JPS588219A - 排気ガス中の微粒子捕集浄化装置 - Google Patents

排気ガス中の微粒子捕集浄化装置

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JPS588219A
JPS588219A JP56106534A JP10653481A JPS588219A JP S588219 A JPS588219 A JP S588219A JP 56106534 A JP56106534 A JP 56106534A JP 10653481 A JP10653481 A JP 10653481A JP S588219 A JPS588219 A JP S588219A
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Seiji Kawaguchi
清司 川口
Etsuji Nomura
野村 悦治
Takeshi Fukazawa
剛 深沢
Shunzo Yamaguchi
山口 俊三
Kiyohiko Oishi
大石 清彦
Kiyoshi Obata
小端 喜代志
Katsuhiko Motosugi
本杉 勝彦
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Denso Corp
Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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
    • F01N3/027Exhaust 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

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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。

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Δティキーレートを捕
集して排気ガスを浄化する排気ガス中の微粒子捕集浄化
装置に関する。
ディーゼルエンシンからの排気中には、特に炭素を主体
とする微粒子状のノ臂ティキλレートが含まれるもので
、このパティキエンートを捕集して浄化した後に、大気
中に排出する必要がある。このため、ディーゼルエンノ
ンの排気ガス通路には、これら微粒子を補集する浄化装
置が設けられるもので、この浄化装置としては、セラミ
ック製のハニカム構造体、あるいは発泡構造体よシなる
フィルタを用いることが考えられている。
しかし、このような微粒子を捕集する浄化装置ヲ、ディ
ーゼルエンジンの排気ガスの通路中に設けて長期間使用
した場合、排気ガス中の微粒子がつ−まシ、排気通路の
抵抗が増大゛してエンジンの邑力低下をまねく。このよ
うな現象を防止するためには、バーナを用いて捕集され
た微粒子を燃焼浄化することが考えられている。しかし
ながら、バーナシステムとしては、燃料供給装置、点火
装置等の高価で且つ大型化するデバイスが必要であシ、
必然的にコストアップの原因となる。また、排気系に対
して燃料を導くようになるものであるため、火災等の事
故の発生のおそれが多いものであ)、さらに燃料系統を
定期的に保守する必要もある。
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捕集す
ると共に、これを安全且つ確実にして小屋簡易化して構
成し、浄化率も高くし且つフィルタの再生も容易なもの
とする排気ガス中の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、この発明に係る浄化装置にあっては、排気ガ
ス中の微粒子を捕集するフィルタの、ガス流の上流側を
少なくとも3つの面積部に分割設定し、このフィルタ上
流側表面の分割された各部にそれぞれ対応して発熱抵抗
体を設定し、この発熱抵抗体を順次通電加熱制御するよ
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図および第2図はその構成を示したもので、例えば断
面だ円状の長円筒状のケース11を備え、このケース1
1は例えばステンレスで構成される。このステンレス製
ケース11の内側面には、断熱層12が形成され、その
内部にコージライト質の多孔質性発泡セラミックでなる
フィルタ13が充填されでいる。すなわち、このフィル
タ13部で矢印14で示す方向の排気ガス中に含まれる
微粒子を捕集するもので1このセラミックフィルタ18
のガス流の上流側表面部に、発熱抵抗体16が設定され
る。
この発熱抵抗体16は、例えば第3図に示すように、コ
イル状に巻かれたニクロム線等の抵抗線で構成される。
また、ニクロム線にかわシ、0.3φ〜2. OφのF
a−Cr線、カンタル線、W線等を用いるようにしても
よく、また第4図に示すようにコイル状に巻かれた抵抗
線ではなく、成形、焼成さnた炭化硅素によって構成す
るようにしてもよい。
が設けられ、また長径部内側には、それぞれ碍子ケース
17m、17bで保持される碍子18118bが設けら
れる。この碍子18 a e 18 bそれぞれに対接
するフィルタ13部には、それぞれ凹欠部19&、19
bが形成され、碍子18*、18bそれぞれで4個の電
極20h〜20rlおよび20s〜20bを保持し、そ
の一端をケース11の外部に導出してなる。
まだ、セラミックフィルタ13の上流側表面には、凹欠
部19g 、19bそれぞれと接地電極16との間を結
び、それぞれフィルタ13の上流側表面を分割するよう
にして、蛇行するようにそれぞれ4本の溝構造体21&
〜21dおよび21・および21%を形成し、この溝構
造体21a〜21にそれぞれに独立した発熱抵抗体16
1〜15bが埋設設定される。そして、この抵抗体15
1〜16にの一端は接地電極16に溶接等で接続され、
他端は凹欠部19a。
19bそれぞれに導出される電極201〜20dおよび
20e〜20bにそれぞれ接続される。
そして、このように発熱抵抗体151〜15hを埋設し
たフィルタ13の上流側は、通気性、断熱性を有するセ
ラミック製の7にカム構造体22が圧着され、抵抗体1
51〜15hを固定保持するようにされる。
この場合、第5図に示すようにセラミックフィルタ13
に形成される溝構造体21 m 、 21b・・・の溝
部の高さよシ、これに埋設される抵抗体15*、15b
・・・の径を少し太き目にして、上からハニカム構造体
22で押え付けるようにすると、発熱抵抗体15m、1
!ib・・・とフィルタ13とが確実に密着し、抵抗体
15 a 、 Ilb −による熱が効果的にフィルタ
13に伝達され、熱損失が効果的に防ぐことができる。
23はフィルタ13を固定するステンレス製のワ1′ヤ
ネットであり、断熱層12は発熱抵抗体15に対応して
設定する固定部材として作用され、例えばグラスウール
、石綿によりて構成すればよい。すなわち、発熱抵抗体
15の外周部さらに上流側は、断熱層12およびハニカ
ム構造体22で覆うように構成されている。
ここで、セラミックフィルタ13の上流側表面に蝶、そ
れぞれ電極20a〜20にそれぞれと接地電極16との
間に独立的に接続される8組の発熱抵抗体15a〜11
bが埋設設定されるものであるが、これら抵抗体151
〜15bそれぞれは、フィルタ13の上流側表面の面積
をそれぞれ分割して分担する状態に設定されている0そ
して)%に図では説明してないが、これら発熱抵抗体1
51〜15hそれぞれに対しては、電極201L〜20
bそれぞれを各して順次加熱用電源を供給し、上記分担
されたフィルタ13の上流表面部を順次加熱させるよう
に制御するものである。
すなわち、このような構成の浄化装置にあっては、フィ
ルタ13の上流側表面の各分割された面積範囲を、発熱
抵抗体151〜15hそれぞれで加熱し、フィルタ11
に捕集される微粒子を燃焼浄化させる構造となるもので
あシ、特にこの複数の発熱抵抗体151〜15hに対し
ては、順次加熱電源が供給されるようになるものである
。したがって、微粒子を燃焼し、フィルタ機能を再生す
るために要する電気エネルギーも小さなもので済むもの
であ)、またこの再生している部分もその再生中に排気
ガス中から微粒子を捕集し続ける状態となふ。このため
、微粒子の補集機能、フィルタの再生機能も高能率化す
ることができ、フィルタ部を小型化するために大きな効
果を発揮することができる。
なお、上記実施例では、発熱抵抗体の数を8個として示
したが、この抵抗体の数は、ある程度多い種電気エネル
ギーを効率的に使用できるものである。しかし、実際に
はその数をあt、6増加すると、その各発熱抵抗体に対
する電極の取シ回しか複雑となり、実際には3〜12個
程度が適当であろう。また、発熱抵抗体に対する通電制
御は、エンジンが小分暖機し、排気ガス温度が上昇した
条件で行なうと、電気エネルギーの節約の点から好まし
い。
その他、実施例ではこの浄化装置の外形を断面だ円形状
の筒体として示し、また、この断面だ円形の長径部から
電極を取シ出すようにして示した。このようにすると、
アセンブリの形状が薄くなり、車輛に取シ付ける際に、
その収容容積を容易に設定することができる特徴を発揮
する0しかし、このような形状は特に上記実施例に限定
されるものではないことはもちろんである。
また、上記実施例では、セラミックフィルタ13の上流
側表面に溝構造体を形成し、この溝構造体に対して発熱
抵抗体を埋設するようにして示した。しかし、この発熱
抵抗体は、フィルタ13の上流側表面部に対接して固定
設定されるようにすればよいものでTo)、特にフィル
タ130表面に溝構造体を形成する必要拡ない。
第6図は、この発明の他の実施例を示すもので、フィル
タ13の上流側表面に圧接する状態で設けられるハニカ
ム構造体22に対して、発熱抵抗体15 a m 15
 b ”・それぞれを収納固定する溝構造体を形成する
。また、このように設定される発熱抵抗体151.11
b・・・それぞれからの端子取り出しは、フィル月3の
中心部に断熱層23を介して形成した透孔24を通して
行なうと効果的である。すなわち、各発熱抵抗体15*
*11b・・・それぞれに接続される端子線25 a 
# j 5 b・・−を、互に電^的に絶縁した状態V
、透孔24から取シ出すものである。
以上のようにこの発明によれば、ディーゼルエンジンか
らの排気中に含まれる微粒子、いわゆるAlティキ為レ
ートはフィルタ部で捕集されると共に、この捕集された
ノ4テイキ瓢レートは、各面積分担されて設定された発
熱抵抗体によつて、順次効率的に且つ小電気エネルギー
のもとに燃焼され浄化される。この場合、この浄化装置
部に対して、燃料等を供給する必要のないものであるた
め、構造的に非常に簡略化したものとすることができる
ばかシか、火災等の事故の発生のおそれもないものであ
シ、効率的であるばかシか、安全性に非常に優れた排気
ガスに対する浄化装置とすることができる。
この場合、実施例に示したようにフィルタに対してハニ
カム構造体を組み合わせ使用することによって、通気性
を保ちながら、断熱性を有し、発熱抵抗体による発生熱
の輻射熱損失を効果的に防止することができ、効率的に
パティキユレートを燃焼させることができる・
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る浄化装置を一部切挽
いて示す正面図、第2図は第1図の■−■線断面図、第
3図および第4図はそれぞれ上記装置に使用される発熱
抵抗体の例を示す図、第5図はフィルタに対する発熱抵
抗体の取シ付部を説明する断面図、第6図はこの発明の
他の実施例を説明する一部を切欠いて示した図である・ 11・・・フレーム、JJ−・・断熱層、13・・・セ
ラミック発泡フィルタ、IS*11*e15b”・発熱
抵抗体、J 6 ・・・接地電極、18*e18b””
碍子、20h〜20 h−・・電極、21*、21b−
溝構造体、22・・・ハニカム構造体。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第21 第1頁の続き 0発 明 者 本杉勝彦 豊田布トヨタ町1番地トヨタ自 動車工業株式会社内 ■出 願 人 トヨタ自動車工業株式会社豊田市トヨタ
町1番地

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (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設定され排気ガス過通面の
    少なくとも1/3の面積を部分的に加熱する少なくとも
    3組の発熱抵抗体と、この発熱抵抗体をそれぞれ埋め込
    み設置設定する上記フィルタの上流側位置に対応して形
    成した少なくとも3組の溝構造部とを具備し、上記発熱
    抵抗体は、順次電気的に発熱制御されるようにしたこと
    を特徴とする排気ガス中の微粒子捕集浄化装置。
  2. (2)上記フィルタは、その上流側にハニカム状セラミ
    ック体の覆いを含んで構成され、上記発熱抵抗体を埋設
    する溝構造部は、フィルタあるいはセラミック体に形成
    した特許請求の範囲第1項記載の装置。
  3. (3)  上記溝構造部は、発熱抵抗体外径よりやや小
    さく形成した特許請求の範囲第1項記載の装置。
JP56106534A 1981-07-08 1981-07-08 排気ガス中の微粒子捕集浄化装置 Granted JPS588219A (ja)

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