JPS6140890Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はデイーゼルエンジンの排気ガス処理装
置に関し、更に詳しくは、排気ガス中に含まれる
カーボン粒子及びそれと同様な粒状物（以下、排
気微粒子という）を物理的方法によつてフイルタ
エレメント等の適切な捕集材に捕集し、捕集され
た排気微粒子を周期的に焼却し、捕集材を再生す
るに適した排気微粒子浄化装置に関する。

この種の排気微粒子はカーボン粒子のように可
燃性のものがほとんどで、このような可燃性の微
粒子を捕集し、捕集された微粒子を焼却して捕集
材を再生するデイーゼルパテイキユレートトラツ
プは種々公知である。そして捕集パテイキユレー
トを燃焼してトラツプを再生させる手段として一
般に電気ヒータが用いられている。即ち、電気ヒ
ータを捕集材の全面に取り付け、このヒータによ
り捕集材の表面に付着した排気微粒子を燃焼さ
せ、それを熱源として下流の微粒子を自燃させる
ものである。しかしながら従来斯かるパテイキユ
レートトラツプにおいては、いずれもヒータは捕
集材の前端面（上流側端面）に取付けられている
ため、ヒータと捕集材との密着性の良否がパテイ
キユレートの燃焼性の良否に大きな影響を与えて
いた。即ち、捕集材の上流側では下流側に比して
排気ガスの流速が早く、ヒータを捕集材に密着さ
せないと捕集材の着火がなかなか困難であつた。
そのため従来からヒータを捕集材に押し付けるた
めのばね等の押圧手段が必要であり、しかもこの
押圧手段は排気ガスの流れを邪魔しないように工
夫して取付ける必要があり、トラツプ全体の構造
の複雑化あるいはコストアツプの大きな要因とな
つていた。

本考案の目的は、上述のような欠点を解消し、
耐久性、安全性に優れかつ構造が簡単で低コスト
のデイーゼルエンジンの排気微粒子浄化装置を提
供することにある。

斯かる目的を達成すべく本考案は、排気微粒子
の付着量は一定の運転時間経過後であれば捕集材
の上流端側よりも下流端側の方が多いという事実
に着目し、電気ヒータを捕集材の下流側端面に取
付けたことを特徴とするものである。

捕集材の上流側端部に比し下流側端部近傍に排
気微粒子が多くたまる主たる原因は、排気ガスの
流速が捕集材中において下流側端部にすすむ程低
下するためと思われる。ヒータ素子の加熱の時期
は、コンピユータ装置等によりなされるがトラツ
プ再生時の運転性の悪化等の問題を回避すべくエ
ンジン停止時にヒータ加熱を行うのが好ましい。

以下、添付図面を参照し本考案の実施例につい
て詳細に説明する。

第１図において、符号１はデイーゼルエンジン
の冷却用フアン、２は燃料噴射ポンプ、３は吸気
マニホルド、４は燃料系配管、５はデイーゼルエ
ンジン本体、６はトランスミツシヨン、７はエン
ジン回転数検出部、７′はエンジン負荷検出部、
８はエンジン水温検出部、９は排気マニホルド、
１０は排気ガス圧力検出部、１１は排気ガス温検
出部、１２は捕集材（トラツプ）容器、１３はト
ラツプ内部温度検出部、１４はトラツプ下流の排
気ガス温検出部、１５はマイクロコンピユータ
（CPU）である。各検出部７，７′，８，１０，
１１，１３，１４には周知のセンサがそれぞれ設
けられ、各検出値はマイクロコンピユータ
（CPU）１５に入力される。

トラツプ容器１２は排気マニホルド９のすぐ後
流側に取付けられている。しかし、このトラツプ
容器１２を排気マニホルド９の集合部の下流に位
置するように、この排気マニホルド９と一体的に
鋳物で構成してもよい。トラツプ容器１２の内部
には捕集材（トラツプ材）２０がある。このトラ
ツプ２０としては、公知の発泡セラミツクおよび
これに類似する材料を用いることができる。即
ち、トラツプ材２０は三次元の網目構造で、その
内部を排気ガスが流通可能でありかつ排気ガスに
含まれている排気微粒子をその網目間に捕集する
ことができるようになつている。

本考案によればヒータ１６はトラツプ材２０の
下流側端面に取付けられる。ヒータ１６は例えば
第２図に示す如くジグザグ状に曲折させたヒータ
線でよく、そのプラス側端子は電極２３，リレー
２１を介してバツテリ２２に接続され、マイナス
側端子は容器１２（接地電圧）に接続される。第
２図では容器１２の下半分のみヒータ線を示して
あるが上半分にも同様のヒータ線が配置される。
また第２図に示す如きヒータ線を多数本配列して
これを順番に加熱するようにすることも可能であ
る。ヒータ線の数、大きさ及び配列は、排気ガス
の流れを妨げず、従つて排気ガスの背圧上昇が最
小になるように選定される。

第３図は、トラツプ容器の再生の作動を示す流
れ線図である。先ず条件としてエンジン回転数
７、エンジン負荷７′、エンジン水温８、トラツ
プ前排気圧１０、トラツプ材内部温１３、セラミ
ツクヒータ加熱順序等が情報としてCPU１５
（第１図）に入力される。再生時間の判断は、主
として排気ガスの背圧によつて判断する。即ち、
デイーゼルエンジンから排出された排気ガスは矢
印のように流れ、それに含まれる微粒子がトラツ
プ材２０に捕集され、その微粒子が蓄積されるに
従つてトラツプ容器１２上流の排気ガスの背圧
（検出部１０で検知）が上昇するので、この背圧
が微粒子蓄積の指標となる。再生時間であると判
断するとエンジン水温８を確認する。これは、も
しエンジン始動直後などに再生が開始されない様
にするためである。エンジン水温が例えば110゜
＞Ｔ＞80℃であるとカウントアツプがなされる。
これは、どのヒータ線（第１，第２，…第ｎヒー
タ線）に通電すべきかという順番を決めるためで
ある。通電が開始されて通常20〜40秒経過すると
通電が停止され、通電したヒータ線No.を記憶し、
リセツトされる。リセツトされてまだ再生する必
要があると判断したならば、前に通電した次のヒ
ータ線の通電が開始される。以下、再生のため通
電が不要となるまで同じことをくり返す。

再生を開始する時の条件としてはエンジン停止
時が好ましい。そのため、コンピユータ１５には
例えばエンジンキースイツチ２５のOFF信号が
入力される。

本考案によれば、ヒータ１６はトラツプ材２０
の下流側端面に配置されているので、通電により
加熱されると、その付近に多く付着している（上
流側よりも多量）排気微粒子を燃焼させ、その燃
焼火炎が上流側に伝播される。

尚、エンジン停止時には多気筒エンジンの場合
いずれかのピストンが圧縮上死点にくるので、い
ずれかの吸、排気バルブは必ずオーバラツプして
開いている。即ち、排気系から吸気系に至る空気
の流路が形成される。そのため、一般には排気管
はエンジンよりも低い位置にあるので、ヒータに
よつて着火されたパテイキユレートの燃焼ガスは
煙突効果で上昇し、即ち、エンジン側に移動し、
トラツプの下流側から上流側に向う流れが自然に
発生することになる。またこれとは別に、このよ
うな火炎の伝播を促進するためエアクリーナの近
傍に小型の電動フアン３０を設けて排気系の空気
を積極的に迸流吸引するようにしてもよい。

以上の如く本考案によれば、ヒータを排気微粒
子の多くたまるトラツプの下流側端部に設けるこ
とにより、ヒータをトラツプに密着させる必要は
ない。またトラツプをエンジン停止時に再生する
ようにすれば再生時の運転性の悪化等の問題も回
避できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る装置を用いたデイーゼル
エンジンの概略図、第２図はヒータの一実施例を
示す正面図、第３図はトラツプ容器の再生の作動
を示す流れ線図。 ５……デイーゼルエンジン本体、９……排気マ
ニホルド、１２……捕集材（トラツプ）容器、１
５……マイクロコンピユータ（CPU）、１６……
ヒータ、２０……捕集材（トラツプ材）。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. デイーゼルエンジンの排気ガス径路中に排気微
   粒子の捕集材を設けると共に排気ガスの流れ方向
   に見て該捕集材の下流側端面に電気ヒータを取付
   けたことを特徴とするデイーゼルエンジンの排気
   微粒子浄化装置。