JP2539862Y2 - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この考案は、排気管の途中に排気
微粒子を捕集するためのフィルタを取付けたエンジンの
排気浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンジンの排気ガスからこれに含まれて
いる排気微粒子（炭素微粒子等）を取除く装置として、
従来、排気系の途中に排気微粒子を補足するために発砲
セラミックスから構成された多孔質フィルタを設け、そ
のフィルタ周りにフィルタを直接的に加熱してこれに捕
集されている排気微粒子を焼却する電気ヒ−タを設けた
構造のもの（実開昭59-65919号，特開昭58-106116 号公
報）や、排気流速の影響を排除して良好なフィルタの焼
却再生を行わせるために、フィルタの焼却再生をエンジ
ン停止後に二次空気を導入しつつ行うようにしたもの
（特開昭58-140412号）が知られている。

【０００３】また、本出願人は、先に別の形式の排気ガ
ス浄化装置として、多孔質フィルタの直接加熱を行わず
に、多孔質のフィルタの下流側に、そのフィルタに対し
て排気下流側から高圧空気を供給する空気供給系を設
け、高圧空気の圧力や流速によってフィルタから排気微
粒子を剥離・落下させてフィルタ再生を行うようにした
逆洗式の排気浄化装置（実願平1-124961号）を提案して
いる。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】逆洗式の排気浄化装置
は、フィルタを直接加熱することがないため、フィルタ
の耐熱温度を下げることができるという利点を有してい
る。

【０００５】しかし、エンジンの排気ガス温度は、ピ−
ク時に 600℃を越え、また、フィルタに堆積した排気微
粒子（主にスス）は550 ℃〜600 ℃以上で着火するもの
であるため、高負荷運転にフィルタに排気微粒子が堆積
していると、その堆積排気微粒子が一気に着火燃焼を起
こしてしまうため、この高熱によってフィルタに溶損が
生じてしまうという問題があった。

【０００６】本考案の目的は、上述の逆洗式の排気ガス
浄化装置にあって、実際に排気ガスの温度を検出し、排
気温度がフィルタの溶損温度近傍、即ち排気微粒子の着
火温度に達する前に多孔質フィルタから排気微粒子を払
い落し、多孔質フィルタの溶損の発生を回避させるよう
にしたエンジンの排気ガス浄化装置を提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本考案は上記目的を達成
するために、排気管の途中に介設された多孔質フィルタ
と、上記多孔質フィルタに排気ガスの流通方向と交叉さ
せて形成された貫通穴と、この多孔質フイルタに排気流
とは逆方向から高圧空気を供給すべく多孔質フイルタの
下流端面にそのノズル部を臨ませて設けられた高圧空気
供給系と、この空気供給系を開閉するための第１の開閉
弁と、上記排気管のノズル部より下流にこれを開閉すべ
く設けられた第２の開閉弁と、排気ガス温度が所定温度
以上のときに上記第２の開閉弁を閉じて第１の開閉弁を
開くコントロ−ラとを備えたものである。

【０００８】

【作用】多孔質フィルタは、その貫通穴内面で排気系を
流れる排気微粒子（パティキュレート）を捕捉し、清浄
な排気ガスのみを大気に解放する。排気温度が所定温度
以上のとき、即ちフィルタの溶損温度に近い温度まで昇
温されたとき、コントローラは、第２の開閉弁を閉じて
第１の開閉弁を開く。このため高圧空気供給系のノズル
部から多孔質フイルタの下流端面に向けて高圧空気が噴
射され、多孔質フィルタを透過した高圧空気の圧力波に
よって貫通穴内面に付着していた排気微粒子が剥離し、
落下する。

【０００９】

【実施例】以下本考案の好適一実施例を添付図面に基づ
いて説明する。

【００１０】図１には本考案に係るエンジンの排気ガス
浄化装置のシステムが、図２にはその縦断面が示されて
いる。本システムは１つのケ−シング１の内部を左右に
２分割して独立したフィルタ室２，３を形成し、そのフ
ィルタ室２，３に排気浄化のためのフィルタ１０ａ，１
０ｂを格納し、そしてそのケーシング１乃至排気系にフ
ィルタ１０ａ，１０ｂを個別に再生するための逆洗装置
１４ａ，１４ｂを取付けて構成されている。

【００１１】以下具体的に説明する。

【００１２】図１乃至図２に示されているようにケ−シ
ング１は、その一端に各フィルタ室２，３にエンジンの
排気ガスを導入するための共通の排気ガス入口４を、他
端に各フィルタ室２，３から個別に排気ガスを排出させ
るための排気口５，６を有し、そしてケ−シング１の下
部にフィルタ（後述する）から払い落された排気微粒子
を受入れてこれを焼却するためのヒ−タ７を有して形成
されている。各フィルタ室２，３は、それぞれ排気口
５，６に二股状の分岐排気管８が接続され、浄化後の清
浄な排気ガスを下流に流し大気に排出させるようになっ
ている。

【００１３】ケ−シング１は排気ガスの流れ方向に長い
ほぼ箱体状に形成され、このケ−シング１の側板を構成
しているケーシング内面９に、通気性の良いセラミック
多孔質材料によって構成されたフィルタ１０ａ，１０ｂ
をそれぞれ水平に掛け渡し、結果的にフィルタ１０ａ，
１０ｂの上部に排気ガス導入用チャンバ１１を形成し、
フィルタ１０ａ，１０ｂの下部に微粒子捕集用チャンバ
１２を形成している。フィルタ１０ａ，１０ｂは、排気
微粒子の効率的な捕集と、その排気微粒子をフィルタ１
０ａ，１０ｂから剥離させて、下方の微粒子捕集用チャ
ンバ１２へと落下させるために、長手及び幅方向に間隔
を有して垂直に貫通穴１３…が形成されている。

【００１４】つまり、フィルタ１０ａ，１０ｂの貫通穴
１３…は、その内周面１３ａが排気微粒子を集中させて
付着させるための捕集面を構成する。

【００１５】なおフィルタ１０ａ，１０ｂの通気性をさ
らに良好なものとするためには、各貫通口１３の…周り
を空洞化させても構わない。また貫通口１３…の水平断
面も機能上特に円形に限定されるものでもない。

【００１６】逆洗装置１４ａ，１４ｂは、図１乃至図２
に示されているように、それぞれ分岐排気管８の分岐管
部８ａ，８ｂにフイルタ１０ａ，１０ｂの排気下流端面
をそれぞれ臨ませて取付けられたノズル部１５ａ，１５
ｂと、このノズル部１５ａ，１５ｂに高圧空気を供給す
るための圧力空気供給源１６と、この圧力空気供給源１
６と各ノズル部１５ａ，１５ｂとを連通させて接続する
高圧空気供給管１７ａ，１７ｂと、この高圧空気供給管
１７ａ，１７ｂの途中に介設されてこの高圧空気供給管
１７ａ，１７ｂを開閉する電磁開閉弁１８ａ，１８ｂ
と、各分岐管部８ａ，８ｂのノズル１５ａ，１５ｂより
下流側にそれぞれ設けられたバタフライ弁１９ａ，１９
ｂと、バタフライ弁１９ａ，１９ｂにこれを開閉作動す
るために取付けられたアクチュエ−タ２０ａ，２０ｂ
と、アクチュエ−タ２０ａ，２０ｂを開閉方向に切替え
るためにこれに三方弁２１ａ，２１ｂを介して接続され
た圧力空気供給系２２ａ，２２ｂと、電磁開閉弁１８
ａ，１８ｂ及び三方弁２１ａ，２１ｂを電気的に開閉制
御すべくこれらに電気的に接続されているコントロ−ラ
２３と、ケ−シング１の上流側の排気ガス温度を検出す
べく排気ガス入口４に設けられ、その検出値をコントロ
−ラ２３に入力する温度センサ２４とから構成されてい
る。

【００１７】本考案に係るコントロ−ラ２３は、その回
路が次のフィルタ再生制御を実行するように構成されて
いる。

【００１８】すなわち図３のように、エンジンのスタ−
トと同時に、コントロ−ラ２３を起動させて、内部タイ
マ−からエンジン積算運転時間を読み込み、エンジン積
算運転時間が所定の運転積算値を越えたときに、通常の
逆洗処理（フィルタ再生）を実行する。逆洗処理は、逆
洗装置１４ａ，１４ｂのいずれか一方を先に作動させて
そのフィルタ１０ａ，１０ｂの一方を先に再生し、その
後、他方の逆洗装置を作動させて別のフイルタの再生を
行う。例えば、逆洗装置１４ａを優先させて作動する場
合は、三方弁２１ａをＯＮ（開）としてアクチュエ−タ
２０ａを作動、分岐排気管８ａをバタフライ弁１９ａに
よって閉じ、その直後に、電磁開閉弁１８ａをＯＮとし
て一定時間（約５分）圧力空気供給源１６の高圧空気
を、高圧空気供給管１７ａを介してノズル部１５ａへ供
給し、その高圧空気の圧力波によって、貫通口１３…に
付着されている排気微粒子を剥離・落下させる。この
時、コントロ−ラ２３は、ヒータ７を作動して排気微粒
子の焼却を行う。勿論この時は、逆洗装置１４ｂに対し
ては、三方弁２１ｂをＯＦＦ（バタフライ弁１９ｂは
開）、電磁開閉弁１８ｂをＯＦＦ（閉）として排気ガス
の浄化を継続させている。

【００１９】次にコントロ−ラ２３は、逆洗装置１４ａ
のフィルタ再生完了後は、上述の制御とは逆に逆洗装置
１４ａを停止して、逆洗装置１４ｂを作動する。すなわ
ち、三方弁２１ｂをＯＮとしてアクチュエ−タ２０ｂを
作動させて分岐排気管８ｂを閉じ、その直後に、電磁開
閉弁１８ｂをＯＮとして一定時間（約５分）圧力空気供
給源１６の高圧空気を高圧空気供給管１７ｂを介してノ
ズル部１５ｂへ送り、その高圧空気の圧力波によって、
貫通口１３…に付着されている排気微粒子を剥離・落下
させる。コントロ−ラ２３は、逆洗装置１４ａ，１４ｂ
のフィルタ再生後は、次の再生を行うために、エンジン
運転積算時間を“０”にリセットする。

【００２０】そしてコントロ−ラ２３は、このようなフ
ィルタ再生制御中、温度センサ２４の入力値が所定値を
越えたとき、すなわち排気ガスの温度が、排気微粒子の
着火温度より低い500 ℃を越えた時、エンジン運転積算
時間とは無関係に上述の逆洗処理を実行する。したがっ
て従来問題となっていた高負荷運転時のフィルタ溶損
は、未然に防止され、フィルタの熱許容温度を下げてお
くことができるという、従来の利点を生かすことができ
る。尚、上記逆洗装置に代えてフィルタ１０ａ，１０ｂ
又はケーシング１にフィルタ１０ａ，１０ｂを加振する
振動子を設け、この振動子を上記コントローラ２３によ
って制御しても構わない。

【００２１】

【考案の効果】以上説明したことから明らかなように本
考案によれば次の如き優れた効果を発揮する。

【００２２】(1) 高負荷時のように排気ガス温度が排気
微粒子の着火温度に達する前に多孔質フィルタの貫通穴
内面に付着した排気微粒子を剥離・落下させるように構
成したので、多孔質フィルタの溶損がなく、安定した排
気ガスの浄化を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係るエンジンの排気装置の好適一実施
例を示す平面図である。

【図２】図１のII−II線断面図である。

【図３】コントロ−ラの制御内容を示すフロ−チャ−ト
図である。

【符号の説明】

１０ 多孔質フイルタ １３ 貫通穴 １５ ノズル部 １６，１７ 高圧空気供給系 １８ 電磁開閉弁（第１の開閉弁） ２１ 三方弁（第２の開閉弁） ２３ コントローラ

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 排気系の途中に介設された多孔質フィル
   タと、該フィルタに排気ガスの流通方向と交叉させて形
   成された貫通穴と、上記多孔質フイルタに排気流とは逆
   方向から高圧空気を供給すべく多孔質フイルタの下流端
   面にそのノズル部を臨ませて設けられた高圧空気供給系
   と、該空気供給系を開閉するための第１の開閉弁と、上
   記排気系のノズル部より下流にこれを開閉すべく設けら
   れた第２の開閉弁と、排気ガス温度が所定温度以上のと
   きに上記第２の開閉弁を閉じて第１の開閉弁を開くコン
   トロ−ラとを備えたことを特徴とするエンジンの排気浄
   化装置。