JPH04301114A - 内燃機関の排気ガス浄化用フィルタ - Google Patents
内燃機関の排気ガス浄化用フィルタInfo
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- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Ceramic Engineering (AREA)
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- Toxicology (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンから
排出される排気ガス流に含まれるパティキュレート（粒
子状物質）を捕集し、これをバーナ、電気ヒータ、マイ
クロ波などの加熱手段を用いて再生処理を行う内燃機関
の排気ガス浄化用フィルタに関するものである。
排出される排気ガス流に含まれるパティキュレート（粒
子状物質）を捕集し、これをバーナ、電気ヒータ、マイ
クロ波などの加熱手段を用いて再生処理を行う内燃機関
の排気ガス浄化用フィルタに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年世界各国は大気汚染物質の排出規制
がコ・ジェネレーションなどの固定発生源や自動車など
の移動発生源に対して強化される動きにある。とくに自
動車の排気ガスに関する規制は従来の濃度規制から総量
規制へ移行され規制値自体も大幅な削減となっている。
がコ・ジェネレーションなどの固定発生源や自動車など
の移動発生源に対して強化される動きにある。とくに自
動車の排気ガスに関する規制は従来の濃度規制から総量
規制へ移行され規制値自体も大幅な削減となっている。
【０００３】自動車の中でもディーゼル車は窒素酸化物
と同時にパティキュレートの排出規制を強化する動きに
ある。燃料噴射時期遅延などの燃焼改善による低減対策
だけでは排出ガス規制値を達成することは不可能とされ
、現状では排気ガスを浄化する後処理装置の付設が不可
欠である。ディーゼルエンジンの後処理装置として排気
ガス流に含まれる黒煙を主成分とするパティキュレート
を捕集するフィルタを用いる方法が検討されている。
と同時にパティキュレートの排出規制を強化する動きに
ある。燃料噴射時期遅延などの燃焼改善による低減対策
だけでは排出ガス規制値を達成することは不可能とされ
、現状では排気ガスを浄化する後処理装置の付設が不可
欠である。ディーゼルエンジンの後処理装置として排気
ガス流に含まれる黒煙を主成分とするパティキュレート
を捕集するフィルタを用いる方法が検討されている。
【０００４】ところが上記フィルタはパティキュレート
が捕集され続けると、目詰まりを生じて捕集能力が大幅
に低下するとともに排気ガスの流れが悪くなってエンジ
ン出力を低下させたり、あるいはエンジンが停止すると
いった問題を起こす。
が捕集され続けると、目詰まりを生じて捕集能力が大幅
に低下するとともに排気ガスの流れが悪くなってエンジ
ン出力を低下させたり、あるいはエンジンが停止すると
いった問題を起こす。
【０００５】したがって現在世界中でフィルタの捕集能
力を再生させるための技術開発が進められているが、未
だ実用に至っていない。
力を再生させるための技術開発が進められているが、未
だ実用に至っていない。
【０００６】パティキュレートは６００℃程度から燃焼
することが知られている。パティキュレートをこの温度
に昇温するための加熱手段としてはバーナ方式、電気ヒ
ーター方式あるいはマイクロ波方式などが考えられてい
る。
することが知られている。パティキュレートをこの温度
に昇温するための加熱手段としてはバーナ方式、電気ヒ
ーター方式あるいはマイクロ波方式などが考えられてい
る。
【０００７】図６に加熱手段としてマイクロ波方式を適
用した場合のフィルタ再生装置示す（たとえば特開昭５
９−１２６０２２号公報）。同図において、１はエンジ
ン、２は排気マニフォールド、３は排気管、４は排気分
岐管、５はフィルタ、６はフィルタを収納した加熱室、
７はマイクロ波発生手段、８はマイクロ波発生手段の発
生したマイクロ波を加熱室に導く導波管、９はマイクロ
波反射板、１０は空気ポンプ、１１は空気供給路、１２
はマイクロ波発生手段の駆動電源、１３はマフラ、１４
は空気切換バルブ、１５は排気ガス切換バルブである。
用した場合のフィルタ再生装置示す（たとえば特開昭５
９−１２６０２２号公報）。同図において、１はエンジ
ン、２は排気マニフォールド、３は排気管、４は排気分
岐管、５はフィルタ、６はフィルタを収納した加熱室、
７はマイクロ波発生手段、８はマイクロ波発生手段の発
生したマイクロ波を加熱室に導く導波管、９はマイクロ
波反射板、１０は空気ポンプ、１１は空気供給路、１２
はマイクロ波発生手段の駆動電源、１３はマフラ、１４
は空気切換バルブ、１５は排気ガス切換バルブである。
【０００８】上記した構成において、エンジンの排気ガ
スは排気ガス切換バルブ１５によってフィルタ５に導か
れたり、直接大気へ排出されたりする。パティキュレー
ト捕集過程において排気ガスはフィルタ５に導かれ排気
ガス中に含まれるパティキュレートはフィルタ５に捕集
されるが、前述したようにフィルタ５の捕集能力は有限
である。捕集能力が限界に達すると排気ガス切換バルブ
１５が制御されて排気管３への排気ガスが遮断され、排
気ガスのすべては排気分岐管４を経て大気に排出される
。この間にフィルタ５の再生が行われる。このフィルタ
再生過程においてパティキュレートを加熱するエネルギ
はマイクロ波発生手段７から、また燃焼に必要な空気は
空気ポンプ１０より同時に供給される。所定の時間を経
てフィルタ再生が完了すると排気ガス切換バルブ１５が
再び制御されてフィルタ５に排気ガスが導かれる。この
捕集と再生の過程が繰り返される。
スは排気ガス切換バルブ１５によってフィルタ５に導か
れたり、直接大気へ排出されたりする。パティキュレー
ト捕集過程において排気ガスはフィルタ５に導かれ排気
ガス中に含まれるパティキュレートはフィルタ５に捕集
されるが、前述したようにフィルタ５の捕集能力は有限
である。捕集能力が限界に達すると排気ガス切換バルブ
１５が制御されて排気管３への排気ガスが遮断され、排
気ガスのすべては排気分岐管４を経て大気に排出される
。この間にフィルタ５の再生が行われる。このフィルタ
再生過程においてパティキュレートを加熱するエネルギ
はマイクロ波発生手段７から、また燃焼に必要な空気は
空気ポンプ１０より同時に供給される。所定の時間を経
てフィルタ再生が完了すると排気ガス切換バルブ１５が
再び制御されてフィルタ５に排気ガスが導かれる。この
捕集と再生の過程が繰り返される。
【０００９】上記フィルタ再生装置のフィルタ５は図７
に示すように、コーディエライト、ムライトなどの多孔
質セラミックの隔壁より形成される多数の貫通孔を有す
るハニカム構造体が適用される。そしてこのハニカム構
造体は前記貫通孔の両端には排気ガス流が多孔質のセラ
ミックの４つの隔壁を通過して排出されるように交互に
機密性を有する封止栓が設けられ、パティキュレートは
排ガス流の入口側の多孔質セラミックの４つの隔壁に捕
集される。
に示すように、コーディエライト、ムライトなどの多孔
質セラミックの隔壁より形成される多数の貫通孔を有す
るハニカム構造体が適用される。そしてこのハニカム構
造体は前記貫通孔の両端には排気ガス流が多孔質のセラ
ミックの４つの隔壁を通過して排出されるように交互に
機密性を有する封止栓が設けられ、パティキュレートは
排ガス流の入口側の多孔質セラミックの４つの隔壁に捕
集される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】上記構成のフィルタ再
生過程においてフィルタに捕集されたパティキュレート
はマイクロ波などの加熱手段によって加熱され、さらに
燃焼に必要な空気を送風することによって燃焼を開始す
るが、このとき燃焼部分は１０００℃以上の高温になる
。この高温部分とまだ燃焼していない低温部分の存在に
より大きな温度差を生じ、この温度差によってフィルタ
は熱歪みによる応力によってクラックが発生する。クラ
ックが発生するとパティキュレートの捕集過程において
、パティキュレートがそのクラック部分から漏れ、フィ
ルタの捕集能力が著しく低下したり、機能しなくなると
いう課題があった。
生過程においてフィルタに捕集されたパティキュレート
はマイクロ波などの加熱手段によって加熱され、さらに
燃焼に必要な空気を送風することによって燃焼を開始す
るが、このとき燃焼部分は１０００℃以上の高温になる
。この高温部分とまだ燃焼していない低温部分の存在に
より大きな温度差を生じ、この温度差によってフィルタ
は熱歪みによる応力によってクラックが発生する。クラ
ックが発生するとパティキュレートの捕集過程において
、パティキュレートがそのクラック部分から漏れ、フィ
ルタの捕集能力が著しく低下したり、機能しなくなると
いう課題があった。
【００１１】また上記クラックの発生はパティキュレー
トの捕集過程においてそれぞれの多孔質セラミック隔壁
へのパティキュレート堆積量が大きくばらつき、かつ燃
焼に必要な空気がクラック発生部分より漏れるので、パ
ティキュレートの再生過程においてフィルタ内のパティ
キュレートの燃焼がスムーズに起こらず途中で燃焼が停
止し、再生率が悪くなるという課題があった。
トの捕集過程においてそれぞれの多孔質セラミック隔壁
へのパティキュレート堆積量が大きくばらつき、かつ燃
焼に必要な空気がクラック発生部分より漏れるので、パ
ティキュレートの再生過程においてフィルタ内のパティ
キュレートの燃焼がスムーズに起こらず途中で燃焼が停
止し、再生率が悪くなるという課題があった。
【００１２】またパティキュレートの捕集量が多くなる
と燃焼による発熱量が大きななり、フィルタを構成する
ハニカム構造体や封止栓の一部が溶融し、ハニカム構造
体を構成する貫通孔が閉塞したり、封止栓に隙間が生じ
るなどパティキュレートの捕集能力が低下あるいはフィ
ルタとしての機能が失われるという課題があった。
と燃焼による発熱量が大きななり、フィルタを構成する
ハニカム構造体や封止栓の一部が溶融し、ハニカム構造
体を構成する貫通孔が閉塞したり、封止栓に隙間が生じ
るなどパティキュレートの捕集能力が低下あるいはフィ
ルタとしての機能が失われるという課題があった。
【００１３】本発明は上記課題を解決するもので、パテ
ィキュレート再生過程において熱応力によるフィルタの
クラックや溶融の発生を防止し、パティキュレートの捕
集能力と再生能力を継続的に維持できる信頼性の高い内
燃機関の排ガス浄化用フィルタを提供することを目的と
したものである。
ィキュレート再生過程において熱応力によるフィルタの
クラックや溶融の発生を防止し、パティキュレートの捕
集能力と再生能力を継続的に維持できる信頼性の高い内
燃機関の排ガス浄化用フィルタを提供することを目的と
したものである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本発明の内燃機関の排気ガス浄化用フィルタは外枠に
囲まれた多孔質セラミックの隔壁より形成される多数の
貫通孔を有するハニカム構造体において、前記貫通孔の
一端には一方向に複数個置きの間隔と前記一方向とは別
の隣接する方向に１個置きの間隔で存在する前記貫通孔
に気密性を有するセラミックセメント材よりなる第１の
封止栓を設けるともに、前記貫通孔の他端には前記第１
の封止栓を設けていない前記貫通孔に気密性を有するセ
ラミックセメント材よりなる第２の封止栓を設けた構成
としている。
、本発明の内燃機関の排気ガス浄化用フィルタは外枠に
囲まれた多孔質セラミックの隔壁より形成される多数の
貫通孔を有するハニカム構造体において、前記貫通孔の
一端には一方向に複数個置きの間隔と前記一方向とは別
の隣接する方向に１個置きの間隔で存在する前記貫通孔
に気密性を有するセラミックセメント材よりなる第１の
封止栓を設けるともに、前記貫通孔の他端には前記第１
の封止栓を設けていない前記貫通孔に気密性を有するセ
ラミックセメント材よりなる第２の封止栓を設けた構成
としている。
【００１５】また本発明の内燃機関の排気ガス浄化用フ
ィルタは外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁より形
成される多数の貫通孔の有するハニカム構造体において
、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの間隔
で存在する前記貫通孔と前記ハニカム構造体の中心部、
または前記貫通孔の開口面が複数個に分割されるように
選ばれた前記貫通孔に気密性を有するセラミックセメン
ト材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前記貫通
孔の他端には前記第１の封止栓を設けていない前記貫通
孔に気密性を有するセラミックセメント材よりなる第２
の封止栓を設けた構成としている。
ィルタは外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁より形
成される多数の貫通孔の有するハニカム構造体において
、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの間隔
で存在する前記貫通孔と前記ハニカム構造体の中心部、
または前記貫通孔の開口面が複数個に分割されるように
選ばれた前記貫通孔に気密性を有するセラミックセメン
ト材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前記貫通
孔の他端には前記第１の封止栓を設けていない前記貫通
孔に気密性を有するセラミックセメント材よりなる第２
の封止栓を設けた構成としている。
【００１６】また本発明の内燃機関の排気ガス浄化用フ
ィルタは外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁より形
成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体において
、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの間隔
で存在する前記貫通孔に気密性を有するセラミックセメ
ント材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前記貫
通孔の他端には前記第１の封止栓を設けていない前記貫
通孔に気密性を有するセラミックセメント材よりなる第
２の封止栓を前記貫通孔の端面に揃わないように任意の
位置に設けた構成、または前記第１の封止栓を設けてい
ない前記貫通孔に気孔を有するセラミックセメント材よ
りなる第２の封止栓を設けた構成としている。
ィルタは外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁より形
成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体において
、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの間隔
で存在する前記貫通孔に気密性を有するセラミックセメ
ント材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前記貫
通孔の他端には前記第１の封止栓を設けていない前記貫
通孔に気密性を有するセラミックセメント材よりなる第
２の封止栓を前記貫通孔の端面に揃わないように任意の
位置に設けた構成、または前記第１の封止栓を設けてい
ない前記貫通孔に気孔を有するセラミックセメント材よ
りなる第２の封止栓を設けた構成としている。
【００１７】また本発明は上記発明の内燃機関の排気ガ
ス浄化用フィルタにおいて、セラミックの隔壁より形成
される多数の貫通孔を有するハニカム構造体にパティキ
ュレートを低温で分解する触媒またはマイクロ波の吸収
率の高い電波吸収材料を担持した構成としている。
ス浄化用フィルタにおいて、セラミックの隔壁より形成
される多数の貫通孔を有するハニカム構造体にパティキ
ュレートを低温で分解する触媒またはマイクロ波の吸収
率の高い電波吸収材料を担持した構成としている。
【００１８】
【作用】内燃機関の排気ガス浄化用フィルタはパティキ
ュレートの捕集が予め決められた量になるとマイクロ波
などの加熱手段によりパティキュレートが加熱され、さ
らに燃焼に必要な空気を送風することによって燃焼を開
始する。このときフィルタの温度は燃焼熱で上昇する。
ュレートの捕集が予め決められた量になるとマイクロ波
などの加熱手段によりパティキュレートが加熱され、さ
らに燃焼に必要な空気を送風することによって燃焼を開
始する。このときフィルタの温度は燃焼熱で上昇する。
【００１９】しかし本発明の内燃機関の排気ガス浄化用
フィルタは排気ガスが流入する側のハニカム構造体の貫
通孔には排気ガス流に含まれるパティキュレートが大量
に捕集されないように、あるいはパティキュレートの燃
焼熱が周囲に伝達されにくいように第１の封止栓を設け
た構成にしているのでフィルタの温度上昇が抑制され、
かつフィルタ全体の温度差が小さくなり、フィルタのク
ラックや溶融による破損を防止することができる。
フィルタは排気ガスが流入する側のハニカム構造体の貫
通孔には排気ガス流に含まれるパティキュレートが大量
に捕集されないように、あるいはパティキュレートの燃
焼熱が周囲に伝達されにくいように第１の封止栓を設け
た構成にしているのでフィルタの温度上昇が抑制され、
かつフィルタ全体の温度差が小さくなり、フィルタのク
ラックや溶融による破損を防止することができる。
【００２０】また排気ガスが流出する側のハニカム構造
体の貫通孔には各貫通孔毎に捕集されるパティキュレー
トの量が異なるように、あるいはフィルタ軸方向におけ
るパティキュレートの堆積層厚みが均一となるように第
２の封止栓を設けた構成にしているのでフィルタの温度
上昇が抑制され、かつフィルタ全体の温度差が小さくな
り、フィルタのクラックや溶融による破損を防止するこ
とができる。
体の貫通孔には各貫通孔毎に捕集されるパティキュレー
トの量が異なるように、あるいはフィルタ軸方向におけ
るパティキュレートの堆積層厚みが均一となるように第
２の封止栓を設けた構成にしているのでフィルタの温度
上昇が抑制され、かつフィルタ全体の温度差が小さくな
り、フィルタのクラックや溶融による破損を防止するこ
とができる。
【００２１】また本発明の内燃機関の排気ガス浄化用フ
ィルタにおいて、セラミックハニカム構造体にパティキ
ュレートを低温で分解する触媒を担持することにより、
パティキュレートを低温で燃焼させることができるので
フィルタの温度上昇が抑制され、フィルタのクラック、
溶融による破損防止によりよい効果をもたらす。
ィルタにおいて、セラミックハニカム構造体にパティキ
ュレートを低温で分解する触媒を担持することにより、
パティキュレートを低温で燃焼させることができるので
フィルタの温度上昇が抑制され、フィルタのクラック、
溶融による破損防止によりよい効果をもたらす。
【００２２】またフィルタの加熱手段としてマイクロ波
を適用する場合は上記触媒の代わりにマイクロ波の吸収
率の高い電波吸収材料を担持することにより、フィルタ
全域のパティキュレートを短時間で昇温させ、かつ燃焼
させることができるのでフィルタの温度差が少なくなり
フィルタのクラックを防止できる。
を適用する場合は上記触媒の代わりにマイクロ波の吸収
率の高い電波吸収材料を担持することにより、フィルタ
全域のパティキュレートを短時間で昇温させ、かつ燃焼
させることができるのでフィルタの温度差が少なくなり
フィルタのクラックを防止できる。
【００２３】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面を参照して
説明する。
説明する。
【００２４】図１は本発明の一実施例における内燃機関
の排気ガス浄化用フィルタの平面図である。外枠１７に
囲まれた円筒空間に多孔質セラミックの隔壁より形成さ
れた多数の貫通孔１６を有するハニカム構造体が形成さ
れている。１８は一方向に複数個置きの間隔と前記一方
向とは別の隣接する方向に１個置きの間隔で存在する貫
通孔に設けた気密性を有するセラミックセメント材より
なる第１の封止栓であり、第１の封止栓１８を設けてい
ない貫通孔１６の他端には気密性を有するセラミックセ
メント材よりなる第２の封止栓（図示せず）が設けられ
ている。
の排気ガス浄化用フィルタの平面図である。外枠１７に
囲まれた円筒空間に多孔質セラミックの隔壁より形成さ
れた多数の貫通孔１６を有するハニカム構造体が形成さ
れている。１８は一方向に複数個置きの間隔と前記一方
向とは別の隣接する方向に１個置きの間隔で存在する貫
通孔に設けた気密性を有するセラミックセメント材より
なる第１の封止栓であり、第１の封止栓１８を設けてい
ない貫通孔１６の他端には気密性を有するセラミックセ
メント材よりなる第２の封止栓（図示せず）が設けられ
ている。
【００２５】ディーゼルエンジンなどから排出されるパ
ティキュレートを含む排気ガス流は第１の封止栓１８側
の貫通孔１６から流入し、多孔質セラミックの隔壁を通
過して第２の封止栓側の貫通孔１６より排出される。こ
のとき多孔質セラミックの隔壁は排気ガス流の気体成分
を通過させるがパティキュレートの粒子成分を通過させ
ない気孔サイズにしてある。したがってパティキュレー
トは第１の封止栓側の貫通孔１６のそれぞれの隔壁に堆
積する。パティキュレートがある捕集量に到達したとき
、パティキュレートを燃焼させて除去する過程（再生）
が必要となる。このパティキュレートを燃焼により除去
するための加熱手段としてはバーナ方式、電気ヒータ方
式、マイクロ波方式が挙げられる。
ティキュレートを含む排気ガス流は第１の封止栓１８側
の貫通孔１６から流入し、多孔質セラミックの隔壁を通
過して第２の封止栓側の貫通孔１６より排出される。こ
のとき多孔質セラミックの隔壁は排気ガス流の気体成分
を通過させるがパティキュレートの粒子成分を通過させ
ない気孔サイズにしてある。したがってパティキュレー
トは第１の封止栓側の貫通孔１６のそれぞれの隔壁に堆
積する。パティキュレートがある捕集量に到達したとき
、パティキュレートを燃焼させて除去する過程（再生）
が必要となる。このパティキュレートを燃焼により除去
するための加熱手段としてはバーナ方式、電気ヒータ方
式、マイクロ波方式が挙げられる。
【００２６】上記構成のフィルタ再生過程においてフィ
ルタに捕集されたパティキュレートはマイクロ波などの
加熱手段によって加熱され、さらに燃焼に必要な空気を
送風することによって燃焼を開始する。このときフィル
タの温度はパティキュレートの燃焼による発熱で上昇す
る。
ルタに捕集されたパティキュレートはマイクロ波などの
加熱手段によって加熱され、さらに燃焼に必要な空気を
送風することによって燃焼を開始する。このときフィル
タの温度はパティキュレートの燃焼による発熱で上昇す
る。
【００２７】しかし本発明の内燃機関の排気ガス浄化用
フィルタは貫通孔１６から流入するパティキュレートが
第１の封止栓１８に隣接する３つの隔壁に偏った堆積パ
ターンとなるので従来のフィルタよりもパティキュレー
トの捕集量が少なくなり、燃焼したときの発熱量が小さ
くなる。さらに第１の封止栓１８を連続して設けること
によりパティキュレートの燃焼熱が周囲に伝達されにく
くなり、フィルタの温度上昇が抑制され、かつフィルタ
全体の温度差が小さくなるのでフィルタのクラックや溶
融による破損を防止することができる。
フィルタは貫通孔１６から流入するパティキュレートが
第１の封止栓１８に隣接する３つの隔壁に偏った堆積パ
ターンとなるので従来のフィルタよりもパティキュレー
トの捕集量が少なくなり、燃焼したときの発熱量が小さ
くなる。さらに第１の封止栓１８を連続して設けること
によりパティキュレートの燃焼熱が周囲に伝達されにく
くなり、フィルタの温度上昇が抑制され、かつフィルタ
全体の温度差が小さくなるのでフィルタのクラックや溶
融による破損を防止することができる。
【００２８】上記のようにフィルタのクラックや溶融に
よる破損を防止することにより、パティキュレートの捕
集過程においてクラックや溶融の発生が原因で起こるパ
ティキュレートの漏れを防止することができ、フィルタ
の捕集能力を継続的に維持することができる。
よる破損を防止することにより、パティキュレートの捕
集過程においてクラックや溶融の発生が原因で起こるパ
ティキュレートの漏れを防止することができ、フィルタ
の捕集能力を継続的に維持することができる。
【００２９】またクラックの発生を防止することにより
、パティキュレートの捕集過程においてそれぞれの多孔
質セラミック隔壁へのパティキュレート堆積量を均一す
ることができ、かつ燃焼に必要な空気の漏れを防止する
ことができるのでパティキュレートの再生過程における
フィルタ内のパティキュレートの燃焼を継続的に維持し
、常に安定した再生能力を実現することができる。
、パティキュレートの捕集過程においてそれぞれの多孔
質セラミック隔壁へのパティキュレート堆積量を均一す
ることができ、かつ燃焼に必要な空気の漏れを防止する
ことができるのでパティキュレートの再生過程における
フィルタ内のパティキュレートの燃焼を継続的に維持し
、常に安定した再生能力を実現することができる。
【００３０】なお、上記実施例では一方向の貫通孔１６
と第１の封止栓１８は２個連続したものであるがこれに
限定されるものではなく、フィルタの材質、再生能力に
応じて連続する個数を選択することができる。
と第１の封止栓１８は２個連続したものであるがこれに
限定されるものではなく、フィルタの材質、再生能力に
応じて連続する個数を選択することができる。
【００３１】図２は本発明の他の実施例における内燃機
関の排気ガス浄化用フィルタの平面図である。外枠１７
に囲まれた円筒空間に多孔質セラミックの隔壁より形成
される多数の貫通孔１６を有するハニカム構造体が形成
されている。１８は隣接する方向に１個置きの間隔で存
在する貫通孔１６と前記ハニカム構造体の中心部に存在
する貫通孔１６に設けた気密性を有するセラミックセメ
ント材よりなる第１の封止栓であり、第１の封止栓１８
を設けていない貫通孔１６の他端には気密性を有するセ
ラミックセメント材よりなる第２の封止栓（図示せず）
が設けられている。
関の排気ガス浄化用フィルタの平面図である。外枠１７
に囲まれた円筒空間に多孔質セラミックの隔壁より形成
される多数の貫通孔１６を有するハニカム構造体が形成
されている。１８は隣接する方向に１個置きの間隔で存
在する貫通孔１６と前記ハニカム構造体の中心部に存在
する貫通孔１６に設けた気密性を有するセラミックセメ
ント材よりなる第１の封止栓であり、第１の封止栓１８
を設けていない貫通孔１６の他端には気密性を有するセ
ラミックセメント材よりなる第２の封止栓（図示せず）
が設けられている。
【００３２】上記構成において、ハニカム構造体の中心
部が第１の封止栓１８が存在するため排気ガス流に含ま
れるパティキュレートが捕集されず、フィルタ全体の捕
集量が少なくなるので燃焼したときの発熱量が小さくな
る。したがってフィルタの温度上昇を抑制することがで
きるのでフィルタのクラックや溶融による破損を防止す
ることができる。
部が第１の封止栓１８が存在するため排気ガス流に含ま
れるパティキュレートが捕集されず、フィルタ全体の捕
集量が少なくなるので燃焼したときの発熱量が小さくな
る。したがってフィルタの温度上昇を抑制することがで
きるのでフィルタのクラックや溶融による破損を防止す
ることができる。
【００３３】なお、中心部に設ける第１の封止栓１８の
大きさは限定されるなものではなく、フィルタの材質、
再生能力に応じてその大きさを選択することができる。
大きさは限定されるなものではなく、フィルタの材質、
再生能力に応じてその大きさを選択することができる。
【００３４】図３は本発明の他の実施例における内燃機
関の排気ガス浄化用フィルタの平面図である。外枠１７
に囲まれた円筒空間に多孔質セラミックの隔壁より形成
される多数の貫通孔１６を有するハニカム構造体が形成
されている。１８は隣接する方向に１個置きの間隔で存
在する貫通孔１６と前記ハニカム構造体の貫通孔１６の
開口面が複数個に分割されるように選ばれた貫通孔１６
に設けた気密性を有するセラミックセメント材よりなる
第１の封止栓であり、第１の封止栓１８を設けていない
貫通孔１６の他端には気密性を有するセラミックセメン
ト材よりなる第２の封止栓（図示せず）が設けられてい
る。
関の排気ガス浄化用フィルタの平面図である。外枠１７
に囲まれた円筒空間に多孔質セラミックの隔壁より形成
される多数の貫通孔１６を有するハニカム構造体が形成
されている。１８は隣接する方向に１個置きの間隔で存
在する貫通孔１６と前記ハニカム構造体の貫通孔１６の
開口面が複数個に分割されるように選ばれた貫通孔１６
に設けた気密性を有するセラミックセメント材よりなる
第１の封止栓であり、第１の封止栓１８を設けていない
貫通孔１６の他端には気密性を有するセラミックセメン
ト材よりなる第２の封止栓（図示せず）が設けられてい
る。
【００３５】上記構成において、ハニカム構造体の貫通
孔１６の開口面が複数個に分割されているため排気ガス
流に含まれるパティキュレートが捕集されず、フィルタ
全体の捕集量が少なくなり、燃焼したときの発熱量が小
さくなるとともに、パティキュレートの燃焼熱が周囲に
伝達されにくくなり、フィルタの温度上昇が抑制され、
かつフィルタ全体の温度差が小さくなる。その結果フィ
ルタのクラックや溶融による破損を防止することができ
る。
孔１６の開口面が複数個に分割されているため排気ガス
流に含まれるパティキュレートが捕集されず、フィルタ
全体の捕集量が少なくなり、燃焼したときの発熱量が小
さくなるとともに、パティキュレートの燃焼熱が周囲に
伝達されにくくなり、フィルタの温度上昇が抑制され、
かつフィルタ全体の温度差が小さくなる。その結果フィ
ルタのクラックや溶融による破損を防止することができ
る。
【００３６】なお、上記実施例ではハニカム構造体の貫
通孔１６の開口面が２個に分割したものであるがこれに
限定されるものではなく、フィルタの材質、再生能力に
応じて分割する個数を選択することができる。
通孔１６の開口面が２個に分割したものであるがこれに
限定されるものではなく、フィルタの材質、再生能力に
応じて分割する個数を選択することができる。
【００３７】図４は本発明の他の実施例における内燃機
関の排気ガス浄化用フィルタの平面図及び断面図である
。貫通孔１６の一端には隣接する方向に１個置きの間隔
で存在する貫通孔１６に気密性を有するセラミックセメ
ント材よりなる第１の封止栓１８を設けるとともに、貫
通孔１６の他端には第１の封止栓１８を設けていない貫
通孔１６に気密性を有するセラミックセメント材よりな
る第２の封止栓１９を貫通孔１６の端面に揃わないよう
に任意の位置に設けられている。
関の排気ガス浄化用フィルタの平面図及び断面図である
。貫通孔１６の一端には隣接する方向に１個置きの間隔
で存在する貫通孔１６に気密性を有するセラミックセメ
ント材よりなる第１の封止栓１８を設けるとともに、貫
通孔１６の他端には第１の封止栓１８を設けていない貫
通孔１６に気密性を有するセラミックセメント材よりな
る第２の封止栓１９を貫通孔１６の端面に揃わないよう
に任意の位置に設けられている。
【００３８】上記構成において、排気ガスが流出する側
のハニカム構造体の貫通孔１６に第２の封止栓１９の位
置が異なるように設けているので各貫通孔毎に捕集され
るパティキュレートの量が異なり、パティキュレートの
燃焼による発熱の集中がなくなる。その結果フィルタの
温度上昇が抑制され、フィルタのクラックや溶融による
破損を防止することができる。
のハニカム構造体の貫通孔１６に第２の封止栓１９の位
置が異なるように設けているので各貫通孔毎に捕集され
るパティキュレートの量が異なり、パティキュレートの
燃焼による発熱の集中がなくなる。その結果フィルタの
温度上昇が抑制され、フィルタのクラックや溶融による
破損を防止することができる。
【００３９】なお、第２の封止栓１９を設ける位置はそ
れぞれの貫通孔１６によって決められたものではなく、
ランダムに設定されるものである。
れぞれの貫通孔１６によって決められたものではなく、
ランダムに設定されるものである。
【００４０】図５は本発明の他の実施例における内燃機
関の排気ガス浄化用フィルタの断面図である。貫通孔１
６の一端に隣接する方向に１個置きの間隔で気密性を有
するセラミックセメント材よりなる第１の封止栓１８を
設けるとともに、貫通孔１６の他端には第１の封止栓１
８を設けていない貫通孔１６に気孔を有するセラミック
セメント材よりなる第２の封止栓２０が設けられている
。
関の排気ガス浄化用フィルタの断面図である。貫通孔１
６の一端に隣接する方向に１個置きの間隔で気密性を有
するセラミックセメント材よりなる第１の封止栓１８を
設けるとともに、貫通孔１６の他端には第１の封止栓１
８を設けていない貫通孔１６に気孔を有するセラミック
セメント材よりなる第２の封止栓２０が設けられている
。
【００４１】上記構成において、排気ガスが流出する側
のハニカム構造体の貫通孔１６に気孔を有する第２の封
止栓２０を設けているので排気ガス流が第２の封止栓で
ぶつかりパティキュレートを押し戻すことによる特定の
箇所への偏った堆積を防止できる。したがってフィルタ
軸方向におけるパティキュレートの堆積層の厚みが均一
にすることができるのでパティキュレートの燃焼による
発熱の集中がなくなり、フィルタの温度上昇が抑制され
、フィルタのクラックや溶融による破損を防止すること
ができる。
のハニカム構造体の貫通孔１６に気孔を有する第２の封
止栓２０を設けているので排気ガス流が第２の封止栓で
ぶつかりパティキュレートを押し戻すことによる特定の
箇所への偏った堆積を防止できる。したがってフィルタ
軸方向におけるパティキュレートの堆積層の厚みが均一
にすることができるのでパティキュレートの燃焼による
発熱の集中がなくなり、フィルタの温度上昇が抑制され
、フィルタのクラックや溶融による破損を防止すること
ができる。
【００４２】なお、気孔を有する第２の封止栓２０はセ
ラミックセメント材料に低温で分解飛散する有機物を混
合したものを貫通孔１６に配置し、その後焼成すること
によって得ることができる。
ラミックセメント材料に低温で分解飛散する有機物を混
合したものを貫通孔１６に配置し、その後焼成すること
によって得ることができる。
【００４３】また上記本発明の内燃機関の排気ガス浄化
用フィルタにおいて、セラミックハニカム構造体にパテ
ィキュレートを低温で分解する触媒を担持することによ
り、パティキュレートを低温で燃焼させることができる
のでフィルタの温度上昇が防止され、フィルタのクラッ
ク防止に対し高い効果を実現することができる。さらに
前記触媒によってフィルタ全域のパティキュレートを燃
焼させることができるので高い再生率を実現することが
できる。パティキュレートを低温で分解する触媒として
はアルカリ金属、アルカリ土類金属からなる炭酸塩やパ
ナジウム、モリブデン、タングステン、銅、マンガン、
コバルトの酸化物が挙げられ、これらの少なくとも１種
がセラミックハニカム構造体に担持される。
用フィルタにおいて、セラミックハニカム構造体にパテ
ィキュレートを低温で分解する触媒を担持することによ
り、パティキュレートを低温で燃焼させることができる
のでフィルタの温度上昇が防止され、フィルタのクラッ
ク防止に対し高い効果を実現することができる。さらに
前記触媒によってフィルタ全域のパティキュレートを燃
焼させることができるので高い再生率を実現することが
できる。パティキュレートを低温で分解する触媒として
はアルカリ金属、アルカリ土類金属からなる炭酸塩やパ
ナジウム、モリブデン、タングステン、銅、マンガン、
コバルトの酸化物が挙げられ、これらの少なくとも１種
がセラミックハニカム構造体に担持される。
【００４４】またフィルタの加熱手段としてマイクロ波
を適用する場合は上記触媒の代わりにマイクロ波の吸収
率の高い電波吸収材料を担持することにより、パティキ
ュレートを短時間で昇温させ、かつ燃焼させることがで
きる。その結果フィルタ全体の温度差が小さくなるので
フィルタのクラックを防止することができる。さらに上
記電波吸収材料がフィルタ全域のパティキュレートを高
温に昇温させることができるので高い再生率を実現する
ことができる。上記電波吸収材料としては亜鉛、銅、マ
ンガン、コバルト、鉄、スズ、チタンの酸化物、ペロブ
スカイト型結晶構造を有する複合金属酸化物、炭化ケイ
素が挙げられ、これらの少なくとも１種がセラミックハ
ニカム構造体に担持される。
を適用する場合は上記触媒の代わりにマイクロ波の吸収
率の高い電波吸収材料を担持することにより、パティキ
ュレートを短時間で昇温させ、かつ燃焼させることがで
きる。その結果フィルタ全体の温度差が小さくなるので
フィルタのクラックを防止することができる。さらに上
記電波吸収材料がフィルタ全域のパティキュレートを高
温に昇温させることができるので高い再生率を実現する
ことができる。上記電波吸収材料としては亜鉛、銅、マ
ンガン、コバルト、鉄、スズ、チタンの酸化物、ペロブ
スカイト型結晶構造を有する複合金属酸化物、炭化ケイ
素が挙げられ、これらの少なくとも１種がセラミックハ
ニカム構造体に担持される。
【００４５】
【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
排ガス浄化用フィルタによると以下の効果が得られる。 （１）多数の貫通孔を有するハニカム構造体において、
前記貫通孔の一端に一方向に複数個置きの間隔と前記一
方向とは別の隣接する方向に１個置きの間隔で第１の封
止栓を設けた構成、または前記貫通孔の一端に隣接する
方向に１個置きの間隔で、かつ前記ハニカム構造体の中
心部または前記貫通孔の開口面が複数個に分割されるよ
うに第１の封止栓を設けることによって前記貫通孔から
流入するパティキュレートの捕集量が少なくなるので燃
焼したときの発熱量が小さく、かつパティキュレートの
燃焼熱が周囲に伝達されにくいのでフィルタの温度上昇
が抑制され、フィルタのクラックや溶融による破損を防
止することができる。 （２）また多孔質セラミックの隔壁より形成される多数
の貫通孔を有するハニカム構造体において、前記貫通孔
の他端に気密性を有する第２の封止栓を前記貫通孔の端
面に揃わないように任意の位置に設けた構成、または気
孔を有する第２の封止栓を設けた構成とすることによっ
て各貫通孔毎に捕集されるパティキュレートの量が異な
り、あるいはフィルタ軸方向におけるパティキュレート
の堆積層厚みが均一となるのでパティキュレートの燃焼
による発熱の集中がなくなり、フィルタの温度上昇が抑
制され、フィルタのクラックや溶融による破損を防止す
ることができる。 （３）上記のクラックの発生を防止することにより、パ
ティキュレートの捕集過程においてクラックの発生が原
因で起こるパティキュレートの漏れを防止することがで
き、フィルタの捕集能力を継続的に維持することができ
る。 （４）またクラックの発生を防止することにより、パテ
ィキュレートの捕集過程においてそれぞれの多孔質セラ
ミック隔壁へのパティキュレート堆積量を均一すること
ができ、かつ燃焼に必要な空気の漏れを防止することが
できるのでパティキュレートの再生過程におけるフィル
タ内のパティキュレートの燃焼を継続的に維持し、常に
安定した再生能力を実現することができる。 （５）また上記本発明の内燃機関の排気ガス浄化用フィ
ルタにおいて、セラミックハニカム構造体にパティキュ
レートを低温で分解する触媒を担持することにより、パ
ティキュレートを低温で燃焼させることができるのでフ
ィルタのクラック防止に対しより高い効果を実現するこ
とができるとともに、パティキュレートを低温で分解す
る触媒によってフィルタ全域のパティキュレートを燃焼
させることができるので高い再生率を実現することがで
きる。 （６）またフィルタの加熱手段としてマイクロ波を適用
する場合はセラミックハニカム構造体にマイクロ波の吸
収率の高い電波吸収材料を担持することにより、パティ
キュレートを短時間で昇温させ、かつ燃焼させることが
できるのでフィルタ全体の温度差を小さくすることがで
きるのでフィルタのクラックを防止することができると
ともに、上記電波吸収材料がフィルタ全域のパティキュ
レートを高温に昇温させることができるので高い再生率
を実現することができる。
排ガス浄化用フィルタによると以下の効果が得られる。 （１）多数の貫通孔を有するハニカム構造体において、
前記貫通孔の一端に一方向に複数個置きの間隔と前記一
方向とは別の隣接する方向に１個置きの間隔で第１の封
止栓を設けた構成、または前記貫通孔の一端に隣接する
方向に１個置きの間隔で、かつ前記ハニカム構造体の中
心部または前記貫通孔の開口面が複数個に分割されるよ
うに第１の封止栓を設けることによって前記貫通孔から
流入するパティキュレートの捕集量が少なくなるので燃
焼したときの発熱量が小さく、かつパティキュレートの
燃焼熱が周囲に伝達されにくいのでフィルタの温度上昇
が抑制され、フィルタのクラックや溶融による破損を防
止することができる。 （２）また多孔質セラミックの隔壁より形成される多数
の貫通孔を有するハニカム構造体において、前記貫通孔
の他端に気密性を有する第２の封止栓を前記貫通孔の端
面に揃わないように任意の位置に設けた構成、または気
孔を有する第２の封止栓を設けた構成とすることによっ
て各貫通孔毎に捕集されるパティキュレートの量が異な
り、あるいはフィルタ軸方向におけるパティキュレート
の堆積層厚みが均一となるのでパティキュレートの燃焼
による発熱の集中がなくなり、フィルタの温度上昇が抑
制され、フィルタのクラックや溶融による破損を防止す
ることができる。 （３）上記のクラックの発生を防止することにより、パ
ティキュレートの捕集過程においてクラックの発生が原
因で起こるパティキュレートの漏れを防止することがで
き、フィルタの捕集能力を継続的に維持することができ
る。 （４）またクラックの発生を防止することにより、パテ
ィキュレートの捕集過程においてそれぞれの多孔質セラ
ミック隔壁へのパティキュレート堆積量を均一すること
ができ、かつ燃焼に必要な空気の漏れを防止することが
できるのでパティキュレートの再生過程におけるフィル
タ内のパティキュレートの燃焼を継続的に維持し、常に
安定した再生能力を実現することができる。 （５）また上記本発明の内燃機関の排気ガス浄化用フィ
ルタにおいて、セラミックハニカム構造体にパティキュ
レートを低温で分解する触媒を担持することにより、パ
ティキュレートを低温で燃焼させることができるのでフ
ィルタのクラック防止に対しより高い効果を実現するこ
とができるとともに、パティキュレートを低温で分解す
る触媒によってフィルタ全域のパティキュレートを燃焼
させることができるので高い再生率を実現することがで
きる。 （６）またフィルタの加熱手段としてマイクロ波を適用
する場合はセラミックハニカム構造体にマイクロ波の吸
収率の高い電波吸収材料を担持することにより、パティ
キュレートを短時間で昇温させ、かつ燃焼させることが
できるのでフィルタ全体の温度差を小さくすることがで
きるのでフィルタのクラックを防止することができると
ともに、上記電波吸収材料がフィルタ全域のパティキュ
レートを高温に昇温させることができるので高い再生率
を実現することができる。
【図１】本発明の一実施例における内燃機関の排気ガス
浄化用フィルタの平面図。
浄化用フィルタの平面図。
【図２】本発明の他の実施例における内燃機関の排気ガ
ス浄化用フィルタの平面図。
ス浄化用フィルタの平面図。
【図３】本発明の他の実施例における内燃機関の排気ガ
ス浄化用フィルタの平面図。
ス浄化用フィルタの平面図。
【図４】本発明の他の実施例における内燃機関の排気ガ
ス浄化用フィルタの平面図及び断面図。
ス浄化用フィルタの平面図及び断面図。
【図５】本発明の他の実施例における内燃機関の排気ガ
ス浄化用フィルタの断面図。
ス浄化用フィルタの断面図。
【図６】従来の内燃機関の排気ガス浄化用フィルタ再生
装置の構成図。
装置の構成図。
【図７】従来の内燃機関の排気ガス浄化用フィルタの平
面図。
面図。
１６ 貫通孔
１７ 外枠
１８ 第１の封止栓
１９ 気密性を有する第２の封止栓
２０ 気孔を有する第２の封止栓
Claims (7)
- 【請求項１】外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁よ
り形成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体にお
いて、前記貫通孔の一端には一方向に複数個置きの間隔
と前記一方向とは別の隣接する方向に１個置きの間隔で
存在する前記貫通孔に気密性を有するセラミックセメン
ト材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前記貫通
孔の他端には前記第１の封止栓を設けていない前記貫通
孔に気密性を有するセラミックセメント材よりなる第２
の封止栓を設けて構成される内燃機関の排気ガス浄化用
フィルタ。 - 【請求項２】外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁よ
り形成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体にお
いて、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの
間隔で存在する前記貫通孔と前記ハニカム構造体の中心
部に存在する前記貫通孔に気密性を有するセラミックセ
メント材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前記
貫通孔の他端には前記第１の封止栓を設けていない前記
貫通孔に気密性を有するセラミックセメント材よりなる
第２の封止栓を設けて構成される内燃機関の排気ガス浄
化用フィルタ。 - 【請求項３】外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁よ
り形成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体にお
いて、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの
間隔で存在する前記貫通孔と前記貫通孔の開口面が複数
個に分割されるように選ばれた前記貫通孔に気密性を有
するセラミックセメント材よりなる第１の封止栓を設け
るとともに、前記貫通孔の他端には前記第１の封止栓を
設けていない前記貫通孔に気密性を有するセラミックセ
メント材よりなる第２の封止栓を設けて構成される内燃
機関の排気ガス浄化用フィルタ。 - 【請求項４】外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁よ
り形成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体にお
いて、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの
間隔で存在する前記貫通孔に気密性を有するセラミック
セメント材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前
記貫通孔他端には前記第１の封止栓を設けていない前記
貫通孔に気密性を有する前記セラミックセメント材より
なる第２の封止栓を前記貫通孔の端面に揃わないように
任意の位置に設けて構成される内燃機関の排気ガス浄化
用フィルタ。 - 【請求項５】外枠に囲まれた多孔質セラミックの隔壁よ
り形成される多数の貫通孔を有するハニカム構造体にお
いて、前記貫通孔の一端には隣接する方向に１個置きの
間隔で存在する前記貫通孔に気密性を有するセラミック
セメント材よりなる第１の封止栓を設けるとともに、前
記貫通孔の他端には前記第１の封止栓を設けていない前
記貫通孔に気孔を有するセラミックセメント材よりなる
第２の封止栓を設けて構成される内燃機関の排気ガス浄
化用フィルタ。 - 【請求項６】多孔質セラミックの隔壁より形成される多
数の貫通孔を有するハニカム構造体に排気ガス流に含ま
れるパティキュレートを低温で分解する触媒を担持した
請求項１〜５いづれかに記載の内燃機関の排気ガス浄化
用フィルタ。 - 【請求項７】多孔質セラミックの隔壁より形成される多
数の貫通孔を有するハニカム構造体にマイクロ波の吸収
率の高い電波吸収材料を担持した請求項１〜５いづれか
に記載の内燃機関の排気ガス浄化用フィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066337A JPH04301114A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 内燃機関の排気ガス浄化用フィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3066337A JPH04301114A (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 内燃機関の排気ガス浄化用フィルタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04301114A true JPH04301114A (ja) | 1992-10-23 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
1991
- 1991-03-29 JP JP3066337A patent/JPH04301114A/ja active Pending
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