JP2013029102A - Methods for regeneration and inspection of diesel particulate filter, and device for regeneration of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼル粒子フィルタの再生方法、検査方法、及び、再生装置に関する。 The present invention relates to a regeneration method, an inspection method, and a regeneration device for a diesel particulate filter.
ディーゼル粒子フィルタ(Deisel Particulate Filter)は、ディーゼルエンジンの排ガスに含まれる煤を主として捕集するセラミクス製のフィルタである。 A diesel particle filter is a ceramic filter that mainly collects soot contained in exhaust gas from a diesel engine.
煤を捕集したディーゼル粒子フィルタを再生(regeneration)するためにはディーゼル粒子フィルタ内に捕集された煤を燃焼する必要がある。煤を燃焼させるには、高温かつ大量の燃焼排ガスをフィルタに供給して煤に着火し、煤を燃え尽きさせればよい。このような燃焼排ガスとして、高回転で運転しているディーゼルエンジンからの燃焼排ガスが挙げられる。 In order to regenerate a diesel particulate filter that has collected soot, it is necessary to burn the soot collected in the diesel particulate filter. In order to burn the soot, it is only necessary to supply a large amount of combustion exhaust gas at a high temperature to the filter, ignite the soot, and burn out the soot. Such combustion exhaust gas includes combustion exhaust gas from a diesel engine operating at a high speed.
ディーゼル粒子フィルタを再生する際に、煤の燃焼熱によりディーゼル粒子フィルタが破損する場合があることから、種々の再生条件において再生を行ってフィルタの耐熱性能を評価することが重要である。 When regenerating a diesel particulate filter, the diesel particulate filter may be damaged by the combustion heat of soot. Therefore, it is important to evaluate the heat resistance performance of the filter by performing regeneration under various regeneration conditions.
実際のエンジンの排ガスをディーゼル粒子フィルタに供給して評価を行うことも考えられるが、実際のエンジンの出力を再現性良く制御することは容易ではない。そこで、エンジンに換えて出力を制御しやすいバーナーを採用し、バーナーに供給する燃料の量を制御することにより、再現性良く種々の再生条件での再生をすることが考えられる。このような再生装置として、例えば、非特許文献1に記載されたような再生装置が知られている。
Although it is conceivable to perform evaluation by supplying exhaust gas from an actual engine to a diesel particle filter, it is not easy to control the output of the actual engine with good reproducibility. Therefore, it is conceivable to regenerate under various regeneration conditions with good reproducibility by adopting a burner that easily controls the output instead of the engine and controlling the amount of fuel supplied to the burner. As such a reproducing apparatus, for example, a reproducing apparatus described in Non-Patent
ところで、本発明者らが検討したところ以下のことが判明した。バーナーを用いるのではなく実際にディーゼルエンジンからの排ガスをディーゼル粒子フィルタに供給している状態に於いて、排ガスによる煤への着火後、煤が燃え尽きるまでの間、エンジンの回転数が十分に高い状態が続いていれば、燃焼排ガスの流量が多くディーゼル粒子フィルタからの除熱が好適に行われ、しかも、燃焼排ガス中の酸素濃度が低いために煤の燃焼速度もあまり高くならず、再生中にディーゼル粒子フィルタの温度が急激に上昇することは少ない。しかしながら、煤に着火した後、煤が燃え尽きる前に、ディーゼルエンジンの回転数がアイドル状態に戻ると、燃焼排ガスの流量が不足して除熱量が減る上に燃焼排ガス中の酸素濃度も上がって煤の燃焼速度が速くなるため、煤の燃焼温度が急激に高くなる。このため、このような過酷な条件では、ディーゼル粒子フィルタの温度が急激に上昇し、特に熱応力によってディーゼル粒子フィルタに亀裂が特に入りやすい。 By the way, as a result of studies by the present inventors, the following has been found. When exhaust gas from a diesel engine is actually supplied to the diesel particle filter instead of using a burner, the engine speed is high enough until the soot burns out after ignition of the soot by the exhaust gas If the condition continues, the flow rate of the combustion exhaust gas is large and the heat removal from the diesel particulate filter is suitably performed. Moreover, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas is low, so the soot burning speed is not so high, and the regeneration is in progress. In particular, the temperature of the diesel particulate filter does not rise rapidly. However, after the ignition of the soot and before the soot burns out, if the rotational speed of the diesel engine returns to the idle state, the flow rate of the combustion exhaust gas becomes insufficient, the heat removal amount decreases, and the oxygen concentration in the combustion exhaust gas also increases. Since the burning rate of the soot increases, the burning temperature of the soot rapidly increases. For this reason, under such severe conditions, the temperature of the diesel particulate filter rises rapidly, and cracks are particularly likely to enter the diesel particulate filter due to thermal stress.
そして、バーナーからの燃焼ガスをディーゼル粒子フィルタに供給して上述の条件を模擬した場合に、エンジンを使用した場合のような過酷な条件が十分に再現されにくいことも判明した。 And when the combustion gas from a burner was supplied to the diesel particle filter and the above-mentioned conditions were simulated, it turned out that severe conditions like the case where an engine was used are not fully reproduced.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、エンジンを使用した場合と同様の過酷な条件を容易に再現できる、ディーゼル粒子フィルタの再生方法、検査方法、及び再生装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a diesel particle filter regeneration method, inspection method, and regeneration device that can easily reproduce the same severe conditions as when an engine is used. And
本発明に係るディーゼル粒子フィルタの再生方法は、燃料をバーナーで燃焼することにより得た第一燃焼排ガスと、不活性ガスと、を混合した第一ガスをディーゼル粒子フィルタに供給し、前記ディーゼル粒子フィルタに堆積した煤に着火する第一工程と、
前記第一工程の後に、前記第一ガスよりも低流量かつ高酸素濃度の第二ガスを、前記ディーゼル粒子フィルタに供給し、着火された前記煤をさらに燃焼する第二工程と、を備える。
The method for regenerating a diesel particle filter according to the present invention supplies a first gas obtained by mixing a first combustion exhaust gas obtained by burning fuel with a burner and an inert gas to the diesel particle filter, and the diesel particle filter A first step of igniting the soot accumulated on the filter;
After the first step, a second step of supplying a second gas having a lower flow rate and higher oxygen concentration than the first gas to the diesel particle filter and further burning the ignited soot.
本発明に係るディーゼル粒子フィルタの再生装置は、
バーナーと、前記バーナーに空気を供給する空気供給機と、前記バーナーに燃料を供給する燃料供給機と、前記バーナーからの燃焼排ガスをディーゼル粒子フィルタに供給する主供給路と、前記主供給路に不活性ガスを供給する不活性ガス供給路と、を備える。
A diesel particulate filter regenerating apparatus according to the present invention comprises:
A burner, an air supply device for supplying air to the burner, a fuel supply device for supplying fuel to the burner, a main supply passage for supplying combustion exhaust gas from the burner to a diesel particulate filter, and the main supply passage An inert gas supply path for supplying an inert gas.
本発明者らが検討したところ、エンジンに換えてバーナーを用いた場合には、第一工程、すなわち、エンジンの高回転運転を模擬する工程において燃焼排ガス中の酸素濃度がエンジンを用いた場合に比べて高くなりやすく、このため、その後の第二工程、すなわち、アイドル運転を模擬する工程における酸素濃度との差が出にくく、過酷な状態が再現できないことが判明した。 As a result of studies by the present inventors, when a burner is used instead of the engine, the oxygen concentration in the combustion exhaust gas is used in the first step, that is, in the step of simulating high-speed operation of the engine. Therefore, it was found that the difference from the oxygen concentration in the subsequent second step, that is, the step of simulating idle operation, is difficult to occur, and a harsh state cannot be reproduced.
本発明に係る方法によれば、第一工程において、ディーゼル粒子フィルタに供給される第一ガス中の酸素濃度を、不活性ガスによって、第二ガスに比べて十分に低くできるので、バーナーでなくエンジンを用いた場合と同様の過酷な条件の再現が容易に可能となる。 According to the method of the present invention, in the first step, the oxygen concentration in the first gas supplied to the diesel particulate filter can be sufficiently lowered by the inert gas as compared with the second gas. The same severe conditions as when using an engine can be easily reproduced.
本発明に係る装置によれば、不活性ガス供給路を有するので、上述の第一工程及び第二工程を容易に実施できる。 Since the apparatus according to the present invention has the inert gas supply path, the first process and the second process described above can be easily performed.
ここで、前記第一ガス中の酸素の体積分率が1〜15%であり、前記第二ガス中の酸素の体積分率が10〜21%であることが好ましい。 Here, it is preferable that the volume fraction of oxygen in the first gas is 1 to 15%, and the volume fraction of oxygen in the second gas is 10 to 21%.
また、前記第一ガスの流量が、100〜300kg/hであり、前記第二ガスの流量が10〜90kg/hであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the flow rate of said 1st gas is 100-300 kg / h, and the flow rate of said 2nd gas is 10-90 kg / h.
また、前記第一ガス及び第二ガスの温度が200〜800℃であることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the temperature of said 1st gas and 2nd gas is 200-800 degreeC.
また、前記第二ガスは、燃料をバーナーで燃焼することにより得た第二燃焼排ガスを含み、
前記第二燃焼排ガスを得るための前記燃料の供給速度は、前記第一燃焼排ガスを得るための前記燃料の供給速度よりも低いことが好ましい。
これによれば、第二ガスをエンジンのアイドリング時と同じ程度の温度、流量、酸素濃度にすることが容易である。
The second gas includes a second combustion exhaust gas obtained by burning fuel with a burner,
The fuel supply rate for obtaining the second combustion exhaust gas is preferably lower than the fuel supply rate for obtaining the first combustion exhaust gas.
According to this, it is easy to make the second gas have the same temperature, flow rate, and oxygen concentration as when the engine is idling.
また、前記第一ガスと混合される前に前記不活性ガスを予熱することが好ましい。また、前記不活性ガス供給路を流れる不活性ガスを予熱するヒータをさらに備えることが好ましい。これにより、第一ガスの温度コントロールが容易となる。 Moreover, it is preferable to preheat the inert gas before mixing with the first gas. Moreover, it is preferable to further include a heater for preheating the inert gas flowing through the inert gas supply path. Thereby, temperature control of the first gas is facilitated.
本発明に係るディーゼル粒子フィルタの検査方法は、上述のいずれかの方法と、前記第一工程及び前記第二工程の途中、又は、前記第二工程の後に、前記ディーゼル粒子フィルタに亀裂が発生したか否かを検査する工程と、を備える。 In the method for inspecting a diesel particulate filter according to the present invention, any of the methods described above, and in the middle of the first step and the second step, or after the second step, cracks occurred in the diesel particulate filter. And inspecting whether or not.
本発明に係る装置において、前記空気供給部が前記空気の供給量を調節するバルブを有し、前記不活性ガス供給路には前記不活性ガスの供給量を調節するバルブが接続され、
前記バーナーから得られる第一燃焼ガスと、前記不活性ガスとの混合ガスが前記ディーゼル粒子フィルタに供給される第一状態から、前記第一状態の混合ガスよりも低流量かつ高酸素濃度のガスが前記ディーゼル粒子フィルタに供給される第二状態に遷移するように、前記2つのバルブを制御する制御部をさらに備えることが好ましい。
In the apparatus according to the present invention, the air supply unit has a valve for adjusting the supply amount of the air, and a valve for adjusting the supply amount of the inert gas is connected to the inert gas supply path.
A gas having a lower flow rate and a higher oxygen concentration than the mixed gas in the first state from the first state in which the mixed gas of the first combustion gas obtained from the burner and the inert gas is supplied to the diesel particle filter It is preferable to further include a control unit that controls the two valves so that the transition to the second state supplied to the diesel particulate filter.
本発明によれば、エンジンを使用した場合と同様の過酷な条件を容易に再現できる、ディーゼル粒子フィルタの再生方法、検査方法、及び再生装置が提供される。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the reproduction | regeneration method of a diesel particulate filter, the inspection method, and the reproduction | regeneration apparatus which can reproduce easily the severe conditions similar to the case where an engine is used are provided.
図面を参照して、発明の実施形態について説明する。
(ディーゼル粒子フィルタ)
まず、本実施形態で再生対象となるディーゼル粒子フィルタ(DPF)100の一例について説明する。このディーゼル粒子フィルタ100は、例えば、ディーゼルエンジンから排出される主として煤粒子を捕集するものである。
An embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
(Diesel particle filter)
First, an example of a diesel particle filter (DPF) 100 to be regenerated in this embodiment will be described. The
このディーゼル粒子フィルタ100は、図1の(a)及び(b)に示すように、互いに平行に伸びる複数の流路110を形成する隔壁112、及び、複数の流路110の内の一部の一端(図1の(b)の左端)、及び、複数の流路110の内の残部の他端(図1の(b)の右端)を閉鎖する封口部114を有する円柱体であり、入口面100in及び出口面100outを有する。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the
ディーゼル粒子フィルタ100の流路110が延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、40〜350mmとすることができる。また、ディーゼル粒子フィルタ100の外径も特に限定されないが、例えば、100〜320mmとすることできる。流路110の断面のサイズは、例えば、正方形の場合一辺0.8〜2.5mmとすることができる。隔壁112の厚みは、0.05〜0.5mmとすることができる。ディーゼル粒子フィルタ100の見かけ容量は、例えば、2〜4Lとすることができる。
Although the length of the direction in which the
ディーゼル粒子フィルタ100の隔壁112の材質は、多孔性セラミクス(焼成体)である。セラミクスは特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び/又はケイ素を含むことができる。
The material of the
上述のように、ディーゼル粒子フィルタ100の複数の流路110のうちの一部の左端が封口部114により封口され、ディーゼル粒子フィルタ100の複数の流路110のうちの残部の右端が封口部114により封口されている。封口部114の材質としては、ディーゼル粒子フィルタ100と同様のセラミクス材料を用いることができる。上述の「複数の流路110のうちの一部」と「複数の流路110のうちの残部」とは、好ましくは、図1の(a)に示すように、端面側から見て行列状に配列された複数の流路の内の、縦方向及び横方向それぞれ1つおきに選択された流路の組合せである。
As described above, the left end of a part of the plurality of
ディーゼル粒子フィルタ100は多孔質の隔壁112を有する。隔壁の細孔径は特に限定されないが、例えば、11〜30μm程度とすることができる。そして、図1の(b)において、流路110の左端から供給されたガスは、隔壁112を通過して隣の流路110に到達し、流路110の右端から排出される。このとき、流入したガス中の粒子が、隔壁112によって除去され、ディーゼル粒子フィルタ100はフィルタとして機能する。
The
このようなディーゼル粒子フィルタ100は例えば以下のようにして製造することができる。
Such a
まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物を隔壁の形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切断後、公知の方法で乾燥することにより、グリーンハニカム成形体を得る。そして、グリーンハニカム成形体の流路の端部を公知の方法によって封口材で封口してから焼成する、または、グリーンハニカム成形体を焼成してから公知の方法によって流路の端部を封口すればよい。 First, an inorganic compound source powder, an organic binder, a solvent, and additives to be added as necessary are prepared. These are mixed by a kneader or the like to obtain a raw material mixture. The obtained raw material mixture is extruded from an extruder having an outlet opening corresponding to the shape of the partition wall, cut to a desired length, and then dried by a known method. By doing so, a green honeycomb molded body is obtained. Then, the end of the flow path of the green honeycomb molded body is sealed with a sealing material by a known method and fired, or the green honeycomb molded body is fired and the end of the flow path is sealed by a known method. That's fine.
(ディーゼル粒子フィルタの再生装置)
続いて、図2を参照して、本発明の一実施形態にかかるディーゼル粒子フィルタ100の再生装置400について説明する。
(Diesel particle filter regeneration device)
Then, with reference to FIG. 2, the
本実施形態にかかるディーゼル粒子フィルタの再生装置400は、バーナー10と、バーナー10に燃料を供給する燃料供給部15と、バーナー10に空気を供給する空気供給部25と、バーナー10からの燃焼排ガスをディーゼル粒子フィルタに供給する主供給路55と、主供給路55に不活性ガスを供給する不活性ガス供給路L2と、を主として備える。
The diesel particulate
燃料供給部15は、燃料供給源S1から供給される燃料をバーナー10に供給するラインL3と、ラインL3に接続され燃料供給量を制御するバルブ12を備えている。燃料は特に限定されないが、ディーゼルエンジンに使用される燃料が好ましく、例えば、軽油が挙げられる。
The
空気供給部25は、空気を圧縮するエアコンプレッサ20、エアコンプレッサ20からの空気をバーナー10に供給するラインL4、及び、ラインL4を流れるガスの流量を制御するバルブ22を備える。
The
バーナー10は、燃料供給部15から供給される燃料を、空気供給部25から供給される空気により燃焼させるものである。バーナー10の形式は特に限定されず、例えば、燃料を空気中に噴霧するものでも良く、また、燃料を空気と共に噴霧するものでもよい。バーナー10からの燃焼ガスは、主供給路55を介してディーゼル粒子フィルタ100に供給される。
The
主供給路55は、バーナー10の排出口に接続されたラインL1、及びラインL1の下流端に接続されたフィルタ固定具50を有している。
The
フィルタ固定具50は、ディーゼル粒子フィルタ100を収容する筒状部材51、及び、ディーゼル粒子フィルタ100の外周面を環状に取り囲んで当該外周面と筒状部材51の内面との間をシールするシール部材52を有する。ラインL1からフィルタ固定具50内に供給される燃焼排ガスは、入口面100inからディーゼル粒子フィルタ100に供給され、出口面100outから排出される。
The
ディーゼル粒子フィルタ100の入口側と出口側には、それぞれの温度を測定する温度センサT1,T2が設けられている。
Temperature sensors T1 and T2 for measuring respective temperatures are provided on the inlet side and the outlet side of the
ラインL1には、不活性ガス供給源S2が不活性ガス供給路L2を介して接続されている。不活性ガスは、煤の燃焼に関与しないガスであれば特に限定されず、窒素、アルゴン、ヘリウム等が挙げられるが、窒素が特に好ましい。不活性ガス供給路L2には、不活性ガスの供給量を制御するバルブ32と、ラインL1に供給される不活性ガスを予熱するヒータ34が接続されている。
An inert gas supply source S2 is connected to the line L1 via an inert gas supply path L2. The inert gas is not particularly limited as long as it is a gas that does not participate in soot combustion, and examples thereof include nitrogen, argon, and helium, and nitrogen is particularly preferable. Connected to the inert gas supply path L2 are a valve 32 for controlling the supply amount of the inert gas and a
さらに、ラインL1には、予め貯留された煤を主供給路L1に供給する煤供給装置40が設けられている。
Furthermore, the line L1 is provided with a
制御部90は、バルブ12、及び、32のガス供給量を制御する。この制御部90は、バーナー10から得られる第一燃焼ガスと、上記不活性ガスとの混合ガスがディーゼル粒子フィルタ100に供給される第一状態(第一工程)から、第一工程の混合ガスよりも低流量かつ高酸素濃度のガスがディーゼル粒子フィルタ100に供給される第二状態(第二工程)に遷移するように、上記燃料、及び、上記不活性ガスの供給量を制御する。制御部90は、第一状体から代に状態への遷移に伴って、バルブ22すなわち空気の供給量を変化させることもできる。
The
(ディーゼル粒子フィルタの再生方法)
続いて、このような再生装置400を用いた再生方法を説明する。
(フィルタの固定)
まず、フィルタ固定具50にディーゼル粒子フィルタ100を固定する。
(Diesel particle filter regeneration method)
Next, a reproduction method using such a
(Fixing the filter)
First, the
(煤の堆積)
続いて、ディーゼル粒子フィルタ100内に煤を堆積させる。堆積の方法は特に限定されず、煤供給装置40を用いることができる。具体的には、予め煤供給装置40内に貯留された煤を窒素などのキャリアガス等によりディーゼル粒子フィルタ100に供給し堆積させても良い。また、バーナー10で燃料を燃焼させ、燃焼排ガスを、主供給路55を介してディーゼル粒子フィルタ100に供給することにより煤を堆積させてもよい。ディーゼル粒子フィルタ100に堆積させる煤の量は特に限定されないが、例えば、ディーゼル粒子フィルタ100の見かけ体積あたりの重量を2〜20g/Lとすることができる。
(Pile accumulation)
Subsequently, soot is deposited in the
(第一工程(着火))
続いて、堆積した煤に着火する。具体的には、まず、燃料供給源S1から燃料をバーナー10に供給すると共に、エアコンプレッサ20から空気をバーナー10に供給し、この燃料をバーナー10で燃焼させて第一燃焼排ガスを得る。得られた第一燃焼排ガスを主供給路55に供給する。これと同時に、不活性ガス供給源S2から不活性ガスをさらに主供給路55に供給し、第一燃焼排ガスと混合させる。これにより、バーナー10から得られる第一燃焼排ガスと、不活性ガス供給源S2から供給される不活性ガスとが混合された第一ガスが、ディーゼル粒子フィルタ100に供給される。
(First step (ignition))
Subsequently, the deposited soot is ignited. Specifically, first, fuel is supplied from the fuel supply source S1 to the
ディーゼル粒子フィルタ100に供給する第一ガスの温度は、ディーゼル粒子フィルタ100の煤に着火する観点から、200〜800℃であることが好ましく、200〜750℃であることが好ましい。また、第一ガスの温度を高温に維持する観点から、不活性ガスをヒータ34で予熱することも好ましい。なお、ヒータ34で予熱しなくても実施は可能である。
From the viewpoint of igniting the soot of the
また、不活性ガスの添加量は特に限定されないが、第一ガスの中の酸素の体積分率が1〜15%となるように添加することが好ましく、3〜15%となるように添加することがより好ましい。 The addition amount of the inert gas is not particularly limited, but is preferably added so that the volume fraction of oxygen in the first gas is 1 to 15%, and is added so as to be 3 to 15%. It is more preferable.
また、第一ガスのディーゼル粒子フィルタ100に対する供給量は、100〜300kg/hであることが好ましい。
Moreover, it is preferable that the supply amount with respect to the
燃料の供給速度や、空気の供給速度は、混合ガスの温度、供給量、酸素濃度が上述の要件を満たすように適宜設定できる。 The fuel supply rate and the air supply rate can be appropriately set so that the temperature, supply amount, and oxygen concentration of the mixed gas satisfy the above-mentioned requirements.
この第一ガスをディーゼル粒子フィルタ100に供給し続ける時間も、煤が着火するために必要な時間以上であれば特に限定されず、例えば、1〜240秒とすることができる。
The time for which the first gas is continuously supplied to the
この第一工程により、ディーゼル粒子フィルタ100に捕集された煤が着火し、煤の燃焼が開始する。この工程は、エンジンに於いて高回転数状態が継続している状態に対応する。
By this first step, the soot collected in the
(第二工程(希薄燃焼))
続いて、主供給路L1を介してディーゼル粒子フィルタ100に供給されるガス(第二ガス)の流量を低下させ、かつ、酸素濃度を高める。具体的には、例えば、燃料供給源S1から供給する燃料の量を第一工程よりも低下させ、さらに、不活性ガスの添加量を第一工程よりも低下させる。好ましくは、不活性ガスの添加量をゼロとする。ここで言う流量とは、1つのフィルタに単位時間あたりに供給されるガスの質量である。
(Second process (lean combustion))
Subsequently, the flow rate of the gas (second gas) supplied to the
ディーゼル粒子フィルタ100に供給する第二ガスの温度は、200〜800℃であることが好ましく、200〜750℃であることが好ましい。
The temperature of the second gas supplied to the
また、第二ガスの酸素濃度は第一ガスの酸素濃度よりも大きければよく、具体的には、酸素の体積分率が10〜21%であることが好ましく、16〜21%であることがより好ましい。空気の供給量を第一工程の時と同じとし、燃料の供給量を下げれば、通常、酸素濃度は高くなる。 The oxygen concentration of the second gas only needs to be higher than the oxygen concentration of the first gas. Specifically, the oxygen volume fraction is preferably 10 to 21%, and preferably 16 to 21%. More preferred. If the supply amount of air is the same as that in the first step and the supply amount of fuel is lowered, the oxygen concentration usually increases.
また、第二ガスのディーゼル粒子フィルタ100に対する供給量は、第一ガスの供給量よりも低ければよいが、10〜90kg/hであることが好ましい。
The supply amount of the second gas to the
また、第二燃焼排ガスに不活性ガスを混合してもよいが、第二ガスの酸素濃度を高めて過酷な条件を得る観点からは不活性ガスを混合しないことが好ましい。 Further, an inert gas may be mixed with the second combustion exhaust gas, but it is preferable not to mix the inert gas from the viewpoint of increasing the oxygen concentration of the second gas and obtaining harsh conditions.
第二工程での燃料の供給速度や、空気の供給速度は、混合ガスの温度、供給量、及び酸素濃度が上述の要件を満たすように適宜設定できる。なお、燃料を供給せずに常温の空気をそのまま第二ガスとしてもよいが、エンジンのアイドル時は常温よりも高いガスが供給されるため、アイドル状態を再現すべく燃料はゼロでないことが好ましく、第二燃焼排ガスの温度を上記範囲にできる燃料を供給することが好ましい。 The fuel supply speed and the air supply speed in the second step can be appropriately set so that the temperature, supply amount, and oxygen concentration of the mixed gas satisfy the above-described requirements. Although air at room temperature may be used as it is as the second gas without supplying fuel, since the gas higher than normal temperature is supplied when the engine is idle, it is preferable that the fuel is not zero to reproduce the idle state. It is preferable to supply a fuel capable of setting the temperature of the second combustion exhaust gas within the above range.
第二工程では、ガスの流量が第一工程よりも低減し、かつ、酸素濃度が高くなるので、煤の燃焼温度が高くなり、ディーゼル粒子フィルタ100が急激に加熱される。
In the second step, the gas flow rate is lower than that in the first step and the oxygen concentration is increased, so that the combustion temperature of the soot is increased and the
この第二ガスをディーゼル粒子フィルタ100に供給し続ける時間は特に限定されないが、煤の燃焼温度がピークを超えるまで第二工程を行うことが好ましい。例えば、1〜240秒とすることができる。好ましくは、煤の燃焼による除去率が50%以上となる程度まで第二工程を続けることが好ましい。
なお、第一工程(第一状態)から第二工程(第二状態)への遷移は、制御部90により自動的に行っても良いし、作業員が上述の各種バルブを手作業で調節することによっても実行可能である。
Although the time which continues supplying this 2nd gas to the
The transition from the first step (first state) to the second step (second state) may be automatically performed by the
(亀裂の発生の検査)
第二工程の終了後に、ディーゼル粒子フィルタ100に亀裂が生じたか否かについてテストをする。亀裂の発生の検出方法は特に限定されないが、例えば、第一工程の実行前と、第二工程の実行後とで、同じ条件でディーゼル粒子フィルタ100にガスを流した場合の圧力損失をそれぞれ測定し、値が急激に低減していれば、亀裂が生じたと判断できる。また、第一工程及び第二工程を行っているときに、ディーゼル粒子フィルタ100から生じる音を検出することにより亀裂の発生の有無を確認してもよい。もちろん、第二工程の後に、目視によって亀裂を確認することも可能である。
(Inspection for crack occurrence)
After the second step, the
本実施形態によるガス量、酸素濃度、ディーゼル粒子フィルタの入口側温度及び出口側温度の時間変化の概念図を図3に示す。本実施形態によれば、第一工程S1に於いて、第一燃焼排ガスに不活性ガスを混合した第一ガスをディーゼル粒子フィルタ100に供給する。これにより、第一工程S1における混合ガス中の酸素濃度O1を十分に低くすることができる。したがって、その後の第二工程S2において供給する第二ガスの酸素濃度O2との酸素の濃度差を高めることができるので、第二工程S2に於いて煤の燃焼速度を十分に高めることができる。したがって、第一工程S1から第二工程S2に切り替えることによって、ディーゼル粒子フィルタ100に対して急激な熱負荷を与えることができ、耐熱性の評価がし易い。特に、ディーゼル粒子フィルタ100の出口側の温度がシャープに立ち上がる。
The conceptual diagram of the time change of the gas amount by this embodiment, oxygen concentration, the inlet side temperature of a diesel particulate filter, and outlet side temperature is shown in FIG. According to the present embodiment, the first gas obtained by mixing the first combustion exhaust gas with the inert gas is supplied to the
本発明は上記実施形態に限定されずさまざまな変形態様が可能である。
例えば、主供給部55のフィルタ固定部50の態様は特に限定されずガスをフィルタに供給できるものであれば特に限定されない。また、ラインL2や煤供給装置40がフィルタ固定部50に接続されていても実施は可能である。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
For example, the aspect of the
また、上記実施形態では、ディーゼル粒子フィルタ100の流路110の断面形状は、略正方形であるがこれに限定されず、矩形、円形、楕円形、3角形、6角形、8角形等にすることができる。また、流路110には、径の異なるもの、断面形状の異なるものが混在してもよい。また、流路の配置も、図1では正方形配置であるが、これに限定されず、断面において流路の中心軸が正三角形の頂点に配置される正三角形配置、流路の断面が正方形や矩形の場合には千鳥配置等にすることができる。さらに、ハニカムフィルタの外形も、円柱に限られず、例えば3角柱、4角柱、6角柱、8角柱等とすることができる。
Moreover, in the said embodiment, although the cross-sectional shape of the
10…バーナー、15…燃料供給部、25…空気供給部、34…ヒータ、55…主供給路、L2…不活性ガス供給路、90…制御部、100…ディーゼル粒子フィルタ、400…ディーゼル粒子フィルタの再生装置。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記第一工程の後に、前記第一ガスよりも低流量かつ高酸素濃度の第二ガスを、前記ディーゼル粒子フィルタに供給し、着火された前記煤をさらに燃焼する第二工程と、
を備える、ディーゼル粒子フィルタの再生方法。 A first step of supplying a first gas mixed with a first combustion exhaust gas obtained by burning fuel with a burner and an inert gas to a diesel particle filter, and igniting the soot deposited on the diesel particle filter; ,
After the first step, a second step of supplying a second gas having a lower flow rate and higher oxygen concentration than the first gas to the diesel particle filter, and further burning the ignited soot,
A method for regenerating a diesel particulate filter.
前記第二燃焼排ガスを得るための前記燃料の供給速度は、前記第一燃焼排ガスを得るための前記燃料の供給速度よりも低い請求項1〜4のいずれか一項記載の方法。 The second gas includes a second combustion exhaust gas obtained by burning fuel with a burner,
The method according to claim 1, wherein a supply rate of the fuel for obtaining the second combustion exhaust gas is lower than a supply rate of the fuel for obtaining the first combustion exhaust gas.
前記第一工程及び前記第二工程の途中、又は、前記第二工程の後に、前記ディーゼル粒子フィルタに亀裂が発生したか否かを検査する工程と、を備えるディーゼル粒子フィルタの検査方法。 The method according to any one of claims 1 to 6,
A method for inspecting a diesel particle filter, comprising: inspecting whether or not a crack has occurred in the diesel particle filter during the first step and the second step or after the second step.
前記バーナーに空気を供給する空気供給部と、
前記バーナーに燃料を供給する燃料供給部と、
前記バーナーからの燃焼排ガスをディーゼル粒子フィルタに供給する主供給路と、
前記主供給路に不活性ガスを供給する不活性ガス供給路と、
を備えるディーゼル粒子フィルタの再生装置。 With a burner,
An air supply unit for supplying air to the burner;
A fuel supply section for supplying fuel to the burner;
A main supply path for supplying combustion exhaust gas from the burner to the diesel particle filter;
An inert gas supply path for supplying an inert gas to the main supply path;
An apparatus for regenerating a diesel particulate filter.
前記不活性ガス供給路には前記不活性ガスの供給量を調節するバルブが接続され、
前記バーナーから得られる第一燃焼ガスと、前記不活性ガスとの混合ガスが前記ディーゼル粒子フィルタに供給される第一状態から、前記第一状態の混合ガスよりも低流量かつ高酸素濃度のガスが前記ディーゼル粒子フィルタに供給される第二状態に遷移するように、前記2つのバルブを制御する制御部をさらに備える請求項8又は9記載の装置。 The air supply unit has a valve for adjusting the supply amount of the air,
A valve for adjusting the supply amount of the inert gas is connected to the inert gas supply path,
A gas having a lower flow rate and a higher oxygen concentration than the mixed gas in the first state from the first state in which the mixed gas of the first combustion gas obtained from the burner and the inert gas is supplied to the diesel particle filter The apparatus of Claim 8 or 9 further equipped with the control part which controls these two valves so that may change to the 2nd state supplied to the said diesel particulate filter.
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