JP2941799B1 - 黒煙除去装置 - Google Patents

Abstract

【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、旋回導入される排気ガスの脈動を防止
する脈動防止装置であるダンパ室３５を備えた。

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２７に
示す。図２７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［請求項１］の黒煙除去装置は、
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
装置を備えたことを特徴とする。

【００１１】［請求項２］の発明は、請求項１におい
て、前記脈動防止装置が旋回導入される排気ガスの全部
又は一部の排気ガスの脈動を防止することを特徴とす
る。

【００１２】［請求項３］の発明は、請求項１におい
て、前記脈動防止装置が、前記排気ガスが旋回導入され
る複数の流入管を配設した外筒と、流入した排気ガスを
前記予燃焼室内に旋回導入される複数の導入管を配設し
た内筒とから形成されることを特徴とする。

【００１３】［請求項４］の発明は、請求項１におい
て、前記脈動防止装置が、複数のスリットを有するスリ
ット板を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数のス
リットを通過して流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回
導入される複数の導入管を配設した内筒とから形成され
ることを特徴とする。

【００１４】［請求項５］の発明は、請求項１におい
て、前記脈動防止装置が、複数の流入筒を周設したリン
グ板を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数のリン
グ板の孔を排気ガスが通過した後、流入した排気ガスを
予燃焼室内に旋回導入される複数の導入管を配設した内
筒とから形成されることを特徴とする。

【００１５】［請求項６］の発明は、請求項１におい
て、前記脈動防止装置が、複数の流入孔を有するリング
板を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数のリング
板の孔を通過して流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回
導入される複数の導入管を配設した内筒とから形成され
ることを特徴とする。

【００１６】［請求項７］の発明は、請求項１におい
て、前記脈動防止装置が、複数の流入孔を形成した内径
が異なる筒を複数内設した外筒と、複数の筒の孔を通過
して流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回導入される複
数の導入管を配設した内筒とから形成されることを特徴
とする。

【００１７】［請求項８］の発明は、請求項１におい
て、前記脈動防止装置が、排気ガスを複数回折り返して
導入する通路を形成した外筒と、該流入路を排気ガスが
通過した後、流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回導入
される複数の導入管を配設した内筒とから形成されるこ
とを特徴とする。

【００１８】

【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。

【００１９】［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断面図及び図４は黒煙除去装置の概略構成図である。

【００２０】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説明する。

【００２１】図４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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】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４中２３ａ，２３ｂは燃料を加圧送給する燃料ポンプ
である。

【００２６】本実施の形態にかかる予燃焼器は図４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
燃焼室内に導入される排気ガスの一部の脈動を抑えるよ
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３１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。

【００２７】本実施の形態では前記流入管３６及び導入
管３８は周方向に４本配設されると共に、軸方向には４
列配設されている。さらに、前記流入管３６の流入管出
口３６ａ側と導入管３８の入口３８ａ側とはオフセット
されており、ダンパ室３５内に流入した排気ガスは一度
ダンパ内壁３４に衝突した後に、折り返されて導入管３
８の入口３８ａ側から予燃焼室３７の内部に導入される
ことで、ダンパ効果を奏するようにしている。この結
果、排気ガスはダンパ室３５を通過することで脈動が解
消され、整流化した排気ガスが導入管３８を介して予燃
焼室３７内に旋回流入することとなる。

【００２８】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。

【００２９】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、ドーナツ状の炎を生成して予燃焼室３７における燃
焼を安定化させている。また、前記ダンパ内筒３３内壁
に沿って、円筒状の金網４１が配設されており、保炎・
保温性が高められ、良好な燃焼状態を保持するようにし
ている。

【００３０】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。

【００３１】また、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。

【００３２】［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。

【００３３】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。

【００３４】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。

【００３５】一方、停車時（アイドリング状態）及びエ
ンジン低負荷時等で、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。

【００３６】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。

【００３７】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。

【００３８】そして、本実施の形態では、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３
７に整流化された排気ガスを旋回導入するので、予燃焼
室３７における着火性、燃焼性が向上する。この結果、
例えば５００〜６００回転等のアイドリング状態等のよ
うなエンジン低負荷時等におけるエンジンの回転が一定
とはならない場合に、排気ガスに脈動が発生した場合で
も、前記ダンパ室３５を設けたことにより、予燃焼室３
７内に導入される排気ガスが整流化され、該予燃焼室３
７における着火性、燃焼性が向上する。

【００３９】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。

【００４０】［試験例］図１に示すような予燃焼器を製
作し、予燃焼室３７内に導入される排気ガスの圧力及び
流量を測定した。一方、比較品として図２５に示すよう
な、本実施の形態にかかるダンパ室３５を設けることな
く、多孔体２０１に排気ガスを旋回導入させる流入孔２
０２を設け、排気ガスを流入孔２０２を介して直接予燃
焼室３７内部に導入する予燃焼器を製作し、予燃焼室３
７内に導入される排気ガスの圧力及び流量を測定した。
この結果を図２６（Ａ），（Ｂ）に示す。

【００４１】図２６（Ａ）に示すように、比較品は、本
実施の形態のようにダンパ室３５を設けていないので、
排気ガスの大きな脈動が生じている。これに対し、図２
６（Ｂ）に示すように、本発明品のようにダンパ室３５
を設けた場合には、排気ガスの脈動が大幅に軽減される
ことが判明した。

【００４２】［第２実施の形態］ ［構成］図５は本発明の第２実施の形態を示す予燃焼器
の構造説明図、図６は図５のＣ−Ｃ，Ｄ−Ｄ，Ｅ−Ｅ断
面図である。

【００４３】これは、第１実施の形態における脈動防止
ダンパ室３５のダンパ外筒３４に設けた流入管３６の代
わりに、ダンパ室３５内に導入する排気ガスを複数のス
リット部５１を有する第１〜第７のスリット板５２−１
〜５２−７をスリット通路が交互に重なり合うように、
隔壁筒５３の外周に軸方向に配してダンパ外筒３４内に
取り付けた例である。スリットの間隔や枚数を適宜設定
することにより、脈動防止効果を調製している。その他
の構成は、図１と同様である。

【００４４】［作用・効果］この実施の形態において
も、排気路４から旋回導入された排気ガスの一部がスリ
ット板から導入されると複数のスリット部５１をくぐり
抜ける度に排気ガスが絞られたり広げられたりすること
で排気ガスの脈動を減衰させている。スリット部は軸方
向に交互に重なるようにしているので、排気ガスはジグ
ザグに進み、更に減衰される。これにより排気ガスが減
衰されるので、ダンパ内筒３３内の予燃焼室３７に整流
化された排気ガスが旋回導入されることとなり、第１実
施例と同様の作用・効果が得られる。

【００４５】［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
の構造説明図、図８は図７のＦ−Ｆ，Ｇ−Ｇ，Ｈ−Ｈ断
面図である。

【００４６】これは、第２実施の形態における第１〜第
７のスリット板５２−１〜５２−７のスリット部５１の
代わりに、複数の流入管５４を等間隔に配した第１〜第
７リング板５５−１〜５５−７を隔壁筒５３の外周に軸
方向に配して取り付けた例である。第１，第３，第５，
第７のリング板５５−１，５５−３，５５−５，５５−
７の流入管５４の配設位置と、第２，第４，第６のリン
グ板５５−２，５５−４，５５−６の流入管５４の配設
位置とを軸方向に向かって重ならないようにすること
で、排気路４から旋回導入された排気ガスの一部は、第
１のリング板５５−１流入管４３をくぐり抜ける度に排
気ガスが絞られて脈動が減衰される。なお、本実施の形
態では流入管５４は軸方向に互いに重なるように配設す
ることで流入管５４から排出した排気ガスを折り返して
次の流入管５４に導くようにしているが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、流入管５４の軸方向の長さ
及び管の太さを適宜変更することで流量の調製を図るよ
うにすればよい。その他の構成は、図１と同様である。

【００４７】［作用・効果］この実施の形態において
も、流入管５４を通過することで絞られて排気ガスが減
衰されるので、ダンパ内筒３３内の予燃焼室３７に整流
化された排気ガスが旋回導入されることとなり、第１実
施例と同様の作用・効果が得られる。

【００４８】［第４実施の形態］ ［構成］図９は本発明の第４実施の形態を示す予燃焼器
の構造説明図、図１０は図９のＩ−Ｉ，Ｊ−Ｊ断面図で
ある。

【００４９】これは、第３実施の形態における複数の流
入管５４を等間隔に配した第１〜第７リング板５５−１
〜５５−７の代わりに、複数の細孔５６を穿設した第１
〜第７リング板５７−１〜５７−７を隔壁筒５３の外周
に軸方向に配して取り付けた例である。第３のリング板
５５と同様に、孔の穿設位置とを軸方向に向かって重な
らないようにすることで、排気路４から旋回導入された
排気ガスの一部は、第１のリング板５７の孔５６をくぐ
り抜ける度に脈動が減衰されている。その他の構成は、
図１と同様である。

【００５０】［作用・効果］この実施の形態において
も、リング板５７の孔５６をくぐり抜ける度に排気ガス
の脈動が減衰されるので、ダンパ内筒３３内の予燃焼室
３７に整流化された排気ガスが旋回導入されることとな
り、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。

【００５１】［第５実施の形態］ ［構成］図１１は本発明の第５実施の形態を示す予燃焼
器の構造説明図、図１２（Ａ）は図１１のＫ−Ｋ断面
図、（Ｂ）は脈動ダンパ室の構成図である。

【００５２】これは、第１実施の形態における脈動防止
ダンパ室３５のダンパ外筒３４に設けた流入管３６の代
わりに、ダンパ室３５を構成する外筒を複数の孔６２を
形成した筒６１−１とし、該筒６１−１内に内径の異な
る筒６１−２〜６１−４を所定間隔を設けて内設し、該
筒６１−２〜６１−４にも複数の孔６２を穿設した例で
ある。第１の筒６１−１の孔の穿設位置とを半径方向に
向かって重ならないようにすることで、排気路４から旋
回導入された排気ガスの一部は、筒６１の孔６２をくぐ
り抜ける度に脈動が減衰されている。その他の構成は、
図１と同様である。

【００５３】［作用・効果］この実施の形態において
も、複数段に配設された筒にそれぞれ形成された複数の
孔６２を通過する毎に排気ガスは絞られて減衰されるの
で、ダンパ内筒３３内の予燃焼室３７に整流化された排
気ガスが旋回導入されることとなり、第１実施例と同様
の作用・効果が得られる。

【００５４】［第６実施の形態］ ［構成］図１３は本発明の第６実施の形態を示す予燃焼
器の構造説明図、図１４（Ａ）は図１３のＬ−Ｌ断面
図、（Ｂ）は脈動ダンパ室の構成図である。

【００５５】これは、第１実施の形態における脈動防止
ダンパ室３５のダンパ外筒３４に設けた流入管３６の代
わりに、ダンパ室３５内に導入する排気ガスを複数の内
径の異なる筒６３−１〜６３−４を交互に組み合わせて
排気ガスを複数回折り返して導入する通路を形成したた
例である。長い折り返し通路を通過することで、排気ガ
スの脈動が減衰されている。その他の構成は、図１と同
様である。

【００５６】［作用・効果］この実施の形態において
も、長い折り返し通路を通過することにより、排気ガス
が減衰されるので、ダンパ内筒３３内の予燃焼室３７に
整流化された排気ガスが旋回導入されることとなり、第
１実施例と同様の作用・効果が得られる。

【００５７】［第７実施の形態］ ［構成］図１５は本発明の第７実施の形態を示す予燃焼
器の構造説明図、図１６は図１５のＭ−Ｍ断面図，Ｎ−
Ｎ断面図，Ｏ−Ｏ断面図である。

【００５８】これは、第１実施の形態における脈動防止
ダンパ室３５に一部の排気ガスを導入するものとは異な
り、導入された排気ガスを全て脈動ダンパ室を経由した
後、予燃焼室及び後流側へ導くようにしている。図１５
に示すように、本実施の形態の予燃焼器は、一端（排気
ガス流れの上流側）が側壁３１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７１と外筒７
２とからなるダンパ室７０を設け、該ダンパ内筒７１，
ダンパ外筒７２の間に第２の実施の形態に示したスリッ
ト部５１を有するスリット板５２を複数を設けると共
に、ダンパ内筒７１の後流側の周壁には、第１の実施の
形態と同様に、予燃焼室３７内に排気ガスを旋回導入す
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。

【００５９】［作用・効果］この実施の形態において
も、予燃焼器内に導入される排気ガスの全てがダンパ室
７０を通過することで減衰されるので、ダンパ内筒７１
内の予燃焼室３７のみならず、後流に導かれる排気ガス
が整流化されることとなり、更に安定した燃焼が可能と
なる。

【００６０】［第８実施の形態］ ［構成］図１７は本発明の第８実施の形態を示す予燃焼
器の構造説明図、図１８は図１７のＰ−Ｐ断面図，Ｑ−
Ｑ断面図である。

【００６１】図１７に示すように、本実施の形態の予燃
焼器は、第７の実施の形態のスリット板５２の代わり
に、第４の実施の形態の複数の孔５６を穿設したリング
板５７をダンパ内筒７１と外筒７２との間に設けるたも
のである。その他の構成は、図１５と同様である。

【００６２】［作用・効果］この実施の形態において
も、予燃焼器内に導入される排気ガスの全てが孔５６を
通過する毎に減衰されるので、ダンパ内筒３３内の予燃
焼室３７のみならず、後流に導かれる排気ガスが整流化
されることとなり、第１実施例より更に安定した燃焼が
可能となる。

【００６３】［第９実施の形態］ ［構成］図１９は本発明の第９実施の形態を示す予燃焼
器の構造説明図、図２０は図１９のＲ−Ｒ断面図、Ｓ−
Ｓ断面図、Ｔ−Ｔ断面図である。

【００６４】図１９に示すように、本実施の形態の予燃
焼器は、第７の実施の形態のスリット板５２の代わり
に、第３の実施の形態の複数の流入管５４を配設したリ
ング板５５をダンパ内筒７１と外筒７２との間に設けた
ものである。その他の構成は、図１５と同様である。

【００６５】［作用・効果］この実施の形態において
も、予燃焼器内に導入される排気ガスの全てがリング板
５５に形成された流入管５４を通過する毎に減衰される
ので、ダンパ内筒３３内の予燃焼室３７のみならず、後
流に導かれる排気ガスが整流化されることとなり、第１
実施例より更に安定した燃焼が可能となる。

【００６６】［第１０実施の形態］ ［構成］図２１は本発明の第１０実施の形態を示す予燃
焼器の構造説明図、図２１（Ａ）は図２１のＵ−Ｕ断面
図、（Ｂ），（Ｃ）は脈動ダンパ室の構成図である。

【００６７】図２１に示すように、本実施の形態の予燃
焼器は、第７の実施の形態のスリット板５２の代わり
に、第６の実施の形態と同様に、複数の内径の異なる筒
７３−１〜７３−４を交互に組み合わせて長い流路を形
成してダンパ室７６を設けた例である。その他の構成
は、図１５と同様である。

【００６８】［作用・効果］この実施の形態において
も、予燃焼器内に導入される排気ガスの全てが減衰され
るので、ダンパ内筒３３内の予燃焼室３７のみならず、
後流に導かれる排気ガスが整流化されることとなり、第
１実施例より更に安定した燃焼が可能となる。

【００６９】［第１１実施の形態］ ［構成］図２３は本発明の第１１実施の形態を示す予燃
焼器の構造説明図、図２４（Ａ）は図２１のＶ−Ｖ断面
図、（Ｂ），（Ｃ）は脈動ダンパ室の構成図である。

【００７０】図２３に示すように、本実施の形態の予燃
焼器は、第７の実施の形態のスリット板５２の代わり
に、第５の実施の形態の複数の複数の細孔７７を穿設し
た第１〜第４リング板７８−１〜７８−４からなる筒７
８を内筒７１の外周に軸方向に配してダンパ室７９を構
成した例である。その他の構成は、図１５と同様であ
る。

【００７１】［作用・効果］この実施の形態において
も、予燃焼器内に導入される排気ガスの全てが筒７８を
構成する孔７７を通過する毎に減衰されるので、ダンパ
内筒３３内の予燃焼室３７のみならず、後流に導かれる
排気ガスが整流化されることとなり、第１実施例より更
に安定した燃焼が可能となる。

【００７２】

【発明の効果】［請求項１］の黒煙除去装置によれば、
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、旋回導入される排気ガスの脈動を防止する脈動防止
装置を備えたので、予燃焼室における着火性、燃焼性が
向上する。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。

【００７３】［請求項２］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記脈動防止装置が旋回導入される排気ガスの
全部又は一部の排気ガスの脈動を防止するので、予燃焼
室における着火性、燃焼性が向上する。

【００７４】［請求項３］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記脈動防止装置が、前記排気ガスが旋回導入
される複数の流入管を配設した外筒と、流入した排気ガ
スを前記予燃焼室内に旋回導入される複数の導入管を配
設した内筒とから形成されるので、流入管と導入管とを
介して排気ガスの脈動を減衰させるので、予燃焼室にお
ける着火性、燃焼性が向上する。

【００７５】［請求項４］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記脈動防止装置が、複数のスリットを有する
スリット板を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数
のスリットを通過して流入した排気ガスを予燃焼室内に
旋回導入される複数の導入管を配設した内筒とから形成
されるので、スリットを通過する毎に排気ガスが絞られ
て脈動が減衰され、ダンパ内筒内の予燃焼室における着
火性、燃焼性が向上する。

【００７６】［請求項５］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記脈動防止装置が、複数の流入筒を周設した
リング板を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数の
リング板の孔を排気ガスが通過した後、流入した排気ガ
スを予燃焼室内に旋回導入される複数の導入管を配設し
た内筒とから形成されるので、複数の流入孔を通過する
毎に排気ガスが絞られて脈動が減衰され、ダンパ内筒内
の予燃焼室における着火性、燃焼性が向上する。

【００７７】［請求項６］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記脈動防止装置が、複数の流入孔を有するリ
ング板を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数のリ
ング板の孔を通過して流入した排気ガスを予燃焼室内に
旋回導入される複数の導入管を配設した内筒とから形成
されるので、複数の孔を通過する毎に排気ガスが絞られ
て脈動が減衰され、ダンパ内筒内の予燃焼室における着
火性、燃焼性が向上する。

【００７８】［請求項７］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記脈動防止装置が、複数の流入孔を形成した
内径が異なる筒を複数内設した外筒と、複数の筒の孔を
通過して流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回導入され
る複数の導入管を配設した内筒とから形成されるので、
複数の孔を通過する毎に排気ガスが絞られて脈動が減衰
され、ダンパ内筒内の予燃焼室における着火性、燃焼性
が向上する。

【００７９】［請求項８］の発明によれば、請求項１に
おいて、前記脈動防止装置が、排気ガスを複数回折り返
して導入する通路を形成した外筒と、該流入路を排気ガ
スが通過した後、流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回
導入される複数の導入管を配設した内筒とから形成され
るので、複数回折り返して導入するすることにより脈動
が減衰され、ダンパ内筒内の予燃焼室における着火性、
燃焼性が向上する。

【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】本発明の黒鉛除去装置の構造説明図である。

【図５】本発明の第２実施の形態の予燃焼器の構造説明
図である。

【図６】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図７】本発明の第３実施の形態の予燃焼器の構造説明
図である。

【図８】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図９】本発明の第４実施の形態の予燃焼器の構造説明
図である。

【図１０】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図１１】本発明の第５実施の形態の予燃焼器の構造説
明図である。

【図１２】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図１３】本発明の第６実施の形態の予燃焼器の構造説
明図である。

【図１４】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図１５】本発明の第７実施の形態の予燃焼器の構造説
明図である。

【図１６】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図１７】本発明の第８実施の形態の予燃焼器の構造説
明図である。

【図１８】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図１９】本発明の第９実施の形態の予燃焼器の構造説
明図である。

【図２０】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図２１】本発明の第１０実施の形態の予燃焼器の構造
説明図である。

【図２２】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図２３】本発明の第１１実施の形態の予燃焼器の構造
説明図である。

【図２４】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図２５】比較試験の予燃焼器の構造説明図である。

【図２６】排気ガスの脈動の比較試験の結果を示す図で
ある。

【図２７】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 ５１ スリット部 ５２ スリット板 ５３ 隔壁筒 ５４ 流入管 ５５ ７リング板 ５６ 孔 ５７ リング板 ６１ 筒 ６２ 孔 ６３ 筒 ７０ ダンパ室 ７１ ダンパ内筒 ７２ ダンパ外筒 ７３ 筒 ７６ ダンパ室 ７７ 細孔 ７８ リング板 ７９ ダンパ室

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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 (56)参考文献 特開 平９−222009（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−13946（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−312331（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−78916（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭64−7204（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平３−12644（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平４−32926（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01N 3/02 301 - 341 F01N 3/00 - 3/02 F01N 3/04 - 3/38

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【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、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たことを特徴とする黒煙除去
   装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、 前記脈動防止装置が旋回導入される排気ガスの全部又は
   一部の排気ガスの脈動を防止することを特徴とする黒煙
   除去装置。
3. 【請求項３】 請求項１において、 前記脈動防止装置が、前記排気ガスが旋回導入される複
   数の流入管を配設した外筒と、流入した排気ガスを前記
   予燃焼室内に旋回導入される複数の導入管を配設した内
   筒とから形成されることを特徴とする黒煙除去装置。
4. 【請求項４】 請求項１において、 前記脈動防止装置が、複数のスリットを有するスリット
   板を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数のスリッ
   トを通過して流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回導入
   される複数の導入管を配設した内筒とから形成されるこ
   とを特徴とする黒煙除去装置。
5. 【請求項５】 請求項１において、 前記脈動防止装置が、複数の流入筒を周設したリング板
   を軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数のリング板
   の孔を排気ガスが通過した後、流入した排気ガスを予燃
   焼室内に旋回導入される複数の導入管を配設した内筒と
   から形成されることを特徴とする黒煙除去装置。
6. 【請求項６】 請求項１において、 前記脈動防止装置が、複数の流入孔を有するリング板を
   軸方向に亙って複数内設する外筒と、複数のリング板の
   孔を通過して流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回導入
   される複数の導入管を配設した内筒とから形成されるこ
   とを特徴とする黒煙除去装置。
7. 【請求項７】 請求項１において、 前記脈動防止装置が、複数の流入孔を形成した内径が異
   なる筒を複数内設した外筒と、複数の筒の孔を通過して
   流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回導入される複数の
   導入管を配設した内筒とから形成されることを特徴とす
   る黒煙除去装置。
8. 【請求項８】 請求項１において、 前記脈動防止装置が、排気ガスを複数回折り返して導入
   する通路を形成した外筒と、該流入路を排気ガスが通過
   した後、流入した排気ガスを予燃焼室内に旋回導入され
   る複数の導入管を配設した内筒とから形成されることを
   特徴とする黒煙除去装置。