JPH0526004B2 - - Google Patents
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- JPH0526004B2 JPH0526004B2 JP2937383A JP2937383A JPH0526004B2 JP H0526004 B2 JPH0526004 B2 JP H0526004B2 JP 2937383 A JP2937383 A JP 2937383A JP 2937383 A JP2937383 A JP 2937383A JP H0526004 B2 JPH0526004 B2 JP H0526004B2
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- heater
- heat generating
- ceramic
- exhaust
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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
- F01N3/027—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 using electric or magnetic heating means
-
- 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
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はデイーゼルエンジンの排気ガス処理装
置に関し、更に詳しくは、排気ガス中に含まれる
カーボン粒子及びそれと同様な粒状物（以下、排
気微粒子またはパテイキユレートという）を物理
的手段によつて適切な捕集材に捕集し、捕集され
た排気微粒子を周期的に焼却し、捕集材を再生す
るに適した排気微粒子浄化装置に関する。
置に関し、更に詳しくは、排気ガス中に含まれる
カーボン粒子及びそれと同様な粒状物（以下、排
気微粒子またはパテイキユレートという）を物理
的手段によつて適切な捕集材に捕集し、捕集され
た排気微粒子を周期的に焼却し、捕集材を再生す
るに適した排気微粒子浄化装置に関する。
この種の排気微粒子はカーボン粒子のように可
燃性のものがほとんどで、このような可燃性の微
粒子を捕集し、捕集された微粒子を焼却して捕集
材を再生する排気微粒子浄化装置（デイーゼルパ
テイキユレートトラツプ）は種々公知である。そ
して捕集パテイキユレートを燃焼してトラツプを
再生させる手段として一般に電気ヒータが用用い
られている。即ち、電気ヒータを捕集材の前端面
に取り付け、このヒータにより捕集材の表面に付
着した排気微粒子を燃焼させ、そを熱源として下
流の微粒子を自燃させるものである。
燃性のものがほとんどで、このような可燃性の微
粒子を捕集し、捕集された微粒子を焼却して捕集
材を再生する排気微粒子浄化装置（デイーゼルパ
テイキユレートトラツプ）は種々公知である。そ
して捕集パテイキユレートを燃焼してトラツプを
再生させる手段として一般に電気ヒータが用用い
られている。即ち、電気ヒータを捕集材の前端面
に取り付け、このヒータにより捕集材の表面に付
着した排気微粒子を燃焼させ、そを熱源として下
流の微粒子を自燃させるものである。
そして斯かる電気ヒータとして近年、従来のニ
クロム線やカンタル線などの金属線を碍子により
支持したタイプのヒータに代えセラミツク絶縁層
内部にモリブデン、タングステンなどの金属発熱
体を埋設したいわゆるセラミツクヒータが用いら
れている。このようなセラミツクヒータは耐食
性、耐熱性に優れかつ金属線ヒータの場合の如き
碍子との間のがたつきもなく熱効率が高いという
利点を有する。しかしながらその反面、従来のセ
ラミツクヒータは熱衝撃に弱くかつ急速昇温時に
ヒータ内部の金属発熱体とヒータ表面との間に大
きな温度差が生じ、クラツクを発生し破断し易い
という問題があつた。そのためヒータ通電後素早
くヒータ表面を所定温度（例えば通電後20秒で
800℃まで昇温）まで昇温させるという要求を満
足させることが困難であつた。
クロム線やカンタル線などの金属線を碍子により
支持したタイプのヒータに代えセラミツク絶縁層
内部にモリブデン、タングステンなどの金属発熱
体を埋設したいわゆるセラミツクヒータが用いら
れている。このようなセラミツクヒータは耐食
性、耐熱性に優れかつ金属線ヒータの場合の如き
碍子との間のがたつきもなく熱効率が高いという
利点を有する。しかしながらその反面、従来のセ
ラミツクヒータは熱衝撃に弱くかつ急速昇温時に
ヒータ内部の金属発熱体とヒータ表面との間に大
きな温度差が生じ、クラツクを発生し破断し易い
という問題があつた。そのためヒータ通電後素早
くヒータ表面を所定温度（例えば通電後20秒で
800℃まで昇温）まで昇温させるという要求を満
足させることが困難であつた。
本発明は斯かる要求を充足すべく上述の如きセ
ラミツクヒータの利点はそのまま有しかつ耐久性
に優れ急速昇温可能な簡易構造のセラミツクヒー
タを有するデイーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置を提供せんとするものである。
ラミツクヒータの利点はそのまま有しかつ耐久性
に優れ急速昇温可能な簡易構造のセラミツクヒー
タを有するデイーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置を提供せんとするものである。
斯かる目的を達成するために本発明によれば、
ヒータはセラミツク絶縁層内部に多層の発熱層を
形成した多孔状の耐熱衝撃性の高いセラミツクヒ
ータとして形成され、多層発熱層の内、捕集材に
最も近接した発熱層を他層よりも厚くしたことを
構成上の特徴とする。
ヒータはセラミツク絶縁層内部に多層の発熱層を
形成した多孔状の耐熱衝撃性の高いセラミツクヒ
ータとして形成され、多層発熱層の内、捕集材に
最も近接した発熱層を他層よりも厚くしたことを
構成上の特徴とする。
以下、添付図面を参照し本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
て詳細に説明する。
第１図は本発明に係るパテイキユレートトラツ
プ（排気微粒子浄化装置）の全体構造を示すもの
でトラツプ容器１内には捕集材（フイルタ材）３
がある。この捕集材３としては、公知の発泡セラ
ミツクおよびこれに類似する材料を用いることが
できる。即ち、トラツプ材３は三次元の網目構造
で、その内部を排気ガスが流通可能であり、かつ
排気ガスに含まれている排気微粒子をその網目間
に捕集することができるようになつている。
プ（排気微粒子浄化装置）の全体構造を示すもの
でトラツプ容器１内には捕集材（フイルタ材）３
がある。この捕集材３としては、公知の発泡セラ
ミツクおよびこれに類似する材料を用いることが
できる。即ち、トラツプ材３は三次元の網目構造
で、その内部を排気ガスが流通可能であり、かつ
排気ガスに含まれている排気微粒子をその網目間
に捕集することができるようになつている。
トラツプ容器１はデイーゼルエンジンの排気管
路７中に配置される。排気ガスExは第１図に矢
印方向に流れるものとする。
路７中に配置される。排気ガスExは第１図に矢
印方向に流れるものとする。
トラツプ容器１の入口側（上流側）端部には必
要に応じて捕集材３に捕集された排気パテイキユ
レートを着火燃焼してトラツプを再生するための
電気ヒータ１０が設けられる。
要に応じて捕集材３に捕集された排気パテイキユ
レートを着火燃焼してトラツプを再生するための
電気ヒータ１０が設けられる。
電気ヒータ１０は第２図に示す如き多数の貫通
孔１１を有する多孔板状のヒータである。尚、第
２図には右半分の多孔は図示を省略されている。
孔１１を有する多孔板状のヒータである。尚、第
２図には右半分の多孔は図示を省略されている。
本発明によれば、ヒータ１０は第３図に示す如
くセラミツク絶縁層１３内部に所定の間隔で発熱
体（発熱層）１５を多層に配設したセラミツクヒ
ータとして形成される。セラミツクヒータ自体は
公知であり、その製法は一般にアルミナ、ムライ
トなどのセラミツク微粉末に有機バインダ、溶媒
などの添加物を加えてスラリーとし、ドクターブ
レード法などにより0.2〜1.0mmのセラミツクグリ
ーンシートとなし、これを所定の形状に裁断して
から白金（Pt）、タングステン(W)、あるいはモリ
ブデン（Mo）などの高融点金属のペーストをパ
ターン印刷することにより発熱層を形成する。従
来のセラミツクヒータは更にこの上に絶縁被覆層
としてセラミツクグリーンシートを重ねただけの
絶縁層−発熱層−絶縁層の３層構造である。その
ため捕集パテイキユレートの着火に必要な熱源は
すべてこの単一発熱層で負担することになるた
め、急激に昇温させると周囲のセラミツク絶縁層
との温度差が大きくなり冒頭に述べた如き問題を
呈していた。そこで本発明によればヒータは従来
より一層薄くした各セラミツク絶縁層（セラミツ
クグリーンシート）１３′と発熱層１５とを交互
に等間隔で重ねた多層構造となつている。図示実
施例では発熱層１５は８層となつているが層数は
これに限定されないことは勿論である。このよう
にすることによりヒータの発熱層は厚み方向、即
ち、排気ガスの流れ方向に略均一に分布すること
になる。このような多層構造体を加熱圧着により
一体化し、パンチングで型取りし1600℃以上の高
温で焼成を行ないヒータを完成する。尚、端子部
１７はニツケル（Ni）めつき１９を施した後、
リード線２１を例えば銀ろう２３によりろう付け
する。リード線２１は図示しない電源に接続され
る。
くセラミツク絶縁層１３内部に所定の間隔で発熱
体（発熱層）１５を多層に配設したセラミツクヒ
ータとして形成される。セラミツクヒータ自体は
公知であり、その製法は一般にアルミナ、ムライ
トなどのセラミツク微粉末に有機バインダ、溶媒
などの添加物を加えてスラリーとし、ドクターブ
レード法などにより0.2〜1.0mmのセラミツクグリ
ーンシートとなし、これを所定の形状に裁断して
から白金（Pt）、タングステン(W)、あるいはモリ
ブデン（Mo）などの高融点金属のペーストをパ
ターン印刷することにより発熱層を形成する。従
来のセラミツクヒータは更にこの上に絶縁被覆層
としてセラミツクグリーンシートを重ねただけの
絶縁層−発熱層−絶縁層の３層構造である。その
ため捕集パテイキユレートの着火に必要な熱源は
すべてこの単一発熱層で負担することになるた
め、急激に昇温させると周囲のセラミツク絶縁層
との温度差が大きくなり冒頭に述べた如き問題を
呈していた。そこで本発明によればヒータは従来
より一層薄くした各セラミツク絶縁層（セラミツ
クグリーンシート）１３′と発熱層１５とを交互
に等間隔で重ねた多層構造となつている。図示実
施例では発熱層１５は８層となつているが層数は
これに限定されないことは勿論である。このよう
にすることによりヒータの発熱層は厚み方向、即
ち、排気ガスの流れ方向に略均一に分布すること
になる。このような多層構造体を加熱圧着により
一体化し、パンチングで型取りし1600℃以上の高
温で焼成を行ないヒータを完成する。尚、端子部
１７はニツケル（Ni）めつき１９を施した後、
リード線２１を例えば銀ろう２３によりろう付け
する。リード線２１は図示しない電源に接続され
る。
ヒータへの通電時期、即ちトラツプの再生時期
は公知の如くエンジンの回転数、負荷、エンジン
水温、背圧等の種々の制御パラメータに基いて適
切に制御される。
は公知の如くエンジンの回転数、負荷、エンジン
水温、背圧等の種々の制御パラメータに基いて適
切に制御される。
本発明の別の重要な特徴は、第３図からも明ら
かな如く、発熱層１５の内、捕集材３に最も近接
した発熱層１５′の厚さを他層１５のそれよりも
大きくしたことにある。このようにすることによ
り捕集材３に最も近い部分での発熱性が高まり、
捕集材３に捕集された排気微粒子の着火性を一層
向上させることが出来る。尚、発熱層１５′以外
の発熱層は実質上均一の厚さを有するので、発熱
層の実質均一配列は損なわれない。
かな如く、発熱層１５の内、捕集材３に最も近接
した発熱層１５′の厚さを他層１５のそれよりも
大きくしたことにある。このようにすることによ
り捕集材３に最も近い部分での発熱性が高まり、
捕集材３に捕集された排気微粒子の着火性を一層
向上させることが出来る。尚、発熱層１５′以外
の発熱層は実質上均一の厚さを有するので、発熱
層の実質均一配列は損なわれない。
以上の如く本発明によれば、捕集材３により捕
集した排気微粒子を着火燃焼せしめるヒータはそ
の厚さ方向に略均一に分布された多層発熱層を有
するので、温度分布が略均一になり急速昇温を可
能ならしめるものである。斯くして耐食性には優
れるが熱衝撃に弱いという従来のセラミツクヒー
タの欠点を改良することができる。更にまた本発
明によれば、捕集材３側に対面する着火面２９の
みならず、ヒータはその厚さ方向全体に亘つて略
均一に発熱しているので、排気ガスが多孔１１を
通過する間に加熱（予加熱）され、捕集材３の上
流側端面（前端面）での排気微粒子の着火性が向
上せしめられる。
集した排気微粒子を着火燃焼せしめるヒータはそ
の厚さ方向に略均一に分布された多層発熱層を有
するので、温度分布が略均一になり急速昇温を可
能ならしめるものである。斯くして耐食性には優
れるが熱衝撃に弱いという従来のセラミツクヒー
タの欠点を改良することができる。更にまた本発
明によれば、捕集材３側に対面する着火面２９の
みならず、ヒータはその厚さ方向全体に亘つて略
均一に発熱しているので、排気ガスが多孔１１を
通過する間に加熱（予加熱）され、捕集材３の上
流側端面（前端面）での排気微粒子の着火性が向
上せしめられる。
また本発明によれば上述の如く、捕集材３に最
も近接した発熱層１５′の厚さを他層１５のそれ
よりも大きくすることにより捕集材３に最も近い
部分での発熱性を高め、延いては捕集材３での排
気微粒子の着火性を一層向上させることが出来
る。尚、捕集材３の前端面で着火された後その燃
焼は排気ガス流に乗つて捕集材３の下流側に向か
つて伝播され、捕集材３内の排気微粒子は全体的
に自燃する。
も近接した発熱層１５′の厚さを他層１５のそれ
よりも大きくすることにより捕集材３に最も近い
部分での発熱性を高め、延いては捕集材３での排
気微粒子の着火性を一層向上させることが出来
る。尚、捕集材３の前端面で着火された後その燃
焼は排気ガス流に乗つて捕集材３の下流側に向か
つて伝播され、捕集材３内の排気微粒子は全体的
に自燃する。
第４図は発熱層が１層の場合の従来技術（ｂで
示す）と発熱層が８層の場合の本発明（ａで示
す）とについてクラツクが発生しない範囲でヒー
タ表面温度を800℃まで昇温させるのに要した時
間についての実験結果を示すものである。同図か
ら明らかな如く本発明によれば従来に比しクラツ
クを発生させることなくはるかに急速に昇温可能
な耐熱衝撃性にすぐれたセラミツクヒータが得ら
れる。
示す）と発熱層が８層の場合の本発明（ａで示
す）とについてクラツクが発生しない範囲でヒー
タ表面温度を800℃まで昇温させるのに要した時
間についての実験結果を示すものである。同図か
ら明らかな如く本発明によれば従来に比しクラツ
クを発生させることなくはるかに急速に昇温可能
な耐熱衝撃性にすぐれたセラミツクヒータが得ら
れる。
第１図は本発明に係る排気微粒子浄化装置の全
体構造を示す側面図、第２図は本発明において用
いられるヒータを一部省略して示す正面図、第３
図は第１図の要部拡大断面図、第４図は従来技術
との比較において本発明に係るヒータの表面温度
−通電時間特性を示す線図。 １……トラツプ容器、３……捕集材、１０……
ヒータ、１１……多孔、１３……セラミツク絶縁
層、１５……発熱層。
体構造を示す側面図、第２図は本発明において用
いられるヒータを一部省略して示す正面図、第３
図は第１図の要部拡大断面図、第４図は従来技術
との比較において本発明に係るヒータの表面温度
−通電時間特性を示す線図。 １……トラツプ容器、３……捕集材、１０……
ヒータ、１１……多孔、１３……セラミツク絶縁
層、１５……発熱層。
Claims (1)
- １ デイーゼルエンジンの排気管路中に排気微粒
子の捕集材を設け、該捕集材の上流側端面にセラ
ミツク絶縁層内部に多層の発熱層を有する多孔板
状のセラミツクヒータを配設し、該セラミツクヒ
ータの多層発熱層の内、捕集材に最も近接した発
熱層を他層よりも厚くしたことを特徴とするデイ
ーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58029373A JPS59155524A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | デイ−ゼルエンジンの排気微粒子浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58029373A JPS59155524A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | デイ−ゼルエンジンの排気微粒子浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59155524A JPS59155524A (ja) | 1984-09-04 |
| JPH0526004B2 true JPH0526004B2 (ja) | 1993-04-14 |
Family
ID=12274337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58029373A Granted JPS59155524A (ja) | 1983-02-25 | 1983-02-25 | デイ−ゼルエンジンの排気微粒子浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59155524A (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5231053B2 (ja) * | 1973-10-03 | 1977-08-12 | ||
| JPS57195814A (en) * | 1981-05-26 | 1982-12-01 | Nippon Soken Inc | Fine grain purifier of internal combustion engine |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5231053U (ja) * | 1975-08-25 | 1977-03-04 |
-
1983
- 1983-02-25 JP JP58029373A patent/JPS59155524A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5231053B2 (ja) * | 1973-10-03 | 1977-08-12 | ||
| JPS57195814A (en) * | 1981-05-26 | 1982-12-01 | Nippon Soken Inc | Fine grain purifier of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59155524A (ja) | 1984-09-04 |
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