JPS639619A - 内燃機関のカ−ボン微粒子浄化装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は内燃機関の排気ガス中に含まれるカーボン微粒
子を主成分とする微粒子を除去し、微粒子が大気中に放
出されるのを防止するための微粒子浄化装置に関するも
ので、特にディーゼル機関に適用して有効な微粒子浄化
装置を提供するものである。

［従来の技術］ 従来、この主の装置としては、機関の排気系に耐熱製を
有するフィルタ部材、例えば多孔質セラミックスあるい
はメタルファイバを設置し、該フィルタ部材に微粒子を
付着捕集する装置が案出されてきた。しかしながら、こ
れ等の装置ではフィルタ表面への微粒子の堆積が進むに
つれてフィルタの通気抵抗が増大し、また粒子のかなま
りがフィルタ表面から脱落し始めるなめ、適当な周期で
捕集された粒子を加熱し焼却除去してフィルタを再生さ
せる手段がとられている。フィルタ再生のための加熱手
段としてはガスバーナ等のバーナやヒータが用いられる
。

［本発明が解決しようとする問題点］ 加熱手段であるバーナ等によりフィルタに捕集された微
粒子を加熱する場合、加熱時に加熱温度より低温の排気
ガスがフィルタを流通すると加熱効率が悪く多量の熱量
を必要とする。そこで熱量を低くするために２組のフィ
ルタを設！し、その上流側または下流側に流路切換バル
ブを設け、フィルタ再生時には加熱側のフィルタへの排
気ガスの流入を阻止し、他のフィルタへ排気ガスを流入
させ、これを交互に行なう手段が案出されている。

（例えば、特開昭５４−１１１０１０号）。しかしなが
らこの手段はフィルタを２組設置するため装置全体が非
常に大型化するという問題点を有している。

そこで本発明は、加熱時の加熱効率が良好であり、かつ
コンパクトで車両搭載性がよい装置を提供し、もって従
来の問題点を解決することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明の微粒子浄化装置は、排気管に設置したフィルタ
と、該フィルタを通過せずに排気ガスを排出するバイパ
ス流路と、フィルタおよびバイパス流路へ泗択的に排気
ガスの流通を切換える切換バルブと、フィルタにより捕
集された微粒子を加熱燃焼せしめる加熱手段と、切換バ
ルブ、加熱手段の制御をする制御機構を具備せしめ、フ
ィルタ再生時には、排気ガスをバイパス流路へ流通させ
るとともに加熱手段を作動せしめ、フィルタを加熱して
フィルタ上の微粒子を燃焼除去するものである。

［作用］ 本発明の装置においては、微粒子の加熱時に排気ガスを
バイパス通路に流通させる。従ってフィルタには加熱温
度よりも低温の排気ガスが流通しないから、加熱効率を
高めることができる。また捕集した微粒子を燃焼除去す
るのに必要な時間は、所定量の微粒子を捕集する時間と
比較してごく短時間であり、微粒子を燃焼除去している
間にバイパス流路から排出される微粒子はごくわずかで
あり、実質的な捕集率の低下はなく、フィルタが１個と
なる分、コンパクトとなり車両搭載性が向上する。

［実施例］ 以下、本発明を図示の実施例により説明する。

第１図は本発明の一実施例を示す構成図で、１は車両の
ディーゼルエンジン本体であって、空気がエアクリーナ
２、吸気管３、吸気マニホールド４を経て吸入されると
ともに燃料噴射ポンプ５より燃料が噴射される。排気ガ
スは排気マニホールド６を経て排気管７より排出される
。

排気管７は第１の排気管７ａと第２の排気管７ｂに分岐
し再び合流するように構成してあり、第１の排気管７ａ
には排気ガス中の微粒子を捕集するためのフィルタ部材
８が設置しである。フィルタ部材８は例えば多孔質のセ
ラミックス、メタルファイバー等よりなる。第１および
第２の排気管７ａ、７ｂの分岐部には排気ガスの流路切
換バルブ９が設けである。また、上記フィルタ部材８の
上流にはこれに近接して加熱手段としてのバーナ１０が
設けである。このバーナ１０では燃料供給装置および空
気供給装置くいずれも図示せず）よりそれぞれ燃料およ
び空気が供給されて混合気がつくられ、燃焼される。

上記第１および第２の排気管７ａ、７ｂの合流部には排
気ガス再循環用の管路１１く以下、ＥＧＲバイブという
）の一端が接続され、他端は上記吸気管３に接続されて
いる。そしてＥＧＲパイプ１１の途中には吸気管３へ還
流される排気ガスの流量を調節するバルブ１２（以下、
ＥＧＲバルブという）が設けである。

１３は制御装置であって、上記切換バルブ９を駆動する
アクチュエータ１４、ＥＧＲバルブ１２、バーナ１０等
を制御する作用をなす。吸気マニホールド４には真空ポ
ンプ１５が設置してあり、これはＥＧＲバルブ１２を作
動させる負圧を発生する。上記燃料噴射ポンプ３は噴射
量調製ラック（図示せず）を有しており、ラック位置を
示す電気信号が伝送線１６により制御装置１３に送られ
る。本体１には機関の回転数を検出する装置１７が設け
てあり、回転速度が電気信号により制御装置１３に送ら
れる。上記真空ポンプ１５とＥＧＲバルブ１２とを連通
ずるパイプ１８には真空ポンプ１５からＥＧＲバルブ１
２へ供給される負圧を調料する電磁バルブ１９が設けて
あり、この電磁バルブ１つは制御装置１３から発信され
るパルス信号により開閉される。上記パイプ１８には一
端が大気に連通ずる絞り流路２０が設けてあり、ＥＧＲ
バルブ１２の負圧室１２ａの負圧を徐々に逃がず作用を
なす。

次に本実施例の作動について説明すれば、通常時、切換
バルブ９は第１の排気管７ａを開路しており、排気ガス
全量がフィルタ部材８を流通し、排気ガス中の微粒子が
捕集される。また、排気ガスの一部はＥＧＲパイプ１１
よりＥＧＲバルブ１２にて調量されて吸気管３に再循環
し、これによりＮＯｘ排出が低減される。

車両の走行距離あるいは燃料消費量が所定値に達すると
、制御装置１３からの信号により切換バルブ９が回動し
てバイパス流路をなす第２の排気管７ｂが開路され排気
ガスが流入する。これと同時にバーナ１０が燃焼を開始
し、フィルタ部材８が加熱され、捕集されている微粒子
は焼却除去される。

第２図は装置の作動を示すタイムチャートであって、排
気ガスの流れがフィルタ部材８を設けた第１の排気管７
ａからバイパス流路の第２の排気管７ｂに切換えられる
と同時にバーナ１０の燃焼作用がなされ、そしてバーナ
１０はフィルタ部材８に捕集された微粒子を燃焼除去す
るに必要な熱量を供給した後その作動を停止し、上記熱
量により微粒子が燃焼除去されるに必要な時間経過時に
排気ガスの流路がフィルタ部材８側に切換えられる。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によればフィルタを１個と
し、フィルタ再生時は、バイパス流路へ排気ガスを流通
させるとともに、加熱手段を作動してフィルタを加熱し
てフィルタ上の微粒子を燃焼除去するので、加熱効率が
高く、コンパクトで車両搭載性のよい微粒子浄化装置が
得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による微粒子浄化装置を用いた内燃機関
の全体構成図、第２図は装置作動のタイムチャートを示
す図である。 １・・・・・・内燃機関本体 ６・・・・・・排気マニホールド ７・・・・・・排気管 ７ｂ・・・・・・バイパス流路 ８．８ａ、８ｂ・・・・・・フィルタ部材９・・・・・
・ガス流路切換バルブ １０・・・・・・バーナ（加熱手段） １１・・・・・・排気ガス再循環パイプ１３・・・・・
・装置作動制御装置 第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 排気ガス通路に排気ガス中のカーボン微粒子を主成分と
   する微粒子を捕集する微粒子捕集フィルタと、該フィル
   タに捕集された微粒子を加熱して燃焼除去する加熱手段
   を備えた内燃機関のカーボン微粒子浄化装置において、
   上記フィルタおよび加熱手段側の排気ガス通路を通過せ
   ずに排気ガスを排出するバイパス流路と、上記フィルタ
   および加熱手段側の排気ガス通路、あるいは上記バイパ
   ス流路へ排気ガスの径路を切換えるための流路切換バル
   ブを設け、通常時には排気ガスをフィルタに流通させ、
   フィルタによる微粒子捕集量が所定値に達したた時には
   排気ガス流路を上記バイパス流路にて切換えるべく切換
   バルブを作動させるとともに、上記加熱手段を作動させ
   ることを特徴とする内燃機関のカーボン微粒子浄化装置
   。