JPH01159409A - 内燃機関の排ガスからの固体粒子を除去する装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関、特にディーゼル機関の排ガスから固
体粒子を除去する装置であって、排ガス流を、固体粒子
をあまり含まない排ガス主流と、粒子によって富化され
た排ガス副流とに分割する分離装置が設けられており、
排ガス主流及び排ガス副流のために別々の出口が設けら
れており、排ガス副流の出口に接続された入口を備えた
燃焼室と、固体粒子を燃焼させる炎を燃焼室内に生ぜし
める点火バーナと、ガス状の燃焼生成物を排出する出口
とを備えた排出装置が設けられている形式のものに関す
る。

〔従来の技術〕

この種の装置は排ガス浄化装置ともよばれ、例えばＤＥ
−Ｏ８第３５２６０７４号明細書によシ公知である。こ
の装置では分離装置がアグロメレータ（電気的なフィル
タ管とも静電気的な煤分離器ともいう）と、排ガス流内
でこのアグロメレータの下流に配置された遠分分離機、
いわゆるサイクロンとから成る。アグロメレータ内には
静電気的な高電圧場が形成され、この高電圧場内で固体
粒子が荷電によシ大きな団塊にされ、この団塊は比較的
重い・ために非ガス流から機械的に良好に分離され゛る
。機械的な分離は遠心分離機又はサイクロン内で行なわ
れ、遠心分離機又はサイクロンには、団塊を含む排ガス
流が比較的高い接線方向流れ速度で供給される。遠心分
離機内にスワールが生じ、これによって、重い団塊が外
壁に沈降してら旋状に下方へ移動し、搬送流を形成する
排ガス流のわずかな部分、いわゆる粒子によって富化さ
れた排ガス副流によって排出装置へ供給される。排ガス
流の大部分はほとんど粒子を含まずに電流として遠心分
離機の中央から流出して排ガス主流として機関の排気装
置に供給される。煤及びその他の固形物団塊によって著
しく汚染された排ガス副流は、粒子を含まない排ガス主
流のほぼ１チである。

公知装置では排出装置が燃焼装置として形成され、燃焼
室と点火バーナとから成る。沈降管として形成された、
排ガス副流のための入流部は、燃焼室から点火室を仕切
る室壁内の溢流口の直前で燃焼室内部へ開口している。

この溢流口を介して燃料空気混合物が燃焼室内へ供給さ
れて点火バーナによって燃焼させられる。燃料空気混合
物は排出装置の運転時にグロープラグによって電気的に
着火され、次いで燃料空気混合物の制御時に自動的に炎
が燃える。炎は沈降管の端面を取囲み、沈降管を介して
供給された固体粒子と一緒に燃焼室内で燃焼する。固体
粒子の燃焼によって生じた燃焼生成物及びその他の残留
ガスは全体として排出ガスとして沈降管に対して同軸的
な出口を介して排出される。

実験によれば、内燃機関の非定状状態での直接的な煤燃
焼によるこの種の排出装置は、自動車の内燃機関に使用
される場合には効率がよくない。その理由は、煤又は固
体粒子が燃焼室内にとどまる滞留時間が短いからである
。滞留時間が短いために、燃焼温度もほぼ１０００’Ｃ
の高温にしなくてはならず、これによって点火バーナ及
び燃焼室の材料費が高価となる。この排出装置が流入固
体粒子を貯蔵する能力を有せず、むしろ流入固体粒子が
直接燃焼させられるために、排出装置は内燃機関の運転
中にわたシ常時作動させられなければならない。それゆ
え、必要な燃料費も少なくない。さらに、種々の出力を
有する種々の内燃機関では、最良の煤燃焼に要する温度
を燃焼室内に保つためには個個の内燃機関に排出装置を
適合させ゛なければならない。

この適合を得るための構成は、排ガス量及び排ガス温度
が種々異なるため高価となる。

同様に公知の排ガス浄化装置（ＤＥ−Ｏ８第３４２４１
９６号）によれば、粒子によって富化された排ガス副流
が同様に排出装置に供給され、この排出装置内で、可燃
の固体粒子が燃焼させられる。この排出装置は燃焼室を
備え、この燃焼室に排ガス副流が軸方向に供給される。

燃焼室内には電気的な加熱体が設けられており、この加
熱体を排ガス副流が空気と混合されながら通過する。加
熱体の下流にフィルタが配置されており、このフィルタ
によって、排ガス中に含まれる不燃性の固体粒子だけが
捕捉される。

加熱体の電気的な加熱は内熱機関の全運転中連続して行
なわれる。この種の電気的な加熱の欠点とするところは
、高い電流を制御しなければならないことにある。１０
００Ｗの加熱出力では１２Ｖの装置で８３Ａの電流を要
する。それゆえ、電気的な加熱は小型の排ガス浄化装置
にしか適せず、さもなければ著しく大容量の電流発生器
を内燃機関に設けなければならない。

〔本発明の課題〕

本発明の課題は排出装置の効率を著しく改善することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

上記課題を解決した本発明の要旨は、燃焼室内には燃焼
室側の入口と出口との間にフィルタが配置されており、
このフィルタが燃焼室をフィルタ前室とフィルタ後室と
に分割しており、炎がフィルタ前室内へ侵入して燃焼し
、がっ、出口がフィルタ後室内に位置していることにあ
る。

〔本発明の作用・効果〕

本発明によれば排出装置の効率が著しく改善される。

排ガス流を、粒子を含まない排ガス主流と、粒子によっ
て富化された排ガス副流とに分割し、点火バーナを備え
た、排ガス副流のための燃焼室内にフィルタを配置した
ことによって、小さなフィルタしか必要でなく、従って
フィルタは加熱のために小さな加熱出力しか要しない。

フイルタ面は全ガス流内に配置されるフィルタの１０分
の１乃至４分の１程度で済む。フィルタはその貯蔵作用
によシ、燃焼室内での固体粒子の滞留時間を著しく高め
、従って燃焼室内では極めて低いほぼ５５　Ｑ　’Ｃの
温度で燃焼が行なわれる。この温度はフィルタを触媒で
被覆することによシ、さらに２００℃はど低下させるこ
とができる。さらに．フイルタの貯蔵作用は間欠的なバ
ーナ運転を可能ならしめ、これによシ、燃料消費が著し
く削減される。本発明装置によれば、必要なバーナ出力
は内燃機関の１００ＫＷ出力当りほぼ１〜２　’ＫＷで
ある。

排出効率はフィルタの材料の選択によって規定されるが
、はぼ９０チである。フィルタの材料は低い燃焼温度に
よって著しくわずかな負荷にさらされるだけである。同
様のことがバーナの材料についてもいえる。従ってバー
ナ及びフィルタの寿命は内燃機関のキロメートル出力当
り著しく増大する。

フィルタが排ガス副流によって負荷され．フイルタ内に
は前述の凝集によって比較的大きな固形物団塊だけが含
まれるため．フイルタを粗目に形成することができ、従
って不燃性の固体粒子によるフィルタの目詰りの危険が
少ない。

極めてわずかな排ガス副流による極めてわずかな排ガス
装入もフィルタの目詰シの危険の削減に役立つ。それに
もかかわらずフィルタが目詰シして排ガス副流が遮断さ
れた場合でも内燃機関の運転には支障が生じない。

特許請求の範囲第２項から第１６項までに記載の構成は
本発明の有利な構成である。

フィルタ前室内へ排ガス副流を接線方向で供給すること
によって、成る程度のサイクロン効果が生じ、これによ
シ、すでにフィルタ前室内で大きな、ひいては重い団塊
が分離されて燃焼させられ．フイルタ通路内へ進入しな
い。これによシ．フイルタの目詰シの危険がさらに削減
される。

フィルタが鉛直な流れ方向を有するセラミックソリッド
ステー）　（Ｍｏｎｏｌｉｔｈｅｎ）として形成されて
いると特にフィルタの目詰シの危険が少ない。なぜなら
ば不燃性の成分、例えば灰及び錆がフィルタ前室内に捕
集されるからである。

さらに車両の振動によって、この種の不燃性の成分のフ
ィルタからの剥離が促進される。フィルタ前室内のサイ
クロン効果は同様にフィルタ前室内ヘバーナ炎を接線方
向で供することによって強化される。

本発明の別の構成では、燃焼生成ガスのためのフィルタ
後室を中空円錐台形の流出コーンとして二重壁に形成し
、排ガス副流をこの流出コーンの中空壁内へ導入するこ
とによって、熱の回収が簡単に行なわれる。熱の回収は
、組込み上の理由で分離装置と排出装置との間に長い接
続導管が必要となシこの接続導管によって排ガス副流が
著しく冷却されてしまうような場合には特に有利である
。

本発明のさらに別の構成では、燃焼室が少なくともフィ
ルタ領域及びフィルタ前室領域内に断熱層を備えている
ことにより、さらに熱損失が回避される。本発明のさら
に別の構成では、フィルタ前室．フイルタ室及びフィル
タ後室が同軸的に配置されていることにょシ燃焼室内に
温度層が生じ、こ、れが前述の燃焼室の断熱を不要なら
しめる。

本発明のさらに別の構成では、燃焼室の出口が排気管に
接続されており、この排気管が排ガス主流によって負荷
されるベンチュリ管を介して排ガス主流内へ開口してい
るため．フイルタに大きな負荷がかけられても、粒子搬
送のために排ガス副流の十分に高い流れ速度が維持され
る。

本発明のさらに別の有利な構成によれば、点火バーナが
接線方向で燃料及び空気の少なくともいずれかを供給す
るスワールバーナとして形成されている。スワールバー
ナは内燃機関の運転条件の大きな範囲にわたって炎の十
分な安定性を生ぜしめる。空気供給はソレノイド弁を介
して圧縮空気源から又は電動式のエアポンプ、有利には
セル形ベーンポンプによって行なわれる。燃料の配量は
脈動するソレノイド弁又は燃料ポンプによって行なわれ
る。前者の場合には、燃料タンクへの燃料戻し流のせき
止めのために圧力制限弁を設ける必要がある。

燃料空気混合物（混合気）の着火はグロープラグによっ
て行なわれる。炎は混合気が充分に存在すると自動的に
燃焼する。煤燃焼のための酸素は排ガス副流及び空気過
剰の混合気から受取る。この酸素供給は比較的制限され
ており、そのため．フイルタへのチャージが高い場合で
も、無制御の燃焼が生ぜず、従ってフィルタの過熱の危
険が効果的に回避される。

本発明のさらに別の構成では、供給された燃料量及び空
気量の少なくともいづれかを．フイルタの温度を検出す
る温度センサの出力信号に依存して制御するＰＩ制御装
置が設けられているため、燃焼のために最良の温度がわ
ずかな燃料消費で達成される。バーナはその場合、始動
の遅れの有無に係わらず連続稼働で、又は非連続稼働で
作動する。後者の運転形式は燃料消費が少ないため有利
である。

〔実施例〕

図示しない内燃機関から排出される排ガスはアグロメレ
ータ１０（これは静電気的な煤排出装置又は電子フィル
タ管とも呼ばれる）を介して遠心分離機（サイクロンと
も呼ばれる）の形態の分離装置１１に達する。遠心分離
機の一方の出口１２からはほとんど粒子を含まない排ガ
ス主流が、他方の出口１３からは団塊状に凝集した固体
粒子、特に煤粒子を多量に含む排ガス副流が流出する。

アグロメレータ１０及び分離装置１１の構造及び機能に
ついてはＤＥ−Ｏ８第３４２４１９６号明細書を参照せ
られたい。

出口１２は排ガス主流導管２１に接続されており、排ガ
ス主流導管２１は内燃機関の排気装置へ通じておフ、他
方の出口１３は排出装置１４に接続されている。

排出装置１４は回転対称的な燃焼室１５と、これに同軸
的に接続された点火パー、す１６とを備えている。燃焼
室１５は３つの室に区切られておシ、要するに、１つの
円筒形のフィルタ室１７にはその一方の側にフィルタ前
室１８、他方の側にフィルタ後室１９が接続されている
。

フィルタ室１７内には、煤の濾過に有効な任意の材料か
ら成るフィルタ４２が挿入されている。

フィルタの材料としてはセラミックソリッドステート、
セラミックフオーム、セラミック巻成体及び線材編成物
が適している。フィルタ前室１８及びフィルタ後室１９
はそれぞれ中空円錐台形に形成されており、フィルタ後
室１９はフィルタ室１７からの燃焼生成ガスのための流
出コーンを．フイルタ前室１８はフィルタ室１７への燃
料空気混合物のための流入コーンを形成している。

フィルタ後室１９の横断面の小さな端面開口は燃焼生成
ガスのための出口２０を形成しており、この出口２０は
排ガス副流導管２２を介して排ガス主流導管２１に接続
されている。有利には排ガス主流導管２１内への排ガス
副流導管２２の開口部にベンチュリ管２３が配置されて
おり、これによシ、排ガス副流導管２２内に若干の吸込
圧が生じる。フィルタ後室１９は二重壁として形成され
ており、その間に存在する中空室２４１１；には、排出
装置１１の出口１３に接続された入口管片２５が開口し
ていると共に、軸方向通路２６も開口しておシ（第２図
も参照）、この軸方向通路２６はフィルタ室１７を貫通
して、有利にはその壁内に延びておシ、かつフィルタ室
１７０近くで入口２７を介してフィルタ前室１８内に突
入している。フィルタ後室１９のこの構成によって熱交
換器が形成されており、この熱交換器によって、排出装
置１１から到来した、粒子を含む排ガス副流が、燃焼室
１５のフィルタ前室１８内へ流入する前に．フイルタ後
室１９を貫流する熱い燃焼生成ガスによって加熱される
。

流入コーンとして形成されたフィルタ前室１８の横断面
の小さな端面開口は点火バーナ１６と燃焼室１５との間
の溢流口２８’を形成しており、この溢流口を介して、
点火バーナ１６によって生じた可燃性の燃料空気混合物
が燃焼室１５のフィルタ前室１８内へ流入して排ガス副
流と一緒に燃焼する。点火バーナは公知通り接線方向で
燃料及び空気のすくなくともいずれかを供給するスワー
ルバーナとして形成されている。この種のスワールバー
ナの構造及び機能は例えばＤＥ−Ｏ８第３５２６０７４
号明細書によシ公知である。第１図に略示したように、
空気供給は溢流口２８の近くに配置された入口２９を介
して行なわれる。燃焼空気は同時に点火バーナ１６の冷
却空気としても役立つ。そのことのために、バーナ室３
０の壁は二重壁としで形成されており、これによって形
成された中空室は接線方向の入口２９に接続されている
と共に空気供給導管３１にも接続されている。空気供給
導管は圧縮空気源３２に通じている。空気供給導管３１
内にソレノイド弁３３が配置されており、このソレノイ
ド弁３３は燃焼空気の配量のために制御装置３４によっ
て制御される。

燃料の供給は入口３５を介して同様に接線方向の供給流
で行なわれる。入口３５は燃料供給導管３６に接続され
ている。燃料供給導管３６は圧力制限弁３８を介して燃
料タンク３９に接続された燃料戻し導管３７内に開口し
ている。燃料の配量のために、燃料供給導管３６内に、
ソレノイド弁４０が配置されており、このソレノイド弁
は同様に制御装置３４によって制御される。圧縮空気源
３２及びソレノイド弁３３の代シに、空気ポンプ、有利
にはセル型ベーンポンプが使用されてもよい。同様に、
ソレノイド弁４０の代シに燃料ポンプを使用してもよい
。この場合には圧力制限弁３８を省くことができる。

セル型ベーンポンプ及び燃料ポンプの接続周期は同様に
制御装置装置３４によって制御される。

制御装置３４から配量された燃料空気混合物は排出装置
１４の始動時にグロープラグ４１又はグロ一体によって
付加的な点火装置を介して着火される。炎は溢流ロ２８
ｆ：通ってフィルタ前室１８及びフィルタ室１９内へ達
して溢流口２８の下流に燃焼区域を形成する。この燃焼
区域内に存在する可燃性の固体粒子が燃焼する。

この固体粒子はその大きさゆえにフィルタ前室１８の壁
に付着したもの又はフィルタ４２内で捕捉されたもので
ある。ガス状の燃焼生成物は残留ガスと共に燃焼室から
フィルタ後室１９の出口２０を介して排出される。着火
後、炎は連続して生じ、その結果、グロープラグ４１の
電気的な加熱を再び中断することができる。サーモ部材
として形成された温度センサ４３がバーナの下流でフィ
ルタ４２の近くに配置されており、この温度センサ４３
がフィルタ４２０表面温度を監視する。有利にはＰＩ制
御装置として形成される制御装置３４によって温度セン
サ４３の出力信号に基づき燃料量及び空気量が配量され
、その結果．フイルタ４２の温度が目標値に維持される
。この目標値はほぼ５５０℃である。フィルタ４２が触
媒的な被覆を備えている場合には、この値はほぼ２００
℃だけ削減される。熱損失を回避するために、バーナ室
１５は断熱層４４″ｆ、備えており、その場合、断熱層
はフィルタ前室１８及びフィルタ室１７の領域を覆うだ
けでよい。

制御装置３４は、グロープラグ４１のオン・オフの他に
、燃料供給の接続又は中断による点火バーナ１６のオン
・オフをも生じるコントロール装置の一部を成している
。その場合、点火バーナ１６の次に述べる運転形式を実
現することができる。

（イ）永久運転。この場合、点火バーナ１６は内燃機関
始動直後に作動し、内燃機関停止と共に遮断される。内
燃機関の始動及び停止は内燃機関の回転数又はバッテリ
の充電コントロールを介してコントロール装置によって
行なわれる。

（ロ）始動遅れを伴なう連続運転。点火バーナ１６は内
燃機関の始動後、時間的に遅れて作動し、内燃機関の停
止と共に遮断される。この時間的な遅れは例えば、始動
の時点から起算した内燃機関の運転時間として、又は始
動時からの回転数の数として、又は始動後に消費された
燃料量として測定される。第２の場合には回転数センサ
、第３の場合には回転数センサと噴射量センサとが必要
である。内燃機関の相次ぐ２回又はそれ以上の始動の間
に時間的な遅れが生じない場合には、次の始動時に遅れ
時間が削減される。点火バーナ１６の作動後、少なくと
もフィルタ４２がほぼ完全に作動状態となるまで点火バ
ーナ１６の運転が維持される（例えば１０分）。この最
少運転時間が、内燃機関の停止による早期の遮断を原因
として到達されない場合、内燃機関の次の始動過程時に
点火バーナ１６は時間的な遅れなしに作動する。

（ハ）非連続的な運転（クロック）。点火バーナ１６は
時間的に遅れて作動し、この時間的な遅れは点火バーナ
１６の先に行なわれた作動から起算される。点火バーナ
１６は．フイルタの完全な再生に充分な予定の燃焼時間
（例えば１０分）が経過するやいなや、内燃機関に無関
係に遮断される。

第３図及び第４図に示す燃焼室１１５は第１図の装置で
使用された燃焼室１５０代りに使用される。同じ部分は
数字符号に１００を加えて示されている。

燃焼室１１５の組込み位置で燃焼室１１５の長手軸線は
ほぼ鉛直に位置しており、フィルタ室１１７内に配置さ
れたフィルタ１４２は軸方向に流れ方向を有するセラミ
ックソリッドステートとして形成されており、かつ同様
に鉛直方向に配置されている。セラミックソリッドステ
ートは線材編成物１４５によってフィルタ室１１７内に
保持されている。セラミックソリッドステートは多数の
平行かつ鉛直′な筒１５４から成シ、これら筒１５４は
多孔質の壁１５５によって互いに仕切られている。筒１
５４は互いに対向して位置する端面で交互にセラミック
栓１４６によって閉鎖されており、この結果、６筒１５
４は一方の端面で開き、他方の端面で閉鎖されていると
共に、１つの筒１５４がフィルタ前室１１８に面した端
面で閉鎖されていれば、この筒に隣合う筒１５４はフィ
ルタ後室１１９側の端面で閉鎖されており．フイルタ後
室１１９側の端面で閉鎖された筒の隣シにはフィルタ前
室１１８側の端面で閉鎖された筒が位置している。点火
バーナ１１６は燃焼室１１５の軸線に対して横方向に結
合されており、その場合、燃焼室１３０とフィルタ前室
１１８との間の溢流口１２８はフィルタ前室１１８に対
して接線方向に延びる軸線を有している。これによシ、
バーナの炎は接線方向でフィルタ前室１１８に供給され
、そのさい、排ガス副流のこの接線方向の供給によって
フィルタ前室１１８内に生じるサイクロン効果が強ま９
、大きな固体粒子がすでにフィルタ前室１１８内で燃焼
して、セラミックソリッドステート内に到達しない。小
さな軽い固体粒子は鉛直方向にフィルタ１４２を通過し
てフィルタ１４２内に捕捉される。灰、錆のような不燃
性の固体粒子は自動車の振動によって剥離してフィルタ
１４２から滑落し、その結果、不燃性の固体粒子による
フィルタの口語シの危険が削減される。

第５図に示す別の実施例の燃焼室２１５では、フィルタ
前室２１８．フイルタ室２１７及びフィルタ後室２゛１
９が互いに同軸的に配置されている。フィルタ前室２１
８は孔あき管２４６として形成されておｐｌこの管は一
方の端面に排ガス副流のための人口コンクを、かつ他方
の端面に点火バーナ２１６への溢流口２２８を備えてい
る。これにより、排ガス副流及びバーナの炎は軸方向に
互いに逆の端面からフィルタ前室２１８内へ流入して孔
あき管２４６の孔を通ってフィルタ室２１７内に達する
。

フィルタ室２１７及びフィルタ後室２１９は構成ユニツ
）ｋ形成しており、かつ共通のコツプ状ケーシング２４
７によって囲われており、このコツプ状ケーシング２４
７は気密に孔あき管２４７に結合されている。フィルタ
室２１７内には中空円筒状のフィルタ２４２が収容され
ており、このフィルタ２４２はじかに孔あき管２４６上
に座着しており、このフィルタ内を排ガス副流と点火バ
ーナ２１６の燃焼生成ガスとが半径方向に通過する。フ
ィルタはデプスフイルタとして形成されており、セラミ
ックフオーム又は巻成フィルタから成ることができる。

セラミック材料を使用する場合、端面側に線材編成物２
４５０間挿が必要である。フィルタ２４２は半径方向の
間隔をおいてコツプ状ケーシング２４７の内周面の手前
で終っておシ、これによシ、横断面環状のフィルタ後室
２１９を制限しており、このフィルタ後室２１９はフィ
ルタ２４２及び孔あき管２４６の長さと同じ長さを有し
ている。フィルタ後室２１９の中央部に出口２２０が半
径方向に設けられており、この出口２２０は排ガス副流
導管２２２に接続されている。点火バーナ２１６は第１
図のものと同様に形成されている。燃焼室２１５のこの
構成では、煤を含む排ガス副流が内から外へ半径方向で
フィルタ２４２を通過する。点火バーナ２１６の燃焼生
成ガスも同じ流れ方向を有する。これによって生じる温
度層ゆえに、燃焼室２１５の付加的な断熱は不要である
。

第６図及び第７図に示す燃焼室３１５はフィルタ前室３
１８．フイルタ室３１７及びフィルタ後室３１９が互い
に同軸的に配置されている点では第５図の燃焼室２１５
の構造と同じ構造を有している。フィルタ前室１８の前
部は流入コーン３５３として形成されており、その横断
面の小さな端面開口は点火バーナ３１６への溢流口３２
８を形成している。フィルタ室３１７、フィルタ前室３
１８及びフィルタ後室３１９は円筒状の共通のコツプ状
ケーシング３４８によって囲われている。このコツプ状
ケーシングは底部３４９とは逆の側の端面で半径方向の
肩３５０を介して一体に中央の中空円錐体３５１へ移行
しており、この中空円錐体が流入コーン３５３を囲んで
いる。半径方向の肩３５０及び中空円錐体３５１の領域
内ではコツプ状ケーシング３４８の外側の壁に断熱層３
４４が被覆されている。コツプ状ケーシング３４８の内
部には中空円筒状のフィルタ３４２が同軸的に配置され
ており、このフィルタは底部３４９及び半径方向の肩３
５０に保持されていると共に、その外周面でリブ３５２
に轟接しており、このリブはコツプ状ケーシング３４８
の内周面から半径方向内向きに突出している。セラミッ
ク材料から成るフィルタ３４２では、軸方向の張力を得
るために．フイルタ３４２と底部３４９との間及びフィ
ルタ３４２と肩３５０との間に線材編成物２４５を配置
する必要がある。リブ３５２によってフィルタ後室３１
９の半径方向の幅が規定される。燃焼生成ガスのための
出口３２０はフィルタ後室３１９の．フイルタ前室３１
８の流入コーン３５３とは逆の側の端部のところで底部
３４９に隣合って設けられている。出口３２０の軸線は
半径方向に向いている。中空円錐体３５１に軸方向で対
置された点火バーナ３１６はこれまで説明した通シに形
成されている。それゆえ、同じ部分は数字符号に３００
を加えた数字符号で示されている。

入口管片及び入口３２７ｔ−介してフィルタ前室３１８
の流入コーン３５３内へ接線方向で流入する、煤を含ん
だ排ガス副流は、点火バーナ３１６によって点火されて
軸方向で流入した燃料空気混合物と一緒にスワールを形
成して、可燃の固体粒子を燃焼させる。燃焼生成ガスは
半径方向にフィルタ３４２を通過して．フイルタ３４２
の外周に位置する横断面環状のフィルタ後室３１９内に
達する。燃焼生成ガスはさらに出口３２０を介して排ガ
ス副流導管３２２内へ流入し、内燃機関の排気装置に供
給される。フィルタの触媒的な被覆によって、煤の良好
な燃焼に要する．フイルタ３４２０表面温度がほぼ５５
０℃から２００℃だけ削減される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例の縦断面図、第２図は第１図
のｎ−ｎ線に沿った断面図、第６図は本発明の別の実施
例の縦断面図、第４図は第３図のＩＶ−ＩＶ線に沿った
断面図、第５図は本発明のさらに別の実施例の縦断面図
、第６図は本発明のさらに別の実施例の縦断面、第７図
は第４図の■−■線に沿った断面図である。 １０・・・アグロメレータ、１１・・・分離装置、１２
・・・出口、１３・・・出口、１４・・・排出装置、１
５・・・燃焼室、１６・・・点火バーナ、１７・・・フ
ィルタ室、１８・・・フィルタ前室、１９・・・フィル
タ後室、２０・・・出口、２１・・・排ガス主流導管、
２２・・・排ガス副流導管、２３・・ベンチュリ管、２
４・・・中空室、２５・・・入口管片、２６・・・軸方
向通路、２７・・・入口、２８・・・溢流口、２９・・
・入口、３０・・・バーナ室、３１・・・空気供給導管
、３２・・・圧縮空気源、３３・・ソレノイド弁、３４
・・・制御装置、３５・・・入口、３６・・・燃料供給
導管、３７・・・燃料戻し導管、３８・・・圧力制限弁
、３９・・・燃料タンク、４０・・・ソレノイド弁、４
１・・・グロープラグ、４２・・・フィルタ、４３・・
・温度センサ、４４・・・断熱層

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．内燃機関、特にデイーゼル機関の排ガスから固体粒
   子を除去する装置であつて、排ガス流を、固体粒子をあ
   まり含まない排ガス主流と、粒子によつて富化された排
   ガス副流とに分割する分離装置が設けられており、排ガ
   ス主流及び排ガス副流のために別々の出口が設けられて
   おり、排ガス副流の出口に接続された入口を備えた燃焼
   室と、固体粒子を燃焼させる炎を燃焼室内に生ぜしめる
   点火バーナと、ガス状の燃焼生成物を排出する出口とを
   備えた排出装置が設けられている形式のものにおいて、
   燃焼室（１５；１１５；２１５；３１５）内には燃焼室
   側の入口（２７，１２７，２２７，３２７）と出口（２
   ０，１２０，２２０， ３２０）との間にフイルタ（４２；１４２；２４２；３
   ４２）が配置されており、このフィルタが燃焼室（１５
   ；１１５；２１５： ３１５）をフイルタ前室（１８，１１８， ２１８，３１８）とフイルタ後室（１９； １１９；２１９；３１９）とに分割しており、炎がフイ
   ルタ前室（１８；１１８；２１８；３１８）内へ侵入し
   て燃焼し、かつ、出口 （２０；１２０；２２０；３２０）がフイルタ後室（１
   ９；１１９；２１９；３１９）内に位置していることを
   特徴とする内燃機関の排ガスから固体粒子を除去する装
   置。 ２．入口（２７；１２７；３２７）がフイルタ（４２；
   １４２；３４２）の近くで接線方向の流入方向でフイル
   タ前室（１７；１１７；３１７）内に配置されている請
   求項１記載の装置。 ３．フイルタ（４２；１４２；２４２；３４２）がデプ
   スフイルタとして形成されており、このフイルタが燃焼
   室（１５；１１５；２１５；３１５）のフイルタ前室（
   １８；１１８； ２１８；３１８）及びフイルタ後室（１９，１１９，２
   １９，３１９）によつて閉じられた中空円筒状のフイル
   タ室（１７；１１７；２１７；３１７）内に配置されて
   いる請求項１又は２記載の装置。 ４．フイルタ（１４２）が軸方向の流れ方向を有するセ
   ラミツクソリツドステートとして形成されており、この
   フイルタが線材編成物によつて鉛直方向で フイル体室（１１７）内に 保持されており、かつ、点火バーナ（１１６）が、燃焼
   室（１１５）に対して接線方向の流れ方向を有する溢流
   口（１２８）を介して燃焼室（１１５）に接続されてい
   る請求項３記載の装置。 ５．フイルタ後室（１９）が二重壁として形成されてお
   り、かつ燃焼生成ガスのための中空円錐台形の流出コー
   ンの形状で形成されており、その横断面の大きな端面開
   口が、軸方向の流れ方向を有するフイルタ（４２）に面
   しており、その横断面の小さな端面開口が出口（２０）
   を形成しており、流出コーンの二重壁間に存在する中空
   室（２４）内には、出口（２０）を備えた端面のところ
   で、分離装置（１０・１１）の、排ガス副流の出口（１
   ３）に接続された入口管片（２５）がほぼ半径方向に開
   口していると共に、フイルタ（４２）に面した端面のと
   ころで溢流通路（２６）が軸方向に開口しており、溢流
   通路がこれら開口個所とは逆の側の端部に入口（２７）
   を備えている請求項１から６までのいずれか１項記載の
   装置。 ６．フイルタ前室（１８）が中空円錐台形の流入コーン
   の形状に形成されており、その横断面の大きい端面開口
   がフイルタ（４２）に面しており、その横断面の小さい
   端面開口が、点火バーナ（１６）から燃焼室（１５）へ
   の溢流口（２８）を形成している請求項５記載の装置。 ７．フイルタ（４２）が軸方向の流れ方向を有するセラ
   ミツクソリツドステート、セラミツクフオーム又はセラ
   ミツク巻成体から形成されている請求項５又は６記載の
   装置。 ８．フィルタ前室（２１８）、フイルタ室 （２１７）及びフイルタ後室（２１９）が、閉じた端面
   を有する中空円筒状に形成されており、かつ互いに同軸
   的に、上記の順序で増大する直径で配置されており、か
   つ、フイルタ前室（２１８）とフイルタ室（２１７）と
   の間の仕切壁（２４６）が孔を有しており、かつ、排ガ
   ス副流のための入口（２２７）がフィルタ前室（２１８
   ）の一方の端面に位置しており、かつ点火バーナ（２１
   ６）を燃焼室（２１５）に接続する溢流口（２２８）が
   中空円筒形のフイルタ前室（２１８）の他方の端面に位
   置しており、かつ、フイルタ （２４２）が半径方向の流れ方向を有しておク、かつ、
   燃焼生成ガスのための出口（２２０）がフイルタ後室（
   ２１９）の円筒壁（２４７）のほぼ中央に配置されてい
   る請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。 ９．フイルタ（２４２）がセラミツクフオーム又はセラ
   ミツク巻成体から形成されており、かつじかに仕切壁（
   ２４６）上に座着しており、かつ端面側で線材編成物（
   ２４５）によつてフイルタ室（２１７）の端壁に固定さ
   れている請求項８記載の装置。 １０．フイルタ前室（３１８）、フイルタ室（３１７）
   及びフイルタ後室（３１９）が互いに同軸的に配置され
   ており、フイルタ前室（３１８）の前に中空円錐台形の
   流入コーン（３５３）が同軸的に配置されており、その
   横断面の小さい端面開口が点火バーナ（３１６）から燃
   焼室（３１５）への溢流口（３２８）を形成しており、
   フイルタ前室（３１８）、フイルタ室（３１７）及びフ
   イルタ後室 （３１９）が１つのコツプ状ケーシング （３４８）によつて囲われており、このコツプ状ケーシ
   ングが底部（３４９）とは逆の側の端面で半径方向の肩
   （３５０）を介して、流入コーン（３５３）を取囲む中
   空円錐体 （３５１）へ一体に移行しており、かつ、その内壁が半
   径方向に突出した軸方向リブ （３５２）を備えており、この軸方向リブに、有利には
   セラミツクフオームから又はセラミツク巻成体から形成
   された中空円筒状のフイルタ（３４２）が当接しており
   、このフイルタが半径方向の流れ方向を有しており、か
   つ、燃焼生成ガスのための出口（３２０）が底部（３４
   ９）の近くでコツプ状ケーシング （３４８）の円筒壁に配置されている請求項１から６ま
   でのいずれか１項記載の装置。 １１．燃焼室（１５；１１５；３１５）が少なくとも部
   分的に、有利にはフイルタ室（１７；１１７；３１７）
   及びフイルタ前室（１８；１１８；３１８）の領域で断
   熱層（４４； １４４；３４４）によつて囲われている請求項１から１
   ０までのいずれか１項記載の装置。 １２．燃焼生成ガスのための出口（２０）に排ガス副流
   導管（２２）が接続されており、この排ガス副流導管が
   、排ガス主流によつて負荷されるベンチユリ管（２３）
   を介して排ガス主流内へ開口している請求項１から１１
   までのいずれか１項記載の装置。 １３．フイルタ（４２；１４２；２４２；３４２）が触
   媒的な被覆を備えている請求項１から １２までのいずれか１項記載の装置。 １４．点火バーナ（１６；１１６；２１６；３１６）が
   、接線方向で燃料及び空気の少なくともいずれかを供給
   するスワールバーナとして形成されている請求項１から
   １６までのいずれか１項記載の装置。 １５．フイルタ（４２；３４２）の温度を検出する温度
   センサ（４３；３４３）と、制御装置（３４）、有利に
   はＰ１制御装置が設けられており、この制御装置が、ス
   ワールバーナ （１６）に供給された燃料量及び空気量の少なくともい
   ずれかを、温度センサ（４３； ３４３）の出力信号に依存して制御する請求項１４記載
   の装置。 １６．点火バーナ（１６）が連続運転され、そのさい、
   内燃機関の始動時に時間的な遅れを以つて、又は時間的
   な遅れなしに接続され、かつ内燃機関の停止によつて遮
   断されるか、又は、点火バーナ（１６）が非連続的に運
   転され、そのさい、内燃機関に無関係に、煤の燃焼によ
   るフイルタ（４２）の十分な再生が保証されるように点
   火バーナの燃焼時間が決定される請求項１から１５まで
   のいずれか１項記載の装置。