JP2007154870A - 排ガス浄化フィルタ - Google Patents

排ガス浄化フィルタ Download PDF

Info

Publication number
JP2007154870A
JP2007154870A JP2006253414A JP2006253414A JP2007154870A JP 2007154870 A JP2007154870 A JP 2007154870A JP 2006253414 A JP2006253414 A JP 2006253414A JP 2006253414 A JP2006253414 A JP 2006253414A JP 2007154870 A JP2007154870 A JP 2007154870A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust gas
inlet
cells
pressure loss
cell
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2006253414A
Other languages
English (en)
Inventor
Mikio Ishihara
幹男 石原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2006253414A priority Critical patent/JP2007154870A/ja
Priority to DE102006035420A priority patent/DE102006035420A1/de
Priority to FR0609865A priority patent/FR2893668A1/fr
Publication of JP2007154870A publication Critical patent/JP2007154870A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2459—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the plugs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2484—Cell density, area or aspect ratio
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/247—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the cells
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2474—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure of the walls along the length of the honeycomb
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2482—Thickness, height, width, length or diameter
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • B01D46/2486—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure characterised by the shapes or configurations
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2498—The honeycomb filter being defined by mathematical relationships
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B35/00—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products
    • C04B35/01—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics
    • C04B35/16—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay
    • C04B35/18—Shaped ceramic products characterised by their composition; Ceramics compositions; Processing powders of inorganic compounds preparatory to the manufacturing of ceramic products based on oxide ceramics based on silicates other than clay rich in aluminium oxide
    • C04B35/195—Alkaline earth aluminosilicates, e.g. cordierite or anorthite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B38/00—Porous mortars, concrete, artificial stone or ceramic ware; Preparation thereof
    • C04B38/0006—Honeycomb structures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • 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
    • F01N3/022—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
    • F01N3/0222—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/24—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies
    • B01D46/2403—Particle separators, e.g. dust precipitators, using rigid hollow filter bodies characterised by the physical shape or structure of the filtering element
    • B01D46/2418—Honeycomb filters
    • B01D46/2451—Honeycomb filters characterized by the geometrical structure, shape, pattern or configuration or parameters related to the geometry of the structure
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
    • C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00793—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 as filters or diaphragms
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
    • F01N2330/30—Honeycomb supports characterised by their structural details
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12—Improving ICE efficiencies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Filtering Materials (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

【課題】トータル圧損も低減することが出来る排ガス浄化フィルタを提供する。
【解決手段】多数の細孔を備えた隔壁と、前記隔壁の周囲を覆う外皮層と、を有し、ハニカム状に形成されているハニカム成形体を備え、前記隔壁により仕切られ排出ガスを流通する複数のセルは、排出ガスの入口側である入口部が開放し、排出ガスの出口側である出口部が前記セルの前記出口部を栓詰する出口側栓部により閉鎖している入口セルと、前記入口部が前記セルの前記入口部を栓詰する入口側栓部により閉鎖し、前記出口部が開放している出口セルとからなり、内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集して、排出ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタにおいて、複数の前記入口セルに挟まれた前記隔壁を備え、前記複数の入口セルに挟まれた隔壁の合計表面積をＳ１、全ての前記セルの隔壁の合計表面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２は、０．０５から０．０９の範囲とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集して、排ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタに関する。
従来、内燃機関の排ガス中のパティキュレート（粒子状物質、以下ＰＭ）を捕集して排ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタとして、セラミック材料からなるハニカム成形体を有する排ガス浄化フィルタがある。
ハニカム成形体は、多数の細孔を備えた隔壁と、隔壁の周囲を覆う外皮層と、を備えている。そして、隔壁により仕切られている複数のセルには、浄化効率を高めるため、セルの端部に栓部を配設している。
このような、ハニカム成形体のセルは、排ガスの入口側である入口部が開放し、排ガスの出口側である出口部が栓部により閉鎖している入口セルと、入口部が閉鎖し、出口部が開放している出口セルと、からなる。そして、排ガス流れは、入口セルからハニカム成形体内へ導入され、隔壁を通過し、出口セルからハニカム成形体外へ排出される。
ところで、排ガス浄化フィルタでは、ＰＭの堆積量が増えると圧損が上昇する。圧損が大きくなると、出力低下等の不具合を生じ、しいては、燃費の悪化を招く。
そこで、ＰＭ堆積時の圧損を低減させる為、入口セルの集合表面積が出口セル郡の集合表面積より少なくとも約２５％大きいことを特徴とする排ガス浄化フィルタが提案されている（特許文献１参照）。
特開昭５８−１９６８２０号公報
しかし、本発明者らが検討した結果、特許文献１に示す従来技術では、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損を十分低く出来ないことが分かった。
本発明は、ＰＭ堆積時の圧損を低減するのみでなく、トータル圧損も低減することが出来る排ガス浄化フィルタを提供することである。
そこで、本発明者らはトータル圧損が高くなる原因を鋭意研究した。その結果、特許文献１に示す従来技術では、入口セルに挟まれた隔壁が多くなる。そして、入口セルに挟まれた隔壁にはガスが流れ難くなるため、初期圧損が増加する。即ち、ハニカム状の排ガス浄化フィルタにおける初期圧損は隔壁の影響が最も大きい。このため、特許文献１に示す従来技術のように、必要以上に入口セルに挟まれた隔壁が多くなると、排ガスが流れ難い隔壁の面積が多くなり、初期圧損が増加する。そして、初期圧損が増加する影響から、トータル圧損も増加することをはじめて見出した。
本発明においては、多数の細孔を備えた隔壁と、前記隔壁の周囲を覆う外皮層と、を有し、ハニカム状に形成されているハニカム成形体を備え、前記隔壁により仕切られ排出ガスを流通する複数のセルは、排出ガスの入口側である入口部が開放し、排出ガスの出口側である出口部が前記セルの前記出口部を栓詰する出口側栓部により閉鎖している入口セルと、前記入口部が前記セルの前記入口部を栓詰する入口側栓部により閉鎖し、前記出口部が開放している出口セルとからなり、内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集して、排出ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタにおいて、複数の前記入口セルに挟まれた前記隔壁を備え、前記複数の入口セルに挟まれた隔壁の合計表面積をＳ１、全ての前記セルの隔壁の合計表面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２は、０．０５から０．０９の範囲であることを特徴とする排ガス浄化フィルタを提供する。
これによると、トータル圧損を低減することが出来る。
Ｓ１／Ｓ２が０．０９より大きい場合には、入口セルに挟まれた隔壁が多くなり、排ガスが通り難い隔壁の面積が大きくなり、排ガスが通り易い隔壁の面積が小さくなる。このため、初期圧損が増加する。また、初期圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。Ｓ１／Ｓ２が０．０５未満の場合には、入口セルに挟まれた隔壁が少ない為、ＰＭが広範囲に分散して堆積出来ない。また、ＰＭが入口を閉塞し易い。このため、ＰＭ堆積時の圧損が増加する。また、ＰＭ堆積時の圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。
なお、本発明におけるＳ１及びＳ２は、請求項２及び３のように既定することが出来る。
（実施例１）
＜概要＞
本発明の実施形態に係る排ガス浄化フィルタの構成を図１及び図２に従って説明する。図１は、本発明の実施形態に係る排ガス浄化フィルタの入口側端面１８を示す概略断面図であり、図２は、排ガス浄化フィルタのセルにおける断面図である。
排ガス浄化フィルタ１は、図１、図２に示すごとく、多数の細孔を備えた隔壁１１と、隔壁１１の周囲を覆う外皮層１３と、を有し、ハニカム状に形成されているハニカム成形体１０を備える。
また、隔壁１１により仕切られ排出ガスを流通する複数のセル１２は、排出ガスの入口側である入口部１ａが開放し、排出ガスの出口側である出口部１ｂがセル１２を栓詰する出口側栓部２ｂにより閉鎖している入口セル１２ａと、入口部１ａが入口側栓部２ａにより閉鎖し、出口部１ｂが開放している出口セル１２ｂとからなる。
そして、排ガス流れは、入口セル１２ａからハニカム成形体１０内へ導入され、隔壁１１を通過し、出口セル１２ｂからハニカム成形体１０外へ排出される。
＜特徴＞
以下、特徴部分について説明する。本実施形態に係る排ガス浄化フィルタ１では、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１ｃを備え、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１ｃの合計表面積をＳ１、全てのセル１２の隔壁１１の合計表面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２は、０．０５から０．０９の範囲であることを特徴とする。これによると、トータル圧損を低減することが出来る。Ｓ１／Ｓ２が０．０９より大きい場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが多くなる、即ち、排ガスが通り難い隔壁１１ｃの面積が大きくなり、排ガスが通り易い隔壁１１の面積が小さくなる。このため、初期圧損が増加する。また、初期圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。Ｓ１／Ｓ２が０．０５未満の場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが少ない為、ＰＭが広範囲に分散して堆積出来ない。また、ＰＭが入口を閉塞し易い。このため、ＰＭ堆積時の圧損が増加する。また、ＰＭ堆積時の圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。
なお、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１ｃの合計表面積Ｓ１は、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１ｃにおける複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に面する面の表面積の合計であり、全てのセル１２の隔壁１１の合計表面積Ｓ２は、セル１２を形成する隔壁１１のセル１２内側面の表面積の合計と、セル１２の全体数と、の積である。
＜詳細＞
以下、詳細に説明する。本実施形態に係る排ガス浄化フィルタ１は、図１、図２に示すごとく、多数の細孔を備え、排ガス５を通過させることが出来る隔壁１１と、隔壁１１の周囲を覆う外皮層１３と、を有し、ハニカム状に形成されているハニカム成形体１０を備える。
また、隔壁１１により仕切られ排出ガスを流通する複数のセル１２は、排出ガスの入口側である入口部１ａが開放し、排出ガスの出口側である出口部１ｂが出口側栓部２ｂにより閉鎖している第１の入口セル１２ａと、入口部１ａが入口側栓部２ａにより閉鎖し、出口部１ｂが開放している出口セル１２ｂと、第１の入口セル１２ａと出口セル１２ｂとを隣接するセルで互い違いになるように設けたとき、本来、出口セル１２ととなるべき部分を入口セルに変更した第２の入口セル１２ｃとからなる。
また、ハニカム成形体１０に設けられたセル１２は、四角形状の断面空間を有している。
また、本例の排ガス浄化フィルタ１の全体サイズは、直径１４４ｍｍ、長さ２００ｍｍであり、隔壁１１の厚さは、０．３０ｍｍであり、セルピッチは、１．４７ｍｍである。また、隔壁１１の気孔率は、６５％であり、平均細孔径は、２５μｍである。また、隔壁１１に囲まれたセル（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ）が合計４００個設けられている。
また、隔壁１１には、通常、白金、ロジウム、パラジウム、バリウム、カリウム等の触媒が担持される。
そして、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１ｃを備え、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１ｃの合計表面積をＳ１、全てのセル１２の隔壁１１の合計表面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２は、０．０５から０．０９の範囲であることを特徴とする。これによると、トータル圧損を低減することが出来る。Ｓ１／Ｓ２が０．０９より大きい場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが多い、即ち、排ガスが通り難い隔壁１１ｃの面積が大きくなり、排ガスが通り易い隔壁１１の面積が小さくなる。このため、初期圧損が増加する。また、初期圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。Ｓ１／Ｓ２が０．０５未満の場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが少ない為、ＰＭが広範囲に分散して堆積出来ない。また、ＰＭが入口を閉塞し易い。このため、ＰＭ堆積時の圧損が増加する。また、ＰＭ堆積時の圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。
（実施例２）
排ガス浄化フィルタ１の栓部２の配置例について図３乃至７を用いて説明する。図３及び４は本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタ１の排ガス入口側端面１８を示す説明図であり、図５及至７は本発明の比較例に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面１８を示す説明図である。なお、全体サイズ等は、図１及び２に示した実施形態と同様である。
まず、図３及び４の本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタ１の排ガス入口側端面１８を説明する。
図３及び４に示す本発明の実施形態に係る排ガス浄化フィルタ１では、排ガス浄化フィルタ１の排ガス入口側端面１８に、隔壁１１に囲まれ、断面四角形状となるセルが多数設けられている。このセル群は、第１の入口セル１２ａと出口セル１２ｂとが隣接するセルで互い違いになるように設けられた部分と、第１の入口セル１２ａと出口セル１２ｂとを隣接するセルで互い違いになるように設けたとき、本来、出口セル１２ｂとなるべき部分を入口セルに変更した第２の入口セル１２ｃの部分とを有している。よって、第２の入口セル１２ｃは、第１の入口セル１２ａによって少なくとも２方向より挟まれている。また、第２の入口セル１２ｃは、互いに少なくとも３セル以上の間隔をおいて分散して設けられている。また、第２の入口セル１２ｃを形成する隔壁１１ｃは、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれている。
また、全セルにおいて、セルを形成する隔壁１１のセル内側面の表面積が同じとすれば、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれている隔壁１１ｃの数を、全体の隔壁数で割ることによって、この隔壁１１ｃの合計表面積をＳ１、全てのセル１２の隔壁１１の合計表面積をＳ２としたときのＳ１／Ｓ２を求めることが出来る。
そして、図３の例では、第２の入口セル１２ｃは１８個配置されているから、隔壁１１ｃの数は１４４個、図４の例では、第２の入口セル１２ｃは１０個配置されているから、隔壁１１ｃの数は８０個である。
よって、この隔壁１１ｃの合計表面積をＳ１、全てのセル１２の隔壁１１の合計表面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２は、図３に示す例では０．０９、図４に示す例では０．０５、であり、共に０．０５から０．０９の範囲となっている。
これによると、トータル圧損を低減することが出来る。Ｓ１／Ｓ２が０．０９より大きい場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが多くなる、即ち、排ガスが通り難い隔壁１１ｃの面積が大きくなり、排ガスが通り易い隔壁１１の面積が小さくなる。このため、初期圧損が増加する。また、初期圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。Ｓ１／Ｓ２が０．０５未満の場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが少ない為、ＰＭが広範囲に分散して堆積出来ない。また、ＰＭが入口を閉塞し易い。このため、ＰＭ堆積時の圧損が増加する。また、ＰＭ堆積時の圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。
なお、第２の入口セル１２ｃは、結果として、Ｓ１／Ｓ２が、０．０５から０．０９の範囲となるのであれば、どのように配置されていても構わない。例えば、図８に示すように、第２の入口セル１２ｃは、排ガス入口側端部１８において、中心部分に集中していても良く、図９に示すように、第２の入口セル１２ｃは、排ガス入口側端部１８において、周辺部分に集中していても良く、図１０に示すように、第２の入口セル１２ｃは、排ガス入口側端部１８において、片側半分部分（図１０では上部半分）に集中していても良い。
（比較例）
次いで、図５乃至７の本発明の比較例に係る、排ガス浄化フィルタ１の排ガス入口側端面１８を説明する。
図５乃至７に示す本発明の比較例に係る排ガス浄化フィルタ１においても、図３及び４に示した本発明の実施例に係る排ガス浄化フィルタ１と同様に、排ガス浄化フィルタ１の排ガス入口側端面１８に、第１の入口セル１２ａと出口セル１２ｂとが隣接するセルで互い違いになるように設けられた部分と、第１の入口セル１２ａと出口セル１２ｂとを隣接するセルで互い違いになるように設けたとき、本来、出口セル１２ｂとなるべき部分を入口セルに変更した第２の入口セル１２ｃの部分とを有している。よって、第２の入口セル１２ｃは、第１の入口セル１２ａによって少なくとも２方向より挟まれている。また、第２の入口セル１２ｃを形成する隔壁１１ｃは、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれている。
しかし、隔壁１１ｃの合計表面積をＳ１、全てのセル１２の隔壁１１の合計表面積をＳ２としたときの、Ｓ１／Ｓ２が、０．０５から０．０９の範囲となっていない点が、図３及び４に示した本発明の実施例に係る排ガス浄化フィルタ１と異なっている。
図５に示す例では、隔壁１１ｃ数は４１６個、全てのセル１２数は１６００個であり、Ｓ１／Ｓ２は、０．０５となり、０．０９より大きくなっている。
図６に示す例では、隔壁１１ｃ数は５４４個、全てのセル１２数は１６００個であり、Ｓ１／Ｓ２は、０．３４となり、０．０９より大きくなっている。
図５又は６に示す例のように、Ｓ１／Ｓ２が０．０９より大きい場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが多くなる、即ち、排ガスが通り難い隔壁１１ｃの面積が大きくなり、排ガスが通り易い隔壁１１の面積が小さくなる。このため、初期圧損が増加する。また、初期圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。
図７に示す例では、隔壁１１ｃ数は３２個、全てのセル１２数は１６００個であり、Ｓ１／Ｓ２は、０．０２となり、０．０５より小さくなっている。
図７に示す例のように、Ｓ１／Ｓ２が０．０５未満の場合には、入口セルに挟まれた隔壁１１ｃが少ない為、ＰＭが広範囲に分散して堆積出来ない。また、ＰＭが入口を閉塞し易い。このため、ＰＭ堆積時の圧損が増加する。また、ＰＭ堆積時の圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。
よって、図５乃至７に示す本発明の比較例に係る排ガス浄化フィルタ１では、トータル圧損を低減することが出来ない。
（実施例３）
図１１は、図３乃至７の排ガス浄化フィルタにおける、Ｓ１／Ｓ２と、初期圧損及びトータル圧損と、の関係を示すグラフである。なお、各排ガス浄化フィルタは、入口セルと出口セルの数及び配置は異なるが、その他の条件は一定であり、例えば、本例の排ガス浄化フィルタ１の全体サイズは、直径１４４ｍｍ、長さ２００ｍｍとし、隔壁１１の厚さは、０．３０ｍｍとし、また隔壁１１の気孔率は、６５％とし、平均細孔径は、２５μｍとした。また、圧損の計測方法は、圧損計測装置にて、９ｍ／分の力で吸引した場合における圧損計測装置の圧力と大気圧との差を計測した。
グラフ中のパターンＡの点は、図３の排ガス浄化フィルタにおける圧損を示し、パターンＢの点は、図４の排ガス浄化フィルタにおける圧損を示し、パターンＣの点は、図５の排ガス浄化フィルタにおける圧損を示し、パターンＤの点は、図６の排ガス浄化フィルタにおける圧損を示し、パターンＥの点は、図７の排ガス浄化フィルタにおける圧損を示す。
図１１から分かるように、Ｓ１／Ｓ２が０．０５〜０．０９の範囲であるとき、最もトータル圧損が低いことが分かる。
本発明の実施形態に係る排ガス浄化フィルタを示すパターンＡ及びＢは、いずれもこの範囲に含まれており、トータル圧損が低くなっている。一方、本発明の比較例に係る排ガス浄化フィルタを示すパターンＣ及至Ｅは、いずれもこの範囲に含まれておらず、トータル圧損が高くなっている。この原因としては、以下の通りである。即ち、Ｓ１／Ｓ２が０．０９より大きい場合には、複数の入口セルに挟まれた隔壁が多くなる、即ち、排ガスが通り難い隔壁の面積が大きくなり、排ガスが通り易い隔壁１１の面積が小さくなる。このため、初期圧損が増加する。また、初期圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。Ｓ１／Ｓ２が０．０５未満の場合には、複数の入口セルに挟まれた隔壁が少ない為、ＰＭが広範囲に分散して堆積出来ない。また、ＰＭが入口を閉塞し易い。このため、ＰＭ堆積時の圧損が増加する。また、ＰＭ堆積時の圧損が増加する影響から、初期圧損とＰＭ堆積時の圧損とを合わせたトータル圧損も増加する。
（実施例４）
次に、排ガス浄化フィルタ１の製造方法について説明する。本例の排ガス浄化フィルタ１の製造方法は、図１２に示すごとく、少なくとも、押出成形工程、マスキング工程、栓材配置工程、及び焼成工程を行う。
上記押出成形工程は、ハニカム成形体１０成形用材料である基材を押出成形し、乾燥し、所定長さに切断して、多数の細孔を備えた隔壁１１と、隔壁１１の周囲を覆う外皮層１３と、を有し、隔壁１１により仕切られている複数のセル１２は、両端面１８、１９に貫通してなるハニカム成形体１０を作製する工程である。
上記マスキング工程は、ハニカム成形体１０の端面１８、１９におけるセル１２の開口部３のうち、栓部により栓詰めすべき部分を開口させた状態でその他の部分を覆うようにマスキング材４２を配置する工程である。
上記栓材配置工程は、上記栓詰めすべき部分に、栓部の材料である栓材を配置する工程である。
上記焼成工程は、上記基材と上記栓材とを焼成する工程である。
以下、これを詳説する。
＜押出成形工程＞
まず、ハニカム成形体１０成形用材料である基材の主原料となるタルク、溶融シリカ、及び水酸化アルミニウムを所望の組成となるように秤量し、造孔剤、バインダー、水等を加え、混合機にて混合撹拌した。そして、得られた混合原料を成形機にて押出成形し、ハニカム状の成形体を得た。これを乾燥した後、所望の長さに切断し、ハニカム状に設けられた隔壁１１と、隔壁１１の周囲を覆う外皮層１３と、を有するハニカム成形体１０を作製した（図１２（ａ）参照）。
なお、上記基材の主原料となるタルクは、平均粒子径が１０〜５０μｍであり、かつ不純物であるＦｅ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２の合計含有量が１．０重量％以下のものを用いた。また、溶融シリカは、平均粒子径が５〜５０μｍであり、かつ不純物であるＦｅ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２の合計含有量が０．２５重量％以下のものを用いた。また、水酸化アルミニウムは、平均粒子径が約５．４μｍであり、かつ不純物であるＦｅ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２の合計含有量が０．５０重量％以下のものを用いた。
＜マスキング工程＞
次に、図１２（ａ）に示すごとく、ハニカム成形体１０の両端面１８、１９全体を覆うようにマスキング材４２を貼り付けた。そして、図１２（ｂ）に示すごとく、両端面１８、１９の栓詰めすべき位置に対応するマスキング材４２をレーザーにて開口させ、貫通穴４２０を設けた。これにより、ハニカム成形体１０は、栓部により栓詰めすべき部分が貫通穴４２０により開口し、その他の部分がマスキング材４２で覆われた状態となった。なお、本例では、マスキング材４２として、厚さ０．１ｍｍの樹脂フィルムを用いた。
＜栓材配置工程＞
次に、栓部２の材料である栓材の主原料となるタルク、溶融シリカ、及び水酸化アルミニウムを所望の組成となるように秤量し、造孔剤、バインダー、水等を加え、混合機にて混合撹拌し、スラリー２０を作製した。
なお、上記栓材の主原料となるタルク及び溶融シリカは、上記基材と同様のものを用いた。また、水酸化アルミニウムは、平均粒子径が約２．５μｍであり、かつ不純物であるＦｅ２Ｏ３、ＣａＯ、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏ、ＴｉＯ２の合計含有量が０．５０重量％以下のものを用いた。
そして、図１２（ｃ）に示すごとく、スラリー２０を入れた容器を準備した後、マスキング工程を施したハニカム成形体１０の排ガス入口側端面１８を浸漬し、マスキング材４２の貫通穴４２０からスラリー２０を適量浸入させた。また、ハニカム成形体１０の排ガス出口側端面１９も同様の工程を行った。
＜焼成工程＞
次に、基材よりなるハニカム成形体１０とハニカム成形体１０の栓詰めすべき部分に配置した栓材としてのスラリー２０とを約１４００℃で焼成する。これにより、マスキング材４２は焼却除去され、図１、図２に示すようなハニカム成形体１０と栓部２とを有する排ガス浄化フィルタ１を作製した。
以上述べたように、本発明の排ガス浄化フィルタでは、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１を備え、複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁１１の合計表面積をＳ１、全てのセル１２の隔壁１１の合計表面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２を０．０５から０．０９の範囲にすることにより、トータル圧損を低減することが出来る。
（実施例５）
図１３は、本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの軸方向断面を示す説明図である。図１３に示す排ガス浄化フィルタ１では、実施例１に記載した構成に加えて、出口側栓部２ｂの長さを入口側栓部２ａの長さの２〜５倍とすることを特徴とする。通常の栓部の長さは約３ｍｍであるのに対し、出口側栓部２ｂの長さは、２〜５倍であるため、熱容量が増し、ＰＭを効率的に燃焼することができる。一方、２倍以下（約６ｍｍ以下）では、ＰＭを効率的に燃焼することが困難であり、５倍以上（約１５ｍｍ以上）では、濾過面積が減少する為、圧損が増大してしまう。本実施例によれば、実施例１の効果と相まって、トータル圧損を低減すると共にＰＭを効率的に燃焼することができる。
なお、本発明に用いられる構成は本発明の課題を達成出来るものであれば、本実施例の構成に限定されない。例えば、ハニカム成形体の形状は円柱状であっても、角柱状であってもよい。
本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの端面を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの軸方向断面を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（１）である。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（２）である。 本発明の比較例に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（１）である。 本発明の比較例に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（２）である。 本発明の比較例に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（３）である。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（３）である。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（４）である。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの排ガス入口側端面を示す説明図（５）である。 本発明の実施形態に係る、複数の入口セルに挟まれた隔壁の合計表面積Ｓ１と全てのセルの隔壁の合計表面積Ｓ２との比率Ｓ１／Ｓ２と、初期圧損及びトータル圧損と、の関係を示すグラフである。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの製造方法を示す説明図である。 本発明の実施形態に係る、排ガス浄化フィルタの軸方向断面を示す説明図である。
符号の説明
１ 排ガス浄化フィルタ
１ａ 入口部
１ｂ 出口部
１０ ハニカム成形体
１１ 隔壁
１１ｃ 複数の入口セル（１２ａ又は１２ｃ）に挟まれた隔壁
１２ セル
１２ａ 第１の入口セル
１２ｂ 出口セル
１２ｃ 第２の入口セル
１３ 外皮層
１８ 排ガス入口側端面（端面）
１９ 排ガス出口側端面（端面）
２ 栓部
２ａ 入口側栓部
２ｂ 出口側栓部
３ 開口部
４２ マスキング材

Claims (4)

  1. 多数の細孔を備えた隔壁と、前記隔壁の周囲を覆う外皮層と、を有し、ハニカム状に形成されているハニカム成形体を備え、
    前記隔壁により仕切られ排出ガスを流通する複数のセルは、排出ガスの入口側である入口部が開放し、排出ガスの出口側である出口部が前記セルの前記出口部を栓詰する出口側栓部により閉鎖している入口セルと、
    前記入口部が前記セルの前記入口部を栓詰する入口側栓部により閉鎖し、前記出口部が開放している出口セルとからなり、
    内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集して、排出ガスの浄化を行う排ガス浄化フィルタにおいて、
    複数の前記入口セルに挟まれた前記隔壁を備え、
    前記複数の入口セルに挟まれた隔壁の合計表面積をＳ１、全ての前記セルの隔壁の合計表面積をＳ２としたとき、Ｓ１／Ｓ２は、０．０５から０．０９の範囲であることを特徴とする排ガス浄化フィルタ。
  2. 前記複数の入口セルに挟まれた隔壁の合計表面積Ｓ１は、前記複数の入口セルに挟まれた隔壁における前記複数の入口セルに面する面の表面積の合計であることを特徴とする請求項１に記載の排ガス浄化フィルタ。
  3. 前記全てのセルの隔壁の合計表面積Ｓ２は、前記セルを形成する前記隔壁の内側面の表面積の合計と、前記セルの全体数と、の積であることを特徴とする請求項１又は２に記載の排ガス浄化フィルタ。
  4. 前記出口側栓部の長さを前記入口側栓部の長さの２〜５倍とすることを特徴とする請求項１乃至３に記載の排ガス浄化フィルタ。
JP2006253414A 2005-11-10 2006-09-19 排ガス浄化フィルタ Withdrawn JP2007154870A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006253414A JP2007154870A (ja) 2005-11-10 2006-09-19 排ガス浄化フィルタ
DE102006035420A DE102006035420A1 (de) 2005-11-10 2006-11-09 Abgasreinigungsfilter
FR0609865A FR2893668A1 (fr) 2005-11-10 2006-11-10 Filtre d'epuration de gaz d'echappement

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005326621 2005-11-10
JP2006253414A JP2007154870A (ja) 2005-11-10 2006-09-19 排ガス浄化フィルタ

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2007154870A true JP2007154870A (ja) 2007-06-21

Family

ID=38016579

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006253414A Withdrawn JP2007154870A (ja) 2005-11-10 2006-09-19 排ガス浄化フィルタ

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2007154870A (ja)
DE (1) DE102006035420A1 (ja)
FR (1) FR2893668A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236030A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Tokyo Yogyo Co Ltd ハニカム構造体
JP2009236028A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Tokyo Yogyo Co Ltd ハニカム構造体
WO2015133435A1 (ja) * 2014-03-03 2015-09-11 住友化学株式会社 ハニカムフィルタ

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7316790B2 (ja) 2016-04-22 2023-07-28 コーニング インコーポレイテッド 長方形出口ハニカム構造、微粒子フィルタ、押出ダイ、およびそれらの製造方法
US11536176B2 (en) 2017-11-21 2022-12-27 Corning Incorporated High ash storage, pattern-plugged, honeycomb bodies and particulate filters

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009236030A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Tokyo Yogyo Co Ltd ハニカム構造体
JP2009236028A (ja) * 2008-03-27 2009-10-15 Tokyo Yogyo Co Ltd ハニカム構造体
WO2015133435A1 (ja) * 2014-03-03 2015-09-11 住友化学株式会社 ハニカムフィルタ

Also Published As

Publication number Publication date
DE102006035420A1 (de) 2007-06-14
FR2893668A1 (fr) 2007-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6800107B2 (en) Exhaust gas purifying filter
JP3925154B2 (ja) 排ガス浄化フィルタ
US7972400B2 (en) Honeycomb filter system
JP5144075B2 (ja) ハニカム構造体及びその製造方法
KR101588784B1 (ko) 밀봉된 하니컴 구조체 및 배기 가스 정화 장치
JP6578938B2 (ja) 排ガスフィルタ
EP2108447A2 (en) Honeycomb structure
EP1568406A1 (en) Honeycomb filter and exhaust gas purification apparatus
JP2014131795A (ja) ハニカム触媒体
JP2009095827A (ja) 排ガス浄化フィルタ
JP5997025B2 (ja) ハニカム触媒体
JP5997026B2 (ja) ハニカム触媒体
US9957861B2 (en) Honeycomb filter
WO2016125879A1 (ja) ハニカム構造体
JP2005118700A (ja) ハニカム構造体、及び触媒コンバータ
CN109833693B (zh) 蜂窝过滤器
JP2007154870A (ja) 排ガス浄化フィルタ
JP2014054623A (ja) 目封止ハニカム構造体
JP2004113887A (ja) ハニカム触媒担体及びその製造方法
JP4320702B2 (ja) 排気ガス浄化装置
JP2008212787A (ja) 排ガス浄化フィルタ
JP6110750B2 (ja) 目封止ハニカム構造体
US20200101410A1 (en) Honeycomb filter
JP2005052750A (ja) 排気ガス浄化装置用セラミックハニカム触媒及び排気ガス浄化装置
JP2006000685A (ja) ハニカム構造体及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20091201