JPH07332061A - ディーゼルパティキュレートフィルタとその製造方法 - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタとその製造方法Info
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- JPH07332061A JPH07332061A JP6145462A JP14546294A JPH07332061A JP H07332061 A JPH07332061 A JP H07332061A JP 6145462 A JP6145462 A JP 6145462A JP 14546294 A JP14546294 A JP 14546294A JP H07332061 A JPH07332061 A JP H07332061A
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- JP
- Japan
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- ceramic fiber
- particulate filter
- diesel particulate
- pile
- stack
- 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.)
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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
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】フィルタにおける圧力損失を低く抑える。フィ
ルタの全厚さにわたってパティキュレート（カーボン）
の捕集が行われるようにする。 【構成】セラミック繊維をカーディング機械乃至抄紙機
械に通すことにより、セラミック繊維積堆物１を形成す
る。捕集されたパティキュレートを焼却するためのヒー
タとなる金属網３で、セラミック繊維積堆物１を両側か
ら挟み込んでフィルタ素体４を形成する。このフィルタ
素体を用いてパティキュレートフィルタを構成する。
ルタの全厚さにわたってパティキュレート（カーボン）
の捕集が行われるようにする。 【構成】セラミック繊維をカーディング機械乃至抄紙機
械に通すことにより、セラミック繊維積堆物１を形成す
る。捕集されたパティキュレートを焼却するためのヒー
タとなる金属網３で、セラミック繊維積堆物１を両側か
ら挟み込んでフィルタ素体４を形成する。このフィルタ
素体を用いてパティキュレートフィルタを構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
排気ガス中のパティキュレートを捕集して焼却するディ
ーゼルパティキュレートフィルタおよびその製造方法に
関する。
排気ガス中のパティキュレートを捕集して焼却するディ
ーゼルパティキュレートフィルタおよびその製造方法に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンは、断熱圧縮によっ
て昇温された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であるため、排気中に含まれる一酸
化炭素や炭化水素は少ないが、窒素酸化物（ＮＯｘ）や
パティキュレート（主としてカーボン）の排出が多いと
いう問題点があった。
て昇温された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であるため、排気中に含まれる一酸
化炭素や炭化水素は少ないが、窒素酸化物（ＮＯｘ）や
パティキュレート（主としてカーボン）の排出が多いと
いう問題点があった。
【０００３】この点に対処する手段としては、燃料ポン
プに高圧ポンプを使用して発生するパティキュレート自
体を減少させる方法と、排気ガス流路にフィルタを取り
付けて排気ガスを濾過する方法とが開発されている。而
して、前者は、特殊なポンプを使用するものであるた
め、エンジン自体が極めて高価なものとなる。そこで、
安価に排気ガスの清浄化を達成することのできるフィル
タ法に期待が集まっている。
プに高圧ポンプを使用して発生するパティキュレート自
体を減少させる方法と、排気ガス流路にフィルタを取り
付けて排気ガスを濾過する方法とが開発されている。而
して、前者は、特殊なポンプを使用するものであるた
め、エンジン自体が極めて高価なものとなる。そこで、
安価に排気ガスの清浄化を達成することのできるフィル
タ法に期待が集まっている。
【０００４】この種従来のパティキュレートフィルタと
しては、コーディライトセラミックスや炭化珪素を用い
て多孔質ハニカム状に成形したもの、あるいはこれらの
材料により気孔をもつフォーム状のセラミックス体、あ
るいはセラミック繊維を編んだ織布等が用いられてき
た。また、フィルタの再生方法としては、セラミックス
の表面に捕集されたカーボンをバーナにより着火し、燃
焼伝播を利用するもの、電熱により燃焼を行うもの、あ
るいは、排気ガスの逆方向からエアを流し、落ちたカー
ボンを燃焼させるもの等が知られている。
しては、コーディライトセラミックスや炭化珪素を用い
て多孔質ハニカム状に成形したもの、あるいはこれらの
材料により気孔をもつフォーム状のセラミックス体、あ
るいはセラミック繊維を編んだ織布等が用いられてき
た。また、フィルタの再生方法としては、セラミックス
の表面に捕集されたカーボンをバーナにより着火し、燃
焼伝播を利用するもの、電熱により燃焼を行うもの、あ
るいは、排気ガスの逆方向からエアを流し、落ちたカー
ボンを燃焼させるもの等が知られている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述したパティキュレ
ートフィルタの内、フォーム状のものでは、微細なパテ
ィキュレートを捕集することができず、高いカーボン捕
集率のものが得られないという欠点があった。また、従
来のハニカム状のものや織布では、通気孔をパティキュ
レート径より小さくすることにより捕集を行っていたた
め、当初は圧力損失が低いもののパティキュレートの捕
集により急激に圧力損失が増加するため、再生を頻繁に
行わなければならないという欠点があった。また、パテ
ィキュレートの捕集を主としてフィルタの表面部分で行
うものであったため、大面積が必要となり装置が大型化
する欠点があった。
ートフィルタの内、フォーム状のものでは、微細なパテ
ィキュレートを捕集することができず、高いカーボン捕
集率のものが得られないという欠点があった。また、従
来のハニカム状のものや織布では、通気孔をパティキュ
レート径より小さくすることにより捕集を行っていたた
め、当初は圧力損失が低いもののパティキュレートの捕
集により急激に圧力損失が増加するため、再生を頻繁に
行わなければならないという欠点があった。また、パテ
ィキュレートの捕集を主としてフィルタの表面部分で行
うものであったため、大面積が必要となり装置が大型化
する欠点があった。
【０００６】また、従来のフィルタでは、排気ガス圧が
部分的に高くなりやすくガス流が均質にならないため、
均等なフィルタリングが困難で部分的に大量のパティキ
ュレート付着が起こることがあった。この場合、再生時
にカーボンの異常に堆積した部分では、燃焼熱により１
４００℃の高温にもなりフィルタの破損、溶損を起こす
ことがあった。
部分的に高くなりやすくガス流が均質にならないため、
均等なフィルタリングが困難で部分的に大量のパティキ
ュレート付着が起こることがあった。この場合、再生時
にカーボンの異常に堆積した部分では、燃焼熱により１
４００℃の高温にもなりフィルタの破損、溶損を起こす
ことがあった。
【０００７】本発明は、このような状況に鑑みてなされ
たものであって、その目的とするところは、第１に、パ
ティキュレートの捕集効率が高くかつ長期に圧力損失を
低く抑えることのできるフィルタを提供することであ
る。第２に、ガス流に乱れの生じることのないようにし
て均等にパティキュレートを捕集しうるようにすること
である。第３に、フィルタの全厚さに渡ってパティキュ
レートを捕集しうるようにすることである。そして、上
記の目的を達成することによりエンジンの特性を犠牲に
することなく、小型で再生サイクルを長期間に設定する
ことができ、かつ、再生時に異常燃焼により損傷を受け
ることのないパティキュレートフィルタを提供しようと
するものである。
たものであって、その目的とするところは、第１に、パ
ティキュレートの捕集効率が高くかつ長期に圧力損失を
低く抑えることのできるフィルタを提供することであ
る。第２に、ガス流に乱れの生じることのないようにし
て均等にパティキュレートを捕集しうるようにすること
である。第３に、フィルタの全厚さに渡ってパティキュ
レートを捕集しうるようにすることである。そして、上
記の目的を達成することによりエンジンの特性を犠牲に
することなく、小型で再生サイクルを長期間に設定する
ことができ、かつ、再生時に異常燃焼により損傷を受け
ることのないパティキュレートフィルタを提供しようと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、長さ１０〜１００ｍｍのセラミッ
ク繊維をランダムに積堆しフェルト状乃至紙状に一体化
してなるセラミック繊維積堆物をフィルタ本体としたこ
とを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ、
が提供される。そして、好ましくは、前記セラミック繊
維積堆物は、上流側の面部分でのメッシュが粗く、下流
側の面部分でのメッシュが密であるように構成される。
め、本発明によれば、長さ１０〜１００ｍｍのセラミッ
ク繊維をランダムに積堆しフェルト状乃至紙状に一体化
してなるセラミック繊維積堆物をフィルタ本体としたこ
とを特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタ、
が提供される。そして、好ましくは、前記セラミック繊
維積堆物は、上流側の面部分でのメッシュが粗く、下流
側の面部分でのメッシュが密であるように構成される。
【０００９】
【作用】本発明にによれば、フィルタ本体は、セラミッ
ク繊維積堆物によって構成されるが、このようなフィル
タでは、メッシュすなわち通気孔はパティキュレートの
粒径より大きいため、以下の作用・効果を奏することが
できる。 燃焼室より高速で放出された排ガスがフィルタに流
入する際に受ける抵抗は低く、ガス流は乱されることな
く徐々に速度を低下せしめられるためパティキュレート
の捕集に場所による偏りがなくなる。 パティキュレートの捕集がフィルタの上流側表面に
集中することがなく、フィルタ全体に３次元的に堆積す
るようになるため、同一体積でより多くのパティキュレ
ートを捕集することができるようになる。 多くのパティキュレートは通常帯電しており、その
ため排ガスがフィルタを通過するときには、パティキュ
レートはセラミック繊維の表面に衝突することになり、
メッシュがパティキュレートの粒径以上であっても効率
よく捕集を行うことができる。 メッシュが粒径に比較して粗いため、パティキュレ
ートの捕集が進んでも圧力損失の増大は抑えられ、フィ
ルタの再生サイクルを長くすることができる。そして、
フィルタを、上流側の面でのメッシュを粗に、下流側の
面でのメッシュを密にすることにより、上記〜の作
用・効果をより一層顕著なものとすることができる。
ク繊維積堆物によって構成されるが、このようなフィル
タでは、メッシュすなわち通気孔はパティキュレートの
粒径より大きいため、以下の作用・効果を奏することが
できる。 燃焼室より高速で放出された排ガスがフィルタに流
入する際に受ける抵抗は低く、ガス流は乱されることな
く徐々に速度を低下せしめられるためパティキュレート
の捕集に場所による偏りがなくなる。 パティキュレートの捕集がフィルタの上流側表面に
集中することがなく、フィルタ全体に３次元的に堆積す
るようになるため、同一体積でより多くのパティキュレ
ートを捕集することができるようになる。 多くのパティキュレートは通常帯電しており、その
ため排ガスがフィルタを通過するときには、パティキュ
レートはセラミック繊維の表面に衝突することになり、
メッシュがパティキュレートの粒径以上であっても効率
よく捕集を行うことができる。 メッシュが粒径に比較して粗いため、パティキュレ
ートの捕集が進んでも圧力損失の増大は抑えられ、フィ
ルタの再生サイクルを長くすることができる。そして、
フィルタを、上流側の面でのメッシュを粗に、下流側の
面でのメッシュを密にすることにより、上記〜の作
用・効果をより一層顕著なものとすることができる。
【００１０】ここで、セラミック繊維の長さが１０ｍｍ
以下では、形状保持性が悪化し、また、１００ｍｍ以上
では、繊維の方向が一定方向に揃い過ぎ、割れやすくな
るなるため、フィルタを構成するのには不適当である。
よって、セラミック繊維の繊維長は、１０〜１００ｍｍ
が適切であり、より好ましくは、２０〜７０ｍｍであ
る。
以下では、形状保持性が悪化し、また、１００ｍｍ以上
では、繊維の方向が一定方向に揃い過ぎ、割れやすくな
るなるため、フィルタを構成するのには不適当である。
よって、セラミック繊維の繊維長は、１０〜１００ｍｍ
が適切であり、より好ましくは、２０〜７０ｍｍであ
る。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 ［第１の実施例］Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏの元素からなる、
径８．５μｍのセラミック繊維〔商品名：チラノ繊維
宇部興産（株）製〕を５０ｍｍの長さに切断し、これを
カーディング機械（Carding Machine)にかけ、繊維を３
次元的に絡ませ均一の厚さで目付量が２５０ｇ／ｍ2 の
セラミック繊維積堆物を形成する。続いて、図１に示す
ように、このセラミック繊維積堆物１に対し、４ｍｍの
間隔で、針２の打ち込みと引き上げを行い、繊維を裏面
や中間層より引き上げ縫い上げ、さらに押圧して、厚さ
３ｍｍのフェルト状のセラミック繊維積堆物に加工す
る。
て説明する。 ［第１の実施例］Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏの元素からなる、
径８．５μｍのセラミック繊維〔商品名：チラノ繊維
宇部興産（株）製〕を５０ｍｍの長さに切断し、これを
カーディング機械（Carding Machine)にかけ、繊維を３
次元的に絡ませ均一の厚さで目付量が２５０ｇ／ｍ2 の
セラミック繊維積堆物を形成する。続いて、図１に示す
ように、このセラミック繊維積堆物１に対し、４ｍｍの
間隔で、針２の打ち込みと引き上げを行い、繊維を裏面
や中間層より引き上げ縫い上げ、さらに押圧して、厚さ
３ｍｍのフェルト状のセラミック繊維積堆物に加工す
る。
【００１２】次に、図２に示すように、セラミック繊維
積堆物１の両側からヒータとなる金属網３で挟み込み、
フィルタ素体４を形成する。ここで、金属網３として
は、１５メッシュのＳＵＳ金網にアルミナ被覆を施した
ものを用いた。アルミナ被膜は、ＳＵＳ金網に蒸着また
はスパッタ法によりアルミニウムを被覆し、酸化性雰囲
気中において熱処理を行って、アルミニウムをアルミナ
に変換したものである。この保護被膜により、ヒータの
耐久性は格段に改善される。なお、アルミナへの変換
は、セラミック繊維積堆物１と合体し図２の状態とした
後に実施することもできる。
積堆物１の両側からヒータとなる金属網３で挟み込み、
フィルタ素体４を形成する。ここで、金属網３として
は、１５メッシュのＳＵＳ金網にアルミナ被覆を施した
ものを用いた。アルミナ被膜は、ＳＵＳ金網に蒸着また
はスパッタ法によりアルミニウムを被覆し、酸化性雰囲
気中において熱処理を行って、アルミニウムをアルミナ
に変換したものである。この保護被膜により、ヒータの
耐久性は格段に改善される。なお、アルミナへの変換
は、セラミック繊維積堆物１と合体し図２の状態とした
後に実施することもできる。
【００１３】フィルタ素体４を、捕集面を大きくするた
めに波型に折り曲げ、さらに全体として円筒形に整形し
て円筒形フィルタ素体４ａとし、次いで、図３に示すよ
うに、両端面を上流側シールカップ５および下流側シー
ルカップ６を用いてシーリングする。上流側シールカッ
プ５と下流側シールカップ６の平面図を図４（ａ）、
（ｂ）に示す。図４に示されるように、各シールカップ
５、６には突起部５ａ、６ａと凹部５ｂ、６ｂが形成さ
れており、さらに上流側シールカップ５には、排気ガス
を通過させるための開孔５ｃが設けられている。
めに波型に折り曲げ、さらに全体として円筒形に整形し
て円筒形フィルタ素体４ａとし、次いで、図３に示すよ
うに、両端面を上流側シールカップ５および下流側シー
ルカップ６を用いてシーリングする。上流側シールカッ
プ５と下流側シールカップ６の平面図を図４（ａ）、
（ｂ）に示す。図４に示されるように、各シールカップ
５、６には突起部５ａ、６ａと凹部５ｂ、６ｂが形成さ
れており、さらに上流側シールカップ５には、排気ガス
を通過させるための開孔５ｃが設けられている。
【００１４】シーリングに先立って、まず、上流側およ
び下流側シールカップ５、６の凹部５ｂ、６ｂにシール
材を流し込む。シール剤としては、アルミナ粉末８０ｗ
ｔ％と、アルミナ短繊維（１〜３０ｍｍ）２０ｗｔ％を
混合したもの１に対し、水ガラス（水ガラス１に対し水
１を添加し混合したもの）を１加え、混合したものを用
いた。このシール材の乾燥しないうちに、シールカップ
の凹部に円筒形フィルタ素体４ａの端部をはめ込み、３
５０℃まで加熱して固化させる。
び下流側シールカップ５、６の凹部５ｂ、６ｂにシール
材を流し込む。シール剤としては、アルミナ粉末８０ｗ
ｔ％と、アルミナ短繊維（１〜３０ｍｍ）２０ｗｔ％を
混合したもの１に対し、水ガラス（水ガラス１に対し水
１を添加し混合したもの）を１加え、混合したものを用
いた。このシール材の乾燥しないうちに、シールカップ
の凹部に円筒形フィルタ素体４ａの端部をはめ込み、３
５０℃まで加熱して固化させる。
【００１５】
【表１】
【００１６】このようにして形成したパティキュレート
フィルタおよび繊維目付量を２００ｇ／ｍ2 と３００ｇ
／ｍ2 に変化させたときの黒鉛捕集量と圧力損失のデー
タを表１に示す。比較例として、フォーム状の気孔を有
するコーディライト板を用いたものデータを示す。この
表より、捕集率を高く維持しかつ圧力損失を低く抑える
には、繊維目付量は２５０ｇ／ｍ2 程度が適切であるこ
とが分かる。また、従来例との比較では、本実施例のフ
ィルタでは、特に、フィルタにパティキュレートが捕集
された後の圧力損失に顕著な効果を持つことが分かる。
フィルタおよび繊維目付量を２００ｇ／ｍ2 と３００ｇ
／ｍ2 に変化させたときの黒鉛捕集量と圧力損失のデー
タを表１に示す。比較例として、フォーム状の気孔を有
するコーディライト板を用いたものデータを示す。この
表より、捕集率を高く維持しかつ圧力損失を低く抑える
には、繊維目付量は２５０ｇ／ｍ2 程度が適切であるこ
とが分かる。また、従来例との比較では、本実施例のフ
ィルタでは、特に、フィルタにパティキュレートが捕集
された後の圧力損失に顕著な効果を持つことが分かる。
【００１７】［第２の実施例］次に、第２の実施例につ
いて説明する。Ｓｉ−Ｃ−Ｏの元素からなる、径２０μ
ｍの炭化珪素系セラミック繊維を６０ｍｍの長さに切断
し、これを抄紙機にかけて、繊維を３次元的に絡ませ均
一の厚さで目付量が２５０ｇ／ｍ2 の紙状セラミック繊
維積堆物を形成する。この場合、薄い紙状のセラミック
繊維堆積物を形成しておき、これを複数枚積層して所望
の目付量の積堆物を形成するようにしてもよい。
いて説明する。Ｓｉ−Ｃ−Ｏの元素からなる、径２０μ
ｍの炭化珪素系セラミック繊維を６０ｍｍの長さに切断
し、これを抄紙機にかけて、繊維を３次元的に絡ませ均
一の厚さで目付量が２５０ｇ／ｍ2 の紙状セラミック繊
維積堆物を形成する。この場合、薄い紙状のセラミック
繊維堆積物を形成しておき、これを複数枚積層して所望
の目付量の積堆物を形成するようにしてもよい。
【００１８】次に、先の実施例の場合と同様に、セラミ
ック繊維積堆物１を両側からヒータとなる金属網３で挟
み込み、図２に示されるフィルタ素体４を形成する。こ
こで、金属網３としては、Ｆｅを含み、Ｎｉ、Ｃｒを主
体とする金属線を編み込んだものを用いた。
ック繊維積堆物１を両側からヒータとなる金属網３で挟
み込み、図２に示されるフィルタ素体４を形成する。こ
こで、金属網３としては、Ｆｅを含み、Ｎｉ、Ｃｒを主
体とする金属線を編み込んだものを用いた。
【００１９】次に、このフィルタ素体４を、図５に示す
ように、円筒形に整形して円筒形フィルタ素体４ａと
し、その両端面を上流側シールカップ５および下流側シ
ールカップ６を用いてシーリングする。上流側シールカ
ップ５と下流側シールカップ６の平面図を図６（ａ）、
（ｂ）に示す。図６に示されるように、各シールカップ
５、６には突起部５ａ、６ａと凹部５ｂ、６ｂが形成さ
れており、さらに上流側シールカップ５には、排気ガス
を通過させるための開孔５ｃが設けられている。なお、
各シールカップは、耐熱金属またはセラミックスを用い
て形成されるものである。
ように、円筒形に整形して円筒形フィルタ素体４ａと
し、その両端面を上流側シールカップ５および下流側シ
ールカップ６を用いてシーリングする。上流側シールカ
ップ５と下流側シールカップ６の平面図を図６（ａ）、
（ｂ）に示す。図６に示されるように、各シールカップ
５、６には突起部５ａ、６ａと凹部５ｂ、６ｂが形成さ
れており、さらに上流側シールカップ５には、排気ガス
を通過させるための開孔５ｃが設けられている。なお、
各シールカップは、耐熱金属またはセラミックスを用い
て形成されるものである。
【００２０】シーリングに先立って、まず、上流側およ
び下流側シールカップ５、６の凹部５ｂ、６ｂにシール
材を流し込む。シール剤としては、シリカ粉末８０ｗｔ
％と、シリカ短繊維（１〜３０ｍｍ）２０ｗｔ％を混合
したもの１に対し、水ガラス（水ガラス１に対し水１を
添加し混合したもの）を１加え、混合したものを用い
た。このシール材の乾燥しないうちに、シールカップの
凹部に円筒形フィルタ素体４ａの端部をはめ込み、３５
０℃まで加熱して固化させる。
び下流側シールカップ５、６の凹部５ｂ、６ｂにシール
材を流し込む。シール剤としては、シリカ粉末８０ｗｔ
％と、シリカ短繊維（１〜３０ｍｍ）２０ｗｔ％を混合
したもの１に対し、水ガラス（水ガラス１に対し水１を
添加し混合したもの）を１加え、混合したものを用い
た。このシール材の乾燥しないうちに、シールカップの
凹部に円筒形フィルタ素体４ａの端部をはめ込み、３５
０℃まで加熱して固化させる。
【００２１】第２の実施例についても、黒鉛捕集率およ
び圧力損失について測定し、さらに同一のセラミック繊
維を用い、繊維目付量を２００ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ
2 と変化させてものを作製し、これらについても黒鉛捕
集率および圧力損失について測定したところ、表１とほ
ぼ同様の結果が得られた。
び圧力損失について測定し、さらに同一のセラミック繊
維を用い、繊維目付量を２００ｇ／ｍ2 、３００ｇ／ｍ
2 と変化させてものを作製し、これらについても黒鉛捕
集率および圧力損失について測定したところ、表１とほ
ぼ同様の結果が得られた。
【００２２】［第３の実施例］Ｓｉ−Ｔｉ−Ｃ−Ｏの元
素からなる、径２０μｍのセラミック繊維を６０ｍｍの
長さに切断し、これをカーディング機械にかけ、均一の
厚さで目付量が１００ｇ／ｍ2 で厚さが１．５ｍｍの第
１のセラミック繊維積堆物を形成し、これとは別に、同
一径、同一長さのセラミック繊維をカーディング機械に
かけ、均一の厚さで目付量が２００ｇ／ｍ2 で厚さが
１．５ｍｍのセラミック繊維積堆物を形成する。この２
種のセラミック繊維積堆物についてそれぞれ、針の打ち
込みと引き上げを行った後、両者を重ね合わせ、積層セ
ラミック繊維積堆物とする。
素からなる、径２０μｍのセラミック繊維を６０ｍｍの
長さに切断し、これをカーディング機械にかけ、均一の
厚さで目付量が１００ｇ／ｍ2 で厚さが１．５ｍｍの第
１のセラミック繊維積堆物を形成し、これとは別に、同
一径、同一長さのセラミック繊維をカーディング機械に
かけ、均一の厚さで目付量が２００ｇ／ｍ2 で厚さが
１．５ｍｍのセラミック繊維積堆物を形成する。この２
種のセラミック繊維積堆物についてそれぞれ、針の打ち
込みと引き上げを行った後、両者を重ね合わせ、積層セ
ラミック繊維積堆物とする。
【００２３】次に、この積層セラミック繊維積堆物に対
し、先の実施例と同様に、ヒータとなる金属網での挟み
込みを行い、第２のセラミック繊維積堆物が外側になる
ようにして図３のように円筒形フィルタ素体を形成した
後、シールカップとシール材とを使用してシーリングを
行った。このようにして形成したパティキュレートフィ
ルタに対し黒鉛捕集率と圧力損失を測定したところ、表
２に示す結果が得られた。表２より明らかなように、特
に捕集パティキュレートが蓄積した後での圧力損失にお
いて第１、第２の実施例に対し改善が認められた。
し、先の実施例と同様に、ヒータとなる金属網での挟み
込みを行い、第２のセラミック繊維積堆物が外側になる
ようにして図３のように円筒形フィルタ素体を形成した
後、シールカップとシール材とを使用してシーリングを
行った。このようにして形成したパティキュレートフィ
ルタに対し黒鉛捕集率と圧力損失を測定したところ、表
２に示す結果が得られた。表２より明らかなように、特
に捕集パティキュレートが蓄積した後での圧力損失にお
いて第１、第２の実施例に対し改善が認められた。
【００２４】
【表２】
【００２５】［第４の実施例］次に、第４の実施例につ
いて説明する。Ｓｉ−Ｃ−Ｏの元素からなる、径２０μ
ｍの炭化珪素系セラミック繊維を７０ｍｍの長さに切断
し、これを抄紙機にかけて、繊維を３次元的に絡ませ均
一の厚さで目付量が２００ｇ／ｍ2 の紙状セラミック繊
維積堆物を形成し、これとは別に、同様の炭化珪素系セ
ラミック材料からなる径６０μｍのセラミック繊維を４
０ｍｍの長さに切断し、これを抄紙機にかけて、繊維を
３次元的に絡ませ均一の厚さで目付量が１００ｇ／ｍ2
の紙状セラミック繊維積堆物を形成し、しかる後、これ
らのセラミック繊維積堆物を積層して積層繊維堆積物を
形成した。
いて説明する。Ｓｉ−Ｃ−Ｏの元素からなる、径２０μ
ｍの炭化珪素系セラミック繊維を７０ｍｍの長さに切断
し、これを抄紙機にかけて、繊維を３次元的に絡ませ均
一の厚さで目付量が２００ｇ／ｍ2 の紙状セラミック繊
維積堆物を形成し、これとは別に、同様の炭化珪素系セ
ラミック材料からなる径６０μｍのセラミック繊維を４
０ｍｍの長さに切断し、これを抄紙機にかけて、繊維を
３次元的に絡ませ均一の厚さで目付量が１００ｇ／ｍ2
の紙状セラミック繊維積堆物を形成し、しかる後、これ
らのセラミック繊維積堆物を積層して積層繊維堆積物を
形成した。
【００２６】次に、この積層されたセラミック繊維積堆
物に対し、先の実施例と同様に、ヒータとなる金属網で
の挟み込みを行い、細い繊維の積堆物が外側になるよう
にして円筒形のフィルタを形成し、シールカップとシー
ル材を使用してシーリングを行った後、黒鉛捕集率と圧
力損失を測定したところ、第３の実施例とほぼ同様の結
果が得られた。
物に対し、先の実施例と同様に、ヒータとなる金属網で
の挟み込みを行い、細い繊維の積堆物が外側になるよう
にして円筒形のフィルタを形成し、シールカップとシー
ル材を使用してシーリングを行った後、黒鉛捕集率と圧
力損失を測定したところ、第３の実施例とほぼ同様の結
果が得られた。
【００２７】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本願発
明の要旨を変更しない範囲内において各種の変更が可能
である。例えば、実施例では、炭化珪素系セラミック繊
維を用いていたが、これに代え、アルミナ繊維等他の材
料の繊維を使用してセラミック繊維積堆物を形成しても
よい。
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本願発
明の要旨を変更しない範囲内において各種の変更が可能
である。例えば、実施例では、炭化珪素系セラミック繊
維を用いていたが、これに代え、アルミナ繊維等他の材
料の繊維を使用してセラミック繊維積堆物を形成しても
よい。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタは、セラミック繊維を
フェルト状ないし紙状に積堆したものをフィルタ本体と
して用いるものであるので、圧力損失を低く抑えながら
高いパティキュレート捕集率を実現することができる。
また、フィルタ本体内において、３次元的にパティキュ
レートを捕集することができること、および、フィルタ
のメッシュがパティキュレート径より大きいために捕集
が進んでも圧力損失の増大が抑えられていることにより
装置の小型化を実現することができるとともに再生サイ
クルを長くすることが可能となる。さらに、圧力損失が
低いことから排気ガスの流れがスムースになり、パティ
キュレートの捕集が均等に行われるようになる。これに
より、再生時における異常燃焼を防止することができ、
破損事故の発生を回避することができる。
ーゼルパティキュレートフィルタは、セラミック繊維を
フェルト状ないし紙状に積堆したものをフィルタ本体と
して用いるものであるので、圧力損失を低く抑えながら
高いパティキュレート捕集率を実現することができる。
また、フィルタ本体内において、３次元的にパティキュ
レートを捕集することができること、および、フィルタ
のメッシュがパティキュレート径より大きいために捕集
が進んでも圧力損失の増大が抑えられていることにより
装置の小型化を実現することができるとともに再生サイ
クルを長くすることが可能となる。さらに、圧力損失が
低いことから排気ガスの流れがスムースになり、パティ
キュレートの捕集が均等に行われるようになる。これに
より、再生時における異常燃焼を防止することができ、
破損事故の発生を回避することができる。
【図１】本発明の実施例に用いられるセラミック繊維積
堆物の製造方法を説明するための斜視図。
堆物の製造方法を説明するための斜視図。
【図２】本発明の第１の実施例のフィルタ素体の断面
図。
図。
【図３】本発明の第１の実施例に対するシーリング方法
を説明するための斜視図。
を説明するための斜視図。
【図４】本発明の第１の実施例に用いられるシールカッ
プの平面図。
プの平面図。
【図５】本発明の第２の実施例に対するシーリング方法
を説明するための斜視図。
を説明するための斜視図。
【図６】本発明の第２の実施例に用いられるシールカッ
プの平面図。
プの平面図。
１ セラミック繊維積堆物 ２ 針 ３ 金属網 ４ フィルタ素体 ４ａ 円筒形フィルタ素体 ５ 上流側シールカップ ５ａ 突起部 ５ｂ 凹部 ５ｃ 開孔 ６ 下流側シールカップ ６ａ 突起部 ６ｂ 凹部
Claims (8)
- 【請求項１】長さ１０〜１００ｍｍのセラミック繊維を
ランダムに積堆しフェルト状乃至紙状に一体化してなる
セラミック繊維積堆物をフィルタ本体としたことを特徴
とするディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 【請求項２】前記セラミック繊維が、炭化珪素系セラミ
ックスまたはアルミナにより形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】前記セラミック繊維積堆物は、上流側の面
部分でのメッシュが粗く、下流側の面部分でのメッシュ
が密であ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４】前記セラミック繊維積堆物は、メッシュが
粗の第１の積堆物とメッシュが密な第２の積堆物とを、
第２の積堆物が下流側となるように積層したものである
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５】前記第１および第２の積堆物はほぼ同一径
のセラミック繊維により形成され、かつ、前記第１の積
堆物は、厚さ当たりの目付量が前記第２の積堆物のそれ
より少ないことを特徴とする請求項３記載のディーゼル
パティキュレートフィルタ。 - 【請求項６】前記第１の積堆物は、前記第２の積堆物よ
り太い径のセラミック繊維により形成されていることを
特徴とする請求項３記載のディーゼルパティキュレート
フィルタ。 - 【請求項７】長さ１０〜１００ｍｍのセラミック繊維を
カーディング機械に通し、絡みのある均一厚さのセラミ
ック繊維積堆物を形成する工程と、 針の打ち込みと引き上げによりセラミック繊維積堆物の
裏面あるいは中間層の繊維を引き上げて編み込む工程
と、 押圧することによりセラミック繊維積堆物をフェルト状
に加工する工程と、を含む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の製造方法。 - 【請求項８】長さ１０〜１００ｍｍのセラミック繊維を
抄紙機械により抄いて、繊維の向きがランダムで均一の
厚さのセラミック繊維積堆物要素を形成する工程と、 複数のセラミック繊維積堆物要素を積層して所望の厚さ
のセラミック繊維積堆物を形成する工程と、を含むこと
を特徴とするディーゼルパティキュレートフィルタの製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6145462A JPH07332061A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ディーゼルパティキュレートフィルタとその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6145462A JPH07332061A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ディーゼルパティキュレートフィルタとその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332061A true JPH07332061A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15385801
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6145462A Pending JPH07332061A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ディーゼルパティキュレートフィルタとその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332061A (ja) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH045412A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタ |
| JPH06501082A (ja) * | 1991-04-05 | 1994-01-27 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 交差巻き無機質ヤーンで包まれて四辺フィルタトラップを形成している多孔管のディーゼル微粒子トラップ |
| JPH06137129A (ja) * | 1992-10-23 | 1994-05-17 | Fujitsu Ten Ltd | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JPH07286510A (ja) * | 1994-04-18 | 1995-10-31 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6145462A patent/JPH07332061A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH045412A (ja) * | 1990-04-23 | 1992-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 繊維セラミックおよびそれを用いた排ガスフィルタ |
| JPH06501082A (ja) * | 1991-04-05 | 1994-01-27 | ミネソタ マイニング アンド マニュファクチャリング カンパニー | 交差巻き無機質ヤーンで包まれて四辺フィルタトラップを形成している多孔管のディーゼル微粒子トラップ |
| JPH06137129A (ja) * | 1992-10-23 | 1994-05-17 | Fujitsu Ten Ltd | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| JPH07286510A (ja) * | 1994-04-18 | 1995-10-31 | Isuzu Ceramics Kenkyusho:Kk | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
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