JPH10169429A - エンジンの排ガス浄化装置 - Google Patents

エンジンの排ガス浄化装置

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JPH10169429A
JPH10169429A JP8352159A JP35215996A JPH10169429A JP H10169429 A JPH10169429 A JP H10169429A JP 8352159 A JP8352159 A JP 8352159A JP 35215996 A JP35215996 A JP 35215996A JP H10169429 A JPH10169429 A JP H10169429A
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JP
Japan
Prior art keywords
filter
exhaust gas
diesel
engine
outer peripheral
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8352159A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Kodama
健司 児玉
Sei Kawatani
聖 川谷
Satoshi Hiranuma
智 平沼
Yoshihiro Inoue
喜博 井上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Motors Corp
Original Assignee
Mitsubishi Motors Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Motors Corp filed Critical Mitsubishi Motors Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排ガス中のディーゼルパティキュレートを捕
集し、かつ、再生される排ガス浄化装置の耐久性を高め
る。 【解決手段】 ディーゼルエンジンの排ガス路4内に、
排ガスの上流側から電気ヒータ5及びディーゼルパティ
キュレート捕集フイルタ11が設置され、フイルタ11
の下流部13はその中心に向かって先細となった円錐台
状をなし、下流部13の外周面と排ガス路4の内面との
間に空間14が形成されていて、フイルタ11により捕
集されたディーゼルパティキュレートの密度が一定値に
達すると、電気ヒータ5により加熱された排ガスによっ
て上記ディーゼルパティキュレートが燃焼させられ、フ
イルタ11が再生される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排ガス
浄化装置、とくに、ディーゼルエンジンの排ガス中に含
まれるディーゼルパティキュレートを捕集し、かつ、再
生される排ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンにおける従来の排ガ
ス浄化装置は、実開昭59−68119号公報に例示さ
れているように、パティキュレート捕集フイルタの排ガ
ス上流側の中央部分にアフタバーナを取り付けると共
に、このフイルタの排ガス入口側を円錐台状に形成し、
上記フイルタにより捕集されたパティキュレートをアフ
タバーナによって燃焼させるとき、パティキュレートの
燃え残りがないようにしている。
【0003】しかしながら、この排ガス浄化装置ではア
フタバーナを使用しているために、燃費の悪化を招くと
同時に、排ガス浄化装置から流出する排ガスの温度が非
常に高くなって、周囲の可燃物が着火するおそれがある
等の不具合は避けられなかった。
【0004】また、上記欠点を解消させるため図3に示
されているように、ディーゼルエンジンの排ガス浄化装
置として、セラミック製の円柱状ディーゼルパティキュ
レート捕集フイルタ1をワイヤメッシュ2及びシールマ
ット3を介して排ガス路4内に取り付け、フイルタ1と
同軸的な螺旋状電気ヒータ5をフイルタ1の直前に設置
することが考えられる。なお、上記フイルタ1は、断面
略正方形の小通気孔6が同軸的に多数隣接するように形
成されていると共に、各小通気孔6における排ガスの流
入側と流出側とがプラグ7により交互に閉塞されてい
て、上流側に開口している小通気孔6内へ流入した排ガ
スが小通気孔6のポーラス状壁面を通過する際、排ガス
中のディーゼルパティキュレートがフイルタ1により捕
集され、浄化された排ガスは下流側に開口している小通
気孔6から流出するように構成されている。
【0005】従って、フイルタ1によるディーゼルパテ
ィキュレートの捕集密度、すなわち、フイルタ1におけ
るディーゼルパティキュレートの堆積密度がほぼ一定値
に達すると、電気ヒータ5に通電され、電気ヒータ5に
より排ガス路4の全断面積にわたってほぼ均一に加熱さ
れた排ガスがフイルタ1内へ流入し、フイルタ1に堆積
しているディーゼルパティキュレートを燃焼させて、フ
イルタ1が再生され、他方、フイルタ1を適当な長さと
することにより、マフラを兼用させることも可能とな
る。
【0006】しかしながら、ディーゼルパティキュレー
トが燃焼するフイルタ1の再生時には、図3の網目状部
分で示すフイルタ1の下流側外周部Aのみは、外方への
放熱のために比較的温度が低下して600°C以下とな
るので、下流側外周部Aに堆積しているディーゼルパテ
ィキュレートは完全には燃焼しないで残存することとな
り、その結果、図4で破線Xにより示されているよう
に、フイルタ1の再生時に600°C以上となる部分で
は、フイルタ1の再生を繰り返してもディーゼルパティ
キュレートの堆積密度が上昇することはないのに対し、
図4で実線Yにより示されているように、フイルタ1の
再生時に600°C以下となる部分では、フイルタ1の
再生を繰り返すとディーゼルパティキュレートの堆積密
度が上昇するので、過剰に堆積したディーゼルパティキ
ュレートが燃焼条件に達したとき急激に燃焼して、フイ
ルタ1におけるその部分の温度が異常に上昇し、例えば
1200°Cを越えるためにフイルタ1が溶損し、もし
くは、フイルタ1にクラックが発生することとなって、
フイルタ1の耐久性を損ねる不具合がある。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、ディ
ーゼルエンジンの排ガス中に含まれるディーゼルパティ
キュレートを捕集し、かつ、再生される排ガス浄化装置
の耐久性を高めることにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】このため、本発明にかか
るエンジンの排ガス浄化装置は、エンジンの排ガス路中
に、下流部がその中心に向かって先細のディーゼルパテ
ィキュレート捕集フイルタが設置されて、上記下流部の
外周面と上記排ガス路の内面との間に空間が形成され、
上記フイルタの上流側に上記フイルタへ流入する排ガス
の加熱装置が設けられている。
【0009】すなわち、エンジンの排ガス路中に設置さ
れたディーゼルパティキュレート捕集フイルタの下流部
がその中心に向かって先細となっていて、フイルタの下
流部外周面と排ガス路内面との間に空間が形成されてい
るため、その空間内には排ガスが流れることにより、フ
イルタの下流側外周部分から外方へ熱が放散されて温度
低下を来すことは確実に抑制され、従って、フイルタの
上流側に設けられた加熱装置の作動によりフイルタへ流
入する排ガスが加熱されて、フイルタに捕集されていた
ディーゼルパティキュレートを燃焼させるとき、フイル
タの下流側外周部分も比較的高温に保たれ、その部分で
捕集されていたディーゼルパティキュレートも容易に燃
焼して、燃え残りにくくなるため、フイルタの再生が繰
り返されても、ディーゼルパティキュレートの堆積が増
加することは確実に防止できる。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態例につい
て、前記従来装置との同等部分及び各実施形態例の同等
部分にはそれぞれ同一符号を付けて説明する。
【0011】図1において、ディーゼルエンジンの排ガ
ス路4内に、排ガスの上流側から順次リフレクタ10、
螺旋状電気ヒータ5及びセラミック製ディーゼルパティ
キュレート捕集フイルタ11が設置され、フイルタ11
はワイヤメッシュ2及びシールマット3を介して排ガス
路4内に取り付けられている。
【0012】また、フイルタ11は、前記従来装置の場
合と同様に、断面略正方形の小通気孔6が同軸的に多数
隣接するように形成されていて、その上流部12が円柱
状となっていると共に、下流部13がその中心に向かっ
て先細となった円錐台状となっていて、下流部13の外
周面と排ガス路4内面との間には空間14が形成されて
いる。
【0013】さらに、フイルタ11は、各小通気孔6に
おける排ガスの流入側と流出側とがプラグ7により交互
に閉塞されていて、上流側に開口している小通気孔6内
へ流入した排ガスが各小通気孔6のポーラス状壁面を通
過する際、排ガス中のディーゼルパティキュレートが捕
集され、浄化された排ガスは下流側に開口している小通
気孔6から流出するように構成されている。
【0014】すなわち、フイルタ11におけるディーゼ
ルパティキュレートの堆積密度がほぼ一定値に達する
と、電気ヒータ5に通電され、電気ヒータ5により排ガ
ス路4の全断面積にわたってほぼ均一に加熱された排ガ
スがフイルタ11内へ流入し、フイルタ11に堆積して
いるディーゼルパティキュレートを燃焼させて、フイル
タ11が再生されるが、この場合、フイルタ下流部13
の外周面と排ガス路4の内面との間には空間14が形成
されていて、この空間14内には、ディーゼルパティキ
ュレートを燃焼させてフイルタ11から流出する比較的
高温の排ガスが流れているため、フイルタ下流部13の
全体がディーゼルパティキュレートの燃焼温度を越える
600°C以上に保持されている。
【0015】また、フイルタ11の下流部13がその中
心に向かって先細となった円錐台状となっているため、
フイルタ11の外周面に近いほど小通気孔6が短くなっ
て、その流路抵抗が小さくなるので、フイルタ11に対
する排ガスの流れがフイルタ11の中心部分に集中する
ことなく、フイルタ11の外周部分にも排ガスが十分に
分散して流れ、フイルタ11の外周部分におけるディー
ゼルパティキュレートの捕集密度が増加する結果、フイ
ルタ11の再生時におけるフイルタ11外周部分の発熱
量も増大する傾向がある。
【0016】従って、フイルタ11に捕集されたディー
ゼルパティキュレートがフイルタ11の再生時に燃え残
ることは容易に抑制されて、フイルタ11の再生繰り返
しによりディーゼルパティキュレートの堆積が増加する
こともないため、従来装置のように堆積したディーゼル
パティキュレートが一時に燃焼して、フイルタ11に溶
損やクラックを発生させることは抑止することができ、
また、フイルタ11内外周の温度差が小さくなって、フ
イルタ11内の熱応力を低減させることができるので、
フイルタ11の耐久性を確実に増大させることができ
る。
【0017】図2に示す実施形態例にあっては、ディー
ゼルエンジンの排ガス路4内に、排ガスの上流側から順
次リフレクタ10、螺旋状電気ヒータ5及びセラミック
製ディーゼルパティキュレート捕集フイルタ20が設置
され、フイルタ20はワイヤメッシュ2及びシールマッ
ト3を介して排ガス路4内に取り付けられている。
【0018】また、フイルタ20は、前記従来装置の場
合と同様に、粘土状のセラミック体を型に挿入して押し
出す等の手法により、断面略正方形の小通気孔6が同軸
的に多数隣接するように形成された円柱状のものから、
排ガス下流側の外周部分Bが適当なカッタにより円環状
に切り取られて、フイルタ20の上流部21に対し下流
部22がその中心に向かって先細となった段付き小径部
を形成し、下流部22の外周面と排ガス路4の内面との
間には円環状の空間23が形成されている。
【0019】さらに、フイルタ20は、各小通気孔6に
おける排ガスの流入側と流出側とがプラグ7により交互
に閉塞されていて、上流側に開口している小通気孔6内
へ流入した排ガスが各小通気孔6のポーラス状壁面を通
過する際、排ガス中のディーゼルパティキュレートが捕
集され、浄化された排ガスは下流側に開口している小通
気孔6から流出するように構成されている。
【0020】すなわち、フイルタ20におけるディーゼ
ルパティキュレートの堆積密度がほぼ一定値に達する
と、電気ヒータ5に通電され、電気ヒータ5により排ガ
ス路4の全断面積にわたってほぼ均一に加熱された排ガ
スがフイルタ20内へ流入し、フイルタ20に堆積して
いるディーゼルパティキュレートを燃焼させて、フイル
タ20が再生されるが、この場合、フイルタ下流部22
の外周面と排ガス路4の内面との間には空間23が形成
されていて、この空間23内にはディーゼルパティキュ
レートを燃焼させてフイルタ20から流出する比較的高
温の排ガスが流れているため、フイルタ下流部22の全
体がディーゼルパティキュレートの燃焼温度を越える6
00°C以上に保持されている。
【0021】また、フイルタ20の下流部22が上流部
21に対しその中心に向かって先細となった段付き小径
部を形成しているため、フイルタ20の外周面に近い小
通気孔6が比較的短くなって、その流路抵抗が小さくな
るので、フイルタ20に対する排ガスの流れがフイルタ
20の中心部分に集中することなく、フイルタ20の外
周部分にも排ガスが十分に分散して流れ、フイルタ20
の外周部分におけるディーゼルパティキュレートの捕集
密度が増加する結果、フイルタ20の再生時におけるフ
イルタ20外周部分の発熱量も増大する傾向がある。
【0022】従って、この実施形態例においても上記実
施形態例と全く同等の作用効果を奏することができる一
方、フイルタ20の下流部22は、フイルタ20の焼結
前にフイルタ20の下流側外周部分Bを適当なカッタに
より円環状に切り取ることにより、段付き小径部を容易
に形成させることができ、また、フイルタ20の下流側
端面がフイルタ20の軸線と垂直となっているため、フ
イルタ20の下流側端面に対する各小通気孔6へのプラ
グ7の挿入も比較的容易であり、この面からフイルタ2
0を楽に製造することができて、コスト低減を実現させ
うる大きな実用的効果を有する。
【0023】なお、上記各実施形態例においては、ディ
ーゼルパティキュレート捕集フイルタの下流部がその中
心に向かって先細となった円錐台状、もしくは、段付き
小径部となっているが、上記フイルタの下流部を、外周
面が中心に向かって先細となり、かつ、軸中心を通る平
面と外周面との交線が軸方向に適宜彎曲しているように
構成して、その外周面と排ガス路内面との間に空間が形
成されるようにしても、上記各実施形態例と同様な作用
効果を奏することができるのはいうまでもない。
【0024】
【発明の効果】本発明にかかるエンジンの排気浄化装置
にあっては、エンジンの排ガス路中に設置されたディー
ゼルパティキュレート捕集フイルタの下流部外周面と排
ガス路内面との間の空間内に排ガスが流れることによ
り、フイルタの下流側外周部分から外方へ熱が放散され
て温度低下を来すことは確実に抑制され、フイルタの上
流側に設けられた加熱装置の作動によりフイルタへ流入
する排ガスが加熱されて、フイルタに捕集されていたデ
ィーゼルパティキュレートを燃焼させるとき、フイルタ
の下流側外周部分も比較的高温に保たれて、その部分で
捕集されていたディーゼルパティキュレートも容易に燃
焼できるため、フイルタの再生が繰り返されても、ディ
ーゼルパティキュレートの堆積が増加することは防止さ
れて、堆積したディーゼルパティキュレートが急激に燃
焼することはなくなり、フイルタの溶損やクラックの発
生を抑制して、フイルタの耐久性を高めることができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態例における概略縦断面図。
【図2】本発明の他の実施形態例における概略縦断面
図。
【図3】従来装置の概略縦断面図。
【図4】上記従来装置の作用説明図。
【符号の説明】
4 排ガス路 5 電気ヒータ 6 小通気孔 7 プラグ 11 ディーゼルパティキュレート捕集フイルタ 14 空間 20 ディーゼルパティキュレート捕集フイルタ 23 空間
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 喜博 東京都港区芝五丁目33番8号 三菱自動車 工業株式会社内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンの排ガス路中に、下流部がその
    中心に向かって先細のディーゼルパティキュレート捕集
    フイルタが設置されて、上記下流部の外周面と上記排ガ
    ス路の内面との間に空間が形成され、上記フイルタの上
    流側に上記フイルタへ流入する排ガスの加熱装置が設け
    られたエンジンの排ガス浄化装置。
  2. 【請求項2】 請求項1において、上記フイルタの下流
    部が上記フイルタの上流部に対して段付き小径部を形成
    したエンジンの排ガス浄化装置。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、上記
    加熱装置が電気ヒータであるエンジンの排ガス浄化装
    置。
JP8352159A 1996-12-12 1996-12-12 エンジンの排ガス浄化装置 Withdrawn JPH10169429A (ja)

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JP8352159A JPH10169429A (ja) 1996-12-12 1996-12-12 エンジンの排ガス浄化装置

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007132241A (ja) * 2005-11-09 2007-05-31 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2007332781A (ja) * 2006-06-12 2007-12-27 Shigehide Kakei 連続再生型粒子状物質フィルター
JP2008212917A (ja) * 2007-02-09 2008-09-18 Ibiden Co Ltd ハニカム構造体および排気ガス処理装置
JP2008286085A (ja) * 2007-05-17 2008-11-27 Shigehide Kakei 連続再生型粒子状物質フィルタ
WO2013084587A1 (ja) * 2011-12-08 2013-06-13 Udトラックス株式会社 Dpfエレメント
JP2017145723A (ja) * 2016-02-16 2017-08-24 本田技研工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置

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Legal Events

Date Code Title Description
A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20061002