JPH0555687B2 - - Google Patents
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- JPH0555687B2 JPH0555687B2 JP60047196A JP4719685A JPH0555687B2 JP H0555687 B2 JPH0555687 B2 JP H0555687B2 JP 60047196 A JP60047196 A JP 60047196A JP 4719685 A JP4719685 A JP 4719685A JP H0555687 B2 JPH0555687 B2 JP H0555687B2
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- JP
- Japan
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- exhaust gas
- inlet
- soot
- outlet
- cell
- Prior art date
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-
- 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
- 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
- F01N3/022—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- 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
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- 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
本発明は例えばデイーゼルエンジンから排出さ
れる炭素を主成分とする微粒子（所謂、スス）を
捕集し、捕集したススを燃焼させることにより、
デイーゼルエンジンからのススの排出量の低減を
図る排ガスフイルタに関する。
れる炭素を主成分とする微粒子（所謂、スス）を
捕集し、捕集したススを燃焼させることにより、
デイーゼルエンジンからのススの排出量の低減を
図る排ガスフイルタに関する。
従来の技術
デイーゼルエンジンから排出されるススを捕集
する為のデイーゼル排ガスフイルタとして、アル
ミナでコーテイングした金属ワイヤメツシユを用
いたフイルタ、発泡剤を用いて多孔質構造とした
セラミツクフオームフイルタ、セラミツクフアイ
バマツト、およびハニカム形状のセラミツクモノ
リスフイルタ等が考案されている。その中でも、
ススの集塵効率が90％以上で、フイルタによる排
ガスの圧力損失が小さなハニカム形状のセラミツ
クモノリスフイルタが、排ガスのススを除去する
フイルタとして有望視されている。
する為のデイーゼル排ガスフイルタとして、アル
ミナでコーテイングした金属ワイヤメツシユを用
いたフイルタ、発泡剤を用いて多孔質構造とした
セラミツクフオームフイルタ、セラミツクフアイ
バマツト、およびハニカム形状のセラミツクモノ
リスフイルタ等が考案されている。その中でも、
ススの集塵効率が90％以上で、フイルタによる排
ガスの圧力損失が小さなハニカム形状のセラミツ
クモノリスフイルタが、排ガスのススを除去する
フイルタとして有望視されている。
セラミツクモノリスフイルタからなるデイーゼ
ル排ガスフイルタはコージライトを主成分とする
押出製法により壁より構成された多数のセルから
なるハニカム構造をなしている。その構造の上流
および下流セル端部はセメントのような非常に気
孔率の小さな長さ約10mmの材料で交互に閉塞され
ている。これらの上流側および下流側の閉塞部に
よつて、セルは入口および出口排ガス通路に分割
される。この結果、排気ガス中のススはセル壁で
ほぼ全量集塵される。ススが堆積するとともに、
デイーゼル排ガスフイルタで排ガスの圧力損失が
大きくなり、エンジン性能の低下を招く。
ル排ガスフイルタはコージライトを主成分とする
押出製法により壁より構成された多数のセルから
なるハニカム構造をなしている。その構造の上流
および下流セル端部はセメントのような非常に気
孔率の小さな長さ約10mmの材料で交互に閉塞され
ている。これらの上流側および下流側の閉塞部に
よつて、セルは入口および出口排ガス通路に分割
される。この結果、排気ガス中のススはセル壁で
ほぼ全量集塵される。ススが堆積するとともに、
デイーゼル排ガスフイルタで排ガスの圧力損失が
大きくなり、エンジン性能の低下を招く。
それ故、エンジン性能を良好に保つには一定量
のススが堆積した時点で、そのススを燃焼させ、
デイーゼル排ガスフイルタを再生する方法がとら
れる。そこで、ススを円滑に燃焼させて、フイル
タの再生を何回も容易に行えるハニカム構造を有
するデイーゼル排ガスフイルタが望まれる。
のススが堆積した時点で、そのススを燃焼させ、
デイーゼル排ガスフイルタを再生する方法がとら
れる。そこで、ススを円滑に燃焼させて、フイル
タの再生を何回も容易に行えるハニカム構造を有
するデイーゼル排ガスフイルタが望まれる。
第２図は従来例のデイーゼル排ガスフイルタの
構成図である。デイーゼル排ガスフイルタに堆積
したススは入口端部で排気ガス中の火花や点火ヒ
ータによつて着火し、入口端部で燃焼が広がり、
それと同時にセル１８内を下流に向つて燃焼す
る。
構成図である。デイーゼル排ガスフイルタに堆積
したススは入口端部で排気ガス中の火花や点火ヒ
ータによつて着火し、入口端部で燃焼が広がり、
それと同時にセル１８内を下流に向つて燃焼す
る。
以下図面にしたてがつて説明する。排気ガス１
６中のススの一部は入口端部１７に堆積し、大部
分はセル１８内の入口排ガス通路１９のセル壁に
堆積する。
６中のススの一部は入口端部１７に堆積し、大部
分はセル１８内の入口排ガス通路１９のセル壁に
堆積する。
発明が解決しようとする問題点
ところが、デイーゼル排ガスフイルタ１５のセ
ル１８内では入口から次第にススの堆積が多くな
る。この為、フイルタの出口方向すなわち出口閉
塞部２１に近くなると燃焼熱の発生量が大きい。
ル１８内では入口から次第にススの堆積が多くな
る。この為、フイルタの出口方向すなわち出口閉
塞部２１に近くなると燃焼熱の発生量が大きい。
よつて、セル１８内のススが一定以上堆積した
後、ひとたび入口端部１７のスス２２に着火する
と燃焼が急速に起り、デイーゼル排ガスフイルタ
１５の温度が上昇し、デイーゼル排ガスフイルタ
１５はススの堆積量の多い出口付近で溶融する問
題が生じた。
後、ひとたび入口端部１７のスス２２に着火する
と燃焼が急速に起り、デイーゼル排ガスフイルタ
１５の温度が上昇し、デイーゼル排ガスフイルタ
１５はススの堆積量の多い出口付近で溶融する問
題が生じた。
さらに、セル壁を通過する排ガスの通気抵抗を
小さくすると、多数のセルの中でも通気抵抗の小
さいセルを排気ガスは流れ、そのセルのススの堆
積量も多くなる。したがつて、ススの堆積状態は
セルによつてバラツキが生じ、その為、充分なス
スの堆積のみられないセルがあつた。
小さくすると、多数のセルの中でも通気抵抗の小
さいセルを排気ガスは流れ、そのセルのススの堆
積量も多くなる。したがつて、ススの堆積状態は
セルによつてバラツキが生じ、その為、充分なス
スの堆積のみられないセルがあつた。
その結果、燃焼による排ガスフイルタの再生の
際にススの堆積量の多いセルでは高温になり、排
ガスフイルタの破壊につながつた。また、堆積量
の少いセルは充分に燃焼せず、隣のセルへのスス
の燃焼の伝播が行われず、再生が不充分であつ
た。
際にススの堆積量の多いセルでは高温になり、排
ガスフイルタの破壊につながつた。また、堆積量
の少いセルは充分に燃焼せず、隣のセルへのスス
の燃焼の伝播が行われず、再生が不充分であつ
た。
問題点を解決するための手段
そこで、出口排ガス通路よりも大きな断面積を
有する入口閉塞部によりセルを閉塞し、入口排ガ
ス通路の入口部を狭くするという構成にすること
によつてを上記問題点を解決した。
有する入口閉塞部によりセルを閉塞し、入口排ガ
ス通路の入口部を狭くするという構成にすること
によつてを上記問題点を解決した。
作 用
排ガスは各セルに均等に流れ、一部のセルのみ
急速にしかも多量に排ガスが流れることはなく、
セル内では入口排ガス通路の入口から出口まで均
一にススが堆積するようになり、しかも各セル均
等にススが堆積する。
急速にしかも多量に排ガスが流れることはなく、
セル内では入口排ガス通路の入口から出口まで均
一にススが堆積するようになり、しかも各セル均
等にススが堆積する。
入口端部の面積は大きくなり、入口部端部でた
まつたススに着火すると燃焼は端部全体に広ま
り、その後下流に向つて燃焼する。
まつたススに着火すると燃焼は端部全体に広ま
り、その後下流に向つて燃焼する。
したがつて、燃焼はセル内で一カ所に集中する
ことなく、入口端部から出口端部に向かつて進行
し、その結果、燃焼が完全に行われるとともに熱
が一部に集中することなく、排ガスフイルタの溶
融もない。
ことなく、入口端部から出口端部に向かつて進行
し、その結果、燃焼が完全に行われるとともに熱
が一部に集中することなく、排ガスフイルタの溶
融もない。
実施例
本発明の一実施例を第１図に示す。１はデイー
ゼル排ガスフイルタ、２はセル、３はセル壁、４
は入口端部、５は出口端部、６は入口排ガス通
路、７は出口排ガス通路、８は入口閉塞部、９は
出口閉塞部、１０はスス、１１は入口端部のス
ス、１２は排気ガス、１３は入口部、１４は出口
部である。
ゼル排ガスフイルタ、２はセル、３はセル壁、４
は入口端部、５は出口端部、６は入口排ガス通
路、７は出口排ガス通路、８は入口閉塞部、９は
出口閉塞部、１０はスス、１１は入口端部のス
ス、１２は排気ガス、１３は入口部、１４は出口
部である。
デイーゼル排ガスフイルタ１は例えば次の手法
で製造される。20mm以下に裁断したアルミナ繊維
30重量部とセラミツク原料粉末16重量部を水3000
重量部に懸濁させ、この混合スラリーにポリ酢酸
ビニル等の有機バインダを添加した後、ポリアク
リルアミド等の凝集剤で凝集させ、長網式抄紙機
で抄造し、シートを作成した。得られたシートを
段ボール製造と同様の方法で波状シートと平板状
シートを接着してなるコルゲートシートを作成
し、次にこれを芯の周囲に接着しつつ巻きつけ、
ハニカム形状を形成した。次に１つのハニカムの
セルに侵入した排気ガスがセル壁を通過して他の
セルに移行したのち排出されるようにハニカムの
入口と出口のセルをそれぞれ交互に以下に述べる
材料を各セルに同量ずつ注入することにより閉塞
した。この成形物を空気中において1250℃で焼成
してセラミツク繊維とセラミツク原料粉末をセラ
ミツク化し、目的とするハニカム構造の排ガスフ
イルタを得た。
で製造される。20mm以下に裁断したアルミナ繊維
30重量部とセラミツク原料粉末16重量部を水3000
重量部に懸濁させ、この混合スラリーにポリ酢酸
ビニル等の有機バインダを添加した後、ポリアク
リルアミド等の凝集剤で凝集させ、長網式抄紙機
で抄造し、シートを作成した。得られたシートを
段ボール製造と同様の方法で波状シートと平板状
シートを接着してなるコルゲートシートを作成
し、次にこれを芯の周囲に接着しつつ巻きつけ、
ハニカム形状を形成した。次に１つのハニカムの
セルに侵入した排気ガスがセル壁を通過して他の
セルに移行したのち排出されるようにハニカムの
入口と出口のセルをそれぞれ交互に以下に述べる
材料を各セルに同量ずつ注入することにより閉塞
した。この成形物を空気中において1250℃で焼成
してセラミツク繊維とセラミツク原料粉末をセラ
ミツク化し、目的とするハニカム構造の排ガスフ
イルタを得た。
ここにおいて、閉塞する材料は、シートを仮焼
し、粉砕した無機材料２重量部とでん粉0.1重量
部と水２重量部加えてのり状にする。そして、更
に有機粉末0.1重量部を粉状のまま加え、撹拌混
合したものである。このような材料を注入するこ
とにより、閉塞している部分の材料の気孔率が50
％となつた。ここで、用いられる有機粉末はポリ
エステル等の合成高分子およびでん粉などの天然
高分子あるいはカーボン粒子などの可燃性無機粉
末のいずれでもよい。有機粉末を100重量部まで
混合割合を増加させることにより、その材料の気
孔率を95％まで上げることができる。気孔率が95
％を越えるとその材料の強度が極端に低下し、実
用に耐えない。
し、粉砕した無機材料２重量部とでん粉0.1重量
部と水２重量部加えてのり状にする。そして、更
に有機粉末0.1重量部を粉状のまま加え、撹拌混
合したものである。このような材料を注入するこ
とにより、閉塞している部分の材料の気孔率が50
％となつた。ここで、用いられる有機粉末はポリ
エステル等の合成高分子およびでん粉などの天然
高分子あるいはカーボン粒子などの可燃性無機粉
末のいずれでもよい。有機粉末を100重量部まで
混合割合を増加させることにより、その材料の気
孔率を95％まで上げることができる。気孔率が95
％を越えるとその材料の強度が極端に低下し、実
用に耐えない。
入口閉塞部８は出口排ガス通路７よりも大きな
断面を持つように圧入し、セル壁を広げる。その
結果、入口排ガス通路６の入口部１３は狭くなつ
ている。排気ガス１２は入口部１３で抵抗を受け
るため、スス１０は入口端部４に堆積し、入口部
１３から入口排ガス通路６に流入する。この時、
排気ガスは各セル２すなわち各入口排ガス通路６
に均等に堆積する。
断面を持つように圧入し、セル壁を広げる。その
結果、入口排ガス通路６の入口部１３は狭くなつ
ている。排気ガス１２は入口部１３で抵抗を受け
るため、スス１０は入口端部４に堆積し、入口部
１３から入口排ガス通路６に流入する。この時、
排気ガスは各セル２すなわち各入口排ガス通路６
に均等に堆積する。
十分にススが堆積するとデイーゼル排ガスフイ
ルタ１内の排気ガスの圧力は高くなる。その後、
入口端部４のススに着火すると、入端部前面に燃
焼が広がり、次に入口部１３からセル２内のスス
１０が燃焼し、次第に出口端部５に向かつて燃焼
が進行する。入口端部４の面積と燃焼ガス流の抵
抗を十分に確保しているので、ススは入口端部４
全体に均一にしかも十分の量が堆積し、平面状に
燃焼が伝播する。またセル２は入口部１３、出口
部１４よりも広いため、セル２内の燃焼ガス流の
圧損よりも入口部１３並びに出口部１４の圧損が
高い。
ルタ１内の排気ガスの圧力は高くなる。その後、
入口端部４のススに着火すると、入端部前面に燃
焼が広がり、次に入口部１３からセル２内のスス
１０が燃焼し、次第に出口端部５に向かつて燃焼
が進行する。入口端部４の面積と燃焼ガス流の抵
抗を十分に確保しているので、ススは入口端部４
全体に均一にしかも十分の量が堆積し、平面状に
燃焼が伝播する。またセル２は入口部１３、出口
部１４よりも広いため、セル２内の燃焼ガス流の
圧損よりも入口部１３並びに出口部１４の圧損が
高い。
したがつて、セル壁３に均一にススが堆積す
る。その結果、セル内では均一に燃焼が上流側か
ら下流側に向かつて流れるため、フイルタの溶融
はなく、燃焼による再生も十分に行われるように
なつた。そして、一部のセルに大量のススが堆積
することもなく、温度上昇による破壊はない。ま
た、一つのセル内においてススは入口部から出口
近くまで均一に堆積するので、セル壁の温度が局
部的に上昇することもない。
る。その結果、セル内では均一に燃焼が上流側か
ら下流側に向かつて流れるため、フイルタの溶融
はなく、燃焼による再生も十分に行われるように
なつた。そして、一部のセルに大量のススが堆積
することもなく、温度上昇による破壊はない。ま
た、一つのセル内においてススは入口部から出口
近くまで均一に堆積するので、セル壁の温度が局
部的に上昇することもない。
発明の効果
以上のように、本発明の排ガスフイルタはスス
が各セルに均等に堆積し、さらに一つのセル内に
おいても入口部から出口部まで均等に堆積する。
が各セルに均等に堆積し、さらに一つのセル内に
おいても入口部から出口部まで均等に堆積する。
したがつて、燃焼の再生が容易になり、かつ、
温度上昇による破壊がなくなつた。
温度上昇による破壊がなくなつた。
第１図は本発明の一実施例の排ガスフイルタの
部分断面図、第２図は従来例の排ガスフイルタの
部分断面図である。 １……デイーゼル排ガスフイルタ、２……セ
ル、３……セル壁、４……入口端部、５……出口
端部、６……入口排ガス通路、７……出口排ガス
通路、８……入口閉塞部、９……出口閉塞部、１
０……スス、１１……入口端部のスス、１２……
排気ガス、１３……入口部、１４……出口部。
部分断面図、第２図は従来例の排ガスフイルタの
部分断面図である。 １……デイーゼル排ガスフイルタ、２……セ
ル、３……セル壁、４……入口端部、５……出口
端部、６……入口排ガス通路、７……出口排ガス
通路、８……入口閉塞部、９……出口閉塞部、１
０……スス、１１……入口端部のスス、１２……
排気ガス、１３……入口部、１４……出口部。
Claims (1)
- １ 複数のセルを有する多孔質セラミツクからな
るハニカム構造体の前記セルの端部に交互に通気
性の入口側閉塞部と出口側閉塞部を設け、出口側
排ガス通路よりも大きな断面積を有する前記入口
側閉塞部により入口側排ガス通路の入口部に絞り
部を構成し、入口側排ガス通路よりも大きな断面
積を有する出口側閉塞部により出口側排ガス通路
の出口部に絞り部を構成することを特徴とする排
ガスフイルタ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047196A JPS61205315A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 排ガスフイルタ |
| DE8686102985T DE3663839D1 (en) | 1985-03-08 | 1986-03-06 | Exhaust gas filter for diesel engine |
| EP86102985A EP0205755B1 (en) | 1985-03-08 | 1986-03-06 | Exhaust gas filter for diesel engine |
| US06/837,768 US4718926A (en) | 1985-03-08 | 1986-03-10 | Exhaust gas filter for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60047196A JPS61205315A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 排ガスフイルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61205315A JPS61205315A (ja) | 1986-09-11 |
| JPH0555687B2 true JPH0555687B2 (ja) | 1993-08-17 |
Family
ID=12768368
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60047196A Granted JPS61205315A (ja) | 1985-03-08 | 1985-03-08 | 排ガスフイルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61205315A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2571547Y2 (ja) * | 1992-07-14 | 1998-05-18 | 矢崎総業株式会社 | ガス切替調整器 |
| JP4506034B2 (ja) * | 2001-05-24 | 2010-07-21 | いすゞ自動車株式会社 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| AT412531B (de) * | 2002-06-03 | 2005-04-25 | Porzellanfabrik Frauenthal Gmb | Wabenkörpereinrichtung für die thermische abgasbehandlung |
| JP6158832B2 (ja) * | 2012-12-03 | 2017-07-05 | トヨタ自動車株式会社 | 排気浄化フィルタ |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58199018A (ja) * | 1982-05-18 | 1983-11-19 | Nippon Denso Co Ltd | 電気的加熱手段を有する排気ガス微粒子浄化装置 |
| JPS58195624U (ja) * | 1982-06-23 | 1983-12-26 | トヨタ自動車株式会社 | 粒子捕集器 |
-
1985
- 1985-03-08 JP JP60047196A patent/JPS61205315A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61205315A (ja) | 1986-09-11 |
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