JPH11210440A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- JPH11210440A JPH11210440A JP10009757A JP975798A JPH11210440A JP H11210440 A JPH11210440 A JP H11210440A JP 10009757 A JP10009757 A JP 10009757A JP 975798 A JP975798 A JP 975798A JP H11210440 A JPH11210440 A JP H11210440A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 パティキュレートトラップの溶損を確実に防
止し、パティキュレートトラップからのアッシュの除去
を可能とし、大気中に放出される排気ガスが黒煙状態と
なることを防止することである。 【解決手段】 排気上流側が閉塞された複数のトラップ
通路２４と、排気上流側及び排気下流側の両方が開放さ
れた複数の連通路２０とを有するパティキュレートトラ
ップを具備し、各トラップ通路は、長手方向に延在して
排気ガスを通過させるトラップ壁２１を有し、トラップ
壁を介して連通路と隣接しており、少なくとも一つの連
通路２０には、パティキュレートの塊を保持するための
保持手段２５が設けられている。
止し、パティキュレートトラップからのアッシュの除去
を可能とし、大気中に放出される排気ガスが黒煙状態と
なることを防止することである。 【解決手段】 排気上流側が閉塞された複数のトラップ
通路２４と、排気上流側及び排気下流側の両方が開放さ
れた複数の連通路２０とを有するパティキュレートトラ
ップを具備し、各トラップ通路は、長手方向に延在して
排気ガスを通過させるトラップ壁２１を有し、トラップ
壁を介して連通路と隣接しており、少なくとも一つの連
通路２０には、パティキュレートの塊を保持するための
保持手段２５が設けられている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気浄
化装置に関する。
化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関、特に、ディーゼルエンジンの
排気ガス中には、カーボンを主成分とする有害なパティ
キュレートが含まれており、排気ガスを大気に放出する
以前にこのようなパティキュレートを除去することが要
求されている。そのために、ディーゼルエンジンの排気
系にはパティキュレートトラップを配置することが提案
されている。このようなパティキュレートトラップは、
パティキュレート捕集量の増加に伴い大きな排気抵抗と
なるために、捕集したパティキュレートを燃焼させ、パ
ティキュレートトラップ自身を再生する必要がある。
排気ガス中には、カーボンを主成分とする有害なパティ
キュレートが含まれており、排気ガスを大気に放出する
以前にこのようなパティキュレートを除去することが要
求されている。そのために、ディーゼルエンジンの排気
系にはパティキュレートトラップを配置することが提案
されている。このようなパティキュレートトラップは、
パティキュレート捕集量の増加に伴い大きな排気抵抗と
なるために、捕集したパティキュレートを燃焼させ、パ
ティキュレートトラップ自身を再生する必要がある。
【０００３】このようなパティキュレートトラップの再
生には、一般的に、機関高負荷高速運転時における高温
度の排気ガス熱が利用され、この運転毎にパティキュレ
ートトラップは再生される。しかしながら、機関高負荷
高速運転が頻繁に行われる保証はなく、再生時において
パティキュレートトラップには多量のパティキュレート
が捕集されている可能性がある。パティキュレートの燃
焼はパティキュレートトラップの排気上流側から下流側
へ向かい伝播し、燃焼熱がパティキュレートトラップの
排気下流部に集中する。従って、再生時におけるパティ
キュレート捕集量がある程度以上であると、全体的なパ
ティキュレート燃焼熱が大きくなるために、パティキュ
レートの燃焼熱が集中するパティキュレートトラップの
排気下流部において溶損の可能性がある。
生には、一般的に、機関高負荷高速運転時における高温
度の排気ガス熱が利用され、この運転毎にパティキュレ
ートトラップは再生される。しかしながら、機関高負荷
高速運転が頻繁に行われる保証はなく、再生時において
パティキュレートトラップには多量のパティキュレート
が捕集されている可能性がある。パティキュレートの燃
焼はパティキュレートトラップの排気上流側から下流側
へ向かい伝播し、燃焼熱がパティキュレートトラップの
排気下流部に集中する。従って、再生時におけるパティ
キュレート捕集量がある程度以上であると、全体的なパ
ティキュレート燃焼熱が大きくなるために、パティキュ
レートの燃焼熱が集中するパティキュレートトラップの
排気下流部において溶損の可能性がある。
【０００４】特開昭６０−６５２１９号公報には、パテ
ィキュレートトラップを長手軸線に沿って二分割して隙
間を形成することが提案されている。このパティキュレ
ートトラップは、ある程度のパティキュレートがパティ
キュレートトラップに捕集され、パティキュレートトラ
ップの流路抵抗が非常に増加すると、それ以後は、排気
ガスが主に隙間を通過し、パティキュレートトラップに
おいてパティキュレートがほとんど捕集されなくなるた
めに、パティキュレート捕集量が制限されてパティキュ
レートトラップの溶損を防止できるとしている。
ィキュレートトラップを長手軸線に沿って二分割して隙
間を形成することが提案されている。このパティキュレ
ートトラップは、ある程度のパティキュレートがパティ
キュレートトラップに捕集され、パティキュレートトラ
ップの流路抵抗が非常に増加すると、それ以後は、排気
ガスが主に隙間を通過し、パティキュレートトラップに
おいてパティキュレートがほとんど捕集されなくなるた
めに、パティキュレート捕集量が制限されてパティキュ
レートトラップの溶損を防止できるとしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述の従来技術におい
て、排気ガスがパティキュレートトラップの隙間を通過
すると、排気ガス中に含まれるパティキュレートの多く
は排気ガスと共に隙間を通過するが、一部のパティキュ
レートは隙間の内壁面に付着堆積し、徐々に比較的大き
なパティキュレートの塊となる。
て、排気ガスがパティキュレートトラップの隙間を通過
すると、排気ガス中に含まれるパティキュレートの多く
は排気ガスと共に隙間を通過するが、一部のパティキュ
レートは隙間の内壁面に付着堆積し、徐々に比較的大き
なパティキュレートの塊となる。
【０００６】このようなパティキュレートの塊は、排気
ガス温度が高まったり又は排気ガス量が多くなると隙間
の内壁面から離脱し、大気中に放出される排気ガス中の
パティキュレート濃度を一時的に異常に高め、この時の
排気ガスを黒煙状態とする問題が発生する。
ガス温度が高まったり又は排気ガス量が多くなると隙間
の内壁面から離脱し、大気中に放出される排気ガス中の
パティキュレート濃度を一時的に異常に高め、この時の
排気ガスを黒煙状態とする問題が発生する。
【０００７】また、パティキュレートには、カルシウム
又はリンの酸化物又は硫化物等の非常に燃焼し難い成分
も含まれており、これらは、パティキュレート燃焼後に
もアッシュとしてパティキュレートトラップのトラップ
壁に徐々に堆積する。前述の従来技術では、このような
アッシュを除去することができないために、遂には、ア
ッシュが比較的多量に堆積し、パティキュレートを燃焼
させてもパティキュレートトラップの流路抵抗が十分に
下がらず、排気ガスはパティキュレートトラップの隙間
を通過し続けることになる。それにより、これ以降は、
排気ガス中のパティキュレートの捕集は不可能となる。
又はリンの酸化物又は硫化物等の非常に燃焼し難い成分
も含まれており、これらは、パティキュレート燃焼後に
もアッシュとしてパティキュレートトラップのトラップ
壁に徐々に堆積する。前述の従来技術では、このような
アッシュを除去することができないために、遂には、ア
ッシュが比較的多量に堆積し、パティキュレートを燃焼
させてもパティキュレートトラップの流路抵抗が十分に
下がらず、排気ガスはパティキュレートトラップの隙間
を通過し続けることになる。それにより、これ以降は、
排気ガス中のパティキュレートの捕集は不可能となる。
【０００８】本発明の目的は、これらの問題を同時に解
決することであり、すなわち、パティキュレートトラッ
プの溶損を確実に防止し、パティキュレートトラップか
らのアッシュの除去を可能とし、大気中に放出される排
気ガスが黒煙状態となることを防止することができる内
燃機関の排気浄化装置を提供することである。
決することであり、すなわち、パティキュレートトラッ
プの溶損を確実に防止し、パティキュレートトラップか
らのアッシュの除去を可能とし、大気中に放出される排
気ガスが黒煙状態となることを防止することができる内
燃機関の排気浄化装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の本発明
による内燃機関の排気浄化装置は、排気上流側が閉塞さ
れた複数のトラップ通路と、排気上流側及び排気下流側
の両方が開放された複数の連通路とを有するパティキュ
レートトラップを具備し、前記各トラップ通路は、長手
方向に延在して排気ガスを通過させるトラップ壁を有
し、前記トラップ壁を介して前記連通路と隣接してお
り、少なくとも一つの前記連通路には、パティキュレー
トの塊を保持するための保持手段が設けられていること
を特徴とする。
による内燃機関の排気浄化装置は、排気上流側が閉塞さ
れた複数のトラップ通路と、排気上流側及び排気下流側
の両方が開放された複数の連通路とを有するパティキュ
レートトラップを具備し、前記各トラップ通路は、長手
方向に延在して排気ガスを通過させるトラップ壁を有
し、前記トラップ壁を介して前記連通路と隣接してお
り、少なくとも一つの前記連通路には、パティキュレー
トの塊を保持するための保持手段が設けられていること
を特徴とする。
【００１０】請求項２に記載の本発明のよる内燃機関の
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記保持手段は、前記連通路の内壁面に
担持された炭化水素吸着材であることを特徴とする。
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記保持手段は、前記連通路の内壁面に
担持された炭化水素吸着材であることを特徴とする。
【００１１】請求項３に記載の本発明による内燃機関の
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記保持手段は、前記連通路の排気下流
側に配置された網部材であり、前記網部材の目は、所定
大きさ以上の塊物質だけしか保持できない大きさである
ことを特徴とする。
排気浄化装置は、請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置において、前記保持手段は、前記連通路の排気下流
側に配置された網部材であり、前記網部材の目は、所定
大きさ以上の塊物質だけしか保持できない大きさである
ことを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１は、本発明による内燃機関の
排気浄化装置の実施形態を示す断面図である。同図にお
いて、１は機関排気通路であり、２はパティキュレート
トラップである。パティキュレートトラップ２は、例え
ば、図２及び図２のＡ−Ａ断面の部分図である図３に示
すように、セラミック等の多孔性物質からなる多孔性物
質パティキュレートトラップである。このパティキュレ
ートトラップは、複数の長手方向に延在する隔壁２１に
よって細分化された複数の軸線方向空間が形成され、こ
れらの軸線方向空間は、一つ飛ばしに隔壁２２によって
さらに四つに細分化されている。さらに細分化はされて
いない軸線方向空間の排気上流側は、閉塞材２３によっ
て閉塞されている。２５は、詳しくは後述するが、非常
に目の粗い網部材であり、さらに細分化された軸線方向
空間２０の排気下流側に配置されているが、この軸線方
向空間は実質的に排気上流側及び排気下流側において開
放されている連通路である。
排気浄化装置の実施形態を示す断面図である。同図にお
いて、１は機関排気通路であり、２はパティキュレート
トラップである。パティキュレートトラップ２は、例え
ば、図２及び図２のＡ−Ａ断面の部分図である図３に示
すように、セラミック等の多孔性物質からなる多孔性物
質パティキュレートトラップである。このパティキュレ
ートトラップは、複数の長手方向に延在する隔壁２１に
よって細分化された複数の軸線方向空間が形成され、こ
れらの軸線方向空間は、一つ飛ばしに隔壁２２によって
さらに四つに細分化されている。さらに細分化はされて
いない軸線方向空間の排気上流側は、閉塞材２３によっ
て閉塞されている。２５は、詳しくは後述するが、非常
に目の粗い網部材であり、さらに細分化された軸線方向
空間２０の排気下流側に配置されているが、この軸線方
向空間は実質的に排気上流側及び排気下流側において開
放されている連通路である。
【００１３】こうして、連通路２０のそれぞれは、流路
断面積が小さいために、比較的大きな流れ抵抗（Ｆ１）
を有している。これに対して、閉塞材２３によって排気
上流側が閉塞された軸線方向空間２４のそれぞれは、流
路断面積が大きいために、排気下流側へ向かうその流れ
抵抗（Ｆ２）は比較的小さく、排気ガスが隔壁２１を通
過する際の通過抵抗（Ｆ３）を加えても、連通路２０の
流れ抵抗を下回っている。すなわち、Ｆ１＞Ｆ２＋Ｆ３
の関係が成り立っている。
断面積が小さいために、比較的大きな流れ抵抗（Ｆ１）
を有している。これに対して、閉塞材２３によって排気
上流側が閉塞された軸線方向空間２４のそれぞれは、流
路断面積が大きいために、排気下流側へ向かうその流れ
抵抗（Ｆ２）は比較的小さく、排気ガスが隔壁２１を通
過する際の通過抵抗（Ｆ３）を加えても、連通路２０の
流れ抵抗を下回っている。すなわち、Ｆ１＞Ｆ２＋Ｆ３
の関係が成り立っている。
【００１４】それにより、排気ガスは、連通路２０へ流
入するが、その後は、実線矢印で示すように、主に隔壁
２１を通過し、排気上流側が閉塞された軸線方向空間２
４を通りパティキュレートトラップ２から排出される。
多孔質の隔壁２１は、排気ガス通過の際にパティキュレ
ートを捕集するトラップ壁として機能し、排気上流側が
閉塞された軸線方向空間２４はトラップ通路となる。
入するが、その後は、実線矢印で示すように、主に隔壁
２１を通過し、排気上流側が閉塞された軸線方向空間２
４を通りパティキュレートトラップ２から排出される。
多孔質の隔壁２１は、排気ガス通過の際にパティキュレ
ートを捕集するトラップ壁として機能し、排気上流側が
閉塞された軸線方向空間２４はトラップ通路となる。
【００１５】こうして、各トラップ壁２１によってパテ
ィキュレートは良好に捕集され、機関高負荷高速運転が
実施される時に、高温度の排気ガス熱によって捕集され
たパティキュレートは燃焼し、パティキュレートトラッ
プ２は再生される。しばらくの間、このような機関高負
荷高速運転が実施されないと、捕集されたパティキュレ
ートによって各トラップ壁２１の通過抵抗Ｆ３がかなり
増加し、前述の三つの抵抗の関係は、Ｆ１＜Ｆ２＋Ｆ３
となる。こうなると、排気ガスは、一点鎖線矢印で示す
ように、トラップ通路２４を通ることなく、主に連通路
２０をそのまま通過する。
ィキュレートは良好に捕集され、機関高負荷高速運転が
実施される時に、高温度の排気ガス熱によって捕集され
たパティキュレートは燃焼し、パティキュレートトラッ
プ２は再生される。しばらくの間、このような機関高負
荷高速運転が実施されないと、捕集されたパティキュレ
ートによって各トラップ壁２１の通過抵抗Ｆ３がかなり
増加し、前述の三つの抵抗の関係は、Ｆ１＜Ｆ２＋Ｆ３
となる。こうなると、排気ガスは、一点鎖線矢印で示す
ように、トラップ通路２４を通ることなく、主に連通路
２０をそのまま通過する。
【００１６】それにより、各トラップ壁２１へさらにパ
ティキュレートが捕集されることはなく、パティキュレ
ートトラップ２におけるパティキュレート捕集量をある
程度に制限することができる。この時において、機関高
負荷高速運転が実施されれば、高温の排気ガスは、トラ
ップ壁２１を通過しないが、連通路２０を通過する際に
トラップ壁２１へ熱を伝達するために、パティキュレー
トの燃焼を十分に開始させることができる。このパティ
キュレートの燃焼に際して、パティキュレートトラップ
２には、ある程度に制限されたパティキュレートしか捕
集されていないために、パティキュレートトラップ２の
排気下流部における溶損の問題が発生することはない。
こうして、パティキュレートトラップ２の再生が完了す
れば、トラップ壁２１の通過抵抗が小さくなり、排気ガ
スは主に各トラップ通路２４を流れ、パティキュレート
の捕集が再開される。本実施形態において、十分な数の
トラップ通路２４を設けることにより、ある程度のパテ
ィキュレートがパティキュレートトラップ２に捕集され
るまで、トラップ通路２４だけに排気ガスを通過させる
ことができ、パティキュレートの良好な捕集が可能とな
る。
ティキュレートが捕集されることはなく、パティキュレ
ートトラップ２におけるパティキュレート捕集量をある
程度に制限することができる。この時において、機関高
負荷高速運転が実施されれば、高温の排気ガスは、トラ
ップ壁２１を通過しないが、連通路２０を通過する際に
トラップ壁２１へ熱を伝達するために、パティキュレー
トの燃焼を十分に開始させることができる。このパティ
キュレートの燃焼に際して、パティキュレートトラップ
２には、ある程度に制限されたパティキュレートしか捕
集されていないために、パティキュレートトラップ２の
排気下流部における溶損の問題が発生することはない。
こうして、パティキュレートトラップ２の再生が完了す
れば、トラップ壁２１の通過抵抗が小さくなり、排気ガ
スは主に各トラップ通路２４を流れ、パティキュレート
の捕集が再開される。本実施形態において、十分な数の
トラップ通路２４を設けることにより、ある程度のパテ
ィキュレートがパティキュレートトラップ２に捕集され
るまで、トラップ通路２４だけに排気ガスを通過させる
ことができ、パティキュレートの良好な捕集が可能とな
る。
【００１７】ところで、内燃機関の燃焼において、燃料
だけでなく気筒内へ侵入したエンジンオイルも燃焼する
ために、その成分であるカルシウム及びリン等の酸化物
及び硫化物等が生成される。通常、パティキュレートは
これらを成分として有している。カルシウム又はリンの
酸化物又は硫化物は非常に燃焼し難く、パティキュレー
ト燃焼の際にアッシュとして燃え残る。
だけでなく気筒内へ侵入したエンジンオイルも燃焼する
ために、その成分であるカルシウム及びリン等の酸化物
及び硫化物等が生成される。通常、パティキュレートは
これらを成分として有している。カルシウム又はリンの
酸化物又は硫化物は非常に燃焼し難く、パティキュレー
ト燃焼の際にアッシュとして燃え残る。
【００１８】このようなアッシュの一部は、トラップ壁
２１を通過する排気ガスによって、排気下流側が開放さ
れたトラップ通路２４を介して排出される。しかしなが
ら、特に、トラップ壁２１の連通路側に位置するアッシ
ュは、このようにして排出され難く、その位置で徐々に
堆積し、遂には、トラップ壁２１の通過抵抗をかなり高
めることとなる。こうして堆積したアッシュは、その大
きさによってトラップ壁２１を通過することは不可能と
なる。
２１を通過する排気ガスによって、排気下流側が開放さ
れたトラップ通路２４を介して排出される。しかしなが
ら、特に、トラップ壁２１の連通路側に位置するアッシ
ュは、このようにして排出され難く、その位置で徐々に
堆積し、遂には、トラップ壁２１の通過抵抗をかなり高
めることとなる。こうして堆積したアッシュは、その大
きさによってトラップ壁２１を通過することは不可能と
なる。
【００１９】本実施形態において、排気上流側が閉塞さ
れた複数のトラップ通路２４のそれぞれは、トラップ壁
２１を介して必ず連通路２０と隣接している。それによ
り、各トラップ壁２１の通過抵抗がアッシュによって高
まる場合には、パティキュレート燃焼後においても排気
ガスは各トラップ壁２１に接する連通路２０を通過する
ことになるが、この排気ガスの通過によってトラップ壁
２１の連通路側に堆積するアッシュはトラップ壁２１か
ら離脱させられ、連通路２０を介して排出される。こう
して、トラップ壁２１からのアッシュの除去が可能とな
り、トラップ壁２１へのアッシュの堆積によって排気ガ
スが連通路２０を通過し続けてパティキュレートが捕集
不可能となることは防止される。
れた複数のトラップ通路２４のそれぞれは、トラップ壁
２１を介して必ず連通路２０と隣接している。それによ
り、各トラップ壁２１の通過抵抗がアッシュによって高
まる場合には、パティキュレート燃焼後においても排気
ガスは各トラップ壁２１に接する連通路２０を通過する
ことになるが、この排気ガスの通過によってトラップ壁
２１の連通路側に堆積するアッシュはトラップ壁２１か
ら離脱させられ、連通路２０を介して排出される。こう
して、トラップ壁２１からのアッシュの除去が可能とな
り、トラップ壁２１へのアッシュの堆積によって排気ガ
スが連通路２０を通過し続けてパティキュレートが捕集
不可能となることは防止される。
【００２０】また、連通路２０内を排気ガスが通過する
と、排気ガス中に含まれるパティキュレートの多くは排
気ガスと共に連通路２０を通過するが、その一部は連通
路２０の内壁面に付着堆積し、パティキュレートの塊と
なる。このパティキュレートの塊は、排気ガス温度が高
まったり又は排気ガス量が多くなると、連通路２０の内
壁面から離脱する。所定大きさ以上のパティキュレート
の塊が複数の連通路２０から離脱して排出されると、こ
の時の排気ガス中のパティキュレート濃度は異常に高ま
って排気ガスが黒煙状態となる。
と、排気ガス中に含まれるパティキュレートの多くは排
気ガスと共に連通路２０を通過するが、その一部は連通
路２０の内壁面に付着堆積し、パティキュレートの塊と
なる。このパティキュレートの塊は、排気ガス温度が高
まったり又は排気ガス量が多くなると、連通路２０の内
壁面から離脱する。所定大きさ以上のパティキュレート
の塊が複数の連通路２０から離脱して排出されると、こ
の時の排気ガス中のパティキュレート濃度は異常に高ま
って排気ガスが黒煙状態となる。
【００２１】本実施形態では、これを防止するために、
各連通路２０の排気下流側には網部材２５が配置されて
いる。この網部材２５の目は、所定大きさ以上の塊物質
だけを保持する大きさであり、前述したように離脱させ
たアッシュ等は容易に通過させるものである。こうし
て、前述した本実施形態の効果を阻害することなく、網
部材２５は、離脱する所定大きさ以上のパティキュレー
トの塊を、機関高負荷高速運転時となって焼失するまで
保持し、排気ガスの黒煙状態を防止することができる。
このような網部材は、トラップ通路２４の排気下流側に
配置しても特に問題を発生させることがないために、連
通路２０だけに配置することに代えて、パティキュレー
トトラップ２の排気下流側全体を覆うような一体の網部
材を配置するようにしてもよい。
各連通路２０の排気下流側には網部材２５が配置されて
いる。この網部材２５の目は、所定大きさ以上の塊物質
だけを保持する大きさであり、前述したように離脱させ
たアッシュ等は容易に通過させるものである。こうし
て、前述した本実施形態の効果を阻害することなく、網
部材２５は、離脱する所定大きさ以上のパティキュレー
トの塊を、機関高負荷高速運転時となって焼失するまで
保持し、排気ガスの黒煙状態を防止することができる。
このような網部材は、トラップ通路２４の排気下流側に
配置しても特に問題を発生させることがないために、連
通路２０だけに配置することに代えて、パティキュレー
トトラップ２の排気下流側全体を覆うような一体の網部
材を配置するようにしてもよい。
【００２２】また、図４は、図２におけるＣ部拡大図で
ある。同図に示すように、トラップ壁２１の細孔にはパ
ティキュレートが捕集される。また、トラップ壁２１の
連通路２０側の表面は、連通路２０の内壁面に一部であ
るために、前述したように連通路２０を通過する排気ガ
ス中のパティキュレートが付着堆積すると共に、トラッ
プ壁２１を通過する排気ガス中のパティキュレートの一
部も付着堆積する。
ある。同図に示すように、トラップ壁２１の細孔にはパ
ティキュレートが捕集される。また、トラップ壁２１の
連通路２０側の表面は、連通路２０の内壁面に一部であ
るために、前述したように連通路２０を通過する排気ガ
ス中のパティキュレートが付着堆積すると共に、トラッ
プ壁２１を通過する排気ガス中のパティキュレートの一
部も付着堆積する。
【００２３】本実施形態においては、連通路２０の内壁
面には、トラップ壁２１の表面を含みゼオライト等の炭
化水素吸着材の層５０が形成されており、パティキュレ
ートは、この層５０に付着堆積するようになっている。
パティキュレート同士及びパティキュレートと連通路内
壁面との付着は、炭化水素ＨＣをバインダとして行われ
る。
面には、トラップ壁２１の表面を含みゼオライト等の炭
化水素吸着材の層５０が形成されており、パティキュレ
ートは、この層５０に付着堆積するようになっている。
パティキュレート同士及びパティキュレートと連通路内
壁面との付着は、炭化水素ＨＣをバインダとして行われ
る。
【００２４】図６は、パティキュレートの塊が連通路内
壁面へ直接的に付着している様子を概略的に示すもので
あり、排気ガス温度が高くなると、パティキュレートの
塊の外側の炭化水素ＨＣ、すなわち、パティキュレート
の塊を連通路内壁面に保持する炭化水素ＨＣが容易に消
失し、パティキュレートの塊が連通路内壁面から離脱す
ることになる。
壁面へ直接的に付着している様子を概略的に示すもので
あり、排気ガス温度が高くなると、パティキュレートの
塊の外側の炭化水素ＨＣ、すなわち、パティキュレート
の塊を連通路内壁面に保持する炭化水素ＨＣが容易に消
失し、パティキュレートの塊が連通路内壁面から離脱す
ることになる。
【００２５】これに対して、本実施形態では、図５に示
すように、パティキュレートの塊は炭化水素吸着材の層
５０に付着しているために、パティキュレートの塊を保
持する炭化水素ＨＣは消失し難くなっており、機関高負
荷高速運転時に排気ガス温度がかなり高くなって燃焼が
開始されるまでパティキュレートの塊を保持し続けるこ
とができる。
すように、パティキュレートの塊は炭化水素吸着材の層
５０に付着しているために、パティキュレートの塊を保
持する炭化水素ＨＣは消失し難くなっており、機関高負
荷高速運転時に排気ガス温度がかなり高くなって燃焼が
開始されるまでパティキュレートの塊を保持し続けるこ
とができる。
【００２６】炭化水素吸着材の層５０は、パティキュレ
ートの塊を保持する炭化水素ＨＣを消失させ難くするだ
けでなく、保持力を高めるようにも機能するために、排
気ガス量の増加に対してもパティキュレートの塊が離脱
し難くなり、機関高負荷高速運転時までパティキュレー
トの塊を保持することができる。
ートの塊を保持する炭化水素ＨＣを消失させ難くするだ
けでなく、保持力を高めるようにも機能するために、排
気ガス量の増加に対してもパティキュレートの塊が離脱
し難くなり、機関高負荷高速運転時までパティキュレー
トの塊を保持することができる。
【００２７】本実施形態は、前述の網部材２５と炭化水
素吸着材の層５０とによって、連通路内にパティキュレ
ートの塊を焼失するまで確実に保持して、排気ガスが黒
煙状態となることを確実に防止することを可能とする。
しかしながら、このようなパティキュレートの塊の保持
手段として、網部材２５及び炭化水素吸着材の層５０の
いずれか一つを設ければ、従来に比較して黒煙が発生し
難くなることは明らかである。
素吸着材の層５０とによって、連通路内にパティキュレ
ートの塊を焼失するまで確実に保持して、排気ガスが黒
煙状態となることを確実に防止することを可能とする。
しかしながら、このようなパティキュレートの塊の保持
手段として、網部材２５及び炭化水素吸着材の層５０の
いずれか一つを設ければ、従来に比較して黒煙が発生し
難くなることは明らかである。
【００２８】本実施形態のパティキュレートトラップ２
は、多孔性物質パティキュレートトラップとして説明し
たが、もちろん、図７及び図７のＢ矢視の部分図である
図８に示すような耐熱性金属繊維の不織布と耐熱性金属
の波板から構成された金属繊維パティキュレートとする
ことも可能である。このパティキュレートトラップは、
二枚の不織布２６ａ及び２６ｂと二枚の波板２７ａ及び
２７ｂとが互いに違いに厚さ方向に積層されて螺旋状に
巻かれ、不織布と波板とによって複数の軸線方向空間が
形成されているものである。不織布を構成する耐熱性金
属繊維及び波板を構成する耐熱金属として、例えば、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金又はＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金等が利用
可能である。一方の波板２７ａは、波高さ及び波幅の小
さなものであり、二枚の不織布における他方の波板２７
ｂに当接する面同士だけを排気上流側において接合した
ものである。こうして、通常の波板２７ｂによる軸線方
向空間が前述同様なトラップ通路２４’となり、小さな
波板２７ａによる軸線方向空間が、トラップ通路２４’
にトラップ壁（金属繊維不織布）を介して隣接する前述
同様な連通路２０’となる。
は、多孔性物質パティキュレートトラップとして説明し
たが、もちろん、図７及び図７のＢ矢視の部分図である
図８に示すような耐熱性金属繊維の不織布と耐熱性金属
の波板から構成された金属繊維パティキュレートとする
ことも可能である。このパティキュレートトラップは、
二枚の不織布２６ａ及び２６ｂと二枚の波板２７ａ及び
２７ｂとが互いに違いに厚さ方向に積層されて螺旋状に
巻かれ、不織布と波板とによって複数の軸線方向空間が
形成されているものである。不織布を構成する耐熱性金
属繊維及び波板を構成する耐熱金属として、例えば、Ｆ
ｅ−Ｃｒ−Ａｌ合金又はＮｉ−Ｃｒ−Ａｌ合金等が利用
可能である。一方の波板２７ａは、波高さ及び波幅の小
さなものであり、二枚の不織布における他方の波板２７
ｂに当接する面同士だけを排気上流側において接合した
ものである。こうして、通常の波板２７ｂによる軸線方
向空間が前述同様なトラップ通路２４’となり、小さな
波板２７ａによる軸線方向空間が、トラップ通路２４’
にトラップ壁（金属繊維不織布）を介して隣接する前述
同様な連通路２０’となる。
【００２９】このような構成においても、連通路２０’
の排気下流側には網部材２５’を配置することができ、
また、連通路２０’の内壁面には炭化水素吸着材の層を
設けることができ、前述のパティキュレートトラップと
同様な効果を得ることが可能である。
の排気下流側には網部材２５’を配置することができ、
また、連通路２０’の内壁面には炭化水素吸着材の層を
設けることができ、前述のパティキュレートトラップと
同様な効果を得ることが可能である。
【００３０】
【発明の効果】このように、本発明による内燃機関の排
気浄化装置によれば、パティキュレートトラップは、排
気上流側が閉塞された複数のトラップ通路に加えて複数
の連通路を有するために、ある程度のパティキュレート
がトラップ壁に捕集されてトラップ通路の流路抵抗が増
加すると、それ以降は、排気ガスは連通路を通過するた
めに、さらにパティキュレートがパティキュレートトラ
ップに捕集されることはなく、再生時にパティキュレー
ト燃焼熱が大きくなってパティキュレートトラップが溶
損することを防止することができる。さらに、各トラッ
プ通路は、トラップ壁を介して連通路と隣接しているた
めに、トラップ壁に付着堆積するアッシュは連通路を通
過する排気ガス流によって連通路を介して除去可能であ
る。さらに、少なくとも一つの連通路には、パティキュ
レートの塊を保持するための保持手段が設けられている
ために、パティキュレートの塊が焼失せずに連通路から
排出されることはなく、排気ガスが黒煙状態となること
を防止することができる。
気浄化装置によれば、パティキュレートトラップは、排
気上流側が閉塞された複数のトラップ通路に加えて複数
の連通路を有するために、ある程度のパティキュレート
がトラップ壁に捕集されてトラップ通路の流路抵抗が増
加すると、それ以降は、排気ガスは連通路を通過するた
めに、さらにパティキュレートがパティキュレートトラ
ップに捕集されることはなく、再生時にパティキュレー
ト燃焼熱が大きくなってパティキュレートトラップが溶
損することを防止することができる。さらに、各トラッ
プ通路は、トラップ壁を介して連通路と隣接しているた
めに、トラップ壁に付着堆積するアッシュは連通路を通
過する排気ガス流によって連通路を介して除去可能であ
る。さらに、少なくとも一つの連通路には、パティキュ
レートの塊を保持するための保持手段が設けられている
ために、パティキュレートの塊が焼失せずに連通路から
排出されることはなく、排気ガスが黒煙状態となること
を防止することができる。
【図１】本発明による内燃機関の排気浄化装置の実施形
態を示す断面図である。
態を示す断面図である。
【図２】図１の排気浄化装置に使用されるパティキュレ
ートトラップの長手方向断面図である。
ートトラップの長手方向断面図である。
【図３】図２のＡ−Ａ断面の部分図である。
【図４】図２のＣ部拡大図である。
【図５】パティキュレートの塊が炭化水素吸着材の層へ
付着している様子を示す概略図である。
付着している様子を示す概略図である。
【図６】パティキュレートの塊が連通路内壁面へ付着し
ている様子を示す概略図である。
ている様子を示す概略図である。
【図７】図１の排気浄化装置に使用されるもう一つのパ
ティキュレートトラップの長手方向断面図である。
ティキュレートトラップの長手方向断面図である。
【図８】図７のＢ矢視の部分図である。
１…機関排気通路 ２…パティキュレートトラップ ２０，２０’…連通路 ２４，２４’…トラップ通路 ２５，２５’…網部材 ５０…炭化水素吸着材の層
Claims (3)
- 【請求項１】 排気上流側が閉塞された複数のトラップ
通路と、排気上流側及び排気下流側の両方が開放された
複数の連通路とを有するパティキュレートトラップを具
備し、前記各トラップ通路は、長手方向に延在して排気
ガスを通過させるトラップ壁を有し、前記トラップ壁を
介して前記連通路と隣接しており、少なくとも一つの前
記連通路には、パティキュレートの塊を保持するための
保持手段が設けられていることを特徴とする内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項２】 前記保持手段は、前記連通路の内壁面に
担持された炭化水素吸着材であることを特徴とする請求
項１に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項３】 前記保持手段は、前記連通路の排気下流
側に配置された網部材であり、前記網部材の目は、所定
大きさ以上の塊物質だけしか保持できない大きさである
ことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の排気浄化
装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00975798A JP3570197B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| ES98109198T ES2270482T3 (es) | 1997-05-22 | 1998-05-20 | Un dispositivo para purificar el gas de escape de un motor de combustion interna. |
| DE69835476T DE69835476T2 (de) | 1997-05-22 | 1998-05-20 | Vorrichtung zum Reinigen des Abgases einer Verbrennungskraftmaschine |
| EP98109198A EP0879938B1 (en) | 1997-05-22 | 1998-05-20 | A device for purifying the exhaust gas of an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00975798A JP3570197B2 (ja) | 1998-01-21 | 1998-01-21 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11210440A true JPH11210440A (ja) | 1999-08-03 |
| JP3570197B2 JP3570197B2 (ja) | 2004-09-29 |
Family
ID=11729167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00975798A Expired - Fee Related JP3570197B2 (ja) | 1997-05-22 | 1998-01-21 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3570197B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021476A (ja) * | 2005-03-24 | 2007-02-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス浄化装置及び排ガス処理方法 |
| EP2154343A1 (de) * | 2008-08-12 | 2010-02-17 | MAN Nutzfahrzeuge AG | Partikelabscheider, insbesondere Partikelfilter, zur Abscheidung von Partikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine |
| US8268273B2 (en) | 2008-08-12 | 2012-09-18 | Man Truck & Bus Ag | Method and device for the regeneration of a particle filter arranged in the exhaust gas train of an internal combustion engine |
-
1998
- 1998-01-21 JP JP00975798A patent/JP3570197B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007021476A (ja) * | 2005-03-24 | 2007-02-01 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | ガス浄化装置及び排ガス処理方法 |
| EP2154343A1 (de) * | 2008-08-12 | 2010-02-17 | MAN Nutzfahrzeuge AG | Partikelabscheider, insbesondere Partikelfilter, zur Abscheidung von Partikeln aus dem Abgasstrom einer Brennkraftmaschine |
| US8268273B2 (en) | 2008-08-12 | 2012-09-18 | Man Truck & Bus Ag | Method and device for the regeneration of a particle filter arranged in the exhaust gas train of an internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3570197B2 (ja) | 2004-09-29 |
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