JPH0122449B2 - - Google Patents

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JPH0122449B2
JPH0122449B2 JP56106534A JP10653481A JPH0122449B2 JP H0122449 B2 JPH0122449 B2 JP H0122449B2 JP 56106534 A JP56106534 A JP 56106534A JP 10653481 A JP10653481 A JP 10653481A JP H0122449 B2 JPH0122449 B2 JP H0122449B2
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JP
Japan
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filter
exhaust gas
particulates
resistors
heat generating
Prior art date
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Expired
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JP56106534A
Other languages
English (en)
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JPS588219A (ja
Inventor
Seiji Kawaguchi
Etsuji Nomura
Takeshi Fukazawa
Shunzo Yamaguchi
Kyohiko Ooishi
Kyoshi Obata
Katsuhiko Motosugi
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
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp, NipponDenso Co Ltd filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP56106534A priority Critical patent/JPS588219A/ja
Publication of JPS588219A publication Critical patent/JPS588219A/ja
Publication of JPH0122449B2 publication Critical patent/JPH0122449B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、デイーゼルエンジンの排気ガス中
に含まれる微粒子、特に炭素を主体とするパテイ
キユレートを捕集して排気ガスを浄化する排気ガ
ス中の微粒子捕集浄化装置に関する。
デイーゼルエンジンからの排気中には、特に炭
素を主体とする微粒子状のパテイキユレートが含
まれるもので、このパテイキユレートを捕集して
浄化した後に、大気中に排出する必要がある。こ
のため、デイーゼルエンジンの排気ガス通路に
は、これら微粒子を捕集する浄化装置が設けられ
るもので、この浄化装置としては、セラミツク製
のハニカム構造体、あるいは発泡構造体よりなる
フイルタを用いることが考えられている。
しかし、このような微粒子を捕集する浄化装置
を、デイーゼルエンジンの排気ガスの通路中に設
けて長期間使用した場合、排気ガス中の微粒子が
つまり、排気通路の抵抗が増大してエンジンの出
力抵下をまねく。このような現象を防止するため
には、バーナを用いて捕集された微粒子を燃焼浄
化することが考えられている。しかしながら、バ
ーナシステムとしては、燃料供給装置、点火装置
等の高価で且つ大型化するデバイスが必要であ
り、必然的にコストアツプの原因となる。また、
排気系に対して燃料を導くようになるものである
ため、火炎等の事故の発生のおそれが多いもので
あり、さらに燃料系統を定期的に保守する必要も
ある。
この発明は上記のような点に鑑みなされたもの
で、デイーゼルエンジンからの排気中に含まれる
微粒子を捕集すると共に、これを安全且つ確実に
して小型簡易化して構成し、浄化率も高くし且つ
フイルタの再生も容易なものとする排気ガス中の
微粒子捕集浄化装置を提供しようとするものであ
る。
すなわち、この発明に係る排気ガス中の微粒子
捕集浄化装置にあつては、排気ガス中の微粒子を
捕集するフイルタの、上記ガス流の上流側の面に
複数の面積部分に分割し、この分割された各面積
部分にそれぞれ独立して加熱制御されるようにな
る複数の発熱抵抗体を配置設定するものであり、
また上記フイルタの外周部分に対応して碍子を配
置設定し、上記発熱抵抗体のそれぞれ一端部は上
記碍子部分に集合され、この碍子部から加熱電源
に接続されるようにし、上記複数の発熱抵抗体
は、順次通電加熱制御れるようにしたものであ
る。
以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。第1図および第2図はその構成を示したも
ので、例えば断面だ円状の長円筒状のケース11
を備え、このケース11は例えばステンレスで構
成される。このステンレス製ケース11の内側面
には、断熱層12が形成され、その内部にコージ
ライト質の多孔質性発泡セラミツクでなるフイル
タ13が充填されている。すなわち、このフイル
タ13部で矢印14で示す方向の排気ガス中に含
まれる微粒子を捕集するもので、このセラミツク
フイルタ13のガス流の上流側表面部に、発熱抵
抗体15が設定される。
この発熱抵抗体15は、例えば第3図に示すよ
うに、コイル状に巻かれたニクロム線等の抵抗線
で構成される。また、ニクロム線にかわり、0.3φ
〜2.0φのFe−Cr線、カンタル線、W線等を用い
るようにしてもよく、また第4図に示すようにコ
イル状に巻かれた抵抗線ではなく、成形、焼成さ
れた炭化硅素によつて構成するようにしてもよ
い。
上記ケース11の上流側の短径部には、両端を
ケース11上に溶接した板状の接地電極16が設
けられ、また長径部両側には、それぞれ碍子ケー
ス17a,17bで保持される碍子18a,18
bが設けられる。この碍子18a,18bそれぞ
れに対接するフイルタ13部には、それぞれ凹欠
部19a,19bが形成され、碍子18a,18
bそれぞれで4個の電極20a〜20dおよび2
0e〜20hを保持し、その一端をケース11の
外部に導出してなる。
また、セラミツクフイルタ13の上流側表面に
は、凹欠部19a,19bそれぞれと接地電極1
6との間を結び、それぞれフイルタ13の上流側
表面を分割するようにして、蛇行するようにそれ
ぞれ4本の溝構造体21a〜21dおよび21e
および21hを形成し、この溝構造体21a〜2
1hそれぞれに独立した発熱抵抗体15a〜15
hが埋設設定される。そして、この抵抗体15a
〜15hの一端は接地電極16に溶接等で接続さ
れ、他端は凹欠部19a,19bそれぞれに導出
される電極20a〜20dおよび20e〜20h
にそれぞれ接続される。そして、このように発熱
抵抗体15a〜15hを埋設したフイルタ13の
上流側は、通気性、断熱性を有するセラミツク製
のハニカム構造体22が圧着され、抵抗体15a
〜15hを固定保持するようにされる。
この場合、第5図に示すようにセラミツクフイ
ルタ13に形成される溝構造体21a,21b…
……の溝部の高さより、これに埋設される抵抗体
15a,15b………の径を少し大き目にして、
上からハニカム構造体22で押え付けるようにす
ると、発熱抵抗体15a,15b………とフイル
タ13とが確実に密着し、抵抗体15a,15b
………による熱が効果的にフイルタ13に伝達さ
れ、熱損失が効果的に防ぐことができる。
23はフイルタ13を固定するステンレス製の
ワイヤネツトであり、断熱層12は発熱抵抗体1
5に対応して設定する固定部材として作用され、
例えばグラスウール、石綿によつて構成すればよ
い。すなわち、発熱抵抗体15の外周部さらに上
流側は、断熱層12およびハニカム構造体22で
覆うように構成されている。
ここで、セラミツクフイルタ13の上流側表面
には、それぞれ電極20a〜20hそれぞれと接
地電極16との間に独立的に接続される8組の発
熱抵抗体15a〜15hが埋設設定されるもので
あるが、これら抵抗体15a〜15hそれぞれ
は、フイルタ13の上流側表面の面積をそれぞれ
分割して分担する状態に設定されている。そし
て、特に図では説明してないが、これら発熱抵抗
体15a〜15hそれぞれに対しては、電極20
a〜20hそれぞれを介して順次加熱用電源を供
給し、上記分担されたフイルタ13の上流表面部
を順次加熱させるように制御するものである。
すなわち、このような構成の浄化装置にあつて
は、フイルタ13の上流側表面の各分割された面
積範囲を、発熱抵抗体15a〜15hそれぞれで
加熱し、フイルタ13に捕集される微粒子を燃焼
浄化させる構造となるものあり、特にこの複数の
発熱抵抗体15a〜15hに対しては、順次加熱
電源が供給されるようになるものである。したが
つて、微粒子を燃焼し、フイルタ機能を再生する
ために要する電気エネルギーも小さなもので済む
ものであり、またこの再生している部分もその再
生中に排気ガス中から微粒子を捕集し続ける状態
となる。このため、微粒子の補集機能、フイルタ
の再生機能も高能率化することができ、フイルタ
部を小型化するために大きな効果を発揮すること
ができる。
なお、上記実施例では、発熱抵抗体の数を8個
として示したが、この抵抗体の数は、ある程度多
い程電気エネルギーを効率的に使用できるもので
ある。しかし、実際にはその数をあまり増加する
と、その各発熱抵抗体に対する電極の取り回りが
複雑となり、実際には3〜12個程度が適当であろ
う。また、発熱抵抗体に対する通電制御は、エン
ジンが充分暖機し、排気ガス温度が上昇した条件
で行なうと、電気エネルギーの節約の点から好ま
しい。
その他、実施例ではこの浄化装置の外形を断面
だ円形状の筒体として示し、また、この断面だ円
形の長径部から電極を取り出すようにして示し
た。このようにすると、アセンブリの形状が薄く
なり、車輛に取り付ける際に、その収容容積を容
易に設定することができる特徴を発揮する。しか
し、このような形状は特に上記実施例に限定され
るものではないことはもちろんである。
また、上記実施例では、セラミツクフイルタ1
3の上流側表面に溝構造体を形成し、この溝構造
体に対して発熱抵抗体を埋設するようにして示し
た。しかし、この発熱抵抗体は、フイルタ13の
上流側表面部に対接して固定接定されるようにす
ればよいものであり、特にフイルタ13の表面に
溝構造体を形成する必要はない。
第6図は、この発明の他の実施例を示すもの
で、フイルタ13の上流側表面に圧接する状態で
設けられるハニカム構造体22に対して、発熱抵
抗体15a,15b………それぞれを収納固定す
る溝構造体を形成する。また、このように設定さ
れる発熱抵抗体15a,15b………それぞれか
らの端子取り出しは、フイルタ13の中心部に断
熱層23を介して形成した透孔24を通して行な
うと効果的である。すなわち、各発熱抵抗体15
a,15b………それぞれに接続される端子線2
5a,25b………を、互に電気的に絶縁した状
態で、透孔24から取り出すものである。
以上のようにこの発明によれば、デイーゼルエ
ンジンからの排気中に含まれる微粒子、いわゆる
パテイキユレートはフイルタ部で捕集されると共
に、この捕集されたパテイキユレートは、各面積
分担されて設定された発熱抵抗体によつて、順次
効率的に且つ小電気エネルギーのもとに燃焼され
浄化される。この場合、この浄化装置部に対し
て、燃料等を供給する必要のないものであるた
め、構造的に非常に簡略化したものとすることが
できるばかりか、火炎等の事故の発生のおそれも
ないものであり、効率的であるばかりか、安全性
に非常に優れた排気ガスに対する浄化装置とする
ことができる。
この場合、実施例に示したようにフイルタに対
してハニカム構造体を組み合わせ使用することに
よつて、通気性を保ちながら、断熱性を有し、発
熱抵抗体による発生熱の輻射熱損失を効果的に防
止することができ、効率的にパテイキユレートを
燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例に係る浄化装置の
一部切挽いて示す正面図、第2図は第1図の−
線断面図、第3図および第4図はそれぞれ上記
装置に使用される発熱抵抗体の例を示す図、第5
図はフイルタに対する発熱抵抗体の取り付部を説
明する断面図、第6図はこの発明の他の実施例を
説明する一部を切欠いて示した図である。 11……フレーム、12……断熱層、13……
セラミツク発泡フイルタ、15,15a,15b
……発熱抵抗体、16……接地電極、18a,1
8b……碍子、20a〜20h……電極、21
a,21b……溝構造体、22……ハニカム構造
体。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一方の開口部からエンジンの排気ガスが導入
    され、他方の開口部から上記排気ガスが導出され
    るようにした筒状のフレームと、 この筒状のフレーム内に設置されて上記排気ガ
    スを通過させ、このガス中の微粒子を捕集するよ
    うになるフイルタと、 このフイルタの上記通過する排気ガスの上流側
    に設定され、上記フイルタの上記排気ガスの上流
    側の面をそれぞれ部分的に加熱するようにした複
    数組の発熱抵抗体と、 上記フレーム部分に対応して、上記フイルタの
    外周端部分に位置して設定された碍子と、 上記複数の発熱抵抗体それぞれの少なくとも一
    方の端部は、上記碍子部分に集合されるように配
    置設定し、上記複数の発熱抵抗体は、順次電気的
    に発熱制御されるようにしたことを特徴とする排
    気ガス中の微粒子捕集浄化装置。
JP56106534A 1981-07-08 1981-07-08 排気ガス中の微粒子捕集浄化装置 Granted JPS588219A (ja)

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JPS588219A JPS588219A (ja) 1983-01-18
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Families Citing this family (6)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS588218A (ja) * 1981-07-07 1983-01-18 Toyota Motor Corp デイ−ゼルエンジンの排気微粒子浄化装置

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JPS588219A (ja) 1983-01-18

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