JPH0123648B2 - - Google Patents
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- JPH0123648B2 JPH0123648B2 JP59233852A JP23385284A JPH0123648B2 JP H0123648 B2 JPH0123648 B2 JP H0123648B2 JP 59233852 A JP59233852 A JP 59233852A JP 23385284 A JP23385284 A JP 23385284A JP H0123648 B2 JPH0123648 B2 JP H0123648B2
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- JP
- Japan
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- trapper
- electric resistance
- exhaust smoke
- heater
- heaters
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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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- 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
- F01N3/032—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 during filter regeneration only
-
- 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
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
- F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more purifying devices arranged in parallel
- F01N13/017—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more purifying devices arranged in parallel the purifying devices are arranged in a single housing
-
- 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
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- 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
- F01N3/023—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/027—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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
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- 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
- F01N2330/00—Structure of catalyst support or particle filter
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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】
〔本発明の利用技術分野〕
本発明は内燃機関、例えば、デイーゼルエンジ
ン等の排気吐煙に含まれる煤等の粒子（以下、パ
テイキユレートと称す）を捕集焼却するための装
置に関するものである。
ン等の排気吐煙に含まれる煤等の粒子（以下、パ
テイキユレートと称す）を捕集焼却するための装
置に関するものである。
従来、パテイキユレートの除去方法として、デ
イーゼルエンジンの排気系統にセラミツクフオー
ム等のセラミツク多孔質体からなるトラツパを主
要素とする捕集装置を介装し、トラツパによつて
パテイキユレートを付着して捕集する方法が知ら
れている。このようなパテイキユレートの捕集装
置においては、トラツパへのパテイキユレートの
付着量が増加するに従い、排気系統における圧力
損失が増大し、エンジンの出力低下をまねく。こ
のため、例えば車両においては数百キロメートル
走行毎にトラツパを再生する必要がある。
イーゼルエンジンの排気系統にセラミツクフオー
ム等のセラミツク多孔質体からなるトラツパを主
要素とする捕集装置を介装し、トラツパによつて
パテイキユレートを付着して捕集する方法が知ら
れている。このようなパテイキユレートの捕集装
置においては、トラツパへのパテイキユレートの
付着量が増加するに従い、排気系統における圧力
損失が増大し、エンジンの出力低下をまねく。こ
のため、例えば車両においては数百キロメートル
走行毎にトラツパを再生する必要がある。
このようなトラツパの再生には、従来より補助
バーナ装置により、トラツパに付着しているパテ
イキユレートを焼却処理する方法が知られている
が、内燃機関の排気系統に補助バーナ装置を介装
することは望ましくない。
バーナ装置により、トラツパに付着しているパテ
イキユレートを焼却処理する方法が知られている
が、内燃機関の排気系統に補助バーナ装置を介装
することは望ましくない。
一方電気ヒータを用いてトラツパの排気ガス導
入側の端面のみをパテイキユレートの燃焼温度ま
で加熱し、燃焼用二次空気を導入してトラツパに
付着しているパテイキユレートを燃焼せしめ、か
つその際生成する燃焼熱により順次トラツパの他
端面まで燃焼を伝播させることにより、トラツパ
を再生することが知られている。この電気ヒータ
を用いる方式においては、トラツパの導入側の端
面をパテイキユレートの燃焼温度（600℃強）ま
で加熱するために要する着火用ヒータの消費電力
が２〜３キロワツト必要であり、最大供給可能電
力からみて実用には大きな困難を伴う。
入側の端面のみをパテイキユレートの燃焼温度ま
で加熱し、燃焼用二次空気を導入してトラツパに
付着しているパテイキユレートを燃焼せしめ、か
つその際生成する燃焼熱により順次トラツパの他
端面まで燃焼を伝播させることにより、トラツパ
を再生することが知られている。この電気ヒータ
を用いる方式においては、トラツパの導入側の端
面をパテイキユレートの燃焼温度（600℃強）ま
で加熱するために要する着火用ヒータの消費電力
が２〜３キロワツト必要であり、最大供給可能電
力からみて実用には大きな困難を伴う。
この発明は上記着火用ヒータの消費電力を削減
するためになされたものである。
するためになされたものである。
本発明の排気吐煙中の煤を捕集する装置は、内
燃機関排気吐煙の導入口と導出口を有するケーシ
ングと、このケーシング内で導入口と導出口の間
に介在し、排気吐煙中の粒子を捕集する多孔質状
で耐熱性のトラツパと、導入口に面したトラツパ
の表面またはその近くに設けられた着火装置とよ
りなるものであり、着火装置は、トラツパ１個当
り複数個の電気抵抗式ヒータを分散して配置して
なり、該複数個の電気抵抗式ヒータは、個単位あ
るいは群単位で他の個あるいは群と独立して通電
可能としてなることを特徴とするものである。
燃機関排気吐煙の導入口と導出口を有するケーシ
ングと、このケーシング内で導入口と導出口の間
に介在し、排気吐煙中の粒子を捕集する多孔質状
で耐熱性のトラツパと、導入口に面したトラツパ
の表面またはその近くに設けられた着火装置とよ
りなるものであり、着火装置は、トラツパ１個当
り複数個の電気抵抗式ヒータを分散して配置して
なり、該複数個の電気抵抗式ヒータは、個単位あ
るいは群単位で他の個あるいは群と独立して通電
可能としてなることを特徴とするものである。
本発明の捕集装置のケーシングのおよびトラツ
パは従来公知の捕集装置のケーシングおよびトラ
ツパをそのまま使用することができる。すなわ
ち、ケーシングとしては単筒式のものでも２つ以
上の独立したトラツパをもつ複筒式のものでもよ
い。またケーシングは排気吐煙の導入口と導出口
を具備するもので、トラツパの保持体となるもの
であればよく、形状その他によつて制約されな
い。好ましくは従来の捕集装置のケーシングと同
様に、円筒状のように単純な形状のものが好まし
い。ケーシングの材質としては排気吐煙に対して
ある程度の耐食性を有し、製作容易で取り扱いや
すい、鋼等が実際的である。しかし、これに限る
ものではない。
パは従来公知の捕集装置のケーシングおよびトラ
ツパをそのまま使用することができる。すなわ
ち、ケーシングとしては単筒式のものでも２つ以
上の独立したトラツパをもつ複筒式のものでもよ
い。またケーシングは排気吐煙の導入口と導出口
を具備するもので、トラツパの保持体となるもの
であればよく、形状その他によつて制約されな
い。好ましくは従来の捕集装置のケーシングと同
様に、円筒状のように単純な形状のものが好まし
い。ケーシングの材質としては排気吐煙に対して
ある程度の耐食性を有し、製作容易で取り扱いや
すい、鋼等が実際的である。しかし、これに限る
ものではない。
トラツパは多数の複雑な貫通孔を具備したもの
で、排気吐煙が貫通孔を通る間に、吐煙中のパテ
イキユレートが孔の壁面に衝突し、そこに捕集さ
れるものである。かかるトラツパとしては連通し
たアワ状の孔をもつセラミツクフオームがある。
また直線状の多数の貫通孔をもつセラミツクハニ
カムも知られている。また、トラツパとしてはセ
ラミツク繊維を集積、編製、織製したものでもよ
い。
で、排気吐煙が貫通孔を通る間に、吐煙中のパテ
イキユレートが孔の壁面に衝突し、そこに捕集さ
れるものである。かかるトラツパとしては連通し
たアワ状の孔をもつセラミツクフオームがある。
また直線状の多数の貫通孔をもつセラミツクハニ
カムも知られている。また、トラツパとしてはセ
ラミツク繊維を集積、編製、織製したものでもよ
い。
さらに、ステンレス等の線材にセラミツクスを
被覆したものでもよい。これらは隣接する繊維の
隙間が連続した孔となる。また、耐火性があれ
ば、特にセラミツクに限られることはない。
被覆したものでもよい。これらは隣接する繊維の
隙間が連続した孔となる。また、耐火性があれ
ば、特にセラミツクに限られることはない。
トラツパは、気孔率が60〜85％、気孔の平均直
径が２〜４mmの範囲にあるものが好ましい。この
場合には排気吐煙中の煤を効率よく捕集でき排気
ガス圧力の損失も生じにくい。
径が２〜４mmの範囲にあるものが好ましい。この
場合には排気吐煙中の煤を効率よく捕集でき排気
ガス圧力の損失も生じにくい。
着火装置は、トラツパに捕集された煤等の粒子
に点火するものである。本発明では、着火装置は
複数個の電気抵抗式ヒータから構成する。各ヒー
タは排気吐煙の導入口に面した側のトラツパ表面
に接して、あるいはその表面部に分散して埋設さ
れる。電気抵抗式ヒータは、ニクロム線のような
電気抵抗線を渦巻状に曲げたものあるいはジグザ
グ状に折り曲げ、隙間のある二次元状の加熱部を
有するものである。一本の電気抵抗線で一個のヒ
ータを構成してもよいし、複数個のヒータを構成
してもよい。また、トラツパの表面に焼付け等で
一体的に固着形成した電気抵抗線で構成したもの
でもよい。
に点火するものである。本発明では、着火装置は
複数個の電気抵抗式ヒータから構成する。各ヒー
タは排気吐煙の導入口に面した側のトラツパ表面
に接して、あるいはその表面部に分散して埋設さ
れる。電気抵抗式ヒータは、ニクロム線のような
電気抵抗線を渦巻状に曲げたものあるいはジグザ
グ状に折り曲げ、隙間のある二次元状の加熱部を
有するものである。一本の電気抵抗線で一個のヒ
ータを構成してもよいし、複数個のヒータを構成
してもよい。また、トラツパの表面に焼付け等で
一体的に固着形成した電気抵抗線で構成したもの
でもよい。
加熱部の大きさは、電力の増加がゆるされる場
合には、大きな加熱面積とすることができる。排
気吐煙の流れる方向に対するヒータの大きさは特
に限定されない。なお、ヒータ自体排気吐煙中の
煤等の捕集体となるものが好ましい。これは捕集
された煤等により着火が容易になるためである。
合には、大きな加熱面積とすることができる。排
気吐煙の流れる方向に対するヒータの大きさは特
に限定されない。なお、ヒータ自体排気吐煙中の
煤等の捕集体となるものが好ましい。これは捕集
された煤等により着火が容易になるためである。
しかし、通常の自動車用デイーゼルエンジンに
取付ける煤の捕集装置の場合には、加熱部の大き
さは、排気吐煙の、導入口に面したトラツパの表
面と平行な面上（排気吐煙の流れる方向と垂直な
面上）で0.2〜３cm2の面積を有するものが好まし
い。0.2cm2以下では着火が困難となる場合がある
加熱面積は大きくてもよいが３cm2をこえる場合に
は加熱面積が増加することによる電力の増加に対
して、得られる利益、例えば安定着火の効率ある
いは排気吐煙の流れと垂直な方向への燃焼伝播の
増加率が落ちる。
取付ける煤の捕集装置の場合には、加熱部の大き
さは、排気吐煙の、導入口に面したトラツパの表
面と平行な面上（排気吐煙の流れる方向と垂直な
面上）で0.2〜３cm2の面積を有するものが好まし
い。0.2cm2以下では着火が困難となる場合がある
加熱面積は大きくてもよいが３cm2をこえる場合に
は加熱面積が増加することによる電力の増加に対
して、得られる利益、例えば安定着火の効率ある
いは排気吐煙の流れと垂直な方向への燃焼伝播の
増加率が落ちる。
各ヒータは、相互に独立してトラツパの表面に
接して、あるいは表面部に埋設して配置されるの
が好ましい。こうすると、各ヒータに電力が集中
し、小さな電力で局部的な高温部を複数個作るこ
とができるので、各ヒータの位置において煤への
点火が容易になる。
接して、あるいは表面部に埋設して配置されるの
が好ましい。こうすると、各ヒータに電力が集中
し、小さな電力で局部的な高温部を複数個作るこ
とができるので、各ヒータの位置において煤への
点火が容易になる。
なお、着火したトラツパの垂直方向への燃焼伝
播速度はその時の排気ガスの流速と大きな相関が
ある。発明者等は実験で、排気ガスの代わりに二
次空気を用い、空間速度が約0.35ｍ／秒と遅い場
合には、トラツパに付着した煤等の燃焼は空気の
流れと垂直方向にも進行することを確認してい
る。なお、煤等の付着量が多い場合にはさらに垂
直方向への燃焼伝播速度が増大することが期待で
きる。
播速度はその時の排気ガスの流速と大きな相関が
ある。発明者等は実験で、排気ガスの代わりに二
次空気を用い、空間速度が約0.35ｍ／秒と遅い場
合には、トラツパに付着した煤等の燃焼は空気の
流れと垂直方向にも進行することを確認してい
る。なお、煤等の付着量が多い場合にはさらに垂
直方向への燃焼伝播速度が増大することが期待で
きる。
複数個のヒータは、分散して配置する。これ
は、ヒータの総面積を小さくして、所要電力を小
さくすると同時に、ヒータの間隙である非着火部
位については燃焼伝播によつて再生させるためで
ある。また上記ヒータの分散配置の形態として
は、煤の燃焼伝播を効率的に行いトラツパ全体に
付着した煤を燃焼させることができる配置がよ
く、例えば、実施例の第１図のごとく円板状に成
形したヒータを均一に配置する他、方形に成形し
たヒータを等間隔に並べる、或いは扇状に成形し
たヒータを等間隔に並べるなどの形態が可能であ
る。分散したヒータの間隔は、非着火部位が燃焼
伝播によつて効率よく再生されるように均一とす
るのが望ましい。
は、ヒータの総面積を小さくして、所要電力を小
さくすると同時に、ヒータの間隙である非着火部
位については燃焼伝播によつて再生させるためで
ある。また上記ヒータの分散配置の形態として
は、煤の燃焼伝播を効率的に行いトラツパ全体に
付着した煤を燃焼させることができる配置がよ
く、例えば、実施例の第１図のごとく円板状に成
形したヒータを均一に配置する他、方形に成形し
たヒータを等間隔に並べる、或いは扇状に成形し
たヒータを等間隔に並べるなどの形態が可能であ
る。分散したヒータの間隔は、非着火部位が燃焼
伝播によつて効率よく再生されるように均一とす
るのが望ましい。
また、上記間隔は第１０図および第１１図から
明らかなように狭い程非着火部位への燃焼伝播が
広い流速範囲で起こるためトラツパ全体が確実に
再生される。しかし、あまり狭くすると着火部位
の総面積が大きくなるので着火電力削減効果が小
さくなる。
明らかなように狭い程非着火部位への燃焼伝播が
広い流速範囲で起こるためトラツパ全体が確実に
再生される。しかし、あまり狭くすると着火部位
の総面積が大きくなるので着火電力削減効果が小
さくなる。
着火時、トラツパに付着した煤の量、排気ガス
の流量、温度等を十分に管理できる場合にはヒー
タ間の間隔を大きくとることができる。実際上は
0.5cm〜５cmの間隔をとるのが好ましい。
の流量、温度等を十分に管理できる場合にはヒー
タ間の間隔を大きくとることができる。実際上は
0.5cm〜５cmの間隔をとるのが好ましい。
ヒータの通電による加熱は１個づつ順番に加熱
するのが最大電力を下げるためには好ましい。し
かし、全てのヒータを通電するのに長時間を必要
とするため、ヒータを群に分け群ごとに順番に加
熱したり、時には全てのヒータを一度に加熱する
こともできる。例えば、一本の電気抵抗線により
複数個のヒータを構成し、これらのヒータを一つ
の群としてもよい。
するのが最大電力を下げるためには好ましい。し
かし、全てのヒータを通電するのに長時間を必要
とするため、ヒータを群に分け群ごとに順番に加
熱したり、時には全てのヒータを一度に加熱する
こともできる。例えば、一本の電気抵抗線により
複数個のヒータを構成し、これらのヒータを一つ
の群としてもよい。
ヒータはトラツパに直接固着することもできる
が、ヒータは保持体に固着し、トラツパに押しつ
けることもできる。この場合保持体にはバネ等の
弾性体で押圧し一定の力が保持体、トラツパにか
かるようにする。
が、ヒータは保持体に固着し、トラツパに押しつ
けることもできる。この場合保持体にはバネ等の
弾性体で押圧し一定の力が保持体、トラツパにか
かるようにする。
以上のように構成した捕集装置を、煤を含む排
気吐煙を出す設備、例えばデイーゼルエンジン、
に取り付け、排気吐煙を導く。吐煙中の煤がトラ
ツパに捕集され、適量捕集されたところで、ヒー
タに通電することにより、複数点で着火される。
すると、排気ガスの作用も加わり、トラツパに付
着した煤が順次燃焼し、トラツパが再生される。
気吐煙を出す設備、例えばデイーゼルエンジン、
に取り付け、排気吐煙を導く。吐煙中の煤がトラ
ツパに捕集され、適量捕集されたところで、ヒー
タに通電することにより、複数点で着火される。
すると、排気ガスの作用も加わり、トラツパに付
着した煤が順次燃焼し、トラツパが再生される。
複数個の電気抵抗式ヒータをトラツパの排気ガ
ス導入側の端面、あるいはその近くに分散して配
置しているので該端面に着火させる部位と着火さ
せない部位とを形成し、着火させない部位は燃焼
伝播によつて、燃焼させている。従つて燃焼伝播
によつて燃焼できる部位にはヒータを配置する必
要がない。更に、複数個のヒータは、個または群
ごとに独立して通電可能であるので、ヒータの通
電を１個または１群づつ順番に行うことにより燃
焼伝播を利用して効率的に煤を燃焼させることが
でき、最大電力を下げることができる。
ス導入側の端面、あるいはその近くに分散して配
置しているので該端面に着火させる部位と着火さ
せない部位とを形成し、着火させない部位は燃焼
伝播によつて、燃焼させている。従つて燃焼伝播
によつて燃焼できる部位にはヒータを配置する必
要がない。更に、複数個のヒータは、個または群
ごとに独立して通電可能であるので、ヒータの通
電を１個または１群づつ順番に行うことにより燃
焼伝播を利用して効率的に煤を燃焼させることが
でき、最大電力を下げることができる。
従つて、本発明では、着火面積を小さくして着
火用電力を局部的に集中せしめたので、着火を確
実にするとともに、ヒータの消費電力を低減させ
ることができる。
火用電力を局部的に集中せしめたので、着火を確
実にするとともに、ヒータの消費電力を低減させ
ることができる。
また、本発明の装置は、車載用デイーゼルエン
ジンの煤捕集装置のように、同時に供給できる電
力に制限があり、かつその電力が小さい装置に適
用する場合に特に効果が大きい。
ジンの煤捕集装置のように、同時に供給できる電
力に制限があり、かつその電力が小さい装置に適
用する場合に特に効果が大きい。
以下、実施例を示して説明する。
実施例 １
第１実施例を第１図〜第４図に示す。この内燃
機関排気吐煙の捕集装置は独立した２つのトラツ
パを有する２筒式のもので、この装置は、中央に
２個の円筒状の中央管１２と、その両端に各々位
置する蓋１１，１３よりなるケーシング１と、ケ
ーシング１の中央管１２内に収納されたトラツパ
２、トラツパの一端面に設けられた着火装置３を
主要構成部材とする。ケーシング１は鋼板製で、
蓋１１，１３は各々中央先端に開口を有し、他端
は２個のメガネ状開口を有する。蓋１１の中央先
端の開口は排気吐煙の導入口１１１となり、蓋１
３の中央先端の開口は排気吐煙の導出口１３１と
なる。蓋１１の内部中央は分離壁１１２で内部空
間が２つに分けられ、分離壁１１２の先端には弁
１１３が枢支され弁１１３を上下に回動させるこ
とにより２つの内部空間の１つを閉じる。この弁
１１３により導入口１１１より入る排気吐煙はい
ずれかの内部空間に送られる。中央管１２には外
径94mm高さ70mmのコージライト質のセラミツクフ
オームよりなるトラツパ２が２個挿入されてい
る。なおトラツパ２の外周面と中央管１２の内壁
面の間には無機繊維質の断熱材２１が収納されて
いる。着火装置３は、線径0.5mmのニクロム線を
折り曲げて作つた（第２図）ヒータ３１と円盤状
で軸と平行にまつすぐな貫通孔を有するセラミツ
クハニカム製の保持体３２および蓋１１の側部に
固定された端子３３よりなる。ヒータ３１で作ら
れる円の面積は約１cm2であり、この面積が加熱面
積となる。１本のニクロム線で連接した３個のヒ
ータ３１が作られ１群をなす。１個のトラツパ２
には４群合計12個のヒータ３１が設けられてい
る。各群のヒータ３１のニクロム線の両端は保持
体３２の貫通孔を通り、保持体３２の反対側に伸
び各端子３３に結線されている。保持体３２はヒ
ータ３１とトラツパ２が当接するように中央管１
２に挿入され、最後にリング状のバネ３４が挿入
される。このバネ３４はその一部を第４図に示す
ように外側の円周端が片持ち梁３４１となり、こ
れら梁３４１が一方に折り曲がりバネ作用を奏す
る。この装置では、これらの梁３４１の先端が蓋
１１の一端に押さえられ、その反作用で保持体３
２をトラツパ２に押しつける。ヒータ３１はトラ
ツパ２と保持体３２の間に挾持されることにな
る。他方のトラツパ２と着火装置３も同じ構造を
持つ。
機関排気吐煙の捕集装置は独立した２つのトラツ
パを有する２筒式のもので、この装置は、中央に
２個の円筒状の中央管１２と、その両端に各々位
置する蓋１１，１３よりなるケーシング１と、ケ
ーシング１の中央管１２内に収納されたトラツパ
２、トラツパの一端面に設けられた着火装置３を
主要構成部材とする。ケーシング１は鋼板製で、
蓋１１，１３は各々中央先端に開口を有し、他端
は２個のメガネ状開口を有する。蓋１１の中央先
端の開口は排気吐煙の導入口１１１となり、蓋１
３の中央先端の開口は排気吐煙の導出口１３１と
なる。蓋１１の内部中央は分離壁１１２で内部空
間が２つに分けられ、分離壁１１２の先端には弁
１１３が枢支され弁１１３を上下に回動させるこ
とにより２つの内部空間の１つを閉じる。この弁
１１３により導入口１１１より入る排気吐煙はい
ずれかの内部空間に送られる。中央管１２には外
径94mm高さ70mmのコージライト質のセラミツクフ
オームよりなるトラツパ２が２個挿入されてい
る。なおトラツパ２の外周面と中央管１２の内壁
面の間には無機繊維質の断熱材２１が収納されて
いる。着火装置３は、線径0.5mmのニクロム線を
折り曲げて作つた（第２図）ヒータ３１と円盤状
で軸と平行にまつすぐな貫通孔を有するセラミツ
クハニカム製の保持体３２および蓋１１の側部に
固定された端子３３よりなる。ヒータ３１で作ら
れる円の面積は約１cm2であり、この面積が加熱面
積となる。１本のニクロム線で連接した３個のヒ
ータ３１が作られ１群をなす。１個のトラツパ２
には４群合計12個のヒータ３１が設けられてい
る。各群のヒータ３１のニクロム線の両端は保持
体３２の貫通孔を通り、保持体３２の反対側に伸
び各端子３３に結線されている。保持体３２はヒ
ータ３１とトラツパ２が当接するように中央管１
２に挿入され、最後にリング状のバネ３４が挿入
される。このバネ３４はその一部を第４図に示す
ように外側の円周端が片持ち梁３４１となり、こ
れら梁３４１が一方に折り曲がりバネ作用を奏す
る。この装置では、これらの梁３４１の先端が蓋
１１の一端に押さえられ、その反作用で保持体３
２をトラツパ２に押しつける。ヒータ３１はトラ
ツパ２と保持体３２の間に挾持されることにな
る。他方のトラツパ２と着火装置３も同じ構造を
持つ。
２個の中央管１２を蓋１１および１３の開口端
にはめこみ固定して、本装置が形成される。
にはめこみ固定して、本装置が形成される。
この装置ではヒータ３１が保持体３２に保持さ
れ、バネ３４の力でトラツパ２と保持体３２の間
で挾持されているため、ヒータ３１とトラツパ２
の接触が維持される。またバネ３４は中央管１２
の内壁面近くに設けられているため、バネ３４に
は高温の排気吐煙が作用し難くなつている。
れ、バネ３４の力でトラツパ２と保持体３２の間
で挾持されているため、ヒータ３１とトラツパ２
の接触が維持される。またバネ３４は中央管１２
の内壁面近くに設けられているため、バネ３４に
は高温の排気吐煙が作用し難くなつている。
この装置を2200c.c.のデイーゼルエンジンに取り
つけ、排気吐煙中のパテイキユレート除去実験を
行つた。なお、弁１１３の位置を第１図の位置と
し、エンジン回転数2000RPMの定速運転を行つ
た。運転開始直後のトラツパ２による圧力損失は
約40mmHgであつた。これを15時間連続運転した
ところ圧力損失は約110mmHgまで増大した。そこ
でエンジンの運転条件をアイドリング（約
800RPM）とし、かつ弁１１３を回動し排気吐煙
の大部分を他のトラツパ２に送るようにした。な
お、この時の２つのトラツパ２に送られる排気吐
煙の流量比は約４：１であり、計算上以前に主と
して排気吐煙を送られたトラツパ２の空間速度は
約0.15ｍ／秒であつた。次に、このトラツパ２の
12個のヒータ３１に発電機から14Vの電圧を20秒
間印加して電源を切つたトラツパ２のＰ，Ｑ，Ｒ
の点に熱電対をおき、温度をモニターした結果を
第５図に示す。トラッパ２の燃焼は約75秒で完了
した。なお、着火に使用した電力は12個のヒータ
３１合計で300Wであつた。
つけ、排気吐煙中のパテイキユレート除去実験を
行つた。なお、弁１１３の位置を第１図の位置と
し、エンジン回転数2000RPMの定速運転を行つ
た。運転開始直後のトラツパ２による圧力損失は
約40mmHgであつた。これを15時間連続運転した
ところ圧力損失は約110mmHgまで増大した。そこ
でエンジンの運転条件をアイドリング（約
800RPM）とし、かつ弁１１３を回動し排気吐煙
の大部分を他のトラツパ２に送るようにした。な
お、この時の２つのトラツパ２に送られる排気吐
煙の流量比は約４：１であり、計算上以前に主と
して排気吐煙を送られたトラツパ２の空間速度は
約0.15ｍ／秒であつた。次に、このトラツパ２の
12個のヒータ３１に発電機から14Vの電圧を20秒
間印加して電源を切つたトラツパ２のＰ，Ｑ，Ｒ
の点に熱電対をおき、温度をモニターした結果を
第５図に示す。トラッパ２の燃焼は約75秒で完了
した。なお、着火に使用した電力は12個のヒータ
３１合計で300Wであつた。
次に弁１１３の位置を第１図に示す位置と完全
に逆にして、前とまつたく同じ操作を行つた。し
かる後弁１１３を第１図に示す位置に戻しエンジ
ン回転数を2000RPMにあげたところ圧力損失は
約50mmHgまで回復した。更に同じ運転、再生を
繰り返したが、再生後の圧力損失は50mmHg前後
でほぼ一定であつた。
に逆にして、前とまつたく同じ操作を行つた。し
かる後弁１１３を第１図に示す位置に戻しエンジ
ン回転数を2000RPMにあげたところ圧力損失は
約50mmHgまで回復した。更に同じ運転、再生を
繰り返したが、再生後の圧力損失は50mmHg前後
でほぼ一定であつた。
なお、比較のために第６図に示す線径１mmの螺
旋形ヒータ３５を取りつけ他の部分は本実施例の
装置とまつたく同一の装置を作つた。
旋形ヒータ３５を取りつけ他の部分は本実施例の
装置とまつたく同一の装置を作つた。
次に、この比較のための装置を同様に排気量
2200c.c.のデイーゼルエンジンに取りつけ、本実施
例と同様の試験をした。この比較試験では、トラ
ツパの着火ができなかつた。なお通電した電圧は
同じ14V、通電時間は20秒である。この時のヒー
タ３５での消費電力は約320Wであつた。別電源
により印加電圧を高くしたところ21V印加時に実
施例１とほぼ同様の付着パテイキユレートの燃焼
伝播が生じた。この時のヒータ３５の消費電力は
約740Wであり、再生後の圧力損失は約45mmHgで
あつた。
2200c.c.のデイーゼルエンジンに取りつけ、本実施
例と同様の試験をした。この比較試験では、トラ
ツパの着火ができなかつた。なお通電した電圧は
同じ14V、通電時間は20秒である。この時のヒー
タ３５での消費電力は約320Wであつた。別電源
により印加電圧を高くしたところ21V印加時に実
施例１とほぼ同様の付着パテイキユレートの燃焼
伝播が生じた。この時のヒータ３５の消費電力は
約740Wであり、再生後の圧力損失は約45mmHgで
あつた。
実施例 ２
第２実施例を第７図に示す。この装置は、実施
例１の中央管１２を１個としたもので、弁１１３
を用いないところに長所がある。すなわち、この
装置は実施例１の蓋１１，１３に代え、ロート状
の蓋１４，１５とするとともに、ヒータ３１０を
30個使用した。
例１の中央管１２を１個としたもので、弁１１３
を用いないところに長所がある。すなわち、この
装置は実施例１の蓋１１，１３に代え、ロート状
の蓋１４，１５とするとともに、ヒータ３１０を
30個使用した。
このヒータ３１０を第８図、第９図に示すごと
く線径0.3mm、ヒータ径12mmとしリード線に、径
0.5mmのニツケル線を熔接した。なお、このヒー
タ３１０は個々に電源の入切ができるようにし
た。すなわち、ヒータ３１０の１個あたりの消費
電力が14V印加時に約30Wになるようにした。
く線径0.3mm、ヒータ径12mmとしリード線に、径
0.5mmのニツケル線を熔接した。なお、このヒー
タ３１０は個々に電源の入切ができるようにし
た。すなわち、ヒータ３１０の１個あたりの消費
電力が14V印加時に約30Wになるようにした。
この装置を排気量2200c.c.のデイーゼルエンジン
の排気管につなぎ、このエンジンを2000RPM、
トルク６Kgｍで17時間連続運転した。これにより
トラツパによる圧力損失は約30mmHgから100mm
Hgに上昇した。この時エンジンをアイドリング
（約800RPM）状態とし、かつ吸気口をしぼつて
通気量を約300／min（約1/3にしぼる）とし、
直ちに30個のヒータ３１０全て一度に電流を印加
した。端子電圧が約11Vまで低下したので通電時
間を25秒間とした。付着パテイキユレートは燃焼
し、温度モニターの結果約90秒でトラツパは再生
することができた。この時のヒータ消費電力は約
850Wであつた。また再生後の圧力損失は40mmHg
弱であつた。
の排気管につなぎ、このエンジンを2000RPM、
トルク６Kgｍで17時間連続運転した。これにより
トラツパによる圧力損失は約30mmHgから100mm
Hgに上昇した。この時エンジンをアイドリング
（約800RPM）状態とし、かつ吸気口をしぼつて
通気量を約300／min（約1/3にしぼる）とし、
直ちに30個のヒータ３１０全て一度に電流を印加
した。端子電圧が約11Vまで低下したので通電時
間を25秒間とした。付着パテイキユレートは燃焼
し、温度モニターの結果約90秒でトラツパは再生
することができた。この時のヒータ消費電力は約
850Wであつた。また再生後の圧力損失は40mmHg
弱であつた。
第２実施例の装置を用い、各ヒータ３１０を１
個づつ５秒間隔で順次通電した。なお、各ヒータ
の通電時間は20秒とした。これによつてもトラッ
パの着火は可能であり、トラツパの再生ができ
た。なお参考までに、中央部のヒータ１個にのみ
通電して着火した場合のトラツパの燃焼状態を第
１０図、１１図に示す。この場合、気体として空
気を用いた。第１０図は空気の流速が0.35ｍ／
秒、第１１図は0.7ｍ／秒の場合である。第１０
図、第１１図中斜線の部分が燃えなかつたトラツ
パの部分を示す。
個づつ５秒間隔で順次通電した。なお、各ヒータ
の通電時間は20秒とした。これによつてもトラッ
パの着火は可能であり、トラツパの再生ができ
た。なお参考までに、中央部のヒータ１個にのみ
通電して着火した場合のトラツパの燃焼状態を第
１０図、１１図に示す。この場合、気体として空
気を用いた。第１０図は空気の流速が0.35ｍ／
秒、第１１図は0.7ｍ／秒の場合である。第１０
図、第１１図中斜線の部分が燃えなかつたトラツ
パの部分を示す。
なお、この装置のヒータをヒータ径を８mm、ヒ
ータ数60個のものと代えて同様に再生実験を行つ
たが、消費電力はほぼ同一であり、圧力損失の回
復もごくわずかにすぐれている程度でほとんど差
がなかつた。
ータ数60個のものと代えて同様に再生実験を行つ
たが、消費電力はほぼ同一であり、圧力損失の回
復もごくわずかにすぐれている程度でほとんど差
がなかつた。
第１図ないし第４図は実施例１の装置を示すも
ので、第１図は装置全体の横断面図、第２図はト
ラツパ面の拡大図、第３図はトラツパ面を示す縦
断図、第４図はバネの部分図、第５図は第１図に
示す点Ｐ，Ｑ，Ｒ位置での着火経過時間と温度の
関係を示す線図、第６図は参考とした装置のヒー
タを示す縦断面図、第７図ないし第９図は実施例
２の装置を示すもので、第７図は装置全体の横断
面図、第８図はヒータを示す縦断面図、第９図は
第８図の拡大図、第１０図および第１１図は空気
流速の程度によりトラツパの燃焼伝播を示す図で
ある。図中、符号１はケーシング、２はトラツ
パ、３は着火装置を示す。
ので、第１図は装置全体の横断面図、第２図はト
ラツパ面の拡大図、第３図はトラツパ面を示す縦
断図、第４図はバネの部分図、第５図は第１図に
示す点Ｐ，Ｑ，Ｒ位置での着火経過時間と温度の
関係を示す線図、第６図は参考とした装置のヒー
タを示す縦断面図、第７図ないし第９図は実施例
２の装置を示すもので、第７図は装置全体の横断
面図、第８図はヒータを示す縦断面図、第９図は
第８図の拡大図、第１０図および第１１図は空気
流速の程度によりトラツパの燃焼伝播を示す図で
ある。図中、符号１はケーシング、２はトラツ
パ、３は着火装置を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 内燃機関排気吐煙の導入口と導出口を有する
ケーシングと、このケーシング内で導入口と導出
口の間に介在し、排気吐煙中の粒子を捕集する多
孔質状で耐熱性のトラツパと、導入口に面したト
ラツパの表面またはその近くに設けられた着火装
置とよりなる排気吐煙中の煤を捕集する装置にお
いて、 上記着火装置は、トラツパ１個当り複数個の電
気抵抗式ヒータを分散して配置してなり、該複数
個の電気抵抗式ヒータは、個単位あるいは群単位
で他の個あるいは群と独立して通電可能としてな
ることを特徴とする排気吐煙中の煤を捕集する装
置。 ２ 上記電気抵抗式ヒータは、一連の電気抵抗線
からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項
記載の排気吐煙中の煤を捕集する装置。 ３ 上記電気抵抗式ヒータは導入口に面したトラ
ツパの表面またはその近くにほぼ均等に配置され
ている特許請求の範囲第１項および２項記載の排
気吐煙中の煤を捕集する装置。 ４ 上記電気抵抗式ヒータはトラツパの表面部に
固定され、トラツパと一体化している特許請求の
範囲第１項記載の排気吐煙中の煤を捕集する装
置。 ５ 導入口に面したトラツパの表面には弾性体が
設けられており、電気抵抗式ヒータはトラツパの
表面と弾性体の間に設けられ、弾性力によりトラ
ツパの表面に押圧されている特許請求の範囲第１
項記載の排気吐煙中の煤を捕集する装置。 ６ 上記電気抵抗式ヒータは軸と平行にハニカム
状の多数の孔を有する保持体の表面に固定されこ
の電気抵抗式ヒータが保持された面がトラツパに
当接し、弾性体により押圧されている特許請求の
範囲第１項記載の排気吐煙中の煤を捕集する装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233852A JPS60243315A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 排気吐煙中の煤を捕集する装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59233852A JPS60243315A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 排気吐煙中の煤を捕集する装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56038442A Division JPS6053165B2 (ja) | 1981-03-16 | 1981-03-16 | 内燃機関排気吐煙の捕集装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60243315A JPS60243315A (ja) | 1985-12-03 |
| JPH0123648B2 true JPH0123648B2 (ja) | 1989-05-08 |
Family
ID=16961582
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59233852A Granted JPS60243315A (ja) | 1984-11-05 | 1984-11-05 | 排気吐煙中の煤を捕集する装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60243315A (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6032334Y2 (ja) * | 1979-12-21 | 1985-09-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気ガス中の微粒子捕集装置 |
-
1984
- 1984-11-05 JP JP59233852A patent/JPS60243315A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60243315A (ja) | 1985-12-03 |
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