JPH06272535A - ディーゼルパティキュレートフィルタ - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタInfo
- Publication number
- JPH06272535A JPH06272535A JP5084038A JP8403893A JPH06272535A JP H06272535 A JPH06272535 A JP H06272535A JP 5084038 A JP5084038 A JP 5084038A JP 8403893 A JP8403893 A JP 8403893A JP H06272535 A JPH06272535 A JP H06272535A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- particulate filter
- diesel particulate
- honeycomb holes
- plate
- honeycomb
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】連続した凸状の段を有するセラミックス繊維か
らなる段付板と導電性のセラミックス板とを組合わせて
渦巻状に巻回したフィルタ素子によりパティキュレート
を捕集して電熱により焼却する。 【構成】セラミックス繊維からなる段付板と導電性のセ
ラミックス板とを組合わせて巻込んだフィルタ素子２の
ハニカム孔に対し、上流を栓材２３により交互に閉鎖す
るとともに、閉鎖されないハニカム孔の下流を封じ材２
４により封止する。栓材２３のない開放されたハニカム
孔に流入する排気ガスのパティキュレートはその繊維質
の壁材により捕集され、通電による加熱によって焼却処
理される。
らなる段付板と導電性のセラミックス板とを組合わせて
渦巻状に巻回したフィルタ素子によりパティキュレート
を捕集して電熱により焼却する。 【構成】セラミックス繊維からなる段付板と導電性のセ
ラミックス板とを組合わせて巻込んだフィルタ素子２の
ハニカム孔に対し、上流を栓材２３により交互に閉鎖す
るとともに、閉鎖されないハニカム孔の下流を封じ材２
４により封止する。栓材２３のない開放されたハニカム
孔に流入する排気ガスのパティキュレートはその繊維質
の壁材により捕集され、通電による加熱によって焼却処
理される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの排
気ガスに含まれるパティキュレートを捕集するディーゼ
ルパティキュレートフィルタに関する。
気ガスに含まれるパティキュレートを捕集するディーゼ
ルパティキュレートフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは断熱圧縮による高
温度の空気中に燃料が噴射されて燃焼が行われるヘトロ
ジニアス燃焼のため、一酸化炭素と炭化水素の排出量が
少ない反面、ＮＯｘとパティキュレートの排出が多く、
これらの低減がディーゼルエンジンの課題となってい
る。
温度の空気中に燃料が噴射されて燃焼が行われるヘトロ
ジニアス燃焼のため、一酸化炭素と炭化水素の排出量が
少ない反面、ＮＯｘとパティキュレートの排出が多く、
これらの低減がディーゼルエンジンの課題となってい
る。
【０００３】そして、排気ガスに含まれるパティキュレ
ートは粒子が微小であるため、フィルタに通じて捕集し
排気ガスを清浄にするパティキュレートフィルタが開発
されている。そして、ハニカム状のパティキュレートフ
ィルタは単に多孔質セラミックスから構成されており、
フィルタに詰ったカーボンの除去のため加熱して焼却い
ているが、着火したカーボンの燃焼は不揃いで、熱分布
も不均一になっている。
ートは粒子が微小であるため、フィルタに通じて捕集し
排気ガスを清浄にするパティキュレートフィルタが開発
されている。そして、ハニカム状のパティキュレートフ
ィルタは単に多孔質セラミックスから構成されており、
フィルタに詰ったカーボンの除去のため加熱して焼却い
ているが、着火したカーボンの燃焼は不揃いで、熱分布
も不均一になっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなパティキ
ュレートを捕集するフィルタは耐熱性の優れたセラミッ
クスを用いた構造体として成形焼結される事が多いが、
セラミックスを多孔質に焼結すると熱伝導率が小とな
り、熱分布が不均一による温度差の大きな部分では熱応
力によって破損の頻度が多くなるという問題がある。
ュレートを捕集するフィルタは耐熱性の優れたセラミッ
クスを用いた構造体として成形焼結される事が多いが、
セラミックスを多孔質に焼結すると熱伝導率が小とな
り、熱分布が不均一による温度差の大きな部分では熱応
力によって破損の頻度が多くなるという問題がある。
【０００５】本発明はこのようなセラミックス製のフィ
ルタの欠点に鑑みてなされたものであり、その目的はセ
ラミックスを素材とするパティキュレートフィルタの不
均一な熱応力による破損を防止しようとするディーゼル
パティキュレートフィルタを提供することにある。
ルタの欠点に鑑みてなされたものであり、その目的はセ
ラミックスを素材とするパティキュレートフィルタの不
均一な熱応力による破損を防止しようとするディーゼル
パティキュレートフィルタを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに本発明によれば、ディーゼルエンジンの排気ガスに
含まれるパティキュレートを捕集し熱を加えて焼却する
ディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、凸状の
段を連続して有するセラミックス繊維からなる段付板と
導電性を有するセラミックス板とを組合わせたものが渦
巻状に巻回されて出来るハニカム孔を備えたフィルタ素
子と、これらのハニカム孔の上流を交互に閉じる栓材
と、該栓材のない開放されたハニカム孔の下流を封止す
る封じ材とを備えたディーゼルパティキュレートフィル
タが提供される。
めに本発明によれば、ディーゼルエンジンの排気ガスに
含まれるパティキュレートを捕集し熱を加えて焼却する
ディーゼルパティキュレートフィルタにおいて、凸状の
段を連続して有するセラミックス繊維からなる段付板と
導電性を有するセラミックス板とを組合わせたものが渦
巻状に巻回されて出来るハニカム孔を備えたフィルタ素
子と、これらのハニカム孔の上流を交互に閉じる栓材
と、該栓材のない開放されたハニカム孔の下流を封止す
る封じ材とを備えたディーゼルパティキュレートフィル
タが提供される。
【０００７】
【作用】連続した凸状の段を有するセラミックス繊維と
導電性のあるセラミックス板とを組合わせて渦巻状に巻
回してハニカム孔を形成させ、該ハニカム孔の下流を閉
じてフィルタとしたので、ハニカム孔の壁材は繊維質の
ために部分的に熱せられても破損が避けらる。また導電
性のセラミックス板はＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＣを基材としタ
ングステン粉末が層状に埋め込まれて正の抵抗温度係数
を有するため、通電して加熱時には堆積物が万遍なく焼
却できて、従来材より低い温度で処理が可能となる。
導電性のあるセラミックス板とを組合わせて渦巻状に巻
回してハニカム孔を形成させ、該ハニカム孔の下流を閉
じてフィルタとしたので、ハニカム孔の壁材は繊維質の
ために部分的に熱せられても破損が避けらる。また導電
性のセラミックス板はＡｌ2 Ｏ3 ，ＳｉＣを基材としタ
ングステン粉末が層状に埋め込まれて正の抵抗温度係数
を有するため、通電して加熱時には堆積物が万遍なく焼
却できて、従来材より低い温度で処理が可能となる。
【０００８】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明にかかるディーゼルパテ
ィキュレートフィルタの一実施例を示す断面図で、図２
は本実施例におけるフィルタ素子の部分拡大図、図３は
渦巻状に巻回してフィルタ素子とする状態を示す説明図
である。
詳細に説明する。図１は本発明にかかるディーゼルパテ
ィキュレートフィルタの一実施例を示す断面図で、図２
は本実施例におけるフィルタ素子の部分拡大図、図３は
渦巻状に巻回してフィルタ素子とする状態を示す説明図
である。
【０００９】これらの図面において、１はフィルタでデ
ィーゼルエンジンの排気流路に接続されて排気ガスに含
まれるパティキュレートを捕集するものであり、そのケ
ース１１は上流、下流の両端部が絞られた円筒状に形成
されている。
ィーゼルエンジンの排気流路に接続されて排気ガスに含
まれるパティキュレートを捕集するものであり、そのケ
ース１１は上流、下流の両端部が絞られた円筒状に形成
されている。
【００１０】２はフィルタ素子で、図２に示すように凸
状の多数の段が連続して設けられたセラミックス繊維か
らなる段付板２１と、内側に酸化ジルコニア（ＺｒＯ2
）、およびアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、外側にＡｌ2 Ｏ3
とＳｉＣ繊維を加えた素材をコートした複合材の平板
２２とを組合わせたものを、図３のように渦巻状に巻込
んで円柱形にしてハニカム孔を形成させたものである。
そして段付板２１の組成はＡｌ2 Ｏ3 を５１．８％、Ｓ
ｉＯ2 を４７．９％、Ｆｅ2 Ｏ3 を０．１％、Ｎａ2 Ｏ
を０．２％の混合材にＳｉＣを加えて合成したセラミッ
クス繊維が使用されている。また平板２２には導電性を
持たせるとともに、通電によるパティキュレートの焼却
に際しての自己温度制御機能を備えるために、タングス
テン粉末を上述の平板の素材に混合させ、その正の抵抗
温度係数の性質を利用して焼却が進んで高温度になると
抵抗値が大となって電流が通じ難くなり、一方、未焼却
部分では温度が低く抵抗値が低いため、電流が増大して
堆積物の焼却が促進されるように構成されている。
状の多数の段が連続して設けられたセラミックス繊維か
らなる段付板２１と、内側に酸化ジルコニア（ＺｒＯ2
）、およびアルミナ（Ａｌ2 Ｏ3 ）、外側にＡｌ2 Ｏ3
とＳｉＣ繊維を加えた素材をコートした複合材の平板
２２とを組合わせたものを、図３のように渦巻状に巻込
んで円柱形にしてハニカム孔を形成させたものである。
そして段付板２１の組成はＡｌ2 Ｏ3 を５１．８％、Ｓ
ｉＯ2 を４７．９％、Ｆｅ2 Ｏ3 を０．１％、Ｎａ2 Ｏ
を０．２％の混合材にＳｉＣを加えて合成したセラミッ
クス繊維が使用されている。また平板２２には導電性を
持たせるとともに、通電によるパティキュレートの焼却
に際しての自己温度制御機能を備えるために、タングス
テン粉末を上述の平板の素材に混合させ、その正の抵抗
温度係数の性質を利用して焼却が進んで高温度になると
抵抗値が大となって電流が通じ難くなり、一方、未焼却
部分では温度が低く抵抗値が低いため、電流が増大して
堆積物の焼却が促進されるように構成されている。
【００１１】図１における３は遮熱材で、巻回したフィ
ルタ素子２の外周とケース１１との間に設けられて遮熱
を図るものであり、２３はフィルタ素子２の段付板２１
により生ずるハニカム孔の上流部分を交互に閉鎖する栓
材である。また２４は封じ材で、栓材２３により閉鎖さ
れないハニカム孔の下流部分を閉じるもので、封じ材２
４により盲穴となった孔の上流から流入した排気ガス
は、その気体成分はフィルタ素子２の繊維の隙間を通過
し、隣接する封じ材２４のない孔の下流から出口方向に
流れるが、パティキュレートは繊維の隙間を通過できず
に捕集されるものである。なお、１２および１３は電極
材であり、渦巻状に巻回されたフィルタ素子２の中央部
分と末端部分の平板２２にそれぞれ接触して加熱用の電
力を導くように構成されている。
ルタ素子２の外周とケース１１との間に設けられて遮熱
を図るものであり、２３はフィルタ素子２の段付板２１
により生ずるハニカム孔の上流部分を交互に閉鎖する栓
材である。また２４は封じ材で、栓材２３により閉鎖さ
れないハニカム孔の下流部分を閉じるもので、封じ材２
４により盲穴となった孔の上流から流入した排気ガス
は、その気体成分はフィルタ素子２の繊維の隙間を通過
し、隣接する封じ材２４のない孔の下流から出口方向に
流れるが、パティキュレートは繊維の隙間を通過できず
に捕集されるものである。なお、１２および１３は電極
材であり、渦巻状に巻回されたフィルタ素子２の中央部
分と末端部分の平板２２にそれぞれ接触して加熱用の電
力を導くように構成されている。
【００１２】つぎにこのように構成された本実施例の作
動を説明すると、エンジンの排気管からフィルタ１に導
入された排気ガスは、上流に栓材２３のない開放された
ハニカム孔に流入するが、その気体成分はハニカム孔の
壁材の繊維の間を通過して隣接のハニカム孔から出口方
向に流れるが、壁材の繊維に阻まれたパティキュレート
はハニカム孔の内壁部分に堆積する。
動を説明すると、エンジンの排気管からフィルタ１に導
入された排気ガスは、上流に栓材２３のない開放された
ハニカム孔に流入するが、その気体成分はハニカム孔の
壁材の繊維の間を通過して隣接のハニカム孔から出口方
向に流れるが、壁材の繊維に阻まれたパティキュレート
はハニカム孔の内壁部分に堆積する。
【００１３】ついで、加熱用の電力を電極材１２および
１３を通じて導電性のある平板２２に印加すると、捕集
されたパティキュレートは加熱されて焼却されるが、こ
の間本実施例ではタングステン粉末を平板２２に混じて
構成したため、その抵抗温度特性により焼却が進んで高
温度となつた部分は抵抗値が高くなって電流が減じ、未
焼却の部分は低温度にて低抵抗のため電流が増加して焼
却が促進されることになる。
１３を通じて導電性のある平板２２に印加すると、捕集
されたパティキュレートは加熱されて焼却されるが、こ
の間本実施例ではタングステン粉末を平板２２に混じて
構成したため、その抵抗温度特性により焼却が進んで高
温度となつた部分は抵抗値が高くなって電流が減じ、未
焼却の部分は低温度にて低抵抗のため電流が増加して焼
却が促進されることになる。
【００１４】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【００１５】
【発明の効果】上述の実施例のように本発明によれば、
連続して段が形成されたセラミックス繊維の段付板と、
正の抵抗温度係数を備えたセラミックス板とを組合わ
せ、渦巻状に巻付けハニカム孔を形成させて排気ガスの
濾過に用い、これにより捕集されたパティキュレートを
セラミックス板への通電により加熱して焼却するので、
フィルタ素材が部分的に加熱されても繊維状のため熱応
力による破損が防止され、また、セラミツクス板の抵抗
温度特性により、捕集されたパティキュレートの焼却処
理が効率よく行われるという効果が得られる。
連続して段が形成されたセラミックス繊維の段付板と、
正の抵抗温度係数を備えたセラミックス板とを組合わ
せ、渦巻状に巻付けハニカム孔を形成させて排気ガスの
濾過に用い、これにより捕集されたパティキュレートを
セラミックス板への通電により加熱して焼却するので、
フィルタ素材が部分的に加熱されても繊維状のため熱応
力による破損が防止され、また、セラミツクス板の抵抗
温度特性により、捕集されたパティキュレートの焼却処
理が効率よく行われるという効果が得られる。
【図１】本発明にかかるディーゼルパティキュレートフ
ィルタの一実施例を示す断面図である。
ィルタの一実施例を示す断面図である。
【図２】本実施例におけるフィルタ素子の部分拡大図で
ある。
ある。
【図３】渦巻状に巻回してフィルタ素子とする状態を示
す説明図である。
す説明図である。
１…フィルタ ２…フィルタ素子 ２１…段付板 ２２…平板 ２３…栓材 ２４…封じ材
Claims (3)
- 【請求項１】ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれる
パティキュレートを捕集し電熱を加えて焼却するディー
ゼルパティキュレートフィルタにおいて、凸状の段を連
続して有するセラミックス繊維からなる段付板と導電性
を有するセラミックス板とを組合わせたものが渦巻状に
巻回されてハニカム孔を備えたフィルタ素子と、これら
のハニカム孔の上流を交互に閉じる栓材と、該栓材のな
い開放されたハニカム孔の下流を封止する封じ材とを備
えたことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィ
ルタ。 - 【請求項２】前記のセラミックス繊維は少なくともＡｌ
2 Ｏ3 ，ＳｉＣ，ＳｉＯ2 ，Ｆｅ2Ｏ3 ，Ｎａ2 Ｏを用
い合成されたファインフレックスにて構成されているこ
とを特徴とする請求項１記載のディーゼルパティキュレ
ートフィルタ。 - 【請求項３】前記の導電性を有するセラミックス板はＡ
ｌ2 Ｏ3 を基材とし、ＳｉＣ繊維を加えたタングステン
粉末の混合により正の抵抗温度係数を有することを特徴
とする請求項１記載のディーゼルパティキュレートフィ
ルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084038A JPH06272535A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5084038A JPH06272535A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06272535A true JPH06272535A (ja) | 1994-09-27 |
Family
ID=13819355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5084038A Pending JPH06272535A (ja) | 1993-03-18 | 1993-03-18 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06272535A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5092645A (en) * | 1987-09-18 | 1992-03-03 | Wacoh Corporation | Robotic gripper having strain sensors formed on a semiconductor substrate |
| JPWO2020195278A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2021-11-18 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置 |
-
1993
- 1993-03-18 JP JP5084038A patent/JPH06272535A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5092645A (en) * | 1987-09-18 | 1992-03-03 | Wacoh Corporation | Robotic gripper having strain sensors formed on a semiconductor substrate |
| JPWO2020195278A1 (ja) * | 2019-03-27 | 2021-11-18 | 日本碍子株式会社 | ハニカム構造体及び排気ガス浄化装置 |
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