JPH0633739A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents
排気ガス浄化装置Info
- Publication number
- JPH0633739A JPH0633739A JP4187027A JP18702792A JPH0633739A JP H0633739 A JPH0633739 A JP H0633739A JP 4187027 A JP4187027 A JP 4187027A JP 18702792 A JP18702792 A JP 18702792A JP H0633739 A JPH0633739 A JP H0633739A
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- Japan
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- filter
- downstream
- particulate
- vent hole
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Abstract
(57)【要約】
【目的】電力消費を節約しつつ、良好な再生が可能な排
気ガス浄化装置を提供する。 【構成】パティキュレ−トはセラミックフィルタ3の下
流封止通気孔32の下流側から上流側へ順に堆積されて
ゆき、端面ヒータ4に通電するとフィルタ3の上流封止
通気孔31の上流端部のパティキュレ−トがまず燃焼反
応を開始し、次第に下流側へ延焼していき、全体が再生
される。上流封止通気孔31の上流端部のパティキュレ
−ト捕集室Sに捕集されたパティキュレ−トは端面ヒー
タ4への通電により燃焼し、フィルタ3の上流端部での
発生熱量が増加し、これにより端面ヒータ4への通電電
力を増加させることなくフィルタ3の下流側への熱伝播
が増大し、下封止通気孔32の下流側のパティキュレ−
トが確実かつ速やかに加熱される。
気ガス浄化装置を提供する。 【構成】パティキュレ−トはセラミックフィルタ3の下
流封止通気孔32の下流側から上流側へ順に堆積されて
ゆき、端面ヒータ4に通電するとフィルタ3の上流封止
通気孔31の上流端部のパティキュレ−トがまず燃焼反
応を開始し、次第に下流側へ延焼していき、全体が再生
される。上流封止通気孔31の上流端部のパティキュレ
−ト捕集室Sに捕集されたパティキュレ−トは端面ヒー
タ4への通電により燃焼し、フィルタ3の上流端部での
発生熱量が増加し、これにより端面ヒータ4への通電電
力を増加させることなくフィルタ3の下流側への熱伝播
が増大し、下封止通気孔32の下流側のパティキュレ−
トが確実かつ速やかに加熱される。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
中に含まれる微粒子成分(パティキュレ−ト)を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。
中に含まれる微粒子成分(パティキュレ−ト)を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開昭60−97518号公報は、上流
端部が封栓された上流封止通気孔及び下流端部が封栓さ
れた下流封止通気孔が交互平行に開口されディ−ゼル機
関の排気ガス経路中に配設されるハニカム状のセラミッ
クフィルタと、前記セラミックフィルタの上流側端面に
隣接して配設される端面ヒータとを備える排気ガス浄化
装置を開示している。このセラミックフィルタでは下流
封止通気孔に入った排気ガスは多孔性の壁を透過して上
流封止通気孔に達し、パティキュレ−トは下流封止通気
孔内に残留、堆積する。
端部が封栓された上流封止通気孔及び下流端部が封栓さ
れた下流封止通気孔が交互平行に開口されディ−ゼル機
関の排気ガス経路中に配設されるハニカム状のセラミッ
クフィルタと、前記セラミックフィルタの上流側端面に
隣接して配設される端面ヒータとを備える排気ガス浄化
装置を開示している。このセラミックフィルタでは下流
封止通気孔に入った排気ガスは多孔性の壁を透過して上
流封止通気孔に達し、パティキュレ−トは下流封止通気
孔内に残留、堆積する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来のセラミックフィルタでは、下流封止通気孔の断面
積にも関係するが、普通、パティキュレ−トは下流封止
通気孔の内奥部から順次堆積してゆく。そして、フィル
タの圧力損失が過大となるのを防止するために、通常、
下流封止通気孔が完全にパティキュレ−トで充満する前
に再生が開始される。
従来のセラミックフィルタでは、下流封止通気孔の断面
積にも関係するが、普通、パティキュレ−トは下流封止
通気孔の内奥部から順次堆積してゆく。そして、フィル
タの圧力損失が過大となるのを防止するために、通常、
下流封止通気孔が完全にパティキュレ−トで充満する前
に再生が開始される。
【0004】したがって、再生開始時点における下流封
止通気孔の上流部のパティキュレ−ト堆積量は比較的少
なく、そのために端面ヒータに通電して端面ヒータに隣
接する下流封止通気孔の入口部のパティキュレ−トが燃
焼開始しても、その発熱量が小さいので、この発熱量が
空気やフィルタの加温に消費されてしまい、下流部の温
度上昇に長時間を要し、また伝播途中で燃焼反応が停止
する場合もあった。特にこのような燃焼反応の停止は冷
却効果が大きい外周面近傍において著しく、その結果と
して図4に示すようにフィルタ3aの外周面近傍で燃え
残りMが生じる場合があった。
止通気孔の上流部のパティキュレ−ト堆積量は比較的少
なく、そのために端面ヒータに通電して端面ヒータに隣
接する下流封止通気孔の入口部のパティキュレ−トが燃
焼開始しても、その発熱量が小さいので、この発熱量が
空気やフィルタの加温に消費されてしまい、下流部の温
度上昇に長時間を要し、また伝播途中で燃焼反応が停止
する場合もあった。特にこのような燃焼反応の停止は冷
却効果が大きい外周面近傍において著しく、その結果と
して図4に示すようにフィルタ3aの外周面近傍で燃え
残りMが生じる場合があった。
【0005】このような問題は、端面ヒータの発熱量を
増大することにより改善されるが、その結果、いたずら
に電力消費の増大を招くという欠点がある。本発明は上
記問題点に鑑みなされたものであり、電力消費を節約し
つつ、良好な再生が可能な排気ガス浄化装置を提供する
ことをその解決すべき課題としている。
増大することにより改善されるが、その結果、いたずら
に電力消費の増大を招くという欠点がある。本発明は上
記問題点に鑑みなされたものであり、電力消費を節約し
つつ、良好な再生が可能な排気ガス浄化装置を提供する
ことをその解決すべき課題としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化装
置は、上流部がプラグにより封止された上流封止通気孔
及び下流部がプラグにより封止された下流封止通気孔が
交互平行に開口されディ−ゼル機関の排気ガス経路中に
配設されるハニカム状のセラミックフィルタと、前記セ
ラミックフィルタの上流側端面に隣接して配設される端
面ヒータとを備える排気ガス浄化装置において、前記上
流封止通気孔は、上記プラグの上流側にパティキュレ−
ト捕集室を具備すること特徴としている。
置は、上流部がプラグにより封止された上流封止通気孔
及び下流部がプラグにより封止された下流封止通気孔が
交互平行に開口されディ−ゼル機関の排気ガス経路中に
配設されるハニカム状のセラミックフィルタと、前記セ
ラミックフィルタの上流側端面に隣接して配設される端
面ヒータとを備える排気ガス浄化装置において、前記上
流封止通気孔は、上記プラグの上流側にパティキュレ−
ト捕集室を具備すること特徴としている。
【0007】
【作用及び発明の効果】パティキュレ−トはセラミック
フィルタの下流封止通気孔の下流側から上流側へ順に堆
積されてゆき、端面ヒータに通電するとセラミックフィ
ルタの上流端部のパティキュレ−トがまず燃焼反応を開
始し、次第に下流側へ延焼していき、全体が再生され
る。
フィルタの下流封止通気孔の下流側から上流側へ順に堆
積されてゆき、端面ヒータに通電するとセラミックフィ
ルタの上流端部のパティキュレ−トがまず燃焼反応を開
始し、次第に下流側へ延焼していき、全体が再生され
る。
【0008】この発明では特に、上流封止通気孔のプラ
グより上流側にパティキュレ−ト捕集可能なパティキュ
レ−ト捕集室をもつので、端面ヒータへ通電すると、こ
のパティキュレ−ト捕集室に捕集されたパティキュレ−
ト量の燃焼分だけフィルタの上流端部での発生熱量が増
加し、これにより端面ヒータへの通電電力を増加させる
ことなくフィルタの上流端部が加熱され、その伝播によ
り上流封止通気孔の下流側のパティキュレ−トが確実か
つ速やかに加熱される。
グより上流側にパティキュレ−ト捕集可能なパティキュ
レ−ト捕集室をもつので、端面ヒータへ通電すると、こ
のパティキュレ−ト捕集室に捕集されたパティキュレ−
ト量の燃焼分だけフィルタの上流端部での発生熱量が増
加し、これにより端面ヒータへの通電電力を増加させる
ことなくフィルタの上流端部が加熱され、その伝播によ
り上流封止通気孔の下流側のパティキュレ−トが確実か
つ速やかに加熱される。
【0009】その結果、途中での燃焼反応の停止や再生
時間の延長といった不具合が解消され、電力消費を節約
しつつ良好なフィルタ再生を行うことができる。
時間の延長といった不具合が解消され、電力消費を節約
しつつ良好なフィルタ再生を行うことができる。
【0010】
【実施例】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図1
に示す。この排気ガス浄化装置は、ディ−ゼル機関の排
気管1の途中に介装される金属性の缶体2と、缶体2に
収容されたセラミックフィルタ(以下、フィルタとい
う)3及び端面ヒータ4とからなる。
に示す。この排気ガス浄化装置は、ディ−ゼル機関の排
気管1の途中に介装される金属性の缶体2と、缶体2に
収容されたセラミックフィルタ(以下、フィルタとい
う)3及び端面ヒータ4とからなる。
【0011】缶体2はステンレス板により形成されてお
り、その両端面には排気管1の出口部及び入口部がそれ
ぞれ溶接されている。フィルタ3はコ−ジェライトを素
材として円柱形状に焼成されており、その両端面は缶体
2の両端面に所定距離を隔てて対面している。端面ヒー
タ4はカンタルを素材とする電熱抵抗体からなり、フィ
ルタ3の上流側の端面に隣接して渦巻き状に配設されて
いる。缶体2とフィルタ3との間にはセラミック系繊維
をシ−ト状に固めた緩衝材(住友3M製のインタラム、
図示せず)が介装されている。
り、その両端面には排気管1の出口部及び入口部がそれ
ぞれ溶接されている。フィルタ3はコ−ジェライトを素
材として円柱形状に焼成されており、その両端面は缶体
2の両端面に所定距離を隔てて対面している。端面ヒー
タ4はカンタルを素材とする電熱抵抗体からなり、フィ
ルタ3の上流側の端面に隣接して渦巻き状に配設されて
いる。缶体2とフィルタ3との間にはセラミック系繊維
をシ−ト状に固めた緩衝材(住友3M製のインタラム、
図示せず)が介装されている。
【0012】フィルタ3の詳細を図2を参照して説明す
る。フィルタ3は、ハニカム形状を有し、その両端面を
貫通して多数の通気孔31、32が貫設されている。隣
接する通気孔31、32を隔てる隔壁33は多孔性を有
し、通気可能となっている。通気孔31(本発明でいう
上流封止通気孔)はその上流端部でコ−ジェライトを素
材とするプラグ34により封栓されており、通気孔32
(本発明でいう下流封止通気孔)はその下流端でプラグ
34により封栓されている。通気孔31、32は、それ
ぞれ市松模様に配置されており、通気孔32は通気孔3
1に対し開口方向に対して縦横方向に隣接している。通
気孔31、32は、一辺が約2mmの正方形断面を有
し、その長さは約8mmとなっている。また隔壁33の
厚さは約0.4mmとなっている。
る。フィルタ3は、ハニカム形状を有し、その両端面を
貫通して多数の通気孔31、32が貫設されている。隣
接する通気孔31、32を隔てる隔壁33は多孔性を有
し、通気可能となっている。通気孔31(本発明でいう
上流封止通気孔)はその上流端部でコ−ジェライトを素
材とするプラグ34により封栓されており、通気孔32
(本発明でいう下流封止通気孔)はその下流端でプラグ
34により封栓されている。通気孔31、32は、それ
ぞれ市松模様に配置されており、通気孔32は通気孔3
1に対し開口方向に対して縦横方向に隣接している。通
気孔31、32は、一辺が約2mmの正方形断面を有
し、その長さは約8mmとなっている。また隔壁33の
厚さは約0.4mmとなっている。
【0013】特にこの実施例では、通気孔31の上流端
部を封栓するプラグ34は、通気孔31の上流端より約
5〜10mmだけ内奥に埋設されており、その結果、通
気孔31の上流端からプラグ34までの空間が、本発明
でいうパティキュレ−ト捕集室Sを構成している。更に
このパティキュレ−ト捕集室Sにはコ−ジェライトを素
材とする大気孔率(約50〜80)の多孔性充填セラミ
ック体35が埋設されている。
部を封栓するプラグ34は、通気孔31の上流端より約
5〜10mmだけ内奥に埋設されており、その結果、通
気孔31の上流端からプラグ34までの空間が、本発明
でいうパティキュレ−ト捕集室Sを構成している。更に
このパティキュレ−ト捕集室Sにはコ−ジェライトを素
材とする大気孔率(約50〜80)の多孔性充填セラミ
ック体35が埋設されている。
【0014】このフィルタ3のパティキュレ−ト捕集動
作及び再生動作を説明する。不図示のディーゼルエンジ
ンから出た排気ガスは排気管1を通じて図1中左側より
缶体2内へ導入され、下流封止通気孔32から隔壁33
を透過して上流封止通気孔31に達する。この時、排気
ガス中に含まれるパテイキュレートは隔壁33を透過で
きずに下流封止通気孔32内にほぼ下流側から順に堆積
する。一方、パティキュレートを除去された排気ガスは
上流封止通気孔31及び下流側の排気管1を通じて大気
に放出される。また、パティキュレ−ト捕集室S内に流
入した排気ガス中のパティキュレ−トは多孔性充填セラ
ミック体35にトラップされる。
作及び再生動作を説明する。不図示のディーゼルエンジ
ンから出た排気ガスは排気管1を通じて図1中左側より
缶体2内へ導入され、下流封止通気孔32から隔壁33
を透過して上流封止通気孔31に達する。この時、排気
ガス中に含まれるパテイキュレートは隔壁33を透過で
きずに下流封止通気孔32内にほぼ下流側から順に堆積
する。一方、パティキュレートを除去された排気ガスは
上流封止通気孔31及び下流側の排気管1を通じて大気
に放出される。また、パティキュレ−ト捕集室S内に流
入した排気ガス中のパティキュレ−トは多孔性充填セラ
ミック体35にトラップされる。
【0015】こうして下流封止通気孔32にパティキュ
レートが堆積すると、フィルタ前後の圧力損失が増大
し、エンジンの出力低下、燃費の悪化となるので、パテ
イキュレートを燃焼させフィルタ1の再生を行う。再生
するには、エアポンプ(図示せず)を駆動して新鮮空気
をフィルタ3に供給しつつ、端面ヒータ(ここでは通電
電力約1.2〜1.4kW)4に約10〜20分通電す
る。
レートが堆積すると、フィルタ前後の圧力損失が増大
し、エンジンの出力低下、燃費の悪化となるので、パテ
イキュレートを燃焼させフィルタ1の再生を行う。再生
するには、エアポンプ(図示せず)を駆動して新鮮空気
をフィルタ3に供給しつつ、端面ヒータ(ここでは通電
電力約1.2〜1.4kW)4に約10〜20分通電す
る。
【0016】この通電により端面ヒータ4に近接する下
流封止通気孔32の入口部及びパティキュレ−ト捕集室
S内にそれぞれ堆積したパティキュレ−トが燃焼反応を
起こす。したがって、再生初期に燃焼反応を起こすフィ
ルタ3の上流端部のパティキュレ−ト量はこれら下流封
止通気孔32の入口部及びパティキュレ−ト捕集室S内
のパティキュレ−トの和になり、たとえ下流封止通気孔
32の入口部に堆積したパティキュレ−ト量が少なくて
も、全体として充分な量のパティキュレ−トが燃焼し、
その後の下流側への延焼に充分な熱量を発生し、途中で
の燃焼反応の停止を防止し、再生所要時間の短縮を実現
できる。
流封止通気孔32の入口部及びパティキュレ−ト捕集室
S内にそれぞれ堆積したパティキュレ−トが燃焼反応を
起こす。したがって、再生初期に燃焼反応を起こすフィ
ルタ3の上流端部のパティキュレ−ト量はこれら下流封
止通気孔32の入口部及びパティキュレ−ト捕集室S内
のパティキュレ−トの和になり、たとえ下流封止通気孔
32の入口部に堆積したパティキュレ−ト量が少なくて
も、全体として充分な量のパティキュレ−トが燃焼し、
その後の下流側への延焼に充分な熱量を発生し、途中で
の燃焼反応の停止を防止し、再生所要時間の短縮を実現
できる。
【0017】次に、フィルタ3の製法について説明す
る。フィルタ3は、コージェライト粉末及び可燃性粉末
(例えば樹脂粉末)からなるペーストを真空押出し成形
機により押出して隔壁33を成形し、乾燥する。次に、
下流封止通気孔32の下流端及び上流封止通気孔31の
上流端にコージェライト粉末を素材とするペーストを埋
め込み、次に、コ−ジェライト粉末及び可燃性粉末から
なるペーストを上流封止通気孔31の上流端にだけ埋め
込む。これにより上流封止通気孔31の上流端に先に埋
め込まれたコージェライトペーストは上流端から必要寸
法だけ押し込まれる。なお、隔壁33の上流端又は下流
端において所望の孔にだけペーストを押し込むには、隔
壁33により区画される上流封止通気孔31又は下流封
止通気孔32と同じ空間位置に開口をもつマスク用の多
孔プレートを用いればよい。
る。フィルタ3は、コージェライト粉末及び可燃性粉末
(例えば樹脂粉末)からなるペーストを真空押出し成形
機により押出して隔壁33を成形し、乾燥する。次に、
下流封止通気孔32の下流端及び上流封止通気孔31の
上流端にコージェライト粉末を素材とするペーストを埋
め込み、次に、コ−ジェライト粉末及び可燃性粉末から
なるペーストを上流封止通気孔31の上流端にだけ埋め
込む。これにより上流封止通気孔31の上流端に先に埋
め込まれたコージェライトペーストは上流端から必要寸
法だけ押し込まれる。なお、隔壁33の上流端又は下流
端において所望の孔にだけペーストを押し込むには、隔
壁33により区画される上流封止通気孔31又は下流封
止通気孔32と同じ空間位置に開口をもつマスク用の多
孔プレートを用いればよい。
【0018】その後、このフィルタ未焼成品を焼成すれ
ば、可燃性粉末は焼失して多孔性充填セラミック体35
が形成される。なお、多孔性充填セラミック体35は熱
伝播の促進、発熱量の制限などを考慮して埋設された
が、その省略も可能である。図3に本実施例のフィルタ
3及びそれと同形でただ上記パティキュレ−ト捕集室S
を持たない従来のフィルタとを用い、端面ヒータ4への
通電電力及び通電パタンを同じとして再生した場合のフ
ィルタ各部の温度変化を示す。なお、aは本実施例のフ
ィルタ3の径方向中央部の上流端から約10mm奥にお
ける温度変化を示し、bはaと同位置における従来のフ
ィルタ部の温度変化を示す。dは本実施例のフィルタ3
の径方向中央部の下流端から約10mm奥における温度
変化を示し、cはdと同位置における従来のフィルタの
温度変化を示す。
ば、可燃性粉末は焼失して多孔性充填セラミック体35
が形成される。なお、多孔性充填セラミック体35は熱
伝播の促進、発熱量の制限などを考慮して埋設された
が、その省略も可能である。図3に本実施例のフィルタ
3及びそれと同形でただ上記パティキュレ−ト捕集室S
を持たない従来のフィルタとを用い、端面ヒータ4への
通電電力及び通電パタンを同じとして再生した場合のフ
ィルタ各部の温度変化を示す。なお、aは本実施例のフ
ィルタ3の径方向中央部の上流端から約10mm奥にお
ける温度変化を示し、bはaと同位置における従来のフ
ィルタ部の温度変化を示す。dは本実施例のフィルタ3
の径方向中央部の下流端から約10mm奥における温度
変化を示し、cはdと同位置における従来のフィルタの
温度変化を示す。
【0019】図3から本実施例の上流側では発熱量の増
大により温度上昇速度が大きくかつ最高温度が高く、下
流側では上流側からの受熱量の増加により温度上昇の開
始が早く、かつ温度上昇速度が小さく、かつ最高温度が
低いことが判明した。これは、下流封止通気孔31の下
流部のパティキュレ−ト量がパティキュレ−ト捕集室S
でのパティキュレ−ト捕集量だけ少ないことやSでの燃
焼で生じた燃焼熱などが影響しているものと思われる。
大により温度上昇速度が大きくかつ最高温度が高く、下
流側では上流側からの受熱量の増加により温度上昇の開
始が早く、かつ温度上昇速度が小さく、かつ最高温度が
低いことが判明した。これは、下流封止通気孔31の下
流部のパティキュレ−ト量がパティキュレ−ト捕集室S
でのパティキュレ−ト捕集量だけ少ないことやSでの燃
焼で生じた燃焼熱などが影響しているものと思われる。
【0020】したがってこの実施例のフィルタによれ
ば、下流部における急激な燃焼反応による急速な温度上
昇を防止でき、溶損やクラックの防止に有効である。 (変形態様)上記実施例とは別に、従来と同様に上流封
止通気孔31の上流端をプラグ34で封栓した主フィル
タの上流端面に、パティキュレ−ト捕集室Sの寸法に等
しい短軸等径で孔のピッチ、配列パタンが同じ追加フィ
ルタを接合してもよい。
ば、下流部における急激な燃焼反応による急速な温度上
昇を防止でき、溶損やクラックの防止に有効である。 (変形態様)上記実施例とは別に、従来と同様に上流封
止通気孔31の上流端をプラグ34で封栓した主フィル
タの上流端面に、パティキュレ−ト捕集室Sの寸法に等
しい短軸等径で孔のピッチ、配列パタンが同じ追加フィ
ルタを接合してもよい。
【図1】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を示す模
式断面図、
式断面図、
【図2】図1の装置のフィルタの一部拡大断面図、
【図3】図1の装置の温度変化を示す特性図、
【図4】従来のフィルタの燃え残り状態を示す模式図。
3はフィルタ、4は端面ヒータ、31は上流封止通気
孔、32は下流封止通気孔、33は隔壁、34はプラ
グ、35は多孔性充填セラミック体35、Sはパティキ
ュレ−ト捕集室
孔、32は下流封止通気孔、33は隔壁、34はプラ
グ、35は多孔性充填セラミック体35、Sはパティキ
ュレ−ト捕集室
Claims (1)
- 【請求項1】上流部がプラグにより封止された上流封止
通気孔及び下流部がプラグにより封止された下流封止通
気孔が交互平行に開口されディ−ゼル機関の排気ガス経
路中に配設されるハニカム状のセラミックフィルタと、
前記セラミックフィルタの上流側端面に隣接して配設さ
れる端面ヒータとを備える排気ガス浄化装置において、 前記上流封止通気孔は、上記プラグの上流側にパティキ
ュレ−ト捕集室を具備すること特徴とする排気ガス浄化
装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4187027A JPH0633739A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4187027A JPH0633739A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 排気ガス浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0633739A true JPH0633739A (ja) | 1994-02-08 |
Family
ID=16198912
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4187027A Pending JPH0633739A (ja) | 1992-07-14 | 1992-07-14 | 排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0633739A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP1113154A2 (de) * | 1999-12-30 | 2001-07-04 | Faurecia Abgastechnik GmbH | Russfilter für Dieselfahrzeuge |
JP2005177747A (ja) * | 2003-11-27 | 2005-07-07 | Hitachi Metals Ltd | セラミックハニカムフィルタ及び排気ガス浄化装置 |
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