JPS60175723A - 排気微粒子処理装置のインナ−ボデイ支持装置 - 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】 く技術分野〉 本発明はディーゼル機関等内燃機関の排気微粒子処理装
置における加熱バーナ装置のインナーボディ　（燃焼筒
）支持装置に関する。

く背景技術〉 ディーゼル機関等の内燃機関の排気にはＨＣ。

カーボン等の未燃成分を主成分とする微粒子が含まれて
おり、その大気への放散を防止するため従来から排気系
に排気微粒子処理装置が設けである。

かかる排気微粒子処理装置の従来例としては、例えば第
１図（本願出願人の出願にかかる特願昭５７−１０７０
３９号、特願昭５７−１２５１４３号）に示すようなも
のがあげられる。

これを説明すると、内ｆｉｌａ関の排気通路に介装され
て、排気が流通するアウターボディ１内にトラップ２と
加熱バーナ装置３とが装備される。該トラップ２はアウ
ターボディ１の外壁に支持されて、排気微粒子を捕集す
るセラミック等からなるエレメントであり、加熱バーナ
装置３は前記トラップ２の排気上流側に配設され、燃料
パイプ４からバーナ部５に供給された燃料及び空気の混
合気を点火プラグにより点火し、該バーナ部５外方周囲
を囲むインナーボディ７内に火炎をつくってトラップ２
が捕集した排気微粒子を焼却除去する。

このような加熱バーナ装置３の燃焼作動は、トラップ２
が捕集した微粒子量が一定値以上になったことを例えば
トラップ２の前後差圧によって検出し、その検出信号に
基づいて行う。排気微粒子はカーボン或いはＨＣ粒子の
ような可燃性のものがほとんどであるから、捕集された
排気微粒子は加熱バーナ装置３によって焼却され、トラ
ップ２が再生される。

ここにおいて・インナーボディ７は排気上流側端部が閉
鎖されたコーン形状をしており、周壁に多孔を有してい
て、その外周部から内部に排気を導入する燃焼筒を構成
している。そして該インナーボディ７は燃料パイプ４に
その上流端部が固定されて片持ち支持されており、該燃
料パイプ４はアウターボディ１に溶接固定されている。

従って加熱バーナ装置３が作動してインナーボディ７が
加熱され膨張してもインナーボディ７の排気下流側端部
がアウターボディ１に固定支持されていないために、そ
の熱膨張が自由になされ、熱応力の発生を防止して燃料
パイプ４、インナーボディ７等の熱破壊を防止すること
ができるようになっている。

しかしながらこのようなインナーボディ７の排気下流端
が自由端となっていることは、燃料パイプ４に溶接され
た上流端部を支点として車両振動及びエンジン振動等に
より加振されてインナーボディ排気下流端がアウターボ
ディｌの内壁と摺動的に接触し、いわゆるビビリ音更に
は摩耗、という問題が発生し、またインナーボディ７を
片持ち支持する燃料パイプ４のＡ部における溶接強度に
不安があるという不都合があった。

〈発明の目的〉 本発明はかかる従来の排気微粒子処理装置におけるイン
ナーボディの支持装置の不都合に鑑み、インナーボディ
の熱膨張による応力集中を回避しつつ軸方向複数個所で
の支持を行い、安定かつ堅固な支持装置を提供すること
を目的とする。

〈発明の構成〉 そのために本発明ではインナーボディの排気上流側端部
を燃料パイプに固定支持することは従来と同様であるが
、この固定支持部よりも排気下流側の部分をアウターボ
ディに摺動自由に支持するようにしたインナーボディの
支持装置を提供するものである。

〈実施例〉 第２図〜第４図に示す実施例において、アウターボディ
１１はアッパーボディｌｌａとロワーボディ１１ｂとの
２分割構成となっており、これらアッパー及びロワーボ
ディｌｌａ、ｌｌｂは相対するフランジ１２ａ、１２ｂ
を相互溶接することにより連結構成される。

アウターボディ１１の中間部外周を絞って内方に突出さ
せた凸条１３とアウターボディ１１の後端壁との間にサ
ポータ１５を介してトラップ１４が支持されている。該
トラップ１４はセラミックを材料として、軸方向に平行
な多数の断面ハニカム状の通路を有していて、該通路の
上流端及び下流端が交互に口封じされることにより、上
流端解放の通路から排気が導入され、下流端解放の通路
に通路壁を経由して導入される際に、該通路壁により排
気中の微粒子が捕集されるようになっている。

トラップ１４の排気上流側には加熱バーナ装置２０が配
設される。該加熱バーナ装置２０は燃料と空気の混合気
をバーナ部２１に供給する燃料パイプ２２と、該バーナ
部２１の外方周囲を囲む燃焼筒としてのインナーボディ
２３を備えている。そして前記燃料パイプ２２は、アウ
ターボディ１１を貫通する部分においてアウターボディ
１１と溶接されると共に、その内端はインナーボディ２
３の排気上流側端部に溶接されている。

インナーボディ２３はその排気上流端が閉塞され、下流
端が解放されたコーン型になっており、その周壁には多
孔が開設されていて、外周に導かれた排気が該多孔を介
してインナーボディ２３の内部に導入され、該排気に含
有する多量の空気がバーナ部２１の二次空気として利用
されると共にバーナの燃焼熱を受けて加熱される。

インナーボディ２３はその軸を含む平面で２分割された
アッパーボディ２３ａとロワーボディ２３ｂとからなっ
ており、これら両ボディ２３ａ、２３ｂの端縁から半径
方向に延びるフランジ２４．２４を相互溶接することに
より相互連結して一体化するように構成しである。

そしてトラップ１４で捕集した微粒子量が所定値以上に
なったときに、図示しない差圧センサによってトラップ
前後差圧が増大したことを検知する等してその状態を知
り、燃料パイプ２２からバーナ部２１に燃料を供給する
と共に、アウターボディ１１に形成したボス部２６に挿
入した図示しない点火プラグにより前記燃料を点火し、
その燃焼熱によりトラップ１４を加熱し、もって捕集し
た微粒子を焼却除去し、トラップ１４を再生する。

一方アウターポディ１１のフランジ部１２ａ、１２ｂを
折曲することにより軸方向に長いスリット３０をアウタ
ーボディ１１の相対する両側壁に形成し、前記溶接した
インナーボディ２３のフランジｕ、２４を、その先端に
断面Ｕ字型のサポータ３１をかぶせて挿入する。ここに
おいて前記スリット３０の軸方向長さはインナーボディ
２３のフランジ部２４．２４の軸方向長さよりも十分短
くして、インナーボディ２３が熱膨張収縮してもサポー
タ３１内をフランジ部２４゜２４が圧接しつつ摺動可能
なようにする。

従って上記構成によれば通常状態ではインナーボディ２
３のフランジ２４．２４がサポータ３１を介しアウター
ボディ１１からの締め付は力を受けているから、この締
め付は力による圧接支持と、燃料パイプ２２との溶接に
よる固定支持と、の軸方向に離れた２点支持となり、従
来の排気上流端のみの片持ち支持に比べて支持が確実と
なり、振動によるインナーボディ２３の排気下流端の振
動が少なくなり、もって該下流端部とアウターボディ１
１との振動接触音の発生及び摩耗を防止することができ
ると共に、２点支持により燃料パイプ２２に作用するイ
ンナーボディ２３の集中荷重が防止され、燃料パイプ２
２とアウターボディ１１との溶接部Ａ並びにインナーボ
ディ２３との溶接部への応力集中を避けて核部の破損を
未然に防止できる。

また加熱バーナ装置２０の燃焼作動時においては燃焼熱
によりインナーボディ２３が熱膨張し、アウターボディ
１１との熱膨張差により両者の相対移動が生じるが、本
構成によれば軸方向の相対移動はフランジ２４．２４と
、サポータ３１との圧接摺動により吸収することができ
、半径方向の熱膨張差も同様に吸収することができる。

特に半径方向の熱膨張差についてはアウターボディ１１
及びサポータ３１が外端にいくに従って大気の影響で温
度上昇が小さいから、インナーボディ２３の半径方向膨
張に対しては、アウターボディ１１からのフランジ２４
．２４に対する締め付は力が増大する。このようにイン
ナーボディ２３の上流端は、燃料パイプ２２に溶接され
ているが、それ以外はインナーボディ２３とアウターボ
ディ１１との熱膨張差を規制する要因がないので、熱応
力集中がなく破損の発生を未然に防止できる。

インナーボディ詔の排気上流端の支持を強化するために
、燃料パイプ２２の接続部Ａとは反対側のインナ−ボデ
ィ２３上流端壁部と、アウターボディ１１とをブラケッ
ト４１によって接続するようにしてもよい。このように
すれば燃料パイプ２２に作用する荷重を低減でき、燃料
パイプ２２とアウターボディ１１との溶接部並びにイン
ナーボディ２３との溶接部の破損を防止することができ
る。ここにおいてインナーボディ２３の排気上流側端部
はバーナ部２１より上流部分であって、排気流を直接受
ける部分であるので、該インナーボディ上流端とアウタ
ーボディ１１との熱膨張差とはほとんどなく、半径方向
の膨張差による熱応力集中を心配する必要がない。

先の実施例において、サポータ３１を用いることなく、
インナーボディ２３のフランジ２４．２４と、アウター
ボディ１１に形成したスリット３０とを直接摺動自由に
してもよい。この場合第６図に示すようにアウターボデ
ィ１１のフランジ１２ａ、１２ｂの外端を折曲して溶接
し、先の実施例のスリット外端を閉塞したような形にし
てインナーボディ２３のフランジ２４．２４に摺動用溝
４２を形成するとよい。

第７図〜第１Ｏ図に他の実施例を示す。

これらのものは、先の実施例におけるインナーボディの
フランジとアウターボディとをスライド自由に構成した
支持構造の変形である。

即ち第７図、第８図に示す実施例においてはアウターボ
ディ１１の内壁に軸直角断面がコ字形の坂ハネ状ブラケ
ット５１を溶接し、その自由内端５１ａのスプリングバ
ンク機能を利用してインナーボディ２３の外周を支持す
る。

従ってアウターボディ１１とインナーボディ２３との熱
膨張差によって相対移動が生じても、板バネ状ブラケッ
ト５１の自由内端５１ａが弾性変形してこれに追随し、
常にインナーボディ２３をその軸中心位置に支持するこ
とができる。

第９図及び１０図は夫々第８図の変形例を示し、第９図
は軸直角の断面がほぼコ字状の板バネ状ブラケット５２
の腰部をインナーボディ２３に弾性圧接したものであり
、第１０図に示すものは断面コ字状のブラケット５３ａ
、５３ｂの腰部を溶接して断面１字形に形成した板ハネ
状ブラケットを示す。その作用効果はほぼ第８図に示す
実施例と同様である。

〈発明の効果〉 以上述べたように本発明によればインナーボディの排気
」二流端側を燃料パイプによって確実に片持ちする一方
、該燃料パイプとの連結部よりも排気下流側をアウター
ボディが摺動自由に支持する構成にしたため、従来燃料
パイプによってのみ片持ち支持されていたもののように
インナーボディの排気下流側端部の振動によるアウター
ボディとの振動的接触に基づくビビリ音、及び摩耗とい
う不都合が解消され、更には燃料パイプとインナーボデ
ィ、並びにアウターボディとの固定支持部分の亀裂損傷
が防止されるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の排気微粒子処理装置の縦断面図、第２図
は本発明の一実施例にかかる排気微粒子処理装置の縦断
面図、第３図は同上の要部分解斜視図、第４図は第２図
のＩＶ−ＩＶ矢視断面図、第５図は本発明の第２の実施
例にかかる排気微粒子処理装置の縦断面図、第６図はイ
ンナーボディとアウターボディとの摺動自由な支持構造
の他の変形例を示す要部縁断面図、第７図は本発明の更
に他の実施例を示す排気微粒子処理装置の縦断面図、第
８図は同上の■−■断面図、第９図及び第１０図は夫々
第８図に示す実施例の変形例を示す縦断面図である。 １１・・・アウターボディ　１４・・・トラ・７プ　２
ｏ・・・加熱バーナ装置　２１・・・バーナ部　２２・
・・燃料パイプ　２３・・・インナーボディ　２４・・
・フランジ３０・・・スリット　３１・・・サポータ　
４２・・・摺動用溝５１、５２．５３　ａ　、　５３　
ｂ−・・板ハネ状ブラケット特許出願人　日産自動車株
式会社 株式会社土屋製作所 代理人　弁理士　笹　島　冨二雄 ゛　Ｄ セ １２１−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 内燃機関の排気が流通するアウターボディと、該アウタ
   ーボディ内壁に支持され排気微粒子を捕集するトラップ
   と、該トラップの排気上流に配設され燃焼熱でトラップ
   に捕集した排気微粒子を焼却する加熱バーナ装置と、を
   備え、前記加熱バーナ装置は、バーナ部と、該バーナ部
   外方周囲を囲みその外周部から内部に排気を導入するイ
   ンナーボディと、バーナ部に再生用燃料を供給する燃料
   パイプと、を備えた排気微粒子処理装置において、前記
   インナーボディは、その排気上流側端部が前記燃料パイ
   プに固定支持され、かつ該固定支持部よりも排気下流側
   の部分が前記アウターボディに摺動自由に支持されたこ
   とを特徴とする排気微粒子処理装置のインナーボディ支
   持装置。