JPH0159407B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の分野 本発明はデイーゼルエンジンの排気系で用いる
粒子トラツプ、特に、粒子トラツプ・ハウジング
内にセラミツク製モノリス粒子フイルタを支持す
る支持体に関する。

発明の背景 従来、壁流型セラミツク製モノリス粒子フイル
タ（たとえば、米国特許第4276071号に開示され
ている形式のもの）を、セラミツク製モノリス触
媒コンバータまたはリアクタをそれぞれのハウジ
ング内に支持するのに通常使用されているのと同
様の方法で装着している。

こうして、普通、セラミツク製モノリス触媒リ
アクタ・コア要素をその全長にわたつて外周面で
支持しており、したがつて、該コア要素は動けな
いように保持されかつその対応したハウジングの
内面から隔離される。この方法の１つは公知であ
る（例えば米国特許第4335078号）。この種の支持
配置が従来必要と思われていたのは、セラミツク
材料で作つたコア要素が脆いと考えられており、
その全長の沿つて支持を必要とすると信じられて
いたからである。

コア要素をこのように支持する通常の配置で
は、クツシヨン作用層あるいはバツフア層（たと
えば、適当な耐火材料で作つたマツトの形態をし
ている）がコア要素の外周まわりに当てがわれて
いる。対応するハウジング内に組込まれたとき、
この材料は、所望に応じて所定の圧縮状態で、コ
ア要素の外周面とハウジングのシエル部分の内周
面との間にはさまれる。このマツト材料は適当に
圧縮されるか、あるいは成形されてコア要素とハ
ウジングの内壁面との間をシールし、排ガスのバ
イパス流を防ぐようになつている。

現在まで、壁流型セラミツク製モノリス粒子フ
イルタをそのハウジング内に同様な要領で支持す
るには、粒子フイルタの外周面と対応する粒子ト
ラツプ・ハウジングのシエル部分の内面との間で
モノリス粒子フイルタの全長にわたつてマツト材
料をサンドイツチ状にはさむことが必要と考えら
れていたのである。

壁流型セラミツク製モノリス粒子フイルタに応
用した場合などに、上記の連続支持配置では２つ
の問題を提起することが現在発見されている。す
なわち、 (1) セラミツク製モノリス粒子フイルタは鋼製ハ
ウジングとは異なつた率で膨張、収縮するの
で、このフイルタをハウジング内でその全長に
わたつて密封支持してある場合には、たとえ
ば、集めた粒子の灰化のときに半径方向、軸線
方向の両方の応力がモノリス粒子フイルタに生
じ、これは簡単に破壊係数（modules of
rupture）を越えることになる。

(2) モノリス粒子フイルタの外面まわりにバツフ
ア層を緊密に詰めると、ハウジング外方に熱を
伝える傾向があり、その結果、加熱して粒子を
灰化しているときに、フイルタ内部の温度が急
激に上昇するのに対し、フイルタの最外方セル
はそれほど急激には応答せず、したがつて、熱
勾配が生じ、モノリス粒子フイルタに熱応力ク
ラツクを生じさせることになる。もちろん、セ
ラミツク製モノリス粒子フイルタの縦横比（長
さ÷直径）が大きい（＞1.0）のであれば、軸
線方向、半径方向温度勾配によつて生じた機械
的応力は実質的に増大する。

発明の概要 本発明は、トラツプ・ハウジング内にセラミツ
ク製モノリス粒子フイルタを支持し、フイルタの
出口端部のみを密封し、セラミツク製モノリス粒
子フイルタの外面の、入口端から測つて50乃至90
％を入口排ガス温度にさらすようにした配置に関
する。

したがつて、本発明の主目的は、デイーゼルエ
ンジン排気管内で使用するようになつており、壁
流型セラミツク製モノリス粒子フイルタを装着し
たハウジングを包含し、フイルタの出口端部のみ
が密封されて排ガスのバイパス流を防ぎ、フイル
タのその入口端に隣接した外面が流入排ガス流に
さらされており、捕えた粒子を灰化するときなど
にフイルタを横切る半径方向の温度勾配を減ずる
ようになつている改良粒子トラツプを提供するこ
とにある。

本発明の別の目的は、デイーゼルエンジンの排
気系統で用いるようになつており、セラミツク製
モノリス粒子フイルタがトラツプ・ハウジング内
に装着してあつてフイルタ入口端部の外面の50か
ら90％が入口排ガスで加熱され、フイルタ入口端
部が自由に浮動し得るようになつていてトラツ
プ・ハウジングに対して自由に膨張、収縮する改
良粒子トラツプを提供することにある。

本発明のまた別の目的は、内然機関の排気系統
で用いるようになつており、セラミツク製モノリ
ス粒子フイルタを内部に装着したトラツプ・ハウ
ジングを包含し、セラミツク製モノリス粒子フイ
ルタのその出口端に隣接した外面とトラツプ・ハ
ウジングの内面との間にシールが設けてあり、フ
イルタの反対端が自由に浮動しかつトラツプ・ハ
ウジングから半径方向に隔たつており、エンジン
から排出される排ガスの流れにさらされている改
良粒子トラツプを提供することにある。

他の目的ならびにさらに他の特徴と共に本発明
をより良く理解するには、添付図面に関連した以
下の詳細な説明を参照されたい。

実施例の説明 まず第１図を参照して、ここに示す普通の壁流
型セラミツク製モノリス粒子フイルタ１０は公知
の形式のもの（例えば、米国特許第4276071号）
である。図示の構造では、フイルタ１０は円筒形
の外壁１１を有し、これの内方には多数の組合わ
せた薄くて多孔質の内壁１２が結合してある。こ
れらの内壁１２は２群の平行流路またはチヤンネ
ルを画成しており、それぞれ入口チヤンネル１４
と出口チヤンネル１５となつており、各チヤンネ
ルがフイルタの両端まで延びている。入口チヤン
ネル１４はフイルタの入口端１６のところで開口
し、出口チヤンネル１５はフイルタ入口端１６の
こころで閉じ、出口端１７のところで開いてい
る。

図示のフイルタ１０の構造では、チヤンネルは
正方形横断面のものとして示してあるが、上記米
国特許第4276071号に開示してあるように、種々
の他の形態を利用し得る。また、チヤンネルは説
明の目的のために誇張して描いてあるが、実際に
は、普通、フイルタが毎平方センチメートルあた
り15以上のチヤンネルあるいはセル（毎平方イン
チあたり100個のセル）を持つように作つてある
ことは了解されたい。

このセラミツク製モノリス粒子フイルタの構造
では、内壁１２が多孔質であつて入口チヤンネル
１４から出口チヤンネル１５に排ガスが通過でき
るようになつている。これらの内壁の多孔度は、
第１図の入口チヤンネル１４の１つに示すように
デイーゼル排ガスに存在する粒子をかなり除去
（ろ過）できるように決められる。

第２，３，４図を参照して、ここには全体的に
２０で本発明によるデイーゼル粒子トラツプが示
してあり、この粒子トラツプは第１図に示す形式
の複数のセラミツク製モノリス粒子フイルタ１０
を有する。これらのセラミツク製モノリス粒子フ
イルタは本発明によるトラツプ・ハウジング内に
装着、支持されており、デイーゼルエンジン（図
示せず）の排気系統で使用する。

粒子トラツプ２０はトラツプ・ハウジング２１
を包含する。このトラツプ・ハウジング２１は、
製作、組立を容易にすべく、上方シエル２２と下
方シエル２３とを包含する多片ハウジングの形を
している。上下のシエル２２，２３は、それぞ
れ、適当な耐熱、耐腐食性材料、たとえば、ステ
ンレス鋼で作つてあり、外方に延びる環状のフラ
ンジ２４，２５を備えている。これらのフランジ
２４，２５は、間隔を置いた孔２６を備えてお
り、それにより、上下のシエルをボルト２７、ナ
ツト２８などによつて後述するように間にフイル
タ保持板３０をはさんで互いに固着して一体構造
とすることができる。図示構造では、ナツト２８
は上方シエル２２のフランジに孔２６を囲んで溶
接などによつて固着してあり、後に明らかとなる
ように組立を容易にしている。

フイルタ保持板３０は上方シエル２２と共に排
気入口室３１を画成しており、上方シエル２２に
は一体に排気入口流路３２が形成してあり、この
排気入口流路３２の一端はデイーゼルエンジン
（図示せず）から排出された排ガスを受けるよう
に連結してあり、反対端は排気入口室３１と流体
連通している。

同様にして、フイルタ保持板３０は下方シエル
２３と共に排気出口室３３を画成している。図示
したように、下方シエル２３はそれと一体に形成
した排気出口流路３４を有し、この排気出口流路
３４の一端は出口室３３と流体連通し、反対端は
普通の排気テールパイプ（図示せず）に接続する
ようになつている。

図示したように、フイルタ保持板３０の外周縁
部にも間隔を置いて孔２６が設けてあり、これら
の孔はフランジ２４，２５の対応した孔２６と整
合している。さらに、フイルタ保持板３０は孔２
６の内側に設けた複数の間隔を置いた開口３５を
備えている。これらの開口３５は、それと組合わ
セル粒子フイルタを摺動自在に受け入れることの
できる寸法、形状となつており、したがつて、図
示実施例では、開口の形状は円形であり、このよ
うな開口が６つ第２−４図に示す構造では用いて
ある。

したがつて、図示の実施例では、６つの管状の
フイルタ支持体３６が溶接などによつて一端をフ
イルタ保持板３０に固着してあり、各フイルタ支
持体３６は対応する開口３５を囲み、第２，４図
で見て下方に排気出口室３３内に吊下がるように
配置している。

各フイルタ支持体３６は、その自由端（第２，
４図で見て下端）のところに、半径方向内方に延
びる環状のフランジ３７を備えており、対応した
粒子フイルタ１０のその外周面に隣接した出口端
１７面の一部と係合する衝合肩部を画成してい
る。

図示構造では、各フイルタ支持体３６は、その
内径が対応する粒子フイルタ１０の外径よりも所
定量大きくなつており、一方、その環状フランジ
３７は対応したフイルタの外径よりも所定量小さ
い最小内径を有する。

第４図で最も良くわかるように、各粒子フイル
タ１０はフイルタ保持板３０の開口３５を摺動自
在に貫いており、その出口端１７は対応するフイ
ルタ支持体３６内に突入しており、その結果、外
周縁に隣接した出口端１７がフイルタ支持体３６
のフランジ３７で支えられる。第４図に示すよう
に、適当な耐火材料で作つた圧縮性マツト４０が
フイルタ１０の外周面とフイルタ支持体３６の内
壁面との間にはさまれている。

図示の特定構造では、各フイルタ１０は、まず
その下方出口端１７の部分を囲んでマツト４０を
巻付けることによつて対応するフイルタ支持体３
６に組付けられる。その後、フイルタ１０および
マツト４０のこの副組立体を、内方にテーパの付
いた円筒形内壁面を有する適当な薄肉組立マンド
レル（図示せず）に挿入する。フイルタ１０およ
びそれを包んだマツト４０を挿入した組立マンド
レルを、次に、フイルタ保持板３０の開口３５に
置く。その後、フイルタ１０およびマツト４０を
組立マンドレルを通してフイルタ支持体３６内に
押し込み、フイルタ１０の出口端１７の端面をそ
のフイルタ支持体のフランジ３７と係合させる。

フイルタ１０およびマツト４０を組立マンドレ
ルを通して押し込んでいるとき、マツト４０は組
立マンドレル（図示せず）のテーパ内壁面と係合
することによつて半径方向内方へ十分に圧縮さ
れ、その結果、このマツト４０とフイルタ１０が
フイルタ支持体３６内に受け入れられ、次にマツ
ト４０はフイルタ支持体３６内にフイルタ１０を
支持し、フイルタと支持体との間をシールしてフ
イルタ１０をまわる排ガスのバイパス流を阻止す
るように位置する。

第２，３，４図に示した粒子フイルタ・ハウジ
ング２１の実施例はその中に６つの粒子フイルタ
１０を支持するようになつているので、これらの
セラミツク製モノリス式粒子フイルタ１０の縦横
比（長さ÷直径）は、或る特定の用途では、1.0
のほぼ等しいものとなる。すなわち、各フイルタ
１０の軸線方向寸法はこの用途ではその外径にほ
ぼ等しい。

第２−４図に示す構造では、各フイルタ支持体
３６の軸線方向寸法は対応するフイルタ１０の軸
線方向寸法の半分にほぼ等しい。したがつて、図
示構造では、各フイルタ１０の入口端１６部分の
約50％が排気入口室３１内にゆるく突入するよう
に位置し、それによつて、この排気入口室内に流
入する排ガスがフイルタの露出した外周面のまわ
りを流れることになる。したがつて、フイルタの
これらの露出した入口端１６部分は、流入排ガス
との熱交換関係にあり、流入排ガスの温度に実質
的に一致する温度に維持される。

図示構造では、フイルタ支持体３６が各フイル
タの出口端１７部分の約50％を支持するような軸
線方向寸法となつているが、この軸線方向寸法
が、たとえば、フイルタ１０の出口端１７部分の
10％ほどを支持し、上述の要領でシールを行なう
ように選定できることは当業者には明らかであろ
う。こうして、フイルタ支持体３６の所定の軸線
方向寸法に依存して、フイルタ１０の装着は、そ
の入口端から測つて外面の好ましくは少なくとも
50％、そして約90％までを排ガスの流入流れにさ
らしてそれによつて加熱されるように行なわれ
る。

図示構造では、適当な強め板４１，４２が片縁
を溶接などによつてフイルタ保持板３０の上面に
適当に固着してあつて、そこから上方へ突出して
いる。第３図に示すように、これらの強め板は格
子状に配置してあり、フイルタ保持板３０がフイ
ルタ１０の重量や、作動中にフイルタ保持板３０
の両側に作用する可能性のある圧力差によつて撓
むのを防ぐようにフイルタ保持板３０を補強して
いる。

もうすでに明らかなように、フイルタ保持板３
０、フイルタ支持体３６および強め板４１，４２
は、トラツプ・ハウジングの他の構成要素と同様
に、耐熱、耐腐食性のある材料、たとえば、ステ
ンレス鋼で作つてあると好ましい。

フイルタ支持体３６を上述のように閉鎖リング
状の形態をなしかつ組立マンドレルの使用を必要
とするものとして説明したが、当業者にとつて明
らかなように、所望に応じて、各フイルタ支持体
を、一体に形成した適当なクランプ配置を持つ割
りリングの形とし、フイルタとフイルタ支持体と
の間にマツトを密封係合させるようにするか、あ
るいは、フイルタ支持体をホースクランプに類似
したクランプを持つ割りリング形態とし、支持体
の割りシーム縁を相互に溶接前に所望に応じてフ
イルタまわりにマツト４０を組付け、圧縮してい
る最中に支持体を囲み、その後、クランプを取外
せるようにしてもよい。

好ましくは、第２−４図に示すように、粒子ト
ラツプ２０は外方シエル４５も包含し、この外方
シエル４５は上方シエル２２を補充する適当な形
状となつており、上方シエル２２の主本体部に対
して隔たつた関係で上方シエル２２上に乗り、そ
れらの間に適当な市販の耐熱断熱材４６をゆるく
はさめるように位置する。図示のように、外方シ
エル４５は外方入口シエル部４７を包含し、この
外方入口シエル部４７は排気入口流路３２をゆる
く囲んで間に同様な断熱材４６をゆるくはさむよ
うになつている。

第２，４図で最も良くわかるように、外方シエ
ル４５の外縁部は、溶接などによつて、上方シエ
ル２２のフランジ２４の外周縁に固着してあり、
排気入口流路３２と入口シエル部４７両方の前縁
は溶接などによつて孔あき入口リング・フランジ
４８（実際には排気入口流路３２の一部となつて
いる）に固着してある。リング・フランジ４８
は、たとえば、周方面に隔たり、内ねじを切つた
ねじ受け孔４８ａを備え、公知要領でエンジンの
排気系統内に固着することができる。

作動にあたつて、デイーゼルエンジン（図示せ
ず）から排出された排ガスは排気入口流路３２を
経て入口室３１に流入する。入口室３１に入つた
排ガスは、フイルタ１０の入口端１６部分に隣接
した外周面をまわつて自由に流れ、また、フイル
タの入口チヤンネル１４にも流入し、多孔質壁面
１２を通つて流れ、出口チヤンネル１５を経て排
気出口室３３に流出する。排気出口室３３から、
今やきれいになつた排ガスは排気出口流路３４を
通つて、たとえば、大気中に流出する。

この分野では周知のように、エンジンからの排
出される排ガス内の粒子の実質的な部分は除去
（ろ過）され、フイルタの多孔質壁面１２上に集
まることになる。したがつて、フイルタ１０に捕
えられた粒子は灰化などによつて周期的に清掃、
除去しなければならない。

公知のように、粒子の灰化は適当な熱源、たと
えば、電気ヒータ手段あるいは燃料バーナー組立
体によつて開始できる。この燃料バーナー組立体
は、通常、空気／燃料ノズルと点火器とを包含
し、これらを、たとえば、第２図に示すような排
気入口流路３２とエンジンの排気マニホルド（図
示せず）との間に適当な接続したダクト５０内に
装着するか、あるいは、それと作動状態で組合わ
せることができる。あるいは、公知のように吸気
スロツトリングを使用して粒子の灰化を行なうこ
ともできるし、あるいは、所望に応じて、適当な
触媒材料をフイルタに被覆するか、デイーゼル燃
料内に添加するかして粒子の灰化を行なうことも
できる。燃料添加剤として使用できる適当な触媒
材料としては、ナフテン酸銅（copper
naphthenate）、酢酸第二銅（cooper acetate）、
テトラエチル鉛（tetraethyl lead）、メチルシク
ロペンタジニル マンガン トリカルボニル
（methylcyclopentadienyl menganese
tricarbonyl）などがあり、これら添加剤はデイ
ーゼル粒子の点火温度を約600℃から約420℃に低
下させる。

本発明に従つて内部にセラミツク製モノリス粒
子フイルタ１０を装填した、全体的に６０で示す
粒子トラツプの別の実施例が第５，６図に示して
ある。

この実施例では、粒子トラツプ６０は管状のト
ラツプ・ハウジング６１を備えており、このトラ
ツプ・ハウジング６１は一端に排気入口６３を、
反対端に排気出口６４を有する管状フイルタ・ハ
ウジング６２を包含する。

図示の構造では、フイルタ・ハウジング６２は
円形の内方シエル６５とこれをゆるく囲む外方シ
エル６６とを包含する。これらのシエルはその両
端を溶接などによつて一対の環状フランジ６７に
適当に固定してある。各フランジは周方向に隔た
つた内ねじ付きの孔６８を備えている。第５図で
最も良くわかるように、適当な耐高温断熱材７０
が、フランジ６７間の軸線方向寸法に沿つて内外
シエル６５，６６間にゆるくはさまれている。

セラミツク製モノリス粒子フイルタ１０をフイ
ルタ・ハウジング６２の内方シエル６５内に装着
するには、その出口端１７部分をフイルタ支持シ
リンダ７１内に支え、次にこのフイルタ支持シリ
ンダの一端を溶接などによつてリング・フランジ
７２に適当に固着する。このリング・フランジ７
２はフイルタ・ハウジング６２の排出端（第５図
で見て右端）でフランジ６７に固着されるように
なつている。この目的のために、リング・フラン
ジ７２は周方向に隔たつた孔７３を備えており、
これらの孔は対応するフランジ６７にあるねじ孔
６８を整合している。

第５図に示すように、支持シリンダ７１の外径
は内方シエル６５の内径よりも所定量だけ小さ
く、内方シエル６５内にそれと接触状態で実質的
に同心に装着することができる。また、図示のよ
うに、支持シリンダ７１の内径は対応するセラミ
ツク製モノリス粒子フイルタ１０の外径よりも所
定量だけ大きい。

セラミツク製モノリス粒子フイルタ１０はその
出口端１７部分で耐火マツト４０によつて支持シ
リンダ７１内に同心に支持されている。耐火マツ
ト４０はフイルタ１０のこの端部の外周面のまわ
りに巻き付けてあり、この外周面と支持シリンダ
７１の内面との間で圧縮状態にはさまれている。

セラミツク製モノリス粒子フイルタ１０は半径
方向内方へ延びる止め７４によつて一方向へ軸線
方向運動しないように保持されている。これらの
止めは、図示構造では、リング・フランジ７２に
対して軸線方向に隔たり、互いには周方向に隔た
つた関係で溶接などによつて支持シリンダ７１の
内面に適当に固着してある。

或る特定の用途においては、上記組立体は割り
支持シリンダ７１を使用して作つた。セラミツク
製モノリス粒子フイルタ１０まわりにマツト４０
を巻き付けた後、この副組立体を割り支持シリン
ダ７１内に挿入し、フイルタ１０の出口端１７部
分を止め７４と衝合させた。ホースクランプに類
似し、適当な直径を持つクランプ（図示せず）を
割り支持シリンダを囲むように設置し、マツト４
０の圧縮を行なうように引き上げ、割り支持シリ
ンダ７１の割り縁を互いに衝合するように引寄
せ、その後、これらの縁を相互に溶接して周方向
に閉じた支持シリンダを形成した。クランプを取
除いた後、支持シリンダ７１の自由端を第５図に
示すようにリング・フランジ７２に溶接した。

今や明らかなように、セラミツク製モノリス粒
子フイルタ１０は出口端１７部分でマツト４０お
よび支持シリンダ７１によつて内方シエル６５内
に片持ち式に支持され得る。この配置では、セラ
ミツク製モノリス粒子フイルタ１０の入口端１６
部分は自由に浮動することができ、その外周面は
内方シエル６５の内壁面と共に、エンジンから排
出される流入排ガスと流体連通する環状流路を画
成している。

支持シリンダ７１およびマツトの軸線方向寸法
は、たとえば、セラミツク製モノリス粒子フイル
タ１０の好ましくは50％、そして約90％までを排
ガスの流入流に対して熱交換関係で設置できるよ
うに選定され得る。換言すれば、セラミツク製モ
ノリス粒子フイルタ１０の軸線方向長さのほんの
10％ないし50％をマツト４０と支持シリンダ７１
とによつて支持、密封すればよい。

さて排気入口６３に言及するが、図示の構造で
は、この排気入口は内方排気移行入口流路８０を
包含し、これはその中間を外方シエル８１でゆる
く囲まれており、それらの間には断熱材７０がゆ
るくはさまれている。縮径入口端（第５図で見て
左端）で、入口流路８０および出口シエル８１は
溶接によつてリング取付フランジ８２に固着して
ある。このリング取付フランジ８２を貫いて周方
向に隔たつた、ねじ付きの孔８２ａが設けてあ
る。それによつてデイーゼルエンジン（図示せ
ず）の排気系統に固着することができる。反対側
の拡大端で、入口流路８０および外方シエル８１
は相互にかつリング・フランジ８３に溶接してあ
る。このリング・フランジ８３はそれを貫いて間
隔を置いたボルト受け孔８４が設けてある。

排気入口６３はフイルタ・ハウジング６２の入
口端に固着してあり、それらの間に孔付き拡散器
スクリーン・プレート８５がねじ８６によつて装
着してある。これらのねじ８６はリング・フラン
ジ８３の孔８４および拡散器プレート８５にある
対応孔を貫通して対応するフランジ６７の内ねじ
孔６８と螺合している。適当なリング・ガスケツ
ト８９が、リング・フランジ８３と拡散器スクリ
ーン・プレート８５の間、そして、拡散器スクリ
ーン・プレート８５と対応フランジ６７の間に設
置してある。

第５図に示すように、拡散器スクリーン・プレ
ート８５は同心列の隔たつた孔８７と中心開口８
８とを備えている。この中心開口８８はベース・
ポスト９０のねじ付きの縮径端を受けるようにな
つている。ベース・ポスト９０は中空のピラミツ
ド断面筒形拡散器９１の基部から外方へ突出する
ように溶接などによつて固着してある。図示のよ
うに、ナツト９２を使用してベース・ポスト９０
を拡散器スクリーン・プレート８５に固着してい
る。

拡散器９１は排気入口流路８０の中央に位置し
ており、さらに、隔たつた支柱９３（第５図に２
つだけ示す）によつて支えられている。これらの
支柱は溶接などにより両端でこれらの要素に固着
してある。

排気出口６４は排気排出ダクト１００を包含
し、このダクトの拡大端が溶接などによつてリン
グ・フランジ１０１に固着してある。このリン
グ・フランジを貫いて間隔を持つ孔１０７が設け
てある。排気出口６４はフイルタ・ハウジング６
２の出口端にねじ８６で固着してあり、それらの
間に支持シリンダ７１のフランジ７２がはさまれ
ている。適切なリングガスケツトが隣接する要素
の間に位置決められている。

好ましくは、第５図の実施例に示すように、多
孔の環状草花保護シールド（weed and grass
shield）１０２が設けてあつて排気排出ダクト１
００を半径方向に隔たつた状態で囲んでいる。図
示構造では、複数のスペーサ支持体１０３が一端
を溶接などによつて排気排出ダクト１００の拡大
端の外面に固着してあり、互いに周方向に隔た
り、フランジ１０１から軸線方向外方に隔たつて
位置している。第５図にはこのようなスペーサ支
持体を１つだけ示す。

各スペーサ支持体１０３の自由端には、内ねじ
付きの盲孔１０４が設けてあり、この盲孔はシー
ルド１０２にある孔１０６を貫通しているねじ１
０５と螺合するようになつている。それによつ
て、シールドを排気排出ダクト１００に取外自在
に取付けることができる。

明らかなように、セラミツク製モノリス粒子フ
イルタ１０の縦横比（長さ÷直径）が1.0よりも
実質的に大きい場合、そして、たとえば、その出
口端１７部分の約50％未満が上述の要領で支持さ
れることになつている場合には、適当な要領でセ
ラミツク製モノリス式粒子フイルタ１０の入口端
１６部分のための非密封式二次支持体を設けて流
入排ガスが依然としてこの入口端１６部分をまわ
つて流れ得るようにすることが望ましい。

このようにして、たとえば、第６図に示す第５
図の粒子トラツプ実施例の変形例では、フイルタ
１０の入口端１６部分は二次支持要素７５によつ
て支持されており、この二次支持要素は、たとえ
ば、薄いステンレス鋼板で作つた比較的可撓性の
ある波形帯の形態で示してあり、フイルタ１０の
外周面と内方シエル６５の内面との間でフイルタ
１０の外周面を囲み、フイルタ１０がその入口端
１６の端面に隣接しても支持されるように位置し
ている。第６図に示すように、波形帯の二次支持
要素７５のフイルタ１０と内方シエル６５との接
触量は最少となつており、フイルタの外面まわり
の排ガスの流れに実質的に干渉しない軸線方向流
路を提供している。この二次支持要素７５はその
意図した機能を満たすべく所望に応じて適当な軸
線方向寸法のものであつてもよい。

当業者には明らかなように、フイルタ１０のこ
の入口端１６部分に置く二次支持要素として目の
粗い金属メツシユ材料のような他の材料を使用し
てもよく、要するに必要なのは、入口端１６部分
でのこの二次支持要素がフイルタに二次的な支え
を与えると共にフイルタ１０のその入口端１６に
隣接した外面のまわりを流入排ガスが自由に循環
できるようになつていることなのである。

第５図の粒子トラツプ６０または第６図の変形
例の動作時、デイーゼルエンジン（図示せず）か
ら排出された排ガスは入口流路８０を経てフイル
タ・ハウジング６２の入口端に流れ、フイルタ１
０の外部露出入口端１６をまわつて流れ、この入
口端１６が先に説明した要領でフイルタ１０を通
つて流れている排ガスと加熱接触状態になる。フ
イルタ１０のまわりの排ガスのバイパス流はフイ
ルタ１０および支持シリンダ７１と密封係合して
いるマツト４０で阻止され、もちろん、支持シリ
ンダ７１を通つてバイパスするのも、支持シリン
ダ７１と内方シエル６５の間の半径方向シールと
して作用するリング・フランジ７２によつて阻止
される。

今や明らかとなつたように、図示したフイルタ
支持構造によれば、フイルタ１０の少なくとも50
％、約90％までが自由な状態に置かれ、流入排ガ
スにさらされるので、フイルタの半径方向、軸線
方向応力は実質的に減じられ、フイルタのこの端
を横切る熱勾配もかなり減じられることになる。

本発明を特定の実施例について説明してきた
が、発明の範囲から逸脱することなく種々の変更
が当業者によつてなされ得るのは明らかであるか
ら、発明を上記実施例の詳細に限定するつもりは
ない。たとえば、粒子フイルタ支持構造を円形外
面形状を有するフイルタと一緒に使用するものと
して説明してきたが、これらの支持構造が他のフ
イルタ形状を支持するように容易に変更できるこ
とは明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は普通の壁流型セラミツク製モノリス粒
子フイルタの構造を示す概略断面図であり、入
口、出口チヤンネルを説明のために拡張して示し
ている図である。第２図は本発明による複数のセ
ラミツク製モノリス粒子フイルタを内部に装着し
たトラツプ・ハウジングを包含する第１の粒子ト
ラツプ実施例の側面図であり、トラツプ・ハウジ
ングの一部を破断して組立体の内部の詳細を示す
図である。第３図は第２図の粒子トラツプの頂面
図であり、その一部を破断して構造の内部の詳細
を示す図である。第４図は第２図の４−４線に沿
つた断面図である。第５図は本発明によるトラツ
プ・ハウジング内に装着したセラミツク製モノリ
ス粒子フイルタを有する別の粒子トラツプ実施例
の断面図である。第６図は第５図のものに類似し
ているが、フイルタ入口端部に二次フイルタ支持
体を設けた粒子トラツプのさらに別の実施例の入
口端面図である。 〔主要部分の符号の説明〕、２０……粒子トラ
ツプ、３１，３２……排気入口手段、３３，３４
……排気出口、２２，２３……壁手段、２１……
トラツプハウジング手段、１６……入口端、１７
……出口端、１０……粒子フイルタ、３６……支
持体、４０……マツト、３０……フイルタ保持
板、７１，７２，７４……フイルタ支持手段。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイーゼルエンジンの排気系統で用いてエン
   ジンから排出される排ガスから粒子を除去する粒
   子トラツプ２０であつて、一端で排気入口手段３
   １，３２と共に１つの室を画成し、反対端で排気
   出口３３，３４を画成している壁手段２２，２３
   を備えるトラツプ・ハウジング手段２１と、該ト
   ラツプ・ハウジング手段の前記室内にある入口端
   １６と出口端１７とを備える少なくとも１つのセ
   ラミツク製モノリス壁粒子フイルタ１０とを有す
   る粒子トラツプにおいて、さらに、フイルタ支持
   手段を包含し、それぞれの支持手段が形造られた
   支持体３６と、耐火材料の圧縮性マツト４０とを
   包含し、該圧縮性マツトが前記出口端１７に隣接
   して前記粒子フイルタ１０の一部を囲み、前記壁
   手段２２，２３と組合わせてあつて前記トラツ
   プ・ハウジング手段２１内で前記粒子フイルタ１
   ０の支持を行い、前記排気入口手段３１，３２か
   ら前記粒子フイルタ１０をまわつて前記排気出口
   ３３，３４までのバイパス流が生じるのを防いで
   おり、前記粒子フイルタ１０のその入口端１６に
   隣接した外面の少なくとも50％が前記壁手段２
   ２，２３に対して離間した関係となつていて前記
   排気入口手段３１，３２と流体連通する流路手段
   を画成しており、それによつて、流入排ガスが前
   記粒子フイルタ１０の露出部分をまわつて流れて
   前記入口端１６に隣接した粒子フイルタ外面を加
   熱し、エンジン作動中の前記粒子フイルタ１０の
   熱応力を減じるようになつていることを特徴とす
   る粒子トラツプ。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の粒子トラツプに
   おいて、前記フイルタ支持手段がフイルタ支持板
   ３０を包含し、該フイルタ支持板が前記トラツ
   プ・ハウジング手段２１と作動的に組合わせてあ
   つて前記室を前記支持板３０の片側に位置する入
   口室３１と、前記支持板３０の反対側に位置する
   出口室３３とに分割しており、前記粒子フイルタ
   １０のその入口端１６に隣接する外面の少なくと
   も50％が前記入口室３１内に延びていることを特
   徴とする粒子トラツプ。 ３ 特許請求の範囲第１項記載の粒子トラツプに
   おいて前記フイルタ支持手段は前記排気出口１０
   ０に隣接して前記トラツプ・ハウジング手段６２
   に同心に装着したフイルタ支持手段７１，７２，
   ７４であり、前記粒子フイルタ１０のその入口端
   １６に隣接した外面の少なくとも50％からほぼ90
   ％が前記壁手段６５に対して離間した関係にあつ
   て前記排気入口手段８０と流体連通する前記流路
   手段を画成していることを特徴とする粒子トラツ
   プ。