JPS5872610A - 微粒子捕集浄化装置 - Google Patents
微粒子捕集浄化装置Info
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- JPS5872610A JPS5872610A JP56171022A JP17102281A JPS5872610A JP S5872610 A JPS5872610 A JP S5872610A JP 56171022 A JP56171022 A JP 56171022A JP 17102281 A JP17102281 A JP 17102281A JP S5872610 A JPS5872610 A JP S5872610A
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- JP
- Japan
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- heating
- heating resistor
- filter
- exhaust gas
- ceramic
- Prior art date
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- Pending
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N2390/00—Arrangements for controlling or regulating exhaust apparatus
- F01N2390/02—Arrangements for controlling or regulating exhaust apparatus using electric components only
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれ
る微粒子、特に炭素を主体とするノ4ティキュレートを
捕集して排気ガスを浄化する微粒子捕集浄化装置に関す
る。
る微粒子、特に炭素を主体とするノ4ティキュレートを
捕集して排気ガスを浄化する微粒子捕集浄化装置に関す
る。
ディーゼルエンジンの排気ガス中には、特に炭素を主体
とする微粒子状のノタテイキエレートが含まれるもので
、排気ガスを浄化するためには、このパティキュレート
を排気ガス中から排除しなければならない。そして、こ
の微粒子状あるいは発泡構造体よりなるフィルタを用い
ることが考えられている。しかし、このようなフィルタ
を排気系の中に設置し、排気ガスを通過させるようにし
た場合には、フィルタによって捕集された微粒子によっ
て排気通路の抵抗が増大するようになり、エンジンの出
力低下をまねくようになる。
とする微粒子状のノタテイキエレートが含まれるもので
、排気ガスを浄化するためには、このパティキュレート
を排気ガス中から排除しなければならない。そして、こ
の微粒子状あるいは発泡構造体よりなるフィルタを用い
ることが考えられている。しかし、このようなフィルタ
を排気系の中に設置し、排気ガスを通過させるようにし
た場合には、フィルタによって捕集された微粒子によっ
て排気通路の抵抗が増大するようになり、エンジンの出
力低下をまねくようになる。
このような点を解決する手段としては、ノ肴−すt用い
て捕集された微粒子音燃焼浄化すること、エンジンの排
気口近傍に設置し且つエンジン排気ガ゛スが高温になる
ような条件でエンジンを運転して微粒子を燃焼浄化する
こと、および電熱ヒータを配設して電熱により微粒子を
燃焼浄化すること停が考えられている。しかし、このよ
うな手段では、それぞれ以下に示すような欠点が存在す
る。
て捕集された微粒子音燃焼浄化すること、エンジンの排
気口近傍に設置し且つエンジン排気ガ゛スが高温になる
ような条件でエンジンを運転して微粒子を燃焼浄化する
こと、および電熱ヒータを配設して電熱により微粒子を
燃焼浄化すること停が考えられている。しかし、このよ
うな手段では、それぞれ以下に示すような欠点が存在す
る。
(a)バーナ式
燃料供給装置および点火装置勢が必要となるため、必然
的に複雑高価なものとなり、また排気系に燃料を導くよ
うになる−のであるため、火災の危険感増大する。
的に複雑高価なものとなり、また排気系に燃料を導くよ
うになる−のであるため、火災の危険感増大する。
(b)エンジン近傍に設置する方式
振動が大きく且つ高温の条件下であるため、機械的強度
が要求されるようKなり、tた排気ブス温を通常走行時
において、浄化再生に必要な高温(600〜700℃以
上)にするためには、特殊な運転条件、例えけ空燃比’
に9ツチな状態とし、tた噴射時期を変更する等のこと
が要求され、出力−低下および燃費悪化等をまねく。
が要求されるようKなり、tた排気ブス温を通常走行時
において、浄化再生に必要な高温(600〜700℃以
上)にするためには、特殊な運転条件、例えけ空燃比’
に9ツチな状態とし、tた噴射時期を変更する等のこと
が要求され、出力−低下および燃費悪化等をまねく。
(e)電熱と−タ式
一体に配設したものでは、同時に再生温度以上に加熱す
るため、大量の電力を必要とするようになり、エンジン
、車輛システムに悪影響を与えるものであり、また通常
の金属線ヒータでは耐久性にとぼしいものとなる。
るため、大量の電力を必要とするようになり、エンジン
、車輛システムに悪影響を与えるものであり、また通常
の金属線ヒータでは耐久性にとぼしいものとなる。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもので、ディ
ーゼルエンジンからの排気中に含まれる微粒子を効果的
に捕集すると共に、安全且つ確実にして、しかも不要な
電力を消費して周囲に悪影響を与えることなく上記捕集
した微粒子を燃焼浄化する耐久性に富む微粒子捕集浄化
装置を提供しようとするものである。
ーゼルエンジンからの排気中に含まれる微粒子を効果的
に捕集すると共に、安全且つ確実にして、しかも不要な
電力を消費して周囲に悪影響を与えることなく上記捕集
した微粒子を燃焼浄化する耐久性に富む微粒子捕集浄化
装置を提供しようとするものである。
すなわち、この発1jlK係る微粒子捕集浄化装置は、
排気ガス中に含まれる微粒子を捕集するフィルタの上流
側に、例えばハニカム状の排気ガス通路を有する押し出
し成形体で構成したセラミック発熱体を密着固定し、こ
の発熱体を複数に区分し、その各区分範囲に対して順次
発熱電流を供給するようにしたものである。
排気ガス中に含まれる微粒子を捕集するフィルタの上流
側に、例えばハニカム状の排気ガス通路を有する押し出
し成形体で構成したセラミック発熱体を密着固定し、こ
の発熱体を複数に区分し、その各区分範囲に対して順次
発熱電流を供給するようにしたものである。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。第
1図外よび第2図はその構成を示した4oで、11は例
えばステンレス製でなる楕円状の筒状ケースであり、こ
のケース11の内周面には断熱緩衝材層1jを形成して
、その内部には多孔質発泡セラミック、例えばコージラ
イト質のフィルタ13f充填設定する。このケース11
は、詳細は図示していないがディーゼルエンジンの排気
通路の一部として構成されるもので、エンジンからの排
気ガスは、このケース11内のフィルタJ31Sを通過
して排出されるもので、この排気ガス中に含まれる微粒
子状Aティキュレートは、フィルタJjKよって捕集さ
れるようになる。
1図外よび第2図はその構成を示した4oで、11は例
えばステンレス製でなる楕円状の筒状ケースであり、こ
のケース11の内周面には断熱緩衝材層1jを形成して
、その内部には多孔質発泡セラミック、例えばコージラ
イト質のフィルタ13f充填設定する。このケース11
は、詳細は図示していないがディーゼルエンジンの排気
通路の一部として構成されるもので、エンジンからの排
気ガスは、このケース11内のフィルタJ31Sを通過
して排出されるもので、この排気ガス中に含まれる微粒
子状Aティキュレートは、フィルタJjKよって捕集さ
れるようになる。
そして、このケース11の排気ガス上流側には、フィル
タ13の上流側通路面に密着する状態で、セラミック発
熱抵抗体14が固定設定さKる。このセラミック発熱抵
抗体14は、例えば81C,Mo51m等を通常の押し
出し成形手段で形成して燃成したもので、充分な排気ガ
ス通路が形成されるようにハニカム状に構成される。
タ13の上流側通路面に密着する状態で、セラミック発
熱抵抗体14が固定設定さKる。このセラミック発熱抵
抗体14は、例えば81C,Mo51m等を通常の押し
出し成形手段で形成して燃成したもので、充分な排気ガ
ス通路が形成されるようにハニカム状に構成される。
この場合、この発熱抵抗体14は、ケース11に対して
電気的に確実に絶縁されるように取1ノ付けられる。そ
して、このセラミック発熱抵抗体J4のケース11周壁
に対応する周壁部には、それぞれ対向位置するようにし
て複数組の電極JJaと15a′、Jibと15b′、
・・・が散り付けられ、図示しない発熱制御部から電極
Jj&と15a′の間、Jjbと16b′の間、−に発
熱電流が順次流されるように制御される。すなわち、例
えば電極151と151′との間に発熱電流が流される
状態では、この電流はセラミック発熱抵抗体14の電極
151と15&′とを結ぶ線に対応して流れるようにな
り、発熱抵抗体J4Fiこの電極15&と151′とを
結ぶ線に対応して発熱されるようになる。したがって、
このセラ蜜ツタ発熱抵抗体14は、上記複数組の電極1
5aと15m’、Jlbと15b′、・・・によって複
数の区分され、その各区分範囲毎に発熱制御されるよう
になる。
電気的に確実に絶縁されるように取1ノ付けられる。そ
して、このセラミック発熱抵抗体J4のケース11周壁
に対応する周壁部には、それぞれ対向位置するようにし
て複数組の電極JJaと15a′、Jibと15b′、
・・・が散り付けられ、図示しない発熱制御部から電極
Jj&と15a′の間、Jjbと16b′の間、−に発
熱電流が順次流されるように制御される。すなわち、例
えば電極151と151′との間に発熱電流が流される
状態では、この電流はセラミック発熱抵抗体14の電極
151と15&′とを結ぶ線に対応して流れるようにな
り、発熱抵抗体J4Fiこの電極15&と151′とを
結ぶ線に対応して発熱されるようになる。したがって、
このセラ蜜ツタ発熱抵抗体14は、上記複数組の電極1
5aと15m’、Jlbと15b′、・・・によって複
数の区分され、その各区分範囲毎に発熱制御されるよう
になる。
その他、このセラミック発熱抵抗体14を構成する材料
としては、r T i C+A l* Os Jの混合
物が効果的に使用され、実験によればその混合割合を適
当に選定することによって比抵抗の値を自由に選択する
ことができ、また酸化性についても曳好な性能が得られ
ることが確認されたまた発熱抵抗体14t−構成するハ
ニカム構造の目の粗さは、rin’Jaり目O数で25
〜500程度が、この抵抗体14への微粒子の付着およ
び発熱再生時の微粒子の燃焼の面から良好であった。さ
らに、壁の厚さは約0.2〜Inn程度が成形性および
ヒータ特性の面で良好であった。
としては、r T i C+A l* Os Jの混合
物が効果的に使用され、実験によればその混合割合を適
当に選定することによって比抵抗の値を自由に選択する
ことができ、また酸化性についても曳好な性能が得られ
ることが確認されたまた発熱抵抗体14t−構成するハ
ニカム構造の目の粗さは、rin’Jaり目O数で25
〜500程度が、この抵抗体14への微粒子の付着およ
び発熱再生時の微粒子の燃焼の面から良好であった。さ
らに、壁の厚さは約0.2〜Inn程度が成形性および
ヒータ特性の面で良好であった。
ここで、フィルタ13の上流側通路面全体に対応するセ
ラミック発熱抵抗体14の全体に対して1度に通電し発
熱させるようにすると、再生必要電力は実験的に通常5
0 w/a11を必要であつた。したがって、このよう
にしたのでは多大の電力ヲ要し、エンジン、車輛システ
ムに悪影響を与える。′しかし、実施例に示したように
複数組の電極15aと15a′、15bと15b′、・
・・によって、発熱抵抗体14を複数に区分作用するよ
うにすれば、上記の問題点は改善される。
ラミック発熱抵抗体14の全体に対して1度に通電し発
熱させるようにすると、再生必要電力は実験的に通常5
0 w/a11を必要であつた。したがって、このよう
にしたのでは多大の電力ヲ要し、エンジン、車輛システ
ムに悪影響を与える。′しかし、実施例に示したように
複数組の電極15aと15a′、15bと15b′、・
・・によって、発熱抵抗体14を複数に区分作用するよ
うにすれば、上記の問題点は改善される。
しかし、このように構成した場合でも、電極全排気ガス
通路内に設置したのでは、耐酸化性、耐高温性に優れた
電極材料が存在しないことから、耐久性に富むものとす
ることは困難である。
通路内に設置したのでは、耐酸化性、耐高温性に優れた
電極材料が存在しないことから、耐久性に富むものとす
ることは困難である。
このため、上記電極Jja、15*’、Ilb。
I J b’・・・は、周壁部に設定して高温の排気ガ
スの幽り難いようにするものであり、さらには電極部を
セラミック等によって排気ガスから確実に遮断されるよ
うに構成する。
スの幽り難いようにするものであり、さらには電極部を
セラミック等によって排気ガスから確実に遮断されるよ
うに構成する。
第3図は上記のように排ガスから保瞳する電極部15の
構成を示すもので、セラミック発熱抵抗体14の特定さ
れる周縁部位置に、電極部材16會塗布あるいは蒸着等
によって形成し、この電極部材16に電極リード線17
vI−接続する。そして、この電極部材1#および電極
リード911部を1七ラミツク絶縁物18で總閉しさら
に必要に応じて裏面部を被覆材18でカバーする。ここ
で、電極リード線11は、断熱緩衝材1zおよびケース
11管貫通して、ケース1ノ外llK導出される本ので
、この貫通部は碍管1gによって保饅する。20は碍管
1g會ケースIIK@定するカッ!である。
構成を示すもので、セラミック発熱抵抗体14の特定さ
れる周縁部位置に、電極部材16會塗布あるいは蒸着等
によって形成し、この電極部材16に電極リード線17
vI−接続する。そして、この電極部材1#および電極
リード911部を1七ラミツク絶縁物18で總閉しさら
に必要に応じて裏面部を被覆材18でカバーする。ここ
で、電極リード線11は、断熱緩衝材1zおよびケース
11管貫通して、ケース1ノ外llK導出される本ので
、この貫通部は碍管1gによって保饅する。20は碍管
1g會ケースIIK@定するカッ!である。
すなわち、上記のように構成される微粒子捕集浄化装置
が、エンジンの排気系に対して通常の手段で取り付は設
置されるもので、エンジンが運転されると、こOエンジ
ンからの排気ガスが通過され、排気ガス中の微粒子が上
2ミックフィルタ13に捕集される。そして、このフィ
ルタ13に一定量以上の微粒子が捕集される状態となる
と、エンジンの出力が低下するようKなり、時間、圧力
損失等の情報によってこの捕集浄化装置の再生運転がさ
れるようになる。すなわち、電極15&と15&′、1
1bと11bζ・・・それぞれに順次発熱電流を流し、
上記各電極組にそれぞれ対応する区分域で順次発熱させ
て捕集微粒子の再生燃焼を行なうようになるものである
。
が、エンジンの排気系に対して通常の手段で取り付は設
置されるもので、エンジンが運転されると、こOエンジ
ンからの排気ガスが通過され、排気ガス中の微粒子が上
2ミックフィルタ13に捕集される。そして、このフィ
ルタ13に一定量以上の微粒子が捕集される状態となる
と、エンジンの出力が低下するようKなり、時間、圧力
損失等の情報によってこの捕集浄化装置の再生運転がさ
れるようになる。すなわち、電極15&と15&′、1
1bと11bζ・・・それぞれに順次発熱電流を流し、
上記各電極組にそれぞれ対応する区分域で順次発熱させ
て捕集微粒子の再生燃焼を行なうようになるものである
。
尚、上記実施例で社セラミック発熱抵抗体を一体化して
構成し、電極によって小区分発熱作用をするようにして
示したが、これはもちろんセラミック発熱抵抗体を上記
区分に対応して分割構成し、その分割単位に発熱電流を
供給制御するようにしてもよいものである。また、この
発熱抵抗体に対する電極の取り付は構造も、実施例に示
したものに限らず、セラミック発熱抵抗体の周壁部で、
排ガスに接触することなく、さらにケースに接触せずに
取り出すようにすれば適宜改変できるものである゛。
構成し、電極によって小区分発熱作用をするようにして
示したが、これはもちろんセラミック発熱抵抗体を上記
区分に対応して分割構成し、その分割単位に発熱電流を
供給制御するようにしてもよいものである。また、この
発熱抵抗体に対する電極の取り付は構造も、実施例に示
したものに限らず、セラミック発熱抵抗体の周壁部で、
排ガスに接触することなく、さらにケースに接触せずに
取り出すようにすれば適宜改変できるものである゛。
以上のようにこの発明によれば、発熱体を押出し成形手
段で成形されるハニカム形状のセラミック発熱抵抗体で
構成することにより、排気ガスの通過に対する通気抵抗
を充分小さなものとするばかりか、精度良く均一性をも
って製作できるものであり、この発熱体部においても微
粒子を付着させて捕集することができ、この捕集微粒子
の燃焼再生がより効果的に行なわれるようになる。tた
、この発熱体を小区分しその各区分にそれぞれ対応する
電極を周壁部に対向設置することによって、加熱用電力
管小さくすることができ、エンジン、車輪システム等に
対して悪影IFを与えることは確実に阻止される。
段で成形されるハニカム形状のセラミック発熱抵抗体で
構成することにより、排気ガスの通過に対する通気抵抗
を充分小さなものとするばかりか、精度良く均一性をも
って製作できるものであり、この発熱体部においても微
粒子を付着させて捕集することができ、この捕集微粒子
の燃焼再生がより効果的に行なわれるようになる。tた
、この発熱体を小区分しその各区分にそれぞれ対応する
電極を周壁部に対向設置することによって、加熱用電力
管小さくすることができ、エンジン、車輪システム等に
対して悪影IFを与えることは確実に阻止される。
また、この発熱体によるフィルタの再生時に1過大な温
度上昇を防ぐことができるものであり、さらに電極部を
排ガスから効果的に保膜し、効果的にその耐久性を向上
させることができるものである。
度上昇を防ぐことができるものであり、さらに電極部を
排ガスから効果的に保膜し、効果的にその耐久性を向上
させることができるものである。
第1図はこの発明の一実施例に係る微粒子捕集浄化装置
を一部切欠いて示す側面図、第2図は同じくセラミック
発熱抵抗体取り付は部管示す図、513図は上記抵抗体
に対する電極取り何部を取り出し拡大して示す断面図で
ある。 11・・・ケース、11N・・・フィルタ、14・・・
セラミック発熱抵抗体、15,35m、18*’、15
b・・・電極、16・・・電極部材、11・・・電極リ
ード線、18“・・セ5)ミック絶縁愉、19・・・碍
管。
を一部切欠いて示す側面図、第2図は同じくセラミック
発熱抵抗体取り付は部管示す図、513図は上記抵抗体
に対する電極取り何部を取り出し拡大して示す断面図で
ある。 11・・・ケース、11N・・・フィルタ、14・・・
セラミック発熱抵抗体、15,35m、18*’、15
b・・・電極、16・・・電極部材、11・・・電極リ
ード線、18“・・セ5)ミック絶縁愉、19・・・碍
管。
Claims (3)
- (1)エンジンの排気系に設置され排気ガスを通過させ
てこのガス中の微粒子を捕集するフィルタと、このフィ
ルタの排気ガス上流側に密着畜れるように設けられ押し
出し成形体で形成した排気゛f場路を有するセフイック
発熱抵抗体と、このセラミック発熱抵抗体tII数に区
分しその区分範祁に対応して形成し九電極とtAIIL
、上記区分範囲に順次発熱電tILを分配供給するよう
にしたことを特徴とする微粒子捕集浄化装置。 - (2)上記セラミック発熱抵抗体の区分箱Nは、それぞ
れ対向する2つの周壁を有するように設定し、この2つ
の周壁部にそれぞれ電極部を形成するようにした特許請
求の範囲第1項記載の装置。 - (3)上記電極は、セラミック発熱抵抗体く接続され、
その接続部はセラミックにより被覆し、排気ガスから隔
離されるよう圧した特許請求の範囲第1項記載の装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56171022A JPS5872610A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 微粒子捕集浄化装置 |
US06/436,439 US4505107A (en) | 1981-10-26 | 1982-10-25 | Exhaust gas cleaning apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56171022A JPS5872610A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 微粒子捕集浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5872610A true JPS5872610A (ja) | 1983-04-30 |
Family
ID=15915633
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56171022A Pending JPS5872610A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | 微粒子捕集浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5872610A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58137424A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 排ガス用フイルタ装置 |
DE102014205028A1 (de) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Abgasnachbehandlungssystem, System aus einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine, und Kraftfahrzeug |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171022A patent/JPS5872610A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58137424A (ja) * | 1982-02-09 | 1983-08-15 | Ngk Spark Plug Co Ltd | 排ガス用フイルタ装置 |
JPH0247248B2 (ja) * | 1982-02-09 | 1990-10-19 | Ngk Spark Plug Co | |
DE102014205028A1 (de) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Abgasnachbehandlungssystem, System aus einer Brennkraftmaschine und einer elektrischen Maschine, und Kraftfahrzeug |
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