JPH0925813A - デイーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 再生用空気を濾過体の前端部から後端部まで
均一に供給し、捕集した排気微粒子を加熱・燃焼させて
濾過体を迅速に再生する。 【構成】 複数の濾過器２１を互いに並列に接続する。
各濾過器２１は外筒７と筒状の濾過体２５との間に内筒
８を同軸に配設し、内筒８に多数の通孔８ａを設けた構
成とする。外筒７の軸方向のほぼ中心部分に、再生用空
気を濾過体２５の外周面へ供給する給気管９を接続す
る。濾過体２５はセラミツク繊維からなるフエルト状体
２７，２８の少なくとも外面に通電用金網２９を重ね合
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はデイーゼルエンジン
の排気浄化装置、特に排気中の排気微粒子（パテイキユ
レート）を濾過体により捕集し、捕集した排気微粒子を
電熱により燃焼して濾過体を再生するようにした排気浄
化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】特開平５−１５６９２７号公報に開示さ
れるデイーゼルエンジンの排気浄化装置では、加熱され
た濾過体（フイルタ）の前端と後端へ排気微粒子の燃焼
に必要な再生用空気を導入する給気管を外筒にそれぞれ
接続し、給気管に制御弁と空気ポンプを配設し、再生用
空気の流通方向を変更することにより、濾過体に排気微
粒子の燃え残りが生じることや過熱により濾過体が溶損
することを防止している。しかし、上述の排気浄化装置
では、濾過体の軸方向中心部付近の温度上昇が不十分に
なり、またが酸素欠乏状態になりやすく、排気微粒子の
燃え残りが生じることがある。また、濾過体の軸方向中
心部が完全に再生するまで再生用空気を供給する内に、
濾過体が冷却されてしまうことから、再生に要する電力
消費量が多くなるなどの問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は上述の
問題に鑑み、再生用空気を濾過体の前端部から後端部ま
で均一に供給し、捕集した排気微粒子を加熱・燃焼させ
て濾過体を迅速に再生する、デイーゼルエンジンの排気
浄化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
に、本発明の構成は排気管の途中に設けた再生可能の濾
過器の外筒と該外筒の内部に配設した濾過体との間に、
多数の通孔を有する内筒を同軸に配設し、前記濾過体の
再生用空気を前記内筒の外周面に導入するための給気管
を前記外筒に接続したものである。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明では外筒と筒状のフエルト
状体からなる濾過体との間に内筒を同軸に配設し、内筒
に多数の通孔を設ける。外筒に給気管を接続し、濾過体
の再生時、外筒と内筒の間の室へ供給した再生用空気
を、内筒に設けた多数の通孔を経て、濾過体の全周面へ
ほぼ均等に分散して供給し、同時に濾過体の内外両面に
重ね合せた金網の少なくとも一方へ通電する。したがつ
て、濾過体に捕集された排気微粒子が加熱されると同時
に再生用空気と反応して燃焼する。再生用空気は濾過体
の全周面にほぼ均等に供給されるので、濾過体の軸方向
にも周方向にもほぼ均一に排気微粒子の燃焼が生じ、濾
過体を迅速に再生する。

【０００６】

【実施例】図１は本発明に係るデイーゼルエンジンの排
気浄化装置の第１の実施例を示す一部断面側面図であ
る。排気浄化装置は複数の（図示の実施例では２つ）濾
過器２１を並列に接続されており、濾過器２１を収容す
る外筒７の入口端部は、円錐筒６と分岐管３を経て入口
管２に接続される。入口管２と分岐管３との接続部に、
支軸５により切換弁４が支持され、上下または左右に並
設された濾過器２１が交互いに再生されるように構成さ
れる。外筒７の出口端部は端板７ａに結合した集合管１
５を経て出口管１６に接続される。入口管２はデイーゼ
ルエンジンの排気管に接続され、出口管１６は図示して
ない排気マフラへ接続される。

【０００７】外筒７の軸方向中心部に給気管９の一端が
接続される。給気管９の他端は再生用空気源３０に接続
され、給気管９の途中に外筒７の内部へ供給する再生用
空気の量を加減する開閉弁または制御弁１０が挿入接続
される。外筒７と同軸に多数の通孔８ａを有する内筒８
が配設され、内筒８の内部に断面星形をなす濾過体２５
が配設される。内筒８の左端は円錐筒６に結合され、内
筒８の右端は外筒７の端板７ａに結合される。

【０００８】図２に示すように、外筒７と内筒８との間
の室２２の再生用空気が、内筒８を経て濾過体２５の全
周面へほぼ均等に吹き付けられるように、内筒８に多数
の通孔８ａが設けられる。すなわち、図３に内筒８を展
開して示すように、通孔８ａの内径は給気管９の外筒７
との接続部から遠くなるにつれて大きくされる。図４，
５に示すように、濾過体２５は断面星形をなす筒状のも
のであつて、図４において左端部は端板により閉鎖さ
れ、右端部は環状の端板を介して集合管１５を接続され
る。

【０００９】図６に示すように、濾過体２５は耐熱性繊
維、例えばセラミツク長繊維を積層したうえ、不規則に
絡み合せてなる目の細い不織布ないしフエルト状体２７
と、同様の目の粗いフエルト状体２８とを互いに重ね合
せ、さらにフエルト状体２７，２８の内面に耐熱性金属
線から編成した金網２６を、外面に耐熱性金属線から編
成したヒータとして通電可能の金網２９をそれぞれ重ね
合せてなる積層体から構成される。つまり、積層体を断
面波形に湾曲したうえ、全体として筒状に湾曲し、両端
縁の間に絶縁板１９を挟んで重ね合せ、互いに結合され
る。金網２９の一端縁に電極１２が、金網２９の他端縁
に電極１３がそれぞれ締結される。

【００１０】図１に示すように、各電極１２，１３に結
合した導線は円錐筒６から外部へ引き出され、濾過体２
５の再生時電源としてのバツテリから通電されるように
なつている。濾過体２５の内空部２３は集合管１５に連
通される。濾過体２５の軸方向両端部と中心部に熱電対
１４ａ〜１４ｃを配設し、濾過体２５の再生時の濾過体
２５の外面の温度を検出するように構成される。

【００１１】図１に示すように、切換弁４が図示の状態
にある時、上側の濾過器２１の給気管９の制御弁１０が
開かれ、下側の濾過器２１の給気管９の制御弁１０は閉
じられている。デイーゼルエンジンの運転時、排気は入
口管２、分岐管３を経て下側の濾過器２１の内筒８の内
部へ入り、濾過体２５の外周面から内空部２３へ通過す
る内に排気微粒子を除去される。内空部２３へ入つた排
気は、集合管１５を経て出口管１６へ流出する。

【００１２】一方、上側の濾過器２１では再生用空気が
給気管９、室２２の通孔８ａを経て濾過体２５の全周面
へ供給される。同時に、電源バツテリから濾過体２５の
外面の金網２９へ通電され、金網２９が加熱される。し
たがつて、濾過体２５に捕集された排気微粒子が加熱さ
れて燃焼し、濾過体２５が再生される。燃焼ガスは内空
部２３へ流れ、さらに集合管１５を経て出口管１６へ流
出する。給気管９からの再生用空気は、内筒８の内径の
異なる通孔８ａを経て濾過体２５の全周面へ均等に供給
されるので、濾過体２５の排気微粒子は迅速かつ均一に
燃焼され、燃え残りが生じない。

【００１３】上述した本発明による最大外径が約１８ｃ
ｍ、長さが約５４ｃｍの排気浄化装置について、給気量
を約２００ｌｔ／ｍｉｎとして再生試験を行つたとこ
ろ、図１０に示すように、各熱電対１４ａ，１４ｂ，１
４ｃにより検出した温度は、ヒータとしての金網２９へ
の通電時間につれて変化し、約１５分で濾過体２５の排
気微粒子が完全に焼失し、濾過体２５が再生された。

【００１４】比較試験のために、図１１に示すように内
筒をなくし、分岐管３に給気管３１を、外筒７の端板７
ａに給気管３２をそれぞれ接続した排気浄化装置につい
て、同様の再生試験を行なつたところ、図１２に示すよ
うに濾過体２５の後部での排気微粒子の燃焼が最初に始
まり、中心部での燃焼が遅れ、濾過体２５が再生するま
でに約２０分を要した。

【００１５】図７は本発明の第２の実施例としての排気
を利用して濾過体を再生する形式の排気浄化装置を示す
一部断面側面図である。この実施例では、給気管９ａを
入口管２に接続し、再生用空気として排気を導入するよ
うにしたものである。再生用空気として使用する排気
は、図７の例に限らず、排気微粒子を捕集中の濾過器２
１の上流側または下流側からの排気を導入するようにし
てもよい。この実施例では、再生用空気として排気を導
入すること以外の構成および作用は、上述した第１の実
施例のものと同様である。

【００１６】図８は本発明の第３の実施例としてのバイ
パスを有する形式の排気浄化装置を示す一部断面側面図
である。この実施例では、単一の再生可能な濾過器２１
に対し、該濾過器２１の上流側と下流側を結ぶバイパス
管４０を設けたものであり、濾過器２１の再生時排気が
バイパス管４０を通過するようにしたものである。濾過
器２１の構成および作用は、第１の実施例のものと同様
である。

【００１７】図９は本発明の第３実施例の変更例として
の第４の実施例を示す一部断面側面である。この実施例
では、給気管９ａを入口管２に接続し、再生用空気とし
て排気を導入するものである。再生用空気として使用す
る排気は、図９の例に限らず、バイパス管４０の中央部
分、バイパス管４０の上流側部分またはバイパス管４０
の下流側部分からの排気を導入するようにしてもよい。
この実施例では、再生用空気として排気を導入すること
以外の構成および作用は、上述した第３の実施例のもの
と同様である。

【００１８】上述した各実施例では、外筒７に対する給
気管９，９ａの接続位置を軸方向中心部にしたが、再生
用空気が内筒８の外周面へ導入されれば、必ずしも軸方
向中心部に限定されるものではない。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、再生用空気が濾過体の
前端部から後端部まで均一に供給されるので、濾過体に
捕集された排気微粒子が加熱・燃焼され、濾過体が迅速
に再生される。つまり、排気浄化装置として、再生時間
が短く、電力消費量が少なく、排気微粒子の燃え残りや
濾過体の目詰りがなく、信頼性の高いものが得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例に係る排気浄化装置を示
す一部断面側面図である。

【図２】同実施例の排気浄化装置における外筒と内筒を
破断して示す斜視図である。

【図３】同実施例の排気浄化装置における内筒の展開図
である。

【図４】同実施例の排気浄化装置における濾過体の側面
図である。

【図５】同実施例の排気浄化装置の正面断面図である。

【図６】同排気浄化装置における濾過体の要部を拡大し
て示す正面断面図である。

【図７】本発明の第２の実施例に係る排気浄化装置の一
部断面側面図である。

【図８】本発明の第３の実施例に係る排気浄化装置の一
部断面側面図である。

【図９】本発明の第４の実施例に係る排気浄化装置の一
部断面側面図である。

【図１０】本発明に係る排気浄化装置の再生試験の結果
を表す線図である。

【図１１】再生試験のための比較例としての排気浄化装
置の一部断面側面図である。

【図１２】比較例としての排気浄化装置についての再生
試験の結果を表す線図である。

【符号の説明】

２：入口管 ３：分岐管 ４：切換弁 ５：支軸 ６：
円錐筒 ７：外筒 ８：内筒 ９，９ａ：給気管 １
０：制御弁 １１：濾過体 １２，１３：電極 １５：
集合管 １６：出口管 １９：絶縁板 ２１：濾過器
２２：室 ２３：内空部 ２５：濾過体 ２６，２９：
金網 ２７，２８：フエルト状体 ４０：バイパス管

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３０１Ｂ (72)発明者 鈴木 隆元 神奈川県藤沢市石川474下ノ根グレイワン 201

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排気管の途中に設けた再生可能の濾過器の
   外筒と該外筒の内部に配設した濾過体との間に、多数の
   通孔を有する内筒を同軸に配設し、前記濾過体の再生用
   空気を前記内筒の外周面に導入するための給気管を前記
   外筒に接続したことを特徴とする、デイーゼルエンジン
   の排気浄化装置。
2. 【請求項２】前記内筒の通孔の内径は前記給気管の外筒
   との接続部から遠くなるにつれて大きくなつている、請
   求項１に記載のデイーゼルエンジンの排気浄化装置。
3. 【請求項３】前記濾過体はセラミツク繊維からなるフエ
   ルト状体の内外面の少なくとも一方の面に、通電可能の
   金網を重ね合せて構成した、請求項２に記載のデイーゼ
   ルエンジンの排気浄化装置。
4. 【請求項４】前記再生用空気として前記濾過体の上流側
   の排気管からの排気を使用する、請求項１〜３のいずれ
   かに記載のデイーゼルエンジンの排気浄化装置。