JPH02259220A - 排ガス浄化用フィルター - Google Patents

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における排気中のカーボ
ン等のパティキュレートを除去するための排ガス浄化用
フィルターに関する。

〔従来の技術〕

近年、内燃機関とくにディーゼルエンジン駆動の車両の
排ガス規制は強化される方向にあり、そのうち排ガス中
のパティキュレートについては、米国において１９９１
年に現在の１７３程度まで定量的に制限しようとする方
向にある。このような厳しい規制に対しては、もはや従
来のエンジンの燃焼方式を変更するやり方では対処出来
ないのが現状である。

ところで、排ガス中のパティキュレートを除去するには
、排ガスをセラミック製のフィルターを通過させて付着
したパティキュレートを燃焼させる方式が一般的である
。その燃焼方式としては、■フィルターの表面に触媒を
塗布、焼成して排ガス温度で燃焼させたり、電気ヒータ
、燃焼バーナにより燃焼させる方式、■電気ヒータでフ
ィルターを加熱して燃焼させる方式、■燃料の一部を利
用してバーナによりフィルターを加熱して燃焼させる方
式が挙げられる。しかし、前記■の方式では、フィルタ
ーの製造コストが高くなると共に、ディーゼルエンジン
においては燃料中の硫黄化合物により触媒が被毒される
という問題、さらには排ガスのみを熱源とする場合には
、エンジン状態によっては常にこれが可能ではないとい
う問題があり、また、前記■の方式では、電気ヒータの
消費電力が高くバッテリを電源とする自動車には不向き
であるという問題があり、従ってこのような問題点を解
消するために前記■の方式が注目されている。

従来、この方式に用いられるフィルターとしては、コー
ジュライト製多孔質ハニカムの貫通孔の入口、出口の一
端において隣接する孔同士を交互に目封止した所謂ウオ
ールフロータイブのフィルターや、ムライト製セラミッ
クファイバーシートを波型としダンボール紙断面形状と
して巻きつけ出来た穴を相互に目封止したウオールフロ
ータイブのフィルターが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記従来のフィルターにおいては、フィ
ルターの両端の貫通孔の孔同士を交互に目封止するため
に、目封止作業が困難であるという問題を有している。

また、フィルターがリジッドに固定されているため、フ
ィルターの再生時にバーナからは、高温・高圧の燃料が
噴射されるた、め、フィルター径方向への温度勾配がで
き、軸心部が外径部に比較して異常に高くなり、その温
度差が５００〜６００′″Ｃ程度に達し、フィルターの
溶融、ひび割れが生じて破損してしまうという問題があ
る。これを解消するためには、フィルタの径に対して燃
焼経路の長さを１０〜１５倍程度長く設定すれば、火炎
が排ガスと良く混合され、フィルターでの径方向の温度
分布が均一になるが、例えばフィルタの径を１０ｃＩｌ
とすれば、燃焼経路の長さは１ｍ％１．５ｍとなってし
まい、スペースの限定された車両に搭載することができ
なくなってしまう。

本発明の目的は上記問題を解決するものであって、フィ
ルターの再生時におけるフィルターの破損を防止すると
共に、フィルター製造時における目封止作業の簡素化を
図ることである。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の排ガス浄化用フィルターは、１つの
開放端部１ｃおよび複数の折り返し部１ａ、１ｂを有す
るセラミックファイバーシート１と、該セラミックファ
イバーシート間に配設され、前記セラミックファイバー
シートより気孔率の大きいセラミックファイバーシート
からなるスペーサ２とから構成される積層体３を円筒形
４に巻回した排ガス浄化用フィルターであって、前記開
放端部ＩＣと折り返し部１ａ、ｌｂのうち一つの折り返
し部１ｂとをを封止することを特徴とする。

なお、上記構成に付加した番号は図面と対比させるため
のものであり、これにより本発明の構成が何ら限定され
るものではない。

〔作用〕

本発明においては、円筒体４の自封止部９側を排気側に
配設すると、排気は、第２図矢印に示す如く、ウオール
フロータイブの流れとなり、セラミックファイバーとの
濾過面積を増大させると同時に、円筒体４内に均一に存
在するスペーサ２ａまたは２ｂは、排ガスの流路を確保
すると共に、フィルターの再燃焼時に発生する熱を速や
かに円筒体４の外周部に伝導させるため、フィルター中
心部と外周部との温度分布を均一化させ、熱応力を減少
させてフィルターのひび割れを防止する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。

第１図は本発明の排ガス浄化用フィルターの製造工程の
１例を示し、セラミックファイバーシート１を折り曲げ
、セラミックファイバーシート１とスペーサ２ａまたは
２ｂが交互に重なり合うようにして積層体３を形成する
０次いでこれを巻付けて円筒体４とし、この円筒体４の
一側面のみを口封止剤であるセラミックスラリ中に浸け
た後、乾燥焼成機６内で焼成して製造する。

上記セラミックファイバーシートｌは、ムライトファイ
バー、アルミナファイバー、シリカ・アルミナファイバ
ー、窒化珪素繊維等の短繊維（径１０μｍ）を０．５ｆ
ｌ程度の厚さにシート状にしたものであり、上記スペー
サ２ａまたは２ｂは、セラミックファイバーシート１と
同様の材料であるが、気孔率がセラミックファイバーシ
ート１よりも大きいものを使用する。スペーサ２ａは板
状のもので、スペーサ２ｂは波型状のものである。

第２図は上記積層体３を巻付けて形成した円筒体４の一
部断面図を示し、円筒体にしたことにより重なった積層
体３ａ、３ｂ、３Ｃを示している。

各積層体は、折り返し部１ａ、１ｂおよび開放端部１ｃ
を有し、この状態では、重なり合う積層体３ａ、３ｂ、
３Ｃは、口封止部９で折り返し部ｌｂと開放端部ＩＣが
接触している。この円筒体４の自封止部９側のみを口封
止剤であるセラミックスラリ中に浸けた後、乾燥焼成１
！１６内で焼成すると、口封止部９がシールされる。

このようにして製造されたフィルターは、円筒体４の自
封止部９側を排気入口側に配設すると、排気は、第２図
矢印に示す如く、ウオールフロータイブの流れとなり、
セラミックファイバーとの濾過面積を増大させると同時
に、円筒体４内に均一に存在するスペーサ２ａまたは２
ｂは、排ガスの流路を確保すると共に、フィルターの再
燃焼時に発生する熱を速やかに円筒体４の外周部に伝導
させるため、フィルター中心部と外周部との温度分布を
均一化させ、熱応力を減少させてフィルターのひび割れ
を防止する。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、従来のリジッドなウオー
ルフロータイブのフィルターと相違して、排気の上流端
が口封止剤で固定され、排気の下流端が固定されないフ
リーな構造であるため、フィルタトラップに捕捉された
パティキュレートを除去する再燃焼時に生じる熱により
、フィルターに応力が作用しても溶融、ひび割れが生じ
て破損してしまうという問題を解消できる。

また、従来の目封止工程と比較して、本発明は、フィル
ターの上流端端面のみだけを口封止剤に浸した後、乾燥
、焼成するだけで済むので、目封止工程を簡素化できる
。

さらに、フィルターの再燃焼時に発生する熱を速やかに
円筒体４の外周部に伝導させるため、フィルター中心部
と外周部との温度分布を均一化させ、熱応力を減少させ
てフィルターのひび割れを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の排ガス浄化用フィルターの製造方法の
１実施例を示す図、第２図は本発明の排ガス浄化用フィ
ルターの一部断面図である。 １・・・セラミックファイバーシート、ｌａ、ｌｂ・・
・折り返し部、ｌｃ・・・開放端部、２ａ、２ｂ・・・
スペーサ、３・・・積層体、４−・・円筒体、９・・・
口封止部。 出　願　人　　　東亜燃料工業株式会社代理人弁理士　
　白　井　博　樹（外５名）ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　１つの開放端部および複数の折り返し部を有す
   るセラミックファイバーシートと、該セラミックファイ
   バーシート間に配設され、前記セラミックファイバーシ
   ートより気孔率の大きいセラミックファイバーシートか
   らなるスペーサとから構成される積層体を円筒形に巻回
   した排ガス浄化用フィルターであって、前記開放端部と
   複数の折り返し部のうち一つの折り返し部とを封止する
   ことを特徴とする排ガス浄化用フィルター。