JP3078940B2 - Exhaust gas treatment device - Google Patents

Exhaust gas treatment device

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JP3078940B2
JP3078940B2 JP05029690A JP2969093A JP3078940B2 JP 3078940 B2 JP3078940 B2 JP 3078940B2 JP 05029690 A JP05029690 A JP 05029690A JP 2969093 A JP2969093 A JP 2969093A JP 3078940 B2 JP3078940 B2 JP 3078940B2
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Japan
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exhaust gas
filter
heater
gas treatment
switching valve
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Inventor
英男 河村
Original Assignee
株式会社いすゞセラミックス研究所
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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】この発明は,エンジンからの
排気ガスを浄化処理するため,排気通路に組み込まれる
ケーシング内に設けたフィルタを有する排気ガス処理装
置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus having a filter provided in a casing incorporated in an exhaust passage for purifying exhaust gas from an engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃焼は,高温,高
圧空気中に燃料を噴射する,所謂,ヘトロジニアス混合
によるものである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス
混合気と異なって空気と燃料が均一に混合していないの
で,燃料中の炭素成分は,燃焼による高温熱によって
煤,HC等に変化し,それらが凝集してパテキュレート
となり,空中に放出される。スモークは微粒化された炭
素とその外周に炭化水素が付着したパティキュレートと
なって大気中に浮遊するので,都市環境の汚染が進み,
空気の透明度が極端に悪化進行する。
2. Description of the Related Art Diesel engine combustion is based on so-called heterogeneous mixing in which fuel is injected into high-temperature, high-pressure air. Heterogeneous mixing differs from a homogeneous mixture in that air and fuel are not uniformly mixed, so the carbon component in the fuel changes to soot, HC, etc. due to the high-temperature heat of combustion, and they aggregate to form particulates. Released into the air. Smoke is suspended in the air as fine particles of carbon and hydrocarbons attached to the periphery of the smoke.
The degree of transparency of the air deteriorates extremely.

【0003】従来,排気ガス処理装置として,例えば,
コーディエライト(2MgO・2Al2 3 ・5SiO
2 )により作製された気孔性のハニカム構造のフィルタ
を排気通路に並列に2組配置したディーゼルエンジンの
排気微粒子浄化装置が知られている。該排気微粒子浄化
装置は,排気ガスを一方のハニカム構造のフィルタに通
し,該フィルタで排気ガス中のカーボンを捕集し,フィ
ルタにカーボンが堆積して目詰まりした場合に,フィル
タに排気ガスを流すのを遮断し,別のフィルタに排気ガ
スを流すように切り換え,目詰まりしたフィルタの下流
側から空気を送り込み,フィルタを加熱して目詰まりし
ているカーボンを焼却するものである(例えば,実開平
1−144427号公報参照)。
Conventionally, as an exhaust gas treatment device, for example,
Cordierite (2MgO.2Al 2 O 3 .5SiO
2. Description of the Related Art There is known an exhaust particulate purification device for a diesel engine in which two sets of filters having a porous honeycomb structure manufactured in 2 ) are arranged in parallel in an exhaust passage. The exhaust particulate purifying device passes the exhaust gas through one of the filters having a honeycomb structure, captures carbon in the exhaust gas with the filter, and when the carbon is deposited on the filter and is clogged, the exhaust gas is passed through the filter. The flow is cut off, the exhaust gas is switched to another filter, air is sent from the downstream side of the clogged filter, and the filter is heated to incinerate the clogged carbon (for example, See Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-144427).

【0004】また,実開平1−136617号公報に
は,パティキュレートフィルタが開示されている。該パ
ティキュレートフィルタは,導電性セラミックスから成
るヒータを兼ねる薄肉ポーラスエレメントを複数段に配
設し,該各ポーラスエレメントに電力を個別に供給可能
且つ該各電力を制御可能に構成したものである。
[0004] Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 1-136617 discloses a particulate filter. In the particulate filter, thin-walled porous elements also serving as heaters made of conductive ceramics are arranged in a plurality of stages, and power can be individually supplied to each of the porous elements and each of the powers can be controlled.

【0005】また,実開平3−116722号公報に
は,ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置が開示されて
いる。該ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置は,長手
方向に伸びる多数のセルが形成された柱状のセラミック
フィルタと,前記フィルタの外周に設けられた電熱部材
とを有し,前記セルのうち複数のものには,熱伝導性の
良い粉末が充填されているものである。
Japanese Utility Model Laid-Open Publication No. 3-116722 discloses an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine includes a columnar ceramic filter in which a number of cells extending in a longitudinal direction are formed, and an electric heating member provided on an outer periphery of the filter. , Filled with a powder having good thermal conductivity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで,ディーゼル
パティキュレートはディーゼルエンジンに含まれるカー
ボンと炭化水素の合成物であり,その大きさは,数μm
から数十μmまで分散している。該パティキュレート
は,酸素と反応して容易に燃焼するが,燃焼には高温度
が必要であり,排気ガス温度のみでは完全に燃焼するこ
とができない。パティキュレート,スモークを除去する
装置は,従来から多く開発されているが,いずれも欠点
が存在し,実用に供し得ないのが現状である。ディーゼ
ルエンジンから排気される排気ガスに含まれるカーボ
ン,煤,HC等のパティキュレートをフィルタで捕集し
て焼却する排気ガス処理装置(DPF)では,カーボ
ン,煤,HC等のパティキュレートを濾過体即ちフィル
タで捕集し,パティキュレートがフィルタに堆積した
時,着火用グロープラグ又はヒータによって加熱し,パ
ティキュレートを焼却させている。
Incidentally, diesel particulate is a composite of carbon and hydrocarbon contained in a diesel engine, and its size is several μm.
To several tens of μm. The particulates easily react with oxygen and burn, but the combustion requires a high temperature, and cannot be completely burned only by the exhaust gas temperature. Many devices for removing particulates and smoke have been developed in the past, but they all have drawbacks and cannot be put to practical use at present. Exhaust gas treatment equipment (DPF) that collects particulate matter such as carbon, soot, and HC contained in exhaust gas exhausted from a diesel engine with a filter and incinerates the particulate matter such as carbon, soot, HC, etc. That is, the particulate matter is collected by the filter, and when the particulate matter accumulates on the filter, the particulate matter is incinerated by heating with an ignition glow plug or a heater.

【0007】また,従来の自動車では,電気エネルギー
が不足し,十分な発電量を得ることができない。発電は
大容量の発電機を用いれば良いが,従来の直流や交流発
電機は,発電機容量が大きくなり過ぎ,エンジンへの搭
載がスペース上困難となる。永久磁石を回転体とした交
流機では,回転子にブラシを必要とせず,回転体に対す
る抵抗が少ないので,回転体を高速で回転させることが
できる。そこで,高い磁力を持った永久磁石から成る発
電機を高速で回転させるものを作製すれば,大きい発電
量を得ることができ,上記のようなディーゼルパティキ
ュレートフィルタに常時電気エネルギーを供給すること
ができる。例えば,エンジンの排気ガスエネルギーで作
動するターボチャージャに高い磁力を持った永久磁石か
ら成る発電機を設けることによって,大きい発電量を得
ることができる。
[0007] Further, in the conventional automobile, electric energy is insufficient and a sufficient amount of power generation cannot be obtained. Although a large-capacity generator may be used for power generation, conventional DC and AC generators have too large a generator capacity, which makes it difficult to mount them on an engine in terms of space. In an AC machine using a permanent magnet as a rotating body, a brush is not required for the rotor, and the resistance to the rotating body is small, so that the rotating body can be rotated at high speed. Therefore, if a generator consisting of permanent magnets with high magnetic force is made to rotate at high speed, a large amount of power can be obtained, and it is possible to constantly supply electric energy to the above diesel particulate filter. it can. For example, a large power generation amount can be obtained by providing a turbocharger operated by exhaust gas energy of an engine with a generator made of a permanent magnet having a high magnetic force.

【0008】ところが,パティキュレートの焼却方法で
は,煤等の燃焼によって温度が上昇し過ぎて,例えば,
コージィエライト等のセラミックフィルタが割れ,クラ
ック,焼損等が発生してフィルタが破損してしまう問題
があり,実用上好ましくない。特に,フィルタを耐熱性
セラミックスで作製しても,フィルタに堆積したパティ
キュレートの不均一な燃焼では,フィルタ中に局部的に
高温部分が多く存在し,フィルタを構成するセラミック
スに亀裂等が発生する例が多いものである。
However, in the particulate incineration method, the temperature rises excessively due to the combustion of soot and the like.
There is a problem that a ceramic filter such as cordierite is broken, cracked, burned out and the like, and the filter is damaged, which is not preferable in practical use. In particular, even if the filter is made of heat-resistant ceramics, if the particulates deposited on the filter are not uniformly burned, many high-temperature portions exist locally in the filter, and cracks and the like will occur in the ceramics that make up the filter. There are many examples.

【0009】この発明の目的は,上記の課題を解決する
ことであり,フィルタを再生する時にフィルタに電気エ
ネルギーを有効に利用するため,電気ヒータ即ち加熱ヒ
ータを積み重ねるように配置して直列に接続し,加熱ヒ
ータの各段毎に効率的に温度を上昇させ,排気ガスを浄
化処理するため排気通路に組み込まれるケーシング内に
フィルタを設け,特に,ディーゼルエンジンからの排気
ガス中のカーボン,煤,HC等のパティキュレートを焼
却処理するのに適用して好ましく,フィルタを非導電性
の多孔質セラミックスから作製し,フィルタ内でのパテ
ィキュレートの存在が局部的に堆積するのを防止し,常
にフィルタ内で均一な燃焼が行なわれるようにフィルタ
中に直流に加熱ヒータを積層し,加熱ヒータに通電して
フィルタを常時加熱し,パティキュレートを焼却してガ
スにして排気ガスを浄化し,また,加熱ヒータに通電す
る電力をエンジンの排気ガスエネルギーで回収した電力
を使用する排気ガス処理装置を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems. In order to effectively use electric energy in a filter when regenerating the filter, electric heaters, that is, heaters are arranged in a stacked manner and connected in series. In addition, a filter is provided in a casing incorporated in an exhaust passage for efficiently raising the temperature of each stage of the heater and purifying the exhaust gas. In particular, carbon, soot, Applicable for incineration of particulates such as HC. Preferably, the filter is made of non-conductive porous ceramics to prevent the presence of particulates in the filter from being locally deposited. A heater is laminated to the DC in the filter so that uniform combustion takes place within the filter, and the heater is energized to constantly apply the filter. And, in the gas purifying exhaust gas by burning the particulates, also is to provide an exhaust gas treatment apparatus using the power recovered power to energize the heater in the exhaust gas energy of the engine.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は,エンジンか
らの排気ガスを流す排気通路に組み込まれたケーシン
グ,該ケーシング内を仕切板で二分割して形成した一対
の処理室,該各処理室の入口を開閉し且つ閉鎖側の前記
処理室へ少量の排気ガスを流すことができるリーク孔を
備えた切換バルブ,前記各処理室に排気ガス流れ方向に
順次積層された各フィルタ,該各フィルタに対して排気
ガス流れに交差する方向に伸びて互いに非接触状態に電
気的に直列に順次隔置状態に配置された各加熱ヒータ,
及び前記各加熱ヒータに通電する電力を供給する電力供
給手段を有し,前記各フィルタが非導電性多孔質セラミ
ックスから形成され,前記各加熱ヒータは前記各フィル
タに上流側から下流側へ順次屈曲して互いに電気的に直
列に接続して延びていることから成る排気ガス処理装置
に関する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a casing incorporated in an exhaust passage through which exhaust gas from an engine flows, a pair of processing chambers formed by dividing the inside of the casing into two by a partition plate, and each of the processing chambers. A switching valve having a leak hole for opening and closing the inlet of the chamber and allowing a small amount of exhaust gas to flow into the processing chamber on the closed side; filters each sequentially stacked in the processing chamber in the exhaust gas flow direction; Each of the heaters extending in a direction intersecting with the exhaust gas flow and electrically arranged in series in a non-contact state with each other and sequentially separated from each other;
And a power supply means for supplying electric power to the respective heaters, wherein each of the filters is made of non-conductive porous ceramics, and each of the heaters is sequentially bent from an upstream side to a downstream side by each of the filters. And an exhaust gas treatment device which is electrically connected to each other in series and extends.

【0011】また,前記電力供給手段は,前記ケーシン
グの上流側の前記排気通路に設けられ且つ前記エンジン
の排気ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの
作動によって発電する発電機で構成されている。
The power supply means is constituted by a generator provided in the exhaust passage on the upstream side of the casing and generating electric power by operating a turbocharger driven by exhaust gas energy of the engine.

【0012】また,この排気ガス処理装置は,前記ケー
シングと前記フィルタとの間には断熱材が配置されてい
るものである。
Further, in this exhaust gas treatment device, a heat insulating material is disposed between the casing and the filter.

【0013】また,この排気ガス処理装置は,前記切換
バルブがタイマで所定の設定期間後に切り換えられるも
のである。
In this exhaust gas treatment apparatus, the switching valve is switched after a predetermined set period by a timer.

【0014】また,この排気ガス処理装置は,前記各処
理室内の排気ガス圧を検出する各圧力センサー,及び該
各圧力センサーの検出信号に応答して前記切換バルブの
切換時間を制御すると共に前記各加熱ヒータへの電力の
供給を制御するコントローラを有するものである。
This exhaust gas processing apparatus controls the switching time of the switching valve in response to a detection signal of each pressure sensor for detecting an exhaust gas pressure in each of the processing chambers, and the pressure sensor. It has a controller that controls the supply of power to each heater.

【0015】この排気ガス処理装置は,上記のように構
成されているので,加熱ヒータでフィルタは常時又は間
歇的に加熱でき,フィルタで捕集されるカーボン,煤,
HC等のパティキュレートを直ちに焼却してガスにし,
フィルタ内にはパティキュレートが過剰に堆積すること
がなく,フィルタに局部的な高温部分が発生せず,フィ
ルタが亀裂,クラック,焼損等で破損することがない。
[0015] Since this exhaust gas treatment apparatus is configured as described above, the filter can be heated constantly or intermittently by the heater, and the carbon, soot,
Burn particulates such as HC immediately into gas,
There is no excessive accumulation of particulates in the filter, no local high-temperature portions are generated in the filter, and the filter is not damaged by cracks, cracks, burnout and the like.

【0016】特に,切換バルブを切り換えることによっ
て,一方の処理室は切換バルブが開放して多量の排気ガ
スが流れるが,他方の処理室にはリーク孔を通じて少量
の排気ガスが流れている状態であるので,少量の排気ガ
スが流れている方のフィルタは加熱ヒータによって迅速
に高温になり,捕集されたカーボン,煤,HC等のパテ
ィキュレートは迅速に焼却処理される。パティキュレー
トが焼却処理された状態で,切換バルブを切り換えて他
方の処理室のフィルタに捕集されたパティキュレートを
焼却処理する。切換バルブの切換作動を繰り返して,フ
ィルタを効率的に常に浄化することができる。
In particular, by switching the switching valve, one of the processing chambers opens the switching valve and a large amount of exhaust gas flows, while the other processing chamber has a small amount of exhaust gas flowing through the leak hole. Because of this, the filter in which a small amount of exhaust gas flows quickly rises in temperature by the heater, and the trapped particulates such as carbon, soot, and HC are promptly incinerated. With the particulates incinerated, the switching valve is switched to incinerate the particulates collected in the filter in the other processing chamber. By repeating the switching operation of the switching valve, the filter can always be efficiently purified.

【0017】しかるに,フィルタに捕集されたパティキ
ュレートを焼却するためには,排気ガスの温度を高い温
度に保持すること,フィルタを通過する排気ガスの通過
流速を小さくして冷却効果を発生させないこと,加熱の
熱エネルギーは多段的に上昇させてパティキュレートの
燃焼温度に到達するように構成することが有効である。
例えば,ケーシング内を二分割しない場合に,フィルタ
に排気ガスの全量を流した場合には,通過排気ガス量が
多量になり過ぎて,熱エネルギーが排気ガスに奪われ,
フィルタの温度が上昇できず,パティキュレートを焼却
できないという現象が発生する。
However, in order to incinerate the particulates collected by the filter, the temperature of the exhaust gas must be maintained at a high temperature, and the flow velocity of the exhaust gas passing through the filter is reduced so that the cooling effect is not generated. In addition, it is effective to increase the heating heat energy in multiple stages to reach the particulate combustion temperature.
For example, if the inside of the casing is not divided into two parts, and if the entire amount of exhaust gas is passed through the filter, the amount of passing exhaust gas becomes too large and heat energy is taken by the exhaust gas.
A phenomenon occurs in which the temperature of the filter cannot rise and the particulates cannot be incinerated.

【0018】また,電力供給手段として,エンジンの排
気ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの作動
によって発電する発電機を利用したので,加熱ヒータに
通電するため多量の電力が必要であるが,加熱ヒータに
供給される電力はターボチャージャに設けた発電機を使
用し,排気ガスエネルギーで発電される電力であり,電
力が不足してフィルタの捕集機能及び焼却機能を低下さ
せることがない。従って,加熱ヒータには常時電力を供
給でき,フィルタを常時加熱しておくことができ,フィ
ルタに捕集されるカーボン等のパティキュレートは直ち
に焼却でき,フィルタに過剰なカーボンが堆積して,フ
ィルタが目詰まりすることがない。
Further, since a generator for generating electricity by the operation of a turbocharger driven by the exhaust gas energy of the engine is used as the power supply means, a large amount of electric power is required to supply electricity to the heater. The power supplied to the filter is a power generated by exhaust gas energy using a generator provided in the turbocharger, and the power is not insufficient and the collecting function and the incineration function of the filter are not reduced. Therefore, the heater can be always supplied with electric power, the filter can be constantly heated, and the particulates such as carbon trapped in the filter can be incinerated immediately. Is not clogged.

【0019】また,この排気ガス処理装置は,コントロ
ーラによって各処理室の入口側に配置された各処理室内
の排気ガス圧を検出するセンサー及びエンジンの作動状
態を検出するセンサーの検出信号に応答して切換バルブ
の切換時間を制御すると共に各加熱ヒータへの電力の供
給を制御するので,切換バルブの切換時間に自由度を持
たせることができ,処理室内のフィルタのパティキュレ
ートの捕集状態に応じて切換バルブを切り換えることが
でき,フィルタを常にパティキュレートを捕集できる最
適状態に維持することができ,各フィルタによるパティ
キュレートの捕集効率を高めることができる。
Further, the exhaust gas processing apparatus responds to detection signals of a sensor for detecting an exhaust gas pressure in each processing chamber and a sensor for detecting an operating state of the engine, which are arranged on the inlet side of each processing chamber by a controller. The switching time of the switching valve is controlled and the supply of power to each heater is controlled, so that the switching time of the switching valve can be given a degree of freedom. The switching valve can be switched accordingly, the filters can be constantly maintained in an optimal state in which particulates can be collected, and the efficiency of collecting particulates by each filter can be increased.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下,図面を参照して,この発明
による排気ガス処理装置の実施例を説明する。図1はこ
の発明による排気ガス処理装置の一実施例を示す概略説
明図である。この排気ガス処理装置1は,排気通路2等
の排気系に配置されたケーシング20内を仕切板16で
二分割して一対の処理室25,26を形成し,それぞれ
の処理室25,26に排気ガスを浄化することができる
非導電性の多孔質セラミックスから作製したフィルタ4
を収容したデュアルタイプのものである。各処理室2
5,26の入口通路27には切換バルブ17が配置さ
れ,切換バルブ17は処理室25,26の一方を開放し
且つ他方を閉鎖するように開閉を切り換えることができ
るように構成されている。また,切換バルブ17には,
閉鎖側の処理室25又は26に少量の排気ガスを流すこ
とができるリーク孔21が形成されている。更に,この
排気ガス処理装置1において,各処理室25,26には
各加熱ヒータ22が排気ガスの流れに交差する方向に互
いに非接触状態に流れ方向に順次隔置状態にそれぞれ配
置されている。フィルタ4は,加熱ヒータ22の間を埋
めるように配置されている。加熱ヒータ22は,導電性
接続部材15によって排気ガス流れ方向に上流側から下
流側へ電気的に直列に接続されている。各接続部材15
は加熱ヒータ22そのものでもよく,その場合には,加
熱ヒータ22は排気ガスの流れ方向に上流側から下流側
へ1本のヒータで構成され,図示のように,上流側から
下流側へ順次屈曲された状態に形成されることになる。
また,ケーシング20とフィルタ4との間には,排気ガ
スの熱エネルギーが外部に放熱することを防止するた
め,断熱材19が配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing one embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention. In this exhaust gas processing apparatus 1, the inside of a casing 20 arranged in an exhaust system such as the exhaust passage 2 is divided into two by a partition plate 16 to form a pair of processing chambers 25 and 26. Filter 4 made of non-conductive porous ceramics capable of purifying exhaust gas
It is a dual type that accommodates. Each processing room 2
A switching valve 17 is disposed in the inlet passage 27 of each of the processing chambers 5 and 26, and the switching valve 17 is configured to be capable of switching between open and closed so as to open one of the processing chambers 25 and 26 and close the other. In addition, the switching valve 17 includes
A leak hole 21 through which a small amount of exhaust gas can flow is formed in the processing chamber 25 or 26 on the closed side. Further, in the exhaust gas processing apparatus 1, the respective heaters 22 are disposed in the respective processing chambers 25 and 26 so as to be in non-contact with each other in a direction crossing the flow of the exhaust gas and to be sequentially separated in the flow direction. . The filter 4 is arranged so as to fill the space between the heaters 22. The heater 22 is electrically connected in series from the upstream side to the downstream side in the exhaust gas flow direction by the conductive connection member 15. Each connection member 15
May be the heater 22 itself. In this case, the heater 22 is composed of one heater from the upstream side to the downstream side in the flow direction of the exhaust gas, and is bent sequentially from the upstream side to the downstream side as shown in the figure. It will be formed in the state where it was done.
A heat insulating material 19 is disposed between the casing 20 and the filter 4 in order to prevent the heat energy of the exhaust gas from radiating to the outside.

【0021】また,フィルタ4で捕集されるパティキュ
レートを燃焼させるため,加熱ヒータ22に通電する電
力を供給する電力供給手段を有している。電力供給手段
は,排気ガス処理装置1が使用される排気系によって異
なるが,排気ガス処理装置1が定置の設備に適用される
場合には,通常の電源を利用するか,又は,図1に示す
ような発電機6を持つターボチャージャ5を利用するこ
とができる。ターボチャージャ5は,一端に排気ガスエ
ネルギーで駆動されるタービン7及び該タービン7に一
端を固定したシャフト11の他端にコンプレッサ8を有
していると共に,シャフト11に固定した高い磁力を持
った永久磁石9を用いてロータを形成し,該ロータの外
周にステータとしての電磁コイルを配置して発電機6を
構成したものである。発電機6は,ブラシ等を有してお
らず,ロータとステータとが非接触状態であるので,大
きい発電量を得ることができる。この場合には,ターボ
チャージャ5は,必ずしもコンプレッサ8を設ける必要
は無く,発電機6のみを備えた発電タービンに構成でき
るものである。更に,排気ガス処理装置1において,各
処理室25,26の入口排気ガス圧を検出する各圧力セ
ンサー13が設けられている。コントローラ10は,圧
力センサー13の検出信号に応答して切換バルブ17の
切換時間を制御すると共に各加熱ヒータ22への電力の
供給を制御するように構成されている。
Further, in order to burn the particulates collected by the filter 4, there is provided an electric power supply means for supplying electric power to the heater 22. The power supply means varies depending on the exhaust system in which the exhaust gas treatment device 1 is used. When the exhaust gas treatment device 1 is applied to stationary equipment, a normal power supply is used, or FIG. A turbocharger 5 having a generator 6 as shown can be used. The turbocharger 5 has a turbine 7 driven by exhaust gas energy at one end, a compressor 8 at the other end of a shaft 11 having one end fixed to the turbine 7, and a high magnetic force fixed to the shaft 11. A generator is formed by forming a rotor using permanent magnets 9 and arranging an electromagnetic coil as a stator on the outer periphery of the rotor. Since the generator 6 does not have a brush or the like and the rotor and the stator are in a non-contact state, a large power generation amount can be obtained. In this case, the turbocharger 5 does not necessarily need to be provided with the compressor 8 and can be configured as a power generation turbine having only the generator 6. Further, in the exhaust gas processing apparatus 1, each pressure sensor 13 for detecting the exhaust gas pressure at the inlet of each of the processing chambers 25 and 26 is provided. The controller 10 is configured to control the switching time of the switching valve 17 in response to the detection signal of the pressure sensor 13 and to control the supply of electric power to each heater 22.

【0022】また,フィルタ4は,処理室25,26内
に多段に配置したブロックで構成し,各ブロック間に加
熱ヒータ22を配置するように構成してもよいが,1つ
のブロックに加熱ヒータ22を埋め込むように構成する
こともできる。フィルタ4は,非導電性の多孔質セラミ
ックスから作製され,例えば,酸化アルミニウムAl2
3 ,チタン酸アルミニウムAl2 TiO5 ,窒化ケイ
素Si3 4 ,炭化ケイ素SiCから選ばれるセラミッ
クスであり,気孔率が実質的に40%〜50%以上であ
り,通孔径が20μm程度である気孔質焼結材を使用す
ることができる。フィルタ4は,カーボン,煤,HC等
のパティキュレートを焼却するには十分な高温強度を発
揮でき,例えば,ディーゼルエンジンの排気ガスに含ま
れる好ましくないカーボン等のパティキュレートを十分
に捕集することができる。また,フィルタ4について
は,多孔質の隙間は大きい方が目詰まりが発生せず,好
ましいが,その作製方法は,例えば,ポリウレタンフォ
ームを用いて該ポリウレタンフォームにセラミック泥漿
即ちスラリーを含浸させ,乾燥固化した後,これを焼成
してポリウレタンフォームを焼失することによって所望
のサイズの多孔質のセラミックス即ち多孔体を作製する
ことができる。或いは,セラミックスの原料粉末を混合
してスラリーを作製し,該スラリーに樹脂粒子を添加混
合して乾燥固化した後,これを焼成して樹脂粒子を焼失
させ,所望のサイズの多孔質のセラミックス即ち多孔体
を作製することができる。
The filter 4 may be composed of blocks arranged in multiple stages in the processing chambers 25 and 26, and the heater 22 may be arranged between the blocks. 22 can be configured to be embedded. The filter 4 is made of a non-conductive porous ceramic, for example, aluminum oxide Al 2
A ceramic selected from O 3 , aluminum titanate Al 2 TiO 5 , silicon nitride Si 3 N 4 , and silicon carbide SiC, having a porosity of substantially 40% to 50% or more and a pore diameter of about 20 μm. Porous sintered materials can be used. The filter 4 can exhibit sufficient high-temperature strength to incinerate particulates such as carbon, soot, and HC. For example, the filter 4 sufficiently collects undesirable particulates such as carbon contained in exhaust gas of a diesel engine. Can be. As for the filter 4, it is preferable that the porous gap is large so that clogging does not occur, but it is preferable that the filter be manufactured by impregnating the polyurethane foam with ceramic slurry or slurry using a polyurethane foam, for example. After being solidified, it is fired to burn out the polyurethane foam, whereby a porous ceramic having a desired size, that is, a porous body can be produced. Alternatively, a slurry is prepared by mixing ceramic raw material powders, and resin particles are added to the slurry, mixed and dried and solidified, and then fired to burn off the resin particles, thereby forming a porous ceramic of a desired size. A porous body can be produced.

【0023】加熱ヒータ22は,ケーシング20内に排
気ガスの流れ方向に長手方向に互いに隔置して非接触状
態で電気的に短絡しないように配置されている。加熱ヒ
ータ22には,排気ガス流れの上流側から下流側へ電流
を流し,加熱ヒータ22の各段毎に加熱して多孔質セラ
ミックスのフィルタ4の各段毎に温度上昇させることが
効率的である。また,加熱ヒータ22及び接続部材15
は,インコロイ等のNi−Cr系の耐熱金属で作製され
ているものである。また,加熱ヒータ22をNi−Cr
系の耐熱金属で作製すると,加熱ヒータ22に電気を流
すことによってヒータとしての機能を十分に果たすこと
ができると共に,フィルタ4を高温状態に十分に維持し
ておくことができる。更に,加熱ヒータ22の端部は,
隣接する端部同志が導電性の接続部材15によって電気
的に結線され,従って,加熱ヒータ22は電気的に直列
に接続されている。即ち,上下流に位置する加熱ヒータ
22は,一端部では接続部材15によって互いに電気的
に結線され,他端部では別の接続部材15によってそれ
ぞれ別の上下流に位置する加熱ヒータ22に互いに電気
的に結線されており,あたかも加熱ヒータ22は接続部
材15によって両端部で千鳥掛けに結線されている状態
に構成されている。
The heaters 22 are arranged in the casing 20 so as to be separated from each other in the longitudinal direction in the flow direction of the exhaust gas so as not to be electrically short-circuited in a non-contact state. It is efficient to apply a current to the heater 22 from the upstream side to the downstream side of the exhaust gas flow, to heat the heater 22 at each stage and raise the temperature at each stage of the porous ceramics filter 4. is there. In addition, the heater 22 and the connection member 15
Is made of a heat-resistant Ni-Cr-based metal such as Incoloy. The heater 22 is made of Ni-Cr.
When the filter 4 is made of a heat-resistant metal, the function as a heater can be sufficiently achieved by supplying electricity to the heater 22, and the filter 4 can be sufficiently maintained at a high temperature. Further, the end of the heater 22 is
Adjacent ends are electrically connected by a conductive connecting member 15, so that the heaters 22 are electrically connected in series. That is, the heaters 22 located upstream and downstream are electrically connected to each other by the connection member 15 at one end, and electrically connected to the heaters 22 located upstream and downstream by another connection member 15 at the other end. The heaters 22 are connected in a staggered manner at both ends by connecting members 15.

【0024】排気ガス処理装置1は,ケーシング20の
内壁面がアルミナファイバー等の断熱材19で遮熱され
ており,その内部に加熱ヒータ22が長手方向に多数隔
置して配置されている。従って,フィルタ4及び加熱ヒ
ータ22は共に外部に対して遮熱された構造である。ま
た,ケーシング20内のフィルタ4の温度を検出するた
め,温度センサーを設けることもできる。加熱ヒータ2
2には,発電機6からの電力を供給するため,ライン1
4によってコントローラ10を通じて結線されている。
また,排気ガス処理装置1の上流側に送風装置(図2の
符号24)を設けることもできる。
In the exhaust gas treatment apparatus 1, an inner wall surface of a casing 20 is shielded from heat by a heat insulating material 19 such as alumina fiber, and a plurality of heaters 22 are arranged inside the exhaust gas processing apparatus 1 in the longitudinal direction. Therefore, both the filter 4 and the heater 22 have a structure in which heat is shielded from the outside. Further, a temperature sensor may be provided to detect the temperature of the filter 4 in the casing 20. Heater 2
2 is connected to line 1 to supply power from generator 6.
4 through the controller 10.
Further, a blower (reference numeral 24 in FIG. 2) may be provided on the upstream side of the exhaust gas treatment device 1.

【0025】排気ガス処理装置1では,加熱ヒータ22
を常時通電し,加熱ヒータ22によってフィルタ4を加
熱してフィルタ4を赤熱させておけば,フィルタ4で捕
集されたカーボン,煤,HC等のパティキュレートは直
ちに焼却され,炭酸ガス等の気体になってフィルタ4を
通過して外部に放出され,フィルタ4内へのカーボンの
堆積現象は発生しない。従って,フィルタ4内でのカー
ボンの不均一な堆積及び不均一な燃焼は発生しないの
で,フィルタ4を構成するセラミックスに亀裂,クラッ
ク等の焼損の発生を防止できる。また,フィルタ4への
カーボンの堆積,即ち,フィルタ4によってカーボンが
捕集されない時は,コントローラ10はスイッチを切る
制御を行なえばよい。
In the exhaust gas processing apparatus 1, the heater 22
, The filter 4 is heated by the heater 22 so that the filter 4 is red-heated, and the particulates such as carbon, soot and HC collected by the filter 4 are immediately incinerated, and the gas such as carbon dioxide is discharged. , And is released to the outside through the filter 4, and the carbon accumulation phenomenon in the filter 4 does not occur. Therefore, since non-uniform deposition and non-uniform combustion of carbon in the filter 4 do not occur, it is possible to prevent the ceramics constituting the filter 4 from burning, such as cracks and cracks. Further, when carbon is deposited on the filter 4, that is, when carbon is not collected by the filter 4, the controller 10 may perform control to turn off the switch.

【0026】フィルタ4を構成する多孔質セラミックス
としては,上記のサイズのものを使用すれば,排気ガス
はその細孔を通って排気されるが,その排気ガスに含ま
れるカーボン等のパティキュレートはフィルタ4で確実
に捕集することができる。即ち,フィルタ4の上流側の
入口通路27から排気ガスを流すことによって,排気ガ
スに含まれているカーボンはフィルタ4に捕集され,そ
こに堆積するが,排気ガスは加熱ヒータ22及びフィル
タ4を通過し,排気ガス処理装置1の出口18から外部
へ放出される。そして,フィルタ4に捕集されたカーボ
ン,煤,HC等のパティキュレートは,加熱ヒータ22
に電気を通すと,加熱ヒータ22自体はヒータとなり,
加熱ヒータ22の間に配置されたフィルタ4は加熱され
て赤熱するので,カーボンはそこで燃焼して炭酸ガスと
なり,該炭酸ガスは,同様に,フィルタ4及び加熱ヒー
タ22を通過して出口18から外部へ放出される。しか
も,加熱ヒータ22は,コントローラ10の指令でほと
んど常時通電されているので,カーボンは常に直ちに焼
却され,過剰なカーボンがフィルタ4内に堆積されるこ
とがなく,フィルタ自体が局部的に過熱されることはな
い。
When the porous ceramic having the above size is used as the porous ceramic constituting the filter 4, the exhaust gas is exhausted through the pores, but the particulates such as carbon contained in the exhaust gas are not exhausted. The filter 4 can surely collect. That is, by flowing exhaust gas from the inlet passage 27 on the upstream side of the filter 4, carbon contained in the exhaust gas is collected by the filter 4 and deposited there, but the exhaust gas is collected by the heater 22 and the filter 4. And is discharged from the outlet 18 of the exhaust gas treatment device 1 to the outside. The particulates such as carbon, soot, and HC trapped in the filter 4 are supplied to the heater 22.
When electricity is passed through the heater 22, the heater 22 itself becomes a heater,
Since the filter 4 disposed between the heaters 22 is heated and glows red, the carbon burns there and becomes carbon dioxide gas, which similarly passes through the filter 4 and the heater 22 and exits from the outlet 18. Released to the outside. In addition, since the heater 22 is almost always energized by a command from the controller 10, the carbon is always incinerated immediately, no excessive carbon is deposited in the filter 4, and the filter itself is locally heated. Never.

【0027】排気ガス処理装置1は,上記のような構成
であり,次のように作動することができる。即ち,例え
ば,12リットルの排気ガスがターボチャージャ5のタ
ービン7から排気され,排気通路2を通じて排気ガス処
理装置1に送り込まれる。排気ガスがターボチャージャ
5のタービン7を流れることによって,発電機6によっ
て発電される。そして,コントローラ10の指令で加熱
ヒータ22に電流を流してフィルタ4を加熱すると共
に,アクチュエータ12を作動して切換バルブ17によ
って,例えば,処理室26側を閉鎖し,処理室25側を
開放する。殆どの排気ガス(例えば,11〜11.5リ
ットル)が処理室25側を流れ,処理室25内に配置さ
れたフィルタ4で排気ガスに含まれているカーボン,
煤,HC等のパティキュレートは捕集される。一方,処
理室26にはリーク孔21を通じて少量の排気ガス(例
えば,1〜0.5リットル)が流れているが,排気ガス
は少量でであるので,加熱ヒータ22によってフィルタ
4は直ちに赤熱される。それ故に,処理室26内のフィ
ルタ4で捕集されたカーボン,煤,HC等のパティキュ
レートは直ちに焼却され,ガスとなって出口18から排
気され,フィルタ4は浄化された状態になる。
The exhaust gas treatment device 1 has the above-described configuration and can operate as follows. That is, for example, 12 liters of exhaust gas is exhausted from the turbine 7 of the turbocharger 5 and sent to the exhaust gas processing device 1 through the exhaust passage 2. The exhaust gas flows through the turbine 7 of the turbocharger 5 and is generated by the generator 6. In response to a command from the controller 10, an electric current is supplied to the heater 22 to heat the filter 4, and the actuator 12 is operated to close the processing chamber 26 and open the processing chamber 25 by the switching valve 17. . Most of the exhaust gas (for example, 11 to 11.5 liters) flows through the processing chamber 25, and the carbon contained in the exhaust gas is filtered by the filter 4 disposed in the processing chamber 25.
Particulates such as soot and HC are collected. On the other hand, a small amount of exhaust gas (for example, 1 to 0.5 liter) flows into the processing chamber 26 through the leak hole 21, but since the exhaust gas is small, the filter 4 is immediately red-heated by the heater 22. You. Therefore, the particulates such as carbon, soot, and HC trapped by the filter 4 in the processing chamber 26 are immediately incinerated, turned into gas and exhausted from the outlet 18, and the filter 4 is in a purified state.

【0028】処理室25内のフィルタ4は,加熱ヒータ
22によって温度上昇しているが,大量の排気ガスが流
れるので,高温にはなることが困難であり,フィルタ4
にはカーボン,煤,HC等のパティキュレートが堆積す
る状態となる。フィルタ4にパティキュレートが堆積す
れば,排気ガスの流れが抑制され,処理室25内の排気
ガス圧が上昇し,その排気ガス圧は圧力センサー13で
検出されているので,圧力センサー13の検出信号に応
答してコントローラ10は切換バルブ17を切り換える
指令を発する。或いは,タイマで切換バルブ17を切り
換える制御を行うこともでき,例えば,切換バルブ17
を20〜30分間で切り換えるように設定しておけば,
装置自体を簡単に構成することができる。アクチュエー
タ12が作動して切換バルブ17が切り換えられ,処理
室25は閉鎖されると共に,処理室26が開放される。
そこで,上記と同様の排気ガス処理が進行することにな
る。このような処理を繰り返すことによって,この排気
ガス処理装置1は,一方の処理室ではカーボン,煤,H
C等のパティキュレートを捕集する作用を果たし,他方
の処理室では捕集されたパティキュレートを焼却する作
用を果たし,常に一方のフィルタ4は浄化された状態に
あり,排気ガス処理を常に良好に行うことができる。
The temperature of the filter 4 in the processing chamber 25 is raised by the heater 22. However, since a large amount of exhaust gas flows, it is difficult for the filter 4 to reach a high temperature.
Is in a state where particulates such as carbon, soot, and HC are deposited. If the particulates accumulate on the filter 4, the flow of the exhaust gas is suppressed, and the exhaust gas pressure in the processing chamber 25 increases, and the exhaust gas pressure is detected by the pressure sensor 13. In response to the signal, the controller 10 issues a command to switch the switching valve 17. Alternatively, control for switching the switching valve 17 by a timer can be performed.
If you set to switch in 20 to 30 minutes,
The device itself can be easily configured. When the actuator 12 is operated, the switching valve 17 is switched, the processing chamber 25 is closed, and the processing chamber 26 is opened.
Therefore, the same exhaust gas processing as described above proceeds. By repeating such a process, the exhaust gas processing apparatus 1 has carbon, soot, H
It has the function of collecting particulates such as C, and has the function of incinerating the collected particulates in the other processing chamber, and one filter 4 is always in a purified state, so that the exhaust gas processing is always good. Can be done.

【0029】次に,この発明による排気ガス処理装置を
ディーゼルエンジン等のエンジンに搭載した実施例を,
図2を参照して説明する。図2はこの発明による排気ガ
ス処理装置を組み込んだディーゼルエンジンの排気ガス
処理のシステムの一実施例を示す概略説明図である。こ
の排気ガス処理装置1は,自動車等の移動体に適用され
るディーゼルエンジンからの排気ガスを浄化するもので
ある。即ち,この排気ガス処理装置1は,ディーゼルエ
ンジン3の排気通路2に組み込まれたDPF(ディーゼ
ル・パティキュレート・フィルタ)であり,特に,ディ
ーゼルエンジン3から放出される排気ガスを排気通路2
中に配置され,排気ガスに含まれるカーボン,煤,HC
等のパティキュレートをフィルタ4で捕集し,捕集され
たパティキュレートを赤熱したフィルタ4内で焼却して
ガスにし,排気ガスを浄化するものである。ディーゼル
エンジン3には,ターボチャージャ5が排気マニホルド
23に接続されている。そして,排気通路2には,エン
ジン3から放出される排気ガスを浄化する排気ガス処理
装置1が組み込まれている。
Next, an embodiment in which the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention is mounted on an engine such as a diesel engine will be described.
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic explanatory view showing an embodiment of a system for treating exhaust gas of a diesel engine incorporating the exhaust gas treating apparatus according to the present invention. The exhaust gas treatment device 1 purifies exhaust gas from a diesel engine applied to a moving body such as an automobile. That is, the exhaust gas treatment device 1 is a DPF (Diesel Particulate Filter) incorporated in the exhaust passage 2 of the diesel engine 3.
Carbon, soot, HC contained in exhaust gas
And the like are collected by the filter 4, and the collected particulates are incinerated in the glowing filter 4 to form gas, thereby purifying the exhaust gas. In the diesel engine 3, a turbocharger 5 is connected to an exhaust manifold 23. An exhaust gas treatment device 1 for purifying exhaust gas emitted from the engine 3 is incorporated in the exhaust passage 2.

【0030】排気ガス処理装置1における電力供給源と
しては,ターボチャージャ5に設けた発電・電動機或い
は発電・電動機で発電した電力を蓄電したバッテリーを
使用することができる。ターボチャージャ5に設けた発
電・電動機は,上記の発電機6と構造は同一であるの
で,同一の符号を付して重複する説明は省略するが,こ
の場合の発電・電動機は,コントローラ10の指令でエ
ンジンの作動状態に応じて発電機又は電動機として機能
することができるものである。この実施例では,ディー
ゼルエンジン3の排気ガスエネルギーで駆動されるター
ボチャージャ5に設けている発電・電動機のうち発電機
6を利用している。発電機6は,ターボチャージャ5の
タービン7が排気ガスエネルギーによって駆動されるこ
とによって発電するものである。加熱ヒータ22に電力
を送るためには,多量の電力が必要であるが,ターボチ
ャージャ5のシャフト11上に永久磁石9から成る発電
機6で発電すれば,例えば,4〜8kwの電力が発生
し,しかも,この電力は排気ガスエネルギーから変換さ
れたものであるので,動力の損失はなく,効率良く加熱
ヒータ22に利用できる。
As a power supply source in the exhaust gas treatment device 1, a power generator / motor provided in the turbocharger 5 or a battery storing power generated by the power generator / motor can be used. Since the generator / motor provided in the turbocharger 5 has the same structure as the generator 6 described above, the same reference numerals are given and duplicate explanations are omitted, but the generator / motor in this case is It can function as a generator or an electric motor according to the operation state of the engine by a command. In this embodiment, a generator 6 is used among the generators / motors provided in the turbocharger 5 driven by the exhaust gas energy of the diesel engine 3. The generator 6 generates power when the turbine 7 of the turbocharger 5 is driven by exhaust gas energy. To send electric power to the heater 22, a large amount of electric power is required. However, if electric power is generated by the generator 6 including the permanent magnets 9 on the shaft 11 of the turbocharger 5, for example, electric power of 4 to 8 kW is generated. In addition, since this electric power is converted from the exhaust gas energy, there is no power loss and the electric power can be efficiently used for the heater 22.

【0031】フィルタ4に過剰にカーボン,煤,HC等
のパティキュレートが堆積すると,フィルタ4が過熱す
るので,圧力センサー13で処理室25,26内の排気
ガス圧を監視すると共に,場合によっては,フィルタ4
の温度を監視しながら,加熱ヒータ22へ電力供給量を
制御することができる。即ち,圧力センサー13からの
検出信号はコントローラ10に入力され,コントローラ
10は圧力検出信号に応答して加熱ヒータ22へ電力供
給量を制御すると共に,送風装置24の駆動を制御して
排気ガス処理装置1に送り込む空気量を制御することが
できる。例えば,エンジンの負荷の高い時は,排気ガス
中に含まれるカーボン等のパティキュレートの量も多
く,排気ガスの温度も高くなる。また,エンジンの高負
荷の作動状態では,ターボチャージャ5の発電機6が発
電する電力も大きくなるので,その電力の一部を供給す
れば,フィルタ4に捕集されたパティキュレートは燃焼
して炭酸ガス,蒸気等のガスになる。
If particulates such as carbon, soot, and HC accumulate in the filter 4 excessively, the filter 4 is overheated. Therefore, the pressure sensor 13 monitors the exhaust gas pressure in the processing chambers 25 and 26, and in some cases, , Filter 4
The power supply to the heater 22 can be controlled while monitoring the temperature of the heater 22. That is, the detection signal from the pressure sensor 13 is input to the controller 10, and the controller 10 controls the amount of electric power supplied to the heater 22 in response to the pressure detection signal, and controls the driving of the blower 24 to treat the exhaust gas. The amount of air sent to the device 1 can be controlled. For example, when the load of the engine is high, the amount of particulates such as carbon contained in the exhaust gas is large, and the temperature of the exhaust gas is also high. In addition, when the engine is operating under a high load, the electric power generated by the generator 6 of the turbocharger 5 becomes large. Therefore, if a part of the electric power is supplied, the particulates collected by the filter 4 are burned. It becomes gas such as carbon dioxide gas and steam.

【0032】[0032]

【発明の効果】この発明による排気ガス処理装置は,上
記のように構成されているので,仕切板で2つに分割さ
れた各処理室への排気ガスの流れを切換バルブで切り換
えて,一方の処理室に多量の排気ガスを流し,他方の処
理室に少量の排気ガスを流すように制御され,また,少
量の排気ガスが流れている方のフィルタは加熱ヒータに
よって迅速に高温になり,捕集されたパティキュレート
が迅速に焼却処理される。パティキュレートが焼却処理
された状態で,前記切換バルブを切り換えて他方の前記
処理室の前記フィルタに捕集されたパティキュレートを
焼却処理する。前記切換バルブをタイマ又は圧力センサ
ー等の検出信号に応答して繰り返して切換作動し,前記
フィルタを効率的に常に浄化することができる。前記加
熱ヒータは連続したヒータを構成でき,前記加熱ヒータ
によって前記フィルタは常時又は間歇に加熱され,前記
フィルタで捕集されたカーボン等のパティキュレートは
直ちに燃焼し,炭酸ガス,蒸気等のガスになってフィル
タを通過して放出される。従って,前記フィルタ内には
パティキュレートが過剰に堆積することがなく,前記フ
ィルタには局部的な高温部分が発生せず,前記フィルタ
は亀裂,焼損等の破損が発生することがなく,前記フィ
ルタの信頼性,耐久性を向上できる。
Since the exhaust gas treatment apparatus according to the present invention is configured as described above, the flow of exhaust gas to each of the two processing chambers divided by the partition plate is switched by the switching valve. A large amount of exhaust gas is flowed into the processing chamber, and a small amount of exhaust gas is controlled to flow into the other processing chamber. The filter through which a small amount of exhaust gas flows quickly rises in temperature by the heater, The collected particulates are rapidly incinerated. While the particulates are incinerated, the switching valve is switched to incinerate the particulates collected by the filter in the other processing chamber. The switching valve is repeatedly switched in response to a detection signal from a timer, a pressure sensor, or the like, so that the filter can be efficiently and constantly purified. The heater can constitute a continuous heater, and the filter is constantly or intermittently heated by the heater, and the particulates such as carbon collected by the filter burn immediately and are converted into gases such as carbon dioxide gas and steam. And is released through the filter. Therefore, there is no excessive accumulation of particulates in the filter, no local high-temperature portion is generated in the filter, and no damage such as cracks and burning occurs in the filter. Reliability and durability can be improved.

【0033】また,この排気ガス処理装置では,電力供
給手段として,エンジンの排気ガスエネルギーで駆動さ
れるターボチャージャの作動によって発電する発電機を
利用できるので,前記加熱ヒータに通電するため多量の
電力が必要であるが,前記加熱ヒータに供給される電力
はターボチャージャに設けた発電機を使用し,排気ガス
エネルギーで発電される電力であり,電力が不足してフ
ィルタの濾過機能を低下させることがなく,エンジンの
動力損失になることはない。しかも,前記加熱ヒータに
常時電流を流すことができる電力を有しているので,前
記フィルタは常時加熱されており,前記フィルタに過剰
なパティキュレートが堆積されることがなく,前記フィ
ルタが目詰まりすることがなく,局部的に高温部が発生
することもなく,前記フィルタのセラミックスが焼損,
破損することがない。
Further, in this exhaust gas treatment apparatus, a generator that generates electric power by operating a turbocharger driven by the exhaust gas energy of the engine can be used as power supply means. However, the power supplied to the heater is generated by exhaust gas energy using a generator provided in the turbocharger, and the power is insufficient to reduce the filtering function of the filter. There is no loss of engine power. Moreover, since the filter has an electric power that can always supply a current to the heater, the filter is always heated, so that no excessive particulates are deposited on the filter and the filter is clogged. And the ceramics of the filter are burned,
No damage.

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

【図1】この発明による排気ガス処理装置の一実施例を
示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention.

【図2】この発明による排気ガス処理装置を組み込んだ
ディーゼルエンジンの排気ガス処理のシステムの一実施
例を示す概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory view showing one embodiment of a system for treating exhaust gas of a diesel engine incorporating the exhaust gas treating apparatus according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排気ガス処理装置 2 排気通路 3 ディーゼルエンジン(エンジン) 4 フィルタ 5 ターボチャージャ 6 発電機 10 コントローラ 12 アクチュエータ 13 圧力センサー 15 接続部材 16 仕切板 17 切換バルブ 19 断熱材 20 ケーシング 21 リーク孔 22 加熱ヒータ 25,26 処理室 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exhaust gas processing apparatus 2 Exhaust passage 3 Diesel engine (engine) 4 Filter 5 Turbocharger 6 Generator 10 Controller 12 Actuator 13 Pressure sensor 15 Connecting member 16 Partition plate 17 Switching valve 19 Insulating material 20 Casing 21 Leak hole 22 Heater 25 , 26 processing room

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−92318(JP,A) 特開 平4−50418(JP,A) 特開 平3−286120(JP,A) 実開 昭59−21012(JP,U) 実開 平2−31330(JP,U) 実開 平2−31331(JP,U) 特許2591260(JP,B2) 特公 平2−47248(JP,B2) 特公 平2−11287(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B01D 46/00 - 46/54 F01N 3/02 - 3/038 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-56-92318 (JP, A) JP-A-4-50418 (JP, A) JP-A-3-286120 (JP, A) 21012 (JP, U) Japanese Utility Model Laid-open Hei 2-31330 (JP, U) Japanese Utility Model Laid-open Hei 2-31331 (JP, U) Patent 2591260 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. 2-47248 (JP, B2) Japanese Patent Publication No. Hei 2 -11287 (JP, B2) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) B01D 46/00-46/54 F01N 3/02-3/038

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンからの排気ガスを流す排気通路
に組み込まれたケーシング,該ケーシング内を仕切板で
二分割して形成した一対の処理室,該各処理室の入口を
開閉し且つ閉鎖側の前記処理室へ少量の排気ガスを流す
ことができるリーク孔を備えた切換バルブ,前記各処理
室に排気ガス流れ方向に順次積層された各フィルタ,該
各フィルタに対して排気ガス流れに交差する方向に伸び
て互いに非接触状態に電気的に直列に順次隔置状態に配
置された各加熱ヒータ,及び前記各加熱ヒータに通電す
る電力を供給する電力供給手段を有し,前記各フィルタ
が非導電性多孔質セラミックスから形成され,前記各加
熱ヒータは前記各フィルタに上流側から下流側へ順次屈
曲して互いに電気的に直列に接続して延びていることか
ら成る排気ガス処理装置。
An exhaust passage through which exhaust gas from an engine flows.
And a pair of processing chambers formed by dividing the inside of the casing into two by a partition plate. A small amount of exhaust gas can flow through the processing chambers on the closed side by opening and closing the inlets of the processing chambers. A switching valve having a leak hole, filters sequentially stacked in each of the processing chambers in the exhaust gas flow direction, and each filter extending in a direction intersecting the exhaust gas flow and electrically connected in a non-contact state with each other; sequentially each heater disposed spaced state, and have a power supply means for supplying power to energize the each heater to said each filter
Is formed from a non-conductive porous ceramic,
The heat heater is sequentially bent from the upstream to the downstream by each filter.
Bend and extend electrically connected to each other in series
An exhaust gas treatment device comprising:
【請求項2】 前記電力供給手段は,前記ケーシングの
上流側の前記排気通路に設けられ且つ前記エンジンの排
気ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの作動
によって発電する発電機で構成されていることから成る
請求項1に記載の排気ガス処理装置。
2. The power supply means is provided in the casing.
The exhaust gas treatment according to claim 1, further comprising a generator provided in the exhaust passage on the upstream side and configured to generate power by operation of a turbocharger driven by exhaust gas energy of the engine. apparatus.
【請求項3】 前記ケーシングと前記フィルタとの間に
は断熱材が配置されていることから成る請求項1に記載
の排気ガス処理装置。
Wherein the exhaust gas processing device according to claim 1 comprising a heat insulating member is disposed between said casing and said filter.
【請求項4】 前記切換バルブはタイマで所定の設定期
間後に切り換えられることから成る請求項1に記載の排
気ガス処理装置。
Wherein said switching valve is an exhaust gas treatment apparatus according to claim 1 consisting of being switched after a predetermined set period timer.
【請求項5】 前記各処理室内の排気ガス圧を検出する
各圧力センサー,及び該各圧力センサーの検出信号に応
答して前記切換バルブの切換時間を制御すると共に前記
各加熱ヒータへの電力の供給を制御するコントローラを
有することから成る請求項1に記載の排気ガス処理装
置。
5. A pressure sensor for detecting an exhaust gas pressure in each of the processing chambers, and a switching time of the switching valve is controlled in response to a detection signal of each of the pressure sensors, and an electric power to each of the heaters is controlled. The exhaust gas treatment device according to claim 1, further comprising a controller that controls the supply.
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