は、所定の半径方向圧力
を粒状物捕獲手段に適用すべく粒状物捕獲手段の周方向
範囲に対する絞圧手段の周方向範囲を選択的に調節し、
半径方向圧力を維持すべく絞圧手段を固定し、粒状物捕
獲手段を外側ハウジング内に設置することで粒状物トラ
ップアッセンブリーを製造する方法を提供することにあ
る。
【００１７】本発明の更に他の目的は少なくとも１個の
軸方向シーム（継ぎ目）に沿って接合される少なくとも
一対のハウジング・シェルを含む外側ハウジング内に粒
状物捕獲手段を設置する粒状物トラップアッセンブリー
を提供することにある。
【００１８】本発明の他の目的は内側ハウジングシェル
と軸方向シームに沿って接合される一対の外側ハウジン
グシェルとを含み、内側ハウジングシェルが外側ハウジ
ングシェルの一方に接合されて内部に粒状物捕獲手段が
設置される通路を形成する外側ハウジング内に粒状物ト
ラップアッセンブリーを提供することにある。
【００１９】本発明の他の目的は、粒状物捕獲手段の周
わりに外側ハウジングの入口から出口へ移動するガスの
ためのバイパスを形成すべく内側ハウジングシェルに接
合された外側ハウジングシェルを含む外側ハウジング内
に粒状物捕獲手段を設置する粒状物トラップアッセンブ
リーを提供することにある。
【００２０】本発明の更に他の目的は、内側ハウジング
シェルと一対の外側ハウジングシェルとを含み、外側ハ
ウジングシェルの各々が相対的に固定された周方向範囲
を定める一対の半径方向に延在するフランジを有する外
側ハウジング内に粒状物捕獲手段を設置する粒状物トラ
ップアッセンブリーを提供することにある。
【００２１】本発明の他の目的は少なくとも３個のシェ
ルを含み、各シェルは、通路とバイパスの両者を形成す
る形状にされ、一対の軸方向シームに沿って接合される
よう位置付けられた一対の半径方向に延在するフランジ
を備え、各シェルの周方向範囲で定められる周方向範囲
を有する外側ハウジング内に粒状物捕獲手段を設置する
粒状物トラップアッセンブリーを提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】本発明の前掲の目的と付
加的目的は絞圧シェルで適用される半径方向圧力に影響
しない広い製造公差を有する外側ハウジング内に設置さ
れる粒状物トラップに所定の半径方向圧力を適用する絞
圧シェルを使用する粒状物トラップ・アッセンブリーに
より達成される。絞圧シェルは所定圧力をトラップに対
し正確且つ一定に適用すべく捕獲手段の周方向範囲に対
し選択的に調節可能で、かくしてトラップ及び外側ハウ
ジングの寸法に対する厳密な公差を保持することに関連
する製造上のコストを低減化出来る。絞圧シェルで包囲
されるトラップは外側ハウジング上に形成されたくぼみ
又は隆起部と係合する絞圧シェルに取付けられた設置リ
ングを使用することで外側ハウジングの内側に軸方向及
び半径方向にて支持可能である。設置リングはトラップ
をハウジング内に取りはずし可能に保持し、一方、トラ
ップを通るガスの流れに実質的に妨害を与えず、かくし
てトラップは有効な横断面流れ面積を維持し、熱応力を
最低にする。設置リングは又、トラップの温度誘因（に
起因する）膨張と収縮を可能にする。
【００２３】
【実施例】図１は外側ハウジング１１を含む粒状物トラ
ップ設置アッセンブリー１０を示し、外側ハウジング１
１は再発行米国特許第３３，１１８号又は１９８９年２
月２８日に提出された共通に譲渡されている米国特許出
願第３１６，７６６号の如き公知の技術に従って作成さ
れたセラミック・カートリッジ３０の如き粒状物トラッ
プ素子を収納している。外側ハウジング１１には２個の
半円筒形半シェル３６及び２７が含まれ、これらの半シ
ェル３６、２７は燃焼生成物の如き粒状物含有ガス流れ
を受取るガス入口１４と燃焼生成物を外側ハウジング１
１から排出する出口１５を形成すべく一体化される。ガ
ス入口１４とガス出口１５の間に延在する通路１７の内
部に粒状物トラップ・カートリッジ３０が設置してあ
る。
【００２４】以下に一層完全に説明する如く、外側ハウ
ジング１１は、粒状物トラップ・カートリッジ３０の周
わりを延在してセラミック・カートリッジ３０を通過せ
ずにガス入口１４からガス出口１５へのガスの流れのた
めの代替経路を提供するバイパス通路３７を提供するよ
う形成される。粒状物トラップ・カートリッジ３０は図
２に最も良く示される如く、外側ハウジング１１の下方
部分内に設置可能である。外側ハウジング１１には外側
の半シェル２７と３６の間に捕獲された内側シェル１８
が含まれている。各シェルには一対の対向するフランジ
が備えられ、各フランジは内側シェル１８によりハウジ
ングの内部を通路１７とバイパス通路３７に２次分割す
る様式にて結合される。フランジは一対の対向する長手
方向シーム、即ち、接続部３５に沿って接合される。特
に図解はされていないが、バイパス通路３７はガスを粒
状物トラップ・カートリッジ３０の周わりで、ガス出口
１５に向って軸方向に設置された他の粒状物トラップ・
カートリッジへ向けるべく形成可能である。この様にし
て、一方のトラップは、大気への流出前に他方のトラッ
プによるろ過作用目的のため排ガスがこの一方のトラッ
プの周りに流されている間に再生可能である。
【００２５】図１及び図２を参照すると、粒状物カート
リッジ・トラップ３０は通路１７を通って流れるガスか
ら粒状物を除去するトラップエレメント（捕獲素子）１
３を含むことが出来る。粒状物トラップ素子１３は実質
的に円筒形で通常多孔性セラミック材料で形成可能であ
る。トラップ素子１３には一対の横断方向に面する面２
３、２４が含まれている。上流側の面２３と下流側の面
２４の間でトラップ素子１３の円筒面の周わりには弾性
層２０が包囲されている。好適には絞圧シェル１９の形
態になっている加圧手段がトラップ素子１３へ所定の半
径方向圧力を与えることで弾性層２０を圧縮包囲する。
【００２６】図１に図解された如く、突出素子、即ち、
設置リング２１、２２は面２３及び面２４の箇所で絞圧
シェル１９の周縁部に取付けられる。上流側設置リング
２１は外側ハウジング１１の内部シェル１８と半シェル
２７に取付けられた一対の軸方向に隔置された環状隆起
部２５、２５’で形成された溝２６と係合する。
【００２７】粒状物トラップ素子１３を被覆する弾性層
２０は絞圧シェル１９により付される力を粒状物トラッ
プ素子１３へ伝達するよう機能する。弾性層２０はトラ
ップ素子１３からの熱損失を最低にし且つトラップ素子
１３内の熱勾配を最低にすべく断熱体としても機能す
る。弾性層２０の弾力性により当該層は絞圧シェル２９
とトラップ素子１３の間の膨張系数の僅かの差の補償可
能にする。弾性層２０はミネソタ州セント・ポールのテ
クニカル・セラミック・リソース部／３Ｍセンターで製
造されたＩＮＴＥＲＡＭ▲Ｒ▼マットの如き耐熱材料に
て出来る。図３及び図４を参照すると、弾性層２０には
高温排ガスによる弾性層２０の縁部の腐食を防止すべく
金網保護装置３２、３４を含むことが出来る。
【００２８】（図２−４の）絞圧シェル１９は弾性層２
０の外側周方向面の実質的な部分を被覆するように弾性
層２０の周わりを包囲するシート状金属又は同様の材料
製の矩形状片で形成可能である。絞圧シェル１９は絞圧
パッケージングの方法を使用して適用される。特に、絞
圧シェル１９はその端部が隣接するか又は重なるようト
ラップ素子１３の周わりを包囲する。絞圧シェル１９は
次にその端部が重なって絞圧シェル１９を弾性層２０の
外側周面に適合させるよう同様の様式で張力がかけられ
る。絞圧シェル１９の連続した張力作用により絞圧シェ
ル１９は弾性層２０を圧縮しその弾性層が所望程度の半
径方向圧力をトラップ素子１３へその絞圧シェルに与え
られる張力に応じて送る。トラップ素子１３に付与され
る半径方向圧力は選択された所定の半径方向圧力が達成
される迄絞圧シェル１９の張力作用を調節することによ
り変えることが出来る。次に、絞圧シェル１９の端部
は、トラップ素子１３へ選択された半径方向圧力を維持
可能なように固定される。
【００２９】絞圧シェル１９の張力作用は各種手段によ
り達成可能である。例えば、絞圧シェル１９の一方の縁
部又は端部をトラップ素子１３に保持し、絞圧シェル１
９の反対側縁部がトラップ素子１３の表面に接線方向の
力を生ぜしめるようにトラップ素子１３の周りを包囲し
て引張られてもよい。他方、絞圧シェル２９はトラップ
素子１３の周わりを包囲し、絞圧シェル１９の両端部は
相互に引張って互いに重ねることが出来る。他の変形例
では、絞圧シェル１９がトラップ素子１３上に巻かれる
に従って絞圧シェル１９内に張力が発生されるよう絞圧
シェル１９をトラップ素子１３の外側周面の周わりに配
置して絞圧シェル１９の一方の縁部を保持しながらトラ
ップ素子１３を回転させることが含まれる。絞圧シェル
１９の張力を与える他の方法にはその端部が重なるよう
絞圧シェル１９をトラップ素子１３の周わりに配置する
ことが含まれよう。絞圧シェル１９の外周面に一致する
表面を有する２個の対向するアームが絞圧シェル１９と
圧縮関係的に移動され、それにより絞圧シェル１９で弾
性層２０の外側周面を調節可能に出来よう。絞圧方法が
如何様に達成されるにしろ、この方法の重要性はそれが
所定の半径方向圧力がトラップ素子１３に適用可能とさ
れるように絞圧シェル１９をトラップ素子２３の周わり
で調節可能にする点にある。
【００３０】絞圧シェル１９に対する代替的なものとし
て、耐熱性があり、トラップ素子１３の周わりに１回又
は数回にわたり巻くことが出来る可とう性で長いストラ
ップ又は繊維（ファイバー）又はコードといった任意の
素子もそれがトラップ素子に対し半径方向圧縮力を与え
て保持出来る限り使用可能である。絞圧法の調節上の特
徴には製造上多数の利点がある。粒状物トラップアッセ
ンブリー、即ち『クラム・シェル』又は『スタッフド・
カン』、の他の方法では、トラップ素子、弾性層、外側
シェルの寸法を比較的限られる公差内に保持することに
よりトラップ素子上の設置圧力を制御することがトラッ
プ・メーカーに要求される。トラップ素子へ外側シェル
の半径方向圧力を正確且つ一定に適用し維持可能とする
ことにより、絞圧法はこれら厳格な公差を満足するトラ
ップ・メーカー側の負担を軽減する。トラップ構成要素
の寸法と個々の公差は最早結果的に生じる半径方向圧力
を決定しない。代わりに、トラップの負荷圧力は単に絞
圧シェル負荷固定測定装置の正確性により決定される。
その結果、絞圧法は製造コストを著しく低減化する一
方、現存の方法で提供される固定用工具の簡略性を保
つ。
【００３１】図１、図３及び図４に示される如く、設置
リング２１、２２及び２９は各々上流側の面２３と下流
側の面２４にて絞圧シェル１９に堅固に取付けてある。
設置リング２１、２２及び、２９は横断面がＬ形であ
り、絞圧シェル１９の外側周面を越えて延在している。
然し乍ら、設置リング２１と２９のみは環状溝２６とく
ぼみ２８と各々係合することによりトラップ素子１３を
通路１７内に保持するように機能する。下流側の設置リ
ング２２は半径方向で通路１７の内側シェル１８と半シ
ェル２７と接触してトラップ素子１３の半径方向支持を
提供するよう絞圧シェル１９の外径を越えて延在してい
る。又、設置リング２２はくぼみ又は停止部と係合せ
ず、かくしてトラップ素子１３の軸方向熱膨張を可能に
する。
【００３２】図４に示される如く、環状の隆起部２５は
設置リング２１を受入れる環状溝２６を形成する目的で
通路１７の内側シェル１８と外側の半シェル２７に堅固
に取付けてある。ガスが設置リング２１の周わりに流れ
るのを防止し、トラップ素子１３をバイパスするのを防
止するためガス・シールを環状の溝２６内に設けること
が出来る。
【００３３】図３に示される如く、外側ハウジング１１
の内側シェル１８と外側半シェル２７に形成された環状
のくぼみ２８は環状の隆起部２５の代わりに使用出来
る。この場合、設置リング２１は一定の全体的空洞直径
を維持しながらくぼみ２８との係合を可能にする直径の
より大きい設置リング２９と交換される。
【００３４】図３及び図４に示された両方の実施例にお
いて、トラップ素子１３は通路１７内に置換可能に設置
可能である。上流側にある設置リング２１と２９は外側
シェル３６、２７を分離することによる外側ハウジング
１１の分解でトラップ・カートリッジ３０の簡単な除去
と置換を可能にするようくぼみ２８又は溝２６内に簡単
に設置出来る。この利点は外側ハウジング１１が設置圧
力をトラップ素子１３に付与する目的で使用されていな
いという事実により実現される。代わりに、絞圧シェル
１９は単一のトラップ・カートリッジ・アッセンブリー
を形成すべくトラップ素子１３への所定半径方向圧力を
維持する。外側ハウジングの外側シェルは最早トラップ
素子１３への圧縮力を決定する目的に使用されないこと
から外側ハウジングの単一機能は設置リング２９と２１
にインターフェイスすることでトラップ・カートリッジ
３０を軸方向に保持することにある。
【００３５】図５を参照すると、設置リング４０、４１
は絞圧シェル４２の一体構造延在部である。面２３、２
４を越えて延在する絞圧シェルを使用することにより、
設置リング４０、４１は通路１７の内径を等しくすべく
絞圧シェル４２の環状延在部を広げることで形成可能で
ある。上流側の設置リング４０は例えば、内側シェル１
８及び外側の半シェル２７に溶接すること等で固定され
る。又、下流側の設置リング４１は外側ハウジングに固
定的に取付けられてはおらず、トラップ・カートリッジ
３０の軸方向熱膨張を可能にする。
【００３６】図６に示される如く、従来の技術ではトラ
ップ素子５０を半径方向で圧縮すべくクランプ・シェル
５２を使用している。トラップ素子５０へのクランプ・
シェル５２で与えられる半径方向圧力は効果的に制御出
来ないので、ゆるいトラック素子を有する多くのトラッ
プが製造される。その上、通常の作動又は再生中にトラ
ップ内に発生する熱により熱膨張差が生じ、これが結果
的にゆるいトラップ素子となる。従って、トラップ素子
５０の軸方向保持を提供するためにトラップ素子５０の
上流側と下流側の両方に設置される保持リング５４を含
むことが従来の技術において必要とされていた。然し乍
ら、この必要とされる機能の実施においては、保持リン
グ５４がトラップ素子５０の外側周縁部５８の一部を被
覆している。保持リングは必然的に領域５６内へのガス
の流れをブロックし、かくして有効なフィルター横断面
の流れ領域とトラップ素子５０の粒状物容量を低減化す
ると共に領域５６内の熱勾配と応力を増加させる。図１
に示される如く、特定のトラップ素子１３に必要とされ
る半径方向圧力を効果的に予め決定する目的で絞圧シェ
ルを使用することにより、一体化されたバイパスのトラ
ップ１３はトラップ・カートリッジ３０を保持する目的
で単に利用されるに過ぎない。図１、図３、図４及び図
５に示される如く、設置リング２１、２２、２９、４１
及び４３はトラップ素子１３の有効な横断面流れ面積を
妨害せずに外側ハウジング１１内のトラップ素子１３の
保持目的上、絞圧シェル１９と共に使用可能である。
【００３７】
【発明の効果】本発明はディーゼル・エンジンが装備さ
れ粒状物放出制御要件と規制の制限を受ける道路用トラ
ックとバスに特に適用されよう。本発明は又、モノリシ
ック・セラミック・フィルター・トラップ又は他の適当
に設計されたフィルター媒体により除去出来る粒状物材
料の範囲内に入る排気ガス粒状物を捕獲するよう適合し
た排気ガス粒状物フィルター・トラップ用のトラップ設
置システムを採用することが望ましくなる場合は如何な
る適用例であれ使用されよう。
【図面の簡単な説明】
【図１】一部分が破断してある本発明の好適実施態様の
１つの実施態様を導入している粒状物トラップ設置アッ
センブリーの側面図。
【図２】図１の２−２線における図１に示した実施例の
横断面図。
【図３】環状くぼみと設置リングの形態になった設置釈
段を使用して外側ハウジング内に設置された粒状物トラ
ップ・カートリッジを示す図１の破段部分の拡大詳細
図。
【図４】環状隆起部と設置リングの形態になった設置手
段を使用して外側ハウジング内に設置された粒状物トラ
ップ・カートリッジを示す図１の破談部分の拡大詳細
図。
【図５】設置手段として絞圧手段の広がった延在部を使
用する外側ハウジング内に設置された粒状物トラップ・
カートリッジを示す図１の破段部分の拡大詳細図。
【図６】従来の技術の粒状物トラップ設置アッセンブリ
ーの「上流側」部分の拡大詳細横断面図。
【符号の説明】
１０ 粒状物トラップ設置アッセンブリー １１ 外側ハウジング １３ トラップ素子 １４ ガス入口 １５ ガス出口 １７ 通路 １８ 内側シェル １９ 絞圧シェル ２０ 弾性層 ２１ 設置リング ２２ 設置リング ２３ 面 ２４ 面 ２５ 隆起部 ２５’ 隆起部 ２６ 溝 ２７ 半シェル ２８ くぼみ ２９ 設置リング ３０ セラミック・カートリッジ ３２ 金網保護装置 ３４ 金網保護装置 ３５ 接続部 ３６ シェル ３７ バイパス通路 ４０ 設置リング ４１ 設置リング ４２ 絞圧シェル ５０ トラップ素子 ５２ クランプ・シェル ５４ 保持リング ５６ 領域 ５８ 外側周縁部
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年１２月１１日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正内容】
【特許請求の範囲】
【請求項２】 更に、前記粒状物捕獲手段を支持するた
め前記絞圧手段と前記粒状物捕獲手段の外面の間に配置
される弾性手段が含まれる請求項１の粒状物トラツプア
ツセンブリー。
【請求項３】 前記粒状物捕獲手段が多孔性セラミツク
材で形成してある請求項１の粒状物トラツプアツセンブ
リー。
【請求項４】 前記弾性手段に高耐温材料の１個以上の
層が含まれる請求項２の粒状物トラツプアツセンブリ
ー。
【請求項５】 更に、前記弾性手段を前記ガスから保護
する腐食保護手段が含まれる請求項２の粒状物トラツプ
アツセンブリー。
【請求項６】 前記設置手段は、前記粒状物捕獲手段内
に破壊力を発生させずに前記粒状物捕獲手段の温度に起
因する膨脹と収縮を可能ならしめ、前記設置手段に前記
絞圧手段に接続された少なくとも１個の突出素子が含ま
れ、前記突出素子が前記粒状物捕獲手段の半径方向範囲
を越えて突出する請求項１の粒状物トラツプアツセンブ
リー。
【請求項７】 前記粒状物捕獲手段を半径方向及び軸方
向において抑止するよう前記突出素子と係合する保持手
段が前記設置手段に含まれている請求項６の粒状物トラ
ツプアツセンブリー。
【請求項８】 前記突出素子の反対側において前記ハウ
ジングの内壁上に形成された一対の環状隆起部が前記保
持手段に含まれている請求項７の粒状物トラツプアツセ
ンブリー。
【請求項９】 前記保持手段に前記ハウジング内に形成
された環状溝が含まれ、前記環状溝が前記突出素子を前
記ハウジング内で軸方向に抑止された関係にて受入れる
ような形状にされ位置付けてある請求項７の粒状物トラ
ツプアツセンブリー。
【請求項１０】 前記設置手段に前記絞圧手段の一体構
造延在部を形成する一対の突出素子が含まれ、前記突出
素子に各々前記粒状物捕獲手段に沿って軸方向に隔置さ
れた環状設置リングが含まれている請求項６の粒状物ト
ラツプアツセンブリー。
【請求項１１】 前記設置手段が前記粒状物捕獲手段を
前記ハウジング内で取りはずし可能に保持する請求項１
の粒状物トラツプアツセンブリー。
【請求項１２】 前記設置リングの１つの設置リングの
みが前記ハウジングに対して軸方向に抑止され、残りの
設置リングを前記ハウジング内で軸方向に移動可能とす
る請求項１０の粒状物トラツプアツセンブリー。
【請求項１３】 前記絞圧手段と前記設置手段が前記粒
状物捕獲手段の温度に起因する軸方向収縮膨脹を可能に
する請求項６の粒状物トラツプアツセンブリー。
【請求項１４】 前記粒状物捕獲手段に前記粒状物捕獲
手段の全半径方向範囲を実質的に含む半径方向横断面寸
法を有する所定流路が含まれ、前記設置手段が前記粒状
物捕獲手段を通る前記流路の全半径方向範囲に実質的な
妨害を与えないように前記ハウジングの前記通路内に前
記粒状物捕獲手段を保持する請求項１の粒状物トラツプ
アツセンブリー。
【請求項１５】 前記外側ハウジングに一対の軸方向シ
ームに沿って接合された少なくとも一対のハウジング・
シエルが含まれる請求項１の粒状物トラツプアツセンブ
リー。
【請求項１６】 前記外側ハウジングに内側ハウジング
・シエルと前記軸方向シームに沿って接合された一対の
外側ハウジング・シエルが含まれ、内部に前記粒状物捕
獲手段が設置される前記通路の一部分を形成すべく前記
内側ハウジング・シエルが前記外側ハウジング・シエル
の１つのシエルに接合される請求項１５の粒状物トラツ
プアツセンブリー。
【請求項１７】 前記ガス入口から前記ガス出口へ前記
粒状物捕獲手段の周わりを通って移動するガス用のバイ
パスを形成すべく残りの前記外側ハウジング・シエルが
前記内側ハウジング・シエルと前記一方の外側ハウジン
グ・シエルに接合される請求項１６の粒状物トラツプア
ツセンブリー。
【請求項１８】 相対的に固定される周方向範囲を定め
る一対の半径方向に延在するフランジが前記シエルの各
々に設けてある請求項１７の粒状物トラツプアツセンブ
リー。
【請求項１９】 前記シエルの周方向範囲で定められる
周方向範囲を有する前記通路及び前記バイパスを形成す
るために前記一対の軸方向シームに沿って接合されるべ
く前記フランジが形成されかつ位置付けられる請求項１
８の粒状物トラツプアツセンブリー。
【請求項２０】 実質的な製造公差を受ける周方向範囲
を有する粒状物捕獲素子と、粒状物捕獲素子の周りに配
置され、制御された半径方向圧縮力を粒状物捕獲素子に
適用する調節可能な周方向範囲を有する加圧手段と、を
含む粒状物トラツプアツセンブリーの製造方法であっ
て、 加圧手段を粒状物捕獲素子の周わりに設置する工程と、 所定の半径方向圧力を前記粒状物捕獲素子に適用する前
記加圧手段を調節する工程と、 選択された周方向範囲を前記所定の半径方向圧力に対応
する位置に保持すべく前記加圧手段を固定する工程と、 粒状物捕獲素子を通過するガスの通路を形成すべく前記
捕獲素子をハウジング内に設置する工程と、から成る粒
状物トラツプアツセンブリーの製造方法。
【請求項２１】 前記加圧手段を前記粒状物捕獲素子の
周わりに設置する前に前記粒状物捕獲素子を弾性層で被
覆する工程と、 少なくとも１つの設置リングを前記加圧手段に締付ける
工程と、を含む請求項２０の粒状物トラツプアツセンブ
リーの製造方法。
【請求項２２】 更に、前記粒状物捕獲素子を熱処理段
階にさらす工程と、 前記弾性層に縁部腐食防止シールを提供する工程と、を
含む請求項２１の粒状物トラツプアツセンブリーの製造
方法。
【請求項２３】 更に前記縁部腐食保護シールを保持す
べく前記加圧手段の縁部を巻く工程を含む請求項２２の
粒状物トラツプアツセンブリーの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 以下の（ａ）から（ｄ）を備えた粒状物
    トラップアッセンブリー： （ａ）ガス入口とガス出口及び前記ガス入口と前記ガス
    出口を相互に連絡する通路を備えた外側ハウジング； （ｂ）前記通路を通過するガス内に含まれる粒状物を捕
    獲するため前記ハウジングの前記通路内に配置された粒
    状物捕獲手段；前記通路及び前記粒状物捕獲手段は、比
    較的大きい所定の製造公差内に入る周方向範囲をそれぞ
    れ有する； （ｃ）前記通路及び前記粒状物捕獲手段の周方向範囲と
    は実質的に無関係に前記粒状物捕獲手段に所定の半径方
    向圧力を与えるために前記粒状物捕獲手段を包囲する絞
    圧手段；前記絞圧手段は、前記粒状物捕獲手段の周りに
    圧縮関係的に設置された際に前記絞圧手段を前記粒状物
    捕獲手段の周方向範囲に適合させるために選択的に調節
    可能な周方向範囲を有する包囲素子を含み；前記包囲素
    子は、前記調節可能な周方向範囲を調節して前記所定の
    半径方向圧力を得るために相対的に周方向に調節可能な
    対向端部を含み；前記絞圧手段は、前記粒状物捕獲手段
    へ前記所定の半径方向圧力が与えられたことに対応して
    前記端部を相対的に固定された位置に保持するための固
    定手段を有する； （ｄ）前記粒状物捕獲手段に実質的な半径方向圧力を与
    えることの無いように前記粒状物捕獲手段を前記通路内
    で半径方向及び軸方向に保持する設置手段。
  2. 【請求項２】 更に、前記粒状物捕獲手段を支持するた
    め前記絞圧手段と前記粒状物捕獲手段の外面の間に配置
    される弾性手段が含まれる請求項１の粒状物トラップア
    ッセンブリー。
  3. 【請求項３】 前記粒状物捕獲手段が多孔性セラミック
    材で形成してある請求項１の粒状物トラップアッセンブ
    リー。
  4. 【請求項４】 前記弾性手段に高耐温材料の１個以上の
    層が含まれる請求項２の粒状物トラップアッセンブリ
    ー。
  5. 【請求項５】 更に、前記弾性手段を前記ガスから保護
    する腐食保護手段が含まれる請求項２の粒状物トラップ
    アッセンブリー。
  6. 【請求項６】 前記設置手段は、前記粒状物捕獲手段内
    に破壊力を発生させずに前記粒状物捕獲手段の温度に起
    因する膨脹と収縮を可能ならしめ、前記設置手段に前記
    絞圧手段に接続された少なくとも１個の突出素子が含ま
    れ、前記突出素子が前記粒状物捕獲手段の半径方向範囲
    を越えて突出する請求項１の粒状物トラップアッセンブ
    リー。
  7. 【請求項７】 前記粒状物捕獲手段を半径方向及び軸方
    向において抑止するよう前記突出素子と係合する保持手
    段が前記設置手段に含まれている請求項６の粒状物トラ
    ップアッセンブリー。
  8. 【請求項８】 前記突出素子の反対側において前記ハウ
    ジングの内壁上に形成された一対の環状隆起部が前記保
    持手段に含まれている請求項７の粒状物トラップアッセ
    ンブリー。
  9. 【請求項９】 前記保持手段に前記ハウジング内に形成
    された環状溝が含まれ、前記環状溝が前記突出素子を前
    記ハウジング内で軸方向に抑止された関係にて受入れる
    ような形状にされ位置付けてある請求項７の粒状物トラ
    ップアッセンブリー。
  10. 【請求項１０】 前記設置手段に前記絞圧手段の一体構
    造延在部を形成する一対の突出素子が含まれ、前記突出
    素子に各々前記粒状物捕獲手段に沿って軸方向に隔置さ
    れた環状設置リングが含まれている請求項６の粒状物ト
    ラップアッセンブリー。
  11. 【請求項１１】 前記設置手段が前記粒状物捕獲手段を
    前記ハウジング内で取りはずし可能に保持する請求項１
    の粒状物トラップアッセンブリー。
  12. 【請求項１２】 前記設置リングの１つの設置リングの
    みが前記ハウジングに対して軸方向に抑止され、残りの
    設置リングを前記ハウジング内で軸方向に移動可能とす
    る請求項１０の粒状物トラップアッセンブリー。
  13. 【請求項１３】 前記絞圧手段と前記設置手段が前記粒
    状物捕獲手段の温度に起因する軸方向収縮膨脹を可能に
    する請求項６の粒状物トラップアッセンブリー。
  14. 【請求項１４】 前記粒状物捕獲手段に前記粒状物捕獲
    手段の全半径方向範囲を実質的に含む半径方向横断面寸
    法を有する所定流路が含まれ、前記設置手段が前記粒状
    物捕獲手段を通る前記流路の全半径方向範囲に実質的な
    妨害を与えないように前記ハウジングの前記通路内に前
    記粒状物捕獲手段を保持する請求項１の粒状物トラップ
    アッセンブリー。
  15. 【請求項１５】 前記外側ハウジングに一対の軸方向シ
    ームに沿って接合された少なくとも一対のハウジング・
    シェルが含まれる請求項１の粒状物トラップアッセンブ
    リー。
  16. 【請求項１６】 前記外側ハウジングに内側ハウジング
    ・シェルと前記軸方向シームに沿って接合された一対の
    外側ハウジング・シェルが含まれ、内部に前記粒状物捕
    獲手段が設置される前記通路の一部分を形成すべく前記
    内側ハウジング・シェルが前記外側ハウジング・シェル
    の１つのシェルに接合される請求項１５の粒状物トラッ
    プアッセンブリー。
  17. 【請求項１７】 前記ガス入口から前記ガス出口へ前記
    粒状物捕獲手段の周わりを通って移動するガス用のバイ
    パスを形成すべく残りの前記外側ハウジング・シェルが
    前記内側ハウジング・シェルと前記一方の外側ハウジン
    グ・シェルに接合される請求項１６の粒状物トラップア
    ッセンブリー。
  18. 【請求項１８】 相対的に固定される周方向範囲を定め
    る一対の半径方向に延在するフランジが前記シェルの各
    々に設けてある請求項１７の粒状物トラップアッセンブ
    リー。
  19. 【請求項１９】 前記シェルの周方向範囲で定められる
    周方向範囲を有する前記通路及び前記バイパスを形成す
    るために前記一対の軸方向シームに沿って接合されるべ
    く前記フランジが形成されかつ位置付けられる請求項１
    ８の粒状物トラップアッセンブリー。
  20. 【請求項２０】 実質的な製造公差を受ける周方向範囲
    を有する粒状物捕獲素子と、粒状物捕獲素子の周りに配
    置され、制御された半径方向圧縮力を粒状物捕獲素子に
    適用する調節可能な周方向範囲を有する加圧手段と、を
    含む粒状物トラップアッセンブリーの製造方法であっ
    て、 加圧手段を粒状物捕獲素子の周わりに設置する工程と、 所定の半径方向圧力を前記粒状物捕獲素子に適用する前
    記加圧手段を調節する工程と、 選択された周方向範囲を前記所定の半径方向圧力に対応
    する位置に保持すべく前記加圧手段を固定する工程と、 粒状物捕獲素子を通過するガスの通路を形成すべく前記
    捕獲素子をハウジング内に設置する工程と、から成る粒
    状物トラップアッセンブリーの製造方法。
  21. 【請求項２１】 前記加圧手段を前記粒状物捕獲素子の
    周わりに設置する前に前記粒状物捕獲素子を弾性層で被
    覆する工程と、 少なくとも１つの設置リングを前記加圧手段に締付ける
    工程と、を含む請求項２０の粒状物トラップアッセンブ
    リーの製造方法。
  22. 【請求項２２】 更に、前記粒状物捕獲素子を熱処理段
    階にさらす工程と、 前記弾性層に縁部腐食防止シールを提供する工程と、を
    含む請求項２１の粒状物トラップアッセンブリーの製造
    方法。
  23. 【請求項２３】 更に前記縁部腐食保護シールを保持す
    べく前記加圧手段の縁部を巻く工程を含む請求項２２の
    粒状物トラップアッセンブリーの製造方法。
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