JPH03130521A - 排気黒煙除去装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、ディーゼル機関等の排気ガスに含まれるパテ
ィキュレート（ｒＨ粒子）を捕捉、除去するに適した排
気黒煙除去装置に関する。

［従来の技術］ ディーゼルエンジンの排気ガス中には、カーボンを主成
分とするパティキュレートが可成りの濃度（１５０〜２
５０１１ｇ／Ｎｍ３）で含まれ、公害の原因となってい
る。そこで、ディーゼルエンジンの排気ガス中からパテ
ィキュレートを捕捉、除去するための各種フィルタ装置
が提案されている。

例えば特開昭５７−３５９１８号には、第６図、第７図
に示すようなフィルタ１が開示されている。このフィル
タ１は、隔壁２で区画された複数のセル３を有するいわ
ゆるハニカムタイプのフィルタで、第６図に示すように
、一方の端面Ａにおいては各セル３の端面開口部がシー
ル材４によって交互に市松模様状に寒がれ、他方の端面
Ｂにおいては、上記一方の端面Ａにおいて塞がれたセル
３ａは開口し、上記一方の端面Ａにおいて開口している
セル３ｂはシール材５によって塞がれた構造をなしてい
る。このフィルタ１の一方の端面Ｂからディーゼルエン
ジンの排気ガスを導入すると、排気ガスは含塵ガス流路
をなすセル３ａ内に導入されて通気性のある隔壁２を通
過し、その時に含塵ガスに含まれるパティキュレートが
セル３ａの隔壁面に捕捉され、パティキュレ−トが除去
された清浄な排気ガスが清浄ガス流路をなすセル３ｂを
通って他方の端面Ａより流出する。

また、特開昭５６−１２４４１７号には、第８図に示す
ような直交流タイプのセラミックス製のフィルタ２０が
開示されている。このフィルタ２０は、全体として直方
体状の外形を有し、相互に平行な複数枚の長方形状の板
状体２１．２２と、リブ２３．２５と、スペーサ２４．
２６とから構成されている。これらの板状体２１，２２
．リブ２３．２５およびスペーサ２４．２６は、いずれ
もフィルタ機能を有する通気性の多孔質セラミックスか
らなる。板状体２１はフィルタ２０の最上面と最下面を
形成し、板状体２２は中間面を形成する。隣り合う板状
＃２１．２２は互いに平行であり、中間部に位置するス
ペーサ２４とリブ２３がいずれも板状体２１の一つの辺
に平行に延在する。リブ２３およびスペーサ２４の上縁
は上側の板状体２１または２２と一体的に接しており、
リブ２３およびスペーサ２４の下縁は下側の板状体２２
または２１と一体的に接している。これにより両端が開
口する複数の含塵ガス流路２７が形成される。板状体２
２の片側にはこうしたリブ２３およびスペーサ２４が設
けられているのに対し、同じ板状体２２の他の片側には
リブ２３およびスペーサ２４とは直交する方向に延在す
るリブ２５とスペーサ２６が設けられている。走行方向
が異なる点の池は、リブ２５．スペーサ２６は、それぞ
れリブ２３．スペーサ２４と同様に上縁と下縁が板状体
２１または板状体２２と一体的に接している。かくして
両端が開口し、走行方向が含塵ガス流路２７と直交する
複数の清浄ガス流路２８が形成されている。

この直交流タイプのフィルタ２０においては、含塵ガス
流路２７が開口する２つの端面のうち一方の端面を直接
または間接に閉塞しておき、他方の端面からディーゼル
排気ガスを導入する。あるいは、含塵ガス流路２１の開
口する２つの端面から同時に内方にディーゼル排気ガス
を導入する。そして、板状体２２がフィルタ面となって
パティキュレートが板状体２２の含塵ガス流路２１の内
面に捕捉され、パティキュレートが除去された清浄な排
気ガスが清浄ガス流路２８を経て系外へ流出する。

このようなフィルタを用いたフィルタ装置においては、
捕捉作用によって５フイルタの濾過面にパティキュレー
トが堆積して、フィルタの目詰まりを起こし、排気ガス
の通過圧力損失が次第に増加するという問題があった。

このため、実開昭６２−３５８４９号には、フィルタ体
の排気ガス入口上流側にバーナを設け、このバーナから
の高温燃焼ガスによってフィルタの壁面上に堆積したパ
ティキュレートを着火、燃焼させて焼却するようにした
パティキュレートトラップ装置が開示されている。

また、特開昭５６−９２３１８号には、排気ガス流路を
２系統に分割し、それぞれの流路にパティキュレートト
ラップを配置し、これらの流路においてフィルタの再生
、パティキュレートの捕捉を交互に行わせる方式が提案
されている。この場合の再生も、上記と同様にパティキ
ュレートを着火、燃焼させて焼却する方法が採用されて
いる。

しかしながら、捕捉されたパティキュレートを燃焼させ
る上記従来の方法では、パティキュレートの燃焼熱によ
ってフィルタが溶損したり、熱衝撃あるいは温度分布に
起因してクラックが発生し易いという問題点があった。

さらに、ディーゼル排気ガス中には無視できない量の不
燃成分が含有され、これらの不燃成分は、燃焼によって
も除去されずにフィルタ上に蓄積され、長時間運転する
とフィルタの通気圧損が増大するという問題もあった。

このような問題点を解決するため、本出願人は、第９図
に示すようなパティキュレートトラップ装置を既に提案
している。（特願平１−７６７７’ｌ）すなわち、上方
、下方および一つの側方に開口部を有するケーシング１
０３ａ、　ｔ０３ｂの内部に、所要のシール部材３２を
介して外形直方体状の直交流タイプのフィルタ１０４ａ
、　１０４ｂが収容されている。

フィルタ１０４ａ、　１０４ｂは、上方から下方に貫通
する含塵ガス流路３４と、一端が閉じられ他端が側方に
開口する清浄ガス流路３５とが通気性の多孔質材質の隔
壁で区画されて形成されている。

ディーゼルエンジン１０１に接続された排気管１０２が
２本の排気ガスの導入管１０２ａ、　１０２ｂに分岐さ
れ、各々ケーシング１０３ａ、　１０３ｂの上部に接続
されている。そして、各々清浄ガス流路が開口する側の
ケーシング３８ａ、３８ｂには、各々清浄ガスの導出管
１０２ａ、　１０２ｂが接続されている。さらに、各々
導出管１０２ａ、　ｔ０２ｂへの入り口付近には、上流
側に向けて開口する加圧気体噴射用の逆洗ノズル１０８
ａ、１０８ｂが、また導出管１０２ａ　、１０２ｂ内に
は開閉弁１０９ａ、　ｔ０９ｂが設けられている。

各ケーシング１０３ａ、　１０３ｂの下部には微粒子骨
は部１１２ａ、　１１２ｂが設けられている。ｖ＆粒子
受は部１１２ａ、　１１２ｂには、パティキュレート焼
却管１２０ａ１２０ｂが接続され、さらにこのパティキ
ュレート焼却管１２０ａ、　１２０ｂには電気ヒータ１
２１ａ、　１２１ｂおよび燃焼用空気供給ノズル１２２
ａ、　１２２ｂが配置されている。また、パティキュレ
ート焼却管１２０ａ、　１２０ｂには、排出パイプ１２
７ａ、　１２７ｂが接続され、排気ガスの一部をフィル
タ１０４ａ、　１０４ｂを通過させずに直接系外へ放出
するようになっている。

前記パティキュレート焼却管１２０ａ、　１２０ｂおよ
び排出パイプ１２７ａ、　１２７ｂを通り、系外へ放出
される排気ガスの量は、導入管１０２ａ、　１０２ｂか
ら導入された排気ガスの内、０２〜５％程度となるよう
に、排出パイプ１２７ａ、　１２７ｂの入口に設けられ
たオリフィス１２８の孔面積で設定されている。

ディーゼルエンジンからの排気ガスは、導入管３７ａ、
３７ｂを経てフイ／Ｉ／夕１０４ａ、　１０４ｂの含塵
ガス流路３４にその上流開口端から導入される。排気ガ
スの大部分は、隔壁を通過して清浄ガス流路３５を経て
導出管１０２ａ、　１０２ｂに流出するが、排気ガス中
のパティキュレートは隔壁を通過できず、含塵ガス流路
３４の内壁面に付着堆積する。排気ガスの一部は、前述
したように、パティキュレート焼却管１２０ａ、　１２
０ｂおよび排出パイプ１２７ａ、　１２７ｂを通過して
系外へ排出されるが、この場合には、パティキュレート
焼却管１２０ａ、　１２０ｂを通過する間にそこに配置
されている電気ヒータ１２１ａ、　１２１ｂにより、パ
ティキュレートへの着火、燃焼がおこなわれ、その結果
、通常時には、排出パイプ１２７ａ、　１２７ｂより排
出されるガスには、不燃分のみが含まれている。

こうした集塵操作を適宜な時間継続した後、短時間の逆
洗を２つのフィルタ？０４ａ、　１０４ｂに対して交互
に行う。

逆洗操作では、先ず開閉弁１０９ａもしくは１０９ｂを
閉じ、０〜１秒の後に逆洗ノズル１０８ａもしくは１０
８ｂから加圧気体、特には加圧空気を例えば０．１〜１
秒程度の時間噴射する。噴射された気体は、パルス流と
なって清浄ガス流路３５に流れ込み、隔壁を通って含塵
ガス流路３４へと通常時と逆の方向へ流れる。その際に
、含塵ガス流路３４の内面に付着、堆積していたパティ
キュレートは剥落し、その一部は含塵ガス流路３４内に
浮遊するが、大部分は落下して微粒子骨は部１１２ａ、
　１１２ｂに捕集される。

かくして、ｓ塵操作において含塵ガス流路３４内面に捕
捉されたパティキュレートは、逆洗操作によって、微粒
子骨は部１１２ａ、　１１２ｂに移しかえられ、フィル
タ１０４ａ、　１０４ｂのフィルタ機能は再生される。

一方、微粒子骨は部１１２ａ、　１１２ｂに移しかえら
れたパティキュレートは、一部の排気ガス流にのってパ
ティキュレート焼却管１２０ａ、　１２０ｂへ導入され
るが、前記のとおり、そこに配置されている電気ヒータ
１２１ａ、　１２１ｂにより、パティキュレートへの着
火、燃焼がおこなわれ、最終的には不燃分のみを含むガ
スが排出パイプ１２７ａ、　１２７ｂより排出される。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながらこのパティキュレートトラップ装置では、
逆洗操作中に微粒子骨は部１１２ａ又は１１２ｂの内部
の圧力が＃を間約に上昇するために、パティキュレート
焼却管１２０ａ又は１２０ｂおよび排出パイプ１２７ａ
又は１２７ｂを通過して系外へ排出される排気ガスの量
が瞬間的に増加する。その結果、十分燃焼し終えていな
いパティキュレートも排出され、−時的ながら、少量の
黒煙が排出される。

本発明の目的は、パティキュレート中の不燃分を連続的
に排出しながら補足したパティキュレートを焼却し、か
つ、逆洗操作中にも黒煙を放出しないディーゼルエンジ
ン等の排気ガス中からパティキュレートを捕捉する黒煙
除去装置を提供することにある。

〔発明の構成〕

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
ものである。

本発明の排気黒煙除去装置では、内燃機関の排気通路に
、ｐ壁で区画された含塵ガス流路と清浄ガス流路とを有
するフィルタと、前記含塵ガス流路に含塵ガスを導入す
る導入管と、前記清浄ガス流路から清浄ガスを流出させ
る流出管と、前記清浄ガス流路から前記濾壁を通って前
記含塵ガス流路へ流れるガス流を間欠的に発生させる逆
洗手段と、前記含塵ガス流路から前記逆洗によって払い
落とされたパティキュレートを受けるように配置された
微粒子骨は部と、前記微粒子骨は部の底部から前記含塵
ガスの一部をパティキュレート焼却管を経て排出する排
出パイプが配置され、さらに前記パティキュレート焼却
管に電気ヒータあるいは燃焼バーナからなるパティキュ
レート着火手段と前記逆洗に同期して前記一部排気ガス
の排出を一時的に閉止するガス閉止手段が前記排出パイ
プに設けられていることを特徴としている。

本発明の排気黒煙除装置の好ましい形態では、前記排出
パイプが前記流出管の下流に設けられた排気通路と連通
ずるバイパスとなっている。

本発明の排気黒煙除去装置の他の好ましい形態では、前
記ガス閉止手段が、前記逆洗の操作期間中に電気信号に
よって閉止作動する機械式弁あるいは加圧空気の供給に
よって流れを閉止あるいは加圧空気を前記微粒子骨は部
へ一部逆流させることによって実質的に前記排気ガスの
前記排出パイプからの一部排出を閉止させるガス閉止手
段からなっている。

また、さらに好ましくは、前記フィルタの「壁を通過せ
ずに前記微粒子骨は部から前記パティキュレート焼却管
と前記排出パイプを通り排出される排気ガスの量が、全
排気ガス量の０２〜５％量となるように、前記パティキ
ュレート焼却管の下流に流ｍ制御機構が配置されている
６本発明の排気黒煙除去装置のさらに好ましい形態では
、前記フィルタが一対の対向する端面の一方の端面から
他方の端面へ貫通ずる相互に平行な複数の孔が形成され
ている通気性の多孔質材質からなる板状体を、前記端面
を揃えるようにして複数枚平行に積層し、且つ、前記板
状体相互間に前記複数の孔とは前記Ｗｉ、状体の多孔質
壁により区画される別の流路を構成されている直交流タ
イプのフィルタである。

さらに、本発明の排気黒煙除去装置の他の好ましい形態
では、前記パティキュレート焼却管に燃焼用空気供給手
段を配置している。

［作用〕 本発明の排気黒煙除去装置で・は、フィルタの再生を逆
洗ノズルからの高圧ガスを噴出する逆洗方式で行うので
、フィルタ面上で微粒子を燃焼させる方式におけるフィ
ルタの熱損傷や不燃性成分の堆積などの問題を解決して
いる。

また、微粒子受け部よりパティキュレート焼却管および
排出パイプを通して排気ガスの一部を継続的に排出させ
、不燃分を継続的に系外へ排出しているので、定期的に
不燃分を取出す必要がなく、メンテナンスの手間が省略
できる。

排出する排気ガスの一部の量を０．２〜５％とするのが
好ましい理由は、排出ガスの流量が０．２％より少ない
とパティキュレートをパティキュレート焼却管へ移動せ
しめるのが困難となり、一方、５ｘより多いと排出ガス
による冷却作用によって前記パティキュレート着火手段
の温度が低下して、パディキュレ〜ｔ・の着火が不完全
となり、その結果、未燃のままパティキュレートが前記
排出管より排出されてしまう。

さらに、逆洗操作に同期させて前記一部の排気ガスの排
出を閉止させる手段を設けているので、逆洗操作中の逆
洗のガス流出に（＃う前記パティキュレート焼却管と排
出パイプを経てパティキュレートがそのまま系外へ放出
される事も防止されている。

また、前記排出パイプを排気通路と連通ずるバイパスと
することにより、排気ガスの排出が一元化出来て、配管
も少なく出来るので好ましい。

また、フィルタとしてハニカムタイプではなく直交流タ
イ７のフィルタを用いることにより、−旦微粒子受は部
に堆積したパティキュレートがガス気流により再びガス
中に浮瀞する傾向が殆どなく、効果的な除去が可能とな
り好ましい。

さらに、パティキュレート焼却管に燃焼用の空気を供給
することにより、エンジンの負荷が増加して排気ガス中
の残存酸素濃度が大巾に低下しても、パティキュレート
の燃焼が安定して継続されるので好ましい。

［実施例コ 第１図に、本発明による排気黒煙除去装置の一実施例を
示す。

ディーゼルエンジン１０１には、排気管などで構成され
た排気通路１０２が接続されており、この排気通路１０
２は２つの排気通路１０２ａ、　１０２ｂに分岐されて
いる。排気通路１０２ａ、　１０２ｂの途中には、それ
ぞれフィルタケーシング１０３ａ、　１０３ｂが取付け
られており、フィルタケーシング１０３ａ、　１０３ｂ
には、パティキュレートを捕捉するための直交流タイプ
のフィルタ１０４ａ、　１０４ｂが配置されている。排
気通路１０２ａ、　１０２ｂは、フィルタケーシング１
０３ａ、　１０３ｂ）下流にも接続されている。

また、それぞれのフィルタ１０４ａ、　１０４ｂの清浄
ガス排出管３８ａ、　３８ｂには、それぞれ高圧タンク
１０５カら導入管１０６ａ、　１０６ｂオよび電気駆動
弁１０７ａ１０７ｂを介して接続された逆洗ノズル１０
８ａ　　１０８ｂが配置され、そして、逆洗ノズル１０
８ａ、　１０８ｂのさらに下流の排気通路１０２ａ、　
１０２ｂには、それぞれ開閉弁１０９ａ、　１０９ｂが
配置されている。開閉弁１０９ａ１０９ｂとしては、例
えば、トラックなどで使用されるエキゾーストブレーキ
用のバタフライ式弁などが好適に使用される。

また、フィルタケーシング１０３ａの下部の微粒子受け
部１１２ａとフィルタ１０４ａの下流側がっ開閉弁１０
９ａの上流側の排気通路１０２ａとの間には、パティキ
ュレート焼却管１２０ａが設けられ、排出パイプがバイ
パスとなって排気通路と連通している。該パティキュレ
ート焼却管１２０ａは、必ずしも前記排気通路１０２ａ
に連通させる必要はないが、パティキュレート焼却管よ
り排出される排気ガスの処理系統を単純化させる観点、
即ち排気ガスパイプの本数を減らす践点から好ましいの
で前記の通り排気通路１０２ａに連通させている。

また、前記パティキュレート焼却管１２０ａの下流には
、電磁弁１２５ａが配置され、逆洗操作期間中には前記
パティキュレート焼却管１２０ａからのガスの排出を閉
止している。さらに前記パティキュレート焼却管１２０
ａには、電気ヒータからなる着火手段１２１ａおよび高
圧タンク１０５がら導入管１２３ａを介して接続された
燃焼用空気供給ノズル１２２ａが配置されている。さら
に、パティキュレート焼却管１２０ａの下流には、排気
ガス流量を制御する図示されていないオリフィス板１２
８が配置され、該パティキュー−１〜焼却管１２０ａよ
り排出される排気ガスの流量を制御している。

同様に、フィルタケーシング１０３ｂの下部の微粒子骨
は部１１２ｂとフィルタ１０４ｂの下流側かつ開閉弁１
０９ｂの上流側の排気通路１０２ｂとの間は、バイパス
により電磁弁１２５ｂを介してパティキュレート焼却管
１２０ｂに連通されている。さらに該パティキュレート
焼却管１２０ｂには、電気ヒータからなる着火手段１２
１ｂおよび高圧タンク１０５から導入管１２３ｂを介し
て接続された燃焼用空気供給ノズル１２２ｂ、および図
示されていない排気ガス流量を制御するオリフィス板１
２８が配置されている。

なお、高圧タンク１０５は、配管１０１を介して図示し
ていないコンプレッサに接続されている。

本発明においてフィルタ１０４ａ、　１０４ｂとしては
、通気性の多孔質セラミックスを材質とするものが好ま
しく、例えば前述した第６図、第７図に示すようなもの
が使用できる。しがし、本発明のより好ましい形態とし
ては、第８図、第１１図に示すような直交流タイプのフ
ィルタが使用される。

特に第１１図に示すタイプのフィルタは、逆洗のガス圧
を繰返し加えても致命的な損傷を受は難いのでは頼件の
上で優れている。

第１０図は上記フィルタ６１を構成するフィルタ素子５
１を示している。このフィルタ素子５１は、通気性の多
孔質セラミックスを材質とする板状体５２からなる。板
状体５２の主面とは異なる一対の対向する端面５３．５
４には、板状体５２を貫通する互いに平行な複数の孔５
５が開口している。この実施例では、上記孔５５として
円形断面の孔が採用されているが、楕円形断面の孔や、
正方形、六角形などの多角形断面の孔なども採用するこ
とができる。また、板状体５２に孔５５が開口している
端面５３．５４に沿う夫々の端縁部には、孔５５の軸方
向に対し直交する方向に延在して突出するリブ５８が設
けられている。

第１１図は上記フィルタ素子５１を複数枚積層、接合し
て構成したフィルタ６１が示されている。フィルタ素子
５１のリブ５８は、隣接するフィルタ素子５１と、耐熱
性の接着剤による接合、パツキンなどを挟み込んで圧縮
押付け、あるいはセラミックス焼結時に反応焼結させて
一体化させるなどの手段によって気密的に接合されてい
る。この結果、フィルタ素子５１相互の間隙には、リブ
５８によって区画された清浄ガス通路６２が孔５５の開
口面とは異なる端面に開口するように形成される。一方
、孔５５は排気ガスの通路を構成することになる。

また、第５図には、本発明による排気黒煙除去装置の構
成部位の中のパティキュレート焼却管の一実施例を示し
である。

この実施例は、高さ４０ｍｍ、幅７０ｍｍ、長さ１００
ｍｍの容器１４４と外径２５．４ｍｍ肉厚１　ｍ　ｍの
排出パイプ１２７とからなるパティキュレート焼却管１
２０で、さらに容器１４４の中には、外径１２ｍｍのＵ
字形のシース型電気ヒータ１２１および外径８ｍｍ、肉
厚００３ｍｍのステンレス製パイプの燃焼用空気供給ノ
ズル１２２が配置されている。

容器１４４の入口端面１４５は開放され、第５図では示
されていない微粒子骨は部１１２ａ、　１１２ｂにそれ
ぞれ接続されている。一方、容器１４４の下流端面１４
６には、径６　ｒｎ　ｍを有するオリフィス板１２９が
取り付けられ、さらにその下流側に排出パイプ１２７が
接続され、第５図では示されていないガス閉止手段であ
る電磁弁１２５に接続され、さらに、同じく図示されて
いないフィルタ　１ｏ４ａｙｏ４ｂの下流側かつ開閉弁
１０９ａ、　１０９ｂの上流側の排気通路１０２ａ　　
１０２ｂにそれぞれ接続されてバイパスを構成している
。

パティキュレート燃焼管および排出パイプを経ての排出
ガス量は、オリフィス板１２８の小孔の開口面積によっ
て設定されている。

電気ヒータ１２１は、パティキュレートへの着火を着実
に行い、かつ、電気ヒータ自身の耐久性を確保するため
に、外表面温度を６００〜８００℃に設定し、さらに、
シース材として、排気ガス中の硫酸成分に耐蝕性の有る
金属、例えば、ステンレス３１０Ｓ、インコネルＧＯＯ
を用いたものを利用する。

燃焼用空気供給用ノズル１２２には、前述の外径８ｍｍ
、肉厚Ｏ０３ｍ　ｒｎのステ〉ルス製バイブ１２２を用
いている。燃焼用空気ぼ供給量は、運転条件、即ち排気
ガスの排出量、排気ガス温度等や電気ヒータの容量に応
じて設定されるが、本実施例では、１５〜３０　ＸＺ／
ｍｉｎとしである。

次に、第１図に示したディーゼルエンジン等の排気黒煙
除去装置を用いた本発明のパティキュレート捕捉方法に
ついてさらに詳しく説明する。

通常のエンジン運転状態では、開閉弁１０９ａ１０９ｂ
は両方とも全開となっている。パティキュレートを含ん
だ排気ガスは、ディーゼルエンジン１０１から排気通路
１０２および分岐された排気通路１０２ａ、　１０２ｂ
を通り、それぞれのフィルタケーシング１０３ａ、　１
０３ｂ内のフィルタ１０４ａ、　１０４ｂに流入する。

そして、フィルタ１０４ａ、　１０４ｂにより排気ガス
中のパティキュレートが捕捉、除去され、清浄ガスとな
って排気流路１０２ａ、　１０２ｂを経て外気へ放出さ
れる。

捕捉されたパティキュレートはフィルタ１０４ａ１０４
ｂ（１）ｆ壁に堆積し、フィルタ１０４ａ、　ｔ０４ｂ
の通気圧力損失が時間経過と共に増加してくる。そこで
、フィルタの再生を、２分割されたフィルタ１０４ａ、
　１０４ｂについて時間をずらして交互に行う。

先ず、開閉弁１０９ａを全閉して、エンジン１０１から
の排気ガスを、排気通路１０２ｈ、フィルタ１０４ｂ、
開閉弁１０９ｂ、および排気通路１０２ｂにのみ流す、
そして、【１秒後に電気駆動弁１０７ａを【２秒間のみ
開放して、逆洗ノズル１ｏａ’ａｉり高圧空気をｔ２秒
の間噴出する。この時、電気駆動弁１０７ａの開放と同
時に電磁弁１２５ａを閉止して、パティキュレート焼却
管１２０ａとバイパスを経て直接排気通路１０２ｂに流
出する排気ガスの流れも閉止する。［２秒間の高圧空気
噴出が終了した後、［３秒後に再び開閉弁１０９ａが開
放され、エンジン　１０１からの排気ガスは、フィルタ
１０４ｂ、１０４ａ、開閉弁１０９ｂ、１０９ａ、およ
び排気通路１０２ｂ、１０２ａの両方へ導入される。ま
た、１４秒後に電磁弁１２５ａを開放して、パティキュ
レート焼却管１２０ａとバイパスを経て直接排気通路１
０２ｂに流出する排気ガスの流れを再開させる。

さらに、フィルタ１０４ａの逆洗終了後１５秒後に、今
度はフィルタ１０３ｂの逆洗が、上記と同様になされる
。これらの一連の作動によりフィルタ１０４ａ、１０４
ｂの逆洗、再生が終了する。また、これらの−連の逆洗
操作は、【６秒後に再開され、以降、このような逆洗、
再生を排気黒煙除去装置の操作中継続的に行う。

［１〜（６の時間については、フィルタ１０４ａ、１０
４ｂの圧力損失が長期に互って一定しベル以１・゛に維
持されるように、個々のケースによって調節されるもの
である０通常、ｔｌは０．１〜３秒、好ましくは０．１
〜０．３秒、　ｔ２は０．１〜２秒、好ましくは０１〜
０．３秒、【３は０．１〜３秒、好ましくは０１〜１秒
、また、【４は０．１〜２０秒、好ましくは３〜１０秒
程度とされる。

ここで、逆洗操作中の、フィルタの入口と出口における
含塵ガスおよび清浄ガスの各圧力の変化を第１２図に示
す。逆洗開始前、即ち通常運転時には、第１２図中Ａに
示したとおり、含塵ガス圧力の方が清浄ガス圧力よりも
高い。この圧力差が、フィルタの通気圧損に当たる。そ
して、逆洗開始と同時に、清浄ガス圧力が急上昇する。

逆洗空気がフィルタ炉壁を通過して含塵ガス流路へ流出
するに従い、含塵ガス圧力も上昇する。ただし、逆洗操
作中は、清浄ガス圧力の方が含塵ガス圧力よりも高く、
その結果、フィルタ壁において通常運転時とは逆方向の
流れが生じる。

パティキュレート焼却管入口の圧力は、入口の含塵ガス
圧力に相当する。そして、第９図に示した電磁弁のない
構成の場合には、逆洗操作中には、パティキュレート焼
却管の入口圧力の上昇に伴い、パティキュレート焼却管
を経て系外に流出する排気ガスの量も一時的に増加する
。さらに微粒子骨は部の中では、逆洗操作によって払い
落とされたパティキュレ−トが多量浮遊しているため、
−時的にパティキュレート濃度が高まった状態のガスが
パティキュレート焼却管において通過パティキュレート
の焼却が完結していない未燃状態のまま、即ち黒煙を含
む排気のまま排出されてしまう。そこで、第１図に示し
た構成にして、前記電磁弁閉止操作によって、逆洗操作
期間およびその後【４秒間は、パティキュレート焼却管
を通過する排気ガスの流れを閉止して、これら未燃パテ
ィキュレートの系外への排出を防ぐ。

燃焼用空気供給ノズル１２２ａ、　１２２ｂからは、逆
洗用加圧空気の一部を、５〜５０ＸＺ／ｍｉｎ、特に好
ましくは１５〜３０　Ｘｚ／ｗｉｎの流量でパティキュ
レート焼却管１２０ａ、　１２０ｂに連続的あるいは断
続的に供給する。

電気ヒータからなる着火手段１２１ａ、　１２１ｂには
、ヒータ外表面温度が６（１（１〜８００℃になるよう
に、１００〜４００畦の電力を連続的あるいは断続的に
供給する。

第２図に、本発明の排気黒煙除去装置の他の実施例を示
す０図ではバイパスを経由する排気ガスのガス閉止手段
として電磁弁１２５の代わりに加圧空気供給ノズル１２
７を配置しであることとオリフィス板１２８が下流に設
けである他は、第１図に示された実施例の構成と同一で
ある。全体の作動は、ガス閉止手段の作動を除いて、第
（図実施例の作動説明と同一である。即ち、第２図に示
された実施例のガス閉止手段では、逆洗操作開始と同時
に電磁弁１２６ａが開放して加圧空気供給ノズル１２７
ａから加圧空気が排気バイブ１４７ａに供給される。

供給された空気は、オリフィス板１２８ａによって流出
を制限されるため、その多くはパティキュレート焼却管
１２０ａを通って微粒子骨は部１１２ａの方向へ逆流す
る。　その結果、パティキュレート焼却管１２０ａを通
って排気通路１０２ａへ一部排出される１１気ガスの流
れは閉止されたと同等になる。該ガス閉止手段も逆洗操
作終了後【４秒後に電磁弁１２６ａが閉止して加圧空気
供給ノズル１２７ａから加圧空気供給が停止し１本来の
排気ガスの流れが再開される。

また、他方の加圧空気供給ノズル１２７ｂについても、
第１図に示した実施例の電磁弁１２５ｂと同様、フィル
タ１０４ａの再生終了ｔ＆ｔ５秒後から作動が開始され
る。

第３図には、本発明の排気黒煙除去装置のさらに他の実
施例を示す、この例では、電気ヒ〜りの代わりに燃焼バ
ーナ１３０ａ、　１３０ｂが配置される。

また、パティキュレート燃焼用の空気は、燃焼バーナ１
３０ａ、　１３０ｂから供給される過剰空気として供給
される。

第４図には、本発明の排気黒煙除去装置のまたさらに他
の実施例を示す、フィルタは、第１図に示された実施例
と同様に２系統にして、逆洗操作中の排気ガスの流路を
確保しであるが、それぞれの微粒子骨は部を連通する流
路１３５ａ、　１３５ｂが配置され、さらにその下流に
一つのパティキュレート焼却管１２０が配置されている
。なお、カス閉止手段としての電磁弁１２５は、それぞ
れのフィルタの逆洗に同期させて閉止作動する。その他
の作動は、第１図に示された実施例と同一である。

試験例として、第１１図に示した構造のフィルタを用い
て、第１図に示した構成のディーゼル排気黒煙除去装置
に組込んだものと、この構成から電磁弁１２５を取除い
た構成の黒煙除去装置を比較した。

試験条件および試験結果を以下に示す。

（１）試験条件 フィルタ１０３ａ、　　１０３ｂ 合計の有効濾過面積 高圧タンク１０７の内容積 高圧タンク１０７の内圧 逆洗ノズル１０８ａ、　１０８ｂの有効径ディーゼルエ
ンジン排気量 ディーゼルエンジン出カ ニ　１４５ＰＳ／２７００ｒｐｍ ７ポ ５ｆ１ ７ｋ（１１０ａ ８ｍｍ ：　　　６５６０ｃｃ ０．２　５ｅｃ ０．２　５ｅｃ ０．６５ｅｃ ｉｏ　　５ｅｃ １０　　Ｓｅｃ 逆洗前時間　【１ 逆洗時間　　［２ 逆洗後時間　【３ 逆洗後時間　ｔ４ 逆洗間隔　　ｔ５ フィルタ１０３ａ　　１０３ｂへの一連の逆洗を繰返す
サイクルｔ６ 燃焼用空気供給量：　　　２ＯＮＬ’ｍ１ｎＮ気ヒ−９
容Ｈｋ　　　　　　　　：　　２００ｗ／　１２ＶＤＣ
３００５ｅｃ （２）試験結果 それぞれの装置について、上記条件により運転を行い、
通常運転（捕捉操作）時および逆洗操作時のそれぞれに
おいて、逆洗するフィルタ側の排気通路の開閉弁上流で
排気黒煙濃度を計測し、以下の結果を得た。

なお、排気黒煙濃度の計測法としては、ＪＩＳＤ　８０
０４　ｒディーゼル自動車排気煙濃度測用反射式スモー
クメータ」を用いる方法を採用した。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明の排気黒煙除去装置によれ
ば、パティキュレート焼却管より、排気ガスの一部を直
接排出すると同時に、パティキュレート焼却管に残留す
る不燃分を系外へ継続的に放出しているので、パティキ
ュレート焼却管における不燃分の堆積、不燃分によるパ
ティキュレートの燃焼阻害、および定期的な不燃分の排
出作業の手間から解放される。

また、パティキューレート焼却管からの排出バイブ又は
バイパスにガス閉止手段を配置して、逆洗操作中および
逆洗操作終了後数秒の間上記パティキューシー１−焼却
管からの排気ガスの排出を止めているので、逆洗操作時
においても、未燃状態のパティキュレート、即ち、黒煙
の排出を防ぐことができる。

さらに、パティキュレート焼却管に燃焼用空気を供給す
ることにより、エンジン負荷が高くて排気ガス中の残留
酸素濃度が著しく低下した場合でも、安定、かつ継続的
にパティキュレートを焼却除去することができる。

これらの結果、長時間の運転においても、メンテナンス
の手間が不要で、安定したパティキュレート捕捉効果と
安定したエンジン運転が確保される。

【図面の簡単な説明】

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）内燃機関の排気通路に、濾壁で区画された含塵ガ
   ス流路と清浄ガス流路とを有するフィルタと、前記含塵
   ガス流路に含塵ガスを導入する導入管と、前記清浄ガス
   流路から清浄ガスを流出させる流出管と、前記清浄ガス
   流路から前記濾壁を通って前記含塵ガス流路へ流れるガ
   ス流を間欠的に発生させる逆洗手段と、前記含塵ガス流
   路から前記逆洗によって払い落とされたパティキュレー
   トを受けるように配置された微粒子受け部と、前記微粒
   子受け部から前記含塵ガスの一部をパティキュレート焼
   却管を経て排出する排出パイプが配置され、さらに前記
   パティキュレート焼却管に電気ヒータあるいは燃焼バー
   ナからなるパティキュレート着火手段と前記逆洗に同期
   して前記一部排気ガスの排出を一時的に閉止するガス閉
   止手段が前記排出パイプに設けられていることを特徴と
   する排気黒煙除去装置。
2. （２）請求項１において、前記排出パイプが前記流出管
   の下流に設けられた排気通路と連通するバイパスとなっ
   ている排気黒煙除去装置。
3. （３）請求項１又は２において、前記ガス閉止手段が、
   前記逆洗の操作期間中に電気信号によって閉止作動する
   機械式弁あるいは加圧空気の供給によって流れを閉止あ
   るいは加圧空気を前記微粒子受け部へ一部逆流させるこ
   とによって実質的に前記排気ガスの一部排出を閉止させ
   るガス閉止手段からなる排気黒煙除去装置
4. （４）請求項１、２又は３において、前記フィルタの濾
   壁を通過せずに前記微粒子受け部から前記パティキュレ
   ート焼却管と前記排出パイプを通り排出される排気ガス
   の量が、全排気ガスの０．２〜５％量となるように、前
   記パティキュレート焼却管の下流に流量制御機構が配置
   されている排気黒煙除去装置
5. （５）請求項１〜４の何れか一つにおいて、前記フィル
   タが一対の対向する端面の一方の端面から他方の端面へ
   貫通する相互に平行な複数の孔が形成されている通気性
   の多孔質材質からなる板状体を、前記端面を揃えるよう
   にして複数枚平行に積層し、且つ、前記板状体相互間に
   前記複数の孔とは前記板状体の多孔質壁により区画され
   る別の流路を構成されている排気黒煙除去装置。
6. （６）請求項１〜５の何れか一つにおいて、前記パティ
   キュレート焼却管に燃焼用空気供給手段を配置している
   排気黒煙除去装置。