JPH0710030Y2 - 排出ガス後処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、排出ガス内に含まれる不純物としてのパティ
キュレートを捕集するフィルターを排出ガスの排出経路
中に備えるようにした排出ガス後処理装置に関する。

［従来の技術］ エンジン特に自動車用のディーゼルエンジンなどから排
出されるガス内には、炭化水素あるいはすす（カーボ
ン）などからなる不純物としてのパティキュレートが含
まれている。このパティキュレートを取り除くべく排出
ガスを外部に導く排出経路内には上記パティキュレート
を捕集するトラップフィルターがしばしば備えられてい
る。

このような排出ガス後処理装置においては、例えば第２
図に示されるように、排出ガスの排出経路を構成するケ
ース１内に断熱材兼緩衝材２を介してトラップフィルタ
ー３が設置されている。このトラップフィルター３には
セラミック材や発泡金属などにより多数の通路が構成さ
れており、隣接し合う通路の間を排出ガスが通過する際
にパティキュレートが通路の壁面に付着されることによ
って捕集動作が行なわれるようになっている。その捕集
作用によって排出ガスの清浄化を図るようにしている。

一方上記トラップフィルター３内には比較的短時間のう
ちにパティキュレートが蓄積されていく。そこでその蓄
積されたパティキュレートを燃焼させるように加熱ヒー
タ４が上記トラップフィルター３のガス流通方向（第２
図左側から右側に向かう方向）の前面側に対面するよう
にして設置されている。この加熱ヒータ４は電熱抵抗線
を曲げ形成してなるものであり、上記ケース１内を横断
するように設けられている。そして一定のタイミングで
該加熱ヒータ４に通電が行なわれると、その発熱作用特
に輻射熱によって上記トラップフィルター３内に蓄積さ
れたパティキュレートが燃焼されて除去され、これによ
りトラップフィルター３の捕集機能が適正状態に回復さ
れ正常状態が維持されるようになっている。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら上述した加熱ヒータ４はケース１の内壁面
から離れるようにケース１の内径より小さな寸法に形成
されており、これによって加熱ヒーター４とケース１と
の電気的接触が回避されるようになっている。したがっ
て従来装置における加熱ヒーター４はトラップフィルタ
ー３の前面部の全体を覆う大きさには形成されていな
い。このため加熱ヒーター１の加熱作用が不十分になる
ことが多く、トラップフィルター３の特に外周領域にお
いて加熱不足が生じてパティキュレートの燃え残り現象
が発生するという問題がある。加えてトラップフィルタ
ー３の外周部には断熱材兼緩衝材２が巻き付けられてい
るものの、ケース１の内壁面に対して密着するように配
置されているため、十分な断熱効果は得られておらず、
したがって前記トラップフィルター３の外周領域には急
激な温度低下が生じている。そしてその結果としても上
記のようなトラップフィルター３の外周領域におけるパ
ティキュレートの燃え残り現象が発生しているものであ
る。

また上述したようなトラップフィルター３の外周領域に
おける急激な温度低下があると、その温度勾配に基づく
熱応力の増大によってトラップフィルター３にクラック
が発生し易くなり、装置の耐久性を維持する上でも問題
となっている。

そこで本考案は、トラップフィルター内に蓄積されたパ
ティキュレートを燃焼させるための加熱ヒーターによっ
て十分な加熱作用を得、またトラップフィルターの断熱
を十分に行なうことによってトラップフィルターの外周
領域における急激な温度低下を防止し、特にトラップフ
ィルターの外周領域におけるパティキュレートの燃え残
り現象の発生を回避させることができるとともに、トラ
ップフィルターの外周領域における温度低下を防止する
ことによって急激な温度勾配に基づく熱応力の増大をな
くし、トラップフィルターのクラックの発生を防止し
て、装置の耐久性を向上させることができるようにした
排出ガス後処理装置を提供することを目的とする。

［課題を解決すべき手段］ 上記目的を達成するため本考案は、排出ガスの排出経路
を構成するケース内に排出ガスに含まれるパティキュレ
ートを捕集するフィルターを備えてなるとともに、上記
フィルター内に蓄積されたパティキュレートを燃焼させ
る加熱ヒーターを上記フィルターのガス流通方向前面部
に対面するようにして設置してなる排出ガス後処理装置
において、上記フィルターの外周部に断熱材を付設し、
上記断熱材の外側とケースの内側表面とは一定間隔離し
て配置され、両者の間には空気断熱層が設けられている
とともに、上記加熱ヒータはフィルターの前面部の全体
と上記空気断熱層の少なくとも一部とを覆う大きさに形
成され、上記フィルターの前面部と間隔をおいて設置さ
れる構成を備えている。

［作用］ 上記構成を有する手段においては、フィルターの外周部
に断熱材を付設し、この断熱材の外側とケースの内側表
面との間に断熱性の良い空気断熱層が形成されているた
め、フィルターの外側領域からの放熱が良好に防止され
てフィルターの外側領域の保温が行なわれるとともに、
上記空気断熱層が形成されている分ケースおよび加熱ヒ
ーターを大型化してフィルターの前面部の全体と空気断
熱層の少なくとも一部とを覆う大きさに加熱ヒーターを
形成し設置することができるため、加熱ヒーターの発熱
作用がフィルターの外周領域まで十分に及ぶようになっ
ている。このようなフィルター側の保温作用と加熱ヒー
ター側の良好な加熱作用とによって、フィルターの外周
領域における温度低下が防止されフィルター内に蓄積さ
れたパティキュレートがフィルターの外周領域まで十分
に燃焼されるとともに、フィルターの外周領域における
温度低下が防止されることによってフィルターの外周領
域における急激な温度勾配の発生が回避され熱応力が増
大されないようになっている。

［実施例］ 以下、本考案の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。

第１図に示されるように、排出ガスの排出経路を構成す
る中空円筒状のケース11内には、保持部材12に支持され
るようにしてトラップフィルター13が設置されている。
上記保持部材12における中空円筒状の本体部12a内に
は、断熱材兼緩衝材12bを介して前記トラップフィルタ
ー13が収容されている。保持部材12の本体部12aはケー
ス11内に同軸状に配置されているとともに、該本体部12
aのガス流通方向（第１図左側から右側に向かう方向）
後端側の開口縁部に設けられているフランジ部12cが前
記ケース11の継目部11aにねじ止め固定されており、こ
れによって保持部材12の全体が片持ち状に支持されるよ
うになっている。前記トラップフィルター13はセラミッ
ク材や発泡金属などにより多数の通路が構成されてな
り、隣接し合う通路の間を排出ガスが通過する際にパテ
ィキュレートが通路の壁面に付着されることによって捕
集動作が行なわれるようになっている。その捕集作用に
よって排出ガスの清浄化を図るようにしている。

さらに前記ケース11の内径はトラップフィルター13を包
む保持部材12の外径より一定量大きな寸法に形成されて
おり、したがって上述したようにケース11内に保持部材
12が同軸状に配置されることによって保持部材12の外側
表面とケース11の内側表面とは一定間隔離して配置され
ることとなり、両者の間には空気断熱層14が形成される
ようになっている。

一方上記トラップフィルター13内には比較的短時間のう
ちにパティキュレートが蓄積されていく。そこでその蓄
積されたパティキュレートを燃焼させるように加熱ヒー
ター15が、前記トラップフィルター13のガス流通方向
（第１図左側から右側に向かう方向）の前面側に対面す
るようにして設置されている。この加熱ヒーター15は電
熱抵抗線を曲げ形成してなるものであり、上記ケース11
内を横断するように設けられている。さらにこの加熱ヒ
ーター15はトラップフィルター13の前面部の全体と空気
断熱層の少なくとも一部とを覆う大きさに形成され設置
されている。したがってトラップフィルター13の中心領
域のみならず外周領域に対しても加熱ヒーター15が対面
される構成とされている。

このような実施例における装置においては、一定のタイ
ミングで加熱ヒーター15に通電が行なわれると、その発
熱作用特に輻射熱によって上記トラップフィルター13内
に蓄積されたパティキュレートが燃焼されて除去され、
これによりトラップフィルター13の捕集機能が適正状態
に回復され正常状態が維持されるようになっている。

この場合、トラップフィルター13の外側表面とケース11
の内側表面との間には断熱性の良い空気断熱層14が形成
されているため、トラップフィルター13の外側領域から
の放熱が良好に防止されてトラップフィルター13の外側
領域の保温が行なわれる。また上記空気断熱層14が形成
されている分、ケース11および加熱ヒーター15を大型化
してトラップフィルター13の前面部の全体を覆う大きさ
に加熱ヒーター15を形成し設置することができる。その
結果、加熱ヒーター15の発熱作用がトラップフィルター
13の外周領域まで十分に及ぶようになっている。

このようなトラップフィルター13側の保温作用と加熱ヒ
ーター15側の良好な加熱作用とによって、トラップフィ
ルター13の外周領域における温度低下が防止されトラッ
プフィルター13内に蓄積されたパティキュレートがトラ
ップフィルター13の外周領域まで十分に燃焼される。さ
らにトラップフィルター13の外周領域における温度低下
が防止されることによってトラップフィルター13の外周
領域における急激な温度勾配の発生が回避され熱応力が
増大されないようになっている。

なお実施例におけるように、トラップフィルター13を収
容する保持部材12をケース11に対して一個所で固定する
こととし、トラップフィルター13を片持ち状に支持する
構成を採用すれば、トラップフィルター13の着脱を容易
化することができるとともに、ケース11の固定把持位置
を従来に比して自由に選定することができ、また固定把
持部材の分解作業を行なうことなくトラップフィルター
13の着脱を実行することができることとなり便利であ
る。

［考案の効果］ 以上述べたように本考案は、パティキュレート捕獲用の
フィルター側の保温作用を高めるとともに、上記フィル
ター内に蓄積されたパティキュレートを燃焼させるため
の加熱ヒーター側の加熱作用をフィルターの外周部まで
及ばせるように、フィルターの外周部に断熱材を付設
し、この断熱材の外側とケースの内側表面との間に空気
断熱層を形成し、かつ上記加熱ヒーターをフィルターの
前面部の全体と空気断熱層の少なくとも一部とを覆う大
きさに形成し設置する構成を採用してなるから、加熱ヒ
ーターによって十分な加熱作用を得ることができるとと
もに、フィルターの断熱を十分に行なわせることがで
き、これによってフィルターの外周領域における急激な
温度低下を防止し、特にトラップフィルターの外周領域
におけるパティキュレートの燃え残り現象の発生を回避
することができる。さらにフィルターの外周領域におけ
る温度低下を防止することによって急激な温度勾配に基
づく熱応力の増大をなくし、フィルターにおけるクラッ
クの発生を防止することができ、装置の耐久性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における排出ガス後処理装置
を表わした縦断面説明図、第２図は従来の排出ガス後処
理装置を表わした縦断面説明図である。 11…ケース、13…トラップフィルター、14…空気断熱
層、15…加熱ヒーター。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排出ガスの排出経路を構成するケース内に
   排出ガスに含まれるパティキュレートを捕集するフィル
   ターを備えてなるとともに、上記フィルター内に蓄積さ
   れたパティキュレートを燃焼させる加熱ヒータを上記フ
   ィルターのガス流通方向前面部に対面するようにして設
   置してなる排出ガス後処理装置において、 上記フィルターの外周部に断熱材を付設し、上記断熱材
   の外側とケースの内側表面とは一定間隔離して配置さ
   れ、両者の間には空気断熱層が設けられているととも
   に、上記加熱ヒータはフィルターの前面部の全体と上記
   空気断熱層の少なくとも一部とを覆う大きさに形成さ
   れ、上記フィルターの前面部と間隔をおいて設置されて
   いることを特徴とする排気ガス後処理装置。