JPH0385315A - 排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は環境上問題となる排ガス中の微粒子等を捕捉す
る排ガス浄化装置に係り、更に詳しくはディーゼルエン
ジンの排ガス中の微粒子状炭素物質（パティキュレート
）を捕捉するフィルターを備えた排ガス浄化装置に関す
る。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ディー
ゼルエンジンの排ガス中に含まれる／ｆティキュレート
は環境上問題となるので、フィルターを用いて除去され
ている。

フィルターには、第８図に示すようなノ＼ニカム構造の
セラミックフィルター１０や、第９図に示すようなフオ
ーム（泡）構造のセラミックフィルター２０等があり、
排気通路の途中に設置して排ガス中のパティキュレート
を捕捉する。このような排ガス浄化装置の場合、パティ
キュレートを捕捉してフィルターが目詰まりすると、排
気通路内の背圧が上昇し、排気効率が低下するので、エ
ンジン性能の低下を招く。従って定期的に、あるいは予
め設定した背圧に達した時点で、フィルター中のパティ
キュレートを除去してフィルターを再生する必要がある
。

再生方法としては、バーナや電気ヒータでパティキュレ
ートを焼却することが、従来から行なわれている。しか
しバーナの場合は、バーナのノズル詰まりや失火等のト
ラブルを引き起こす可能性があるので安全性に欠け、ま
た装置全体が大きくなってしまうという欠点があった。

一方、電気ヒータの場合は、移動する排ガス流中でパテ
ィキュレートを燃焼温度まで加熱するのに要するエネル
ギーが大き過ぎるので電源も大きくなり、やはり車輌へ
の装置の搭載が困難であった。

このような問題に対して、第１０図に示すように、排気
通路６の途中に２基のフィルター３０．３０を設置した
デュアル方式と称するものや、第１１図に示すように、
フィルター３０に対するバイパス６５を設けたバイパス
方式と称するもの等が考案されている。いずれも電気ヒ
ータによるフィルターの再生時には、再生を行なわない
フィルター側あるいはバイパスの方へ排ガス流をちょう
形バルブ７によって切り換える方法である。これらの方
法によれば電気ヒータは排ガス流の影響を受けないので
、少ない熱エネルギーでフィルターを再生することが可
能である。

しかし、デュアル方式の場合、並列されたフィルターが
２基必要であるため浄化装置全体が大きくなり、車輌へ
の搭載性が悪い。一方、バイパス方式の場合は、フィル
ターの再生時には排ガス中のパティキュレートを全く捕
捉することができないという問題がある。

従って、本発明の目的は、装置全体がコンパクトで、フ
ィルターを再生するためのパティキュレートの焼却に必
要な熱エネルギーが小さくて済む排ガス浄化装置を提供
することである。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題に鑑み鋭意研究の結果、本発明者は、パティキ
ュレートを捕捉するフィルターを内筒と外筒の二重構造
とし、いずれか一方のフィルターへ排ガスが流入するよ
うに排気通路を切り換えられるようにすることによって
排ガス浄化装置をコンパクトにし、フィルターの再生も
効率良く行なうことができることを発見し、本発明を完
成した。

すなわち、本発明の排ガス浄化装置は、外筒フィルター
の中に内筒フィルターを同心状に配置した二重フィルタ
ーを排気通路の途中に設け、前記排気通路は前記フィル
ターの各々に連結するようにフィルターの前方で２本に
枝分かれしており、排気通路内のバルブを操作すること
によって排ガスを前記内筒フィルターと前記外筒フィル
ターのいずれか一方へ選択的に流入させることを特徴と
する。

また上記の構造に加えて、内筒フィルターと外筒フィル
ターの各々に電気ヒータを付設すれば、バルブの操作に
よって排ガスの流入が遮断されている方のフィルター中
に捕捉された微粒子を電気ヒータによって焼却し、フィ
ルターを再生することができる。

以下本発明を図面を参照して詳細に説明する。

第１図は本発明の排ガス浄化装置の基本的な構造を示し
、１は内筒フィルター　２は外筒フィルターで、３は両
フィルターの間のシールを行なうための壁材である。矢
印は排ガスの通る方向を示す。各々のフィルター１．２
は第２図と第３図に示すように別個に内外のハウジング
４．５の中に装着されて、排気通路６の途中に配置され
る。第２図において、ハウジング４．５と排気通路６と
してのパイプの壁は一本の線で示しているが、実際には
一定の厚みをもっている。内側のハウジング４の壁が、
第１図における壁材３に相当する。

排気通路６ａはフィルターの前方で２本に枝分かれして
いて、内側排気通路６ａが内筒フィルター１に、外側排
気通路６ｂが外筒フィルター２に連通している。排気通
路６ａ、６ｂの各々には、内部にちょう形バルブ７ａ、
７ｂが設けられていて、これらのバルブによって排ガス
の流れを切り換えること、ができる。第２図の場合は、
外筒フィルター２に通じる排気通路６ｂがバルブ７ｂに
よって開かれていて、内筒フィルター１に通じる排気通
路６ａは遮断されている。

一方のフィルターが一定量のパティキュレートを捕捉し
て、捕捉能力が低下したら、排ガスの流れを他方のフィ
ルター側に切り換える。そして捕捉能力が低下した方の
フィルターを再生するために、電気ヒータ等で加熱して
パティキュレートを焼却する。電気ヒータは、第４図に
示すような棒状のもの（（ａ）断面が円形、（ｂ）断面
長方形、（Ｃ）断面正方形、（４）断面楕円形）を用い
てフィルターの中を軸方向に貫通させるか、あるいは第
５図に示すような（ｅ）渦巻き状や、（ｆ）波形状のも
のを用いてフィルターの前面に密着させるか、又は埋め
込む。

第６図は内筒フィルター１に電気ヒータ８を６本貫通さ
せた状態を示し、第７図は外筒フィルター２に同様に貫
通させた状態を示す。また、一方のフィルターには第４
図の棒状の電気ヒータ８を貫通させ、他方のフィルター
においては第５図の電気ヒータ８を前面に設けても良い
。いずれにしても電気ヒータ８の設置方法は、ハウジン
グ４．５の形状や電気回路の位置に応じて適宜選択する
。

〔作　用〕

パティキュレートを含む排ガスが、枝分かれした一方の
排気通路に流入すると、例えば第２図において、バルブ
が開かれている排気通路６ｂに流入すると、外筒フィル
ター２によってパティキュレートが捕捉されて排ガスが
浄化される。外筒フィルター２の中にパティキュレート
が堆積して捕捉能力が低下したら、バルブ７ｂを閉める
一方、今度はバルブ７ａを開いて排ガスを排気通路６ａ
に流入させる。モして内筒フィルター１によって排ガス
が浄化されている間に、電気ヒータで外筒フィルター２
を加熱してパティキュレートを焼却することによって外
筒フィルター２が再生される。

このように、一方のフィルターで排ガスを浄化している
間に、他方のフィルターを再生する操作を繰り返すこと
によって排ガスの浄化が間断なく行なわれる。

〔実施例〕

本発明を以下の具体的実施例によりさらに詳細に説明す
る。

外径１１８ｍｍ、長さ２０５關の円筒形でコージェライ
ト材からなるフオーム構造のセラミックフィルターＡに
、第６図に示すように外径２　ｍｍ、長さ３００關の棒
状の電気ヒータを６本埋め込んだ。また外径１７７Ｂ、
内径１３２關、長さ２０５　ｍの円筒形でコージェライ
ト材からなるフオーム構造のセラミックフィルターＢに
、第７図に示すように外径２ｍ讃、長さ３００圓の棒状
の電気ヒータを６本埋め込んだ。

フィルターＡを第３図に示すような内側のステンレス製
ハウジング４の中に、またフィルターＢを外側のステン
レス製ハウジング５の中に装着して一体とし、排気量２
．３Ｌのディーゼルエンジンの排気通路の途中に設置し
た。

２００Ｏｒｐｍの一定の回転数でエンジンを運転し、フ
ィルターＡに排ガスを３時間流してパティキュレートを
捕捉した。次に、排ガスがフィルターＢ側に流れるよう
にバルブで切り換えた後、フィルターＡに埋め込んだ電
気ヒータに電流を通すことによって、パティキュレート
を焼却してフィルターＡの再生を試みた。その結果、電
圧５ボルト、１本当りの電気ヒータに流れる電流値が３
３アンペアの出力の時、通電時間１０分でフィルターＡ
の再生が完了した。

次にフィルターＢに排ガスを３時間流した後、排ガス流
をフィルタＡ側に切換えて前記と同様にフィルターＢの
電気ヒータに通電した結果、電圧５ボルト、１本当りの
電気ヒータに流れる電流値が３３アンペアの出力にして
、通電時間１２分でフィルターＢの再生が完了した。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の排ガス浄化装置は実質的に
１本の排気通路と１基のハウジングの中に収容したフィ
ルターからなるので、構造がコンパクトであり、また排
ガスの浄化を２つのフィルターで間断なく効率的１こ行
なうことができる。

また排ガスが流入しているフィルター側から、再生が行
なわれているフィルター側への排ガス熱が伝播するので
、フィルターの再生のための熱エネルギーを少なくする
ことができる。

本発明の装置は排ガス中のパティキユレートを捕捉する
のに特に適しているが、フィルター内に特定の触媒を担
持させることによって、窒素酸化物や一酸化炭素を浄化
することもできる。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の排ガス浄化装置の基本構造を示を斜視
図であり、 第２図は本発明の一実施例による排ガス浄化装置を示す
断面図であり、 第３図は本発明の排ガス浄化装置に用いるハウジングを
示す斜視図であり、 第４図は本発明の排ガス浄化装置に用いる電気ヒータを
示す斜視図であり、 第５図は本発明の排ガス浄化装置に用いる電気ヒータを
示す平面図であり、 第６図は本発明の排ガス浄化装置における内筒フィルタ
ーに電気ヒータを設置した状態を示す斜視図であり、 第７図は本発明の排ガス浄化装置における外筒フィルタ
ーに電気ヒータを設置した状態を示す斜視図であり、 第８図と第９図は従来のセラミックフィルターを示す斜
視図であり、 第１０図と第１１図は従来の排ガス浄化装置を示す斜視
図である。 １　・　・　　　・　・ ２　・　・　・　・　・ ４、５　・　・ ６．６１．６２・ ７．７１．７２・ ８　・ １Ｏ１２０，３０・ ・内筒フィルター ・外筒フィルター ・ハウジング ・排気通路 ・バルブ ・電気ヒータ ・フィルター

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）排ガス中に浮遊する微粒子を捕捉するフィルター
   を備えた排ガス浄化装置において、外筒フィルターの中
   に内筒フィルターを同心状に配置した二重フィルターを
   排気通路の途中に設け、前記排気通路は前記フィルター
   の各々に連結するようにフィルターの前方で２本に枝分
   かれしており、排気通路内のバルブを操作することによ
   って排ガスを前記内筒フィルターと前記外筒フィルター
   のいずれか一方へ選択的に流入させることを特徴とする
   排ガス浄化装置。
2. （２）請求項１に記載の排ガス浄化装置において、前記
   内筒フィルターと前記外筒フィルターの各々に棒状の電
   気ヒータを軸方向に貫通して設け、前記バルブの操作に
   よって排ガスの流入が遮断された方のフィルター中に捕
   捉されている微粒子を前記電気ヒータによって焼却可能
   にしたことを特徴とする排ガス浄化装置。
3. （３）請求項１に記載の排ガス浄化装置において、前記
   内筒フィルターと前記外筒フィルターの各々の前面に電
   気ヒータを設け、前記バルブの操作によって排ガスの流
   入が遮断された方のフィルター中に捕捉されている微粒
   子を前記電気ヒータによって焼却可能にしたことを特徴
   とする排ガス浄化装置。
4. （４）請求項１に記載の排ガス浄化装置において、前記
   内筒フィルターと前記外筒フィルターのいずれか一方に
   棒状の電気ヒータを軸方向に貫通して設け、他方におい
   ては前面に電気ヒータを設け、前記バルブの操作によっ
   て排ガスの流入が遮断された方のフィルター中に捕捉さ
   れている微粒子を前記電気ヒータによって焼却可能にし
   たことを特徴とする排ガス浄化装置。