JPH0422012Y2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0422012Y2 JPH0422012Y2 JP1985155402U JP15540285U JPH0422012Y2 JP H0422012 Y2 JPH0422012 Y2 JP H0422012Y2 JP 1985155402 U JP1985155402 U JP 1985155402U JP 15540285 U JP15540285 U JP 15540285U JP H0422012 Y2 JPH0422012 Y2 JP H0422012Y2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- particulate
- ceramic structure
- combustion
- regeneration
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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Description
(産業上の利用分野)
本考案は、内燃機関から排出される排気ガスを
浄化するフイルタ、特にデイーゼルエンジンから
排出されるパテイキユレートを捕集するフイルタ
に関する。 (従来の技術) 従来、デイーゼルエンジンから排出されるパテ
イキユレートを捕集するフイルタとしては、捕集
効率や耐熱性の面より、セラミツク構造体が一般
に使用されている。このセラミツク構造体は、ハ
ニカム状またはフオーム状に形成されたもので、
例えばハニカム状セラミツク構造体は、第4図と
第5図に示すような構造を有している。 すなわち、多孔質のセラミツク(通常、コーデ
イエライト)から成る隔壁1により多数のセル2
を形成し、そのセル2の両端開口部を交互に栓3
で閉塞している。また前記隔壁1にγアルミナ等
のセラミツク皮膜5を設け、この上に酸化触媒を
担持せしめて、スス以外の微粒子(炭化水素、サ
ルフエート、金属等)の捕集能力を高めるように
したものもある。かゝるフイルタは、使用に際し
て、セル2の開口部を上・下流に向けるように、
エンジンの排気系に取付けられるものとなり、排
気ガスが、第4図に矢印で示すように、隔壁1を
通じて隣接するセル2内へ流動する間に、エンジ
ンからのパテイキユレートを捕捉する。 ところでフイルタは、使用を重ねるに従い、パ
テイキユレートの堆積により背圧が上昇して排気
効率が低下するため、定期的にパテイキユレート
を焼却し、再生を行なう必要があり、その再生方
法として、一般にはヒータ、バーナー等の加熱手
段により外部着火する方式が採用されている。 (考案が解決しようとする問題点) しかしながら、この外部着火方式は、フイルタ
の上流側でパテイキユレートに着火し、フイルタ
の下流側へ燃焼を伝播させて再生を行なうもので
あるため、熱伝導性に劣る上記従来のセラミツク
質フイルタでは、パテイキユレートの燃焼熱が下
流側のパテイキユレートまで伝達し難く、燃焼が
途中で停止することが往々にして起つていた。こ
の対策として、例えば、前記隔壁1に白金
(Pt)、パラジウム(Pd)等の白金族元素を担持
せしめることによりパテイキユレートの燃焼温度
を低下させる試み(特開昭55−24597号公報)、あ
るいは銅(Cu)、マンガン(Mn)等の卑金属元
素を担持せしめることによりパテイキユレートの
燃焼温度を低下させる試み(特開昭58−109136号
公報、特開昭55−109139号公報)等がなされてい
るが、これによつてもなお、十分満足する燃焼伝
播性能が得られていないのが現状である。 これに関連し、本願発明者は、特願昭60−
94868号にて、セラミツク構造体のパテイキユレ
ート捕集面に銅(Cu)、銀(Ag)等の熱伝導性
の良好な金属皮膜を形成することにより燃焼伝播
性能を改善したフイルタを実現している。しかし
ながらこの場合、金属皮膜が隔壁1の細孔1a
(第5図)を一部閉塞するため、圧力損失が増大
し、あるいは再生性向上に伴い、パテイキユレー
トの燃焼速度が増大するため、再生時のフイルタ
昇温量が大となつてセラミツク構造体にクラツク
や溶損を起し易いという新たな問題が生じること
となつていた。 本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、圧力損失の増
大やセラミツク構造体の損傷を防止する中で、燃
焼伝播性能の向上を達成し、もつて再生性の向上
を実現し得るパテイキユレート捕集用フイルタを
提供することにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、多孔質セラミツク構造体の上流側の
パテイキユレート捕集面に金属皮膜を形成したこ
とを特徴とする。 セラミツク構造体は、ハニカム状またはフオー
ム状に形成されたもので、通常市場性の高いコー
デイエライト製のものが選択される。 本発明において金属皮膜を設ける範囲は、セラ
ミツク構造体の全長の5〜50%好ましくは10〜30
%とする。金属皮膜としては、熱伝導性の良好な
金属、例えばCu,Ag等であることが好ましい。
この場合該金属皮膜は、セラミツク構造体を塩化
パラジウム溶液に浸漬した後、水素化ホウ素ナト
リウム水溶液中でパラジウム還元を行なつてメツ
キの核を形成し、しかる後に無電解メツキ液に浸
漬してメツキを行なうことにより形成することが
できる。 本考案にかゝるフイルタは、上記金属皮膜下に
多種類の微粒子の捕集能力を有するセラミツク皮
膜、例えばγアルミナ皮膜を形成したものも含
む。 (作用) 上記のように構成したパテイキユレート捕集用
フイルタにおいて、金属皮膜の存在によりパテイ
キユレート捕集面の熱伝導性が向上し、着火性お
よび燃焼伝播性能が改善されるようになる。また
該金属皮膜をセラミツク構造体の上流側のパテイ
キユレート捕集面に限定的に形成したので、セラ
ミツク構造体の細孔が閉塞される範囲が減少して
圧力損失の増大が抑制され、一方、再生時におい
て下流側のパテイキユレートの燃焼速度が緩やか
になつて、燃焼熱の過度な上昇が抑制されるよう
になる。 (実施例) 以下、本考案の実施例を添付図面を参照して説
明する。 第1図と第2図は本考案にかゝるパテイキユレ
ート捕集用フイルタを示したものである。なお、
本実施例はハニカム状フイルタへの適用例を示し
たものであり、その全体構造は前出第4図と同様
であるので、こゝではその説明を省略する。本実
施例の特徴とするところは、柱状の多孔質セラミ
ツク構造体(コーデイエライト製)11のパテイ
キユレート捕集面の全面にγアルミナ皮膜12を
形成し、さらにそのγアルミナ皮膜12の上に、
セラミツク構造体の端面から所定範囲にわたつて
銅メツキ層13を形成した点にある。しかして
かゝるフイルタ10は、上記銅メツキ層13を形
成した部分を上流に向けてエンジンの排気系に取
付けられ実用に供されるものとなる。 こゝで上記フイルタ10は、一例として下記の
手順により製造される。 すなわち、市販の柱状コーデイエライト質セラ
ミツク構造体11を備え、これをγアルミナ、ア
ルミナゾル、硝酸アルミニウム水溶液、蒸留水か
ら成るスラリーに浸漬し、これを引き上げて後、
空気流で余分の液滴を吹き払つて120℃で2時間
の乾燥、600℃で3時間の焼成を行ない、該セラ
ミツク構造体11上(パテイキユレート捕集面)
にγアルミナ皮膜12を設ける。次にこのセラミ
ツク構造体11を蒸留水に浸漬して吸水処理を行
ない、余分の蒸留水を吹き払つた後、0.2g/
の塩化パラジウム(PdCl2)水溶液にその端面か
ら所定距離だけ浸漬してパラジウムを吸着させ、
その後水素化ホウ素ナトリウム溶液中でパラジウ
ムの還元を行ない無電解メツキの核を形成し、さ
らに市販の無電解銅メツキ液に30分間浸漬し、引
き上げて後水洗、乾燥して前記γアルミナ皮膜上
に銅メツキ層13を形成する。 以下、上記銅メツキ層13を形成する範囲を
種々変えて後述する各種試験に供した。供試フイ
ルタは、銅メツキ層13部分のフイルタ10の全
長に対する割合を、A:10%、B:25%、C:50
%としたものを用いた。なお比較のため、上記銅
メツキ層13の割合を、D:0%(銅メツキな
し)、E:100%(全長に銅メツキ)としたものも
用いた。 試験例 1 上記A〜Eのフイルタ(但しフイルタ大きさは
直径100mm、長さ100mm)を排気量2400c.c.の渦流室
式デイーゼルエンジン排気系に取付け、200rpm、
トルク6Kg・mで3時間運転して圧力損失の推移
を記録した。結果を第1表に示す。 試験例 2 試験例1を終えたフイルタA〜Eに付、下記の
条件 再生用ガス(エア):650℃ ガス流量:300/分 再生時間:3〜5分 で再生試験を行ない、再生時のフイルタ内温度を
12点測定した。測定は直径0.5mmのシース型熱電
対(CA)を用いた。得られた測温データのうち、
最高温度を再生時のフイルタ内温度として第2表
に示した。なお、フイルタに付着していたパテイ
キユレート量は、いずれも9.8〜10.5gの範囲内
であつた。 試験例 3 フイルタA〜E(但しフイルタ大きさは直径30
mm、長さ50mm)を排気量2400c.c.の渦流室式デイー
ゼルエンジンの排気系に取り付け、回転数
2000rpm、トルク3Kg・mで2.5時間運転し、フ
イルタ1個当り0.60〜0.65gのパテイキユレート
を付着させ、次にこのフイルタを第3図に示す試
験装置に組込んで燃焼試験を行ない、再生可能温
度を求めた。
浄化するフイルタ、特にデイーゼルエンジンから
排出されるパテイキユレートを捕集するフイルタ
に関する。 (従来の技術) 従来、デイーゼルエンジンから排出されるパテ
イキユレートを捕集するフイルタとしては、捕集
効率や耐熱性の面より、セラミツク構造体が一般
に使用されている。このセラミツク構造体は、ハ
ニカム状またはフオーム状に形成されたもので、
例えばハニカム状セラミツク構造体は、第4図と
第5図に示すような構造を有している。 すなわち、多孔質のセラミツク(通常、コーデ
イエライト)から成る隔壁1により多数のセル2
を形成し、そのセル2の両端開口部を交互に栓3
で閉塞している。また前記隔壁1にγアルミナ等
のセラミツク皮膜5を設け、この上に酸化触媒を
担持せしめて、スス以外の微粒子(炭化水素、サ
ルフエート、金属等)の捕集能力を高めるように
したものもある。かゝるフイルタは、使用に際し
て、セル2の開口部を上・下流に向けるように、
エンジンの排気系に取付けられるものとなり、排
気ガスが、第4図に矢印で示すように、隔壁1を
通じて隣接するセル2内へ流動する間に、エンジ
ンからのパテイキユレートを捕捉する。 ところでフイルタは、使用を重ねるに従い、パ
テイキユレートの堆積により背圧が上昇して排気
効率が低下するため、定期的にパテイキユレート
を焼却し、再生を行なう必要があり、その再生方
法として、一般にはヒータ、バーナー等の加熱手
段により外部着火する方式が採用されている。 (考案が解決しようとする問題点) しかしながら、この外部着火方式は、フイルタ
の上流側でパテイキユレートに着火し、フイルタ
の下流側へ燃焼を伝播させて再生を行なうもので
あるため、熱伝導性に劣る上記従来のセラミツク
質フイルタでは、パテイキユレートの燃焼熱が下
流側のパテイキユレートまで伝達し難く、燃焼が
途中で停止することが往々にして起つていた。こ
の対策として、例えば、前記隔壁1に白金
(Pt)、パラジウム(Pd)等の白金族元素を担持
せしめることによりパテイキユレートの燃焼温度
を低下させる試み(特開昭55−24597号公報)、あ
るいは銅(Cu)、マンガン(Mn)等の卑金属元
素を担持せしめることによりパテイキユレートの
燃焼温度を低下させる試み(特開昭58−109136号
公報、特開昭55−109139号公報)等がなされてい
るが、これによつてもなお、十分満足する燃焼伝
播性能が得られていないのが現状である。 これに関連し、本願発明者は、特願昭60−
94868号にて、セラミツク構造体のパテイキユレ
ート捕集面に銅(Cu)、銀(Ag)等の熱伝導性
の良好な金属皮膜を形成することにより燃焼伝播
性能を改善したフイルタを実現している。しかし
ながらこの場合、金属皮膜が隔壁1の細孔1a
(第5図)を一部閉塞するため、圧力損失が増大
し、あるいは再生性向上に伴い、パテイキユレー
トの燃焼速度が増大するため、再生時のフイルタ
昇温量が大となつてセラミツク構造体にクラツク
や溶損を起し易いという新たな問題が生じること
となつていた。 本考案は、上記従来の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的とするところは、圧力損失の増
大やセラミツク構造体の損傷を防止する中で、燃
焼伝播性能の向上を達成し、もつて再生性の向上
を実現し得るパテイキユレート捕集用フイルタを
提供することにある。 (問題点を解決するための手段) 本発明は、多孔質セラミツク構造体の上流側の
パテイキユレート捕集面に金属皮膜を形成したこ
とを特徴とする。 セラミツク構造体は、ハニカム状またはフオー
ム状に形成されたもので、通常市場性の高いコー
デイエライト製のものが選択される。 本発明において金属皮膜を設ける範囲は、セラ
ミツク構造体の全長の5〜50%好ましくは10〜30
%とする。金属皮膜としては、熱伝導性の良好な
金属、例えばCu,Ag等であることが好ましい。
この場合該金属皮膜は、セラミツク構造体を塩化
パラジウム溶液に浸漬した後、水素化ホウ素ナト
リウム水溶液中でパラジウム還元を行なつてメツ
キの核を形成し、しかる後に無電解メツキ液に浸
漬してメツキを行なうことにより形成することが
できる。 本考案にかゝるフイルタは、上記金属皮膜下に
多種類の微粒子の捕集能力を有するセラミツク皮
膜、例えばγアルミナ皮膜を形成したものも含
む。 (作用) 上記のように構成したパテイキユレート捕集用
フイルタにおいて、金属皮膜の存在によりパテイ
キユレート捕集面の熱伝導性が向上し、着火性お
よび燃焼伝播性能が改善されるようになる。また
該金属皮膜をセラミツク構造体の上流側のパテイ
キユレート捕集面に限定的に形成したので、セラ
ミツク構造体の細孔が閉塞される範囲が減少して
圧力損失の増大が抑制され、一方、再生時におい
て下流側のパテイキユレートの燃焼速度が緩やか
になつて、燃焼熱の過度な上昇が抑制されるよう
になる。 (実施例) 以下、本考案の実施例を添付図面を参照して説
明する。 第1図と第2図は本考案にかゝるパテイキユレ
ート捕集用フイルタを示したものである。なお、
本実施例はハニカム状フイルタへの適用例を示し
たものであり、その全体構造は前出第4図と同様
であるので、こゝではその説明を省略する。本実
施例の特徴とするところは、柱状の多孔質セラミ
ツク構造体(コーデイエライト製)11のパテイ
キユレート捕集面の全面にγアルミナ皮膜12を
形成し、さらにそのγアルミナ皮膜12の上に、
セラミツク構造体の端面から所定範囲にわたつて
銅メツキ層13を形成した点にある。しかして
かゝるフイルタ10は、上記銅メツキ層13を形
成した部分を上流に向けてエンジンの排気系に取
付けられ実用に供されるものとなる。 こゝで上記フイルタ10は、一例として下記の
手順により製造される。 すなわち、市販の柱状コーデイエライト質セラ
ミツク構造体11を備え、これをγアルミナ、ア
ルミナゾル、硝酸アルミニウム水溶液、蒸留水か
ら成るスラリーに浸漬し、これを引き上げて後、
空気流で余分の液滴を吹き払つて120℃で2時間
の乾燥、600℃で3時間の焼成を行ない、該セラ
ミツク構造体11上(パテイキユレート捕集面)
にγアルミナ皮膜12を設ける。次にこのセラミ
ツク構造体11を蒸留水に浸漬して吸水処理を行
ない、余分の蒸留水を吹き払つた後、0.2g/
の塩化パラジウム(PdCl2)水溶液にその端面か
ら所定距離だけ浸漬してパラジウムを吸着させ、
その後水素化ホウ素ナトリウム溶液中でパラジウ
ムの還元を行ない無電解メツキの核を形成し、さ
らに市販の無電解銅メツキ液に30分間浸漬し、引
き上げて後水洗、乾燥して前記γアルミナ皮膜上
に銅メツキ層13を形成する。 以下、上記銅メツキ層13を形成する範囲を
種々変えて後述する各種試験に供した。供試フイ
ルタは、銅メツキ層13部分のフイルタ10の全
長に対する割合を、A:10%、B:25%、C:50
%としたものを用いた。なお比較のため、上記銅
メツキ層13の割合を、D:0%(銅メツキな
し)、E:100%(全長に銅メツキ)としたものも
用いた。 試験例 1 上記A〜Eのフイルタ(但しフイルタ大きさは
直径100mm、長さ100mm)を排気量2400c.c.の渦流室
式デイーゼルエンジン排気系に取付け、200rpm、
トルク6Kg・mで3時間運転して圧力損失の推移
を記録した。結果を第1表に示す。 試験例 2 試験例1を終えたフイルタA〜Eに付、下記の
条件 再生用ガス(エア):650℃ ガス流量:300/分 再生時間:3〜5分 で再生試験を行ない、再生時のフイルタ内温度を
12点測定した。測定は直径0.5mmのシース型熱電
対(CA)を用いた。得られた測温データのうち、
最高温度を再生時のフイルタ内温度として第2表
に示した。なお、フイルタに付着していたパテイ
キユレート量は、いずれも9.8〜10.5gの範囲内
であつた。 試験例 3 フイルタA〜E(但しフイルタ大きさは直径30
mm、長さ50mm)を排気量2400c.c.の渦流室式デイー
ゼルエンジンの排気系に取り付け、回転数
2000rpm、トルク3Kg・mで2.5時間運転し、フ
イルタ1個当り0.60〜0.65gのパテイキユレート
を付着させ、次にこのフイルタを第3図に示す試
験装置に組込んで燃焼試験を行ない、再生可能温
度を求めた。
【表】
【表】
【表】
第1〜3表に示す結果より、メツキが施されて
いないフイルタDは、圧力損失が小さくかつ再生
時の最高温度が低いものの、再生可能温度が高く
て再生性に劣り、実用に不向きであることが確認
できた。また全体を銅メツキしたフイルタEは、
再生可能温度が低くて再生性に優れているもの
の、圧力損失が大きくかつ燃焼温度が高くてフイ
ルタ損傷の危険性が大であることが確認できた。
これに対して本願考案の範囲にあるフイルタA〜
Cは、圧力損失、加熱温度および再生性の3特性
を高レベルで満足し、極めて実用的であることが
確認できた。 (考案の効果) 以上、詳細に説明したように、本考案は、多孔
質セラミツク構造体のパテイキユレート捕集面に
金属皮膜を設けたので、着火性、燃焼伝播性能が
向上してパテイキユレートの燃焼が容易となり、
フイルタの再生性が向上するようになつた。また
前記金属皮膜を上流側に限定的に形成したので、
セラミツク構造体の細孔が閉塞される範囲が狭ま
つて圧力損失の増大を可及的に抑制することが可
能になるばかりか、再生時における燃焼熱の過度
な上昇が抑えられてセラミツク構造体の損傷を防
止することが可能になり、本フイルタは全体とし
て、その実用性が著しく向上するものとなつた。
いないフイルタDは、圧力損失が小さくかつ再生
時の最高温度が低いものの、再生可能温度が高く
て再生性に劣り、実用に不向きであることが確認
できた。また全体を銅メツキしたフイルタEは、
再生可能温度が低くて再生性に優れているもの
の、圧力損失が大きくかつ燃焼温度が高くてフイ
ルタ損傷の危険性が大であることが確認できた。
これに対して本願考案の範囲にあるフイルタA〜
Cは、圧力損失、加熱温度および再生性の3特性
を高レベルで満足し、極めて実用的であることが
確認できた。 (考案の効果) 以上、詳細に説明したように、本考案は、多孔
質セラミツク構造体のパテイキユレート捕集面に
金属皮膜を設けたので、着火性、燃焼伝播性能が
向上してパテイキユレートの燃焼が容易となり、
フイルタの再生性が向上するようになつた。また
前記金属皮膜を上流側に限定的に形成したので、
セラミツク構造体の細孔が閉塞される範囲が狭ま
つて圧力損失の増大を可及的に抑制することが可
能になるばかりか、再生時における燃焼熱の過度
な上昇が抑えられてセラミツク構造体の損傷を防
止することが可能になり、本フイルタは全体とし
て、その実用性が著しく向上するものとなつた。
第1図は本考案にかゝるパテイキユレート捕集
用フイルタの外観を示す模式図、第2図はその隔
壁構造を示す断面図、第3図はフイルタの再生試
験装置を示す断面図、第4図は従来のフイルタの
構造を示す断面図、第5図はそのA部詳細図であ
る。 11……セラミツク構造体、12……セラミツ
ク皮膜、13……金属皮膜。
用フイルタの外観を示す模式図、第2図はその隔
壁構造を示す断面図、第3図はフイルタの再生試
験装置を示す断面図、第4図は従来のフイルタの
構造を示す断面図、第5図はそのA部詳細図であ
る。 11……セラミツク構造体、12……セラミツ
ク皮膜、13……金属皮膜。
Claims (1)
- 多孔質セラミツク構造体の上流側のパテイキユ
レート捕集面に、セラミツク構造体の全長の5〜
50%範囲好ましくは10〜30%範囲にわたつて金属
皮膜を形成したことを特徴とするパテイキユレー
ト捕集用フイルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985155402U JPH0422012Y2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1985155402U JPH0422012Y2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6264808U JPS6264808U (ja) | 1987-04-22 |
| JPH0422012Y2 true JPH0422012Y2 (ja) | 1992-05-20 |
Family
ID=31076072
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1985155402U Expired JPH0422012Y2 (ja) | 1985-10-11 | 1985-10-11 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0422012Y2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4640868B2 (ja) * | 2001-07-18 | 2011-03-02 | イビデン株式会社 | 触媒つきフィルタ、その製造方法及び排気ガス浄化システム |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57117326A (en) * | 1981-01-12 | 1982-07-21 | Toyota Motor Corp | Filter for exhaust gas of internal-combustion engine |
-
1985
- 1985-10-11 JP JP1985155402U patent/JPH0422012Y2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6264808U (ja) | 1987-04-22 |
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