JPH0629545B2 - Diesel particulate collection device - Google Patents
Diesel particulate collection deviceInfo
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- JPH0629545B2 JPH0629545B2 JP28164287A JP28164287A JPH0629545B2 JP H0629545 B2 JPH0629545 B2 JP H0629545B2 JP 28164287 A JP28164287 A JP 28164287A JP 28164287 A JP28164287 A JP 28164287A JP H0629545 B2 JPH0629545 B2 JP H0629545B2
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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パティキュレート捕集装置、詳しく
はディーゼルエンジからの排気ガス中に含有されるパテ
ィキュレートを捕集し、そして該パティキュレートを容
易に焼却することができるディーゼルパティキュレート
捕集装置に関するものである。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a diesel particulate trapping device, and more particularly to trapping particulates contained in exhaust gas from a diesel engine, and facilitating the particulate trapping. The present invention relates to a diesel particulate collection device that can be incinerated.
自動車等の内燃機関から排出される排気ガスの浄化が社
会的問題になっているが、従来までの浄化の対象はガソ
リンエンジンの排気ガス中の炭化水素、一酸化炭素およ
び窒素酸化物等の有害物質だった。ところが近年ディー
ゼルエンジから排出される排気ガス中のパティキュレー
ト（煤などの炭化物の微小粉体）は、発癌性のベンツピ
レン等の芳香族多核炭化水素を含有することが判明し、
このディーゼルパティキュレートの浄化の必要性が高ま
ってきた。Purification of exhaust gas emitted from internal combustion engines such as automobiles has become a social problem, but the conventional purification target is harmful gas such as hydrocarbons, carbon monoxide and nitrogen oxides in the exhaust gas of gasoline engines. It was a substance. However, in recent years, particulates (fine powder of carbide such as soot) in exhaust gas discharged from diesel engine have been found to contain carcinogenic aromatic polynuclear hydrocarbons such as benzpyrene,
The need for purification of this diesel particulate has increased.
従来、ディーゼルパティキュレートの捕集は、多孔質の
ハニカム状またはフォーム状のセラミックフィルタを収
めた装置を排気通路に設けることにより行われている。
ここで、パティキュレートは、該フィルタの孔部に捕集
されるが、使用と共にパティキュレートは堆積する。こ
れにより背圧が上昇して排気効率が低下するため、捕集
したパティキュレートを定期的に焼却し、フィルタの再
生を行う必要がある。Conventionally, the collection of diesel particulates is performed by providing a device containing a porous honeycomb-shaped or foam-shaped ceramic filter in the exhaust passage.
Here, the particulates are collected in the pores of the filter, but the particulates are deposited with use. As a result, back pressure increases and exhaust efficiency decreases, so it is necessary to periodically incinerate the collected particulates and regenerate the filter.
この再生処理は一般に、フィルタの外部に設けたヒータ
やバーナー等の外部着火手段により行われる（例えば、
特願昭６０−１２５７１５号公報参照）。この典型例を
第４図を参照して説明する。このディーゼルパティキュ
レート捕集装置１は、多孔質の隔壁２１により多数の排
気ガス通路２２を形成したフィルタ２を容器６内に収納
し、該フィルタ２の排気ガス流入面側にヒータ１０を備
えたものである。また、該フィルタ２は、前記排気ガス
流入面側の開口部を交互に各々の栓９で閉塞し、そして
これにより閉塞されていない排気ガス通路の流出側の開
口部を各々の栓５で閉塞している。ここで、焼却温度を
低下させる等の目的で、該フィルタのパティキュレート
捕集面に触媒金属を担持させることも提案されている
（例えば、特開昭５５−２４５９７号、特開昭５８−４
３２１４号および特開昭６１−１４９２２１号公報参
照）。This regeneration process is generally performed by an external ignition means such as a heater or a burner provided outside the filter (for example,
See Japanese Patent Application No. 60-125715). This typical example will be described with reference to FIG. In this diesel particulate trapping device 1, a filter 2 having a large number of exhaust gas passages 22 formed by a porous partition wall 21 is housed in a container 6, and a heater 10 is provided on the exhaust gas inflow surface side of the filter 2. It is a thing. Further, in the filter 2, the openings on the exhaust gas inflow surface side are alternately closed with the respective plugs 9, and the openings on the outflow side of the exhaust gas passage which are not closed by this are closed with the respective plugs 5. is doing. Here, it has also been proposed to carry a catalyst metal on the particulate collecting surface of the filter for the purpose of lowering the incineration temperature (for example, JP-A-55-24597 and JP-A-58-4).
3214 and JP-A-61-149221).
しかしながら、上記従来の装置は、ヒータ面とフィルタ
が密着していると、フィルタへのパティキュレートの捕
集が妨げられるため、フィルタとヒータとの間に約１〜
２mmの間隙を設ける必要がある。これにより、再処理に
おけるヒータからの熱がパティキュレートに伝わりにく
いという問題がある。このため、パティキュレートへの
着火性が悪く、また着火のために大量のパティキュレー
トを必要とし、再処理の前にフィルタが詰ることもあ
る。しかも、大量のパティキュレートが堆積した状態で
焼却した場合、過大な燃焼熱が発生し、フィルタが溶損
することがしばしばあった。さらに、上記のような外部
着火手段を有する構造の装置は、自動車等の振動により
脱落したり、短絡することも多い。However, in the above-mentioned conventional device, when the heater surface and the filter are in close contact with each other, the collection of particulates in the filter is hindered.
It is necessary to provide a gap of 2 mm. As a result, there is a problem that the heat from the heater in the reprocessing is difficult to transfer to the particulates. Therefore, the ignitability of particulates is poor, and a large amount of particulates is required for ignition, and the filter may be clogged before reprocessing. Moreover, when incinerated with a large amount of particulates accumulated, excessive combustion heat is generated, and the filter is often melted and damaged. Further, the device having the structure having the external ignition means as described above is often dropped or short-circuited due to vibration of an automobile or the like.
このような問題を解決するために、フィルタの端面に薄
膜状の発熱体を形成した装置（特開昭５８−１９９０１
８号公報参照）や、フィルタ内に発熱体を設けた装置
（特開昭６１−４６４１３号公報参照）等が開示されて
いるが、これらは発生する熱エネルギーが少なく、パテ
ィキュレートに着火しても燃焼を伝播するに充分な熱エ
ネルギーが得にくく、製造に手間がかかる等の問題を有
している。In order to solve such a problem, an apparatus in which a thin film heating element is formed on the end face of the filter (Japanese Patent Laid-Open No. 58-19991).
No. 8), a device having a heating element provided in the filter (see Japanese Patent Laid-Open No. 61-46413), and the like, which generate little thermal energy and ignite particulates. However, there is a problem that it is difficult to obtain sufficient heat energy for propagating combustion and it takes time to manufacture.
本発明は、このような問題点を解決するためのものであ
り、その目的とするところは、パティキュレートの焼却
を容易に、しかも確実に行い得る構造のディーゼルパテ
ィキュレート捕集装置を提供することである。The present invention is to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a diesel particulate trapping device having a structure capable of easily and surely incinerating particulates. Is.
本発明のディーゼルパティキュレート捕集装置は、多孔
質の隔壁により仕切られ、排気ガス流入方向に対し互い
に平行な多数の排気ガス通路を有するハニカムフィルタ
部材、該フィルタ部材における排気ガス通路の排気ガス
流入側の一部の開口部を閉塞するための流入側詰栓、該
流入側詰栓に連結した通電手段、および前記排気ガス流
入側の開口部が開放されている排気ガス流出側の開口部
を閉塞するための流出側詰栓とから構成され、前記流入
側詰栓が、通電により発熱する材料からなる一体構造で
あることを特徴とする。The diesel particulate trap device of the present invention is a honeycomb filter member partitioned by a porous partition wall and having a plurality of exhaust gas passages parallel to each other in the exhaust gas inflow direction, and the exhaust gas inflow of the exhaust gas passage in the filter member. An inflow side plug for closing a part of the opening on the side, an energizing means connected to the inflow side plug, and an opening on the exhaust gas outflow side where the opening on the exhaust gas inflow side is opened. It is characterized in that it is composed of an outflow-side plug for closing, and the inflow-side plug is an integral structure made of a material that generates heat when energized.
また、本発明において使用されるハニカムフィルタ部材
は、上記の構造を有するものであれば特に限定されない
が、例えば押出し成形等により得られる多孔質のセラミ
ックハニカムが使用でき、排気ガス通路はその断面形状
が正方形、三角形または六角形等であって良く、さらに
フィルタ部材全体の形状もこの装置の装着場所の形態に
よって、円柱状、直方体状等種々取り得る。材質は例え
ばコージエライト、ムライト、スピネル等があるが、自
動車用の捕集装置としてはコージエライト質のものが好
ましい。また、ハニカムフィルタ部材のパティキュレー
ト捕集面に、活性アルミナ層を被覆し、この上に触媒金
属例えば白金族元素等の貴金属や、アルカリ土類金属や
亜鉛等の卑金属等を担持することは、好ましい手段であ
る。Further, the honeycomb filter member used in the present invention is not particularly limited as long as it has the above structure, for example, a porous ceramic honeycomb obtained by extrusion molding or the like can be used, and the exhaust gas passage has a cross-sectional shape. May be square, triangular or hexagonal, and the shape of the entire filter member may be various such as columnar shape and rectangular parallelepiped shape depending on the shape of the mounting place of the device. The material is, for example, cordierite, mullite, spinel or the like, but a cordierite-quality one is preferable as a collection device for automobiles. Further, the particulate collection surface of the honeycomb filter member, coated with an activated alumina layer, on which a catalytic metal such as a noble metal such as a platinum group element or a base metal such as an alkaline earth metal or zinc is supported, This is the preferred means.
次に流入側詰栓は、通電により発熱する材料、例えばＦ
ｅ−Ｃｒ−Ａｌ系合金や、Ｔｉ３Ｎ４またはＳｉ３Ｎ４
等のセラミックヒータ材料からなり、前記フィルタ部材
における排気ガス通路の排気ガス流入側の一部の開口部
を、好ましくは交互に閉塞するための栓が一体化された
ものである。また、この流入側詰栓は、慣用の通電手段
を連結している。Next, the inflow side plug is made of a material such as F
e-Cr-Al-based alloy, Ti 3 N 4 or Si 3 N 4
And the like, which is made of a ceramic heater material, and is integrally formed with a plug for closing alternately a part of the exhaust gas passage of the filter member on the exhaust gas inflow side. Further, this inflow side plug is connected to a conventional energizing means.
また、流出側詰栓は、上記の排気ガス流入側の開口部が
開放されている排気ガス流出側の開口部を閉塞するため
のもので、流入側詰栓と同様一体化されていても良く、
また個々の開口部を閉塞する個々り栓からなっていても
良い。さらにこの材質は、特に制限されず排気系への使
用に耐えうるものであれば良く、例えば上記のハニカム
フィルタ部材と同質のものやシリコンゴム等である。The outflow side plug is for closing the exhaust gas outflow side opening where the exhaust gas inflow side opening is open, and may be integrated like the inflow side plug. ,
It may also be composed of individual stoppers that close the individual openings. Further, the material is not particularly limited as long as it can withstand use in an exhaust system, and is, for example, the same material as the above honeycomb filter member or silicon rubber.
さらに、本発明の装置を容器に収納しても良く、これに
より運搬、排気系への取りつけが容易になり、さらに装
置の補強にもなる。Further, the device of the present invention may be housed in a container, which facilitates transportation and mounting to the exhaust system, and also reinforces the device.
本発明のディーゼルパティキュレート捕集装置は、内燃
機関の排気系に設置し、が装置内を排気ガスが通過する
際に、該排気ガス中に含有するパティキュレートをハニ
カムフィルタ部材の隔壁に捕集して該排気ガスを浄化す
るものである。The diesel particulate collection device of the present invention is installed in the exhaust system of an internal combustion engine, and when the exhaust gas passes through the device, particulates contained in the exhaust gas are collected in the partition walls of the honeycomb filter member. Then, the exhaust gas is purified.
また、上記の隔壁に捕集されたパティキュレートは、全
体が通電により発熱する流入側詰栓を加熱し、該パティ
キュレートを燃焼、焼却することにより、本装置のハニ
カムフィルタ部材を再生することができる。ここで該流
入側詰栓は、フィルタに直接はめ込まれているため、こ
の流入側詰栓にもパティキュレートが堆積しており、該
詰栓が加熱されると、まずこの上のパティキュレートが
直接加熱着火された後、燃焼ずフィルタ全体のパティキ
ュレートに伝播して、パティキュレートが焼却される。
このため、着火のために従来のように大量のパティキュ
レートを必要とせず、パティキュレートの捕集量が少な
い状態でも、パティキュレートへの着火が容易となっ
た。Further, the particulates collected in the partition walls are heated by heating the inflow side plug, which is entirely heated by energization, and the particulates are burned and incinerated to regenerate the honeycomb filter member of the present apparatus. it can. Here, since the inflow-side plug is directly fitted into the filter, particulates are accumulated also on the inflow-side plug, and when the plug is heated, the particulates on the plug are directly attached. After being heated and ignited, it is propagated to the entire particulates of the filter without being burned, and the particulates are incinerated.
For this reason, it is not necessary to use a large amount of particulates for ignition as in the conventional case, and it is easy to ignite the particulates even when the amount of collected particulates is small.
次に本発明を実施例に基づいてさらに詳細に説明する
が、本発明はこれに限定されるものではない。Next, the present invention will be described in more detail based on examples, but the present invention is not limited thereto.
第１図ないし第３図は、本発明の実施例のディーゼルパ
ティキュレート捕集装置１を示すものである。これは、
多孔質の隔壁２１により仕切られ、断面形状が正方形
で、互いに平行な多数の排気ガス通路２２を有する円柱
状の、コージエライト質ハニカムフィルタ部材２に、該
フィルタ部材２における排気ガス通路２２の排気ガス流
入側の開口部を交互に閉塞するための流入側詰栓３およ
び前記の排気ガス流入側の開口部が開放されている排気
ガス流出側の各開口部を閉塞するための各流出側詰栓５
を嵌め込み、これをシール材７を介装して金属製の容器
６に収納したものである。そして、前記流入側詰栓３
は、通電により発熱する材料、例えばＦｅ−Ｃｒ−Ａｌ
系合金またはＴｉ３Ｎ４もしくはＳｉ３Ｎ４等のセラミ
ックヒータ材料からなる一体構造で、電源コード４に連
結する図示しない通電手段を備えている。1 to 3 show a diesel particulate trap 1 according to an embodiment of the present invention. this is,
The columnar cordierite honeycomb filter member 2 is partitioned by the porous partition walls 21 and has a square cross-sectional shape and has a large number of exhaust gas passages 22 parallel to each other. Inflow side plugs 3 for alternately closing the inflow side openings and each outflow side plug for closing each exhaust gas outflow side opening in which the exhaust gas inflow side opening is open 5
Is inserted, and this is housed in a metal container 6 with a sealing material 7 interposed. And the inflow side plug 3
Is a material that generates heat when energized, such as Fe-Cr-Al
It is an integral structure made of a system alloy or a ceramic heater material such as Ti 3 N 4 or Si 3 N 4 , and has an unillustrated energizing means connected to the power cord 4.
ここで、ハニカムフィルタ部材２のパティキュレート捕
集面に、活性アルミナ層を被覆し、そしてこの上に触媒
金属を担持しても良い。Here, the particulate collection surface of the honeycomb filter member 2 may be coated with an activated alumina layer, and a catalytic metal may be supported on this.
上記本実施例に係るディーゼルパティキュレート捕集装
置１を、実際にディーゼルエンジの排気系に取りつけ、
一定条件で運転する。その結果、第３図に示すようにパ
ティキュレート８がハニカムフィルタ部材２の隔壁２１
に付着する。また同様の実験を従来技術の第４図に示す
外部にヒータ１０を有する装置に関しても行った。そし
て、次にこれら付着したパーティキュレート８を焼却
し、その際の温度と残存パティキュレート量を測定し
た。その結果、同じ温度においては、本実施例の装置の
方が残存パティキュレート量が少なく、また許容範囲の
残存パティキュレート量とするための温度は本実施例の
装置の方が低かった。The diesel particulate collection device 1 according to the present embodiment is actually attached to the exhaust system of a diesel engine,
Operate under constant conditions. As a result, as shown in FIG. 3, the particulates 8 are the partition walls 21 of the honeycomb filter member 2.
Adhere to. Further, the same experiment was conducted on the device having the heater 10 on the outside shown in FIG. 4 of the prior art. Then, these adhered particulates 8 were incinerated, and the temperature and the amount of residual particulates at that time were measured. As a result, at the same temperature, the apparatus of this example had a smaller amount of residual particulates, and the temperature of the apparatus of this example had a lower temperature for obtaining an amount of residual particulates within an allowable range.
これは、第３図に示されるように、発熱体である流入側
詰栓３が直接パティキュレート８を加熱するための効果
であると考えられる。This is considered to be the effect that the inflow side plug 3 as a heating element directly heats the particulate 8, as shown in FIG.
以上説明したように、本発明のディーゼルパティキュレ
ート捕集装置は、フィルタに直接嵌め込み、全体が発熱
体である流入側詰栓が、パティキュレートを直接加熱し
てこれに着火し、燃焼させるものであるため、従来のよ
うなフィルタと離して設置したヒータやバーナ等による
ものよりも、より簡単に確実なパティキュレートの焼却
を行うことができる。さらに、このことは、大量のパテ
ィキュレートを必要とせず、フィルタの溶損を防ぐこと
も可能とした。As described above, the diesel particulate trap of the present invention is directly fitted to the filter, and the inflow side plug, which is a heating element as a whole, directly heats the particulate to ignite it and burn it. For this reason, it is possible to more easily and reliably incinerate the particulates, as compared with the conventional method using a heater, a burner, or the like installed separately from the filter. Furthermore, this made it possible to prevent the filter from being melted and damaged without requiring a large amount of particulates.
また、加熱は前記のフィルタに直接嵌め込んだ栓を通し
て行うものであるため、従来の外部ヒータのように自動
車等の振動により脱落したり、短絡したりするおそれが
ない。Further, since the heating is performed through the plug directly fitted to the filter, there is no possibility of dropping off or short-circuiting due to vibration of an automobile or the like unlike a conventional external heater.
第１図は、本発明の実施例におけるディーゼルパティキ
ュレート捕集装置の縦断面図、 第２図は、第１図のディーゼルパティキュレート捕集装
置の正面図、 第３図は、第１図のディーゼルパティキュレート捕集装
置にパーティキュレートが堆積した際の一部を拡大して
示す縦断面図、 第４図は、従来技術におけるディーゼルパティキュレー
ト捕集装置の縦断面図を表す。 図中、 １……ディーゼルパティキュレート捕集装置 ２……ハニカムフィルタ部材 ２１……隔壁、２２……排気ガス通路 ３……流入側詰栓、４……電源コード ５……流出側詰栓FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of a diesel particulate trap in the embodiment of the present invention, FIG. 2 is a front view of the diesel particulate trap of FIG. 1, and FIG. 3 is a front view of FIG. FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing an enlarged part of the particulate matter accumulated in the diesel particulate collection device, and FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of the diesel particulate collection device in the prior art. In the figure, 1 ... Diesel particulate trap 2 ... Honeycomb filter member 21 ... Partition wall, 22 ... Exhaust gas passage 3 ... Inflow side plug 4 ... Power cord 5 ... Outflow side plug
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−119317（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−1909（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭61−40893（ＪＰ，Ｙ２) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-58-119317 (JP, A) Actual development 60-1909 (JP, U) Actual public 61-40893 (JP, Y2)
Claims (1)
入方向に対し互いに平行な多数の排気ガス通路を有する
ハニカムフィルタ部材、該フィルタ部材における排気ガ
ス通路の排気ガス流入側の一部の開口部を閉塞するため
の流入側詰栓、該流入側詰栓に連結した通電手段、およ
び前記排気ガス流入側の開口部が開放されている排気ガ
ス流出側の開口部を閉塞するための流出側詰栓とから構
成され、前記流入側詰栓が、通電により発熱する材料か
らなる一体構造であることを特徴とするディーゼルパテ
ィキュレート捕集装置。1. A honeycomb filter member partitioned by a porous partition wall and having a plurality of exhaust gas passages parallel to each other in an exhaust gas inflow direction, and a part of an opening of the exhaust gas passage in the exhaust gas passage of the filter member. Inflow side plug for closing the portion, energizing means connected to the inflow side plug, and outflow side for closing the exhaust gas outflow side opening where the exhaust gas inflow side opening is open A diesel particulate collection device, comprising a plug, wherein the inflow-side plug is an integral structure made of a material that generates heat when energized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28164287A JPH0629545B2 (en) | 1987-11-07 | 1987-11-07 | Diesel particulate collection device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28164287A JPH0629545B2 (en) | 1987-11-07 | 1987-11-07 | Diesel particulate collection device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01125515A JPH01125515A (en) | 1989-05-18 |
| JPH0629545B2 true JPH0629545B2 (en) | 1994-04-20 |
Family
ID=17641949
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28164287A Expired - Fee Related JPH0629545B2 (en) | 1987-11-07 | 1987-11-07 | Diesel particulate collection device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629545B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7510600B2 (en) | 2005-03-16 | 2009-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas purifying apparatus |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020058812A (en) * | 2000-12-30 | 2002-07-12 | 이계안 | Exhausted gas recirculation apparatus |
| DE102014205028A1 (en) * | 2014-03-18 | 2015-09-24 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Exhaust after-treatment system, system of an internal combustion engine and an electric machine, and motor vehicle |
-
1987
- 1987-11-07 JP JP28164287A patent/JPH0629545B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7510600B2 (en) | 2005-03-16 | 2009-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Gas purifying apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01125515A (en) | 1989-05-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |