JPS6140896Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、エンジンの排気を浄化する排気浄化
装置に関し、特に、エンジンの排気通路に排気中
の微粒子成分を捕集するハニカム状のフイルタ部
材が配設され、該フイルタ部材のリジエネレーシ
ヨンを、フイルタ部材の小孔端部を閉塞するブラ
インドプラグに支持せしめた電気発熱体で行うよ
うにしたものにおいて、フイルタ部材の目詰まり
時の排圧上昇抑制対策に関する。

一般に、デイーゼルエンジンの排気中には多量
のカーボン粒子等よりなる微粒子成分（パテイキ
ユレート）が含まれている。そして、この微粒子
成分がそのまま大気中に放出されるのを防止して
排気を浄化するようにした排気浄化装置として、
従来、セラミツクス等の通気性を有する隔壁によ
り軸方向に貫通して延びる多数の小孔が形成され
たハニカム状で、かつ上記小孔のうち一部は上流
側開放端が、残りは下流側開放端がそれぞれブラ
インドプラグによつて閉塞されたフイルタ部材を
エンジンの排気通路に配設し、排気が上記フイル
タ部材を通過する間に排気中の微粒子成分を上記
隔壁によつて捕集するようにしたものはよく知ら
れている。

しかるに、このようなフイルタ部材を備えたも
のにおいては、エンジンが長期間に亘つて運転さ
れるとフイルタ部材に微粒子成分の堆積による目
詰まりが生じ、エンジンの排圧が上昇して出力低
下等を招くという問題がある。

そのため、従来、例えば特開昭55−131518号公
報等に開示されているように、フイルタ部材の下
流側端部にニクロム線等からなる電気発熱体を取
り付け、定期的に、またはフイルタ部材に目詰ま
りが生じた時点で該電気発熱体に通電することに
より、フイルタ部材に堆積した微粒子成分を加熱
燃焼させてフイルタ部材のリジエネレーシヨン
（再生）を行うようにしたものが提案されてい
る。

ところで、このようなハニカム状フイルタ部材
をエンジンの排気通路に配設したものにおいて、
フイルタ部材の小孔の上流側開放端を単に縦横１
つ置きにブラインドプラグで閉塞して（下流側開
放端も１つ置きに閉塞される）、上流側端部の開
口率を略50％とすると、微粒子成分が捕集される
に伴つて排圧が比例的に上昇して行き、目詰まり
時では排圧は極めて高いものとなる。それ故、こ
の排圧上昇を抑制するためには上記提案のもので
は、多くの電気発熱体を使用してフイルタ部材の
リジエネレーシヨンを迅速に行う必要があつた。

そこで、本考案はかかる諸点に鑑み、フイルタ
部材の１つの小孔の上流側開放端をブラインドプ
ラグで閉塞すると該小孔に隣接する全ての小孔に
ついては上流側開放端を開放させる閉塞パターン
とし、かつ電気発熱体を該上流側開放端を閉塞す
るブラインドプラグに設置することにより、電気
発熱体による加熱効果を十分に確保しつつ、フイ
ルタ部材の上流側端部の開口率を増大させて、排
圧上昇の抑制および電気発熱体の使用量の低減化
を図ることを目的とするものである。

このため、本考案の構成は、通気性を有する隔
壁により軸方向に貫通して延びる多数の同一大き
さの小孔が形成され、該小孔のうち一部は上流側
開放端が、残りは下流側開放端がそれぞれブライ
ンドプラグで閉塞されたフイルタ部材をエンジン
の排気通路に配設してなるエンジンの排気浄化装
置において、上記フイルタ部材の上流側開放端が
閉塞された１つの小孔に隣接する全ての小孔は下
流側開放端が閉塞される構成とし、かつ上記小孔
の上流側開放端を閉塞するブラインドプラグに電
気発熱体を設けたことを特徴とするものであり、
そのことにより、フイルタ部材の上流側端部の開
口率を増大させて目詰まり時の排圧上昇を抑制
し、それに伴つて電気発熱体の使用量を少なくす
るとともに、上記少ない電気発熱体によつて有効
にフイルタ部材に堆積した微粒子成分を燃焼させ
るようにしたものである。

以下、本考案を図面に示す実施例に基づいて詳
細に説明する。

第１図ないし第７図において、１は４つのシリ
ンダ１ａ，１ａ，…を備えた４気筒デイーゼルエ
ンジン、２は該エンジン１の各シリンダ１ａ内に
エアクリーナ３で濾過された吸入空気を供給する
吸気通路、４はエンジン１からの排気を排出する
排気通路、５はエンジン１の各シリンダ１ａ内に
燃料を噴射供給する燃料噴射ポンプである。

上記排気通路４の途中には排気中のカーボン粒
子等の微粒子成分（パテイキユレート）を捕集す
るフイルタ部材６が配設されている。すなわち、
該フイルタ部材６は通気性を有する隔壁６ａ，６
ａ，…により軸方向に貫通して延びる多数の小孔
６ｂ，６ｂ，…が形成されたハニカム状のセラミ
ツクス等からなり、かつ上記小孔６ｂ，６ｂ，…
のうちの一部は上流側開放端が、また残りは下流
側開放端がそれぞれ耐熱セメント等よりなるブラ
インドプラグ７，７，…および８，８，…で閉塞
されており、上流端が開放された小孔６ｂ，６
ｂ，…から流入した排気を隔壁６ａ，６ａ，…を
通過させたのち下流端が開放された小孔６ｂ，６
ｂ，…へ流通させ、その間に上記隔壁６ａ，６
ａ，…で排気中の微粒子成分を捕集するようにし
たものである。

そして、第６図および第７図に示すように、上
記フイルタ部材６の小孔６ｂ，６ｂ，…に対する
ブラインドプラグ７，７，…および８，８，…に
よる閉塞パターンは、１つの小孔６ｂの上流側開
放端がブラインドプラグ７で閉塞されている場
合、該小孔６ｂに隣接する全ての（８つ）の小孔
６ｂ，６ｂ，…についてはそれぞれの上流側開放
端は開放したままで下流側開放端がブラインドプ
ラグ８，８，…で閉塞されるパターンに構成され
ている。

また、上記小孔６ｂ，６ｂ，…の上流側開放端
を閉塞する一部のブラインドプラグ７，７，…は
他のものより小孔６ｂの奥側（下流側）へ所定長
さだけ延長され、該延長されたブラインドプラグ
７，７，…には一本の連続したニクロム線等より
なる電気発熱体９が、各小孔６ｂ内に折曲り状に
挿入された状態で固定支持されている。

さらに、上記電気発熱体９の両端部はそれぞれ
絶縁部材１０，１０で絶縁されて排気通路４外部
に引き出され、一端部はアースされている一方、
他端部はリレー１１を介してバツテリ１２に接続
されている。また、上記リレー１１には制御回路
１３が接続され、該制御回路１３には、自動車の
走行距離、エンジン１の運転時間、フイルタ部材
６の目詰まり状態等を検出して検出信号を出力す
るセンサ１４と、エンジン１の排気温度、負荷状
態、回転数等を検出して補正信号を出力する補正
回路１５とが入力接続されており、センサ１４か
らの検出信号および補正回路１５からの補正信号
に基づいて一定走行距離、一定運転時間ごとに、
あるいは目詰まり状態が所定の状態に達したとき
に制御回路１３が作動してリレー１１を開閉制御
して電気発熱体９に通電しまたは通電停止するよ
うに構成されている。なお、この補正回路１５
は、例えば走行距離や運転時間を検出して定期的
に通電するものでは、排気温度がカーボン等が自
然燃焼する温度以上になる高負荷時には積算走行
距離や運転時間をキヤンセルするものであり、ま
た排圧上昇により目詰まりを検出するものでは運
転状態の変化に伴う排圧変動を補正するものであ
り、あるいはカーボン堆積による電気抵抗変化に
より目詰まりを検出するものでは温度変化に伴う
電気抵抗変化を補正するものである。尚、１６は
電気発熱体９の各小孔６ｂへ挿入された部分（折
り曲げられた部分）が互いに接触して短絡するの
を防止する絶縁板である。

したがつて、上記実施例においては、エンジン
１の運転に伴つてその排気中の微粒子成分がフイ
ルタ部材６に、その上流側部分に厚く堆積するよ
うな堆積分布でもつて捕集され、このことにより
排気は浄化されながら排出される。

そして、一定期間経過後上記フイルタ部材６が
微粒子成分の堆積により目詰まり状態になると、
そのことをセンサ１４が検出して検出信号を出力
し、この検出信号により補正回路１５からの補正
信号をもとに制御回路１３が作動してリレー１１
を作動させ、このリレー１１の作動によつて電気
発熱体９が通電されて発熱しフイルタ部材６に堆
積した微粒子成分を加熱燃焼させる。その結果、
フイルタ部材６の目詰まりが解消されてそのリジ
エネレーシヨンが行われる。

その場合、フイルタ部材６の小孔６ｂ，６ｂ，
…の上流側開放端における閉塞パターンは、ブラ
インドプラグ７で閉塞された１つの小孔６ｂに隣
接する全ての小孔６ｂ，６ｂ，…を開放させると
いうパターンに形成されて、フイルタ部材６の上
流側端部の開口率が大きい値例えば略75％となつ
ているため、排気中の微粒子成分の堆積によりフ
イルタ部材６の各隔壁６ａが目詰まりしても排気
の流通抵抗が小さく抑えられて、目詰まり時の排
圧上昇を抑制することができる。

それに伴い、排圧上昇を抑制すべくフイルタ部
材６のリジエネレーシヨンを迅速に行う必要がな
いので、電気発熱体９の使用量が少なくて済む。
それ故、本考案では、フイルタ部材６の上流側端
部全体に占める割合が略25％と少ない上流側開放
端閉塞用ブラインドプラグ７，７，…に電気発熱
体９が固定支持されており、電気発熱体９の使用
量を低減させることができる。

また、その際、電気発熱体９を固定支持する各
ブラインドプラグ７が互いに１つの小孔６ｂ分な
いしそれより若干大の間隔でもつて離れているた
め、電気発熱体９の小孔６ｂへの挿入部分による
加熱範囲は第７図で破線にて示すように上流側端
が開放された周囲の小孔６ｂ，６ｂ，…までカバ
ーされて、該小孔６ｂ，６ｂ，…の隔壁６ａ，６
ａ，…を加熱することができるので、電気発熱体
９による加熱効果の低下が生じることはない。

尚、上記実施例では、ブラインドプラグ７，
７，…に電気発熱体９を固定したが、電気発熱体
全体をブラインドプラグ自体内に一体的に埋め込
んでもよく、上記実施例と同様の作用効果を奏す
ることができる。なお、フイルタ部材は、中心部
では熱が周辺に逃げにくいため、排気熱により加
熱されて高温となり圧縮内部応力が発生してお
り、また周辺部では排気熱が外周に逃げ易く、中
心部と比べ低温となり、引張内部応力が発生して
いるため、本実施例では通電による熱負荷低減の
ためにフイルタ部材の外周部に環状に電気発熱体
を設ける構成としている。

以上説明したように、本考案によれば、エンジ
ンの排気通路に、軸方向に延びる多数の小孔の上
流側開放端および下流側開放端をそれぞれ相反し
てブラインドプラグで閉塞してなり排気中の微粒
子成分を捕集するハニカム状のフイルタ部材を配
設したエンジンの排気浄化装置において、上記フ
イルタ部材の上流側開放端が閉塞された小孔に隣
接する全ての小孔の下流側開放端を閉塞し、該上
流側開放端を閉塞するブラインドプラグに電気発
熱体を設けたことにより、電気発熱体による加熱
効果を低下させることなくフイルタ部材の上流側
端部の開口率を増大させることができるので、排
圧上昇を抑制することができるとともに、電気発
熱体の使用量を低減させることができ、フイルタ
部材に対し効率の良いリジエネレーシヨンが可能
である。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は全体シ
ステム図、第２図はフイルタ部材の縦断面図、第
３図はフイルタ部材を上流側から見た部分正面
図、第４図は同一部拡大図、第５図は第４図の
−線断面図、第６図はフイルタ部材の小孔の上
流側端部における閉塞パターンを示す説明図、第
７図は同一部拡大図である。 １……エンジン、４……排気通路、６……フイ
ルタ部材、６ａ……隔壁、６ｂ……小孔、７，８
……ブラインドプラグ、９……電気発熱体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 通気性を有する隔壁により軸方向に貫通して延
   びる同一大きさの多数の小孔が形成され、該小孔
   のうち一部は上流側開放端が、残りは下流側開放
   端がそれぞれブラインドプラグで閉塞されたフイ
   ルタ部材をエンジンの排気通路に配設してなるエ
   ンジンの排気浄化装置において、上記フイルタ部
   材の上流側開放端が閉塞された１つの小孔に隣接
   する全ての小孔は下流側開放端が閉塞される構成
   とし、かつ上記小孔の上流側開放端を閉塞するブ
   ラインドプラグに電気発熱体を設けたことを特徴
   とするエンジンの排気浄化装置。