JPH06257422A - ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ - Google Patents
ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップInfo
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 低圧力損失で捕集効率が良く、燃焼再生に要
する電力量も少なくて済むディーゼルエンジン用のパテ
ィキュレートトラップを提供する。 【構成】 排気系の途中に設置される容器内にヒータ付
きフィルターエレメント１０を装着する。そのエレメン
ト１０は、フィルタの対向面間（図はフィルタ１と２の
間）に電気ヒータ３を挟み込んだ構造にする。そのた
め、フィルタの表面積を大きくとることができ、また、
ヒータ３による加熱効率も高まって首記の目的が達成さ
れる。
する電力量も少なくて済むディーゼルエンジン用のパテ
ィキュレートトラップを提供する。 【構成】 排気系の途中に設置される容器内にヒータ付
きフィルターエレメント１０を装着する。そのエレメン
ト１０は、フィルタの対向面間（図はフィルタ１と２の
間）に電気ヒータ３を挟み込んだ構造にする。そのた
め、フィルタの表面積を大きくとることができ、また、
ヒータ３による加熱効率も高まって首記の目的が達成さ
れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの排
気ガス中のカーボン等の微粒子（パティキュレート）を
捕集・除去するためのパティキュレートトラップに関す
る。
気ガス中のカーボン等の微粒子（パティキュレート）を
捕集・除去するためのパティキュレートトラップに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】自動車の排気ガスは、大気汚染の大きな
原因の一つで、排気ガスに含まれる有害成分を除去する
技術は極めて重要である。
原因の一つで、排気ガスに含まれる有害成分を除去する
技術は極めて重要である。
【０００３】特にディーゼルエンジン車においては、主
にＮＯｘとカーボンを主体とする微粒子（パティキュレ
ート）の除去が重要な課題である。
にＮＯｘとカーボンを主体とする微粒子（パティキュレ
ート）の除去が重要な課題である。
【０００４】これらの有害成分を除去するために、ＥＧ
Ｒをかけたり、燃料噴射系の改善を行ったり、エンジン
側での努力も行われているが、抜本的な決め手がなく、
排気通路に排気トラップを設置し、パティキュレートを
トラップによって捕集し、後処理により除去することが
提案されている（特開昭５８−５１２３５号公報等）。
現在まで、この後処理法が最も実用的であると考えら
れ、検討が続けられている。
Ｒをかけたり、燃料噴射系の改善を行ったり、エンジン
側での努力も行われているが、抜本的な決め手がなく、
排気通路に排気トラップを設置し、パティキュレートを
トラップによって捕集し、後処理により除去することが
提案されている（特開昭５８−５１２３５号公報等）。
現在まで、この後処理法が最も実用的であると考えら
れ、検討が続けられている。
【０００５】ところで、ディーゼルエンジン排気に含ま
れるパティキュレートを捕集するためのパティキュレー
トトラップとしては、使用される条件から、次のような
性能を満足する必要がある。
れるパティキュレートを捕集するためのパティキュレー
トトラップとしては、使用される条件から、次のような
性能を満足する必要がある。
【０００６】 捕集性能 先ず第１に排気ガスの清浄度を満足させるだけの、パテ
ィキュレートの捕集効率をもっていることが必要であ
る。パティキュレート排出量は、ディーゼルエンジンの
排気量や負荷等により変化するが、ディーゼルエンジン
からの排出量の平均６０％以上を捕集できることが必要
であると言われている。
ィキュレートの捕集効率をもっていることが必要であ
る。パティキュレート排出量は、ディーゼルエンジンの
排気量や負荷等により変化するが、ディーゼルエンジン
からの排出量の平均６０％以上を捕集できることが必要
であると言われている。
【０００７】 圧損 第２には、排気ガスに対する圧力損失が小さいことであ
る。パティキュレートが捕集されるに従って、トラップ
をエンジン排気が通過するときの圧力損失が大きくなっ
て、エンジンに背圧がかかり悪影響をもたらす。このた
め、通常捕集後の圧力損失を３０ＫＰａ以下に抑える必
要があるといわれている。したがって、パティキュレー
トトラップは初期圧力損失が小さいことはもちろん、排
気ガスを通過させパティキュレートが捕集されても圧力
損失が上がりにくいことが必要とされる。
る。パティキュレートが捕集されるに従って、トラップ
をエンジン排気が通過するときの圧力損失が大きくなっ
て、エンジンに背圧がかかり悪影響をもたらす。このた
め、通常捕集後の圧力損失を３０ＫＰａ以下に抑える必
要があるといわれている。したがって、パティキュレー
トトラップは初期圧力損失が小さいことはもちろん、排
気ガスを通過させパティキュレートが捕集されても圧力
損失が上がりにくいことが必要とされる。
【０００８】 再生 第３には、低エネルギーでの再生が可能なことである。
パティキュレートトラップはパティキュレート捕集後、
それを燃焼し再生することによって繰り返し使用する必
要がある。再生方法としては軽油バーナを利用した再生
方法なども検討されているが、安全性や制御のし易さと
言った点を考慮すると、現在のところ電気ヒータを用い
た再生方法が最も有望であると言われている。しかしこ
の場合、車に搭載されるバッテリの能力に限界があるた
め、なるべく低い電力量で再生を可能にする必要があ
る。
パティキュレートトラップはパティキュレート捕集後、
それを燃焼し再生することによって繰り返し使用する必
要がある。再生方法としては軽油バーナを利用した再生
方法なども検討されているが、安全性や制御のし易さと
言った点を考慮すると、現在のところ電気ヒータを用い
た再生方法が最も有望であると言われている。しかしこ
の場合、車に搭載されるバッテリの能力に限界があるた
め、なるべく低い電力量で再生を可能にする必要があ
る。
【０００９】従来、上記の要件を満足するフィルタエレ
メント材料として、コーディエライトセラミックスのウ
ォールフロー式のハニカム状多孔体が最も実用に近いと
考えられてきた。しかしながら、この方式では、パティ
キュレートが局所にたまりやすく、また、コーディエラ
イトセラミックスは熱伝導率が小さいため、再生時にヒ
ートスポットができやすく、フィルタが溶損したり、熱
応力によってクラックを生じたりすることがあり、信頼
性が確保できなかった。
メント材料として、コーディエライトセラミックスのウ
ォールフロー式のハニカム状多孔体が最も実用に近いと
考えられてきた。しかしながら、この方式では、パティ
キュレートが局所にたまりやすく、また、コーディエラ
イトセラミックスは熱伝導率が小さいため、再生時にヒ
ートスポットができやすく、フィルタが溶損したり、熱
応力によってクラックを生じたりすることがあり、信頼
性が確保できなかった。
【００１０】そこで、再生時にクラック等の発生がなく
信頼性の高い金属性トラップやセラミックスファイバー
をキャンドル状に形成したセラミックスファイバートラ
ップが現在注目されている。
信頼性の高い金属性トラップやセラミックスファイバー
をキャンドル状に形成したセラミックスファイバートラ
ップが現在注目されている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】金属性トラップやセラ
ミックスファイバートラップはその構造上、コーディエ
ライトフィルタほど排気ガスが流入できる表面積（濾過
面積）を大きくとることができない。そのため、高い捕
集効率を得るようにフィルタ設計を行うと、パティキュ
レートがフィルタ表面にばかり捕集されて目づまりを起
こし、その結果、圧損が急激に上昇しフィルタ寿命が短
いという問題があった。
ミックスファイバートラップはその構造上、コーディエ
ライトフィルタほど排気ガスが流入できる表面積（濾過
面積）を大きくとることができない。そのため、高い捕
集効率を得るようにフィルタ設計を行うと、パティキュ
レートがフィルタ表面にばかり捕集されて目づまりを起
こし、その結果、圧損が急激に上昇しフィルタ寿命が短
いという問題があった。
【００１２】また、再生に関しても不利な面がある。即
ち、コーディエライトがパティキュレート燃焼時の自己
発熱を利用した燃焼伝播によって少ない電力量で効率よ
く再生を行うことができるのに対し、金属性トラップや
セラミックファイバートラップはコーディエライトほど
多量にパティキュレートを捕集できず、パティキュレー
トの燃焼熱が小さいため、電気ヒータから発生される熱
のみで再生を行わなければならない。その結果、電気ヒ
ータで使用される電力量が大きくなってしまうという問
題があった。
ち、コーディエライトがパティキュレート燃焼時の自己
発熱を利用した燃焼伝播によって少ない電力量で効率よ
く再生を行うことができるのに対し、金属性トラップや
セラミックファイバートラップはコーディエライトほど
多量にパティキュレートを捕集できず、パティキュレー
トの燃焼熱が小さいため、電気ヒータから発生される熱
のみで再生を行わなければならない。その結果、電気ヒ
ータで使用される電力量が大きくなってしまうという問
題があった。
【００１３】本発明は、これ等の問題点を無くすことを
課題としている。
課題としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明においては、パティキュレート燃焼再生用の
電気ヒータをフィルタエレメントの対向した面間に挟み
込む構造を採用する。
め、本発明においては、パティキュレート燃焼再生用の
電気ヒータをフィルタエレメントの対向した面間に挟み
込む構造を採用する。
【００１５】なお、フィルタエレメントとヒータとの間
の離反距離は２０mm以下が望ましい。
の離反距離は２０mm以下が望ましい。
【００１６】また、使用するフィルタエレメントは、差
圧寿命の更なる延長を計り、なおかつ、フィルタ重量を
軽くし熱容量を下げて一層短時間での再生を可能ならし
めるために、孔径に差のあるフィルタ材料を孔径の大き
いものほど排気ガス流入側にあるように組合わせたもの
が望ましい。
圧寿命の更なる延長を計り、なおかつ、フィルタ重量を
軽くし熱容量を下げて一層短時間での再生を可能ならし
めるために、孔径に差のあるフィルタ材料を孔径の大き
いものほど排気ガス流入側にあるように組合わせたもの
が望ましい。
【００１７】使用するフィルタ材料は、金属製の３次元
網状構造多孔体、金属不織布、或いは、金属製３次元網
状構造多孔体の孔にセラミックスや金属を充填して多孔
体の孔径を小さくした材料が好ましい。
網状構造多孔体、金属不織布、或いは、金属製３次元網
状構造多孔体の孔にセラミックスや金属を充填して多孔
体の孔径を小さくした材料が好ましい。
【００１８】これ等のフィルタ材料を、実質孔径の大き
いものほど排気ガス流入側にあるように組み合わせる場
合の組み合わせパターンは、３次元網状構造体をＡ、金
属不織布をＢ、３次元網状構造体の穴径をセラミックス
や金属の充填で小さくしたものをＣとすると、（１）Ａ
同士、（２）Ｂ同士、（３）Ｃ同士、（４）Ａ＋Ｂ、
（５）Ａ＋Ｃ、（６）Ｂ＋Ｃ、（７）Ａ＋Ｂ＋Ｃの７つ
が考えられる。
いものほど排気ガス流入側にあるように組み合わせる場
合の組み合わせパターンは、３次元網状構造体をＡ、金
属不織布をＢ、３次元網状構造体の穴径をセラミックス
や金属の充填で小さくしたものをＣとすると、（１）Ａ
同士、（２）Ｂ同士、（３）Ｃ同士、（４）Ａ＋Ｂ、
（５）Ａ＋Ｃ、（６）Ｂ＋Ｃ、（７）Ａ＋Ｂ＋Ｃの７つ
が考えられる。
【００１９】
【作用】上述したように、パティキュレート燃焼再生用
の電気ヒータをフィルタエレメントの対向した面間に挿
入すると、排気ガスが流入できるフィルタ表面積（濾過
面積）をこれまでのキャンドル構造よりも大きくとるこ
とができ、差圧寿命を延ばすことができる。
の電気ヒータをフィルタエレメントの対向した面間に挿
入すると、排気ガスが流入できるフィルタ表面積（濾過
面積）をこれまでのキャンドル構造よりも大きくとるこ
とができ、差圧寿命を延ばすことができる。
【００２０】また、この構造によれば電気ヒータからの
熱がフィルタの面間の狭い空間に閉じ込められるように
なり、捕集されたパティキュレートが効率良く加熱され
るため再生に必要な電気ヒータの消費電力も少なくて済
む。
熱がフィルタの面間の狭い空間に閉じ込められるように
なり、捕集されたパティキュレートが効率良く加熱され
るため再生に必要な電気ヒータの消費電力も少なくて済
む。
【００２１】このほか、フィルタエレメントの孔径を排
気ガスの流入側から流出側に向けて徐々に小さくする構
造にすると、フィルタの厚み方向の全域でパティキュレ
ートが平均的に捕集されて目詰まりが起こり難く、これ
により、差圧寿命の延長、フィルタの軽量化による再生
時間の短縮、及びこの短縮による低消費電力化を更に増
進することができる。
気ガスの流入側から流出側に向けて徐々に小さくする構
造にすると、フィルタの厚み方向の全域でパティキュレ
ートが平均的に捕集されて目詰まりが起こり難く、これ
により、差圧寿命の延長、フィルタの軽量化による再生
時間の短縮、及びこの短縮による低消費電力化を更に増
進することができる。
【００２２】
【実施例】以下に、本発明の実施例について述べる。
【００２３】図１に実験装置を示す。この装置は、３４
００ｃｃ、４気筒の直噴射式のディーゼルエンジン車と
シャシダイナモメータとダイリューショントンネルから
なる。
００ｃｃ、４気筒の直噴射式のディーゼルエンジン車と
シャシダイナモメータとダイリューショントンネルから
なる。
【００２４】図２は本発明のディーゼルエンジン用パテ
ィキュレートトラップの一具体例である。このパティキ
ュレートトラップは、異径の筒状のフィルタ１、２を同
心的に組合わせてそれ等の間に電気ヒータ３を配置し、
このヒータ付きフィルタエレメント１０を図１に示す容
器１１中に装着して構成される。図３は図２のヒータ付
きフィルタエレメント１０の断面図である。排気ガスは
フィルタ１、２間に導入され、各フィルタを通過してフ
ィルタ１の外側とフィルタ２の内側に流れる。このガス
の流れを作るために、ガス流入側と反対側の端面はガス
ケットを介在させて鉄板４でシールしてある。
ィキュレートトラップの一具体例である。このパティキ
ュレートトラップは、異径の筒状のフィルタ１、２を同
心的に組合わせてそれ等の間に電気ヒータ３を配置し、
このヒータ付きフィルタエレメント１０を図１に示す容
器１１中に装着して構成される。図３は図２のヒータ付
きフィルタエレメント１０の断面図である。排気ガスは
フィルタ１、２間に導入され、各フィルタを通過してフ
ィルタ１の外側とフィルタ２の内側に流れる。このガス
の流れを作るために、ガス流入側と反対側の端面はガス
ケットを介在させて鉄板４でシールしてある。
【００２５】フィルタエレメントとしては住友電気工業
（株）製のＮｉ基３次元網状構造多孔体（商品名：セル
メット）をＮｉ−Ｃｒ化した筒体を用いた。ヒータ３は
パンチングメタルの筒体に直径４mmのシースヒータを巻
付けた構造にしてある。
（株）製のＮｉ基３次元網状構造多孔体（商品名：セル
メット）をＮｉ−Ｃｒ化した筒体を用いた。ヒータ３は
パンチングメタルの筒体に直径４mmのシースヒータを巻
付けた構造にしてある。
【００２６】実験は図２に示すヒータ付きフィルタエレ
メント１０を容器内に７セット装着したパティキュレー
トトラップ（試料Ａ）を用いて実施した。
メント１０を容器内に７セット装着したパティキュレー
トトラップ（試料Ａ）を用いて実施した。
【００２７】また、比較のために、通常の金属性トラッ
プやセラミックファイバートラップで採用されている図
６の筒体構造のトラップ（試料Ｂ）についても実験を行
った。この試料Ｂは試料Ａと同一材質のフィルタ１２中
に９０°ピッチでシースヒータ１３を４本取付けたもの
を容器内に７本装着してある。
プやセラミックファイバートラップで採用されている図
６の筒体構造のトラップ（試料Ｂ）についても実験を行
った。この試料Ｂは試料Ａと同一材質のフィルタ１２中
に９０°ピッチでシースヒータ１３を４本取付けたもの
を容器内に７本装着してある。
【００２８】試料Ａ、Ｂの寸法等の詳細を表１にまとめ
て示す。
て示す。
【００２９】
【表１】
【００３０】同表の品番は単位面積当りのセル数（空孔
数）を示しており、♯７はそのセルが１平方インチ当り
５０〜７０個存在する。
数）を示しており、♯７はそのセルが１平方インチ当り
５０〜７０個存在する。
【００３１】実験結果を図７〜図８に示す。捕集性能と
して堆積ＰＭ量（微粒子量）に対する差圧、及び捕集効
率の変化を、再生性能としてヒータ電力印加による差圧
回復率を表している。これ等の結果から、本発明のパテ
ィキュレートトラップ（試料Ａ）は差圧寿命が延び、再
生に要する電力量も少なくて済むことが良く判る。
して堆積ＰＭ量（微粒子量）に対する差圧、及び捕集効
率の変化を、再生性能としてヒータ電力印加による差圧
回復率を表している。これ等の結果から、本発明のパテ
ィキュレートトラップ（試料Ａ）は差圧寿命が延び、再
生に要する電力量も少なくて済むことが良く判る。
【００３２】なお、ヒータ３は、フィルタ表面の全域を
平均して加熱するため、シースヒータでパンチングメタ
ルを加熱してここからの放射熱を利用するようにした
が、加熱の媒体はバンチングメタルに限定されない。エ
キスパンドメタルや通常の金網や多孔質金属等であって
もよい。
平均して加熱するため、シースヒータでパンチングメタ
ルを加熱してここからの放射熱を利用するようにした
が、加熱の媒体はバンチングメタルに限定されない。エ
キスパンドメタルや通常の金網や多孔質金属等であって
もよい。
【００３３】また、加熱の媒体を用いて面状ヒータにす
ることは均一加熱の面で好ましいことであるが、面状ヒ
ータであることは必須ではない。棒状シースヒータを対
向面間に挿入してもよい。さらに、このヒータ３はフィ
ルタの対向面のいずれか一方もしくは双方に接触してい
てもよい。要は排気ガスの流れを阻害しない形で対向面
間にヒータを配置しておけばよい。
ることは均一加熱の面で好ましいことであるが、面状ヒ
ータであることは必須ではない。棒状シースヒータを対
向面間に挿入してもよい。さらに、このヒータ３はフィ
ルタの対向面のいずれか一方もしくは双方に接触してい
てもよい。要は排気ガスの流れを阻害しない形で対向面
間にヒータを配置しておけばよい。
【００３４】次に、本発明の第２実施例について説明す
る。ここで用いた実験装置も３４００ｃｃ、４気筒の直
噴射式ディーゼルエンジン車、シャシダイナモメータ及
びダイリューショントンネルから成る図１の装置であ
る。
る。ここで用いた実験装置も３４００ｃｃ、４気筒の直
噴射式ディーゼルエンジン車、シャシダイナモメータ及
びダイリューショントンネルから成る図１の装置であ
る。
【００３５】第２実施例のパティキュレートトラップ
（試料Ｃ）も図２に示す構造のフィルタエレメント（そ
の断面は図３と同じ）を採用した。このフィルタエレメ
ントとして、ここでは金属繊維の不織布を筒体に加工し
たものを使用した。金属不織布の材質はＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ合金としたが、材質を限定するものではない。
（試料Ｃ）も図２に示す構造のフィルタエレメント（そ
の断面は図３と同じ）を採用した。このフィルタエレメ
ントとして、ここでは金属繊維の不織布を筒体に加工し
たものを使用した。金属不織布の材質はＦｅ−Ｃｒ−Ａ
ｌ合金としたが、材質を限定するものではない。
【００３６】ヒータ３は、インコネル薄板を打ち抜き、
抵抗調整を行って筒状に加工し、これを直接通電により
発熱させるようにした。このヒータの材質も勿論インコ
ネルに限定されるものではない。
抵抗調整を行って筒状に加工し、これを直接通電により
発熱させるようにした。このヒータの材質も勿論インコ
ネルに限定されるものではない。
【００３７】実験は、金属不織布のフィルタ１、２とイ
ンコネルの筒状ヒータ３を同心配置にした上述のフィル
タエレメントを容器内に７セット装着して行った。
ンコネルの筒状ヒータ３を同心配置にした上述のフィル
タエレメントを容器内に７セット装着して行った。
【００３８】また、比較のため、通常の金属性トラップ
やセラミックスファイバートラップで採用されている図
６の筒体構造のトラップ（試料Ｄ）についても実験を行
った。この試料Ｄは金属不織布の筒体のフィルタ１２中
に棒状のヒータ１３を図のように４本取付けてある。こ
のフィルタエレメントを容器中に７本装着して比較試料
とした。
やセラミックスファイバートラップで採用されている図
６の筒体構造のトラップ（試料Ｄ）についても実験を行
った。この試料Ｄは金属不織布の筒体のフィルタ１２中
に棒状のヒータ１３を図のように４本取付けてある。こ
のフィルタエレメントを容器中に７本装着して比較試料
とした。
【００３９】試料Ｃ、Ｄについての寸法等に関する諸元
を表２に示す。
を表２に示す。
【００４０】
【表２】
【００４１】実験結果を図１０〜図１２に示す。捕集性
能として堆積ＰＭ量に対する差圧、捕集効率の変化を、
再生性能としてヒータ電力印加による差圧回復率をあら
わしている。結果から明らかなように、本発明による試
料Ｃは差圧寿命が延び、再生に要する電力量を少なくて
すむことが判る。
能として堆積ＰＭ量に対する差圧、捕集効率の変化を、
再生性能としてヒータ電力印加による差圧回復率をあら
わしている。結果から明らかなように、本発明による試
料Ｃは差圧寿命が延び、再生に要する電力量を少なくて
すむことが判る。
【００４２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。
る。
【００４３】ここで用いた実験装置も３４００cc、４気
筒の直噴射式のディーゼルエンジン車、シャシダイナモ
及びダイリューショントンネルから成る図１の装置であ
る。
筒の直噴射式のディーゼルエンジン車、シャシダイナモ
及びダイリューショントンネルから成る図１の装置であ
る。
【００４４】第３実施例のパティキュレートトラップ
（試料Ｅ）は図４に模式的に示す構造のフィルタエレメ
ント（断面を図５に示す）１０を採用した。このフィル
タエレメントは、帯状のフィルタを折り返して作成した
並行平板フィルタ２１と、その間に位置する板状ヒータ
２３からなっている。図５に示す様に、排気ガスは並行
平板フィルタ２１の隙間に導入され、フィルタの壁を通
過し流れるように側面部は鉄板（図示せず）でシールさ
れている。
（試料Ｅ）は図４に模式的に示す構造のフィルタエレメ
ント（断面を図５に示す）１０を採用した。このフィル
タエレメントは、帯状のフィルタを折り返して作成した
並行平板フィルタ２１と、その間に位置する板状ヒータ
２３からなっている。図５に示す様に、排気ガスは並行
平板フィルタ２１の隙間に導入され、フィルタの壁を通
過し流れるように側面部は鉄板（図示せず）でシールさ
れている。
【００４５】第３実施例のパティキュレートトラップに
採用した図示のフィルタエレメントは、排気ガス入口側
から出口側にかけて孔径を小さくしていくために、繊維
径を排気ガス入口側では太く、排気ガス出口側では細く
した金属繊維不織布を用いた。金属不織布の材質はＮｉ
−Ｃｒ−Ａｌ合金としたが、材質を限定するものではな
い。
採用した図示のフィルタエレメントは、排気ガス入口側
から出口側にかけて孔径を小さくしていくために、繊維
径を排気ガス入口側では太く、排気ガス出口側では細く
した金属繊維不織布を用いた。金属不織布の材質はＮｉ
−Ｃｒ−Ａｌ合金としたが、材質を限定するものではな
い。
【００４６】板状ヒータ２３は、インコネル薄板を打ち
抜いて抵抗調整を行ったものを用いた。これを直接通電
により発熱させるようにしたが、このヒータも材質をイ
ンコネルに限定するものではない。平板のパンチングメ
タル等にヒータ線を沿わせて取付けたもの等であっても
よい。
抜いて抵抗調整を行ったものを用いた。これを直接通電
により発熱させるようにしたが、このヒータも材質をイ
ンコネルに限定するものではない。平板のパンチングメ
タル等にヒータ線を沿わせて取付けたもの等であっても
よい。
【００４７】このように構成したフィルタエレメントを
トラップ容器内に装着して試料Ｅのパティキュレートト
ラップとなし、これについて評価実験を行った。
トラップ容器内に装着して試料Ｅのパティキュレートト
ラップとなし、これについて評価実験を行った。
【００４８】また、比較のため、図６の従来の筒体構造
のトラップ（試料Ｆ）についても実験を行った。この試
料Ｆは、試料Ｅと同一材料で作った筒状フィルタに、棒
状のヒータを４本取付けてある。
のトラップ（試料Ｆ）についても実験を行った。この試
料Ｆは、試料Ｅと同一材料で作った筒状フィルタに、棒
状のヒータを４本取付けてある。
【００４９】試料Ｅ、Ｆの寸法等の諸元を表３に示す。
【００５０】
【表３】
【００５１】捕集性能として堆積ＰＭ量に対する差圧、
及び捕集効率の変化を、再生性能としてヒータ電力印加
による差圧回復率を各々調べた実験の結果を図１３〜図
１５に示す。この結果から、本発明品の試料Ｅは、差圧
寿命の延長と再生電力量の削減に優れた効果を示すこと
がよく判る。
及び捕集効率の変化を、再生性能としてヒータ電力印加
による差圧回復率を各々調べた実験の結果を図１３〜図
１５に示す。この結果から、本発明品の試料Ｅは、差圧
寿命の延長と再生電力量の削減に優れた効果を示すこと
がよく判る。
【００５２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のパティキ
ュレートトラップは、燃焼再生用の電気ヒータをフィル
タエレメントの対向した面間に排気ガスの流れを阻害し
ないように挟み込むようにしたので、パティキュレート
が捕集されてもフィルタの圧損が高まり難く、優れた捕
集性能を長時間にわたって発揮する。
ュレートトラップは、燃焼再生用の電気ヒータをフィル
タエレメントの対向した面間に排気ガスの流れを阻害し
ないように挟み込むようにしたので、パティキュレート
が捕集されてもフィルタの圧損が高まり難く、優れた捕
集性能を長時間にわたって発揮する。
【００５３】また、電気ヒータによる加熱効率が良くて
燃焼再生に要する電力量も少なくて済み、従って、排気
ガスの浄化処理が厳しく要求され出しており、また、バ
ッテリの容量も限られているディーゼルエンジン車に利
用すると、特に効果的である。
燃焼再生に要する電力量も少なくて済み、従って、排気
ガスの浄化処理が厳しく要求され出しており、また、バ
ッテリの容量も限られているディーゼルエンジン車に利
用すると、特に効果的である。
【図１】捕集性能の評価に用いた実験装置の概要図
【図２】本発明のパティキュレートトラップの主要素
（ヒータ付きフィルタエレメント）を示す斜視図
（ヒータ付きフィルタエレメント）を示す斜視図
【図３】同上のヒータ付きフィルタエレメントの断面図
【図４】本発明のトラップに用いるヒータ付きフィルタ
エレメントの他の例を示す斜視図
エレメントの他の例を示す斜視図
【図５】同上のフィルタエレメントの断面図
【図６】従来用いられている筒体構造のヒータ付きフィ
ルタエレメントの斜視図
ルタエレメントの斜視図
【図７】堆積ＰＭ量に対する差圧の変化を示す図表
【図８】堆積ＰＭ量に対する捕集効率の変化を示す図表
【図９】燃焼による差圧回復率を示す図
【図１０】第２実施例の堆積ＰＭ量に対する差圧の変化
を示す図表
を示す図表
【図１１】第２実施例の堆積ＰＭ量に対する捕集効率の
変化を示す図表
変化を示す図表
【図１２】第２実施例の燃焼による差圧回復率を示す図
【図１３】第３実施例の堆積ＰＭ量に対する差圧の変化
を示す図表
を示す図表
【図１４】第３実施例の堆積ＰＭ量に対する捕集効率の
変化を示す図表
変化を示す図表
【図１５】第３実施例の燃焼による差圧回復率を示す図
１、２、１２、２１ フィルタ ３、１３、２３ 電気ヒータ ４ 鉄板 １０ ヒータ付きフィルタエレメント １１ 容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大岡 勤 伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友電気工 業株式会社伊丹製作所内
Claims (9)
- 【請求項１】 排気系の途中に設置される容器内にフィ
ルタエレメントを装着して構成されるディーゼルエンジ
ン用パティキュレートトラップであって、前記容器内に
パティキュレート燃焼再生用の電気ヒータを有し、その
ヒータをフィルタエレメントの対向した面間に挟み込む
構造にしてあるディーゼルエンジン用パティキュレート
トラップ。 - 【請求項２】 前記フィルタエレメントを、異径の筒状
フィルタを同心的に組合わせた構造にして各々の筒状フ
ィルタ間に前記ヒータを配置した請求項１記載のディー
ゼルエンジン用パティキュレートトラップ。 - 【請求項３】 フィルタエレメントとヒータとの間の離
反距離を２０mm以下にした請求項１又は２記載のディー
ゼルエンジン用パティキュレートトラップ。 - 【請求項４】 前記フィルタエレメントが連通空孔を有
する耐熱性金属骨格からなる３次元網状構造多孔体で作
られている請求項１、２又は３に記載のディーゼルエン
ジン用パティキュレートトラップ。 - 【請求項５】 前記フィルタエレメントが、連通空孔を
有する耐熱性金属骨格からなる３次元網状構造多孔体に
セラミックスもしくは金属を充填して孔径を実質的に小
さくした材料で作られている請求項１、２又は３に記載
のディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ。 - 【請求項６】 前記フィルターエレメントが、孔径に差
のある少なくとも２種類の３次元網状構造多孔体を孔径
の大きいものほど排気ガス流入側にあるように組み合わ
せて作られている請求項１、２又は３に記載のディーゼ
ルエンジン用パティキュレートトラップ。 - 【請求項７】 前記フィルタエレメントが、金属繊維不
織布で作られている請求項１、２又は３に記載のディー
ゼルエンジン用パティキュレートトラップ。 - 【請求項８】 前記フィルタエレメントが、孔径に差の
ある少なくとも２種類の金属不織布を孔径の大きいもの
ほど排気ガス流入側にあるように組み合わせて作られて
いる請求項１、２又は３に記載のディーゼルエンジン用
パティキュレートトラップ。 - 【請求項９】 前記フィルタエレメントが、連通空孔を
有する耐熱性金属骨格からなる３次元網状構造多孔体、
３次元網状構造多孔体にセラミックスもしくは金属を充
填して孔径を実質的に小さくした材料、金属不織布の３
種類の材料の内、少なくとも２種類の材料を用いて、そ
の材料を実質孔径の大きい材料ほど排気ガス流入側にあ
るように組み合わされて作られている請求項１、２又は
３に記載のディーゼルエンジン用パティキュレートトラ
ップ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5290792A JPH06257422A (ja) | 1993-01-06 | 1993-11-19 | ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ |
| EP94100067A EP0606071B1 (en) | 1993-01-06 | 1994-01-04 | Particulate trap |
| DE69402437T DE69402437T2 (de) | 1993-01-06 | 1994-01-04 | Partikelabscheider |
| US08/177,391 US6024927A (en) | 1993-01-06 | 1994-01-05 | Particulate trap |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP73593 | 1993-01-06 | ||
| JP5-735 | 1993-01-06 | ||
| JP5290792A JPH06257422A (ja) | 1993-01-06 | 1993-11-19 | ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06257422A true JPH06257422A (ja) | 1994-09-13 |
Family
ID=26333781
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5290792A Pending JPH06257422A (ja) | 1993-01-06 | 1993-11-19 | ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6024927A (ja) |
| EP (1) | EP0606071B1 (ja) |
| JP (1) | JPH06257422A (ja) |
| DE (1) | DE69402437T2 (ja) |
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| WO1998009059A1 (fr) | 1995-02-28 | 1998-03-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Piege a particules pour moteur diesel |
| EP0838578A1 (en) | 1996-10-22 | 1998-04-29 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap and heater |
| EP0900922A2 (en) | 1995-05-30 | 1999-03-10 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for diesel engine |
| EP0957241A2 (en) | 1998-05-14 | 1999-11-17 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for diesel engine |
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| US6808688B1 (en) | 1999-06-29 | 2004-10-26 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for diesel engine |
| US7455709B2 (en) | 2003-07-15 | 2008-11-25 | Ibiden Co., Ltd. | Honeycomb structural body |
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| WO2015198884A1 (ja) * | 2014-06-23 | 2015-12-30 | いすゞ自動車株式会社 | センサ |
| JP2016061679A (ja) * | 2014-09-18 | 2016-04-25 | いすゞ自動車株式会社 | 診断装置 |
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| JP3378432B2 (ja) * | 1995-05-30 | 2003-02-17 | 住友電気工業株式会社 | ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ |
| JP3387290B2 (ja) * | 1995-10-02 | 2003-03-17 | トヨタ自動車株式会社 | 排ガス浄化用フィルター |
| JP3434117B2 (ja) * | 1996-03-29 | 2003-08-04 | 住友電気工業株式会社 | ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ |
| JPH10176519A (ja) * | 1996-12-18 | 1998-06-30 | Sumitomo Electric Ind Ltd | ディーゼルエンジン用パティキュレートトラップ |
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| JPH11182232A (ja) * | 1997-12-19 | 1999-07-06 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 排気ガス浄化装置及び操作方法 |
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| DE10029978A1 (de) | 2000-06-26 | 2002-01-10 | Zeuna Staerker Kg | Vorrichtung zur Nachbehandlung von Dieselabgasen |
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| DE10156696A1 (de) * | 2001-11-17 | 2003-06-05 | Wirth Gabriele | Reinigungsgerät |
| EP1644619A2 (en) * | 2003-06-12 | 2006-04-12 | Donaldson Company, Inc. | Method of dispensing fuel into transient flow of an exhaust system |
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| JP4023514B1 (ja) * | 2006-09-07 | 2007-12-19 | 日新電機株式会社 | 粒子状物質除去装置 |
| CN112879124A (zh) * | 2021-01-26 | 2021-06-01 | 东风汽车集团股份有限公司 | 汽车尾气颗粒物吸附装置 |
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-
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