Dispositivo de filtro de partículas diesel adiabático
Descripción general
 La presente invención es sólido en partículas tales como negro de humo en el escape de un motor diesel se refiere diesel adiabática dispositivo de filtro de partículas para eliminar partículas (), para que sea posible reducir también el tiempo de precalentamiento para aumentar la regeneración del filtro de Apunta. ] Un dispositivo de filtro de partículas diesel interpuesto en un conducto de gases de escape EX de un motor diesel incluye un filtro 7 para recoger partículas en el gas de escape, un caso C para acomodar el filtro 7, un filtro 7 para recoger Y una combustión en partículas significa B para quemar las partículas, un material aislante del calor 13 para aislar el filtro 7 del exterior del conducto del gas de escape durante la combustión de las partículas, Está configurado para ser instalado.
Campo técnico
La presente invención se refiere a un dispositivo de filtro de partículas diésel adiabático equipado en un sistema de escape de un motor diésel para eliminar materia sólida particulada (partículas) tal como humo negro.
Antecedentes de la técnica
Convencionalmente, en un sistema de escape de un motor diesel, se considera equipar un dispositivo de filtro de partículas diésel para eliminar la materia sólida particulada (partículas) como el humo negro. El dispositivo de filtro de partículas diésel convencional está configurado como se muestra en la figura 25, la figura 2 es una vista lateral esquemática que muestra una parte de la parte principal del mismo en un estado parcialmente roto, y la figura 3 muestra un ejemplo del estado de equipamiento La figura 4 es un diagrama de bloques esquemático que muestra otro ejemplo del estado de equipamiento del mismo, y la figura 5 es un gráfico que muestra su operación de regeneración de combustión en partículas.
Como se muestra en la figura 24, en el dispositivo de filtro de partículas diésel S interpuesto en el conducto de gases de escape EX del motor diesel, la caja C formada por la carcasa frontal 1, la caja central 8 y la caja trasera 11 se llena con el Se incluye un filtro 7 para atrapar particulados. Una caja delantera 1 y el caso centro 8 y el caso centro 8 y la carcasa posterior 11 se fija mediante un perno 5 y 10 a través de la junta 4, 9, respectivamente, el filtro 7 de la porción de extremo aguas abajo de la caja frontal 1, el caso centro 8 Y se extiende hasta el extremo aguas arriba de la caja trasera 11.
La malla de soporte 6 está envuelta alrededor de la circunferencia exterior del filtro 7 en la dirección radial del paso, y soportada por la caja C a través de la malla de soporte 6 en la dirección radial del paso. El filtro 7 está equipado del lado de aguas arriba a la caja central 8, y la porción de pestaña 8A de la parte de extremo aguas abajo de la caja central 8, de la placa 3 'y la caja frontal 1 está intercalado en la dirección de paso axial.
El filtro 7 está formado de un transportador tal como cordierita. En el lado aguas arriba del filtro 7 en el caso C, el medio de combustión en partículas B está previsto para quemar las partículas recogidas por el filtro 7 según se requiera. El medio de combustión de partículas B está constituido por un calentador 2 y un conducto de suministro de aire secundario 17.
En otras palabras, el calentador 2 están equipados de manera que mire el extremo aguas arriba del filtro 7, se suministra la corriente requerida de la fuente de alimentación a un tiempo predeterminado, y está configurado para calentar el filtro 7, por ejemplo, alrededor de 500 ° C. El pasaje 17 de suministro de aire secundario está conectado a la porción de extremo corriente arriba de la carcasa 1 frontal desde el lateral, y el pasaje 17 de suministro de aire secundario suministra aire para la combustión en un momento predeterminado Lo ha hecho.
El calentamiento por el calentador 2 y el suministro de aire de combustión por el camino 17 de suministro de aire secundario se realizan de acuerdo con las características que se muestran en el diagrama de tiempos de la FIG. Es decir, la cantidad de acumulación de partículas en el filtro 7 en la que bloquea la entrada de gas de escape en el dispositivo de filtro S alcanza el estado predeterminado, desde el calentador tiempo T0 2 se gira-precalentamiento por el calentador 2 se realiza.
Como resultado, la temperatura del filtro 7 aumenta con el objetivo a 500ºC. Cuando la temperatura del filtro 7 alcanza 500ºC en el momento T1, se inicia el suministro de aire secundario desde el conducto de suministro de aire secundario 17, y el filtro 7 se inicia, la combustión se propaga progresivamente desde el lado de aguas arriba del filtro 7 hacia el lado de aguas abajo. Entonces, incluso después de que se ha iniciado la combustión, por lo que todo el filtro de partículas 7 se quema, Afutahito por el calentador 2 se lleva a cabo de un tiempo predeterminado hasta que el tiempo T2, en el tiempo T2 el calentador 2 se apaga.
El suministro de aire secundario desde el conducto de suministro de aire secundario 17 se lleva a cabo hasta que las partículas del filtro 7 se queman por completo. Cuando el suministro de aire secundario se corta en el tiempo T 3, la combustión de partículas comienza desde el lado de aguas arriba Termine secuencialmente. Como resultado, las partículas adheridas al filtro 7 se eliminan casi por completo, el filtro 7 se regenera a un estado en el que las partículas no quedan atrapadas, y la temperatura disminuye gradualmente.
Es concebible equipar el dispositivo S de filtro de partículas diesel que realiza dicha operación en el estado mostrado en las Figuras 3 y 4, por ejemplo. En la estructura mostrada en la figura 3, se proporcionan un par de dispositivos de filtro de partículas diésel S1, S2 en paralelo con el paso de gases de escape EX. Se proporciona una válvula V1 en la porción de rama aguas arriba de los dispositivos de filtro de partículas diesel S1 y S2. Además, aunque los lados aguas abajo de los dispositivos S1 y S2 de filtro de partículas diesel están unidos entre sí, también es posible adoptar una constitución en la que el escape se lleva a cabo independientemente sin unir los lados aguas abajo.
La válvula V1 es una válvula de conmutación configurada para cerrar uno de los dispositivos de filtro S1 y S2 y cierra la otra, mediante el funcionamiento de la válvula V1, a través de uno de los dispositivos de filtro de partículas diésel S1 y S2. , Para que un camino de escape pueda formarse selectivamente. La conmutación de la válvula V1 se realiza para cada momento en el que hace la operación de recogida del dispositivo de filtro de partículas diesel S1, S2 tiene un estado de acumulación de partículas predeterminado, no realizar la operación de recogida está cerrada por una válvula V1 Por otro lado, se realiza la regeneración del filtro 7 por combustión de partículas acumuladas.
Además, en la estructura mostrada en la Fig. 4, el dispositivo de filtro de partículas diesel S, sin pasar por P a través de una válvula V1 está conectado y en el momento de la regeneración de combustión del filtro 7 en un dispositivo de filtro de partículas diesel S, se conmuta la válvula V1, los gases de escape Se distribuyen a través del bypass P.
Tarea de solución
A propósito, en el dispositivo de filtro de partículas diesel S convencional, durante la regeneración del filtro 7, la radiación de calor hacia el exterior de la dirección de paso de diámetro, la temperatura en la porción periférica exterior del filtro 7 no Takamara suficientemente, la reproducción no es Existe el problema de que se vuelve confiable y la tasa de regeneración disminuye.
Este fenómeno también se atribuye al hecho de que la cantidad absoluta de atrapamiento de partículas en la porción circunferencial exterior del filtro 7 es pequeña, de modo que hay pocos objetos para quemar y la temperatura de combustión no aumenta lo suficiente. Además, también existe el problema de que la temperatura del filtro 7 apenas aumenta debido a la radiación de calor del dispositivo S de filtro de partículas diésel, y el tiempo de precalentamiento aumenta.
La presente invención se ha ideado a la vista de tales problemas, y proporciona un dispositivo de filtro de partículas diésel adiabático que puede aumentar la tasa de regeneración de un filtro en un dispositivo de filtro de partículas diésel y acortar el tiempo de precalentamiento. Está dirigido a hacer.
Solución
Por lo tanto, el dispositivo de tipo de aislamiento térmico filtro de partículas diesel de la presente invención según la reivindicación 1, en el aparato de filtro de partículas diesel que está interpuesta en el conducto de gas de escape de un motor diesel, un filtro para recoger partículas en gases de escape , Un caso para contener el filtro y los medios de combustión de partículas para quemar las partículas atrapadas por el filtro, donde, en el momento de la combustión de las partículas, el filtro está dispuesto fuera del filtro en la dirección radial del conducto, Y se proporciona circunferencialmente un material aislante del calor para aislar el calor del exterior del conducto del gas de escape.
Como se describe en la reivindicación 2, es preferible que el material aislante del calor se proporcione en un estado espaciado predeterminado desde la periferia exterior del filtro. En el caso en el que la carcasa exterior se proporciona para cubrir el material aislante del calor como se describe en la reivindicación 3, se proporciona una diferencia en la expansión térmica entre la carcasa exterior y el material aislante térmico entre la carcasa exterior y el material aislante del calor. Es deseable interponer un miembro de soporte absorbible.
En un dispositivo de filtro de partículas diesel adiabático de la presente invención del primer aspecto anterior, se recoge el filtro de partículas, cuando se quema por la unidad de combustión, la radiación de calor de la carcasa se evita mediante el material aislante del calor, se filtra en caliente Para que se realice una regeneración eficiente del filtro.
Además, al proporcionar el material aislante térmico en un estado espaciado predeterminado de la periferia exterior del filtro como se describe en la reivindicación 2, se absorbe una diferencia de forma entre el material aislante térmico y el filtro debido a la expansión térmica. Además, cuando la carcasa exterior se proporciona para cubrir el material aislante térmico como se describe en la reivindicación 3, se absorbe una diferencia en la expansión térmica entre la carcasa exterior y el material aislante térmico entre la carcasa exterior y el material aislante del calor. Al interponer un posible miembro de soporte, el material aislante del calor se soporta mientras se absorbe la diferencia en la expansión térmica entre la carcasa exterior y el material aislante del calor.
De aquí en adelante, como para un aparato de filtro de partículas diesel adiabática como una realización de la presente invención se describirá con referencia a los dibujos, la Fig. 1 es una vista lateral esquemática que muestra un corte parcial de su parte principal. El dispositivo de filtro de partículas diésel adiabático de esta realización tiene muchas partes sustancialmente similares a la estructura convencional mostrada en la figura 25, y los mismos números de referencia indican sustancialmente las mismas partes.
En esta realización, el filtro 7 se ajusta dentro de la carcasa interna cilíndrica 12 en un estado en el que el filtro 7 está encapsulado en la malla de soporte 6. La caja interior 12 tiene su aguas arriba caja interior circunferencia exterior seguidor de 3 de garra se erigen, caja interior 12, al apretar la caja frontal 1 y la caja 8 del centro mediante un perno 5, el caso seguidor interior 3 Junto con la junta 4 para ser fijado.
Entonces, el paso radialmente hacia fuera de la caja interior 12, el calor de material 13 aislante se proporcionan circunferencialmente a una distancia predeterminada mientras estando interpuesta la capa de aire 18, el calor de material 13 aislante está formada de, un filtro diesel de cerámica o similar 7 Para que pueda aislarse desde el exterior del dispositivo de filtro de partículas S. La periferia exterior del material termoaislante 13 está encerrada por una malla de soporte aislante del calor 16 formada por un material aislante del calor y está soportada por la carcasa central 8 a través de una malla de soporte 16 aislante del calor.
Debe observarse que el extremo aguas abajo del filtro 7 está fijado y fijado a la caja trasera 11 por el perno 15 a través de la placa de fijación del filtro 14. Como se describió anteriormente, la caja frontal 1 y la caja central 8, y la caja central 8 y la caja trasera 11 se fijan entre sí mediante los pernos 5, 10 a través de las juntas 4, 9, respectivamente, para constituir la caja C. Sin embargo, Dado que este dispositivo está provisto de la carcasa interior 12, la caja C también se denomina caja exterior.
Dado que el aparato de filtro de partículas diesel adiabático según la realización de la presente invención se construye como se describe anteriormente, en la configuración mostrada en la figura 3 o la figura 4, en un tiempo predeterminado según las características mostradas en la figura 5, partículas La operación de recogida y la operación de regeneración del filtro 7 por combustión de partículas se realizan alternativamente. En el momento de la combustión de las partículas, el material térmicamente aislante 13, el filtro 7 está aislado térmicamente en la dirección de paso de diámetro, con calentamiento del calentador 2 se realiza de manera eficiente, la transferencia de calor se lleva a cabo hasta la periferia exterior del filtro 7.
Como resultado, las partículas se queman uniformemente hasta la periferia exterior del filtro 7, que puede tener una baja cantidad de captura y una temperatura de combustión alta, y se mejora la velocidad de regeneración del filtro 7. Además, dado que el calentamiento del calentador 2 se realiza de manera eficiente, se realiza una combustión suficiente con un precalentamiento corto.
Por lo tanto, el tiempo de regeneración del filtro 7 se acorta, y particularmente en la estructura mostrada en la figura 4, la duración del tiempo de operación de recogida por el dispositivo de filtro de partículas diesel S se incrementa relativamente, y la concentración de partículas de escape puede reducirse. Como el material termoaislante 13 está formado de cerámica o similar, se produce una diferencia de deformación debido a la expansión térmica con la carcasa delantera 1 o la caja central 8, pero esta diferencia de deformación es absorbida por la malla de soporte aislante de calor 16.
Además, se produce una diferencia en la deformación debida a la expansión térmica entre el material termoaislante 13 y la carcasa interior 12, pero esta diferencia de deformación es absorbida por la capa de aire 18 entre el material termoaislante 13 y la carcasa interior 12. Como resultado, se puede evitar la rotura del material termoaislante 13 en la operación de combustión. La diferencia de expansión térmica entre el filtro 7 y la carcasa interior 12 es absorbida por la malla de soporte 6.
Además ,, la configuración alrededor de la carcasa C de la forma y el filtro 7 y el calor miembro 13 aislante no se limita a esto, por el equipamiento de un material térmicamente aislante 13, si el aislamiento del filtro 7 a la combustión, considerado diversas formas .
Efecto de la invención
Como se describió anteriormente en detalle, de acuerdo con el dispositivo de filtro de partículas diésel adiabático de la presente invención, en el dispositivo de filtro de partículas diésel interpuesto en el conducto de gases de escape del motor diesel, la materia particulada en los gases de escape Un filtro para atrapar la materia en partículas, un estuche para contener el filtro, y un medio de combustión en partículas para quemar las partículas atrapadas por el filtro, y un medio de combustión en partículas para quemar las partículas recogidas por el filtro. el filtro durante la combustión con una configuración simple que el material aislante del calor para aislar contra el paso de gas de escape exterior está provisto circunferencialmente, para aumentar la regeneración del filtro, hay una ventaja de que se hace posible acortar también el tiempo de precalentamiento.
También, como en la reivindicación 2, el material aislante del calor, proporcionando la periferia exterior del filtro en una condición de separación predeterminada, con el fin de no dañar el material de aislamiento contra la diferencia de expansión térmica causado entre el aislamiento y el filtro Hay una ventaja de que puedes equiparlo. Además, cuando la carcasa exterior se proporciona para cubrir el material aislante térmico como se describe en la reivindicación 3, se absorbe una diferencia en la expansión térmica entre la carcasa exterior y el material aislante térmico entre la carcasa exterior y el material aislante del calor. Existe la ventaja de que puede equiparse para no dañar el material aislante del calor frente a la diferencia en la expansión térmica entre la carcasa exterior y el material aislante del calor.
Breve descripción de los dibujos
Breve descripción de los dibujos La figura 1 es una vista lateral esquemática que muestra una parte de una parte esencial de un dispositivo de filtro de partículas diésel adiabático de la presente invención.
La figura 2 es una vista lateral esquemática que muestra una parte de un dispositivo de filtro de partículas diesel convencional, parcialmente arrancado.
La figura 3 es una vista estructural esquemática que muestra un ejemplo del estado de equipamiento del dispositivo de filtro de partículas diésel convencional.
La figura 4 es una vista estructural esquemática que muestra otro ejemplo del estado de equipamiento del dispositivo de filtro de partículas diésel convencional.
La figura 5 es un gráfico de tiempos y un gráfico que muestra la operación de regeneración de combustión de partículas del dispositivo de filtro de partículas diésel convencional.
1 caja frontal
2 calentadores
3 partidario interno de la caja
Plato de 3 '
4 Junta
5 voltios
6 malla del partidario
7 filtro
8 caja central
8 una parte de brida
9 Junta
10 voltios
11 maleta trasera
12 caja interior
13 Aislamiento térmico
14 Placa de fijación del filtro
15 voltios
16 Malla de soporte de aislamiento
17 Ruta de suministro de aire secundario
18 capa de aire
B Combustión de partículas significa
Caja C (caja exterior)
EX paso de gases de escape
P Bypass
S, S1, S2 dispositivo de filtro de partículas diesel
Válvula V1
Reclamo
En el aparato de filtro de partículas diesel que está interpuesta en el conducto de gas de escape de motor diesel de la reivindicación 1, un filtro para recoger partículas en gases de escape, un caso para el alojamiento del filtro, las partículas se recoge el filtro equipado con una combustión de partículas medio para la grabación de un, el paso radialmente hacia fuera del filtro, un material aislante del calor para aislar térmicamente el filtro durante la combustión de las partículas con respecto al paso de gas de escape exterior se proporciona circunferencialmente Y un dispositivo de filtro de partículas diésel de tipo adiabático.
Reivindicación 2 dicho material aislante del calor, caracterizado porque proporcionado en un estado de separación predeterminada desde la periferia exterior del filtro, el aparato de filtro de partículas diesel adiabático según la reivindicación 1.
Reivindicación 3 caja exterior se proporciona con el fin de cubrir el aislamiento entre la caja exterior y el material aislante del calor, el miembro de soporte puede absorber la diferencia de expansión térmica entre la caja exterior y el material de aislamiento de calor está interpuesto 2. Dispositivo de filtro de partículas diésel adiabático según la reivindicación 1, caracterizado porque es.
Dibujo :
Application number :1994-002528
Inventors :三菱自動車工業株式会社
Original Assignee :生原忠男