JPS6141945Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、排気通路に排気ガス中のカーボン粒
子等の微粒子成分を捕集するフイルター部材が配
設され、該フイルター部材より上流にフイルター
部材に捕集した該微粒子成分を燃焼除去するバー
ナ装置が設けられたデイーゼルエンジンの排気ガ
ス浄化装置に関するものである。

この種のデイーゼルエンジンの排気ガス浄化装
置の従来例としては特願昭55−128612号公報に示
す如きものが知られている。この公報に示されて
いる排気ガス浄化装置は、バーナの火炎を包囲す
る如くしてフイルター部材の上流に取付けた筒状
の放熱板をバーナの火炎によつて赤熱させ、この
放熱板からの放熱によつて該放熱板の外周部を流
通する排気ガスを加熱し、さらに、このバーナの
燃焼ガスと排気ガスを同一流通路を通して円筒状
のフイルター部材の外周壁をその径方向に流通せ
しめるようにしている。

ところが、この従来例の排気ガス浄化装置は、
放熱板に多数の通気孔を形成して排気ガスと燃焼
ガスの流通を多少図つているものの、大部分の燃
焼ガスは放熱板の内側を通つてフイルター部材側
に、また排気ガスは放熱板の外周部を通つてフイ
ルター部材側にそれぞれ流通するため、排気ガス
と燃焼ガスを十分にミキシングすることができ
ず、排気ガスの温度分布にムラが生じる。このた
め、バーナ装置を作動させてフイルター部材に捕
集したカーボン粒子等の微粒子成分を燃焼除去し
てもその除去程度にムラが有り、フイルター部材
の安全再生という点において問題があつた。

本考案は、上記の如き従来のデイーゼルエンジ
ンの排気ガス浄化装置の問題に鑑み、排気ガスと
バーナ装置の燃焼ガスとのミキシング作用を促進
してフイルター部材全体とより高温に均等加熱す
ることによりフイルター部材の再生を確実且つ効
率的に行ない得るようにしたデイーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置を提供することを目的として
なされたものであつて、頭書の如き基本構成を有
するデイーゼルエンジンの排気ガス浄化装置にお
いて、バーナ装置とフイルター部材との間に、バ
ーナ装置からの火炎を包囲する燃焼筒を備え、該
燃焼筒の先端からフイルター部材の前面外周に向
けてテーパ状を成して拡がる多孔板を設け、且つ
該多孔板には燃焼筒からフイルター部材に向けて
段階的に複数の排気ガス導入孔が形成されてお
り、且つエンジンから排出される排気ガスを多孔
板外周に導入するケースを設けたことを特徴とす
るものである。

以下、本考案のデイーゼルエンジンの排気ガス
浄化装置Ｚを第１図に示す実施例に基づいて説明
すると、この排気ガス浄化装置は、デイーゼルエ
ンジン（図示省略）の排気管（排気通路）２の屈
曲部に取付けられており、排気ガス中のカーボン
粒子等の微粒子成分を捕促するフイルター部材４
４と、排気ガスを加熱してフイルター部材４に捕
集した微粒子成分を燃焼除去せしめるためのバー
ナ装置Ｘと、該バーナ装置Ｘからの火炎の燃焼を
安定ならしてるとともに燃焼ガスと排気ガスとの
ミキシング作用を促進せしめるためのミキシング
促進装置Ｙとを有している。

フイルター部材４は、排気管２の途中に設けた
大径円筒状のフイルター室５内に収容されてお
り、その軸方向に排気ガスを流通させるようにな
つている。排気ガス中の微粒子成分は、排気ガス
がフイルター部材４を通過する際に該フイルター
部材４によつて捕集される。又、このフイルター
部材４における微粒子成分の捕集量は、捕集量検
出器３１によつてフイルター部材４に適宜離間さ
せて取付けた２本の電極３０，３０間の電気抵抗
値を計測することにより検出される。尚、この捕
集量検出器３１の検出値は、後述する如くバーナ
装置Ｘの作動時期制御用信号として制御器２９に
入力される。

ミキシング促進装置Ｙは、前記フイルター室５
とほぼ同径且つ適宜長さの直管体で構成されしか
も前記フイルター室５の排気上流側の端面５ａに
該フイルター室５と同軸状に締結されたケース３
と、該ケース３より適宜寸法だけ小径且つ短尺の
直管体で構成されしかも該ケース３の反フイルタ
ー部材側の端面３ａに該ケース３と同軸状に内挿
固定された燃焼筒１４と、該燃焼筒１４のフイル
ター室５側端面からフイルター室５側に向つてほ
ぼフイルター部材４の外径寸法近くまでテーパ状
に拡開し且つその拡開側端面１５ａをフイルター
部材４の前面４ａに近接対向せしめるとともにそ
の外周壁には多数の排気ガス導入孔２０，２０…
を形成した多孔板１５とを有している。この燃焼
筒１４と多孔板１５は、同軸状に連続して形成さ
れており、その中間部には軸心部に大径の火炎吹
出穴１７を形成した隔壁１８が設けられている
（以下、この隔壁１８で区画された燃焼筒１４側
の室を燃焼室２１、多孔板１５側の室をミキシン
グ室２２という）。尚、排気ガス導入孔２０，２
０…は、軸方向に複数列（図示実施例では２列）
形成されており、しかもその各列の穴ピツチは、
排気上流側から排気下流側の列になるに従つて穴
数が多くなるように各列別に適宜に設定されてい
る。

又、ケース３の内周面と燃焼筒１４と多孔板１
５の外周面の間には、環状の排気ガス室２３が形
成されている。この排気ガス室２３は、ケース３
の軸方向に直交する方向に向けて該ケース３の外
周壁に取付けた短管状の排気ガス導入管１９を介
して排気管２の排気上流側に連通せしめられると
ともに、排気ガス導入孔２０，２０…を介してミ
キシング室２２に連通せしめられている。従つ
て、排気ガス導入管１９を通つてケース３の軸心
に直交する方向から排気ガス室２３内に導入され
た排気ガスは、該排気ガス室２３の全周域から多
孔板１５の排気ガス導入孔２０，２０…を通つて
ミキシング室２２内に流入し、さらにケース３の
軸心方向に方向転換してフイルター部材４側に流
れる。

ミキシング促進装置Ｙのケース３の反フイルタ
ー部材側の端面３ａには、有底筒状のケーシング
７に燃料ノズル８と着火プラグ１３を取付けてな
るバーナ装置Ｘが締着固定されている。燃料ノズ
ル８は、前記隔壁１８の火炎吹出穴１７を介して
フイルター部材４を臨む如く該フイルター部材４
と同軸状に取付けられている。ケーシング７内に
は、二次エア管１２を通つて燃料燃焼用の二次エ
アが供給され、また燃料ノズル８には、燃料管１
０を通して燃料が供給されるとともに一次エア管
９を通して燃料霧化用の一次エアが供給される。
この一次エアと二次エアはともにエアポンプ２５
から供給エアの圧力を調整するエア制御弁２４を
介して供給される。又、燃料は、供給燃料の圧力
を調整する燃料制御弁２６と燃料ポンプ２８によ
つて燃料タンク２７側から供給される。このエア
制御弁２４と燃料制御弁２６は、前記排気ガス導
入管１９内の排気ガス圧力に応じてエア供給圧力
と燃料供給圧力を調整するものであつて、排気ガ
ス圧力が高くなるに従つて該エア供給圧力と燃料
供給圧力を適宜に高くせしめる如く作用する。従
つて、運転状態等によつて排気ガス圧力が変化し
ても該排気ガス圧力に比例してエア供給圧力と燃
料供給圧力とが同時に変化することから、バーナ
装置Ｘへ供給するエアと燃料の量及びエアと燃料
と合混合比を常に一定に維持することができ、運
転状態の変化に拘わらず該バーナ装置Ｘの発熱量
を常に安定維持できる。

次に、図示実施例のデイーゼルエンジンの排気
ガス浄化装置Ｚの作用を説明すると、エンジンが
運転されるとエンジンからの排気ガスは矢印Ｇで
示す如く排気管２から排気ガス導入管１９を通つ
てミキシング促進装置Ｙの排気ガス室２３内に導
入され、さらに多孔板１５の排気ガス導入孔２
０，２０…を通つてミキシング室２２に流入した
のちフイルター部材４を軸方向に流通して大気に
放出される。排気ガス中に含されていたカーボン
粒子等の微粒子成分は、フイルター部材４を通過
する際、該フイルター部材４に捕集される。この
フイルター部材４に捕集された微粒子成分の量が
多くなると次第に電極３０，３０間の電気抵抗値
が小さくなり、この電気抵抗値が予じめ設定した
設定抵抗値に達すると捕集量検出器３１から制御
器２９にフイルター部材４を再生せしめるべくバ
ーナ装置Ｘの作動信号を発信する。制御器２９に
バーナ装置Ｘの作動信号が入力されると、先ず、
エアポンプ２５及び燃料ポンプ２８を駆動させて
バーナ装置Ｘに燃料とエアを供給するとともに着
火プラグ１３を作動させて火炎を発生せしめる。
バーナ装置Ｘから火炎が発生せしめられるとその
燃焼熱によつて燃焼筒１４と多孔板１５が赤熱さ
れるため、排気ガス室２３内に導入された排気ガ
スはこの燃焼筒１４と多孔板１５からの輻射熱に
よつて加熱される。輻射熱によつて暖められた排
気ガス室２３内の排気ガスは、さらに多孔板１５
の排気ガス導入孔２０，２０…からミキシング室
２２内に流入してバーナ装置Ｘの燃焼ガスと直接
接触し且つ撹拌され該燃焼ガスの燃焼熱によつて
さらに加熱され、その温度は微粒子成分の燃焼除
去可能温度以上まで上昇せしめられる。所定温度
以上に加熱された排気ガスは、フイルター部材４
を通過する際、その熱により該フイルター部材４
に捕集せしめられた微粒子成分を燃焼除去する如
く作用する。従つて、フイルター部材４の目詰ま
り状態が解消され、フイルター部材４の機能が目
詰まり以前の状態まで回復せしせられる（フイル
ター部材の再生）。

ところで、図示実施例の排気ガス浄化装置Ｚに
おいては、バーナ装置Ｘからの火炎を包囲する如
く燃焼筒１４を取付けているため、火炎が直接低
温の排気ガスと接触撹拌されることがないため、
火炎の燃焼が促進され、それによつてより高温の
燃焼筒を得ることができる。

又、排気ガス室２３とミキシング室２２との間
に介在させた多孔板１５は燃焼筒１４に連続し
て、フイルター部材４側へテーパー状に拡開し且
つ排気ガス導入孔２０，２０…が拡開方向へ行く
に従つて数多く形成されているため、燃焼筒１４
と該多孔板１５の輻射熱によつて初期加熱された
排気ガス室２３内の排気ガスが、ミキシング室２
２にスムーズに流入し、且つ燃焼ガスの進行方向
に対して除々に流入する。よつて、ミキシング室
２２の燃焼ガスは、排気ガスと混合する際に急激
な温度低下がなく熱損失の少ない効率的な排気ガ
ス加熱を行なうことができる。

さらに、この場合、排気ガスが排気ガス室２３
から排気ガス導入孔２０，２０…を通つて多孔板
１５の全周から均等に流入するため、ミキシング
室２２内での排気ガスと燃焼ガスとのミキシング
作用が促進され該ミキシング室２２内の排気ガス
温度が該ミキシング室２２の中央部、周辺部をと
わずほぼ均等になることと、多孔板１５の拡開端
がフイルター部材４の排気上流側端面４ａの全域
を覆蓋する如く配置されているため、ミキシング
室２２内の排気ガスが多孔板１５の周壁に案内さ
れてフイルター部材４の排気上流側端面４ａの全
域にほぼ均等に流れることの２点の相乗作用によ
り、フイルター部材４全体をより高温に均等加熱
してフイルター部材４に捕集した微粒子成分を該
フイルター部材４上の捕集位置の如何に拘わらず
ほぼ完全にしかも迅速に燃焼除去することができ
る。従つて、このようなフイルター部材の再生作
用を適宜間隔で行なうことにより該フイルター部
材４の機能を長期に亘つて良好に維持することが
できる。

次に、本考案の効果を説明すると、本考案のデ
イーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、バーナ
装置とフイルター部材の間に、該バーナ装置から
の火炎を包囲する燃焼筒と、該燃焼筒の先端から
フイルター部材の前面外周に向けてテーパ状を成
して拡がり且つその外周に燃焼筒からフイルター
部材側に向けて段階的に複数の排気ガス導入孔を
形成した多孔板を取付け、エンジンから排出され
る排気ガスを多孔板の外周から排気ガス導入孔を
通して火炎側に導入するようにしているため、排
気ガスと火炎の燃焼ガスとのミキシング作用を促
進せしめてバーナ装置の熱効率を高めることがで
きるとともに、加熱された排気ガスをフイルター
部材の全域にくまなく流通させて該フイルター部
材全体をより高温に且つ均等に加熱し、フイルタ
ー部材に捕集したカーボン等の微粒子成分を効果
的且つ確実に燃焼除去することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案実施例に係るデイーゼルエンジ
ンの排気ガス浄化装置のシステム図である。 ２……排気通路、３……ケース、４……フイル
ター部材、１４……燃焼筒、１５……多孔板、２
０……排気ガス導入孔、Ｘ……バーナ装置。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 排気通路に排気ガス中のカーボン粒子等の微粒
   子成分を捕集するフイルター部材が配設され、該
   フイルター部材より上流にフイルター部材に捕集
   した該微粒子成分を燃焼除去するバーナ装置が設
   けられたデイーゼルエンジンの排気ガス浄化装置
   において、上記バーナ装置とフイルター部材との
   間に、バーナ装置からの火炎を包囲する燃焼筒を
   備え、該燃焼筒の先端からフイルター部材の前面
   外周に向けてテーパー状を成して拡がる多孔板を
   設け、且つ該多孔板には燃焼筒からフイルター部
   材に向けて段階的に複数の排気ガス導入孔が形成
   されており、且つエンジンから排出される排気ガ
   スを多孔板外周に導入するケースを設けたことを
   特徴とするデイーゼルエンジンの排気ガス浄化装
   置。