JPH0318609A - 逆洗型フィルタ・システム - 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 この発明は、自動車の排気系統に使用される逆洗型フィ
ルタ・システムに関する。

背景技術 最近、ディーゼル・エンジンを搭載したトラックやバス
には、排気に含まれる煤（黒煙）を捕集する逆洗型集塵
装置が開発されてきているが、この種の逆洗型集塵装置
は、ケーシング内にセラξック・ハニカム・フィルタ部
分と煤溜め部分とに区画され、そして、逆気流でセラミ
ック・ハニカム・フィルタを洗浄する構造に製作される
ので、逆洗時に、その煤溜め部分に捕集された煤が、再
び、そのハニカム・フィルタに戻され、逆洗効果の向上
が困難になり、その上に、そのケーシングが大型化され
るので、自動車に搭載するのが、非常に困難になった。

発明の目的・課題 この発明の目的・課題は、ガス処理量を充分に確保し、
逆洗を効果的に行ない、フィルタから剥離されて集めら
れた煤が、再び、そのフィルタに戻されることを確実に
抑制し、そして、自動車に搭載可能にするまで小型・軽
量化を図り、自動車の排気系統にも使用可能にするとこ
ろの逆洗型フィルタ・システムの提供にある。

目的・課題に係る構成上の発明の概要：請求する発明の
内容 上述の目的・課題に関連して、この発明の逆洗型フィル
タ・システムは、逆気流で洗浄されるセラミック・ハニ
カム・フィルタを備えてエンジンの排気管の途中に接続
される捕集室と、その捕集室の人口に連絡され、そして
、フィルタを経て大気に開放されてある集塵室と、その
捕集室をバイパスさせてその排気管に接続される排気バ
イパスとを含んで構威され、捕集時には、その捕集室か
らその集塵室を、その排気管からその排気バイパスをそ
れぞれ遮断して、その捕集室において、排気から煤を捕
集し、また、逆洗時には、その排気管からその捕集室を
遮断させ、同時に、その集塵室をその捕集室に、その排
気バイパスをその排気管にそれぞれ連絡させ、そして、
逆気流でその捕集室のセラξツク・ハニカム・フィルタ
から煤を剥離させ、その逆気流をその集塵室から大気中
にそのフィルタを経て逃がしながらその剥離された煤を
その集塵室に集めるところにある。

具体例の説明 以下、この発明の逆洗型フィルタ・システムの特定され
た具体例について、図面を参照して説明する。

図は、トラック（図示せず）に搭載されたディーゼル・
エンジン５０の排気系統５１に配置されたこの発明の逆
洗型フィルタ・システムの具体例１０を示している。

その逆洗型フィルタ・システム１０は、捕集室１ｌと、
集塵室１２と、排気バイパス１３と、フィルタ人口弁１
４と、フィルタ出目弁ｌ５と、トラップ人口弁１６と、
バイパス弁１７と、逆洗弁１８と、エア・タンク（図示
せず）と、シーズ・ヒータｌ９と、コントローラ２０と
を含んで製作された。

その捕集室１１は、その排気系統５１が、排気マニホル
ド５２、排気管５３、マフラ（図示せず）、および、テ
ール・パイプ（図示せず）を含んだ通常の構造であるの
で、そのマフラの上流側で、その排気管５３の途中に接
続された。

また、この捕集室１１は、横置型の筒形に製作されたケ
ーシング２２と、そのケーシング２２内に配置され、そ
して、逆気流で洗浄されるセラくック・ハニカム・フィ
ルタ２３とより組み立てられた。

そのケーシング２２は、筒形胴壁２４と、その筒形胴壁
２４の前端を塞いだ前方端壁２５と、その筒形胴壁２４
の後端を塞いだ後方端壁２６とより組み立てられ、しか
も、ガス人口２７が、その前方端壁２５に、ガス出口２
８が、その後方端壁２６にそれぞれ備えられてある。勿
論、そのガス人口２７は、その排気マニホルド５２側に
、そのガス出口２８は、そのマフラ側にそれぞれ位置さ
せて、その排気管５３に接続させてある。

そのセラミック・ハニカム・フィルタ２３は、多数のセ
ルからなるハニカム構造で、しかも、それらセルの両端
が、それぞれ千鳥格子状に塞がれて戒形され、乾燥され
た後に焼戒された。

その集塵室１２は、その捕集室１１のガス人口２７に接
続された。

また、この集塵室工２は、大気開放型タンク２９に製作
され、そして、トラップ人口３２が、そのタンク２９の
前方端壁３０に備えられ、また、煤浦集フィルタ３５が
、そのタンク２９の後方端壁３１に形威された開口３３
に組み付けられ、さらに、煤溜り３４が、そのタンク２
９の底部に形威された。勿論、その集塵室１２は、その
トラップ人口３２が、その捕集室１１のガス人口２７に
接続され、そのセラくツタ・ハニカム・フィルタ２３が
逆洗される際、逆洗に使用された圧縮空気をその間口３
３からその煤捕集フィルタ３５を通過させながら大気中
に放出させ、そのセラミック・ハニカム・フィルタ２３
に捕集された煤（パティキュレート）をより多く剥離さ
せ、そして、その剥離された煤の逆戻りを抑制しながら
より多く受け入れ、そのようにして、逆洗効率の向上を
図っている。

勿論、その煤捕集フィルタ３５は、そのセラミック・ハ
ニカム・フィルタ２３よりもかなり低い耐熱性のもので
済む。

その排気バイパス１３は、その捕集室１１をバイパスさ
せてその排気管５３に接続され、そのセラミック・ハニ
カム・フィルタ２３が逆洗されている間、そのディーゼ
ル・エンジン５０の排気をそのマフラに導く。

したがって、その排気バイパスｌ３は、一端がその排気
マニホルド５２とその捕集室１１との間で、そして、他
端がその捕集室１１とそのマフラとの間で、それぞれそ
の排気管５３に接続されてある。

そのフィルタ人口弁１４は、バルプ部分と駆動部分とよ
り構威されるもので、この場合には、常開型電磁弁が用
いられた。

その電磁弁１４は、その排気バイパス１３の一端を接続
させた箇所よりも下流で、かつ、その捕集室１１のガス
人口２７よりも上流において、その排気管５３に配置さ
れ、そして、ソレノイド・コイル３６をそのコントロー
ラ２０の出力側に電気的に接続させてある。

そのフィルタ出目弁１５は、上述のフィルタ入口弁１４
と同様に製作された常開型電磁弁が用いられた． この電磁弁１５は、その捕集室１１のガス出口２８より
も下流で、かつ、その排気バイパス１３の他端を接続さ
せた箇所よりも上流において、その排気管５３に配置さ
れ、そして、ソレノイド・コイル３７をそのコントロー
ラ２０の出力側に電気的に接続させてある． そのトラップ人口弁１６は、そのフィルタ人口弁１４や
フィルタ出口弁１５と同様に電磁弁であるが、常閉型が
用いられた。

この電磁弁１６は、その集塵室ｌ２のトラップ人口３２
に配置され、そして、ソレノイド・コイル３８をそのコ
ントローラ２０の出力側に電気的に接続させてある。

そのバイパス弁１７は、上述のトラップ人口弁１６と同
様に製作された常閉型電磁弁が用いられた。

この電磁弁１７は、その排気バイパス１３の上流側、す
なわち、その排気バイパス１３の一端側に配置され、そ
して、ソレノイド・コイル３９をそのコントローラ２０
の出力側に電気的に接続させてある。

その逆洗弁１８は、常閉型電磁弁で、その捕集室ｌ１の
ガス出口にそのエア・タンクを接続する空気圧配管４ｌ
に配置され、そして、ソレノイド・コイル４０をそのコ
ントローラ２０の出力側に電気的に接続させてある。

そのエア・タンクは、その捕集室１１のガス出口２Ｂの
近傍で、ブラケット（図示せず）を介してそのトラック
のフレームに取り付けられた。

また、このエア・タンクは、入口（図示せず）をエア・
コンブレッサ（図示せず）に配管（図示せず）で接続し
、そして、出口（図示せず）にその空気圧配管４ｌを接
続させてある。

そのように、その捕集室１ｌのガス出口２８に近接させ
て配置されたそのエア・タンクは、その空気圧配管４ｌ
を短くし、そして、細くでき、それに伴って、その逆洗
弁ｌ８を小型化できた上に、洗浄ノズルを省くことがで
きて．，流量および流速の大きい圧縮空気をその捕集室
１ｌに噴流可能にさせる。

そのシーズ・ヒータ１９は、焼却手段であって、その集
塵室ｌ２の煤溜り３４に配置され、そして、そのコント
ローラ２０の出力側に電気的に接続されてある。

そのコントローラ２０は、入力側を圧カセンサ２ｌに電
気的に接続させ、そして、出力側をそのフィルタ人口弁
１４、フィルタ出口弁ｌ５、トラッフ人口弁ｌ６、バイ
パス弁１７、および、逆洗弁１８のソレノイド・コイル
３６、３７、３８、３９、４０に電気的に接続させ、勿
論、そのシーズ・ヒータ１９にも電気的に接続させてあ
る。

そして、このコントローラ２０は、その捕集室１１内に
配置されたそのセラごツク・ハニカム・フィルタ２３を
逆洗する際、その圧カセンサ２ｌからの信号に応じて、
そのソレノイド・コイル３６、３７、３８、３９、４０
に電流を選択的に流し、それら弁１４、１５、１６、ｌ
７、１８を選択的に開閉動作させるところの弁の開閉タ
イミングおよび開放時間、所謂、出力電流の通電開始お
よび通電時間を決定した逆洗プログラムを予め入力して
いる。

そのように、そのコントローラ２０は、そのセラミック
・ハニカム・フィノレタ２３が目詰まりされたことを条
件に、換言するならば、その目詰まりに相当する条件で
あって、そのディーゼル・エンジン５０から排出された
排ガスの背圧が所定の値を越えて高くなったことを条件
に、それら弁１４、１５、ｌ６、ｌ７、１８を選択的に
開閉動作させるもので、入力および出力回路、記憶回路
、演算回路、制御回路、および電源回路から構威され、
その電源回路は、また、そのトラックのバッテリ（図示
せず）を共用している。

その圧カセンサ２１は、その捕集室１１のガス人口２７
に配置され、そのディーゼル・エンジン５０から排出さ
れた排ガスの背圧を感知し、そして、電気信号に変換し
て、その信号をそのコントローラ２０に与える。すなわ
ち、この圧カセンサ２１は、そのセラミック・ハニカム
・フィルタ２３が目詰まりされたかどうかを検出する。

次に、そのディーゼル・エンジン５０の排ガスから煤を
捕集するその逆洗型フィルタ・システム１０の動作につ
いて、説明する。

今、そのフィルタ人口弁１４およびフィルタ出目弁１５
が開かれ、一方、そのトラップ人口弁１６、バイパス弁
１７および逆洗弁１８が閉じられているので、そのディ
ーゼル・エンジン５０から排出された排ガスは、その排
気マニホルド５２からその排気管５３の上流側を流れて
そのガス人口２７からその捕集室Ｉ１に流れ込む。

次いで、その排ガスは、そのセラξツク・ハニカム・フ
ィルタ２３を通過し、そのガス出口２８に流れる．そし
て、その際、その排ガスに含まれた煤がそのセラミック
・ハニカム・フィルタ２３に浦集され、そして、清浄排
ガスは、そのガス出口２８からその排気管５３の下流側
に流れ、さらに、そのマフラおよびテール・パイプを流
れて大気中に排出される． そのような状態が続くにつれて、そのセラｌ　ツク・ハ
ニカム・フィルタ２３は、その煤で目詰まりされて行き
、その排気管５３の上流側およびガス人口２７内の圧力
が上昇されて行き、そのセラミンク・ハニカム・フィル
タ２３の目詰まり状態に相当する所定の値を越えて高く
なる。

その所定の値を越えて高くなった圧力は、その圧カセン
サ２ｌで感知され、そして、電気信号に変換されてその
コントローラ２０に与えられるので、そのコントローラ
２０は、その電気信号に基づいて演算し、予め入力され
た所定の圧力値と比較処理し、その演算値が、その所定
の圧力値を越えているので、その逆洗プログラムに基づ
いて、一定の時間の間、そのソレノイド・コイル３６、
３７、３８、３９、４０に電流を流す。勿論、それらソ
レノイド・コイル３６、３７、３８、３９、４０には、
所定のタイム・ラグを置いて、電流が流される。

先ず、そのソレノイド・コイル３９が通電されるので、
そのバイパス弁１７が開かれ、そのディーゼル・エンジ
ン５０から排出された排ガスは、その排気バイパス１３
にも流れ始める。

次に、所定のタイム・ラグを置いて、そのソレノイド・
コイル３６、３７、３８に順次電流が流れるので、その
フィルタ人口弁ｌ４およびフィルタ出口弁１５が閉じら
れ、そして、そのトラップ人口弁１６が開かれる。

その後に、すなわち、さらに所定のタイム・ラグを置い
て、そのソレノイド・コイル４０が、非常に短い時間の
間、通電されるので、その逆洗弁１８は、瞬間的に開い
て閉じられ、その空気圧配管４１を経てそのエア・タン
クからそのガス出口２８に多量の圧縮空気を瞬間的に流
す。

その多量の圧縮空気は、そのガス出口２８からその捕集
室１１にその清浄排ガスの流れ方向に逆らう方向に吹き
込まれる。

その捕集室ｌｌ内においては、その逆方向に吹き込まれ
た圧縮空気は、そのセラξツク・ハニカム・フィルタ２
３を通過し、その際に、その煤をそのセラミック・ハニ
カム・フィルタ２３から剥離させ、そして、その剥離さ
れた煤をそのガス人口２７に運び、さらに、そのトラッ
プ人口３２からその集塵室１２に流れ、そのようにして
、その煤をその集塵室１２に運ぶ。その際には、その集
塵室１２に流れたその圧縮空気が、その煤捕集フィルタ
３５を組み付けたその間口３３から大気中に放出される
ので、その捕集された煤がそのセラξツク・ハニカム・
フィルタ２３から効率的に剥離されてその集塵室１２に
導かれ、逆洗効率が向上された。

そして、その集塵室１２に運ばれた煤は、その煤溜り３
４に堆積され、そこにおいて、そのシーズ・ヒータ１９
で焼却される。

その瞬間的な通電時間が経過されると、そのソレノイド
・コイル４０に流れている電流が、そのコントローラ２
０によって切られるので、その逆洗弁１８は閉じられて
、洗浄が終わる。

そのようにして、逆洗が終わると、そのソレノイド・コ
イル３日に流れている電流が、そのコントローラ２０で
切られ、そのトラップ人口弁ｌ６が閉じられる。

次いで、そのソレノイド・コイル３７、３６、３９に流
れている電流が、そのコントローラ２０で所定のタイム
・ラグを置いて順次に切られるので、そのフィルタ出口
弁１５およびフィルタ人口弁１４が順次に開かれ、そし
て、それに引き続いて、そのバイパス弁１７が閉じられ
る。

そのように、そのフィルタ人口弁ｌ４およびフィルタ出
口弁１５が開かれ、そして、そのバイパス弁１７が閉じ
られると、再び、そのディーゼル・エンジン５０から排
出された排ガスは、その排気マニホルド５２および排気
管５３の上流側を経てその捕集室１１に流れ、そこで煤
が取り除かれて、その徘気管５３の下流側、マフラ、お
よびテール・パイプを経て大気中に排出される。

そして、そのトラックが走行されるために、そのディー
ゼル・エンジン５０が運転される間、その逆洗型フィル
タ・システムｌＯは、上述の動作を繰り返す。

発明の利便・利益 上述から理解されるように、この発明の逆洗型フィルタ
・システムは、逆気流で洗浄されるセラミック・ハニカ
ム・フィルタを備えてエンジンの排気管の途中に接続さ
れる捕集室と、その捕集室の人口に連絡され、そして、
フィルタを経て大気に開放されてある集塵室と、その捕
集室をバイパスさせてその排気管に接続される排気バイ
パスとを含んで構威されるので、この発明の逆洗型フィ
ルタ・システムでは、逆洗時、その排気管からその捕集
室を遮断させ、同時に、その集塵室をその捕集室に、そ
の排気バイパスをその排気管にそれぞれ連絡させ、そし
て、逆気流でそのセラミック・ハニカム・フィルタから
煤を剥離させ、その剥離された煤が、その逆気流をその
集塵室から大気中にそのフィルタを経て逃がされながら
その集塵室に集められ、ガス処理量が充分に確保されて
そのセラミック・ハニカム・フィルタの逆洗効率が向上
され、その剥離された煤が、再び、そのセラミック・ハ
ニカム・フィルタに戻されることなく、その集塵室に確
実に集められ、そのようにして、エンジンの運転に支障
をきたすことなしに、そのセラξツク・ハニカム・フィ
ルタの逆洗が可能になり、加えて、小型・軽量化が図ら
れ、自動車に搭載することが可能になり、それに伴って
、自動車の排気系統に使用可能になり、自動車にとって
非常に有用で、実用的になる。

発明と具体例との関係 先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明の課題を遂行ならしめる発明の或立に
必須であり、その発明の性質であるその発明の技術的本
質に由来し、そして、それを内在させると客観的に認め
られる態様に容易に置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

図は、トラックに搭載されたディーゼル・エンジンの排
気系統に適用されたこの発明の逆洗型フィルタ・システ
ムの概説図である。 １１・・・捕集室、ｌ２・・・集塵室、１３・・・排気
バイパス、１４・・・フィルタ人口弁、１５・・・フィ
ルタ出口弁、１６・・・トラップ人口弁、ｌ７・・・バ
イパス弁、１８・・・逆洗弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）逆気流で洗浄されるセラミック・ハニカム・フィ
   ルタを備えてエンジンの排気管の途中に接続される捕集
   室と、 その捕集室の入口に連絡され、そして、フィルタを経て
   大気に開放されてある集塵室と、その捕集室をバイパス
   させてその排気管に接続される排気バイパス とを含む逆洗型フィルタ・システム。