JPS6369519A - ディーゼルエンジン用排気微粒子捕集装置 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明はディーゼルエンジンの排気ガスなどに含まれる
カーボンなどの排気微粒子を捕集・処理して浄化する装
置に関し、さらに詳細にはこれら排気微粒子を捕集する
ための装置に関するものであ゛る。

（従来の技術） 従来、この種の排気ガス浄化装置においては、例えば発
砲セラミックやセラミックモノリスよりなる捕集装置に
より排気ガス中の排気微粒子を物理的に一旦捕集し、こ
れを電気ヒータやバーナー等の熱源により加熱燃焼する
ことによって捕集機能を再生し、排気ガスを浄化するよ
うに構成されていた。

（発明が解決しようとする問題点） 前記従来技術による捕集装置においては、物理的捕集材
としての発砲セラミックやこれに類似したセラミックモ
ノリスが三次元の網目状構造をしており、その内部を通
過する排気ガス中に含まれる微粒子を網目状通路の壁面
に付着堆積させて物理的に捕集するようにしている。こ
れにより堆積量はしだいに増加していくが、堆積量の増
加に伴い排気ガス通過断面積が減少し、その結果背圧が
上昇、排気抵抗が高くなってエンジン性能の低下を来し
たり、排気ガスの壁面との接触面積が減少するとともに
流速が増加するため排気微粒子の捕集率低下などの支障
を来たす問題を有していた。

この為背圧上昇防止と捕集率を確保すべくセラミックモ
ノリスの口径、長さを共に大きくしておく必要があると
共に、堆積した微粒子を頻繁に着火燃焼等により再生処
理する必要があった。

又捕集装置であると同時に極めて高温にさらされる燃焼
反応装置でもある。これら従来の捕集装置は、耐熱性こ
そあるもののその複雑な製造工程と大きなエネルギー消
費により非常に高価であるとともに、その脆さや低い耐
衝撃性を補うため。

及び全屈部材との熱膨張係数の大きな差から生じる各部
への熱応力を緩和するため、ステンレス鋼線からなる耐
熱、耐食性を持った高価なりッション材を必要とするな
ど使用に当っては構成の複雑さと共に極めて高い価格が
大きな問題となっていた。

本発明者らは前記従来技術の問題点を解決すべく鋭意検
討した結果、排気微粒子の捕集手段として密集した線材
を使用するという従来全く見られ微粒子を僅かな振動に
より落下させて捕集機能を長期間にわたり千金に発揮さ
せることができるということを見い出し、本発明を完成
するに至った。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段） 本発明を概説すれば１本発明は排気ガス通路に介装した
排気微粒子捕集装置において、排気ガス流通路に多数の
耐熱金属材料からなる線材を、上部端を束ねて束縛端と
し、下部端を自由端とするように密集させて配設してな
ることを特徴とする排気微粒子捕集装置に関するもので
ある。

即ち、本発明になる排気微粒子捕集装置は、耐熱性の金
属材料からなる多数の線材を密集させて排気微粒子の捕
集素子とし、その片端を束ねて束縛端に他端を自由端と
し、かつ前記束縛端が上方に、自由端が下方となる姿勢
に配設するように構成しされる。又本捕集装置の下方に
は捕集した排気微粒子の処理装置が別個に設けられる。

本発明の排気微粒子捕集装置内に配設される排気微粒子
捕集素子、即ち、多数の耐熱性金属線材の上部端を束縛
端、下部端を自由端として構成される排気微粒子捕集素
子は、排気微粒子の捕集効率を勘案して、例えば ・素子を構成する線材を波打加工したり、・素子を構成
する線材を層状に間隔を設けて多層状のものにしたり、 ・素子を構成する線材の線径や密集度を相違させたもの
を併用１例えば排気ガス流通方向に沿って線材の線径を
順次細く及び／又は密集度を高くなるようにさせたり、 ・各素子間の間隔を適宜変更したり、 することができることはいうまでもないことである。

（作用） 排気ガス中の微粒子（主にカーボン）は耐熱金属材料か
らなる線材相互間の僅かな隙間を迂回しながら通過する
間に互に接触、凝縮して大きな粒子となり、線材表面に
付着するが、前記線材の配設方向が上下方向である事に
より、エンジンや路面からの僅かな振動や、この振動に
伴う密集線材相互の接触等により簡単に落下させること
が出来る。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。第
１図は本発明の排気微粒子捕集装置の断面図である。■
は排気通路■に介装した排気微粒子捕集装置、に）は５
ＵＳ３０４製ワイヤー〇を毛足長さ８０１１／＋１、厚
さ約１３ｓ＋／ｍに密集させた排気微粒子捕集素子であ
って束縛端■を上方に、自由端０を下方となる姿勢に１
０＋ｍ／ｍ間隔をもって配設し、且つ排気微粒子捕集素
子（４１）、　（４２）は線径φ０．５ｍ／ｍの線材■
をピッチ６ｍ／ｍ、高さ２　ｍ／ｍに波打加工を施し、
密度約４　、５　ｋｇ　／　ｍ密集させ、排気微粒子捕
集素子（４３）　、　（４４）　、　（４５）は線径φ
０．３＋＋＋／＋の線材■をピッチ５ｍ／ａ、高さ２ｍ
／ａに波打加工を施し、密度約４．７ｋｇ／ｍに密集さ
せて構成し、捕集された排気微粒子は堆積室■へ落下、
やがて床面の穴から排気微粒子の処理袋＠■へ落下して
処理されるよう構成されている。尚、第２図、第３図は
共に排気微粒子捕集素子＠）に対し捕集した排気微粒子
を強制的に落下させて背圧の上昇、排気抵抗の増加、捕
集率の低下を防止する装置であって、第２図は排気微粒
子捕集素子（へ）の束縛端■上部及び又は背面から必要
に応じ圧縮空気をブローする為のチャージタンク■及び
制御バルブ（ｌＯ）から構成されており、また、第３図
は排気微粒子捕集素子に）に強制的に揺動や振動を加え
るようにしたものである。

また、第４図は、エンジン、排気系統における本発明の
排気微粒子捕集装置の位置づけを示す図である。

〔発明の効果〕

本発明の排気微粒子捕集装置においては、排気微粒子に
対する捕集機能と処理機能を別々の装置に分けたことに
より、捕集装置は電気ヒーターやバーナー等の熱源によ
り加熱燃焼反応を行なう装置でなくなり、極めて高価な
セラミックモノリス等の耐熱材料を使用する必要がなく
なり、又、セラミックモノリス等の脆く且つ小さな熱膨
張係数に起因する各部への大きな熱応力の発生を防止す
るための耐熱耐食性を持った高価なりッション材の使用
をも不用とすることができる。又、密集した線材からな
る微粒子捕集素子を上下方向への配設としたことにより
、排気ガス中の微粒子は線材相互間の僅かな隙間を迂回
しながら通過する間に互に接触、凝縮して大きな粒子と
なり線材表面に付着捕集されるが捕集した微粒子はエン
ジンや路面からの僅かな振動や線材相互の接触等により
簡単に剥離し落下、除却することが出来るので、セラミ
ックモノリスの様な細長い網目状通路の壁面への微粒子
の付着、堆積による排気ガス通過断面積の減少から背圧
の上昇、排気抵抗の増加をきたしこれに伴うエンジン性
能の低下、及び捕集率の低下を招くことにない極めて信
頼性の高い排気微粒子捕集装置を安価に得ることが出来
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明になる排気微粒子捕集装置の断面図、第
２図、第３図は排気微粒子捕集素子に捕集された微粒子
の落下促進手段を示すもので、第２図のものはブローイ
ングにより、第３図のものは振動によるものである。第
４図はエンジン、排気系統における本発明になる排気微
粒子捕集装置の位置づけを示す図である。 １・・・排気微粒子捕集装置 ２・・・排気ガス通路 ３・・・線材 ４．４１，４２．４３・・・排気微粒子捕集素子５・・
・束縛端 ６・・・自由端 ７・・・排気微粒子堆積室 ８・・・排気微粒子処理装置。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）排気ガス通路に介装した排気微粒子捕集装置にお
   いて、排気ガス流通路に多数の耐熱金属材料からなる線
   材を、上部端を束ねて束縛端とし、下部端を自由端とす
   るように密集させて配設してなることを特徴とする排気
   微粒子捕集装置。
2. （２）排気ガス流通方向に沿って密集させた線材の線径
   を順次細く及び／又は密集密度が高くなるように構成し
   たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排気微
   粒子捕集装置。
3. （３）線材を層状に間隔を設けて多層状に配設したこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の排気微粒子捕
   集装置。
4. （４）線材が波打加工を施したものであることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の排気微粒子捕集装置。