JPS59122720A - ハニカム型排ガスフイルタ−装置 - Google Patents

ハニカム型排ガスフイルタ−装置

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JPS59122720A
JPS59122720A JP57228797A JP22879782A JPS59122720A JP S59122720 A JPS59122720 A JP S59122720A JP 57228797 A JP57228797 A JP 57228797A JP 22879782 A JP22879782 A JP 22879782A JP S59122720 A JPS59122720 A JP S59122720A
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JP
Japan
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exhaust gas
inner cylinder
filter element
metal inner
metal
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Pending
Application number
JP57228797A
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English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Kawamura
川村 光義
Noboru Ishida
昇 石田
Yoshinori Narita
義則 成田
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Nippon Tokushu Togyo KK
Niterra Co Ltd
Original Assignee
NGK Spark Plug Co Ltd
Nippon Tokushu Togyo KK
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • 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
    • F01N3/022Exhaust 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
    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/02Metallic plates or honeycombs, e.g. superposed or rolled-up corrugated or otherwise deformed sheet metal
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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    • F01N2330/14Sintered material
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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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】 薄膜の隔壁を介してハニカム状に連なる無数の管状通路
の一方の端面を縦横一つおきに閉塞し、この閉塞した管
状通路に隣接して開口する管状通路を他端面において閉
塞した無機質材料の多孔質焼結体からなるハニカム型の
セラミックが自動車のディーゼルエンジンを初めとして
各種燃焼機器の排ガス中に含まれる微粒炭素を吸着して
浄化する排ガスフィルター装置のフィルター素子として
知られているが、従来の素子は全断面が一つおきに閉塞
された管状通路によって形成されているため排ガス中に
微粒炭素を殆ど含まないか、含まれていても許容される
範囲内にある場合においても燃焼機器、特にディーゼル
エンジンに背圧を与えるので無意味な出力低下をもたら
す欠点があった。
本発明は、重負荷時等排ガス中に多量の微粒炭素を含む
場合はフィルターとして機能し、軽負荷時等において排
ガス中に含まれる微粒炭素の量が許容限度以内の場合は
フィルターを通さず直接マフラー側に排出させて背圧を
受けないようにしたハニカム型排ガスフィルター装置に
関するもので、以下図面の実施例について説明する。
第1図へにおいて、1は金属、金属酸化物、金属炭化物
、金属窒化物等の無機材料、好ましくはコージェライト
、アルミナ、炭化珪素、窒化珪素の多孔質焼結体からな
り、薄肉の隔壁によって形成された無数の管状通路11
,11.11・・・・・・によってハニカム状に形成さ
れた外周部1aと中心孔1bとからなる環状のハニカム
型のフィルター素子(以下単にフィルターと略称する)
を示し、該フィルターの外周部1aをハニカム状に形成
する無数の管状通路11を一方の端面において縦横一つ
おき、たとえば該管状通路が方形の場合は市松模様を呈
するように閉塞11a、lla・・・・・・11aL、
これらの閉塞された管状通路と縦横に隣接する管状通路
を他方の端面において反対側の端面と同様に閉塞11b
、llb・・・・・・llbされている。2は金属外筒
を示し、上記フィルター1の外周面と直接あるいは耐熱
性封塞材を介して嵌合、固定する径大の胴部21と、そ
の前方及び後方に挾搾されたテーパー面22及び23を
備え、前方のテーパー面22の前端の径小部を排気管3
に連通させるように接合し、後方のテーパー面23の末
端を次に述べる金属内筒の外径面に接合する。4はフィ
ルターlの中心孔1bを直接、または耐熱性封塞材を介
して挿通して前方及び後方に伸びる金属内筒を示し、前
方の突出部41をいずれかの方向、ここでは下方に折曲
げて前端4■aの上端部分41a′を上記排気管3の軸
心3上に位置させ、下端部分41aを金属外筒前方のテ
ーパー面22の内壁面に接合し、後方のマフラー側に伸
びる突出部42に穿設した通気孔42aを超えた部分に
おいて金属外筒後方のテーパー面23の末端と接合する
。次に5は排気管3から金属外筒前方のテーパー面22
に流入する排ガスをフィルター1と金属内筒4のいずれ
か一方に導き、他方への流入を阻止するための切替バル
ブを示し、該切替バルブは上記金属内筒4前方の折曲げ
られた突出部41の前端41aの上端部分41a′に当
接する基部51aから伸び、金属外筒2前方のテーパー
面22またはこれと接合する排気管3の内壁(ここでは
排気管のテーパー面22の前端付近)の略々半周面と当
接するように形成された外端面一51bを備えた弁板5
1と、該免板51の基部51aから両側方に伸びて金属
外筒2前方のテーパー面22を挿通し、上記基部51a
を支点とし、手動または図示しない排ガス成分検出装置
によって該弁板51を上下の方向に回転させる弁軸52
とからなる。
なお、6はフィルター1に吸着した微粒炭素を焼切るた
めの二次空気供給管、7は同じくヒーターであるが省略
することができる。
上記の構成において排気管3から流入する排ガス中に微
粒炭素を多量に含む場合は、図示の通り弁軸52によっ
て切替バルブ5の弁板51を金属外筒前方のチー〉く−
面22前端の内壁下方に当接させれば排ガスの金属内管
4への流入は遮断され、上記テーバ二面22に流入した
後、金属内管前方の折曲げられた突出部41の外周から
フィルター1内を通って浄化され一□金属内管後方の通
気孔42aを経て該金属内管4の後方に排出される。
また排ガス中の微粒炭素の含有量が許容される範囲内の
場合は逆に弁板51を二重破線によって示すように上方
に引上げれば流入した排ガスはノ〈イバスとなる金属内
筒4のみを通して外部に直接排し、背圧による出力の低
下等悪影響を解消するこ“丁二:二°5、。あ14(i
!!tl−ゆ7、わ。ヵ□5.3の金属内筒4の前端4
1aとの当接面を断面とした第1図B及び同図Cによっ
て示す。B図の通り弁板51を金属外筒後方のテーパー
面22の下方内壁面に当接させれば釜属内筒4は弁板5
1Gこよ□  ので排ガスは全部該金属内 筒の周囲からフィルター1内に流入する。欠番こB図の
ように弁軸52によつ 前方のテーパー面22の上方内壁面に当接させれば前と
は逆に金属内筒4側を開口して排力゛スを該金属内筒か
ら直接排出する れた金属内筒前方の一面41aの上端部分41a′の両
側面ト1近と弁板51の基部51aの間に一女寸の狭小
な空隙g、gが形成され、ここからフィルター1側にも
排ガスが流入する。この空隙g、  gからフィルター
1側に流入する排ガスは該フィルター両端面の閉塞部1
1a、11a・・・・・・lla及び11b、11b・
・・・・・llbによって背圧をうける関係から金属内
筒4から直接流出する排ガスの流量に対する影響は無視
しうるが、金属内筒前方の端面41aの上端部分41a
を弁板の基部51aと平行に重なり合う直線部分を設け
て開口面を拡開することによって狭小な空隙g、gを閉
塞することができる。
第1図に示した実施例は、排気管からの排ガスの流通抵
抗を可及的に小さくして流入した排ガスを金属内筒から
外部に排出するよう、折り曲げられた金属内筒の前端4
1aの上端部分41aと、排気管3と接合する金属外筒
前方のテーパー面22の前輪部分において切替バルブ5
を作動させるように構成したが、前に述べた通り金属内
筒4内に導入すべき排ガスがフィルター1側に流入して
も該フィルター側は完全な中空体である金属内筒4側に
対して比較し難い程大きな流通抵抗を呈し、大部分は該
金属内筒から排出されるから該金属内筒と、これをバイ
パスとして機能させるための切替バルブに関して種々の
設計が可能である。
第2図は他の実施例を示し、同図A及びBの通り金属内
筒4を、前方の折曲げた突出部41の前端付近411を
軸線方向に切欠して上面を開口411aすると共に先端
に半円形の邪魔板411 a’を突出させ、かつ上記開
口部4111″の基部411aと該基部411aからフ
ィルター1の方向に1頃斜面41bを設けて形成し、一
方切替バルブ5を、上記金属内筒4の前端付近上面の開
口部411aの基部411aにおいて当接、支承さ  
    ゛れる基部51aから伸びて該開口部411a
を塞ぐ弁板51と、上記基部51aから両側方に伸びて
金属外筒2前方のテーパー面22を挿通し、該基部ht
aを支点として上下の方向に回動させる弁軸52とから
なる。
このように形成した第2図の例において、排ガスをフィ
ルター側1に流入させるときは同図Cのように金属内筒
先端の邪魔板411aと、該邪魔板から後方の開口部4
11aを塞ぐ弁板51によって金属内筒4は完全に封塞
されるので排ガスは全部フィルターによって浄化される
。逆に排ガスを金属内筒4側から直接外部に排出するた
め弁板5を上方に回動したとき、上記金属自前前端の開
口部411aが開放され、排ガスの流通路が形成される
。この場合第1図のg、gに相当する空隙g、 、  
g、  が金属内筒の前端付近411の側壁外周に形成
され、また上向きの弁板51の両側面と同じく金属外筒
前方のテーパー面22の内壁面との間及び、該弁板51
の上面と同じく金属外筒のテーパー面22の間にも空隙
gs + 、 gz 及びg)が形成され、これらの空
隙からフィルター1側にも排ガスが流入するが、前に述
べた理由によって無視するこができる。
なお、第2図においては図面を簡明にするため弁板51
の形状を方形として示したが、該弁板をその基部51a
を金属外筒前方のチー呉−面22の内壁に緩く当接し、
これから該テーパー面の内壁に沿う円弧状に形成するこ
とによって上記の空隙gt、  g、及びg3を閉塞し
、更に金属内筒の開口部の基部411aの下方において
上記の空隙gl  。
g、を塞ぐ邪魔板(共に図示省略)を設けることによっ
て排ガス全部を金属内筒4内に導(ことができる。
また、第2rIIIの金属内筒の突出部41に設けた傾
斜面41bは、フィルター1側に対する排ガスの流入抵
抗を小さくするためのものであるが必ずしも設ける要は
なく、上記突出部において直接軸心と直角に切欠して開
口部411aを設けてもよく、また金属内筒4前方の突
出部41は必ずしも折曲げる要はなく前端下方を排気管
3の末端の下方において接合し、該接合面から上方に設
けた邪魔板411 a’をフィルターlの方向に向けて
もよい。
更に、第3図は別の実施例を示す。この例においてはフ
ィルター1の中心孔1bを挿通する金属内筒4全体また
は前方の突出部41の断面形状を方形に形成し、かつ該
突出部41を折曲げずに直線のまま排気管に接合すると
共に、該金属内筒4の内周面の側壁と嵌合し、壁と直角
方向のいずれかの面(ここでは下面)が排気管側の底面
に係止される切替バルブ5及び、該切替バルブと嵌合す
る開口部411aを上記金属外筒2前方のテーパー面2
2内に設け、金属内筒4の開閉によって排ガスはフィル
ターlと金属内筒4のいずれかに導く。なお本例の場合
、切替バルブ5はその基部51aを支点として金属内筒
の開口部411aのフィルター1側の基部411aと当
接し、弁板51を該金属内筒4の内周面に沿って摺動さ
℃るものであるから、該内周面の断面及びこれと嵌合す
る切替バルブの弁板51は半円形、あるいは楕円を長軸
方向に半裁した形状としてもよい。
以上の通り、本発明のハニカム型ガスフィルターは、排
ガス中の多量の微粒炭素を含む場合はフィルターを機能
させ、含まれる微粒炭素の量が許容される範囲内の場合
は背圧を与えるフィルターを通さず直接排出するように
したから燃焼効率を高めるだけでなく、フィルターに吸
着された微粒炭素を焼切るために加熱した場合において
も炭素自体の燃焼熱が蓄積する中央部が中空になってい
るため、全断面に薄膜の隔壁からなる管状通路が形成戸
れていた従来品においてしばしば生じた中央部の溶損の
怖れを解消する等の優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図Aは第1の実施例
の縦断側面図、同図B及びCは共にA図のイーイ線に沿
う拡大横断面図でB図は金属内筒側、0図はフィルター
側を閉塞した状態を示す。 第2図Aは他の実施例の要部を示す縦断側面図、同図B
は金属内筒及び切替バルブを拡大して示した斜視図、同
図C及びDは共にA図のローロ線に沿う拡大断面図で0
図は金属内筒側、D図はフィルター側を閉塞した状態を
示す。また第3図は別の実施例の要部を示す縦断側面図
である。 ■・・・・・・環状のフィルター素子、■b・・・・・
・中心孔、2・・・・・・金属外筒、3・・・・・・排
気管、4・旧・・金属内管、5・・・・・・切替バルブ 第1 図 A −第1図B     第1図C2 手続補正書(自発) 58年 6月 16日 特許庁長官 若 杉 和 夫 殿 1、事件の表示 昭和57年特許願第228797号 2、発明の名称 ハニカム型排ガスフィルター装置 3、補正をする者 事件との関係  特許出願人 住 所  名古屋市瑞穂区高辻町14番18号名 称(
454)  日本特殊陶業株式会社代表者  小川修改 4、代理人 住 所   郵便番号 467 氏 名  名古屋市瑞穂区高田町4町目3番3号(63
71)  今井 尚i−”−゛・−着(電話<052 
> 841−6544)5、補正の対象 ■、明細書第6頁第12行〜13行目中、「B図」を「
0図」に訂正します。 2、同第8頁第7行目中、 77′ 「開口部411a  jを「開口部411aJに訂正し
ます。 3、同第9頁第4行目中、 「5を上方に回動したとき、」を「5を上方に回動すれ
ばD図のように、」に訂正します。 4、図面 第1図C及び第2図りを別紙の通り訂正しまず。 以上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 薄肉の隔膜を介して上下四方に連なる無数の管状通路の
    一方の端面を蝉横一つおきに閉塞し、この閉塞した管状
    通路に隣接して開口する管状通路の他方の端面を閉塞し
    た無機質材料の多孔質焼結体からなるハニカム状フィル
    ター素子を、排気管と連通ずる金属外筒内に収納し、排
    ガス中に含まれる微粒炭素を吸着させて該排ガスを浄化
    するものにおいて、ハニカム状フィルター素子を環状に
    形成し、切替バルブによって上記排気管から金属外筒内
    に流入する排ガスを直接外部に排出するバイパスとして
    機能させる金属内筒を上記環状のハニカム状フィルター
    素子の中心孔に挿通したことを特徴とするノーニカム型
    排ガスフィルター装置。
JP57228797A 1982-12-29 1982-12-29 ハニカム型排ガスフイルタ−装置 Pending JPS59122720A (ja)

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