JP2022112268A - Capture filter and purifier - Google Patents

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圭介 中村
Keisuke Nakamura
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Isuzu Motors Ltd
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Abstract

To provide a capture filter that is restrained from being broken, and a purifier.SOLUTION: A capture filter for capturing particulate matter included in exhaust gas comprises a circulation part through which the exhaust gas is circulated, and a blocking part which is arranged on the outside of the circulation part in an orthogonal direction orthogonal to a circulation direction of the exhaust gas and which is formed so that the permeation amount of the exhaust gas can be smaller therein than in the circulation part. The blocking part at least partially includes densified matter that is densified by reaction with the exhaust gas flowing in depending on breakage.SELECTED DRAWING: Figure 5

Description

本開示は、捕捉フィルタおよび浄化装置に関する。 The present disclosure relates to trapping filters and purification devices.

従来から、例えば商用車などの車両において、排気ガスに含まれる粒子状物質（Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｍａｔｔｅｒ）を捕捉する捕捉フィルタなどの浄化装置が実用化されている。ここで、捕捉フィルタは、例えば、再生処理における昇温により亀裂などが生じて破損するおそれがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in vehicles such as commercial vehicles, purification devices such as trapping filters that trap particulate matter contained in exhaust gas have been put into practical use. Here, for example, the trapping filter may be damaged due to cracks due to temperature rise in the regeneration process.

そこで、捕捉フィルタの破損を検査する技術として、例えば、特許文献１には、フィルタを正確に且つ短時間で効率良く検査するフィルタ検査システムが開示されている。このシステムは、加熱または冷却されたフィルタの排気ガス通過面の温度分布を測定することで、フィルタの損傷を正確に検査することができる。 Therefore, as a technique for inspecting the damage of the trapping filter, for example, Patent Literature 1 discloses a filter inspection system that inspects the filter accurately and efficiently in a short time. This system can accurately inspect the filter for damage by measuring the temperature distribution of the exhaust gas passage surface of the heated or cooled filter.

特開２０２０－１８３７４１号公報JP 2020-183741 A

しかしながら、特許文献１のシステムは、破損が生じた後に検査するものであり、捕捉フィルタの破損を抑制するものではなかった。 However, the system of Patent Literature 1 inspects after breakage occurs, and does not suppress breakage of the trapping filter.

本開示は、破損を抑制する捕捉フィルタおよび浄化装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE DISCLOSURE It is an object of the present disclosure to provide a trapping filter and purifier that reduces breakage.

本開示に係る捕捉フィルタは、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉する捕捉フィルタであって、排気ガスが流通する流通部と、排気ガスの流通方向に直交する直交方向において流通部の外側に配置され、流通部より排気ガスの透過量が低くなるように形成された遮断部とを備え、遮断部は、破損に応じて流入する排気ガスと反応して緻密化する緻密化物質を少なくとも一部に含むものである。 A trapping filter according to the present disclosure is a trapping filter that traps particulate matter contained in exhaust gas. and a blocking portion disposed and formed so that the amount of exhaust gas permeation is lower than that of the flow portion, wherein the blocking portion contains at least one densifying material that reacts with the inflowing exhaust gas to become densified in response to breakage. It is included in the part.

本開示に係る浄化装置は、排気ガスを浄化する浄化装置であって、排気ガスが流通する流通部と、排気ガスの流通方向に直交する直交方向において流通部の外側に配置され、流通部より排気ガスの透過量が低くなるように形成された遮断部とを備え、遮断部は、破損に応じて流入する排気ガスと反応して緻密化する緻密化物質を少なくとも一部に含むものである。 A purifying device according to the present disclosure is a purifying device for purifying exhaust gas, and is arranged outside the circulating portion in an orthogonal direction perpendicular to the exhaust gas circulating direction, and is arranged from the circulating portion. and a blocking portion formed to reduce the amount of exhaust gas permeation, and the blocking portion contains at least a portion of a densification material that reacts with the inflowing exhaust gas and becomes densified in response to breakage.

本開示によれば、破損を抑制することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to suppress damage.

本開示の実施の形態１に係る捕捉フィルタを備えた車両の構成を示す図である。1 is a diagram showing a configuration of a vehicle provided with a trapping filter according to Embodiment 1 of the present disclosure; FIG. 捕捉フィルタの構成を示す部分断面図である。FIG. 4 is a partial cross-sectional view showing the configuration of a trapping filter; 捕捉部および接着部の構成を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration of a catching portion and an adhesive portion; 捕捉部の外壁部に亀裂が生じた様子を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a crack is generated in the outer wall of the trapping section; 緻密化物質が緻密化する様子を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing how a densifying material is densified. 実施の形態２の接着部の構成を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing the configuration of an adhesive portion according to Embodiment 2; 実施の形態３の接着部の構成を示す部分断面図である。FIG. 11 is a partial cross-sectional view showing the configuration of an adhesive portion according to Embodiment 3;

以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described based on the accompanying drawings.

（実施の形態１）
図１に、本開示の実施の形態１に係る捕捉フィルタを備えた車両の構成を示す。車両は、内燃機関１と、排気管２と、内燃機関制御部３と、酸化触媒４と、捕捉フィルタ５と、差圧センサ６と、インジェクタ７と、再生制御部８とを有する。差圧センサ６が再生制御部８に接続され、この再生制御部８が内燃機関制御部３を介して内燃機関１に接続されている。また、再生制御部８は、インジェクタ７にも接続されている。なお、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。 (Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a vehicle equipped with a trapping filter according to Embodiment 1 of the present disclosure. The vehicle has an internal combustion engine 1 , an exhaust pipe 2 , an internal combustion engine control section 3 , an oxidation catalyst 4 , a trapping filter 5 , a differential pressure sensor 6 , an injector 7 and a regeneration control section 8 . A differential pressure sensor 6 is connected to a regeneration control section 8 , and the regeneration control section 8 is connected to the internal combustion engine 1 via an internal combustion engine control section 3 . The reproduction control section 8 is also connected to the injector 7 . Examples of vehicles include commercial vehicles such as trucks.

内燃機関１は、車両を駆動するためのもので、例えば、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の４つの行程を繰り返す、いわゆる４ストローク機関から構成されている。内燃機関１としては、例えば、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。 The internal combustion engine 1 is for driving a vehicle, and is composed of, for example, a so-called four-stroke engine that repeats four strokes of an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke and an exhaust stroke. Examples of the internal combustion engine 1 include a diesel engine.

排気管２は、内燃機関１の排気口から外部に延びるように配置され、内燃機関１から排出される排気ガスを外部に排出する流路である。 The exhaust pipe 2 is arranged so as to extend from an exhaust port of the internal combustion engine 1 to the outside, and is a flow path through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine 1 is discharged to the outside.

内燃機関制御部３は、内燃機関１を制御するもので、例えば、排気管２を流通する排気ガスの流量、燃料の噴射量およびエンジン回転数などを制御する。 The internal combustion engine control unit 3 controls the internal combustion engine 1, and controls, for example, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 2, the fuel injection amount, the engine speed, and the like.

酸化触媒４は、排気管２内に配置され、排気ガスに含まれる炭化水素および一酸化炭素などの未燃焼燃料を酸化して浄化する。また、酸化触媒４は、内燃機関１およびインジェクタ７から噴射される燃料を酸化することにより、その反応熱で排気ガスを高温に加熱する。酸化触媒４は、例えば、白金および酸化セリウムなどから構成することができる。 The oxidation catalyst 4 is arranged in the exhaust pipe 2 and oxidizes and purifies unburned fuel such as hydrocarbons and carbon monoxide contained in the exhaust gas. Further, the oxidation catalyst 4 oxidizes the fuel injected from the internal combustion engine 1 and the injector 7, thereby heating the exhaust gas to a high temperature with the reaction heat. The oxidation catalyst 4 can be composed of, for example, platinum and cerium oxide.

捕捉フィルタ５は、排気管２内において酸化触媒４の下流側に配置され、排気ガスに含まれる煤成分などの粒子状物質を捕捉する。捕捉フィルタ５としては、例えば、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ ｆｉｌｔｅｒ）およびＣＳＦ（Ｃａｔａｌｙｚｅｄ Ｓｏｏｔ Ｆｉｌｔｅｒ）などが挙げられる。 The trapping filter 5 is arranged downstream of the oxidation catalyst 4 in the exhaust pipe 2 and traps particulate matter such as soot components contained in the exhaust gas. Examples of the trapping filter 5 include DPF (Diesel Particulate Filter) and CSF (Catalyzed Soot Filter).

差圧センサ６は、排気管２に配置され、排気ガスの流通方向Ｄにおいて捕捉フィルタ５の上流側と下流側の差圧を検出する。
インジェクタ７は、排気管２において酸化触媒４の上流側に配置され、排気管２内に燃料を噴射して酸化触媒４に未燃焼の燃料を供給する。 The differential pressure sensor 6 is arranged in the exhaust pipe 2 and detects the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the trapping filter 5 in the flow direction D of the exhaust gas.
The injector 7 is arranged upstream of the oxidation catalyst 4 in the exhaust pipe 2 and injects fuel into the exhaust pipe 2 to supply unburned fuel to the oxidation catalyst 4 .

再生制御部８は、差圧センサ６で検出される差圧に基づいて捕捉フィルタ５の再生処理を制御する。このとき、再生制御部８は、内燃機関１およびインジェクタ７を介して酸化触媒４の反応を制御することにより捕捉フィルタ５を再生処理する。 The regeneration control unit 8 controls regeneration processing of the trapping filter 5 based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor 6 . At this time, the regeneration control unit 8 regenerates the trapping filter 5 by controlling the reaction of the oxidation catalyst 4 via the internal combustion engine 1 and the injector 7 .

なお、内燃機関制御部３および再生制御部８の機能は、コンピュータプログラムにより実現させることもできる。例えば、コンピュータの読取装置が、内燃機関制御部３および再生制御部８の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。そして、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）が、記憶装置に記憶されたプログラムをＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をＲＡＭから順次読み出して実行することにより、内燃機関制御部３および再生制御部８の機能を実現することができる。 The functions of the internal combustion engine control unit 3 and the regeneration control unit 8 can also be realized by a computer program. For example, a reading device of a computer reads a program for realizing the functions of the internal combustion engine control section 3 and the reproduction control section 8 from a recording medium, and stores the program in a storage device. Then, the CPU (Central Processing Unit) copies the program stored in the storage device to the RAM (Random Access Memory), sequentially reads out the instructions included in the program from the RAM and executes them, so that the internal combustion engine control unit 3 and the functions of the reproduction control unit 8 can be realized.

次に、捕捉フィルタ５の構成について詳細に説明する。 Next, the configuration of the trapping filter 5 will be described in detail.

図２に示すように、捕捉フィルタ５は、外周壁９と、複数の捕捉部１０と、接着部１１とを有する。 As shown in FIG. 2 , the trapping filter 5 has an outer peripheral wall 9 , a plurality of trapping portions 10 and an adhesive portion 11 .

外周壁９は、円筒状に形成され、流通方向Ｄに直交する直交方向において捕捉フィルタ５の各部を外側から囲むように配置されている。このとき、外周壁９は、複数の捕捉部１０と一体に形成してもよく、複数の捕捉部１０と別体に形成してもよい。また、外周壁９は、捕捉部１０より排気ガスの透過量が低くなるように形成されており、排気ガスの流出を遮断、すなわち捕捉部１０を流通する排気ガスが外部に流出するのを抑制する。 The outer peripheral wall 9 is formed in a cylindrical shape and arranged so as to surround each part of the trapping filter 5 from the outside in the orthogonal direction orthogonal to the flow direction D. As shown in FIG. At this time, the outer peripheral wall 9 may be formed integrally with the plurality of trapping portions 10 or may be formed separately from the plurality of trapping portions 10 . In addition, the outer peripheral wall 9 is formed so that the amount of exhaust gas permeation is lower than that of the trapping portion 10, and blocks the outflow of the exhaust gas, that is, suppresses the exhaust gas flowing through the trapping portion 10 from flowing out to the outside. do.

複数の捕捉部１０は、粒子状物質を捕捉するもので、外周壁９の内側を流通方向Ｄにそれぞれ延びるように形成されている。また、複数の捕捉部１０は、外周壁９の内側に収まる円柱の形態となるように直交方向に配列されている。これにより、複数の捕捉部１０は、互いに表面を対向して配列することになる。 The plurality of trapping portions 10 trap particulate matter, and are formed to extend in the flow direction D inside the outer peripheral wall 9 . Also, the plurality of trapping portions 10 are arranged in the orthogonal direction so as to form a cylindrical shape that fits inside the outer peripheral wall 9 . As a result, the plurality of trapping portions 10 are arranged with their surfaces facing each other.

接着部１１は、複数の捕捉部１０において互いに対向する表面の間に配置され、複数の捕捉部１０を互いに接着する。接着部１１としては、捕捉部１０を接着することができればよく、例えば接着剤などから構成することができる。 The adhesive portion 11 is disposed between surfaces facing each other in the plurality of trapping portions 10 and adheres the plurality of trapping portions 10 to each other. The adhesive portion 11 may be made of an adhesive or the like as long as it can adhere the catching portion 10 .

図３に、捕捉部１０および接着部１１の構成を示す。 FIG. 3 shows the configuration of the capture portion 10 and the adhesion portion 11. As shown in FIG.

捕捉部１０は、例えば、コーディエライトおよび炭化ケイ素などの多孔質セラミックから形成されたセルを、入口と出口が交互に閉鎖するように並べた、いわゆるウォールフロー型から構成されている。セルの間には流通部１０ａが配置され、この流通部１０ａを排気ガスが流通することにより、排気ガスに含まれる粒子状物質Ｐが捕捉されることになる。 The trapping section 10 is of a so-called wall-flow type, in which cells made of porous ceramics such as cordierite and silicon carbide are arranged so that inlets and outlets are alternately closed. A circulation portion 10a is arranged between the cells, and the particulate matter P contained in the exhaust gas is captured by the exhaust gas flowing through this circulation portion 10a.

また、流通方向Ｄに直交する直交方向において流通部１０ａの外側には外壁部１０ｂが配置されている。この外壁部１０ｂは、流通部１０ａより排気ガスの透過量が低くなるように形成されており、排気ガスの流出を遮断、すなわち流通部１０ａを流通する排気ガスが外側（接着部１１側）に流出するのを抑制する。これにより、排気ガスが、流通部１０ａを流通するように誘導される。 In addition, an outer wall portion 10b is arranged outside the circulation portion 10a in the orthogonal direction perpendicular to the circulation direction D. As shown in FIG. The outer wall portion 10b is formed so that the amount of permeation of exhaust gas is lower than that of the circulation portion 10a. suppress outflow. As a result, the exhaust gas is guided to flow through the flow section 10a.

接着部１１は、外壁部１０ｂ全体に広がるように配置され、隣り合う捕捉部１０同士を接着する。ここで、捕捉部１０は、例えば炭化ケイ素などの比較的熱膨張係数が大きい材料から構成されている。このため、接着部１１で捕捉部１０の熱膨張を吸収することができ、再生処理の昇温などで捕捉部１０が破損するのを抑制する。 The adhesion part 11 is arranged so as to spread over the entire outer wall part 10b, and adheres the adjacent trapping parts 10 to each other. Here, the capturing portion 10 is made of a material having a relatively large coefficient of thermal expansion, such as silicon carbide. Therefore, the thermal expansion of the trapping portion 10 can be absorbed by the bonding portion 11, and the trapping portion 10 is prevented from being damaged due to an increase in temperature during the regeneration process.

また、接着部１１は、流通部１０ａより排気ガスの透過量が低い材料から構成されており、排気ガスの流出を遮断する。さらに、接着部１１は、外壁部１０ｂの破損に応じて流入する排気ガスと反応して緻密化する緻密化物質を全体に含んでいる。緻密化物質は、排気ガスに含まれる二酸化炭素と反応して緻密化する物質であり、例えばγ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２などのダイカルシウムシリケートを含む物質が挙げられる。ここで、緻密化とは、反応物同士が互いの隙間を小さくするような現象であり、例えば反応物同士が一体化した状態となる現象などが挙げられる。 In addition, the bonding portion 11 is made of a material having a lower permeation amount of exhaust gas than the flow portion 10a, and blocks outflow of the exhaust gas. Furthermore, the bonding portion 11 entirely contains a densifying substance that reacts with the inflowing exhaust gas and densifies when the outer wall portion 10b is damaged. The densifying substance is a substance that densifies by reacting with carbon dioxide contained in the exhaust gas, and examples thereof include substances containing dicalcium silicate such as γ-2CaO·SiO 2 . Here, densification is a phenomenon in which gaps between reactants are reduced, and examples thereof include a phenomenon in which reactants are integrated with each other.

このように、接着部１１および捕捉部１０の外壁部１０ｂは、本開示の遮断部を構成する。なお、接着部１１および外壁部１０ｂの一方のみを、流通部１０ａより排気ガスの透過量が低くなるように形成してもよい。例えば、外壁部１０ｂは、流通部１０ａと同様の排気ガスの透過量を有するように形成、すなわち本開示の遮断部を構成しなくてもよく、接着部１１のみで遮断部を構成してもよい。 Thus, the outer wall portion 10b of the adhesive portion 11 and the trapping portion 10 constitutes the blocking portion of the present disclosure. Note that only one of the bonding portion 11 and the outer wall portion 10b may be formed so that the permeation amount of the exhaust gas is lower than that of the circulation portion 10a. For example, the outer wall portion 10b may be formed to have the same amount of exhaust gas permeation as the circulation portion 10a, that is, may not constitute the blocking portion of the present disclosure, or may constitute the blocking portion only with the adhesive portion 11. good.

次に、本実施の形態の動作を説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.

まず、図１に示すように、内燃機関制御部３が内燃機関１を制御して車両が走行されると、内燃機関１で生じた排気ガスが排気管２を流通して外部に排出される。このとき、排気ガスが捕捉フィルタ５を通過することにより、排気ガスに含まれる粒子状物質Ｐが捕捉フィルタ５に捕捉される。 First, as shown in FIG. 1, when the internal combustion engine control unit 3 controls the internal combustion engine 1 and the vehicle runs, the exhaust gas generated in the internal combustion engine 1 flows through the exhaust pipe 2 and is discharged to the outside. . At this time, the particulate matter P contained in the exhaust gas is trapped by the trapping filter 5 as the exhaust gas passes through the trapping filter 5 .

このようにして、捕捉フィルタ５に粒子状物質Ｐが捕捉されると、その捕捉量の増加に応じて捕捉フィルタ５の上流側と下流側の差圧が上昇することになる。そこで、再生制御部８が、差圧センサ６で検出される差圧に基づいて所定量の粒子状物質Ｐが捕捉されたか否かを判定する。 In this way, when the particulate matter P is trapped by the trapping filter 5, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the trapping filter 5 increases as the amount of particulate matter P trapped increases. Therefore, the regeneration control unit 8 determines whether or not a predetermined amount of particulate matter P has been captured based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor 6 .

再生制御部８は、所定量の粒子状物質Ｐが捕捉されたと判定した場合には、内燃機関１およびインジェクタ７から燃料が噴射されるように制御する。これにより、噴射された燃料が酸化触媒４で酸化され、その反応熱で排気ガスが加熱される。このようにして、所定の燃焼温度まで上昇された排気ガスが捕捉フィルタ５を通過することで、捕捉フィルタ５に捕捉された粒子状物質Ｐが燃焼し、捕捉フィルタ５が再生処理されることになる。 When the regeneration control unit 8 determines that a predetermined amount of particulate matter P has been captured, the regeneration control unit 8 controls the internal combustion engine 1 and the injector 7 to inject fuel. As a result, the injected fuel is oxidized by the oxidation catalyst 4, and the heat of reaction heats the exhaust gas. In this way, the exhaust gas heated to a predetermined combustion temperature passes through the trapping filter 5, so that the particulate matter P trapped by the trapping filter 5 is burned and the trapping filter 5 is regenerated. Become.

このとき、捕捉フィルタ５に亀裂などが生じて破損するおそれがある。
例えば、内燃機関１および差圧センサ６の不具合などにより、捕捉フィルタ５に粒子状物質Ｐが過剰に堆積した場合に、再生処理において捕捉フィルタ５が所定の燃焼温度より大きく上昇して、捕捉フィルタ５に亀裂が生じるおそれがある。 At this time, the trapping filter 5 may be cracked and damaged.
For example, if particulate matter P accumulates excessively on the trapping filter 5 due to malfunctions of the internal combustion engine 1 and the differential pressure sensor 6, the trapping filter 5 will rise significantly above a predetermined combustion temperature during the regeneration process, and the trapping filter will 5 may crack.

例えば、図２に示す捕捉フィルタ５において、中央部５ａと、中央部５ａを囲む周辺部５ｂとの間で大きな温度差が生じる場合がある。一般的に、捕捉フィルタ５の周辺部５ｂは、中央部５ａと比べて排気ガスの流速が低く、また外部に放熱されやすい環境にあるため温度が低くなる傾向を有する。このため、中央部５ａ側の捕捉部１０の熱膨張が大きくなり、その膨張分を接着部１１で吸収しきれずに、捕捉部１０の外壁部１０ｂなどに亀裂が生じる場合がある。
また、外壁部１０ｂと接着部１１は、異なる材料から構成されているため、両者の間で温度差が大きくなり、外壁部１０ｂなどに亀裂が生じる場合もある。 For example, in the trapping filter 5 shown in FIG. 2, a large temperature difference may occur between the central portion 5a and the peripheral portion 5b surrounding the central portion 5a. In general, the peripheral portion 5b of the trapping filter 5 has a lower flow velocity of the exhaust gas than the central portion 5a, and is in an environment where heat is easily dissipated to the outside, so the temperature tends to be low. For this reason, the thermal expansion of the trapping portion 10 on the central portion 5a side becomes large, and the adhesion portion 11 cannot absorb the expansion, and cracks may occur in the outer wall portion 10b of the trapping portion 10 and the like.
In addition, since the outer wall portion 10b and the bonding portion 11 are made of different materials, the temperature difference between them increases, and cracks may occur in the outer wall portion 10b and the like.

従来、図４に示すように、捕捉部１０の外壁部１０ｂに一旦亀裂Ｃが生じると、その亀裂Ｃに排気ガスが流入するため、その部分に粒子状物質Ｐが堆積する。亀裂Ｃの部分に粒子状物質Ｐが堆積すると、捕捉フィルタ５の再生処理においてその部分が高温で加熱されるため、亀裂Ｃがさらに進行することになる。このような亀裂Ｃの発生は、差圧センサ６などで検出することは困難であり、捕捉フィルタ５が大きく破損するまで発見が遅れるおそれがあった。 Conventionally, as shown in FIG. 4, once a crack C occurs in the outer wall portion 10b of the trapping portion 10, exhaust gas flows into the crack C, and particulate matter P accumulates in that portion. When the particulate matter P accumulates in the portion of the crack C, the portion is heated to a high temperature in the regeneration process of the trapping filter 5, so the crack C progresses further. It is difficult to detect the occurrence of such a crack C with the differential pressure sensor 6 or the like, and there is a possibility that the discovery will be delayed until the trapping filter 5 is severely damaged.

そこで、本開示では、捕捉部１０の流通部１０ａより排気ガスの透過量が低くなるように形成された接着部１１が、緻密化物質を含むように構成されている。 Therefore, in the present disclosure, the adhesion portion 11 formed so as to have a lower exhaust gas permeation amount than the flow portion 10a of the trapping portion 10 is configured to contain a densifying substance.

このため、外壁部１０ｂに亀裂Ｃが生じる前は、排気管２を流通する排気ガスが接着部１１内に侵入することを抑制して、緻密化物質と排気ガスとの反応を防ぎ、緻密化物質の反応性を維持することができる。そして、図５に示すように、外壁部１０ｂに亀裂Ｃが生じると、接着部１１に含まれる緻密化物質が、亀裂Ｃに流入した排気ガスと反応して緻密化し、亀裂Ｃを塞ぐ封鎖部１２を形成する。
このように、亀裂Ｃの発生に応じて緻密化物質が自動的に封鎖部１２を形成して自己修復を行うため、捕捉フィルタ５の破損を抑制することができる。 For this reason, before the crack C occurs in the outer wall portion 10b, the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 2 is suppressed from entering the adhesive portion 11 to prevent the reaction between the densifying substance and the exhaust gas, thereby densifying. Reactivity of the substance can be maintained. Then, as shown in FIG. 5, when a crack C occurs in the outer wall portion 10b, the densifying substance contained in the adhesive portion 11 reacts with the exhaust gas that has flowed into the crack C and becomes densified, thereby blocking the crack C. form 12;
In this manner, the densification material automatically forms the blocking portion 12 in accordance with the occurrence of the crack C and performs self-healing, so that damage to the trapping filter 5 can be suppressed.

また、外壁部１０ｂは、流通部１０ａより排気ガスの透過量が低くなるように形成されている。このため、亀裂Ｃが生じる前において、排気ガスが接着部１１に到達するのを抑制することができ、緻密化物質の反応性を確実に維持することができる。 Further, the outer wall portion 10b is formed so that the permeation amount of the exhaust gas is lower than that of the circulation portion 10a. Therefore, it is possible to prevent the exhaust gas from reaching the bonding portion 11 before the crack C occurs, and to reliably maintain the reactivity of the densifying substance.

また、緻密化物質は、排気ガスに含まれる二酸化炭素と反応して緻密化する物質から構成されている。排気ガスには、比較的多くの二酸化炭素が含まれており、緻密化物質を十分に反応させることができる。このため、亀裂Ｃの発生に応じて封鎖部１２を形成することができ、亀裂Ｃを確実に塞ぐことができる。 Also, the densifying substance is composed of a substance that densifies by reacting with carbon dioxide contained in the exhaust gas. The exhaust gas contains a relatively large amount of carbon dioxide, which allows the densifying material to sufficiently react. Therefore, the blocking portion 12 can be formed according to the generation of the crack C, and the crack C can be reliably blocked.

また、緻密化物質は、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２から構成されている。γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２は、耐熱性が高く、さらに水分子との反応性が低いため、排気管２内の環境でも変性せずに反応性を維持することができる。このため、捕捉フィルタ５の破損を確実に抑制することができる。 Also, the densification material is composed of γ-2CaO.SiO 2 . γ-2CaO·SiO 2 has high heat resistance and low reactivity with water molecules. Therefore, damage to the trapping filter 5 can be reliably suppressed.

なお、封鎖部１２は、排気ガスの流出を抑制できればよく、排気ガスの流出を完全に遮断するものに限られるものではない。 It should be noted that the blocking portion 12 is not limited to one that completely blocks the outflow of the exhaust gas, as long as it can suppress the outflow of the exhaust gas.

このようにして、捕捉フィルタ５の破損が抑制されることにより、捕捉フィルタ５の機能を維持しつつ車両を走行させることができる。 By suppressing damage to the trapping filter 5 in this manner, the vehicle can be driven while maintaining the function of the trapping filter 5 .

本実施の形態によれば、流通部１０ａより排気ガスの透過量が低く形成された接着部１１が緻密化物質を含むため、緻密化物質の反応性を維持し、亀裂Ｃの発生に応じて速やかに自己修復することができる。これにより、捕捉フィルタ５の破損を抑制することができる。 According to the present embodiment, since the bonding portion 11 formed to have a lower exhaust gas permeation amount than the flow portion 10a contains the densifying substance, the reactivity of the densifying substance is maintained, and the crack C is generated. It can quickly self-repair. As a result, damage to the trapping filter 5 can be suppressed.

（実施の形態２）
以下、本開示の実施の形態２について説明する。ここでは、上記の実施の形態１との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。 (Embodiment 2)
A second embodiment of the present disclosure will be described below. Here, differences from the first embodiment will be mainly described, and common reference numerals will be used for common points with the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

上記の実施の形態１では、緻密化物質は、接着部１１全体に同じ濃度で含まれたが、接着部１１における濃度を部分的に変えることもできる。 In the first embodiment described above, the densifying substance is included in the same concentration throughout the bonding portion 11, but the concentration in the bonding portion 11 can be partially changed.

例えば、図６に示すように、実施の形態１の接着部１１に換えて、接着部２１を配置することができる。
接着部２１は、捕捉部１０に接する一対の表面側２１ａおよび２１ｂと比べて内部側２１ｃにおいて濃度が高くなるように緻密化物質を含んでいる。 For example, as shown in FIG. 6, a bonding portion 21 can be arranged instead of the bonding portion 11 of the first embodiment.
Adhesive portion 21 includes a densifying material such that the concentration is higher on inner side 21 c than on the pair of surface sides 21 a and 21 b that contact capture portion 10 .

このため、接着部２１は、亀裂Ｃが生じる前において捕捉部１０に対する接着力を強力に維持することができる。そして、亀裂Ｃが生じた場合には、接着部２１の内部側２１ｃに含まれる高濃度の緻密化物質が排気ガスと反応して、速やかに亀裂Ｃを塞ぐことができる。 Therefore, the adhesive portion 21 can maintain a strong adhesive force to the capturing portion 10 before the crack C occurs. Then, when the crack C occurs, the high-concentration densifying substance contained in the inner side 21c of the bonding portion 21 reacts with the exhaust gas, and the crack C can be closed quickly.

本実施の形態によれば、接着部２１が、捕捉部１０に接する一対の表面側２１ａおよび２１ｂと比べて内部側２１ｃにおいて濃度が高くなるように緻密化物質を含むため、接着力を強力に維持しつつ捕捉フィルタ５の破損を抑制することができる。 According to the present embodiment, since the adhesive portion 21 contains the densifying substance so that the concentration is higher on the inner side 21c than on the pair of surface sides 21a and 21b that are in contact with the trapping portion 10, the adhesive strength is enhanced. It is possible to suppress breakage of the trapping filter 5 while maintaining it.

（実施の形態３）
以下、本開示の実施の形態３について説明する。ここでは、上記の実施の形態１および２との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態１および２との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。 (Embodiment 3)
A third embodiment of the present disclosure will be described below. Here, the points of difference from the first and second embodiments will be mainly described, and the points in common with the first and second embodiments will be described in detail using common reference numerals. omitted.

上記の実施の形態２では、接着部２１の表面側２１ａおよび２１ｂと内部側２１ｃとの間で緻密化物質の濃度を変えたが、これに限られるものではない。 In the above-described second embodiment, the concentration of the densification substance is changed between the surface sides 21a and 21b and the inner side 21c of the bonding portion 21, but the present invention is not limited to this.

例えば、図７に示すように、実施の形態１の接着部１１に換えて、接着部３１を配置することができる。
接着部３１は、流通方向Ｄに直交する直交方向において捕捉フィルタ５の中央部５ａに配置された中央側接着部３１ａと、中央部５ａを囲む周辺部５ｂに配置された周辺側接着部３１ｂとを有する。ここで、中央側接着部３１ａは、周辺側接着部３１ｂと比べて高い濃度の緻密化物質を含むように構成されている。 For example, as shown in FIG. 7, a bonding portion 31 can be arranged instead of the bonding portion 11 of the first embodiment.
The adhesive portion 31 includes a central adhesive portion 31a arranged in the central portion 5a of the trapping filter 5 in the orthogonal direction orthogonal to the flow direction D, and a peripheral adhesive portion 31b arranged in the peripheral portion 5b surrounding the central portion 5a. have Here, the central adhesive portion 31a is configured to contain a higher concentration of densifying material than the peripheral adhesive portion 31b.

上記したように、捕捉フィルタ５は、再生処理において周辺部５ｂと比べて中央部５ａの温度が高くなる傾向を有する。このため、捕捉フィルタ５は、周辺部５ｂと比べて中央部５ａにおいて高い頻度で亀裂Ｃが生じるおそれがある。 As described above, the trapping filter 5 tends to have a higher temperature in the central portion 5a than in the peripheral portion 5b during the regeneration process. For this reason, the trapping filter 5 may have cracks C at a higher frequency in the central portion 5a than in the peripheral portion 5b.

そこで、捕捉フィルタ５の中央部５ａで亀裂Ｃが生じた場合には、中央側接着部３１ａに含まれる高濃度の緻密化物質が排気ガスと反応して、亀裂Ｃを塞ぐ封鎖部１２を速やかに形成することができる。一方、捕捉フィルタ５の周辺部５ｂは、亀裂Ｃが生じる前において周辺側接着部３１ｂにより強力に接着することができる。そして、捕捉フィルタ５の周辺部５ｂに亀裂Ｃが生じた場合には、周辺側接着部３１ｂに含まれる緻密化物質が排気ガスと反応して、亀裂Ｃを塞ぐ封鎖部１２を形成する。 Therefore, when a crack C occurs in the central portion 5a of the trapping filter 5, the high-concentration densified substance contained in the central adhesive portion 31a reacts with the exhaust gas, and the blocking portion 12 that closes the crack C quickly opens. can be formed into On the other hand, the peripheral portion 5b of the trapping filter 5 can be strongly adhered to the peripheral adhesive portion 31b before the crack C occurs. When a crack C occurs in the peripheral portion 5b of the trapping filter 5, the densified substance contained in the peripheral adhesive portion 31b reacts with the exhaust gas to form the blocking portion 12 that closes the crack C.

本実施の形態によれば、中央側接着部３１ａは、周辺側接着部３１ｂと比べて高い濃度の緻密化物質を含むため、捕捉フィルタ５の周辺部５ｂの接着力を強力に維持しつつ中央部５ａの破損を抑制することができる。 According to the present embodiment, the central adhesive portion 31a contains a densified substance at a higher concentration than the peripheral adhesive portion 31b. Damage to the portion 5a can be suppressed.

なお、上記の実施の形態１～３では、遮断部は、接着部１１と捕捉部１０の外壁部１０ｂとから構成されたが、流通部１０ａより排気ガスの透過量が低くなるように形成されていればよく、これに限られるものではない。例えば、遮断部は、捕捉フィルタ５の外周壁９から構成することもできる。このとき、外周壁９は、緻密化物質を含むように構成される。これにより、外周壁９に亀裂Ｃが生じた場合に、亀裂Ｃに流入した排気ガスと緻密化物質が反応して封鎖部１２が形成され、亀裂Ｃを塞ぐことができる。 In Embodiments 1 to 3 above, the shielding portion is composed of the adhesive portion 11 and the outer wall portion 10b of the trapping portion 10, but is formed so that the permeation amount of the exhaust gas is lower than that of the flow portion 10a. It suffices if there is, and it is not limited to this. For example, the blocking portion may consist of the outer peripheral wall 9 of the trapping filter 5 . At this time, the outer peripheral wall 9 is configured to contain the densifying material. As a result, when a crack C occurs in the outer peripheral wall 9, the exhaust gas flowing into the crack C reacts with the densifying material to form the blocking portion 12, and the crack C can be blocked.

また、上記の実施の形態１～３では、接着部は、緻密化物質を全体に含むように構成されたが、少なくとも一部に含んでいればよく、これに限られるものではない。 Moreover, in the first to third embodiments described above, the bonding portion is configured so as to include the densifying substance in its entirety, but it is sufficient that at least a portion thereof contains the densifying substance, and the present invention is not limited to this.

また、上記の実施の形態１～３では、遮断部は、捕捉フィルタ５に配置されたが、排気ガスを浄化する浄化装置に配置することもできる。例えば、遮断部は、選択還元型触媒（ＳＣＲ触媒、ＳＣＲ：Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ Ｃａｔａｌｙｔｉｃ Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）およびＮＯＸ吸蔵還元型触媒（ＬＮＴ触媒、ＬＮＴ：Ｌｅａｎ ＮＯＸ Ｔｒａｐ）などの浄化装置に配置することができる。遮断部は、例えば、浄化装置の外周壁から構成することができ、その外周壁に緻密化物質を含むように構成される。また、流通部は、排気ガスが流通すればよく、例えば排気ガスが流通する空間であってもよい。これにより、外周壁に亀裂Ｃが生じた場合に、亀裂Ｃに流入した排気ガスと緻密化物質が反応して封鎖部１２が形成され、亀裂Ｃを塞ぐことができる。 Further, in the first to third embodiments described above, the blocking part is arranged in the trapping filter 5, but it can also be arranged in a purifying device for purifying the exhaust gas. For example, the blocking unit can be arranged in a purification device such as a selective catalytic reduction catalyst (SCR catalyst, SCR: Selective Catalytic Reduction) and a NO X storage reduction catalyst (LNT catalyst, LNT: Lean NOX Trap). The shut-off portion can, for example, consist of the outer peripheral wall of the purifier and is configured to contain the densifying material in the outer peripheral wall. Further, the circulation portion may be a space through which the exhaust gas flows, for example, as long as the exhaust gas flows through it. As a result, when a crack C occurs in the outer peripheral wall, the exhaust gas flowing into the crack C reacts with the densifying material to form the sealing portion 12, and the crack C can be closed.

また、上記の実施の形態１～３では、捕捉フィルタ５は、車両に配置されたが、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉することができればよく、これに限られるものではない。例えば、捕捉フィルタ５は、船舶、産業機械または定置式内燃機関を設置した工場などに配置することができる。 In the first to third embodiments described above, the trapping filter 5 is arranged in the vehicle, but it is not limited to this as long as it can trap particulate matter contained in the exhaust gas. For example, the trapping filter 5 can be placed on ships, industrial machines, factories with stationary internal combustion engines, or the like.

その他、上記の実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記の実施の形態で説明した各部の形状や個数などについての開示はあくまで例示であり、適宜変更して実施することができる。 In addition, the above-described embodiments are merely examples of specific implementations of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. be. Thus, the invention may be embodied in various forms without departing from its spirit or essential characteristics. For example, the disclosure of the shape, number, etc. of each part described in the above embodiment is merely an example, and can be implemented with appropriate modifications.

本開示に係る捕捉フィルタは、粒子状物質を捕捉するフィルタに利用できる。 A trapping filter according to the present disclosure can be used as a filter for trapping particulate matter.

１ 内燃機関
２ 排気管
３ 内燃機関制御部
４ 酸化触媒
５ 捕捉フィルタ
５ａ 中央部
５ｂ 周辺部
６ 差圧センサ
７ インジェクタ
８ 再生制御部
９ 外周壁
１０ 捕捉部
１０ａ 流通部
１０ｂ 外壁部
１１，２１，３１ 接着部
１２ 封鎖部
２１ａ，２１ｂ 接着部の表面側
２１ｃ 接着部の内部側
３１ａ 中央側接着部
３１ｂ 周辺側接着部
Ｃ 亀裂
Ｄ 流通方向
Ｐ 粒子状物質 Reference Signs List 1 internal combustion engine 2 exhaust pipe 3 internal combustion engine control section 4 oxidation catalyst 5 trapping filter 5a center section 5b peripheral section 6 differential pressure sensor 7 injector 8 regeneration control section 9 outer peripheral wall 10 trapping section 10a circulation section 10b outer wall section 11, 21, 31 Bonded portion 12 Sealed portion 21a, 21b Surface side of bonded portion 21c Internal side of bonded portion 31a Central side bonded portion 31b Peripheral side bonded portion C Crack D Flow direction P Particulate matter

Claims (7)

排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉する捕捉フィルタであって、
前記排気ガスが流通する流通部と、
前記排気ガスの流通方向に直交する直交方向において前記流通部の外側に配置され、前記流通部より前記排気ガスの透過量が低くなるように形成された遮断部と
を備え、
前記遮断部は、破損に応じて流入する前記排気ガスと反応して緻密化する緻密化物質を少なくとも一部に含む捕捉フィルタ。 A trapping filter that traps particulate matter contained in exhaust gas,
a flow section through which the exhaust gas flows;
a blocking portion disposed outside the flow portion in an orthogonal direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas and formed so that the amount of permeation of the exhaust gas is lower than that of the flow portion,
The trapping filter at least partly includes a densification material that reacts with the inflowing exhaust gas and densifies the blocking section in response to breakage. 前記緻密化物質は、排気ガスに含まれる二酸化炭素と反応して緻密化する物質を含む請求項１に記載の捕捉フィルタ。 2. The trapping filter of claim 1, wherein said densifying material comprises a material that densifies upon reaction with carbon dioxide contained in exhaust gases. 前記緻密化物質は、γ－２ＣａＯ・ＳｉＯ２を含む請求項２に記載の捕捉フィルタ。 3. The trapping filter of claim 2, wherein said densifying material comprises γ-2CaO.SiO 2 . 前記流通部は、前記粒子状物質を捕捉する複数の捕捉部を有し、
前記遮断部は、前記複数の捕捉部を互いに接着する接着部を有する請求項１～３のいずれか一項に記載の捕捉フィルタ。 The flow section has a plurality of trapping sections that trap the particulate matter,
The trapping filter according to any one of claims 1 to 3, wherein the blocking portion has an adhesive portion that adheres the plurality of trapping portions to each other. 前記接着部は、前記複数の捕捉部に接する一対の表面側と比べて内部側において濃度が高くなるように前記緻密化物質を含む請求項４に記載の捕捉フィルタ。 5. The trapping filter according to claim 4, wherein the adhesive portion contains the densifying substance such that the density is higher on the inner side than on the pair of surface sides in contact with the plurality of trapping portions. 前記接着部は、前記直交方向において捕捉フィルタの中央部に配置された中央側接着部と、前記中央部を囲む周辺部に配置された周辺側接着部とを有し、
前記中央側接着部は、前記周辺側接着部と比べて高い濃度の前記緻密化物質を含む請求項４または５に記載の捕捉フィルタ。 The adhesive part has a central adhesive part arranged in the central part of the trapping filter in the orthogonal direction, and a peripheral adhesive part arranged in a peripheral part surrounding the central part,
6. A capture filter according to claim 4 or 5, wherein the central bond contains a higher concentration of the densifying material than the peripheral bond. 排気ガスを浄化する浄化装置であって、
前記排気ガスが流通する流通部と、
前記排気ガスの流通方向に直交する直交方向において前記流通部の外側に配置され、前記流通部より前記排気ガスの透過量が低くなるように形成された遮断部と
を備え、
前記遮断部は、破損に応じて流入する前記排気ガスと反応して緻密化する緻密化物質を少なくとも一部に含む浄化装置。 A purification device for purifying exhaust gas,
a flow section through which the exhaust gas flows;
a blocking portion disposed outside the flow portion in an orthogonal direction perpendicular to the flow direction of the exhaust gas and formed so that the amount of permeation of the exhaust gas is lower than that of the flow portion,
The purifying device according to claim 1, wherein at least a portion of the shut-off portion contains a densifying substance that densifies by reacting with the inflowing exhaust gas in response to breakage.
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