JPS62191027A - 排ガスフイルタ - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は、例えばディーゼルエンジンから排出される粒
子状物質（以下ススという）を補集し、補集したススを
燃焼させることにより、ディーゼルエンジンから大気へ
排出されるスス量の低減を図る排ガスフィルタに関する
ものである。

従来の技術 ディーゼルエンジンから排出されるススを補集するだめ
のディーゼル排ガスフィルタとして、アルミナでコーテ
ィングされた金属ワイヤメツシュを用いたフィルタ、発
泡剤を用いて多孔質構造としたセラミックフオームフィ
ルタ、及びハニカム形状のセラミックモノリスフィルタ
などが考案されている。その中でも、ススの補集効率が
９０％以上で、フィルタによる排ガスの圧力損失が少な
いハニカム形状のセラミックモノリスフィルタが、排ガ
スのススを除去するフィルタとして有望視されている。

セラミックモノリスフィルタからなるディーゼル排ガス
フィルタは、コージライトを主成分とする押出し成型法
により構成された多数のセルからなるハニカム構造をな
している。このハニカム構造体の両端部は、セメントの
ような非常に気孔率の小さな長さ約１０鵬の材料で交互
に閉塞されている。これらの上流側および下流側の閉塞
部によって、セルは入口および出口排ガス通路に分割さ
れ、排ガス中のススはセル壁でほぼ全量集塵される。エ
ンジンを運転すると、徐々にススが堆積してディーゼル
排ガスフィルタでの排ガスの圧力損失が大きくなり、エ
ンジン性能の低下を招く。そこで、エンジン性能を良好
に保つには一定量のススが堆積した時点で、そのススを
燃焼させ、ディーゼル排ガスフィルタを再生する方法が
とられる。

従って、ススを円滑に燃焼させて、フィルタの再生を何
回でも容易に行えるディーゼル排ガスフィルタが望まれ
る。

発明が解決しようとする問題点 ディーゼル排ガスフィルタに堆積したススは、入口端部
で排ガス中の火花や点火ヒータによって看火し、入口端
部で燃焼が広がり、それと同時にセル内を下流に向かっ
て燃焼する。

第２図に示す如く、ディーゼル排ガスフィルタ１Ｑにお
いて、排ガス中のススの一部は入口端部１１に堆積し、
大部分はセル１２内の入口排ガス通路１３のセル壁１４
に堆積する。ところが、入口端部１１において、入口側
閉塞部１６はセル壁１４に比べて、気孔率が小さく、ま
た排ガス流路も長いため、圧力損失が大きく、排ガスの
通過量が少ないっ従って、入口端部１１上にガ１−精す
るスス量は、セル壁１４に比べて非常に少ない。捷だ、
ディゼル制ガスフィルタ１ｏの入ロ刊ガス通路１３にお
いて、入口側閉塞部１６が存在する通路入口部分のセル
壁１６では、他の部分のセル壁１４に比べて、入口リド
ガス通路１３から出口排ガス通路１了への排ガスの通過
量が少ないため、ススの堆積ｊｔが少ない。

これらのことから、入口端部に堆積したススに１、火し
て燃焼し２、入口排ガス通路１３内のススに伝播する時
、スス量が少ないために、十分な燃焼熱が発生しないと
共に、排ガスに燃焼熱が奪われて燃焼温度が十分に上昇
しないので、燃焼がディーゼル排ガスフィルタ１０全体
に伝播し力いて失火し、その結果、部分的にススが残っ
て、再生が不十分となり、エンジン性能の低下を招いた
。！ｆ。

た、これが何回か繰り返されると、スス堆積量は増加し
続け、多量に堆積したススにひとたび篇火すると燃焼が
急激に起こり、燃焼温度が上昇しすぎて、ディーゼル排
ガスフィルタ１ｏが溶解、および破壊するなどの問題が
生じた。また、入口側閉塞部１５の圧力損失を低減して
、入口端部１１上に堆積するスス量の増加を図るために
、該入口側閉塞部１５の長さの短縮、および密度の低下
などの手段を用いると、シート間の強度が低下して、シ
ート間で剥離を起こし、ススが漏れて大気へ排出される
問題が生じた。

問題点を解決するだめの手段 上記従来の問題点を解決する技術的手段は、排ガス入口
側閉塞部の各々において、中心部の長さを、その周囲よ
り短くするものである。

作　　用 上記構成により、入口側閉塞部の圧力損失が小さくなり
、抽ガスの通過量が多くなる。その結果、入口端部上に
堆積するスス量が増加する。また、入口側閉塞部が存在
する通路入口部分のセル壁においても同様に排ガスの通
過量が多くなる。その結果、入口端部から入口排ガス通
路のセル壁まで均一にススが堆積するようになる。

実施例 本発明の一実施例を第１図に示す。１はディーゼル排ガ
スフィルタで、例えば次の手法で製造される。２０ｍ以
下に裁断したアルミナ繊維３０重量部と、セラミック原
料粉末１６重量部を、水３ｏ００重量部に懸濁させ、こ
の混合スラリーにて得られたシートを段ポール製造と同
様の方法で、波状シートと平板シートを接着してなるコ
ルゲートシートを作成し、次に、これを芯の周囲に接着
しつつ巻きつけ、ハニカム形状を作成する。次に、１つ
のセル２に流入した排ガスがセル壁３を通過して他のセ
ルに移行した後排出されるように、ノ・ニカムの両端を
交互に、以下に述べる材料を各セルに同量ずつ注入する
ことにより入口側、および出口側閉塞部４，６を形成し
て、入口、および出口排ガス通路６，７に分割する。こ
の成型物を空気中において１２６１°Ｃで焼成してセラ
ミック繊維とセラミック原料粉末をセラミック化し、ハ
ニカム構造体としてディーゼル排ガスフィルタ１を得る
。ここで、入口側、および出口側閉塞部４゜５を形成す
る材料は、シートを仮焼し、粉砕した無機材料２重量部
とでんぷん０．１重量部と水３重量部を加えてのり状に
したものに、有機粉末０．１重量部を粉状の！、′３：
、加え、攪拌混合したものを用いる。このような材料を
各セルに注入することにより、水分が毛細管現象でシー
トに吸収されて、第１図に示すような、セル壁の近傍で
長く中心部で短い形状の閉塞部を形成する。中心部とセ
ル壁近傍との長さの比は、材料の粘度、水分量を適度に
調節してに、容易に変えることができる。

また入口側閉塞部４の気孔率を適切に設定することによ
υ、材料の強度を保持したまま、排ガスの通過量が増加
するようになり、入口端部、および排ガス通路入口部分
のススの堆積量を増加させ、燃焼の伝播を容易にして、
良好な再生結果を得ることができる。従って、入口側閉
塞部４の気孔率は４０〜９０％に調整することが好まし
い。

本実施例の排ガスフィルタの気孔率は６０％であった。

図中、８は堆積したスス、矢印は排ガスの流れを示す。

このようにして得られたディーゼル排ガスフィルタを、
エンジンの排気マニホールドに取り付けて再生テストを
行なった。エンジン回転数１２４゜ｒｐｍ、　）ルク１
２準・ｍで３時間運転してススを堆積したのち、アイド
リンク状態にすると同時に点火ヒータにより着火して再
生したところ、約３分間で燃焼が終了し、はとんどスス
が残らなかった。上記の再生テストを１ｏ回繰り返し行
ない、その後、該排ガスフィルタを取り出して切断し観
察したが、どこにもクラック、溶融、および剥離部分は
見当たらなかった。

従来の排ガスフィルタで同様の再生テストを行なったと
ころ、２回までは、入口端部で着火しても入口排ガス通
路まで燃焼が伝播せずに、再生が不十分であった。３回
目の再生中に、ススの外部への排出が観察され、再生終
了後に、該排ガスフィルタを観察したところ、多数のク
ラック、および溶融部分が確認された。

発明の効果 本発明は以上のような構成により、以下のような優れた
効果を桿供する。

排ガス入口側閉塞部の中心部の長さを、その周囲よυ短
くすることにより、排ガスフィルタの強度を低下させる
ことなく、入口側閉塞部の圧力損失が小さくなり、排ガ
スの通過量が多くなる。その結果、入口端部上に堆積す
るスス量が増加する。

また、入口側閉塞部が存在する通路入口部分のセル壁に
おいても同様に排ガスの通過量が多くなる。

その結果、入口端部から入口排ガス通路のセル壁まで均
一にススが堆積するようになった。従って、刊ガスフィ
ルタの再生が容易になるとともに、過度の温度上昇によ
るクラック、溶融および剥離などの所謂破壊がなくなっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の排ガスフィルタの部分断面
図、第２図は従来の排ガスフィルタの部分断面図である
。 １・・・・・排ガスフィルタ、２・・・・・セル、３・
・・・・・セル壁、４，６・・・・・・入口、出口側閉
塞部、６，７・パ°°入ロ、出ロ排ガス通路、８・・・
・・・スス。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）多孔質セラミックスで複数のセルを形成したハニ
   カム構造体のセル端部に交互に閉塞部を設け、前記ハニ
   カム構造体の排ガス入口側閉塞部は、中心部の長さをそ
   の周囲より短くした排ガスフィルタ。
2. （２）多孔質セラミックスが、繊維状セラミックスを主
   成分とする特許請求の範囲第１項記載の排ガスフィルタ
   。