JP4567674B2 - セラミックフィルタ - Google Patents

Description

本発明は、ＤＰＦ（ディーゼルエンジンパティキュレートフィルタ）等のディーゼルエンジンの排ガスを浄化するために使用されるセラミックフィルタに関する。

ディーゼルエンジンの排ガス中には、種々のパティキュレートが含有されており、排ガスを大気中へ放出する際には、パティキュレートを除去するための浄化を行う必要がある。このため、ＤＰＦ等のセラミックフィルタがディーゼルエンジンの排気系に組み込まれている。

図１３は、セラミックフィルタ１を排気系に組み込んだ状態を示し、ディーゼルエンジンの排気管３の途中にケーシング４が設けられており、セラミックフィルタ１は断熱材２を介してケーシング４内に配置されることによりディーゼルエンジンからの排ガスの浄化を行うようになっている。

図１４及び図１５は、セラミックフィルタ１としてのＤＰＦに用いられるハニカム構造体１０を示す。このハニカム構造体１０は、長手方向に貫通したセル１１を多数併設した炭化珪素等の多孔質セラミックからなり、外周面がセメント等からなるシール材１２によって覆われている。そして、それぞれのセル１１は、長手方向への流通孔１５を有しており、各セル１１の流通孔１５はセル壁１４を介して隣接したセル１１の流通孔１５と隔てられている。

流通孔１５を隔てるセル壁１４は、フィルタとして機能するものである。すなわちハニカム構造体１０においては、図１４および図１５に示すようにセル１１における排ガスの入口側の端面１０ａが充填材１６によって交互に目封じされる一方、排ガスの出口側の端面１０ｂにおいては、隣接しているセル１１が充填材１６によって目封じされており、これによりセル１１に流入した排ガスＧがセル壁１４を通過するようになっている。そして、セル壁１４の通過の際に、排ガスＧが濾過されて排ガスＧ中のパティキュレートが除去される。

このようなハニカム構造体１０においては、使用を継続することによりパティキュレートが堆積する。図１６はこの堆積状態を示し、パティキュレート１７がセル壁１４に付着し、この付着によってフィルタとしての圧力損失が増大する。

ディーゼルエンジンからのパティキュレートとしては、スート、Ｏｉｌ−Ａｓｈがあり、それぞれが原因となる圧力損失がスート堆積圧力損失、Ｏｉｌ−Ａｓｈ圧力損失となる。

スート堆積圧力損失は、エンジンの出力や燃費に影響を与える要因であるが、一定量以上のスートが堆積した場合には、従来より燃焼させることによって除去してハニカム構造体の再生を行っている。これによって圧力損失の回復が可能であることが分かっている（例えば、特許文献１参照）。

Ｏｉｌ−Ａｓｈは潤滑オイルや燃料中の未燃焼分が排ガスに混ざって排出されることに起因している。このＯｉｌ−Ａｓｈは、スートのように燃焼により除去することができないことから、Ｏｉｌ−Ａｓｈ圧力損失は、ハニカム構造体の耐久性の目安となる。すなわち、Ｏｉｌ−Ａｓｈ圧力損失が一定以上となったときには、フィルタとしての機能を果たさないものとしてハニカム構造体の交換を行う必要が生じるものである。
特開平５−２６１３００号公報（第２頁）

このＯｉｌ−Ａｓｈは、ハニカム構造体１０における排ガスの入口側の端面１０ａ近傍での堆積量が他の部分に比べて多いものとなっている。排ガスの入口側の端面１０ａの近傍ではスートを含む流れが偏流しているため、Ｏｉｌ−Ａｓｈが堆積し易いことによるものである。図４における特性曲線Ａは、従来から用いられているハニカム構造体におけるＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量を厚さで示すものであり、約１０万キロ走行（相当）の後において、排ガスの入口側の端面付近では、０．３２ｍｍの厚さとなっており、出口側の端面に比べて２倍以上の厚さとなっている。

なお、従来のハニカム構造体１０では、充填材１６の目封じ深さは、排ガスの入口側と出口側とで略同一深さになっており、例えばセル開口径（後述）に対して、２．５〜４．０倍となるように形成されるものである。

図５は、Ｏｉｌ−Ａｓｈの堆積量に対する圧力損失（圧損）であり、特性曲線Ａは従来から用いられているハニカム構造体の圧力損失を示す。従来では、６０ｇのＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量付近から圧力損失が急上昇している。このように圧力損失が上昇する場合には、上述したようにハニカム構造体の寿命となるものであり、従って、そのハニカム構造体を廃棄して新たなハニカム構造体を取り付ける必要がある。

このように従来においては、Ｏｉｌ−Ａｓｈが堆積し易いため、その堆積量が早期に限界量に達し易く、これにより、ハニカム構造体の交換頻度が多くなる問題を有している。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、ハニカム構造体に対してＯｉｌ−Ａｓｈが堆積しにくい構造とすることにより、ハニカム構造体の耐久性を増大させることが可能なセラミックフィルタを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１の発明のセラミックフィルタは、長手方向に貫通したセルを多数併設した一体品として形成されると共に、前記セルにおける排ガスの入口側の端面と出口側の端面とが交互に目封じされた一体型ハニカム構造体からなるセラミックフィルタであって、前記入口側目封じは、出口側目封じよりも深くなるように形成されていることを特徴とする。

このように入口側目封じを出口側目封じよりも深くなるように形成したので、排ガスの流れは、入口側で乱流傾向が減少して層流傾向が増大することになり、これにより一体型ハニカム構造体の入口側の端面付近でのＯｉｌ−Ａｓｈの偏った堆積を抑制することができる。

請求項２の発明は、請求項１記載のセラミックフィルタであって、前記入口側目封じが、セル開口径の３．４〜１２．９倍の平均目封じ深さになるように形成されていることを特徴とする。

このように入口側目封じの深さを、セル開口径の３．４〜１２．９倍とすることにより、排ガスの入口側における層流傾向の増大をより確実なものとすることができる。

請求項３の発明は、請求項１または２に記載のセラミックフィルタであって、前記入口側目封じは、前記一体型ハニカム構造体の中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成されていることを特徴とする。

ハニカム構造体の外周部分は、その中央部分に比べて排ガスの流速が小さいため、外周部分では、Ｏｉｌ−Ａｓｈが堆積し易い環境となっている。このため、ハニカム構造体の外周部分の入口側目封じの深さを、中央部分のそれよりも深くすることにより、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布を略均一にすることができる。

請求項４の発明は、請求項３に記載のセラミックフィルタであって、前記外周部分の入口側目封じは、前記中央部分の入口側目封じの平均深さの１．０５〜１０．０倍の平均深さになるように形成されていることを特徴とする。

このように、外周部分の入口側目封じの深さを、中央部分の入口側目封じの平均深さの１．０５〜１０．０倍の平均深さになるように形成することにより、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができる。

請求項５の発明は、長手方向に貫通したセルを多数併設したセグメントを複数接合して形成されると共に、前記セルにおける排ガスの入口側の端面と出口側の端面とが交互に目封じされた接合型ハニカム構造体からなるセラミックフィルタであって、前記入口側目封じは、出口側目封じよりも深くなるように形成されていることを特徴とする。

このように入口側目封じを出口側目封じよりも深くなるように形成したので、排ガスの流れは、入口側で乱流傾向が減少して層流傾向が増大することになり、これにより接合型ハニカム構造体の入口側の端面付近でのＯｉｌ−Ａｓｈの偏った堆積を抑制することができる。

請求項６の発明は、請求項５に記載のセラミックフィルタであって、前記複数のセグメントの各々の入口側目封じは、前記接合型ハニカム構造体の中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成されていることを特徴とする。

このように、入口側目封じの深さを、接合型ハニカム構造体の中央部分から外周部分に向かうにつれてセグメント単位で深くなるように形成したので、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をセグメント単位で略均一にすることができる。

請求項７の発明は、請求項６に記載のセラミックフィルタであって、前記接合型ハニカム構造体の最外周部分を構成する前記セグメントの入口側目封じが、前記接合型ハニカム構造体の中央部分を構成する前記セグメントの入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜５．０倍になる平均目封じ深さになるように形成されていることを特徴とする。

このように、接合型ハニカム構造体の最外周部分を構成するセグメントの入口側目封じを、前記接合型ハニカム構造体の中央部分を構成するセグメントの入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜５．０倍になる平均目封じ深さになるように形成することにより、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をセグメント単位でより確実に均一にすることができる。

請求項８の発明は、請求項５〜７のいずれか１項に記載のセラミックフィルタであって、前記各セグメント内の入口側目封じは、セグメントの中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成されていることを特徴とする。

このように、各セグメント内の入口側目封じを、セグメントの中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成したので、セルの長さ方向と直交するセグメントの断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布を、各セグメント内で略均一にすることができ、総じてセルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができる。

請求項９の発明は、請求項８に記載のセラミックフィルタであって、前記各セグメント内の外周部分の入口側目封じは、セグメントの中央部分の入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜３．０倍の平均目封じ深さになるように形成されていることを特徴とする。

このように、セグメント内の外周部分の入口側目封じを、中央部分の入口側目封じの平均深さの１．０５〜３．０倍の平均深さになるように形成することにより、セルの長さ方向と直交するセグメントの断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができる。

請求項１の発明によれば、一体型ハニカム構造体の入口側の端面付近での排ガスの乱流傾向が減少して層流傾向が増大するため、入口側の端面付近でのＯｉｌ−Ａｓｈの偏った堆積を抑制することができ、これによりＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量が早期に限界量となることがなく、ひいてはセラミックフィルタの耐久性を向上させることができる。

請求項２の発明によれば、入口側目封じの深さをセル開口径の３．４〜１２．９倍とすることにより、排ガスの入口側における層流傾向の増大をより確実なものとすることができ、これにより請求項１の発明の効果に加えて、セラミックフィルタの耐久性を一層向上させることができる。

請求項３の発明によれば、外周部分の入口側目封じの深さを、中央部分のそれよりも深くすることにより、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布を略均一にすることができ、これにより請求項１または２の発明の効果に加えて、セラミックフィルタの耐久性を一層向上させることができる。

請求項４の発明によれば、外周部分の入口側目封じの深さを、中央部分の入口側目封じの平均深さの１．０５〜１０．０倍の平均深さになるように形成することにより、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができ、これにより請求項３の発明の効果に加えて、セラミックフィルタの耐久性を一層向上させることができる。

請求項５の発明によれば、接合型ハニカム構造体の入口側目封じを出口側目封じよりも深くなるように形成したので、排ガスの流れは、入口側で乱流傾向が減少して層流傾向が増大することになり、これにより接合型ハニカム構造体の入口側の端面付近でのＯｉｌ−Ａｓｈの偏った堆積を抑制することができるので、Ｏｉｌ−Ａｓｈの堆積量が早期に限界量となることがなく、ひいてはセラミックフィルタの耐久性を向上させることができる。

請求項６の発明によれば、入口側目封じの深さを、接合型ハニカム構造体の中央部分から外周部分に向かうにつれてセグメント単位で深くなるように形成したので、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をセグメント単位で略均一にすることができ、これにより請求項５の発明の効果に加えて、セラミックフィルタの耐久性を一層向上させることができる。

請求項７の発明によれば、接合型ハニカム構造体の最外周部分を構成するセグメントの入口側目封じを、前記接合型ハニカム構造体の中央部分を構成するセグメントの入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜５．０倍になる平均目封じ深さになるように形成することにより、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をセグメント単位でより確実に均一にすることができ、これにより請求項６の発明の効果に加えて、セラミックフィルタの耐久性を一層向上させることができる。

請求項８の発明によれば、各セグメント内の入口側目封じを、セグメントの中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成したので、セルの長さ方向と直交するセグメントの断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布を、各セグメント内で略均一にすることができ、総じてセルの長さ方向と直交するハニカム構造体の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができるので、請求項５〜７のいずれか１項の発明の効果に加えて、セラミックフィルタの耐久性を一層向上させることができる。

請求項９の発明によれば、セグメント内の外周部分の入口側目封じを、中央部分の入口側目封じの平均深さの１．０５〜３．０倍の平均深さになるように形成することにより、セルの長さ方向と直交するセグメントの断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができ、これにより請求項８の発明の効果に加えて、セラミックフィルタの耐久性を一層向上させることができる。

本発明の一実施形態における要部断面図である。 セル開口径を示すハニカム構造体の要部正面図である。 セル開口径に対する目封じ深さの比と圧力損失の上昇割合を示す特性図である。 セル長さに対するＯｉｌ−Ａｓｈの堆積厚さを示す特性図である。 Ｏｉｌ−Ａｓｈ堆積量に対する圧力損失を示す特性図である。 実施例１〜３、および比較例２におけるＯｉｌ−Ａｓｈ堆積量に対する圧力損失を示す特性図である。 実施例４の接合型ハニカム構造体の正面図である。 実施例５、６および比較例２、３をそれぞれ構成する一体型ハニカム構造体の目封じの形成状態を説明する模式図である。 実施例７を構成する一体型ハニカム構造体の目封じの形成状態を説明する模式図である。 実施例８、９をそれぞれ構成する接合型ハニカム構造体の目封じの形成状態を説明する模式図である。 実施例１０、１１をそれぞれ構成する接合型ハニカム構造体の目封じの形成状態を説明する模式図である。 実施例５〜１１および比較例２、３のそれぞれの圧損値を示す棒グラフである。 セラミックフイルタの適用例を示す断面図である。 ハニカム構造体における排ガスの流れを示す断面図である。 ハニカム構造体の一例の斜視図である。 ハニカム構造体におけるパティキュレートの堆積状態を示す断面図である。 セグメントの一例の斜視図である。

符号の説明

１０ ハニカム構造体
１０ａ 入口側の端面
１０ｂ 出口側の端面
１１ セル
１３ セグメント
１４ セル壁
１５ 流通路
１６ 充填材
Ａ 入口側目封じ
Ｂ 出口側目封じ

以下、本発明を図示する実施形態により具体的に説明する。なお、この実施形態では、従来の技術と共通する部分には同一の符号を付して対応させてある。

この実施形態に用いるセラミックフィルタ１（図１３参照）は、図１５に示すように、炭化珪素等の多孔質セラミックからなるハニカム構造体１０で構成されている。

このようなハニカム構造体１０は、長手方向に貫通したセル１１を多数併設した一体品として形成される一体型ハニカム構造体であったり、あるいは長手方向に貫通したセル１１を多数併設したセグメント１３（図１７）を複数接合して形成される接合型ハニカム構造体であったりする。

それぞれのセル１１は、長手方向への流通孔１５を有しており、各セル１１における流通孔１５はセル壁１４を介して隣接したセル１１の流通孔１５と隔てられている。

このハニカム構造体１０からなるセラミックフィルタ１は、セル１１における排ガスの入口側の端面１０ａが充填材１６によって交互に目封じされる一方、排ガスの出口側の端面１０ｂにおいては、隣接しているセル１１が充填材１６によって目封じされており、これによりセル１１に流入した排ガスＧがセル壁１４を通過し、セル壁１４の通過の際に排ガスＧが濾過されてＯｉｌ−Ａｓｈやスート等のパティキュレートを除去することができる。

このセラミックフィルタ１では、それを構成するハニカム構造体１０が一体型ハニカム構造体であろうが、接合型ハニカム構造体であろうが、その入口側目封じは、出口側目封じよりも深くなるように形成されている。

すなわち、図１に示すように、ハニカム構造体１０における排ガスＧの入口側の端面１０ａにおける入口側目封じ深さ（充填材１６の長さ）Ｄは、出口側目封じ深さ（充填材１６の長さ）ｄよりも深くなるように形成されている。

この構成では、排ガスＧの流れは、入口側で乱流傾向が減少して層流傾向が増大することになり、これによりハニカム構造体１０の入口側の端面１０ａ付近（より詳しくは充填材１６の内端付近）でのＯｉｌ−Ａｓｈの偏った堆積を抑制することができる。

具体的には、ハニカム構造体１０を一体型ハニカム構造体で構成したときには、入口側目封じが、セル開口径の３．４〜１２．９倍の平均目封じ深さＤになるように形成される。

この構成によれば、排ガスＧの入口側１０ａにおける層流傾向の増大をより確実なものとすることができ、これにより一体型ハニカム構造体の入口側の端面付近でのＯｉｌ−Ａｓｈの偏った堆積を一層確実に抑制することができる。

好ましくは、入口側目封じは、セル開口径の３．４〜８．５倍の平均目封じ深さＤになるように形成される。

このときのセル開口径Ｌは、図２に示すように、セルピッチからリブ厚さ（セル壁１４の厚さ）を差し引いて求めることができるもので、セル壁１４で仕切られたセル１１の一辺の長さを示している。

図１は、このような構造のハニカム構造体１０を部分的に示すものであり、排ガスの入口側の端面１０ａにおいて充填材１６が長くなっており、これにより充填材１６によって形成される目封じ深さＤがセル開口径Ｌの３．４〜８．５倍となっている。なお、排ガスＧの出口側の端面１０ｂにおいては、従来と同様な目封じ深さｄとするものである。

入口側の端面１０ａにおける目封じ深さＤは、深くするほどセル壁１４の自由部分（濾過部分）が短くなるため、Ｏｉｌ−Ａｓｈが堆積できる面積（排ガス流が通過する面積）が減少するため、すすが堆積していないときでも圧力損失が上昇する。

図３は、セル開口径に対する目封じ深さの比率を変化させた場合における圧力損失の割合を示すものであり、縦軸が、すす１０ｇ／Ｌ堆積時の圧損を測定し、そのときの従来に対する圧損上昇割合を示しており、横軸が、セル開口径に対する目封じ深さの比率を示している。目封じ深さ／セル開口径が９．０のときには圧力損失が従来に比べて１０％上昇する。このような圧力損失の上昇は、排ガスＧ中のパティキュレートの捕捉効率が低下する。このため、この実施形態では、目封じ深さＤの上限値はセル開口径Ｌの８．５倍とするものである。

また、セル開口径Ｌに対する目封じ深さが３．４倍に達しない場合には、入口側の端面１０ａにおける排ガスの乱流の抑制効果が小さくなる。このため、実施形態では目封じ深さＤの下限値Ｄをセル開口径Ｌの３．４倍とするものである。

図４の特性曲線Ｂは、以上のように設定した実施形態によってＯｉｌ−Ａｓｈの堆積厚さを測定した結果を示す。約１０万キロ走行（相当）の後における入口側の端面１０ａ付近のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量が０．１８ｍｍ（厚さ）となっており、出口側の端面１０ｂの堆積量（０．１５ｍｍ（厚さ））の１．２倍程度であり、略同等となっている。従って、流通孔１５内においては、セル壁１４にＯｉｌ−Ａｓｈが略均一に堆積した状態となっており、流通孔１５内で排ガスが滞留することなく円滑に流動することができ、圧力損失の低減を防止することが可能となっている。

また、この実施形態におけるＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量に対する圧力損失（圧損）は、図５の特性曲線Ｂに示すように、Ｏｉｌ−Ａｓｈの堆積量が増加してもなだらかに上昇するだけとなっている。これによって、ハニカム構造体１０の寿命を増大させることができる。

さらに好ましくは、入口側目封じは、一体型ハニカム構造体１０の中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成される。接合型ハニカム構造体１０の場合には、複数のセグメント１３の各々の入口側目封じは、接合型ハニカム構造体１０の中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成される。

ハニカム構造体１０の外周部分は、その中央部分に比べて排ガスの流速が小さいため、外周部分では、Ｏｉｌ−Ａｓｈが堆積し易い環境となっている。

この構成は、一体型（または接合型）ハニカム構造体１０の外周部分がその中央部分に比べて排ガスＧの流速が小さいことに対応させたものであり、ハニカム構造体１０の外周部分の入口側目封じの深さＤを、中央部分のそれよりも深くすることにより、セルの長さ方向と直交するハニカム構造体１０の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布を略均一にすることができるので、外周部分でのＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量が早期に限界量となることを防止することができる。

さらに好ましくは、一体型ハニカム構造体１０では、外周部分の入口側目封じは、中央部分の入口側目封じの平均深さの１．０５〜１０．０倍の平均深さになるように形成され、接合型ハニカム構造体１０では、接合型ハニカム構造体１０の最外周部分を構成するセグメントの入口側目封じが、接合型ハニカム構造体の中央部分を構成するセグメントの入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜５．０倍、より好ましくは１．０５〜３．０倍になる平均目封じ深さになるように形成される。

最外周部分の目封じ深さが、中央部分のそれに比べて、１．０５倍以下であると、Ｏｉｌ−Ａｓｈは外周側に多く堆積するようになり、スートが中心部に多く堆積するようになる。このためスート再生時に中心側の方が外周側に比べ、スート燃焼による発熱が大きくなり、中心側と外周側での温度差が大きくなる。この温度差が非常に大きい場合は、その温度差により熱衝撃でクラックが発生する時がある。

一方、外周の目封じ深さが中心部の目封じ深さに比べ、３．０倍以上、さらには５．０倍以上であると、外周側の目封じが深くなった分、ガス通過セルの面積が小さくなることで、圧損が上昇する。

さらに好ましくは、接合型ハニカム構造体１０では、各セグメント内の入口側目封じは、セグメントの中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成される。

この構成によれば、セルの長さ方向と直交するセグメントの断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布を、各セグメント内で略均一にすることができ、総じてセルの長さ方向と直交するハニカム構造体１０の断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができる。

さらに好ましくは、接合型ハニカム構造体１０では、各セグメント内の外周部分の入口側目封じは、セグメントの中央部分の入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜３．０倍、より好ましくは１．０５〜２．０倍の平均目封じ深さになるように形成される。

接合型ハニカム構造体の場合は、各セグメントを介する接合部にはガスが通過しないため、各セグメントの接合部に隣接するセルは各セグメント中央部に比べ、ガス流入速度が遅くなっている。すなわち、各セグメントにおいて一体型と同様なガス流入速度分布が形成されている。

このため、各セグメントの外周部分の目封じ深さが中央部分の１．０５倍以下であると、各セグメントの外周部分にＡｓｈが堆積しやすくなり、一体型と同様、外周部分と中央部分との温度差が大きくなる事で、セグメント内にクラックが生じる可能性がある。

一方、各セグメントの外周部分の目封じ深さが中央部分の２．０倍、さらには３．０倍以上であると、一体型と同様、外周部分の目封じ深さが深くなった分、ガス通過セルの面積が小さくなることで、圧損が大きく上昇してしまう。

この構成によれば、セルの長さ方向と直交するセグメントの断面内のＯｉｌ−Ａｓｈの堆積分布をより確実に均一にすることができる。

次に、本発明の実施例を説明するが、本発明は以下の実施例に限定されることなく本発明の主旨の範囲内で種々変形が可能である。例えば、セルを円形等の異なった断面としても良い。

（実施例１〜４，比較例１）
セル密度４６．５セル／ｃｍ²、セル壁（リブ厚）の厚さ０．３ｍｍ、□３５．４ｍｍのセグメントを１６本積層し、直径１４３．８ｍｍ、軸方向長さ１５２．４ｍｍ、容積２．５リットルの円筒形の接合型ハニカム構造体を作製した。

そしてこの接合型ハニカム構造体を次のように目封じを施すことによって供試用セラミックフイルタとしての比較例１および実施例１〜３を作製した。このとき出口側目封じは、各供試用セラミックフイルタ共同一深さに形成した。

比較例１：入口側目封じ深さＤをセル開口径Ｌの３倍（Ｄ＝３Ｌ）に形成した。

実施例１：入口側目封じ深さＤをセル開口径Ｌの６倍（Ｄ＝６Ｌ）に形成した。

実施例２：入口側目封じ深さＤをセル開口径Ｌの８倍（Ｄ＝８Ｌ）に形成した。

実施例３：入口側目封じ深さＤをセル開口径Ｌの１０倍（Ｄ＝１０Ｌ）に形成した。

実施例４：図７に示すように、中央部分の４個のセグメントＣ１〜Ｃ４の入口側目封じ深さＤをセル開口径Ｌの５倍（Ｄ＝５Ｌ）に形成すると共に、外周部分の１２個のセグメントＣ５〜Ｃ１６の入口側目封じ深さＤをセル開口径Ｌの７倍（Ｄ＝７Ｌ）に形成した。

以上の比較例１および実施例１〜４の供試用セラミックフイルタを、排気量２．０リットルのディーゼルエンジンにおける排気系に設置し、排ガス温度を一定の３００℃に保ち、５時間おきに排気温度が６００℃の状態を１５分間継続することにより供試用セラミックフイルタの再生を行った。この再生によりスートが完全になくなり、Ｏｉｌ−Ａｓｈだけが堆積した状態となった。このときの供試用セラミックフイルタの重量を測定してＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量を測定した。この試験をＯｉｌ−Ａｓｈが１５０ｇ堆積するまで行った。

図６は、Ｏｉｌ−Ａｓｈが１５０ｇ堆積するまでの圧損変化を示しており、表１は、Ｏｉｌ−Ａｓｈが１５０ｇ堆積したときにおける各実施例１〜４の圧力損失の比較であり、比較例１を１として比較した場合の数値を示している。

図６から明らかなように、比較例１は圧力損失が急上昇しているのに対し、実施例１〜４では圧力損失がなだらかに上昇している。

また、表１から明らかなように、実施例１〜４は１未満の数値を示しており、これにより圧損上昇の抑制効果が認められる。

さらに実施例４は、ハニカム構造体の外周側が中心側に比べて排ガスの流速が小さいことに対応させたものであり、ハニカム構造体の外周側の目封じ深さを中心側のそれよりも大きくしている。これにより、図６および表１から明らかなように、Ｏｉｌ−Ａｓｈの分布を均一にすることができ、外周側でのＯｉｌ−Ａｓｈの堆積量が早期に限界量となることを防止することができた。

（実施例５〜１１，比較例２〜３）
供試用セラミックフイルタ：１４３．８ｍｍφ×１５２．４ｍｍＬ、１２ｍｉｌ／３００ｃｐｓｉ
各サンプルの目封じデータは表２に示し、その模式図を図８〜図１１に示す。図中、符号Ａは入口側目封じ、符号Ｂは出口側目封じをそれぞれ示す。各サンプルの出口側目封じ深さは５ｍｍで一定である。

比較例２：一体型ハニカム構造体からなるもので、入口側と出口側の目封じ深さは、共に５ｍｍで同一であり、図８に示す。

実施例５：一体型ハニカム構造体からなるもので、入口側目封じ深さ７ｍｍであり、図８に示す。

実施例６：一体型ハニカム構造体からなるもので、入口側目封じ深さ９ｍｍであり、図８に示す。

比較例３：一体型ハニカム構造体からなるもので、入口側目封じ深さをセル開口径の１５．５倍にしたもので、図８に示す。

実施例７：一体型ハニカム構造体からなるもので、入口側目封じ深さを、中央部分５ｍｍ、外周部分９ｍｍしたもので、図９に示す。

実施例８：□３５ｍｍセグメントを複数接合した接合型ハニカム構造体からなるもので、図１０に示す。

実施例９：□３５ｍｍセグメントを複数接合した接合型ハニカム構造体からなるもので、図１０に示す。

実施例１０：□３５ｍｍセグメントを複数接合した接合型ハニカム構造体からなるもので、入口側目封じ深さは各セグメント内で分布したものとなっており、図１１に示す。

実施例１１：□３５ｍｍセグメントを複数接合した接合型ハニカム構造体からなるもので、入口側目封じ深さは各セグメント内で分布したものとなっており、図１１に示す。

試験条件：比較例２，３および実施例５〜１１の供試用セラミックフイルタを、排気量２．０リットルのディーゼルエンジンにおける排気系に設置し、排ガス温度を一定の２５０℃に保ち、５時間おきに排気温度が６００℃の状態を１０分間継続することにより供試用セラミックフイルタの再生を行った。この繰り返しをＯｉｌ−Ａｓｈが２００ｇ堆積するまで行った。その後、供試用セラミックフイルタを電気炉にて６００℃で３時間加熱して完全にすすを飛ばし、このものを圧損測定に供した。

圧損測定は、風洞にて２５℃、１〜９Ｎｍ^３／ｍｉｎの条件下で行っい、得られた９Ｎｍ^３／ｍｉｎの圧損値を比較データとした。

結果：表３は、９Ｎｍ^３／ｍｉｎの圧損値、および比較例２の圧損値を１としたときの圧損比を示しており、図１２は、９Ｎｍ^３／ｍｉｎの圧損値を棒グラフで示したものである。

表３および図１２から明らかなように、比較例２、３は２２．０以上の圧損値を示すが、実施例５〜１１は、いずれも２０以下の圧損値、および１未満の圧損比を示しており、圧損上昇の抑制効果を認めることができる。

本発明のセラミックフィルタは、ＤＰＦ等のディーゼルエンジンの排ガスを浄化するために好ましく使用できる。

Claims (9)

1. 長手方向に貫通したセルを多数併設した一体品として形成されると共に、前記セルにおける排ガスの入口側の端面と出口側の端面とが交互に目封じされた一体型ハニカム構造体からなるセラミックフィルタであって、
   前記入口側目封じは、出口側目封じよりも深くなるように形成されていることを特徴とするセラミックフィルタ。
2. 前記入口側目封じが、セル開口径の３．４〜１２．９倍の平均目封じ深さになるように形成されていることを特徴とする請求項１に記載のセラミックフィルタ。
3. 前記入口側目封じは、前記一体型ハニカム構造体の中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のセラミックフィルタ。
4. 前記外周部分の入口側目封じは、前記中央部分の入口側目封じの平均深さの１．０５〜１０．０倍の平均深さになるように形成されていることを特徴とする請求項３に記載のセラミックフィルタ。
5. 長手方向に貫通したセルを多数併設したセグメントを複数接合して形成されると共に、前記セルにおける排ガスの入口側の端面と出口側の端面とが交互に目封じされた接合型ハニカム構造体からなるセラミックフィルタであって、
   前記入口側目封じは、出口側目封じよりも深くなるように形成されていることを特徴とするセラミックフィルタ。
6. 前記複数のセグメントの各々の入口側目封じは、前記接合型ハニカム構造体の中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成されていることを特徴とする請求項５に記載のセラミックフィルタ。
7. 前記接合型ハニカム構造体の最外周部分を構成する前記セグメントの入口側目封じが、前記接合型ハニカム構造体の中央部分を構成する前記セグメントの入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜５．０倍になる平均目封じ深さになるように形成されていることを特徴とする請求項６に記載のセラミックフィルタ。
8. 前記各セグメント内の入口側目封じは、セグメントの中央部分から外周部分に向かうにつれて深くなるように形成されていることを特徴とする請求項５〜７のいずれか１項に記載のセラミックフィルタ。
9. 前記各セグメント内の外周部分の入口側目封じは、セグメントの中央部分の入口側目封じの平均目封じ深さの１．０５〜３．０倍の平均目封じ深さになるように形成されていることを特徴とする請求項８に記載のセラミックフィルタ。

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