JPH01125515A - ディーゼルパティキュレート捕集装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルパティキュレート捕集装置、詳しく
はディーゼルエンジンからの排気ガス中に含有されるパ
ティキュレートを捕集し、そして該パティキュレートを
容易に焼却することができるディーゼルパティキュレー
ト捕集装置に関するものである。

〔従来の技術〕

自動車等の内燃機関から排出される排気ガスの浄化が社
会的問題になっているが、従来までの浄化の対象はガソ
リンエンジンの排気ガス中の炭化水素、−酸化炭素およ
び窒素酸化物等の有害物質だった。ところが近年、ディ
ーゼルエンジンから排出される排気ガス中のパティキュ
レート（煤などの炭化物の微小粉体）は、発癌性のペン
ツピレン等の芳香族多核炭化水素を含有することが判明
し、このディーゼルパティキュレートの浄化の必要性が
高まってきた。

従来、ディーゼルパティキュレートの捕集は、多孔質の
ハニカム状またはフオーム状のセラミックフィルタを収
めた装置を排気通路に設けることにより行われている。

ここで、パティキュレートは、該フィルタの孔部に捕集
されるが、使用と共にパティキュレートは堆積する。こ
れにより背圧が上昇して排気効率が低下するため、捕集
したパティキュレートを定期的に焼却し、フィルタの再
生を行う必要がある。

この再生処理は一般に、フィルタの外部に設けたヒータ
やバーナー等の外部着火手段により行われる（例えば、
特開昭６０−１２５７１５号公報参照）。この典型例を
第４図を参照して説明する。このディーゼルパティキュ
レート捕集装置１は、多孔質の隔壁２１により多数の排
気ガス通路２２を形成したフィルタ２を容器６内に収納
し、該フィルタ２の排気ガス流入面側にヒータ１０を備
えたものである。また、８亥フィルタ２は、前記排気ガ
ス流入面側の開口部を交互に各々の栓９で閉塞し、そし
てこれにより閉塞されていない排気ガス通路の流出側の
開口部を各々の栓５で閉塞している。ここで、焼却温度
を低下させる等の目的で、該フィルタのパティキュレー
ト捕集面に触媒金属を担持させることも提案されている
（例えば、特開昭５５−２４５９７号、特開昭５８−４
３２１４号および特開昭６１−１４９２２１号公報参照
）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、上記従来の装置は、ヒータ面とフィルタ
が密着していると、フィルタへのパティキュレートの捕
集が妨げられるため、フィルタとヒータとの間に約１〜
２鴫の間隙を設ける必要がある。これにより、再処理に
おけるヒータからの熱がパティキュレートに伝わりにく
いという問題がある。このため、パティキュレートへの
着火性が悪く、また着火のために大量のパティキュレー
トを必要とし、再処理の前にフィルタが詰ることもある
。しかも、大量のパティキュレートが堆積した状態で焼
却した場合、過大な燃焼熱が発生し、フィルタが溶損す
ることがしばしばあった。さらに、上記のような外部着
火手段を有する構造の装置は、自動車等の振動により脱
落したり、短絡することも多い。

このような問題を解決するために、フィルタの端面に薄
膜状の発熱体を形成した装置（特開昭５８−１９９０１
８号公報参照）や、フィルタ内に発熱体を設けた装置（
特開昭６１−４６４１３号公報参照）等が開示されてい
るが、これらは発生する熱エネルギーが少なく、パティ
キュレートに着火しても燃焼を伝播するに充分な熱エネ
ルギーが得にくく、製造に手間がかかる等の問題を有し
ている。

本発明は、このような問題点を解決するためのものであ
り、その目的とするところは、パティキュレートの焼却
を容易に、しかも確実に行い得る構造のディーゼルパテ
ィキュレート捕集装置を提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明のディーゼルパティキュレート捕集装置は、多孔
質の隔壁により仕切られ、排気ガス流入方向に対し互い
に平行な多数の排気ガス通路を有するハニカムフィルタ
部材、該フィルタ部材における排気ガス通路の排気ガス
流入側の一部の開口部を閉塞するための流入側詰栓、該
流入側詰栓に連結した通電手段、および前記排気ガス流
入側の開口部が開放されている排気ガス流出側の開口部
を閉塞するための流出側詰栓とから構成され、前記流入
側詰栓が、通電により発熱する材料からなる一体構造で
あることを特徴とする。

また、本発明において使用されるハニカムフィルタ部材
は、上記の構造を有するものであれば特に限定されない
が、例えば押出し成形等により得られる多孔質のセラミ
ックハニカムが使用でき、排気ガス通路はその断面形状
が正方形、三角形または六角形等であって良く、さらに
フィルタ部材全体の形状もこの装置の装着場所の形態に
よって、円柱状、直方体状等積々取り得る。材質は例え
ばコージェライト、ムライト、スピネル等があるが、自
動車用の捕集装置としてはコージェライト質のものが好
ましい。また、ハニカムフィルタ部材のパティキュレー
ト捕集面に、活性アルミナ層を被覆し、この上に触媒金
属例えば白金族元素等の貴金属や、アルカリ土類金属や
亜鉛等の卑金属等を担持することは、好ましい手段であ
る。

次に流入側詰栓は、通電により発熱する材料、例えばＦ
ｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金や、Ｔ　ｆ　３Ｎ　４またはＳｉ
、Ｎ、等のセラミックヒータ材料からなり、前記フィル
タ部材における排気ガス通路の排気ガス流入側の一部の
開口部を、好ましくは交互に閉塞するための栓が一体化
されたものである。また、この流入側詰栓は、慣用の通
電手段を連結している。

また、流出側詰栓は、上記の排気ガス流入側の開口部が
開放されている排気ガス流出側の開口部を閉塞するため
のもので、流入側詰栓と同様一体止されていても良く、
また個々の開口部を閉塞する個々の栓からなっていても
良い。さらにこの材質は、特に制限されず排気系への使
用に耐えうるちのであれば良く、例えば上記のハニカム
フィルタ部材と同質のものやシリコンゴム等である。

さらに、本発明の装置を容器に収納しても良く、これに
より運搬、排気系への取りつけが容易になり、さらに装
置の補強にもなる。

〔作用〕

本発明のディーゼルパティキュレート捕集装置は、内燃
機関の排気系に設置し、該装置内を排気ガスが通過する
際に、該排気ガス中に含有するパティキュレートをハニ
カムフィルタ部材の隔壁に捕集して該排気ガスを浄化す
るものである。

また、上記の隔壁に捕集されたパティキュレートは、全
体が通電により発熱する流入側詰栓を加熱し、該パティ
キュレートを燃焼、焼却することにより、本装置のハニ
カムフィルタ部材を再生することができる。ここで該流
入側詰栓は、フィルタに直接嵌め込まれているため、こ
の流入側詰栓にもパティキュレートが堆積して≠罎おり
、該結栓が加熱されると、まずこの上のパティキュレー
トが直接加熱着火された後、燃焼がフィルタ全体のパテ
ィキュレートに伝播して、パティキュレートが焼却され
る。このため、着火のために従来のように大量のパティ
キュレートを必要とせず、パティキュレートの捕集量が
少ない状態でも、パティキュレートへの着火が容易とな
った。

〔実施例〕

次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明するが
、本発明はこれに限定されるものではない。

第１図ないし第３図は、本発明の実施例のディーゼルパ
ティキュレート捕集装置ｌを示すものである。これは、
多孔質の隔壁２１により仕切られ、断面形状が正方形で
、互いに平行な多数の排気ガス通路２２を有する円柱状
の、コージェライト質ハニカムフィルタ部材２に、該フ
ィルタ部材２における排気ガス通路２２の排気ガス流入
側の開口部を交互に閉塞するための流入側詰栓３および
前記の排気ガス流入側の開口部が開放されている排気ガ
ス流出側の各開口部を閉塞するための各流出側詰栓５を
嵌め込み、これをシール材７を介装して金属製の容器６
に収納したものである。そして、前記流入側詰栓３は、
通電により発熱する材料、例えばＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合
金またはＴｉ、Ｎａ　もしくはＳｉ、Ｎ、等のセラミッ
クヒータ材料からなる一体構造で、電源コード４に連結
する図示しない通電手段を備えている。

ここで、ハニカムフィルタ部材２のパティキュレート捕
集面に、活性アルミナ層を被覆し、そしてこの上に触媒
金属を担持しても良い。

上記本実施例に係るディーゼルパティキュレート捕集装
置ｌを、実際にディーゼルエンジンの排気系に取りつけ
、一定条件で運転する。その結果、第３図に示すように
パティキュレート８がハニカムフィルタ部材２の隔壁２
１に付ｆＦする。また同様の実験を従来技術の第４図に
示す外部にヒータ１０を有する装置に関しても行った。

そして、次にこれら付着したパーティキュレート８を焼
却し、その際の温度と残存パティキュレート量を測定し
た。その結果、同じ温度においては、本実施例の装置の
方が残存パティキュレート量が少なく、また許容範囲の
残存パティキュレート量とするための温度は本実施例の
装置の方が低かった。

これは、第３図に示されるように、発熱体である流入側
詰栓３が直接パティキュレート８を加熱するための効果
であると考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のディーゼルパティキュレ
ート捕集装置は、フィルタに直接嵌め込み、全体が発熱
体である流入側詰栓が、パティキュレートを直接加熱し
てこれに着火し、燃焼させるものであるため、従来のよ
うなフィルタと離して設置したヒータやバーナ等による
ものよりも、より簡単に確実なパティキュレートの焼却
を行うことができる。さらに、このことは、大量のパテ
ィキュレートを必要とせず、フィルタの溶損を防ぐこと
も可能とした。

また、加熱は前記のフィルタに直接嵌め込んだ栓を通し
て行うものであるため、従来の外部ヒータのように自動
車等の振動により脱落したり、短絡したりするおそれが
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の実施例におけるディーゼルパティキ
ュレート捕集装置の縦断面図、第２図は、第１図のディ
ーゼルパティキュレート捕集装置の正面図、 第３図は、１１図のディーゼルパティキュレート捕集装
置にパーティキュレートが堆積した際の一部を拡大して
示す縦断面図、 第４図は、従来技術におけるディーゼルパティキュレー
ト捕集装置の縦断面図を表す。 図中、 １・・・ディーゼルパティキュレート捕集装置２・・・
ハニカムフィルタ部材 ２１・・・隔壁　　　２２・・・排気ガス通路３・・・
流入側詰栓　　　　４・・・電源コード５・・・流出側
詰栓

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　多孔質の隔壁により仕切られ、排気ガス流入方向に対
   し互いに平行な多数の排気ガス通路を有するハニカムフ
   ィルタ部材、該フィルタ部材における排気ガス通路の排
   気ガス流入側の一部の開口部を閉塞するための流入側詰
   栓、該流入側詰栓に連結した通電手段、および前記排気
   ガス流入側の開口部が開放されている排気ガス流出側の
   開口部を閉塞するための流出側詰栓とから構成され、前
   記流入側詰栓が、通電により発熱する材料からなる一体
   構造であることを特徴とするディーゼルパティキュレー
   ト捕集装置。