JP2003155909A - Filter for diesel particulate filter device - Google Patents
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Classifications
-
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Landscapes
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス中の粒子状物質を捕集して排気ガスを浄化
するディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィル
タ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 for a diesel particulate filter device that collects particulate matter in exhaust gas of a diesel engine to purify the exhaust gas.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出される粒子
状物質（ＰＭ：パティキュレート・マター：以下ＰＭと
する）の排出量は、ＮＯｘ，ＣＯそしてＨＣ等と共に年
々規制が強化されてきており、このＰＭをディーゼルパ
ティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate
Filter ：以下ＤＰＦとする）と呼ばれるフィルタで捕
集して、外部へ排出されるＰＭの量を低減する技術が開
発されている。2. Description of the Related Art The emission amount of particulate matter (PM: particulate matter: hereinafter referred to as PM) emitted from a diesel engine is being regulated year by year along with NOx, CO, HC and the like. Diesel particulate filter (DPF: Diesel Particulate)
A technology has been developed to reduce the amount of PM that is collected by a filter called a filter (hereinafter referred to as DPF) and discharged to the outside.
【０００３】このＰＭを直接捕集するＤＰＦ装置用フィ
ルタには、セラミック製のモノリスハニカム型ウォール
フロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状
にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのＤＰ
Ｆ装置用フィルタを用いた排気ガス浄化装置は、エンジ
ンの排気管の途中に設置され、エンジンで発生する排気
ガスを浄化している。As a filter for a DPF device that directly collects PM, there are a monolith honeycomb type wall flow type filter made of ceramic, a fiber type filter made of ceramic or metal in a fibrous shape, and the like.
The exhaust gas purifying device using the F device filter is installed in the middle of the exhaust pipe of the engine to purify the exhaust gas generated in the engine.
【０００４】しかし、このＤＰＦ装置用フィルタは、Ｐ
Ｍの捕集に伴って目詰まりが進行し、排気ガス圧力（排
圧）が上昇するので、このフィルタから捕集されたＰＭ
を除去する必要があり、幾つかの方法及びシステムが開
発されている。However, the filter for the DPF device is P
As the M is collected, clogging progresses and the exhaust gas pressure (exhaust pressure) rises, so the PM collected from this filter is collected.
Must be removed and several methods and systems have been developed.
【０００５】そのうちの一つに、電気ヒータやバーナー
でフィルタを加熱して、ＰＭを燃焼除去したり、エアを
逆方向に流して逆洗したりするシステムがあるが、これ
らのシステムの場合には、外部から加熱用のエネルギー
を供給してＰＭ燃焼を行うので、燃費の悪化を招くとい
う問題や再生制御が難しいという問題がある。One of them is a system in which a filter is heated by an electric heater or a burner to burn off PM, or air is passed in the opposite direction to backwash. In the case of these systems, Since PM is burned by supplying heating energy from the outside, there are problems that fuel efficiency is deteriorated and regeneration control is difficult.
【０００６】また、これらのシステムを採用した場合に
は、フィルタを備えた２系統の排気通路を設け、交互
に、ＰＭの捕集とフィルタの再生を繰り返す場合が多
く、そのため、システムが大きくなり、コストも高くな
り易い。Further, when these systems are adopted, it is often the case that two exhaust passages provided with a filter are provided, and the collection of PM and the regeneration of the filter are repeated alternately, which makes the system larger. Also, the cost tends to be high.
【０００７】これらの問題に対処するために、図５〜図
７に示すような連続再生型ＤＰＦシステムが提案されて
いる。In order to deal with these problems, a continuous regeneration type DPF system as shown in FIGS. 5 to 7 has been proposed.
【０００８】図５は、二酸化窒素（ＮＯ2 ）による連続
再生型ＤＰＦシステム（ＮＯ2 再生型ＤＰＦシステム）
１Ａの例であり、上流側の酸化触媒３Ａａと下流側のウ
ォールフロータイプのフィルタ３Ａｂとから構成され、
この上流側の白金等の酸化触媒３Ａａで排気ガス中の一
酸化窒素を酸化し、発生した二酸化窒素で、下流側のフ
ィルタ３Ａｂに捕集されたＰＭを酸化して二酸化炭素と
し、ＰＭを除去している。FIG. 5 shows a continuous regeneration type DPF system (NO 2 regeneration type DPF system) using nitrogen dioxide (NO 2 ).
1A, which is composed of an upstream oxidation catalyst 3Aa and a downstream wall flow type filter 3Ab,
The oxidation catalyst 3Aa such as platinum on the upstream side oxidizes nitric oxide in the exhaust gas, and the generated nitrogen dioxide oxidizes the PM collected by the filter 3Ab on the downstream side to carbon dioxide, thereby removing the PM. is doing.
【０００９】この二酸化窒素によるＰＭの酸化は、酸素
によるＰＭの酸化より、エネルギー障壁が低く低温で行
われるため、排気ガス中の熱エネルギーを利用すること
で連続的にＰＭを捕集しながらＰＭを酸化除去してフィ
ルタの再生を行うことができる。The oxidation of PM by nitrogen dioxide has a lower energy barrier and is carried out at a lower temperature than the oxidation of PM by oxygen. Therefore, the thermal energy in the exhaust gas is utilized to continuously collect PM. Can be oxidized and removed to regenerate the filter.
【００１０】また、図６に示す連続再生型ＤＰＦシステ
ム（一体型ＮＯ2 再生ＤＰＦシステム）１Ｂは、図５の
システム１Ａを改良したものであり、酸化触媒３２Ａを
ウォールフロータイプの触媒付フィルタ３Ｂの壁表面に
塗布し、この壁表面で、排気ガス中の一酸化窒素の酸化
と二酸化窒素によるＰＭの酸化を行うようにしており、
システムを簡素化している。A continuous regeneration type DPF system (integrated NO 2 regeneration DPF system) 1B shown in FIG. 6 is an improvement of the system 1A shown in FIG. 5, in which an oxidation catalyst 32A is a wall flow type filter with catalyst 3B. It is applied to the wall surface of, and the oxidation of nitric oxide in exhaust gas and the oxidation of PM by nitrogen dioxide are performed on this wall surface.
The system is simplified.
【００１１】そして、図７に示す連続再生型ＤＰＦシス
テム（ＰＭ酸化触媒付ＤＰＦシステム）１Ｃは、白金
（Ｐｔ）等の貴金属酸化触媒３２Ａと、ＰＭ酸化触媒３
２ＢをウォールフロータイプのＰＭ酸化触媒付フィルタ
３Ｃの壁表面に塗布し、この壁表面でより低い温度から
ＰＭの酸化を行うようにしている。The continuous regeneration type DPF system (DPF system with PM oxidation catalyst) 1C shown in FIG. 7 includes a noble metal oxidation catalyst 32A such as platinum (Pt) and a PM oxidation catalyst 3
2B is applied to the wall surface of the wall-flow type filter 3C with PM oxidation catalyst, and the PM is oxidized on the wall surface from a lower temperature.
【００１２】このＰＭ酸化触媒３２Ｂは排気ガス中の酸
素を活性化させて直接ＰＭを酸化する触媒であり、二酸
化セリウム等で形成される。The PM oxidation catalyst 32B is a catalyst that activates oxygen in the exhaust gas to directly oxidize PM, and is made of cerium dioxide or the like.
【００１３】そして、この連続再生型ＤＰＦシステム１
Ｃは、低温酸化域（３５０℃〜４５０℃程度）では酸化
触媒３２Ａの一酸化窒素を二酸化窒素に酸化する反応を
利用してＰＭを二酸化窒素で酸化し、中温酸化域（４０
０℃〜６００℃程度）では、ＰＭ酸化触媒３２Ｂで排気
ガス中の酸素を活性化させＰＭを直接酸化する反応によ
りＰＭを酸化し、ＰＭが排気ガス中の酸素で燃焼する温
度より高い高温酸化域（６００℃程度以上）では、排気
ガス中の酸素によりＰＭを酸化している。The continuous regeneration type DPF system 1
In the low temperature oxidation region (about 350 ° C. to 450 ° C.), C oxidizes PM with nitrogen dioxide by utilizing the reaction of oxidizing the nitric oxide of the oxidation catalyst 32A into nitrogen dioxide, and the intermediate temperature oxidation region (40
0 ° C. to 600 ° C.), the PM oxidation catalyst 32B activates oxygen in the exhaust gas to directly oxidize the PM to oxidize the PM, and the high temperature oxidation is higher than the temperature at which the PM burns with the oxygen in the exhaust gas. In the region (about 600 ° C. or higher), PM in the exhaust gas is oxidized by oxygen.
【００１４】これらの連続再生型ＤＰＦシステムにおい
ては、触媒や、二酸化窒素によるＰＭの酸化を利用する
ことによって、ＰＭを酸化できる温度を下げて、ＰＭを
捕集しながらＰＭを酸化除去している。In these continuous regeneration type DPF systems, the temperature at which PM can be oxidized is lowered by utilizing the catalyst and the oxidation of PM by nitrogen dioxide, and the PM is oxidized and removed while collecting the PM. .
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の連続再生型ＤＰＦシステムにおいても、まだ、排気ガ
ス温度を３５０℃程度に昇温させる必要があるため、排
気温度が低いエンジンの運転状態や一酸化窒素の排出が
少ないエンジンの運転状態においては、触媒の温度が低
下して触媒活性が低下したり、一酸化窒素が不足するの
で、上記の反応が生ぜず、ＰＭを酸化してフィルタを再
生できないため、ＰＭのフィルタへの堆積が継続され
て、フィルタが目詰まりするという問題がある。However, even in these continuous regeneration type DPF systems, it is still necessary to raise the temperature of the exhaust gas to about 350 ° C., so that the operating state of the engine having a low exhaust temperature and the monoxide oxidation are low. When the engine is operating with a small amount of nitrogen emission, the temperature of the catalyst decreases, the catalyst activity decreases, and nitric oxide becomes insufficient, so the above reaction does not occur and PM cannot be regenerated to regenerate the filter. Therefore, there is a problem that the PM is continuously deposited on the filter and the filter is clogged.
【００１６】例えば、アイドル運転時や下り坂における
エンジンブレーキ作動運転時等の低速や極低負荷運転に
おいては、燃料が殆ど燃焼しない状態となり、低温の排
気ガスが連続再生型ＤＰＦ装置に流れ込むため、触媒の
温度が低くなり触媒活性が低下してしまう。For example, during low speed or extremely low load operation such as idle operation or engine braking operation on a downhill, almost no fuel is burned, and low temperature exhaust gas flows into the continuous regeneration DPF device. The temperature of the catalyst becomes low and the catalytic activity is lowered.
【００１７】特に、連続再生型ＤＰＦシステムを搭載し
た自動車が、市街地走行が多い宅配便等に使用されてい
る場合には、排気ガスの温度が低いエンジンの運転状態
が多いため、フィルタの目詰まりが進展してしまうこと
になる。In particular, when an automobile equipped with the continuous regeneration type DPF system is used for a courier service or the like which is often driven in the city, the engine temperature is low and the filter is often clogged. Will progress.
【００１８】このフィルタの目詰まり、即ち、ＰＭの堆
積はフィルタ全体に均等に行われず、ガス流量が多く、
また、フィルタの局部的な温度が低くなっている部分に
先にＰＭが堆積される。具体的には、図８及び図９に示
すような円筒状のウォールフロータイプの千鳥状目封止
フィルタでは、排気ガス流入横断面の中央部の下流側部
分への堆積量が多くなる。The clogging of the filter, that is, the deposition of PM is not carried out uniformly on the entire filter, and the gas flow rate is large,
Further, PM is first deposited on the portion where the local temperature of the filter is low. Specifically, in the cylindrical wall-flow type staggered plug filter as shown in FIGS. 8 and 9, the amount of deposition on the downstream side of the central portion of the exhaust gas inflow cross section increases.
【００１９】そして、再生モード運転における再生操作
時やエンジンの運転状態の変化時等の排気ガスが高温に
なった時に、捕集されたＰＭが昇温して排気ガス中の酸
素又は二酸化窒素で燃焼及び酸化されるが、このＰＭの
燃焼及び酸化によって発生する熱量が場所によって異な
るため、均等な温度分布とはならず、特に高温となる部
分が生じる。Then, when the exhaust gas becomes high in temperature during the regeneration operation in the regeneration mode operation or when the operating condition of the engine changes, the trapped PM is heated to generate oxygen or nitrogen dioxide in the exhaust gas. Although it is burned and oxidized, the amount of heat generated by burning and oxidizing the PM varies depending on the location, so that a uniform temperature distribution is not obtained, and a particularly high temperature portion occurs.
【００２０】そのため、この高温発生部分において、フ
ィルタ温度が、このフィルタを形成するコーディエライ
ト等の耐熱温度（約１４５０℃）を超えて、局所的及び
局部的に溶損や焼損が発生するという問題がある。Therefore, in this high temperature generation portion, the filter temperature exceeds the heat resistant temperature (about 1450 ° C.) of the cordierite or the like forming the filter, and melting or burning is locally or locally generated. There's a problem.
【００２１】この溶損や焼損が生じるとＰＭ捕集能力が
低下するばかりでなく、ＰＭの堆積し易い部分が周辺部
に移動し、この周辺部の温度が順次高温になって溶損部
分の拡大につながることにもなるので重要な問題であ
る。[0021] When the melting loss or the burning damage occurs, not only the PM trapping ability is deteriorated, but also the portion where PM is easily deposited moves to the peripheral portion, and the temperature of this peripheral portion is gradually increased to the high temperature. This is an important issue as it will lead to expansion.
【００２２】この高温となる部分は、排気ガス中の粒子
状物質が捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状
物質の酸化により高温になり易い部分であり、図８及び
図９に示すようなウォールフロータイプのフィルタ１０
Ｘの場合には、図１０に示す温度分布の一例でも分かる
ように、フィルタの排気ガス流入横断面の中央部分（図
８の（ａ）や（ｂ）の中心部分）の下流側部分であるこ
とが実験的に突き止められている。This high-temperature portion is a portion where the particulate matter in the exhaust gas is easily collected and deposited, and the temperature of the deposited particulate matter is apt to rise to high temperature. Wall flow type filter 10 as shown
In the case of X, as can be seen from the example of the temperature distribution shown in FIG. 10, it is the downstream side portion of the central portion (the central portion of FIGS. 8A and 8B) of the exhaust gas inflow cross section of the filter. It has been experimentally determined.
【００２３】そして、この中央部分の下流側で温度が局
所的に高温となることに関しては、次のような考察がな
されている。The following consideration has been made regarding the fact that the temperature locally becomes high on the downstream side of the central portion.
【００２４】先ず、ＰＭの捕集面からは、中央部分は排
気ガスの通過量が多く、上流側では排気ガスの温度が高
くＰＭが排気ガス中で比較的燃焼し易いが、下流側では
排気ガスの温度が放熱等により低下するためＰＭが燃焼
されずに捕集され易くなるので、下流側に堆積し、この
下流側から目詰まりが上流側に進展する。First, from the collection surface of PM, a large amount of exhaust gas passes through the central portion, the temperature of the exhaust gas is high on the upstream side, and PM is relatively easy to burn in the exhaust gas, but the exhaust gas is on the downstream side. Since the temperature of the gas lowers due to heat radiation or the like, PM is not burned but is likely to be collected, so that PM is deposited on the downstream side, and clogging progresses from the downstream side to the upstream side.
【００２５】また、ＰＭの燃焼面からは、中央部分の上
流側では、排気ガス温度が比較的高く、ＰＭ燃焼用の酸
素供給も多いため燃焼し易い。そのため、この上流側で
ＰＭ燃焼が発生すると、燃焼で発生した熱で下流側へ移
動する排気ガスが温められると共に、フィルタ部材経由
の熱伝達によりフィルタの下流側部分が温められるの
で、下流側部分のフィルタが昇温する。Further, from the combustion surface of PM, the temperature of the exhaust gas is relatively high on the upstream side of the central portion and the supply of oxygen for PM combustion is large, so combustion is easy. Therefore, when PM combustion occurs on the upstream side, the heat generated by the combustion heats the exhaust gas moving to the downstream side, and the downstream side portion of the filter is warmed by heat transfer via the filter member. The temperature of the filter rises.
【００２６】この昇温によりＰＭ燃焼が促進され、更に
温度が高くなる。これが下流側に向かって順次繰り返さ
れるので、中央部分において下流側に行くに連れてフィ
ルタ及び排気ガスの温度が上昇し、下流側の温度が特に
高くなる。This temperature rise promotes PM combustion and further raises the temperature. Since this is repeated sequentially toward the downstream side, the temperature of the filter and the exhaust gas rises toward the downstream side in the central portion, and the temperature on the downstream side becomes particularly high.
【００２７】そして、この局部的な高温の発生には、Ｐ
Ｍの集積量が局部的に多くて、発生する熱量が局部的に
多くなること以外にも、フィルタ材料の熱伝達特性が良
くないために熱の拡散が少く、また、フイルタの熱容量
も小さいため、温度が上昇し易いこと等が絡み合ってい
ると考えられている。In order to generate this local high temperature, P
In addition to the large amount of accumulated M locally and the large amount of heat generated locally, the heat transfer characteristics of the filter material are not good, so that the heat diffusion is small and the heat capacity of the filter is also small. It is thought that the fact that the temperature easily rises is intertwined.
【００２８】本発明は、これらの知見を得て、上述の従
来技術における問題を解決するためになされたものであ
り、その目的は、フィルタのＰＭが堆積し易く高温にな
り易い部分において、ＰＭの堆積を回避することによ
り、フィルタにおける局所的な高温の発生を防止して、
フィルタの溶損及び焼損を防止することができる耐久性
に優れたディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フ
ィルタを提供することにある。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems in the prior art by obtaining these findings, and an object of the present invention is to provide PM in a portion of the filter where the PM is likely to be deposited and the temperature is high. By avoiding the accumulation of
It is an object of the present invention to provide a filter for a diesel particulate filter device, which has excellent durability and can prevent melting and burning of the filter.
【００２９】[0029]
【課題を解決するための手段】以上のような目的を達成
するためのディーゼルパティキュレートフィルタ装置用
フィルタは、次のように構成される。A filter for a diesel particulate filter device for achieving the above object is constructed as follows.
【００３０】１）ディーゼルエンジンの排気ガス中の粒
子状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィル
タ装置用フィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が
捕集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸
化により高温になり易い部分に、排気ガス通過阻止構造
を設けて構成する。1) In a filter for a diesel particulate filter device for purifying particulate matter in exhaust gas of a diesel engine, particulate matter in exhaust gas is easily collected and deposited, and the deposited particulate matter An exhaust gas passage blocking structure is provided in a portion that is likely to be heated to a high temperature due to oxidation.
【００３１】この構成により、再生モード運転時等によ
り堆積した粒子状物質の酸化が始まった時に高温になり
易い部分に、排気ガスの流通が無くなり、粒子状物質の
堆積が行われなくなるので、高温発生が回避でき、フィ
ルタの溶損や焼損を防止できる。With this structure, the exhaust gas does not flow to the portion that is likely to reach a high temperature when the particulate matter deposited due to the operation in the regeneration mode or the like starts, and the particulate matter is not deposited. Generation can be avoided, and melting and burning of the filter can be prevented.
【００３２】２）また、上記のディーゼルパティキュレ
ートフィルタ装置用フィルタにおいて、前記フィルタ
が、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路を
有し、該排気ガス通路の入口側と出口側を千鳥状に目封
止したウォールフロータイプのフィルタであって、前記
排気ガス通過阻止構造を前記フィルタの排気ガス流入横
断面の中央部分の前記排気ガス通路に対して設けると共
に、前記排気ガス通過阻止構造を、前記排気ガス通路の
上流側と下流側の両方に目封止をした構造とする。2) Further, in the above-mentioned filter for diesel particulate filter device, the filter has a large number of exhaust gas passages whose periphery is formed by a porous wall surface, and the exhaust gas passage has an inlet side and an outlet side. A zigzag plugged wall-flow type filter, wherein the exhaust gas passage blocking structure is provided in the exhaust gas passage in a central portion of an exhaust gas inflow cross section of the filter, and the exhaust gas passage blocking is provided. The structure is such that both upstream and downstream sides of the exhaust gas passage are plugged.
【００３３】この中央部分の排気ガス通路の両側の目封
止により、フィルタの中央部分を排気ガスが通過しなく
なるので、粒子状物質が堆積するのを防止できる。Since the exhaust gas does not pass through the central portion of the filter by plugging both sides of the exhaust gas passage in the central portion, it is possible to prevent particulate matter from accumulating.
【００３４】３）あるいは、上記のディーゼルパティキ
ュレートフィルタ装置用フィルタにおいて、前記フィル
タが、周囲を多孔質壁面で形成した多数の排気ガス通路
を有し、該排気ガス通路の入口側と出口側を千鳥状に目
封止したウォールフロータイプのフィルタであって、前
記排気ガス通過阻止構造を前記フィルタの排気ガス流入
横断面の中央部分に対して設けると共に、前記排気ガス
通過阻止構造を、排気ガス通路が無い中実構造とする。3) Alternatively, in the above-mentioned filter for diesel particulate filter device, the filter has a large number of exhaust gas passages whose periphery is formed by a porous wall surface, and the exhaust gas passage has an inlet side and an outlet side. A wall-flow type filter plugged in a staggered pattern, wherein the exhaust gas passage blocking structure is provided at a central portion of an exhaust gas inflow cross section of the filter, and the exhaust gas passage blocking structure is It will be a solid structure without passages.
【００３５】このフィルタの中央部分を中実構造にする
ことにより、この中央部分には排気ガス通路が無くなり
排気ガスが通過できなくなるので、粒子状物質が堆積す
ることがなくなる。By making the central portion of this filter a solid structure, the exhaust gas passage is eliminated in this central portion and the exhaust gas cannot pass therethrough, so that particulate matter does not accumulate.
【００３６】そして、この場合には、中央部分を中実に
することにより、熱容量が大きくなるので、この周辺に
堆積した粒子状物質の燃焼によって発生する熱を、この
中実部分で吸収及び蓄熱でき、また熱伝達により上流側
に拡散できるので、この周囲部分が高温になるのを防止
できる。In this case, since the heat capacity is increased by making the central portion solid, the heat generated by the combustion of the particulate matter accumulated around this can be absorbed and stored in this solid portion. Moreover, since the heat can be diffused to the upstream side by heat transfer, it is possible to prevent the surrounding portion from becoming hot.
【００３７】また、この中実部分は蓄熱機能と熱伝達機
能を持つので、フィルタ再生時に蓄熱した熱を、上流側
及び周囲の壁面へ熱伝達でき、フィルタの温度を時間的
にも空間的にも均一化する方向に機能するので、排気ガ
ス中の粒子状物質及び捕集した粒子状物質の燃焼を促進
できる。Further, since this solid portion has a heat storage function and a heat transfer function, the heat stored during filter regeneration can be transferred to the upstream side wall and the surrounding wall surface, and the temperature of the filter can be spatially and temporally. Also functions to homogenize, so that combustion of the particulate matter in the exhaust gas and the collected particulate matter can be promoted.
【００３８】[0038]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る実施の形態の
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ
（以下ＤＰＦ装置用フィルタとする）について、ウォー
ルフロータイプのフィルタを例にして図面を参照しなが
ら説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a filter for a diesel particulate filter device (hereinafter referred to as a DPF device filter) according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings by taking a wall flow type filter as an example. To do.
【００３９】このウォールフロータイプのフィルタは、
図１〜図４に示すように、周囲を多孔質壁面１２で形成
した多数の排気ガス通路１１ａ、１１ｂを有すると共
に、この排気ガス通路（セル）１１ａ，１１ｂの入口側
１５と出口側１６を千鳥状に目封止１３して形成され、
図５〜図７に示すような排気ガス浄化システム１Ａ、１
Ｂ、１Ｃ等に組込まれて使用される。This wall flow type filter is
As shown in FIGS. 1 to 4, while having a large number of exhaust gas passages 11a and 11b formed around the porous wall surface 12, the inlet side 15 and the outlet side 16 of the exhaust gas passages (cells) 11a and 11b are connected to each other. Staggered plugging 13 is formed,
Exhaust gas purification system 1A, 1 as shown in FIGS.
Used by being incorporated in B, 1C, etc.
【００４０】そして、本発明では、このフィルタ１０
Ａ，１０Ｂの排気ガス流入断面の中央部分の排気ガス通
路１１ａ，１１ｂに対して、排気ガス通過阻止構造を設
けて構成する。In the present invention, this filter 10 is used.
An exhaust gas passage blocking structure is provided for the exhaust gas passages 11a and 11b in the central portion of the exhaust gas inflow cross section of A and 10B.
【００４１】なお、図１及び図３では、中央部分の１３
個の排気ガス通路１１ａ，１１ｂに対して、排気ガス通
過阻止構造を設けている。
〔第１の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ〕最初に、
第１の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ１０Ａについ
て説明する。In FIGS. 1 and 3, the central portion 13
An exhaust gas passage blocking structure is provided for each of the exhaust gas passages 11a and 11b. [Filter for DPF Device of First Embodiment] First,
The filter 10A for the DPF device according to the first embodiment will be described.
【００４２】この構成では、フィルタ１０Ａの中央部分
Ｃのセル１１ａ，１１ｂの上流側及び下流側の両方に目
封止１３Ａをして、排気ガスＧが中央部分Ｃのセル１１
ａ，１１ｂ内に流入しないように構成し、排気ガス通過
阻止構造とする。In this structure, the cells 11a, 11b in the central portion C of the filter 10A are plugged 13A both upstream and downstream of the cells 11a, 11b so that the exhaust gas G is in the cell 11 in the central portion C.
The exhaust gas passage blocking structure is configured so as not to flow into the insides of a and 11b.
【００４３】この構成により、この中央部分Ｃのセル１
１ａ，１１ｂ内を排気ガスＧが通過しなくなるので、排
気ガスＧ中のＰＭが捕集されて堆積することがなくな
る。そのため、この捕集されたＰＭの燃焼による局部的
な高温の発生を回避でき、フィルタ１０Ａの中央部分Ｃ
の溶損を防止できる。With this configuration, the cell 1 of the central portion C is
Since the exhaust gas G does not pass through the inside of the exhaust gas 1a and 11b, PM in the exhaust gas G is not collected and deposited. Therefore, it is possible to avoid the generation of local high temperature due to the combustion of the collected PM, and the central portion C of the filter 10A can be avoided.
Can be prevented from melting.
【００４４】また、排気ガスＧの通過を阻止することに
より、中央部分Ｃに向かって流れてくる排気ガスＧはこ
の目封止１３Ａの中央部分Ｃの周囲に流れるので、排気
ガスＧ全部をフィルタ１０Ａの濾過機能を有する壁面１
２を通過させて濾過することができる。
〔第２の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ〕次に、第
２の実施の形態のＤＰＦ装置用フィルタ１０Ｂについて
説明する。Further, by blocking passage of the exhaust gas G, the exhaust gas G flowing toward the central portion C flows around the central portion C of the plug 13A, so that the entire exhaust gas G is filtered. Wall surface 1 with a filtration function of 10A
It can be filtered through 2. [Filter for DPF Device of Second Embodiment] Next, a filter 10B for DPF device of the second embodiment will be described.
【００４５】この構成では、フィルタ１０Ｂの中央部分
Ｃを中実構造１７で形成して、中央部分Ｃに排気ガス通
路が無いように構成し、排気ガス通過阻止構造を設け
る。In this structure, the central portion C of the filter 10B is formed by the solid structure 17 so that the central portion C has no exhaust gas passage, and the exhaust gas passage blocking structure is provided.
【００４６】この構成により、中央部分Ｃにおいては、
排気ガスＧが通過できる通路が無くなるので、ＰＭが堆
積することも無くなる。With this configuration, in the central portion C,
Since there is no passage through which the exhaust gas G can pass, PM will not accumulate.
【００４７】この構成によれば、第１の実施の形態のＤ
ＰＦ装置用フィルタ１０Ａと同様な効果を得ることがで
きる上に、更に、中実構造１３を形成することにより、
熱容量が大きくなるので、中央部分Ｃの周辺に堆積した
ＰＭの燃焼によって発生する熱を、この中実部分Ｃで吸
収及び蓄熱でき、また熱伝達により拡散できるので、こ
の中央部分Ｃの周囲が局所的に高温になるのを防止でき
る。According to this structure, D of the first embodiment is used.
In addition to obtaining the same effect as the filter 10A for PF device, by further forming the solid structure 13,
Since the heat capacity becomes large, the heat generated by the combustion of PM accumulated around the central portion C can be absorbed and stored in the solid portion C and can be diffused by heat transfer, so that the periphery of the central portion C is locally It is possible to prevent the temperature from becoming high.
【００４８】また、この中実部分１７が蓄熱機能と熱伝
達機能を持つので、蓄熱した熱を上流側及び周囲の壁面
へ熱伝達して、フィルタの温度を時間的にも空間的にも
均一化する方向に作用するので、排気ガスＧ中のＰＭ及
び捕集したＰＭの燃焼を促進できる。Further, since the solid portion 17 has a heat storage function and a heat transfer function, the stored heat is transferred to the upstream side wall and the surrounding wall surface so that the temperature of the filter is uniform both temporally and spatially. Since it acts in the direction of turning into PM, combustion of PM in the exhaust gas G and trapped PM can be promoted.
【００４９】[0049]
【発明の効果】以上に説明したように、本発明に係わる
ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）装置用
フィルタによれば、堆積された粒子状物質（ＰＭ）の燃
焼によって局部的に高温になり易いフィルタ部分におい
て、排気ガスの粒子状物質の堆積を阻止する排気ガス通
過阻止構造を設けることにより、この部分に排気ガス中
の粒子状物質が堆積することを回避することができ、こ
の部分の局部的な高温による溶損を防止できる。As described above, according to the filter for the diesel particulate filter (DPF) device of the present invention, the filter is liable to locally become hot due to the combustion of the deposited particulate matter (PM). By providing the exhaust gas passage blocking structure for blocking the deposition of the particulate matter of the exhaust gas in the portion, it is possible to prevent the particulate matter in the exhaust gas from being deposited in this portion, and to locally cover this portion. It is possible to prevent melting damage due to high temperatures.
【００５０】そして、この排気ガス通過阻止構造を、フ
ィルタの中央部分のセルの上流側及び下流側を目封止す
る構成として、排気ガスが通過できなくすることによ
り、この中央部分における粒子状物質の堆積回避と局部
的な高温発生による溶損を防止できる。The exhaust gas passage blocking structure is configured to plug the upstream side and the downstream side of the cells in the central portion of the filter so that the exhaust gas cannot pass therethrough, and the particulate matter in the central portion is blocked. It is possible to avoid the accumulation of ash and to prevent melting damage due to local high temperature.
【００５１】この構成の場合には、この排気ガス全体を
フィルタの濾過部分に通過させるので、フィルタの浄化
率の減少を防止できる。In the case of this construction, since the exhaust gas as a whole is passed through the filter portion of the filter, it is possible to prevent the purification rate of the filter from decreasing.
【００５２】あるいは、この排気ガス通過阻止構造を、
フィルタの中央部分を中実構造に形成する構成として、
排気ガスが通過できなくすることにより、この中央部分
における粒子状物質の堆積回避と局部的な高温発生によ
る溶損を防止できる。Alternatively, this exhaust gas passage blocking structure is
As a structure that forms the central part of the filter into a solid structure,
By preventing the exhaust gas from passing through, it is possible to avoid the accumulation of particulate matter in the central portion and prevent melting damage due to local high temperature generation.
【００５３】この構成の場合には、更に、中央部分の熱
容量を大きくすることができ、中央部分の周囲部分に堆
積した粒子状物質の燃焼によって発生する熱をこの中実
部分に吸収及び蓄熱でき、また、この中央部分の中実構
造が熱伝達の機能を有するので熱拡散により周囲部分に
おける局所的な高温の発生を防止できると共に、フィル
タの上流側部分の温度を上昇でき、粒子状物資の燃焼を
促進できる。In the case of this structure, the heat capacity of the central portion can be further increased, and the heat generated by the combustion of the particulate matter accumulated in the peripheral portion of the central portion can be absorbed and stored in this solid portion. In addition, since the solid structure of the central portion has a function of heat transfer, it is possible to prevent the local high temperature from being generated in the peripheral portion by heat diffusion, and it is possible to raise the temperature of the upstream side portion of the filter and to reduce the amount of particulate matter. Can promote combustion.
【図１】本発明に係る第１の実施の形態のディーゼルパ
ティキュレートフィルタ装置用フィルタの模式的な構成
図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は
正面図で、（ｃ）は背面図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a filter for a diesel particulate filter device according to a first embodiment of the present invention, (a) is a perspective view including a partial cross section, and (b) is a front view. 3C is a rear view.
【図２】図１のフィルタの模式的な側断面図である。2 is a schematic side sectional view of the filter of FIG. 1. FIG.
【図３】本発明に係る第２の実施の形態のディーゼルパ
ティキュレートフィルタ装置用フィルタの模式的な構成
図であり、（ａ）は一部断面を含む斜視図で、（ｂ）は
正面図で、（ｃ）は背面図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a filter for a diesel particulate filter device according to a second embodiment of the present invention, (a) is a perspective view including a partial cross section, and (b) is a front view. 3C is a rear view.
【図４】図３のフィルタの模式的な側断面図である。FIG. 4 is a schematic side sectional view of the filter of FIG.
【図５】酸化触媒を配設した連続再生型ＤＰＦシステム
の一例を示す構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram showing an example of a continuous regeneration DPF system provided with an oxidation catalyst.
【図６】酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型ＤＰＦ
システムの一例を示す構成図である。FIG. 6 is a continuous regeneration type DPF having a filter with an oxidation catalyst.
It is a block diagram which shows an example of a system.
【図７】ＰＭ酸化触媒付フィルタを備えた連続再生型Ｄ
ＰＦシステムの一例を示す構成図である。FIG. 7: Continuous regeneration type D equipped with a filter with PM oxidation catalyst
It is a block diagram which shows an example of a PF system.
【図８】従来技術のディーゼルパティキュレートフィル
タ装置用フィルタの模式的な構成図であり、（ａ）は一
部断面を含む斜視図で、（ｂ）は正面図で、（ｃ）は背
面図である。[Fig. 8] Fig. 8 is a schematic configuration diagram of a filter for a diesel particulate filter device of a conventional technique, (a) is a perspective view including a partial cross section, (b) is a front view, and (c) is a rear view. Is.
【図９】図８のフィルタの模式的な側断面図である。9 is a schematic side sectional view of the filter of FIG.
【図１０】図８のフィルタの側断面図における温度分布
の状態を示す模式的な等温図である。10 is a schematic isotherm diagram showing a state of temperature distribution in a side sectional view of the filter of FIG.
１０Ａ，１０Ｂ ＤＰＦ装置用フィルタ １１ａ，１１ｂ 排気ガス通路（セル） １２ 多孔質壁面 １３，１３Ａ 目封止 １５ 入口側 １６ 出口側 １７ 中実構造 Ｃ 中央部分 Ｇ 排気ガス Filter for 10A, 10B DPF device 11a, 11b Exhaust gas passage (cell) 12 Porous wall 13,13A plugging 15 entrance side 16 Exit side 17 Solid structure C central part G exhaust gas
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 越智 直文 神奈川県藤沢市土棚８番地 いすゞ自動車 株式会社藤沢工場内 Ｆターム(参考） 3G090 AA03 BA02 EA03 3G091 AA18 AB02 AB13 BA08 CA27 GA06 GA17 4D058 JA37 MA44 SA08 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor Naofumi Ochi Isuzu Motors, 8 Soil Shelf, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Fujisawa Factory Co., Ltd. F term (reference) 3G090 AA03 BA02 EA03 3G091 AA18 AB02 AB13 BA08 CA27 GA06 GA17 4D058 JA37 MA44 SA08
Claims (3)
状物質を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタ
装置用フィルタにおいて、排気ガス中の粒子状物質が捕
集されて堆積し易く、且つ、堆積した粒子状物質の酸化
により高温になり易い部分に、排気ガス通過阻止構造を
設けることを特徴とするディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置用フィルタ。1. A filter for a diesel particulate filter device for purifying particulate matter in exhaust gas of a diesel engine, wherein particulate matter in exhaust gas is easily collected and deposited, and the deposited particulate matter. A filter for a diesel particulate filter device, characterized in that an exhaust gas passage blocking structure is provided in a portion that is likely to be heated to a high temperature due to oxidation of the exhaust gas.
成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の入
口側と出口側を千鳥状に目封止したウォールフロータイ
プのフィルタであって、前記排気ガス通過阻止構造を前
記フィルタの排気ガス流入横断面の中央部分の前記排気
ガス通路に対して設けると共に、前記排気ガス通過阻止
構造を、前記排気ガス通路の上流側と下流側の両方に目
封止をした構造とすることを特徴とする請求項１記載の
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィルタ。2. A wall-flow type filter in which the filter has a large number of exhaust gas passages formed around a porous wall surface, and the inlet side and the outlet side of the exhaust gas passages are staggeredly plugged. The exhaust gas passage blocking structure is provided for the exhaust gas passage in the central portion of the exhaust gas inflow cross section of the filter, and the exhaust gas passage blocking structure is provided on the upstream side and the downstream side of the exhaust gas passage. 2. The filter for a diesel particulate filter device according to claim 1, wherein both are plugged.
成した多数の排気ガス通路を有し、該排気ガス通路の入
口側と出口側を千鳥状に目封止したウォールフロータイ
プのフィルタであって、前記排気ガス通過阻止構造を前
記フィルタの排気ガス流入横断面の中央部分に対して設
けると共に、前記排気ガス通過阻止構造を、排気ガス通
路が無い中実構造とすることを特徴とする請求項１記載
のディーゼルパティキュレートフィルタ装置用フィル
タ。3. A wall flow type filter having a plurality of exhaust gas passages, the periphery of which is formed by a porous wall surface, and the inlet side and the outlet side of the exhaust gas passages being staggeredly plugged. The exhaust gas passage prevention structure is provided to the central portion of the exhaust gas inflow cross section of the filter, and the exhaust gas passage prevention structure is a solid structure having no exhaust gas passage. A filter for a diesel particulate filter device according to claim 1.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001356208A JP2003155909A (en) | 2001-11-21 | 2001-11-21 | Filter for diesel particulate filter device |
| EP02025431A EP1312776A3 (en) | 2001-11-16 | 2002-11-15 | Exhaust gas purification system |
| US10/295,984 US20030097834A1 (en) | 2001-11-16 | 2002-11-18 | Exhaust gas purification system |
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| Publication Number | Publication Date |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009243271A (en) * | 2008-03-28 | 2009-10-22 | Mazda Motor Corp | Particulate filter |
| JP2011058678A (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Ngk Insulators Ltd | Heat storage structure |
| JP2017201163A (en) * | 2015-09-18 | 2017-11-09 | 日本碍子株式会社 | Exhaust emission control device |
-
2001
- 2001-11-21 JP JP2001356208A patent/JP2003155909A/en active Pending
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