JPS61136412A - 排ガスフイルタ - Google Patents

排ガスフイルタ

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JPS61136412A
JPS61136412A JP59259525A JP25952584A JPS61136412A JP S61136412 A JPS61136412 A JP S61136412A JP 59259525 A JP59259525 A JP 59259525A JP 25952584 A JP25952584 A JP 25952584A JP S61136412 A JPS61136412 A JP S61136412A
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JP
Japan
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soot
exhaust gas
cell
inlet
filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP59259525A
Other languages
English (en)
Inventor
Mitsuyoshi Nakamoto
中本 充慶
Yoshinobu Imasaka
喜信 今坂
Koichi Niimura
新村 光一
Takao Kusuda
楠田 隆男
Masaaki Yonemura
米村 正明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP59259525A priority Critical patent/JPS61136412A/ja
Publication of JPS61136412A publication Critical patent/JPS61136412A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • 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
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/20Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being a flow director or deflector
    • 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
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、たとえばディーゼルエンジンから排出される
炭素状微粒子(所謂、すす)を捕集したすすを燃焼させ
る事により、ディーゼルエンジンからのすすの排出量の
低減を図るディーゼル排ガスフィルタに関するものであ
る。
従来の技術 ディーゼルエンジンから排出されるすすを捕集する為の
ディーゼル排ガスフィルタとして、アルミナでコーティ
ングした金属ワイヤメツシュを用いたフィルタ、発泡剤
を用いて多孔質構としたセラミックフオームフィルタ、
セラミックファイバマット、及びハニカム形状のセラミ
ックモノリスフィルタ等が考案されている。その中でも
、すすの集塵効率が90%以上で、フィルタによる排ガ
スの圧力稙失が小さなハニカム形状のセラミックモノリ
スフィルタが、排ガスのすすを除去するフィルタとして
有望視されている。
このセラミックモノリスフィルタの従来例を第3図に示
す。1はディーゼル排ガスフィルタ、2はセル、3はセ
ル壁、4は上流セル端部、6は下流セル端部、6は入口
排ガス通路、了は出口排ガス通路、8は入口閉塞部、9
は出口閉塞部、10はすす、11は入口端部のすす、1
2はセル入口のすす、13は排気ガスである。
セラミックモノリスフィルタからなるディーゼ元排ガス
フィルタにはコージライトを主成分とする押出製法によ
りセル壁3より構成された多数のセル2からなるハニカ
ム構造をなしている。その構造の上流及び下流セル端部
4,6はセメントのような非常に気孔率の小さな長さ1
0mの材料で°交互に閉塞されている。これらの上流側
及び下流側の閉塞部をそれぞれ入ロ閉塞部9.出口閉塞
部1oと呼び、これらの閉塞部によって、セル2は入口
及び出口排ガス通路6,7に分割される。その結果、排
気ガス13はセル壁3ですすをほぼ全量されて、出口排
ガス通路7を通って放出される。
すすが堆積するとともに、ディーゼル排ガスフィルタ1
で排気ガスの圧力損失が大きくなり、エンジン性能の低
下を招く。それ故、エンジン性能を良好に保つには、一
定量のすすが堆積した時点でそのすすを燃焼させ、ディ
ーゼル排ガスフィルタ1を再生する方法がとられる。す
すを円滑に燃焼させて、フィルタの再生を何回も容易に
行えるハニカム構造を有するディーゼル排ガスフィルタ
が望まれる。
発明が解決しようとする問題点 ディーゼル排ガスフィルタ1に堆積したすす0は、入口
端部11で排ガス中の火花や点火ヒータによって着火し
、入口端部で燃焼が広がり、それと同時にセル2内を下
流に向って燃焼する。
この時、第3図に示す如く、排気ガス中のすすの一部は
入口端部のすす11として堆積し、大部分はセル2内に
堆積する。ところが、ディーゼル排ガスフィルタの入口
近くでは入口閉塞部8の存在により、フィルタとしての
効果はなく、セル入口のすす12は少い。此の為、セル
入口近傍では充分な燃焼熱が発生せず、セルの下流へと
燃焼が広がらない。この現象が繰り返されると、セル2
内のすす1oの堆積量は増加する。そして、セル内にす
すが一定以上堆積した後、ひとたびセル内のすすに着火
すると、燃焼が急激に起り、ディーゼル排ガスフィルタ
1の温度が上昇し、ディーゼル排ガスフィルタ1が溶融
する問題が生じた。
問題点を解決するだめの手段 入口閉塞部を交互に閉塞している部分の長さを短く設定
する事により、セル入口のすすの堆積量を増加させ、入
口端部のすすの燃焼の伝播を行わせる。そして、排ガス
フィルタで捕集したすすを完全に燃焼させる事ができる
。すなわち、再生する事ができる。ところが短か過ぎる
と、入口閉塞部が燃焼の繰り返しによる熱応力によりセ
ル壁との密着が悪くなったり、破壊したりして、排気ガ
ス中のすすは捕集されずに排出される。従って、排ガス
フィルタはフィルタの能力が低下し、排ガスが浄化され
ない事が生じた。そこで、すすの燃焼性とフィルタの能
力の両面から、入口閉塞部の長さを適切に設定した。
作  用 排ガスフィルタのセル入口近傍のセル壁に堆積するすす
の量が多くなれば、入口端部で着火したすすの燃焼はセ
ル入口近傍のセル壁に堆積するすすに伝播し、更に内油
へと伝播する。燃焼が伝播せずにディーゼル排ガスフィ
ルタ内にすすが堆積し続ける事がなくなり、よって従来
みられたようなディーゼル排ガスフィルタの温度上昇に
よる溶融は起らず、円滑に再生を繰シ返す事ができる。
実施例 本発明の一実施例を第1図に示す。14はディーゼル排
ガスフィルタ、16はセル、1eはセル壁、17は上流
セル端部、18は下流セル端部、19は入口排ガス通路
、20は出口排ガス通路、21は入口閉塞部、22は出
口閉塞部、23はすす、24は入口端部のすす、25は
排気ガスである。26はセルの代表長さくD)、27は
入口閉塞部の長さくL)、28はセル壁の厚み(1)で
ある。
ここでDは次式で示される。
ディーゼル排ガスフィルタ14は例えば次の手′法で製
造される。20 mm以下に裁断したアルミナ繊維30
重量部とセラミック原料粉末16重量部を水300o重
量部に懇濁させ、この混合スラリーにポリ酢酸ビニル等
の有機バインダを添加した後、ポリアクリルアミド等の
凝集剤で凝集させ、長網式抄紙機で抄造し、シートを作
成した。得られたシートを段ボール製造と同様の方法で
波状シートと平板状シートを接着してなるコルゲートシ
ートを作成し、次にこれを芯の周囲に接着しつつ巻きつ
け、ハニカム形状を形成した。次に1つのハニカムのセ
ルに侵入した排気ガスがセル壁を通様の材料あるいはセ
メント等を各セルに同量ずつ注入する事により閉塞した
更に、入口閉塞部の長さLを1.5D以内としているが
、しばしば加工時に閉塞部は1.5D以上になる事があ
り、空所により長さを短くする。本実施例のディーゼル
排ガスフィルタをディーゼルエンジンの排気口に取り付
け、排出されたすすの状態を図1に示している。この時
第2図で示された如きすすの堆積量の少い部分はみられ
ず、セル全体にわたってほぼ均一のすすの堆積がみられ
る。
上流セル端部17のすすに着火すると燃焼はセル内へと
容易に伝播し、すすを完全に燃焼させる事ができる。そ
の結果、すすが異常に多く堆積する事がなく、フィルタ
を溶融させる事はない。その結果、すすが適度に堆積す
ると燃焼させることができ、フィルタを元に戻す事がで
き、すなわち、再生する事が容易である。
一方、Lが小さすぎると、セル壁と入口閉塞部との密閉
性が燃焼時の熱応力によって悪化し、更に、入口閉塞部
の破壊に到る事もあり、すすが排出され、フィルタ能力
の低下を招く。このとき、L)3 t であれば密閉上
問題のない事がわかった。
このすすの燃焼の伝播性と入口閉塞部の密閉性とからデ
ィーゼル排ガスフィルタの能力を評価すると第2図で示
される。この図はD = 3 w、  L =6ys、
  t=0.6wgの時のデータを示すが、Dを変化さ
せても同様の傾向を持つ。
なお、本発明はディーゼル車の排ガス用に限ることなく
、他の排ガスに対しても有効である。
発明の効果 多孔質セラミックスからなるハニカム構造体のセル端部
を交互に閉塞してなるディーゼル排ガスフィルタの排ガ
ス流入側のセルを閉塞している部第2図 3t   /、5D 3・・甘ル璧

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)複数のセルを有する多孔質セラミックスからなる
    ハニカム構造体の前記セルの端部に交互に閉塞部を設け
    、前記ハニカム構造体の排ガス流入側の閉塞部の長さL
    が、 3t<L<1.5D であることを特徴とする排ガスフィルタ。
  2. (2)多孔質セラミックスが繊維セラミックスを主成分
    とする特許請求の範囲第1項記載の排ガスフィルタ。
JP59259525A 1984-12-07 1984-12-07 排ガスフイルタ Pending JPS61136412A (ja)

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