JP3130412B2 - ディ−ゼルパティキュレ−トフィルタ - Google Patents
ディ−ゼルパティキュレ−トフィルタInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/01—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust by means of electric or electrostatic separators
-
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- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
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- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/031—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters having means for by-passing filters, e.g. when clogged or during cold engine start
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はディ−ゼルエンジンの排
気ガス中のパティキュレ−トを捕集するディ−ゼルパテ
ィキュレ−トフィルタに関する。
気ガス中のパティキュレ−トを捕集するディ−ゼルパテ
ィキュレ−トフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】ディ−ゼルエンジンの燃焼は断熱圧縮に
よる高温度の空気中に燃料が噴射されるヘトロジニアス
燃焼にて、空気と燃料の混合が均一でなく、このため排
気ガス中には未燃の炭化水素と、カ−ボンの集合による
パティキュレ−トが多く混合されている。
よる高温度の空気中に燃料が噴射されるヘトロジニアス
燃焼にて、空気と燃料の混合が均一でなく、このため排
気ガス中には未燃の炭化水素と、カ−ボンの集合による
パティキュレ−トが多く混合されている。
【０００３】このようなパティキュレ−トの大気への放
出を防ぐために、これを捕集するフィルタとしてハニカ
ム構造のパティキュレ−トフィルタが開発されている。
出を防ぐために、これを捕集するフィルタとしてハニカ
ム構造のパティキュレ−トフィルタが開発されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このようなハニカム型
のフィルタはその構造が複雑であり、捕集して堆積した
パティキュレ−トを焼却するのに手数を要している。
のフィルタはその構造が複雑であり、捕集して堆積した
パティキュレ−トを焼却するのに手数を要している。
【０００５】また、この種のフィルタの通孔径は３０〜
５０μｍ程度であり、この通孔径では排気中のスモ−ク
やパティキュレ−トを９０％以上除去することが可能で
あるが、排気ガスの通過面積を広くしないと排気抵抗が
大になるため、容積の大きいものが必要となる。
５０μｍ程度であり、この通孔径では排気中のスモ−ク
やパティキュレ−トを９０％以上除去することが可能で
あるが、排気ガスの通過面積を広くしないと排気抵抗が
大になるため、容積の大きいものが必要となる。
【０００６】なお、フィルタの通孔径を大にすれば排気
抵抗は小になるものの、捕集効率が低下するという問題
がある。
抵抗は小になるものの、捕集効率が低下するという問題
がある。
【０００７】本発明はこのような従来の問題に鑑みてな
されたもので、その目的はフィルタの通孔径を大にし、
通過した微粒子の集合する特性を利用し、捕集効率のよ
いディ−ゼルパティキュレ−トフィルタを提供しようと
するものである。
されたもので、その目的はフィルタの通孔径を大にし、
通過した微粒子の集合する特性を利用し、捕集効率のよ
いディ−ゼルパティキュレ−トフィルタを提供しようと
するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述の発明の目的を達成
するため、本願の請求項１に係る発明では、多数の通孔
を有する多孔質のフィルタにディーゼルエンジンの排気
ガスを流入させ、該排気ガスに含まれるパティキュレー
トを捕集し焼却するディーゼルパティキュレートフィル
タにおいて、排気ガスの上流で二方に分岐する一方に接
続され、３００μｍ程度の通孔を無数に備えた多孔質セ
ラミックス焼結体からなるフィルタ板を空間を介して間
隔をあけて複数枚積層させたフィルタ素子と、排気ガス
の上流で二方に分岐する他方に接続され、３００μｍ程
度の通孔を無数に備えた多孔質セラミックス焼結体から
なる副フィルタ板を空間を介して間隔をあけて複数枚積
層させ、前記フィルタ素子より小型の副フィルタ素子
と、前記主フィルタ素子と副フィルタ素子の上流にそれ
ぞれ設けられ、これらフィルタ素子に流入する排気ガス
の流入を制御する制御弁手段と、前記主フィルタ素子の
フィルタ板と副フィルタ素子の副フィルタ板に設けら
れ、これらに堆積する堆積物を焼却するヒータコイル手
段と、を具備することを特徴とするディーゼルパティキ
ュレートフィルタが提供される。
するため、本願の請求項１に係る発明では、多数の通孔
を有する多孔質のフィルタにディーゼルエンジンの排気
ガスを流入させ、該排気ガスに含まれるパティキュレー
トを捕集し焼却するディーゼルパティキュレートフィル
タにおいて、排気ガスの上流で二方に分岐する一方に接
続され、３００μｍ程度の通孔を無数に備えた多孔質セ
ラミックス焼結体からなるフィルタ板を空間を介して間
隔をあけて複数枚積層させたフィルタ素子と、排気ガス
の上流で二方に分岐する他方に接続され、３００μｍ程
度の通孔を無数に備えた多孔質セラミックス焼結体から
なる副フィルタ板を空間を介して間隔をあけて複数枚積
層させ、前記フィルタ素子より小型の副フィルタ素子
と、前記主フィルタ素子と副フィルタ素子の上流にそれ
ぞれ設けられ、これらフィルタ素子に流入する排気ガス
の流入を制御する制御弁手段と、前記主フィルタ素子の
フィルタ板と副フィルタ素子の副フィルタ板に設けら
れ、これらに堆積する堆積物を焼却するヒータコイル手
段と、を具備することを特徴とするディーゼルパティキ
ュレートフィルタが提供される。
【０００９】
【作用】比較的に粗目のフィルタ板と空間との層を複数
組設けて排気ガスを流入させるので、フィルタ板の粗目
を通過した微粒子は空間にて帯電により集合して大きな
粒子となり、次段のフィルタ板にて捕集され、この繰返
えしにより効率よくパティキュレ−トが捕集される。
組設けて排気ガスを流入させるので、フィルタ板の粗目
を通過した微粒子は空間にて帯電により集合して大きな
粒子となり、次段のフィルタ板にて捕集され、この繰返
えしにより効率よくパティキュレ−トが捕集される。
【００１０】
【実施例】つぎに本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図１は本発明にかかるディ−ゼルパテ
ィキュレ−トフィルタの一実施例を示す構成図である。
詳細に説明する。図１は本発明にかかるディ−ゼルパテ
ィキュレ−トフィルタの一実施例を示す構成図である。
【００１１】同図における１はフィルタ素子で、耐熱性
のある多孔質のセラミックス焼結体からなり、３００μ
ｍ程度の通孔を無数に備えたフィルタ板１１が空間１２
を隔てて複数枚積層されたもので、各フィルタ板１１に
はヒ−タコイル１３が埋設か、ヒ−タコイルとの接触が
され、互いに直列接続されてその両端には端子１４、１
４が取付けられている。
のある多孔質のセラミックス焼結体からなり、３００μ
ｍ程度の通孔を無数に備えたフィルタ板１１が空間１２
を隔てて複数枚積層されたもので、各フィルタ板１１に
はヒ−タコイル１３が埋設か、ヒ−タコイルとの接触が
され、互いに直列接続されてその両端には端子１４、１
４が取付けられている。
【００１２】１５は耐熱性を有する断熱材であり、フィ
ルタ素子１の外周を覆って主フィルタケ−ス１０との遮
熱を図るもので、該主フィルタケ−ス１０の上流、およ
び下流方向は絞られて、それぞれ上流パイプ１６、下流
パイプ１７を介し、上流口３１、下流口３２に接続され
ている。
ルタ素子１の外周を覆って主フィルタケ−ス１０との遮
熱を図るもので、該主フィルタケ−ス１０の上流、およ
び下流方向は絞られて、それぞれ上流パイプ１６、下流
パイプ１７を介し、上流口３１、下流口３２に接続され
ている。
【００１３】２は副フィルタ素子であり、前記のフィル
タ素子と同様な通孔を有する多孔質のセラミック焼結体
からなり、副フィルタ板２１が空間２２を隔てて複数枚
積層されて形成されている。そして副フィルタ板２１に
は直列接続されたそれぞれのヒ−タコイル２３が埋設
か、接触がなされ、断熱材２５により覆われた副フィル
タ素子２は副フィルタケ−ス２０に収納されてヒ−タコ
イル２３の端子２４、２４が外方に引出されている。な
お、該副フィルタ素子２はフィルタ素子１のフィルタ再
生処理の間に用いるものであり、全体のフィルタシステ
ムの小型化を図るため、フィルタ素子１のサイズの例え
ば３〜５分の１程度のサイズに形成されている。
タ素子と同様な通孔を有する多孔質のセラミック焼結体
からなり、副フィルタ板２１が空間２２を隔てて複数枚
積層されて形成されている。そして副フィルタ板２１に
は直列接続されたそれぞれのヒ−タコイル２３が埋設
か、接触がなされ、断熱材２５により覆われた副フィル
タ素子２は副フィルタケ−ス２０に収納されてヒ−タコ
イル２３の端子２４、２４が外方に引出されている。な
お、該副フィルタ素子２はフィルタ素子１のフィルタ再
生処理の間に用いるものであり、全体のフィルタシステ
ムの小型化を図るため、フィルタ素子１のサイズの例え
ば３〜５分の１程度のサイズに形成されている。
【００１４】１８は流路の制御弁で、フィルタ素子１へ
の流路を開閉するもの、２８は制御弁で上流パイプ１６
から分岐されて副フィルタ素子２に通ずる流路を開閉す
るもので、それぞれアクチュエ−タ１９およびアクチュ
エ−タ２９によって制御弁１８および制御弁２８が開閉
操作され、このような操作の指令はコントロ−ラ４から
発せられるように構成されている。
の流路を開閉するもの、２８は制御弁で上流パイプ１６
から分岐されて副フィルタ素子２に通ずる流路を開閉す
るもので、それぞれアクチュエ−タ１９およびアクチュ
エ−タ２９によって制御弁１８および制御弁２８が開閉
操作され、このような操作の指令はコントロ−ラ４から
発せられるように構成されている。
【００１５】つぎにこのように構成された本実施例の作
動について説明すると、制御弁１８が開弁されてフィル
タ素子１に排気ガスが流入し、フィルタ板１１の通孔が
３００μｍで比較的に粗目のため、パティキュレ−トの
大きい粒子は最初のフィルタ板１１に捕集されるが、気
体成分や微粒子は捕集されずに通過して下流の空間１２
に解放される。
動について説明すると、制御弁１８が開弁されてフィル
タ素子１に排気ガスが流入し、フィルタ板１１の通孔が
３００μｍで比較的に粗目のため、パティキュレ−トの
大きい粒子は最初のフィルタ板１１に捕集されるが、気
体成分や微粒子は捕集されずに通過して下流の空間１２
に解放される。
【００１６】この場合、通過する微粒子は粗目のフィル
タを通る際や他に衝突して静電気を帯び、空間１２では
互いに帯電した微粒子が集合して大きな粒子となり、次
のフィルタ板１１に流入していく。
タを通る際や他に衝突して静電気を帯び、空間１２では
互いに帯電した微粒子が集合して大きな粒子となり、次
のフィルタ板１１に流入していく。
【００１７】ここでの通孔は前記と同様な粗目である
が、帯電により集合して纏まった微粒子は捕集されるこ
とになり、残った微粒子は通過して次の空間１２に解放
されるが、上述のような帯電による集合により大きな粒
子に形成される。
が、帯電により集合して纏まった微粒子は捕集されるこ
とになり、残った微粒子は通過して次の空間１２に解放
されるが、上述のような帯電による集合により大きな粒
子に形成される。
【００１８】このような経過の繰返えしにより、複数段
のフィルタ板１１と空間１２との層を排気ガスが通過す
るため、比較的に粗目のフィルタにより微細な粒子まで
が捕集されることになる。
のフィルタ板１１と空間１２との層を排気ガスが通過す
るため、比較的に粗目のフィルタにより微細な粒子まで
が捕集されることになる。
【００１９】ついで時間の経過により堆積物が増加して
フィルタ素子１の目が詰ると、コントロ−ラ４からの指
令により制御弁１８が閉弁、制御弁２８が開弁されると
ともに、端子１４、１４に通電されてヒ−タコイル１３
が加熱され、フィルタ素子１の温度上昇によって堆積物
が焼却されることになる。
フィルタ素子１の目が詰ると、コントロ−ラ４からの指
令により制御弁１８が閉弁、制御弁２８が開弁されると
ともに、端子１４、１４に通電されてヒ−タコイル１３
が加熱され、フィルタ素子１の温度上昇によって堆積物
が焼却されることになる。
【００２０】以上、本発明を上述の実施例によって説明
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であ
り、これらの変形を本発明の範囲から排除するものでは
ない。
【００２１】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明は、
排気ガスの上流で二方に分岐する一方に接続され、３０
０μｍ程度の通孔を無数に備えた多孔質セラミックス焼
結体からなるフィルタ板を空間を介して間隔をあけて複
数枚積層させたフィルタ素子と、排気ガスの上流で二方
に分岐する他方に接続され、３００μｍ程度の通孔を無
数に備えた多孔質セラミックス焼結体からなる副フィル
タ板を空間を介して間隔をあけて複数枚積層させ、前記
フィルタ素子より小型の副フィルタ素子と、前記主フィ
ルタ素子と副フィルタ素子の上流にそれぞれ設けられ、
これらフィルタ素子に流入する排気ガスの流入を制御す
る制御弁手段と、前記主フィルタ素子のフィルタ板と副
フィルタ素子の副フィルタ板に設けられ、これらに堆積
する堆積物を焼却するヒータコイル手段と、を具備して
いるので、パティキュレートの大きな粒子は捕集されて
微粒子は粗目を通過するが、下流の空間で帯電した微粒
子が集合して大粒子となるため、次段のフィルタ板に捕
集され、この繰り返しによって粗目のフィルタ板と空間
との複数段により効率よく微粒子のパティキュレートま
で捕集できるという発明の効果が得られる。しかも本発
明は、フィルタ素子と副フィルタ素子とが並列に排気ガ
ス通路に挿入された構造であり、副フィルタ素子は、フ
ィルタ素子のフィルタ再生処理の間に用いられるため、
この再生処理中もパティキュレートを副フィルタで捕集
することができ、パティキュレートを常時捕集すること
ができるという本願発明独特の発明の効果も奏する。
排気ガスの上流で二方に分岐する一方に接続され、３０
０μｍ程度の通孔を無数に備えた多孔質セラミックス焼
結体からなるフィルタ板を空間を介して間隔をあけて複
数枚積層させたフィルタ素子と、排気ガスの上流で二方
に分岐する他方に接続され、３００μｍ程度の通孔を無
数に備えた多孔質セラミックス焼結体からなる副フィル
タ板を空間を介して間隔をあけて複数枚積層させ、前記
フィルタ素子より小型の副フィルタ素子と、前記主フィ
ルタ素子と副フィルタ素子の上流にそれぞれ設けられ、
これらフィルタ素子に流入する排気ガスの流入を制御す
る制御弁手段と、前記主フィルタ素子のフィルタ板と副
フィルタ素子の副フィルタ板に設けられ、これらに堆積
する堆積物を焼却するヒータコイル手段と、を具備して
いるので、パティキュレートの大きな粒子は捕集されて
微粒子は粗目を通過するが、下流の空間で帯電した微粒
子が集合して大粒子となるため、次段のフィルタ板に捕
集され、この繰り返しによって粗目のフィルタ板と空間
との複数段により効率よく微粒子のパティキュレートま
で捕集できるという発明の効果が得られる。しかも本発
明は、フィルタ素子と副フィルタ素子とが並列に排気ガ
ス通路に挿入された構造であり、副フィルタ素子は、フ
ィルタ素子のフィルタ再生処理の間に用いられるため、
この再生処理中もパティキュレートを副フィルタで捕集
することができ、パティキュレートを常時捕集すること
ができるという本願発明独特の発明の効果も奏する。
【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。
１、２…フィルタ素子 ４…コントロ−ラ １１、２１…フィルタ板 １２、２２…空間 １３…ヒ−タコイル １８、２８…制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/02 - 3/038
Claims (1)
- 【請求項１】多数の通孔を有する多孔質のフィルタにデ
ィーゼルエンジンの排気ガスを流入させ、該排気ガスに
含まれるパティキュレートを捕集し焼却するディーゼル
パティキュレートフィルタにおいて、 排気ガスの上流で二方に分岐する一方に接続され、３０
０μｍ程度の通孔を無数に備えた多孔質セラミックス焼
結体からなるフィルタ板を空間を介して間隔をあけて複
数枚積層させたフィルタ素子と、 排気ガスの上流で二方に分岐する他方に接続され、３０
０μｍ程度の通孔を無数に備えた多孔質セラミックス焼
結体からなる副フィルタ板を空間を介して間隔をあけて
複数枚積層させ、前記フィルタ素子より小型の副フィル
タ素子と、 前記主フィルタ素子と副フィルタ素子の上流にそれぞれ
設けられ、これらフィルタ素子に流入する排気ガスの流
入を制御する制御弁手段と、 前記主フィルタ素子のフィルタ板と副フィルタ素子の副
フィルタ板に設けられ、これらに堆積する堆積物を焼却
するヒータコイル手段と、 を具備することを特徴とするディーゼルパティキュレー
トフィルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05212335A JP3130412B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ディ−ゼルパティキュレ−トフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05212335A JP3130412B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ディ−ゼルパティキュレ−トフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0749020A JPH0749020A (ja) | 1995-02-21 |
| JP3130412B2 true JP3130412B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=16620840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05212335A Expired - Fee Related JP3130412B2 (ja) | 1993-08-04 | 1993-08-04 | ディ−ゼルパティキュレ−トフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3130412B2 (ja) |
-
1993
- 1993-08-04 JP JP05212335A patent/JP3130412B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0749020A (ja) | 1995-02-21 |
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