JPS6214690B2 - - Google Patents
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- JPS6214690B2 JPS6214690B2 JP17481280A JP17481280A JPS6214690B2 JP S6214690 B2 JPS6214690 B2 JP S6214690B2 JP 17481280 A JP17481280 A JP 17481280A JP 17481280 A JP17481280 A JP 17481280A JP S6214690 B2 JPS6214690 B2 JP S6214690B2
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- exhaust gas
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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
- F01N3/022—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous
- F01N3/0222—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 characterised by specially adapted filtering structure, e.g. honeycomb, mesh or fibrous the structure being monolithic, e.g. honeycombs
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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- 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
-
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- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
- F01N2330/06—Ceramic, e.g. monoliths
-
- 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
- F01N2470/00—Structure or shape of gas passages, pipes or tubes
- F01N2470/16—Plurality of inlet tubes, e.g. discharging into different chambers
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
-
- Y—GENERAL 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
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10S55/00—Gas separation
- Y10S55/30—Exhaust treatment
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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)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は排気微粒子収集トラツプを有するデイ
ーゼルエンジン排気系に関する。更に詳細には、
本発明はデイーゼル排気系のセラミツクモノリス
多孔壁フイルター要素に集められた可燃性微粒子
の分配及び灰化を平衡させる装置に関する。
ーゼルエンジン排気系に関する。更に詳細には、
本発明はデイーゼル排気系のセラミツクモノリス
多孔壁フイルター要素に集められた可燃性微粒子
の分配及び灰化を平衡させる装置に関する。
同一出願人の特願昭55−169731号（特開昭56−
124417号）には特に自動車に使用されるデイーゼ
ルエンジンの排気系のデイーゼル排気微粒子トラ
ツプとして使用する多様なセラミツクモノリス多
孔壁フイルター要素が開始されている。試験によ
つてこのようなトラツプはデイーゼルエンジンの
排ガス中に存在する炭素質の微粒子を高効率で捕
えかつ保持することが指摘されている。しかし、
前から提案されているように積つた微粒子の付着
物を単にフイルター入口ガスの熱により使用状態
で灰化させることによりフイルター要素を再生又
は浄化するにはいくつかの困難性が伴う。
124417号）には特に自動車に使用されるデイーゼ
ルエンジンの排気系のデイーゼル排気微粒子トラ
ツプとして使用する多様なセラミツクモノリス多
孔壁フイルター要素が開始されている。試験によ
つてこのようなトラツプはデイーゼルエンジンの
排ガス中に存在する炭素質の微粒子を高効率で捕
えかつ保持することが指摘されている。しかし、
前から提案されているように積つた微粒子の付着
物を単にフイルター入口ガスの熱により使用状態
で灰化させることによりフイルター要素を再生又
は浄化するにはいくつかの困難性が伴う。
セラミツクモノリスフイルター要素での微粒子
の灰化による困難性は、フイルター要素に供給さ
れる熱い排ガスの温度分配が灰化過程の間入口流
路内で非常に変化することとなつて現われる。そ
してある部分が他の部分より前に浄化され、それ
により排ガスが浄化された部分を短絡し、収集さ
れた微粒子の残された部分を灰化温度に上げるこ
とは難しくなる。問題は、フイルター要素のある
部分から他の部分への熱伝導を増進しないセラミ
ツクフイルター媒体の熱絶縁性によつて複雑とな
つている。従つてデイーゼルエンジン等のための
セラミツクモノリス排気微粒子トラツプの微粒子
の灰化を達成する改善された手段及び方法を供す
ることが望まれる。
の灰化による困難性は、フイルター要素に供給さ
れる熱い排ガスの温度分配が灰化過程の間入口流
路内で非常に変化することとなつて現われる。そ
してある部分が他の部分より前に浄化され、それ
により排ガスが浄化された部分を短絡し、収集さ
れた微粒子の残された部分を灰化温度に上げるこ
とは難しくなる。問題は、フイルター要素のある
部分から他の部分への熱伝導を増進しないセラミ
ツクフイルター媒体の熱絶縁性によつて複雑とな
つている。従つてデイーゼルエンジン等のための
セラミツクモノリス排気微粒子トラツプの微粒子
の灰化を達成する改善された手段及び方法を供す
ることが望まれる。
従来のフイルター要素（例えば、上記特願昭55
−169731号の第２図に示されているもの）では、
第５図に示すように、複数の入口流路１２６が複
数の出口流路１２７と互いに平行に設けられてお
り、ろ過される排ガスがフイルター要素の一端に
ある入口端１２８から流入し、該フイルター要素
の他端にある出口端１３０から流出する。かかる
従来のフイルター要素では、浄化のための燃焼が
入口流路１２６の長さに沿つた周辺部でなされ、
この周辺浄化の結果、その後に流入する排ガスが
未だ浄化されず微粒子の残存している入口流路の
領域よりも、むしろ周辺浄化された領域へと流れ
るため、デイーゼル排気中の微粒子がたまつたと
きに、有効な浄化することができなかつた。
−169731号の第２図に示されているもの）では、
第５図に示すように、複数の入口流路１２６が複
数の出口流路１２７と互いに平行に設けられてお
り、ろ過される排ガスがフイルター要素の一端に
ある入口端１２８から流入し、該フイルター要素
の他端にある出口端１３０から流出する。かかる
従来のフイルター要素では、浄化のための燃焼が
入口流路１２６の長さに沿つた周辺部でなされ、
この周辺浄化の結果、その後に流入する排ガスが
未だ浄化されず微粒子の残存している入口流路の
領域よりも、むしろ周辺浄化された領域へと流れ
るため、デイーゼル排気中の微粒子がたまつたと
きに、有効な浄化することができなかつた。
本発明は、かかる従来技術の排ガスを用いて有
効に浄化できないという問題点を解決せんとする
ものである。この目的を達成すべく、本発明によ
るデイーゼルエンジン排気系であつて、微粒子の
収集及び灰化装置が設けられ、該微粒子の収集及
び灰化装置が排気微粒子トラツプを有し、該排気
微粒子トラツトプが両端の開口した複数の略平行
入口流路と少なくとも一端が開口した複数の略平
行出口流路とを有し、前記入口流路が前記出口流
路に隣接して延在しかつ多孔壁によりそれから分
離しており、排ガスが前記多孔壁を介して入口流
路から出口流路へ通ることができ、それにより排
ガスが前記壁を通過する際可燃性微粒子が排ガス
からろ過されるデイーゼルエンジン排気系におい
ては；入口導管系が複式入口導管を有し、該複式
入口導管が前記入口通路にろ過された微粒子の灰
化のために熱せられ得る排ガスを供給するように
連結され、それぞれの入口流路の両端が分離した
入口導管により供給され；排気導管系が少なくと
も一つの出口導管を有し、該出口導管が前記出口
流路と連結して該出口流路からろ過された排ガス
を受け取り；前記入口導管系及び排気導管系の一
方に設けられた弁手段が前記入口流路の一部に供
給される排ガス量を該入口流路の残余部との関係
で相対的に変えるように作動可能に配置されてい
るという特徴を有する。
効に浄化できないという問題点を解決せんとする
ものである。この目的を達成すべく、本発明によ
るデイーゼルエンジン排気系であつて、微粒子の
収集及び灰化装置が設けられ、該微粒子の収集及
び灰化装置が排気微粒子トラツプを有し、該排気
微粒子トラツトプが両端の開口した複数の略平行
入口流路と少なくとも一端が開口した複数の略平
行出口流路とを有し、前記入口流路が前記出口流
路に隣接して延在しかつ多孔壁によりそれから分
離しており、排ガスが前記多孔壁を介して入口流
路から出口流路へ通ることができ、それにより排
ガスが前記壁を通過する際可燃性微粒子が排ガス
からろ過されるデイーゼルエンジン排気系におい
ては；入口導管系が複式入口導管を有し、該複式
入口導管が前記入口通路にろ過された微粒子の灰
化のために熱せられ得る排ガスを供給するように
連結され、それぞれの入口流路の両端が分離した
入口導管により供給され；排気導管系が少なくと
も一つの出口導管を有し、該出口導管が前記出口
流路と連結して該出口流路からろ過された排ガス
を受け取り；前記入口導管系及び排気導管系の一
方に設けられた弁手段が前記入口流路の一部に供
給される排ガス量を該入口流路の残余部との関係
で相対的に変えるように作動可能に配置されてい
るという特徴を有する。
本発明は、フイルターの通常の作動の間微粒子
ケーキのより等しい分配を増進するとともに灰化
のこの困難性の克服を助長するように作動する。
本発明の排気系の作動に於て、排ガスは入口導管
を介して系に流入し、フイルター要素入口流路の
両端に分配される。入口流路に流入した後、ガス
は多孔壁を通つて隣接する出口流路へ入る。その
後、それらは出口流路を通り出口導管に入りかつ
排気管を通る。
ケーキのより等しい分配を増進するとともに灰化
のこの困難性の克服を助長するように作動する。
本発明の排気系の作動に於て、排ガスは入口導管
を介して系に流入し、フイルター要素入口流路の
両端に分配される。入口流路に流入した後、ガス
は多孔壁を通つて隣接する出口流路へ入る。その
後、それらは出口流路を通り出口導管に入りかつ
排気管を通る。
排ガスが排気微粒子トラツプの多孔壁を通過す
ることによりろ過され、集められた微粒子のケー
キが多孔壁の入口流路側の面上にできる。弁手段
を調節することにより、等量のガスが排気微粒子
トラツプの両端に流入するように、このケーキを
相対的に等しく分配することができる。しかし、
もし望ましければ排気微粒子トラツプの両端に異
なつた時に流入する流量を変化させるために弁手
段を周期的に可動し、入口流路に流入するガス流
のパターンを変え、それによりガス流が流路壁を
通過する際に流路壁に集められた微粒子をより等
しく分配することもできる。
ることによりろ過され、集められた微粒子のケー
キが多孔壁の入口流路側の面上にできる。弁手段
を調節することにより、等量のガスが排気微粒子
トラツプの両端に流入するように、このケーキを
相対的に等しく分配することができる。しかし、
もし望ましければ排気微粒子トラツプの両端に異
なつた時に流入する流量を変化させるために弁手
段を周期的に可動し、入口流路に流入するガス流
のパターンを変え、それによりガス流が流路壁を
通過する際に流路壁に集められた微粒子をより等
しく分配することもできる。
排気微粒子トラツプの入口流路壁の微粒子の収
集は、排ガス流が過度に制限される前に該トラツ
プをさらに使用するように再生するため周期的に
集められた微粒子のケーキを壁から浄化する必要
性を生じさせる。このことは先ず排ガスを任意の
適切な手段により加熱することにより達成でき
る。加熱せられた排ガスはその後、詳細は後述す
るように、入口導管を通過し、トラツプ入口流路
の両端に入りかつその中で微粒子を加熱し、灰化
する。
集は、排ガス流が過度に制限される前に該トラツ
プをさらに使用するように再生するため周期的に
集められた微粒子のケーキを壁から浄化する必要
性を生じさせる。このことは先ず排ガスを任意の
適切な手段により加熱することにより達成でき
る。加熱せられた排ガスはその後、詳細は後述す
るように、入口導管を通過し、トラツプ入口流路
の両端に入りかつその中で微粒子を加熱し、灰化
する。
以下本発明の好適実施例を図面に言及しつつ詳
細に説明する。
細に説明する。
第１図は本発明によるデイーゼル排気微粒子ト
ラツプ及びガス分配系１０の一実施例を示し、該
系は両端に排ガス入口ヘツダ１４，１６を備える
排気微粒子トラツプ１２と一側部に沿つたガス出
口ヘツダ１８とを有する。出口ヘツダと反対の側
部２０及びトラツプの上面と底面は閉鎖してい
る。
ラツプ及びガス分配系１０の一実施例を示し、該
系は両端に排ガス入口ヘツダ１４，１６を備える
排気微粒子トラツプ１２と一側部に沿つたガス出
口ヘツダ１８とを有する。出口ヘツダと反対の側
部２０及びトラツプの上面と底面は閉鎖してい
る。
トラツプ１２は分配系に連通し、該系は乗り物
デイーゼルエンジンの排気管でもよい単一入口管
２２を有する。管２２は排ガスを左右の伝導管２
６，２８に連通する分配弁２４へ導く。管２６，
２８は次にトラツプ入口ヘツダ１４，１６に相互
に連通する。弁２４の分配羽根３０は任意の適切
な手段（不図示）によりピボツト点の周りで可動
であり、左右の導管２６，２８へ運ばれる入口ガ
ス流量を変化させ、望ましければ導管へのガス流
のどちらか一方を完全に遮断する。排気管３４は
出口ヘツダ１８に連通し微粒子トラツプから浄化
された排ガスを受けとりかつ乗り物排気系（不図
示）を介してそれらを排気する。
デイーゼルエンジンの排気管でもよい単一入口管
２２を有する。管２２は排ガスを左右の伝導管２
６，２８に連通する分配弁２４へ導く。管２６，
２８は次にトラツプ入口ヘツダ１４，１６に相互
に連通する。弁２４の分配羽根３０は任意の適切
な手段（不図示）によりピボツト点の周りで可動
であり、左右の導管２６，２８へ運ばれる入口ガ
ス流量を変化させ、望ましければ導管へのガス流
のどちらか一方を完全に遮断する。排気管３４は
出口ヘツダ１８に連通し微粒子トラツプから浄化
された排ガスを受けとりかつ乗り物排気系（不図
示）を介してそれらを排気する。
第２図は第１図の微粒子トラツプ１２に使用さ
れる交差流型セラミツクモノリスフイルター要素
３６を示す。フイルター要素３６は適切な任意の
方法で適切な任意の形状にも形成できる。フイル
ター要素３６は、本実施例では、前部壁３８、後
部壁４０、端部壁４２，４４、頭部壁４６及び底
部壁４８を備える多孔壁セラミツク本体を有す
る。
れる交差流型セラミツクモノリスフイルター要素
３６を示す。フイルター要素３６は適切な任意の
方法で適切な任意の形状にも形成できる。フイル
ター要素３６は、本実施例では、前部壁３８、後
部壁４０、端部壁４２，４４、頭部壁４６及び底
部壁４８を備える多孔壁セラミツク本体を有す
る。
これら囲い壁内で、フイルター要素は薄い多孔
壁流路の一連の交互の薄層を有する。これらの流
路は、要素を横切つて貫通しかつ端部壁４２，４
４を貫通してその両端が開口している入口流路５
０の交互の薄層を有する。入口流路の薄層の間に
は出口流路５２の薄層があり、該５２の薄層は入
口流路を横切つて前部壁３８の開口から要素の後
方へ延在するが、それらの後端は後部壁４０によ
り閉じられている。入口流路５０の開口端部は微
粒子トラツプ１２の入口ヘツダ１４，１６に連通
し、出口流路５２の開口端部は出口ヘツダ１８に
連通する。
壁流路の一連の交互の薄層を有する。これらの流
路は、要素を横切つて貫通しかつ端部壁４２，４
４を貫通してその両端が開口している入口流路５
０の交互の薄層を有する。入口流路の薄層の間に
は出口流路５２の薄層があり、該５２の薄層は入
口流路を横切つて前部壁３８の開口から要素の後
方へ延在するが、それらの後端は後部壁４０によ
り閉じられている。入口流路５０の開口端部は微
粒子トラツプ１２の入口ヘツダ１４，１６に連通
し、出口流路５２の開口端部は出口ヘツダ１８に
連通する。
入口及び出口流路５０，５２は多孔内壁５４に
より分離され、該内壁５４はガス流を透過できる
が、しかし非常に小さい気孔を有しデイーゼルエ
ンジン排ガス中に存する微粒子の相当な部分のた
めの集合面を供する。従つて、セラミツク要素３
６は入口及び出口流路５０，５２の間に相互に多
孔内壁５４の相当な面積のフイルター面を供す
る。
より分離され、該内壁５４はガス流を透過できる
が、しかし非常に小さい気孔を有しデイーゼルエ
ンジン排ガス中に存する微粒子の相当な部分のた
めの集合面を供する。従つて、セラミツク要素３
６は入口及び出口流路５０，５２の間に相互に多
孔内壁５４の相当な面積のフイルター面を供す
る。
第３図は一般的に５６で示すデイーゼル排気微
粒子トラツプ及び分配系の可能な他の実施例を示
す。系５６は第２図に示す型のフイルター要素を
含む微粒子トラツプを有する。トラツプ５８はそ
の両端に一対の入口ヘツダ６０，６２を有し、該
ヘツダはフイルター要素の入口流路５０の両開口
端に連通する。これらのヘツダは二つの入口管６
４，６６を介して排ガスをそれぞれ供給される。
粒子トラツプ及び分配系の可能な他の実施例を示
す。系５６は第２図に示す型のフイルター要素を
含む微粒子トラツプを有する。トラツプ５８はそ
の両端に一対の入口ヘツダ６０，６２を有し、該
ヘツダはフイルター要素の入口流路５０の両開口
端に連通する。これらのヘツダは二つの入口管６
４，６６を介して排ガスをそれぞれ供給される。
トラツプ５８はまた二つの出口ヘツダ６８，７
０を有し、該ヘツダは内部フイルター要素の前部
壁３８の左側及び右側部分でそれぞれ出口流路５
２と連通する。ヘツダ６８，７０はまた分配弁７
２の両端に連通し、該弁７２はヘツダから乗り物
排気系に連通可能な単一排気管７６への相対的な
流れを変化させるように可動で回転可能な内部羽
根７４を有する。
０を有し、該ヘツダは内部フイルター要素の前部
壁３８の左側及び右側部分でそれぞれ出口流路５
２と連通する。ヘツダ６８，７０はまた分配弁７
２の両端に連通し、該弁７２はヘツダから乗り物
排気系に連通可能な単一排気管７６への相対的な
流れを変化させるように可動で回転可能な内部羽
根７４を有する。
従来技術の作動
第５図に示す従来の微粒子ストラツプ装置（特
願昭55−169731号の第１図及び第２図に示された
もの）の作動に於いては、排ガスはフイルター要
素入口流路１２６へ導かれ、そこから多孔壁を介
して隣接する出口流路１２７へさらにはそれらの
開口端部を介して外へ流れる。この過程の間、排
ガス中の微粒子は大部分入口流路の多孔壁の面に
集められ、その上にケーキを形成する。
願昭55−169731号の第１図及び第２図に示された
もの）の作動に於いては、排ガスはフイルター要
素入口流路１２６へ導かれ、そこから多孔壁を介
して隣接する出口流路１２７へさらにはそれらの
開口端部を介して外へ流れる。この過程の間、排
ガス中の微粒子は大部分入口流路の多孔壁の面に
集められ、その上にケーキを形成する。
このケーキがフイルターを通る排気流を過度に
妨げるのを防止するには、周期的にフイルター要
素を浄化することが必要である。これは微粒子の
付着物をセラミツク壁面で燃焼させる充分な酸素
の存在下で該付着物をその燃焼温度に熱すること
により達成され得る。このことはフイルター要素
を取り外しそれを炉で熱することによりなすこと
ができる。しかし、フイルター要素が使用状態で
乗り物の微粒子トラツプに装着されたまま浄化作
用がなされることが望ましい。
妨げるのを防止するには、周期的にフイルター要
素を浄化することが必要である。これは微粒子の
付着物をセラミツク壁面で燃焼させる充分な酸素
の存在下で該付着物をその燃焼温度に熱すること
により達成され得る。このことはフイルター要素
を取り外しそれを炉で熱することによりなすこと
ができる。しかし、フイルター要素が使用状態で
乗り物の微粒子トラツプに装着されたまま浄化作
用がなされることが望ましい。
第４図は、微粒子の灰化が熱せられた排ガスが
第５図に示す従来の型のフイルター要素を通過す
ることによりなされる間に明白に存する状況の実
験により得られた典型的プロフイールを示す。上
方の線Ａは要素内の熱せられた微粒子の温度を示
し、第２の鎖線Ｂはガス温度を示す。第３の線Ｃ
はフイルター要素壁上の微粒子ケーキの残された
部分の厚さを示し、第４の線Ｄはそれを通過する
排ガス中の酸素の濃度を示す。グラフの横軸は前
方入口端Ｆ（軸の左）（第５図では符号１２８で
示される）から後方出口端Ｒ（軸の右方）（第５
図では符号１３０で示される）への長さを表わ
す。
第５図に示す従来の型のフイルター要素を通過す
ることによりなされる間に明白に存する状況の実
験により得られた典型的プロフイールを示す。上
方の線Ａは要素内の熱せられた微粒子の温度を示
し、第２の鎖線Ｂはガス温度を示す。第３の線Ｃ
はフイルター要素壁上の微粒子ケーキの残された
部分の厚さを示し、第４の線Ｄはそれを通過する
排ガス中の酸素の濃度を示す。グラフの横軸は前
方入口端Ｆ（軸の左）（第５図では符号１２８で
示される）から後方出口端Ｒ（軸の右方）（第５
図では符号１３０で示される）への長さを表わ
す。
ガスが入口からフイルター要素の約半分位まで
流れると熱いガスが集められた微粒子と反応して
ガスと微粒子の温度は上昇する。その後、フイル
ター要素の前方半分での微粒子の燃焼でガス中の
酸素レベルが減少し、燃焼反応が減り、その結果
温度が下がる。同時に、多孔壁を介して出口流路
に流れる熱せられたガスが通過することにより、
その燃焼を助長することなくフイルターケーキの
後半を通して熱を運ぶ。
流れると熱いガスが集められた微粒子と反応して
ガスと微粒子の温度は上昇する。その後、フイル
ター要素の前方半分での微粒子の燃焼でガス中の
酸素レベルが減少し、燃焼反応が減り、その結果
温度が下がる。同時に、多孔壁を介して出口流路
に流れる熱せられたガスが通過することにより、
その燃焼を助長することなくフイルターケーキの
後半を通して熱を運ぶ。
よつて、フイルターケーキは線Ｃに示す如く最
初にフイルター要素の中央部近くで灰化の間大体
最高燃焼温度となつた時に涸渇する。その後、フ
イルター要素を通過する熱いガスの大部分はフイ
ルターの浄化された部分を介して短絡する。従つ
て、その後フイルターケーキをフイルターの後方
出口端部に位置する入口流路の部分から浄化する
のはより難しくなる。
初にフイルター要素の中央部近くで灰化の間大体
最高燃焼温度となつた時に涸渇する。その後、フ
イルター要素を通過する熱いガスの大部分はフイ
ルターの浄化された部分を介して短絡する。従つ
て、その後フイルターケーキをフイルターの後方
出口端部に位置する入口流路の部分から浄化する
のはより難しくなる。
第１図に示す本発明の実施例の作動
本発明は、フイルターの通常の作動の間微粒子
ケーキのより等しい分配を増進するとともに灰化
のこの困難性の克服を助長するように作動する。
第１図の装置の作動に於いて、排ガスは入口管２
２を介して系に流入し、かつ管２６，２８とヘツ
ダ１４，１６を介してフイルター要素入口流路５
０の両端に分配される。流路５０に流入した後、
ガスは多孔壁５４を通つて隣接する出口流路５２
へ入る。その後、それらは出口流路の開口端部を
通り出口ヘツダ１８に入りかつ排気管３４を通
る。
ケーキのより等しい分配を増進するとともに灰化
のこの困難性の克服を助長するように作動する。
第１図の装置の作動に於いて、排ガスは入口管２
２を介して系に流入し、かつ管２６，２８とヘツ
ダ１４，１６を介してフイルター要素入口流路５
０の両端に分配される。流路５０に流入した後、
ガスは多孔壁５４を通つて隣接する出口流路５２
へ入る。その後、それらは出口流路の開口端部を
通り出口ヘツダ１８に入りかつ排気管３４を通
る。
排ガスが多孔壁５４を通過することによりろ過
され、集められた微粒子のケーキが前述の如く多
孔壁の入口流路側の面上にできる。分配弁２４の
分配羽根３０が第１図に示す如く中央に位置し等
量のガスがフイルター要素の両端に流入すれば、
このケーキは相対的に等しく分配され得る。しか
し、もし望ましければフイルターの両端に異なつ
た時に流入する流量を変化させるために分配羽根
３０は所望の位置に継続的に又は周期的に可動で
あり、入口流路に流入するガス流のパターンを変
え、それによりガス流が流路壁を通過する際に流
路壁に集めれた微粒子をより等しく分配する。
され、集められた微粒子のケーキが前述の如く多
孔壁の入口流路側の面上にできる。分配弁２４の
分配羽根３０が第１図に示す如く中央に位置し等
量のガスがフイルター要素の両端に流入すれば、
このケーキは相対的に等しく分配され得る。しか
し、もし望ましければフイルターの両端に異なつ
た時に流入する流量を変化させるために分配羽根
３０は所望の位置に継続的に又は周期的に可動で
あり、入口流路に流入するガス流のパターンを変
え、それによりガス流が流路壁を通過する際に流
路壁に集めれた微粒子をより等しく分配する。
フイルター要素の入口流路壁の微粒子の収集
は、排ガス流が過度に制限される前に要素をさら
に使用するように再生するため周期的に集められ
た微粒子のケーキを壁から浄化する必要性を生じ
させる。このことは先ず排ガスを使用状態で適切
な手段により熱することにより達成できる。熱せ
られた排ガスはその後入口管２２、導管２６，２
８を介して系に入り、フイルター要素入口流路の
両端に入りかつその中で微粒子を熱する。
は、排ガス流が過度に制限される前に要素をさら
に使用するように再生するため周期的に集められ
た微粒子のケーキを壁から浄化する必要性を生じ
させる。このことは先ず排ガスを使用状態で適切
な手段により熱することにより達成できる。熱せ
られた排ガスはその後入口管２２、導管２６，２
８を介して系に入り、フイルター要素入口流路の
両端に入りかつその中で微粒子を熱する。
第４図の実験的に得られた状況と前の試験結果
より、フイルター要素の一方又は他方の端部へ入
る総ての熱せられたガスの通過は入口流路内を本
質的に第４図に示す如き状況にする。しかし、分
配弁が第１図に示す如く中央に位置すれば、結果
として生ずる流れパターンは相互に離間しかつ要
素の中央と入口極端部の間に位置する一対の最高
温度帯を発生させることが予期される。さらに、
分配弁の羽根３０の位置を変位させることにより
最高温度帯の位置を動かすことは可能である。従
つて、灰化の位相の間継続的に又は周期的に羽根
３０の位置を変位させ最高温度帯がフイルター要
素の入口流路の長さ方向の大部分の範囲内で周期
的に種々の位置となることにより集められた微粒
子のより完全な焼却がなし得ることは明白であ
る。この方法によれば集められた微粒子の殆んど
全てが灰化過程の間焼却され得る。必要ならば、
適切なセンサー又は他の指示装置を要素内に使用
でき流路の状況を決定しかつ分配弁の制御を助け
て残留微粒子の実質的に完全な灰化を好ましく達
成する。
より、フイルター要素の一方又は他方の端部へ入
る総ての熱せられたガスの通過は入口流路内を本
質的に第４図に示す如き状況にする。しかし、分
配弁が第１図に示す如く中央に位置すれば、結果
として生ずる流れパターンは相互に離間しかつ要
素の中央と入口極端部の間に位置する一対の最高
温度帯を発生させることが予期される。さらに、
分配弁の羽根３０の位置を変位させることにより
最高温度帯の位置を動かすことは可能である。従
つて、灰化の位相の間継続的に又は周期的に羽根
３０の位置を変位させ最高温度帯がフイルター要
素の入口流路の長さ方向の大部分の範囲内で周期
的に種々の位置となることにより集められた微粒
子のより完全な焼却がなし得ることは明白であ
る。この方法によれば集められた微粒子の殆んど
全てが灰化過程の間焼却され得る。必要ならば、
適切なセンサー又は他の指示装置を要素内に使用
でき流路の状況を決定しかつ分配弁の制御を助け
て残留微粒子の実質的に完全な灰化を好ましく達
成する。
第３図に示す本発明の実施例の作動
第３図に示す実施例の作動に於いては、排ガス
は二つの入口管６４，６６を介してほぼ等量でト
ラツプ５８のフイルター要素の両端へ流入する。
しかし、要素の入口流路内の流れは分配弁７２の
羽根７４の位置を変化させることにより変えら
れ、該羽根７４の位置は出口ヘツダ６８と７０を
通るガス流を制御する。例えば羽根７４がヘツダ
７０を通る流れを塞げば、総ての排ガスは左方出
口流路を介してヘツダ６８へ流出せねばならず、
入口流路内のガスは多孔壁を介して活性のある出
口流路へ流れる前にフイルター要素の中間部を越
えて通過せねばならない。羽根７４が左方ヘツダ
６８を塞ぐと、反対の結果となる。従つて、通常
の作動の間又は灰化の間、分配弁の羽根７４の動
きはフイルター要素入口流路内の流れを変えるよ
うに使用でき、最初に述べた実施例の入口分配弁
によりなされるのと同様の結果を達成する。交差
流フイルター要素の使用が今はこの思想の実際の
使用には好ましいが、平行流要素を使用し、排ガ
スが入口流路の両端に流入し、ここで示した方法
によりこれらの流路の種々の位置の流量を制御す
ることも考えられる。そのような装置は現在では
実際的に考えられていないが可能であるより複雑
なヘツダ構造を必要とする。
は二つの入口管６４，６６を介してほぼ等量でト
ラツプ５８のフイルター要素の両端へ流入する。
しかし、要素の入口流路内の流れは分配弁７２の
羽根７４の位置を変化させることにより変えら
れ、該羽根７４の位置は出口ヘツダ６８と７０を
通るガス流を制御する。例えば羽根７４がヘツダ
７０を通る流れを塞げば、総ての排ガスは左方出
口流路を介してヘツダ６８へ流出せねばならず、
入口流路内のガスは多孔壁を介して活性のある出
口流路へ流れる前にフイルター要素の中間部を越
えて通過せねばならない。羽根７４が左方ヘツダ
６８を塞ぐと、反対の結果となる。従つて、通常
の作動の間又は灰化の間、分配弁の羽根７４の動
きはフイルター要素入口流路内の流れを変えるよ
うに使用でき、最初に述べた実施例の入口分配弁
によりなされるのと同様の結果を達成する。交差
流フイルター要素の使用が今はこの思想の実際の
使用には好ましいが、平行流要素を使用し、排ガ
スが入口流路の両端に流入し、ここで示した方法
によりこれらの流路の種々の位置の流量を制御す
ることも考えられる。そのような装置は現在では
実際的に考えられていないが可能であるより複雑
なヘツダ構造を必要とする。
第１図は本発明によりデイーゼル排気微粒子ト
ラツプ及び排ガス分配系の一実施例を示す図であ
る。第２図は第１図及び第３図の微粒子トラツプ
に使用する交差流モノリスセラミツクフイルター
要素の透視図である。第３図は本発明による排気
微粒子トラツプ及び分配系の他の実施例を示す図
である。第４図は他の型式のセラミツクモノリス
排気微粒子フイルターに於ける微粒子が灰化され
る間明白に存在する。実験より得た状況を表わし
たグラフ図である。第５図は、従来技術のフイル
ター要素を示す断面斜視図である。 主要部分の符号の説明、４２，４４……入口流
路の両端、５０……複数の略平行入口流路、５２
……複数の略平行出口流路、１２……排気微粒子
トラツプ、５４……多孔壁、２６，２８：６４，
６６……複式導管、３４：７６……出口導管、２
４：７２……弁手段、３６……セラミツクモノリ
スフイルター要素。
ラツプ及び排ガス分配系の一実施例を示す図であ
る。第２図は第１図及び第３図の微粒子トラツプ
に使用する交差流モノリスセラミツクフイルター
要素の透視図である。第３図は本発明による排気
微粒子トラツプ及び分配系の他の実施例を示す図
である。第４図は他の型式のセラミツクモノリス
排気微粒子フイルターに於ける微粒子が灰化され
る間明白に存在する。実験より得た状況を表わし
たグラフ図である。第５図は、従来技術のフイル
ター要素を示す断面斜視図である。 主要部分の符号の説明、４２，４４……入口流
路の両端、５０……複数の略平行入口流路、５２
……複数の略平行出口流路、１２……排気微粒子
トラツプ、５４……多孔壁、２６，２８：６４，
６６……複式導管、３４：７６……出口導管、２
４：７２……弁手段、３６……セラミツクモノリ
スフイルター要素。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 微粒子の収集及び灰化装置が設けられ、該微
粒子の収集及び灰化装置が排気微粒子トラツプ１
２を有し、該排気微粒子トラツプ１２が両端４
２，４４の開口した複数の略平行入口流路５０と
少なくとも一端が開口した複数の略平行出口流路
５２とを有し、前記入口流路が前記出口流路に隣
接して延在しかつ多孔壁５４によりそれから分離
しており、排ガスが前記多孔壁を介して入口流路
から出口流路へ通ることができ、それにより排ガ
スが前記壁を通過する際可燃性微粒子が排ガスか
らろ過されるデイーゼルエンジン排気系におい
て；入口導管系が複式入口導管２６，２８；６
４，６６を有し、該複式入口導管が前記入口流路
５０にろ過された微粒子の灰化のために熱せられ
得る排ガスを供給するように連結され、それぞれ
の入口流路の両端４２，４４が分離した入口導管
により供給され；排気導管系が少なくとも一つの
出口導管３４；７６を有し、該出口導管３４；７
６が前記出口流路５２と連結して該出口流路から
ろ過された排ガスを受け取り；前記入口導管系及
び排気導管系の一方に設けられた弁手段２４；７
２が前記入口流路の一部に供給される排ガス量を
該入口流路の残余部との関係で相対的に変えるよ
うに作動可能に配置されていることを特徴とする
デイーゼルエンジン排気系。 ２ 特許請求の範囲第１項のデイーゼルエンジン
排気系に於て、前記微粒子トラツプがセラミツク
モノリスフイルター要素３６であることを特徴と
するデイーゼルエンジン排気系。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項のデイーゼ
ルエンジン排気系に於て、前記弁手段２４が前記
入口導管系に配置されていることを特徴とするデ
イーゼルエンジン排気系。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US06/102,966 US4290263A (en) | 1979-12-12 | 1979-12-12 | Diesel engine exhaust trap particulate distribution and incineration balancing system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5698518A JPS5698518A (en) | 1981-08-08 |
| JPS6214690B2 true JPS6214690B2 (ja) | 1987-04-03 |
Family
ID=22292652
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17481280A Granted JPS5698518A (en) | 1979-12-12 | 1980-12-12 | Diesel engine exhaust system |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4290263A (ja) |
| JP (1) | JPS5698518A (ja) |
| DE (1) | DE3043998A1 (ja) |
| FR (1) | FR2472080B1 (ja) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6183897A (ja) * | 1984-09-28 | 1986-04-28 | Asahi Glass Co Ltd | セラミツクス製の熱交換体 |
| US4875712A (en) * | 1985-02-05 | 1989-10-24 | Asahi Glass Company, Ltd. | Joint structure for a tube support plate and a tube |
| EP0308525B1 (en) * | 1987-09-22 | 1993-12-08 | Asahi Glass Company Ltd. | Apparatus treating particulates in an exhaust gas from a diesel engine |
| DE4201111C2 (de) * | 1992-01-17 | 1994-03-10 | Daimler Benz Ag | Abgasfilter, insbesondere Rußpartikelfilter |
| US5426936A (en) * | 1992-02-21 | 1995-06-27 | Northeastern University | Diesel engine exhaust gas recirculation system for NOx control incorporating a compressed air regenerative particulate control system |
| US5253476A (en) * | 1992-02-21 | 1993-10-19 | Northeastern University | Pulsed, reverse-flow, regenerated diesel trap capturing soot, ash and PAH's |
| US6004366A (en) | 1994-11-23 | 1999-12-21 | Donaldson Company, Inc. | Reverse flow air filter arrangement and method |
| US5997744A (en) * | 1997-12-16 | 1999-12-07 | Limaye; Santosh Y. | Fluid separation module having a porous monolithic core |
| US6468333B2 (en) * | 2001-01-22 | 2002-10-22 | Aeronex, Inc. | Gas purifier apparatus |
| JP4758071B2 (ja) * | 2003-11-25 | 2011-08-24 | バブコック日立株式会社 | Ｐｍ含有排ガス浄化用フィルタ、該排ガスの浄化方法および浄化装置 |
| US7320717B2 (en) * | 2004-11-24 | 2008-01-22 | Biothermica Technologies, Inc. | Industrial scale honeycomb type dust collector |
| JP6276317B2 (ja) | 2016-03-31 | 2018-02-07 | 平田機工株式会社 | ハンドユニットおよび移載方法 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2552847A (en) * | 1948-11-22 | 1951-05-15 | Farr Co | Air handling apparatus |
| DE830878C (de) * | 1951-01-21 | 1952-02-07 | Heinrich Luehr | Staubgasfilter |
| US3211534A (en) * | 1963-12-19 | 1965-10-12 | Trw Inc | Exhaust control apparatus |
| FR1515158A (fr) * | 1967-01-17 | 1968-03-01 | Sfec | Perfectionnements aux supports des catalyseurs |
| DE2164292A1 (de) * | 1971-04-17 | 1972-11-02 | Nissan Motor Co. Ltd., Yokohama (Japan) | Katalytischer Wandler für Motorabgassysteme |
| US3788486A (en) * | 1971-09-30 | 1974-01-29 | Minnesota Mining & Mfg | Filter |
| US3847574A (en) * | 1973-03-14 | 1974-11-12 | American Air Filter Co | Charcoal filter arrangement |
| US3937015A (en) * | 1973-05-03 | 1976-02-10 | Nippondenso Co., Ltd. | Pleated filter in the exhaust manifold |
| DE2335712B2 (de) * | 1973-07-13 | 1977-09-22 | Lentia GmbH, Chem. u. pharm. Erzeugnisse - Industriebedarf, 8000 München | Vorrichtung zur wiedergewinnung von edelmetallen |
| US4041592A (en) * | 1976-02-24 | 1977-08-16 | Corning Glass Works | Manufacture of multiple flow path body |
| DE2736433C3 (de) * | 1977-08-10 | 1981-01-08 | Auergesellschaft Gmbh, 1000 Berlin | Schwebstoffilter |
| DE2750960A1 (de) * | 1977-11-15 | 1979-05-17 | Daimler Benz Ag | Russfilter im abgasstrom von luftverdichtenden brennkraftmaschinen |
| US4167852A (en) * | 1978-01-26 | 1979-09-18 | General Motors Corporation | Diesel engine exhaust cleaner and burner |
| GB2064360B (en) * | 1979-12-03 | 1984-05-16 | Gen Motors Corp | Ceramic filters for diesel exhaust particulates and methods for making such filters |
-
1979
- 1979-12-12 US US06/102,966 patent/US4290263A/en not_active Expired - Lifetime
-
1980
- 1980-11-20 DE DE19803043998 patent/DE3043998A1/de active Granted
- 1980-12-11 FR FR8026288A patent/FR2472080B1/fr not_active Expired
- 1980-12-12 JP JP17481280A patent/JPS5698518A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3043998C2 (ja) | 1987-04-02 |
| JPS5698518A (en) | 1981-08-08 |
| FR2472080A1 (fr) | 1981-06-26 |
| DE3043998A1 (de) | 1981-06-19 |
| FR2472080B1 (fr) | 1986-03-21 |
| US4290263A (en) | 1981-09-22 |
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