JPH0710029Y2 - 排出ガス後処理装置の電気ヒータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、排気中のパティキュレートをパティキュレー
トトラップにより補修した上で、これを焼却して再生処
理を行なう排出ガス後処理装置で用いる電気ヒータに関
する。

（従来の技術） ディーゼルエンジンの排気中よりパティキュレートを捕
獲し、排気の浄化を行なう排出ガス後処理装置が知られ
ている。

この排出ガス後処理装置は、例えば、第５図に示すよう
に構成されている。

図示しないエンジンの排気路１上には、その途中より延
出するバイパス路２と、バイパス路２の開閉を行なう一
対の切り換え弁3,4と、排気路１に連通されると共にエ
アポンプ５よりのエアを排気路１中に導入するエア導入
管６と、エア導入管６の下流側でパティキュレートトラ
ップ７を収容したキャニング容器８とが配設されてい
る。

ここでパティキュレートトラップ７は排気中のパティキ
ュレートを捕獲するフィルタとして働くもので、ハニカ
ム構造を成すセラミック材で形成されている。

キャニング容器８内には通気性のある熱遮断部材９及び
ヒータ10がパティキュレートトラップ７の上昇側に配設
される。ヒータ10にはスイッチ11を介してバッテリ12が
接続され、同バッテリ12はオルタネータ13により充電さ
れる。

なお、符号14はエアポンプ５の駆動時にのみ開作動する
開閉弁を示している。

ところで、この種の装置は、パティキュレートトラップ
７の前後の圧力情報に基づき、パティキュレートの堆積
量を検知し、その量が所定値を上回ると、一対の切り換
え弁3,4を作動位置（２点鎖線で示した）に、開閉弁14
を開位置（２点鎖線で示した）に切り換える。そして、
スイッチ11をオンし、ヒータ10を所定時間駆動し、同時
にエアポンプ５を駆動してパティキュレートトラップ７
上のパティキュレートを焼却し、パティキュレートトラ
ップの再生処理を行なっている。

処で、この排出ガス後処理装置で用いるヒータ10は、第
６図、第７図に示すように、パティキュレートトラップ
７の流入側面Ａに対設される。

このヒータ10は熱エネルギを有効利用すべく、コイル状
のものが押しつぶされ、篇平コイル状を呈し、これによ
り流入側面Ａにコイル全体が近づけずけられており、し
かも、流入側面Ａに対して上下方向に複数段で並行に配
設されている。

（考案が解決しようとする課題） しかし、このような篇平化されたコイル状のヒータ10を
使っても、以前として流入側面Ａに近い側（距離１を
保つ部分）101と遠い側（距離l2を保つ部分）102とで流
入側面Ａに与えることのできる熱量が変化する。しか
も、ヒータ10が正対向する部分A1と、ヒータ10が正対向
しない部分A2とでも流入側面ａに与えることのできる熱
量が変化することとなる。

このため、再生処理工程でヒータが駆動した場合、流入
側面Ａが均一加熱されず、流入側面Ａの半径方向の温度
勾配が比較的大きくなり、パティキュレートトラップの
熱応力による破損が生じる可能性があり、問題と成って
いる。更に、第６図に示す様にあまりヒータ10をパティ
キュレートトラップ７側に近づけると、トラップ前面周
辺部分の金属性の取り付け枠15に当たり、ヒータ回路が
短絡するという問題もある。

本考案の目的はパティキュレートトラップの熱応力によ
る破損を防止出来る排出ガス後処理装置の電気ヒータを
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するために、本考案は排気路に取り付
けられると共に排気中のディーゼルパティキュレートを
捕獲するフィルタの流入側面に所定間隔を介して対設さ
れ、かつ、通電時に上記フィルタ上のパティキュレート
を加熱焼却するもので、特に、上記フィルタの流入側面
に対して均一間隔を保つ対向平面上に多数本のシースヒ
ータを均一分布で配設し、上記各シースヒータのシース
の一端にその内部に収納されたヒータ線の一端が接続さ
れ、上記各シースヒータのヒータ線の他端が環状枠にそ
れぞれ接続されると共にこの環状枠に一方の接続端子が
取付けられ、上記各シースが支持される枠体に他方接続
端子が取付けられたことを特徴とする。

（作用） 多数本のシースヒータがフィルタの流入側面に対して均
一間隔を保つ対向平面上に均一分布で配設されるので、
流入側面が均一加熱されるようになる。

（実施例） 第１図には本考案の一実施例としての排出ガス後処理装
置の電気ヒータが示されている。この電気ヒータは、第
５図に示した排気路１上のヒータ10に代えて装着される
ので、その周辺部材の重複説明を略す。

第１図の電気ヒータは鋼板製の外環状枠20を備え、これ
はキャニング容器８の内壁面に図示しない固定手段によ
り固定されている。

この外環状枠20の内側には十字状に重なる十字枠21が一
体的に取付けられている。更に、外環状枠20の内側には
これと同心的に内環状枠22が配設されており、これより
外方向に伸びる３つ連結片23が絶縁材24を介して外環状
枠20に固定されている。内環状枠22には十字枠21との対
向部分に第２図に示すような切込26が形成され、そこに
リング状の絶縁材25を介して十字枠21が係止される。

ここで、連結片23の一つはその先端を更に突出させ、そ
こには一対のナット27を螺着したプラス端子231が形成
されている。なお、プラス端子231にはスイッチ11を介
してバッテリ12が接続されている。なお、符号32は、外
環状枠20に溶接されたマイナス端子を示しており、ここ
にはナットが螺着されている。

パティキュレートトラップ７（第３図参照）の前面であ
る流入側面ａに対して多数本のシースヒータ28が配設さ
れている。ここで、各シースヒータ28は十字枠21に支持
され、特に、各シースヒータ28は流入側面ａに対して均
一な間隔ｔを保つ対向平面Ｆ上に均一分布で配設されて
いる。

ここで、各シースヒータ28は、第４図に示すように、パ
イプ状のステンレス製のシース29内にニクロム線30を嵌
挿し、隙間には絶縁性確保のための二酸化マグネシウム
33が充填されたものである。ここでは、特に、各シース
ヒータ28はそれぞれ渦巻状に湾曲形成され、互いに隣り
合うものとの間隔がほぼ均一となるように配設されてい
る。なお、各シース29の一端は閉鎖され、そこにはニク
ロム線の一端が金属接合されている。更に、各シース29
の他端は耐熱性の栓31により閉鎖され、その中央からは
ニクロム線30の接続端子301が延出している。

上記各シースヒータ28のニクロム線30の接続端子301は
内環状枠22に金属接合されている。

このため、各ニクロム線30の接続端子301は内環状枠2
2、連結片23を介してプラス端子231に導通し、各ニクロ
ム線30の他方の接続端子側であるシース29は十字枠21、
外環状枠20を介してマイナス端子32に導通してい。

この様な排出ガス後処理装置の電気ヒータは図示しない
コントローラの再生指令により駆動するる。この場合、
各シースヒータ28は全て内環状枠22側より24Vのバッテ
リ電圧を受け発熱する。この時各シースヒータ28の発す
る熱は全て対向平面Ｆ上より間隔ｔを介して流入側面ａ
に達し、流入側面ａ全域を均一に加熱する。

これにより、パティキュレートトラップ７上のパティキ
ュレートが加熱燃焼され、パティキュレートトラップ７
に半径方向の温度勾配は比較的小さく、しかも、半径方
向各部は経時的にほぼ同様の温度上昇降下を示すことと
成る。

このため、パティキュレートトラップ７の熱応力が大き
く変化せず、熱応力による破損を防止できる。更に、第
１図の排出ガス後処理装置の電気ヒータでは、使用され
ている各シースヒータ28のニクロム線30の端子を全て内
環状枠22に溶接したので、ニクロム線30の端子一つ一つ
に端子を付ける必要がなく、構造の簡素化を図り易い。

（考案の効果） 以上のように、本考案は多数本のシースヒータがフィル
タの流入側面に対して均一間隔を保つ対向平面上に均一
分布で配設されるので、熱エネルギを有効利用できると
共にフィルタの流入側面を均一加熱でき、同フィルタの
熱応力による破損を防止出来、その耐久性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例としての排出ガス後処理装置
の電気ヒータの正面図、第２図は第１図のII−II線断面
図、第３図は第１図のヒータの要部縦断面図、第４図は
同上ヒータで用いるシースヒータの拡大断面図、第５図
は従来のヒータを用いた排出ガス後処理装置の全体構成
図、第６図は従来のヒータの使用状態での部分断面図、
第７図は第６図のヒータの要部使用面図である。 １……排気路、７……パティキュレートフィルタ、20…
…外環状枠、21……十字枠、22……内環状枠、231,32…
…接続端子、28……シースヒータ、29……シース、30…
…ニクロム線、ａ……流入側面、ｔ……隙間、Ｆ……対
向平面。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気路に取り付けられると共に排気中のデ
   ィーゼルパティキュレートを捕獲するフィルタの流入側
   面に所定間隔を介して対設され、かつ、通電時に上記フ
   ィルタ上のパティキュレートを加熱焼却する排出ガス後
   処理装置の電気ヒータにおいて、上記フィルタの流入側
   面に対して均一間隔を保つ対向平面上に多数本のシース
   ヒータを均一分布で配設し、上記各シースヒータのシー
   スの一端にその内部に収容されたヒータ線の一端が接続
   され、上記各シースヒータのヒータ線の他端が環状枠に
   それぞれ接続されると共にこの環状枠に一方の接続端子
   が取付けられ、上記各シースが支持される枠体に他方接
   続端子が取付けられたことを特徴とする排出ガス後処理
   装置の電気ヒータ。