JPS6275013A - 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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Publication number
JPS6275013A
JPS6275013A JP60215559A JP21555985A JPS6275013A JP S6275013 A JPS6275013 A JP S6275013A JP 60215559 A JP60215559 A JP 60215559A JP 21555985 A JP21555985 A JP 21555985A JP S6275013 A JPS6275013 A JP S6275013A
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JP
Japan
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heater
conductive ceramic
ceramic element
filter
screw cap
Prior art date
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Pending
Application number
JP60215559A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Oibe
及部 一夫
Hirobumi Suzuki
博文 鈴木
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
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Priority to US06/912,061 priority patent/US4723973A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent stress from concentrating and a crack from generating on a ceramic insulating ring by holding a conductive ceramic element heater and said ring between the projected part of a heater case and a screw cap. CONSTITUTION:A conductive ceramic element heater 21 is placed on the upper course side of the filter 2 of an exhaust fine particle collecting and cleaning device. A projected part 26 is provided on a heater case 20, the heater 21 is place on it, and a ceramic insulating ring 23 is overlapped on the heater 21 and clamped by a screw cap 22 from above. Thereby, the insulating ring 23 is pressed and held by nearly a uniform pressure over its whole surface, preventing stress concentration and the generation of a crack.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業−1−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] [Field of Application in Industry-1-] The present invention is characterized in that 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 so-called diesel particulate treatment.

〔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が含まれ
ており、この排ガスを浄化するため、排ガス系にセラミ
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
集する手段が採用されている。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, and in order to purify this exhaust gas, the exhaust gas system is equipped with a ceramic honeycomb structure or a ceramic foam structure. A method of collecting the above-mentioned fine particles by installing a heat-resistant filter made of body material has been adopted. However, such filters become clogged with trapped particulates, increasing exhaust flow resistance and reducing engine 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 placed on the downstream side of the filter.
This electric heat is used to burn the particles.

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、最近ではこの種の再生加熱用
ヒータとして、導電性セラミック素子ヒータが採用され
ている。
The electric heater described above is called a regenerative heating heater because it regenerates and purifies the filter, and recently, a conductive ceramic element heater has been adopted as this type of regenerative heating heater.

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、上記
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
セラミック索子ヒータは上記ヒータケースに、−1〕記
略■字形をなす両脚部が固定された状態で、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. That is, the heater case is in the shape of a metal ring with an exhaust passage communicating with the filter, and the conductive ceramic element heater is formed, for example, in a substantially square shape. A plurality of cord heaters are attached to the heater case along the circumferential direction, with both leg portions in the shape of a -1 character (■) being fixed.

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または
該セラミック素子ヒータに通電するためのリード線と、
ヒータケースを電気的に絶縁する必要があり、このよう
な絶縁構造とするために絶縁体が使用される。この種の
絶縁体は排ガスの非常な高温にさらされるため耐熱性が
要求され、したがってアルミナや窒化ケイ素などのセラ
ミックよりなるリング形状の絶縁体を使用することが検
討されている。
When attaching such a conductive ceramic element heater to a heater case, the conductive ceramic element heater or a lead wire for energizing the ceramic element heater,
It is necessary to electrically insulate the heater case, and an insulator is used to provide such an insulating structure. This type of insulator is required to have heat resistance because it is exposed to the extremely high temperature of exhaust gas, and therefore the use of a ring-shaped insulator made of ceramic such as alumina or silicon nitride is being considered.

しかしながら、上記セラミック製絶縁リングは脆性が大
きいので、これをボルト締めによりヒータケースに固定
すると、振動や衝撃を受けた場合に締付は部に応力が集
中してクラックを発生しやすく、また、金属ばねにより
弾性押圧して保持するような構造を採用すると、金属ば
ねが高温によりへたりを生じ、長期に亙って確実な保持
を期待できない不具合があった。
However, the ceramic insulating ring described above is highly brittle, so if it is fixed to the heater case by bolting, stress will be concentrated in the tightened part and cracks will easily occur when it is subjected to vibration or impact. If a structure is adopted in which the metal spring is used to elastically press and hold the metal spring, the metal spring will sag due to high temperatures, resulting in a problem that reliable holding over a long period of time cannot be expected.

本発明は、セラミック製絶縁リングにクラックを発生さ
せることなく、この絶縁リングおよび導電性セラミック
索子ヒータをヒータケースに確実に取付けることかでき
る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 aims to provide an engine exhaust particulate collection and purification device that can reliably attach an insulating ring and a conductive ceramic cord heater to a heater case without causing cracks in the ceramic insulating ring. It is.

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

本発明は、ヒータケースに張り出し部を設けるとともに
、この張り出し部に対向してヒータケースにリング形の
スクリューキャップを螺着し、これらスクリューキャッ
プと張り出し部とで−に記絶縁リングおよび導電性セラ
ミック素子ヒータを挾持したものである。
The present invention provides an overhanging portion on the heater case, and a ring-shaped screw cap is screwed onto the heater case opposite to the overhanging portion, and these screw caps and the overhanging portion combine to form an insulating ring and a conductive ceramic. It holds an element heater in between.

〔作用〕[Effect]

このような構成によると、絶縁リングおよび導電性セラ
ミック素子ヒータは、スクリューキャップと張り出し部
のそれぞれ広い面で挾持されるから、全面に付与される
略均等な圧力で保持されることになる。
According to such a configuration, the insulating ring and the conductive ceramic element heater are held by the wide surfaces of the screw cap and the overhanging portion, respectively, so that they are held with substantially uniform pressure applied to the entire surface.

〔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6図は本発明の第1実施例を示すもので
、第6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 6 show a first embodiment of the present invention, and FIG. 6 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 are 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1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の端部にはフランジ7を形
成しである。
The filter case 1 is made of cylindrical casting, has a flange 5 at one end, and integrally has an exhaust gas discharge pipe 6 at the other end. A flange 7 is formed at the end of the exhaust gas discharge pipe 6.

フィルタ2は、フィルタケースl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 a filter case l 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、L記フィルタケースIのフランジ5と、
に2排ガス導入管4のフランジ12の間に断熱シール材
14.15を介して挾持されている。
The heating device 3 includes a flange 5 of the filter case I, and
The exhaust gas introduction pipe 4 is sandwiched between the flanges 12 of the two exhaust gas introduction pipes 4 with a heat insulating seal material 14 and 15 interposed therebetween.

なお、フィルタケース1のv1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。
In addition, the flange 7 provided on the v1 gas discharge pipe 6 of the filter case 1 and the flange 13 of the exhaust gas introduction pipe 4 are as follows:
Each is connected to an exhaust pipe of an engine (not shown) so that exhaust gas flows in the direction of arrow A.

−J−記加熱装置3の構造は第1図ないし第5図に示さ
れ、以下これについて説明する。
-J- The structure of the heating device 3 is shown in FIGS. 1 to 5, and will be described 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索子ヒータ21・・・
と、これら導電性セラミック素子ヒータ21・・・を上
記ヒータケース20との間で挾持するスクリューキャッ
プ22と、このスクリューキャップ22と導電性セラミ
ック素子ヒータ2I・・・の間に介挿された絶縁リング
28とて構成されている。
The heating device 3 includes a heater case 20 and at least one
For example, six conductive ceramic cord heaters 21...
, a screw cap 22 that clamps these conductive ceramic element heaters 21... with the heater case 20, and an insulator inserted between the screw cap 22 and the conductive ceramic element heaters 2I... The ring 28 is configured as a ring 28.

各導電性セラミック素子ヒータ21・・・は、フィルタ
2の」1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索子ヒータ21は、それ
ぞれ乎面略V字形状を成している。このV字型の両端部
には電極がろう付けにより接合されている。この場合、
第4図に示すように、一端部に接合された電極24は、
図示の上方に向かって突出されるようになっており、他
端部に接合された電極は図示しないが下向きに突出され
るようになっている。
Each of the conductive ceramic element heaters 21... is arranged in a portion where the end face of the first flow side of the filter 2 is equally divided into approximately fan shapes. has been achieved. Electrodes are joined to both ends of this V-shape by brazing. in this case,
As shown in FIG. 4, the electrode 24 connected to one end is
It is designed to protrude upward as shown in the figure, and the electrode joined to the other end is designed to protrude downward although it is not shown in the figure.

そして導電性セラミック索子ヒータ21・・・は、上記
電極に連なる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が通過できるようになっ
ている。
In the conductive ceramic cord heaters 21, the V-shaped portion connected to the electrode serves as a heat generating portion, and the portion surrounded by the ■-shaped portion allows exhaust gas to pass through.

なお、1ユ記導電性セラミツク索子ヒータ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重間%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。
Incidentally, the conductive ceramic cord heater 21 described in item 1 can be manufactured as follows. That is, for example, 30% by weight of TiN powder and 70% by weight of 5i3N4,
Polyvinyl butyral, dibutyl phthalate, and ethanol are dispersed in an organic binder to make a slurry. This slurry is formed into a plate shape using a doctor blade method. After processing this into a predetermined shape using a punching method, the slurry is It is obtained by heating and baking at a temperature of about 1750° C. for about 2 hours in an active gas atmosphere.

このような構造の一1x記導電性セラミック素子ヒータ
21・・は、両端部が−1−述したヒータケース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2
1・・・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、」二記■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。
Both ends of the conductive ceramic element heaters 21 having such a structure are supported by the heater case 20 mentioned above, and the heat generating portion thereof is disposed toward the center of the exhaust passage. Therefore, each conductive ceramic element heater 2
1... are arranged at intervals in the circumferential direction of the exhaust passage. In this case, a gap is formed between adjacent heat generating parts,
These gaps and the portion surrounded by the "2"-shaped portion secure a passage through which the exhaust gas can pass.

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、下端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−1一部
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 cast iron, for example, and has a terminal mounting portion 25 formed at one location on its periphery, and a ring-shaped projecting portion 26 extending toward the center at the lower end. And -1, a female threaded portion 27 is provided on a part of the inner peripheral surface over the entire circumference.

−lユ記張り出し部26の図示−1−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波膜28が形
成されているとともに、この張り出し部26の上面には
、周方向に離間して、前記導電性セラミック素子ヒータ
21・・・の前記した上向きに取付けられた電極24の
取付は部分に対向して凹部29・・・が設けられており
、また該ヒータ21の他端に下向きに取付けられた電極
に対向して電極挿入孔90・・・が形成されている。
An insulating wave film 28 made of spinel, alumina, or other ceramic sprayed is formed on the -1- side of the overhanging portion 26 as shown in the figure, and on the upper surface of the overhanging portion 26, it is spaced apart in the circumferential direction. , the above-described upwardly mounted electrode 24 of the conductive ceramic element heater 21 . Electrode insertion holes 90 are formed opposite the attached electrodes.

これら各凹部29・・・には、第4図に示すように、ワ
イヤメツシュよりなるクッション材30およびこのクッ
ション材30を覆う絶縁セラミック製の絶縁キャップ3
1が収容される。
As shown in FIG. 4, each of these recesses 29 has a cushioning material 30 made of wire mesh and an insulating cap 3 made of insulating ceramic covering this cushioning material 30.
1 is accommodated.

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は外周面に雄ねし部32を有し
、内側面には、図示下向きに突出する保持壁33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波膜34
を形成しである。
The screw cap 22 has a male tapered portion 32 on its outer peripheral surface, and a retaining wall 33 that protrudes downward in the figure on its inner surface. The bottom surface of the screw cap 22 is coated with an insulating wave film 34 made of spinel, alumina, or other ceramic sprayed material.
It is formed.

なお、35は、スクリューキャップ22をヒータケ−ス
20にねじ込む場合、または取り外す場合に、図示しな
い冶具か差し込まれるための孔である。
Note that 35 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
2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、前述した導電性セラミック素子ヒータ21・・
・および絶縁リング23を挾持する。
Such a screw cap 22 has a male threaded portion 3.
2 is screwed onto the female threaded portion 27 of the heater case 20, this screw cap 22 and the overhang portion 26
Between the above-mentioned conductive ceramic element heaters 21...
- and clamps the insulating ring 23.

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グ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 two parts, and its circumferential ends are brought into contact with each other to form a ring shape over the entire circumference.

絶縁リング23の下面には、放射方向にヒータ挿入溝3
5が間隔を存して形成されている。これらヒータ挿入溝
35には、前記導電性セラミック素子ヒータ21・・の
端部がそれぞれ差し込まれるようになっている。また、
絶縁リング23には、各導電性セラミック素子ヒータ2
1・・・の一端部に−に向きに取付けられた前記電極2
4に対向して、電極挿入孔36・・・か形成されている
。そして絶縁リング23のに面には、これら電極挿入孔
36・・・に連なるリード線引き回し用ガイド溝37・
・・が形成されている。リード線引き回し用ガイド溝3
7・・・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 lower surface of the insulating ring 23 has heater insertion grooves 3 in the radial direction.
5 are formed at intervals. The ends of the conductive ceramic element heaters 21 are inserted into these heater insertion grooves 35, respectively. Also,
The insulating ring 23 includes each conductive ceramic element heater 2.
1. The electrode 2 is attached to one end of the electrode in a negative direction.
4, electrode insertion holes 36 are formed. On the surface of the insulating ring 23, there are guide grooves 37 for leading wires connected to the electrode insertion holes 36.
... is formed. Guide groove for lead wire routing 3
7... The other end is guided so as to face the terminal mounting portion 25 of the heater case 20 described above.

なお、前記張り出し部26の内径は、上記絶縁リング2
3の下側の内径と同等、またはそれより大きく形成され
ている。
Note that the inner diameter of the projecting portion 26 is the same as that of the insulating ring 2.
It is formed to be equal to or larger than the inner diameter of the lower side of No. 3.

しかして、導電性セラミック素子ヒータ21・・・の両
端部を、上記絶縁リング23のヒータ挿入溝35に差し
込み、この導電性セラミック素子ヒータ21・・・の一
端部に接合した電極24を電極挿入孔36・・・に挿入
させる。そして、これら電極挿入孔36・・・に挿入さ
れた電極24にリード線38・・・を溶接により接続し
、これらリード線38・・・をリード線引き回し用ガイ
ド溝37・・・に嵌め込んで、リード線引き回し用ガイ
ド溝37・・・に沿って配線する。
Then, both ends of the conductive ceramic element heaters 21 are inserted into the heater insertion grooves 35 of the insulating ring 23, and the electrodes 24 bonded to one end of the conductive ceramic element heaters 21 are inserted. It is inserted into the hole 36... Then, the lead wires 38 are connected to the electrodes 24 inserted into the electrode insertion holes 36 by welding, and the lead wires 38 are fitted into the lead wire routing guide grooves 37. Then, the wires are routed along the lead wire routing guide grooves 37.

このような組付けの後、導電性セラミック素子ヒータ2
1・・・および絶縁リング23を、ヒータケース20の
張り出し部2Bi吾載せ、スクリューキャップ22をね
じ込む。
After such assembly, the conductive ceramic element heater 2
1... and the insulating ring 23 are placed on the overhanging portion 2Bi of the heater case 20, and the screw cap 22 is screwed in.

このようにすれば、導電性セラミック素子ヒータ21・
・・および絶縁リング23はヒータケース20の張り出
し部26とスクリューキャップ22で挾持される。
In this way, the conductive ceramic element heater 21.
. . . and the insulating ring 23 are held between the projecting portion 26 of the heater case 20 and the screw cap 22.

この状態で、リード線38・・・を、上記端子取f」け
部25に取付けた端子39・・・に接続する。なお、4
0はコネクタである。
In this state, the lead wires 38 are connected to the terminals 39 attached to the terminal attachment portions 25. In addition, 4
0 is a connector.

なお、上記ヒータケース20の張り出し部26とスクリ
ューキャップ22で導電性セラミック素子ヒータ21・
・・および絶縁リング23を挾持した場合、導電性セラ
ミック素子ヒータ21・・・の下面は、第4図に示すク
ッション月30および絶縁キャップ31で支えられ、実
質的に、絶縁リング23と絶縁キャップ31で挾持され
ることになる。そして導電性セラミック素子ヒータ21
・・・の他端に下向きに突設した他方の電極(図示しな
い)は、ヒータケース20の張り出し部26の電極挿入
孔80・・・に挿入され、張り出し部26に溶接されて
アース電極となる。
Note that the conductive ceramic element heater 21 is connected to the overhanging portion 26 of the heater case 20 and the screw cap 22.
... and the insulating ring 23, the lower surface of the conductive ceramic element heater 21... is supported by the cushion moon 30 and the insulating cap 31 shown in FIG. 4, and the insulating ring 23 and the insulating cap substantially He will be arrested at 31. and conductive ceramic element heater 21
The other electrode (not shown) protruding downward from the other end is inserted into the electrode insertion hole 80 of the overhanging part 26 of the heater case 20, and is welded to the overhanging part 26 to form a ground electrode. Become.

また、絶縁リング23は2分割に形成されていても、ス
クリューキャップ22に形成した下向きに突出する保持
壁33により支持されるので、絶縁リング23が移動す
ることはない。
Moreover, even if the insulating ring 23 is formed into two parts, the insulating ring 23 will not move because it is supported by the downwardly protruding retaining wall 33 formed on the screw cap 22.

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
0を通じてリード線38・・・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
0 through the lead wires 38...

この場合、各リード線38・・・には間欠的にかつ順番
に電流を流す。これにより各導電性セラミック索子ヒー
タ21・・・が間欠的にしかも順次発熱する。
In this case, current is passed through each lead wire 38 intermittently and sequentially. As a result, each conductive ceramic cord 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の上流端面が加熱され、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表面に付青されて
いる微粒子も燃焼されて除去される。
The heat generated by the conductive ceramic element heaters 21 heats the upstream end face of the filter 2, 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. The particulates that are colored blue on 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、絶縁リング23は
第4図から理解できるように、ヒータケース20の張り
出し部26とスクリューキャップ22で挾持される。こ
の場合、導電性セラミック素子ヒータ21・・・の両端
部は、上記絶縁リング23のヒータ挿入溝35に差し込
まれ、絶縁リング23と絶縁キャップ31で挾持される
ことになり、絶縁リング23の1−而および下面は、そ
れぞれスクリューキャップ22の下面および張り出し部
26の」二面により挾持される。
According to the configuration of the embodiment described above, the insulating ring 23 is held between the projecting portion 26 of the heater case 20 and the screw cap 22, as can be understood from FIG. In this case, both ends of the conductive ceramic element heaters 21 are inserted into the heater insertion grooves 35 of the insulating ring 23, and are held between the insulating ring 23 and the insulating cap 31. - and the lower surface are held by the lower surface of the screw cap 22 and the two surfaces of the overhanging portion 26, respectively.

このため、絶縁リング23の−に而および下面は、スク
リューキャップ22および張り出し部26の広い面で押
し付けられるから、全体に亙り広い而でしかも均等な挾
持力で挾持されることになり、振動や衝撃か加わっても
絶縁リング23にクラックを発生させることがない。
For this reason, the negative and lower surfaces of the insulating ring 23 are pressed against the wide surfaces of the screw cap 22 and the overhanging portion 26, so that the entire area is clamped with a wide and even clamping force, which reduces vibrations. Even if an impact is applied, cracks will not occur in the insulating ring 23.

しかも絶縁リング23は、スクリューキャップ22に形
成した下向きに突出する保持壁33により支持されるの
で移動することはない。また絶縁リング23が周ノj向
に2分割されていても移動することはない。
Furthermore, the insulating ring 23 is supported by a downwardly protruding retaining wall 33 formed on the screw cap 22, so that it does not move. Further, even if the insulating ring 23 is divided into two in the circumferential direction, it will not move.

第7図および第8図は本発明の第2実施例を示す。7 and 8 show a second embodiment of the invention.

この第2実施例では、張り出し部26をヒータケース2
0の中段部に、中心方向に向けて突設してあり、この張
り出し部26とスクリューキャップ22の間で絶縁リン
グ23およびリード線38を挾持している。そして導電
性セラミック素子ヒータ21・・・は−fZ記張り出し
部26と、その下方に設置した金属製のホルダーリング
50の間に挾持されている。ホルダーリング50は図示
しないボルトによりヒータケース20に固定される。
In this second embodiment, the projecting portion 26 is connected to the heater case 2.
The insulating ring 23 and the lead wire 38 are sandwiched between the projecting portion 26 and the screw cap 22. The conductive ceramic element heaters 21 are held between the -fZ overhang 26 and a metal holder ring 50 installed below it. Holder ring 50 is fixed to heater case 20 with bolts (not shown).

なお、張り出し部2Bの下面が導電性セラミック索子ヒ
ータ21・・・の」−面と通電接触しないように、この
張り出し部26の下面にセラミック溶射による絶縁被膜
51を形成しである。
Note that an insulating coating 51 is formed by ceramic spraying on the lower surface of the projecting portion 26 so that the lower surface of the projecting portion 2B does not come into electrical contact with the negative side of the conductive ceramic cord heater 21 .

このような構成の第2の実施例の場合、絶縁リング23
にヒータ挿入溝35を形成する必要がなくなるので、絶
縁リング23の破損などの不具合が少なくなる。
In the case of the second embodiment of such a configuration, the insulating ring 23
Since there is no need to form the heater insertion groove 35 in the insulating ring 23, problems such as damage to the insulating ring 23 are reduced.

また、導電性セラミック索子ヒータ2Iは張り出し部2
6とホルダーリング50の間に挾持されるから、絶縁リ
ング23の取付は作業とは独立し、これらの組付は作業
が容品になる。
Further, the conductive ceramic cord heater 2I has an overhanging portion 2.
6 and the holder ring 50, the installation of the insulating ring 23 is independent of the work, and the work of assembling them is simple.

第9図および第10図は本発明の第3実施例を示す。9 and 10 show a third embodiment of the invention.

第9図はスクリューキャップ22の下面図であり、この
スクリューキャップ22の下面には、第10図にも示す
ように、リード線案内用凹溝60を全周に亙って形成し
である。そして、このリード線案内用凹溝60の内面に
も、セラミック溶射による絶縁被膜34を形成しである
FIG. 9 is a bottom view of the screw cap 22. On the bottom surface of the screw cap 22, as shown in FIG. 10, a groove 60 for guiding a lead wire is formed all around the circumference. An insulating coating 34 is also formed on the inner surface of this lead wire guide groove 60 by ceramic spraying.

このようにすれば、絶縁リング23のに面に形成するリ
ード線引き回し用ガイド溝37・・・の深さを浅くする
ことができ、絶縁リング23を割れ難くすることが可能
となり、また絶縁リング23を薄くすることもできるの
で、加熱装置全体を小型、軽量化することができる。
In this way, the depth of the lead wire routing guide groove 37 formed on the surface of the insulating ring 23 can be made shallow, making it possible to make the insulating ring 23 difficult to break. Since 23 can be made thinner, the entire heating device can be made smaller and lighter.

第11図および第12図は、それぞれスクリューキャッ
プの他の例を示す。
FIG. 11 and FIG. 12 each show other examples of screw caps.

すなイっち先に述べた各実施例のスクリューキャップ2
2はリング形としたが、第11図に示すスクリューキャ
ップ70は円板形とし、これに多数個の排ガス通過用の
透孔71・・・を形成したものである。
Screw cap 2 of each embodiment described above
2 is ring-shaped, but the screw cap 70 shown in FIG. 11 is disk-shaped and has a large number of through holes 71 for passage of exhaust gas formed therein.

排ガス通過用透孔71・・・の形状は、円形や多角形で
よい。また、第12図のように、扇形の排ガス通過用透
孔72・・・を複数個形成してもよい。
The exhaust gas passage holes 71 may have a circular or polygonal shape. Further, as shown in FIG. 12, a plurality of fan-shaped exhaust gas passage holes 72 may be formed.

さらに、第13図はヒータケースの変形例を示すもので
、ヒータケース20に外向きに突設した端子取付は部2
5には、内面および上面が開放された切欠部80を形成
しである。このような切欠部80を形成することにより
、リード線38の、端子39に対する結線作業が容易に
なる。
Furthermore, FIG. 13 shows a modified example of the heater case, in which the terminals protruding outward from the heater case 20 are attached to the part 2.
5 is formed with a notch 80 whose inner and upper surfaces are open. By forming such a notch 80, the work of connecting the lead wire 38 to the terminal 39 becomes easier.

この場合、ヒータケース20の内面には、上記切欠部8
0を形成したことにより雌ねじ27の途中が切れる箇所
が発生するが、残った雌ねじ27の長さが充分であるか
ら、スクリューキャップ22の螺着を確実になし得る。
In this case, the inner surface of the heater case 20 has the above-mentioned notch 8.
0, the female thread 27 may be cut in the middle, but since the remaining female thread 27 has a sufficient length, the screw cap 22 can be screwed securely.

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−ににしてもよく、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 formed in more than one piece, 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
電性セラミック索子ヒータ21・・・を挾持するように
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 cord 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、セラミック製の絶
縁リングおよび導電性セラミック素子ヒータが、ヒータ
ケースに形成した張り出し部とスクリューキャップとで
挾持されるから、全面に亙る略均等な圧力で押えられて
保持されることになり、振動や衝撃が伝えられても、絶
縁リングに集中応力を発生させないからクラックの発生
を防止することができ、かつ挾持力のへたりも生じない
ので長期に亙って良好に保持され、長寿命になる。
As explained above, according to the present invention, the ceramic insulating ring and the conductive ceramic element heater are held between the protruding portion formed on the heater case and the screw cap, so that the ceramic insulating ring and the conductive ceramic element heater are held together with substantially uniform pressure over the entire surface. Even if vibrations or shocks are transmitted, concentrated stress is not generated in the insulating ring, which prevents cracks from occurring, and the clamping force does not weaken, so it can be used for a long time. It is well maintained and has a long life.

【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6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
はそのスクリューキャップを外した状態の平面図、第3
図は第9図中X−X線に沿う矢視図、第4図は第9図中
X−X線の断面図、第5図は分解した斜視図、第6図は
微粒子捕集浄化装置の全体の断面図、第7図および第8
図は本発明の第2の実施例を示し、それぞれ第3図と第
4図に対応した矢視図および断面図、第9図および第1
0図は本発明の第3の実施例を示し、第9図はスクリュ
ーキャップの下面図、第10図は第9図中X−X線に沿
う組立て状態の断面図、第11図および第12図はそれ
ぞれスクリューキャップの他の例を示す平面図、第13
図はヒータケースの他の例を示すための加熱装置の平面
図である。 l・・・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、26・・・張り
出し部、28.34・・・セラミック溶射絶縁膜。 = 20− 第3図 第6図 第7図 第8図 第9図 第10図 第11図 第12図
The drawings show embodiments of the present invention, and FIGS. 1 to 6 relate to the first embodiment, FIG. 1 is a plan view of the heating device, and FIG. 2 is a plan view with the screw cap removed. , 3rd
The figure is a view taken along the line X-X in Figure 9, Figure 4 is a sectional view taken along the line X-X in Figure 9, Figure 5 is an exploded perspective view, and Figure 6 is a particulate collection and purification device. 7 and 8.
The figures show a second embodiment of the present invention, and include a sectional view and a sectional view corresponding to FIGS. 3 and 4, and FIGS. 9 and 1.
0 shows the third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a bottom view of the screw cap, FIG. 10 is a sectional view of the assembled state taken along line X-X in FIG. 9, and FIGS. The figures are a plan view and a thirteenth figure showing other examples of screw caps, respectively.
The figure is a plan view of a heating device to show another example of a heater case. l...filter case, 2...filter, 3...
Heating device, 20... Heater case, 21... Conductive ceramic element heater, 22... Screw cap, 23... Ceramic insulation ring, 26... Overhanging portion, 28.34... Ceramic Sprayed insulation film. = 20- Figure 3 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12

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
、周方向に沿って少なくとも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
ータはセラミック製絶縁リングにより押えられ、この絶
縁リングを上記ヒータケースに形成した張り出し部と該
ヒータケースに螺着したリング形のスクリューキャップ
で挾持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 heater case in which a filter is installed in the engine exhaust system to collect particulates contained in exhaust gas, and at least one conductive ceramic element heater is supported along the circumferential direction on the upstream side of the filter. In the exhaust particulate collection and purification device, the particulate matter collected by the filter is burned by the conductive ceramic element heater to regenerate and heat the filter, wherein the conductive ceramic element heater is held down by a ceramic insulating ring; An engine exhaust particulate collection and purification device characterized in that this insulating ring is held between an overhang formed on the heater case and a ring-shaped screw cap screwed onto the heater case.
(2)上記張り出し部またはスクリューキャップが上記
導電性セラミック素子ヒータと接触する場合には、これ
ら張り出し部またはスクリューキャップの上記導電性セ
ラミック素子ヒータに接触する面に、セラミック溶射に
よる絶縁膜を形成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) When the overhanging portion or the screw cap comes into contact with the conductive ceramic element heater, an insulating film is formed by ceramic spraying on the surface of the overhanging portion or the screw cap that comes into contact with the conductive ceramic element heater. An engine exhaust particulate collection and purification device according to claim 1.
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