JPS59162316A - 内燃エンジンからの粒状放出物を減少させるための方法および装置 - Google Patents

内燃エンジンからの粒状放出物を減少させるための方法および装置

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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】 発明の背景 本発明は、内燃エンジンから放出される排ガスを浄化す
るための方法および装置に関し、特に、排ガスから粒状
放出物を除去するための方法および装置に関する。
内燃エンジンからの排ガスには、主として炭素粒子から
成る微細粒状物が含まれている。内燃エンジンの排ガス
から粒状放出物を減少させることは、現在重要な関心事
の１つである。この目的のために多数の装置またはシス
テムが提案されており、それぞれ異る度合の成果を挙げ
ている。そのような装置の重要な望ましい要件は、長期
間に亘って有効性を維持するように再生操作を受けるこ
とができることである。その場合、例えば過度の量の腐
食性ガスの発生などにより粒状物除去装置の効率を低下
させるか、あるいは、装置に損傷をもたらすような再生
技法は、望ましくない。また、硫酸塩などの過度の量の
有害副生物を発生させるような再生技法も、好ましくな
い。
本発明の目的は、内燃エンジンの排ガスを浄化するため
の方法および装置を提供することである。
本発明の他の目的は、再生手段を含なシステムを用いて
エンジンの排ガ、スから粒状物を除去することである。
本発明の他の目的は、長期間に亘って効率的に機能する
排ガス粒状物除去装置を提供することである。
本発明の更に他の目的は、腐食性ガスの発生を最小成に
抑制する、排ガス粒状物除去装置を提供することである
。
発明の概要 略述すれば、本発明は、内燃エンジンから放出される排
ガスから粒状物を除去するための装置において、内燃エ
ンジンの排ガス管と排ガスから粒状物を除去するための
手段を収容した粒状物捕捉室とに接続された第１ガス導
管と、該粒状物捕捉室の上流において第１ガス導管から
延長し、酸化触媒を担持した導電性基材を収容した再生
室に接続された第２ガス導管と、該再生室から高温の燃
焼生成ガスを搬送するために第２ガス導管から延長して
前記粒状物捕捉室の上流において第１ガス導管に接続し
た第３ガス導管と、前記基材に電流を通すことにより該
基材を加熱するための回路手段と、前記再生室内へ燃料
を噴射するための手段と、粒状物捕捉室と再生室へ選択
的に排ガス流を差向けるための弁とから成り、再生室内
で燃料／排ガス混合物が効果的に加熱されて燃焼せしめ
られ、その燃焼ガスを捕捉室へ導いて捕捉室内に捕捉さ
れている粒状物を焼却させるようにした装置を提供する
。
第１図を参照して説明すると、本発明の粒状物除去装置
は、ジーゼルエンジンまたはガソリンエンジンの排ガス
管（図示せず）に接続されるガス導管１１を備えている
。ガス導管１１は、エンジンの排ガスに含まれている、
例えば炭素粒子のような粒状物を濾過または捕捉するた
めの適当な涙材または粒状物捕捉物質１３を包含した粒
状物捕捉室１２へ通じている。沖材または捕捉物質１３
は、排ガス内の粒状物を収集するのに有用であり、かつ
、収集された炭素を焼却するのに十分な高温に露呈され
ても、それに耐えることができるような当該分野で周知
の濾過素子のうちの任意のものであってよい。適当な戸
材の例としては、セラミックビード、セラミックの一体
構造体、金網スクリーンなどが挙げられる。浄化された
ガスを大気へ排出するために出口通路１４が捕捉室１２
に接続されている。
粒状物捕捉室１２の上流に接触（触媒式）再生器１４が
設けられている。再生器１４は、導電性基材２０と、そ
れを包含する室１７とから成っている。基材２０は、導
電性であり、かつ、６００℃台およびそれ以上の高温に
耐えることができる、例えば炭化珪素などの材料で形成
する。導電性基材２０は、電源２４に接続された導線２
２に接続することにより電気回路の一部を構成する。基
材２０は、ガス導管６０内へ燃料噴射ノズル２６を通し
て噴射される燃料を酸化させる作用をする酸化触媒を担
持している。適当な酸化触媒の例としては、容易には酸
化されない、例えばプラチナやパラジウムなどの金属が
挙げられる。
ガス導管６０は、ガス導管１１と連通しており、それら
の導管を通してのガス流は、分岐弁６３によって制御さ
れる。再生器１５の排出側と導管１１とは出口導管６４
によって接続されている。
本発明の排ガス浄化装置は、所望に応じてバイパス導管
４０の分岐弁３７を第１図に示される位置へ切換えるこ
とによって完全にバイパスさせることができる。即ち、
分岐弁３７をそのような閉鎖位置に切換えると、排ガス
は、バイパス導管４０を通り、浄化作用を受けずに大気
へ放出される。
作動において、排ガスをその粒状物を除去することによ
って浄化する場合は、排ガスの流れは第２図に示される
径路をとる。即ち、粒状物除去サイクル中は、分岐弁３
７はバイパス導管４０を閉鎖する位置におかれ、分岐弁
３３は、導管３０および再生器１５を通しての流れを阻
止するように閉鎖位置におかれる。分岐弁３３．６７は
、慣用の手動または自動制御手段（図示せず）によって
作動させることができる。分岐弁３３．３７が第２図に
示される閉鎖位置におかれているときは、ガス導管１１
を通る排ガス流は、すべて粒状物捕捉室１２内を通り、
該室で粒状物が除去され、浄化された排ガスが出口管１
４を通して大気へ放出される。
粒状物捕捉室１２が排ガスの通過を制限するほど所定の
度合にまで粒状物で閉塞されたならば、捕捉室の再生を
行う。再生サイクルにおいては、分岐弁３３を第３図に
示される部分開放位置へ切換える。分岐弁６３がこのよ
うな部分開放位置におかれると、ガス導管１１を流れる
排ガスの一部分が導管３０を通して分流され、再生器１
５内で酸化燃焼に付される。この再生サイクル中燃料が
ノズル２６を通して噴射され、導管３０内を通る排ガス
によって再生室１７内へ連行される。排ガスを燃料の混
合物は、基材２０内を流れる電流の抵抗熱によって約２
５０℃以上の温度に加熱される。この加熱により該混合
物の接触酸化燃焼を起させる。それによって生じた高温
の燃焼生成ガスは導管３４を通して排出され、次いで粒
状物捕捉室１２内を通り・、該捕捉室に捕捉されている
粒状物を焼却する。かくして、捕捉室１２が再生される
。適当な再生時間経過後、捕捉室１２は完全に機能を回
復される。この時点で分岐弁３３を切換えて再生器１５
への流れを遮断し、排ガスを次の再生サイクル時まで第
２図に示されるように直接捕捉室１２へ通す。浄化され
たガスは捕捉室１２から出口管１４を通して大気へ排出
される。
再生サイクル中再生器１５から排出される燃焼生成ガス
の温度を制御するためにノズル２６を通して導入される
燃料の量を調節する。この燃焼生成物の温度は、燃焼生
成物が導管１１内を流れている排ガスと混合したとき、
その混合物の温度が捕捉室１２内で粒状物を焼却させる
のに必要とされる温度即ち約６００℃以上となるような
十分に高い温度である。再生サイクル中排気ガスの全部
が再生器へ通されるわけではないから、腐食性硫酸塩へ
の二酸化硫黄の過度の酸化が回避され、従って、排ガス
浄化装置の寿命を長くする。また、排ガスの一部分だけ
しか再生器へ、通さないようにすることによって触媒（
２０）上での燃料の着火がより容易に達成される。この
特徴は、また、燃焼帯域でのガス流の変動幅を減少させ
るので、基材２０を加熱させるだめの所要電力を相当に
削減することができる。
都市の道路を走る自動車の内燃エンジンの排ガスの流量
は、大幅に変動するのが普通である。従って、従来、排
ガス浄化系統内のバーナの燃焼が不安定であるというこ
とが、粒状物捕捉室のための信頼性の高い再生装置の開
発の障害となっていた。本発明によれば、燃料の接触（
触媒）酸化が、拡散燃焼式燃料スプレーにおけるような
火炎の不安定という問題のない基材内で行われる。
【図面の簡単な説明】
第１、第２および第３図は、本発明の排ガス浄化装置の
概略図であり、それぞれ異る作動態様を示す。 １１：　ガス導管 １２：　捕捉室 １３：　粒状物捕捉物質 １５：　再生器 １７：　再生室 ２０：　導電性基材 ２２：　導線 ２４：　電源 ２６：　ノズル ３０．３４：　ガス導管 ３６：　分岐弁 、−１・

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １）内燃エンジンから放出される排ガスから粒状物を除
    去するだめの装置において、内燃エンジンの排ガス管と
    排ガスから粒状物を除去するための手段を収容した粒状
    物捕捉室とに接続された第１ガス導管と、該粒状物捕捉
    室の上流において第１ガス導管から延長し、酸化触媒を
    備えた導電性基材を収容した室に接続された第２ガス導
    管と、第２ガス導管から延長して前記粒状物捕捉室の上
    流において第１ガス導管に接続した第３ガス導管と、前
    記基材を電気により加熱するための手段と、前記導電性
    基材収容室内へ燃料を導入するための手段と、第１ガス
    導管と第２ガス導管を通してのガスの流れを選択的に制
    御する流れ制御手段とから成る粒状物除去装置。 ２）バイパス導管と、排ガス流を該ノくイノくス導管へ
    導くための弁が設けられている特許請求の範囲第１項記
    載の粒状物除去装置。 ３）内燃エンジンの排ガスから粒状物を除去するための
    方法において、該排ガス流を、粒状物を除去するための
    手段を収容した粒状物捕捉室へ通す段階と、排ガス流の
    一部分を、加熱手段および酸化触媒を収容した再生室へ
    分流させ、該再生室内へ燃料を注入し、該燃料と排ガス
    流の前記一部分を再生室内で加熱し、得られた燃焼生成
    物を再生室から前記粒状物捕捉室へ送給し、捕捉室内に
    捕捉されている粒状物を焼却することによって該粒状物
    捕捉室を周期的に再生する段階とから成る粒状物除去方
    法。 ４）内燃エンジンの排ガスから除去された粒状物を包含
    した室を再生するだめの装置において、酸化触媒を分散
    させた導電性基材を収容した室に接続された第１ガス導
    管と、該基材収容室から延長した第２ガス導管と、該基
    材を加熱するための手段と、該基材収容室内へ燃料を導
    入するための手段とから成る再生装置。
JP59000378A 1983-01-07 1984-01-06 内燃エンジンからの粒状放出物を減少させるための方法および装置 Granted JPS59162316A (ja)

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