JPH04203409A - ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 - 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、ディーゼルエンジンを搭載した車両のエンジ
ン排気系に装着され、排気ガスに含まれる有害物を除去
する排気ガス浄化装置に関する。

［従来の技術］ ディーゼルエンジンはガソリンエンジンと異なり、空気
のみを高圧、高温に圧縮し、この空気に燃料を噴射して
自己着火により燃焼する構造である。このため、空気の
圧縮比、圧縮熱が犬ぎく、燃料は自己着火し易い軽油が
使用され、特に燃料の軽油は原油を分留して製造する際
の留出温度が高いことで、炭素、硫黄等の成分が比較的
多く含まれている。

従って、このような燃焼方式と使用燃料により、排気ガ
スに含まれる有害物は、ＣＤ、ＨＯ，ＮＯ８の化学成分
と、これ以外に更に残留炭素、硫黄に基づく黒煙、灰等
の粒子状物質があるそこで、従来このようなディーゼル
エンジンの排気ガス浄化装置は、主として化学成分と、
粒子状物質を分離して除去する方法が用いられている。

即ち、化学成分は触媒を用い酸化、還元作用して化学的
に反応浄化する。

また、粒子状物質は所定のメツシュのフィルタにより捕
集して除去する。ここで、このフィルタによる粒子状物
質の捕集除去の場合は、粒子状物質が所定量捕集される
と目詰まりを生じて排気性能を損うため、定期的に捕集
された粒子状物質を排出することが必要になる。

このことから、逆洗式フィルタと称するフィルタが提案
されている。この逆洗式フィルタは、排気の流れと逆の
方向から空気を流すことにより、フィルタニレエンドに
捕集されている粒子状物質を創動してフィルタ外部に落
下除去し、フィルタエレメントを容易に洗浄することが
可能に構成されている。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来のディーゼルエンジンの排気ガ
ス浄化装置にあっては、触媒のコンバータと逆洗式フィ
ルタがそれぞれ分離して装着されているため、排気系が
煩雑になる。また、逆洗式フィルタは粒子状物質を捕集
する機能のみを有する構造であるから、用途の拡大を図
ることができない等の問題がある。

本発明は、こうような問題点に鑑みてなされたものであ
ってその目的は、排気ガス中の触媒による化学成分の除
去も、粒子状物質を捕集除去する逆洗式フィルタの箇所
で同時且つ効果的に行って、両排気ガス浄化手段を小型
化することができるディーゼルエンジンの排気ガス浄化
装置を提供することにある。

［問題点を解決するための手段］ この目的を達成するため、本発明は、排気ガス中の粒子
状物質を捕集することが可能なコア部を有し、このコア
部に複数個の排気流入孔が貫通して設けられるエレメン
トを、ケース内部に収容設置して構成される逆洗式フィ
ルタを備え、上記エレメントのコア部の外面で、排気上
流側に還元触媒を、排気下流側に酸化触媒をそれぞれ担
持して配設するディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
を提案するものである。

［作　　用］ 上述した本発明の構成によると、ディーゼルエンジンか
らの排気が逆洗式フィルタに流入し、そのエレメントの
排気流入孔からコア部に入る際に排気ガス中の粒子状物
質が捕集除去される。そして、粒子状物質を除去した後
の排気が更にコア部の外面で、還元、酸化の各触媒に触
れて化学反応することで、排気ガス中の化学成分も除去
されるのであり、こうして逆洗式フィルタにおいて排気
ガスの化学成分と粒子状物質の両者を、同時に除去して
浄化することが可能になる・。

［実施例コ 以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第１図は本発明のディーゼルエンジンの排気系を一部断
面して示す構成図であり、ディーゼルエンジン１の排気
マニホールド２が排気ガス浄化用の逆洗式フィルタ１０
に連結され、この逆洗式フィルタ１０からの排気管３が
マフラー４に連結されている。逆洗式フィルタ１０は、
ケース１１に底板１２が着脱可能に取付けられ、このケ
ース１１の端部に排気流入口１３が、側部に排気排出口
１４が開口して設けられる。ケース１１の内部にはエレ
メントホルダ１５が一定の間隔で断続的に設けられ、底
板１２には排気ガス中の粒子状物質を逆洗する際に集め
られた粒子状物質を焼却するシールドされたニクロム線
ヒータ１６が設けられている。そして、このケース１１
と底板１２の内部に複数個のエレメント２０が、一端の
フランジ側を排気流入口１３に向けてエレメントホルダ
１５により固定され、他端は底板１２の溝１６に嵌合し
た状態で平行に配列して収容設置されている。

第２図（ａ）はエレメント２０の斜視図、（ｂ）は同断
面図であり、エレメント２０はセラミック等の耐熱性材
料を焼結加工して微小な孔２１を多数設け、排気ガス中
の粒子状物質を捕集することが可能に構成されるコア部
２０ａを有し、このコア部２０ａの両端にフランジ部２
０ｂが突設され、全体として薄い板状に構成されており
、エレメント２０を複数枚重ねて使用する状態ではフラ
ンジ部２０ｂが相隣るフランジ部と接触し且つ相互のコ
ア部２０間には隙間を生ずる様に組立てられる。このエ
レメント２０には複数個の排気流入孔２２が貫通して設
けられ、逆洗の際に粒子状物質を排気流入孔２２の下方
に落下させることが可能になっている。

また、エレメント２０のコア部２０ａの外面２０ｃには
、Ｃｕ−ゼオライト系等の還元触媒を担持する還元触媒
メツシュ２３が嵌着され、更にこの還元触媒メツシュ２
３の外面２３ａに、白金、ロジウム等酸化触媒を同様に
担持する酸化触媒メツシュ２４が嵌着されている。

次に、この実施例の作用について説明する。先ず、ディ
ーゼルエンジン１の運転時に排気マニホールド２から排
気が、逆洗式フィルタｌＯの排気流入口１３を介してケ
ース１１内部に流入し、エレメント２０の排気流入孔２
２に入る。そして、エレメント２０の排気流入孔２２か
らコア部２０ａの微小な孔２１を通過する際に、排気ガ
ス中粒子状物ＮＡが捕集除去される。エレメント２０の
コア部２０ａで粒子状物質Ａが除去された排気は、コア
部２０ａの外面２０ｃで先ず還元触媒メツシュ２３を通
過し、この還元触媒に触れて排気ガス中のＮＯｘが還元
反応して除去される。次に、排気は酸化触媒メツシュ２
４を通過し、この酸化触媒に触れて排気ガス中のＣｏ、
ＨＣが酸化反応して除去される。こうして、逆洗式フィ
ルタ１０において排気ガス中の粒子状物質Ａと化学成分
を同時に除去して排気ガス浄化され、この浄化された排
気は逆洗式フィルタ１０の排気排出口１４から排気管３
以降に流出し、更に大気に排出される。

上述の排気ガス浄化作用において、還元、酸化の各触媒
は、コア部２０ａの下流側に配置されているため、粒子
状物質Ａの付着による触媒機能の低下が防止されるので
あり、これにより、排気は常に正常に触媒と反応して浄
化される。一方、コア部２０ａでは粒子状物質Ａが捕集
されてその量が順次増大することになり、所定量を超え
ると目詰まりのために背圧が高くなる。そこで、定期的
に逆洗式フィルタ１０の排気排出口１４がら空気を逆流
し、コア部２０ａに空気を排気と逆の方向から通過する
ように逆洗作用する。すると、コア部２０ａの粒子状物
質Ａが排気流入孔２２の側に押し出され、且つその排気
流入孔２２で下方に落下して、底板１２に溜まる。従っ
て、この逆洗作用稜底板１２に設けられたシールドヒー
タに通電をして粒子状物質を焼却する。こうして、コア
部２０ａは再び元の正常な状態に復帰することになる。

第３図は本発明の他の実施例の断面図であり、この実施
例では逆洗式フィルタ１ｏにおいて、エレメント２０の
コア部２０ａには還元触媒メツシュ２３のみが嵌着され
る。そして、酸化触媒メツシュ２４はケース１１の内面
に沿って設置される。従って、この場合もエレメント２
０のコア部２０ａを通過した排気の流れに対し、上流に
還元触媒が、下流に酸化触媒かそれぞれ配置されること
になり、４Ｊ１１気ガス中の化学成分が上述と同様に浄
化される。

以上、本発明の実施例について説明したが、特にエレメ
ントのコア部の各触媒の担持方法はこれに限定されない
。

［発明の効果］ 以上に説明したように、本発明は、ディーゼルエンジン
の排気系に装着されて排気ガス中の粒子状物質を捕集す
る逆洗式フィルタに、還元と酸化の触媒も担持されるの
で、この逆洗式フィルタにおいて排気ガス中の化学成分
も同時に除去することができ、排気浄化装置を小型化す
ることが可能になる。逆洗式フィルタにおいて、還元と
酸化の触媒がエレメントのコア部下流に配設されるので
、粒子状物質による汚染を確実に防止できる。還元触媒
が排気の流れの上流に、酸化触媒がその下流に配設され
るので、両者の共存化による反応を有効に行って、効果
的に化学成分を除去することができる。第２図の実施例
では、還元と酸化の触媒がエレメント側に装着されるの
で、加工性、取り扱い、組付は性等が有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装
置の実施例の構成図、第２図（ａ）は逆洗式フィルタの
エレメントの斜視図、（ｂ）は同断面図、第３図は本発
明の他の実施例の断面図である。 ｌＯ・・・逆洗式フィルタ、１１・・・ケース、２０・
・・エレメント、２０ａ・・・コア部、２２・・・排気
流入孔、２３・・・還元触媒メツシュ、２４・・・酸化
触媒メツシュ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）排気ガス中の粒子状物質を捕集することが可能なコ
   ア部を有し、このコア部に複数個の排気流入孔が貫通し
   て設けられるエレメントを、ケース内部に収容設置して
   構成される逆洗式フィルタを備え、 上記エレメントのコア部の外面で、排気上流側に還元触
   媒を、排気下流側に酸化触媒をそれぞれ担持して配設す
   ることを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス浄化
   装置。 ２）上記逆洗式フィルタは、エレメントに還元触媒のみ
   を担持し、ケース側に酸化触媒を担持して各別に配設す
   ることを特徴とする請求項１）記載のディーゼルエンジ
   ンの排気ガス浄化装置。