JPH0368210B2 - - Google Patents

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JPH0368210B2
JPH0368210B2 JP13704082A JP13704082A JPH0368210B2 JP H0368210 B2 JPH0368210 B2 JP H0368210B2 JP 13704082 A JP13704082 A JP 13704082A JP 13704082 A JP13704082 A JP 13704082A JP H0368210 B2 JPH0368210 B2 JP H0368210B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンなどのエンジンか
ら排出される排ガス中の炭素を主成分とする微粒
子（パテイキユレート）を捕集するための排気ガ
ス浄化用構造物に関するものである。
従来、通気性を有する隔壁からなるハニカム構
造体の各セルの開口を、排気ガスの上流面と下流
面とで交互に閉塞し、排ガスが隔壁を通過して隣
接するセルに流れるように構成し、隔壁に微粒子
を捕集させるようにした構造物がある。
しかし、捕集した微粒子を電気ヒーターによつ
て燃焼、浄化する場合、従来の構造では、上流域
に付着した微粒子はヒーターの熱により燃焼する
が、そのような位置に付着している微粒子は少量
であり、それによる発生熱量は付着した微粒子の
自然現象を維持するまでに至らず、下流域の再生
が困難となる。
そこで、本発明は、上記セルの上流側に位置す
る閉塞部とセルの上流端面との間に空間を設け、
上流域付近に付着する微粒子の量を増大させるこ
とにより、下流域の微粒子の燃焼、浄化を容易に
することを目的とするものである。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明す
る。
第１図は本発明による円筒状のセラミツク製ハ
ニカム構造体を排気ガス上流側から見た図であ
る。正方形状の多数の各セルのうち、第１図の斜
線の施してないセル１は第２図に示すように排気
ガス下流面でセラミツク製の埋栓２が施してあ
り、このようなセル１に隣接する第１図の斜線を
施したセル３には、ハニカム構造体の上流面から
いくらか下流側つまりセル３の内側寄りにセラミ
ツク製の埋栓４が施してある。このようにして上
流側埋栓４を従来のようにセル３の上流面に施す
のではなく、ハニカム構造体のセル内部に施すこ
とにより、埋栓４とセルの排気ガス流入側端面と
の間に、排気ガス中の微粒子を捕集可能な空間５
が設けられている。なお、埋栓４の下流側にはハ
ニカム構造体の下流に連通する空間６が生じる。
排気ガスは矢印のごとく多数のセル１に流入
し、通気性を有するセラミツクから成る隔壁７を
抜けセル３の下流側に連通する部分６に流入する
ので、排気ガス中の微粒子は隔壁７に付着、捕集
される。また、排気ガスの一部はセル３の埋栓４
による上記空間５に流入し、隔壁７のうち空間５
を取り囲む部分８を抜けて一度セル１に流入して
から隔壁７を抜け、さらにセル３のうちの下流に
連通している部分６に流入する。従つて、排ガス
中の微粒子は埋栓４よりも上流側の空間５を取り
囲む隔壁８にも捕集されることになる。
第３図は本発明による構造物９を用いた排ガス
中の微粒子捕集装置の一例を示すものである。構
造物９はシール材１０および緩衝材１１を介して
ステンレス製のシエル１２により挟持される。シ
エル１２にはパイプ１３およびフランジ１４が溶
接されており、フランジ１４により、図示しない
エンジンの排気管と接続される。
上記構造物９の上流面には、セラミツクハニカ
ム構造体１５を介して電気ヒーター１６が配置さ
れている。ヒーター１６は第４図に示すように４
ケあり、各々構造物９の直径の1/4の領域を覆つ
ている。ヒーター１６の一端は電気絶縁体よりな
るスリーブ１７を通つて端子１８として外部に取
り出され通電できるようになつている。また、他
方の端部１９は前記シエル１２に接合されてアー
スされている。
ヒーター１６の数が複数個となつているのは、
ヒーター１６の消費電力をむやみに大きくできな
いためで、構造物９を再生（付着した微粒子を燃
焼、浄化）させるためには、複数個のヒーター１
６に順次間欠的に通電する。
第３図のような構成において、構造物９に排ガ
ス中の微粒子が捕集され、その量が一定量以上に
なると、ヒーター１６に通電され、赤熱する。ヒ
ーター１６の赤熱により、構造物９に付着した微
粒子が燃焼する。
この場合、第５図および第６図に示すような従
来の構造物においては、ヒーターの熱によつて、
まず構造物の上流面に付着した微粒子が燃焼し、
その燃焼熱がある程度下流側へ伝わり、下流域に
付着した微粒子を加熱することになるが、大部分
の熱は隔壁７を通つてただちにセル３を流れる排
ガスによつて持ち運び去られてしまい、下流域に
付着した微粒子が十分加熱されず再生効率が悪
い。
しかるに、本発明による構造物では、第７図に
示すように、セル３の埋栓４とセル３の端面との
間の空間５内にも微粒子Ａが付着、堆積する。こ
の結果、ヒーター１６に通電し加熱すると、ヒー
ター１６の熱によりまず埋栓４の上つまり空間５
内に付着した微粒子Ａが燃焼する。この微粒子Ａ
の燃焼により発生する熱は直接下流へ逃げること
なく、セル３に隣接するセル１内に流入し、さら
に隔壁７内を通過する際に、その隔壁７に付着し
た微粒子ＢおよびＢを加熱することになるので、
再生効率が良くなる。なお、図中の矢印は熱の流
れを示す。
第８図ａ，ｂは直径100mm、長さ100mm、セル数
100メツシユのハニカム構造物において、ヒータ
ー通電直後のヒーター下流域で、該構造物の中央
部および下流面にて測温した結果を示すもので、
再生条件（微粒付着量、排気ガス流速、ヒーター
電力）を同一として、従来のものと本発明による
ものとを比較したものである。
本発明によるものがよく燃焼していることがわ
かる。なお、このときの本発明による構造物にお
ける上流側埋栓４の深さは、上流面より15mmであ
つた。目視による再生効率についても、従来のも
のではセルの上流面から深さ20mm程度しか再生さ
れていないのに対し、本発明においては、下流面
を除いてセルのすべての領域が再生されていた。
ところで、第１図および第２図においては下流
側に埋栓２を持つセル数と上流側に埋栓４を持つ
セル数の比が１：１であつたが、この比の値は予
想される再生条件により、適宜選択可能である。
第９図ａ，ｂは上記比の値を４／５としたとき
の本発明の他の実施例で、斜線を施したセル３が
埋栓４を内側に持つものである。なお、第９図ａ
は平面、第９図ｂは第９図ａのＡ−Ａ断面図であ
る。第９図ａ，ｂで示したように、埋栓４を持つ
セル３の数を多くすることによつて、埋栓４上の
空間５内側に付着する微粒子の量が増加し、その
微粒子の燃焼により発生する熱量も増加するの
で、構造物の排気ガス下流部の再生がより容易と
なる。
第１０図ａ，ｂは第９図の実施例と同様のねら
いを持つて、セルごと断面積を変えた本発明の更
に他の実施例を示すものである。第１０図ａ中
で、斜線を施したセル３が内側に埋栓４を持つも
のである。第１０図ｂは第１０図ａのＡ−Ａ断面
図である。
第１１図は本発明の他の実施例を示すものであ
り、この実施例では、上流側の埋栓４を持つセル
３ごとに埋栓４の設ける深さを変えてある。これ
は再生時に、途中で消火しやすいヒーター下流域
の端部の保温を良くすることを目的として、その
ような位置にあるセルの上流側埋栓４の設ける深
さを深くして、上流側埋栓４の上部の空間５を大
きくとつたものである。このようにすることによ
り、ヒーター１６が位置しているセルは上流側埋
栓４の上部空間５に付着したパテイキユレートの
燃焼が長時間続き、それにより、下流パテイキユ
レートが十分加熱されて再生効率が向上すること
になる。この実施例のように、上流側埋栓４の深
さはどのようであつても、またセルごとに変化さ
せてもかまわない。
第１２図は本発明の他の実施例であるが、上流
側埋栓のいくつかが上流面で施してある。このよ
うに、ひとつの構造物内で、上流面に施された埋
栓４′と内部に施された上流側埋栓４とが混在し
ていてもかまわない。
一般に、上記第９図〜第１２図のように上流側
埋栓を持つセルの数および断面積を増加させた
り、上流側埋栓の深さを深くすると再生は容易と
なるが、あまりこれらを増大させたり、深くした
りすると、排ガスの通過面積が減少して、エンジ
ンに装着した場合の排圧上昇が大きくなるので、
上流側に埋栓を持つセルと下流側に埋栓を持つセ
ルとのトータルの断面積の比、および上流側埋栓
の深さをいくらにするかということに関しては、
エンジン出力や再生条件といつたものとの適合が
必要である。
第１３図は、第１１図と同じ効果をねらつた本
発明の他の実施例を示すものであるが、この場合
には、最初は上流側埋栓４の深さ寸法は一定とし
ておき、この後、構造物の上流端面を削り取るな
どの工作により、上流側埋栓４の実質的な深さ
（ハニカム構造体の端面からの間隔）を変化させ
たものである。
また、構造物に施す上流側埋栓４そのものの形
状はどのようであつても構わない。第１４〜１６
図はその例である。これらの実施例中の上流側埋
栓４はセルの上流面に施されてはいるが、埋栓４
そのものに凹所４ａを設けてある。この凹所４ａ
にて形成される空間５内の排ガス中の微粒子が付
着するので、再生のときには、上流側埋栓４を前
記実施例のようにセル内部に施したときと同じ効
果を発揮する。なお、前述した実施例と同様に上
流側埋栓４の凹所４ａの形状または大きさはどの
ようであつても良いし、第１４図〜第１６図の凹
所４ａをもつた埋栓４を一つのハニカム構造体内
で組合せてもよく、あるいは凹所のない埋栓と組
合せてもかまわない。また、このような凹所４ａ
をもつた埋栓４を前述の実施例のように構造物の
セルの内部に施しても勿論良い。
次に、本発明構造物の製造方法の一例を示す。
即ち、第１７図ａに示すごとく、ハニカム構造体
のセルの両端面全体を例えばワツクス２０にて栓
詰を行なう。次に、第１７図ｂのように、ワツク
ス栓２０を部分的に除去する。すなわち、片端面
Ａのワツクス栓２０を一つおきに除去し、もう一
方の端面Ｂについても同様に除去するが、第１７
図ｂに示す様に端面Ａ，Ｂのワツクス栓２０が交
互に残る様にする。次に、第１７図ｃのごとくセ
ラミツクを含むスラリー２１内にハニカム構造体
の端面Ａを含浸させ、この時スラリーの高さによ
り前述実施例の埋栓の深さが決定される。このス
ラリー中への含浸により、セラミツク栓２０の無
い部分にスラリーが入り込む。メニカム構造体自
体は、セラミツク製で非常な多孔質であり吸水性
がある為、入り込んだスラリー上部は水分をハニ
カム壁に奪われるので、固まつてしまう。しか
し、スラリー下部は水分を奪うだけのハニカム壁
が無い為、スラリーのままである。次ち、第１７
図ｄのごとくハニカム構造体の上下をさかさに
し、スラリーの固まつた部分に、スラリーのまま
であつたものを自然沈降させ、栓の構造にさせ
る。Ｂ面についても、スラリー高さを調整し、栓
を形作る。これを乾燥した後、焼成してワツクス
栓２０を消失し、セラミツク埋栓とハニカム壁と
を焼結させる。これにより、第１７図ｅの構造が
得られる。
なお、その他に考えられる方法としては、セラ
ミツクチツプをハニカム構造体の内部に埋め込み
焼結させる方法等が考えられる。
以上詳述したように本発明においては、ハニカ
ム形状の構造物の排気ガス下流域に付着、堆積し
た微粒子をも再生でき、従つて実用上の効果は非
常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２
図は第１図のＡ−Ａ断面図で本発明の作用説明に
供する。第３図は第１，２図の構造物を用いた微
粒子捕集装置の一例を示す断面図、第４図は第３
図のＡ−Ａ断面図、第５図は従来例を示す平面
図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図、第７図は本
発明の作用説明に供する断面図、第８図ａ，ｂは
本発明と従来との性能比較を示す特性図、第９図
ａは本発明の他の実施例を示す平面図、第９図ａ
のＡ−Ａ断面図、第１０図ａは本発明の他の実施
例を示す平面図、第１０図ｂは第１０図ａのＡ−
Ａ断面図、第１１図〜第１６図は各々本発明の更
に他の実施例を示す断面図、第１７図ａ〜ｅは本
発明の一製造方法を示す工程図である。 １…セル、２…埋栓、３…セル、４埋栓、７…
隔壁。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ ハニカム構造体の多数のセルの両端開口部を
    互い違いの関係で閉塞し、もつて多数のセルを隔
    置する通気性の隔壁を介して隣接した前記セルに
    排気ガスを流して、該隔壁に付着した該排気ガス
    の微粒子を、前記セルの流入側に設けた加熱手段
    により燃焼させる排気ガス浄化用構造物におい
    て、 排気ガス流入側に位置した前記閉塞部と前記セ
    ルの排気ガス流入側端面との間に空間を設けたこ
    とを特徴とする排気ガス浄化用構造物。
JP57137040A 1982-08-05 1982-08-05 排気ガス浄化用構造物 Granted JPS5928010A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57137040A JPS5928010A (ja) 1982-08-05 1982-08-05 排気ガス浄化用構造物
US06/520,126 US4519820A (en) 1982-08-05 1983-08-03 Fitter apparatus for purifying exhaust gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57137040A JPS5928010A (ja) 1982-08-05 1982-08-05 排気ガス浄化用構造物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5928010A JPS5928010A (ja) 1984-02-14
JPH0368210B2 true JPH0368210B2 (ja) 1991-10-25

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ID=15189451

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57137040A Granted JPS5928010A (ja) 1982-08-05 1982-08-05 排気ガス浄化用構造物

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JP (1) JPS5928010A (ja)

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