JPH06264722A - Filter device - Google Patents
Filter deviceInfo
- Publication number
- JPH06264722A JPH06264722A JP5052581A JP5258193A JPH06264722A JP H06264722 A JPH06264722 A JP H06264722A JP 5052581 A JP5052581 A JP 5052581A JP 5258193 A JP5258193 A JP 5258193A JP H06264722 A JPH06264722 A JP H06264722A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- filter
- heater
- filter unit
- exhaust gas
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はフィルタ装置に係り、詳
しくは高温度のディーゼルエンジン排気ガスに含まれる
パティキュレート（カーボン微粒子とエンジンオイル、
未燃燃料の混合物）の捕集に好適で、捕集した堆積物を
燃焼除去することにより再生可能としたフィルタ装置に
関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter device, and more specifically, to particulates (carbon fine particles and engine oil) contained in high temperature diesel engine exhaust gas.
The present invention relates to a filter device which is suitable for collecting a mixture of unburned fuel and which can be regenerated by burning and removing the collected deposit.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれ
るパティキュレートを除去するフィルタ装置として、従
来、種々のものが提案されている。フィルタ装置は使用
によりある程度以上パティキュレートが溜まると、堆積
したパティキュレートのため、排気管の背圧が上昇して
エンジンの出力が低下する。これを防ぐには、堆積した
パティキュレートを除去してろ過機能を再生する必要が
ある。パティキュレートの除去方法として、電気ヒータ
やバーナなどの熱源を設けて燃焼する方法、気流や振動
でパティキュレートをろ過面から剥離させた後、別の場
所に集積させる方法等が考案されている。2. Description of the Related Art As a filter device for removing particulates contained in the exhaust gas of a diesel engine, various types have been conventionally proposed. When the filter device accumulates a certain amount of particulates due to use, the accumulated particulates increase the back pressure of the exhaust pipe and reduce the output of the engine. To prevent this, it is necessary to remove the accumulated particulates and regenerate the filtration function. As a method for removing particulates, there have been devised a method in which a heat source such as an electric heater or a burner is provided for combustion, a method in which particulates are separated from the filtration surface by airflow or vibration, and then accumulated in another place.
【０００３】しかし、後者の方法は、パティキュレート
がろ過面から剥離し難かったり、飛散したパティキュレ
ートを集積させるのが難しい。又、前者の方法でも、熱
源としてバーナを用いる場合は、燃焼装置が複雑となる
上、着火ミスの発生や、炎のコントロールが難しく燃焼
効率が悪いなどの問題がある。従って、簡便な電気ヒー
タによる燃焼が最適な手法といえる。そして、特開平１
−１８２５１９号公報、特開平２−２５６８１２号公報
等には、堆積したパティキュレートの除去のための電気
ヒータをフィルタ装置に組み込んだ装置が提案されてい
る。However, in the latter method, it is difficult for the particulates to be separated from the filtration surface, and it is difficult to collect the scattered particulates. Further, even in the former method, when a burner is used as a heat source, the combustor becomes complicated, and there are problems that an ignition error occurs, flame control is difficult, and combustion efficiency is poor. Therefore, it can be said that combustion using a simple electric heater is the most suitable method. Then, Japanese Patent Laid-Open No.
In Japanese Patent Laid-Open No. 182519 and Japanese Patent Laid-Open No. 2-256812, there are proposed devices in which an electric heater for removing accumulated particulates is incorporated in a filter device.
【０００４】特開平１−１８２５１９号公報に記載され
た装置では、フィルタは筒状のハニカムフィルタであ
り、フィルタ再生時における排気ガスの流れの上流側に
位置するフィルタ端部に電気ヒータが設けられている。
そして、電気ヒータに通電するとフィルタに堆積したパ
ティキュレートが順次排気ガスの流れの下流側に向かっ
て類焼するようになっている。In the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 1-182519, the filter is a cylindrical honeycomb filter, and an electric heater is provided at the end of the filter located upstream of the exhaust gas flow during filter regeneration. ing.
Then, when the electric heater is energized, the particulates deposited on the filter are gradually burned toward the downstream side of the exhaust gas flow.
【０００５】又、特開平２−２５６８１２号公報に記載
された装置では、通気性支持材（多数の透孔が形成され
た金属製円筒）の外周面に、セラミック繊維ろ過材料と
電気加熱素子（ヒータ）とが交互に複数の層状に巻付け
られている。従って、通気性支持材の半径方向に種々の
大きさの空隙がセラミック繊維ろ過材料により形成さ
れ、ディーゼルエンジンの排ガスを通過させると、排ガ
ス中のパティキュレートがヒータに近接した状態で捕集
される。そして、ヒータに通電すると効率よくパティキ
ュレートが燃焼する。Further, in the apparatus disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 256568/1990, a ceramic fiber filtering material and an electric heating element (on an outer peripheral surface of a breathable support material (a metal cylinder having a large number of through holes) are provided. And a heater) are alternately wound in a plurality of layers. Therefore, voids of various sizes are formed by the ceramic fiber filtration material in the radial direction of the breathable support material, and when the exhaust gas of the diesel engine is passed through, particulates in the exhaust gas are collected in the state of being close to the heater. . Then, when the heater is energized, the particulates burn efficiently.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】パティキュレートはカ
ーボンが主成分であり、これを燃焼するには６００℃以
上の高温にする必要がある。フィルタ装置全体を一挙に
そのような高温度にすることは、周囲機器をも高温に加
熱し、熱膨張による損傷や場合によっては火災の危険も
伴うため、一部分ずつ燃焼させてこのような危険を避け
るべきである。特開平１−１８２５１９号公報に記載さ
れた装置では、ヒータは複数のセグメントに分割され、
フィルタ再生時には各セグメントが順に通電される。従
って、前記の不都合はない。しかし、この装置ではヒー
タはフィルタの第１端部にのみ設けられ、パティキュレ
ートはヒータ側で着火された後、類焼により第２端部側
まで燃焼して除去される構成のため、第２端部側まで確
実に燃焼させるのが難しい。The particulates are mainly composed of carbon, and in order to burn them, it is necessary to raise the temperature to 600 ° C. or higher. To raise the temperature of the entire filter device to such a high temperature also heats the surrounding equipment to a high temperature, and there is a risk of damage due to thermal expansion or a fire in some cases. It should be avoided. In the device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-182519, the heater is divided into a plurality of segments,
Each segment is sequentially energized during filter regeneration. Therefore, the above-mentioned inconvenience does not occur. However, in this device, the heater is provided only at the first end of the filter, and the particulates are ignited on the heater side, and then burned to the second end side by fire burning and removed. It is difficult to make sure that all parts are burned.
【０００７】一方、特開平２−２５６８１２号公報に記
載された装置では、フィルタユニットが複数本平行に設
けられて１個のフィルタ装置が構成され、各フィルタユ
ニットのヒータに独立に通電可能となっている。そし
て、ヒータはフィルタユニット全体にわたって配設され
ているため、通電時にはパティキュレートが確実に燃焼
する。又、各フィルタユニットの通電時期をずらすこと
により、フィルタ装置全体が高温度となる前記不都合は
ない。On the other hand, in the device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-256812, a plurality of filter units are provided in parallel to constitute one filter device, and the heaters of the filter units can be independently energized. ing. Further, since the heater is provided over the entire filter unit, the particulates are surely burned when energized. Further, by shifting the energization timing of each filter unit, there is no such inconvenience that the temperature of the entire filter device becomes high.
【０００８】ヒータの電源として制約がない場合は特開
平２−２５６８１２号公報に記載された装置のように各
フィルタユニット毎に通電する構成でとくに支障はな
い。しかし、フィルタ装置を自動車の排ガスフィルタ装
置として使用する場合は問題がある。なぜならば、自動
車では電源が自動車に搭載されたバッテリに限定され、
フィルタ再生のために一時に多くの電流を取り出すに
は、大容量のバッテリを搭載する必要がある。しかし、
大容量のバッテリは重量が大きく、その分、燃費が悪く
なる。又、バッテリはその容量に応じて電流を取り出す
ことができるが、たとえ定格内であっても、一時に取り
出す電流値が大きい程バッテリ電極の損傷が多くなる。
従って、１個のフィルタユニットの全面に設けられたヒ
ータ全体に通電する構成では、一時に取り出す電流値が
大きくなりバッテリの寿命が短くなるとともに、大容量
のバッテリが必要となるという問題がある。When there is no restriction on the power source of the heater, there is no particular problem with the structure in which power is supplied to each filter unit like the device described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-256812. However, there is a problem when the filter device is used as an automobile exhaust gas filter device. Because in automobiles, the power supply is limited to the battery installed in the automobile,
In order to extract a large amount of current at one time for filter regeneration, it is necessary to mount a large capacity battery. But,
A large-capacity battery has a large weight, and fuel consumption becomes worse accordingly. Further, the battery can take out a current according to its capacity, but even if it is within the rating, the larger the current value taken out at a time is, the more the battery electrodes are damaged.
Therefore, in the configuration in which the entire heater provided on the entire surface of one filter unit is energized, there is a problem that the current value taken out at a time becomes large, the life of the battery is shortened, and a large capacity battery is required.
【０００９】本発明は前記の問題点に鑑みてなされたも
のであって、その目的はフィルタユニットに堆積した堆
積物を燃焼させる際に、消費電力が少なく、フィルタ装
置全体の発熱温度を周辺機器に対して危険温度にまで高
めることがなく、電源としてバッテリを使用した場合に
は、バッテリの寿命を縮めることも少なく、長期にわた
って連続使用が可能となる実用上極めて優れたフィルタ
装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to reduce the power consumption when burning the deposit accumulated in the filter unit and to reduce the heat generation temperature of the entire filter device to the peripheral equipment. To provide a practically excellent filter device that does not raise the temperature to a dangerous temperature and does not shorten the battery life when a battery is used as the power supply and that enables continuous use over a long period of time. It is in.
【００１０】[0010]
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め本発明においては、並列に設けられた複数のフィルタ
ユニットを備えたフィルタ装置であって、各フィルタユ
ニットには電気発熱体がフィルタユニットのほぼ全面に
わたって配設され、各フィルタユニットに配設された電
気発熱体は少なくとも２以上の発熱区域に区分されると
ともに、各発熱区域が独立に通電可能に構成されてい
る。In order to achieve the above object, according to the present invention, there is provided a filter device having a plurality of filter units arranged in parallel, wherein each filter unit has an electric heating element. The electric heating element provided on each of the filter units is divided into at least two heating areas, and each heating area is independently energizable.
【００１１】前記フィルタユニットは筒状に形成され、
発熱区域はフィルタユニットの長手方向に沿って複数に
分割されているのが好ましい。The filter unit is formed in a tubular shape,
The heat generating area is preferably divided into a plurality of pieces along the longitudinal direction of the filter unit.
【００１２】[0012]
【作用】本発明のフィルタ装置は、並列に設けられた各
フィルタユニットの一端が閉塞された状態でフィルタユ
ニットの内側から外側あるいは外側から内側に向かって
ろ過すべき流体が通過するようにして使用される。そし
て、流体がフィルタユニットを通過する間に流体中の不
純物が筒状フィルタに捕集される。フィルタ装置にある
程度以上堆積物が堆積した時点で、フィルタユニットの
堆積物が燃焼除去される。堆積物の燃焼除去時期になる
と複数のフィルタユニットの中の１個が選択され、該フ
ィルタユニットの電気発熱体が通電される。発熱体に通
電されると発熱体が発熱し、フィルタユニットに捕集さ
れた堆積物が燃焼する。電気発熱体は複数の発熱区域が
同時に加熱されるのではなく、まず一つの区域が加熱さ
れて、その区域と対応する堆積物が燃焼される。次にそ
の区域に隣接した区域の電気発熱体が加熱され、順次堆
積物が燃焼除去される。一つの電気発熱体が加熱すべき
区域の面積が少ないので、小電流でも堆積物が燃焼に必
要な高温度まで加熱される。又、既に燃焼された区域の
燃焼熱が次の区域の燃焼に利用され、使用電流値が小さ
くなる。The filter device of the present invention is used so that the fluid to be filtered passes from the inside to the outside or from the outside to the inside of the filter units with one end of each of the filter units arranged in parallel closed. To be done. Then, while the fluid passes through the filter unit, impurities in the fluid are collected by the tubular filter. When a certain amount of deposit is deposited on the filter device, the deposit on the filter unit is burned and removed. At the time of burning and removing the deposit, one of the plurality of filter units is selected and the electric heating element of the filter unit is energized. When the heating element is energized, the heating element generates heat and the deposit collected in the filter unit burns. The electric heating element does not simultaneously heat a plurality of heat generating areas, but first heats one area and burns the deposits corresponding to that area. Next, the electric heating element in the area adjacent to the area is heated, and the deposits are sequentially burned and removed. Since the area of the area to be heated by one electric heating element is small, the deposit is heated to the high temperature required for combustion even with a small current. Further, the heat of combustion in the already burned area is used for the combustion in the next area, and the current value used becomes small.
【００１３】[0013]
（実施例１）以下、本発明をディーゼルエンジンの排ガ
ス処理に使用するフィルタ装置に具体化した第１の実施
例を図１〜図５に従って説明する。図１及び図２に示す
ように、フィルタ装置１を構成するフィルタユニット２
は、円筒状に形成されたハウジング３内に複数本（この
実施例では６本）が並列状態で配設されている。(Embodiment 1) Hereinafter, a first embodiment in which the present invention is embodied in a filter device used for exhaust gas treatment of a diesel engine will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 1 and 2, the filter unit 2 that constitutes the filter device 1
Are arranged in parallel in a cylindrical housing 3 (six in this embodiment).
【００１４】フィルタユニット２は筒状フィルタ４と、
筒状フィルタ４の内表面に沿って非結合状態で配設され
た電気発熱体としてのヒータ５とを備えている。図３及
び図４に示すように、筒状フィルタ４は耐熱性繊維から
なる円筒織物６ａ，６ｂの間に耐熱性短繊維で構成され
た不織布７が配置されたサンドイッチ状に構成されてい
る。筒状フィルタ４の第１端部及び第２端部には中空の
固定金具８，９が嵌合固着されている。両固定金具８，
９の内面には雌ねじ８ａ，９ａが形成されている。第２
端部側の固定金具９には閉塞部材１０が螺着されてい
る。そして、円筒織物６ｂの外側には多孔金属円筒から
なるカバー１１がその両端において両固定金具８，９の
外周に嵌合固着されている。カバー１１は開口率５０％
のパンチングメタルで形成されている。The filter unit 2 includes a cylindrical filter 4 and
The cylindrical filter 4 is provided with a heater 5 as an electric heating element arranged in an unbonded state along the inner surface thereof. As shown in FIGS. 3 and 4, the tubular filter 4 is constructed in a sandwich shape in which a nonwoven fabric 7 made of heat-resistant short fibers is arranged between cylindrical woven fabrics 6a and 6b made of heat-resistant fibers. Hollow fixing fittings 8 and 9 are fitted and fixed to the first end and the second end of the tubular filter 4. Both fixing brackets 8,
Female threads 8 a and 9 a are formed on the inner surface of 9. Second
A closing member 10 is screwed to the fixing fitting 9 on the end side. A cover 11 made of a porous metal cylinder is fitted and fixed to the outer peripheries of both fixing metal fittings 8 and 9 at both ends of the cylindrical woven fabric 6b. Cover 11 has an aperture ratio of 50%
It is made of punching metal.
【００１５】円筒織物６ａ，６ｂは本願出願人が先に提
案した三次元織物の製造方法（特開平２−２２１４４０
号公報）に準じて製造される。織物の密度は不織布から
脱落した耐熱性短繊維の通過を阻止する大きさとなって
いる。耐熱性繊維には炭化珪素繊維、アルミナ繊維、チ
ラノ繊維（宇部興産株式会社製：商品名）等のセラミッ
ク繊維が使用される。織物に使用される糸は多数本の耐
熱性繊維から構成されている。円筒織物は三次元織物と
する必要はなく、平組織の１層の織物でもよい。The cylindrical fabrics 6a and 6b are three-dimensional fabric manufacturing methods previously proposed by the applicant of the present application (Japanese Patent Laid-Open No. 2-221440).
It is manufactured in accordance with (Japanese patent publication). The density of the woven fabric is such that the heat-resistant short fibers dropped from the nonwoven fabric are prevented from passing through. Ceramic fibers such as silicon carbide fibers, alumina fibers, and tyranno fibers (trade name, manufactured by Ube Industries, Ltd.) are used as the heat resistant fibers. The yarn used in the fabric is composed of a large number of heat resistant fibers. The cylindrical woven fabric does not need to be a three-dimensional woven fabric, and may be a single layer woven fabric having a flat structure.
【００１６】ヒータ５には高温耐久性に優れたカンタル
線（Ｆe,Ｃr,Ａｌ合金でカンタルガデリウス社の商品
名）をリボン状に形成したものが使用されている。ヒー
タ５はその発熱区域がフィルタユニット２の長手方向に
沿って複数（この実施例では３個）に分割されている。
ヒータ５はヒータユニット５ａから構成され、各ヒータ
ユニット５ａは筒状フィルタ４の内径より若干小さな径
のスパイラル状に形成されるとともに、その長さが筒状
フィルタ４のほぼ１／３に形成されている。そして、各
ヒータユニット５ａは閉塞部材１０に片持ち状で固定さ
れた支持バー１２に取付け固定されている。各ヒータユ
ニット５ａの両端部は、支持バー１２に形成された貫通
孔に挿通されるねじ１３と、ねじ１３に螺着されたナッ
ト１４とにより電線１５（一部図示）に接続された状態
で取付けられている。ねじ１３は絶縁体１６ａ，１６ｂ
を介して貫通孔１２に挿通され、各ヒータユニット５ａ
は互いに独立して通電可能となっている。そして、各電
線１５は閉塞部材１０に設けられた導出部（図示せず）
からフィルタユニット２の外側に導出されるとともにハ
ウジング３の出口側からハウジング３の外側に引き出さ
れている。The heater 5 is made of a ribbon of Kanthal wire (trade name of Kanthal Gadelius made of Fe, Cr, Al alloy) having excellent high temperature durability. The heating area of the heater 5 is divided into a plurality (three in this embodiment) along the longitudinal direction of the filter unit 2.
The heater 5 is composed of a heater unit 5a. Each heater unit 5a is formed in a spiral shape having a diameter slightly smaller than the inner diameter of the tubular filter 4, and its length is formed to be approximately 1/3 of that of the tubular filter 4. ing. Each heater unit 5a is attached and fixed to a support bar 12 which is cantilevered and fixed to the closing member 10. Both ends of each heater unit 5a are connected to an electric wire 15 (partially shown) by a screw 13 inserted into a through hole formed in the support bar 12 and a nut 14 screwed to the screw 13. Installed. The screws 13 are insulators 16a, 16b
Is inserted into the through hole 12 via the
Can be energized independently of each other. Then, each electric wire 15 is a lead-out portion (not shown) provided in the closing member 10.
From the outlet side of the housing 3 to the outside of the housing 3.
【００１７】図１及び図２に示すように、円筒状に形成
されたハウジング３の第１端部側の側壁３ａ中央には排
ガス導入管１７が突設され、第２端部中央には排気管１
８が突設されている。図２に示すように、ハウジング３
の第１端部寄りには円板状の区画板１９がハウジング３
の長手方向と直交する状態で固定配置されている。区画
板１９によりハウジング３内が入口側空間２０と、出口
側空間２１とに区画されている。排ガス導入管１７は入
口側空間２０に連通している。As shown in FIGS. 1 and 2, an exhaust gas introducing pipe 17 is projectingly provided at the center of the side wall 3a on the first end side of the cylindrical housing 3, and an exhaust gas is provided at the center of the second end. Tube 1
8 is projected. As shown in FIG. 2, the housing 3
A disc-shaped partition plate 19 is provided near the first end of the housing 3
Are arranged so as to be orthogonal to the longitudinal direction thereof. The partition plate 19 partitions the inside of the housing 3 into an inlet side space 20 and an outlet side space 21. The exhaust gas introducing pipe 17 communicates with the inlet side space 20.
【００１８】区画板１９にはフィルタユニット２を取り
付ける取付け孔２２が同一円周上に所定間隔で複数個
（この実施例では６個）形成されている。取付け孔２２
には大径部と小径部とを備えた筒状の支持金具２３の小
径部が挿通されている。支持金具２３は小径部の先端に
螺合されるナット２４を介して区画板１９に締付け固定
されている。支持金具２３の大径部外周には雄ねじが形
成され、各フィルタユニット２はその雄ねじに固定金具
８の雌ねじ８ａが螺合されて、互いに平行に延びるよう
に区画板１９の所定位置に固定されている。又、区画板
１９には各フィルタユニット２の外側を囲む筒状の隔壁
２５が突設されている。すなわち、入口側空間２０に導
入された排ガスが各フィルタユニット２の内側に導入さ
れるとともに、各フィルタユニット２の外側に流出した
排ガスが他のフィルタユニット２に接触することなく、
出口へ導かれるようになっている。A plurality of mounting holes 22 for mounting the filter unit 2 are formed in the partition plate 19 on the same circumference at predetermined intervals (six in this embodiment). Mounting hole 22
A small-diameter portion of a tubular support fitting 23 having a large-diameter portion and a small-diameter portion is inserted therethrough. The support fitting 23 is fastened and fixed to the partition plate 19 via a nut 24 screwed to the tip of the small diameter portion. A male screw is formed on the outer circumference of the large diameter portion of the support fitting 23, and each filter unit 2 is fixed to a predetermined position of the partition plate 19 so that the female screw 8a of the fixing fitting 8 is screwed into the male screw of the filter unit 2 so as to extend parallel to each other. ing. Further, the partition plate 19 is provided with a cylindrical partition wall 25 that surrounds the outside of each filter unit 2. That is, the exhaust gas introduced into the inlet side space 20 is introduced inside each filter unit 2, and the exhaust gas flowing out to the outside of each filter unit 2 does not come into contact with another filter unit 2,
It is designed to lead you to the exit.
【００１９】ハウジング３の側壁３ａ外面には各支持金
具２３と対向する位置にアクチュエータ２６が取付けら
れている。アクチュエータ２６は負圧を駆動源として作
動され、そのピストンロッド２６ａが入口側空間２０内
に突出するように取付けられている。ピストンロッド２
６ａの先端には支持金具２３の開口部２３ａを開閉する
蓋２７が固着されている。アクチュエータ２６は負圧源
としてのバキュームポンプ２８に管路２９を介して接続
され、管路２９の途中にバキュームスイッチングバルブ
３０が設けられている。バキュームスイッチングバルブ
３０はコントローラ３１と電気的に接続され、コントロ
ーラ３１からの指令により各アクチュエータ２６に接続
された管路２９をバキュームポンプ３０に連通する状態
と、大気に連通する状態とに切替えるようになってい
る。アクチュエータ２６は管路２９がバキュームポンプ
３０に連通する状態のとき、蓋２７を開口部２３ａを塞
ぐ位置に配置するようになっている。An actuator 26 is attached to the outer surface of the side wall 3a of the housing 3 at a position facing the respective support fittings 23. The actuator 26 is operated by using a negative pressure as a drive source, and is mounted so that its piston rod 26 a projects into the inlet side space 20. Piston rod 2
A lid 27 for opening and closing the opening 23a of the support fitting 23 is fixed to the tip of 6a. The actuator 26 is connected to a vacuum pump 28 as a negative pressure source via a pipe 29, and a vacuum switching valve 30 is provided in the middle of the pipe 29. The vacuum switching valve 30 is electrically connected to the controller 31 so that the pipeline 29 connected to each actuator 26 is switched between a state in which it communicates with the vacuum pump 30 and a state in which it communicates with the atmosphere in response to a command from the controller 31. Has become. The actuator 26 is arranged so that the lid 27 is arranged at a position to close the opening 23a when the pipe 29 communicates with the vacuum pump 30.
【００２０】又、排ガス導入管１７には導入される排ガ
スの圧力を検知する圧力センサ３２と、排ガスの温度を
検知する温度センサ３３とが取付けられている。圧力セ
ンサ３２及び温度センサ３３はコントローラ３１に電気
的に接続されている。コントローラ３１は圧力センサ３
２及び温度センサ３３からの検知信号に基づいて、ヒー
タユニット５ａへの通電時期を制御するようになってい
る。A pressure sensor 32 for detecting the pressure of the exhaust gas introduced and a temperature sensor 33 for detecting the temperature of the exhaust gas are attached to the exhaust gas introducing pipe 17. The pressure sensor 32 and the temperature sensor 33 are electrically connected to the controller 31. The controller 31 is the pressure sensor 3
2 and the detection signal from the temperature sensor 33, the timing of energizing the heater unit 5a is controlled.
【００２１】又、各ヒータユニット５ａはヒータリレー
３４を介してバッテリ３５に電気的に接続されている。
ヒータリレー３４はコントローラ３１により開閉制御さ
れ、各ヒータユニット５ａにそれぞれ独立に通電可能と
なっている。Each heater unit 5a is electrically connected to a battery 35 via a heater relay 34.
The heater relay 34 is controlled to be opened and closed by the controller 31, and each heater unit 5a can be independently energized.
【００２２】次に前記のように構成されたフィルタ装置
１の作用を説明する。フィルタ装置１はディーゼルエン
ジンの排気管の途中に連結されて使用される。排ガス導
入管１７から入口側空間２０内に導入された排ガスは、
支持金具２３の開口部２３ａを通って各フィルタユニッ
ト２の内側に導かれ、筒状フィルタ４を内側から外側へ
向かって通過する。そして、筒状フィルタ４を通過する
間に排ガス中に含まれるパティキュレート等がろ過さ
れ、清浄になった排ガスが出口側空間２１を経て排気管
１８から排出される。Next, the operation of the filter device 1 configured as described above will be described. The filter device 1 is used by being connected in the middle of an exhaust pipe of a diesel engine. The exhaust gas introduced from the exhaust gas introduction pipe 17 into the inlet side space 20 is
It is guided to the inside of each filter unit 2 through the opening 23a of the support fitting 23 and passes through the tubular filter 4 from the inside to the outside. Then, while passing through the tubular filter 4, particulates and the like contained in the exhaust gas are filtered, and the cleaned exhaust gas is discharged from the exhaust pipe 18 through the outlet side space 21.
【００２３】排ガス中のパティキュレートは慣性作用及
び拡散作用によって筒状フィルタ４に捕集される。慣性
作用はエアロゾルが繊維に衝突する際に生ずる渦流によ
る負圧によってエアロゾルが繊維に付着する作用であ
り、拡散作用はエアロゾルが繊維に衝突すると流速が小
さくなり、繊維の表面に堆積する作用である。筒状フィ
ルタ４には立体的に交錯した繊維に囲まれた多数の空隙
が存在し、排ガスが筒状フィルタ４を通過する間に、パ
ティキュレートが繊維に衝突して前記慣性作用及び拡散
作用により空隙に捕捉、蓄積され、長期間にわたりろ過
性能が持続される。The particulates in the exhaust gas are collected by the cylindrical filter 4 by the inertial action and the diffusive action. The inertial action is the action that the aerosol adheres to the fiber due to the negative pressure due to the vortex flow that occurs when the aerosol collides with the fiber, and the diffusion action is the action that the flow velocity decreases when the aerosol collides with the fiber, and it accumulates on the surface of the fiber. . The cylindrical filter 4 has a large number of voids surrounded by three-dimensionally intersecting fibers, and while the exhaust gas passes through the cylindrical filter 4, particulates collide with the fibers to cause the inertia action and the diffusion action. It is captured and accumulated in the voids and the filtration performance is maintained for a long period of time.
【００２４】ディーゼルエンジンの排気ガス温度は２０
０〜６００℃と高く、通常のろ過素材では耐熱性が不足
する。しかし、筒状フィルタ４が１０００℃以上もの耐
熱性を持ったセラミック繊維で形成されているため、排
ガスの温度に十分耐えられる。又、排ガス中には硫黄酸
化物による酸性成分が含まれるが、セラミック繊維は高
温度酸性雰囲気中でも十分耐えられる。The exhaust gas temperature of a diesel engine is 20
It is as high as 0 to 600 ° C, and heat resistance is insufficient with ordinary filtration materials. However, since the tubular filter 4 is made of ceramic fiber having a heat resistance of 1000 ° C. or higher, it can sufficiently withstand the temperature of exhaust gas. Further, although the exhaust gas contains an acidic component due to sulfur oxides, the ceramic fiber can sufficiently withstand the high temperature acidic atmosphere.
【００２５】バキュームスイッチングバルブ３０は常に
は各アクチュエータ２６に接続された管路２９を大気に
連通する状態に保持され、蓋２７が各支持金具２３の開
口部２３ａを開放する位置に配置されている。排ガス導
入管１７内の圧力（背圧）は筒状フィルタ４に捕集され
たパティキュレート量の増加に伴って上昇する。又、排
気ガスの温度はエンジンの負荷状態により変化し、アイ
ドリング時のように低負荷の場合は２００℃程度で、高
負荷の場合は６００℃程度となる。コントローラ３０は
両センサ３２，３３の検出信号により排ガス導入管１７
内の圧力及び温度を検知し、フィルタユニット２の再生
を必要な時期を判断する。そして、再生時期になると、
１本のフィルタユニット２が選択されて当該フィルタユ
ニット２の再生、すなわちパティキュレートの燃焼除去
が行われる。The vacuum switching valve 30 is always kept in a state in which the conduit 29 connected to each actuator 26 is in communication with the atmosphere, and the lid 27 is arranged at a position to open the opening 23a of each support fitting 23. . The pressure (back pressure) in the exhaust gas introducing pipe 17 rises as the amount of particulates collected by the tubular filter 4 increases. Further, the temperature of the exhaust gas changes depending on the load condition of the engine, and is about 200 ° C. when the load is low such as when idling and about 600 ° C. when the load is high. The controller 30 uses the detection signals from both sensors 32 and 33 to detect the exhaust gas introduction pipe 17
The internal pressure and temperature are detected to determine when regeneration of the filter unit 2 is necessary. And at the time of regeneration,
One filter unit 2 is selected and the filter unit 2 is regenerated, that is, particulates are burned and removed.
【００２６】フィルタユニット２の再生時期は、背圧の
値を基準にして設定するのが一般的であるが、背圧はエ
ンジン回転数、エンジン負荷量などの要因によっても変
動するため、背圧だけで再生時期を設定するのは最善で
はない。エンジン負荷量が大きな場合は単位時間当たり
にフィルタユニット２に捕集されるパティキュレートの
量が多くなる。従って、高負荷状態で運転が継続されて
いるときには、低負荷状態で運転が継続されているとき
に比較して、背圧が低い状態でもフィルタユニット２の
再生を開始する必要がある。排ガス温度はエンジン負荷
量により異なるので、排ガス温度と背圧とを組み合わせ
ることにより、より適切な再生時期が設定される。The regeneration timing of the filter unit 2 is generally set on the basis of the back pressure value, but the back pressure fluctuates depending on factors such as the engine speed and the engine load amount. It's not best to just set the replay time. When the engine load is large, the amount of particulates collected by the filter unit 2 per unit time increases. Therefore, when the operation is continued in the high load state, it is necessary to start the regeneration of the filter unit 2 even when the back pressure is low, as compared with the case where the operation is continued in the low load state. Since the exhaust gas temperature varies depending on the engine load, a more appropriate regeneration timing is set by combining the exhaust gas temperature and the back pressure.
【００２７】再生時期になると、コントローラ３１から
バキュームスイッチングバルブ３０に制御信号が出力さ
れ、先ず当該フィルタユニット２と対応するアクチュエ
ータ２６へバキュームポンプ２８から減圧空気が供給さ
れ、蓋２７が支持金具２３の開口部２３ａを塞ぐ位置に
配置される。次にヒータリレー３４を介して当該フィル
タユニット２のヒータ５が通電発熱される。ヒータ５へ
の通電時には、当該ヒータ５を構成する３個のヒータユ
ニット５ａが同時に通電されるのではなく、最初に支持
金具２３に近いヒータユニット５ａに通電される。そし
て、ヒータユニット５ａの発熱により当該ヒータユニッ
ト５ａと対応する区域のパティキュレートが燃焼温度ま
で加熱されて、燃焼される。筒状フィルタ４に堆積した
パティキュレートはヒータユニット５ａの発熱によりヒ
ータユニット５ａに近い筒状フィルタ４の内側に堆積し
たものがまず燃焼し、以下ヒータユニット５ａの発熱及
びパティキュレートの燃焼熱により順次筒状フィルタ４
の外側へ向かって類焼する。At the time of regeneration, a control signal is output from the controller 31 to the vacuum switching valve 30, first of all, depressurized air is supplied from the vacuum pump 28 to the actuator 26 corresponding to the filter unit 2, and the lid 27 is attached to the support fitting 23. It is arranged at a position that closes the opening 23a. Next, the heater 5 of the filter unit 2 is energized to generate heat via the heater relay 34. When the heater 5 is energized, the three heater units 5a constituting the heater 5 are not energized at the same time, but the heater unit 5a near the support fitting 23 is energized first. Then, the heat generation of the heater unit 5a heats the particulates in the area corresponding to the heater unit 5a to the combustion temperature and burns them. The particulates deposited on the tubular filter 4 are burned first by the heat generated by the heater unit 5a, which is deposited inside the tubular filter 4 near the heater unit 5a, and then sequentially by the heat generated by the heater unit 5a and the combustion heat of the particulates. Cylindrical filter 4
Burn toward the outside of.
【００２８】当該ヒータユニット５ａと対応する箇所の
パティキュレートの燃焼に必要な所定時間経過後、次の
ヒータユニット５ａへ通電が切り換えられる。このよう
にして、逐次隣接した区域に発熱域を移動させて１ユニ
ットの再生が行われる。そして、３個のヒータユニット
５ａへの通電が完了した後、アクチュエータ２６が作動
されて蓋２７が開放位置に配置される。この再生操作に
より背圧は低下し、エンジンの出力が確保される。以
後、再び背圧が上昇してフィルタユニット２の再生が必
要になると、次のフィルタユニット２の再生が行われ
る。After the lapse of a predetermined time required for burning the particulates in the portion corresponding to the heater unit 5a, the energization is switched to the next heater unit 5a. In this way, one unit is regenerated by sequentially moving the heat generation area to the adjacent area. Then, after the energization of the three heater units 5a is completed, the actuator 26 is operated and the lid 27 is placed at the open position. This regeneration operation lowers the back pressure and secures the output of the engine. After that, when the back pressure rises again and the filter unit 2 needs to be regenerated, the next filter unit 2 is regenerated.
【００２９】蓋２７が閉鎖位置に配置されると、それま
で６本であった排ガスの通路が５本に減少するため、背
圧は一時的に急上昇する。そして、ヒータ５に所定時間
（約５分程度）通電されて当該フィルタユニット２のパ
ティキュレートが燃焼された後、通電が停止されるとと
もにアクチュエータ２６が作動されて蓋２７が開放位置
に配置される。再生されたフィルタユニット２に排ガス
が再び流入する状態になると、排ガスの一部がパティキ
ュレートの堆積していないフィルタユニット２を通過す
るため背圧は急激に減少する。以下、背圧が所定圧力ま
で上昇すると圧力センサ３２及び温度センサ３３の検知
信号に基づいて、コントローラ３１からの制御信号が出
力され、順次別のフィルタユニット２のパティキュレー
トが前記と同様にして燃焼される。この作業はエンジン
の運転が継続される限り続けられる。従って、背圧は図
５に示すようなパターンで変化し、一定値以下に制御さ
れる。フィルタユニット２の再生時、背圧が急激に上昇
するため、再生開始時の背圧は上昇後の背圧がエンジン
の運転に支障を与えない圧力となるように設定されてい
る。なお、図５はエンジンの運転条件を一定に保った場
合の背圧変化を示したものである。When the lid 27 is placed in the closed position, the number of exhaust gas passages, which had been 6 up to that time, is reduced to 5, so that the back pressure temporarily increases rapidly. Then, after the heater 5 is energized for a predetermined time (about 5 minutes) to burn the particulates of the filter unit 2, the energization is stopped and the actuator 26 is operated to place the lid 27 in the open position. . When the exhaust gas is allowed to flow into the regenerated filter unit 2 again, a part of the exhaust gas passes through the filter unit 2 in which particulates are not accumulated, so that the back pressure sharply decreases. Thereafter, when the back pressure rises to a predetermined pressure, a control signal is output from the controller 31 based on the detection signals of the pressure sensor 32 and the temperature sensor 33, and the particulates of another filter unit 2 are burned in the same manner as above. To be done. This work continues as long as the engine is running. Therefore, the back pressure changes in a pattern as shown in FIG. 5, and is controlled to be a certain value or less. Since the back pressure rapidly increases during regeneration of the filter unit 2, the back pressure at the start of regeneration is set so that the back pressure after the increase does not hinder the operation of the engine. Note that FIG. 5 shows changes in back pressure when the engine operating conditions are kept constant.
【００３０】フィルタユニット２の再生時、各ヒータユ
ニット５ａが加熱すべき区域の面積が少ないので、ヒー
タユニット５ａに供給される電流が小さくても当該区域
はパティキュレートの燃焼に必要な高温度まで加熱され
る。又、既に燃焼された区域の燃焼熱が次の区域の燃焼
に利用され、使用電流値が小さくなる。すなわち、フィ
ルタユニット２の再生時に、複数に分割された発熱区域
の各ヒータユニット５ａに小さな電流が逐次供給され
て、パティキュレートの燃焼が段階的に確実に行われ
る。従って、フィルタ装置１全体の温度が周辺機器に対
して危険温度にまで達することがない。又、電源として
バッテリを使用した場合にバッテリの寿命を縮めること
も少なく、長期にわたって連続使用が可能となる。When the filter unit 2 is regenerated, the area to be heated by each heater unit 5a is small. Therefore, even if the current supplied to the heater unit 5a is small, the area is heated to the high temperature necessary for burning particulates. Be heated. Further, the heat of combustion in the already burned area is used for the combustion in the next area, and the current value used becomes small. That is, when the filter unit 2 is regenerated, a small current is sequentially supplied to each heater unit 5a in the plurality of divided heat generation areas, and the particulates are reliably burned in stages. Therefore, the temperature of the entire filter device 1 does not reach a dangerous temperature for peripheral devices. Further, when a battery is used as a power source, the life of the battery is not shortened, and continuous use is possible for a long time.
【００３１】排ガスを処理している状態では、フィルタ
面を通過する排ガスの流量は、排気量、回転数によって
も異なるが、例えば、排気量３×１０3 cc、エンジン回
転数１６００ｒｐｍで０．１〜０．２ｍ／sec 程度であ
る。ヒータ５の熱はこのガス流量で持ち去られるため、
電源として通常規格のバッテリを使用した場合は、筒状
フィルタ４の表面をパティキュレートを燃焼するのに必
要な６００℃以上にまで昇温するのが難しい。While the exhaust gas is being processed, the flow rate of the exhaust gas passing through the filter surface varies depending on the exhaust amount and the number of revolutions. For example, when the exhaust amount is 3 × 10 3 cc and the engine revolution number is 1600 rpm, 0.1. It is about 0.2 m / sec. Since the heat of the heater 5 is carried away at this gas flow rate,
When a standard battery is used as a power source, it is difficult to raise the temperature of the surface of the tubular filter 4 to 600 ° C. or higher required for burning particulates.
【００３２】この実施例の構成では、ヒータ５への通電
時に当該フィルタユニット２への排ガスの導入が遮断さ
れた状態で行われるため、小さな電流で確実に筒状フィ
ルタ４の表面を６００℃以上に昇温することができる。In the structure of this embodiment, since the introduction of the exhaust gas into the filter unit 2 is interrupted when the heater 5 is energized, the surface of the cylindrical filter 4 can be reliably heated to 600 ° C. or more with a small current. The temperature can be raised to.
【００３３】蓋２７による開口部２３ａの閉鎖状態は、
開口部２３ａからの排ガスの流入を完全に遮断するか、
微量であれば排ガスが流入してもよい。開口部２３ａか
らの排ガスの流入を完全に遮断した状態でも、燃焼は比
較的順調に行われる。燃焼に必要な酸素を特に供給しな
くても燃焼が進行するのは、排ガス中に含まれる未燃焼
酸素（通常、排ガス中には５〜１６％前後の酸素が含ま
れていると言われている。）によるものと推定される。
しかし、筒状フィルタ４の内部の熱の移動を促進し、堆
積パティキュレートの類焼を助けるためには、微量の排
ガスが流入する状態の方が好ましい。The closed state of the opening 23a by the lid 27 is as follows.
Completely block the inflow of exhaust gas from the opening 23a,
Exhaust gas may flow in if the amount is very small. Even when the inflow of exhaust gas from the opening 23a is completely blocked, the combustion is relatively smoothly performed. Combustion proceeds even if oxygen necessary for combustion is not particularly supplied. It is said that unburned oxygen contained in exhaust gas (usually, exhaust gas contains about 5 to 16% oxygen). It is presumed that this is due to
However, in order to promote the transfer of heat inside the tubular filter 4 and to assist the burning of the accumulated particulates, it is preferable that a small amount of exhaust gas be introduced.
【００３４】この実施例の装置では、ヒータ５が筒状フ
ィルタ４の内側に配設されているため、筒状フィルタ４
がヒータ５を覆う状態となる。従って、フィルタユニッ
ト２の再生時にヒータ５からの発熱がほとんど全てパテ
ィキュレート及び筒状フィルタ４に伝達される。しか
も、筒状フィルタ４が保温材の役割を果たすため、ヒー
タ５からの発熱量がすくなくてもパティキュレートが効
率良く燃焼し、消費電力削減効果がより向上する。In the apparatus of this embodiment, since the heater 5 is arranged inside the cylindrical filter 4, the cylindrical filter 4
Will cover the heater 5. Therefore, when the filter unit 2 is regenerated, almost all heat generated from the heater 5 is transmitted to the particulate and cylindrical filter 4. Moreover, since the cylindrical filter 4 plays a role of a heat insulating material, even if the amount of heat generated from the heater 5 is small, the particulates burn efficiently and the power consumption reduction effect is further improved.
【００３５】又、各フィルタユニット２の外側に筒状の
隔壁２５が配設されているため、堆積パティキュレート
の燃焼時に、発生熱量の散逸を防止し、電力消費量の増
大が抑制される。従って、隔壁２５は筒状フィルタ４の
外側にヒータ５が配設された構成のフィルタユニットに
おいては必須であり、ヒータ５が筒状フィルタ４の内側
に配設されている場合でも設けた方が好ましい。Further, since the cylindrical partition wall 25 is arranged outside each filter unit 2, the generated heat amount is prevented from being dissipated during the combustion of the deposited particulates, and the increase in the power consumption amount is suppressed. Therefore, the partition wall 25 is indispensable in the filter unit in which the heater 5 is arranged outside the tubular filter 4, and it is preferable to provide the partition wall 25 even when the heater 5 is arranged inside the tubular filter 4. preferable.
【００３６】又、この実施例ではヒータ５が筒状フィル
タ４と分離可能に構成されているため、ヒータ５あるい
は筒状フィルタ４の交換を必要とする際、交換を必要と
する一方のみを簡単に交換できる。Further, in this embodiment, since the heater 5 is configured to be separable from the tubular filter 4, when the heater 5 or the tubular filter 4 needs to be replaced, only one of them needs to be replaced. Can be exchanged for.
【００３７】円筒織物６ａ，６ｂとして、アルテックス
（住友化学工業株式会社製のアルミナ繊維の商品名）繊
維、１０μｍφ×１０００フィラメントを三次元円筒織
機で織りあげた円筒織物（目付け３５０ｇ／ｍ2 ）を、
不織布７としてカオウール（イソライト工業株式会社の
製品名、目付け３５０ｇ／ｍ2 ）を使用したフィルタユ
ニット２を装備したフィルタ装置１を製作した。このフ
ィルタ装置１を、排気量３×１０3 ccのディーゼルエン
ジンの排気管に接続し、エンジン回転数２２００ｒｐ
ｍ、５０％負荷で運転し、連続的にパティキュレートの
捕集・再生を繰り返した。背圧が一定レベルに達する
と、一つのフィルタユニット２への排気ガスの導入を遮
断して、各ヒータユニット５ａ毎に８００ワットの電力
を３つのヒータに逐次供給し、当該フィルタユニット２
を再生した。１ユニットの再生を終えた時点で蓋２７を
開放し、排ガス処理を全フィルタユニット２で行い、背
圧が一定レベルに達すると次のフィルタユニット２の再
生を行う操作を繰り返した。As the cylindrical woven fabrics 6a and 6b, an Altex (trade name of alumina fiber manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd.) fibers, a cylindrical woven fabric in which 10 μmφ × 1000 filaments are woven by a three-dimensional cylindrical loom (unit weight: 350 g / m 2 ). To
A filter device 1 equipped with a filter unit 2 using kaool (product name of Isolite Industry Co., Ltd., basis weight 350 g / m 2 ) as the nonwoven fabric 7 was manufactured. The filter device 1 is connected to an exhaust pipe of a diesel engine having a displacement of 3 × 10 3 cc, and the engine speed is 2200 rp.
It was operated at a load of 50% and m, and the collection and regeneration of particulates were continuously repeated. When the back pressure reaches a certain level, the introduction of exhaust gas into one filter unit 2 is cut off, and 800 watts of electric power is sequentially supplied to the three heaters for each heater unit 5a.
Played. When the regeneration of one unit was completed, the lid 27 was opened, exhaust gas treatment was performed by all the filter units 2, and when the back pressure reached a certain level, the regeneration of the next filter unit 2 was repeated.
【００３８】パティキュレートの捕集率を８０％以上に
維持しながら、繰り返し２００サイクル（フィルタユニ
ット２の再生回数として延べ１２００回）の再生を行っ
た。これは走行距離換算で約１２０００ｋｍに相当す
る。しかし、筒状フィルタ４に何らの異常も認められな
かった。又、背圧は１５０mmＨg 以下と小さく、エンジ
ン出力への悪影響はほとんど観察されなかった。搭載バ
ッテリの定格は２４Ｖ×５０Ａであるが、前記の試験で
は各ヒータユニット５ａへの通電電流値は３５Ａと小さ
い上に、オールタネータによる発電電流の充電で充分補
給され、試験終了後に何らの異常も観察されなかった。
なお、パティキュレートの捕集率は、フィルタ装置１を
通過前の排ガス中のパティキュレート量と、フィルタ装
置１を通過後の排ガス中のパティキュレート量とを測定
して求めた。While the collection rate of particulates was maintained at 80% or more, regeneration was repeated 200 cycles (1200 times in total as the number of regeneration of the filter unit 2). This corresponds to about 12000 km in terms of traveling distance. However, no abnormality was found in the tubular filter 4. Moreover, the back pressure was as small as 150 mmHg or less, and almost no adverse effect on the engine output was observed. The rating of the on-board battery is 24V × 50A, but in the above test, the energization current value to each heater unit 5a is as small as 35A, and it is sufficiently replenished by charging the generated current by the alternator, and no abnormality is found after the test. Not observed.
The particulate collection rate was determined by measuring the amount of particulates in the exhaust gas before passing through the filter device 1 and the amount of particulates in the exhaust gas after passing through the filter device 1.
【００３９】（実施例２）次に第２の実施例を図６及び
図７に従って説明する。この実施例ではフィルタユニッ
ト２を構成する筒状フィルタ４に代えて平板状フィルタ
３６が使用されている点と、ヒータ５の発熱区域がフィ
ルタユニット２の幅方向に複数に分割されている点とが
前記実施例と大きく異なっている。(Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a flat plate filter 36 is used in place of the cylindrical filter 4 constituting the filter unit 2, and a heat generating area of the heater 5 is divided into a plurality in the width direction of the filter unit 2. Is significantly different from the above embodiment.
【００４０】フィルタユニット２は断面矩形状の偏平な
筒体に形成された支持体３７に、２個の平板状フィルタ
３６が平行に取付けられている。支持体３７は平板状フ
ィルタ３６より面積の広い一対の壁を有し、その壁面に
平板状フィルタ３６と対応する開口部３７ａが形成され
ている。両平板状フィルタ３６は開口部３７ａ覆うよう
に支持体３７に固定されている。支持体３７の第２端部
には閉塞部材３８が固定されている。そして、排ガスが
支持体３７の第１端部側から両平板状フィルタ３６間に
導入され、平板状フィルタ３６を内側から外側へ通過す
るようになっている。In the filter unit 2, two flat-plate filters 36 are attached in parallel to a support 37 formed in a flat tubular body having a rectangular cross section. The support 37 has a pair of walls having an area larger than that of the flat filter 36, and an opening 37a corresponding to the flat filter 36 is formed on the wall surface. Both flat-plate filters 36 are fixed to the support 37 so as to cover the openings 37a. A closing member 38 is fixed to the second end of the support body 37. Then, the exhaust gas is introduced between the flat plate filters 36 from the first end side of the support body 37 and passes through the flat plate filters 36 from the inside to the outside.
【００４１】ヒータ５は平板状フィルタ３６とほぼ同じ
長さの複数本のカンタル線の両端を電極３９に固定した
ヒータユニット５ａから構成されている。各ヒータユニ
ット５ａは支持体３７に各電極３９が固定された状態
で、各平板状フィルタ３６の内側にフィルタユニット２
の長手方向に延びる状態で平行に３個ずつ配置されてい
る。The heater 5 is composed of a heater unit 5a in which both ends of a plurality of Kanthal wires having substantially the same length as the flat filter 36 are fixed to electrodes 39. In each heater unit 5a, each electrode 39 is fixed to the support body 37, and the filter unit 2 is provided inside each flat filter 36.
3 are arranged in parallel in a state of extending in the longitudinal direction.
【００４２】そして、このように構成された複数のフィ
ルタユニット２がフィルタ装置１のハウジング３に設け
られた区画板１９に嵌合固定される。このフィルタ装置
１においても、所定の再生時期になると、１個のフィル
タユニット２が選択されるとともに、ヒータユニット５
ａに順に通電されてパティキュレートが燃焼される。従
って、前記実施例と同様に再生時の電力消費が少なくな
る。Then, the plurality of filter units 2 thus constructed are fitted and fixed to the partition plate 19 provided in the housing 3 of the filter device 1. Also in this filter device 1, one filter unit 2 is selected and the heater unit 5 is selected at a predetermined regeneration time.
A is sequentially energized to burn particulates. Therefore, the power consumption during reproduction is reduced as in the above embodiment.
【００４３】なお、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、円筒型フィルタに対しては図８に
示すようにヒータユニット５ａとして一対の円環状の電
極３９間に複数本の直線状のカンタル線を配設し、各ヒ
ータユニット５ａを絶縁体からなる連結部材４０で連結
した構成としてもよい。又、排ガスがフィルタユニット
２の外側から内側へ向かって通過する構成としてもよ
い。この場合、ヒータユニット５ａはパティキュレート
堆積面に近く設けることが好ましい。ヒータユニット５
ａを外側に配置した場合は、第１実施例のようにフィル
タユニット２毎に隔壁２５を設けて、ヒータ５への通電
時に当該フィルタユニット２以外のフィルタユニット２
に流れる排ガスがヒータ５の熱を奪うのを抑制する必要
がある。又、筒状フィルタ４の径が小さい場合にはヒー
タ５を筒状フィルタ４の中心部に配置してもよい。It should be noted that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, and for example, for a cylindrical filter, a plurality of electrodes are provided between a pair of annular electrodes 39 as a heater unit 5a as shown in FIG. A linear kathal wire may be provided and each heater unit 5a may be connected by a connecting member 40 made of an insulator. Further, the exhaust gas may pass through the filter unit 2 from the outside to the inside. In this case, it is preferable that the heater unit 5a be provided near the particulate deposition surface. Heater unit 5
When a is arranged on the outside, the partition wall 25 is provided for each filter unit 2 as in the first embodiment, and the filter units 2 other than the filter unit 2 are energized when the heater 5 is energized.
It is necessary to suppress the exhaust gas flowing to the heater from taking away the heat of the heater 5. Further, when the diameter of the tubular filter 4 is small, the heater 5 may be arranged at the center of the tubular filter 4.
【００４４】又、筒状フィルタ４は円筒織物６ａ，６ｂ
と不織布７とのサンドイッチ構造に限らず、筒状のろ過
布であれば、環状織物、三次元円筒織物、組紐などの
他、一般の平面織物を筒形状に形成したもの、あるいは
それらを積層したもの、それらと不織布の組合せたもの
など、種々の構成を採用できる。Further, the cylindrical filter 4 is composed of cylindrical fabrics 6a and 6b.
Not only the sandwich structure of the non-woven fabric and the non-woven fabric 7 but also a tubular filter cloth, such as an annular woven fabric, a three-dimensional cylindrical woven fabric, and a braid, a general flat woven fabric formed into a tubular shape, or a laminate thereof is laminated. Various configurations can be adopted, such as a combination of these and non-woven fabrics.
【００４５】[0045]
【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、フ
ィルタユニットに堆積した堆積物を燃焼させる際に、使
用電力が少なくなり、フィルタ装置全体の発熱温度を周
辺機器に対して危険温度にまで高めることがない。又、
電源としてバッテリを使用した場合にバッテリの寿命を
縮めることも少なく、長期にわたって連続使用が可能と
なる。As described above in detail, according to the present invention, when the deposit accumulated on the filter unit is burned, the electric power used is reduced, and the heat generation temperature of the entire filter device becomes a dangerous temperature to the peripheral equipment. It cannot be raised to or,
When a battery is used as a power source, the life of the battery is not shortened, and continuous use is possible for a long time.
【図１】本発明を具体化した第１実施例のフィルタ装置
の一部省略部分断面図である。FIG. 1 is a partially omitted partial cross-sectional view of a filter device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】フィルタ装置の構成図である。FIG. 2 is a configuration diagram of a filter device.
【図３】フィルタユニットの断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a filter unit.
【図４】フィルタユニットの一部破断正面図である。FIG. 4 is a partially cutaway front view of the filter unit.
【図５】排ガス処理及びフィルタユニットの再生を繰り
返した場合の背圧の変化を示すグラフである。FIG. 5 is a graph showing changes in back pressure when exhaust gas treatment and regeneration of a filter unit are repeated.
【図６】第２実施例のフィルタユニットの概略斜視図で
ある。FIG. 6 is a schematic perspective view of a filter unit according to a second embodiment.
【図７】同じくフィルタ装置の部分断面図である。FIG. 7 is a partial sectional view of the filter device.
【図８】変更例のヒータの概略斜視図である。FIG. 8 is a schematic perspective view of a modified heater.
１…フィルタ装置、２…フィルタユニット、４…筒状フ
ィルタ、５…電気発熱体としてのヒータ、５ａ…ヒータ
ユニット、３６…平板状フィルタ。DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Filter device, 2 ... Filter unit, 4 ... Cylindrical filter, 5 ... Heater as an electric heating element, 5a ... Heater unit, 36 ... Flat plate filter.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松浦 宏 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 (72)発明者 安居 義治 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hiroshi Matsuura 2-chome, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Stock company Toyota Industries Corporation (72) Inventor Yoshiharu Yasui 2-chome, Toyota-cho, Kariya-shi, Aichi Stock Company Toyota Loom Works
Claims (2)
トを備えたフィルタ装置であって、各フィルタユニット
には電気発熱体がフィルタユニットのほぼ全面にわたっ
て配設され、各フィルタユニットに配設された電気発熱
体は少なくとも２以上の発熱区域に区分されるととも
に、各発熱区域が独立に通電可能に構成されているフィ
ルタ装置。1. A filter device comprising a plurality of filter units arranged in parallel, wherein each filter unit has an electric heating element provided over substantially the entire surface of the filter unit, and the electric heating element is provided in each filter unit. A filter device in which an electric heating element is divided into at least two or more heat generating areas and each heat generating area is independently energizable.
れ、発熱区域はフィルタユニットの長手方向に沿って複
数に分割されているフィルタ装置。2. A filter device in which the filter unit is formed in a tubular shape, and a heat generating area is divided into a plurality of pieces along a longitudinal direction of the filter unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5052581A JPH06264722A (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Filter device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5052581A JPH06264722A (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Filter device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264722A true JPH06264722A (en) | 1994-09-20 |
Family
ID=12918776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5052581A Pending JPH06264722A (en) | 1993-03-12 | 1993-03-12 | Filter device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06264722A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009059A1 (en) | 1995-02-28 | 1998-03-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for a diesel engine |
| US5782941A (en) * | 1996-09-23 | 1998-07-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for diesel engine |
| JP2012087650A (en) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pm emission amount estimating device and pm emission amount control device of diesel engine |
| EP2237017A3 (en) * | 2009-03-31 | 2015-07-15 | Ibiden Co., Ltd. | Particulate matter concentration measuring apparatus |
-
1993
- 1993-03-12 JP JP5052581A patent/JPH06264722A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1998009059A1 (en) | 1995-02-28 | 1998-03-05 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for a diesel engine |
| US6013118A (en) * | 1995-02-28 | 2000-01-11 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for a diesel engine |
| US5782941A (en) * | 1996-09-23 | 1998-07-21 | Sumitomo Electric Industries, Ltd. | Particulate trap for diesel engine |
| EP2237017A3 (en) * | 2009-03-31 | 2015-07-15 | Ibiden Co., Ltd. | Particulate matter concentration measuring apparatus |
| JP2012087650A (en) * | 2010-10-18 | 2012-05-10 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | Pm emission amount estimating device and pm emission amount control device of diesel engine |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5454845A (en) | Heat-resistant filter | |
| US5651250A (en) | Diesel particulate filter apparatus | |
| EP0687805B1 (en) | Diesel particulate filter | |
| EP0679799B1 (en) | Exhaust particulate filter for diesel engine | |
| EP0699828B1 (en) | Diesel particulate filter apparatus | |
| JPH06264722A (en) | Filter device | |
| JP2964120B2 (en) | Diesel particulate filter | |
| JP2003172117A (en) | Exhaust emission control device having two ceramic unwoven fabrics | |
| JPH03168314A (en) | Cleaning device for exhaust gas particulate | |
| JPH06117216A (en) | Tubular filter device | |
| JP3067365B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP4382316B2 (en) | Exhaust gas purifying device having frame reinforcing member | |
| JPH08243330A (en) | Filter | |
| JP3438316B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
| JP4308464B2 (en) | Exhaust gas purification device with divided heater | |
| JPH06108823A (en) | Heat-resistant cylindrical filter | |
| JP2003172125A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP2709885B2 (en) | Exhaust gas treatment device | |
| JP2002188427A (en) | Diesel particulate filter device | |
| JPH04279715A (en) | Exhaust gas purifying device for internal combustion engine | |
| JP3088873B2 (en) | Diesel particulate filter | |
| JPH0777026A (en) | Heat-resistant filter | |
| JP2002035583A (en) | Combustion catalyst device and exhaust gas cleaning system using the same | |
| JP3078940B2 (en) | Exhaust gas treatment device | |
| JPH07317527A (en) | Diesel particulate filter structure |