JPH0893444A - Diesel particulate filter - Google Patents
Diesel particulate filterInfo
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- JPH0893444A JPH0893444A JP6251565A JP25156594A JPH0893444A JP H0893444 A JPH0893444 A JP H0893444A JP 6251565 A JP6251565 A JP 6251565A JP 25156594 A JP25156594 A JP 25156594A JP H0893444 A JPH0893444 A JP H0893444A
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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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ディーゼルパティキュレートフィルタにおい
て、振動、衝撃に強く、耐熱強度をアップさせる。
【構成】 このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、積層された繊維材1から構成し、繊維材1はその基
材としてTi−Al系合金、Mo,Cr,Niのうち少
なくとも一種を含むFe合金又はFe−Cr−Al−Y
系合金から選ばれた耐熱合金繊維材2から構成されてい
る。耐熱合金繊維材2は、Si−C,Si−Ti−C−
O,Si−C−Oの炭化ケイ素系セラミックス、アルミ
ナセラミックス又はジルコニアセラミックスから成る被
覆層3で被覆されている。
(57) [Summary] [Purpose] In a diesel particulate filter, it is resistant to vibration and shock, and has improved heat resistance. [Structure] This diesel particulate filter is composed of laminated fibrous materials 1, and the fibrous material 1 uses as its base material a Ti-Al alloy, an Fe alloy or Fe- containing at least one of Mo, Cr, and Ni. Cr-Al-Y
It is composed of a heat resistant alloy fiber material 2 selected from a group of alloys. The heat resistant alloy fiber material 2 is made of Si-C, Si-Ti-C-
It is covered with a coating layer 3 made of O, Si—C—O silicon carbide ceramics, alumina ceramics, or zirconia ceramics.
Description
【0001】[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を浄化処理するため、排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタに関
する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel particulate filter incorporated in an exhaust system for purifying exhaust gas discharged from a diesel engine.
【0002】[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、例えば、コーディエライト(2MgO・2Al2 O
3 ・5SiO2 )により製作されたディーゼルパティキ
ュレートフィルタは知られている。また、フィルタ材料
としては、コーディエライトの他、無機繊維を用いるも
のが知られている。ディーゼルパティキュレートフィル
タのフィルタ本体を無機繊維で作製したものは、フィル
タ自体を軽量に構成できると共に、捕集面積を小さく構
成でき、ディーゼルパティキュレートフィルタ装置全体
を小型化できる等の長所を有している。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a material for an exhaust gas treatment filter for collecting particulates such as carbon, soot, HC, etc. from exhaust gas of a diesel engine, for example, cordierite (2MgO.2Al 2 O
Diesel particulate filter, which is manufactured by 3 · 5SiO 2) is known. In addition to the cordierite, a filter material using an inorganic fiber is known. The one in which the filter body of the diesel particulate filter is made of inorganic fiber has advantages that the filter itself can be configured to be lightweight, the collection area can be configured to be small, and the entire diesel particulate filter device can be downsized. There is.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】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のように、フィル
タ本体を無機繊維を用いて作製した場合には、上記のよ
うな長所を有しているが、フィルタ本体を構成する無機
繊維材料自体が脆く、振動や衝撃に対して弱く、破損す
る恐れがあると共に、コストが高くなるという問題があ
る。However, when the filter body is made of inorganic fibers as in the conventional diesel particulate filter, it has the advantages as described above. There is a problem that the inorganic fiber material itself is fragile, is weak against vibration and impact, may be damaged, and is expensive.
【0004】ところで、本出願人は、無機質長繊維で作
製したディーゼルパティキュレートフィルタを開発し、
特願平6−114131号として先に出願した。該ディ
ーゼルパティキュレートフィルタは、所定長さに切断さ
れた耐熱性の無機質長繊維を水平方向に不規則に配向し
て積層し、針打ちして無機質長繊維を上下方向に絡ませ
てなるフェルト状体の上下両面に、耐熱性の金属から成
る金網を重ね合わせ、耐熱性の糸により両面から捕縛し
たものである。また、前記無機質長繊維は、Si−Ti
−C−O,Si−C−O,Si−N,SiO,金属から
選択された繊維の表面に、炭化ケイ素、アルミニウム、
アルミナのうち少なくとも1種をコーティングしたもの
である。By the way, the present applicant has developed a diesel particulate filter made of inorganic long fibers,
I previously filed as Japanese Patent Application No. 6-114131. The diesel particulate filter is a felt-like body obtained by stacking heat-resistant inorganic long fibers cut in a predetermined length in an irregular manner in a horizontal direction and stabbing them to vertically entangle the inorganic long fibers. A wire mesh made of heat-resistant metal is superposed on both upper and lower sides of the above, and both sides are caught by heat-resistant threads. Further, the inorganic long fibers are Si-Ti.
On the surface of the fiber selected from —C—O, Si—C—O, Si—N, SiO, and metal, silicon carbide, aluminum,
At least one kind of alumina is coated.
【0005】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気される排気ガ
スを浄化処理するため排気系に組み込んで排気ガスに含
まれるカーボン、煤、HC等の粒子状物質即ちパティキ
ュレートを捕集させるディーゼルパティキュレートフィ
ルタにおいて、無機繊維の欠点を改善するためフィルタ
本体を耐熱合金から成る金属繊維を上下左右に絡ませて
積層して作製し、また、耐熱合金繊維の表面に耐熱性で
耐腐食性のセラミックスを被覆し、振動や衝撃に対して
高強度に且つ低コストの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。An object of the present invention is to solve the above problems, and particles of carbon, soot, HC, etc. contained in the exhaust gas incorporated in the exhaust system for purifying the exhaust gas exhausted from the diesel engine. In a diesel particulate filter that collects particulate matter, that is, particulates, in order to improve the drawbacks of inorganic fibers, the filter body is produced by entwining metal fibers made of a heat-resistant alloy by entwining them vertically and horizontally, It is an object of the present invention to provide a diesel particulate filter which has high strength against vibrations and impacts and is low in cost by coating the surface with ceramics having heat resistance and corrosion resistance.
【0006】[0006]
【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、ディーゼルエンジンの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、捕集
されたパティキュレートを加熱焼却するディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおいて、フィルタ本体を積層さ
れた繊維材から構成し、該繊維材をTi−Al系合金、
Mo,Cr,Niのうち少なくとも一種を含むFe合金
又はFe−Cr−Al−Y系合金から選ばれた耐熱合金
繊維材から構成した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。In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention is a diesel particulate filter that is arranged in an exhaust system of a diesel engine to collect particulates contained in exhaust gas, and heat and incinerate the collected particulates, in which a filter body is laminated with a fiber material. And a fiber material of Ti--Al alloy,
The present invention relates to a diesel particulate filter comprising a heat-resistant alloy fiber material selected from an Fe alloy containing at least one of Mo, Cr, and Ni or an Fe-Cr-Al-Y-based alloy.
【0007】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、前記耐熱合金繊維材はセラミックスか
ら成る被覆層で被覆されている。また、前記被覆層を構
成するセラミックスはSi−C,Si−Ti−C−O,
Si−C−Oの炭化ケイ素系セラミックス、アルミナ又
はジルコニアから選ばれるものである。更に、前記被覆
層の厚みは、前記耐熱合金繊維材の金属基材の20%以
下に設定されているものである。In this diesel particulate filter, the heat-resistant alloy fiber material is covered with a coating layer made of ceramics. Further, the ceramics forming the coating layer are Si-C, Si-Ti-C-O,
It is selected from Si—C—O silicon carbide ceramics, alumina or zirconia. Furthermore, the thickness of the coating layer is set to 20% or less of the metal base material of the heat resistant alloy fiber material.
【0008】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、前記耐熱合金繊維材の耐熱合金と前記
被覆層のセラミックスとの間には反応層が存在してい
る。また、前記耐熱合金繊維材の耐熱合金と前記被覆層
のセラミックスとは線膨張係数が1.5倍以内になるよ
うに選定されている。或いは、前記耐熱合金繊維材の耐
熱合金と前記被覆層のセラミックスとの間の線膨張係数
が1.5倍以上の場合には、線膨張係数の傾斜機能を有
する中間材を前記耐熱合金繊維材と前記被覆層との間に
介在させて境界での線膨張係数が1.5倍以内になるよ
うに調節されている。In this diesel particulate filter, there is a reaction layer between the heat resistant alloy of the heat resistant alloy fiber material and the ceramics of the coating layer. The heat-resistant alloy of the heat-resistant alloy fiber material and the ceramics of the coating layer are selected so that the coefficient of linear expansion is within 1.5 times. Alternatively, when the coefficient of linear expansion between the heat-resistant alloy of the heat-resistant alloy fiber material and the ceramic of the coating layer is 1.5 times or more, an intermediate material having a gradient function of the coefficient of linear expansion is used as the heat-resistant alloy fiber material. It is adjusted so that the linear expansion coefficient at the boundary becomes 1.5 times or less by interposing between the above and the coating layer.
【0009】[0009]
【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、フィルタ本体を積層された繊維材から構成し、
該繊維材をTi−Al合金、Mo,Cr,Niのうち少
なくとも一種を含むFe合金又はFe−Cr−Al−Y
合金から選ばれた耐熱合金から構成したので、フィルタ
本体の基材がセラミックスでなく、金属製であるため、
振動や衝撃に対して強く、低コストのフィルタを作製で
きる。また、前記フィルタ本体を耐熱合金繊維で作製し
たので、耐熱強度をアップでき、前記フィルタ本体に排
気ガスを通した場合に、排気ガス中に含まれている黒
煙、カーボン、スモーク等のパティキュレートの捕集効
率が高いにもかかわらず、圧力損失を低く抑えることが
できる。The diesel particulate filter according to the present invention is constructed as described above and has the following actions. That is, this diesel particulate filter is composed of a laminated fiber material of the filter body,
The fiber material is a Ti-Al alloy, an Fe alloy containing at least one of Mo, Cr, and Ni, or Fe-Cr-Al-Y.
Since it is composed of a heat-resistant alloy selected from alloys, the base material of the filter body is made of metal, not ceramics,
A low cost filter that is strong against vibration and shock can be manufactured. Further, since the filter body is made of heat-resistant alloy fiber, the heat resistance strength can be improved, and when exhaust gas is passed through the filter body, particulate matter such as black smoke, carbon and smoke contained in the exhaust gas. The pressure loss can be suppressed to a low level in spite of the high collection efficiency of.
【0010】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、耐熱合金繊維材の表面をSi−C,Si−
Ti−C−O,Si−C−Oの炭化ケイ素系セラミック
ス、アルミナ又はジルコニアで被覆しているので、耐熱
性で、耐腐食性に富んだ前記フィルタ本体を作製でき
る。特に、前記耐熱合金繊維材を被覆するセラミックス
の厚みは、前記耐熱合金繊維材の金属基材の20%以下
に設定されているので、熱サイクル後の前記被覆層即ち
セラミックスの脱落量が低減され、耐久性に富んだ長寿
命の前記フィルタ本体を作製できる。Further, in this diesel particulate filter, the surface of the heat-resistant alloy fiber material is made of Si-C, Si-
Since it is coated with Ti-C-O, Si-C-O silicon carbide ceramics, alumina or zirconia, it is possible to produce the filter body which is heat resistant and highly corrosion resistant. In particular, since the thickness of the ceramics covering the heat-resistant alloy fiber material is set to 20% or less of the metal base material of the heat-resistant alloy fiber material, the amount of the coating layer, that is, the amount of ceramics falling off after the thermal cycle is reduced. It is possible to manufacture the filter body having a long life and excellent durability.
【0011】[0011]
【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
ルタにおけるフィルタ本体を構成する耐熱合金繊維材に
セラミックスコーティングした被覆層の厚さに対する熱
サイクル後の脱落量を示すグラフ、及び図2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におけるフ
ィルタ本体を構成する耐熱合金繊維材の線材を示す斜視
断面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the diesel particulate filter according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a graph showing the amount of dropout after a heat cycle with respect to the thickness of a coating layer of ceramics coated on a heat-resistant alloy fiber material constituting a filter body of a diesel particulate filter according to the present invention, and FIG. 2 is a diesel particulate according to the present invention. FIG. 4 is a perspective sectional view showing a wire made of a heat-resistant alloy fiber material that constitutes a filter body of the filter.
【0012】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、ディーゼルエンジンから排出される排気ガス中に含
まれる黒煙、カーボン、煤、HC等のパティキュレート
をフィルタ本体で捕集し、捕集されたパティキュレート
は加熱焼却してフィルタ本体が再生されるものである。
この実施例では、フィルタ本体の再生については従来の
ものと同様に行われるものであるので、ここでは説明し
ない。このディーゼルパティキュレートフィルタは、例
えば、排気通路中のケース内に収容するように構成され
ており、排気ガスがフィルタ本体を通過する際に、排気
ガス中のカーボン、スモーク、黒煙等のパティキュレー
トがフィルタ本体の繊維間に付着して堆積され、排気ガ
ス中のパティキュレートが捕集されるものである。This diesel particulate filter collects particulates such as black smoke, carbon, soot and HC contained in exhaust gas discharged from a diesel engine with a filter body, and the collected particulates are heated. The filter body is regenerated by incineration.
In this embodiment, the regeneration of the filter body is carried out in the same manner as the conventional one, so that it will not be described here. This diesel particulate filter is, for example, configured to be housed in a case in the exhaust passage, and when exhaust gas passes through the filter body, particulates such as carbon, smoke, and black smoke in the exhaust gas Are adhered and deposited between the fibers of the filter body, and the particulates in the exhaust gas are collected.
【0013】このディーゼルパティキュレートフィルタ
では、フィルタ本体は積層されたフィルタ繊維材1から
構成され、フィルタ繊維材1はTi−Al系合金、M
o,Cr,Niのうち少なくとも一種を含むFe合金又
はFe−Cr−Al−Y系合金から選ばれた耐熱合金か
ら構成されている。フィルタ繊維材1を構成する耐熱合
金繊維材2の線材の表面には、セラミックスの被覆層3
でコーティングされている。フィルタ繊維材1を被覆す
るセラミックスは、Si−C,Si−Ti−C−O,S
i−C−OのSiC(炭化ケイ素)系セラミックス、A
l2 O3 (アルミナ)又は、ZrO2 (ジルコニア)で
ある。特に、耐熱合金繊維材2を被覆するセラミックス
の厚みは、耐熱合金繊維材2の金属基材の20%以下に
設定されている。また、耐熱合金繊維材2の線材と該耐
熱合金に被覆されたセラミックスの被覆層3との間には
反応層が存在しているものである。反応層としては、例
えば、耐熱合金繊維材2の線材をTi−Al系合金で作
製し、被覆層3としてアルミナを選定した場合には、A
l成分が前記線材の表面に多く析出し、その成分が境界
部でアルミナ反応層を形成し、前記線材に被覆層3が強
固に接合される。また、耐熱合金繊維材2の耐熱合金と
被覆層3のセラミックスとは線膨張係数が1.5倍以内
に選定されていることが繰り返しの熱応力を受けても両
者間に剥離現象が発生せず好ましいものである。In this diesel particulate filter, the filter body is composed of laminated filter fiber materials 1, and the filter fiber material 1 is a Ti-Al alloy, M
It is composed of a heat-resistant alloy selected from Fe alloys containing at least one of O, Cr, and Ni or Fe-Cr-Al-Y-based alloys. On the surface of the wire made of the heat-resistant alloy fiber material 2 which constitutes the filter fiber material 1, the ceramic coating layer 3 is formed.
Is coated with. Ceramics that coat the filter fiber material 1 are Si-C, Si-Ti-CO, and S.
i-C-O SiC (silicon carbide) ceramics, A
1 2 O 3 (alumina) or ZrO 2 (zirconia). In particular, the thickness of the ceramic coating the heat resistant alloy fiber material 2 is set to 20% or less of the metal base material of the heat resistant alloy fiber material 2. In addition, a reaction layer exists between the wire of the heat resistant alloy fiber material 2 and the ceramic coating layer 3 coated with the heat resistant alloy. As the reaction layer, for example, when the wire of the heat-resistant alloy fiber material 2 is made of a Ti-Al alloy and alumina is selected as the coating layer 3,
A large amount of the l component is deposited on the surface of the wire, the component forms an alumina reaction layer at the boundary, and the coating layer 3 is firmly bonded to the wire. Further, the heat-resistant alloy of the heat-resistant alloy fiber material 2 and the ceramics of the coating layer 3 are selected such that the linear expansion coefficient is within 1.5 times, so that a peeling phenomenon occurs between the two even when subjected to repeated thermal stress. This is preferable.
【0014】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、次のようにして製造することができる。フィルタ繊
維材1を構成する繊維の線径6μmのTi−Al系合金
から成る耐熱合金繊維材2の外周部に2μmの厚みのA
l2 O3 から成る被覆層3をアルコキシド法を用いて1
000℃で焼成して形成する。このとき、耐熱合金繊維
材2であるTi−Al系合金の線膨張係数が8.8×1
0- 6 /℃であり、被覆層3であるAl2 O3 の線膨張
係数が7.7×10- 6 /℃である。上記のように、耐
熱合金繊維材2に被覆した被覆層3は、ディーゼルパテ
ィキュレートフィルタの作動温度では剥離することがな
く、安定して耐熱合金繊維材2の基材に接合された状態
を維持できる。この理由としては、セラミックス膜焼成
の熱処理において、Ti−Al系合金のAl成分が表面
に多く析出し、そのAl成分とゾルゲルのAl成分とが
共に境界部にアルミナ反応層として形成される。即ち、
耐熱合金繊維材2であるTi−Al系合金と被覆層3の
アルミナとの境界部に強固な反応層の膜が形成され、耐
熱合金繊維材2から被覆層3が剥離するようなことがな
い。This diesel particulate filter can be manufactured as follows. A having a thickness of 2 μm is formed on the outer peripheral portion of the heat-resistant alloy fiber material 2 made of a Ti—Al-based alloy having a fiber diameter of 6 μm that constitutes the filter fiber material 1.
A coating layer 3 made of l 2 O 3 was formed by using the alkoxide method 1
It is formed by firing at 000 ° C. At this time, the coefficient of linear expansion of the Ti-Al-based alloy that is the heat-resistant alloy fiber material 2 is 8.8 x 1
0 - 6 / a ° C., the linear expansion coefficient of Al 2 O 3 is a coating layer 3 is 7.7 × 10 - is a 6 / ° C.. As described above, the coating layer 3 coated on the heat resistant alloy fiber material 2 does not peel off at the operating temperature of the diesel particulate filter, and maintains a state of being stably bonded to the base material of the heat resistant alloy fiber material 2. it can. The reason for this is that in the heat treatment for firing the ceramic film, a large amount of Al component of the Ti-Al alloy is deposited on the surface, and both the Al component and the Al component of the sol-gel are formed at the boundary as an alumina reaction layer. That is,
A film of a strong reaction layer is formed at the boundary between the Ti—Al-based alloy that is the heat-resistant alloy fiber material 2 and the alumina of the coating layer 3, and the coating layer 3 does not peel off from the heat-resistant alloy fiber material 2. .
【0015】また、耐熱合金繊維材2への適正な被覆層
3の膜厚を調べるために、φ6μmの耐熱合金繊維材2
の線材に対して10,15,20,25,30%の膜厚
のアルミナ層の被覆層3を形成し、100℃から900
℃へ温度を上げ、再び100℃へ温度を下げるという熱
サイクル試験を100回行い、熱サイクル後の被覆層3
のセラミックス膜の脱落量を測定した。その結果を、図
1にセラミックスの脱落量の割合%として示す。図1か
ら分かるように、被覆層3のセラミックス膜の膜厚が耐
熱合金繊維材2の基材の20%を超えると、被覆層3の
脱落量が急激に多くなり、フィルタ繊維材1の耐熱強度
を向上させるという点からは好ましくないことが分かっ
た。Further, in order to check the proper thickness of the coating layer 3 on the heat-resistant alloy fiber material 2, the heat-resistant alloy fiber material 2 having a diameter of 6 μm is used.
The coating layer 3, which is an alumina layer having a thickness of 10, 15, 20, 25, 30%, is formed on the wire rod of No.
The heat cycle test of raising the temperature to ℃ and lowering it to 100 ℃ was repeated 100 times, and the coating layer 3 after the heat cycle was performed.
The amount of falling off of the ceramics film was measured. The results are shown in FIG. 1 as a percentage of the amount of ceramics dropped off. As can be seen from FIG. 1, when the thickness of the ceramic film of the coating layer 3 exceeds 20% of the base material of the heat resistant alloy fiber material 2, the falling amount of the coating layer 3 rapidly increases, and the heat resistance of the filter fiber material 1 increases. It was found to be unfavorable from the viewpoint of improving strength.
【0016】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、フィルタ本体を形成する耐熱合金繊維
材2のみのフィルタ繊維材の場合と、耐熱合金繊維材2
の線材の表面にセラミックスの被覆層3を施した場合と
のフィルタ繊維材1について、耐熱性強度を測定した。
両者の耐熱性強度を測定として、両者について800℃
での引張強度MPaを測定した。耐熱合金繊維材2にセ
ラミックスコーティングの被覆層3を施したフィルタ繊
維材1の引張強度は500MPaであったのに対し、耐
熱合金繊維材2のみのフィルタ繊維材の引張強度は30
0MPaであった。このことより、フィルタ繊維材につ
いて耐熱合金繊維材2の表面にセラミックスの被覆層3
を施すことが、耐熱強度を向上させることが分かった。Further, in this diesel particulate filter, a filter fiber material containing only the heat resistant alloy fiber material 2 forming the filter body and a heat resistant alloy fiber material 2 are used.
The heat resistance strength of the filter fiber material 1 obtained by applying the ceramic coating layer 3 to the surface of the wire was measured.
The heat resistance strength of both is measured at 800 ° C for both.
The tensile strength MPa was measured. The tensile strength of the filter fiber material 1 in which the ceramic coating layer 3 was applied to the heat-resistant alloy fiber material 2 was 500 MPa, whereas the tensile strength of the filter fiber material of only the heat-resistant alloy fiber material 2 was 30 MPa.
It was 0 MPa. As a result, regarding the filter fiber material, the ceramic coating layer 3 is formed on the surface of the heat resistant alloy fiber material 2.
It has been found that the heat treatment improves the heat resistance.
【0017】このディーゼルパティキュレートフィルタ
について、上記実施例では、金属繊維材としてTi−A
l系合金を用いて耐熱合金繊維材2を作製したが、金属
繊維材としてFeにMo,Cr,Niのうち少なくとも
一種を含む合金、或いはFe−Cr−Al−Y系合金等
を用いて、耐熱合金繊維材を作製しても同様に良好な測
定結果を得ることができた。また、耐熱合金繊維材2に
コーティングする被覆層3のセラミックスとして、上記
実施例ではアルミナAl2 O3 を用いてフィルタ繊維材
1を作製したが、Si−C,Si−Ti−C−O,Si
−C−Oの炭化ケイ素系セラミックス、或いはジルコニ
ア系セラミックス等を用いることもできることが分かっ
た。このようにして、耐熱合金繊維材2とセラミックス
被覆層3とを種々の材料を選定できるが、両者間で線膨
張係数が著しく異なる場合には、境界層における線膨張
係数の差が1.5倍以下になるように、耐熱合金繊維材
2とセラミックス被覆層3との間に線膨張係数の傾斜機
能を有する中間材から成る中間層を設け、境界層での線
膨張係数が1.5倍以下になるように調節することがで
きる。Regarding this diesel particulate filter, in the above-mentioned embodiment, Ti-A was used as the metal fiber material.
The heat-resistant alloy fiber material 2 was produced using an l-based alloy, but an alloy containing at least one of Mo, Cr, and Ni in Fe, or an Fe-Cr-Al-Y-based alloy was used as the metal fiber material. Even when the heat-resistant alloy fiber material was produced, similarly good measurement results could be obtained. Further, as the ceramic of the coating layer 3 for coating the heat-resistant alloy fiber material 2, alumina Al 2 O 3 was used in the above-mentioned embodiment to fabricate the filter fiber material 1, but Si—C, Si—Ti—C—O, Si
It has been found that it is also possible to use —C—O silicon carbide ceramics, zirconia ceramics, or the like. In this way, various materials can be selected for the heat-resistant alloy fiber material 2 and the ceramic coating layer 3, but when the linear expansion coefficients are significantly different between them, the difference in linear expansion coefficient in the boundary layer is 1.5. An intermediate layer made of an intermediate material having a gradient function of the linear expansion coefficient is provided between the heat-resistant alloy fiber material 2 and the ceramic coating layer 3 so that the linear expansion coefficient is 1.5 times in the boundary layer. It can be adjusted to:
【0018】[0018]
【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、フィルタ本体をTi−Al系合金、M
o,Cr,Niのうち少なくとも一種を含むFe合金又
はFe−Cr−Al−Y系合金から選ばれた耐熱合金繊
維材から構成したので、従来のセラミックス繊維材のよ
うに脆くなく、衝撃、振動に対して高強度のフィルタ本
体を作製でき、しかも低コストのフィルタ本体を製造で
きる。また、耐熱合金繊維材に対してSi−C,Si−
Ti−C−O,Si−C−Oの炭化ケイ素系セラミック
ス、アルミナ又はジルコニアの被覆層をコーティングし
た場合には、耐熱性、耐腐食性を向上させ、フィルタ本
体の耐熱強度を更に向上させることができ、耐久性に富
んだ安定した長寿命のディーゼルパティキュレートフィ
ルタを提供できる。The diesel particulate filter according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, in this diesel particulate filter, the filter body is made of Ti-Al alloy, M
Since it is made of a heat-resistant alloy fiber material selected from an Fe alloy containing at least one of o, Cr, and Ni or an Fe-Cr-Al-Y-based alloy, it is not fragile like a conventional ceramic fiber material, and has shock and vibration. In contrast, a high-strength filter body can be manufactured, and a low-cost filter body can be manufactured. In addition, Si-C, Si-
When coating a coating layer of Ti-C-O, Si-C-O silicon carbide ceramics, alumina, or zirconia, heat resistance and corrosion resistance are improved, and heat resistance strength of the filter body is further improved. It is possible to provide a durable and stable long-life diesel particulate filter.
【図1】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ本体を構成する耐熱合金繊維材
にセラミックスコーティングした被覆層の厚さに対する
熱サイクル後の脱落量を示すグラフである。FIG. 1 is a graph showing the amount of dropout after a heat cycle with respect to the thickness of a coating layer of ceramics coated on a heat-resistant alloy fiber material that constitutes a filter body in a diesel particulate filter according to the present invention.
【図2】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ本体を構成する耐熱合金繊維材
の線材を示す斜視断面図である。FIG. 2 is a perspective sectional view showing a wire made of a heat-resistant alloy fiber material that constitutes a filter body in the diesel particulate filter according to the present invention.
1 フィルタ繊維材 2 耐熱合金繊維材 3 被覆層 1 Filter fiber material 2 Heat resistant alloy fiber material 3 Coating layer
Claims (7)
て排気ガス中に含まれる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ディーゼルパ
ティキュレートフィルタにおいて、フィルタ本体を積層
された繊維材から構成し、該繊維材をTi−Al系合
金、Mo,Cr,Niのうち少なくとも一種を含むFe
合金又はFe−Cr−Al−Y系合金から選ばれた耐熱
合金繊維材から構成した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。1. A diesel particulate filter disposed in an exhaust system of a diesel engine for collecting particulates contained in exhaust gas and heating and incinerating the collected particulates, wherein a filter body is laminated with fibers. Fe containing at least one of Ti—Al alloy, Mo, Cr and Ni.
A diesel particulate filter comprising a heat-resistant alloy fiber material selected from an alloy or an Fe-Cr-Al-Y-based alloy.
成る被覆層で被覆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。2. The heat-resistant alloy fiber material is coated with a coating layer made of ceramics.
Diesel particulate filter described in.
i−C,Si−Ti−C−O,Si−C−Oの炭化ケイ
素系セラミックス、アルミナ又はジルコニアから選ばれ
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。3. The ceramic constituting the coating layer is S
The diesel particulate filter according to claim 2, wherein the diesel particulate filter is selected from iC, Si-Ti-C-O, and Si-C-O silicon carbide ceramics, alumina, or zirconia.
材の金属基材の20%以下に設定されていることを特徴
とする請求項2又は3に記載のディーゼルパティキュレ
ートフィルタ。4. The diesel particulate filter according to claim 2, wherein the thickness of the coating layer is set to 20% or less of the metal base material of the heat resistant alloy fiber material.
覆層のセラミックスとの間には反応層が存在しているこ
とを特徴とする請求項3〜4のいずれかに記載のディー
ゼルパティキュレートフィルタ。5. The diesel particulate according to claim 3, wherein a reaction layer exists between the heat-resistant alloy of the heat-resistant alloy fiber material and the ceramic of the coating layer. filter.
覆層のセラミックスとは線膨張係数が1.5倍以内にな
るように選定されていることを特徴とする請求項3〜5
のいずれかに記載のディーゼルパティキュレートフィル
タ。6. The heat-resistant alloy of the heat-resistant alloy fiber material and the ceramics of the coating layer are selected so that the linear expansion coefficient is within 1.5 times.
The diesel particulate filter according to any one of 1.
覆層のセラミックスとの間の線膨張係数が1.5倍以上
の場合には、線膨張係数の傾斜機能を有する中間材を前
記耐熱合金繊維材と前記被覆層との間に介在させて境界
での線膨張係数が1.5倍以内になるように調節されて
いることを特徴とする請求項3〜5のいずれかに記載の
ディーゼルパティキュレートフィルタ。7. When the linear expansion coefficient between the heat-resistant alloy of the heat-resistant alloy fiber material and the ceramics of the coating layer is 1.5 times or more, the intermediate material having the gradient function of the linear expansion coefficient is used as the heat-resistant material. 6. The interposition between the alloy fiber material and the coating layer is adjusted so that the coefficient of linear expansion at the boundary is within 1.5 times. Diesel particulate filter.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6251565A JPH0893444A (en) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | Diesel particulate filter |
| US08/528,357 US5611832A (en) | 1994-09-21 | 1995-09-14 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE69517379T DE69517379T2 (en) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Particle filter device for diesel engines |
| DE0703353T DE703353T1 (en) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Particle filter device for diesel engines |
| EP95306523A EP0703353B1 (en) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Diesel particulate filter apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6251565A JPH0893444A (en) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | Diesel particulate filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893444A true JPH0893444A (en) | 1996-04-09 |
Family
ID=17224713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6251565A Pending JPH0893444A (en) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | Diesel particulate filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0893444A (en) |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP6251565A patent/JPH0893444A/en active Pending
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