JPH0528325Y2 - - 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から煤等の有害
粒子を除去する排気ガスろ過装置に関し、特に、
パテイキユレートフイルタを再生可能とする排気
ガスろ過装置に関するものである。

［従来の技術］ 近年、環境汚染の防止のため、自動車の排気ガ
スの規制がより厳しくされる傾向にあり、特に、
デイーゼルエンジン車に於いては、NO_x（窒素酸
化物）及びパテイキユレート（黒煙中の粒子状物
質）の規制が強化されつつある。

前記NO_xは、燃料噴射時期を遅延させる等し
て燃焼温度を低くすることにより低減可能である
が、反面パテイキユレートは増加する。このた
め、エンジンの排気通路にはパテイキユレートを
除去するためのパテイキユレートフイルタを備え
た排気ガスろ過装置が設けられている。

該パテイキユレートフイルタに、捕捉したパテ
イキユレートの蓄積により目詰まりが生じると、
排気抵抗が増大しエンジンの出力低下を招くた
め、前記パテイキユレートフイルタの再生を定期
的に行う必要がある。

従来、この種のパテイキユレートフイルタを備
えた排気ガスろ過装置として特開昭59−93914号
公報に記載されたものがある。

第２図に示す如く、デイーゼルエンジンの排気
通路１にトラツプ２を設けると共に、該トラツプ
２の上流位置と下流位置を連通するバイパス通路
３を設け、該バイパス通路３にダイヤフラム５に
よつて開閉されるバイパスバルブ４を設置し、前
記トラツプ２内には捕集材６が装入され且つ該捕
集材６の上流位置にヒータ７が配設されている。

通常時、バイパスバルブ４は閉じており、排気
ガスはトラツプ２内を流れ、該排気ガス中のパテ
イキユレートは捕集材６により捕集され、浄化さ
れた排気ガスが大気に排出される。

前記捕集材６の再生時には、バイパスバルブ４
を開くと共にヒータ７に通電する。排気ガスの一
部がバイパス通路３側に分流し、その他の排気ガ
スがヒータ７にて更に加熱されて捕集材６を通過
する。該捕集材６に蓄積したパテイキユレートは
加熱された排気ガスと接触することにより燃焼し
除去される。

［考案が解決しようとする問題点］ しかしながら、前記排気ガスろ過装置に於いて
はパテイキユレートの殆どは捕集材６の上流部に
蓄積しており、パテイキユレートの燃焼の殆どが
捕集材６の上流部で行われる。その結果加熱され
た排気ガスがパテイキユレートの燃焼によつて更
に昇温して捕集材６中を通過することになり、該
捕集材６の過熱及び溶損を引起していた。

この問題を解決するものとして最近、パテイキ
ユレートフイルタの逆流再生即ち、ヒータをパテ
イキユレートフイルタの上流側でなく下流側に配
置し、該ヒータより下流に於ける排気通路を開閉
するシヤツタを設け、該シヤツタとヒータ間の排
気通路に加圧空気を供給可能な加圧空気通路を接
続したものが提案されている。

前記パテイキユレートフイルタの再生時には、
バイパス通路のバルブを開き、前記シヤツタを閉
じヒータに通電した状態で加圧空気を排気通路に
供給すると、該加圧空気は、ヒータにより加熱さ
れるパテイキユレートフイルタをその下流側から
上流側へ通過してパテイキユレートを燃焼させパ
テイキユレート燃焼ガスとなり、該パテイキユレ
ート燃焼ガスが排気ガスと共にバイパス通路を介
して排出される。

即ち、パテイキユレートフイルタの燃焼はパテ
イキユレートフイルタの下流部で行われ、高温の
パテイキユレート燃焼ガスによつて排気ガスが加
熱されることなく、しかも該排気ガスがパテイキ
ユレートフイルタを通過しないので、パテイキユ
レートフイルタの過熱及び溶損は回避されると考
えられる。

しかしながら、実際には、排気ガスには脈動パ
ルスがあり、脈動パルスが影響して加圧空気が円
滑に流れないことが予想される。この為、ヒータ
による加圧空気の昇温が妨げられたり或はパテイ
キユレート燃焼ガスが乱流となつて再びパテイキ
ユレートフイルタに戻り、パテイキユレートフイ
ルタが過熱され溶損する等の虞れがある。

本考案は、斯かる実情に鑑み、排気流の脈動パ
ルスによる影響を受けずにパテイキユレートフイ
ルタの逆流再生が可能となる排気ガスろ過装置を
提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本考案は、エンジンの排気通路にパテイキユレ
ートフイルタを設け、該パテイキユレートフイル
タの下流側にヒータを配置し、該ヒータより下流
位置に前記排気通路を開閉する排気通路用シヤツ
タを設け、該排気通路用シヤツタとヒータとの間
に前記排気通路へ加圧空気を供給可能な空気源を
接続し、前記排気通路に前記パテイキユレートフ
イルタの上流位置から前記排気通路用シヤツタの
下流位置へ通じるバイパス通路を設け、該バイパ
ス通路に該バイパス通路を開閉するバイパス通路
用開閉弁を設け、前記バイパス通路への分岐点と
パテイキユレートフイルタとの間に前記排気通路
の開度変更可能な排気流遮蔽弁を設け、排気ガス
中のパテイキユレートの捕捉時では前記排気通路
用シヤツタ及びバイパス通路用開閉弁及び排気流
遮蔽弁をそれぞれ開及び閉及び開とし前記パテイ
キユレートフイルタの再生時では前記排気通路用
シヤツタ及びバイパス通路用開閉弁及び排気流遮
蔽弁をそれぞれ閉及び開及び弁開度減少とすると
ともに前記空気源を加圧空気の供給状態に及び前
記ヒータを通電状態にする電子制御装置を具備せ
しめた構成を有する。

［作用］ 排気ガス中のパテイキユレートの捕捉時には、
電子制御装置により排気通路用シヤツタ、バイパ
ス通路用開閉弁及び排気流遮蔽弁は夫々開、閉及
び開となり、排気ガスはバイパス通路へは流れず
パテイキユレートフイルタを通過し、該パテイキ
ユレートフイルタにてパテイキユレートが捕捉さ
れる。

パテイキユレートフイルタの再生時には、電子
制御装置により排気通路用シヤツタ、バイパス通
路用開閉弁は夫々閉、開となり、排気流遮蔽弁は
エンジンから出る排気流の脈動パルスを遮蔽し且
つパテイキユレート燃焼ガスが通過し得るよう排
気通路の開度を絞つた状態で、加圧空気が供給さ
れ通電されたヒータに加熱されてパテイキユレー
トフイルタを逆流し、該パテイキユレートフイル
タに蓄積したパテイキユレートを燃焼せしめパテ
イキユレート燃焼ガスとなり、該パテイキユレー
ト燃焼ガスが前記排気流遮閉弁を通過し排気ガス
と共にバイパス通路から排出される。

［実施例］ 以下、図面に基づいて本考案の実施例を説明す
る。

第１図に示す如く、デイーゼルエンジン８の排
気ポート側に排気マニホールド９を介して排気通
路１０を形成し、該排気通路１０の途中にパテイ
キユレートフイルタ１１を設け、該パテイキユレ
ートフイルタ１１の下流側に隣接させてヒータ１
２を設置し、該ヒータ１２より下流位置に排気通
路１０を遮断可能な排気通路用シヤツタ１３を設
ける。

該排気通路用シヤツタ１３は、加圧空気を供給
されるダイヤフラム室１４を備え、該ダイヤフラ
ム室１４を区画するダイヤフラム１５に連動して
排気通路１０を開閉するシヤツタ本体１６を有し
ている。

前記排気通路用シヤツタ１３とヒータ１２との
間に於ける排気通路１０には、加圧空気供給路１
７及び電磁弁１８を介して空気源としての空気ポ
ンプ１９を接続する。

前記排気通路１０に、パテイキユレートフイル
タ１１の上流位置から排気通路用シヤツタ１３の
下流位置へ通じるバイパス通路２０を設け、該バ
イパス通路２０に、バイパス通路用開閉弁２１を
設置し、該バイパス通路用開閉弁２１は、加圧空
気を供給されるダイヤフラム室２２を備え、該ダ
イヤフラム室２２を区画するダイヤフラム２３に
連動してバイパス通路２０を開閉する弁体２４を
有している。

前記バイパス通路２０への分岐点とパテイキユ
レートフイルタ１１との間に於ける排気通路１０
に、バタフライ弁２５を設け、該バタフライ弁２
５と、加圧空気を供給されるダイヤフラム室２６
を区画するダイヤフラム２７とを連接リンク２８
を介して連結し、前記排気通路１０の開度変更可
能な排気流遮蔽弁２９を構成し、該排気流遮蔽弁
２９の上流側に、パテイキユレートフイルタ１１
の目詰まりによる排気通路１０内の排気ガスの背
圧を検出する背圧センサ３０を設置する。

前記排気通路用シヤツタ１３、バイパス通路用
開閉弁２１、排気流遮蔽弁２９の各ダイヤフラム
室１４，２２，２６には、夫々加圧空気通路３
１，３２，３３及び電磁弁３４，３５，３６を介
して加圧空気タンク３７を接続する。

更に、前記背圧センサ３０に接続され、該背圧
センサ３０からの情報を基に前記ヒータ１２及び
電磁弁１８，３４，３５，３６に対して各種制御
信号を送る電子制御装置３８を設ける。

次に、該実施例の作動を説明する。

通常、排気ガスに含まれるパテイキユレートを
捕捉する場合、電子制御装置３８からの制御信号
により、ヒータ１２は非通電状態となり、電磁弁
１８，３４，３５，３６は夫々閉、閉，開，閉と
なつて、空気ポンプ１９からヒータ１２下流側へ
の加圧空気の供給及び、加圧空気タンク３７から
排気通路用シヤツタ１３、排気流遮蔽弁２９の各
ダイヤフラム室１４，２６への加圧空気の供給は
行われず、バイパス通路用開閉弁２１のダイヤフ
ラム室２３にのみ加圧空気タンク３７から加圧空
気が供給される。

これにより、第１図に示す如く、排気通路用シ
ヤツタ１３及び排気流遮蔽弁２９は排気通路１０
を開き、バイパス通路用開閉弁２１はバイパス通
路２０を閉じるため、デイーゼルエンジン８から
排出される排気ガスはパテイキユレートフイルタ
１１を通過し、その際、排気ガス中のパテイキユ
レートはパテイキユレートフイルタ１１に捕捉さ
れる。

これに対し、背圧センサ３０によつてパテイキ
ユレートフイルタ１１の再生時期が検出される
と、電子制御装置３８からの制御信号を受けて、
ヒータ１２は通電状態となり、電磁弁１８，３
４，３５，３６は夫々開、開、閉、開となる。こ
れにより、加圧空気タンク３７から排気通路用シ
ヤツタ１３のダイヤフラム室１４及び排気流遮蔽
弁２９のダイヤフラム室２６へは加圧空気が供給
され、又、加圧空気タンク３７からバイパス通路
用開閉弁２１のダイヤフラム室２２へは加圧空気
が供給されず、排気通路用シヤツタ１３が排気通
路１０を閉じると共に排気流遮蔽弁２９がパテイ
キユレートフイルタ１１上流側の排気通路１０を
絞り、バイパス通路用開閉弁２１がバイパス通路
２０を開いた状態で空気ポンプ１９からヒータ１
２下流側へ加圧空気が供給される。

該空気ポンプ１９からヒータ１２下流側へ供給
された加圧空気は、ヒータ１２を通過する際所望
の温度に加熱され、パテイキユレートフイルタ１
１をその下流側から上流側へ流れ、該パテイキユ
レートフイルタ１１に蓄積されたパテイキユレー
トを燃焼せしめてパテイキユレート燃焼ガスとな
り、該パテイキユレート燃焼ガスが前記排気流遮
蔽弁２９を通過し、デイーゼルエンジン８から出
る排気ガスと共にバイパス通路２０へ導かれ排出
される。

この時、前記デイーゼルエンジン８から出る排
気ガスによる脈動パルスは、排気流遮蔽弁２９に
よつて減衰されパテイキユレートフイルタ１１及
びヒータ１２側に伝播しないため、ヒータ１２に
よる加圧空気の昇温が妨害されず、しかも、パテ
イキユレート燃焼ガスが乱流となつて再びパテイ
キユレートフイルタ１１に戻ることもなく、パテ
イキユレートフイルタ１１の過熱、溶損を防止で
きる。

尚、本考案は、前記実施例にのみ限定されるも
のではなく、排気流遮蔽弁２９は排気流の脈動パ
ルスを遮蔽可能且つパテイキユレート燃焼ガスが
通過可能なものであればよく、バタフライ弁２５
の代わりにスライド式ゲート弁に孔を穿設したも
のを使用し得ること等、本考案の要旨を逸脱しな
い範囲内に於いて種々変更を加え得ることは勿論
である。

［考案の効果］ 以上述べた如く、本考案によれば、パテイキユ
レートフイルタの逆流再生時に排気流の脈動パル
スを遮蔽可能且つパテイキユレート燃焼ガスが通
過可能な排気流遮蔽弁を設けているので、排気流
の脈動パルスによつて発生する障害、即ちヒータ
による加圧空気の昇温の妨害、パテイキユレート
燃焼ガスのパテイキユレートフイルタへの戻り等
を防止することが可能となり、パテイキユレート
フイルタを逆流式再生によつて確実に再生するこ
とかできる。更にパテイキユレートフイルタ中を
過熱された排気ガスが流れることがないのでパテ
イキユレートフイルタの寿命も延びる等の優れた
効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す概略説明図、第
２図は従来例を示す概略説明図である。 ８はデイーゼルエンジン、１０は排気通路、１
１はパテイキユレートフイルタ、１２はヒータ、
１３は排気通路用シヤツタ、１９は空気ポンプ、
２０はバイパス通路、２１はバイパス通路用開閉
弁、２９は排気流遮蔽弁、３８は電子制御装置を
示す。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. エンジンの排気通路にパテイキユレートフイル
   タを設け、該パテイキユレートフイルタの下流側
   にヒータを配置し、該ヒータより下流位置に前記
   排気通路を開閉する排気通路用シヤツタを設け、
   該排気通路用シヤツタとヒータとの間に前記排気
   通路へ加圧空気を供給可能な空気源を接続し、前
   記排気通路に前記パテイキユレートフイルタの上
   流位置から前記排気通路用シヤツタの下流位置へ
   通じるバイパス通路を設け、該バイパス通路に該
   バイパス通路を開閉するバイパス通路用開閉弁を
   設け、前記バイパス通路への分岐点とパテイキユ
   レートフイルタとの間に前記排気通路の開度変更
   可能な排気流遮蔽弁を設け、排気ガス中のパテイ
   キユレートの捕捉時では前記排気通路用シヤツタ
   及びバイパス通路用開閉弁及び排気流遮蔽弁をそ
   れぞれ開及び閉及び開とし前記パテイキユレート
   フイルタの再生時では前記排気通路用シヤツタ及
   びバイパス通路用開閉弁及び排気流遮蔽弁をそれ
   ぞれ閉及び開及び弁開度減少とするとともに前記
   空気源を加圧空気の供給状態に及び前記ヒータを
   通電状態にする電子制御装置を具備せしめたこと
   を特徴とする排気ガスろ過装置。