JPH01199616A - ディーゼルエンジン排気ガス清浄用フィルター - Google Patents

ディーゼルエンジン排気ガス清浄用フィルター

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JPH01199616A
JPH01199616A JP63259256A JP25925688A JPH01199616A JP H01199616 A JPH01199616 A JP H01199616A JP 63259256 A JP63259256 A JP 63259256A JP 25925688 A JP25925688 A JP 25925688A JP H01199616 A JPH01199616 A JP H01199616A
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ティベリュー・ミッツラー
Ludwig Gauckler
ルードヴィヒ・ガウクラー
Jean-Pierre Gabathuler
ジャン−ピエール・ガバテュラー
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Rio Tinto Switzerland AG
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SCHWEIZ ALUM AG <ALUSUISSE>
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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、燃焼ｏＴ能な開口気孔物体（０ｐｅｎ　−ｐ
ｏｒｅ　ｂｏｄｙ　）をセラミック粉末懸濁物で被覆し
、前記基体を１００〜ｓｏｏ’ｃで燃やし１次に鍋温で
焼結することによって製造される。開口気孔セラミック
泡沫体（Ｃ３ｒａｎｌｉＣｆ’ｏａｍ　）を有するディ
ーゼルエンジン排気ガス清浄フィルターに関する。
（従来の技術ノ ディーゼルエンジンの排気ガスのすす成分は基本的には
２つの方法で減少させることができる：その一つは混合
物（燃料−空気〕の状態およびエンジン内での燃焼状態
を最適なものにすることにより、他の一つは排気流中に
フィルターを取り付けることによるものである。フィル
ターの設計にもよるが１通常すすの沈着率は５０〜９０
％である。
ディ−ゼルエンジン排気すすフィルターは短時間の使用
でもつまっ℃しまうので、すスハ周期的に燃焼させなけ
れ（工ならない。１つの再生段階から次の再生段階まで
の間隔は再生間隔と呼ばれる。
ある条件下ではフィルターは自己再生する。すす沈着物
は５５０〜７００℃で燃焼される。触媒被覆フィルター
の場合、燃焼温度は約５００℃に下げることができる。
米国特許第４．２６４．３４６号には開口気孔セラミッ
クフオームを上記の目的のための活性フィルター材料と
して使用する方法が記されている。この場合、開口気孔
セラミックフオームとは、多数の連続した空孔を含む三
次元的網目状構造および細胞状構造を有する細孔セラミ
ック物体を意味すると解釈される５通常１円筒状とされ
るかあるいは積層状とされるセラミック物体は、排気ガ
スがその端面に衝突しそしてその軸に対して平行にまた
は確実に通過するようにディーゼルエンジンの排気流中
に置（。この場合、すすの沈着はガスが初めに通過する
フィルタ一部分で最大であり１通過量が増加するにつれ
て急速に減少する。その結果。
初めに流入した領域では比較的短時間の内にフィルター
はすす付着物の吸収容量に達し再生しなければならな（
なり、またフィルタ７の残りの領域はまだすすの取り込
みか可能であるが、すでにあたかも再生過程が進行して
いるかのようになる。
セラミックフィルターにおいてその能力を低減させるよ
うな付着物の吸収容量の改善についてはすでに努力が払
われているが、できるだけ早く再生段階に到達するよう
付着したすすの燃焼温度を下げようとするための検討は
いまだ行われ℃いない。
（発明が解決しようとする問題点ノ それゆえ１本発明者達は開ロ気孔セラミヴク泡沫状体を
備えたディーゼルエンジン排気ガス清浄用フィルター内
での燃焼温度の低減を発明の目的とした。
（問題点を解決するための手段ノ 本発明では、前記設定目的は請求項第１に示す特徴を有
するフィルターによって達成されるう本発明の主題は請
求項第２〜１０に記載の特徴により有利に展開される。
本発明のフィルターにより、再生段階でディーゼルエン
ジンの排気ガスを清浄にするときのすすの燃焼温度を特
に低くすることができた。セラミック泡沫状体の製造の
際に触媒活性物質を用いないで、すすの燃焼温度を測定
したところ４００〜５５０℃であり、この最低の温度は
、中空円筒状セラミック泡沫状体を用い、これらに清浄
にしようとする排気ガスを放射状に外側に流す場合に測
定さねたものである、触媒活性物質を用いると。
こねらの温度は３００〜４００℃にまでも下げることが
できる。
セラミック泡沫状体の気孔の数は２．５４−の直線長さ
当り３０−８０である。これらの物体はコージライト、
アルミノ珪酸リチウムまたはムライトから、あるいは部
分的にでハメるがこれらの混合物から作った。耐熱衝撃
性で高度に強力な炭化珪素または他のセラミック組成物
もセラミック泡沫状体を製造するのに適していた。
セラミック組成物はすすの発火温度にはほとんど影響し
ないことが分った。他方１本発明にとって不可欠なこと
は気孔系の内部表面積をｌイ／ｌ〜１０　ｍ”　／　Ｌ
とすることである。この表面積は特に有機物材料の表面
を完全におおうセラミックスの薄片が乾燥し始めるとき
の応力および／または有機物材料の燃焼中あるいは燃焼
後の応力で生じる亀裂または気孔によって提供される。
したがつ℃最終焼結セラミック泡沫体はあたかも細孔を
具備した多層織物状体（Ｗｅｂｓ　）のようなものであ
る。
これらの開口は第２の表面積系を提供するうそのため細
孔系の全表面積は、本発明と同様、排気ガス清浄を目的
とする従来技術で用いられる同じ歓物状構造のセラミッ
ク泡沫状体の表面をなぞったもの（ｒｅｐｌ　ｉＣａ　
Ｊの表面積よりも著しく太き（なる。そのため、まだ物
理的および化学的に詳しく解明さｈでいない他の現象も
でてくるが、この泡沫状体を再生するときの火炎進行速
度は１本発明品の場合、従来技術品の場合よりも相当速
くなる。
開口部領域では、セラミック泡沫状織物状体の表面は、
従来技術によるものほど滑かではなく。
開口部の端は織物状体の繊維方向に対し℃ある角度で弓
形になっていることが多い。弓形部分は一方では、排気
流からの固体粒子を選択的にそこに付着せしめるが、そ
れによってセラミック泡沫状体系に孤立状局部的閉塞を
生じさせることになる。
これらの閉塞は局部的な高温点として働き、保持された
固体粒子は早期に発火することになる。
二元的な表面系はもっばらすすと揮発性炭化水素よりな
る固体粒子に完全燃焼をもたらす。はぼ完全なフィルタ
ー再生は約４００℃から行なわれ。
るが、それによりディーゼルエンジンのυ１気ガス清浄
フィルター系における実際的な操作での主な問題の一つ
が解決される。
自動車、トラクタあるいは固定プラントにおけるディー
ゼルエンジンでは１本発明のフィルターにより３０〜９
０％の許過率が得られた５本発明のフィルターにおいて
は、上流および下流の圧力差としての圧力損失は、エン
ジン運転中には２０〜３００ミリバール（２〜３　ｏＫ
Ｐａ］であり、またエンジン運転中の空気流に相当する
すすを含まない冷たい空気流においては９〜６０ミリバ
ール（０，９〜６　ＫＰＦＬ）　テｕｂ　ッｆ、：。
さらに、これらの二種の表面とも触媒活性物質で被覆さ
れると触媒作用が長期間安定化するという大きな特長を
有する。これは、同様の目的で用いられるハニカム構造
またはメタルウールを有するセラミックの場合よりも長
期安定性において相当径れるものである。
そのような触媒被覆物はこの技術分野で公知であり（米
国特許第４．４５５．３９５号あるいは四ドイツ特許第
３．４０７．１７２号）、再生温度を下ける本発明のフ
ィルターとともに使用されている。用途にもよるが、触
媒活性被覆物はセラミックフオーム物体に直接塗布する
かまたは一般に薄塗り　（ｗａｓｈ　ｃｏａｔｉｎｇ　
）　　と呼ばれる下塗りの上に塗布することができる。
（外４名）

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、燃焼可能な開口気孔物体をセラミック粉末懸濁物で
    被覆し、基材を１００〜５００℃で燃やし、ついで高温
    で焼結することによって製造される、開口気孔セラミッ
    ク泡沫状体を有するディーゼルエンジン排気ガス清浄用
    フィルターにおいて、気孔系全体の内部表面積が１ｍ＾
    ２／ｌ〜１０ｍ＾２／ｌおよび開口気孔度が５５〜９２
    ％の自己支持性セラミック構造よりなることを特徴とす
    る前記排気ガス清浄用フィルター。 ２、基材が、特に泡沫状、羊毛状、または織物状の、多
    孔質有機材料であることを特徴とする請求項第１に記載
    のフィルター。 ３、上記基材が直線長２．５４ｃｍ当り３０〜８０個の
    呼称気孔度を有するポリウレタン泡沫状体であることを
    特徴とする請求項第２に記載のフィルター。 ４、上記セラミック粉末懸濁物が、フィルターの再生を
    排気ガスの清浄時に触媒的に促進する物質を含有してい
    るか、または熱処理によりそのような物質が形成される
    ことを特徴とする請求項第１〜３のうちのいずれか一つ
    に記載のフィルター。 ５、前記フィルターが薄い平板状または、特に円形断面
    を有する円筒形固形体状の１種以上のセラミック泡沫状
    体を含み、いくつかのセラミック泡沫状体を用いる場合
    、清浄にする排気ガスを前記物体に連続的におよび／ま
    たは同時に通過させることを特徴とする請求項第１〜４
    のうちのいずれか一つに記載のフィルター。 ６、セラミック泡沫状体を一端で任意に閉じた中空の円
    筒として作り、清浄にする排気ガスをセラミック泡沫状
    体に、その円筒軸に対して本質的に放射状に通過させる
    ことを特徴とする請求項第１〜４のうちのいずれか一つ
    に記載のフィルター。 ７、セラミック泡沫状体部材における排気ガスの流路長
    が３〜１５ｃｍであることを特徴とする請求項第５また
    は６に記載のフィルター。 ８、セラミックフォームの全容積が排気ガスを清浄にし
    ようとするディーゼル機関の容量にほぼ相当することを
    特徴とする請求項第１〜７のうちのいずれか一つに記載
    のフィルター。 ９、清浄にする排気ガスをまず初めにセラミック泡沫状
    体のより大きな気孔に、ついでより細かい気孔に通過さ
    せることを特徴とするフィルターであって、セラミック
    泡沫状体部材はより大きな気孔層およびより細かい気孔
    層からなるか、あるいは前後に配置された異なる気孔度
    の２種以上のセラミック泡沫状体部材を使用する請求項
    第１〜８のうちのいずれか一つに記載のフィルター。 １０、どの気孔系も触媒活性物質で被覆されることを特
    徴とする請求項第１〜９のうちのいずれか一つに記載の
    フィルター。
JP63259256A 1987-10-15 1988-10-14 ディーゼルエンジン排気ガス清浄用フィルター Pending JPH01199616A (ja)

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CH4051/87 1987-10-15

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