JP2001263044A - Regeneration system of exhaust emission control device - Google Patents
Regeneration system of exhaust emission control deviceInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の内燃機関から排出される排気ガスを浄化する排気
ガス浄化装置において、この排気ガス浄化装置を構成す
るセラミックフィルタを使用後再生するための排気ガス
浄化装置の再生システムに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for purifying exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine, and to an exhaust gas for regenerating after using a ceramic filter constituting the exhaust gas purifying apparatus. The present invention relates to a regeneration system for a gas purification device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジン等の内燃機関から排
出されるＮＯｘ（窒素酸化物）、ＨＣ（炭化水素）等を
除去するために排気ガス浄化用ハニカムフィルタが用い
られている。この種のハニカムフィルタは、ＮＯｘ、Ｈ
Ｃ等を除去すると同時に、排気ガス中に含まれるパティ
キュレート（粒子状物質）を捕捉するため、使用に伴い
パティキュレートが堆積して、フィルタ効率が低下す
る。2. Description of the Related Art Exhaust gas purifying honeycomb filters are used to remove NOx (nitrogen oxides), HC (hydrocarbons), and the like emitted from an internal combustion engine such as a diesel engine. This type of honeycomb filter has NOx, H
At the same time as removing C and the like, the particulates (particulate matter) contained in the exhaust gas are captured, so that the particulates accumulate with use and the filter efficiency is reduced.
【０００３】係るパティキュレートの堆積に対応するた
めに、フィルタにヒータを配設し、加熱によりパティキ
ュレートを焼却・除去するフィルタの再生方法がある。
この再生を行う排気ガス浄化装置について図７及び図８
を参照して説明する。図７は、従来の排気ガス浄化装置
の断面を模式的に示した断面図であり、図８は、図７に
示した排気ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面図、即ち、ヒー
タ５７の正面図を示している。In order to cope with such particulate accumulation, there is a filter regeneration method in which a heater is provided in the filter, and the particulate is incinerated and removed by heating.
FIGS. 7 and 8 show an exhaust gas purifying apparatus for performing this regeneration.
This will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of a conventional exhaust gas purifying apparatus. FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line AA of the exhaust gas purifying apparatus shown in FIG. FIG.
【０００４】この排気ガス浄化装置５００は、筐体１１
０内にセラミックフィルタ１１と共に、ヒータ線及び該
ヒータ線が内装された保護管より構成されるヒータ５７
およびヒータ５７の温度を検出するための温度センサ１
２を配置してなる。また、ヒータ５７は、セラミックフ
ィルタ１１に均一に熱を伝えるため、渦巻き状に形成さ
れた複数本のヒータ５７０から構成されている。また、
これらのヒータ５７０は、中央部分５７０ａを束ねて端
子５２０に接続し、他端５７０ｂをそれぞれアースを構
成する筐体１１０側に接続してある。[0004] The exhaust gas purifying apparatus 500 includes a housing 11.
The heater 57 includes a heater wire and a protective tube in which the heater wire is provided, together with the ceramic filter 11 in the inside.
And temperature sensor 1 for detecting the temperature of heater 57
2 is arranged. In addition, the heater 57 includes a plurality of spirally formed heaters 570 for uniformly transmitting heat to the ceramic filter 11. Also,
In these heaters 570, a central portion 570a is bundled and connected to a terminal 520, and the other end 570b is connected to the case 110 side which forms a ground.
【０００５】そして、エンジンを稼働させると、排気ガ
スは、矢印で示すように、エグゾーストパイプ１６か
ら、この排気ガス浄化装置５００の内部に入り、セラミ
ックフィルタ１１を通過するが、この間にパティキュレ
ート等がセラミックフィルタ１１に堆積し、浄化された
排気ガスがエグゾーストパイプ１６０から出ていく。そ
して、セラミックフィルタ１１に堆積するパティキュレ
ートの量が増加し、排ガスが通過しにくくなった際に
は、ヒータ５７に通電し、セラミックフィルタ１１を加
熱してパティキュレートを焼却することにより、セラミ
ックフィルタ１１の再生を行っていた。When the engine is operated, the exhaust gas enters the exhaust gas purifying device 500 from the exhaust pipe 16 and passes through the ceramic filter 11 as shown by the arrow, while passing through the particulate filter or the like. Accumulates on the ceramic filter 11, and the purified exhaust gas exits through the exhaust pipe 160. When the amount of particulates deposited on the ceramic filter 11 increases and the exhaust gas becomes difficult to pass, the heater 57 is energized to heat the ceramic filter 11 and incinerate the particulates. Eleven were being played.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図７及
び図８に示す構成の排気ガス浄化装置５００では、ヒー
タ５７の熱量が不充分なため、セラミックフィルタ１１
に堆積したパティキュレートを加熱、焼却するのに長時
間を要し、また、その焼却も完全に行うことが難しいと
いう問題があった。However, in the exhaust gas purifying apparatus 500 having the structure shown in FIGS. 7 and 8, since the calorific value of the heater 57 is insufficient, the ceramic filter 11 is not used.
There is a problem that it takes a long time to heat and incinerate the particulates accumulated in the ash, and it is difficult to completely incinerate the particulates.
【０００７】本発明は、このような問題を解決するため
になされたもので、セラミックフィルタに堆積したパテ
ィキュレートを短時間で効率よく、しかも、完全に焼却
することができる排気ガス浄化装置の再生システムを提
供することを目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve such a problem, and it is an object of the present invention to regenerate an exhaust gas purifying apparatus which can efficiently and completely incinerate particulates deposited on a ceramic filter in a short time. It is intended to provide a system.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は、円筒状に形成
され、該円筒の軸線方向に沿って内燃機関の排気を通過
させる排気ガス浄化用セラミックフィルタと、該フィル
タを再生するために該フィルタの排気ガス流入側に配設
した、ヒータ線及び該ヒータ線が内装された保護管より
構成される複数のヒータとを含んで構成される排気ガス
浄化装置の再生システムであって、上記円筒の軸線方向
に垂直な断面の面積に対し、上記複数のヒータの上記軸
線方向の投影面積が、２０〜９０％の範囲にあることを
特徴とする排気ガス浄化装置の再生システムである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a ceramic filter for purifying exhaust gas, which is formed in a cylindrical shape, and which allows the exhaust gas of an internal combustion engine to pass along the axial direction of the cylinder, and a filter for regenerating the filter. A regeneration system for an exhaust gas purification device comprising: a heater wire disposed on an exhaust gas inflow side of a filter; The projected area in the axial direction of the plurality of heaters is in the range of 20 to 90% of the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the exhaust gas purifying apparatus.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明の排気ガス浄化装置
の再生システムの実施形態について、図面に基づいて説
明する。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of a regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.
【００１０】図１は、本発明の排気ガス浄化装置の再生
システムの一実施形態を示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
【００１１】図１に示したように、本発明の排気ガス浄
化装置の再生システム１０は、排気ガス浄化用ハニカム
フィルタ（以下、ハニカムフィルタという）１１等を備
えた２台の排気ガス浄化装置１００、１０１とこれらに
対する配管（エグゾーストパイプ１６、１６０）とこれ
ら部材の周辺に配置された制御系の機器とからなる。As shown in FIG. 1, a regeneration system 10 for an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention comprises two exhaust gas purifying apparatuses 100 each having a honeycomb filter (hereinafter referred to as a honeycomb filter) 11 for purifying exhaust gas. , 101, piping for these (exhaust pipes 16, 160), and control system devices arranged around these members.
【００１２】２台の排気ガス浄化装置１００、１０１
は、内燃機関の排気通路に断熱材を介して設置され、多
孔質セラミック焼結体よりなるハニカムフィルタ１１、
ハニカムフィルタ１１を再生するためにハニカムフィル
タ１１のガス流入側の前方に配置されたヒータ１７、ヒ
ータ１７とハニカムフィルタ１１との間に配置されたヒ
ータ１７の温度を測定するための温度センサ１２、及
び、これらを収めた筐体１１０からなる。Two exhaust gas purifying devices 100 and 101
Is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine via a heat insulating material, and is formed of a porous ceramic sintered body.
A heater 17 disposed in front of the honeycomb filter 11 on the gas inflow side to regenerate the honeycomb filter 11, a temperature sensor 12 for measuring a temperature of the heater 17 disposed between the heater 17 and the honeycomb filter 11, And a housing 110 containing these.
【００１３】配管系であるエグゾーストパイプ１６、１
６０は、エンジン４０からの排気ガスを排気ガス浄化装
置１００、１０１へ送るためのエグゾーストパイプ１
６、及び、排気ガス浄化装置１００、１０１を通過した
排気ガスを大気中に送るためのエグゾーストパイプ１６
０からなる。The exhaust pipes 16 and 1 which are piping systems
60 is an exhaust pipe 1 for sending exhaust gas from the engine 40 to the exhaust gas purification devices 100 and 101.
6, and an exhaust pipe 16 for sending exhaust gas that has passed through the exhaust gas purification devices 100 and 101 to the atmosphere.
Consists of zero.
【００１４】また、エグゾーストパイプ１６には、ハニ
カムフィルタ１１に堆積したパティキュレートの量を測
定するための圧力センサ１４が配置されており、エグゾ
ーストパイプ１６０には、それぞれの排気ガス浄化装置
１００、１０１の出口に、排気ガスの排気を遮断するた
めの２つのバタフライバルブ１５が配置されている。こ
のバタフライバルブ１５の開閉は、電磁バルブ１８を介
してコンプレッサー１９より送られてくる圧縮ガス（空
気等）により行われる。The exhaust pipe 16 is provided with a pressure sensor 14 for measuring the amount of particulates accumulated on the honeycomb filter 11, and the exhaust pipe 160 has exhaust gas purifying devices 100 and 101, respectively. , Two butterfly valves 15 for shutting off exhaust gas are arranged. The opening and closing of the butterfly valve 15 is performed by a compressed gas (such as air) sent from a compressor 19 via an electromagnetic valve 18.
【００１５】また、本発明の排気ガス浄化装置の再生シ
ステム１０は、制御系機器として、圧力センサ１４及び
温度センサ１２の信号を入力し、ヒータ１７の温度及び
バタフライバルブ１５の開閉等を制御する制御装置１
３、及び、バタフライバルブ１５の開閉を行うためのエ
アーを送るコンプレッサー１９及び該エアーをバタフラ
イバルブ１５に送る量を調整する電磁バルブ１８を備え
ている。Further, the regeneration system 10 of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention receives signals from the pressure sensor 14 and the temperature sensor 12 and controls the temperature of the heater 17 and the opening and closing of the butterfly valve 15 as a control system device. Control device 1
3, and a compressor 19 for sending air for opening and closing the butterfly valve 15 and an electromagnetic valve 18 for adjusting the amount of sending the air to the butterfly valve 15.
【００１６】図２は、排気ガス浄化装置１００及び１０
１の断面を模式的に示す断面図であり、図３は、図２に
示した排気ガス浄化装置１００のＡ−Ａ線断面図、即
ち、ヒータ１７の正面図である。FIG. 2 shows exhaust gas purifying devices 100 and 10.
1 is a cross-sectional view schematically showing a cross section of the exhaust gas purifying apparatus 100, and FIG. 3 is a cross-sectional view of the exhaust gas purifying apparatus 100 shown in FIG.
【００１７】なお、排気ガス浄化装置１００と１０１
は、配置されている位置が異なるだけであり、その構造
等は全く同様のものであるので、以下では、排気ガス浄
化装置１０１に関する説明を省略する。The exhaust gas purifiers 100 and 101
However, only the arrangement position is different, and the structure and the like are completely the same, so that the description of the exhaust gas purification device 101 will be omitted below.
【００１８】排気ガス浄化装置１００は、筐体１１０、
ハニカムフィルタ１１、温度センサ１２及びヒータ１７
からなり、ヒータ１７を構成する６本のヒータ１７０
は、従来のヒータ５７と同様に、ハニカムフィルタ１１
の軸線近傍に向かって渦を巻くように形成され、また、
このヒータ１７０の一端１７０ａは、束ねられて端子１
２０に接続され、他端１７０ｂは、それぞれアースを構
成する筐体１１０側に接続されている。The exhaust gas purifying apparatus 100 includes a housing 110,
Honeycomb filter 11, temperature sensor 12, and heater 17
And six heaters 170 constituting the heater 17.
Is a honeycomb filter 11 similar to the conventional heater 57.
Is formed so as to spiral toward the vicinity of the axis of
One end 170a of the heater 170 is bundled with the terminal 1
20, and the other end 170b is connected to the case 110 side which forms a ground.
【００１９】ハニカムフィルタ１１の軸線方向に垂直な
断面の面積に対する、このヒータ１７の上記軸線方向の
投影面積は、２０〜９０％の範囲にあり、従来のヒータ
５７の場合と比較して、投影面積が大きくなっている。
上記投影面積の割合が２０％よりも少ないと、ハニカム
フィルタ１１を加熱するのに長時間を要し、ハニカムフ
ィルタ１１に堆積したパティキュレートを充分に燃焼す
ることが困難となる。また、ヒータ１７の電力密度が上
がるため、断線の確率が高くなる。一方、上記投影面積
の割合が９０％を超えると、ヒータ１７の間隔が狭くな
るため、排気ガスの流動抵抗が大きくなってエンジンの
性能等に影響し、車両にトラブルが発生しやすくなる。The projected area in the axial direction of the heater 17 with respect to the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb filter 11 is in the range of 20 to 90%, and is smaller than that of the conventional heater 57. The area is increasing.
When the ratio of the projection area is less than 20%, it takes a long time to heat the honeycomb filter 11, and it becomes difficult to sufficiently burn the particulates deposited on the honeycomb filter 11. Further, since the power density of the heater 17 increases, the probability of disconnection increases. On the other hand, if the ratio of the projected area exceeds 90%, the interval between the heaters 17 becomes narrow, so that the flow resistance of the exhaust gas becomes large, affecting the performance of the engine and the like, and the vehicle is likely to have trouble.
【００２０】ヒータ１７の本数は上述した条件を満たし
ていれば特に限定されず、７本以上であってもよく、５
本以下であってもよい。The number of heaters 17 is not particularly limited as long as it satisfies the conditions described above, and may be seven or more.
It may be less than this.
【００２１】ヒータ１７の形状も渦巻き状に限定され
ず、例えば、複数のヒータにそれぞれ大きさの異なる円
弧状の曲線部を形成し、該円弧状の曲線部の中心が、ハ
ニカムフィルタ１１の軸線近傍に位置するように複数の
ヒータを配置してもよく、直線状のヒータを並設しても
よい。The shape of the heater 17 is not limited to a spiral shape. For example, arc-shaped curved portions having different sizes are formed on a plurality of heaters, and the center of the arc-shaped curved portion is the axis of the honeycomb filter 11. A plurality of heaters may be arranged so as to be located in the vicinity, or linear heaters may be arranged in parallel.
【００２２】ヒータ１７は、ヒータ線及び該ヒータ線が
内装された保護管により構成されている、所謂、シーズ
線であることが望ましい。上記保護管は絶縁性物質から
なるが、これは、上記ヒータ線の絶縁を保つためであ
る。また、ヒータ１７の断面は、図４に示したような流
線形状をしていることが望ましい。ヒータ１７の断面が
このような流線形状であると、排気ガスを流通させた際
に流動抵抗を低下させることができ、排気ガスをよりス
ムーズに流通させることができるからである。The heater 17 is desirably a so-called sheathed wire which comprises a heater wire and a protective tube in which the heater wire is provided. The protection tube is made of an insulating material to maintain insulation of the heater wire. The cross section of the heater 17 preferably has a streamline shape as shown in FIG. If the cross section of the heater 17 has such a streamline shape, the flow resistance can be reduced when the exhaust gas flows, and the exhaust gas can flow more smoothly.
【００２３】この排気ガス浄化装置の再生システムで使
用するハニカムフィルタは、以下のような構成の多孔質
セラミック焼結体よりなるものが好ましい。図５は、多
孔質セラミック焼結体よりなるハニカムフィルタ１１を
模式的に示した斜視図であり、図６（ａ）は、ハニカム
フィルタ１１を構成する多孔質セラミック焼結体を模式
的に示した斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ線
断面図である。The honeycomb filter used in the regeneration system of the exhaust gas purifying apparatus is preferably made of a porous ceramic sintered body having the following structure. FIG. 5 is a perspective view schematically showing a honeycomb filter 11 made of a porous ceramic sintered body, and FIG. 6A is a schematic view showing a porous ceramic sintered body constituting the honeycomb filter 11. FIG. 2B is a perspective view showing the state, and FIG. 2B is a sectional view taken along line AA of FIG.
【００２４】図６に示したように、ハニカムフィルタ１
１を構成する多孔質セラミック焼結体２５には、多数の
貫通孔２６が長手方向に平行に形成されており、これら
貫通孔２６を有する多孔質セラミック焼結体２５の一端
部は、市松模様に充填材２７が充填されている。また、
図示しない他の端部においては、一端部に充填材が充填
されていない貫通孔２６に充填材が充填されている。As shown in FIG. 6, the honeycomb filter 1
A number of through holes 26 are formed parallel to the longitudinal direction in the porous ceramic sintered body 25 constituting one, and one end of the porous ceramic sintered body 25 having the through holes 26 has a checkered pattern. Is filled with a filler 27. Also,
At the other end (not shown), the filler is filled in the through hole 26 in which one end is not filled with the filler.
【００２５】図６に示したハニカムフィルタ１１では、
このような構造の多孔質セラミック焼結体２５が耐熱性
の接着層２１を介して多数結束され、円柱形状に加工さ
れており、外周部にはシール材２３がコーティングされ
ている。In the honeycomb filter 11 shown in FIG.
A large number of porous ceramic sintered bodies 25 having such a structure are bound together via a heat-resistant adhesive layer 21, processed into a columnar shape, and the outer peripheral portion is coated with a sealing material 23.
【００２６】従って、このハニカムフィルタ１１では、
図６（ｂ）に示したように、開口している一の貫通孔２
６の一端部より流入した排気ガスは、隣接する貫通孔２
６との間を隔てる多孔質の隔壁２８を必ず通過し、他の
貫通孔２６を通って流出するため、排気ガスが隔壁２８
部分を通過する際に、排気ガス中のパティキュレートが
捕捉され、フィルタとしての機能を果たすことになる。Therefore, in this honeycomb filter 11,
As shown in FIG. 6B, one open through-hole 2
Exhaust gas flowing from one end of the adjacent through hole 2
The exhaust gas passes through the porous partition wall 28 that separates the partition wall 6 and flows out through the other through-holes 26, so that the exhaust gas passes through the partition wall 28.
When passing through the portion, the particulates in the exhaust gas are captured and function as a filter.
【００２７】多孔質セラミック焼結体２５を形成するセ
ラミックとしては特に限定されず、例えば、炭化珪素、
窒化珪素、窒化アルミニウム、窒化硼素、窒化チタン、
炭化チタン等の非酸化物セラミック、アルミナ、コージ
ェライト、ムライト、シリカ、ジルコニア、チタニア等
の酸化物系セラミック等を挙げることができる。これら
のなかでは、耐熱性に優れる炭化珪素、窒化珪素、窒化
アルミニウム等が好ましい。The ceramic forming the porous ceramic sintered body 25 is not particularly limited, and may be, for example, silicon carbide,
Silicon nitride, aluminum nitride, boron nitride, titanium nitride,
Examples include non-oxide ceramics such as titanium carbide, and oxide-based ceramics such as alumina, cordierite, mullite, silica, zirconia, and titania. Among these, silicon carbide, silicon nitride, aluminum nitride, and the like having excellent heat resistance are preferable.
【００２８】次に、この排気ガス浄化装置の再生システ
ムを用いたハニカムフィルタ１１の再生方法について説
明する。まず、圧力センサ１４を用いて、エンジン４０
が稼働している際のエンジン４０とハニカムフィルタ１
１との間の背圧を測定する。黒煙（スス）等のパティキ
ュレートの堆積量が増加するに従って、背圧は上昇する
ため、背圧とパティキュレート堆積量との関係を把握し
ておけば、背圧からパティキュレートの堆積量を掴むこ
とができる。Next, a description will be given of a method of regenerating the honeycomb filter 11 using the regeneration system of the exhaust gas purifying apparatus. First, using the pressure sensor 14, the engine 40
40 and the honeycomb filter 1 when the engine is operating
The back pressure between 1 and is measured. The back pressure increases as the amount of particulates such as black smoke (soot) increases, so if the relationship between the back pressure and the amount of particulates is known, the amount of particulates accumulated from the back pressure can be calculated. You can grab it.
【００２９】上記パティキュレートの堆積量が規定量に
達すると、圧力センサ１４から再生を促す信号が発せら
れ、これに基づき、ハニカムフィルタ１１の再生工程が
始まる。この再生工程は、圧力センサ１４からの信号を
制御装置１３が受信し、これにより自動的に始まるよう
にしておいてもよく、ランプ等の点灯を行い、これに基
づいて、運転者が再生工程を始める操作を行ってもよ
い。When the accumulation amount of the particulates reaches the specified amount, a signal prompting regeneration is issued from the pressure sensor 14, and the regeneration process of the honeycomb filter 11 is started based on the signal. This regeneration step may be configured so that the control device 13 receives a signal from the pressure sensor 14 and automatically starts the operation by turning on a lamp or the like. May be performed.
【００３０】再生工程が始まると、まず、電磁バルブ１
８を介してコンプレッサー１９から圧縮ガス（空気等）
が、再生する排気ガス浄化装置１００側のバタフライバ
ルブ１５ａに送られ、このバタフライバルブ１５ａが閉
じられる。このとき同時に、もう一方のバタフライバル
ブ１５ｂが開けられ、排気ガスは、もう一方の排気ガス
浄化装置１０１に流れ込み、こちらの排気ガス浄化装置
１０１を使用した排気ガスの浄化が行われる。When the regeneration process starts, first, the electromagnetic valve 1
Compressed gas (air, etc.) from compressor 19 via 8
Is sent to the butterfly valve 15a on the exhaust gas purifying apparatus 100 side to be regenerated, and the butterfly valve 15a is closed. At this time, at the same time, the other butterfly valve 15b is opened, and the exhaust gas flows into the other exhaust gas purification device 101, and the exhaust gas is purified using the exhaust gas purification device 101.
【００３１】次に、再生する側のヒータ１７に通電を行
う。これにより、ヒータ１７が昇温し、ハニカムフィル
タ１１を加熱するので、パティキュレートは燃焼し、炭
酸ガス等に分解される。このときのヒータ１７の加熱温
度は、６００℃以上が望ましく、７００℃〜８００℃が
より望ましい。また、その加熱時間は、１５〜３０分程
度が望ましい。Next, the heater 17 on the reproducing side is energized. As a result, the temperature of the heater 17 rises and the honeycomb filter 11 is heated, so that the particulates burn and are decomposed into carbon dioxide and the like. The heating temperature of the heater 17 at this time is desirably 600 ° C. or higher, and more desirably 700 ° C. to 800 ° C. Further, the heating time is desirably about 15 to 30 minutes.
【００３２】温度センサ１２が設けられているのは、ヒ
ータ１７に印加する電圧が周囲の環境に起因して通常の
場合よりも低くなったり、外気の温度が低い等の外部の
環境に起因してヒータ１７の温度が所定の温度まで上昇
しない場合等を考慮して設けられたものである。従っ
て、ヒータ１７の温度を測定し、ヒータ１７の温度が通
常よりも低い場合には、ヒータ１７に印加する電圧を制
御することによりヒータ１７の温度を、例えば、７００
〜８００℃になるようにする。なお、ヒータ１７の温度
を８００℃以上にすると、ヒータ１７の耐久性が悪くな
る。The reason why the temperature sensor 12 is provided is that the voltage applied to the heater 17 is lower than usual due to the surrounding environment, or that the temperature of the outside air is low. This is provided in consideration of a case where the temperature of the heater 17 does not rise to a predetermined temperature. Therefore, the temperature of the heater 17 is measured, and when the temperature of the heater 17 is lower than normal, the voltage applied to the heater 17 is controlled to reduce the temperature of the heater 17 to 700, for example.
８００800 ° C. If the temperature of the heater 17 is set to 800 ° C. or higher, the durability of the heater 17 deteriorates.
【００３３】これにより、比較的短時間でパティキュレ
ートが完全に燃焼し、排気ガス浄化装置１００では、ハ
ニカムフィルタ１１がフィルタとしての機能を完全に回
復し、使用が可能になる。従って、もう一方の排気ガス
浄化装置１０１のハニカムフィルタ１１にパティキュレ
ートが堆積してくると、今度は、排気ガス浄化装置１０
１側のバタフライバルブ１５ｂが閉じられるとともに、
排気ガス浄化装置１００側のバタフライバルブ１５ａが
開けられ、この排気ガス浄化装置１００を用いた排気ガ
スの浄化が始まることになる。As a result, the particulates are completely burned in a relatively short time, and in the exhaust gas purifying apparatus 100, the honeycomb filter 11 completely recovers its function as a filter and can be used. Therefore, when particulates accumulate on the honeycomb filter 11 of the other exhaust gas purification device 101, the exhaust gas purification device 10
While the one-side butterfly valve 15b is closed,
The butterfly valve 15a on the exhaust gas purification device 100 side is opened, and the purification of the exhaust gas using the exhaust gas purification device 100 starts.
【００３４】このように、本発明の排気ガス浄化装置の
再生システムでは、ハニカムフィルタ１１を構成する円
筒の軸線方向に垂直な断面の面積に対する、ヒータ１７
の上記軸線方向の投影面積が２０〜９０％であるので、
ヒータ１７の燃焼効率に優れ、パティキュレートを短時
間で、完全に燃焼することができる。As described above, in the regeneration system of the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention, the heater 17 has a larger area with respect to the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder constituting the honeycomb filter 11.
Since the projected area in the axial direction is 20 to 90%,
The combustion efficiency of the heater 17 is excellent, and the particulates can be completely burned in a short time.
【００３５】[0035]
【実施例】以下に実施例を掲げて本発明を更に詳しく説
明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるもの
ではない。The present invention will be described in more detail with reference to the following examples, but the present invention is not limited to these examples.
【００３６】実施例１ 炭化珪素粉末に有機バインダー、水等を加えて混練した
後、押し出し成形を行い、ハニカム形状の生成形体を作
製し、続いて、乾燥、脱脂、焼成を行うことにより、図
２に示すような平均気孔径が５〜２０μｍで、１平方イ
ンチ当たりのセル数が２００個で、隔壁の厚さが０．３
ｍｍ、の多孔質炭化珪素焼結体２５を作製した。Example 1 An organic binder, water and the like were added to silicon carbide powder, kneaded, extruded to form a honeycomb-shaped formed body, and subsequently dried, degreased, and fired. 2, the average pore diameter is 5 to 20 μm, the number of cells per square inch is 200, and the partition wall thickness is 0.3
mm of porous silicon carbide sintered body 25 was prepared.
【００３７】次に、この多孔質炭化珪素焼結体２５を、
セラミックファイバー等の無機繊維や炭化珪素等の無機
粒子等を含む耐熱性の接着剤を用いて多数結束させ、続
いて、ダイヤモンドカッターを用いて切断することによ
り、図５に示したような直径が１６５ｍｍでその長さが
１５０ｍｍのハニカムフィルタ１１を作製し、外周部
に、耐熱性の接着剤と同様の組成のシール材２３の層を
形成した。Next, this porous silicon carbide sintered body 25 is
By bundling a large number using a heat-resistant adhesive containing inorganic fibers such as ceramic fibers or inorganic particles such as silicon carbide, and then cutting using a diamond cutter, the diameter as shown in FIG. The honeycomb filter 11 having a length of 165 mm and a length of 150 mm was formed, and a layer of the sealing material 23 having the same composition as the heat-resistant adhesive was formed on the outer peripheral portion.
【００３８】続いて、図２に示したような排気ガス浄化
装置を構成する筐体１１０内に製造したハニカムフィル
タ１１を嵌め込み、図３に示したようなヒータ１７をハ
ニカムフィルタ１１の排気ガス流入側に配置して、排気
ガス浄化装置を作製し、次に、ディーゼルエンジンと作
製した排気ガス浄化装置とに配管等を配設することによ
り、図１に示したものと同様に構成された排気ガス浄化
装置の再生システム１０を組み上げた。このとき、ハニ
カムフィルタ１１の軸線方向に垂直な断面の面積に対
し、ヒータ１７の上記軸線方向の投影面積は、７０％で
あった。Subsequently, the manufactured honeycomb filter 11 is fitted into a casing 110 constituting an exhaust gas purifying apparatus as shown in FIG. 2, and the heater 17 as shown in FIG. Side to produce an exhaust gas purifying device, and then, by arranging a pipe or the like on the diesel engine and the produced exhaust gas purifying device, an exhaust gas having a configuration similar to that shown in FIG. The regeneration system 10 of the gas purification device was assembled. At this time, the projected area in the axial direction of the heater 17 was 70% of the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the honeycomb filter 11.
【００３９】次に、このディーゼルエンジンを無負荷状
態で、エンジンを最高の回転数にして８時間運転し、圧
力センサ１４により背圧を測定したところ、５０００ｍ
ｍＡｑ．の値を示した。このとき、ハニカムフィルタ１
１には、パティキュレートが６０ｇ堆積していた。Next, this diesel engine was operated for 8 hours at a maximum engine speed with no load, and the back pressure was measured by the pressure sensor 14.
mAq. The value of was shown. At this time, the honeycomb filter 1
In No. 1, 60 g of particulates were deposited.
【００４０】そこで、ヒータ１７に電圧を印加して、ヒ
ータ１７の温度を８００℃に設定し、３０分間加熱した
ところ、スス等のパティキュレートを完全に燃焼させる
ことができ、背圧も初期の値である７００ｍｍＡｑ．に
戻っていた。Therefore, when a voltage is applied to the heater 17 to set the temperature of the heater 17 at 800 ° C. and heat it for 30 minutes, particulates such as soot can be completely burned, and the back pressure is reduced to the initial value. Value of 700 mmAq. Was back.
【００４１】比較例１ ヒータ１７の代わりに、図８に示したようなヒータ５７
を用いたほかは、実施例１と同様に排気ガス浄化装置の
再生システムを構成し、実施例と同様の条件でパティキ
ュレートを堆積させた。このとき、ハニカムフィルタ１
１を構成する円筒の軸線方向に垂直な断面の面積に対
し、ヒータ５７の上記軸線方向の投影面積は、１５％で
あった。COMPARATIVE EXAMPLE 1 A heater 57 as shown in FIG.
A regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus was constructed in the same manner as in Example 1 except for using, and particulates were deposited under the same conditions as in Example. At this time, the honeycomb filter 1
The projected area of the heater 57 in the axial direction was 15% with respect to the area of the cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder constituting 1.
【００４２】その後、実施例１の場合と同様に、ヒータ
５７に電圧を印加して、ヒータ５７の温度を８００℃に
設定し、４０分間加熱したが、この時点では、スス等の
パティキュレートを完全に燃焼させることはできず、背
圧も２０００ｍｍＡｑ．であり、パティキュレートを完
全に燃焼させることができなかった。Thereafter, as in the first embodiment, a voltage was applied to the heater 57 to set the temperature of the heater 57 to 800 ° C. and heating was performed for 40 minutes. At this point, particulates such as soot were removed. It cannot be completely burned, and the back pressure is 2000 mmAq. Therefore, the particulates could not be completely burned.
【００４３】[0043]
【発明の効果】本発明の排気ガス浄化装置の再生システ
ムは、上述の通りであるので、ハニカムフィルタに堆積
したパティキュレートを短時間で、完全に燃焼除去する
ことができる。As described above, the regeneration system for the exhaust gas purifying apparatus of the present invention can completely burn and remove the particulates accumulated on the honeycomb filter in a short time.
【図１】本発明の排気ガス浄化装置の再生システムの一
実施形態を模式的に示したブロック図である。FIG. 1 is a block diagram schematically showing one embodiment of a regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
【図２】本発明の排気ガス浄化装置の再生システムにお
ける、排気ガス浄化装置を模式的に示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing an exhaust gas purifying apparatus in the exhaust gas purifying apparatus regeneration system of the present invention.
【図３】図２に示した排気ガス浄化装置のＡ−Ａ線断面
図である。FIG. 3 is a sectional view taken along line AA of the exhaust gas purifying apparatus shown in FIG. 2;
【図４】本発明の排気ガス浄化装置の再生システムを構
成するヒータの断面の形状の一例を模式的に示した断面
図である。FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing an example of a cross-sectional shape of a heater constituting a regeneration system of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
【図５】本発明の排気ガス浄化装置の再生システムにお
いて、排気ガス浄化装置の一例を構成するハニカムフィ
ルタを模式的に示した斜視図である。FIG. 5 is a perspective view schematically showing a honeycomb filter constituting an example of the exhaust gas purification device in the exhaust gas purification device regeneration system of the present invention.
【図６】（ａ）は、図５に示したハニカムフィルタを構
成する多孔質セラミック焼結体をを模式的に示した斜視
図であり、（ｂ）は、そのＡ−Ａ線断面図である。6 (a) is a perspective view schematically showing a porous ceramic sintered body constituting the honeycomb filter shown in FIG. 5, and FIG. 6 (b) is a sectional view taken along line AA. is there.
【図７】従来の排気ガス浄化装置の再生システムにおけ
る、排気ガス浄化装置の一例を模式的に示した断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing one example of an exhaust gas purifying device in a conventional exhaust gas purifying device regeneration system.
【図８】図７に示した従来の排気ガス浄化装置のＡ−Ａ
線断面図である。FIG. 8 is a sectional view of the conventional exhaust gas purifying apparatus shown in FIG.
It is a line sectional view.
１０ 排気ガス浄化装置の再生システム １１ ハニカムフィルタ １２ 温度センサ １３ 制御装置 １４ 圧力センサ １５ バタフライバルブ １６、１６０ エグゾーストパイプ １７、５７ ヒータ １８ 電磁バルブ １９ コンプレッサー ５０、１００、１０１ 排気ガス浄化装置 Reference Signs List 10 Regeneration system of exhaust gas purification device 11 Honeycomb filter 12 Temperature sensor 13 Control device 14 Pressure sensor 15 Butterfly valve 16, 160 Exhaust pipe 17, 57 Heater 18 Electromagnetic valve 19 Compressor 50, 100, 101 Exhaust gas purification device
フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G090 AA02 AA04 BA05 CA01 CA05 CB11 CB25 DA03 DA11 4D058 JA32 JB06 MA42 QA01 QA30 SA08 Continued on the front page F term (reference) 3G090 AA02 AA04 BA05 CA01 CA05 CB11 CB25 DA03 DA11 4D058 JA32 JB06 MA42 QA01 QA30 SA08
Claims (2)
沿って内燃機関の排気を通過させる排気ガス浄化用セラ
ミックフィルタと、該フィルタを再生するために該フィ
ルタの排気ガス流入側に配設した、ヒータ線及び該ヒー
タ線が内装された保護管より構成される複数のヒータと
を含んで構成される排気ガス浄化装置の再生システムで
あって、前記円筒の軸線方向に垂直な断面の面積に対
し、前記複数のヒータの前記軸線方向の投影面積が、２
０〜９０％の範囲にあることを特徴とする排気ガス浄化
装置の再生システム。1. An exhaust gas purifying ceramic filter formed in a cylindrical shape and passing exhaust gas of an internal combustion engine along an axial direction of the cylinder, and disposed on an exhaust gas inflow side of the filter to regenerate the filter. And a plurality of heaters comprising a heater wire and a protection tube in which the heater wire is provided, wherein the regeneration system of the exhaust gas purification device has a cross section perpendicular to the axial direction of the cylinder. The projected area of the plurality of heaters in the axial direction with respect to the area is 2
A regeneration system for an exhaust gas purification device, which is in a range of 0 to 90%.
複数のヒータは、その断面が流線形状をなしている請求
項１に記載の排気ガス浄化装置の再生システム。2. In order to reduce the flow resistance of exhaust gas,
The regeneration system for an exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the plurality of heaters have a streamlined cross section.
Priority Applications (1)
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