JPS6332882Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔技術分野〕 本考案は概括的にはデイーゼルエンジンの排気
ガス浄化装置に係り、より詳しくは、フイルタ再
生可能なデイーゼル排気固形微粒子捕集装置の排
気背圧測定装置の背圧導入用口金構造に関する。

〔背景技術〕 デイーゼルエンジンの排気ガスに含まれる排気
黒煙微粒子のような固形微粒子状排出物を捕集し
てデイーゼル排気ガスを浄化するための排気ガス
浄化装置は従来よりよく知られている。かかる浄
化装置は、通常、セラミツク等の耐熱性多孔質フ
イルタを用いた捕集器（トラツプ）で構成されて
いる。第１図を参照して従来の排気固形微粒子捕
集器の一例を説明するに、１０はデイーゼルエン
ジン、１２は排気マニホールド、１４および１６
は排気管、１８は捕集器である。捕集器１８のハ
ウジング２０内にはモノリス状のフイルタ２２が
収蔵してあり、デイーゼル排気ガス中の固形微粒
子を主として衝突捕集の原理により捕集し得るよ
うになつている。排気ガスの高熱に耐えかつ固形
微粒子を効果的に捕集するため、フイルタ２２は
一般にコージライト系セラミツクを三次元網目構
造ないし多孔質発泡体状に成形したモノリス体で
形成されており、その無数の微小孔隙の寸法は約
２mm前後に選ばれており、微小孔隙の内側表面に
は更にガンマアルミナ等の微粉沫を被着して孔隙
表面積を増加させることにより排気微粒子を容易
に捕集し得るように工夫されている。

捕集器の使用に伴い捕集された固形微粒子がフ
イルタ内に蓄積するとフイルタの目詰りにより通
気抵抗が増大すると共に捕集効率が低下するの
で、フイルタは適当な時期または定期的に再生し
なければならない。デイーゼル排気の固形微粒子
はカーボンを主成分としており従つて可燃性であ
るから、フイルタ内に蓄積した固形微粒子の一部
に点火して順次にフイルタ全域にわたつて延焼さ
せて飛ばせばフイルタを再生することが可能であ
る。フイルタの再生方法には種々のものが知られ
ており、例えば、エンジン吸気系を絞り吸入空気
量を減少させて排気ガス温度を上昇させることに
より固形微粒子に点火する方法、エンジン排気系
を絞ると共に燃料噴射量を増量して排気ガス温度
を上昇させることにより微粒子に着火させる方
法、等があるが、第１図の従来例では、フイルタ
２２の上流側端面に接触または近接して電熱ヒー
タ２４を設け、制御回路２６により適当な時期に
リレー２８を閉成して一定時間ヒータ２４に通電
してこれを加熱することによりフイルタ中の固形
微粒子に点火するようになつている。

フイルタの再生時期を決定する方法には、エン
ジンの回転数を積算計で積算して積算回転数が設
定値に達した時にフイルタを再生する方法、車両
の走行距離を積算して所定走行距離ごとに再生す
る方法、捕集器上流の排気ガスの背圧を検出して
背圧が設定値になつた時に再生する方法、捕集器
の上流と下流とで排気ガス背圧を検出して差圧が
設定値になつた時に再生する方法、等があるが、
前二者の方法はフイルタの目詰り状態を必ずしも
正確には反映しないので後二者の背圧による方法
が最も合理的である。例えば、第１図の例では、
排気管１４に背圧検出用ポート３０を穿孔し、背
圧伝達管３２により背圧を背圧センサ３４に導
き、該センサに内蔵された圧電式抵抗素子または
ストレーンゲージにより背圧値を電流値に変換
し、これを制御回路２６で設定値と比較すること
により再生時期を検出している。検出用ポートに
は一般に排気背圧を取入れるための導入用口金が
取付けられ、この口金に背圧伝達管が接続され
る。

排気ガスの背圧を検出することによりフイルタ
再生時期を決定するこの方法においては、排気管
に穿設した背圧検出用ポートに取り付ける背圧導
入用口金の構造は極めて重要な意義を有する。即
ち、長期間の使用中に排気ガス中の固形微粒子や
腐蝕性の凝縮成分が背圧センサの抵抗素子に作用
して素子の性能を劣化させるおそれがある。ま
た、固形微粒子や凝縮液は検出用ポートや背圧伝
達管路の内壁面にも付着し、その付着量が多くな
ると終にはポートや管路が詰つてしまつて背圧セ
ンサに正確な圧力を伝えなくなり、背圧センサの
信頼性を著しく損なうからである。従つて、背圧
導入用口金は、一方においては排気ガス圧力をス
ムーズに伝達し得るものであると共に、他方にお
いて排気ガス中の固形微粒子や凝縮性成分を完全
に遮断し得るものでなければならない。

背圧導入用口金の構造に関しては既に幾つかの
提案がなされている。

例えば、実願昭56−185761号には、背圧検出用
ポートの内部にフイルタ材を充填し、このフイル
タ材に付着した固形微粒子等を電熱ヒータによつ
て定期的に焼却してフイルタ材を再生することに
より、背圧センサの素子や検出用ポートへの固形
微粒子等のデポジツトの付着を防止し得るように
した導入部構造が提案されている。

また、実願昭57−61024号は、検出用ポートに
ハニカムフイルタを装填し、該ハニカムフイルタ
の外周に電熱ヒータを巻き付け、ハニカムフイル
タに付着した排気微粒子を該電熱ヒータにより焼
却し得るようにした導入部構造を提案している。

更に、検出用ポートに弁を設け、背圧検出時の
みに背圧伝達管を開放するようにしたものや、背
圧伝達管路に凝縮器を設け、排気ガス中の凝縮性
成分を凝縮により分離するようにしたものも提案
されている（昭和58年４月13日出願の実願昭58−
53960号および実願昭58−53961号）。

〔考案の目的〕

本考案の目的はこの種の背圧導入用口金を更に
改良することにあり、より構造簡単でコンパクト
で安価に生産可能で、しかも、排気ガス中の固形
微粒子等を十分に遮断する一方で排気ガス背圧を
測定装置に正確に伝達することの可能な背圧導入
用口金構造を提供することにある。

〔考案の構成〕

本考案の背圧導入用口金は、互いに連通したガ
ス入口と内部空洞とガス出口とを有し背圧検出用
ポートに取付け得るようになつた口金本体と、該
内部空洞を横切つて口金本体に装着された少なく
とも１枚、好ましくは多数枚の発熱抵抗体板と、
該発熱抵抗体板に電流を供給するための回路とを
備えてなり、発熱抵抗体板にはガス入口からガス
出口に向つて貫通した多数の細孔が設けてある。
これらの細孔の直径は約0.1mm以下とするのが好
ましい。かかる細孔を有する発熱抵抗体板は一種
のフイルタとして機能するのであり、排気ガスが
この発熱抵抗体板、より詳しくはその細孔を通過
する際には排気ガス中の固形微粒子等は過され
てその通過は阻止される。従つて、清浄な排気ガ
スのみが背圧測定装置に進入する。定期的または
定常的に発熱抵抗体板に通電してそれを加熱すれ
ば、そこに付着したカーボン等は着火されて焼却
される。従つて、発熱抵抗体板の細孔が目詰りす
る惧れがない。このように、この多孔性発熱抵抗
体板はフイルタとしての機能と、そのフイルタを
自ら再生するための再生用ヒータとしての機能と
の２種の機能を兼ね具えていることを特徴として
いる。

〔実施例〕

次に実施例を説明する。第２図は本考案の背圧
導入用口金５０をデイーゼルエンジンの排気管５
２の背圧検出用ポート５４に螺着したところを示
す。口金５０は口金本体５６を有し、この口金本
体はガス入口５８とガス出口６０と円柱形の内部
空洞６２を有する。

口金本体５６には耐熱性絶縁材からなる発熱抵
抗体板ホルダー６４が挿入してあり、スナツプリ
ング６６で固定してある。ホルダー６４には、図
示の例では３枚の発熱抵抗体板６８が担持されて
いる。

第２図および第３図に示すように、発熱抵抗体
板６８には貫通状の多数の細孔７０が形成してあ
る。発熱抵抗体板６８は公知の炭化ケイ素系の発
熱抵抗体材料で形成することができる。その細孔
７０は、その焼成前の可塑状の材料に機械的方法
により予め多数の穴をあけておき、次いでこれを
焼成することにより極めて簡単に形成することが
できる。

前述した如く、発熱抵抗体板６８はフイルタと
しても作用するのであるから、細孔７０の寸法は
排気ガス中の固形微粒子を阻止するものでなけれ
ばならない。このためには、細孔の直径は0.1mm
以下にするのが好ましい。

ホルダー６４には直径方向に相対峙する位置に
おいてプラスリード線７２とマイナスリード線７
４が埋込んであり、それらは各発熱抵抗体板に接
触せしめてある。プラスリード線７２は図示しな
いコネクタおよびスイツチを介して電源に接続可
能である。

口金本体５６のガス出口は可撓ホース７６によ
り背圧センサ（第１図参照）に接続することがで
きる。

次に作用について説明すると、矢印で示した排
気ガスは口金の入口開口５８から入つて発熱抵抗
体板を順次に通過する。その際、排気ガス中の微
粒子は細孔により阻止され、清浄になつたガスの
みがガス出口６０からホース７６を経て背圧セン
サに送られる。

使用に際しては、リード線７２を介して定期的
に発熱抵抗体板６８に通電してこれを加熱する。
通電時間は発熱抵抗体板が約600℃に熱せられる
程度にするのが良い。このように加熱されると、
発熱抵抗体板に付着していたカーボン等の微粒子
は焼却され、細孔７０は清浄される。

このように、発熱抵抗体板は、排気ガスを過
するフイルタとしての作用と、同フイルタを加熱
再生するためのヒータとしての作用を果すもので
ある。

なお、発熱抵抗体板を、温度上昇に伴い電気抵
抗値の増加するPTCヒータ（ボジテイブ・テン
パラチヤ・コエツフイシエント・ヒータ）で形成
した場合には、発熱抵抗体板に常時微少電流を通
電して常に加熱しておくこともできる。

〔考案の効果〕

以上から明らかなように、本考案の背圧導入用
口金は排気ガス中の固形微粒子や有害成分を極め
て効果的に遮断すると同時に排気ガス圧力を支障
なく導入することができる。このため、背圧測定
装置の耐久性を向上させると共に正確な背圧測定
を保障する。

そして、本考案によれば、細孔付きの発熱抵抗
体板はフイルタとしての機能とフイルタ再生用ヒ
ータとしての機能を兼ね備えているから、口金構
造が著しく簡単である。従つて、簡単かつ安価に
製造することができる。また、フイルタ自体が発
熱するので、再生は極めて確実に行うことができ
る。このような効果は、フイルタとヒータが別体
である従来の口金構造では全く得ることが不可能
なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は排気微粒子捕集装置の概念図、第２図
は本考案の背圧導入用口金の断面図、第３図は発
熱抵抗体板の斜視図である。 ５０……背圧導入用口金、５６……口金本体、
５８……ガス入口、６０……ガス出口、６２……
内部空洞、６４……ホルダー、６８……発熱抵抗
体板、７０……細孔。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ フイルタ再生式デイーゼル排気固形微粒子捕
   集装置の排気ガス背圧測定装置に排気ガス背圧
   を導入するためデイーゼルエンジン排気系の背
   圧検出用ポートに設置される背圧導入用口金で
   あつて、 互いに連通したガス入口と内部空洞とガス出
   口とを有し背圧検出用ポートに取付け得るよう
   になつた口金本体と、該内部空洞を横切つて口
   金本体に装置された少なくとも１つの発熱抵抗
   体板と、該発熱抵抗体板に電流を供給するため
   の回路、とを備えてなり、該発熱抵抗体板には
   ガス入口からガス出口に向つて貫通した多数の
   細孔が設けてあることを特徴とする背圧導入用
   口金。 ２ 前記細孔の直径は約0.1mm以下である実用新
   案登録請求の範囲第１項記載の背圧導入用口
   金。