JPH0443810A - Diesel particulate filter - Google Patents

Diesel particulate filter

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JPH0443810A
JPH0443810A JP2150615A JP15061590A JPH0443810A JP H0443810 A JPH0443810 A JP H0443810A JP 2150615 A JP2150615 A JP 2150615A JP 15061590 A JP15061590 A JP 15061590A JP H0443810 A JPH0443810 A JP H0443810A
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JP
Japan
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filter
electric heater
particulates
exhaust passage
particulate filter
Prior art date
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Pending
Application number
JP2150615A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tatsuoki Igarashi
龍起 五十嵐
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH0443810A publication Critical patent/JPH0443810A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

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。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ディーゼルエンジンの排気中に含まれる粒子
状物質(ディーゼルパティキュレート)を除−去するデ
ィーゼルパテイキュレートフ1ルタに関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a diesel particulate filter that removes particulate matter (diesel particulates) contained in the exhaust gas of a diesel engine.

(従来の技術) ディーゼルエンジンは、通常、空気過剰状態で燃焼が行
われるので、その排気中のHCやCOの濃度は一般に低
い。しかし、ディーゼルエンジンでは空気が不足する場
合はもちろん、たとえ十分な場合でもその排気中に炭素
粒子が発生し、これがディーゼルエンジンに特有な黒色
排気の主な原因になっている。 近年、この炭素粒子を
も含めて、ディーゼルエンジンから排出される粒子状物
質、いわゆるパティキュレートと、大気汚染との関係が
注目され、特に車両搭載用ディーゼルエンジンにはパテ
ィキュレート低減のための後処理装置の装置が検討され
ている。後処理装着として11、排気通路の途中に耐熱
性の粒子補集用フイ)レタを備えた、一般にノ\ティキ
ュレートトラツノぐと称される粒子補集器がある。
(Prior Art) Diesel engines normally perform combustion in an excess air condition, so the concentrations of HC and CO in their exhaust gas are generally low. However, when a diesel engine lacks air, even when there is sufficient air, carbon particles are generated in the exhaust, which is the main cause of the black exhaust characteristic of diesel engines. In recent years, attention has been focused on the relationship between air pollution and particulate matter, including carbon particles, emitted from diesel engines, and air pollution. The equipment of the device is being considered. As a post-processing device 11, there is a particle collector generally called a noticulate trap, which is equipped with a heat-resistant particle collector filter in the middle of the exhaust passage.

粒子捕集用のパティキュレートフィルりには、多孔性の
セラミックウオールを備えたセラミックウオール型、ア
ルミコーティングされたワイヤメツシュを有するワイヤ
メツシュ型、7オーム状のセラミックを備えたセラミッ
クフオーム型等がある。
Particulate filters for collecting particles include a ceramic wall type with a porous ceramic wall, a wire mesh type with an aluminum-coated wire mesh, and a ceramic foam type with a 7-ohm ceramic.

しかし、いずれのパティキュレートフィルりの場合も、
捕捉された粒子量が増大すると通気率が低下し、排気の
流れを阻害するようになるから、捕捉された粒子をフィ
ルタから定期的に除去して、フィルタを再生する必要が
ある。
However, in the case of any particulate fill,
As the amount of trapped particles increases, the air permeability decreases and the flow of exhaust air is obstructed, so it is necessary to periodically remove the trapped particles from the filter to regenerate the filter.

ディーゼルパティキュレートフィルタを再生するにはデ
ィーゼルエンジンの排気通路からフィルりを取り外して
洗浄する方法もあるが、作業が繁雑であるため、実開昭
60−1909号公報、実開昭60−3222号公報、
特開昭61−25907号公報等に開示されているよう
に、フィルりに捕捉されたパティキュレートをフィルタ
内で燃焼させて除去する方法が多く使用されている。
In order to regenerate the diesel particulate filter, there is a method of removing the filter from the exhaust passage of the diesel engine and cleaning it, but the work is complicated, so the methods disclosed in Japanese Utility Model Application Publications No. 1989-1909 and No. 3222-1983 Public notice,
As disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 61-25907, etc., a method is often used in which particulates trapped in a filter are burned and removed within the filter.

この燃焼、除去によるフィルタの再生時期の決定方法と
しては、例えば、エンジン背圧の上昇によってフィルタ
の目詰まり度を検知し、この背圧が一定値以上になった
とき再生を行う方法や、フィルタ内の実際のパティキュ
レート量とは無関係に、エンジンが所定の運転を終了す
るごとに自動的に再生を繰り返す方法等がある。
Methods for determining the timing of filter regeneration through combustion and removal include, for example, a method in which the degree of filter clogging is detected by an increase in engine back pressure, and regeneration is performed when this back pressure exceeds a certain value; There is a method of automatically repeating regeneration every time the engine finishes a predetermined operation, regardless of the actual amount of particulates in the engine.

(発明が解決しようとする課題) フィルタの再生は、具体的には補集されたパティキュレ
ートに電気ヒータで点火し、さらにパティキュレートが
焼失するまで二次空気をフィルタに吹き込んで行う。
(Problems to be Solved by the Invention) Specifically, the filter is regenerated by igniting the collected particulates with an electric heater and then blowing secondary air into the filter until the particulates are burned out.

しかし、従来の再生装置では電気ヒータとしてフィルタ
の点火領域全面にわたって同一規格のものを使用し、か
つ同一時間だけ通電していた。すなわち、フィルタの中
央部と周辺部など、その位置に拘わらずに均一な熱量を
供給していた。
However, in the conventional regenerator, an electric heater of the same standard is used over the entire ignition area of the filter, and the electric heater is energized for the same amount of time. In other words, a uniform amount of heat is supplied regardless of the location, such as the center and the periphery of the filter.

このため、フィルタの中央部では周辺部からの熱の影響
を受け、また冷却されにくいので比較的高温になるが、
この反対に周辺部では、周囲への熱の放散のため比較的
低温になる傾向にあった。
For this reason, the center of the filter is affected by heat from the periphery and is difficult to cool, resulting in a relatively high temperature.
On the other hand, the peripheral area tended to be relatively cold due to heat dissipation to the surrounding area.

従って、フィルタの中央部で最適温度を設定すると周辺
部で加熱不足となってパティキュレートの燃え残りない
し立ち消えのおそれを生じ、この反対に周辺部で最適温
度を設定すると中央部で加熱過剰となってフィルタの過
熱、溶融のおそれを惹起していt;。
Therefore, if the optimum temperature is set at the center of the filter, there will be insufficient heating at the periphery, which may cause the particulates to remain unburned or disappear.On the other hand, if the optimum temperature is set at the periphery, the center may become overheated. This may cause the filter to overheat and melt.

そこで、本発明の目的は、フィルタの一端面に配設され
た点火領域を、理想温度で均一に加熱できるディーゼル
パティキュレートフィルタを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Therefore, an object of the present invention is to provide a diesel particulate filter that can uniformly heat an ignition region disposed on one end surface of the filter at an ideal temperature.

(課題を達成するだめの手段) 上述の目的を達成するため、本発明のディーゼルパティ
キュレートフィルタは次のような構成を採る。すなわち
、少なくともフィルタの中央部と周辺部とで電気ヒータ
を区分し、中央部の電気ヒータの供給熱量を比較的小さ
く、周辺部の電気ヒータの供給熱量を比較的大きくした
ディーゼルパティキュレートフィルタである。供給熱量
の変更は、電気ヒータの容量を変更する方法、すなわち
電気ヒータの容量を中央部で小さく、周辺部で大きくす
る方法、あるいは通電時間を変更する方法、すなわち通
電時間を中央部で短く、周辺部で長くする方法、あるい
は電気ヒータの容量と通電時間の両方を共に変更する方
法により実現可能である。
(Means for achieving the object) In order to achieve the above object, the diesel particulate filter of the present invention has the following configuration. That is, it is a diesel particulate filter in which the electric heater is divided into at least the central part and the peripheral part of the filter, and the amount of heat supplied by the electric heater in the central part is relatively small, and the amount of heat supplied by the electric heater in the peripheral part is relatively large. . The amount of heat supplied can be changed by changing the capacity of the electric heater, i.e. by making the electric heater's capacity smaller in the center and larger in the periphery, or by changing the energization time, i.e. by shortening the energization time in the center and increasing it in the periphery. This can be achieved by increasing the length at the periphery or by changing both the capacity and the energization time of the electric heater.

(作用) このような構成のディーゼルパティキュレートフィルタ
では、フィルタの中央部と周辺部とで温度差が縮まり、
フィルタ端面全域がほぼ均一な温度で理想的に加熱され
、中央部でのフィルタの過熱、溶融、または周辺部での
パティキュレートの燃え残り、立ち消え等の不都合を未
然に防止することができる。
(Function) In a diesel particulate filter with such a configuration, the temperature difference between the center and periphery of the filter is reduced,
The entire end surface of the filter is ideally heated at a substantially uniform temperature, and inconveniences such as overheating and melting of the filter in the center, unburned particulates in the periphery, and extinguishing can be prevented.

(実施例) 以下、本発明の一実施例を図面を参照しながら説明する
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図および第2図は、本発明に係るディーゼルパティ
キュレートフィルタ1のヒータ側端面図および側面図で
ある。図示する如く、このフィルタlは円筒形をなし、
その電気ヒータは2つの領域R1およびR2に区分され
ている。なお、本実施例ではR1,R2の2つに区分し
たが、3つ以上の同心円状の区分としてもよい。前記中
央部円形領域R1の電気ヒータは比較的小容量とされ、
周辺部環状領域R2の電気ヒータは比較的大容量とされ
ている。このフィルタ1の配設位置は、第3図のディー
ゼルパティキュレートフィルタ再生システムの概略構成
図に具体的に示されている。
1 and 2 are an end view and a side view on the heater side of a diesel particulate filter 1 according to the present invention. As shown in the figure, this filter l has a cylindrical shape,
The electric heater is divided into two regions R1 and R2. In this embodiment, it is divided into two sections, R1 and R2, but it may be divided into three or more concentric sections. The electric heater in the central circular region R1 has a relatively small capacity,
The electric heater in the peripheral annular region R2 has a relatively large capacity. The location of this filter 1 is specifically shown in the schematic diagram of the diesel particulate filter regeneration system shown in FIG.

まず、フィルタ再生システムの概略を説明すると、ディ
ーゼルパティキュレートフィルタ1はディーゼルエンジ
ン2の排気通路3の主通路3a内に配置され、排気中の
ディーゼルパティキュレートを捕捉して排気を浄化する
機能を果たす。フィルタ1の下流側には電気ヒータ4が
配置され、電気ヒータ4は電気ヒータ用電源5とオン・
オフスイッチ6とに接続されている。そして、電気ヒー
タ4の更に下流側には、空気ポンプ7aを有する空気供
給装置7が配設され、この空気供給装置7はフィルタ再
生時に外部からパティキュレート燃焼用二次空気を主通
路3a内に導入する。 空気供給装置の最適供給能力Q
 (ffi/win)はフィルタlの大きさによって異
なり、例えばフィルタ容積をV(11)とすると、 Q=20〜30V の式によって計算される。
First, to explain the outline of the filter regeneration system, the diesel particulate filter 1 is placed in the main passage 3a of the exhaust passage 3 of the diesel engine 2, and has the function of capturing diesel particulates in the exhaust gas and purifying the exhaust gas. . An electric heater 4 is arranged downstream of the filter 1, and the electric heater 4 is connected to an electric heater power source 5 and turned on/off.
It is connected to the off switch 6. An air supply device 7 having an air pump 7a is disposed further downstream of the electric heater 4, and this air supply device 7 supplies secondary air for particulate combustion from the outside into the main passage 3a during filter regeneration. Introduce. Optimal supply capacity Q of air supply device
(ffi/win) varies depending on the size of the filter l, and is calculated by the formula Q=20 to 30V, for example, when the filter volume is V(11).

排気通路3はフィルタlを内装した主通路3aと、フィ
ルタlの上流側で主通路3aから分岐した副通路3bと
で構成され、副通路3bはフィルタ1の下流側で主通路
3aに合流している。主通路3aと副通路3bには、そ
れぞれ、排気弁8a。
The exhaust passage 3 is composed of a main passage 3a containing a filter l, and a sub passage 3b that branches from the main passage 3a on the upstream side of the filter l, and the sub passage 3b joins the main passage 3a on the downstream side of the filter 1. ing. Exhaust valves 8a are provided in the main passage 3a and the sub passage 3b, respectively.

8bが配設され、排気弁8a、gl)はアクチュエータ
9a、9bに連結されている。アクチュエータ9a、9
bは制御弁1(la、10bを介して圧力タンク11に
連結され、アクチュエータ9a。
8b is provided, and the exhaust valves 8a, gl) are connected to actuators 9a, 9b. Actuators 9a, 9
b is connected to the pressure tank 11 via the control valve 1 (la, 10b) and is connected to the actuator 9a.

9b、ひいては排気弁は圧力タンク11から供給される
圧縮空気によって動作する。
9b and thus the exhaust valve are operated by compressed air supplied from the pressure tank 11.

第3図中、12はディーゼルエンジン2の吸気通路であ
り、また13はエンジン制御用コンピュータである。コ
ンピュータ13はエンジン2の運転状態を制御する外、
電気ヒータ4のオン・オフスイッチ6の作動、空気ポン
グアaの作動、及び制御弁10a110bの作動を制御
する。
In FIG. 3, 12 is an intake passage of the diesel engine 2, and 13 is an engine control computer. In addition to controlling the operating state of the engine 2, the computer 13
It controls the operation of the on/off switch 6 of the electric heater 4, the operation of the air pump a, and the operation of the control valve 10a110b.

同図中、14はエンジン2の回転数をコンピュータ13
に入力するための入力系統、15はエンジン2の負荷を
コンピュータ13に入力するための入力系統、そして、
16はフィルタ1の温度分布をコンピュータ13に入力
するための入力系統を示す。
In the figure, 14 indicates the rotation speed of the engine 2 by a computer 13.
15 is an input system for inputting the load of the engine 2 to the computer 13;
Reference numeral 16 indicates an input system for inputting the temperature distribution of the filter 1 to the computer 13.

また、同図中、17は電気ヒータ4のオン・オフスイッ
チ6に制御信号を伝達する出力系統、18は空気ポンプ
7aに制御信号を伝達する出力系統、そして19.20
はそれぞれ、制御弁10a。
Further, in the figure, 17 is an output system that transmits a control signal to the on/off switch 6 of the electric heater 4, 18 is an output system that transmits a control signal to the air pump 7a, and 19.20 is an output system that transmits a control signal to the air pump 7a.
are control valves 10a, respectively.

10bに制御信号を伝達する出力系統である。This is an output system that transmits a control signal to 10b.

第4図および第5図は、本発明に使用するフィルタlの
一例を示す。該フィルタは多孔性セラミック材料によっ
て全体として円筒形に形成され、その内部は、フィルタ
1の一方の端面23から他方の端面24までフィルタ1
の軸に対して平行に延在する複数の多孔性壁22によっ
て、ハニカム状に細長く区画されている。そして一方の
端面23は排気通路の下流側に連結され、他方の端面2
4は排気通路の上流側に連結されている。
FIGS. 4 and 5 show an example of filter l used in the present invention. The filter is formed of a porous ceramic material in a generally cylindrical shape, and the interior thereof extends from one end face 23 of the filter 1 to the other end face 24 of the filter 1.
It is partitioned into a honeycomb shape by a plurality of porous walls 22 that extend parallel to the axis of the membrane. One end surface 23 is connected to the downstream side of the exhaust passage, and the other end surface 23 is connected to the downstream side of the exhaust passage.
4 is connected to the upstream side of the exhaust passage.

フィルタ1の内部には、隣接する4つの多孔性壁22に
よって画成された直方体のセル131 lbが複数個形
成され、各セルla、、lbはフィルタ1の一方の端面
23から他方の端面24までフィルタ1の軸に平行に延
在している。セルlaとセルlbは基本的に同一の形状
を有し、それらの−端は共にプラグ部材25で閉塞され
、他端は開口している。一方のセル1aは補集領域を形
成し、その閉塞端はフィルタlの一方の端面23側に位
置し、その開口端はフィルタlの他方の端面24側に位
置する。これに対し、他方のセルlbは空洞領域を形成
し、その閉塞端はフィルタlの端面24側に位置し、そ
の開口端はフィルタlの端面23側lこ位置する。そし
て、これらのセル1a、lbは互いに隣接するように配
置され、これによってセルlaとセルlbは、第3図及
び第4図に示すように、縦方向にも横方向にも交互に位
置することになる。
A plurality of rectangular parallelepiped cells 131 lb defined by four adjacent porous walls 22 are formed inside the filter 1, and each cell la, lb extends from one end surface 23 of the filter 1 to the other end surface 24. extending parallel to the axis of the filter 1 up to . Cell la and cell lb basically have the same shape, both ends thereof are closed with a plug member 25, and the other end is open. One of the cells 1a forms a collection area, the closed end of which is located on one end surface 23 side of the filter l, and the open end thereof located on the other end surface 24 side of the filter l. On the other hand, the other cell lb forms a hollow region, the closed end of which is located on the end surface 24 side of the filter l, and the open end thereof located on the end surface 23 side of the filter l. These cells 1a and lb are arranged adjacent to each other, so that the cells la and lb are alternately located both vertically and horizontally, as shown in FIGS. 3 and 4. It turns out.

捕集領域には各捕集領域ごとに電気ヒータ4が配設され
、各電気ヒータ4は、第4図に示すように、フィルタl
の端面23側のプラグ部材25、すなわちセル1aのプ
ラグ部材25にそれぞれ部分的に埋設されている。
An electric heater 4 is provided in each collection area, and each electric heater 4 is connected to a filter l as shown in FIG.
are partially embedded in the plug members 25 on the end face 23 side of the cell 1a, that is, in the plug members 25 of the cell 1a.

なお、電気ヒータの種類としては、前記プラグ塩め込み
式の他、シーズヒータやセラミックヒータといったフィ
ルタ1に近接配置されるものも使用可能である。
As for the type of electric heater, in addition to the above-mentioned plug-in type, electric heaters such as sheathed heaters and ceramic heaters that are disposed close to the filter 1 can also be used.

電気ヒータ4の基準容量は、フィルタ1の大きさによっ
て異なり、例えば、フィルタ径をD(m m )とする
と基準ヒータ容量W(ワット)は、W=0.07 〜0
. 09D の式で計算される。
The reference capacity of the electric heater 4 varies depending on the size of the filter 1. For example, if the filter diameter is D (mm), the reference heater capacity W (watts) is W=0.07 to 0.
.. Calculated using the formula 09D.

本発明では、電気ヒータ4の容量は領域R1とR2とで
異ならせており、R1では前記基準ヒータ容量を基準と
してやや低めに、R2では前記基準ヒータ容量よりもや
や高めに設足される。
In the present invention, the capacity of the electric heater 4 is made different between regions R1 and R2, and in R1 it is set slightly lower than the reference heater capacity, and in R2 it is set slightly higher than the reference heater capacity.

以下、作用を説明する。The action will be explained below.

エンジン2の運転中は、排気弁8aが開放し、排気弁8
bが閉鎖している。したがって、ディーゼルエンジン2
の排気は主通路3a内に流入し、フィルタl内を81!
4図で矢印c、d方向に流れてパティキュレートが除去
された後、大気中に排出される。
While the engine 2 is operating, the exhaust valve 8a is opened and the exhaust valve 8a is opened.
b is closed. Therefore, diesel engine 2
The exhaust gas flows into the main passage 3a and passes through the filter l through 81!
After particulates are removed by flowing in the directions of arrows c and d in Figure 4, they are discharged into the atmosphere.

エンジン2の運転を続行するに伴い、排気中のパティキ
ュレートはフィルタlによって捕捉され、フィルタlに
はパティキュレートが次第に蓄積されてゆく。一方、エ
ンジン2の運転状態を表すエンジン回転数とエンジン負
荷は、入力系統14.15を介してコンピュータ13に
逐次、入力されて積算されている。フィルタ1に捕捉さ
れるパティキュレートの総量はエンジン回転数及びエン
ジン負荷の積算値の増加につれて増大すると考えられる
ので、これらの積算値が所定の値になるとコンピュータ
13はフィルタ1の再生時期になったものと判断する。
As the engine 2 continues to operate, particulates in the exhaust gas are captured by the filter l, and particulates gradually accumulate in the filter l. On the other hand, the engine speed and engine load, which represent the operating state of the engine 2, are sequentially input to the computer 13 via input systems 14 and 15 and are integrated. Since the total amount of particulates trapped in the filter 1 is considered to increase as the engine speed and the integrated value of the engine load increase, when these integrated values reach a predetermined value, the computer 13 indicates that it is time to regenerate the filter 1. judge it as something.

コンピュータ13がフィルタlを再生すべきであると判
断すると、ディーゼルエンジン2の停止時にコンピュー
タ13は制御弁10a、lObJm制御信号を送り、排
気弁8aを閉じると共に排気弁8bを開放する。この時
点では電気ヒータ4はまだ通電されておらず、この状態
は約30秒〜2分間持続され、この間にフィルタ温度の
安定化が図られる。
If the computer 13 determines that the filter l should be regenerated, the computer 13 sends a lObJm control signal to the control valve 10a when the diesel engine 2 is stopped, thereby closing the exhaust valve 8a and opening the exhaust valve 8b. At this point, the electric heater 4 is not yet energized, and this state is maintained for approximately 30 seconds to 2 minutes, during which time the filter temperature is stabilized.

次いで、コンピュータ13は電気ヒータ4のオン・オフ
スイッチ6をオン状態にし、電気ヒータ4に通電してフ
ィルタ1およびパティキュレートを加熱する。ただし、
この時はまだ二次空気の吹き込みは行われない。
Next, the computer 13 turns on the on/off switch 6 of the electric heater 4, and energizes the electric heater 4 to heat the filter 1 and the particulates. however,
At this time, secondary air is not blown yet.

領域R1の電気ヒータ4は比較的低容量で、領域R2の
電気ヒータ4は比較的高容量であるから、面領域lコ供
給される熱量は領域R1で少なく、領域R2で多い。し
かし、領域R2では周囲への熱の放散かR1に比べて多
く、また領域R1では領域R2からの熱の影響を受ける
。このため、両領域での加熱温度は共にほぼ理想温度で
等しくなる。
Since the electric heater 4 in the area R1 has a relatively low capacity and the electric heater 4 in the area R2 has a relatively high capacity, the amount of heat supplied to each surface area is small in the area R1 and large in the area R2. However, in the region R2, more heat is dissipated to the surroundings than in the region R1, and the region R1 is affected by the heat from the region R2. Therefore, the heating temperatures in both regions are approximately ideal and equal.

フィルタ1の温度が例えば750〜850°Cの適温に
達するとパティキュレートに点火するので、エアポンプ
7aを作動させて排気通路3の主通路3a内にパティキ
ュレート燃焼用の二次空気を吹き込む。このときの二次
空気の流れは第4区で矢印e、fで表される。これによ
って、フィルタ1に捕捉されたパティキュレートが端面
23(1’ilから端面24側へといわゆる逆流燻焼(
逆流再生)を開始する。
When the temperature of the filter 1 reaches an appropriate temperature of, for example, 750 to 850°C, the particulates are ignited, so the air pump 7a is operated to blow secondary air for particulate combustion into the main passage 3a of the exhaust passage 3. The flow of secondary air at this time is represented by arrows e and f in the fourth section. As a result, the particulates captured by the filter 1 are transferred from the end surface 23 (1'il) to the end surface 24 side through so-called backflow smoldering.
(backflow playback).

このように燃焼が開始して所定時間経過すると、もはや
立ち消えのおそれはなくなるので、電力消費量低減およ
びフィルタの過熱防止のために電気ヒータ4の通電を停
止し、以後はパティキュレートか焼失するまで二次空気
の吹き込みだけを所定時間継続するとよい。この時間は
フィルタ1の長さによって異なり、例えばフィルタlの
軸方向長さをL(mm)とすると、二次空気吹き込み時
間T(分)は、 T=(103〜0.07Lの式によっ て計算される。
After a predetermined period of time has elapsed since the combustion started, there is no longer any danger that it will go out, so in order to reduce power consumption and prevent the filter from overheating, the electric heater 4 is turned off, and from then on, the combustion is continued until the particulates are burned out. It is preferable to continue blowing only the secondary air for a predetermined period of time. This time varies depending on the length of the filter 1. For example, if the axial length of the filter 1 is L (mm), the secondary air blowing time T (minutes) is calculated using the formula T = (103 ~ 0.07L). be done.

パティキュレートの燃焼の際に発生する熱はフィルタ1
の温度を上昇させ、従って、セルlb内を通過し、多孔
性壁22を貫流してセルla内に流入する空気が、電気
ヒータ4による予熱がなくても適度に予熱され、パティ
キュレートの燃焼を促進する。
The heat generated during combustion of particulates is filtered through filter 1.
Therefore, the air passing through the cell lb, flowing through the porous wall 22, and flowing into the cell la is appropriately preheated without being preheated by the electric heater 4, and the particulates are combusted. promote.

以上、本発明の一実施例につき説明したが、本発明は電
気ヒータの供給熱量を、周囲からの熱影響を受けかつ冷
却されにくいフィルタの中央部領域で比較的少なく、外
部への熱放散により冷却されやすい周辺部領域で比較的
多くするようにしたものであるから、上記実施例の如く
、電気ヒータの容量を変更する方法による他、電気ヒー
タの通電時間を変更する方法、あるいは電気ヒータの容
量と通電時間の両方を共に変更する方法によっても、本
発明の目的を同様に達成することができる。
As described above, one embodiment of the present invention has been described, but the present invention reduces the amount of heat supplied by the electric heater to a relatively small amount in the central region of the filter, which is affected by heat from the surroundings and is difficult to cool. Since the amount of heat is relatively increased in the peripheral area where it is easy to cool, in addition to changing the capacity of the electric heater as in the above embodiment, there is also a method of changing the energization time of the electric heater, or a method of changing the power supply time of the electric heater. The object of the present invention can be similarly achieved by a method in which both the capacitance and the energization time are changed.

また、電気ヒータの区分数は中央部、中間部、外周部の
ように3以上としてもよい。
Further, the number of sections of the electric heater may be three or more, such as a central portion, an intermediate portion, and an outer peripheral portion.

以上の如く、上記実施例は例示のためにのみ示したもの
であって、本発明は上記実施例に限定されることなく、
その他種々の変形が可能である。
As mentioned above, the above embodiments are shown for illustration only, and the present invention is not limited to the above embodiments.
Various other modifications are possible.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明のディーゼルパティキュレ
ートフィルタでは、少なくともその中央部と周辺部とで
電気ヒータを区分し、中央部での供給熱量を比較的少な
く、周辺部での供給熱量を比較的多くしているので、点
火領域全域にわたって一定の熱量を供給する場合に問題
となっていた、中央部での加熱過剰、周辺部での加熱不
足の傾向を解消でき、点火領域全域で温度を一定化する
ことができ、従って、中央部でのフィルタの過熱、溶融
、′周辺部でのパティキュレートの燃え残り、立ち消え
といった不都合を未然に防止することができる。
(Effects of the Invention) As explained above, in the diesel particulate filter of the present invention, the electric heater is divided into at least the central part and the peripheral part, and the amount of heat supplied in the central part is relatively small, while the amount of heat supplied in the peripheral part is Since the amount of heat supplied is relatively large, it eliminates the tendency of overheating in the center and underheating in the periphery, which was a problem when supplying a constant amount of heat throughout the ignition area. The temperature can be made constant over the entire area, and therefore inconveniences such as overheating and melting of the filter in the center, unburned particulates, and extinguishing of particulates in the periphery can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発−明に係るディーゼルパティキュレート
フィルタのヒータ側端面図、 第2図は、同フィルタの側面図、 第3図は、同フィルタを使用した、フィルタ再生システ
ムの一実施例の概略構成図、 第4図は、本発明に使用するディーゼルパティキュレー
トフィルタの一実施例の部分断面図であって、第5図の
I−1線またはIl−Il線に沿う断面図、 第5図は、第4図のフィルタの端面図である。 R1・・・中央部領域、R2・・・周辺部領域1・・・
ディーゼルパティキュレートフィルタ2・・・ディーゼ
ルエンジン 3・・・排気通路 4・・・電気ヒータ 7・・・空気供給装置 8a、8b・・・排気弁 13・・・コンピュータ 第1図 第2図 11、 第3図 代 理 人 弁理士  湯 浅 恭 竺(外4名) b  8b a   4
Fig. 1 is an end view on the heater side of a diesel particulate filter according to the present invention, Fig. 2 is a side view of the same filter, and Fig. 3 is an embodiment of a filter regeneration system using the same filter. 4 is a partial sectional view of an embodiment of the diesel particulate filter used in the present invention, and is a sectional view taken along line I-1 or line Il-Il in FIG. FIG. 5 is an end view of the filter of FIG. 4. R1...Central region, R2...Peripheral region 1...
Diesel particulate filter 2...Diesel engine 3...Exhaust passage 4...Electric heater 7...Air supply devices 8a, 8b...Exhaust valve 13...Computer Fig. 1 Fig. 2 Fig. 11, Figure 3 Deputy Attorney Patent Attorney Kyo Yu Asa (4 others) b 8b a 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] ディーゼルエンジンの排気通路の途中に配設されたディ
ーゼルパティキュレートフィルタであって、前記フィル
タは多孔質材料によってハニカム形状に形成されてなり
、その内部には、前記排気通路の上流側とそれぞれ連通
した複数の細長い補集領域と、前記排気通路の下流側と
それぞれ連通した複数の細長い空洞領域とが交互に隣接
して形成され、前記補集領域の下流端には該補集領域内
に補集されたパティキュレートに点火するための電気ヒ
ータが配設され、前記空洞領域の下流端は該空洞領域内
にパティキュレート燃焼用二次空気を供給する空気供給
装置に接続されたパティキュレートフィルタにおいて、
前記電気ヒータを、少なくとも前記フィルタの中央部と
周辺部とで区分し、中央部の電気ヒータの供給熱量を比
較的小さく、周辺部の電気ヒータの供給熱量を比較的大
きくした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。
A diesel particulate filter is disposed in the middle of an exhaust passage of a diesel engine, and the filter is formed into a honeycomb shape using a porous material, and inside the filter is a particulate filter that communicates with the upstream side of the exhaust passage. A plurality of elongated collection regions and a plurality of elongated hollow regions each communicating with the downstream side of the exhaust passage are formed adjacent to each other alternately, and a downstream end of the collection region has a plurality of elongated collection regions and a plurality of elongated hollow regions each communicating with the downstream side of the exhaust passage. an electric heater for igniting the particulates, and a downstream end of the cavity region is connected to an air supply device for supplying secondary air for particulate combustion into the cavity region;
The electric heater is divided into at least a central part and a peripheral part of the filter, and the electric heater in the central part supplies a relatively small amount of heat, and the electric heater in the peripheral part supplies a relatively large amount of heat. Diesel particulate filter.
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