JPH0424530B2 - - Google Patents

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JPH0424530B2
JPH0424530B2 JP57164746A JP16474682A JPH0424530B2 JP H0424530 B2 JPH0424530 B2 JP H0424530B2 JP 57164746 A JP57164746 A JP 57164746A JP 16474682 A JP16474682 A JP 16474682A JP H0424530 B2 JPH0424530 B2 JP H0424530B2
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JP
Japan
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exhaust gas
filter member
temperature
air
combustion
Prior art date
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JP57164746A
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JPS5954720A (ja
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Hiroshi Nomura
Yoshitaka Nomoto
Haruhiko Sato
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Publication date
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Publication of JPH0424530B2 publication Critical patent/JPH0424530B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、デイーゼルエンジンの排気ガス浄化
装置に関し、特に、排気通路に排気ガス中の微粒
子を捕集するフイルタ部材が設けられたものにお
いて微粒子堆積によるフイルタ部材の目詰まりを
解消する対策に関する。
(従来の技術) 従来より、デイーゼルエンジンにおいて、排気
ガス中に多量に含まれるカーボン粒子等の微粒子
(パテイキユレート)がそのまま大気中に放出さ
れるのを防止するために、エンジンの排気通路に
ハニカム状等の多孔質フイルタ部材を配設し、該
フイルタ部材によつて排気ガス中の微粒子を捕集
するようにした排気ガス浄化装置はよく知られて
いる。しかし、このものでは、エンジンの長期運
転に伴つて上記フイルタ部材が微粒子の堆積によ
つて目詰まり状態になり、エンジンの排気が上昇
して出力低下等を招くという問題があつた。
そのため、従来、例えば特開昭49−71315号公
報等に開示されているように、上記したフイルタ
部材より上流側の排気通路に、燃料を燃焼用エア
のもとで燃焼させて高温のガスを生成するように
したバーナ装置を設け、定期的に、あるいはフイ
ルタ部材に目詰まりが生じると、該バーナ装置を
作動させてその燃焼ガスでフイルタ部材に堆積し
た微粒子を加熱燃焼させるようにすることによ
り、フイルタ部材の目詰まりを解消するようにし
たものが提案されている。
(発明が解決しようとする課題) ところで、この提案例での考え方、すなわちフ
イルタ部材に流通されるガスの温度が高いと該フ
イルタ部材に堆積した微粒子が加熱させて燃焼す
るという考え方に沿えば、エンジンの高負荷また
は高回転領域では排気ガスの温度が上昇するため
上記堆積微粒子が該高温の排気ガス自体によつて
加熱されて自己燃焼することがある程度期待され
る。しかし、実際には、エンジンの高負荷または
高回転領域では、排気ガス温度が高くなつてはい
るもののエンジンで費される空気の増大によつて
排気ガス中の残留空気が不足しており、それ故、
堆積微粒子は確実に安定して自己燃焼し得ないも
のである。
そこで、本発明は、排気ガス温度が所定値以下
のときにはバーナ等の加熱手段でフイルタ部材に
捕集された微粒子を加熱燃焼させる一方、排気ガ
スの温度が所定値以上に高まつたときには該加熱
手段を用いずにこの高温の排気ガスを用いかつフ
イルタ部材部分に空気を供給することにより、フ
イルタ部材への堆積微粒子を排気ガス自体の加熱
によつて確実に安定して自己燃焼させるようにす
ることを目的とするものである。
(課題を解決するための手段) この目的の達成のため、本発明の解決手段は、
排気通路に排気ガス中のカーボン粒子等微粒子を
捕集するフイルタ部材を配設してなるデイーゼル
エンジンの排気ガス浄化装置において、排気ガス
の温度を検出する排気ガス温度検出器と、該排気
ガス温度検出器の出力を受けて排気ガス温度が所
定値以下のときにフイルタ部材に捕集された微粒
子を燃焼させる加熱手段と、上記排気ガス温度検
出器の出力を受けて排気ガス温度が所定値以上の
ときに上記フイルタ部材上流の排気通路に、フイ
ルタ部材に捕集された微粒子を自己燃焼させるた
めの空気を供給する空気供給装置とを設けるもの
とする。
(作用) このことにより、本発明では、排気ガス温度が
所定値以下のときには、加熱手段によつてフイル
タ部材に捕集された微粒子を加熱して燃焼させ
る。一方、排気ガス温度が所定値以上になるエン
ジンの高負荷または高回転時は、上記フイルタ部
材上流に空気が供給され、この空気のもとで、該
フイルタ部材に堆積した微粒子が排気ガス自体で
加熱されて自己燃焼し、よつてフイルタ部材の目
詰まりが解消されることになる。
(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に
説明する。
第1図において、1はデイーゼルエンジン、2
はエンジン1からの排気ガスを排出するための排
気通路であつて、該排気通路2の途中には、排気
通路2を流れる排気ガス中のカーボン粒子等微粒
子(パテイキユレート)を捕集する多孔質材料よ
りなるハニカム状のフイルタ部材3が配設されて
いる。
また、上記フイルタ部材3より上流側の排気通
路2には、フイルタ部材3に堆積した微粒子を加
熱燃焼させてフイルタ部材3の目詰まりを解消す
る加熱手段としてのバーナ装置4が配設されてい
る。該バーナ装置4は、燃焼筒4aと、該燃焼筒
4a内に臨むように設けられた燃料供給ノズル4
bおよび点火プラグ4cとを備え、上記燃料供給
ノズル4bは燃料ポンプ5を介設した燃料供給通
路6を介して燃料タンク7に接続されている。ま
た、燃焼供給ノズル4bの吐出口部分には常時開
の開閉バルブ8を介設した1次空気供給通路9の
下流端が、また燃焼筒4aの内部には2次空気供
給通路10の下流端がそれぞれ開口されており、
該1次および2次空気供給通路9,10の各上流
端は集結されてエアポンプ11に接続されてい
る。しかして、燃料タンク7内の燃料を燃料ポン
プ5により燃料供給ノズル4bから燃料筒4a内
に吐出させて、エアポンプ11により供給された
空気とミキシングさせ、その混合気を点火プラグ
4cによる放電点火により着火燃焼せしめて高温
の燃焼ガスを生成し、該燃焼ガスを下流側のフイ
ルタ部材3に流通させて該フイルタ部材3に堆積
した微粒子を加熱燃焼させることにより、フイル
タ部材3の目詰まりを解消させるようにしてい
る。
一方、上記フイルタ部材3の内部にはその軸方
向(排気ガス流通方向)に一定の間隔をあけて対
向する一対の電極12,12が埋設されている。
該各電極12は、フイルタ部材3に堆積した微粒
子(カーボン粒子)による電極12,12間抵抗
値の減少変化によりフイルタ部材3の目詰まり状
態を検出して検出時Hレベル信号(作動信号)を
出力する目詰まり検出器13に接続されている。
また、上記バーナ装置4より上流側の排気通路
2には該排気通路2を流れる排気ガスの温度を検
出する排気ガス温度検出器14が配設されてい
る。
さらに、上記目詰まり検出器13および排気ガ
ス温度検出器14の各出力は上記バーナ装置4の
点火プラグ4c、燃料ポンプ5、エアポンプ11
および開閉バルブ8の各々を作動制御する制御回
路15に入力されている。該制御回路15は、第
2図に詳示するように、上記排気ガス温度検出器
14の出力信号を所定温度(例えば550℃)に相
当する基準電圧eと比較して該基準電圧eより高
いとき、すなわち排気ガス温度が所定温度以上で
あるときHレベル信号を出力する比較器16と、
該比較器16からのHレベル信号を受けて開閉バ
ルブ8を閉じるように駆動制御する開閉バルブ駆
動回路17と、比較器16の出力信号をレベル反
転する反転器18と、該反転器18からの出力信
号および上記目詰まり検出器13からの出力信号
が共にHレベルであるときHレベル信号を出力す
るAND回路19と、該AND回路19からの出力
信号または上記比較器16からの出力信号のいず
れか一方がHレベルであるときHレベル信号を出
力するOR回路20と、該OR回路20からのH
レベル信号を受けてエアポンプ11を駆動するよ
うに制御するエアポンプ駆動回路21と、上記
AND回路19からのHレベル信号を受けて燃料
ポンプ5を駆動するように制御する燃料ポンプ駆
動回路22と、同じくAND回路19からの出力
信号を受けて点火プラグ4cを駆動するように制
御する点火プラグ駆動回路23とを備えている。
そして、排気ガス温度が所定温度(550℃)より
低いときには、比較器16の出力信号がLレベル
に、すなわち反転器18の出力信号がHレベルに
なることにより、目詰まり検出器13からの作動
信号の有無に応じてエアポンプ11、燃料ポンプ
5および点火プラグ4cの各々を作動状態または
不作動状態に切り換えてバーナ装置4を作動制御
し、目詰まり検出器13からの作動信号受信時、
バーナ装置4を作動させてフイルタ部材3の目詰
まりを解消する。一方、エンジン1が高負荷また
は高回転領域に移行して排気ガス温度が第3図斜
線部で示すように所定温度(550℃)以上になる
と、比較器16の出力信号がHレベルになること
により、上記バーナ装置4を不作動状態に保つと
ともに、エアポンプ11を作動させ開閉バルブ8
を閉じるように制御するものである。
しかして、上記制御回路15の比較器16、開
閉バルブ駆動回路17、OR回路20およびエア
ポンプ駆動回路21ならびに開閉バルブ8および
エアポンプ11により、排気ガス温度が所定値以
上のときに、エアポンプ11から、フイルタ部材
3に捕集された微粒子を自己燃焼させるための空
気を2次空気供給通路10およびバーナ装置4の
燃焼筒4a内部を通してフイルタ部材3上流の排
気通路2に供給するようにした空気供給装置24
が構成されている。
次に、上記実施例の作動について説明するに、
エンジン1の運転に伴つて排気通路2を流れる排
気ガス中のカーボン粒子等微粒子がフイルタ部材
3によつて捕集され、排気ガスは浄化されて大気
中に放出される。一方、このことによつて上記フ
イルタ部材3には捕集された微粒子が堆積され
る。そして、このようなエンジン1の運転中、エ
ンジン1の運転状態が高負荷領域または高回転領
域に移行して排気ガスの温度が所定値(550℃)
以上になると、これを排気ガス温度検出器14が
検出して制御回路15の比較器16からHレベル
信号が出力され、このHレベル信号を受けた開閉
バルブ駆動回路17およびエアポンプ駆動回路2
1の各作動により開閉バルブ8が閉じかつエアポ
ンプ11が作動して空気供給装置24が作動状態
になる。このことにより、エアポンプ11からの
空気が2次空気供給通路10およびバーナ装置4
の燃焼筒4a内部を通してフイルタ部材3上流の
排気通路2に供給され、該空気は下流側のフイル
タ部材3内部へ流通する。この空気の供給によつ
て上記フイルタ部材3に堆積した微粒子の燃焼条
件(微粒子が高温度に加熱されかつその周りに燃
焼用空気があること)が揃うことになり、よつて
該堆積微粒子が排気ガス自体の加熱によつて自己
燃焼してフイルタ部材3の目詰まり解消が行われ
る。
また、一定期間中、エンジン1が高負荷領域ま
たは高回転領域で十分に運転されずに排気ガス温
度が所定温度(550℃)より低い値に保たれた場
合には、それを排気ガス温度検出器14が検出し
て制御回路15の比較器16からの出力信号はL
レベルとなる。そして、この期間内に上記微粒子
の堆積によりフイルタ部材3が目詰まり状態にな
ると、そのことを目詰まり検出器13が検出して
Hレベル信号を出力し、この信号により制御回路
15のエアポンプ駆動回路21、燃料ポンプ駆動
回路22および点火プラグ駆動回路23が作動し
てそれぞれエアポンプ11、燃料ポンプ5および
点火プラグ4cを作動させ、このことによつてバ
ーナ装置4が作動する。このバーナ装置4の作動
によりその燃焼筒4a内で生成された高温の燃焼
ガスが下流側のフイルタ部材3に流通して該フイ
ルタ部材3に堆積した微粒子を加熱燃焼させ、よ
つてフイルタ部材3の目詰まり解消が行われる。
したがつて、上記実施例においては、排気ガス
の温度が所定値以上になるとフイルタ部材3上流
の排気通路2に燃焼用空気を供給してフイルタ部
材3に堆積した微粒子を自己燃焼させフイルタ部
材の3の目詰まり解消を行わせるため、フイルタ
部材3の目詰まり解消用として設けられた本来の
バーナ装置4の作動開隔が長くなり、よつてバー
ナ装置4での使用燃料を節減することができると
ともにバーナ装置4の耐久性を向上させることが
できる。
また、排気ガス温度が高いときにはバーナ装置
4を不作動状態に保つので、該バーナ装置4を作
動状態にしたときのようにフイルタ部材3が高温
の排気ガス熱とバーナ装置4からの燃焼ガスの熱
との両方によつて加熱されて異常に温度上昇する
恐れはなく、フイルタ部材3の耐久性を向上する
ことができる。
さらに、排気ガス高温時のフイルタ部材3上流
側排気通路2への空気供給を2次空気供給通路1
0およびバーナ装置4の燃焼筒4a内部を通して
行つて、既存のバーナ装置4やエアポンプ11等
をそのまま利用することができ、よつて安価にか
つ簡単に実施することができる。
一方、排気ガス温度が所定値以下のときには、
フイルタ部材3の目詰まりをバーナ装置4で解消
させるようにしている。そして、本発明はバーナ
装置4の代りに、フイルタ部材に埋設されて通電
により発熱する電気ヒータを用いたものに対して
も適用することができる。
(発明の効果) 以上説明したように、本発明によれば、排気通
路に排気ガス中のカーボン粒子等微粒子を捕集す
るフイルタ部材を配設してなるデイーゼルエンジ
ンの排気ガス浄化装置において、上記排気ガスの
温度が所定値以下のときには加熱手段によつてフ
イルタ部材に捕集された微粒子を加熱燃焼させる
ことができる。一方、排気ガスの温度が所定値以
上に高いときには、この高温の排気ガスを用い
て、かつフイルタ部材上流の排気通路に燃焼用空
気を供給することにより、フイルタ部材に堆積し
た微粒子が自己燃焼するための条件を揃えて、該
堆積微粒子を確実にかつ安定して自己燃焼させる
ことができる。よつて、フイルタ部材の目詰まり
解消を効率良く行うことができるものである。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示し、第1図は全体説
明図、第2図は制御系を示す説明図、第3図はエ
ンジンの各運転状態における排気ガス温度を示す
説明図である。 1……エンジン、2……排気通路、3……フイ
ルタ部材、4……バーナ装置、4a……燃焼筒、
8……開閉バルブ、9……1次空気供給通路、1
0……2次空気供給通路、11……エアポンプ、
14……排気ガス温度検出器、15……制御回
路、24……空気供給装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 排気通路に排気ガス中のカーボン粒子等微粒
    子を捕集するフイルタ部材を配設してなるデイー
    ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、排気
    ガスの温度を検出する排気ガス温度検出器と、該
    排気ガス温度検出器の出力を受けて排気ガス温度
    が所定値以下のときにフイルタ部材に捕集された
    微粒子を燃焼させる加熱手段と、上記排気ガス温
    度検出器の出力を受けて排気ガス温度が所定値以
    上のときに上記フイルタ部材上流の排気通路に、
    フイルタ部材に捕集された微粒子を自己燃焼させ
    るための空気を供給する空気供給装置とを設けた
    ことを特徴とするデイーゼルエンジンの排気ガス
    浄化装置。
JP57164746A 1982-09-20 1982-09-20 デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置 Granted JPS5954720A (ja)

Priority Applications (1)

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JP57164746A JPS5954720A (ja) 1982-09-20 1982-09-20 デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置

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JP57164746A JPS5954720A (ja) 1982-09-20 1982-09-20 デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置

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Publication Number Publication Date
JPS5954720A JPS5954720A (ja) 1984-03-29
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ID=15799121

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JP57164746A Granted JPS5954720A (ja) 1982-09-20 1982-09-20 デイ−ゼルエンジンの排気ガス浄化装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4993718A (ja) * 1973-01-10 1974-09-06
JPS5759918U (ja) * 1980-09-29 1982-04-09

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JPS5954720A (ja) 1984-03-29

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