JP2001164924A - Exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control device

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Publication number
JP2001164924A
JP2001164924A JP34879699A JP34879699A JP2001164924A JP 2001164924 A JP2001164924 A JP 2001164924A JP 34879699 A JP34879699 A JP 34879699A JP 34879699 A JP34879699 A JP 34879699A JP 2001164924 A JP2001164924 A JP 2001164924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
exhaust gas
particulates
exhaust
filter layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP34879699A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsuru Hosoya
満 細谷
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JP2001164924A publication Critical patent/JP2001164924A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust purifying device to prevent the local increase of temperature at a surface layer part during regeneration and have high durability. SOLUTION: In an exhaust emission control device situated in the middle of an exhaust pipe 3 and removing particulate in exhaust gas 2, a number of vent holes are drilled in the peripheral surface of a metallic cylinder having one end part being opened and ceramic non-woven cloth is wound around the outer peripheral surface of the metallic cylinder to form a filter layer. The proper number of so formed filter bodies 8 is contained in a filter case 7 in the middle of the exhaust pipe 3. Exhaust gas 2 introduced from a spot situated upper stream from the filter case 7 is all introduced in the metallic cylinder of the filter body 8 and only the exhaust gas 2 passing through the vent holes of the metallic cylinder and the filter layer is discharged to a spot situated downstream from the filter case 7.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の内燃機関に適用される排気浄化装置に関するもの
である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust emission control device applied to an internal combustion engine such as a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出されるパテ
ィキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、
炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSO
F分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)と
を主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸
成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパテ
ィキュレートの低減対策として、図6に示す如く、ディ
ーゼルエンジン1からの排気ガス2が流通する排気管3
の途中にパティキュレートフィルタ4を装備することが
考えられている。
2. Description of the Related Art Particulate matter (particulate matter) emitted from a diesel engine is:
Soot composed of carbonaceous material and SO composed of high-boiling hydrocarbon component
F (Soluble Organic Fraction: Soluble Organic Component) as a main component, and also contains a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this type of particulates, FIG. As shown in FIG. 1, an exhaust pipe 3 through which exhaust gas 2 from a diesel engine 1 flows
It is considered that a particulate filter 4 is provided in the middle of the process.

【0003】図7に示すように、パティキュレートフィ
ルタ4は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造と
なっており、格子状に区画された各流路5の入口が交互
に目封じされ、入口が目封じされていない流路5につい
ては、その出口が目封じされるようになっており、各流
路5を区画する多孔質薄壁6を透過した排気ガス2のみ
が下流側へ排出されるようにしてある。
As shown in FIG. 7, the particulate filter 4 has a porous honeycomb structure made of ceramic, and the openings of the flow paths 5 partitioned in a lattice are alternately plugged. The outlet of the unsealed flow path 5 is plugged, and only the exhaust gas 2 that has passed through the porous thin wall 6 defining each flow path 5 is discharged to the downstream side. It is like that.

【0004】そして、排気ガス2中のパティキュレート
は、前記多孔質薄壁6の内側表面に捕集されて堆積する
ので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパテ
ィキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフ
ィルタ4の再生を図る必要があるが、通常のディーゼル
エンジン1の運転状態においては、パティキュレートが
自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少な
い為、一般的には、電気ヒータ等を付属させて積極的な
加熱を行うことが考えられている。
Since the particulates in the exhaust gas 2 are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall 6, the particulates are appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging. Although it is necessary to regenerate the particulate filter 4 in the normal operation state of the diesel engine 1, since there is little opportunity to obtain a high exhaust gas temperature such that the particulate self-combustes, in general, electric It has been considered to perform active heating by attaching a heater or the like.

【0005】尚、従来において提案されているパティキ
ュレートフィルタ4としては、コージェライトの粘土に
カーボン粒を混ぜ込んで空気中で焼くことによりカーボ
ン粒を焼失させて多孔質のハニカム構造を成すように製
造したものが良く知られている。
[0005] Incidentally, the particulate filter 4 proposed in the prior art has a porous honeycomb structure in which carbon particles are mixed with cordierite clay and burned in air to burn off the carbon particles. Manufactured products are well known.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、斯かる
従来のパティキュレートフィルタ4では、各流路5を区
画する多孔質薄壁6の内側表面にパティキュレートを捕
集して排気ガス2を濾過するようにした表層濾過にしか
ならず、このような表層濾過により表層部分でパティキ
ュレートが凝集し、この凝集したパティキュレートがパ
ティキュレートフィルタ4の再生時に表層部分で燃焼し
て局所的な高温化が起こり、これにより溶損や割れが生
じ易くなってパティキュレートフィルタ4の耐久性が低
下するという問題があった。
However, in the conventional particulate filter 4, the particulates are collected on the inner surface of the porous thin wall 6 defining each flow path 5, and the exhaust gas 2 is filtered. In addition to the surface filtration as described above, particulates are aggregated in the surface layer by such surface filtration, and the aggregated particulates burn in the surface layer during regeneration of the particulate filter 4, causing local high temperature, As a result, there is a problem that erosion and cracks are easily generated and the durability of the particulate filter 4 is reduced.

【0007】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、再生時における表層部分での局所的な高温化を回避
し得る耐久性の高い排気浄化装置を提供することを目的
としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a highly durable exhaust gas purifying apparatus capable of avoiding a local high temperature in a surface layer during regeneration.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、排気管の途中
に装備されて排気ガス中のパティキュレートを除去する
排気浄化装置であって、一方の端部のみを開口した金属
筒の周面に多数の通気孔を穿設し且つ該金属筒の外周囲
にセラミックス不織布を巻き付けてフィルタ層としたフ
ィルタ本体を前記排気管途中のフィルタケース内に適宜
数収容し、該フィルタケースの上流側から導入された排
気ガスを全てフィルタ本体の金属筒内に導き且つ該金属
筒の通気孔及びフィルタ層を通過した排気ガスのみを前
記フィルタケースの下流側へ排出し得るように構成した
ことを特徴とするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus provided in the middle of an exhaust pipe for removing particulates in exhaust gas, wherein the peripheral surface of a metal cylinder having only one end opened. A large number of ventilation holes are provided in the filter case, and a ceramic non-woven fabric is wound around the outer periphery of the metal tube, and a suitable number of filter bodies each serving as a filter layer are accommodated in the filter case in the middle of the exhaust pipe. It is configured such that all the introduced exhaust gas is guided into the metal cylinder of the filter body, and only the exhaust gas that has passed through the ventilation hole and the filter layer of the metal cylinder can be discharged to the downstream side of the filter case. Is what you do.

【0009】このようにすれば、フィルタケースの上流
側から導入された排気ガスがフィルタ本体の金属筒内に
導かれ、該金属筒の通気孔及びフィルタ層を通過して排
気ガスがフィルタ本体の外部に抜け出る際に、前記フィ
ルタ層を成すセラミックス不織布により排気ガス中のパ
ティキュレートが捕集されるが、該パティキュレート
は、セラミックス不織布の表層部分だけでなく深層部分
にまで入り込んで捕集されるので、このような深層濾過
によれば、パティキュレートが分散した状態で捕集され
て表層部分で凝集することがなくなり、パティキュレー
トがフィルタ本体の再生時に燃焼しても局所的な高温化
が回避されることになる。
With this configuration, the exhaust gas introduced from the upstream side of the filter case is guided into the metal cylinder of the filter body, passes through the ventilation holes of the metal cylinder and the filter layer, and the exhaust gas flows into the filter body. When exiting to the outside, particulates in the exhaust gas are collected by the ceramic nonwoven fabric forming the filter layer, and the particulates enter not only the surface portion but also the deep portion of the ceramic nonwoven fabric and are collected. Therefore, according to such deep-layer filtration, the particulates are collected in a dispersed state and do not agglomerate in the surface layer, and even if the particulates are burned during regeneration of the filter body, local high temperature is avoided. Will be done.

【0010】また、本発明においては、金属筒が電気ヒ
ータとして構成されていることが好ましく、このように
すれば、エンジンアイドル時や停止時等のように、排気
ガスの強い流れがない時を選んで金属筒に通電すること
により該金属筒を電気ヒータとして発熱させ、目詰まり
により排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを
適宜に燃焼除去してフィルタ層の再生を図ることが可能
となる。
Further, in the present invention, it is preferable that the metal cylinder is configured as an electric heater, so that when the exhaust gas does not flow strongly, such as when the engine is idling or when the engine is stopped. By selectively energizing the metal cylinder, the metal cylinder generates heat as an electric heater, so that particulates can be appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging, and the filter layer can be regenerated.

【0011】尚、排気温度が十分に高い運転状態におい
ては、特に金属筒を電気ヒータとして発熱させなくて
も、パティキュレートが自己燃焼してフィルタ本体の再
生が図られることになる。
In an operation state in which the exhaust gas temperature is sufficiently high, the particulates self-burn and the filter body can be regenerated even if the metal cylinder is not heated as an electric heater.

【0012】更に、本発明においては、フィルタケース
内におけるフィルタ本体の上流側に酸化触媒が収容され
ていることが好ましく、このようにすれば、酸化触媒に
より排気ガス中に酸化力の強いNO2や活性酸素が生
じ、この酸化力の強いNO2及び活性酸素が、フィルタ
層を成すセラミックス不織布の深層部分に分散した状態
で捕集されているパティキュレートに対し効率良く接触
して燃焼を支援するので、比較的低い着火温度にてパテ
ィキュレートが良好に燃焼されることになる。
Further, in the present invention, it is preferable that an oxidation catalyst is accommodated in the filter case on the upstream side of the filter main body. In this case, NO 2 having strong oxidizing power is contained in the exhaust gas by the oxidation catalyst. And active oxygen are generated, and the strong oxidizing NO 2 and active oxygen efficiently contact the particulates collected in a state of being dispersed in the deep portion of the ceramic nonwoven fabric forming the filter layer to assist combustion. Therefore, the particulates are satisfactorily burned at a relatively low ignition temperature.

【0013】また、フィルタ層を成すセラミックス不織
布に酸化触媒の粒を担持させるようにしても良く、この
ようにすれば、排気ガスと酸化触媒の粒との接触効率が
高いことによりNO2や活性酸素が効率良く生成される
ことに加え、フィルタ層内で生成されたNO2や活性酸
素が直ちにフィルタ層内に分散しているパティキュレー
トと反応することになるので、該パティキュレートの燃
焼がより一層支援されることになる。特にフィルタ本体
の上流側に酸化触媒を配置した構成と組み合わせた場合
には、上流側の酸化触媒により排気ガス中のHC,CO
も酸化されてしまうが、このように排気ガス中のHC,
COが上流側で先行して酸化処理されれば、下流側のフ
ィルタ本体に到る排気ガス中のHC,COの量が少なく
なり、フィルタ層内の酸化触媒の粒の表面にてNOなど
に対する酸化反応の選択性が高まり、フィルタ層内にお
けるNO2や活性酸素の生成がより一層促進される。
The ceramic non-woven fabric forming the filter layer may support the particles of the oxidation catalyst. In such a case, the efficiency of contact between the exhaust gas and the particles of the oxidation catalyst is high, so that NO 2 and the activity of the catalyst are increased. In addition to the efficient generation of oxygen, NO 2 and active oxygen generated in the filter layer immediately react with the particulates dispersed in the filter layer. It will be further supported. In particular, when combined with a configuration in which an oxidation catalyst is arranged on the upstream side of the filter main body, HC and CO in the exhaust gas are increased by the oxidation catalyst on the upstream side.
Is also oxidized, and thus HC,
If CO is oxidized first on the upstream side, the amount of HC and CO in the exhaust gas reaching the filter body on the downstream side is reduced, and the surface of the oxidation catalyst particles in the filter layer is protected against NO and the like. The selectivity of the oxidation reaction is enhanced, and the generation of NO 2 and active oxygen in the filter layer is further promoted.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0015】図1〜図5は本発明を実施する形態の一例
を示すもので、本形態例の排気浄化装置においては、図
1に示す如く、ディーゼルエンジン1からの排気ガス2
が流通する排気管3の途中にフィルタケース7が介装さ
れており、該フィルタケース7の内部には、以下に詳述
する如き複数本(図示する例では6本)のフィルタ本体
8がまとめて収容されている。
FIGS. 1 to 5 show an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, in an exhaust gas purifying apparatus according to the embodiment, as shown in FIG.
A filter case 7 is interposed in the middle of the exhaust pipe 3 through which the air flows, and a plurality of (six in the illustrated example) filter bodies 8 as described in detail below are collected inside the filter case 7. Housed.

【0016】図2に示す如く、このフィルタ本体8は、
一方の端部のみを入口9として開口した金属筒10の周
面に多数の通気孔11を穿設し且つ該金属筒10の外周
囲にセラミックス不織布を巻き付けてフィルタ層12と
した構造となっている。
As shown in FIG. 2, this filter body 8
A filter layer 12 is formed by forming a large number of ventilation holes 11 on the peripheral surface of a metal cylinder 10 opened only at one end as an inlet 9 and wrapping a ceramic non-woven fabric around the outer periphery of the metal cylinder 10. I have.

【0017】ここで、金属筒10は、例えばカンタル、
ニクロム等の電熱金属材料により構成されており、その
入口9の周囲にフランジ13が形成され且つ該入口9と
反対側の端部には電極14が突設されている。
The metal tube 10 is made of, for example, Kanthal,
It is made of an electrothermal metal material such as nichrome. A flange 13 is formed around the entrance 9 and an electrode 14 protrudes from an end opposite to the entrance 9.

【0018】また、金属筒10の外周囲に巻き付けられ
るセラミックス不織布は、アルミナ、炭化珪素、窒化珪
素等から成る約0.1〜10μmの長繊維のセラミック
繊維を不織布としたものである。
The ceramic non-woven fabric wound around the outer periphery of the metal tube 10 is a non-woven fabric made of long fibers of about 0.1 to 10 μm made of alumina, silicon carbide, silicon nitride or the like.

【0019】そして、各フィルタ本体8は、図3に示す
ように、金属筒10の入口9を排気ガス2の流れ方向上
流側に向けて並列にフィルタケース7の後部側に収容さ
れ、前記各金属筒10の入口9周囲が仕切板15により
目封じされるようになっており、フィルタケース7の上
流側から導入された排気ガス2を全て各フィルタ本体8
の金属筒10内に導入し且つ該金属筒10の通気孔11
及びフィルタ層12を通過した排気ガス2のみを集めて
前記フィルタケース7の下流側へ排出し得るように構成
してある。
As shown in FIG. 3, each filter body 8 is accommodated in parallel at the rear side of the filter case 7 with the inlet 9 of the metal tube 10 facing upstream in the flow direction of the exhaust gas 2. The periphery of the inlet 9 of the metal tube 10 is sealed by a partition plate 15, and all the exhaust gas 2 introduced from the upstream side of the filter case 7 is removed from each filter body 8.
Into the metal cylinder 10 and the ventilation hole 11 of the metal cylinder 10
In addition, only the exhaust gas 2 that has passed through the filter layer 12 can be collected and discharged to the downstream side of the filter case 7.

【0020】ここで、各金属筒10のフランジ13が、
仕切板15に対しボルト等で締結されるようになってお
り、また、各金属筒10の電極14が、その中央部に排
出口16を開口した保持板17に対し絶縁材18(図4
参照)を介して貫通固定されるようになっていて、この
仕切板15と保持板17とにより挟まれた実質的なフィ
ルタ本体8の収容部分が、カートリッジとして適宜に交
換し得るように構成されている。
Here, the flange 13 of each metal cylinder 10 is
The partition plate 15 is fastened by bolts or the like, and the electrode 14 of each metal tube 10 is insulated 18 (FIG.
), And the substantial housing portion of the filter body 8 sandwiched between the partition plate 15 and the holding plate 17 can be appropriately replaced as a cartridge. ing.

【0021】そして、図1に示されているように、各金
属筒10のフランジ13は仕切板15を介しアースされ
るようになっており、また、各金属筒10の電極14
は、電流コントローラ19を介し電源20(バッテリ
ー)と接続されるようになっていて、制御装置21から
の指令信号22により適宜に各金属筒10が通電されて
電気ヒータとして機能し得るようにしてある。
As shown in FIG. 1, the flange 13 of each metal tube 10 is grounded through a partition plate 15, and the electrode 14 of each metal tube 10
Is connected to a power supply 20 (battery) via a current controller 19, and each metal tube 10 is appropriately energized by a command signal 22 from a control device 21 so that it can function as an electric heater. is there.

【0022】更に、本形態例においては、フィルタケー
ス7内における各フィルタ本体8の上流側に、例えばア
ルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等
の希土類元素を添加して成る酸化触媒23が収容されて
おり、この酸化触媒23は、図5に示すように、フロー
スルー方式のハニカム構造等として形成されている。
Further, in the present embodiment, an upstream side of each filter body 8 in the filter case 7 is formed by adding an appropriate amount of a rare earth element such as cerium to alumina carrying platinum. As shown in FIG. 5, the oxidation catalyst 23 is formed as a flow-through type honeycomb structure or the like.

【0023】また、図4に示すように、この酸化触媒2
3と略同様の材質の酸化触媒の粒24が、各フィルタ本
体8のフィルタ層12を成すセラミックス不織布に担持
されている。
Further, as shown in FIG.
Oxidation catalyst particles 24 of substantially the same material as 3 are carried on the ceramic nonwoven fabric forming the filter layer 12 of each filter body 8.

【0024】このように酸化触媒の粒24をセラミック
ス不織布に担持させるに際しては、アルミナと白金の粉
末を水に溶いたものに各フィルタ本体8を浸漬させ、こ
れを乾燥させた後に焼成して酸化触媒の粒24を焼結固
定させるようにすれば良い。
When the particles 24 of the oxidation catalyst are carried on the ceramic non-woven fabric, the filter bodies 8 are immersed in a powder of alumina and platinum dissolved in water, dried, fired and oxidized. The catalyst particles 24 may be fixed by sintering.

【0025】尚、図中25は排気管3におけるフィルタ
ケース7の下流側に装備したマフラーを示す。
In the drawing, reference numeral 25 denotes a muffler provided on the exhaust pipe 3 on the downstream side of the filter case 7.

【0026】而して、このようにすれば、フィルタケー
ス7の上流側から導入された排気ガス2が各フィルタ本
体8の金属筒10内に分配され、特に図4に示すよう
に、金属筒10の通気孔11及びフィルタ層12を通過
して排気ガス2が各フィルタ本体8の外部に抜け出る際
に、前記フィルタ層12を成すセラミックス不織布によ
り排気ガス2中のパティキュレートが捕集される。
In this way, the exhaust gas 2 introduced from the upstream side of the filter case 7 is distributed into the metal tubes 10 of each filter body 8, and particularly, as shown in FIG. When the exhaust gas 2 passes through the ventilation holes 11 and the filter layer 12 of the filter 10 and escapes to the outside of each filter body 8, the particulates in the exhaust gas 2 are collected by the ceramic nonwoven fabric forming the filter layer 12.

【0027】この時、パティキュレートは、セラミック
ス不織布の表層部分だけでなく深層部分にまで入り込ん
で捕集されるので、このような深層濾過によれば、パテ
ィキュレートが分散した状態で捕集されて表層部分で凝
集することがなくなり、パティキュレートが各フィルタ
本体8の再生時に燃焼しても局所的な高温化が回避され
ることになる。
At this time, the particulates enter not only the surface layer portion of the ceramic nonwoven fabric but also the deep layer portion and are collected. Therefore, according to such deep layer filtration, the particulates are collected in a dispersed state. Aggregation at the surface layer is eliminated, and local high temperature is avoided even if particulates burn during regeneration of each filter body 8.

【0028】また、エンジンアイドル時や停止時等のよ
うに、排気ガス2の強い流れがない時を選んで制御装置
21からの指令信号22により電流コントローラ19を
制御し、電源20から金属筒10に通電することにより
該金属筒10を電気ヒータとして発熱させると、この金
属筒10の発熱を受けてパティキュレートが燃焼除去さ
れ、フィルタ層12の再生を図ることが可能となる。
The current controller 19 is controlled by a command signal 22 from the control unit 21 when there is no strong flow of the exhaust gas 2 such as when the engine is idling or when the engine is stopped. When the metal tube 10 is heated as an electric heater by applying a current to the metal tube 10, the particulates are burned and removed by the heat generated by the metal tube 10, and the filter layer 12 can be regenerated.

【0029】尚、排気温度が十分に高い運転状態におい
ては、特に金属筒10を電気ヒータとして発熱させなく
ても、パティキュレートが自己燃焼してフィルタ本体8
の再生が図られることになる。
In the operating state where the exhaust gas temperature is sufficiently high, the particulates self-burn and the filter body 8 does not generate heat even when the metal tube 10 is used as an electric heater.
Will be reproduced.

【0030】更に、特に本形態例においては、フィルタ
ケース7内における各フィルタ本体8の上流側に酸化触
媒23が収容されているので、この酸化触媒23により
排気ガス2中に酸化力の強いNO2や活性酸素が生じ、
セラミックス不織布の深層部分に分散した状態で捕集さ
れているパティキュレートに対し前記のNO2や活性酸
素が効率良く接触して燃焼を支援するので、比較的低い
着火温度にてパティキュレートが良好に燃焼されること
になる。
Further, in the present embodiment, in particular, since the oxidation catalyst 23 is accommodated in the filter case 7 on the upstream side of each filter main body 8, the oxidation catalyst 23 causes the NO 2 having a strong oxidizing power in the exhaust gas 2. 2 and active oxygen are produced,
The above-mentioned NO 2 and active oxygen efficiently contact the particulates collected in a state of being dispersed in the deep portion of the ceramic nonwoven fabric to support combustion, so that the particulates can be favorably formed at a relatively low ignition temperature. It will be burned.

【0031】また、フィルタ層12を成すセラミックス
不織布にも酸化触媒の粒24を担持させるようにしてい
るので、排気ガス2と酸化触媒の粒24との接触効率が
高いことによりNO2や活性酸素が効率良く生成される
ことに加え、フィルタ層12内で生成されたNO2や活
性酸素が直ちにフィルタ層12内に分散しているパティ
キュレートと反応することになり、該パティキュレート
の燃焼がより一層支援されることになる。特に本形態例
の如く、フィルタ本体8の上流側に酸化触媒23を配置
した構成と組み合わせた場合には、上流側の酸化触媒2
3により排気ガス2中のHC,COも酸化されるので、
下流側のフィルタ本体8に到る排気ガス2中のHC,C
Oの量が少なくなり、フィルタ層12内の酸化触媒の粒
24の表面にてNOなどに対する酸化反応の選択性が高
まり、フィルタ層12内におけるNO2や活性酸素の生
成がより一層促進される。
Since the catalyst non-woven fabric forming the filter layer 12 also carries the oxidation catalyst particles 24, NO 2 and active oxygen are reduced due to the high contact efficiency between the exhaust gas 2 and the oxidation catalyst particles 24. Is efficiently generated, and NO 2 and active oxygen generated in the filter layer 12 immediately react with the particulates dispersed in the filter layer 12, and the combustion of the particulates becomes more difficult. It will be further supported. In particular, when combined with a configuration in which the oxidation catalyst 23 is arranged on the upstream side of the filter body 8 as in the present embodiment, the oxidation catalyst 2 on the upstream side is used.
Since HC and CO in the exhaust gas 2 are also oxidized by 3,
HC and C in the exhaust gas 2 reaching the filter body 8 on the downstream side
The amount of O decreases, the selectivity of the oxidation reaction to NO or the like at the surface of the oxidation catalyst particles 24 in the filter layer 12 increases, and the generation of NO 2 and active oxygen in the filter layer 12 is further promoted. .

【0032】従って、上記形態例によれば、パティキュ
レートが各フィルタ本体8の再生時に燃焼しても、フィ
ルタ本体8の表層部分での局所的な高温化を回避するこ
とができるので、フィルタ本体8に溶損や割れなどが発
生することを未然に防止し得て耐久性の高い排気浄化装
置を実現することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, even if the particulates burn during regeneration of each filter main body 8, it is possible to avoid a local increase in temperature at the surface layer portion of the filter main body 8. Thus, it is possible to prevent the occurrence of erosion, cracks, and the like in the exhaust gas purifier 8 and to realize a highly durable exhaust gas purification apparatus.

【0033】また、金属筒10に通電して電気ヒータと
して発熱させることができるので、パティキュレートが
自己燃焼するほど高い排気温度が得られない運転状態に
おいても適宜にパティキュレートを燃焼除去することが
でき、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにフィ
ルタ層12の再生を図ることができる。
Further, since the metal cylinder 10 can be energized to generate heat as an electric heater, the particulates can be appropriately burned and removed even in an operating state in which the exhaust temperature is not high enough to self-burn the particulates. Thus, the filter layer 12 can be regenerated before the exhaust resistance increases due to clogging.

【0034】更に、各フィルタ本体8の前段で酸化触媒
23により排気ガス2中に酸化力の強いNO2や活性酸
素を生成することができるので、フィルタ層12を成す
セラミックス不織布の深層部分に分散した状態で捕集さ
れているパティキュレートに対し酸化力の強いNO2
活性酸素を効率良く接触させて燃焼を支援することがで
き、比較的低い着火温度にてパティキュレートを良好に
燃焼し得てフィルタ本体8の再生効率を大幅に向上する
ことができる。
Further, since the oxidizing catalyst 23 can generate strong oxidizing NO 2 and active oxygen in the exhaust gas 2 before the filter main body 8, the oxidizing catalyst 23 is dispersed in the deep portion of the ceramic nonwoven fabric forming the filter layer 12. It is possible to efficiently combust the particulates collected in a state of contact with highly oxidizing NO 2 and active oxygen to support combustion, and to burn the particulates well at a relatively low ignition temperature. Thus, the regeneration efficiency of the filter body 8 can be greatly improved.

【0035】また、フィルタ層12を成すセラミックス
不織布に酸化触媒の粒24を担持させたことにより、排
気ガス2と酸化触媒の粒24との接触効率を高めてNO
2や活性酸素をフィルタ層12内で効率良く生成するこ
とができ、しかも、その生成されたNO2や活性酸素を
直ちにパティキュレートと反応させることができるの
で、該パティキュレートの燃焼をより一層支援すること
ができて、フィルタ本体8の再生効率の更なる向上を図
ることができる。
Further, by supporting the oxidation catalyst particles 24 on the ceramic non-woven fabric forming the filter layer 12, the contact efficiency between the exhaust gas 2 and the oxidation catalyst particles 24 is increased, and the NO.
2 and active oxygen can be efficiently generated in the filter layer 12, and the generated NO 2 and active oxygen can be immediately reacted with the particulates, thereby further supporting the burning of the particulates. Therefore, the regeneration efficiency of the filter body 8 can be further improved.

【0036】尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、例えば、フィルタケ
ース内に1本だけフィルタ本体を収容するようにしても
良く、また、フィルタケース自体を並列に対で配置して
交互に再生できるように構成しても良いこと、その他、
本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加
え得ることは勿論である。
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment. For example, only one filter body may be accommodated in a filter case. It may be configured so that it can be reproduced alternately by arranging itself in parallel,
It goes without saying that various changes can be made without departing from the spirit of the present invention.

【0037】[0037]

【発明の効果】上記した本発明の排気浄化装置によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
According to the exhaust gas purifying apparatus of the present invention described above, the following various excellent effects can be obtained.

【0038】(I)本発明の請求項1に記載の発明によ
れば、パティキュレートがフィルタ本体の再生時に燃焼
しても、フィルタ本体の表層部分での局所的な高温化を
回避することができるので、フィルタ本体に溶損や割れ
などが発生することを未然に防止し得て耐久性の高い排
気浄化装置を実現することができる。
(I) According to the first aspect of the present invention, even if the particulates burn during regeneration of the filter main body, it is possible to avoid local high temperature at the surface layer portion of the filter main body. Therefore, it is possible to prevent the occurrence of erosion, cracks, and the like in the filter main body, and to realize a highly durable exhaust gas purification apparatus.

【0039】(II)本発明の請求項2に記載の発明に
よれば、金属筒に通電して電気ヒータとして発熱させる
ことができるので、パティキュレートが自己燃焼するほ
ど高い排気温度が得られない運転状態においても適宜に
パティキュレートを燃焼除去することができ、目詰まり
により排気抵抗が増加しないうちにフィルタ層の再生を
図ることができる。
(II) According to the second aspect of the present invention, since the metal cylinder can be energized to generate heat as an electric heater, it is not possible to obtain an exhaust temperature high enough to cause the particulates to self-burn. Even in the operating state, the particulates can be appropriately removed by burning, and the filter layer can be regenerated before the exhaust resistance increases due to clogging.

【0040】(III)本発明の請求項3に記載の発明
によれば、フィルタ本体の前段で酸化触媒により排気ガ
ス中に酸化力の強いNO2や活性酸素を生成することが
できるので、フィルタ層を成すセラミックス不織布の深
層部分に分散した状態で捕集されているパティキュレー
トに対し酸化力の強いNO2や活性酸素を効率良く接触
させて燃焼を支援することができ、比較的低い着火温度
にてパティキュレートを良好に燃焼し得てフィルタ本体
の再生効率を大幅に向上することができる。
(III) According to the third aspect of the present invention, a strong oxidizing NO 2 or active oxygen can be generated in the exhaust gas by the oxidation catalyst at a stage preceding the filter body. Relatively low ignition temperature, with efficient contact of NO 2 or active oxygen with strong oxidizing power to particulates collected in a state of being dispersed in the deep part of the ceramic non-woven fabric forming the layer. Thus, the particulates can be satisfactorily burned, and the regeneration efficiency of the filter body can be greatly improved.

【0041】(IV)本発明の請求項4に記載の発明に
よれば、フィルタ層を成すセラミックス不織布に酸化触
媒の粒を担持させたことにより、排気ガスと酸化触媒の
粒との接触効率を高めてNO2や活性酸素をフィルタ層
内で効率良く生成することができ、しかも、その生成さ
れたNO2や活性酸素を直ちにパティキュレートと反応
させることができるので、該パティキュレートの燃焼を
より一層支援することができて、フィルタ本体の再生効
率の更なる向上を図ることができる。
(IV) According to the invention as set forth in claim 4 of the present invention, since the particles of the oxidation catalyst are supported on the ceramic nonwoven fabric forming the filter layer, the contact efficiency between the exhaust gas and the particles of the oxidation catalyst can be improved. NO 2 and active oxygen can be efficiently generated in the filter layer by increasing the amount of NO 2 and active oxygen, and the generated NO 2 and active oxygen can be immediately reacted with the particulates. It is possible to further assist and further improve the regeneration efficiency of the filter body.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明を実施する形態の一例を示す概略図であ
る。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an embodiment for implementing the present invention.

【図2】図1のフィルタ本体の詳細を示す斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view showing details of a filter main body of FIG. 1;

【図3】図1の各フィルタ本体の収容状態を示す斜視図
である。
FIG. 3 is a perspective view showing a housed state of each filter main body of FIG. 1;

【図4】図3のフィルタ本体の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the filter body of FIG. 3;

【図5】図1の酸化触媒の詳細を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view showing details of the oxidation catalyst of FIG. 1;

【図6】従来例を示す概略図である。FIG. 6 is a schematic diagram showing a conventional example.

【図7】図6のパティキュレートフィルタの詳細を示す
断面図である。
FIG. 7 is a sectional view showing details of the particulate filter of FIG. 6;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 排気ガス 3 排気管 7 フィルタケース 8 フィルタ本体 10 金属筒 11 通気孔 12 フィルタ層 23 酸化触媒 24 酸化触媒の粒 2 Exhaust gas 3 Exhaust pipe 7 Filter case 8 Filter body 10 Metal cylinder 11 Vent hole 12 Filter layer 23 Oxidation catalyst 24 Oxidation catalyst particles

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 53/86 ZAB F01N 3/24 E 53/94 B01D 53/36 ZAB F01N 3/24 103B Fターム(参考) 3G090 AA03 AA04 BA01 BA04 CA04 CB15 DB03 DB04 DB05 EA02 3G091 AA18 AA28 AB02 AB13 BA08 BA10 BA15 BA19 CA03 FB16 FC02 GA05 GA06 GA21 GB01X GB04W GB06W GB10X GB13X GB15X GB17X HA08 HA15 4D048 AA14 AA18 AB01 CC39 CD08 EA08 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) B01D 53/86 ZAB F01N 3/24 E 53/94 B01D 53/36 ZAB F01N 3/24 103B F-term (reference 3G090 AA03 AA04 BA01 BA04 CA04 CB15 DB03 DB04 DB05 EA02 3G091 AA18 AA28 AB02 AB13 BA08 BA10 BA15 BA19 CA03 FB16 FC02 GA05 GA06 GA21 GB01X GB04W GB06W GB10X GB13X GB15X GB17X HA08 HA15 4D048 AB01A18A18

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気管の途中に装備されて排気ガス中の
パティキュレートを除去する排気浄化装置であって、一
方の端部のみを開口した金属筒の周面に多数の通気孔を
穿設し且つ該金属筒の外周囲にセラミックス不織布を巻
き付けてフィルタ層としたフィルタ本体を前記排気管途
中のフィルタケース内に適宜数収容し、該フィルタケー
スの上流側から導入された排気ガスを全てフィルタ本体
の金属筒内に導き且つ該金属筒の通気孔及びフィルタ層
を通過した排気ガスのみを前記フィルタケースの下流側
へ排出し得るように構成したことを特徴とする排気浄化
装置。
1. An exhaust gas purifying device provided in the middle of an exhaust pipe for removing particulates in exhaust gas, wherein a number of ventilation holes are formed in a peripheral surface of a metal cylinder having only one end opened. A suitable number of filter bodies each having a filter layer formed by winding a ceramic non-woven fabric around the outer periphery of the metal tube are accommodated in a filter case in the middle of the exhaust pipe, and all exhaust gas introduced from the upstream side of the filter case is filtered. An exhaust gas purification apparatus characterized in that only exhaust gas guided into a metal cylinder of a main body and passing through a ventilation hole and a filter layer of the metal cylinder can be discharged to a downstream side of the filter case.
【請求項2】 金属筒が電気ヒータとして構成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the metal cylinder is configured as an electric heater.
【請求項3】 フィルタケース内におけるフィルタ本体
の上流側に酸化触媒が収容されていることを特徴とする
請求項1又は2に記載の排気浄化装置。
3. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein an oxidation catalyst is accommodated in the filter case upstream of the filter body.
【請求項4】 フィルタ層を成すセラミックス不織布に
酸化触媒の粒が担持されていることを特徴とする請求項
1、2又は3に記載の排気浄化装置。
4. The exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein particles of an oxidation catalyst are carried on a ceramic nonwoven fabric forming a filter layer.
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