JPH0726932A - 排ガス浄化フィルタ及びその製造方法 - Google Patents

排ガス浄化フィルタ及びその製造方法

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JPH0726932A
JPH0726932A JP5166665A JP16666593A JPH0726932A JP H0726932 A JPH0726932 A JP H0726932A JP 5166665 A JP5166665 A JP 5166665A JP 16666593 A JP16666593 A JP 16666593A JP H0726932 A JPH0726932 A JP H0726932A
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JP
Japan
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sheet
laminated
exhaust gas
sheets
purifying filter
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Pending
Application number
JP5166665A
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English (en)
Inventor
Koichi Watanabe
浩一 渡辺
Sei Matsueda
聖 松枝
Makoto Ogawa
誠 小川
Nobuaki Nagai
伸明 永井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 空気流や温度の制御を行なわなくても亀裂が
生じない排ガス浄化フィルタ及びその製造方法を提供す
る。 【構成】 シート2とシート3を交互に積層した構成と
なっている。この時シート間には接合材4を用いた接合
部と、シート3同士を直接接合した応力緩和部分20を
設けた。

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等
の排ガス浄化装置等に用いられる排ガス浄化フィルタ及
びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】排ガス浄化フィルタは、排ガスを通す事
によって、排ガス中に含まれる炭素粒子(煤)を除去す
るものである。また所定量の炭素粒子を補集したら、排
ガス浄化フィルタを加熱して、溜った炭素粒子を燃やし
て、排ガス浄化フィルタの再生を行なっていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記従来
の構成では、排ガス浄化フィルタの再生を行なう際に、
局所的な燃焼や、急激な温度変化を生じる事があり、排
ガス浄化フィルタに亀裂や破損が生じる事がある。これ
を防止するために、再生の際に、空気流等の調整や、燃
焼温度等を制御する必要があり、その制御のために排ガ
ス処理装置に多数の部品を設ける必要があるという問題
点があった。
【0004】本発明は前記従来の課題を解決するもの
で、空気流や温度の制御を行なわなくても亀裂が生じな
い排ガス浄化フィルタを提供する事を目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するする
ために、複数のシート状体を積層した排ガス浄化フィル
タであって、シート状体とシート状体の間部の内少なく
とも1つの間部に応力緩和部分を設けた。
【0006】
【作用】この構成により、熱応力等が発生しても積層体
と積層体の間でその応力を吸収させる事ができる。
【0007】
【実施例】図1,図2はそれぞれ本発明の一実施例にお
ける排ガス浄化フィルタを示す概略斜視図及び部分拡大
図である。
【0008】図1及び図2において、1は排ガス浄化フ
ィルタで、排ガス浄化フィルタ1は矩形波状のシート2
と平板状のシート3を積層して構成されている。このシ
ート2とシート3を交互に積層する事により排ガス浄化
フィルタ1には、一方の底面から他方の底面に達する貫
通孔5が設けられている。さらに図3に示す様に貫通孔
5には交互にプラグ材6が詰められているので、排ガス
浄化フィルタ1に送り込まれた排ガスは図3の矢印に示
されるように、シート2,3を通過して外部に放出され
る事となるので排ガスは煤等を除去された状態で排出さ
れる事となる。
【0009】また排ガス浄化フィルタ1にはシート2と
シート3が交互に積層されている第1の部分と、シート
3が連続して積層されている第2の部分がある。第1の
部分にはシート2とシート3の間に接合材4が設けられ
ており、シート2とシート3は互いに接合されている。
また第2の部分はシート3とシート3が直接接合してい
る(以下この部分を応力緩和部分20と略す)。応力緩
和部分20を形成する手段として、シート3とシート3
を当接させた状態で熱処理を加える等が考えられる。こ
の様にシート3とシート3を直接接合させる事によっ
て、排ガス浄化フィルタ1に付着した煤等を取り除く熱
処理の際に熱応力が加わっても、応力緩和部分20でそ
の熱応力を吸収するので、排ガス浄化フィルタ1に発生
する亀裂を抑制する事ができる。すなわち従来であれば
シート間には接合材が設けられて、シート間を強固に接
合しているので、熱処理による熱応力がフィルタに加わ
ると、その熱応力を吸収する部分がないので、フィルタ
に非常に長い亀裂が入る事となり(フィルタの端部から
他方の端部まで亀裂が入る)、フィルタの機械的強度が
小さくなる等の問題点を生じていたが、本実施例では、
前述の様に応力緩和部分20を設ける事によって、熱応
力が加わって亀裂が生じても、応力緩和部分20で応力
が吸収されるので、亀裂の長さは短くなる。具体的に図
4(a)(b)に示すと、従来例では図4(a)に示す
様に貫通孔が開口した底面に長い亀裂Mが生じるが、本
実施例では図4(b)に示す様に、応力緩和部分20ま
でしか亀裂Nが達していない。
【0010】さらにシート2,3を積層した積層体の側
部をとりまくように保持側板7が設けられており、保持
側板7は積層体の端部が欠けたりするのを防止するため
等の目的で設けられている。本実施例では保持側板7を
設けたが保持側板7は設けなくても本実施例の効果は生
ずる。
【0011】なおシート2,3及び保持側板7それぞれ
の構成材料としては、アルミナ系のセラミック等が用い
られる。さらにシート2,3の構成材料と、保持側板7
の構成材料を異ならせてもよい。またシート2は矩形状
としたが、サインカーブ状でも良く、また非周期形の波
型状でもよい。接合材4は例えばセラミックガラスが用
いられる。また本実施例ではシート3とシート3の間に
応力緩和部分20を設けたが、シート2とシート3の間
に設けてもよい。
【0012】また、本実施例では応力緩和部分20を焼
成によるシート3とシート3の直接的な接合としたが、
シート3とシート3の間の一部分に接合材4を設けて、
シート3とシート3が直接接合している部分と、接合材
4を解して接合している部分に分けてもよい。この場合
接合材4を設ける割合は、シート3の材質や大きさ等に
よって異なるので適宜設定する必要がある。
【0013】さらに応力緩和部分としてシートとシート
の間に応力緩和材料で構成されたシートを設けてもよ
い。
【0014】また応力緩和部分20は排ガス浄化フィル
タ1に複数箇所設ける事が好ましい。この応力緩和部分
20を設ける数は、やはりシートの構成材料及び形状等
によって適宜設定する必要がある。本実施例ではシート
2とシート3をそれぞれ1枚ずつ接合したものを1段と
定義した場合、10段から15段おきに応力緩和部分2
0を設ける事が好ましかった。
【0015】以上の様に構成された排ガス浄化フィルタ
について、以下その製造方法を説明する。
【0016】まずAl23 ,Si2 繊維とアルミナシ
リカ系粘土もしくはMgOの粉体を担持させたものを抄
造し、シート状体を作製する。このシート状体を所定寸
法切断し、平板状のシート3を作製する。次に平板状シ
ート3を矩系金型やサインカーブ金型ギヤ等で押し付け
て波型状のシート2を作製する。この状態を図5(a)
(b)に示す。次に例えばシート2の頂点部分2aに接
合材4(例えばアルミナシリカ系粘土に有機バインダを
加えたセラミックセメント)を塗布するとともに、シー
ト2の両端部の開口2bに一つおきにプラグ材6(例え
ばアルミナシリカ系粘土またはMgOで作製したもの)
を詰め、シート3をシート2の接合材4を設けた面に当
接させる。さらにシート2の他方の面に前述と同様に接
合材4及びプラグ材6を設け、その面に他のシート3を
接合する。この時の状態はシート2を2枚のシート3が
挟んだ状態となっている。この外側の2枚のシート3に
さらにシート2を接合していく。この状態を図6に示
す。そして所定の段数シート2とシート3を交互に積層
したら、シート3を連続して積層し、その間には接合材
4を全く設けないか、もしくは一部に接合材4を設け
る。この後、さらにシート2とシート3を積層してい
き、所定の段数積層したら、またシート3を連続して積
層する。この工程を所定の回数行なう。次に約1370
℃から約1510℃の温度で約4時間焼成して排ガス浄
化フィルタを作製する。この様に構成された排ガス浄化
フィルタを所定の寸法形状に加工し、最後に保持側板
(例えば、セラミックシートやセラミックファイバー
等)7を巻き付けて完成する。
【0017】なお本実施例では、シート2とシート3を
順に積層して排ガス浄化フィルタを作製したが、最外部
にシート3が来るようにシート2とシート3を接合材4
で積層接合した積層体を複数作製しておき、その積層体
を積層(接合材4を全く設けないか、もしくは一部に接
合材を設ける)して焼成して排ガス浄化フィルタを作製
してもよい。
【0018】次に本実施例と従来例の機械的特性の比較
を行なう。まず同一条件(構成材料や焼成温度、寸法形
状等がほぼ同一)のサンプルを本実施例及び従来例で各
1つずつ作製した。この様に作製条件が同じサンプルを
5組作製し、それぞれについて亀裂の長さを測定した。
実験は3000ccのディーゼルエンジンの排ガス浄化
装置に各排ガス浄化フィルタをセットし、エンジンの回
転数を1150〜1250rpmとして、排ガス浄化フ
ィルタに90分間その排ガスを流し込んで、煤を捕集さ
せる。そして捕集した煤を取り除くために、250リッ
ター/分の空気を流し込みながら、排ガス浄化フィルタ
を燃焼させた。この煤の捕集と煤の燃焼動作を200回
繰り返し行なって、その後に排ガス浄化フィルタに発生
した最も長い亀裂の長さを測定した。この結果を(表
1)に示す。
【0019】
【表1】
【0020】この(表1)から分かるように、本実施例
の排ガス浄化フィルタは、各サンプルにおいて、従来例
よりはるかに亀裂の長さが短くなっている事が分かる。
全サンプルの亀裂の平均の長さをみても、本実施例の方
が48mmも短い事が分かる。
【0021】
【発明の効果】本発明は、複数のシート状体を積層した
排ガス浄化フィルタであって、シート状体とシート状体
の間部の内少なくとも1つの間部に応力緩和部分を設け
た事により、熱応力等が発生しても積層体と積層体の間
でその応力を吸収させる事ができるので、熱応力等の応
力に対して強くなり排ガス浄化装置にセットしたときに
空気流や温度の制御を行なわなくても亀裂が生じない。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例における排ガス浄化フィルタ
を示す概略斜視図
【図2】本発明の一実施例における排ガス浄化フィルタ
を示す部分拡大図
【図3】本発明の一実施例における排ガス浄化フィルタ
を示す断面図
【図4】(a)は従来の排ガス浄化フィルタを示す底面
図 (b)は本発明の一実施例における排ガス浄化フィルタ
を示す底面図
【図5】(a)は本発明の一実施例における排ガス浄化
フィルタの平板状のシートを示す斜視図 (b)は本発明の一実施例における排ガス浄化フィルタ
の波型状のシートを示す斜視図
【図6】本発明の一実施例における排ガス浄化フィルタ
のシートの積層状態を示す部分拡大図
【符号の説明】
1 排ガス浄化フィルタ 2 シート 3 シート 4 接合材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 永井 伸明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】複数のシート状体を積層した排ガス浄化フ
    ィルタであって、シート状体とシート状体の間部の内少
    なくとも1つの間部には応力緩和部分が設けられている
    事を特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  2. 【請求項2】応力緩和部分がシート状体同士を直接接合
    して形成した事を特徴とする請求項1記載の排ガス浄化
    フィルタ。
  3. 【請求項3】平板状シートと波型状シートを積層した事
    を特徴とする請求項2記載の排ガス浄化フィルタ。
  4. 【請求項4】平板状シートと波型状シートが交互に積層
    されている部分と平板状シートが連続して積層されてい
    る部分があり、前記平板状シートが連続して積層されて
    いる部分の少なくとも1つの間部はシート状体が直接接
    合しているとともに、前記平板状シートと前記波型状シ
    ートが交互に積層されている部分の間部には接合材が設
    けられた事を特徴とする請求項3記載の排ガス浄化フィ
    ルタ。
  5. 【請求項5】応力緩和部分が、シート状体同士が直接接
    合している部分と接合材でシート状体同士が接合してい
    る部分を有する事を特徴とする請求項1記載の排ガス浄
    化フィルタ。
  6. 【請求項6】平板状シートと波型状シートを積層した事
    を特徴とする請求項5記載の排ガス浄化フィルタ。
  7. 【請求項7】平板状シートと波型状シートが交互に積層
    されている部分と平板状シートが連続して積層されてい
    る部分があり、前記平板状シートが連続して積層されて
    いる部分の少なくとも1つの間部はシート状体が直接接
    合しているとともに、前記平板状シートと前記波型状シ
    ートが交互に積層されている部分の間部には接合材が設
    けられている事を特徴とする請求項6記載の排ガス浄化
    フィルタ。
  8. 【請求項8】波型状シートと平板状シートを交互に接合
    材を介して積層し、所定数接合材を介して積層したら、
    接合材を介さずにシートを積層し、さらにその上に各シ
    ートを所定数接合材を介して積層し、その後に焼成する
    事を特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  9. 【請求項9】波型状シートと平板状シートを交互に接合
    材を介して積層し、所定数接合材を介して積層したら、
    一部分に接合材を設けてシートを積層し、さらにその上
    に各シートを所定数接合材を介して積層し、焼成する事
    を特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  10. 【請求項10】波型状シートと平板状シートを交互に接
    合材を介して積層し、しかも最外部が前記平板状シート
    となるように積層体を形成し、前記積層体を複数積層す
    るとともに、前記複数の積層体を互いに接触させ、焼成
    する事を特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
  11. 【請求項11】波型状シートと平板状シートを交互に接
    合材を介して積層し、しかも最外部が前記平板状シート
    となるように積層体を形成し、前記積層体を複数積層す
    るとともに、前記複数の積層体間の一部に接合材を介し
    て前記複数の積層体を仮固定し、その後に焼成する事を
    特徴とする排ガス浄化フィルタの製造方法。
JP5166665A 1993-07-06 1993-07-06 排ガス浄化フィルタ及びその製造方法 Pending JPH0726932A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100389125B1 (ko) * 1996-01-08 2003-09-29 에스케이 주식회사 가소성이있는세라믹시트를이용한십자류형내열성세라믹필터및그제조방법
WO2008086445A1 (en) * 2007-01-09 2008-07-17 Honeywell International Inc. Diesel particulate filter assembly
US8591622B2 (en) 2010-10-29 2013-11-26 Corning Incorporated Filter apparatus with porous ceramic plates
US8590158B2 (en) 2010-10-29 2013-11-26 Corning Incorporated Methods of making filter apparatus and fabricating a porous ceramic article

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