JP2001132430A - Combustible substance eliminating filter - Google Patents
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【技術分野】本発明は，ディーゼルエンジン等から排出
される排ガス中に含まれるパティキュレート等の可燃性
物質を捕捉し燃焼除去する除去フィルタに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter for capturing and combusting and removing combustible substances such as particulates contained in exhaust gas discharged from a diesel engine or the like.
【０００２】[0002]
【従来技術】例えば，ディーゼルエンジンから排出され
る排ガス中には，煤，炭化水素，サルフェート，金属酸
化物等より構成されるパティキュレートが含有されてい
る。従来より，このパティキュレートの大気中への放出
を防止すべく，ディーゼルエンジンの排気系に除去フィ
ルターを設置し，上記パティキュレートを捕捉してい
る。しかし，捕捉したパティキュレートの堆積により除
去フィルタが目詰まり等が起ってしまった場合には，排
気抵抗が大きくなると共にパティキュレートの捕捉能力
が低下してしまう。そのため，従来より，除去フィルタ
（パティキュレートフィルタ）内に堆積したパティキュ
レート等を除去して，除去フィルタを再生する技術が種
々提案されている。2. Description of the Related Art For example, exhaust gas discharged from a diesel engine contains particulates composed of soot, hydrocarbons, sulfates, metal oxides and the like. Conventionally, in order to prevent the release of these particulates into the atmosphere, a removal filter has been installed in the exhaust system of the diesel engine to capture the particulates. However, if the removal filter is clogged due to the accumulation of the captured particulates, the exhaust resistance increases and the ability to capture the particulates decreases. Therefore, various techniques for regenerating the removal filter by removing particulates and the like accumulated in the removal filter (particulate filter) have been conventionally proposed.
【０００３】例えば，特開平７−１３３７１３号公報に
おいては，一端を目詰めしたハニカムフィルタによって
エンジンから排出される排気ガス中のパティキュレート
を捕集し，ある程度蓄積された後に全体をバーナ又はヒ
ータによりパティキュレートを燃焼除去してハニカムフ
ィルタを再生する技術が示されている。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 7-133713, a particulate filter in exhaust gas discharged from an engine is collected by a honeycomb filter having one end plugged, and after being accumulated to a certain extent, the whole is burned or heated by a heater. A technique for regenerating a honeycomb filter by burning and removing particulates is disclosed.
【０００４】特開平６−１４６８５２号公報において
は，セラミックフィルタのフィルタ要素を挟んで２組の
プラズマ処理電極を設け，その間に高周波高電圧または
パルス高電圧等の交流電圧を印加して放電させる方法が
示されている。この場合には，放電で生成したラジカル
によってフィルタ要素の上流側表面と内部空隙に付着し
たパティキュレートを低温酸化して除去する。[0004] In Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-146852, a method is provided in which two sets of plasma processing electrodes are provided with a filter element of a ceramic filter interposed therebetween, and an AC voltage such as a high-frequency high voltage or a high-pulse voltage is applied therebetween to discharge. It is shown. In this case, the particulates attached to the upstream surface and the internal space of the filter element are removed by low-temperature oxidation by the radicals generated by the discharge.
【０００５】特開平５−３４０３５５号公報において
は，排気ガス中のパティキュレートをセラミックス繊維
で捕集し，セラミックス繊維を覆っている格子状発熱線
を通電加熱することによりパティキュレートを加熱焼却
する技術が示されている。[0005] Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-340355 discloses a technique in which particulates in exhaust gas are collected by ceramic fibers, and a grid-like heating wire covering the ceramic fibers is electrically heated to burn the particulates. It is shown.
【０００６】特開昭６３−５７８０９号公報において
は，パティキュレートフィルタの上流側部分あるいは上
流側にわずかに間隔をあけた位置の半径方向に所定の間
隔で独立した複数の電極を設け，最内方の電極と最外方
の電極の間でスパークを起こさせることにより，フィル
タに捕集したパティキュレートを再生燃焼させる技術が
示されている。In Japanese Patent Application Laid-Open No. 63-57809, a plurality of independent electrodes are provided at predetermined intervals in the radial direction at a position slightly upstream from or upstream of a particulate filter. A technique is disclosed in which sparks are generated between one of the electrodes and the outermost electrode to regenerate and burn the particulates collected in the filter.
【０００７】特開平１０−３３９２３号公報において
は，パティキュレートフィルタの隔壁表面上に堆積した
アッシュを容易に剥離させるべく，隔壁表面にセラミッ
クス粒子を有機バインダまたは金属バインダによって付
着させた技術が示されている。Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-33923 discloses a technique in which ceramic particles are adhered to the partition wall surface with an organic binder or a metal binder in order to easily remove ash deposited on the partition wall surface of the particulate filter. ing.
【０００８】[0008]
【解決しようとする課題】しかしながら，上記従来の除
去フィルタにおいては次の問題がある。即ち，上記ヒー
タあるいはバーナによるセラミックハニカム型フィルタ
の再生燃焼では，その燃焼温度が高いためにフィルタの
溶損あるいは熱応力による割れが生ずる場合がある。ま
た，再生燃焼を行う時期の判断が容易ではなく，また再
生燃焼を制御するシステムが煩雑になってしまう。However, the above-described conventional removal filter has the following problems. That is, in the regeneration combustion of the ceramic honeycomb type filter by the heater or the burner, the combustion temperature is high, so that the filter may be damaged or cracked due to thermal stress. Further, it is not easy to determine when to perform regenerative combustion, and a system for controlling regenerative combustion becomes complicated.
【０００９】また，セラミックス繊維あるいは金属繊維
を用いたフィルタではパティキュレートの捕集効率が悪
い。また，ヒータ線による加熱燃焼を行うシステムにお
いては消費電力が大きく実際上のシステムとしての成立
が困難である。[0009] Filters using ceramic fibers or metal fibers have poor collection efficiency of particulates. Further, in a system that performs heating and combustion using a heater wire, power consumption is large and it is difficult to establish a practical system.
【００１０】また，ヒータあるいはバーナによる燃焼に
よって再生を行うセラミックハニカム型フィルタ及び繊
維状フィルタにおいては，その燃焼再生後においても，
エンジンオイルおよび燃料の添加剤が酸化して生ずるア
ッシュがフィルタに堆積したままとなるので，排気抵抗
が漸増する。In the case of a ceramic honeycomb type filter and a fibrous filter which are regenerated by combustion using a heater or a burner, even after the combustion regeneration,
As the ash resulting from the oxidation of the engine oil and fuel additives remains deposited on the filter, the exhaust resistance increases gradually.
【００１１】本発明は，かかる従来の問題点に鑑みてな
されたもので，簡単なシステムにより制御することがで
き，かつ，堆積したパティキュレート等の可燃性物質を
容易に除去して再生することができる可燃性物質の除去
フィルタを提供しようとするものである。The present invention has been made in view of the above-mentioned conventional problems, and can be controlled by a simple system, and can easily regenerate by removing combustible substances such as accumulated particulates. It is an object of the present invention to provide a filter for removing combustible substances that can be used.
【００１２】[0012]
【課題の解決手段】請求項１の発明は，表側面から裏側
面まで貫通する捕捉孔を設けた絶縁性の隔壁を有し，該
隔壁を通過する流体に含まれた可燃性物質を上記捕捉孔
に捕捉するための除去フィルタであって，上記隔壁の表
側面及び裏側面には電極をそれぞれ電気的絶縁性を保っ
た状態で貼設してあると共に，各電極には上記捕捉孔の
開口部に位置する部分に細孔を設けて上記捕捉孔の連通
状態を確保してあり，上記捕捉孔内に捕捉された上記可
燃性物質よりなる堆積物により上記電極間を短絡あるい
はスパーク放電させることにより，該堆積物に通電して
これを焼却除去できるよう構成してあることを特徴とす
る可燃性物質の除去フィルタにある。According to a first aspect of the present invention, there is provided an insulating partition provided with a capturing hole penetrating from a front side to a rear side, and the flammable substance contained in a fluid passing through the partition is captured. A filter for trapping in a hole, wherein electrodes are stuck on the front and rear sides of the partition wall while maintaining electrical insulation, and each electrode has an opening of the trapping hole. A pore is provided in a portion located at the portion to secure communication between the trapping holes, and the electrodes are short-circuited or spark-discharged by deposits of the flammable substance trapped in the trapping holes. The present invention provides a filter for removing combustible substances, wherein the deposit is energized so that it can be incinerated and removed.
【００１３】本発明において最も注目すべきことは，上
記隔壁の表側面及び裏側面に上記細孔を有する電極を貼
設してあり，上記捕捉孔内に捕捉された上記可燃性物質
よりなる堆積物により上記電極間を短絡あるいはスパー
ク放電できるよう構成したことである。上記電極の細孔
は，上記のごとく，上記捕捉孔の開口部に設けてあり，
捕捉孔の連通性を維持しつつ，開口部にまで堆積した可
燃性物質と細孔の内周部とが接触するように設ける。細
孔の形状は，必ずしも上記捕捉孔の開口部の形状と正確
に合致する必要はなく，上記開口部よりも若干大きくて
も小さくてもよく，また，表裏の電極の絶縁性を確保で
きる限りある程度捕捉孔の内部まで覆うように電極を配
置してもよい。In the present invention, the most remarkable thing is that electrodes having the above-mentioned pores are attached to the front and back surfaces of the above-mentioned partition wall, and the deposits made of the above-mentioned combustible substance trapped in the above-mentioned trapping holes are deposited. The structure is such that a short circuit or spark discharge can occur between the electrodes with an object. The pore of the electrode is provided at the opening of the trapping hole as described above,
The flammable substance deposited up to the opening and the inner peripheral portion of the pore are provided so as to be in contact with each other while maintaining the communication of the trapping hole. The shape of the pore does not necessarily have to exactly match the shape of the opening of the trapping hole, and may be slightly larger or smaller than the opening, and as long as the insulation of the front and back electrodes can be ensured. The electrodes may be arranged so as to cover the inside of the capturing holes to some extent.
【００１４】次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の除去フィルタにより流体中の可燃性物質を除去
しようとする場合には，上記除去フィルタを流体の流路
に配置し，上記捕捉孔内に上記流体を通過させる。これ
により，捕捉孔には，徐々に可燃性物質が捕捉され堆積
していく。そして，可燃性物質の堆積が進行することに
より，捕捉孔の入口から出口近くまであるいは出口まで
達するように堆積物が成長する。Next, the operation and effect of the present invention will be described.
When the combustible substance in the fluid is to be removed by the removal filter of the present invention, the removal filter is arranged in a fluid flow path, and the fluid is passed through the trapping hole. As a result, the combustible substances are gradually captured and accumulated in the capture holes. Then, as the accumulation of the combustible material proceeds, the deposit grows from the entrance to the exit of the trapping hole to the vicinity or to the exit.
【００１５】ここで，本発明においては，上記隔壁の表
側面と裏側面とに上記電極を配置してあり，かつ，電極
の細孔が上記捕捉孔の開口部である入口と出口に対応し
て設けられている。そのため，上記の成長した堆積物
は，その入口および出口に存在する細孔の内周部からそ
れぞれの電極につながる或いはつながる直前の状態にな
る。Here, in the present invention, the electrodes are arranged on the front and back sides of the partition wall, and the pores of the electrodes correspond to the inlet and the outlet which are the openings of the trapping holes. It is provided. For this reason, the grown deposits are connected to the respective electrodes from the inner peripheral portions of the pores existing at the entrance and the exit, or are in a state immediately before the connection.
【００１６】これにより，上記表裏の電極間に電圧を印
加しておくことにより，上記堆積物によって電極間が短
絡あるいはスパーク放電し，堆積物に電流が流れる。こ
の電流によりジュール熱が発生し，この熱により可燃性
物質よりなる堆積物が燃焼し，消失する。また，このと
き，可燃性物質による堆積密度にばらつきがある場合に
は，最も電気抵抗の低い部分に導電パスが形成され，こ
れに優先的に電流が流れてこのパスが最初に燃焼し消失
する。次いで，順次電気抵抗の低い順に導電パスが形成
され，通電，燃焼・消失が繰り返され，最終的に広く堆
積した堆積物全体が燃焼・消失する。By applying a voltage between the front and back electrodes, a short circuit or spark discharge occurs between the electrodes due to the deposit, and a current flows through the deposit. This current generates Joule heat, and the heat burns and disappears the deposits made of combustible substances. Also, at this time, if there is a variation in the deposition density due to the combustible substances, a conductive path is formed in the part with the lowest electric resistance, and current flows preferentially, and this path burns and disappears first. . Next, conductive paths are sequentially formed in ascending order of electric resistance, and energization, burning, and disappearance are repeated, so that the entire deposit finally deposited over a wide area burns and disappears.
【００１７】このように，本発明においては，上記表裏
の電極に電圧を印加しておくことにより，可燃性物質が
堆積物として成長した時点で自動的にこれを燃焼させ，
消失させることができる。そのため，上記燃焼を制御す
る方法も非常に簡単となり，上記表裏の電極間に所定の
電圧を印加し続けるだけでよい。また，上記堆積物の燃
焼は複数の捕捉孔において任意のタイミングにおいて行
われ，一時期に集中的に行われることは考えられない。
そのため，上記表裏の電極間に印加しておく電圧も非常
に低い電圧に設定することができる。それ故，本発明の
除去フィルタの制御システムは非常にシンプルなものに
することができる。As described above, in the present invention, by applying a voltage to the front and back electrodes, when the combustible substance grows as a deposit, the combustible substance is automatically burned.
Can be eliminated. Therefore, the method of controlling the combustion becomes very simple, and it is only necessary to keep applying a predetermined voltage between the front and back electrodes. In addition, the combustion of the deposit is performed at an arbitrary timing in the plurality of trapping holes, and it is unlikely that the combustion is performed intensively at one time.
Therefore, the voltage applied between the front and back electrodes can be set to a very low voltage. Therefore, the control system of the removal filter of the present invention can be very simple.
【００１８】また，上記のごとく，可燃性物質が堆積物
として成長した時点で自動的に燃焼し，消失するので，
上記除去フィルタを内燃機関の排気系に配置した状態で
使用しながら随時フィルタ機能を部分的に再生し続ける
ことができる。また，使用中において再生を行うことが
できるので，上記堆積物の燃焼後に生成した酸化物等の
アッシュは，上記捕捉孔を通過する流体によって吹き飛
ばされる。そのため，上記除去フィルタは，アッシュの
堆積による通過抵抗の増大という不具合の発生を回避す
ることができる。なお，上記アッシュの吹き飛ばしは，
上記堆積物の瞬間的な燃焼による衝撃が影響していると
も考えられる。このように，本発明の除去フィルタは，
長期間にわたって優れたフィルタ性能を維持することが
できる。Further, as described above, when the combustible substance grows as a deposit, it automatically burns and disappears.
The filter function can be partially regenerated at any time while the removal filter is used in a state where it is arranged in the exhaust system of the internal combustion engine. In addition, since the regeneration can be performed during use, ash such as oxides generated after burning the deposit is blown off by the fluid passing through the trapping hole. Therefore, the above-mentioned removal filter can avoid the problem of an increase in passage resistance due to ash accumulation. In addition, the blowing of the above ash
It is considered that the impact due to the instantaneous combustion of the sediment is affecting. Thus, the removal filter of the present invention
Excellent filter performance can be maintained over a long period of time.
【００１９】次に，請求項２の発明のように，上記隔壁
は上記表側面を外周面または内周面に有すると共に一端
を閉塞された円筒形状，角形筒状あるいは星形筒状等の
筒状に形成されており，上記流体を外周から内周又は内
周から外周へ向けて通過させるよう構成されていること
が好ましい。電極は隔壁の表側面と裏側面に電気的絶縁
を保って貼設してある。この場合には，上記流体を通過
させる隔壁の表面積を増大することができ，フィルタ効
率を向上させることができる。さらに，複数の筒状フィ
ルタを配置することにより，隔壁の表面積を増大するこ
とができ，フィルタ効率をさらに向上させることができ
る。Next, as in the second aspect of the present invention, the partition wall has a cylindrical surface, a rectangular cylindrical shape or a star cylindrical shape having the front side surface on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface and having one end closed. It is preferable that the fluid is passed from the outer circumference to the inner circumference or from the inner circumference to the outer circumference. The electrodes are attached to the front and back surfaces of the partition wall while maintaining electrical insulation. In this case, the surface area of the partition wall through which the fluid passes can be increased, and the filter efficiency can be improved. Further, by disposing a plurality of cylindrical filters, the surface area of the partition can be increased, and the filter efficiency can be further improved.
【００２０】また，請求項３の発明のように，上記隔壁
は長手方向に沿った多数のセルを形成するようにハニカ
ム形状にもうけられており，上記セルの先端開口部と後
端開口部のいずれか一方は閉塞してあり，かつ，上記ハ
ニカム形状の先端面及び後端面においては，上記セルの
閉塞部分と開口部分とが交互に配置されていることが好
ましい。なお，電極は流体上流側セル内の隔壁の表側面
と流体下流側セル内の裏側面に電気的絶縁を保って貼設
する。この場合には，ハニカム形状の先端面に開口部分
を有するセル内に流入した流体が，隔壁を通過して隣の
セルに流入してから排出される。それ故，流体を確実に
隔壁を通過させることができ，フィルタ効率をさらに向
上させることができる。なお，上記セルの閉塞部分がな
いハニカム形状の除去フィルタを準備し，上記閉塞部分
に対応する位置に別途蓋体を配置することによっても同
様の作用効果を得ることができる。Further, as in the third aspect of the present invention, the partition walls are formed in a honeycomb shape so as to form a large number of cells along the longitudinal direction, and the front end opening and the rear end opening of the cell are formed. It is preferable that either one of the cells is closed, and the closed and open portions of the cell are alternately arranged on the front end face and the rear end face of the honeycomb shape. The electrodes are attached to the front surface of the partition wall in the fluid upstream cell and the rear surface in the fluid downstream cell while maintaining electrical insulation. In this case, the fluid that has flowed into the cell having an opening at the front end surface of the honeycomb shape passes through the partition wall, flows into the adjacent cell, and is then discharged. Therefore, the fluid can be reliably passed through the partition wall, and the filter efficiency can be further improved. The same operation and effect can be obtained by preparing a honeycomb-shaped removal filter having no closed portion of the cell and separately disposing a lid at a position corresponding to the closed portion.
【００２１】次に，請求項４の発明は，表側面から裏側
面まで貫通する流体通過孔を設けた絶縁性の隔壁を有
し，該隔壁を通過する流体に含まれた可燃性物質を上記
表側面上に捕捉するための除去フィルタであって，上記
隔壁の表側面にはその表面上に少なくとも一対の電極を
間隙をあけて貼設してあり，上記表側面上に捕捉された
上記可燃性物質よりなる堆積物により上記電極間を短絡
あるいはスパーク放電させることにより，該堆積物に通
電してこれを焼却除去できるよう構成してあることを特
徴とする可燃性物質の除去フィルタにある。Next, the invention according to claim 4 has an insulating partition wall provided with a fluid passage hole penetrating from the front side to the back side, and the flammable substance contained in the fluid passing through the partition is removed by the above-mentioned method. A removal filter for capturing on the front side surface, wherein at least a pair of electrodes are attached on the front side surface of the partition wall with a gap therebetween, and the combustible combustible captured on the front side surface is provided. The filter for combustible substances is characterized in that the electrodes are short-circuited or spark-discharged by deposits made of a volatile substance, so that the deposits can be energized to be incinerated and removed.
【００２２】本発明において最も注目すべきことは，上
記隔壁の表側面上には上記少なくとも一対の電極を貼設
してあり，上記表側面上に捕捉された上記可燃性物質よ
りなる堆積物により上記電極間を短絡あるいはスパーク
放電させることがきるよう構成したことである。The most remarkable point in the present invention is that the at least one pair of electrodes is attached on the front side surface of the partition wall, and the deposit made of the combustible substance is captured on the front side surface. The configuration is such that a short circuit or spark discharge can be caused between the electrodes.
【００２３】次に，本発明の作用効果につき説明する。
本発明の除去フィルタにより流体中の可燃性物質を除去
しようとする場合には，上記除去フィルタを，上記表側
面が上流側となるように流体の流路に配置し，上記流体
通過孔内に上記流体を通過させる。これにより，隔壁の
表側面上には，徐々に可燃性物質が捕捉され堆積してい
く。そして，可燃性物質の堆積が進行することにより，
上記間隔をあけて配置されている一対の電極をつなぐよ
うに堆積物が成長する。Next, the operation and effect of the present invention will be described.
When the combustible substance in the fluid is to be removed by the removal filter of the present invention, the removal filter is disposed in the fluid flow path such that the front surface is on the upstream side, and is disposed in the fluid passage hole. Let the fluid pass through. As a result, the combustible substances are gradually captured and accumulated on the front surface of the partition wall. And as the accumulation of flammable substances progresses,
The deposit grows so as to connect the pair of electrodes arranged at the intervals.
【００２４】これにより，上記一対の電極間に電圧を印
加しておくことにより，上記堆積物によって電極間が短
絡あるいはスパーク放電し，堆積物に電流が流れる。そ
のため，上記と同様にジュール熱により可燃性物質より
なる堆積物が燃焼し，消失する。このように，本発明に
おいては，上記一対の電極に電圧を印加しておくことに
より，可燃性物質が堆積物として成長した時点で自動的
にこれを燃焼させ，消失させることができる。それ故，
本発明の除去フィルタは，上記と同様に，簡単な制御シ
ステムで制御することができ，かつ，長期間にわたって
優れたフィルタ性能を維持することができる。Thus, by applying a voltage between the pair of electrodes, the deposit causes a short circuit or spark discharge between the electrodes, and a current flows through the deposit. Therefore, the deposit composed of the flammable substance burns and disappears due to the Joule heat as described above. As described above, in the present invention, by applying a voltage to the pair of electrodes, when the combustible substance grows as a deposit, it can be automatically burned and eliminated. Therefore,
As described above, the removal filter of the present invention can be controlled by a simple control system, and can maintain excellent filter performance over a long period of time.
【００２５】次に，請求項５の発明のように，上記一対
の電極は，メイン電極と，該メイン電極から延設された
複数の枝電極とよりなる櫛歯形状をそれぞれ有してお
り，一方の電極の枝電極と他方の電極の枝電極とが交互
に配列されていることが好ましい。この場合には，上記
複数の枝電極の設置間隔を調整することにより，堆積し
た可燃性物質の燃焼を行う範囲を適度な範囲に細分化す
ることができる。それ故，上記堆積物の燃焼除去を効率
よく行うことができる。Next, as in the fifth aspect of the present invention, the pair of electrodes has a comb-like shape including a main electrode and a plurality of branch electrodes extending from the main electrode. It is preferable that the branch electrodes of one electrode and the branch electrodes of the other electrode are alternately arranged. In this case, by adjusting the installation interval of the plurality of branch electrodes, the range in which the combustible material thus deposited is burned can be subdivided into an appropriate range. Therefore, the deposit can be efficiently burned and removed.
【００２６】また，請求項６の発明のように，上記隔壁
は上記表側面を外周面または内周面に有すると共に一端
を閉塞された円筒形状，角形筒状あるいは星形筒状等の
筒状に形成されており，上記流体を外周から内周又は内
周から外周に向けて通過させるよう構成されていること
が好ましい。この場合には，筒形状であるので，流体通
路内への除去フィルタの配置を容易に行うことができ
る。Further, as in the sixth aspect of the present invention, the partition has a cylindrical shape such as a cylindrical shape, a square cylindrical shape, or a star cylindrical shape having the front side surface on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface and having one end closed. It is preferable that the fluid is passed from the outer circumference to the inner circumference or from the inner circumference to the outer circumference. In this case, since the filter has a cylindrical shape, the removal filter can be easily arranged in the fluid passage.
【００２７】次に，請求項７の発明のように，上記捕捉
孔内および／あるいは隔壁表面には，酸化触媒が担持さ
れていることが好ましい。この場合には，上記燃焼の開
始温度を低下させることができ，さらにフィルタ機能の
再生効果を高めることができる。また，請求項８の発明
のように，上記酸化触媒は白金族元素を用いることがで
きる。これらを用いた場合には，上記触媒機能を確実に
得ることができる。Next, as in the invention of claim 7, it is preferable that an oxidation catalyst is supported in the trapping hole and / or on the surface of the partition wall. In this case, the starting temperature of the combustion can be reduced, and the regeneration effect of the filter function can be further enhanced. Also, as in the invention of claim 8, the oxidation catalyst can use a platinum group element. When these are used, the above-mentioned catalytic function can be reliably obtained.
【００２８】[0028]
【発明の実施の形態】実施形態例１ 本発明の実施形態例にかかる可燃性物質の除去フィルタ
につき，図１〜図４を用いて説明する。本例の除去フィ
ルタ１は，ディーゼルエンジンの排ガスに含有されるパ
ティキュレートを捕捉するためのものであり，図１に示
すごとく，表側面１１から裏側面１２まで貫通する捕捉
孔２を設けた絶縁性の隔壁１０を有し，該隔壁１０を通
過する流体９に含まれた可燃性物質８を上記捕捉孔２に
捕捉するための除去フィルタである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS First Embodiment A combustible substance removal filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The removal filter 1 of the present embodiment is for capturing particulates contained in exhaust gas of a diesel engine, and as shown in FIG. 1, an insulating filter 2 having a capture hole 2 penetrating from a front side 11 to a back side 12. This is a removal filter that has a permeable partition wall 10 and captures the combustible substance 8 contained in the fluid 9 passing through the partition wall 10 in the capturing hole 2.
【００２９】上記隔壁１０の表側面１１及び裏側面１２
には電極３１，３２をそれぞれ貼設してあると共に，各
電極３１，３２には上記捕捉孔２の開口部に位置する部
分に細孔３１０，３２０を設けて上記捕捉孔２の連通性
を確保してある。そして，上記捕捉孔２内に捕捉された
上記可燃性物質８よりなる堆積物により上記電極３１，
３２間を短絡あるいはスパーク放電させることにより，
該堆積物に通電してこれを焼却除去できるよう構成して
ある。以下，これを詳説する。The front surface 11 and the back surface 12 of the partition 10
Are provided with electrodes 31 and 32, respectively, and the electrodes 31 and 32 are provided with pores 310 and 320 at portions located at the openings of the capturing holes 2 so as to improve the communicability of the capturing holes 2. Secured. The deposits made of the flammable substance 8 trapped in the trapping holes 2 make the electrodes 31,
By short-circuiting or spark discharge between 32,
The deposit is energized so that it can be incinerated and removed. The details are described below.
【００３０】本例の除去フィルタ１は，図３に示すごと
く，全体が円筒状であるハニカム形状を有しており，隔
壁１０が長手方向に沿った多数のセル１５を形成するよ
うに設けられている。このハニカム状の隔壁１０を作製
するに当たっては，まず焼成後にコージェライト組成に
なるようにカオリン，タルク，アルミナの各成分を秤量
し，これに造孔材としてのカーボンブラックとバインダ
材と水とを混合した。次に，この混合物を２軸混練機で
混練し，真空押出成形機を用いて壁厚１．０ｍｍのハニ
カム構造体を成形後，乾燥，脱脂，焼成した。As shown in FIG. 3, the removal filter 1 of this embodiment has a honeycomb shape having a cylindrical shape as a whole, and the partition walls 10 are provided so as to form a large number of cells 15 along the longitudinal direction. ing. In manufacturing the honeycomb-shaped partition wall 10, first, kaolin, talc, and alumina components are weighed so as to have a cordierite composition after firing, and carbon black as a pore former, a binder material, and water are added thereto. Mixed. Next, this mixture was kneaded with a twin-screw kneader, and a honeycomb structure having a wall thickness of 1.0 mm was formed using a vacuum extruder, followed by drying, degreasing, and firing.
【００３１】上記コージェライト原料粉末とカーボンブ
ラックの粒度は，焼成後の隔壁１０の内部の平均気孔径
が５〜５００μｍの範囲で設けられ，これらが上記のご
とく表側面１１から裏側面１２まで連通して捕捉孔２と
なるように調整する。次に，上記セル１５の先端開口部
と後端開口部のいずれか一方は閉塞部１８により閉塞し
た。そして，ハニカム形状の先端面及び後端面において
は，セル１５の閉塞部１８と開口部１７とを交互に，い
わば市松模様状に配置した。閉塞部１８は，無機系低膨
張材料であるコージェライト粉末により構成した。The particle size of the cordierite raw material powder and the carbon black is set so that the average pore diameter inside the partition 10 after firing is in the range of 5 to 500 μm, and these communicate from the front side surface 11 to the back side surface 12 as described above. Then, it is adjusted so that it becomes the capturing hole 2. Next, one of the front end opening and the rear end opening of the cell 15 was closed by the closing portion 18. Then, on the front end surface and the rear end surface of the honeycomb shape, the closed portions 18 and the openings 17 of the cells 15 are alternately arranged in a checkerboard pattern. The closing portion 18 was made of cordierite powder which is an inorganic low expansion material.
【００３２】次に，図４に示すごとく，上記目詰めした
ハニカム状の隔壁１０の表面に，ニッケルめっき処理に
より上記電極３１，３２を配設した。このとき，後述す
るごとく流体流路の上流側となる隔壁１０の表側面１１
に設けた電極３１と，下流側となる裏側面１２に設けた
電極３２とが電気的に絶縁となるようにした。また，各
表面側１１に設けた電極３１は上記閉塞部１８上に設け
た電極を介してすべて電気的に導通させた。また，各裏
側面１２に設けた電極３２についても同様にすべて電気
的に導通させた。Next, as shown in FIG. 4, the electrodes 31, 32 were disposed on the surface of the plugged honeycomb partition wall 10 by nickel plating. At this time, as will be described later, the front side surface 11 of the partition wall 10 located on the upstream side of the fluid flow path
And the electrode 32 provided on the rear side surface 12 on the downstream side is electrically insulated. The electrodes 31 provided on each front side 11 were all electrically connected via the electrodes provided on the closing portion 18. Similarly, all the electrodes 32 provided on each back side surface 12 were electrically connected.
【００３３】また，図２に模式的に示すごとく，各電極
３１，３２には，上記捕捉孔２の開口部に対応して，多
数の細孔３１０，３２０を設けた。各細孔３１０，３２
０の形状は，各捕捉孔２の開口部の形状にほぼ合致する
ように設けた。As schematically shown in FIG. 2, each of the electrodes 31 and 32 has a large number of pores 310 and 320 corresponding to the openings of the trapping holes 2. Each pore 310, 32
The shape of 0 was provided so as to substantially match the shape of the opening of each capture hole 2.
【００３４】なお，上記電極３１，３２の比抵抗は０．
０１〜１００Ωｃｍの範囲内に収まるようにした。比抵
抗が０．０１Ωｃｍ未満の場合には，電極の形成が困難
あるいは電極が厚くなりすぎるという問題があり，一
方，１００Ωｃｍを超える場合には流体に含まれた可燃
性物質が捕捉孔に捕捉されて電極間を短絡されても，電
極の方が高比抵抗のため，可燃性物質は燃焼除去されな
いという問題がある。また，一つの電極３１，３２の間
には所定の電圧を印加するように構成した。即ち，図４
に示すごとく，電極３１，３２の間に交流あるいは直流
の電源３０を配設した。この電源３０は，所定の電圧を
印加するよう構成する。The specific resistance of each of the electrodes 31 and 32 is set to 0.1.
It was made to fall within the range of 01 to 100 Ωcm. When the specific resistance is less than 0.01 Ωcm, there is a problem that the electrode is difficult to form or the electrode becomes too thick. On the other hand, when the specific resistance is more than 100 Ωcm, the flammable substances contained in the fluid are trapped in the trapping holes. Even if the electrodes are short-circuited, there is a problem that the combustible substances are not burnt off because the electrodes have a higher specific resistance. Further, a configuration is adopted in which a predetermined voltage is applied between one of the electrodes 31 and 32. That is, FIG.
As shown in the figure, an AC or DC power supply 30 was disposed between the electrodes 31 and 32. The power supply 30 is configured to apply a predetermined voltage.
【００３５】次に，本例の作用効果につき説明する。本
例の除去フィルタ１によりディーゼルエンジンの排気ガ
ス９中に含有されるパティキュレートよりなる可燃性物
質８を除去しようとする場合には，ディーゼルエンジン
の排気通路内に除去フィルタ１をその軸方向を流体の流
通方向に向けて配置する。そして，上記一対の電極３
１，３２の間には，上記のごとく，所定の電圧をディー
ゼルエンジンの運転中，常時印加あるいは断続的に印加
する。Next, the operation and effect of this embodiment will be described. When it is intended to remove the combustible material 8 composed of particulates contained in the exhaust gas 9 of the diesel engine by the removal filter 1 of the present embodiment, the removal filter 1 is inserted in the exhaust passage of the diesel engine in the axial direction. It is arranged in the flow direction of the fluid. And the pair of electrodes 3
As described above, during the operation of the diesel engine, a predetermined voltage is applied constantly or intermittently between 1 and 32.
【００３６】これにより，排気通路内を通過してきた排
気ガス９は，除去フィルタ１の前端面に開口した多数の
開口部１７からセル１５内部に入る。排気ガス９が侵入
したセル１５は進行方向である後端が閉塞部１８により
目詰めされているので，排気ガス９は必然的に隔壁１０
の表側面１１から裏側面１２に抜けて隣のセル１５に移
動し，後端面から外部に排出される。As a result, the exhaust gas 9 that has passed through the exhaust passage enters the inside of the cell 15 through the large number of openings 17 opened at the front end face of the removal filter 1. Since the rear end in the traveling direction of the cell 15 into which the exhaust gas 9 has entered is plugged by the closing portion 18, the exhaust gas 9 is inevitably supplied to the partition 10.
From the front side surface 11 to the back side surface 12 to move to the next cell 15, and is discharged from the rear end surface to the outside.
【００３７】そして，隔壁１０を排気ガス９が通過する
際には，上記捕捉孔２を通過する。そのため，捕捉孔２
には，徐々に可燃性物質８が捕捉され堆積していく。そ
して，図１（ａ）のＡ部に示すごとく，可燃性物質８の
堆積が進行することにより，捕捉孔２の入口から出口直
前或いは出口まで達するように堆積物が成長する。When the exhaust gas 9 passes through the partition 10, it passes through the trapping hole 2. Therefore, the catch hole 2
, The combustible substance 8 is gradually captured and deposited. Then, as shown in part A of FIG. 1A, as the accumulation of the combustible material 8 proceeds, the deposit grows from the entrance of the trapping hole 2 to just before the exit or to the exit.
【００３８】ここで，本例においては，隔壁１０の表側
面１１と裏側面１２とに上記電極を配置してあり，か
つ，電極３１，３２の細孔３１０，３２０が上記捕捉孔
２の開口部である入口と出口に設けられている。そのた
め，例えば，図１（ａ）におけるＡ部の捕捉孔２におい
て成長した堆積物は，その入口および出口に存在する細
孔３１０，３２０の内周部からそれぞれの電極３１，３
２につながる寸前あるいはつながる状態となる。Here, in this embodiment, the electrodes are arranged on the front side surface 11 and the back side surface 12 of the partition wall 10, and the pores 310, 320 of the electrodes 31, 32 are formed in the openings of the trapping holes 2. It is provided at the entrance and the exit which are parts. Therefore, for example, the deposits grown in the trapping holes 2 of the portion A in FIG.
It is on the verge of being connected to 2, or in a connected state.
【００３９】即ち，可燃性物質８よりなる堆積物によっ
て電極３１，３２間が短絡あるいはスパーク放電し，堆
積物に電流が流れる。この電流によりジュール熱が発生
し，図１（ｂ）に示すごとく，この熱により可燃性物質
よりなる堆積物が燃焼し，消失する。そして，Ａ部の捕
捉孔２は使用前と同様の状態に再生される。また，Ａ部
以外の捕捉孔２においても，可燃性物質８による堆積物
が十分に成長した時点で上記と同様の短絡あるいはスパ
ーク放電，通電，燃焼を繰り返し，随時再生される。That is, a short circuit or spark discharge occurs between the electrodes 31 and 32 due to the deposit made of the combustible substance 8, and a current flows through the deposit. This current generates Joule heat, and as shown in FIG. 1 (b), the heat causes the deposits composed of combustible substances to burn and disappear. Then, the capturing hole 2 of the part A is reproduced in the same state as before use. Also, in the trapping holes 2 other than the portion A, when the deposit by the flammable substance 8 has grown sufficiently, the same short circuit or spark discharge, energization and combustion as described above are repeated and regenerated as needed.
【００４０】このように，本例においては，表裏の一対
の電極３１，３２に電圧を印加することにより，可燃性
物質８が堆積物として成長した時点で自動的にこれを随
時燃焼させ，消失させることができる。また，上記堆積
物の燃焼は複数の捕捉孔２において任意のタイミングに
おいて行われ，一時期に集中的に行われることはない。
そのため，上記表裏の電極３１，３２間に印加する電圧
も非常に低い電圧に設定することが出来，また消費電力
も低くすることができる。それ故，本例の除去フィルタ
１の制御システムは非常にシンプルなものにすることが
できる。As described above, in this embodiment, when a voltage is applied to the pair of electrodes 31 and 32 on the front and back sides, when the combustible substance 8 grows as a deposit, the combustible substance 8 is automatically burned as needed and disappears. Can be done. Further, the combustion of the deposit is performed at an arbitrary timing in the plurality of trapping holes 2 and is not performed intensively at one time.
Therefore, the voltage applied between the front and back electrodes 31, 32 can be set to a very low voltage, and the power consumption can be reduced. Therefore, the control system of the removal filter 1 of this embodiment can be made very simple.
【００４１】また，上記のごとく，除去フィルタ１は，
使用中において再生を行うことができるので，上記堆積
物の燃焼後に発生した酸化物等のアッシュは，上記捕捉
孔２を通過する流体によって吹き飛ばされる。そのた
め，上記除去フィルタ１は，アッシュの堆積による通過
抵抗の増大という不具合の発生を回避することができ
る。なお，上記アッシュの吹き飛ばしは，上記堆積物の
瞬間的な燃焼による衝撃が影響しているとも考えられ
る。このように，本例の除去フィルタ１は，長期間にわ
たって優れたフィルタ性能を維持することができる。As described above, the removal filter 1
Since the regeneration can be performed during use, ash such as oxides generated after the burning of the deposit is blown off by the fluid passing through the trapping hole 2. For this reason, the removal filter 1 can avoid the problem of an increase in passage resistance due to ash accumulation. It is also considered that the ash blowing is affected by the impact of the instantaneous combustion of the sediment. As described above, the removal filter 1 of the present example can maintain excellent filter performance over a long period of time.
【００４２】実施形態例２ 本例では，実施形態例１の除去フィルタ１を用い，これ
に印加する電圧の最適範囲を測定した。具体的には，上
記除去フィルタ１にパティキュレートを捕捉させた後，
上記交流電源３０の電圧を，周波数は６０Ｈｚに一定と
して，温度３００℃の場合と２５℃の場合において，１
４００Ｖまでの範囲でパティキュレートの燃焼性をモデ
ル的に評価した。パティキュレートの燃焼性評価はＣ
Ｏ，ＣＯ2の発生量を測定することにより行った。Embodiment 2 In this embodiment, the optimum range of the voltage applied to the removal filter 1 of Embodiment 1 was measured. Specifically, after the removal filter 1 captures the particulates,
When the frequency of the AC power supply 30 is constant at 60 Hz and the temperature is 300 ° C. and 25 ° C., 1
The flammability of the particulates was modeled in the range up to 400V. Evaluation of flammability of particulates is C
The measurement was performed by measuring the amount of O and CO 2 generated.
【００４３】測定結果を図５に示す。同図は，横軸に印
加電圧（Ｖ），縦軸にＣＯ＋ＣＯ2の発生量（ｐｐｍ）
をとったものである。同図より知られるごとく，温度が
３００℃の場合には，ＣＯ，ＣＯ2の発生開始電圧は６
００Ｖであり，非常に低い電圧でパティキュレートが燃
焼することがわかる。また，温度が２５℃の場合におい
ても，開始電圧が１２００Ｖであった。これにより，除
去フィルタ１においては，印加電圧を少なくとも２ｋＶ
以下にすることができ，高電圧印加による隔壁１０の絶
縁破壊等の不具合を回避することができる。FIG. 5 shows the measurement results. In the figure, the horizontal axis represents the applied voltage (V), and the vertical axis represents the amount of CO + CO 2 generated (ppm).
Is taken. As is known from the figure, when the temperature is 300 ° C., the generation starting voltage of CO and CO 2 is 6
00V, which indicates that the particulates burn at a very low voltage. In addition, even when the temperature was 25 ° C., the starting voltage was 1200 V. Thereby, in the removal filter 1, the applied voltage is set to at least 2 kV.
It is possible to avoid problems such as dielectric breakdown of the partition wall 10 due to application of a high voltage.
【００４４】実施形態例３ 本例では，実施形態例１の除去フィルタ１の性能を定量
的に評価すべく，ディーゼルエンジンを搭載した自動車
の排気系に上記除去フィルタ１（本発明品Ｅ１）を実際
に装着したことを想定した試験を行った。なお，比較の
ため，全体を定期的にバーナ等で燃焼して再生させるタ
イプの除去フィルタ（比較品Ｃ１）を準備し，同様の試
験を行った。比較品Ｃ１としては，具体的には，直径３
５ｍｍ，長さ１５０ｍｍのコージェライト質ハニカムフ
ィルタとし，発明品Ｅ１と同様にセルの先端開口部と後
端開口部のいずれか一方は閉塞してあり，先端面および
後端面においては上記セルの閉塞部分と開口部分が交互
に市松模様状に配置してある。Third Embodiment In this embodiment, in order to quantitatively evaluate the performance of the removal filter 1 of the first embodiment, the removal filter 1 (product E1 of the present invention) is installed in the exhaust system of a vehicle equipped with a diesel engine. A test was performed assuming that the camera was actually mounted. For comparison, a removal filter (comparative product C1) of a type in which the whole was periodically burned with a burner or the like and regenerated was prepared, and a similar test was performed. As the comparative product C1, specifically, the diameter 3
A cordierite-type honeycomb filter having a length of 5 mm and a length of 150 mm was formed. One of the front end opening and the rear end opening of the cell was closed as in the case of the invention E1, and the cell was closed at the front and rear end surfaces. The portions and the openings are alternately arranged in a checkered pattern.
【００４５】試験は，ディーゼルエンジンをほぼ一定の
排気量となる条件で運転し，除去フィルタ１の前後にお
ける圧力損失を測定し続けた。そして，運転時間から走
行距離相当の値を算出し，走行距離と圧力損失の変化を
求めた。結果を図６に示す。同図は横軸に走行距離（ｋ
ｍ）を，縦軸に圧力損失（ｍｍＨ2Ｏ）を取り，本発明
品Ｅ１を実線，比較品Ｃ１を破線で示したものである。In the test, the diesel engine was operated under the condition that the displacement was almost constant, and the pressure loss before and after the removal filter 1 was continuously measured. Then, a value corresponding to the traveling distance was calculated from the driving time, and the changes in the traveling distance and the pressure loss were determined. FIG. 6 shows the results. In the figure, the horizontal axis indicates the traveling distance (k
m), pressure loss (mmH 2 O) is plotted on the vertical axis, and the product E1 of the present invention is shown by a solid line and the comparative product C1 is shown by a broken line.
【００４６】同図より知られるごとく，比較品Ｃ１が走
行距離が増えるに従って圧力損失が増大していくのに対
し，本発明品Ｅ１は，上記のごとく随時の再生を繰り返
すことにより，ほぼ初期値と同じ一定の圧力損失状態を
維持し続けた。この結果から，本発明品である除去フィ
ルタ１は，長期間にわたって優れたフィルタ性能を維持
できることがわかる。As can be seen from the figure, while the pressure loss of the comparative product C1 increases as the traveling distance increases, the product E1 of the present invention has almost the initial value by repeating the regeneration as needed as described above. And maintained the same constant pressure loss state. These results show that the removal filter 1 of the present invention can maintain excellent filter performance over a long period of time.
【００４７】実施形態例４ 本例では，実施形態例１における除去フィルタ１の優れ
た特性をさらに明らかにすべく，別の比較品Ｃ２との比
較を行った。比較品Ｃ２は，実施形態例３で述べた比較
品Ｃ１において，パティキュレートの燃焼温度を下げる
ための触媒としてＰｔを担持したものである。なお，こ
の場合には，バーナ等による再生は行わない。Embodiment 4 In this embodiment, a comparison was made with another comparative product C2 in order to further clarify the excellent characteristics of the removal filter 1 in Embodiment 1. The comparative product C2 is the same as the comparative product C1 described in the third embodiment, except that Pt is supported as a catalyst for lowering the burning temperature of the particulates. In this case, reproduction by a burner or the like is not performed.
【００４８】本例では，図７に示すごときエンジン特性
を有するディーゼルエンジンを用い，除去フィルタの再
生可能領域を求めた。同図は，横軸にエンジン回転数
（ｒｐｍ），縦軸にトルク（Ｎｍ）を取り，上記デッド
マンブレーキの全負荷性能Ｔを示した。そして，同図
に，比較品Ｃ２の再生可能領域Ｃ２を示した。なお，本
発明品Ｅ１の再生可能領域は，全負荷性能Ｔと縦軸及び
横軸に囲まれる全範囲Ｅ１である。In this example, a regenerable region of the removal filter was determined using a diesel engine having engine characteristics as shown in FIG. In the figure, the horizontal axis indicates the engine speed (rpm) and the vertical axis indicates the torque (Nm), and the full load performance T of the deadman brake is shown. FIG. 3 shows the reproducible area C2 of the comparative product C2. The reproducible area of the product E1 of the present invention is the full load performance T and the entire range E1 surrounded by the vertical and horizontal axes.
【００４９】同図より知られるごとく，比較品Ｃ２は，
高温条件が得られる高回転高トルクの運転条件の場合に
限ってパティキュレートはＰｔ触媒の効果によって連続
的に燃焼し，その再生を行うことができる。これに対し
て，本発明品Ｅ１は運転条件に関係なく，可燃性物質の
堆積が進んだ時点で随時再生が行われる。これにより，
本発明品Ｅ１は，比較品Ｃ２よりも，常に圧力損失が少
ない良好な状態に維持することができることがわかる。As can be seen from FIG.
The particulates can be continuously burned by the effect of the Pt catalyst and can be regenerated only in the high-rotation and high-torque operating condition where a high-temperature condition can be obtained. On the other hand, the product E1 of the present invention is regenerated at any time when the accumulation of the flammable substance proceeds regardless of the operating conditions. This gives
It can be seen that the product E1 of the present invention can always be maintained in a favorable state with less pressure loss than the product C2 of the comparison.
【００５０】実施形態例５ 本例では，実施形態例１の除去フィルタ１における，パ
ティキュレート燃焼後に堆積するアッシュが除去される
現象を実験的に確認した。具体的には，まず，試料とし
て，除去フィルタ１の隔壁１０と同質のコージェライト
よりなると共に上記と同様の捕捉孔２を有する，直径３
６ｍｍ，厚み１ｍｍの円盤状フィルタを準備した。Fifth Embodiment In this embodiment, the phenomenon in which ash deposited after particulate combustion is removed in the removal filter 1 of the first embodiment was experimentally confirmed. More specifically, first, as a sample, it is made of cordierite of the same quality as the partition wall 10 of the removal filter 1 and has the same trapping hole 2 as described above.
A disk-shaped filter having a thickness of 6 mm and a thickness of 1 mm was prepared.
【００５１】そして，上記円盤状フィルタに対して模擬
的にアッシュを捕捉孔２内に堆積させ，その後，さらに
パティキュレートを堆積させてこれを短絡あるいはスパ
ーク放電させて通電し，燃焼除去した。このときの各過
程における圧力損失をを測定した。上記の模擬的なアッ
シュの堆積は，上記円盤状フィルタにエンジンオイルを
含浸させた後，温度７００℃で１時間大気中で熱処理す
ることにより行った。また，アッシュ堆積後のパティキ
ュレートの捕集は，円盤状フィルタをディーゼルエンジ
ンの排気管中に設置し，所定時間，所定条件で運転する
という手法により行った。Then, ash was simulated in the disc-shaped filter in the trapping hole 2 and then particulates were further accumulated. The ash was short-circuited or spark-discharged, and electricity was supplied to burn off. The pressure loss in each process at this time was measured. The simulated ash deposition was performed by impregnating the disc-shaped filter with engine oil and then performing a heat treatment in the atmosphere at a temperature of 700 ° C. for 1 hour. The collection of the particulates after the ash accumulation was performed by a method in which a disk-shaped filter was installed in an exhaust pipe of a diesel engine and operated under predetermined conditions for a predetermined time.
【００５２】また，圧力損失の測定は，上記円盤状フィ
ルタに対して１０リットル／分の流量でガスを通過させ
た際の圧力損失の測定により行った。また，圧力測定の
タイミングは，（１）アッシュ堆積前，（２）アッシュ
堆積直後，（３）パティキュレートの通電・燃焼の後，
の３段階とした。The pressure loss was measured by measuring the pressure loss when gas was passed through the disc-shaped filter at a flow rate of 10 L / min. The timing of the pressure measurement is as follows: (1) before ash deposition, (2) immediately after ash deposition, (3) after energization and combustion of particulates,
There were three stages.
【００５３】圧力損失の測定結果を表１に示す。表１よ
り知られるごとく，堆積したアッシュは，その後のパテ
ィキュレートへの通電・燃焼の際に同時に除去されるこ
とがわかる。これは，パティキュレートへの通電の際に
衝撃波が発生し，これにより捕捉孔に付着したアッシュ
が剥ぎ取られるためであると考えられる。Table 1 shows the measurement results of the pressure loss. As can be seen from Table 1, the deposited ash is removed at the same time when the particulates are energized and burned. This is considered to be because a shock wave is generated when the particulates are energized, and the ash attached to the trapping holes is peeled off.
【００５４】[0054]
【表１】 [Table 1]
【００５５】実施形態例６ 本例の除去フィルタ５は，図８に示すごとく，表側面５
１から裏側面５２まで貫通する流体通過孔（図示略）を
設けた絶縁性の隔壁５０を有し，該隔壁５０を通過する
流体９に含まれた可燃性物質８を上記表側面上に捕捉す
るための除去フィルタである。上記隔壁５０の表側面５
１には電圧を印加可能な少なくとも一対の電極６１，６
２を間隙をあけて貼設してあり，上記表側面５１上に捕
捉された上記可燃性物質よりなる堆積物により上記電極
間を短絡或いはスパーク放電させることにより，該堆積
物に通電してこれを焼却除去できるよう構成されてい
る。Embodiment 6 As shown in FIG. 8, the removal filter 5 of this embodiment is
It has an insulating partition wall 50 provided with a fluid passage hole (not shown) penetrating from 1 to the back side surface 52, and captures the flammable substance 8 contained in the fluid 9 passing through the partition wall 50 on the front side surface. It is a removal filter for performing. Front side surface 5 of the partition 50
1 has at least a pair of electrodes 61 and 6 to which a voltage can be applied.
2 are stuck to each other with a gap, and the electrodes are short-circuited or spark-discharged by the deposit of the flammable substance trapped on the front side surface 51 so that the deposit is energized. Is configured to be incinerated and removed.
【００５６】また，同図に示すごとく，本例では，上記
隔壁５０は上記表側面５１を外周面に有すると共に一端
を閉塞された円筒形状に形成されており，上記流体９を
外周から内周に向けて通過させるよう構成されている。
また，図９に示すごとく，上記一対の電極６１，６２
は，メイン電極６１０，６２０と，該メイン電極６１
０，６２０から略垂直に延設された複数の枝電極６１
５，６２５とよりなる櫛歯形状をそれぞれ有している。
そして，一方の電極６１の枝電極６１５と他方の電極６
２の枝電極６２５とが交互に配列され互いに挟むように
配設されている。また，一対の電極６１，６２には，そ
のメイン電極６１０，６２０に電源６０を接続してあ
る。As shown in the figure, in the present embodiment, the partition wall 50 is formed in a cylindrical shape having the front side surface 51 on the outer peripheral surface and having one end closed, and the fluid 9 is transferred from the outer periphery to the inner periphery. It is configured to pass through.
As shown in FIG. 9, the pair of electrodes 61, 62
Are the main electrodes 610 and 620 and the main electrode 61
0,620 a plurality of branch electrodes 61 extending substantially vertically
5 and 625, respectively.
Then, the branch electrode 615 of one electrode 61 and the other electrode 6
The two branch electrodes 625 are alternately arranged and arranged so as to sandwich each other. In addition, a power source 60 is connected to the pair of electrodes 61 and 62 at the main electrodes 610 and 620.
【００５７】本例においては，上記除去フィルタ５を排
ガスの排気通路に対して閉塞端部を上流に向けて配置す
る。これにより，可燃性物質を含有した排ガスは筒状の
隔壁の表側面６１から裏側面６２へと通過する。このと
き，隔壁６０における流体通過孔を可燃性物質の粒子よ
りも小さくしておくことにより，表側面６１上に可燃性
物質が徐々に堆積する。In this embodiment, the removal filter 5 is disposed with its closed end directed upstream with respect to the exhaust gas exhaust passage. As a result, the exhaust gas containing the combustible substance passes from the front side 61 to the back side 62 of the cylindrical partition wall. At this time, by making the fluid passage holes in the partition wall 60 smaller than the particles of the combustible substance, the combustible substance is gradually deposited on the front side surface 61.
【００５８】そして，この堆積物が成長すると，上記間
隔をあけて配置されている枝電極６１５，６２５間をつ
ないで電気的に導通寸前あるいは導通させる。このと
き，上記一対の電極６１，６２間に電圧を印加しておく
ことにより，上記堆積物によって電極６１，６２間が短
絡あるいはスパーク放電し，堆積物に電流が流れる。こ
れにより，上記と同様にジュール熱により可燃性物質よ
りなる堆積物が燃焼し，消失する。このように，本例に
おいても，一対の電極６１，６２に電圧を印加しておく
ことにより，可燃性物質が堆積物として成長した時点で
自動的にこれを燃焼させ，消失させることができる。Then, when this deposit grows, the branch electrodes 615 and 625 arranged at the above intervals are connected to each other to make them electrically conductive or conductive. At this time, by applying a voltage between the pair of electrodes 61 and 62, the deposit causes a short circuit or spark discharge between the electrodes 61 and 62, and a current flows through the deposit. As a result, the deposit composed of the combustible substance is burned by Joule heat and disappears in the same manner as described above. Thus, also in this example, by applying a voltage to the pair of electrodes 61 and 62, the combustible substance can be automatically burned and extinguished when it grows as a deposit.
【００５９】なお，上記実施形態例においては，除去フ
ィルタをディーゼルエンジンの排ガス浄化に用いる場合
について例示したが，排ガス以外の可燃性物質を有する
ガスを浄化する場合にも上記除去フィルタを有効に利用
できることは言うまでもない。In the above embodiment, the case where the removal filter is used for purifying exhaust gas of a diesel engine has been described. However, the above-described removal filter is effectively used also for purifying gas containing combustible substances other than exhaust gas. It goes without saying that you can do it.
【００６０】[0060]
【発明の効果】上述のごとく，本発明によれば，簡単な
システムにより制御することができ，かつ，堆積したパ
ティキュレート等の可燃性物質を容易に除去して再生す
ることができる可燃性物質の除去フィルタを提供するこ
とができる。As described above, according to the present invention, a flammable substance that can be controlled by a simple system and that can easily remove and regenerate flammable substances such as accumulated particulates. Can be provided.
【図１】実施形態例１における，（ａ）隔壁の捕捉孔に
堆積物が成長した状態，（ｂ）堆積物が燃焼除去された
状態，を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory view showing (a) a state in which deposits have grown in trap holes of a partition wall, and (b) a state in which deposits have been burned and removed, in Embodiment 1;
【図２】実施形態例１における，電極の構造を示す説明
図。FIG. 2 is an explanatory view showing a structure of an electrode in the first embodiment.
【図３】実施形態例１における，除去フィルタの斜視
図。FIG. 3 is a perspective view of a removal filter according to the first embodiment.
【図４】実施形態例１における，電極の配設状態を示す
説明図。FIG. 4 is an explanatory diagram showing an arrangement state of electrodes in the first embodiment.
【図５】実施形態例２における，印加電圧とＣＯ＋ＣＯ
2発生量との関係を示す説明図。FIG. 5 shows an applied voltage and CO + CO in Embodiment 2;
FIG. 2 is an explanatory diagram showing a relationship with the generation amount.
【図６】実施形態例３における，走行距離と圧力損失と
の関係を示す説明図。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a relationship between a traveling distance and a pressure loss in a third embodiment.
【図７】実施形態例４における，エンジン特性と除去フ
ィルタの再生領域との関係を示す説明図。FIG. 7 is an explanatory diagram illustrating a relationship between engine characteristics and a reproduction area of a removal filter according to a fourth embodiment.
【図８】実施形態例６における，除去フィルタの構造を
示す一部切り欠き断面斜視図。FIG. 8 is a partially cutaway perspective view showing the structure of a removal filter according to a sixth embodiment.
【図９】実施形態例６における，電極形状を示す説明
図。FIG. 9 is an explanatory view showing an electrode shape in a sixth embodiment.
【符号の説明】 １，５．．．除去フィルタ，１０，５０．．．隔壁，１
１，５１．．．表側面，１２．．．裏側面，２．．．捕
捉孔，３１，３２，６１，６２．．．電極，３１０，３
２０．．．細孔，８．．．可燃性物質，６１０，３２
０．．．メイン電極，６１５，６２５．．．枝電極，[Description of Signs] 1,5. . . Removal filter, 10, 50. . . Partition wall, 1
1,51. . . Front side, 12. . . Back side, 2. . . Capture holes, 31, 32, 61, 62. . . Electrodes, 310, 3
20. . . 7. pores. . . Combustible substances, 610, 32
0. . . Main electrode, 615, 625. . . Branch electrode,
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 満 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 北條 浩 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 竹内 嗣人 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 (72)発明者 鷹取 一雅 愛知県愛知郡長久手町大字長湫字横道41番 地の１ 株式会社豊田中央研究所内 Ｆターム(参考） 3G090 AA02 BA01 DA07 3G091 AA18 AB13 BA07 BA13 FC01 GB06W 4D058 JA02 JA03 JA32 MA42 MA44 SA08 TA06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuru Asai 41-Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi-gun, 1st place, Toyota Central Research Laboratory, Inc. (72) Inventor Hiroshi Hojo, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi No. 41, Yokomichi, Toyota Central Research Institute, Inc. (72) Inventor, Tsutomu Takeuchi 41, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture, Japan. No. 41, No. 41, Chuchu, Yokomichi, Nagakute-cho, Aichi-gun, Aichi Prefecture F-term in Toyota Central R & D Laboratories Co., Ltd. 3G090 AA02 BA01 DA07 3G091 AA18 AB13 BA07 BA13 FC01 GB06W 4D058 JA02 JA03 JA32 MA42 MA44 SA08 TA06
Claims (8)
設けた絶縁性の隔壁を有し，該隔壁を通過する流体に含
まれた可燃性物質を上記捕捉孔に捕捉するための除去フ
ィルタであって，上記隔壁の表側面及び裏側面には電極
をそれぞれ電気的絶縁性を保った状態で貼設してあると
共に，各電極には上記捕捉孔の開口部に位置する部分に
細孔を設けて上記捕捉孔の連通状態を確保してあり，上
記捕捉孔内に捕捉された上記可燃性物質よりなる堆積物
により上記電極間を短絡あるいはスパーク放電させるこ
とにより，該堆積物に通電してこれを焼却除去できるよ
う構成してあることを特徴とする可燃性物質の除去フィ
ルタ。1. A removal filter having an insulating partition wall provided with a trapping hole penetrating from the front side to the rear side face, and trapping a combustible substance contained in a fluid passing through the partition in the trapping hole. Electrodes are attached to the front and back sides of the partition wall while maintaining their electrical insulation properties, and each electrode has a fine hole at a portion located at the opening of the trapping hole. Is provided to ensure the communicating state of the trapping holes, and the deposits made of the combustible material trapped in the trapping holes are short-circuited or spark-discharged between the electrodes, so that the deposits are energized. A filter for removing combustible substances, characterized in that the filter is configured to be capable of being incinerated and removed.
面を外周面または内周面に有すると共に一端を閉塞され
た円筒形状，角形筒状あるいは星形筒状等の筒状に形成
されており，上記流体を外周から内周又は内周から外周
へ向けて通過させるよう構成されていることを特徴とす
る可燃性物質の除去フィルタ。2. The partition according to claim 1, wherein the partition wall is formed in a cylindrical shape such as a cylindrical shape, a square cylindrical shape, or a star cylindrical shape having the front side surface on the outer peripheral surface or the inner peripheral surface and having one end closed. A filter for removing a combustible substance, wherein the fluid is passed from the outer circumference to the inner circumference or from the inner circumference to the outer circumference.
に沿った多数のセルを形成するようにハニカム形状にも
うけられており，上記セルの先端開口部と後端開口部の
いずれか一方は閉塞してあり，かつ，上記ハニカム形状
の先端面及び後端面においては，上記セルの閉塞部分と
開口部分とが交互に配置されていることを特徴とする可
燃性物質の除去フィルタ。3. The cell according to claim 1, wherein the partition is formed in a honeycomb shape so as to form a large number of cells along a longitudinal direction, and one of a front end opening and a rear end opening of the cell is formed. A filter for removing a flammable substance, wherein a closed portion and an open portion of the cell are alternately arranged on a front end surface and a rear end surface of the honeycomb shape.
孔を設けた絶縁性の隔壁を有し，該隔壁を通過する流体
に含まれた可燃性物質を上記表側面上に捕捉するための
除去フィルタであって，上記隔壁の表側面にはその表面
上に少なくとも一対の電極を間隙をあけて貼設してあ
り，上記表側面上に捕捉された上記可燃性物質よりなる
堆積物により上記電極間を短絡あるいはスパーク放電さ
せることにより，該堆積物に通電してこれを焼却除去で
きるよう構成してあることを特徴とする可燃性物質の除
去フィルタ。4. An insulating partition provided with a fluid passage hole penetrating from the front side to the back side, for capturing a combustible substance contained in a fluid passing through the partition on the front side. A removal filter, wherein at least a pair of electrodes are attached on the front surface of the partition wall with a gap therebetween on the surface thereof, and the deposit made of the combustible substance captured on the front surface surface is used for the removal filter. A filter for removing combustible substances, characterized in that the deposit is energized by short-circuiting or spark discharge between the electrodes so that the deposit can be incinerated and removed.
メイン電極と，該メイン電極から延設された複数の枝電
極とよりなる櫛歯形状をそれぞれ有しており，一方の電
極の枝電極と他方の電極の枝電極とが交互に配列されて
いることを特徴とする可燃性物質の除去フィルタ。5. The method according to claim 4, wherein the pair of electrodes are:
It has a comb shape composed of a main electrode and a plurality of branch electrodes extending from the main electrode, and the branch electrodes of one electrode and the branch electrodes of the other electrode are alternately arranged. A filter for removing combustible substances.
記表側面を外周面または内周面に有すると共に一端を閉
塞された円筒形状，角形筒状あるいは星形筒状等の筒状
に形成されており，上記流体を外周から内周又は内周か
ら外周に向けて通過させるよう構成されていることを特
徴とする可燃性物質の除去フィルタ。6. The partition wall according to claim 4, wherein the partition wall has a front side surface on an outer peripheral surface or an inner peripheral surface and has one end closed, and is formed in a cylindrical shape such as a cylindrical shape, a square cylindrical shape, or a star cylindrical shape. And a filter configured to allow the fluid to pass from the outer circumference to the inner circumference or from the inner circumference to the outer circumference.
上記捕捉孔内および／あるいは隔壁表面には，酸化触媒
が担持されていることを特徴とする可燃性物質の除去フ
ィルタ。7. The method according to claim 1, wherein:
An oxidizing catalyst is carried in the trapping hole and / or on the surface of the partition wall.
族元素であることを特徴とする可燃性物質の除去フィル
タ。8. The filter according to claim 7, wherein the oxidation catalyst is a platinum group element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32141399A JP2001132430A (en) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Combustible substance eliminating filter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP32141399A JP2001132430A (en) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Combustible substance eliminating filter |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001132430A true JP2001132430A (en) | 2001-05-15 |
Family
ID=18132281
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|---|---|---|---|
| JP32141399A Pending JP2001132430A (en) | 1999-11-11 | 1999-11-11 | Combustible substance eliminating filter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001132430A (en) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003103130A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-08 | Nippon Kouatsu Electric Co | Method and apparatus for removing particulate matter |
| JP2012504039A (en) * | 2008-09-30 | 2012-02-16 | パーキンズ エンジンズ カンパニー リミテッド | Method and apparatus for regenerating a filter |
| JP2014529030A (en) * | 2011-08-12 | 2014-10-30 | エミテック ゲゼルシヤフト フユア エミツシオンステクノロギー ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method for controlling an ionizer in an exhaust gas aftertreatment device |
-
1999
- 1999-11-11 JP JP32141399A patent/JP2001132430A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003103130A (en) * | 2001-09-28 | 2003-04-08 | Nippon Kouatsu Electric Co | Method and apparatus for removing particulate matter |
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