JPS6275012A - Device for collecting and cleaning exhaust fine particles for engine - Google Patents

Device for collecting and cleaning exhaust fine particles for engine

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JPS6275012A
JPS6275012A JP60215558A JP21555885A JPS6275012A JP S6275012 A JPS6275012 A JP S6275012A JP 60215558 A JP60215558 A JP 60215558A JP 21555885 A JP21555885 A JP 21555885A JP S6275012 A JPS6275012 A JP S6275012A
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heater
ceramic element
conductive ceramic
element heater
filter
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Kazuo Oibe
及部 一夫
Hironori Hoshizaki
星崎 博紀
Terutaka Kageyama
影山 照高
Yoshihiko Imamura
今村 善彦
Kiyoshi Obata
小端 喜代志
Kenichiro Takama
高間 健一郎
Shinichi Takeshima
伸一 竹島
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PURPOSE:To suppress the generation of stress and prevent breakage in a conductive ceramic element heater by conductively fixing one end of said heater to a case while supporting the other end slidably in a thermally expanding direction by means of an insulator and connecting a lead wire to it. CONSTITUTION:An earth electrode 24b is brazed to one end of a conductive ceramic element heater 21 and inserted into an electrode inserting hole 29b provided on a heater case 20 while being fixed to a heater case 20 by means of an insulating cap 35. And, a positive electrode 24a is brazed to the other end of the heater 21 and inserted into an electrode inserting hole 29a, and a lead wire 30 is connected to it while the heater 21 is slidably supported by means of the insulating cap 35. Thereby, the generation of stress can be suppressed and breakage can be prevented in the heater.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディーゼルエンジン等の排ガス中に含まれる
微粒子をフィルタにより捕集し、かつこの捕集した微粒
子を燃焼させるようにした、いわゆるディーゼルパーテ
ィキューレート処理に使用されるエンジンの排気微粒子
捕集浄化装置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to a so-called diesel engine, in which particulates contained in exhaust gas from a diesel engine, etc., are collected by a filter, and the collected particulates are combusted. The present invention relates to an engine exhaust particulate collection and purification device used for particulate rate processing.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

例えば、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排ガス中
には、カーボンや炭化水素を主体とした微粒子か含まれ
ており、この排ガスを浄化するため、排ガス系(仝セラ
ミックス製のハニカム構造体あるいは、セラミック発泡
構造体よりなる耐熱性フィルタを設置して上記微粒子を
捕集する手段か採用されている。しかし、このようなフ
ィルタは捕集した微粒子により目詰まりを生じ、排気流
れの抵抗を増大させ、エンジン出力の低下を招くように
なる。
For example, the exhaust gas from internal combustion engines such as diesel engines contains fine particles mainly composed of carbon and hydrocarbons. A method of collecting the above-mentioned particulates by installing a heat-resistant filter made of a structural body has been adopted. However, such filters become clogged with the collected particulates, increasing the resistance of the exhaust flow, and causing damage to the engine. This will lead to a decrease in output.

このようなフィルタの目詰まりを防止するため、フィル
タのに流側に電気ヒータを備えた加熱装置を配置し、こ
の電熱により微粒子を燃焼させる手段か採用されている
In order to prevent such filter clogging, a heating device equipped with an electric heater is disposed on the flow side of the filter, and this electric heat is used to burn particulates.

上記電気ヒータはフィルタを再生浄化するので再生加熱
用ヒータと称されており、この種の再生加熱用ヒータと
しては排ガスの非常な高温にさらされるため、耐熱性、
耐酸化性に優れた導電性セラミック素子ヒータが採用さ
れている。
The above-mentioned electric heater is called a regenerative heating heater because it regenerates and purifies the filter.As this kind of regenerative heating heater is exposed to extremely high temperatures of exhaust gas, it has poor heat resistance and
A conductive ceramic element heater with excellent oxidation resistance is used.

上記導電性セラミック素子ヒータは、ヒーターケースに
取付けられている。すなわち、ヒーターケースは、」−
記フィルタに連通ずる排気通路を備えた金属製のリング
形をなしているとともに、導電性セラミック素子ヒータ
は、例えば略■字形に形成されており、このような導電
性セラミ・ツク素子ヒータは上記ヒータケースに、上記
略■字形をなす両脚部か固定された状態で、周方向に沿
って複数個取付けられている。
The conductive ceramic element heater is attached to a heater case. In other words, the heater case is
The conductive ceramic element heater has a metal ring shape with an exhaust passage communicating with the filter, and the conductive ceramic element heater is formed, for example, in the shape of a letter. A plurality of legs are fixedly attached to the heater case along the circumferential direction.

そして、上記導電性セラミック素子ヒータに通電して発
熱させ、これによりフィルタに捕集された微粒子を燃焼
させるものである。
Then, the conductive ceramic element heater is energized to generate heat, thereby burning the particulates collected by the filter.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

このような導電性セラミック素子ヒータをヒータケース
に取り付ける場合、導電性セラミック素子ヒータは脆性
か大きいので、これの両端を強直に固定すると、発熱時
の熱膨張により応力が発生して破損し易くなってしまう
。また、このような導電性セラミック素子ヒータを一端
のみで支持した場合は、耐振強度が不足する不具合があ
った。
When attaching such a conductive ceramic element heater to a heater case, since the conductive ceramic element heater is brittle or large, if both ends of the heater are rigidly fixed, stress will be generated due to thermal expansion during heat generation and it will easily break. I end up. Further, when such a conductive ceramic element heater is supported only at one end, there is a problem that the vibration resistance is insufficient.

本発明は、導電性セラミック素子ヒータの発熱時の熱膨
張をy[容し、かつ耐振強度を保ち、導電性セラミック
素子ヒータの破損を防止した信頼性の高いエンジンの排
気微粒子捕集浄化装置を提供しようとするものである。
The present invention provides a highly reliable engine exhaust particulate collection and purification device that can withstand the thermal expansion of a conductive ceramic element heater when it generates heat, maintains vibration resistance, and prevents damage to the conductive ceramic element heater. This is what we are trying to provide.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は、導電性セラミック素子ヒータの一端を上記ヒ
ータケースに通電可能に固定してこの一端をアース電極
とし、他端は絶縁体によって熱膨張する方向に摺動可能
に支持し、この他端にリード線を接続したこと、を特徴
とする。
In the present invention, one end of the conductive ceramic element heater is fixed to the heater case so as to be electrically conductive, and this one end is used as a ground electrode.The other end is supported by an insulator so as to be slidable in the direction of thermal expansion. It is characterized by having a lead wire connected to it.

〔作用〕[Effect]

このような構成によると、導電性セラミック素子ヒータ
は、他端が摺動可能に支持されているので熱膨張が可能
となり、応力の発生を防止するとともに、この他端は摺
動可能であるにも拘らず機械的な支持かなされているの
で耐振強度が大きくなる。
According to such a configuration, the other end of the conductive ceramic element heater is slidably supported, allowing thermal expansion, thereby preventing the generation of stress, and the other end being slidably supported. However, since it is mechanically supported, its vibration resistance is increased.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下本発明の詳細を、図面に示す実施例にもとづき説明
する。
The details of the present invention will be explained below based on embodiments shown in the drawings.

第1図ないし第5図は本発明の第1実施例を示すもので
、第5図に粒子捕集浄化装置の全体の構成を示しである
ので、まずこれから説明する。
1 to 5 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 shows the overall structure of the particle collection and purification device, so it will be explained first.

微粒子捕集浄化装置は、フィルタケース1と、フィルタ
2、フィルタ2の排ガス−上流側に接して設けられた加
熱装置3および排ガス導入管4を主な構成要素とする。
The main components of the particulate collection and purification device include a filter case 1, a filter 2, a heating device 3 provided in contact with the exhaust gas upstream side of the filter 2, and an exhaust gas introduction pipe 4.

フィルタケースlは、円筒状の鋳物製で、一端にフラン
ジ5を備えるとともに、他端に排ガス排出管6を一体に
有する。この排ガス排出管6の端 5一 部にはフランジ7を形成しである。
The filter case l is made of cylindrical casting and has a flange 5 at one end and an integral exhaust gas discharge pipe 6 at the other end. A flange 7 is formed on a part of the end 5 of the exhaust gas discharge pipe 6.

フィルタ2は、フィルタケース1内に断熱クッション材
8および断熱シール材9.10を介して充填されている
。このフィルタ2は、たとえばコージェライト質の多孔
質発泡セラミックスからなる。
The filter 2 is filled in the filter case 1 via a heat insulating cushion material 8 and a heat insulating seal material 9,10. This filter 2 is made of, for example, cordierite porous foam ceramic.

排ガス導入管4は一端に排ガス流入口11を備え、両端
にそれぞれフランジ12.13を備えている。
The exhaust gas inlet pipe 4 has an exhaust gas inlet 11 at one end and flanges 12, 13 at both ends.

加熱装置3は、上記フィルタケースlのフランジ5と、
上記排ガス導入管4のフランジ12の間にシール材14
. 15を介して挟持されている。
The heating device 3 includes a flange 5 of the filter case l, and
A sealing material 14 is provided between the flange 12 of the exhaust gas introduction pipe 4.
.. 15.

なお、フィルタケースlの排ガス排出管6に設けられた
フランジ7および排ガス導入管4のフランジ13は、そ
れぞれ図示しないエンジンの排気管に接続され、排ガス
が矢印A方向に流れるようになっている。
The flange 7 provided on the exhaust gas discharge pipe 6 of the filter case I and the flange 13 of the exhaust gas introduction pipe 4 are connected to an exhaust pipe of an engine (not shown), respectively, so that the exhaust gas flows in the direction of arrow A.

上記加熱装置3の構造は第1図ないし第4図に示され、
以下これについて説明する。
The structure of the heating device 3 is shown in FIGS. 1 to 4,
This will be explained below.

加熱装置3は、ヒータケース20と、少なくとも1個、
たとえば6個の導電性セラミック素子ヒータ21・・・
と、上記ヒータケース20との間で導電性上ラミック素
子ヒータ21・・を保持するホルタ−リング31と、ス
クリューキャップ22およびこのスクリューキャップ2
2とヒータケース20の間に介挿された絶縁リング23
とで構成されている。
The heating device 3 includes a heater case 20 and at least one
For example, six conductive ceramic element heaters 21...
and the heater case 20, a halter ring 31 that holds the conductive upper ramic element heater 21, a screw cap 22, and the screw cap 2.
Insulating ring 23 inserted between 2 and heater case 20
It is made up of.

各導電性セラミック素子ヒータ21・・・は、フィルタ
2の上流側端面を略扇形に均等に分割した部分に配置さ
れ、これら導電性セラミック素子ヒータ21は、それぞ
れ平面路V字形状を成している。このV字型の両端部に
は電極24a 、 24bか各々ろう付けにより接合さ
れている。この場合、本実施例においては、第2図およ
び第3図に示すように、各電極24a 、 24bは、
図示の上方に向かって突出されている。
Each of the conductive ceramic element heaters 21... is arranged in a portion where the upstream end face of the filter 2 is equally divided into approximately fan shapes, and each of these conductive ceramic element heaters 21 forms a planar V-shape. There is. Electrodes 24a and 24b are connected to both ends of this V-shape by brazing. In this case, in this embodiment, as shown in FIGS. 2 and 3, each electrode 24a, 24b is
It protrudes upward as shown.

そして導電性セラミック素子ヒータ21・・・は、−上
記電極24a 、 24bに連なるV字状の部分が発熱
部となっており、■字形部分に囲まれた箇所は排ガスか
通過できるようになっている。
The conductive ceramic element heater 21... has a V-shaped part connected to the electrodes 24a and 24b as a heat generating part, and a part surrounded by the ■-shaped part through which exhaust gas can pass. There is.

なお、上記導電性セラミック素子ヒータ21・・・は以
下のようにして作ることができる。すなわち、例えば、
TiN粉末30重量%と5i3N470重量%とを、ポ
リビニルブチラールとジブチルフタレートとエタノール
よりなる有機物バインダに分散させてスラリーを作り、
このスラリーをドクターブレード法により板状に成形し
、これを打抜法により所定形状に加工した後、窒素ガス
などの不活性ガス雰囲気中で1750℃程度の温度で約
2時間加熱焼成することにより得られる。
Note that the conductive ceramic element heater 21 can be manufactured as follows. That is, for example,
A slurry was prepared by dispersing 30% by weight of TiN powder and 470% by weight of 5i3N in an organic binder consisting of polyvinyl butyral, dibutyl phthalate, and ethanol.
This slurry is formed into a plate shape using a doctor blade method, processed into a predetermined shape using a punching method, and then heated and fired at a temperature of about 1750°C for about 2 hours in an inert gas atmosphere such as nitrogen gas. can get.

このような構造の上記導電性セラミック素子ヒータ21
・・・は、両端部が」二連したヒータケース20に支持
され、その発熱部が排気通路の中心部に向かって配置さ
れる。したがって各導電性セラミック素子ヒータ21・
・・は排気通路の周方向に間隔を存して配置される。こ
の場合、隣接する発熱部相互間に隙間が形成され、これ
ら隙間と、−上記V字形部分に囲まれた部分とにより、
排ガスの通過を許す通路が確保される。
The conductive ceramic element heater 21 having such a structure
. . . is supported by two heater cases 20 at both ends thereof, and the heat generating portion thereof is disposed toward the center of the exhaust passage. Therefore, each conductive ceramic element heater 21.
... are arranged at intervals in the circumferential direction of the exhaust passage. In this case, gaps are formed between adjacent heat generating parts, and these gaps and the area surrounded by the above-mentioned V-shaped part,
A passage is secured that allows the passage of exhaust gas.

しかして、導電性セラミック素子ヒータ21・・・をヒ
ータケース20に取付ける構造について説明する。
The structure for attaching the conductive ceramic element heaters 21 to the heater case 20 will now be described.

ヒータケース20は例えば鋳鉄よりなるリング形をなし
ており、その周囲の1箇所に端子取付は部25が形成さ
れているとともに、第2図および第3図に示す図示の上
下方向の中間部には中心方向に向かって伸びるリング形
の張り出し部26を有しており、かつ」二部内周面に全
周に亙って雌ねじ部27が設けられている。
The heater case 20 has a ring shape made of, for example, cast iron, and has a terminal mounting portion 25 formed at one location on its periphery, and a terminal mounting portion 25 at the middle portion in the vertical direction shown in FIGS. 2 and 3. has a ring-shaped projecting portion 26 extending toward the center, and a female screw portion 27 is provided on the inner peripheral surface of the second portion over the entire circumference.

上記張り出し部26の図示下面には、スピネル、アルミ
ナ等のセラミック溶射による絶縁被膜28が形成されて
いるとともに、この張り出し部26には、周方向に離間
して、前記電極24a 、 24bが挿通される挿通孔
29a・・、29b・・・が設けられている。
An insulating coating 28 made of spinel, alumina, or other ceramic material is formed on the lower surface of the overhanging portion 26 as shown in the figure, and the electrodes 24a and 24b are inserted through the overhanging portion 26 spaced apart from each other in the circumferential direction. Insertion holes 29a..., 29b... are provided.

一方の挿通孔29a・・・は、これに挿入される電極2
4aか径方向および周方向に移動可能なように、電極2
4aの太さよりも充分に大きな径を有しており、他方の
挿通孔29b・・・は、これに挿入される電極24bが
嵌挿される大きさを有している。そして、−上記一方の
電極24aは挿通孔29aを遊挿されており、その−I
一端にニッケル製のリード線30が溶接さ□  れてお
り、プラス電極となっているとともに、他方の電極24
[)は挿通孔29bを嵌挿され、張り出し□  部26
に溶接されてアース電極をなしている。
One of the insertion holes 29a... has an electrode 2 inserted therein.
The electrode 2 is movable in the radial and circumferential directions.
The other through-hole 29b has a diameter sufficiently larger than the thickness of the through-hole 4a, and the other through-hole 29b has a size that allows the electrode 24b to be inserted therein to be fitted therein. -The one electrode 24a is loosely inserted into the insertion hole 29a, and the -I
A nickel lead wire 30 is welded to one end and serves as a positive electrode, while the other electrode 24
[) is inserted into the insertion hole 29b, and the overhanging □ part 26
It is welded to form a ground electrode.

このため、一方の電極24aは張り出し部26に対し移
動可能であるが、他方の電極241)は張り出し部26
に対し固定されている。換言すれば、導電性セラミック
素子ヒータ21・・・の一端は、ヒータケース20に対
し移動可能であるが、他端はヒータケース20に対し強
固に固定されている。
Therefore, one electrode 24a is movable relative to the protrusion 26, while the other electrode 241) is movable relative to the protrusion 26.
Fixed to . In other words, one end of the conductive ceramic element heaters 21 is movable relative to the heater case 20, but the other end is firmly fixed to the heater case 20.

」−2導電性セラミック素子ヒータ21・・・は、上記
ヒータケース20の張り出し部26と、この張り出し部
26の下部に位置してこのヒータケース2oに固定され
たホルダーリング31との間に挟持されている。
"-2 conductive ceramic element heater 21... is held between the overhang part 26 of the heater case 20 and a holder ring 31 located below the overhang part 26 and fixed to the heater case 2o. has been done.

ホルダーリング31は金属製であり、ヒータケース20
に対して図示しないボルトにより取付けられている。ホ
ルダーリング31の上面にはスピネル、アルミナ等のセ
ラミック溶射による絶縁被膜32が形成されているとと
もに、前記各電極24a 、 24bと対向すへく周方
向に離間して、凹部33・・・が設けられている。
The holder ring 31 is made of metal, and the heater case 20
It is attached to the body by bolts (not shown). An insulating coating 32 is formed on the upper surface of the holder ring 31 by spraying a ceramic material such as spinel or alumina, and recesses 33 are provided at a distance in the circumferential direction facing each of the electrodes 24a and 24b. It is being

これら各凹部33・・・には、クッション材34および
このクッション材34を覆う絶縁セラミック製の絶縁キ
ャップ35が収容される。
A cushioning material 34 and an insulating cap 35 made of insulating ceramic that covers the cushioning material 34 are housed in each of these recesses 33 .

= 10− −上記導電性セラミック素子ヒータ21・・・の下面は
上記絶縁キャップ35に当接しており、したかってこれ
ら導電性セラミック素子ヒータ21・・・は、実質的に
張り出し部26と−fx記絶縁キャップ35の間に挟持
されていて、絶縁キャップ35がクッション材34によ
り押圧されているため、導電性セラミック素子ヒータ2
1・・・は摺動可能に支持されている。たたし、アース
電極24bが張り出し部26に溶接されているため、導
電性セラミック素子ヒータ21・・・の他端は摺動不能
となり、一端のみ摺動可能である。
= 10- The lower surfaces of the conductive ceramic element heaters 21... are in contact with the insulating cap 35, and therefore these conductive ceramic element heaters 21... are substantially connected to the overhanging portion 26 and -fx The conductive ceramic element heater 2 is sandwiched between the insulating caps 35 and the insulating caps 35 are pressed by the cushioning material 34.
1... are slidably supported. However, since the ground electrode 24b is welded to the projecting portion 26, the other end of the conductive ceramic element heater 21 cannot be slid, and only one end can be slid.

ヒータケース20の雌ねじ部27には、リング形をなし
た金属製のスクリューキャップ22がねじ込まれる。
A ring-shaped metal screw cap 22 is screwed into the female threaded portion 27 of the heater case 20 .

スクリューキャップ22は外周面に雄ねじ部36を有し
、内側面には、図示下向きに突出する保持壁37を備え
ている。このスクリューキャップ22の下面には、スピ
ネル、アルミナ等のセラミック溶射による絶縁被膜38
を形成しである。
The screw cap 22 has a male threaded portion 36 on its outer peripheral surface, and a retaining wall 37 that projects downward in the figure on its inner surface. The lower surface of this screw cap 22 is coated with an insulating coating 38 made of spinel, alumina, or other ceramic sprayed material.
It is formed.

なお、45は、スクリューキャップ22をヒータケース
20にねじ込む場合、または取り外す場合に、図示しな
い治具か差し込まれるための孔である。
Note that 45 is a hole into which a jig (not shown) is inserted when screwing the screw cap 22 into the heater case 20 or removing it.

このようなスクリューキャップ22は、その雄ねじ部3
6を上記ヒータケース20の雌ねじ部27に螺着した場
合、このスクリューキャップ22と上記張り出し部26
の間で、前述した絶縁リング23を挟持する。
Such a screw cap 22 has a male threaded portion 3.
6 is screwed onto the female threaded portion 27 of the heater case 20, this screw cap 22 and the overhang portion 26
The above-mentioned insulating ring 23 is sandwiched between them.

絶縁リング23は、窒化ケイ素またはアルミナ等の絶縁
性セラミックからなり、本実施例においては周方向に2
分割されており、その周方向両端部を互いに衝合させる
ことにより全周に亙ってリンク形をなすようになってい
る。
The insulating ring 23 is made of insulating ceramic such as silicon nitride or alumina, and in this embodiment, there are two rings in the circumferential direction.
It is divided into parts, and its circumferential ends are brought into contact with each other to form a link shape over the entire circumference.

絶縁リング23には、前述したヒータケース20の張り
出し部26に形成した一方の電極24aを遊挿させた挿
通孔29aに連通して、電極挿入孔39・・・か形成さ
れている。これら電極挿入孔39・・・は、これに挿入
される上記電極24aが径方向および周方向に移動可能
となるような大きさを有している。
Electrode insertion holes 39 are formed in the insulating ring 23 in communication with an insertion hole 29a formed in the overhanging portion 26 of the heater case 20 and into which one electrode 24a is loosely inserted. These electrode insertion holes 39 have a size such that the electrode 24a inserted therein can move in the radial direction and the circumferential direction.

そして絶縁リング23の」−面には、これら電極挿入孔
39・・・に連なるリード線引き回し用ガイド溝40・
・か形成されている。リード線引き回し用ガイド満40
・・・の他端は、前述したヒータケース20の端子取付
は部25と対向するように導かれている。
The "-" side of the insulating ring 23 has guide grooves 40 for leading wires connected to the electrode insertion holes 39.
・Or is formed. Lead wire routing guide full 40
. . . The other end is led to face the terminal mounting portion 25 of the heater case 20 described above.

これらリード線引き回し用ガイド溝40・・・には、上
記導電性セラミック素子ヒータ21・・・の一方の電極
24aに接続されたリード線30が挿通され、これらリ
ード線30・・・は、上記端子取付は部25に取付けた
端子41・・・に接続されている。なお、42はコネク
タである。
Lead wires 30 connected to one electrode 24a of the conductive ceramic element heater 21 are inserted into these lead wire routing guide grooves 40. The terminal attachment is connected to terminals 41 attached to the portion 25. Note that 42 is a connector.

上記のような構造の加熱装置3を、フィルタ2の」1流
側に設置することにより微粒子捕集浄化装置が完成され
る。
By installing the heating device 3 having the above-described structure on the first stream side of the filter 2, a particulate collection and purification device is completed.

このような構成による本実施例の微粒子捕集浄化装置は
、内燃機関の排ガス系に結合され、排ガス導入管4の排
ガス流入口11より排ガスを導入し、この排ガス中の微
粒子をフィルタ2の表面に捕集する。フィルタ2の表面
に捕集された微粒子により、フィルタ2の気孔が狭くな
ると、つまりフィルタ2が目詰まりすると、コネクタ4
2を通じてリード線30・・・に電流を流す。
The particulate collection and purification device of this embodiment with such a configuration is connected to the exhaust gas system of an internal combustion engine, introduces exhaust gas from the exhaust gas inlet 11 of the exhaust gas introduction pipe 4, and removes the particulates in the exhaust gas from the surface of the filter 2. to be collected. When the pores of the filter 2 become narrowed due to particles collected on the surface of the filter 2, that is, when the filter 2 becomes clogged, the connector 4
A current is applied to the lead wires 30 through 2.

この場合、各リード線30・・・には間欠的にかつ順 
13一 番に電流を流す。これにより各導電性セラミック素子ヒ
ータ21・・・が間欠的にしかも順次発熱する。
In this case, each lead wire 30... is connected intermittently and sequentially.
13. Apply current to the first one. As a result, each conductive ceramic element heater 21 generates heat intermittently and sequentially.

このような導電性セラミック素子ヒータ21・・・の発
熱により、上記フィルタ2の上流端面か加熱され、この
部分に捕集されている微粒子が燃焼を開始し、その部分
が発火点となって下流側のフィルタ2表面に付着されて
いる微粒子も燃焼されて除去される。
Due to the heat generated by the conductive ceramic element heaters 21, the upstream end face of the filter 2 is heated, and the particulates collected in this part start to burn, and that part becomes the ignition point, which causes the downstream end face to heat up. Particulates attached to the surface of the filter 2 on the side are also burned and removed.

よって、フィルタ2が再生されることになる。Therefore, filter 2 will be regenerated.

−上記のような実施例の構成によると、導電性セラミッ
ク素子ヒータ21・・・は、ヒータケース20の張り出
し部26とホルダーリング31との間で挟持される。こ
の場合、導電性セラミック素子ヒータ21・・・の両端
に接合した電極24a 、 24bのうち、その一方の
電極24aは挿通孔29aに移動自在に遊挿されており
、他方の電極24bは挿通孔29bを嵌挿され、張り出
し部26に溶接されてアース電極をなしているから、導
電性セラミック素子ヒータ21・・・の一端は、ヒータ
ケース20に対し移動可能であるが、他端はヒータケー
ス20に対し強固に固定されている。
- According to the configuration of the embodiment as described above, the conductive ceramic element heaters 21 . . . are held between the projecting portion 26 of the heater case 20 and the holder ring 31. In this case, among the electrodes 24a and 24b joined to both ends of the conductive ceramic element heater 21..., one electrode 24a is movably inserted loosely into the insertion hole 29a, and the other electrode 24b is inserted into the insertion hole 29a. 29b is inserted and welded to the overhanging portion 26 to form a ground electrode, one end of the conductive ceramic element heater 21 is movable relative to the heater case 20, but the other end is movable relative to the heater case 20. It is firmly fixed to 20.

しかも、導電性セラミック索fヒータ21・・・は、張
り出し部26とホルダーリング31に取イ;jけた一1
ユ記絶縁キャップ35の間で摺動可能に支持されている
ものであるから、導電性セラミック素子ヒータ21・・
・の一端は摺動i+J能であり、かつ他端は強固に固定
されることになる。
Moreover, the conductive ceramic cord heater 21... is attached to the overhanging portion 26 and the holder ring 31;
Since it is slidably supported between the insulating caps 35, the conductive ceramic element heater 21...
・One end is capable of sliding i+J, and the other end is firmly fixed.

この結果、導電性セラミック素子ヒータ21・・・が自
己発熱および排ガスの熱を受けて熱膨張および収縮した
場合、一端か径方向や周方向に摺動することにより熱膨
張および収縮を許容することになるから、導電性セラミ
ック素子ヒータ21・・・に応力を発生させず、破損を
防止する。
As a result, when the conductive ceramic element heaters 21... thermally expand and contract due to self-heat generation and exhaust gas heat, one end slides in the radial direction or circumferential direction to allow the thermal expansion and contraction. Therefore, stress is not generated in the conductive ceramic element heaters 21, and damage is prevented.

しかも導電性セラミック素子ヒータ21・・・は、一端
が摺動可能であるといえども、張り出し部26とホルダ
ーリング31に取付けた−上記絶縁キャップ35の間で
摺動可能に支持されているため機械的支持が成されてお
り、よって両端支持の状態となるので振動や衝撃か伝え
られても安定して支持される。
Moreover, although one end of the conductive ceramic element heater 21 is slidable, it is supported slidably between the overhanging portion 26 and the insulating cap 35 attached to the holder ring 31. Since it is mechanically supported and is supported at both ends, it is stably supported even if vibrations or shocks are transmitted.

なお、リード線30を、太いilt線のものを使用せす
、小さな索線のものを複数本より合せたより線とすれは
、剛性が低くなるから導電性セラミック素子ヒータ21
・・・の一端の摺動が一層容易になる。
Note that if the lead wire 30 is a thick ILT wire or a twisted wire made by twisting together multiple small cable wires, the rigidity will be low, so the conductive ceramic element heater 21
...Sliding on one end becomes easier.

また、ホルダーリング31に取付けた上記絶縁キャップ
35およびクッション材34によって導電性セラミック
素子ヒータ21・・・の下面を押圧する構造であると、
アース電極24bが挿通孔29bから突出する高さを高
精度に規制することができ、アース電極24bとヒータ
ケース20の確実な溶接を可能にする。
Further, the structure is such that the lower surface of the conductive ceramic element heater 21 is pressed by the insulating cap 35 and the cushion material 34 attached to the holder ring 31;
The height at which the earth electrode 24b protrudes from the insertion hole 29b can be regulated with high precision, allowing reliable welding of the earth electrode 24b and the heater case 20.

第6図は、本発明の第2の実施例を示すプラス電極部分
の断面図を示す。」−記第1の実施例では、絶縁キャッ
プ35およびクッション材34を使用したが、本実施例
ではホルダーリング31の周囲に、導電性セラミック素
子ヒータ21・・・の厚さtよりわずかに大きな高さを
もつスペーサ部50を形成することにより、上記導電性
セラミック素子ヒータ21・・・のプラス電極24a部
分に過度な挟持圧力が加わらないようにしている。
FIG. 6 shows a sectional view of a positive electrode portion showing a second embodiment of the present invention. In the first embodiment, the insulating cap 35 and the cushioning material 34 were used, but in this embodiment, a cap slightly larger than the thickness t of the conductive ceramic element heater 21 was used around the holder ring 31. By forming the spacer portion 50 with a height, excessive clamping pressure is prevented from being applied to the positive electrode 24a portion of the conductive ceramic element heater 21 .

このようにすれば、第1の実施例における絶縁キャップ
35およびクッション材34を省略しても、導電性セラ
ミック素子ヒータ21・・・のプラス電極24a側端部
を摺動可能に支持することができる。
In this way, even if the insulating cap 35 and the cushioning material 34 in the first embodiment are omitted, the positive electrode 24a side end of the conductive ceramic element heater 21 can be slidably supported. can.

なお、スペーサ部50はヒータケース2o側に形成した
り、別の部品で構成してもよい。
Note that the spacer portion 50 may be formed on the heater case 2o side, or may be constructed from a separate component.

第7図ないし第11図は本発明の第3の実施例を示す。7 to 11 show a third embodiment of the present invention.

この第3実施例では、張り出し部26をヒータケース2
0の下端部に、中心方向に向けて突設してあり、この張
り出し部26と絶縁リング23の間で導電性セラミック
素子ヒータ21・・・を挟持している。
In this third embodiment, the projecting portion 26 is connected to the heater case 2.
A conductive ceramic element heater 21 is sandwiched between the protruding portion 26 and the insulating ring 23 at the lower end of the ceramic element 23 .

また、導電性セラミック素子ヒータ21・・・は、第8
図に示すように、その両端がそれぞれ”広く形成されて
おり、これら両端に取着したプラス電極24aおよびア
ース電極24bに対し、平面方向から見て、それぞれ重
なり合わない位置に絶縁キャップ35およびクッション
材34が設けられている。
Further, the conductive ceramic element heater 21... is the eighth
As shown in the figure, both ends are formed wide, and an insulating cap 35 and a cushion are placed at positions that do not overlap with the positive electrode 24a and the ground electrode 24b attached to these ends, respectively, when viewed from the plane. A material 34 is provided.

プラス電極24aは、第9図に示すように、フランジ6
0と固定子61とで導電性セラミック素子ヒータ21・
・・の一端を挟み付けるようにしてろう付けにより取付
けられており、アース電極24bは第1゜図に示すよう
に、フランジ形スペーサ62と固定子63とで導電性セ
ラミック素子ヒータ21・・・の他端を挟み付けるよう
にしてろう付けされているとともに、このアース電極2
4bはナツト64を用いて張り出し部26に固定されて
いる。
The positive electrode 24a is connected to the flange 6 as shown in FIG.
0 and stator 61 to form a conductive ceramic element heater 21.
The ground electrode 24b is attached to the conductive ceramic element heater 21 by a flange-shaped spacer 62 and a stator 63, as shown in Fig. 1. The other end is sandwiched and brazed, and this ground electrode 2
4b is fixed to the projecting portion 26 using a nut 64.

このように、電極24a 、 24bの取付は構造や、
導電性セラミック素子ヒータ21・・・の挟持構造は、
先に説明した第1の実施例の構造に限らず、種々の変形
が可能である。
In this way, the attachment of the electrodes 24a and 24b depends on the structure and
The sandwiching structure of the conductive ceramic element heater 21...
The structure of the first embodiment is not limited to that described above, and various modifications are possible.

さらに、導電性セラミック素子ヒータ21の形状は、平
面路■字形のものに限らず、第12図に示すようなハニ
カム構造の直線形(棒状、線状)のものであってもよい
Furthermore, the shape of the conductive ceramic element heater 21 is not limited to the planar cross-shaped shape, but may be a linear shape (bar-like, linear) with a honeycomb structure as shown in FIG.

なお、上記各実施例では、絶縁リング23を周方向に2
分割したものについて説明したが、絶縁リング23は3
分割以上にしてもよく、または一体に形成してもよい。
In each of the above embodiments, the insulating ring 23 is arranged in two directions in the circumferential direction.
Although the insulating ring 23 is divided into three parts.
It may be divided or more, or it may be formed integrally.

さらに、絶縁リング23は軸方向に1枚だけ使用したが
、軸方向に2枚使用し、これら2枚の絶縁リング間に導
電性セラミック素子ヒータ21・・・を挟持するように
してもよく、この場合はセラミック溶射による絶縁膜を
省略することができる。
Further, although only one insulating ring 23 is used in the axial direction, two insulating rings 23 may be used in the axial direction, and the conductive ceramic element heater 21 may be sandwiched between these two insulating rings. In this case, the insulating film formed by ceramic spraying can be omitted.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、導電性セラミック
素子ヒータの一端を上記ヒータケースに通電可能に固定
してこの一端をアース電極とし、他端は絶縁体によって
熱膨張する方向に摺動可能に支持し、この他端にリード
線を接続したから、導電性セラミック素子ヒータは、熱
膨張、収縮が可能となり、応力の発生を防止するととも
に、この他端は摺動可能であるにも拘らず機械的な支持
がなされているので耐振強度か大きくなる。したがって
導電性セラミック素子ヒータの破損が防止され信頼性が
向−lxする。
As explained above, according to the present invention, one end of the conductive ceramic element heater is fixed to the heater case so as to be electrically conductive, and this one end is used as a ground electrode, and the other end is slidable in the direction of thermal expansion by the insulator. Since the conductive ceramic element heater is supported by the support and the lead wire is connected to the other end, the conductive ceramic element heater is able to thermally expand and contract, preventing the generation of stress, and even though the other end is slidable. Since it is mechanically supported, its vibration resistance is increased. Therefore, damage to the conductive ceramic element heater is prevented and reliability is improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

図面は本発明の実施例を示し、第1図ないし第5図は第
1の実施例に係り、第1図は加熱装置の平面図、第2図
および第3図はそれぞれ第1図中■−■線および■−■
線の断面図、第4図はスクリューキャップを外した状態
の加熱装置の平面図、第5図は微粒子捕集浄化装置の全
体の断面図、第6図は本発明の第2の実施例を示し、プ
ラス電極部分の断面図、第7図ないし第11図は本発明
の第3の実施例を示し、第7図は加熱装置の平面図、第
8図は導電性セラミック素子ヒーターの取付は部分の平
面図、第9図ないし第11図はそれぞれ第8図中IX−
IX線、X−X線およびX I−X I線の断面図、第
12図は導電性セラミック素子ヒータの他の例を示すた
めの加熱装置の平面図である。 1・・・フィルタケース、2・・・フィルタ、3・・・
加熱装置、20・・・ヒータケース、21・・・導電性
セラミック素子ヒータ、22・・・スクリューキャップ
、23・・・セラミック製絶縁リング、24a・・・プ
ラス電極、24b・・・アース電極、26・・・張り出
し部、2g、 32.38・・・セラミック溶射絶縁膜
、29a 、 29b・・・電極挿通孔、・・・クッシ
ョン材、35・・・絶縁キャップ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第4図 第5図 第6図 っ情l 第9図 第10図 第12図 第11図
The drawings show embodiments of the present invention, and FIGS. 1 to 5 relate to the first embodiment, FIG. 1 is a plan view of the heating device, and FIGS. −■ line and ■−■
4 is a plan view of the heating device with the screw cap removed, FIG. 5 is a sectional view of the entire particulate collection and purification device, and FIG. 6 is a sectional view of the second embodiment of the present invention. 7 to 11 show a third embodiment of the present invention, FIG. 7 is a plan view of the heating device, and FIG. 8 is a sectional view of the conductive ceramic element heater. The plan views of the parts, FIGS. 9 to 11, are respectively IX- in FIG. 8.
FIG. 12 is a plan view of a heating device showing another example of the conductive ceramic element heater. 1... Filter case, 2... Filter, 3...
Heating device, 20... Heater case, 21... Conductive ceramic element heater, 22... Screw cap, 23... Ceramic insulation ring, 24a... Positive electrode, 24b... Earth electrode, 26... Overhanging portion, 2g, 32.38... Ceramic sprayed insulation film, 29a, 29b... Electrode insertion hole,... Cushioning material, 35... Insulating cap. Applicant's representative Patent attorney Takehiko Suzue Figure 4 Figure 5 Figure 6 Illustration Figure 9 Figure 10 Figure 12 Figure 11

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)エンジンの排気系に、排ガス中に含まれる微粒子
を捕集するフィルタを設置し、このフィルタの上流側に
、少なくとも1個の導電性セラミック素子ヒータを支持
したヒータケースを取付け、上記フィルタで捕集した微
粒子を上記導電性セラミック素子ヒータにより燃焼させ
て上記フィルタを再生加熱する排気微粒子捕集浄化装置
において、上記導電性セラミック素子ヒータは、その一
端を上記ヒータケースに通電可能に固定してこの一端を
アース電極とし、他端は絶縁体によって熱膨張する方向
に摺動可能に支持し、この他端にリード線を接続したこ
とを特徴とするエンジンの排気微粒子捕集浄化装置。
(1) A filter for collecting particulates contained in exhaust gas is installed in the engine exhaust system, a heater case supporting at least one conductive ceramic element heater is installed upstream of this filter, and the filter In the exhaust particulate collection and purification device that regenerates and heats the filter by burning the particulates collected by the conductive ceramic element heater, the conductive ceramic element heater has one end fixed to the heater case so as to be electrically conductive. 1. An engine exhaust particulate collection and purification device, characterized in that one end of the lever is used as a ground electrode, the other end is slidably supported by an insulator in the direction of thermal expansion, and a lead wire is connected to the other end.
(2)上記導電性セラミック素子ヒータの少なくとも一
面を押える絶縁体をクッション体によって押圧したこと
を特徴とする特許請求の範囲第1項記載のエンジンの排
気微粒子捕集浄化装置。
(2) The engine exhaust particulate collection and purification device according to claim 1, characterized in that an insulator pressing at least one surface of the conductive ceramic element heater is pressed by a cushion body.
JP21555885A 1985-09-28 1985-09-28 Engine exhaust particulate collection and purification device Expired - Lifetime JPH0656098B2 (en)

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US06/912,061 US4723973A (en) 1985-09-28 1986-09-26 Purifying apparatus of a particulate trap-type for collecting particulates in exhaust gas from an engine

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011236787A (en) * 2010-05-10 2011-11-24 Acr Co Ltd Exhaust emission control device
CN116498418A (en) * 2023-03-22 2023-07-28 盐城工学院 DPF regeneration device of light diesel vehicle

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