JPH07659Y2 - 排出ガス後処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、ディーゼル・エンジンから排出される排出
ガスの後処理装置、具体的には排出ガスに含まれるパテ
ィキュレートを捕集し燃焼させる排出ガス後処理装置に
関する。

（従来の技術） パティキュレートを燃焼処理する排出ガスの後処理装置
は、既に良く知られているところである。その一例を第
５図に示している。同図において、符号50は周知のフィ
ルタ構造を有するパティキュレート捕集用のトラップの
一部を示している。トラップ50は、排出ガスの流れ方向
においてその上流側に上流室51を連結されている。この
上流室51は、図示されないエンジンから排出される排出
ガスを矢印ａ方向に導入される。上流室51には、図示さ
れないバーナ等で生成された燃焼ガスｂを上流室中央部
に導入するための曲管からなる燃焼ガス取入れ管52が設
けられている。燃焼ガス取入れ管52の排出口52aの前に
は、断面広角の円錐表面を有するイコライザ53が配設さ
れている。

トラップ50の上流室51と図示されない下流室との間の圧
力損失の計測等によって、トラップ50へのパティキュレ
ート付着・堆積が検出されると、矢印ａ方向に流れる排
出ガスの流れが図示されないバイパス管路へ切り替えら
れてトラップ50への排出ガス導入が停止される。これと
同時にバーナからの燃焼ガスｂが燃焼ガス取入れ管52に
送り込まれる。この燃焼ガスは、イコライザ53に衝突し
てその流速を減じられて拡散されたのち、トラップ50の
上流側端部50aに向けて供給される。トラップ50に供給
された燃焼ガスは、該トラップ50に付着し堆積している
パティキュレートを燃焼させることにより、当該トラッ
プを再生する。

（考案が解決しようとする課題） トラップ再生に際して燃焼ガス取入れ管52から取り入れ
られた燃焼ガスは、イコライザ53でその流速を弱められ
てからトラップ50の上流側端部50aに向けて供給される
のであるが、燃焼ガス取入れ管52を流れる燃焼ガスの慣
性によって、イコライザ53で緩衝される燃焼ガスがトラ
ップ端面に対して不均一な分布で供給され、トラップの
温度が不均一になりパティキュレートの燃焼分布が不均
一になるという問題がある。また、上流室51内に配設さ
れている燃焼ガス取入れ管52が排出ガスの流れを乱して
しまい、トラップ50へ流れ込む排出ガスの流れが偏向
し、パティキュレートがトラップに不均一に付着し堆積
するという問題もある。これらの問題は、トラップの再
生が不均一となり、熱応力でトラップを含む装置の構成
体の破壊につながる。

（課題を解決するための手段） この考案は、トラップに対する排出ガスの均一な堆積
と、トラップに対する燃焼ガスの分布を均一にできる排
出ガス後処理装置の提供を目的としていて、排出ガスの
流れ方向においてトラップの上流側に設けたガス供給室
と、このガス供給室の上流側に該供給室と遮断されて設
けられていて、燃焼ガス導入口から燃焼ガスを導入され
る膨張室と、この膨張室を貫通してその上流側端部を排
出ガス流路に接続され、その下流側端部を上記トラップ
の上流側端部から離間させて上記ガス供給室内に位置さ
せていて、上記燃焼ガス導入口から膨張室に導入される
燃焼ガスの導入方向と異なる向きから該燃焼ガスを取り
入れる燃焼ガス取入れ孔および上記ガス供給室内に位置
する部分に複数個形成され、排出ガス及び燃焼ガスをそ
の円筒部分から上記ガス供給室へ排出するガス排出孔と
を有するガス拡散筒体とを備えたことを特徴とする。

（作用） エンジンから排出されてガス拡散筒体に導入された排出
ガスは、複数個のガス排出孔からガス供給室に排出され
てトラップへ向かい、これに含まれているパティキュレ
ートを付着・捕集される。トラップ再生の必要が検知さ
れると、排出ガスの流路が切り替えられてトラップへの
排出ガス導入が停止され、燃焼ガスが供給される。膨張
室へ導入された燃焼ガスは、燃焼ガス取入れ孔からガス
拡散筒体に取り入れられたのちガス排出孔からガス供給
室を経てトラップへ向けて供給される。

（実施例） 以下、図示の実施例に基づいて本考案を詳細に説明す
る。

第１図および第２図において、符号１はトラップ50（第
５図参照）の上流側に配設されたガス供給室を示してい
て、フランジ1aでトラップの外筒に連結固定されてい
る。ガス供給室１の上流側には、コーン状の膨張室２が
形成されていて、両室は隔壁３で互いに遮断されてい
る。膨張室２には、図示されないバーナで生成された燃
焼ガスが選択的に導入される燃焼ガス導入口４が連結さ
れている。膨張室２には、その上流側端部のフランジ5a
を排出ガス流路（図示せず）に接続されたガス拡散筒体
５が密に貫通し固定されている。ガス拡散筒体５の下流
側端部5bは、ガス供給室１内に位置させられている。図
示の例の場合、下流側端部5bの端面5cは閉塞されてい
て、この端面5cは、トラップの上流側端部50a（第５図
参照）から所定距離だけ離間させて位置させられてい
る。ガス供給室１内に位置しているガス拡散筒体５の端
部円筒部分には、通常の大きさの粒子からなるパティキ
ュレートの付着では容易に閉塞されない程度の大きさの
ガス排出孔5dが複数個形成されている。このガス排出孔
5dは、後述する燃焼ガスｂ及び排出ガスａを端面5cの内
面に衝突させたのち、これらをガス供給室１に排出する
ものであって、孔5dの合計開口面積は、筒体５に導入さ
れた排出ガス及び燃焼ガスに圧力損失を与えないような
大きさに設定される。膨張室２内に位置しているガス拡
散筒体５には、該室に取り入れられる燃焼ガスの導入方
向ｃと異なる向き、図示の例の場合、導入方向ｃと直交
する向きに一対の燃焼ガス取入れ孔5eが形成されてい
る。

以上のように構成された実施例の作用を説明する。

図示されないエンジンから排出された排出ガスは、矢印
ａ方向にガス拡散筒体５に導入されるが、その下流側端
を閉塞されていることにより、その端部円筒部分に形成
されたガス排出孔5d,5d…からガス供給室１内に拡散排
出される。ガス供給室１内における排出ガスは、トラッ
プ上流側の排出ガス圧力によってトラップ50（第５図参
照）に供給されこれの内部を流通して大気中に排出され
る。トラップ内を通過するとき、排出ガスに含まれるパ
ティキュレートは、該トラップに付着し捕集される。こ
の場合、トラップに供給される排出ガスは、ガス供給室
１内にて、その流通方向を特定されない、換言すると偏
向することなくトラップへ導入されるので、パティキュ
レートは、トラップに均一に付着し堆積する。

さて、例えば、排出ガスの流路中のトラップの上流側と
下流側における圧力損失の算出に基づいて、トラップの
パティキュレートの堆積量が許容限度値に近いことが検
知されると、排出ガスの流路が切り替えられてガス拡散
筒体５への排出ガス導入が停止され、燃焼ガスの供給が
開始される。排出ガスは、図示されないバイパス排出路
を介して大気中に排出される。燃焼ガスは、第２図に示
すように、燃焼ガス導入口４から膨張室２へ矢印ｃ方向
に導入され、ガス拡散筒体５の円筒外周面に衝突してそ
の流速を減じられて膨張室と筒体とで形成される環状空
間で膨張させられる。膨張させられた燃焼ガスは、矢印
ｅで示すように、燃焼ガス取入れ孔5e,5eからガス拡散
筒体５内に取り入れられる。筒体５内に取り入れられた
燃焼ガスは、その下流側端面が閉塞されていることによ
り、ガス排出孔5d,5d…から矢印ｄで示すようにガス供
給室１へ排出される。ガス供給室１に排出された燃焼ガ
スは、供給される燃焼ガスの圧力によってトラップ50
（第５図参照）内へ押し込まれその上流側端面に均一に
供給される。従って、トラップに捕集されているパティ
キュレートは、トラップの長手方向及びこれに直交する
断面方向において均一に燃焼させられる。燃焼ガスの供
給がパティキュレート燃焼に必要な時間を経過すると、
該ガスの供給が停止されると共に、排出ガスの流路がバ
イパス側から後処理装置側へ切り換えられることによ
り、再びパティキュレートの捕集が開始される。

第１図に示す実施例において、気密保持のために、ガス
供給室１と膨張室２とを遮断する隔壁３に拡散筒体２を
固定すると、排出ガスと燃焼ガスの温度差や後処理工程
前後の温度変化によって筒体５と隔壁３との間や、隔壁
３とガス供給室１との間が熱応力によって損壊する畏れ
がある。隔壁に対して筒体を固定することなく、高い精
度で貫通させれば、熱応力の問題はなくなると考えられ
るも、部品精度や組立て性を考慮するとコスト高にな
る。

そこで、第３図および第４図において、本考案の別の実
施例を説明する。この実施例は、ガス拡散筒体を径の異
なる二つの筒体を同心に配設したことを特徴としている
ので、上述した実施例と同一機能の部材については同一
符号を付すにとどめる。これらの図において、ガス拡散
筒体15は、その上流側端部のフランジ15Aaを矢印ａ方向
に流通させられる排出ガスの流路に連結される小径の筒
体15Aと、この筒体15Aと同心に配設された大径の筒体15
Bとからなっている。筒体15Aは膨張室２内に位置し、筒
体15Bは、その上流側端部15Baを膨張室２内に位置させ
ていて、筒体15Aの端部15Abとの間に燃焼ガス取入れ孔
としての輪状の間隙Ｇを形成している。この間隙Ｇは、
第３図に矢印ｂで示す向きに膨張室２に導入される燃焼
ガスの導入方向と異なる向きｆに膨張室内の燃焼ガスを
筒体15B内に取り入れる位置に配置されている。筒体15B
は隔壁３に固定されていて、その下流側端部15bは、ガ
ス供給室１内に位置させられている。筒体の下流側端部
は、その端面15Bcを閉塞され、その円筒部分には多数の
ガス排出孔15Bd,15Bd…が形成されている。

以上のように構成された実施例の作用を説明する。エン
ジンから排出された排出ガスは、矢印ａの向きに筒体15
A内に流入したのち筒体15Bに導入される。筒体15Bに導
入された排出ガスは、その端面が閉塞されていることに
より、流速を弱められてガス排出孔15d,15d…から矢印
ｄで示すようにガス供給室１内に排出される。ガス供給
室１に排出された排出ガスは、ガス供給室内で均一な流
通分布となってトラップ50（第５図参照）に向けて流れ
る。従って、トラップには、均一な分布でパティキュレ
ートが捕集される。

トラップ再生の時期が検知されると、燃焼ガス導入口４
から燃焼ガスが導入される。この燃焼ガスは、第３図に
矢印ｂで示す向きに導入されて膨張室２内に位置する筒
体15Bの外周面及び隔壁３でその流通を妨げられること
により膨張させられたのち、間隙Ｇから筒体15A内に取
り入れられる。筒体15Aに取り入れられた燃焼ガスは、
筒体15Bに進入したのちガス排出孔15d,15d…から矢印ｄ
方向にガス供給室１に排出される。筒体の円筒部分から
ガス供給室１に排出された燃焼ガスは、均一な分布をも
ってトラップ50（第５図参照）に供給され、これに堆積
しているパティキュレートを燃焼・排出してこれを再生
する。燃焼ガスの供給がパティキュレート焼成に必要な
時間を経過すると、該ガスの供給が停止されると共に、
排出ガスの流路がバイパス側から後処理装置側へ切り換
えられることにより、再びパティキュレートの捕集が開
始される。この実施例によれば、ガス拡散筒体が二つの
部分に分割されているので、筒体15Bが熱応力によって
伸縮してもこれ自体及び他の部品の破壊が防止できる。

（考案の効果） 以上のように、本考案によれば、燃焼ガス導入口が排出
ガスの流路を妨げず、しかも、ガス拡散筒体によってそ
の流通分布を均一にするので、トラップへのパティキュ
レートの付着・堆積分布が均一となる。また、トラップ
へ供給される燃焼ガスの分布が均一になるので、パティ
キュレート燃焼の分布が均一になって、トラップの再生
が均一化し、耐久性のある排出ガス後処理装置が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す排出ガス後処理装置の
要部縦断面図、第２図は同上の正断面図、第３図は本考
案の他の実施例を示す要部縦断面図、第４図は同上の正
断面図、第５図は従来の排出ガス後処理装置の一例を示
す縦断面図である。 １…ガス供給室、２…膨張室、３…隔壁、４…燃焼ガス
導入口、5,15…ガス拡散筒体、5d,15d…ガス排出孔、5
e,G…燃焼ガス取入れ孔、50…トラップ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンから排出された排出ガス中のパテ
   ィキュレートをトラップに捕集したのち、上記トラップ
   に燃焼ガスを供給してパティキュレートを燃焼させて上
   記トラップを再生する排出ガス後処理装置において、 排出ガスの流れ方向において上記トラップの上流側端部
   に隣り合って設けたガス供給室と このガス供給室の上流側に該供給室と遮断されて設けら
   れていて、燃焼ガス導入口から燃焼ガスを導入される膨
   張室と、 この膨張室を貫通してその上流側端部を排出ガス流路に
   接続され、その下流側端部を上記トラップの上流側端部
   から離間させて上記ガス供給室内に位置させていて、上
   記燃焼ガス導入口から膨張室に導入される燃焼ガスの導
   入方向と異なる向きから該燃焼ガスを取り入れる燃焼ガ
   ス取入れ孔、および、上記ガス供給室内に位置する部分
   に複数個形成され、排出ガス及び燃焼ガスをその円筒部
   分から上記ガス供給室へ排出するガス排出孔とを有する
   ガス拡散筒体 とを備えたことを特徴とする排出ガス後処理装置。