JPH074227A - ディーゼル機関の排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】パティキュレートを外周部で燃え残すことな
く、再生時間を可及的に短縮可能にする。 【構成・作用】ＤＰＦ５の下流側には、端面における中
央部５ｂと整合し、再生初期には中央部５ｂと離隔さ
れ、再生後期には中央部５ｂと当接可能に装備された邪
魔板７が装備されている。再生初期には、ＤＰＦ５は外
周部５ａの通気性よりも中央部５ｂの通気性が大きくな
り、中央部５ｂに堆積したパティキュレートは下流まで
一気に燃焼除去される。このとき、外周部５ａに堆積し
たパティキュレートは燃え残りやすい。再生後期には、
邪魔板７によって中央部７ｂの通気性が阻止されるた
め、外周部５ａの通気性が確保され、外周部５ａに燃え
残っていたパティキュレートも完全に燃焼される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関の排気ガ
ス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のディーゼル機関の排気ガス浄化装
置として、例えば、実公平６３−３５１５２号公報開示
のものが知られている。この排気ガス浄化装置は、ディ
ーゼル機関の排気通路に配設され、排気ガス中のパティ
キュレートを捕集するウォールフロー型のフィルタ（以
下、ＤＰＦという。）と、このＤＰＦと上流側で当接さ
れ、ＤＰＦに捕集されたパティキュレートを燃焼除去す
る再生用電気ヒータと、ＤＰＦの上流に設けられ、開閉
弁を介して焼却用の空気を供給する給気手段としてのエ
アポンプと、をもつものである。

【０００３】この排気ガス浄化装置では、捕集したパテ
ィキュレートによりＤＰＦが目詰まりを生じれば、再生
用電気ヒータを通電加熱し、またエアポンプから開閉弁
を介して焼却用の空気をＤＰＦに供給することにより、
パティキュレートを燃焼除去し、ＤＰＦを再生しうる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記排気ガス浄化装置
において、再生時間を可及的に短縮せんとすれば、エア
ポンプからの空気流量をある程度大きくし、ＤＰＦに堆
積したパティキュレートを下流まで一気に燃焼させる必
要がある。しかし、図３（Ａ）のように全体にパティキ
ュレートが堆積したＤＰＦ９０を再生するに際し、再生
時間を可及的に短縮すべく空気流量を大きくすれば、図
３（Ｂ）に示すように、ＤＰＦ９０の外周部９０ａの通
気性よりも中央部９０ｂの通気性が大きくなり、図３
（Ｃ）に示すように、中央部９０ｂに堆積したパティキ
ュレートは燃焼除去されるものの、外周部９０ａに堆積
したパティキュレートは燃え残りを生じやすい。

【０００５】このため、この場合には、再生率が低くな
り、再生を重ねる毎に外周部９０ａにおけるパティキュ
レートの燃え残り量が多くなり、やがてはＤＰＦ９０の
交換を要することになる。本発明は、パティキュレート
を外周部で燃え残すことなく、再生時間を可及的に短縮
可能にすることを解決すべき課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明のディーゼル機関
の排気ガス浄化装置は、上記課題を解決するため、ディ
ーゼル機関の排気通路に配設され、排気ガス中のパティ
キュレートを捕集するウォールフロー型のＤＰＦと、該
ＤＰＦと当接され、該ＤＰＦに捕集された該パティキュ
レートを燃焼除去する再生用電気ヒータと、該ＤＰＦに
該パティキュレートの燃焼を促す空気を供給する給気手
段と、をもつディーゼル機関の排気ガス浄化装置におい
て、前記ＤＰＦの下流側には、再生時における該ＤＰＦ
の中央部の通気を制限する通気制御手段が装備されてい
るという新規な手段を講じている。

【０００７】通気制御手段は、ＤＰＦの下流側端面にお
ける中央部と整合し、再生初期には該中央部と離隔さ
れ、再生後期には該中央部と当接可能に装備された邪魔
板であることができる。

【０００８】

【作用】

（１）本発明のディーゼル機関の排気ガス浄化装置によ
り、全体にパティキュレートが堆積したＤＰＦを再生す
る際、通気制御手段がＤＰＦの中央部の通気を制限す
る。このため、再生時間を可及的に短縮すべく給気手段
の空気流量を大きくした場合、空気はＤＰＦ全体を通気
し、中央部に堆積したパティキュレートばかりでなく、
外周部に堆積したパティキュレートも満遍なく燃焼す
る。

【０００９】（２）通気制御手段として、ＤＰＦの下流
側端面における中央部と整合し、かつ移動可能な邪魔板
を採用した場合には、次の作用を発揮する。まず、全体
にパティキュレートが堆積したＤＰＦを再生する際、再
生初期には邪魔板が中央部と離隔される。この状態で給
気手段の空気流量を大きくすれば、ＤＰＦは外周部の通
気性よりも中央部の通気性が大きくなり、中央部に堆積
したパティキュレートは下流まで一気に燃焼除去され
る。このとき、外周部に堆積したパティキュレートは燃
え残りやすい。

【００１０】そして、再生後期には邪魔板が中央部と当
接される。この状態では邪魔板によって中央部の通気性
が阻止されるため、外周部の通気性が確保され、外周部
に燃え残っていたパティキュレートも完全に燃焼され
る。再生が終了すれば、邪魔板は再び中央部と離隔さ
れ、ＤＰＦがパティキュレートを捕集する際の通気性を
阻害しない。

【００１１】

【実施例】以下、本発明を具体化した実施例を図面を参
照しつつ説明する。この排気ガス浄化装置は図示しない
フォークリフトに装備されたものであり、図１に示すよ
うに、ディーゼル機関１と接続されたエキゾーストマニ
ホールド２にはエキゾーストパイプ３が接続され、この
エキゾーストパイプ３にはジャケット４が接続されてい
る。このジャケット４内には、ＤＰＦ５と、このＤＰＦ
５の上流側で当接される再生用電気ヒータ６とが内装さ
れている。

【００１２】ＤＰＦ５は、上流側及び下流側の端面がそ
れぞれ交互に閉塞されたハニカム担体にウォッシュコー
ト層を形成し、このウォッシュコート層に活性物質を担
持させたものである。このＤＰＦ５は、ジャケット４と
の間に図示しない膨張性セラミックマットを介して保持
されている。再生用電気ヒータ６のヒータ線は制御部と
してのコントローラ（ＥＣＵ）１０に接続されており、
コントローラ１０の信号によりＯＮ・ＯＦＦされる。

【００１３】エキゾーストパイプ３にはガス供給パイプ
１１が連通されており、ガス供給パイプ１１はバルブ１
２を介して他端が大気に開放されたエアポンプ１３に接
続されている。バルブ１２は前記コントローラ１０に接
続されて開閉制御されるようになっており、エアポンプ
１３はコントローラ１０に接続されて駆動制御されるよ
うになされている。

【００１４】ジャケット４内には、ＤＰＦ５の下流側に
本発明の特徴的な構成である邪魔板７が進退可能に支持
されている。この邪魔板７は、ＤＰＦ５の下流側端面に
おける中央部５ｂと整合する円板部７ａと、この円板部
７ａから直角に延在するラック部７ｂとからなる。ラッ
ク部７ｂにはピニオン８が噛合されており、ピニオン８
はステッピングモータ９により駆動されるようになされ
ている。ステッピングモータ９は前記コントローラ１０
に接続されて駆動制御されるようになっている。

【００１５】上記のように構成されたこの排気ガス浄化
装置では、フォークリフトの運転中、ディーゼル機関１
から排出された排気ガスがエキゾーストマニホールド２
からエキゾーストパイプ３を経てジャケット４内に導か
れる。ここで、排気ガスは再生用電気ヒータ６を通過
し、ＤＰＦ５に至る。このとき、排気ガスはＤＰＦ５に
よってパティキュレートが捕集され、担持された活性物
質によってＣＯ、ＨＣ等も無害化される。そして、浄化
された排気ガスは大気へ排出される。この間、邪魔板７
は後端に位置してＤＰＦ５の下流側端面における中央部
５ｂからは離隔されており、ＤＰＦ５がパティキュレー
トを捕集する際の通気性は阻害されない。

【００１６】そして、運転時間とほぼ比例してＤＰＦ５
がパティキュレートを捕集する。例えば、ＤＰＦ５全体
に８（ｇ／ｌ）のパティキュレートが捕集されたとコン
トーラ１０が判断すれば、作業者はフォークリフトを停
止し、再生スイッチ１０ａをＯＮする。これにより、コ
ントローラ１０は、再生用電気ヒータ６に１．５（ｋ
ｗ）の電力を通電させ、またバルブ１２を開放してエア
ポンプ１３を５０（ｌ／分）で駆動する。このとき、図
２（Ａ）に示すように、邪魔板７はＤＰＦ５から離隔す
べく後端に位置しているため、ＤＰＦ５は外周部５ａの
通気性よりも中央部５ｂの通気性が大きくなっている。
このため、予熱の１０分間、着火から燃焼伝達までの５
分間の経過により、図２（Ｂ）に示すように、外周部５
ａに堆積したパティキュレートを燃え残した状態で、中
央部５ｂに堆積したパティキュレートは下流まで一気に
燃焼除去される。

【００１７】次いで、コントローラ１０は、図２（Ｃ）
に示すように、ステッピングモータ９を駆動し、邪魔板
７を前端に位置させてＤＰＦ５の下流側端面における中
央部５ｂと当接させる。この状態では、邪魔板７によっ
て中央部５ｂの通気性が阻止されるため、外周部５ａの
通気性が確保される。このため、５分間の経過により、
外周部７ａに燃え残っていたパティキュレートも燃焼さ
れる。

【００１８】この後、コントローラ１０は、図２（Ｄ）
に示すように、ステッピングモータ９を駆動し、邪魔板
７を再び後端に位置させてＤＰＦ５の下流側端面におけ
る中央部５ｂと離隔させる。また、コントローラ１０
は、再生用電気ヒータ６の通電を停止し、放冷のための
５分間の経過を経てバルブ１２を閉鎖するとともにエア
ポンプ１３の駆動を停止する。こうして再生が終了す
る。

【００１９】したがって、この排気ガス浄化装置では、
パティキュレートをＤＰＦ５の外周部５ａで燃え残すこ
となく、再生スタートから再生終了まで約２５分間で終
えることができる。そして、フォークリフトの運転を再
開すれば、邪魔板７は後端に位置しているため、ＤＰＦ
５は再び好適にパティキュレートを捕集することが可能
となる。

【００２０】このため、この排気ガス浄化装置では、再
生時間の短縮化から再生作業の効率化を実現できるとと
もに、高い再生率によりＤＰＦ５の交換をほとんど無用
にすることができる。なお、上記実施例では、通気制御
手段として、ジャケット４の延在方向に移動可能な邪魔
板７を採用したが、ジャケット４の径方向で回動等可能
に邪魔板を設ける構成を採用することもできる。

【００２１】また、通気制御手段として、邪魔板の代わ
りに、中央部で小さな径の孔を多数有し、外周部で大き
な径の孔を多数有するセラミックス板を採用することも
できる。この場合には、ＤＰＦ５の下流側後端にこのセ
ラミックス板を当接することにより、ＤＰＦ５の外周部
５ａの通気性を中央部５ｂの通気性よりも大きくするこ
とが可能であるため、空気流量を大きくした場合に、空
気はＤＰＦ５全体をほぼ均等に通気し、中央部５ｂに堆
積したパティキュレートばかりでなく、外周部５ａに堆
積したパティキュレートもほぼ同時に完全に燃焼するこ
とができる。

【００２２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明のディーゼ
ル機関の排気ガス浄化装置では、特許請求の範囲記載の
構成を採用しているため、パティキュレートをＤＰＦの
外周部で燃え残すことなく、再生時間を可及的に短縮す
ることができる。したがって、この排気ガス浄化装置で
は、再生時間の短縮化から再生作業の効率化を実現でき
るとともに、高い再生率によりＤＰＦの交換をほとんど
無用にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の排気ガス浄化装置の全体模式構成図で
ある。

【図２】実施例の排気ガス浄化装置におけるＤＰＦの燃
焼状態を示す模式断面図である。

【図３】従来の排気ガス浄化装置におけるＤＰＦの燃焼
状態を示す模式断面図である。

【符号の説明】

１…ディーゼル機関 ３…エキゾースト
パイプ（排気通路） ５…ＤＰＦ（フィルタ） ５ａ…外周部 ５ｂ
…中央部 ６…再生用電気ヒータ １５…エアポンプ（給気手
段） ７…邪魔板（通気制御手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼル機関の排気通路に配設され、排
   気ガス中のパティキュレートを捕集するウォールフロー
   型のフィルタと、該フィルタと当接され、該フィルタに
   捕集された該パティキュレートを燃焼除去する再生用電
   気ヒータと、該フィルタに該パティキュレートの燃焼を
   促す空気を供給する給気手段と、をもつディーゼル機関
   の排気ガス浄化装置において、 前記フィルタの下流側には、再生時における該フィルタ
   の中央部の通気を制限する通気制御手段が装備されてい
   ることを特徴とするディーゼル機関の排気ガス浄化装
   置。
2. 【請求項２】通気制御手段は、フィルタの下流側端面に
   おける中央部と整合し、再生初期には該中央部と離隔さ
   れ、再生後期には該中央部と当接可能に装備された邪魔
   板であることを特徴とする請求項１記載のディーゼル機
   関の排気ガス浄化装置。