JP2003307112A - Particulate filter - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パティキュレートフィルタの微粒子捕集効率
を低下させることなくパティキュレートフィルタの圧損
を小さく維持する。
【解決手段】 排気ガス流れ方向に関しわずかばかりの
間隙２を隔てて配置された上流側フィルタ３と下流側フ
ィルタ４とを具備する。上流側フィルタの排気流通路を
上流端及び下流端が開放された排気ガス通路５と、上流
端が閉塞されかつ下流端が開放された排気ガス流出通路
６とから形成し、下流側フィルタの排気流通路を下流端
が閉塞されかつ上流端が開放された排気ガス流入通路７
と上流端及び下流端が開放された排気ガス通路８とから
形成する。上流側フィルタ３の排気ガス通路５の下流端
に下流側フィルタ４の排気ガス流入通路７の上流端を対
面配置し、排気ガス流出通路６の下流端に下流側フィル
タ４の排気ガス通路８の上流端を対面配置する。
(57) [Summary] [Problem] To keep the pressure loss of a particulate filter small without reducing the particulate collection efficiency of the particulate filter. An upstream filter (3) and a downstream filter (4) are arranged with a small gap (2) in the direction of exhaust gas flow. The exhaust flow passage of the upstream filter is formed by an exhaust gas passage 5 having an upstream end and a downstream end opened and an exhaust gas outflow passage 6 having a closed upstream end and an open downstream end. Exhaust gas inflow passage 7 whose downstream end is closed and whose upstream end is open
And an exhaust gas passage 8 whose upstream end and downstream end are open. At the downstream end of the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3, the upstream end of the exhaust gas inflow passage 7 of the downstream filter 4 is disposed facing the downstream end of the exhaust gas passage 8 of the downstream filter 4. Face the upstream end.
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明はパティキュレートフ
ィルタに関する。TECHNICAL FIELD The present invention relates to a particulate filter.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、排気ガス中の微粒子を捕集す
るために排気通路内にパティキュレートフィルタを配置
した内燃機関が知られている。このパティキュレートフ
ィルタの一つとして、多孔質材からなる隔壁を介して互
いにほぼ平行に延びる複数の排気流通路を具備し、これ
ら排気流通路を下流端が閉塞されかつ上流端が開放され
た排気ガス流入通路と、上流端が閉塞されかつ下流端が
開放された排気ガス流出通路とから形成し、排気ガス流
入通路内に流入した排気ガスが隔壁を通って隣接する排
気ガス流出通路内に流出するようにしたパティキュレー
トフィルタが知られている（特開昭５７−２０１５１８
号公報の第２図参照）。2. Description of the Related Art Conventionally, there is known an internal combustion engine in which a particulate filter is arranged in an exhaust passage for collecting fine particles in exhaust gas. As one of the particulate filters, an exhaust gas is provided which has a plurality of exhaust flow passages extending substantially parallel to each other through a partition wall made of a porous material, the exhaust flow passages having a downstream end closed and an upstream end open. The exhaust gas has a gas inflow passage and an exhaust gas outflow passage whose upstream end is closed and whose downstream end is open. A particulate filter configured to do so is known (Japanese Patent Laid-Open No. 57-201518).
(See FIG. 2 of the publication).
【０００３】ところが、このパティキュレートフィルタ
では排気ガスが必ず隔壁内を通らなければならず、その
結果パティキュレートフィルタの圧損が大きくなって機
関背圧が高くなる恐れがある。However, in this particulate filter, the exhaust gas must pass through the partition wall, and as a result, the pressure loss of the particulate filter becomes large and the engine back pressure may increase.
【０００４】そこで、排気流通路の一部を、上流端及び
下流端が開放された排気ガス通路から形成したパティキ
ュレートフィルタが公知である（特開昭５７−２０１５
１８号公報の第５図参照）。このようにすると排気ガス
の一部が隔壁内を通ることなく排気ガス通路内を通過
し、その結果パティキュレートフィルタの圧損を小さく
維持することができる。Therefore, there is known a particulate filter in which a part of the exhaust flow passage is formed by an exhaust gas passage whose upstream end and downstream end are opened (Japanese Patent Laid-Open No. 57-2015).
(See FIG. 5 of Japanese Patent Publication No. 18). By doing so, a part of the exhaust gas passes through the exhaust gas passage without passing through the partition wall, and as a result, the pressure loss of the particulate filter can be kept small.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この後
者のパティキュレートフィルタ（特開昭５７−２０１５
１８号公報の第５図）では排気ガス通路内を通過する排
気ガス中に含まれる微粒子を捕集することができず、従
って微粒子捕集効率が低下するという問題がある。However, this latter particulate filter (Japanese Patent Laid-Open No. 57-2015).
In FIG. 5 of Japanese Unexamined Patent Publication No. 18), it is not possible to collect the fine particles contained in the exhaust gas passing through the exhaust gas passage, so that there is a problem that the particulate collection efficiency is reduced.
【０００６】そこで本発明の目的は、パティキュレート
フィルタの微粒子捕集効率を低下させることなくパティ
キュレートフィルタの圧損を小さく維持することができ
るパティキュレートフィルタを提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide a particulate filter which can keep the pressure loss of the particulate filter small without lowering the particulate collection efficiency of the particulate filter.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に１番目の発明によれば、排気ガス流れ方向に関しわず
かばかりの間隙を隔てて配置された上流側フィルタと下
流側フィルタとを具備し、これら上流側フィルタ及び下
流側フィルタはそれぞれ、多孔質材からなる隔壁を介し
て互いにほぼ平行に延びる複数の排気流通路を具備して
おり、上流側フィルタの排気流通路の一部を上流端及び
下流端が開放された排気ガス通路から形成し、下流側フ
ィルタの排気流通路の一部を下流端が閉塞されかつ上流
端が開放された排気ガス流入通路から形成し、上流側フ
ィルタの排気ガス通路の下流端に下流側フィルタの排気
ガス流入通路の上流端を対面配置している。According to the first aspect of the present invention, there is provided an upstream filter and a downstream filter which are arranged with a slight gap in the exhaust gas flow direction. Each of the upstream side filter and the downstream side filter has a plurality of exhaust flow passages extending substantially parallel to each other through a partition wall made of a porous material, and a part of the exhaust flow passage of the upstream side filter is connected to the upstream end. And an exhaust gas passage whose downstream end is open, and a part of the exhaust flow passage of the downstream filter is formed from an exhaust gas inflow passage whose downstream end is closed and whose upstream end is open. The upstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter is face-to-face with the downstream end of the gas passage.
【０００８】また、２番目の発明によれば１番目の発明
において、上流側フィルタの排気流通路を排気ガス通路
と、上流端が閉塞されかつ下流端が開放された排気ガス
流出通路とから形成すると共にこれら排気ガス通路及び
排気ガス流出通路を交互に並べて配置し、下流側フィル
タの排気流通路を排気ガス流入通路と排気ガス通路とか
ら形成すると共にこれら排気ガス流入通路及び排気ガス
通路を交互に並べて配置し、上流側フィルタの排気ガス
通路の下流端に下流側フィルタの排気ガス流入通路の上
流端を対面配置すると共に、上流側フィルタの排気ガス
流出通路の下流端に下流側フィルタの排気ガス通路の上
流端を対面配置している。According to the second invention, in the first invention, the exhaust flow passage of the upstream filter is formed of an exhaust gas passage and an exhaust gas outflow passage having an upstream end closed and a downstream end opened. The exhaust gas passages and the exhaust gas outflow passages are alternately arranged side by side, and the exhaust flow passage of the downstream filter is formed of the exhaust gas inflow passage and the exhaust gas passage, and the exhaust gas inflow passage and the exhaust gas passage are alternated. And the upstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter is face-to-face with the downstream end of the exhaust gas passage of the upstream filter, and the exhaust of the downstream filter is exhausted at the downstream end of the exhaust gas outflow passage of the upstream filter. The upstream ends of the gas passages are arranged facing each other.
【０００９】また、３番目の発明によれば２番目の発明
において、上流側フィルタの排気ガス流出通路の上流端
及び下流側フィルタの排気ガス流入通路の下流端をシー
ル材によりそれぞれ閉塞している。According to the third invention, in the second invention, the upstream end of the exhaust gas outflow passage of the upstream filter and the downstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter are closed by a sealing material. .
【００１０】また、４番目の発明によれば２番目の発明
において、上流側フィルタの排気ガス流出通路の上流端
周りを画定する隔壁及び下流側フィルタの排気ガス流入
通路の下流端周りを画定する隔壁をそれぞれ内向きに折
り曲げることによりこれら上流端及び下流端を少なくと
も部分的に閉塞している。According to the fourth aspect of the invention, in the second aspect of the invention, the partition wall that defines the upstream end of the exhaust gas outflow passage of the upstream filter and the downstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter are defined. By bending the partition walls inward, the upstream end and the downstream end are at least partially closed.
【００１１】また、５番目の発明によれば１番目の発明
において、上流側フィルタの排気ガス通路の下流端にお
ける流路面積を該排気ガス通路の他の部分におけるより
も小さく設定し、下流側フィルタの排気ガス流入通路の
上流端における流路面積を該排気ガス流入通路の他の部
分におけるよりも大きく設定している。According to the fifth aspect of the invention, in the first aspect, the flow passage area at the downstream end of the exhaust gas passage of the upstream filter is set smaller than that at the other portion of the exhaust gas passage, and the downstream side The flow passage area at the upstream end of the exhaust gas inflow passage of the filter is set to be larger than that in other portions of the exhaust gas inflow passage.
【００１２】[0012]
【発明の実施の形態】図１はリーン空燃比のもとで燃焼
が行われる内燃機関の排気通路内に配置されるようにな
っているパティキュレートフィルタに本発明を適用した
場合を示している。FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a particulate filter arranged in an exhaust passage of an internal combustion engine in which combustion is performed under a lean air-fuel ratio. .
【００１３】図１はパティキュレートフィルタ１の構造
を示しており、（Ａ）はパティキュレートフィルタ１の
正面図を、（Ｂ）はパティキュレートフィルタ１の側面
断面図をそれぞれ示している。1A and 1B show the structure of the particulate filter 1. FIG. 1A is a front view of the particulate filter 1, and FIG. 1B is a side sectional view of the particulate filter 1.
【００１４】パティキュレートフィルタ１は図１（Ｂ）
に示されるように排気ガス流れ方向に関しわずかばかり
の間隙２を隔てて配置された上流側フィルタ３と下流側
フィルタ４とを具備し、これら上流側フィルタ３及び下
流側フィルタ４は排気通路内に配置された共通のケーシ
ング内に収容されるようになっている。The particulate filter 1 is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, an upstream side filter 3 and a downstream side filter 4 which are arranged with a slight gap 2 in the exhaust gas flow direction are provided, and the upstream side filter 3 and the downstream side filter 4 are provided in the exhaust passage. It is adapted to be housed in a common casing arranged.
【００１５】上流側フィルタ３及び下流側フィルタ４は
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるようにそれぞれハニカ
ム構造をなしており、互いに平行をなして延びる複数個
の排気流通路５，６，７，８をそれぞれ具備する。各排
気流通路５，６，７，８の断面形状はどのような形状で
もよいが、図１に示される例では互いに同一の正方形状
をなしている。As shown in FIGS. 1A and 1B, the upstream filter 3 and the downstream filter 4 each have a honeycomb structure, and a plurality of exhaust flow passages 5 and 6 extending in parallel with each other. , 7, 8 respectively. The exhaust passages 5, 6, 7, and 8 may have any cross-sectional shape, but in the example shown in FIG. 1, they have the same square shape.
【００１６】上流側フィルタの排気流通路は、上流端及
び下流端が開放された排気ガス通路５と、上流端が通気
性のないシール材９により閉塞されかつ下流端が開放さ
れた排気ガス流出通路６とから形成されている。一方、
下流側フィルタの排気流通路は、上流端が開放されかつ
下流端が通気性のないシール材１０により閉塞された排
気ガス流入通路７と、上流端及び下流端が開放された排
気ガス通路８とから形成されている。なお、図１（Ａ）
においてハッチングを付した部分はシール材９を示して
いる。The exhaust flow passage of the upstream side filter has an exhaust gas passage 5 whose upstream and downstream ends are open, and an exhaust gas outflow whose upstream end is closed by a non-permeable sealing material 9 and whose downstream end is open. And the passage 6. on the other hand,
The exhaust gas flow passage of the downstream side filter has an exhaust gas inflow passage 7 whose upstream end is open and whose downstream end is closed by a non-permeable sealing material 10, and an exhaust gas passage 8 whose upstream and downstream ends are open. Are formed from. Note that FIG. 1 (A)
The hatched portion indicates the sealing material 9.
【００１７】上流側フィルタ３では排気ガス通路５と排
気ガス流出通路６とが薄肉の隔壁１１を介して交互に配
置され、下流側フィルタ４では排気ガス流入通路７と排
気ガス通路８とが薄肉の隔壁１２を介して交互に配置さ
れる。云い換えると、各排気ガス通路５が四つの排気ガ
ス流出通路６によって包囲されかつ各排気ガス流出通路
６が四つの排気ガス通路５によって包囲されるように上
流側フィルタ３が形成される。一方、各排気ガス流入通
路７が四つの排気ガス通路８によって包囲されかつ各排
気ガス通路８が四つの排気ガス流入通路７によって包囲
されるように下流側フィルタ４が形成される。なお、図
１に示される例では上流側フィルタ３に排気ガス通路５
及び排気ガス流出通路６がほぼ同数ずつ形成され、下流
側フィルタ４に排気ガス流入通路７及び排気ガス通路８
がほぼ同数ずつ形成される。In the upstream filter 3, the exhaust gas passages 5 and the exhaust gas outflow passages 6 are alternately arranged via the thin partition walls 11, and in the downstream filter 4, the exhaust gas inflow passages 7 and the exhaust gas passages 8 are thin. Are alternately arranged via the partition walls 12. In other words, the upstream filter 3 is formed so that each exhaust gas passage 5 is surrounded by the four exhaust gas outflow passages 6 and each exhaust gas outflow passage 6 is surrounded by the four exhaust gas passages 5. On the other hand, the downstream filter 4 is formed so that each exhaust gas inflow passage 7 is surrounded by the four exhaust gas passages 8 and each exhaust gas passage 8 is surrounded by the four exhaust gas inflow passages 7. In the example shown in FIG. 1, the exhaust gas passage 5 is provided in the upstream filter 3.
The exhaust gas outflow passages 6 are formed in substantially the same number, and the exhaust gas inflow passage 7 and the exhaust gas passage 8 are provided in the downstream filter 4.
Are formed in almost the same number.
【００１８】更に、図１（Ｂ）に示されるように上流側
フィルタ３の排気ガス通路５の下流端に下流側フィルタ
４の排気ガス流入通路７の上流端が対面配置され、上流
側フィルタ３の排気ガス流出通路６の下流端に下流側フ
ィルタ４の排気ガス通路８の上流端が対面配置される。Further, as shown in FIG. 1B, the upstream end of the exhaust gas inflow passage 7 of the downstream filter 4 is disposed face-to-face with the downstream end of the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3, The upstream end of the exhaust gas passage 8 of the downstream side filter 4 is arranged face-to-face with the downstream end of the exhaust gas outflow passage 6.
【００１９】云い換えると、上流側フィルタ３の排気ガ
ス通路５と下流側フィルタ４の排気ガス流入通路７とが
排気ガス流れ方向又は長手軸線方向に互いに整列され、
上流側フィルタ３の排気ガス流出通路６と下流側フィル
タ４の排気ガス通路８とが排気ガス流れ方向又は長手軸
線方向に互いに整列される。ここで、排気ガス通路５の
下流端と排気ガス流入通路７の上流端とが完全に対面す
る必要はなく、若干ずれていてもよい。排気ガス流出通
路６の下流端と排気ガス通路８の上流端とについても同
様である。In other words, the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3 and the exhaust gas inflow passage 7 of the downstream filter 4 are aligned with each other in the exhaust gas flow direction or the longitudinal axis direction,
The exhaust gas outflow passage 6 of the upstream filter 3 and the exhaust gas passage 8 of the downstream filter 4 are aligned with each other in the exhaust gas flow direction or the longitudinal axis direction. Here, the downstream end of the exhaust gas passage 5 and the upstream end of the exhaust gas inflow passage 7 do not have to completely face each other, and may be slightly displaced. The same applies to the downstream end of the exhaust gas outflow passage 6 and the upstream end of the exhaust gas passage 8.
【００２０】例えばコージェライトのような多孔質材か
ら形成される各隔壁１１，１２の両側面上及び細孔内壁
面上には触媒、図１に示される例ではＮＯＸ触媒がそれ
ぞれ担持されている。このＮＯＸ触媒は例えばアルミナ
を担体とし、この担体上に例えばカリウムＫ、ナトリウ
ムＮａ、リチウムＬｉ、セシウムＣｓのようなアルカリ
金属、バリウムＢａ、カルシウムＣａのようなアルカリ
土類、ランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類か
ら選ばれた少なくとも一つと、白金Ｐｔ、パラジウムＰ
ｄ、ロジウムＲｈ、イリジウムＩｒのような貴金属とが
担持されている。A catalyst, NO x catalyst in the example shown in FIG. 1, is supported on both side surfaces and inner wall surfaces of pores of the partition walls 11 and 12 formed of a porous material such as cordierite. There is. This NO X catalyst uses, for example, alumina as a carrier, and on this carrier, for example, potassium K, sodium Na, lithium Li, an alkali metal such as cesium Cs, barium Ba, an alkaline earth such as calcium Ca, lanthanum La, yttrium Y. At least one selected from rare earths such as platinum, platinum Pt, and palladium P
d, a noble metal such as rhodium Rh, and iridium Ir are supported.
【００２１】このＮＯＸ触媒は流入する排気ガスの平均
空燃比がリーンのときにはＮＯＸを蓄え、流入する排気
ガス中の酸素濃度が低下すると蓄えているＮＯＸを還元
して蓄えているＮＯＸの量を減少させる蓄積還元作用を
行う。なお、本明細書では排気通路の或る位置よりも上
流の排気通路、燃焼室５、及び吸気通路内に供給された
空気と炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯとの比をその位
置における排気ガスの空燃比と称している。触媒をアル
ミナからなる担体上に担持された白金Ｐｔのような貴金
属触媒又はセリウムＣｅのような希土類触媒から形成す
ることもできる。This NO X catalyst stores NO X when the average air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is lean, and when the oxygen concentration in the inflowing exhaust gas decreases, the stored NO X is reduced and stored NO X. Performs a reducing action that reduces the amount of. In this specification, the ratio of the air supplied to the exhaust passage upstream of a certain position of the exhaust passage, the combustion chamber 5, and the intake passage to the hydrocarbon HC and carbon monoxide CO is the exhaust gas at that position. Is called the air-fuel ratio. The catalyst can also be formed from a noble metal catalyst such as platinum Pt or a rare earth catalyst such as cerium Ce supported on a support made of alumina.
【００２２】さて、パティキュレートフィルタ１が内燃
機関の排気通路内に配置されると、排気ガスは上流側フ
ィルタ３の排気ガス通路５内に流入して下流側フィルタ
４の排気ガス通路８から流出し、従って上流側フィルタ
３及び下流側フィルタ４を順次通過する。即ち、上流側
フィルタ２の排気ガス通路５内に流入した排気ガスは図
１（Ｂ）において実線の矢印で示されるように、周囲の
隔壁１１を通って隣接する排気ガス流出通路６内に流出
し、次いで排気ガス流出通路６の下流端及び間隙２を介
して下流側フィルタ４の対面する排気ガス通路８内に流
出するか、又は排気ガス通路５の下流端及び間隙２を介
して下流側フィルタ４の対面する排気ガス流入通路７内
に流入し、次いで周囲の隔壁１２を通って隣接する排気
ガス通路８内に流出する。Now, when the particulate filter 1 is arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine, the exhaust gas flows into the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3 and flows out from the exhaust gas passage 8 of the downstream filter 4. Therefore, it passes through the upstream filter 3 and the downstream filter 4 sequentially. That is, the exhaust gas that has flowed into the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 2 flows out into the adjacent exhaust gas outflow passage 6 through the surrounding partition wall 11 as shown by the solid arrow in FIG. Then, the gas flows out into the exhaust gas passage 8 facing the downstream filter 4 via the downstream end of the exhaust gas outflow passage 6 and the gap 2, or the downstream side of the exhaust gas passage 5 via the gap 2 and the downstream end of the exhaust gas passage 5. It flows into the exhaust gas inflow passage 7 facing the filter 4, and then flows out through the surrounding partition wall 12 into the adjacent exhaust gas passage 8.
【００２３】このように排気ガスは隔壁１１又は隔壁１
２を通過する。即ち、排気ガスは隔壁１１を通過し、又
は隔壁１１を通過することなく排気ガス通路５から排出
されたとしても排気ガス通路５に排気ガス流入通路７が
対面配置されているので隔壁１２を通過する。従って、
このとき排気ガス中に含まれる主に炭素の固体からなる
微粒子は隔壁１１上か又は隔壁１２上に捕集され、斯く
してパティキュレートフィルタ１の微粒子捕集効率を高
めることができる。なお、粒径が比較的小さく慣性が比
較的小さい微粒子は隔壁１１上に捕集され、粒径が比較
的大きく慣性が比較的大きい微粒子は隔壁１２上に捕集
される。As described above, the exhaust gas is divided into the partition wall 11 or the partition wall 1.
Pass 2. That is, even if the exhaust gas passes through the partition wall 11 or is discharged from the exhaust gas passage 5 without passing through the partition wall 11, the exhaust gas inflow passage 7 is disposed face-to-face with the exhaust gas passage 5 and therefore passes through the partition wall 12. To do. Therefore,
At this time, the fine particles mainly made of carbon solid contained in the exhaust gas are collected on the partition wall 11 or the partition wall 12, and thus the particulate collection efficiency of the particulate filter 1 can be enhanced. Fine particles having a relatively small particle size and a relatively small inertia are collected on the partition wall 11, and fine particles having a relatively large particle size and a relatively large inertia are collected on the partition wall 12.
【００２４】この場合、上流側フィルタ３の排気ガス通
路５の下流端が閉塞されていないので排気ガスが隔壁１
１を通過する必要がなく、下流側フィルタ４の排気ガス
通路８の上流端が閉塞されていないので排気ガスが隔壁
１２を通過する必要がない。従って、パティキュレート
フィルタ１の圧損を小さく維持することができる。In this case, since the downstream end of the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3 is not closed, the exhaust gas is separated by the partition wall 1.
1 does not need to pass through, and the upstream end of the exhaust gas passage 8 of the downstream filter 4 is not blocked, so that exhaust gas does not need to pass through the partition wall 12. Therefore, the pressure loss of the particulate filter 1 can be kept small.
【００２５】また、例えば下流側フィルタ４の隔壁１２
上に堆積した微粒子の量が比較的多くなると、図１
（Ｂ）において破線の矢印で示されるように排気ガス通
路５の下流端から流出した排気ガスの一部が間隙２を介
し、対面する排気ガス流入通路７に隣接する排気ガス通
路８内に流入するようになる。この排気ガスは隔壁１
１，１２を通過せず、従って下流側フィルタ４上に堆積
した微粒子の量が多くなったときでもパティキュレート
フィルタ１の圧損を小さく維持することができる。Further, for example, the partition wall 12 of the downstream filter 4
When the amount of fine particles deposited on the top becomes relatively large,
As shown by a dashed arrow in (B), a part of the exhaust gas flowing out from the downstream end of the exhaust gas passage 5 flows into the exhaust gas passage 8 adjacent to the facing exhaust gas inflow passage 7 through the gap 2. Come to do. This exhaust gas is the partition wall 1
Therefore, the pressure loss of the particulate filter 1 can be kept small even when the particulate filters 1 and 12 do not pass therethrough and the amount of the particulates deposited on the downstream side filter 4 increases.
【００２６】本発明による実施例ではリーン空燃比のも
とでの燃焼が継続して行われる内燃機関の排気通路内に
パティキュレートフィルタ１が配置されるようになって
おり、また、ＮＯＸ触媒は酸化作用を有しているので、
パティキュレートフィルタ１の温度が微粒子を酸化しう
る温度、例えば２５０℃以上に維持されると、パティキ
ュレートフィルタ１上で微粒子が酸化せしめられ除去さ
れる。In the embodiment according to the present invention, the particulate filter 1 is arranged in the exhaust passage of the internal combustion engine in which the combustion is continuously performed under the lean air-fuel ratio, and the NO X catalyst is also used. Has an oxidative effect,
When the temperature of the particulate filter 1 is maintained at a temperature capable of oxidizing the fine particles, for example, 250 ° C. or higher, the fine particles are oxidized and removed on the particulate filter 1.
【００２７】ところで、上記記載から明らかなように間
隙２は上流側フィルタ３の排気ガス通路５と下流側フィ
ルタ４の排気ガス通路８とを互いに連通させる。このよ
うな観点からすると本発明による実施例では、互いにほ
ぼ平行に延びる複数の排気流通路を具備し、これら排気
流通路は下流端が閉塞されかつ上流端が開放された排気
ガス流入通路と、上流端が閉塞されかつ下流端が開放さ
れた排気ガス流出通路とから形成されており、これら排
気ガス流入通路と排気ガス流出通路とは多孔質材からな
る隔壁を介し交互に並べて配置されており、互いに隣接
する排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を隔壁の細
孔を介することなく連通させる連通孔を隔壁内に形成し
ているということになる。或いは、このようなパティキ
ュレートフィルタにおいて隔壁の一部分における流路抵
抗を他の部分におけるよりも小さくしているという見方
もできる。As is apparent from the above description, the gap 2 connects the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3 and the exhaust gas passage 8 of the downstream filter 4 to each other. From this point of view, the embodiment according to the present invention includes a plurality of exhaust gas flow passages extending substantially parallel to each other, and these exhaust gas flow passages have an exhaust gas inflow passage whose downstream end is closed and whose upstream end is open, It is formed of an exhaust gas outflow passage having an upstream end closed and a downstream end open, and the exhaust gas inflow passage and the exhaust gas outflow passage are alternately arranged through a partition wall made of a porous material. That is, a communication hole is formed in the partition wall so that the exhaust gas inflow passage and the exhaust gas outflow passage adjacent to each other are communicated with each other without passing through the pore of the partition wall. Alternatively, in such a particulate filter, it can be considered that the flow path resistance in a part of the partition wall is smaller than that in the other part.
【００２８】更に、図１に示される実施例では上流側フ
ィルタ３と下流側フィルタ４とが概ね同一の構造を有し
ていることに注目すれば、排気流れ方向に関しわずかば
かりの間隙を隔てて配置された一対のフィルタを具備
し、各フィルタは互いにほぼ平行に延びる複数の排気流
通路を具備しており、これら排気流通路は長手方向両端
が開放された第１の排気流通路と、長手方向一端が閉塞
されかつ長手方向他端が開放された第２の排気流通路と
から形成されており、これら第１及び第２の排気流通路
は多孔質材からなる隔壁を介し交互に並べて配置されて
おり、各フィルタの長手方向端面のうち第２の排気流通
路の閉塞端を含まない端面同士が互いに対面するように
これら一対のフィルタを配置すると共に、一方のフィル
タの第１の排気流通路の開放端に他方のフィルタの第２
の排気流通路の開放端を対面配置しているという見方も
できる。Further, note that in the embodiment shown in FIG. 1, the upstream-side filter 3 and the downstream-side filter 4 have substantially the same structure. The filter includes a pair of disposed filters, each filter having a plurality of exhaust flow passages extending substantially parallel to each other, and the exhaust flow passages have a first exhaust flow passage whose longitudinal ends are open and a longitudinal exhaust passage. A second exhaust gas flow passage whose one end in the direction is closed and the other end in the longitudinal direction is open. The first and second exhaust gas flow passages are alternately arranged with a partition wall made of a porous material interposed therebetween. The pair of filters are arranged so that the end faces of the filters in the longitudinal direction that do not include the closed end of the second exhaust flow passage face each other, and the first exhaust flow of one of the filters is disposed. Second other filter in the open end of
It can also be seen that the open ends of the exhaust flow passages are arranged facing each other.
【００２９】図２はパティキュレートフィルタ１の別の
実施例の構造を示しており、（Ａ）はパティキュレート
フィルタ１の部分拡大正面図を、（Ｂ）はパティキュレ
ートフィルタ１の側面断面図をそれぞれ示している。2A and 2B show the structure of another embodiment of the particulate filter 1. FIG. 2A is a partially enlarged front view of the particulate filter 1, and FIG. 2B is a side sectional view of the particulate filter 1. Shown respectively.
【００３０】図２に示されるパティキュレートフィルタ
１は図１に示されるパティキュレートフィルタと概ね同
様に形成され、しかしながら排気ガス流出通路６の上流
端及び排気ガス流入通路７の下流端がシール材によって
閉塞されていない点で図１に示されるパティキュレート
フィルタと構成を異にしている。即ち、図２に示される
例では、図２（Ａ）に矢印で示されるように上流側フィ
ルタ３の排気ガス流出通路６の上流端周りを画定する隔
壁１１をそれぞれ内向きに折り曲げてこれら上流端を閉
塞するようにし、下流側フィルタ４の排気ガス流入通路
７の下流端周りを画定する隔壁１２をそれぞれ内向きに
折り曲げてこれら下流端を閉塞するようにしている。The particulate filter 1 shown in FIG. 2 is formed in substantially the same manner as the particulate filter shown in FIG. 1, but the upstream end of the exhaust gas outflow passage 6 and the downstream end of the exhaust gas inflow passage 7 are made of a sealing material. It is different from the particulate filter shown in FIG. 1 in that it is not blocked. That is, in the example shown in FIG. 2, the partition walls 11 defining the upstream end of the exhaust gas outflow passage 6 of the upstream filter 3 are bent inward as shown by arrows in FIG. The ends are closed, and the partition walls 12 that define the periphery of the downstream end of the exhaust gas inflow passage 7 of the downstream filter 4 are bent inward to close the downstream ends.
【００３１】このようにすると排気ガスのわずかな一部
が上流側フィルタ３の排気ガス通路５内にそれぞれの上
流端に位置する隔壁１１を通って流入するようになり、
下流側フィルタ４の排気ガス通路８内からそれぞれの下
流端に位置する隔壁１２を通って流出するようになる。
しかも、排気ガス流出通路６の上流端及び排気ガス流入
通路７の下流端がテーパ状をなすことになり、これら下
流端及び上流端における排気ガス流れの乱れが抑制され
る。このため、パティキュレートフィルタ１の圧損が小
さくなる。In this way, a small part of the exhaust gas will flow into the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3 through the partition walls 11 located at the upstream ends of the exhaust gas passage 5.
It comes to flow out from inside the exhaust gas passage 8 of the downstream side filter 4 through the partition walls 12 located at the respective downstream ends.
Moreover, the upstream end of the exhaust gas outflow passage 6 and the downstream end of the exhaust gas inflow passage 7 are tapered, and the disturbance of the exhaust gas flow at these downstream end and upstream end is suppressed. Therefore, the pressure loss of the particulate filter 1 is reduced.
【００３２】なお、パティキュレートフィルタ１のその
他の構造及び作用は図１に示される例と同様であるので
説明を省略する。Since the other structure and operation of the particulate filter 1 are the same as those of the example shown in FIG. 1, description thereof will be omitted.
【００３３】図３はパティキュレートフィルタ１の更に
別の実施例の構造を示しており、（Ａ）はパティキュレ
ートフィルタ１の部分拡大背面図を、（Ｂ）はパティキ
ュレートフィルタ１の側面断面図をそれぞれ示してい
る。3A and 3B show the structure of yet another embodiment of the particulate filter 1. FIG. 3A is a partially enlarged rear view of the particulate filter 1, and FIG. 3B is a side sectional view of the particulate filter 1. Are shown respectively.
【００３４】図３に示されるパティキュレートフィルタ
１は図２に示されるパティキュレートフィルタと概ね同
様に形成され、しかしながら上流側フィルタ３の排気ガ
ス通路５の下流端における流路面積が排気ガス通路５の
他の部分におけるよりも小さく設定され、下流側フィル
タ４の排気ガス通路８の上流端における流路面積が排気
ガス通路８の他の部分におけるよりも小さく設定されて
いる点で図２に示されるパティキュレートフィルタと構
成を異にしている。言い換えると、上流側フィルタ３の
排気ガス流出通路６の下流端における流路面積が排気ガ
ス流出通路６の他の部分における流路面積よりも大きく
設定され、下流側フィルタ４の排気ガス流出通路７の上
流端における流路面積が排気ガス流出通路７の他の部分
におけるよりも大きく設定されている。The particulate filter 1 shown in FIG. 3 is formed in substantially the same manner as the particulate filter shown in FIG. 2, however, the flow passage area at the downstream end of the exhaust gas passage 5 of the upstream side filter 3 is the exhaust gas passage 5. 2 in that the flow passage area at the upstream end of the exhaust gas passage 8 of the downstream side filter 4 is set smaller than that in the other portion of the exhaust gas passage 8. The structure is different from that of the particulate filter. In other words, the flow passage area at the downstream end of the exhaust gas outflow passage 6 of the upstream filter 3 is set to be larger than the flow passage area at the other portion of the exhaust gas outflow passage 6, and the exhaust gas outflow passage 7 of the downstream filter 4 is set. The flow passage area at the upstream end of is set larger than that at other portions of the exhaust gas outflow passage 7.
【００３５】即ち、図３に示される例では、上流側フィ
ルタ３の排気ガス通路５の下流端周りを画定する隔壁１
１をそれぞれ内向きに折り曲げて排気ガス通路５がそれ
ぞれの下流端に向けて収縮するようにし、或いは上流側
フィルタ３の排気ガス流出通路６の下流端周りを画定す
る隔壁１１をそれぞれ外向きに折り曲げて排気ガス流出
通路６がそれぞれの下流端に向けて拡開するようにし、
このとき排気ガス通路５の下流端に小さな開口１３が形
成される。また、下流側フィルタ４の排気ガス通路８の
上流端周りを画定する隔壁１２をそれぞれ内向きに折り
曲げて排気ガス通路８がそれぞれの上流端に向けて収縮
するようにし、或いは下流側フィルタ４の排気ガス流入
通路７の上流端周りを画定する隔壁１２をそれぞれ外向
きに折り曲げて排気ガス流入通路７がそれぞれの上流端
に向けて拡開するようにし、このとき排気ガス通路８の
上流端に小さな開口１４が形成される。That is, in the example shown in FIG. 3, the partition wall 1 defining the periphery of the downstream end of the exhaust gas passage 5 of the upstream filter 3 is separated.
1 so that the exhaust gas passages 5 contract toward their respective downstream ends, or the partition walls 11 defining the downstream ends of the exhaust gas outflow passages 6 of the upstream filter 3 are directed outwards. Bend it so that the exhaust gas outflow passage 6 expands toward each downstream end,
At this time, a small opening 13 is formed at the downstream end of the exhaust gas passage 5. Further, the partition walls 12 defining the upstream end of the exhaust gas passage 8 of the downstream filter 4 are respectively bent inward so that the exhaust gas passage 8 contracts toward the respective upstream ends, or The partition walls 12 that define the periphery of the upstream end of the exhaust gas inflow passage 7 are bent outwardly so that the exhaust gas inflow passage 7 expands toward the respective upstream ends. A small opening 14 is formed.
【００３６】このようにすると、その下流端を介し排気
ガス通路５から流出する排気ガスの量、及びその上流端
を介し排気ガス通路８内に流入する排気ガスの量が図２
に示される例におけるよりも少なくなり、即ち隔壁１
１，１２を通過する排気ガスの量が増大する。その結
果、パティキュレートフィルタ１の微粒子捕集効率を高
くすることができる。この場合、開口１３，１４の開口
面積を調節することにより、パティキュレートフィルタ
１の微粒子捕集効率ないし圧損を調節することができ
る。In this way, the amount of exhaust gas flowing out of the exhaust gas passage 5 via its downstream end and the amount of exhaust gas flowing into the exhaust gas passage 8 via its upstream end are shown in FIG.
Less than in the example shown in FIG.
The amount of exhaust gas passing through 1 and 12 increases. As a result, the particulate collection efficiency of the particulate filter 1 can be increased. In this case, by adjusting the opening areas of the openings 13 and 14, the particulate collection efficiency or pressure loss of the particulate filter 1 can be adjusted.
【００３７】これまで述べてきた実施例ではシール材
４，５は通気性を有していない。しかしながら、これら
シール材４，５を通気性を有するものから形成すること
もできる。In the embodiments described so far, the seal members 4 and 5 are not breathable. However, these sealing materials 4 and 5 can also be formed of a material having air permeability.
【００３８】[0038]
【発明の効果】パティキュレートフィルタの微粒子捕集
効率を低下させることなくパティキュレートフィルタの
圧損を小さく維持することができる。The pressure loss of the particulate filter can be kept small without lowering the particulate collection efficiency of the particulate filter.
【図１】パティキュレートフィルタを示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a particulate filter.
【図２】パティキュレートフィルタの別の実施例を示す
図である。FIG. 2 is a diagram showing another embodiment of a particulate filter.
【図３】パティキュレートフィルタの更に別の実施例を
示す図である。FIG. 3 is a diagram showing yet another embodiment of a particulate filter.
１…パティキュレートフィルタ ２…間隙 ３…上流側フィルタ ４…下流側フィルタ ５…上流側フィルタの排気ガス通路 ６…上流側フィルタの排気ガス流出通路 ７…下流側フィルタの排気ガス流入通路 ８…下流側フィルタの排気ガス通路 1 ... Particulate filter 2 ... Gap 3 upstream filter 4 ... Downstream filter 5 ... Exhaust gas passage of upstream filter 6 ... Exhaust gas outflow passage of upstream filter 7 ... Exhaust gas inflow passage of downstream filter 8 ... Exhaust gas passage of downstream filter
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA02 AA03 4D058 JA32 JB22 KA27 KB12 MA41 SA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F-term (reference) 3G090 AA01 AA02 AA03 4D058 JA32 JB22 KA27 KB12 MA41 SA08
Claims (5)
間隙を隔てて配置された上流側フィルタと下流側フィル
タとを具備し、これら上流側フィルタ及び下流側フィル
タはそれぞれ、多孔質材からなる隔壁を介して互いにほ
ぼ平行に延びる複数の排気流通路を具備しており、上流
側フィルタの排気流通路の一部を上流端及び下流端が開
放された排気ガス通路から形成し、下流側フィルタの排
気流通路の一部を下流端が閉塞されかつ上流端が開放さ
れた排気ガス流入通路から形成し、上流側フィルタの排
気ガス通路の下流端に下流側フィルタの排気ガス流入通
路の上流端を対面配置したパティキュレートフィルタ。1. An upstream-side filter and a downstream-side filter, which are arranged with a slight gap in the exhaust gas flow direction, are provided, and each of the upstream-side filter and the downstream-side filter has a partition wall made of a porous material. Through a plurality of exhaust flow passages extending substantially parallel to each other, and a part of the exhaust flow passage of the upstream filter is formed by an exhaust gas passage having an open upstream end and a downstream end. A part of the flow passage is formed by an exhaust gas inflow passage having a closed downstream end and an open upstream end, and the upstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter faces the downstream end of the exhaust gas passage of the upstream filter. Placed particulate filter.
通路と、上流端が閉塞されかつ下流端が開放された排気
ガス流出通路とから形成すると共にこれら排気ガス通路
及び排気ガス流出通路を交互に並べて配置し、下流側フ
ィルタの排気流通路を排気ガス流入通路と排気ガス通路
とから形成すると共にこれら排気ガス流入通路及び排気
ガス通路を交互に並べて配置し、上流側フィルタの排気
ガス通路の下流端に下流側フィルタの排気ガス流入通路
の上流端を対面配置すると共に、上流側フィルタの排気
ガス流出通路の下流端に下流側フィルタの排気ガス通路
の上流端を対面配置した請求項１に記載のパティキュレ
ートフィルタ。2. The exhaust gas flow passage of the upstream filter is formed of an exhaust gas passage and an exhaust gas outflow passage whose upstream end is closed and whose downstream end is open, and these exhaust gas passage and exhaust gas outflow passage are alternated. The exhaust gas flow passage of the downstream filter is formed from the exhaust gas inflow passage and the exhaust gas passage, and the exhaust gas inflow passage and the exhaust gas passage are alternately arranged. The upstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter is arranged facing the downstream end, and the upstream end of the exhaust gas passage of the downstream filter is arranged facing the downstream end of the exhaust gas outflow passage of the upstream filter. Particulate filter described.
流端及び下流側フィルタの排気ガス流入通路の下流端を
シール材によりそれぞれ閉塞した請求項２に記載のパテ
ィキュレートフィルタ。3. The particulate filter according to claim 2, wherein the upstream end of the exhaust gas outflow passage of the upstream filter and the downstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter are closed by a sealing material.
流端周りを画定する隔壁及び下流側フィルタの排気ガス
流入通路の下流端周りを画定する隔壁をそれぞれ内向き
に折り曲げることによりこれら上流端及び下流端を少な
くとも部分的に閉塞した請求項２に記載のパティキュレ
ートフィルタ。4. A partition wall that defines the upstream end of the exhaust gas outflow passage of the upstream filter and a partition wall that defines the downstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter are bent inwardly, respectively. The particulate filter according to claim 2, wherein the downstream end is at least partially closed.
における流路面積を該排気ガス通路の他の部分における
よりも小さく設定し、下流側フィルタの排気ガス流入通
路の上流端における流路面積を該排気ガス流入通路の他
の部分におけるよりも大きく設定した請求項１に記載の
パティキュレートフィルタ。5. The flow passage area at the downstream end of the exhaust gas passage of the upstream filter is set smaller than that at the other portion of the exhaust gas passage, and the flow passage area at the upstream end of the exhaust gas inflow passage of the downstream filter is set. The particulate filter according to claim 1, wherein the filter is set to be larger than the other portions of the exhaust gas inflow passage.
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