JPS5893915A - 排気ガス微粒子浄化装置 - Google Patents

排気ガス微粒子浄化装置

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JPS5893915A
JPS5893915A JP56192563A JP19256381A JPS5893915A JP S5893915 A JPS5893915 A JP S5893915A JP 56192563 A JP56192563 A JP 56192563A JP 19256381 A JP19256381 A JP 19256381A JP S5893915 A JPS5893915 A JP S5893915A
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JP
Japan
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exhaust gas
mesh
fine
porous body
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JP56192563A
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Masahiro Tomita
正弘 富田
Toshiyuki Tsukao
塚尾 敏之
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
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Publication date
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    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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    • F01N3/0222Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
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    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
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    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06Ceramic, e.g. monoliths

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】 本発明は、自動車等の内燃機関より排出される排気ガス
中のカーボン等の微粒子を捕集し排気ガスを浄化するた
めの排気ガス微粒子浄化装置に関するものである。
この柚の装置として排気ガス通路に、多数の捧通孔を有
するセラミック多孔質体のフィルタ部材を設けたものが
あるが、従来のフィルタ部拐は目の粗さが均一であって
、目が比較的細かいフィルタ部材を用いるとtil+気
ガスの浄化率はよいが多孔質体の骨格表面への11′1
1粒子の堆積が進むにつれて通気抵抗が急増するため四
関の出力が低下したり、粒子の固まりが骨格表面から脱
落してフィルタとしての機能が低下するという問題があ
った。
その問題を解決するため上記フィルタ部材の排気ガス流
入側に電気ヒータ等の加熱手段を設け、フィルタ部材に
捕集されたカーボンを主成分とする微粒子を燃焼除去す
る手段が提案されているが、フィルタ部材の目の粕さが
細かいと短時間で通気抵抗が大きくなり、従って加熱手
段を短い川明で作動させなければならない。
一方、目の粗さがあらいフィルタ部材を用いると、通気
抵抗は小さいが微粒子捕集率が低下する。またこの目の
あらいフィルタ部材に加熱手段を設けると、加熱手段で
着火するに必要な微粒子付着量に至る以前に微粒子が付
着しきれなくなって飛散し、着火が困難となる問題かあ
る。
そこで本発明は通気抵抗を大きく増大させることなく、
しかも微粒子捕集率にすぐれ、かつ加熱手段による捕集
微粒子の着火を容易ならしめた排気ガス微粒子浄化装置
を提供する。
即ち、本発明の装置Wにおけるフィルタ部材は、比較菌
目の粗さが細かいセラミック多孔質体とのあらい多孔油
体よりも排気ガス流入側に配してなり、電気加熱手段は
目の細かい多孔質体の排気ガス流入側端…1に近接して
設置される。
上記のようにフィルタ部材を構成することにより、目の
細かい多孔質体のみからなるフィルタ部材に比して通気
抵抗が吐下し微粒子の燃焼除去による再生周期を長くす
ることができると同時に、目がちらい多孔質体のみのフ
ィルタ部材よりも浄化率が向トする。すJに、jflれ
7子を燃焼せしめるj助合、目の細かい多孔油体の捕集
依粒子に着火せしめるので、着火および燃焼が容易であ
る。
以下、本発明を図示の実tifli例により説明する。
第1図ないし第3図はそれぞれ本発明装置に用いるフィ
ルタ部材を示すものである。各フィルタ部材Fは第4図
に示すような三次元網目構造のセラミック多孔質体1と
、外皮2よりなる。
第1図に示すフィルタ部材において、フィルタ部材1は
第1のフィルタ部材1aおよび第2のフィルタ部材1b
とよりたる。第1のフィルタ部材1aけ1径94鴎、厚
さ20調で目の粗さは13〜20メツシユと比較的細か
い。第2のフィルタ部材1bは直径94間、厚さ100
關で目の粗さは6〜8メツシユと比較的あらい。
これら部i1a、lbけ重ねられて円柱状となっている
。外皮3は厚さ約3鴎でフィルタ部材1の外周に形成さ
れこれを補強するもので、セラミック多孔質体よりなる
が大部分が目ずまりして密度が高くしである。
上記フィルタ部材II′は次のようにして製造される。
即ち目の粗さが13〜20メツシユで直径100 tu
rn、厚さ21m5のウレタンフオームと、目の粗さが
6〜8メツシユで直径1100K、厚す105 msの
ウレタン7オームとを同軸的に重ねて接着剤またけ熱処
理により接着し、その外周に目の粗さが30〜50メツ
シユで厚す約311111ノウレタン7オームを巻く。
このようにして構成したウレタンフオーム構造体をセラ
ミックスラリ−に浸漬してウレタン7オームにスラリー
を含浸付着せしめ、取出して遠心分離機等で余分なスラ
リーを除去し、乾燥器で80〜120℃、1〜2時間程
度乾燥する。この浸漬、乾燥の操作を数回繰り返し、所
望の量のセラミックを付着せしめた後、1300〜14
80″Cで5時間程度焼成することにより、上記フィル
タ部材Fを得る。なお、セラミックスラリ−け、例えば
200メツシユより細かいコージェライト微粉末150
0部、バインダだるポリビニルアルコール100部、水
2500部を混合攪拌して製造される。
第5図は上記フィルタ部材を用いた11:気ガス微粒子
浄化装置を内燃機関の排気系に設置した   □状態を
示すものである。
10はディーゼル内燃機関、20は排気マニホールド、
30は排気管、Aは微粒子浄化装置で容器3、フィルタ
部材Fおよび電気ヒータ4を備えている。フィルタ部材
Fは目の細かい部材を排気ガス流入側(上流側)にして
配設さ汰その端面に電気ヒータ4が設けである。
5けフィルタ一部材Aの圧力損失を測定するための差圧
センサー、9はエンジン回i数を測定するための回転数
センサーであり、これ等は制御装置6を介してリレー7
に接続されている。
ヒータ4はリレー7を介してバッテリ8に接続されてい
る。
微粒子を含む排気ガスがフィルタ部材を通過するに伴な
い微粒子は捕集される。捕集が進もにつれてフィルタ部
材Fの通気抵抗が上昇し、フィルタ部材Fの前後の差圧
が増す。差圧が所定値に達し差圧センサー5に検知され
ると制御装置¥L6からの信号でリレー7がオンとなり
ヒータ4にバッテリ8から通電される。これによりヒー
タ4が赤熱すると、これに接するフィルタ部材Fの目の
細かい部分は捕集微粒子の濃度が高いため容易に着火し
、燃煉を開始する。その熱は排気ガス流によって下流へ
送られ、フィルタ部材F全体に捕集された微粒子は順次
加熱され燃焼される。
なお、差圧は機関の回転数により変動するので回転数セ
ンサ9を制御装置6に接続して回転数の影響を消去した
信号をリレー7に送るようにすれば、より正確に微粒子
の堆積度に応じて電気ヒータ4を作t口させることがで
きる。電気。
ヒータとしてはニクロム線ヒータ、セラミックヒータ等
がL目いられ得る。
上記実施例に示すフィルタ部材Fを用いた浄化装置Aを
第5図の如く設置した場合の初期の圧力損失、1時間後
のLEカ損失、1時間平均の捕集効率および電気ヒータ
によるフィルタ部材再生後の圧力損失を測定した結果を
表に示す。
条件は2200 ccディーゼルエンジン、回転機10
00 rpm 、負荷51c9− mである。また比較
のため上記フィルタ部材Fと同一外形形状を有し、フィ
ルタ部1]’ Fの目の細かい多孔質体と同じ目の粗さ
のもののみからなるフィルタ部材(比較例1)および目
のあらい多孔質体と同じ目の和さのもののみからなるフ
ィルタ部材(比較例2)についても同一の測定を行なっ
た。
表より知られる如く本発明の顕著な特徴は、   −− 再生後の圧力損失がほぼ初期のレベルまで回復すること
である。これは微粒子の着火が良好に行なわれたからで
ある。これに対し目の粗い比較例2ではヒータ近傍に微
粒子が少なく着火が部分的にしか行なわれないために再
生が充分でなく圧力損失の回復が少ない。また目の細か
い比較例1け圧力損失が大きい。なお参考のため本発明
および比較例1.2の各フィルタ部材の微粒子捕集量(
フィルタ部材1 cllあたりの捕集t)の分布を第6
図に示す。Flは本発明、Fl、Flはそれぞれ比較例
1および比較例2である。
第2図に示すフィルタ部材Fけ目の粗さの異る3柚のセ
ラミック多孔質体1a、lc、lbを目の粗さの順に積
層したものである。第1図に示す実施例よりも微粒子捕
集の分布が均一化され捕集効率が増加する。
第3図に示すフィルタ部材Fは目の細かい多孔質体1a
の酸数個が目のあらい多孔質体1bの排気ガス流入側と
なる端面部に均一に分散した位置で埋込まれている。電
気ピータは分割さ−8 れ、目の細い各多孔質体1aに接して設けられる。そし
て各ヒータは遂次通電され再生を行なう。ヒータによる
電力消費が分割され、一時に電力消費がなされない効果
がある。なお、この実施例では微粒子捕集効率は若干吐
下するが、圧力損失は著しく小さくなる。捕集効率の化
工は多孔貿庫1bの目の粗さをやや細かくすることによ
り防がれる。
なお、フィルタ部材を構成するセラミック原料はコージ
ェライトの他にアルミナ、ムライト等を用いることがで
きる。またこのセラミックのスラリーを付着せしめる材
料はウレタンフオームの他にユリアフオーム、塩化ビニ
ル7オーム、ポリオレフィンフオームなどの有機物三次
元網目(1り活物を用いてもよい。またYは気ヒータは
フィルタ部材の端面に埋込んでもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図はそれぞれ本発明装置に用いるフィ
ルタ部材の実施例を示す一部切欠き斜視図、第4図はフ
ィルタ部材を構成するセラミンク多孔質体の拡大図、第
5図は本発明装置を設置した自動車の排気系を示す図、
第6図は本発明装置および比較例の微粒子捕集分布を示
す図である。 A・・・・・・PIl:気ガス微粒子浄化装置F・・・
・・・フィルタ部材 4・・・・・・電気ヒータ 10・・・・・・内儒機関本体 −11− 第1図 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 内燃機関のtll:気ガス通路に排気ガス中の微粒子を
    捕集するためのフィルタ部材を設置した排気ガス微粒子
    浄化装置aにおいて、目の粕さが異るセラミック多孔油
    体よりなり、目の粗さが細かいセラミック多孔質体をそ
    れよりも目の粗さがちらいセラミック多孔質体の排気ガ
    ス流入側に配設してフィルタ部材を構成し、上記目の粗
    さの細かい多孔質体の排気ガス流入側の端面に近接して
    該多孔質体に捕集された微粒子を着火燃焼せしめるため
    の電気加熱手段を設けたことを特徴とする排気ガス微粒
    子浄化装置。
JP56192563A 1981-11-30 1981-11-30 排気ガス微粒子浄化装置 Pending JPS5893915A (ja)

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