JPH07332062A - 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
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- JPH07332062A JPH07332062A JP6145464A JP14546494A JPH07332062A JP H07332062 A JPH07332062 A JP H07332062A JP 6145464 A JP6145464 A JP 6145464A JP 14546494 A JP14546494 A JP 14546494A JP H07332062 A JPH07332062 A JP H07332062A
- Authority
- JP
- Japan
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- powder
- fiber
- filter
- heat
- inorganic material
- 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
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】シール性が高く、かつ、熱サイクルによって劣
化することのないシーリング手段を提供する。 【構成】セラミック繊維不織布の両面をヒータとなる金
網で挟み、この積層体を円筒形に加工してなる円筒形フ
ィルタ素体４ａの上流側端部と下流側端部にシールカッ
プ５、６を被せ、シールカップ内をシール材で充填して
シーリングを行う。シール材としては、水ガラスにセラ
ミックス粉末とセラミックス短繊維を添加したものを用
いる。
化することのないシーリング手段を提供する。 【構成】セラミック繊維不織布の両面をヒータとなる金
網で挟み、この積層体を円筒形に加工してなる円筒形フ
ィルタ素体４ａの上流側端部と下流側端部にシールカッ
プ５、６を被せ、シールカップ内をシール材で充填して
シーリングを行う。シール材としては、水ガラスにセラ
ミックス粉末とセラミックス短繊維を添加したものを用
いる。
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4 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4 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】本発明者達は、上述し
た従来技術が種々の問題点を含むものであるのに鑑みて
鋭意検討を重ねた結果、フェルト状乃至紙状のセラミッ
ク繊維不織布をヒータを構成する金属網によって挟んだ
ものをフィルタ素体として用いることにより優れたパテ
ィキュレートフィルタを構成しうること見いだした。而
して、上記のフィルタ素体によりパティキュレートフィ
ルタを構成する場合、排気ガスの通路を限定するため
に、あるいはフィルタ本体と金属網とを固着するために
フィルタ素体の端部をシーリングすることが必要とな
る。
た従来技術が種々の問題点を含むものであるのに鑑みて
鋭意検討を重ねた結果、フェルト状乃至紙状のセラミッ
ク繊維不織布をヒータを構成する金属網によって挟んだ
ものをフィルタ素体として用いることにより優れたパテ
ィキュレートフィルタを構成しうること見いだした。而
して、上記のフィルタ素体によりパティキュレートフィ
ルタを構成する場合、排気ガスの通路を限定するため
に、あるいはフィルタ本体と金属網とを固着するために
フィルタ素体の端部をシーリングすることが必要とな
る。
【０００６】この場合に、この用途に用いられるシーリ
ング手段に求められる機能は以下の通りである。 高温に耐え、熱応力による劣化のないこと。また、
フィルタ本体およびヒータに熱応力を与えることのない
こと。 シール性の高いこと。すなわち、排気ガス圧高くな
っても漏れが生じることのないこと。
ング手段に求められる機能は以下の通りである。 高温に耐え、熱応力による劣化のないこと。また、
フィルタ本体およびヒータに熱応力を与えることのない
こと。 シール性の高いこと。すなわち、排気ガス圧高くな
っても漏れが生じることのないこと。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の要求に応えるた
め、本発明によれば、フィルタ本体を構成するフェルト
状乃至紙状のセラミック繊維不織布（１）と、ヒータと
なる金属網（３）とが積層されてなるフィルタ素体
（４）の端面部分において、前記セラミック繊維不織布
と前記金属網とが、耐熱性無機材料の粉末と耐熱性無機
材料の短繊維との混合物が添加された水ガラス（７）に
より一体化されている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。
め、本発明によれば、フィルタ本体を構成するフェルト
状乃至紙状のセラミック繊維不織布（１）と、ヒータと
なる金属網（３）とが積層されてなるフィルタ素体
（４）の端面部分において、前記セラミック繊維不織布
と前記金属網とが、耐熱性無機材料の粉末と耐熱性無機
材料の短繊維との混合物が添加された水ガラス（７）に
より一体化されている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。
【０００８】また、本発明によれば、フィルタ本体を構
成するフェルト状乃至紙状のセラミック繊維不織布
（１）と、ヒータとなる金属網（３）とが積層されてな
るフィルタ素体（４）が円筒形に成形され、この円筒形
フィルタ素体（４ａ）の両端部にシール用カップ（５、
６）が被せられ、該シール用カップ内に、耐熱性無機材
料の粉末と耐熱性無機材料の短繊維との混合物が添加さ
れた水ガラス（７）が充填されていることを特徴とする
ディーゼルパティキュレートフィルタ、が提供される。
成するフェルト状乃至紙状のセラミック繊維不織布
（１）と、ヒータとなる金属網（３）とが積層されてな
るフィルタ素体（４）が円筒形に成形され、この円筒形
フィルタ素体（４ａ）の両端部にシール用カップ（５、
６）が被せられ、該シール用カップ内に、耐熱性無機材
料の粉末と耐熱性無機材料の短繊維との混合物が添加さ
れた水ガラス（７）が充填されていることを特徴とする
ディーゼルパティキュレートフィルタ、が提供される。
【０００９】
【作用】本発明によるパティキュレートフィルタにおい
ては、シール材として、水ガラスに耐熱性無機材料（セ
ラミックス）の粉末および耐熱性無機材料の短繊維を添
加したものが用いられる。このシール材では、セラミッ
クス材料間の隙間を水ガラスで埋め込んでいるため、気
密性がよく高いシール性を示す。また、パティキュレー
ト焼却時における高温加熱時においては水ガラスは軟化
するため、熱応力問題は解決される。すなわち、シール
材自身に熱応力が生じることがなく、フィルタ本体やヒ
ータとの間に熱応力が作用することがない。よって、熱
サイクルによってシール材に亀裂が生じることはなくシ
ール性の劣化は防止される。また、シール材が熱サイク
ルによりフィルタ本体やヒータの劣化を促進することが
ない。
ては、シール材として、水ガラスに耐熱性無機材料（セ
ラミックス）の粉末および耐熱性無機材料の短繊維を添
加したものが用いられる。このシール材では、セラミッ
クス材料間の隙間を水ガラスで埋め込んでいるため、気
密性がよく高いシール性を示す。また、パティキュレー
ト焼却時における高温加熱時においては水ガラスは軟化
するため、熱応力問題は解決される。すなわち、シール
材自身に熱応力が生じることがなく、フィルタ本体やヒ
ータとの間に熱応力が作用することがない。よって、熱
サイクルによってシール材に亀裂が生じることはなくシ
ール性の劣化は防止される。また、シール材が熱サイク
ルによりフィルタ本体やヒータの劣化を促進することが
ない。
【００１０】
【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
セラミック繊維不織布を形成する。続いて、図１に示す
ように、このセラミック繊維不織布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不織布に加工す
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
セラミック繊維不織布を形成する。続いて、図１に示す
ように、このセラミック繊維不織布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不織布に加工す
る。
【００１１】次に、図２に示すように、セラミック繊維
不織布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メッシュのステンレス製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、ステンレス製金
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、セラミック繊維不織布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。
不織布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メッシュのステンレス製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、ステンレス製金
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、セラミック繊維不織布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。
【００１２】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、両端面をセラミックス製の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５
ｂ、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、両端面をセラミックス製の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５
ｂ、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。
【００１３】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。シール材としては、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、乾
燥後３５０℃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。シール材としては、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、乾
燥後３５０℃まで加熱して固化させる。
【００１４】シーリング工程の終了後、図５に示すよう
に、フィルタケース８内に装着してパティキュレートフ
ィルタ１００を作製する。なお、同図において、７は、
上述したシール材である。また、図５は、円筒形フィル
タ素体４ａの最大径部分での断面図である。
に、フィルタケース８内に装着してパティキュレートフ
ィルタ１００を作製する。なお、同図において、７は、
上述したシール材である。また、図５は、円筒形フィル
タ素体４ａの最大径部分での断面図である。
【００１５】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パティキュレートフィルタの
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２５０
ｇ／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パティキュレートフィルタの
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２５０
ｇ／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。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】表２は、第１の実施例（繊維目付量：２５
０ｇ／ｍ2 ）のシール性とシール材強度のデータを示し
たものであって、比較例としては、フォーム状の気孔を
有するコーディライト板をフィルタ本体として用い、従
来より炉内のレンガ間をシールするために用いられてき
た、アルミナ粉末とアルミナ繊維を粘土と混合したもの
を同一個所にシール材として用い、１２００℃で処理し
た場合の例を示す。表２に示されるように、本実施例の
シール材が、強度が高く、圧力損失が増大した後にも高
いシール性を持つことが確認された。
０ｇ／ｍ2 ）のシール性とシール材強度のデータを示し
たものであって、比較例としては、フォーム状の気孔を
有するコーディライト板をフィルタ本体として用い、従
来より炉内のレンガ間をシールするために用いられてき
た、アルミナ粉末とアルミナ繊維を粘土と混合したもの
を同一個所にシール材として用い、１２００℃で処理し
た場合の例を示す。表２に示されるように、本実施例の
シール材が、強度が高く、圧力損失が増大した後にも高
いシール性を持つことが確認された。
【００１９】［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
維不織布を形成する。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
維不織布を形成する。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。
【００２０】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。
【００２１】次に、このフィルタ素体４を、図６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７（ａ）、
（ｂ）に示す。図７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。ここ
で、各シールカップは、耐熱金属を用いて形成されてい
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７（ａ）、
（ｂ）に示す。図７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。ここ
で、各シールカップは、耐熱金属を用いて形成されてい
る。
【００２２】シーリング工程では、まず、上流側および
下流側シールカップ５、６の凹部５ｂ、６ｂに円筒形フ
ィルタ素体４ａの両端部を挿入し、続いて、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。乾燥させた後、
３５０℃まで加熱してシール材を固化させる。
下流側シールカップ５、６の凹部５ｂ、６ｂに円筒形フ
ィルタ素体４ａの両端部を挿入し、続いて、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。乾燥させた後、
３５０℃まで加熱してシール材を固化させる。
【００２３】シーリング工程の終了後、図８に示すよう
に、フィルタケース８内に装着してパティキュレートフ
ィルタ１００を作製する。なお、図８は、完成したパテ
ィキュレートフィルタの断面図であり、同図において、
７は、上述したシール材である。また、下流側シールカ
ップ６とフィルタケース８との間には、フィルタを所定
位置に保持するためのスペーサ９が複数個配置されてい
る。
に、フィルタケース８内に装着してパティキュレートフ
ィルタ１００を作製する。なお、図８は、完成したパテ
ィキュレートフィルタの断面図であり、同図において、
７は、上述したシール材である。また、下流側シールカ
ップ６とフィルタケース８との間には、フィルタを所定
位置に保持するためのスペーサ９が複数個配置されてい
る。
【００２４】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、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、また、繊維目付量が２５０ｇ／ｍ2
のものについてシール性をチェックしたところ、表２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、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、また、繊維目付量が２５０ｇ／ｍ2
のものについてシール性をチェックしたところ、表２と
ほぼ同様の結果が得られた。
【００２５】［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２００ｇ／ｍ2 のセラミック繊維不織布
を形成し、これとは別に、同じ材料の径５０μｍのセラ
ミック繊維を４０ｍｍ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
のセラミック繊維不織布を形成する。この２種のセラミ
ック繊維不織布を前者を下にして積層し、この積層体に
対し、針の打ち込みと引き上げを行い、下側の繊維や中
間層の繊維を引き上げて縫い上げ、さらに押圧して、厚
さ３．５ｍｍのフェルト状のセラミック繊維不織布に加
工する。
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２００ｇ／ｍ2 のセラミック繊維不織布
を形成し、これとは別に、同じ材料の径５０μｍのセラ
ミック繊維を４０ｍｍ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
のセラミック繊維不織布を形成する。この２種のセラミ
ック繊維不織布を前者を下にして積層し、この積層体に
対し、針の打ち込みと引き上げを行い、下側の繊維や中
間層の繊維を引き上げて縫い上げ、さらに押圧して、厚
さ３．５ｍｍのフェルト状のセラミック繊維不織布に加
工する。
【００２６】次に、このセラミック繊維不織布に対し、
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、細い繊維の不織布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
プとシール材を使用してのシーリングを行った。シール
剤としては、アルミナ粉末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、第１の実施例の場
合と同様の方法により、シーリングを行った。
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、細い繊維の不織布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
プとシール材を使用してのシーリングを行った。シール
剤としては、アルミナ粉末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、第１の実施例の場
合と同様の方法により、シーリングを行った。
【００２７】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、黒鉛捕集率：９５％、圧力損失：４ｍｍＨｇ（捕集
量０の場合）、１４０ｍｍＨｇ（捕集量４５ｇ／ｍ2 の
場合）の結果が得られ、圧力損失、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。また、シール性につい
ては、第１、第２の実施例の場合と同様の結果が得られ
た。
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、黒鉛捕集率：９５％、圧力損失：４ｍｍＨｇ（捕集
量０の場合）、１４０ｍｍＨｇ（捕集量４５ｇ／ｍ2 の
場合）の結果が得られ、圧力損失、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。また、シール性につい
ては、第１、第２の実施例の場合と同様の結果が得られ
た。
【００２８】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、シール材における各材料の混合比は、
実施例のものに限定されず適宜変更することができる。
また、実施例では、無機粉末、短繊維の材料として、ア
ルミナ、シリカを用いていたが、これに代え、ジルコニ
ア、チタン酸アルミニウム、ムライトの粉末、ジルコニ
ア、炭化珪素、窒化珪素の短繊維を用いるようにしても
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、シール材における各材料の混合比は、
実施例のものに限定されず適宜変更することができる。
また、実施例では、無機粉末、短繊維の材料として、ア
ルミナ、シリカを用いていたが、これに代え、ジルコニ
ア、チタン酸アルミニウム、ムライトの粉末、ジルコニ
ア、炭化珪素、窒化珪素の短繊維を用いるようにしても
よい。
【００２９】
【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、フィルタ本体を構
成するセラミック繊維不織布と、ヒータを構成する金属
網との積層体の端部を、セラミックス粉末およびセラミ
ックス短繊維の添加された水ガラスによってシールした
ものであるので、フィルタ本体とヒータとを強固に結合
することができるとともに、高いシール性を維持するこ
とができる。また、パティキュレートの焼却時には、シ
ール材の水ガラスが軟化するため、熱応力に基づく劣化
は回避することができ、熱サイクル経過後においても高
いシールを維持することができる。
ーゼルパティキュレートフィルタは、フィルタ本体を構
成するセラミック繊維不織布と、ヒータを構成する金属
網との積層体の端部を、セラミックス粉末およびセラミ
ックス短繊維の添加された水ガラスによってシールした
ものであるので、フィルタ本体とヒータとを強固に結合
することができるとともに、高いシール性を維持するこ
とができる。また、パティキュレートの焼却時には、シ
ール材の水ガラスが軟化するため、熱応力に基づく劣化
は回避することができ、熱サイクル経過後においても高
いシールを維持することができる。
【図１】本発明の実施例に用いられるセラミック繊維不
織布の製造方法を説明するための斜視図。
織布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１の実施例のパティキュレートフィ
ルタの断面図。
ルタの断面図。
【図６】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７】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。
【図８】本発明の第２の実施例のパティキュレートフィ
ルタの断面図。
ルタの断面図。
１ セラミック繊維不織布 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 ７ シール材 ８ フィルタケース ９ スペーサ １００ パティキュレートフィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 Ｌ
Claims (4)
- 【請求項１】フィルタ本体を構成するフェルト状乃至紙
状のセラミック繊維不織布と、ヒータとなる金属網とが
積層されてなるフィルタ素体の端面部分において、前記
セラミック繊維不織布と前記金属網とが、耐熱性無機材
料の粉末と耐熱性無機材料の短繊維との混合物が添加さ
れた水ガラスにより一体化されていることを特徴とする
ディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 【請求項２】フィルタ本体を構成するフェルト状乃至紙
状のセラミック繊維不織布と、ヒータとなる金属網とが
積層されてなるフィルタ素体が円筒形に成形され、この
円筒形フィルタ素体の両端部にシール用カップが被せら
れ、該シール用カップ内に、耐熱性無機材料の粉末と耐
熱性無機材料の短繊維との混合物が添加された水ガラス
が充填され固化されている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３】前記耐熱性無機材料の粉末が、アルミナ粉
末、シリカ粉末、ジルコニア粉末、コーディライト粉
末、チタン酸アルミニウム粉末、ムライト粉末の中のい
ずれか一種またはこれらのなかの複数種の混合物である
ことを特徴とする請求項１または２記載のディーゼルパ
ティキュレートフィルタ。 - 【請求項４】前記耐熱性無機材料の短繊維が、アルミナ
繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維、炭化珪素繊維、窒
化珪素繊維の中のいずれか一種またはこれらのなかの複
数種の混合物であることを特徴とする請求項１または２
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 |
|---|---|---|---|
| JP6145464A JPH07332062A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP6145464A JPH07332062A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07332062A true JPH07332062A (ja) | 1995-12-19 |
Family
ID=15385849
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6145464A Pending JPH07332062A (ja) | 1994-06-03 | 1994-06-03 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07332062A (ja) |
-
1994
- 1994-06-03 JP JP6145464A patent/JPH07332062A/ja active Pending
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