JPH0710012Y2 - 自動車用エンジンの排出ガス処理装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は自動車用エンジンの排出ガス処理装置に係り、
特にエンジンの排出ガス中に含まれているパティキュレ
ートをケースに収納されているトラップフィルターによ
ってに捕集する自動車用エンジンの排出ガス処理装置に
関する。

（従来技術） ディーゼルエンジンなどから排出されるガス中には炭化
水素、カーボンなどからなる不純物としてのパティキュ
レートが含まれている。この排出ガスを清浄化するため
の処理装置として排出ガスの経路中にトラップフィルタ
ーを設けて、ガス中のパティキュレートを捕集する排出
ガスの処理装置がある。最近このような排出ガス処理装
置を自動車に搭載することが試みられている。

第７図において符号１は自動車用のディーゼルエンジン
を示し、このエンジン１にはエンジン側排気管２が設け
られている。エンジン側排気管２はトラップフィルター
ケース３に接続されている。このトラップフィルターケ
ース３は略直方体であり、排出ガス中のパティキュレー
トを捕集するトラップフィルター４が収納されている
（第８図参照）。

トラップフィルター４は多孔質のセラミック材や発泡金
属材などにより構成されたフィルター板５が複数接合さ
れて製作されている。このフィルター板５には上下方向
に貫通する小穴5aが形成され、さらにフィルター板５の
片面には凹部5bが形成されている。またトラップフィル
ターケース３の下部にはヒーター６が備えられている。

またトラップフィルターケース３に対し一体に設けられ
ている絞り部3aにはマフラー側排気管７が取付けられて
いる。この絞り部3a内には仕切板８が備えられており、
絞り部3aを中央で仕切っている。さらにこの仕切板８は
マフラー側排気管７内へ延びており、マフラー排気管７
の途中までを中央で仕切っている。またマフラー排気管
７の途中部分にはマフラー側排気管７の半分を閉鎖する
閉鎖弁９が備えられている。この閉鎖弁９はロータリー
ソレノイド10によって開閉動作できるようになってい
る。さらにマフラー側排気管７はマフラー11を介し外気
に連通されている。

符号12はコンプレッサーを示し、このコンプレッサー12
はエアタンク13に接続されている。さらにエアタンク13
はエア導入管14a、14bによってトラップフィルターケー
ス３に接続されている。このエア導入管14a、14bには電
磁弁15が取付けられている。

この自動車用排出ガス処理装置の排出ガス処理動作につ
いて説明する。

エンジン１が作動され、エンジン１から排出されたガス
がエンジン側排気管２からトラップフィルターケース３
内に導かれる。そしてトラップフィルター４を構成して
いるフィルター板５の小穴5aに入り込み、さらに小穴5a
の内周面からフィルター板５を透過し、フィルター板の
凹部5bへ抜け出てマフラー側排気管７から排出される。
係る排出動作によって、排出ガス中のパティキュレート
は小穴5a中に捕集される。

一方、閉鎖弁９がロータリーソレノイド10によって回動
され、マフラー側排出管７の左半分が閉鎖される。次に
閉鎖側のエア導入管14aに取付けられている電磁弁15が
開かれ、エアタンク13内のエアがエア導入管14aを通じ
てトラップフィルターケース３内に導入される。そして
エアはフィルター板５の凹部5bからフィルター板５を透
過して小穴5a内へ抜け、さらにフィルターケースの上部
に抜けて、排出ガスと一緒にマフラー側排出管７から排
出される。係る動作においてエアが左側半分のトラップ
フィルター４の小穴5aを抜ける際、小穴5a内に捕集され
たパティキュレートを浮かす、いわゆる逆洗を行ない、
パティキュレートをケース３の下部に落下させてヒータ
ー６によって燃焼させるようにしている。また右側半分
のトラップフィルター４の逆洗は閉鎖弁９によって排気
管７の右半分を閉鎖してエア導入管14bから絞り部3a内
にエアを導入して上記と同様にして行なう。

（考案が解決しようとする課題） 上記のように排出ガスの処理ならびにトラップフィルタ
ー４に捕集されたパティキュレートを逆洗する際には、
排出ガスおよびエアによってトラップフィルターケース
３に対してかなりの内圧がかかることになる。しかしな
がら従来例に係るトラップフィルターケース３は略直方
体であるため、内圧がケースに対し不均一にかかること
になり構造上内圧に弱い問題点がある。また略直方体で
あるためケース３が嵩張ったものとなり、部品配置スペ
ースを利用する上においても不利である。

本考案は上記従来の問題点を解決するためになされても
のであり、構造上耐内圧性に優れ、しかも部品配置スペ
ースを効率よく利用することができる自動車用エンジン
の排出ガス後処理装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するための本考案は、エンジンの排出ガ
ス中に含まれているパティキュレートを捕集するため排
出ガス経路の途中に備えられたトラップフィルターと、
このトラップフィルターの周囲に空間が形成されるよう
にトラップフィルターを収納すると共に、そのケース外
側に向かって湾曲する面を有する形状に形成されている
トラップフィルターケースと、空間をトラップフィルタ
ーケースの入口側から出口側に向かって延びる複数の空
間部に仕切るべくトラップフィルターケースとトラップ
フィルターとの間に立設された複数の支持片と、トラッ
プフィルターケースの入口側において、複数の支持片に
連設されると共に、トラップフィルターと上流側排出ガ
ス経路とを仕切る第１の閉鎖板と、この第１の閉鎖板に
形成され、複数の空間部のうち少なくとも一つの空間部
を残して、複数の空間部を上流側排出ガス経路に連通す
る第１の切欠きと、トラップフィルターケースの出口側
において、複数の支持片に連設されると共に、トラップ
フィルターと下流側排出ガス経路とを仕切る第２の閉鎖
板と、この第２の閉鎖板に形成され、上流側排出ガス経
路に連通された空間部以外の空間部のうち少なくとも一
つの空間部を下流側排出ガス経路に連通する第２の切欠
きとを有する構成である。

（作用） 上記構成を有する手段においては、トラップフィルター
ケースはケース外側に向かって湾曲する面を有する形状
に形成されているので、排出ガスを処理する際ならびに
逆洗を行なう際に発生する内圧がフィルターケース全体
に略均一にかかる。またトラップフィルターケースが小
型のものとなる。

（実施例） 以下本考案の実施例を図面によって説明する。

第１図において符号21は自動車用のディーゼルエンジン
を示し、このエンジン21には排出ガスを導出するための
エンジン側排気管22が設けられている。このエンジン側
排気管22はトラップフィルターケース23に対し一体に設
けられているエンジン側絞り部23aに取付けられてい
る。このトラップフィルターケース23は略円筒状に形成
されており、ケース外側に向かって湾曲する面を有して
いる。またトラップフィルターケース23の内周面にはケ
ースの中心に向かって突出する五枚の支持片23bが設け
られている。トラップフィルター24はこの支持片23bに
支持されてトラップフィルター24に収納されている（第
３図参照）。尚、この支持片23bはトラップフィルター2
4を支持するとともにフィルターケース23を補強する役
割を果たしている。

またトラップフィルター24とエンジン側の絞り部23aと
の間には略90度の角度で切削された第１の切欠き37aを
有する円盤状の第１の閉鎖板37が装備されており（第５
図参照）、エンジン側排気管22はフィルターケース23内
のスペースＡならびにＢにのみ連通されている。さらに
トラップフィルター24とマフラー側絞り部23cとの間に
は両側に略90度の角度で切削された第２の切欠き38a、3
8bを有する第２の閉鎖板38が装備されており（第６図参
照）、マフラー側排気管27はフィルターケース23内のス
ペースＣならびにＤにのみ連通されている。

トラップフィルター24は多孔質のセラミック材や発泡金
属材などからなるフィルター板25によって構成されてい
る。このフィルター板25には上下方向に貫通する複数の
小穴25aが形成されている。またフィルター板25の前面
の中央には凸部25bが形成され、さらにこの凸部25bに連
続して二つの円弧状の凸部25cが対向して設けられてお
り、フィルター板の全面には二つの略半円形状の凹部25
dが形成されている（第４図参照）。またトラップフィ
ルターケース23の下部23cにはヒーター26が備えられて
いる。

またトラップフィルターケース23のマフラー側絞り部23
cにはマフラー側排気管27が取付けられている。絞り部2
3c内には仕切板28が備えられており、絞り部23cを中央
で仕切っている。さらにこの仕切板28はマフラー側排気
管27内へ延びており、マフラー排気管27の途中までを中
央で仕切っている。マフラー排気管27の途中部分には半
円形状の閉鎖弁29が備えられている。この閉鎖弁29には
ロータリーソレノイド30が連結されており、排気管27の
左右半分ずつを選択的に閉鎖できるようになっている。
またマフラー側排気管27はマフラー31を介し外気に連通
されている。

符号32はコンプレッサーを示し、このコンプレッサー32
はエアタンク33に接続されている。さらにエアタンク33
にはエア導入管34a、34bが接続されている。このエア導
入管34a、34bは各々、トラップフィルターケース23のマ
フラー側絞り部23cの両側部に接続されている。またエ
ア導入管34a、34bには電磁弁35が取付けられている。こ
れらコンプレッサー32、エアタンク33、エア導入管34
a、34bならびに電磁弁35によってトラップフィルターケ
ース23へエアを供給するエア供給機構が構成されてい
る。

次に実施例に係る自動車用エンジンの排出ガス処理装置
の排出ガス処理動作について説明する。

エンジン21が作動されると排出ガスがエンジン側排出管
22からトラップフィルターケース23内のスペースＡ、Ｂ
に導入され（第３図参照）、トラップフィルター24の小
穴25a内に入り込む。そして排出ガスは小穴25aの内周面
からフィルター板25を透過し凹部25dから抜け出て、さ
らにトラップフィルター23内のスペースＣ、Ｄに抜け
る。そして第２の閉鎖板38の第２の切欠き38aならびに3
8bを通過し、マフラー側排気管27とマフラー31を経て排
出される。係る排出動作によって排出ガス中のパーティ
キュレートは小穴25a中に捕集される。

次に逆洗動作について説明する。逆洗はトラップフィル
ター24の左右半分ずつ行なう。

閉鎖弁29がロータリーソレノイド39によって回動され、
マフラー側排出管27の左半分が閉鎖される。次に閉鎖側
のエア導入管34aに取付けられている電磁弁35が開か
れ、エアタンク33内のエアがエア導入管34aを通じてト
ラップフィルターケース23内のスペースＣに導入され
る。導入されたエアはフィルター板25の凹部25dに入り
込み、フィルター板25を透過して小穴25a内に抜け出
る。そしてフィルターケース23のスペースＡに抜けて、
さらにエンジン側絞り部23aからＢを通り、排出ガスと
一緒になりマフラー側排気管27とマフラー31を経て排出
される。係る動作においてエアが小穴25a内に抜け出る
際、トラップフィルター24の左側半分の小穴25a内に捕
集されているパティキュレートを浮かす、いわゆる逆洗
が行われて、パティキュレートがケース23の下部に落下
しヒーター26によって燃焼させる。

次に閉鎖弁29をロータリーソレノイド30によって回動
し、マフラー側排気管27の右半分を閉鎖する。そしてエ
ア導入管30bからケース23内のスペースＤへエアを導入
する。導入されたエアはフィルター板25を透過し、フィ
ルター24の右側半分の小穴25aへ抜け出て、この際逆洗
を行ない、さらにスペースＢからスペースＡを経て排出
ガスとともにマフラー側排気管27から排出される。

上記の排出ガス処理動作ならびな逆洗動作においてトラ
ップフィルターケース23内に発生する圧力はトラップフ
ィルターケース23に対し略均一いにかかることになる。

（考案の効果） 以上のように本考案によれば、トラップフィルターケー
スが、このケースの外側に向かって湾曲する面を有する
形状に形成されていると共に、第1,第２の閉鎖板や複数
の支持片により補強されているので、排出ガスに含まれ
るパティキュレートを処理する時に発生する内圧が、ト
ラップフィルターケース全体に均一にかかることにな
り、耐内圧性を向上することができる。また、トラップ
フィルターケースの小型化が可能となり、部品配置のス
ペースを効率良く利用することが可能となる。さらに、
トラップフィルターケース内が第1,2の閉鎖板と複数の
支持片とにより複数の空間部に仕切られているので、ト
ラップフィルターの逆洗を効率良く行なうことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る自動車用エンジンの排出ガス処理
装置の模式図、第２図は第１図の自動車用エンジンの排
出ガス処理装置に装備されているトラップフィルターケ
ースの斜視図、第３図はトラップフィルターケースの断
面図、第４図はトラップフィルターを構成しているフィ
ルター板の斜視図、第５図はトラップフィルターとエン
ジン側絞り部との間に装備されている閉鎖板の斜視図、
第６図はトラップフィルターとマフラー側絞り部との間
に装備されている閉鎖板の斜視図、第７図は従来例に係
る自動車用エンジンの排出ガス処理装置の模式図、第８
図は第７図の自動車用エンジンの排出ガス処理装置に装
備されているトラップフィルターケースの斜視図であ
る。 21……自動車用ディーゼルエンジン、23……トラップフ
ィルターケース、23b……支持片、24……トラップフィ
ルター、32……コンプレッサー、33……エアタンク、34
a,34b……エア導入管、35……電磁弁、37……第１の閉
鎖板、37a……第１の切欠き、38……第２の閉鎖板、38
a,38b……第２の切欠き。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジンの排出ガス中に含まれているパテ
   ィキュレートを捕集するため排出ガス経路の途中に備え
   られたトラップフィルターと、 このトラップフィルターの周囲に空間が形成されるよう
   に上記トラップフィルターを収納すると共に、そのケー
   ス外側に向かって湾曲する面を有する形状に形成されて
   いるトラップフィルターケースと、 上記空間を上記トラップフィルターケースの入口側から
   出口側に向かって延びる複数の空間部に仕切るべく上記
   トラップフィルターケースと上記トラップフィルターと
   の間に立設された複数の支持片と、 上記トラップフィルターケースの入口側において、上記
   複数の支持片に連設されると共に、上記トラップフィル
   ターと上記排出ガス経路の上流側とを仕切る第１の閉鎖
   板と、 この第１の閉鎖板に形成され、上記複数の空間部のうち
   少なくとも一つの空間部を残して、上記複数の空間部を
   上記排出ガス経路の上流側に連通する第１の切欠きと、 上記トラップフィルターケースの出口側において、上記
   複数の支持片に連設されると共に、上記トラップフィル
   ターと上記排出ガス経路の下流側とを仕切る第２の閉鎖
   板と、 この第２の閉鎖板に形成され、上記排出ガス経路の上流
   側に連通された空間部以外の空間部のうち少なくとも一
   つの空間部を上記排出ガス経路の下流側に連通する第２
   の切欠きとを有し、 上記排出ガス経路の上流側より上記第１の切欠きを介し
   て上記トラップフィルターケースに流入した上記排出ガ
   スが、上記トラップフィルター内を通過したのち上記第
   ２の切欠きより上記排出ガス経路の下流側へ排出される
   ように構成されていることを特徴とする自動車用エンジ
   ンの排出ガス処理装置。