JPH07332070A - 車両用パティキュレート除去装置 - Google Patents

車両用パティキュレート除去装置

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Publication number
JPH07332070A
JPH07332070A JP6130565A JP13056594A JPH07332070A JP H07332070 A JPH07332070 A JP H07332070A JP 6130565 A JP6130565 A JP 6130565A JP 13056594 A JP13056594 A JP 13056594A JP H07332070 A JPH07332070 A JP H07332070A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
particulate
exhaust pipe
exhaust gas
exhaust
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6130565A
Other languages
English (en)
Inventor
Tatsuoki Igarashi
龍起 五十嵐
Masatoshi Shimoda
正敏 下田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hino Motors Ltd filed Critical Hino Motors Ltd
Priority to JP6130565A priority Critical patent/JPH07332070A/ja
Publication of JPH07332070A publication Critical patent/JPH07332070A/ja
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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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
    • F01N3/0233Exhaust 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 periodically cleaning filter by blowing a gas through the filter in a direction opposite to exhaust flow, e.g. exposing filter to engine air intake

Abstract

(57)【要約】 【目的】低速走行時においてもパティキュレート中のS
OFを有効に燃焼させフィルタの逆洗再生の効果を高め
ることができ、かつ始動直後において白煙や異臭の発生
を減少させる。 【構成】エンジン11の排気マニホルド12に接続され
た排気管13の途中にパティキュレート捕集器14が設
けられる。パティキュレート捕集器には内部にパティキ
ュレートフィルタ16と、底部にヒータ17が設けられ
た焼却室14cとを有する。捕集器の排ガス下流側に逆
洗用エアをフィルタに吹付ける逆洗用ノズル19が取付
けられ、ノズルより排ガス下流側の下流側排気管13b
に下流側排気管を開閉可能なシャットオフバルブ23が
設けられる。パティキュレート捕集器の排ガス上流側の
上流側排気管13aには酸化触媒26が設けられる。酸
化触媒は格子状の通路を有するモノリス触媒であること
が好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエンジンの排ガスに含ま
れるパティキュレートを捕集し、燃焼させる車両用パテ
ィキュレート除去装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の装置としてパティキュレ
ートフィルタを内蔵し、かつパティキュレートフィルタ
を逆洗する装置を有するパティキュレート除去装置が知
られている。このパティキュレートフィルタを逆洗する
装置は、車両用エンジンの排気マニホルドに接続された
排気管の途中に複数のフィルタブロックからなるフィル
タを収容した捕集器と、一端がエアタンクに接続されか
つ他端がフィルタより排ガス下流側の排気管に接続され
途中にこのノズルを開閉する逆洗弁が設けられた逆洗用
ノズルと、このノズルより排ガス下流側の排気管にこの
排気管を開閉するシャットオフバルブとにより構成され
る。
【0003】この装置では所定時間毎に又はフィルタの
上流側圧力と下流側圧力の差が所定値を越えたときフィ
ルタが逆洗される。逆洗時にはシャットオフバルブを閉
じた後に逆洗弁を開いてノズルから圧縮エアを吹付け
る。この結果、圧縮エアによりフィルタに堆積したパテ
ィキュレートは吹飛ばされてフィルタから離脱する。ま
たフィルタから離脱したパティキュレートは捕集器の下
部に設けられた焼却室でヒータにより焼却される。この
ようにしてフィルタを逆洗再生してフィルタの連続的な
使用を可能にしている。
【0004】一方、排ガス中には煤、煤に吸着している
炭化水素、サルフェート及び金属等の微粒子であるパテ
ィキュレートが含まれる。これらのパティキュレートの
うち大半は上記逆洗手段によりフィルタから剥離するこ
とが可能である。しかしこれらのパティキュレートの中
で煤に吸着している炭化水素の多くは、未燃燃料及び未
燃エンジンオイルが原因で発生する一般的に高温により
燃焼させることのできる可溶有機成分(Soluble Organi
c Fraction、以下SOFという)である。このSOFは
他のパティキュレートと異なり粘着力を有しているた
め、フィルタに付着すると上述した逆洗ではフィルタか
ら離脱させることができない特徴を有する。このSOF
は高温により焼却できることから通常の高速もしくは中
速の走行状態ではフィルタに付着した状態でもエンジン
からの排ガスの熱により燃焼し、上記の逆洗再生の効果
に影響を及ぼすことはなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、市街地などを
走行するいわゆる低速走行においてはエンジンは軽負荷
状態となり、この軽負荷状態では排ガスの温度は低下す
るため、排ガスの熱によるSOFの燃焼が妨げられてい
た。このため低速走行においてはSOFが燃焼せずにフ
ィルタに蓄積して、逆洗してもフィルタから離脱しない
ので、逆洗の効果が十分に発揮できずに、逆にフィルタ
が目詰りしてエンジンの背圧が上昇するという現象を生
じていた。この背圧の上昇は結果的に燃費を悪化させる
不具合があった。またこのフィルタは一般的に多孔質の
耐熱性を有するセラミック材料により作られているため
熱容量が大きく始動直後などは排ガスがフィルタにより
冷やされるので、SOFが付着する不具合の他に白煙や
異臭が発生することもあった。本発明の目的は、低速走
行時においてもパティキュレート中のSOFを有効に燃
焼させ、フィルタの逆洗再生の効果を高めることがで
き、また始動直後の白煙や異臭の発生を減少させる車両
用パティキュレート除去装置を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図1を用いて説明
する。本発明は、図1に示すようにエンジン11の排気
マニホルド12に接続された排気管13の途中に設けら
れ内部にパティキュレートフィルタ16と底部にヒータ
17が設けられた焼却室14cとを有するパティキュレ
ート捕集器14と、捕集器14の排ガス下流側に取付け
られフィルタ16に逆洗用エアを吹付ける逆洗用ノズル
19と、ノズル19より排ガス下流側の下流側排気管1
3bに設けられ下流側排気管13bを開閉可能なシャッ
トオフバルブ23とを備えた車両用パティキュレート除
去装置の改良である。その特徴ある構成は、パティキュ
レート捕集器14の排ガス上流側の上流側排気管13a
に酸化触媒26が設けられたところにある。また、酸化
触媒26は格子状の通路を有するモノリス触媒であるこ
とが好ましい。
【0007】
【作用】酸化触媒26は排ガス中のSOF分を酸化反応
させガス化してしまうことで乾いた粘着力の小さい粒子
にする。これととともに反応熱を発生させることにより
排ガスの温度を高める。酸化により発生した粒子は捕集
器14のフィルタ16に他のパティキュレートとともに
捕集される。パティキュレートがフィルタ16に所定量
推積するとシャットオフバルブ23とノズル19による
逆洗によりフィルタ16から吹飛ばされて焼却室14c
に落下し、ヒータ17により全て焼却される。
【0008】
【実施例】次に本発明の一実施例を図面に基づいて詳し
く説明する。図1に示すように、エンジン11の排気マ
ニホルド12には排気管13の一端が接続され、排気管
13の途中には捕集器14が設けられる。エンジン11
はトラックやバス等の車両(図示せず)に搭載されたデ
ィーゼルエンジンである。捕集器14は図には示さない
が排気管13の途中に並列に一対設けられ、これらの捕
集器14は同一形状に形成される。図1においては一対
の捕集器14のうち一方の捕集器14のみを図示し、他
方の捕集器は図示しない。
【0009】捕集器14はフィルタ16がシール材(図
示せず)を介して収容されるフィルタ室14aと、フィ
ルタ室14aの上方に設けられエンジン11の排ガスを
導入する導入室14bと、フィルタ室14aの幅方向の
一方の側面に設けられフィルタ16を通過した排ガスが
流入する排出室(図示せず)と、フィルタ室14aの下
方に設けられフィルタ16から離脱したパティキュレー
トが堆積する焼却室14cとを有する。フィルタ16は
多孔質の耐熱性を有するセラミック材料により直方体状
に形成されたフィルタブロック16aを3個フィルタ室
14aに配置することにより構成される。即ち図示しな
い他方の捕集器と併せるとフィルタブロック16aは3
個ずつ2列に配置され計6個使用される。フィルタ16
はこの例では直交流型フィルタと呼ばれ、排ガスは図1
の実線矢印で示すようにフィルタ16の上面から流入
し、フィルタ16を通過して排ガス中のパティキュレー
トが捕集された後、フィルタ16の幅方向の一方の側面
から排出されるようになっている。また焼却室14cに
はヒータ17が挿着され、ヒータ17はバッテリ18に
電気的に接続される。
【0010】排気管13は一端がエンジン11の排気マ
ニホルド12に接続され他端が捕集器14の導入室14
bに接続された上流側排気管13aと、一端が捕集器1
4の排出室に接続され他端が開放された下流側排気管1
3bとを有する。下流側排気管13bの捕集器14近傍
には逆洗用ノズル19が設けられ、逆洗用ノズル19の
一端はパティキュレートフィルタ16に臨み、他端は図
示しないが送気管を介して圧縮エアが貯留されるエアタ
ンクに接続され、その途中には逆洗弁が設けられる。図
示しない逆洗弁は瞬時に送気管を全開可能なパルス弁
と、パルス弁を開閉する電磁弁とを備える。電磁弁は図
示しないコントローラからの信号により制御されてい
る。
【0011】また下流側排気管13bの逆洗用ノズル1
9が設けられた部位より下流側にはこの排気管13bを
開閉可能なシャットオフバルブ23が設けられる。シャ
ットオフバルブ23は排気ブレーキ用のバルブである。
シャットオフバルブ23はバルブ本体23aとバルブ本
体23aを回動可能に支持する支軸23bとを有し、支
軸23bは図示しないスプリングリターン式のエアシリ
ンダのピストンロッドにリンクを介して連結される。エ
アシリンダはエアタンクのエアにより駆動され開閉弁を
介してコントローラからの信号により制御されている。
【0012】本発明の特徴ある構成は捕集器14の上流
側の上流側排気管13aに酸化触媒26が設けられたと
ころにある。この例では、酸化触媒26は排ガスの流れ
る方向に格子状の通路が多数設けられかつセラミックス
からなるモノリス担体に触媒作用のある活性成分である
パラジウムが担持されている。この酸化触媒26は上流
側排気管13aの一部に膨出部が設けられ、その中に図
示しないシール材及び断熱材により固定される。
【0013】このように構成された車両用パティキュレ
ート除去装置の動作を説明する。排気管13からエンジ
ン11で発生した排ガスが流入すると排ガスは酸化触媒
を通過した後、導入室14bからパティキュレートフィ
ルタ16を通過する。パティキュレートフィルタ16を
通過して浄化された排ガスは排出室に案内され、下流側
排気管13bで他方の捕集器14からの排ガスと合流し
矢印Aに示すように大気に放出される。車両が低速走行
してエンジンが軽負荷状態になった場合には排ガスの温
度は低下するけれども、排ガス中のSOFである炭化水
素が酸化触媒26のセラミックスに担持されたパラジウ
ムにより排ガス中の酸素と反応し、この酸化反応により
SOFは乾いた粘着力の小さい粒子になる。これととも
に酸化触媒26はSOFの酸化による酸化反応熱を発生
させることにより排ガスの温度を高める。
【0014】この触媒を通過した排ガスは次に捕集器1
4を通過する。このときパティキュレートフィルタ16
はSOFの酸化反応により生成した乾いた粘着力の小さ
い粒子とともに他のパティキュレートを捕集する。捕集
されたパティキュレートがパティキュレートフィルタ1
6に所定量推積すると、図示しないコントローラにより
逆洗が行われる。逆洗は一対に設けられた捕集器14の
片側ずつ行われ、一方の捕集器14による逆洗の動作を
代表して説明する。
【0015】図示しないコントローラはシャットオフバ
ルブ23により下流側排気管13bを遮断する。この状
態で、遮断された下流側排気管13b側の逆洗弁をオン
すると、ノズル19からフィルタ16に向って圧縮エア
が吹付けられ、フィルタ16に付着しているパティキュ
レートが吹飛ばされて焼却室14cに落下する。焼却室
14c内に落下したパティキュレートはヒータ17によ
り全て焼却される。
【0016】なお、上記実施例ではモノリス触媒の例を
示したが、ペレット触媒を使用してもよい。また、上記
実施例ではセラミックからなる触媒を使用したが、金属
製の担体に活性成分を担持した触媒を使用してもよい。
この酸化触媒の担体の選定にはパティキュレートフィル
タに比べて熱容量の小さいものを選定することが好まし
い。また、上記実施例ではパラジウムを担持したが、白
金、ロジウム等の他の活性成分を担持してもよい。この
活性成分の選定にはその酸化力の割合に比較して二酸化
硫黄の転化率が低い成分を選定することが好ましい。更
に、上記実施例ではフィルタブロックを3個ずつ計6個
使用した捕集器を使用したが、2個ずつ計4個又は4個
ずつ計8個使用する捕集器でもよい。
【0017】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、パ
ティキュレート捕集器の上流側の上流側排気管に酸化触
媒を設け、排ガス中のSOFである炭化水素を排ガス中
の酸素と反応させ、乾いた粘着力の小さい粒子にするの
で、パティキュレートフィルタにSOFが付着しないか
ら、エンジンの排気温度が低い低速走行時の逆洗による
フィルタの再生の効果を高めることができる。また始動
直後においても触媒によるSOFの酸化反応熱により排
ガスの温度を高め、早期にフィルタの温度を上昇させる
ことができるから、白煙や異臭の発生を減少させること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例車両用パティキュレート除去装
置の構成図。
【符号の説明】
11 エンジン 12 排気マニホルド 13 排気管 13a 上流側排気管 13b 下流側排気管 14 捕集器 14c 焼却室 16 フィルタ 17 ヒータ 19 ノズル 23 シャットオフバルブ 26 酸化触媒
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 F01N 7/08 ZAB B

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エンジン(11)の排気マニホルド(12)に接
    続された排気管(13)の途中に設けられ内部にパティキュ
    レートフィルタ(16)と底部にヒータ(17)が設けられた焼
    却室(14c)とを有するパティキュレート捕集器(14)と、
    前記捕集器(14)の排ガス下流側に取付けられ前記フィル
    タ(16)に逆洗用エアを吹付ける逆洗用ノズル(19)と、前
    記ノズル(19)より排ガス下流側の下流側排気管(13b)に
    設けられ前記下流側排気管(13b)を開閉可能なシャット
    オフバルブ(23)とを備えた車両用パティキュレート除去
    装置において、 前記パティキュレート捕集器(14)の排ガス上流側の上流
    側排気管(13a)に酸化触媒(26)が設けられたことを特徴
    とする車両用パティキュレート除去装置。
  2. 【請求項2】 酸化触媒(26)が格子状の通路を有するモ
    ノリス触媒である請求項1記載の車両用パティキュレー
    ト除去装置。
JP6130565A 1994-06-13 1994-06-13 車両用パティキュレート除去装置 Pending JPH07332070A (ja)

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JP6130565A JPH07332070A (ja) 1994-06-13 1994-06-13 車両用パティキュレート除去装置

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JPH07332070A true JPH07332070A (ja) 1995-12-19

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ID=15037298

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JP (1) JPH07332070A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010001895A (ja) * 2001-12-03 2010-01-07 Eaton Corp 内燃エンジンの改善された排気制御のためのシステム

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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