JPS59136511A - 排気浄化装置 - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明はディーゼルエンノンの排気浄化装置に関し、特
に点火時Ｔｌｃは密閉式となるように形成して、こ、ｆ
′ＬＶＣ供給さｎる燃料の着火全従来の開放型の燃焼室
における着火より一層確実なものとし、かつこの着火全
確認してから目詰９した捕集装置の煤？有効に再燃焼さ
せ得るようにした排気浄化装置に係る。

〔発明の技術的背景〕

従来この種排気浄化装置としては、例えば特開昭５７−
１４８０１６号公報のものが発表さｎている。こｎは、
排気管の途中に介在させた集厘装置の前方に開放型の燃
焼室を設け、この燃焼室にバーナ、空気取入口及び点火
手段からなる加熱手段を設け、且つ集塵装置付近に設置
した煤の堆積量を検出する堆積量検出器の検知信号を入
力として前記加熱手段の作動全制御する制御装置を設け
て、前記堆積量検出器によって所定量以上の煤の堆積全
検知したときだけ前記制御装置を介して加熱手段全作動
させ集塵装置に付着した煤を燃やすようにしたものであ
る。

〔背景技術の問題点〕

しかしながら、堆積量検出器を設けたことにより排気浄
化装置全作動させるに必要な時期を察知することはでき
るものの、燃焼室が排気管に大きく臨んでいるため排気
管中を流ｎる排気の影４Ｉを強く受けて着火が困難とな
る。仮［％ｉ火しても十分燃焼しないうちに集塵装置に
流ｎ込むため、着火、燃焼しにくく助燃空気全導入する
場合にも着火に時間を要する煤を確実に燃焼させるのは
困難で失火全体なう場合が多い。また、堆積量検出器は
単に煤のｆ：Ｊ°着全全検出るだけで、そ柱以外の或能
を有しないので着火の確認が困難である。そのため、か
かる排気浄化装置の作動に多量の燃ｖ−８１ヲなお無、
駄に消費するおそｎがち９、ディーゼルエンジンにおけ
る燃料消費上のメリットか少なくなるという欠点があっ
た。

〔発明の目的〕

本発明は上記欠点に鑑みてなさｎｌその目的とするとこ
ろは、排気系を流ｎる排気が着火時に燃焼室側へ影響す
ることを断って、燃焼室での着火ケ確実にするとともに
この着火の確認を行ない、もって失火を防止するととも
に着火までの燃料消費量葡可及的に節減できる排気浄化
装置を提供するにある。

〔発明の概要〕

上記目的は、本発明によ汎は次のようにして達成さｎる
。すなわち、捕集装置と、燃焼室と、点火手段と、上記
燃焼室内の圧力全検知する圧力検知器と、上記燃焼室に
設けらｎその開放により燃焼室を捕集装置と連通させる
とともにその閉成により燃焼室を密閉する開閉扉と、上
記圧力検知器の検知信号を入力として上記開閉扉と点火
手段との作動及び燃焼室内への燃料及び空気の供給を制
御する制御装置とを具えている。上記圧力検知器によっ
て捕集装置に目詰りが生じるとこ八と連通している燃焼
室の圧力が上昇することから、その圧力上昇に基づいて
捕集装置の目詰りを検知し、この目詰９全検知したとき
だけ上記制御装置を介して上記点火手段を作動するとと
もに上記開閉扉を閉めて燃焼室を密閉し、且つこの密閉
さｎた燃焼室に燃料及び助燃空気の供給全開始する。１
だ、その開始から一定時間経過後に着火が確認さｎなけ
ｎば上記制御装置奮発して点火手段をオフさせ、上記開
閉扉を開けて燃焼室を捕集装置と連通さぜるとともに、
直ちに燃料及び助燃空気の供給を断ち再ひもとの状態に
リセットする。こ匙に対し燃料及び助燃空気の供給の開
始から一定時間経過後に、着火すると瞬間的な圧力上昇
が燃焼室内に生じることから、上記圧力検知器によって
燃焼室内の瞬間的な圧力変化に基づく着火を検知したと
きだけ、上記制御装置を介して点火手段をオフし、開閉
扉を開けるとともに燃焼室内への燃料及び助燃空気の供
給を継続するように構成したものである。また、本発明
の目的は、上記圧力検知器にイ曳えて燃焼室内の温度を
検知する温度検知器ケ設けることによっても達成さｎる
・ｂ 〔発明の実施例〕 以下、本発明に係る排気浄化装置の好適一実施例全添付
図面に基いて説明する。

第１図は本装置の概略全体構造を示したものであり、１
はディーゼルエンノン本体、２はこｎに併設さｎた燃料
噴射ポンプ、３はニアコンプレッサ、４は排気系、５は
排気糸４の途中に設けら几排気中の煤を集める捕集装置
である。

第２図に示す如く、上記排気糸４の捕集装置５の上流側
、すなわち捕集装置５の入口側に燃焼室６が設けらｎて
いる。この燃焼室６にはこｆｌ、ｌ：り燃料を燃焼室６
内に噴射する・く−す７が設けらｎ、バーナ７への燃料
の供給は、上記燃料噴射ポンプ２にバーナ７用の燃料全
送り込むために別個に設けらｆしたシランツヤ８及びカ
ム９により制御されるようになっている。捷た、燃焼室
６にはこｆＬＫニアコンプレッサー１０から供給さｎる
助燃空気を導くための空気路１１が開口され、この空気
路１１への助燃空気の供給は、上記ニアコンプレッサー
１０の吐出側に設けた・＜ルブ１２に、ｌ：り制御さｎ
るようになっている。尤も過給機付エンノンニオいては
、上記ニアコンプレッサー１０に代えてターボチャーツ
ヤ［，１：り供給するようにしてもよい。上記燃焼室６
円のバーナ７の前方には助燃空気のもとにバーナ７より
噴射さ几る燃料を着火させるためのニクロムヒータ等か
ら成る点火手段２０が設けらｎている。このニクロムヒ
ータ等の電源はバッテリからとるものとする。また、１
３は燃焼室６内の圧力を検知するための圧力検知器であ
り、例えば抵抗圧力計や圧電気全利用した圧力側など公
知のものか用いらｎる。燃焼室６０入口には、その開放
により燃焼室６を排気系４ケ介して捕集装置５と連通さ
せるとともに、その閉成により燃焼室６を密閉する開閉
扉１４か設けら汎ている。この開閉扉１４は上記点火手
段２０、カム９及びバルブ１２とともに、上記圧力検知
器１３からの検知信号を入力とする制御装＝ｔｉ　５に
よってその作動を制御さｎるようになっている。

第３図は、第２図の制御装置１５の概念を示すブロック
図であり、圧力が上昇すると太きくなる圧力検知器１３
の検知信号ａを増幅する入力部と、検知信号ａの振幅を
３段階に弁別しそ、ｆ’ＬＶｃ応じて異なる命令ｍ、に
、ｃｆ高出力る比較部と、異なる命令を受けて上記開閉
扉１４、点火手段２０、カム９及びバルブ１２をそｎぞ
ｎ駆動する駆動信号ｂ＋　　（！、　　ｄ、ｅｔ”つく
る出力部とから成る。

上記比較部の三つの比較器１６は基準値全抵抗分割によ
り異ならせ、下位の比ｌ収益１６ａから順に犬きくなる
ように設定してあり、そｎそ几捕集装置５の目詰りによ
る限界圧、燃焼室６内の空気の上限圧及び着火時の燃焼
室６円における瞬間圧力１／ｉ：Ｎ応している。今、入
力部の出力Ｏか下位の比較器１６ａの基準値より上がる
とその比較器１６ａは命令ｍを出力し、出力部を構成す
る出〕ｊ回路１７ａ、１７ｂ、１７Ｃ，１７ｄに共通に
入力して、こ汎ら出力回路の出力ｒすべて°′Ｈ″レベ
ルとする。この”　Ｈ”レベルの駆動信号は、ｂか開閉
扉１４を閉成し、Ｃが点火手段１２ｋＯＮさせ、ｄがエ
ーアコンブレノサー１０の・ぐルブ１２を開キ、そして
ｅが燃料噴射ポンプ２のカム９を駆動させる。次に入力
部の出力Ｏが中位の比較器１６ｂの基準値に達すると、
その比較器１６ｂは命令に全出し、その命令によジ出力
回路１７ｃに送出さｎている命令ｍｆカットし、その出
力回路１７ｅの駆動信号ｄをＬ“レベルとする。この駆
動信号ｄの”　Ｌ　”レベルは上記パルプ１２を閉じさ
せる。命令ｍは遅延回路１８を介して一定時間経過後上
位の比較器１６ｃの比較入力を受は入れるので、このと
き入力部の出力が上位の比較器１’６ｃの基準値に達し
ていると、その比較器１６ｃの命令ｃｉ出し、その命令
Ｃは出力回路１７Ｃ及び１７ｄｋタイマ１９ｖＣＪ：、
り予め設定さｎた所に時間だけ継続的に”Ｈ″ルベルし
、その後強制的にＬ”レベルとする。駆動信号ｅの“Ｌ
”レベルはカム９を非作動とする。また、逆に入力部の
出力か上位の比較器１６ｃの基準値に達していないと、
その比較器１６Ｃは命令Ｃｆ出さずタイマ１９を迂回し
て直ちに出力回路１７Ｃ及び１７ｄの出力をＬ”レベル
とする。なお、この場合において命令Ｃが出ると出ない
とに拘らず、命令ｍか出さ几てから一定時間経過後制御
回路１７ａ及び１７ｂはその出力を強制的に”Ｌ″ルベ
ルさ扛、開閉扉１４に開このように制御装置１５は圧力
検知器１３の検知信号に基づいて開閉扉１４の開閉、点
火手段２０の０％ＦＦ”びパルプ１２とカム９の作動全
制御するための駆動信号す、Ｃ，ｄ、ｅ金山す。

以上の構成よりなる本装置の作用について述へる。こｆ
ｌ、ｆ第４図の７０−チャート及び第３図の制御装置１
５から出力される駆動信号に基づく各制御対象の作動状
態図を参照しつつ説明する。

制御装置１５の初期出力はすべて”　Ｌ　”レベルであ
るから、駆動信号ｂ　Ｉｃ　Ｊ：り駆動さｎる開閉扉１
４が開放しており、燃焼室６は排気系４と同一圧力に保
持さｎる。この状態において捕集装置５の煤による目詰
り検知が圧力検知器１３にょジ行なわｎる。今、燃焼室
６内て検知さｎる圧力が目詰りによる限界圧以下である
とすると、制御装置１５は変化しない。したがってニア
コンプレッサー１０のパルプ１２は閉じたままで、燃料
噴射ポンプ２のカム９も駆動せず、燃焼室６内への助燃
空気及び燃料の供給はない。圧力検知器１３の検知信号
ａが目詰！ｌｌを検知すると制御装置１５の下位の比較
器１６ａが命令ｍを出力し、この命令によりすべての制
御回路１７が゛°Ｈ″レベルの駆動信号音用す。したが
って開閉扉１４は直ちに閉まり燃焼室６を排気糸４から
断ち、こ汎を密閉する。

と同時に点火手段２０がＯＮ状態となり燃焼室６の加熱
を開始し、この加熱さｆ′した燃焼室６内へ・くルブ１
２の開成及びカム９の駆動にニジ助燃空気と燃料が空気
路１１及び・ぐ−す７よす供給さ扛始める。

助燃空気の供給几よる燃焼室６内の圧力上外は圧力検知
器１３によって常時監視さ几ておジ、その圧力が予め設
定した空気の上限圧に達すると、制御装置１５の中位の
比較器１６ｂか命令ｋｋ出し、制御回路１５の駆動信号
ｄを直ちに”　Ｌ　”レベルトイ　エアコ／プレノサ−
１０の７（ル）１２を閉じる。したがって燃焼室６内へ
の助燃空気の供給は停止さ九るも、排気系４への空気の
漏洩等によジ燃焼室６内の圧力が空気の上限圧以下に降
下すると命令には出なくなるので制御回路１７０の駆動
信号ｄは再びＨ”ルベルとなりバルブ１２全開成して助
燃空気の供給を開始する。このように制御装置１５ｖｃ
より密閉さｎた燃焼室６内の圧力を検知しながら、その
圧力か上が９過きて着火困難となるのを防止するために
、パルプ１２を開閉作動し助燃空気の断続供給がなさ汎
る。

圧力検知器１３１Ｃより目詰りを検知してから一定峙間
後、制御装置１５の上位の比較器１６ｃが作動状態とｌ
り、この時点で燃焼室６内における着火の確認が行なわ
九る。燃焼室６内の圧力が予め設定した着火時の瞬間圧
力に達していなけｎは着火しなかったことになり、上位
の比較器１６Ｃからは命令Ｃが出す、したかつて制御回
路１７０及び１７ｄの駆動信号ｄ及びｅは”　Ｌ　”レ
ヘ゛ルとなってパルプ１２を閉じカム９を非作動とし助
燃空気と燃料の供給全停止する。この停止は特に燃料の
無駄を無くすために行なわｎる。捷た、上記助燃空気及
び燃料の停止とともに遅延回路１８の出力により制御回
路１７ａ及び１１ｂの１駆動信号す及びＣが”　Ｌ　”
レベルとなるから、開閉扉１４が開放さｎ１点火手段２
０はＯＦＦとなる。このように、目詰り開始より一定時
間後において着火が確認さ汎ないときには、燃焼室６内
の条件ｖｃ放因がある場合が多いので、その条件を取り
除くため燃焼室６を積極的にリセット状態に戻すように
する。

リセット後においても、依然目詰り状態は解消していな
いので制御装置１５が再び働き各制御対象全駆動し、再
度着火の確認を行なう。ここで、点火手段２０による加
熱によって燃料が着火すると、燃焼室６は密閉さｎてい
るゆえ、′４夕めて高い圧力上昇全瞬間的に受けること
ＶＣなる。この瞬間的な圧力変化は圧力検知器１３によ
り検知さ汎、その検知信号ａが上位の比較器１６ｃ出力
から命令ｃｉ出す。この命令ｃＶＣより出力回路１γＣ
及び１７ｄはその駆動信号ｄ、ｅｌζ継続的に゛′Ｉ］
′″レベル全出力するので、助燃空気は燃料と共に連続
的な供給に切り換わり、その供給はタイマ１９により定
めら汎た所定時間持続する。この場合において、着火の
確認とともに燃焼室６の開閉扉１４は開放さｎ１着火燃
焼した燃焼ガスが燃焼室６より排気系４を通って捕集装
置５に流ｎ込む。燃焼ガスは燃焼室Ｇ内において確実に
燃焼した後に流出するので排気によっても吹き消さｎず
、その１寸捕集装置５に堆積した課全焼却処理する。こ
扛は、着火が完全てなけｎば燃焼室６内の圧力は瞬間的
な圧力上昇を伴なわないから制御装置１５は着火を確認
しないことになり、したかつて十分な火力を持った燃焼
ガスのみが所定時間捕集装置５に送り出さｎることにな
るからである。タイマ１９に設定さ′ｎた所定時間は、
堆積した課全焼却処理するに十分な時間となるよｅ）に
確保しておく。

こ几により、燃料か燃焼している間に目詰りは解消し、
燃料及び助燃空気の供給か停止さｎる所定時間後には、
捕集装置５は完全に浄１ヒさ九る。

このように、捕集装置５の直Ｍ＋４に燃焼室６を設け、
この燃焼室６に開閉扉１４を設けて、着火する寸では燃
焼室６を密閉させておき、着火時の圧力変化を圧力検知
器１３によジ検知することによって確実な着火の確認全
行ない、この確認と同時に燃焼室６全開放して捕集装置
５の煉を再燃焼さぜるようにしたので、排気系の影響ヲ
受けずに着火が行なえて吹き消えもなくなり着火に至る
までの燃料消費量を可及的に低減することかでさる一方
、着火燃焼後は十分な火力の燃焼ガスを捕集装置に案内
することができ、蝶の着火燃焼？円滑ならしめ着火時間
の短縮化が図ｎ１着火後の燃料消費量も低減でき、もっ
て燃料の有効な節減全可能とする。

尚、上記実施例においてはバーナ７か着火するまでの間
、燃料噴射ポンプ２のカム９全常時駆動させ、燃焼室６
に燃料全連続的に供給するようにしたが、こｎを助燃空
気の供給と同じく制御装置１５によってカム９の駆動を
断続運転させるように構成し、燃料の供給全断続的とな
し篇火に至る寸では燃焼室６への燃料の送ジ過きを防市
し、燃料消費量を一層低減させることもてきる。

捷た、着火を確認する手段として上記実施例では圧力検
知器１３によったが、こｆ’Ｌに代えて温度検知器全燃
焼室６内に設け、該温度検知器により燃焼室６内の急激
な温度上昇を検知して着火全確認し、この確認後に開閉
扉１４を開放するようにしてもよく、こｎによ汎は着火
全直接的に検知できるので高精度な検知が可能となり、
かつ圧力検知器に比し構造が簡単となるから経済性に富
む。

或いは、圧力検知器１３は据え置いて、制御装置１５内
にかかる圧力検知器１３からの圧力検知信号全温度信号
に変俣する圧力・温度変換器金膜け、この温度変化によ
る出力信号によってカム９及びバルブ１２７］１−１駆
動するようＶＣしてもよい。

〔発明の効果〕

以上要するに本発明によ′；ｒＬは次のような優汎た効
果音発揮する。

（１）燃焼室に圧力検知器全段けて燃焼室内の圧力を検
知するとともに、開閉扉を設けて着火時にはこの開閉Ｓ
を閉めて燃焼室？密閉するようにしたので、着火時に瞬
間的な圧力液化全密閉室内に形成することができ、この
変化全上記圧力検知器で検知することによって着火の確
認を行な）ことができる。と同時に着火時には排気系か
らの影響を断つことかできるので、失火を防ぐとともに
確実な着火を行なうことができ着火丑での時間を短縮で
き燃料消費量を低減することができる。

（２）着火全確認した後に開閉扉を開くとともに燃料及
び空気の継続的な供給を行なうようにしたので、排気と
合流することによる吹き消えかなく捕集装置に堆積した
煤全焼却処理するに十分な火力を供給でき、態別消費の
無駄のない排気浄化が行なえる。

（３）　　燃焼室内における着火全確認しない場合ＶＣ
は燃焼室内を一層リセット状態にしてから再びセットし
て着火を行なうようにしたので、燃料の無駄な消費がな
くなり、しかも着火条件全最適にすることができる。

（４）　　制御装置によって単一の圧力検知器からの検
知信号に基づいて捕集装置の目詰りと燃焼室ビタにおけ
る着火の確認との双方を検知するようにしたので全体と
して装置を簡素化することができる。

（５）制御装置によって助燃空気の供給全断続的に制御
するようにしたので、圧力上昇に伴な９燃焼室内の着火
の不具合全解消することかでき、確実な着火全確保する
ことができる。

（６）制御装置によって着火を検知するまで燃料の供給
を断続的に制御するようにしたので、燃料の送り過ぎを
防ぎ、燃料消費量の一層の低減會はかることができる。

（７）特に圧力検知器に代えて温度検知器を使用すｎば
、着火を直接確認できるので正確な検知が可能となると
ともに装置を一層経済的なものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明に係る排気浄化装置の好適一実施例を示すも
のであり、第１図は全体概陥構成図、第２図は要部全示
す構成図、第３図は第２図における制御装置の内容を示
すブロック図、第４図は作動全説明するフローチャート
、第５図は第２図における各部の作動状態図である。 なお、図中１はデ゛イーゼルエンジン本体、４は排気系
、５は捕集装置、６は燃焼室、２０は点火手段、１３は
圧力検知器、１４は開閉扉、１５は制御装置、ａは圧力
検知器の検知信号である。 特許出願人　いすＸ自動車株式会社 代理人　弁理士　　絹　　谷　　信　　雄第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１ン　　ディーゼルエンジンの排気系の途中に設けら
   ｎ排気中の煤會集める捕集装置と、該捕集装置の入口側
   に設けら扛燃料と助燃空気とが供給される燃焼室と、該
   燃焼室全加熱し上記燃料全着火させる点火手段と、上記
   燃焼室内の圧力を検知する圧力検知器と、上記燃焼室［
   設けらｎその開放により燃焼室を捕集装置と連通させる
   とともにその開成により燃焼室全密閉する開閉扉と、上
   記圧力検知器の検知信号全入力として上記開閉扉と点火
   手段との作動及び燃料と助燃空気の供給を制岬する制御
   装置とを具えて、上記制御装置全弁して上記圧力検知器
   によって排気系の圧力上昇に基づく上記捕集装置の目詰
   りを検知したときだけ上記点火手段を作動踵上記開閉扉
   を閉めて燃焼室全密閉し且つ燃料及び助燃空気の供給全
   開始する一方、その開始から一定時間経過後に上記点火
   手段を非作動とし、上記開閉扉を開けて燃焼室全捕集装
   置と連通させるとともに、燃焼室内の瞬間的な圧力変化
   に基づく着火を検知したときだけ所定時間燃料及び空気
   の供給を継続するように構成したことを特徴とする排気
   浄化装置。 （２）上記制御装置が上記圧力検知器によって得らｎる
   信号によＶ）　Ｐ９丁定圧分越えないように助燃空気の
   供給全断続的に制御するように構成さｎ、たことを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の排気浄化装置。 （３）上記制御装置が上記圧力検知器によって得らｎる
   信号により燃焼室内の瞬間的な圧力変化に基づく着火を
   検知するまで燃料の供給全断続的に制御するように構成
   さｆｌ、たこと全特漱とする特許請求の範囲第１項又は
   第２項記載の排気浄化装置。 （４）ディーゼルエンジンの排気系の途中に設けらｎ排
   気中の煤を集める捕集装置と、該捕集装置の入口倶ＩＶ
   Ｃ設けられ燃料と助燃空気とが供給さｎる燃焼室と、該
   燃焼室全加熱し上記燃料全着火させる点火手段と、上記
   燃焼室内の温度全検知する温度検知器と、上記燃焼室に
   設けら几その開放にＪ：り燃か・６室を捕集装置と連通
   させるとともにその閉成により燃焼室全密閉する開閉扉
   と、上記温度検知器の検知信号を人力として上記開閉扉
   と点火手段との作動及び燃料と助燃空気の供給ｋ　：ｉ
   ｊ制御する制御装置とを具えて、上記制御装置を介して
   上記温度検知器によって排気系の温度上昇に基うぐ上記
   捕集装置の目詰Ｖ）ｋ検知したときだけ上記点火手段を
   作動し、上記開閉扉全閉めて燃焼室を密閉し且つ燃料及
   び助燃空気の供給全開始する一方、その開始から一定時
   間経過後に上記点火手段を非作動とし、上記開閉扉全開
   けて燃焼室を捕集装置と連通させるとともに、燃焼室内
   の瞬間的な温度変化に基づく着火を検知したときたけ所
   定時間態別及び空気の供給を継続するように構成したこ
   とを％畝とする排気浄化装置。