JPS6320806Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、粒子捕集器に係り、特にデイーゼル
機関が排出する排気ガス中に含まれている炭素粒
子の如き粒子を捕集するフイルタ式の粒子捕集器
に係る。

デイーゼル機関の排気ガスの如き高温ガス中の
粒子を捕集する粒子捕集器のためのフイルタは、
高い粒子捕集性を有していることは勿論のこと、
高い通気性を有し、しかも耐熱性に優れているこ
とを要求され、このフイルタとしては、発泡セラ
ミツクス等により構成された多孔質構造のフオー
ムフイルタと、多孔質セラミツクス等により構成
された多孔質ハニカムフイルタとが知られてい
る。何れのフイルタも長期間の使用による捕集粒
子量の増大に伴い目詰りを生じ、通気性を低下
し、正常な排気ガス流れに対し支障を与えるよう
になる。

このため正常な排気ガス流れに対して支障を与
えることなく粒子捕集器が使用されるためには、
フイルタに捕捉された粒子が定期的にこれより除
去される、所謂再生が行われる必要がある。フイ
ルタに捕捉された粒子をこれより除去する一つの
方策として、フイルタの上流側端部にヒータエレ
メントを設け、これによつてフイルタが捕捉して
いる粒子を焼失灰化させる方策が知られており、
これはヒータエレメントを火種としてこれの付近
にある捕捉粒子を着火させ、捕集粒子の自己火炎
伝播によつて全ての粒子が焼失灰化されることを
想定している。

ヒータエレメントは一般にフイルタの上流側端
部に設けられるので、その上流側端部に捕捉粒子
が付着していないと、ヒータエレメントによる捕
捉粒子の着火が難しい。これに対し、ハニカムフ
イルタは、寸法精度が高いものを容易に製造で
き、また粒子捕集率が高いという利点があるが、
そのフイルタ構造からしてフイルタの上流側端部
に捕捉粒子が多く付着せず、このためこれの上流
側端部にヒータエレメントが装着されても該ヒー
タエレメントによる捕捉粒子の着火が行われにく
く、再生時に於けるヒータエレメントの電力消費
量が大きくなり、また捕捉粒子の着火が不安定で
ある。

これに対し多孔質フオームフイルタはその上流
側端部に多くの捕捉粒子が付着するので、その上
流側端部に設けられたヒータエレメントにより捕
捉粒子の着火が容易に且確実に行われるが、この
多孔質フオームフイルタはハニカムフイルタに比
して粒子捕集率が低く、また早期に目詰まりを生
じ、圧損が大きいという欠点を有している。

本考案は、ハニカムフイルタと多孔質フオーム
フイルタの利点を有効に利用し、それらの欠点を
互いに補うよう構成され、粒子捕集率が高く、し
かもヒータエレメントによつて確実に再生が行わ
れ、そのうえ圧損が少ない粒子捕集器を提供する
ことを目的としている。

かかる目的は、本考案によれば、ケーシング
と、前記ケーシング内に設けられ軸線方向に延在
する複数個の孔を有し前記孔が交互に両端部の一
方をプラグにより閉塞された長床長の多孔質構造
のハニカムフイルタと、前記ケーシング内に該ケ
ーシング内を流れる排気ガスの流れで見て前記ハ
ニカムフイルタより上流側に設けられた短床長の
多孔質フオームフイルタと、前記多孔質フオーム
フイルタの上流側端部に設けられたヒータエレメ
ントとを有し、前記ハニカムフイルタと前記多孔
質フオームフイルタとの間にはその互いの対向端
面の全面に亘つて延在する間〓が設けられている
ことを特徴とする粒子捕集器によつて達成され
る。

以下に添付の図を参照して本考案を実施例につ
いて詳細に説明する。

添付の図は本考案による粒子捕集器の一つの実
施例を示す縦断面図である。図に於て、１は粒子
捕集器の筒状ケーシングを示しており、この筒状
ケーシング１はその一端部に排気ガス入口２を、
また他端に排気ガス出口３を有している。

筒状ケーシング１内には円柱状の床長が十分に
長い多孔質構造のハニカムフイルタ４と円板状の
床長が短い多孔質フオームフイルタ５とが各々設
けられている。ハニカムフイルタ４は軸線方向、
即ち筒状ケーシング１内の排気ガス流れ方向に延
在しハニカム状に集合した複数個の孔６を有し、
該孔を郭定する隔壁７の全てが多孔質セラミツク
ス等の耐熱性多孔質構造になつている。複数個の
孔６はその上流側端部にて二次元方向に見て、即
ちその一つの横断面で見て一つおきにプラグ８に
より閉塞され、また上流側端部をプラグ８によつ
て閉塞されていない孔６は下流側端部にてプラグ
９により閉塞されている。即ち、孔６は交互に両
端部の一方をプラグ８或いは９により閉塞されて
いる。

このように複数個の孔６が各々プラグ８または
９によりその上流側端部と下流側端部の何れか一
方を互いに隣接する孔に於て交互に閉塞されるこ
とにより、排気ガスは多孔質構造の隔壁７を通過
して流れる。隔壁７はこれを通過する排気ガス中
に含まれている粒子を捕捉し、このため該隔壁の
表面部に排気ガス中の粒子が付着堆積する。

多孔質フオームフイルタ５は筒状ケーシング１
内を流れる排気ガスの流れで見てハニカムフイル
タ４より上流側に該ハニカムフイルタ４に対し小
さい間隙１０をおいて設けられている。即ち、ハ
ニカムフイルタ４と多孔質フオームフイルタ５と
の間にはその互いの対向端面の全面に亘つて延在
する間〓１０が設けられている。間〓１０の大き
さは多孔質フオームフイルタ５よりハニカムフイ
ルタ４へ高温ガスが大きい温度低下を生じること
なく伝播する許容範囲にて最大限に大きく設定さ
れていてよい。多孔質フオームフイルタ５はその
全てが発泡セラミツクス等の如き通気性の耐熱性
多孔質構造、即ち三次元網目構造になつており、
その網目間にて排気ガス中の粒子を捕捉するよう
になつている。

多孔質フオームフイルタ５の上流側端部にはこ
れの上流側端面に極く接近して或いは接触して電
熱線式のヒータエレメント１１が設けられてい
る。

本考案による粒子捕集器のフイルタの再生に際
しては、ヒータエレメント１１に通電を行つてこ
れを発熱させることにより行われる。ヒータエレ
メント１１が発熱すると、これの付近にある多孔
質フオームフイルタ５の上流側端面に付着してい
る捕捉粒子が着火され、これによつて多孔質フオ
ームフイルタに付着している粒子が燃焼し、これ
によつて生じた高温ガスが間隙１０を経て多量に
ハニカムフイルタ４へ流れ、該高温ガスによつて
ハニカムフイルタ４の隔壁７に付着している捕捉
粒子が確実且速やかに発火して燃焼し、焼失灰化
する。

多孔質フオームフイルタ５は上述の如き高温ガ
ス発生器として機能すれば良いので、このフイル
タの床長は十分短くて良く、これにより該多孔質
フオームフイルタによる圧損は小さくなり、これ
を実用上障害にならない値にすることができる。
ハニカムフイルタ４は多孔質フオームフイルタ５
に比してその床長が十分に長いので、これによつ
て高い捕集率が得られ、また十分な粒子捕集容量
が確保される。また多孔質フオームフイルタ５と
ハニカムフイルタ４とが互いの端面にて接合して
設けられていれば、多孔質フオームフイルタ５の
下流側端面のうちプラグ８と対応する領域はプラ
グ８により閉塞されることになつて多孔質フオー
ムフイルタ５の粒子捕集能力が低減するばかりで
なく、その床長が短くされても圧損が比較的大き
く増大するが、しかし本考案による粒子捕集器に
於ては、多孔質フオームフイルタ５とハニカムフ
イルタ４との間に間〓１０が設けられているの
で、上述の如き不具合が生じず、多孔質フオーム
フイルタ５の床長が短いことが有効に作用して圧
損が小さい値に保たれ、しかも再生時には間〓１
０に存在する空気がハニカムフイルタ４の捕集粒
子の燃焼に有効に利用され、充分な再生が行われ
るようになる。

以上に於ては本考案を特定の実施例について詳
細に説明したが、本考案はこれに限定されるもの
ではなく本考案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つて明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

添付の図は本考案による粒子捕集器の一つの実
施例を示す縦断面図である。 １……筒状ケーシング、２……排気ガス入口、
３……排気ガス出口、４……ハニカムフイルタ、
５……多孔質フオームフイルタ、６……孔、７…
…隔壁、８，９……プラグ、１０……間隙、１１
……ヒータエレメント。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ケーシングと、前記ケーシング内に設けられ軸
   線方向に延在する複数個の孔を有し前記孔が交互
   に両端部の一方をプラグにより閉塞された長床長
   の多孔質構造のハニカムフイルタと、前記ケーシ
   ング内に該ケーシング内を流れる排気ガスの流れ
   で見て前記ハニカムフイルタより上流側に設けら
   れた短床長の多孔質フオームフイルタと、前記多
   孔質フオームフイルタの上流側端部に設けられた
   ヒータエレメントとを有し、前記ハニカムフイル
   タと前記多孔質フオームフイルタとの間にはその
   互いの対向端面の全面に亘つて延在する間隙が設
   けられていることを特徴とする粒子捕集器。