JPH0985027A

JPH0985027A - 排ガス中の炭素系微粒子処理用フィルタ及びこれを用いた炭素系微粒子装置

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Publication number: JPH0985027A
Application number: JP7270464A
Authority: JP
Inventors: Masato Imamura; 正人今村; Kiichi Nakajima; 紀一中島; Katsumi Shindou; 克美神道; Toshio Asami; 登志雄浅見; Tatsuhiko Kato; 龍彦加藤; Koichi Goi; 光一後夷; Yukio Aizawa; 幸雄相澤; Masao Sekido; 容夫関戸; Akira Goto; 後藤　　晃; Tomonari Komiyama; 知成小宮山
Original assignee: Sintokogio Ltd; Nippon Oil Corp
Current assignee: Sintokogio Ltd; Eneos Corp
Priority date: 1995-09-25
Filing date: 1995-09-25
Publication date: 1997-03-31
Anticipated expiration: 2015-09-25
Also published as: JP3677328B2

Abstract

(57)【要約】【課題】ディーゼル内燃機関などから排出される排ガス
中の炭素系微粒子の処理能力が高いとともにすぐれた耐
久性を備え、また経済性やメンテナンス性も良好な排ガ
ス中の炭素系微粒子処理用フィルタと、再生が容易かつ
炭素系微粒子処理能力が高い処理装置を提供する【解決手段】排ガス中の炭素系微粒子を処理するための
フィルタ及びこれを備えた処理装置であり、フィルタ
は、抵抗発熱性を有する高温耐熱性ステンレス鋼の薄板
を巻回したコイル材を端面切削して製造した繊維を集積
してウエブにし、それを焼結および熱処理して焼結繊維
表面にアルミナ皮膜を形成した高温耐熱性ステンレス鋼
繊維焼結体からなる。炭素系微粒子処理装置は、前記炭
素系微粒子処理用フィルタの自由端に電極を取り付け、
かつ要時に前記電極に通電してフィルタを自己発熱させ
るための通電装置を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はディーゼル内燃機関
や加熱炉、ボイラなどの燃焼装置から排出される排気ガ
ス中の炭素系微粒子を処理するためのフィルタ及びこれ
を用いた少なくとも１つ以上の処理ユニットからなる排
ガス中の炭素系微粒子処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼル内燃機関は、エネルギー効率
が高く、また耐久性が優れているため、自動車などの輸
送機用、一般動力用、発電用などに汎用されているが、
排ガス中に主としてスート，カーボンミスト等からなる
炭素系微粒子が含まれているため、環境上大きな問題と
なっている。この対策として、自動車などの輸送機では
エンジンの改良、燃料噴射系の改良などが行われ、これ
によりディーゼル内燃機関より排出される炭素系微粒子
をある程度低減することができている。しかしながら、
これらの方法による炭素系微粒子の低減ではまだ十分で
はないため、さらに炭素系微粒子を低減する方法とし
て、酸化(燃焼)触媒を利用したり、セラミック製フィル
タで炭素系微粒子を捕集した後、炭素系微粒子を電気ヒ
ータ，バーナなどで着火させ、炭素系微粒子自体の燃焼
熱で伝播燃焼させて除去する方法などが検討されてい
る。一方、定置式や産業用のディーゼルエンジン、加熱
炉、コージェネレーションシステム，ヒートポンプ、ボ
イラ等の燃焼装置では、排ガス対策としてサイクロン，
バグフィルタなどの集塵装置を用いる方法がとられてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、酸化
(燃焼)触媒を用いる方法やセラミック製フィルタで炭素
系微粒子を捕集し燃焼除去する方法では性能、耐久性お
よび経済性に問題がある。特に、セラミック製フィルタ
を用いる方法は、炭素系微粒子の捕集率は高いものの、
再生の際に炭素系微粒子の燃焼に伴う発熱がフィルタ内
で一様でなく高低の差があることや炭素系微粒子の燃焼
温度が高いことにより、フィルタが破損したり溶解する
問題や、排ガス中の灰分がフィルタ内に堆積し長時間使
用できない問題などがある。また、定置式や産業用のデ
ィーゼルエンジンや加熱炉やボイラ等の燃焼装置で用い
られているサイクロン，バグフィルタなどの集塵装置
は、処理能力が低かったり装置が高価であったり、捕集
した炭素系微粒子を廃棄処理しなければならなかったり
するなどの問題がある。

【０００４】本発明は上記問題点を解消するために研究
して創案されたもので、その第１の目的は、ディーゼル
内燃機関や燃焼装置から排出される排ガス中の炭素系微
粒子の処理能力が高いとともにすぐれた耐久性を備え、
また経済性やメンテナンス性も良好な排ガス中の炭素系
微粒子処理用フィルタを提供することにある。また、本
発明の他の目的は、上記目的に加え、再生が容易かつ炭
素系微粒子処理能力が高い処理装置を提供することにあ
る。

【０００５】

【課題を解決する手段】上記第１の目的を達成するため
本発明は、抵抗発熱性を有する高温耐熱性ステンレス鋼
の薄板を巻回したコイル材を端面切削して製造した繊維
を集積してウエブにし、それを焼結および熱処理して焼
結繊維表面にアルミナ皮膜を形成した高温耐熱性ステン
レス鋼繊維焼結体からなる構成としたものである。また
第２の目的を達成するため本発明は、排ガスの導入部と
排出部を有する器体と、抵抗発熱性を有する高温耐熱性
ステンレス鋼の薄板を巻回したコイル材を端面切削して
製造した繊維を集積してウエブにしそれを焼結および熱
処理して焼結繊維表面にアルミナ皮膜を形成ししかも自
由端に電極を取り付けた高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼
結体からなる炭素系微粒子処理用フィルタと、要時に前
記電極に通電して炭素系微粒子処理用フィルタを自己発
熱させるための通電装置を備えた構成としたものであ
る。本発明の排ガス中の炭素系微粒子処理装置は、前記
第２発明の構成を備えたものを１つの処理ユニットと
し、これを複数配した形態を含む。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下本発明を添付図面に基いて説
明する。図１ないし図３は本発明による排ガス中の炭素
系微粒子処理用フィルタの実施態様を示している。１は
炭素系微粒子処理用フィルタであり、高温耐熱性ステン
レス鋼繊維焼結体２と、これの自由端部に溶接などによ
り固着された電極３とを備えている。前記高温耐熱性ス
テンレス鋼繊維焼結体２は、図１(a)では帯板状をなし
これを所要の間隔ごとに波状に屈曲した形状となってい
る。(b)では周方向の一部が分離された円筒状をなして
おり、(c)では周方向の一部が分離した断面星形類似の
筒状をなしている。もとよりこれら形状に限定されるも
のではなく、平板状、閉鎖断面の筒状、カップ状、皿状
など任意である。電極３は図１(b)(c)においては自由端
部全体に設けられるかあるいは図示のように自由端部に
沿って固着される帯状部３０を有している。なお、目詰
まりした場合の再生法が通電方式によらない場合には電
極３は設けられなくてもよい。

【０００７】前記高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体２
は、通電により抵抗発熱する材質のもの、たとえばFe-C
r-Al-REM系のステンレス鋼を用いることが望ましい。具
体的には、重量比でCr：17〜21％、Al：2.5〜6.0％、RE
MとしてはLa,Y,Ceの一種または２種以上が用いられ、添
加量は0.02〜0.25%である。CrとAlが下限未満では後述
する耐熱のためのアルミナ皮膜厚さが不十分なものとな
り、上限を超える含有量では結晶構造が不安定になる。
また、REMはアルミナ皮膜の安定性に寄与し、これが下
限を下回る添加量では前記機能を発揮できず、上限を超
える添加量は経済性を損なうため不適当である。なお、
他の組成として、C:0.008%以下、Si:1.0%以下、Mn:1.0%
以下を含有していてもよい。

【０００８】前記高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体２
は、図２(ａ)のように高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０
をランダムに配向して接触部を融着した多孔構造からな
り、焼結されている各高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０
は、図２（ｂ）のように軸方向と直角の断面が略四角形
状をなし、表面には均一な厚さの薄いアルミナ皮膜２１
が析出されている。しかし、このアルミナ皮膜２１は図
２（ｃ）のように高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０，２
０の交差接触部分２００ではこれを囲むように形成さ
れ、交差接触部分２００はメタルタッチとなっている。
このように交差接触部分がメタルタッチであることによ
り高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体２は全体として均
一な抵抗発熱回路状態が構成されている。

【０００９】各高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０は、長
さが10〜300mm、軸方向と直角の断面の１辺の長さ（幅
ｔまたは厚さｗ）が5〜200μｍ、より好適には10〜100
μｍである。長さが10mm未満では繊維同士の絡み合いが
少なくなり、500mmを超える長さでは不均一にかたまっ
てしまい均一な通気孔を形成しにくくなる。また、断面
の１辺が５μｍ未満では、炭素系微粒子中や排ガス中の
灰分が堆積して通気孔２２の目詰まりを起こしやすく、
また機械的強度や耐熱性が低くなる不都合がある。しか
し、200μｍを超える太さとした場合には、排ガス中の
炭素系微粒子がほどんど通過してしまい、フィルタとし
ての基本機能が発揮されなくなるため不可である。高温
耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体２は、上記高温耐熱性ス
テンレス鋼繊維２０を目付け重量で300〜5000g/m²有し
ている。これは、目付重量が300g/m²以下であると気孔
率が高すぎ、排ガス中の炭素系微粒子をほとんど処理で
きずに通過させてしまい、5000g/m²以上にした場合に
は、排ガス中の炭素系微粒子の処理能力はそれ以上変化
せず、かえって高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０を大量
に使用するので経済性が悪くなるからである。

【００１０】前記諸元の高温耐熱性ステンレス鋼繊維２
０は、原料としての高温耐熱性ステンレス鋼がフェライ
ト系であるため常温加工性が悪く、したがって、引抜き
法による細線化が困難であるため、従来では実際上存在
しなかった。また、溶融紡糸法でも高温耐熱性ステンレ
ス鋼の繊維化が困難であり、ワイヤー切削法では繊維形
状が特定できなく、歩止まりも悪い問題があり、びびり
振動切削法も短繊維しか製造できない問題がある。そこ
で本発明はこれを解消すべく、コイル材切削法にて高温
耐熱性ステンレス鋼繊維２０を得るのである。すなわ
ち、図３のように、板厚がたとえば５〜１５０μmの高
温耐熱性ステンレス鋼の薄板（箔）１１を旋削主軸１２
にタイトにコイル状に巻回し、このコイル材１１の端面
１１０を旋削主軸１２と平行な送りを与えた工具１３に
より所定の切り込みで切削することにより製造するので
ある。これにより三次元的に適度にカールした高温耐熱
性ステンレス長繊維束２０”が工具すくい面に沿って後
方に流出し、とぎれなく連続的に創成される。そして前
記繊維束を幅方向に展張し、10mm〜300mmの長さに切断
することで高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０’とされ
る。図４(a)(b)は上記方法で得られた１本の高温耐熱性
ステンレス鋼繊維２０’を示しており、断面は四角形状
をなし、一辺２０１はしわ状の粗面を有している。上記
コイル材端面切削法によれば、高温耐熱性ステンレス鋼
繊維２０’は、一辺（繊維幅Ｗ）が板厚に一致し、一辺
（繊維厚さｔ）が工具送り量ｓによって決定される。し
たがって、高温耐熱性ステンレス鋼薄板１１の厚さと切
込み（工具送り量）を調整することで様々な寸法の繊維
を製造することができる。上記繊維製造条件としては、
工具すくい角:15〜45°とし、切削速度:30〜95m/min、
送り量ｓ:5〜40μm/minなどから採用すればよい。

【００１１】本発明による高温耐熱性ステンレス鋼繊維
焼結体２は、前記高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０を原
料として次の工程で製造される。すなわち、前記高温耐
熱性ステンレス鋼繊維２０’を目付け重量300g/m²〜500
0g/m²に集積し、所望形状たとえば板状(場合によっては
図１に例示するような形状にしてもよい)のウェブに成
形する。次に、前記ウェブを真空または非酸化性雰囲気
中で800〜1250℃の範囲で１０分〜１０時間加熱して焼
結する。この焼結時に荷重をかけることも好適である。
こうして得られた焼結体から必要寸法のフィルタを切り
出す。フィルタ形状が図１のようなものである場合に
は、この時点で曲げ加工などを施す。そして、その後、
空気などの酸化性雰囲気中にて600〜1100℃，1〜20時間
の条件で熱処理する。この熱処理は焼結体自体の抵抗発
熱性を利用して通電加熱によって行うこともできる。こ
の熱処理により、図２(b)(c)に示すようなアルミナ被膜
２１が焼結繊維表面に析出される。熱処理温度が600℃
以下ではアルミナ被膜２１が十分に析出せず、1100℃を
超える高温では異常酸化によりアルミナが剥離、飛散し
てしまう問題がある。上記温度範囲であれば、７００℃
以下では、2(Fe,Cr,Al)+4.5O₂→Fe₂O₃+Cr₂O₃+Al₂O₃の反
応により、また、７００℃以上では、Fe₂O₃+2Al→Al₂O₃
+2Feの反応により各々耐久性被膜が生成される。しか
も、組成としてREMが添加されているため、高温でのア
ルミナ皮膜の安定性が向上させられ、したがって、９０
０℃以下の使用温度で良好な機械的特性を示す。

【００１２】本発明の炭素系微粒子処理用フィルタ１
は、高温耐熱性ステンレス鋼のコイル材１１を端面切削
することによって低コストで製造される繊維を基材とし
ているため、均一な形状寸法と高温耐熱性がありながら
これを低コストで製造できという特徴を有している。ま
た、高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０’を集積してウェ
ブにして焼結するだけでなく、焼結後に熱処理して繊維
表面にアルミナ被膜２１を生成させているので、高温耐
久性、耐酸化性、機械強度が高い。また、製造される繊
維の径や集積してウェブにする際の集積する量を自由に
変化させることで細孔径を調整できるため、排ガス中の
炭素系微粒子の処理率を任意に変えることができるとと
もに、炭素系微粒子中や排ガス中の灰分を堆積しないよ
うにすることができる。さらに高温耐熱性ステンレス鋼
繊維２０は寸法形状が揃っている上に表面積が大きく、
かつ断面が四角形状であるため、排ガス中の炭素系微粒
子を各辺のエッジで確実に捕捉することができる。

【００１３】次に本発明による排ガス中の炭素系微粒子
処理装置の実施態様を説明する。本発明による炭素系微
粒子処理装置は、図５ないし図７に例示するような炭素
系微粒子処理ユニット(以下単に処理ユニットと称す)５
の少なくとも１つから構成される。図８は処理ユニット
５を複数用いた炭素系微粒子処理装置を例示しており、
(a)は排ガス流路に複数の処理ユニット５を並列に接続
し、処理ユニット５の上流と下流に切換弁８を設けて排
ガスを選択的に処理ユニット５に送って処理するように
したものである。(b)は排ガス流路に複数の処理ユニッ
ト５を直列に接続し、排ガスを多段処理するようにした
ものである。図５は図１（ａ）に示す炭素系微粒子処理
用フィルタ１を使用した例を示している。５０はステン
レス鋼などの耐熱性材料からなる器体であり、長手方向
一端にはガス導入部５００が、他端には排出部５０１を
有している。器体５０には電気絶縁性と断熱性を有する
内張り９が施されており、炭素系微粒子処理用フィルタ
１は自由端の電極３，３が器体５０から突出するように
ガス導入部５００と排出部５０１間の排ガス通路５０２
に配置されている。実際上は器体は電極３，３を取り付
けるため上下２分割されているが、図面では簡略化して
いる。Ｅは前記炭素系微粒子処理用フィルタ１を自己発
熱させるための通電装置であり、電源６とコントローラ
７を備えている。電源６から給電線６０，６０が前記電
極３，３に接続され、電源６にはコントローラ７が電気
的に接続されている。このコントローラ７は所定の時間
ごとに電源６を作動させるタイマでもよいが、この実施
例ではマイクロコンピュータが用いられ、ガス導入部５
００と排出部５０１の排ガス圧力検出器７０，７１の出
力側を接続することにより、導入排ガスの圧力Ｐ₁と排
出ガスの圧力Ｐ₂の差圧Ｐ³を検出し、その差圧Ｐ³が設
定値に達したときに電源６を作動させ、あるいはさらに
通電量を自動調整するようにしている。

【００１４】図６は図１（c）に示す炭素系微粒子処理
用フィルタ１を使用した例を示し、図７は図１（b）に
示す炭素系微粒子処理用フィルタ１を使用した例を示し
ている。これら例においては、排ガスＧを側方に流通し
て炭素系微粒子を捕集するため炭素系微粒子処理用フィ
ルタ１の下端外径側が閉止されると共に、上端に耐熱電
気絶縁性の蓋部材１０が固着されている。なお、他の構
成は前記図５と同様であるから、説明は省略する。本発
明における炭素系微粒子処理用フィルタ１は形状を自由
に設定できるため、処理ユニット単位体積当たりの炭素
系微粒子処理用フィルタ１の表面積を任意に変化させる
ことができる。そのため、図８のように排ガス流路に前
記処理ユニット５を複数連結した処理装置においても、
ディーゼル内燃機関や燃焼装置に高い背圧をかけたり、
燃焼状態が悪化するのを防ぐことができる。このように
炭素系微粒子処理装置が複数の処理ユニット５，５から
構成される場合には、各処理ユニット５，５に対する通
電タイミングを処理ユニット毎にずらしてもよい。これ
により、一度に過大な電力を使わないようにすることが
できる。なお、本発明における処理ユニット５への炭素
系微粒子処理用フィルタ１の設置方法は前記した例に限
られず、たとえば器体５０中に多段に設置するなど任意
である。

【００１５】本発明の炭素系微粒子処理装置の作用を説
明すると、ディーゼル内燃機関や燃焼装置から排出され
炭素系微粒子ｃを含む高温の排ガスＧは排ガス導入部５
００から排ガス通路５０２を通り、図５ないし図７の矢
印のように炭素系微粒子処理用フィルタ１を通過し、そ
の間に炭素系微粒子ｃが捕集され、浄化された排ガスは
排出部５０１から排出される。本発明の炭素系微粒子処
理用フィルタ１は高温耐熱性ステンレス鋼繊維を焼結し
た多孔性の高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体２によっ
て構成されており、しかも高温耐熱性ステンレス鋼繊維
２０の母地表面が安定したアルミナ皮膜２１でコーティ
ングされている。したがって、酸化性雰囲気においても
機械的強度が高いとともにすぐれた耐熱性を発揮する。
また、高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０は前記製造法の
特徴から表面積が大きく、かつ断面形状が四角であるた
めそのエッジに炭素系微粒子ｃが引掛かりやすく、確実
に炭素系微粒子ｃを捕集することができる。

【００１６】このように排ガスの処理を続けると、炭素
系微粒子ｃは炭素系微粒子処理用フィルタ１の高温耐熱
性ステンレス鋼繊維焼結体２の通気孔２２を埋めるよう
に堆積していく。これが図９（ａ）の状態であり、これ
により通気抵抗が増して炭素系微粒子処理用フィルタ１
の前後の差圧が上昇し、ディーゼル内燃機関や燃焼装置
の燃焼状態が悪くなる。したがって、炭素系微粒子処理
用フィルタ１に捕集した炭素系微粒子ｃを処理し、炭素
系微粒子処理用フィルタ１を再生しなければならない。
炭素系微粒子処理用フィルタ１の再生は、前述のように
処理用フィルタに付着している炭素系微粒子ｃを電気ヒ
ータやバーナにより着火させて伝播燃焼させる方法や、
排ガス流れと逆方向から圧縮空気を送り、炭素系微粒子
を払い落とす方法などを用いることができるが、いずれ
も煩雑であるうえに確実性に乏しかったり、処理に時間
がかかる。

【００１７】しかし、本発明においては高温耐熱性ステ
ンレス鋼繊維焼結体２が良好な熱伝導率を有することに
加えて通電による抵抗発熱性を有している。しかも高温
耐熱性ステンレス鋼繊維２０は繊維交差部が母地同士接
合しているから、高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体２
は全体で均一な抵抗発熱性を有している。そこで、上記
のように差圧が高くなったときに通電装置Ｅの電源６か
ら電極３，３を通して炭素系微粒子処理用フィルタ１に
電気を流せば、図９（ｂ）のように炭素系微粒子処理用
フィルタ１自体がジュール熱により全体が均一に発熱
し、その熱により高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０の目
に捕集されている炭素系微粒子ｃが確実に着火され、燃
焼除去させられる。これにより炭素系微粒子処理用フィ
ルタ１の前後の差圧は初期の状態に戻る。このように、
炭素系微粒子処理用フィルタ１へ通電し、それ自体の発
熱により再生を行うため炭素系微粒子の燃え残りは生じ
ず、かつ高温耐熱性ステンレス鋼繊維２０は上記したよ
うに表面のアルミナ皮膜２１によりすぐれた耐熱性があ
るため炭素系微粒子処理用フィルタ１の破損や溶融が起
こらない。前記再生操作は、コントローラ７がタイマで
ある場合には、あらかじめ実験などで測定した結果に基
いて設定した時間間隔で自動的に電源６が作動すること
によって行われ、また、差圧検出系を有している場合に
は、排ガス圧力検出器７０，７１からの信号から差圧を
求め、それがある設定した差圧Ｐｓになったときに自動
的に電源６が作動することによって行われる。

【００１８】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。実施例１１）C:0.004%、Si:0.14%、Mn:0.13%、Cr:20.02%、Al:4.
9%、La:0.08%残部鉄及び不可避的不純物からなる厚さ20
μｍのFe-Cr-Al-REM系ステンレス薄板を主軸にコイル状
に巻き、回転させながら工具の送り量を10μｍ/minで切
削して、断面が30μｍ×15μｍのFe-Cr-Al-REM系ステン
レス長繊維を製作した。その長繊維を長さ150mmに切断
した後、2000g/m²になるように集積してウェブを作っ
た。このウェブを非酸化性雰囲気で1120℃、2時間で40g
/m²の荷重をかけて焼成した。その後、空気雰囲気で100
0℃で６時間熱処理し、形状が長方形で、寸法が500×90
0×0.8mmの炭素系微粒子処理用フィルタを得た。２）上記炭素系微粒子処理用フィルタを直噴式ディーゼ
ルエンジンの排ガス配管の途中に取り付け、温度300℃
の排ガス中の炭素系微粒子の捕集試験を行った。炭素系
微粒子処理用フィルタの差圧が水柱で200mmになったと
きの炭素系微粒子の捕集率は６１％であった。炭素系微
粒子の捕集率は、炭素系微粒子処理用フィルタの入口と
出口の排ガス中の炭素系微粒子の濃度より算出した。

【００１９】実施例２１）実施例１の方法によって厚さ0.8mm、幅25mm、長さ9
00mmの平面帯状の焼結体を作り、これを波付け加工した
後、前記条件で熱処理し、図５(a)のような形状の炭素
系微粒子処理用フィルタ本体を製作し、両端に銅製の電
極を取り付けて炭素系微粒子処理用フィルタを得た。こ
の処理用フィルタをステンレス製の容器に絶縁材及び断
熱材を介して配置し、電極には制御回路と電源を取り付
け、制御回路には排ガス入口と出口の差圧を計測する差
圧計を接続した。上記のように作製した炭素系微粒子処
理装置を直噴式ディーゼルエンジンの排ガス配管の途中
に取り付けて排ガスを処理する試験を行った。その試験
結果を図１０に示す。図１０に示したように、炭素系微
粒子処理用フィルタが排ガス中の炭素系微粒子を捕集す
るにつれて、炭素系微粒子処理装置の装置差圧は次第に
上昇し、装置差圧が設定差圧に達したときに、制御回路
から電極を通じて炭素系微粒子処理用フィルタへ100Ａ
の電流を印加したところ、炭素系微粒子処理装置の装置
差圧は初期の差圧近くまで減少した。この操作を1000回
繰り返し行ったが、同様の差圧の変化を示した。このと
き、炭素系微粒子の処理率は60〜70％であった。また、
炭素系微粒子処理用フィルタは溶融や破損などが何ら生
じなかった。このことから本発明は炭素系微粒子を含む
排ガス処理能力が高く、耐久性も良好であるこことがわ
かる。

【００２０】

【発明の効果】以上説明した本発明の請求項１によれ
ば、排ガス中の炭素系微粒子処理用フィルタが高温耐熱
性ステンレス鋼のコイル材を切削して低コストに製造さ
れた繊維を集積してウェブにした後に、焼結、熱処理し
て得た高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体からなってお
り、高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体の繊維表面にア
ルミナ皮膜を有しているため、機械的強度が良好である
上にすぐれた高温耐熱性と高い熱伝導率を備え、しか
も、高温耐熱性ステンレス鋼繊維の断面形状にエッジを
有している。したがって、ディーゼル内燃機関や燃焼装
置から排出される高温の排ガス中の炭素系微粒子を効率
よく捕集することができ、耐久性も良好であるというす
ぐれた効果が得られる。また、高温耐熱性ステンレス鋼
繊維の径や集積してウエブにする際の集積量によって通
気孔径を調整できるため、炭素系微粒子や排ガス中の灰
分を堆積しないようにすることができ、従って長時間使
用可能であるというすぐれた効果が得られる。請求項２
と請求項３によれば、高温の排ガス中の炭素系微粒子を
効率よく捕集することができるうえに、炭素系微粒子処
理用フィルタ自体に通電して全体を均一に自己発熱させ
ることができるため炭素系微粒子を燃え残りなく確実に
燃焼除去することができ、したがって、短時間で簡単、
確実に再生を行うことができるというすぐれた効果が得
られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による炭素系微粒子処理用フィルタを例
示する斜視図である。

【図２】(a)は本発明による炭素系微粒子処理用フィル
タの部分的拡大図、(b)(c)は高温耐熱性ステンレス鋼繊
維焼結体繊維の拡大断面図である。

【図３】高温耐熱性ステンレス鋼繊維の製造法を示す説
明図である。

【図４】(a)は図３の方法で得られた高温耐熱性ステン
レス鋼繊維の拡大斜視図、(b)はその拡大断面図であ
る。

【図５】(a)は本発明による排ガス中の炭素系微粒子処
理装置の実施例を示す縦断側面図、(b)はその横断面図
である。

【図６】(a)は本発明による炭素系微粒子処理装置の実
施例を示す縦断側面図、(b)はその横断面図である。

【図７】(a)は本発明による炭素系微粒子処理装置の実
施例を示す縦断側面図、(b)はその横断面図である。

【図８】(a)(b)は複数の処理ユニットを使用した本発明
装置の実施例を示す縦断側面図である。

【図９】本発明の作用を模式的に示す説明図である。

【図１０】本発明による炭素系微粒子処理装置の実験結
果を示す線図である。

【符号の説明】

１炭素系微粒子処理用フィルタ２高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体３電極５炭素系微粒子処理ユニット６電源２０高温耐熱性ステンレス鋼繊維２１アルミナ皮膜Ｅ通電装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者神道克美愛知県豊川市国府町豊成44 (72)発明者浅見登志雄愛知県豊川市諏訪３−123 (72)発明者加藤龍彦愛知県新城市緑が丘５−６−５ (72)発明者後夷光一愛知県岡崎市上地３−23−26 (72)発明者相澤幸雄神奈川県川崎市中原区木月大町203 (72)発明者関戸容夫神奈川県横浜市磯子区洋光台６−28−７ (72)発明者後藤晃神奈川県横浜市鶴見区栄町通３−32−１ (72)発明者小宮山知成神奈川県川崎市幸区南幸町２−46−２

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】抵抗発熱性を有する高温耐熱性ステンレス
鋼の薄板を巻回したコイル材を端面切削して製造した繊
維を集積してウエブにし、それを焼結および熱処理して
焼結繊維表面にアルミナ皮膜を形成した高温耐熱性ステ
ンレス鋼繊維焼結体からなることを特徴とする排ガス中
の炭素系微粒子処理用フィルタ。
【請求項２】排ガスの導入部と排出部を有する器体と、
抵抗発熱性を有する高温耐熱性ステンレス鋼の薄板を巻
回したコイル材を端面切削して製造した繊維を集積して
ウエブにしそれを焼結および熱処理して焼結繊維表面に
アルミナ皮膜を形成ししかも自由端に電極を取り付けた
高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体からなる炭素系微粒
子処理用フィルタと、要時に前記電極に通電して炭素系
微粒子処理用フィルタを自己発熱させるための通電装置
を備えていることを特徴とする排ガス中の炭素系微粒子
処理装置。
【請求項３】排ガスの導入部と排出部を有する器体と、
抵抗発熱性を有する高温耐熱性ステンレス鋼の薄板を巻
回したコイル材を端面切削して製造した繊維を集積して
ウエブにしそれを焼結および熱処理して焼結繊維表面に
アルミナ皮膜を形成ししかも自由端に電極を取り付けた
高温耐熱性ステンレス鋼繊維焼結体からなる炭素系微粒
子処理用フィルタと、要時に前記電極に通電して炭素系
微粒子処理用フィルタを自己発熱させるための通電装置
を備えた処理ユニットを複数備えていることを特徴とす
る排ガス中の炭素系微粒子処理装置。