JPH06221135A - Exhaust gas disposing device - Google Patents

Exhaust gas disposing device

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JPH06221135A
JPH06221135A JP5029690A JP2969093A JPH06221135A JP H06221135 A JPH06221135 A JP H06221135A JP 5029690 A JP5029690 A JP 5029690A JP 2969093 A JP2969093 A JP 2969093A JP H06221135 A JPH06221135 A JP H06221135A
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exhaust gas
filter
heater
gas treatment
particulates
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Hideo Kawamura
英男 河村
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide an exhaust gas disposing device to heat a filter by means of a heater and collect particulate in exhaust gas by means of the filter for incineration and disposal. CONSTITUTION:Filters 4 of porous ceramics are arranged in a laminated state respectively in two treating chambers 25 and 26 into which the interior of a casing 20 is divided by means of a partition plate 16. One treating chamber is released to collect particulate in exhaust gas and the other treating chamber is closed and slight exhaust gas is forced to flow to incinerate and dispose the collected particulate. A power from the generator 6 of a turbocharger 5 is fed to a heater 22, a filter 4 is heated to redness by means of the heater 22, and particulate collected by means of the filter 4 is incinerated and disposed.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、エンジン、燃焼炉、
焼却炉等から排出される排気ガスを浄化処理するため、
排気系に組み込まれるケーシング内に配置されたフィル
タを有する排気ガス処理装置に関する。
This invention relates to an engine, a combustion furnace,
To purify the exhaust gas discharged from incinerators,
The present invention relates to an exhaust gas treatment device having a filter arranged in a casing incorporated in an exhaust system.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃焼は、高温、高
圧空気中に燃料を噴射する、所謂、ヘトロジニアス混合
によるものである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス
混合気と異なって空気と燃料が均一に混合していないの
で、燃料中の炭素成分は、燃焼による高温熱によって
煤、HC等に変化し、それらが凝集してパテキュレート
となり、空中に放出される。そして、スモークは微粒化
された炭素とその外周に炭化水素が付着したパティキュ
レートとなって大気中に浮遊するので、都市環境の汚染
が進み、空気の透明度が極端に悪化進行する。
2. Description of the Related Art Combustion of a diesel engine is based on so-called heterogeneous mixing, in which fuel is injected into high temperature, high pressure air. Heterogeneous mixing is different from homogeneous mixture in that air and fuel are not uniformly mixed, so the carbon component in the fuel changes to soot, HC, etc. due to the high temperature heat of combustion, and they aggregate to form particulates, It is released into the air. The smoke becomes particulates in which finely divided carbon and hydrocarbons adhere to the outer periphery thereof and floats in the atmosphere, so that pollution of the urban environment progresses and the transparency of the air deteriorates extremely.

【0003】従来、エンジンの排気ガスを処理する排気
ガス処理装置として、例えば、コーディエライト(2M
gO・2Al2 3 ・5SiO2 )により作製された気
孔性のハニカム構造のフィルタを排気通路に並列に2組
配置したディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置が開
示されている。該ディーゼルエンジンの排気微粒子浄化
装置は、排気ガスを一方のハニカム構造のフィルタに通
し、該フィルタで排気ガス中のカーボンを捕集し、その
フィルタにカーボンが堆積して目詰まりした場合に、そ
のフィルタに排気ガスを流すのを遮断し、別のフィルタ
に排気ガスを流すように切り換え、目詰まりしたフィル
タの下流側から空気を送り込み、そのフィルタを加熱し
て目詰まりしているカーボンを焼却するものである。こ
のようなディーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置とし
て、例えば、実開平1−144427号公報に開示され
たものがある。
Conventionally, as an exhaust gas treatment device for treating engine exhaust gas, for example, cordierite (2M
An exhaust particulate purifying device for a diesel engine is disclosed in which two sets of filters having a porous honeycomb structure made of gO.2Al 2 O 3 .5SiO 2 ) are arranged in parallel in an exhaust passage. The exhaust gas purification apparatus of the diesel engine passes the exhaust gas through one of the filters having a honeycomb structure, collects carbon in the exhaust gas by the filter, and when the carbon is deposited and clogged in the filter, Cut off exhaust gas flow to the filter, switch to flow exhaust gas to another filter, send air from the downstream side of the clogged filter, heat the filter and incinerate the clogged carbon It is a thing. As an exhaust particulate purifying device for such a diesel engine, for example, there is one disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-144427.

【0004】また、実開平1−136617号公報に
は、パティキュレートフィルタが開示されている。該パ
ティキュレートフィルタは、導電性セラミックスから成
るヒータを兼ねる薄肉ポーラスエレメントを複数段に配
設し、該各ポーラスエレメントに電力を個別に供給可能
且つ該各電力を制御可能に構成したものである。
Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 1-136617 discloses a particulate filter. The particulate filter has a plurality of thin porous elements that also serve as heaters made of conductive ceramics and is arranged in a plurality of stages so that electric power can be individually supplied to each porous element and each electric power can be controlled.

【0005】また、実開平3−116722号公報に
は、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置が開示されて
いる。該ディーゼルエンジンの排ガス浄化装置は、長手
方向に伸びる多数のセルが形成された柱状のセラミック
フィルタと、前記フィルタの外周に設けられた電熱部材
とを有し、前記セルのうち複数のものには、熱伝導性の
良い粉末が充填されているものである。
Further, Japanese Utility Model Laid-Open No. 3-116722 discloses an exhaust gas purifying device for a diesel engine. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine has a columnar ceramic filter in which a large number of cells extending in the longitudinal direction are formed, and an electric heating member provided on the outer periphery of the filter. , Which is filled with powder having good thermal conductivity.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
パティキュレートはディーゼルエンジンに含まれるカー
ボンと炭化水素の合成物であり、その大きさは、数μm
から数十μmまで分散している。該パティキュレート
は、酸素と反応して容易に燃焼するが、燃焼には高温度
が必要であり、排気ガス温度のみでは完全に燃焼するこ
とができない。そこで、パティキュレート、スモークを
除去する装置は、従来から多く開発されているが、いず
れも欠点が存在し、実用に供し得ないのが現状である。
ディーゼルエンジン(D)から排気される排気ガスに含
まれるカーボン、煤、HC等のパティキュレート(P)
をフィルタ(F)で捕集して焼却するDPF即ち排気ガ
ス処理装置では、カーボン、煤、HC等のパティキュレ
ートを濾過体即ちフィルタで捕集し、パティキュレート
がフィルタに堆積した時、着火用グロープラグ又はヒー
タによって加熱し、煤等のパティキュレートを焼却させ
ている。
By the way, diesel particulate is a compound of carbon and hydrocarbon contained in a diesel engine, and its size is several μm.
To several tens of μm. The particulate reacts with oxygen and burns easily, but the burning requires a high temperature and cannot be burned completely only by the temperature of the exhaust gas. Therefore, many devices for removing particulates and smoke have been developed from the past, but all have drawbacks and cannot be put to practical use at present.
Particulates (P) of carbon, soot, HC, etc. contained in the exhaust gas discharged from the diesel engine (D)
In an exhaust gas treatment device that collects and incinerates gas with a filter (F), particulates such as carbon, soot, and HC are collected with a filter body, that is, for ignition when particulates are deposited on the filter. It is heated by a glow plug or heater to incinerate particulates such as soot.

【0007】また、従来の自動車では、電気エネルギー
が不足しており、十分な発電量を得ることができない。
発電は大容量の発電機を用いれば良いが、従来の直流又
は交流発電機では、その発電機容量が大きくなり過ぎ、
エンジンへの搭載がスペース上困難となる。永久磁石を
回転体とした交流機では、回転子にブラシを必要とせ
ず、回転体に対する抵抗が少ないので、回転体を高速で
回転させることができる。そこで、高い磁力を持った永
久磁石から成る発電機を高速で回転させる構造の発電機
を作製すれば、大きい発電量を得ることができ、上記の
ようなディーゼルパティキュレートフィルタに常時電気
エネルギーを供給することができる。例えば、エンジン
の排気ガスエネルギーで作動するターボチャージャに高
い磁力を持った永久磁石から成る発電機を設けることに
よって、大きい発電量を得ることができる。
In addition, the conventional automobile lacks electric energy, and cannot generate a sufficient amount of power generation.
For power generation, a large-capacity generator may be used, but with a conventional DC or AC generator, the generator capacity becomes too large,
It becomes difficult to mount it on the engine due to space constraints. In an AC machine using a permanent magnet as a rotating body, a brush is not required for the rotor and resistance to the rotating body is small, so that the rotating body can be rotated at high speed. Therefore, if a generator with a structure that rotates a permanent magnet with a high magnetic force at high speed can be produced, a large amount of power generation can be obtained, and electric energy is constantly supplied to the diesel particulate filter as described above. can do. For example, a large amount of power generation can be obtained by providing a turbocharger that operates with the exhaust gas energy of the engine with a generator composed of a permanent magnet having a high magnetic force.

【0008】ところが、このようなパティキュレートの
焼却方法では、煤等の燃焼によって温度が上昇し過ぎ
て、例えば、コージィエライト等のセラミックフィルタ
が割れ、クラック、焼損等が発生してフィルタが破損し
てしまう問題があり、実用上好ましくないものである。
特に、フィルタを耐熱性セラミックスで作製しても、フ
ィルタに堆積した煤等のパティキュレートの不均一な燃
焼では、フィルタ中に局部的に高温部分が多く存在し、
フィルタを構成するセラミックスに亀裂等が発生する例
が多いものである。
However, in such a particulate incineration method, the temperature rises excessively due to the combustion of soot and the like, and, for example, a ceramic filter such as cordierite is cracked, cracked, burnt, etc., and the filter is damaged. There is a problem in that it is not preferable in practical use.
In particular, even if the filter is made of heat-resistant ceramics, in the non-uniform combustion of particulates such as soot deposited on the filter, there are many high temperature parts locally in the filter,
In many cases, cracks or the like occur in the ceramics that make up the filter.

【0009】そこで、この発明の目的は、上記の課題を
解決することであり、排気ガス処理装置に電気エネルギ
ーを供給する時、その電気エネルギーを有効に利用する
ためには、加熱方法を直列にした方が良く、電気ヒータ
即ち加熱ヒータを積み重ねるように配置し、加熱ヒータ
の各段毎に温度を上昇させることが効率的であることに
着眼し、排気ガスを浄化処理するため排気系に組み込ま
れるケーシング内にフィルタを配置し、特に、ディーゼ
ルエンジンから排出される排気ガス中のカーボン、煤、
HC等のパティキュレートを焼却処理する排気ガス処理
装置に適用して好ましく、フィルタを多孔質セラミック
スから作製すると共に、フィルタ内でのパティキュレー
トの存在が局部的に堆積するのを防止し、常にフィルタ
内で均一な燃焼が行なわれるように、フィルタ中に直流
に加熱ヒータを積層し、該加熱ヒータに通電してフィル
タを常時加熱し、パティキュレートを焼却してガスにし
て排気ガスを浄化し、また、加熱ヒータに通電する電力
をエンジンの排気ガスエネルギーで回収した電力を使用
する排気ガス処理装置を提供することである。
Therefore, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and when supplying electric energy to an exhaust gas treatment apparatus, in order to effectively use the electric energy, heating methods are connected in series. It is better to arrange it so that electric heaters, that is, heating heaters, are stacked so that it is efficient to raise the temperature at each stage of the heating heaters, and it is installed in the exhaust system to purify the exhaust gas. A filter is placed in the casing that is used to remove carbon, soot,
It is preferably applied to an exhaust gas treatment device that incinerates particulate matter such as HC. The filter is made of porous ceramics, and the presence of particulates in the filter is prevented from locally depositing, and the filter is always used. In order to carry out uniform combustion inside the heater, a heater is laminated on the direct current in the filter, the heater is energized to constantly heat the filter, and the particulates are incinerated into gas to purify the exhaust gas, Another object of the present invention is to provide an exhaust gas treatment device that uses electric power obtained by recovering the electric power supplied to the heater with the exhaust gas energy of the engine.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、排気系に配置されたケーシング内を仕切板
で二分割して形成した一対の処理室、該各処理室の入口
を開閉し且つ閉鎖側の前記処理室へ少量の排気ガスを流
すことができるリーク孔を備えた切換バルブ、前記各処
理室に排気ガス流れ方向に順次積層された非導電性の多
孔質セラミックスから作製した各フィルタ、該各フィル
タに対して排気ガス流れに交差する方向に伸びて互いに
非接触状態に電気的に直列に順次隔置状態に配置された
各加熱ヒータ、及び前記各加熱ヒータに通電する電力を
供給する電力供給手段を有することを特徴とする排気ガ
ス処理装置に関する。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
According to the present invention, a pair of processing chambers formed by dividing a casing arranged in an exhaust system into two by a partition plate, opening and closing an inlet of each processing chamber, and flowing a small amount of exhaust gas to the processing chambers on the closed side. A switching valve having a leak hole capable of controlling each filter, each filter made of non-conductive porous ceramics sequentially stacked in each processing chamber in the exhaust gas flow direction, and intersecting the exhaust gas flow with respect to each filter Exhaust gas characterized in that it has respective heating heaters that extend in the direction and are electrically arranged in series in a non-contact state and are sequentially spaced apart from each other, and power supply means for supplying electric power to the heating heaters. Regarding a processing device.

【0011】また、この排気ガス処理装置において、前
記電力供給手段はエンジンの排気ガスエネルギーで駆動
されるターボチャージャの作動によって発電する発電機
で構成したものである。
In this exhaust gas treatment device, the electric power supply means is composed of a generator that generates electricity by operating a turbocharger driven by the exhaust gas energy of the engine.

【0012】また、この排気ガス処理装置において、前
記ケーシングと前記フィルタとの間には断熱材が配置さ
れているものである。
Further, in this exhaust gas treatment device, a heat insulating material is arranged between the casing and the filter.

【0013】また、この排気ガス処理装置において、前
記切換バルブはタイマで所定の設定期間後に切り換えら
れるものである。
Further, in this exhaust gas treatment device, the switching valve is switched by a timer after a predetermined set period.

【0014】また、この排気ガス処理装置において、前
記各処理室内の排気ガス圧を検出する各圧力センサー、
及び該各圧力センサーの検出信号に応答して前記切換バ
ルブの切換時間を制御すると共に前記各加熱ヒータへの
電力の供給を制御するコントローラを有するものであ
る。
Further, in this exhaust gas processing apparatus, each pressure sensor for detecting the exhaust gas pressure in each processing chamber,
And a controller for controlling the switching time of the switching valve in response to the detection signal of each pressure sensor and controlling the supply of electric power to each heating heater.

【0015】[0015]

【作用】この発明による排気ガス処理装置は、上記のよ
うに構成されており、次のように作用する。即ち、この
排気ガス処理装置は、排気系に配置したケーシング内を
仕切板で二分割して一対の処理室を作製し、該処理室の
入口通路をリーク孔を備えた切換バルブで開閉作動し、
該切換バルブに設けたリーク孔を通じて閉鎖側の前記入
口通路に少量の排気ガスを流し、導電性接続部材で電気
的に直列に結線した各加熱ヒータを前記各処理室に流れ
方向に順次隔置状態に配置し、多孔質セラミックスから
成る各フィルタを前記各加熱ヒータの間を埋める状態に
配置したので、前記加熱ヒータで前記フィルタは常時又
は間歇的に加熱でき、前記フィルタで捕集されるカーボ
ン、煤、HC等のパティキュレートを直ちに焼却してガ
スにし、前記フィルタ内にはパティキュレートが過剰に
堆積することがなく、前記フィルタには局部的な高温部
分が発生せず、前記フィルタが亀裂、クラック、焼損等
で破損することがない。
The exhaust gas treatment device according to the present invention is constructed as described above and operates as follows. That is, in this exhaust gas treatment device, a casing arranged in the exhaust system is divided into two by a partition plate to form a pair of treatment chambers, and an inlet passage of the treatment chamber is opened / closed by a switching valve having a leak hole. ,
A small amount of exhaust gas is caused to flow through the inlet passage on the closed side through a leak hole provided in the switching valve, and heaters electrically connected in series by a conductive connecting member are sequentially arranged in the processing chambers in the flow direction. In this state, the filters made of porous ceramics are arranged so as to fill the spaces between the heating heaters, so that the heating heaters can heat the filters constantly or intermittently, and the carbon collected by the filters can be heated. , Soot, HC, and other particulates are immediately incinerated into a gas, the particulates do not accumulate excessively in the filter, a local high temperature portion does not occur in the filter, and the filter cracks. It will not be damaged by cracks, burning, etc.

【0016】特に、前記切換バルブを切り換えることに
よって、一方の前記処理室は前記切換バルブが開放して
多量の排気ガスが流れるが、他方の前記処理室には前記
リーク孔を通じて少量の排気ガスが流れている状態であ
るので、少量の排気ガスが流れている方の前記フィルタ
は前記加熱ヒータによって迅速に高温になり、捕集され
たカーボン、煤、HC等のパティキュレートは迅速に焼
却処理される。パティキュレートが焼却処理された状態
で、前記切換バルブを切り換えて他方の前記処理室の前
記フィルタに捕集されたパティキュレートを焼却処理す
る。このような前記切換バルブの切換作動を繰り返し
て、前記フィルタを効率的に常に浄化することができ
る。
In particular, by switching the switching valve, one of the processing chambers opens the switching valve and a large amount of exhaust gas flows, while the other processing chamber receives a small amount of exhaust gas through the leak hole. Since it is flowing, the filter in which a small amount of exhaust gas is flowing is quickly heated to a high temperature by the heater, and the collected particulates such as carbon, soot, and HC are quickly incinerated. It With the particulates incinerated, the switching valve is switched to incinerate the particulates collected by the filter in the other processing chamber. By repeating such switching operation of the switching valve, the filter can be efficiently and constantly purified.

【0017】しかるに、フィルタに捕集されたパティキ
ュレートを焼却するためには、排気ガスの温度を高い温
度に保持すること、フィルタを通過する排気ガスの通過
流速を小さくして冷却効果を発生させないこと、加熱の
熱エネルギーは多段的に上昇させてパティキュレートの
燃焼温度に到達するように構成することが有効である。
例えば、前記ケーシング内を二分割しない場合に、フィ
ルタに排気ガスの全量を流した場合には、通過排気ガス
量が多量になり過ぎて、熱エネルギーが排気ガスに奪わ
れ、前記フィルタの温度が上昇できず、パティキュレー
トを焼却できないという現象が発生する。
However, in order to incinerate the particulates collected by the filter, the temperature of the exhaust gas is kept at a high temperature, and the flow velocity of the exhaust gas passing through the filter is reduced so that the cooling effect is not generated. In particular, it is effective to increase the heat energy of heating in multiple stages to reach the combustion temperature of particulates.
For example, when the inside of the casing is not divided into two, when the entire amount of exhaust gas is passed through the filter, the amount of passing exhaust gas becomes too large, heat energy is taken away by the exhaust gas, and the temperature of the filter is The phenomenon that it cannot rise and the particulates cannot be incinerated occurs.

【0018】また、電力供給手段として、エンジンの排
気ガスエネルギーで駆動されるターボチャージャの作動
によって発電する発電機を利用したので、前記加熱ヒー
タに通電するため多量の電力が必要であるが、前記加熱
ヒータに供給される電力はターボチャージャに設けた発
電機を使用し、排気ガスエネルギーで発電される電力で
あり、電力が不足して前記フィルタの捕集機能及び焼却
機能を低下させることがない。従って、前記加熱ヒータ
には常時電力を供給でき、前記フィルタを常時加熱して
おくことができ、前記フィルタに捕集されるカーボン等
のパティキュレートは直ちに焼却でき、前記フィルタに
過剰なカーボンが堆積して、前記フィルタが目詰まりす
ることがない。
Further, as the power supply means, since the generator for generating power by the operation of the turbocharger driven by the exhaust gas energy of the engine is used, a large amount of power is required to energize the heating heater. The electric power supplied to the heater is the electric power generated by the exhaust gas energy using the generator installed in the turbocharger, and there is no shortage of the electric power and the collection function and incineration function of the filter are not deteriorated. . Therefore, electric power can always be supplied to the heating heater, the filter can be constantly heated, and particulates such as carbon trapped in the filter can be immediately incinerated, and excess carbon accumulates on the filter. Therefore, the filter does not become clogged.

【0019】また、この排気ガス処理装置は、コントロ
ーラによって、前記各処理室の入口側に配置された前記
各処理室内の排気ガス圧を検出するセンサー及びエンジ
ンの作動状態を検出するセンサーの検出信号に応答して
前記切換バルブの切換時間を制御すると共に前記各加熱
ヒータへの電力の供給を制御するので、前記切換バルブ
の切換時間に自由度を持たせることができ、前記処理室
内の前記フィルタのパティキュレートの捕集状態に応じ
て前記切換バルブを切り換えることができ、前記フィル
タを常にパティキュレートを捕集できる最適状態に維持
することができ、前記各フィルタによるパティキュレー
トの捕集効率を高めることができる。
Further, in this exhaust gas treatment device, a controller detects a detection signal of a sensor for detecting an exhaust gas pressure in each of the processing chambers arranged on the inlet side of each of the processing chambers and a sensor for detecting an operating state of the engine. In response to the control of the switching time of the switching valve and the supply of electric power to the heaters, the switching time of the switching valve can be made flexible, and the filter in the processing chamber can be provided. The switching valve can be switched in accordance with the particulate trapping state, and the filter can always be maintained in an optimum state capable of trapping particulates, and the particulate trapping efficiency by each filter is improved. be able to.

【0020】[0020]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明による排気
ガス処理装置の実施例を説明する。図1はこの発明によ
る排気ガス処理装置の一実施例を示す概略説明図であ
る。この排気ガス処理装置1は、排気通路2等の排気系
に配置されたケーシング20内を仕切板16で二分割し
て一対の処理室25,26を形成し、それぞれの処理室
25,26に排気ガスを浄化することができる非導電性
の多孔質セラミックスから作製したフィルタ4を収容し
たデュアルタイプのものである。各処理室25,26の
入口通路27には切換バルブ17が配置され、切換バル
ブ17は処理室25,26の一方を開放し且つ他方を閉
鎖するように開閉を切り換えることができるように構成
されている。また、切換バルブ17には、閉鎖側の処理
室25又は26に少量の排気ガスを流すことができるリ
ーク孔21が形成されている。更に、この排気ガス処理
装置1において、各処理室25,26には各加熱ヒータ
22が排気ガスの流れに交差する方向に互いに非接触状
態に流れ方向に順次隔置状態にそれぞれ配置されてい
る。フィルタ4は、加熱ヒータ22の間を埋めるように
配置されている。加熱ヒータ22は、導電性接続部材1
5によって排気ガス流れ方向に上流側から下流側へ電気
的に直列に接続されている。各接続部材15は加熱ヒー
タ22そのものでもよく、その場合には、加熱ヒータ2
2は排気ガスの流れ方向に上流側から下流側へ1本のヒ
ータで構成され、図示のように、上流側から下流側へ順
次屈曲された状態に形成されることになる。また、ケー
シング20とフィルタ4との間には、排気ガスの熱エネ
ルギーが外部に放熱することを防止するため、断熱材1
9が配置されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of an exhaust gas treatment apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of an exhaust gas treatment device according to the present invention. In the exhaust gas treatment device 1, a casing 20 disposed in an exhaust system such as an exhaust passage 2 is divided into two by a partition plate 16 to form a pair of treatment chambers 25 and 26, and the treatment chambers 25 and 26 are provided in the respective treatment chambers 25 and 26. It is a dual type housing a filter 4 made of non-conductive porous ceramics capable of purifying exhaust gas. A switching valve 17 is arranged in the inlet passage 27 of each processing chamber 25, 26, and the switching valve 17 is configured so that it can be opened and closed so as to open one of the processing chambers 25 and 26 and close the other. ing. Further, the switching valve 17 is formed with a leak hole 21 through which a small amount of exhaust gas can flow into the processing chamber 25 or 26 on the closed side. Further, in the exhaust gas processing apparatus 1, the heaters 22 are respectively arranged in the processing chambers 25 and 26 in a non-contact state in a direction intersecting with the flow of the exhaust gas and in a sequentially spaced state in the flow direction. . The filter 4 is arranged so as to fill the space between the heaters 22. The heater 22 is the conductive connecting member 1
5 electrically connects in series in the exhaust gas flow direction from the upstream side to the downstream side. Each connecting member 15 may be the heater 22 itself, and in that case, the heater 2
2 is composed of one heater from the upstream side to the downstream side in the exhaust gas flow direction, and as shown in the drawing, is formed in a state in which the heater is sequentially bent from the upstream side to the downstream side. Further, between the casing 20 and the filter 4, in order to prevent the heat energy of the exhaust gas from being radiated to the outside, the heat insulating material 1
9 are arranged.

【0021】また、フィルタ4で捕集されるパティキュ
レートを燃焼させるため、加熱ヒータ22に通電する電
力を供給する電力供給手段を有している。電力供給手段
は、排気ガス処理装置1が使用される排気系によって異
なるが、排気ガス処理装置1が定置の設備に適用される
場合には、通常の電源を利用するか、又は、図1に示す
ような発電機6を持つターボチャージャ5を利用するこ
とができる。このターボチャージャ5は、一端に排気ガ
スエネルギーで駆動されるタービン7及び該タービン7
に一端を固定したシャフト11の他端にコンプレッサ8
を有していると共に、シャフト11に固定した高い磁力
を持った永久磁石9を用いてロータを形成し、該ロータ
の外周にステータとしての電磁コイルを配置して発電機
6を構成したものである。このような発電機6は、ブラ
シ等を有しておらず、ロータとステータとが非接触状態
であるので、大きい発電量を得ることができる。この場
合には、ターボチャージャ5は、必ずしもコンプレッサ
8を設ける必要は無く、発電機6のみを備えた発電ター
ビンに構成できるものである。更に、この排気ガス処理
装置1において、各処理室25,26の入口排気ガス圧
を検出する各圧力センサー13が設けられている。コン
トローラ10は、圧力センサー13の検出信号に応答し
て切換バルブ17の切換時間を制御すると共に各加熱ヒ
ータ22への電力の供給を制御するように構成されてい
る。
Further, in order to burn the particulates captured by the filter 4, there is provided a power supply means for supplying power to the heater 22. The power supply means varies depending on the exhaust system in which the exhaust gas treatment device 1 is used, but when the exhaust gas treatment device 1 is applied to stationary equipment, a normal power source is used or the power supply means shown in FIG. A turbocharger 5 with a generator 6 as shown can be used. This turbocharger 5 has a turbine 7 driven by exhaust gas energy at one end and the turbine 7
The shaft 8 is fixed at one end to the compressor 8 at the other end.
In addition, a permanent magnet 9 having a high magnetic force fixed to a shaft 11 is used to form a rotor, and an electromagnetic coil as a stator is arranged on the outer periphery of the rotor to form a generator 6. is there. Since such a generator 6 does not have a brush or the like and the rotor and the stator are in a non-contact state, a large amount of power generation can be obtained. In this case, the turbocharger 5 does not necessarily need to be provided with the compressor 8 and can be configured as a power generation turbine including only the generator 6. Further, in the exhaust gas processing device 1, each pressure sensor 13 that detects the inlet exhaust gas pressure of each processing chamber 25, 26 is provided. The controller 10 is configured to control the switching time of the switching valve 17 in response to the detection signal of the pressure sensor 13 and control the supply of electric power to each heater 22.

【0022】また、フィルタ4は、処理室25,26内
に多段に配置したブロックで構成し、各ブロック間に加
熱ヒータ22を配置するように構成してもよいが、1つ
のブロックに加熱ヒータ22を埋め込むように構成する
こともできる。フィルタ4は、非導電性の多孔質セラミ
ックスから作製され、例えば、酸化アルミニウムAl2
3 、チタン酸アルミニウムAl2 TiO5 、窒化ケイ
素Si3 4 、炭化ケイ素SiCから選ばれるセラミッ
クスであり、気孔率が実質的に40%〜50%以上であ
り、通孔径が20μm程度である気孔質焼結材を使用す
ることができる。このようなフィルタ4は、カーボン、
煤、HC等のパティキュレートを焼却するには十分な高
温強度を発揮でき、例えば、ディーゼルエンジンの排気
ガスに含まれる好ましくないカーボン等のパティキュレ
ートを十分に捕集することができる。また、フィルタ4
については、多孔質の隙間は大きい方が目詰まりが発生
せず、好ましいが、その作製方法は、例えば、ポリウレ
タンフォームを用いて該ポリウレタンフォームにセラミ
ック泥漿即ちスラリーを含浸させ、乾燥固化した後、こ
れを焼成してポリウレタンフォームを焼失することによ
って所望のサイズの多孔質のセラミックス即ち多孔体を
作製することができる。或いは、セラミックスの原料粉
末を混合してスラリーを作製し、該スラリーに樹脂粒子
を添加混合して乾燥固化した後、これを焼成して樹脂粒
子を焼失させ、所望のサイズの多孔質のセラミックス即
ち多孔体を作製することができる。
The filter 4 may be composed of blocks arranged in multiple stages in the processing chambers 25 and 26, and the heater 22 may be arranged between the blocks. It is also possible to embed 22. The filter 4 is made of a non-conductive porous ceramics, for example, aluminum oxide Al 2
It is a ceramic selected from O 3 , aluminum titanate Al 2 TiO 5 , silicon nitride Si 3 N 4 , and silicon carbide SiC, and has a porosity of substantially 40% to 50% or more and a pore diameter of about 20 μm. Porous sintered materials can be used. Such a filter 4 is made of carbon,
It can exhibit high-temperature strength sufficient to incinerate particulates such as soot and HC, and, for example, can sufficiently trap particulates such as undesired carbon contained in the exhaust gas of a diesel engine. Also, filter 4
With respect to the above, the larger the porous gap is, the more clogging does not occur, which is preferable, but the manufacturing method is, for example, after impregnating the polyurethane foam with ceramic slurry, that is, using polyurethane foam, and drying and solidifying, By firing this to burn off the polyurethane foam, a porous ceramic having a desired size, that is, a porous body can be produced. Alternatively, a raw material powder of ceramics is mixed to prepare a slurry, and resin particles are added and mixed to the slurry to be dried and solidified, and then this is burned to burn off the resin particles. A porous body can be produced.

【0023】加熱ヒータ22は、ケーシング20内に排
気ガスの流れ方向に長手方向に互いに隔置して非接触状
態で電気的に短絡しないように配置されている。加熱ヒ
ータ22には、排気ガス流れの上流側から下流側へ電流
を流し、加熱ヒータ22の各段毎に加熱して多孔質セラ
ミックスのフィルタ4の各段毎に温度上昇させることが
効率的である。また、加熱ヒータ22及び接続部材15
は、インコロイ等のNi−Cr系の耐熱金属で作製され
ているものである。また、加熱ヒータ22をNi−Cr
系の耐熱金属で作製すると、加熱ヒータ22に電気を流
すことによってヒータとしての機能を十分に果たすこと
ができると共に、フィルタ4を高温状態に十分に維持し
ておくことができる。更に、加熱ヒータ22の端部は、
隣接する端部同志が導電性の接続部材15によって電気
的に結線され、従って、加熱ヒータ22は電気的に直列
に接続されている。即ち、上下流に位置する加熱ヒータ
22は、一端部では接続部材15によって互いに電気的
に結線され、他端部では別の接続部材15によってそれ
ぞれ別の上下流に位置する加熱ヒータ22に互いに電気
的に結線されており、あたかも加熱ヒータ22は接続部
材15によって両端部で千鳥掛けに結線されている状態
に構成されている。
The heaters 22 are arranged in the casing 20 so as to be longitudinally spaced from each other in the flow direction of the exhaust gas so as not to electrically short-circuit in a non-contact state. It is efficient to apply a current to the heater 22 from the upstream side to the downstream side of the exhaust gas flow to heat each stage of the heater 22 to raise the temperature of each stage of the porous ceramic filter 4. is there. In addition, the heater 22 and the connecting member 15
Is made of a Ni-Cr heat resistant metal such as incoloy. Further, the heater 22 is set to Ni-Cr.
When the heat-resistant metal of the system is used, the function as a heater can be sufficiently fulfilled by supplying electricity to the heater 22, and the filter 4 can be sufficiently maintained in a high temperature state. Furthermore, the end of the heater 22 is
Adjacent ends are electrically connected by the conductive connecting member 15, and therefore the heaters 22 are electrically connected in series. That is, the heaters 22 located upstream and downstream are electrically connected to each other by the connecting member 15 at one end, and electrically connected to the heaters 22 located upstream and downstream by another connecting member 15 at the other end. The heaters 22 are connected in a zigzag manner at both ends by the connecting members 15.

【0024】この排気ガス処理装置1は、ケーシング2
0の内壁面がアルミナファイバー等の断熱材19で遮熱
されており、その内部に加熱ヒータ22が長手方向に多
数隔置して配置されている。従って、フィルタ4及び加
熱ヒータ22は共に外部に対して遮熱された構造であ
る。また、ケーシング20内のフィルタ4の温度を検出
するため、温度センサーを設けることもできる。加熱ヒ
ータ22には、発電機6からの電力を供給するため、ラ
イン14によってコントローラ10を通じて結線されて
いる。また、排気ガス処理装置1の上流側に送風装置
(図2の符号24)を設けることもできる。
This exhaust gas treatment device 1 has a casing 2
The inner wall surface of No. 0 is shielded by a heat insulating material 19 such as alumina fiber, and a large number of heaters 22 are arranged at intervals in the longitudinal direction inside thereof. Therefore, both the filter 4 and the heater 22 have a structure in which heat is shielded from the outside. A temperature sensor may be provided to detect the temperature of the filter 4 inside the casing 20. The heater 22 is connected to the heater 22 by the line 14 through the controller 10 in order to supply the electric power from the generator 6. Further, a blower device (reference numeral 24 in FIG. 2) may be provided on the upstream side of the exhaust gas treatment device 1.

【0025】この排気ガス処理装置1では、加熱ヒータ
22を常時通電し、加熱ヒータ22によってフィルタ4
を加熱してフィルタ4を赤熱させておけば、フィルタ4
で捕集されたカーボン、煤、HC等のパティキュレート
は直ちに焼却され、炭酸ガス等の気体になってフィルタ
4を通過して外部に放出され、フィルタ4内へのカーボ
ンの堆積現象は発生しない。従って、フィルタ4内での
カーボンの不均一な堆積及び不均一な燃焼は発生しない
ので、フィルタ4を構成するセラミックスに亀裂、クラ
ック等の焼損の発生を防止できる。また、フィルタ4へ
のカーボンの堆積、即ち、フィルタ4によってカーボン
が捕集されない時は、コントローラ10はスイッチを切
る制御を行なえばよい。
In this exhaust gas treatment apparatus 1, the heater 22 is constantly energized, and the heater 22 is used to filter the filter 4.
If the filter 4 is red-heated by heating the
Particulates of carbon, soot, HC, etc. collected in step 3 are immediately incinerated, become a gas such as carbon dioxide gas, pass through the filter 4, and are released to the outside, so that the carbon accumulation phenomenon in the filter 4 does not occur. . Therefore, non-uniform deposition and non-uniform combustion of carbon in the filter 4 do not occur, so that the ceramics constituting the filter 4 can be prevented from being burnt such as cracks and cracks. Further, when the carbon is deposited on the filter 4, that is, when the carbon is not collected by the filter 4, the controller 10 may perform control to turn off the switch.

【0026】フィルタ4を構成する多孔質セラミックス
としては、上記のサイズのものを使用すれば、排気ガス
はその細孔を通って排気されるが、その排気ガスに含ま
れるカーボン等のパティキュレートはフィルタ4で確実
に捕集することができる。即ち、フィルタ4の上流側の
入口通路27から排気ガスを流すことによって、排気ガ
スに含まれているカーボンはフィルタ4に捕集され、そ
こに堆積するが、排気ガスは加熱ヒータ22及びフィル
タ4を通過し、排気ガス処理装置1の出口18から外部
へ放出される。そして、フィルタ4に捕集されたカーボ
ン、煤、HC等のパティキュレートは、加熱ヒータ22
に電気を通すと、加熱ヒータ22自体はヒータとなり、
加熱ヒータ22の間に配置されたフィルタ4は加熱され
て赤熱するので、カーボンはそこで燃焼して炭酸ガスと
なり、該炭酸ガスは、同様に、フィルタ4及び加熱ヒー
タ22を通過して出口18から外部へ放出される。しか
も、加熱ヒータ22は、コントローラ10の指令でほと
んど常時通電されているので、カーボンは常に直ちに焼
却され、過剰なカーボンがフィルタ4内に堆積されるこ
とがなく、フィルタ自体が局部的に過熱されることはな
い。
If the above-mentioned size is used as the porous ceramics constituting the filter 4, the exhaust gas is exhausted through the pores, but the particulates such as carbon contained in the exhaust gas are It can be reliably collected by the filter 4. That is, by flowing the exhaust gas from the inlet passage 27 on the upstream side of the filter 4, the carbon contained in the exhaust gas is captured by the filter 4 and deposited there, but the exhaust gas is heated by the heater 22 and the filter 4. And is discharged to the outside from the outlet 18 of the exhaust gas treatment device 1. Then, the particulates such as carbon, soot, and HC collected by the filter 4 are heated by the heater 22.
When electricity is passed through, the heater 22 itself becomes a heater,
Since the filter 4 arranged between the heaters 22 is heated and becomes red hot, carbon is burned there to become carbon dioxide gas, and the carbon dioxide gas similarly passes through the filter 4 and the heater 22 from the outlet 18. It is released to the outside. Moreover, since the heater 22 is almost always energized by a command from the controller 10, the carbon is always incinerated immediately, and excess carbon is not deposited in the filter 4, and the filter itself is locally overheated. There is no such thing.

【0027】この排気ガス処理装置1は、上記のような
構成であり、次のように作動することができる。即ち、
例えば、12リットルの排気ガスがターボチャージャ5
のタービン7から排気され、排気通路2を通じて排気ガ
ス処理装置1に送り込まれる。排気ガスがターボチャー
ジャ5のタービン7を流れることによって、発電機6に
よって発電される。そして、コントローラ10の指令で
加熱ヒータ22に電流を流してフィルタ4を加熱すると
共に、アクチュエータ12を作動して切換バルブ17に
よって、例えば、処理室26側を閉鎖し、処理室25側
を開放する。殆どの排気ガス(例えば、11〜11.5
リットル)が処理室25側を流れ、処理室25内に配置
されたフィルタ4で排気ガスに含まれているカーボン、
煤、HC等のパティキュレートは捕集される。一方、処
理室26にはリーク孔21を通じて少量の排気ガス(例
えば、1〜0.5リットル)が流れているが、排気ガス
は少量でであるので、加熱ヒータ22によってフィルタ
4は直ちに赤熱される。それ故に、処理室26内のフィ
ルタ4で捕集されたカーボン、煤、HC等のパティキュ
レートは直ちに焼却され、ガスとなって出口18から排
気され、フィルタ4は浄化された状態になる。
The exhaust gas treatment device 1 is constructed as described above and can be operated as follows. That is,
For example, 12 liters of exhaust gas is turbocharged 5
The exhaust gas is exhausted from the turbine 7 and is sent to the exhaust gas processing device 1 through the exhaust passage 2. As the exhaust gas flows through the turbine 7 of the turbocharger 5, the power generator 6 generates electric power. Then, in response to a command from the controller 10, a current is passed through the heater 22 to heat the filter 4, and the actuator 12 is operated to close the processing chamber 26 side and open the processing chamber 25 side by the switching valve 17, for example. . Most exhaust gases (eg, 11-11.5)
Liter) flows through the processing chamber 25 side, and carbon contained in the exhaust gas in the filter 4 arranged in the processing chamber 25,
Particulates such as soot and HC are collected. On the other hand, although a small amount of exhaust gas (for example, 1 to 0.5 liters) flows through the leak hole 21 into the processing chamber 26, the amount of exhaust gas is small, and therefore the filter 4 is immediately red-heated by the heater 22. It Therefore, the particulates such as carbon, soot, HC, etc. collected by the filter 4 in the processing chamber 26 are immediately incinerated, become gas and are exhausted from the outlet 18, and the filter 4 is in a purified state.

【0028】処理室25内のフィルタ4は、加熱ヒータ
22によって温度上昇しているが、大量の排気ガスが流
れるので、高温にはなることが困難であり、フィルタ4
にはカーボン、煤、HC等のパティキュレートが堆積す
る状態となる。フィルタ4にパティキュレートが堆積す
れば、排気ガスの流れが抑制され、処理室25内の排気
ガス圧が上昇し、その排気ガス圧は圧力センサー13で
検出されているので、圧力センサー13の検出信号に応
答してコントローラ10は切換バルブ17を切り換える
指令を発する。或いは、タイマで切換バルブ17を切り
換える制御を行うこともでき、例えば、切換バルブ17
を20〜30分間で切り換えるように設定しておけば、
装置自体を簡単に構成することができる。アクチュエー
タ12が作動して切換バルブ17が切り換えられ、処理
室25は閉鎖されると共に、処理室26が開放される。
そこで、上記と同様の排気ガス処理が進行することにな
る。このような処理を繰り返すことによって、この排気
ガス処理装置1は、一方の処理室ではカーボン、煤、H
C等のパティキュレートを捕集する作用を果たし、他方
の処理室では捕集されたパティキュレートを焼却する作
用を果たし、常に一方のフィルタ4は浄化された状態に
あり、排気ガス処理を常に良好に行うことができる。
Although the temperature of the filter 4 in the processing chamber 25 is raised by the heater 22, it is difficult for the filter 4 to reach a high temperature because a large amount of exhaust gas flows.
In this state, particulates such as carbon, soot, and HC are deposited. If particulates are deposited on the filter 4, the flow of exhaust gas is suppressed and the exhaust gas pressure in the processing chamber 25 rises. Since the exhaust gas pressure is detected by the pressure sensor 13, the pressure sensor 13 detects it. In response to the signal, the controller 10 issues a command to switch the switching valve 17. Alternatively, control of switching the switching valve 17 with a timer may be performed.
If you set to switch in 20 to 30 minutes,
The device itself can be easily configured. The actuator 12 operates to switch the switching valve 17, the processing chamber 25 is closed, and the processing chamber 26 is opened.
Therefore, the same exhaust gas treatment as described above will proceed. By repeating such a treatment, the exhaust gas treatment device 1 is configured such that one of the treatment chambers is treated with carbon, soot, and H.
It plays the role of collecting particulates such as C, the function of burning the particulates collected in the other processing chamber, and the one filter 4 is always in a purified state, and the exhaust gas treatment is always good. Can be done.

【0029】次に、この発明による排気ガス処理装置を
ディーゼルエンジン等のエンジンに搭載した実施例を、
図2を参照して説明する。図2はこの発明による排気ガ
ス処理装置を組み込んだディーゼルエンジンの排気ガス
処理のシステムの一実施例を示す概略説明図である。こ
の排気ガス処理装置1は、自動車等の移動体に適用され
るディーゼルエンジンからの排気ガスを浄化するもので
ある。即ち、この排気ガス処理装置1は、ディーゼルエ
ンジン3の排気通路2に組み込まれたDPF(ディーゼ
ル・パティキュレート・フィルタ)であり、特に、ディ
ーゼルエンジン3から放出される排気ガスを排気通路2
中に配置され、排気ガスに含まれるカーボン、煤、HC
等のパティキュレートをフィルタ4で捕集し、捕集され
たパティキュレートを赤熱したフィルタ4内で焼却して
ガスにし、排気ガスを浄化するものである。ディーゼル
エンジン3には、ターボチャージャ5が排気マニホルド
23に接続されている。そして、排気通路2には、エン
ジン3から放出される排気ガスを浄化する排気ガス処理
装置1が組み込まれている。
Next, an embodiment in which the exhaust gas treatment device according to the present invention is mounted on an engine such as a diesel engine,
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a schematic explanatory view showing one embodiment of an exhaust gas treatment system for a diesel engine incorporating the exhaust gas treatment device according to the present invention. The exhaust gas treatment device 1 purifies exhaust gas from a diesel engine applied to a moving body such as an automobile. That is, the exhaust gas treatment device 1 is a DPF (diesel particulate filter) incorporated in the exhaust passage 2 of the diesel engine 3, and particularly exhaust gas discharged from the diesel engine 3 is exhausted through the exhaust passage 2
Carbon, soot, HC contained in exhaust gas
The particulates such as the above are collected by the filter 4, and the collected particulates are incinerated in the red-heated filter 4 to form a gas to purify the exhaust gas. A turbocharger 5 is connected to the exhaust manifold 23 of the diesel engine 3. An exhaust gas processing device 1 that purifies exhaust gas emitted from the engine 3 is incorporated in the exhaust passage 2.

【0030】この排気ガス処理装置1における電力供給
源としては、ターボチャージャ5に設けた発電・電動機
或いは発電・電動機で発電した電力を蓄電したバッテリ
ーを使用することができる。ターボチャージャ5に設け
た発電・電動機は、上記の発電機6と構造は同一である
ので、同一の符号を付して重複する説明は省略するが、
この場合の発電・電動機は、コントローラ10の指令で
エンジンの作動状態に応じて発電機又は電動機として機
能することができるものである。この実施例では、ディ
ーゼルエンジン3の排気ガスエネルギーで駆動されるタ
ーボチャージャ5に設けている発電・電動機のうち発電
機6を利用している。発電機6は、ターボチャージャ5
のタービン7が排気ガスエネルギーによって駆動される
ことによって発電するものである。加熱ヒータ22に電
力を送るためには、多量の電力が必要であるが、ターボ
チャージャ5のシャフト11上に永久磁石9から成る発
電機6で発電すれば、例えば、4〜8kwの電力が発生
し、しかも、この電力は排気ガスエネルギーから変換さ
れたものであるので、動力の損失はなく、効率良く加熱
ヒータ22に利用できる。
As a power supply source in the exhaust gas treatment apparatus 1, a power generator / motor provided in the turbocharger 5 or a battery storing the power generated by the power generator / motor can be used. Since the generator / motor provided in the turbocharger 5 has the same structure as the generator 6 described above, the same reference numerals are given and duplicate description will be omitted.
The generator / motor in this case can function as a generator or a motor according to the operating state of the engine according to a command from the controller 10. In this embodiment, the generator 6 of the generator / motor provided in the turbocharger 5 driven by the exhaust gas energy of the diesel engine 3 is used. Generator 6 is turbocharger 5
The turbine 7 is driven by exhaust gas energy to generate electric power. A large amount of electric power is required to send electric power to the heater 22. However, if electric power is generated by the generator 6 composed of the permanent magnet 9 on the shaft 11 of the turbocharger 5, for example, electric power of 4 to 8 kw is generated. Moreover, since this electric power is converted from the exhaust gas energy, there is no power loss and the heater 22 can be efficiently used.

【0031】この排気ガス処理装置1において、フィル
タ4に過剰にカーボン、煤、HC等のパティキュレート
が堆積すると、フィルタ4が過熱するので、圧力センサ
ー13で処理室25,26内の排気ガス圧を監視すると
共に、場合によっては、フィルタ4の温度を監視しなが
ら、加熱ヒータ22へ電力供給量を制御することができ
る。即ち、圧力センサー13からの検出信号はコントロ
ーラ10に入力され、コントローラ10は圧力検出信号
に応答して加熱ヒータ22へ電力供給量を制御すると共
に、送風装置24の駆動を制御して排気ガス処理装置1
に送り込む空気量を制御することができる。例えば、エ
ンジンの負荷の高い時は、排気ガス中に含まれるカーボ
ン等のパティキュレートの量も多く、排気ガスの温度も
高くなる。また、エンジンの高負荷の作動状態では、タ
ーボチャージャ5の発電機6が発電する電力も大きくな
るので、その電力の一部を供給すれば、フィルタ4に捕
集されたパティキュレートは燃焼して炭酸ガス、蒸気等
のガスになる。
In this exhaust gas treatment apparatus 1, if excessive particulates such as carbon, soot, HC, etc. are deposited on the filter 4, the filter 4 will be overheated, so the pressure sensor 13 causes the exhaust gas pressure in the processing chambers 25, 26 to rise. It is possible to control the amount of electric power supplied to the heater 22 while monitoring the temperature of the filter 4 in some cases. That is, the detection signal from the pressure sensor 13 is input to the controller 10, and the controller 10 controls the power supply amount to the heater 22 in response to the pressure detection signal and also controls the drive of the blower 24 to control the exhaust gas. Device 1
It is possible to control the amount of air delivered to the. For example, when the load of the engine is high, the amount of particulates such as carbon contained in the exhaust gas is large and the temperature of the exhaust gas is high. In addition, since the electric power generated by the generator 6 of the turbocharger 5 becomes large when the engine is operating under a high load, if a part of the electric power is supplied, the particulates collected by the filter 4 will burn. It becomes a gas such as carbon dioxide and steam.

【0032】[0032]

【発明の効果】この発明による排気ガス処理装置は、上
記のように構成されており、次のような効果を有する。
即ち、この排気ガス処理装置は、仕切板で2つの処理室
に分割され、各処理室への排気ガスの流れを切換バルブ
で切り換えて、一方の処理室に多量の排気ガスを流し、
他方の処理室に少量の排気ガスを流すように制御され
る。少量の排気ガスが流れている方のフィルタは加熱ヒ
ータによって迅速に高温になり、捕集されたカーボン、
煤、HC等のパティキュレートは迅速に焼却処理され
る。パティキュレートが焼却処理された状態で、前記切
換バルブを切り換えて他方の前記処理室の前記フィルタ
に捕集されたパティキュレートを焼却処理する。このよ
うな前記切換バルブをタイマ又は圧力センサー等の検出
信号に応答して繰り返して切換作動し、前記フィルタを
効率的に常に浄化することができる。前記加熱ヒータは
連続したヒータを構成でき、前記加熱ヒータによって前
記フィルタは常時又は間歇に加熱され、前記フィルタで
捕集されたカーボン等のパティキュレートは直ちに燃焼
し、炭酸ガス、蒸気等のガスになってフィルタを通過し
て放出される。従って、前記フィルタ内にはパティキュ
レートが過剰に堆積することがなく、前記フィルタには
局部的な高温部分が発生せず、前記フィルタは亀裂、焼
損等の破損が発生することがなく、前記フィルタの信頼
性、耐久性を向上できる。
The exhaust gas treatment device according to the present invention is constructed as described above and has the following effects.
That is, this exhaust gas processing device is divided into two processing chambers by a partition plate, the flow of exhaust gas to each processing chamber is switched by a switching valve, and a large amount of exhaust gas is flowed to one processing chamber.
It is controlled to flow a small amount of exhaust gas into the other processing chamber. The filter in which a small amount of exhaust gas is flowing is quickly heated to a high temperature by the heater, and the collected carbon,
Particulates such as soot and HC are quickly incinerated. With the particulates incinerated, the switching valve is switched to incinerate the particulates collected by the filter in the other processing chamber. Such a switching valve can be repeatedly switched in response to a detection signal from a timer, a pressure sensor, or the like, and the filter can be efficiently and constantly cleaned. The heating heater can constitute a continuous heater, the filter is constantly or intermittently heated by the heating heater, and the particulates such as carbon captured by the filter are immediately burned to carbon dioxide gas, gas such as steam. It passes through the filter and is emitted. Therefore, particulates are not excessively deposited in the filter, a local high temperature portion is not generated in the filter, and the filter is free from damage such as cracks and burnout. The reliability and durability of can be improved.

【0033】また、この排気ガス処理装置において、電
力供給手段として、エンジンの排気ガスエネルギーで駆
動されるターボチャージャの作動によって発電する発電
機を利用できるので、前記加熱ヒータに通電するため多
量の電力が必要であるが、前記加熱ヒータに供給される
電力はターボチャージャに設けた発電機を使用し、排気
ガスエネルギーで発電される電力であり、電力が不足し
てフィルタの濾過機能を低下させることがなく、エンジ
ンの動力損失になることはない。しかも、前記加熱ヒー
タに常時電流を流すことができる電力を有しているの
で、前記フィルタは常時加熱されており、前記フィルタ
に過剰なパティキュレートが堆積されることがなく、前
記フィルタが目詰まりすることがなく、局部的に高温部
が発生することもなく、前記フィルタのセラミックスが
焼損、破損することがない。
Further, in this exhaust gas treatment device, since a generator for generating power by the operation of the turbocharger driven by the exhaust gas energy of the engine can be used as a power supply means, a large amount of electric power is supplied to energize the heating heater. However, the electric power supplied to the heating heater is the electric power generated by the exhaust gas energy using the generator installed in the turbocharger, and the electric power is insufficient to deteriorate the filtering function of the filter. There is no loss of power to the engine. Moreover, since the heating heater has the electric power capable of constantly flowing the electric current, the filter is constantly heated, and the filter is not clogged with the excessive particulates. Does not occur, a high temperature part is not locally generated, and the ceramics of the filter is not burned or damaged.

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

【図1】この発明による排気ガス処理装置の一実施例を
示す概略説明図である。
FIG. 1 is a schematic explanatory view showing an embodiment of an exhaust gas treatment device according to the present invention.

【図2】この発明による排気ガス処理装置を組み込んだ
ディーゼルエンジンの排気ガス処理のシステムの一実施
例を示す概略説明図である。
FIG. 2 is a schematic explanatory diagram showing an embodiment of an exhaust gas treatment system for a diesel engine incorporating the exhaust gas treatment device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 排気ガス処理装置 2 排気通路(排気系) 3 ディーゼルエンジン(エンジン) 4 フィルタ 5 ターボチャージャ 6 発電機 10 コントローラ 12 アクチュエータ 13 圧力センサー 15 接続部材 16 仕切板 17 切換バルブ 19 断熱材 20 ケーシング 21 リーク孔 22 加熱ヒータ 25,26 処理室 1 Exhaust Gas Treatment Device 2 Exhaust Passage (Exhaust System) 3 Diesel Engine (Engine) 4 Filter 5 Turbocharger 6 Generator 10 Controller 12 Actuator 13 Pressure Sensor 15 Connection Member 16 Partition Plate 17 Switching Valve 19 Insulation Material 20 Casing 21 Leak Hole 22 heating heater 25, 26 processing chamber

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/02 301 D Continuation of front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Office reference number FI technical display area F01N 3/02 301 D

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系に配置されたケーシング内を仕切
板で二分割して形成した一対の処理室、該各処理室の入
口を開閉し且つ閉鎖側の前記処理室へ少量の排気ガスを
流すことができるリーク孔を備えた切換バルブ、前記各
処理室に排気ガス流れ方向に順次積層された非導電性の
多孔質セラミックスから作製した各フィルタ、該各フィ
ルタに対して排気ガス流れに交差する方向に伸びて互い
に非接触状態に電気的に直列に順次隔置状態に配置され
た各加熱ヒータ、及び前記各加熱ヒータに通電する電力
を供給する電力供給手段を有することを特徴とする排気
ガス処理装置。
1. A pair of processing chambers formed by dividing the inside of a casing arranged in an exhaust system by a partition plate, opening and closing the inlet of each processing chamber, and supplying a small amount of exhaust gas to the processing chambers on the closed side. A switching valve having a leak hole capable of flowing, filters made of non-conductive porous ceramics sequentially stacked in the processing chamber in the exhaust gas flow direction, and crossing the exhaust gas flow with respect to each filter The exhaust gas having a plurality of heating heaters that extend in the direction of rotation and that are electrically arranged in series in a non-contact state and are sequentially spaced apart from each other, and a power supply unit that supplies electric power to the heating heaters. Gas treatment equipment.
【請求項2】 前記電力供給手段はエンジンの排気ガス
エネルギーで駆動されるターボチャージャの作動によっ
て発電する発電機で構成したことを特徴とする請求項1
に記載の排気ガス処理装置。
2. The power supply means comprises a generator that generates power by operating a turbocharger driven by exhaust gas energy of the engine.
The exhaust gas treatment device according to.
【請求項3】 前記ケーシングと前記フィルタとの間に
は断熱材が配置されていることを特徴とする請求項1に
記載の排気ガス処理装置。
3. The exhaust gas treatment device according to claim 1, wherein a heat insulating material is arranged between the casing and the filter.
【請求項4】 前記切換バルブはタイマで所定の設定期
間後に切り換えられることを特徴とする請求項1に記載
の排気ガス処理装置。
4. The exhaust gas treatment apparatus according to claim 1, wherein the switching valve is switched by a timer after a predetermined set period.
【請求項5】 前記各処理室内の排気ガス圧を検出する
各圧力センサー、及び該各圧力センサーの検出信号に応
答して前記切換バルブの切換時間を制御すると共に前記
各加熱ヒータへの電力の供給を制御するコントローラを
有することを特徴とする請求項1に記載の排気ガス処理
装置。
5. A pressure sensor for detecting an exhaust gas pressure in each processing chamber, and a switching time of the switching valve in response to a detection signal of the pressure sensor, and an electric power to be supplied to each heating heater. The exhaust gas treatment device according to claim 1, further comprising a controller that controls supply.
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