JPH022890Y2 - - Google Patents

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JPH022890Y2
JPH022890Y2 JP1983151632U JP15163283U JPH022890Y2 JP H022890 Y2 JPH022890 Y2 JP H022890Y2 JP 1983151632 U JP1983151632 U JP 1983151632U JP 15163283 U JP15163283 U JP 15163283U JP H022890 Y2 JPH022890 Y2 JP H022890Y2
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Description

【考案の詳細な説明】 本願は、内燃機関特にデイーゼル機関の排気系
に用いられる排気微粒子分離装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present application relates to an exhaust particulate separator used in the exhaust system of an internal combustion engine, particularly a diesel engine.

排気中の微粒子は、主としてサブミクロンオー
ダのカーボン粒子から成る。したがつて、これを
分離、除去するには、細目の耐熱材を有するフ
イルタが用いられる。しかしながら、このような
フイルタでは、早期目づまりをもたらし、長期の
使用に耐え得ない。そのため、このようなフイル
タに加え、さらにフイルタ再生手段を併設させた
排気微粒子分離装置が提案されている。再生手段
は、カーボン粒子により目づまり状態にあるフイ
ルタを加熱しカーボン粒子を焼失させフイルタ機
能を復元させる加熱装置である。その場合の加熱
は、燃料バーナによりなされる。燃料バーナは、
確実に高温が得られる点において、電熱ヒータ等
の加熱装置より優れており、実用に供されてい
る。
The particulates in the exhaust mainly consist of submicron-order carbon particles. Therefore, in order to separate and remove this, a filter having a fine heat-resistant material is used. However, such a filter causes premature clogging and cannot withstand long-term use. Therefore, in addition to such a filter, an exhaust particulate separation device has been proposed which is further provided with a filter regeneration means. The regeneration means is a heating device that heats the filter clogged with carbon particles to burn out the carbon particles and restore the filter function. Heating in that case is done by a fuel burner. The fuel burner is
It is superior to heating devices such as electric heaters in that it can reliably obtain high temperatures, and is in practical use.

従来の排気微粒子分離装置は、第1図に示すよ
うに、排気管1の下流側に設けたフイルタ2と該
フイルタの入口面3の前方に配設した燃料バーナ
4とで構成されている。また、燃料バーナ4近傍
には、補助空気の供給管5が設けられる。この装
置は、フイルタ2がカーボン粒子によつて目づま
りすると、燃料を噴射し点火させる燃料バーナ4
を作動させ、フイルタ2を加熱して、補捉したカ
ーボン粒子を燃焼、焼失させるようになつてい
る。
As shown in FIG. 1, a conventional exhaust particulate separator is comprised of a filter 2 provided downstream of an exhaust pipe 1 and a fuel burner 4 provided in front of an inlet surface 3 of the filter. Furthermore, an auxiliary air supply pipe 5 is provided near the fuel burner 4 . This device uses a fuel burner 4 that injects and ignites fuel when the filter 2 is clogged with carbon particles.
is activated to heat the filter 2 and burn out the captured carbon particles.

ところで、このような装置によつて、フイルタ
再生を良好にするためには、燃料バーナ4は次の
ような要求を満たす必要がある。第1に、耐熱材
のフイルタ2が不均等加熱を受け熱歪みにより破
損するのを防ぐため、回転は均等になされなけれ
ばならない。第2に、機関の作動状態(機関回転
数等)が変化した場合でも、燃料バーナ4は、安
定に燃焼するものでなければならない。このよう
な要求を満たすものとして、第2図に示すよう
に、補助空気供給管5を接線方向に設けて補助空
気を旋回させるようにするとともに燃料のインジ
エクタ6の前方に燃料案内パイプ7を設けて成る
燃料バーナ4を用いたものが、本考案者らにより
提案されている。
By the way, in order to improve the filter regeneration using such a device, the fuel burner 4 needs to satisfy the following requirements. First, the rotation must be uniform to prevent the filter 2, which is made of heat-resistant material, from being unevenly heated and damaged by thermal distortion. Second, the fuel burner 4 must be able to burn stably even when the operating state of the engine (engine speed, etc.) changes. In order to meet these requirements, as shown in FIG. 2, an auxiliary air supply pipe 5 is provided in the tangential direction to swirl the auxiliary air, and a fuel guide pipe 7 is provided in front of the fuel injector 6. The inventors of the present invention have proposed a fuel burner 4 consisting of:

しかしながら、このものの場合には、次のよう
な点において不十分となる。すなわち、インジエ
クタ6から噴射された燃料は、いつたん霧化した
ものが、燃料案内パイプ等に付着し凝集すること
によりあるいは当初から不完全霧化状態にあるこ
とにより、比較的粗大な液滴を形成することがあ
り(第2図のa)、その結果、噴射された燃料の
濃度が不均一化し、また液滴の表面のみ燃焼する
に過ぎず、あるいは液滴状の燃料は火災があつて
も燃焼し難く、したがつて、不均一な燃焼、加熱
状態となるのである。
However, this method is insufficient in the following points. In other words, the fuel injected from the injector 6 may form relatively coarse droplets due to the atomization adhering to the fuel guide pipe and agglomeration, or due to incomplete atomization from the beginning. As a result, the concentration of the injected fuel becomes uneven, and only the surface of the droplet burns, or the droplet-shaped fuel is burned during a fire. It is also difficult to burn, resulting in uneven combustion and heating.

本願は、上記に鑑み、排気管路に、耐熱性のフ
イルタを設け、フイルタ前方に、燃料インジエク
タのノズルの周りに案内筒を設け、案内筒先端前
方に断面逆L字状のしようへき板を設け、さらに
案内筒の周りにバーナ筒を設けた燃料バーナを配
設し、バーナ筒内に点火装置を設けた構成とする
ことにより、燃料インジエクタからの燃料が粗大
化した液滴状のまま燃焼するのを防止し、安定で
均一な燃焼をもたらすようにしたものである。
In view of the above, the present application provides a heat-resistant filter in the exhaust pipe, a guide tube around the nozzle of the fuel injector in front of the filter, and a guide plate with an inverted L-shaped cross section in front of the tip of the guide tube. Furthermore, by arranging a fuel burner with a burner tube around the guide tube and installing an ignition device inside the burner tube, the fuel from the fuel injector burns in the form of coarse droplets. It is designed to prevent this from happening and to bring about stable and uniform combustion.

実施例により説明すると、第3図は本考案の排
気微粒子分離装置10であつて、排気管路11に
燃料バーナ12およびフイルタ13を順次配設し
て成る。フイルタ13は、耐熱材のセラミツクで
形成された、いわゆるハニカム状のものあるいは
三次元網目状のものである。他の例として金属メ
ツシユから成るものでもよい。燃料バーナ12
は、燃料インジエクタ14のノズルの周りに設け
た先端が開放する案内筒16と、これの外側に連
結して設けられ一端が閉塞し他端が開放するバー
ナ筒17とを有しており、バーナ筒17の開放す
る他端は排気管路11に開放し前記フイルタ13
に対面して位置する。案内筒16の先端の前方に
は、該案内筒に連結されたしようへき板18が設
けられる。しようへき板18は、断面がほぼ逆L
字状のものであつて、その水平部18aは案内筒
16下底面とバーナ筒17とをの間に位置してお
り、またその垂直部18bは案内筒16の開放す
る先端をさえぎるように位置している。バーナ筒
17には、旋回流形成手段たとえば閉塞端近傍の
側壁に接線向きに設けた補助空気管20が取付け
られる。他の旋回流形成手段としては、バーナ筒
17の閉塞端に旋回羽根を設けたものもある。バ
ーナ筒17内には、点火装置19が設けられ、点
火装置19は、たとえばグローまたはスパークプ
ラグである。また、上記燃料インジエクタ14と
しては、高圧用または低圧用のものがある。
To describe an embodiment, FIG. 3 shows an exhaust particulate separator 10 of the present invention, in which a fuel burner 12 and a filter 13 are sequentially arranged in an exhaust pipe line 11. The filter 13 is made of ceramic, which is a heat-resistant material, and has a so-called honeycomb shape or a three-dimensional mesh shape. As another example, it may be made of metal mesh. fuel burner 12
The burner tube has a guide tube 16 provided around the nozzle of the fuel injector 14 with an open tip, and a burner tube 17 connected to the outside of the guide tube 16 with one end closed and the other end open. The other open end of the cylinder 17 is open to the exhaust pipe line 11 and the filter 13 is opened to the exhaust pipe line 11.
located facing the In front of the tip of the guide tube 16, a partition plate 18 connected to the guide tube is provided. The cutting plate 18 has an almost inverted L cross section.
The horizontal part 18a is located between the bottom surface of the guide cylinder 16 and the burner cylinder 17, and the vertical part 18b is located so as to block the open tip of the guide cylinder 16. are doing. A swirling flow forming means, for example, an auxiliary air pipe 20 provided tangentially to the side wall near the closed end is attached to the burner cylinder 17. Another swirling flow forming means is one in which swirling vanes are provided at the closed end of the burner cylinder 17. An ignition device 19 is provided within the burner cylinder 17, and the ignition device 19 is, for example, a glow or a spark plug. Further, the fuel injector 14 may be one for high pressure or one for low pressure.

排気微粒子分離装置10は、デイーゼル機関の
排気マニフオルドに連結され、使用に供される。
The exhaust particulate separator 10 is connected to an exhaust manifold of a diesel engine and put into use.

カーボン粒子を含む排気は、排気管路11を通
つてフイルタ13の入口面13aに至り、さらに
フイルタ13内を流通して大気へ放出される。カ
ーボン粒子は、フイルタ13を流通する間に捕捉
される。フイルタ13が所定の目づまり状態に達
すると、たとえばフイルタ13前後の差圧を感知
し作動する手段(図示しない)により、点火装置
19が点火し次いで燃料インジエクタ14が始動
する。同時に、補助空気管20から補助空気がバ
ーナ筒17内に導入される。燃料インジエクタ1
4のノズル15から噴射された燃料は、霧状ある
いは小滴状で案内筒16内に滞留し、もしくはし
ようへき板18に衝突し飛散する。補助空気管2
0からの補助空気は、旋回流となつて、バーナ筒
17内を廻流し、噴射された燃料と混合する。点
火装置19を点火させると、この混合体は着火し
燃焼する。この際の燃焼炎は、案内筒16および
旋回流によつて比較的均質なものとなり、排気と
混合し排気温を上昇させる結果、フイルタ13を
均一に加熱する。フイルタ13が所定温度以上に
なると、フイルタ13に捕捉されたカーボン粒子
は、燃焼、焼失し、フイルタ13は再生しその機
能を復元させる。フイルタ13により生ずる差圧
が低下すると、燃料バーナ12の燃料供給、補助
空気の供給は共に停止する。なお、補助空気は、
フイルタ13の目づまり状態の有無を問わず、作
動中連続的に流通させることも可能である。ま
た、バーナ筒17に通孔を設ければ、補助空気、
燃料と排気との混合は促進される。
The exhaust gas containing carbon particles passes through the exhaust pipe 11 to reach the inlet surface 13a of the filter 13, further flows through the filter 13, and is discharged to the atmosphere. Carbon particles are captured while flowing through the filter 13. When the filter 13 reaches a predetermined clogging state, the ignition device 19 is ignited and the fuel injector 14 is started by means (not shown) that senses and operates the differential pressure across the filter 13, for example. At the same time, auxiliary air is introduced into the burner cylinder 17 from the auxiliary air pipe 20. fuel injector 1
The fuel injected from the nozzle 15 of No. 4 stays in the guide cylinder 16 in the form of mist or droplets, or collides with the partition plate 18 and scatters. Auxiliary air pipe 2
The auxiliary air from 0 becomes a swirling flow, circulates inside the burner cylinder 17, and mixes with the injected fuel. When the igniter 19 is ignited, this mixture ignites and burns. The combustion flame at this time becomes relatively homogeneous due to the guide tube 16 and the swirling flow, mixes with the exhaust gas, and increases the exhaust temperature, thereby heating the filter 13 uniformly. When the temperature of the filter 13 reaches a predetermined temperature or higher, the carbon particles captured by the filter 13 are burned and burned away, and the filter 13 is regenerated to restore its function. When the differential pressure created by the filter 13 decreases, both the fuel supply and the auxiliary air supply to the fuel burner 12 are stopped. In addition, the auxiliary air is
It is also possible to allow the fluid to flow continuously during operation, regardless of whether or not the filter 13 is clogged. In addition, if a through hole is provided in the burner cylinder 17, auxiliary air,
Mixing of fuel and exhaust is facilitated.

上記においいて、燃料インジエクタ14から噴
射された燃料は、霧状のものがそれ自体凝集する
ことによりあるいはしようへき板18、案内筒1
6に衝突し凝集することにより粗大化し、燃焼を
止めたり、燃焼状態を不均一化し、不均一にフイ
ルタ13を加熱する虞れが生じるが、この虞れは
次のようにして除去される。すなわち、燃料イン
ジエクタ14からの燃料は、前記のよに、凝集、
粗大化するが、その際にはしようへき板18の水
平部18aに落下しそこに溜められる。一方、燃
焼によりしようへき板18は加熱されているから
しようへき板18の水平部18aに溜つた燃料は
蒸発し霧化した状態でバーナ筒17内に滞留し、
さらに均質燃焼するに至る。
In the above, the fuel injected from the fuel injector 14 is caused by the agglomeration of the atomized fuel itself, or by the fact that the fuel injected from the fuel injector 14 is mixed with the partition plate 18 and the guide cylinder 1.
There is a risk that the filter 13 will be coarsened by colliding with the particles 6 and agglomerating, stopping combustion, making the combustion state uneven, and heating the filter 13 unevenly, but this risk can be eliminated as follows. That is, as described above, the fuel from the fuel injector 14 aggregates,
The particles become coarse, but at that time they fall onto the horizontal portion 18a of the partition plate 18 and are collected there. On the other hand, since the partition plate 18 is heated by combustion, the fuel accumulated in the horizontal part 18a of the partition plate 18 evaporates and remains in the burner cylinder 17 in an atomized state.
This leads to even more homogeneous combustion.

以上のように本考案は、排気管路にフイルタを
設けるとともに該フイルタの前方に、燃料インジ
エクタ、案内筒、点火装置、そして旋回流形成手
段を設けたバーナ筒で成る燃料バーナを配置した
排気微粒子分離装置において、案内筒の前方に、
断面逆L字状しようへきを設けたものであるか
ら、インジエクタから噴射された燃料が小滴化し
これにより生ずる、不均一または不安定な燃焼状
態の発生を阻止し、フイルタの加熱を均一化し、
効果的にフイルタ機能を再生させることができ
る。
As described above, the present invention provides a filter in the exhaust pipe line and a fuel burner consisting of a burner cylinder equipped with a fuel injector, a guide cylinder, an ignition device, and a swirl flow forming means in front of the filter. In the separation device, in front of the guide tube,
The inverted L-shaped cross section prevents the fuel injected from the injector from becoming small droplets, which would result in uneven or unstable combustion, and evenly heats the filter.
The filter function can be effectively regenerated.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、従来の装置断面図、第2図はバーナ
の断面図、そして第3図は本考案の装置断面図で
ある。 12……燃料バーナ、13……フイルタ、14
……燃料インジエクタ、18……しようへき板。
FIG. 1 is a sectional view of a conventional device, FIG. 2 is a sectional view of a burner, and FIG. 3 is a sectional view of the device of the present invention. 12...Fuel burner, 13...Filter, 14
...Fuel injector, 18...Instruction plate.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 排気管路に耐熱性のフイルタを設け、該フイル
タの前方に、燃料インジエクタのノズルの周囲に
先端が開放する案内筒を設けるとともに該案内筒
先端の前方に断面逆L字状のしようへき板を設
け、案内筒の外周に、一端が閉塞し他端が開放し
壁面に補助空気旋回流形成手段を有するバーナ筒
を設けた燃料バーナを配設し、バーナ筒内に点火
装置を配設して成る排気微粒子分離装置。
A heat-resistant filter is provided in the exhaust pipe, and in front of the filter is provided a guide tube whose tip is open around the nozzle of the fuel injector, and in front of the tip of the guide tube is a guide plate with an inverted L-shaped cross section. A fuel burner is provided on the outer periphery of the guide tube, and includes a burner tube having one end closed and the other end open and having an auxiliary air swirling flow forming means on the wall surface, and an ignition device disposed inside the burner tube. Exhaust particulate separator consisting of:
JP15163283U 1983-09-30 1983-09-30 Exhaust particulate separator Granted JPS6058815U (en)

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JP15163283U JPS6058815U (en) 1983-09-30 1983-09-30 Exhaust particulate separator

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JPS6058815U JPS6058815U (en) 1985-04-24
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Families Citing this family (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0710020Y2 (en) * 1989-06-30 1995-03-08 株式会社土屋製作所 Burner device for particle separator

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5837914B2 (en) * 1976-11-09 1983-08-19 ブラザー工業株式会社 printing device

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JPS5837914U (en) * 1981-09-04 1983-03-11 日産自動車株式会社 Internal combustion engine exhaust particulate collection device

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JPS5837914B2 (en) * 1976-11-09 1983-08-19 ブラザー工業株式会社 printing device

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JPS6058815U (en) 1985-04-24

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