JPS5881420A - セラミツクフイルタ - Google Patents

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】 捉するセラミックフィルタに関するものである。

従来、この種のフィルタとしては米国特許第４２７６０
７１号明細書に記載されたものがある。

これは多数の貫通孔を隔壁により隔置した押出成形タイ
プのセラミックハニカム構造物を備え、この構造物の貫
通孔の一端側の開口の約半分を均一に分散した状態で閉
塞し、また貫通孔の他端側は上記一端側の非閉塞部に対
応する開口を閉塞した構造となっている。

上記従来のものは、その材料の粒度を調整したり、ある
いは焼結により焼失する物質または焼結により液相を生
じる物質を添加するこ、とにより、セラミックフィルタ
の上記隔壁に細孔を形成している．この結果、上記貫通
孔の一端側より流入した流体は隔壁の細孔を経て隣接し
た別の貫通孔へ流出し、こうして流体中の微粒子が隔壁
上に捕集されるのである。

上記の細孔は微粒子の捕集効率ならびに圧力損失に大き
な影響を及ぼす。従来では上述のごとき方法で細孔の大
きさを調整しているが、種々の不具合を生じる。

即ち、材料の粘度を調整して細孔を大きくする場合には
材料の粘性が低下し、押出成形が難しくたとえ押出成形
しても壁が連続していない、およそハニカム構造とは言
えないものができてしまう。

一方、上記のごとき添加物を入れた場合には、押出成形
ダイスの材料通路が摩耗しゃすい。

このように従来のものでは細孔の大きさの調整が非常に
難しいのである。

そこで、本発明は隔壁の細孔の大きさを任意にかつ容易
に制御し得るセラミックフィルタを提供することを目的
とするものである。

かかる本発明の目的は押出成形により成形したセラミッ
クハニカム構造物の、隔壁によって互いに隔置された多
数の貫通孔を上述の細孔とするこ、とにより、達成され
る。

以下本発明を具体的実施例によって詳細に説明する。第
１図および第２図において、ハニカム構造物は周知の押
出成形ダイス、例えば米国特許第３０３８２０１号明細
書に記載のごときダイスを用いて成形する。その場合の
多数の貫通孔は第１゜２図に示す貫通孔４に相当し、隔
壁は第１．２図の隔壁５に相当する。ハニカム構造物を
押出成形後、乾燥し、一方向の雫壁、の直角方向から従
来法により一方端から流４Ｑ□流入穴３を、他端から隔
壁を少くとも１つ残すまで設ける。同様に他端から従来
法により流出穴６を、−刃端から隔壁を少く゛とも１つ
残すまで設ける。流入穴３及び流出穴６は第１図に示す
ように互いに隣り合ゎなυ）方が望ましい。その後、セ
ラミックの焼結温度で焼成する。

また、外壁９においては本フィルタを金属ケースに収納
する場合の部分的な欠損、排気ガスの外周からの洩れ防
止のために行なうとよい。

上記構造のセラミックフィルタは例えば第４ＷＪのごと
くディーゼルエンジン１０１の排気管１０２途中に符号
Ｆのように取付けられる。そして、エンジン１０１から
の排気ガスは第２図の矢印のごとく入口部１より流入穴
３に入り、ハニカム構造物の隔壁５の閏の貫通孔４を通
って排気ガス中のカーボン微粒子が隔壁５に捕集される
。更に、排気ガスは流出穴６を通って出口部２よりセラ
ミックフィルタから放出される。

次に、上記構ｆ！！もったセラミックフィルタの製造方
法について一明する。カオリン、タルク。

アルミナ、珪石粉のうち少くとも３種からなるコージェ
ライト組成物１．５蹟にメチルセルロース１００ｇ、水
０．５１を加えニーグーで混練する。この混練物を前記
従来周知のハニカム成形用押出ダイスにて押出成形し、
第５図のセラミックハニカム構造物を８０℃で１時間乾
燥する。１次に、この構造物の隔壁□方向において第５
図の破線のごとく短径９５鶴、長径１．４７ｍ、同一隔
壁の厚さ方向に１００ｍに切断した。この切断後の形状
は第６図のごとくである。この第６図のＡ方向、つまり
前記隔壁の厚さ方向に従来法つまりドリルを用いて５鶴
の穴を、等間隔で開口率３５％になるように穿設して流
入穴３とする。この流入穴３は貫通しておらず、他端で
は隔壁８を少くとも１つ以上設ける。次に、第６図のＢ
方向から多数の流入穴３の間で、この流入穴３に直接に
つながらないように３ｍの穴を、等間隔で開口率３０％
となるようドリルで設けて流出穴６とする。この流出穴
６は流入穴３と同様に他端では隔壁７を少くとも１つ以
上設けて貫通しないようになっている。

（５） 上記のごとく流入穴３．流出穴６を設けた後、全体を１
３００℃〜１４７０℃で３時間焼成してセラミックフィ
ルタとする。

なお、第７図は第６図の側面図、第８図は第６図の正面
図を示している。

セラミックフィルタのハニカム成形によって得られた隔
壁５の壁厚は０．１５＋ｍ、貫通孔４は約６００個／Ｉ
ｎ１１１壁５自体の細孔は５＃〜１００ｕに分布してい
た。このセラミックフィルタの外周からの圧縮破壊強度
は５０〜１００ｋｇ／ｃｄであった。

上記セラミックフィルタをディーゼルエンジン（２１）
の排気管の途中に取付けて排気ガス中のカーボン微粒子
の捕集効率と圧力損失とを測定した結果、エンジン回転
数１１００Ｏｒｐ、軸トルク１０ｂ−ｍのとき、１時間
平均の捕集効率は約４０％であり、圧力損失は初期３７
０ｍＡｇ、３時間後４００ｍＡｇでほとん′ど変化しな
かった。

ちなみに前述した従来のハニカム構造型セラミックフィ
ルタの場合、圧力損失は初期６０■Ａｇ３（６） 時間後８００■Ａｇで急激な上昇の傾向をしていた。こ
の従来において、隔壁の細孔は１〜２０μに分布してお
り、壁厚は０．３〜０．４■である。

なお、本発明は上述の実施例に限定されず、以下のごと
く、種々の変形が可能である。

（１）セラミックフィルタの隔壁５の貫通孔４は正方形
であるが、長方形、六角形、三角形９円形でも勿”論よ
い。これは流入穴３．流出六６の形状についても同様の
ことが言える。

（２）Ｔ−アルミナ粉末３０％、アルミナゾル１０％、
水４０％のスラリー中にセラミックフィルタを浸漬し、
乾燥後８００℃で１時間焼成することにより、前記隔壁
５にγ−アル電す層を形成してもよい。このときの捕集
効率は５０％であり、前記実施例より１０％向上したこ
とを確認している。

（３）流入穴３．流出穴６の径は同じ径でもよい。

（４）本発明は、前記のごとくディーゼルエンジンの排
気ガス中のカーボン微粒子を捕集するものに限定されず
、他のエンジンに適用でき、また大気中の塵埃、液体中
の微粒子の捕集門も適用できることは勿論である。

以上要するに、本発明においては、セラ尖ツタハニカム
構造の、隔壁により隔置された多数の貫通孔を、セラミ
ックフィルタの流入穴、流出穴どうしを連通する細孔と
して用いているから、微粒□子の捕集効率、圧力損失を
考慮して上記細孔の大きさを調整するには押出成形ダイ
スのハニカム成形溝の寸法を変えるだけでよく、従って
その細孔の大きさを任意にしかも容易に調整できるとい
う優れた効果があり、その実用性は非常に高いものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す斜視図、第２図は第１
図のＡ−Ａ断面図、第３図は第２図のＢ−Ｂ断面図、第
４１１は本発明の用途例を示す模式図、第５図〜第８図
は本発明のフィルタの製造方法の説明に供する図で、第
５図はセラミックハニカム構造物を示す斜、、！図、第
６図は第５図中の破線より切断した状−を示す斜視図、
第７図は第６図の側面図、第８図は第６図の正面図であ
る。 ３・・・流入穴、４・・・貫通孔、５・・・隔壁、６・
・・流出穴。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 （９） １１１図 ↓ 第３図 ｊｌ！５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 多数の貫通孔を隔壁により隔置した押出成形タイプのセ
   ラミックハニカム構造物を基本構成として儂え、この貫
   通孔の伸びる方向に対し交叉する方向に向かう多数の流
   入穴を前記構造物の一方側から他方側に渡って設け、か
   つこの流入穴と重合しない位置にその流入穴と同方向に
   前記構造物の前記他方側から前記一方側に渡って流出穴
   を設け、この流出穴と前記流入穴とを前記多数の貫通孔
   を介□′して相互に連通して成るセラミックフィルタ。