JPH0211288B2 - - Google Patents
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- JPH0211288B2 JPH0211288B2 JP57055591A JP5559182A JPH0211288B2 JP H0211288 B2 JPH0211288 B2 JP H0211288B2 JP 57055591 A JP57055591 A JP 57055591A JP 5559182 A JP5559182 A JP 5559182A JP H0211288 B2 JPH0211288 B2 JP H0211288B2
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
- F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
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- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
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- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
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- Filtering Materials (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明はガス中に含まれる可燃性微粒子、特に
自動車の排ガス中に含まれるカーボン等の可燃性
微粒子を除去するためのフイルタ装置に関するも
のであり、更に詳しくはフイルタ自体に通電して
発熱させることにより、高濾過性を保持したま
ま、濾別した可燃性微粒子を効率的に燃焼除去す
るフイルタに関するものである。
自動車の排ガス中に含まれるカーボン等の可燃性
微粒子を除去するためのフイルタ装置に関するも
のであり、更に詳しくはフイルタ自体に通電して
発熱させることにより、高濾過性を保持したま
ま、濾別した可燃性微粒子を効率的に燃焼除去す
るフイルタに関するものである。
［従来の技術］
従来、例えば公害対策として自動車エンジンの
排ガス中に含まれるカーボン微粒子を除去するた
めに、排気系または排気還流系に、フイルタを用
いることが提案されているが、長期の使用におい
てはカーボンが堆積して目詰りを起こし、圧力損
失を生ずるという問題があつた。この問題を解消
するものとしてフイルタの微粒子補捉部位にニク
ロム線等のヒータあるいは発熱金属層を組み合わ
せて通電加熱したり、捕捉部位に燃料を噴射して
燃料の燃焼熱で加熱したり、高圧電極を設けて火
花放電により加熱したり、又、フイルタをカーボ
ン繊維とし、そのカーボン繊維に通電することに
より加熱して、カーボン微粒子を焼却し、目詰ま
りを防ぐ方法がとられていた。
排ガス中に含まれるカーボン微粒子を除去するた
めに、排気系または排気還流系に、フイルタを用
いることが提案されているが、長期の使用におい
てはカーボンが堆積して目詰りを起こし、圧力損
失を生ずるという問題があつた。この問題を解消
するものとしてフイルタの微粒子補捉部位にニク
ロム線等のヒータあるいは発熱金属層を組み合わ
せて通電加熱したり、捕捉部位に燃料を噴射して
燃料の燃焼熱で加熱したり、高圧電極を設けて火
花放電により加熱したり、又、フイルタをカーボ
ン繊維とし、そのカーボン繊維に通電することに
より加熱して、カーボン微粒子を焼却し、目詰ま
りを防ぐ方法がとられていた。
［発明が解決しようとする問題点］
しかし、ニクロム線等を使用する場合は発熱面
積が少なくてエネルギ効率が悪く、又、フイルタ
への取り付けも手間のかかるものであり、発熱金
属層を設ける場合は濾過の障害にならないように
細く小面積に設けなくてはならず、やはりエネル
ギー効率が悪く、取り付けも手間がかかるもので
あり、細い線であるので酸化腐蝕による断線の恐
れもあつた。この他、排ガスの冷却作用により昇
温がうまくゆかない場合はエンジンを止めてか
ら、フイルタにたまつたカーボン微粒子を燃焼さ
せなければならないことも生じた。又、燃料噴射
および高圧放電方法は格別に複雑な装置を必要と
し、エネルギーを大量に消費し、燃料による火災
上の問題、放電によるフイルタの損傷を生じ、
又、カーボン繊維を使用したものは繊維自体が燃
焼により消失してしまう欠点を有していた。
積が少なくてエネルギ効率が悪く、又、フイルタ
への取り付けも手間のかかるものであり、発熱金
属層を設ける場合は濾過の障害にならないように
細く小面積に設けなくてはならず、やはりエネル
ギー効率が悪く、取り付けも手間がかかるもので
あり、細い線であるので酸化腐蝕による断線の恐
れもあつた。この他、排ガスの冷却作用により昇
温がうまくゆかない場合はエンジンを止めてか
ら、フイルタにたまつたカーボン微粒子を燃焼さ
せなければならないことも生じた。又、燃料噴射
および高圧放電方法は格別に複雑な装置を必要と
し、エネルギーを大量に消費し、燃料による火災
上の問題、放電によるフイルタの損傷を生じ、
又、カーボン繊維を使用したものは繊維自体が燃
焼により消失してしまう欠点を有していた。
更に堆積したカーボンは導電性が比較的高いの
で、排ガス管内に露出している加熱・放電用電極
や導線の内、反接地側と排ガス管との間のシヨー
ト・漏電を生じさせ、通電加熱や放電加熱による
焼却処理自体が不可能となつてしまう場合があつ
た。
で、排ガス管内に露出している加熱・放電用電極
や導線の内、反接地側と排ガス管との間のシヨー
ト・漏電を生じさせ、通電加熱や放電加熱による
焼却処理自体が不可能となつてしまう場合があつ
た。
［発明の構成］
以上の問題点に鑑み、本発明者らは、鋭意研究
の結果、上記問題点を解決するフイルタを完成し
たものである。
の結果、上記問題点を解決するフイルタを完成し
たものである。
即ち、本発明の要旨とするところは、通電発熱
性壁体の組み合わせにより貫通した通路群を形成
するハニカム状構造体の該通路内に濾過作用を有
するスケルトン型濾過体が充填されるとともに、
通路群のガス流入側開口部のある通電発熱性壁体
の端面に一方の電極を形成し、通路群のガス流出
側開口部のある通電発熱性壁体の端面に他方の電
極を形成してなることを特徴とする可燃性微粒子
除去用フイルタにある。ここで、スケルトン型濾
過体とは、フエルト状、織布状又は海綿状をなし
排ガス中の微粒子の濾過機能を呈する多孔性材を
言う。
性壁体の組み合わせにより貫通した通路群を形成
するハニカム状構造体の該通路内に濾過作用を有
するスケルトン型濾過体が充填されるとともに、
通路群のガス流入側開口部のある通電発熱性壁体
の端面に一方の電極を形成し、通路群のガス流出
側開口部のある通電発熱性壁体の端面に他方の電
極を形成してなることを特徴とする可燃性微粒子
除去用フイルタにある。ここで、スケルトン型濾
過体とは、フエルト状、織布状又は海綿状をなし
排ガス中の微粒子の濾過機能を呈する多孔性材を
言う。
［実施例］
次に本発明の可燃性微粒子除去用フイルタの実
施例を図に基づいて説明してゆく。
施例を図に基づいて説明してゆく。
第１図は本発明フイルタの第１実施例の断面
図、第２図はその側面図、第３図はその部分破断
斜視図を表わす。１は可燃性微粒子除去用フイル
タ、２は通電発熱性壁体、３はスケルトン型濾過
体、４及び５はガス流入側あるいはガス流出側の
電極を表わす。ここにおいて壁体２は充分緻密で
通常ほとんど気密性であり、通路６を４方向から
囲むように組み合わされて形成し、全体として四
角柱状の通路６は第２図の如く規則正しく積み重
なるような形に構成されて、ハニカム状構造体を
なしている。壁体２の材質は通電発熱性であり、
つ耐熱性があれば使用可能であるが、一般に炭化
珪素あるいは二珪化モリブデン等を主成分とし必
要に応じてアルミナ、シリカ等を添加したものが
用いられる。
図、第２図はその側面図、第３図はその部分破断
斜視図を表わす。１は可燃性微粒子除去用フイル
タ、２は通電発熱性壁体、３はスケルトン型濾過
体、４及び５はガス流入側あるいはガス流出側の
電極を表わす。ここにおいて壁体２は充分緻密で
通常ほとんど気密性であり、通路６を４方向から
囲むように組み合わされて形成し、全体として四
角柱状の通路６は第２図の如く規則正しく積み重
なるような形に構成されて、ハニカム状構造体を
なしている。壁体２の材質は通電発熱性であり、
つ耐熱性があれば使用可能であるが、一般に炭化
珪素あるいは二珪化モリブデン等を主成分とし必
要に応じてアルミナ、シリカ等を添加したものが
用いられる。
濾過体３は通路６に隙間なく満たされた形で形
成されており、その構成成分は壁体２と同一のも
の等発熱導電性のセラミツク材料が使用できる
が、その他にアルミナ、チタン酸アルミニウム、
ムライト、コージライト等の非導電性酸化物等も
主成分又は添加物として使用可能である。
成されており、その構成成分は壁体２と同一のも
の等発熱導電性のセラミツク材料が使用できる
が、その他にアルミナ、チタン酸アルミニウム、
ムライト、コージライト等の非導電性酸化物等も
主成分又は添加物として使用可能である。
この濾過体３に白金、ロジウム、パラジウム等
の触媒金属を担持させておけばカーボンの焼却を
より低い温度で行うことができるので有利であ
る。
の触媒金属を担持させておけばカーボンの焼却を
より低い温度で行うことができるので有利であ
る。
電極４，５は壁体２からなるハニカム状構造体
の内、通路６のガス流入側開口部あるいはガス流
出側開口部があるフイルタ１の両端部に各々形成
されている。両電極４，５は濾過体３の端面には
設けられていないので、第２図の如く格子状を呈
している。その材質は白金、ニツケル、コバルト
等の金属粉末を主成分とし、必要に応じて珪素等
の粉末を添加したものが用いられる。
の内、通路６のガス流入側開口部あるいはガス流
出側開口部があるフイルタ１の両端部に各々形成
されている。両電極４，５は濾過体３の端面には
設けられていないので、第２図の如く格子状を呈
している。その材質は白金、ニツケル、コバルト
等の金属粉末を主成分とし、必要に応じて珪素等
の粉末を添加したものが用いられる。
上記の如くの構造を有する第１実施例のフイル
タは例えば次のような方法によつて製造される。
先ず、ハニカム構造体を製造するには、例えば次
のようになされる。炭化珪素あるいは二珪化モリ
ブデン等の主成分の他に、アルミナ、シリカ等の
原料微粉末、アルギン酸ソーダ、アルギン酸アン
モン、ポリビニールアルコール等の有機バイン
ダ、水、エチルアルコール等の溶剤を加えて混練
して調合物を作り、これを貫通孔の断面形状が三
角形、四角形、六角形等の多角形及び円形、楕円
形等の所定の形状を構成するように多数のスリツ
トからなるダイスより押し出すことにより一体構
造の長尺物を得、該長尺物を必要な長さに切断す
ることにより生のハニカム状構造体を得ることが
できる。又、ハニカム状構造体の通路６の形状は
四角柱、六角柱、三角柱等の各種の形態を選択す
ることが可能である。
タは例えば次のような方法によつて製造される。
先ず、ハニカム構造体を製造するには、例えば次
のようになされる。炭化珪素あるいは二珪化モリ
ブデン等の主成分の他に、アルミナ、シリカ等の
原料微粉末、アルギン酸ソーダ、アルギン酸アン
モン、ポリビニールアルコール等の有機バイン
ダ、水、エチルアルコール等の溶剤を加えて混練
して調合物を作り、これを貫通孔の断面形状が三
角形、四角形、六角形等の多角形及び円形、楕円
形等の所定の形状を構成するように多数のスリツ
トからなるダイスより押し出すことにより一体構
造の長尺物を得、該長尺物を必要な長さに切断す
ることにより生のハニカム状構造体を得ることが
できる。又、ハニカム状構造体の通路６の形状は
四角柱、六角柱、三角柱等の各種の形態を選択す
ることが可能である。
次に濾過体３をハニカム状構造体の通路６の中
に形成するには、その組成が焼成処理により、ス
ケルトン型の濾過体となるように配合された生の
セラミツクペーストを上記ハニカム状構造体の通
路６に充填した後、加熱焼成してもよく、例え
ば、セラミツク原材料粉末に必要に応じて分散
媒、バインダを配合したものに更に、ポリオール
とポリイソシアネートのような軟質ウレタンフオ
ーム原液を添加混合したものを通路６内に注入
し、その結果生じるイソシアネートの発泡反応に
より通路６内に生のセラミツク発泡体が形成され
た後、乾燥後加熱焼成することによりなしてもよ
い。この他、既に通路６と同形状に形成されたプ
ラスチツクフオームに、セラミツク原材料に分散
媒、バインダ等を配合した泥漿状調合物を含浸さ
せたものを通路６に挿入し、乾燥後加熱焼成する
ことにより、通路６内に濾過体３を形成すること
もできる。この場合、フオームの孔目の大きさを
変化させることにより濾過体３の孔目を気体流動
方向に連続して小さくしてゆくこともでき、その
結果、濾過体中に、より均一に微粒子を分散捕捉
することができ、焼却処理をより効率的になすこ
とができる。
に形成するには、その組成が焼成処理により、ス
ケルトン型の濾過体となるように配合された生の
セラミツクペーストを上記ハニカム状構造体の通
路６に充填した後、加熱焼成してもよく、例え
ば、セラミツク原材料粉末に必要に応じて分散
媒、バインダを配合したものに更に、ポリオール
とポリイソシアネートのような軟質ウレタンフオ
ーム原液を添加混合したものを通路６内に注入
し、その結果生じるイソシアネートの発泡反応に
より通路６内に生のセラミツク発泡体が形成され
た後、乾燥後加熱焼成することによりなしてもよ
い。この他、既に通路６と同形状に形成されたプ
ラスチツクフオームに、セラミツク原材料に分散
媒、バインダ等を配合した泥漿状調合物を含浸さ
せたものを通路６に挿入し、乾燥後加熱焼成する
ことにより、通路６内に濾過体３を形成すること
もできる。この場合、フオームの孔目の大きさを
変化させることにより濾過体３の孔目を気体流動
方向に連続して小さくしてゆくこともでき、その
結果、濾過体中に、より均一に微粒子を分散捕捉
することができ、焼却処理をより効率的になすこ
とができる。
電極４，５をハニカム状構造体の端面に形成す
るには、前記のような金属粉末に分散媒、バイン
ダ等を必要量添加配合したペーストをプリント印
刷等により生または焼結した状態のハニカム状構
造体の端面に塗布した後、フイルタ全体を焼成す
る時に同時に、または別途に、焼成されることに
よりなされる。
るには、前記のような金属粉末に分散媒、バイン
ダ等を必要量添加配合したペーストをプリント印
刷等により生または焼結した状態のハニカム状構
造体の端面に塗布した後、フイルタ全体を焼成す
る時に同時に、または別途に、焼成されることに
よりなされる。
上述した第１実施例のフイルタは直方体形状で
あるが、本発明フイルタの適用箇所に応じて、
様々な形状、例えば、円筒状、三角柱状、六角柱
状等の形状を採用することは可能である。
あるが、本発明フイルタの適用箇所に応じて、
様々な形状、例えば、円筒状、三角柱状、六角柱
状等の形状を採用することは可能である。
ここで第１実施例のフイルタが気体中の可燃性
微粒子除去のために使用された場合、例えば、第
１図における左側Ｆ方向から、濾過すべき気体が
入つてくると、気体は通路６内の多孔質の濾過体
に浸入する。その結果、気体中の微粒子が濾過体
中に分散して補捉されることになる。このように
して捕捉された微粒子は、電極４，５に通電され
ることにより、ハニカム状構造体の壁体２に主と
して電気が流れ、壁体２が安定に発熱し、次いで
その熱は濾過体３に伝導して、付着物を発火点以
上に昇温し、燃焼消滅するのである。
微粒子除去のために使用された場合、例えば、第
１図における左側Ｆ方向から、濾過すべき気体が
入つてくると、気体は通路６内の多孔質の濾過体
に浸入する。その結果、気体中の微粒子が濾過体
中に分散して補捉されることになる。このように
して捕捉された微粒子は、電極４，５に通電され
ることにより、ハニカム状構造体の壁体２に主と
して電気が流れ、壁体２が安定に発熱し、次いで
その熱は濾過体３に伝導して、付着物を発火点以
上に昇温し、燃焼消滅するのである。
この通電発熱焼却処理が電極間に通電するだけ
で濾過処理と同時にできるので、フイルタを取り
はずして焼却処理をする必要がなく、長時間の使
用でも目詰まりを生ずることがないのである。
で濾過処理と同時にできるので、フイルタを取り
はずして焼却処理をする必要がなく、長時間の使
用でも目詰まりを生ずることがないのである。
また、後述の第２実施例のごとく排ガス管等で
使用された場合、両方の電極が濾過されていない
ガス中に曝れることがない。従つてガス流出側の
電極を反接地側の電極とすることができる。この
ことにより、カーボン微粒子が反接地側電極やそ
の導線に堆積することがなく、漏電・シヨートが
防止できる。接地側の電極やその導線に堆積して
も排ガス管とは同電位であるので問題ない。
使用された場合、両方の電極が濾過されていない
ガス中に曝れることがない。従つてガス流出側の
電極を反接地側の電極とすることができる。この
ことにより、カーボン微粒子が反接地側電極やそ
の導線に堆積することがなく、漏電・シヨートが
防止できる。接地側の電極やその導線に堆積して
も排ガス管とは同電位であるので問題ない。
上記のフイルタの形状としては、壁体の厚さ
0.2mm〜１mm、通路の縦２mm〜５mm、横２mm〜５
mmのものが一般的である。
0.2mm〜１mm、通路の縦２mm〜５mm、横２mm〜５
mmのものが一般的である。
次に第２実施例として第４図及び第５図に、自
動車エンジンの排気管あるいは排ガス還流管に適
用した本発明に従う円筒形フイルタの例を示す。
第４図は部分断面図、第５図は側面図である。
動車エンジンの排気管あるいは排ガス還流管に適
用した本発明に従う円筒形フイルタの例を示す。
第４図は部分断面図、第５図は側面図である。
ここにおいて、１１は第２実施例の可燃性微粒
子除去用フイルタ、１２は通電発熱性壁体、１３
はスケルトン型濾過体、１４及び１５は壁体１２
のガス流入側開口部側あるいはガス流出側開口部
側端面に設けられた電極を表わす。電極１４，１
５には各々導線１６，１７がろう付け部分１８，
１９にて接合され、碍子２０，２１を介して、絶
縁的に外筒２２の外部へ導かれている。そして導
線１６は、電極Ｅの一方の極へスイツチ２３を介
して接続され、電源Ｅとスイツチ２３の間で車体
に接地されている。一方、導線１７は電源Ｅの他
方の極へ接続されている。この構成において、フ
イルタ１１と導線１６，１７、スイツチ２３及び
電源Ｅとを接続する加熱回路を構成する。
子除去用フイルタ、１２は通電発熱性壁体、１３
はスケルトン型濾過体、１４及び１５は壁体１２
のガス流入側開口部側あるいはガス流出側開口部
側端面に設けられた電極を表わす。電極１４，１
５には各々導線１６，１７がろう付け部分１８，
１９にて接合され、碍子２０，２１を介して、絶
縁的に外筒２２の外部へ導かれている。そして導
線１６は、電極Ｅの一方の極へスイツチ２３を介
して接続され、電源Ｅとスイツチ２３の間で車体
に接地されている。一方、導線１７は電源Ｅの他
方の極へ接続されている。この構成において、フ
イルタ１１と導線１６，１７、スイツチ２３及び
電源Ｅとを接続する加熱回路を構成する。
又、フイルタ１１はセラミツクの絶縁筒２４内
に納められて、外筒２２に絶縁及び密着状態に挿
入され、外筒２２の鍔部２２ｂと結合している接
合管２５の鍔部２５ａと絶縁環２６との間に配設
されたバネ材２７の押圧力により、フイルタ１１
は絶縁環２６を介して、絶縁筒２４の係止部２４
ａに付勢され、更に絶縁筒２４が外筒２２の内部
に付設された係止突条２２ａ方向に付勢されるこ
とにより、支持されている。
に納められて、外筒２２に絶縁及び密着状態に挿
入され、外筒２２の鍔部２２ｂと結合している接
合管２５の鍔部２５ａと絶縁環２６との間に配設
されたバネ材２７の押圧力により、フイルタ１１
は絶縁環２６を介して、絶縁筒２４の係止部２４
ａに付勢され、更に絶縁筒２４が外筒２２の内部
に付設された係止突条２２ａ方向に付勢されるこ
とにより、支持されている。
外筒２２は排気管又は排ガス還流管の一部分で
あつてもよいし、本発明の可燃性微粒子除去用フ
イルタの外筒として独立に成形し、排気管又は排
ガス還流管に組み込んでもよい。排気管に本装置
が付設された場合は、排ガスの上流側Ｆはエキゾ
ーストマニホールド側、下流側Ｂは排気口側であ
る。一方、排ガス還流管に本装置が付設された場
合に排ガスの上流側Ｆはエキゾーストマニホール
ド側、下流側Ｂはインテークマニホールド側であ
る。
あつてもよいし、本発明の可燃性微粒子除去用フ
イルタの外筒として独立に成形し、排気管又は排
ガス還流管に組み込んでもよい。排気管に本装置
が付設された場合は、排ガスの上流側Ｆはエキゾ
ーストマニホールド側、下流側Ｂは排気口側であ
る。一方、排ガス還流管に本装置が付設された場
合に排ガスの上流側Ｆはエキゾーストマニホール
ド側、下流側Ｂはインテークマニホールド側であ
る。
以上の構成において、エンジンからのカーボン
微粒子を含んだ排ガスはエキゾーストマニホール
ドをそのまま通過して、点線で示すように上流方
向Ｆより、フイルタ１１に至り濾過体１３に流入
し、ここで排ガス中に含まれているカーボン微粒
子が濾過体１３中の孔の各所でそのほとんどが捕
捉される。その後、排ガスはフイルタ１１外へ排
出され、下流の排気口の方向Ｂへ向かう。つま
り、排ガス中のカーボン微粒子はフイルタ１１の
濾過体１３中に分散して残留することとなる。
微粒子を含んだ排ガスはエキゾーストマニホール
ドをそのまま通過して、点線で示すように上流方
向Ｆより、フイルタ１１に至り濾過体１３に流入
し、ここで排ガス中に含まれているカーボン微粒
子が濾過体１３中の孔の各所でそのほとんどが捕
捉される。その後、排ガスはフイルタ１１外へ排
出され、下流の排気口の方向Ｂへ向かう。つま
り、排ガス中のカーボン微粒子はフイルタ１１の
濾過体１３中に分散して残留することとなる。
このとき、スイツチ２３をオンにしておくこと
により、フイルタ１１の両端の電極１４，１５間
に通電されて、通電発熱性であるフイルタ１１の
壁体１２が発熱する。その結果、壁体１２の熱が
濾過体１３に伝導し、カーボン微粒子が発火燃焼
消滅することにより、濾過体１３が目詰まりする
ことがないのである。他の効果は第１実施例と同
じである。
により、フイルタ１１の両端の電極１４，１５間
に通電されて、通電発熱性であるフイルタ１１の
壁体１２が発熱する。その結果、壁体１２の熱が
濾過体１３に伝導し、カーボン微粒子が発火燃焼
消滅することにより、濾過体１３が目詰まりする
ことがないのである。他の効果は第１実施例と同
じである。
［発明の効果］
以上詳述した如く本発明は、可燃性微粒子除去
用フイルタにおいて、通電発熱性壁体の組み合わ
せにより貫通した通路群を形成するハニカム状構
造体の該通路内に濾過作用を有するスケルトン型
濾過体が充填されていることにより、フイルタ全
体の強度がハニカム状構造体部分によつて高くな
り、ハウジング時のフイルタ破壊による歩留低下
が防止でき、各種使用部位に適合するように加工
することが容易となる。しかもハニカム状構造体
で発熱させるため、そのハニカム状構造体の壁体
厚みを、例えば押出成形時適宜選択することによ
り、発熱量を自由に調整することができ、かつ均
一成形が容易であるため、均一加熱性能等の品質
維持が容易であり、部分発熱等による割れを生じ
ない品質の優れたフイルタを歩留りよく製造する
ことができる。
用フイルタにおいて、通電発熱性壁体の組み合わ
せにより貫通した通路群を形成するハニカム状構
造体の該通路内に濾過作用を有するスケルトン型
濾過体が充填されていることにより、フイルタ全
体の強度がハニカム状構造体部分によつて高くな
り、ハウジング時のフイルタ破壊による歩留低下
が防止でき、各種使用部位に適合するように加工
することが容易となる。しかもハニカム状構造体
で発熱させるため、そのハニカム状構造体の壁体
厚みを、例えば押出成形時適宜選択することによ
り、発熱量を自由に調整することができ、かつ均
一成形が容易であるため、均一加熱性能等の品質
維持が容易であり、部分発熱等による割れを生じ
ない品質の優れたフイルタを歩留りよく製造する
ことができる。
更に、本発明のフイルタは発熱部の表面積が体
積の割に小さくなるため、耐酸化性を大幅に改善
できる。又、濾過体は特に通電性を必要としない
ため、アルミナ、コージライト等の安価な材料も
使用することができるという利点を有する。この
他、本発明のフイルタは、ハニカム状構造体が、
上記の如くフイルタ自体の補強と安定発熱の両効
果に寄与し、しかも濾過体と完全に一体化してい
ることにより、コンパクトな形状でしかも可燃性
微粒子除去用フイルタとして必要な性能である微
粒子の捕捉及び焼却の両効果を持たせることがで
きる。
積の割に小さくなるため、耐酸化性を大幅に改善
できる。又、濾過体は特に通電性を必要としない
ため、アルミナ、コージライト等の安価な材料も
使用することができるという利点を有する。この
他、本発明のフイルタは、ハニカム状構造体が、
上記の如くフイルタ自体の補強と安定発熱の両効
果に寄与し、しかも濾過体と完全に一体化してい
ることにより、コンパクトな形状でしかも可燃性
微粒子除去用フイルタとして必要な性能である微
粒子の捕捉及び焼却の両効果を持たせることがで
きる。
特に電極がガス流入流出側開口部のある端面に
各々設けられているため、カーボンが堆積して
も、その堆積を接地側の電極のみとすることがで
きシヨート・漏電が防止できる。
各々設けられているため、カーボンが堆積して
も、その堆積を接地側の電極のみとすることがで
きシヨート・漏電が防止できる。
次に、本発明フイルタの製造方法について、実
施例を上げて説明する。
施例を上げて説明する。
製造実施例 １
β−SiC（平均粒径0.3μ）（重量部、以下同じ）
100部 B4C 0.25部 フエノール樹脂 ６部 エチルアルコール 100部 以上の成分をボールミルで３時間混合した後乾
燥、粉砕し、炭化珪素を主成分とする調合物を得
た。
100部 B4C 0.25部 フエノール樹脂 ６部 エチルアルコール 100部 以上の成分をボールミルで３時間混合した後乾
燥、粉砕し、炭化珪素を主成分とする調合物を得
た。
次に、上記調合物 100部
ポリウレタン樹脂 ７部
ジメチルホルムアミド（DMF） 20部
以上の成分を混練機にて十分混練した後、押出
成形にて生のハニカム状構造体を得た。別に、 β−SiC（平均粒径0.3μ） 100部 B4C 0.25部 フエノール樹脂 ６部 軟質ウレタンフオーム原液（ポリエステル液）
100部 以上の成分を混練機にて十分混練したものに、
軟質ウレタンフオーム原液（イソシアネート液）
30部を加え、５秒間混合撹拌し、予め前記の生の
ハニカム状構造体を挿入してある型の中に注入し
て発泡反応をさせた。120秒後、型より取り出し
てハニカム状構造体と一体となつた発泡体を得
た。これを真空中で800℃で１時間保持し、ポリ
ウレタン樹脂その他の有機物をとばした。更に、
この構造体をアルゴン気流中にて1950℃で１時間
焼結し、一次焼成を行い、次いで１気圧の窒素ガ
ス中にて1950℃で３時間二次焼成を行い可燃性微
粒子除去用フイルタを得た。このフイルタのハニ
カム状構造体部分は、横22mmの四角柱状通路が、
縦横に整然と配列され、通路内部には孔目の径
0.8mmの濾過材が入口から出口まで一様に満たさ
れていた。
成形にて生のハニカム状構造体を得た。別に、 β−SiC（平均粒径0.3μ） 100部 B4C 0.25部 フエノール樹脂 ６部 軟質ウレタンフオーム原液（ポリエステル液）
100部 以上の成分を混練機にて十分混練したものに、
軟質ウレタンフオーム原液（イソシアネート液）
30部を加え、５秒間混合撹拌し、予め前記の生の
ハニカム状構造体を挿入してある型の中に注入し
て発泡反応をさせた。120秒後、型より取り出し
てハニカム状構造体と一体となつた発泡体を得
た。これを真空中で800℃で１時間保持し、ポリ
ウレタン樹脂その他の有機物をとばした。更に、
この構造体をアルゴン気流中にて1950℃で１時間
焼結し、一次焼成を行い、次いで１気圧の窒素ガ
ス中にて1950℃で３時間二次焼成を行い可燃性微
粒子除去用フイルタを得た。このフイルタのハニ
カム状構造体部分は、横22mmの四角柱状通路が、
縦横に整然と配列され、通路内部には孔目の径
0.8mmの濾過材が入口から出口まで一様に満たさ
れていた。
上記のフイルタの通路出入口側の両端部に、
SiC10〜90重量％と残部Fe、Ni、Coの少なくと
も２種以上との混合物からなる組成物の粉末を含
むペーストを塗布し、非酸化雰囲気下で1100〜
1800℃で焼成することにより電極を設け、以下に
述べる如くカーボン微粒子の通電発熱焼却実験を
行つた。
SiC10〜90重量％と残部Fe、Ni、Coの少なくと
も２種以上との混合物からなる組成物の粉末を含
むペーストを塗布し、非酸化雰囲気下で1100〜
1800℃で焼成することにより電極を設け、以下に
述べる如くカーボン微粒子の通電発熱焼却実験を
行つた。
上記電極を設けたフイルタの両電極間に24Vの
電圧を印加したところ、カーボン微粒子が付着す
る前の状態で0.25Ωであつた。これをデイーゼル
エンジンの排気マフラに取り付けたところ、50％
以上のカーボン微粒子が濾過された。約１時間で
飽和状態に達したので、20Vを両電極間に印加し
たところ、約30秒で600℃に到達し、カーボンの
燃焼は通電開始から約２分で終了し、カーボン微
粒子は完全に消滅し、フイルタの濾過機能は元ど
おりになつた。
電圧を印加したところ、カーボン微粒子が付着す
る前の状態で0.25Ωであつた。これをデイーゼル
エンジンの排気マフラに取り付けたところ、50％
以上のカーボン微粒子が濾過された。約１時間で
飽和状態に達したので、20Vを両電極間に印加し
たところ、約30秒で600℃に到達し、カーボンの
燃焼は通電開始から約２分で終了し、カーボン微
粒子は完全に消滅し、フイルタの濾過機能は元ど
おりになつた。
製造実施例 ２
コージライト 100部
軟質ウレタンフオーム原液（ポリエステル液）
100部 以上の成分を混練機にて十分混練したものに、
軟質ウレタンフオーム原液30部を加え、５秒間混
合撹拌し、別に製造実施例１と同じ方法で成形し
た生のハニカム状構造体を予めArガス中におい
て1950℃、60分間焼成し次いで１気圧のN2ガス
中1950℃３時間二次焼成したものを型の中へ挿入
し、そこへ次に、上記混合撹拌物を注入して発泡
反応をさせた。120秒後型より取り出してハニカ
ム状構造体と一体となつた発泡体を得た。これを
大気中500℃、６時間にてポリウレタン樹脂その
他の有機物をとばした。更に、N1ガス中1350℃、
１時間焼成し、可燃性微粒子除去用フイルタを得
た。このフイルタは濾過体の孔目の径が0.7mmで
ある以外は製造実施例１と同じ形状であつた。
100部 以上の成分を混練機にて十分混練したものに、
軟質ウレタンフオーム原液30部を加え、５秒間混
合撹拌し、別に製造実施例１と同じ方法で成形し
た生のハニカム状構造体を予めArガス中におい
て1950℃、60分間焼成し次いで１気圧のN2ガス
中1950℃３時間二次焼成したものを型の中へ挿入
し、そこへ次に、上記混合撹拌物を注入して発泡
反応をさせた。120秒後型より取り出してハニカ
ム状構造体と一体となつた発泡体を得た。これを
大気中500℃、６時間にてポリウレタン樹脂その
他の有機物をとばした。更に、N1ガス中1350℃、
１時間焼成し、可燃性微粒子除去用フイルタを得
た。このフイルタは濾過体の孔目の径が0.7mmで
ある以外は製造実施例１と同じ形状であつた。
上記のフイルタに製造実施例１と同じ方法で電
極を設け、以下に述べる如くカーボン微粒子の通
電発熱焼却実験を行つた。
極を設け、以下に述べる如くカーボン微粒子の通
電発熱焼却実験を行つた。
上記電極を設けたフイルタの両電極間に20Vの
電圧を印加したところ0.35Ωであつた。又、カー
ボン微粒子の除去効果は製造実施例１と同じであ
つたが、24Vの電圧印加で600℃まで到達するの
に７秒を要し、カーボンが燃焼して完全に消滅す
るまで約30秒であつた。
電圧を印加したところ0.35Ωであつた。又、カー
ボン微粒子の除去効果は製造実施例１と同じであ
つたが、24Vの電圧印加で600℃まで到達するの
に７秒を要し、カーボンが燃焼して完全に消滅す
るまで約30秒であつた。
製造実施例 ３
ポリカルボシラン 100部
β−SiC（平均粒径0.3μ） 35部
DMF 適量
以上の成分を混練機にて十分混練した後、製造
実施例１と同じ方法で得られたハニカム状構造体
を予めArガス中で1950℃、60分間一次焼成し１
気圧のN2ガス中で1950℃３時間二次焼成したも
のに、その混合物を圧入し、その後、大気中80℃
で十分乾燥させた。
実施例１と同じ方法で得られたハニカム状構造体
を予めArガス中で1950℃、60分間一次焼成し１
気圧のN2ガス中で1950℃３時間二次焼成したも
のに、その混合物を圧入し、その後、大気中80℃
で十分乾燥させた。
上記の乾燥したものを真空中で1250℃１時間焼
成した。このときポリカルボシランが分解して
SiCに化学反応することにより、スケルトン構造
のフイルタが得られた。このフイルタの濾過体の
孔目の径は５〜50μであつた。
成した。このときポリカルボシランが分解して
SiCに化学反応することにより、スケルトン構造
のフイルタが得られた。このフイルタの濾過体の
孔目の径は５〜50μであつた。
上記のフイルタに製造実施例１と同じ方法で電
極を設け、以下に述べる如くカーボン微粒子の通
電発熱焼却実験を行つた。
極を設け、以下に述べる如くカーボン微粒子の通
電発熱焼却実験を行つた。
上記フイルタの両電極間に24Vの電圧を印加し
たところ0.25Ωであつた。カーボン微粒子の除去
効果は、デイーゼルエンジンの排気マフラに取り
付けたところ、70％以上のカーボン微粒子が濾過
された。約１時間で飽和状態に達したので、24V
を両電極間に印加したところ、30秒で600℃に達
し、カーボンの燃焼は通電開始から約２分で終了
し、カーボン微粒子は完全に消滅し、フイルタの
濾過機能は元どおりになつた。
たところ0.25Ωであつた。カーボン微粒子の除去
効果は、デイーゼルエンジンの排気マフラに取り
付けたところ、70％以上のカーボン微粒子が濾過
された。約１時間で飽和状態に達したので、24V
を両電極間に印加したところ、30秒で600℃に達
し、カーボンの燃焼は通電開始から約２分で終了
し、カーボン微粒子は完全に消滅し、フイルタの
濾過機能は元どおりになつた。
第１図は本発明の第１実施例の直方体形フイル
タの断面図、第２図はその正面図、第３図はその
一部破断斜視図、第４図は自動車エンジンの排気
管あるいは排ガス還流管に適用した本発明の第２
実施例の円筒形フイルタ断面図、第５図はその側
面図を表わす。 １，８，１１……可燃性微粒子除去用フイル
タ、２，１２……通電発熱性壁体、３，１３……
スケルトン型濾過体、４，５，９，１０，１４，
１５……電極、６……通路。
タの断面図、第２図はその正面図、第３図はその
一部破断斜視図、第４図は自動車エンジンの排気
管あるいは排ガス還流管に適用した本発明の第２
実施例の円筒形フイルタ断面図、第５図はその側
面図を表わす。 １，８，１１……可燃性微粒子除去用フイル
タ、２，１２……通電発熱性壁体、３，１３……
スケルトン型濾過体、４，５，９，１０，１４，
１５……電極、６……通路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 通電発熱性壁体の組み合わせにより貫通した
通路群を形成するハニカム状構造体の該通路内に
濾過作用を有するスケルトン型濾過体が充填され
るとともに、通路群のガス流入側開口部のある通
電発熱性壁体の端面に一方の電極を形成し、通路
群のガス流出側開口部のある通電発熱性壁体の端
面に他方の電極を形成してなることを特徴とする
可燃性微粒子除去用フイルタ。 ２ ハニカム状構造体が炭化珪素を主成分とする
セラミツクからなり、スケルトン型濾過体が炭化
珪素、アルミナ、チタン酸アルミニウム、ムライ
トあるいはコージライトから選ばれた１種又は２
種以上を主成分とするセラミツクからなる特許請
求の範囲第１項記載の可燃性微粒子除去用フイル
タ。 ３ スケルトン型濾過体が燃焼用媒媒を担持する
ものである特許請求の範囲第１項記載の可燃性微
粒子除去用フイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055591A JPS58174216A (ja) | 1982-04-03 | 1982-04-03 | 可燃性微粒子除去用フイルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57055591A JPS58174216A (ja) | 1982-04-03 | 1982-04-03 | 可燃性微粒子除去用フイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58174216A JPS58174216A (ja) | 1983-10-13 |
| JPH0211288B2 true JPH0211288B2 (ja) | 1990-03-13 |
Family
ID=13002990
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57055591A Granted JPS58174216A (ja) | 1982-04-03 | 1982-04-03 | 可燃性微粒子除去用フイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58174216A (ja) |
Families Citing this family (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0623532B2 (ja) * | 1985-04-30 | 1994-03-30 | トヨタ自動車株式会社 | パテイキユレ−ト捕集用フイルタ |
| IT1196822B (it) * | 1986-12-05 | 1988-11-25 | Iveco Fiat | Filtro autorigenerante per i gas di scarico di un motore a combustione interna |
| US5497620A (en) * | 1988-04-08 | 1996-03-12 | Stobbe; Per | Method of filtering particles from a flue gas, a flue gas filter means and a vehicle |
| DE69624884T2 (de) * | 1995-08-22 | 2003-09-11 | Denki Kagaku Kogyo K.K., Tokio/Tokyo | Wabenkörper |
| DE19718239C2 (de) * | 1997-04-30 | 2000-07-06 | Forschungszentrum Juelich Gmbh | Elektrisch beheizter Katalysator |
| JP2001327818A (ja) * | 2000-03-13 | 2001-11-27 | Ngk Insulators Ltd | セラミックフィルター及びフィルター装置 |
| JP4649587B2 (ja) * | 2004-06-29 | 2011-03-09 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | 排ガス浄化フィルター及び粒状物質の捕集方法 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57209876A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-23 | Nippon Denso Co | Porous ceramic body |
| JPS57209875A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-23 | Nippon Denso Co | Manufacture of porous ceramic body |
| JPS57209877A (en) * | 1981-06-16 | 1982-12-23 | Nippon Denso Co | Porous ceramic body |
-
1982
- 1982-04-03 JP JP57055591A patent/JPS58174216A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58174216A (ja) | 1983-10-13 |
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