JP2002295236A - 発熱体ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ディーゼルエンジンを利用する車両等の排ガ
ス清浄装置の再生用熱源として用いる発熱体ユニットの
安全性と長寿命化を図ること。 【解決手段】 発熱体ユニット５の外郭を構成する円筒
体６の中に、支持金具７に取り付けられたシーズヒータ
８の発熱部を挿入し、支持金具７をセラミック製の絶縁
碍子Ａ１８を介し電気的に絶縁して円筒体６の内面に固
定すると共に、シーズヒータ８の端末部の両端にネジ付
フランジ９をろう付または溶接し、円筒体６の側面に形
成したヒ−タ取付け部１０の貫通穴にシーズヒータ８の
端末部を貫通し、電気絶縁材からなるガスケットＡ、ガ
スケットＢ１４を介しナット１３によりヒ−タ取付け部
１０に固定することにより、シーズヒータ８を円筒体６
から電気的に絶縁し、さらに温度センサー２０を支持金
具７に対して電気的に絶縁して固定することにより、発
熱体ユニットを構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンを利用したバス、トラック、乗用車、フォークリフト
等の排ガス清浄装置の再生用熱源として用いられる発熱
体ユニットに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出される排気
ガスには、黒煙の原因となる微粒子のカーボンが多量に
含まれている。このカーボンを除去するため排気ガス排
出通路の途中にはＳＩＣ等からなるフィルターが設置さ
れているが、短期間でフィルターが目詰まりして新しい
フィルターとの交換が必要となる。

【０００３】このためフィルターの近傍に電気ヒータを
用いた発熱体ユニットを設置し、カーボンで目詰まりし
たフィルターを加熱することによって、このフィルター
に蓄積したカーボンを燃焼させ、浄化再生する方法が提
案されている。（例えば特開平３−１７９１２０号公
報） この発熱体ユニットは、カーボンを燃焼させる電気ヒー
タとしてニクロム線ヒータやシーズヒータが用いられて
いるが、近年は金属性の円筒体の内部にシーズヒータの
発熱部を挿入して位置させるとともに、このシーズヒー
タの端末部を円筒体側面より外部に貫通させて電源に接
続する構造が主流となっている。

【０００４】図８はその従来あるいは一般的なディーゼ
ルエンジンの排ガス清浄装置の概略構造を示している。

【０００５】図において、１はバス、トラック、乗用
車、フォークリフト等の車体、２はこの車体１内に組み
込まれた駆動用のディーゼルエンジン、３はディーゼル
エンジン２から排出される排気ガスの排出通路で、終端
が車体１の後部で開口しており、またその途中にはＳＩ
Ｃ等からなるフィルターユニット４と、このフィルター
ユニット４の排気ガス流入側に接してカーボンで目詰ま
りしたフィルターユニット４を加熱し、その中に蓄積し
たカーボンを燃焼させる発熱体ユニット５が設置されて
いる。

【０００６】また図９及び図１０はシーズヒータの端末
部の組立て前の斜視図と、組立て後の断面図を示してい
る。

【０００７】図において、５は発熱体ユニット、６はこ
の発熱体ユニット５の外郭をなす金属性の円筒体で、そ
の中をディーゼルエンジン２から排出される排気ガスを
通過させるものであり、その出口側に支持金具７を介し
て排気ガスの流れと略直角に接するようにシーズヒータ
８の渦巻状発熱部を位置させ、端末部の両端外周にネジ
付フランジ９を取り付けている。１０は円筒体６の側面
を外側に凸状に膨らませて形成したヒータ取付け部で、
先端平面部に前記ネジ付フランジ９を貫通させる貫通穴
１１を設けている。

【０００８】そしてシーズヒータ８は、その端末部の両
端及びその外周のネジ付フランジ９を貫通穴１１より円
筒体６の側面外部に貫通させ、その外部よりナット１３
をネジ付きフランジ９のネジに締め付けて円筒体６の側
面のヒータ取付け部１０に固定している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】前記発熱体ユニット５
においては、シーズヒータ８は約８００℃の高温で使用
されることから劣化が早く絶縁抵抗が早期に低下する
が、シーズヒータ８の非充電部(シースパイプ)が電気的
に円筒体６につながっており、感電等の危険があるとい
う欠点があった。感電を防止するために漏電ブレーカを
設置し絶縁抵抗が低下した場合通電を停止する安全策も
実施されているが、一般的にシーズヒータは絶縁抵抗が
低下しても内部の発熱体が断線するまでは更に長時間通
電発熱できることから、漏電ブレーカの設置により発熱
体として使用できる時間よりも短時間に使用不可能にし
てしまい、短時間での交換が必要になりコスト高になる
欠点があった。

【００１０】また、カーボン燃焼最適温度は約８００℃
であるため、最適温度から外れてしまうと短時間でのカ
ーボン除去が出来なかったり、シーズヒータ温度が高く
なってしまうと内部の発熱体が断線しコスト高になると
いう欠点があった。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、本発明は、発熱体ユニットの外郭を構成する円筒
体の中に、支持金具に取り付けられたシーズヒータの発
熱部を挿入し、支持金具を絶縁材を介し電気的に絶縁し
て円筒体の内面に固定し、シーズヒータの端末部を電気
絶縁材を介しヒ−タ取付け部に固定することにより、シ
ーズヒータを発熱体ユニットの外郭を構成する円筒体か
ら電気的に絶縁して取り付ける構成となし、さらにシー
ズヒータの近傍に温度センサーを絶縁材を介して支持金
具に取り付けたものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明は、ディーゼルエンジンの
排気ガス排出通路に設置したフィルターユニットの排気
ガス流入側に設置し、フィルターユニットを加熱してそ
の中に蓄積したカーボンを燃焼させる発熱体ユニットに
おいて、この発熱体ユニットの外郭を構成する円筒体の
中に、支持金具に取り付けられたシーズヒータの発熱部
を挿入し、支持金具をセラミック製の絶縁碍子Ａを介し
電気的に絶縁して円筒体の内面に固定すると共に、シー
ズヒータの端末部の両端にネジ付フランジをろう付また
は溶接し、円筒体の側面に形成したヒ−タ取付け部の貫
通穴にシーズヒータの端末部を貫通させ、電気絶縁材か
らなるガスケットＡ、ガスケットＢを介しナットにより
ヒ−タ取付け部にシーズヒータの両端末部を固定し、さ
らに円筒体の排気ガス流入側にインレットプレートを取
り付け、このインレットプレートに設けたネジ穴にボル
トにより温度センサーを固定し、この温度センサーの先
端部をシーズヒータの近傍に位置するように絶縁碍子Ｂ
を介して支持金具に取り付けた発熱体ユニットとしたも
のである。

【００１３】これによって、シーズヒータは発熱体ユニ
ットの外郭である円筒体から電気的に絶縁されることか
ら、シーズヒータの絶縁抵抗が低下しても漏洩電流は流
れず感電の心配がなく、安全性が高くなるものである。

【００１４】また、シーズヒータの温度を制御すること
により、燃焼時間を短くでき、またシーズヒータの内部
発熱体の早期断線を防ぎ、長時間の使用が可能となるも
のである。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。図１は本発明に係る発熱体ユニットの平
面図であり、図２は同じく組立て後の断面図である。図
３及び図４は図１における断面ＡＡ及び断面ＢＢを示す
断面図である。図５は本発明によるシーズヒータの端末
部の取り付け状態を示す断面図である。図６及び図７は
温度センサーの取り付け状態を示す断面図である。

【００１６】図において、５は発熱体ユニット、６はそ
の外郭を構成する円筒体で、その中をディーゼルエンジ
ン２から排出される排気ガスを通過させるものであり、
その出口側にパンチングメタル等で形成した支持金具７
を介して排気ガスの流れと略直角に接するようにシーズ
ヒータ８の渦巻状発熱部を位置させ、端末部の両端を平
行に揃えて外側に伸ばしている。尚発熱部は渦巻状以外
の形状でもよい。

【００１７】支持金具７は円筒体６に接しないよう円筒
体６より小さく形成し、絶縁碍子Ａ１８にネジ１５、ナ
ット１６を用いて固定し、更に絶縁碍子Ａ１８を円筒体
６に溶接等で接合した保持金具１７にネジ１５、ナット
１６を用いて固定する。

【００１８】保持金具１７の形状は、支持金具７を絶縁
碍子Ａ１８に固定するネジ１５が電気的に接しないよう
部分的に開口部を設けておき、また支持金具７の形状は
保持金具１７に絶縁碍子Ａ１８を固定するネジ１５が電
気的に接しないよう部分的に開口部を設けておくもので
ある。

【００１９】１０はヒータ取付け部で、円筒体６の側面
を外側に凸状に膨らませて形成しており、その先端平面
部に前記シーズヒータ８の両端末部が一緒に貫通できる
円形の貫通穴１１を設けている。２６は円筒体６の排気
ガス流入側に設けたインレットプレートでその平面部に
温度センサー２０が貫通できるネジ穴２３を設けてい
る。

【００２０】前述のようにして円筒体６に固定されたシ
ーズヒータ８の両端末部には金属製でネジ部を有するネ
ジ付フランジ９を溶接しておき、ネジ付フランジ９と貫
通穴１１の間に石綿の圧縮成形材やフッ素樹脂等の耐熱
絶縁材料で形成されるガスケットＡ１２とガスケットＢ
１４を位置させナット１３をネジ付フランジ９のネジ部
に締め付けることによりシーズヒータ８の両端末部を固
定する。

【００２１】また、温度センサー２０は先端部をセラミ
ック製の絶縁碍子Ｂ２１と温度センサー２０に溶接など
で取り付けられたストッパーＡとで支持金具７に固定さ
れ、さらに中間部はインレットプレート２６にテーパー
ボルト２４とストッパーＢ２７、固定ボルト２８で締め
付け固定する。このようにシーズヒータ８と温度センサ
ー２０を固定することにより、発熱体ユニット５を構成
するものである。

【００２２】これによってシーズヒータ８は発熱体ユニ
ットの外郭である円筒体６から電気的に絶縁されてお
り、シーズヒータ８の絶縁低下の影響は受けず、温度セ
ンサー２０も電気的に絶縁されカーボン燃焼に最適な温
度に制御でき、安全性が高く長時間の使用が可能となる
ものである。

【００２３】

【発明の効果】本発明によれば、発熱体ユニットの外郭
を構成する円筒体の中に、支持金具に取り付けられたシ
ーズヒータの発熱部を挿入し、支持金具をセラミック製
の絶縁碍子Ａを介し電気的に絶縁して円筒体の内面に固
定すると共に、シーズヒータの端末部の両端にネジ付フ
ランジをろう付または溶接し、円筒体の側面に形成した
ヒ−タ取付け部の貫通穴にこのシーズヒータの端末部を
貫通させ、電気絶縁材からなるガスケットＡガスケット
Ｂを介しナットによりヒ−タ取付け部に固定することに
より、シーズヒータを発熱体ユニットの外郭を構成する
円筒体から電気的に絶縁し、フィルターユニットに蓄積
したカーボンを最適に燃焼させる温度にシーズヒータを
制御するための温度センサーを支持金具にセラミック製
の絶縁碍子Ｂと、温度センサーにろう付けまたは溶接し
たストッパーＡによりシーズヒータの近傍に位置するよ
う支持金具に固定し、温度センサー中間部は、インレッ
トパイプに形成したネジ穴にボルトにより固定するもの
であり、これによって従来のようにシーズヒータの絶縁
抵抗が低下したとき感電するという危険性がなくなり、
且つ絶縁低下により漏電ブレーカ等の保護回路が動作し
て使用期間が短くなることがなくなり、また、温度制御
を行うことによりカーボン燃焼に最適な温度を維持で
き、短時間でカーボン除去ができ、発熱体自体の早期断
線がなくなり、安全性が高く長期間使用できる発熱体ユ
ニットが得られるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す発熱体ユニットの平面
図である。

【図２】同じく要部の組立て後の側面断面図である。

【図３】同じく図１におけるＡ−Ａ部の断面図である。

【図４】同じく図１におけるＢ−Ｂ部の断面図である。

【図５】同じく要部の断面図である。

【図６】同じく要部の断面図である。

【図７】同じく要部の断面図である。

【図８】従来のディーゼルエンジンの排ガス清浄装置の
概略説明図である。

【図９】従来の要部の組立て前の斜視図である。

【図１０】従来の要部の組立て後の断面図である。

【符号の説明】

５：発熱体ユニット、６：円筒体、７：支持金具、８：
シーズヒータ、９：ネジ付フランジ、１０：ヒータ取付
け部、１１：貫通穴、１２：ガスケットＡ、１３：ナッ
ト、１４：ガスケットＢ、１８：絶縁碍子Ａ、２０：温
度センサー、２１：絶縁碍子Ｂ、２２：ストッパーＡ、
２４：テーパーボルト、２６：インレットプレート、２
７：ストッパーＢ、２８：固定ボルト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気ガス排出通路
   に設置したフィルターユニットの排気ガス流入側に設置
   し、フィルターユニットを加熱してその中に蓄積したカ
   ーボンを燃焼させる発熱体ユニットにおいて、この発熱
   体ユニット（５）の外郭を構成する円筒体（６）の中
   に、支持金具(７)に取り付けられたシーズヒータ（８）
   の発熱部を挿入し、支持金具（７）をセラミック製の絶
   縁碍子Ａ（１８）を介し電気的に絶縁して円筒体（６）
   の内面に固定すると共に、シーズヒータ（８）の端末部
   の両端にネジ付フランジ（９）をろう付または溶接し、
   円筒体（６）の側面に形成したヒ−タ取付け部（１０）
   の貫通穴（１１）にシーズヒータ（８）の端末部を貫通
   させ、電気絶縁材からなるガスケットＡ（１２）、ガス
   ケットＢ（１４）を介しナット（１３）によりヒ−タ取
   付け部（１０）にシーズヒータ（８）の両端末部を固定
   し、さらに円筒体（６）の排気ガス流入側にインレット
   プレート（２６）を取り付け、このインレットプレート
   （２６）に温度センサー（２０）を固定し、この温度セ
   ンサー（２０）の先端部をシーズヒータ（８）の近傍に
   位置するように絶縁碍子Ｂ（２１）を介して支持金具
   （７）に取り付けたことを特徴とする発熱体ユニット。