JPH0127767B2 - - Google Patents

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JPH0127767B2
JPH0127767B2 JP56168213A JP16821381A JPH0127767B2 JP H0127767 B2 JPH0127767 B2 JP H0127767B2 JP 56168213 A JP56168213 A JP 56168213A JP 16821381 A JP16821381 A JP 16821381A JP H0127767 B2 JPH0127767 B2 JP H0127767B2
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JP
Japan
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exhaust gas
hole
blowhole
partition wall
closed
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JP56168213A
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Toshuki Tsukao
Masahiro Tomita
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Soken Inc
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Nippon Soken Inc
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車などの内燃機関から排出される
排気ガス中のカーボンを主成分とする微粒子を浄
化する排気ガス浄格用構造物に関するものであ
る。
従来この種のものとしては、多数の貫通孔を隔
壁により区画したハニカム構造をもつたものがあ
る。
上記従来例のものでは排気ガスを貫通孔に通す
ことにより、その隔壁内面にカーボンを主成分と
する微粒子を捕捉させるのであるが、その隔壁と
排気ガスとの相互作用が悪く、いわゆる吹抜現像
を生じて微粒子が効率よく捕捉されないという問
題があつた。
この問題点を解決するものとして、本発明者は
先に特願昭56−32847号により改良案を出願して
いる。この先願のものは、前記貫通孔の一方の開
口端のうち互いに略均一に分散する略半数の開口
を閉鎖するとともに、その貫通孔の他方の開口端
のうち上記一方の開口が閉鎖されていない部分に
対応する開口を閉鎖し、かつ前記隔壁に、相隣れ
る貫通孔を連通する細孔を多数形成した構造であ
る。
かかる先願の構造では、貫通孔の一方の開口側
から入つた排気ガスは隔壁の細孔を通つて隣りの
貫通孔へ流れ、他方の開口側から排出されるた
め、隔壁と排気ガスとの相互作用が向上し、カー
ボンを主成分とする微粒子の捕捉効率を前述従来
例に比べて向上できる。
しかしこのような先願の構造では、確かに微粒
子の捕捉効率を向上できるが、排気ガス通過時の
圧力損失が上昇し、例えば自動車等に搭載した時
には、エンジンの背圧上昇による燃費の悪化また
はエンジンの出力低減という問題が生じる。
そこで、本発明は排気ガス通過時の圧力上昇が
抑制されかつ微粒子が効率よく捕捉できる排気ガ
ス浄化用構造物を提供することを目的とする。
そこで本発明は、貫通孔の一方の開口端を閉鎖
するとともに、貫通孔の他方の開口端のうち一方
の開口が閉鎖されていない部分に対応する開口を
閉鎖した排気ガス浄化用構造物において、排気ガ
スが貫通孔の一端側から他端側を通過する径路
に、細孔より径の大きい微粒子吹抜孔を設ける。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明す
る。
実施例 1 第1図において、Aは本発明の排気ガス浄化用
構造物であり、外形形状は直径100mm、長さ120
mm、100セル/インチ2である。この構造物Aにお
いて、ハニカム構造体1を形成する多数の貫通孔
2の隔壁3には第2図に詳細構造を示すように多
数の細孔31(1ミクロン〜90ミクロン程度の分
布)と100ミクロン以上の微粒子吹抜孔32が均
一に分散しており、これらによつて相隣れる貫通
孔2が連通するようになつている。
ハニカム構造体1の一方の端面の貫通孔開口は
一方の方向の各列(第1図参照)およびこれを直
角な方向の各列(第1図参図)とも1つおきにハ
ニカム構造体1と同一原料のカバー部材4にて閉
鎖してある。またハニカム構造体1の他方の端面
では、上記一方の端面で開口が閉鎖されていない
貫通孔開口が上記と同様のカバー部材4にて閉鎖
してある。
従つて、今この構造物Aを自動車の排気管の途
中に取り付けると、カーボン微粒子を含む排気ガ
スはI方向から構造物Aに流入し隔壁3を通つて
O方向へ流出する。そして、排気ガスが隔壁3を
通過する時一部は吹抜孔32、残りは細孔31を
通過する。今、吹抜孔32を通過した排気ガス中
のカーボン微粒子はほとんど捕集されないが、全
体的には、所定の捕集効率を有する(これについ
ては後述する。)。
次に、上記構造物Aの製造方法について説明す
る。100メツシユ(149ミクロン)以下のコージエ
ライト微粉末1500gに、280〜325メツシユ(53〜
44ミクロン)の鉄粉50g、100〜145メツシユ
(149〜105ミクロン)の鉄粉5g、メチルセルロ
ース90gおよび水400c.c.を加えて混練する。得ら
れたスラリーを周知のハニカム成形用ダイスにて
押出成形し、これを80℃で10時間乾燥する。次
に、ハニカム構造体1の貫通孔2が開口する両端
面を、ハニカム構造体1と同一材料より作製した
セラミツク製グリーンシートにて覆い、所定の治
具を用いて第1図に示すように開口が1つおきに
なるようにする。他方の端面では前記一方の端面
が閉鎖してある貫通孔を開口する。これを1300〜
1470℃で5時間焼成して構造物Aを得た。
このようにして得られた構造物Aを2200c.c.デイ
ーゼルエンジンの排気管の途中に取り付けて捕集
特性を測定した結果、1時間平均の捕集効率は60
%、1時間後の圧力損失は250mmAqであつた。な
お、エンジン条件は1000回転無負荷で行つた。
次に、構造物Aの細孔分布を第3図に示す。第
3図より数ミクロン及び数十ミクロンの細孔31
がカーボン微粒子の捕集に有効的に作用し100ミ
クロン以上の細孔が吹抜孔32として作用したも
のと考えられる。なお、本実施例では100ミクロ
ン以上の細孔容積は全細孔容積の約10%であつ
た。
なお、本実施例ではセラミツク原料としてコー
ジライトを用いたが、アルミナ、ムライト、スポ
ジユーメン等のセラミツク原料なら何れを用いて
もよい。また、細孔、吹抜孔を形成するための添
加物としては鉄粉の他に、銅粉末、ニツケル粉
末、コバルト粉末、長石の粉末等のセラミツクの
焼成温度以下で共融あるいは固溶あるいは溶融し
て液相を生じる物質ならいずれを用いてもよい。
更に、上記添加物の粒径を調整して細孔分布も第
4図のようにしても勿論よい。
次に、上記実施例1において、鉄粉の量および
粒径を変化させて作製した構造物で100ミクロン
以上の吹抜孔容積割合と1時間平均の捕集効率、
1時間後の圧力損失の関係を実施例1と同様にし
て測定した結果を第5図に示す。
第5図より、全細孔容積(細孔と吹抜孔との合
計容積)に対する100ミクロン以上の吹抜孔容積
の割合が1%未満であると圧力損失は500mmAg
を超えるため、エンジンの出力ダウン、燃費の悪
化を生じるため好ましくない、また、20%よりも
多いと捕集効率が50%より小さくなるため、好ま
しくない。従つて、100ミクロン以上の吹抜孔容
積の割合は全体の1〜20%が適当である。
この実施例において、吹抜孔32は100ミクロ
ン以上の径をもち、また細孔31は吹抜孔32よ
り小さい径で第3図もしくは第4図の細孔分布を
もつているが、これらに限定されることはない。
つまり、本発明では吹抜孔32によつて圧損上昇
を抑制しようとするものであるから、その吹抜孔
32と細孔31とは相対的に径の大きさが異なつ
ておればよい。従つて、用途、使用条件などによ
つてそれらの径の大きさは任意に調整可能である
ことは言うまでもない。但し、吹抜孔の最大径は
1個の貫通孔の相当円直径までである。これを超
えると、排気ガスのほとんどはその吹込孔を流れ
てしまい、微粒子の捕捉が行なわれない。このこ
とは後述する実施例の吹抜孔も同じことがいえ
る。
また、本発明においては貫通孔の断面形状は正
方形に限らず、長方形、三角形、六角形、円形等
があり、いずれも使用できる。
実施例 2 本実施例の構造物Aは実施例1と類似な構造
(ただし第3図に破線で細孔分布を示すように100
ミクロン以上の細孔は存在しない)であるが、こ
の実施例2では一部の貫通孔2を例えば第6図
a,bに示すように両端面とも閉鎖しないことに
より、吹抜孔5を設けたものである。本実施例で
得られた構造物Aでは両端面とも閉鎖しない貫通
孔開口面積の割合はハニカム構造体1の片面の貫
通孔開口面積(閉鎖する前の片面の全開口面積)
の約4%であつた。
本構造物Aを実施例1と同様にして捕集特性を
測定した結果1時間平均の捕集効率は63%1時間
後の圧力損失は280mmAqであつた。
次に、実施例1と同様に両端面とも閉鎖しない
貫通孔開口面積の割合を変えた時の結果を第7図
に示す。第7図より、0.5%未満あるいは10%よ
り多い場合は実施例1と同様な理由により好まし
くない。
なお、両端面とも閉鎖しない貫通孔は第6図
a,bのような配置のみならず、ランダムに分散
してもよいし、一部分に集合させても勿論よい。
実施例 3 本実施例の構造物Aは実施例1と類似な構造
(ただし第3図に破線で示すように隔壁には100ミ
クロン以上の細孔は存在しない)であるが、隔壁
3に第8図に示すように例えばドリル等により機
械的に、隔壁3の細孔より径の大きい例えば100
ミクロン以上の穴を設けてこれを孔抜孔6とした
ものである。
この穴6の、片面の貫通孔2の開口面積(閉鎖
する前の片面の全開口面積)に占める割合によつ
て圧力損失、捕集効率がどのように変化するかを
実施例1と同じ要領で測定した結果、実施例2と
同じ理由で穴6の合計面積は上記貫通孔2の開口
面積の0.5〜10%占めるのが適当であることがわ
かつた。
なお、実施例3において、吹抜孔6の径は100
ミクロン以上となつているが、これも実施例1の
ところで説明したのと同じ理由で隔壁の細孔に対
し相対的に大きければよく、特に100ミクロン以
上に限定されるものではない。但し、実施例1と
同じ理由により吹抜孔6の最大径は決定される。
以上詳述したように、本発明においては排気ガ
ス中のカーボンを主成分とする微粒子を効率よく
捕捉できるとともに、排気ガス通過時の圧損上昇
を抑制できる。
従つて、本発明は実用性の高い排気ガス浄化用
構造物を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の構造物の一実施例を示す斜視
図、第2図は第1図の要部を示す模式的断面図、
第3図および第4図は第2図における隔壁の細孔
径と細孔容積との関係を示す特性図、第5図は第
1図および第2図の構造物の作用効果の説明に供
する特性図、第6図は本発明の他の実施例を示す
平面図で、第6図aは構造物の一方の端部から、
第6図bはその他方の端部から各々見た図、第7
図は第6図の構造物の作用効果の説明に供する特
性図、第8図は本発明の更に他の実施例を示す斜
視図である。 2……貫通孔、3……隔壁、31……細孔、3
2……吹抜孔、4……カバー部材、5,6……吹
抜孔。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 排気ガスを多数の貫通孔に通すことにより、
    その排気ガス中のカーボンを主成分とする微粒子
    を捕捉し浄化するようにした排気ガス浄化用構造
    物において、前記各貫通孔を区画する隔壁に、相
    隣れる前記貫通孔を連通する多数の細孔を形成
    し、前記貫通孔の一方の開口端のうち互いに略均
    一に分散する略半数の開口を閉鎖するとともに、
    前記貫通孔の他方の開口端のうち前記一方の開口
    が閉鎖されていない部分に対応する開口を閉鎖し
    た構成を基本構造とし、 前記排気ガスが前記貫通孔の一端側から他端側
    を通過する経路に、前記細孔より径の大きい微粒
    子吹抜孔を設けることを特徴とする排気ガス浄化
    用構造物。 2 前記微粒子吹抜孔が前記隔壁に形成されてい
    ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    排気ガス浄化用構造物。 3 前記貫通孔の両端間を直接に連通して微粒子
    吹抜孔である非閉鎖領域を形成することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項又は第2項記載の排気
    ガス浄化用構造物。 4 前記隔壁に設けた吹抜孔の容積は、その吹抜
    孔と前記細孔との合計した孔容積の1〜20%占め
    ていることを特徴とする特許請求の範囲第2項記
    載の排気ガス浄化用構造物。 5 前記吹抜孔を構成する前記非閉鎖領域の面積
    は、前記貫通孔の一方の側において閉鎖する前の
    開口面積の0.5〜10%占めていることを特徴とす
    る特許請求の範囲第3項記載の排気ガス浄化用構
    造物。 6 前記隔壁に設けた吹抜孔は、前記構造物の外
    部より前記隔壁に対して機械的に設けられたもの
    であり、その吹抜孔の面積は前記貫通孔の一方の
    側において閉鎖する前の開口面積の0.5〜10%占
    めていることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の排気ガス浄化用構造物。
JP16821381A 1981-03-07 1981-10-20 排気ガス浄化用構造物 Granted JPS5870814A (ja)

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US06/354,431 US4464185A (en) 1981-03-07 1982-03-03 Exhaust gas filter

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JPS5870814A JPS5870814A (ja) 1983-04-27
JPH0127767B2 true JPH0127767B2 (ja) 1989-05-30

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