JPH0634570Y2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は内燃機関の排気浄化装置に関する。

〈従来の技術〉 内燃機関特にディーゼルエンジンでは排気中にカーボン
を主とする排気微粒子が多量に含まれているため、大気
汚染防止の観点から、前記排気微粒子を排気通路にてフ
ィルタにより捕集するようにしている。また、排気微粒
子が増加すると、フィルタが目詰まりして排気圧力が上
昇しエンジン性能が低下するため、所定時期にフィルタ
に捕集された排気微粒子を燃料・除去してフィルタの再
生を図るようにしている。この種の排気浄化装置の従来
例として第６図に示すようなものがある。

すなわち、ディーゼルエンジン１の排気通路２にはフィ
ルタ３が介装され、フィルタ３により排気中の排気微粒
子を捕集するようになっている。前記フィルタ３は、セ
ラミック等の多孔性部材からなるハニカム状の隔壁によ
り排気流と略平行なセルが多数形成され、各セルの出口
と入口とが交互に封鎖材により目封じされている。そし
て、排気が隔壁を介して隣接するセルに流入するときに
排気微粒子を隔壁にて捕集するようにしている。ここ
で、各セルの流路断面積は略同様に設定されている。

そして、フィルタ３に排気微粒子が所定量捕集される
と、バーナ４を燃焼作動させることにより排気微粒子を
加熱して燃焼・除去させるようにしている。

尚、５はマフラである。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、このような従来の排気浄化装置において
は、バーナ４によりフィルタ３の排気微粒子を燃焼させ
るときに、外周部は外気により冷却されて低温化する一
方フィルタ４の中央部が外周部より高温化され特に排気
出口側が高温化されフィルタ３が溶損したりクラックが
発生したりするという不具合があり、また再生効率も低
下するという不具合がある。

そこで、実公昭63-46652号公報に示すように、フィルタ
の外周を覆うように高周波誘導コイルを巻回してフィル
タ内の温度を均一化させて溶損を防止するものが提案さ
れている。また、実開昭61-74616号公報に示すように、
フィルタの外周を覆うようにヒータを設けてフィルタ内
の温度を均一化させるものが提案されている。

しかし、これらのものでは、高周波誘導コイルやヒータ
を設けるため、コストが大幅に上昇するという不具合が
ある。

本考案は、このような実状に鑑みてなされたもので、コ
ストの上昇を抑制しつつフィルタ溶損の防止と再生効率
の向上とを図れる内燃機関の排気浄化装置を提供するこ
とを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本考案は、排気流と略平行な排気流通用セル
が多数形成され隣接するセルに排気を隔壁を介して流通
させて排気微粒子を捕集するフィルタを排気通路に介装
するようにしたものにおいて、前記フィルタを排気通路
に沿って複数に分割形成し、かつ上流側フィルタを中心
部のセルの流路断面積が外周部よりも小さくなるように
中心部のセルを高密度に形成し、下流側フィルタを外周
部のセルの流路断面積が、中心部よりも小さくなるよう
に外周部のセルを高密度に形成するようにした。

〈作用〉 このようにして、中心部においては上流側のフィルタに
て排気微粒子を多量に燃焼除去した後下流側フィルタで
は排気を速やかに流通させて温度上昇を抑制する一方、
外周部においては下流側フィルタで多量の排気微粒子を
燃焼除去するので温度上昇も充分となり、フィルタ内の
温度の均一化と温度上昇の抑制化を図れる。

〈実施例〉 以下に本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図〜第４図は本考案の第１実施例を示す。

第１図において、排気通路11には上流側フィルタとして
の第１フィルタ12が介装され、第１フィルタ12下流の排
気通路11には下流側フィルタとしの第２フィルタ13が第
１フィルタ12の下流端部と接触させて介装されている。
前記第１及び第２フィルタ12、13は、セラミック等の多
孔性部材からなるハニカム状の隔壁により排気流と略平
行なセルが夫々多数形成され、各フィルタ12、13の各セ
ルの出口と入口とが交互に封鎖材により目封じされてい
る。ここで、第１フィルタ12下流端の封鎖材と第２フィ
ルタ13上流端の封鎖材とが対向するように第１フィルタ
12と第２フィルタ13とが取付けられている。

前記第１フィルタ12は、第２図に示すように、中心部Ａ
のセルの流路断面積が外周部Ｂのそれよりも小さくなる
ように、中心部Ａのセルが外周部Ｂより高密度に形成さ
れている。また、前記第２フィルタ13は、第３図に示す
ように、外周部Ｂ′のセルの流路断面積が中心部Ａ′の
それよりも小さくなるように、外周部Ｂ′のセルが中心
部Ａ′よりも高密度に形成されている。

ここで、排気通路11に沿う第１フィルタ12のセルと第２
フィルタ13のセルとを合計した流路抵抗は中心部と外周
部とを含む全域で略同様になるように設定されている。

また、第１フィルタ12上流の排気通路11にはバーナ（図
示せず）が設けられている。

かかる構成によれば、第１フィルタ12と第２フィルタ13
との合計した流路抵抗が全域に亘って略等しくなるよう
に設定されているので、中央部と外周部とを含む全域で
略同量の排気が流通するようになる。

このとき、第１フィルタ12の中心部Ａのセルが高密度に
形成され第２フィルタ13の外周部Ｂ′のセルが高密度に
形成されているので、中心部を流れる排気中の排気微粒
子は第１フィルタ12に第２フィルタ13よりも多量に捕集
される一方、外周部を流れる排気中の排気微粒子は第２
フィルタ13に第１フィルタ12よりも多量に捕集される。

そして、第１及び第２フィルタ12、13に捕集された排気
微粒子をバーナを作動させて燃焼除去するときには、中
心部においては排気は第１フィルタ12を緩やかに流れた
後第２フィルタ13を速やかに流れる一方、外周部におい
ては第１フィルタ12を速やかに流れた後第２フィルタ13
を緩やかに流れる。

したがって、中心部においては、第１フィルタ12にて多
量の排気微粒子が高温化された排気にて燃焼除去された
後、第２フィルタ13では少量の排気微粒子が燃焼除去さ
れるため、排気が速やかに流れる効果との相乗効果によ
り第２フィルタ13では温度上昇を抑制できる。また、外
周部においては第１フィルタ12にて少量の排気微粒子の
燃焼によって温度上昇された排気が第２フィルタ13に導
入されて多量の排気微粒子が燃焼除去されるので、第２
フィルタ13内温度が上昇する。これらの結果、特に第２
フィルタ13内温度は第４図に示すように中心部において
は従来例のものより温度上昇を抑制できフィルタの溶損
を防止でき、また温度の均一化を図れクラックの発生を
防止できる。また、外周部においても多量の排気微粒子
を充分に燃焼除去できるので再生効率を向上できる。ま
た、簡易な構成であるからコストアップをも抑制でき
る。

第５図は本考案の第２実施例を示す。

本実施例は、第１実施例と同様に形成された第１フィル
タ12と第２フィルタ13との間に、第３フィルタ14を介装
するようにしたものである。この第３フィルタ14のセル
の流路断面積は中心部と外周部とで略同様に設定され、
従来例と同様になっている。

かかる構成においても、第１実施例と同様な効果を奏す
る。

〈考案の効果〉 本考案は、以上説明したように、上流側フィルタのセル
を中心部を高密度に形成し下流側フィルタのセルを外周
部を高密度に形成するようにしたので、フィルタ温度の
上昇を抑制しつつ温度の均一化を図れるため、コストア
ップを抑制しつつクラックの発生を溶損とを防止できる
と共に再生効率を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す構成図、第２図は同
上のII−II矢視図、第３図は同上のIII−III矢視図、第
４図は同上の作用を説明するための図、第５図は本考案
の第２実施例を示す構成図、第６図は排気浄化装置の従
来例を示す構成図である。 11……排気通路、12……第１フィルタ、13……第２フィ
ルタ、14……第３フィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−67914（ＪＰ，Ａ) 実開 昭59−152119（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−95518（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−127918（ＪＰ，Ｕ) 実開 平１−5414（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気流と略平行な排気流通用セルが多数形
   成され隣接するセルに排気を隔壁を介して流通させて排
   気微粒子を捕集するフィルタを、排気通路に、介装する
   ようにした内燃機関の排気浄化装置において、前記フィ
   ルタを排気通路に沿って複数に分割形成し、かつ上流側
   フィルタを中心部のセルの流路断面積が外周部よりも小
   さくなるように中心部のセルを高密度に形成し、下流側
   フィルタを外周部のセルの流路断面積が中心部より小さ
   くなるように外周部のセルを高密度に形成したことを特
   徴とする内燃機関の排気浄化装置。