JPH04339119A - ディーゼルエンジン微粒子処理装置 - Google Patents

ディーゼルエンジン微粒子処理装置

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JPH04339119A
JPH04339119A JP3139713A JP13971391A JPH04339119A JP H04339119 A JPH04339119 A JP H04339119A JP 3139713 A JP3139713 A JP 3139713A JP 13971391 A JP13971391 A JP 13971391A JP H04339119 A JPH04339119 A JP H04339119A
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particulate
diesel engine
heater
particulates
ash
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Katsumi Azuma
勝美 東
Noriyuki Oda
紀之 織田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの排
気ガスとともに排出される微粒子を捕集して焼却処理す
る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微粒子処理装置とし
ては、バスやトラックなどのディーゼルエンジンに取り
付ける自動車用の装置に関して多くの特許や実用新案が
出願されている。これらの装置の多くのものは、ハニカ
ムタイプのフィルタで微粒子を捕集し、フィルタ上でそ
のまま焼却処理するようになっている。
【0003】しかしながら、微粒子中には灰となって残
る不燃成分が含まれていて、この不燃成分によってフィ
ルタが詰まってフィルタ機能が低下したり、ときには微
粒子が急速に燃えてフィルタの温度が急上昇し、フィル
タが溶損するトラブルが生じたりする。
【0004】これらの問題を回避するため、フィルタ上
に捕集した微粒子を逆洗して別の場所に移し、別の場所
で焼却処理するディーゼルエンジン微粒子処理装置が開
発されている。
【0005】すなわち、特開平1−77715 にはフ
ィルタとしてクロスフロータイプのセラミックスフィル
タを使用した逆洗を行うディーゼルエンジン微粒子処理
装置が開示され、特開平1−159408にはフィルタ
としてハニカムタイプのセラミックスフィルタを使用し
た逆洗を行うディーゼルエンジン微粒子処理装置が開示
されている。
【0006】この逆洗を行うディーゼルエンジン微粒子
処理装置によって、微粒子を安定して長時間にわたって
捕集、かつ処理できることが確かめられ、自動車用のみ
ではなく、発生する熱も有効に利用する小型のディーゼ
ルエンジン付き発電装置や、船舶に積まれているディー
ゼルエンジンなど、自動車用よりさらに大型のディーゼ
ルエンジンから排ガスとともに排出される微粒子を処理
する用途に使用され始めている。
【0007】これらの用途に使用されるディーゼルエン
ジンでは、自動車用のディーゼルエンジンが比較的低い
負荷で使用されることが多いのに対し、高負荷で長時間
連続運転されるため排気ガス中の微粒子の濃度が常に大
きく、さらに重質油が燃料として使用されていることに
より、微粒子が燃えた後に残る灰の量も多いという特徴
がある。
【0008】ディーゼルエンジン微粒子処理装置の微粒
子焼却部では、多量に発生する微粒子を集めて着火し、
かつ焼却を行うのに、抵抗加熱ヒータを使用しているが
、微粒子焼却部における焼却能力を越える微粒子が送ら
れてきた場合や、微粒子が焼却された灰がヒータの周囲
に蓄積された場合には、微粒子や灰によってヒータから
の放熱が妨げられてヒータが過熱し、遂には断線に至る
というトラブルが起きている。
【0009】このディーゼルエンジン微粒子処理装置の
微粒子焼却部に設けられたヒータの過熱と、過熱にとも
なうヒータの断線を避けて常に安定した装置の運転を継
続するためには、しばしば微粒子焼却部を点検し、とき
どき灰を除去する作業をしなければならず、メインテナ
ンスの手間が多いという欠点があった。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術が有
していた前述の欠点を解消し、点検や灰除去などのメイ
ンテナンスの手間を大幅に省略できる、発電用などに用
いられている大型のディーゼルエンジンの排気ガス処理
に好適な、ディーゼルエンジン微粒子処理装置を提供し
ようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は前述の課題を解
決すべくなされたものであり、本発明のディーゼルエン
ジン微粒子処理装置は、ディーゼルエンジンから排気ガ
スとともに排出される微粒子をフィルタで補集し、フィ
ルタを逆洗することによってフィルタに補集した微粒子
を微粒子焼却部に移して抵抗加熱のヒータにより着火し
、かつ焼却処理する装置であって、微粒子焼却部が、ヒ
ータと、その下側に設けられていて微粒子を受けるとと
もに焼却した微粒子の灰を落下せしめる手段を備えた微
粒子保持板と、さらにその下方に設けられている灰貯蔵
部と、適当な時間間隔をおいて前記微粒子の灰を落下せ
しめる手段を動かす制御部とから構成されていることを
特徴とする。
【0012】本発明のディーゼルエンジン微粒子処理装
置の微粒子焼却部には、微粒子の燃焼を継続させるのに
必要な空気が供給されるようになっており、燃焼ガス中
の残留酸素が不十分な場合には、コンプレッサーやファ
ンによって空気供給口から強制的に空気が送入される。
【0013】また、微粒子保持板はヒータの下側、好ま
しくはヒータの下部から5〜10mmの距離に配置され
、ヒータからの熱が微粒子に伝わって着火し易いように
配置されている。  ディーゼルエンジンの燃料として
重質油が使用されている場合には、微粒子が燃えると通
常約5〜10重量%の灰が残留するので、ヒータが灰で
埋まって放熱が妨げられることによりヒータが過熱する
ので、ヒータが過熱する前に灰を落下せしめる手段を作
動させるように制御部を働かせる。
【0014】本発明のディーゼルエンジン微粒子処理装
置では、通常タイマーやリレーなどを使用して適当な時
間間隔をおいて、または微粒子保持板の上に溜った灰の
レベルをセンサーで検知したり、温度センサーでヒータ
付近の温度の上昇を検知して、一定量以上微粒子を焼却
した灰が溜ったり、多量の微粒子が短時間に供給されて
ヒータが微粒子に埋まり、ヒータ付近の温度がある程度
上昇したとき、灰を落下せしめる手段が動く。
【0015】したがって、ヒータの上に微粒子が積もっ
たり、ヒータが灰に埋まったりしてヒータが過熱するト
ラブルが生じることがなく、灰貯蔵部の容量をある程度
大きい容量にしておくことによって、微粒子焼却部の点
検やヒータ付近にある灰を除去するメインテナンスの作
業を省略することができるようになった。
【0016】本発明のディーゼルエンジン微粒子処理装
置の好ましい態様では、微粒子保持板が下側へ傾斜する
ことにより微粒子の灰が下へ落下するように取り付けら
れている。具体的には、例えば両開きや片開きの扉が下
側に開くような構成の微粒子保持板を設けるとよく、さ
らに好ましくは微粒子保持板に断熱材を張り付け、ヒー
タの熱が逃げにくいようにすると着火と燃焼をより確実
に行うことができる。
【0017】微粒子保持板の上に溜った微粒子や微粒子
の灰は、断熱材としても機能するので、微粒子がある程
度溜った後に、微粒子に着火すれば容易に微粒子を焼却
することができる。
【0018】本発明のディーゼルエンジン微粒子処理装
置の他の好ましい態様では、微粒子保持板が多孔板また
は金網からなり、かつ微粒子保持板を振動せしめること
によって微粒子の灰を下へ落とす加振手段が取り付けら
れている。
【0019】多孔板としては、例えばパンチングメタル
や多数の孔を設けたセラミックス板などが使用でき、孔
の大きさとしては、灰が落下し易いように直径を4〜8
mmとし、孔の開口面積を25〜45%としておくのが
好ましい。
【0020】金網としては、例えば8〜14メッシュの
篩用のものが好ましく使用できる。また、加振手段とし
ては例えば電磁バイブレータを用いるとよい。
【0021】本発明のディーゼルエンジン微粒子処理装
置の他の好ましい態様では、ヒータがシーズヒータであ
り、制御部がシーズヒータ付近に取り付けられた温度セ
ンサーと、温度センサーによって測定したヒータの温度
が所定の温度を超えたとき微粒子の灰を微粒子保持板か
ら落下せしめる手段を作動させる機構とからなる。
【0022】シーズヒータは内部で電気的に絶縁されて
いるので、微粒子焼却部中におけるショートの心配をす
る必要がなく、熱電対のような温度センサーをヒータに
取りつける場合にも電流が熱電対を通ってリークしない
ように配慮する必要もなく、シーズヒータを使用するこ
とでセンサーの取り付けが容易となる。
【0023】温度センサーを制御部に備えている場合に
は、たとえ何らかの理由で多量の微粒子がディーゼルエ
ンジンから排出されることがあっても、温度センサーで
シーズヒータ付近の温度が上がるのを確実に検知して微
粒子の灰を落下せしめる手段が作動するので、シーズヒ
ータが過熱されてヒータが損傷するのを確実に避けるこ
とができ、装置の信頼性が更に向上することになる。
【0024】すなわち、従来技術によるディーゼルエン
ジン微粒子処理装置の欠点をなくす手段としては、ヒー
タの温度が過度に上昇して、ヒータの断線を避けるよう
にすればよいので、ヒータの温度を検知して制御部を働
かせるほうが光学式センサーを使用するより確実で、多
くの場合このほうがより好ましい。
【0025】所定の温度としては、使用するシーズヒー
タと温度センサーの取り付け位置によって適当な温度が
変わるが、ヒータの許容温度を超えないようにさえ設定
しておけばよい。温度センサーとしては、光温度計や抵
抗温度計も使用できるが、シーズ熱電対を使用するのが
設定温度の変更も容易で使い易い。
【0026】また、燃え尽きていない微粒子が灰の中に
ある程度含まれていても、灰貯蔵部に空気が流入するよ
うな透き間を微粒子焼却部に設けておけば、灰貯蔵部中
でさらに燃焼を進行せしめて燃え残りの微粒子を灰化せ
しめることもできる。
【0027】
【実施例】以下本発明のディーゼルエンジン微粒子処理
装置を、実施例によってさらに具体的に説明するが、本
発明はこれらの実施例によってなんら限定されるもので
はない。
【0028】図1は本発明のディーゼルエンジン微粒子
処理装置の一例を示す断面図であり、微粒子を含むディ
ーゼルエンジンからの排気ガスが入口1から装置中に入
り、クロスフロータイプのセラミックス製のフィルタ2
に流入する。フィルタ中において微粒子はフィルタ壁面
に捕集され、ろ過された排気ガスはフィルタの上方から
流出し、導出管3を経て排気ガス出口4から排出される
【0029】フィルタ壁面に捕集された微粒子は時間と
ともに厚みを増し、通気圧損が増加してフィルタ機能が
低下する。
【0030】そこで、排気ガス出口に設けられたバタフ
ライ弁5を閉じ、電磁弁6を開いて図示されていない圧
縮空気源からの圧縮空気をフィルタ2の上方から通常の
ガスの流れとは反対向きに吹き込む逆洗操作を行う。
【0031】このとき生じる逆洗気流によって、フィル
タ壁面に捕集された微粒子はフィルタ壁面から剥離され
、フィルタ2から吐き出されて下方へ落下し、微粒子焼
却部7に移される。
【0032】この逆洗操作は複数個取り付けられたフィ
ルタ2について交互に行い、一つのフィルタが逆洗され
ているときにも他のフィルタでは引き続き捕集操作が続
けられる。
【0033】図1において、微粒子焼却部7はシーズヒ
ータ8、微粒子保持板9、案内板12、光学式センサー
11、灰貯蔵部10から構成されており、落下してきた
微粒子は直接、または案内板12に当たってから微粒子
保持板9の上に乗る。
【0034】微粒子保持板9の上に乗った微粒子は、シ
ーズヒータ8からの熱を受けて着火され、かつ燃焼する
【0035】灰化された微粒子が微粒子保持板9の上に
溜ってくると、シーズヒータ8が灰に埋まり、シーズヒ
ータ8の熱が逃げにくくなってシーズヒータ8の温度が
徐々に上昇するが、光学式センサー11によって灰が溜
ったことが検知されると図示されていない制御部の働き
によって微粒子保持板9が下側へ観音開きに開いて灰が
灰貯蔵部10に移される。
【0036】かくして、シーズヒータ8の温度が過度に
上昇する前に灰が灰貯蔵部10に移され、シーズヒータ
8の断線が避けられる。
【0037】
【発明の効果】シーズヒータなどの抵抗加熱ヒータが、
微粒子や微粒子の燃えた灰の中に埋まって放熱が妨げら
れることにより過熱し、断線することが避けられるよう
になり、ときどき装置を点検したり、灰を除去したりす
るメインテナンスの手間が省略できるようになった。
【0038】また、灰貯蔵部10の容量をある程度大き
く取ることによって、長時間放置してもトラブルなく運
転を継続することが可能となり、装置の信頼性を大幅に
向上せしめることができた。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明のディーゼルエンジン微粒子処理装置の
一例を示す断面図。
【符号の説明】
1:入口 2:セラミックス製のフィルタ 3:導出管 4:排気ガス出口 5:バタフライ弁 6:電磁弁 7:微粒子焼却部 8:シーズヒータ 9:微粒子保持板 10:灰貯蔵部 11:光学式センサー 12:案内板

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ディーゼルエンジンから排気ガスとともに
    排出される微粒子をフィルタで捕集し、フィルタを逆洗
    することによってフィルタで捕集した微粒子を微粒子焼
    却部に移し、抵抗加熱のヒータにより着火し、かつ焼却
    処理する装置であって、微粒子焼却部が、ヒータと、そ
    の下側に設けられていて微粒子を受けるとともに焼却し
    た微粒子の灰を落下せしめる手段を備えた微粒子保持板
    と、さらにその下方に設けられている灰貯蔵部と、適当
    な時間間隔をおいて前記微粒子の灰を落下せしめる手段
    を動かす制御部とから構成されていることを特徴とする
    ディーゼルエンジン微粒子処理装置。
  2. 【請求項2】微粒子の灰を落下せしめる手段が微粒子保
    持板を下側へ傾斜せしめることである請求項1に記載の
    ディーゼルエンジン微粒子処理装置。
  3. 【請求項3】微粒子保持板が多孔板または金網からなり
    、かつ微粒子の灰を落下せしめる手段が微粒子保持板を
    振動せしめることである請求項1に記載のディーゼルエ
    ンジン微粒子処理装置。
  4. 【請求項4】ヒータがシーズヒータであって、かつ制御
    部がシーズヒータに取り付けられた温度センサーと、温
    度センサーによって測定したヒータ付近の温度が所定の
    温度を超えたとき微粒子の灰を微粒子保持板から落下せ
    しめる手段を作動せしめる機構とからなる請求項1〜3
    のいずれか1つに記載のディーゼルエンジン微粒子処理
    装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7530221B2 (en) * 2006-06-01 2009-05-12 Deere & Company Internal combustion engine including dual particulate filter with ash accumulation receptacle
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US10286360B2 (en) 2014-08-25 2019-05-14 Haldor Topsoe A/S Method for cleaning process off- or engine exhaust gas

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