JPH0614015Y2 - パテイキユレ−ト捕集装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は、ディゼルエンジンの排気ガス中に含まれてい
るパテイキュレートを捕集する装置に関するものであ
る。

（従来の技術） ディゼルエンジンの排気ガス中に含まれているパテイキ
ュレートに基因する環境汚染を防止するために、種々の
パテイキュレート捕集用トラップ装置が提案されてい
る。上記トラップ装置には、コージエライトのような耐
熱性，耐衝撃性を有するセラミックス材料で作られたハ
ニカム構造のフィルタやステンレス等の耐熱金属細線で
作られたフィルタ等が知られているが、エンジンの長時
間運転によって、上記フィルタの過面或いは過細孔
にパテイキュレートが付着蓄積して目詰りを起し、エン
ジン性能の低下を招く不具合がある。従って、エンジン
の予め設定された積算運転時間毎に、或いはトラップ装
置の目詰りによって生ずるトラップ装置前後の排気ガス
の圧力差が設定値が越えたときに、トラップ装置内に捕
集されているパテイキュレートを燃焼させて目詰りを解
消し所謂再生する必要がある。従来、上記再生のために
バーナ装置により高温の焼却用ガスをトラップに供給
し、或いはトラップ装置内に電熱装置を設けて、トラッ
プ装置内のフィルタの温度をパテイキュレートの燃焼温
度以上の高温に保持することが行なわれているが、でき
ればバーナ装置等の加熱装置を省略し、又は少くとも上
記加熱装置の容量を小さくして、パテイキュレート捕集
装置の価格を安価にし、かつ燃料や電力等の再生コスト
を低減することが望ましい。

（考案が解決しようとする問題点） 本考案は、ディゼルエンジンの排気ガス中に含まれるパ
テイキュレートを捕集する装置であって、構造簡単かつ
安価であり、更に再生コストが低廉な構成を提供するこ
とを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本考案は、上記目的を達成するために創案されたもの
で、エンジンの排気通路に介装され排気ガス中のパティ
キュレートを捕集するトラップ装置と、上記トラップ装
置の上流側排気通路と下流側排気通路とを連結するバイ
パス通路とを具えてなるものにおいて、上記バイパス通
路と上流側排気通路との分岐部より下流でかつ上記トラ
ップ装置より上流側の排気通路に設けられた第１の弁装
置と、同第１弁装置を開閉する第１のアクチュエータ
と、上記バイパス通路に設けられた第２の弁装置と、同
第２弁装置を開閉する第２のアクチュエータと、アクセ
ルペダルによって開閉されるリミットスイッチからなる
アクセルスイッチとを有し、上記トラップ装置の再生に
際し、エンジンの排気ガスが、前記アクセルスイッチで
制御される上記第１及び第２弁装置によって、エンジン
の軽負荷運転時には、上記バイパス通路に導かれ、エン
ジンの中及び高負荷運転時には、上記トラップ装置に供
給されるように構成されたことを特徴とするパテイキュ
レート捕集装置を要旨とするものである。

（作用） 本考案によれば、エンジンの長時間運転によりトラップ
装置内のパテイキュレートを燃焼させて再生を行なう際
に、エンジンが軽負荷運転例えばアイドル運転或いはエ
ンジンブレーキ状態で運転しているときは、その排気ガ
ス温度が低いので、第１及び第２の弁装置によって排気
ガスをバイパス通路に流してトラップ装置の冷却を防
ぎ、またエンジンが中及び高負荷運転を行っている場合
は、排気ガス温度が高いので、第１及び第２の弁装置に
よりバイパス通路を閉鎖して排気ガスをトラップ装置に
導き、トラップ装置を高温度に保つものである。トラッ
プ装置が比較的エンジンに近い位置に設けられ、かつ排
気通路及びトラップ装置が断熱材等により効果的に保温
されている場合は、トラップ装置の内部温度が、再生に
必要な温度（一般に４００℃以上と謂われている）以上
に保たれるので、バーナ装置，電熱装置等の積極的加熱
手段を設ける必要がない。しかし、トラップ装置及びエ
ンジンと同トラップ装置との間の排気通路が十分に保温
されず、特に寒冷地で稼働する車両等のように放熱が著
しい場合は、バーナ装置や電熱装置等の加熱手段を設け
る必要があるが、上述したように、エンジンの中及び高
負荷運転時にのみエンジンの排気ガスをトラップ装置に
供給して、排気ガスによりトラップ装置を加熱すること
によって、上記バーナ装置等加熱手段の容量を小さくす
ることができる。

（実施例） 以下本考案の実施例を添付図面について具体的に説明す
る。図中符号１０は、車両用のディゼルエンジンを概念
的に示し、１２は同エンジンの排気管即ち排気通路であ
る。排気通路１２内に排気ガス中に含まれているパテイ
キュレートを捕集するトラップ装置１４が介装され、同
トラップ装置１４の内部には、例えばコージエライト製
のハニカム型フィルタ或いは金属細線からなるフィルタ
等が収蔵されている。トラップ装置１４の上流側の排気
通路と下流側の排気通路との間にバイパス通路１６が設
けられ、トラップ装置１４の入口部分及びバイパス通路
１６の上流部分に、第１の弁装置１８及び第２の弁装置
２０が設けられている。これらの弁装置１８及び２０
は、図示の実施例では、圧縮空気応動式のアクチュエー
タ２２及び２４によって夫々開閉され、各アクチュエー
タは電磁弁装置２６によって制御されている。上記電磁
弁装置２６は、アクセルペダル２８によって開閉される
リミットスイッチからなるアクセルスイッチ３０によっ
て制御され、圧縮空気源３２内の圧縮空気を上記アクチ
ュエータ２２及び２４に供給する。なお図中、符号３４
はアクセルペダル２８の踏込量の応動してエンジン１０
に制御された量の燃料を供給する列型燃料ポンプ、３６
は排気通路１２内に介装されたマフラである。

上記構成において、エンジン１０の通常運転中、第１弁
装置１８はアクチュエータ２２によって開位置に保持さ
れ、一方、第２弁装置２０はアクチュエータ２４によっ
て閉位置に保持されている。従ってエンジン１０の排気
ガス中に含まれているパテイキュレートは、トラップ装
置１４に収蔵されているフィルタによって相当量（例え
ば７０％）別されて捕集され、残り少量のパテイキュ
レートを含んだ排気ガスがマフラ３６を経て外気に放出
される。エンジン１０が予め設定された積算運転時間に
達するか、或いはトラップ装置１４の上下流側の排気ガ
スの圧力差が設定値に達すると、トラップ装置１４の再
生が行なわれる。

トラップ装置１４の再生中、アクセルペダル２８が踏込
量が極めて小さく、実質的にアイドル開度でエンジン１
０の負荷が著しく小さいときはアクセルスイッチ３０が
閉成して、電磁弁装置２６が付勢され、第１及び第２ア
クチュエータ２２及び２４に、圧縮空気源３２から作動
媒体としての圧縮空気が供給され、第１弁装置１８が図
示のように閉止され、第２弁装置２０が開かれる。従っ
て、軽負荷のため相対的に低温の排気ガスがバイパス通
路１６からマフラ３６に流れて外気に放出され、トラッ
プ装置１４には流入しない。この結果、トラップ装置１
４が低温の排気ガスによって冷却されることがない。次
に、アクセルペダル２８がアイドル開度以上に踏み込ま
れると、アクセルスイッチ３０が開閉され、第１弁装置
１８が開かれ、第２弁装置２０が閉止される。エンジン
１０が中及び高負荷状態で運転されているときは、その
排気ガスは、量も多くなりかつ高温になるので、第１弁
装置１８を通ってトラップ装置１４内に供給された排気
ガスによってトラップ装置１４の内部温度が高くなり、
同トラップ装置及びエンジンからトラップ装置までの排
気通路１２の保温が十分な場合は、排気ガス自身によっ
てトラップ装置１４の内部温度が再生温度以上になり、
内部に捕集されているパテイキュレートが燃焼し、フィ
ルタの目詰りが解消され、迅速に再生が行なわれる。

トラップ装置１４が、エンジン１０から遠い位置に設け
られ排気ガスの温度降下が大きい場合、更に車両が寒冷
地で稼働している場合等には、エンジン１０の排気ガス
のみによるトラップ装置１４の自己再生が困難となるの
で、自体周知のバーナ装置，電熱装置等の加熱手段（図
示せず）が、再生開始の指令即ち上述したエンジンの積
算運転時間が設定値に達し、或いはトラップ装置１４の
上下流の排気ガス圧力差が設定値を越えたとき、図示を
省略されているコントローラから発せられる指令によっ
て、作動を開始することとなるが、上述したようにエン
ジンの中及び高負荷運転時にのみ排気ガスがトラップ装
置１４に供給され、その昇温に著しく貢献するので、加
熱手段の容量を従来より小さくすることができる。この
結果、製造コストが安くなり、かつ再生に要する時間が
短縮され、更に燃料や電力等のコスト即ち再生コストを
低減することができるものである。

なお、上記実施例では、従来からエキゾーストブレーキ
装置に用いられているアクセルスイッチ３０を、本考案
の実施に際し流用もしくは兼用する事例について説明し
たが、近来エンジン１０のコントロールに利用されてい
る電子的ガバナによってエンジン１０の負荷状態を検知
し、電磁弁装置２６を制御することも勿論可能である。
また、図示の実施例では、空気圧応動式アクチュエータ
を使用しているが真空式アクチュエータ、電磁式アクチ
ュエータ等任意のアクチュエータを採用することができ
る。なおまた、第１及び第２弁装置１８及び２０に代
え、バイパス通路１６の入口端に単一の切換弁を設け
て、排気ガスの流路を択一的に制御することもできる。

また、極地に近い酪寒地帯で稼働する車両の場合、夜間
継続的にエンジン１０をアイドル運転してエンジンを暖
機し、翌朝車両を使用することが屡々行なわれる。この
場合、夜中のアイドル運転によりトラップ装置１４内に
パテイキュレートが蓄積し、多量のパテイキュレートが
翌朝の始業時に一度に燃焼してトラップ装置１４が焼損
する等の不具合が起り得るが、本考案の構成によれば、
弁装置１８及び２０の作動を再生時のみならず、上述し
た夜間連続アイドル運転時にも同様に行なわせることに
よって、アイドル運転時に排気ガスをバイパス通路１６
に流すことができるので、トラップ装置１４の過熱によ
る溶損を確実に防止し得る追加の利点がある。更に、前
述した実施例におけるアクセルスイッチ３０に代え、ト
ラップ装置１４のなるべく直上流の排気通路１２に温度
センサを配置し、トラップ装置１４の再生に際して、排
気ガス温度が再生可能な温度以上のときにのみ、排気ガ
スをトラップ装置１４に流入させ、排気ガス温度が低い
ときは、排気ガスをバイパス通路１６に流すようにする
ことも勿論可能である。

（考案の効果） 叙上のように、本考案に係るパテイキュレート捕集装置
は、エンジンの排気通路に介装され排気ガス中のパティ
キュレートを捕集するトラップ装置と、上記トラップ装
置の上流側排気通路と下流側排気通路とを連結するバイ
パス通路とを具えてなるものにおいて、上記バイパス通
路と上流側排気通路との分岐部より下流でかつ上記トラ
ップ装置より上流側の排気通路に設けられた第１の弁装
置と、同第１弁装置を開閉する第１のアクチュエータ
と、上記バイパス通路に設けられた第２の弁装置と、同
第２弁装置を開閉する第２のアクチュエータと、アクセ
ルペダルによって開閉されるリミットスイッチからなる
アクセルスイッチとを有し、上記トラップ装置の再生に
際し、エンジンの排気ガスが、前記アクセルスイッチで
制御される上記第１及び第２弁装置によって、エンジン
の軽負荷運転時には、上記バイパス通路に導かれ、エン
ジンの中及び高負荷運転時には、上記トラップ装置に供
給されるように構成されたことを特徴とし、排気ガス中
のパテイキュレートを捕集するトラップ装置の再生を迅
速，確実かつ安価に行なうことができる構造簡単かつ低
廉な構成を提供し得る利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す概略構成図である。 １０……エンジン、１２……排気通路、１４……トラッ
プ装置、１６……バイパス通路、１８及び２０……弁装
置、２２及び２４……アクチュエータ、２６……電磁弁
装置、２８……アクセルペダル、３０……アクセルスイ
ッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭59−20513（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−152415（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−17416（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−27913（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭59−90026（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−37417（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの排気通路に介装され排気ガス中
   のパティキュレートを捕集するトラップ装置と、上記ト
   ラップ装置の上流側排気通路と下流側排気通路とを連結
   するバイパス通路とを具えてなるものにおいて、上記バ
   イパス通路と上流側排気通路との分岐部より下流でかつ
   上記トラップ装置より上流側の排気通路に設けられた第
   １の弁装置と、同第１弁装置を開閉する第１のアクチュ
   エータと、上記バイパス通路に設けられた第２の弁装置
   と、同第２弁装置を開閉する第２のアクチュエータと、
   アクセルペダルによって開閉されるリミットスイッチか
   らなるアクセルスイッチとを有し、上記トラップ装置の
   再生に際し、エンジンの排気ガスが、前記アクセルスイ
   ッチで制御される上記第１及び第２弁装置によって、エ
   ンジンの軽負荷運転時には、上記バイパス通路に導か
   れ、エンジンの中及び高負荷運転時には、上記トラップ
   装置に供給されるように構成されたことを特徴とするパ
   テイキュレート捕集装置。