JP3329359B2 - パティキュレートトラップフィルタ装置 - Google Patents

パティキュレートトラップフィルタ装置

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隆 森
克己 天田
元啓 新沢
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンの
自動車,産業用車両等に、排気ガスを浄化するために搭
載されるパティキュレートトラップフィルタ装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンの自動車の
排気系には、排気ガス中に含有されるパティキュレート
(微粒子状物質)を捕獲して排気ガスを浄化するため、
例えば、実開平4−105921号公報に開示されるよ
うなパティキュレートトラップフィルタ装置が配置され
ている。
【0003】図7は、この種のパティキュレートトラッ
プフィルタ装置を示すもので、このパティキュレートト
ラップフィルタ装置では、排気ガス流入口11および排
気ガス流出口13の形成される筒状容器15内に、排気
ガス中に含有されるパティキュレートを捕獲するトラッ
プフィルタ担体17が複数配置されている。これ等のト
ラップフィルタ担体17は、複数の穴部19aが形成さ
れ一端を閉塞される筒状のヒーター部材19の外周にそ
れぞれ配置されている。
【0004】そして、ヒーター部材19の棒状電極21
が、筒状容器15の端板23に形成される貫通穴23a
に挿通され、絶縁支持手段25を介して端板23に絶縁
状態で固定されている。このようなパティキュレートト
ラップフィルタ装置では、排気ガス中に含有されるパテ
ィキュレートが、トラップフィルタ担体17により捕獲
され、ヒーター部材19の発熱により燃焼される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うなパティキュレートトラップフィルタ装置では、車両
のレイアウト上、筒状容器15の端板27の中央に排気
ガス流入口11を開口することができないことがあり、
例えば、図8に示すように、端板27の一側に排気ガス
流入口11を形成する必要がある場合には、排気ガス流
入口11から流入した排気ガスが、一側のトラップフィ
ルタ担体17aにのみ主に流入し、他側のトラップフィ
ルタ担体17bを有効利用することが困難になるという
問題があった。
【0006】本発明は、かかる従来の問題を解決するた
めになされたもので、筒状容器内に配置される複数のト
ラップフィルタ担体に、排気ガスを均等に分散すること
ができるパティキュレートトラップフィルタ装置を提供
することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1のパティキュレ
ートトラップフィルタ装置は、排気ガス流入口および排
気ガス流出口の形成される筒状容器内に、排気ガス中に
含有されるパティキュレートを捕獲するトラップフィル
タ担体を複数配置してなるパティキュレートトラップフ
ィルタ装置において、前記排気ガス流入口から前記筒状
容器内に排気管の先端を、前記いずれか一のトラップフ
ィルタ担体の上流側に向けて突出させ、突出部の先端開
口に複数の孔部が形成される孔開きプラグを配置すると
ともに、前記突出部の外周面に分流用開口部を形成して
なるものである。
【0008】請求項2のパティキュレートトラップフィ
ルタ装置は、請求項1において、前記トラップフィルタ
担体を、複数の穴部が形成され一端を閉塞される筒状の
ヒーター部材の外周に配置するとともに、前記ヒーター
部材の棒状電極を、前記筒状容器の端板に形成される貫
通穴、および前記端板に当接される絶縁部材の貫通穴に
挿通し、前記絶縁部材を、前記端板に固定されるリング
部材に嵌挿してなるものである。
【0009】
【作用】請求項1のパティキュレートトラップフィルタ
装置では、排気管からの排気ガスの一部が、突出部の先
端に配置される孔開きプラグの複数の孔部を通り、下流
側に位置するトラップフィルタ担体に流入する。また、
残りの排気ガスが、突出部の外周面に形成される分流用
開口部から分流し、他のトラップフィルタ担体に流入す
る。
【0010】請求項2のパティキュレートトラップフィ
ルタ装置では、例えば、予め、筒状容器の端板に、リン
グ部材が、端板に形成される貫通穴と同心状に位置決め
した状態で固定される。従って、リング部材に絶縁部材
を嵌挿すると、棒状電極が挿通される絶縁部材の貫通穴
が、端板に形成される貫通穴と同心状になり、棒状電極
が、端板に形成される貫通穴に接触することが防止され
る。
【0011】
【実施例】以下、本発明の詳細を図面に示す実施例につ
いて説明する。図1は、本発明のパティキュレートトラ
ップフィルタ装置の一実施例を示しており、図におい
て、符号31は、ステンレス等の金属からなる円筒状の
筒状容器を示している。
【0012】この筒状容器31の一側および他側は、ス
テンレス等の金属からなる端板33,35により密閉さ
れている。一側の端板33には、排気ガス流入口37が
形成され、他側の端板35には、排気ガス流出口39が
形成されている。筒状容器31内には、排気ガス中に含
有されるパティキュレートを捕獲するトラップフィルタ
担体41a,41bが配置されている。
【0013】これ等のトラップフィルタ担体41a,4
1bは、複数の穴部43cが形成され一端を閉塞される
筒状のヒーター部材43a,43bの外周に配置されて
いる。そして、ヒーター部材43a,43bの棒状電極
45が、筒状容器31の端板35に挿通され、絶縁支持
手段47を介して端板35に絶縁状態で固定されてい
る。
【0014】この実施例では、端板33の中央に排気ガ
ス流入口37は形成されておらず、端板33の一側に偏
って排気ガス流入口37が形成されている。排気ガス流
入口37には、排気管49の先端が挿通されている。排
気管49の先端は、予め定められた一つのヒーター部材
43aの排気ガス流入口51に向けて突出されている。
【0015】突出部49aの先端開口には、図2に示す
ように、複数の孔部53aが形成される孔開きプラグ5
3が配置されている。また、突出部49aの外周面に
は、図3および図4に示すように、複数の分流用開口部
49bが形成されている。図5は、絶縁支持手段47の
詳細を示すもので、符号35aは、端板35に形成され
る貫通穴を示している。
【0016】端板35の内面には、ステンレス等の金属
からなるリング部材55が、端板35に形成される貫通
穴35aと同心状に位置決めした状態で、例えば、溶接
Wにより固定されている。リング部材55には、セラミ
ックス等からなる円筒状の絶縁部材57が嵌挿されてい
る。
【0017】棒状電極45の一端は、ヒーター部材43
の端面に、例えば、溶接Wにより固定されている。棒状
電極45は、ワッシャ59を介して絶縁部材57の貫通
穴57aに挿通され、端板35の貫通穴35aから外部
に導出されている。そして、棒状電極45は、セラミッ
クス等からなる円筒状の絶縁部材61およびワッシャ6
3,65を介して、棒状電極45に螺合されるナット6
7により端板35に固定されている。
【0018】上述したパティキュレートトラップフィル
タ装置では、排気管49からの排気ガスの一部が、突出
部49aの先端に配置される孔開きプラグ53の複数の
孔部53aを通り、下流側に位置するトラップフィルタ
担体41aに流入する。また、残りの排気ガスが、突出
部49aの外周面に形成される分流用開口部49bから
分流し、他のトラップフィルタ担体41bに流入する。
【0019】そして、排気ガス中に含有されるパティキ
ュレートが、各トラップフィルタ担体41a,41bに
より捕獲され、ヒーター部材43の発熱により燃焼され
た後、排気ガス流出口39から流出する。以上のように
構成されたパティキュレートトラップフィルタ装置で
は、排気ガス流入口37から筒状容器31内に排気管4
9の先端を、一のトラップフィルタ担体41aの上流側
に向けて突出させ、突出部49aの先端開口に複数の孔
部53aが形成される孔開きプラグ53を配置し、突出
部49aの外周面に分流用開口部49bを形成したの
で、排気ガスの一部が、孔開きプラグ53の複数の孔部
53aを通り、下流側に位置するトラップフィルタ担体
41aに流入し、残りの排気ガスが、突出部49aの外
周面に形成される分流用開口部49bから分流するた
め、筒状容器31内に配置される複数のトラップフィル
タ担体41a,41bに、排気ガスを均等に分散するこ
とができ、全てのトラップフィルタ担体41a,41b
を有効利用することができる。
【0020】図6は、ヒーター部材43a,43bの排
気ガス流入口51にガーゼ等のフィルタを装着し、排気
管49から筒状容器31内に排気ガスを流入させた時
に、フィルタに付着するパティキュレートの量を示すも
ので、黒部が付着したパティキュレートである。(a)
および(b)は、図8に示した分流機構のない場合であ
り、(a)は、排気管11aの延長上に配置されるヒー
ター部材19Aのフィルタに付着したパティキュレート
を、(b)は、排気管11aから離れた位置に配置され
るヒーター部材19Bのフィルタに付着したパティキュ
レートを示しており、排気管11aから離れた位置に配
置されるヒーター部材19Bには、殆ど排気ガスが流れ
ていないことが分かる。
【0021】(c)および(d)は、図1に示した分流
機構を有する場合であり、(c)は、排気管49の延長
上に配置されるヒーター部材43aのフィルタに付着し
たパティキュレートを、(d)は、排気管49から離れ
た位置に配置されるヒーター部材43bのフィルタに付
着したパティキュレートを示しており、排気管49から
離れた位置に配置されるヒーター部材43bにも、排気
ガスが有効に流れていることが分かる。
【0022】また、上述したパティキュレートトラップ
フィルタ装置では、端板35に位置決め用のリング部材
55を固定し、このリング部材55に絶縁部材57を嵌
挿するようにしたので、棒状電極45が挿通される絶縁
部材57の貫通穴57aと端板35の貫通穴35aと
を、同一軸線上に位置させることが容易に可能になり、
棒状電極45が、端板35に形成される貫通穴35aに
接触することを確実に防止することができる。
【0023】
【発明の効果】以上述べたように、請求項1のパティキ
ュレートトラップフィルタ装置では、排気ガス流入口か
ら筒状容器内に排気管の先端を、いずれか一のトラップ
フィルタ担体の上流側に向けて突出させ、突出部の先端
開口に複数の孔部が形成される孔開きプラグを配置し、
突出部の外周面に分流用開口部を形成したので、排気ガ
スの一部が、孔開きプラグの複数の孔部を通り、下流側
に位置するトラップフィルタ担体に流入し、残りの排気
ガスが、突出部の外周面に形成される分流用開口部から
分流するため、筒状容器内に配置される複数のトラップ
フィルタ担体に、排気ガスを均等に分散することができ
る。
【0024】請求項2のパティキュレートトラップフィ
ルタ装置では、端板に位置決め用のリング部材を固定
し、このリング部材に絶縁部材を嵌挿するようにしたの
で、棒状電極が挿通される絶縁部材の貫通穴と端板の貫
通穴とを、同一軸線上に位置させることが容易に可能に
なり、棒状電極が、端板に形成される貫通穴に接触する
ことを確実に防止することができるという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパティキュレートトラップフィルタ装
置の一実施例を示す断面図である。
【図2】図1の孔開きプラグを示す正面図である。
【図3】図1の排気管の突出部を示す側面図である。
【図4】図3の−線に沿う断面図である。
【図5】図1の絶縁支持手段の詳細を示す断面図であ
る。
【図6】図1のパティキュレートトラップフィルタ装置
の各トラップフィルタ担体に流れる排気ガスの量を示す
説明図である。
【図7】従来のパティキュレートトラップフィルタ装置
を示す断面図である。
【図8】従来のパティキュレートトラップフィルタ装置
の他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
31 筒状容器 35 端板 35a 貫通穴 37 排気ガス流入口 39 排気ガス流出口 41a,41b トラップフィルタ担体 43a,43b ヒーター部材 45 棒状電極 49 排気管 49a 突出部 49b 分流用開口部 53 孔開きプラグ 53a 孔部 55 リング部材 57 絶縁部材 57a 貫通穴
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 新沢 元啓 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (72)発明者 北原 靖久 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 審査官 亀田 貴志 (56)参考文献 特開 平1−125512(JP,A) 特開 平7−63040(JP,A) 実開 昭59−170612(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/02

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 排気ガス流入口(37)および排気ガス
    流出口(39)の形成される筒状容器(31)内に、排
    気ガス中に含有されるパティキュレートを捕獲するトラ
    ップフィルタ担体(41a,41b)を複数配置してな
    るパティキュレートトラップフィルタ装置において、 前記排気ガス流入口(37)から前記筒状容器(31)
    内に排気管(49)の先端を、前記いずれか一のトラッ
    プフィルタ担体(41a)の上流側に向けて突出させ、
    突出部(49a)の先端開口に複数の孔部(53a)が
    形成される孔開きプラグ(53)を配置するとともに、
    前記突出部(49a)の外周面に分流用開口部(49
    b)を形成してなることを特徴とするパティキュレート
    トラップフィルタ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のパティキュレートトラッ
    プフィルタ装置において、 前記トラップフィルタ担体(41a,41b)を、複数
    の穴部(43c)が形成され一端を閉塞される筒状のヒ
    ーター部材(43a,43b)の外周に配置するととも
    に、前記ヒーター部材(43a,43b)の棒状電極
    (45)を、前記筒状容器(31)の端板(35)に形
    成される貫通穴(35a)、および前記端板(35)に
    当接される絶縁部材(57)の貫通穴(57a)に挿通
    し、前記絶縁部材(57)を、前記端板(35)に固定
    されるリング部材(55)に嵌挿してなることを特徴と
    するパティキュレートトラップフィルタ装置。
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