JPH07136435A - 排ガス浄化装置用フィルターおよびその製造法 - Google Patents

排ガス浄化装置用フィルターおよびその製造法

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JPH07136435A
JPH07136435A JP30977293A JP30977293A JPH07136435A JP H07136435 A JPH07136435 A JP H07136435A JP 30977293 A JP30977293 A JP 30977293A JP 30977293 A JP30977293 A JP 30977293A JP H07136435 A JPH07136435 A JP H07136435A
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JP
Japan
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green body
passage
filter
exhaust gas
wound
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JP30977293A
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English (en)
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Koji Hoshino
孝二 星野
Toru Kono
通 河野
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Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Corp
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    • 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

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 すす捕集効率が優れかつ再生も容易な排ガス
浄化装置用フィルターおよびその製造法を提供する。 【構成】 多孔質平板17と多孔質波板18で囲まれて
できる通路9が渦巻き状に並んでおり、この通路9の始
端部と終端部が交互に目封止19されている排ガス浄化
装置用フィルターおよびその製造法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、デイーゼルエンジン
等の排ガスに含まれるすすなどを捕集する排ガス浄化装
置のフィルターおよびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排ガスには不完全
燃焼によるすすが多量に含まれており、トンネル内作業
用トラックや大型市内バス等、一部のディーゼル車には
排ガス中のすすを除去するための排ガス浄化装置が取り
付けられている。
【0003】上記排ガス浄化装置には、フィルターが内
蔵されており、フィルターにすすが堆積すると、堆積し
たすすを燃焼させ、フィルターを再生させている。
【0004】上記フィルターには、通常、セラミックス
製フィルターが使用されているが、フィルターに堆積し
たすすを燃焼再生させる時に急速加熱され、熱衝撃を受
けて破損することがある。そこで、近年、熱衝撃による
破損のほとんどない多孔質耐熱金属製フィルターも開発
されている(特開平3−178303号公報参照)。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の排ガス浄化
装置用フィルターは、予め焼結して作製したフィルター
プレートを複数枚積層させ、該フィルタープレートの端
部を交互にスターラップを介して接合することにより作
製するものであり、焼結工程および塑性加工工程などの
各種工程を経て作製されるため、生産効率が悪く、価格
も高くなるのでフィルターが寿命に至っても交換に費用
がかかり、そのため交換することなく操業または走行し
ているのが現状である。
【0006】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
排ガス浄化装置用フィルターを従来よりも安価に製造す
べく研究を行った結果、耐熱金属粉末と有機バインダー
の混合物からなる平板状グリーン体を2枚製造し、上記
2枚の平板状グリーン体のうち、1枚を波板加工して波
板状グリーン体を製造し、上記平板状グリーン体と波板
状グリーン体を重ね合せて複合グリーン体を製造し、こ
の複合グリーン体を巻回して波板部分と平板部分で構成
された通路を有する巻回グリーン体を製造し、この巻回
グリーン体の通路端部を耐熱金属粉末、セラミックス粉
末、耐熱ガラス粉末のうち1種または2種以上と有機バ
インダーとの混合物からなるペースト状可塑性組成物で
交互に目封止し、この目封止した巻回グリーン体を焼結
すると、目封止部分を除いて全体が多孔質体からなる排
ガス浄化装置用フィルターが焼結工程のみで製造できる
という研究結果が得られたのである。この発明は、かか
る研究結果に基づいてなされたものであって、(1)
多孔質平板および多孔質波板で囲まれた通路が渦巻き状
に並んでおり、この通路の始端部と終端部が交互に目封
止されている排ガス浄化装置用フィルター、(2) 耐
熱金属粉末と有機バインダーの混合物からなる平板状グ
リーン体を製造する工程、上記平板状グリーン体を波板
加工して波板状グリーン体を製造する工程、上記平板状
グリーン体と波板状グリーン体を重ね合せて通路を有す
る複合グリーン体を製造する工程、上記複合グリーン体
を巻回して通路を有する巻回グリーン体を製造する工
程、上記巻回グリーン体の通路端部を、耐熱金属粉末、
セラミックス粉末、耐熱ガラス粉末のうちの1種または
2種以上と有機バインダーとの混合物からなるペースト
状可塑性組成物(以下、ペースト状可塑性組成物とい
う)で交互に目封止する工程、この目封止した巻回グリ
ーン体を焼結する工程、の各工程からなる排ガス浄化装
置用フィルターの製造法、に特徴を有するものである。
【0007】さらに、この発明の排ガス浄化装置用フィ
ルターの製造法は、上記複合グリーン体を巻回すると同
時に通路端部を交互に目封止することにより巻回グリー
ン体を製造し、この巻回グリーン体を焼結することによ
り排ガス浄化装置用フィルターを製造することも特徴と
するものである。
【0008】この発明の排ガス浄化装置用フィルターお
よびその製造法を図面に基づいてさらに具体的に説明す
る。
【0009】図1は、耐熱金属粉末と有機バインダーか
らなる平板状グリーン体を製造するための説明図であ
り、特に実用に供することのできる長尺の平板状グリー
ン体を製造するには、図1に示されるように、耐熱金属
金網1を耐熱金属粉末と有機バインダーの混合体からな
るスラリー2中を通過させたのち、スリット4を通して
スラリー2を耐熱金属金網1の表面に所定の厚さになる
ように塗布し、ファン3等で乾燥させることにより平板
状グリーン体5を作製し、これを巻き取って保存する。
【0010】一方、平板状グリーン体5の一部を、図2
に示されるように、波板圧延ロール7および7′の間を
通過させることにより波板状グリーン体6を作製する。
【0011】このようにして作製された平板状グリーン
体5および波板状グリーン体6を、図3に示されるよう
に重ね合せ、必要に応じて接着すると、通路9を有する
複合グリーン体8が得られる。
【0012】この複合グリーン体8を巻回し、平板状グ
リーン体5と波板状グリーン体6で囲まれた通路9の始
端部と終端部に交互にペースト状可塑性物10を充填し
て目封止し、ついで焼結すると図4の斜視図に示される
如き円筒状フィルター11が得られる。
【0013】図3に示されるように、平板状グリーン体
5の表裏両面の反対側側端に沿ってペースト状可塑性物
10を盛り、その上に波板状グリーン体6を重ね合せて
複合グリーン体8を作製し、この複合グリーン体8を同
様に巻回すると、通路9の始端部および終端部が交互に
目封止された巻回グリーン体が得られ、この巻回グリー
ン体を焼結することにより図4に示される円筒状フィル
ター11を製造することができる。上記巻回グリーン体
の焼結は、通常のドクターブレード法により多孔質焼結
体を製造する方法と全く同じ方法で焼結することができ
る。
【0014】このようにして作製した円筒状フィルター
は、図4に示されるように、多孔質平板17と多孔質波
板18で囲まれてできた通路9が渦巻き状に並んであ
り、この通路9の始端部と終端部が交互に目封止19さ
れている。
【0015】上記円筒状フィルター11を排ガス浄化装
置に取付けた状態の断面図を図5に示す。図5において
12はパッケージ、13はフィルター抵抗測定器、14
はヒーター、15はバッテリー、16はCPUである。
【0016】パッケージ12内に収納された円筒状フィ
ルター11の中心にヒーター14を挿入し、ヒーター1
4はバッテリー15に電気的に接続される。一方、円筒
状フィルター11の抵抗を測定することができるよう
に、フィルター抵抗測定器13に電気的に接続する。さ
らに、フィルター抵抗測定器13およびバッテリー15
はCPU16に電気的に接続されている。
【0017】かかる構造の排ガス浄化装置に排ガスを流
すと、円筒状フィルター11にすすが捕集され堆積する
につれてフィルター抵抗測定器で測定される抵抗値は下
がって行き、所定の抵抗値を検出した時にCPU16は
バッテリー15に通電を指令し、ヒーター14に電流を
流して加熱すると同時に円筒状フィルター11自体にも
電流を流してジュール熱を発生せしめ、円筒状フィルタ
ー11を加熱して捕集されたすすを燃焼させ、フィルタ
ー機能を再生させることができる。
【0018】また、図3に示される複合グリーン体8を
螺旋状に巻回すると、一端が螺旋状にへこんで摺り鉢状
となり、他端が螺旋状に盛り上って円筒状となった螺旋
巻回グリーン体が得られ、この螺旋巻回グリーン体を焼
結することにより、螺旋円筒状フィルターが得られる。
【0019】この螺旋円筒状フィルターを排ガス浄化装
置に内蔵した状態を図6の断面図に示す。
【0020】図6の断面図に示されるように、螺旋円筒
状フィルター11′をすり鉢状一端を排ガス流入方向に
向けてパッケージ12内に取り付けることにより排ガス
浄化装置を作製し、この排ガス浄化装置を用いてすすを
捕集すると、すすはすり鉢の底に向って流れるので螺旋
円筒状フィルター11′の中心部に多く捕集される。
【0021】しかし、中心部には図6に示されるように
ヒーター14が設けられており、さらに螺旋円筒状フィ
ルター11′に流れる電流密度は外周部よりも中心部の
方が大であるところから、螺旋円筒状フィルター11′
の中心部の方が外周部よりも高温に加熱され燃焼しやす
い。したがって、螺旋円筒状フィルター11′の中心部
にすすが多く捕集されても、すすは効率よく燃焼し、フ
ィルターを効率よく再生することができる。図6におい
て螺旋円筒状フィルターの符号を11′とした以外は図
5と同じであるから図6の符号の説明は省略する。
【0022】なお、図5および図6において、捕集され
たすすを燃焼させる手段として、ヒーターを円筒状フィ
ルター11および螺旋円筒状フィルター11′の中心部
に取付けたが、これに限定されるものではなく、円筒状
フィルターの前方に、通常の線状ヒーターまたはガスバ
ーナーを取付けてもよい。
【0023】さらに、上記平板状グリーン体を製造する
際に耐熱金属金網を使用したが、上記金網を用いること
なく、通常のドクターブレード法により平板状グリーン
体を製造することもできる。
【0024】
【実施例】 金属粉:SUS310S粉(平均粒径20μm)・・・1,000g バインダー:ポリビニルブチラル樹脂・・・・・・・・ 50g 可塑剤:フタル酸ジnブチル・・・・・・・・・・・・ 25g 溶媒:エタノール、トルエン混合溶液・・・・・・・・ 400g を混練、脱泡して金属粉スラリーを製作した。
【0025】さらに、60メッシュの幅:20cm、長
さ:10mのSUS310S製金網を用意した。
【0026】上記金属粉末スラリー中に上記金網を通過
させ、金網に上記金属粉末スラリーを塗布し、さらにス
リットを通過させて乾燥し、厚さ:0.4mmの平板状グ
リーン体を作製した。一方、 金属粉:SUS310S粉(平均粒径20μm)・・・1,000g バインダー:水溶性メチルセルローズ・・・・・・・・ 10g 可塑剤:フタル酸ジnブチル・・・・・・・・・・・・ 23g 溶媒:水・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 300g を混練、脱泡して、ペースト状可塑性組成物を作製し
た。
【0027】上記平板状グリーン体の一部に振幅:3mm
の波板加工を施して、波板状グリーン体を作製した。
【0028】上記平板状グリーン体の上に波板状グリー
ン体を重ね合せて接着し、複合グリーン体を作製した。
【0029】この複合グリーン体を巻回して巻回グリー
ン体を作製したのうち、巻回グリーン体の通路の一端部
および他端部に交互に上記ペースト状可塑性組成物を充
填することにより目封止し、ついで上記目封止された巻
回グリーン体を水素雰囲気中、温度:1200℃、1時
間保持の条件で焼結したところ、多孔質平板と多孔質波
板で囲まれてできる通路が渦巻き状に並んでおり、通路
の始端と終端が交互に目封止された円筒状フィルターが
得られた。
【0030】上記円筒状フィルターを排ガス浄化装置に
内蔵し、この排ガス浄化装置を2000cc直噴式ディー
ゼルエンジンの排気管に取り付けて試験したところ、従
来よりも優れたすす捕集効率が得られた。
【0031】
【発明の効果】上述のように、この発明によると焼結工
程のみでフィルターを製造することができるので、従来
に比べて安価に製造することができ、排ガス浄化装置に
組込まれたフィルターのすす捕集効率も優れているとこ
ろから、環境の良化に大いに貢献しうるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】平板状グリーン体を製造する方法を説明するた
めの断面図である。
【図2】波板状グリーン体を製造する方法を説明するた
めの断面図である。
【図3】複合グリーン体を製造する方法を説明するため
の斜視図である。
【図4】この発明の円筒状フィルターの斜視図である。
【図5】この発明の円筒状フィルターを取付けた排ガス
浄化装置の断面図である。
【図6】この発明の円筒状フィルターを取付けた排ガス
浄化装置の断面図である。
【符号の説明】
1 耐熱金属金網 2 スラリー 3 ファン 4 スリット 5 平板状グリーン体 6 波板状グリーン体 7 波板圧延ロール 7′ 波板圧延ロール 8 複合グリーン体 9 通路 10 ペースト状可塑性物 11 円筒状フィルター 11′ 螺旋円筒状フィルター 12 パッケージ 13 フィルター抵抗測定器 14 ヒーター 15 バッテリー 16 CPU 17 多孔質平板 18 多孔質波板 19 目封止

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 多孔質平板と多孔質波板で囲まれてでき
    る通路が渦巻き状に並んでおり、この通路の始端部と終
    端部が交互に目封止されていることを特徴とする排ガス
    浄化装置用フィルター。
  2. 【請求項2】 耐熱金属粉末と有機バインダーの混合物
    からなる平板状グリーン体を製造し、 平板状グリーン体を波板加工して波板状グリーン体を製
    造し、 上記平板状グリーン体と波板状グリーン体を重ね合せて
    通路を有する複合グリーン体を製造し、 上記複合グリーン体を巻回し、通路を有する巻回グリー
    ン体を製造し、 上記巻回グリーン体の通路端部を、耐熱金属粉末、セラ
    ミックス粉末、耐熱ガラス粉末のうちの1種または2種
    以上と有機バインダーの混合物からなるペースト状可塑
    性組成物(以下、ペースト状可塑性組成物という)で交
    互に目封止し、ついで、 この通路端部を交互に目封止した巻回グリーン体を焼結
    する、ことを特徴とする排ガス浄化装置用フィルターの
    製造法。
  3. 【請求項3】 上記平板状グリーン体および波板状グリ
    ーン体を製造したのち、上記平板状グリーン体表裏両面
    のそれぞれ反対側側端に沿って上記ペースト状可塑性組
    成物を盛り、その上に波板状グリーン体を重ねることに
    より通路端部を目封止した複合グリーン体を製造し、 上記通路端部を目封止した複合グリーン体を巻回して、
    通路端部を交互に目封止した巻回グリーン体を製造し、
    ついで、 上記通路端部を交互に目封止した巻回グリーン体を焼結
    する、ことを特徴とする請求項2記載の排ガス浄化装置
    用フィルターの製造法。
JP30977293A 1993-11-16 1993-11-16 排ガス浄化装置用フィルターおよびその製造法 Pending JPH07136435A (ja)

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