JPH1162558A - Regenerating system for exhaust emission control device - Google Patents

Regenerating system for exhaust emission control device

Info

Publication number
JPH1162558A
JPH1162558A JP9212893A JP21289397A JPH1162558A JP H1162558 A JPH1162558 A JP H1162558A JP 9212893 A JP9212893 A JP 9212893A JP 21289397 A JP21289397 A JP 21289397A JP H1162558 A JPH1162558 A JP H1162558A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
heater
exhaust gas
combustion
honeycomb filter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9212893A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazushige Ono
一茂 大野
Masaaki Kojima
正明 小島
Noriyuki Taoka
紀之 田岡
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.)
Ibiden Co Ltd
Original Assignee
Ibiden Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ibiden Co Ltd filed Critical Ibiden Co Ltd
Priority to JP9212893A priority Critical patent/JPH1162558A/en
Publication of JPH1162558A publication Critical patent/JPH1162558A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To shorten the incineration time of particulates by providing a heater regenerating the filter in front of an exhaust emission control device provided with a honeycomb filter for exhaust emission control made of a porous silicon carbide sintered body, and the inflow port of combustion improving air in front of the heater, and controlling the heater and the combustion improving air. SOLUTION: A heater is made ON, the inflow side end face of a honeycomb filter 12 for exhaust emission control made of a porous silicon carbide sintered body is heated, and after the lapse of a fixed time, combustion improving air is supplied to the gas inflow side end face of the filter 12 through a gas inflow port 16. In this case, a position of the highest temperature heated by the heater 13 is the front end face, and by supplying the combustion improving air in this condition, combustion is begun. In this way, the highest temperature position in the honeycomb filter 12 for exhaust emission control is conformed to the combustion beginning point, and hence a temperature rising time is remarkably shortened. Further, conduction of heat from the heater 13 in the honeycomb filter 12 for exhaust emission control is performed along the lengthwise direction of the filter 12, and combustion can be efficiently propagated.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジン等
の内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気ガス
浄化装置において、排気ガス浄化用ハニカムフィルタを
使用後再生するための排気ガス浄化装置の再生システム
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine. It relates to a reproduction system.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジン等の内燃機関から排
出されるNOx (窒素酸化物),HC(炭化水素)など
を除去するために用いる排気ガス浄化用ハニカムフィル
タを備えた排気ガス浄化装置は既知である。このフィル
タは、NOx ,HCなどを除去すると同時に、排気ガス
中に含有するパティキュレート(粒子状物質)を捕捉す
るため、使用時間が増えるにつれてパティキュレートの
堆積によりフィルタ効率が低下する。こうした現象は、
例えば、バス、トラックまたはフォークリフトなどのデ
ィーゼル車で顕著である。
2. Description of the Related Art There is known an exhaust gas purifying apparatus provided with an exhaust gas purifying honeycomb filter used for removing NOx (nitrogen oxide), HC (hydrocarbon) and the like discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine. is there. This filter removes NOx, HC, and the like, and at the same time, captures particulates (particulate matter) contained in the exhaust gas. Therefore, as the operating time increases, the filter efficiency decreases due to accumulation of the particulates. These phenomena are
For example, it is prominent in diesel vehicles such as buses, trucks and forklifts.

【0003】このため、排気ガス浄化用ハニカムフィル
タで捕捉したパティキュレートを焼却することにより、
前記フィルタを再生する必要があるが、従来の排気ガス
浄化用ハニカムフィルタに採用されたコージェライト
は、最高使用温度や熱伝導率が悪いため、耐久性の面で
問題があった。
[0003] Therefore, by burning the particulates captured by the honeycomb filter for exhaust gas purification,
Although it is necessary to regenerate the filter, cordierite used in a conventional honeycomb filter for purifying exhaust gas has a problem in terms of durability due to poor maximum operating temperature and thermal conductivity.

【0004】そこで、本願出願人は、最高使用温度や熱
伝導率の良い多孔質炭化珪素焼結体を排気ガス浄化用ハ
ニカムフィルタに採用した排気ガス浄化装置を、特開平
3−23307号公報で提案済みである。これは、図6
に示すように、排気通路3中に設けた排気ガス浄化装置
1において、排気ガス浄化用ハニカムフィルタ2の外周
にヒータ4を配設したものである。排気ガス浄化用ハニ
カムフィルタ2の再生は、ヒータ4によってフィルタ2
を加熱するとともに、排気ガス浄化装置1の前方に設け
た流入口5から助燃空気を供給し、前記パティキュレー
トを焼却することにより行われる。
The applicant of the present invention has disclosed an exhaust gas purifying apparatus using a porous silicon carbide sintered body having a high maximum operating temperature and a high thermal conductivity in a honeycomb filter for purifying exhaust gas in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 3-23307. It has been proposed. This is shown in FIG.
As shown in FIG. 1, in an exhaust gas purifying apparatus 1 provided in an exhaust passage 3, a heater 4 is provided on the outer periphery of an exhaust gas purifying honeycomb filter 2. The regeneration of the exhaust gas purifying honeycomb filter 2 is performed by the heater 4.
Is heated and auxiliary combustion air is supplied from an inflow port 5 provided in front of the exhaust gas purification device 1 to incinerate the particulates.

【0005】しかしながら、この装置によれば、排気ガ
ス浄化用ハニカムフィルタ2の外周にヒータ4が配設さ
れているため、パティキュレートが燃焼し始めたときの
温度分布はフィルタ2の外周表面に沿って均等になる
が、このフィルタ2全体をパティキュレートの燃焼温度
まで加熱する時間(昇温時間)が長くかかる。また、こ
の加熱されたフィルタに助燃空気が供給されると、燃焼
が開始されるのであるが、捕捉したパティキュレートの
量が多い時、燃焼中後期に燃焼が進むと、前面が助燃空
気で冷やされ、フィルタ中後方で温度が高くなる状況が
形成される。この温度分布によって発生する応力分布
は、時としてフィルタの許容応力を越え、フィルタにク
ラックを発生させる場合を考慮し、焼却量の上限を低め
ていた。
However, according to this device, since the heater 4 is provided on the outer periphery of the honeycomb filter 2 for purifying exhaust gas, the temperature distribution when the particulates start to burn is along the outer peripheral surface of the filter 2. However, it takes a long time (heating time) to heat the entire filter 2 to the particulate combustion temperature. In addition, when the combustion assist air is supplied to the heated filter, the combustion starts.However, when the amount of the trapped particulates is large, when the combustion proceeds in the latter half of the combustion, the front surface is cooled by the combustion assist air. As a result, a situation in which the temperature becomes high in the rear of the filter is formed. The stress distribution generated by this temperature distribution sometimes exceeds the allowable stress of the filter, and the upper limit of the amount of incineration is reduced in consideration of the case where cracks are generated in the filter.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、こうした事
実に鑑みなされたもので、内燃機関から排出される排気
ガス中のパティキュレートを捕捉した排気ガス浄化用ハ
ニカムフィルタを再生するため、前記パティキュレート
の焼却に要する時間を短縮するとともに、その焼却量も
増加させることができる排気ガス浄化装置の再生システ
ムを提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and has been developed in order to regenerate a honeycomb filter for purifying an exhaust gas which captures particulates in exhaust gas discharged from an internal combustion engine. It is an object of the present invention to provide a regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus capable of reducing the time required for incineration of curate and increasing the amount of incineration.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この課題を解決するた
め、請求項1に記載の排気ガス浄化装置の再生システム
は、内燃機関の排気通路に設置し、多孔質炭化珪素焼結
体よりなる排気ガス浄化用ハニカムフィルタを備えた排
気ガス浄化装置と、前記フィルタを再生するために該フ
ィルタのガス流入側の前方に配置したヒータと、該ヒー
タの前方で前記浄化装置に設けた助燃空気の流入口と、
前記ヒータに供給する電力と助燃空気の供給を制御する
コントロールユニットとからなることを特徴とするもの
である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus, which is provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and comprises a porous silicon carbide sintered body. An exhaust gas purifier provided with a gas purifying honeycomb filter, a heater disposed in front of the filter on the gas inflow side to regenerate the filter, and a flow of auxiliary combustion air provided in the purifier in front of the heater Entrance and
It is characterized by comprising a control unit for controlling the supply of the electric power supplied to the heater and the auxiliary combustion air.

【0008】本発明の再生システムにおいては、ヒータ
によって熱せられる最も高温の位置が、前端部になり、
この状態において、助燃空気を供給すると燃焼が開始す
る。このようにフィルタ内の最も高温の位置と燃焼開始
点が一致するので、昇温時間が著しく短くなる。また、
ヒータからの熱の排気ガス浄化用ハニカムフィルタ内で
の伝導は、該フィルタの長手方向に沿って行われるの
で、効率よく燃焼伝播が行われ、前端部が助燃空気によ
り冷却されることもなく、長手方向に均一になり、応力
分布が発生し難い燃焼伝播となる。これにより、焼却可
能なパティキュレートの量は著しく増加し、かつ、安全
に短時間に再生できるシステムが構成し得る。
In the reproducing system of the present invention, the position of the highest temperature heated by the heater is the front end,
In this state, combustion starts when supplementary air is supplied. As described above, since the highest temperature position in the filter and the combustion start point coincide with each other, the temperature rise time is significantly shortened. Also,
Conduction of heat from the heater in the exhaust gas purifying honeycomb filter is performed along the longitudinal direction of the filter, so that combustion propagation is efficiently performed, and the front end is not cooled by the auxiliary combustion air. It becomes uniform in the longitudinal direction, resulting in combustion propagation in which stress distribution hardly occurs. As a result, the amount of particulates that can be incinerated is significantly increased, and a system that can be safely recycled in a short time can be configured.

【0009】この再生システムの優れた燃焼メカニズム
を達成するための構成として、本発明では、排気ガス浄
化用ハニカムフィルタの材料として多孔質炭化珪素焼結
体を採用している。本材料は、熱伝導率が非常に高く、
ヒータからの直接の熱量や助燃空気がヒータ表面を通過
することにより熱交換した熱量をフィルタ後方や半径方
向に効率よく伝播するのに役立ち、局所的な過剰燃焼が
生じても安全に熱拡散をすることができ、このような、
パティキュレート量の多い少ないを問わずに完全に、短
時間に、安全に再生を達成することが可能になる。この
ため、パティキュレートを燃焼させる際に起きる温度分
布のバラツキが解消され、パティキュレートの焼却に要
する時間をさらに短縮することができるとともに、焼却
可能なパティキュレートの量も増加させることができ
る。
As a configuration for achieving the excellent combustion mechanism of the regeneration system, the present invention employs a porous silicon carbide sintered body as a material for a honeycomb filter for purifying exhaust gas. This material has very high thermal conductivity,
The amount of heat directly from the heater and the amount of heat exchanged by the auxiliary air passing through the heater surface help to efficiently propagate the heat exchanged behind the filter and in the radial direction, and safely diffuse heat even if local excessive combustion occurs. Can be like this,
Regardless of whether the amount of particulates is large or small, regeneration can be completely and safely achieved in a short time. For this reason, the variation in the temperature distribution occurring when burning the particulates is eliminated, and the time required for burning the particulates can be further reduced, and the amount of the particulates that can be burned can be increased.

【0010】また、請求項2に記載の排気ガス浄化装置
の再生システムは、請求項1において、ヒータを排気ガ
ス浄化用ハニカムフィルタに対して、該フィルタのガス
流入側端面から0.2から15cmの離間隔をもって配
置したことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect, wherein the heater is disposed between the exhaust gas purifying honeycomb filter and the gas inlet side end face of the filter by 0.2 to 15 cm. Are arranged at an interval of.

【0011】この場合、排気ガス浄化用ハニカムフィル
タのガス流入側端面がヒータと直接接触していないた
め、ヒータの加熱により排気ガス浄化用ハニカムフィル
タのガス流入側端面が異常な高温を示すことがない。こ
れにより、急激な温度変化によって、排気ガス浄化用ハ
ニカムフィルタのガス流入側端面付近にクラックが生じ
ることを防止することができる。また、フィルタ前端部
を遮ることが無いため、圧力損失が増加することもな
く、再生システムが車載される場合、振動によりヒータ
とフィルタ前端部が接触振動し、破損に至らしめられる
こともない。
In this case, since the gas inlet side end face of the exhaust gas purifying honeycomb filter is not in direct contact with the heater, the gas inlet side end face of the exhaust gas purifying honeycomb filter may exhibit an abnormally high temperature due to the heating of the heater. Absent. Thus, it is possible to prevent a crack from being generated near the gas inlet side end face of the exhaust gas purifying honeycomb filter due to a rapid temperature change. Further, since the front end of the filter is not blocked, the pressure loss does not increase, and when the regenerating system is mounted on a vehicle, the heater and the front end of the filter are brought into contact with each other due to vibration, so that damage is not caused.

【0012】前記離間隔を0.2から15cmの範囲に
限定すれば、フィルタへの熱伝播、助燃空気との熱交
換、接触振動の回避のバランスが良く特に望ましい。
It is particularly desirable that the separation distance be limited to the range of 0.2 to 15 cm, because the balance between heat propagation to the filter, heat exchange with the combustion assisting air, and avoidance of contact vibration is good.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
参照して詳細に説明する。図1は、本発明に係る排気ガ
ス浄化装置の再生システムの一実施形態を示す。排気ガ
ス浄化装置10は、内燃機関(本実施形態ではディーゼ
ルエンジン)から排出される排気ガスを浄化するための
装置で、該内燃機関からの排気通路11の途中に設置さ
れている。この排気ガス浄化装置10は、図2に示すよ
うに、多孔質炭化珪素(SiC)の焼結体よりなる排気
ガス浄化用ハニカムフィルタ12と、フィルタ12を加
熱するための該フィルタのガス流入側端面の前方に配置
したヒータ13とを備える。また車載されたポンプユニ
ット14は、配管15を介して排気ガス浄化装置10に
連結し、助燃空気を配管15を介して排気ガス浄化装置
10に設けた流入口16から排気ガス浄化装置10内に
供給する。なお、排気ガス浄化装置10内のパティキュ
レートによる詰まり具合は、エアーチューブ17を経て
モニターボックス18に伝えられる運転中の圧力変化を
モニターすることによって知ることができる。また、参
照符号19は、排気ガス浄化装置10内からガスが逆流
するのを防止するための逆止弁であるが、この逆止弁1
9の配置は、この形態に限るものではなく、配管15中
に設けてもよい。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 shows an embodiment of a regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. The exhaust gas purifying device 10 is a device for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine (in this embodiment, a diesel engine), and is provided in the middle of an exhaust passage 11 from the internal combustion engine. As shown in FIG. 2, the exhaust gas purifying apparatus 10 includes an exhaust gas purifying honeycomb filter 12 made of a sintered body of porous silicon carbide (SiC), and a gas inflow side of the filter 12 for heating the filter 12. And a heater 13 disposed in front of the end face. The pump unit 14 mounted on the vehicle is connected to the exhaust gas purifying device 10 via a pipe 15, and the auxiliary combustion air is supplied from the inlet 16 provided in the exhaust gas purifying device 10 via the pipe 15 into the exhaust gas purifying device 10. Supply. The degree of clogging due to particulates in the exhaust gas purification device 10 can be known by monitoring a change in pressure during operation transmitted to the monitor box 18 via the air tube 17. Reference numeral 19 denotes a check valve for preventing gas from flowing back from inside the exhaust gas purifying apparatus 10.
The arrangement of 9 is not limited to this mode, and may be provided in the pipe 15.

【0014】コントローラユニット20(本実施形態で
は交流200V電源)は、コネクタボックス21を介し
て、回路R1 ,R2 ,R3 に接続されている。回路R1
は、排気ガス浄化装置10に設けた温度センサ(例え
ば、熱電対)からの出力信号に基づき排出されるガスに
より排気ガス浄化装置10内が急激に温度上昇するのを
監視する。回路R2 は、ヒータ13に接続され、ヒータ
温度を後述するように制御する。回路R3 は、ポンプユ
ニット14に接続され、助燃空気の供給を後述するよう
に制御する。
The controller unit 20 (200 V AC power supply in this embodiment) is connected to circuits R 1, R 2, R 3 via a connector box 21. Circuit R1
Monitors a rapid rise in the temperature inside the exhaust gas purification device 10 due to gas discharged based on an output signal from a temperature sensor (for example, a thermocouple) provided in the exhaust gas purification device 10. The circuit R2 is connected to the heater 13 and controls the heater temperature as described later. The circuit R3 is connected to the pump unit 14 and controls the supply of the auxiliary combustion air as described later.

【0015】ヒータ13は、フィルタ12のガス流入側
端面から所定の離間隔で配置した渦巻き状のセラミック
ヒータである。ヒータ13の形状は、渦巻きに限定され
るものではなく、フィルタ12の前方に配置した際、供
給された助燃空気を通すものであれば、いかなる形状の
ものを使用することができる。
The heater 13 is a spiral ceramic heater disposed at a predetermined distance from the end face of the filter 12 on the gas inflow side. The shape of the heater 13 is not limited to a spiral shape, and any shape may be used as long as the heater 13 allows the supplied auxiliary combustion air to pass through when disposed in front of the filter 12.

【0016】この場合、排気ガス浄化用ハニカムフィル
タ12のガス流入側端面がヒータ13と直接接触してい
ないため、ヒータ13の加熱によりフィルタ12のガス
流入側端面が異常な高温を示すことがない。これによ
り、急激な温度変化によって、排気ガス浄化用ハニカム
フィルタ12のガス流入側端面付近にクラックが生じる
ことを防止することができる。また、フィルタ12の前
端部を遮ることが無いため、圧力損失が増加することも
なく、再生システムが車載される場合、振動によりヒー
タ13とフィルタ12の前端部が接触振動し、破損に至
らしめられることもない。
In this case, the gas inlet side end face of the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 is not in direct contact with the heater 13, so that the gas inlet side end face of the filter 12 does not exhibit an abnormally high temperature due to the heating of the heater 13. . Thereby, it is possible to prevent a crack from being generated near the gas inlet side end face of the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 due to a rapid temperature change. Further, since the front end of the filter 12 is not blocked, the pressure loss does not increase, and when the regeneration system is mounted on a vehicle, the vibration causes the heater 13 and the front end of the filter 12 to contact and vibrate, leading to damage. I can't do that.

【0017】特に、ヒータ13を排気ガス浄化用ハニカ
ムフィルタ12に対して、該フィルタ12のガス流入側
端面から0.2から15cmの離間隔をもって配置すれ
ば、フィルタ12への熱伝播、助燃空気との熱交換、接
触振動の回避のバランスが良く望ましい。
In particular, if the heater 13 is arranged at a distance of 0.2 to 15 cm from the end face of the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 on the gas inflow side of the filter 12, heat transmission to the filter 12, It is desirable to have a good balance between heat exchange with the substrate and avoidance of contact vibration.

【0018】排気ガス浄化用ハニカムフィルタ12は、
多孔質炭化珪素焼結体によって、ハニカム状に形成され
るとともに、全体として、ほぼ円柱状をなしている。こ
のフィルタ12には、その長手方向に平行に延びる複数
の排気ガス流通孔12aが形成されており、各流入孔1
2aのガス流入側および排出側のいずれか一端が多孔質
炭化珪素焼結体の小片12bで交互に封止されている。
このようにして、フィルタ12のガス流入側端面および
ガス排出側端面における流通孔は市松模様を示す。ま
た、排気ガス流通孔12aの内壁表面には、酸化触媒を
担持することができる。また排気ガス浄化用ハニカムフ
ィルタ12は、その外周面に設けた断熱材23を介して
排気ガス浄化装置10のケーシング内に緊密に保持され
ている。
The honeycomb filter 12 for purifying exhaust gas includes:
The porous silicon carbide sintered body is formed in a honeycomb shape and has a substantially columnar shape as a whole. The filter 12 has a plurality of exhaust gas passage holes 12a extending in parallel with the longitudinal direction thereof.
Either one end of the gas inflow side and the discharge side of 2a is alternately sealed with small pieces 12b of a porous silicon carbide sintered body.
In this way, the flow holes on the gas inflow side end face and the gas discharge side end face of the filter 12 have a checkered pattern. Further, an oxidation catalyst can be carried on the inner wall surface of the exhaust gas passage hole 12a. The exhaust gas purifying honeycomb filter 12 is tightly held in a casing of the exhaust gas purifying apparatus 10 via a heat insulating material 23 provided on an outer peripheral surface thereof.

【0019】ここで、排気ガス浄化用ハニカムフィルタ
12の作用を説明する。図2に示すように、ディーゼル
エンジンから排出される排気ガス(矢印A)は、排気ガ
ス浄化用ハニカムフィルタ12に流入すると、排気ガス
流通孔12aの表面で排気ガス中のパティキュレート
(煤などの粒子状物質)やHCなどがろ過されるととも
に酸化触媒により酸化される。そして、排気ガス浄化用
ハニカムフィルタ12内を通過して浄化された排気ガス
(矢印B)は、排気通路11を介して車外に排出され
る。
The operation of the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 will now be described. As shown in FIG. 2, when the exhaust gas (arrow A) discharged from the diesel engine flows into the exhaust gas purifying honeycomb filter 12, the particulate matter (such as soot) in the exhaust gas is formed on the surface of the exhaust gas flow hole 12a. Particulate matter) and HC are filtered and oxidized by the oxidation catalyst. The purified exhaust gas (arrow B) passing through the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 is discharged to the outside of the vehicle through the exhaust passage 11.

【0020】しかし、ディーゼルエンジンを長時間にわ
たって運転すると、パティキュレートが各流通孔の内壁
面に堆積してフィルタ12のフィルタ効率が低下する。
このため、ディーゼルエンジンの運転を停止した後、排
気ガス浄化装置10内のフィルタ12を本発明に係る再
生システムを用いて再生する。
However, when the diesel engine is operated for a long time, particulates accumulate on the inner wall surface of each flow hole, and the filter efficiency of the filter 12 is reduced.
For this reason, after stopping the operation of the diesel engine, the filter 12 in the exhaust gas purification device 10 is regenerated by using the regeneration system according to the present invention.

【0021】まず、コントロールユニット20の電源を
入れ、回路R2 を介してヒータ13をONにし、これに
より排気ガス浄化用ハニカムフィルタ12のガス流入側
端面を加熱し、所定時間経過後、回路R3 を介してポン
プユニット14を作動させ、助燃空気を配管15および
ガス流入口16を介してフィルタ12のガス流入側端面
に供給する。この場合、ヒータ13によって熱せられる
最も高温の位置が、前端部になり、この状態において、
助燃空気を供給すると燃焼が開始する。このように排気
ガス浄化用ハニカムフィルタ12内の最も高温の位置と
燃焼開始点が一致するので、昇温時間が著しく短くな
る。また、ヒータ13からの熱の排気ガス浄化用ハニカ
ムフィルタ12内での伝導は、該フィルタ12の長手方
向に沿って行われるので、効率よく燃焼伝播が行われ、
前端部が助燃空気により冷却されることもなく、長手方
向に均一になり、応力分布が発生し難い燃焼伝播とな
る。これにより、焼却可能なパティキュレートの量は著
しく増加し、かつ、安全に短時間に再生できるシステム
が構成し得る。
First, the control unit 20 is turned on, and the heater 13 is turned on via the circuit R2, thereby heating the end face of the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 on the gas inflow side. After a lapse of a predetermined time, the circuit R3 is turned on. The pump unit 14 is operated via the gas supply line to supply auxiliary combustion air to the gas inlet side end face of the filter 12 via the pipe 15 and the gas inlet 16. In this case, the hottest position heated by the heater 13 is the front end, and in this state,
Combustion starts when supplementary air is supplied. As described above, the position of the highest temperature in the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 coincides with the combustion start point, so that the temperature rise time is significantly shortened. In addition, since the heat from the heater 13 is transmitted in the exhaust gas purifying honeycomb filter 12 along the longitudinal direction of the filter 12, combustion propagation is efficiently performed,
The front end is not cooled by the auxiliary combustion air, becomes uniform in the longitudinal direction, and becomes a combustion propagation in which a stress distribution hardly occurs. As a result, the amount of particulates that can be incinerated is significantly increased, and a system that can be safely recycled in a short time can be configured.

【0022】この再生システムの優れた燃焼メカニズム
を達成するための構成として、本発明では、排気ガス浄
化用ハニカムフィルタ12の材料として多孔質炭化珪素
焼結体を採用している。本材料は、熱伝導率が非常に高
く、ヒータ13からの直接の熱量や助燃空気がヒータ表
面を通過することにより熱交換した熱量をフィルタ後方
や半径方向に効率よく伝播するのに役立ち、局所的な過
剰燃焼が生じても安全に熱拡散をすることができ、この
ような、パティキュレート量の多い少ないを問わずに完
全に、短時間に、安全に再生を達成することが可能にな
る。このため、パティキュレートを燃焼させる際に起き
る温度分布のバラツキが解消され、パティキュレートの
焼却に要する時間をさらに短縮することができるととも
に、焼却可能なパティキュレートの量も増加させること
ができる。なお、排気ガス浄化用ハニカムフィルタ12
内に助燃空気を供給するタイミングは、ヒータ13をO
Nすると同時でもよい。
As a configuration for achieving the excellent combustion mechanism of the regeneration system, the present invention employs a porous silicon carbide sintered body as a material of the exhaust gas purifying honeycomb filter 12. This material has a very high thermal conductivity and helps to efficiently propagate the heat exchanged by the direct heat from the heater 13 and the heat exchanged by the auxiliary combustion air passing through the heater surface to the rear and radial direction of the filter. Even if excessive combustion occurs, heat can be safely diffused, and regeneration can be achieved completely safely in a short time regardless of whether the amount of particulates is large or small. . For this reason, the variation in the temperature distribution that occurs when burning the particulates is eliminated, and the time required for burning the particulates can be further reduced, and the amount of the particulates that can be burned can be increased. The exhaust gas purifying honeycomb filter 12
When the auxiliary combustion air is supplied to the inside, the heater 13 is turned off.
N may be simultaneous.

【0023】図3は、本発明の再生システムにおけるフ
ィルタ内の温度分布と、前述の特開平3−23307号
公報で開示した従来の浄化装置におけるフィルタ内の温
度分布とを比較したものである。但し、ヒータをONす
るタイミングおよび助燃空気を供給するタイミングは、
図4に示すシークエンスによるものとし、本発明の再生
システムは図4(a)のタイミングで、また従来装置は
図4(b)のタイミングで動作させる。
FIG. 3 shows a comparison between the temperature distribution in the filter in the regeneration system of the present invention and the temperature distribution in the filter in the conventional purification device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 3-23307. However, the timing for turning on the heater and the timing for supplying the auxiliary combustion air are as follows.
The reproduction system according to the present invention is operated at the timing shown in FIG. 4A, and the conventional apparatus is operated at the timing shown in FIG. 4B.

【0024】図3(a),(b),(c)は、それぞれ
本発明の再生システムに関するデータである。図3
(a)は、本システムにおける温度計測点を示し、1〜
6までの6点で温度計測が行われている。図3(b)
は、パティキュレートが燃焼し始めたときの6計測点に
おける温度分布を、また図3(c)は、パティキュレー
トが燃焼中であるときの6計測点における温度分布を示
す。なお、図3(d),(e),(f)は、それぞれ従
来装置に関するデータであり、これら図のそれぞれは、
本発明の再生システムにおける図3(a),(b),
(c)と対応する関係にあるため、詳細な説明を省略す
る。なお、図3(b),(c),(e)および(f)中
の星印は、6計測点における温度すなわちヒータ温度を
示す。
FIGS. 3A, 3B and 3C show data relating to the reproduction system of the present invention. FIG.
(A) shows the temperature measurement points in this system,
Temperature measurement is performed at six points up to six. FIG. 3 (b)
FIG. 3 shows the temperature distribution at six measurement points when the particulates start burning, and FIG. 3C shows the temperature distribution at the six measurement points when the particulates are burning. 3 (d), (e), and (f) are data relating to the conventional device, respectively.
3 (a), 3 (b), and 3 (b) in the reproduction system of the present invention.
Since the relationship corresponds to (c), a detailed description is omitted. The asterisks in FIGS. 3B, 3C, 3E, and 3F indicate the temperatures at six measurement points, that is, the heater temperatures.

【0025】まず、本発明システムを、図3(a),
(b),(c)を参照して検討する。なお、このときの
ヒータ13は、図4(a)に示すように、時間t2 (2
0〜45min )までON状態を維持するものとする。
First, the system of the present invention is shown in FIG.
This will be discussed with reference to (b) and (c). At this time, the heater 13 is turned on for a time t2 (2
0 to 45 min).

【0026】ヒータ13をONしてから所定時間t1 ま
での間のフィルタ12内の温度分布は、図3(b)のよ
うな特性を示し、フィルタ12の流入側端面付近の温度
が高い。しかし、所定時間t1 (20min )で助燃空気
の供給を開始してから時間t3 (45min )までの間の
フィルタ2内の温度分布は、図3(c)のような特性を
示し、フィルタ12内の温度分布がパティキュレートの
燃焼中、長手方向においてほぼ均等になっている。図4
(a)に示すシークエンスに従って、本発明の再生シス
テムを作動させると、約45分で、堆積したパティキュ
レートが焼却されてフィルタ12が元の状態に再生され
る。この間に焼却可能なパティキュレートは50gであ
る。
The temperature distribution in the filter 12 from the time when the heater 13 is turned on until the predetermined time t1 shows a characteristic as shown in FIG. 3B, and the temperature near the inflow side end face of the filter 12 is high. However, the temperature distribution in the filter 2 from the start of the supply of the auxiliary combustion air at the predetermined time t1 (20 min) to the time t3 (45 min) shows a characteristic as shown in FIG. Is substantially uniform in the longitudinal direction during the burning of the particulates. FIG.
When the regeneration system of the present invention is operated in accordance with the sequence shown in (a), the accumulated particulates are incinerated and the filter 12 is regenerated in about 45 minutes. The amount of particulates that can be incinerated during this period is 50 g.

【0027】次に、従来装置を、図3(d),(e),
(f)を参照して検討する。なお、ヒータ4は、図4
(b)に示すように、時間t4 までON状態を維持する
ものとする。この場合、時間t4 はフィルタ2内の温度
がパティキュレートを燃焼できる温度(630°C以上
の温度)まで上昇したときの時間である。
Next, the conventional device is shown in FIGS. 3 (d), (e),
Consider with reference to (f). The heater 4 is shown in FIG.
As shown in (b), the ON state is maintained until time t4. In this case, the time t4 is a time when the temperature in the filter 2 rises to a temperature at which the particulates can be burned (a temperature of 630 ° C. or higher).

【0028】ヒータ4をONしてから所定時間t4 まで
の間の温度分布は、図3(e)のような特性を示し、フ
ィルタ2内の温度分布はほぼ均等になっている。しか
し、時間t4 を越えて助燃空気を供給してからのフィル
タ2内の温度分布は、図3(f)のような特性を示し、
フィルタ2のガス排出側に近づくにつれて温度が高く、
温度分布にバラツキを生じている。この従来装置で、フ
ィルタ2を再生するために必要な時間は、図4(b)に
示すシークエンスの所定時間t4 で変動するが、通常約
65分であり、この間に焼却可能なパティキュレートの
量は40gである。
The temperature distribution between the time when the heater 4 is turned on and the predetermined time t4 shows the characteristic shown in FIG. 3 (e), and the temperature distribution in the filter 2 is substantially uniform. However, the temperature distribution in the filter 2 after supplying the auxiliary combustion air beyond the time t4 shows the characteristic as shown in FIG.
The temperature increases as it approaches the gas discharge side of the filter 2,
There is variation in the temperature distribution. In this conventional apparatus, the time required to regenerate the filter 2 fluctuates at a predetermined time t4 of the sequence shown in FIG. 4B, but is usually about 65 minutes, during which the amount of particulates that can be incinerated is increased. Is 40 g.

【0029】[0029]

【実施例】排気ガス浄化用ハニカムフィルタとして、セ
ル構造:14/200および、サイズ:φ140×15
0Lの炭化珪素焼結体よりなる第1のフィルタおよび、
セル構造:14/200および、サイズ:φ165×1
50Lの炭化珪素焼結体よりなる第2のフィルタをそれ
ぞれ用いて、本発明の再生システムと、特開平3−23
307号公報に記載の排気ガス浄化装置とを、40gの
パティキュレート量を燃焼させた時の再生率(%)によ
って比較した。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS As a honeycomb filter for purifying exhaust gas, a cell structure: 14/200 and a size: φ140 × 15
A first filter made of a 0 L silicon carbide sintered body, and
Cell structure: 14/200 and size: φ165 × 1
A regeneration system according to the present invention is provided by using a second filter made of a 50 L silicon carbide sintered body.
No. 307 was compared with the exhaust gas purifying apparatus according to the regeneration rate (%) when 40 g of the particulate matter was burned.

【0030】第1のフィルタに関し、本発明の再生シス
テムを図4(a)に示すシークエンスに従ってヒータの
加熱温度および助燃空気の供給量(35L/min )をコ
ントロールユニットで制御しながら作動させたところ、
再生時間は45(分) で、再生率は100%であった。
これに対し、従来装置を同一の助燃空気供給量で図4
(b)に示すシークエンスに従って作動させたところ、
再生時間は70(分) で、再生率は98%であった。
Regarding the first filter, the regeneration system of the present invention was operated while controlling the heating temperature of the heater and the supply amount of the auxiliary air (35 L / min) by the control unit according to the sequence shown in FIG. ,
The reproduction time was 45 (minutes) and the reproduction rate was 100%.
On the other hand, in the conventional apparatus, the same auxiliary air supply amount was used as shown in FIG.
When operated according to the sequence shown in (b),
The reproduction time was 70 (minutes) and the reproduction rate was 98%.

【0031】第2のフィルタに関し、助燃空気の供給量
を48L/min とした場合、本発明の再生システムで
は、再生時間は35(分) で、再生率は100%であっ
たが、従来装置では、再生時間は75(分) で、再生率
は96%であった。
With respect to the second filter, when the supply amount of auxiliary combustion air is set to 48 L / min, the regeneration system of the present invention has a regeneration time of 35 minutes and a regeneration rate of 100%. The reproduction time was 75 (minutes) and the reproduction rate was 96%.

【0032】上述した結果から明らかなように、本発明
の再生システムは、従来の排気ガス浄化装置と比較し
て、排気ガス浄化用ハニカムフィルタ全体をパティキュ
レートの燃焼温度まで加熱する時間(昇温時間)および
フィルタを再生するのに要する時間を短縮することがで
きる。また、ヒータの加熱によるフィルタ内の許容温度
勾配を70°C/cmとした時のパティキュレートの焼
却量を実際に測定したところ、本発明の再生システムは
上記従来の装置より再生時間を短くしてほぼ15〜20
g余分に焼却可能なことを確認した。
As is clear from the above results, the regeneration system of the present invention has a longer heating time (heat-up time) for heating the entire exhaust gas purifying honeycomb filter to the particulate combustion temperature than the conventional exhaust gas purifying apparatus. Time) and the time required to regenerate the filter. Further, when the amount of particulate burned when the allowable temperature gradient in the filter due to the heating of the heater was set to 70 ° C./cm was actually measured, the regeneration system of the present invention shortened the regeneration time compared to the above-mentioned conventional apparatus. About 15-20
g It was confirmed that extra incineration was possible.

【0033】図5は、本発明の他の実施形態を示すもの
で、二股に分岐した排気通路11a,11bのそれぞれ
に、本発明の再生システムを採用したものである。この
実施形態では、排気通路11a,11bそれぞれに開閉
バルブ24を有し、コントローラユニット20によっ
て、排気通路11a,11bのいずれか一方を開くとと
もに他方を閉じるように制御することにより、排気ガス
浄化用ハニカムフィルタ12を別々に再生することがで
きる。
FIG. 5 shows another embodiment of the present invention, in which the regeneration system of the present invention is employed in each of the bifurcated exhaust passages 11a and 11b. In this embodiment, each of the exhaust passages 11a and 11b has an opening / closing valve 24, and the controller unit 20 controls one of the exhaust passages 11a and 11b to open and the other to close, thereby purifying the exhaust gas. The honeycomb filters 12 can be separately regenerated.

【0034】上述したところは、本発明の好適な実施形
態を示したにすぎず、本発明の範囲において種々の変更
を加えることができる。例えば、本発明の再生システム
をディーゼルエンジンの代わりに、ガソリンエンジンに
適用することができる。また、図示例では、コントロー
ルユニットを除いた部材を全て車載状態で用いている
が、コントロールユニットも車載状態にし、単に電源用
の電線をコネクタを介して接続してもよい。
The above is only a preferred embodiment of the present invention, and various changes can be made within the scope of the present invention. For example, the regeneration system of the present invention can be applied to a gasoline engine instead of a diesel engine. In the illustrated example, all the members except the control unit are used in a vehicle-mounted state. However, the control unit may be mounted in a vehicle-mounted state, and a power supply wire may be simply connected through a connector.

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

【図1】本発明の再生システムの一例を示す線図であ
る。
FIG. 1 is a diagram showing an example of a reproduction system of the present invention.

【図2】本発明の再生システムの主要部を示す部分断面
拡大図である。
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view showing a main part of a reproduction system according to the present invention.

【図3】本発明の再生システムにおけるフィルタ内の温
度分布と、従来の排気ガス浄化装置におけるフィルタ内
の温度分布とを比較するための図である。
FIG. 3 is a diagram for comparing a temperature distribution in a filter in a regeneration system of the present invention with a temperature distribution in a filter in a conventional exhaust gas purification device.

【図4】本発明の再生システムと、従来の排気ガス浄化
装置との作動状態をそれぞれ示すタイムチャートであ
る。
FIG. 4 is a time chart showing operating states of the regeneration system of the present invention and a conventional exhaust gas purification device, respectively.

【図5】本発明の再生システムの他の例を示す線図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing another example of the reproduction system of the present invention.

【図6】従来の排気ガス浄化装置の一例を示す線図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing an example of a conventional exhaust gas purification device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1,10 排気ガス浄化装置 2,12 排気ガス浄化用ハニカムフィルタ 3,11 排気通路 4,13 ヒータ 12a 排気ガス流通孔 12b SiC小片 14 ポンプユニット 15 供給用配管 16 ガス流入口 17 エアーチューブ 18 モニターボックス 19 逆止弁 20 コントローラユニット 21 コネクタボックス 23 断熱材 24 開閉バルブ R1 回路(熱電対) R2 回路(ヒータ) R3 回路(ポンプ) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,10 Exhaust gas purifying device 2,12 Exhaust gas purifying honeycomb filter 3,11 Exhaust passage 4,13 Heater 12a Exhaust gas circulation hole 12b SiC small piece 14 Pump unit 15 Supply pipe 16 Gas inlet 17 Air tube 18 Monitor box 19 Check valve 20 Controller unit 21 Connector box 23 Insulation material 24 Open / close valve R1 circuit (thermocouple) R2 circuit (heater) R3 circuit (pump)

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気通路に設置し、多孔質炭
化珪素焼結体よりなる排気ガス浄化用ハニカムフィルタ
を備えた排気ガス浄化装置と、前記フィルタを再生する
ために該フィルタのガス流入側の前方に配置したヒータ
と、該ヒータの前方で前記浄化装置に設けた助燃空気の
流入口と、前記ヒータに供給する電力と助燃空気の供給
を制御するコントロールユニットとからなることを特徴
とする、排気ガス浄化装置の再生システム。
1. An exhaust gas purifying apparatus provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and provided with an exhaust gas purifying honeycomb filter made of a porous silicon carbide sintered body, and a gas inflow of the filter for regenerating the filter. And a control unit that controls the supply of electric power to the heater and the supply of auxiliary air provided to the purification device in front of the heater. The exhaust gas purification system regeneration system.
【請求項2】 前記ヒータを前記排気ガス浄化用ハニカ
ムフィルタに対して、該フィルタのガス流入側端面から
0.2〜15cmの離間隔をもって配置したことを特徴
とする請求項1に記載の、排気ガス浄化装置の再生シス
テム。
2. The exhaust gas purifying honeycomb filter according to claim 1, wherein the heater is arranged at a distance of 0.2 to 15 cm from an end face on the gas inflow side of the filter. Regeneration system for exhaust gas purification device.
JP9212893A 1997-08-07 1997-08-07 Regenerating system for exhaust emission control device Pending JPH1162558A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9212893A JPH1162558A (en) 1997-08-07 1997-08-07 Regenerating system for exhaust emission control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9212893A JPH1162558A (en) 1997-08-07 1997-08-07 Regenerating system for exhaust emission control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1162558A true JPH1162558A (en) 1999-03-05

Family

ID=16630018

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9212893A Pending JPH1162558A (en) 1997-08-07 1997-08-07 Regenerating system for exhaust emission control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH1162558A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103894289A (en) * 2014-04-17 2014-07-02 刘晓岳 Air purification method and device based on electrostatic deflection

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103894289A (en) * 2014-04-17 2014-07-02 刘晓岳 Air purification method and device based on electrostatic deflection

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3829699B2 (en) Exhaust gas purification system and its regeneration control method
JP3355943B2 (en) Exhaust gas purification method and exhaust gas filter and exhaust gas filter purification device using the same
KR20020077533A (en) Method and device for reforming exhaust filter
WO2014181700A1 (en) Hybrid engine and method for controlling same
JP2001280121A (en) Continuous regeneration-type particulate filter device
JP2003161138A (en) Diesel particulate filter
JP2005194935A (en) Exhaust emission control device
JP3991382B2 (en) Exhaust gas purification device for vehicle diesel engine
JPH05240027A (en) Exhaust fine particle purifying device
JPH1162558A (en) Regenerating system for exhaust emission control device
JPH11236813A (en) Regeneration system for exhaust gas purifying device
WO2014181701A1 (en) Hybrid engine and method for controlling same
KR101178182B1 (en) exhaust smoke purification device of diesel engine
KR100773268B1 (en) Exhaust gas purifier for diesel engine and its control method
JP4219420B2 (en) Exhaust gas filter purification method and exhaust gas filter purification device
JP3951619B2 (en) Continuous regeneration type diesel particulate filter device and regeneration control method thereof
JP2821831B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JPH0719029A (en) Exhaust gas emission control device for diesel engine
JPH05231133A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP4363074B2 (en) Exhaust gas purification system
JP3073375B2 (en) Exhaust gas purification device
JP2847976B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
KR100464623B1 (en) Diesel soot reduction control method
JP2000352303A (en) Exhaust emission control system for engine
JP3173028B2 (en) Filter regeneration device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20011204