JPH0544435A - デイーゼル機関の排気浄化装置 - Google Patents
デイーゼル機関の排気浄化装置Info
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- JPH0544435A JPH0544435A JP3199469A JP19946991A JPH0544435A JP H0544435 A JPH0544435 A JP H0544435A JP 3199469 A JP3199469 A JP 3199469A JP 19946991 A JP19946991 A JP 19946991A JP H0544435 A JPH0544435 A JP H0544435A
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- filter
- exhaust
- turbine
- exhaust gas
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
- F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 堆積したパティキュレートを効率的かつ確実
に燃焼させることにより、フィルタ２３の再生を良好に
行う。 【構成】 ターボチャージャ１１のタービン１３の上流
側に燃料噴射弁２７を、下流側にフィルタ２３を設け、
タービン１３によって燃料の攪拌、混合を行い、燃料を
フィルタ２３の上流側全面にほぼ均等に供給してパティ
キュレートを酸化燃焼させる排気浄化装置。
に燃焼させることにより、フィルタ２３の再生を良好に
行う。 【構成】 ターボチャージャ１１のタービン１３の上流
側に燃料噴射弁２７を、下流側にフィルタ２３を設け、
タービン１３によって燃料の攪拌、混合を行い、燃料を
フィルタ２３の上流側全面にほぼ均等に供給してパティ
キュレートを酸化燃焼させる排気浄化装置。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気微粒子を捕集する
ためのフィルタを備えた、ディーゼル機関の排気浄化装
置に関する。
ためのフィルタを備えた、ディーゼル機関の排気浄化装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、ディーゼル機関の排気中に含有
される排気微粒子であるパティキュレートを排気中から
取り除く方法として、例えば排気をフィルタに通過させ
て、パティキュレートを捕集する方法が知られている。
この方法によると、捕集されたパティキュレートはフィ
ルタに堆積する一方であり、その堆積量が増大すると排
気圧力が上昇してしまうため、パティキュレートが所定
量以上堆積した場合には、このパティキュレートを酸化
燃焼させて除去するという再生処理を行っている。パテ
ィキュレートを燃焼させるためには、その主要な構成物
質であるカーボンの燃焼可能な温度、すなわち５５０〜
６００℃以上にパティキュレートを加熱する必要があ
る。
される排気微粒子であるパティキュレートを排気中から
取り除く方法として、例えば排気をフィルタに通過させ
て、パティキュレートを捕集する方法が知られている。
この方法によると、捕集されたパティキュレートはフィ
ルタに堆積する一方であり、その堆積量が増大すると排
気圧力が上昇してしまうため、パティキュレートが所定
量以上堆積した場合には、このパティキュレートを酸化
燃焼させて除去するという再生処理を行っている。パテ
ィキュレートを燃焼させるためには、その主要な構成物
質であるカーボンの燃焼可能な温度、すなわち５５０〜
６００℃以上にパティキュレートを加熱する必要があ
る。
【０００３】パティキュレートを加熱する従来の装置の
ひとつとして、例えば特開昭５９−１２２７２１号公報
がある。この先行技術は、酸化触媒を担持したフィルタ
の上流に燃料を噴射して酸化させ、その酸化反応に伴う
発熱によってフィルタに堆積したパティキュレートを加
熱し燃焼させるというものである。
ひとつとして、例えば特開昭５９−１２２７２１号公報
がある。この先行技術は、酸化触媒を担持したフィルタ
の上流に燃料を噴射して酸化させ、その酸化反応に伴う
発熱によってフィルタに堆積したパティキュレートを加
熱し燃焼させるというものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の装置にあっては、排気管内への燃料噴射時に
おける燃料と排気との混合について特に配慮していない
ため、噴射された燃料がフィルタ全域に行き渡りにく
く、その結果、堆積したパティキュレートが部分的にし
か燃焼せず、フィルタに未再生部分が残ってしまう恐れ
があった。また、燃料が偏って、しかも過密状態でフィ
ルタに供給された場合、この過密部分でのフィルタの温
度が必要以上に上昇してしまうため、フィルタの寿命の
低下の一因となつていた。また過密状態が一層顕著にな
ると、燃料が充分に酸化せず、未燃焼状態で排出されて
しまう可能性もあった。
うな従来の装置にあっては、排気管内への燃料噴射時に
おける燃料と排気との混合について特に配慮していない
ため、噴射された燃料がフィルタ全域に行き渡りにく
く、その結果、堆積したパティキュレートが部分的にし
か燃焼せず、フィルタに未再生部分が残ってしまう恐れ
があった。また、燃料が偏って、しかも過密状態でフィ
ルタに供給された場合、この過密部分でのフィルタの温
度が必要以上に上昇してしまうため、フィルタの寿命の
低下の一因となつていた。また過密状態が一層顕著にな
ると、燃料が充分に酸化せず、未燃焼状態で排出されて
しまう可能性もあった。
【０００５】一方、他の従来技術として、例えばフィル
タの上流側に回転翼を設けたものが知られている（実開
昭６１−１４０１１４）。ところが、これはバーナで加
熱された空気の混合を促すものであり、燃料噴射におけ
る霧化の促進効果についてはあまり期待できない。しか
も、通常排気管内は高温高圧状態となることが多く、ま
た排気中に含有されている物質も多種多様であるため、
排気管内に設ける回転翼に対しても、その軸受が支障な
く機能するためには特別の配慮が必要となり、構造の複
雑化及びコストアップを招いてしまう。
タの上流側に回転翼を設けたものが知られている（実開
昭６１−１４０１１４）。ところが、これはバーナで加
熱された空気の混合を促すものであり、燃料噴射におけ
る霧化の促進効果についてはあまり期待できない。しか
も、通常排気管内は高温高圧状態となることが多く、ま
た排気中に含有されている物質も多種多様であるため、
排気管内に設ける回転翼に対しても、その軸受が支障な
く機能するためには特別の配慮が必要となり、構造の複
雑化及びコストアップを招いてしまう。
【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、フ
ィルタに堆積したパティキュレートを効率良く確実に燃
焼させることにより、フィルタの再生を良好に行うこと
ができるディーゼル機関の排気浄化装置を提供すること
にある。
るためになされたもので、その目的とするところは、フ
ィルタに堆積したパティキュレートを効率良く確実に燃
焼させることにより、フィルタの再生を良好に行うこと
ができるディーゼル機関の排気浄化装置を提供すること
にある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明におけるディーゼル機関の排気浄化装置は、
ターボチャージャのタービンより下流側の排気通路に、
酸化触媒を担持し排気微粒子を捕集するフィルタを設
け、前記タービンより上流側の排気通路に前記酸化触媒
により酸化反応する燃料の供給を行う燃料供給手段を設
けたことを特徴とするものである。
に、本発明におけるディーゼル機関の排気浄化装置は、
ターボチャージャのタービンより下流側の排気通路に、
酸化触媒を担持し排気微粒子を捕集するフィルタを設
け、前記タービンより上流側の排気通路に前記酸化触媒
により酸化反応する燃料の供給を行う燃料供給手段を設
けたことを特徴とするものである。
【０００８】
【作用】本発明によるディーゼル機関の排気浄化装置に
よれば、燃料供給手段からターボチャージャのタービン
の上流側の排気通路に燃料を供給すると、この供給され
た燃料は、回転状態のタービンによって攪拌されて、排
気とほぼ均一に混合する。そして、この排気と混合した
燃料は、フィルタの排気流入側の略全面に行き渡り、酸
化触媒により酸化反応を起こして発熱する。その結果、
フィルタに堆積した排気微粒子が全体的に燃焼する。
よれば、燃料供給手段からターボチャージャのタービン
の上流側の排気通路に燃料を供給すると、この供給され
た燃料は、回転状態のタービンによって攪拌されて、排
気とほぼ均一に混合する。そして、この排気と混合した
燃料は、フィルタの排気流入側の略全面に行き渡り、酸
化触媒により酸化反応を起こして発熱する。その結果、
フィルタに堆積した排気微粒子が全体的に燃焼する。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の一実施例を、図１に基づいて
その構成から説明する。
その構成から説明する。
【００１０】ディーゼル機関の機関本体１には、吸気マ
ニホールド３と排気マニホールド５とが取付けられ、吸
気マニホールド３及び排気マニホールド５には、吸気管
７及び排気管９がそれぞれ接続されている。排気管９に
はターボチャージャ１１のタービン１３が、吸気管７に
は回転軸１５を介してタービン１３と同時に回転するコ
ンプレッサインペラ１７が、それぞれ介装されている。
タービン１３の上流と下流とは、バイパス通路１９で連
通し、バイパス通路１９には、ウェストゲートバルブ２
１が設けられ、このウェストゲートバルブ２１を開放す
ることで排気を逃がし、過給圧を適宜制御する。
ニホールド３と排気マニホールド５とが取付けられ、吸
気マニホールド３及び排気マニホールド５には、吸気管
７及び排気管９がそれぞれ接続されている。排気管９に
はターボチャージャ１１のタービン１３が、吸気管７に
は回転軸１５を介してタービン１３と同時に回転するコ
ンプレッサインペラ１７が、それぞれ介装されている。
タービン１３の上流と下流とは、バイパス通路１９で連
通し、バイパス通路１９には、ウェストゲートバルブ２
１が設けられ、このウェストゲートバルブ２１を開放す
ることで排気を逃がし、過給圧を適宜制御する。
【００１１】タービン１３の下流側で、かつ前記バイパ
ス通路１９の開口する部位より下流の排気通路には、排
気中に含まれるパティキュレートを捕集するフィルタ２
３が設けられている。このフィルタ２３は、セラミック
製の連続多孔質体に酸化触媒を担持させたものであり、
酸化触媒としては白金やパラジウム等が適する。フィル
タ２３の下流にはマフラ２５が設けられ、マフラ２５の
出口側より排気が大気中に流出する。
ス通路１９の開口する部位より下流の排気通路には、排
気中に含まれるパティキュレートを捕集するフィルタ２
３が設けられている。このフィルタ２３は、セラミック
製の連続多孔質体に酸化触媒を担持させたものであり、
酸化触媒としては白金やパラジウム等が適する。フィル
タ２３の下流にはマフラ２５が設けられ、マフラ２５の
出口側より排気が大気中に流出する。
【００１２】タービン１３の上流側の排気通路９には、
機関本体１へ供給する燃料と同じ軽油を排気通路９に供
給する、燃料供給手段としての燃料噴射弁２７が設けら
れている。燃料噴射弁２７には燃料ポンプ３１が接続さ
れ、この燃料ポンプ３１は燃料タンク２９内の燃料を燃
料噴射弁２７に圧送する。なお、燃料の噴射時期、噴射
量及び噴射時間は、図示外のフィルタ再生コントロール
ユニットによって制御される。
機関本体１へ供給する燃料と同じ軽油を排気通路９に供
給する、燃料供給手段としての燃料噴射弁２７が設けら
れている。燃料噴射弁２７には燃料ポンプ３１が接続さ
れ、この燃料ポンプ３１は燃料タンク２９内の燃料を燃
料噴射弁２７に圧送する。なお、燃料の噴射時期、噴射
量及び噴射時間は、図示外のフィルタ再生コントロール
ユニットによって制御される。
【００１３】次に、本実施例の作用について説明する。
【００１４】ディーゼル機関の運転時において、吸気管
７から供給された空気は機関本体１内で圧縮され、この
圧縮空気中に図示外の燃料噴射弁により燃料が供給され
て着火燃焼し、この燃焼ガスが排気となってターボチャ
ージャ１１のタービン１３を高速回転させ、フィルタ２
３及びマフラ２５を通過して大気中へ排出される。排気
中には、カーボンを含有する排気微粒子、すなわちパテ
ィキュレートが存在し、このパティキュレートは、排気
がフィルタ２３を通過するときにフィルタ２３によって
捕集される。
７から供給された空気は機関本体１内で圧縮され、この
圧縮空気中に図示外の燃料噴射弁により燃料が供給され
て着火燃焼し、この燃焼ガスが排気となってターボチャ
ージャ１１のタービン１３を高速回転させ、フィルタ２
３及びマフラ２５を通過して大気中へ排出される。排気
中には、カーボンを含有する排気微粒子、すなわちパテ
ィキュレートが存在し、このパティキュレートは、排気
がフィルタ２３を通過するときにフィルタ２３によって
捕集される。
【００１５】一方、燃料噴射弁２７は、フィルタ２３に
よって捕集されたパティキュレートが所定量以上に堆積
したときに、排気通路９に燃料を噴射供給する。
よって捕集されたパティキュレートが所定量以上に堆積
したときに、排気通路９に燃料を噴射供給する。
【００１６】このとき、排気通路９に供給された燃料
は、排気と一緒にターボチャージャ１１のタービン１３
に達し、回転するタービン１３によって攪拌されるので
霧化し易い。しかもタービン１３は熱容量をもち排気熱
を受けて高温化していることから、ほぼ常温の燃料を霧
化させるには一層好条件である。このため、燃料は排気
と混合し易くなり、これら両者はほぼ均一に混合する。
は、排気と一緒にターボチャージャ１１のタービン１３
に達し、回転するタービン１３によって攪拌されるので
霧化し易い。しかもタービン１３は熱容量をもち排気熱
を受けて高温化していることから、ほぼ常温の燃料を霧
化させるには一層好条件である。このため、燃料は排気
と混合し易くなり、これら両者はほぼ均一に混合する。
【００１７】このようにして、排気と均一に混合した燃
料は、フィルタ２３の排気流入側、すなわち上流側の略
全面に供給され、酸化触媒によって酸化反応を起こして
発熱する。この発熱により、フィルタ２３の上流側の略
全面において、堆積したパティキュレートが燃焼し始め
下流側へと燃え移って行くので、フィルタ２３のパティ
キュレートが全体的に燃焼する。
料は、フィルタ２３の排気流入側、すなわち上流側の略
全面に供給され、酸化触媒によって酸化反応を起こして
発熱する。この発熱により、フィルタ２３の上流側の略
全面において、堆積したパティキュレートが燃焼し始め
下流側へと燃え移って行くので、フィルタ２３のパティ
キュレートが全体的に燃焼する。
【００１８】また、燃料を排気とほぼ均一に混合させる
ことができるので、供給された燃料がフィルタ２３内で
一部過密状態とならず、従って、温度が必要以上に上昇
することもなく、フィルタ２３の寿命の低下を防止する
ことができる。さらに、供給された燃料は、高温で、か
つ高速回転しているタービン１３を通過する際に、霧化
して酸化し易い状態となっているため、フィルタ２３に
担持された酸化触媒によって酸化し易く、また燃料の過
密状態も発生しにくいので、未燃焼状態の燃料を排出し
てしまう可能性も極めて低い。
ことができるので、供給された燃料がフィルタ２３内で
一部過密状態とならず、従って、温度が必要以上に上昇
することもなく、フィルタ２３の寿命の低下を防止する
ことができる。さらに、供給された燃料は、高温で、か
つ高速回転しているタービン１３を通過する際に、霧化
して酸化し易い状態となっているため、フィルタ２３に
担持された酸化触媒によって酸化し易く、また燃料の過
密状態も発生しにくいので、未燃焼状態の燃料を排出し
てしまう可能性も極めて低い。
【００１９】また、タービン１３が設けられたタービン
ハウジング内と回転軸１５を支持しているベアリング側
とは、シール材によってシールされているため、燃料は
排気同様ベアリング側に漏れることはない。また、シー
ル材も燃料等には侵されにくいものを使用しているた
め、シール機能は所望に維持される。
ハウジング内と回転軸１５を支持しているベアリング側
とは、シール材によってシールされているため、燃料は
排気同様ベアリング側に漏れることはない。また、シー
ル材も燃料等には侵されにくいものを使用しているた
め、シール機能は所望に維持される。
【００２０】なお、フィルタ２３に堆積したパティキュ
レートを燃焼させ、フィルタ２３を再生させるための燃
料噴射弁２７による燃料噴射時期は、排気圧力が上昇し
て機関の運転状態に悪影響を及ぼす前が好ましい。ま
た、このフィルタ２３の再生時期の判断は、例えばフィ
ルタ２３の前後差圧を圧力センサによって検出し、この
前後差圧が所定値以上となったときを再生時期とする方
法や、エンジンの運転履歴から堆積量を推定算出し、こ
の推定堆積量が所定値以上となったときを再生時期とす
る方法等によって行うことができる。
レートを燃焼させ、フィルタ２３を再生させるための燃
料噴射弁２７による燃料噴射時期は、排気圧力が上昇し
て機関の運転状態に悪影響を及ぼす前が好ましい。ま
た、このフィルタ２３の再生時期の判断は、例えばフィ
ルタ２３の前後差圧を圧力センサによって検出し、この
前後差圧が所定値以上となったときを再生時期とする方
法や、エンジンの運転履歴から堆積量を推定算出し、こ
の推定堆積量が所定値以上となったときを再生時期とす
る方法等によって行うことができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、触媒を担持したフィルタに捕集された排気微粒子を
燃焼させてフィルタを再生するために、タービン上流の
排気中に燃料を供給するようにしたので、供給された燃
料はタービンに攪拌されて排気とほぼ均一に混合し、こ
れにより燃料はフィルタ全域に行き渡るようになって、
排気微粒子を効率良く確実に燃焼させることができる。
ば、触媒を担持したフィルタに捕集された排気微粒子を
燃焼させてフィルタを再生するために、タービン上流の
排気中に燃料を供給するようにしたので、供給された燃
料はタービンに攪拌されて排気とほぼ均一に混合し、こ
れにより燃料はフィルタ全域に行き渡るようになって、
排気微粒子を効率良く確実に燃焼させることができる。
【図１】本発明による一実施例の排気浄化装置の全体図
である。
である。
９ 排気管（排気通路） １１ ターボチャージャ １３ タービン ２３ フィルタ ２７ 燃料噴射弁（燃料供給装置）
Claims (1)
- 【請求項１】 ターボチャージャのタービンより下流側
の排気通路に、酸化触媒を担持し排気微粒子を捕集する
フィルタを設け、前記タービンより上流側の排気通路に
前記酸化触媒により酸化反応する燃料の供給を行う燃料
供給手段を設けたことを特徴とするディーゼル機関の排
気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199469A JPH0544435A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | デイーゼル機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3199469A JPH0544435A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | デイーゼル機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0544435A true JPH0544435A (ja) | 1993-02-23 |
Family
ID=16408325
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3199469A Pending JPH0544435A (ja) | 1991-08-08 | 1991-08-08 | デイーゼル機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0544435A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6021639A (en) * | 1995-06-28 | 2000-02-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Black smoke eliminating device for internal combustion engine and exhaust gas cleaning system including the device |
| JP2006348855A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
| US7704473B2 (en) | 2004-10-26 | 2010-04-27 | Ict Co., Ltd. | Method and device for controlling exhaust emission from internal combustion engine |
-
1991
- 1991-08-08 JP JP3199469A patent/JPH0544435A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6021639A (en) * | 1995-06-28 | 2000-02-08 | Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. | Black smoke eliminating device for internal combustion engine and exhaust gas cleaning system including the device |
| US7704473B2 (en) | 2004-10-26 | 2010-04-27 | Ict Co., Ltd. | Method and device for controlling exhaust emission from internal combustion engine |
| JP2006348855A (ja) * | 2005-06-16 | 2006-12-28 | Hino Motors Ltd | 排気浄化装置 |
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