JPH0715245B2 - ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ - Google Patents
ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタInfo
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- JPH0715245B2 JPH0715245B2 JP795889A JP795889A JPH0715245B2 JP H0715245 B2 JPH0715245 B2 JP H0715245B2 JP 795889 A JP795889 A JP 795889A JP 795889 A JP795889 A JP 795889A JP H0715245 B2 JPH0715245 B2 JP H0715245B2
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- filter
- metal plate
- coat layer
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- diesel particulate
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、内燃機関の排ガス中に含まれるカーボンなど
からなる固体粒状物を捕集するためのディーゼルパティ
キュレート捕集用フィルタに関するものである。
からなる固体粒状物を捕集するためのディーゼルパティ
キュレート捕集用フィルタに関するものである。
自動車などの内燃機関、特にディーゼルエンジンの排気
ガス中には、カーボン（煤）、未燃焼炭化水素及び金属
からなる固体粒状物（パティキュレート）が含まれてい
る。この粒状物は、燃料中の炭化水素の不完全燃焼など
によって発生するものであるが、排ガス中に存在すると
黒色煙状になるため、そのまま大気中に大量に放出する
ことは環境上好ましくないとされている。
ガス中には、カーボン（煤）、未燃焼炭化水素及び金属
からなる固体粒状物（パティキュレート）が含まれてい
る。この粒状物は、燃料中の炭化水素の不完全燃焼など
によって発生するものであるが、排ガス中に存在すると
黒色煙状になるため、そのまま大気中に大量に放出する
ことは環境上好ましくないとされている。
そのため、従来より排気ガス中の粒状物を除去または最
小限にするために粒状物を適切なフィルタによって捕集
することが行われている。
小限にするために粒状物を適切なフィルタによって捕集
することが行われている。
フィルタの材質としては、コーディエライト等のセラミ
ック製のものが実用化されている。
ック製のものが実用化されている。
また、小型化するために、セラミックの構造体に代えて
金属板を用いるものが検討されている。
金属板を用いるものが検討されている。
具体的には、金属板状物の平板と波板とを合わせて巻き
上げてハニカム構造体とし、両端面を交互に封止してフ
ィルター機能を付与し、表面に活性アルミナコート層を
形成して触媒を担持したディーゼルパティキュレートフ
ィルタが本願出願人から出願されている。（特願昭62−
302091号：未公知） そして、活性アルミナコート層は、第４図に示すよう
に、金属板状物2aの表面および貫通孔5aの内面に形成さ
れていた。
上げてハニカム構造体とし、両端面を交互に封止してフ
ィルター機能を付与し、表面に活性アルミナコート層を
形成して触媒を担持したディーゼルパティキュレートフ
ィルタが本願出願人から出願されている。（特願昭62−
302091号：未公知） そして、活性アルミナコート層は、第４図に示すよう
に、金属板状物2aの表面および貫通孔5aの内面に形成さ
れていた。
ところが、活性アルミナコート層4aを有する金属板状物
2aから成るフィルタ1aは、通常、金属板状物2aの表面お
よび貫通孔5aの内面に活性アルミナコート層4aが形成さ
れるのみであるため、貫通孔5aから排気ガス中のカーボ
ンや固体粒状物が通り抜け、捕集効率の低下を生じると
いう問題があった。
2aから成るフィルタ1aは、通常、金属板状物2aの表面お
よび貫通孔5aの内面に活性アルミナコート層4aが形成さ
れるのみであるため、貫通孔5aから排気ガス中のカーボ
ンや固体粒状物が通り抜け、捕集効率の低下を生じると
いう問題があった。
そのため、必要とする捕集効率を得るためには、ある程
度の圧力損失特性を犠牲にし、貫通孔の小さいものが選
ばれていた。
度の圧力損失特性を犠牲にし、貫通孔の小さいものが選
ばれていた。
従って、本発明の課題は、金属板状物の少なくとも多数
の微細な貫通孔を覆うように多孔性を有するコート層を
形成することによって、それほど圧力損失特性を増大さ
せることなく、捕集効率の向上を図るものである。
の微細な貫通孔を覆うように多孔性を有するコート層を
形成することによって、それほど圧力損失特性を増大さ
せることなく、捕集効率の向上を図るものである。
具体的には、本発明の構成は次の通りである。なお、参
考までに第１図における符号を付してある。
考までに第１図における符号を付してある。
本発明は、多数の微細な貫通孔（５）が形成された金属
板状物（２）からなるハニカム構造体の排気流れ方向の
両端面を交互に封止し、固体粒状物を濾過するためのデ
ィーゼルパティキュレート捕集用フィルタ（１）であ
る。このディーゼルパティキュレート捕集用フィル
（１）は、金属板状物（２）の少なくとも多数の微細な
貫通孔（５）を覆うように形成した繊維を主体とする第
１コート層（３）と、その上に形成した多孔性セラミッ
ク材料から成る第２コート層（４）を備えてなる。
板状物（２）からなるハニカム構造体の排気流れ方向の
両端面を交互に封止し、固体粒状物を濾過するためのデ
ィーゼルパティキュレート捕集用フィルタ（１）であ
る。このディーゼルパティキュレート捕集用フィル
（１）は、金属板状物（２）の少なくとも多数の微細な
貫通孔（５）を覆うように形成した繊維を主体とする第
１コート層（３）と、その上に形成した多孔性セラミッ
ク材料から成る第２コート層（４）を備えてなる。
上述した本発明の構成において、ハニカム構造体は、金
属板状物の平板と波板とを合わせて巻き上げて構成した
ものである。
属板状物の平板と波板とを合わせて巻き上げて構成した
ものである。
上述した本発明の構成において、ハニカム構造体の金属
板状物は、排気ガス通路となる貫通孔を有するものとし
て、金網、ラス板、３次元通路を有する発泡金属、金属
粉末の焼結体を使用することができる。
板状物は、排気ガス通路となる貫通孔を有するものとし
て、金網、ラス板、３次元通路を有する発泡金属、金属
粉末の焼結体を使用することができる。
上述した本発明の構成において、ハニカム構造体の金属
板状物は、耐熱性のステンレス鋼板やFe−Cr−Al系、Fe
−Cr−Ni−Co系等の超耐熱鋼やNi基あるいはCo基の超耐
熱合金を用いることができる。
板状物は、耐熱性のステンレス鋼板やFe−Cr−Al系、Fe
−Cr−Ni−Co系等の超耐熱鋼やNi基あるいはCo基の超耐
熱合金を用いることができる。
上述した本発明の構成において、第１コート層は、無機
質繊維、金属繊維を使用でき、無機質繊維としては、例
えば、アルミナ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、チタ
ン酸カリウム繊維等があり、金属繊維としては、例え
ば、ステンレス繊維等がある。
質繊維、金属繊維を使用でき、無機質繊維としては、例
えば、アルミナ繊維、ムライト繊維、ガラス繊維、チタ
ン酸カリウム繊維等があり、金属繊維としては、例え
ば、ステンレス繊維等がある。
上述した本発明の構成において、第２コート層は、活性
アルミナ、ジルコニア、マグネシア、カルシア、チタニ
アを使用することができる。
アルミナ、ジルコニア、マグネシア、カルシア、チタニ
アを使用することができる。
上述した本発明のデイゼルパティキュレート捕集用フィ
ルタによれば、金属板状物の少なくとも多数の微細な貫
通孔を覆うように繊維を主体とする第１コート層が形成
され、その後その上に多孔性セラミック材料から成る第
２コート層が形成されるため、貫通孔は多孔性を有する
コート層で閉塞され、従来の貫通孔を小さくするものに
比べて、それ程大きな圧力損失を受けることなく、排気
ガス中のカーボンや固体粒状物を高効率で捕集すること
ができる。
ルタによれば、金属板状物の少なくとも多数の微細な貫
通孔を覆うように繊維を主体とする第１コート層が形成
され、その後その上に多孔性セラミック材料から成る第
２コート層が形成されるため、貫通孔は多孔性を有する
コート層で閉塞され、従来の貫通孔を小さくするものに
比べて、それ程大きな圧力損失を受けることなく、排気
ガス中のカーボンや固体粒状物を高効率で捕集すること
ができる。
本発明の構成において、貫通孔を覆うコート層が形成で
きるのは、繊維を主体とする第１コート層が貫通孔の両
端で支持体として働くからである。
きるのは、繊維を主体とする第１コート層が貫通孔の両
端で支持体として働くからである。
次に、図面に基づき、本発明にかかるディゼルパティキ
ュレート捕集用フィルタの実施例を比較例と併せて説明
する。
ュレート捕集用フィルタの実施例を比較例と併せて説明
する。
第１図は、ディゼルパティキュレート捕集用フィルタの
流路横断面の一部分を示す図、そして、第２図は、ディ
ゼルパティキュレート捕集用フィルタの斜視図、第３図
は、第２図の部分断面図、第４図は、従来技術のディゼ
ルパティキュレート捕集用フィルタの流路横断面の一部
分を示す図、第５図は、実施例及び比較例のエンジン運
転時間と捕集効率の関係を示すグラフ、第６図は、実施
例及び比較例のエンジン運転時間と圧力損失の関係を示
すグラフである。
流路横断面の一部分を示す図、そして、第２図は、ディ
ゼルパティキュレート捕集用フィルタの斜視図、第３図
は、第２図の部分断面図、第４図は、従来技術のディゼ
ルパティキュレート捕集用フィルタの流路横断面の一部
分を示す図、第５図は、実施例及び比較例のエンジン運
転時間と捕集効率の関係を示すグラフ、第６図は、実施
例及び比較例のエンジン運転時間と圧力損失の関係を示
すグラフである。
（実施例） 第２図に示すように、ディゼルパティキュレート捕集用
フィルタ１（以下、DP捕集用フィルタと称する）は円柱
状の外形をしており、この外形部分の円筒は金属板で構
成されている。
フィルタ１（以下、DP捕集用フィルタと称する）は円柱
状の外形をしており、この外形部分の円筒は金属板で構
成されている。
DP捕集用フィルタ１の内部のコア部分７には、入口側セ
ル路８と出口側セル路９が円柱の軸方向に真っ直ぐ延び
るように形成されている。セル路10の断面は、略二等辺
三角形状をしている。そして、入口側セル路８は、排気
ガスの出口側端面で閉塞されている。また、出口側セル
路９は、入口側端面（第３図において斜線で示す）で閉
塞されている。この入口側セル路８の閉塞部分11と出口
側セル路９の閉塞部分12は、交互に封止剤17により、閉
塞配置される。即ち、入口側セル路８の閉塞部分11は、
出口側セル路９の開放部分13と隣合っている。また、反
対に、出口側セル路９の閉塞部分12は、入口側セル路８
の開放部分14と隣合っている。
ル路８と出口側セル路９が円柱の軸方向に真っ直ぐ延び
るように形成されている。セル路10の断面は、略二等辺
三角形状をしている。そして、入口側セル路８は、排気
ガスの出口側端面で閉塞されている。また、出口側セル
路９は、入口側端面（第３図において斜線で示す）で閉
塞されている。この入口側セル路８の閉塞部分11と出口
側セル路９の閉塞部分12は、交互に封止剤17により、閉
塞配置される。即ち、入口側セル路８の閉塞部分11は、
出口側セル路９の開放部分13と隣合っている。また、反
対に、出口側セル路９の閉塞部分12は、入口側セル路８
の開放部分14と隣合っている。
このDP捕集用フィルタ１の構成を、その製造方法と共に
詳細に説明する。
詳細に説明する。
DP捕集用フィルタ１は、板厚100μｍの金属板状物２の
平板15と波板16とを合わせて巻き上げることにより構成
されている。この金属板状物２は、再生時の昇温に耐え
る様に、材質をFe−Cr−Al系の超耐熱鋼を用いた。金属
板状物２の材質としては、他に耐熱性のステンレス鋼板
やFe−Cr−Ni−Co系等の超耐熱鋼や、Ni基あるいはCo基
の超耐熱合金を用いることができる。そして、排気ガス
を処理するための金属板状物２には、直径１〜100μｍ
の貫通孔５が多数設けられている。貫通孔５の径が１μ
ｍ以下のときは、DP捕集用フィルタ１の圧力損失が大き
く、また、目詰まりが生じ易くなる。また、貫通孔５の
径が100μｍを超えるとDP捕集用フィルタ１の捕集効率
が低下する。本実施例では、Fe−Cr−Al系超耐熱鋼の貫
通孔５の径が40μｍのものを用いた。
平板15と波板16とを合わせて巻き上げることにより構成
されている。この金属板状物２は、再生時の昇温に耐え
る様に、材質をFe−Cr−Al系の超耐熱鋼を用いた。金属
板状物２の材質としては、他に耐熱性のステンレス鋼板
やFe−Cr−Ni−Co系等の超耐熱鋼や、Ni基あるいはCo基
の超耐熱合金を用いることができる。そして、排気ガス
を処理するための金属板状物２には、直径１〜100μｍ
の貫通孔５が多数設けられている。貫通孔５の径が１μ
ｍ以下のときは、DP捕集用フィルタ１の圧力損失が大き
く、また、目詰まりが生じ易くなる。また、貫通孔５の
径が100μｍを超えるとDP捕集用フィルタ１の捕集効率
が低下する。本実施例では、Fe−Cr−Al系超耐熱鋼の貫
通孔５の径が40μｍのものを用いた。
予め所定寸法に切断された金属板状物２をプレス成形に
よって平板15あるいは波板16を形成し、それらを合わせ
て巻き上げることによって、直径の100mm、長さ100mmの
DP捕集用フィルタ１の構造体を形成した。
よって平板15あるいは波板16を形成し、それらを合わせ
て巻き上げることによって、直径の100mm、長さ100mmの
DP捕集用フィルタ１の構造体を形成した。
このように製造されたDP捕集用フィルタ１の構造体は、
第１図に示すように、直径１μｍ、長さ20μｍのアルミ
ナ繊維と有機バインダーとから成るスラリーをコーティ
ングし、120℃で２時間乾燥した後、500℃の温度で２時
間焼成し、所定厚さのアルミナ繊維層３を形成した。そ
して、平均粒径が10μｍの活性アルミナ粉末と有機バイ
ンダーとから成るスラリーを用いて、活性アルミナコー
トを行い、120℃で２時間乾燥した後、700℃の温度で２
時間焼成してアルミナ繊維層３上に活性アルミナコート
層４を形成し、DP捕集用フィルタ１を得た。
第１図に示すように、直径１μｍ、長さ20μｍのアルミ
ナ繊維と有機バインダーとから成るスラリーをコーティ
ングし、120℃で２時間乾燥した後、500℃の温度で２時
間焼成し、所定厚さのアルミナ繊維層３を形成した。そ
して、平均粒径が10μｍの活性アルミナ粉末と有機バイ
ンダーとから成るスラリーを用いて、活性アルミナコー
トを行い、120℃で２時間乾燥した後、700℃の温度で２
時間焼成してアルミナ繊維層３上に活性アルミナコート
層４を形成し、DP捕集用フィルタ１を得た。
（比較例） 本比較例としては、実施例におけるアルミナ繊維層３を
形成せず、第４図の従来技術のように、Fe−Cr−Al系の
超耐熱鋼からなる金属板状物2aの表面に活性アルミナコ
ート層4aを形成したものを使用した。
形成せず、第４図の従来技術のように、Fe−Cr−Al系の
超耐熱鋼からなる金属板状物2aの表面に活性アルミナコ
ート層4aを形成したものを使用した。
（評価結果） 上述の実施例および比較例の捕集効率と圧力損失の測定
を行い、評価した。
を行い、評価した。
上述のDP捕集用フィルタを排気量が2400ccの渦流室式デ
ィーゼルエンジンの排気系に取付け、直接サンプリング
法でDP捕集用フィルタ上流側及び下流側の排気ガス中の
パティキュレート量を計測することにより、捕集効率を
計測した。また、捕集効率の計測と同時に、DP捕集用フ
ィルタ上流側及び下流側の差圧を計測した。
ィーゼルエンジンの排気系に取付け、直接サンプリング
法でDP捕集用フィルタ上流側及び下流側の排気ガス中の
パティキュレート量を計測することにより、捕集効率を
計測した。また、捕集効率の計測と同時に、DP捕集用フ
ィルタ上流側及び下流側の差圧を計測した。
測定結果を、第５図、第６図のグラフに示した。
第６図より、本実施例のDP捕集用フィルタは、比較例に
対して、15〜20％増しの圧力損失を生じた。しかし、第
５図のように、捕集効率においては、本実施例のDP捕集
用フィルタが、比較例に対して、130％増しの高捕集を
得るものであった。
対して、15〜20％増しの圧力損失を生じた。しかし、第
５図のように、捕集効率においては、本実施例のDP捕集
用フィルタが、比較例に対して、130％増しの高捕集を
得るものであった。
また、実施例と比較例との圧力損失と捕集効率との関係
を明確化するため、実施例の圧力損失と同程度の圧力損
失を生じるような貫通孔からなる金属板状物を選択し、
比較例のように、活性アルミナコート層を設けたものに
ついて捕集効率を測定した。しかし、その測定結果によ
っても、本実施例のような高捕集効率を得ることはでき
ず、比較例に対して、20％増しの捕集効率しか得られな
かった。
を明確化するため、実施例の圧力損失と同程度の圧力損
失を生じるような貫通孔からなる金属板状物を選択し、
比較例のように、活性アルミナコート層を設けたものに
ついて捕集効率を測定した。しかし、その測定結果によ
っても、本実施例のような高捕集効率を得ることはでき
ず、比較例に対して、20％増しの捕集効率しか得られな
かった。
次に、本実施例のものは、繊維層に活性アルミナコート
層を設けたことにより、比較例よりも十分な耐剥離性を
有していることも分かった。
層を設けたことにより、比較例よりも十分な耐剥離性を
有していることも分かった。
以上、本発明の特定の実施例について説明したが、本発
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。
明は、この実施例に限定されるものではなく、特許請求
の範囲に記載の範囲内で種々の実施態様が包含されるも
のである。
以上より、本発明のDP捕集用フィルタによれば、多孔性
金属板の気孔上を覆うコート層を形成することによっ
て、それほど圧力損失特性を増大させることなく、高捕
集効率の向上を図ることができる。
金属板の気孔上を覆うコート層を形成することによっ
て、それほど圧力損失特性を増大させることなく、高捕
集効率の向上を図ることができる。
第１図は、ディゼルパティキュレート捕集用フィルタの
流路横断面の一部分を示す図である。 そして、第２図は、ディゼルパティキュレート捕集用フ
ィルタの斜視図である。 第３図は、第２図の部分断面図である。 第４図は、従来技術のディゼルパティキュレート捕集用
フィルタの流路横断面の一部分を示す図である。 第５図は、実施例及び比較例のエンジン運転時間と捕集
効率の関係を示すグラフである。 第６図は、実施例及び比較例のエンジン運転時間と圧力
損失の関係を示すグラフである。 １……ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ ２……金属板状物 ３……第１コート層 ４……第２コート層 ５……貫通孔
流路横断面の一部分を示す図である。 そして、第２図は、ディゼルパティキュレート捕集用フ
ィルタの斜視図である。 第３図は、第２図の部分断面図である。 第４図は、従来技術のディゼルパティキュレート捕集用
フィルタの流路横断面の一部分を示す図である。 第５図は、実施例及び比較例のエンジン運転時間と捕集
効率の関係を示すグラフである。 第６図は、実施例及び比較例のエンジン運転時間と圧力
損失の関係を示すグラフである。 １……ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ ２……金属板状物 ３……第１コート層 ４……第２コート層 ５……貫通孔
Claims (1)
- 【請求項１】多数の微細な貫通孔が形成された金属板状
物からなるハニカム構造体の排気流れ方向の両端面を交
互に封止し、固体粒状物を濾過するためのディーゼルパ
ティキュレート捕集用フィルタであって、 前記金属板状物の少なくとも多数の微細な貫通孔を覆う
ように形成した繊維を主体とする第１コート層と、その
上に形成した多孔性セラミック材料から成る第２コート
層を備えることを特徴とするディーゼルパティキュレー
ト捕集用フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP795889A JPH0715245B2 (ja) | 1989-01-16 | 1989-01-16 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP795889A JPH0715245B2 (ja) | 1989-01-16 | 1989-01-16 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02188614A JPH02188614A (ja) | 1990-07-24 |
| JPH0715245B2 true JPH0715245B2 (ja) | 1995-02-22 |
Family
ID=11679996
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP795889A Expired - Lifetime JPH0715245B2 (ja) | 1989-01-16 | 1989-01-16 | ディーゼルパティキュレート捕集用フィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0715245B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19924584A1 (de) * | 1999-05-28 | 2000-11-30 | Emitec Emissionstechnologie | Partikelfilter aus Metallfolie |
| JP4284588B2 (ja) | 2003-01-10 | 2009-06-24 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化フィルタ触媒 |
| DE102005063183A1 (de) * | 2005-12-30 | 2007-07-05 | Robert Bosch Gmbh | Vorrichtung für die Behandlung von bei einer Verbrennung anfallenden Verbrennungsprodukten |
| SG10201807630PA (en) | 2015-02-13 | 2018-10-30 | Entegris Inc | Coatings for enhancement of properties and performance of substrate articles and apparatus |
-
1989
- 1989-01-16 JP JP795889A patent/JPH0715245B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02188614A (ja) | 1990-07-24 |
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