JPH0893444A - 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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- 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
- Authority
- JP
- Japan
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- heat
- fiber material
- diesel particulate
- resistant alloy
- particulate filter
- Prior art date
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- 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)
- Filtering Materials (AREA)
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。
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。
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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
１ フィルタ繊維材 ２ 耐熱合金繊維材 ３ 被覆層
Claims (7)
- 【請求項１】 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。 - 【請求項２】 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】 前記被覆層を構成するセラミックスはＳ
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。 - 【請求項４】 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。 - 【請求項５】 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。 - 【請求項６】 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。 - 【請求項７】 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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6251565A JPH0893444A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
| US08/528,357 US5611832A (en) | 1994-09-21 | 1995-09-14 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE69517379T DE69517379T2 (de) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Partikelfiltervorrichtung für Dieselmotoren |
| DE0703353T DE703353T1 (de) | 1994-09-21 | 1995-09-15 | Partikelfiltervorrichtung für Dieselmotoren |
| 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 (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893444A true JPH0893444A (ja) | 1996-04-09 |
Family
ID=17224713
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6251565A Pending JPH0893444A (ja) | 1994-09-21 | 1994-09-21 | ディーゼルパティキュレートフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0893444A (ja) |
-
1994
- 1994-09-21 JP JP6251565A patent/JPH0893444A/ja active Pending
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