JP3492994B2 - 排気浄化装置 - Google Patents

排気浄化装置

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JP3492994B2 JP2000336035A JP2000336035A JP3492994B2 JP 3492994 B2 JP3492994 B2 JP 3492994B2 JP 2000336035 A JP2000336035 A JP 2000336035A JP 2000336035 A JP2000336035 A JP 2000336035A JP 3492994 B2 JP3492994 B2 JP 3492994B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、排気浄化装置に関
するものである。 【0002】 【従来の技術】ディーゼルエンジンから排出されるパテ
ィキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、
炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSO
F分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)と
を主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸
成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパテ
ィキュレートの低減対策として、図4に示す如く、ディ
ーゼルエンジン1からの排気ガス2が流通する排気管3
の途中にパティキュレートフィルタ4を装備することが
考えられている。 【0003】図5に示すように、パティキュレートフィ
ルタ4は、コージェライトなどのセラミックから成る多
孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された
各流路5の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされ
ていない流路5については、その出口が目封じされるよ
うになっており、各流路5を区画する多孔質薄壁6を透
過した排気ガス2のみが下流側へ排出され、排気ガス2
中のパティキュレートが前記多孔質薄壁6の内側表面に
捕集されるようにしてある。 【0004】斯かるパティキュレートフィルタ4におい
ては、近年の厳しい規制値をクリアし得るよう多量の捕
集表面積が必要となるが、単純にパティキュレートフィ
ルタ4を軸心方向へ延長するだけでは、排気ガス2の通
気抵抗を大幅に増加してしまうことになる。 【0005】他方、図6及び図7に示すように、排気ガ
ス2の通気抵抗の増加を抑制しつつ捕集表面積を増大す
る手段としては、複数のパティキュレートフィルタ4を
排気ガス2の流れ方向に対し並列に配置して入口総面積
を大きくとることが考えられる。 【0006】尚、図中7は各パティキュレートフィルタ
4に外装されたクッション材、8は該クッション材7の
軸心方向中間部に介装されたシール材、9は各パティキ
ュレートフィルタ4をクッション材7及びシール材8を
介して収容する内筒、10は各内筒9を排気ガス2の流
れ方向に固定する抑え板、11は各パティキュレートフ
ィルタ4の全てをまとめて抱持している外筒を示してい
る。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ここに
図示している例の如く、例えば四つのパティキュレート
フィルタ4を並列に配置した場合、これら各パティキュ
レートフィルタ4を抱持する外筒11の外径が大きくな
り、車両への搭載に支障が生じるという不具合があっ
た。 【0008】即ち、この種のパティキュレートフィルタ
4が装備される場所は、左右何れか一方におけるシャシ
フレームの下面あたりとなるので、該シャシフレームの
下方にて地上最低高さ(自動車の接地部以外の部分にお
ける地面との最小間隙:ロードクリアランス)を考慮し
つつ確保できる高さ寸法には自ずから限界があり、ま
た、車幅方向における中央側のプロペラシャフトと外側
のタイヤ周辺部との間に確保できる幅寸法にも限界があ
るので、外筒11の外径を高さ方向や幅方向に拡張する
ことは実質的に困難であった。 【0009】また、図7に示す如き歪な断面形状の外筒
11を製作するにあたっては、従来の円筒形又は楕円筒
形のマフラ筒を作る場合の板巻工法をそのまま用いるこ
とが困難であり、仮に板巻工法を用いて外筒11を製作
できるとしても、その外径寸法が従来のマフラ筒の数倍
径となるため、加工機を新設しなければならなくなると
いう不具合もあった。 【0010】本発明は上述の実情に鑑みてなしたもの
で、排気ガスの通気抵抗の増加や車両への搭載性の悪化
を招くことなく捕集表面積を増大することが可能で、し
かも、従来のマフラ筒を作る加工機をそのまま流用して
板巻工法により容易に製作し得るようにした排気浄化装
置を提供することを目的としている。 【0011】 【課題を解決するための手段】本発明は、排気管の途中
に装備されて排気ガス中のパティキュレートを除去する
排気浄化装置であって、排気管の軸心方向と略平行な向
きに延びて円筒状を成す内筒内に複数のパティキュレー
トフィルタを所要間隔で直列に装填することにより、該
内筒内における前記各パティキュレートフィルタを挟ん
だ前後位置に導入空間及び排出空間を交互に形成し、前
記内筒の周囲に断面形状が閉曲線状を成すように外筒を
外装することにより、相互に隔絶された一対の導入ジャ
ケット及び排出ジャケットを夫々形成し、前記内筒の導
入空間及び排出空間の形成箇所における円周方向適宜位
置に連通孔を形成することにより、前記各導入空間及び
導入ジャケットの相互間と前記各排出空間及び排出ジャ
ケットの相互間とを連通せしめ、排気管の上流側から前
記導入ジャケットに排気ガスを導いて前記各導入空間に
分配し且つ前記各排出空間から前記排出ジャケットに排
気ガスを抜き出して排気管の下流側へ送出し得るように
構成したことを特徴とするものである。 【0012】従って、本発明では、排気管の上流側から
導かれた排気ガスが、導入ジャケットに導入されて該導
入ジャケットから各導入空間へと分配され、次いで、該
各導入空間から各パティキュレートフィルタへと導入さ
れて該各パティキュレートフィルタを通過する間にパテ
ィキュレートを捕集されて浄化される。 【0013】更に、各パティキュレートフィルタを通過
して浄化された排気ガスは、各排出空間へと排出されて
該各排出空間から排出ジャケットへと抜き出され、該排
出ジャケットから排気管の下流側へと排出される。 【0014】そして、このように排出ジャケットから各
導入空間を介し排気ガスを分配して各パティキュレート
フィルタに導入し、該各パティキュレートフィルタを通
過して浄化された排気ガスを各排出空間を介し排出ジャ
ケットに集めて排出する方式によれば、各パティキュレ
ートフィルタの配置自体が直列であっても、実質的には
各パティキュレートフィルタを並列に配置した場合と同
様の排気ガスの流れを実現することが可能となり、排気
ガスを複数のパティキュレートフィルタに分配して1パ
スで通過させることにより入口総面積を大きくして排気
ガスの通気抵抗の増加を抑制しつつ捕集表面積を増大す
ることが可能となる。 【0015】 【0016】 更に、内筒の周囲に断面形状が閉曲線状
を成すように外筒を外装することによって、相互に隔絶
された一対の導入ジャケット及び排出ジャケットを夫々
形成するようにしているので、従来の円筒形又は楕円筒
形のマフラ筒を作る場合の板巻工法をそのまま用いるこ
とが可能であり、しかも、その外径寸法も従来のマフラ
筒と大差ない範囲に収まるので、従来のマフラ筒を作る
加工機をそのまま流用することが可能となる。 【0017】 【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照しつつ説明する。 【0018】図1及び図2は本発明を実施する形態の一
例を示すもので、図4〜図7と同一の符号を付した部分
は同一物を表わしている。 【0019】図1に上方から見た平面断面図で示すよう
に、本形態例においては、排気管3の軸心方向と略平行
な向きに延びて円筒状を成す内筒9内に二つのパティキ
ュレートフィルタ4が所要間隔を隔てて直列に装填され
ており、この内筒9内における車両前後方向(図1中の
左右方向)前側(図1中の左側)のパティキュレートフ
ィルタ4の前方部分と、後側(図1中の右側)のパティ
キュレートフィルタ4の後方部分とには導入空間12が
夫々形成され、両パティキュレートフィルタ4の相互間
には排出空間13が形成されるようになっている。 【0020】そして、前記内筒9の車幅方向(図1中の
上下方向)左側(図1中の下側)の外周部分には、排気
管3の上流側から排気ガス2を導いて前記各導入空間1
2に対し分配し得るよう前記各パティキュレートフィル
タ4の並び方向に導入ジャケット14が延設されてお
り、他方、前記内筒9の車幅方向右側(図1中の上側)
の外周部分には、前記排出空間13から排気ガス2を抜
き出して排気管3の下流側へ送出し得るよう前記各パテ
ィキュレートフィルタ4の並び方向に排出ジャケット1
5が延設されている。 【0021】ここで、これらの導入ジャケット14及び
排出ジャケット15は、図2に示す如く、前記内筒の周
囲に楕円筒状を成すように外筒11を板巻工法で外装す
ることにより、三日月型の断面形状を成して相互に隔絶
されたものとして製作されるようになっており、前記各
導入空間12及び導入ジャケット14の相互間と、前記
排出空間13及び排出ジャケット15の相互間とは、前
記内筒9の各導入空間12及び排出空間13の形成箇所
における円周方向適宜位置に穿設した連通孔16,17
により連通されるようになっている。 【0022】尚、ここに図示している例においては、従
来におけるマフラの配置場所に、該マフラに換えて、消
音機能を兼ね備えた排気浄化装置として装備する場合を
例示しており、導入ジャケット14の前端部分に前方へ
向け突設された入口パイプ18が排気管3の実質的な終
端に接続され、排出ジャケット15の後端部分にはテー
ルパイプ19が後方へ向けて突設されるようになってい
る。 【0023】而して、このようにすれば、排気管3の上
流側から導かれた排気ガス2が、導入ジャケット14に
導入されて該導入ジャケット14から各導入空間12へ
と分配され、次いで、該各導入空間12から各パティキ
ュレートフィルタ4へと導入されて該各パティキュレー
トフィルタ4を通過する間にパティキュレートを捕集さ
れて浄化される。 【0024】更に、各パティキュレートフィルタ4を通
過して浄化された排気ガス2は、各排出空間13へと排
出されて該各排出空間13から排出ジャケット15へと
抜き出されて車外へ排出される。 【0025】そして、このように排出ジャケット15か
ら各導入空間12を介し排気ガス2を分配して各パティ
キュレートフィルタ4に導入し、該各パティキュレート
フィルタ4を通過して浄化された排気ガス2を排出空間
13を介し排出ジャケット15に集めて排出する方式に
よれば、各パティキュレートフィルタ4の配置自体が直
列であっても、実質的には各パティキュレートフィルタ
4を並列に配置した場合と同様の排気ガス2の流れを実
現することが可能となり、排気ガス2を複数のパティキ
ュレートフィルタ4に分配して1パスで通過させること
により入口総面積を大きくして排気ガス2の通気抵抗の
増加を抑制しつつ捕集表面積を増大することが可能とな
る。 【0026】従って、上記形態例によれば、複数のパテ
ィキュレートフィルタ4を排気管3の軸心方向と略平行
な向きに直列に配置するようにしているので、外筒11
の外径の高さ方向や幅方向への大幅な拡張を回避するこ
とができ、しかも、各パティキュレートフィルタ4の配
置自体が直列であっても、実質的には各パティキュレー
トフィルタ4を並列に配置した場合と同様の排気ガス2
の流れを実現することができるので、排気ガス2の通気
抵抗の増加や車両への搭載性の悪化を招くことなく捕集
表面積を増大することができる。 【0027】また、従来の円筒形又は楕円筒形のマフラ
筒を作る場合の板巻工法をそのまま用いることができ、
しかも、その外径寸法も従来のマフラ筒と大差ない範囲
に収めることができるので、従来のマフラ筒を作る加工
機をそのまま流用して板巻工法により容易に製作するこ
とができる。 【0028】図3は本発明の別の形態例を示すもので、
この形態例においては、少なくとも三つ以上の多数のパ
ティキュレートフィルタ4を直列に配置した例を示すも
のであり、パティキュレートフィルタ4の数を増やした
こと以外は、先に説明した図1及び図2のものと殆ど変
わりないものである。 【0029】そして、このようにパティキュレートフィ
ルタ4の数を三つ以上に増やした場合には、外筒11の
軸心方向への長さ寸法が長く形成されることになるが、
外筒11の軸心方向への延長は、車両への搭載性に大き
な支障をもたらすものではなく、また、従来のマフラ筒
を作る加工機でも対応可能であるので、前述した図1及
び図2の形態例の場合と同様に、排気ガス2の通気抵抗
の増加や車両への搭載性の悪化を招くことなく捕集表面
積を更に増大することができ、しかも、従来のマフラ筒
を作る加工機をそのまま流用して板巻工法により容易に
製作することができる。 【0030】尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態
例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱
しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論で
ある。 【0031】 【発明の効果】上記した本発明の排気浄化装置によれ
ば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 【0032】 (I)複数のパティキュレートフィルタ
を排気管の軸心方向と略平行な向きに直列に配置するよ
うにしているので、外筒の外径の高さ方向や幅方向への
大幅な拡張を回避することができ、しかも、各パティキ
ュレートフィルタの配置自体が直列であっても、実質的
には各パティキュレートフィルタを並列に配置した場合
と同様の排気ガスの流れを実現することができるので、
排気ガスの通気抵抗の増加や車両への搭載性の悪化を招
くことなく捕集表面積を増大することができる。 【0033】 (II)従来の円筒形又は楕円筒形のマ
フラ筒を作る場合の板巻工法をそのまま用いることがで
き、しかも、その外径寸法も従来のマフラ筒と大差ない
範囲に収めることができるので、従来のマフラ筒を作る
加工機をそのまま流用して板巻工法により容易に製作す
ることができる。
【図面の簡単な説明】 【図1】本発明を実施する形態の一例を示す平面断面図
である。 【図2】図1のII−II方向の矢視図である。 【図3】本発明の別の形態例を示す平面断面図である。 【図4】従来例を示す概略図である。 【図5】図4のパティキュレートフィルタの詳細を示す
断面図である。 【図6】複数のパティキュレートフィルタを並列に配置
した例を示す平面断面図である。 【図7】図6のVII−VII方向の矢視図である。 【符号の説明】 2 排気ガス 3 排気管 4 パティキュレートフィルタ 9 内筒 11 外筒 12 導入空間 13 排出空間 14 導入ジャケット 15 排出ジャケット 16 連通孔 17 連通孔
フロントページの続き (72)発明者 土屋 修 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日 野自動車株式会社内 (72)発明者 舟橋 博 東京都日野市日野台3丁目1番地1 日 野自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平3−258907(JP,A) 特開 平9−317441(JP,A) 特開 昭59−115419(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F01N 3/02 B01D 46/00

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】排気管の途中に装備されて排気ガス中のパ
    ティキュレートを除去する排気浄化装置であって、排気
    管の軸心方向と略平行な向きに延びて円筒状を成す内筒
    内に複数のパティキュレートフィルタを所要間隔で直列
    に装填することにより、該内筒内における前記各パティ
    キュレートフィルタを挟んだ前後位置に導入空間及び排
    出空間を交互に形成し、前記内筒の周囲に断面形状が閉
    曲線状を成すように外筒を外装することにより、相互に
    隔絶された一対の導入ジャケット及び排出ジャケットを
    夫々形成し、前記内筒の導入空間及び排出空間の形成箇
    所における円周方向適宜位置に連通孔を形成することに
    より、前記各導入空間及び導入ジャケットの相互間と前
    記各排出空間及び排出ジャケットの相互間とを連通せし
    め、排気管の上流側から前記導入ジャケットに排気ガス
    を導いて前記各導入空間に分配し且つ前記各排出空間か
    ら前記排出ジャケットに排気ガスを抜き出して排気管の
    下流側へ送出し得るように構成したことを特徴とする排
    気浄化装置。
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CN110339631A (zh) * 2018-04-03 2019-10-18 中国科学院大连化学物理研究所 一种煤热解气体高温在线除尘净化装置及其工作方法

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