JPH04129823U - 内燃機関の排気フイルタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度の低い網目状金属繊維板７を安定
的かつ堅固に固定支持して性能の安定化を図るととも
に、多数積層される網目状金属繊維板７を非密着状態に
規則正しく保ち、捕集効率の向上を図る。 【構成】 網目状金属繊維板７は、帯状金属板を２つに
折り曲げてなる金属製フレーム６によって挾持される。
フレーム６は、排気が通る開口部８を有し、かつ表裏に
交互に切り込み部９が設けられている。この切り込み部
９を内側として順次折り畳むことによって、矩形のフィ
ルタエレメント２が構成されている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、内燃機関、特にディーゼル機関で問題となるカーボン等の排気微 粒子を捕集除去するための排気フィルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】

ディーゼル機関で問題となるカーボン等の排気微粒子を、排気系に介装した排 気フィルタにて捕集除去することは従来から考えられており、種々の形式の排気 フィルタが既に提案されている。

【０００３】 この排気フィルタの代表的なものは、いわゆる目封じ型フィルタに代表される 濾過捕集形式のものである。上記目封じ型フィルタは、例えば特開昭５６−１２ ４４１７号公報に示されているように、セラミックス製のブロックに排気流方向 に沿った多数の微細な流路を形成し、かつ各流路の端部を交互にセラミックスに て閉塞した構成であって、流路間のセラミックスの隔壁を排気が通過することに より、排気微粒子を濾過捕集するようにしたものである。

【０００４】 この濾過捕集形式のものでは、非常に高い捕集効率が得られる反面、排気微粒 子を過剰捕集し易く、微粒子捕集量がフィルタの焼損限界を越え易い。つまり、 バーナー等を用いた強制再生や排気熱による再生の時期が多少でも遅れたりした 場合に、多量の排気微粒子が急激に燃焼し、フィルタの焼損を招く可能性がある 。しかも、焼却除去が不可能なＡｓｈ成分（オイル添加剤の酸化物等）までも捕 集してしまい、いずれは目詰まり状態に至る可能性がある。

【０００５】 そこで、この濾過捕集形式のものに代えて、付着捕集形式の排気フィルタが提 案されている。その一例としては、実開昭５１−２３６１５号公報や実開昭５１ −５０１０９号公報に見られるように、触媒を担持した薄い耐熱性繊維板を多数 積層してフィルタエレメントとしたものが知られている。この付着捕集形式のも のでは、フィルタエレメント内に生じる複雑な流路を排気ガスが通流する際に、 その流路表面に排気微粒子が付着して捕集されるのであり、濾過捕集形式のよう な過剰捕集は生じにくい。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のような薄い繊維板は、それ自体の機械的強度が低いため 、規則正しく積層した状態で形状保持することが難しい。つまり、ケーシング内 に固定するに際して繊維や網目が部分的に潰れたり片寄ったりし易く、この結果 、潰れ等により目が密となった箇所に排気微粒子が局部的に多く捕集され、排気 微粒子の分布が非常に不均一となる。従って、再生時に、排気微粒子が過度に堆 積していた箇所で局部的に高温となってフィルタの焼損を招く虞れがある。しか も、このように排気微粒子の捕集が各部で不均一であると、フィルタに触媒を担 持させたとしても、排気ガスと触媒との接触効率が悪くなり、触媒による再生能 力や排気浄化性能が低下する。

【０００７】 また、上記従来例のように、耐熱性繊維板をそのまま多数積層した構成では、 通気抵抗が無意味に増大するばかりで、排気微粒子の捕集効率はそれ程高く得ら れない、という欠点もある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る内燃機関の排気フィルタは、帯状をなす金属板に、中心の折り 曲げ線を挟んで２列に並んだ形に多数の開口部を等間隔に開口形成し、該金属板 を上記折り曲げ線に沿って折り曲げて網目状金属繊維板を両側から挾持するとと もに、各開口部間に、折り曲げ状態で表裏に交互に現れるように切り込み部を設 け、この切り込み部を内側として順次折り畳んでケーシング内に収容したことを 特徴としている。

【０００９】

【作用】

上記構成では、各開口部に網目状金属繊維板が張り渡され、かつこれが多数積 層された形となる。ここで、網目状金属繊維板が開口部周囲で金属板により堅固 に挾持されるので、機械的強度が向上し、多数積層つまり折り畳んだ状態でケー シング内に容易に固定できる。また各開口部に位置する網目状金属繊維板の間に は適宜な間隙が確実に保たれる。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

【００１１】 図２は、この考案に係る排気フィルタの一実施例を示す断面図であり、ケーシ ング１内に略矩形のブロック状をなすフィルタエレメント２が斜めに収容されて いる。

【００１２】 上記ケーシング１は、例えばディーゼル機関の排気管の途中に介装されるもの で、箱状をなすエレメント収容部１ａが斜めに形成され、その上面側および下面 側の中央部分１ｂ，１ｃがそれぞれ膨出形成されているとともに、それぞれに排 気入口管３および排気出口管４が接続されている。また上記ケーシング１は、エ レメント収容部１ａの中央のフランジ１ｄ，１ｄに沿って２分割されて形成され ており、フィルタエレメント２を緩衝材５とともに収容した後に両フランジ１ｄ ，１ｄを溶接することにより一体化されている。

【００１３】 フィルタエレメント２は、金属板からなる金属製のフレーム６に挾持された網 目状金属繊維板７（図１参照）を金属製フレーム６とともに複数回折り畳んで構 成されているものであり、図１には折り畳む前の状態を、また図３には金属製フ レーム６のみの展開形状を示してある。上記金属製フレーム６は、図３に示すよ うに帯状をなす薄い金属板からなり、これを中心の折り曲げ線Ｌに沿って折り曲 げるようにしたものであって、上記折り曲げ線Ｌを挟んで２列に並んだ形に矩形 の開口部８が等間隔に形成されている。特に、この実施例では総ての開口部８が 同一の大きさとなっており、折り曲げ線Ｌを中心として対線位置に開口形成され ている。また、直列に並んだ各開口部８の間に、スリット状の切り込み部９が形 成されている。この切り込み部９は、折り曲げ線Ｌを中心とした左右の部分で交 互に設けられており、金属板の側端から中心の折り曲げ線Ｌまで切り欠かれてい る。

【００１４】 この図３に示す形状に形成されたフレーム６となる金属板は、中間に帯状をな す網目状金属繊維板７を挟んだ状態で、折り曲げ線Ｌに沿って折り曲げられ、こ れによって図１に示すように網目状金属繊維板７を両側から挾持した状態となる 。そして、この帯状となったフレーム６が更に図１に矢印で示すように、各切り 込み部９を内側にした形で順次折り畳まれ、フィルタエレメント２を構成してい る。ここで、図３に示したように切り込み部９を交互に形成することにより、フ レーム６を折り曲げ線Ｌに沿って折り曲げた状態では、各切り込み部９が表裏に 交互に現れることになり、この切り込み部９を内側として順次折り畳んでいけば 図２に示すような規則正しい折り畳み状態が得られる。尚、上記網目状金属繊維 板７は、金属繊維を網目を有する薄いシート状に形成したものであり、適宜な触 媒を担持している。

【００１５】 上記の構成によれば、金属製フレーム６の各開口部８に張り渡された網目状金 属繊維板７が多数積層された状態となっており、排気がこの多数の網目状金属繊 維板７を通過する際に、排気微粒子が網目状金属繊維板７の表面に付着して捕集 される。そして、この捕集された排気微粒子は、例えば排気温が高くなったとき などに再燃焼し、フィルタエレメント２が再生される。

【００１６】 ここで上記構成では、網目状金属繊維板７が各開口部８の全周で金属製フレー ム６により堅固に挾持されているため、各開口部８において網目状金属繊維板７ が確実に保持され、例えば自重によって弛んだり、目の粗密が片寄ったりするこ とがない。従って、比較的各部均一に排気微粒子が捕集され、再生時の局部的な 過熱が防止される。しかも、製品間での特性のばらつきが少なくなり、かつ経時 的にも安定した性能を得ることができる。

【００１７】 また、各開口部８に位置する網目状金属繊維板７は、金属製フレーム６の板厚 によって互いの密着が防止され、各網目状金属繊維板７の間に適宜な間隙が確実 に与えられる。そのため、排気との実質的な接触面積が大きく得られ、通気抵抗 の大幅な増大を来すことなく捕集効率を高めることができる。尚、触媒との接触 効率もそれだけ良好となり、触媒による排気浄化作用や再生能力が向上する。

【００１８】 また図２に示すように折り畳まれた金属製フレーム６は、母材となる金属板が 有するばね性によって多少拡がろうとするため、ケーシング１内に収容した状態 において、ケーシング１内壁面に強く圧接するようになり、ケーシング１内での フィルタエレメント２の支持が一層確実となる。つまり耐振性や耐衝撃性が高く なり、耐久性にも優れたものとなる。

【００１９】 次に、図４，図５は、この考案の異なる実施例を示している。この実施例では 、図４に示すように、金属製フレーム６に開口形成される開口部８の大きさが大 小２種類あり、この大きな開口部８Ａと小さな開口部８Ｂとが交互に配置されて いる。尚、図４では明示されていないが、表裏に位置する互いに対応する開口部 ８は、同一の大きさとなっている。そして、図５に示すように、大きな開口部８ Ａのそれぞれに、シート状のワイヤメッシュ１０が挿填されている。換言すれば 、シート状ワイヤメッシュ１０が開口部８Ａによる凹部内に配設され、かつその 周縁部が開口部８Ｂの周縁部により挾持された状態となっている。

【００２０】 この実施例の構成によれば、ワイヤメッシュ１０を網目状金属繊維板７と重ね 合わせることにより、比較的少ない積層数で高い捕集効率を得ることができ、フ ィルタエレメント２の小型化が可能となる。また、ワイヤメッシュ１０を層状に 規則正しく配置することが容易となり、特性のばらつきを防止できる。

【００２１】

【考案の効果】

以上の説明で明らかなように、この考案に係る内燃機関の排気フィルタにおい ては、機械的強度の低い網目状金属繊維板を多数積層した形に安定的に固定支持 することが可能となり、耐久性の向上や性能の安定化が図れる。また、折り畳ん だ形に積層される多数の網目状金属繊維板を非密着状態に維持でき、通気抵抗に 比して高い捕集効率が得られるとともに、自重による潰れや弛みあるいは粗密の 片寄りが防止され、各部で比較的均一な捕集を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係る排気フィルタのフィルタエレメ
ントを折り畳む前の状態で示す斜視図。

【図２】この考案に係る排気フィルタの全体的構成を示
す断面図。

【図３】フィルタエレメントを構成する金属製フレーム
を展開状態で示す平面図。

【図４】この考案の異なる実施例を示す図１と同様の斜
視図。

【図５】この実施例のフィルタエレメントを折り畳んだ
状態で示す断面図。

【符号の説明】

１…ケーシング ２…フィルタエレメント ６…金属製フレーム ７…網目状金属繊維板 ８…開口部 ９…切り込み部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 帯状をなす金属板に、中心の折り曲げ線
   を挟んで２列に並んだ形に多数の開口部を等間隔に開口
   形成し、該金属板を上記折り曲げ線に沿って折り曲げて
   網目状金属繊維板を両側から挾持するとともに、各開口
   部間に、折り曲げ状態で表裏に交互に現れるように切り
   込み部を設け、この切り込み部を内側として順次折り畳
   んでケーシング内に収容したことを特徴とする内燃機関
   の排気フィルタ。