JPS5928010A - 排気ガス浄化用構造物 - Google Patents

排気ガス浄化用構造物

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JPS5928010A
JPS5928010A JP57137040A JP13704082A JPS5928010A JP S5928010 A JPS5928010 A JP S5928010A JP 57137040 A JP57137040 A JP 57137040A JP 13704082 A JP13704082 A JP 13704082A JP S5928010 A JPS5928010 A JP S5928010A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼルエンジンなどのエンジンから排出さ
れる排ガス中の炭素を主成分とする微粒子（パティキュ
レート）を捕集するための排気ガス浄化用構造物に関す
るものである。
従来、通気性を有する隔壁からなるハニカム構造体の各
セルの開口を、排気ガスの上流面と下流面とで交互に閉
塞し、排ガスが隔壁を通過して隣接するセルに流れるよ
うに構成し、隔壁に微粒子を捕集させるようにした構造
物がある。
しかし、捕集した微粒子を電気ヒーターによって燃焼、
浄化する場合、従来の構造では、上流域に付着した微粒
子はヒーターの熱により燃焼するが、そのような位置に
付着している微粒子は少量であり、それによる発生熱量
は付着した微粒子の自然現象を維持するまでに至らず、
下流域の再往が困難となる。
そこで、本発明は、上記セルの上流側に位置する閉塞部
とセルの上流端面との間に空間を設け、上流域付近に付
着する微粒子の量を増大させることにより、下流域の微
粒子の燃焼、浄化を容易にすることを目的とするもので
ある。
以下本発明を具体的実施例により詳細に説明する。
第１図は本発明による円筒状のセラミック製ハニカム構
造体を排気ガス上流側から見た図である。
正方形状の多数の各セルのうち、第１図の斜線の施して
ないセルｌは第２図に示すように排気ガス下流面でセラ
ミック製の埋栓２が施してあり、このようなセルｌに隣
接する第１図の斜線を施したセル３には、ハニカム構造
体の上流面からいくらか下流側つまりセル３の内側寄り
にセラミック製の埋栓４が施しである。このようにして
」二流側埋栓４を従来のようにセル３の上流面に施すの
ではなく、ハニカム構造体のセル内部に施すことにより
、埋栓４とセルの排気ガス流入側端面との間に、排気ガ
ス中の微粒子を捕集可能な空間５が設けられている。な
お、埋栓４の下流側にはハニカム構造体の下流に連通ず
る空間６が生じる。
排気ガスは矢印のごとく多数のセル１に流入し、通気性
を有するセラミックから成る隔壁７を抜はセル３の下流
側に連通ずる部分６に流入するので、排気ガス中の微粒
子は隔壁７に付着、捕集される。
また、排気ガスの一部はセル３の埋栓４による上記空間
５に流入し、隔壁７のうち空間５を取り囲む部分８を抜
けて一度セルｌに流入してから隔壁７を抜け、さらにセ
ル３のうちの下流に連通している部分６に流入する。従
って、排ガス中の微粒子は埋栓４よりも上流側の空間５
を取り囲む隔壁８にも捕集されることになる。
第３図は本発明による構造物９を用いた排ガス中の微粒
子捕集装置の一例を示ずものである。構造物９はシール
材１０および緩衝材１１を介してステンレス製のシェル
１２により挾持される。シェル１２にはバイブ１３およ
びフランジ１４が溶接されており、フランジ１４により
、図示しないエンジンの排気管と接続される。
上記構造物９の上流面には、セラミックハニカム構造体
１５を介して電気ヒーター１６が配置されている。ヒー
ター１６は第４図に示すように４ケあり、各々構造物９
の直径の１／４の領域を覆っている。ヒーター１６の一
端は電気絶縁体よりなるスリーブ１７を通って端子１８
として外部に取り出され通電できるようになっている。
また、他方の端部１９は前記シェル１２に接合されてア
ースされている。
ヒーター１６の数が複数個となっているのは、ヒーター
１６の消費電力をむやみに大きくできないためで、構造
物９を再生（付着した微粒子を燃焼、浄化）させるため
には、複数個のヒーター１６に順次間欠的に通電する。
第３図のような構成において、構造物９に排ガス中の微
粒子が捕集され、その量が一定量以上になると、ヒータ
ー１６に通電され、赤熱する。ヒーター１６の赤熱によ
り、構造物９に付着した微粒子が燃焼する。
この場合、第５図および第６図に示すような従来の構造
物においては、ヒーターの熱によって、まず構造物の上
流面に付着した微粒子が燃焼し、その燃焼熱がある程度
下流側へ伝わり、下流域に付着した微粒子を加熱するこ
とになるが、大部分の熱は隔壁７を通ってただちにセル
３を流れる排ガスによって持ち運び去られてしまい、下
流域に付着した微粒子が十分加熱されず再生効率が悪い
。
しかるに、本発明による構造物では、第７図に示すよう
に、セル３の埋栓４とセル３の端面との間の空間５内に
も微粒子Ａが付着、堆積する。この結果、ヒーター１６
に通電し加熱すると、ヒーター１６の熱によりまず埋栓
４の上つまり空間５内に付着した微粒、−？Ａが燃焼す
る。この微粒子Ａの燃焼により発生する熱は直接下流へ
逃げることなく、セル３に隣接するセル１内に流入し、
さらに隔壁７内を通過する際に、その隔壁７に付着した
微粒子ＢおよびＢを加熱することになるので、再生効率
が良くなる。なお、図中の矢印は熱の流れを示す。
第８図ｆａｌ、（ｂ）　ハ直径１００ｍｍ、長さ１００
　鰭、セルＭ１００メツシュのハニカム構造物において
、ヒーター通電直後のヒーター下流域で、該構造物の中
央部および下流面にて測温した結果を示すもので、再生
条件（微粒付着量、排気ガス流速、ヒーター電力）を同
一として、従来のものと本発明によるものとを比較した
ものである。
本発明によるものがよく燃焼していることがわかる。な
お、このときの本発明による構造物における上流側埋栓
４の深さは、上流面より１５−ａであった。目視による
再生効率についても、従来のものではセルの上流面から
深さ２０ｍｍ程度しが再生されていないのに対し、本発
明においては、下流面を除いてセルのすべての領域が再
生され°Ｃいた。
ところで、第１図および第２図においては下流側に埋栓
２を持つセル数と上流側に埋栓４を持つセル数の比がｌ
：ｌであったが、この比の値は予想される再生条件によ
り、適宜選択可能である。
第９図（ａｌ、（ｂｌは上記比の値を４１５としたとき
の本発明の他の実施例で、斜線を施したセル３が埋栓４
を内側に持つものである。なお、第９図（ａｌは平面、
第９図ｆｂ）は第９図（ａｌのＡ−Ａ断面図である。第
９図（ａｌ、（ｂｌで示したように、埋栓４を持つセル
３の数を多くすることによって、埋栓４上の空間５内側
に付着する微粒子の前が増加し、その微粒子の燃焼によ
り発生ずる熱量も増加するので、構造物の排気ガス下流
部の再生がより容易となる。
第１０図ｉａｌ、（ｂ）は第９図の実施例と同様のねら
いを持って、セルごと断面積を変えた本発明の更に他の
実施例を示すものである。第１Ｏ図ｔａｌ中で、斜線を
施したセル３が内側に埋栓４を持つものである。第１Ｏ
図（ｂ）は第１０図（ａｌのＡ−Ａ断面図である。
第１Ｉ図は本発明の他の実施例を示すものであり、この
実施例では、上流側の埋栓４を持つセル３ごとに埋栓４
の設ける深さを変えである。これは再生時に、途中で消
火しやすいヒーター下流域の端部の保温を良くすること
を目的として、そのような位置にあるセルの上流側埋栓
４の設ける深さを深くして、上流側埋栓４の上部の空間
５を大きくとったものである。このようにすることによ
り、ヒーター１６が位置しているセルは上流側埋栓４の
上部空間５に付着したパティキュレートの燃焼が長時間
続き、それにより、下流パティキュレートが十分加熱さ
れて再往効率が向上することになる。この実施例のよう
に、上流側埋栓４の深さはどのようであっても、またセ
ルごとに変化させてもかまわない。
１８１２図は本発明の他の実施例であるが、上流側埋栓
のいくつかが上流面で施しである。このように、ひとつ
の構造物内で、上流面に施された埋栓４′と内部に施さ
れた上流側埋栓４とが混在していでもかまわない。
一般に、上記第９図〜第１２図のように上流側埋栓を持
つセルの数および断面積を増加させたり、上流側埋栓の
深さを深くすると再生は容易となるが、あまりにこれら
を増大させたり、深くしたりすると、排ガスの通過面積
が減少して、エンジンに装着した場合の排圧上昇が大き
くなるので、上流側に埋栓を持つセルと下流側に埋栓を
持つセルとのトータルの断面積の比、および上流側埋栓
の深さをいくらにするかということに関しては、エンジ
ン出力や再生条件といったものとの適合が必要である。
第１３図は、第１１図と同じ効果をねらった本発明の他
の実施例を示すものであるが、この場合には、最初は上
流側埋栓４の深さ寸法は一定としておき、この後、構造
物の上流端面を削り取るなどの工作により、上流側埋栓
４の実質的な深さくハニカム構造体の端面からの間隔）
を変化させたものである。
また、構造物に施す上流側埋栓４そのものの形状はどの
ようであっても構わない。第１４〜１６図はその例であ
る。これらの実施例中の上流側埋栓４はセルの上流面に
施されてはいるが、埋栓４そのものに凹所４ａを設けで
ある。この凹所４ａにて形成される空間５内に排ガス中
の微粒子が付着するので、再生のときには、上流側埋栓
４を前記実施例のようにセル内部に施したときと同じ効
果を発揮する。なお、前述した実施例と同様に上流側埋
栓４の凹所４ａの形状または大きさはどのようであって
も良いし、第１４図〜第１６図の凹所４ａをもった埋栓
４を一つのハニカム構造物内で組合せてもよく、あるい
は凹所のない埋栓と組合せてもかまわない。また、この
ような凹所４ａをもった埋栓４を前述の実施例のように
構造物のセルの内部に施しても勿論良い。
次に、本発明構造物の製造方法の一例を示す。
即ち、第１７図（ａｌに示すごとく、ハニカム構造体の
セルの両端面全体を例えばワックス２０にて栓詰を行な
う。次に、第１７図（ｂｌのように、ワックス栓２０を
部分的に除去する。すなわち、片端面（Ａ）のワックス
栓２０を一つおきに除去し、もう一方の端面（Ｂ）につ
いても同様に除去するが、第１７図Ｔｂ）に示ず様に端
面（Ａ）、（Ｂ）のワックス栓２０が交互に残る様にす
る。次に、第１７図（Ｃ）のごとくセラミックを含むス
ラリー２１内にハニカム構造体の端面Ａを含浸させ、こ
の時スラリーの高さにより前述実施例の埋栓の深さが決
定される。このスラリー中への含浸により、セラミック
栓２０の無い部分にスラリーが入り込む。メニカム構造
体自体は、セラミック製で非常な多孔質であり吸水性が
ある為、入り込んだスラリー上部は水分をハニカム壁に
奪われるので、固まってしまう。しかし、スラリー下部
は水分を奪うだけのハニカム壁が無い為、スラリーのま
まである。
次ち、第１７図Ｔｂｌのごとくハニカム構造体の上下を
さかさにし、スラリーの固まった部分に、スラリーのま
まであったものを自然沈降させ、栓の構造にさせる。Ｂ
面についても、スラリー高さを調整し、栓を形作る。こ
れを乾燥した後、焼成し−てワソスク栓２０を消失し、
セラミック埋栓とハニカム壁とを焼結させる。これによ
り、第１７図（ｅ）の構造が得られる。
なお、その他に考えられる方法としては、セラミックチ
ップをハニカム構造体の内部に埋め込み焼結させる方法
等が考えられる。
以上詳述したように本発明においては、ハニカム形状の
構造物の排気ガス下流域に付着、堆積した微粒子をも再
生でき、従って実用上の効果は非常に大きい。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例を示す平面図、第２図は第１
図のＡ−Ａ断面図で本発明の作用説明に供する。第３図
は第１．２図の構造物を用いた微粒子捕集装置の一例を
示す断面図、第４図は第３図のＡ−Ａ断面図、第５図は
従来例を示す平面図、第６図は第５図のＡ−Ａ断面図、
第７図は本発明の作用説明に供する断面図、第８図（ａ
ｌ、（ｂ）は本発明と従来との性能比較を示す特性図、
第９図（ａｌは本発明の他の実施例を示す平面図、第９
図（ａｌのＡ−Ａ断面図、第１０図（ａｌは本発明の他
の実施例を示ず平面図、第１０図（ｂ）は第１０図ｉａ
ｌのＡ−Ａ断面図、第１１図〜第１６図は各々本発明の
更に他の実施例を示す断面図、第１７図Ｔｂ）〜（ｅ）
は本発明の一製造方法を示す工程図である。 １・・・セル、２・・・埋栓、３・・・セル、４・・・
埋栓、７・・・隔壁。 代理人弁理士　岡　部　　　隆 第１図 第３図 第５図 ｆｌ）６図 第７図 ６ １ 第８図 （ａ） 【−γＯＮ　　　　＋ニー２ＯＦＦ　　　騒区晴間ひフ
第９図 （６１ ；’ｙｓｉｏｕ （６） 第１１図 第１２図 第１３図 第１４図 第１５図 第１６図 第１７図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. ハニカム構造体の多数のセルの両端開口部を互い違いの
    関係で閉塞し、もって多数のセルを隔置する通気性の隔
    壁を介して隣接した前記セルに排気ガスを流すようにし
    た排気ガス浄化用構造物において、排気ガス流入側に位
    置した前記閉塞部と前記セルの排気ガス流入側端面との
    間に空間を設けた排気ガス浄化用構造物。
JP57137040A 1982-08-05 1982-08-05 排気ガス浄化用構造物 Granted JPS5928010A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57137040A JPS5928010A (ja) 1982-08-05 1982-08-05 排気ガス浄化用構造物
US06/520,126 US4519820A (en) 1982-08-05 1983-08-03 Fitter apparatus for purifying exhaust gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57137040A JPS5928010A (ja) 1982-08-05 1982-08-05 排気ガス浄化用構造物

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5928010A true JPS5928010A (ja) 1984-02-14
JPH0368210B2 JPH0368210B2 (ja) 1991-10-25

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Application Number Title Priority Date Filing Date
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JP (1) JPS5928010A (ja)

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