JPS6338329Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は内燃機関の排気浄化装置に関し、更
に詳しくは、内燃機関、殊にデイーゼル機関の排
気ガス中に含まれるカーボンを主成分とするパテ
イキユレイトを除去する排気浄化装置に関する。

デイーゼル機関の排気ガス中には黒煙発生の原
因となるパテイキユレイト（主成分はカーボン微
粒子）が含まれており、これは大気に放出されな
いように排気ガス中から取り除かれねばならない
ものである。

前記パテイキユレイトを除去するための従来の
排気浄化装置は、排気管の途中に単にフイルタを
設けているものについては比較的短時間でフイル
タが目詰りを起こし、排気ガス圧力が増加して燃
費が悪化するという欠点があり、排気管中のフイ
ルタ直前にアフタバーナを取付けたり、吸入空気
を絞つて排気温度を上昇させたりしてパキユレイ
トを燃焼させ、燃焼処理するものについては燃焼
後の灰化したパテイキユレイトがやはりフイルタ
の目詰りの原因となつたり、フイルタに付着して
フイルタの耐熱性を低下させたりフイルタ材を腐
蝕させたりするという欠点があつた。

そこで、この考案は前記従来の排気浄化装置の
欠点を解消するためになされたものであり、その
目的とするところは、セラミツク製等のハニカム
タイプの表裏両面使用できるパテイキユレイトフ
イルタを用いて排気ガス中のパテイキユレイトを
前記フイルタの片面を用いて捕集してこれを燃焼
させ、燃焼後のパテイキユレイトの残留灰分は大
気を前記フイルタの反対側から流してやることに
より灰分回収フイルタに捕集し、フイルタの目詰
りを防止しつつ円滑にパテイキユレイト処理を行
なうことである。

前記目的のため、この考案の内燃機関の排気浄
化装置は、内燃機関の排気管をその途中から２本
の排気分岐管に分割し、それぞれの分岐管にはハ
ニカムタイプのパテイキユレイト捕集フイルタを
内蔵させると共に、このフイルタの上、下流部に
は切換弁を介して枝管をそれぞれ接続し、上流側
の枝管は灰分回収フイルタを介して大気に連通
し、下流側の枝管は大気導入口に接続して、一方
の前記分岐管に設けた切換弁がそれぞれ分岐管の
上流側と下流側を連通している時には、他方の分
岐管の切換弁はそれぞれ前記枝管と分岐管のフイ
ルタ側とを連通したことを特徴としている。

以下図面を用いてこの考案の実施例を説明す
る。

第１図はこの考案の内燃機関の排気浄化装置の
一実施例の構成説明図である。この考案では内燃
機関１の排気マニホルド２に連続して設けられて
いる排気管３の途中を第１分岐管４と第２分岐管
５とに分割する。そして、これらの第１分岐管４
と第２分岐管５の図示しないサイレンサまでの間
の管路にはそれぞれハニカムタイプのセラミツク
製パテイキユレイト捕集フイルタ８を内蔵させ
る。

このパテイキユレイト捕集フイルタ８は、この
実施例では第２図に示すように円筒形をしてお
り、多数の多孔質セラミツク製の側壁８ａが碁盤
目状に配設され、その両端部が千鳥状に互い違い
に封止されて底壁８ｂを形成しているもので、一
般にハニカムタイプと称される表面積の広いフイ
ルタである。そして、このフイルタ８は前記分岐
管４，５内にそれぞれ第１図に示すようにその円
周側面を保持されて内装された時に、分岐管４，
５のどちら側から流れてきた気体もこのフイルタ
８を通過させて分岐管４，５の反対側に抵抗なく
流すが、気体中に含まれる粒子の大きい物質はフ
イルタ表面に吸着捕集してしまう性質を有するも
のである。

この考案では、以上のように構成された排気経
路の第１分岐管４のパテイキユレイト捕集フイル
タ８の上流側および下流側にそれぞれ三方切換弁
である電磁三方弁６，７を設け、同様に第２分岐
管５側にも電磁三方弁９，１０を設ける。そし
て、電磁三方弁６と電磁三方弁９とは枝管１１を
用いて接続し、さらに、この枝管１１の途中には
一端が大気に開口する枝管１２を接続し、この枝
管１２の途中には灰分回収フイルタ１３を介設す
る。

前記灰分回収フイルタ１３のフイルタエレメン
トには一般の交換可能なペーパーエレメントを用
いれば良い。この実施例では電磁三方弁６，９に
接続する灰分回収フイルタ１３は共通に使うよう
にしているが、灰分回収フイルタを２個用意して
それぞれ独立に電磁三方弁６，９に枝管を用いて
接続しても良い。

また、前記電磁三方弁７には枝管１４を接続
し、この枝管１４の大気導入口１４ａは車両の進
行方向に開口させ、車両の走行による風圧を利用
してこの枝管１４内に大気が導入されるように構
成する。電磁三方弁１０にも前記同様に枝管１５
を大気導入口１５ａに接続する。なお、これら大
気導入口１４ａ，１５ａは１つにまとめても良い
ものである。

これらの電磁三方弁６，７，９，１０は、例え
ばそのソレノイドＳに電流が流れていない時には
第１図に（黒）−（黒）で示す接続を行ない、回路
Ｋを通じて電流が流れている時には（白）−（白）
で示す接続を行なうもので、それぞれのソレノイ
ドＳはコントローラ１６を介して電源１７に接続
されている。

そしてさらに、パテイキユレイト捕集フイルタ
８の排気入口側の上流部にはフイルタ８が目詰り
を起こして排気圧力が上昇した場合に、その圧力
を検出する圧力センサ１８，１９およびフイルタ
８に捕集したパテイキユレイトを燃焼灰化させる
アフタバーナ２０，２１がそれぞれ設けられてい
る。これら圧力センサ１８，１９およびアフタバ
ーナ２０，２１の作動信号ラインはそれそれ前記
コントローラ１６に接続されており、圧力センサ
１８，１９の出力によりこれらアフタバーナ２
０，２１および前記電磁三方弁６，７，９，１０
が作動するようになつている。

以上のように構成されたこの考案の排気浄化装
置において、まずコントローラ１６が回路Ｋを電
源１７に接続していない時のことを考える。この
ときは電磁三方弁６，７，９，１０の（黒）−
（黒）が連通しているので、内燃機関１から排出
された排気ガスＧは矢印G₁のように第１分岐管
４に流れて電磁三方弁６、パテイキユレイト捕集
フイルタ８、電磁三方弁７を通過し、図示しない
サイレンサ等を経て大気中に排出される。この間
に排気ガスＧ中に含まれるパテイキユレイトは第
１分岐管４に内装されたフイルタ８に捕集され、
一方、大気導入口１５ａから枝管１５内に進入し
た空気Ａは矢印A₂のように電磁三方弁１０、パ
テイキユレイト捕集フイルタ８、電磁三方弁９、
枝管１１、枝管１２、灰分回収フイルタ１３を通
つて再び大気中に排出される。

やがて、排気ガスＧ中のパテイキユレイトが第
１分岐管４のフイルタ８に捕集推積され、このフ
イルタ８が目詰りを起こすとフイルタ８の上流側
の圧力が上昇し、これが圧力センサ１８によつて
検出されてコントローラ１６に伝えられる。コン
トローラ１６はこの圧力センサ１８からの信号に
より第１分岐管４内に設けられたアフタバーナ２
０に点火して、フイルタ８に捕集されていたパテ
イキユレイトを燃焼灰化させ、圧力が下がつたと
ころで回路Ｋを電源１７に接続する。

この結果、全ての電磁三方弁６，７，９，１０
の連通が（黒）−（黒）から（白）−（白）に切り換
わる。すると今度は、排気ガスＧは矢印G₂で示
すように第２分岐管５の方に流れ、電磁三方弁
９、パテイキユレイト捕集フイルタ８、電磁三方
弁１０を経て同じく図示しないサイレンサ等を経
て大気中に排出され、パテイキユレイトは今度は
第２分岐管５に内装されたフイルタ８に捕集され
る。このときは空気Ａは枝管１５が電磁三方弁１
０により閉塞されているので大気導入口１４ａか
ら枝管１４にのみ矢印A₁で示すように流入し、
電磁三方弁７を通過してパテイキユレイト捕集フ
イルタ８の下流側（裏側）から上流側（表側）に
向かつてこのフイルタ８内を通過する。この空気
Ａの流れにより、フイルタ８の表側に灰化してし
まつていたパテイキユレイトは吹き飛ばされ、電
磁三方弁６から枝管１１、枝管１２を流れて灰分
回収フイルタ１３に捕集される。よつて、灰分回
収フイルタ１３から大気中に排出される空気Ａの
中にはパテイキユレイトは含まれておらず、この
考案の装置により大気が汚染されることはない。

このようにしてこの考案ではパテイキユレイト
捕集フイルタ８に捕集されたパテイキユレイトは
燃焼灰化され、さらにその灰分は灰分回収フイル
タ１３に回収されるので、フイルタ８は再利用可
能となる。やがてまた、第２分岐管５に内装され
たフイルタ８が捕集したパテイキユレイトにより
目詰りを起こして排気ガスＧの圧力が上昇する
と、今度はその圧力が圧力センサ１９により検出
され、前記同様にアフタバーナ２１をコントロー
ラ１６が点火し、回路Ｋを電源１７から切り離
す。

この結果、再び全ての電磁三方弁６，７，９，
１０の連通が（黒）−（黒）に切り換わり、第２分
岐管５内のフイルタ８が再生され、第１分岐管４
内のフイルタ８が再利用される。従つて、この考
案の排気浄化装置では２個のフイルタ８で交互に
パテイキユレイトを捕集しながらフイルタ８を何
度も何度も再生利用することができる。

以上説明したように、この考案の排気浄化装置
は、２個のパテイキユレイト捕集フイルタを用意
して、常に片方のフイルタで排気ガス中のパテイ
キユレイトを捕集し、目詰りが生じた時には捕集
したパテイキユレイトを燃焼灰化すると共に、パ
テイキユレイトの捕集をもう片方のパテイキユレ
イト捕集フイルタに移行し、この間に走行風圧を
利用して空気を残留灰分を有するフイルタの裏側
から流してこれを灰分回収フイルタに回収し、フ
イルタを再生することができるようにしたことに
より、フイルタの初期性能を維持させながら円滑
に排気ガスの浄化を行なうことができるという効
果がある。

さらに、この考案では残留灰分を吹き飛ばすエ
ネルギを走行風圧から得るようにしたので、車両
全体の馬力損失が小さく、また、残留灰分は専用
のフイルタで回収するようにしたため、内燃機関
の吸入抵抗が増加せず、このため、内燃機関の性
能低下がないという利用がある。

なお、上記のようにパテイキユレイト捕集フイ
ルタは常に再生されるので、清掃や劣化交換が不
要となり、保守は非常に楽である。灰分回収フイ
ルタにしても一般のペーパーエレメントを使用す
れば入手が簡単で安価であり、保守は容易であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の排気浄化装置の一実施例の
構成説明図、第２図は第１図のパテイキユレイト
捕集フイルタの一実施例の全体形状を示す斜視図
である。 １……内燃機関、３……排気管、４……第１分
岐管、５……第２分岐管、６，７……電磁三方
弁、８……パテイキユレイト捕集フイルタ、９，
１０……電磁三方弁、１１……枝管、１３……灰
分回収フイルタ、１４，１５……枝管、１６……
コントローラ、１８，１９……圧力センサ、２
０，２１……アフタバーナ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の排気管をその途中から２本の排気分
   岐管に分割し、それぞれの分岐管にはハニカムタ
   イプのパテイキユレイト捕集フイルタを内蔵させ
   ると共に、このフイルタの上、下流部には切換弁
   を介して枝管をそれぞれ接続し、上流側の枝管は
   灰分回収フイルタを介して大気に連通し、下流側
   の枝管は大気導入口に接続して、一方の前記分岐
   管に設けた切換弁がそれぞれ分岐管の上流側と下
   流側を連通している時には、他方の分岐管の切換
   弁はそれぞれ前記枝管と分岐管のフイルタ側とを
   連通するようにしたことを特徴とする内燃機関の
   排気浄化装置。