JP2004108194A - Exhaust emission control device - Google Patents

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JP2004108194A
JP2004108194A JP2002269692A JP2002269692A JP2004108194A JP 2004108194 A JP2004108194 A JP 2004108194A JP 2002269692 A JP2002269692 A JP 2002269692A JP 2002269692 A JP2002269692 A JP 2002269692A JP 2004108194 A JP2004108194 A JP 2004108194A
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JP
Japan
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exhaust
filter
filter means
exhaust gas
particulates
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Application number
JP2002269692A
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Japanese (ja)
Inventor
Masanobu Hirata
平田 公信
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UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To easily and certainly eliminate particulates collected on a filter of an exhaust emission control device for eliminating particulates (PM), or particulate matters included in exhaust gas from an internal combustion engine of an diesel engine and the like. <P>SOLUTION: This device is equipped with an upstream side exhaust shutter positioned on the upstream of a filter means to open/close an exhaust passage, and a downstream side exhaust shutter that is positioned on the downstream of the filter means to open/close the exhaust passage, a high pressure gas supplying means that supplies high pressure gas between the filter means on the exhaust passage and the downstream side exhaust shutter at the time of back washing of the filter means, and a particulate collecting means that is positioned between the upstream side exhaust shutter on the exhaust passage and the filter means to collect particulates moved from the filter means to the upstream side by back washing of the filter means. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質であるパティキュレート(PM)を除去する排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれるパティキュレートの大気への排出を防止する装置としてディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)が多用されている。
このディーゼルパティキュレートフィルターは、一般的には、フィルターを外部から定期的に加熱し、捕集したパティキュレートを酸化して再生するように構成されている。
【0003】
従来、このようなディーゼルパティキュレートフィルターとして、例えば、電気ヒーターによってフィルターに捕集されたパティキュレートを燃焼させて再生するものが知られている。
これに対して、特開平10−159552号公報に開示されているように、フィルターの前段に配設された酸化触媒によって排気ガス中のNOを酸化してN0を生成し、排気ガスの熱とN0によってフィルターに捕集されたパティキュレートを連続的に酸化して再生する連続再生型(CRT)と呼ばれるディーゼルパティキュレートフィルターが最近注目されている。
【0004】
すなわち、前者の一般的なディーゼルパティキュレートフィルターにおいては、フィルターを並列に2系統配設し順次再生と捕集を行うものが知られているが、捕集されたパティキュレートを燃焼させてディーゼルパティキュレートフィルターを再生させるための装置が必要となり、コストが高く搭載性にも難があるためあまり普及していないのが現状である。
【0005】
これに対して後者の連続再生型は、フィルターの前段に排気ガス中のNOを酸化してN0を生成するための酸化触媒を配設するだけであるため、ディーゼルパティキュレートフィルターを再生するための特別な装置を必要とせず、連続的に再生するので触媒とフィルターの1系統の構成で実用的に成立する。
従って、前者の一般的なディーゼルパティキュレートフィルターに対し低コストで搭載性にも優れている。
【0006】
この連続再生型と呼ばれるディーゼルパティキュレートフィルターにおいて捕集されたパティキュレートが燃焼する仕組みを述べる。
前述のように、このディーゼルパティキュレートフィルターは、パティキュレートを捕集するフィルターの前段に酸化触媒が配設される。
この酸化触媒においては、
2NO+O→2NO
の酸化反応が起き、さらにフィルターにおいて捕集されたパティキュレートが、C+2NO→CO+2NO
の酸化反応によって燃焼しディーゼルパティキュレートフィルターが再生される。
【0007】
なお、フィルターの雰囲気温度が約600℃以上になると直接パティキュレートが酸素と反応し燃焼する。
しかしながら、上記の酸化反応はある温度以下になると起こりにくくなり、その温度は約250〜300℃である。
従って、この温度以下になると酸化反応は起きにくくなり、フィルターに捕集されたパティキュレートは、あまり燃焼しないで溜まり続ける。
【0008】
従って、連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルターを搭載した車両が、市街地のみの走行等、排気ガスの温度が常に低い条件で走行した場合には、パティキュレートは燃焼せずにフィルターに堆積し、排圧が上昇して出力の低下および燃費の悪化が生じる。
また、このようにパティキュレートが相当量堆積した後に高速走行を行う等して、排気ガスの温度が上がり再生が開始された時には、堆積したパティキュレートが急激に燃焼してフィルター内の温度が急上昇し、異常な発熱によるフィルターの亀裂,破損等が起こり、フィルターの耐久性が著しく低下するという問題がある。
【0009】
そこで、従来、このような問題を解決するための対策手段として、連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルターに、ヒータやバーナを付加し、パティキュレートを燃焼させる方式、あるいは、ポストインジェクションによる排気ガス温度の上昇によりパティキュレートの連続再生反応を促進する方法が検討されている。
【0010】
【特許文献1】
特開平10−159552号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルターに、ヒータやバーナを付加し、パティキュレートを燃焼させる方式、あるいは、ポストインジェクションによる排気ガス温度の上昇によりパティキュレートの連続再生反応を促進する方法では、システムが複雑になり、また、コストが増大するという問題がある。
【0012】
また、これ等の対策手段は、システムが複雑であり、さらに、エンジン側の制御と組み合わせる必要があるため、既に市販された自動車に装備することが困難である。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、フィルターに捕獲されたパティキュレートを容易,確実に除去することができる排気浄化装置を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】
請求項1の排気浄化装置は、エンジンの排気通路に配置され排気ガス中のパティキュレートを捕獲するフィルター手段と、前記フィルター手段の上流側に配置され前記排気通路の開閉を行う上流側排気シャッターと、前記フィルター手段の下流側に配置され前記排気通路の開閉を行う下流側排気シャッターと、前記フィルター手段の逆洗時に前記排気通路の前記フィルター手段と前記下流側排気シャッターとの間に高圧気体を供給する高圧気体供給手段と、前記排気通路の前記上流側排気シャッターと前記フィルター手段との間に配置され前記フィルター手段の逆洗により前記フィルター手段から上流側に移動した前記パティキュレートを捕集するパティキュレート捕集手段とを有することを特徴とする。
【0014】
請求項2の排気浄化装置は、請求項1記載の排気浄化装置において、前記フィルター手段は、フィルターに捕集されたパティキュレートを連続的に酸化してフィルター再生する連続再生型のパティキュレートフィルターであることを特徴とする。
請求項3の排気浄化装置は、請求項1または請求項2記載の排気浄化装置において、前記高圧気体供給手段は、高圧エアタンクを前記排気通路の前記フィルター手段と前記下流側排気シャッターとの間に接続する供給管路と、前記供給管路に配置され供給管路の開閉を行う開閉弁とを有してなることを特徴とする。
【0015】
請求項4の排気浄化装置は、請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の排気浄化装置において、前記パティキュレート捕集手段は、前記排気通路に配置される取込部と、前記取込部の下方に着脱自在に配置される捕集容器とを有してなることを特徴とする。
請求項5の排気浄化装置は、請求項4記載の排気浄化装置において、前記取込部は、前記排気通路から上方に突出する空間部を有してなることを特徴とする。
【0016】
(作用)
請求項1の排気浄化装置では、先ず、排気通路のフィルター手段の上流および下流に配置される上流側排気シャッターおよび下流側排気シャッターが閉じられる。
次に、高圧気体供給手段が作動され、排気通路のフィルター手段と下流側排気シャッターとの間に高圧気体が供給され、高圧気体によりフィルター手段が逆洗される。
【0017】
そして、フィルター手段の逆洗により上流側に移動したパティキュレートが、パティキュレート捕集手段に捕集される。
請求項2の排気浄化装置では、フィルター手段が、フィルターに捕集されたパティキュレートを連続的に酸化してフィルター再生する連続再生型のパティキュレートフィルターとされ、連続再生型のパティキュレートフィルターに堆積したパティキュレートが除去される。
【0018】
請求項3の排気浄化装置では、供給管路に配置される開閉弁を開くと、高圧エアタンク内の高圧空気が供給管路を通り、排気通路のフィルター手段と下流側排気シャッターとの間に供給される。
請求項4の排気浄化装置では、パティキュレート捕集手段が、排気通路に配置される取込部と、取込部の下方に着脱自在に配置される捕集容器とを有している。
【0019】
そして、取込部から捕集容器を取り外すことにより、捕集容器内に捕集されたパティキュレートが廃棄され、廃棄後に、捕集容器が取込部に装着される。
請求項5の排気浄化装置では、取込部が、排気通路から上方に突出する空間部を有しており、逆洗によりフィルター手段から取込部に移動したパティキュレートが一時的に空間部に滞留した後、重力の作用により捕集容器内に落下し、捕集容器に捕集される。
【0020】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面を用いて説明する。
図1は、本発明の排気浄化装置の一実施形態を示すもので、この実施形態では、本発明が、ディーゼルエンジンを搭載したトラック等の車両に適用される。
図1において、符号11は、トラック等の車両に配置されるディーゼルエンジンを示している。
【0021】
このディーゼルエンジン11の排気マニホールド13には、排気通路を形成する排気管15が接続されている。
排気管15には、排気ガス中のパティキュレートを捕獲するフィルター手段17が配置されている。
このフィルター手段17は、フィルター19に捕集されたパティキュレートを連続的に酸化してフィルター再生する連続再生型(CRT)のディーゼルパティキュレートフィルター(DPF)とされている。
【0022】
このフィルター手段17は、筒状のケーシング21を有しており、ケーシング内には、フィルター19が収容されている。
フィルター19は、コージェライト,ムライト,炭化珪素等の多孔性材料からなり、酸化触媒である貴金属酸化触媒成分が担持されている。
この連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルターでは、フィルター19に担持される酸化触媒により、
2NO+O→2NO
の酸化反応が起き、さらにフィルター19において捕集されたパティキュレートが、
C+2NO→CO+2NO
の酸化反応によって燃焼しディーゼルパティキュレートフィルターが再生される。
【0023】
フィルター手段17の上流側には、排気管15の排気通路の開閉を行う上流側排気シャッター23が配置されている。
この上流側排気シャッター23は、電気的に開閉可能とされている。
【0024】
また、フィルター手段17の下流側には、排気管15の排気通路の開閉を行う下流側排気シャッター25が配置されている。
この下流側排気シャッター25は、電気的に開閉可能とされている。
排気管15のフィルター手段17と下流側排気シャッター25との間には、フィルター手段17の逆洗時に高圧気体を供給する高圧気体供給手段27が配置されている。
【0025】
この高圧気体供給手段27は、高圧エアタンク29を排気管15のフィルター手段17と下流側排気シャッター25との間に接続する供給管路が形成される供給管31を有している。
そして、供給管31には、供給管路の開閉を行う電磁弁からなる開閉弁33が配置されている。
【0026】
排気管15の上流側排気シャッター23とフィルター手段17との間には、フィルター手段17の逆洗によりフィルター手段17から上流側に移動したパティキュレートを捕集するパティキュレート捕集手段35が配置されている。
このパティキュレート捕集手段35は、図2に示すように、排気管15の排気通路に配置されるパティキュレートの取込部37と、取込部37の下方に着脱自在に配置されるパティキュレートの捕集容器39とを有している。
【0027】
取込部37は、排気管15に溶接W等により連結されている。
取込部37の上部には、排気管15から上方に突出する空間部37aが形成されている。
取込部37の下端には、フランジ部37bが形成されている。
このフランジ部37bには、捕集容器39の上端に形成されるフランジ部39aが、ボルト41とナット43からなる締結手段により着脱自在に固定されている。
【0028】
上述した排気浄化装置の作動は、ディーゼルエンジン11が搭載されるトラック等の車両からの警報により、ディーゼルエンジン11を停止した状態で行われる。
すなわち、車両には、例えば、フィルター手段17の入口側と出口側との差圧を検出して、差圧が所定の値を超えたときに警報を発する図示しない警報手段が装備されている。
【0029】
そして、フィルター手段17のフィルター19に燃焼しないパティキュレートが所定量堆積すると、フィルター手段17の入口側と出口側との差圧が、所定の値を超え警報が運転者に発せられる。
運転者は、この警報により、車両を適切な場所に停車し、ディーゼルエンジン11を停止し、排気浄化装置によるパティキュレートの除去を行う。
【0030】
すなわち、先ず、排気管15のフィルター手段17の上流および下流に配置される上流側排気シャッター23および下流側排気シャッター25が閉じられる。次に、高圧気体供給手段27の供給管31に配置される開閉弁33が開かれ、高圧エアタンク29内の高圧空気が供給管31を通り、排気管15のフィルター手段17と下流側排気シャッター25との間に供給される。
【0031】
供給された高圧空気は、フィルター手段17のフィルター19を通過し、フィルター19が逆洗される。
このフィルター19の逆洗は、供給管31に配置される開閉弁33を、所定時間を置いて複数回開閉することにより行われる。
そして、フィルター手段17の逆洗により上流側に移動したパティキュレートが、パティキュレート捕集手段35に捕集される。
【0032】
すなわち、フィルター19の逆洗により上流側に移動したパティキュレートPMは、パティキュレート捕集手段35の取込部37に達し、取込部37から、捕集容器39に自然落下する。
【0033】
また、パティキュレートPMの一部は、排気管15から上方に突出する空間部37aに滞留した後、捕集容器39に自然落下する。
そして、所定時間後に、取込部37から捕集容器39を取り外し、捕集容器39内に捕獲されたパティキュレートPMが、所定の場所に廃棄され、廃棄後に、捕集容器39が取込部37に再度装着される。
【0034】
上述した排気浄化装置では、上流側排気シャッター23および下流側排気シャッター25を閉じ、高圧気体供給手段27により、排気管15のフィルター手段17と下流側排気シャッター25との間に高圧気体を供給し、高圧気体によりフィルター手段17を逆洗し、フィルター手段17の逆洗により上流側に移動したパティキュレートを、パティキュレート捕集手段35に捕集するようにしたので、フィルター19に捕集されたパティキュレートを容易,確実に除去することができる。
【0035】
そして、連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルターに、ヒータやバーナを付加し、パティキュレートを燃焼させる方式、あるいは、ポストインジェクションによる排気ガス温度の上昇によりパティキュレートの連続再生反応を促進する方法に比較して、システムを簡易な構成にすることができる。
また、システムが簡易であるため、既に市販された自動車に容易かつ安価に装備することができる。
【0036】
また、上述した排気浄化装置では、供給管31に配置される開閉弁33を開くと、高圧エアタンク29内の高圧空気が供給管31を通り、排気管15のフィルター手段17と下流側排気シャッター25との間に供給されるため、高圧気体供給手段27を容易,確実に構成することができる。
さらに、上述した排気浄化装置では、取込部37から捕集容器39を取り外すことにより、捕集容器39内に捕集されたパティキュレートを容易,確実に廃棄することができる。
【0037】
また、上述した排気浄化装置では、逆洗によりフィルター手段17から取込部37に移動したパティキュレートが一時的に空間部37aに滞在した後、重力の作用により捕集容器39内に落下するため、逆洗されたパティキュレートを確実に捕集することができる。
そして、上述した排気浄化装置では、フィルター手段17の前後に上流側排気シャッター23および下流側排気シャッター25を設けたので、高圧エアタンク27からの少ない空気を有効に使用することができる。
【0038】
なお、上述した実施形態では、フィルター手段17を、多孔性材料に酸化触媒である貴金属酸化触媒成分を担持して構成した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、フィルター手段17を酸化触媒を担持する部材と、パティキュレートを捕獲する部材とに分離して構成しても良い。
【0039】
また、上述した実施形態では、上流側排気シャッター23および下流側排気シャッター25を排気管15に別途設置した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、上流側排気シャッター23または下流側排気シャッター25のいずれか一方に、車両に搭載される排気ブレーキ用バルブを流用することが可能であり、流用する場合には、コストの低減を図ることができる。
【0040】
さらに、上述した実施形態では、フィルター19に捕集されたパティキュレートを連続的に酸化してフィルター再生する連続再生型のパティキュレートフィルターに本発明を適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、電気ヒーター等によってフィルター19に捕集されたパティキュレートを燃焼させて再生する従来からのパティキュレートフィルターにも適用することができる。
【0041】
また、上述した実施形態では、ディーゼルエンジン11の排気の浄化に本発明を適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ガソリンエンジン等の排気の浄化に広く適用することができる。
さらに、上述した実施形態では、フィルター手段17の前後の差圧が所定の値を越えた時に、逆洗を行う例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ディーゼルエンジンの排圧から判断しても良く、また、定期的に行うようにしても良い。
【0042】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項1の排気浄化装置では、上流側排気シャッターおよび下流側排気シャッターを閉じ、高圧気体供給手段により、排気通路のフィルター手段と下流側排気シャッターとの間に高圧気体を供給し、高圧気体によりフィルター手段を逆洗し、フィルター手段の逆洗により上流側に移動したパティキュレートを、パティキュレート捕集手段に捕集するようにしたので、フィルターに捕集されたパティキュレートを容易,確実に除去することができる。
【0043】
請求項2の排気浄化装置では、連続再生型のパティキュレートフィルターに堆積したパティキュレートを、容易,確実に除去することができる。
請求項3の排気浄化装置では、供給管路に配置される開閉弁を開くと、高圧エアタンク内の高圧空気が供給管路を通り、排気通路のフィルター手段と下流側排気シャッターとの間に供給されるため、高圧気体供給手段を容易,確実に構成することができる。
【0044】
請求項4の排気浄化装置では、取込部から捕集容器を取り外すことにより、捕集容器内に捕集されたパティキュレートを容易,確実に廃棄することができる。請求項5の排気浄化装置では、逆洗によりフィルター手段から取込部に移動したパティキュレートが一時的に空間部に滞在した後、重力の作用により捕集容器内に落下するため、逆洗されたパティキュレートを確実に捕集することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気浄化装置の一実施形態を示す説明図である。
【図2】図1のパティキュレート捕集手段の詳細を示す説明図である。
【符号の説明】
11 ディーゼルエンジン
15 排気管
17 フィルター手段
19 フィルター
23 上流側排気シャッター
25 下流側排気シャッター
27 高圧気体供給手段
29 高圧エアタンク
31 供給管
33 開閉弁
35 パティキュレート捕集手段
37 取込部
37a 空間部
39 捕集容器
PM パティキュレート
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purification device for removing particulate matter (PM), which is a particulate matter contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, a diesel particulate filter (DPF) has been frequently used as a device for preventing particulates contained in exhaust gas discharged from a diesel engine from being discharged to the atmosphere.
This diesel particulate filter is generally configured to periodically heat the filter from the outside and oxidize and regenerate the collected particulates.
[0003]
Conventionally, as such a diesel particulate filter, for example, a filter that regenerates by burning particulates collected in the filter by an electric heater is known.
In contrast, as disclosed in JP-A-10-159552, and generate to N0 2 oxidizes NO in the exhaust gas by the oxidation catalyst disposed upstream of the filter, the heat of the exhaust gas When N0 2 diesel particulate filter, called a continuous regeneration type for reproducing continuously oxidizing the particulate matter trapped in the filter (CRT) has been attracting attention recently by.
[0004]
That is, in the former general diesel particulate filter, it is known that two filters are arranged in parallel to sequentially regenerate and collect, but the collected particulate is burned to burn the diesel particulate. At present, a device for regenerating the curated filter is required, and it is not widely used because of its high cost and difficulty in mounting.
[0005]
The latter continuous regeneration type contrast, since it only provided an oxidation catalyst for generating to N0 2 oxidizes NO in the exhaust gas upstream of the filter, for regenerating the diesel particulate filter Since it is continuously regenerated without the need for a special device, it can be practically realized with one system of a catalyst and a filter.
Therefore, the former general diesel particulate filter is low in cost and excellent in mountability.
[0006]
The mechanism in which the collected particulates burn in the diesel particulate filter called a continuous regeneration type will be described.
As described above, in this diesel particulate filter, an oxidation catalyst is disposed in front of a filter that collects particulates.
In this oxidation catalyst,
2NO + O 2 → 2NO 2
Oxidation reaction occurs, and the particulate collected in the filter is C + 2NO 2 → CO 2 + 2NO
The diesel particulate filter is regenerated by burning due to the oxidation reaction of.
[0007]
When the ambient temperature of the filter reaches about 600 ° C. or more, the particulates directly react with oxygen and burn.
However, the above oxidation reaction is less likely to occur below a certain temperature, which is about 250-300 ° C.
Therefore, when the temperature falls below this temperature, the oxidation reaction hardly occurs, and the particulates collected by the filter continue to accumulate without burning much.
[0008]
Therefore, when a vehicle equipped with a continuously regenerating diesel particulate filter travels under conditions where the exhaust gas temperature is always low, such as when traveling only in urban areas, the particulates accumulate on the filter without burning and are discharged. The pressure rises, causing a decrease in output and a deterioration in fuel efficiency.
In addition, when the exhaust gas temperature rises and the regeneration is started, for example, by high-speed running after a considerable amount of particulates are deposited, the deposited particulates burn rapidly and the temperature in the filter rises sharply. However, there is a problem that the filter is cracked or damaged due to abnormal heat generation, and the durability of the filter is significantly reduced.
[0009]
Therefore, conventionally, as a countermeasure for solving such a problem, a heater or a burner is added to a continuous regeneration type diesel particulate filter to burn the particulates, or the exhaust gas temperature is reduced by post-injection. A method of promoting a continuous regeneration reaction of particulates by the increase has been studied.
[0010]
[Patent Document 1]
JP-A-10-159552
[Problems to be solved by the invention]
However, a system in which a heater or a burner is added to the continuous regeneration type diesel particulate filter to burn the particulates, or a method in which the continuous regeneration reaction of the particulates is promoted by increasing the exhaust gas temperature by post-injection, is used in the system. However, there is a problem that the cost is increased and the cost is increased.
[0012]
In addition, these countermeasures are complicated in system and must be combined with control on the engine side, so that it is difficult to equip them with already marketed automobiles.
The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of easily and surely removing particulates captured by a filter.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, further comprising: a filter arranged in an exhaust passage of the engine to capture particulates in exhaust gas; and an upstream exhaust shutter arranged upstream of the filter to open and close the exhaust passage. A downstream exhaust shutter arranged downstream of the filter means for opening and closing the exhaust passage, and a high-pressure gas between the filter means and the downstream exhaust shutter of the exhaust passage when the filter means is backwashed. A high-pressure gas supply unit for supplying, and the upstream-side exhaust shutter of the exhaust passage, which is disposed between the filter unit and the upstream-side exhaust shutter, collects the particulates moved upstream from the filter unit by the backwashing of the filter unit. And particulate collecting means.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect, the filter means is a continuous regeneration type particulate filter for continuously oxidizing particulates collected by the filter and regenerating the filter. There is a feature.
The exhaust gas purifying apparatus according to claim 3 is the exhaust gas purifying apparatus according to claim 1 or 2, wherein the high-pressure gas supply means includes a high-pressure air tank provided between the filter means in the exhaust passage and the downstream exhaust shutter. It is characterized by comprising a supply pipe to be connected, and an on-off valve arranged in the supply pipe to open and close the supply pipe.
[0015]
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purification apparatus according to any one of the first to third aspects, wherein the particulate collection means includes an intake section disposed in the exhaust passage, and the intake section. And a collecting container detachably disposed below the insertion portion.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the exhaust gas purification apparatus according to the fourth aspect, wherein the intake portion has a space protruding upward from the exhaust passage.
[0016]
(Action)
In the exhaust gas purifying apparatus according to the first aspect, first, the upstream exhaust shutter and the downstream exhaust shutter disposed upstream and downstream of the filter means in the exhaust passage are closed.
Next, the high-pressure gas supply means is operated, high-pressure gas is supplied between the filter means in the exhaust passage and the downstream exhaust shutter, and the filter means is backwashed by the high-pressure gas.
[0017]
Then, the particulates moved to the upstream side by the backwashing of the filter means are collected by the particulate collection means.
In the exhaust gas purifying apparatus according to the second aspect, the filter means is a continuous regeneration type particulate filter that continuously oxidizes the particulates collected by the filter and regenerates the filter, and accumulates on the continuous regeneration type particulate filter. The removed particulates are removed.
[0018]
In the exhaust gas purifying apparatus according to the third aspect, when the on-off valve arranged in the supply pipe is opened, the high-pressure air in the high-pressure air tank passes through the supply pipe and is supplied between the filter means in the exhaust passage and the downstream exhaust shutter. Is done.
In the exhaust gas purifying apparatus according to the fourth aspect, the particulate collecting means has a capturing portion disposed in the exhaust passage and a collecting container detachably disposed below the capturing portion.
[0019]
Then, by removing the collection container from the intake unit, the particulates collected in the collection container are discarded, and after the disposal, the collection container is attached to the intake unit.
In the exhaust gas purifying apparatus of claim 5, the intake section has a space protruding upward from the exhaust passage, and the particulates moved from the filter means to the intake section by backwashing are temporarily stored in the space. After staying, it falls into the collection container by the action of gravity and is collected in the collection container.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of the exhaust gas purification apparatus of the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a vehicle such as a truck equipped with a diesel engine.
In FIG. 1, reference numeral 11 denotes a diesel engine arranged in a vehicle such as a truck.
[0021]
An exhaust pipe 15 forming an exhaust passage is connected to the exhaust manifold 13 of the diesel engine 11.
The exhaust pipe 15 is provided with a filter means 17 for capturing particulates in the exhaust gas.
The filter means 17 is a continuous regeneration (CRT) diesel particulate filter (DPF) that continuously oxidizes the particulates collected by the filter 19 and regenerates the filter.
[0022]
The filter means 17 has a cylindrical casing 21, and a filter 19 is accommodated in the casing.
The filter 19 is made of a porous material such as cordierite, mullite, and silicon carbide, and carries a noble metal oxidation catalyst component as an oxidation catalyst.
In this continuous regeneration type diesel particulate filter, the oxidation catalyst carried on the filter 19
2NO + O 2 → 2NO 2
Oxidation reaction occurs, and the particulates collected in the filter 19 are
C + 2NO 2 → CO 2 + 2NO
The diesel particulate filter is regenerated by burning due to the oxidation reaction of.
[0023]
An upstream exhaust shutter 23 that opens and closes an exhaust passage of the exhaust pipe 15 is disposed upstream of the filter unit 17.
The upstream side exhaust shutter 23 can be electrically opened and closed.
[0024]
A downstream exhaust shutter 25 that opens and closes an exhaust passage of the exhaust pipe 15 is disposed downstream of the filter unit 17.
The downstream exhaust shutter 25 can be electrically opened and closed.
A high-pressure gas supply unit 27 that supplies high-pressure gas when the filter unit 17 is backwashed is disposed between the filter unit 17 of the exhaust pipe 15 and the downstream exhaust shutter 25.
[0025]
The high-pressure gas supply means 27 has a supply pipe 31 which forms a supply pipe connecting the high-pressure air tank 29 between the filter means 17 of the exhaust pipe 15 and the downstream exhaust shutter 25.
The supply pipe 31 is provided with an on-off valve 33 composed of an electromagnetic valve for opening and closing the supply pipe.
[0026]
Between the upstream exhaust shutter 23 of the exhaust pipe 15 and the filter means 17, a particulate collection means 35 for collecting particulates which have moved upstream from the filter means 17 due to backwashing of the filter means 17 is arranged. ing.
As shown in FIG. 2, the particulate collecting means 35 includes a particulate intake portion 37 disposed in an exhaust passage of the exhaust pipe 15 and a particulate detachably disposed below the intake portion 37. And a collecting container 39.
[0027]
The intake section 37 is connected to the exhaust pipe 15 by welding W or the like.
A space 37 a projecting upward from the exhaust pipe 15 is formed in an upper portion of the intake section 37.
A flange portion 37b is formed at a lower end of the intake portion 37.
A flange portion 39a formed at the upper end of the collection container 39 is detachably fixed to the flange portion 37b by fastening means including a bolt 41 and a nut 43.
[0028]
The operation of the exhaust gas purifying apparatus described above is performed in a state where the diesel engine 11 is stopped by an alarm from a vehicle such as a truck on which the diesel engine 11 is mounted.
That is, the vehicle is provided with, for example, an alarm unit (not shown) that detects a differential pressure between the inlet side and the outlet side of the filter unit 17 and issues an alarm when the differential pressure exceeds a predetermined value.
[0029]
When a predetermined amount of unburned particulates accumulates on the filter 19 of the filter means 17, the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the filter means 17 exceeds a predetermined value, and an alarm is issued to the driver.
The driver stops the vehicle at an appropriate place by this warning, stops the diesel engine 11, and removes the particulates by the exhaust gas purification device.
[0030]
That is, first, the upstream exhaust shutter 23 and the downstream exhaust shutter 25 arranged upstream and downstream of the filter means 17 of the exhaust pipe 15 are closed. Next, the on-off valve 33 arranged in the supply pipe 31 of the high-pressure gas supply means 27 is opened, and the high-pressure air in the high-pressure air tank 29 passes through the supply pipe 31, and the filter means 17 of the exhaust pipe 15 and the downstream exhaust shutter 25. Is supplied between
[0031]
The supplied high-pressure air passes through the filter 19 of the filter means 17, and the filter 19 is backwashed.
The backwashing of the filter 19 is performed by opening and closing the on-off valve 33 disposed in the supply pipe 31 a plurality of times at predetermined intervals.
Then, the particulates moved to the upstream side by the backwashing of the filter means 17 are collected by the particulate collection means 35.
[0032]
That is, the particulate PM that has moved upstream due to the backwashing of the filter 19 reaches the intake section 37 of the particulate collection means 35, and falls naturally into the collection container 39 from the intake section 37.
[0033]
In addition, a part of the particulate PM stays in the space 37 a protruding upward from the exhaust pipe 15 and then falls naturally into the collection container 39.
After a predetermined time, the collection container 39 is removed from the intake unit 37, and the particulate PM captured in the collection container 39 is discarded at a predetermined place. 37 is attached again.
[0034]
In the exhaust gas purification device described above, the upstream exhaust shutter 23 and the downstream exhaust shutter 25 are closed, and the high-pressure gas supply unit 27 supplies high-pressure gas between the filter unit 17 of the exhaust pipe 15 and the downstream exhaust shutter 25. Then, the filter means 17 was backwashed by high-pressure gas, and the particulates moved to the upstream side by the backwashing of the filter means 17 were collected by the particulate collection means 35. Particulates can be easily and reliably removed.
[0035]
A heater and a burner are added to the continuous regeneration type diesel particulate filter to burn the particulates, or a method that promotes the continuous regeneration reaction of the particulates by increasing the exhaust gas temperature by post-injection. Thus, the system can be simplified.
In addition, since the system is simple, it can be easily and inexpensively mounted on a commercially available automobile.
[0036]
In the exhaust gas purification apparatus described above, when the on-off valve 33 disposed on the supply pipe 31 is opened, the high-pressure air in the high-pressure air tank 29 passes through the supply pipe 31, and the filter means 17 of the exhaust pipe 15 and the downstream exhaust shutter 25. Therefore, the high-pressure gas supply means 27 can be configured easily and reliably.
Further, in the above-described exhaust gas purification device, by removing the collection container 39 from the intake section 37, the particulates collected in the collection container 39 can be easily and reliably discarded.
[0037]
In the exhaust gas purifying apparatus described above, the particulates moved from the filter unit 17 to the intake unit 37 by backwashing temporarily stay in the space 37a and then fall into the collection container 39 by the action of gravity. In addition, the backwashed particulates can be reliably collected.
In the exhaust gas purifying apparatus described above, the upstream exhaust shutter 23 and the downstream exhaust shutter 25 are provided before and after the filter means 17, so that a small amount of air from the high-pressure air tank 27 can be used effectively.
[0038]
Note that, in the above-described embodiment, an example in which the filter unit 17 is configured by supporting a noble metal oxidation catalyst component as an oxidation catalyst on a porous material has been described, but the present invention is not limited to such an embodiment. For example, the filter means 17 may be configured to be separated into a member for supporting an oxidation catalyst and a member for capturing particulates.
[0039]
Further, in the above-described embodiment, the example in which the upstream exhaust shutter 23 and the downstream exhaust shutter 25 are separately installed in the exhaust pipe 15 has been described. However, the present invention is not limited to this embodiment. An exhaust brake valve mounted on a vehicle can be diverted to either the side exhaust shutter 23 or the downstream exhaust shutter 25, and when diverted, the cost can be reduced.
[0040]
Further, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a continuous regeneration type particulate filter that continuously oxidizes particulates collected by the filter 19 and regenerates the filter has been described. The present invention is not limited to the embodiment, and may be applied to a conventional particulate filter that regenerates by burning the particulates collected in the filter 19 by an electric heater or the like.
[0041]
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the purification of exhaust gas from the diesel engine 11 has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment. Can be widely applied to.
Further, in the above-described embodiment, an example has been described in which the backwash is performed when the differential pressure across the filter means 17 exceeds a predetermined value. However, the present invention is not limited to such an embodiment. Alternatively, the determination may be made based on the exhaust pressure of the diesel engine, or may be performed periodically.
[0042]
【The invention's effect】
As described above, in the exhaust gas purifying apparatus of the first aspect, the upstream exhaust shutter and the downstream exhaust shutter are closed, and high-pressure gas is supplied between the filter means in the exhaust passage and the downstream exhaust shutter by the high-pressure gas supply means. Since the filter means is supplied and the filter means is backwashed by the high-pressure gas, and the particulates moved to the upstream side by the backwash of the filter means are collected by the particulate collection means, the particulate matter collected by the filter is collected. Can be easily and reliably removed.
[0043]
According to the second aspect of the present invention, the particulates accumulated on the continuous regeneration type particulate filter can be easily and surely removed.
In the exhaust gas purifying apparatus according to the third aspect, when the on-off valve arranged in the supply pipe is opened, the high-pressure air in the high-pressure air tank passes through the supply pipe and is supplied between the filter means in the exhaust passage and the downstream exhaust shutter. Therefore, the high-pressure gas supply means can be easily and reliably configured.
[0044]
According to the fourth aspect of the present invention, by removing the collecting container from the intake section, the particulates collected in the collecting container can be easily and reliably discarded. In the exhaust gas purifying apparatus according to the fifth aspect, the particulates moved from the filter means to the intake portion by the backwashing temporarily stay in the space, and then fall into the collection container by the action of gravity. Collected particulates can be reliably collected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing one embodiment of an exhaust gas purification device of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing details of a particulate collection unit in FIG. 1;
[Explanation of symbols]
Reference Signs List 11 Diesel engine 15 Exhaust pipe 17 Filter means 19 Filter 23 Upstream exhaust shutter 25 Downstream exhaust shutter 27 High-pressure gas supply means 29 High-pressure air tank 31 Supply pipe 33 Open / close valve 35 Particulate collection means 37 Intake section 37a Space section 39 Capture Collection container PM particulate

Claims (5)

エンジンの排気通路に配置され排気ガス中のパティキュレートを捕獲するフィルター手段と、
前記フィルター手段の上流側に配置され前記排気通路の開閉を行う上流側排気シャッターと、
前記フィルター手段の下流側に配置され前記排気通路の開閉を行う下流側排気シャッターと、
前記フィルター手段の逆洗時に前記排気通路の前記フィルター手段と前記下流側排気シャッターとの間に高圧気体を供給する高圧気体供給手段と、
前記排気通路の前記上流側排気シャッターと前記フィルター手段との間に配置され前記フィルター手段の逆洗により前記フィルター手段から上流側に移動した前記パティキュレートを捕集するパティキュレート捕集手段と、
を有することを特徴とする排気浄化装置。
Filter means arranged in an exhaust passage of the engine to capture particulates in exhaust gas;
An upstream exhaust shutter disposed upstream of the filter means to open and close the exhaust passage;
A downstream exhaust shutter that is arranged downstream of the filter means and opens and closes the exhaust passage;
High-pressure gas supply means for supplying high-pressure gas between the filter means of the exhaust passage and the downstream exhaust shutter at the time of back washing of the filter means,
Particulate collection means disposed between the upstream exhaust shutter of the exhaust passage and the filter means for collecting the particulates moved upstream from the filter means by backwashing the filter means;
An exhaust gas purification device comprising:
請求項1記載の排気浄化装置において、
前記フィルター手段は、フィルターに捕集されたパティキュレートを連続的に酸化してフィルター再生する連続再生型のパティキュレートフィルターであることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust gas purification device according to claim 1,
The exhaust gas purifying apparatus, wherein the filter means is a continuous regeneration type particulate filter that continuously oxidizes the particulates collected by the filter and regenerates the filter.
請求項1または請求項2記載の排気浄化装置において、
前記高圧気体供給手段は、
高圧エアタンクを前記排気通路の前記フィルター手段と前記下流側排気シャッターとの間に接続する供給管路と、
前記供給管路に配置され供給管路の開閉を行う開閉弁と、
を有してなることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2,
The high-pressure gas supply means,
A supply pipe connecting a high-pressure air tank between the filter means of the exhaust passage and the downstream exhaust shutter,
An on-off valve arranged in the supply line for opening and closing the supply line,
An exhaust gas purification device comprising:
請求項1ないし請求項3のいずれか1項記載の排気浄化装置において、
前記パティキュレート捕集手段は、
前記排気通路に配置される取込部と、
前記取込部の下方に着脱自在に配置される捕集容器と、
を有してなることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust purification device according to any one of claims 1 to 3,
The particulate collection means,
An intake unit disposed in the exhaust passage;
A collecting container detachably disposed below the intake unit,
An exhaust gas purification device comprising:
請求項4記載の排気浄化装置において、
前記取込部は、前記排気通路から上方に突出する空間部を有してなることを特徴とする排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus according to claim 4,
The exhaust gas purifying device, wherein the intake portion has a space that projects upward from the exhaust passage.
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