JPH05133216A - Particulate trap for diesel engine - Google Patents

Particulate trap for diesel engine

Info

Publication number
JPH05133216A
JPH05133216A JP3318462A JP31846291A JPH05133216A JP H05133216 A JPH05133216 A JP H05133216A JP 3318462 A JP3318462 A JP 3318462A JP 31846291 A JP31846291 A JP 31846291A JP H05133216 A JPH05133216 A JP H05133216A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
particulates
diesel engine
particulate
particulate trap
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3318462A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3087397B2 (en
Inventor
Kazuhiko Takesa
和彦 竹佐
Satoshi Ebato
智 江波戸
Taro Uchiyama
太郎 内山
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AG Technology Co Ltd
Original Assignee
AG Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by AG Technology Co Ltd filed Critical AG Technology Co Ltd
Priority to JP03318462A priority Critical patent/JP3087397B2/en
Publication of JPH05133216A publication Critical patent/JPH05133216A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3087397B2 publication Critical patent/JP3087397B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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
    • F01N3/0233Exhaust 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
    • 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

Abstract

PURPOSE:To prevent an electric heater for igniting particulates from being broken out due to abnormal heating in a particulate trap for a diesel engine. CONSTITUTION:A particulate receiving portion 53 is disposed under a filter 37 provided on the way of an exhaust passage. A wire net 73 is arranged near above an electric heater 55 mounted on the bottom of the particulate receiving portion 53, for dropping particulates which are peeled from the filter 37 in uniform timing by back washing.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
ガス中に含まれる、炭素を主成分とし、硫化物、酸化
鉄、未燃炭化水素の凝縮物等を含む微粒子(以下、総称
してパティキュレートと呼ぶ)を捕捉して除去するため
のディーゼル機関用パティキュレートトラップに関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to fine particles containing carbon as a main component in exhaust gas of a diesel engine and containing sulfides, iron oxides, condensates of unburned hydrocarbons, etc. (Referred to as particulates) for capturing and removing particulate traps for diesel engines.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼル機関から排出される排気ガス
には、炭素を主成分とするパティキュレートが多く含ま
れており、ガソリン機関からの排気ガスに比べて窒素酸
化物(NOx)の排出レベルが高いという問題がある。
2. Description of the Related Art Exhaust gas emitted from a diesel engine contains a large amount of particulates containing carbon as a main component, and the emission level of nitrogen oxides (NOx) is higher than that of exhaust gas from a gasoline engine. There is a problem of being expensive.

【0003】NOxについては、ディーゼル機関の排気
ガス中の残留酸素濃度が高いため、ガソリン機関の排気
ガス処理に用いられている三元触媒が転用できず、ディ
ーゼル機関独自の排気ガス処理技術が必要とされ、触媒
を開発する努力がなされているが、未だ実用的な目途を
得るまでには至っていない。
Regarding NOx, since the residual oxygen concentration in the exhaust gas of a diesel engine is high, the three-way catalyst used for treating the exhaust gas of a gasoline engine cannot be diverted, and the exhaust gas treatment technology unique to the diesel engine is required. It is said that efforts have been made to develop a catalyst, but it has not yet reached a practical aim.

【0004】一方、噴射時期の調整を始めとする比較的
実用性の高いNOx低減対策を採用する場合には、NO
xを低減できる反面、パティキュレートの排出が増加す
る傾向にある。このため、NOx低減対策とパティキュ
レート除去対策とを組合せた総合的な排気ガス処理対策
が検討されている。
On the other hand, when adopting a relatively highly practical NOx reduction measure such as adjustment of the injection timing, NO
While x can be reduced, the emission of particulates tends to increase. For this reason, comprehensive exhaust gas treatment measures that combine NOx reduction measures and particulate removal measures are being studied.

【0005】そして、パティキュレート除去対策とし
て、すでに各種のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップが開発、提案されている。
Various particulate traps for diesel engines have already been developed and proposed as measures to remove particulates.

【0006】例えば、特開昭57ー35918号には、図6、図
7に示すようなセラミックス製のハニカム型フィルタが
開示されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-35918 discloses a ceramic honeycomb filter as shown in FIGS.

【0007】このフィルタ1は、隔壁3で区画された互
いに平行な複数のセル5を有するいわゆるハニカム構造
をなし、特に図6に示すように、一方の端面Aにおいて
は約半分のセル5aの端面の開口がシール材7によって
市松模様状に交互に塞がれ、他方の端面Bにおいては、
端面Aにおいて塞がれるセル5aは開口し、端面Aにお
いて開口しているセル5bが同じくシール材9によって
塞がれた構造をなしている。
This filter 1 has a so-called honeycomb structure having a plurality of cells 5 which are parallel to each other and are partitioned by partition walls 3. Particularly, as shown in FIG. 6, one end face A has about half the end faces of the cells 5a. The openings of are alternately closed by the seal material 7 in a checkered pattern, and at the other end face B,
The cell 5a closed on the end face A is open, and the cell 5b opened on the end face A is also closed by the sealing material 9.

【0008】このフィルタ1の一方の端面Bからディー
ゼル機関の排気ガスを導入すると、図7に示すように、
排気ガスは含塵ガス流路であるセル5a内に導入されて
通気性のある隔壁3を通過し、その際に含塵ガス中に含
まれているパティキュレートがセル5aの隔壁面に捕捉
され、パティキュレートが除去された清浄な排気ガスと
なって清浄ガス流路であるセル5bを通って他方の端面
Aより流出する。
When the exhaust gas of the diesel engine is introduced from one end surface B of this filter 1, as shown in FIG.
The exhaust gas is introduced into the cell 5a, which is a dust-containing gas flow path, and passes through the partition wall 3 having gas permeability. At that time, the particulates contained in the dust-containing gas are captured on the partition wall surface of the cell 5a. , And becomes a clean exhaust gas from which particulates have been removed, and flows out from the other end surface A through the cell 5b which is a clean gas flow path.

【0009】また、特開昭56ー124417 号には、図8に示
すようなセラミックス製のフィルタが開示されている。
このフィルタ11は、全体として直方体の外形を有し、
相互に平行な複数枚の長方形状の板状体13、15と、
リブ17、21、スペーサ19、23とから構成されて
いる。これらの板状体13、15と、リブ17、21、
スペーサ19、23は、いずれもフィルタ機能を有する
通気性の多孔質セラミックスからなっている。
Further, Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-124417 discloses a ceramic filter as shown in FIG.
The filter 11 has a rectangular parallelepiped outer shape as a whole,
A plurality of rectangular plate-like bodies 13 and 15 which are parallel to each other,
It is composed of ribs 17 and 21 and spacers 19 and 23. These plate-like bodies 13 and 15 and ribs 17 and 21,
Each of the spacers 19 and 23 is made of air-permeable porous ceramics having a filter function.

【0010】板状体13はフィルタ11の上面と下面と
を形成し、板状体15は上下面の板状体13の間に複数
枚平行に配置されている。板状体13、15の間には、
フィルタ11の長手方向に走るリブ17、スペーサ19
と、上記と直交する方向に走るリブ21、スペーサ23
とが交互に配置され、隣接する板状体13、15を互い
に連結している。リブ17は、板状体13、15の間の
長手方向に沿った両側面を形成し、スペーサ19は、リ
ブ17の間を複数に区画して長手方向に沿ったガス流路
25を形成している。同様に、リブ21は、板状体1
3、15の間の上記と直交する方向に沿った両側面を形
成し、スペーサ23は、リブ21の間を複数に区画して
その方向に沿ったガス流路27を形成している。
The plate-like bodies 13 form the upper surface and the lower surface of the filter 11, and the plate-like bodies 15 are arranged in parallel between the plate-like bodies 13 on the upper and lower surfaces. Between the plate-like bodies 13 and 15,
Ribs 17, spacers 19 running in the longitudinal direction of the filter 11
And ribs 21 and spacers 23 that run in the direction orthogonal to the above.
Are alternately arranged to connect the adjacent plate-shaped bodies 13 and 15 to each other. The rib 17 forms both side surfaces along the longitudinal direction between the plate-like bodies 13 and 15, and the spacer 19 divides the space between the ribs 17 into a plurality of parts to form a gas passage 25 along the longitudinal direction. ing. Similarly, the rib 21 is formed in the plate-shaped body 1.
Both side surfaces of the ribs 21 between the ribs 21 and 3 are formed along the direction orthogonal to the above, and the spacers 23 divide the ribs 21 into a plurality of portions to form a gas flow path 27 along the direction.

【0011】したがって、フィルタ11は、長手方向に
沿って走る複数のガス流路25と、それと直交する方向
に沿って走る複数のガス流路27とを有し、これらのガ
ス流路25、27が板状体15を介して上下に交互に形
成された構造をなしている。なお、ガス流路25、27
の両端は、フィルタ11の対向する端面でいずれも開口
している。
Therefore, the filter 11 has a plurality of gas flow paths 25 running in the longitudinal direction and a plurality of gas flow paths 27 running in a direction orthogonal to the gas flow paths 25, 27. Has a structure in which the upper and lower portions are alternately formed via the plate-shaped body 15. In addition, the gas flow paths 25 and 27
Both ends of each are open at the end faces of the filter 11 facing each other.

【0012】このフィルタ11においては、ガス流路2
5の開口する2つの端面のうち一方の端面を直接又は間
接的に閉塞しておき、他方の開口している端面からディ
ーゼル機関の排気ガスを導入するか、あるいは、ガス流
路25の2つの開口する両端面から同時にディーゼル機
関の排気ガスを導入すると、排気ガスが板状体15を通
過してガス流路27へ流出する際に、板状体15がフィ
ルタ面となってパティキュレートがガス流路25の内面
に捕捉される。パティキュレートが除去された清浄な排
気ガスは、ガス流路27を経て系外へ排出される。
In this filter 11, the gas flow path 2
One of the two open end faces of 5 is directly or indirectly closed, and the exhaust gas of the diesel engine is introduced from the other open end face. When the exhaust gas of the diesel engine is simultaneously introduced from both open end faces, when the exhaust gas passes through the plate-shaped body 15 and flows out to the gas flow path 27, the plate-shaped body 15 serves as a filter surface and particulates become gas. It is captured on the inner surface of the flow path 25. The clean exhaust gas from which the particulates have been removed is discharged to the outside of the system through the gas flow path 27.

【0013】ところが、上記のようなフィルタを用いた
パティキュレートトラップにおいては、捕捉されたパテ
ィキュレートがフィルタの濾過面に堆積し、運転時間の
経過とともにフィルタが目詰まりを起こし、排気ガスの
通気圧損が増大してエンジンの出力が低下する。
However, in the particulate trap using the filter as described above, the trapped particulates are accumulated on the filtering surface of the filter, and the filter is clogged with the passage of operating time, resulting in exhaust gas ventilation pressure loss. Increase and the output of the engine decreases.

【0014】このため、パティキュレートによって目詰
まりしたフィルタを再生する方法が種々提案されてお
り、例えば実開昭62-35849号には、フィルタの排気ガス
入口上流側にバーナを設け、このバーナからの高温燃焼
ガスによってフィルタの濾過面上に堆積しているパティ
キュレートに着火し、燃焼させて焼却するようにしたパ
ティキュレートトラップが開示されている。
Therefore, various methods for regenerating a filter clogged with particulates have been proposed. For example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 62-35849, a burner is provided on the upstream side of the exhaust gas inlet of the filter. Discloses a particulate trap in which the high temperature combustion gas ignites the particulate matter deposited on the filter surface of the filter, burns it, and incinerates it.

【0015】また、特開昭56-92318号には、排気ガス流
路を2系統に分割して、それぞれの流路にパティキュレ
ートトラップを配置し、パティキュレートトラップのフ
ィルタの再生を交互に行なう方式が提案されている。こ
の場合、フィルタの再生は上記と同様に、フィルタの濾
過面上で直接パティキュレートに着火し、燃焼させて焼
却する方法が採用されている。
Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 56-92318, the exhaust gas passage is divided into two systems, and a particulate trap is arranged in each passage, and regeneration of the filter of the particulate trap is performed alternately. A scheme has been proposed. In this case, as in the case of the above-mentioned regeneration of the filter, a method of igniting the particulates directly on the filtration surface of the filter, burning the particulates and incinerating them is adopted.

【0016】しかしながら、上記のように、捕捉された
パティキュレートをフィルタ上で焼却する従来の装置で
は、パティキュレートの燃焼熱によってフィルタが溶損
したり、フィルタ内部の温度分布や熱衝撃に起因する熱
応力によってフィルタに亀裂が発生するという問題点が
あった。
However, as described above, in the conventional device for incinerating the trapped particulates on the filter, the heat of combustion of the particulates causes the filter to melt, and the heat distribution due to the temperature distribution and thermal shock inside the filter. There is a problem that the filter is cracked due to the stress.

【0017】また、ディーゼル機関の排気ガス中には、
無視できない量の不燃成分(例えば灰分の他、ディーゼ
ル機関や配管から出る鉄分等)が含有されており、これ
らの不燃成分は、焼却によって除去できないので、フィ
ルタ上に蓄積され、長期間の運転によってフィルタの通
気圧損が増大するという問題もあった。
In the exhaust gas of the diesel engine,
It contains a non-negligible amount of non-combustible components (such as ash, iron emitted from diesel engines and pipes, etc.), and these non-combustible components cannot be removed by incineration, so they are accumulated on the filter and can be stored for a long period of operation. There is also a problem that the ventilation pressure loss of the filter increases.

【0018】このような問題を解決するために、本出願
人は、更に図9に示すようなディーゼル機関用パティキ
ュレートトラップをすでに提案している。
In order to solve such a problem, the present applicant has already proposed a particulate trap for a diesel engine as shown in FIG.

【0019】このディーゼル機関用パティキュレートト
ラップ31は、ディーゼル機関からの排気管33の途中
に取り付けられており、この排気管33に導入管57を
介して連接されたケーシング35の中には、パティキュ
レートを捕捉するためのフィルタ37がシール材38を
介して固定され、収容されている。
The diesel engine particulate trap 31 is attached in the middle of an exhaust pipe 33 from the diesel engine, and a particulate is trapped in the casing 35 connected to the exhaust pipe 33 via an introduction pipe 57. A filter 37 for capturing the curate is fixed and accommodated via a sealing material 38.

【0020】フィルタ37は、図10及び図11に示す
ように、多孔質材からなるフィルタ素子43を所定数組
み合わせて構成されている。フィルタ素子43は全体と
して板状をなしており、上方から下方に貫通する複数の
含塵ガス流路39が形成されている。フィルタ素子43
の上方及び下方にはフィルタ素子43の厚さ方向に延出
するリブ41が形成されており、このリブ41が隣接す
るフィルタ素子43の背面45に当接するように、複数
枚のフィルタ素子43が積層されてフィルタ37が構成
されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the filter 37 is formed by combining a predetermined number of filter elements 43 made of a porous material. The filter element 43 has a plate shape as a whole, and has a plurality of dust-containing gas passages 39 penetrating from the upper side to the lower side. Filter element 43
A rib 41 extending in the thickness direction of the filter element 43 is formed above and below the filter element 43. A plurality of filter elements 43 are arranged so that the rib 41 abuts the back surface 45 of the adjacent filter element 43. The filters 37 are laminated to form a filter 37.

【0021】このようにして構成されたフィルタ37に
は、図11に示すように、上方から下方に貫通する複数
の含塵ガス流路39と、側方に開口する複数の清浄ガス
流路47とが通気性のある多孔質材の隔壁で区画されて
形成されている。
In the filter 37 thus constructed, as shown in FIG. 11, a plurality of dust-containing gas passages 39 penetrating from the upper side to the lower side and a plurality of clean gas passages 47 opening to the side. And are formed by being partitioned by a partition wall made of a porous material having air permeability.

【0022】一方、図9に示すように、ケーシング35
の清浄ガス流路が開口する側には、清浄ガスの排出管4
9が接続され、さらに排出管49には、排気ガスの上流
側に向けて開口する圧縮気体噴射用の逆洗ノズル51が
設けられている。この逆洗ノズル51は、圧縮空気容器
65に配管67及び電磁弁63を介して接続されてい
る。また、排出管49内の逆洗ノズル51よりも下流側
には、開閉弁61が配設されている。この開閉弁61
は、圧縮空気容器65に配管67及び電磁弁63を介し
て接続されたエアシリンダ70により開閉動作するよう
になっている。
On the other hand, as shown in FIG.
On the side where the clean gas flow path of is opened, the clean gas discharge pipe 4
9 is connected to the exhaust pipe 49. Further, the exhaust pipe 49 is provided with a backwash nozzle 51 for injecting compressed gas that opens toward the upstream side of the exhaust gas. The backwash nozzle 51 is connected to the compressed air container 65 via a pipe 67 and a solenoid valve 63. An opening / closing valve 61 is arranged in the discharge pipe 49 downstream of the backwash nozzle 51. This on-off valve 61
Is opened and closed by an air cylinder 70 connected to the compressed air container 65 via a pipe 67 and a solenoid valve 63.

【0023】ケーシング35の下部にはパティキュレー
ト受け部53が配置されており、このパティキュレート
受け部53に移されたパティキュレートに着火し、焼却
するための電気ヒータ55が設けられている。
At the lower part of the casing 35, a particulate receiving portion 53 is arranged, and an electric heater 55 for igniting and incinerating the particulates transferred to the particulate receiving portion 53 is provided.

【0024】ディーゼル機関からの排気ガスは、導入管
57、ケーシング上部チャンバ59を経てフィルタ37
の含塵ガス流路39内に、その上部開口端から導入され
る。排気ガスの大部分はフィルタの隔壁を通過して清浄
ガス流路47内に入り、さらに、排出管49を経て排出
される。このとき、排気ガス中のパティキュレートは、
隔壁を通過できず、含塵ガス流路39の内壁面に付着し
堆積する。こうした集塵操作を所定時間行なった後、短
時間の逆洗を行う。
Exhaust gas from the diesel engine passes through an inlet pipe 57 and a casing upper chamber 59 and then passes through a filter 37.
Is introduced into the dust-containing gas passage 39 from the upper open end thereof. Most of the exhaust gas passes through the partition wall of the filter, enters the clean gas flow path 47, and is further discharged through the discharge pipe 49. At this time, the particulates in the exhaust gas are
It cannot pass through the partition walls and adheres to and accumulates on the inner wall surface of the dust-containing gas flow channel 39. After performing such a dust collecting operation for a predetermined time, backwashing is performed for a short time.

【0025】逆洗操作を行なう場合には、まず開閉弁6
1を閉じ、0〜1秒の後に電磁弁63を開いて圧縮空気
容器65に貯めてある圧縮空気を配管67を経て逆洗ノ
ズル51から、例えば0.1〜1秒間噴射する。噴射さ
れた圧縮気体は、パルス流となってフィルタ37の清浄
ガス流路47から隔壁を通過して含塵ガス流路39へ
と、パティキュレート捕集操作時とは逆の方向へ流れ
る。
When performing the backwashing operation, first the on-off valve 6
1 is closed, the electromagnetic valve 63 is opened after 0 to 1 second, and the compressed air stored in the compressed air container 65 is jetted from the backwash nozzle 51 through the pipe 67 for 0.1 to 1 second, for example. The injected compressed gas becomes a pulse flow, passes from the clean gas flow path 47 of the filter 37 through the partition wall, and flows into the dust-containing gas flow path 39 in the direction opposite to that during the particulate collection operation.

【0026】圧縮気体を逆方向に噴射して逆洗操作を行
なうと、フィルタ37の含塵ガス流路39の内面に付
着、堆積していたパティキュレートがフィルタ37の濾
壁面から剥離する。剥離したパティキュレートの大部分
は、ケーシング35の底部に設けられたパティキュレー
ト受け部53へ落下する。
When the backwashing operation is performed by injecting the compressed gas in the opposite direction, the particulates adhering to and depositing on the inner surface of the dust-containing gas passage 39 of the filter 37 are separated from the filter wall surface of the filter 37. Most of the separated particulates fall to the particulate receiving portion 53 provided at the bottom of the casing 35.

【0027】このようにして、集塵操作においてフィル
タ37の含塵ガス流路39内に捕捉されたパティキュレ
ートは、逆洗操作によってパティキュレート受け部53
へ集められ、電気ヒータ55によって着火、焼却され
る。
In this way, the particulates trapped in the dust-containing gas flow path 39 of the filter 37 in the dust collecting operation are backwashed to the particulate receiving portion 53.
And is ignited and incinerated by the electric heater 55.

【0028】上記のように、パティキュレートの捕捉、
逆洗操作、パティキュレートの焼却を順次行なうことに
より、ディーゼル機関の排気ガス中のパティキュレート
を長期間連続して捕捉、処理することができる。
As described above, trapping of particulates,
By sequentially performing the backwashing operation and the incineration of the particulates, the particulates in the exhaust gas of the diesel engine can be continuously captured and processed for a long period of time.

【0029】[0029]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ディーゼル機関用パティキュレートトラップでは、逆洗
操作によって払い落とされたパティキュレートが、パテ
ィキュレート受け部の底に配置された電気ヒータによっ
て確実に着火、焼却されないという問題があった。即
ち、多量のパティキュレートが電気ヒータの周囲に堆積
した場合、ヒータからの放熱が妨げられてパティキュレ
ートを効率よく焼却することができないばかりでなく、
パティキュレートの燃焼発熱によって局所的に異常加熱
されることがある。
However, in the above particulate trap for diesel engine, the particulates removed by the backwashing operation are surely ignited by the electric heater arranged at the bottom of the particulate receiving portion. There was a problem that it was not incinerated. That is, when a large amount of particulates is deposited around the electric heater, not only the heat radiation from the heater is hindered, but the particulates cannot be incinerated efficiently,
May be locally overheated due to combustion heat of particulates.

【0030】このように電気ヒータが局所的に異常加熱
されると、ヒータの耐久性が低下するばかりでなく、短
時間で断線するおそれもある。電気ヒータの断線が起こ
ると、焼却されずにパティキュレート受け部に残留する
パティキュレートの量が異常に増加し、逆洗によるフィ
ルタの再生、すなわちパティキュレートの払い落しがで
きなくなってしまい、最後にはフィルタが完全に目詰ま
りして、ディーゼル機関の運転が継続出来なくなってし
まう。
When the electric heater is locally abnormally heated in this way, not only the durability of the heater is deteriorated but also the wire may be broken in a short time. If the electric heater burns out, the amount of particulates remaining in the particulate receiver that is not incinerated increases abnormally, and it becomes impossible to regenerate the filter by backwashing, that is, to remove the particulates. The filter is completely clogged and the diesel engine cannot continue to operate.

【0031】したがって、本発明の目的は、パティキュ
レート受け部においてパティキュレートへの着火及びパ
ティキュレートの焼却を安定的、かつ継続的に行え、電
気ヒータの耐久性を確保することができるディーゼル機
関用パティキュレートトラップを提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is for a diesel engine which can stably and continuously ignite the particulates and incinerate the particulates in the particulate receiving portion and ensure the durability of the electric heater. It is to provide a particulate trap.

【0032】[0032]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のディーゼル機関用パティキュレートトラッ
プは、ディーゼル機関の排気通路に、濾壁で区画された
含塵ガス流路と清浄ガス流路とを有するフィルタと、前
記含塵ガス流路に含塵ガスを導入する導入管と、前記清
浄ガス流路から流出する清浄ガスを排出する排出管と、
前記清浄ガス流路から前記含塵ガス流路へと逆方向に流
れるガス流を間欠的に発生させる逆洗手段と、逆洗によ
って前記フィルタの濾壁から払い落とされるパティキュ
レートを受けるように配置され、底部に電気ヒータを有
するパティキュレート受け部とが設けられ、前記電気ヒ
ータの上方近傍に金網又は多孔板を一枚以上配置したこ
とを特徴とする。
In order to achieve the above object, a particulate trap for a diesel engine of the present invention comprises a dust-containing gas passage and a clean gas passage defined by a filter wall in an exhaust passage of a diesel engine. A filter having, an introduction pipe for introducing dust-containing gas into the dust-containing gas passage, and an exhaust pipe for discharging clean gas flowing out from the clean-gas passage,
Backwashing means for intermittently generating a gas flow flowing in the opposite direction from the clean gas flow path to the dust-containing gas flow path, and arranged to receive particulates that are washed off from the filter wall of the filter by backwashing In addition, a particulate receiving portion having an electric heater is provided at the bottom, and one or more wire nets or perforated plates are arranged near the upper portion of the electric heater.

【0033】本発明のディーゼル機関用パティキュレー
トトラップの好ましい態様においては、前記金網又は多
孔板の面上に円筒ころ状もしくは球状の固体が載置され
る。このような固体を金網又は多孔板の面上に載置した
場合には、車両の加減速による慣性力やカーブを曲がる
ときの遠心力などによって固体が金網又は多孔板の面上
の様々な位置へ移動し、金網等の面上に堆積したパティ
キュレートを攪乱して平均的に電気ヒータの上に落とす
ことができる。
In a preferred embodiment of the particulate trap for a diesel engine of the present invention, a cylindrical roller-shaped or spherical solid is placed on the surface of the wire net or the perforated plate. When such solids are placed on the surface of the wire mesh or perforated plate, the solids are placed at various positions on the surface of the wire mesh or perforated plate due to inertial force due to vehicle acceleration / deceleration or centrifugal force when turning a curve. It is possible to disturb the particulates deposited on the surface of the wire mesh or the like and drop them on the electric heater on average.

【0034】また、本発明のディーゼル機関用パティキ
ュレートトラップの別の好ましい態様においては、前記
金網又は多孔板の上方に、前記金網又は多孔板の直上を
振り子様に運動するように懸架された固体が設けられて
いる。この懸架された固体を設けた場合には、前記金網
又は多孔板の直上で重りが振り子様に運動する結果、金
網等の面上に堆積したパティキュレートを攪乱して平均
的に電気ヒータの上に落とすことができる。
In another preferred embodiment of the particulate trap for a diesel engine of the present invention, a solid suspended above the wire netting or the perforated plate so as to move like a pendulum just above the wire netted or the perforated plate. Is provided. When this suspended solid is provided, as a result of the weight moving like a pendulum just above the wire netting or the perforated plate, the particulates deposited on the surface of the wire netting or the like are disturbed and the average weight of the electric heater is increased. Can be dropped into.

【0035】更に、本発明のディーゼル機関用パティキ
ュレートトラップの更に別の好ましい態様においては、
前記金網又は多孔板の近傍に、前記金網又は多孔板を加
振する空気圧駆動又は電気駆動による加振手段が配置さ
れる。このような手段を配置すれば、車両が停止状態に
ある場合にも金網又は多孔板の面上に堆積したパティキ
ュレートを攪乱して平均的に電気ヒータの上に落下させ
ることができる。
Furthermore, in still another preferred embodiment of the particulate trap for diesel engine of the present invention,
In the vicinity of the wire netting or the perforated plate, a vibrating means for vibrating the wire netting or the perforated plate by pneumatic drive or electric drive is arranged. By arranging such means, it is possible to disturb the particulates accumulated on the surface of the wire netting or the perforated plate and evenly drop them on the electric heater even when the vehicle is stopped.

【0036】[0036]

【作用】本発明のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップでは、逆洗によってフィルタの濾壁から払い落と
されたパティキュレートが、パティキュレート受け部の
底に設けられた電気ヒータ上に直接落下し堆積するので
はなく、一旦、パティキュレートが金網もしくは多孔板
で受け止められ、その後、金網もしくは多孔板のふるい
作用によって電気ヒータ上に落下するため、パティキュ
レートが金網もしくは多孔板上に不均一に堆積しても、
電気ヒータに対して均一に振り落すことができる。
In the particulate trap for the diesel engine of the present invention, the particulates washed off from the filter wall of the filter by the backwash directly drop and accumulate on the electric heater provided at the bottom of the particulate receiving portion. However, since the particulates are once received by the wire netting or the perforated plate and then fall on the electric heater by the sieving action of the wire netting or the perforated plate, even if the particulates are unevenly deposited on the wire netting or the perforated plate. ,
The electric heater can be shaken evenly.

【0037】また、金網もしくは多孔板にはバッファー
効果があるので、排気ガス中のパティキュレート量に時
間的な増減があっても、電気ヒータに対しては時間的に
均された量のパティキュレートを供給することができ
る。
Further, since the wire netting or the perforated plate has a buffer effect, even if the amount of particulates in the exhaust gas changes with time, the electric heater will have a time-averaged amount of particulates. Can be supplied.

【0038】なお、車載用のパティキュレートトラップ
では最大加速度10G程度の振動があるため、特に加振
手段なしでも上記ふるい落し作用を期待できるが、金網
もしくは多孔板上に円筒ころ状もしくは球状の固体を載
せると、これが車両の動きによりランダムに転がるの
で、金網もしくは多孔板上に一時堆積したパティキュレ
ートを攪乱し、上記ふるい落し作用を促進することがで
きる。
Since a particulate trap for vehicles has a maximum acceleration of about 10 G, it is possible to expect the above-mentioned sieving action without any vibrating means, but it is possible to expect a cylindrical roller-like or spherical solid on a wire mesh or a perforated plate. When the sheet is placed, it rolls randomly due to the movement of the vehicle, so that the particulates temporarily deposited on the wire netting or the perforated plate can be disturbed, and the sieving action can be promoted.

【0039】また、金網又は多孔板の上方に、金網又は
多孔板の直上を振り子様に運動するように懸架された固
体を設け、この懸架された固体の共振周波数を車両振動
の主な周波数域に合致させると固体が激しく運動し、上
記ふるい落し作用をさらに促進することができる。
Further, a solid suspended above the wire mesh or the perforated plate so as to move like a pendulum just above the wire mesh or the perforated plate is provided, and the resonance frequency of the suspended solid is the main frequency range of vehicle vibration. When the above condition is satisfied, the solid body vigorously moves, and the above sieving action can be further promoted.

【0040】更に、金網又は多孔板を加振する空気圧駆
動又は電気駆動による加振手段を配置すれば、振動のほ
とんどない定置用パティキュレートトラップにおいて
も、金網又は多孔板に適度な振動を加えて上記ふるい落
し作用を確保することができる。
Further, if a vibrating means by air pressure driving or electric driving for vibrating the wire net or the perforated plate is arranged, even in a stationary particulate trap with almost no vibration, appropriate vibration is applied to the wire net or the perforated plate. The above-mentioned sieving action can be secured.

【0041】[0041]

【実施例】図1には、本発明のディーゼル機関用パティ
キュレートトラップの一実施例が示されている。
1 shows an embodiment of a particulate trap for a diesel engine according to the present invention.

【0042】このディーゼル機関用パティキュレートト
ラップ71は、ディーゼル機関からの排気ガスを排出す
る排気管に取り付けられている。すなわち、排気管に導
入管57を介して接続されたケーシング35中には、パ
ティキュレートを捕捉するためのフィルタ37がシール
材38を介して収容されており、排気ガスはフィルタ3
7を通過した後、フィルタ37の清浄ガス流路側に接続
された排出管49より排出される。
The diesel engine particulate trap 71 is attached to an exhaust pipe for discharging exhaust gas from the diesel engine. That is, in the casing 35 connected to the exhaust pipe via the introduction pipe 57, the filter 37 for trapping particulates is accommodated via the sealing material 38, and the exhaust gas is filtered by the filter 3.
After passing through 7, the gas is discharged from the discharge pipe 49 connected to the clean gas passage side of the filter 37.

【0043】排出管49には、圧縮空気容器65から配
管67及び電磁弁63を経て接続されている逆洗ノズル
51が排気ガスの上流側に向けて開口するように配置さ
れている。圧縮空気容器65は、上記とは別の配管67
を経て図示しないコンプレッサに接続されている。
A backwash nozzle 51, which is connected to the compressed air container 65 via a pipe 67 and a solenoid valve 63, is arranged in the discharge pipe 49 so as to open toward the upstream side of the exhaust gas. The compressed air container 65 has a pipe 67 different from the above.
And is connected to a compressor (not shown).

【0044】フィルタ37はコーディエライト製のもの
であり、例えば図10、11に示したように、多孔質材
からなるフィルタ素子43を、リブ41と背面45とを
当接させて複数枚積層、接合して構成されており、図中
上方から下方に貫通する複数の含塵ガス流路39と、側
方に開口する複数の清浄ガス流路47とが通気性のある
多孔質材の隔壁で区画されて形成されている。フィルタ
素子43のリブ41と背面45との接合は、耐熱性の接
着剤による接合、パッキンなどを挟み込んでの締め付
け、あるいはフィルタ素子を積層した状態で焼成と同時
に一体化させるなどの手段によって行なわれ、気密性が
確保されている。なお、リブ41を設ける代わりに、接
着剤自身の厚みによって、あるいは、同材質からなる帯
状のスペーサを挟んで隣接するフィルタ素子43間の間
隔を確保したものでもよい。
The filter 37 is made of cordierite. For example, as shown in FIGS. 10 and 11, a plurality of filter elements 43 made of a porous material are laminated with the ribs 41 and the back surface 45 in contact with each other. , A plurality of dust-containing gas passages 39 penetrating from the upper side to the lower side in the drawing, and a plurality of clean gas passages 47 opening to the side, the partition wall made of a porous material having air permeability. It is formed by being divided by. The rib 41 of the filter element 43 and the back surface 45 are joined by means such as joining with a heat-resistant adhesive, tightening by sandwiching a packing or the like, or joining the filter elements in a laminated state simultaneously with firing. , Airtightness is secured. Instead of providing the ribs 41, the thickness of the adhesive itself may be used, or a space between adjacent filter elements 43 may be secured by sandwiching a band-shaped spacer made of the same material.

【0045】ケーシング35の下部にはパティキュレー
ト受け部53が設けられている。そして、パティキュレ
ート受け部53の下方には、図1と図2に示すように、
金網73が設置されている。なお、この実施例では金網
73を用いているが、金網の代わりに金属、セラミック
ス等の多孔板を用いてもよい。
A particulate receiving portion 53 is provided below the casing 35. Below the particulate receiving portion 53, as shown in FIG. 1 and FIG.
A wire net 73 is installed. Although the wire net 73 is used in this embodiment, a perforated plate of metal, ceramics or the like may be used instead of the wire net.

【0046】金網73は、この実施例では、ステンレス
鋼製のものが使用されている。金網73の目開きは10
0〜5.5メッシュ、好ましくは70〜7.5メッシュ
とするのが良く、100メッシュより目の細かいものを
用いると目づまりを起こし、5.5メッシュより目の粗
いものを用いると、バッファー作用がなくなりパティキ
ュレートの大部分が単に金網73を通過するだけとな
る。また、金網を複数枚重ねて配置するとさらに効果的
で、とくに上層に目の粗い金網を配置し、下層に目の細
かいものを配置すると非常に効果的である。
The wire mesh 73 is made of stainless steel in this embodiment. The opening of the wire net 73 is 10
0-5.5 mesh, preferably 70-7.5 mesh is good, when using a mesh finer than 100 mesh causes clogging, and when a mesh coarser than 5.5 mesh is used, a buffer action Most of the particulates simply pass through the wire net 73. Further, it is more effective to arrange a plurality of wire meshes in a stacked manner, and it is very effective to arrange a coarse wire mesh in the upper layer and a fine mesh in the lower layer.

【0047】金網73は、パティキュレートをより均一
に分散させるため、電気ヒータ55の上方に10mm以上
の距離を確保して設置することが望ましい。また、金網
73を複数枚重ねて設置する場合は、最下層の金網を上
記位置とし、さらにはそれぞれの金網の間隔を5mm以上
確保することが好ましい。
It is desirable that the wire net 73 is installed above the electric heater 55 with a distance of 10 mm or more in order to disperse the particulates more uniformly. In addition, when a plurality of wire nets 73 are stacked and installed, it is preferable that the lowermost wire net is located at the above-mentioned position and that the distance between the wire nets is 5 mm or more.

【0048】金網73の下方にはパティキュレートに着
火し、焼却するための電気ヒータ55が配置されてい
る。この実施例では、電気ヒータ55として、外径6.
5mm、表面電力密度3.0W/cm2 、電源DC24V のU
字形をしたシーズ型電気ヒータが用いられており、パテ
ィキュレートへの着火を確実にし、かつヒータの耐久性
を確保するために、表面温度が550〜700℃の範囲
となるように設定されている。なお。電気ヒータ55の
シーズ材質としては、パティキュレート中に含まれる硫
酸酸性成分に対して耐食性を有する耐熱合金、例えばJ
ISのNCF600やNCF800を用いるとよい。
An electric heater 55 for igniting and incinerating particulates is arranged below the metal net 73. In this embodiment, the electric heater 55 has an outer diameter of 6.
5 mm, surface power density 3.0 W / cm 2 , power supply 24 V DC U
A letter-shaped seed type electric heater is used, and the surface temperature is set to be in the range of 550 to 700 ° C. in order to ensure the ignition of particulates and ensure the durability of the heater. .. Incidentally. The sheath material of the electric heater 55 is a heat-resistant alloy having corrosion resistance to sulfuric acid components contained in particulates, such as J
It is preferable to use NCF600 or NCF800 of IS.

【0049】また、パティキュレート受け部53内に
は、配管67により圧縮空気容器65に接続された燃焼
用空気供給ノズル75が配置されており、排気ガス中の
残留酸素濃度が低い場合にもパティキュレートの燃焼が
確実に行われるようになっている。なお、エンジンの運
転状況、エンジンの型式等により、排気ガス中の残留酸
素濃度が比較的高い場合には、この燃焼空気供給ノズル
75からの空気の供給は必ずしも必要ではない。
Further, a combustion air supply nozzle 75 connected to the compressed air container 65 by a pipe 67 is arranged in the particulate receiving portion 53, and the particulate air is supplied even when the residual oxygen concentration in the exhaust gas is low. The burning of the curate is ensured. When the residual oxygen concentration in the exhaust gas is relatively high depending on the engine operating condition, engine type, etc., the supply of air from the combustion air supply nozzle 75 is not always necessary.

【0050】一方、逆洗ノズル51が設けられている箇
所よりもさらに下流の排出管49内には、開閉弁61が
配置されている。開閉弁61としては、例えばディーゼ
ル機関駆動のトラックで使用されているエキゾーストブ
レーキ用バタフライ弁が好適である。なお、この開閉弁
61は、圧縮空気容器65に配管67、電磁弁68を介
して接続されたエアシリンダ70によって作動する。
On the other hand, an opening / closing valve 61 is arranged in the discharge pipe 49 further downstream than the location where the backwash nozzle 51 is provided. As the on-off valve 61, for example, an exhaust brake butterfly valve used in a diesel engine-driven truck is suitable. The on-off valve 61 is operated by an air cylinder 70 connected to the compressed air container 65 via a pipe 67 and a solenoid valve 68.

【0051】次に、このパティキュレートトラップによ
り排気ガス中のパティキュレートを捕捉、除去する方法
について述べる。
Next, a method for trapping and removing particulates in the exhaust gas with this particulate trap will be described.

【0052】ディーゼル機関からの排気ガスは、導入管
57、ケーシング上部チャンバ59を経てフィルタ37
の含塵ガス流路39内に、その上部開口端から流入す
る。含塵ガス流路39内に流入した排気ガスはフィルタ
37の隔壁を通過して清浄ガス流路47内に入り、排出
管49を経て排出される。このとき、排気ガス中のパテ
ィキュレートは、フィルタ37の隔壁を通過できず、含
塵ガス流路39の内壁面に付着するため、排出管49か
らはパティキュレートが除かれた清浄ガスが排出され
る。このような集塵操作を所定時間行ない、含塵ガス流
路39の内壁面に所定量のパティキュレートを付着、堆
積させた後、短時間の逆洗再生を行う。
Exhaust gas from the diesel engine passes through the introduction pipe 57 and the casing upper chamber 59, and then passes through the filter 37.
Into the dust-containing gas passage 39 from the upper open end thereof. The exhaust gas flowing into the dust-containing gas flow path 39 passes through the partition wall of the filter 37, enters the clean gas flow path 47, and is discharged through the discharge pipe 49. At this time, since the particulates in the exhaust gas cannot pass through the partition wall of the filter 37 and adhere to the inner wall surface of the dust-containing gas flow channel 39, the exhaust pipe 49 discharges the particulate-free purified gas. It Such a dust collecting operation is performed for a predetermined time, and a predetermined amount of particulates is attached and deposited on the inner wall surface of the dust-containing gas flow channel 39, and then backwash regeneration is performed for a short time.

【0053】逆洗操作を行なう場合には、まず、開放状
態となっている開閉弁61を閉じ、それからt1 秒後
に、電磁弁63をt2 秒間開放して、逆洗ノズル51か
ら圧縮空気をt2 秒間噴出させる。噴射された圧縮空気
は、パルス流となってフィルタ37の清浄ガス流路47
から隔壁を通過して含塵ガス流路39へと、パティキュ
レート捕集操作時とは逆の方向へ流れ、含塵ガス流路3
9の内壁面に付着、堆積したパティキュレートを剥離す
る。このようにして剥離されたパティキュレートの一部
は含塵ガス流路39内に浮遊するが、パティキュレート
の大部分はケーシング35の底部に設けられたパティキ
ュレート受け部53へ落下する。
When performing the backwashing operation, first, the open / close valve 61 which is in the open state is closed, and t 1 seconds after that, the solenoid valve 63 is opened for t 2 seconds, and the backwashing nozzle 51 presses the compressed air. Is ejected for t 2 seconds. The injected compressed air becomes a pulse flow, and the clean gas flow path 47 of the filter 37.
Flow through the partition wall to the dust-containing gas flow path 39 in the direction opposite to the particulate collection operation, and the dust-containing gas flow path 3
The particulates adhered and accumulated on the inner wall surface of 9 are peeled off. A part of the particulates thus peeled off floats in the dust-containing gas passage 39, but most of the particulates fall to the particulate receiving portion 53 provided at the bottom of the casing 35.

【0054】圧縮空気の噴出が終了した後、t3 秒後に
再び開閉弁61が開放され、ディーゼル機関からの排気
ガスは、フィルタ37及び排出管49を経由して系外へ
排出される。
After the ejection of the compressed air is completed, the open / close valve 61 is opened again t 3 seconds later, and the exhaust gas from the diesel engine is exhausted to the outside of the system through the filter 37 and the exhaust pipe 49.

【0055】なお、通常は図1のようなシステムを排気
管に対して、その排気ガス量に合わせて複数台並列に設
置し、各システムの逆洗時期をずらしておくことによ
り、あるシステムについて逆洗を行なう場合に、エンジ
ンからの排気ガスや吹き込まれた圧縮気体が、逆洗を行
なっていない他のシステムを経由して排出されるように
している。このようにすれば、逆洗時においてもわずか
な背圧上昇しか生ぜず、エンジンに対する負担を少なく
することができる。
Normally, a system as shown in FIG. 1 is installed in parallel with respect to the exhaust pipe in accordance with the amount of exhaust gas, and the backwash time of each system is staggered so that a system When backwashing, the exhaust gas from the engine and the compressed gas blown in are exhausted through another system that is not backwashing. By doing so, even when backwashing, only a slight increase in back pressure occurs, and the load on the engine can be reduced.

【0056】これら一連の逆洗操作は、t4 秒後に再開
され、以後このような逆洗再生サイクルを、ディーゼル
機関の運転期間中継続的に行なう。
The series of backwashing operations are restarted after t 4 seconds, and thereafter such backwashing regeneration cycle is continuously performed during the operation period of the diesel engine.

【0057】上記において、t1 〜t4 の時間について
は、フィルタ37の圧力損失が長期に亙って一定レベル
以下に維持されるように、個々のケースによって調整さ
れるが、一連の逆洗操作は、通気圧損を検知するセンサ
の信号に基づくコンピュータ制御などによって自動的に
行なわれるようにすることが好ましい。なお、通常、t
1 は0.05〜3秒、好ましくは0.05〜0.5 秒、t2 は0.02
〜2秒、好ましくは0.02〜0.1 秒、またt3 は0.05〜3
秒、好ましくは0.05〜0.5 秒程度とされる。
In the above, the time from t 1 to t 4 is adjusted in each case so that the pressure loss of the filter 37 is maintained below a certain level for a long time, but a series of backwashing is performed. It is preferable that the operation is automatically performed by computer control or the like based on a signal from a sensor that detects a ventilation pressure loss. Note that normally, t
1 is 0.05 to 3 seconds, preferably 0.05 to 0.5 seconds, t 2 is 0.02
To 2 seconds, preferably 0.02 to 0.1 seconds, also t 3 0.05 to 3
Seconds, preferably about 0.05 to 0.5 seconds.

【0058】上記逆洗操作によってパティキュレート受
け部53へ集められたパティキュレートは、パティキュ
レート受け部53中に設置された金網73上に堆積す
る。金網73上に堆積したパティキュレートは、車両の
振動に伴うふるい落し作用によって金網73の網目から
適量ずつ落下して、電気ヒータ55の上に均一に堆積す
る。このように、電気ヒータの上方に金網73を張設す
ることにより、パティキュレートが金網73上に不均一
に落下しても、電気ヒータ55に対して均一に振り落す
ことができる。
The particulates collected in the particulate receiving section 53 by the above backwashing operation are deposited on the metal net 73 installed in the particulate receiving section 53. The particulates deposited on the wire net 73 are dropped by an appropriate amount from the mesh of the wire net 73 by the sieving action accompanying the vibration of the vehicle, and are evenly deposited on the electric heater 55. In this way, by tensioning the wire net 73 above the electric heater, even if the particulates fall unevenly on the wire net 73, they can be shaken off evenly with respect to the electric heater 55.

【0059】また、逆洗によって剥離されたパティキュ
レートは、一旦、金網73上に堆積した後、電気ヒータ
55上に落下するため、排気ガス中のパティキュレート
の量に時間的な増減があっても、電気ヒータに対しては
時間的に均された量のパティキュレートを供給すること
ができる。
Further, since the particulates peeled off by the backwash once deposit on the wire net 73 and then drop on the electric heater 55, the amount of particulates in the exhaust gas varies with time. However, it is possible to supply the electric heater with a time-averaged amount of particulates.

【0060】次に、パティキュレートを電気ヒータ55
上に均一に堆積させた状態で、電気ヒータ55に100
〜400W の電力を供給してパティキュレートに着火
し、これを焼却する。このとき、燃焼用空気供給ノズル
75からは、圧縮空気容器65に貯めてある加圧空気の
一部を、0.4〜4kg/h、好ましくは0.8〜2kg/hで
パティキュレート焼却部に連続的あるいは断続的に供給
する。
Next, the particulates are replaced by an electric heater 55.
When the electric heater 55 is evenly deposited on the electric heater 55,
Power up to 400 W to ignite the particulates and incinerate them. At this time, from the combustion air supply nozzle 75, a part of the pressurized air stored in the compressed air container 65 is 0.4 to 4 kg / h, preferably 0.8 to 2 kg / h at the particulate incinerator. Supply continuously or intermittently.

【0061】このように、本発明では、パティキュレー
トを電気ヒータ55上に均一に堆積させた状態でパティ
キュレートへの着火及びパティキュレートの焼却を行な
うので、電気ヒータが局所的に異常加熱されるのを防止
してヒータの耐久性を確保することができる。また、不
均一に堆積したパティキュレートによってヒータからの
放熱が妨げられることがなくなり、パティキュレートを
安定して焼却することができる。
As described above, in the present invention, since the particulates are ignited and incinerated while the particulates are uniformly deposited on the electric heater 55, the electrical heater is locally abnormally heated. This can be prevented and the durability of the heater can be ensured. Further, the unevenly accumulated particulates do not hinder the heat radiation from the heater, and the particulates can be stably incinerated.

【0062】図3には、本発明のディーゼル機関用パテ
ィキュレートトラップの他の実施例が示されている。
FIG. 3 shows another embodiment of the particulate trap for a diesel engine of the present invention.

【0063】この実施例では、パティキュレート受け部
53の下方に設置された金網73の上に、直径3〜20
mmのセラミックスボール77が複数個、例えば5つ載置
されている。なお、この実施例では、軽量であるととも
に耐食性や耐摩耗性に優れるセラミックスボールを用い
ているが、ボールの材質は金属であってもよい。ただ
し、金属製のボールを用いる場合には、軽量のものであ
ることが好ましい。軽量のボールであれば転がり抵抗が
少なく、より自在に動き回ることができ、金網73にか
かる強度的負担が少なくなるからである。
In this embodiment, a diameter of 3 to 20 is placed on the wire net 73 installed below the particulate receiving portion 53.
A plurality of, for example, 5 mm ceramic balls 77 are mounted. In this embodiment, a ceramic ball that is lightweight and has excellent corrosion resistance and wear resistance is used, but the ball may be made of metal. However, when a metal ball is used, it is preferably lightweight. This is because a lightweight ball has less rolling resistance, can move more freely, and reduces the mechanical load on the wire net 73.

【0064】セラミックスボール77は、車両の加減速
による慣性力やカーブを曲がるときの遠心力などによっ
て金網73上の様々な位置へ移動し、その際、金網73
上に堆積したパティキュレートを攪乱する。これによっ
て、金網73のふるい作用を促進することができる。
The ceramic balls 77 move to various positions on the wire net 73 by the inertial force due to the acceleration and deceleration of the vehicle, the centrifugal force when turning a curve, and the like.
Disturb the particulates deposited on top. As a result, the sieving action of the wire net 73 can be promoted.

【0065】図4には、本発明のディーゼル機関用パテ
ィキュレートトラップのさらに他の実施例が示されてい
る。
FIG. 4 shows still another embodiment of the particulate trap for the diesel engine of the present invention.

【0066】即ち、金網73の上方に、金網73上に堆
積したパティキュレートを攪乱するための懸架固体79
が設けられている。この懸架固体79は、直径20mmの
ステンレス鋼製ボール81をバネ定数300N/m のコイ
ルバネ83及び支持金具85で懸架し、ボール81が金
網73の直上に位置するようにしたものである。懸架固
体79の固有振動数は、パティキュレートトラップ31
を搭載する車両に生ずる振動の中心的な振動数にあわせ
て設定されており、この実施例では15Hzとなってい
る。なお、通常は5〜30Hzに設定するのが好ましい。
That is, above the wire net 73, a suspended solid 79 for disturbing the particulates deposited on the wire net 73.
Is provided. In this suspension solid 79, a stainless steel ball 81 having a diameter of 20 mm is suspended by a coil spring 83 having a spring constant of 300 N / m and a support metal fitting 85, and the ball 81 is positioned directly above the wire net 73. The natural frequency of the suspended solid 79 is the same as that of the particulate trap 31.
Is set in accordance with the central frequency of the vibration that occurs in the vehicle in which is mounted, and is 15 Hz in this embodiment. It is usually preferable to set the frequency to 5 to 30 Hz.

【0067】このようにして懸架固体79の固有振動数
を設定すると、車両からの加振力によって金網73の直
上に配置されたボール81が激しく共振し、金網73上
に堆積したパティキュレートを攪乱することができる。
When the natural frequency of the suspended solid 79 is set in this way, the balls 81 arranged immediately above the wire net 73 vigorously resonate due to the exciting force from the vehicle, and the particulates deposited on the wire net 73 are disturbed. can do.

【0068】図5には、本発明のディーゼル機関用パテ
ィキュレートトラップのさらに他の実施例が示されてい
る。
FIG. 5 shows still another embodiment of the particulate trap for diesel engines of the present invention.

【0069】金網73の上方には、モータ93から延出
する攪拌棒91が金網73と平行に設置されている。こ
の攪拌棒91は、その中央部が凸状に屈曲しており、モ
ータ93の駆動により図5中矢印で示す方向に回転し、
凸状に屈曲した箇所が金網73に最接近したときに金網
73の直上に位置するようになっている。これととも
に、金網73の斜め下方には、加振手段87が配置さ
れ、この加振手段87から延出する連結棒89の先端部
が金網73に連結されている。連結棒89は、加振手段
87によって図中矢印で示す方向に金網73を振動させ
る。
A stirring rod 91 extending from the motor 93 is installed above the wire net 73 in parallel with the wire net 73. The stirring bar 91 has a central portion bent in a convex shape, and is rotated in a direction indicated by an arrow in FIG.
When the convexly bent portion comes closest to the wire net 73, it is positioned directly above the wire net 73. At the same time, a vibrating means 87 is arranged diagonally below the wire net 73, and the tip of a connecting rod 89 extending from the vibrating means 87 is connected to the wire net 73. The connecting rod 89 vibrates the wire net 73 in the direction indicated by the arrow in the figure by the vibrating means 87.

【0070】金網73上に所定量のパティキュレートを
堆積させた後、モータ93及び加振手段87を駆動させ
て、攪拌棒91を回転させるとともに、50Hzの振動
数で連結棒89を振動させる。すると、回転する攪拌棒
91によってパティキュレートが攪拌されるとともに、
金網73が振動してふるい落し作用が促進される。な
お、この実施例では、攪拌棒91と連結棒89はそれぞ
れ個別の駆動源を有しているが、同一の駆動源によって
駆動するようにしてもよい。
After depositing a predetermined amount of particulates on the wire net 73, the motor 93 and the vibrating means 87 are driven to rotate the stirring rod 91 and vibrate the connecting rod 89 at a frequency of 50 Hz. Then, the rotating stirring rod 91 stirs the particulates,
The wire net 73 vibrates and the sieving action is promoted. In this embodiment, the stirring rod 91 and the connecting rod 89 have their own drive sources, but they may be driven by the same drive source.

【0071】電気駆動によるこのような手段を用いれ
ば、定置用のパティキュレートトラップのように外力を
利用することができない場合や、車載用のパティキュレ
ートトラップにおいて車両が停止状態にある場合にも金
網73上に堆積したパティキュレートを攪乱して平均的
に電気ヒータの上に落とすことができる。なお、この実
施例では、電気駆動による手段が用いられているが、こ
れに限定されることはなく、空気圧駆動による手段を用
いてもよい。
By using such means by electric drive, wire mesh can be used even when external force cannot be used as in the case of a stationary particulate trap, or when the vehicle is stopped in a vehicle-mounted particulate trap. The particulates deposited on 73 can be disturbed and dropped on the electric heater on average. It should be noted that in this embodiment, the means by electric driving is used, but the means is not limited to this, and means by pneumatic driving may be used.

【0072】[0072]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のディーゼ
ル機関用パティキュレートトラップにおいては、パティ
キュレート受け部の底部に設けられた電気ヒータの上方
近傍に金網又は多孔板が配置されているので、逆洗によ
ってフィルタの濾壁から一度に払い落とされたパティキ
ュレートが、一旦、金網もしくは多孔板で受け止めら
れ、その後、金網もしくは多孔板のふるい作用によって
電気ヒータ上に落下する。このため、パティキュレート
が金網もしくは多孔板上に不均一に堆積しても、電気ヒ
ータに対して均一に振り落すことができ、パティキュレ
ートが局所的に異常加熱されるのを防止してヒータの耐
久性を確保することができる。また、不均一に堆積した
パティキュレートによってヒータからの放熱が妨げられ
ることがなくなり、パティキュレートを安定して焼却す
ることができる。更に、パティキュレートは、一旦、金
網もしくは多孔板で受け止められ、その後、金網等のふ
るい作用によって電気ヒータ上に落下するので、排気ガ
ス中のパティキュレートの量に時間的な増減があって
も、電気ヒータに対しては時間的に均された量のパティ
キュレートを供給することができる。したがって、パテ
ィキュレートの焼却処理を安定的に継続して行なうこと
ができる。
As described above, in the particulate trap for a diesel engine of the present invention, since the wire mesh or the perforated plate is arranged near the upper portion of the electric heater provided at the bottom of the particulate receiving portion, Particulates that have been washed off from the filter wall of the filter at one time by backwashing are once received by the wire netting or the perforated plate, and then fall onto the electric heater by the sieving action of the wire netted or the perforated plate. Therefore, even if the particulates are nonuniformly deposited on the wire netting or the perforated plate, the particulates can be shaken off evenly with respect to the electric heater, and the particulates can be prevented from being abnormally heated locally. Durability can be secured. Further, the non-uniformly accumulated particulates do not hinder the heat radiation from the heater, and the particulates can be stably incinerated. Further, since the particulates are once received by the wire netting or the perforated plate, and then fall on the electric heater by the sieving action of the wire netting, even if the amount of particulates in the exhaust gas changes with time, The electric heater can be supplied with a time-averaged amount of particulates. Therefore, the incineration process of particulates can be stably continued.

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

【図1】本発明のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップの一実施例を示す概略側面図である。
FIG. 1 is a schematic side view showing an embodiment of a particulate trap for a diesel engine of the present invention.

【図2】図1に示す実施例において用いられているパテ
ィキュレート受け部を示す側面図である。
FIG. 2 is a side view showing a particulate receiving portion used in the embodiment shown in FIG.

【図3】本発明のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップの他の実施例において用いられるパティキュレー
ト受け部を示す側面図である。
FIG. 3 is a side view showing a particulate receiving portion used in another embodiment of the diesel engine particulate trap of the present invention.

【図4】本発明のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップのさらに他の実施例において用いられるパティキ
ュレート受け部を示す側面図である。
FIG. 4 is a side view showing a particulate receiving portion used in still another embodiment of the particulate trap for a diesel engine of the present invention.

【図5】本発明のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップのさらに他の実施例において用いられるパティキ
ュレート受け部を示す側面図である。
FIG. 5 is a side view showing a particulate receiving portion used in yet another embodiment of the diesel engine particulate trap of the present invention.

【図6】本発明のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップで用い得るフィルタの一例を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing an example of a filter that can be used in the diesel engine particulate trap of the present invention.

【図7】図6に示すフィルタの断面図である。7 is a cross-sectional view of the filter shown in FIG.

【図8】本発明のディーゼル機関用パティキュレートト
ラップで用い得るフィルタの他の例を示す斜視図であ
る。
FIG. 8 is a perspective view showing another example of a filter that can be used in the diesel engine particulate trap of the present invention.

【図9】従来のディーゼル機関用パティキュレートトラ
ップの一例を示す側面図である。
FIG. 9 is a side view showing an example of a conventional particulate trap for a diesel engine.

【図10】本発明のディーゼル機関用パティキュレート
トラップに好適なフィルタを構成するフィルタ素子を示
す斜視図である。
FIG. 10 is a perspective view showing a filter element constituting a filter suitable for the diesel engine particulate trap of the present invention.

【図11】図10に示すフィルタ素子によって構成され
たフィルタを示す斜視図である。
11 is a perspective view showing a filter configured by the filter element shown in FIG.

【符合の説明】[Explanation of sign]

1、11、37 フィルタ 35 ケーシング 39 含塵ガス流路 47 清浄ガス流路 49 排出管 51 逆洗ノズル 53 パティキュレート受け部 55 電気ヒータ 57 導入管 61 開閉弁 63 電磁弁 65 圧縮空気容器 67 配管 71 パティキュレートトラップ 73 金網 75 燃焼用空気供給ノズル 77 セラミックスボール 79 懸架固体 81 ボール 83 コイルバネ 85 支持金具 87 加振手段 89 連結棒 91 攪拌棒 93 モータ 1, 11, 37 Filter 35 Casing 39 Dust-containing gas flow path 47 Clean gas flow path 49 Discharge pipe 51 Backwash nozzle 53 Particulate receiving part 55 Electric heater 57 Introducing pipe 61 Open / close valve 63 Electromagnetic valve 65 Compressed air container 67 Piping 71 Particulate trap 73 Wire mesh 75 Combustion air supply nozzle 77 Ceramics ball 79 Suspended solid 81 Ball 83 Coil spring 85 Support fitting 87 Vibrating means 89 Connecting rod 91 Stirring rod 93 Motor

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年5月18日[Submission date] May 18, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【符の説明】 1、11、37 フィルタ 35 ケーシング 39 含塵ガス流路 47 清浄ガス流路 49 排出管 51 逆洗ノズル 53 パティキュレート受け部 55 電気ヒータ 57 導入管 61 開閉弁 63 電磁弁 65 圧縮空気容器 67 配管 71 パティキュレートトラップ 73 金網 75 燃焼用空気供給ノズル 77 セラミックスボール 79 懸架固体 81 ボール 83 コイルバネ 85 支持金具 87 加振手段 89 連結棒 91 攪拌棒 93 モータ ─────────────────────────────────────────────────────
[Description of marks No.] 1,11,37 filter 35 casing 39 dust-containing gas flow passage 47 clean gas passages 49 exhaust pipe 51 backwashing nozzle 53 particulate receiving part 55 an electric heater 57 inlet 61 on-off valve 63 solenoid valve 65 Compressed air container 67 Piping 71 Particulate trap 73 Wire mesh 75 Combustion air supply nozzle 77 Ceramic ball 79 Suspended solid 81 Ball 83 Coil spring 85 Support metal fitting 87 Vibrating means 89 Connecting rod 91 Stirring rod 93 Motor ───────── ─────────────────────────────────────────────

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成4年7月22日[Submission date] July 22, 1992

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】符号の説明[Correction target item name] Explanation of code

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【符の説明】 1、11、37 フィルタ 35 ケーシング 39 含塵ガス流路 47 清浄ガス流路 49 排出管 51 逆洗ノズル 53 パティキュレート受け部 55 電気ヒータ 57 導入管 61 開閉弁 63 電磁弁 65 圧縮空気容器 67 配管 71 パティキュレートトラップ 73 金網 75 燃焼用空気供給ノズル 77 セラミックスボール 79 懸架固体 81 ボール 83 コイルバネ 85 支持金具 87 加振手段 89 連結棒 91 攪絆棒 93 モータ[Description of marks No.] 1,11,37 filter 35 casing 39 dust-containing gas flow passage 47 clean gas passages 49 exhaust pipe 51 backwashing nozzle 53 particulate receiving part 55 an electric heater 57 inlet 61 on-off valve 63 solenoid valve 65 Compressed air container 67 Piping 71 Particulate trap 73 Wire mesh 75 Combustion air supply nozzle 77 Ceramics ball 79 Suspended solid 81 Ball 83 Coil spring 85 Support metal fitting 87 Vibrating means 89 Connecting rod 91 Stirring rod 93 Motor

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディーゼル機関の排気通路に、濾壁で区
画された含塵ガス流路と清浄ガス流路とを有するフィル
タと、前記含塵ガス流路に含塵ガスを導入する導入管
と、前記清浄ガス流路から流出する清浄ガスを排出する
排出管と、前記清浄ガス流路から前記含塵ガス流路へと
逆方向に流れるガス流を間欠的に発生させる逆洗手段
と、逆洗によって前記フィルタの濾壁から払い落とされ
るパティキュレートを受けるように配置され、底部に電
気ヒータを有するパティキュレート受け部とが設けら
れ、前記電気ヒータの上方近傍に金網又は多孔板を一枚
以上配置したことを特徴とするディーゼル機関用パティ
キュレートトラップ。
1. A filter having, in an exhaust passage of a diesel engine, a dust-containing gas passage and a clean gas passage, which are partitioned by a filter wall, and an introduction pipe for introducing dust-containing gas into the dust-containing gas passage. An exhaust pipe for discharging the clean gas flowing out from the clean gas passage, a backwashing means for intermittently generating a gas flow flowing in the opposite direction from the clean gas passage to the dust-containing gas passage, and Arranged to receive the particulates washed off from the filter wall of the filter by washing, a particulate receiving portion having an electric heater at the bottom is provided, and one or more wire nets or perforated plates are provided near the electric heater. A particulate trap for diesel engines characterized by being placed.
【請求項2】 前記金網又は多孔板の面上に、円筒ころ
状もしくは球状の固体が載置されている請求項1記載の
ディーゼル機関用パティキュレートトラップ。
2. The particulate trap for a diesel engine according to claim 1, wherein a cylindrical roller-shaped or spherical solid is placed on the surface of the wire mesh or the porous plate.
【請求項3】 前記金網又は多孔板の上方に、前記金網
又は多孔板の直上を振り子様に運動するように懸架され
た固体が設けられている請求項1記載のディーゼル機関
用パティキュレートトラップ。
3. The particulate trap for a diesel engine according to claim 1, wherein a solid suspended above the metal net or the perforated plate so as to move like a pendulum just above the metal net or the perforated plate is provided.
【請求項4】 前記金網又は多孔板の近傍に、前記金網
又は多孔板を加振する空気圧駆動又は電気駆動による加
振手段が配置されている請求項1記載のディーゼル機関
用パティキュレートトラップ。
4. The particulate trap for a diesel engine according to claim 1, wherein a vibrating means for vibrating the metal net or the perforated plate is provided near the metal net or the perforated plate by a pneumatic drive or an electric drive.
JP03318462A 1991-11-06 1991-11-06 Particulate trap for diesel engine Expired - Fee Related JP3087397B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03318462A JP3087397B2 (en) 1991-11-06 1991-11-06 Particulate trap for diesel engine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03318462A JP3087397B2 (en) 1991-11-06 1991-11-06 Particulate trap for diesel engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH05133216A true JPH05133216A (en) 1993-05-28
JP3087397B2 JP3087397B2 (en) 2000-09-11

Family

ID=18099392

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03318462A Expired - Fee Related JP3087397B2 (en) 1991-11-06 1991-11-06 Particulate trap for diesel engine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3087397B2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013533414A (en) * 2010-06-09 2013-08-22 フィルター・センシング・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Method and system for removing filtration residue from filter
US10357733B2 (en) 2014-11-13 2019-07-23 Cts Corporation Filter retentate removal system and method

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013533414A (en) * 2010-06-09 2013-08-22 フィルター・センシング・テクノロジーズ・インコーポレイテッド Method and system for removing filtration residue from filter
US9144831B2 (en) 2010-06-09 2015-09-29 Filter Sensing Technologies, Inc. Method and system for removing retentate from filters
US9873074B2 (en) 2010-06-09 2018-01-23 Cts Corporation Method and system for removing retentate from filters
US10357733B2 (en) 2014-11-13 2019-07-23 Cts Corporation Filter retentate removal system and method

Also Published As

Publication number Publication date
JP3087397B2 (en) 2000-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4875335A (en) Apparatus and method for treating an exhaust gas from a diesel engine
US6375695B2 (en) Method and apparatus for processing exhaust gas
AU607882B2 (en) Muffler apparatus with filter trap and method of use
JP2587068B2 (en) Apparatus for treating particulates in diesel engine exhaust gas
JPH0828247A (en) Exhaust emission control device with ash removing mechanism
JP3087397B2 (en) Particulate trap for diesel engine
US20050000211A1 (en) Method for regenerating an exhaust gas filtering device for diesel engine and device therefor
US5966928A (en) Particulate incinerating method and mechanism for exhaust black smoke removing system
JPH05156925A (en) Particulate trap for diesel engine
Kim et al. Design of a diesel particulate trap-incinerator with simultaneous filtration and compressed air regeneration (CAR)
JP2847737B2 (en) Exhaust black smoke removal method
JPH06272532A (en) Particulate trap for diesel engine
JP2526166Y2 (en) Exhaust gas purification device
JP2003172125A (en) Exhaust emission control device
JPH05163931A (en) Particulate trap for diesel engine
JPH0579315A (en) Particulate trap for diesel engine
KR930001524B1 (en) Diesel engine exhaust filtration method
JP2954609B2 (en) Exhaust black smoke removal device
JP2003027923A (en) Device for removing particulate material in exhaust gas
JPH04203208A (en) Diesel exhaust emission control device
JP2511351Y2 (en) Exhaust gas purification device
JPH05156926A (en) Particulate trap for diesel engine
JPH0544431A (en) Particulate trap for diesel engine
JPH06137129A (en) Diesel particulate filter
JPH0661419B2 (en) Exhaust gas treatment device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees