JP2903103B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents
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Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、排気ガス浄化装置、詳
しくは、内燃機関の排気通路に配設され、排気ガスを浄
化する排気ガス浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus, and more particularly to an exhaust gas purifying apparatus disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine to purify exhaust gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来から、ディーゼルエンジンの排気通
路に配設され、排気ガス中のパティキュレートを捕集
し、燃焼除去するフィルタと、このフィルタに近接して
対向配設され、フィルタの再生期間にフィルタを加熱す
る加熱ヒータとから構成され、加熱ヒータが、環状枠体
と、この環状枠体の内側に対称かつ略渦巻き状に配線さ
れる複数のシーズヒータとを備え、各シーズヒータの両
端部が環状枠体に固定されてなる排気ガス浄化装置が知
られている。2. Description of the Related Art Conventionally, a filter that is disposed in an exhaust passage of a diesel engine and collects and combusts and removes particulates in exhaust gas, and a filter that is disposed in close proximity to the filter so as to be opposed to the filter, is used for regeneration of the filter. A heater for heating the filter, the heater comprising: an annular frame; and a plurality of sheathed heaters wired symmetrically and substantially spirally inside the annular frame, and both ends of each sheathed heater. There is known an exhaust gas purifying device in which a portion is fixed to an annular frame.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の排気ガ
ス浄化装置は、シーズヒータの発熱が環状枠体へ放熱さ
れやすいため、加熱ヒータの温度が環状枠体の中心側
（中心部）で高く、環状枠体に近い側（外周部）で低く
なる傾向をもっている。このため、フィルタの外周部で
パティキュレートが燃え残りやすく、この燃え残りのパ
ティキュレートによってフィルタが目詰まりして圧力損
失が増大したり、場合によっては、多量に堆積したパテ
ィキュレートに着火してフィルタが損傷する可能性もあ
る。However, in the conventional exhaust gas purifying apparatus, since the heat generated by the sheathed heater is easily radiated to the annular frame, the temperature of the heater is high on the center side (central portion) of the annular frame. , On the side closer to the annular frame (outer peripheral portion). For this reason, the particulates tend to remain unburned at the outer peripheral portion of the filter, and the unburned particulates clog the filter and increase the pressure loss, and in some cases, ignite the large amount of accumulated particulates to ignite the filter. Can be damaged.
【０００４】そこで、パティキュレートの燃え残りを無
くすべく、例えば、シーズヒータの発熱を増大させ、フ
ィルタの外周部の温度をパティキュレート着火必要温度
まで上昇させることが考えられるが、このようにする
と、中心部の温度がシーズヒータの許容温度を超えてし
まい、シーズヒータの断線、耐久性の悪化を招くことに
なる。従って、従来の排気ガス浄化装置においては、シ
ーズヒータの発熱を抑えて加熱ヒータを使用せざるを得
ず、このため、フィルタの外周部にパティキュレートが
燃え残りやすいという問題がある。Therefore, in order to eliminate unburned particulates, for example, it is conceivable to increase the heat generation of the sheathed heater and raise the temperature of the outer peripheral portion of the filter to a temperature at which the particulates need to be ignited. The temperature at the center exceeds the allowable temperature of the sheathed heater, which leads to disconnection of the sheathed heater and deterioration of durability. Therefore, in the conventional exhaust gas purifying device, the heater must be used while suppressing the heat generation of the sheathed heater. Therefore, there is a problem that the particulates are likely to remain on the outer peripheral portion of the filter.
【０００５】本発明は、上記の点にかんがみ、シーズヒ
ータの構造に工夫をこらすことにより、フィルタの外周
部においてパティキュレートが燃え残らないようにする
ことを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION In view of the foregoing, it is an object of the present invention to prevent particulates from remaining on the outer periphery of a filter by devising the structure of a sheathed heater.
【０００６】また、ガソリンエンジンの排気ガス浄化装
置において、コールドスタート時に触媒コンバータを加
熱することが行われているが、この加熱の際に、ディー
ゼルエンジンの場合と同様、外周部の触媒が十分に活性
化しないという問題が生じる。[0006] Further, in a gasoline engine exhaust gas purifying apparatus, a catalytic converter is heated at the time of a cold start. At the time of this heating, as in the case of a diesel engine, the catalyst on the outer peripheral portion is sufficiently heated. There is a problem of not being activated.
【０００７】そこで、本発明は、ガソリンエンジンのコ
ールドスタート時の触媒の効率を向上させることを他の
目的とする。Therefore, another object of the present invention is to improve the efficiency of a catalyst at the time of a cold start of a gasoline engine.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】請求項１では、内燃機関
の排気通路に配設される本体部と、該本体部に近接して
対向配設され、前記本体部を加熱する加熱部とからな
り、前記加熱部は、環状枠体と、該環状枠体の内側に対
称かつ並列に配線される複数のシーズヒータとを備え、
各シーズヒータの両端部が前記環状枠体に固定されてな
る排気ガス浄化装置において、前記個々のシーズヒータ
は、加熱部全体の温度分布が略均一になるよう、部位に
よって電力密度が異なる構成とされていることを特徴と
する排気ガス浄化装置を採用する。According to a first aspect of the present invention, there is provided a main body disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a heating unit disposed close to and opposed to the main body and heating the main body. Wherein the heating unit includes an annular frame, and a plurality of sheathed heaters wired symmetrically and in parallel inside the annular frame,
In an exhaust gas purifying apparatus in which both ends of each sheathed heater are fixed to the annular frame, the individual sheathed heaters have different power densities depending on parts so that the temperature distribution of the entire heating unit is substantially uniform. The exhaust gas purifying apparatus is characterized in that:
【０００９】請求項２では、前記複数のシーズヒータ
は、互いに略等間隔で略渦巻き状に配線されており、個
々のシーズヒータは、抵抗発熱線の巻きピッチが異なる
構成とされ、巻きピッチが長い部位が前記環状枠体の中
心側に位置し、巻きピッチが短い部位が前記環状枠体に
近い側に位置するよう構成されていることを特徴とする
請求項１に記載の排気ガス浄化装置を採用する。According to a second aspect of the present invention, the plurality of sheathed heaters are arranged in a substantially spiral shape at substantially equal intervals, and each of the sheathed heaters has a configuration in which the winding pitch of the resistance heating wires is different, and the winding pitch is different. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein a long portion is located on a center side of the annular frame, and a portion having a short winding pitch is located on a side close to the annular frame. Is adopted.
【００１０】請求項３では、前記各シーズヒータは、細
径長尺のシーズヒータであることを特徴とする請求項２
に記載の排気ガス浄化装置を採用する。ここで、「細径
長尺」とは、径が５ｍｍ以下で、長さが径の約５０倍以
上のことをいい、例えば、外径が３．２ｍｍ，長さが５
００ｍｍのことをいう。According to a third aspect of the present invention, each of the sheathed heaters is an elongated sheathed heater having a small diameter.
The exhaust gas purifying apparatus described in (1) is adopted. Here, “small diameter long” means that the diameter is 5 mm or less and the length is about 50 times or more of the diameter. For example, the outer diameter is 3.2 mm and the length is 5 mm.
It means 00 mm.
【００１１】請求項４では、前記各シーズヒータは、前
記環状枠体の中心部から半径方向に伸びる部位を有し、
該部位は非発熱部であることを特徴とする請求項３に記
載の排気ガス浄化装置を採用する。According to a fourth aspect of the present invention, each of the sheathed heaters has a portion extending in a radial direction from a center of the annular frame.
The part is a non-heating part, and the exhaust gas purifying apparatus according to claim 3 is adopted.
【００１２】請求項５では、前記本体部は、ディーゼル
エンジンの排気ガス中のパティキュレートを捕集し、燃
焼除去するフィルタであり、前記加熱部は、前記フィル
タの再生期間に該フィルタを加熱する加熱ヒータである
ことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排気
ガス浄化装置を採用する。According to a fifth aspect of the present invention, the main body is a filter for collecting and burning out particulates in exhaust gas of a diesel engine, and the heating section heats the filter during a regeneration period of the filter. The exhaust gas purifying device according to any one of claims 1 to 4, which is a heater.
【００１３】請求項６では、前記本体部は、ガソリンエ
ンジンの排気ガスを浄化する触媒コンバータであり、前
記加熱部は、ガソリンエンジンのコールドスタート時に
前記触媒コンバータを加熱する加熱ヒータであることを
特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の排気ガス浄
化装置を採用する。According to a sixth aspect of the present invention, the main unit is a catalytic converter for purifying exhaust gas of a gasoline engine, and the heating unit is a heater for heating the catalytic converter at a cold start of the gasoline engine. The exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 1 to 4 is adopted.
【００１４】[0014]
【発明の作用効果】請求項１に係る排気ガス浄化装置に
よると、個々のシーズヒータは、部位によって電力密度
が異なり、これにより加熱部全体の温度分布が略均一に
なるため、本体部の外周部の温度を中心部の温度まで上
昇させることができる。このため、本体部が例えばディ
ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置のフィルタである場
合、フィルタの外周部の温度上昇により、外周部にパテ
ィキュレートが燃え残らなくなり、フィルタの目詰まり
による圧力損失、多量に堆積したパティキュレートの着
火によるフィルタの損傷等を防止することができる。According to the exhaust gas purifying apparatus of the first aspect, the individual sheathed heaters have different power densities depending on their locations, thereby making the temperature distribution of the entire heating section substantially uniform. The temperature of the section can be raised to the temperature of the center. Therefore, when the main body is, for example, a filter of an exhaust gas purifying device for a diesel engine, particulates do not remain on the outer peripheral portion due to a rise in the temperature of the outer peripheral portion of the filter. It is possible to prevent the filter from being damaged due to the ignition of the particulates.
【００１５】請求項２に係る排気ガス浄化装置は、複数
のシーズヒータが互いに略等間隔で略渦巻き状に配線さ
れた加熱部を有するものである場合に対応しており、個
々のシーズヒータの電力密度を、抵抗発熱線の巻きピッ
チを変えることで設定し、巻きピッチが長い部位が環状
枠体の中心側に位置し、巻きピッチが短い部位が環状枠
体に近い側に位置するよう構成することにより、加熱部
全体の温度分布を略均一にすることができる。An exhaust gas purifying apparatus according to a second aspect of the present invention corresponds to a case where the plurality of sheathed heaters have heating portions wired in a substantially spiral shape at substantially equal intervals from each other. The power density is set by changing the winding pitch of the resistance heating wire, so that the part with the longer winding pitch is located on the center side of the annular frame and the part with the shorter winding pitch is located on the side closer to the annular frame. By doing so, the temperature distribution of the entire heating section can be made substantially uniform.
【００１６】請求項３に係る排気ガス浄化装置による
と、各シーズヒータが細径長尺のシーズヒータで構成さ
れるため、各シーズヒータの昇温速度が増大し、本体部
を短時間で加熱することができるようになる。In the exhaust gas purifying apparatus according to the third aspect, since each sheathed heater is constituted by a small-diameter and long sheathed heater, the heating rate of each sheathed heater increases, and the main body is heated in a short time. Will be able to
【００１７】請求項４に係る排気ガス浄化装置におい
て、各シーズヒータは、環状枠体の中心部から半径方向
に伸びる部位を有し、この部位は非発熱部である。この
ため、この部位を除いた残りの部位だけで発熱部を構成
すれば足り、従って、複数のシーズヒータの配線パター
ンが比較的簡単な構成になる。In the exhaust gas purifying apparatus according to the fourth aspect, each of the sheathed heaters has a portion extending in a radial direction from a center portion of the annular frame, and this portion is a non-heating portion. Therefore, it is sufficient to constitute the heat generating portion only with the remaining portion excluding this portion, so that the wiring pattern of the plurality of sheathed heaters is relatively simple.
【００１８】請求項５に係る排気ガス浄化装置は、ディ
ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置であり、フィルタの
外周部の温度上昇により、外周部にパティキュレートが
燃え残らなくなり、フィルタの目詰まりによる圧力損
失、多量に堆積したパティキュレートの着火によるフィ
ルタの損傷等を防止することができる。According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein particulates do not remain on the outer peripheral portion due to a rise in the temperature of the outer peripheral portion of the filter, and pressure loss due to clogging of the filter. Further, it is possible to prevent the filter from being damaged due to ignition of a large amount of accumulated particulates.
【００１９】請求項６に係る排気ガス浄化装置は、ガソ
リンエンジンの排気ガス浄化装置であり、コールドスタ
ート時に触媒コンバータの外周部の温度上昇により、外
周部の触媒が十分に活性化し、浄化効率が向上する。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an exhaust gas purifying apparatus for a gasoline engine. When the temperature of the outer peripheral part of the catalytic converter rises at the time of a cold start, the outer peripheral catalyst is sufficiently activated, and the purification efficiency is improved. improves.
【００２０】[0020]
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００２１】図１は、ディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置の半断面図である。FIG. 1 is a half sectional view of an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine.
【００２２】図１に示す排気ガス浄化装置１は、ケース
２内に、排気ガス中のパティキュレートを捕集し、燃焼
除去するフィルタ（本体部）３が、保持部材２ａを介し
て収容されている。フィルタ３の前面には、加熱ヒータ
（加熱部）４が近接して対向配設されている。加熱ヒー
タ４の前面側には、熱反射板５が配設されている。In the exhaust gas purifying apparatus 1 shown in FIG. 1, a filter (main body) 3 for collecting and burning out particulates in exhaust gas is accommodated in a case 2 via a holding member 2a. I have. On the front surface of the filter 3, a heater (heating unit) 4 is disposed close to and opposed to the heater 3. On the front side of the heater 4, a heat reflecting plate 5 is provided.
【００２３】加熱ヒータ４は、環状枠体４１と、この環
状枠体４１の内側に対称かつ並列に配線された複数（本
実施例の場合、６本である。）のシーズヒータ４２とを
備え、各シーズヒータ４２の両端部は環状枠体４１に固
定され、リード線４２ａがケース２の外部に取り出され
ている。６本のシーズヒータ４２は、図２に示すよう
に、互いに略等間隔で略渦巻き状の配線パターンに形成
されている。The heater 4 includes an annular frame 41 and a plurality (six in the case of the present embodiment) of sheathed heaters 42 arranged symmetrically and in parallel inside the annular frame 41. Both ends of each sheathed heater 42 are fixed to the annular frame 41, and the lead wires 42 a are drawn out of the case 2. As shown in FIG. 2, the six sheathed heaters 42 are formed in a substantially spiral wiring pattern at substantially equal intervals.
【００２４】各シーズヒータ４２は、細径長尺のもので
ある。ここで、「細径長尺」とは、径が５ｍｍ以下で、
長さが径の約５０倍以上のことをいい、例えば、外径が
３．２［ｍｍ］，長さが５００［ｍｍ］に設定されてい
る。また、部位によって電力密度が異なっており、環状
枠体４１の中心側の部位（図２において、斜線を描いて
いない区間に対応する。）は、、小さな電力密度となる
よう設定され（以下、この部位を小電力密度部４２ｂと
いう。）、また、環状枠体４１に近い側の部位（図２に
おいて、実線の斜線を描いてある区間に対応する。）
は、大きな電力密度となるよう設定され（以下、この部
位を大電力密度部４２ｃという。）、また、環状枠体４
１の中心部から半径方向に伸びる部位、及び、上記環状
枠に近い側の部位からリード線４２ａに伸びる部位（図
２において、破線の斜線を描いてある区間に対応す
る。）は、非発熱部４２ｄとなるよう設定されている。Each of the sheathed heaters 42 has a small diameter and a long length. Here, “small diameter long” means that the diameter is 5 mm or less,
This means that the length is about 50 times or more the diameter. For example, the outer diameter is set to 3.2 [mm] and the length is set to 500 [mm]. In addition, the power density differs depending on the portion, and the portion on the center side of the annular frame 41 (corresponding to a section not drawn with diagonal lines in FIG. 2) is set to have a small power density (hereinafter, referred to as a low density). This portion is referred to as a small power density portion 42b.) And a portion close to the annular frame 41 (corresponding to a section indicated by a solid oblique line in FIG. 2).
Is set to have a large power density (hereinafter, this portion is referred to as a large power density portion 42c).
A portion extending in the radial direction from the central portion of No. 1 and a portion extending from the portion near the annular frame to the lead wire 42a (corresponding to a section indicated by a hatched broken line in FIG. 2) do not generate heat. The part 42d is set.
【００２５】図３は、シーズヒータ４２の具体的構成を
示している。FIG. 3 shows a specific configuration of the sheathed heater 42.
【００２６】図３において、４２ｅは、ステンレス等を
材料とする金属製保護管、４２ｆは、ニクロム、白金、
タングステン、クロム−Ａｌまたはカンタル等を材料と
する、例えば、線径０．１［ｍｍ］、コイル径０．５
［ｍｍ］の抵抗発熱線、４２ｇは、マグネシアまたはボ
ロンナイト等からなり、金属製保護管４２ｅ内に高密度
充填された無機絶縁物、４２ｈは、ニクロム太線、Ｎｉ
太線等からなり、例えば、径０．５［ｍｍ］の非発熱
線、４２ｉは、金属製保護管４２ｅの両端開口部を塞
ぐ、ガラス等を材料とするシール性蓋体、４２ａは、非
発熱線４２ｈの一部である上述したリード線をそれぞれ
表している。In FIG. 3, reference numeral 42e denotes a metal protective tube made of stainless steel or the like, 42f denotes nichrome, platinum,
Tungsten, chromium-Al or Kanthal is used as a material, for example, a wire diameter of 0.1 [mm] and a coil diameter of 0.5
[Mm] resistance heating wire, 42 g is made of magnesia or boron night, etc., is an inorganic insulator densely filled in a metal protective tube 42 e, 42 h is a nichrome thick wire, Ni
A non-heating wire having a diameter of 0.5 [mm], for example, a non-heating wire 42i, a sealing lid made of glass or the like, which closes both ends of the metal protective tube 42e, and a non-heating wire 42a. Each of the above-mentioned lead wires which is a part of the wire 42h is shown.
【００２７】上述したようなシーズヒータ４２の小電力
密度部４２ｂは、電力密度が例えば８．０［ｗ／ｃｍ
2 ］となるよう、抵抗発熱線４２ｆの巻きピッチが長く
設定され、大電力密度部４２ｃは、電力密度が例えば１
２．０［ｗ／ｃｍ2 ］となるよう、抵抗発熱線４２ｆの
巻きピッチが短く設定され、非発熱部４２ｄは、直線状
の非発熱線４２ｈで構成されている。The low power density portion 42b of the sheathed heater 42 as described above has a power density of, for example, 8.0 [w / cm].
2 ], the winding pitch of the resistance heating wires 42f is set long, and the large power density portion 42c has a power density of, for example, 1
The winding pitch of the resistance heating wires 42f is set to be short so as to be 2.0 [w / cm 2 ], and the non-heating portions 42d are formed of linear non-heating wires 42h.
【００２８】図４は、上記のように構成されたシーズヒ
ータ４２の製造方法を概略的に示している。FIG. 4 schematically shows a method of manufacturing the sheathed heater 42 configured as described above.
【００２９】上記シーズヒータ４２を製造するにあたっ
ては、まず、図４(A) に示すように、抵抗発熱線４２ｆ
によって形成されるコイルの内側に、無機絶縁物を半焼
成してなる芯材４２ｇ1 を配するとともに、コイルの外
側に、同様に無機絶縁物を半焼成してなる管材４２ｇ2
を配し、さらに管材４２ｇ2 の外側に金属製保護管４２
ｅを配する。次に、図４(B) に示すように、カシメ装置
の分割カシメダイス６に、図４(A) 図示の被カシメ物４
２’を通し、金属製保護管４２ｅを縮径させてゆく。こ
のカシメ作業の際、金属製保護管４２ｅが縮径される
と、半焼成の芯材４２ｇ1 及び管材４２ｇ2 が圧縮され
て原形をとどめなくなり、これにより、無機絶縁物４２
ｇが金属製保護管４２ｅ内に高密度充填され、シーズヒ
ータ４２が形成されるようになる。In manufacturing the sheath heater 42, first, as shown in FIG.
Inside the coil formed by, together with arranging the core member 42 g 1 of the inorganic insulating material formed by semi-sintered, tube 42 g 2 to the outside of the coil, formed by semi-sintered inorganic insulator similarly
The placed further metal protective tube outside the tube 42 g 2 42
e. Next, as shown in FIG. 4 (B), the swaged die 4 shown in FIG.
Through 2 ′, the diameter of the metal protective tube 42e is reduced. During this crimping, the metal protective tube 42e is reduced in diameter, semi-sintered core 42 g 1 and tubing 42 g 2 of the compressed longer kept intact, thereby, the inorganic insulator 42
g is densely filled in the metal protection tube 42e, so that the sheathed heater 42 is formed.
【００３０】図５は、上記のように構成された排気ガス
浄化装置１が組み込まれたディーゼルエンジンの排気ガ
ス浄化システムの概略構成を示している。FIG. 5 shows a schematic configuration of an exhaust gas purifying system of a diesel engine incorporating the exhaust gas purifying apparatus 1 configured as described above.
【００３１】この排気ガス浄化システムは、ディーゼル
エンジン７の排気通路８の一部を２つの分岐通路９ａ，
９ｂで形成し、第１の分岐通路９ａに上記構成の第１の
排気ガス浄化装置１ａを、第２の分岐通路９ｂに第１の
排気ガス浄化装置１ａと同一の構成の第２の排気ガス浄
化装置１ｂをそれぞれ配置し、さらに、第１の排気ガス
浄化装置１ａの上流側に第１の排気切替弁１０ａを、第
２の排気ガス浄化装置１ｂの上流側に第２の排気切替弁
１０ｂを配置している。また、第１の排気切替弁１０ａ
と第１の排気ガス浄化装置１ａとの間の第１の分岐通路
９ａの途中に、第１の空気通路１１ａを連通し、この第
１の空気通路１１ａに第１のエア弁１２ａを配置すると
ともに、第２の排気切替弁１０ｂと第２の排気ガス浄化
装置１ｂとの間の第２の分岐通路９ｂの途中に、第２の
空気通路１１ｂを連通し、この第２の空気通路１１ｂに
第２のエア弁１２ｂを配置している。そして、第１、第
２の空気通路１１ａ，１１ｂの上流側には、共通のエア
ポンプ１３が配置されている。また、第１の排気ガス浄
化装置１ａの加熱ヒータ４ａの６本の並列接続されたシ
ーズヒータ４２には、第１のヒータ切替リレー１４ａが
接続されるとともに、第２の排気ガス浄化装置１ｂの加
熱ヒータ４ｂの６本の並列接続されたシーズヒータ４２
には、第２のヒータ切替リレー１４ｂが接続されてい
る。In this exhaust gas purification system, a part of the exhaust passage 8 of the diesel engine 7 is divided into two branch passages 9a,
9b, the first exhaust gas purification device 1a having the above-described configuration is provided in the first branch passage 9a, and the second exhaust gas having the same configuration as the first exhaust gas purification device 1a is provided in the second branch passage 9b. Each of the purification devices 1b is disposed, and a first exhaust switching valve 10a is provided upstream of the first exhaust gas purification device 1a, and a second exhaust switching valve 10b is provided upstream of the second exhaust gas purification device 1b. Has been arranged. Also, the first exhaust switching valve 10a
A first air passage 11a communicates with a first branch passage 9a between the first air passage 11a and the first exhaust gas purification device 1a, and a first air valve 12a is disposed in the first air passage 11a. At the same time, a second air passage 11b is communicated in the middle of the second branch passage 9b between the second exhaust switching valve 10b and the second exhaust gas purifying device 1b, and is connected to the second air passage 11b. The second air valve 12b is arranged. In addition, a common air pump 13 is disposed upstream of the first and second air passages 11a and 11b. The first heater switching relay 14a is connected to the six sheathed heaters 42 of the heaters 4a of the first exhaust gas purification device 1a which are connected in parallel, and the second exhaust gas purification device 1b is connected to the first heater switching relay 14a. Six sheathed heaters 42 of the heating heater 4b connected in parallel
Is connected to a second heater switching relay 14b.
【００３２】上記のように構成された排気ガス浄化シス
テムにおいて、第１、第２の排気切替弁１０ａ，１０
ｂ、エアポンプ１３、第１、第２のエア弁１２ａ，１２
ｂ、及び、第１、第２のヒータ切替リレー１４ａ，１４
ｂは、図６に示すように制御され、１サイクルが、第１
の期間と第２の期間と第３の期間と第４の期間とから構
成される。ここで、第１の期間は、第１の排気ガス浄化
装置１ａのフィルタ３（以下、第１のフィルタ３ａとい
う。）を再生するとともに第２の排気ガス浄化装置１ｂ
のフィルタ３（以下、第２のフィルタ３ｂという。）に
よりパティキュレートを捕集し、燃焼除去する期間であ
り、第２の期間は、第２のフィルタ３ｂによりパティキ
ュレートを捕集し、燃焼除去する期間であり、第３の期
間は、第１のフィルタ３ａによりパティキュレートを捕
集し、燃焼除去するとともに第２のフィルタ３ｂを再生
する期間であり、第４の期間は、第１のフィルタ３ａに
よりパティキュレートを捕集し、燃焼除去する期間であ
る。In the exhaust gas purification system configured as described above, the first and second exhaust switching valves 10a, 10
b, air pump 13, first and second air valves 12a, 12
b, and the first and second heater switching relays 14a, 14
b is controlled as shown in FIG.
, A second period, a third period, and a fourth period. Here, during the first period, the filter 3 (hereinafter, referred to as the first filter 3a) of the first exhaust gas purification device 1a is regenerated, and the second exhaust gas purification device 1b is used.
This is a period in which particulates are collected by the filter 3 (hereinafter, referred to as a second filter 3b) and burned and removed. In the second period, the particulates are collected by the second filter 3b and burned and removed. The third period is a period during which particulates are collected by the first filter 3a, burned and removed, and the second filter 3b is regenerated. The fourth period is a period during which the first filter 3b is used. This is a period in which particulates are collected by 3a and burned and removed.
【００３３】上記のように構成され、制御される排気ガ
ス浄化システムにおいて、フィルタ３の温度分布を測定
したところ、図７に実線で示したような温度分布特性を
得ることができた。この温度分布特性と、図７に破線で
示したような従来のシステムにおけるフィルタの温度分
布特性とを比較すれば明らかなように、本実施例による
と、フィルタ３の外周部の温度が、フィルタ３の中心部
の温度と略等しい温度まで上昇し、フィルタ３全体が略
均一な温度分布になり、このような外周部の温度上昇に
より、パティキュレートの燃え残りが減少し、圧力損
失、フィルタ３の損傷を防止することが可能になる。When the temperature distribution of the filter 3 was measured in the exhaust gas purification system configured and controlled as described above, the temperature distribution characteristics as shown by the solid line in FIG. 7 could be obtained. As is apparent from a comparison between the temperature distribution characteristic and the temperature distribution characteristic of the filter in the conventional system as indicated by a broken line in FIG. 7, according to the present embodiment, the temperature of the outer peripheral portion of the filter 3 is reduced. The temperature of the filter 3 rises to a temperature substantially equal to the temperature of the central portion of the filter 3, and the entire filter 3 has a substantially uniform temperature distribution. Can be prevented from being damaged.
【００３４】また、フィルタ３の昇温特性を測定したと
ころ、図８に実線で示すような昇温特性を得ることがで
き、図８に破線で示した従来の昇温特性と比べ、昇温速
度が増大した。When the temperature rise characteristic of the filter 3 was measured, the temperature rise characteristic as shown by the solid line in FIG. 8 could be obtained, and compared with the conventional temperature rise characteristic shown by the broken line in FIG. Speed increased.
【００３５】なお、上記実施例は、ディーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置であるが、本発明は、ガソリンエン
ジンの排気ガス浄化装置において、コールドスタート時
に触媒コンバータを加熱ヒータで加熱する場合にも同様
に適用できる。Although the above embodiment is an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, the present invention is also applicable to a case where a catalytic converter is heated by a heater at the time of a cold start in an exhaust gas purifying apparatus for a gasoline engine. Applicable.
【図１】一実施例に係るディーゼルエンジンの排気ガス
浄化装置の構成図FIG. 1 is a configuration diagram of an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to an embodiment.
【図２】シーズヒータの配線パターン図FIG. 2 is a wiring pattern diagram of a sheathed heater.
【図３】シーズヒータの断面構成図FIG. 3 is a sectional configuration diagram of a sheathed heater.
【図４】シーズヒータの製造方法を説明するための断面
図FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining a method of manufacturing a sheathed heater.
【図５】上記排気ガス浄化装置を組み込んだ排気ガス浄
化システムの構成図FIG. 5 is a configuration diagram of an exhaust gas purification system incorporating the above exhaust gas purification device.
【図６】その動作を説明するためのタイミングチャートFIG. 6 is a timing chart for explaining the operation;
【図７】温度分布特性図FIG. 7 is a temperature distribution characteristic diagram.
【図８】昇温特性図FIG. 8 is a temperature rise characteristic diagram.
１ 排気ガス浄化装置 ３ フィルタ（本体部） ４ 加熱ヒータ（加熱部） ４１ 環状枠体 ４２ シーズヒータ ４２ｂ 小電力密度部 ４２ｃ 大電力密度部 ４２ｄ 非発熱部 ４２ｆ 抵抗発熱線 ８ 排気通路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas purification device 3 Filter (main part) 4 Heater (heating part) 41 Annular frame 42 Seeds heater 42b Low power density part 42c High power density part 42d Non-heating part 42f Resistance heating wire 8 Exhaust passage
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 3/20 ＺＡＢ Ｂ０１Ｄ 53/36 ＺＡＢ 3/24 ＺＡＢ １０３Ｃ (72)発明者 小幡 隆 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (72)発明者 安田 辻彦 愛知県名古屋市緑区高根台107 (72)発明者 阪納 章祥 愛知県名古屋市中村区沖田町230番地 中部助川興業株式会社内 (72)発明者 伊藤 民郎 愛知県名古屋市中村区沖田町230番地 中部助川興業株式会社内 (72)発明者 伊藤 博規 愛知県名古屋市中村区沖田町230番地 中部助川興業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−210310（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−124318（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−47413（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F01N 3/02 F01N 3/20 F01N 3/24 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification symbol FI F01N 3/20 ZAB B01D 53/36 ZAB 3/24 ZAB 103C (72) Inventor Takashi Obata 1-1-1, Showa-cho, Kariya-shi, Aichi Prefecture Japan Denso Co., Ltd. (72) Inventor Tsujihiko Yasuda 107, Takanedai, Midori-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Inventor Tamio Ito 230 Okita-cho, Nakamura-ku, Nagoya City, Aichi Prefecture Inside Chubu Sukegawa Kogyo Co., Ltd. 58-210310 (JP, A) JP-A 1-1124318 (JP, U) JP-A 3-47413 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F01N 3 / 02 F 01N 3/20 F01N 3/24
Claims (6)
と、該本体部に近接して対向配設され、前記本体部を加
熱する加熱部とからなり、前記加熱部は、環状枠体と、
該環状枠体の内側に対称かつ並列に配線される複数のシ
ーズヒータとを備え、各シーズヒータの両端部が前記環
状枠体に固定されてなる排気ガス浄化装置において、 前記個々のシーズヒータは、加熱部全体の温度分布が略
均一になるよう、部位によって電力密度が異なる構成と
されていることを特徴とする排気ガス浄化装置。1. A main body disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine, and a heating unit disposed close to and opposed to the main body for heating the main body, wherein the heating unit includes an annular frame. Body and
A plurality of sheathed heaters wired symmetrically and in parallel inside the annular frame; an exhaust gas purifying apparatus in which both ends of each sheathed heater are fixed to the annular frame; The exhaust gas purifying apparatus is characterized in that the power density is different depending on the location so that the temperature distribution of the entire heating section is substantially uniform.
間隔で略渦巻き状に配線されており、個々のシーズヒー
タは、抵抗発熱線の巻きピッチが異なる構成とされ、巻
きピッチが長い部位が前記環状枠体の中心側に位置し、
巻きピッチが短い部位が前記環状枠体に近い側に位置す
るよう構成されていることを特徴とする請求項１に記載
の排気ガス浄化装置。2. The plurality of sheathed heaters are arranged in a substantially spiral shape at substantially equal intervals from each other, and each of the sheathed heaters has a configuration in which winding pitches of resistance heating wires are different, and a portion having a long winding pitch is provided. Located on the center side of the annular frame,
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein a portion having a short winding pitch is located on a side closer to the annular frame.
ズヒータであることを特徴とする請求項２に記載の排気
ガス浄化装置。3. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 2, wherein each of the sheathed heaters is a sheath heater having a small diameter and a long length.
中心部から半径方向に伸びる部位を有し、該部位は非発
熱部であることを特徴とする請求項３に記載の排気ガス
浄化装置。4. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3, wherein each of the sheathed heaters has a portion extending in a radial direction from a central portion of the annular frame, and the portion is a non-heating portion. apparatus.
気ガス中のパティキュレートを捕集し、燃焼除去するフ
ィルタであり、前記加熱部は、前記フィルタの再生期間
に該フィルタを加熱する加熱ヒータであることを特徴と
する請求項１〜４のいずれかに記載の排気ガス浄化装
置。5. The filter according to claim 1, wherein the main body is a filter that collects and burns and removes particulates in exhaust gas of the diesel engine, and the heating unit is a heater that heats the filter during a regeneration period of the filter. The exhaust gas purifying apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein
ガスを浄化する触媒コンバータであり、前記加熱部は、
ガソリンエンジンのコールドスタート時に前記触媒コン
バータを加熱する加熱ヒータであることを特徴とする請
求項１〜４のいずれかに記載の排気ガス浄化装置。6. The main body unit is a catalytic converter for purifying exhaust gas of a gasoline engine, and the heating unit is
The exhaust gas purifying device according to any one of claims 1 to 4, wherein the heater is a heater for heating the catalytic converter at the time of a cold start of a gasoline engine.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP7003899A JP2903103B2 (en) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | Exhaust gas purification device |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7003899A JP2903103B2 (en) | 1995-01-13 | 1995-01-13 | Exhaust gas purification device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH08193509A JPH08193509A (en) | 1996-07-30 |
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Family
ID=11570044
Family Applications (1)
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- 1995-01-13 JP JP7003899A patent/JP2903103B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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