JPH0466712A - エンジンの排気浄化装置 - 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の排気中に含まれる粒子状
物質を捕捉するために使用される逆洗式のデイ−セルパ
ティキュレートフィルタに関する。

（従来の技術） ディーゼルエンジンは、通常、空気過剰状態で燃焼が行
われるので、その排気中のＨＣやＣＯの濃度は低い。し
かし、ティーセルエンジンでは空気か不足する場合はも
ちろん、たとえ十分な場合でもその排気中に炭素粒子が
発生し、これかディーゼルエンジンに特有な黒色の排気
の主な原因になる。

近年、この炭素粒子をも含めて、ディーゼルエンジンか
ら排出される粒子状物質、いわゆるパティキュレートと
、大気汚染等との関係か注目され、特に車両搭載用デイ
−セルエンジンにはパティキュレート低減のための後処
理装置の装着が検討されている。後処理装置としては、
排気通路の途中に耐熱性の粒子捕集用フィルタを備えた
、一般にパティキュレートトラッパと称される粒子捕集
器かある。この粒子捕集器は、パティキュレートフィル
タとして通常多孔性のセラミックで形成されたセラミッ
クフィルタを金属製のゲージングに装着して構成されて
いる。しかしながら、セラミッりの特性として靭性に乏
しくまた線膨張係数が非常に小さいこと等により、フィ
ルタに捕捉されたパーティキュレートをフィルタ内で燃
焼させてフィルタを再生させる際の熱を受けた場合、金
属とセラミックの膨張差により担体力弓也んでガスシー
ル不良か発生する。また、フィルタ内に捕集されたパテ
ィキュレートを燃焼する時フィルタは通常６００℃以上
の温度に加熱されるため、燃焼用に導入された２次空気
によりフィルタが急激に冷却されるヒートショック現象
によりフィルタにクラックが発生する可能性か大きい。

上述の問題を緩和する方法として従来より逆洗式のフィ
ルタを使用することか考えられている。

これはパティキュレートをフィルタ内で燃焼させる代り
に、フィルタ内のパティキュレートを適時逆洗エアによ
り吹き落し一定の場所に収集してヒータにより焼却する
ため、フィルタは再生時に直接ヒータで加熱されない、
従って、上述の問題はある程度は解消されるかフィルタ
にセラミックを使用しているという点で完全には解消さ
れていない。

（発明か解決しようとする課題） 本発明は、従来のディゼルエンジンの排気浄化装置のセ
ラミックフィルタか有する上述の問題を解消するため、
適度な靭性を有しかつヒートショックによるクラックの
発生を防止し得る逆洗式のパティキュレートフィルタを
提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上述の目的を達成するため、本発明は、排気ガス通路と
、該排気ガス通路内に配置されていて排気ガスを浄化す
るフィルタとを有し、該フィルタに該排気ガスの流れと
逆に逆洗用空気を流して該フィルタに捕捉された煤を逆
洗用空気を流して該フィルタに捕捉された媒を該フィル
タから分離させてヒータで燃焼させるエンジンの排気浄
化装置において、該フィルタは、多数の孔が設けられた
単体フィルタを複数個組合せて形成した積層体構造とし
、該単体フィルタは一体的に成型された耐熱性の発泡金
属体により形成したことを特徴としている。

（作用） 上記構成のエンジンの排気浄化装置において、エンジン
により発生した排気ガスは、フィルタを介して外部へと
排出される。フィルタ内では、排気ガス中のパティキュ
レートか、フィルタを形成する耐熱性の発泡金属体によ
り捕捉され排気ガスが浄化される。フィルタ再生時には
、排気ガス通路を閉じ、逆洗エアをフィルタ内に送り込
むことにより、フィルタの発泡金属体に捕捉されたパテ
ィキュレートか吹き落され一定の場所に収集される。収
集されたパティキュレートは電気ヒータで焼却される。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面を参照しなから説明する
。

第１図は、本発明の排気浄化装置の概略構成を断面で示
し、第２図は第１図の排気浄化装置を一部断面で示した
平面図である。ディーゼルエンジン排気浄化装置１は、
全体的に閉鎖箱型のケーシング２とゲージング２の中に
収容されたフィルタ３により本体部分か構成されている
。ケーシング２の一方の面２０には、上部にディーゼル
エンジンからの排気ガスを案内するダクト４を受ける導
入口２１が形成されている。導入口２１に対向する側は
先細の収縮タクト形状部２２を有し、更に収縮ダクト形
状部２２の外端面２２１には２つの排出口２３か相互に
横方向にＭ間して設けられている。収縮タクト形状部２
２の内側には仕切板２４が取り付けられている。仕切板
２４にはフィルタ３により浄化された清浄ガス５を排出
する複数の縦長のスリット２４１か形成されている（第
５図参照）、スリット２４１は後述する単体フィルタの
取り付はピッチに合わせて同じピッチで設けられている
。ゲージング２の上板２５は、導入口２１から収縮ダク
ト形状部２２に向けて収縮するように傾斜しており、ケ
ーシング内に導入された排気ガスを均等にフィルタ３に
分配する。ケーシング２の底板２６はケーシング２の下
面中央部２６１に向って傾斜しており、従って、フィル
タ３と底板２６との間に媒溜用の空所２７か形成されて
いる。空所２７には、加熱用の電気ヒータ６かケーシン
グ２を貫通して伸びており公知の方法でゲージング２に
より支持されている６ゲーシング２の横方向中央部には
、ケーシング２の長手方向全長にわたり仕切板２８か取
り付けられている。仕切板２８は排気浄化ラインを２系
統１０１０′に分割し、後述するように一方の系統のフ
ィルタ３を再生する場合には他方の系統のフィルタ３′
で浄化作用を行う。

第３図に示すように、フィルタ３は単体フィルタ３１と
称するフィルタユニットを複数個組合せた積層体構造で
形成されている。単体フィルタ３１は、第４図に示すよ
うに、全体として板状の形状をなし、上面３１１には単
体フィルタ３１の長手方向に沿って等間隔に複数の孔３
１２が形成されており、これらの孔３１２は単体フィル
タ３１を貫通して下面３１３まで伸長している。単体フ
ィルタ３１の一方の側面３１４は、上面に近接した辺縁
部３１５及び下面に近接した辺縁部３１６を残して窪ん
な形状をしており、一方面面３１４と反対側の側面３１
７は平坦な面となっている。この窪んだ側面３１４は、
第３図に示すように別の単体フィルタ３１と組合せた時
、各単体フィルタ３１から流出する清浄ガス５の流路３
２１を画成する。単体フィルタ３１は、ニッケル鋼又は
ニラゲル−クロム合金鋼等の耐熱金属製の多孔質の発泡
金属体を用いて一体物として成型されている。この発泡
金属体は、発泡樹脂に導電性物質をメツキし更に耐熱金
属をメツキした後、発泡樹脂を焼却するという公知の方
法で製造されるものである。単体フィルタ３１を組合せ
て積層体構造を構成するにあたっては、パティキュレー
トの濾過効率を考慮する。このと過動率は発泡金属体の
気孔率（全表面積に対する開口面積の比率）を選定する
ことにより決定される。従って、エンジンの大きさや排
気抵抗の所要値を勘案して単体フィルタの必要組合せ数
を求める。各単体フィルタ３１の辺縁部３１５，３１６
を隣接する単体フィルタ３１の側面３１７にロー付けに
より接合し、以下同様な方法で順次必要な数の単体フィ
ルタ３１を接合することにより、積層体構造を有するフ
ィルタ３か構成される。

フィルタ３をケーシング２の中に装着した場合、各単体
フィルタ３１の長手方向側面３１９及び３２０はそれぞ
れ仕切板２４及び面２０により塞かれるか、仕切板２４
には前述の通り単体フィルタ３１の組合せピッチに合せ
て縦長のスリット２４１か設けられているためスリット
２４１と単体フィルタ３１の流路３２１とか一致し、流
路３２１は塞かれることはない（第５図参照）。

第１図にもどると、ケーシング２の排出口２３２３′に
は清浄ガス５を大気へと案内する排出管７．７′か接合
されている。排出管７，７′の内側には外端部７１に隣
接してバタフライ弁８゜８′か水平方向軸線の周りで回
動可能に装着されている。排出管７．７′には、さらに
、バタフライ弁８．８′と排出口２３．２３′との間に
一端を有するエア供給管９．９′が配設されており、排
出管７，７′の壁面を貫通して上方に伸長し、図示しな
いエア供給源に接続している。

上記構成において以下作用を説明する。

フィルタ３の正常作動時にはバタフライ弁８゜８′は開
放している。従って、ディーゼルエンジンからの排気ガ
スは、タクト４からケーシング２内に流入し、フィルタ
３６３′の孔３１２からフィルタ内に入り排気ガス中の
パティキュレートか除去された後、流路３２１及びスリ
ット２４１を経由して排出管７．７′を通り大気中へ排
気される。この場合フィルタ３．３′の各単体フィルタ
３１は側面３１９及び３２０がそれぞれ仕切板２４及び
ケーシングの面２０により塞がれているため、清浄ガス
は側面３１９及び３２０からは流出しない、さらに、単
体フィルタ３１の下方もケーシング２の底板２６により
閉鎖されているため下方からも流出しない、従って、第
４図に示すように、清浄ガス５は側面３１４又は３１７
から流出し直交流型フィルタの形態をとる。

フィルタ３．３′の再生においては、２系統の排気浄化
ラインの内、再生しようとするフィルタのラインのバタ
フライ弁を閉鎖する。ここでは説明の便宜上、バタフラ
イ弁８（従ってライン１０）を閉鎖しフィルタ３を再生
することとする。エア供給管９から逆洗用空気をケーシ
ング２内に吹き込むことにより、フィルタ３に捕捉され
たパティキュレートか吹き落されて空所２７に集められ
る。

集められたパティキュレートは電気ヒータ６により加熱
され焼却され、その排気は逆洗エアと共にライン１０′
を経て大気中へ排出される。ライン１０′のフィルタ３
′を再生する場合には、バタフライ弁８′を閉鎖してバ
タフライ弁８を開放し、かつエア供給管９からのエア供
給を止めてエア供給管９′から供給することにより、上
記と同様な作用か行われる。

（効果） 以上、説明したように、本発明のティーセルエンジン排
気浄化装置は、逆洗式のデイ−セルエンジンパティキュ
レートフィルタを採用しているため、フィルタの再生時
に電気ヒータで直接加熱されない８従って、供給された
空気によりフィルタが急激に冷却されてヒートショック
を起こす度合いか小さくなった。また、フィルタを耐熱
金属製の発泡金属体で形成することによりセラミックの
場合よりも強度か増加しヒートショックか発生したとし
てもフィルタにクラックを生ずる可能性を減することか
できるようになった。また、ケーシングとフィルタとの
線膨張係数も近似しているため、ガスシール不良か発生
する可能性も減することができる。加えて、発泡金属体
の靭性により車輌走行中の振動から受けるショックに対
しても強く耐久性を向上させる効果を奏している。

【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浄化装置
の一実施例の断面図、第２図は第１図の装置の一部を断
面で示した平面図、第３図は本装置に使用するフィルタ
の全体を示す斜視図。第４図はフィルタを構成する各単
体フィルタの斜視図、そして第５図は第１図のＩ−Ｉ線
に沿う断面図である。 ディーゼルエンジンの排気浄化装置 ゲージング　　　　３．３’　　：フィルタ清浄ガス　
　　　　６：を気ヒータ ７′　：排出管　　　８．８′　：ハタフライ弁９′　
：エア供給管　　　２１：導入口２３′　：排出口　　
　３１：単体フィルタ！ 第　１　目

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　排気ガス通路と、該排気ガス通路内に配置されていて
   排気ガスを浄化するフィルタとを有し、該フィルタに該
   排気ガスの流れと逆に逆洗用空気を流して該フィルタに
   捕捉された煤を該フィルタから分離させてヒータで燃焼
   させるエンジンの排気浄化装置において、 該フィルタは、多数の孔が設けられた単体フィルタを複
   数個組合せて形成した積層体構造とし、該単体フィルタ
   は一体的に成型された耐熱性の発泡金属体により形成し
   たことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。