JPH0315617A - 内燃機関の排気微粒子処理装置 - Google Patents
内燃機関の排気微粒子処理装置Info
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- JPH0315617A JPH0315617A JP1148290A JP14829089A JPH0315617A JP H0315617 A JPH0315617 A JP H0315617A JP 1148290 A JP1148290 A JP 1148290A JP 14829089 A JP14829089 A JP 14829089A JP H0315617 A JPH0315617 A JP H0315617A
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- Japan
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- foam trap
- trap
- foam
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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。
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Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野〉
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気微粒
子処理装置に関する， く従来の技術〉 従来の内燃機関の排気微粒子処理装置としては、例えば
第２図に示すようなものがある（特開昭６ｌ−２８６５
１３号公報等参照）． 即ち、図において、機関の排気通路に介装された排気微
粒子処理装置１は、ケーシング２内に２種類のフィルタ
を内蔵している。上流側に位置するフィルタは、三次元
網目構造を有する多孔質セラξツクからなる、触媒を担
持したフォームトラップ３であり、下流側に位置するフ
ィルタは、流路を交互に目封じしたセラミックからなる
、触媒を担持した担体としてのハニカム触媒４である。
子処理装置に関する， く従来の技術〉 従来の内燃機関の排気微粒子処理装置としては、例えば
第２図に示すようなものがある（特開昭６ｌ−２８６５
１３号公報等参照）． 即ち、図において、機関の排気通路に介装された排気微
粒子処理装置１は、ケーシング２内に２種類のフィルタ
を内蔵している。上流側に位置するフィルタは、三次元
網目構造を有する多孔質セラξツクからなる、触媒を担
持したフォームトラップ３であり、下流側に位置するフ
ィルタは、流路を交互に目封じしたセラミックからなる
、触媒を担持した担体としてのハニカム触媒４である。
フォームトラップ３の前面部には、電気ヒータ５が配設
されている。通常、機関運転時に排出される排気微粒子
は、上記のフォームトラップ３及びハニカム触媒４に捕
集される。捕集された排気微粒子は、触媒活性排気温度
以上で運転している場合には、排気熱により速やかに再
燃焼されるが、市街地走行等の低速運転等が長く続くと
、再燃焼されずに堆積してしまう．このような場合には
、上記電気ヒータ５に通電を行って排気微粒子を強制的
に燃焼させるようにしている。
されている。通常、機関運転時に排出される排気微粒子
は、上記のフォームトラップ３及びハニカム触媒４に捕
集される。捕集された排気微粒子は、触媒活性排気温度
以上で運転している場合には、排気熱により速やかに再
燃焼されるが、市街地走行等の低速運転等が長く続くと
、再燃焼されずに堆積してしまう．このような場合には
、上記電気ヒータ５に通電を行って排気微粒子を強制的
に燃焼させるようにしている。
上記フォームトラップ３は、高速走行時等に捕集した排
気微粒子がプローオフしてしまう場合があり、捕集能力
の安定性の面では不安があるが、再生の面でハニカム触
媒４よりも勝っている．又、フォームトラップ３は、よ
り低排気温度から再生が開始するため、上流側に配置す
ることにより、排気微粒子の再堪焼が下流のハニカム触
媒４に伝わり、該ハニカム触媒４の再生を助ける働きを
する． 一方、ハニカム触媒４は、フォームトラップ３からブロ
ーオフしてきた排気微粒子を捕集する役目を担っており
、バックアップフィルタとして有効なものである． 以上のように、従来の排気微粒子処理装置を夫々のフィ
ルタの利点を活かし、夫々の持つ欠点を補い合う構或を
有している。
気微粒子がプローオフしてしまう場合があり、捕集能力
の安定性の面では不安があるが、再生の面でハニカム触
媒４よりも勝っている．又、フォームトラップ３は、よ
り低排気温度から再生が開始するため、上流側に配置す
ることにより、排気微粒子の再堪焼が下流のハニカム触
媒４に伝わり、該ハニカム触媒４の再生を助ける働きを
する． 一方、ハニカム触媒４は、フォームトラップ３からブロ
ーオフしてきた排気微粒子を捕集する役目を担っており
、バックアップフィルタとして有効なものである． 以上のように、従来の排気微粒子処理装置を夫々のフィ
ルタの利点を活かし、夫々の持つ欠点を補い合う構或を
有している。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上述のような従来の排気微粒子処理装置
にあっては、排気ガスが常時全量フォームトラップ３と
ハニカム触媒４を通過して流れてしまう構威であるため
、次のような問題点を有する． 即ち、電気ヒータ５が排気ガスによって冷却されてしま
うと共に、該電気ヒータ５が接しているフィルタ（フォ
ームトラップ３とハニカム触媒４）の容積が大きいため
、電気ヒータ５によって、浦集した排気微粒子が再燃焼
しきれずに残留してしまうという事態が生じる． この結果、フォームトラップ３とハニカム触媒４の目詰
まりが発生し、排気圧力の増大を来すという問題点があ
った． この結果、バーナ等のシステムの複雑で熱容量の大きい
再生手段を必要とし、コストの増大を招くという問題点
があった． そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、排
気微粒子を効果的に再燃焼させてトラップの目詰まりを
防止し、もって排気圧力の増大を防止することを目的と
する． 〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明の内燃機関の排気微粒子処理装置は、
排気通路に、触媒を担持したフォームトラップと触媒を
担持した担体を夫々上流と下流とに直列配置して介装し
、前記フォームトラップの前面部に排気微粒子燃焼用の
加熱手段を設ける一方、該トラップの上流側から分岐し
て該トラップの下流側と担体の上流側の間に合流するバ
イパス通路を設け、該バイパス通路には通路を開閉する
開閉手段を介装した構威とする。
にあっては、排気ガスが常時全量フォームトラップ３と
ハニカム触媒４を通過して流れてしまう構威であるため
、次のような問題点を有する． 即ち、電気ヒータ５が排気ガスによって冷却されてしま
うと共に、該電気ヒータ５が接しているフィルタ（フォ
ームトラップ３とハニカム触媒４）の容積が大きいため
、電気ヒータ５によって、浦集した排気微粒子が再燃焼
しきれずに残留してしまうという事態が生じる． この結果、フォームトラップ３とハニカム触媒４の目詰
まりが発生し、排気圧力の増大を来すという問題点があ
った． この結果、バーナ等のシステムの複雑で熱容量の大きい
再生手段を必要とし、コストの増大を招くという問題点
があった． そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、排
気微粒子を効果的に再燃焼させてトラップの目詰まりを
防止し、もって排気圧力の増大を防止することを目的と
する． 〈課題を解決するための手段〉 このため、本発明の内燃機関の排気微粒子処理装置は、
排気通路に、触媒を担持したフォームトラップと触媒を
担持した担体を夫々上流と下流とに直列配置して介装し
、前記フォームトラップの前面部に排気微粒子燃焼用の
加熱手段を設ける一方、該トラップの上流側から分岐し
て該トラップの下流側と担体の上流側の間に合流するバ
イパス通路を設け、該バイパス通路には通路を開閉する
開閉手段を介装した構威とする。
く作用〉
かかる構威において、機関から排出された排気微粒子は
、開閉弁が閉じている場合、排気通路を通ってフォーム
トラップを通過し、濾過される。
、開閉弁が閉じている場合、排気通路を通ってフォーム
トラップを通過し、濾過される。
フォームトラップでは、主として排気微粒子中に含まれ
るドライカーボン分を捕集する．排気微粒子中の残りの
大半を占める有機溶剤可溶戒分（ＳＯＦ分）の極一部は
触媒により酸化されるが、大部分は抜ける．抜けたＳＯ
Ｆ分は下流の担体により酸化低減される。
るドライカーボン分を捕集する．排気微粒子中の残りの
大半を占める有機溶剤可溶戒分（ＳＯＦ分）の極一部は
触媒により酸化されるが、大部分は抜ける．抜けたＳＯ
Ｆ分は下流の担体により酸化低減される。
ここで、開閉弁を開とし、バイパス通路を開放すると、
排気通路に流入する排気ガス流量が低減される．これと
同時に、電気ヒータに通電する．フォームトラップに堆
積した排気微粒子は、該トラップ入口端面部に特に密集
しているため、上記のように赤熱して高温となった電気
ヒータに加熱され着火して燃焼伝播する。
排気通路に流入する排気ガス流量が低減される．これと
同時に、電気ヒータに通電する．フォームトラップに堆
積した排気微粒子は、該トラップ入口端面部に特に密集
しているため、上記のように赤熱して高温となった電気
ヒータに加熱され着火して燃焼伝播する。
従って、上述のように、排気ガス流の一部がフォームト
ラップに流入する結果、Ｏ！の確保と燃焼伝播が生じ易
くなり、排気微粒子の再燃焼により発生した熱が下流の
担体にも流れ、該担体による酸化性能が促進される． 〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する． 第１図において、機関６の排気通路７には、触媒を担持
したフォームトラップ８と触媒を担持した担体としての
ハニカム触媒９とが夫々上流と下流とに直列配置されて
介装されている．これらフォームトラップ８とハニカム
触媒９とはケーシング８ａ，９ａ内に支持されている．
フォームトラップ８は、三次元網目構造を有する多孔質
セラミックからなり、軸方向の長さ２ＣＩ１に対して、
軸直角な断面の面積が１００ｃ−ｄという比率を持つ板
形状に形威される． ハニカム触媒９は、流路の目封じのない格子の細かいセ
ラミックからなる。
ラップに流入する結果、Ｏ！の確保と燃焼伝播が生じ易
くなり、排気微粒子の再燃焼により発生した熱が下流の
担体にも流れ、該担体による酸化性能が促進される． 〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する． 第１図において、機関６の排気通路７には、触媒を担持
したフォームトラップ８と触媒を担持した担体としての
ハニカム触媒９とが夫々上流と下流とに直列配置されて
介装されている．これらフォームトラップ８とハニカム
触媒９とはケーシング８ａ，９ａ内に支持されている．
フォームトラップ８は、三次元網目構造を有する多孔質
セラミックからなり、軸方向の長さ２ＣＩ１に対して、
軸直角な断面の面積が１００ｃ−ｄという比率を持つ板
形状に形威される． ハニカム触媒９は、流路の目封じのない格子の細かいセ
ラミックからなる。
前記フォームトラップ８の前面部には排気微粒子の燃焼
用の加熱手段としての電気ヒータ１０が配設され、ケー
シング内に支持されている。
用の加熱手段としての電気ヒータ１０が配設され、ケー
シング内に支持されている。
一方、フォームトラップ８の上流側から分岐して該トラ
ップ８とハニカム触媒９の間に合流するバイパス通路１
１が設けられている．このバイパス通路ｌ１には該通路
１１を開閉する開閉手段としてのバイパスバルブｌ２が
介装される．このバイパスバルプ１２と前記電気ヒータ
１０とは、フォーム｝５ツプ８の上流側と下流側の差圧
に基づいて制御される。
ップ８とハニカム触媒９の間に合流するバイパス通路１
１が設けられている．このバイパス通路ｌ１には該通路
１１を開閉する開閉手段としてのバイパスバルブｌ２が
介装される．このバイパスバルプ１２と前記電気ヒータ
１０とは、フォーム｝５ツプ８の上流側と下流側の差圧
に基づいて制御される。
即ち、フォームトラップ８の上流側と下流側の差圧を検
出する差圧センサｌ３が設けられている。
出する差圧センサｌ３が設けられている。
そして、この差圧センサ１３からの差圧検出信号と図示
しない機関回転数センサからの回転数検出信号と図示し
ない機関負荷センサからの負荷検出信号とが入力される
制御装置１４が設けられている． この制御装置１４からは、電気ヒータ１０の通電回路１
０ａに介装されたスイッチｌＯｂへの制御信号と、バイ
パスバルプｌ２の駆動用のアクチュエータ１５の通電回
路１５ａに介装されたスイッチ１５ｂへの制御信号とが
出力される．次に、かかる構或の排気微粒子処理装置の
作用について説明する． 機関６から排出された排気微粒子は、通常バイパスバル
ブｌ２が閉じているため、排気通路７のみを通ってフォ
ームトラップ８を通過し、濾過される。このフォームト
ラップ８での排気微粒子捕集メカニズムは、軸方向に対
して堆積密度が変化するものであり、排気微粒子は、フ
ォームトラップ８の入口部近辺に多量に堆積し、出口部
に近づくに連れて少なくなる。この特徴を考慮し、フォ
ームトラップ８を前述したように断面積を大きく取り軸
方向の厚さを薄くしたことで、圧損を低く保ちつつ高い
捕集性能を維持している．かかるフォームトラップ８で
は、主として排気微粒子中に含まれるドライカーボン分
が浦集される．排気微粒子中の残りの大半を占める有機
溶剤可溶威分（ＳＯＦ分）は、排気温度が低速走行時で
も２００゜Ｃ前後以上あるため、極一部は触媒により酸
化されるものの大部分は抜ける。抜けたＳＯＦ分は下流
のセル数の多いハニカム触媒９により酸化低減される。
しない機関回転数センサからの回転数検出信号と図示し
ない機関負荷センサからの負荷検出信号とが入力される
制御装置１４が設けられている． この制御装置１４からは、電気ヒータ１０の通電回路１
０ａに介装されたスイッチｌＯｂへの制御信号と、バイ
パスバルプｌ２の駆動用のアクチュエータ１５の通電回
路１５ａに介装されたスイッチ１５ｂへの制御信号とが
出力される．次に、かかる構或の排気微粒子処理装置の
作用について説明する． 機関６から排出された排気微粒子は、通常バイパスバル
ブｌ２が閉じているため、排気通路７のみを通ってフォ
ームトラップ８を通過し、濾過される。このフォームト
ラップ８での排気微粒子捕集メカニズムは、軸方向に対
して堆積密度が変化するものであり、排気微粒子は、フ
ォームトラップ８の入口部近辺に多量に堆積し、出口部
に近づくに連れて少なくなる。この特徴を考慮し、フォ
ームトラップ８を前述したように断面積を大きく取り軸
方向の厚さを薄くしたことで、圧損を低く保ちつつ高い
捕集性能を維持している．かかるフォームトラップ８で
は、主として排気微粒子中に含まれるドライカーボン分
が浦集される．排気微粒子中の残りの大半を占める有機
溶剤可溶威分（ＳＯＦ分）は、排気温度が低速走行時で
も２００゜Ｃ前後以上あるため、極一部は触媒により酸
化されるものの大部分は抜ける。抜けたＳＯＦ分は下流
のセル数の多いハニカム触媒９により酸化低減される。
フォームトラップ８により捕集されたドライカーボン分
は触媒の作用により排気温度が３５０〜４００″Ｃ以上
の場合には再燃焼されてしまうが、低速走行が長時間続
く場合には、再燃焼しきれずに堆積する． これを防ぐために、排気微粒子が堆積した場合に次のよ
うな制御が行われる． 即ち、排気微粒子が堆積したことは、差圧ΔＰが設定値
を越えたことによって判断される。この判断は制御装置
ｌ４が行う。そして、この制御装置ｌ４は前記差圧ΔＰ
が設定値を越えた場合に、速やかにバイパスバルブｌ２
を開とする制御を行う．これによって、バイパス通路１
１が開放される結果、排気通路７に流入する排気ガス流
量が低減される．これと同時に、制御装置１２は電気ヒ
ータｌＯに電圧を印加する制御を行う。これによって電
気ヒータｌＯは赤熱し、その表面温度は排気ガス量が少
なければ８００〜９００゜Ｃまで上昇する。
は触媒の作用により排気温度が３５０〜４００″Ｃ以上
の場合には再燃焼されてしまうが、低速走行が長時間続
く場合には、再燃焼しきれずに堆積する． これを防ぐために、排気微粒子が堆積した場合に次のよ
うな制御が行われる． 即ち、排気微粒子が堆積したことは、差圧ΔＰが設定値
を越えたことによって判断される。この判断は制御装置
ｌ４が行う。そして、この制御装置ｌ４は前記差圧ΔＰ
が設定値を越えた場合に、速やかにバイパスバルブｌ２
を開とする制御を行う．これによって、バイパス通路１
１が開放される結果、排気通路７に流入する排気ガス流
量が低減される．これと同時に、制御装置１２は電気ヒ
ータｌＯに電圧を印加する制御を行う。これによって電
気ヒータｌＯは赤熱し、その表面温度は排気ガス量が少
なければ８００〜９００゜Ｃまで上昇する。
フォームトラップ８に堆積した排気微粒子は、該トラッ
プ８の入口端面部に特に密集しているため、上記のよう
に赤熱して高温となった電気ヒータｌＯに加熱され着火
して燃焼伝播する。 このように、電気ヒータ１０によ
り排気微粒子に着火し、その後排気微粒子の燃焼熱によ
り継続して燃焼伝播させるには、ハニカムタイプのトラ
ップよりもフォームトラップ８の方がより優れている。
プ８の入口端面部に特に密集しているため、上記のよう
に赤熱して高温となった電気ヒータｌＯに加熱され着火
して燃焼伝播する。 このように、電気ヒータ１０によ
り排気微粒子に着火し、その後排気微粒子の燃焼熱によ
り継続して燃焼伝播させるには、ハニカムタイプのトラ
ップよりもフォームトラップ８の方がより優れている。
これは排気微粒子の堆積状態での０２の含有状態とフォ
ーム構造による伝熱のし易さによるものである。
ーム構造による伝熱のし易さによるものである。
従って、上述のように、排気ガス流の一部がフォームト
ラップ８に流入する結果、０２の確保と燃焼伝播が生じ
易くなり、排気微粒子の再燃焼により発生した熱が下流
のハニカム触媒９にも流れ、ハニカム触媒９による酸化
性能を促進することができる． 以上の構威によれば、排気流中のガス化したＳＯＦ分を
洩れなく酸化低減することができ、浦集したドライカー
ボン分を電気ヒータ１０と触媒により効率良く再燃焼す
ることができる．この結果、目詰まりによる排気圧力上
昇を防止することができ、バーナ等のシステムの複雑で
熱容量の大きい再生手段が必要なく、コストの低減を図
ることができる。
ラップ８に流入する結果、０２の確保と燃焼伝播が生じ
易くなり、排気微粒子の再燃焼により発生した熱が下流
のハニカム触媒９にも流れ、ハニカム触媒９による酸化
性能を促進することができる． 以上の構威によれば、排気流中のガス化したＳＯＦ分を
洩れなく酸化低減することができ、浦集したドライカー
ボン分を電気ヒータ１０と触媒により効率良く再燃焼す
ることができる．この結果、目詰まりによる排気圧力上
昇を防止することができ、バーナ等のシステムの複雑で
熱容量の大きい再生手段が必要なく、コストの低減を図
ることができる。
特に、本実施例によると、フォームトラップ８を、例え
ば軸方向の長さ２ＣＩ１に対して、軸直角な断面の面積
が１００ｃ−という比率を持つ板形状に形威したから、
フォームトラップ８での排気微粒子捕集メカニズムを効
果的に活かして、圧損を低く保ちつつ高い捕集性能を維
持することができるという利点がある． 〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気微粒
子処理装置によると、触媒を担持したフォームトラップ
と触媒を担持した担体とを直列に配し、該フォームトラ
ップを随時バイパスする通路であって、開閉弁が介装さ
れた通路を設けると共に、フォームトラップの前面部に
加熱手段を設けた構威としたから、排気微粒子の目詰ま
りによる排気圧力上昇を防止することができ、バーナ等
のシステムの複雑で熱容量の大きい再生手段が必要なく
、コストの低減を図ることができるという利点がある．
ば軸方向の長さ２ＣＩ１に対して、軸直角な断面の面積
が１００ｃ−という比率を持つ板形状に形威したから、
フォームトラップ８での排気微粒子捕集メカニズムを効
果的に活かして、圧損を低く保ちつつ高い捕集性能を維
持することができるという利点がある． 〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明に係る内燃機関の排気微粒
子処理装置によると、触媒を担持したフォームトラップ
と触媒を担持した担体とを直列に配し、該フォームトラ
ップを随時バイパスする通路であって、開閉弁が介装さ
れた通路を設けると共に、フォームトラップの前面部に
加熱手段を設けた構威としたから、排気微粒子の目詰ま
りによる排気圧力上昇を防止することができ、バーナ等
のシステムの複雑で熱容量の大きい再生手段が必要なく
、コストの低減を図ることができるという利点がある．
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明に係る内燃機関の排気微粒子処理装置の
一実施例を示すシステム図、第２図は従来の排気微粒子
処理装置の一例を示す断面図である． ６・・・機関 ７・・・排気通路 ８・・・フォー
ムトラップ ９・・・ハニカム触媒 １０・・・電
気ヒータ １１・・・バイパス通路 ルプ ｌ２・・・バイパスバ
一実施例を示すシステム図、第２図は従来の排気微粒子
処理装置の一例を示す断面図である． ６・・・機関 ７・・・排気通路 ８・・・フォー
ムトラップ ９・・・ハニカム触媒 １０・・・電
気ヒータ １１・・・バイパス通路 ルプ ｌ２・・・バイパスバ
Claims (1)
- 内燃機関の排気通路に、触媒を担持したフォームトラッ
プと触媒を担持した担体を夫々上流と下流とに直列配置
して介装し、前記フォームトラップの前面部に排気微粒
子燃焼用の加熱手段を設ける一方、該トラップの上流側
から分岐して該トラップの下流側と担体の上流側の間に
合流するバイパス通路を設け、該バイパス通路には通路
を開閉する開閉手段を介装したことを特徴とする内燃機
関の排気微粒子処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148290A JPH0315617A (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 内燃機関の排気微粒子処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148290A JPH0315617A (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 内燃機関の排気微粒子処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0315617A true JPH0315617A (ja) | 1991-01-24 |
Family
ID=15449467
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148290A Pending JPH0315617A (ja) | 1989-06-13 | 1989-06-13 | 内燃機関の排気微粒子処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0315617A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0649715U (ja) * | 1992-12-17 | 1994-07-08 | イビデン株式会社 | 排気ガス浄化用装置 |
| CN114837782A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-02 | 凯龙高科技股份有限公司 | 一种固定源柴油机的减排装置及其控制方法 |
-
1989
- 1989-06-13 JP JP1148290A patent/JPH0315617A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0649715U (ja) * | 1992-12-17 | 1994-07-08 | イビデン株式会社 | 排気ガス浄化用装置 |
| CN114837782A (zh) * | 2022-06-08 | 2022-08-02 | 凯龙高科技股份有限公司 | 一种固定源柴油机的减排装置及其控制方法 |
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