JPH055411A

JPH055411A - デイーゼルエンジンの排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH055411A
Application number: JP3158673A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Oogoshi; 大越将良; Kakuro Kokubo; 小久保確郎; Junichi Nishimura; 西村純一
Original assignee: Petroleum Energy Center PEC; Sakai Chemical Industry Co Ltd; Tonen Corp
Current assignee: Tonen General Sekiyu KK; Sakai Chemical Industry Co Ltd; Japan Petroleum Energy Center JPEC
Priority date: 1991-06-28
Filing date: 1991-06-28
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】一つのフィルタトラップにより排気ガス中のス
スの捕集とフィルタトラップの再生を可能にすると共
に、フィルタトラップの熱歪の発生を防止する。【構成】排気系に配設されるフィルタトラップ３と、デ
ィーゼルエンジン４の排気管５から分岐される第１の分
岐排気管６および第２の分岐排気管７と、第１および第
２の分岐排気管６、７の分岐位置に接続される加熱管８
と、加熱管８に接続されるバーナ９と、第１および第２
の分岐排気管６、７と加熱管８の通路を切り換えるため
の切換弁１１とを備え、フィルタトラップ３は、封止部
材３ｂにより、中央部Ｘと外周部Ｙとの二つの領域に通
気的に分割され、中央部Ｘには第１の分岐排気管６が接
続され、外周部Ｙには第２の分岐排気管７が接続され、
フィルタトラップ３の中央部Ｘと外周部Ｙとを交互に再
生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼルエンジンに
おける排気ガスのカーボン等のススを除去するためにフ
ィルタトラップを設け、該フィルタトラップで捕集した
ススを燃焼させる方式のディーゼルエンジンの排気ガス
浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンにおいては、窒素酸
化物およびススの低減が重要な課題であるが、エンジン
の燃焼方式を改善する方式では、窒素酸化物を減少させ
ようとするとススが増大し、ススを減少させようとする
と窒素酸化物が増大するという相反する問題を有してお
り、両者を同時に低減することは極めて困難である。そ
こで、ススはフィルタトラップにより除去する方式が種
々提案されている。

【０００３】排気ガス中のススを除去するには、排気ガ
スをセラミックス製のフィルタトラップを通過させて捕
集したススを燃焼させる方式が一般的である。その燃焼
方式としては、フィルタトラップの表面に触媒を塗
布、焼成して排気ガス温度で燃焼させたり、電気ヒー
タ、バーナにより燃焼させる方式、電気ヒータでフィ
ルタトラップを加熱して燃焼させる方式、燃料の一部
を利用してバーナによりフィルタトラップを加熱してス
スを燃焼させる方式が挙げられる。

【０００４】しかしながら、前記の方式では、フィル
タトラップの製造コストが高くなると共に、ディーゼル
エンジンにおいては燃料中の硫黄化合物により触媒が被
毒されるという問題、さらには排気ガスのみを熱源とす
る場合には、エンジン状態によっては常にこれが可能で
はないという問題があり、また、前記の方式では、電
気ヒータの消費電力が高くバッテリを電源とする自動車
には不向きであるという問題があり、従ってこのような
問題点を解消するために前記の方式が注目されてい
る。

【０００５】図４は従来例を示し、排気管５１に分岐排
気管５２、５３を並列して接続し、分岐排気管５２、５
３内にそれぞれフィルタトラップ５４、５５を配設し、
分岐排気管５３の入り口に切換弁５６を設け、また、フ
ィルタトラップ５４、５５の上流側には、加熱管５７、
５８を接続し、切換弁５９を介してバーナ６０に接続し
ている。エンジンの排気は、切換弁５６の切換えにより
分岐排気管５２、５３のいずれか一方に流れ、フィルタ
トラップ５４または５５によりススが捕集される。フィ
ルタトラップの再生は、切換弁５９の切換えにより休止
中のフィルタトラップにバーナ６０から加熱管５７、５
８を経て高温エアを送り、フィルタトラップに捕集され
たススを燃焼させる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のフィルタトラップにおいては、二つのフィルタトラ
ップおよび切換弁等を必要とし装置が大型化するという
問題を有している。また、バーナによりススを燃焼させ
ると、フィルタトラップの中央部が高温となり、外周部
との温度差も大となる結果、フィルタトラップに熱歪が
生じて破損、熔損してしまうという問題を有している。

【０００７】本発明は上記問題を解決するものであっ
て、一つのフィルタトラップにより排気ガス中のススの
捕集とフィルタトラップの再生を可能にすると共に、フ
ィルタトラップの熱歪の発生を防止することができるデ
ィーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのために本発明のディ
ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、排気系に配設さ
れるフィルタトラップ３と、ディーゼルエンジン４の排
気管５から分岐される第１の分岐排気管６および第２の
分岐排気管７と、第１および第２の分岐排気管６、７の
分岐位置に接続される加熱管８と、加熱管８に接続され
るバーナ９と、第１および第２の分岐排気管６、７と加
熱管８の通路を切り換えるための切換弁１１とを備え、
フィルタトラップ３は、封止部材３ｂにより、中央部Ｘ
と外周部Ｙとの二つの領域に通気的に分割され、中央部
Ｘには第１の分岐排気管６が接続され、外周部Ｙには第
２の分岐排気管７が接続され、フィルタトラップ３の中
央部Ｘと外周部Ｙとを交互に再生することを特徴とす
る。なお、上記構成に付加した番号は図面と対比させる
ためのものであり、これにより本発明の構成が何ら限定
されるものではない。

【０００９】

【作用】本発明においては、例えば図１に示すように、
フィルタトラップ３は、封止部材３ｂにより、中央部Ｘ
と外周部Ｙとの二つの領域に通気的に分割され、中央部
Ｘには第１の分岐排気管６が接続され、外周部Ｙには第
２の分岐排気管７が接続され、フィルタトラップ３の中
央部Ｘと外周部Ｙとを交互に再生するように構成するた
め、一つのフィルタトラップ３により排気ガス中のスス
の捕集とフィルタトラップの再生を可能にするため、装
置の小型化およびコストの低減を図ることができる。さ
らに、フィルタトラップ３の外周部Ｙを燃焼、再生する
ときは、中央部Ｘに排気ガスが流れ燃焼に伴う熱を運び
去るため、また、フィルタトラップ３の中央部Ｘを燃
焼、再生するときは、外周部Ｙに排気ガスが流れ保温さ
れるため、フィルタトラップ３内の温度勾配が緩やかに
なり、フィルタトラップ３の熱歪の発生を防止すること
ができる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説
明する。図１は、本発明のディーゼルエンジンの排気ガ
ス浄化装置の実施例を示す構成図である。

【００１１】排気ガス浄化装置１は、ハウジング２内に
配設されるセラミックス製のフィルタトラップ３と、デ
ィーゼルエンジン４の排気管５と、排気管５から分岐さ
れる第１の分岐排気管６および第２の分岐排気管７と、
第１および第２の分岐排気管６、７の分岐位置に接続さ
れる加熱管８と、加熱管８に接続されるバーナ９と、バ
ーナ９に燃焼用エアを供給するためのファン１０と、第
１および第２の分岐排気管６、７と加熱管８の通路を切
り換えるための切換弁１１とから構成されている。フィ
ルタトラップ３は、封止部材３ｂにより、中央部Ｘと外
周部Ｙとの二つの領域に通気的に分割され、中央部Ｘに
は第１の分岐排気管６が接続され、外周部Ｙには第２の
分岐排気管７が接続されている。

【００１２】図２および図３は、本発明に係わる前記フ
ィルタトラップ３の実施例を示し、図２は排気流入側６
を示す平面図、図３Ａは拡大断面図、図３Ｂは拡大平面
図である。

【００１３】フィルタトラップ３は、全体が円筒形でコ
ージュライト製のセラミックスフィルタからなり、内部
には多数のセル３ａがハニカム状に形成されている。フ
ィルタトラップ３の排気ガス流入側は、封止部材３ｂに
より目封じされた環状帯が形成され、この環状帯により
中央部Ｘと外周部Ｙとの二つの領域に通気的に分割され
ている。そして、中央部Ｘおよび外周部Ｙにおいては、
市松模様すなわち、各セル３ａが上下および左右方向に
交互に封止部材３ｃにより目封じされている（図では一
部しか示していない）。また、図３Ａに示すように、フ
ィルタトラップ３の排気ガス排出側Ｒは、流入側Ｌとは
逆のパターンすなわち流入側で開口されているセル３ａ
が封止部材３ｃにより目封じされている。

【００１４】上記構成からなるフィルタトラップにおい
ては、排気ガスは、流入側Ｌから開口されている各セル
３ａに流入し、図３に示すように、上下および左右方向
の４方向の壁３ｄを通過して封止部材３ｃにより目封じ
されているセル３ａ内に流れ、排気ガス中のススが捕集
され、排出側Ｒから排出される。

【００１５】次に本発明の作用について説明する。先ず
切換弁１１が図１の実線位置にあるとすると、エンジン
の排気は排気管５、第１の分岐排気管６、およびフィル
タトラップ３の中央部Ｘを経て排出され、排気ガス中の
ススは、フィルタトラップ３の中央部Ｘに捕捉される。
フィルタトラップ３の中央部Ｘに捕捉されたススの量が
増加し、フィルタトラップ３の入口側と出口側の圧力差
が所定値以上に達すると、図示しない電子制御装置によ
り切換弁１１が図１で点線位置に切換えられ、排気ガス
は、第２の分岐排気管７およびフィルタトラップ３の外
周部Ｙを経て排出され、排気ガス中のススは、フィルタ
トラップ３の外周部Ｙに捕捉される。同時に、バーナ９
が運転され、高温エアが加熱管８および第１の分岐排気
管６を通ってフィルタトラップ３の中央部Ｘに送られ、
フィルタトラップ３に捕捉されたススを燃焼させてフィ
ルタトラップ３の中央部Ｘの再生を図る。

【００１６】フィルタトラップ３の外周部Ｙに捕捉され
たススの量が増加すると、切換弁１１が実線位置に切換
えられ、排気ガスは、第１の分岐排気管６およびフィル
タトラップ３の中央部Ｘを経て排出され、排気ガス中の
ススは、フィルタトラップ３の中央部Ｘに捕捉される。
同時に、バーナ９が運転され、高温エアが加熱管８およ
び第２の分岐排気管７を通ってフィルタトラップ３の外
周部Ｙに送られ、フィルタトラップ３に捕捉されたスス
を燃焼させてフィルタトラップ３の外周部Ｙの再生を図
るようにしている。以下、切換弁１１の切換えによりフ
ィルタトラップの中央部Ｘと外周部Ｙを交互に燃焼、再
生するようにする。

【００１７】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように本発明に
よれば、一つのフィルタトラップにより排気ガス中のス
スの捕集とフィルタトラップの再生を可能にするため、
装置の小型化およびコストの低減を図ることができる。
さらに、フィルタトラップの外周部を燃焼、再生すると
きは、中央部に排気ガスが流れ燃焼に伴う熱を運び去る
ため、また、フィルタトラップの中央部を燃焼、再生す
るときは、外周部に排気ガスが流れ保温されるため、フ
ィルタトラップ内の温度勾配が緩やかになり、フィルタ
トラップの熱歪の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装
置の実施例を示す構成図

【図２】本発明に係わるフィルタトラップの排気流入側
を示す平面図

【図３】図Ａは図２の拡大断面図、図Ｂは同拡大平面図

【図４】従来のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
の例を示す構成図

【符号の説明】

１…排気ガス浄化装置、３…フィルタトラップ、３ａ…
セル３ｂ、３ｃ…封止部材、４…ディーゼルエンジン、５…
排気管６…第１の分岐排気管、７…第２の分岐排気管、８…加
熱管、９…バーナ１１…切換弁、Ｘ…中央部、Ｙ…外周部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西村純一埼玉県入間郡大井町西鶴ケ岡一丁目３番１号東燃株式会社総合研究所内

Claims

【特許請求の範囲】【請求項１】排気系に配設されるフィルタトラップと、
ディーゼルエンジンの排気管から分岐される第１の分岐
排気管および第２の分岐排気管と、第１および第２の分
岐排気管の分岐位置に接続される加熱管と、該加熱管に
接続されるバーナと、前記第１および第２の分岐排気管
と加熱管の通路を切り換えるための切換弁とを備え、前
記フィルタトラップは、封止部材により、中央部と外周
部との二つの領域に通気的に分割され、前記中央部には
第１の分岐排気管が接続され、前記外周部には第２の分
岐排気管が接続され、前記フィルタトラップの中央部と
外周部とを交互に再生することを特徴とするディーゼル
エンジンの排気ガス浄化装置。