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JPH06241022A - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置

Info

Publication number
JPH06241022A
JPH06241022A JP5029135A JP2913593A JPH06241022A JP H06241022 A JPH06241022 A JP H06241022A JP 5029135 A JP5029135 A JP 5029135A JP 2913593 A JP2913593 A JP 2913593A JP H06241022 A JPH06241022 A JP H06241022A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
regeneration
exhaust
particulates
exhaust gas
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
Application number
JP5029135A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenji Arakawa
健二 荒川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP5029135A priority Critical patent/JPH06241022A/ja
Publication of JPH06241022A publication Critical patent/JPH06241022A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F01N3/028Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means using microwaves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明はマイクロ波によってパティキュレー
トを加熱してフィルタ再生するものにおいて、再生ガス
上流側のフィルタ部分の再生率を向上すると共に、フィ
ルタ自体が熱劣化しにくくすることを目的とする。 【構成】 排気浄化装置は、再生用ガスによって冷却さ
れ易く燃え残りが生じ易いフィルタ部分の表面に高誘電
率材料からなるコーティング層19を形成しており、フ
ィルタ再生時、マイクロ波発振器15からのマイクロ波
により、パティキュレートとコーティング層19形が発
熱してパティキュレート着火燃焼する。コーティング層
によりパティキュレートが着火され易くなり、またフィ
ルタ2そのものを加熱する構成ではないためフィルタ耐
久性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンなど
の内燃機関に設けられる排気浄化装置に関し、特に排気
ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタを排気系
に設けた排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】例えばディーゼルエンジンなどに代表さ
れるような内燃機関の排気ガス中には排気微粒子、即ち
パティキュレートが多く含まれているため、通常、機関
の排気通路にはパティキュレートを捕集するためのフィ
ルタが装着されている。又、このフィルタは使用により
その内部に蓄積されるパティキュレートの捕集量が増え
ると、通気性が次第に損なわれ、エンジン性能が低下す
ることになるため、例えばガスバーナや電気ヒータなど
を使用してフィルタを加熱すると共に空気などの再生用
ガスを供給し、以てパティキュレートを着火燃焼しフィ
ルタ再生処理をするようになっている。
【0003】ところで上述したようなフィルタ再生方法
には、パティキュレート着火手段として、電子レンジ等
に使用されている電磁波(マイクロ波)を用いたものが
既に知られており、更に特開平3−245809号公報
には、電磁波によるフィルタ再生の欠点、即ちフィルタ
再生用ガス上流側となるフィルタ端面近傍にパティキュ
レート燃え残りが多く発生する現象(再生用ガスによる
冷却作用により端面近傍はパティキュレートの温度が上
昇しにくいため)を解消するべく、フィルタを形成する
隔壁や栓材自体を電磁波を吸収し易い高誘電率材料で構
成し、再生上流側のフィルタ再生率を向上しようとした
排気浄化装置が開示されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
排気浄化装置においては、上述したように栓材やフィル
タ隔壁そのものを電磁波によって発熱させ、電磁波によ
って発熱するパティキュレートの着火を補助するように
しているために、使用期間の長期化に伴ってフィルタそ
れ自体が熱劣化し、耐久性が低下する恐れがある。
【0005】本発明はこのような排気浄化装置の問題に
鑑み、再生ガス上流側のフィルタ部分の再生率を向上す
ると共に、フィルタ自体が熱劣化しにくくすることを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば内燃機関の排気通路に、排気ガス中
のパティキュレートを捕集するフィルタを設け、フィル
タ再生時、該フィルタに電磁波と、パティキュレート燃
焼のための再生用ガスとを供給してフィルタに捕集され
たパティキュレートを燃焼する排気浄化装置において、
上記フィルタの、再生用ガス流れ上流側のフィルタ部分
に、上記電磁波の吸収し易い材料をコーティングしたこ
とを特徴とする排気浄化装置が提供される。
【0007】
【作用】フィルタ自体を発熱源とするのではなく、フィ
ルタを構成する部分の上に電磁波の吸収し易い材料をコ
ーティングし、このコーティング層が電磁波を吸収し発
熱するため、フィルタ温度の比較においてはフィルタ発
熱型よりも低くなり熱劣化しにくい。
【0008】
【実施例】以下、排気通路に単一のフィルタを設けた基
本的な構造の排気浄化装置を例にとり、図面を参照して
本発明の実施例を説明する。本発明による排気浄化装置
の概略的構成を示す図1に関し、1はディーゼルエンジ
ン本体Eからの排気ガスをフィルタ2に導く排気管であ
る。
【0009】フィルタ2は排気ガス中のパティキュレー
トを捕集するため、多数のセル3の端部に交互にプラグ
4を配したハニカム構造体として構成されており、パテ
ィキュレート捕集時、排気ガスはその排気ガス流れ方向
上流側の端部が開口したセル3aから入り、隔壁5を通
過した後、排気流れ下流側端部が開口したセル3bから
フィルタ外へと抜けていく。
【0010】フィルタ再生時において排気ガスをフィル
タ2から迂回させるため、その上下流側にはバイパス管
6が接続され、上流側の接続部a及び下流側の接続部b
には、フィルタ再生時、図中点線位置に作動されエンジ
ンEからの排気をバイパス管6に導く第1排気制御弁7
及び第2排気制御弁8が夫々設けられる。フィルタ2
は、その周囲を断熱クッション材9によって覆われて円
筒状のトラップ容器10に収納されており、この容器1
0より排気下流側でかつ第2排気制御弁8より上流側の
排気管部分には、フィルタ再生時、電動エアポンプ11
によって2次空気をフィルタ下流側より上流側にかけて
供給するエアパイプ12が開口し、エアパイプ12には
制御回路(ECU)13からの信号によってパイプを開
閉する第1開閉弁14が設けられる。
【0011】ECU13には、本装置を搭載する車両の
運転状態を現す各種パラメータが入力される他、フィル
タ2におけるパティキュレート捕集量を現す特性(例え
ば、フィルタ圧損値)が入力されるようになっており、
他方、上記排気制御弁7、8の開閉も制御する信号を出
力する。トラップ容器10にあって、そのフィルタ2よ
り排気下流側部分には、マイクロ波発振器15と接続さ
れた導波管16が開口しており、このマイクロ波発振器
15も又その作動をECU13によって制御されるよう
になっている。
【0012】更に、フィルタ2より排気上流側でかつ第
1排気制御弁7より排気下流側の排気管部分には、フィ
ルタ再生時においてフィルタ2からの再生燃焼ガスを排
出するためのガス排出管17が開口されており、その開
閉はECU13によって制御される第2開閉弁18によ
って行われる。パティキュレート捕集時、エンジンEか
らの排気ガスは図中実線矢印に示したように、そのまま
フィルタ2に流入し、このフィルタ2を通過する過程に
おいて排気ガス中のパティキュレートがセル3(特にセ
ル3a内)に捕集される。尚、この時、バイパス管6は
排気制御弁7,8によって閉じられているため、ここへ
の排気流入はない。
【0013】次にフィルタ再生時においては、前述した
ように各排気制御弁7,8が点線位置に移動し、この結
果エンジンEからの排気ガスは点線矢印に示したよう
に、バイパス管6に流入し、フィルタ2を迂回して下流
側へと流れていく。そして、ほぼ時を同じくしてマイク
ロ波発振器15と電動エアポンプ11とが作動され、第
1開閉弁14及び第2開閉弁18も夫々の通路を開き、
以上のようにしてフィルタ2に対しその下流側から再生
用2次空気が供給されると共に、マイクロ波発振器15
からの電磁波によってフィルタ2内のパティキュレート
が加熱されることになる。従って、図示した排気浄化装
置は、フィルタ再生時のフィルタ内再生用ガスの流れ方
向(点線矢印)が、パティキュレート捕集時のフィルタ
内排気流れ方向と逆となる、所謂逆流再生方式の排気浄
化装置となる。
【0014】以上のように構成される排気浄化装置にお
いて、本実施例によれば、上述した再生用ガス流れ方向
上流側となるフィルタ端面2aを含み、その近傍のフィ
ルタ部分のフィルタ外周面(図中、斜線域)や隔壁表面
には、例えば炭化ケイ素(SiC)や窒化アルミ(Al
N)、或は酸化チタン、酸化亜鉛ウィスカなど、電磁波
を吸収し易い材料(高誘電率材料)が、例えばウォッシ
ュコートによってコーティングされる。
【0015】図2は、高誘電率材料をコーティングした
フィルタ部分の拡大断面を示しており、図ではフィルタ
端面2a側のプラグ4の表面のみならず、各セル3a,
3bを画成する隔壁5の表面にも、フィルタ端面2aか
ら再生用ガス下流側にかけて所定領域に亙って高誘電率
材料からなるコーティング層19が形成されている。し
かして本実施例によれば、以上のようにコーティング層
19を再生用ガス上流側部分に形成したことで、フィル
タ再生時、電磁波によってセル3a内部のパティキュレ
ートのみならずコーティング層19が発熱し、この近く
のパティキュレートを加熱することになる。
【0016】そしてこのコーティング層19は、上述し
たように、本来なら再生用ガスからの冷却作用を強く受
けパティキュレート燃え残りが生じ易くなるフィルタ部
分に集中的に被覆形成されるため、この部分において効
果的にパティキュレートが加熱・着火してこの部分の再
生率を向上することができ、加えてフィルタ2そのもの
を直接加熱しない構成であるため、長期使用をしてもフ
ィルタ2の熱的ダメージを低いレベルに抑えることがで
きるのである。
【0017】又、図2の実線矢印に示したようなパティ
キュレート捕集時排気流れ状態に起因して、本実施例装
置はフィルタ端面2a近傍に多くのパティキュレートが
堆積される構造であるため、この部分にコーティング層
19を形成した場合、当然ながらパティキュレートに着
火し易く、フィルタ再生時間も短縮されることになる。
【0018】以上、本発明を逆流再生方式の排気浄化装
置に例をとり説明したが、本発明は図3に示すような、
パティキュレート捕集時の排気ガス流れ方向とフィルタ
再生時の再生用ガス流れ方向とが同一なる、順流再生方
式の排気浄化装置においても同様に適用可能である(図
3に関し、図1の実施例と同様な構成要素は同一番号を
付す)。
【0019】この場合、高誘電率材料が被覆コーティン
グされるフィルタ部分は、その再生用ガス流れ方向によ
り、再生用ガス上流側となるフィルタ端面2bの近傍部
分となり、本実施例においても叙述した再生用ガス供給
面の再生率向上が達成される。又、上述した各実施例は
シングルフィルタタイプの排気浄化装置であったが、本
発明は、当然ながらフィルタを並置したデュアルフィル
タタイプの順流・逆流再生方式の装置においても適用可
能である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、本
来再生用ガスによって冷却され易い、フィルタの再生用
ガス上流側部分の上に、電磁波の吸収し易い材料をコー
ティングし、再生時においてはこのコーティング層が電
磁波を吸収し発熱するため、この部分の再生率が向上す
ると共に、フィルタを直接発熱させる構成ではないた
め、フィルタ自体の耐久性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による逆流再生方式の排気浄化装置の概
略的構成図である。
【図2】図1のフィルタの部分的拡大断面図である。
【図3】本発明を順流再生方式の排気浄化装置に適用し
た装置構成図である。
【符号の説明】
1…排気管 2…フィルタ 11…電動エアポンプ 15…マイクロ波発振器 19…コーティング層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内燃機関の排気通路に、排気ガス中のパ
    ティキュレートを捕集するフィルタを設け、フィルタ再
    生時、該フィルタに電磁波と、パティキュレート燃焼の
    ための再生用ガスとを供給してフィルタに捕集されたパ
    ティキュレートを燃焼する排気浄化装置において、 上記フィルタの、再生用ガス流れ上流側のフィルタ部分
    に、上記電磁波の吸収し易い材料をコーティングしたこ
    とを特徴とする排気浄化装置。
JP5029135A 1993-02-18 1993-02-18 排気浄化装置 Pending JPH06241022A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5029135A JPH06241022A (ja) 1993-02-18 1993-02-18 排気浄化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5029135A JPH06241022A (ja) 1993-02-18 1993-02-18 排気浄化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06241022A true JPH06241022A (ja) 1994-08-30

Family

ID=12267850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5029135A Pending JPH06241022A (ja) 1993-02-18 1993-02-18 排気浄化装置

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JP (1) JPH06241022A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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