JP2000087730A

JP2000087730A - 黒煙除去装置

Info

Publication number: JP2000087730A
Application number: JP25515298A
Authority: JP
Inventors: Keisuke Sonoda; 圭介園田; Hideaki Ota; 英明太田; Yukihiro Abe; 幸浩阿部; Osamu Matsumoto; 修松本; Sadanori Toyama; 貞則遠山
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 1998-09-09
Filing date: 1998-09-09
Publication date: 2000-03-28
Anticipated expiration: 2018-09-09
Also published as: JP2966840B1

Abstract

(57)【要約】【課題】ディーゼルエンジンから排出される排気ガス
中の黒煙を除去する装置を提供する。【解決手段】ディーゼルエンジンからの排気ガス中の
黒煙を捕捉するフィルタと、該フィルタへ送給する前の
前記排気ガスに少なくとも燃料を供給し得る第１ノズル
と、該第１ノズルと前記フィルタとの間に設けられ前記
排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、前記第１ノズルか
ら燃料を供給する前に、燃料と空気の混合気を予燃焼室
３７内へ供給し得る第２ノズル１８と前記混合気に着火
するためのイグナイタ１９とを備え前記排気ガスの一部
を旋回導入して所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼器１
１を備えてなり、当該予燃焼器１１には、第２ノズル１
８の吹き出し口近傍を囲繞する囲繞部材の溝４７を形成
してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンから排出される排気ガス中の黒煙を除去する装置に関
し、特に、路線バスやごみ収集車などのように走行や停
車を頻繁に繰り返すディーゼルエンジン車に適用すると
有効なものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンの不完全燃焼
で生じる黒煙に含まれる微粒子（ＤＥＰ）は、人体の健
康に悪影響を及ぼすことが確認されており、そのためデ
ィーゼルエンジン車にあっては、前記排気微粒子を低減
する排気浄化装置「ディーゼル・パティキュレート・フ
ィルター（ＤＰＦ）装置」（以下、黒煙除去装置とい
う）が種々開発されている。

【０００３】従来の黒煙除去装置の概略構成を図１４に
示す。図１４に示すように、ディーゼルエンジン１１０
には、排気ガス１００を排出する排気路１１１の一端が
連結されている。排気路１１１の他端寄りには、当該排
気路１１１内に軽油などの燃料１０１を注入する噴射器
１１６が取り付けられている。排気路１１１の他端に
は、排気ガス１００と燃料１０１とを混合するミキサ１
１７の入口側が連結されている。ミキサ１１７の出口側
には、排気ガス１００を燃焼させ得る触媒燃焼器１１８
の入口側が連結されている。触媒燃焼器１１８の出口側
には、排気ガス１００中から黒煙を捕捉するハニカム状
のセラミックス製フィルタ１１９の入口側が連結されて
いる。

【０００４】また、前記ディーゼルエンジン１１０に
は、当該エンジン１１０の回転数、排気温度などを検出
する図示しない各種センサが設けられている。一方、前
記触媒燃焼器１１８の出口側には、当該部位での排気ガ
スの圧力や温度などを検出する図示しない各種センサが
設けられている。これらの各種センサの検出信号は制御
装置１２０に入力される。この制御装置１２０は前記入
力信号に応じて前記噴射器１１６を駆動制御するように
なっている。

【０００５】このような黒煙除去装置では、ディーゼル
エンジン１１０から排出された排気ガス１００が排気路
１１１、ミキサ１１７、触媒燃焼器１１８を介してフィ
ルタ１１９内に送給されると、当該フィルタ１１９が排
気ガス１００中から黒煙を捕捉するので、フィルタ１１
９の出口側から黒煙が除去された浄化ガス１０３が排出
される。

【０００６】このように排気ガス１００中の黒煙をフィ
ルタ１１９が捕捉していくと、当該フィルタ１１９が次
第に目詰まりし、圧力損失の上昇によりエンジン出力の
低下を招くことになる。ひいては、エンジンが作動でき
なくなる。このため、前記各種センサからの検出信号に
基づいて制御装置１２０が噴射器１１６を制御して、噴
射器１１６が排気路１１１内に所定量の燃料１０１を適
宜注入すると、当該燃料１０１と排気ガス１００がミキ
サ１１７で混合されて触媒燃焼器１１８で燃焼される。
これにより、当該排気ガス１００のフィルタ１１９内の
通過に際して、当該排気ガス１００がフィルタ１１９に
捕捉されている黒煙を加熱して燃焼させ、当該フィルタ
１１９から黒煙を除去して目詰まりを防止している。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような黒煙除去装置を路線バスやごみ収集車などのよ
うに走行や停車を頻繁に繰り返すディーゼルエンジン車
に適用すると、停車時（アイドリング状態）及びエンジ
ン低負荷時等における排気ガス１００の温度が燃料１０
１の触媒燃焼器１１８による着火温度まで到達しないた
め、フィルタ１１９の再生作業を走行時（エンジン中・
高負荷域）にしか行うことができなかった。このため、
車両運行に支障をきたしていた。また、車両の運行状況
によっては一度に燃焼させる黒煙の量が多く、フィルタ
１１９内で発生する熱量が多くなってフィルタ１１９の
温度が非常に高くなってしまい、フィルタ１１９を破損
させてしまうなどの不具合があった。

【０００８】このため、黒煙除去装置を路線バスやごみ
収集車などのように走行や停車を頻繁に繰り返すディー
ゼルエンジン車に適用した場合に、停車時（アイドリン
グ状態）及びエンジン低負荷時等における排気ガスを効
率的に処理して黒鉛を確実にしかも安定して燃焼させ、
排気ガスの大気環境への負荷の低減を図ることができる
黒煙除去装置の早急な出現が望まれている。

【０００９】このようなことから、本発明は、ディーゼ
ルエンジンの排気ガス温度が低い場合でも、これを効果
的に昇温してフィルタに捕捉された黒煙を確実に且つ安
定して燃焼させることができる黒煙除去装置を提供する
ことを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による黒煙除去装置は、ディーゼルエン
ジンからの排気ガス中の黒煙を捕捉するフィルタと、該
フィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくとも燃料
を供給し得る第１ノズルと、該第１ノズルと前記フィル
タとの間に設けられ前記排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼
器と、前記第１ノズルから燃料を供給する前に、燃料と
空気の混合気を予燃焼室内へ供給し得る第２ノズルと前
記混合気に着火するためのイグナイタとを備え前記排気
ガスの一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温し得る
予燃焼器を備えてなり、当該予燃焼器には、旋回導入さ
れる排気ガスの脈動を防止する脈動防止装置を備えてな
ると共に、該脈動防止装置を通過した排気ガスを予燃焼
室内の第２ノズルの周囲から導入することを特徴とす
る。

【００１１】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、前記第２ノズル周囲にシールガスを導く流路を形成
してなることを特徴とする。

【００１２】［請求項３］の発明は、請求項１又は２に
おいて、前記予燃焼器には、予燃焼室内での火炎を先端
側を遮断する短炎化板と、旋回導入される排気ガスの脈
動を防止する脈動防止装置を備えてなると共に、該脈動
防止装置を通過した排気ガスを予燃焼室内の第２ノズル
の周囲から導入することを特徴とする。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る黒煙除去装置
を実施例により図面を用いて詳細に説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。

【００１４】［第１の実施の形態］［構成］図１は本発明の第１実施の形態にかかる予燃焼
器の概略図、図２はそのＡ−Ａ断面図、図３はそのＢ−
Ｂ断面図、図４はＣ−Ｃ断面図、及び図５は黒煙除去装
置の概略構成図である。

【００１５】まず、本実施の形態にかかる予燃焼器を設
置する黒煙除去装置の構成の概略を図５を参照して説明
する。

【００１６】図５に示すように、ディーゼルエンジン１
の燃焼室２には、新気を吸入するための吸気路３と排気
ガスを排出するための排気路４とが、それぞれ図示しな
いバルブを介して連通されると共に、インジェクタ５と
イグナイタとしてのグロープラグ６とが臨設される。イ
ンジェクタ５は、燃料噴射用コントロールユニット７に
より燃料タンク８からの加圧燃料（軽油）を所定の噴射
時期・噴射量で燃焼室２内に噴射するよう制御され、グ
ロープラグ６は、始動用コントロールユニット９により
エンジン始動時にバッテリー１０から通電されて発熱す
るよう制御される。

【００１７】前記排気路４の下流端は、後述する予燃焼
器１１の入口側に接続される。この予燃焼器１１の出口
側には排気ガスを燃焼させ得る白金等を使用した触媒燃
焼器１２と排気ガス中から黒煙を捕捉するハニカム状の
セラミックス（又は不織布）製フィルタ１３が排気ガス
流れに沿って順次接続される。これらの予燃焼器１１、
触媒燃焼器１２及びフィルタ１３は円筒体状に一体的に
形成される。

【００１８】前記触媒燃焼器１２の直前には、第１ノズ
ルとしての触媒燃焼用燃料・空気噴霧ノズル１４が設け
られ、該燃料・空気噴霧ノズル１４は前記燃料タンク８
から流量調整弁１５を介して送られてくる加圧燃料と既
設のコンプレッサ１６から流量調整弁１７を介して送ら
れてくる加圧空気とを混合して予燃焼器１１を経た排気
ガス中に噴霧し得るようになっている。

【００１９】また、前記予燃焼器１１の入口側には、第
２ノズルとしての予燃焼用燃料・空気噴霧ノズル１８と
該噴霧ノズル１８に隣接してイグナイタとしてのグロー
プラグ１９が設けられる。前記燃料・空気噴霧ノズル１
８は、前記触媒燃焼用燃料・空気噴霧ノズル１４と同様
に、前記燃料タンク８から流量調整弁１５を介して送ら
れてくる加圧燃料と既設のコンプレッサ１６から流量調
整弁１７を介して送られてくる加圧空気とを混合して予
燃焼器１１内に導入された排気ガス中に噴霧し得るよう
になっている。前記グロープラグ１９は、前記バッテリ
ー１０からリレー２０を介して所定時期に通電されて発
熱し、前記燃料・空気噴霧ノズル１８から噴霧した混合
気に着火し得るようになっている。

【００２０】そして、前記流量調整弁１５，１７及びリ
レー２０は、黒煙除去用コントロールユニット２１から
の信号により駆動制御されると共に、このコントロール
ユニット２１には、排気路４に介装されて排気ガス温度
を検出する熱電対２２ａと予燃焼器１１内に介装されて
予燃焼後の排気ガス温度を検出する熱電対２２ｂとから
の検出信号が入力される。また、コントロールユニット
２１には、ディーゼルエンジン１の回転数などを検出す
る図示しない各種センサからの検出信号と、触媒燃焼器
１２からの排気ガスの圧力や温度などを検出する図示し
ない各種センサからの検出信号が適宜入力される。尚、
図５中２３ａ，２３ｂは燃料を加圧送給する燃料ポンプ
である。

【００２１】本実施の形態にかかる予燃焼器３１は図５
の予燃焼器１１として設置されるものであり、予燃焼器
の予燃焼室内における燃焼を安定して行うようにしたも
のである。図１に示すように、本実施の形態にかかる予
燃焼器１１は、一端（排気ガス流れの上流側）が側壁３
１により閉塞された円筒型の予燃焼器本体３２の内側
に、ダンパ内筒３３及びダンパ外筒３４からなる内部に
空間を有する二重筒で形成された脈動防止ダンパ室（以
下「ダンパ室」という。）３５が配設されており、前述
した排気路４の下流端が予燃焼器本体３２に対し接線方
向に接続し、予燃焼器本体３２，ダンパ外筒３５間に排
気ガスが旋回導入（図中矢印参照）されるようになって
いる。前記ダンパ外筒３４の周壁には、図２に示すよう
に、ダンパ室３５内に排気ガスが旋回導入される方向と
同一方向に、排気ガスの一部を旋回導入するための流入
管３６が周方向に等配形成されると共に筒軸方向に多重
に形成される。また、ダンパ内筒３３の周壁には、図３
に示すように、予燃焼室３７内に排気ガスを導入するた
めの導入管３８が周方向に等配形成されると共に筒軸方
向に多重に形成される。

【００２２】前記予燃焼器本体３２の側壁３１中央には
前述した燃料・空気噴霧ノズル１８が取り付けられると
共に、この燃料・空気噴霧ノズル１８から予燃焼室３７
内に噴出される燃料・空気の噴霧外縁をその先端発熱部
が跨ぐようにして前述したグロープラグ１９が前記側壁
３１上部に斜め下向きに取り付けられる。また、ダンパ
内筒３４の導入管３８の側壁３１側にはドーナツ板状の
保炎板３９を、燃料・空気噴霧ノズル１８から予燃焼室
３７内に噴出される燃料・空気の噴霧外縁４０を囲繞す
るようにして取り付けており、ドーナツ板状の炎を生成
して予燃焼室３７において燃焼を安定化させている。ま
た、前記ダンパ内筒３３の内壁に沿って、円筒状の金網
４１が配設されており、保炎・保温性を高め、良好な燃
焼状態を保持するようにしている。

【００２３】また、予燃焼器本体３２の内側には、ダン
パ外筒３４との間に旋回防止板４２を周方向に適当数
（図中では４枚）等配しており、均一に旋回導入された
排気ガスの内でダンパ室３５へ流入しない排気ガスの過
度の旋回を抑制して触媒燃焼器１２側へ流入させ、これ
により予燃焼室３７内の負圧化が抑制されて予燃焼室３
７における安定燃焼が得られるようにしている。

【００２４】また、前記旋回防止板４２の後端側には、
複数の孔を有する流量調製板４３が配設されており、ダ
ンパ室３５へ流入する排気ガスと流入しない排気ガスと
の流量を調製するようにしている。

【００２５】前記ダンパ室３５の旋回防止板４２が取付
けられているダンパ室３５の後流側には、支持部材４５
を介して前記予燃焼室３７内における燃焼による火炎の
先端側を遮ることで短炎化を図る平板状の短炎化板４６
が取付けられている。前記予燃焼器１１の内部に短炎化
板４６を設けることにより、図５に示す触媒燃焼器１２
直前に設けられた燃料・空気噴射ノズル１４における燃
料への着火を防止することができる。また、前記触媒燃
焼器１２に直接予燃焼器１１からの火炎を接触させるこ
とを防止し、前記触媒燃焼器１２の劣化を防止すること
ができる。

【００２６】また、ダンパ内筒３３の側壁３１側には、
ダンパ室３５に流入された排気ガスを予燃焼室３７内の
第２ノズル１８の周囲に向かって流出するための流出管
７１を周方向に等配形成されていると共に、該流出管７
１から流入した排気ガスを側壁３１に沿って導入させる
ための円筒状のガイドリング７２を装着している。これ
は第２ノズル１８から噴射される軽油に含まれる空気は
該軽油を噴霧するためのものであり、該軽油を充分に燃
焼するだけの空気を含まないので、予燃焼室３７の上流
側においても酸素不足を解消するために、排気ガスを流
入させるようにしている。一般に排気ガスは低負荷時に
おいては酸素の含有量が約１９％程度あり、充分に燃焼
に寄与することなる。また、供給される排気ガスはダン
パ室３５において脈動が低減されているので、燃焼に悪
影響を与えることはない。

【００２７】また、本実施の形態では、前記予燃焼室３
７の側壁３１の中央に設けた第２ノズル１８の近傍に
は、第２ノズル１８の吹き出し口近傍を囲繞する囲繞部
材として円錐状の溝４７が形成されており、該溝４７に
より第２ノズル１８から噴霧される軽油・空気の噴霧４
８により形成される対流を、図４に示すように、小さな
対流渦４９となるようにしている。

【００２８】これは、下記の不具合を防止するためであ
る。一般に、図１２及び図１３に示すように、噴霧によ
り対流が形成されると第２ノズル１８から噴出される噴
霧４８により、該噴霧４８の周囲に対流が発生し、該対
流が大きな対流渦５０となり、不完全燃焼により発生す
る微細なスス等が該大きな対流渦５０に乗って第２ノズ
ル１８の近傍まで運ばれ、壁面やノズル近傍に付着し
て、第２ノズル１８からの噴霧を阻害したり、第２ノズ
ルの噴出口を閉塞したりする。本実施の形態では、前記
円錐状の溝４７を形成することにより、小さな対流渦４
９しか発生することがないので、予燃焼室３７内部で発
生するススが第２ノズル近傍に運ばれることが防止され
る。なお、溝４７の形状は円錐状の溝に限定されるもの
ではなく、断面形状がＵ字状の溝等であってもよく、テ
ーパ形状が複数段からなる溝であってもよい。

【００２９】［作用・効果］このような黒煙除去装置で
は、ディーゼルエンジン１から排出された排気ガスが排
気路４、予燃焼器１１、触媒燃焼器１２を介してフィル
タ１３内に送給されると、当該フィルタ１３が排気ガス
中から黒煙を捕捉するので、フィルタ１３からは黒煙の
除去された排気ガスが排出される。尚、本実施の形態で
は、触媒燃焼器１２により排気ガス中のＨＣやＣＯも浄
化される。

【００３０】このように排気ガス中の黒煙をフィルタ１
３が捕捉していくと、フィルタ１３に捕捉された黒煙が
蓄積していく。すると、前記各種センサからの検出信号
に基づいて黒煙除去用コントロールユニット２１が流量
調整弁１５，１７を制御して、触媒燃焼用燃料・空気噴
霧ノズル１４から燃料と空気の混合気を予燃焼器１１を
経た排気ガス中に噴霧する。

【００３１】この際、走行時（エンジン中・高負荷域）
等で、ディーゼルエンジン１からの排気ガス温度が、触
媒燃焼器１２での前記混合気の着火温度（約３００°以
上）に達していれば、前記混合気と排気ガスが触媒燃焼
器１２で燃焼される。これにより、当該排気ガスのフィ
ルタ１３内の通過に際して、当該排気ガスがフィルタ１
３に捕捉されている黒煙を加熱して燃焼させ、当該フィ
ルタ１３から黒煙を除去して目詰まりを防止する。

【００３２】一方、停車時（アイドリング状態）及びエ
ンジン低負荷域時等で、ディーゼルエンジン１からの排
気ガス温度が、触媒燃焼器１２での着火温度に達してい
ない時は、黒煙除去用コントロールユニット２１が排気
路４に介装された熱電対２２ａで検知して、リレー２０
を制御してグロープラグ１９に通電すると共に流量調整
弁１５，１７の制御により予燃焼用燃料・空気噴霧ノズ
ル１８から燃料と空気の混合気を予燃焼器１１内に導入
された排気ガス中に噴霧する。

【００３３】これにより、燃料・空気噴霧ノズル１８か
ら噴霧した混合気が排気ガスと共に着火・燃焼され、排
気路４からの排気ガスを触媒燃焼の開始温度まで加熱・
昇温する。この結果、予燃焼器１１を経た排気ガスは触
媒燃焼器１２で燃焼されることになり、フィルタ１３内
を通過するにあたって、フィルタ１３に捕捉されている
黒煙を加熱・燃焼させて当該フィルタ１３から黒煙を除
去し、目詰まりを防止する。換言すれば、フィルタ１３
が再生されるのである。

【００３４】したがって、路線バスやごみ収集車などの
ように走行や停車を頻繁に繰り返すディーゼル車に適用
しても、停車時（アイドリング状態）及びエンジン低負
荷時等にも運行状況に左右されず、フィルタ１３の再生
作業を行うことができる。また、フィルタ１３に捕捉さ
れた黒煙を定期的に燃焼除去させることができる。ま
た、フィルタ１３内で発生する熱量を一定値以下に抑え
てフィルタ１３の破損等を防止することができる。

【００３５】そして、本実施の形態では、前記第２ノズ
ル１８の近傍には、円錐状の溝４７が形成されているの
で、第２ノズル１８から噴霧される軽油・空気の噴霧４
８により形成される対流を極めて小さな対流渦４９とす
ることができ、この結果、予燃焼室３７内部で発生する
ススが第２ノズル１８の近傍に運ばれることが防止され
る。

【００３６】また、前記予燃焼器１１にダンパ室３５を
設け、予燃焼器本体３２とダンパ外筒３４間に排気ガス
が旋回導入されると共に、前記ダンパ室に設けた流入管
３６と導入管３８とを介して排気ガスの脈動を減衰さ
せ、ダンパ内筒３３内の予燃焼室３７に整流化された排
気ガスを旋回導入されるので、ダンパ内筒３３内の予燃
焼室３７における燃料噴霧状態に影響を与えることが防
止されると共に、着火性、燃焼性が向上する。

【００３７】また、ダンパ内筒３３の上流側には、ダン
パ室３５に流入された排気ガスを予燃焼室３７内の第２
ノズル１８の周囲に向かって流出するための流出管７１
を周方向に等配形成されているので、第２ノズル１８か
らの燃料の空気不足を解消させることにより、着火性及
び燃焼性を向上させている。

【００３８】また、本実施の形態では、前記ダンパ室３
５の触媒燃焼器１２側に、排気ガス流出孔３５ａを設け
ているので、ダンパ室３５内での対流ガスの排出がで
き、排気ガスによりダンパ内筒３３の冷却が可能とな
り、予燃焼器１１の耐久性を向上させている。

【００３９】また、前記予燃焼室３７内には、燃焼によ
る火炎を遮ることで短炎化を図る平板状の短炎化板４６
が取付けられているので、触媒燃焼器１２直前に設けら
れた燃料・空気噴射ノズル１４における燃料への着火を
防止することができる。また、前記触媒燃焼器１２に直
接予燃焼器１１からの火炎を接触させることを防止し、
前記触媒燃焼器１２の劣化を防止することができる。

【００４０】［第２実施の形態］［構成］図６は本発明の第２実施の形態を示す予燃焼器
の要部構造説明図である。

【００４１】これは、第１実施の形態における溝４７内
にドーナツ状板５１を設けると共に該ドーナツ状５１内
の空間に空気導入管５２を設け（図６（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）参照）、第２ノズル１８の噴霧に影響を与えない
程度の少量のシールガスとしての空気を導入して前記ド
ーナツ状板５１内の空間内への前記ススの入り込みを防
止するようにしている。その他の構成は、図１と同様で
ある。

【００４２】［作用・効果］この実施の形態において
も、ドーナツ状板５１により対流渦の入り込みを防止す
ると共に、空気により積極的に内部を常に清浄化させる
ことにより、良好な燃焼を持続させることができ、第１
実施例と同様の作用・効果が得られる。

【００４３】［第３実施の形態］［構成］図７は本発明の第３実施の形態を示す予燃焼器
の要部構造説明図である。

【００４４】これは、第２実施の形態におけるドーナツ
状板５１の代わりに無底の円錐台状の鍔部５３ａを有す
る筒５３を第２のノズル近傍を囲繞するように設置して
（図７（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）参照）、空気導入管５２
から導入される空気を第２ノズル１８の近傍まで導入す
るようにしたものである。その他の構成は、図１と同様
である。

【００４５】［作用・効果］この実施の形態において
も、前記筒５３により導入される空気を第２ノズル１８
の近傍まで方向性を持って導入することにより、積極的
に第２ノズル１８近傍へのススの付着を防止し、ノズル
部を清浄化させることにより、良好な燃焼を持続させる
ことができ、第１実施例と同様の作用・効果が得られ
る。

【００４６】［第４実施の形態］［構成］図８は本発明の第４実施の形態を示す予燃焼器
の要部構造説明図である。

【００４７】これは、第３実施の形態における無底の円
錐台状の鍔部を有する筒５３の第２ノズル１８側の開口
部に吹き出し鍔部５４を周設し（図８（Ａ），（Ｂ），
（Ｃ）参照）、空気導入管５２から導入される空気を第
２ノズル１８の近傍までより方向性を向上させて導入す
るようにしたものである。その他の構成は、図１と同様
である。

【００４８】［作用・効果］この実施の形態において
も、空気導入管５２から導入される空気の方向性を更に
向上させて積極的に第２ノズル１８近傍へのススの付着
を防止し、ノズル部を清浄化させることにより、良好な
燃焼を持続させることができ、第１実施例と同様の作用
・効果が得られる。

【００４９】［第５実施の形態］［構成］図９は本発明の第５実施の形態を示す予燃焼器
の要部構造説明図である。

【００５０】これは、第４実施の形態における前記筒５
３の吹き出し鍔部５４に複数の羽根５５を有するスワラ
ー５６を設け（図９（Ｄ）参照）、導入する空気を旋回
導入するようにしたものである。その他の構成は、図１
と同様である。なお、スワラー５６の羽根５５の代わり
に、図９（Ｅ）に示すように、導入する空気を中心方向
に向かうようなスリット部５７を等配形成し、整流させ
るようにしてもよい。

【００５１】［作用・効果］この実施の形態において
も、スワラー５６により内部に空気が旋回導入されるの
で、噴霧に影響を与えることが解消され、積極的に第２
ノズル１８近傍へのススの付着を防止し、ノズル部を清
浄化させることにより、良好な燃焼を持続させることが
でき、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。

【００５２】［第６実施の形態］［構成］図１０は本発明の第６実施の形態を示す予燃焼
器の要部構造説明図である。

【００５３】これは、第１実施の形態のような円錐溝４
７を形成することなく、平板状の側壁に第２ノズル１８
の吹き出し口近傍を囲繞する囲繞部材として中心に噴霧
４８の開口６１ａを有する薄い円筒６１を設けると共
に、該円筒６１内に空気を導入する空気導入管６２を設
けるようにしたものである。その他の構成は、図１と同
様である。

【００５４】［作用・効果］この実施の形態において
も、円筒６１内に導入される導入により第２ノズル近傍
が清浄化され、対流の渦６３に乗ってススが入り込むこ
とがなく、良好な燃焼を持続させることができ、第１実
施例と同様の作用・効果が得られる。

【００５５】［第７実施の形態］［構成］図１１は本発明の第７実施の形態を示す予燃焼
器の要部構造説明図である。

【００５６】これは、第６実施の形態における円筒６１
の開口部分に第５実施の形態にかかる複数の羽根５５を
有するスワラー５６を設けたり、スリット部５７を等配
形成したりして、空気を旋回導入させたり、整流させる
ようにしたものである。その他の構成は、図１と同様で
ある。

【００５７】［作用・効果］この実施の形態において
も、スワラー５６やスリット部５７により内部に空気が
旋回導入されたり、整流化されるので、空気を第２ノズ
ル近傍に方向性をもって導入することができ、積極的に
第２ノズル１８近傍へのススの付着を防止し、ノズル部
を清浄化させることにより、良好な燃焼を持続させるこ
とができ、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。

【００５８】

【発明の効果】［請求項１］の発明によれば、ディーゼ
ルエンジンからの排気ガス中の黒煙を捕捉するフィルタ
と、該フィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくと
も燃料を供給し得る第１ノズルと、該第１ノズルと前記
フィルタとの間に設けられ前記排気ガスを燃焼し得る触
媒燃焼器と、前記第１ノズルから燃料を供給する前に、
燃料と空気の混合気を予燃焼室内へ供給し得る第２ノズ
ルと前記混合気に着火するためのイグナイタとを備え前
記排気ガスの一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温
し得る予燃焼器を備えてなり、当該予燃焼器には、第２
ノズルの吹き出し口近傍を囲繞する囲繞部材を有するの
で、第２ノズルから噴霧される軽油・空気の噴霧により
形成される対流を小さな対流渦とすることができ、この
結果、予燃焼室内部で発生するススが第２ノズルの近傍
に運ばれることが防止される。依って、路線バスやごみ
収集車などのように走行や停車を頻繁に繰り返すディー
ゼル車に適用しても、停車時（アイドリング状態）及び
低負荷時等においても、運行状況に左右されずに、フィ
ルタの再生作業を安定して行うことができる。この結
果、排気ガスの大気環境への負荷の低減を図ることが実
現できる。

【００５９】［請求項２］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記第２ノズル周囲にシールガスを導く流路を
形成してなるので、導入されたシールガスにより積極的
積極的に第２ノズル近傍へのススの付着を防止し、ノズ
ル部を清浄化させることにより、良好な燃焼を持続させ
ることができる。

【００６０】［請求項３］の発明によれば、請求項１又
は２において、前記予燃焼器には、予燃焼室内での火炎
を先端側を遮断する短炎化板と、旋回導入される排気ガ
スの脈動を防止する脈動防止装置を備えてなると共に、
該脈動防止装置を通過した排気ガスを予燃焼室内の第２
ノズルの周囲から導入するので、予燃焼室内に導入され
る排気ガスの脈動が防止されると共に、第２ノズルから
の燃料の空気不足を解消させることにより、着火性が低
下することを防止することができ、さらに、フィルタの
直前に設けられた燃料・空気噴射ノズルにおける燃料へ
の着火を防止することができる。依って、路線バスやご
み収集車などのように走行や停車を頻繁に繰り返すディ
ーゼル車に適用しても、停車時等のアイドリング状態の
ような低負荷域にもフィルタの再生作業を安定して行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施の形態の予燃焼器の構造説明
図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】予燃焼器の第２ノズル近傍の要部概略図であ
る。

【図５】本発明の黒鉛除去装置の構造説明図である。

【図６】本発明の第２実施の形態の予燃焼器の要部構造
説明図である。

【図７】本発明の第３実施の形態の予燃焼器の要部構造
説明図である。

【図８】本発明の第４実施の形態の予燃焼器の要部構造
説明図である。

【図９】本発明の第５実施の形態の予燃焼器の要部構造
説明図である。

【図１０】本発明の第６実施の形態の予燃焼器の要部構
造説明図である。

【図１１】本発明の第７実施の形態の予燃焼器の要部構
造説明図である。

【図１２】比較例の予燃焼器の構造説明図である。

【図１３】その要部構造説明図である。

【図１４】従来の黒煙除去装置の実施の形態の概略構成
図である。

【符号の説明】

１ディーゼルエンジン３吸気路４排気路８燃料タンク１０バッテリ１１予燃焼器１２触媒燃焼器１３フィルタ１４触媒燃焼用燃料・空気噴霧ノズル１５流量調整弁１６コンプレッサ１７流量調整弁１８予燃焼用燃料・空気噴霧ノズル１９グロープラグ２０リレー２１黒煙除去用コントロールユニット２２ａ，２２ｂ熱電対３１側壁３２予燃焼器本体３３ダンパ内筒３４ダンパ外筒３５脈動防止ダンパ室（ダンパ室）３６流入管３７予燃焼室３８導入管３９保炎板４０噴霧外縁４１金網４２旋回防止板４３流量調製板４５支持部材４６短炎化板４７円錐状の溝４８噴霧４９対流渦５１ドーナツ状板５２空気導入管５３筒５４吹き出し壁５５羽根５６スワラー５７スリット部６１円筒６２空気導入管７１流出管７２ガイドリング

フロントページの続き (72)発明者阿部幸浩神奈川県相模原市田名3000番地三菱重工業株式会社相模原製作所内 (72)発明者松本修神奈川県相模原市田名3000番地三菱重工業株式会社相模原製作所内 (72)発明者遠山貞則神奈川県相模原市田名3000番地三菱重工業株式会社相模原製作所内Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA02 BA01 BA02 CA03 CA05 CB00 CB01 CB18 DA02 DA12 DA18 DB03 DB05 DB06 EA01 EA02 EA03 3K078 AA04 CA02 CA12 CA17 DA02 DA03 DA14

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディーゼルエンジンからの排気ガス中の
黒煙を捕捉するフィルタと、該フィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくとも燃
料を供給し得る第１ノズルと、該第１ノズルと前記フィルタとの間に設けられ前記排気
ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、前記第１ノズルから燃料を供給する前に、燃料と空気の
混合気を予燃焼室内へ供給し得る第２ノズルと前記混合
気に着火するためのイグナイタとを備え前記排気ガスの
一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼
器を備えてなり、当該予燃焼器には、第２ノズルの吹き出し口近傍を囲繞
する囲繞部材を有することを特徴とする黒煙除去装置。
【請求項２】請求項１において、前記第２ノズル周囲にシールガスを導く流路を形成して
なることを特徴とする黒煙除去装置。
【請求項３】請求項１又は２において、前記予燃焼器には、予燃焼室内での火炎を先端側を遮断
する短炎化板と、旋回導入される排気ガスの脈動を防止
する脈動防止装置を備えてなると共に、該脈動防止装置
を通過した排気ガスを予燃焼室内の第２ノズルの周囲か
ら導入することを特徴とする黒煙除去装置。