JPS6255409A - エンジンの排気浄化装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明はエンジンの排気浄化装置、特に排気ガス中に含
まれる力６−ボン等の可燃性微粒子を燃焼除去するよう
にした装置に関する。

（従　　来　　技　　術） エンジンの排気ガス、特にディーゼルエンジンの排気ガ
ス中にはカーボン等の可燃性微粒子（パティキュレート
）が含まれるので、この種のエンジンの排気通路には例
えば実開昭５９−２４９１１号公報に開示されているよ
うなパティキュレートフィルタが備えられ、該フィルタ
によって上記微粒子を捕集して外部への排出を防止する
ことが行われる。

然して、このパティキュレートフィルタにおいては、捕
集した微粒子が堆積して目詰りが生じるので、この微粒
子を定期的に或は目詰りが生じた時点で除去する必要が
あり、その除去方法として、従来よりバーナーや電気ヒ
ーター等で燃焼させる方法が用いられている。しかし、
バーナーによる場合は、該バーナーへの燃料の供給や燃
焼状態をコントロールする複雑なシステムが必要となっ
て装備が大川りなものとなり、また電気ヒーターによる
場合は、消費電力が大きく、しかも微粒子が局部的にし
か燃焼されないといった欠点があった。

（発　　明　　の　　目　　的） 本発明は、排気通路に備えたパティキルレートフィルタ
に堆積する可燃性微粒子の除去に関する上記のような実
情に対、処するもので、微粒子が堆積したパティキュレ
ートフィルタに触媒溶液を供給することによって、バー
ナーや電気ヒーター等を用いることなく、堆積微粒子を
燃焼除去し得るようにする。そして、特に上記触媒溶液
をフィルタの前面に広範囲に且つ均一に供給するように
して、堆積微粒子を確実且つ効率良く燃焼除去すると共
に、真円形断面を有しないオーバルタイプ等のフィルタ
についても上記堆積微粒子を確実に燃焼除去し得るよう
にすることを目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成） 即ち、本発明に係るエンジンの排気浄化装置は、排気通
路に可燃性微粒子を捕集するパティキュレートフィルタ
を備えた構成において、該フィルタの上流側に排気ガス
が通過する多数の孔を有する反射板を傾斜状に設けると
共に、該反射板におけるフィルタ側の面に向けて触媒溶
液を噴射するノズルを設置する。そして、このノズルか
ら噴射した触媒溶液が上記反射板で反射された上でパテ
ィキュレートフィルタに供給されるように上記反射板の
傾斜角度とノズルから噴射される触媒溶液の噴射方向と
を設定すると共に、この反射板の傾斜角度もしくはノズ
ルから噴射される触媒溶液の噴射方向の少なくとも一方
を変化させるように構成する。

ところで、上記ノズルから噴射される触媒溶液としては
例えば塩化銅（ｃｕ　ＣＪ２２　）を主成分とするもの
が用いられ、これをフィルタに堆積している可燃性微粒
子に吹き付けることによって該微粒子の着火温度が大幅
に低下し、その結果、排気通路を通過する排気ガスの温
度によっても十分に着火、燃焼することになる。そして
、上記触媒溶液が一旦反射板で反射されることにより該
溶液の微粒化が促進され、しかも上記反射板の傾斜角度
或はノズルの噴射方向が変化されることにより、反射板
で反射された触！Ｉｔ！溶液が広範囲に且つ均一にパテ
ィキュレートフィルタの前面に吹き付けられることにな
る。特に、上記フィルタとして例えば断面が長円形状の
オーバルタイプ等のものが使用される場合に、該フィル
タの前面の長径方向の両端部、即ち触媒溶液が供給され
にくい箇所にも該触媒溶液が確実に吹き付けられること
になる。

尚、上記ノズルから噴射された触ｖｉ溶液は、反射板で
反射される際に一部が該反射板に付着するが、この付着
した触媒溶液は、反射板に形成された多数の孔を通過す
る排気ガスの流れによって拡散された上でパティキュレ
ートフィルタに吹き付けられることになり、これによっ
ても触媒溶液の微粒化或は均−化等が促進される。

（発　　明　　の　　効　　果） 以上のように本発明に係るエンジンの排気浄化装置によ
れば、排気通路に設けられたパティキュレートフィルタ
に堆積した可燃性微粒子を燃焼除去する際に、上記微粒
子の着火温度を大幅に低下させる触媒溶液を上記フィル
タに吹き付けるようにしたから、大川りな装備が必要な
バーナーや消費電力の大きいヒーター等を用いることな
く、排気ガスの温度によって堆積微粒子を燃焼除去して
フィルタの目詰りを解消することが可能となる。

そして、特に本発明によれば、ノズルから噴射された触
媒溶液を反射板により反射させた上で上記フィルタに供
給すると共に、反射板の傾斜角度又はノズルからの触媒
溶液の噴射方向を変化させるようにしたから、触媒溶液
が微粒子化された上でパティキュレートフィルタの前面
に広範囲に且つ均一に供給され、しかもオーバルタイプ
等のフィルタに対しても同様に触媒溶液を広範囲にわた
って供給できるようになり、これにより上記堆積微粒子
を確実に且つ効率良く燃焼除去することが可能となる。

（実　　施　　例） 以下、図に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、エンジン１の排気通路２には、該
エンジン１の燃焼室から構成される装置ガス中のカーボ
ン等の可燃性微粒子を捕集するパティキュレートフィル
タ１０が備えられている。

このパティキュレートフィルタ１０は、フィルタケース
１１内にフオームタイプの上流側フィルタ１２と、ウオ
ールタイプの下流側フィルタ１３とを直列状に配置した
構成で、上記上流側フィルタ１２は例えばセラミックを
スポンジ状に形成してなる発泡体を充填したもので、比
較的大きな粒子を捕集する。また、下流側フィルタ１３
は、多孔質材料でハニカム状に形成した多数の孔の両端
を交互に閉塞することによって、上流端が開口した孔１
３ａに流入した排気ガスを隣接孔間の隔壁１３ｂを透過
させて下流端が開口した孔１３ｃに流入させるようにし
たもので、排気ガスが上記隔壁１３ｂを透過する際に該
ガス中の比較的小さな微粒子を捕集するようにしたもの
である。

そして、このパティキュレートフィルタ１０の上流側に
は中空ケース３が連設されて、該ケース３の上流端部側
面に排気通路２の上流部２ａが接続され、また該フィル
タ１０の下流側に排気通路２の下流部２ｂが接続されて
いると共に、上記排気通路２の上流部２ａと下流部２ｂ
との間にはバイパス通路４が設けられている。また、該
バイパス通路４の排気通路上流部２ａからの分岐部には
、アクチュエータ５によって作動されるバイパス弁６が
備えられ、排気通路上流部２ａを上記中空ケース３内か
らパティキュレートフィルタ１０側に連通させる状態と
、バイパス通路４に連通させる状態とに切換えられるよ
うになっている。

以上の構成に加えて、この排気浄化装置には触媒溶液の
噴射装置２０が備えられている。この噴射装置２０は、
上記中空ケース３の側面に連設された筒状のノズル取付
部材７に嵌合されて該ケース３内における排気ガスの流
れ方向と略直交する方向（図面上真上方向）に向けられ
たノズル２１と、該ノズル２１から噴射される触媒溶液
へを貯留したタンク２２と、該タンク２２内の液面上方
の空間Ｂ内にバイブ２３を介して加圧エアを送り込む電
動式のエアポンプ２４とで構成されている。

そして、該ポンプ２４を作動させた時に、その高圧吐出
エアがタンク２２内の液面を押圧することにより、その
圧力で触媒溶液Ａがバイブ２５を介してノズル２１に圧
送されて噴射されるようになっている。尚、エアポンプ
２４の吐出エアをタンク２２内に導くバイブ２３上には
ｒｉｒＩｒｊ１弁２６が設けられていると共に、タンク
２２の上面には該タンク２２内の上部空間Ｂを外部に対
して連通、遮断させるエア排出弁２７が設けられている
。また、上記ノズル取付部材７内にはノズル２１の先端
部前方を中空ケース３内に対して開放し或は遮断させる
シャツタ弁８が備えられているが、該シトツタ弁８は、
アクチュエータ９の作動によりロッド９ａがａ方向に移
動された時にレバー９ｂを介して実線で示す遮断位置か
ら鎖線で示す間数位置に揺動されるようになっている。

然して、上記中空ケース３内には、排気ガスを通過させ
るための多数の貫通孔３０ａ・・・３０ａを有する反射
板３０が傾１斜状に配備されている。この反射板３０は
、上記ノズル２１から真上方向に噴射される触媒溶液Ａ
を反射させて、パティキュレートフィルタ１０における
上流側フィルタ１２の前面に該溶液Ａを吹き付ける作用
を担うものであり、図示しないアクチュエータの作動に
より、ｂ方向及びＣ方向に所定の範囲内で支＠３１を介
して揺動されるようになっている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

先ず、エンジン１の通常運転時においては、排気通路２
上のバイパス弁６が該排気通路２の上流部２ａを中空ケ
ース３側に連通させているので、エンジン１から排出さ
れた排気ガスは全量が上記排気通路上流部２ａがら中空
ケース３内に流入すると共に、該ケース３内に設けられ
た反射板３゜に形成された多数の貫通孔３０ａ・・・３
０ａを通過した後、パティキュレートフィルタ１ｏを通
って排出されることになる。そして、上記フィルタ１０
を通過する際に、排気ガス中のカーボン等の可燃性微粒
子が該フィルタ１ｏのフオームタイプの上流側フィルタ
１２とウオールタイプの下流側フィルタ１３とによって
効果的に捕集され、該微粒子の外部への放出が防止され
る。

ところで、このパティキュレートフィルタ１０は、上記
のようにして捕集した微粒子が次第に堆積して目詰りが
発生するのであるが、その場合に、例えば排気通路２の
フィルタ上流側の排圧の上昇等によりこの目詰りが検出
されて、パティキュレートフィルタ１０の再生動作、即
ち上記堆積微粒子の除去動作が行われる。つまり、先ず
ノズル取付部材７内のシャツタ弁８がアクチュエータ９
によって鎖線で示す開放位置に揺動されると共に、エア
ポンプ２４の吐出エアをタンク２２に導くバイブ２３上
の開閉弁２６が開弁され、且つタンク２２に設けられた
エア排出弁２７が閉弁されて該タンク２２内が気密化さ
れる。また、この時、排気通路２上のバイパス弁６がア
クチュエータ５によって開度を調整されて、エンジン１
から排出される排気ガスの所要ｍだけが中空ケース３か
らパティキュレートフィルタ１０側に導入され、余分な
排気ガスはバイパス通路４を通って放出される。

次に、上記のような状態でエアポンプ２４が作動し、そ
の吐出エアがタンク２２内に導入されて触媒溶液Ａの液
面を押圧することにより、その圧力で該溶液Ａがパイプ
２５を経てノズル２１に圧送され、更に該ノズル２１か
ら上記中空ケース３内に設置された反射板３０に向けて
噴射される。そして、この噴射された触媒溶液Ａは該反
射板３０で反射されてパティキュレートフィルタ１０の
前面に供給されると共に、このようにして供給された触
媒溶液Ａの作用によって上記フィルタ１０に堆積してい
る可燃性微粒子の着火温度が大幅に低下する。これによ
り、上記微粒子がフィルタ１０を通過する排気ガスの温
度によって燃焼除去されて、該フィルタ１０の目詰りが
解消されることになる。

然して、上記のようにして触媒溶液Ａがノズル２１から
噴射されている間は、上記反射板３０が図示しないアク
チュエータにより所定の範囲内でｂ方向及びＣ方向にｍ
動されおり、そのため第２図に示すように、反射板３０
に向けて噴射された触媒溶液Ａの反射方向が、実線で示
す反射板３０がｂ方向への揺動端にある時の反射方向×
１から鎖線で示すＣ方向への揺動端にある時の反射方向
×２までの範囲内において所定の周期で変化される。従
って、上記パティキュレートフィルタ１０の前面に触媒
溶液Ａが上部Ｙ１から下部Ｙ２に至る全範囲にわたって
供給されることになり、これにより、上記触媒溶液Ａの
供給位置を特定の位置に固定した場合と比較して、該溶
液Ａがパティキュレートフィルタ１０の前面に広範囲に
且つ均一に供給され、その結果、該フィルタ１０に堆積
した可燃性微粒子が確実且つ効率良く燃焼除去されて、
フィルタ１０が良好に再生されることになる。

また、上記触媒溶液Ａは、反射板３０で反射される際に
一部が反射板３０に付着するが、この付着した溶液Ａは
、該反射板３０に形成された多数の貫通孔３０ａ・・・
３０ａを通過する排気ガスの流れによってフィルタ１０
側に拡散されながら吹ぎ飛ばされる。従ってこのような
現象によっても上記フィルタ１０に供給される触媒溶液
への均一な供給が促進されると共に、上記触ｔｓ溶液Ａ
は、反射板３０で反射されることにより微粒化され、こ
の微粒化によって可燃性微粒子の燃焼ないしフィルタ１
０の再生が一層良好に行われることになる。

更に、上記のようにして触媒溶液Ａの供給方向を反射板
３０の傾斜角度に応じて変化させる構成としたことによ
り、フィルタ１０が真円形断面を有しないオーバルタイ
プ等のフィルタに対しても、その全面に広範囲に且つ均
一に触媒溶液Ａを供給することが可能となる。

また、上記実施例においては、触媒溶液へのフィルタ１
０への供給方向を変化させるために、反射板３０を揺動
させる構成としたが、これとは別に、第３図に示すよう
に反射板３０′の傾斜角を固定して、触媒溶液へを噴射
するノズル２１′をｂ′方向及びＣ′力方向揺動可能と
することにより、上記反射板３０′に噴射された触媒溶
液Ａの反射方向を、該ノズル２１′がｂ′方向への揺動
端にある時の反射方向Ｘ１’　から該ノズル２１′がＣ
′力方向の揺動端にある時の反射方向Ｘ２’までの範囲
内で変化させ、これによりフィルタ１０′の前面に触媒
溶液を広範囲に且つ均一に供給するように構成してもよ
い。

尚、以上の実施例においては、反射板で反射される触媒
溶液の反射方向を上下（図面上）にのみ変化させるよう
にしたが、この反射方向を上下及び左右に変化させるよ
うにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る排気浄化装置の実施例を示すもので
、第１図は全体構成図、第２図は作用を示す要部拡大断
面図、第３図は他の実施例を示す要部拡大断面図である
。 １・・・エンジン、２・・・排気通路、１０．１０’・
・・パティキュレートフィルタ、２１．２１’・・・ノ
ズル、３０．３０’・・・反射板、３０ａ・・・排気ガ
スが通過する孔、Ａ・・・触媒溶液。 第２１１ 巴 第３１ ｔｏ’

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気通路に可燃性微粒子を捕集するパティキュレ
   ートフィルタを備えたエンジンの排気浄化装置であって
   、上記パティキュレートフィルタの上流側に傾斜状に配
   置され且つ排気ガスが通過する多数の孔を有する反射板
   と、該反射板における上記フィルタ側の面に向けて触媒
   溶液を噴射するノズルとを設けて、該ノズルから噴射さ
   れた触媒溶液を上記反射板で反射させてパティキュレー
   トフィルタに供給するように構成し、且つ上記反射板の
   傾斜角度と上記ノズルの噴射方向の少なくとも一方を変
   化させるように構成したことを特徴とするエンジンの排
   気浄化装置。