JPH04298625A - 内燃機関用フィルタ再生装置 - Google Patents
内燃機関用フィルタ再生装置Info
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- JPH04298625A JPH04298625A JP3064455A JP6445591A JPH04298625A JP H04298625 A JPH04298625 A JP H04298625A JP 3064455 A JP3064455 A JP 3064455A JP 6445591 A JP6445591 A JP 6445591A JP H04298625 A JPH04298625 A JP H04298625A
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- filter
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/0233—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake
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- General Engineering & Computer Science (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス中
の炭素を含む微粒子（パティキュレート）を除去するた
めのフィルタおよびフィルタの再生装置に関するもので
ある。
の炭素を含む微粒子（パティキュレート）を除去するた
めのフィルタおよびフィルタの再生装置に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】従来より内燃機関（特にディーゼルエン
ジン）の排気ガス内のパティキュレートを捕集するため
のフィルタ及び、フィルタに蓄積したパティキュレート
を除去再生する装置に関しては、大気汚染を防止し環境
保全に努めるために排気ガスの規制が年々厳しくなるに
従って種々検討がおこなわれており、フィルタについて
もその構成によりフォームタイプやモノリシスタイプ等
があり、また再生装置の熱源についても石油バーナー、
電気ヒーターに加え、マイクロ波を用いる考案もなされ
ているが実用化には至っていない。
ジン）の排気ガス内のパティキュレートを捕集するため
のフィルタ及び、フィルタに蓄積したパティキュレート
を除去再生する装置に関しては、大気汚染を防止し環境
保全に努めるために排気ガスの規制が年々厳しくなるに
従って種々検討がおこなわれており、フィルタについて
もその構成によりフォームタイプやモノリシスタイプ等
があり、また再生装置の熱源についても石油バーナー、
電気ヒーターに加え、マイクロ波を用いる考案もなされ
ているが実用化には至っていない。
【０００３】以下図２とともに熱源にマイクロ波を用い
た従来例（特開平１−２９０９１０号公報）について説
明する。同図において１はエンジン、２，３はＴＭ０１
ｐ モードが励振される円筒状の空胴共振器、４はマイ
クロ波放射アンテナ、５は導波管、６はマイクロ波発生
手段、７は多孔質セラミック隔壁にパティキュレートを
捕集するフィルタ、８は排気ガス流の切換弁である。こ
の様な構成においてフィルタは空胴共振器の管軸方向の
略中心部に配設されたフィルタと空胴共振器の両端面と
の間にそれぞれ空間９，１０が設けられている。
た従来例（特開平１−２９０９１０号公報）について説
明する。同図において１はエンジン、２，３はＴＭ０１
ｐ モードが励振される円筒状の空胴共振器、４はマイ
クロ波放射アンテナ、５は導波管、６はマイクロ波発生
手段、７は多孔質セラミック隔壁にパティキュレートを
捕集するフィルタ、８は排気ガス流の切換弁である。こ
の様な構成においてフィルタは空胴共振器の管軸方向の
略中心部に配設されたフィルタと空胴共振器の両端面と
の間にそれぞれ空間９，１０が設けられている。
【０００４】マイクロ波発生手段６が発生するマイクロ
波は導波管５を通って上記空間９，１０内に突出した放
射アンテナ４より空胴共振器２または３に給電される。 フィルタの多孔質セラミック隔壁に捕集されたパティキ
ュレートは給電されたマイクロ波によって誘電加熱され
６００℃程度になると着火し燃焼してフィルタは再生さ
れる。
波は導波管５を通って上記空間９，１０内に突出した放
射アンテナ４より空胴共振器２または３に給電される。 フィルタの多孔質セラミック隔壁に捕集されたパティキ
ュレートは給電されたマイクロ波によって誘電加熱され
６００℃程度になると着火し燃焼してフィルタは再生さ
れる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この構
成において多孔質セラミック隔壁により形成される多数
の貫通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔の一端を
隣接する隔個毎に封止栓が設けられたウォールフロータ
イプのフィルタに堆積するパティキュレートは、ハニカ
ム構造体セルの隔個毎に堆積するため、フィルタ隔壁の
片面のみの付着であり、また強い排気ガス流が封止栓に
ぶつかり乱流となりはねかえされたパティキュレートが
セルの流体方向の特定の位置に多く堆積するなどパティ
キュレートの付着状態はフィルタ内で不均一に分散され
ており、再生時に熱源より与えられるエネルギーにより
部分的に着火し、パティキュレートの燃焼が拡大する際
、パティキュレートが不均一に堆積しているので燃焼用
空気を与えても隣接するセルのパティキュレートに対し
て空気層および隔壁に遮られ熱の伝搬がおきず燃焼の成
長もないため未再生となる恐れがあり、再生後のパティ
キュレート捕集の際、前面の未再生部分でフィルタの圧
力損失が増大し、エンジンの良好運転の障害になるばか
りでなく極まっては目詰まりをおこし、まったくフィル
タ機能を失ってしまう危険性があった。また、フィルタ
７は微粒子物質を濾過するため多孔質であり、比較的機
械的，熱的強度が低いため不均一な燃焼熱により損傷す
る恐れもあった。
成において多孔質セラミック隔壁により形成される多数
の貫通孔を有するハニカム構造体の前記貫通孔の一端を
隣接する隔個毎に封止栓が設けられたウォールフロータ
イプのフィルタに堆積するパティキュレートは、ハニカ
ム構造体セルの隔個毎に堆積するため、フィルタ隔壁の
片面のみの付着であり、また強い排気ガス流が封止栓に
ぶつかり乱流となりはねかえされたパティキュレートが
セルの流体方向の特定の位置に多く堆積するなどパティ
キュレートの付着状態はフィルタ内で不均一に分散され
ており、再生時に熱源より与えられるエネルギーにより
部分的に着火し、パティキュレートの燃焼が拡大する際
、パティキュレートが不均一に堆積しているので燃焼用
空気を与えても隣接するセルのパティキュレートに対し
て空気層および隔壁に遮られ熱の伝搬がおきず燃焼の成
長もないため未再生となる恐れがあり、再生後のパティ
キュレート捕集の際、前面の未再生部分でフィルタの圧
力損失が増大し、エンジンの良好運転の障害になるばか
りでなく極まっては目詰まりをおこし、まったくフィル
タ機能を失ってしまう危険性があった。また、フィルタ
７は微粒子物質を濾過するため多孔質であり、比較的機
械的，熱的強度が低いため不均一な燃焼熱により損傷す
る恐れもあった。
【０００６】そこで、本発明は、フィルタ内に均一にパ
ティキュレートを堆積させ短時間でかつ確実に燃焼でき
る加熱効率が良く再生能力を継続的に維持できる信頼性
の高い内燃機関用フィルタ再生装置を提供することを目
的としている。
ティキュレートを堆積させ短時間でかつ確実に燃焼でき
る加熱効率が良く再生能力を継続的に維持できる信頼性
の高い内燃機関用フィルタ再生装置を提供することを目
的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明の内燃機関
用フィルタ再生装置は、内燃機関の排気通路に設けられ
た排気ガス中に含まれるパティキュレートを多孔質セラ
ミック隔壁により捕集するウォールフロータイプのフィ
ルタと、前記フィルタを収納保持するキャビティと、前
記フィルタに蓄積されたパティキュレートを加熱燃焼さ
せる熱源とを有し、排気ガスを前記フィルタ隔壁に対し
て双方向より前記キャビティに流入させる構成としてい
る。
用フィルタ再生装置は、内燃機関の排気通路に設けられ
た排気ガス中に含まれるパティキュレートを多孔質セラ
ミック隔壁により捕集するウォールフロータイプのフィ
ルタと、前記フィルタを収納保持するキャビティと、前
記フィルタに蓄積されたパティキュレートを加熱燃焼さ
せる熱源とを有し、排気ガスを前記フィルタ隔壁に対し
て双方向より前記キャビティに流入させる構成としてい
る。
【０００８】
【作用】本発明の内燃機関用フィルタ再生装置は、内燃
機関の排気通路に設けられたパティキュレートを多孔質
セラミック隔壁により捕集するウォールフロータイプの
フィルタに排気ガスを隔壁に対して双方向より流入させ
る構成としているので、単位捕集時間における圧力損失
を増大させることなく多孔質セラミック隔壁の両面を捕
集面とするので隔壁内部へのパティキュレートの浸透も
多くなり、また排気ガス流も隣接するセル間で逆方向と
なるため効率よくかつ均一にパティキュレートを捕集で
きるとともに再生時においてもパティキュレートの燃焼
熱の伝搬がよくなるので再生効率も向上させることがで
きる。
機関の排気通路に設けられたパティキュレートを多孔質
セラミック隔壁により捕集するウォールフロータイプの
フィルタに排気ガスを隔壁に対して双方向より流入させ
る構成としているので、単位捕集時間における圧力損失
を増大させることなく多孔質セラミック隔壁の両面を捕
集面とするので隔壁内部へのパティキュレートの浸透も
多くなり、また排気ガス流も隣接するセル間で逆方向と
なるため効率よくかつ均一にパティキュレートを捕集で
きるとともに再生時においてもパティキュレートの燃焼
熱の伝搬がよくなるので再生効率も向上させることがで
きる。
【０００９】
【実施例】以下本発明の一実施例における内燃機関用フ
ィルタ再生装置について、図面とともに説明する。
ィルタ再生装置について、図面とともに説明する。
【００１０】図１のシステム及び主要部の断面図におい
て、１１はエンジン、１２はエンジンの排気ガスの流出
方向をキャビティ１３あるいはバイパス管１４に選択す
る制御弁Ａ、１５はキャビティ１３内に設けられたパテ
ィキュレートを捕集するためのフィルタであり、ハニカ
ム形状で隣接する貫通孔を交互に風上，風下側で閉塞し
ており、隔壁を排気ガスが通過する際にパティキュレー
トが隔壁に堆積する。１６はフィルタ１５を断熱および
緩衝するためのスペーサーである。１７はパティキュレ
ートの加熱源の電熱器であるヒーズヒーター、１８はヒ
ーズヒーター１６を働かせるための電源、１９，２０は
キャビティ１３に流入させる排気ガスのフィルタにたい
する方向を変える制御弁Ｂ，制御弁Ｃであり、互いに連
動して２方向の通風を構成する。２１はパティキュレー
トの再生時の燃焼用酸素を供給する流体供給手段である
エアーポンプである。エンジン１１が運転されている間
は、パティキュレートを含む排気ガスは制御弁Ａ１２を
経由し制御弁Ｂ１９よりキャビティ１３内のフィルタ１
５に流入し、フィルタ１５の隔壁でパティキュレートが
除去され制御弁Ｃ２０を経て外部排気管２２より大気中
に放出される。一定時間エンジン１１が運転されると、
パティキュレートの堆積によりフィルタ１５の圧力損失
が増大し予め定めた値になると制御弁Ｂ１９と制御弁Ｃ
２０は切り替わり制御弁Ａ１２を経由した排気ガスは制
御弁Ｃ２０よりキャビティ１３内のフィルタ１５に前の
流入方向と逆の方向で流入し、フィルタ１５の隔壁でパ
ティキュレートが除去され制御弁Ｂ１９を経て外部排気
管２２より大気中に放出される。その後一定時間エンジ
ン１１が運転されるとパティキュレートの堆積によりフ
ィルタ１５の圧力損失が更に増大しもはやエンジン１１
の良好な運転が維持できなくなると、前述の圧力損失を
検知してフィルタ１５の再生を行なう。再生サイクルに
おいてエンジン１１よりの排気ガスを制御弁Ａ１２でキ
ャビティ１３への導入は停止され直接外部排気管２２よ
り一時的に大気中に放出される。電源１８で加勢された
シーズヒーター１７は対向するフィルタ前面近傍のパテ
ィキュレート加熱昇温される。パティキュレートが着火
温度に達するとエアーポンプ２１より燃焼用空気を吐出
し始める。フィルタ前面近傍ではじまったパティキュレ
ートの燃焼は空気中の酸素と反応し隔壁の両側に堆積す
るパティキュレートを燃焼させつつ次第に風下側に広が
ってゆき、やがて燃焼は終了しフィルタ１５は再生され
る。シーズヒーター１７への通電はパティキュレートが
着火したことを検出した後速やかに停止させればよい。 このようにして再生が終了すれば再び排気ガスをフィル
タ１５に導入しパティキュレートの捕集サイクルを再開
する。
て、１１はエンジン、１２はエンジンの排気ガスの流出
方向をキャビティ１３あるいはバイパス管１４に選択す
る制御弁Ａ、１５はキャビティ１３内に設けられたパテ
ィキュレートを捕集するためのフィルタであり、ハニカ
ム形状で隣接する貫通孔を交互に風上，風下側で閉塞し
ており、隔壁を排気ガスが通過する際にパティキュレー
トが隔壁に堆積する。１６はフィルタ１５を断熱および
緩衝するためのスペーサーである。１７はパティキュレ
ートの加熱源の電熱器であるヒーズヒーター、１８はヒ
ーズヒーター１６を働かせるための電源、１９，２０は
キャビティ１３に流入させる排気ガスのフィルタにたい
する方向を変える制御弁Ｂ，制御弁Ｃであり、互いに連
動して２方向の通風を構成する。２１はパティキュレー
トの再生時の燃焼用酸素を供給する流体供給手段である
エアーポンプである。エンジン１１が運転されている間
は、パティキュレートを含む排気ガスは制御弁Ａ１２を
経由し制御弁Ｂ１９よりキャビティ１３内のフィルタ１
５に流入し、フィルタ１５の隔壁でパティキュレートが
除去され制御弁Ｃ２０を経て外部排気管２２より大気中
に放出される。一定時間エンジン１１が運転されると、
パティキュレートの堆積によりフィルタ１５の圧力損失
が増大し予め定めた値になると制御弁Ｂ１９と制御弁Ｃ
２０は切り替わり制御弁Ａ１２を経由した排気ガスは制
御弁Ｃ２０よりキャビティ１３内のフィルタ１５に前の
流入方向と逆の方向で流入し、フィルタ１５の隔壁でパ
ティキュレートが除去され制御弁Ｂ１９を経て外部排気
管２２より大気中に放出される。その後一定時間エンジ
ン１１が運転されるとパティキュレートの堆積によりフ
ィルタ１５の圧力損失が更に増大しもはやエンジン１１
の良好な運転が維持できなくなると、前述の圧力損失を
検知してフィルタ１５の再生を行なう。再生サイクルに
おいてエンジン１１よりの排気ガスを制御弁Ａ１２でキ
ャビティ１３への導入は停止され直接外部排気管２２よ
り一時的に大気中に放出される。電源１８で加勢された
シーズヒーター１７は対向するフィルタ前面近傍のパテ
ィキュレート加熱昇温される。パティキュレートが着火
温度に達するとエアーポンプ２１より燃焼用空気を吐出
し始める。フィルタ前面近傍ではじまったパティキュレ
ートの燃焼は空気中の酸素と反応し隔壁の両側に堆積す
るパティキュレートを燃焼させつつ次第に風下側に広が
ってゆき、やがて燃焼は終了しフィルタ１５は再生され
る。シーズヒーター１７への通電はパティキュレートが
着火したことを検出した後速やかに停止させればよい。 このようにして再生が終了すれば再び排気ガスをフィル
タ１５に導入しパティキュレートの捕集サイクルを再開
する。
【００１１】
【発明の効果】以上のように、本発明の内燃機関用フィ
ルタ再生装置によれば、下記の効果を得ることが出来る
。
ルタ再生装置によれば、下記の効果を得ることが出来る
。
【００１２】（１）内燃機関の排気通路に設けられたパ
ティキュレートを多孔質セラミック隔壁により捕集する
ウォールフロータイプのフィルタに排気ガスを隔壁に対
して双方向より流入させる構成としているのでパティキ
ュレートを含んだ排気ガスが当接するフィルタ隔壁の幾
何学的表面積が約２倍となり、単位捕集時間における圧
力損失を増大が少なく、また隔壁内部へのパティキュレ
ートの浸透も多くなり同一容積のフィルタにより多くの
パティキュレートを捕集でき再生頻度を下げることがで
きることによりエンジンの負担が少なく、再生に要する
エネルギーも減らせ、経済性，信頼性に優れたものであ
る。
ティキュレートを多孔質セラミック隔壁により捕集する
ウォールフロータイプのフィルタに排気ガスを隔壁に対
して双方向より流入させる構成としているのでパティキ
ュレートを含んだ排気ガスが当接するフィルタ隔壁の幾
何学的表面積が約２倍となり、単位捕集時間における圧
力損失を増大が少なく、また隔壁内部へのパティキュレ
ートの浸透も多くなり同一容積のフィルタにより多くの
パティキュレートを捕集でき再生頻度を下げることがで
きることによりエンジンの負担が少なく、再生に要する
エネルギーも減らせ、経済性，信頼性に優れたものであ
る。
【００１３】（２）フィルタに流入する排気ガス流も隣
接するセル間で逆方向となるため強い排気ガス流により
比較的強度の低い多孔質セラミックの風化による損傷等
が抑制でき耐久性が高い。
接するセル間で逆方向となるため強い排気ガス流により
比較的強度の低い多孔質セラミックの風化による損傷等
が抑制でき耐久性が高い。
【００１４】（３）隔壁の両側に均一にパティキュレー
トを捕集できるため再生時においてパティキュレートの
燃焼熱の伝搬がよくなるので再生効率も向上させること
ができ、目詰まりもなく耐久性が向上する。
トを捕集できるため再生時においてパティキュレートの
燃焼熱の伝搬がよくなるので再生効率も向上させること
ができ、目詰まりもなく耐久性が向上する。
【図１】本発明の一実施例における内燃機関用フィルタ
再生装置のシステム及び要部断面図
再生装置のシステム及び要部断面図
【図２】従来の内燃機関用フィルタ再生装置の構成を示
す断面図
す断面図
１１ エンジン
１２ 制御弁Ａ
１３ キャビティ
１５ フィルタ
１７ シーズヒーター
１９ 制御弁Ｂ
２０ 制御弁Ｃ
２１ エアーポンプ
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路に設けられた排気ガス
中に含まれるパティキュレートを多孔質セラミック隔壁
により捕集するウォールフロータイプのフィルタと、前
記フィルタを収納保持するキャビティと、前記フィルタ
に蓄積されたパティキュレートを加熱燃焼させる熱源と
を有し、排気ガスを前記フィルタ隔壁に対して双方向よ
り前記キャビティに流入させる構成とした内燃機関用フ
ィルタ再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064455A JPH04298625A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関用フィルタ再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3064455A JPH04298625A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関用フィルタ再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298625A true JPH04298625A (ja) | 1992-10-22 |
Family
ID=13258737
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3064455A Pending JPH04298625A (ja) | 1991-03-28 | 1991-03-28 | 内燃機関用フィルタ再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04298625A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001317338A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-16 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN111520215A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-11 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 颗粒捕集装置 |
-
1991
- 1991-03-28 JP JP3064455A patent/JPH04298625A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001317338A (ja) * | 2000-04-28 | 2001-11-16 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN111520215A (zh) * | 2020-04-16 | 2020-08-11 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 颗粒捕集装置 |
| CN111520215B (zh) * | 2020-04-16 | 2021-11-30 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 颗粒捕集装置 |
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