JPH11159319A - Exhaust emission control device - Google Patents
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- JPH11159319A JPH11159319A JP9326035A JP32603597A JPH11159319A JP H11159319 A JPH11159319 A JP H11159319A JP 9326035 A JP9326035 A JP 9326035A JP 32603597 A JP32603597 A JP 32603597A JP H11159319 A JPH11159319 A JP H11159319A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンの排気ガ
ス中のカーボン等の微粒子（以降パティキュレートと言
う）をフィルターに捕集し、加熱燃焼する際の再生ヒー
ターの形態の改善に係る排気ガス浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in the form of a regenerative heater for collecting fine particles such as carbon (hereinafter referred to as "particulates") in an exhaust gas of an engine in a filter and heating and burning the exhaust gas. It relates to a purification device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出される排気
ガスは、その温度が高温であると共にＳＯｘのような腐
食性ガスを含むため、これを捕集するフィルターの素材
は耐熱性及び耐腐食性を要求され、且つ、パティキュレ
ートは平均粒子径が１μｍ程度の非常に細かい粒子であ
るので、網目の細かさと配列の最適化を図る必要があ
る。2. Description of the Related Art Exhaust gas discharged from a diesel engine has a high temperature and contains corrosive gas such as SOx. Therefore, the material of a filter for collecting the exhaust gas requires heat resistance and corrosion resistance. Since the particulates are very fine particles having an average particle diameter of about 1 μm, it is necessary to optimize the fineness and arrangement of the mesh.
【０００３】従来技術における素材の代表は、コーディ
ライトなるセラミックス体を用いてハニカム状に構成し
たものが知られている。この素材は、非常に目が細かく
パティキュレートを確実に捕集する長所を持っている
が、目が細かいゆえにハニカム状にして捕集の実効面積
を大きくする必要がある。また、捕集されたパティキュ
レートを燃焼してフィルターの再生をする時、局部加熱
となり易くヒートクラックや溶損といった不具合を招き
易い。[0003] As a typical material in the prior art, a material formed in a honeycomb shape using a ceramic body made of cordierite is known. This material has the advantage of being very fine and collecting particulates with certainty, but because of the fineness of the eyes, it is necessary to form a honeycomb to increase the effective area of collection. Further, when the collected particulates are burned to regenerate the filter, local heating is apt to occur, and problems such as heat cracks and melting are likely to occur.
【０００４】その他に、最近ではＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ系、
Ｎｉ−Ｃｒ系の金属多孔体を用いた素材が開発されてお
り、これらは、前記コーディライトの弱点である局部加
熱を起こさず、平均化された熱で再生される長所を持っ
ているが、網目の細かさをセラミックス体と同一にする
と、素材の比重の差から非常に重いフィルターとなって
しまう。そこで、フィルターの構造と排気ガスの流し方
に種々の工夫がなされている。In addition, recently, Ni-Cr-Al based materials,
Materials using a Ni-Cr-based metal porous body have been developed, and they have an advantage that they do not cause local heating, which is a weak point of the cordierite, and are regenerated with averaged heat. If the fineness of the mesh is the same as that of the ceramic body, the filter will be very heavy due to the difference in specific gravity of the material. Therefore, various devices have been devised for the structure of the filter and the flow of the exhaust gas.
【０００５】図１０に、特開平６−２５７４２２号公報
に提案される排気ガス浄化装置の断面図を示す。１００
は、エンジンから排出される排気ガスの排出経路に設け
るフィルターケースであり、金属多孔体から成る多重円
筒フィルター１０１と１０２とを目止め板１０３と固定
板１０４でフィルターケース１００に固定し、形成され
た環状空間１０５に絶縁碍子１０６を介して、平板状の
電気ヒーター１０７を取付け、加熱・再生するものであ
る。FIG. 10 is a sectional view of an exhaust gas purifying device proposed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-257422. 100
Is a filter case provided in a discharge path of exhaust gas discharged from the engine. The filter case is formed by fixing the multiple cylindrical filters 101 and 102 made of a porous metal body to the filter case 100 with the stopper plate 103 and the fixing plate 104. A flat electric heater 107 is attached to the annular space 105 via an insulator 106 for heating and regeneration.
【０００６】図１０の従来技術では、排気ガスは上流の
目止め板１０３に誘導され、環状空間１０５を囲む外筒
フィルター１０１の内側と内筒フィルター１０２の外側
に到達し、矢印Ａ、Ｂのように各フィルターの厚さＴを
通過して排出され、排気ガスの初期通過表面積を出来る
だけ広くしてパティキュレートを補集することを狙って
いる。この形態にすると電気ヒータ１０７による加熱効
率が良くて燃焼再生に要する電力量も少なくて済み、従
って、バッテリの容量も限られているディーゼルエンジ
ン車に利用すれば効果的であると説明している。In the prior art shown in FIG. 10, the exhaust gas is guided to the upstream filling plate 103, reaches the inside of the outer cylinder filter 101 surrounding the annular space 105 and the outside of the inner cylinder filter 102, and is indicated by arrows A and B. As described above, the exhaust gas is discharged through the thickness T of each filter, and the initial passage surface area of the exhaust gas is made as large as possible to collect the particulates. According to this embodiment, the heating efficiency by the electric heater 107 is good, the amount of electric power required for combustion regeneration is small, and therefore, it is effective to use it in a diesel engine vehicle having a limited battery capacity. .
【０００７】[0007]
【発明が解決しようとする課題】パティキュレートを捕
集するフィルターの網目は、微細であれば捕集率は向上
するものの、早期に目詰まりによる圧力損失の増大を招
きエンジンの出力低下を来す。従って、網目の形態は排
気ガスの流通を妨げない程度のサイズで、均一である必
要はなくむしろ複雑に入り組んだ経路を持つ方が好まし
い。そして、フィルターの表面に捕集するより厚さ方向
の網目骨格にパティキュレートを衝突させて捕集できる
素材を選択して、積極的にフィルターの厚さ方向で多段
に捕集するフィルターの配置を提案する。If the mesh of the filter for collecting particulates is fine, the collection rate is improved, but the pressure loss is increased due to clogging at an early stage and the output of the engine is reduced. . Therefore, it is preferable that the form of the mesh has a size that does not hinder the flow of the exhaust gas and does not need to be uniform, but rather has a complicated and complicated path. Then, select a material that can be collected by colliding particulates with the mesh skeleton in the thickness direction rather than collecting on the surface of the filter, and arrange the filter that actively collects in multiple stages in the thickness direction of the filter. suggest.
【０００８】さらに捕集性能が、排気ガスの流速分布に
影響されることに着目し、フィルターを加熱しパティキ
ュレートを燃焼する手段である電気ヒーターを活用する
ことで、排気ガスの流速分布を制御することを課題とす
る。Focusing on the fact that the trapping performance is affected by the exhaust gas flow rate distribution, the exhaust gas flow rate distribution is controlled by utilizing an electric heater which is a means for heating the filter and burning the particulates. The task is to
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】エンジンから排出される
排気ガスの排出経路に設けるフィルターケース内に、連
通孔を有する金属多孔体から成る異径の円筒状フィルタ
ーを多重に配置し、径方向の環状空間の少なくとも１つ
に前記フィルターを加熱する平板状の電気ヒーターが挿
入され、排気ガスが前記多重円筒フィルターの最外筒側
から最内筒側へ、或いは、その逆方向に通過するように
構成された排気ガス浄化装置において、前記環状空間内
の前記平板状の電気ヒーターに貫通孔を設け、前記貫通
孔の開口面積比により排気ガスの流速分布を制御する。In a filter case provided in a discharge path of exhaust gas discharged from an engine, cylindrical filters having different diameters each formed of a porous metal having a communication hole are arranged in a multiplex manner. A flat electric heater for heating the filter is inserted into at least one of the annular spaces so that the exhaust gas passes from the outermost cylinder side to the innermost cylinder side of the multiple cylindrical filter or in the opposite direction. In the exhaust gas purifying device thus configured, a through hole is provided in the flat electric heater in the annular space, and a flow rate distribution of the exhaust gas is controlled by an opening area ratio of the through hole.
【００１０】排気ガスの流速分布を制御するために、平
板状の電気ヒーターの貫通孔の開口面積比を、フィルタ
ーの長手方向の上流及び中央部で大きく、下流側で小さ
くすると、下流側で最も早くなる排気ガスの流速が平板
状の電気ヒーターを通過することで抑制され、流速が速
いために捕集効率が低い領域が減少し、捕集性能が向上
する。In order to control the flow velocity distribution of the exhaust gas, if the opening area ratio of the through hole of the flat electric heater is large at the upstream and central portions in the longitudinal direction of the filter and small at the downstream side, the ratio at the downstream side is the largest. The faster exhaust gas flow rate is suppressed by passing through the flat electric heater, and the region where the collection efficiency is low due to the high flow rate is reduced, and the collection performance is improved.
【００１１】排気ガスの流速分布を制御するために、平
板状の電気ヒーターの貫通孔の開口面積比を、フィルタ
ーの長手方向の中央部で大きく、上流及び下流側で小さ
くすると、流速の最も速い下流側と次に速い上流側での
流速が減速するよう制御され、捕集性能が向上する。In order to control the flow rate distribution of the exhaust gas, if the opening area ratio of the through hole of the flat electric heater is large at the center in the longitudinal direction of the filter and small at the upstream and downstream sides, the flow rate is the fastest. The flow velocity on the downstream side and the next fastest on the upstream side are controlled to be reduced, and the trapping performance is improved.
【００１２】排気ガスの流速分布を制御する電気ヒータ
ーは、フィルターの環状空間に挿入されているので、フ
ィルターケース内に流入した全排気ガスが該電気ヒータ
ーを通過するので、確実な流速制御ができる。逆に、流
入する排気ガスにより電気ヒーターが厚さ方向に振動す
る現象を、フィルターにより緩和することができ電気ヒ
ーターの耐久性にとって好都合である。Since the electric heater for controlling the flow velocity distribution of the exhaust gas is inserted into the annular space of the filter, all the exhaust gas flowing into the filter case passes through the electric heater, so that the flow velocity can be reliably controlled. . Conversely, the phenomenon that the electric heater vibrates in the thickness direction due to the exhaust gas flowing in can be mitigated by the filter, which is advantageous for the durability of the electric heater.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下に、本発明を具体化した好適
の実施例を、添付した図面に基づいて詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
【００１４】図１に、本発明の排気ガス浄化装置の断面
図を示す。１は、エンジンから排出される排気ガスの排
出経路に設けるフィルターケースである。図１の実施例
には、２重の円筒フィルターがフィルターケース１内に
設けられ、外筒フィルター２−１と内筒フィルター２−
２とが、径方向に環状空間３を形成するように目止め板
４と固定板５にて固定されている。該環状空間３には、
絶縁碍子６に支持された平板状の電気ヒーター７が挿入
されている。FIG. 1 is a sectional view of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention. Reference numeral 1 denotes a filter case provided in a discharge path of exhaust gas discharged from the engine. In the embodiment of FIG. 1, a double cylindrical filter is provided in the filter case 1, and an outer cylinder filter 2-1 and an inner cylinder filter 2-.
2 are fixed by a filler plate 4 and a fixing plate 5 so as to form an annular space 3 in the radial direction. In the annular space 3,
A flat electric heater 7 supported by an insulator 6 is inserted.
【００１５】円筒フィルター２の素材は、ＦｅやＮｉを
主原料とし、耐腐食性を向上するためＣｒやＡｌを拡散
浸透した、Ｆｅ−Ｃｒ−ＡｌもしくはＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ
の３次元網目構造の平均孔径２０μｍ以上の金属多孔体
をシート状にしたものを、円筒に加工したものである。
フィルターの厚さＴは一層に形成してもよいが、多層に
形成すると、排気ガスがフィルター２の厚さ方向に矢印
Ａの如く通過する際、金属多孔体シートの積層面での網
目の境界が不連続となりパティキュレートの捕集性能が
向上するので好ましい。The material of the cylindrical filter 2 is Fe-Cr-Al or Ni-Cr-Al made of Fe or Ni as a main raw material and diffused and infiltrated with Cr or Al to improve corrosion resistance.
This is a three-dimensional network structure in which a porous metal body having an average pore diameter of 20 μm or more is formed into a sheet and processed into a cylinder.
The thickness T of the filter may be formed in a single layer. However, if the filter is formed in a multilayer, when the exhaust gas passes through the filter 2 in the thickness direction of the filter 2 as indicated by an arrow A, the boundary of the mesh on the laminated surface of the porous metal sheet is formed. Are discontinuous, and the trapping performance of particulates is improved.
【００１６】尚、３次元網目構造の金属多孔体の製法
は、特公昭５７−３９３１７号公報に詳しく提案され、
セラミックス体より遥かに肉厚のフィルター素材で熱伝
導性が良く、空隙と素材形状のコントロールが容易で、
且つ、触媒の担持にも適したフィルター素材である。A method for producing a porous metal body having a three-dimensional network structure is proposed in detail in Japanese Patent Publication No. 57-39317.
The filter material is much thicker than the ceramic body, has good thermal conductivity, and easily controls the gap and material shape.
Moreover, it is a filter material suitable for carrying a catalyst.
【００１７】図１において、排気ガスは流入口１−１か
ら目止め板４に誘導されて進入し、Ｘゾーンで方向転換
すると共に外筒フィルター２−１とフィルターケース１
に囲まれる環状空間に至る。排気ガスは、フィルター２
の長手方向の上流のＸゾーンから中央のＹゾーン近傍で
は層流となり比較的遅いが、下流のＺゾーンでは固定板
５に衝突し乱流となるため、長手方向の下流、つまり、
Ｚゾーンでフィルターに流入する流速は最も速くなる。In FIG. 1, the exhaust gas is guided from the inflow port 1-1 to the sealing plate 4 and enters, and changes its direction in the X zone.
To an annular space surrounded by Exhaust gas is filtered 2
Is relatively slow from the upstream X zone in the longitudinal direction to the vicinity of the central Y zone, but is relatively slow in the downstream Z zone, and collides with the fixed plate 5 to form a turbulent flow.
The flow rate flowing into the filter in the Z zone is the fastest.
【００１８】そこで、フィルター２のパティキュレート
捕集性能は、流速に反比例することが判明しているの
で、平板状の電気ヒーター７を利用して、流速分布を制
御することにした。該電気ヒーター７に貫通孔を設け
て、貫通孔の開口面積比を変更することにより、内筒フ
ィルター２−２を通過する矢印Ｂの排気ガスの流速分布
を平準化し、２段目の内筒フィルター２−２におけるパ
ティキュレート捕集時の流速の影響を排除する。その結
果、排気ガス浄化装置全体のパティキユレートの捕集性
能が向上すると共に目詰まりによる圧力損失の限界値に
到達するまでの時間を延長することが可能となる。Therefore, it has been found that the particulate collection performance of the filter 2 is inversely proportional to the flow velocity. Therefore, the flow velocity distribution is controlled by using a flat electric heater 7. By providing a through-hole in the electric heater 7 and changing the opening area ratio of the through-hole, the flow velocity distribution of the exhaust gas indicated by the arrow B passing through the inner cylinder filter 2-2 is leveled, and the second-stage inner cylinder is formed. The influence of the flow rate during particulate collection in the filter 2-2 is eliminated. As a result, the trapping performance of the entire exhaust gas purifying apparatus for trapping particulates is improved, and the time required to reach the limit value of pressure loss due to clogging can be extended.
【００１９】図２は、排気ガスを多重円筒フィルターの
最内筒側から、最外筒側に流した実施例である。フィル
ターケース１の内部に、２重の円筒フィルターの外筒２
−１と内筒２−２が、径方向に環状空間３を形成するよ
うに目止め板４と固定板５にて固定されている。該環状
空間３には、絶縁碍子６に支持された平板状の電気ヒー
ター７が挿入されている。エンジンから排出される排気
ガスは、矢印Ａのように内筒２−２側から外筒２−１側
に抜けて浄化されながら排出される。この形態の作用効
果は、図１の実施例と殆ど同一であるため以降の説明は
図１に準じて説明する。FIG. 2 shows an embodiment in which exhaust gas flows from the innermost cylinder side of the multiple cylindrical filter to the outermost cylinder side. Inside a filter case 1, an outer cylinder 2 of a double cylindrical filter
-1 and the inner cylinder 2-2 are fixed by the filling plate 4 and the fixing plate 5 so as to form the annular space 3 in the radial direction. A flat electric heater 7 supported by an insulator 6 is inserted into the annular space 3. Exhaust gas discharged from the engine passes through the inner cylinder 2-2 side to the outer cylinder 2-1 side as shown by the arrow A and is discharged while being purified. Since the operation and effect of this embodiment are almost the same as those of the embodiment of FIG. 1, the following description will be made according to FIG.
【００２０】次に、排気ガスの流路を変更した場合の排
気ガスの流速を、制御しない時のパティキュレート捕集
量とを比較して説明する。排気ガスの流路を従来の図１
０のようにした場合（以降、並列と言う）、排気ガス
は、外筒フィルター１０１及び内筒フィルター１０２共
に厚さ方向に１回だけ通過する。又、図１のように制御
した場合（以降、直列という）、排気ガスは、矢印Ａの
ように外筒フィルター２−１を通過し、矢印Ｂのように
内筒フィルター２−２へと２段のフィルター２を経由し
て通過する。Next, the flow rate of the exhaust gas when the flow path of the exhaust gas is changed will be described in comparison with the amount of trapped particulates when not controlled. Fig. 1
When the value is set to 0 (hereinafter referred to as “parallel”), the exhaust gas passes through the outer cylinder filter 101 and the inner cylinder filter 102 only once in the thickness direction. When the control is performed as shown in FIG. 1 (hereinafter referred to as a series), the exhaust gas passes through the outer cylinder filter 2-1 as shown by an arrow A, and flows into the inner cylinder filter 2-2 as shown by an arrow B. Pass through the filter 2 of the stage.
【００２１】パティキュレートの捕集量は一義的にフィ
ルターのシート最表面積に比例するから、図１の外筒２
−１の最表面積（イ）と従来例である図１０の外筒１０
１の（ロ）及び内筒１０２の（ハ）の合計の最表面積を
０．０６４ｍ2に統一して、図３はフィルターを直列
に、図４はフィルターを並列に配置した場合のパティキ
ュレート捕集量を示す。Since the amount of trapped particulates is uniquely proportional to the outermost surface area of the filter sheet, the outer cylinder 2 shown in FIG.
-1 and the outer cylinder 10 of FIG.
1 (b) and (c) of the inner cylinder 102 have the same total maximum surface area of 0.064 m 2 , and FIG. 3 shows the filters in series and FIG. Shows the amount collected.
【００２２】詳しくは図３及び図４共に、外筒と内筒の
フィルターの環状空間に、図５に示す均等な貫通孔７ａ
を有する電気ヒーター７を配置して、圧力損失が３０ｋ
Ｐａに到達する時点でのパティキュレート捕集量（ｇ／
ｃｍ2）をフィルターの厚さ方向に沿ってシート１枚毎
に分離して計測したものである。従来の外筒フィルター
１０１、内筒フィルター１０２及び本発明の外筒フィル
ター２−１、内筒フィルター２−２は共に、厚さ１ｍｍ
のシートを８重に巻いて形成してある。パティキュレー
ト捕集量（ＰＭ捕集量）の計測は、捕集前のフィルター
重量ｗ１に対し、圧力損失が３０ｋＰａに到達した時点
での捕集されたパティキュレートを含むフィルター重量
ｗ２から、ｗ２−ｗ１を１シート単位にＰＭ捕集量とし
て計測したものである。More specifically, in both FIGS. 3 and 4, a uniform through hole 7a shown in FIG.
The electric heater 7 having a pressure loss of 30 k
Particulate collection amount at the time of reaching Pa (g /
cm 2 ) is measured separately for each sheet along the thickness direction of the filter. The conventional outer cylinder filter 101, inner cylinder filter 102, and outer cylinder filter 2-1 and inner cylinder filter 2-2 of the present invention all have a thickness of 1 mm.
Is formed by winding the sheet eight times. The measurement of the particulate collection amount (PM collection amount) is based on the filter weight w1 containing trapped particulates at the time when the pressure loss reaches 30 kPa with respect to the filter weight w1 before collection. w1 is measured as the amount of PM trapped for each sheet.
【００２３】排気ガスの流路が並列の場合、排気ガス進
入表面が１段しかないため、パティキュレートの捕集量
が比較的少ない状態で、圧力損失の限界に接近してしま
う。これに対し、排気ガスの流路が直列の場合、排気ガ
ス進入表面が２段存在するので同等の圧力損失に達する
までにより多くのパティキュレートが捕集できる。具体
的には、直列の場合、図３の１点鎖線から逸れた△ａ、
ｂ、ｃの領域に示すＰＭ捕集量が増加し、圧力損失が３
０ｋＰａに到達する時間は、図３の方が１．１５倍延長
できる。When the flow paths of the exhaust gas are arranged in parallel, there is only one exhaust gas entry surface, so that the limit of the pressure loss is approached with the amount of trapped particulates being relatively small. On the other hand, when the exhaust gas flow paths are in series, more particulates can be collected until the same pressure loss is reached because there are two exhaust gas entry surfaces. Specifically, in the case of a series connection, Δa deviated from the dashed line in FIG.
The amount of PM trapped in the areas b and c increases, and the pressure loss is 3
The time to reach 0 kPa can be extended 1.15 times in FIG.
【００２４】それでは、電気ヒーター７の形態を変更し
て排気ガスの流速分布を制御した場合のパティキュレー
ト捕集効率について説明する。電気ヒーター７の材質
は、Ｆｅ−Ｃｒを主体としＡｌを添加してなる導体で構
成することが好ましく、貫通孔の形態は、平板状の短冊
を横に並べて展開し幾何学模様にプレスにて打ち抜き、
筒状にして筒の上流から下流に向けて最長距離を通る通
電経路を形成する。Next, the particulate collection efficiency when the form of the electric heater 7 is changed to control the flow rate distribution of the exhaust gas will be described. The material of the electric heater 7 is preferably composed of a conductor mainly composed of Fe-Cr and to which Al is added. The form of the through hole is such that flat strips are arranged side by side and developed into a geometric pattern by pressing. Punching,
An energization path is formed in the shape of a cylinder, passing the longest distance from the upstream to the downstream of the cylinder.
【００２５】[0025]
【実施例】（実施例１） 図１に示す電気ヒーター７
を、図５に示すように上流側から下流側にかけて均等な
幾何学模様の貫通孔７ａにプレスして開口面積比を均等
にする。(Embodiment 1) Electric heater 7 shown in FIG.
As shown in FIG. 5, from the upstream side to the downstream side, is pressed into a through hole 7a having a uniform geometric pattern to make the opening area ratio uniform.
【００２６】（実施例２） 図６に示すように、上流側
から中央部にかけて大きく、下流側で小さい幾何学模様
の貫通孔７ａにプレスして、開口面積比を不均一にす
る。(Embodiment 2) As shown in FIG. 6, a large through-hole 7a is pressed from the upstream side to the center, and the downstream side is pressed into a small through hole 7a having a geometrical pattern to make the opening area ratio nonuniform.
【００２７】（実施例３） 図７に示すように、中央部
で大きく上流及び下流で小さい幾何学模様の貫通孔７ａ
にプレスして、開口面積比を不均一にする。(Embodiment 3) As shown in FIG. 7, through holes 7a having a geometric pattern that is large at the center and small at the upstream and downstream.
To make the opening area ratio non-uniform.
【００２８】（実施例４） 図８に示すように、中央部
で大きく上流及び下流で暫時小さい幾何学模様の貫通孔
７ａにプレスして、開口面積比を不均一にする。(Embodiment 4) As shown in FIG. 8, the through-hole 7a having a geometric pattern that is large at the center and small at the upstream and downstream is temporarily pressed to make the opening area ratio non-uniform.
【００２９】パティキュレート捕集効率を計測するた
め、図９に示す評価装置に排気ガス浄化装置（ＤＰＦ１
１０）をセットし、直列６気筒２８００ｃｃのディーゼ
ルエンジンに負荷を掛け、排気ガスの排出量が１．５ｍ
3／ｍｉｎになるよう運転を制御した。ＤＰＦ１１０前
後の圧力を差圧計にて計測して、圧力損失が３０ｋＰａ
に到達した際の上流と下流の排気ガス濃度を計測した。
ここで、パティキュレート捕集効率は、｛１−（ＤＰＦ
出口での排気ガス濃度）／（ＤＰＦ入口での排気ガス濃
度）｝×１００％にて評価する。その結果を表１に示
す。In order to measure the particulate collection efficiency, an evaluation device shown in FIG.
10) is set, a load is applied to a 2800 cc in-line 6-cylinder diesel engine, and the amount of exhaust gas emitted is 1.5 m.
The operation was controlled to be 3 / min. The pressure loss before and after the DPF 110 is measured with a differential pressure gauge, and the pressure loss is 30 kPa.
The exhaust gas concentrations at the upstream and downstream when the gas reached were measured.
Here, the particulate collection efficiency is ｛1− (DPF
The exhaust gas concentration at the outlet) / (the exhaust gas concentration at the DPF inlet)｝ × 100%. Table 1 shows the results.
【００３０】[0030]
【表１】 [Table 1]
【００３１】排気ガスの流路を直列に変更することで再
生を必要とするまでの時間を延長することができ、表１
の結果から、本発明の電気ヒーターを挿入することで圧
力損失３０ｋＰａに到達する時点でのパティキュレート
捕集量の増加と捕集効率の改善が図られることが判る。By changing the flow path of the exhaust gas in series, the time until regeneration is required can be extended.
From the results, it can be seen that, by inserting the electric heater of the present invention, the amount of trapped particulates at the time when the pressure loss reaches 30 kPa and the collection efficiency are improved.
【００３２】[0032]
【発明の効果】本発明では、３次元網目構造のフィルタ
ーを用い、パティキュレートをフィルター表面よりも厚
さ方向の網目骨格に衝突させて捕集すべく、フィルター
を直列に配置し、さらに、フィルターの最表面側の排気
ガスの流速分布を、平板状の電気ヒーターに設ける貫通
孔の開口面積比にて制御したので、再生までの時間の延
長とパティキュレート捕集量の増加及び捕集効率の改善
が図れる。According to the present invention, a filter having a three-dimensional network structure is used, and the filters are arranged in series in order to collide the particulates with the network skeleton in the thickness direction from the filter surface to collect the particulates. The flow rate distribution of the exhaust gas on the outermost surface was controlled by the opening area ratio of the through holes provided in the flat electric heater, so that the time until regeneration was increased, the amount of particulates collected and the collection efficiency were reduced. Improvement can be achieved.
【図１】本発明の排気ガス浄化装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of an exhaust gas purification device of the present invention.
【図２】本発明の排気ガス浄化装置の他の実施例の断面
図である。FIG. 2 is a sectional view of another embodiment of the exhaust gas purifying apparatus of the present invention.
【図３】本発明のフィルターを直列に配置した時のＰＭ
捕集量のパターンを示す。FIG. 3 shows the PM when the filters of the present invention are arranged in series.
3 shows a pattern of a trapped amount.
【図４】従来のフィルターを並列に配置した時のＰＭ捕
集量のパターンを示す。FIG. 4 shows a pattern of the amount of trapped PM when conventional filters are arranged in parallel.
【図５】従来の幾何学模様の貫通孔を均等に配置した電
気ヒーターの平面図である。FIG. 5 is a plan view of a conventional electric heater in which through holes of a geometric pattern are evenly arranged.
【図６】本発明の実施例２の幾何学模様の貫通孔を不均
等に配置した電気ヒーターの平面図である。FIG. 6 is a plan view of an electric heater according to a second embodiment of the present invention, in which through holes of a geometric pattern are unevenly arranged.
【図７】本発明の実施例３の幾何学模様の貫通孔を不均
等に配置した電気ヒーターの平面図である。FIG. 7 is a plan view of an electric heater according to a third embodiment of the present invention in which through holes of a geometric pattern are arranged unevenly.
【図８】本発明の実施例４の幾何学模様の貫通孔を不均
等に配置した電気ヒーターの平面図である。FIG. 8 is a plan view of an electric heater according to a fourth embodiment of the present invention, in which through holes of a geometric pattern are unevenly arranged.
【図９】本発明の評価装置の全体図である。FIG. 9 is an overall view of an evaluation device of the present invention.
【図１０】従来の排気ガス浄化装置の断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a conventional exhaust gas purification device.
【符号の説明】 １：フィルターケース ２：フィルター ３：環状空間 ４：目止め板 ５：固定板 ６：絶縁碍子 ７：電気ヒーター[Description of Signs] 1: Filter case 2: Filter 3: Annular space 4: Filler plate 5: Fixing plate 6: Insulator 7: Electric heater
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本 暁 兵庫県伊丹市昆陽北一丁目１番１号 住友 電気工業株式会社伊丹製作所内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Akira Okamoto 1-1-1, Koyokita, Itami-shi, Itami-shi, Hyogo Sumitomo Electric Industries, Ltd. Itami Works
Claims (3)
経路に設けるフィルターケース内に、連通孔を有する金
属多孔体から成る異径の円筒状フィルターを多重に配置
し、径方向の環状空間の少なくとも１つに前記フィルタ
ーを加熱する平板状の電気ヒーターが挿入され、排気ガ
スが前記多重円筒フィルターの最外筒側から最内筒側
へ、或いは、その逆方向に通過するように構成された排
気ガス浄化装置において、前記環状空間内の前記平板状
の電気ヒーターに貫通孔を設け、前記貫通孔の開口面積
比により排気ガスの流速分布を制御したことを特徴とす
る排気ガス浄化装置。In a filter case provided in a discharge path of exhaust gas discharged from an engine, multiple cylindrical filters having different diameters made of a porous metal body having a communication hole are arranged in a multiplex manner, and at least a radial annular space is provided. A flat electric heater for heating the filter is inserted into one of the filters, and the exhaust gas is configured to pass the exhaust gas from the outermost cylinder side to the innermost cylinder side of the multi-cylindrical filter or in the opposite direction. In the gas purifying apparatus, a through hole is provided in the flat electric heater in the annular space, and an exhaust gas flow rate distribution is controlled by an opening area ratio of the through hole.
積比が、フィルターの長手方向の上流及び中央部で大き
く、下流側で小さくなっていることを特徴とする請求項
１に記載の排気ガス浄化装置。2. The exhaust gas according to claim 1, wherein the opening area ratio of the through holes of the flat electric heater is large at the upstream and central portions in the longitudinal direction of the filter and small at the downstream side. Gas purification device.
積比が、フィルターの長手方向の中央部で大きく、上流
及び下流側で小さくなっていることを特徴とする請求項
１に記載の排気ガス浄化装置。3. The exhaust gas according to claim 1, wherein the opening area ratio of the through hole of the flat electric heater is large at the center in the longitudinal direction of the filter, and is small at the upstream and downstream sides. Gas purification device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9326035A JPH11159319A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Exhaust emission control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9326035A JPH11159319A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Exhaust emission control device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11159319A true JPH11159319A (en) | 1999-06-15 |
Family
ID=18183382
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9326035A Pending JPH11159319A (en) | 1997-11-27 | 1997-11-27 | Exhaust emission control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11159319A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001063102A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Particulate filter |
| JP2014145622A (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Tokyo Yogyo Co Ltd | Pressure loss measuring device for exhaust gas purification filter |
-
1997
- 1997-11-27 JP JP9326035A patent/JPH11159319A/en active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2001063102A1 (en) * | 2000-02-22 | 2001-08-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Particulate filter |
| EP1172533A1 (en) * | 2000-02-22 | 2002-01-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Particulate filter |
| EP1172533A4 (en) * | 2000-02-22 | 2002-06-12 | Toyota Motor Co Ltd | Particulate filter |
| US6776815B2 (en) | 2000-02-22 | 2004-08-17 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Particulate filter |
| JP2014145622A (en) * | 2013-01-28 | 2014-08-14 | Tokyo Yogyo Co Ltd | Pressure loss measuring device for exhaust gas purification filter |
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