JPS58196821A - 固体微粒子フイルタリング装置および方法 - Google Patents
固体微粒子フイルタリング装置および方法Info
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- JPS58196821A JPS58196821A JP58028403A JP2840383A JPS58196821A JP S58196821 A JPS58196821 A JP S58196821A JP 58028403 A JP58028403 A JP 58028403A JP 2840383 A JP2840383 A JP 2840383A JP S58196821 A JPS58196821 A JP S58196821A
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- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
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- F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
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- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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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
【発明の詳細な説明】
この発明は、流体中に含まれる固体微粒子のフィルタリ
ング装置および方法に関し、さらに詳しくは、エンジン
の排気ガス中に宮まれる固体4gI粒子のフィルタリン
グ装置および方を去に関する。
ング装置および方法に関し、さらに詳しくは、エンジン
の排気ガス中に宮まれる固体4gI粒子のフィルタリン
グ装置および方を去に関する。
従来、セラミック友)る(・は1+12の多孔竹材料に
より形成された・・ニカム措造か、テイーセルエンジノ
の排気カスか「)の炭素質を含む流体から固体微粒子お
よaSより大きな粒子をフ・1ルタリング」′るために
使用し得ろもので′;!j)ることは広く知られている
。ノ・ニカム固体微粒子フィルタとしては、一方向流タ
イプとクロス流タイプの二つの基本形かある。この発明
によるフィルタは、前者のタイプのフィルタについての
ものでル)ろ。
より形成された・・ニカム措造か、テイーセルエンジノ
の排気カスか「)の炭素質を含む流体から固体微粒子お
よaSより大きな粒子をフ・1ルタリング」′るために
使用し得ろもので′;!j)ることは広く知られている
。ノ・ニカム固体微粒子フィルタとしては、一方向流タ
イプとクロス流タイプの二つの基本形かある。この発明
によるフィルタは、前者のタイプのフィルタについての
ものでル)ろ。
−方向流タイプのハニカノ、フィルタは、フィルタの両
側の外面に注入面および排出面をJ1ト成する薄い相!
jに結合された多孔の壁の7トリツクスによって構成さ
れ、および、ニー9の前記面間に位置する多数の中空セ
ルによって構成されている。セルの注入ログループは、
排出面付近のセルのいくつかの開放端を閉じることによ
って形成される。また排出ログル−プは、入射面付近の
池のセルの開放端を閉じることによって同様に形成され
ろ。多孔の外壁が、マトリックス周囲でありかつ両面間
に設けられている。流体は、主として圧入[]セルを介
して注入面からフィルタに入るが、外壁が多孔の場合は
外壁からも入る。マ) l)ツクスの薄い壁は、内部に
互いに連結された多くの開放孔を備え、その容積と大き
さは。
側の外面に注入面および排出面をJ1ト成する薄い相!
jに結合された多孔の壁の7トリツクスによって構成さ
れ、および、ニー9の前記面間に位置する多数の中空セ
ルによって構成されている。セルの注入ログループは、
排出面付近のセルのいくつかの開放端を閉じることによ
って形成される。また排出ログル−プは、入射面付近の
池のセルの開放端を閉じることによって同様に形成され
ろ。多孔の外壁が、マトリックス周囲でありかつ両面間
に設けられている。流体は、主として圧入[]セルを介
して注入面からフィルタに入るが、外壁が多孔の場合は
外壁からも入る。マ) l)ツクスの薄い壁は、内部に
互いに連結された多くの開放孔を備え、その容積と大き
さは。
その小、さな寸法を流体が通過可能であるのに充分であ
るようにされ、もし必要あれば、接続および(あるいは
)隣接するセル間を陛い寸法の部分につい−Cも通過さ
せるが、少なくとも微粒子の重要部分およびより大きな
粒子のいかなる方向への流れをも阻市する。捕捉された
微粒子は、注入口セルを#成する薄い壁の一トおよびそ
の中に付着する。ディーゼルエンジンの排気隊粒子フィ
ルタ(以下に「1)PFSjという)は、一方向流タイ
プの溶融分属および熱回収ホイールフィルタと同様、特
願昭56−104 943号に記載されている。
るようにされ、もし必要あれば、接続および(あるいは
)隣接するセル間を陛い寸法の部分につい−Cも通過さ
せるが、少なくとも微粒子の重要部分およびより大きな
粒子のいかなる方向への流れをも阻市する。捕捉された
微粒子は、注入口セルを#成する薄い壁の一トおよびそ
の中に付着する。ディーゼルエンジンの排気隊粒子フィ
ルタ(以下に「1)PFSjという)は、一方向流タイ
プの溶融分属および熱回収ホイールフィルタと同様、特
願昭56−104 943号に記載されている。
一方向流タイプのハニカムフィルタは、比較的簡単に製
造できかつノ・ウジング内に取り付けられてマフラある
いは触媒コンバータのような排気システム内に挿入でき
るので、テイーセルエンジンの固体微粒子フィルタとし
て使用することが好ましい。従来の使用例では、垂直方
向および横方向の車輛空隙が許す限り、セルを横断する
方向へのDPFの断面直径を最大としかつ排気ガスのフ
ィルタリングな実施するために必要な容積を与えるよう
にフィルタの長さを延長してきた。これは、D I)
F’Sの直径よりもより大きく、しばしば数円となる長
さ□をDPF′Sに生じる結果となった。
造できかつノ・ウジング内に取り付けられてマフラある
いは触媒コンバータのような排気システム内に挿入でき
るので、テイーセルエンジンの固体微粒子フィルタとし
て使用することが好ましい。従来の使用例では、垂直方
向および横方向の車輛空隙が許す限り、セルを横断する
方向へのDPFの断面直径を最大としかつ排気ガスのフ
ィルタリングな実施するために必要な容積を与えるよう
にフィルタの長さを延長してきた。これは、D I)
F’Sの直径よりもより大きく、しばしば数円となる長
さ□をDPF′Sに生じる結果となった。
DPF′S の使用可能な動作時間および(あるいは
)微粒子装荷能力を最大にし、コストを下げζ・つ交換
および(あるいは)再生に伴なう不便さを少なくするこ
とが好ましい。二つの特性は、フィルタにより発生され
ろ背圧あるいはフィルタに許される流速などの他の因子
によって制限される。フィルタは、その注入口セルを形
成する薄い壁への粒子および微粒子の補−折中に増加す
るイニシャル圧力低下(汚染流体の上流とフィルタリン
グされた流体の下流間の圧力差であって介在するフィル
タの存在によって生じる)を有する一同様にフィルタは
、微粒子蓄積と共に減少するイニシャル流速を有する。
)微粒子装荷能力を最大にし、コストを下げζ・つ交換
および(あるいは)再生に伴なう不便さを少なくするこ
とが好ましい。二つの特性は、フィルタにより発生され
ろ背圧あるいはフィルタに許される流速などの他の因子
によって制限される。フィルタは、その注入口セルを形
成する薄い壁への粒子および微粒子の補−折中に増加す
るイニシャル圧力低下(汚染流体の上流とフィルタリン
グされた流体の下流間の圧力差であって介在するフィル
タの存在によって生じる)を有する一同様にフィルタは
、微粒子蓄積と共に減少するイニシャル流速を有する。
使用にあたって、両方の特性は、フィルタが交換あるい
は再生されねばならないとき制御されることとなる。
は再生されねばならないとき制御されることとなる。
1) P Pの有用動作寿命は、それが使用されるテイ
ーセルエンジンにより維持される最大背圧により通常制
御される。
ーセルエンジンにより維持される最大背圧により通常制
御される。
1) P 1イ”Sおよび他の一方向流タイブのハニカ
ムフィルタは、種々の形状を1腑え、以後用語を1有効
径」および「有効長」とする。前者は、フィルタのセル
の中央長手方同軸を横断するフィルタの断面領域に等し
い円形領域の:負径である9、後者は、横断方向の断面
積と掛しア算されたときフィルタの容積となろよつな長
さである。並列して動作する多数のフィルタ(すなわち
個々のフィルタの複数個)の1有効径」は、この複数の
フィルタの横断方向の断面面積の和に等しい円形領域の
直径である。1有効長」は、また、複数のフィルタの横
断方向の断面積の集合と掛は算したときフィルタの集合
的な容積に等しくなるような長さである。これに対して
直列して動作する複数のフィルタは、直列したフィルタ
の平均横方向・仇面積に等しい円形領域を与える有効径
を有し、かつ、平均横断方向断面積と掛は算されたとき
フィルタの集合容積に等しくなる有効長を有する。フィ
ルタのアスペクト比は、その有効性の有効長に対する比
(有効長/有効径)である。
ムフィルタは、種々の形状を1腑え、以後用語を1有効
径」および「有効長」とする。前者は、フィルタのセル
の中央長手方同軸を横断するフィルタの断面領域に等し
い円形領域の:負径である9、後者は、横断方向の断面
積と掛しア算されたときフィルタの容積となろよつな長
さである。並列して動作する多数のフィルタ(すなわち
個々のフィルタの複数個)の1有効径」は、この複数の
フィルタの横断方向の断面面積の和に等しい円形領域の
直径である。1有効長」は、また、複数のフィルタの横
断方向の断面積の集合と掛は算したときフィルタの集合
的な容積に等しくなるような長さである。これに対して
直列して動作する複数のフィルタは、直列したフィルタ
の平均横方向・仇面積に等しい円形領域を与える有効径
を有し、かつ、平均横断方向断面積と掛は算されたとき
フィルタの集合容積に等しくなる有効長を有する。フィ
ルタのアスペクト比は、その有効性の有効長に対する比
(有効長/有効径)である。
この発明は、改良された微粒子フィルタリノブ能力な有
17.1新親、な固体微粒子フィルタリング装置6の提
供を1」的とする。
17.1新親、な固体微粒子フィルタリング装置6の提
供を1」的とする。
さし)にこの発明の目的は、動作時間の長(・vr現な
固体微粒子フィルタリング装置−4の提供にル)ろ。
固体微粒子フィルタリング装置−4の提供にル)ろ。
さらにこの発明の目的は、使用中に形成さ第1る圧力低
下速度か低くおよび(ル)る(・は)流、*低ドの低い
改良された同体微粒子フィルタリング装[〆tの十是倶
にある。
下速度か低くおよび(ル)る(・は)流、*低ドの低い
改良された同体微粒子フィルタリング装[〆tの十是倶
にある。
さ(;)にこの発明の目的は、新規なテイーセルエン/
ン用微粒子フィルタリング装(C1の稈倶にある。
ン用微粒子フィルタリング装(C1の稈倶にある。
またこの発明の目的は、高いアスペク[・比フィルタリ
ングを行なうテイーセル用のti& 粉子フィルタリン
グ装置における熱タンジェントの大きさを小さくするこ
とにある。
ングを行なうテイーセル用のti& 粉子フィルタリン
グ装置における熱タンジェントの大きさを小さくするこ
とにある。
、二の発明によれば、動作中に蓄積さね70.)月力低
1・お、「ひ(ある℃・は)流速の低1−’は、フィル
タ゛のアスペクト比の逆11.(有効長と有効径(〕)
化)に11(接比例し、与えられた構成F6 、Iひ容
噴のフィルタならびに薄い壁の表面積に対するアスペク
ト比(有効径と自効長α9比)な増加することによって
使用中に蓄積される圧力1代F速度おまひ流運1氏Fは
、これによ′って小さくなり、さらに重要なことに、フ
ィルタの1紋粒子装荷能力と有効な動作時間は、圧力低
下か最大に達しかつ流速が最小となるために、増加する
。従って、この発明は、有効径と有効長の比を太き(す
るように並列させられた複数の一方向流タイブフィルタ
エレメントを用いた固坏微粒子フィルタリング装置を特
徴とするものである。この発明は、圧力の蓄積の小さな
、微粒子フィルタリング能力な改良しかつ動作時間性能
を筒めたディーゼルエンジン排気ガスのフィルタリング
装置につ(・て説明されろ。熱ストレスが直接、熱グラ
7エントに関係しかつラジアル熱グラジェントのり[1
ヒ性かフィルタ径の増加により増加するので、均等なア
スペクト比の単一フィルタの代りに鍋温でのディーゼル
の排気ガスおよO・他のゲv体のフィルタリングのため
の膿数のフィルタエレメントの使用は、各エレメントか
・ンけろ熱ストレスを減少させろ。J−J、ドに説i!
J4される実施例においては、隔壁に、よ′)てn]入
室と01出室に分割されるハウジングにJIVす(=1
けられろ代数のフィルタエレメントな圃えろ各装置6か
説明される。フィルタエレメントの各々は、隔壁を横切
って配両され、その際その牛人面は注入室に入る汚染流
体に曝さね、その1非出面は排出室に接続されて、代数
のエレメントは、流体をフィルタリングするために並列
して動作する。
1・お、「ひ(ある℃・は)流速の低1−’は、フィル
タ゛のアスペクト比の逆11.(有効長と有効径(〕)
化)に11(接比例し、与えられた構成F6 、Iひ容
噴のフィルタならびに薄い壁の表面積に対するアスペク
ト比(有効径と自効長α9比)な増加することによって
使用中に蓄積される圧力1代F速度おまひ流運1氏Fは
、これによ′って小さくなり、さらに重要なことに、フ
ィルタの1紋粒子装荷能力と有効な動作時間は、圧力低
下か最大に達しかつ流速が最小となるために、増加する
。従って、この発明は、有効径と有効長の比を太き(す
るように並列させられた複数の一方向流タイブフィルタ
エレメントを用いた固坏微粒子フィルタリング装置を特
徴とするものである。この発明は、圧力の蓄積の小さな
、微粒子フィルタリング能力な改良しかつ動作時間性能
を筒めたディーゼルエンジン排気ガスのフィルタリング
装置につ(・て説明されろ。熱ストレスが直接、熱グラ
7エントに関係しかつラジアル熱グラジェントのり[1
ヒ性かフィルタ径の増加により増加するので、均等なア
スペクト比の単一フィルタの代りに鍋温でのディーゼル
の排気ガスおよO・他のゲv体のフィルタリングのため
の膿数のフィルタエレメントの使用は、各エレメントか
・ンけろ熱ストレスを減少させろ。J−J、ドに説i!
J4される実施例においては、隔壁に、よ′)てn]入
室と01出室に分割されるハウジングにJIVす(=1
けられろ代数のフィルタエレメントな圃えろ各装置6か
説明される。フィルタエレメントの各々は、隔壁を横切
って配両され、その際その牛人面は注入室に入る汚染流
体に曝さね、その1非出面は排出室に接続されて、代数
のエレメントは、流体をフィルタリングするために並列
して動作する。
またこの発明の他の特徴とt、−C1装市の斂粒子フィ
ルタリング能力および有4)な1助イノ1ノ寸酷か、各
フィルタエレメントの有効長を1111IZ)++効径
を有する複数のフィルタエレメントを設シ・)゛ること
により教団されることが挙げられろ。
ルタリング能力および有4)な1助イノ1ノ寸酷か、各
フィルタエレメントの有効長を1111IZ)++効径
を有する複数のフィルタエレメントを設シ・)゛ること
により教団されることが挙げられろ。
以下、冷1・Jの図面に示す゛実施例に従ってこの発明
を1拝刊1に説明する。
を1拝刊1に説明する。
第1図〜第3図は、フラーフジ16において互いにシー
ル状態で嵌合している一対のシェル12と14からなる
ノ・クランプ10を有するディーゼルエンジンのリド気
ガス中の固体微粒子フィルタリング装置の実施例?示す
ものである。図示のノ・クランプ10は、車輛1のシャ
ーシ2の下方に取伺げられ、車軸1内のディーゼルエン
ジン3のマンラーあるいは触媒コンバータの如きマニフ
ォールド4からの排気バイブあるいは導管に接続されて
いる。シェル12と14は、ハウジングの吸入[]18
と排出口24を有している。吸入口18は、ディーゼル
エンジン3かもハクランプ10に向けて発生される矢印
22で示される排気ガスを、マニフオールド4と反対側
においてパルプ5の端部に溶接あるいはクランプの如き
適当な手段によって接続されて受は入れろ。
ル状態で嵌合している一対のシェル12と14からなる
ノ・クランプ10を有するディーゼルエンジンのリド気
ガス中の固体微粒子フィルタリング装置の実施例?示す
ものである。図示のノ・クランプ10は、車輛1のシャ
ーシ2の下方に取伺げられ、車軸1内のディーゼルエン
ジン3のマンラーあるいは触媒コンバータの如きマニフ
ォールド4からの排気バイブあるいは導管に接続されて
いる。シェル12と14は、ハウジングの吸入[]18
と排出口24を有している。吸入口18は、ディーゼル
エンジン3かもハクランプ10に向けて発生される矢印
22で示される排気ガスを、マニフオールド4と反対側
においてパルプ5の端部に溶接あるいはクランプの如き
適当な手段によって接続されて受は入れろ。
排1]z1(」24は、ハウシング10から大気中−\
廃棄するように、矢印28で示されるフィルタリングさ
れた排気ガスを移送するために排気/ステムの下流部分
に同様の適当な手段で嵌合せしめられる。この排気シス
テムは、接続バイブロ、大気に向って開口するテイルノ
ζイブ8およびその間のマフラーとからなる、。
廃棄するように、矢印28で示されるフィルタリングさ
れた排気ガスを移送するために排気/ステムの下流部分
に同様の適当な手段で嵌合せしめられる。この排気シス
テムは、接続バイブロ、大気に向って開口するテイルノ
ζイブ8およびその間のマフラーとからなる、。
触媒コンバータが、ノ・ウジフグ10内のフィルタ30
に設けられてもよくあるいは排気ガス流中に別個のコン
バータエレメントを設けてもよい1.シェル12および
14は、廃却可能な装置10のフランジ16において固
定的に結合され(例えば、溶接、ろう付あるいはリベッ
トにより)てもよくあるいは、・・ウジフグ100分解
および交換またはフィルタの内生のためナンドとボルト
または他の1収り外し可能な固定具(図示せず)により
分解可能に結合されてもよい。
に設けられてもよくあるいは排気ガス流中に別個のコン
バータエレメントを設けてもよい1.シェル12および
14は、廃却可能な装置10のフランジ16において固
定的に結合され(例えば、溶接、ろう付あるいはリベッ
トにより)てもよくあるいは、・・ウジフグ100分解
および交換またはフィルタの内生のためナンドとボルト
または他の1収り外し可能な固定具(図示せず)により
分解可能に結合されてもよい。
第2図および第3図は、複数の一方向流のノ・ニカムエ
レメント30を内蔵しかつこれを示して℃・ろ・・ウジ
ング10の上面図と側方断面図である。フィルターエレ
メント30の各々は、エレメント:30の両端でイ′4
二人面34と排出面36を規制するマトリックス状の相
nに結合された薄い壁32によって形成され、上′記載
34と36の間−C互いにほぼ平行に長手方向に各エレ
メント30を貫通する複数の中空也踊あるいはセル38
によって形成されている。セル38の各々の一端あるい
は両端は、三つの図面の全てにお(・て8+線で示され
ろように、注入面34あるいは排出面36の付近で閉じ
られている。エレメント30の各々のセル38のグルー
プは、注入面34において開放され、排出面36付近で
閉じられている注入セル38aである。
レメント30を内蔵しかつこれを示して℃・ろ・・ウジ
ング10の上面図と側方断面図である。フィルターエレ
メント30の各々は、エレメント:30の両端でイ′4
二人面34と排出面36を規制するマトリックス状の相
nに結合された薄い壁32によって形成され、上′記載
34と36の間−C互いにほぼ平行に長手方向に各エレ
メント30を貫通する複数の中空也踊あるいはセル38
によって形成されている。セル38の各々の一端あるい
は両端は、三つの図面の全てにお(・て8+線で示され
ろように、注入面34あるいは排出面36の付近で閉じ
られている。エレメント30の各々のセル38のグルー
プは、注入面34において開放され、排出面36付近で
閉じられている注入セル38aである。
エレメント30の各々のセル38の他のグループは、注
入面34において閉しられかつ排出…136において開
放されている排出セル38bである。滑らかな外壁39
か、薄い壁32を包囲しかつ端面34および36の間に
位置している。エレメント30は、通常の構造を有し、
セル状の形状、配置および注入セルを多数有しおよび(
あるいは)配置している、フィルターエレメント30は
、多孔の材質か「p通常の方法で製造され、好ましくは
請出され焼結されたコーチイエライトセラミック材から
薄い壁によって連通された一不的な多孔構造に製造し、
シェル端部な閉じるコーチイエライトセメントプラグを
備えろようにする、このフィルタは、1200℃付近の
温度の燃焼排気および他の流体に対して化学的および機
樟的に安定しており、高温の流体をフィルタリングする
ために使用できよう。
入面34において閉しられかつ排出…136において開
放されている排出セル38bである。滑らかな外壁39
か、薄い壁32を包囲しかつ端面34および36の間に
位置している。エレメント30は、通常の構造を有し、
セル状の形状、配置および注入セルを多数有しおよび(
あるいは)配置している、フィルターエレメント30は
、多孔の材質か「p通常の方法で製造され、好ましくは
請出され焼結されたコーチイエライトセラミック材から
薄い壁によって連通された一不的な多孔構造に製造し、
シェル端部な閉じるコーチイエライトセメントプラグを
備えろようにする、このフィルタは、1200℃付近の
温度の燃焼排気および他の流体に対して化学的および機
樟的に安定しており、高温の流体をフィルタリングする
ために使用できよう。
1300℃を越える温度に安定しているフィルタを製造
することができろ他のコーチイエライト物質の組合せが
、1981年8月21日に出願された米国特許出願第2
95,612号に記載されている。
することができろ他のコーチイエライト物質の組合せが
、1981年8月21日に出願された米国特許出願第2
95,612号に記載されている。
テイーセルエンゾンの微粒子フィルタリングのため((
、゛〕、イルタの薄い壁32は、フィルタの容積を小さ
くしかつ熱衛撃の四項をなくすために約0.06インチ
(約i、 5 mm )を下回ることが望ましい。コー
ディエライトの薄い壁は、約0002インチ(約0.0
5 mm、 )程度の厚さにすることができ、好ましく
は約0.010〜0.030インチ(0,25〜0.7
6順)の間の厚さである。開放された多孔の容積は、少
なく共薄い壁の全体の容、噴の25係であり、流体の流
れに対する流体圧抵抗を小さくするため40〜70%の
間であることが好ましい。
、゛〕、イルタの薄い壁32は、フィルタの容積を小さ
くしかつ熱衛撃の四項をなくすために約0.06インチ
(約i、 5 mm )を下回ることが望ましい。コー
ディエライトの薄い壁は、約0002インチ(約0.0
5 mm、 )程度の厚さにすることができ、好ましく
は約0.010〜0.030インチ(0,25〜0.7
6順)の間の厚さである。開放された多孔の容積は、少
なく共薄い壁の全体の容、噴の25係であり、流体の流
れに対する流体圧抵抗を小さくするため40〜70%の
間であることが好ましい。
この多孔は、約1〜60マイクロメータ(ミクロン)の
平均直径を有する孔であり、用途に応じては、10〜5
0ミクロンの範囲であることもある。テイーセルエンジ
ン用の微粒子フィルタの横断方向のセル密度は、約10
〜300セル/平方インチ(約1〜46セル/cm)の
範囲に及び、好ましい多孔と壁面厚さに対し゛ては約1
00〜200セル/平方センチ(約15.5〜31セル
/儂)が好ましい。
平均直径を有する孔であり、用途に応じては、10〜5
0ミクロンの範囲であることもある。テイーセルエンジ
ン用の微粒子フィルタの横断方向のセル密度は、約10
〜300セル/平方インチ(約1〜46セル/cm)の
範囲に及び、好ましい多孔と壁面厚さに対し゛ては約1
00〜200セル/平方センチ(約15.5〜31セル
/儂)が好ましい。
ハウジング10はさらに、エレメント30を取り付ける
隔壁40を備える。隔壁40は、ハウジング内部を注入
室部分42と排出室部分44とに分離し、注入室42に
入る汚染流体42がフィルターエレメントをバイパスす
スすることを1St1止している。注入室42はまた矢
〔ll 22 aで示す如く入ってきた汚染流体22の
水平流(・麻1図および第3図の水平方向)を導ひくだ
めの手段として働く。排出室44は、同様の目的でエレ
メント30の排出面36を垂直に出ろフィルタリングさ
れた流体流を水平方向に転じてハウジング10の排出口
24へ導びくように働く1、エレメント30は、注入面
34の各々が注入室42内に位置するように隔壁40に
取り月けられ、従ってエレメント30は、微粒子汚染さ
れたガス22を並列してフィルタリングするように働く
。
隔壁40を備える。隔壁40は、ハウジング内部を注入
室部分42と排出室部分44とに分離し、注入室42に
入る汚染流体42がフィルターエレメントをバイパスす
スすることを1St1止している。注入室42はまた矢
〔ll 22 aで示す如く入ってきた汚染流体22の
水平流(・麻1図および第3図の水平方向)を導ひくだ
めの手段として働く。排出室44は、同様の目的でエレ
メント30の排出面36を垂直に出ろフィルタリングさ
れた流体流を水平方向に転じてハウジング10の排出口
24へ導びくように働く1、エレメント30は、注入面
34の各々が注入室42内に位置するように隔壁40に
取り月けられ、従ってエレメント30は、微粒子汚染さ
れたガス22を並列してフィルタリングするように働く
。
排出面36の各々も同様に、排出室41内に位置して、
流体がハウジング10内で繰り返してフィルタリングさ
れないようにする1、マフラ触媒コンバータ、他のディ
ーゼル用倣粒子フィルタおよび排気システムの構成に用
いられる通常の方法および材質が、上部シェル12、下
部シェル14および隔壁4oの製造および結合に用いら
れ、隔壁40内へのエレメントの固定にも用いられ、さ
らに微粒子汚染カス16の漏れ枦防ぐためのニレメツ+
−30と隔940の間の全てのイt(間の閉鎖およびシ
ーリングに用いられろ。シェル12.14および隔壁4
0は、金属により構成され、隔壁40は、溶接部42、
ろう付けあるいは接合体により下方のシェル14に固定
されて、)・ウジング10を二つの部屋42Aと44A
に分割するようにシェル14に対するコンプレッション
シールを形成するものである。
流体がハウジング10内で繰り返してフィルタリングさ
れないようにする1、マフラ触媒コンバータ、他のディ
ーゼル用倣粒子フィルタおよび排気システムの構成に用
いられる通常の方法および材質が、上部シェル12、下
部シェル14および隔壁4oの製造および結合に用いら
れ、隔壁40内へのエレメントの固定にも用いられ、さ
らに微粒子汚染カス16の漏れ枦防ぐためのニレメツ+
−30と隔940の間の全てのイt(間の閉鎖およびシ
ーリングに用いられろ。シェル12.14および隔壁4
0は、金属により構成され、隔壁40は、溶接部42、
ろう付けあるいは接合体により下方のシェル14に固定
されて、)・ウジング10を二つの部屋42Aと44A
に分割するようにシェル14に対するコンプレッション
シールを形成するものである。
複数のエレメント30の有効断面積は、有効径■)を有
する円46として第2図に鎖線で示されている。円46
は、エレメント30のセルの中心長手方向軸44を横切
る複数のニレメン)30の断面積の和と等しく、エレメ
ント30Jま、流体22を並列してフィルタリングする
。複数のエレメント30の有効長■7か第3図に示され
ており、これは個々のエレメント30の長さlに等しく
、これはこの実施例ではそうであるが必すしも必要では
ない。
する円46として第2図に鎖線で示されている。円46
は、エレメント30のセルの中心長手方向軸44を横切
る複数のニレメン)30の断面積の和と等しく、エレメ
ント30Jま、流体22を並列してフィルタリングする
。複数のエレメント30の有効長■7か第3図に示され
ており、これは個々のエレメント30の長さlに等しく
、これはこの実施例ではそうであるが必すしも必要では
ない。
複数のエレメント30の有効長IJは、その有効径I)
を下回る。エレメント30の有効長lは、その有効径d
とほぼ等しいか(あるいは下回るか)して微粒子フィル
タリング曲内を増加せしめ、装置の動作時間特性を効果
あらしめる。この場合、0.4([/dく2.0の範囲
が使えるが、0.7 <i/d<1.4か好ましく・3
この発明の大きな利点は、注入室42第5よぴ排出室4
4が、熱い排気ガスの各ニレメン[・30の外壁39周
囲の循還を可能にして、各エレメント内での熱的グラナ
1エンドの発生を最小にするところにある。数個の)1
ルタエレメントを並列に配置して使用することとあいま
って上述の要因は、熱衝撃と旨い温度での動作によるフ
ィルタの損傷を大幅に減少させると共に、高いアスペク
ト比のフィルタリングシステムを提供することになる。
を下回る。エレメント30の有効長lは、その有効径d
とほぼ等しいか(あるいは下回るか)して微粒子フィル
タリング曲内を増加せしめ、装置の動作時間特性を効果
あらしめる。この場合、0.4([/dく2.0の範囲
が使えるが、0.7 <i/d<1.4か好ましく・3
この発明の大きな利点は、注入室42第5よぴ排出室4
4が、熱い排気ガスの各ニレメン[・30の外壁39周
囲の循還を可能にして、各エレメント内での熱的グラナ
1エンドの発生を最小にするところにある。数個の)1
ルタエレメントを並列に配置して使用することとあいま
って上述の要因は、熱衝撃と旨い温度での動作によるフ
ィルタの損傷を大幅に減少させると共に、高いアスペク
ト比のフィルタリングシステムを提供することになる。
第1図〜第3図に示す装wは、第1図の如く取り付けら
れるべきものであり、その際ティーセルエン/ン3は、
直径dをもつ−(水平面に配列されたフィルタ30と共
にこの水平面に取り付けられ、車輛1下刃の・・ウジン
グ10の高さを小すくシている。エレメント30は、そ
の数、大きさおよび杉状を変更用能でエレメント30の
配置は、加えられた空間的な制限に対して)・ウジング
10に順応するように図示のものとは異なるようにする
ことかできろ。さらに吸入口18と排出口24は、互い
にほぼ平行である必要はなく、もし他の構成が装置の収
容のために有効であるなら区第1図〜第3図に示す如く
エレメント30のセル38の中央長手軸に垂直である必
要もない。
れるべきものであり、その際ティーセルエン/ン3は、
直径dをもつ−(水平面に配列されたフィルタ30と共
にこの水平面に取り付けられ、車輛1下刃の・・ウジン
グ10の高さを小すくシている。エレメント30は、そ
の数、大きさおよび杉状を変更用能でエレメント30の
配置は、加えられた空間的な制限に対して)・ウジング
10に順応するように図示のものとは異なるようにする
ことかできろ。さらに吸入口18と排出口24は、互い
にほぼ平行である必要はなく、もし他の構成が装置の収
容のために有効であるなら区第1図〜第3図に示す如く
エレメント30のセル38の中央長手軸に垂直である必
要もない。
第4図は、ディーゼルエンジンの直下に取付けられるハ
ウジング50の実施例を示すものである。矢印52で示
されろυト気ガスは、鎖線で示す上流゛パイプ5/、吸
入口54へと万へ流れ、吸入口54を介してハウジング
50を注入室58と排出室60に分割している隔壁57
(破線)を貫通する複数の一方向流タイブフィルタエレ
メント56に流れる。矢印62で示されるフィルタリン
グされた排気ガスは、ハウジング50から排出口64を
介して鎖線で示す下流バイブロ′、さらに残りの排気シ
ステムと流れ込む。
ウジング50の実施例を示すものである。矢印52で示
されろυト気ガスは、鎖線で示す上流゛パイプ5/、吸
入口54へと万へ流れ、吸入口54を介してハウジング
50を注入室58と排出室60に分割している隔壁57
(破線)を貫通する複数の一方向流タイブフィルタエレ
メント56に流れる。矢印62で示されるフィルタリン
グされた排気ガスは、ハウジング50から排出口64を
介して鎖線で示す下流バイブロ′、さらに残りの排気シ
ステムと流れ込む。
排出室60は、排気ガスの運動を垂直方向から水平方向
へと変えるように働く。
へと変えるように働く。
この発明のいくつかの実施例について以上説明して来た
が、さらに他の実施例およびその変形例についても示唆
を行なった。また構造、構成および(あるいは)配置に
関してこの発明の技術思想を逸脱することなく他の変形
を行なうことも可能である。
が、さらに他の実施例およびその変形例についても示唆
を行なった。また構造、構成および(あるいは)配置に
関してこの発明の技術思想を逸脱することなく他の変形
を行なうことも可能である。
第1図、第1a図、第2図および第3図は並列して作用
する複数の独立した一方向流タイブのハニカムフィルタ
エレメントを備えろフィルター装置の実施例の斜視図、
上方からの断面図および側方からの断面図を示し、第4
図は、この発明による装置の他の実施例の説明図である
。 1 ・・・車 輛 2 ・・・シャ − シ 3
・・・テイーセルエンジン4・・・マニフォールド
5・・・排気パイプ 5L・・上流パイプ10・・・ハ
ウジング 12,14・・・シェル 18・・・吸入口
24・・・排出口 30・・・フィルターエレメン
ト32・・・簿い壁 34・・・注入面 36・・・排
出面38・・・セ ル 39・・・外 壁 4o・・・
隔 壁42・・・注入室 44・・・排出室 22・・
・流 体−≦C匁、fa Fψ・J (自利手続補正書 昭和58年5月23日 特許庁長官 殿 1、事nの表示 特願昭58−28403号 2、発明の名称 固体微粒子フィルタリング装置および方法3、補正をす
る者 小骨との関係 特許出願人 任 所 アメリカ合衆国 ニューヨーク州コーニン
グ(番地なし) 名 称 コーニング グラス ワークス4、代理人 東京都港区六本木5丁目2番1号 な し 6、補iFにより増加する発明の数 な し7
、補正の対象 明細書および優先権証明書8、補正
の内容 1)手幽き明細虐をタイプ浄書に補正します。
する複数の独立した一方向流タイブのハニカムフィルタ
エレメントを備えろフィルター装置の実施例の斜視図、
上方からの断面図および側方からの断面図を示し、第4
図は、この発明による装置の他の実施例の説明図である
。 1 ・・・車 輛 2 ・・・シャ − シ 3
・・・テイーセルエンジン4・・・マニフォールド
5・・・排気パイプ 5L・・上流パイプ10・・・ハ
ウジング 12,14・・・シェル 18・・・吸入口
24・・・排出口 30・・・フィルターエレメン
ト32・・・簿い壁 34・・・注入面 36・・・排
出面38・・・セ ル 39・・・外 壁 4o・・・
隔 壁42・・・注入室 44・・・排出室 22・・
・流 体−≦C匁、fa Fψ・J (自利手続補正書 昭和58年5月23日 特許庁長官 殿 1、事nの表示 特願昭58−28403号 2、発明の名称 固体微粒子フィルタリング装置および方法3、補正をす
る者 小骨との関係 特許出願人 任 所 アメリカ合衆国 ニューヨーク州コーニン
グ(番地なし) 名 称 コーニング グラス ワークス4、代理人 東京都港区六本木5丁目2番1号 な し 6、補iFにより増加する発明の数 な し7
、補正の対象 明細書および優先権証明書8、補正
の内容 1)手幽き明細虐をタイプ浄書に補正します。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)排気源と排出点間に配置され固体1敗粒子で汚染
された流体を移送する手段中にあってフィルタリングを
行なう装置にお(・て、前記11F気源から導かれる前
記移送手段の上流部分に接続される吸入口と明記排出点
に接続する前記移送手段の下流部分に図続される排出口
とを有するハウジングと、ハウジング内に位置せしめら
れ、その各々か注入面とこれに対問する排出面を規制4
″る相互に結合された複数の薄い壁によって形成されろ
と共に互いにほぼ平行でありかつ1−・配置面間に長手
方向に位置する因数のセルによって形成される複数のフ
ィルターエレメントであって、前記セルの吸入ログルー
プは@配回入面の位置で開口しかつ目jl記排出面伺近
で閉鎖され、前記セルの排出[」グループは、前記排出
面の位置で開口しかつ前記吸入面付近で閉鎖され、前記
薄い壁は少なく共その小さな寸法を流体が通過できかつ
いかなる方向へも固体微粒子の少なく共重要な部分が通
過しないような容積と大きさの開放された多孔を有する
ようにしたフィルターエレメントからなシ、 前記フィルターエレメントは、その前記注入面が前記移
送手段の上流部分から前記))ウジングに専かれる汚染
流体に向けられるように前記ハウジング内に位置せしめ
られて、前記フィルターエレメントは前記流体をフィル
タリングするように並列して作用するようにした固体微
粒子フィルタリング装置。 (2)複数の前記フィルタか、有効径口とこの有効径を
下回る有効長Li有する特許請求の範囲第1項記載の装
置。 (3)複数の前記フィルタの各々が、有効径dとこの有
効径を下回る有効長1”fK有する特0/l:請求の範
囲第2項記載の装置。 (4) 前記フィルタかセラミック材がら11もれて
(・乙特許請求の範囲第1,10記叔の仏間。 (5) +iil記が1体が、高い温度にお(・て前
記装詩ダ辿過する特許請求のφ[≧間第、4 J貝記載
の装置6゜ (6)前記流体か、テイーセルエンジンの4111−気
ガスで糸)る特許請求の範囲第5項記1戊の一装置。 (7) 開口I−だ前記多孔か、前記薄い壁の容積の
約25係を越え、1ミクロンを越える平均的径ケ有する
多数の孔によってノド1反さi+ている特許請求の範囲
第6項記値の装置6゜(8) 流体から固体微粒子を
フィルタリングする方法において、汚染流体を4送する
手段な隔壁により上流部分と下流ス、1(分に分、I’
ll +、隔壁を貫通して枚数のフィルターエレメント
をイ☆置決めし、その際エレメントの芥々が61人面と
これに対向する排出[111を規制する相互に結合され
た複数の薄い壁お6Lひ前記佳人[用と排出面間の複数
の注入セルと排出セルとによって形成されろようにし、
前4己薄い壁は相接するセル出1における薄見・壁の少
なく共小さな寸法を甜1体か通過できかつ゛、・かなろ
方向へも排気ガス中の固+ ta粒子の少なく共重四な
一部分か間過しないよ5な容積と大きさの開放された多
孔を有し、さらに前i己吸入由1は移送り段の下流部分
とおよび前記排出[田はその下流部分と接続するように
なし、さらに前記流体が前・記移送手段と複数のフィル
タな通過するように1〜たフィルタリング方法。 (9)複数の前記フィルターエレメントが、有効長1・
とこれを越えない有効径[)を有する特許請求の範囲第
8項記載の方法。 (10)有効径dと有効長lを有するティーセルエンジ
ンの排気ガスフィルタにおいて、薄い多孔の壁が、両面
に注入面と排出fFJ]を備え、niT Mdの二つの
曲間のほぼ長手方向であってほぼケいに平行に俊数のセ
ルが設けられ、Ai前記セルの注入口のグループが前記
71−入面においてのみ開孔し、前記セルσ)排出口(
1)グループかi」F1記排出而ておいてノ、ス^−ロ
1−イ)ようになし、前記dとlの比カ′−10に給し
いかル)るいはこれを越えるようにしたフィルタ。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US06/350,997 US4427423A (en) | 1982-02-22 | 1982-02-22 | High aspect ratio solid particulate filtering apparatus and method of filtering |
US350997 | 1989-05-11 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58196821A true JPS58196821A (ja) | 1983-11-16 |
JPH055523B2 JPH055523B2 (ja) | 1993-01-22 |
Family
ID=23379151
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58028403A Granted JPS58196821A (ja) | 1982-02-22 | 1983-02-22 | 固体微粒子フイルタリング装置および方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4427423A (ja) |
EP (1) | EP0090492B1 (ja) |
JP (1) | JPS58196821A (ja) |
CA (1) | CA1186637A (ja) |
DE (1) | DE3371174D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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