【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]
本発明はディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に関し
、更に詳しくは、排気ガス中に含まれるカーボン粒子及
びそれと同様な粒状物（排気微粒子またはパティキュレ
ート）ｋ物甲的方法によってフィルタエレメント等の適
切な捕集材に捕集し、捕集さｔ″した排気微粒子を周期
的に焼却し、捕集材を再生するに適したパティキーレー
トトラップの構造に関する。
この種の排気微粒子はカーボン粒子のように可燃性のも
のがほとんどで、このような可燃性の微粒子を捕集し、
捕集式れた微粒子音焼却して捕集材を再生するディーゼ
ルパティキュレートトラップは種々公知である５、そし
て捕集パティキユレートを燃焼してトラップを再生させ
る手段として１般ＶＣ電気ヒータが用いらねている。即
ち、電気ヒータを捕集材の萌端面Ｋｍり付け、このヒー
タにより捕集材の表面に付着した排気微粒子を燃焼させ
、それを熱源として下流の微粒子を自燃させるものであ
る。しかしながら従来の電気ヒータ式パティキュレート
トラップにおいては着火後のパティキーレート燃焼？制
御するためＶＣは非常に複雑なシステム？必要とし、コ
ストも高くなる可能性があった。
更にまた従来のヒータ着火方式では外部熱源（ヒータ〕
によりその近傍のパティキュレート全体を１様ＶＣ着火
するためにヒータケ数百変（約６００℃明後）の高熱に
所定時間加熱する必要があり電力消費も相当なものであ
った。
本発明は上述の如き従来技術の問題点全解消すべく燃焼
を自由に制御できかつ小感な消費電力で安定して再生？
行うことのできる排気微粒子浄化装置を提供せんとする
ものである。
斯かる目的を達成するために本発明によれば捕集パティ
キーレートを着火燃焼せしめる熱源としてヒータの代り
に交番磁界が用いられる。パティキユレートの再生手段
として交番磁界？利用するという着想に全く新規独創的
なものであり従来には見らｆＬないものである。斯かる
ユニークなｍｓは排気パティキーレートのすすの主成分
であるカーボンが導体であるということに着眼したもの
である。即ち、交番磁界内におかねた導体には電磁誘導
作用による誘導電流（うず電流〕が流ね、うず電流損？
生じその結果導体が加熱されるという周知の物理現象を
踏まえ、パティキーレート捕集材？交番磁界内に置くこ
とによりパティキーレートThe present invention relates to an exhaust gas purification device for a diesel engine, and more particularly, to an exhaust gas purification device for a diesel engine, and more specifically, carbon particles and similar particulate matter (exhaust particulates or particulates) contained in exhaust gas are appropriately captured by a filter element, etc. It relates to the structure of a particulate rate trap that is suitable for collecting on a collection material, periodically incinerating the collected exhaust particulates, and regenerating the collection material.This kind of exhaust particulates are similar to carbon particles. Most of the particles are flammable, and these flammable particles are collected and
Various types of diesel particulate traps are known that collect particulate sound by incinerating it to regenerate the collection material5, and a general VC electric heater is used as a means to burn the collected particulates and regenerate the trap. I'm in need. That is, an electric heater is attached to the protruding end surface Km of the collecting material, and the heater burns the exhaust particulates adhering to the surface of the collecting material, and uses this as a heat source to cause the downstream particulates to self-combust. However, in conventional electric heater type particulate traps, does the particulate rate burn after ignition? Is VC a very complicated system to control? would have been necessary, and the cost could have been high. Furthermore, in the conventional heater ignition method, an external heat source (heater)
Therefore, in order to uniformly ignite the entire particulate matter in the vicinity, it is necessary to heat the particulate to a high temperature of several hundred degrees (approximately 600° C. after dawn) for a predetermined period of time, and the power consumption is also considerable. The present invention solves all of the problems of the conventional technology as described above by allowing combustion to be controlled freely and regenerating stably with small power consumption.
The purpose of the present invention is to provide an exhaust particulate purification device that can perform the following steps. In order to achieve this object, according to the present invention, an alternating magnetic field is used instead of a heater as a heat source for igniting and burning the collected particulate matter. Alternating magnetic field as particulate regeneration method? The idea of using it is completely new and original and has never been seen before. This unique ms is based on the fact that carbon, which is the main component of soot in exhaust gas particles, is a conductor. In other words, an induced current (eddy current) due to electromagnetic induction flows in a conductor placed in an alternating magnetic field, resulting in eddy current loss?
Based on the well-known physical phenomenon that conductors are heated as a result, particulate rate collecting material? Particulate rate by placing in an alternating magnetic field
【カーボン】をその発生うず
電流によ！７Ｍ火燃焼せしめんとするものである。
以下、図面ｒ参照して本発明の一実施例につき説明する
。
第１図は本発明に係るパティキュレートトラップの全体
構造？示すものでトラップ容器１内には捕集材（トラッ
プ材）３がある。この捕集材３としては、公知の発泡セ
ラミ、りおよびこねに類似する材刺倉用いることができ
る。即ち、捕集材３は三次元の網目構造で、その内部ケ
排気ガスが流通可能でありかつ排気ガスに含まれている
排気微粒子？その網目間に捕集することができるように
なっている。
トラップ容器１はディーゼルエンジンの排気管２中に配
置される。排気ガスｔ／′ｉ図において矢印方向に流れ
るものとする。
本発明によ１１は捕集材６の周囲に交流電源７に接続さ
れる４線（コイル〕６が巻装嘔れる。導線６とトラップ
容器１の内周との間Ｋｉ電気的絶縁層５が介在せしめら
れろ。
トラップの再生時期は公知の如くエンジンの回転数％負
荷、エンジン水温、背圧等の種々の制御パラメータ信号
ＳＶｃ基いて制御装置ｈｉＣＵにより適切に制御爆れる
。即ち本発明においては各種調号ＳＫ基いて交流電源７
ｔオン、オフ制御すればよい。
好ましくは捕集材３内にはその内部温度を検出するセン
サ９（１個またＩ／′ｉ種々の位置に複数個〕が設けら
れ捕集材３の内＠温度が所定の上限値を越えたらその信
号１ＥｃＵに送り交流電源７１にオフにする。３
籾で上述の如き構成において、交流電源７をオンにする
と前述の如く導１Ｉｉｌｉ！６内に位置する捕集材３に
より捕集されたパティキュレート（すす）はうず電流の
発生により発熱する。この発熱は周知の如く導＠６ＶＣ
近接した捕集付外周部分４から始まる。またこの発熱は
パティキュレート（すす）の付着量には関係なく、すす
が存在すわばうず電流、従って発熱が生じるので、従来
の如くパティキーレートの付着量、即ち捕集ｔｔ−正確
に検出、制御する必要はなくなる。換言すれば付着力が
少いときでも安定して再生することができ６．ｔた、上
述の如く燃焼は捕集材の外周からほぼ円−円周上を中心
に向って進むがその燃焼は伝播ではなくうず電流の発生
によって生じるので単位時間当りの発熱権は捕集材の曲
面全体に亘っ１一度に着火燃焼せしめるヒータ方式に比
しけるかに少くてすみ、従って捕集材の耐熱性の点で有
利である。更にまた、パティキーレートの燃焼が外周か
ら中心に向って移行していく際に燃焼が済みすすの無く
なったところはもはや発熱することにないので加えられ
た電気的エネルギσすべて更に内側に位置するすすの燃
焼に有効に使わねる。一般には一度にすすの燃焼が生じ
る浸透厚さｆｉ１覇程度と考えられるので単位時間当り
の消費電力はかなり低減せしめられる。
尚、トラップ再生時にトラップを通過する排気ｊｊスａ
号に減少せしめてパティキュレートの着火燃焼音一層確
爽にするために従来から再生時に排気ガスをトラップ會
バイパスさせるバイパス方式が知られているが本発明で
もこのようなバイパス方式ケ採用すれば供給電力の一層
の軽減が計れる（ｊＲ２’Ｆ）。そのバイパス方式の一
例を示す第２図において、バイパス管３ｏＶｃＩｒｉＦ
ｉＣＵによって作動制御せしめられるアクチュエータ（
例、ダイヤフラムバルブ）３１Ｖｃより開閉制御せしめ
られる開閉弁３３が設けられ、トラップ再生時には開閉
弁３３を開いてトラップ側に＃ｈる排気ガス流を減少せ
しめるものである。
以上に記載した如く本発明によれば捕集パティキーレー
トの燃焼再生手段として交番磁界を用いているので上述
の如き種々の効果ｔ［するのみならず、交流電源をオフ
あるいけ電源電力を小さくしさえすｔｌば燃焼Ｉ／′ｉ
直ちに停止あるいに抑制せしめられるのでトラップの再
生中においてさえも燃焼を自由にかつ簡単に制御できそ
れにより例えばトラップの異常高温等に容易Ｋｎ処でき
る。[Carbon] by its generated eddy current! It is intended to be burned with 7M fire. Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described with reference to Drawing r. Fig. 1 shows the overall structure of the particulate trap according to the present invention? As shown, there is a collection material (trap material) 3 in a trap container 1. As the collection material 3, known materials similar to foamed ceramic, glue, and kone can be used. That is, the collection material 3 has a three-dimensional mesh structure, through which exhaust gas can flow and the exhaust particles contained in the exhaust gas can be removed. The particles can be collected between the meshes. A trap vessel 1 is placed in the exhaust pipe 2 of a diesel engine. It is assumed that the exhaust gas flows in the direction of the arrow in the t/'i diagram. According to the present invention, 4 wires (coils) 6 connected to an AC power supply 7 are wound around the collecting material 6. Between the conductive wires 6 and the inner circumference of the trap container 1, an electrically insulating layer 5 is formed. As is well known, the regeneration timing of the trap is appropriately controlled by the control device hiCU based on various control parameter signals SVc such as engine rotational speed % load, engine water temperature, back pressure, etc. That is, in the present invention AC power supply 7 based on various key signatures SK
t ON/OFF control is sufficient. Preferably, a sensor 9 (one or a plurality of sensors at various positions) is provided in the collecting material 3 to detect its internal temperature, so that the temperature inside the collecting material 3 exceeds a predetermined upper limit value. When the AC power source 7 is turned on in the configuration described above with 3 paddy, the signal is sent to 1 EcU and the AC power source 71 is turned off. Particulates (soot) generate heat due to the generation of eddy current.This heat generation is caused by conduction @6VC as is well known.
Starting from the adjacent peripheral part 4 with collection. Furthermore, this heat generation is not related to the amount of particulates (soot) attached, and the presence of soot causes an eddy current, which generates heat. There is no need to control it anymore. In other words, stable regeneration can be achieved even when the adhesion force is low.6. In addition, as mentioned above, combustion proceeds from the outer periphery of the collection material toward the center approximately on the circumference, but since the combustion occurs not by propagation but by the generation of eddy current, the heat generation rate per unit time is generated by the collection material. Compared to a heater method that ignites and burns the entire curved surface at once, the amount required is much smaller, and this is advantageous in terms of the heat resistance of the collection material. Furthermore, as the combustion of the particulate rate moves from the outer periphery to the center, the areas where the combustion is completed and there is no soot no longer generates heat, so all of the added electrical energy σ is located further inside. It cannot be used effectively for burning soot. In general, it is thought that the penetration thickness at which soot combustion occurs is approximately fi1, so that the power consumption per unit time can be considerably reduced. In addition, the exhaust gas passing through the trap during trap regeneration
In order to reduce noise and make particulate ignition combustion sound even more refreshing, a bypass system has been known in the past in which exhaust gas is bypassed through a trapping system during regeneration. Further reduction in power consumption can be achieved (jR2'F). In FIG. 2 showing an example of the bypass system, a bypass pipe 3oVcIriF
Actuator whose operation is controlled by iCU (
For example, an on-off valve 33 whose opening/closing is controlled by a diaphragm valve (diaphragm valve) 31Vc is provided, and during trap regeneration, the on-off valve 33 is opened to reduce the flow of exhaust gas flowing toward the trap side. As described above, according to the present invention, since an alternating magnetic field is used as a combustion regeneration means for the collected particulate matter, it not only achieves the various effects described above, but also reduces the power supply power by turning off the AC power supply. It is a combustion I/'i
Since combustion can be immediately stopped or suppressed, combustion can be controlled freely and easily even during trap regeneration, thereby making it easy to deal with abnormally high temperatures in the trap, for example.
【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]
鳴１図は本発明に係る排気微粒子浄化装置の一部破断側
面図、第２図ＩＩ′ｉ第１°図とは別の実施例を示す図
。
１・・・・・・トラップ容器、 ２・・・・・・排気
管、 ３・・・・・・捕集材、 ６・・・・・・導
線、 ７・・・・・・交流電源。Fig. 1 is a partially cutaway side view of the exhaust particulate purification device according to the present invention, and Fig. 2 II'i is a diagram showing a different embodiment from Fig. 1. 1... Trap container, 2... Exhaust pipe, 3... Collection material, 6... Leading wire, 7... AC power supply.