JPH0730312U

JPH0730312U - パティキュレート・トラップ

Info

Publication number: JPH0730312U
Application number: JP5904393U
Authority: JP
Inventors: 光雄町田; 恵一新村; 洋松田; 正石井
Original assignee: UD Trucks Corp
Current assignee: UD Trucks Corp
Priority date: 1993-11-02
Filing date: 1993-11-02
Publication date: 1995-06-06
Anticipated expiration: 2008-11-02
Also published as: JP2602092Y2

Abstract

(57)【要約】【目的】本考案はエンジンの排出ガスを浄化するパテ
ィキュレート・トラップに関し、取り替えが簡単で高ガ
ス圧に耐え、外周部のひび割れや再生効果の局部的差異
の発生を防止することを目的とする。【構成】排出ガスの流入流出口のある缶体と、缶体内
の流入流出口の間に収容されて排出ガスの流入流出面を
持つトラップ・フィルタと、缶体の内壁とトラップ・フ
ィルタとの間に置かれてトラップ・フィルタの流入流出
面を除く外周を取り巻くヒータ・ワイヤとから成るパテ
ィキュレート・トラップにおいて、トラップ・フィルタ
は缶体内の流入流出口の間に収容されるインナケース内
に固着され、インナケースはトラップ・フィルタの流入
流出面以外の部分を被覆し、かつ流入口側端部及び流出
口側端部にあるフランジは、缶体のそれぞれ対向する位
置にあるフランジにそれぞれガスケットを介してボルト
止めされる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、自動車等のエンジンの排出ガスを浄化するためのパティキュレート・トラップの構造に関する。

【０００２】ここにパティキュレート・トラップ（Particulate Trap) とは、エンジンの排出ガス中に含まれる炭素微粒子等の粒子状物質を吸着・捕集して、排出ガスを浄化してから排出するための装置を指す、つまり和訳すれば「粒子状物質捕集装置」となろう。

【０００３】パティキュレート・トラップは走行使用後、再生すなわち捕集粒子状物質を除去する作業が必要であり、このため従来構造上の諸問題があった。

【０００４】

【従来の技術】

パティキュレート・トラップの構造に関する開示例としては、特開昭５９−１５３９１３号公報、実開平２−１１８１２１号公報、実開平４−２１７１７号公報等がある。

【０００５】図３は、従来技術によるパティキュレート・トラップの断面図を示す。同図中、Ｃはパティキュレート・トラップの本体、すなわち缶体である。缶体Ｃは通常円筒状または楕円筒状の金属製で、排出ガス流入口ａ及び排出ガス流出口ｂを具備し、それぞれフランジＡ及びフランジＢを介して、それぞれ排出ガス流上流側及び下流側の排気通路と結合される。図３は缶体Ｃの軸を通る鉛直な平面でパティキュレート・トラップを切断したと仮定した場合の断面図である。

【０００６】同図中、１はトラップ・フィルタ（捕集用濾過器）、２はヒータ・ワイヤ（電熱線）、３はヒータ保持用断熱材、４は断熱材、５はヒータ端子、６は温度センサで、13は缶体Ｃのディフューザ（Diffuser＝拡散凝縮）部である。

【０００７】以下、従来技術によるパティキュレート・トラップの動作について説明する。パティキュレート・トラップの動作には２つの側面がある。第１は粒子状物質捕集動作であり、第２は再生動作である。

【０００８】先ず、第１の粒子状物質捕集動作は、主として走行中行われるパティキュレート・トラップの本来的な動作である。図３中、排出ガス流入口ａから流入した排出ガスは、トラップ・フィルタ１の前記排出ガス流入口ａに近い側の排出ガス流入面から流入し、ここで混入している炭素微粒子等の粒子状物質が吸着される。そして浄化された排出ガスが、トラップ・フィルタ１の前記排出ガス流出口ｂに近い側の排出ガス流出面及び前記排出ガス流出口ｂを経由して、大気中に排出される。

【０００９】トラップ・フィルタ１内に図示されている多数の横線は、薄い壁（以下、囲まれた壁で構成される空間をセルと呼ぶ）の集合である。図４は、前記セルのうちの１つを、その軸を通る平面で切断したと仮定した場合の拡大断面図である。壁となる材料は多孔性のセラミックであって、図示のように細孔壁Ｅとセル口ｅと目封止材Ｆとで形成され、細孔壁Ｅには無数の毛細孔が開いていて、セル内からセル外に貫通している。したがってセル口ｅから流入した排出ガスは、図示の矢印のような経路をたどり、無数の毛細孔を透過して排出されるが、この時排出ガスに混入していた粒子状物質は毛細孔を通過できず、ここに吸着される。図３における前記フィルタセルの集合は、相隣接するフィルタセルのセル口ｅと目封止材Ｆとが互い違いになるよう配設されている。

【００１０】次に、第２の再生動作は、主として走行後車庫内等で行われるパティキュレート・トラップの補助的な動作である。すなわち、走行中行われた粒子状物質捕集動作によって、毛細孔は吸着した粒子状物質で充満し、このまま何ら処置を施さずに継続使用すると、毛細孔が粒子状物質で塞がれて排出ガスの流出が困難となり、使用できなくなる。したがって、粒子状物質捕集動作後のパティキュレート・トラップは、トラップ・フィルタに吸着された粒子状物質を除去して、ふたたび良い性能で使用できるよう処置する必要がある。この処置が再生であり、再生のための動作が再生動作である。

【００１１】再生動作は、通常自動車外の電源を図３中のヒータ端子５に接続し、ヒータ・ワイヤ２に加熱電流を流して行う。図示のようにヒータ・ワイヤ２はトラップ・フィルタ１の外周に極めて近接乃至接触するよう配設されており、ヒータ保持用断熱材３で固定されている。またヒータの温度は温度センサ６で知ることができ、排出ガス及びヒータの熱が缶体Ｃ外部にまで伝導されないよう、缶体Ｃの内壁は断熱材４で覆われている。

【００１２】ヒータ・ワイヤ２でトラップ・フィルタ１を加熱することにより、粒子状物質が燃焼し気化して除去される。この時、加熱温度をゆっくり上昇させるとともに、この場合排出ガス流入出口ａ，ｂを経由して流通する助燃エア（燃焼のため供給される空気）の量を制限して、穏やかな燃焼を行わせることが、高性能の再生動作を得るための必須条件である。

【００１３】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上述のような従来技術によれば、「トラップ・フィルタの取り替えが容易でないこと」、またトラップ・フィルタが高圧の排出ガスに晒されるため、「高い排出ガス圧に耐える保持固定が困難であること」、更にトラップ・フィルタを外周から直接ヒータ・ワイヤで加熱するため、「外周部に局部的な温度差が生ずること」、したがって「この温度差による細かいひび割れが発生すること」、及び「この温度差による再生効果の局部的な差異が生ずること」等の難点があった。

【００１４】したがって、本考案の目的は、従来技術による上述のような難点を除き、トラップ・フィルタの取り替えが簡単で、高い圧力によく耐え、外周部に細かいひび割れが発生したり、再生効果の局部的な差異が生じたりする事のないパティキュレート・トラップを提供する点にある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】

さて既述の目的を達成するため、本考案は下記の構成とする。すなわち、排出ガスの流入口及び流出口を具備する缶体と、前記缶体内の前記流入口と流出口との間の部分に収容されて排出ガスの流入面及び流出面を有するトラップ・フィルタと、前記缶体の内壁と前記トラップ・フィルタとの間に配置されて前記トラップ・フィルタの前記流入面及び流出面を除く外周を取り巻くヒータ・ワイヤとで構成されるパティキュレート・トラップにおいて、前記トラップ・フィルタは前記缶体内の前記流入口と流出口との間の部分に収容されるインナケース（内部筐体）内に固着され、前記インナケースは前記トラップ・フィルタの前記流入面及び流出面以外の部分を被覆し、かつ前記流入口側端部及び流出口側端部に形成されたフランジは、前記缶体のそれぞれ対向する位置に形成されたフランジにそれぞれガスケット(Gasket ＝密封用パッキング）を介してボルト止めされる。

【００１６】

【作用】

先ず第１の粒子状物質捕集動作に対しては、トラップ・フィルタがインナケース（内部筐体）内に固着されているため、トラップ・フィルタは高い排出ガス圧に耐えて保持固定される。また、インナケース両端部のフランジと缶体のフランジとがガスケット(Gasket ＝密封用パッキング）を介してボルト止めされているので、排出ガスが缶体から漏出することがない。

【００１７】次に第２の再生動作に対しては、トラップ・フィルタがインナケースの壁を介して間接的に加熱されるので、トラップ・フィルタの外周部に局部的な温度差が生ずることにより、細かいひび割れが発生したり再生効果の局部的な差異が生じたりすることがない。また、インナケース両端部のフランジと缶体のフランジとがガスケットを介してボルト止めされているので、ボルトの操作によりトラップ・フィルタをインナケースと一所に簡単に取り替えできる。

【００１８】

【実施例】

図１は、本考案のパティキュレート・トラップの実施例の構成を示す部分断面図である。同図中、Ｄは缶体であり、缶体Ｄは通常円筒状または楕円筒状の金属製で、排出ガス流入口ａ及び排出ガス流出口ｂを具備し、それぞれフランジＡ及びフランジＢを介して、それぞれ排出ガス流上流側及び下流側の排気通路と結合される点は従来技術と同様である。図１は、缶体Ｄの軸を通る水平な平面よりも上の部分については、パティキュレート・トラップの外観を示す側面図とし、同じく下の部分については、缶体Ｄの軸を通る鉛直な平面でパティキュレート・トラップの下半分を切断したと仮定した場合の断面図としたものである。

【００１９】同図中、１はトラップ・フィルタ、２はヒータ・ワイヤ、３はアスベスト（石綿）製のヒータ保持用断熱材、４は同じくアスベスト製の断熱材、５はヒータ端子、６は温度センサで、13は缶体Ｄのディフューザ部である。

【００２０】新規部分として、７はインナケース、８はヒータ室、９はワイヤメッシュ（金網）、10は固定型フランジ、11は着脱型フランジで、12はアスベスト製のガスケットである。

【００２１】図示のように、トラップ・フィルタ１はインナケース７内に固着されており、ヒータ・ワイヤ２はヒータ室８内に保持される。トラップ・フィルタ１がインナケース７内に固着されているため、高い排出ガス圧に晒されても、トラップ・フィルタ１は機械的に強固に保持される。トラップ・フィルタ１の外周の温度分布をより均等とし、同時に外周を機械的に保護するため、この実施例ではトラップ・フィルタ１とインナケース７の内壁との間に、熱伝導性と緩衝性の良いワイヤメッシュ９を挿入している。また、ヒータ・ワイヤ２がヒータ室８内にインナケース７に近接して保持固定され、かつヒータ・ワイヤ２で発生した熱が缶体Ｄに及ばないため、ヒータ室８内にはヒータ保持用断熱材３が充填されている。ヒータ室８は壁で完全に覆われて排気流から隔離されているため、排出ガス中の粒子状物質がヒータ・ワイヤ２に付着して、漏電や短絡を起こすことはない。更に、缶体Ｄの内壁は断熱材４で覆われており、このため排出ガスやヒータの熱が缶体Ｄまで伝導されることはない。

【００２２】一方、インナケース７の排出ガス流入口ａ側端部と排出ガス流出口ｂ側端部とには、フランジが形成されており、缶体Ｄ及び缶体Ｄのディフューザ部13のそれぞれ対応する位置にもフランジが形成されている。そして、インナケース７のフランジと缶体Ｄ及び缶体Ｄのディフューザ部13のフランジとはガスケットを介してボルト止めされるから、トラップ・フィルタが再生困難な時や、再生する時間的余裕がないので既に再生済みのトラップ・フィルタを使いたい時等には、前記のボルトを外したり締め付けたりする操作で、トラップ・フィルタがインナケースと一所に簡単にかつ短時間で取り換えられる。しかもボルト止めがガスケットを介して行われるので、締め付け後排出ガスが缶体Ｄから漏出することはない。

【００２３】此の実施例では、インナケース７の排出ガス流入口ａ側端部に固定型フランジ 10を、排出ガス流出口ｂ側端部に着脱型フランジ11を適用しており、それぞれガスケット12を介して螺子止めしている。したがって、トラップ・フィルタ１を取り換える時には、先ず缶体Ｄのディフューザ部13を取外した後、着脱型フランジ 11のボルト14を外すことによって、インナケース７と一所に缶体Ｄの左側に抜き出すことができる。

【００２４】図２は上述のようにして、ディフューザ部13を取り外したうえ、インナケース７に固着したトラップ・フィルタ１をインナケース７と一所に、缶体Ｄから缶体Ｄの左側へ抜き出す途中の、各分離された部材の状況を模式的に示す部分断面図である。この部分断面図の作成方法は、図１の場合と全く同様である。

【００２５】

【考案の効果】

以上述べたように、本考案によれば、トラップ・フィルタは高い排出ガス圧に対抗して強固に保持され、取り替えが簡単でしかも排出ガスが缶体から漏出せず、トラップ・フィルタの外周部に細かいひび割れが発生したり、再生効果の局部的な差異が生じたりすることのないパティキュレート・トラップが実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例の構成図である。

【図２】トラップ・フィルタを抜き出す途次の部分断面
図である。

【図３】従来のパティキュレート・トラップの断面図で
ある。

【図４】フィルタ細管の断面図である。

【符号の説明】

１トラップ・フィルタ２ヒータ・ワイヤ３ヒータ保持用断熱材４断熱材５ヒータ端子６温度センサ７インナケース８ヒータ室９ワイヤメッシュ 10 固定型フランジ 11 着脱型フランジ 12 ガスケット 13 ディフューザ部 14 ボルト

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者石井正埼玉県上尾市大字壱丁目１番地日産ディーゼル工業株式会社内

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】排出ガスの流入口及び流出口を具備する
缶体と、前記缶体内の前記流入口と流出口との間の部分
に収容されて排出ガスの流入面及び流出面を有するトラ
ップ・フィルタと、前記缶体の内壁と前記トラップ・フ
ィルタとの間に配置されて前記トラップ・フィルタの前
記流入面及び流出面を除く外周を取り巻くヒータ・ワイ
ヤとで構成されるパティキュレート・トラップにおい
て、前記トラップ・フィルタは前記缶体内の前記流入口と流
出口との間の部分に収容されるインナケース内に固着さ
れ、前記インナケースは前記トラップ・フィルタの前記流入
面及び流出面以外の部分を被覆し、かつ前記流入口側端
部及び流出口側端部に形成されたフランジは、前記缶体
のそれぞれ対向する位置に形成されたフランジにそれぞ
れガスケットを介してボルト止めされたことを特徴とす
るパティキュレート・トラップ。