JPH0656096B2 - Engine exhaust particulate collection and purification device - Google Patents
Engine exhaust particulate collection and purification deviceInfo
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- JPH0656096B2 JPH0656096B2 JP21555685A JP21555685A JPH0656096B2 JP H0656096 B2 JPH0656096 B2 JP H0656096B2 JP 21555685 A JP21555685 A JP 21555685A JP 21555685 A JP21555685 A JP 21555685A JP H0656096 B2 JPH0656096 B2 JP H0656096B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディーゼルエンジン等の排ガス中に含まれる
微粒子をフィルタにより捕集し、かつこの捕集した微粒
子を燃焼させるようにした、いわゆるディーゼルパーテ
ィキューレート処理に使用されるエンジンの排気微粒子
捕集浄化装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial field of application] The present invention relates to a so-called diesel in which fine particles contained in exhaust gas of a diesel engine or the like are collected by a filter and the collected fine particles are burned. The present invention relates to an exhaust particulate collection and purification device for an engine used for party cue processing.
例えば、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排ガス中
には、カーボンや炭化水素を主体とした微粒子が含まれ
ており、この排ガスを浄化するため、排ガス系にセラミ
ックス製のハニカム構造体あるいは、セラミック発泡構
造体よりなる耐熱性フィルタを設置して上記微粒子を捕
集する手段が採用されている。しかし、このようなフィ
ルタは、捕集した微粒子により目詰まりを生じ、排気流
れの抵抗を増大させ、エンジン出力の低下を招くように
なる。For example, the exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine contains fine particles mainly composed of carbon and hydrocarbons, and in order to purify this exhaust gas, a ceramic honeycomb structure or a ceramic foam structure is used in the exhaust gas system. A means for collecting the fine particles by installing a heat resistant filter made of a body is adopted. However, such a filter causes clogging due to the collected particulates, increases the resistance of the exhaust flow, and causes a reduction in engine output.
このようなフィルタの目詰まりを防止するため、フィル
タの上流側に電気ヒータを備えた加熱装置を配置し、こ
の電熱により微粒子を燃焼させる手段が採用されてい
る。In order to prevent such clogging of the filter, a means for arranging a heating device equipped with an electric heater on the upstream side of the filter and burning fine particles by this electric heat is adopted.
上記電気ヒータはフィルタを再生浄化するので再生加熱
用ヒータと称されており、この種の再生加熱用ヒータと
しては、排ガスの非常な高温にさらされるため耐熱性、
耐酸化性に優れた、導電性セラミック素子ヒータが採用
されている。The electric heater is called a heater for regeneration heating because it regenerates and purifies the filter, and as a heater for regeneration heating of this kind, heat resistance because it is exposed to extremely high temperature of exhaust gas,
A conductive ceramic element heater with excellent oxidation resistance is used.
上記導電性セラミック素子ヒータは、例えば略V字形に
形成されており、その両端に電極を形成してあり、この
電極間に電圧を加えて通電することによりこの導電性セ
ラミック素子ヒータ発熱させ、これによりフィルタに捕
集された微粒子を燃焼させるものである。なお、この場
合、通常は消費電力を節減するため複数個の導電性セラ
ミック素子ヒータに間欠的に、しかも順次通電して発熱
させるようにしている。The conductive ceramic element heater is formed, for example, in a substantially V shape, and electrodes are formed at both ends thereof, and a voltage is applied between the electrodes to energize the conductive ceramic element heater to generate heat. The fine particles collected by the filter are burned. In this case, normally, in order to save power consumption, a plurality of conductive ceramic element heaters are intermittently and sequentially energized to generate heat.
ところで、上記各ヒータに通電するための電極は、導電
性セラミック素子ヒータをメタライズしてこのに金属電
極を圧着したり、金属電極をろう付けする等の手段で形
成されている。しかしながら、いずれの構造の電極であ
っても、最大800℃〜900℃もの高温となる排ガス
中にさらされるため、この電極が早期に酸化し、短寿命
になる不具合がある。By the way, the electrodes for energizing each of the heaters are formed by means such as metallizing the conductive ceramic element heater and crimping the metal electrode thereto, or brazing the metal electrode. However, even if the electrode has any structure, it is exposed to exhaust gas having a temperature as high as 800 ° C. to 900 ° C. at the maximum, so that the electrode is oxidized at an early stage and has a short life.
本発明は、導電性セラミック素子ヒータにおける電極部
の酸化を防止し、長寿命となるエンジンの排気微粒子捕
集浄化装置を提供しようとするものである。The present invention is intended to provide an exhaust particulate collection and purification device for an engine that prevents oxidation of the electrode portion of the conductive ceramic element heater and has a long life.
本発明は、ヒータケースに、導電性セラミック素子ヒー
タの電極部に通じる冷却空気導入通路を形成し、この冷
却空気導入通路に空気供給手段を接続したことを特徴と
する。The present invention is characterized in that a cooling air introducing passage communicating with an electrode portion of a conductive ceramic element heater is formed in a heater case, and an air supply means is connected to the cooling air introducing passage.
このような構成によると、電極部は空気供給手段により
供給された空気によって強制的に冷却されるので、酸化
が防止され、長寿命となる。With such a configuration, the electrode portion is forcibly cooled by the air supplied by the air supply means, so that oxidation is prevented and the life is extended.
以下本発明の詳細を、図面に示す実施例にもとづき説明
する。Hereinafter, the details of the present invention will be described based on the embodiments shown in the drawings.
第1図ないし第6図は本発明の第1実施例を示すもの
で、第6図は粒子捕集浄化装置の全体の構成を示してあ
るので、まずこれから説明する。1 to 6 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 shows the entire structure of the particle collecting and purifying apparatus, which will be described first.
微粒子捕集浄化装置は、フィルタケース1と、フィルタ
2、フィルタ2の排ガス上流側に接して設けられた加熱
装置3および排ガス導入管4を主な構成要素とする。The particulate collection and purification device mainly comprises a filter case 1, a filter 2, a heating device 3 provided in contact with the exhaust gas upstream side of the filter 2, and an exhaust gas introduction pipe 4.
フィルタケース1は、円筒状の鋳物製で、一端にフラン
ジ5を備えるとともに、他端に排ガス排出管6を一体に
有する。この排ガス排出管6の端部にはフランジ7を形
成してある。The filter case 1 is made of a cylindrical casting and has a flange 5 at one end and an exhaust gas discharge pipe 6 at the other end. A flange 7 is formed at the end of the exhaust gas discharge pipe 6.
フィルタ2は、フィルタケース1内に断熱クッション材
8および断熱シール材9、10を介して充填されている。
このフィルタ2は、たとえばコージェライト質の多孔質
発泡セラミックスからなる。The filter 2 is filled in the filter case 1 via a heat insulating cushion material 8 and heat insulating sealing materials 9 and 10.
The filter 2 is made of cordierite porous foam ceramics, for example.
排ガス導入管4は一端に排ガス流入口11を備え、両端に
それぞれフランジ12、13を備えている。The exhaust gas introducing pipe 4 has an exhaust gas inlet 11 at one end and flanges 12 and 13 at both ends.
加熱装置3は、上記フィルタケース1のフランジ5と、
上記排ガス導入管4のフランジ12の間にシール材14,15
を介して挟持されている。The heating device 3 includes the flange 5 of the filter case 1 and
Between the flange 12 of the exhaust gas introducing pipe 4, sealing materials 14, 15
It is sandwiched through.
なお、フィルタケース1の排ガス排出管6に設けられた
フランジ7および排ガス導入管4のフランジ13は、それ
ぞれ図示しないエンジンの排気管に接続され、排ガスが
矢印A方向に流れるようになっている。The flange 7 provided on the exhaust gas exhaust pipe 6 of the filter case 1 and the flange 13 of the exhaust gas introduction pipe 4 are connected to an exhaust pipe of an engine (not shown) so that exhaust gas flows in the direction of arrow A.
上記加熱装置3の構造は第1図ないし第5図に示され、
以下これについて説明する。The structure of the heating device 3 is shown in FIGS.
This will be described below.
加熱装置3は、ヒータケース20と、少なくとも1個、た
とえば4個の導電性セラミック素子ヒータ21…と、上記
ヒータケース20との間で導電性セラミック素子ヒータ21
…を保持するホルダーリング22と、スクリューキャップ
23およびこのスクリューキャップ23とヒータケース20の
間に介挿された絶縁リング24とで構成されている。The heating device 3 includes a heater case 20, at least one, for example, four conductive ceramic element heaters 21 ... Between the heater case 20 and the conductive ceramic element heaters 21.
Holder ring 22 that holds…, and screw cap
23 and an insulating ring 24 inserted between the screw cap 23 and the heater case 20.
各導電性セラミック素子ヒータ21…は、フィルタ2の上
流側端面を略扇形に均等に分割した部分に配置され、こ
れら導電性セラミック素子ヒータ21は、それぞれ平面略
V字形状を成している。このV字型の両端部には電極24
a,24bが各々ろう付けにより接合されている。この場
合、本実施例においては、第2図および第3図に示すよ
うに、各電極24a,24bは、図示の上方に向かって突出
されている。Each of the conductive ceramic element heaters 21 ... Is arranged in a portion where the upstream end surface of the filter 2 is evenly divided into a substantially fan shape, and each of the conductive ceramic element heaters 21 has a substantially V-shaped planar shape. There are electrodes 24 on both ends of this V-shape.
a and 24b are joined by brazing. In this case, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, the electrodes 24a and 24b are projected upward in the drawing.
そして導電性セラミック素子ヒータ21…は、上記電極24
a,24bに連なるV字状の部分が発熱部となっており、
V字形部分に囲まれた箇所は排ガスが通過できるように
なっている。The conductive ceramic element heaters 21 ...
The V-shaped part connected to a and 24b is the heat generating part,
Exhaust gas can pass through a portion surrounded by the V-shaped portion.
なお、上記導電性セラミック素子ヒータ21…は以下のよ
うにして作ることができる。すなわち、例えば、TiN
粉末30重量%とSi3 N470重量%とを、ポリビ
ニルブチラールとジブチルフタレートとエタノールより
なる有機物バインダに分散させてスラリーを作り、この
スラリーをドクターブレード法により板状に成形し、こ
れを打抜法により所定形状に加工した後、窒素ガスなど
の不活性ガス雰囲気中で1750℃程度の温度で約2時
間加熱焼成することにより得られる。The conductive ceramic element heaters 21 ... Can be manufactured as follows. That is, for example, TiN
30% by weight of powder and 470% by weight of Si3N were dispersed in an organic binder composed of polyvinyl butyral, dibutyl phthalate and ethanol to form a slurry, and the slurry was formed into a plate shape by a doctor blade method, which was punched out. After being processed into a predetermined shape, it is obtained by heating and firing at a temperature of about 1750 ° C. for about 2 hours in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen gas.
このような構造の上記導電性セラミック素子ヒータ21…
は、両端部が上述したヒータケース20に支持され、その
発熱部が排気通路の中心部に向かって、排ガスの流れに
垂直となるように配置される。したがって各導電性セラ
ミック素子ヒータ21…は排気通路の周方向に間隔を存し
て配置される。この場合、隣接する発熱部相互間に隙間
が形成され、これら隙間と、上記V字形部分に囲まれた
部分とにより、排ガスの通過を許す通路が確保される。The conductive ceramic element heater 21 having such a structure ...
Both ends are supported by the heater case 20 described above, and the heat generating parts thereof are arranged toward the center of the exhaust passage so as to be perpendicular to the flow of the exhaust gas. Therefore, the conductive ceramic element heaters 21 are arranged at intervals in the circumferential direction of the exhaust passage. In this case, gaps are formed between the adjacent heat generating portions, and these gaps and the portion surrounded by the V-shaped portion secure a passage through which exhaust gas can pass.
しかして、導電性セラミック素子ヒータ21…をヒータケ
ース20に取付ける構造について説明する。Now, a structure for mounting the conductive ceramic element heaters 21 ... To the heater case 20 will be described.
ヒータケース20は例えば鋳鉄よりなるリング形をなして
おり、その周囲の1箇所に端子取付け部25が形成されて
いるとともに、同じく周囲の互いに対向する2か所に冷
却空気取入れ部26が形成されている。The heater case 20 has a ring shape made of, for example, cast iron, and has a terminal mounting portion 25 formed at one location around the heater case 20 and cooling air intake portions 26 similarly formed at two locations surrounding each other. ing.
また、ヒータケース20には、第2図および第3図に示す
図示の上下方向の中間部には中心方向に向かって伸びる
リング形の張り出し部27が形成されており、かつ上部内
周面に全周に亙って雌ねじ部28が設けられている。Further, the heater case 20 is formed with a ring-shaped projecting portion 27 extending toward the center in the middle portion in the vertical direction shown in FIGS. A female screw portion 28 is provided over the entire circumference.
上記張り出し部27の図示下面には、スピネル、アルミナ
等のセラミック溶射による絶縁被膜29が形成されている
とともに、この張り出し部27には、周方向に離間して、
前記電極24a,24bが挿通される挿通孔30a…、30b…
が設けられている。On the lower surface of the projecting portion 27 in the drawing, an insulating coating 29 formed by ceramic spraying of spinel, alumina or the like is formed, and the projecting portion 27 is circumferentially separated from each other.
Insertion holes 30a ..., 30b ... Through which the electrodes 24a, 24b are inserted
Is provided.
一方の挿通孔30a…は、これに挿入される電極24aが挿
通孔30aの内面に接触しないように、電極24aの太さよ
りも充分に大きな径を有しており、他方の挿通孔30b…
は、これに挿入される電極24bが嵌挿される大きさを有
している。そして、上記一方の電極24aは挿通孔30aを
遊挿されており、その上端にニッケル製のリード線31が
溶接されており、プラス電極となっているとともに、他
方の電極24bは挿通孔30bを嵌挿され、張り出し部27に
溶接されてアース電極をなしている。The one insertion hole 30a has a diameter sufficiently larger than the thickness of the electrode 24a so that the electrode 24a inserted therein does not contact the inner surface of the insertion hole 30a, and the other insertion hole 30b.
Has a size into which the electrode 24b inserted therein is inserted. The one electrode 24a is loosely inserted in the insertion hole 30a, and the lead wire 31 made of nickel is welded to the upper end of the insertion hole 30a to form a positive electrode, while the other electrode 24b is inserted in the insertion hole 30b. It is inserted and welded to the protruding portion 27 to form a ground electrode.
このため、一方の電極24aは張り出し部27に対し電気的
に絶縁されており、他方の電極24bは張り出し部27に対
し固定されている。Therefore, one electrode 24a is electrically insulated from the projecting portion 27, and the other electrode 24b is fixed to the projecting portion 27.
上記導電性セラミック素子ヒータ21…は、上記ヒータケ
ース20の張り出し部27と、この張り出し部27の下部に位
置してこのヒータケース20に固定されたホルダーリング
22との間に挟持されている。The conductive ceramic element heaters 21 ... Extend the protruding portion 27 of the heater case 20, and a holder ring fixed to the heater case 20 at a lower portion of the extended portion 27.
It is sandwiched between 22 and.
ホルダーリング22は金属製であり、ヒータケース20に対
して図示しないボルトにより取付けられている。ホルダ
ーリング22の上面にはスピネル、アルミナ等のセラミッ
ク溶射による絶縁被膜32が形成されているとともに、前
記各電極24a,24bと対向すべく周方向に離間して、凹部
33…が設けられている。The holder ring 22 is made of metal and is attached to the heater case 20 with a bolt (not shown). An insulating coating 32 is formed on the upper surface of the holder ring 22 by thermal spraying of a ceramic such as spinel or alumina, and is spaced apart in the circumferential direction so as to face the electrodes 24a and 24b and is recessed.
33 ... is provided.
これら各凹部33…には、クッション材34およびこのクッ
ション材34を覆う絶縁セラミック製の絶縁キャップ35が
収容される。A cushion member 34 and an insulating ceramic insulating cap 35 that covers the cushion member 34 are housed in each of the recesses 33.
上記導電性セラミック素子ヒータ21…の下面は上記絶縁
キャップ35に当接しており、したがってこれら導電性セ
ラミック素子ヒータ21…は、実質的に張り出し部27と上
記絶縁キャップ35の間に挟持されている。The lower surface of the conductive ceramic element heaters 21 ... Abuts on the insulating cap 35. Therefore, the conductive ceramic element heaters 21 ... Are substantially sandwiched between the projecting portion 27 and the insulating cap 35. .
ヒータケース20の雌ねじ部28には、リング形をなした金
属製のスクリューキャップ23がねじ込まれる。A ring-shaped metal screw cap 23 is screwed into the female screw portion 28 of the heater case 20.
スクリューキャップ23は外周面に雄ねじ部36を有し、内
側面には、図示下向きに突出する保持壁37を備えてい
る。このスクリューキャップ23の下面には、スピネル、
アルミナ等のセラミック溶射による絶縁被膜38を形成し
てある。The screw cap 23 has a male screw portion 36 on the outer peripheral surface, and a retaining wall 37 protruding downward in the figure on the inner surface. On the lower surface of this screw cap 23, spinel,
An insulating coating 38 is formed by thermal spraying of a ceramic such as alumina.
このようなスクリューキャップ23は、その雄ねじ部36を
上記ヒータケース20の雌ねじ部28に螺着した場合、この
スクリューキャップ23と上記張り出し部27の間で、前述
した絶縁リング24を挟持する。In such a screw cap 23, when the male screw portion 36 is screwed to the female screw portion 28 of the heater case 20, the insulating ring 24 is held between the screw cap 23 and the projecting portion 27.
絶縁リング24は、窒化ケイ素またはアルミナ等の絶縁性
セラミックからなり、本実施例においては周方向に2分
割されており、その周方向両端部を互いに衝合させるこ
とにより全周に亙ってリング形をなすようになってい
る。The insulating ring 24 is made of an insulating ceramic such as silicon nitride or alumina, and is divided into two in the circumferential direction in the present embodiment, and the both ends in the circumferential direction are abutted against each other to form a ring over the entire circumference. It is shaped.
絶縁リング24には、前述したヒータケース20の張り出し
部27に形成した一方の電極24aを遊挿させた挿通孔30a
に連通して、電極挿入孔39…が形成されている。The insulating ring 24 has an insertion hole 30a into which the one electrode 24a formed on the overhanging portion 27 of the heater case 20 is loosely inserted.
The electrode insertion holes 39 ... Are formed so as to communicate with the.
そして絶縁リング24の上面には、これら電極挿入孔39…
に連なるリード線引き回し用ガイド溝40…が形成されて
いる。リード線引き回し用ガイド溝40…の他端は、前述
したヒータケース20の端子取付け部25と対向するように
導かれている。Then, on the upper surface of the insulating ring 24, these electrode insertion holes 39 ...
Is formed with a lead wire routing guide groove 40. The other end of the lead wire routing guide groove 40 ... Is guided so as to face the terminal mounting portion 25 of the heater case 20 described above.
これらリード線引き回し用ガイド溝40…には、上記導電
性セラミック素子ヒータ21…の一方の電極24aに接続さ
れたリード線31が挿通され、これらリード線31…は、上
記端子取付け部25に取付けた端子41…に接続されてい
る。なお、42はコネクタである。The lead wires 31 connected to one electrode 24a of the conductive ceramic element heater 21 ... Are inserted into the lead wire routing guide grooves 40. The lead wires 31 ... Are attached to the terminal mounting portion 25. Connected to terminal 41. Reference numeral 42 is a connector.
ヒータケース20に形成した前記冷却空気取入れ部26,26
には、第4図にも示されるように、冷却空気導入通路4
5,45が形成されている。これら冷却空気導入通路45,4
5は、ヒータケース20の周囲に沿ってその周壁に形成さ
れており、上記電極24a、24bに向かう冷却空気吹出口
46…を分岐している。The cooling air intake portions 26, 26 formed in the heater case 20
As shown in FIG. 4, the cooling air introduction passage 4
5, 45 are formed. These cooling air introduction passages 45, 4
The cooling air blower 5 is formed on the peripheral wall of the heater case 20 along the circumference thereof and extends toward the electrodes 24a and 24b.
46 ... is branched.
冷却空気導入通路45には、パイプコネクタ47を介して冷
却空気供給パイプ48が接続されており、この冷却空気供
給パイプ48の先端には、冷却空気供給手段としてのリー
ドバルブ49が接続されている。A cooling air supply pipe 48 is connected to the cooling air introduction passage 45 via a pipe connector 47, and a reed valve 49 as a cooling air supply means is connected to the tip of the cooling air supply pipe 48. .
リードバルブ49は、第5図に示すように、バルブケース
50内に、フィルター51および弾性変形自在なプレートバ
ルブ52を収容してなり、このバルブケース50はゴムチュ
ーブ53を介して上記冷却空気供給パイプ48に接続されて
いる。The reed valve 49, as shown in FIG.
A filter 51 and an elastically deformable plate valve 52 are housed inside a valve 50, and the valve case 50 is connected to the cooling air supply pipe 48 via a rubber tube 53.
上記プレートバルブ52は後述するが、ヒータケース20内
を流れる排ガスの脈動により開閉作動する。As will be described later, the plate valve 52 is opened / closed by the pulsation of exhaust gas flowing in the heater case 20.
上記のような構造の加熱装置3を、フィルタ2の上流側
に設置することにより微粒子捕集浄化装置が完成され
る。By installing the heating device 3 having the above structure on the upstream side of the filter 2, the particulate collection and purification device is completed.
このような構成による本実施例の微粒子捕集浄化装置
は、内燃機関の排ガス系に結合され、排ガス導入管4の
排ガス流入口11より排ガスを導入し、この排ガス中の微
粒子をフィルタ2の表面に捕束する。フィルタ2の表面
に捕集された微粒子により、フィルタ2の気孔が狭くな
ると、つまりフィルタ2が目詰まりすると、コネクタ42
を通じてリード線31…に電流を流す。The particulate matter collecting and purifying apparatus of this embodiment having such a configuration is connected to the exhaust gas system of the internal combustion engine, introduces the exhaust gas from the exhaust gas inlet 11 of the exhaust gas introducing pipe 4, and removes the particulates in the exhaust gas from the surface of the filter 2. To focus on. When the pores of the filter 2 are narrowed by the fine particles collected on the surface of the filter 2, that is, when the filter 2 is clogged, the connector 42
A current is passed through the lead wire 31 through.
この場合、各リード線31…には間欠的にかつ順番に電流
を流す。これにより各導電性セラミック素子ヒータ21…
が間欠的にしかも順次発熱する。このような導電性セラ
ミック素子ヒータ21…の発熱にり、上記フィルタ2の上
流端面が加熱され、この部分に捕集されている微粒子が
燃焼を開始し、その部分が発火点となって下流側のフィ
ルタ2表面に付されている微粒子も燃焼されて除去され
る。In this case, a current is intermittently and sequentially applied to each lead wire 31. As a result, each conductive ceramic element heater 21 ...
Generate heat intermittently and sequentially. Due to the heat generated by the conductive ceramic element heaters 21 ..., The upstream end face of the filter 2 is heated, the fine particles trapped in this portion start to burn, and that portion becomes the ignition point and becomes the downstream side. The particles attached to the surface of the filter 2 are also burned and removed.
よって、フィルタ2が再生されることになる。Therefore, the filter 2 is regenerated.
上記のような実施例の構成によると、エンジンの運転中
に排ガス系には排気脈動圧が発生することは知られてい
る。この脈動圧はヒータケース20の排気通路にも発生す
るので、導電性セラミック素子ヒータ21…とホルダーリ
ング22および張り出し部27との隙間を通じて冷却空気吹
出口46…から冷却空気導入通路45に伝えられ、リードバ
ルブ49のプレートバルブ52に作用する。According to the configuration of the above embodiment, it is known that exhaust pulsation pressure is generated in the exhaust gas system during the operation of the engine. Since this pulsating pressure is also generated in the exhaust passage of the heater case 20, it is transmitted from the cooling air outlet 46 to the cooling air introduction passage 45 through the gap between the conductive ceramic element heater 21 ... And the holder ring 22 and the projecting portion 27. , Acts on the plate valve 52 of the reed valve 49.
脈動圧により冷却空気導入通路45が負圧となった場合、
プレートバルブ52が開作動し、外部の空気を導入する。
そして脈動圧により冷却空気導入通路45が正圧となった
場合、プレートバルブ52が閉じ、導入した空気の流出を
阻止する。このため、リードバルブ49は、排ガスの脈動
圧によりポンピング作用をなし、外気を取り入れる。When the cooling air introduction passage 45 becomes negative pressure due to pulsating pressure,
The plate valve 52 is opened to introduce outside air.
When the cooling air introducing passage 45 has a positive pressure due to the pulsating pressure, the plate valve 52 is closed to prevent the introduced air from flowing out. Therefore, the reed valve 49 performs a pumping action by the pulsating pressure of the exhaust gas and takes in outside air.
冷却空気導入通路45に取り入れられた空気は、それぞれ
冷却空気吹出口46…を通じて電極24a、24b部分に噴出
される。The air taken into the cooling air introduction passage 45 is jetted to the electrodes 24a and 24b through the cooling air outlets 46 ...
排ガス温度は最高800℃〜900℃にも達し、これに
より電極24a、24b部分は高温雰囲気にさらされるとと
もに、導電性セラミック素子ヒータ21…の自己発熱によ
り電極24a、24b部分は加熱されるが、上記冷却空気吹
出口46…を通じて電極24a、24b部分に噴出される外部
空気が相対的に低温度であるから、電極24a、24b部分
は強制的に冷却され、高温度に達することが防止され
る。The exhaust gas temperature reaches a maximum of 800 ° C to 900 ° C, whereby the electrodes 24a, 24b are exposed to a high temperature atmosphere, and the electrodes 24a, 24b are heated by the self-heating of the conductive ceramic element heaters 21 ... Since the external air ejected to the electrodes 24a, 24b through the cooling air outlets 46 ... Has a relatively low temperature, the electrodes 24a, 24b are forcibly cooled and prevented from reaching a high temperature. .
したがって、電極24a、24bやろう材の酸化が防止され
る。Therefore, the electrodes 24a and 24b and the brazing material are prevented from being oxidized.
たとえば、各電極24a、24bごとに毎分5程度外部空
気を噴射すれば、排気量2.4級のターボ付ディーゼ
ルエンジンの場合、2500〜3000rpmの全負荷
の条件の下で、電極の温度を100℃〜200℃程度低
減可能であることが確認されている。For example, if about 5 minutes of external air is injected into each electrode 24a, 24b, in the case of a turbo diesel engine with a displacement of 2.4 class, the temperature of the electrodes will be changed under the condition of full load of 2500 to 3000 rpm. It has been confirmed that the temperature can be reduced by about 100 ° C to 200 ° C.
第7図および第8図は、本発明のそれぞれ他の実施例を
示すもので、電極部分の断面図を示す。これら第7図お
よび第8図に示すそれぞれは、電極回りにセラミック繊
維や金属メッシュ等にシール材を70…,80を配設し、排
ガスが電極部へ流入することを低減したものである。7 and 8 show other embodiments of the present invention, and are sectional views of electrode portions. In each of FIGS. 7 and 8, sealing materials 70, ..., 80 are provided around the electrodes around ceramic fibers, a metal mesh or the like to reduce the inflow of exhaust gas into the electrodes.
なお、これらの構造において、冷却空気吹出口46…も遮
蔽されることから冷却空気導入通路45に排ガスの脈動圧
が効果的に伝達されない場合には、リードバルブ49に代
わって、エアーポンプを使用するようにしてもよい。In these structures, an air pump is used instead of the reed valve 49 when the pulsating pressure of the exhaust gas is not effectively transmitted to the cooling air introduction passage 45 because the cooling air outlets 46 ... Are also shielded. You may do it.
エアーポンプの場合は、格別な駆動力を必要とするか
ら、排ガスの温度が所定値以上に上昇した場合、または
導電性セラミック素子ヒータ21…の発熱作動中のみエア
ーポンプを駆動して冷却空気を供給するようにしてもよ
い。Since an air pump requires a special driving force, the cooling air is driven by driving the air pump only when the temperature of the exhaust gas rises above a predetermined value or when the conductive ceramic element heater 21 ... It may be supplied.
第9図は、さらに本発明の他の実施例を示す加熱装置の
平面図である。前記第1実施例における第1図に示した
冷却空気取入れ部26は、ヒータケース20の外周部に2か
所形成したが、このようにすると冷却空気導入通路45を
ヒータケース20の周壁に略2分の1周に亙って形成しな
ければならず、冷却空気導入通路45の長さが長くなり、
しかもヒータケース20も温度上昇するものであるから、
冷却空気導入通路45を通過中に導入空気が温度上昇して
しまい冷却効率が低くなる心配がある。FIG. 9 is a plan view of a heating device showing another embodiment of the present invention. Although the cooling air intake portion 26 shown in FIG. 1 in the first embodiment is formed at two locations on the outer peripheral portion of the heater case 20, the cooling air introduction passage 45 is substantially formed on the peripheral wall of the heater case 20. It has to be formed over one-half round, the length of the cooling air introduction passage 45 becomes long,
Moreover, since the temperature of the heater case 20 also rises,
There is a concern that the temperature of the introduced air will rise while passing through the cooling air introduction passage 45 and the cooling efficiency will decrease.
これに対し、第9図の実施例では、冷却空気取入れ部26
を各電極部毎に形成し、冷却空気導入通路45を可能な限
り短くしたものである。On the other hand, in the embodiment of FIG. 9, the cooling air intake section 26
Is formed for each electrode portion, and the cooling air introduction passage 45 is made as short as possible.
また、第9図に示した通り、冷却空気取入れ部26…や端
子取付け部25…は、その数や配置位置、方向等は車両に
対する搭載性を考慮して種々の変形、設計変更が可能で
ある。Further, as shown in FIG. 9, the cooling air intake portions 26 ... And the terminal mounting portions 25 ... can be variously modified and designed in terms of the number, arrangement position, direction and the like in consideration of mountability on the vehicle. is there.
以上説明したように本発明によれば、ヒータケースに、
導電性セラミック素子ヒータの電極部に通じる冷却空気
導入通路を形成し、この冷却空気導入通路に空気供給手
段を接続して、電極部を空気供給手段により供給された
空気によって強制的に冷却するようにしたから、排ガス
の温度や導電性セラミック素子ヒータの発熱により電極
部分が酸化されることが防止され、長寿命となる。As described above, according to the present invention, in the heater case,
A cooling air introduction passage communicating with the electrode portion of the conductive ceramic element heater is formed, and an air supply means is connected to the cooling air introduction passage so that the electrode portion is forcibly cooled by the air supplied by the air supply means. Therefore, the electrode portion is prevented from being oxidized by the temperature of the exhaust gas and the heat generated by the conductive ceramic element heater, and the life is extended.
図面は本発明の実施例を示し、第1図ないし第6図は第
1の実施例に係り、第1図は加熱装置の平面図、第2図
および第3図はそれぞれ第1図中II−II線およびIII−I
II線の断面図、第4図は冷却空気取入れ部の断面図、第
5図はリードバルブの断面図、第6図は微粒子捕集浄化
装置の全体の断面図、第7図および第8図はそれぞれ本
発明の他の実施例を示す電極部回りの断面図、第9図は
本発明のさらに他の実施例を示す加熱装置の平面図であ
る。 1……フィルタケース、2……フィルタ、3……加熱装
置、20……ヒータケース、21……導電性セラミック素子
ヒータ、22……ホルダーリング、23……スクリューキャ
ップ、24……絶縁リング、24a,24b……電極、26……
冷却空気取入れ部、27……張り出し部、45……冷却空気
導入通路、46……冷却空気吹出口、48……冷却空気供給
パイプ、49……リードバルブ。The drawings show an embodiment of the present invention, and FIGS. 1 to 6 relate to the first embodiment. FIG. 1 is a plan view of a heating device, and FIGS. 2 and 3 are respectively II in FIG. -II line and III-I
II sectional view, FIG. 4 is a sectional view of the cooling air intake portion, FIG. 5 is a sectional view of the reed valve, FIG. 6 is an overall sectional view of the particulate collection and purification device, FIG. 7 and FIG. Is a cross-sectional view around an electrode portion showing another embodiment of the present invention, and FIG. 9 is a plan view of a heating device showing still another embodiment of the present invention. 1 ... Filter case, 2 ... Filter, 3 ... Heating device, 20 ... Heater case, 21 ... Conductive ceramic element heater, 22 ... Holder ring, 23 ... Screw cap, 24 ... Insulation ring, 24a, 24b ... Electrode, 26 ...
Cooling air intake, 27 ... Overhang, 45 ... Cooling air introduction passage, 46 ... Cooling air outlet, 48 ... Cooling air supply pipe, 49 ... Reed valve.
フロントページの続き (72)発明者 影山 照高 愛知県刈谷市昭和町1丁目1番地 日本電 装株式会社内 (72)発明者 今村 善彦 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 小端 喜代志 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 高間 健一郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 竹島 伸一 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 実開 昭55−80894(JP,U) 特公 昭62−49451(JP,B2) 特公 昭61−10646(JP,B2)Front page continued (72) Inventor Terutaka Kageyama, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture, Nihon Denso Co., Ltd. (72) Inventor, Yoshihiko Imamura, 1-town Toyota town, Toyota city, Aichi prefecture Toyota Motor Corporation ( 72) Inventor Kiyoshi Kobata, Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Kenichiro Takama, Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota City, Ltd. (72) Inventor, Shinichi Takeshima 1 Toyota-cho, Toyota-shi, Aichi Toyota Motor Co., Ltd. (56) Bibliographic references Sho 55-80894 (JP, U) JP 62-49451 (JP, B2) JP 61-10646 (JP, B2)
Claims (2)
微粒子を捕集するフィルタを設置し、このフィルタの上
流側に、少なくとも1個の導電性セラミック素子ヒータ
を支持したヒータケースを取付け、上記フィルタで捕集
した微粒子を上記導電性セラミック素子ヒータにより燃
焼させて上記フィルタを再生加熱する排気微粒子捕集浄
化装置において、上記ヒータケースに、上記導電性セラ
ミック素子ヒータの電極部に通じる冷却空気導入通路を
形成し、この冷却空気導入通路に空気供給手段を接続し
たことを特徴とするエンジンの排気微粒子捕集浄化装
置。1. A filter for collecting fine particles contained in exhaust gas is installed in an exhaust system of an engine, and a heater case supporting at least one conductive ceramic element heater is installed on the upstream side of the filter. In an exhaust particulate collection and purification device that burns fine particles collected by the filter by the conductive ceramic element heater to reheat and heat the filter, in the heater case, cooling air that communicates with the electrode portion of the conductive ceramic element heater. An exhaust particulate collection and purification device for an engine, characterized in that an introduction passage is formed and an air supply means is connected to the cooling air introduction passage.
より作動するリードバルブであることを特徴とする特許
請求の範囲第1項記載のエンジンの排気微粒子捕集浄化
装置。2. The exhaust particulate collection and purification system for an engine according to claim 1, wherein the air supply means is a reed valve which operates by pulsation of exhaust gas pressure.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21555685A JPH0656096B2 (en) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | Engine exhaust particulate collection and purification device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP21555685A JPH0656096B2 (en) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | Engine exhaust particulate collection and purification device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6275010A JPS6275010A (en) | 1987-04-06 |
JPH0656096B2 true JPH0656096B2 (en) | 1994-07-27 |
Family
ID=16674383
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP21555685A Expired - Lifetime JPH0656096B2 (en) | 1985-09-28 | 1985-09-28 | Engine exhaust particulate collection and purification device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0656096B2 (en) |
-
1985
- 1985-09-28 JP JP21555685A patent/JPH0656096B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6275010A (en) | 1987-04-06 |
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