JPH0882257A - 内燃機関の排気ガス再循環装置 - Google Patents

内燃機関の排気ガス再循環装置

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JPH0882257A
JPH0882257A JP6220057A JP22005794A JPH0882257A JP H0882257 A JPH0882257 A JP H0882257A JP 6220057 A JP6220057 A JP 6220057A JP 22005794 A JP22005794 A JP 22005794A JP H0882257 A JPH0882257 A JP H0882257A
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實 町田
Toshio Yamada
敏雄 山田
Yukito Ichikawa
結輝人 市川
Yoshiyuki Kasai
義幸 笠井
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Abstract

(57)【要約】 【目的】ＥＧＲガス経路における微粒子捕集用のフィル
タの急激な圧損上昇を防止することができる内燃機関の
排気ガス再循環装置を提供する。 【構成】内燃機関の排気ガス再循環装置において、再循
環ガス経路４に設けた再循環ガス中の微粒子を捕集する
ためのフィルタ６と、該フィルタ６における再循環ガス
の流れと逆向きに該フィルタを通過する清浄ガス流を発
生せしめる逆洗気流発生装置１１とを備え、捕集した微
粒子を逆洗気流によりフィルタ外部へ排出してフィルタ
を再生可能とするとともに、排出された微粒子が内燃機
関に戻らないよう構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気ガス再
循環装置（以下ＥＧＲ装置ともいう）に関し、特に再循
環ガス経路（以下ＥＧＲガス経路ともいう）にフィルタ
を有するＥＧＲ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、排気ガス中のＮＯｘを低減するた
め、エンジンから排出された排気ガスの一部を排気系か
ら取り出して、エンジンの給気系に戻し混合気に加える
排気ガス再循環方法が取られているが、排気ガス中に含
まれる微粒子がエンジンに戻されるため、微粒子により
バルブやピストン等のエンジン部品の摩耗が激しく、性
能劣化とともに著しく寿命が低下するという問題があっ
た。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述した問題を解決す
るための手段として、エンジン部品の材質改善による耐
摩耗特性の向上や、再循環ガス経路内へのフィルタの設
置（例えば、特開昭６２−２５５５１０号公報参照）等
の手段がある。しかしながら、エンジン部品の材質改善
では根本的な解決手段でなく、またフィルタの設置では
フィルタの目詰まりによる急激な圧損上昇により、排気
ガスの再循環の割合であるＥＧＲ率が大きく変動してし
まう問題があった。
【０００４】本発明の目的は上述した課題を解消して、
ＥＧＲガス経路における微粒子捕集用のフィルタの急激
な圧損上昇を防止することができる内燃機関の排気ガス
再循環装置を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の排気
ガス再循環装置は、内燃機関の排気ガス再循環装置にお
いて、再循環ガス経路に設けた再循環ガス中の微粒子を
捕集するためのフィルタと、該フィルタにおける再循環
ガスの流れと逆向きに該フィルタを通過する清浄ガス流
を発生せしめる逆洗気流発生装置とを備え、捕集した微
粒子を逆洗気流によりフィルタ外部へ排出してフィルタ
を再生可能とするとともに、排出された微粒子が内燃機
関に戻らないようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上述した構成において、ＥＧＲガス経路内にフ
ィルタを設置するとともに、フィルタに捕集された微粒
子を逆洗気流発生装置からの逆洗気流によりフィルタよ
り排出できるため、フィルタの急激な圧損上昇を防ぐこ
とができる。また、逆洗の際、フィルタから排出された
微粒子は、エンジン排圧によりエンジンに戻ることはな
くマフラを通して大気中に排出することができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明のＥＧＲ装置の一例の構成を示
す図である。図１に示す例において、１はエンジン、
２、３は排気ガス経路、４はＥＧＲガス経路、５は吸気
ガス経路である。また、６はＥＧＲガス経路４に設けた
再循環ガス（以下ＥＧＲガスともいう）中の微粒子を捕
集するためのフィルタ、７はＥＧＲガス経路４のフィル
タ６の下流側に設けた流量調整用のＥＧＲバルブ、８は
逆洗気流発生装置からの逆洗用の清浄ガスを流す清浄ガ
ス経路、９は清浄ガス経路８に設けた逆洗気流制御弁で
ある。また、図２は逆洗気流発生装置１１の一例を示す
図であり、本例では逆洗気流発生装置１１を、清浄ガス
経路８に、コンプレッサ１２、エアタンク１３、逆洗気
流制御弁９を設けて構成している。
【０００８】図３〜図６はそれぞれ本発明のＥＧＲ装置
の他の例の構成を示す図である。図３〜図６において、
図１と同一の部材には同一の符号を付し、その説明を省
略するとともに、いずれの例でも図２に示す逆洗気流発
生装置１１を好適に使用可能である。図３〜図６に示す
例において、図１に示す例と異なる点は以下の通りであ
る。
【０００９】まず、図３に示す例では、ＥＧＲガス経路
４におけるフィルタ６とＥＧＲバルブ７との間に、逆洗
操作を行うときに使用する排気開閉弁２１を設けてい
る。そのため、図１のようにＥＧＲバルブ７が排気開閉
弁を兼ねる例と比較して、逆洗操作が簡単になる。ま
た、図４に示す例では、図３と同様に排気開閉弁２１を
設けるとともに、ＥＧＲガス経路４のフィルタ６の上流
側に微粒子の再捕集部２２を設けている。そのため、図
１に示す例と比較して、ＥＧＲガス経路４中の微粒子を
より減少させることができる。なお、微粒子再捕集部２
２に微粒子の燃焼手段を設けると、さらに微粒子を減少
させることができるため好ましい。
【００１０】さらに、図５に示す例では、ＥＧＲガス経
路４を２系統並列に設け、それぞれのＥＧＲガス経路４
にフィルタ６を設けるとともに、それぞれのＥＧＲガス
経路４のフィルタ６の下流側に逆洗気流制御弁２１と逆
洗気流発生装置１１とを設けている。本例では、１つの
フィルタ６を通過する微粒子の量を減少させることがで
き、寿命を長くできる。もちろん、フィルタ６、逆洗気
流発生装置１１、排気開閉弁２１の数はそれぞれ２個に
限定されるものでなく、２個以上にすることもできる。
【００１１】また、上述した実施例では、フィルタ６に
逆洗気流を流している間は、排気開閉弁２１または排気
開閉弁を兼ねるＥＧＲバルブ７を閉にして、排気ガス流
れを止め、逆洗気流がフィルタ６内を通過し易くしてい
るが、一時的であっても排気再循環流れを止めることに
なっている。それを解消するため、図６に示す例では、
排気再循環流れを止めることなくフィルタ６を再生する
手段として、フィルタ６の上流と下流を連結するバイパ
ス回路２３を設け、さらにバイパス回路２３に排気開閉
弁２４を設けている。そして、フィルタ６を再生する間
は、排気開閉弁２４を開とし、排気再循環流れをバイパ
ス回路２３に流すようにする。一方、フィルタ６を再生
しない時には、排気開閉弁２４を閉じてバイパス回路２
３に排気再循環流れが流れないようにする。なお、バイ
パス回路２３の代わりに、図５に示す例のように、フィ
ルタ６を複数個設置した場合は、交互に再生することで
排気再循環流れを止めることなく、排気ガス中の粒粒子
を除去することが可能となる。
【００１２】上述した例において、フィルタ６に逆洗気
流を流す場合は、ＥＧＲガス経路４のフィルタ６の下流
側にあるＥＧＲバルブ７を閉とするか、排気開閉弁２１
を閉とした後、逆洗気流制御弁９を開として逆洗気流を
フィルタ６へ流す。フィルタ６より排出された微粒子
は、フィルタ６の上流側のＥＧＲガス経路４と排気ガス
経路２、３との分岐点でエンジン排圧により、エンジン
１に戻ることはなく、排気ガス経路３、マフラを介して
大気中に排出される。なお、図４に示す例のように、フ
ィルタ６の上流側に微粒子再捕集部２２を設けた場合
は、フィルタ６から排出された微粒子を、より確実にフ
ィルタ６に舞い戻らないようにすることができる。
【００１３】ＥＧＲ率のコントロール精度を良くするに
は、フィルタ６の圧損を極力低減する必要があり、その
ためにはフィルタ６として低圧損のものを使用すること
が望ましい。また、図５に示すように、フィルタ６を複
数個使用することで、低圧損を図ることも可能である。
ＥＧＲ率のコントロール上、フィルタ圧損は１０ｋＰａ
以下、好ましくは５ｋＰａ以下が望ましい。
【００１４】フィルタ６としては、濾過能を有する隔壁
に囲まれた多数のセルを有するハニカム構造のもの、あ
るいは濾過能を有する板を多数枚積層したクロスフロー
構造のもの等が用いられるが、ＥＧＲ装置はエンジン近
くに設置されるので、設置スペース上濾過面積が大きい
ハニカム構造フィルタを使用することが好ましい。フィ
ルタ６の材質としては、コージェライト、アルミナ、ム
ライト、炭化珪素、窒化珪素、ジルコニア、焼結金属等
の多孔質材料、またはセラミックスあるいは金属繊維に
より成形された三次元網目構造体等が用いられる。好適
には、コージェライト材質が耐熱性及び耐熱衝撃性の点
で優れている。平均細孔径としては、５〜１００μm 、
好ましくは１０〜８０μmである。
【００１５】フィルタ６の微粒子捕集効率は高い程好ま
しいが、一般には捕集効率が高くなるほどフィルタ６の
目が細かくなるのでフィルタ６の圧損は高くなる傾向に
ある。従って、ＥＧＲ率コントロール上はフィルタ捕集
効率が低い方が好ましいが、低すぎるとエンジンへ舞い
戻る微粒子量が多くなってしまう。このような観点か
ら、フィルタ捕集効率としては３０〜９０％、好ましく
は５０〜８０％の範囲が適する。実質的には、エンジン
部品の摩耗に寄与する微粒子がフィルタ６により捕集さ
れればよいので、フィルタ６を通過するような非常に小
さい微粒子は問題とならず、捕集効率は９０％を越える
必要は必ずしもない。微粒子としては、ＳＯＦ分を含ん
だカーボン粒子、エンジン部品や排気管の摩耗した金属
小片、エンジンオイル等に含まれる無機物質等がある
が、これらの中で問題となるのは、凝集して粒径の大き
いカーボン粒子や金属小片である。
【００１６】逆洗気流としては、トラック、バス等に設
置されているコンプレッサにより加圧された空気を用い
ることができる。但し、加圧空気は排気ブレーキ用バル
ブの開閉駆動、ドアや荷台の駆動等に使われるので、余
り大量の空気を消費することはできず、１回の逆洗で使
用できる量は常温・常圧で２０リットル以下好ましくは
１０リットル以下であることが望ましい。エンジン排気
量が多くなれば、それだけＥＧＲ量も増えるので、フィ
ルタ容積も大きくなる。フィルタ内の微粒子を十分にフ
ィルタ外へ排出するには、逆洗気流の空気量はフィルタ
容積と同程度、好ましくは２倍必要である。
【００１７】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、ＥＧＲガス経路内にフィルタを設置するとと
もに、フィルタに捕集された微粒子を逆洗気流発生装置
からの逆洗気流によりフィルタより排出できるよう構成
したため、フィルタの急激な圧損上昇を防ぐことができ
る内燃機関の排気ガス再循環装置を得ることができる。
また、逆洗の際、フィルタから排出された微粒子は、エ
ンジン排圧によりエンジンに戻ることはなくマフラを通
して大気中に排出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＥＧＲ装置の一例の構成を示す図であ
る。
【図２】本発明のＥＧＲ装置で使用する逆洗気流発生装
置の一例の構成を示す図である。
【図３】本発明のＥＧＲ装置の他の例の構成を示す図で
ある。
【図４】本発明のＥＧＲ装置のさらに他の例の構成を示
す図である。
【図５】本発明のＥＧＲ装置のさらに他の例の構成を示
す図である。
【図６】本発明のＥＧＲ装置のさらに他の例の構成を示
す図である。
【符号の説明】
１ エンジン、４ ＥＧＲガス経路、６ フィルタ、１
１ 逆洗気流発生装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 笠井 義幸 愛知県名古屋市瑞穂区須田町２番56号 日 本碍子株式会社内

Claims (13)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の排気ガス再循環装置において、
    再循環ガス経路に設けた再循環ガス中の微粒子を捕集す
    るためのフィルタと、該フィルタにおける再循環ガスの
    流れと逆向きに該フィルタを通過する清浄ガス流を発生
    せしめる逆洗気流発生装置とを備え、捕集した微粒子を
    逆洗気流によりフィルタ外部へ排出してフィルタを再生
    可能とするとともに、排出された微粒子が内燃機関に戻
    らないようにしたことを特徴とする内燃機関の排気ガス
    再循環装置。
  2. 【請求項２】前記再循環ガス経路のフィルタの下流側に
    排気開閉弁を設けた請求項１記載の内燃機関の排気ガス
    再循環装置。
  3. 【請求項３】前記排気開閉弁が再循環ガスの流量を調節
    するための再循環ガス弁を兼ねている請求項２記載の内
    燃機関の排気ガス再循環装置。
  4. 【請求項４】前記フィルタの上流と下流とを排気開閉弁
    を有するバイパス回路で連結し、前記フィルタを逆洗気
    流により再生する間は、前記排気開閉弁を開として再循
    環ガスをバイパス回路に流すようにした請求項２記載の
    内燃機関の排気ガス再循環装置。
  5. 【請求項５】 前記再循環ガス経路に並列に、前記フィ
    ルタを２個あるいは２個以上設け、前記複数個のフィル
    タのそれぞれに、前記逆洗気流発生装置を設け交互にフ
    ィルタを再生するようにした請求項２記載の内燃機関の
    排気ガス再循環装置。
  6. 【請求項６】前記再循環経路のフィルタの上流側に、微
    粒子の再捕集部を設けた請求項１〜５のいずれか１項に
    記載の内燃機関の排気ガス再循環装置。
  7. 【請求項７】前記再捕集部が微粒子の燃焼手段を備えて
    いる請求項６記載の内燃機関の排気ガス再循環装置。
  8. 【請求項８】前記フィルタが、濾過能を有する壁で区画
    された多数のセルを有するハニカム構造であり、所定の
    セルについては一方の端部を封じ、残余のセルについて
    は他方の端部を封じてなる請求項１〜７のいずれか１項
    に記載の内燃機関の排気ガス再循環装置。
  9. 【請求項９】前記フィルタが、一対の対向する端面の一
    方の端面から他方の端面へ貫通する相互に並行な複数の
    貫通孔を有する平板状のフィルタエレメントを、その間
    に隙間が形成されるようにスペーサを挟んで複数枚積層
    してなる請求項１〜７のいずれか１項に記載の内燃機関
    の排気ガス再循環装置。
  10. 【請求項１０】前記フィルタが、多孔質セラミックス、
    多孔質金属、セラミックス繊維あるいは金属繊維を三次
    元網目構造状に形成したものからなる請求項１〜７のい
    ずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス再循環装置。
  11. 【請求項１１】前記フィルタの圧損が、再循環ガスの内
    燃機関で使用される最大流量において、１０ｋＰａ以下
    である請求項１〜１０のいずれか１項に記載の内燃機関
    の排気ガス再循環装置。
  12. 【請求項１２】前記フィルタの微粒子の捕集効率が３０
    ％以上９０％以下である請求項１〜１１のいずれか１項
    に記載の内燃機関の排気ガス再循環装置。
  13. 【請求項１３】逆洗に使用する前記清浄ガス流のフィル
    タ１個当たりの流量が、１回のガス流発生当たり、常温
    常圧において２０リットルあるいはフィルタ１個の容積
    の２倍のいずれか大きい方以下である請求項１〜１２の
    いずれか１項に記載の内燃機関の排気ガス再循環装置。
JP6220057A 1994-09-14 1994-09-14 内燃機関の排気ガス再循環装置 Pending JPH0882257A (ja)

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JP6220057A JPH0882257A (ja) 1994-09-14 1994-09-14 内燃機関の排気ガス再循環装置
US08/524,253 US5592925A (en) 1994-09-14 1995-09-06 Exhaust gas recirculation device for internal combustion engine

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JP6220057A JPH0882257A (ja) 1994-09-14 1994-09-14 内燃機関の排気ガス再循環装置

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