JP2003184537A

JP2003184537A - エンジンの煤除去装置

Info

Publication number: JP2003184537A
Application number: JP2001389069A
Authority: JP
Inventors: Shigefumi Yasuhara; 成史安原; Kazuo Yamaha; 和夫山羽
Original assignee: Niles Parts Co Ltd
Current assignee: Niles Parts Co Ltd
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-03

Abstract

(57)【要約】【課題】煤の捕集と煤の燃焼による再生とを確実に行
うことを可能とする。【解決手段】筐体１１内に煤捕集フィルタ１３を備
え、エンジンの排気ガスを通過させて煤捕集フィルタ１
３により煤を捕集する煤捕集器３と、煤捕集器３に捕集
された煤を焼却するため煤捕集器３の排気ガス上流側に
備えられて酸素ボンベ５０から圧送される酸素ガスを噴
射する酸素噴射口５と、酸素ボンベ５０から酸素噴射口
５への酸素の圧送を断続する酸素供給弁７とを備えてい
ることを特徴とする。

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
ンの排気ガスに含まれる煤を除去するためなどに供され
るエンジンの煤除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の煤除去装置としては、例えば図７
に示すようなものがある。この煤除去装置２０１はマフ
ラとしても機能するもので、耐熱性鋼鉄製の筐体２０３
内に複数本の煤捕集フィルタ２０５を備えたものであ
る。

【０００３】前記煤捕集フィルタ２０５は、前記筐体２
０３内に支持された入口壁２０７と出口壁２０９との間
に保持されている。前記入口壁２０７には、前記煤捕集
フィルタ２０５の内周側に連通する導入開口２１１が設
けられている。前記出口壁２０９には、排出開口２１３
が設けられている。この排出開口２１３は、前記煤捕集
フィルタ２０５の外周側に形成される空間部２１５に連
通している。

【０００４】このような煤除去装置２０１は、例えばデ
ィーゼルエンジンの排気系のマフラ位置に設置して使用
される。すなわちこの煤除去装置２０１は、煤捕集機能
の他消音効果も大きく、通常はマフラと置き換えて使用
することができる。

【０００５】そして、前記筐体２０３の入口管部２１７
から導入された排気ガスは、入口壁２０７の導入開口２
１１から煤捕集フィルタ２０５の内周側に入り込む。こ
の煤捕集フィルタ２０５の内周側に入り込んだ排気ガス
は、煤捕集フィルタ２０５を通過して外周側の空間部２
１５へ移行する。この空間部２１５からは出口壁２０９
の排出開口２１３から筐体２０３の出口管部２１９側へ
移行し、この出口管部２１９から外部へ排気される。前
記煤捕集フィルタ２０５を通過するときに、排気ガス中
の煤が煤捕集フィルタ２０５によって捕集される。

【０００６】従って、ディーゼルエンジン等においても
煤捕集フィルタ２０５によって煤を確実に捕集し、出口
管部２１９からは煤をほとんど含まない排気ガスを排出
することができる。捕集された煤は、走行中に遭遇する
高負荷運転時の高い排気温度を引き金として着火する。
こうして着火した煤は燃焼し、炭酸ガスとなって出口管
部２１９から排出される。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
構造では、例えば渋滞時に低速運転が長時間続いて煤が
自己燃焼温度を得られぬまま堆積し、排気圧力が高くな
りすぎてエンジンの正常な運転に支障を来す虞があっ
た。

【０００８】また、冬期など外気温が低い場合、筐体２
０３の外周側温度が上がらないために、外周部に収納し
た煤捕集フィルタ２０５の温度が上がらず、煤が燃える
ことなく堆積を進め、ついには煤が詰まりすぎて排気ガ
スの通過量が減る状態を招くことがある。このことが煤
捕集フィルタ２０５の温度上昇を更に妨げることにな
り、ついにはその煤捕集フィルタ２０５が排気ガスを通
さない閉鎖状態になってしまうこともあった。

【０００９】このような場合、従来は筐体２０３を車体
から取り外し、筐体２０３内に高温空気を送り、あるい
は筐体２０３全体を高温状態にしておいて通気し、煤捕
集フィルタ２０５の煤を燃焼させることで再生を図って
いた。かかる状況の頻度は非常に少ないのであるが、例
えば遠隔地で発生するとその再生作業に著しい困難が伴
うという問題があった。

【００１０】本発明は、渋滞時や冬期などにおいても煤
捕集フィルタを車体から取り外さずに、捕集された煤を
確実に燃焼させ、確実に再生させることのできるエンジ
ンの煤除去装置の提供を課題とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、筐体
内に煤捕集フィルタを備え、エンジンの排気ガスを通過
させて前記煤捕集フィルタにより煤を捕集する煤捕集器
と、前記煤捕集器に前記捕集された煤を焼却するための
酸素ガスを供給する酸素供給手段とを備えたことを特徴
とする。

【００１２】請求項２の発明は、請求項１記載のエンジ
ンの煤除去装置であって、前記酸素供給手段は、前記煤
捕集器の排気ガス上流側に備えられて酸素ボンベから圧
送される酸素ガスを噴射する酸素噴射口と、前記酸素ボ
ンベから前記酸素噴射口への酸素の圧送を断続する酸素
供給弁とを備えていることを特徴とする。

【００１３】請求項３の発明は、請求項１又は２記載の
エンジンの煤除去装置であって、前記煤捕集器に、内部
温度を監視する温度センサを設け、前記酸素供給手段
は、前記温度センサにより検出された内部温度が所定値
を下回るとき前記酸素ガスの供給を行うことを特徴とす
る。

【００１４】請求項４の発明は、請求項１又は２記載の
エンジンの煤除去装置であって、前記煤捕集器に、前記
捕集された煤への点火源として電源からの電気供給によ
り発熱するグロー点火装置を設けたことを特徴とする。

【００１５】請求項５の発明は、請求項３又は４記載の
エンジンの煤除去装置であって、前記煤捕集器に、エン
ジンの排気圧力を検出する背圧検出装置を設け、該背圧
検出装置が検出する前記排気圧力が所定値を上回るとき
警告する警告装置を設け、前記警告装置による警告後の
エンジン停止時に前記酸素供給手段による酸素ガス供給
を可能にしたことを特徴とする。

【００１６】請求項６の発明は、請求項５記載のエンジ
ンの煤除去装置であって、前記酸素供給手段は、前記供
給する酸素ガス量の１回量を設定し、供給する酸素ガス
量が前記設定された1回量を下回るように複数回に分け
且つ各回の間に冷却に要する時間間隔を置いて供給する
ことを特徴とする。

【００１７】請求項７の発明は、請求項６記載のエンジ
ンの煤除去装置であって、前記酸素供給手段は、前記供
給回数を設定し、該設定された供給回数で酸素ガスの供
給を停止することを特徴とする。

【００１８】請求項８の発明は、請求項６又は７記載の
エンジンの煤除去装置であって、前記煤捕集器の内部温
度を検出する温度センサを設け、前記酸素供給手段は、
２回目以降の酸素ガスの供給を前記温度センサが検出す
る内部温度が所定値内であるとき行うことを特徴とす
る。

【００１９】

【発明の効果】請求項１の発明では、煤捕集器の筐体内
にエンジンの排気ガスを通過させることによって、筐体
内に備えられた煤捕集フィルタにより排気ガスの煤を確
実に捕集することができる。そして、酸素供給手段によ
り煤捕集器に酸素ガスを供給すると煤捕集フィルタによ
って捕集された煤に着火し、捕集された煤を確実に燃焼
させることができる。

【００２０】請求項２の発明では、請求項１の発明の効
果に加え、前記酸素供給弁により酸素ボンベから酸素噴
射口への酸素ガスの圧送を許容すると、酸素噴射から煤
捕集器に酸素ガスを噴射することができる。この酸素ガ
スの噴射によりは煤捕集フィルタによって捕集された煤
に着火し、捕集された煤を確実に燃焼させることができ
る。

【００２１】請求項３の発明では、請求項１又は２の発
明の効果に加え、前記煤捕集器に、内部温度を監視する
温度センサを設け、前記酸素供給手段は、前記温度セン
サにより検出された内部温度が所定値を下回るとき前記
酸素ガスの供給を行うため、煤捕集器の温度を所定値内
に保って焼損を防止しながら煤捕集フィルタによって捕
集された煤を確実に燃焼させることができる。

【００２２】請求項４の発明では、請求項１又は２の発
明の効果に加え、請求項１の発明の効果に加え、前記煤
捕集器に、前記捕集された煤への点火源として電源から
の電気供給により発熱するグロー点火装置を設けたた
め、酸素噴射口から酸素ガスを噴射すると共にグロー点
火装置が点火源となって煤捕集フィルタによって捕集さ
れた煤に確実に着火させることができ、捕集された煤を
より確実に燃焼させることができる。

【００２３】請求項５の発明では、請求項３又は４の発
明の効果に加え、前記煤捕集器に、エンジンの排気圧力
を検出する背圧検出装置を設け、該背圧検出装置が検出
する前記排気圧力が所定値を上回るとき警告する警告装
置を設けたため、警告装置の警告を確認することによ
り、煤の堆積量が許容量を超えたことを容易に知ること
ができ、その後のエンジン停止時に前記酸素供給手段に
より必要な酸素ガス供給を確実に行うことができる。従
って、上記タイミングで酸素ガスを供給することによ
り、無駄な酸素ガスの供給を防止しながら煤捕集フィル
タによって捕集された煤をより確実に燃焼させることが
できる。

【００２４】請求項６の発明では、請求項５の発明の効
果に加え、前記酸素供給手段は、前記供給する酸素ガス
量の１回量を設定し、供給する酸素ガス量が前記設定さ
れた1回量を下回るように複数回に分け且つ各回の間に
冷却に要する時間間隔を置いて供給するため、煤の燃焼
による煤捕集器の温度の上がり過ぎによる焼損を抑制す
ることができる。

【００２５】請求項７の発明では、請求項６の発明の効
果に加え、前記酸素供給手段は、前記供給回数を設定
し、該設定された供給回数で酸素ガスの供給を停止する
ため、酸素ガスの無駄な消費が抑制され、煤の的確な燃
焼を行わせることができる。

【００２６】請求項８の発明では、請求項６又は７の発
明の効果に加え、前記煤捕集器の内部温度を検出する温
度センサを設け、前記酸素供給手段は、２回目以降の酸
素ガスの供給を前記温度センサが検出する内部温度が所
定値内であるとき行うため、煤の燃焼による煤捕集器の
温度の上がり過ぎによる焼損をより的確に抑制すること
ができる。

【００２７】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１は、本発明
の第１実施形態を適用したエンジンの煤除去装置の全体
概略構成図を示している。このエンジンの煤除去装置１
は、ディーゼルエンジンの排気ガスから煤を除去するも
のとして構成されたものである。煤除去装置１は、煤捕
集器３と、煤捕集器３に捕集された煤を焼却するための
酸素ガスを供給する酸素供給手段として酸素噴射口５、
酸素供給弁７、酸素ボンベ５０、タイマ−装置１２５、
プッシュスイッチ６３、及びサーモスイッチ６５とを備
えている。

【００２８】前記煤捕集器３は、筐体１１内に複数本の
煤捕集フィルタ１３を備えたもので、ディーゼルエンジ
ンの排気ガスを通過させて前記煤捕集フィルタ１３によ
り煤を捕集するものである。

【００２９】前記筐体１１は、例えば耐熱鋼鉄製であ
り、排気ガス上流側にディーゼルエンジンの排気管に接
続される入口管部１５が設けられている。前記筐体１１
の排気ガス下流側には、出口管部１７が設けられてい
る。前記筐体１１の外面には、保温材１９が被覆されて
いる。この保温材１９の外側には、アルミ板が巻かれて
おり、輻射放熱低減と保温材１９の保護とが図られてい
る。前記筐体１１内には、入口壁２１と、出口壁２３と
が固定されている。この入口壁２１、出口壁２３間に前
記煤捕集フィルタ１３が固定されている。この固定状態
で、前記煤捕集フィルタ１３の外周囲には筐体１１内に
おいて空間２５が形成されている。

【００３０】前記入口壁２１には、導入開口２７が設け
られている。この導入開口２７は、前記煤捕集フィルタ
１３の内周側に連通している。前記出口壁２３には、排
出開口２９が設けられている。この排出開口２９は、前
記空間２５に連通している。

【００３１】前記筐体１１には、入口壁２１の排気ガス
上流側においてエンジンの排気圧力を検出する背圧検出
装置として圧力スイッチ３１が設けられている。この圧
力スイッチ３１は、前記煤捕集フィルタ１３に煤が捕集
されて、排気圧力が所定の値を上回ったときに閉となっ
てこれを検出するものである。この圧力スイッチ３１に
は、電源であるバッテリィ３５との間に、前記背圧検出
装置として圧力スイッチ３１が検出する排気圧力が所定
値を上回るとき点灯して警告する警告ランプ３３が接続
されている。

【００３２】前記入口管部１５には、保護筒３７が分岐
して設けられている。この保護筒３７の端部に、酸素ガ
スを噴射する前記酸素噴射口５が取り付けられている。
従って、保護筒３７によって酸素噴射口５と入口管１５
との間に間隔をとることができ、酸素噴射口５を排気ガ
スの熱から保護することができる。

【００３３】前記酸素噴射口５は、前記取付により煤捕
集器３の排気ガス上流側に備えられて、酸素ボンベ５０
から圧送される酸素ガスを噴射するものである。この酸
素噴射口５には、パイプ３９を介して前記酸素供給弁７
が接続されている。この酸素供給弁７は、酸素ボンベ５
０から前記酸素噴射口５への酸素ガスの圧送を断続する
ものであり、バッテリィ３５からの電気供給により酸素
ガスの圧送を許容する電動構造となっている。この酸素
供給弁７は、パイプ４１を介して前記酸素ボンベ５０に
接続されている。

【００３４】前記酸素供給弁７とバッテリィ３５との間
には、酸素供給弁７への電力供給を兼ねるタイマー装置
１２１が配置され、このタイマー装置１２１は、配線１
３７によりバッテリィ３５側に接続され、配線１３６に
より酸素供給弁７の励磁部側に接続されている。

【００３５】前記プッシュスイッチ６３は、例えば運転
席に備えられ、運転者が手動によってプッシュ操作でき
るようになっている。このプッシュスイッチ６３は、プ
ッシュボタン６７と、常開接点６９とを備えている。運
転者がプッシュボタン６７をプッシュ操作すると、常開
接点６９が導通する構成となっている。

【００３６】前記サーモスイッチ６５は、常開接点７１
と励磁部７３及び温度判断部７４とを備えている。前記
温度判断部７４の判断に基づいて前記励磁部７３が励磁
されると、前記常開接点７１が閉じられる構成となって
いる。前記プッシュスイッチ６３の常開接点６９及びサ
ーモスイッチ６５の常開接点７１は、配線７５，７７，
７９によって前記タイマー装置１２１とバッテリィ３５
との間に接続されている。

【００３７】前記サーモスイッチ６５の励磁部７３は、
配線８１によって前記プッシュスイッチ６３の常開接点
６９の後流側に接続され、配線８３によってグランドさ
れている。前記励磁部７３は、前記空間２５の温度が設
定温度、例えば３００〜４００℃となったときに励磁さ
れる構成となっている。従って、酸素供給手段は、温度
センサにより検出された煤捕集器３の内部温度が所定値
以内にあるとき前記酸素ガスの供給を行う構成となって
いる。

【００３８】なお、図１では、サーモスイッチ６５は空
間２５と分離して描かれているが、実際はユニットのサ
ーモスイッチ６５の温度センサとしての感熱部７２が煤
除去装置１の筐体１１に取り付けられ、温度判断部７
４、励磁部７３及び常開接点７１は筐体１１から離して
構成される。前記温度センサとしての感熱部７２は、前
記煤捕集器３の内部温度を監視するものである。

【００３９】図２，図３は、前記煤捕集フィルタ１３の
１つを示し、図２は斜視図、図３は断面図である。この
煤捕集フィルタ１３は、フィルタ部８５と、筒部８７と
を備えている。

【００４０】前記フィルタ部８５は、捕集した煤が燃焼
すると局部的に高温が発生するので、高温に耐えられる
セラミック系の耐熱材料からなる繊維を毛糸編布状に織
ったもので、その布をドーナツ状に巻き込んで形成した
単体部８５ａを複数個軸方向に連設して筒状としたもの
である。但し、図２，図３では、図示を簡略化してお
り、単体部８５ａをフィルタ部８５の端部側でのみ示
し、他は連続したように描いている。又、前記フィルタ
部８５には酸化触媒が塗布され、煤の燃焼を助長するよ
うにしている。排気ガスは、フィルタ部８５の繊維部分
を内周側から外周側へ通過する際に煤が捕捉されるよう
になっている。

【００４１】前記筒部８７は、網状あるいは多孔の鉄板
で形成され、フィルタ部８５の外周面を覆って筒の形状
を保っている。図２では、筒部８７の多孔の状態を筒部
８７の一部でのみ表しているが、実際は筒部８７全体が
多孔、又は網状となっているものである。この筒部８７
の両端には、キャップ８９，９１が固着されている。一
方のキャップ８９は、開口部９３を備え、フィルタ部８
５の内周側を開放している。他方のキャップ９１は、筒
部８７及びフィルタ部８５の端面全体を閉塞している。

【００４２】このような煤捕集フィルタ１３をカートリ
ッジとし、自動車への装着は、エンジンの大きさに合わ
せ、カートリッジの煤捕集フィルタ１３を複数個並列に
並べて筐体１１内に図１のように収納し、煤捕集器３と
して排気系のマフラ位置に設置するものである。

【００４３】前記カートリッジの各煤捕集フィルタ１３
が、筐体１１内に取り付けられると、その開口部９３が
筐体１１内の入口壁２１の導入開口２７に嵌合して取り
付けられる構成となっている。

【００４４】次に、作用を説明する。走行中、排気ガス
は排気管を通じて煤捕集器３の入口管部１５を通り、筐
体１１内において入口壁２１の導入開口２７から煤捕集
フィルタ１３の内周側に入り込む。煤捕集フィルタ１３
の内周側に入り込んだ排気ガスは、煤捕集フィルタ１３
を通過して、外周側の空間２５内に入り込み、空間２５
から出口壁２３の排出開口２９から出口管部１７側へ移
行し、出口管部１７から外部に排出される。

【００４５】前記煤捕集フィルタ１３を排気ガスが通過
するときに排気ガス中の煤が煤捕集フィルタ１３のフィ
ルタ部８５によって捕集される。この煤捕集フィルタ１
３では、例えば排気ガス中のほぼ９０％以上の煤を捕集
することができる。前記煤捕集フィルタ１３で捕集され
た煤は、走行中に遭遇する高負荷運転時の高い排気温度
が引き金となって着火する。前記のようにフィルタ部８
５には酸化触媒が塗布されており、煤への着火は３００
〜３５０℃程度で行われる。但し、フィルタ部８５に酸
化触媒が塗布されていなければ、煤への着火温度は４０
０〜４５０℃となる。煤に着火すると煤は燃焼し、炭酸
ガスとなって出口管部１７から外部に排出される。

【００４６】前記煤捕集フィルタ１３での捕集による煤
の堆積量が増えると、筐体１１内の入口壁２１上流側で
の圧力（排気圧力）が増し、煤が煤捕集フィルタ１３の
フィルタ部８５に押し付けられることで煤の嵩密度が増
す。煤の嵩密度が増すと、燃焼の伝搬がしやすくなり、
どこかで燃え出せば火が消えずに広く伝わる。従って、
煤の溜まり具合によって排気圧力の変動はあるものの、
結果的に煤は燃焼除去され、マフラー共用の煤除去装置
１は逐次再生され、恒久的に使用することができる。

【００４７】しかし一方では、渋滞時に低速運転が長時
間続いたり、冬期に外気温が低く筐体１外周の温度が上
がらないために、煤が自己燃焼温度を得られずそのまま
フィルタ部８５に堆積される虞がある。この場合、フィ
ルタ部８５への煤の堆積がなければ排気圧力が所定の値
を上回ることがないエンジン回転数でも、煤の堆積によ
り該回転数でも排気圧力が所定の値を上回り、圧力スイ
ッチ３１の作動によって警告ランプ３３が通電される。
警告ランプ３３への通電による警告表示により運転者に
煤捕集フィルタ１３への煤の堆積が知らされることにな
る。また、運転者は、このときのエンジンの不調によっ
ても煤の堆積を知ることができる。

【００４８】なお、排気圧力はエンジンの回転数によっ
て上下するので、警告ランプ３３は煤の堆積如何に関わ
らずエンジン回転が高いときに点灯し、エンジン回転を
下げると消灯する。従って、煤除去装置１の再生は、例
えば車速１００km／h時の警告ランプ３３点灯時に行
う、或いはエンジンを故意に２０００rpmにして警告ラ
ンプ３３が点灯した場合に行う、等のルールを決めて行
う。

【００４９】運転者は、前記警告によって自動車を停車
させてエンジンを停止状態とする。次にプッシュスイッ
チ６３のプッシュボタン６７を運転席において押圧操作
し、常開接点６９を閉じる。このとき煤除去装置１の空
間２５の内部温度が設定値、例えば酸素中における煤の
発火温度３００℃を上回っていれば、温度判断部７４の
判断に基づいてサーモスイッチ６５の励磁部７３に通電
され、常開接点７１が閉じられることになる。

【００５０】こうして煤除去装置１の内部温度が設定温
度であり、且つ、運転者がプッシュスイッチ６３を操作
したときに、タイマー装置１２１への稼動開始の信号が
送られる。信号を受けたタイマー装置１２１は電力供給
用リレーを駆動し酸素供給弁７へ電力を供給する。ただ
し、電力の供給は信号を受けてから定められた時間ｔ秒
間のみとし、ｔ秒を経過するとリレー駆動を解除し、酸
素供給弁７への電力供給を遮断するようになっている。
従って、運転者の再生操作はプッシュボタン６７をワン
タッチするだけでよく、操作を容易にすることができ
る。

【００５１】前記酸素供給弁７への電気供給により、酸
素供給弁７は開となって、酸素ボンベ５０からパイプ４
１，酸素供給弁７を介して酸素噴射口５へ酸素ガスが圧
送される。酸素供給弁７による酸素ガスの圧送によっ
て、酸素噴射口５から保護筒３７内に酸素ガスが噴射さ
れる。噴射された酸素ガスは、煤捕集フィルタ１３側へ
移行し、煤捕集フィルタ１３に堆積されている煤の着火
を誘発する。一旦着火すると煤は酸素環境下で瞬時に燃
焼し、上記同様に炭酸ガスとなって出口管部１７から排
出される。前記プッシュスイッチ６３を操作して、煤捕
集フィルタ１３内の煤を燃焼させるに必要な処理時間
は、ほぼ３０秒〜６０秒程度である。

【００５２】このような操作によって、渋滞時や冬季等
に煤捕集フィルタ１３に堆積された煤をも確実に燃焼さ
せ、煤捕集器３を車載状態で確実に再生することができ
る。

【００５３】以上の再生操作であるが、これをエンジン
の運転中に行うと膨大な酸素を必要とするので、再生作
業はエンジンの停止直後に行う。但し、ディーゼルエン
ジンのアイドリング時の排気温度は排気マニホルド直後
でも１００℃程度であるから、長い時間アイドリング運
転をした後での再生では着火が望めず困難である。この
ような場合には１５００ｒｐｍ程度の空ぶかしを数秒行
った後エンジンを停止し、上記再生操作を行う。又、６
０ｋｍ／ｈ等の比較的高速走行直後，間髪を入れずにエ
ンジンを停止し、当該再生操作を行うなどの方法もあ
る。

【００５４】前記供給する酸素ガスの量は、煤除去装置
１の筐体１１内の排気ガスが酸素によって置換される量
を目安とし、酸素が無駄に排出されることがないように
する。このカートリッジの煤捕集フィルタ１３を用いた
大型エンジンの煤除去装置１は、内部容量が５０〜８０
１（リットル）である。仮に１００１（リットル）の酸
素を供給すると、約５０gの炭素を燃焼させることがで
きるが、一度に燃焼させると温度が上がりすぎて煤除去
装置１を焼損する恐れがある。従って、実体に合わせて
タイマー装置１２１の時間を決めて再生を行う。

【００５５】又、本実施形態では、筐体１１の外周面に
保温材１９を設けているので、煤捕集フィルタ１３の部
分における温度は容易に高くなり、しかも煤捕集フィル
タ１３のフィルタ部８６に酸化触媒が塗布されているこ
とから、渋滞や冬期等においても煤の燃焼は促進され、
プッシュスイッチ６３の操作による煤の燃焼処理はその
頻度が少ないと考えられる。しかし、保温材１９を設け
ず、又フィルタ部８６に酸化触媒を塗布しなくても本実
施形態の構造とすることで、渋滞時や冬期等においても
煤の燃焼を確実に行わせることができる。（第２実施形態）図４は本発明の第２実施形態に係る煤
除去装置の全体概略構成図を示している。本実施形態に
おいては、前記煤捕集器３に、前記捕集された煤への点
火源として電源であるバッテリィ３５からの電気供給に
より発熱するグロー点火装置としてグロープラグ１０１
を用い、エンジンが停止状態となり、且つ、運転者が操
作したときにバッテリィ３５から酸素供給弁７及びグロ
ープラグ１０１への電気供給を許容し、堆積した煤にグ
ロープラグ１０１によって着火するようにし、その後酸
素を供給して燃焼するようにしたものである。なお、第
１実施形態と対応する構成部分には同符合を付して説明
する。

【００５６】本実施形態では、図１の実施形態に対し、
グロープラグ１０１を、煤捕集器３のカートリッジの各
煤捕集フィルタ１３において、その内の1本に取り付け
ている。このグロープラグ１０１は、配線１０３を介し
タイマー装置１２１の常開接点１２５に接続されてい
る。

【００５７】前記常開接点１２５は、配線１３７を介し
バッテリィ３５に接続されている。このタイマー装置１
２１は、出力端子として２接点を有し、作動が指示され
ると最初は配線１０３側の接点Ａ側に通電し、グロープ
ラグ１０１が赤熱するＴ１秒を過ぎると配線１３６側の
接点Ｂ側に通電し、再生に必要なＴ２秒間通電する。な
お、この時間Ｔ２秒は、第１実施形態で説明した再生に
必要な時間と同様に設定されている。

【００５８】これによって、堆積した煤はグロープラグ
周辺が赤熱され、そこに酸素が供給されて周辺が酸素雰
囲気になるため、煤は一気に燃焼する。一つの煤捕集フ
ィルタ１３の煤が燃焼すると、その発熱によって隣接す
る煤捕集フィルタ１３の温度が上がり、同じく酸素雰囲
気にあるため比較的低温で煤が発火し、以後順に燃え広
がって煤捕集器３全体が再生されることになる。

【００５９】このように、概ねはエンジン停止直後の酸
素供給で再生は可能であるが、再生操作する車両の駐車
場などの都合で、上記第１実施形態による再生が十分に
行われない場合には、本実施形態により十分な再生を行
わせることができる。（第３実施形態）図５は本発明の第３実施形態に係る煤
除去装置１の全体概略構成図を示している。本実施形態
では、排気圧力や温度の判断機能と演算機能とを有する
制御器５５を備え、エンジンが停止状態となったときに
自動的に再生を行う構成としたものである。なお、第１
実施形態と対応する構成部分には同符合を付して説明す
る。

【００６０】本実施形態では、前記制御器５５の入力ポ
ートに、圧力スイッチ３１、温度センサ３２、エンジン
回転計１２３、及び押しボタンスイッチ６３が配線１３
９、１４１、１４５、７９によって接続されている。前
記エンジン回転計１２３は、配線１４３によりバッテリ
ィ３５側に接続され、エンジンの回転数を検出する回転
数検出装置を構成している。前記制御器５５の出力ポー
トには警告ランプ３３、酸素供給弁７の励磁部側が配線
１４７、１３６により接続されている。

【００６１】従って、圧力スイッチ３１、温度センサ３
２、エンジン回転計１２３、及び押しボタンスイッチ６
３の出力信号は、前記制御器５５に入力され、該制御器
５５の出力信号により、酸素供給弁７の励磁部が励磁さ
れ、警告ランプ３３が点灯する。

【００６２】図６は、本実施形態の制御フローチャート
を示している。制御が実行されると、図６のステップＳ
１において煤捕集器３の再生要否の判断結果値がＩｘ＝
０に設定され、ステップＳ２へ移行する。

【００６３】ステップＳ２では、エンジン回転計１２３
の検出値であるエンジンの回転数ｎ（ｒｐｍ）が読み取
られ、ステップＳ３へ移行する。

【００６４】ステップＳ３では、煤捕集器３の再生要否
の判断が行われ、Ｉｘ＝０であれば（ＹＥＳ）、ステッ
プＳ４へ移行し、Ｉｘ＝０でなければ（ＮＯ）、ステッ
プＳ１４へ移行する。

【００６５】ステップＳ４，Ｓ１４では、エンジンが停
止（ｎ＝０）しているか否かの判断が行われる。ステッ
プＳ４においては、エンジンが停止していなければ（Ｎ
Ｏ）、ステップＳ５へ移行し、エンジンが停止していれ
ば（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ移行する。ステップＳ
１４においては、エンジンが停止していなければ（Ｎ
Ｏ）、ステップＳ２へ戻り、エンジンが停止していれば
（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ移行する。ステップＳ１
４の判断により、ステップＳ３の判断において煤捕集器
３の再生要と判断されていても、エンジンが停止してい
ない限り煤捕集器３の再生は行われず、酸素ガスの大量
消費を防止することができる。

【００６６】ステップＳ５では、エンジン回転数ｎ（ｒ
ｐｍ）が設定回転数Ｒ０を上回るか否かの判断が行わ
れ、エンジン回転数ｎ（ｒｐｍ）が設定回転数Ｒ０を上
回らなければ（ＮＯ）、ステップＳ２へ戻り、上回れば
（ＹＥＳ）、ステップＳ６へ移行する。前記設定回転数
Ｒ０は、第１実施形態と同様に２０００ｒｐｍ等とす
る。

【００６７】ステップＳ６では、前記圧力スイッチ３１
の出力信号より排気圧力ｐの読み取りが行われ、ステッ
プＳ７へ移行する。前記圧力スイッチ３１は、設定圧力
Ｐ０を上回るとＯＮとなるものであり、ステップＳ６で
はこのＯＮ信号の有無を読み取ることになる。但し、圧
力スイッチ３１を圧力センサで構成し、連続的な圧力の
変化を検出し、ステップＳ６においてこの連続的な圧力
変化を読み取る構成にすることもできる。

【００６８】ステップＳ７では、排気圧力ｐが設定圧力
Ｐ０を上回るか否かが判断される。排気圧力ｐが設定圧
力Ｐ０を上回らなければ（ＮＯ）、煤の堆積はないか一
定値以下であり再生の必要はないとしてステップＳ２へ
戻る。排気圧力ｐが設定圧力Ｐ０を上回れば（ＹＥ
Ｓ）、煤の堆積が一定値を上回り再生の必要ありとして
ステップＳ８へ移行する。

【００６９】ステップＳ８では、再生要否の判断結果値
が再生要としてＩｘ＝１に設定され、ステップＳ９へ移
行する。

【００７０】ステップＳ９では、警告ランプ３３の点灯
指示信号が出力され、ステップＳ２へ戻る。前記点灯指
示信号が出力されると警告ランプ３３が点灯し、煤捕集
器３の再生が必要なことを運転者に知らせる。

【００７１】前記ステップＳ４において、エンジンが停
止していると判断され（ＹＥＳ）、ステップＳ１０へ移
行したときは、該ステップＳ１０において煤捕集器３の
再生要否の判断が行われ、再生要否の判断結果値がＩｘ
＝１であり再生要と判断されれば（ＹＥＳ）、ステップ
Ｓ１１へ移行し、同Ｉｘ＝０であり再生不要と判断され
れば（ＮＯ）、処理は終了する。

【００７２】ステップＳ１１では、前記温度センサ３２
の出力信号より煤捕集器３の内部温度ｔの読み取りが行
われステップ１２へ移行する。

【００７３】ステップＳ１２では、煤捕集器３の内部温
度ｔが設定温度Ｔ０を上回っているか否かの判断が行わ
れる。内部温度ｔが設定温度Ｔ０を上回っていれば（Ｙ
ＥＳ）、再生の熱環境下にあるとしてステップＳ１３へ
移行し、内部温度ｔが設定温度Ｔ０を下回っていれば
（ＮＯ）、再生の熱環境下にないとして処理は終了され
る。

【００７４】ステップＳ１３では、設定時間ｔ２秒間だ
け酸素ガスＯ２の供給指示信号が出力される。これによ
り、酸素供給弁７の励磁部が励磁され、酸素供給７が開
となって酸素ボンベ５０からパイプ４１、酸素供給弁
７、酸素噴射口５を介し煤捕集器３の筐体１１内へ酸素
ガスが供給される。この酸素ガスの供給により前記同様
に煤捕集器３の十分な再生を行わせることができる。

【００７５】前記ステップＳ５，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ８，Ｓ
９，Ｓ１０，Ｓ１１，Ｓ１２，Ｓ１３により、酸素供給
手段は、前記回転数検出手段としてのエンジン回転計１
２３が検出するエンジン回転数が所定回転数になったと
きに前記背圧検出装置としての圧力スイッチ３１が検出
する排気圧力を記憶し、該記憶した排気圧力に基づいて
前記供給する酸素ガス量を決定する構成となっている。

【００７６】このようにして、エンジンが停止すると煤
捕集器３の内部温度が読み取られ、この内部温度が設定
温度Ｔ０を上回っており、且つ制御器５５に再生用の信
号が残っていれば酸素ガスの供給が行われ、煤捕集器３
が自動的に再生される。

【００７７】この場合、プッシュスイッチ６３は、自動
的に始まる再生に運転者の判断を加味する為のものとし
て機能し、例えば、プッシュボタン６７をワンタッチし
た場合は再生条件下にあっても今回の再生は見送られ，
連続タッチした場合は再生を許容する等として用いられ
る。

【００７８】以上のように、本実施形態では、再生操作
の自動化により、再生の頻度は少ないものの、運転者は
再生操作の煩わしさから開放され、再生を容易に行うこ
とができる。また、制御器５５は、煤の堆積状態をエン
ジンの回転速度及び排気圧力を基に正確に読み取って判
断し、再生が必要とされた場合には最適の熱環境下で行
うことや、酸素ガスの供給量の過多を煤捕集器３の内部
温度を見ながら実施できるので、酸素ガスの節約、装置
の的確な再生を行わせることができる。

【００７９】なお、前記ステップＳ１３においては、前
記供給する酸素ガス量の１回量を設定し、供給する酸素
ガス量が前記設定された1回量を下回るように複数回に
分け且つ各回の間に冷却に要する時間間隔を置いて供給
するようにすることもでき、煤の燃焼による煤捕集器の
温度の上がり過ぎを抑制することができる。

【００８０】また、ステップＳ１３においては、前記供
給回数を設定し、該設定された供給回数で酸素ガスの供
給を停止することもでき、酸素ガスの無駄な消費が抑制
され、煤の的確な燃焼を行わせることができる。この場
合２回目以降の酸素ガスの供給を前記温度センサ３２が
検出する内部温度が所定値内であるとき行うようにすれ
ば、煤の燃焼による煤捕集器の温度の上がり過ぎをより
的確に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態に係る煤除去装置の全体
概略構成図である。

【図２】第１実施形態に係り、煤捕集フィルタの斜視図
である。

【図３】第１実施形態に係り、煤捕集フィルタの断面図
である。

【図４】本発明の第２実施形態に係る煤除去装置の全体
概略構成図である。

【図５】本発明の第２実施形態に係る煤除去装置の全体
概略構成図である。

【図６】本発明の第３実施形態に係る煤除去装置の全体
概略構成図である。

【図７】従来例に係る煤捕集器の断面図である。

【符号の説明】

１煤除去装置３煤捕集器５酸素噴射口（酸素供給手段）７酸素供給弁（酸素供給手段）１３煤捕集フィルタ３１圧力スイッチ３２温度センサ３５バッテリ（電源）５０酸素ボンベ（酸素供給手段）５５制御器（酸素供給手段）６３プッシュスイッチ（酸素供給手段）６５サーモスイッチ（酸素供給手段）７２感熱部（温度センサ）１０１グロープラグ（グロー点火装置）１２１タイマー装置（酸素供給手段）１２３エンジン回転計（回転数検出装置）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】筐体内に煤捕集フィルタを備え、エンジ
ンの排気ガスを通過させて前記煤捕集フィルタにより煤
を捕集する煤捕集器と、前記煤捕集器に前記捕集された煤を焼却するための酸素
ガスを供給する酸素供給手段とを備えたことを特徴とす
るエンジンの煤除去装置。
【請求項２】請求項１記載のエンジンの煤除去装置で
あって、前記酸素供給手段は、前記煤捕集器の排気ガス上流側に
備えられて酸素ボンベから圧送される酸素ガスを噴射す
る酸素噴射口と、前記酸素ボンベから前記酸素噴射口への酸素の圧送を断
続する酸素供給弁とを備えていることを特徴とするエン
ジンの煤除去装置。
【請求項３】請求項１又は２記載のエンジンの煤除去
装置であって、前記煤捕集器に、内部温度を監視する温
度センサを設け、前記酸素供給手段は、前記温度センサにより検出された
内部温度が所定値を下回るとき前記酸素ガスの供給を行
うことを特徴とするエンジンの煤除去装置。
【請求項４】請求項１又は２記載のエンジンの煤除去
装置であって、前記煤捕集器に、前記捕集された煤への点火源として電
源からの電気供給により発熱するグロー点火装置を設け
たことを特徴とするエンジンの煤除去装置。
【請求項５】請求項３又は４記載のエンジンの煤除去
装置であって、前記煤捕集器に、エンジンの排気圧力を
検出する背圧検出装置を設け、該背圧検出装置が検出す
る前記排気圧力が所定値を上回るとき警告する警告装置
を設け、前記警告装置による警告後のエンジン停止時に前記酸素
供給手段による酸素ガスの供給を行うことを特徴とする
エンジンの煤除去装置。
【請求項６】請求項５記載のエンジンの煤除去装置で
あって、前記酸素供給手段は、前記供給する酸素ガス量の１回量
を設定し、供給する酸素ガス量が前記設定された1回量
を下回るように複数回に分け且つ各回の間に冷却に要す
る時間間隔を置いて供給することを特徴とするエンジン
の煤除去装置。
【請求項７】請求項６記載のエンジンの煤除去装置で
あって、前記酸素供給手段は、前記供給回数を設定し、該設定さ
れた供給回数で酸素ガスの供給を停止することを特徴と
するエンジンの煤除去装置。
【請求項８】請求項６又は７記載のエンジンの煤除去
装置であって、前記煤捕集器の内部温度を検出する温度センサを設け、前記酸素供給手段は、２回目以降の酸素ガスの供給を前
記温度センサが検出する内部温度が所定値内であるとき
行うことを特徴とするエンジンの煤除去装置。