JPH0823289B2 - ディーゼル排ガス浄化装置 - Google Patents

ディーゼル排ガス浄化装置

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JPH0823289B2
JPH0823289B2 JP30798388A JP30798388A JPH0823289B2 JP H0823289 B2 JPH0823289 B2 JP H0823289B2 JP 30798388 A JP30798388 A JP 30798388A JP 30798388 A JP30798388 A JP 30798388A JP H0823289 B2 JPH0823289 B2 JP H0823289B2
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exhaust gas
filter
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light oil
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隆男 楠田
正明 米村
久則 下田
益生 瀧川
弘樹 日下部
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はディーゼル機関の排ガス中に含まれるパテイ
キュレート(スス)を除去するディーゼル排ガス浄化装
置に関する。
従来の技術 近年ディーゼル機関の排ガス中に含まれるパティキュ
レートの環境に与える影響が懸念され、規制され始めて
いる。これに対応して、ディーゼル機関の排ガスを浄化
するには、排気管の途中に耐熱性のセラミックハニカム
構造体よりなるフィルタを取り付けてパティキュレート
を濾過しようと試みられている。濾過されてフィルタの
内部に堆積したパティキュレートは、一般に軽油バーナ
でもって加熱燃焼させ、セラミックフィルタを再生、繰
り返し使用する。このパティキュレートの焼却作業をリ
ジェネレーションと呼んでいる。このリジェネレーショ
ンにおいて特開昭61−16221号公報は、バーナの燃焼量
を調節してセラミックフィルタの加熱温度上昇を緩やか
にしている。そのことによって、パティキュレートの燃
焼によって生じるピーク温度を低く抑えようとするもの
である。しかしリジェネレーションが終わった後の冷却
時に、セラミックフィルタの内部温度を制御しようとす
るものは今まで無かった。
発明が解決しようとする課題 リジェネレーションが終わった直後、セラミックフィ
ルタの内部は600℃〜700℃の高温になっている。このと
きエンジンからの200℃前後の比較的低温で大量の排ガ
スがセラミックフィルタに流入すると、フィルタの前部
が冷却して収縮する。しかしセラミックフィルタの中部
から後部にかけてはしばらくの間、高温に維持されたま
まである。よって円柱形のセラミックフィルタは紡鐘状
に変形し、フィルタの外周部に軸方向に大きな引っ張り
応力が発生する。そしてセラミックは耐えきれずに破損
することがあった。特開昭61−16221号公報ではセラミ
ックフィルタ内部に生じるピーク温度を制御しようとし
ている。しかし冷却時に生じる熱応力を避けることはで
きなかった。
そこで本発明は、リジェネレーションが終わった後の
冷却時にセラミックフィルタの内部温度を制御して、セ
ラミックフィルタが熱応力で破損しないようにしたもの
である。
課題を解決するための手段 そして上記課題を解決する本発明の技術的手段は、リ
ジェネレーションが終わった後の冷却時に、加熱手段の
出力を調節してセラミックフィルタに流れるガスの温度
を徐々に下げるか、または流れるガス量を少なくして、
フィルタ内部の温度を制御したものである。
作用 本発明の技術的手段による作用は次のようになる。
すなわち一般にセラミックフィルタの内部を流れるガ
スの温度と量のいずれか一方またはその両方を制御する
ことによって、フィルタ内部の温度分布を任意な状態に
もっていける。リジェネレーション終了時に、徐々にフ
ィルタに流入するガス温度を下げるか、またはガス量を
少なくすると、セラミックフィルタの前後および内外の
温度差が小さくなる。そのためセラミックフィルタの内
部に生じる熱応力は小さく、フィルタは破壊から免れ
る。
実施例 以下、本発明のディーゼル排ガス浄化装置の一実施例
を添付図面にもとづいて説明する。
第1図はディーゼル排ガス浄化装置の縦断面を示した
もので、図中1は円筒状セラミックフィルタである。セ
ラミックフィルタ1は、内部に多数の流路となる矩形の
セル2a、2bを有するセラミックハニカムを母体とし、そ
のセル2a、2bの一端を交互にプラグ3で閉塞して構成し
てある。セラミックフィルタ1は外周に緩衝材4を巻い
た後、耐熱ステンレス製の容器5に収納している。容器
5の前後はコーン状にテーパを持って絞り、一方を処理
ガス接続口6、他方をマフラー接続口7としている。処
理ガス接続口6の前方にはセラミックフィルタ1の前面
に向けて軽油バーナ8を装備し、マフラー接続口7は消
音マフラー(図示せず)と接続している。軽油バーナ8
は、霧化ノズル9を中心に置き、その周辺から燃焼空気
口10を経て空気が霧化ノズル9の先端方向に流れる構造
となっている。また霧化ノズル9の前方には霧化された
燃料に高圧放電アークで着火させるための点火プラグ11
を取り付けている。セラミックフィルタ1と軽油バーナ
8との間には、エンジン排ガス導入管12が接続されてい
る。排ガス導入管12は、エンジン排気管13を排ガスバイ
パス管14とに分岐した一方である。排ガスバイパス管14
とマフラー接続口7は途中で合流している。排ガス導入
管12と排ガスバイパス管14の分岐点には、それが矢印方
向に回転することによりエンジンからの排ガスを排ガス
導入管12や排ガスバイパス管14に切り替える三方弁15を
設けてある。
次に、この実施例の構成における動作を説明する。ま
ずディーゼルエンジンの通常運転時には三方弁15は図の
位置にあり、エンジンからの排ガスは排ガス導入管12を
経てセラミックフィルタ1の前面に到達する。ここから
排ガスはセラミックフィルタ1の軽油バーナ8側に開口
しているセル2aに入り、そこでセル壁を透過してマフラ
ー接続口7側に開口しているセル2bに入る。このとき排
ガスに含まれていたパティキュレートは、セル壁を透過
できずに軽油バーナ8側に開口しているセル2a内にとど
まり、パティキュレートを取り除かれて浄化された排ガ
スは、マフラー接続口7から消音マフラーを経て大気に
放出される。セラミックフィルタ1内にとどまって堆積
したパティキュレートはフィルタに目詰まりを起こし、
排ガス流の抵抗となってエンジン背圧を上昇させる。そ
してこれはパティキュレートの堆積量に応じてセラミッ
クフィルタ1の前後の差圧を増加させる。セラミックフ
ィルタ1のパティキュレートの最大許容量に相当するフ
ィルタ差圧に達していれば次のリジェネレーション作業
に入る。
リジェネレーションは、まず三方弁15を第1図の上か
ら見て時計方向に約40度回転させ、排ガス導入管12に流
れていた排ガスを遮って、排ガスバイパス管14の方向に
流れを切り替える。そして排ガスバイパス管14に流れ込
んだ排ガスは、消音マフラーを経て大気に放出される。
この三方弁15の切り替えと同時に、軽油バーナ8を作動
させる。軽油バーナ8によって発生させられた高温燃焼
ガスは軽油バーナの出力を制御することにより、第2図
に示すような温度上昇カーブ(a)に従って上昇し、セ
ラミックフィルタ1内に流入して加熱する。ここで燃焼
ガス温度を(b)のように約750℃で保つと、セラミッ
クフィルタ1の内部温度は600℃以上になり、堆積した
パーティキュレートは燃焼を始める。数分後、パーティ
キュレートは焼き尽くされ、セラミックフィルタ1はク
リーンな元の状態に戻る。セラミックフィルタ1が元の
クリーンな状態に戻ってリジェネレーションが完了した
ことをフィルタの前後の差圧で確認すると、軽油バーナ
8の燃焼量を徐々に減らし、フィルタに流入する燃焼ガ
スの温度を第2図(c)に示すように、下降速度60℃/
分でゆっくり下げていく。約5分間後、燃焼ガス温度が
500℃以下に達したとき軽油バーナを止め、三方弁15を
元の位置に切り替えて、通常の運転状態に戻る。第2図
(d)の破線のカーブは、上記の動作をしなかった場合
のセラミックフィルタ1への流入ガス温度を示してい
る。またこの実施例では、排ガス温度が直線的に下がる
ように、軽油バーナ8の燃焼量を減らしたが、これを段
階的に減らす場合もある。さらに軽油バーナ8に替え
て、加熱手段として電気ヒータを用いても同様の動作を
行うことができる。尚、燃焼ガスの降下速度は200℃/
分で十分である。
次に、同様の効果を示す他の発明の動作について述べ
る。前記の動作でリジェネレーションが完了した後、軽
油バーナ8を止め、バーナの燃焼用空気をそのままセラ
ミックフィルタ1に送り続ける。このとき軽油バーナ8
の空気の量をエンジン排ガス量のおよそ1/10に選んであ
る。するとセラミックフィルタ1の内部の温度は徐々に
下がっていく。以下前記と同様に約5分後、燃焼ガス温
度が500℃以下に達したとき軽油バーナ8の空気供給を
止め、三方弁15を元の位置に切り替えて、通常の運転状
態に戻る。またこの発明の他の実施例は、リジェネレー
ションが完了した直後に三方弁15を少し開き、通常運転
時の排ガス量の1/10だけセラミックフィルタ1に導くの
である。以下前記と同様に約5分後、燃焼ガス温度が50
0℃以下に達したとき、三方弁15を元の位置に切り替え
て、通常の運転状態に戻る。
発明の効果 本発明はリジェネレーション終了後、バーナなどの加
熱手段の出力を徐々に下げたり、セラミックフィルタに
空気やエンジン排ガスの一部をしばらく送り続けた後、
通常の量の排ガスを流すことにより、冷却時フィルタの
前後および半径方向に大きな温度差を付けなくしたもの
である。このことによってセラミックフィルタの外周部
に軸方向の大きな熱応力が発生せず、サーマルクラック
が生じなくなった。よって本発明を応用したディーゼル
排ガス浄化装置は、ほぼエンジンの耐用年数に見合う耐
久性を確保することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例のディーゼル排ガス浄化装置
の縦断面図、第2図はセラミックフィルタに流れ込むガ
スの温度曲線図である。 1……セラミックフィルタ、4……緩衝材、5……容
器、8……軽油バーナー、9……霧化ノズル、14……排
ガスバイパス管、15……三方弁。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 下田 久則 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 瀧川 益生 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 日下部 弘樹 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (56)参考文献 実開 昭60−77721(JP,U) 実公 昭63−6409(JP,Y1)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】耐熱性フィルタと、該フィルタを収納する
    容器と、前記フィルタの排ガス流入側に位置した加熱手
    段からなる排ガス浄化装置において、排ガス流をフィル
    タから遮断した状態でパーティキュレートの焼却を完了
    させ、その後にフィルタの温度降下速度を制御しながら
    低下させ、フィルタの温度が所定の温度以下となったと
    き排ガスの全量をフィルタに導入することを特徴とする
    ディーゼル排ガス浄化装置
JP30798388A 1988-12-06 1988-12-06 ディーゼル排ガス浄化装置 Expired - Fee Related JPH0823289B2 (ja)

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JPS6077721U (ja) * 1983-10-31 1985-05-30 三菱電機株式会社 車載用燃焼装置
DE3611896A1 (de) * 1986-04-09 1987-10-15 Bochumer Eisen Heintzmann Vorrichtung zum beruehrungslosen messen geometrischer groessen

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