JPS5870814A - 排気ガス浄化用構造物 - Google Patents

排気ガス浄化用構造物

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JPS5870814A
JPS5870814A JP16821381A JP16821381A JPS5870814A JP S5870814 A JPS5870814 A JP S5870814A JP 16821381 A JP16821381 A JP 16821381A JP 16821381 A JP16821381 A JP 16821381A JP S5870814 A JPS5870814 A JP S5870814A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 排気ガス中のカーボンを主成分とする微粒子を浄化する
排気ガス浄格用構造物に関するものである。
従来仁の種のものとしては、多数の貫通孔を隔11によ
プ区画した八二カム構造をもったものがある。
上記従来例のものでは排気ガスを貫通孔に通すことによ
り、その隔壁内面にカーボンを主成分とする微粒子を捕
捉させるのであるが、その隔壁と排気ガスとの相互作用
が悪く、いわゆる吹抜現象を生じて微粒子が効率よく捕
捉されないという間萌があった。
この問題点を解決するものとして、本発明者は先に特願
昭56−82847号により改良案を出願している。こ
の先願のものは、前記貫通孔の一方の開口端のうち互い
に略均−に分散する略半数の開口を閉鎖するとともに、
その貫通孔の他方の開口端のうち上記一方の開口が閉鎖
されていない部分に対応する開口を閉鎖し、かつ前記隔
壁K、相隣れるlIt通孔を連通する細孔を多数形成し
た構造である。
かかる先願の構造では、貫通孔の一方の開口側から入っ
た排気ガスは隔壁の細孔を通ってsbのtItd1孔へ
流れ、他方の開口側から排出されるため、隔壁と排気ガ
スとの相互作用が向上し、カーボンを主成分とする微粒
子の捕捉効率を前述従来例に比べて向上できる。
本発明は上記先願発明をよシ一層改善したものであシ、
その目的とするところは排気ガス通過時の圧力損失の上
昇を低減しようとするものである。
かかる本発明の目的は、貫通孔を区画する隔壁に前記細
孔より径の大きい微粒子吹抜孔を設けるか、または貫通
孔の両端間を前記細孔を通さすに直接連通する微粒子吹
抜孔としての非閉鎖領域を貫通孔の両端間に設けること
によシ達成される。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明する。
実施例1 第1図において、ムは本発明の排気ガス浄化用構造物で
あり、外形形状は直径100−1長さI B 0111
.10041V/インチ である。コノ構造物ムにおい
て、ハニカム構造体lを形成する多数の貫通孔2の隔壁
3には第2図に詳細構造を示すように多数の細孔81(
1ミクロン〜90ミクロン程度の分布)と100ミクロ
ン以上の微粒子吹抜孔32が均一に分散しており、これ
らによって相隣れる貫通孔諺が連通するようになってい
る。
ハニカふ構造体lの一方の端面の貫通孔開口は一方の方
向の各列(第1図参照)およびこれを直角な方向の各列
(第1図参照)とも1つおきにノ1ニカム構造体1と同
一原料のカバ一部材4にて閉鎖しである。またハエカム
構造体゛lの他方の端面では、上記一方の端面で開口が
閉鎖されていない1’dl孔開口が上記と同様のカバ一
部材番にて閉鎖しである。
従って、今この構造物Aを自動車の排気管の途中に取り
付けると、カーボン微粒子を含む排気ガスは1方向から
構造物ムに流入し隔壁8を通って0方向へ流出する。そ
して、排気ガスが隔壁8を通過する時一部は吹抜孔82
、残9は細孔31を通過する。今、細孔81を通過した
排気ガス中のカーボン微粒子はほとんど捕集されないが
、全体的には、所定の捕集効率を有する(これについて
は俵述する。)。
次に、上記構造物ムの製造方法について説明する。10
0メツシユ(149ミクロン>u下cvコージx’)イ
ト微粉末15009に、5180〜826メツシユ(6
8〜44ミクロン)の鉄粉sol、1OON145メツ
シユ(149〜105ミクロン)のI[)5F、メチル
セルロース90fおよび水4001!を加えて混練する
。得られたスフリーを周知のハエカム成形用ダイスにて
押出成形し、これを80゛Cで10時間乾燥する。次に
、ハエカム構造体1の貫通孔2が開口する両端面を、ノ
にカム構造体lと同一材料より作製したセラミック製グ
リーンシートにて覆い、所定の治具を用いて第1図に示
すように開口が1つおきになるようKする。他方の端面
では前記一方の端面が閉鎖しである貫通孔を開口する。
これを1800〜ト10°Cで6時間焼成して構造物ム
を得た。
このようにして得られた構造物Aを2200ocデイー
ゼ〜エンジンの排気管の途中に取り付けて捕集特性を測
定した結果、1時間平均の捕集効率は60%、1時間後
の圧力損失は860mA9rであった。なお、エンジン
条件は1000回転無負荷で行った。
次に、構造物ムの細孔分布を第3図に示す。第3図より
数ミクロン及び数十ミクロンの細孔81がカーボン微粒
子の捕集に有効的に作用し100ミクロン以上の細孔が
吹抜孔83として作用したものと考えられる。なお、本
実施例では100ミクロン以上の細孔容積は全細孔容積
の約10%であった。
なお、本実施例ではセラミック原料としてコージライト
を用いたが、アルミナ、ムフイト、スボジ子−メン等の
セフミック原料なら何れを用いてもよい。また、細孔、
吹抜孔を形成するための添加物としては鉄粉′の他K、
銅粉末、ニッケル粉末。
17<〜)粉末、 N石の粉末等のセラミックの焼成温
度以下で共融あるいは固溶あるいは溶融して液相を生じ
る物質ならばいずれを用いてもよい。更に、上記添加物
の粒径を調整して細孔分布も第4図のようにしても勿論
よい。
次K、上記実施例1において、鉄粉の量および粒径を変
化させて作製した構造物でZooミクロン球上の吹抜孔
容積割合と1時間平均の捕集効率、1時間後の圧力損失
の関係を実施例1と同様にして測定した結果を第6図に
示す。
第6図よシ、全細孔容積(細孔と吹抜孔との合計容積)
に対する100ミクロン以上の吹抜孔容化を生じるため
好ましくない、また、20%よシも多いと捕集効率が5
0%よシ小さくなるため、好ましくない。従って、10
0ミクロン以上の吹抜孔容積の割合は全体の1−20%
が適当である。
この実施例において、吹抜孔82は100ミク咲 ロン以上の径をもち、また細孔31は負抜孔88より小
さい径で第3図もしくは第4図の細孔分布をもっている
が、これらに限定されることはない。
つまり、本発明では吹抜孔8gによって圧損上昇を抑制
しようとするものであるから、その吹抜孔82と細孔8
1とは相対的に径の大きさが異なっておればよい。従っ
て、用途、使用条件などによってそれらの径の大きさは
任意に調整可能であることは言うまでもない。但し、吹
抜孔の最大径は1個の貫通孔の相当円直径までである。
これを超えると、排気ガスのほとんどはその吹込孔を流
れてしまい、微粒子の捕捉が行なわれない。このことは
後述する実施例の吹抜孔も同じことがいえる。
また〜、本発明においては貫通孔の断面形状は正方形に
限らず、長方形、三角形、六角形9円形等があり、いず
れも使用できる。
実施例3 本実施例の構造物ムは実施例1と類似な構造(ただし第
3図に破線で細孔分布を示すように100fiクロン以
上の細孔は存在しない)であるが、この実施例2では一
部の貫通孔fを例えば第6図((転)、(b)に示すよ
うに両端面とも閉鎖しないことによシ、吹抜孔5を設け
たものである。本実施例で得られ九構造物ムでは両端面
とも閉鎖しない貫通孔開口面積の割合はハニカム構造体
lの片面の貫通孔開口面積(閉鎖する前の片面の全開口
面積)の約4%であった。
木構造物ムを実施例1と同様にして捕集特性を測定した
結果1時間平均の捕集効率は68%1時間後の圧力損失
は280111A)であった。
次に、実施例1と同様に両端面とも閉鎖しない貫通孔開
口面積の割合を変えた時の結果を第7図に示す。第7図
より、0.5%未満あるいは10%より多い場合は実施
例1と同様な理由により好ましくない。
なお、両端面とも閉鎖しない貫通孔は第6図(a)。
■のような配置のみならず、フンダムに分散してもよい
し、一部分に集合させても勿論よい。
実施例8 本実施例の構造物Aは実施例1と類似な構造(ただし第
8図に破線で示すように隔壁には100ミクロン以上の
細孔は存在しない)であるが、隔壁8に第8図に示すよ
うK例えばドリル等により機械的に、隔壁8の細孔より
径の大きい例えば100ミクロン以上の穴を設けてこれ
を孔抜孔6とし友ものである。
この六6の、片面の貫通孔怠の開口面積(閉鎖する前の
片面の全開口面積)K占める割合によって圧力損失、捕
集効率がどのように変化するかを実施例1と同じ要領で
測定した結果、実施例怠と同じ理由で穴6の合計面積は
上記貫通孔3の開口面積の0.5〜10%占めるのが適
当であることがわかった。
なお、実施例3において、吹抜孔6の径は100ミクロ
ン以上となっているが、これも実施例1のところで説明
し九のと同じ理由で隔壁の細孔に対し相対的に大きけれ
ばよく、特に100ミクロン以上に限定されるも、ので
はない。但し、実施例1と同じ理由により吹抜孔6の最
大径は決定される。
以上詳述したように、本発明においては排気ガス中のカ
ーボンを主成分とする微粒子を効率よく捕捉できるとと
もに、排気ガス通過時め圧損上昇を抑制できる・ 従って、本発明は実用性の高い排気ガス浄化用構造物を
提供できるのである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構造物の一実施例を示す斜視図、第2
図は第1図の要部を示す模式的断面図、第8図および第
′番図は第2図における隔壁の細孔径と細孔容積との関
係を示す特性図、第5図IIi第1図および第2図の構
造物の作用効果の説明に供する特性図、第6図は本発明
の他の実施例を示す平面図で、第6図(&)は構造物の
一方の端部から、第6図山)はその他方の端部から各々
見た図、@7図は第6図の構造物の作用効果の説明に供
する特性図、第8図は本発明の更に他の実施例を示す斜
視図である。 3・・・貫通孔、8・・・隔壁、81・−細孔、88−
吹抜孔、鳴・・・カバ一部材、5.6−・吹抜孔。 代理人弁理士 岡 部  隆 石 1 ■ マ 【 第 2 第 3 恐 1季田)L羽ト 07oン) 第 4− h子Lf益 (ミ7oン) l ミ屓鋒と ) く−1家J m6図 (a)          (b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 α)排気ガスを多数の貫通孔に通すことにより、その排
    気ガス中のカーボンを主成分とする微粉子を捕捉し浄化
    するようにした排気ガス浄化用構造物において、前記各
    貫通孔を区画する隔壁に、相隣れる前記貫通孔を連通す
    る多数の細孔を形成し、前記貫通孔の一方の開口端のう
    ち互いに#均一に分散する略半歌の開口を閉鎖するとと
    もK、前記貫通孔の他方の開口端のうち前記一方の開口
    が閉鎖されていない部分に対応する開口を閉鎖した構成
    を基本構造とし、前記隔壁に前記細孔よシ径の大きい微
    粒子吹抜孔を設けるか、または前記貫通孔の両端間を直
    接に連通して微粒子吹抜孔を構成する非閉鎖領域を前記
    貫通孔の両端間に設けることを特徴とする排気ガス浄化
    用構造物。 〔)前記隔壁に設けえ吹抜孔の容積は、その吹抜孔と前
    記細孔との合計した孔容積の1〜.go%占めているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲α)記載の排気ガス浄化
    用構造物。 ω)前記吹抜孔な構成する前記非閉鎖領域の面積は、前
    記貫通孔の一方の側において閉鎖する前の開口面積の0
    .5〜10%占めていることを特徴とする特許請求の範
    囲(1)記載の排気ガス浄化用構造物。 (4)前記隔壁に設けた吹抜孔は、前記構造物の外部よ
    シ前記隔壁に対して横波的に設けられたものであ夛、そ
    の吹抜孔の面積は前記貫通孔の一方の側において閉鎖す
    る前の開口面積の0.5〜10%占めていることを特徴
    とする特許請求の範囲(ly記載の排気ガス浄化用構造
    物。
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