JPH07127434A - ディーゼルパティキュレートフィルタ - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタInfo
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- JPH07127434A JPH07127434A JP5293962A JP29396293A JPH07127434A JP H07127434 A JPH07127434 A JP H07127434A JP 5293962 A JP5293962 A JP 5293962A JP 29396293 A JP29396293 A JP 29396293A JP H07127434 A JPH07127434 A JP H07127434A
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- JP
- Japan
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- filter
- plate
- diesel particulate
- particulate filter
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- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- 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
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は、パティキュレートの捕集効率を向
上させ、板状フィルタの均一加熱を実現し、短時間で再
生できるディーゼルパティキュレートフィルタを提供す
る。 【構成】 本発明は、排気通路７に配置されたケース１
を電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミックスから作製し、
また、ケース１間に配置された板状フィルタ３を大径気
孔５と小径気孔４から構成される開気孔を有するＳｉＣ
の母相６中にＦｅ化合物が点在している導電性多孔質Ｓ
ｉＣセラミックスから作製し、板状フィルタ３の両端部
に電極部２を設ける。大径気孔５中に排気ガス中に含ま
れるパティキュレートを捕集し、板状フィルタ３自体を
ヒータとして機能させ、捕集されたパティキュレートを
加熱焼却し、板状フィルタ３を再生する。
上させ、板状フィルタの均一加熱を実現し、短時間で再
生できるディーゼルパティキュレートフィルタを提供す
る。 【構成】 本発明は、排気通路７に配置されたケース１
を電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミックスから作製し、
また、ケース１間に配置された板状フィルタ３を大径気
孔５と小径気孔４から構成される開気孔を有するＳｉＣ
の母相６中にＦｅ化合物が点在している導電性多孔質Ｓ
ｉＣセラミックスから作製し、板状フィルタ３の両端部
に電極部２を設ける。大径気孔５中に排気ガス中に含ま
れるパティキュレートを捕集し、板状フィルタ３自体を
ヒータとして機能させ、捕集されたパティキュレートを
加熱焼却し、板状フィルタ３を再生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
から排出される排気ガスに含まれるパティキュレートを
捕集するディーゼルパティキュレートフィルタに関す
る。
から排出される排気ガスに含まれるパティキュレートを
捕集するディーゼルパティキュレートフィルタに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】従来、ディーゼルエンジンの排気ガスよ
りカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は、多孔質の壁を通過する時の捕集効果を狙ったウォー
ルタイプ即ちウォールスルー構造の排気ガス処理用フィ
ルタ、又は、三次元に網目状になったハニカム状即ちフ
ォームドセラミックス製多孔体を利用する排気ガス処理
用フィルタ等のディーゼルパティキュレートフィルタが
開示されている。
りカーボン、煤、ＨＣ等のパティキュレート即ち粒子状
物質を捕集する排気ガス処理用フィルタの材料として
は、多孔質の壁を通過する時の捕集効果を狙ったウォー
ルタイプ即ちウォールスルー構造の排気ガス処理用フィ
ルタ、又は、三次元に網目状になったハニカム状即ちフ
ォームドセラミックス製多孔体を利用する排気ガス処理
用フィルタ等のディーゼルパティキュレートフィルタが
開示されている。
【０００３】また、実開昭６３−１０５７１４号公報に
は、排気微粒子処理装置が開示されたものがある。該排
気微粒子処理装置は入口と出口を備えたケース内に、絶
縁多孔体に複数の両端が閉塞し、多孔質の筒状のＳｉＣ
発熱体を挿設し、絶縁多孔体をその中央部に位置させた
発熱濾過体を配設し、ＳｉＣ発熱体を通電可能に構成し
たものである。
は、排気微粒子処理装置が開示されたものがある。該排
気微粒子処理装置は入口と出口を備えたケース内に、絶
縁多孔体に複数の両端が閉塞し、多孔質の筒状のＳｉＣ
発熱体を挿設し、絶縁多孔体をその中央部に位置させた
発熱濾過体を配設し、ＳｉＣ発熱体を通電可能に構成し
たものである。
【０００４】また、実開平２−３１３２８号公報には、
排気ガス後処理装置が開示されている。該排気ガス後処
理装置は、トラップフィルタが排気ガスの流通方向に並
設される複数の分割体から構成され、排気ガスの流通方
向の下流側に配置されている分割体のフィルタ密度が、
排気ガス流通方向の上流側に配置されている分割体のフ
ィルタ密度より大きくなるように設定されているもので
ある。
排気ガス後処理装置が開示されている。該排気ガス後処
理装置は、トラップフィルタが排気ガスの流通方向に並
設される複数の分割体から構成され、排気ガスの流通方
向の下流側に配置されている分割体のフィルタ密度が、
排気ガス流通方向の上流側に配置されている分割体のフ
ィルタ密度より大きくなるように設定されているもので
ある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ディーゼルパティキュ
レートフィルタは、特に、ディーゼルエンジンの排気ガ
ス中の黒煙を除去する装置としてその効果が確認されて
いる。しかしながら、従来のディーゼルパティキュレー
トフィルタ材料としては、多孔質のコーディエライトが
用いられ、その再生はバーナや電熱によって黒煙捕集
後、その捕集端に着火して行っているため、フィルタに
熱応力による不均一が発生し、クラックが入り易く、フ
ィルタの耐久性に問題が生じる。また、フィルタの再生
方法の欠点を除去するため、排気ガスの流れ方向と逆方
向に間欠的に高圧ガスを流し、洗浄し、捕集した黒煙を
落下させる方法も検討されている。
レートフィルタは、特に、ディーゼルエンジンの排気ガ
ス中の黒煙を除去する装置としてその効果が確認されて
いる。しかしながら、従来のディーゼルパティキュレー
トフィルタ材料としては、多孔質のコーディエライトが
用いられ、その再生はバーナや電熱によって黒煙捕集
後、その捕集端に着火して行っているため、フィルタに
熱応力による不均一が発生し、クラックが入り易く、フ
ィルタの耐久性に問題が生じる。また、フィルタの再生
方法の欠点を除去するため、排気ガスの流れ方向と逆方
向に間欠的に高圧ガスを流し、洗浄し、捕集した黒煙を
落下させる方法も検討されている。
【０００６】排気ガス中の粒子状物質のパティキュレー
トを捕集したディーゼルパティキュレートフィルタを再
生するには、大きく分けて２つの方法が行われている。
１つの方法は、バーナで堆積した黒煙、カーボン、煤、
ＨＣ等の粒子状物質即ちパティキュレートを燃焼焼却す
るものである。別の方法は、電気式ヒータによって加熱
し、堆積した粒子状物質に着火させるものであり、着火
装置は何れも堆積した粒子状物質に着火させることで、
燃焼を伝播させ、再生させるものである。従って、排気
ガス処理用フィルタが時には高温になり過ぎ、また熱応
力により、フィルタの溶損、破損等が発生することがあ
る。また、燃焼の伝播が不均一になり、フィルタの目詰
まりの原因になり、徐々に圧力損失が大きくなり、エン
ジンの排圧が上昇し、性能劣化を起こすことがある。
トを捕集したディーゼルパティキュレートフィルタを再
生するには、大きく分けて２つの方法が行われている。
１つの方法は、バーナで堆積した黒煙、カーボン、煤、
ＨＣ等の粒子状物質即ちパティキュレートを燃焼焼却す
るものである。別の方法は、電気式ヒータによって加熱
し、堆積した粒子状物質に着火させるものであり、着火
装置は何れも堆積した粒子状物質に着火させることで、
燃焼を伝播させ、再生させるものである。従って、排気
ガス処理用フィルタが時には高温になり過ぎ、また熱応
力により、フィルタの溶損、破損等が発生することがあ
る。また、燃焼の伝播が不均一になり、フィルタの目詰
まりの原因になり、徐々に圧力損失が大きくなり、エン
ジンの排圧が上昇し、性能劣化を起こすことがある。
【０００７】通常、ディーゼルエンジンから排気される
排気ガスに含まれているカーボン、ＨＣ等のパティキュ
レート或いはスモークは、直径が２００Å程度と言われ
ているが、それらは次第に凝集して１０μｍ〜２０μｍ
の直径を持つ煤に成長する。これらの煤は、通常、６０
０℃〜７００℃の温度で酸素が存在すれば燃焼して炭酸
ガスになる。
排気ガスに含まれているカーボン、ＨＣ等のパティキュ
レート或いはスモークは、直径が２００Å程度と言われ
ているが、それらは次第に凝集して１０μｍ〜２０μｍ
の直径を持つ煤に成長する。これらの煤は、通常、６０
０℃〜７００℃の温度で酸素が存在すれば燃焼して炭酸
ガスになる。
【０００８】排気ガス中のパティキュレートを除去する
フィルタとして、フィルタ自身が発熱する上記公報に開
示されたようなディーゼルパティキュレートフィルタ
は、再生時にフィルタが酸化して抵抗が変化したり、腐
食が生じたりする。また、フィルタをハニカム形状や筒
形状とした場合には、フィルタ全体を均一に加熱するこ
とは困難であり、フィルタ体積が大きくなり熱応力によ
るクラックや割れが発生する。
フィルタとして、フィルタ自身が発熱する上記公報に開
示されたようなディーゼルパティキュレートフィルタ
は、再生時にフィルタが酸化して抵抗が変化したり、腐
食が生じたりする。また、フィルタをハニカム形状や筒
形状とした場合には、フィルタ全体を均一に加熱するこ
とは困難であり、フィルタ体積が大きくなり熱応力によ
るクラックや割れが発生する。
【０００９】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、ディーゼルエンジンから排出され
る排気ガスを浄化処理するため排気系に組み込まれて使
用され、ディーゼルエンジンから排気される排気ガスに
含まれるカーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質即ちパティ
キュレートを捕集するものであり、電気絶縁性の緻密質
ＳｉＣセラミックスから成るケース内に、大径気孔と小
径気孔から構成される開気孔を有する導電性多孔質Ｓｉ
Ｃセラミックスから成る板状フィルタを配置し、板状フ
ィルタをヒータとして機能させ、板状フィルタを均一に
加熱することを実現し、捕集されたパティキュレートを
均一に燃焼させて板状フィルタを短時間に再生処理した
ディーゼルパティキュレートフィルタを提供することで
ある。
解決することであり、ディーゼルエンジンから排出され
る排気ガスを浄化処理するため排気系に組み込まれて使
用され、ディーゼルエンジンから排気される排気ガスに
含まれるカーボン、煤、ＨＣ等の粒子状物質即ちパティ
キュレートを捕集するものであり、電気絶縁性の緻密質
ＳｉＣセラミックスから成るケース内に、大径気孔と小
径気孔から構成される開気孔を有する導電性多孔質Ｓｉ
Ｃセラミックスから成る板状フィルタを配置し、板状フ
ィルタをヒータとして機能させ、板状フィルタを均一に
加熱することを実現し、捕集されたパティキュレートを
均一に燃焼させて板状フィルタを短時間に再生処理した
ディーゼルパティキュレートフィルタを提供することで
ある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、排気系に配置されて排気ガス中に含まれる
パティキュレートを捕集して焼却再生されるディーゼル
パティキュレートフィルタにおいて、電気絶縁性の緻密
質ＳｉＣセラミックスから成るケース、該ケース内に配
置され且つ大径気孔と小径気孔から構成される開気孔を
有するＳｉＣの母相中にＦｅ化合物が点在している導電
性多孔質ＳｉＣセラミックスから成る板状フィルタ、及
び該板状フィルタの両端部にそれぞれ設けられた電極
部、を有することを特徴とするディーゼルパティキュレ
ートフィルタに関する。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、排気系に配置されて排気ガス中に含まれる
パティキュレートを捕集して焼却再生されるディーゼル
パティキュレートフィルタにおいて、電気絶縁性の緻密
質ＳｉＣセラミックスから成るケース、該ケース内に配
置され且つ大径気孔と小径気孔から構成される開気孔を
有するＳｉＣの母相中にＦｅ化合物が点在している導電
性多孔質ＳｉＣセラミックスから成る板状フィルタ、及
び該板状フィルタの両端部にそれぞれ設けられた電極
部、を有することを特徴とするディーゼルパティキュレ
ートフィルタに関する。
【００１１】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記板状フィルタの前記開気孔におけ
る前記大径気孔は球径に換算して１０μｍ以上であり、
前記小径気孔は前記大径気孔の１／３以下である。
ィルタにおいて、前記板状フィルタの前記開気孔におけ
る前記大径気孔は球径に換算して１０μｍ以上であり、
前記小径気孔は前記大径気孔の１／３以下である。
【００１２】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記小径気孔中にＰｄの酸化触媒が担
持されている。
ィルタにおいて、前記小径気孔中にＰｄの酸化触媒が担
持されている。
【００１３】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記電極部は導電性緻密質ＳｉＣセラ
ミックスから構成されている。
ィルタにおいて、前記電極部は導電性緻密質ＳｉＣセラ
ミックスから構成されている。
【００１４】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記板状フィルタは前記ケースの長手
方向に隔置状態に複数配置されている。また、前記ケー
スの下流側に配置されている前記板状フィルタにはＰ
ｔ，Ｒｈの酸化触媒が担持されているものである。
ィルタにおいて、前記板状フィルタは前記ケースの長手
方向に隔置状態に複数配置されている。また、前記ケー
スの下流側に配置されている前記板状フィルタにはＰ
ｔ，Ｒｈの酸化触媒が担持されているものである。
【００１５】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、前記Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化
物、炭化物、窒化物又はそれらの混合物である。
ィルタにおいて、前記Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化
物、炭化物、窒化物又はそれらの混合物である。
【００１６】
【作用】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタは、上記のように構成されており、次のような作
用をする。即ち、このディーゼルパティキュレートフィ
ルタは、電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミックスから成
るケース内に板状フィルタを配置し、該板状フィルタが
大径気孔と小径気孔から構成される開気孔を有し、且つ
ＳｉＣの母相中にＦｅ化合物が点在している導電性多孔
質ＳｉＣセラミックスから構成され、前記板状フィルタ
の両端部に電極部がそれぞれ設けられているので、大径
気孔でパティキュレートを捕集することができ、通電加
熱することによって前記板状フィルタは再生される。即
ち、排気ガス中のカーボン、スモーク等のパティキュレ
ートを捕集した前記板状フィルタの両端に対して均一に
通電することによって前記板状フィルタ自体を加熱する
と、前記板状フィルタに対して均一な加熱が実現でき、
パティキュレートを焼却して前記板状フィルタの再生を
行うことができ、前記板状フィルタの溶損を防止し、熱
応力による前記板状フィルタ溶損の発生を防止でき、耐
久性が向上し、パティキュレートは均一に且つ短時間に
燃焼して焼却され、前記板状フィルタが再生され、前記
板状フィルタには未燃焼パティキュレートが残存しな
い。
ィルタは、上記のように構成されており、次のような作
用をする。即ち、このディーゼルパティキュレートフィ
ルタは、電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミックスから成
るケース内に板状フィルタを配置し、該板状フィルタが
大径気孔と小径気孔から構成される開気孔を有し、且つ
ＳｉＣの母相中にＦｅ化合物が点在している導電性多孔
質ＳｉＣセラミックスから構成され、前記板状フィルタ
の両端部に電極部がそれぞれ設けられているので、大径
気孔でパティキュレートを捕集することができ、通電加
熱することによって前記板状フィルタは再生される。即
ち、排気ガス中のカーボン、スモーク等のパティキュレ
ートを捕集した前記板状フィルタの両端に対して均一に
通電することによって前記板状フィルタ自体を加熱する
と、前記板状フィルタに対して均一な加熱が実現でき、
パティキュレートを焼却して前記板状フィルタの再生を
行うことができ、前記板状フィルタの溶損を防止し、熱
応力による前記板状フィルタ溶損の発生を防止でき、耐
久性が向上し、パティキュレートは均一に且つ短時間に
燃焼して焼却され、前記板状フィルタが再生され、前記
板状フィルタには未燃焼パティキュレートが残存しな
い。
【００１７】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタの実施例を説明する。
図１はこの発明によるディーゼルパティキュレートフィ
ルタの一実施例を説明する概略図、及び図２は図１のＡ
部分の断面図である。
ーゼルパティキュレートフィルタの実施例を説明する。
図１はこの発明によるディーゼルパティキュレートフィ
ルタの一実施例を説明する概略図、及び図２は図１のＡ
部分の断面図である。
【００１８】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に
組み込んで使用でき、排気系に配置されて排気ガス中に
含まれるパティキュレートを捕集して焼却再生されるも
のである。この排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジ
ンからの排気ガスを排気する排気系の排気通路７に配置
されたケース１内に板状フィルタ３が設けられている。
板状フィルタ３は、ケース１内に排気ガス中のカーボ
ン、煤、ＨＣ、黒煙等のパティキュレートを捕集し、捕
集されたパティキュレートを加熱焼却するものである。
板状フィルタ３に捕集されたパティキュレートを加熱燃
焼させて焼却するため、板状フィルタ３に通電する手段
として、コントローラ１０内に電源に通じる加熱回路が
設けられている。
は、例えば、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に
組み込んで使用でき、排気系に配置されて排気ガス中に
含まれるパティキュレートを捕集して焼却再生されるも
のである。この排気ガス浄化装置は、ディーゼルエンジ
ンからの排気ガスを排気する排気系の排気通路７に配置
されたケース１内に板状フィルタ３が設けられている。
板状フィルタ３は、ケース１内に排気ガス中のカーボ
ン、煤、ＨＣ、黒煙等のパティキュレートを捕集し、捕
集されたパティキュレートを加熱焼却するものである。
板状フィルタ３に捕集されたパティキュレートを加熱燃
焼させて焼却するため、板状フィルタ３に通電する手段
として、コントローラ１０内に電源に通じる加熱回路が
設けられている。
【００１９】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、主として、電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミックス
から成るケース１、ケース１内に配置され且つ大径気孔
５と小径気孔４から構成される開気孔を有するＳｉＣの
母相６中にＦｅ化合物が点在している導電性多孔質Ｓｉ
Ｃセラミックスから成る板状フィルタ３、及び板状フィ
ルタ３の両端部にそれぞれ設けられた電極部２を有する
ものである。ケース１は、中空状ケースに形成してもよ
く、或いは板状フィルタ３の両端側に対向させて配置し
てもよいものである。板状フィルタ３の開気孔における
大径気孔５と小径気孔４とは、母相６中に分散して存在
し、大径気孔５の壁面及び周囲に小径気孔４が形成され
ているものである。また、大径気孔５は、球径に換算し
て１０μｍ以上であり、また、小径気孔４は大径気孔５
の１／３以下のサイズである。
は、主として、電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミックス
から成るケース１、ケース１内に配置され且つ大径気孔
５と小径気孔４から構成される開気孔を有するＳｉＣの
母相６中にＦｅ化合物が点在している導電性多孔質Ｓｉ
Ｃセラミックスから成る板状フィルタ３、及び板状フィ
ルタ３の両端部にそれぞれ設けられた電極部２を有する
ものである。ケース１は、中空状ケースに形成してもよ
く、或いは板状フィルタ３の両端側に対向させて配置し
てもよいものである。板状フィルタ３の開気孔における
大径気孔５と小径気孔４とは、母相６中に分散して存在
し、大径気孔５の壁面及び周囲に小径気孔４が形成され
ているものである。また、大径気孔５は、球径に換算し
て１０μｍ以上であり、また、小径気孔４は大径気孔５
の１／３以下のサイズである。
【００２０】このディーゼルパティキュレートフィルタ
において、Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化物、炭化
物、窒化物又はそれらの混合物である。また、小径気孔
４中にパラジウムＰｄ等の酸化触媒を担持させることに
よって、ＣＯの発生を抑制することができる。また、電
極部２は、導電性緻密質ＳｉＣセラミックスから構成さ
れており、コントローラ１０における電源を備えた加熱
回路に接続されている。板状フィルタ３に通電するため
の電極部２は、板状フィルタ３とケース１との間に導電
性で緻密質のＳｉＣスペーサ８を介在させて、ケース１
に形成された穴部９に挟み込むようにして固定すること
ができる。このようにして板状フィルタ３をケース１に
固定すると、電極部２は非導電性緻密質ＳｉＣセラミッ
クスと導電性緻密質ＳｉＣセラミックスとで密封された
状態になり、電極部２が排気ガスに晒されることがない
ので、電極部２が排気ガスの影響で腐蝕するようなこと
は防止される。そして、コントローラ１０からの指令に
よって電極部２を通じて板状フィルタ３に通電するよう
に構成されている。
において、Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化物、炭化
物、窒化物又はそれらの混合物である。また、小径気孔
４中にパラジウムＰｄ等の酸化触媒を担持させることに
よって、ＣＯの発生を抑制することができる。また、電
極部２は、導電性緻密質ＳｉＣセラミックスから構成さ
れており、コントローラ１０における電源を備えた加熱
回路に接続されている。板状フィルタ３に通電するため
の電極部２は、板状フィルタ３とケース１との間に導電
性で緻密質のＳｉＣスペーサ８を介在させて、ケース１
に形成された穴部９に挟み込むようにして固定すること
ができる。このようにして板状フィルタ３をケース１に
固定すると、電極部２は非導電性緻密質ＳｉＣセラミッ
クスと導電性緻密質ＳｉＣセラミックスとで密封された
状態になり、電極部２が排気ガスに晒されることがない
ので、電極部２が排気ガスの影響で腐蝕するようなこと
は防止される。そして、コントローラ１０からの指令に
よって電極部２を通じて板状フィルタ３に通電するよう
に構成されている。
【００２１】このディーゼルパティキュレートフィルタ
において、板状フィルタ３を中空状ケース１の長手方向
に隔置状態に複数（図では４個）配置し、電気絶縁性の
中空状ケース１でそれぞれ支持することによって、それ
ぞれの板状フィルタ３をコントローラ１０で個々に温度
制御することができる。更に、排気通路７の出口側に設
置された板状フィルタ３に、白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ等
の酸化触媒を担持させておくことによって、排気ガスに
含まれるＨＣ，ＮＯ等を浄化することもできる。
において、板状フィルタ３を中空状ケース１の長手方向
に隔置状態に複数（図では４個）配置し、電気絶縁性の
中空状ケース１でそれぞれ支持することによって、それ
ぞれの板状フィルタ３をコントローラ１０で個々に温度
制御することができる。更に、排気通路７の出口側に設
置された板状フィルタ３に、白金Ｐｔ、ロジウムＲｈ等
の酸化触媒を担持させておくことによって、排気ガスに
含まれるＨＣ，ＮＯ等を浄化することもできる。
【００２２】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、次のようにして作製することができる。このディー
ゼルパティキュレートフィルタの製造方法において、ま
ず、炭化ケイ素ＳｉＣ、炭素Ｃの混合粉末に鉄酸化物
（Ｆｅ3 Ｏ4 ）を所定量加え、メタノール、バインダと
共に、ボールミルによって約２４時間混合した後、スプ
レードライヤによって造粒処理を行って粒状物を作製し
た。この粒状物を原料として、金型内で予備成形した
後、ＣＩＰにより約２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 のプレス圧
で直方体の成形体を得た。この成形体に対して脱脂した
後、脱脂した成形体を２０Ｐａの真空中で溶融Ｓｉに浸
漬し、１６００℃まで加熱焼成して焼結体とした。次い
で、２０Ｐａの真空中で１７００℃まで加熱し、焼結体
中の残留Ｓｉを除去してＳｉＣセラミックスの焼結体を
作製した。
は、次のようにして作製することができる。このディー
ゼルパティキュレートフィルタの製造方法において、ま
ず、炭化ケイ素ＳｉＣ、炭素Ｃの混合粉末に鉄酸化物
（Ｆｅ3 Ｏ4 ）を所定量加え、メタノール、バインダと
共に、ボールミルによって約２４時間混合した後、スプ
レードライヤによって造粒処理を行って粒状物を作製し
た。この粒状物を原料として、金型内で予備成形した
後、ＣＩＰにより約２０００ｋｇｆ／ｃｍ2 のプレス圧
で直方体の成形体を得た。この成形体に対して脱脂した
後、脱脂した成形体を２０Ｐａの真空中で溶融Ｓｉに浸
漬し、１６００℃まで加熱焼成して焼結体とした。次い
で、２０Ｐａの真空中で１７００℃まで加熱し、焼結体
中の残留Ｓｉを除去してＳｉＣセラミックスの焼結体を
作製した。
【００２３】得られたＳｉＣセラミックスの焼結体から
試験片を切り出し、その表面を観察したところ、図２に
示すように、φ８０μｍ〜φ１００μｍのマクロ気孔即
ち大径気孔５の壁面及び周囲にφ１０μｍ〜φ２０μｍ
のミクロ気孔即ち小径気孔４が形成されており、大径気
孔５及び小径気孔４の気孔は連続した開気孔を形成して
いることが確認できた。また、このＳｉＣセラミックス
の焼結体の気孔率は、７０％であった。更に、このＳｉ
Ｃセラミックスの焼結体は、導電性であることも確認さ
れた。このＳｉＣセラミックスの焼結体について、ＸＲ
Ｄ分析の結果では、出発原料→焼結→真空処理と進む間
に、ＳｉＣはα→α＋β→α＋βと変化し、Ｆｅ酸化物
はＦｅ3 Ｏ4 →ＦｅＳｉ→ＦｅＳｉ2 へと変化してい
た。
試験片を切り出し、その表面を観察したところ、図２に
示すように、φ８０μｍ〜φ１００μｍのマクロ気孔即
ち大径気孔５の壁面及び周囲にφ１０μｍ〜φ２０μｍ
のミクロ気孔即ち小径気孔４が形成されており、大径気
孔５及び小径気孔４の気孔は連続した開気孔を形成して
いることが確認できた。また、このＳｉＣセラミックス
の焼結体の気孔率は、７０％であった。更に、このＳｉ
Ｃセラミックスの焼結体は、導電性であることも確認さ
れた。このＳｉＣセラミックスの焼結体について、ＸＲ
Ｄ分析の結果では、出発原料→焼結→真空処理と進む間
に、ＳｉＣはα→α＋β→α＋βと変化し、Ｆｅ酸化物
はＦｅ3 Ｏ4 →ＦｅＳｉ→ＦｅＳｉ2 へと変化してい
た。
【００２４】上記の製造方法で作製したＳｉＣセラミッ
クスの焼結体を、１５０×２５０×１０ｍｍの板体とし
て切り出し、これを板状フィルタ３にしてケース１に組
み込んでディーゼルパティキュレートフィルタを作製し
た。即ち、板状フィルタ３は、大径気孔５と小径気孔４
から構成される開気孔を有し、ＳｉＣの母相中にＦｅ化
合物が点在している導電性多孔質ＳｉＣセラミックスか
ら構成されているものである。
クスの焼結体を、１５０×２５０×１０ｍｍの板体とし
て切り出し、これを板状フィルタ３にしてケース１に組
み込んでディーゼルパティキュレートフィルタを作製し
た。即ち、板状フィルタ３は、大径気孔５と小径気孔４
から構成される開気孔を有し、ＳｉＣの母相中にＦｅ化
合物が点在している導電性多孔質ＳｉＣセラミックスか
ら構成されているものである。
【００２５】上記のようにして作製したディーゼルパテ
ィキュレートフィルタを使用して、排気ガスを流してパ
ティキュレートの堆積による捕集効率（％）と圧力損失
（ＫＰａ）とを測定した。比較例として、かさ体積を同
一にしたハニカムタイプのディーゼルパティキュレート
フィルタを作製し、上記と同様に、その捕集効率（％）
と圧力損失（ＫＰａ）を測定した。その結果を図３に示
す。図３では、横軸に捕集時間（分）をとり、縦軸に捕
集効率（％）と圧力損失（ＫＰａ）とをとっている。図
３から分かるように、本発明品とハニカムタイプの従来
品は、捕集効率はほぼ同等であるが、ハニカムタイプの
従来品は本発明品に比較して圧力損失が１．５倍と大き
く現れている。言い換えれば、両者の圧力損失を等しく
した場合には、本発明品は、ハニカムタイプの従来品に
比較して１．５倍の捕集効率を示すことが分かる。
ィキュレートフィルタを使用して、排気ガスを流してパ
ティキュレートの堆積による捕集効率（％）と圧力損失
（ＫＰａ）とを測定した。比較例として、かさ体積を同
一にしたハニカムタイプのディーゼルパティキュレート
フィルタを作製し、上記と同様に、その捕集効率（％）
と圧力損失（ＫＰａ）を測定した。その結果を図３に示
す。図３では、横軸に捕集時間（分）をとり、縦軸に捕
集効率（％）と圧力損失（ＫＰａ）とをとっている。図
３から分かるように、本発明品とハニカムタイプの従来
品は、捕集効率はほぼ同等であるが、ハニカムタイプの
従来品は本発明品に比較して圧力損失が１．５倍と大き
く現れている。言い換えれば、両者の圧力損失を等しく
した場合には、本発明品は、ハニカムタイプの従来品に
比較して１．５倍の捕集効率を示すことが分かる。
【００２６】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタについて、電力フィードバックによる制御によっ
て個々の板状フィルタ３に通電加熱して捕集したパティ
キュレートを加熱焼却したところ、板状フィルタ３を５
分で再生することができた。このディーゼルパティキュ
レートフィルタの捕集試験の結果、板状フィルタ３の気
孔は、大径気孔５のサイズが５０μｍ〜１５０μｍで、
また、小径気孔４のサイズが１０μｍ〜５０μｍで、し
かも気孔率が５０％以上が適正であり好ましいことが分
かった。
ィルタについて、電力フィードバックによる制御によっ
て個々の板状フィルタ３に通電加熱して捕集したパティ
キュレートを加熱焼却したところ、板状フィルタ３を５
分で再生することができた。このディーゼルパティキュ
レートフィルタの捕集試験の結果、板状フィルタ３の気
孔は、大径気孔５のサイズが５０μｍ〜１５０μｍで、
また、小径気孔４のサイズが１０μｍ〜５０μｍで、し
かも気孔率が５０％以上が適正であり好ましいことが分
かった。
【００２７】図４は、Ｆｅ酸化物の添加量（ｗｔ％）に
対する大径気孔５の気孔サイズ（μｍ）の変化を示すグ
ラフである。また、図５は、Ｆｅ酸化物の添加量（ｗｔ
％）に対する気孔率（％）の変化を示すグラフである。
図４及び図５から分かるように、上記の条件の板状フィ
ルタ３を構成する材料、即ち導電性多孔質ＳｉＣセラミ
ックスを作製するには、Ｆｅ酸化物を４０〜５５ｗｔ％
添加して焼成することが、所望の気孔率及び大径気孔５
の気孔サイズを得ることができ、望ましいものである。
また、小径気孔４の気孔サイズは、出発原料のＳｉＣ粉
末の粒径調整でもコントロールできるものである。
対する大径気孔５の気孔サイズ（μｍ）の変化を示すグ
ラフである。また、図５は、Ｆｅ酸化物の添加量（ｗｔ
％）に対する気孔率（％）の変化を示すグラフである。
図４及び図５から分かるように、上記の条件の板状フィ
ルタ３を構成する材料、即ち導電性多孔質ＳｉＣセラミ
ックスを作製するには、Ｆｅ酸化物を４０〜５５ｗｔ％
添加して焼成することが、所望の気孔率及び大径気孔５
の気孔サイズを得ることができ、望ましいものである。
また、小径気孔４の気孔サイズは、出発原料のＳｉＣ粉
末の粒径調整でもコントロールできるものである。
【００２８】
【発明の効果】この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、上記のように構成されており、次のよ
うな効果を有する。即ち、このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミック
スから成るケース内に板状フィルタを配置し、該板状フ
ィルタが大径気孔と小径気孔から構成される開気孔を有
し、且つＳｉＣの母相中にＦｅ化合物が点在している導
電性多孔質ＳｉＣセラミックスから構成されているの
で、大径気孔即ちマクロ気孔でパティキュレートを確実
に且つ良好に捕集することができる。前記板状フィルタ
自体をヒータとして機能させることができるので、前記
板状フィルタの両端部に設けた電極部を通じて前記板状
フィルタに通電すると、火炎伝播による燃焼とならず、
前記板状フィルタを全領域で均一な加熱が実現できると
共に、短時間で加熱することができ、パティキュレート
は直ちに加熱焼却され、前記板状フィルタは短時間に再
生される。しかも、熱応力による前記板状フィルタの溶
損を防止でき、耐久性を向上させることができる。
ートフィルタは、上記のように構成されており、次のよ
うな効果を有する。即ち、このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、電気絶縁性の緻密質ＳｉＣセラミック
スから成るケース内に板状フィルタを配置し、該板状フ
ィルタが大径気孔と小径気孔から構成される開気孔を有
し、且つＳｉＣの母相中にＦｅ化合物が点在している導
電性多孔質ＳｉＣセラミックスから構成されているの
で、大径気孔即ちマクロ気孔でパティキュレートを確実
に且つ良好に捕集することができる。前記板状フィルタ
自体をヒータとして機能させることができるので、前記
板状フィルタの両端部に設けた電極部を通じて前記板状
フィルタに通電すると、火炎伝播による燃焼とならず、
前記板状フィルタを全領域で均一な加熱が実現できると
共に、短時間で加熱することができ、パティキュレート
は直ちに加熱焼却され、前記板状フィルタは短時間に再
生される。しかも、熱応力による前記板状フィルタの溶
損を防止でき、耐久性を向上させることができる。
【００２９】従って、前記板状フィルタに捕集されたパ
ティキュレートを焼却する場合に、パティキュレート
は、均一に燃焼して前記板状フィルタに局部的にパティ
キュレートが未燃焼の状態で残存することがなく、異常
燃焼が発生して局部加熱が発生せず、前記板状フィルタ
の溶損、破損は発生しない。しかも、前記板状フィルタ
の再生では、前記板状フィルタを均一に通電できると共
に、前記板状フィルタに与える熱応力を低減でき、前記
板状フィルタ自体の破損を防止でき、耐久性を向上させ
ることができる。
ティキュレートを焼却する場合に、パティキュレート
は、均一に燃焼して前記板状フィルタに局部的にパティ
キュレートが未燃焼の状態で残存することがなく、異常
燃焼が発生して局部加熱が発生せず、前記板状フィルタ
の溶損、破損は発生しない。しかも、前記板状フィルタ
の再生では、前記板状フィルタを均一に通電できると共
に、前記板状フィルタに与える熱応力を低減でき、前記
板状フィルタ自体の破損を防止でき、耐久性を向上させ
ることができる。
【００３０】また、前記板状フィルタの前記開気孔にお
ける前記大径気孔は、球径に換算して１０μｍ以上であ
り、前記小径気孔は前記大径気孔の１／３以下であるこ
とがパティキュレートの捕集効率のアップ、圧力損失の
低減の点から好ましいものである。
ける前記大径気孔は、球径に換算して１０μｍ以上であ
り、前記小径気孔は前記大径気孔の１／３以下であるこ
とがパティキュレートの捕集効率のアップ、圧力損失の
低減の点から好ましいものである。
【００３１】また、前記板状フィルタの前記小径気孔中
にＰｄの酸化触媒を担持させることによって、ＣＯの発
生を抑制することができ、燃焼温度の低下が可能にな
る。更に、前記ケースの下流側即ち排気ガスの出口側に
配置されている前記板状フィルタの前記小径気孔中にＰ
ｔ，Ｒｈの酸化触媒を担持させることによって、ＨＣ，
ＮＯを浄化させることもできる。
にＰｄの酸化触媒を担持させることによって、ＣＯの発
生を抑制することができ、燃焼温度の低下が可能にな
る。更に、前記ケースの下流側即ち排気ガスの出口側に
配置されている前記板状フィルタの前記小径気孔中にＰ
ｔ，Ｒｈの酸化触媒を担持させることによって、ＨＣ，
ＮＯを浄化させることもできる。
【００３２】また、前記電極部は導電性緻密質ＳｉＣセ
ラミックスから構成することによって、電気接続部が良
好になり、前記板状フィルタの通電加熱処理がスムース
にできる。また、前記板状フィルタを前記ケースの長手
方向に隔置状態に複数配置することによって、前記板状
フィルタを個々に順次通電する制御を行うことができ、
前記板状フィルタに捕集されているパティキュレートを
個々に加熱焼却し、異常燃焼の発生を防止でき、前記板
状フィルタの均一な再生を行うことができる。また、Ｆ
ｅ化合物としては、Ｆｅの酸化物、珪化物、炭化物、窒
化物又はそれらの混合物を使用することができるもので
ある。
ラミックスから構成することによって、電気接続部が良
好になり、前記板状フィルタの通電加熱処理がスムース
にできる。また、前記板状フィルタを前記ケースの長手
方向に隔置状態に複数配置することによって、前記板状
フィルタを個々に順次通電する制御を行うことができ、
前記板状フィルタに捕集されているパティキュレートを
個々に加熱焼却し、異常燃焼の発生を防止でき、前記板
状フィルタの均一な再生を行うことができる。また、Ｆ
ｅ化合物としては、Ｆｅの酸化物、珪化物、炭化物、窒
化物又はそれらの混合物を使用することができるもので
ある。
【図１】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタを組み込んだ排気ガス処理装置の一実施例を示す
説明図である。
ィルタを組み込んだ排気ガス処理装置の一実施例を示す
説明図である。
【図２】図１の板状フィルタのＡ部分の拡大断面図であ
る。
る。
【図３】本発明品とハニカムタイプの従来品との捕集時
間に対する捕集効率と圧力損失の関係を示すグラフであ
る。
間に対する捕集効率と圧力損失の関係を示すグラフであ
る。
【図４】Ｆｅ酸化物の添加量と大径気孔の気孔サイズと
の関係を示すグラフである。
の関係を示すグラフである。
【図５】Ｆｅ酸化物の添加量と気孔率との関係を示すグ
ラフである。
ラフである。
１ ケース ２ 電極部 ３ 板状フィルタ ４ 小径気孔 ５ 大径気孔 ６ 母相 ７ 排気通路 ８ スペーサ ９ 穴部 １０ コントローラ
Claims (7)
- 【請求項１】 排気系に配置されて排気ガス中に含まれ
るパティキュレートを捕集して焼却再生されるディーゼ
ルパティキュレートフィルタにおいて、電気絶縁性の緻
密質ＳｉＣセラミックスから成るケース、該ケース間に
配置され且つ大径気孔と小径気孔から構成される開気孔
を有するＳｉＣの母相中にＦｅ化合物が点在している導
電性多孔質ＳｉＣセラミックスから成る板状フィルタ、
及び該板状フィルタの両端部にそれぞれ設けられた電極
部、を有することを特徴とするディーゼルパティキュレ
ートフィルタ。 - 【請求項２】 前記板状フィルタの前記開気孔における
前記大径気孔は球径に換算して１０μｍ以上であり、前
記小径気孔は前記大径気孔の１／３以下であることを特
徴とする請求項１に記載のディーゼルパティキュレート
フィルタ。 - 【請求項３】 前記小径気孔中にＰｄの酸化触媒が担持
されていることを特徴とする請求項２に記載のディーゼ
ルパティキュレートフィルタ。 - 【請求項４】 前記電極部は導電性緻密質ＳｉＣセラミ
ックスから構成されていることを特徴とする請求項１に
記載のディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 【請求項５】 前記板状フィルタは前記ケースの長手方
向に隔置状態に複数配置されていることを特徴とする請
求項１に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ。 - 【請求項６】 前記ケースの下流側に配置されている前
記板状フィルタにはＰｔ，Ｒｈの酸化触媒が担持されて
いることを特徴とする請求項５に記載のディーゼルパテ
ィキュレートフィルタ。 - 【請求項７】 前記Ｆｅ化合物はＦｅの酸化物、珪化
物、炭化物、窒化物又はそれらの混合物であることを特
徴とする請求項１に記載のディーゼルパティキュレート
フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5293962A JPH07127434A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5293962A JPH07127434A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07127434A true JPH07127434A (ja) | 1995-05-16 |
Family
ID=17801446
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5293962A Pending JPH07127434A (ja) | 1993-10-30 | 1993-10-30 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07127434A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6471918B1 (en) | 2000-08-03 | 2002-10-29 | Starfire Systems, Inc. | Filter, regeneration and soot-removing systems and applications |
| WO2006004175A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Ibiden Co., Ltd. | 排気浄化装置 |
| WO2006025283A1 (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Ibiden Co., Ltd. | 排気浄化システム |
| US7041266B1 (en) | 2002-07-10 | 2006-05-09 | Advanced Composite Materials Corp. | Silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers and products made therefrom |
| US7083771B2 (en) | 2002-07-10 | 2006-08-01 | Advanced Composite Materials Corporation | Process for producing silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers |
| WO2012046298A1 (ja) * | 2010-10-05 | 2012-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒及びその製造方法 |
| US8590158B2 (en) | 2010-10-29 | 2013-11-26 | Corning Incorporated | Methods of making filter apparatus and fabricating a porous ceramic article |
| US8591622B2 (en) | 2010-10-29 | 2013-11-26 | Corning Incorporated | Filter apparatus with porous ceramic plates |
| KR20210017517A (ko) * | 2019-08-08 | 2021-02-17 | 임석대 | 차량용 ｄｐｆ 클리닝 발열체 |
-
1993
- 1993-10-30 JP JP5293962A patent/JPH07127434A/ja active Pending
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6471918B1 (en) | 2000-08-03 | 2002-10-29 | Starfire Systems, Inc. | Filter, regeneration and soot-removing systems and applications |
| US7041266B1 (en) | 2002-07-10 | 2006-05-09 | Advanced Composite Materials Corp. | Silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers and products made therefrom |
| US7083771B2 (en) | 2002-07-10 | 2006-08-01 | Advanced Composite Materials Corporation | Process for producing silicon carbide fibers essentially devoid of whiskers |
| KR100794541B1 (ko) * | 2004-06-30 | 2008-01-17 | 이비덴 가부시키가이샤 | 배기가스 정화 장치 |
| WO2006004175A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-12 | Ibiden Co., Ltd. | 排気浄化装置 |
| JPWO2006004175A1 (ja) * | 2004-06-30 | 2008-04-24 | イビデン株式会社 | 排気浄化装置 |
| US7603852B2 (en) | 2004-06-30 | 2009-10-20 | Ibiden Co., Ltd. | Exhaust gas purification apparatus |
| EP1762710A4 (en) * | 2004-06-30 | 2010-08-04 | Ibiden Co Ltd | EXHAUST GAS MANAGEMENT DEVICE |
| WO2006025283A1 (ja) * | 2004-08-31 | 2006-03-09 | Ibiden Co., Ltd. | 排気浄化システム |
| EP1785603A4 (en) * | 2004-08-31 | 2007-11-07 | Ibiden Co Ltd | EMISSION CONTROL |
| WO2012046298A1 (ja) * | 2010-10-05 | 2012-04-12 | トヨタ自動車株式会社 | 電気加熱式触媒及びその製造方法 |
| US8590158B2 (en) | 2010-10-29 | 2013-11-26 | Corning Incorporated | Methods of making filter apparatus and fabricating a porous ceramic article |
| US8591622B2 (en) | 2010-10-29 | 2013-11-26 | Corning Incorporated | Filter apparatus with porous ceramic plates |
| KR20210017517A (ko) * | 2019-08-08 | 2021-02-17 | 임석대 | 차량용 ｄｐｆ 클리닝 발열체 |
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