JPS63185425A - 排ガス浄化用セラミツクハニカムフイルタ - Google Patents

排ガス浄化用セラミツクハニカムフイルタ

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JPS63185425A
JPS63185425A JP62016124A JP1612487A JPS63185425A JP S63185425 A JPS63185425 A JP S63185425A JP 62016124 A JP62016124 A JP 62016124A JP 1612487 A JP1612487 A JP 1612487A JP S63185425 A JPS63185425 A JP S63185425A
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    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S55/00—Gas separation
    • Y10S55/30—Exhaust treatment

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、ディーゼルエンジン等の燃焼機関から排出さ
れる排ガス中の炭素を主成分とする微粒子を捕獲し、そ
の微粒子を燃焼させて排ガスを浄化するフィルタに関す
るものである。
（従来の技術） ディーゼルエンジン等の燃焼機関から排出される排ガス
中の炭素を主成分とする微粒子を浄化するフィルタとし
ては、セラミックハニカムの貫通孔を交互に閉塞したフ
ィルタが例えば特開昭５６−１２４４１７号公報におい
て知られている。
このようなフィルタは、微粒子が隔壁に堆積され圧力損
失が大きくなりエンジン性能が低下するため、堆積した
微粒子を燃焼させてフィルタを再生させる必要があった
。
（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来のハニカム構造体においては、フィルタ
の作用をする隔壁は押出し成形によって製作されている
ためその壁厚、気孔径、気孔率は実質的にほぼ一様であ
り、微粒子は隔壁の排ガス入口側から出口側に向けて一
様ないしフィルタの出口端では増加して堆積される。
燃焼再生の際には入口側から出口側へ微粒子層が順次着
火してフィルタの再生が行なわれるのであるが、上述し
たように微粒子が堆積した従来のセラミックハニカムフ
ィルタでは、入口側で発生した燃焼熱が出口側へ伝播す
る一方出口側の微粒子層の燃焼熱のため、出口側隔壁の
温度が急上昇してセラミックフィルタが溶融したりまた
熱衝撃によりクランクが発生してしまう欠点があった。
この欠点を解消するため、多孔質セラミックハニカム構
造体をコルゲート法により排ガス入口側から出口側に向
けて気孔率が減少するよう構成することが特開昭６１−
１２９０１７号公報において開示されている。しかしな
がら、この構造のフィルタを製造するためには、気孔率
が異なるセラミックグリーンシートを準備する必要があ
り、かつ気孔率が異なるグリーンシートの成形体を焼成
すると気孔率に応じてグリーンシートの焼成収縮率が異
なるため、ハニカム構造体の製造が困難となる欠点があ
った。
さらに、気孔率はセラミックグリーンシートにより特定
されるため、種々の気孔率を有するフィルタを製造する
場合、それぞれセラミックグリーンシートを準備する必
要があった。
本発明の目的は上述した不具合を解消して、製造が容易
で再生燃焼時に溶損や破損の生じないセラミックハニカ
ムフィルタを提供しようとするものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明の排ガス浄化用セラミックハニカムフィルタは、
押出し成形によって得られた多数の貫通孔を有するセラ
ミックハニカム構造体の開孔端部が交互にセラミック材
で閉塞され、該貫通孔を形成する隔壁により排ガス中の
微粒子が捕獲され排ガス入口側の隔壁面上に微粒子が蓄
積される排ガス浄化用セラミックハニカムフィルタにお
いて、排ガス出口側端部からフィルタ有効全長のｌ／１
０〜８／ｌＯの長さを有する多孔質セラミック層を隔壁
面上に設けることを特徴とするものである。
（作　用） 上述した構成において、多孔質セラミック層を設けた部
分は隔壁が厚くなり隔壁を通過する排ガス流が制限され
るため、その部分に堆積する微粒子の量すなわちスート
量が減少して堆積スートの再生燃焼時に発生する熱量が
減少するため出口側の温度が低くなるとともに、多孔質
セラミック層の熱容量によりスートの燃焼熱が吸収され
て隔壁の温度がより低くなるため、フィルタの溶融、破
損を生ずることがない。
また、押出し成形によって得られるセラミックハニカム
構造体の隔壁上に単に多孔質セラミック層を被覆するの
みで種々の気孔率を有するフィルタが得られるので、製
造は簡単となる。
さらに、多孔質セラミック層をＴ−アルミナ等の触媒担
体用補助材で形成して白金等の触媒を担持すると、微粒
子の除去とともに排ガス中に存在する一酸化炭素、炭化
水素類、窒素酸化物を分解することが可能となる。
なお、本発明で多孔質セラミック層を設けた排ガス出口
側端部からフィルタ有効全長の１７１０〜８／１０の部
分は、多孔質セラミック層を設けないで堆積した微粒子
が燃焼する際に発熱温度が約７００℃以上となる隔壁の
部分に対応しており、セラミックハニカムフィルタの径
、長さ、セル密度等により最適な値が定まるものである
が、上述した範囲の長さの多孔質セラミック層であれば
その効果がある。
（実施例） 第１図は本発明の排ガス浄化用セラミックハニカムフィ
ルタの一実施例を説明するための断面図である。第１図
において、１はセラミックハニカム構造体の隔壁、２は
貫通孔４の閉塞部、３は多孔質セラミック層、４は隔壁
１により画成される貫通孔であり、５及び矢印は排ガス
の流れを示す。
多孔質セラミック層３がフィルタ有効全長の１／２の排
ガス出口側の隔壁面上に設けた場合を示している。なお
、本発明で多孔質セラミック層３の有効長さは閉塞部２
を除く隔壁ｌの有効フィルタ長さを意味するものとする
。
セラミックハニカム構造体としては、均一な形状、気孔
径、気孔率、生産性の面から押し出し成形により製造し
たものが好適に使用でき、その材質は熱衝撃性、気孔率
の面からコージェライトを使用すると好適である。また
、貫通孔４の形状としては断面が六角形、四角形、丸形
等で、その数はセル密度７．７〜４６．５セル／ｃｍ”
（５０〜３００ＣＰＩ”）のものが好適である。さらに
、隔壁１の厚みは０．２５〜０．７６ｍｍ　（１０〜３
０ｍ１ｌ）が好適である。
閉塞部２はハニカム構造体の成形体および焼成体の所定
の貫通孔を閉塞することにより作製し、その材質はセラ
ミックハニカム構造体の材質と同一の材質であると好ま
しい。
多孔質セラミック層３は排ガス出口側の端部から上述し
た所定の長さにわたって排ガスの入口側および出口側の
隔壁１上の両方あるいはいずれか一方に設けられる。ま
た、多孔質セラミック層３に触媒担持補助材を兼ねさせ
ることも可能で、その場合この触媒担持補助材をγ−ア
ルミナ等で形成して白金等の触媒を担持させて触媒担持
層を形成することにより、微粒子を含む排ガスの浄化と
ともに排ガス中に含まれる一酸化炭素、炭化水素類、窒
素酸化物を酸化還元したり、またスートの着火温度を低
くして連犠的に体積スートを燃焼させることが可能とな
る。
多孔質セラミックＮ３の材質としては、耐熱性および所
定の気孔率の面からセラミック材が選ばれ、隔壁と同じ
材質の場合熱膨張係数が一敗するため特に好ましい。
多孔質セラミック層３の厚みは、隔壁１の厚さ、気孔率
、多孔質セラミック層３の材質および気孔率によって選
択され、排ガス入口側から出口側に均一な厚さ、あるい
は徐々に厚くしてもよいが、微粒子の燃焼熱による隔壁
の温度上昇を抑制するためには比較的厚く形成してもよ
い。例えば、直径１４３．８ｍｍ（５，６６インチ）、
長さ１５２．４ｍｍ（６インチ）、気孔率５０％、セル
密度３１セル／　ｃｍ　”　（２００ＣＰ　Ｉす、隔壁
の厚さ０．３　ｍｓ＋（１２＋ｍ１ｌ）のコージェライ
トハニカムの場合には、重さに換算して全体で４００ｇ
の多孔質セラミック層３を排ガスの排出側にフィルタ有
効全長８／１０の有効長さにわたって設けても効果があ
る。
スＪ１舛 第１表に示す二種類の形状のコージェライトからなるハ
ニカム構造体を準備し、第１表に示す材質、長さ、重量
の多孔質セラミック層を設けた本発明品試料胤１〜１０
、参考例Ｎａ１ｌ〜１３および多孔質セラミック層を設
けない従来品試料Ｎ１１４．１５のセラミックハニカム
フィルタを得た。得られたフィルタをディーゼルエンジ
ンに装着して、第１表に示す量の炭素を主成分とする微
粒子（スート）を隔壁に堆積させた。その後、フィルタ
の排ガス入口側の微粒子にバーナで着火し、各フィルタ
のフィルタ内最高温度を測定するとともに、スート燃焼
後のフ３イルタ損傷状況を調べた。結果を第１表に、排
ガス出口側からの多孔質層の長さ／フィルタ有効全長と
、フィルタ内の最高温度との関係を第２図に示す。
第１表及び第２図から明らかなように、多孔質セラミッ
ク層の有効長さが１７１０〜８／１０である試料隠１〜
１０のフィルタ内最高温度は、多孔質セラミック層を設
けなかった試料１１ｈ１４および１５と比較して低くな
り、破損、溶損が生じないことがわかった。また、全体
に多孔質セラミック層を設けた試料Ｎａ１３では微粒子
がフィルタ内に均一に堆積してしまい、多孔質セラミッ
ク層を設けない試料Ｐ４１１１４よりフィルタ内最高温
度は低くなるものの破損してしまうことがわかった。ま
た、多孔質セラミック層をＴ−アルミナで形成して触媒
担持補助材の役目を兼ねさせた試料嵐１０でもフィルタ
内最高温度は低くなり、破損の危険もなくなることがわ
かった。
（発明の効果） 以上詳細に説明したところから明らかなように、本発明
の排ガス浄化用セラミックハニカムフィルタによれば、
排ガス出口側端部から所定有効長さの多孔質セラミック
層を隔壁面上に設けることにより、フィルタ再生化のた
めの堆積した微粒子の燃焼時に溶損や破損の生じないセ
ラミックハニカムフィルタを簡単に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の排ガス浄化用セラミックハニカムフィ
ルタの一実施例を説明するための断面図、第２図は多孔
質セラミック層の長さとフィルタ内最高温度との関係を
示すグラフである。 ｌ・・・隔壁　　　　　　　２・・・閉塞部３・・・多
孔質セラミック層 ４・・・貫通孔　　　　　　５・・・排ガスの流れ特許
出願人　　日本碍子株式会社 第２図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、押出し成形によって得られた多数の貫通孔を有する
    セラミックハニカム構造体の開孔端部が交互にセラミッ
    ク材で閉塞され、該貫通孔を形成する隔壁により排ガス
    中の微粒子が捕獲され排ガス入口側の隔壁面上に微粒子
    が蓄積される排ガス浄化用セラミックハニカムフィルタ
    において、排ガス出口側端部からフィルタ有効全長の１
    ／１０〜８／１０の長さを有する多孔質セラミック層を
    隔壁面上に設けることを特徴とする排ガス浄化用セラミ
    ックハニカムフィルタ。 ２、前記セラミックハニカム構造体がコージェライトで
    ある特許請求の範囲第１項記載のフィルタ。 ３、前記多孔質セラミック層がコージェライトである特
    許請求の範囲第２項記載のフィルタ。 ４、前記多孔質セラミック層が触媒担持層である特許請
    求の範囲第２項記載のフィルタ。 ５、前記触媒担持層がγアルミナを主成分とする特許請
    求の範囲第４項記載のフィルタ。 ６、前記多孔質セラミック層が排ガス出口側の隔壁面上
    に設けられている特許請求の範囲第３項または第４項記
    載のフィルタ。
JP62016124A 1987-01-28 1987-01-28 排ガス浄化用セラミツクハニカムフイルタ Granted JPS63185425A (ja)

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