JPS6125907A - 粒子捕集器の再生方法 - Google Patents

粒子捕集器の再生方法

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JPS6125907A
JPS6125907A JP14564084A JP14564084A JPS6125907A JP S6125907 A JPS6125907 A JP S6125907A JP 14564084 A JP14564084 A JP 14564084A JP 14564084 A JP14564084 A JP 14564084A JP S6125907 A JPS6125907 A JP S6125907A
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JP
Japan
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heaters
filter
electric
electric heater
electric heaters
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Pending
Application number
JP14564084A
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English (en)
Inventor
Yoshitsugu Ogura
義次 小倉
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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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
    • 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
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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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】 産業上の利用分野 本発明は、自動車等の車輌に用いられるディーゼルエン
ジンより排出される排気ガス中のカーボン粒子の如き粒
子を大気汚染防止のために捕集する粒子捕集器の再生方
法に係り、特に電気ヒータを用いた粒子捕集器の再生方
法に係る。
発明の背景 大気汚染防止のために、ディーゼル機関の排気ガス中に
含まれている炭素粒子が大気中に放出されることを防止
するために排気通路の途中に耐熱性の粒子捕集用フィル
タを備えた一般にパティキュレートトラッパと称されて
いる粒子捕集器を設けることが従来より提案されている
粒子捕集器は、粒子捕実用フィルタを通過して流れる排
気ガス中の炭素粒子を粒子捕集用フィルタによって捕集
するようになっており、粒子捕集用フィルタの粒子捕集
量が増大すると、通気率を低下して排気ガスの流れを阻
害するようになるから、粒子捕集用フィルタに捕集され
た炭素粒子を粒子捕集用フィルタより除去する再生を定
期的に行われる必要がある。
粒子捕集器の再生を行う一つの方法として、粒子捕集用
フィルタの上流側端面部に電気ヒータを設け、粒子捕集
用フィルタに捕集された粒子を前記電気ヒータによる発
熱作用により焼失灰化せしめる再生方法がよく知られて
いる。上述の如き再生方法の実施に際しては、短時間に
粒子捕集用フィルタの捕集粒子の全てが焼失灰化するよ
うに、電気ヒータは粒子捕集用フィルタの上流側端面部
の全面に亙って延在して設けられるが、この電気ヒータ
は比較的大きい容量のものになり、車輌用ディーゼル機
関に於ける如く、電気ヒータの電源がバッテリ電源であ
る場合にはバッテリ電源の電力を過剰消費し、電力不足
を生じる虞れがある。
上述の如き不具合に鑑み、前記電気ヒータが分割された
複数個の電気ヒータとして構成され、この複数個の電気
ヒータの各々に順次個別に通電を行い、再生時のバッテ
リ電源の過剰電力消費の回避を図った再生方法が特開昭
58−183812号、特開昭59−19517号に於
て開示されている。
発明が解決しようとする問題点 しかし、電気ヒータが分割配置されると、電気ヒータの
型式によってはそのヒータエレメント担持用のフレーム
が各電気ヒータ間に存在し、このため各電気ヒータ間、
即ち互いに隣接する二つの電気ヒータの境界部に電気ヒ
ータによって直接加熱されない部分ができ、この部分の
捕集粒子の燃焼が良好行われず、粒子捕集器の再生が十
分に行われないことが生じる。
本発明は、過剰な電力消費を生じないよう分割型の電気
ヒータを用い、互いに隣接する二つの電気ヒータの境界
部に対応する部分を含めて粒子捕集用フィルタの捕集粒
子の燃焼が良好に行われ、十分な再生が行われるよう改
良された粒子捕集器の再生方法を提供することを目的と
している。
問題点を解決するための手段 上述の如き目的は本発明によれば、粒子捕集用フィルタ
に捕集された粒子を該粒子捕集用フィルタの上流側端面
部に分割配置された複数個の電気ヒータによる発熱作用
により焼失灰化せ′しめる粒子捕集器の再生方法に於て
、互いに隣接する二つの前記電気ヒータに対する通電を
オーバラップさせつつ前記複数個の電気ヒータに順次所
定時間ずつ通電を行うことを特徴とする粒子捕集器の再
生方法によって達成される。
発明の作用及び効果 上述の如き再生方法によれば、互いに隣接する二つの電
気ヒータに対する通電がオーバラップされることにより
、その両電気ヒータの境界部に対応する部分が該両電気
ヒータによってその両側より加熱され、これにより該部
分に捕集されている粒子も燃焼し、粒子捕集器の再生が
粒子捕集用フィルタの全体に亙って十分に行われるよう
になる。
実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。
第1図及び第2図は本発明による再生方法を実施される
粒子捕集器の一つの実施例を示している。
図に於て、1はケーシングを示しており、該ケーシング
は一端に排気ガス人口2を、他端に排気ガス出口3を有
している。ケーシング1内には粒子捕集用フィルタ4が
設けられている。粒子捕集用フィルタ4は、三次元網目
構造を有するセラミックス質フオームフィルタ或いはハ
ニカム構造体の各セルの排気ガス入口側端部と排気ガス
出口側端部とを交互に栓詰めしてなる多孔性セラミック
ス質ハニカムフィルタの如く周知の粒子捕集用耐熱性フ
ィルタであり、該フィルタを通過する排気ガス中の炭素
粒子を捕集するようになっている。
粒子捕集用フィルタ4の上流側端面部、即ち排気ガス入
口2の側の端面部にはその端面に近接して分割型電気ヒ
ータ装置5が固定配置されている。
分割型電気ヒータ装置51ハ、粒子捕集用フィルタ4の
端面を六個の領域に区分・する星形のフレーム6と、各
フレーム6間に個別に架設されたヒータエレメント7よ
りなる六個の電気ヒータ8I〜86を有しており、この
第一〜第六の電気ヒータ81〜86はケーシング1に取
付けられた電源端子91〜96に個別に接続されている
電源端子91〜96は個別の電気スイッチ111〜11
6を経て一つのバッテリ電源12に接続され、該バッテ
リ電源より電力を前記電気スイッチの開閉に応じて個別
に且選択的に供給されるようになっている。電気スイッ
チ111〜116の開閉は制御装置13により制御され
るようになっている。@郵装置13は、電気スイッチ1
1+〜11δを順次所定時間、例えば1分間ずつ閉じ、
その開成時期をその開成類−に応じて隣り合うもの同士
で所定時間、例えば30秒間ずっオーバラップさせるよ
うになっている。
上述の如く電気スイッチ11+〜116の開閉が制御さ
れることにより、第4図に示されている如く、第一〜第
六の電気ヒータ8I〜86に順次所定時間ずつ通電が行
われ、その通電時期が互いに隣接する二つの電気ヒータ
に於て所定時間ずっオーバラップする。第一の電気ヒー
タ8Iと第二の電気ヒータ82との通電オーバラップ時
期T1に於ては該両ヒータの境界部がその両側より第一
の電気ヒータ8Iと第二の電気ヒータ82とによって加
熱され、次に第二の電気ヒータ82と第三の電気ヒータ
83との通電オーバラップ時期T2に於ては該両ヒータ
の境界部がその両側より第二の電気ヒータ82と88と
によって加熱され、次に第三の電気ヒータ83と第四の
電気ヒータ84との通電オーバラップ時期T8に於ては
該両ヒータの境界部がその両側より第三の電気ヒータ8
8と第四の電気ヒータ843とによって加熱され、次に
第四の電気ヒータ84と第五の電気ヒータ85との通電
オーバラップ時期TRに於ては該両電気ヒータの境界部
がその両側より第四の電気ヒータ84と第五の電気ヒー
タ8!iとによって加熱される。この実施例に於ては、
第五の電気ヒータ85に対する通電が停止されると、再
び第一の電気ヒータ8Iに所定時間、例えば30秒間の
み通電が行われる。これによって第六の電気ヒータ8e
と第一の電気ヒータ8Iとの通電オーバラップ時a T
 aが生じ、この通電オーバラップ時期に於てその両電
気ヒータの境界部が両側より第六の電気ヒータ8Gと第
一の電気ヒータ8Iとによって加熱される。
上述の如く第一〜第六の電気ヒータ8I〜85の通電が
制御されることにより、粒子捕集用フィルタ4の捕集粒
子の燃焼がその全体に亙っで行われ、粒子捕集器1の再
生が高い再生率をもって行われるようになる。
直径1001111.長さ1100tの円柱状のハニカ
ムフィルタをγ−アルミナ粉末とアルミナゾルと硝酸ア
ルミニウムと蒸溜水とからなる混濁液中に浸漬し、これ
を前記混濁液中より引き上げて余分な付着混濁液を吹き
払ったのちに乾燥焼成して表面にγ−アルミナコート層
を有するハニカムフィルタを製作し、次にこのハニカム
フィルタを塩化パラジウム(pdcl ffi >溶液
中に一時間浸漬し、これを前記溶液中より引き上げて乾
燥焼成してPdが容積1a当り)1g付着したハニカム
フィルタを製作した。次にこのハニカムフィルタを第1
図及び第2図に示されている如くケーシング内に充填し
、更にそのフィルタの上流側端面部に分割型電気ヒータ
装置を組付けて粒子捕集器を完成し、これを排気量が2
200ccの渦流式ディーゼル機関の排気マニホールド
の出口ボートに接続し、2000rpR1,トルク3k
o−輪の条件下で五時間連続運転し、パティキュレート
(炭素粒子)の捕集を行った。この後に第4図に示され
ている如き通電特性にて六個の電気ヒータに順次通電を
行い、粒子捕集器の再生を実行した。上述の如きパティ
キュレートの捕集と粒子捕集器の再生を4サイクル繰返
し行い、粒子捕集器より上流側に於ける排気ガス圧力の
変化を検出してこれを記録した。この記録結果は第5図
に於て実線で示されている。
比較例として上述した実施例と全く同様の粒子捕集器を
用いて上述した実施例と同一条件下でパティキュレート
の捕集を行い、第6図に示されている如き通電特性に従
って六個の電気ヒータに対する通電を行って粒子捕集器
の再生を行い、このパティキュレートの捕集と再生とを
4サイクル繰返し行い、粒子捕集器より上流側の排気ガ
ス圧力を検出してこれを記録した。この記録結果は第5
図に於て破線で示されている。
第6図に示された通電特性に従って各電気ヒータに対す
る通電が制御された場合には互いに隣接する二つの電気
ヒータの通電時期がオーバラップしないから、互いに隣
接する二つの電気ヒータの境界部に対応する部分に付着
している炭素粒子の燃焼が良好に行われず、粒子捕集器
の再生が完全に行われず、このため排気ガス圧力は第5
図に示されている如く徐々に上昇するが、本発明による
再生方法に従って電気ヒータに対する通電が制御された
場合には上述の如く互いに隣接する二つの電気ヒータの
境界部に対応する部分にある炭素粒子の燃焼も良好に行
われるから、排気ガス圧力は再生終了ごとに初期値に戻
る。
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、
本発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当
業者にとって明らかであろう。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による再生方法の実施に使用される粒子
捕集器の縦断面図、第2図は第1図に示された粒子捕集
器の上流側端面図、第3図は第1図及び第2図に示され
た分割型電気ヒータの通電制御を行う電気回路図、第4
図は本発明による粒子捕集器の再生方法に於ける電気ヒ
ータに対する通電特性を示すタイムチャート、第5図は
排気ガス圧力特性を示すグラフ、第6図は従来の一般的
な粒子捕集器の再生方法に於ける電気ヒータに対する通
電特性を示すタイムチャートである。 1・・・ケーシング、2・・・排気ガス入口、3・・・
排気ガス出0.4・・・粒子捕集用フィルタ、5・・・
分割型電気ヒータ装置、6・・・フレーム、7・・・ヒ
ータエレメント、81〜8B・・・第一〜第六の電気ヒ
ータ。 91〜96・・・電源端子、111〜118・・・電気
スイッチ、12・・・バッテリ電源、13・・・制御装
置時 許 出 願 人  トヨタ自動車株式会社代  
 理   人  弁理士  明石 昌毅第1図 第2図 第 3 図 工

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  粒子捕集用フィルタに捕集された粒子を該粒子捕集用
    フィルタの上流側端面部に分割配置された複数個の電気
    ヒータによる発熱作用により焼失灰化せしめる粒子捕集
    器の再生方法に於て、互いに隣接する二つの前記電気ヒ
    ータに対する通電をオーバラップさせつつ前記複数個の
    電気ヒータに順次所定時間ずつ通電を行うことを特徴と
    する粒子捕集器の再生方法。
JP14564084A 1984-07-13 1984-07-13 粒子捕集器の再生方法 Pending JPS6125907A (ja)

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JP14564084A JPS6125907A (ja) 1984-07-13 1984-07-13 粒子捕集器の再生方法

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JP14564084A JPS6125907A (ja) 1984-07-13 1984-07-13 粒子捕集器の再生方法

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JPS6125907A true JPS6125907A (ja) 1986-02-05

Family

ID=15389683

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JP14564084A Pending JPS6125907A (ja) 1984-07-13 1984-07-13 粒子捕集器の再生方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6090172A (en) * 1996-11-12 2000-07-18 Institut Francias Du Petrole Exhaust gas filtering process and unit with modulable heating

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6090172A (en) * 1996-11-12 2000-07-18 Institut Francias Du Petrole Exhaust gas filtering process and unit with modulable heating

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