JPH04164111A - パティキュレートフィルタ - 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〕 本発明は内燃機関の排気系に設けられて排気ガス中の固
体微粒子、即ちパティキュレートを捕集するパティキュ
レートフィルタに関する。

〔従来の技術〕

内燃機関、特にディーゼルエンジンにおいては、不完全
燃焼のために排気ガス中にパティキュレートが多（含ま
れている。従ってこのようなエンジンを搭載する車両で
は、排気ガス中のパティキュレートを除去するために、
例えばセラミック等に代表されるような通気性のある耐
熱材料から形成されるパティキュレートフィルタを機関
の排気系に設置している。

ここでこのパティキュレートフィルタ　（フィルタ）は
パティキュレートの捕集に伴って、次第にその通気性が
損なわれ最終的には目詰まりを発生するために、その使
用に当たっては、フィルタのパティキュレート捕集量に
応じて、適当な時期にフィルタの再生処理、即ちパティ
キュレートの燃焼焼却を行わねばならない。

そしてこのフィルタの再生処理に関しては、再生時フィ
ルタに導入される排気ガスの流速バラツキや温度分布に
起因する、フィルタ外周部（周辺部）の再生不良を防止
するために、フィルタ中央部の１つの排気入口通路及び
１つの排気出口通路の断面積を、フィルタ外周部のそれ
よりも小さくして、フィルタ中央部の通気抵抗をフィル
タ外周部の通気抵抗よりも大きくし、以てフィルタ再生
時、積極的に排気ガスをフィルタ外周部に導こうとした
パティキュレートフィルタが提案されている。（実開平
１−１２７９１８号公報参照）。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記パティキュレートフィルタにおいては、フィルタ外
周部の１つの排気入口通路は、その断面積がフィルタ中
央部の１つの排気人口通路の断面積よりも大きくなるよ
うに形成されるため、おのずと同じ大きさの面積を有す
る断面におけるフィルタ外周部の通路数がフィルタ中央
部の通路数よりも少なくなり、従って通路自体の表面積
、即ちパティキュレートろ過面積がフィルタ中央部のる
過面積よりも減少することになり、この部分でのパティ
キュレート捕集量が少なくなる。このため、再生時積極
的に再生用排気ガスをフィルタ外周部に導いても、パテ
ィキュレートへの着火性は悪化し再生不良となることが
考えられる。

本発明は係る問題点に鑑み、フィルタ外周部でのパティ
キュレート捕集量を、フィルタ中央部のそれよりも多く
なるようにして、フィルタ外周部　　□のパティキュレ
ート着火性を確保するようにしたパティキュレートフィ
ルタを提供することを目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的のため本発明によれば、通気性のある隔壁によ
って画成され、路間−の断面を有して排気上流側の端部
又は排気下流側の端部が栓部材によって封止される多数
の排気通路を有し、内燃機関の排気系に設けられパティ
キュレートを捕集すると共に、このパティキュレートを
再生時に焼却除去できるパティキュレートフィルタにふ
いて、該パティキュレートフィルタをその排気上流側よ
り見たフィルタ単位面積当たりの上記栓部材の密度に関
し、フィルタ中心軸周りのフィルタ中央部の栓部材密度
を、該フィルタ中央部を包囲するフィルタ外周部の栓部
材密度よりも大きくしたことを特徴とするパティキュレ
ートフィルタが提供される。

〔作　用〕

排気ガスのフィルタ内侵入を阻止する栓部材の密度を、
フィルタ中央部において大きく、フィルタ外周部におい
て小さくすることによりフィルタ中央部に対してフィル
タ外周部の通路抵抗が小さくなると共に、フィルタ中央
部に対するフィルタ外周部のパティキュレートろ過面積
が大きくなる。

よって、パティキュレート捕集時、フィルタ中央部に比
べてより多くの排気ガスがフィルタ外周部に侵入すると
共に、この部分でのパティキュレート捕集量がフィルタ
中央部よりも多くなる。

〔実施例〕

図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明のパティキュレートフィルタを備え、パ
ティキュレート捕集時の排気ガスの流れ方向が、フィル
タ再生時の排気ガス流れ方向と逆なる、いわゆる逆流再
生方式の排気浄化装置の概略的構成を示したものである
。

図において、１はパティキュレートフィルタ（以下、フ
ィルタと呼ぶ）、２はフィルタ１を収納するトラップ容
器、３はフィルタ再生時、通電されて発熱しパティキュ
レートに着火させる電気ヒータであり、通常パティキュ
レート捕集時には排気ガスは図でフィルタ１左方より右
方へと流れ、他方フィルタ再生時においては、排気ガス
は逆方向に流れるものとする。

第２図は本発明の特徴を良く示したフィルタ１の縦断面
図（但し、上半分のみ示す）であって、フィルタ１は例
えばセラミック材等の通気性のある耐熱性材料から成る
隔壁４によって、パティキュレート捕集時排気上流側と
なるフィルタ端部１ａが開口した排気通路（以下、これ
を排気入口通路５と呼ぶ）と、排気下流側にくるフィル
タ端部１ｂが開口した排気通路（以下、これを排気出口
通路６と呼ぶ）とに分割・画成される。尚、この排気入
口通路５と排気出口通路６は路間−の断面積を有するよ
うに形成される。

そして排気入口通路５の排気下流側の端部と、排気出口
通路６の排気上流側の端部は夫々、栓部材７及び８によ
って封止され、排気入口通路５に侵入した排気ガスは隔
壁４を通って隣接する排気出口通路６に入り、この隔壁
通過の際にパティキュレートが排気入口通路５の内壁に
付着し、こうしてパティキュレートがフィルタ１によっ
て捕集されることになる。

以上のように構成されるフィルタ１において、本実施例
によれば第２図に示すようにフィルタ中心軸Ａ周りのフ
ィルタ部分ＩＣ（以下、これをフィルタ中央部１ｃと呼
ぶ）に位置する多数の排気入口通路５の内、それらの幾
つかは排気上流側端部にも栓部材７が設けられる。

第３図は、以上のようにして栓部材７によって排気上流
側端部さえも封止された排気入口通路５をフィルタ中央
部ＩＣに配置するフィルタ１を、その排気上流側より見
たフィルタ端部１ａ（第２図）の外観図（上半分）であ
る。尚、この図において黒抜き部分は栓部材７を、白抜
き部分は排気入口通路５の開口端を示している。

この図から明らかなように、上述したように栓部材７を
配置した結果、排気上流側から見たフィルタ単位面積当
たりの栓部材７の占める割合、即ち栓部材密度は、図中
１点鎖線で囲まれたフィルタ中央部ＩＣの密度が、これ
を取り巻くフィルタ周辺部分１ｄ（以下、これをフィル
タ外周部１ｄと呼ぶ）における栓部材密度よりも大きく
なる。　　　　　　・この結果、フィルタ中央部ＩＣに
含まれる排気人口通路５の内、排気上流側端部が開口し
た排気入口通路５の密度は、フィルタ外周部１ｄに含ま
れる排気入口通路５の密度よりも少なくなり、従ってフ
ィルタ１使用時において捕集されるパティキュレートの
量は、第２図に示すようにフィルタ外周部１ｄで多く、
フィルタ中央部１ｃで少なくなる。そしてこのような捕
集状態を以てフィルタ１を再生処理した場合、フィルタ
外周部１ｄに捕集されたパティキュレートは、その堆積
量増によって燃えやすくなり、加えて、本実施例によれ
ば第２図に示すように、再生時の排気ガス流れに関して
その通気性は、フィルタ中央部１ｃよりもフィルタ外周
部１ｄの方が良好となるために排気ガスのフィルタ外周
部１ｄへの指向性が高まり、よってフィルタ外周部１ｄ
が再生不良となるようなことはなくなる。

加えて本実施例によれば、従来フィルタにおいては放熱
差によってフィルタ外周部よりもフィルタ中央部に熱が
溜まり易く、再生時フィルタ中央部が過昇温し、この部
分が溶損し易かったが、フィルタ中央部における栓部材
の増設によって、この部分での熱容量が相対的に増加す
ることになるため、温度が下がり全体的にフィルタの温
度分布が均一化し、溶損しにくくなる。

以上、本発明の実施例を第２図及び第３図を主として説
明してきたが、本発明の栓部材配置構造に関しては上記
実施例の他、第４図及び第５図に示すような種々の配置
パターンが考えられる。又、図示した実施例は逆流再生
方式の排気浄化装置であるが本発明のパティキュレート
フィルタは、当然ながらパティキュレート捕集時とフィ
ルタ再生時のフィルタ内排気ガス流れ方向が一致する、
いわゆる順流再生方式の排気浄化装置にも適用可能であ
る。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば排気ガスのフィル
タ内侵入を阻止する栓部材の密度を、フィルタ中央部に
おいて大きく、フィルタ外周部において小さくすること
によりパティキュレート捕集時、より多くの排気ガスが
フィルタ外周部に侵入してこの部分でのパティキュレー
ト捕集量がフィルタ中央部よりも多くすることができ、
フィルタ再生時、この部分でのパティキュレート着火性
、燃焼伝播性を確保することができフィルタ再生下良の
問題は解消される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のパティキュレートフィルタを装備する
排気浄化装置の部分的構成図；第２図は本発明によるパ
ティキュレートフィルタの上半部分の縦断面図；第３図
は第２図に示すパティキュレートフィルタを、その排気
上流側より見た、フィルタ上半分の外観図；第４図は第
３図の栓部材配置パターンと異なる別実施例としてのフ
ィルタ１／４部分の外観図；第５図は第４図と異なるさ
らなる実施例としてのフィルタ１／４部分の外観図。 １・・・パティキュレートフイルり、 ＩＣ・・・フィルタ中央部、 １ｄ・・・フィルタ外周部、 ４・・・隔壁、　　　　　　　　５・・・排気（入口）
通路、６・・・排気（出口）通路、　７．８・・・栓部
材。 口 Ｃつ Ｃ〜 ＝椴 一一寸ＬＬ”）　（Ｏｈ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．　通気性のある隔壁によって画成され、略同一の断
   面を有して排気上流側の端部又は排気下流側の端部が栓
   部材によって封止される多数の排気通路を有し、内燃機
   関の排気系に設けられパティキュレートを捕集すると共
   に、このパティキュレートを再生時に焼却除去できるパ
   ティキュレートフィルタにおいて、 該パティキュレートフィルタをその排気上流側より見た
   フィルタ単位面積当たりの上記栓部材の密度に関し、フ
   ィルタ中心軸周りのフィルタ中央部の栓部材密度を、該
   フィルタ中央部を包囲するフィルタ外周部の栓部材密度
   よりも大きくしたことを特徴とするパティキュレートフ
   ィルタ。