JPH0710033Y2 - パーティキュレートトラップフィルタ再生装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本考案は、ディーゼルエンジン等のパーティキュレート
トラップフィルタ再生装置に関する。

〈従来の技術〉 従来、ディーゼルエンジンでは、排気中に含まれる排気
微粒子（以下、パーティキュレートと称する）を捕集す
るための多数のセルを有したフィルタ所謂パーティキュ
レートトラップフィルタが排気通路に介装されている。

ところで、捕集されたパーティキュレートが増大する
と、前記フィルタの目詰まりによって排気圧力が上昇
し、エンジン性能が低下する。

このため、従来では、バーナや電気ヒータ等の加熱手段
をフィルタ中心部や前部や外周部等に配設して構成した
再生装置を用いてフィルタに捕集されたパーティキュレ
ートを燃焼除去し、フィルタの再生を図るようにしてい
る。

〈考案が解決しようとする課題〉 そして、特に、フィルタ再生装置として、上述した電気
ヒータを使用するものにおいては、パーティキュレート
の助燃用の空気を供給する必要があり、例えば、実開昭
63−132822号公報にはこの技術が開示されている。

しかしながら、単に、助燃用の空気を供給しただけで
は、パーティキュレートの燃焼が盛んになって、フィル
タ温度が急激に上昇し、フィルタが過度の高温となり、
フィルタにクラックが発生したり、フィルタの溶損を生
じる虞がある。

そこで、本考案は以上のような従来の問題点に鑑み、フ
ィルタ再生装置として電気ヒータを使用しかつ助燃用の
空気を供給するものにおいて、助燃用の空気の供給制御
により、フィルタが過度の高温となるのを防止して、フ
ィルタにクラック等が発生するのを防止することを目的
とする。

〈課題を解決するための手段〉 このため、本考案のパーティキュレートトラップフィル
タ再生装置は、排気通路にパーティキュレートトラップ
フィルタを配設し、捕集されたパーティキュレートを燃
焼除去するフィルタ再生用の電気ヒータをパーティキュ
レートトラップフィルタ上流側端面位置及びフィルタ外
周位置の少なくとも一方に配設し、前記フィルタ上流側
に助燃用空気を導入する空気導入手段を設ける一方、フ
ィルタ再生開始後に前記助燃用空気の導入と非導入とが
所定時間毎に選択的に行われるように前記空気導入手段
を制御する制御手段を設けた構成とする。

〈作用〉 かかる構成において、エンジンに通常運転時には、排気
が排気通路に流通し、フィルタにおいてパーティキュレ
ートを捕集する。

そして、例えば、エンジン停止時にフィルタ再生を行
う。

フィルタ上流側端面位置の電気ヒータ及びフィルタ外周
位置の電気ヒータの少なくとも一方をオンすると共に、
空気導入手段による助燃用空気の導入を行って、フィル
タに捕集されたパーティキュレートを燃焼させ、フィル
タの再生を開始する。

この際に、制御手段により空気導入手段が制御されて、
助燃用空気の導入と非導入とが所定時間毎に選択的に行
われる。

従って、フィルタ温度は、急激に上昇することなく、ク
ラックや溶損を生じる危険温度よりも低い状態で略平衡
化する。

〈実施例〉 以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図において、ディーゼルエンジン等の排気通路を構
成する排気管４の管路途中には、排気中のパーティキュ
レートを捕集するパーティキュレートトラップフィルタ
10（以下、単にフィルタと略称する）がフィルタケース
５に内蔵されて介装される。更に、この排気管４のフィ
ルタ介装部の上流側管路には開閉弁３が介装されてい
る。

又、フィルタ10の上流側端面位置（前面位置）及びフィ
ルタ10の外周位置には、夫々フィルタ10に捕集されたパ
ーティキュレートを燃焼除去するフィルタ再生用の前面
電気ヒータ８及び外周電気ヒータ７が配設されている。

これらのヒータ7,8はシーズタイプのもので、夫々電源
スイッチ11,9を介して電源に接続されている。

尚、外周電気ヒータ７はフィルタ10の外周部に配設され
た断熱材６中に螺旋状に巻回されて配設される。

更に、開閉弁３と前面電気ヒータ８との間に助燃用空気
を導入する空気導入手段15が設けられている。

この空気導入手段15は、空気供給源13と連通する空気導
入管14を排気管４に貫通させ、かつ前記開閉弁３と前面
電気ヒータ８との間に先端空気供給口14aを開口した構
成であると共に、空気導入管14に上流側から下流側に順
に流量制御用の空気絞り弁１とエアコントロールバルブ
２を介装した構成である。ここで、上記開閉弁３と、両
電気ヒータ7,8の電源スイッチ11,9と、空気導入手段15
のエアコントロールバルブ２とは夫々コントローラ12に
よりオンオフ制御される。

特に、コントローラ12は、フィルタ再生開始後に前記助
燃用空気の導入と非導入とが所定時間毎に選択的に行わ
れるように前記空気導入手段15を制御する制御手段とし
ての機能を備えており、本実施例においては、この制御
手段として、コントローラ12に内蔵されたタイマ手段か
らの出力信号により、前記エアコントロールバルブ２を
所定時間毎にオンオフ切換制御してその開閉を切り換え
る構成が採用される。

次に、かかる構成のパーティキュレートトラップフィル
タ再生装置の作用について説明する。

エンジンの通常運転時には、開閉弁３を開いて、排気を
フィルタ10に流通させ、該フィルタ10にパーティキュレ
ートを捕集させる。

例えば、エンジン停止時にフィルタ10の再生を行う際に
は、第２図のタイムチャートに示すように各手段が制御
される。

即ち、コントローラ12からの指令に基づいて、開閉弁３
が閉じられると共に、両電気ヒータ7,8の電源スイッチ1
1,9を共にオンすると共に、エアコントロールバルブ２
をオンして開いて助燃用空気導入を行い、フィルタ10に
捕集されたパーティキュレートを燃焼させ、フィルタ10
の再生を実行する。

ここで、エアコントロールバルブ15は、一定時間開かれ
た後一定時間閉じられる制御が繰り返される。これによ
り、空気導入管14からの助燃用空気の導入と非導入とが
繰り返し行われる。

尚、両電気ヒータ7,8の電源スイッチ11,9は再生の途中
で同時にオフされる。

かかる構成によると、フィルタ10の再生時に助燃用空気
の導入と非導入とを所定時間毎に選択的に切り換える制
御を行う結果、フィルタ10の温度は、従来装置のように
急激に上昇することなく、クラックや溶損を生じる危険
温度よりも低い状態で略平衡化する（第３図参照）。

従って、フィルタ10が過度の高温となることがなく、フ
ィルタ10にクラックが発生したり、フィルタの溶損を生
じる虞がなくなり、フィルタ10の再生を効果的に行うこ
とができる。

特に、かかる構成によると、単にタイマ手段等によって
エアコントロールバルブ２の開閉を時間的に制御する構
成であるため、温度センサ等を設けて、フィルタ温度を
フィードバック制御する必要がなく、簡単な構成で、フ
ィルタ10の再生性能を向上することができる。

尚、上記実施例の構成は、本考案の構造的制約を示すも
のではなく、要は、排気通路にパーティキュレートトラ
ップフィルタを配設し、捕集されたパーティキュレート
を燃焼除去するフィルタ再生用の電気ヒータをパーティ
キュレートトラップフィルタ上流側端面位置及びフィル
タ外周位置の少なくとも一方に配設し、前記フィルタ上
流側に助燃用空気を導入する空気導入手段を設けたもの
において、フィルタ再生開始後に前記助燃用空気の導入
と非導入とが所定時間毎に選択的に行われるように前記
空気導入手段を制御する構成であれば良い。

例えば、前面電気ヒータ８及び外周電気ヒータ７のいず
れか一方を設けたものであっても良い。

又、本実施例においては、空気導入手段15の制御手段と
して、空気導入管14に介装したエアコントロールバルブ
２の開閉を制御する構成としたが、空気供給源としての
コンプレッサ等の駆動自体を制御するようにしても良
い。

〈考案の効果〉 以上説明したように、本考案のパーティキュレートトラ
ップフィルタ再生装置によれば、排気通路にパーティキ
ュレートトラップフィルタを配設し、捕集されたパーテ
ィキュレートを燃焼除去するフィルタ再生用の電気ヒー
タをパーティキュレートトラップフィルタ上流側端面位
置及びフィルタ外周位置の少なくとも一方に配設し、前
記フィルタ上流側に助燃用空気を導入する空気導入手段
を設けたものにおいて、フィルタ再生開始後に前記助燃
用空気の導入と非導入とが所定時間毎に選択的に行われ
るように前記空気導入手段を制御する構成としたから、
フィルタが過度の高温となることがなく、フィルタのク
ラックや溶損等の損傷を防止することができ、フィルタ
再生を効果的に実行することができる。特に、空気導入
手段を時間的に制御する構成であるため、フィルタ温度
をフィードバック制御する必要がなく、簡単な構成で、
フィルタの再生性能を向上することができるという利点
も有する実用的効果大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るパーティキュレートトラップフィ
ルタ再生装置の一実施例の構成図、第２図は同上実施例
の作用を説明するタイムチャート、第３図は同上実施例
の効果を説明する特性図である。 ２…エアコントロールバルブ、４…排気管８…前面電気
ヒータ、10…パーティキュレートトラップフィルタ、12
…コントローラ、13…空気供給源、14…空気導入管、15
…空気導入手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 蛭田 利栄 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 丸山 喜久夫 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 新村 恵一 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 白石 啓司 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 岩広 政器 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)考案者 石井 正 埼玉県上尾市大字壱丁目１番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−72213（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−40918（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】排気通路にパーティキュレートトラップフ
   ィルタを配設し、捕集されたパーティキュレートを燃焼
   除去するフィルタ再生用の電気ヒータをパーティキュレ
   ートトラップフィルタ上流側端面位置及びフィルタ外周
   位置の少なくとも一方に配設し、前記フィルタ上流側に
   助燃用空気を導入する空気導入手段を設ける一方、フィ
   ルタ再生開始後に前記助燃用空気の導入と非導入とが所
   定時間毎に選択的に行われるように前記空気導入手段を
   制御する制御手段を設けたことを特徴とするパーティキ
   ュレートトラップフィルタ再生装置。