JPS5813116A - 排気ガスフイルタ装置を備えた内燃機関 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、内燃機関に係シ、特にエンジンの排気管から
大気に排出される固形粒子の量を、それらが排出される
前に排気ガス中から濾過することによって減少させるた
めの内燃機関の排気ガスのフィルタ装置に関する。

本発明は、特にディーゼルエンジンのような圧縮点火エ
ンジンに適用できるが、もし望むならば他の種類の内燃
機関に適用してもよい。

ディーゼルエンジンは、特に軽負荷において、ガソリン
エンジンに比較して、高い熱効率を有するが、すなわち
低燃料消費であるが、時としてその汚れた排気が批判の
的となり、汚れた排気は特にエンジンの手入れが悪いと
きには好ましからぬ臭いを伴なうことがある。

ディーゼルエンジンの排気ガスのサンプルの実験室での
検査によれば、十分に調整されて最大負荷で駆動し、肉
眼で見えない排気を伴なうディーゼルエンジンでさえも
、全負荷範囲に亘るガソリンエンジンよりも主として小
さな炭素の形の固形粒子をより多くの割合で排出する。

次第に、内燃機関の排気を制限する規定が、全ての内燃
機関の排気管から排出される固゛形粒子の量を実質的に
減少させることを要求して、少なくてもある地域におい
ては、厳駿・＜なっているようである。　　　　　　　
　　　　Ｉ さらに、かかる固形粒子の減少は健康の面からも望まし
いことが判明している。かかる配慮に加えて、ディーゼ
ルエンジンから排出される目に見える煙の減少によυ、
そのようなエンジンが特に道路走行用自動車として公に
受入れられ易くなるだろう。

ディーゼルエンジン排気ガスのためのガス透過型の実験
用フィルタは、製作され、短時間ではあるが、全負荷に
おいて全炭素粒子を実際に除去しうろことが発見されて
いる。高エンジン負荷において、かかるフィルタによっ
て保持される炭素は、実際にＳＯＯ℃前後における高排
気ガス温度において、酸化されるだろう。そして、過剰
々酸素の中で燃焼したフィルタ部材は、なお排気ガス内
に存在する。しかしながら、軽負荷において、ガソリン
エンジンの排気ガスはなお８００℃位になるが、ディー
ゼルエンジンの場合には排気ガス温度が２５０℃程の低
い温度に低下することがある。

これは、ディーゼルエンジンは全負荷において、１サイ
クル当りにお“□゛１．いてはほぼ、一定量の空気を必
要とし、出力が噴射される燃料の量の変化によって変え
られ、このために低負荷においてはエンジンが非常に高
い空気燃料混合比で駆動するであろう。−こうし゛て、
負荷が減少し、排気ガス温度が５００〜６００℃以下に
落ちたときに、フィルタによって捕捉された炭素は燃焼
されることなく保持されるだろうし、その付着物はしだ
いに付着性を増大するようになシ、真に軽負荷において
は、前記炭素は殆んど湿っておシ、多分種々の部分的に
酸化した炭化水素からなシ、その結果、フィルタを通る
排気ガスの流れに対する抵抗が急速に増大するＯ 不幸なことに、ディーゼルエンジンを備えたエンジンの
道路用自動車の場合には、エンジンの道路負荷が増速あ
゛るいは登板以外の時は通常比較的低く、このために、
非常に長期間排気ガス温度が排気ガスフィルタ上に積っ
た付着物を燃焼させるのＫは十分高くない状態が実際存
在することがある。

サイクロン型のフィルタ・を使って粒子を排気ガスから
遠心分離するととが提案されているが、これは実際のと
ころ、開放構造で排気するが低濃度で、もし、十分に分
離させようとするならば非常に長いサイクロンが必要と
なるので好ましくないことが判明している。

そのために、本発明の目的は、低負荷において、エンジ
ン駆動を長い期間に亘って効果的に行なうためにディー
ゼルエンジンの排気ガス内の固形物質の直接濾過を可能
にすることにある。

この目的は、少なくともエンジンの空気吸入口への空気
の流れの一部を、排気ガスの流れとは反対方向にフィル
タを通し、フィルタを逆方向に噴射清浄（バックフラッ
シュ）するとともに付着した固形炭素物質を除去し、こ
の除去した物質をエンジン内の燃焼のためにエンジンの
空気吸入口内に送り込むようにして達成される。

本発明の内燃機関、例えばディーゼルエンジン□ には、少なくとも一つのフィルタ部材□を含む□ツイー
タ装置が設けられ、少なくともと　トイー：夕装’１ 置の一部を通してエンジン排気ガスを□通過せしめて濾
過し、ガス中に含まれる固形粒子を捕捉し、また、本発
明には、エンジンの駆動中において周期的あるいは漸進
的にフィルタ部材から、あるいはこの一部からの排気ガ
スの流れを、濾過するためのもう一つのフィルタ部材あ
るいは第１フィルタ部材の異なる部分に移行せしめ、そ
れから、取入空気流の少なくとも一部を、第１フィルタ
部材を通すか、あるいはそれ以前に排気ガスの流れが横
切ったフィルタ部材の一部を通してエンジン空気吸入口
にそれ以前の排気ガスの流れとは反対方向に送り、これ
によりフィルタを逆方′向から噴射清浄（バックフラッ
シュ）するとともに固形付着部材をフィルタから除去し
て空気吸入口内に送り込むようにした作動装置が設けら
れている。

本発明の一つの形として、二？の分離したフィルタ部材
が設けられ、このいずれか一つを通して排気ガスが一方
向に通過することが可能であり、エンジン取入空気流が
エンジン空気吸入口に入る前において、それが他のフィ
ルタ部材を通る間に排気ガスを濾過し、また本発明には
、排気ガスの流れを一つのフィルタ部材から他のフィル
タ部材に転向せしめ、同時に取入空気流を他のフィルタ
部材から一つのフィルタ部材に転向せしめて取入空気流
をそれ以前の排気ガスの流れとは反対方向にフィルタを
通すための装置が設けられている。

しかしながら、フィルタ部材と排気ガスおよび取入空気
流を流すための関連構造間に相対的回転を与えるための
装置を備えた単一の回転フィルタを採用することも可能
でｓｂ、との構成においては、排気ガス流および取入空
気流が与えられた時間において、フィルタ部材の異なる
部分１を通して反対方向に連続して通過し、前記相対的
回転駆動は取入空気流を排気ガスが通過したフィルタ部
材の連続している各部分を排気ガスとは反対方向に通過
させることとなり、このために排気ガス流によってそれ
以前にフィルタ上に付着された固形物質が取除かれる。

例えば、回転フィルタは回転フィルタ部材と排気ガスお
よび空気流を通すための固定構造を有す６゜□カフ、ｉ
″″′ｉ″′ｉフイ２□オつて次第に通過し、前記フィ
ルタ部材の連続部分は漸血的に新しい位【に回転・し、
この位置において取入空気流がそれらを通って排気ガス
の流れと反対方向に通過する。

本発明は、あるいくつかの形態で実施されるが、種々の
特定の実施例について図面を参照して説明す゛る。

第１Ａおよび１８図に示した実施例において、本発明は
その最も単純な形において、自然吸入ディーゼルエンジ
ン、例えば過給装置を備えないディーゼルエンジンに適
用６される。

エンジンそれ自身は全体を符号１０で示され、このエン
ピン１０は主吸入ダクト１２に連結された吸入多岐管１
１と、主排気ガスダクト１４に連結された排気多岐管１
３を備えている。二つのフィルタ１６．１７が設けられ
、これらフィルタは以下のように連結されている。これ
らフィルタは十分な流れが生じるフィルタ（ｆｕｌｌ−
ｆｌｏｗ　ｆｉｌｔｅｒ　）であり、その各々は、フィ
ルタ部材を構成する適当な熱抵抗フィルタ材料の層を有
しており、フィルタ材料はふるいとして作用する十分小
さな開孔を有し、との開孔はその寸法よシも大きな寸法
の物質を捕捉してフィルタ部材の上流側にそれらを保持
する。ディーゼル排気粒子は寸法において約０．００７
〜４０ミクロン（マイクロメーター）の範囲にあシ、１
ミクロンよシも小さいものは６５チ以上であり、したが
って、効果的に作用するには、フィルタ１６，１７は小
さな寸法の開孔を有さねばならない。大まかに言って、
適当な開孔寸法は２０ミクロン以下である。これより大
きな寸法の開孔が用いられてもよいが、これでは低い濾
過効果しかない。

フィルタ設計における最近の発達は、多孔セラミック母
材の使用にあり、このセラミック母材は仕切り（ｄｉｖ
ｉｓｉｏｎ）と呼ばれる薄い多孔壁によって互いに分離
された流通孔をもたらす。この代わりの流通孔は、閉塞
および開放下流端並びに開放および閉塞上流端をそれぞ
れ有し、開放上流端はフィルタ部材の上流側面において
ガス流に開口しており、開放下流端はフィルタ部材の下
流側面を通して開口している。その結果、全てのガス流
は流通孔の半分の開放上流端に入り、多孔仕切りを通っ
て隣接流通孔内に流入し、隣接流通孔の開放−下多孔仕
切りはそれらの多孔を通るガス流を濾過する０比較的脆
いセラミック母材は外側にある金属ケーシング内に支持
されている。とのタイプの適当なセラミツフッ４ルタ母
材はアメリカのコーニング・グラス會カンパ＝　−（Ｔ
ｈｅ　Ｃｏｒｎｉｎｇ　Ｇｌａｓｓ　Ｃｏｍｐａｎｐ）
から入手できる。一つの適当なものとしては、その会社
のタイプＥＸ４７という材料であシ、それは１２ミクロ
ンの公称寸法の開孔を備えているが、その会社は、異な
った多孔寸法を有するこの種の他の材料をも提供してい
る。多孔の寸法の選択はある程度ふるい分けされる排気
粒子寸法の範囲によ−るであろうし、その排気粒子の寸
法はエンジンおよび燃料の種類によって変化するととも
に燃焼。

条件によっても変化する。また、前記選択は、ある程度
施行される排気ガスを規制するいくつかの法規上の要請
にもよるであるチ。

しかしながら、利用できる適当な多孔寸法の他の熱竺抗
フイ″′材料は広“範囲に今在し・例えば、要求される
多孔寸法に圧縮されたステンレススチールのワイヤーパ
ッド、適当な多孔寸法のフェルトとして作られ得るある
細い人造繊維のノくラドあるいはフェルトおよびアルミ
ナあるいはジルコニアをべ−スとした材料等がある。−
例としてはインペリアル・ケ（ テッド（Ｉｍｐｅｒｉａｌ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｉｎｄ
ｕｓｔｒｉｅｓ　Ｌｉｍ１ｔｅｄ）製の商標、サフイル
（ＳＡＦＦＩＬ）として売られているフェルト材料があ
る。

フィルタ１６．１７はこれらの特別なタイプのどれによ
って作られてもよく、もし好むならば、他の公知のタイ
プの適当なフィルタ材料番使用してもよい。

、二つの３ボ一ト２位置切換回転コック１８．１９は、
それらの主ポートｉ８Ａ、１９Ａを有し、この主ポート
１８Ａ、、、、、　１９Ａは図示するように主成゛入ダ
クト１２および主排気ダクト１４に連結されておシ、工
っ。！１．はそれら。全体を符号２゜で示すような同時
作用のために互いに結合された回転部材を有している。

コック１８の一つの枝ポート１８Ｂは、交叉連結パイプ
２１によってコック１９の一つの他の枝ボート１９Ｃに
連結され、コック１８の他の枝ボー）　１８Ｃは交叉連
結パイプ２２によってコック１９の他の枝ボート１９Ｂ
に連結されている。一つのフィルタユニット１６はその
一端においてパイプ２３に、よって交叉連結パイプ２２
に連結され、フィルタユニット１６他端は直接あるいは
連係する消音器を介して大気に開口している。

第２？イルタユニツト１７は、その一端においてパイプ
２４によって他の交叉パイプ２１に連結され、前記フィ
ルタ１７の他端は直接あるいは連係する消音器を介して
大気に開口している。組になったコック１８．１９の作
用によって各フィルタ１６．１７は、フィルタ部材を通
る逆方向の流れを伴なう排気ガスフィルタあるいは吸入
空気用フィルタとして作用させてもよい。

コック１８．１９が第１Ａ図に示すような位置にあると
きに、取入空気はフィルタ１６の開放端に吸引され、フ
ィルタを矢印Ａで示す方向に通過し、それから、パイプ
２２，２３、コック１８およびパイプ１２を介して吸入
多岐管１１に至る。

排気多岐管１３からの排気ガスはパイプ１４、コック１
９およびパイプ２１，２４を介して第２フイルタ１７に
移動し、第２フイルタ１７を通過して矢印Ｂで示すよう
に大気中に流出する。炭素質の付着物はフィルタユニッ
ト１７のフィルタ部材によって捕捉されるとともに、そ
の上流側に集められる。前述したように、高エンジン負
荷レベルにおいて排気ガス温度は十分高く、この温度に
おいては炭素質の付着物のほとんどがフィルタ１７のフ
ィルタ部材上において、最高負荷においてさえも存在す
る酸素と反応しながら燃焼する。この燃焼は、フィルタ
部材上に付着された適当な触媒の使用によって助長され
、同時に前記フィルタ部材は排気ガス内でガス状に存在
する不燃焼の炭化水素あるいは一酸化炭素のほんの僅か
な量を酸化させるであろう。かかる酸化触媒をガス状排
出物のために使用するのは周知である。

しかしながら、排気ガス温度が、エンジン負荷の減少と
ともに約５００℃以下に低下したときには、濾過された
炭素質粒子は燃焼しなくなる。正に、エンジン負荷が低
下するにつれてフィルタ部物質は、エンジン内でわずか
に 一部燃焼したいくらかの燃料によってしだいに湿ってく
る。その結果、フィルタ部材を適意ときのガス圧低下が
著しく大きくなってくる。

この状態において、前記二つのコックが同時に機構２０
によって第１Ｂ図に示した位置に回動され、このためフ
ィルタ 変化してそれらを通るガス流の方向が逆になる。

多岐管１３からの排気ガスはパイプ１４．コック１９、
゛パイプ２２および２３を介してフィルタ１６内に流れ
、このフィルタ１６内・において、排気ガスは矢印Ａ１
方向５沿って大気に排出される前に濾過され、取入空気
は矢印Ｂ、で示される方向にフィルタ１７内に入るとと
もにパイプ２４．２．１．：１ツク１Ｂおよび吸入ダク
ト１２を介して吸入多岐管ｌｌ内を通過する。

フィルタユニット１７を通る空気流はそれ以前に濾過さ
れた排気ガスの方向とは反対方向に流れ、とのためフィ
ルタ１７の部分的に詰ったフィルタ部材は取入空気をそ
れを通して反対方向に向かわせて、フィルタをいわゆる
パックフラッシン、グ（ｂａｃｋ−ｆｌｕｓｈｉｎｇ）
　Ｌ、′フィルタ部材の下流側から取除き、除去された
物質を吸入多岐管１１内に運び、それから少なくてもそ
れが部分的には燃焼しているエンジン内に送シ込む。

このようにして、フィルタ１ はそれを通して取入空気の逆流によって清浄にされ、こ
れと同時に他のおよび最初の清浄なフィルタ１６は、排
気ガスを濾過するとともに粒子物質を排気ガスから集め
るために使用される。

フィルタ１６が部分的に詰まるようになったときには、
コック１８．１９は再び切換えられて流れの方向を転向
、すしめるとともに、必要な時に繰返される他の作１の
サイクルを開始させる。

二つの分離；した３ポ一ト２位置切換コック１８　　　
′および１９が明確化と単純化のために離れて設置され
ているが、−緒に結合されて第１Ａおよび１８図に示さ
れている。しかしながら、実際には、それらコックは共
通の回転部材を備えて同軸上に配設されるか、あるいは
他のいかなる好都合なバルブ配置としてもよい。第３Ａ
および３Ｂ図は１例、ｔｔｆスプールパルプ配列を示し
ているが、このスプールバルブ配列は記述されるように
二つのバルブハウジングに共通な単一のスプールを有し
ている。流れを切換えるいかなる公知の配列および導管
配列が電気作動ソレノイドバルブの使用を含んで採用さ
れてもよい。

切換バルブあるいはコックの作動を開始させる最も単純
な方法は、排気ガスを濾過するために使用しているフィ
ルタユニットのフィルタ部材を横切る圧力差による方法
である。一つのかかる方法が第６図および下記に記述さ
れるだろう。

第２図は第１Ａおよび１８図のシステムの変形例を示し
、この変形例においては主吸入ダクト１２と主排気ダク
ト１４間に交叉連結パイプ２８が付加されており、パイ
プ２８は、その長さに沿うどこかにコントロールバルブ
２９を備えている。交叉パイプ２８の目的は、バルブに
よってコントロールされる排気ガスの一部をエンジンを
通って直接再循環させることを可能にすることである。

これは、窒素酸化物の形成と窒素酸化物の結果として生
じる排出を減少させる公知の方法である。再循環さｈる
排気ガス（ＥＧＲ）の部分をコントロールするための種
々の方法は公知である。

第３Ａおよび３Ｂ図はターボ過給ディーゼルエンジンに
それを適用した本発明の概略実施例を示している。−こ
の実施例においては、第１Ａ、ＩＢおよび２図に示した
部分と同様の部分にはそれら図面と同一の符号が付され
ている。ガス流転向装置は二重スプールバルブ３０であ
り、概略図示したターボコンプレッサ３１が多岐管１１
，１３、スプールバルブ３０およびフィルタ１６．１７
間に位置している。もし、必要とあらばＥＧＲ交、叉連
結パイプおよびコントロールバルブ２９が使用のために
図示ｌされており、付加パイプ３２がエヤーコンプレッ
サ３１Ａの吸入側の主吸入パイプ１２ｔ−排気コントロ
ールエンジンに使用されるエンジンクランクケースに連
結するように図示されている。これは、燃焼しない炭化
水素等を含んでピストンあるいはエンジンのパルプシス
テムを通過したガスのいくらかの逆流がエンジンを通っ
て逆戻りして大気に放出される代シに燃焼されるとと゛
を保証するための常套手段である。

スプールパルプ３０は、共通のパルプハウジング３７内
の二、つのパルプチャンバ３５．３６と、この両チャン
バに共通の単一のパルプスプール３８を有し、このパル
プスプール３８はパルプポート３５Ｂ、３５Ｃと共働す
る。パルプチャンバ３５内の第１ランド３９と、パルプ
チャンバ３６内においてパルプポート３６Ｂ、３６Ｃと
共働する第２ランド４０とを有している。

コンプレッサ３１Ａの取入側の主エンジン吸入ダクト１
２の部分１２Ａはバルブチャンバ３５の在ポート３５Ａ
に連結され、排気タービン３１Ｂの排気側。１工、ジ、
排気２．ｐ　）”’辷・・４゜部分１４Ａは、パルプチ
ャンバ３６の主ボート’　３６　Ａに連結されており、
パイプ２１はポー）３５Ｂ、３５Ｃを相互に連結し、パ
イプ２′２はポート：ｊ５Ｃ，３６Ｂを相互に連結し、
フィルタユニツ）　１　’６　、１７は前述したように
、パイプ２−３．２４によってそれぞ・れバイア’２２
．２１に連結さ□れている。

第３Ａ図はパルプスプールがある作動位置にあるときの
システムを示し、この作動位置においては、取入空気は
矢印Ａで示すようにフィルタユニット１６を通って引き
込まれ、パイプ２３．２２を通ってポー）３５Ｃに流れ
るとと、もに、パルプチャンバ３５を通ってポー）３５
Ａに流れ、それから、吸入パイプ部分１２Ａを通って圧
縮されるべきコンプレッサ３１Ａ゛の吸入側に流れ、ダ
クト′１２を通って吸入多岐管１１に分配される。この
間に、多岐管１３からの排気ガスはガスタニビン３１Ｂ
（そのロータはシャフト４２によってコンプレッサロー
タ３１’Ａに連結されている）を駆動せしめ、それから
ペイプ１４Ａ１ボート３６Ａ。

チャンバ３６、ボニト３６Ｃおよびパイプ２１゜２４を
介して濾過するために他のフィルタユニット１７に流入
し万”矢印Ｂに示すように大気に放出される。

スプール３８が第３Ｂ図に示すように他の作動位置に移
動されたときには、フィルタを通るガスの流れは逆にな
シ、排気ガスはフィルタユニット１６に転向され、これ
により濾過されて、矢印Ａ１方向に放出される。この間
、取入空気はフィルタ１７（矢印Ｂｔ　）を通って引き
込まれ、フィルタ部材をバックフラッシュおよび清浄に
するためにそのフィルタを通過し、除去された固形物質
はパイプ２４、パイプ２１、チャンバ３５、パイプ部分
１２Ａおよびコンプレッサ３１Ａを通って取入空気によ
って、ダクト１２および吸入多岐管１１に運ばれてエン
ジン内で燃焼される。

上述した実施例の各々において、排気ガス流はフィルタ
１６．１７間において、サイクル的に転向され、また１
、フィルタロ、１７にそれぞれ二つの消音器を設けるこ
とも可能であシ、これによりどのフィルタからも排出さ
れる排気ガスの適当な消音が保証される。

それから、取入空気は、他の消音器を介して取入れられ
る。この代シに、単一の消音器のみを、排気ガス流を濾
過するために用いられているフィルタに連結された適当
な切換パルプ配列とともに設けてもよい。この切換パル
プは同時に、切換コックあるいはスプールパルプの切換
を伴う同一の作動機構によって作動される。

遠心あるいは渦巻コンプレッサの取入側のガス流に対す
る抵抗は、コンプレッサに障害をもたらし易い。この理
由のために、フィルタ部材を清浄にするために取入空気
が通過するフィルタユニットをコンプレッサ３１Ａの下
流側に位置せしめることが通常好ましい。排気ガスを濾
過するためにフィルタが使用される場合には、フィルタ
を排気タービン３１Ｂの下流側に位置せしめることが通
常好ましく、この排気タービンは渦巻あるいは軸流タイ
プのいずれかであればよい。

゛第４Ａおよび４Ｂ図はかかる配列を示し、ここにおい
て、前述した実施例のそれらに相当する部分にはそれら
と同一の符号が付されている。第４Ａおよび４Ｂ図にお
いては、空気吸入口５０（その空気流は矢印Ｘ方向に流
れる）は取入空気をエヤー；ンプレツサ３１Ａに直接溝
びき、その分配がパイプ５１および４部分からなるスプ
ールパルプ５２を介して選択されたフィルタ１６あるい
は１７１Ｃ対して行なわれ、このとき、取入空気はパル
プ５２を通って主吸入ダクト１２および吸入多岐管１１
に戻される。

多岐管１３からの排気ガスは、排気ガスタービン３１Ｂ
を駆動した後に、パイプ１４Ａおよびパルプ５２によっ
て他のフィルタ１７あるいは１６に送られ、フィルタ１
６あるいは１７において、それらは濾過され、その後大
気に（もし必要ならば消音器を通して）放出される前に
、パルプ５２をもう７度通る。

詳述すると、スプールパルプ５２は共通のパルプハウジ
ング５２Ａを有し、このハウジング５′２人は４つのバ
ルブチャンバ５５，５６，５７，５８１備え、その各々
は主ボー）５５Ｂ、５５Ｃ２５，６Ｂ。

５６Ｃ，５７Ｂ、５７Ａ、５８Ａおよび他の二つのボー
）５５Ｂ、５５Ｃ，５６Ｂ、５６Ｃ，５７Ｂ、５７Ｃお
よび５８Ｂ、５８Ｃを備え、これら後者の対になったボ
ートは共通のパルプスプール６３上の四つのランド５９
，６０，６１．６２によってそれぞれ選択される。

パルプスプールが第４Ａ’１５ｉ４に示す位置にあると
きに、コンプレッサ３１Ａによって圧縮された取入空′
気はボー）５５Ａおよびチャンバ５５に分配され、ボー
ト５５Ｃおよびバイブロ５を通過してフィルタ１６に流
入し、矢印Ａの方向にフィルタを通過する。

バイブロ５の伸長部６５Ａは、ボート５８’Ｂをカバー
するランド６２によって閉塞されている。

フィルタ１６から流れ出る圧縮された取入空気流は、フ
ィルタスクリーンから除去されたど、んな固形物質でも
搬送し、パイプ２３，２２およびボー）５６０ｔ”通”
）でパルプチャンバ５６に流入し、その後、ボー）’ｂ
ｅＡを通ってパイプ１２内およ−：び吸入多１管１１内
に流入する。同時にタービン３１Ｂを駆動した後で排気
ガスは、ボー）５７Ａを通ってチャンバ５７内に入シ、
ボー）５７Ｃを吹抜けてパイプ２１内に流入し、その後
、パイプ２４を介して他のフィルタ１７内に入り、そこ
で濾過される。前記ガスはフィルタ１７内を矢印Ｂ方向
に流れ、フィルタ１７を出ると、ガスはパイプ６６を介
してボー）５８Ｃを通りパルプチャンバ５８内に流入し
、チャンバ５８からガスは矢印Ｙに示すようにボート５
８Ａを通って大気中に放出される。パイプ６６の他のリ
ム６６Ａはこのときランド５９によって閉塞される。

パルプスプール６３が第４図に示した他の作動位置に移
動したときに、パルプチャンバ５５内の圧縮空気はボー
）５５Ｂを通ってパイプリム６６Ａ内に送られ、ボート
５５Ｃはランド５９によって閉塞されている。ボー）５
８Ｃはランド６２によって閉塞され、このため圧縮空気
は矢印Ｂ１方向、すなわち、フィルタ１７を通過する流
れとは逆の方向にフィルタ１フ内に流入し、フィルタか
ら出た圧縮空気はパイプ２４，２１、ボート５６１チヤ
ンバ５６およびボート５６Ａを通過して主吸入ダクト１
２内に入り、それから吸入多岐管１１内に入る。

タービンを駆動させた後に、排気ガスは前述したように
パルプチャンバ５７内に入り、ボー、ト５７Ｂを出てパ
イプ２２および２３を介してフィルタ１６内に入り、こ
のフィルタ１６を通って排気ガスは矢印Ａ、力方向流れ
る。フィルタ１６を出て濾過された排出ガスはバイブロ
５Ａおよびボート５８Ｂを通ってパルプチャンバ５８内
に流れ込み、排気ガスは前述したようにボート５８Ａを
通ってチャンバー５８から流出し矢印Ｙによって示され
るように大気中に放出される。

第５Ａおよび５Ｂ図に示された実施例は登録商標［コン
プレラス（ＣＯＭＰＲＥＸ）　Ｊとして知られるタイプ
の圧力交換器に゛よって取入空気を過給するディーゼル
エンジンに本発明を適用した実施例である。

これは実質的に、エンジンによって積極的に駆動され、
周囲を取り囲んでいるケーシング内に予め定められたス
ピード比で回転する回転ドラムであシ、前記ケーシング
の各端部には二つのポートられ九二つのポートは排気多
岐管から圧力で放出された排気ガスのための入口および
出口ボートであり、他端のそれらはエンジンのた。めの
取入空気用入口および出口ボートである。

方向に伸びる流路を有し、との流路はその回転軸の回シ
にシリンダ状に配設され、各々の流路の両端はケーシン
グの端部におけるポートと同一の半径を有し、そのため
各流路の各々の端部はハウジングの端部における二つの
ポートと連続的に一直線になり、しかしながら、前記二
つのポートはハウジングの他端にセける二つのポートと
は不整合である。

前記流路（すでに空気取入ポートから取入れられた大気
圧の取入空気で満たさ゛れている）は、他１１： 端（前端）がハウジングの端一゛ｉによって閉じられた
ときに、瞬間的に流路内にポジティブな圧力波を生じせ
しめながらハウジング内の排気ガス入口ボートを通過し
ているので、加圧された排気ガスは回転ドラムの各流路
の一端（後端）に流入するであろう。

圧縮衝撃波が流路内にすでに含まれた空気を圧縮しなが
ら生じる。一方、前記流路はその後端が排気ガス入口ポ
ートから離脱しているとともにノ・ウジング端部壁によ
って閉じられ、その前端は前記エンジン吸入多岐管に向
っている圧縮空気分配ボニトに開放されるよ□うにぐる
シと回って移動している。

排気ガス圧によって生じた衝撃波によって圧縮された流
露内の空気は前記エンジン吸入多岐管内に強制流入され
、その後には流路内に捕捉された圧縮ガス圧、の柱状体
が引き続いている。しかしながら、排気ガスの柱状体の
前端が流路の前端に達するときまでその端部はロータが
さらに回転することによって閉塞−れており、前記流路
の後′端がケーシングの基端部□において、排気ガス排
出ポートと一直一になり、前記排気ガス排出ボートを通
って排気ガスが大気に放出されるときに前記排出ガスの
移動柱状体はケーシング端部壁にはね返りて粗密波を生
じせしめる。ケーシング端部壁内における排気ガス排出
ボートを通る流れが十分に確立されたとき、前記空気入
口ポートはケーシングの他端において流路の前端に開口
しており、そのため排気ガスが放出されたときに流路を
取入空気によって再び満たすことができる。前記流路が
空気によっておよそ満たされたときに前記排気ガス排中
ポートはローターの連続回転によって閉塞しこうして、
かかるサイクルが繰シ返される。

ローター内にはたくさんの流路が設けられているので、
前記流路の端部はケーシングの端部壁内の種々のポート
を含む円周通路の回シに沿っており、前記排気ガス入口
ボートから排気ガスを排気ガス排出ボートに連続的に転
向せしめることが圧力の減少を伴なって生じ、同時に空
気取入れポートからケーシングの他端における空気排出
ポートへの連続的転向は排気ガスによる空気の圧縮を伴
なって生しる。

ある特別の「コンプレックス」（登録商標）圧力交換器
の詳細な記述が（アメリカ）の自動車技術者協会会報（
ｔｈｅＴｒａｎｓｕｃｔｉｏｎｓ　ｏｆ　ｔｈｅ　５ｏ
ｃｉｅｔｙ　ｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅ　Ｅｎｇｉｎｅ
ｅｒｓ）　Ｎｏ、１１８　Ｕ内に発見されるであろう。

会報Ｎｏ、１１８Ｕはエム、バーキトル下（Ｍ、Ｂｅｒ
ｃｈｔｏｌｄ）およびエイチ、ピー、ガル（Ｈ，Ｐ、Ｇ
ｕｌｌ）によって１９５９″４１０月２７日〜２９日に
提供されている。

第５Ａおよび５Ｂ図において、前記「コンプレックス」
圧力交換器が符号７０で図示されている。

二つのフイルタユニツ）１６．１７は、圧力交換器７０
およびエンジン多岐管１１，１３間に、′その各゛々が
二つのバルブチャンバを有する一対の分離したスプー尤
パルプ７２．７３によって選択的に連結されており、二
つのパルプスプール７４゜７５は一体に作動するために
、符号７６において一緒に連結されている。大体におい
て、排気ガスをいつでも濾過するフィルタユニットが圧
力交換器の排気端の上流側に位置し、逆流空気聖人フィ
ルタは圧力交換器の空気分配の下流側圧設けられている
点については二つの分離したパルプ７２゜７３の機能は
第４Ａおよび４Ｂ図の単一の４チャンハハルブ５２の機
能と類似している。

詳しく説明すると、パルプスプールを５Ａ図に示すよう
にセットしたときに圧力交換器７０はその入口ポート７
７（矢印Ｘ）において大気を取入れて、送りボート７８
から圧縮された空気を送り出し、圧縮された空気はパイ
プ７９中を流れて主ボー）８０Ａ内に流入し、この主ボ
ート８０Ａはパルプ７３のパルプチャンバ８０内に通じ
ている。

チャンバ８０のポー）８０Ｂはパルプスプール７３のラ
ンド９４によって閉塞され、前記圧縮空気はポー）８０
Ｃを通ってパルプチャンバ８０から流出してバイブロ５
を介してパイプ８２内に入り、さらに矢印入方向にフィ
ルタユニット１６を通過する。　　　　　　　　　　。

前記空気と取除かれた粒子体パイプ２３を通ってフィル
タ１６から流出してパイプ２２を介してパルプ７２のチ
ャンバ８１！内に流入し、そしてポー）８４Ａを通って
パルプ７２のチャンバ８４から流出し、前記ボート８４
Ａは主吸入エヤーダクト１２および多岐管１１に連なっ
ている。同時に多岐管１３から流出した排出ガスはポー
ト８５Ａを通ってパルプ７２の他のチャンバ８５内に流
入し、ポート８５Ｃ、パイプ２１．２４を通ってフィル
タユニット１７内に流入し、このフィルタユニット１７
を通って排気ガスは矢印Ｂ方向に流れる。

フィルタ１７を出た濾過されたガスは、パイプ８６およ
びパイプ６６を通って流れポー）８８Ｃを介してパルプ
７３の第２チヤンバ８８内に流入する。チャンバ８８か
ら流出した濾過されたガスは、主ボー）８８Ａ、パイプ
８９を通って圧力交換器７２の排気ガス入口ポート９０
に流れ、前記取入ガスを圧縮した後に排出ポート９１（
矢印Ｙ）を通って圧力交換器７０から流出′する。スプ
ール７４および７５が第５図に示すようなそれらの作動
位置に動か應１れたときにスプール７４のランド９２．
９３はボート８．４Ｂ、８５Ｂをそれぞれ開放するとと
もにパルプ７２のポー）８４Ｃ，８５Ｃ’をそれぞれ閉
塞し、一方、スプー今７５のランド９４．９５はポー）
８０Ｂ、８８Ｂをそれぞれ開放するとともにパルプ７３
のポート８０Ｃ，８８Ｃを閉塞する。明らかにわかるよ
うに、このスプールの運動の効果は多岐管１３からの排
気ガスの流れを、まずフィルタ１６に送り込み、このフ
ィル月６を（通して矢印Ａ、力方向流して濾過し、それ
からパルプ７３のチャンバ８８を介して前述したように
圧力交換器の排気ガス側端に流れ、そこで取入空気を圧
縮する。同時に交換器７０からの圧縮された取入空気の
流れはパルプ７３を通ってフィルタユニット１７方向に
向けられ、フィルタユニット１７を通して取入空気は反
対のＢ８方向に流れ、それからパイプ２４およびパルプ
７２を経て吸入ダクト１２およびエンジン１０の多岐管
１１に流入する。さらに、もう一度スプールパルプ７２
゜７３が一緒に切換わったときに前記圧縮された取入空
気は、それ以前に排気ガスを濾過していたフィルタユニ
ットを通って反対方向に流れ、この反対方向の空気の流
れはフィルタ部材を清浄にするとともに、除去された固
形材料をエンジン内に返送する。

第６図は一つのフィルタから他のフィルタへガスの流れ
を切換えるために第１Ａ、ＩＢおよび２図の切換コック
１８．１９を作動させるためのあるいは第３Ａ、３Ｂ、
４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂのスプールパルプを作）動させ
るための切換機構の一つの可能なる概略的図示である。

第６図は切換コック１８．１９に適用されるような切換
機構を示してい６るが、この切換機構は他の実施例のス
プールパルプにそれらを作動させるためにたやすく結合
されうるというむとは明らかである。この特殊な切換機
構は排気ガスを濾過するために用いられているフィルタ
材を横切り、そのフィルタ材が次第に詰まってくるとき
の圧力差の変化に対応して、コックあるいはスプールを
動かすための必要な力を提供する加圧流体（液体あるい
は圧縮空気）の使用に基いている。しかしながら、この
切換操作を行なうための可能なる多くの多の配列が存在
することは明らかである。

第６図において、そのフィルタ部材の一方め側において
第１圧力ｎ２０３あるいは２．０４が設けられるととも
にフィルタ部材の他の側において第２フイルタロ２０５
あるいは２０６が設けられている。

第６図には排気ガス流を濾過しているときのフィルタユ
ニット１７が示され、フィにり部材の上流側にあ゛る第
１高圧力ロ２０４がパイプ２０７を介してプランジャユ
ニット２０８のハウジングの一端に連結され、一方、他
の低圧力２０６は、パイプ２０９を介してピスト〜ン２
１０の反対側においてプランジャ２０８のハウ１ジング
の他端に連結されている。プランジャ２０８のピストン
２１０は、スプリング２１１によってハウジングから突
出しているプランジャロッド２１２を引き込むような方
向に付勢されている。同様に、そのときのフィルタユニ
ツ）１６の高圧力口２０５と低圧力口２０３はパイプ２
１３，２１４によってピテトイ２１６の反対側において
第２プランレヤ２０５．、Ｑハウジングの他端にそれぞ
れ連結されておシ１、プランジャ２１５の突出している
プランジャロッド２゛１７は、スプリング２１Ｂによっ
て引き込ま、れる方向に付勢されている。スプリング２
１１と２１８はそれぞれのフィルタユニット１６．１７
のフィルタ部材が過度に詰まらない限シ、プランジャロ
ッド２１２゜２１７のそれぞれをユニツ）２０８，２１
５のそれぞれのハウジング内に十分引き込み続けるよう
に十分な強さを有している。しかしながら、フィルタユ
ニット１７のフィルタ部材が排気ガスから濾過された積
層物質によってその目詰まシがしだいにひどくなるにつ
れて、フィルタ部材の前後における圧力差は、それがス
プリング２１１のバネ力に打ち勝ちピストン２１０を移
動させてプランジャロッド２１２を外側に移動、せしめ
、その腕が二つのプランジャロッド２１２と２１７にそ
れぞれ連係している揺動部材２２０を（第６図の反時計
方向に）回転せしめ、、るのに十分な値に達するまでフ
ィルタ部材の目詰・：ｔシに応、じて増大するであろう
。　　　　　　　　、、、、・ト スプリング付勢され償止め金２２１が揺動部材２２２に
嵌込まれ、これによ）揺動部材２２２は、当初その角度
運動が制限され、それぞれのプランジャロッドの圧力負
荷が止め金に打ち勝つように十分大きくなると、前記揺
動部材を他の位置にすばやく移動せしめる。揺動部材２
２０は作動アーム２２２を支持し、作動アームの頭部２
２３は油圧あるいは空気圧のリレーパルプ２２５のスプ
ールロッド２２４の凹所に係合しており、このため揺動
部材２２０の角度運動はリレーパルプ２２５を操作する
。リレーパルプ２２５は油圧あるいは空気圧のアクチュ
エータ２２６を制御し、アクチュエータ２２６のプラン
ジャロッド２２７はリンク２２８によって切換コック１
８．１９の一つのスピンドルあるいは複数のスピンドル
（あるいは） 場合によっては切換スプールパルプ）に結合される。リ
レーバルブ２２５のスプールは二つの限定された位置間
において移動可能であり、前記二つの限定された位置に
おいツレ−パルプ２２５のスプールは高圧流体を供給ラ
イン２２９からアクチュエータ２２６のシ、リングの一
端あるいは他端に送り出すとともにアクチュエータの反
対側端部を通常の手段によって低圧返送ライン２３０に
連第６図に示した位置においては、排気ガスを濾過する
ために、それ以前に使用されていたフィルタユニット１
６のフィルタ部材の前後における圧力差はスプリング２
１８のバネ力に丁度打ち勝ち、プランジャ２１７を移動
させて揺動部材２２０を図示した位置に回動せしめてい
る。揺動部材が回動すると、サーボパルプ２２５を介し
てアクチュエータ２２６が作動してコック１８．１９の
位置が切換わり、このため他のフィルタユニット１７を
通る排気ガス流およびフィルタ１６を通る取入空気流を
反対方向に切換えてフィルｊをパックフラッシュすると
ともにそのフィルタ細材から付着物を取除く。フィルタ
部材１６を通るガス流の切換はその前後における圧力差
の逆転□をもたらし、プランジャロッド２１７をその同
系した位置に引き込むようにスプリング２１８を補助す
る。

前記機構が第６図の位置をと゛１石壜から、エンジンの
駆動が続けられるにつれて、炭素物質がフィルタユニッ
ト１７のフィルタ部材の上流側に次第差は、それがスプ
リング２１１と止め金２２１の両方の抵抗力よシ大きく
なるまで次第に上昇し、プランジャロッド２１２が揺動
部材２２０を反時計方向に急速に回動させて他の位置に
移動せしめる。これにより、リレーパルプ２２５が切換
わるとともに、パルプ２２５がアクチュエータ２２６を
作動せしめ、コック１８．１９（あるいはこれに相当す
るスプールパルプ）が再び切換わって排気ガスの流れが
切換わるとともに、取入空気がフィルタ１６．１７のそ
れぞれに戻るように流れる。

フィルタユニット１７を通る取入空気の逆流は、その後
上述したようにフィルタ部材をバックフラッシュする。

前記機構はエンジンの駆動中においてサイクル作動を続
け、このときにガス流は二つのフィルタユニットを交互
に通過するよ１うに切換えられ１．仁の切換は、それぞ
れのフィル゛ぞ部材の前後における作動な生ぜしめる圧
力低下のすでに定められた値およびエンジン作動状態が
フィルタを詰まらせる炭素物質の付着をもたらす割合に
よって定められる周期性をもって行なわれる。

本発明の可能な他の実施例においては、エンジン、別に
設けた電気モータあるいは他のモータによって低速度で
作動される回転切換パルプが使用され、回転パルプ部材
は二つのフィルタユニット１６．１７を排気および取入
システムに交互に連結させるようにボートを開閉する。

回転パルプは、予め゛定めた時間間隔であるいはエンジ
ンが予め定めた数だけ回転した後Ｋ、ガス流を切換えら
れるようにすることができる。第７および８図はこの目
的のためにエンジン９回転を数えることに基づいた三つ
の可能な電気制御システムを示している。

第７図において、巻線を備えた小さな永久磁石からなる
電磁ピックアップ２５０が設けられるとともに・、この
ピックアップ２５０はエンジンフライホイール２５゛２
上のスタータリングの歯２５１に近接して固定礪れてい
る。各連続歯２５１がピックアップ２５０”を過ぎると
、電気パルス（電圧）　　１がピックアップ磁石を囲む
巻線内に誘導される。

エンジン１０のフライホイール２５２０回転につれて、
一連の電気パルスが発生し、エンジン１回転についての
そのパルス数はスタータリング上の歯２５１の数による
。この代わりに、エンジンの回転によって電気パルスを
生ぜしめるエンジン駆動の他のいくつかのパルス発生源
を使用−してもよい。一連ノハルスは分周カウンタ（ｄ
ｉｖｉｄｅ−ｂｙ−ｎ　カウンタ）に供給され、このカ
ウンタは単安定回路（モノステープルサーキット）２５
４に連結され、この回路２５４はすべての隻パルスごと
に安定回路を作動せしめてドライバアンプ２５６を介し
てりＬ／−２５５を作動せしめる。すべての懸パルスご
とにリレー２５５を閉じるとロータリスイッチ２５８と
一緒に電気モータ２５７が作動しモータを僅かに回転せ
しめて、工、ンジンが予め定めた回転数の回転を完了す
るととに回転切換バルブ２５９を作動させ、もし必要な
らば、ギヤボックス２６０を介してこれを作動させても
よい。

第８図は、代わシの配列を示し、この配列においては、
ピックアップ２５０からのパルスの流れは前述したよう
にカウンタ２５３を作動させる。

しかしながら、カウンタからの出力シグナルは双安定回
路（パイステープルサーキッ））２６１に供給され、こ
の回路２６１はドライブアンプ２５６に連絡されている
。ドライブアンプ２５６からの出力シグナルはすべての
ユパルスごとにソレノイド作動空気制御パルプ２６２を
作動させて、空気うみ２６３のシリンダの反対側端部同
士を交互に圧縮空気の取入ラインおよび大気への放出ラ
インへ連結せしめる、ラムピストンのこれらの結果とし
て生じた一運動はクランク機構２６４を通って切換パル
プ２５９を作動せしめる。

第１Ａ、ＩＢ乃至５Ａ、５Ｂのどの実施例においても、
回転コックあるいは摺動スプールパルプを、第６図に図
示したようにフィルタ圧力差によって作動を開始させる
代わりに、定まった一定間隔であるいはエンジンの回転
間隔で適当な装置によって作動開始させるように配列す
ることも可能である。

第９および１０図ゆ本発明の実施例を示し、この実施例
においては、単一の回転フィルタが使用され、との回転
フィルタは排気ガスを濾過するたの連続部分が、回転フ
ィルタ部材の各連続部分を清浄にするようにエンジンの
取入空気がそれらを反対方向に通って排気ガスに向かう
位置に直ちにイルタ部材が使用中に回転するに伴ない、
フィルタ部材の各部分が先ず排気ガスを濾過するために
る前に取入ガスによって清浄にされる。

が用いられ、このフィルタ１００は外側ケーシング１１
１は、二つの扇形の集風器１０５，１０９をその半径方
向端面に支持しているとともに、その他の半径方向端面
に二つの扇形の集風器を支持している。ケーシング１１
１′″Ｐ３に回転フィルタ部材が軸承され、この回転フ
ィルタ部材は多孔セラミック材料の短シリンダ１ｏ　ｔ
　２５Ａらなり、前記セラミック材料は多くの軸方向に
平行に伸びるチャンネル１０２Ａ、、　１０２Ｂを備え
ている。ｔヤンネル１０２Ａ、１０２Ｂは半径方向およ
び円周方向においてシリンダ１０１の完全な半径方向断
面上に配設されている。各チャンネルはその一端が閉じ
、他端が開口しており、隣接 互に開いたり閉じたりしており、このために半径方向面
から他の方向へシリンダの部分を通る軸方向のガスの流
れはチャンネルのそれぞれのグループあ隣接チャ°／ネ
ルを分離する多孔壁（仕切シ）を通過してその仕切りに
よって濾過される。フィルタ部材は、シャフト１０．３
上に取付けられているとともに、その外方構造ケーシン
グ内においてエンジンによるあるいは分離した電気又は
油圧モータによって遅いスピ７ドで回転され、フィルタ
部材の回転スピードはエンジンスピードに対して特別の
″力゛なる比悴も設定する必要はな“・大気から吸引さ
れた取入空気はノくイブ１０８から排気ガスを通り上ケ
ーシング１１１に流入しシリンダ１０１のセクタを通っ
て流れ、前記セクタ□はおよそシリンダ１０１の半径方
向断面の半分を占め、このセクタは、空気が集風器１０
９力為ら集風器１１０に矢印Ａ方向の概略方向に流れる
ときに、セクタ内の隣接チャンネル１０２Ａ、１０２Ｂ
間の仕切シによって濾過されるように、じょうご形状の
集風器１０９，１０１によって被われている。

取入空気が集風器１１０からダクト１２に流入し、エン
ジン吸入多岐管ｌｌ内に流れ込む。

同様に、粒子搬送排気ガスは多岐管１３およびダクト１
４を通って集風器１０４．内に流れ込み、集風器１０４
は集風器１０９，１１０によって被われた地域の残りの
約半分を占めるセクタの直径方向反対側において、フィ
ルタ部材の半径方向面のセクタを被っており、前記排気
ガスは、フィルタ部材のセクタを半径方向に流れてその
隣接チャンネル１０２Ａ、１０２Ｂ間の仕切りによって
濾過され、ダクト１０６およびさらに他の必要な消音器
を介して大気に連なる集風器１０５によって集風される
。フィルタ部材を通る取入空気の通過の一般万一向は矢
印人によって示されるように、矢印Ｂによって示された
排気ガスのそれとは反対である。

フィルタ部材１０１が、使用の際ゆっくりと回転するに
つれて、隣接チャンネル１０２Ａ、１０２Ｂ間の多孔仕
切りからなるフィルタ部材１０１の扇形部分は、先ず排
気ガスを横切って、固形物を濾過し、この固形物は仕切
りの上流側に保持され、それから集風器１０４．１０５
間から流出して集風器１０９，１１０間の位置に向かい
、そこで付着物を取除いて、それを、燃焼のためにエン
ジン吸入口に運ぶ取入空気の流れによって反対方向に転
向２ｔ″６・１ 第９図は、自然吸入エンジンに関するもので、この配列
においては、過給器を備えて使用できるようにすること
は容易である。回転フィルタが、切換バルブあるいはコ
ックを必要としないパルプ作用を果蘂すので、導管配列
が単純化される。

第１θ図は、回転フィルタを使用した他の配列を示し、
この場合には、回転フィルタは、フィルタドラム１２０
０円筒状壁内に組込まれたフィルタヘツ、ドあるいはフ
ィルタ部材を有し、フィルタドラム１２０は、シャフト
１２１上に回転可能に取付けられている。ドラム１２０
は、ノ・ウジンググ１２３は入口１２４を有し、入口１
２４を通つ心地域１２５内に引き込まれ、そこで取入空
気は、固定された斜板１２６によって向きを変えられ、
半径方向外方に円筒状のフィルタ部材の区域を適地域１
２７に流れ、ハウジング内の出口１２８を通過し、この
ハウジングは主吸入ダクト１２および吸入多岐管１１１
に連っている。

同時に、排気ガスは排気ダクト１４および入口１２９を
通ってフィルタドラム１２０の外側のハウジング１２３
の内部の地域１２７に対してシャツ）１２１の反対側で
それから分離している閉鎖地域１３０内に流入し、この
ため、排気ガスはドラム１２０の円筒状フィルタ壁の部
分を通って半径方向内側に流れ、前記フィルタ壁部分は
取入空気が通過するフィルタ壁部分とは直径方向反対側
に位置している。ドラム１２０内で濾過された排気ガス
は、斜板１２６で向きを変えられて軸方向にドラム内か
ら流出し、ハウジングの排出筒１３２を通って大気中に
放出されるか、あるいは別の消音装置に導びかれる。ド
ラム１２０がゆっくりと回転すると、先ず濾過されるべ
き排気ガスが内筒状フィルタ壁の各部分を内側半径方向
に横切シ、ついでフィルタ壁の各部分は、半径方向外側
に取入空気がフィルタ壁を横切る直径方向反対側位置セ
ラミックドラム型の第１０図に示すような回転フィルタ
部材が使用されたときには、多くの扇形の平らな、ある
いは短い円筒母体から組立てられた合成構造が、その製
造を容易にするために使われることがある。その設置お
よび駆動は軸方向に横切る第°図？円筒状配列と非常に
類似して“るだろう。□ 大気に放出される排気すすを除去するために小孔のフィ
ルタを便：″・用することおよび濾過された物　　　１
質をエンジンに戻すことから生じる問題は、どんな油添
加物、エンジン内の摩耗粒子、排気システムから作られ
る酸化および（又は）腐食物から由来する無機物質ある
いは取入フィルタを通過した粒子さえもエンジンを通っ
て再循環されるということである。その絶対景は少ない
けれども、それらを周期的に除去しないとエンジンの摩
耗に対して有害である。これら粒子が小さいと通常の手
段によってはそれらを濾過された炭素物質から分離する
ことが困難とｋる。

しかしながら、高エンジン負荷駆動において、上述した
二つの回転フィルタ型のいずれをも用いて、炭素物質が
、そのときの高温によって排気フィルタを燃焼せしめる
ときに、ρそうすることは可能である。

第９図の軸方向チャンネルを備えた回転フィルタの場合
には、排気ガス流を、仕切シの上側にどのような粒子を
も集められるようにフィルタ部材の仕切シを通って垂直
上方に向かわせるようにすることは可能である。最高負
荷時においては、炭素物質は燃焼され、非燃焼粒子は殆
んど排気ガス速度によってフィルタ部材の仕切りの下側
に保持されるであろう６ もし、フィルタがガスの流れが生じない地帯を通過する
ようにそれを配設するならば、遊離した無機物質の殆ん
どは落下してそれを処理するための適当な容器に捕捉さ
れるだろう。この静止区域の後にフィルタは、エンジン
の取入空気がフィルタの仕切りを通って垂直下方に流れ
る地域に向かう。これは、軽負荷において、粒状無機物
質の再循環を完全に防止しないだろうが、最高負荷作動
の期□間中に非燃焼物質を処理できる能力がその再循環
量を最小限に保持する。

第１θ図に示すような回転ドラム型のフィルタが使用さ
れたときには、排気ガスは約水平に流入し、このときロ
ータの下側に、静止して流れない期間が生じるように表
っている。

固定されたガスおよび空気用ポートを備えたハウジング
内の回転フィルタ゛部材を有するフィルタの代わシに、
例えば、固定ドラムあるいは固定ディスクのようなフィ
ルタ部材が固定されているフィルタからなる反対の配列
を用いることも可能であシＪ前記フィルタには回転構造
が設けられ、この回転構造は排気ガスおよびを大空気分
配捕集ボートを備え、゛これらポートは円周あるいは円
形流路内のフィルタ部材の表面を横切シ、このために排
気メースはフィルタ部材の一部分を通って一方向に前記
排気ガスおよび取入空気分配捕集ポート間を通過し、一
方、取入空気は排気ガスポートがそれ以前に横切ってい
るフィルタ部材の他の部分を通って反対方向に吸入ポー
ト間を通過す、る。

フィルタベッドを通って必要な逆流を生じさせるために
、前後に振動するか、あるいは適当に関節結合され、そ
の端部にある□ローラ上のフィルタ地域を通って連続的
に伸び、ある非作動期間の後に、再び作動地域を通過す
るベルトを有する平らな型のフィルタの使用を考えるこ
とも可能である。

′°ニアに：ｖ””ｒｎｔｔｘ＝−２゜□。。、３１１
、二つのフィルタと回転コツクツ・イ茅タ切換装置を備
えた自然吸入ディーゼルエンジンの排気ガスフィルタ配
列のそれぞれの概略図、第２図は共働する排気ガス再循
環の第１Ａおよび１８図の変形実施例、第３Ａおよび３
Ｂ図は２つのフィルタを切換えるスプールパルプを備え
た排気ガスターボ過給ディーゼルエンジンに適用された
本発明の第２実施例の第１人および１８図と類似した図
、第４、Ａおよび４Ｂ図は異なるフィルタ配置および切
換配列を備えたターボ過給ディーゼルエンジンに応用し
た第３実施例の第３Ａおよび３Ｂ図に類似した図、第５
Ａおよび５Ｂ図は圧力交換取入空気増、進装置を備えた
ディーゼルエンジンに適用し゛た第九実施例の第４Ａお
よび４Ｂ図と類似した図、第６図はフィルタ部材の一つ
の前後における圧力低下によって二つのフィルタ部材を
通るガス流を切換えるために、第１Ａおよび１８図の実
施例あるいは第２図の実施例における切換コックを作動
させるためのコントロールシステム図、あるいは第３Ａ
および３Ｂ図の実施例あるいは第４Ａおよび４Ｂ図の実
施例あるい゛は第５Ａおよび５Ｂ図の実施例におけるス
プールパルプあるいはパルプを作動させる′ためのコン
トロールシステム図、第７および８図みエンジンの回転
数に応じて二つのフィルタ部材を通してガス流を切換え
るための代わりの電子制御システム図、第９図は軸流型
の単一回転フィルタを使用した本発明の第５実施例を示
す１０・・・エンジン、１１・・・吸入多祠管、１２・
・・主吸入ダクト、１３・・・排気多岐管、１４・・・
主排気ダクト、１６．１７・・・フィルタ、１８．１９
・・・コック、３０．５２・・・スプールパルプ、３１
・・・ターボコンプレツサ、７０・・・圧力交換器、２
０８・・・プランジャユニット、２２０・・・揺動部材
、２２１・・・止め金、２２６・・・アクチュエータ、
２５ｏ・・・ピックアップ。

特許出願人　　リカード、コンサルティング、エンジニ
アーズ、パブリック、リミテッド 手続補正書 昭和５７年７月１日 特許庁長官　若　杉　　和　夫　殿 １、事件の表示 昭和５７年　特　許願　第５５．９３９号２、発明の名
称 排気ガスフィルタ装置を備えた内燃機関３、補正をする
者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　イギリス国ビーエヌ４５エフジー、ウエスト
サゼックス　ショレアムーバイーシー、ブリッジワーク
ス（替地なし） 氏　名　　リカード、コンサルティング、エンジニアー
ズ、パブリック、リミテッド、カンパニー 代表者　ゴツトフリー、ハワード、パーカー国　籍　　
イギリス国 住所〒１０２　　　　　″ ４、代理人 （１）願書の「特許出願人の名称」の欄〈２）図面 （３）委任状 ７、補正の内容 ８．１！由 ９、添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ少なくとも一つのフィルタ部材（１６，１７゜１０１
   あるいは１２０）と作動装置を有し、前記フィルタ部材
   の一部を通してエンジン排気ガスを通過せしめて濾過し
   てガスによって運ばれる固形粒子を捕捉し、前記作動装
   置はエンジンの駆動中において周期的あるいは漸進的に
   フィルタ部材からのあるりはこの一部からの排気ガスの
   流れを濾過するためのもう一つのフィルタ部材あるいは
   第１フィルタ部材の異なる部分に移行せしめ、ついで取
   入空気流の少なくとも一部を第１フィルタ部材を通すか
   あるいはそれ以前に排気ガスの流れが横切ったフィルタ
   部材の一部を通してエンジン空気吸入口（１１１にそれ
   以前の排気ガスの流れとは反対方向に送り、これによシ
   フィルタをバックフラッシュするとともに固形付着部材
   をフィルタから除去して空気吸入口内に送り込むように
   することを特徴とする排気ガスフィルタ装置を備えた内
   燃機関。 ２二つの分離したフィルタ部材（１６，１７）と空気流
   転向装置とを有し、フィルタ部材のいずれか一つを通し
   て排気ガスが一方向に通過することが可能であシ、エン
   ジン取入空気流がエンジン空気吸入口に入る前において
   、それが他のフィル、り部材を通る間に排気ガスを濾過
   し、前記空気流転向装置は排気ガスの流れを一つのフィ
   ルタ部材Ｑ６１から他のフィルタ部材（７）に転向せし
   め、同時に取入空気流を他のフィルタ部材（７）から一
   つのフィルタ部材（６）に転向せしめて取入空気流をそ
   れ以前の排気ガスの流れとは反対方向にフィルタを通す
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の内燃機
   関。 動装置を備えた単一の回転フィルタを有し、この配列は
   排気ガス流および取入空気流が与えられた時間において
   フィルタ部材の異なる部分を通して反対方向に連続して
   通過し、前記相対的′回転駆動は取入空気流を排気ガス
   が通過したフィルタ部材の引き続く各部分を排気ガスと
   は反対方向に通過させ、このために排気ガス流によって
   それ以前にフィルタ上に付着された画形物質が取除かれ
   るように構成されていることを特徴とする特許請求の範
   囲第１項に記載の内燃機関。 ４、前記フィルタ部材（１０１あるいは１２ｏ）および
   排気ガスおよび取入空気流を流すための関連構造（１１
   １あるいは１２３）間の相対的回転運動を生じるように
   転置装置が配設されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第３項に記載の内燃機関。 ５、＼前記単一の回転フィルタが回転フィルタ部材（１
   ０１あるいは１２０）と排気ガスと取入空気流を流すだ
   めの固定構造（１１１あるいは１２３）を有している−
   ことを特徴とする特許、請求の範囲第４項に６、回転フ
   ィルタ部材（１２０）　ＩＪ＼８ドラムの形をなし、排
   気ガス流はある半径方向にフィルタ部材（１２，０）の
   一部を通って流れるように卆っておシ、°取入空気流妊
   フィルタ部材（１２０）の他の部分を通って半径方向に
   おける反対方向に流れるようになっていることを特徴と
   する特許請求の範囲第４項又は第５項に記載の内燃機関
   。 ７、前記フィルタ部材（１０１）は排気ガスと取入空気
   流をあるフィルタ部材の半径方向面から他め半径方向面
   に両軸方向にフィルタ部材の°分離した部分を通ってそ
   れぞれ流すようになっているディスクあるいはドラム型
   であることを特徴とする特許請求の範囲第４項又は第５
   項に記載の内燃機関。 ８、排気ガスと取入空気流を切換えるための装置は作動
   装置（イ）による同時操作のために一緒に結合された二
   つの回転コック（１８，１９，）からなること′を特徴
   とする特許請求の範囲第２項に記載の内燃機関。 ９、排気ガスと取入空気流を切換えるだめの装置はパル
   プ装置から１凱このパルプ装置は、数個のパルプチャン
   バからなる単一パルプ（３０あるいは５２）かあるいは
   ６．、、、動装置（イ）によって−緒に操作されるため
   に一緒に結合された二つあるいはそれ以上の分離したパ
   ルプ（７２，７３）からなることを特徴とする特許請求
   の範囲第２項に記載の内燃機関。 １０、排気ガスと取入空気流を切換えるための装置は圧
   力流作動機構を含み、この機構は排気ガスが通過するフ
   ィルタ部材（１６あるいは１７）の前後における圧力低
   下の変化に対応する装置（２０８，２１５゜２２０）に
   よって制御される主アクチユエータ（２２６）からなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第２項、第８項および
   第９項のいずれか一つに記載の内燃機関。 １１排気ガスと取入空気流を切換えるための装置はエン
   ジンの予め定めた数の回転完了に応じて自動的に作動す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第２項、第８項およ
   び第９項のいずれか一つに記載の内燃機関。 １２、フィルタ装置（１６，１７）の上流側の排気ガス
   流の制御部分をエンジンを通る再循環のためのフィルタ
   装置（１６，１７）の下流側の取入空気流と転換させる
   ための装置（２８，２９）を有することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項乃至第１１項のいずれか一つに記載
   の内燃機関。　　　　　　　　　　。 １３排気ガス駆動ターボ過給器（３１）を有し、この過
   給器ｃｌｌの取入空気コンプレッサ（３１Ａ）は取入空
   気流の方向に関してパルプ装置Ｓ２およびフィルタ（１
   ６゜１７）の上流側に位置していることを特徴とする特
   許請求の範囲第９項乃至第１２項のいずれか一つに記載
   の内燃機関。 １４圧力交換過給機（至）はパルプ装置（７２，７３）
   およびそれぞれのフィルタ部材（１６，１７）の取入空
   気の上流側で排気ガス流の上流側位置において排気ガス
   流および取入空気間に連結されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第９項乃至第１２項のいずれか一つに記
   載の内燃機関。