JPH0614019Y2 - パティキュレ−トフィルタ装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、エンジンの排気系に配設され排気ガス中の
可燃性有害粒子を捕捉するパティキュレートフィルタ装
置に係り、詳しくは排気ガスの熱をパティキュレートフ
ィルタ及び二次空気の加熱に利用するパティキュレート
フィルタ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来この種パティキュレートフィルタ装置としては、例
えば特開昭56-118514号公報、特開昭58-187511号公報、
実公昭61-9129号公報に記載されている。これら装置は
いずれもパティキュレートフィルタ用ハウジングとバイ
パス通路とは分離して設けられているか、又は見掛け上
並設された状態であり、またパティキュレートフィルタ
再生時において再生用の二次空気は排気ガスと同一方向
に流通されるように構成されている。

したがって、従来のパティキュレートフィルタ装置で
は、パティキュレートフィルタの再生中、バイパス通路
を流れる排気ガスの熱を、パティキュレートフィルタ及
び二次空気の加熱のために利用されることはなく、また
再生時の二次空気の流通は排気ガスの流通方向と同じで
あるため、フィルタに捕捉された粒子の燃焼によって生
じた煤の比較的大粒のものはフィルタを通つて排除され
ることなく、却つて目詰まりを生じていた。

また再生時、フィルタに加わる熱はパティキュレートフ
ィルタの入口側が高温となるため、フィルタの溶損や亀
裂発生の原因となつていた。

〔考案が解決しようとする課題〕

この考案は、パティキュレートフィルタの再生時におい
て、バイパス通路を流れる排気ガスの熱を再生用二次空
気の加熱の補助に使用することによつて、ヒータの必要
容量を低減させると共に、再生時の二次空気の流通方向
を、前記パティキュレートフィルタ内の排気ガスの流通
方向と逆の方向、すなわち向流として、いわゆる逆流の
効果を狙つたことにある。

〔課題を解決するための手段〕

すなわちこの考案は、排気通路に配設された排気ガス中
の可燃性有害粒子を捕捉するパティキュレートフィルタ
と、このパティキュレートフィルタが配設されている排
気通路部分に対して並列に接続されるバイパス通路と、
排気ガスをパティキュレートフィルタ又はバイパス通路
へ導く切換え弁と、パティキュレートフィルタの再生時
にパティキュレートフィルタにおける可燃性有害粒子を
燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供給装置
と、この二次空気を加熱するヒータとを有してなるパテ
ィキュレートフィルタ装置において、前記バイパス通路
を構成するバイパス通路用ハウジングを、前記パティキ
ュレートフィルタを収容するパティキュレートフィルタ
用ハウジングの外側を包囲して形成し、このパティキュ
レートフィルタ用ハウジングの入口側と出口側とにそれ
ぞれ上流側切換え弁と下流側切換え弁を設けて、排気ガ
スの流通を前記ハウジングの内部の空間と前記バイパス
通路とに切換え可能とすると共に、前記下流側切換え弁
の上流側で前記ハウジング内に向けて二次空気供給管を
開口させ、もつて前記パティキュレートフィルタの再生
時にこのパティキュレートフィルタ内で前記排気ガスの
流通方向に対して逆方向に流通する二次空気を、前記バ
イパス通路を流通する排気で加熱するようにしてなるこ
とを特徴とするパティキュレートフィルタ装置を提案す
るものである。

〔作用〕

排気ガス中の可燃性有害粒子の捕捉期間では、切換え弁
は排気ガスをパティキュレートフィルタへ導く。これに
より、排気ガスは、パティキュレートフィルタを通過
し、その通過の際、可燃性有害粒子を除去される。

パティキュレートフィルタにおける可燃性有害粒子の捕
捉量が増大すると、パティキュレートフィルタによる可
燃性有害粒子の捕捉効率が低下するとともに、パティキ
ュレートフィルタの通気抵抗が増大するので、パティキ
ュレートフィルタの再生を実行する。このとき、切換え
弁は排気ガスをバイパス通路へ導く。また、二次空気
が、二次空気供給装置からパティキュレートフィルタへ
供給される。バイパス通路はパティキュレートフィルタ
のハウジングを包囲して配設されているので、バイパス
通路を流れる排気ガスの熱により、パティキュレートフ
ィルタ及び二次空気が加熱される。パティキュレートフ
ィルタに捕捉されている可燃性有害粒子は、高温雰囲気
において二次空気に接触し、燃焼する。

〔実施例〕

以下、この考案を図面の実施例について説明する。

第１図及び第２図はパティキュレートフィルタ装置10を
それぞれパティキュレートフィルタの再生期間及び煤の
捕捉期間において示す構造図である。

パティキュレートフィルタ装置10は、パティキュレート
フィルタ用ハウジング12と、このパティキュレートフィ
ルタ用ハウジング12に対してほぼ同軸的に配設されてパ
ティキュレートフィルタ用ハウジング12の外側を包囲す
るバイパス通路用ハウジング14とを有している。パティ
キュレートフィルタ用ハウジング12及びバイパス通路用
ハウジング14は、それらの上流端を上流側排気管16に共
通に接続され、それらの下流端を下流側排気管18に共通
に接続されている。上流側排気管16の上流側にはディー
ゼルエンジンが接続されており、また、下流側排気管18
の下流側にはマフラが接続されており、上流側排気管16
及び下流側排気管18は円形の横断面を有している。排気
通路20は、上流側排気管16、パティキュレートフィルタ
用ハウジング12及び下流側排気管18の内面側に区画さ
れ、ディーゼルエンジンからの排気ガスを外部の大気空
間へ導く。バイパス通路22は、バイパス通路用ハウジン
グ14内に区画され、パティキュレートフィルタ用ハウジ
ング12の内部の排気通路20の部分に対して並列な関係に
ある。上流側切換え弁24は、上流側排気管16からパティ
キュレートフィルタ用ハウジング12の内部空間とバイパ
ス通路22とへの分岐点に配設され、半円形（第３図）で
あり、上流側排気管16からの排気ガスを、パティキュレ
ートフィルタ用ハウジング12の内部又はバイパス通路22
へ導く。下流側切換え弁26は、下流側排気管18からパテ
ィキュレートフィルタ用ハウジング12の内部空間とバイ
パス通路22とへの分岐点に配設され、半円形（第３図）
であり、下流側排気管18へパティキュレートフィルタ用
ハウジング12の内部又はバイパス通路22を選択的に接続
する。パティキュレートフィルタ28は、パティキュレー
トフィルタ用ハウジング12の内部に収容され、排気ガス
中の煤を捕捉する。ヒータ30は、パティキュレートフィ
ルタ用ハウジング12内において、パティキュレートフィ
ルタ28の下流端面側を覆うように配設される。二次空気
供給管32は、ヒータ30より下流側でかつ下流側切換え弁
26より上流側の排気通路20の個所に配設され、開口をパ
ティキュレートフィルタ28の方へ向け、パティキュレー
トフィルタ28の再生時に二次空気を噴出する。上流側切
換え弁24及び下流側切換え弁26の操作、ヒータ30の通
電、及び二次空気供給管32からの二次空気の噴出は図示
されていない所定の電子制御装置により行なわれる。

実施例の作用について説明する。

排気ガス中の煤の捕捉期間では、上流側切換え弁24は、
パティキュレートフィルタ用ハウジング12側を開き、か
つバイパス通路22側を閉じ、また、下流側切換え弁26
は、パティキュレートフィルタ用ハウジング12側を開
き、バイパス通路22側を閉じる（第２図）。さらに、ヒ
ータ30は非通電状態にあり、二次空気供給管32からの二
次空気の供給は行われない。これにより、上流側排気管
16の排気ガスは、バイパス通路22へ導かれることくな
く、パティキュレートフィルタ用ハウジング12内へ流入
し、パティキュレートフィルタ28を通過し、下流側排気
管18へ流れる。パティキュレートフィルタ28は、排気ガ
スの通過に伴って、排気ガス中の煤を捕捉する。

パティキュレートフィルタ28における煤の捕捉量が増大
すると、パティキュレートフィルタ28による煤の捕捉効
率が低下するとともに、パティキュレートフィルタ28の
通気抵抗が増大するので、パティキュレートフィルタ28
の再生を実行する。このため、上流側切換え弁24は、バ
イパス通路22側を開き、かつパティキュレートフィルタ
用ハウジング12側をほぼ半開とし、また下流側切換え弁
26は、バイパス通路22側を開き、パティキュレートフィ
ルタ用ハウジング12側を閉じる（第１図）。さらに、ヒ
ータ30は通電状態にあり、二次空気が二次空気供給管32
から噴出する。二次空気供給管32から噴出した二次空気
は、排気通路20内をパティキュレートフィルタ28の方へ
逆に流通し、ヒータ30を通過し、その通過の際にヒータ
30により加熱される。また、上流側排気管16内の排気ガ
スはバイパス通路22へ導かれ、バイパス通路22内の排気
ガスが、パティキュレートフィルタ用ハウジング12を介
して、パティキュレートフィルタ用ハウジング12内のパ
ティキュレートフィルタ28及び二次空気を加熱する。こ
うして、パティキュレートフィルタ28に捕捉されている
煤は、高温雰囲気において二次空気に接触し、燃焼す
る。煤の燃焼物を含む空気は半開の上流側切換え弁24を
通って、上流側排気管16の排気ガスと共に、バイパス通
路22へ導かれる。

〔考案の効果〕

このように、この考案によれば、次のような効果が得ら
れる。すなわち、 １）パティキュレートフィルタの再生の際に、排気ガス
をパティキュレートフィルタに対して迂回させるバイパ
ス通路が、パティキュレートフィルタを包囲して形成さ
れているため、パティキュレートフィルタの再生期間に
おいて、バイパス通路内の排気ガスをパティキュレート
フィルタ及び二次空気の加熱に寄与させることができ、
したがつて二次空気を加熱するためのヒータの必要容量
を低減化し、消費電力を節約できる。

２）パティキュレートフィルタ再生用の二次空気はパテ
ィキュレートフィルタに対する排気ガスの流れ方向に対
して逆の方向に流すことによつて煤がフィルタに詰まる
ことなく、かつ二次空気の高温側はフィルタの出口側と
なり、したがつて高い熱によりフィルタが溶損したり亀
裂を生じたりするような劣化が起りにくく、フィルタの
耐用年数を延長できる効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はこの考案の実施例に係るパティキュ
レートフィルタ装置をパティキュレートフィルタの再生
期間及び煤の捕捉期間において示す構造図、第３図は上
流側切換え弁及び下流側切換え弁の形状を示す図であ
る。 １０……パティキュレートフィルタ装置、２０……排気
通路、２２……バイパス通路、２４……上流側切換え
弁、２８……パティキュレートフィルタ、３２……二次
空気供給管（二次空気供給装置）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気通路に配設され排気ガス中の可燃性有
   害粒子を捕捉するパティキュレートフィルタと、このパ
   ティキュレートフィルタが配設されている排気通路部分
   に対して並列に接続されるバイパス通路と、排気ガスを
   前記パティキュレートフィルタ又は前記バイパス通路へ
   導く切換え弁と、前記パティキュレートフィルタの再生
   時に前記パティキュレートフィルタにおける可燃性有害
   粒子を燃焼させるための二次空気を供給する二次空気供
   給装置と、この二次空気を加熱するヒータとを有してな
   るパティキュレートフィルタ装置において、前記バイパ
   ス通路を構成するバイパス通路用ハウジングを、前記パ
   ティキュレートフィルタを収容するパティキュレートフ
   ィルタ用ハウジングの外側を包囲して形成し、このパテ
   ィキュレートフィルタ用ハウジングの入口側と出口側と
   にそれぞれ上流側切換え弁と下流側切換え弁を設けて、
   排気ガスの流通を前記ハウジングの内部の空間と前記バ
   イパス通路とに切換え可能とすると共に、前記下流側切
   換え弁の上流側で前記ハウジング内に向けて二次空気供
   給管を開口させ、もつて前記パティキュレートフィルタ
   の再生時にこのパティキュレートフィルタ内で前記排気
   ガスの流通方向に対して逆方向に流通する二次空気を、
   前記バイパス通路を流通する排気で加熱するようにして
   なることを特徴とするパティキュレートフィルタ装置。