JP2955273B1 - 黒煙除去装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 ディーゼルエンジンの排気ガス温度が低い場
合でも、昇温してフィルタに捕捉された黒煙を確実に燃
焼させることができると共に熱耐久性の高い黒煙除去装
置を提供する。 【解決手段】 排気ガス中の黒煙を捕捉するフィルタ
と、排気ガスに燃料と空気を供給し得る燃料・空気噴霧
ノズルと、排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器とを備える
と共に、噴霧ノズルから燃料と空気を供給する前に排気
ガスを所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼器１１を備
え、予燃焼器は、外筒２６と内筒２５との二重筒で形成
されると共に、内筒内に燃料と空気の混合気を供給し得
る燃料・空気噴霧ノズル１８と、混合気に着火するため
のグロープラグ１９とを備え、且つ前記グロープラグ１
９は冷媒入口及び冷媒出口を有した冷却ジャケット３０
を介して予燃焼器１１に取り付ける。

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８に示
す。図８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１
１６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１１７
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の水温、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
排気ガスの圧力損失や燃焼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。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（アイドリング状態のようなエン
ジン低負荷域）における排気ガス１００の温度が燃料１
０１の触媒燃焼器１１８による着火温度にまで到達しな
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燃焼さ
せることができると共に熱耐久性の高い黒煙除去装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【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、本発明による黒煙除去装置は、（１） ディーゼルエンジンの排気通路に、排気ガス中の
黒鉛を捕捉するフィルタと、該フィルタへ送給する前の
排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、該触媒燃焼器へ送
給する前の排気ガス中に少なくとも燃料を供給し得る第
１ノズルと、該第１ノズルから燃料を供給する前に排気
ガスを所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼器とを、下流
側から上流側へ順次配設した黒煙除去装置において、前
記予燃焼器は、前記排気ガスが旋回導入される外筒と該
外筒内に導入された排気ガスの一部が周壁部に形成した
複数のノズル孔より旋回導入されると共に内壁部が耐熱
性材料で被われた内筒との二重筒で形成され、前記内筒
内に燃料と空気の混合気を供給し得る第２ノズルと、前
記混合気に着火するためのグロープラグとを備えると共
に、前記グロープラグは冷媒入口及び冷媒出口を有した
冷却ジャケットを介して前記予燃焼器に複数本取り付け
られ、且つ前記冷却ジャケットは冷媒が前記グロープラ
グを一本宛順次循環して冷却するジャケット構造を有す
ることを特徴とする。

【００１０】（２）ディーゼルエンジンの排気通路に、
排気ガス中の黒鉛を捕捉するフィルタと、該フィルタへ
送給する前の排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、該触
媒燃焼器へ送給する前の排気ガス中に少なくとも燃料を
供給し得る第１ノズルと、該第１ノズルから燃料を供給
する前に排気ガスを所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼
器とを、下流側から上流側へ順次配設した黒煙除去装置
において、前記予燃焼器は、前記排気ガスが旋回導入さ
れる外筒と該外筒内に導入された排気ガスの一部が周壁
部に形成した複数のノズル孔より旋回導入されると共に
内壁部が耐熱性材料で被われた内筒との二重筒で形成さ
れ、前記内筒内に燃料と空気の混合気を供給し得る第２
ノズルと、前記混合気に着火するためのグロープラグと
を備えると共に、前記グロープラグは冷媒入口及び冷媒
出口を有した冷却ジャケットを介して前記予燃焼器に取
り付けられ、且つ前記冷媒として前記第２ノズルに供給
される燃料が迂回されて冷却ジャケット内を循環し、前
記グロープラグを間接冷却することを特徴とする。

【００１１】（３）ディーゼルエンジンの排気通路に、
排気ガス中の黒鉛を捕捉するフィルタと、該フィルタへ
送給する前の排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、該触
媒燃焼器へ送給する前の排気ガス中に少なくとも燃料を
供給し得る第１ノズルと、該第１ノズルから燃料を供給
する前に排気ガスを所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼
器とを、下流側から上流側へ順次配設した黒煙除去装置
において、前記予燃焼器は、前記排気ガスが旋回導入さ
れる外筒と該外筒内に導入された排気ガスの一部が周壁
部に形成した複数のノズル孔より旋回導入されると共に
内壁部が耐熱性材料で被われた内筒との二重筒で形成さ
れ、前記内筒内に燃料と空気の混合気を供給し得る第２
ノズルと、前記混合気に着火するためのグロープラグと
を備えると共に、前記グロープラグは冷媒入口及び冷媒
出口を有した冷却ジャケットを介して前記予燃焼器に取
り付けられ、且つ前記冷媒として走行風と熱交換するラ
ジエータ内の冷却液が冷却ジャケット内を循環し、前記
グロープラグを間接冷却することを特徴とする。

【００１２】（４）（２）又は（３）項において、前記
冷却ジャケット内に複数本のグロープラグが設けられる
と共に、冷媒がグロープラグを一本宛順次循環して冷却
するジャケット構造を有することを特徴とする。

【００１３】

【００１４】

【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。

【００１５】［第１実施例］ ［構成］図１は本発明の第１実施例を示す黒煙除去装置
の概略構成図、図２は同じく予燃焼器の構造説明図、図
３は同じくグロープラグ部の詳細断面図である。

【００１６】図１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。

【００１７】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使用の触媒燃焼器１
２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。

【００１８】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。

【００１９】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。

【００２０】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の水温、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損失や燃焼温度などを
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１中２３ａ，２３ｂは燃料を加圧送給
する燃料ポンプである。

【００２１】図２に示すように、前記予燃焼器１１は、
一端（排気ガス流れの上流側）が閉塞された内筒２５及
び外筒２６からなる二重筒で形成され、前述した排気路
４の下流端が外筒２６に対し接線方向に接続し、内，外
筒２５，２６間に排気ガスが旋回導入されるようになっ
ている（図中矢印参照）。前記内筒２５の周壁には、
内，外筒２５，２６間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ノ
ズル孔２７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。

【００２２】前記内筒２５の端壁中央に前述した燃料・
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から内筒２５内に噴出される燃料
・空気の噴霧外縁をその先端発熱部１９ａが跨ぐように
して前述したグロープラグ１９が前記内筒２５の端壁上
部に斜め下向きに取り付けられる。また、内筒２５の内
壁部は耐熱性材料のセラミックス多孔体２８で被われて
いる。実際には、セラミックス多孔体２８は筒軸方向に
複数分割されて熱変形吸収可能に組み付けられている。

【００２３】そして、前記グロープラグ１９は、図３に
も示すように、冷却ジャケット３０を介して予燃焼器１
１に二本取り付けられると共に、前記冷却ジャケット３
０内に前記燃料・空気噴霧ノズル１８に供給される前記
コンプレッサ１６からの加圧空気が循環・迂回されて冷
却されるようになっている。

【００２４】即ち、前記冷却ジャケット３０は予燃焼器
１１の取付孔１１ａに嵌着された外筒部材３１と該外筒
部材３１の二つの支持孔３１ａ，３１ｂにぞれぞれ周間
隙を有して貫通固定された内筒部材３２ａ，３２ｂとか
らなり、これらの二つの内筒部材３２ａ，３２ｂ内にそ
れぞれ前記グロープラグ１９が先端側の一部に周間隙を
有して挿入固定されるのである。前記外筒部材３１の上
部には、冷媒入口３３と中間連絡口３４と冷媒出口３５
とが形成される。前記内筒部材３２ａ，３２ｂの下部に
はそれぞれ左右一対の連通孔３６が形成される。また、
内筒部材３２ａ，３２ｂと外筒部材３１との周間隙には
前後一対の仕切壁３７が周間隙の上端から前記連通孔３
６の開口上縁と略等しい高さまで形成される。

【００２５】従って、コンプレッサ１６から冷媒入口３
３に送られてきた加圧空気は、先ず支持孔３１ａ内にお
いて内筒部材３２ａと外筒部材３１との周間隙を上から
下へ流れて左方の連通孔３６より内筒部材３２ａとグロ
ープラグ１９との周間隙を左から右へ流れ、この後右方
の連通孔３６より内筒部材３２ａと外筒部材３１との周
間隙を下から上へ流れて中間連絡口３４に至る。そし
て、この中間連絡口３４から次の支持孔３１ｂ内におい
て前記支持孔３１ａ内と同様に流れて冷媒出口３５に至
った加圧空気が燃料・空気噴霧ノズル１８に供給される
ことになる。

【００２６】［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、本実施例では、
触媒燃焼器１２により排気ガス中のＨＣやＣＯも浄化さ
れる。

【００２７】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。

【００２８】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。

【００２９】一方、停車時（アイドリング状態のような
エンジン低負荷域）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
温度に達していない時は、これを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。

【００３０】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器１２での前記触媒燃
焼用燃料・空気噴霧ノズル１４からの混合気の着火温度
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。

【００３１】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（アイドリング状態のようなエンジン低
負荷域）等にもフィルタ１３の再生作業を行うことがで
きるので、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、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。

【００３２】そして、本実施例では、前記予燃焼器１１
が二重筒で形成され、内，外筒２５，２６間に排気ガス
が旋回導入されると共に、前記内筒２５周壁のノズル孔
２７により、内筒２５内にも排気ガスが旋回導入される
ため、内筒２５内における排気ガスの均一化と流量適正
化が図れる。また、前記グロープラグ１９は二本設けら
れると共にそれらの発熱部１９ａが燃料濃度分布が最適
な燃料・空気噴霧ノズル１８の噴霧外縁を跨ぐようにし
て取り付けられる。これらの結果、前記グロープラグ１
９による着火性が向上し、低酸素濃度のディーゼル排気
ガスでも良好な燃焼状態が得られ、触媒燃焼器１２に流
入する排気ガス温度を確実に高められる。

【００３３】ところで、前記フィルタ１３の再生には、
通常１０分程度時間が掛かる。そこで、この間予燃焼器
１１が作動するとなると、予燃焼器１１内の温度が約１
０００°近くになり、この熱でグロープラグ１９の温度
が上昇して熱耐久性に問題が生じる。

【００３４】ところが、本実施例では、前述したよう
に、グロープラグ１９が冷却ジャケット３０を備え、該
冷却ジャケット３０内に燃料・空気噴霧ノズル１８に供
給される前記コンプレッサ１６からの加圧空気が循環・
迂回されて冷却されるようになっているので、熱耐久性
が向上し、ひいては黒煙除去装置の耐久性も向上する。

【００３５】また、冷却ジャケット３０内では、前述し
た冷媒入口３３，中間連絡口３４，冷媒出口及び連通孔
３６の開口位置や仕切壁３７の配置により、加圧空気が
上下に迂回して循環するので、効率良く熱交換でき、冷
却能力が高められる。また、このように効率良く熱交換
されて温められた加圧空気が燃料・空気噴霧ノズル１８
に供給されるので、当該燃料と空気との混合気の前記グ
ロープラグ１９による着火性も向上させられる。

【００３６】さらに、本実施例では、前記内筒２５の内
壁部がセラミックス多孔体２８で被われているので、昇
温性及び保温性が高められる。さらに、燃料・空気噴霧
ノズル１４及び１８に供給する燃料と空気は既設の燃料
タンク８とコンプレッサ１６から供給されるので、コス
トダウンが図れる。

【００３７】［第２実施例］ ［構成］図４は本発明の第２実施例を示す予燃焼器の構
造説明図、図５は同じくグロープラグ部の詳細断面図で
ある。

【００３８】これは、第１実施例におけるグロープラグ
１９の冷却ジャケット３０内に、コンプレッサ１６（図
１参照）からの空気に代えて、燃料・空気噴霧ノズル１
８に供給される燃料タック８（図１参照）からの燃料
（軽油）が循環・迂回されて、グロープラグ１９が冷却
されるようにした例である。この場合、グロープラグ１
９の防錆性等を考慮して、冷却ジャケット３０内におい
ては、第１実施例における内筒部材３２ａ，３２ｂの連
通孔３６（図３参照）は形成されず、グロープラグ１９
が内筒部材３２ａ，３２ｂを介して燃料により間接冷却
されるよう構成される。その他の構成は、図１〜図３と
同様に構成される。

【００３９】［作用・効果］この実施例においても、フ
ィルター１３の再生機能はもとよりグロープラグ１９の
熱耐久性が向上され、第１実施例と同様の作用・効果が
得られる。

【００４０】［第３実施例］ ［構成］図６は本発明の第３実施例を示す予燃焼器の構
造説明図、図７は同じくラジエータ周りの概要図であ
る。

【００４１】これは、第１実施例におけるグロープラグ
１９の冷却ジャケット３０内に、コンプレッサ１６（図
１参照）からの空気に代えて、ラジエータ４０内の冷却
液（水）がポンプ４１により圧送・循環されて、グロー
プラグ１９が冷却されるようにした例である。この場
合、冷却ジャケット３０内においては、第２実施例と同
様に間接冷却されるよう構成される。図７中４２は電動
モータで、４３はこの電動モータ４２で駆動されるファ
ンである。その他の構成は、図１〜図３と同様に構成さ
れる。

【００４２】［作用・効果］この実施例においても、フ
ィルター１３の再生機能はもとよりグロープラグ１９の
熱耐久性が向上され、第１実施例と同様の作用・効果が
得られる。

【００４３】尚、本発明は上記各実施例に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で、グロープラグの本数
変更等各種変更が可能であることはいうまでもない。ま
た、本発明は自動車に限らず、ディーゼルエンジンを搭
載した鉄道車両や船舶等にも適用できる。

【００４４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、ディーゼルエ
ンジンの排気通路に、排気ガス中の黒鉛を捕捉するフィ
ルタと、該フィルタへ送給する前の排気ガスを燃焼し得
る触媒燃焼器と、該触媒燃焼器へ送給する前の排気ガス
中に少なくとも燃料を供給し得る第１ノズルと、該第１
ノズルから燃料を供給する前に排気ガスを所定温度に加
熱・昇温し得る予燃焼器とを、下流側から上流側へ順次
配設した黒煙除去装置において、前記予燃焼器は、前記
排気ガスが旋回導入される外筒と該外筒内に導入された
排気ガスの一部が周壁部に形成した複数のノズル孔より
旋回導入されると共に内壁部が耐熱性材料で被われた内
筒との二重筒で形成され、前記内筒内に燃料と空気の混
合気を供給し得る第２ノズルと、前記混合気に着火する
ためのグロープラグとを備えると共に、前記グロープラ
グは冷媒入口及び冷媒出口を有した冷却ジャケットを介
して前記予燃焼器に複数本取り付けられ、且つ前記冷却
ジャケットは冷媒が前記グロープラグを一本宛順次循環
して冷却するジャケット構造を有することを特徴とする
ので、予燃焼器における排気ガスの均一化と流量適正化
が図れ、前記グロープラグによる着火性が向上すると共
に良好な燃焼状態が得られ、排気ガスの温度が燃料等の
触媒燃焼器による着火温度にまで到達しない場合であっ
ても、当該排気ガスを予燃焼器で昇温させて触媒燃焼器
で確実に燃焼させることができる。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、停車時等のアイドリング状態
のような低負荷域にもフィルタの再生作業を行うことが
できる。また、前記グロープラグが冷却ジャケット内を
流れる冷媒で冷却されるので、熱耐久性が向上し、ひい
ては黒煙除去装置の耐久性も向上する。また、複数本の
グロープラグにより着火性がより一層向上し、低酸素濃
度のディーゼル排気ガスでも良好な燃焼状態が得られ、
触媒燃焼器に流入する排気ガス温度を確実に高められ
る。一方、複数本のグロープラグが効率良く冷却され
る。

【００４５】請求項２の発明によれば、ディーゼルエン
ジンの排気通路に、排気ガス中の黒鉛を捕捉するフィル
タと、該フィルタへ送給する前の排気ガスを燃焼し得る
触媒燃焼器と、該触媒燃焼器へ送給する前の排気ガス中
に少なくとも燃料を供給し得る第１ノズルと、該第１ノ
ズルから燃料を供給する前に排気ガスを所定温度に加熱
・昇温し得る予燃焼器とを、下流側から上流側へ順次配
設した黒煙除去装置において、前記予燃焼器は、前記排
気ガスが旋回導入される外筒と該外筒内に導入された排
気ガスの一部が周壁部に形成した複数のノズル孔より旋
回導入されると共に内壁部が耐熱性材料で被われた内筒
との二重筒で形成され、前記内筒内に燃料と空気の混合
気を供給し得る第２ノズルと、前記混合気に着火するた
めのグロープラグとを備えると共に、前記グロープラグ
は冷媒入口及び冷媒出口を有した冷却ジャケットを介し
て前記予燃焼器に取り付けられ、且つ前記冷媒として前
記第２ノズルに供給される燃料が迂回されて冷却ジャケ
ット内を循環し、前記グロープラグを間接冷却すること
を特徴とするので、請求項１の発明と同様の効果が得ら
れると共に、グロープラグが防錆性等を考慮して効率良
く冷却されると共に、第２ノズルに供給される燃料が暖
められるので、グロープラグによる着火性がより一層向
上される。

【００４６】請求項３の発明によれば、ディーゼルエン
ジンの排気通路に、排気ガス中の黒鉛を捕捉するフィル
タと、該フィルタへ送給する前の排気ガスを燃焼し得る
触媒燃焼器と、該触媒燃焼器へ送給する前の排気ガス中
に少なくとも燃料を供給し得る第１ノズルと、該第１ノ
ズルから燃料を供給する前に排気ガスを所定温度に加熱
・昇温し得る予燃焼器とを、下流側から上流側へ順次配
設した黒煙除去装置において、前記予燃焼器は、前記排
気ガスが旋回導入される外筒と該外筒内に導入された排
気ガスの一部が周壁部に形成した複数のノズル孔より旋
回導入されると共に内壁部が耐熱性材料で被われた内筒
との二重筒で形成され、前記内筒内に燃料と空気の混合
気を供給し得る第２ノズルと、前記混合気に着火するた
めのグロープラグとを備えると共に、前記グロープラグ
は冷媒入口及び冷媒出口を有した冷却ジャケットを介し
て前記予燃焼器に取り付けられ、且つ前記冷媒として走
行風と熱交換するラジエータ内の冷却液が冷却ジャケッ
ト内を循環し、前記グロープラグを間接冷却することを
特徴とするので、請求項１の発明と同様の効果が得られ
ると共に、小型で安価な専用ラジエータ等を用いて、グ
ロープラグが防錆性等を考慮して効率良く冷却される。

【００４７】請求項４の発明によれば、請求項２又は３
項の発明において、前記冷却ジャケット内に複数本のグ
ロープラグが設けられると共に、冷媒がグロープラグを
一本宛順次循環して冷却するジャケット構造を有するこ
とを特徴とするので、請求項２又は３項の発明と同様の
効果が得られると共に、複数本のグロープラグにより着
火性がより一層向上し、低酸素濃度のディーゼル排気ガ
スでも良好な燃焼状態が得られ、触媒燃焼器に流入する
排気ガス温度を確実に高められる。一方、複数本のグロ
ープラグが効率良く冷却される。

【００４８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す黒煙除去装置の概略
構成図である。

【図２】同じく予燃焼器の構造説明図である。

【図３】同じくグロープラグ部の詳細断面図である。

【図４】本発明の第２実施例を示す予燃焼器の構造説明
図である。

【図５】同じくグロープラグ部の詳細断面図である。

【図６】本発明の第３実施例を示す予燃焼器の構造説明
図である。

【図７】同じくラジエータ周りの概要図である。

【図８】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 ２５ 内筒 ２６ 外筒 ２７ ノズル孔 ２８ セラミックス多孔体 ３０ 冷却ジャケット ３１ 外筒部材 ３２ａ，３２ｂ 内筒部材 ３３ 冷媒入口 ３４ 中間連絡口 ３５ 冷媒出口 ３６ 連通孔 ３７ 仕切壁 ４０ ラジエータ

───────────────────────────────────────────────────── 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 実開 昭60−155714（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−54707（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−76115（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−108222（ＪＰ，Ｕ) 実公 平１−14726（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F01N 3/02 321 F01N 3/24 F01N 3/36

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気通路に、排気
   ガス中の黒鉛を捕捉するフィルタと、該フィルタへ送給
   する前の排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、該触媒燃
   焼器へ送給する前の排気ガス中に少なくとも燃料を供給
   し得る第１ノズルと、該第１ノズルから燃料を供給する
   前に排気ガスを所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼器と
   を、下流側から上流側へ順次配設した黒煙除去装置にお
   いて、前記予燃焼器は、前記排気ガスが旋回導入される
   外筒と該外筒内に導入された排気ガスの一部が周壁部に
   形成した複数のノズル孔より旋回導入されると共に内壁
   部が耐熱性材料で被われた内筒との二重筒で形成され、
   前記内筒内に燃料と空気の混合気を供給し得る第２ノズ
   ルと、前記混合気に着火するためのグロープラグとを備
   えると共に、前記グロープラグは冷媒入口及び冷媒出口
   を有した冷却ジャケットを介して前記予燃焼器に複数本
   取り付けられ、且つ前記冷却ジャケットは冷媒が前記グ
   ロープラグを一本宛順次循環して冷却するジャケット構
   造を有することを特徴とする黒煙除去装置。
2. 【請求項２】 ディーゼルエンジンの排気通路に、排気
   ガス中の黒鉛を捕捉するフィルタと、該フィルタへ送給
   する前の排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、該触媒燃
   焼器へ送給する前の排気ガス中に少なくとも燃料を供給
   し得る第１ノズルと、該第１ノズルから燃料を供給する
   前に排気ガスを所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼器と
   を、下流側から上流側へ順次配設した黒煙除去装置にお
   いて、前記予燃焼器は、前記排気ガスが旋回導入される
   外筒と該外筒内に導入された排気ガスの一部が周壁部に
   形成した複数のノズル孔より旋回導入されると共に内壁
   部が耐熱性材料で被われた内筒との二重筒で形成され、
   前記内筒内に燃料と空気の混合気を供給し得る第２ノズ
   ルと、前記混合気に着火するためのグロープラグとを備
   えると共に、前記グロープラグは冷媒入口及び冷媒出口
   を有した冷却ジャケットを介して前記予燃焼器に取り付
   けられ、且つ前記冷媒として前記第２ノズルに供給され
   る燃料が迂回されて冷却ジャケット内を循環し、前記グ
   ロープラグを間接冷却することを特徴とする黒煙除去装
   置。
3. 【請求項３】 ディーゼルエンジンの排気通路に、排気
   ガス中の黒鉛を捕捉するフィルタと、該フィルタへ送給
   する前の排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と 、該触媒燃
   焼器へ送給する前の排気ガス中に少なくとも燃料を供給
   し得る第１ノズルと、該第１ノズルから燃料を供給する
   前に排気ガスを所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼器と
   を、下流側から上流側へ順次配設した黒煙除去装置にお
   いて、前記予燃焼器は、前記排気ガスが旋回導入される
   外筒と該外筒内に導入された排気ガスの一部が周壁部に
   形成した複数のノズル孔より旋回導入されると共に内壁
   部が耐熱性材料で被われた内筒との二重筒で形成され、
   前記内筒内に燃料と空気の混合気を供給し得る第２ノズ
   ルと、前記混合気に着火するためのグロープラグとを備
   えると共に、前記グロープラグは冷媒入口及び冷媒出口
   を有した冷却ジャケットを介して前記予燃焼器に取り付
   けられ、且つ前記冷媒として走行風と熱交換するラジエ
   ータ内の冷却液が冷却ジャケット内を循環し、前記グロ
   ープラグを間接冷却することを特徴とする黒煙除去装
   置。
4. 【請求項４】 前記冷却ジャケット内に複数本のグロー
   プラグが設けられると共に、冷媒がグロープラグを一本
   宛順次循環して冷却するジャケット構造を有することを
   特徴とする請求項２又は３記載の黒煙除去装置。