JP2001098927A - Device for removing particulate from exhaust gas - Google Patents

Device for removing particulate from exhaust gas

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JP2001098927A
JP2001098927A JP27852499A JP27852499A JP2001098927A JP 2001098927 A JP2001098927 A JP 2001098927A JP 27852499 A JP27852499 A JP 27852499A JP 27852499 A JP27852499 A JP 27852499A JP 2001098927 A JP2001098927 A JP 2001098927A
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exhaust gas
filter
combustion
passages
combustion chamber
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Hiroshi Kudo
泰士 工藤
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LEAD KOGYO KK
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device for removing particulates from exhaust gas, which restrain the exhaust resistance from increasing so as to prevent the output power from lowering, and to efficiently process trapped micro-particulates so as to simplify the device. SOLUTION: A device 200 for removing particulates from exhaust gas, which provided in an exhaust passage of a Diesel engine 100, is formed therein with a plurality of passages 34 which are therefore extended in the flowing direction of exhaust gas, and is composed of a filter 3 for trapping micro-particulates contained in exhaust gas, onto a partition wall 35, and a combustion chamber located on the gas introduction side of the filter 3, for burning trapped micro- particulates. The combustion chamber 4 comprises a combustion pipe 41, a mixing chamber 50 for uniformly distributing heat obtained by combustion in the pipe 41 over a zone of the input end face of the filter 30 through the agitation of exhaust gas, and a partition wall 45 for introducing the introduced exhaust gas into the mixing chamber 50, bypassing the combustion chamber 41.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼルエン
ジンや各種ボイラー等から排出される排気ガスに含まれ
る黒煙粒子を除去する排気ガス中の微粒子除去装置に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for removing black smoke particles contained in exhaust gas discharged from a diesel engine, various boilers and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンからの排気ガスには
人体に有害な窒素酸化物や黒煙粒子(パティキュレー
ト)が含まれている。このうち黒煙粒子はカーボンを主
体とするもので、これを除去するための微粒子除去装置
として既に種々のものが提案されている。例えば特開平
1−77715号には、クロスフロー型のセラミックフ
ィルタを使用したものが開示されている。この装置は、
通気性多孔質固体(セラミック)の隔壁を介して、排気
ガスの導入側通路と排出側通路が直交する関係に配置さ
れる。導入され排気ガスは隔壁を透過することにより、
その隔壁で黒煙粒子が捕捉される。
2. Description of the Related Art Exhaust gas from a diesel engine contains nitrogen oxides and black smoke particles (particulates) harmful to the human body. Among them, the black smoke particles are mainly composed of carbon, and various types of fine particle removing devices for removing the carbon particles have already been proposed. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-77715 discloses a device using a cross-flow type ceramic filter. This device is
The introduction passage and the discharge passage of the exhaust gas are arranged so as to be orthogonal to each other via the partition wall of the gas-permeable porous solid (ceramic). The introduced exhaust gas passes through the partition,
Black smoke particles are captured by the partition walls.

【0003】また、例えば特開平1−159408号に
は、ハニカム構造を有するセラミックフィルタを使用し
た微粒子除去装置が開示されている。この装置も、ハニ
カム構造の各セルを形成する隔壁を通気性多孔質固体と
し、第1群のセルについては一方の端部を、第2群のセ
ルについては他方の端部を閉じることにより、第1群の
セルから第2群のセルへと各隔壁を介して排気ガスを導
き、各隔壁で黒煙粒子を捕捉するようにしている。
[0003] For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-159408 discloses an apparatus for removing fine particles using a ceramic filter having a honeycomb structure. In this device, a partition wall forming each cell of the honeycomb structure is made of a gas-permeable porous solid, one end of the first group of cells is closed, and the other end of the second group of cells is closed. Exhaust gas is guided from the first group of cells to the second group of cells through each partition, and each partition captures black smoke particles.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した従来
の排気ガス中の微粒子除去装置は、いずれも、多孔質体
の隔壁を透過させることにより黒煙粒子を濾過する方式
である。このため、排気ガス流の抵抗が増加し、ディー
ゼルエンジンの出力が低下してしまうという問題があ
る。また、隔壁で捕捉された黒煙粒子は、最終的に焼却
されて処分されるが、焼却した後に残った灰がセラミッ
クの隔壁表面に残留して次第に目詰まりを起こし、最終
的にフィルタ機能が低下すると共に、排気抵抗が益々増
加してエンジン出力が低下するという問題を引き起こ
す。このため、従来は、セラミックの隔壁表面で捕捉し
た黒煙粒子を逆洗して別の場所に移してから焼却すると
いう方法を採用している。従って、装置が大がかりにな
ってしまうという問題がある。
However, all of the above-mentioned conventional devices for removing particulates in exhaust gas are of a type in which black smoke particles are filtered by passing through a partition wall of a porous body. Therefore, there is a problem that the resistance of the exhaust gas flow increases and the output of the diesel engine decreases. In addition, the black smoke particles trapped by the partition walls are eventually incinerated and disposed of, but the ash remaining after the incineration remains on the ceramic partition wall surface and gradually becomes clogged, and finally the filter function is terminated. As the engine power decreases, the exhaust resistance further increases, causing a problem that the engine output decreases. For this reason, conventionally, a method has been adopted in which black smoke particles captured on the surface of the ceramic partition wall are backwashed, moved to another place, and then incinerated. Therefore, there is a problem that the device becomes large.

【0005】この発明は、排気抵抗の増加を抑えて出力
低下を防止すると共に、捕捉された微粒子を効率良く処
理して装置の簡素化を図ることができる排気ガス中の微
粒子除去装置を提供することを目的とする。
The present invention provides an apparatus for removing particulates in exhaust gas, which suppresses an increase in exhaust resistance to prevent a decrease in output, and efficiently processes captured particulates to simplify the apparatus. The purpose is to:

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】この発明は、燃焼機関か
ら排出される排気ガスの排気経路に接続されて排気ガス
に含まれる微粒子を除去する微粒子除去装置であって、
隔壁により区画された複数の通路が排気ガスの流れの方
向に延びるように形成され、排気ガスが前記複数の通路
の一端側から導入されて他端側から排出される間に、排
気ガスに含まれる微粒子を前記隔壁に捕捉するためのフ
ィルタと、このフィルタの排気ガス導入端側に配置され
て前記フィルタに捕捉された微粒子を燃焼させるための
燃料噴霧手段と着火手段とが設けられた燃焼室とを備
え、前記燃焼室は、前記フィルタの入力端面に平行に配
置された燃焼管と、この燃焼管での燃焼により得られる
熱を導入される排気ガスの攪拌により前記フィルタの入
力端面の範囲内に均等分散させて前記フィルタの入力端
面に供給するための混合室と、導入される排気ガスを前
記燃焼室を迂回させて前記混合室に導くための障壁とを
有することを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is directed to a particulate removing device connected to an exhaust path of exhaust gas discharged from a combustion engine to remove particulates contained in the exhaust gas.
A plurality of passages defined by the partition walls are formed to extend in the flow direction of the exhaust gas, and the exhaust gas is included in the exhaust gas while being introduced from one end of the plurality of passages and discharged from the other end. A combustion chamber provided with a filter for trapping fine particles to be trapped on the partition wall, and a fuel spraying means and an ignition means disposed on the exhaust gas introduction end side of the filter for burning the fine particles trapped by the filter. A combustion tube disposed in parallel with the input end face of the filter, and a range of the input end face of the filter by stirring exhaust gas into which heat obtained by combustion in the combustion pipe is introduced. Having a mixing chamber for uniformly dispersing the exhaust gas into the input end face of the filter, and a barrier for guiding the introduced exhaust gas to the mixing chamber by bypassing the combustion chamber. That.

【0007】この発明によると、フィルタは、排気ガス
の流れの方向に形成される複数の通路を仕切る隔壁に排
気ガスの微粒子を捕捉(吸着)させる方式とし、このフ
ィルタに捕捉された微粒子を燃焼させて灰化するように
している。燃焼により生じる灰は排気ガスと共に外部に
排出される。従って、従来のように排気ガスを多孔質体
の隔壁を透過させることにより除去する方式と異なり、
フィルタの目詰まりによる排気抵抗の増大がない。また
この発明においては、フィルタの入力端に設けられる燃
焼室には、排気ガスが直接燃焼管に当たらないように障
壁が設けられており、これにより燃焼室での燃料の着火
が確実に行われるようにしている。更に、燃焼管とフィ
ルタ入力端面との間を混合室として、燃焼管を迂回させ
て導かれた排気ガスにより、燃焼による熱を攪拌してフ
ィルタ入力端面に均一に吹き付けることができるように
している。これにより、フィルタ内に捕捉された微粒子
を全体的に効率的に燃焼させることが可能となる。
According to the present invention, the filter has a system in which fine particles of exhaust gas are trapped (adsorbed) by the partition walls that partition a plurality of passages formed in the direction of the flow of the exhaust gas, and the fine particles trapped by the filter are burned. Let it be incinerated. Ash generated by the combustion is discharged to the outside together with the exhaust gas. Therefore, unlike the conventional method in which the exhaust gas is removed by permeating the partition wall of the porous body,
There is no increase in exhaust resistance due to clogging of the filter. Further, in the present invention, the combustion chamber provided at the input end of the filter is provided with a barrier so that the exhaust gas does not directly hit the combustion pipe, whereby the ignition of the fuel in the combustion chamber is reliably performed. Like that. Furthermore, the mixing chamber is provided between the combustion pipe and the filter input end face, so that the exhaust gas guided around the combustion pipe can stir the heat generated by the combustion and uniformly blow the heat to the filter input end face. . Thereby, it is possible to efficiently burn the fine particles captured in the filter as a whole.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施例を説明する。図1は、排気還流装置(EGR装
置)と触媒装置を備えたディーゼルエンジン100の排
気ガス経路に微粒子除去を行う微粒子除去装置200を
取り付けた構成を示している。微粒子除去装置200
は、略円筒型の容器2の後部2b内に収められたフィル
タ3と、フィルタ3に捕捉される微粒子を燃焼させるた
めの容器2の前部2a内に形成された燃焼室4とを有す
る。微粒子除去装置200のガス導入管5は、ディーゼ
ルエンジン100の排気管7に蛇腹式のガス管6を介し
て接続されている。微粒子除去装置200の排気管8は
蛇腹式のガス管9を介し、有害ガスを除去するための触
媒装置10を介してマフラー16に接続されている。触
媒装置10は具体的に、CO,HC,NOx等を除去で
きる触媒を用いて構成されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows a configuration in which a particulate removal device 200 for removing particulates is attached to an exhaust gas path of a diesel engine 100 provided with an exhaust gas recirculation device (EGR device) and a catalyst device. Particle removal device 200
Has a filter 3 housed in a rear portion 2b of the substantially cylindrical container 2, and a combustion chamber 4 formed in a front portion 2a of the container 2 for burning fine particles captured by the filter 3. The gas introduction pipe 5 of the particulate removal device 200 is connected to the exhaust pipe 7 of the diesel engine 100 via a bellows-type gas pipe 6. The exhaust pipe 8 of the particulate removal device 200 is connected to the muffler 16 via a bellows type gas pipe 9 and a catalyst device 10 for removing harmful gas. The catalyst device 10 is specifically configured using a catalyst capable of removing CO, HC, NOx, and the like.

【0009】この実施例のフィルタ3は、図2に示すよ
うに、フィルタ容器2内に、複数段のフィルタユニット
31(31a,31b,…)が排気ガスの流れの方向に
重ねられ、ステンレス製のバンド32,33により上下
から挟み込まれて一体に組み立てられている。図4は、
2段のフィルタユニット31a,31bを重ねた状態で
水平面で切断して上から見た断面構造を示している。各
フィルタユニット31は、一体成形された楕円柱状の多
孔質セラミックブロック30により構成され、外周部が
連結されたセラミック隔壁35a,35bにより区画さ
れて、排気ガスの流れの方向に沿って複数の矩形の通路
34が形成されている。各フィルタユニット31は、上
流側の隔壁35aと下流側の隔壁35bとが半ピッチず
れた2段構造となっている。言い換えれば、各フィルタ
ユニット31内で、上流側の複数の通路34aと下流側
の複数の通路34bが半ピッチずれて形成され、且つそ
の中間部には全通路34a,34bを連結する連結スペ
ース34cが設けられて、ジグザグ通路が形成されてい
る。この様なフィルタユニット31を複数段重ねること
により、排気ガスの抵抗を大きくすることなく、微粒子
を隔壁35a,45bに効果的に捕捉できる。
As shown in FIG. 2, the filter 3 of this embodiment has a plurality of filter units 31 (31a, 31b,...) Stacked in the filter container 2 in the direction of the flow of the exhaust gas. Are sandwiched from above and below by the bands 32 and 33, and are integrally assembled. FIG.
A cross-sectional structure viewed from above by cutting along a horizontal plane in a state where two-stage filter units 31a and 31b are stacked is shown. Each filter unit 31 is composed of an integrally formed elliptic cylindrical porous ceramic block 30 and is divided by ceramic partition walls 35a and 35b whose outer peripheral portions are connected to each other. Is formed. Each filter unit 31 has a two-stage structure in which the upstream partition wall 35a and the downstream partition wall 35b are shifted by a half pitch. In other words, in each filter unit 31, a plurality of passages 34a on the upstream side and a plurality of passages 34b on the downstream side are formed with a shift of a half pitch, and a connection space 34c connecting all the passages 34a, 34b is formed in the middle thereof. And a zigzag passage is formed. By stacking such filter units 31 in a plurality of stages, fine particles can be effectively captured by the partition walls 35a and 45b without increasing the resistance of the exhaust gas.

【0010】容器前部2aに構成される燃焼室4には、
フィルタ3のガス入力端面と平行に排気ガスを再燃焼さ
せるための半円筒状の燃焼管41が配置され、その両端
部に燃料噴霧ノズル42a,42bが配置され、更にこ
れらの噴霧ノズル42a,42bに隣接して、着火用の
メイングロー43a,43bとサブグロー44a,44
bが設けられている。メイングロー43a,43bは燃
焼管41に供給される燃料を霧化するためのもの、サブ
グロー44a,44bは霧化した燃料に着火するための
ものであり、これらの部分はセラミック筒46により覆
われて、燃焼管41に供給される燃料が滞留できるよう
になっている。そして、メイングロー43a,43bの
スイッチがオンになってセラミック筒46が熱せられる
とセラミック筒46に浸み込んだ燃料が気化し、サブグ
ロー44a,44bのスイッチオンにより点火できる。
メイングロー43a,43b及びブグロー44a,44
bは、コントロールボックス18の制御の下に、リレー
回路26によりオンオフ制御される。
The combustion chamber 4 formed in the container front part 2a includes:
A semi-cylindrical combustion tube 41 for reburning the exhaust gas is disposed in parallel with the gas input end face of the filter 3, and fuel spray nozzles 42a and 42b are disposed at both ends thereof. , Main glows 43a and 43b for ignition and sub-glows 44a and 44
b is provided. The main glows 43a and 43b are for atomizing the fuel supplied to the combustion tube 41, and the sub-glows 44a and 44b are for igniting the atomized fuel. These parts are covered by a ceramic tube 46. Thus, the fuel supplied to the combustion tube 41 can be retained. Then, when the switches of the main glows 43a and 43b are turned on and the ceramic tube 46 is heated, the fuel permeating the ceramic tube 46 evaporates and can be ignited by switching on the sub-glows 44a and 44b.
The main glows 43a and 43b and the bulges 44a and 44
b is controlled on and off by the relay circuit 26 under the control of the control box 18.

【0011】燃焼室4の具体的な構成は、図2に示し、
またその主要部の断面構造を図3に示している。燃焼室
41の上流側には、導入される排気ガスが直接燃焼管4
1に当たらないように、障壁45が立てられている。従
って、導入管5から導入される排気ガスは、図3に矢印
で示したように迂回させられて、燃焼室41の後部に導
かれる。但し、障壁45には、その上下に複数個ずつ小
さい孔47が開けられており、排気ガスの一部はこの孔
47を通して直接燃焼管41の上下にも供給されるよう
になっている。
The specific configuration of the combustion chamber 4 is shown in FIG.
FIG. 3 shows a cross-sectional structure of the main part. On the upstream side of the combustion chamber 41, the exhaust gas to be introduced is directly
A barrier 45 is set up so as not to hit 1. Accordingly, the exhaust gas introduced from the introduction pipe 5 is diverted as indicated by the arrow in FIG. However, a plurality of small holes 47 are formed in the barrier 45 at upper and lower portions, and a part of the exhaust gas is supplied directly to the upper and lower portions of the combustion pipe 41 through the holes 47.

【0012】燃焼管41の下流側は切り欠きとなってい
て、ここには攪拌用の一対の板羽根51が燃焼管41の
長手方向に沿って形成されている。一対の板羽根51の
中央部に沿って攪拌効果を高めるための孔52が配列形
成されている。燃焼管41での燃焼により生成された炎
は、障壁45の孔47を通ってくる排気ガスにより板羽
根51の上下や孔52から混合室50に押し出される。
混合室50では、板羽根51及び孔52により排気ガス
が攪拌される結果、押し出される炎による熱は、フィル
タ3の入力端面の範囲でほぼ均等に分散されて、フィル
タ3の入力端面に平均的に熱風が供給される。これによ
り、フィルタ3内の隔壁に捕捉されている微粒子を均等
に再燃焼させることができる。
The downstream side of the combustion tube 41 is notched, and a pair of plate blades 51 for stirring are formed along the longitudinal direction of the combustion tube 41. A plurality of holes 52 for enhancing the stirring effect are formed along the center of the pair of plate blades 51. The flame generated by the combustion in the combustion pipe 41 is extruded into the mixing chamber 50 from above and below the plate blade 51 and from the hole 52 by the exhaust gas passing through the hole 47 of the barrier 45.
In the mixing chamber 50, as a result of the exhaust gas being stirred by the plate blades 51 and the holes 52, the heat generated by the extruded flame is almost evenly distributed in the range of the input end face of the filter 3, and the heat is averaged on the input end face of the filter 3. Is supplied with hot air. Thereby, the fine particles captured by the partition walls in the filter 3 can be evenly reburned.

【0013】もし障壁45がないとすると、燃焼管41
で燃料に着火してもすぐに炎は排気ガスにより吹き消さ
せてしまい、確実な排気ガスの再燃焼ができなくなる。
この実施例では障壁45を燃焼管41の前に配置するこ
とにより、燃焼管41での着火と燃焼を確実なものと
し、且つその熱を混合室で攪拌して確実な排気ガスの再
燃焼を可能としている。なおこの実施例では、図2に示
すように、フィルタへのガス導入管5に空気孔53を開
けて、ここから空気を供給できるようにしている。点火
時において電磁弁28を開いて導入される排気ガスに予
め空気を僅かに混合しておくことにより、排気ガスの再
燃焼をより確実に行わせることが可能になる。
If there is no barrier 45, the combustion tube 41
As soon as the fuel is ignited, the flame is blown out by the exhaust gas, making it impossible to reliably re-burn the exhaust gas.
In this embodiment, by arranging the barrier 45 in front of the combustion tube 41, ignition and combustion in the combustion tube 41 are ensured, and the heat is agitated in the mixing chamber to ensure reburning of exhaust gas. It is possible. In this embodiment, as shown in FIG. 2, an air hole 53 is opened in the gas introduction pipe 5 to the filter so that air can be supplied therefrom. By slightly mixing air in advance with the exhaust gas introduced by opening the electromagnetic valve 28 at the time of ignition, it becomes possible to more reliably re-burn the exhaust gas.

【0014】この実施例においては、微粒子除去装置2
00の排気管8とディーゼルエンジン100の吸気管1
1の間に、排気ガスを再循環させる循環経路13が設け
られている。この循環経路13には、排気ガスの還流量
を制御してNOxを低減するための排気還流制御装置
(EGR装置)14が挿入されている。微粒子除去装置
200のフィルタ3のセラミック温度は温度センサ21
により検出され、その検出値がコントロールボックス1
8に送られる。燃料タンク19に収容された軽油等の燃
料は、アイドリング時はニードルコントローラ27でそ
の流れが絞られ、エンジン100が所定周波数を超える
と、ポンプ22と電磁弁25a,25bを介して各燃料
噴霧ノズル42a,42bに段階的に流量が増加されて
供給される。エアポンプ23は、各噴霧ノズル42a,
42bにエアを供給する。
In this embodiment, the fine particle removing device 2
00 exhaust pipe 8 and diesel engine 100 intake pipe 1
1, a circulation path 13 for recirculating exhaust gas is provided. An exhaust gas recirculation control device (EGR device) 14 for controlling the amount of recirculated exhaust gas to reduce NOx is inserted into the circulation path 13. The ceramic temperature of the filter 3 of the particulate removal device 200 is
Is detected by the control box 1
8 The fuel such as light oil stored in the fuel tank 19 is throttled by the needle controller 27 during idling, and when the engine 100 exceeds a predetermined frequency, the fuel spray nozzles via the pump 22 and the solenoid valves 25a and 25b. The flow rate is increased stepwise and supplied to 42a and 42b. The air pump 23 includes the spray nozzles 42a,
Air is supplied to 42b.

【0015】なお、ディーゼルエンジン100の排気管
7には、この実施例の場合、微粒子除去装置200を含
む排気系の他に通常の排気系は設けられない。微粒子除
去装置200が故障した場合には、コントロールボック
ス18の制御により全機能が停止し、このとき排気ガス
は微粒子除去装置200のフィルタを通って排出され
る。
In this embodiment, a normal exhaust system is not provided in the exhaust pipe 7 of the diesel engine 100 in addition to the exhaust system including the particle removing device 200. If the particulate removal device 200 fails, all functions are stopped under the control of the control box 18, and at this time, exhaust gas is discharged through the filter of the particulate removal device 200.

【0016】この実施例において微粒子除去装置200
を稼働させる時の制御は、コントロールボックス18か
らの制御信号により次のように行われる。ディーゼルエ
ンジン100が始動されると、ニードルコントローラ2
7を介して僅かに燃料がノズル42a,42bから供給
され、所定時間後メイングロー43a,43bがオンさ
れ、続いてサブグロー44a,44bがオンとされる。
メイングロー43a,43bにより燃焼室4に供給され
る混合気の霧化と加熱が行われ、同時に電磁弁28によ
ってエアが燃焼室4内に導入されて点火環境が整った
後、サブグロー44a,44bによりその混合気に点火
されて燃焼動作が開始する。点火後、電磁弁28はオフ
となって、全てのエアがノズル42a,42bに供給さ
れる。
In this embodiment, a fine particle removing apparatus 200 is used.
Is controlled by the control signal from the control box 18 as follows. When the diesel engine 100 is started, the needle controller 2
A small amount of fuel is supplied from the nozzles 42a and 42b via the nozzle 7, and after a predetermined time, the main glows 43a and 43b are turned on, and subsequently the sub-glows 44a and 44b are turned on.
The air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 4 is atomized and heated by the main glows 43a and 43b, and at the same time, air is introduced into the combustion chamber 4 by the solenoid valve 28 to prepare an ignition environment. As a result, the air-fuel mixture is ignited and the combustion operation starts. After ignition, the solenoid valve 28 is turned off, and all air is supplied to the nozzles 42a and 42b.

【0017】エンジン100の回転数が1000回転
(rpm)に達したら、電磁弁25aを開にして燃料供
給量を増やす。エンジン100の回転数が2000回転
に達したら、電磁弁25bを開にして燃料供給量を更に
増やす。但しこの燃料供給量制御のためのエンジン回転
数については、エンジン仕様に応じて適宜変更すること
ができる。燃焼室4での燃焼によりフィルタ3内の温度
が上昇すると、フィルタ隔壁の表面に捕捉されている黒
鉛は燃焼し除去される。1000℃を越えると、排気ガ
ス中のNOxが増えるので、フィルタ3のセラミック温
度が950℃程度に達したことを温度センサ21が検出
すると、電磁弁25bがオフ制御される。電磁弁25a
およびエアポンプ23はオン状態を継続させる。これに
より、フィルタ3内での燃焼が継続される。しかし、燃
料供給減少のため、排気ガスによりフィルタ3の温度は
徐々に低下する。そしてフィルタセラミックの温度が7
50℃以下になったことを温度センサ21が検出する
と、電磁弁25bが再度オンとされて、燃焼室4への燃
料供給量を増加させる。以下、同様の動作が繰り返され
る。
When the number of revolutions of the engine 100 reaches 1000 revolutions (rpm), the solenoid valve 25a is opened to increase the fuel supply. When the number of revolutions of the engine 100 reaches 2000, the solenoid valve 25b is opened to further increase the fuel supply amount. However, the engine speed for controlling the fuel supply amount can be appropriately changed according to the engine specifications. When the temperature inside the filter 3 increases due to the combustion in the combustion chamber 4, the graphite trapped on the surface of the filter partition wall is burned and removed. If the temperature exceeds 1000 ° C., NOx in the exhaust gas increases. Therefore, when the temperature sensor 21 detects that the ceramic temperature of the filter 3 has reached about 950 ° C., the solenoid valve 25b is turned off. Solenoid valve 25a
And the air pump 23 keeps the ON state. Thereby, the combustion in the filter 3 is continued. However, due to the decrease in fuel supply, the temperature of the filter 3 gradually decreases due to the exhaust gas. And the temperature of the filter ceramic is 7
When the temperature sensor 21 detects that the temperature has dropped to 50 ° C. or less, the solenoid valve 25b is turned on again, and the amount of fuel supplied to the combustion chamber 4 is increased. Hereinafter, the same operation is repeated.

【0018】この実施例によると、EGR装置で問題に
なる黒鉛の吸気側への還流がフィルタ3により抑制さ
れ、EGR装置14を効率よく働かせることができる。
これにより排気ガス中の黒煙とNOxを効果的に低減す
ることができる。また触媒装置10を微粒子除去装置2
00の後段に配置することにより、CO,NOx等を低
減させることができる。
According to this embodiment, the recirculation of graphite to the intake side, which is a problem in the EGR device, is suppressed by the filter 3, and the EGR device 14 can operate efficiently.
This makes it possible to effectively reduce black smoke and NOx in the exhaust gas. Further, the catalyst device 10 is connected to the fine particle removal device 2.
By arranging after 00, CO, NOx, etc. can be reduced.

【0019】またこの実施例の微粒子除去装置200で
は、フィルタ3と一体的にその前段に設けられた燃焼室
4が、燃焼管41に直接排気ガスが当たらないように工
夫され、確実な燃料点火と燃焼を可能としている。更に
燃焼管41の後方に混合室50を設けて、ここに供給さ
れる排気ガスにより燃焼室41での燃焼の結果得られる
熱を攪拌してフィルタ3に対して均等に熱が供給される
ようにしている。以上により、フィルタ3での微粒子の
再燃焼が効率的に行われる。
Further, in the particulate removing apparatus 200 of this embodiment, the combustion chamber 4 provided integrally with the filter 3 at the preceding stage is devised so that the exhaust gas does not directly hit the combustion pipe 41, and the fuel ignition can be reliably performed. And combustion is possible. Further, a mixing chamber 50 is provided at the rear of the combustion pipe 41, and heat obtained as a result of combustion in the combustion chamber 41 is agitated by exhaust gas supplied thereto so that heat is uniformly supplied to the filter 3. I have to. As described above, the reburning of the fine particles in the filter 3 is efficiently performed.

【0020】なおこの実施例において、微粒子除去装置
200での燃焼によりその排気管8に得られる熱を自動
車の冷暖房等に有効利用することも考えられる。そのた
めには、図5に示すように排気管8に熱交換器61を取
り付ける。この熱交換器61で得られる熱をある程度下
げて暖房に使いたい場合には、図示のように冷却コンデ
ンサ62を用いるか、或いは熱交換器61を排気管8に
接続される図示しないマフラーの後方に取り付ければよ
い。
In this embodiment, it is conceivable that the heat obtained in the exhaust pipe 8 by the combustion in the particulate removal device 200 is effectively used for cooling and heating the automobile. For this purpose, a heat exchanger 61 is attached to the exhaust pipe 8 as shown in FIG. When it is desired to lower the heat obtained by the heat exchanger 61 to some extent and use it for heating, a cooling condenser 62 is used as shown in the figure, or the heat exchanger 61 is connected to the exhaust pipe 8 behind a muffler (not shown). It should be attached to.

【0021】[0021]

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、フ
ィルタは、排気ガスの流れの方向に形成される複数の通
路を仕切る隔壁に排気ガスの微粒子を捕捉(吸着)させ
る方式とし、このフィルタに捕捉された微粒子を燃焼さ
せて灰化するようにしている。燃焼により生じる灰は排
気ガスと共に外部に排出される。従って、従来のように
排気ガスを多孔質体の隔壁を透過させることにより除去
する方式と異なり、フィルタの目詰まりによる排気抵抗
の増大がない。またこの発明においては、フィルタの入
力端に設けられる燃焼室には、排気ガスが直接燃焼管に
当たらないように障壁が設けられており、これにより燃
焼室での燃料の着火が確実に行われるようにしている。
更に、燃焼管とフィルタ入力端面との間を混合室とし
て、燃焼管を迂回させて導かれた排気ガスにより、燃焼
による熱を攪拌してフィルタ入力端面に均一に吹き付け
ることができるようにしている。これにより、フィルタ
内に捕捉された微粒子を全体的に効率的に燃焼させるこ
とが可能となる。
As described above, according to the present invention, the filter has a system in which fine particles of exhaust gas are trapped (adsorbed) by the partition walls that partition a plurality of passages formed in the flow direction of the exhaust gas. The fine particles trapped in the filter are burned and ashed. Ash generated by the combustion is discharged to the outside together with the exhaust gas. Therefore, unlike the conventional method in which the exhaust gas is removed by allowing the exhaust gas to pass through the partition wall of the porous body, there is no increase in exhaust resistance due to clogging of the filter. Further, in the present invention, the combustion chamber provided at the input end of the filter is provided with a barrier so that the exhaust gas does not directly hit the combustion pipe, whereby the ignition of the fuel in the combustion chamber is reliably performed. Like that.
Furthermore, the mixing chamber is provided between the combustion pipe and the filter input end face, so that the exhaust gas guided around the combustion pipe can stir the heat generated by the combustion and uniformly blow the heat to the filter input end face. . Thereby, it is possible to efficiently burn the fine particles captured in the filter as a whole.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の一実施例による、ディーゼルエン
ジンの排気系に微粒子除去装置を組み込んだ構成を示す
図である。
FIG. 1 is a diagram showing a configuration in which a particulate removal device is incorporated in an exhaust system of a diesel engine according to an embodiment of the present invention.

【図2】 同実施例の微粒子除去装置の具体的構成を示
す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a specific configuration of the particle removing device of the embodiment.

【図3】 同微粒子除去装置内の燃焼室の構成を示す図
である。
FIG. 3 is a diagram showing a configuration of a combustion chamber in the particulate removal device.

【図4】 同微粒子除去装置のフィルタの具体的構成を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a specific configuration of a filter of the particulate removal device.

【図5】 同微粒子除去装置の排気管に熱交換器を取り
付けた状態を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a state in which a heat exchanger is attached to an exhaust pipe of the particulate removal device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100…ディーゼルエンジン、200…微粒子除去装
置、3…フィルタ、31(31a,31b,…)…フィ
ルタユニット、34a,34b…通路、35a,35b
…隔壁、4…燃焼室、41…燃焼管、45…障壁、50
…混合室。
100: Diesel engine, 200: Particle removing device, 3: Filter, 31 (31a, 31b, ...) ... Filter unit, 34a, 34b ... Passage, 35a, 35b
... partition wall, 4 ... combustion chamber, 41 ... combustion tube, 45 ... barrier, 50
... mixing room.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 燃焼機関から排出される排気ガスの排気
経路に接続されて排気ガスに含まれる微粒子を除去する
微粒子除去装置であって、 隔壁により区画された複数の通路が排気ガスの流れの方
向に延びるように形成され、排気ガスが前記複数の通路
の一端側から導入されて他端側から排出される間に排気
ガスに含まれる微粒子を前記隔壁に捕捉するためのフィ
ルタと、 このフィルタの排気ガス導入端側に配置されて前記フィ
ルタに捕捉された微粒子を燃焼させるための燃料噴霧手
段と着火手段とを有する燃焼室とを備え、 前記燃焼室は、 前記フィルタの入力端面に平行に配置された燃焼管と、 この燃焼管での燃焼により得られる熱を導入される排気
ガスの攪拌により前記フィルタの入力端面の範囲内に均
等分散させて前記フィルタの入力端面に供給するための
混合室と、 導入される排気ガスを前記燃焼室を迂回させて前記混合
室に導くための障壁とを有することを特徴とする排気ガ
ス中の微粒子除去装置。
1. A fine particle removing device connected to an exhaust path of exhaust gas discharged from a combustion engine to remove fine particles contained in the exhaust gas, wherein a plurality of passages defined by partition walls are used to control the flow of the exhaust gas. A filter formed so as to extend in the direction, and for trapping fine particles contained in the exhaust gas on the partition while the exhaust gas is introduced from one end of the plurality of passages and discharged from the other end; A combustion chamber having a fuel spraying means and an ignition means for burning the particulates trapped by the filter disposed on the exhaust gas introduction end side of the filter, wherein the combustion chamber is arranged in parallel with the input end face of the filter. A combustion tube disposed therein, and heat obtained by combustion in the combustion tube is uniformly dispersed within a range of an input end face of the filter by stirring of the introduced exhaust gas. A mixing chamber for supplying the surface, particulate filters in the exhaust gas and having a barrier for guiding exhaust gas into the mixing chamber by bypassing the combustion chamber to be introduced.
【請求項2】 前記フィルタは、前記複数の通路がフィ
ルタの一端側から他端側にジグザグに連続するように形
成されていることを特徴とする請求項1記載の排気ガス
中の微粒子除去装置。
2. The apparatus for removing particulates in exhaust gas according to claim 1, wherein the filter is formed such that the plurality of passages zigzag from one end to the other end of the filter. .
【請求項3】 前記フィルタは、多孔質セラミックを一
体成型してなるフィルタユニットを排気ガスの流れの方
向に複数個重ねて構成されていることを特徴とする請求
項2記載の排気ガス中の微粒子除去装置。
3. The exhaust gas according to claim 2, wherein the filter is formed by stacking a plurality of filter units each formed by integrally molding a porous ceramic in a flow direction of the exhaust gas. Particle removal device.
【請求項4】 前記各フィルタユニットは、その一端側
に開口する複数の第1の通路と他端側に開口する複数の
第2の通路が半ピッチずれた状態で、且つこれら第1及
び第2の通路の連結部に全通路を連結する連結スペース
を持つように一体成型されている。ことを特徴とする請
求項3記載の排気ガス中の微粒子除去装置。
4. In each of the filter units, a plurality of first passages opening at one end thereof and a plurality of second passages opening at the other end thereof are shifted from each other by a half pitch. The two passages are integrally formed so as to have a connection space for connecting all the passages to the connection portion. 4. The apparatus for removing particulates in exhaust gas according to claim 3, wherein:
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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