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JPH0617643B2 - デイーゼル機関の廃ガスの浄化装置 - Google Patents
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JPH0617643B2 - デイーゼル機関の廃ガスの浄化装置 - Google Patents

デイーゼル機関の廃ガスの浄化装置

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JPH0617643B2
JPH0617643B2 JP3780885A JP3780885A JPH0617643B2 JP H0617643 B2 JPH0617643 B2 JP H0617643B2 JP 3780885 A JP3780885 A JP 3780885A JP 3780885 A JP3780885 A JP 3780885A JP H0617643 B2 JPH0617643 B2 JP H0617643B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、酸化可能な固形、液状およびガス状有害物質
を除去する、ディーゼル機関の廃ガス浄化装置に関す
る。
従来の技術 ディーゼル機関は、その運転方法により起因する炭化水
素、窒素酸化物およびCOのような、ガソリン機関からも
排出される有害物質のほかに、カーボン粒子ないしは微
細な凝縮小滴または双方の集塊（“particulate”、以
下単に粒子と記載）も排出する。これらの“粒子”（以
下で簡単に“ディーゼルカーボン”または単に“カーボ
ン”と呼ぶ）はとくに凝縮可能な多環炭化水素に富み、
そのうちの若干は発癌性のあることが知られている。
粒子排出を減少させるために、たとえば米国では廃ガス
中の粒子量の制限が導入された。そこで、カリフォルニ
アでは、１９８６年のモデル年から、粒子排出は0.２ｇ
／マイルの限界値を越えてはならない。これはたんに機
関内部の手段にだけでは達成できない。従って、技術的
解決のために、廃ガス後処理装置を利用しなければなら
ない。
ディーゼルカーボンをフィルターに捕集し、該フィルタ
ーを堆積した粒子の周期的焼却により再生することは、
既に提案されている。ディーゼル機関の運転法は、フィ
ルター中の粒子の熱重量分析により確かめることができ
たように、フィルターに分離されるディーゼルカーボン
の組成に影響を及ぼし、ディーゼルカーボンが比較的高
い廃ガス温度下に高い機関負荷では主に炭素粒子を含有
するが、比較的低い廃ガス温度下に低い機関負荷では炭
素粒子のほかになおかなりの量の揮発可能物質を含有す
る。従って、高い機関負荷では、与えられた廃ガス容量
からわずかなディーゼルカーボンが別され、揮発性デ
ィーゼルカーボン成分はガス状で熱いフィルターを通過
する。
通常の運転条件下に、ディーゼル廃ガスの温度は、堆積
したカーボンを焼却するのには十分でなく、このために
機関−ないしは負荷に起因するカーボンの組成に応じて
少なくとも５００〜６００℃は必要である。従って、カ
ーボンの強すぎる蓄積およびそれとともに閉塞に到るま
での廃ガス背圧の上昇を避けるために、フィルターの再
生のために廃ガス温度を適時に高めるように配慮しなけ
ればならない。これはとりわけ、機関中で形成した空気
／燃料−混合物を周期的に加脂し、それによりより高い
廃ガス温度が生じるようにして行なうことができる。
他の方法は、廃ガス系統中でフィルターの前にバーナー
を配置し、これを必要とあれば点火し、フィルターをカ
ーボン燃焼のために必要な温度に加熱することである。
しかし、この解決方法は、付加的な燃料消費と結合して
おり、それにより部分的にディーゼル機関の重要な利点
を減少する。西ドイツ国特許出願公開第３１４１７１３
号明細書および西ドイツ国特許出願第ア３２３２７２9.
３号明細書には既に、ディーゼルカーボンの発火温度を
カーボン用フィルターないしはカーボントラップに特別
な触媒を装備することにより低下し、それにより殊にフ
ィルターの再生相の間燃料消費の著しい減少を達成する
ことが提案されている。このために適した触媒は、たと
えば銀バナジン酸塩または過レニウム酸銀である。触媒
は、場合により担体物質と組合せて、その本来の機能の
ほかに触媒に対する構造補強剤の機能をも引受けるフィ
ルターエレメント上へ設けることができる。考慮される
フィルター系は、たとえば高温安定の金属綿または鉱物
綿からなる詰物、西ドイツ国特許出願公開第２９４４８
４１号または同第２９５１３１６号明細書によるフィル
ターエレメントまたは平行な流路が貫通して、そのつど
１つの端面で開いている１つの通路が他の端面で閉じて
いるので、巨大孔性に形成された通路壁がフィルター面
として作用するセラミックモノリスである。
記載された、触媒を備えたフィルター系は、いわゆるカ
ーボン負荷相においてカーボン、より正確にはそのつど
の運転状態によりそもそも別可能な廃ガス成分をその
過面上に集め、廃ガス中に温度ピークが出現すると引
続く焼却相で点火が行なわれるという共通点を有する。
温度ピークは、意図的にたとえば混合物過剰加脂により
惹起することができる。
発火温度は触媒での活性化により、約２〜１４容量％の
廃ガスの酸素含量では約５０〜８０度だけ低下し、これ
まで“完全なカーボン焼却”として説明されていたフィ
ルターの完全な浄化が達成される。
とかくするうちに、発火温度低下触媒では流入する揮発
性ディーゼルカーボン成分ならびにカーボン負荷相の間
フィルターに集められ、次いで発火されるディーゼルカ
ーボンの完全な酸化を達成することができず、焼却条件
において場合により炭素粒子に吸着された炭化水素、主
に多核芳香族化合物が揮発するかまたはむしろ場合によ
り部分的に揮発性生成物に分解するかまたは不完全に酸
化されることが判明した。
その結果として、一酸化炭素および場合によりむしろ通
常の外部温度で揮発性の炭化水素の排出は、さもないと
内燃機関のそれ自在有利と判断される排出量を越えて著
しい程度に増加することが観察されるだけでなく、通常
の外部温度で不揮発性で“焼却”の際に蒸発した炭化水
素はフィルターをガス状で通り、環境空気中へ進入する
際に凝縮し、それにより、“粒子”の排出が不所望程度
に増大する。燃焼工程は、フィルターの前で廃ガス背圧
が飛躍的に低下することにより認められる。
先願の、まだ未公開の西ドイツ国特許出願第Ｐ３２３２
７２９．３号により、そこに記載された、２工程のカー
ボン負荷−および焼却サイクルにより作用するフィルタ
ーユニットをその廃ガス入口側で発火触媒で覆いかつそ
の廃ガス出口側で貴金属触媒で覆うことによりこの問題
に対処することは既に試みられている。
しかし、フィルター膜の上流側に発火触媒を備え、その
下流側に貴金属触媒を備えたこの一体系の構成は、双方
の異なる触媒層をこのようなフィルターの１つないしは
若干の膜の表側および裏側に設けるのが困難でかつ面倒
であり、これが浄化すべき廃ガスによりそのつど１回だ
け流過され、これによりカーボンの保持ならびに揮発性
有害物質の後燃焼も制限されおよび双方の触媒間の境界
面が熱的に非常に強く負荷されるかぎり改良が必要であ
った。
発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の原理は、両種の触媒のそれぞれに自立
性のフィルターエレメントを構造補強材として設け、種
々の活性化された個々のエレメントを多重の連続形で接
続することである。
問題点を解決するための手段 従って本発明は、廃ガスの流過するケーシングの横断面
に配置されたフィルターを有し、該フィルターが過さ
れたカーボン粒子の発火温度を低下しかつその焼却を促
進する触媒ならびにガス状有害物質の燃焼を促進する触
媒を備えている、ディーゼル機関の廃ガスの浄化装置に
関し、ケーシング内に直接かまたは間隔を置いて直列
に、カーボン粒子を分離するためのフィルターエレメン
トが配置されていて、その際カーボンの発火温度を下げ
かつその焼却を促進する触媒を有する少なくとも１つの
フィルターエレメントＡおよびガス状有害物質の燃焼を
促進する触媒を有する少なくとも１つのフィルターエレ
メントＢが互いに数回交番することを特徴とする。
ガス状有害物質の燃焼を促進する触媒を、分離する“粒
子”による失活から防護するために、本発明の有利な実
施態様では、交番する、Ａ種およびＢ種の個々のフィル
ターエレメントまたはフィルターエレメント群の直列接
続が、廃ガス流の方向にＡ種ではじまり、Ｂ種で終るよ
うにする。これは逆の配列を除外しない。
一般に、Ａ種ないしはＢ種のフィルターエレメントは、
同じ幾何学的形で使用され；しかしケーシングの一致す
る形状では、異なる幾何学的形のエレメントを順次に配
置することもできる。同じ幾何学的形のフィルターエレ
メントＡないしＢがフィルターエレメントの厚さの最高
２倍の間隔を置いて連続する場合が有利であることが立
証された。これにより廃ガスは、フィルターエレメント
からそれぞれ出る際に間隙中へ新たに旋回進入し、これ
が有害物質の転化に有利に影響する。
異なる種のいくつかのフィルターエレメントをカスケー
ド形に配置することにより、“粒子”の過および転化
および存在するかまたは形成されたガス状有害物質の後
燃焼が数回繰り返されるだけでなく、廃ガス浄化装置の
前部区域で生じた熱を、後部区域で利用可能にする。こ
れにより、フィルターの流れを抵抗を減少させ、中位お
よび高い運転負荷において、顕著な“カーボン負荷相”
を断念して、“粒子”の十分に連続的な交換を、廃ガス
浄化装置を通る途中で惹起することが可能となる。
一般に使用可能なフィルターエレメントは次のようなも
のであってもよい；連続孔的に焼結されたセラミック円
板；圧縮されたセラミック繊維、殊にAl2O3繊維、SiO2
繊維、ケイ酸アルミニウム繊維またはZrO2繊維から成る
円板；焼結金属から成る円板；圧縮された鋼毛から成る
円板；温度安定性セラミックまたは金属材料から成る堆
積層である。
このため、任意の、特に環状断面のケーシングに対する
特に適したフィルターエレメントは、場合により保持具
として金属の嵌込み枠で取り囲まれた圧縮された金網か
ら成る平らな円板を使用することができ、このものは高
温安定性で耐蝕性のエンドレスの針金からなる若干の層
に編まれた靴下状物を軸方向にプレスすると得られる。
このようなフィルターエレメントは西ドイツ国特許出願
公開第３２０３２３７号明細書に詳しく記載されてい
る。
“粒子”の発火および焼却を促進する。フィルターエレ
メントＡ用の触媒は、本発明の１実施態様（これは独立
の重要性を有する）によれば、粒子状物質とガス状酸化
剤との不均一触媒反応のこの特別な場合に対し非常に有
効であることの見出された組成a)〜e)： ａ）酸化リチウム、 ｂ）五酸化バナジウム、 ｃ）五酸化バナジウム＋下記元素 Li,Na,K,Rb,Cs； Mg,Ca,Sr,Ba； B,Al； Si,Sn； Sb,Bi； Cu,Ag； Zn； Sc,Y,La,Ce,Pr,Nd,Tb； Ti,Zr,Hf； Nb； Cr,Mo,W； Mn,Re； Fe,Co,Ni の１種以上の酸化物（その際酸化物添加はV2O5に関し、
特に１〜３０重量％である）、 ｄ）c)で酸化物添加のために挙げられた金属１種以上の
バナジン酸塩および ｅ）特にＬｉ，Ｋ，Ａｇ，Ｖの過レニウム酸塩の１つ以
上から成る。
使用するこの種の触媒は、温度安定性担体物質と組合さ
れていてよく、その際これは触媒と混合されているかま
たはフィルターエレメント上に設けられて触媒の基層と
して役立つ。個々にまたは混合物中で使用することので
きる適当な担体物質は、たとえば MgO，Al2O3，殊にγ−Al2O3，CeO2，SiO2，SnO2，Ti
O2，ZrO2，HfO2，ThO2，Nb2O5，WO3，ケイ酸マグネシウ
ム、ケイ酸アルミニウムおよび／またはチタン酸マグネ
シウムまたはそれらの組合せである。
フィルターエレメントＡの材料の選択が特に重要であ
る。
次のような化学組成（重要％）を有する材料： （材料a)およびb)はDIN１４７２５に一致し、材料c)はD
IN１４７６７に一致する）、さらに高いニッケル含量を
有する鉄合金、ニッケル被膜を有する鉄合金ならびにア
ルミニウム被覆されたかまたはアルミニウム拡散層で被
覆された鉄合金が特に好適であることが見出された。
フィルターエレメントＢの触媒としては、１種以上の白
金族元素が、場合により１種以上の卑金属と一緒に、温
度安定性担体物質、特にMgO，Al2O3，殊にγ−Al2O3，C
eO2，SiO2，SnO2，TiO2，ZrO2，HfO2，ThO2，Nb2O5，WO
3，ケイ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウムおよび／
またはチタン酸マグネシウムまたはその組合せ、と組合
せて使用することができ、その際担体物質は触媒と混合
されているか、またはフィルターエレメント上に設け
て、触媒の基層として使用される。
フィルターエレメントＢの材料としては、アルミニウム
含有クロム鋼が有利に使用され、これは８００〜１３０
０℃の温度で、空気中での熱処理により付着強固な酸化
アルミニウム層で被覆することができる。次いで、この
固着層上に担体物質および触媒活性成分を同時にまたは
順次に公知の方法により設ける。
次に、本発明を図示の実施例につき詳述する。
実施例の実施のために、そのつど、クロムニッケル鋼か
ら成る円筒形鈑ケーシングから成り、該ケーシングは前
面側がそのつど廃ガス入口ないしは出口用の短管に円錐
形に先細になる蓋で閉鎖されたおりかつ円筒形内部空間
中にはそのつど、クネヒト フィルターベルケ社（Knec
ht Filterwerke Ｇｍ６Ｈ、７０００Stuttgart）の西
ドイツ国特許出願公開第３２０３２３７号明細書による
金網円板から成る１２の前後に配置されたフィルターエ
レメントを含有していて、その際このフィルターエレメ
ントはその周面がケーシング壁に密接している廃ガスフ
ィルターを使用した。
材料1.４７６７（重量％での組成：Ｃ0.０３，Mn0.３
１，Ｐ0.０２，Ｓ0.００，Cr２0.０，Si0.４４，Ｖ0.１
２，CO0.４８，Al4.８，Zr0.１２）から成る金網円板
は、７２mmの直径、3.２mmの厚さを有し、１0.２ｇの重
さを有していた。これは、太さ0.１５mm、長さ７５ｍの
針金から若干の層に編まれた靴下状物を正確にプレスす
ることにより製造された。
Ａ種のフィルターの製造のために、金網円板を、まず７
００℃で１時間前熱処理し、その後室温で五酸化バナジ
ウム（純度９７％）９９重量部およびバナジン酸銀５重
量部から成る粉末状混合物中で圧延し、その際生じた被
覆を７００℃で３０分間処理した。その際、厚さ１〜１
０μｍの、付着強固な閉じた触媒層が生じた（円板１個
あたりの触媒物質＝約２ｇ）。
Ｂ種のフィルターエレメントの製造のために、円板１個
あたりγ−Al2O3９ｇおよび白金0.０７ｇを設けた。酸
化アルミニウムを設けるのは、３０重量％の水性酸化ア
ルミニウム分散液中に円板を浸漬し、空気を吹付け、２
００℃で乾燥することにより行ない、その際この工程を
３〜６回繰り返した。その後、触媒被覆を７００℃で１
２０分間熱処理した。白金を設けるのは、Al2O3被覆さ
れた金網円板を〔Pt(NH3)4〕（OH2)2の水溶液で含浸
し、２００℃で乾燥しならびに引続き５００℃での１時
間のか焼し、引続き、２時間５５０℃でフォーミングガ
ス（Formiergas）（組成N2９５Vol％＋H25Volでの還元
処理により行なった。
個々の試験のために、そのつど１２個の、被覆されてい
ない形のまたはＡ種およびＢ種によるフィルターエレメ
ントを第１図に示されたケーシング中に収納した。
第１図により、例で使用された試験転化器は、材料1.４
５７１から成る円筒形ケーシング部分１から成り、該ケ
ーシングは流入側の端部にケーシング縦軸に対して直角
に延びる、ねじ締めボルト７を収容するための等分布さ
れた孔５を有するフランジを有する。
流出側の端部では、ケーシングは円錐形に廃ガス用の出
口管となり、これに後方の排気管が装着される。
ケーシング部分１中には、前後してそのつど６mmの間隔
で、１２個の所望種類の前述した円板状フィルターエレ
メント２が挿入されていた。その周面は、ケーシング壁
に密接している。フィルター円板の間隔は、押しこまれ
た材料1.４５７１から成る中間リング３により保たれ
る。この間隔は、ガス混合の改良のために役立つ。
転化器の流入側で、ケーシング部分１は、同じ材料から
成る流入ヘッド４と接続している。流入ヘッドは、ケー
シングの内壁に嵌込まれてこの中へ押込み可能なリング
（長さはほぼケーシングフランジの厚さに相当）から成
り、これは廃ガス用入口管に向かってのびる円錐体と接
続している。廃ガス出口管内には、ディーゼル機関から
出る排気管が嵌込まれている。ヘッド部分の円錐体に
は、上述のねじ締めボルト７を収容するための孔５を備
えた、ケーシング１のフランジに対する対向フランジ
が、その密封面が円錐体の環状突出部を通ってのびる面
内にあるように取付けられている。双方のフランジの間
に、アスベストから成るパッキン円板（Montanit ６）
が設けられている。
ねじ締めボルト７を締付けることにより、フィルターエ
レメント２を中間リング３を介して一緒に圧縮する。こ
れによってフィルターエレメントはその周面でケーシン
グの内壁にさらに密接し、それにより廃ガスのバイパス
が避けられ、全廃ガスは全フィルターエレメントを通る
ように強制される。
組立てられた廃ガスフィルターは次のデータを有する、
電気的回転数および負荷制御装置を有する、水渦流ブレ
ーキを備えたディーゼル機関の排気管中へ組み込まれ
る： VW−４気筒ディーゼルエンジン 出力：４０kW ピストン排出量：１５００cm3 最高回転数、負荷なし：５５５０r.p.m から運転回転数：８２５r.p.m 廃ガス分析は、廃ガスフィルターの前後におけるHC，C
O，NOxの測定ならびにオパシメーター（濁り度計）を用
いるフィルターの後でのカーボン測定を包含する。
フィルターの前での廃ガス背圧（圧力損失）は配量−接
触−圧力計を用いて、フィルターの前での廃ガス温度は
Ni−Cr−Ni−熱電対を用いて把握する。
実施例に記載された試験のために、前述した試験装置を
使用して次の測定方法を適用した： ディーゼル機関を、開始にあたり、一定の負荷および回
転数に調節し、この条件下に、フィルターで１５０ミリ
バールの負荷圧が達成されるまで（採集相）運転する。
このために必要な時間ならびに他のパラメーターは、連
続的に６−チャンネルシュライバー（６−Kanalschreib
er）から記録する。
本来の試験サイクルの開始前に、１５０ミリバールの負
荷圧を段階的に平衡圧（発火圧Pz）に到達するまで高め
ることによってカーボンの発火温度の測定を行なう。発
火温度Tzとしては、一定に保たれた機関運転条件下にさ
らに圧力上昇がもはや生じない、即ちフィルターに堆積
するかないしはフィルターに達するカーボンを直ちに再
び燃焼するような廃ガス温度が定義される。
一定の条件下に５分間の運転後、機関負荷をTzより上に
ある再生温度に達するまで高める。次いで、堆積された
カーボンが燃焼しはじめ、フィルターの前での圧力は急
速に再生度の限界値にまで低下するが、該限界値はフィ
ルターのタイプないしはその配置により異なる。２０分
後に再生は終了したとみなされ、その後サイクルを繰り
返す。
再生の開始から最終圧の到達までの時間は、触媒被覆の
評価のために利用される。これはカーボン焼却速度を規
定する。評価のために、個個のサイクルの合計から形成
された平均値を使用する。
カーボン発火温度のほかに、フィルター装置（試験転化
器）に後接された濁り度計（オパシメーター）を用いて
粒子分離も測定する。
例１ 本例は、触媒で被覆されていない１２個のフィルターエ
レメントにおける粒子−捕集−および焼却相の経過を記
載する。
記載された構造の１２個のフィルターエレメント（触媒
被覆なし）に、第１図に表わされた、転化器中でディー
ゼル廃ガスを接触させ、試験装置で試験した。
測定されたデータは、例の後に挙げた表および第２図か
ら認められる： 一定の回転数および機関負荷で経過するいわゆる捕集相
中で、フィルターエレメントは廃ガス中に含有されてい
るカーボン粒子で負荷され、それにより圧力損失（ない
しは廃ガス−背圧）が系中で増加する。機関負荷の増加
の際、平衡圧Pzおよび平衡温度Tzを徐々に調節される。
機関負荷がさらに増加する際廃ガス温度が上昇し、それ
によりカーボン粒子の焼却が促進される。その結果とし
て、圧力損失曲線が比較的急峻に下降し、その後最終圧
PEの達成までほぼ水平に経過する。
第２図に表わされた圧力損失曲線の経過は、発火温度、
発火圧および最終圧がここでは比較的高いことを示す。
揮発性炭化水素およびCoの転化は確認できない。フィル
ター中で分離により始めの粒子濃度の７４％だけの減少
（フィルターからの、もとの値の２６％の粒子排出に相
当）が行なわれる。
例２ 本例は、Ａ種の１２個のフィルターエレメントの１系列
における、カーボン捕集−および焼却相の経過を示す。
フィルターエレメントを転化器中で使用し、試験装置で
試験した。測定データは例の後に挙げられた表から認め
られる。
該表および第３図から、粒子捕集相、カーボン発火およ
びフィルターの再生は、ほぼ例１におけるように経過す
るが、ここでは発火は触媒作用のために既にわずかな圧
力損失およびより低い温度で（かつそれにより短い時間
で）はじまるという点を除く。
フィルター再生は、完全に経過し、例１に比して著しく
低い最終圧PEの到達で認められる。
炭化水素−およびCOの転化は（測定精度の範囲内で）例
１に比して変化しなかった、即ち転化触媒はこの物質の
転化のために役に立たない。
例１に比してわずかなパーセントの粒子減少は、触媒に
よるカーボンの焼却促進作用が薄いかつそれにより過
効率の悪いフィルター被膜を生じることにより明かされ
る。
例３ 本例は、Ａ種の６個のフィルターエレメントにＢ種の６
個のフィルターエレメントが続く系列におけるカーボン
捕集−および焼却相の経過を記載する。
Ａ種のフィルターエレメントに続くＢ種のフィルターエ
レメントを転化器中で使用し、試験装置で試験した。測
定データは、例の後に挙げられた表および第４図から認
められる。
捕集−および焼却相は、例１および例２と同様に経過す
るが、カーボン発火が例２に比してさらに減少した圧力
損失およびなお低い廃ガス温度ではじまる点が相違す
る。
再生相の終了後、さらに減少した最終圧PEも達成され
た。さらに、一緒に使用されたＢ種のフィルターエレメ
ントにより、CO−およびHC−転化の著しい減少を達成す
ることができた。付加的に、両種フィルターエレメント
の組合せにより、例２に比して過効率のわずかな改良
が生じた。
例４ 本例は、Ａ種およびＢ種の１２個のフィルターエレメン
トを使用する場合のカーボン捕集−および焼却相の経過
を記載し、その際そのつど、Ａ種の１エレメントはＢ種
の１つのエレメントと互いに交番する。
転化器中で、エレメントはＡ−Ｂ−Ａ−Ｂ−等の順序で
使用し、フィルター系を試験装置で試験した。測定デー
タは後記の表および第５図から認められる。
第５図で表わされた曲線経過は、運転時間中前述の例に
おけるよりも著しい平坦な圧力損失の上昇を示す。この
場合粒子焼却は既に、わずかな機関負荷で達成される廃
ガス温度で達成され、その際到達するカーボン粒子のか
なりの部分が著しく蓄積なしにすぐにフィルターで燃焼
する。
それにより、この場合顕著なカーボン捕集相はもはや存
在せず、これはＡ−Ｂ−Ａ−Ｂの交番配置の著しい利点
として評価される。
本例は、Ａ種およびＢ種のフィルターエレメントの交番
配列では、過効率がさらに改良される場合に極めて低
い発火温度、極めて僅かな圧力上昇および極めて大きい
炭化水素−および一酸化炭素の転化が達成されることを
説明する。
効果 要するに、実施例からは、Ａ種およびＢ種のフィルター
エレメント群の直列接続ならびにＡ−Ｂ−Ａ−Ｂ等の交
番配列は、触媒を含有しないかまたは発火触媒（カーボ
ン粒子の焼却のための）のみを含有するフィルター系に
比して著しい利点をもたらすことが認められる。双方の
場合、フィルター装置により惹起される圧力損失を低く
保つことができかつカーボンの焼却は既に低い機関負荷
で可能である。
これは、車輛における実際の使用にとり、カーボン用フ
ィルター装置の高められた作業確実性、減少された有害
物質排出および機関の減少された燃料消費を意味する。
この場合、例４に表わされた本発明の実施例は、例３の
ものよりなおすぐれている。それでも後者は、既に、並
列接続されたフィルター膜が流入側に発火触媒を有し、
流出側に揮発性ないしは揮発した有害物質用の後燃焼触
媒を有する系の効果を示す。
フィルターエレメントＡの触媒用に開発された特別の物
質組成は、ディーゼル機関の比較的冷い廃ガスにより提
出されるカーボン発火および−焼却の問題の克服に対す
る重要かつ独立に他の範囲で評価しうる前提条件を生じ
る。
【図面の簡単な説明】 添付図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は、１
２個のフィルターエレメントを含有する廃ガスフィルタ
ーの縦断面図であり、第２図は被覆されていない１２個
のフィルターエレメントの直列接続の場合のカーボン捕
集−および焼却相の経過を示す曲線図であり、第３図は
１２個のＡ種フィルターエレメントの直列接続の場合の
カーボン捕集−および焼却相の経過を示す曲線図であ
り、第４図は６個のＡ種のフィルターエレメントに引続
く６個の、Ｂ種のフィルターエレメントの直列接続の場
合のカーボン捕集−および焼却相の経過を示す曲線図で
あり、第５図はＡ種およびＢ種の１２個のフィルターエ
レメントの直列接続の場合（但しそのつどＡ種の１つの
エレメントが、Ｂ種の１つのエレメントと互いに交番す
る）におけるカーボン捕集−および焼却相の経過を示す
曲線図である。 １…ケーシング部分、２…フィルターエレメント、３…
中間リング、４…流入ヘッド、５，５′…孔、６…パツ
キン円板、７…ボルト。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ヘルベルト・フエルカー ドイツ連邦共和国ハナウ11・ボーゲンシユ トラーセ 43 (56)参考文献 特開 昭57−117326（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−18016（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−134312（ＪＰ，Ａ) 実開 昭50−128324（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−171617（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭57−38765（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】廃ガスの流過するケーシングの横断面に配
    置されたフィルターを有し、該フィルターが濾過された
    カーボン粒子の発火温度を低下しかつその焼却を促進す
    る触媒ならびにガス状有害物質の燃焼を促進する触媒を
    備えている、ディーゼル機関の廃ガスの浄化装置におい
    て、ケーシング内に直接かまたは間隔を置いて直列に、
    カーボン粒子を分離するためのフィルターエレメントが
    配置されていて、その際カーボンの発火温度を下げかつ
    その焼却を促進する触媒を有する少なくとも１つのフィ
    ルターエレメントＡおよびガス状有害物質の燃焼を促進
    する触媒を有する少なくとも１つのフィルターエレメン
    トＢが互いに数回交番することを特徴とするディーゼル
    機関の廃ガスの浄化装置。
  2. 【請求項２】交番するＡ種およびＢ種の個々のフィルタ
    ーエレメントまたはフィルターエレメント群の直列接続
    が、廃ガス流の方向にＡ種ではじまり、Ｂ種で終る、特
    許請求の範囲第１項記載の装置。
  3. 【請求項３】同じ幾何学的形のフィルターエレメントＡ
    ないしはＢが、フィルターエレメントの厚さの最高２倍
    の間隔を置いて連続している、特許請求の範囲第１項記
    載の装置。
  4. 【請求項４】とくに円形横断面のケーシング用フィルタ
    ーエレメントとして、場合により保持装置として金属の
    嵌込み枠で取込まれた、エンドレスの、高温安定かつ耐
    蝕性の針金からなる若干の層に編んだ靴下状物を軸方向
    にプレスする際に得られる、圧縮され、かつ場合により
    ロウ接、溶接または焼結された形状安定な金網から成る
    平らな円板を使用する、特許請求の範囲第１項から第３
    項までのいずれか１項記載の装置。
  5. 【請求項５】フィルターエレメントＡの触媒が次の組成
    ａ）〜ｅ）： ａ）酸化リチウム ｂ）五酸化バナジウム ｃ）五酸化バナジウムプラス元素 Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓ； Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ； Ｂ，Ａｌ； Ｓｉ，Ｓｎ； Ｓｂ，Ｂｉ； Ｃｕ，Ａｇ； Ｚｎ； Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｔｂ； Ｔｉ，Ｚｒ，Ｈｆ； Ｎｂ； Ｃｒ，Ｍｏ，Ｗ； Ｍｎ，Ｒｅ； Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ、 の１種以上の酸化物、その際酸化物添加は、Ｖ２Ｏ５に
    関し、特に１〜３０重量％である、 ｄ）ｃ）で酸化物添加のために挙げられた１種以上の金
    属のバナジン酸塩および ｅ）特に、Ｌｉ，Ｋ，Ａｇ，Ｖの過レニウム酸塩の１種
    以上から成る、特許請求の範囲第１項から第４項までの
    いずれか１項記載の装置。
  6. 【請求項６】触媒が温度安定性担体物質と組合され、そ
    の際担体物質は触媒と混合されているかまたはフィルタ
    ーエレメント上に設けられて触媒の基層として使用され
    る、特許請求の範囲第５項記載の装置。
  7. 【請求項７】フィルターエレメントＢの触媒として、１
    種以上の白金族元素を、場合により１種以上の卑金属と
    一緒に、温度安定性担体物質と組合せて使用し、その際
    後者は触媒と混合されているかまたはフィルターエレメ
    ント上に設けられて触媒の基層として使用される、特許
    請求の範囲第１項から第６項までのいずれか１項記載の
    装置。
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