JPH0519531Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、エンジンの排気ガスに含まれるパテ
イキユレートを捕集するフイルタの再生装置に関
する。更に詳しくはフイルタの下流側からフイル
タを強制的に加熱して捕集されたパテイキユレー
ト（以下、捕集パテイキユレートという）を燃焼
除去することによりフイルタを再生する装置に関
するものである。

［従来の技術］ エンジンの排気ガス中には、パテイキユレー
ト、即ち煤と煤に吸着している炭化水素、サルフ
エート及び金属等の微粒子が含まれている。そし
てその含有量が多くなる運転状態では、パテイキ
ユレートが外部に排出されるため、エンジンの排
気通路にパテイキユレート捕集用の耐熱性のフイ
ルタが内装された捕集器を設けて、排気ガスを浄
化することが提案されている。しかしこのフイル
タは使用時間が長くなると、捕集パテイキユレー
トがフイルタに堆積してフイルタの目詰りを生
じ、その通気抵抗が増大するとともに捕集効率が
低下する。

そこでこのフイルタの上流部にヒータ等を設置
して、捕集パテイキユレートが一定以上に堆積す
ると、これを加熱してパテイキユレートを燃焼さ
せフイルタを再生させる技術が提案されている
が、この方式ではフイルタが過熱状態になり易く
フイルタが溶損するという不具合がある。

本考案者は、このため捕集パテイキユレートが
堆積するフイルタの下流側から加熱圧縮空気をフ
イルタ内に導入して捕集パテイキユレートを燃焼
除去すべくしたパテイキユレートフイルタの再生
装置を考案し、実用新案登録出願した（実願昭60
−184012）。

この再生装置では加熱圧縮空気により捕集パテ
イキユレートが燃焼しフイルタは発熱するが、加
熱圧縮空気はフイルタの下流側より上流側に逆流
するため、フイルタは過熱状態にならず溶損しな
い利点を有する。

一方、フイルタを溶損しないフイルタ再生装置
として、排気処理装置（特開昭58−180715）、デ
イーゼルエンジンの排ガス浄化装置（特開昭59−
77022）、内燃機関の微粒子浄化装置（特開昭57−
13211）、微粒子捕集用フイルタ部材の再生方法
（特開昭61−223215）等が開示されている。

上記排気処理装置は、排気管の途中に接続され
たフイルタと並列にバイパス路が接続され、フイ
ルタとバイパス路の分岐部に切換弁が設けられ、
フイルタの下流側に閉止弁が設けられる。この装
置ではフイルタと切換弁との間に空気流出口が設
けられ、フイルタの流出面に加熱手段が配設され
ることにより、フイルタの再生時にエンジンの排
気ガスがバイパス路を流れ、フイルタのパテイキ
ユレートを燃焼除去した加熱空気は空気流出口か
ら別の管路を通つて排出されるようになつてい
る。

上記排ガス浄化装置は、排気管の途中に接続さ
れたフイルタと並列に第１連通路が接続され、エ
ンジンの吸気系に設けられた絞り弁の下流側吸気
通路とフイルタの上流側排気管とが第２連通路に
より接続され、フイルタの下流側に再燃焼装置が
設けられる。この装置ではフイルタの再生時に絞
り弁を絞つて吸気系に負圧を発生させ、その負圧
によりフイルタ及び第２連通路を介してフイルタ
下流より空気を吸入し、この空気を再燃焼装置に
より加熱してフイルタのパテイキユレートを燃焼
除去するようになつている。またこのとき排気ガ
スは第１連通路を通つて排出される。

上記微粒子浄化装置は、排気管の途中に接続さ
れた容器内にこの容器の入口及び出口を結ぶ２つ
の各々独立した排気ガス流路が形成され、これら
の排気ガス通路の途中にそれぞれ１つずつフイル
タが設けられ、これらの排気ガス流路の下流側の
合流部に流路切替手段が設けられ、更に随意的に
一方のフイルタに熱風を送る熱風供給手段がフイ
ルタの下流側に設けられる。この装置では、一方
のフイルタを再生するときにはこの一方のフイル
タのパテイキユレートを燃焼除去した加熱空気は
一方のフイルタの上流側に流出して排気ガスとと
もに他方のフイルタを通つて排出されるようにな
つている。

上記フイルタ部材の再生方法は、排気集合管に
フイルタが収納された容器が接続され、この容器
と並列に第１排気管及び第２排気管がそれぞれ接
続され、容器内の排気ガス出口側に電気ヒータが
設けられる。この再生方法はフイルタの再生時に
第１排気管を通つた排気ガスの一部が電気ヒータ
により加熱されてフイルタの出口側からフイルタ
内に入りフイルタのパテイキユレートを燃焼除去
した後、第２排気管を通つて大気に排出されるよ
うになつている。また第１排気管を通つた排気ガ
スの残りはそのまま大気に排出されるようになつ
ている。

［考案が解決しようとする課題］ しかし、上記再生装置では、フイルタの下流端
縁に加熱圧縮空気を導入するためのヒータケース
を配置しているため、フイルタを再生しない通常
時にはこのヒータケースがフイルタの排気ガス流
路を狭める不具合があつた。

また、上記排気処理装置では、フイルタの再生
時にエンジンの排気ガスが通るバイパス路の他
に、フイルタのパテイキユレートを燃焼除去した
加熱空気が通る空気流出口及び別の管路が必要で
あり、配管が複雑になる問題点があつた。

また、上記排ガス浄化装置では、フイルタの再
生時にエンジンの排気ガスが通る第１連通路の他
に、フイルタのパテイキユレートを燃焼除去した
加熱空気が通る第２連通路が必要であり、配管が
複雑になる問題点があつた。

また、上記微粒子浄化装置では、容器に２つの
フイルタを収納しなければならず、装置が大型化
する問題点があつた。

更に、上記フイルタ部材の再生方法では、フイ
ルタの再生時にエンジンの排気ガスが通る第１排
気管と、フイルタのパテイキユレートを燃焼除去
した排気ガスが通る第２排気管が必要であり、配
管が複雑になる問題点があつた。

本考案の目的は、比較的簡単な排気管の配管で
比較的コンパクトに構成でき、フイルタを再生し
ない通常時には捕集器内の排気ガスの流路を狭め
ることがなく、またフイルタの再生時にはフイル
タを溶損せずに、捕集パテイキユレート及び排気
ガスを効率よくしかも確実に除去し得るパテイキ
ユレートフイルタの再生装置を提供することにあ
る。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成を実
施例に相応する第１図及び第３図に基づいて説明
する。

本考案は、エンジン１の排気通路３ａ，３ｂに
設けられたパテイキユレート捕集器４と、捕集器
４内に設けられたフイルタ５と、捕集器４の上流
側排気通路３ａと捕集器４の下流側排気通路３ｂ
とを直結する単一のバイパス通路６と、バイパス
通路６を開閉する開閉弁８と、フイルタ５の下流
側に配置された空気加熱手段１５又は４０と、加
熱手段１５又は４０により加熱された空気Ｈをフ
イルタ５内に導入する導入手段３３と、フイルタ
５の下流側を排気通路３ｂ又は空気加熱手段１５
又は４０のいずれか一方に連通させる切換弁１６
とを備え、開閉弁８を開放しかつフイルタ５の下
流側を空気加熱手段１５又は４０に連通するよう
に切換弁１６を切換えて導入手段３３により加熱
空気Ｈを導入し、フイルタ５内の捕集パテイキユ
レートＰを燃焼除去するように構成したパテイキ
ユレートフイルタの再生装置の改良である。

その特徴ある構成は、開放時の開閉弁８がエン
ジン１の排気ガスＥとフイルタ５内でパテイキユ
レートＰを燃焼した加熱空気Ｈの双方をバイパス
通路６に流すように形成されたところにある。

［作用］ フイルタ５を再生するときには加熱空気Ｈはフ
イルタ５の下流側よりフイルタ内に流入し、エン
ジン１の排気ガスＥとともにバイパス通路６を通
つて排気通路３ｂから排出される。またフイルタ
５を再生しない通常時にはバイパス通路６は閉塞
され、エンジン１の排気ガスＥはフイルタ５の上
流側よりフイルタ内に流入し、パテイキユレート
Ｐが捕集された後、排気通路３ｂから排出され
る。

［実施例］ 次に本考案の一実施例を図面に基づいて詳しく
説明する。

第１図に示すように、エンジン１の排気マニホ
ールド２に接続された排気通路３ａと排気通路３
ｂとの間にはパテイキユレート捕集器４が設けら
れる。この捕集器４内には耐熱性のフイルタ５が
設けられる。単一のバイパス通路６が捕集器４の
上流側排気通路３ａとその下流側排気通路３ｂと
の間を直結するように設けられる。このバイパス
通路６の入口にはバイパス通路６を開閉する開閉
弁８が設けられる。開閉弁８は第２図に示すよう
にバイパス通路６を開放したときに、エンジンの
排気ガスＥ及びフイルタ５内を逆流してきた加熱
空気Ｈをバイパス通路６に導入し易くするために
底部中央が膨出して形成される。この開閉弁８は
エアシリンダ１０のロツド１２に連結する。ロツ
ド１２は排気通路３ａを貫通して設けられる。シ
リンダ１０には戻しばね１４が内設される。捕集
器４の下流側は燃焼室１５に接続する。切換弁１
６が捕集器４の下流側を排気通路３ｂ又はｂ燃焼
室１５のいずれか一方に連通させるように設けら
れる。切換弁１６の一端はエアシリンダ１７のロ
ツド１８に枢着する。シリンダ１７には戻しばね
２０が内設される。

燃焼室１５内には燃料噴霧ノズル２２及び点火
プラグ２４が設けられる。ノズル２２は電磁弁２
６を介して図外の燃料ポンプに接続される。プラ
グ２４は常開のスイツチ２８を介して電源３０に
接続される。燃焼室１５の捕集器４の反対側は通
路３２を介してエアタンク３３に接続される。通
路３２の途中には電磁弁３４が設けられる。通路
３２は分岐路３６を有する。分岐路３６は電磁弁
３７を介してエアシリンダ１０及び１７のロツド
側にそれぞれ接続する。電磁弁２６，３４及び３
７並びにスイツチ２８にはこれらの開閉を制御す
るコントローラ３８の制御出力が接続される。

このような構成の再生装置では、コントローラ
３８により電磁弁２６，３４及び３７を閉じ、ス
イツチ２８を開いた状態にすると、第１図に示す
ように開閉弁８がバイパス通路６の入口を閉塞
し、切換弁１６が燃焼室１５の入口を閉塞し、捕
集器４の下流側を排気通路３ｂに連通させる。こ
れによりエンジンの排気ガスＥはフイルタ５でパ
テイキユレートＰが捕集され、フイルタ５の下流
では何も邪魔されずに排気通路３ｂを通つて外気
に排出される。

フイルタ３を再生するときには、コントローラ
３８により電磁弁２６，３４及び３７を開き、ス
イツチ２８を閉じた状態にする。第２図に示すよ
うに、開閉弁８がバイパス通路６の入口を開放す
る。また切換弁１６が燃焼室１５の入口を開放し
て捕集器４の下流側を燃焼室１５に連通させると
ともに捕集器４の下流側と排気通路３ｂを遮断す
る。同時にノズル２２から噴霧した燃料がプラグ
２４により燃焼して加熱空気が生じる。この加熱
空気はエアタンク３３からの圧縮空気により燃焼
室１５から捕集器４内に勢いよく導入される。

捕集器４内に導入された加熱空気Ｈはフイルタ
５の下流側から上流側に流れる。加熱空気Ｈがフ
イルタ５に流入すると、捕集パテイキユレートＰ
が燃焼する。ここでパテイキユレートが堆積した
部分のフイルタ５は発熱するが、加熱空気Ｈが絶
えず下流側から上流側へ逆流しているため、燃焼
による高熱はその他のフイルタ５へは伝達されな
い。パテイキユレートを燃焼した加熱空気Ｈとエ
ンジンの排気ガスＥは開閉弁８の案内によりバイ
パス通路６を通つて排気通路３ｂを流れ外気に排
出される。このとき排気ガスＥは全くフイルタ５
内には流れないため、パテイキユレートの燃焼で
発熱したフイルタ５は過熱状態にならず、その溶
損や亀裂は発生しない。

捕集パテイキユレートＰの除去が完了すれば、
再び電磁弁２６，３４及び３７を閉じ、スイツチ
２８を開いた状態にする。これにより排気ガスＥ
はフイルタ５を通つて排気通路３ｂから外気へ放
出される。

次に本考案の別の実施例を第３図及び第４図に
基づいて説明する、第３図及び第４図において、
第１図及び第２図と同一符号は、同一構成部品を
示す。

本実施例の特徴ある構成は、前実施例の燃焼室
１５の代わりに、フイルタ５の下流側の捕集器４
内に電熱ヒータ４０を設けたところにある。ヒー
タ４０の一端は常開のスイツチ４１を介して電源
４２に接続され、他端は接地される。スイツチ４
１にはコントローラ３８の制御出力が接続され
る。

この例ではヒータ４０がフイルタ５の近傍で発
熱するため、熱損失を少なくして捕集パテイキユ
レートＰを燃焼除去することができる。その他の
作用は前実施例と同様であるので繰返しの説明を
省略する。

なお、最初の実施例では燃焼室１５を捕集器４
外に設けた例を示したが、捕集器４内に設けるこ
ともできる。

また、上記例では開閉弁８及び切換弁１６を単
動のエアシリンダ１０及び１７で制御する例を示
したが、ソレノイド等の他のアクチユエータを用
いてもよい。

［考案の効果］ 以上述べたように、本考案によれば、従来の再
生装置のようなフイルタ下流端縁に設けられたヒ
ータケースがないので、フイルタを再生しない通
常時に捕集器内の排気ガスの流路を狭めることが
ない。

また捕集パテイキユレートを燃焼させるための
加熱空気をフイルタ内に逆流させるため、捕集パ
テイキユレートがフイルタから剥離し易く、しか
も燃焼した部分が過熱状態にならず、フイルタを
溶損させることがない。

また従来の排気処理装置や排ガス処理装置やフ
イルタ部材の再生装置のように、フイルタの再生
時に排気ガスの通る通路と、フイルタのパテイキ
ユレートを燃焼除去した加熱空気等の通る通路と
が別々に設けられた装置と比較して、フイルタの
再生時に１本のバイパス通路を排気ガスとパテイ
キユレートを燃焼除去した加熱空気とが通るの
で、排気管の配管が比較的簡単に済む。この結
果、フイルタの再生時に捕集パテイキユレート及
び排気ガスを効率よくしかも確実に除去すること
ができる。

更に２つのフイルタを必要とする従来の微粒子
浄化装置と比較して、１つのフイルタと、フイル
タより僅かなスペースで済む１本のバイパス通路
とがあればよく、装置をコンパクトに構成すると
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例再生装置のフイルタを再
生しないときの通常状態を示す構成図。第２図は
そのフイルタを再生しているときの状態を示す要
部構成図。第３図は本考案の別の実施例再生装置
のフイルタを再生しないときの通常状態を示す構
成図。第４図はそのフイルタを再生しているとき
の状態を示す要部構成図。 １……エンジン、３ａ，３ｂ……排気通路、４
……パテイキユレート捕集器、５……フイルタ、
６……バイパス通路、８……開閉弁、１５……燃
焼室（空気加熱手段）、１６……切換弁、３３…
…エアタンク（加熱空気導入手段）、４０……電
熱ヒータ（空気加熱手段）、Ｅ……エンジンの排
気ガス、Ｈ……加熱空気、Ｐ……捕集パテイキユ
レート。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 エンジン１の排気通路３ａ，３ｂに設けられた
   パテイキユレート捕集器４と、前記捕集器４内に
   設けられたフイルタ５と、前記捕集器４の上流側
   排気通路３ａと前記捕集器４の下流側排気通路３
   ｂとを直結する単一のバイパス通路６と、前記バ
   イパス通路６を開閉する開閉弁８と、前記フイル
   タ５の下流側に配置された空気加熱手段１５，４
   ０と、前記加熱手段１５，４０により加熱された
   空気Ｈを前記フイルタ５内に導入する導入手段３
   ３と、前記フイルタ５の下流側を前記排気通路３
   ｂ又は前記空気加熱手段１５，４０のいずれか一
   方に連通させる切換弁１６とを備え、 前記開閉弁８を開放しかつ前記フイルタ５の下
   流側を前記空気加熱手段１５，４０に連通するよ
   うに前記切換弁１６を切換えて前記導入手段３３
   により加熱空気Ｈを導入し、前記フイルタ５内の
   捕集パテイキユレートＰを燃焼除去するように構
   成したパテイキユレートフイルタの再生装置にお
   いて、 開放時の前記開閉弁８が前記エンジン１の排気
   ガスＥと前記フイルタ５内でパテイキユレートＰ
   を燃焼した加熱空気Ｈの双方を前記バイパス通路
   ６に流すように形成されたことを特徴とするパテ
   イキユレートフイルタの再生装置。