JPH06235311A - ディーゼル微粒子フィルター要素およびフィルター - Google Patents

ディーゼル微粒子フィルター要素およびフィルター

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JPH06235311A
JPH06235311A JP5353547A JP35354793A JPH06235311A JP H06235311 A JPH06235311 A JP H06235311A JP 5353547 A JP5353547 A JP 5353547A JP 35354793 A JP35354793 A JP 35354793A JP H06235311 A JPH06235311 A JP H06235311A
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spiral
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Joseph C Peisert
コンラド ペイサート ジョセフ
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Minnesota Mining and Manufacturing Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 効率がよく、経済的で、コンパクトなディー
ゼル微粒子フィルターのためのフィルター要素およびフ
ィルターを提供する。 【構成】 フィルター要素は、フィルター材料層がそれ
より狭い幅のオープンメッシュ材料層とともに螺旋状に
巻かれたロールを与えるように巻かれる。ロールの向か
い合った面の間に位置するオープンメッシュ材料の交互
の層は、螺旋状入口および出口排気チャンネルにロール
の反対側面からロールへの開口部分を与える。弾性詰め
物片は、ロールの片側およびオープンメッシュ材料の内
部末端の間に横に伸び、排気入口チャンネルに入ってく
る排気が排気出口チャンネルを通って出ていく前に前記
のフィルター材料層を半径方向に通るように各螺旋状チ
ャンネルをブロックする。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの排
気から微粒子を取り除くディーゼル微粒子フィルター要
素に関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは、ディーゼル微粒
子フィルターを用いることにより害を減じうるような有
害な煤の排気を放出する。しかし、従来のディーゼル微
粒子フィルターは過度に燃料消費を増加し、低い耐久性
を有する傾向があった。
【０００３】従来の微粒子フィルターは４つの範疇また
は種類に分類されることができ、第一の種類はセラミッ
クウォールフローモノリス(ceramic wallflow monolit
h) を有すること、第二の種類は剛直なセラミックフォ
ームを有すること、第三の種類は多量の繊維フィルター
を有すること、第四の種類は１以上の中空の、有孔金属
チューブを有することを特徴とする。各々のフィルター
のタイプは排気システムに連結されて採用される長いチ
ューブ状ケーシングを有することができる。更に各々の
フィルターのタイプは、収集された微粒子物質を燃焼し
て使用の間に周期的に再生されうる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題および課題を解決するた
めの手段】本発明は、ディーゼル微粒子フィルターのた
めの螺旋状に巻かれたフィルター要素を提供し、フィル
ター要素は、（ｉ）無機繊維を含む複数（好ましくは２
層）のフィルター材料層（好ましくは不織りマット）で
あって、各層が実質的に螺旋状に巻かれたロールの全軸
寸法に伸びているようなフィルター材料層、（ii) フィ
ルター材料層の幅より小さい幅を各々有し、フィルター
材料の連続層の間に交互に介在する複数( 好ましくは２
層）のオープンメッシュ材料層であって、オープンメッ
シュ材料の交互の層は（好ましくは軸方向で境界線が一
致している）螺旋状に巻かれたロールの向かい合った面
の間に位置し、螺旋状入口および出口排気チャンネルに
もう一つのロールの側面から螺旋状に巻かれたロールへ
開口部を与え、各フィルター材料層がオープンメッシュ
材料層を越えて、螺旋チャンネルの半径方向における内
側および外側末端を閉じるように伸びているようなオー
プンメッシュ材料層、および、（iii)ロールの片側およ
び各オープンメッシュ材料層の内部末端の間に伸びてい
る弾性詰め物片であって、排気入口チャンネルに入って
くる排気が排気出口チャンネルを通って出ていく前にフ
ィルター材料層を半径方向に通るように各螺旋状チャン
ネルがブロックされるようにする弾性詰め物片、を含
む。
【０００５】螺旋状チャンネルの半径方向における内側
および外側末端を越えて伸びることにより、フィルター
材料は、排気ガスが濾過されることなく螺旋状チャンネ
ルの間を流れることを防ぐ。さらにこれを防ぐために、
フィルター材料の最も外側の渦巻きは、好ましくは最も
外側の螺旋状チャンネルの末端の上を少なくとも完全に
一回転している。好ましくは、弾性の詰め物片の幅は、
軸方向のオープンメッシュ材料の層およびフィルター材
料の層の間の幅の違いに等しい。
【０００６】本発明のディーゼル微粒子フィルター要素
は複数のフィルター材料層および複数のオープンメッシ
ュ材料層を用いることができ、一組以上の入口および出
口螺旋状チャンネルを与えることができる。本明細書に
おいて、「無機繊維」とは高温（例えば約６００℃より
高い温度）に耐性であり、ディーゼル排気ガスに化学的
に耐性である無機物を基礎とする繊維を意味し、「糸」
とは個々の繊維またはフィラメントの複数性または束を
意味し、ここで用いる「軸方向または寸法」とは螺旋状
に巻かれた材料の軸方向または寸法を意味し、ここで用
いる「半径方向または寸法」とは螺旋状に巻かれた材料
の半径方向または寸法を意味し、ここで用いる「幅」と
は螺旋状に巻かれた材料の軸方向に測定され、「弾性」
とは圧縮応力により引き起こされる変形の後にそのサイ
ズおよび形状を回復する材料の能力を意味し、「熱不安
定繊維」とは加熱された時、分解し、気化する成分を含
む繊維（例えば有機物材料）を意味し、「繊維セグメン
ト」とは糸の芯から突出したほぐれた繊維を意味する。
【０００７】別の態様において、本発明は、（ａ）二つ
の末端を有する柱状ケーシング、（ｂ）前記のケーシン
グの末端を排気システムに連結する手段、および、
（ｃ）本発明の螺旋状に巻かれたフィルターであって、
螺旋状に巻かれたフィルター要素により実質的にケーシ
ングを半径方向に充填しているようなフィルター、を含
むディーゼル微粒子フィルターを提供する。
【０００８】排気流に対する抵抗を最小にするために、
オープンメッシュ材料はできるだけ粗くすべきである。
しかし、過度の粗さは、螺旋状チャンネルに望ましくな
い圧縮（または閉塞）引き起こす。好ましくは、オープ
ンメッシュ材料は少なくとも６０容積％の開放部分を有
する。より好ましくは、オープンメッシュ材料は少なく
とも８０容積％の開放部分を有する。
【０００９】本発明のディーゼル微粒子フィルターは、
ディーゼル排気からの微粒子を取り除くために効率がよ
く、経済的で、コンパクトなシステムを提供する。更
に、短いまたはステープルの繊維フィルターを用いる第
四の種類のディーゼル微粒子フィルターに関する共通の
問題は繊維の吹きだしを起こす傾向があることであり、
所望せず短い寿命になることである。本発明のディーゼ
ル微粒子フィルターの態様は、この問題に対する解答を
与える。
【００１０】図１および図２を参照して、ディーゼル微
粒子フィルターは、円筒形ボディー１４、円錐形排気入
口１５、円錐形排気出口１６およびフィルター要素２８
を含むケーシング１２を有する。円筒形ボディー１４を
充填するのは、図３のように螺旋状にロールに巻かれた
材料を含むフィルター要素２８である。これらの材料
は、セラミックフィルター材料であり、各々がロールの
全軸幅に伸びている外側および内側の層、それぞれ２０
および２１、並びに、ロールの軸方向においてフィルタ
ー材料層２０および２１より狭く、波形の金属製のオー
プンメッシュでできた外側および内側の層、それぞれ２
２および２３を含む。ロールの片側および各オープンメ
ッシュ材料層２２および２３の内部末端の間に横に伸び
ているのは弾性詰め物片、それぞれ２４および２５であ
る。各フィルター層２０および２１を袖の形で取り巻い
ているのはスクリーン、それぞれ２６および２７であ
る。
【００１１】外側のフィルター材料層の最も外側の渦巻
きは、オープンメッシュ材料の入口層２３により形成さ
れる螺旋状チャンネルの末端を越えて完全な１回転より
長く伸びており、フィルター材料の出口層の最も外側の
渦巻きは、内側のオープンメッシュ材料層２２により形
成される螺旋状チャンネルの末端を越えて短い距離で伸
びている。螺旋状ロールの中心で、フィルター材料の両
方の層は始まり、各螺旋状チャンネルの半径方向におけ
る内側末端を閉じている。各螺旋状チャンネルの各末端
で、オープンメッシュ材料層および詰め物片は隣接して
いる。
【００１２】図４を参照して、フィルター要素２８は、
内側の層４０および外側の層４１を含み、各々は片方の
末端に沿って畳まれており、金属編みワイヤーの袖４２
で包まれている。オープンメッシュ材料層４４および４
５並びに弾性詰め物片４６および４７は層４０および４
１に隣接する。オープンメッシュ材料層および詰め物片
は、長さ方向で隣接する。フィルター材料層は、フィル
ター要素を形成するように螺旋状に巻かれる前にオープ
ンメッシュおよび詰め物片の末端を越えて伸びるよう
に、より長くなっている。フィルター層の末端での畳み
込みにより提供されるより大きい塊は濾過されないガス
の透過を防ぐのを助ける。
【００１３】フィルター要素およびそれゆえ、ケーシン
グのサイズは、特定のフィルターの要求およびディーゼ
ルエンジンのサイズに依存する。一般に、サイズの増加
とともにコストは増加する。一方、特定の用途に小さす
ぎるフィルターは、排気ガスの濾過を劣悪にする。
【００１４】ケーシング材料は金属またはセラミックを
含むあらゆる適切な材料を含みうる。製造を容易にする
ために、好ましい材料は金属である。好ましくは、その
金属はステンレススチールのシート金属である。ケーシ
ングを製造するための手段は、ケーシングを構成する特
定の材料のための当業界に知られる手段を含む。例え
ば、ケーシングが金属であれば、このような手段は溶接
を含みうる。製造の経済性のために、ケーシングは、長
方形でもよいが、好ましくは円または楕円の断面であ
る。薄い断面材を有するように延伸されてもよい。も
し、例えばケーシングの内径が約７〜約２０ｃｍの範囲
であれば、オープンメッシュ材料は、好ましくは約２〜
約１０ｍｍの範囲の厚さを有する。実質的により小さい
厚さで、背圧は所望せずに高くなる傾向にある。実質的
により大きな厚さは、フィルターの煤を捕らえる能力を
減じる傾向があり、より頻繁に再生を行う必要がある。
【００１５】無機繊維を含むフィルター媒体は、好まし
くは、セラミック（例えばアルミナ−ボリア−シリカ(A
lmina-boria-silica) 、アルミナ−シリカ、アルミナ、
シリカ、炭化珪素または窒化硼素）繊維を含む。最も好
ましくは、フィルター媒体は、アルミナ−ボリア−シリ
カのブローイングされた微細繊維を含む。セラミック繊
維は、例えば非晶、多結晶またはそれらの組み合わせで
あってよい。
【００１６】無機繊維は、従来の技術を用いて適切な織
物のまたは不織りの形（例えば、ブランケットまたはマ
ット）に変換されてもよい。好ましくは、織物のまたは
不織りのマットまたはブランケットの厚さは約１〜約５
０ｍｍの範囲である。約１ｍｍより薄いマットまたはブ
ランケットは、薄いマットまたはブランケットが比較的
低い煤を捕らえる能力を有するので、低い濾過効率を有
する傾向がある。約５０ｍｍより厚いマットまたはブラ
ンケットの使用は所望しない高い背圧を与える傾向があ
る。より好ましくは、マットまたはブランケットの厚さ
は約１〜約１５ｍｍの範囲であり、最も好ましくは約１
〜約１０ｍｍの範囲である。
【００１７】無機繊維を含む不織りマットを含むフィル
ター要素のために、マットは好ましくは実質的な背圧な
しに高い程度の濾過効率を許容するように選択される。
好ましくは、不織りマットを含む繊維は約６μｍまでの
直径を有する。より好ましくは、不織りマットを含む繊
維は約３μｍまでの直径を有し、ここで、このような直
径を有する繊維は「微細繊維」として参照されうる。好
ましい不織りマットはセラミックのブローイングされた
微細繊維を含む。
【００１８】微細繊維を含む適切な不織りマットは市販
されており、St. Paul,MN の3M Companyから商品名"ULT
RAFIBER 312"および"ULTRAFIBER 440"、Cheshire,U.K.
のImperial Chemicals,Inc. から商品名"SAFFIL LD MA
T" 並びにNiagara Falls,NYのCarborundum Co. から商
品名"FIBERFRAX" で販売される微細繊維を含む。
【００１９】約６μｍより大きい直径を有する無機繊維
は通常、より小さい直径を有する繊維を含むものより低
い効率のフィルターを提供するが、約２０μｍまでの直
径を有する無機繊維も有用でありうる。このような繊維
は、通常糸の形で入手可能である。これらの糸は通常約
７８０本〜約７８００本の範囲の個々の無機繊維を含
む。この糸はもろより(ply-twisted) されてもよい。
【００２０】好ましくは、糸は約７〜約１５μｍの範囲
の直径、より好ましくは約９〜約１４μｍの範囲の直径
を有する無機繊維を含む。この特定した範囲内の直径を
有する繊維は、一般にこれらの範囲外の直径を有する繊
維に比べて容易に製造され、テクスチャード化(texture
ized) される。更に、実質的に５μｍより小さい直径の
繊維は容易に損傷される（即ち、テクスチャード化時に
破損する）傾向がある。実質的に２０μｍより大きい直
径の繊維は、通常、特定した範囲内の直径を有する繊維
を含むものに比べて効率が低いフィルターを与える。
【００２１】取り扱いを容易にするために、通常糸は従
来の技術を用いてサイジングされる。アルミナ−ボリア
−シリカ糸は、例えばSt. Paul,MN の3M Companyから商
品名"NEXTEL 312 CERAMIC YARN" および"NEXTEL 440 CE
RAMIC YARN" で市販されている。
【００２２】無機繊維の糸をテクスチャード化すること
は、その濾過またはトラッピング効率を向上する。好ま
しくは、無機の糸は、例えば、連続繊維のループ、個々
の繊維セグメントまたはその組み合わせが密度の高い芯
から外方向に伸びるようにテクスチャード化されること
によりロフティーであるようにテクスチャード化され
る。連続繊維のループは最も好ましい。無機の糸は、例
えば、エアージェットまたは機械テクスチャード化を含
む当業界に公知の技術によりテクスチャード化されても
よい。エアージェットテクスチャード化は、好ましく
は、機械技術による糸のテクスチャード化に比べてより
少ない繊維繊維セグメントおよびより多くに繊維ループ
を有するテクスチャード化糸を与えるので好ましい。
【００２３】好ましくは、テクスチャード化された無機
の糸は約１〜約１０ｍｍの範囲の直径を有する。より好
ましくは、テクスチャード化された無機の糸は約３〜約
６ｍｍの範囲の直径を有する。この特定した範囲の直径
を有するテクスチャード化された糸の濾過またはトラッ
ピング効率は、一般にこの範囲から外れる直径を有する
このような糸に比べて優れている。
【００２４】別に、無機の糸（好ましくは微細繊維）は
ルーズ（即ち、ステープルの形）であってもよい。も
し、フィルター材料がルーズまたはステープル繊維また
は糸により構成されるならば、例えば二つの熱不安定ス
クリムの間に繊維または糸を挟み込むことによりフィル
ター材料をしっかりと保持することが好ましい。好まし
くは、熱不安定スクリムはその主要表面に接着剤コーテ
ィングを有し、繊維または糸と接触している。適切な熱
不安定スクリムは、例えば3M Company（医療専門部）か
ら商品名"#1515 TAPE"で市販されている。
【００２５】オープンメッシュ材料は、金属またはセラ
ミックを含むあらゆる適切な材料を含む。有用なオープ
ンメッシュ材料は孔質シート、織物および不織りワイヤ
ーネットワーク、並びにエキスパンデッドメタルを含
む。好ましいオープンメッシュ材料はステンレススチー
ルの微細織りワイヤーを含む。好ましくは、ワイヤーは
約０．１〜１ｍｍの範囲の直径、より好ましくは約０．
２〜０．５ｍｍの範囲の直径を有する。
【００２６】望ましい空隙部分を与えるために、オープ
ンメッシュ材料は好ましくは波形またはしわを有する。
波形はいずれの方向に配向していてもよく、オープンメ
ッシュ材料がフィルター材料および詰め物片とともに留
め具なしで容易に巻けるように、うねは好ましくは螺旋
状のロールの軸方向に伸びている。
【００２７】フィルター材料の螺旋状に巻かれた層の各
々が、ステープル繊維に相対するように無機繊維の連続
フィラメントから作られる時、フィルター材料の連続の
渦巻きとオープンメッシュ材料の間に置かれるスクリー
ンは必要ない。
【００２８】適切なスクリーンは米国特許第5,108,086
号(Merryによる) に記載される金網スクリーンを含む。
このスクリーンは通常斜めに切断される。フィルター材
料の端の周りを包む時、ワイヤーは交差部分で滑りうる
ので、編まれたワイヤースクリーンは巻き上げ時に留め
られる傾向にない。編まれたワイヤースクリーンは、好
ましくはフィルター材料に適合するように袖として作ら
れる。このような袖を用いる場合、フィルター材料の層
はフィルター部材の幅より幾分大きく、片方または両方
の端でその幅に畳まれる。各々の畳みは好ましくは詰め
物片に隣接しており、スクリーンにより作られうる空隙
を密閉するのに用いられうる。
【００２９】他の有用なスクリーンは孔質金属シート、
ワイヤーネットワーク、エクスパンデッドメタルシート
およびセラミック布帛を含む。更なる濾過を可能にする
連続フィラメントのアルミノボロシリケートセラミック
繊維から作られる適切な織物または不織りセラミック布
帛は、3M Companyから商品名"NEXTEL 312"および"NEXTE
L 440"で市販されている。更に、連続フィラメントのウ
ェブは繊維の吹き出しに高い耐性を有する。
【００３０】オープンメッシュおよびフィルター材料の
層の間の界面でのスクリーンは、繊維材料が大気に放出
されるのを保護するだけでなく、フィルター材料がオー
プンメッシュに侵入するのを最小にし、それにより排気
流の障害を最小にする傾向を持つ。好ましくは、スクリ
ーンの個々の間隔は約１０ｍｍ幅まで、より好ましくは
約３ｍｍ幅までである。更に、スクリーンでの排気の圧
力低下は、好ましくはできるだけ低い。スクリーンは、
好ましくは少なくとも約２０％のオープン部分、より好
ましくは少なくとも約５０％のオープン部分を有する。
好ましくは、スクリーンの厚さは、オープンメッシュ材
料の厚さの約１／２０〜約１／４の範囲である。１／２
０を下回るスクリーンの厚さは、それを通るガス流が制
約されるようなフィルターを与える傾向にある。１／４
を上回る厚さを有するスクリーンによる容積は、過度で
あり、フィルター材料が充填できる空間を占めてしまう
傾向にある。
【００３１】螺旋状詰め物片の各々はフィルター材料の
螺旋状の層と同じ材料であってもよい。もしこのような
場合、殆どの排気はそれぞれの排気通過路長さのために
フィルター材料の螺旋状の層を半径方向に通る傾向があ
るが、螺旋状の詰め物片はこの新規のディーゼル微粒子
フィルターの効率を高める。もしフィルター材料が、片
方または両方の末端で畳まれていなければ、詰め物片
は、最初に少なくともオープンメッシュ材料の厚さと同
じでなければならない。好ましくは、詰め物片はオープ
ンメッシュ材料より厚く、その厚さまで圧縮可能であ
る。詰め物片の各々の外側末端は、好ましくはロールの
側面に境界線が一致しており、各々の詰め物片は好まし
くは約３〜約４ｍｍの幅である。実質的により小さい幅
では、片は適切に排気をブロックすることができない。
実質的により大きい幅では、片は螺旋状のチャンネルで
の有効濾過面積を過度に減じる。濾過機能を有しない有
用な詰め物片は、ひる石マット（例えば、3M Companyか
ら商品名"INTERAM 2600, Series I"で市販されている)
のような発泡性防炎マットである。
【００３２】フィルター材料および詰め物片の螺旋状の
層の各々は、総繊維量基準で約２５容積％までの熱不安
定繊維を混入することができる。フィルターを最初に使
用する間または前に不安定繊維が燃焼させられた時に残
る通過路は、低くなった背圧とフィルター繊維への向上
した通路の両方をを与える。
【００３３】適切な熱不安定糸は市販されており、例え
ば、ポリプロピレン糸（例えば、Magna,UTのHercules,I
nc. からの"HERCULON"の商品名で市販) およびレーヨン
糸(例えば、Front Royal,VAのAvtex Fibersから市販)
を含む。
【００３４】濾過されることなくフィルター要素および
ケーシングの間を排気流が流れることを防ぐために、新
規のディーゼル微粒子フィルターの最初の使用または使
用前に熱にさらされて膨張する発泡性防炎マットにロー
ルを包んでもよい。使用および再生の際に出くわす温度
に耐えられるように選択されるこのようなマットは、フ
ィルター要素をケーシングに挿入し、排気による力に対
してフィルター要素をしっかりと保持する容易な手段を
与える。
【００３５】ディーゼルの排気煤の微粒子である炭素お
よび可溶性有機成分（例えば、炭化水素および一酸化炭
素）の酸化を助けるために、フィルター要素は、更に無
機糸、無機不織りマットまたはそれらの組み合わせ上に
コートされた酸化触媒を含んでもよい。このような酸化
触媒は、当業界で知られ、例えば、貴金属（例えば、白
金、ロジウム、他の白金族金属および銀）卑金属（例え
ば、銅、鉄、マンガンおよびカリウム）を含む。
【００３６】任意に、本発明のディーゼル微粒子フィル
ターは、蓄積された微粒子の周期的な燃焼の手段、例え
ば、トラップされた微粒子物質の燃焼点より高い温度に
周期的に排気を加熱する手段を更に含んでもよい。有用
な電気燃焼技術は、欧州特許出願公開明細書第0 275 37
2 号(Gurtlerら) （１９９０年１月３日に公開）により
教示されている。
【００３７】蓄積された微粒子はフィルターを炉中（例
えば、空気中で約５５０℃〜約９００℃の温度で、通
常、約１〜約２時間）で加熱すること、または入口封入
物をガスバーナーに連結することによっても燃焼させら
れうる。
【００３８】蓄積された微粒子を周期的に燃焼する好ま
しい手段は、ＰＣＴ出願第PCT/US92/02640号に開示され
ている。
【００３９】本発明の目的および利点は、次の実施例に
より更に例示されるが、これらの実施例で引用された特
定の材料およびその量並びに他の条件および詳細は本発
明を過度に制限するように解釈されるべきではない。全
ての部およびパーセントは特に指示がないかぎり重量基
準である。
【００４０】
【実施例】
実施例１ 図１および２に例示されるようなディーゼル微粒子フィ
ルターを製造した。ケーシングは円筒形ボディーであ
り、内径１２０ｍｍ、１．６ｍｍ厚さのステンレススチ
ールシートから形成される。フィルター要素は１５ｍｍ
厚さのアルミナ−ボリア−シリカセラミックのブローイ
ングされた微細繊維（St. Paul,MN の3M Companyから商
品名"ULTRAFIBER 312"で市販) のブランケットを用い
た。ブランケットの軸寸法は１６５ｍｍであった。詰め
物片もアルミナ−ボリア−シリカセラミックのブローイ
ングされた微細繊維（"ULTRAFIBER 312") のブランケッ
トを用いが、但し、それらの軸寸法は３５ｍｍであっ
た。オープンメッシュ材料の層のためには、０．２８ｍ
ｍの直径のステンレススチールメッシュワイヤーの編み
メッシュの５ｍｍ厚さの波形オープンメッシュを用い
た。オープンメッシュ材料は、１．９ループ／ｃｍおよ
び１波形／ｃｍを有した。オープンメッシュ材料の軸寸
法は１２５ｍｍであった。スクリーンは０．５ｍｍ厚さ
の０．２５ｍｍ直径のステンレススチールワイヤーの組
織であった。５開口部／ｃｍを有するスクリーンの軸寸
法は１２５ｍｍであった。
【００４１】トラック（1984 Chevrolet Suburban)に取
り付けられた６．２リットルディーゼルエンジンの二重
排気システムの一列にディーゼル微粒子フィルターを接
続した。トラックを約５５分間、９０ｋｍの距離を９８
ｋｍ／ｈの速度で運転した。
【００４２】収集された煤の量は約９．８ｇであり、試
験の前後でフィルターの重量測定を行って決定した。フ
ィルターが受ける圧力は、空気流量調整可能なブロアー
を有し、約４ｃｍ直径の連結パイプを有する従来のフロ
ーベンチを用いてロードテストの前後で測定された。結
果を下記の表１に示す。
【００４３】
【表１】
【００４４】これらの結果は、実施例１のデーィゼル微
粒子フィルターがディーゼルエンジンの排気から煤を収
集するのに効果的であることを示す。ディーゼル微粒子
フィルターの使用は、実質的に乗物の運転性能を減じな
かった。
【００４５】実施例２ ディーゼル微粒子フィルターを実施例１に記載されたよ
うに製造した。フィルターの微粒子トラッピング効率を
フィルターの入口（即ち、上流）および出口（即ち、下
流）で従来の多重バッチフィルターサンプリングを用い
て、40CFR §86.1339-88(1989)に開示される取扱い手順
( ここに参考文献として取り入れる) を用いて測定し
た。用いた膜フィルターは、４７ｍｍ直径(Putnam,CTの
Pallflex Products Corp. から商品名"PALLFLEX TEFLON
MEMBRANE FILTERS"で市販) 出会った。
【００４６】ディーゼル微粒子フィルターの効率を計算
するために、下流サンプルの質量濃度（即ち、下流にお
ける煤の量をサンプル容積で割った値）を上流サンプル
の質量濃度（即ち、上流における煤の量をサンプル容積
で割った値）により割った。この商を１から引き、結果
に１００を掛けた。
【００４７】フィルターの微粒子トラッピング効率を３
回測定した。最初のΔＰ（即ち、試験開始時のΔＰ）お
よび最後のΔＰ（即ち、試験の終了時のΔＰ）を含めて
結果を下記の表２に示す。
【００４８】
【表２】
【００４９】これらの結果は、実施例２のディーゼル微
粒子フィルターがディーゼルエンジンの排気から煤を収
集するのに効果的であることを示す。ディーゼル微粒子
フィルターの使用は、実質的に乗物の運転性能を減じな
かった。
【図面の簡単な説明】
本発明を理解するのは、添付の図を参照することにより
容易になるであろう。全ての図は図式である。
【図１】本発明のディーゼル微粒子フィルターの縦断面
図である。
【図２】図１の線２−２の断面図である。
【図３】図１に示すディーゼル微粒子フィルターのフィ
ルター要素を与える材料がロールに巻かれている簡単な
透視図である。
【図４】本発明の第二のフィルター要素を与える螺旋状
に巻かれうる別の材料の末端図である。
【符号の説明】
１０…ディーゼル微粒子フィルター １２…ケーシング １４…円筒形のボディー １５…円錐形排気入口 １６…円錐形排気出口 ２０…内側のフィルター材料層 ２１…外側のフィルター材料層 ２２…出口オープンメッシュ材料層 ２３…入口オープンメッシュ材料層 ２４…２２の弾性詰め物片 ２５…２３の弾性詰め物片 ２６…２０のスクリーン ２７…２１のスクリーン ２８…フィルター要素 ４０…内側のフィルター層 ４１…外側のフィルター層 ４２…織物金属ワイヤー袖 ４４…オープンメッシュ材料層 ４５…オープンメッシュ材料層 ４６…４４の弾性詰め物片 ４７…４５の弾性詰め物片

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディーゼル微粒子フィルター（１０）の
    ための螺旋状に巻かれたフィルター要素（２８）であっ
    て、フィルター要素（２８）は、（ｉ）無機繊維を含む
    複数のフィルター材料層（２０、２１、４０、４１）で
    あって、複数の層（２０、２１、４０、４１）は螺旋状
    に巻かれたロールを与えるように巻かれ、各層が実質的
    に前記の螺旋状に巻かれたロールの全軸寸法に伸びてい
    るようなフィルター材料層、（ii) 前記のフィルター材
    料層（２０、２１、４０、４１）の幅より小さい幅を各
    々有し、前記のフィルター材料の連続層（２０、２１、
    ４０、４１）の間に交互に介在する複数のオープンメッ
    シュ材料層（２２、２３、４４、４５）であって、前記
    のオープンメッシュ材料の交互の層（２２、２３、４
    ４、４５）は前記の螺旋状に巻かれたロールの向かい合
    った面の間に位置し、螺旋状入口および出口排気チャン
    ネルに前記のロールのもう一つの側面から前記の螺旋状
    に巻かれたロールへ開口部を与え、各フィルター材料層
    （２０、２１、４０、４１）がオープンメッシュ材料層
    （２２、２３、４４、４５）を越えて、前記の螺旋チャ
    ンネルの半径方向における内側および外側末端の各々を
    閉じるように伸びているようなオープンメッシュ材料
    層、および、（iii)前記のロールの片側および前記のオ
    ープンメッシュ材料層（２２、２３、４４、４５）の各
    内部末端の間に伸びている弾性詰め物片であって、前記
    の排気入口チャンネルに入ってくる排気が前記の排気出
    口チャンネルを通って出ていく前に前記のフィルター材
    料層（２０、２１、４０、４１）を半径方向に通るよう
    に各螺旋状チャンネルがブロックされるようにする弾性
    詰め物片、を含む螺旋状に巻かれたフィルター要素。
  2. 【請求項２】 各々がおおよそ等しい厚さである２層の
    前記無機フィルター材料（２０、２１、４０、４１）お
    よび２層の前記のオープンメッシュ材料（２２、２３、
    ４４、４５）を含む請求項１に記載の螺旋状に巻かれた
    フィルター要素（２８）であって、前記のオープンメッ
    シュ材料（２２、２３、４４、４５）が波形であるよう
    なフィルター要素。
  3. 【請求項３】 （ａ）二つの末端を有する柱状ケーシン
    グ（１２）、（ｂ）前記のケーシング（１２）の前記の
    末端を排気システムに連結する手段、および、（ｃ）請
    求項１または２に記載の螺旋状に巻かれたフィルター要
    素であって、前記の螺旋状に巻かれたフィルター要素が
    前記のケーシングを（１２）実質的に半径方向に充填し
    ているようなフィルター要素、を含むディーゼル微粒子
    フィルター（１０）。
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