JPS63198717A - 内燃機関の排気粒子除去装置 - Google Patents
内燃機関の排気粒子除去装置Info
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- JPS63198717A JPS63198717A JP62032107A JP3210787A JPS63198717A JP S63198717 A JPS63198717 A JP S63198717A JP 62032107 A JP62032107 A JP 62032107A JP 3210787 A JP3210787 A JP 3210787A JP S63198717 A JPS63198717 A JP S63198717A
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- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
- F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
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- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
- F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
- F01N3/24—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by constructional aspects of converting apparatus
- F01N3/30—Arrangements for supply of additional air
- F01N3/32—Arrangements for supply of additional air using air pump
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業１−の利用分野〉
本発明は、ディーゼル機関等の内燃機関の排気に含まれ
ているすす、炭素粉末等の粒子を捕集し燃焼させて除去
する装置に関する。
ているすす、炭素粉末等の粒子を捕集し燃焼させて除去
する装置に関する。
〈従来技術とその問題点〉
ディーゼル機関について、排気路にセラミックフオーム
等のフィルタを設けて、排気に含まれているすす笠の粒
子・をフィルタに捕集する技術が知られている。
等のフィルタを設けて、排気に含まれているすす笠の粒
子・をフィルタに捕集する技術が知られている。
ところが、フィルタに捕集された粒子は、約６００℃以
１−の温度に加熱されないと、燃焼しない。また、ディ
ーゼル機関では、運転中の排気の温度は、通常、約４０
０℃以下であり、６００℃以１−になることはまれであ
る。
１−の温度に加熱されないと、燃焼しない。また、ディ
ーゼル機関では、運転中の排気の温度は、通常、約４０
０℃以下であり、６００℃以１−になることはまれであ
る。
従って、フィルタに捕集された粒子が排気の熱によって
燃焼することはほとんどないので、フィルタは、捕集し
た粒子によって１１詰りを生ずることになる。
燃焼することはほとんどないので、フィルタは、捕集し
た粒子によって１１詰りを生ずることになる。
そこで、フィルタに捕集した粒子−を燃焼して除去する
１に気粒子−除去装置が必要になる。
１に気粒子−除去装置が必要になる。
第１従来例
この１３”−ｊ、粒子除去装置は、第５図に示すように
、ディーゼル機関２１の排気路２２の大径１部に粒子−
捕集用のフィルタ２３を設け、排気路２２のフィルタ２
３上流側位置と下流側位置の間に迂回路２４を接続し、
迂回路２４の入「１に、排気の流れを排気路２２側又は
迂回路２４側に切り換える９Ｊ換弁２５を設けている。
、ディーゼル機関２１の排気路２２の大径１部に粒子−
捕集用のフィルタ２３を設け、排気路２２のフィルタ２
３上流側位置と下流側位置の間に迂回路２４を接続し、
迂回路２４の入「１に、排気の流れを排気路２２側又は
迂回路２４側に切り換える９Ｊ換弁２５を設けている。
フィルタ２３の人口側には、燃焼室２６を設け、燃焼室
２６に、ディーゼル機関２１の燃料をフィルタ２３に向
けて噴霧する燃料噴霧ノズル２７を設け、また、燃焼用
の空気を供給する空気供給路２８を接続し、更に、燃料
と空気の混合気に点火する点火栓２９を設けて、燃焼室
２６の圧力を検出する圧力検出器３０を設けている。
２６に、ディーゼル機関２１の燃料をフィルタ２３に向
けて噴霧する燃料噴霧ノズル２７を設け、また、燃焼用
の空気を供給する空気供給路２８を接続し、更に、燃料
と空気の混合気に点火する点火栓２９を設けて、燃焼室
２６の圧力を検出する圧力検出器３０を設けている。
この排気粒子除去装置においては、排気は、通常時には
、フィルタ２３のある排気路２２を流れており、フィル
タ２３が捕集する粒子の量が増加するに従って、フィル
タ２３による４Ｊｌ・気の圧力損失が増大し、燃焼室２
６の圧力が増加し、燃焼室２６の圧力が所定の値に達す
ると、即ち、フィルタ２３が捕集粒子によって目詰りを
生ずると、圧力検出器３０が出力する。
、フィルタ２３のある排気路２２を流れており、フィル
タ２３が捕集する粒子の量が増加するに従って、フィル
タ２３による４Ｊｌ・気の圧力損失が増大し、燃焼室２
６の圧力が増加し、燃焼室２６の圧力が所定の値に達す
ると、即ち、フィルタ２３が捕集粒子によって目詰りを
生ずると、圧力検出器３０が出力する。
すると、フィルタ２３の１１ｆ生操作が開始し、！／ｊ
換ｊｆ ２５が作動して、排気の流れが排気路２ｚ側か
ら迂回路２４側にｖＪり換わり、また、燃焼室２６に、
燃料噴霧ノズル２７から燃料が、空気供給路２８から空
気がそれぞれ供給されて、燃料と空気の混合気が形成さ
れ、この混合気が点火栓２９によって点火されて燃焼し
、燃焼室２６に火炎が発生する。この火炎によってフィ
ルタ２３の捕集粒−γが燃焼し、フィルタ２３の［１詰
りか解消されて、フィルタ２３が＋＋ｒ生される。
換ｊｆ ２５が作動して、排気の流れが排気路２ｚ側か
ら迂回路２４側にｖＪり換わり、また、燃焼室２６に、
燃料噴霧ノズル２７から燃料が、空気供給路２８から空
気がそれぞれ供給されて、燃料と空気の混合気が形成さ
れ、この混合気が点火栓２９によって点火されて燃焼し
、燃焼室２６に火炎が発生する。この火炎によってフィ
ルタ２３の捕集粒−γが燃焼し、フィルタ２３の［１詰
りか解消されて、フィルタ２３が＋＋ｒ生される。
ところが、この排気粒子除去装置においては、燃焼室ｚ
６に発生さぜた火炎によってフィルタ２３を加熱するの
で、フィルタ２３の全体を均一に、かつ、所ｑ１の温度
に加熱するのが困難である。従って、フィルタ２３の各
部の温度は不均一になり、フィルタ２３の低温部分では
粒子の燃焼がネト分であり、フィルタ２３の高温部分で
は過熱により損傷が発生する。
６に発生さぜた火炎によってフィルタ２３を加熱するの
で、フィルタ２３の全体を均一に、かつ、所ｑ１の温度
に加熱するのが困難である。従って、フィルタ２３の各
部の温度は不均一になり、フィルタ２３の低温部分では
粒子の燃焼がネト分であり、フィルタ２３の高温部分で
は過熱により損傷が発生する。
また、’、！＋火栓２９は、長時間の使用によってすす
等がイ・１着して点火性能が劣化［７、点火のどれが発
生ずる。すると、燃焼室２６に火炎が発生する＋ｉｉｊ
４、“二、大量の燃料がフィルタ２３に到達して付着
１７、その後に火炎が発生した１寺に、フィルタ２３に
イ・１着していた燃料が燃焼し、フィルタ２３の燃料伺
１ｉ個所が過熱されて損傷が発生する。
等がイ・１着して点火性能が劣化［７、点火のどれが発
生ずる。すると、燃焼室２６に火炎が発生する＋ｉｉｊ
４、“二、大量の燃料がフィルタ２３に到達して付着
１７、その後に火炎が発生した１寺に、フィルタ２３に
イ・１着していた燃料が燃焼し、フィルタ２３の燃料伺
１ｉ個所が過熱されて損傷が発生する。
第２従来例
この排気粒−を除去装置は、前例の装置における燃料噴
霧ノズル２７、すｙ気供給路２８及び点火栓２９に代え
て、第６図に示すように、電熱器３１をフィルタ２３の
大１１面に取り付けている。
霧ノズル２７、すｙ気供給路２８及び点火栓２９に代え
て、第６図に示すように、電熱器３１をフィルタ２３の
大１１面に取り付けている。
圧力検出器３０の出力によって前例の装置におけるのと
同様にしてフィルタ２３の１ｖ生操作が開始すると、電
熱器３１が作動し、′上熱器３１の熱によってフィルタ
ｚ３の人１１側の捕集粒子−が燃焼し、その燃焼熱によ
って粒子の燃焼が順次フィルタ２３の１１日１偶に伝播
し、フィルタ２３の各部に捕集されている粒子−が燃焼
する。
同様にしてフィルタ２３の１ｖ生操作が開始すると、電
熱器３１が作動し、′上熱器３１の熱によってフィルタ
ｚ３の人１１側の捕集粒子−が燃焼し、その燃焼熱によ
って粒子の燃焼が順次フィルタ２３の１１日１偶に伝播
し、フィルタ２３の各部に捕集されている粒子−が燃焼
する。
ところが、フィルタ２３の各部の粒子を１〜分に燃焼さ
せるには１発熱１．ニーの多い電熱器を要し、非常に多
くの電力を要する。
せるには１発熱１．ニーの多い電熱器を要し、非常に多
くの電力を要する。
第３従来例
この排気粒子除去装置は、第１従来例の装置における燃
料噴霧ノズル２７．空気供給路２８及び点火栓２９に代
えて、第７図に示すように、粒子・の燃焼温度を低ドさ
せる触媒の金属イオンを含んだ溶液４１を空気流によっ
て噴霧する気流噴霧ノズル４２を設けている。
料噴霧ノズル２７．空気供給路２８及び点火栓２９に代
えて、第７図に示すように、粒子・の燃焼温度を低ドさ
せる触媒の金属イオンを含んだ溶液４１を空気流によっ
て噴霧する気流噴霧ノズル４２を設けている。
即ち、フィルタ２３の人口に対面した気流噴霧ノズル４
２に、ポンプ付の触媒供給路４３によって触媒溶液４１
のタンク４４を接続し、また、ポンプ付の空気供給路４
５を接続している。
２に、ポンプ付の触媒供給路４３によって触媒溶液４１
のタンク４４を接続し、また、ポンプ付の空気供給路４
５を接続している。
圧力検出器３０の出力によって第１従来例の装置におけ
るのと同様にしてフィルタ２３の再生操作が開始すると
、触媒溶液４１が気流噴霧ノズル４２からフィルタ２３
に噴霧され、フィルタ２３に捕集されている粒子は、触
媒によって燃焼温度が３００℃位に低下して、燃焼する
。
るのと同様にしてフィルタ２３の再生操作が開始すると
、触媒溶液４１が気流噴霧ノズル４２からフィルタ２３
に噴霧され、フィルタ２３に捕集されている粒子は、触
媒によって燃焼温度が３００℃位に低下して、燃焼する
。
ところが、この装置においては、ディーゼル機関の燃ネ
１の外に、触媒溶液４１をも装備しな（すればならず、
装置が大がかりになる−にに、触媒溶液４１をディーゼ
ル機関の堝料におけるのと同様に定期的に補給しなけれ
ばならない。
１の外に、触媒溶液４１をも装備しな（すればならず、
装置が大がかりになる−にに、触媒溶液４１をディーゼ
ル機関の堝料におけるのと同様に定期的に補給しなけれ
ばならない。
更に、気流噴霧ノズル４２によって噴霧された触媒溶液
４１の一部は、フィルタ２３を通過して、大気中に放出
され、触媒による新たな大気汚染が発生する。
４１の一部は、フィルタ２３を通過して、大気中に放出
され、触媒による新たな大気汚染が発生する。
本発明の［Ｉ的は、１−記のような従来の問題点を解決
することである。
することである。
く問題点を解決するための着眼点〉
本発明者は、−４−記の［１的を達成するため、先ず、
ｌ記の３種の従来例の装置について検討したところ、実
用１−、ディーゼル機関の燃料を利用する第１従来例の
装置が優れているものとｒ４断した０次に、第１従来例
の装置を改良するに当り、次の点に着眼した。
ｌ記の３種の従来例の装置について検討したところ、実
用１−、ディーゼル機関の燃料を利用する第１従来例の
装置が優れているものとｒ４断した０次に、第１従来例
の装置を改良するに当り、次の点に着眼した。
１）ディーゼル機関の燃料は、触媒を用いて燃焼すると
、第１従来例の装置における火炎による燃焼に比較して
、均一な燃焼が行われる。
、第１従来例の装置における火炎による燃焼に比較して
、均一な燃焼が行われる。
２）ディーゼル機関の燃料は、白金、パラジウムやロジ
ウム等の貴金属系の触媒を用いると、２５０〜３００℃
位の温度で燃焼を開始する。
ウム等の貴金属系の触媒を用いると、２５０〜３００℃
位の温度で燃焼を開始する。
３）ディーゼル機関は２通常の運転時には、排気が容易
に２５０〜３００℃位の温度になる。
に２５０〜３００℃位の温度になる。
４）従って、排気によって加熱された貴金属系の触媒に
燃料を噴霧すると、燃焼が開始する。
燃料を噴霧すると、燃焼が開始する。
く問題点を解決するための手段〉
本発明は、内燃機関の排気路に、排気中の粒子を捕集す
るフィルタを設け。
るフィルタを設け。
フィルタの入１１側又は出口側であって排気路の排気に
よって加熱される位置に、下記の燃料の燃焼温度を低下
させる触媒体を設け、 触媒体のフィルタ側と反対側に燃料と空気の混合室を設
け。
よって加熱される位置に、下記の燃料の燃焼温度を低下
させる触媒体を設け、 触媒体のフィルタ側と反対側に燃料と空気の混合室を設
け。
混合室に、内燃機関の燃料を触媒体に噴霧する燃料噴霧
ノズルを設け、また、空気を供給する空気供給路を接続
し、 フィルタに捕集された粒子を、触媒体を用いた燃料の燃
焼による熱によって燃焼させる構成にしたことを特徴と
する内燃機関の排気粒子除去装置である。
ノズルを設け、また、空気を供給する空気供給路を接続
し、 フィルタに捕集された粒子を、触媒体を用いた燃料の燃
焼による熱によって燃焼させる構成にしたことを特徴と
する内燃機関の排気粒子除去装置である。
〈発明の作用と効果〉
未発ＩＪＩの内燃機関の排気粒子除去装置においては、
フィルタに捕集された粒子は、内燃機関の燃才１を排気
の熱で加熱された触媒を用いて燃焼する熱によって燃焼
される。
フィルタに捕集された粒子は、内燃機関の燃才１を排気
の熱で加熱された触媒を用いて燃焼する熱によって燃焼
される。
従って、フィルタの捕集粒子−の燃焼に、触媒を用いる
燃焼の熱が用いられるので、火炎による燃焼の熱を用い
る第１従来例の装置に比較して、フィルタの各部の捕集
粒子が均一に燃焼され、捕集粒子の不十分な燃焼やフィ
ルタの過熟による損傷が発生し難い。
燃焼の熱が用いられるので、火炎による燃焼の熱を用い
る第１従来例の装置に比較して、フィルタの各部の捕集
粒子が均一に燃焼され、捕集粒子の不十分な燃焼やフィ
ルタの過熟による損傷が発生し難い。
また、点火栓が不要であるので、点火栓を用いた第１従
来例の装置におけるような、点火栓の性能劣化による弊
害が発生しない。
来例の装置におけるような、点火栓の性能劣化による弊
害が発生しない。
また、電熱器が不要であるので、電熱器を用いた第２従
来例の装置とは異なり、大ニーの電力を消費しない。
来例の装置とは異なり、大ニーの電力を消費しない。
更に、捕集粒子・の燃焼に、内燃機関の燃料を用い、触
媒溶液を用いないので、触媒溶液を用いる第３従来例の
装置とは異なり、触媒溶液を用いることによる前記の問
題点がない。
媒溶液を用いないので、触媒溶液を用いる第３従来例の
装置とは異なり、触媒溶液を用いることによる前記の問
題点がない。
く第１実施例〉
本例の内燃機関の排気粒子除去装置は、第１図に示すよ
うに、ディーゼル機関ｌの排気路２の大ｌ−￥部に、排
気中の粒子を捕集するフィルタ３を取り付けている。
うに、ディーゼル機関ｌの排気路２の大ｌ−￥部に、排
気中の粒子を捕集するフィルタ３を取り付けている。
フィルタ３は、多孔質のコージライト製のハニカム構造
であって、入［１面と出「１面の間に流路を１中方イン
チ当り２００本貫設しており、各波路の人目と出目のい
ずれか一方を閉鎖し、入口を閉鎖した波路と出口を閉鎖
した流路を交互に配置している。
であって、入［１面と出「１面の間に流路を１中方イン
チ当り２００本貫設しており、各波路の人目と出目のい
ずれか一方を閉鎖し、入口を閉鎖した波路と出口を閉鎖
した流路を交互に配置している。
従って、フィルタ３を通過する排気は１人口を開放して
出目を閉鎖した流路に流入し、その流路の多孔質の壁を
経て隣りの流路、即ち、入目を閉鎖して出［１を開放し
た流路に流入し、その流路の出１．ｉ’ｌから流出する
０粒子を含有した排気は、フィルタ３の波路の多孔質の
壁を通過する際に、粒子が多孔質の壁に捕集されて取り
除かれる。
出目を閉鎖した流路に流入し、その流路の多孔質の壁を
経て隣りの流路、即ち、入目を閉鎖して出［１を開放し
た流路に流入し、その流路の出１．ｉ’ｌから流出する
０粒子を含有した排気は、フィルタ３の波路の多孔質の
壁を通過する際に、粒子が多孔質の壁に捕集されて取り
除かれる。
排気路２のフィルタ３上流側位置と下流側位置の間には
、第１図に示すように、迂回路４を接続し、迂回路４の
人「１に、排気の流れを排気路２側又は迂回路４偶に切
り換える切換弁５を、没けている。
、第１図に示すように、迂回路４を接続し、迂回路４の
人「１に、排気の流れを排気路２側又は迂回路４偶に切
り換える切換弁５を、没けている。
排気路２の大径部には、第１図に示すように、フィルタ
３と同径のハニカム構造の触媒体６をフィルタ３の入口
側に隙間を設けてフィルタ３と同芯状に取り付けている
。
３と同径のハニカム構造の触媒体６をフィルタ３の入口
側に隙間を設けてフィルタ３と同芯状に取り付けている
。
触媒体６は、コージライト製のハニカム構造の担体に、
アルミナを被覆して、触媒金属の白金を相持している。
アルミナを被覆して、触媒金属の白金を相持している。
ハニカム構造の担体は、入［１面と出「１面の間に波路
を１平方インチ当り２００本貫設している。触媒のには
、触媒体６の体積１文当り２ｇである。
を１平方インチ当り２００本貫設している。触媒のには
、触媒体６の体積１文当り２ｇである。
排気路２の触媒体６人［−１側には、第１図に示すよう
に２触媒体６から遠ざかるに従って小径になる略円錐筒
状の混合室７を触媒体６と同芯状に形成している。
に２触媒体６から遠ざかるに従って小径になる略円錐筒
状の混合室７を触媒体６と同芯状に形成している。
混合室７の小径端の中心部には、第１図に示すように、
ディーゼル機関ｌの燃料を空気流によって噴霧する気流
噴霧ノズル８を触媒体６と対面して同芯状に取り付けて
いる。
ディーゼル機関ｌの燃料を空気流によって噴霧する気流
噴霧ノズル８を触媒体６と対面して同芯状に取り付けて
いる。
即ち、燃料噴霧ノズルの一種である気流噴霧ノズル８に
は、ポンプ９付の燃料供給路ＩＯとポンプ１１付の空気
供給路工２をそれぞれ接続している。また、混合室７の
周１１ｔには、空気供給路１２のポンプ１１下流側位置
から分岐した絞り付の空気供給路１３を気流噴霧ノズル
８の直前位置に接続して、気流噴霧ノズル８から噴霧し
た燃料が触媒体６の人目面にほぼ一様に分布する構成に
している。
は、ポンプ９付の燃料供給路ＩＯとポンプ１１付の空気
供給路工２をそれぞれ接続している。また、混合室７の
周１１ｔには、空気供給路１２のポンプ１１下流側位置
から分岐した絞り付の空気供給路１３を気流噴霧ノズル
８の直前位置に接続して、気流噴霧ノズル８から噴霧し
た燃料が触媒体６の人目面にほぼ一様に分布する構成に
している。
混合室７には、第１因に示すように、混合室７の圧力が
１１シ定値になると、フィルタ３のｉｌＴ生操作を開始
するために出力する圧力検出器１４を取り＋ｌけＣいる
。
１１シ定値になると、フィルタ３のｉｌＴ生操作を開始
するために出力する圧力検出器１４を取り＋ｌけＣいる
。
本例の内燃機１ｔ１の排気粒子−除去装置においては、
１ｆ気は、通゛畠１１！Ｎには、触媒体６とフィルタ３
のある１１気路２を流れ、排気によって触媒体６が加熱
され、また、＋Ｊｌ気中の粒子がフィルタ３に捕集され
る。
１ｆ気は、通゛畠１１！Ｎには、触媒体６とフィルタ３
のある１１気路２を流れ、排気によって触媒体６が加熱
され、また、＋Ｊｌ気中の粒子がフィルタ３に捕集され
る。
フィルタ３が捕集した粒子の量が増加するに従って、混
合室７の圧力が増加し、混合室７の圧力が＋ｉＱ定植に
達すると、即ち、フィルタ３が捕集粒子によって目１情
りを生ずると、圧力検出器１４が出力する。
合室７の圧力が増加し、混合室７の圧力が＋ｉＱ定植に
達すると、即ち、フィルタ３が捕集粒子によって目１情
りを生ずると、圧力検出器１４が出力する。
すると、フィルタ３のＩＩｆ生操作が１５１１始され、
！／Ｊ換弁５が作動して、排気の流れが排気路２ （Ｉ
ｌｌから迂回路４偶に切り換わり、また、混合室７に、
気流噴霧ノズル８から燃料が空気流によって噴霧される
と共に、空気供給路１３がら空気が供給されて、燃料と
空気の混合気が形成され、この混合気が触媒体６の入口
面にほぼ一様に分布して吹き付けられ、排気によって加
熱された触媒体６に付着した燃料が燃焼し、この燃焼の
熱によってフィルタ３の入口面がほぼ均一に加熱され、
フィルタ３に捕集されていた粒子が燃焼し、フィルタ３
の１１詰りか解消される。
！／Ｊ換弁５が作動して、排気の流れが排気路２ （Ｉ
ｌｌから迂回路４偶に切り換わり、また、混合室７に、
気流噴霧ノズル８から燃料が空気流によって噴霧される
と共に、空気供給路１３がら空気が供給されて、燃料と
空気の混合気が形成され、この混合気が触媒体６の入口
面にほぼ一様に分布して吹き付けられ、排気によって加
熱された触媒体６に付着した燃料が燃焼し、この燃焼の
熱によってフィルタ３の入口面がほぼ均一に加熱され、
フィルタ３に捕集されていた粒子が燃焼し、フィルタ３
の１１詰りか解消される。
実 験
２．２１の排気ｊ１４があるディーゼル機関１は、約３
．０００ ｒｐｍの定速回転で運転した。
．０００ ｒｐｍの定速回転で運転した。
運転開始直後には、混合室７の圧力は、圧力検出器１４
によると、約１００ｌ１Ｈｇであった。
によると、約１００ｌ１Ｈｇであった。
１５時間の連続運転をした直後には、混合室７の圧力は
、圧力検出器１４によると、約２００＋ｓｍＨｇになっ
た。
、圧力検出器１４によると、約２００＋ｓｍＨｇになっ
た。
そこで、フィルタ３の再生操作を開始させ、」−記した
ように、切換弁５の作動によって排気の流れを迂回路４
側に切り換え、また、気流噴霧ノズル８の作動によって
混合室７に混合気を形成し、この混合気を触媒体６に吹
き付けた。混合気は、吹付速度が毎秒的Ｑ、３ｍであり
、空気過剰率が約４であった。
ように、切換弁５の作動によって排気の流れを迂回路４
側に切り換え、また、気流噴霧ノズル８の作動によって
混合室７に混合気を形成し、この混合気を触媒体６に吹
き付けた。混合気は、吹付速度が毎秒的Ｑ、３ｍであり
、空気過剰率が約４であった。
そして、第１図に示すように、触媒体６の入口面中心の
前側位置のＡ点と、触媒体６とフィルタ３間の隙間の中
央位置のＢ点、及び、フィルタ３の中心位置の０点の各
温度を熱電対によって測定し、また、混合室７の圧力を
圧力検出器１４によって測定した。これらの測定結果は
、第２図の線図に示す。
前側位置のＡ点と、触媒体６とフィルタ３間の隙間の中
央位置のＢ点、及び、フィルタ３の中心位置の０点の各
温度を熱電対によって測定し、また、混合室７の圧力を
圧力検出器１４によって測定した。これらの測定結果は
、第２図の線図に示す。
この線図からＩＩらかなように、フィルタ３のＩＩｆ生
操作の開始後に、触媒体６の前側のＡ点の温度は、徐々
に上昇するが、大きく変化しないのに対し、触媒体６と
フィルタ３間のＢ点とフィルタ３内の０点の温度は、急
速に上昇し、触媒体６における燃料の燃焼による熱によ
ってフィルタ３が加熱されたことを示している。
操作の開始後に、触媒体６の前側のＡ点の温度は、徐々
に上昇するが、大きく変化しないのに対し、触媒体６と
フィルタ３間のＢ点とフィルタ３内の０点の温度は、急
速に上昇し、触媒体６における燃料の燃焼による熱によ
ってフィルタ３が加熱されたことを示している。
また、混合室７の圧力は、−・旦−１−昇してから減少
し、フィルタ３の通気抵抗即ち目詰りが減少したことを
示している。
し、フィルタ３の通気抵抗即ち目詰りが減少したことを
示している。
フィルタ３の再生操作を３分間行った後、切換弁５を原
位置に戻し、気流噴霧ノズル８の作動を停止二させたと
ころ、圧力検出器１４は、再び、約１００ｍｍＨＨの圧
力を示し、フィルタ３が１１ｆ生されたことを示した。
位置に戻し、気流噴霧ノズル８の作動を停止二させたと
ころ、圧力検出器１４は、再び、約１００ｍｍＨＨの圧
力を示し、フィルタ３が１１ｆ生されたことを示した。
また、ディーゼル機関ｌを連続運転し、混合室７の圧力
が増加して２００ｔａｍＨｇ強になったところで、ディ
ーゼル機関１の運転を停止し、触媒体６を取り出しで調
べたところ、触媒体６の流路の壁面にわずかな粒子の付
着が認められた。
が増加して２００ｔａｍＨｇ強になったところで、ディ
ーゼル機関１の運転を停止し、触媒体６を取り出しで調
べたところ、触媒体６の流路の壁面にわずかな粒子の付
着が認められた。
この触媒体６はそのまま原位置に戻し、ディーゼル機関
ｌの運転を再開し、フィルタ３の再生操作を行った後に
、再び、触媒体６を取り出して調べたところ、触媒体６
には波路の壁面のみならず他の部分にも粒子の付着が認
められなかった。従って、粒子の触媒体６への付着は１
問題にならないことが判明した。
ｌの運転を再開し、フィルタ３の再生操作を行った後に
、再び、触媒体６を取り出して調べたところ、触媒体６
には波路の壁面のみならず他の部分にも粒子の付着が認
められなかった。従って、粒子の触媒体６への付着は１
問題にならないことが判明した。
フィルタ３の再生操作は、繰り返して何回も行ったが、
フィルタ３の再生後には、常に、圧力検出′Ｊ：ｉｉａ
は、１００＋ｓｍＨｇ前後のほぼ一定した圧力を示した
。
フィルタ３の再生後には、常に、圧力検出′Ｊ：ｉｉａ
は、１００＋ｓｍＨｇ前後のほぼ一定した圧力を示した
。
く第２実施例〉
本例の内燃機関の排気粒子除去装置は、前例のそれにお
いては排気を触媒体６の入口側に導入したのに対し、第
３図に示すように、排気をフィルタ３と触媒体６の間の
隙間に導入する構成にしている。フィルタ３と触媒体６
の間の隙間には、その隙間の圧力が設定値になると出力
する圧力検出器１４を増り付けている。
いては排気を触媒体６の入口側に導入したのに対し、第
３図に示すように、排気をフィルタ３と触媒体６の間の
隙間に導入する構成にしている。フィルタ３と触媒体６
の間の隙間には、その隙間の圧力が設定値になると出力
する圧力検出器１４を増り付けている。
その他の点は、匍例におけるのとほぼ同様であり、第３
図に同−符−）を付する。
図に同−符−）を付する。
く第３実施例〉
本例の内燃機関の排気粒子除去装置は、第１実施例のそ
れにおいては排気を混合室７、触媒体６、フィルタ３の
順序に流していたのに対し。
れにおいては排気を混合室７、触媒体６、フィルタ３の
順序に流していたのに対し。
第４図に示すように、排気をフィルタ３、触媒体６、混
合室７の順序、即ち、逆方向に流す構成にしている。迂
回路４の出口には、排気の流れをフィルタ３や触媒体６
のある排気路２側又は迂回路４側にすＪり換えるνＪ換
弁５を設け、排気路２のフィルタ３上流側位置に、その
位置の圧力が設定値になると出力する圧力検出器１４を
取り付けている。
合室７の順序、即ち、逆方向に流す構成にしている。迂
回路４の出口には、排気の流れをフィルタ３や触媒体６
のある排気路２側又は迂回路４側にすＪり換えるνＪ換
弁５を設け、排気路２のフィルタ３上流側位置に、その
位置の圧力が設定値になると出力する圧力検出器１４を
取り付けている。
その他の点は、ｍｌ実施例におけるのとほぼ同様であり
、第４図に同−符吟を封する６くその他〉 触媒体６は、白金、パラジウムやロジウム等の貴金属を
一種又は二種以上担持したものが低温で活性が高く最も
優れている。
、第４図に同−符吟を封する６くその他〉 触媒体６は、白金、パラジウムやロジウム等の貴金属を
一種又は二種以上担持したものが低温で活性が高く最も
優れている。
しかし、ＸＩＬ金属の触媒体は、高価であるので、酸化
第二鉄、酸化コバルトや酸化ニンケル等の金属酸化物を
担持した触媒体と併用し、１′を金属の触媒体を燃本１
噴霧ノズル側に、金属酸化物の触媒体をフィルタ側にそ
れぞれ配置してもよい。このようにすると、貴金属の触
媒体を？ｉ独で用いた場合に比較して、安価であり、ま
た、同様な触媒性能を示す。
第二鉄、酸化コバルトや酸化ニンケル等の金属酸化物を
担持した触媒体と併用し、１′を金属の触媒体を燃本１
噴霧ノズル側に、金属酸化物の触媒体をフィルタ側にそ
れぞれ配置してもよい。このようにすると、貴金属の触
媒体を？ｉ独で用いた場合に比較して、安価であり、ま
た、同様な触媒性能を示す。
触媒体の４！１体は、ハニカム構造が通気抵抗が小さく
て優れているが、多孔室のフオーム等であってもよい。
て優れているが、多孔室のフオーム等であってもよい。
燃料噴霧ノズル８は、気流噴霧ノズルが微粒化性能が良
く優れているが、圧力噴霧ノズルや超音波式噴霧ノズル
等であってもよい。
く優れているが、圧力噴霧ノズルや超音波式噴霧ノズル
等であってもよい。
第１図は、本発明の第１実施例の内燃機関の排気粒子−
除去装置の略示断面図である。 第２図は、同排気粒子除去装置におけるＡ点、Ｂ点と０
点の温度変化と混合室の圧力変化を示す線図である。 第３図は、第２実施例の内燃機関の排気粒子除去装置の
部分略示断面図である。 第４図は、第３実施例の内燃機関の排気粒子−除去装置
の略示断面図である。 第５図は、第１従来例の内燃機関の排気粒子除去装置の
略示断面図である。 第６図は、第２従来例の内燃機関の排気粒子除去装置の
略示断面図である。 第７図は、第３従来例の内燃機関の排気粒子除去装置の
略示断面図である。 ｌ ： ディーゼル機関、内燃機関 ２ ： 排気路 ３ ： フィルタ６ ： 触媒
体 ７ ： 混合室８ ： 燃料噴霧ノズル、気
流噴霧ノズル１２：’−ζ気供給路 １３ ： 空気供
給路特許出願人 株式会社：ｒｕ中央研究所代 理
人 弁理 ト 水 野 桂７′２ 図 ０ ０．５ １ １．５ 時間〔分］ ７′３図 第４ 図
除去装置の略示断面図である。 第２図は、同排気粒子除去装置におけるＡ点、Ｂ点と０
点の温度変化と混合室の圧力変化を示す線図である。 第３図は、第２実施例の内燃機関の排気粒子除去装置の
部分略示断面図である。 第４図は、第３実施例の内燃機関の排気粒子−除去装置
の略示断面図である。 第５図は、第１従来例の内燃機関の排気粒子除去装置の
略示断面図である。 第６図は、第２従来例の内燃機関の排気粒子除去装置の
略示断面図である。 第７図は、第３従来例の内燃機関の排気粒子除去装置の
略示断面図である。 ｌ ： ディーゼル機関、内燃機関 ２ ： 排気路 ３ ： フィルタ６ ： 触媒
体 ７ ： 混合室８ ： 燃料噴霧ノズル、気
流噴霧ノズル１２：’−ζ気供給路 １３ ： 空気供
給路特許出願人 株式会社：ｒｕ中央研究所代 理
人 弁理 ト 水 野 桂７′２ 図 ０ ０．５ １ １．５ 時間〔分］ ７′３図 第４ 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）内燃機関の排気路に、排気中の粒子を捕集するフィ
ルタを設け、 フィルタの入口側又は出口側であって排気路の排気によ
って加熱される位置に、下記の燃料の燃焼温度を低下さ
せる触媒体を設け、 触媒体のフィルタ側と反対側に燃料と空気の混合室を設
け、 混合室に、内燃機関の燃料を触媒体に噴霧する燃料噴霧
ノズルを設け、また、空気を供給する空気供給路を接続
し、 フィルタに捕集された粒子を、触媒体を用いた燃料の燃
焼による熱によって燃焼させる構成にしたことを特徴と
する内燃機関の排気粒子除去装置。 ２）触媒体は、白金、パラジウムやロジウム等の貴金属
を一種又は二種以上担持したことを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の内燃機関の排気粒子除去装置。 ３）触媒体は、白金、パラジウムやロジウム等の貴金属
を一種又は二種以上担持した触媒体と、酸化第二鉄、酸
化コバルトや酸化ニッケル等の金属酸化物を担持した触
媒体とからなり、 前者の触媒体を燃料噴霧ノズル側に、後者の触媒体をフ
ィルタ側に、それぞれ、配置したことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の内燃機関の排気粒子除去装置。 ４）触媒体の担体は、ハニカム構造であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項記載の内
燃機関の排気粒子除去装置。 ５）燃料噴霧ノズルは、燃料を空気流によって噴霧する
気流噴霧ノズルであることを特徴とする特許請求の範囲
第１項乃至第４項のいずれかに記載の内燃機関の排気粒
子除去装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032107A JPS63198717A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 内燃機関の排気粒子除去装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62032107A JPS63198717A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 内燃機関の排気粒子除去装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63198717A true JPS63198717A (ja) | 1988-08-17 |
Family
ID=12349671
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62032107A Pending JPS63198717A (ja) | 1987-02-13 | 1987-02-13 | 内燃機関の排気粒子除去装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63198717A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0737802A3 (en) * | 1995-04-10 | 1997-03-05 | Nippon Soken | Hydrocarbon addition device mounted in an exhaust purification device of an internal combustion engine |
| US5711149A (en) * | 1995-05-18 | 1998-01-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of a diesel engine |
| WO2004079168A1 (fr) * | 2003-01-31 | 2004-09-16 | Jean Claude Fayard | Procede de post injection de liquide de regeneration du type hydrocarbure, alcool et/ou agent reducteur (e.g. gazole et/ou uree et/ou solution ammoniacale) pour la regeneration de systemes de filtration des gaz d'echappement de moteur diesel |
| JP2006316758A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| FR2921967A1 (fr) * | 2007-10-03 | 2009-04-10 | Renault Sas | Melangeur dynamique de fluide injecte dans un flux de gaz |
| DE102008046439A1 (de) * | 2008-09-09 | 2010-03-11 | Volkswagen Ag | Vorrichtung zur Einbringung eines Mediums zur Abgasbehandlung in einen Abgasstrom und Verfahren zum Betreiben solcher Vorrichtung |
-
1987
- 1987-02-13 JP JP62032107A patent/JPS63198717A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0737802A3 (en) * | 1995-04-10 | 1997-03-05 | Nippon Soken | Hydrocarbon addition device mounted in an exhaust purification device of an internal combustion engine |
| US5806310A (en) * | 1995-04-10 | 1998-09-15 | Nippon Soken, Inc. | Exhaust purification apparatus |
| US5711149A (en) * | 1995-05-18 | 1998-01-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of a diesel engine |
| EP0743429A3 (en) * | 1995-05-18 | 1998-06-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of a diesel engine |
| EP1158143A2 (en) | 1995-05-18 | 2001-11-28 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Device for purifying the exhaust gas of a diesel engine |
| WO2004079168A1 (fr) * | 2003-01-31 | 2004-09-16 | Jean Claude Fayard | Procede de post injection de liquide de regeneration du type hydrocarbure, alcool et/ou agent reducteur (e.g. gazole et/ou uree et/ou solution ammoniacale) pour la regeneration de systemes de filtration des gaz d'echappement de moteur diesel |
| US7481045B2 (en) | 2003-01-31 | 2009-01-27 | Jean-Claude Fayard | Method for the post-injection of hydrocarbon-, alcohol- and/or reducing-agent-type regeneration solution (e.g. diesel fuel and/or urea and/or ammoniacal solution) for the regeneration of diesel engine exhaust gas filtration systems |
| JP2006316758A (ja) * | 2005-05-16 | 2006-11-24 | Isuzu Motors Ltd | 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム |
| FR2921967A1 (fr) * | 2007-10-03 | 2009-04-10 | Renault Sas | Melangeur dynamique de fluide injecte dans un flux de gaz |
| DE102008046439A1 (de) * | 2008-09-09 | 2010-03-11 | Volkswagen Ag | Vorrichtung zur Einbringung eines Mediums zur Abgasbehandlung in einen Abgasstrom und Verfahren zum Betreiben solcher Vorrichtung |
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