JPS61252821A - パテイキユレ−ト捕集用フイルタ - Google Patents

パテイキユレ−ト捕集用フイルタ

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JPS61252821A
JPS61252821A JP60094868A JP9486885A JPS61252821A JP S61252821 A JPS61252821 A JP S61252821A JP 60094868 A JP60094868 A JP 60094868A JP 9486885 A JP9486885 A JP 9486885A JP S61252821 A JPS61252821 A JP S61252821A
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JP
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filter
particulates
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combustion
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JP60094868A
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Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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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
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/24Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
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    • F01N3/2803Construction of catalytic reactors characterised by structure, by material or by manufacturing of catalyst support
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    • F01N3/2828Ceramic multi-channel monoliths, e.g. honeycombs
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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】 (産業上の利用分野) 本発明は、内燃機関から排出される排気ガスを浄化する
フィルタ、特にディーゼルエンジンから排出されるパテ
ィキュレートを捕集するフィルタに関する。
(従来の技術) 従来、ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレ
ートを捕集するフィルタとしては、捕集効率や耐熱性の
面より、セラミック構造体が一般に使用されている。こ
のセラミック構造体は、ハニカム状またはフオーム状に
形成されタモノで、例えばハニカム状セラミック構造体
は、第3図と第4図に示すような構造を有している。
すなわち、多孔質のセラミック(通常、コーディエライ
ト)から成る隔壁1により多数のセル2を形成し、その
セル2の両端開口部を交互に栓3で閉塞している。また
前記隔壁lの上にγアルミナ等のセラミック皮膜5を設
けて、スス以外の微粒子(炭化水素、サルフェート、金
属等)の捕集能力を高めるようにしているものもある。
か\るフィルタは、使用に際して、セル2の開口部を上
・下流に向けるように、エンジンの排気系に取付けられ
るものとなり、排気ガスが、第4図に矢印で示すように
、隔壁1を通じて隣接するセルz内へ流動する間に、エ
ンジンからのパティキュレートを捕捉する。
ところでフィルタは、使用を重ねるに従い、パティキュ
レートの堆積により背圧が上昇して排気効率が低下する
ため、定期的にパティキュレートを焼却し再生を行なう
必要がある。このフィルタの再生方法としては、■ヒー
タ、バーナー等の加熱手段により外部着火する方式、■
吸気あるいは排気を一時的に絞り、排気ガスの温度をパ
ティキュレートの燃焼温度以上に上昇させることにより
内部着火する方式、■燃料にマンガン(Mn)、鉛(p
b) 、カルシウム(Ca)等を添加し、パティキュレ
ートの燃焼温度を低下させることにより内部着火する方
式、等の種々の方法が提案されている。
しかしながら、上記■の方式の場合、一般走行条件では
パティキュレートを十分に燃焼できるほど高い排気ガス
温度を得ることが困難であり、一方上記■の方式の場合
、多量の灰分の発生によりフィルタが目詰まりを起し易
く、かつまた添加剤の供給方法にいまだ合理的方法が見
つかっておらず、このため、従来一般には上記■の外部
着火方式が採用されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、外部着火方式は、フィルタの上流側でパ
ティキュレートに着火し、フィルタ下流側へ燃焼を伝播
させて再生を行なうものであるため、熱伝導性に劣る上
記従来のセラミック質フィルタでは、パティキュレート
の燃焼熱が下流側のパティキュレートまで伝達され難く
、燃焼が途中で停止することが往々にして起っていた。
この対策として1通常、前記セラミック皮膜5に白金族
元素や銅(Cu)、 Mn、バナジウム(V)等の卑金
属元素の酸化触媒を担持せしめることにより、パティキ
ュレートの燃焼温度を低下させることが多く行なわれて
いるが。
これによってもなお、十分満足する燃焼伝播性能が得ら
れていないのが現状である。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、多孔質セラミック構造体のパティキュレート捕集面に
、金属皮膜を形成したことを特徴とする。
また本発明は、所望により上記構成に加え、酸化触媒を
担持せしめた、他種類の微粒子の捕集能力を有するセラ
ミック皮膜を形成したことを特徴とする。
セラミック構造体は、ハニカム状またはフオーム状に形
成されたもので1通常市場性の高いコーディエライト製
のものが選択される。
このセラミック構造体上に形成するセラミック皮膜は、
他種類の微粒子の捕捉能力を有すると共に触媒担持梯力
を有するものであれば、その材質は限定されず、例えば
、γアルミナ、マグネシア、ジルコニア、酸化カルシウ
ム等が選択される。
金属皮膜としては、熱伝導性の良好な金属、例えば銅(
Cu) 、ニッケル(Ni)、銀(Ag)等であること
が好ましい。この場合該金属皮膜は、セラミック構造体
を塩化パラジウム溶液に浸漬した後、水素化ホウ素ナト
リウム溶液中でパラジウム還元を行なってメッキの核を
形成し、しかる後に無電解メッキ液に浸漬してメッキを
行なうことにより形成することができる。
さらにセラミック皮膜上に担持させる酸化触媒は、白金
族元素やCu、 In、 V等の卑金属元素から選択す
ることができる。
(作用) 上記のように構成したパティキュレート捕集用フィルタ
において、金属皮膜の存在によりパティキュレート捕集
面の熱伝導性が向上し、燃焼伝播性能が著しく向上して
パティキュレートの燃焼効率が可及的に高められるよう
になる。
また触媒を担持した場合には、外部着火温度が低下して
、フィルタのより容易な再生が可能になる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を比較例と対比しつつ説明する。
実施例1 市販の直径3hm、長さ50mm円筒状コーディエライ
ト質ハニカム構造体を備え、これをγアルミナ、アルミ
ナゾル、硝酸アルミニウム、蒸留水から成るスラリーに
浸漬し、これを引き上げて後、空気流で余分の液滴を吹
き払って、120℃で2時間の乾燥、600℃で3時間
の焼成を行ない、該ハニカム構造体上(パティキュレー
ト捕集面)にγアルミナ皮膜を設けた。
次にこのハニカム構造体をIg/4の塩化パラジウム溶
液に5分間浸漬し、余分の液滴を吹き払った後、3g/
lの水素化ホウ素ナトリウム溶液中でパラジウムの還元
を行ない、十分に水洗して、無電解メッキの核を形成し
た。その後、該ハニカム構造体を市販の無電解銅メッキ
液に30分間浸漬し、前記γアルミナ皮膜上に銅メッキ
層を形成した。さらに前記メッキ処理後、1g1fLの
塩化パラジウム溶液に1時間浸漬し、その後、還元、乾
燥、焼成の各工程を経て該ハニカム構造体に、その容積
11当り1gのパラジウムを担持した。
第1図は、上記のようにして製造されたフィルタlOの
隔壁(第3図参照)断面構造を示したもので、コーディ
エライト素地(セラミック構造体) 11上にγアルミ
ナ皮膜12と銅メッキ層13とが積層・形成されている
実施例2 実施例1と同様のコーディエライト質ハニカム構造体を
用い、そのパティキュレート捕集面に実施例1と同様の
手順によりγアルミナ皮膜を形成し、続いて無電解メッ
キとなる核を形成した。その後、これを市販の無電解ニ
ッケル溶液に30分間浸漬してγアルミナ皮膜上にニッ
ケルメッキ層を形成し、続いて実施例1と同様の手順に
よりハニカム構造体容積ti当り1gのパラジウムを担
持した。
実施例3 実施例1と同様のコーディエライト質ハニカム構造体を
用い、実施例1と同様の手順により、そのパティキュレ
ート捕集面にγアルミナ皮膜と銅メッキ層を形成した。
ただし、こ−ではパラジウムの担持は行なわなかった。
比較例1 実施例1と同様のコーディエライト質ハニカム構造体を
用い、実施例1と同様の手順により、そのパティキュレ
ート捕集面にγアルミナ皮膜を設け、その後、メッキ層
を形成しないで、ハニカム構造体容積14Q、当りIg
のパラジウムを担持した。
比較例2 実施例1と同様のコーディエライト賀ハニカム構造体を
用い、実施例1と同様の手順により、そのパティキュレ
ート捕集面にγアルミナ皮膜を形成した。ただし、メッ
キ層の形成および触媒としてのパラジウムの担持は行な
わなかった。
試験例 実施例1.2.3および比較例1.2のフィルタを排気
量2200ccの渦流室式ディーゼルエンジンの排気系
に取り付け、回転数20QOrp層、トルクaKg・m
で4時間運転し、フィルタ1個当り0.45〜0.55
 gのパティキュレートを捕集し、次にこのフィルタを
第2図に示す試験装置に組込んで燃焼試験を行ない、着
火温度および燃焼率を求めた。
第2図において15は、一端にガス流入口18を、他端
に排気口17をそれぞれ設けた反応管で、該反応管15
内に、上記のように形成したフィルタ10と整流用モノ
リス担体18とを内装する0反応管15は、そのガス流
入口側が環状電気炉19で覆われており、このガス流入
口1Bから反応管15内に導入されたガスは、前記電気
炉19で加熱されてフィルタ10に至り、該フィルタ1
0に捕捉されているパティキュレートを燃焼させる。な
お、反応管15に導入するガスは、その組成を酸素10
%−窒素90%1.その流量を毎分209゜とじ、また
該導入ガスの上昇速度は、毎分30℃とした。
結果を下表に一括して示す。
表より、パティキュレート捕集面に金属メッキ層を設け
た本発明にか\る実施例1.2.3のものは、これを設
けない比較例1.2のものに比較して燃焼率が大幅に向
上しており、燃焼伝播性能に優れていることが明らかで
ある。また触媒を担持したもの(実施例1.2および比
較例1)は、これを担持しないもの(実施例3および比
較例2)に比して着火温度が大幅に低下していることが
明らかである。
(発明の効果) 以上、詳細に説明したように、本発明はパティキュレー
ト捕集面に金属皮膜を設けたので、燃焼伝播性能が向上
してパティキュレートの燃焼効率が大幅に向上し、フィ
ルタの再生を確実に行なえる効果を奏した。またこれに
触媒を担持することによって、着火温度の低下を実現で
き、フィルタの再生をより容易かつ確実に行なえる効果
を奏した。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明にか覧るパティキュレート捕集用フィル
タの要部構造を示す断面図、第2図はフィルタの燃焼試
験装置を示す平面図、第311  ・・・ セラミック
構造体(隔壁)12  ・・・ セラミック皮膜 13  ・・・ 金属皮膜 特許出願人  トヨタ自動車株式会社 (ほか1名) 第1図 第3図 手続補正書 昭和60年10月21日 昭和60年 特 許 願 第94868号2、発明の名
称 パティキュレート捕集用フィルタ 3、補正する者 事件との関係  特許出願人 名称 (320) )ヨタ自動車株式会社4、代理人 住所 東京都千代田区神田駿河台lの65、補正命令の
日付 「自発」 6、補正の対象 (1)明細書の特許請求の範囲の欄 7、補正の内容 (1)明細書の特許請求の範囲を別紙のとおりに補正す
る。 (2)明細書第5頁第6行および同頁第13行の「他種
類」を「多種類」に補正する。 (3)明細書第12頁第9行の「平面図」を「断面図」
に補正する。 (別  紙) 2、特許請求の範囲 (1)多孔質セラミック構造体のパティキュレート捕集
面に、金属皮膜を形成したことを特徴とするパティキュ
レート捕集用フィルタ。 (2)多孔質セラミック構造体のパティキュレート捕集
面に、多種類の微粒子の捕集能力を有しかつ触媒担持能
力を有するセラミック皮膜と金属皮膜とを積層・形成し
、さらに酸化触媒を担持せしめたことを特徴とするパテ
ィキュレート捕集用フィルタ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)多孔質セラミック構造体のパティキュレート捕集
    面に、金属皮膜を形成したことを特徴とするパティキュ
    レート捕集用フィルタ。
  2. (2)多孔質セラミック構造体のパティキュレート捕集
    面に、他種類の微粒子の捕集能力を有しかつ触媒担持能
    力を有するセラミック皮膜と金属皮膜とを積層・形成し
    、さらに酸化触媒を担持せしめたことを特徴とするパテ
    ィ キュレート捕集用フィルタ。
JP60094868A 1985-05-02 1985-05-02 パテイキユレ−ト捕集用フイルタ Pending JPS61252821A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020058812A (ko) * 2000-12-30 2002-07-12 이계안 배기가스 재순환 장치
FR2868334A1 (fr) * 2004-03-04 2005-10-07 Bosch Gmbh Robert Dispositif d'epuration de melanges gazeux et procede de fabrication d'un tel dispositif

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KR20020058812A (ko) * 2000-12-30 2002-07-12 이계안 배기가스 재순환 장치
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