JPH07317532A - Structure of diesel particulate filter - Google Patents

Structure of diesel particulate filter

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JPH07317532A
JPH07317532A JP6132453A JP13245394A JPH07317532A JP H07317532 A JPH07317532 A JP H07317532A JP 6132453 A JP6132453 A JP 6132453A JP 13245394 A JP13245394 A JP 13245394A JP H07317532 A JPH07317532 A JP H07317532A
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exhaust gas
sheet
sub
diesel particulate
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Hideo Kawamura
英男 河村
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Isuzu Ceramics Research Institute Co Ltd
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    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Abstract

PURPOSE:To establish a filter structure for effective purification of exhaust gas, with which the device itself is embodied compactly in a desired configuration and the particulate collecting area is set off large. CONSTITUTION:A diesel particulate filter device comprises a main filter 1 set in a case 3 provided in the exhaust system, a sub-filter 2 located in the center of the main filter 1, and a bypass cylinder 4 located in the middle between the two. An opening/closing bypass valve 7 is installed on the exhaust gas flow-in side of the sub-filter 2, and the flow-in port of the sub-filter 2 is opened and closed by the bypass valve 7. A porous sheet is prepared by straining a slurry as a mixture of SiC or Si-C-Ti-O series fibers and polycarbosilane solution and is subjected to a sintering process and the polycarbosilane is turned into SiC so that a sheet filter is fabricated, and with this the main filter 1 and sub-filter 2 are fabricated. A wire meshing heater is laminated on the exhaust gas flow-in side of the main filter 1.

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、ディーゼルエンジン
から排出される排気ガスを浄化処理するため、排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタに関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel particulate filter incorporated in an exhaust system for purifying exhaust gas discharged from a diesel engine.

【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
となって外部に放出され、周囲環境を汚染することにな
る。そこで、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、フィルタの面積が大きく、そのフ
ィルタの前面部にカーボンが堆積されて捕集される。そ
の堆積したカーボンを焼却するため、パティキュレート
フィルタの一部に加熱ヒータを取り付け、堆積したカー
ボンを含むパティキュレートを焼却することによりフィ
ルタを再生している。
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. Unlike the homogeneous mixture, the heterogeneous mixture does not mix the air and the fuel uniformly, 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 to the outside and pollutes the surrounding environment. Therefore, conventionally, as an exhaust gas treatment device for treating engine exhaust gas, the area of the filter is large and carbon is deposited and collected on the front surface of the filter. In order to incinerate the deposited carbon, a heater is attached to a part of the particulate filter, and the particulate containing the deposited carbon is incinerated to regenerate the filter.

【0003】従来、特開平2−256812号公報に
は、電気的に再生可能なパティキュレートトラップが開
示されている。該電気的に再生可能なパティキュレート
トラップは、ガス透過性支持体、複数のセラミックスフ
ァイバーからなる繊維層及びヒータから成り、繊維層が
ヒータと共にガス透過性支持体から半径方向に延びる空
間に配置され、該繊維層の隙間に排気ガスを流して排気
ガス中のパティキュレートをヒータの近傍に捕集し、ヒ
ータを通電することによって捕集したパティキュレート
を焼却するものである。繊維層は、1.5L/M/cm
2 未満の一様な通気率を備える織布であり、該織布が約
1150℃の温度で長期間安定し、糸と糸との間が糸径
の7.5倍以上を離れていないものである。また、セラ
ミックス繊維は、連続した溶融シリカ、ガラス、アルミ
ナシリカ、ジルコニアシリカ、アルミナクロミア、チタ
ニア、黒鉛、炭化ケイ素、アルミナボリアシリカから選
定されたものである。更に、セラミックス繊維は、ガス
透過性支持体又はヒータ上に直接に編組又は巻き付けら
れている。
Conventionally, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-256812 discloses an electrically regenerable particulate trap. The electrically regenerable particulate trap comprises a gas permeable support, a fiber layer made of a plurality of ceramic fibers, and a heater, and the fiber layer is arranged together with the heater in a space extending in the radial direction from the gas permeable support. The exhaust gas is caused to flow in the gap between the fiber layers to collect the particulates in the exhaust gas in the vicinity of the heater, and the heater is energized to incinerate the collected particulates. Fiber layer is 1.5L / M / cm
A woven fabric having a uniform air permeability of less than 2, the woven fabric being stable at a temperature of about 1150 ° C. for a long period of time, and the distance between the threads is not more than 7.5 times the thread diameter. Is. Further, the ceramic fiber is selected from continuous fused silica, glass, alumina silica, zirconia silica, alumina chromia, titania, graphite, silicon carbide, and alumina boria silica. Further, the ceramic fibers are braided or wound directly onto the gas permeable support or heater.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
パティキュレートフィルタは、車両等に搭載するため、
できるだけコンパクトに構成し且つカーボン、煤、HC
等のパティキュレートの捕集が効率的になるように製造
することは必要である。一般に、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。従来の再
生可能なディーゼルパティキュレートフィルタは、同じ
サイズのフィルタを排気ガス流れに二個並列に配置し、
一方のフィルタがパティキュレートの捕集によって詰ま
ると、他方のフィルタに排気ガスを流し、詰まった方の
フィルタにパティキュレートの焼却に必要な空気を送り
込んでフィルタを加熱し、捕集されたパティキュレート
を焼却してフィルタを再生している。従来の再生可能な
ディーゼルパティキュレートフィルタは、パティキュレ
ート、スモークを除去する装置が従来から多く開発され
ているが、いずれも構造が複雑であり、機能が煩雑であ
る等の欠点があり、実用に供し得ないのが現状である。
例えば、再生可能なディーゼルパティキュレートフィル
タでは、パティキュレートをフィルタで捕集し、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てパティキュレートを焼却
させている。
By the way, since the diesel particulate filter is mounted on a vehicle or the like,
Construct as compact as possible, carbon, soot, HC
It is necessary to manufacture so that the collection of particulates etc. becomes efficient. Generally, particulates are a compound of carbon and hydrocarbon contained in a diesel engine, and their sizes are dispersed from 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. Conventional renewable diesel particulate filters have two filters of the same size placed in parallel in the exhaust gas flow,
When one filter becomes clogged due to the collection of particulates, the exhaust gas is made to flow through the other filter and the air required for incineration of the particulates is sent to the clogged filter to heat the filter and the collected particulates. Is incinerated and the filter is regenerated. Conventional regenerable diesel particulate filters have been developed so far with many devices for removing particulates and smoke, but they all have drawbacks such as complicated structure and complicated functions, and are practically used. The current situation is that we cannot offer it.
For example, in a renewable diesel particulate filter, particulates are collected by the filter, and when particulates are deposited on the filter, they are heated by an ignition glow plug or a heater to incinerate the particulates.

【0005】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、セラミック繊維を紙状のシートに漉いて作
製したシートフィルタに金網ヒータを内蔵又は積層し、
軽量で且つコンパクトな構造に構成したフィルタ構造を
提供することである。更に、上記フィルタ構造をディー
ゼルエンジンの燃焼ガス中に含まれているカーボン、
煤、HC等のパティキュレートを捕集するディーゼルパ
ティキュレートフィルタに適用するため、上記シートフ
ィルタで主フィルタとサブフィルタとを作製し、主フィ
ルタの加熱再生時に排気ガスを流すサブフィルタを主フ
ィルタの中央に設け、主フィルタとサブフィルタとの空
気通過抵抗をバランスさせて予め設定することによっ
て、サブフィルタのみに開閉弁を設けると共に、再生の
ために金網ヒータを主フィルタにのみ設けたディーゼル
パティキュレートフィルタを提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and a wire filter heater is built in or laminated on a sheet filter produced by filtering ceramic fibers into a paper-like sheet,
It is an object of the present invention to provide a filter structure which has a lightweight and compact structure. Further, the filter structure, carbon contained in the combustion gas of a diesel engine,
In order to apply to a diesel particulate filter that collects particulates such as soot and HC, a main filter and a sub-filter are made of the above-mentioned sheet filter, and a sub-filter for flowing exhaust gas during heating regeneration of the main filter is used as the main filter. A diesel particulate that is provided in the center and is preset by balancing the air passage resistance between the main filter and the sub-filter, and the opening / closing valve is provided only in the sub-filter and the wire mesh heater is provided only in the main filter for regeneration. It is to provide a filter.

【0006】[0006]

【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、ディーゼルエンジンの排気系に組み込まれ
たケース内に配置されたフィルタと該フィルタを加熱す
るための網状ヒータを有し、前記フィルタによって排気
ガスに含まれるパティキュレートを捕集し、捕集された
パティキュレートを前記網状ヒータの通電によって加熱
焼却するディーゼルパティキュレートフィルタにおい
て、セラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊
維間を液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該
フィルタの全面に密着配設した網状導電体とから構成し
たことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィル
タにおけるフィルタ構造に関する。また、前記フィルタ
は、SiC又はSi−C−Ti−O系の繊維とポリカル
ボシラン溶液、ポリチタノカルボシラン溶液及びポリシ
ランスチレン、ポリシラン、ポリシラザン溶液から選択
された溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した多孔
質シートをAr又は真空中で焼結して前記溶液をSiC
又はSi−C−Ti−Oに転化させたシートフィルタ、
及び前記シートフィルタに積層されて密着係止した導電
性耐熱金属から作製されている網状ヒータから構成され
ているものである。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is,
The present invention has a filter arranged in a case incorporated in an exhaust system of a diesel engine and a reticulated heater for heating the filter, and collects particulates contained in exhaust gas by the filter, In a diesel particulate filter that heats and incinerates the collected particulates by energizing the reticulated heater, a filter in which ceramic long fibers are laminated and the ceramic long fibers are joined with a liquid ceramic raw material, and the entire surface of the filter is closely attached. The present invention relates to a filter structure in a diesel particulate filter, characterized in that the filter structure is constituted by an installed mesh conductor. Further, the filter is made by mixing a slurry of SiC or Si-C-Ti-O-based fibers with a polycarbosilane solution, a polytitanocarbosilane solution and a solution selected from polysilane styrene, polysilane and polysilazane solution. The porous sheet prepared by
Or a sheet filter converted to Si-C-Ti-O,
And a reticulated heater made of a conductive heat-resistant metal that is laminated and tightly locked on the sheet filter.

【0007】また、SiC又はSi−C−Ti−O系の
繊維はその長繊維が2〜10mmに切断されたものであ
るか又は気相法で作製されたウィスカーから構成されて
いる。また、前記フィルタは、Si3 4 の長繊維とポ
リシラザン、ポリカルボシラン、ペリヒドロポリシラザ
ン溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートを
NH3 ガス中で焼結して複合化することによって多孔質
セラミックスシートを作製したものである。或いは、前
記フィルタは、ムライトAl6 Si2 1 3 又はAl2
3 を用いる場合には、溶液としてポリアルミノキサン
溶液を用いてスラリーを作製し、該スラリーをシートに
漉いたものである。
Further, the SiC or Si-C-Ti-O-based fiber is obtained by cutting the long fiber into 2 to 10 mm or is composed of whiskers produced by a vapor phase method. In addition, the filter is prepared by filtering a slurry prepared by mixing long fibers of Si 3 N 4 with a polysilazane, polycarbosilane, and perihydropolysilazane solution into a sheet and sintering the sheet in NH 3 gas to form a composite. A porous ceramic sheet was produced. Alternatively, the filter is mullite Al 6 Si 2 O 13 or Al 2
When O 3 is used, a slurry is prepared by using a polyaluminoxane solution as a solution, and the slurry is strained on a sheet.

【0008】また、前記網状ヒータは、前記シートフィ
ルタの間に積層され、排気ガス流れの下流側に配置され
た前記シートフィルタは上流側に配置された前記シート
フィルタより繊維間が密目に構成されているものであ
る。また、前記網状ヒータは、目の細かい金網を用いて
炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したものであ
る。
Further, the reticulated heater is laminated between the sheet filters, and the sheet filter arranged on the downstream side of the exhaust gas flow is configured such that the fibers are closer to each other than the sheet filter arranged on the upstream side. It has been done. The reticulated heater is obtained by filtering a silicon carbide fiber with a fine mesh and sintering the composite layer.

【0009】更に、このフィルタ構造は、前記ケース内
に配置された前記シートフィルタから成る主フィルタ、
該主フィルタの排気ガス流入側に配置された網状ヒー
タ、前記主フィルタの中央部に配設されたバイパス筒体
内で前記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置
された前記シートフィルタから成るサブフィルタ、該サ
ブフィルタの排気ガス流入上流側に配置された前記バイ
パス筒体を開閉するバイパス弁、及び該バイパス弁を開
閉作動するアクチュエータを有し、前記サブフィルタの
空気通過抵抗は前記主フィルタの空気通過抵抗に比較し
て小さく設定されているディーゼルパティキュレートフ
ィルタに適用できるものである。
Further, the filter structure is a main filter including the sheet filter arranged in the case,
It comprises a mesh heater arranged on the exhaust gas inflow side of the main filter, and the sheet filter arranged in parallel to the exhaust gas flow with respect to the main filter in a bypass cylinder arranged in the central portion of the main filter. A sub-filter, a bypass valve that opens and closes the bypass cylinder that is arranged on the exhaust gas inflow upstream side of the sub-filter, and an actuator that opens and closes the bypass valve, and the air passage resistance of the sub-filter is the main filter. It is applicable to a diesel particulate filter that is set smaller than the air passage resistance of.

【0010】また、前記主フィルタは、前記シートフィ
ルタを順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され、前記サ
ブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並
列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成さ
れているものである。或いは、前記主フィルタは排気ガ
ス流れに並列に積層された前記シートフィルタから筒状
に形成され、前記サブフィルタは前記主フィルタの内部
で排気ガス流れに並列に配置され且つ前記シートフィル
タから筒状に形成されているものである。
Further, the main filter is formed in a pleated shape by sequentially bending the sheet filter into a cylindrical shape, and the sub-filter is arranged inside the main filter in parallel with an exhaust gas flow and is separated from the sheet filter by a cylinder. It is formed into a shape. Alternatively, the main filter is formed in a tubular shape from the sheet filters stacked in parallel with the exhaust gas flow, and the sub-filter is arranged in parallel with the exhaust gas flow inside the main filter and is tubular from the sheet filter. It is formed in.

【0011】[0011]

【作用】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ構造は、上記のように構成され
ており、次のように作用する。即ち、このディーゼルパ
ティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造は、セラ
ミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を液
状セラミックス原料で接合したフィルタと、該フィルタ
の全面に密着配設した網状導電体とから構成したもので
あり、具体的には、SiC又はSi−C−Ti−O系の
長繊維をポリカルボシラン溶液、ポリチタノカルボシラ
ン溶液及びポリシランスチレン、ポリシラン、ポリシラ
ザン溶液から選択された溶液で混合したスラリーを漉い
て作製した多孔質シートを焼結して前記溶液をSiC又
はSi−C−Ti−Oに転化させたシート状フィルタ本
体、及び該フィルタ本体に積層された導電性金属から作
製した金網ヒータから構成したので、フィルタそのもの
を紙状の薄いシートとして作製でき、軽量であり、所望
のフィルタ形状に構成でき、フィルタをコンパクトに形
成できる。また、前記フィルタ本体の粗密は、例えば、
使用するセラミック繊維の線径を変更することによって
容易に構成することができる。
The filter structure of the diesel particulate filter according to the present invention is configured as described above and operates as follows. That is, the filter structure in this diesel particulate filter is composed of a filter in which ceramic long fibers are laminated and the ceramic long fibers are joined together by a liquid ceramic raw material, and a reticulated conductor closely arranged on the entire surface of the filter. Specifically, SiC or Si—C—Ti—O type long fibers were mixed with a solution selected from a polycarbosilane solution, a polytitanocarbosilane solution, and a polysilanestyrene, a polysilane, and a polysilazane solution. A sheet-shaped filter body obtained by sintering a porous sheet produced by filtering a slurry to convert the solution into SiC or Si-C-Ti-O, and a wire mesh made of a conductive metal laminated on the filter body. Since it is composed of a heater, the filter itself can be made as a thin sheet of paper and is lightweight. It can be configured into the desired filter shape, to form a filter compact. Further, the density of the filter body is, for example,
It can be easily constructed by changing the wire diameter of the ceramic fiber used.

【0012】また、このフィルタ構造は、主フィルタと
サブフィルタとを上記フィルタ本体で作製し、主フィル
タをディーゼルエンジンの排気系に配置されたケース内
に配置し、主フィルタの排気ガス流入側の面に金網ヒー
タを配置し、前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を
介在して前記主フィルタに並列にサブフィルタを配置
し、該サブフィルタの排気ガス流入側にバイパス弁を配
置し、前記サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィル
タの空気通過抵抗に比較して小さく設定したので、主フ
ィルタの入口に切換弁を設ける必要なく、サブフィルタ
にヒータを設置する必要がなく、また主フィルタの再生
時に主フィルタに空気を送り込むポンプを設ける必要も
なく、全体をコンパクトな構造に構成できる。
Further, in this filter structure, a main filter and a sub-filter are made of the above-mentioned filter body, the main filter is arranged in a case arranged in the exhaust system of a diesel engine, and an exhaust gas inflow side of the main filter is provided. A wire mesh heater is arranged on the surface, a sub-filter is arranged in parallel with the main filter with a bypass cylinder interposed in the center of the main filter, and a bypass valve is arranged on the exhaust gas inflow side of the sub-filter. Since the air passage resistance of the sub filter is set smaller than the air passage resistance of the main filter, it is not necessary to provide a switching valve at the inlet of the main filter, it is not necessary to install a heater in the sub filter, and the main filter There is no need to provide a pump for feeding air to the main filter during regeneration, and the entire structure can be made compact.

【0013】即ち、ディーゼルエンジンでは、供給され
る空気は燃料に対して過剰に設定されているので、全負
荷時でもディーゼルエンジンから排気される排気ガス中
には20%程度の空気が含まれている。そこで、主フィ
ルタを再生する時に、主フィルタに少量の排気ガスを流
せば、主フィルタに捕集されているパティキュレートを
燃焼させるO2 を供給できることになる。従って、前記
サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィルタの空気通
過抵抗に比較して小さく設定しておけば、バイパス弁を
開放した時に、サブフィルタには多量の排気ガスが流れ
るが、パティキュレートを捕集している主フィルタにも
少量の排気ガスが流れることになり、主フィルタのパテ
ィキュレートの焼却に必要なO2 を供給することができ
る。しかも、主フィルタの再生時には主フィルタへは少
量の排気ガスであり、主フィルタへは過度の排気ガスが
流れることがなく、排気ガスによって冷却されてパティ
キュレートの焼却が悪化することはない。
That is, in the diesel engine, since the supplied air is set excessively with respect to the fuel, the exhaust gas discharged from the diesel engine contains about 20% of the air even under the full load. There is. Therefore, if a small amount of exhaust gas is caused to flow through the main filter when regenerating the main filter, it is possible to supply O 2 that burns the particulates collected in the main filter. Therefore, if the air passage resistance of the sub-filter is set smaller than the air passage resistance of the main filter, a large amount of exhaust gas flows through the sub-filter when the bypass valve is opened, but particulates are generated. A small amount of exhaust gas also flows into the main filter that is trapped, and O 2 required for incineration of particulates in the main filter can be supplied. Moreover, when the main filter is regenerated, a small amount of exhaust gas flows to the main filter, excessive exhaust gas does not flow to the main filter, and the incineration of particulates is not deteriorated by being cooled by the exhaust gas.

【0014】また、バイパス弁を閉鎖して主フィルタに
排気ガスを流す場合には、バイパス弁から漏洩する排気
ガスがサブフィルタを流れ、主フィルタの再生時にサブ
フィルタで捕集したパティキュレートは同様にサブフィ
ルタに供給され、しかもサブフィルタは主フィルタの内
部に配置されているので、主フィルタから受熱して冷却
されることなく、サブフィルタに捕集されているパティ
キュレートは排気ガスに含まれるO2 で焼却される。
When the bypass valve is closed and the exhaust gas flows through the main filter, the exhaust gas leaking from the bypass valve flows through the sub filter, and the particulate matter collected by the sub filter when the main filter is regenerated is the same. Is supplied to the sub-filter, and the sub-filter is arranged inside the main filter, so that the particulates collected in the sub-filter are contained in the exhaust gas without being cooled by receiving heat from the main filter. It is incinerated with O 2 .

【0015】[0015]

【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造
の実施例を説明する。図1はこの発明によるディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造の作製
工程を示す説明図、図2は図1のフィルタ構造の一例を
示す斜視図、及び図3は図1のフィルタ構造の別の例を
示す斜視図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of the filter structure of the diesel particulate filter according to the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an explanatory view showing a manufacturing process of a filter structure in a diesel particulate filter according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view showing an example of the filter structure of FIG. 1, and FIG. 3 is another example of the filter structure of FIG. It is a perspective view shown.

【0016】このディーゼルパティキュレートフィルタ
におけるフィルタ構造において、フィルタ材として、セ
ラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を
液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該フィル
タの全面に密着配設した網状導電体とから構成したもの
であり、具体的には、前記フィルタは、SiC又はSi
−C−Ti−O系の繊維とポリカルボシラン溶液、ポリ
チタノカルボシラン溶液及びポリシランスチレン、ポリ
シラン、ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合
したスラリーを漉いて作製した多孔質シートを焼結して
前記溶液をSiC又はSi−C−Ti−Oに転化させた
シートフィルタ、及び前記シートフィルタに積層されて
密着係止した導電性耐熱金属から作製されている金網ヒ
ータから構成されている。このフィルタ構造は、上記の
ように作製したシートフィルタに、耐熱性、耐酸化性の
導電性金属から作製した金網ヒータを積層してフィルタ
を作製したものである。
In the filter structure of this diesel particulate filter, as a filter material, a filter in which ceramic long fibers are laminated and the ceramic long fibers are bonded with a liquid ceramic raw material, and a net-like conductive material which is closely arranged on the entire surface of the filter The filter is made of SiC or Si.
Sintering a porous sheet prepared by straining a slurry in which -C-Ti-O-based fibers are mixed with a polycarbosilane solution, a polytitanocarbosilane solution, and a solution selected from polysilane styrene, polysilane, and polysilazane solution The solution is converted into SiC or Si-C-Ti-O, and a wire mesh heater made of a conductive heat-resistant metal laminated and tightly locked on the sheet filter. In this filter structure, the sheet filter manufactured as described above is laminated with a wire mesh heater made of a heat-resistant and oxidation-resistant conductive metal to manufacture a filter.

【0017】このフィルタ構造は、例えば、図1に示す
ような工程によって作製することができる。まず、Si
C又はSi−C−Ti−O系の不織布の繊維41とポリ
カルボシラン又は溶融セラミックス42とを容器40に
投入し(ステップ30)、両者を混合してスラリー43
を作製する。次いで、金網44を敷いた上にスラリー4
3を流してシート状に漉き、シート状固化物45にす
る。この時、シート状固化物45において、不織布の繊
維41と繊維41との交点にポリカルボシラン又はポリ
チタノカルボシランが付着し、不織布の繊維41がポリ
カルボシラン42で固着されたシート状固化物1Aの状
態になる(ステップ31)。シート状固化物45を乾燥
させ、乾燥したSiC系繊維シート46のシート状成形
体1Bを作製する(ステップ32)。次いで、シート状
成形体1Bを1400℃で焼成してシートフィルタ47
を作製する(ステップ33)。この時、ポリカルボシラ
ン42をAr又は真空中で焼成することによりポリカル
ボシラン42はSiCに転化し、繊維シートを多孔質シ
ート状のシートフィルタ47に構成する。また、シート
フィルタ47では、金網44が埋め込まれた状態であ
り、シートフィルタ47がディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込まれた時に、金網44が後述の金網ヒ
ータ6として機能するようになる。この時、場合によっ
ては、金網ヒータ6は、目の細かい金網を用いて炭化ケ
イ素繊維を漉いて形成することもできる。勿論、金網4
4を敷かないで、シートフィルタ47を形成することも
でき、その後、金網44とシートフィルタ47とを係止
して固定することもできる。
This filter structure can be manufactured, for example, by the steps shown in FIG. First, Si
C or Si-C-Ti-O based non-woven fiber 41 and polycarbosilane or molten ceramics 42 are put into a container 40 (step 30), and both are mixed to form a slurry 43.
To make. Next, the wire mesh 44 is laid and the slurry 4 is added.
3 is poured and strained into a sheet to form a sheet solidified material 45. At this time, in the sheet-like solidified material 45, polycarbosilane or polytitanocarbosilane is attached to the intersection of the fibers 41 of the non-woven fabric and the fiber 41 of the non-woven fabric, and the fiber 41 of the non-woven fabric is fixed by the polycarbosilane 42. The state of the object 1A is obtained (step 31). The sheet-shaped solidified material 45 is dried to produce a sheet-shaped molded body 1B of the dried SiC fiber sheet 46 (step 32). Then, the sheet-shaped molded body 1B is fired at 1400 ° C. to obtain the sheet filter 47.
Are produced (step 33). At this time, the polycarbosilane 42 is converted into SiC by firing the polycarbosilane 42 in Ar or vacuum, and the fiber sheet is formed into a porous sheet-shaped sheet filter 47. Further, in the sheet filter 47, the wire netting 44 is embedded, and when the sheet filter 47 is incorporated into the diesel particulate filter, the wire netting 44 functions as the wire netting heater 6 described later. At this time, in some cases, the wire mesh heater 6 may be formed by filtering silicon carbide fibers using a wire mesh with a fine mesh. Of course, wire mesh 4
The sheet filter 47 can be formed without laying 4, and then the wire netting 44 and the sheet filter 47 can be locked and fixed.

【0018】このフィルタ構造では、シートフィルタ4
7がディーゼルパティキュレートフィルタに組み込まれ
た時に、金網ヒータ6はシートフィルタ47の排気ガス
流れの上流側に配置されることが再生に当たって好まし
いものである。また、金網ヒータ6の両側にシートフィ
ルタ47が積層され、排気ガス流れの下流側に配置され
たシートフィルタ47は上流側に配置されたシートフィ
ルタ47より繊維間が密目に構成することもできるもの
である。金網ヒータ6は、シートフィルタ47に金属線
等の固着具を使用して係止して固定してもよく、シート
フィルタ47に挟み込んで固定してもよい。金網ヒータ
6をシートフィルタ47の間に積層した場合には、排気
ガス流れの下流側に配置されたシートフィルタ47を上
流側に配置されたシートフィルタ47より繊維間が密目
に構成することが、排気ガス中に含まれるカーボン、す
す、スモーク等のパティキュレートを効率的に捕集する
ことができる。シートフィルタ47を粗密な構造に構成
するには、例えば、シートフィルタ47を作製するセラ
ミックス繊維の線径を変更することによって、シートフ
ィルタ47の目を粗の目に構成したり、密目に構成する
ことができる。
In this filter structure, the sheet filter 4
When 7 is incorporated in a diesel particulate filter, it is preferable for regeneration that the wire mesh heater 6 is arranged upstream of the exhaust gas flow of the sheet filter 47. Further, the sheet filters 47 are laminated on both sides of the wire mesh heater 6, and the sheet filter 47 arranged on the downstream side of the exhaust gas flow can be configured such that the fibers are closer to each other than the sheet filter 47 arranged on the upstream side. It is a thing. The wire net heater 6 may be locked and fixed to the sheet filter 47 by using a fixing tool such as a metal wire, or may be sandwiched and fixed to the sheet filter 47. When the wire net heater 6 is laminated between the sheet filters 47, the sheet filter 47 arranged on the downstream side of the exhaust gas flow may be made denser than the sheet filter 47 arranged on the upstream side. The particulates such as carbon, soot, and smoke contained in the exhaust gas can be efficiently collected. In order to configure the sheet filter 47 in a coarse and fine structure, for example, by changing the wire diameter of the ceramic fiber for manufacturing the sheet filter 47, the sheet filter 47 is configured to have coarse meshes or dense meshes. can do.

【0019】このフィルタ構造は、ディーゼルエンジン
の排気系に配置され、排気ガス中に含まれるカーボン、
すす、スモーク等のパティキュレートを捕集し、捕集さ
れたパティキュレートを加熱焼却できるディーゼルパテ
ィキュレートフィルタに適用できるものである。図2に
は、ディーゼルパティキュレートフィルタに組み込むこ
とができるシートフィルタの一実施例を示している。こ
の実施例のシートフィルタ47は、後述の主フィルタ1
として利用できるフィルタ26を構成している。フィル
タ26は、半径方向に予め定められた長さで順次折り曲
げられて襞状に形成され、その襞形状が筒状に形成され
ている。図2では、金網ヒータ6についてはフィルタ2
6の端部の一部領域のみに作図しているが、該端部の全
面から金網ヒータ6を突出させて金網端子を構成できる
ものである。
This filter structure is arranged in the exhaust system of a diesel engine and contains carbon contained in exhaust gas,
The present invention can be applied to a diesel particulate filter that can collect particulates such as soot and smoke and can heat and incinerate the collected particulates. FIG. 2 shows an example of a sheet filter that can be incorporated in a diesel particulate filter. The sheet filter 47 of this embodiment is a main filter 1 described later.
A filter 26 that can be used as The filter 26 is sequentially bent in the radial direction by a predetermined length to be formed into a fold shape, and the fold shape is formed into a tubular shape. In FIG. 2, the wire mesh heater 6 has a filter 2
Although the drawing is made only on a partial region of the end portion of 6, the wire net heater 6 can be projected from the entire surface of the end part to form the wire net terminal.

【0020】或いは、ディーゼルパティキュレートフィ
ルタに組み込むため、図3に示すような形状に形成する
こともできる。図3には、ディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込むことができるシートフィルタの別の
実施例を示している。この実施例のシートフィルタ47
は、排気ガス流れ方向に長手方向に金網ヒータ6と並列
の積層して配置された筒状に形成されているフィルタ2
7であり、後述の主フィルタ25として利用できるもの
である。また、図示していないが、フィルタ27は、金
網ヒータを積層しない構造に形成することもでき、金網
ヒータを備えていないフィルタは後述のサブフィルタ2
として適用できるものである。
Alternatively, since it is incorporated into a diesel particulate filter, it can be formed into a shape as shown in FIG. FIG. 3 shows another embodiment of the sheet filter that can be incorporated in the diesel particulate filter. Sheet filter 47 of this embodiment
Is a filter 2 formed in a cylindrical shape that is arranged in parallel with the wire mesh heater 6 in the longitudinal direction in the exhaust gas flow direction.
7 and can be used as a main filter 25 described later. Although not shown, the filter 27 can also be formed in a structure in which wire mesh heaters are not laminated, and a filter not equipped with a wire mesh heater is a sub filter 2 described later.
Can be applied as.

【0021】図4及び図5を参照して、このフィルタ構
造を適用したディーゼルパティキュレートフィルタの一
実施例を説明する。このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、図2に示すシートフィルタ47を主フィル
タ1として適用し、また、金網ヒータを備えていない筒
状シートフィルタをサブフィルタ2として適用してい
る。ディーゼルエンジンの排気管(図示せず)にフラン
ジ23を介して連結されるケース3を有している。ケー
ス3内には、パティキュレートを捕集できる主フィルタ
1とサブフィルタ2とが排気ガス流れ方向にバイパス筒
体4によって分離され、排気ガス流れに並列に入口15
から出口16に延びるように配置されている。また、ケ
ース3と主フィルタ1との間には、主フィルタ1からケ
ース3を通じて外部に放熱するのを防止するため遮熱材
5が配置されている。
An embodiment of a diesel particulate filter to which this filter structure is applied will be described with reference to FIGS. 4 and 5. In this diesel particulate filter, the sheet filter 47 shown in FIG. 2 is applied as the main filter 1, and the tubular sheet filter not equipped with the wire mesh heater is applied as the sub filter 2. It has a case 3 connected to an exhaust pipe (not shown) of a diesel engine via a flange 23. In the case 3, the main filter 1 and the sub-filter 2 capable of collecting particulates are separated by the bypass cylinder 4 in the exhaust gas flow direction, and the inlet 15 is arranged in parallel with the exhaust gas flow.
It is arranged so as to extend from the outlet 16 to the outlet 16. Further, a heat shield 5 is arranged between the case 3 and the main filter 1 to prevent heat from being radiated from the main filter 1 to the outside through the case 3.

【0022】この実施例では、主フィルタ1は、排気ガ
ス通路22に配置され、排気ガス入口15側の主フィル
タ1の外周端部は遮蔽プレート28で閉鎖され、排気ガ
ス出口16側の主フィルタ1の端面はプレート状シート
フィルタ24で閉鎖されている。プレート状シートフィ
ルタ24はシートフィルタ47で作製できるものであ
る。主フィルタ1の内側には、主フィルタ1とサブフィ
ルタ2との排気ガス流れを遮断する遮蔽用バイパス筒体
4が配置され、バイパス筒体4の内側にサブフィルタ2
が配置されている。主フィルタ1及びバイパス筒体4
は、複数本の支柱18によってケース3に支持固定され
ており、サブフィルタ2はバイパス筒体4に複数本の支
柱17によって支持固定されている。また、主フィルタ
1の中央部にバイパス筒体4を介在して主フィルタ1に
対して排気ガス流れに並列にサブフィルタ2が配置され
ている。
In this embodiment, the main filter 1 is arranged in the exhaust gas passage 22, the outer peripheral end of the main filter 1 on the exhaust gas inlet 15 side is closed by a shield plate 28, and the main filter 1 on the exhaust gas outlet 16 side. The end face of No. 1 is closed by a plate-like sheet filter 24. The plate-shaped sheet filter 24 can be manufactured by the sheet filter 47. Inside the main filter 1, a shielding bypass cylinder 4 that blocks the exhaust gas flow between the main filter 1 and the sub-filter 2 is arranged, and inside the bypass cylinder 4 the sub-filter 2
Are arranged. Main filter 1 and bypass cylinder 4
Are supported and fixed to the case 3 by a plurality of columns 18, and the sub-filter 2 is supported and fixed to the bypass cylinder 4 by a plurality of columns 17. Further, a sub-filter 2 is arranged in parallel with the exhaust gas flow with respect to the main filter 1 with a bypass cylinder 4 interposed in the center of the main filter 1.

【0023】更に、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタは、主フィルタ1の表面に金網ヒータ6が配置さ
れている。金網ヒータ6は、主フィルタ1に捕集された
パティキュレートを加熱燃焼させるために、コントロー
ラ10の指令で通電制御されるように構成されている。
金網ヒータ6は、排気ガス通路22の主フィルタ1の流
入側の全面にわたって延びており、電極端子9を通じて
コントローラ10に接続されている。金網ヒータ6は、
Ni系金属で作製することが好ましく、主フィルタ1の
表面に対して均一に加熱することができるように構成さ
れている。
Further, in this diesel particulate filter, a wire mesh heater 6 is arranged on the surface of the main filter 1. The wire mesh heater 6 is configured to be energized and controlled by a command from the controller 10 in order to heat and burn the particulates collected by the main filter 1.
The wire mesh heater 6 extends over the entire surface of the exhaust gas passage 22 on the inflow side of the main filter 1, and is connected to the controller 10 through electrode terminals 9. Wire mesh heater 6
It is preferably made of a Ni-based metal, and is configured so that the surface of the main filter 1 can be heated uniformly.

【0024】また、サブフィルタ2の排気ガス流入側に
はサブフィルタ2の流入口を開閉するバイパス弁7が配
置されている。バイパス弁7は、コントローラ10の指
令で駆動されるアクチュエータ8によって開閉作動され
るものである。バイパス弁7には、サブフィルタ2の再
生のため、僅かな排気ガスが漏洩する通孔を形成しても
よく、また、バイパス弁7自体を漏洩するようにバイパ
ス通路21に配設してもよい。
A bypass valve 7 for opening and closing the inlet of the sub-filter 2 is arranged on the exhaust gas inflow side of the sub-filter 2. The bypass valve 7 is opened and closed by an actuator 8 driven by a command from the controller 10. In order to regenerate the sub-filter 2, the bypass valve 7 may be formed with a through hole through which a slight amount of exhaust gas leaks, or may be arranged in the bypass passage 21 so as to leak the bypass valve 7 itself. Good.

【0025】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、ケース3の排気ガス入口15には排気
ガス圧を検出する排気ガス圧センサー14が設けられて
おり、排気ガス圧センサー14によって検出された排気
ガス圧の情報はコントローラ10に入力されるように構
成されている。更に、コントローラ10にはエンジン作
動状態、即ち、エンジン回転数を検出する回転センサー
11、エンジン負荷を検出する負荷センサー12及び排
気ガス温度を検出する温度センサー13が設けられてい
る。コントローラ10は、エンジン作動状態のこれらの
検出信号を受けて、エンジン作動状態に対応して予め決
定されている排気ガス圧の検出値に対応するパティキュ
レートの捕集状態を判断し、バイパス弁7の開放タイミ
ング即ち主フィルタ1の再生タイミングを制御するよう
に構成されている。
Further, in this diesel particulate filter, an exhaust gas pressure sensor 14 for detecting the exhaust gas pressure is provided at the exhaust gas inlet 15 of the case 3, and the exhaust gas pressure detected by the exhaust gas pressure sensor 14 is provided. Is configured to be input to the controller 10. Further, the controller 10 is provided with a rotation sensor 11 for detecting an engine operating state, that is, an engine speed, a load sensor 12 for detecting an engine load, and a temperature sensor 13 for detecting an exhaust gas temperature. The controller 10 receives these detection signals of the engine operating state, determines the particulate collection state corresponding to the detected value of the exhaust gas pressure which is predetermined corresponding to the engine operating state, and determines the bypass valve 7 Is opened, that is, the reproduction timing of the main filter 1 is controlled.

【0026】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記構成において、サブフィルタ2の空気通過抵抗
を主フィルタ1の空気通過抵抗に比較して小さく設定さ
れている。主フィルタ1とサブフィルタ2との空気通過
抵抗は、フィルタを構成する材質を変更することで確保
できる。例えば、サブフィルタ2を構成する繊維の線径
を主フィルタ1を構成する繊維の線径より大きくするこ
とによって達成できる。そして、主フィルタ1とサブフ
ィルタ2との空気通過抵抗値は、次のようにして設定す
ることができる。主フィルタ1とサブフィルタ2との空
気通過抵抗は、主フィルタ1の再生のためのバイパス弁
7の開放時の主フィルタ1とサブフィルタ2とを通過す
る全排気ガス流量QT と、主フィルタ1の再生完了時の
主フィルタ1を通過する排気ガス流量Q2 1 との比がQ
T /Q2 1 >20を満足するように設定されている。こ
の数値即ちQT /Q2 1 >20は、ディーゼルエンジン
の空気過剰率を考慮して排気ガスに含まれる約20%の
空気量によって決定されている。
In the diesel particulate filter of the above construction, the air passage resistance of the sub filter 2 is set smaller than the air passage resistance of the main filter 1. The air passage resistance between the main filter 1 and the sub filter 2 can be secured by changing the material forming the filter. For example, this can be achieved by making the fiber diameter of the fibers forming the sub-filter 2 larger than the fiber diameter of the fibers forming the main filter 1. Then, the air passage resistance values of the main filter 1 and the sub filter 2 can be set as follows. The air passage resistance between the main filter 1 and the sub filter 2 is the total exhaust gas flow rate Q T passing through the main filter 1 and the sub filter 2 when the bypass valve 7 for regeneration of the main filter 1 is opened, and the main filter. When the regeneration of No. 1 is completed, the ratio with the exhaust gas flow rate Q 2 1 passing through the main filter 1 is Q
It is set so as to satisfy T / Q 2 1> 20. This value, that is, Q T / Q 2 1 > 20 is determined by the air amount of about 20% contained in the exhaust gas in consideration of the excess air ratio of the diesel engine.

【0027】このディーゼルパティキュレートフィルタ
において、主フィルタ1とサブフィルタ2との空気通過
抵抗値の設定を図8を参照して説明する。図8は図4の
ディーゼルパティキュレートフィルタの捕集時間Tに対
する主フィルタ1とサブフィルタ2との空気通過抵抗値
Rを示すグラフである。主フィルタ1及びサブフィルタ
2が排気ガスの濾過機能を有して排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集する場合には、主フィルタ1とサブフィ
ルタ2との圧力損失は次のようになる。主フィルタ1で
パティキュレートが捕集されて捕集時間T2 の間に主フ
ィルタ1にパティキュレートが堆積し、主フィルタ1が
空気通過抵抗値R2 2 になって所定の圧力損失に達する
と、コントローラ10の指令によってアクチュエータ8
が駆動してバイパス弁7が開放し、金網ヒータ6が通電
され、主フィルタ1が加熱されて主フィルタ1の再生状
態になる。主フィルタ1が加熱されると、主フィルタ1
に捕集されているパティキュレートが加熱され、排気ガ
ス中のO2 を利用してパティキュレートはCO2 とH2
Oのガスに変化して焼却される。
In this diesel particulate filter, setting of air passage resistance values of the main filter 1 and the sub filter 2 will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a graph showing the air passage resistance value R of the main filter 1 and the sub filter 2 with respect to the collection time T of the diesel particulate filter of FIG. When the main filter 1 and the sub filter 2 have a function of filtering the exhaust gas and collect the particulates in the exhaust gas, the pressure loss between the main filter 1 and the sub filter 2 is as follows. When the particulate matter is collected by the main filter 1 and the particulate matter is accumulated on the main filter 1 during the collection time T 2 , when the main filter 1 reaches the air passage resistance value R 2 2 and reaches a predetermined pressure loss. , The actuator 8 according to a command from the controller 10
Is driven, the bypass valve 7 is opened, the wire mesh heater 6 is energized, the main filter 1 is heated, and the main filter 1 is in a regenerated state. When the main filter 1 is heated, the main filter 1
The particulates collected in the exhaust gas are heated, and the particulates are converted into CO 2 and H 2 by utilizing O 2 in the exhaust gas.
It is changed to O gas and incinerated.

【0028】主フィルタ1の再生時には、最初は排気ガ
スのほとんどがサブフィルタ2を流れ、主フィルタ1に
は微量の排気ガスが流れるが、主フィルタ1の再生処理
が進行するに従って、主フィルタ1の空気通過抵抗値が
段々小さくなり、サブフィルタ2に排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されてサブフィルタ2の空気通過抵抗
値が段々大きくなる。それ故に、主フィルタ1の再生処
理の進行につれて主フィルタ1とサブフィルタ2との空
気通過抵抗のバランスによって主フィルタ1側へ排気ガ
スが流れるようになる。この場合、主フィルタ1の再生
時には、主フィルタ1側に過度な排気ガス及び空気が流
れないようにすることが重要である。
At the time of regeneration of the main filter 1, most of the exhaust gas first flows through the sub filter 2 and a small amount of exhaust gas flows through the main filter 1, but as the regeneration process of the main filter 1 progresses, the main filter 1 The air passage resistance value of the sub filter 2 gradually decreases, the particulates in the exhaust gas are collected by the sub filter 2, and the air passage resistance value of the sub filter 2 gradually increases. Therefore, as the regeneration process of the main filter 1 progresses, the exhaust gas flows toward the main filter 1 side due to the balance of the air passage resistances of the main filter 1 and the sub filter 2. In this case, during regeneration of the main filter 1, it is important to prevent excessive exhaust gas and air from flowing to the main filter 1 side.

【0029】このディーゼルパティキュレートフィルタ
において、主フィルタ1による排気ガス中のパティキュ
レートの捕集を所定時間T2 にわたって行って、所定量
のパティキュレートが主フィルタ1に捕集され、主フィ
ルタ1にパティキュレートが堆積して詰まった状態にな
り、その時、即ち、主フィルタ1の再生を開始する時の
主フィルタ1の空気通過抵抗値をR2 2 とする。また、
サブフィルタ2には排気ガスが流されていないので、サ
ブフィルタ2にパティキュレートは堆積されておらず、
その時のサブフィルタ2の空気通過抵抗値をR1 1 とす
る。また、主フィルタ1の再生が終わった時の空気通過
抵抗をR2 1 とし、サブフィルタ2がパティキュレート
で詰まった場合の空気通過抵抗をR1 2 とする。バイパ
ス弁7が開放して主フィルタ1の再生が完了すると、フ
ィルタ全体での空気通過抵抗値をRとすると、1/R=
(1/R1 2 )+(1/R2 1 )が成り立つので、R=
1 2 ・R2 1 /(R1 2 +R2 1 )である。従って、
差圧ΔPに対して排気ガス流量の関数QT は、Kを係数
とすると、 ΔP=K・QT ×〔R1 2 ・R2 1 /(R1 2 +R2
1 )〕で表される。また、主フィルタ1についての排気
ガス流量の関数Q2 1 とし、サブフィルタ2についての
排気ガス流量の関数Q1 2 とすると、 ΔP=K・R1 2 ・Q1 2 =R2 1 ・Q2 1T =Q1 2 +Q2 1 で表される。上記の各式から、Q
2 1 /QT =R1 2 /(R1 2 +R2 1 )となる。
In this diesel particulate filter, the main filter 1 collects the particulates in the exhaust gas for a predetermined time T 2 , and a predetermined amount of the particulates is collected in the main filter 1 and is collected in the main filter 1. R 2 2 is the air passage resistance value of the main filter 1 at that time, that is, when the regeneration of the main filter 1 is started. Also,
Since exhaust gas is not passed through the sub-filter 2, particulates are not accumulated on the sub-filter 2,
The air passage resistance value of the sub-filter 2 at that time is defined as R 1 1 . Further, the air passage resistance when the regeneration of the main filter 1 is finished is R 2 1, and the air passage resistance when the sub filter 2 is clogged with particulates is R 1 2 . When the bypass valve 7 is opened and the regeneration of the main filter 1 is completed, if the air passage resistance value of the entire filter is R, then 1 / R =
Since (1 / R 1 2 ) + (1 / R 2 1 ) holds, R =
R 1 2 · R 2 1 / (R 1 2 + R 2 1) is. Therefore,
The function Q T of the exhaust gas flow rate with respect to the differential pressure ΔP, where K is a coefficient, ΔP = K · Q T × [R 1 2 · R 2 1 / (R 1 2 + R 2
1 )]. The exhaust gas flow rate as a function Q 2 1 of the main filter 1, when the function Q 1 2 of exhaust gas flow rates for the sub-filter 2, ΔP = K · R 1 2 · Q 1 2 = R 2 1 · Q It is represented by 2 1 Q T = Q 1 2 + Q 2 1 . From the above equations, Q
2 1 / Q T = R 1 2 / (R 1 2 + R 2 1 )

【0030】主フィルタ1の再生が進行して主フィルタ
1に捕集されているパティキュレートが加熱焼却され、
主フィルタ1の再生が完了するが、その時の主フィルタ
1の空気通過抵抗値をR2 1 とする。また、その間にサ
ブフィルタ2には排気ガスが流されてサブフィルタ2が
パティキュレートを捕集時間T1 にわたって捕集してパ
ティキュレートが堆積し、その時のサブフィルタ2の空
気通過抵抗値をR1 2とする。また、主フィルタ1につ
いての排気ガス流量の関数Q2 1 とし、サブフィルタ2
についての排気ガス流量の関数Q1 2 とすると、この時
に主フィルタ1にはパティキュレートを焼却できる条件
が整っていれば良い。
As the regeneration of the main filter 1 progresses, the particulates collected in the main filter 1 are heated and incinerated,
Although the regeneration of the main filter 1 is completed, the air passage resistance value of the main filter 1 at that time is R 2 1 . Further, during that time, the exhaust gas is caused to flow through the sub-filter 2, and the sub-filter 2 collects the particulates for the collection time T 1 and the particulates are accumulated, and the air passage resistance value of the sub-filter 2 at that time is R. 1 and 2 . Also, the function Q 2 1 of the exhaust gas flow rate for the main filter 1 is used, and the sub filter 2
Assuming that the function Q 1 2 of the exhaust gas flow rate is as follows, it is sufficient that the main filter 1 at this time has a condition capable of incinerating particulates.

【0031】ここで、ディーゼルエンジンの空気過剰率
を考慮して排気ガスに含まれる空気量が20%程度とす
ると、Q2 1 /QT <1/20の範囲に、主フィルタ1
とサブフィルタ2との空気通過抵抗が設定されると、主
フィルタ1に捕集されているパティキュレートが焼却さ
れるのに必要な空気量が供給されることになる。即ち、
主フィルタ1の再生時に、排気ガスにより主フィルタ1
が冷却されることなく、パティキュレートが加熱焼却さ
れるに十分な空気量が供給され、主フィルタ1の再生が
完了することになる。
Here, considering the excess air ratio of the diesel engine and assuming that the amount of air contained in the exhaust gas is about 20%, the main filter 1 is set in the range of Q 2 1 / Q T <1/20.
When the air passage resistance between the sub-filter 2 and the sub-filter 2 is set, the amount of air required to incinerate the particulates collected in the main filter 1 is supplied. That is,
When the main filter 1 is regenerated, the main filter 1 is exhausted by the exhaust gas.
The air amount sufficient to heat and incinerate the particulates is supplied without being cooled, and the regeneration of the main filter 1 is completed.

【0032】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、主フィルタ1の再生が完了すると、その間
にサブフィルタ2は排気ガス中のパティキュレートを捕
集してサブフィルタ2にパティキュレートが堆積された
状態になる。そこで、バイパス弁7を閉鎖し、サブフィ
ルタ2の再生を開始する。その時は、サブフィルタ2は
主フィルタ1の内部に配置されているので、サブフィル
タ2には排気ガスの熱エネルギーが蓄熱され、その熱エ
ネルギーによってサブフィルタ2は加熱されているの
で、バイパス弁7の閉鎖後直ちにサブフィルタ2に設け
たヒータ6に通電し、サブフィルタ2に捕集されたパテ
ィキュレートを焼却すれば良く、バイパス弁7を通じて
漏洩する排気ガスに含まれている空気を利用して燃焼
し、サブフィルタ2が再生される。
Further, in this diesel particulate filter, when the regeneration of the main filter 1 is completed, the sub-filter 2 collects the particulates in the exhaust gas during that period and the particulates are accumulated on the sub-filter 2. Become. Therefore, the bypass valve 7 is closed and the regeneration of the sub filter 2 is started. At that time, since the sub-filter 2 is arranged inside the main filter 1, the heat energy of the exhaust gas is stored in the sub-filter 2, and the sub-filter 2 is heated by the heat energy, so the bypass valve 7 Immediately after the closing of the sub-filter 2, the heater 6 provided in the sub-filter 2 may be energized to incinerate the particulates collected in the sub-filter 2, and the air contained in the exhaust gas leaking through the bypass valve 7 may be used. It burns and the sub-filter 2 is regenerated.

【0033】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記のように構成されており、次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され、排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路22に送り込まれる。この時、バ
イパス弁7は閉鎖状態であり、排気ガスは入口15から
排気ガス通路22に送り込まれ、排気ガス通路22から
主フィルタ1を通過し、主フィルタ1で排気ガス中に含
まれるすす、カーボン、スモーク等のパティキュレート
が捕集され、クリーンな排気ガスは出口16へと排出さ
れている。捕集されたパティキュレートは主フィルタ1
に堆積することになり、図8に示すように、捕集時間に
従って主フィルタ1の空気通過抵抗が徐々に上昇するこ
とになる。一方、コントローラ10は、回転センサー1
1、負荷センサー12及び温度センサー13からの検出
信号を受け、それらの検出値からエンジン作動状態を判
断し、予め設定されている排気ガス圧の検出値が幾らに
なるとアクチュエータ8を作動してバイパス弁7を開放
するかを決定する。
The diesel particulate filter is constructed as described above and operates as follows. The diesel engine is driven and the exhaust gas is sent to the exhaust gas passage 22 through the exhaust pipe. At this time, the bypass valve 7 is in the closed state, the exhaust gas is sent from the inlet 15 to the exhaust gas passage 22, passes through the main filter 1 from the exhaust gas passage 22, and the soot contained in the exhaust gas at the main filter 1. Particulates such as carbon and smoke are collected, and clean exhaust gas is discharged to the outlet 16. The collected particulates are the main filter 1
Therefore, as shown in FIG. 8, the air passage resistance of the main filter 1 gradually increases with the collection time. On the other hand, the controller 10 uses the rotation sensor 1
1, receiving the detection signals from the load sensor 12 and the temperature sensor 13, determining the engine operating state from the detected values, and activating the actuator 8 to bypass when the preset exhaust gas pressure detected value becomes Determine whether to open valve 7.

【0034】そこで、排気ガス通路22に設けた排気ガ
ス圧センサー14が予め設定した排気ガス圧を検出する
と、主フィルタ1は十分なパティキュレートを捕集して
いる状態であるので、コントローラ10は、主フィルタ
1の再生を行うために、アクチュエータ8を作動する指
令を発し、アクチュエータ8の作動によってバイパス弁
7が開放される。バイパス弁7が開放すると、排気ガス
の大部分はバイパス通路21を通じてサブフィルタ2を
通過し、排気ガスの微量が排気ガス通路22から主フィ
ルタ1へ送り込まれるようになる。更に、コントローラ
10は電極端子9を通じて金網ヒータ6に電流を流す指
令を発し、金網ヒータ6は加熱されて主フィルタ1が加
熱される。サブフィルタ2を通過する排気ガスはその中
に含まれるパティキュレートがサブフィルタ2で捕集さ
れ、捕集されたパティキュレートはサブフィルタ2に堆
積する。この時、サブフィルタ2の空気通過抵抗値は、
図8に示すように、R1 1 からR1 2 へと徐々に上昇す
ることになる。
Therefore, when the exhaust gas pressure sensor 14 provided in the exhaust gas passage 22 detects the preset exhaust gas pressure, the main filter 1 is in a state of collecting sufficient particulates, so the controller 10 In order to regenerate the main filter 1, a command to operate the actuator 8 is issued, and the operation of the actuator 8 opens the bypass valve 7. When the bypass valve 7 is opened, most of the exhaust gas passes through the sub-filter 2 through the bypass passage 21, and a small amount of the exhaust gas is sent from the exhaust gas passage 22 to the main filter 1. Further, the controller 10 issues a command to pass a current through the wire net heater 6 through the electrode terminal 9, and the wire net heater 6 is heated to heat the main filter 1. The particulate matter contained in the exhaust gas passing through the sub-filter 2 is collected by the sub-filter 2, and the collected particulates are accumulated on the sub-filter 2. At this time, the air passage resistance value of the sub-filter 2 is
As shown in FIG. 8, it will be gradually increased from R 1 1 to R 1 2.

【0035】金網ヒータ6が加熱されて主フィルタ1が
加熱されると、主フィルタ1に捕集されているパティキ
ュレートは主フィルタ1を通過する微量の排気ガスに含
まれる空気を使用してCO2 、H2 Oに変化して焼却さ
れ、ガスになって出口16から放出される。主フィルタ
1の再生が進行すると、図8に示すように、主フィルタ
1の空気通過抵抗値はR2 2 からR2 1 へと徐々に低下
するように変化し、主フィルタ1の再生が完了する。主
フィルタ1の再生完了は、エンジン作動状態を考慮して
予め設定されている排気ガス圧値によって、コントロー
ラ10で判断される。この時、主フィルタ1とサブフィ
ルタ2との空気通過抵抗のバランスによって排気ガスの
流れはサブフィルタ2から主フィルタ1へと徐々に多く
なるように移って行くようになるが、この実施例では、
主フィルタ1の再生完了時における主フィルタ1の空気
通過抵抗値R2 1 はサブフィルタ2の空気通過抵抗値R
12 より高くなるように設定されている。従って、主フ
ィルタ1の再生完了時においても、サブフィルタ2に流
れる排気ガスが主フィルタ1に流れる排気ガスよりも多
くなっている。
When the wire net heater 6 is heated and the main filter 1 is heated, the particulates trapped in the main filter 1 use CO contained in a small amount of exhaust gas passing through the main filter 1 to generate CO. 2 , converted to H 2 O, incinerated, turned into gas and discharged from the outlet 16. As the regeneration of the main filter 1 progresses, as shown in FIG. 8, the air passage resistance value of the main filter 1 gradually changes from R 2 2 to R 2 1 , and the regeneration of the main filter 1 is completed. To do. Completion of regeneration of the main filter 1 is determined by the controller 10 based on the exhaust gas pressure value that is preset in consideration of the engine operating state. At this time, the flow of exhaust gas gradually increases from the sub-filter 2 to the main filter 1 due to the balance of the air passage resistances of the main filter 1 and the sub-filter 2. However, in this embodiment, ,
The main air passage resistance of the main filter 1 during regeneration completion of the filter 1 R 2 1 is the air flow resistance value of the sub-filter 2 R
It is set to be higher than 12 . Therefore, even after the regeneration of the main filter 1 is completed, the exhaust gas flowing through the sub filter 2 is larger than the exhaust gas flowing through the main filter 1.

【0036】主フィルタ1の再生が完了すると、コント
ローラ10はアクチュエータ8を作動してバイパス弁7
を閉鎖する指令を発する。バイパス弁7が閉鎖すると、
排気ガスは排気ガス通路22から主フィルタ1を通過す
るようになり、通常の排気ガス処理、即ち、主フィルタ
1によるパティキュレートの捕集処理になる。この時、
微量の排気ガスはバイパス弁7に形成した通孔或いは隙
間からを通過してバイパス通路21に送り込まれる。更
に、バイパス通路21は主フィルタ1に囲まれているの
で、そこに蓄熱される状態になっている。そこで、サブ
フィルタ2に捕集されているパティキュレートはバイパ
ス通路21からサブフィルタ2を通過する微量の排気ガ
スに含まれる空気を利用して焼却され、サブフィルタ2
は再生されることになる。このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、上記の作動サイクルが繰り返されて排
気ガスが連続して浄化処理されることになる。
When the regeneration of the main filter 1 is completed, the controller 10 operates the actuator 8 to operate the bypass valve 7
Issue a command to close the. When the bypass valve 7 is closed,
The exhaust gas passes through the main filter 1 from the exhaust gas passage 22, and the normal exhaust gas processing, that is, the particulate collection processing by the main filter 1 is performed. At this time,
A small amount of exhaust gas passes through a through hole or a gap formed in the bypass valve 7 and is sent to the bypass passage 21. Furthermore, since the bypass passage 21 is surrounded by the main filter 1, heat is stored therein. Therefore, the particulates collected in the sub-filter 2 are incinerated by using the air contained in the small amount of exhaust gas passing through the sub-filter 2 from the bypass passage 21 and the sub-filter 2
Will be played. In the diesel particulate filter, the above-mentioned operation cycle is repeated and the exhaust gas is continuously purified.

【0037】次に、図6及び図7を参照して、このフィ
ルタ構造を適用してディーゼルパティキュレートフィル
タの別の実施例を説明する。この実施例は、上記実施例
と比較して主フィルタとして適用したシートフィルタの
構造が相違する以外は、同一の構成及び機能を有するの
で、同一の部品には同一の符号を付し、ここでは重複す
る説明を省略する。この実施例のディーゼルパティキュ
レートフィルタでは、主フィルタ25として図3に示す
フィルタ27を適用したものである。主フィルタ25
は、内筒19と外筒20から構成されている。外筒20
には図3に示すフィルタ27が適用されているが、内筒
19にはシートフィルタ47と金網ヒータ6とが内外が
逆に配置されているフィルタが利用されている。また、
排気ガス通路22の排気ガス入口15側において、サブ
フィルタ2と遮蔽用バイパス筒体4との間には、バイパ
ス通路21の入口側周囲部を遮断するため、遮蔽プレー
ト29が設けられている。また、主フィルタ25の排気
ガス入口15側の端面には、シートフィルタ47から平
らに形成されたプレート状フィルタ24が配置されてい
る。この実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記実施例のものと比較して主フィルタの構造以外
は、同様の構成、同様の作用、機能を有するので、ここ
ではその説明は省略する。
Next, another embodiment of the diesel particulate filter to which this filter structure is applied will be described with reference to FIGS. 6 and 7. This embodiment has the same configuration and function except that the structure of the sheet filter applied as the main filter is different from that of the above embodiment, and therefore, the same reference numerals are given to the same parts, and here, A duplicate description will be omitted. In the diesel particulate filter of this embodiment, the filter 27 shown in FIG. 3 is applied as the main filter 25. Main filter 25
Is composed of an inner cylinder 19 and an outer cylinder 20. Outer cylinder 20
3, the filter 27 shown in FIG. 3 is applied, but the inner cylinder 19 uses a filter in which the sheet filter 47 and the wire mesh heater 6 are arranged inside and outside in reverse. Also,
On the exhaust gas inlet 15 side of the exhaust gas passage 22, a shielding plate 29 is provided between the sub-filter 2 and the shielding bypass cylinder body 4 to shut off the inlet side peripheral portion of the bypass passage 21. A plate-shaped filter 24 formed flat from the sheet filter 47 is arranged on the end surface of the main filter 25 on the exhaust gas inlet 15 side. The diesel particulate filter of this embodiment has the same configuration, operation, and function as those of the above-described embodiment except for the structure of the main filter, and therefore the description thereof is omitted here.

【0038】[0038]

【発明の効果】この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタにおけるフィルタ構造は、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、このフ
ィルタ構造は、ディーゼルエンジンの排気系に組み込ん
だケース内に配置されたフィルタと金網ヒータを有し、
該フィルタによって排気ガスに含まれるパティキュレー
トを捕集し、捕集されたパティキュレートを金網ヒータ
を通電することによって加熱焼却するディーゼルパティ
キュレートフィルタに適用でき、前記フィルタとしてS
iC又はSi−C−Ti−O系の繊維とポリカルボシラ
ン溶液等の溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した
多孔質シートを焼結して前記ポリカルボシラン等の溶液
をSiC又はSi−C−Ti−Oに転化させたシートフ
ィルタを用い、前記シートフィルタに導電性金属から成
る金網ヒータを積層して構成したので、フィルタ自体を
軽量で、耐熱性で耐酸化性に構成でき、しかもシート状
であるので、ディーゼルパティキュレートフィルタに最
適の形状に簡単に形成できると共に、捕集面積が大きく
なる形状に形成でき、排気ガス中のパティキュレートを
効率的に捕集できる。
The filter structure of the diesel particulate filter according to the present invention is constructed as described above and has the following effects. That is, this filter structure has a filter and a wire mesh heater arranged in a case incorporated in the exhaust system of a diesel engine,
The filter can be applied to a diesel particulate filter that collects particulates contained in exhaust gas, and heats and incinerates the collected particulates by energizing a wire mesh heater.
A porous sheet produced by filtering a slurry in which iC or Si-C-Ti-O-based fibers and a solution such as a polycarbosilane solution are mixed is sintered to obtain a solution such as polycarbosilane or the like from SiC or Si- Since a sheet filter converted to C-Ti-O is used and a wire mesh heater made of a conductive metal is laminated on the sheet filter, the filter itself can be configured to be lightweight, heat resistant and oxidation resistant. Since it is in the form of a sheet, it can be easily formed into an optimum shape for a diesel particulate filter, and can be formed into a shape with a large collection area, so that particulates in exhaust gas can be collected efficiently.

【0039】また、このフィルタ構造は、ディーゼルエ
ンジンの排気系途中のケース内に収容された主フィルタ
と前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を介在して前
記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置された
サブフィルタとを設けたディーゼルパティキュレートフ
ィルタに容易に且つ簡単に組み込むことができる。その
ディーゼルパティキュレートフィルタとして、該主フィ
ルタの排気ガス流入側の面にヒータを配置し、前記サブ
フィルタの流入口をアクチュエータで開閉するバイパス
弁を設け、前記サブフィルタの空気通過抵抗が前記主フ
ィルタの空気通過抵抗に比較して小さく設定した場合に
は、前記バイパス弁の閉鎖時には排気ガスは前記主フィ
ルタでスムースに浄化処理され、排気ガス中のパティキ
ュレートは前記主フィルタに捕集される。
In addition, this filter structure has a main filter housed in a case in the middle of the exhaust system of a diesel engine and a bypass cylinder at the center of the main filter to allow the exhaust gas flow to the main filter. It can be easily and easily incorporated into a diesel particulate filter provided with sub-filters arranged in parallel. As the diesel particulate filter, a heater is arranged on the surface of the main filter on the exhaust gas inflow side, and a bypass valve that opens and closes the inlet of the sub filter with an actuator is provided, and the air passage resistance of the sub filter is the main filter. When the bypass valve is closed, the exhaust gas is smoothly purified by the main filter, and the particulates in the exhaust gas are collected by the main filter.

【0040】更に、前記主フィルタを再生する時には、
前記バイパス弁を開放して前記金網ヒータを通電するだ
けであり、前記主フィルタに捕集されたパティキュレー
トを焼却するための空気を別置きのポンプ等を利用して
送り込む必要が無く、前記主フィルタには前記主フィル
タと前記サブフィルタとの空気通過抵抗のバランスによ
り微量の排気ガスが送り込まれることになる。しかる
に、ディーゼルエンジンの特性である空気過剰率の現象
からディーゼルエンジンの排気ガスには微量の空気が含
まれているので、その空気を利用して前記主フィルタに
捕集されているパティキュレートは焼却されることにな
る。
Furthermore, when regenerating the main filter,
Only by opening the bypass valve and energizing the wire mesh heater, there is no need to send air for incinerating the particulates collected in the main filter by using a separately installed pump or the like. A small amount of exhaust gas is sent to the filter due to the balance of the air passage resistances of the main filter and the sub filter. However, due to the phenomenon of excess air ratio, which is a characteristic of diesel engines, a small amount of air is contained in the exhaust gas of diesel engines, so the particulate matter collected by the main filter is incinerated by using that air. Will be done.

【0041】従って、このフィルタ構造を組み込んだデ
ィーゼルパティキュレートフィルタは、捕集されたパテ
ィキュレートの焼却のための空気供給装置を必要としな
いばかりでなく、装置そのものがコンパクトに且つ簡単
な構造に形成され、しかも、ディーゼルエンジンから放
出される排気ガスの処理機能が極めて簡潔で且つ連続し
て排気ガスを浄化することができ、例えば、車両等のス
ペース上、厳しい場所にも良好に搭載することができ
る。
Therefore, the diesel particulate filter incorporating this filter structure does not require an air supply device for incineration of the collected particulates, and the device itself is formed in a compact and simple structure. Moreover, the function of treating the exhaust gas emitted from the diesel engine is extremely simple and the exhaust gas can be continuously purified. For example, it can be mounted well even in a severe place due to the space of a vehicle or the like. it can.

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

【図1】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ構造の作製工程を示す説明図で
ある。
FIG. 1 is an explanatory view showing a manufacturing process of a filter structure in a diesel particulate filter according to the present invention.

【図2】図1のこのフィルタ構造の一実施例を示す斜視
図である。
FIG. 2 is a perspective view showing an embodiment of the filter structure of FIG.

【図3】図1のこのフィルタ構造の別の実施例を示す斜
視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing another embodiment of this filter structure of FIG. 1.

【図4】この発明によるフィルタ構造を適用したディー
ゼルパティキュレートフィルタの一例を示し且つバイパ
ス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing an example of a diesel particulate filter to which the filter structure according to the present invention is applied and showing a bypass valve closed state.

【図5】図4のディーゼルパティキュレートフィルタに
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing an open state of a bypass valve in the diesel particulate filter of FIG.

【図6】この発明によるフィルタ構造を適用したディー
ゼルパティキュレートフィルタの別の例を示し且つバイ
パス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
FIG. 6 is a sectional view showing another example of a diesel particulate filter to which the filter structure according to the present invention is applied and showing a closed state of a bypass valve.

【図7】図6のディーゼルパティキュレートフィルタに
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
7 is a sectional view showing an open state of a bypass valve in the diesel particulate filter of FIG.

【図8】このフィルタ構造を組み込んだディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおける捕集時間に対する主フィ
ルタとサブフィルタとの空気通過抵抗値を示すグラフで
ある。
FIG. 8 is a graph showing air passage resistance values of a main filter and a sub filter with respect to a collection time in a diesel particulate filter incorporating this filter structure.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,25 主フィルタ 2 サブフィルタ 3 ケース 4 バイパス筒体 6 金網ヒータ 7 バイパス弁 10 コントローラ 26,27 フィルタ 41 繊維 42 ポリカルボシラン 43 スラリー 44 金網 47 シートフィルタ 1, 25 Main filter 2 Sub filter 3 Case 4 Bypass cylinder 6 Wire mesh heater 7 Bypass valve 10 Controller 26, 27 Filter 41 Fiber 42 Polycarbosilane 43 Slurry 44 Wire mesh 47 Sheet filter

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 3/02 Z B01D 39/20 D F01N 9/00 ZAB Z Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical display area F01N 3/02 Z B01D 39/20 D F01N 9/00 ZAB Z

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディーゼルエンジンの排気系に組み込ま
れたケース内に配置されたフィルタと該フィルタを加熱
するための網状ヒータを有し、前記フィルタによって排
気ガスに含まれるパティキュレートを捕集し、捕集され
たパティキュレートを前記網状ヒータの通電によって加
熱焼却するディーゼルパティキュレートフィルタにおい
て、セラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊
維間を液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該
フィルタの全面に密着配設した網状導電体とから構成し
たことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィル
タにおけるフィルタ構造。
1. A diesel engine exhaust system having a filter arranged in a case and a mesh heater for heating the filter, the filter collecting particulates contained in exhaust gas, In a diesel particulate filter that heats and incinerates the collected particulates by energizing the reticulated heater, a filter in which long ceramic fibers are laminated and the long ceramic fibers are bonded with a liquid ceramic raw material, and the entire surface of the filter is adhered A filter structure in a diesel particulate filter, characterized in that the filter structure is composed of arranged mesh conductors.
【請求項2】 前記フィルタは、SiC又はSi−C−
Ti−O系の繊維とポリカルボシラン溶液、ポリチタノ
カルボシラン溶液及びポリシランスチレン、ポリシラ
ン、ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合した
スラリーを漉いて作製した多孔質シートを焼結して前記
溶液をSiC又はSi−C−Ti−Oに転化させたシー
トフィルタ、及び前記シートフィルタに積層されて密着
係止した導電性耐熱金属から作製されている金網ヒータ
から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の
ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ
構造。
2. The filter is SiC or Si-C-
The porous sheet prepared by straining a slurry prepared by mixing Ti-O-based fibers with a polycarbosilane solution, a polytitanocarbosilane solution, and a solution selected from polysilane styrene, polysilane, and polysilazane solution is sintered and It is characterized by comprising a sheet filter obtained by converting the solution into SiC or Si-C-Ti-O, and a wire mesh heater made of a conductive heat-resistant metal laminated and tightly locked on the sheet filter. The filter structure in the diesel particulate filter according to claim 1.
【請求項3】 SiC又はSi−C−Ti−O系の繊維
はその長繊維が2〜10mmに切断されたものであるか
又は気相法で作製されたウィスカーから構成されている
ことを特徴とする請求項2に記載のディーゼルパティキ
ュレートフィルタにおけるフィルタ構造。
3. The SiC or Si—C—Ti—O fiber is characterized in that its long fiber is cut into 2 to 10 mm or is composed of whiskers prepared by a vapor phase method. The filter structure in the diesel particulate filter according to claim 2.
【請求項4】 前記フィルタはSi3 4 の長繊維とポ
リシラザン、ポリカルボシラン、ペリヒドロポリシラザ
ン溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートを
焼結したことを特徴とする請求項1に記載のディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造。
4. The filter according to claim 1, wherein a slurry obtained by mixing long fibers of Si 3 N 4 and a solution of polysilazane, polycarbosilane, and perihydropolysilazane is passed through a sheet to sinter the sheet. The filter structure in the described diesel particulate filter.
【請求項5】 前記フィルタはムライトの長繊維にポリ
アルミノキサン溶液を混合したスラリーをシートに漉い
たことを特徴とする請求項1に記載のディーゼルパティ
キュレートフィルタにおけるフィルタ構造。
5. The filter structure for a diesel particulate filter according to claim 1, wherein the filter is made by filtering a sheet with a slurry obtained by mixing long fibers of mullite with a polyaluminoxane solution.
【請求項6】 前記網状ヒータは前記シートフィルタの
間に積層され、排気ガス流れの下流側に配置された前記
シートフィルタは上流側に配置された前記シートフィル
タより繊維間が密目に構成されていることを特徴とする
請求項2に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ
におけるフィルタ構造。
6. The mesh heater is laminated between the sheet filters, and the sheet filter arranged on the downstream side of the exhaust gas flow is configured such that the fibers are closer to each other than the sheet filter arranged on the upstream side. The filter structure in the diesel particulate filter according to claim 2, wherein:
【請求項7】 前記網状ヒータは目の細かい金網を用い
て炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したことを
特徴とする請求項1に記載のディーゼルパティキュレー
トフィルタにおけるフィルタ構造。
7. The filter structure in a diesel particulate filter according to claim 1, wherein the reticulated heater is made of fine mesh and filtered with silicon carbide fibers to sinter the composite layer.
【請求項8】 前記ケース内に配置された前記シートフ
ィルタから成る主フィルタ、該主フィルタの排気ガス流
入側に配置された網状ヒータ、前記主フィルタの中央部
に配設されたバイパス筒体内で前記主フィルタに対して
排気ガス流れに並列に配置された前記シートフィルタか
ら成るサブフィルタ、該サブフィルタの排気ガス流入上
流側に配置された前記バイパス筒体を開閉するバイパス
弁、及び該バイパス弁を開閉作動するアクチュエータを
有し、前記サブフィルタの空気通過抵抗は前記主フィル
タの空気通過抵抗に比較して小さく設定されているディ
ーゼルパティキュレートフィルタに適用できることを特
徴とする請求項2に記載のディーゼルパティキュレート
フィルタにおけるフィルタ構造。
8. A main filter comprising the sheet filter arranged in the case, a mesh heater arranged on an exhaust gas inflow side of the main filter, and a bypass cylinder arranged in a central portion of the main filter. A sub-filter composed of the sheet filter arranged in parallel to the exhaust gas flow with respect to the main filter, a bypass valve arranged on the upstream side of the exhaust gas inflow of the sub-filter for opening and closing the bypass cylinder, and the bypass valve 3. The diesel particulate filter according to claim 2, wherein the diesel particulate filter has an actuator that opens and closes, and the air passage resistance of the sub-filter is set smaller than the air passage resistance of the main filter. Filter structure of diesel particulate filter.
【請求項9】 前記主フィルタは前記シートフィルタを
順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され、前記サブフィ
ルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並列に配
置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成されてい
ることを特徴とする請求項8に記載のディーゼルパティ
キュレートフィルタにおけるフィルタ構造。
9. The main filter is formed into a fold-like tubular shape by sequentially folding the sheet filter, and the sub-filter is arranged inside the main filter in parallel with an exhaust gas flow and is tubular from the sheet filter. 9. The filter structure in a diesel particulate filter according to claim 8, wherein the filter structure is formed in.
【請求項10】 前記主フィルタは排気ガス流れに並列
に積層された前記シートフィルタから筒状に形成され、
前記サブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流
れに並列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に
形成されていることを特徴とする請求項8に記載のディ
ーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構
造。
10. The main filter is formed in a tubular shape from the sheet filters stacked in parallel with an exhaust gas flow,
The filter structure in a diesel particulate filter according to claim 8, wherein the sub-filter is arranged in parallel with the exhaust gas flow inside the main filter, and is formed into a tubular shape from the sheet filter.
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