JPH018648Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ＜技術分野＞ 本考案は内燃機関の排気浄化装置として用いら
れる排気微粒子捕集用トラツプの再生用バーナに
関する。

＜背景技術＞ 従来、内燃機関の排気浄化装置として、排気通
路の途中にトラツプを設けて排気中のカーボンを
主成分とする微粒子（パーテイキユレート）を捕
集し、トラツプに所定量の微粒子が捕集された段
階でトラツプの上流側に設けたバーナを作動させ
て排気を加熱し、これによりトラツプ内の微粒子
を焼却してトラツプを再生するようにしたものが
ある（特開昭56−115809号）。

また、トラツプを再生するのに適したバーナと
しては、第１図及び第２図に示すようなものがあ
る。これは、本出願人が先に提案したものである
（実願昭58−38324号，実願昭58−25026号）。

これについて説明すると、デイーゼルエンジン
の排気管１の途中にトラツプケース２が介装さ
れ、このトラツプケース２内に緩衝材３を介して
ハニカム式のトラツプ４が装着される。そして、
トラツプケース２の上流にバーナケース５が介装
され、このバーナケース５内にバーナ６が収納さ
れる。バーナ６は下流側周壁部に多数の排気流入
孔７ａを有する下流端開放の燃焼筒７と、この燃
焼筒７の上流にあつて該燃焼筒７の上流端におい
て接合される、上流端閉止、下流端開放の火炎保
持筒１０と、この火炎保持筒１０内にあつて上流
側周壁部に多数の混合気噴出孔９ａを有しかつ中
間位置の下面に燃焼洩らし孔９ｂを有する逆流式
蒸発筒９と、バーナケース５、火炎保持筒１０及
び蒸発筒９の周壁部を順に貫通し、該蒸発筒９内
においてこの蒸発筒９の軸方向に屈曲してその端
部で開口する混合気導管８と、燃焼筒７及び火炎
保持筒１０を貫通して混合気噴出孔９ａの下流側
でかつ燃焼洩らし孔９ｂの下方位置に臨む着火用
のグロープラグ１１と、このグロープラグ１１と
燃焼洩らし孔９ｂ近傍部分を覆うグローカバーシ
ール１２と、を含んで構成される。

尚、混合気導管８には、トラツプ４の再生時
に、例えば燃料噴射弁（図示せず）から燃料が供
給されると共に、例えばエアポンプから開閉弁
（共に図示せず）を介して空気が供給されるよう
になつている。

ここにおいて、トラツプ４を再生する場合は、
グロープラグ１１に通電して着火に必要な温度ま
で上昇させた後、燃料と空気とを混合気導管８に
供給する。

これにより、燃料と空気との混合気が混合気導
管８より蒸発筒９内に噴出し、該蒸発筒９内を逆
方向に流れる。このとき、デイーゼルエンジンで
は排気温度が低く、燃料である軽油の蒸発温度は
高い（約300℃以上必要）ため、着火前には燃料
の一部が液流となつて燃料洩らし孔９ｂからグロ
ープラグ１１に洩れかかつて着火し、これが火種
となつて混合気噴出孔９ａから噴出してグロープ
ラグ１１に到達する大部分の混合気を着火させ
る。そして、火炎は火炎保持筒１０内でその火炎
を助長させながら燃焼筒７内に送り込まれる。こ
れにより燃焼筒７の多数の排気流入孔７ａから流
入する排気が加熱され、この加熱された排気によ
つてトラツプ４に捕集されている微粒子が燃焼す
る。

また、着火後は、火炎保持筒１０によつて保持
される火炎により蒸発筒９を加熱し、蒸発筒９内
を流れる燃料の気化を促進すると共に火炎保持筒
１０によつて保持される火炎によつて、混合気導
管８の一部８ａを加熱し、そこにおいて燃料の気
化を促進し、これにより安定燃焼させる。したが
つて、着火後はグロープラグ１１への通電を停止
する。

そして、所定時間経過後に燃料と空気の供給を
停止してトラツプ４の再生を終了させる。

しかしながら、上記トラツプ再生用バーナにあ
つては、混合気導管８を、火炎保持筒１０の周壁
部及び蒸発筒９の周壁部を貫通させ、蒸発筒９内
において該蒸発筒９の軸方向に屈曲させて設置し
た構成であるため次のような問題点がある。

即ち、蒸発筒９の上流側周壁部には混合気導管
８の貫通部があり、この貫通部には混合気噴出孔
９ａを設けることができないため、混合気噴出孔
９ａを蒸発筒９の周方向に均等に配置できない。
この結果、混合気噴出孔９ａから噴出する混合気
量にかたよりが生じ、トラツプ４前のガス温度分
布が不均一となり、トラツプ４の再生を均一に行
うことができないという問題点がある。

又、混合気導管８の一部８ａが加熱され、ここ
で燃料の気化が促進される構成であるが、燃料の
気化が促進されると火炎伝播が速くなり、混合気
噴出孔９ａから蒸発筒９内に火炎が入り易く、蒸
発筒９が焼損する危険が増大するという問題点が
ある。

＜考案の目的＞ 本考案は上記の問題点に鑑み、混合気導管の設
置構造の改良を図つて、トラツプの再生を効率良
く行えるようにすると共に、蒸発筒の混合気噴出
孔における混合気噴出速度と噴出孔径を特定した
ものにすることにより、火炎の吹戻しを防止して
蒸発筒の焼損を防止することを目的とする。

＜考案の構成＞ このため、本考案は混合気導管を火炎保持筒周
壁部を貫通させた後蒸発筒軸方向に屈曲させてか
ら該蒸発筒内に臨ませる一方、前記蒸発筒の混合
気噴出孔からの混合気噴出速度を10ｍ／ｓ以上
に、かつ混合気噴出孔径を2.5mm以下に夫々設定
してある。

＜実施例＞ 以下に実施例を説明する。尚、第３図において
第２図と同一要素については同一符号を付してあ
る。

第３図の実施例について異なる構成を説明する
と、バーナケース５を貫通して該ケース５内に配
設される混合気導管８を火炎保持筒１０の周壁部
を貫通させ、蒸発筒９の軸方向に屈曲させた後該
蒸発筒９の上流閉止端壁を貫通させ、その端部で
開口させてある。従つて、混合気導管８の屈曲部
８ｂは火炎保持筒１０内に位置され、該火炎保持
筒１０筒の火炎に晒されるようになつている。
又、蒸発筒９の混合気噴出孔９ａは燃料洩らし孔
９ｂより上流側に周方向に均等に配設されてい
る。更に、混合気噴出孔９ａからの混合気噴出速
度を10ｍ／ｓ以上に、該混合気噴出孔９ａの孔径
を2.5mm以下に設定してある。

かかる構成によれば、混合気導管８の屈曲部８
ｂが火炎保持筒１０内に位置しているので、排気
温度が低く、かつ燃料供給量が低い低速低負荷時
においても、着火と同時に蒸発筒９の混合気噴出
孔９ａから噴出し火炎保持筒１０によつて保持さ
れる火炎によつて、混合気導管８の屈曲部８ｂを
加熱し、そこにおいて燃料の気化を促進するか
ら、蒸発筒９内での燃料の気化とあわせ、十分な
気化性能が得られる。尚、混合気導管８の屈曲部
８ｂは、第２図に示した従来の混合気導管８の火
炎保持筒１０内に位置する部分８ａより距離が長
いので、燃料の気化は一段と促進される。

又、混合気導管８を屈曲させた後蒸発筒９の上
流閉止端壁を貫通させた構成により、該蒸発筒９
の上流側周壁部には混合気導管８の貫通部が存在
しないから、この上流側周壁部に、混合気噴出孔
９ａを均等に配置することができ、混合気の噴出
量のかたよりが生じない。この結果、トラツプ４
前のガス温度分布が均一化され、どのような運転
条件でもトラツプ４の再生を均一に行うことがで
きる。

更に、前述したように燃料の気化が促進される
と、火炎伝播が速くなり、蒸発筒９に設置された
混合気噴出孔９ａから火炎が蒸発筒９内に入り易
くなり、蒸発筒９が焼損する危険性が増大してく
るが、これは、混合気噴出孔９ａからの混合気噴
出速度を10ｍ／ｓ以上に設定し、混合気噴出孔９
ａの孔径を2.5mm以下に設定することにより、エ
アポンプからのエア供給量が最も少ない低速高負
荷時にも壁面の冷却作用により蒸発筒９への火炎
の入り込みを防止することができ、蒸発筒９の焼
損の危険性を回避することができる。

ここで、本考案者らの実験によつて得た、混合
気噴出孔径（mm）及び混合気噴出速度（ｍ／ｓ）
と蒸発筒内温度（℃）の開係を表わすグラフを第
４図に示す。

蒸発筒内温度（℃）は第５図に示すＡ位置を測
定位置として得たものである。

このグラフから、混合気噴出速度（ｍ／ｓ）を
10ｍ／ｓ以上に設定し、混合気噴出孔径（mm）を
2.5mm以下に設定することにより、蒸発筒内温度
（℃）を蒸発筒９及び混合気導管８の材料耐熱温
度上限（1000℃）より低く抑えることができ、前
述の効果を得られるのは明らかである。

尚、上述のように火炎の吹戻しが生じないよう
に混合気噴出孔９ａを設定すれば、エアポンプの
エア量が最も多いエンジンの最大使用回転域でも
混合気噴出速度増大による火炎の吹消えは生じな
い。

＜考案の効果＞ 以上説明したように本考案によれば、混合気導
管を火炎保持筒内を貫通させ、蒸発筒の軸方向に
屈曲後に蒸発筒内に臨ませるようにすると共に、
蒸発筒の混合気噴出孔からの混合気噴出速度と混
合気噴出孔径を夫々火炎の吹戻しがないよう設定
したため、燃料の気化が促進されると共に、混合
気の噴出量のかたよりをなくすことができ、どの
ような運転条件でもトラツプの再生を効率良く行
うことができる。又、火炎の吹戻しがないため蒸
発筒の焼損を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は先行技術を示すトラツプ及びバーナを
備えた排気浄化装置の概略断面図、第２図は同上
のバーナの一部を破断した斜視図、第３図は本考
案に係るバーナの一実施例を示す一部を破断した
斜視図、第４図は混合気噴出速度及び混合気噴出
孔径と蒸発筒内温度との関係を表わすグラフ、第
５図は同上のグラフにおける蒸発筒内温度の測定
位置を示すバーナの縦断面図である。 １…排気管、４…トラツプ、５…バーナケー
ス、６…バーナ、７…燃焼筒、７ａ…排気流入
孔、８…混合気導管、９…蒸発筒、９ａ…混合気
噴出孔、１０…火炎保持筒、１１…グロープラ
グ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路に介装されて排気中の微粒子を捕集す
   るトラツプの上流に配設され、周壁部に排気流入
   孔を有する燃焼筒と、該燃焼筒の上流にあつて該
   燃焼筒内に開口する火炎保持筒と、該火炎保持筒
   内にあつて周壁部に混合気噴出孔を有する逆流式
   蒸発筒と、該蒸発筒内に突出して端部を開口させ
   た混合気導管と、を含んで構成される内燃機関の
   排気微粒子捕集用トラツプの再生用バーナにおい
   て、前記混合気導管を前記火炎保持筒周壁部を貫
   通させた後蒸発筒軸方向に屈曲させてから該蒸発
   筒内に臨ませる一方、前記蒸発筒の混合気噴出孔
   からの混合気噴出速度を10ｍ／ｓ以上に、かつ混
   合気噴出孔径を2.5mm以下に夫々設定したことを
   特徴とする排気微粒子捕集用トラツプの再生用バ
   ーナ。