JPH0214524B2 - - Google Patents

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JPH0214524B2
JPH0214524B2 JP16339181A JP16339181A JPH0214524B2 JP H0214524 B2 JPH0214524 B2 JP H0214524B2 JP 16339181 A JP16339181 A JP 16339181A JP 16339181 A JP16339181 A JP 16339181A JP H0214524 B2 JPH0214524 B2 JP H0214524B2
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JP
Japan
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exhaust
electric heater
exhaust gas
wool layer
quartz wool
Prior art date
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JP16339181A
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JPS5865925A (ja
Inventor
Kyohiko Ooishi
Kenichiro Takama
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPS5865925A publication Critical patent/JPS5865925A/ja
Publication of JPH0214524B2 publication Critical patent/JPH0214524B2/ja
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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
    • 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
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/009Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing

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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】 本発明はデイーゼルエンジンの排気ガス処理装
置に関し、更に詳しくは、排気ガス中に含まれる
カーボン粒子及びそれと同様な粒状物(以下、排
気微粒子という)を物理的方法によつて適切な捕
集材に補集し、捕集された排気微粒子を周期的に
焼却し、捕集材を再生するに適した排気微粒子浄
化装置(トラツパ)に関する。
この種の排気微粒子はカーボン粒子のように可
燃性のものがほとんどで、このような可燃性の微
粒子を捕集し、捕集された微粒子を焼却して捕集
材を再生するには、従来から次のような方法が知
られており、それぞれ以下に述べるような欠点が
あつた。
(1) デイーゼルエンジンの吸気系を絞り、吸入空
気量を減じて排気ガスの温度を上昇させ、排気
微粒子を燃焼させる方法。この方法は、エンジ
ンの高負荷域では排気温が十分上昇するので排
気微粒子の焼却が可能であるが、低負荷域低回
転域では排気温が十分上昇せず、排気微粒子の
焼却、捕集材の再生が不可能となる。
(2) デイーゼルエンジンの排気系にオイルバーナ
を設け、排気ガスの温度を排気微粒子が燃焼す
る温度まで上昇させて焼却する方法。この方法
は、オイルバーナの耐久性、安全性の問題の他
オイルバーナ着火時にHCが非常に多く発生す
る等の問題があり、また装置が複雑となり、コ
ストも高い。特に、排気ガスの流れをデユアル
にし、一方の流れを止めて焼却、再生する場合
は装置が更に複雑となる。
(3) 電気ヒータを捕集材の全面に取り付け、捕集
材の表面に付着した排気微粒子を燃焼させ、そ
れを熱源として下流の微粒子を自燃させる方
法。この方法は、捕集材の全表面に電気ヒータ
を取り付ける為、電力消費が非常に大きく、自
動車部品として成り立ちにくい。電力消費を小
さくする為には、排気ガスの流れをデユアルに
し、一方の流れを止めて止めた方を電気ヒータ
で燃焼させる必要があり、装置が複雑となり、
コストも高くなる。
このような問題を解決するために、捕集材(ト
ラツプ材)の上流側端面に複数個の電気ヒータ素
子を分散的に配置し、トラツパの再生時にこれら
の電気ヒータ素子を順番に加熱するようにした装
置が本出願人によつて既に提案されている(特願
昭56−095215号)。この装置は、電力の消費量が
少ないにもかかわらず、有効に排気微粒子の焼
却、処理が行なわれるが、トラツプ材表面への電
気ヒータの取付方法が難かしく取付の構造が複雑
であること、トラツプ材と電気ヒータとの密着性
が悪い場合は着火ミスを生じるおそれがあるこ
と、トラツプ材表面で電気ヒータ素子の付いてい
ない個所は排気微粒子が焼却されず排気の圧損に
対して不利であること等の問題がある。
本発明の目的は、電気ヒータのトラツプ材への
取付を容易にかつ確実にし、排気微粒子の着火ミ
スや未焼却部分を生じさせない排気処理トラツパ
を提供することにある。
そこで、本発明では、デイーゼルエンジンの排
気径路に設けるべき捕集材を内蔵した排気処理ト
ラツパにおいて、前記捕集材の上流側端面に石英
ウール層を設け、該石英ウール層の内部に電熱ヒ
ータ線を入れると共に、該石英ウール層を捕集材
に対して固定したことを特徴とするものである。
以下、添付図面を参照し本発明の実施例につい
て詳細に説明する。
第1図において、符号1はデイーゼルエンジン
の冷却用フアン、2は燃料噴射ポンプ、3は吸気
マニホルド、4は燃料系配管、5はデイーゼルエ
ンジン本体、6はトランスミツシヨン、7はエン
ジン回転数検出部、7′はエンジン負荷検出部、
8はエンジン水温検出部、9は排気マルニホル
ド、10は排気ガス圧力検出部、11は排気ガス
温検出部、12は捕集材(トラツパ)容器、13
はトラツパ内部温度検出部、14はトラツパ下流
の排気ガス温検出部、15はマイクロコンピユー
タ(CPU)である。各検出部7,7′,8,1
0,11,13,14には周知のセンサがそれぞ
れ設けられ、各検出値はマイクロコンピユータ
(CPU)15に入力される。
トラツプ容器12は排気マニホルド9のすぐ後
流側に取り付けられている。しかし、このトラツ
プ容器12を排気マニホルド9の集合部の下流に
位置するように、この排気マニホルド9と一体的
に鋳物で構成してもよい。トラツプ容器12の内
部には捕集材(トラツプ材)20がある。このト
ラツプ材20としては、公知の発泡セラミツクお
よびこれに類似する材料を用いることができる。
即ち、トラツプ材20は三次元の網目構造で、そ
の内部を排気ガスが流通可能でありかつ排気ガス
に含まれている排気微粒子をその網目間に捕集す
ることができるようになつている。第1図及び第
2図において、トラツプ材20の上流側端面に
は、石英ウール層30が設けられ、この石英ウー
ル層30の内部に電熱ヒータ線16が挿入されて
いる。第2図において、符号17はヒータ電源コ
ネクタ、18はヒータ電源端子であり、第1図に
おいて、符号19はヒータ用の配線、21はヒー
タ用リレー、22はヒータ用電源であり、ヒータ
用リレー21は配線23を介してマイクロコンピ
ユータ(CPU)15に接続されている。
第2図及び第3図において、石英ウール層30
は前述のように、トラツプ材20の上流側端面の
全面にわたつて配置されているが、その厚さはそ
の内部に電熱ヒータ線16を保持しかつ絶縁する
に十分な程度とする。電熱ヒータ線16は、石英
ウール層30の内部において、トラツプ材20の
上流側端面と平行な面上に配置され、複数本の電
熱線(例えば、タングステン線)から成る。各電
熱ヒータ線16はその一端がヒータ電源コネクタ
17に接続され、他端はボデイアース(24)さ
れている。これらの電熱ヒータ線16は、トラツ
プ材20の上流側端面の全域において一様に熱を
加えるように、第3図に示すように平面的なジグ
ザグ状に形成されている。なお、第3図の符号2
5はアース端子である。
石英ウール層30は、石英の繊維束の集合体で
あり、その内部を排気ガスが流通容易である。即
ち、排気ガスの流れに対して圧力損失の少ない材
質で構成され、トラツプ材20の前面における圧
損は問題とならない。ところが、排気ガスの中に
含まれる排気微粒子の捕集率は高く、ここに捕集
されている排気微粒子が、電熱ヒータ線16が加
熱された際の着火源となる。石英ウール層30自
体は排気ガスの流れP(第2図)によつてある程
度はトラツプ材20の前面に押されているが、そ
のはみ出しを防止するために格子状に組まれた金
属ワイヤ31によつてトラツプ材20の前面に対
して固定されている。なお、格子状の金属ワイヤ
31は石英ウール層30が外に出ない程度の強度
の弱いものでよい。
排気ガス中に含まれる排気微粒子がトラツプ材
20にある程度捕集されると、背圧や排気微粒子
の浄化機能を維持するために、周期的にトラツパ
の再生が行なわれる。その再生のプロセスは概ね
次のとおりである。
先ず条件としてエンジン回転数(7)、エンジ
ン負荷(7′)、エンジン水温(8)、トラツパ前
排気圧(10)、トラツプ材温度(13)が情報
としてCPU15(第1図)に入力される。再生
時間の判断は、主として排気ガスの背圧によつて
判断する。即ち、デイーゼルエンジンから排出さ
れた排気ガスは矢印P(第2図)のように流れ、
それに含まれる微粒子がトラツパ材20(第2
図)に捕集され(一部は石英ウール層30に捕集
される)、その微粒子が蓄積されるに従つてトラ
ツパ容器12上流の排気ガスの背圧(検出部10
で検知)が上昇するので、この背圧が微粒子蓄積
の指標となる。このようにして再生時間であると
判断するとエンジン水温(8)を確認する。これ
は、もしエンジン始動直後などに再生が開始され
ない様にするためである。エンジン水温が110゜>
T>80℃であると電熱ヒータ線16への通電が開
始される。通電が開始されて所定時間が経過する
と、通電が停止され、再生プロセスの1サイクル
が終了する。なお、電力消費量を低減するため
に、複数の電熱ヒータ線16を順番に加熱するの
が望ましい。
電熱ヒータ線16が通電により加熱されると、
まず石英ウール層30内に捕集されている排気微
粒子を燃焼させ、それが着火源となつて矢印Pで
示す排気ガスの流れに沿つてその燃焼エネルギが
下流側のトラツパ材20に伝播され、トラツパ材
20に捕集されている排気微粒子が燃焼、焼却さ
れるのである。
本発明では、トラツパ材20の前面に排気微粒
子捕集率の高い石英ウール層30を配置し、その
内部に電熱ヒータ線16を設けているので、電熱
ヒータ線16への通電の際その周辺の排気微粒子
の量が多く、着火がきわめて容易である。また、
その燃焼エネルギがトラツパ材20の全域に伝わ
るので、燃焼、再生の効率がよい。
以上のように、本発明の装置は、いわゆるシン
グルタイプ(排気ガスの経路が1つ)のトラツパ
として構成でき、従来のデユアルタイプのトラツ
パと比較して、バイパス弁や切換バルプ等が不要
で構造が簡単であり、耐久性、安全性、コスト面
で有利である。本発明の装置は、再生する時のエ
ンジンの運転条件を特に限定する必要がなく、ど
の運転域においても再生可能である。
なお、電熱ヒータ線16による加熱、再生時間
の短縮を図るには、吸気系を絞る(即ち、第1図
に示すスロツトルバルブSを絞る)ことにより排
気温を上昇させるスロツトリング、又は排気を絞
つて燃料増量し排気温を上昇させる装置と併用す
るのが効果的である。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明を用いたデイーゼルエンジンの
概略図、第2図はトラツパ容器の断面図、第3図
は第2図の矢印方向から見た図であつて石英ウ
ール内部の電熱ヒータ線の配列が見えるように一
部を破断して示した図である。 5……デイーゼルエンジン本体、9……排気マ
ニホルド、12……捕集材(トラツパ)容器、1
5……マイクロコンピユータ(CPU)、16……
電熱ヒータ線、20……捕集材(トラツプ材)、
30……石英ウール層、31……金属ワイヤ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 デイーゼルエンジンの排気径路に設けるべき
    捕集材を内蔵した排気処理トラツパにおいて、前
    記捕集材の上流側端面に石英ウール層を設け、該
    石英ウール層の内部に電熱ヒータ線を入れると共
    に、前記石英ウール層を捕集材に対して固定した
    ことを特徴とするデイーゼル排気処理トラツパ。
JP56163391A 1981-10-15 1981-10-15 デイ−ゼル排気処理トラツパ Granted JPS5865925A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56163391A JPS5865925A (ja) 1981-10-15 1981-10-15 デイ−ゼル排気処理トラツパ

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JP56163391A JPS5865925A (ja) 1981-10-15 1981-10-15 デイ−ゼル排気処理トラツパ

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Publication Number Publication Date
JPS5865925A JPS5865925A (ja) 1983-04-19
JPH0214524B2 true JPH0214524B2 (ja) 1990-04-09

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ID=15772990

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JP56163391A Granted JPS5865925A (ja) 1981-10-15 1981-10-15 デイ−ゼル排気処理トラツパ

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0571625U (ja) * 1992-01-31 1993-09-28 長沢 巌 簡易ガスコンロのノズルの構造

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59185724U (ja) * 1983-05-27 1984-12-10 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 バイモルフ駆動回路
US4851015A (en) * 1987-08-21 1989-07-25 Donaldson Company, Inc. Muffler apparatus with filter trap and method of use
DE10038743A1 (de) * 2000-08-09 2002-02-21 Daimler Chrysler Ag Vorrichtung zur Entzündung eines brennbaren Gasgemischs für die Abgasanlage einer Brennkraftmaschine und entsprechende Abgasanlage

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