JPS6032334Y2 - 内燃機関の排気ガス中の微粒子捕集装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 本考案は内燃機関、特にディーゼル機関の排気ガス中に
存在する可燃性微粒子（パティキュレート）の捕集装置
に関する。

従来の技術 ディーゼル機関の排気ガス中の微粒子を除去するため、
排気系中にハニカム状のセラミック材料メタルメツシュ
系、及びメタルメツシュ系にアルミナをコーティングし
たものなどより成る微粒子トラップを設ける技術が知ら
れている。

機関の長期走行によりトラップに捕集された微粒子を除
去し、トラップの機能回復を図るためトラップの入口に
ヒータが設けられる。

即ち、このヒータは機関の所定時間の走行毎に通電され
、トラップのリフレッシュを行うわけである。

考案が解決しようとする問題点 最も基本的な従来技術ではトラップを並列に２つ設け、
切替弁によって選択的にどちらかのトラップに排気ガス
を流通させ、各トラップに焼却手段を設は切替弁によっ
て閉とされているトラップを再生するシステムとしてい
る（例えば特開昭５０−３７９１峰）。

この場合、実際に働いているトラップは常に片方である
。

ところが、トラップの作動特性上微粒子はその全長にわ
たって均一に捕集されるわけではなく、トラップ前部に
おいては良好に捕集されるものの、後部での捕集効率は
良くないというのが実情である。

そのため、一個のみのトラップを働かせる従来技術では
微粒子を良好に捕集できないという問題があった。

この問題点を解決する手段として実公昭５０−２０１９
１号に示すようにトラップを排気ガスの流れ方向に２段
（又はそれ以上の段）に設けることが考えられる。

トラップを複数段設けることにより微粒子捕集効率の高
いトラップ前部領域を相対的に延長することができる。

とこうが、トラップを複数段とすると、再生時に微粒子
焼却用の炎が下流側のトラップに届き難くなり、かつ下
流側のトラップは温度が低下するため、再生が良好に行
われない問題がある。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するため本考案によれば、内燃機関の
排気系に仕切壁によって隔間された２つの隔室を形成し
たトラップ容器を配置し、その各各の隔室に排気ガスの
流れ方向に隔間した複数の微粒子トラップを設け、トラ
ップ容器の前部に排気ガスを上記２つの隔室のうちのど
ちらか一方に選択的に流通せしめる切替弁が配置され、
更に各微粒子トラップの入口前方に微粒子の燃焼用ヒー
タを配置して成る内燃機関の排気ガス中の微粒子捕集装
置が提供される。

作用 排気ガスは切替弁によって開とされる一連のトラップ１
４ａ、１４ｂ又は１４ｃ、１４ｄを通され、各トラップ
に捕集される。

トラップに捕集量された微粒子を除去し再生を図るため
、そのトラップを切替弁によって閉とし、各々のトラッ
プの入口前方に設けられたヒータを駆動する。

ヒータからの熱によって夫々のトラップの再生が行われ
る。

実施例 以下添付図面を参照しながら本考案の実施例を説明する
。

第１図、第２図において、１０はトラップ容器であって
、コニカル状のその一端１０ａは図示しないディーゼル
機関からの排気ガスを矢印Ａの如く受けとり、他端ｌｅ
ａからは微粒子を除去した排気ガスが矢印Ｂの如く取出
される。

容器１０は仕切壁１２によって左右二つの隔室に分離さ
れている。

第３図の斜視図から最も良く理解されるように、その一
方の隔室には排気ガスの流れ方向に沿ってセラミックを
ハニカム状に成形してなる二つのトラップ１４ａ、１４
ｂが間隔をおいて配置されている。

同様に、他方の隔室には二つのトラップ１４ｃ、１４ｄ
が間隔をおいて配置される。

これらのトラップの前方には切替弁１６が配置され、こ
の切替弁は、排気ガスを一方の隔室のトラップ１４ａ、
１４ｂに導びく第一位置と、排気ガスを他方の隔室のト
ラップ１４ｃ。

１４ｄに導く第二位置との間で切替べく働くものである
。

かような切替弁１６の働きを達成するため切替弁１６は
、容器１０に回転自在な軸１８に固着し、軸１８の上端
に切替ハンドル２０が取付けられ、図示しないアクチュ
エータに連結される。

各トラップ１４ａ＝ １４ｂ、１４ｃｔ １４ｄの
入口直前に、Ｕ字状のヒータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、
２２ｄが配置され、これらのヒータは対応するトラップ
中に捕集された微粒子の燃焼熱を発生するためのもので
ある。

各ヒータ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄへの通電を行
うため、夫夫のヒータは容器１０に締結した絶縁管２４
によって吊下保持され、かつリード線２６によって電源
に接続可能である。

以上述べた本考案に係る微粒子トラップの作動を述べる
と、通常走行時は切替弁１６は一連のトラップ１４ａ及
び１４ｂ１又は１４ｃ及び１４ｄのどちらかに排気ガス
を流すべく第−位置又は第二位置をとっている。

又ヒータ２２ａ、２２ｂｔ２２ｃ、２２ｄには、この通
常走行中は通電されない。

そして、この走行中に排気ガスの通ずるどちらかの一連
のトラップに排気ガス中の微粒子が捕集される。

機関が所定時間走行し排気ガスの通ずるどちらかの一連
のトラップに微粒子が詰りその捕集機能が飽和する頃に
、図示しない駆動機構によってハンドル２０が回動され
、切替弁１６は切替えられ微粒子で飽和した一連のトラ
ップは塞がれ、他方の一連のトラップに排気ガスが導び
かれる。

このときの状態が第３図であり、排気ガスは一連のトラ
ップ１４ａ、１４ｂに導びかれ、微粒子の詰った他方の
一連のトラップ１４ｃ、１４ｄは切替弁１６によって閉
じられている。

但し微粒子の焼却に必要となる多少の排気ガス（空気）
の流れは許容されるよう切替弁１６と容器１０の内壁と
の隙間は設定される。

次に、この閉とされたトラップ１４ｃ、１４ｄに対応す
るヒータ２２ｃ、２２ｄに図示しない電源から通電を行
う。

すると、このヒータ２２ｃ、２２ｄからの発生熱によっ
て、トラップ１４ｃ、１４ｄに捕集されたカーボン等の
可燃性微粒子は発火点以上に達しその燃焼が行われる。

かくして、トラップ１４ｃ、１４ｄに捕集された微粒子
は燃焼除去される。

この後、所定時間走行後、反対側の排気ガスの通されて
いるトラップ１４ａ＊１４ｂが微粒子で詰まると、今度
は切替弁１６はこのトラップ１４ａｙ１４ｂを塞ぐよう
回動され、ヒータ２２ａ、２２ｂに通電を行い微粒子の
燃焼除去が行われる。

トラップを排気ガスの流れ方向に１４ａ、１４ｂ又は１
４ｃ、１４ｄの如く間隔をおいて多段に設けているため
、トラップの容積当りの微粒子捕集効率を増大させるこ
とができる。

というのは、微粒子はトラップの長さ方向に均一に捕捉
されずに、トラップの入口部での捕集効率が高いもので
あり、トラップを直列に配置することにより捕集効率の
高い入口部の領域を増大させることができるからである
。

考案の効果 この考案によれば仕切壁１２によって分割された各隔室
に一連の複数のトラップ１４ａｙ１４ｂ又は１４ｃ、１
４ｄを設け、各トラップの入口前方にヒータ２２ ａ、
２２ ｂ、 ２２ Ｃ，２２ｄを配置している。

下流側のトラップ１４ｂ、１４ｄは再生工程時ガスの流
れが得難いため燃焼が起り難いが、各トラップの入口前
方にヒータを設けているため、良好な焼却作動を実現す
ることができる。

その上、トラップ１４ａ、１４ｂ又は１４ｃ、１４ｄを
格納する隔室は仕切壁１２によって仕切られており、一
方の隔室でトラップ（例えば１４ｃ、１４ｄ）焼却を行
っている際排気ガスが通過する他方のトラップ（１４ａ
、１４ｂ）を収納する隔室からの排気ガスの高温が仕切
壁１２を介し伝達されることによって、その焼却を行う
隔室が保温される。

このような保温効果が各トラップの入口前方にヒータを
配設することに相乗されることによって焼却能率の高く
ない下流側のトラップ１４ｂ又は１４ｄの再生を極めて
良好に行うことができる効果が奏される。

尚、図の実施例ではトラップは２列づつ各隔室に設けた
がこれに限定されずこれ以上の数のトラップを設けるこ
とも可能であり、上述効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る微粒子捕集装置の長手方向断面図
、第２図は本考案の装置の一部破断正面図、第３図は本
考案の装置を容器を外した状態で示す斜視図。 １０６＊＠＠＠＠ トラップ容器、１４ａ、１４ｂ、１
４ｃ、１４ｄ・・・・・・トラップ、１６・・・・・・
切替弁、２２ａｔ ２２ ｂｙ ２２ ｃｔ ２
２ ｄ”””ヒータ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 内燃機関の排気系に仕切壁１２によって隔間された２つ
   の隔室を形成したトラップ容器１０を配置し、その各々
   の隔室に排気ガスの流れ方向に隔間した複数の微粒子ト
   ラップ１４ａ、１４ｂ、１４ｃ及び１４ｄを設け、トラ
   ップ容器の前部に排気ガスを上記２つの隔室のうちのど
   ちらか一方に選択的に流通せしめる切替弁１６が配置さ
   れ、更に各微粒子トラップの入口前方に微粒子の燃焼用
   ヒータ２２ａｔ ２２ｂｔ ２２ｃｔ及び２２ｄを
   配置して成る内燃機関の排気ガス中の微粒子捕集装置。