JPH07317533A - パティキュレートフィルタ用逆洗装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】逆洗用エア圧を上昇させることなくパティキュ
レートフィルタに付着したパティキュレートを効率よく
かつ均一に除去できる。 【構成】パティキュレート捕集器１４がエンジン１１の
排気マニホルド１２に接続された排気管１３の途中に設
けられる。パティキュレート捕集器には内部にパティキ
ュレートフィルタ１６と底部にヒータ１７が設けられた
焼却室１４ｃとを有する。パティキュレートフィルタ用
逆洗装置はこのほかフィルタの排ガス下流側に取付けら
れた逆洗用ノズル１９と、ノズルに接続されノズルに逆
洗用エアを送る送気管２０と、ノズル１９より排ガス下
流側の下流側排気管１３ｂに設けられ下流側排気管１３
ｂを開閉可能なシャットオフバルブ２３とを備える。ノ
ズルはパティキュレートフィルタに臨む位置に複数設け
られ、送気管がノズルの数に相応して分岐してノズルに
接続される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排ガスに含ま
れるパティキュレートを捕集する捕集器内のフィルタ
に、その排ガス下流側から強制的に圧縮エアを吹付け
て、捕集されたパティキュレートをフィルタから除去す
る装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の装置として図５に示すよ
うなパティキュレートフィルタ用逆洗装置が知られてい
る。このパティキュレートフィルタ用逆洗装置は車両用
エンジンの排気マニホルドに接続された排気管２の途中
に複数のフィルタブロック３ａからなるフィルタ３を収
容した捕集器４が設けられ、一端が図示しないエアタン
クに接続されかつ他端がフィルタ３より排ガス下流側の
排気管２ａに接続された逆洗用ノズル６の途中にこのノ
ズル６を開閉する逆洗弁７が設けられ、更にノズル６よ
り排ガス下流側の排気管２ａに設けられたシャットオフ
バルブ８が排気管２ａを開閉するように構成される。こ
の捕集装置では、フィルタ３、排気管２ａ、ノズル６、
逆洗弁７及びシャットオフバルブ８が２つずつ設けら
れ、所定時間毎に２つのフィルタ３のいずれか一方が交
互に逆洗される。一方のフィルタ３の逆洗時には一方の
シャットオフバルブ８を閉じた後に一方の逆洗弁７を開
いて一方のノズル６から圧縮エアを吹付ける。他方のフ
ィルタ３の逆洗時には他方のシャットオフバルブ８を閉
じた後に他方の逆洗弁７を開いて他方のノズル６から圧
縮エアを吹付ける。この結果、圧縮エアによりフィルタ
３に堆積したパティキュレートは吹飛ばされてフィルタ
３から離脱する。またフィルタ３から離脱したパティキ
ュレートは捕集器４の下部に設けられた図示しない焼却
室でヒータにより焼却されるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のパティキュ
レートフィルタの逆洗装置では、パティキュレートフィ
ルタ３の排気ガス下流側の排気管内２ａに逆洗用ノズル
６が設けられており、ノズル６とフィルタ３との間には
ある程度の距離を有していた。このためノズル６から吹
出される逆洗用エアの圧力はノズル６から遠ざかるに従
い減衰しパティキュレートフィルタ３全体に行き渡らず
フィルタ３の一部にパティキュレートが残留することが
あった。このパティキュレートの残留はフィルタ面積の
目減りからエンジンの背圧の上昇と、排気温度の上昇を
来たし結果的に燃費を悪化させる不具合があった。また
この不具合を解消するために逆洗用エアの圧力を上昇さ
せることも考えられるが、この圧力を上昇しようとする
とエアタンク、フィルタ等の部材の補強を必要とし自ず
と限界があった。本発明の目的は、逆洗用エア圧を上昇
させることなくパティキュレートフィルタに付着したパ
ティキュレートを効率よくかつ均一に除去し得るパティ
キュレートフィルタ用逆洗装置を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図１〜図４を用い
て説明する。本発明は、図１に示すようにエンジン１１
の排気マニホルド１２に接続された排気管１３の途中に
設けられ内部にパティキュレートフィルタ１６と底部に
ヒータ１７が設けられた焼却室１４ｃとを有するパティ
キュレート捕集器１４と、フィルタ１６の排ガス下流側
に取付けられた逆洗用ノズル１９と、ノズルに接続され
ノズルに逆洗用エアを送る送気管２０と、ノズル１９よ
り排ガス下流側の下流側排気管１３ｂに設けられ下流側
排気管１３ｂを開閉可能なシャットオフバルブ２３とを
備えたパティキュレートフィルタ用逆洗装置の改良であ
る。その特徴ある構成は、ノズル１９がパティキュレー
トフィルタ１６に臨む位置に複数設けられ、送気管２０
がノズルの数に相応して分岐した分岐管２０ａを介して
ノズル１９に接続されたところにある。また、図３に示
すように、分岐して複数の逆洗用ノズル１９に接続され
た分岐管２０ａの途中に逆洗用ノズル１９を開閉可能な
電磁弁３１をそれぞれ設けることができる。更に、図４
に示すように、分岐して複数の逆洗用ノズル１９に接続
された分岐管２０ａの分岐点に複数の逆洗用ノズル１９
を選択的に開閉可能な電磁弁３６を設けることもでき
る。

【０００５】

【作用】図２に示される逆洗装置では、フィルタ１６の
近傍に逆洗用ノズル１９を設けたことから、逆洗時にフ
ィルタ１６に向って圧縮エアが吹付けられると、逆洗用
エアが比較的高い圧力でフィルタに吹付けられ、フィル
タ１６に付着しているパティキュレートを効率よく吹飛
ばして焼却室１４ｃ（図１）に落下させる。図３及び図
４に示される逆洗装置では、逆洗時の複数のノズル１９
からフィルタ１６に向って圧縮エアが吹付けられる際
に、ノズル１９を選択することにより分岐による逆洗用
エアの圧力の低下させることなくフィルタ１６に吹付け
る。また、ノズルの選択を逆洗を行っている途中に断続
的で切換えることにより、吹付けるエアの圧力に変化を
与える。

【０００６】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図１に示すように、エンジン１１の排気マ
ニホルド１２には排気管１３の一端が接続され、排気管
１３の途中には捕集器１４が設けられる。エンジン１１
はトラックやバス等の車両（図示せず）に搭載されたデ
ィーゼルエンジンである。捕集器１４は図２に示すよう
に排気管１３の途中に並列に一対設けられ、これらの捕
集器１４は同一形状に形成される。図１においては一対
の捕集器１４のうち一方の捕集器１４のみを図示し、他
方の捕集器は図示しない。以下、図１における一方の捕
集器１４について説明する。

【０００７】捕集器１４はフィルタ１６がシール材（図
示せず）を介して収容されるフィルタ室１４ａと、フィ
ルタ室１４ａの上方に設けられエンジン１１の排ガスを
導入する導入室１４ｂと、フィルタ室１４ａの幅方向の
一方の側面に設けられフィルタ１６を通過した排ガスが
流入する排出室１４ｄ（図２）と、フィルタ室１４ａの
下方に設けられフィルタ１６から離脱したパティキュレ
ートが堆積する焼却室１４ｃとを有する。フィルタ１６
は多孔質の耐熱性を有するセラミック材料により直方体
状に形成され、排ガス中のパティキュレートを捕集す
る。また焼却室１４ｃにはヒータ１７が挿着され、ヒー
タ１７はバッテリ１８に電気的に接続される。

【０００８】排気管１３は一端がエンジン１１の排気マ
ニホルド１２に接続され他端が捕集器１４の導入室１４
ｂに接続された上流側排気管１３ａと、一端が捕集器１
４の排出室１４ｄ（図２）に接続され他端が開放された
下流側排気管１３ｂとを有する。図２に示すように排出
室１４ｄ側壁には逆洗用ノズル１９が設けられ、逆洗用
ノズル１９の一端はパティキュレートフィルタ１６に臨
み、他端は送気管２０に接続される。図１に戻って送気
管２０は圧縮エアが貯留されるエアタンク２１に接続さ
れ、その途中には逆洗弁２２が設けられる。また送気管
２０はノズル１９近傍においてノズルの数に応じて分岐
する分岐管２０ａを有する（図２）。逆洗弁２２は図示
しないがダイヤフラムに固着されたシート弁とこのシー
ト弁が着座可能な弁座とをそれぞれ有する瞬時に全開可
能なパルス弁と、パルス弁を開閉する３ポート２位置切
換えのスプリングリターン式の電磁弁とを備える。電磁
弁はコントローラ３０からの信号により制御されてい
る。上記電磁弁をコントローラ３０からの信号によりオ
ンすると逆洗用ノズル１９が開放され、コントローラ３
０からの信号によりオフすると逆洗用ノズル１９が遮断
されるようになっている。

【０００９】また下流側排気管１３ｂの逆洗用ノズル１
９が設けられた部位より下流側にはこの排気管１３ｂを
開閉可能なシャットオフバルブ２３が設けられる。シャ
ットオフバルブ２３は排気ブレーキ用のバルブである。
シャットオフバルブ２３はバルブ本体２３ａとバルブ本
体２３ａを回動可能に支持する支軸２３ｂとを有し、支
軸２３ｂはスプリングリターン式のエアシリンダ２４の
ピストンロッド２４ａにリンク２６を介して連結され
る。エアシリンダ２４はエア供給管２７を介してエアタ
ンク２１に接続され、エア供給管２７の途中には開閉弁
２８が設けられる。開閉弁２８は３ポート２位置切換え
のスプリングリターン式の電磁弁であり、電磁弁はコン
トローラ３０からの信号により制御されている。開閉弁
２８がコントローラ３０からの信号によりオンすると、
エアシリンダ２４に圧縮エアが供給されてピストンロッ
ド２４ａが突出することにより、シャットオフバルブ２
３が下流側排気管１３ｂを遮断する方向に回転する。開
閉弁２８がコントローラ３０からの信号によりオフする
と、エアシリンダ２４内の圧縮エアが排出されてエアシ
リンダ２４に内蔵されたばね（図示せず）の弾性力にて
ピストンロッド２４ａが引込むことにより、シャットオ
フバルブ２３が下流側排気管１３ｂを開放する方向に回
転するようになっている。

【００１０】図２に示すように、パティキュレートフィ
ルタ１６はフィルタブロック１６ａが３個フィルタ室１
４ａに配置されることにより構成される。即ち一対の捕
集器１４，１４ではフィルタブロック１６ａは３個ずつ
２列に配置され計６個使用される。フィルタ１６はこの
例では直交流型フィルタと呼ばれ、排ガスは図１に示す
フィルタ１６の上面から流入し、フィルタ１６を通過し
てパティキュレートが捕集された後図２に示すフィルタ
１６の幅方向の一方の側面から矢印Ｃに示すように排出
されるようになっている。本発明の特徴ある構成は、フ
ィルタ室１４ａの側面に設けられた排ガスが流入する排
出室１４ｄに逆洗用ノズル１９がフィルタブロック１６
ａの隣接部に臨む位置に２箇所それぞれ２個ずつ設けら
れたところにある。この逆洗用ノズル１９には、送気管
２０の分岐管２０ａの分離した一端が接続され、分岐管
２０ａはエアタンク２１（図１）からのエアを２つの逆
洗用ノズル１９に分ける。

【００１１】このように構成されたパティキュレートフ
ィルタ用逆洗装置の動作を説明する。図２に示すように
上流側排気管１３ａからエンジン１１（図１）で発生し
た排気ガスＡが流入すると排ガスＡは導入室１４ｂ（図
１）からパティキュレートフィルタ１６を通過する。パ
ティキュレートフィルタ１６を通過した浄化された排ガ
スＣは排出室１４ｄに案内されて下流側排気管１３ｂで
他方の捕集器１４からの排ガスＣと合流して排ガスＢと
なって大気に放出される。このときパティキュレートフ
ィルタ１６には排ガスＡに含まれていたパティキュレー
トが捕集される。捕集されたパティキュレートがパティ
キュレートフィルタ１６に所定量推積すると、コントロ
ーラ３０により逆洗が行われる。逆洗は一対に設けられ
た捕集器１４の片側ずつ行われ、以下の説明は一方の捕
集器１４による逆洗の動作を代表して説明する。

【００１２】図１及び図２に示すように、コントローラ
３０はシャットオフバルブ２３用の開閉弁２８をオンし
て下流側排気管１３ｂを遮断する。この状態で、遮断さ
れた下流側排気管１３ｂ側の逆洗弁２２をオンすると、
送気管２０が瞬時に全開になり、ノズル１９からフィル
タ１６に向ってエアタンク２１の圧縮エアが吹付けら
れ、フィルタ１６に付着しているパティキュレートが吹
飛ばされて焼却室１４ｃに落下する。焼却室１４ｃ内に
落下したパティキュレートはヒータ１７により全て焼却
される。

【００１３】図３は本発明の第２実施例を示す。図３に
おいて上記第１実施例と同一符号は同一部品を示す。本
実施例の特徴ある構成は、上記第１実施例で説明した分
岐管２０ａの分岐点とノズル１９の接続部までの間にコ
ントローラ３０（図１）からの信号によりその分岐管２
０ａを開放又は遮断可能な電磁弁３１がそれぞれ設けら
れたところにある。

【００１４】このように構成された逆洗装置では、パテ
ィキュレートフィルタ１６の逆洗時にコントローラ３０
は各分岐管２０ａに設けられた電磁弁３１をオン又はオ
フもしくは断続的に切換えることで、ノズル１９からフ
ィルタ１６に向って圧縮エアを選択的に又はある振動を
持って吹付ける。この結果、特に逆洗用エアの圧力を低
下させることなく、効率よくかつ均一にフィルタ１６の
パティキュレートを除去できる。

【００１５】図４は本発明の第３実施例を示す。図４に
おいて上記第１実施例と同一符号は同一部品を示す。本
実施例の特徴ある構成は、上記第１実施例で説明した分
岐管２０ａの分岐点にコントローラ３０（図１）からの
信号によりその分岐管２０ａを選択的に切換え可能な電
磁弁３６が設けられたところにある。図４に示す電磁弁
３６は分岐されたそれぞれの管を選択的に開閉する切換
弁３６ａと、その切換弁３６ａをコントローラ３０から
の信号により回転させる図示しないアクチュエータによ
り構成される。切換弁３６ａが図４の実線に示す状態で
は上流側排気管１３ａ側のノズル１９を開放し、下流側
排気管１３ｂ側のノズル１９を遮断する。またコントロ
ーラ３０からの信号により図示しないアクチュエータが
図４の点線で示す状態に切換弁３６ａを回転させたなら
ば、切換弁３６ａは下流側排気管１３ｂ側のノズル１９
を開放し、上流側排気管１３ａ側のノズル１９を遮断す
る。このように構成された逆洗装置では、パティキュレ
ートフィルタ１６の逆洗時にコントローラ３０は分岐管
２０ａに設けられた電磁弁３６を選択的に、もしくは断
続的に切換えることで、ノズル１９からフィルタ１６に
向って圧縮エアを選択的に又はある振動を持って吹付け
る。この結果、上記実施例２と同様に逆洗用エアの圧力
を低下させることなく、効率よくかつ均一にフィルタ１
６のパティキュレートを除去できる。

【００１６】なお、上記第１〜第３実施例ではエンジン
として車両用エンジンを挙げたが、産業機械用エンジ
ン、船用エンジン又はその他のエンジンでもよい。ま
た、上記第１〜第３実施例では逆洗用ノズルを捕集器の
片側に２箇所ずつ設けたが、これに限らず片側３箇所も
しくは４箇所ずつ設けてもよい。この場合実施例３にお
ける電磁弁は３箇所もしくは４箇所選択的に切換えるこ
とのできる電磁弁もしくは選択的に遮断することのでき
る電磁弁を使用する。更に、上記第１〜第３実施例では
フィルタを３個ずつ計６個使用した捕集器を使用した
が、２個ずつ計４個又は４個ずつ計８個使用する捕集器
でもよい。

【００１７】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、フ
ィルタの近傍に逆洗用ノズルを設け、その先端をフィル
タに臨むように配置したことから、ノズル先端とフィル
タの距離を縮めることができ、逆洗時に逆洗用エアが比
較的高い圧力で、また均等な圧力でフィルタに吹付けら
れ、フィルタに付着しているパティキュレートを吹飛ば
すことができる。また、分岐管の分岐点からノズル接続
箇所の間に逆洗用ノズルを開閉可能な電磁弁をそれぞれ
備えることにより、又はその分岐点に複数の逆洗用ノズ
ルを選択的に開閉可能な電磁弁を備えることにより、逆
洗時のノズルからフィルタに向って圧縮エアが吹付けら
れる際に、ノズルを選択して圧縮エアを吹付ければ分岐
による圧力の低下を防ぐことができるので、吹付けるエ
アの圧力を有効に利用しパティキュレートフィルタに付
着したパティキュレートを吹飛ばすことができる。更
に、分岐点からノズル接続箇所の間に設けられた電磁
弁、又はその分岐点に設けられた電磁弁によりノズルを
断続的に選択すれば、圧縮エアによる圧力とともに吹付
け圧に振動を与えることができ、これより効率よくかつ
均一にパティキュレートをふるい落とすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例パティキュレートフィルタ
用逆洗装置の構成図。

【図２】図１のＤ−Ｄ線断面構成図。

【図３】本発明の第２実施例を示す図２に対応する図。

【図４】本発明の第３実施例を示す図２に対応する図。

【図５】従来例を示す図２に対応する図。

【符号の説明】

１１ エンジン １２ 排気マニホルド １３ 排気管 １３ｂ 下流側排気管 １４ 捕集器 １４ｃ 焼却室 １６ フィルタ １７ ヒータ １９ ノズル ２０ 送気管 ２３ シャットオフバルブ ３１，３６ 電磁弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジン(11)の排気マニホルド(12)に接
   続された排気管(13)の途中に設けられ内部にパティキュ
   レートフィルタ(16)と底部にヒータ(17)が設けられた焼
   却室(14c)とを有するパティキュレート捕集器(14)と、
   前記フィルタ(16)の排ガス下流側に取付けられた逆洗用
   ノズル(19)と、前記ノズルに接続され前記ノズルに逆洗
   用エアを送る送気管(20)と、前記ノズル(19)より排ガス
   下流側の下流側排気管(13b)に設けられ前記下流側排気
   管(13b)を開閉可能なシャットオフバルブ(23)とを備え
   たパティキュレートフィルタ用逆洗装置において、 前記ノズル(19)が前記パティキュレートフィルタ(16)に
   臨む位置に複数設けられ、 前記送気管(20)がノズルの数に相応して分岐した分岐管
   (20a)を介して前記ノズル(19)に接続されたことを特徴
   とするパティキュレートフィルタ用逆洗装置。
2. 【請求項２】 複数の分岐管(20a)の途中に前記逆洗用
   ノズル(19)を開閉可能な電磁弁(31)がそれぞれ設けられ
   た請求項１記載のパティキュレートフィルタ用逆洗装
   置。
3. 【請求項３】 分岐管(20a)の分岐点に前記複数の逆洗
   用ノズル(19)を選択的に開閉可能な電磁弁(36)が設けら
   れた請求項１記載のパティキュレートフィルタ用逆洗装
   置。