JPH0650127A - パティキュレート除去装置 - Google Patents

パティキュレート除去装置

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JPH0650127A
JPH0650127A JP4203980A JP20398092A JPH0650127A JP H0650127 A JPH0650127 A JP H0650127A JP 4203980 A JP4203980 A JP 4203980A JP 20398092 A JP20398092 A JP 20398092A JP H0650127 A JPH0650127 A JP H0650127A
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JP
Japan
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exhaust gas
exhaust
valves
filter
valve
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Pending
Application number
JP4203980A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoichi Hatanaka
洋一 畑中
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Isuzu Motors Ltd
Original Assignee
Isuzu Motors Ltd
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Publication date
Application filed by Isuzu Motors Ltd filed Critical Isuzu Motors Ltd
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Publication of JPH0650127A publication Critical patent/JPH0650127A/ja
Pending 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
    • F01N3/0233Exhaust 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 periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake
    • 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
    • F01N13/00Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features
    • F01N13/011Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features having two or more purifying devices arranged in parallel

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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)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアータンク内のエアーを全く使用すること
なく逆洗を行うことができるパティキュレート除去装置
を提供する。 【構成】 エンジンからの排ガス流路2a,2bに設け
られたフィルタ3a,3bと、フィルタ3a,3bの下
流に設けられた第1の開閉弁5a,5bと、フィルタ3
a,3bの上流側から開閉弁5a,5bの上流側に排ガ
スをバイパスさせる第1のバイパス管6a,6bと、第
1のバイパス管6a,6bの入口に設けられた第2の開
閉弁7a,7bと、第1のバイパス管6a,6bから逆
方向にフィルタ3a,3bを通過してくる排ガスを大気
側に環流させる第2のバイパス管8a,8bと、第2の
バイパス管8a,8bの入口部に設けられた第3の開閉
弁9a,9bと、排気ブレーキ作動時に第1の開閉弁を
閉とし、非作動時に第1の開閉弁を閉とし第2及び第3
の開閉弁を開とするコントローラ10とを備える。

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等
の排ガス中に含まれるパティキュレートを除去するパテ
ィキュレート除去装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、ディーゼルエンジンの排ガス中
には、ススを主成分とする排気微粒子(パティキュレー
ト)が高濃度で含まれており、これが公害の原因となっ
ている。このため、ディーゼルエンジンを搭載した車両
の排気系には、排ガス中のパティキュレートを除去する
パティキュレート除去装置が設けられている。
【0003】図4に、従来のパティキュレート除去装置
の一例を示す。このパティキュレート除去装置では、エ
ンジンからの排ガス流路が2つの分岐路a,aに分岐さ
れ、各分岐路aにはパティキュレートを捕集するための
トラップフィルタb,bが介設されている。トラップフ
ィルタb,bの下流側には、電磁弁dおよび配管eを介
してエアータンクfに接続された逆洗ノズルc,cが設
けられ、逆洗ノズルc,cの下流側には、分岐路a,a
内を開閉するバタフライ弁g,gが設けられている。バ
タフライ弁g,gは、アクチュエータh、電磁弁iおよ
び配管jによりタンクfに接続されている。
【0004】通常の走行時には、エンジンから排出され
た排ガスは、各分岐路a,a内のトラップフィルタb,
bを通過し、その際に排ガス中のパティキュレートが捕
集され、清浄な排ガスとなって下流側 (大気側) に流さ
れる。この運転中、トラップフィルタb,b前後の差圧
が検値され、パティキュレートの捕集量が過大となって
上記差圧が所定値を越えると、フィルタb,bの逆洗
(再生) が行われる。即ち、分岐路a内がバタフライ弁
gにより閉じられ、この状態で電磁弁dが一定時間開か
れる。これにより、エアータンクf内のエアーが逆洗ノ
ズルcに供給され、そのノズルcの先端からフィルタb
に向けて噴射される。このように逆洗ノズルc,cから
逆洗エアーを噴射することで、トラップフィルタb,b
からパティキュレートが剥離されて下部に払い落とさ
れ、フィルタ機能の再生がなされる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
パティキュレート除去装置では、上記逆洗用のエアーと
して、車両に常備されているエアータンク内のエアーが
使用されるため、トラップフィルタの再生 (逆洗) を頻
繁に行うと、そのタンク内のエアーが大量に消費され、
タンク内のエアーを本来の目的であるブレーキ等に使用
できなくなる可能性がある。
【0006】そこで本出願人は、先にトラップフィルタ
の下流側に排気ブレーキ弁兼用の電磁開閉弁を設けた
「エンジンの排気装置 (特開平 4-109018 号公報) 」を
提案した。この排気装置によれば、排気ブレーキの作動
時にはタンク内のエアーを使用しなくてすむため、タン
ク内のエアー消費量を大幅に削減できる。しかしなが
ら、排気ブレーキ非作動時には未だにタンク内のエアー
を使用するため、ブレーキ用エアーの確保に支障を生じ
るおそれがある。
【0007】本発明の目的は、エアータンク内のエアー
を全く使用することなく逆洗を行うことができるパティ
キュレート除去装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、エンジンからの排ガス流路に設けられた
トラップフィルタと、このトラップフィルタの下流側に
設けられた第1の開閉弁と、上記フィルタの上流側から
第1の開閉弁の上流側に排ガスをバイパスさせる第1の
バイパス管と、第1のバイパス管の入口部に設けられた
第2の開閉弁と、上記第1のバイパス管を通じて上記フ
ィルタを逆方向に通過してくる排ガスを大気側に環流さ
せる第2のバイパス管と、この第2のバイパス管の入口
部に設けられた第3の開閉弁と、排気ブレーキ作動時に
上記第1乃至第3の開閉弁を閉とし、排気ブレーキ非作
動時に逆洗する場合には第1の開閉弁を閉とし第2及び
第3の開閉弁を開とするコントローラとを備えたもので
ある。
【0009】
【作用】上記構成によれば、排気ブレーキ作動時に第1
の電磁開閉弁が閉じられ、その第1の電磁開閉弁の上流
側に排気脈動が生じて、この脈動によってトラップフィ
ルタに捕集されたパティキュレートが払い落とされる。
【0010】また、排気ブレーキ非作動時に逆洗する場
合には、第1の開閉弁が閉じられると共に第2及び第3
の開閉弁が開かれることにより、エンジンからの排ガス
が第1のバイパス管を通ってフィルタ下流側に導入さ
れ、通常時とは逆方向にフィルタを通過した後、第2の
バイパス管を通じて大気側に流される。
【0011】このように、通常の走行時には、排気ブレ
ーキ作動時の排気脈動を利用して逆洗を行い、また、長
期間排気ブレーキが非作動状態となる場合には、フィル
タに流れる排ガスの流れ方向を逆転させて逆洗を行うこ
とで、エアータンク内のエアーを使用することなく逆洗
を行える。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。
【0013】図1に、パティキュレート除去装置の概略
構成を示す。図において、1はディーゼルエンジンから
の排ガスを大気側に導く排気管であり、この排気管1に
は排ガス流を一旦分岐させて再び合流させる分岐路2
a,2bが形成されている。排気管1の分岐路2a,2
bには、それぞれ排ガス中に含まれるパティキュレート
を捕集するトラップフィルタ3a,3bが設けられてい
る。トラップフィルタ3a,3bは、多孔質のセラミッ
クス材よりなり、分岐路2a,2bに形成された略箱体
状のフィルタケース4a,4b内に収容されている。ト
ラップフィルタ3a,3bには、上下方向(紙面垂直方
向)に沿って多数のガス通路が形成され、ケース4a,
4b内に導入された排ガスがガス通路に導かれた後、そ
れらガス通路の内面側から側方に浸透して排出されるよ
うになっている。ここに、トラップフィルタ3a,3b
を排ガスが透過する際に、その排ガス中のパティキュレ
ートがガス通路の内面に付着・捕集され、洗浄された排
ガスとなって下流側に排出されることとなる。
【0014】トラップフィルタ3a,3bの下流側に
は、分岐路2a,2b内を開閉する第1の電磁開閉弁5
a,5bが設けられている。これら第1の電磁開閉弁5
a,5bは、排気ブレーキ作動時に生じる排気脈動を利
用してフィルタ3a,3bの逆洗を行うもので、従来の
排気ブレーキ弁兼用とされている。
【0015】トラップフィルタ3a,3bの上流・下流
側間には、フィルタ3a,3bをバイパスさせて排ガス
を導くための第1のバイパス管6a,6bが接続されて
いる。第1のバイパス管6a,6bは、その入口部に設
けた第2の電磁開閉弁7a,7bの開成によって適宜に
エンジンからの排ガスをトラップフィルタ3a,3bの
下流側 (開閉弁5a,5b上流側) にバイパスさせ、上
記電磁開閉弁5a,5bとの協働により通常時とは逆方
向に排ガスを流す。
【0016】更にまた、トラップフィルタ3a,3bの
上流側には、これらフィルタ3a,3bを逆方向に通過
してくる排ガスを大気側に環流させるための第2のバイ
パス管8a,8bが接続されている。ここで、バイパス
管8a,8bの一端は上記バイパス管6a,6bの入口
およびトラップフィルタ3a,3b間に、他端は他方の
分岐路2b,2aの同位置にそれぞれ接続されている。
そして、この第2のバイパス管8a,8bの入口には、
第3の電磁開閉弁9a,9bが設けられている。第3の
電磁開閉弁9a,9bは、フィルタ3a,3b側の分岐
路2a,2bを、それより上流側の分岐路2a,2bあ
るいは第2のバイパス管8a,8bに選択的に接続す
る。
【0017】上記第1〜第3の電磁開閉弁5a,5b,
7a,7b,9a,9bは、コントローラ10により開
閉制御される。コントローラ10は、排気ブレーキ作動
用のキースイッチ11を介してバッテリー12に接続さ
れ、キースイッチ11のON・OFFに応じて電磁開閉
弁5a,5b,7a,7b,9a,9bに開閉信号を出
力する。通常、第1の電磁開閉弁5a,5bは開に、第
2の開閉弁7a,7b,は閉に、更に第3の開閉弁9
a,9bはフィルタ3a,3bを機関に接続して保持さ
れている。この状態で、キースイッチ11がONされる
と、第1の電磁開閉弁5a,5bが閉じられて排気ブレ
ーキが作動されると共に排気脈動による逆洗が行われる
(正常時逆洗モード) 。また、キースイッチ11のOF
F時には、図示しない圧力センサからの排圧が所定値を
越えるかあるいは温度センサからの排ガス温度が所定温
度を越えると、第1の電磁開閉弁5a,5bが閉じられ
ると共に第2及び第3の電磁開閉弁7a,7b,9a,
9bが開かれて、排ガスのフィルタ通過方向を逆転させ
て逆洗する (異常時逆洗モード) 。
【0018】次に、以上のように構成される本実施例の
作用について説明する。
【0019】通常の走行時には、第1の電磁開閉弁5
a,5bは開に、第2及び第3の開閉弁7a,7b,9
a,9bは閉に保持されている。そのため、エンジンか
ら排出された排ガスは、機関側の排気管1を通ってフィ
ルタケース4a,4b内に導入され、それらケース4
a,4b内のトラップフィルタ3a,3bを通過する際
にパティキュレートが捕集され、清浄な排ガスとなって
下流側の分岐路2a,2bを経て大気側の排気管1に排
出される。
【0020】この通常走行中、図3に示すように排気ブ
レーキを作動させると、正常時逆洗モードによるトラッ
プフィルタ3a,3bの逆洗が行われる。すなわち、キ
ースイッチ11をONにすると、コントローラ10によ
って第1の電磁開閉弁5a,5bが作動され、これら開
閉弁5a,5bによって分岐路2a,2b内の流路が閉
じられる。これにより、排ガスの流量が制限されて車両
に制動力が付与されると共に、エンジンと第1の電磁開
閉弁5a,5bとの間を排気脈動が往復することとな
る。ここに、トラップフィルタ3a,3b内に捕集され
たパティキュレートは、上記排ガスの脈動分によりフィ
ルタ3a,3bから剥離されて下方に払い落とされ、こ
れにより目詰まりが防止されることとなる。
【0021】また、高速道路や長い上り坂での走行のよ
うに、長時間排気ブレーキの非作動が続く場合には、ま
ずコントローラ10により排ガス温度を検出し、排ガス
温度が所定値(550℃) を越えると、異常時逆洗モードに
よる逆洗が行われる。また、排ガス温度が 550℃に満た
ない場合でも、フィルタ3a,3b上流側の排圧が所定
値を越えると、パティキュレートが増大したと判断して
逆洗が行われる。
【0022】この異常時逆洗モードでは、トラップフィ
ルタ3a,3bに対する逆洗を交互に行う。例えば、ト
ラップフィルタ3aを逆洗するときには、図2(a) に示
すように、分岐路2a内を第1の電磁開閉弁5aにより
閉じると共に、第2および第3の電磁開閉弁7a,9a
を開く。これにより、エンジンからの排ガスは第1のバ
イパス管6aを通ってトラップフィルタ3aの下流側よ
り分岐路2a内に戻されることとなる。分岐路2a内に
戻された排ガスは、開閉弁5aが閉じていることから通
常時とは逆方向にフィルタ3aを通過し、その際にフィ
ルタ3a内からパティキュレートが剥離・落下する。フ
ィルタ3aを通過した排ガスは、更に第2のバイパス管
8aを通って他方のフィルタ3bの上流側に導かれ、そ
のフィルタ3bを通過して下流側に排出される。
【0023】その後、トラップフィルタ3bを逆洗する
ときには、図2(b) に示すように、第1〜第3の電磁開
閉弁5a,5b,7a,7b,9a,9bを開閉制御し
て上述と同様の排ガス流れを生成させる。
【0024】なお、上記異常時モードによる逆洗を行う
と、トラップフィルタ3a,3bの下流側に若干のスス
が残り、正常時モードに戻ったときに排ガスと混ざって
排出されることとなるが、上記異常時モードの逆洗は極
めて限定された走行状態でしか行われないので、排出量
は微小であり何らの問題も生じない。
【0025】このように本実施例によれば、通常走行時
に排気ブレーキ作動時の排気脈動を利用した逆洗を行
い、また、排気ブレーキ非作動時には排ガスの流れ方向
を逆転させて逆洗を行うようにしたので、従来のように
エアータンク内のエアーを使用することなく、常にフィ
ルタ3a,3bに対して逆洗を施すことができる。
【0026】従って、従来の逆洗用のノズル、タンク、
配管等の空気供給系を廃止することができ、構造の簡素
化や経済性の向上を図ることができる。また、車両に常
備されるエアータンクを逆洗用のエアーとして使用しな
くてすみ、そのエアータンク内のエアー量を確保するこ
ともできる。
【0027】なお、上記実施例においては、デュアルフ
ィルタ型のパティキュレート除去装置について説明した
が、シングルフィルタ型のものに適用してもよい。この
場合、フィルタ3aを逆流してきた排ガスを第2のバイ
パス管8aにより第1の電磁開閉弁5aの下流側に環流
させればよい。ただし、デュアルフィルタ型を採用する
ことで、一のフィルタ逆洗時に、排ガスを他方をフィル
タを通過させて大気に開放することができ、エンジンの
出力低下を防止できる。
【0028】
【発明の効果】以上要するに本発明によれば、次の如く
優れた効果を発揮する。
【0029】(1)格別のエアー源を用意しなくても逆洗
を行うことができるため、逆洗用のノズル等空気供給系
を廃止することができる。
【0030】(2)車両に常備されるエアータンク内のエ
アーを逆洗に使用することもないため、そのエアータン
ク内のエアー蓄積量を十分に確保することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のパティキュレート除去装置の一実施例
を示す概略構成図である。
【図2】異常時逆洗モードによる逆洗状態を示す図であ
る。
【図3】パティキュレート除去装置の動作を示す流れ図
である。
【図4】従来のパティキュレート除去装置の一例を示す
構成図である。
【符号の説明】
1 排気管 2a,2b 分岐路 3a,3b トラップフィルタ 5a,5b 第1の電磁開閉弁 6a,6b 第1のバイパス管 7a,7b 第2の電磁開閉弁 8a,8b 第2のバイパス管 9a,9b 第3の電磁開閉弁 10 コントローラ 11 キースイッチ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジンからの排ガス流路に設けられた
    トラップフィルタと、このトラップフィルタの下流側に
    設けられた第1の開閉弁と、上記フィルタの上流側から
    第1の開閉弁の上流側に排ガスをバイパスさせる第1の
    バイパス管と、第1のバイパス管の入口部に設けられた
    第2の開閉弁と、上記第1のバイパス管を通じて上記フ
    ィルタを逆方向に通過してくる排ガスを大気側に環流さ
    せる第2のバイパス管と、この第2のバイパス管の入口
    部に設けられた第3の開閉弁と、排気ブレーキ作動時に
    上記第1乃至第3の開閉弁を閉とし、排気ブレーキ非作
    動時に逆洗する場合には第1の開閉弁を閉とし第2及び
    第3の開閉弁を開とするコントローラとを備えたことを
    特徴とするパティキュレート除去装置。
JP4203980A 1992-07-30 1992-07-30 パティキュレート除去装置 Pending JPH0650127A (ja)

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JP4203980A JPH0650127A (ja) 1992-07-30 1992-07-30 パティキュレート除去装置

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001342823A (ja) * 2000-03-28 2001-12-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
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