WO2005056988A1 - 排気浄化装置 - Google Patents

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Toshiki Ohya
Hiroshi Endou
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Hino Motors, Ltd.
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification device.
  • Particulate matter (particulate matter) emitted from a diesel engine mainly consists of soot composed of carbonaceous matter and SOF (Soluble Organic Fraction: soluble organic matter) composed of high-boiling hydrocarbon components.
  • SOF Soluble Organic Fraction: soluble organic matter
  • a particulate filter is installed in the exhaust pipe through which exhaust gas flows. Has been done in the past.
  • the particulate filter has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the respective flow paths partitioned in a lattice are alternately sealed, and the inlets are sealed.
  • the outlets of the flow channels and the flow channels are sealed so that only the exhaust gas that has passed through the porous thin wall that defines each flow channel is discharged to the downstream side.
  • particulates are collected on the inner surface of the porous thin wall.
  • the particulate filter Since the mesh that cannot be burned and removed due to the lubricating oil accumulates in the particulate filter, the particulate filter is appropriately removed and directly cleaned by air cleaning, water cleaning, or the like. It is necessary to replace the particulate filter with a new one, and it is necessary to make the particulate filter detachable from the muffler.
  • Patent Document 1 in a box-shaped muffler, An exhaust gas purifying device has been proposed in which an inner shell is fixedly installed, and a filter cartridge unitized by integrally holding a particulate filter with a cartridge shell is inserted into the inner shell and mounted. .
  • Patent Document 1 JP 2003-97248 A
  • the filter cartridge When the filter cartridge is configured to be attached to and detached from the inner shell fixed and installed in the box-shaped muffler while the force is being applied, the filter cartridge is located near the center of the muffler that is separated from the casing.
  • the muffler casing has a temperature sensor located away from the particulate filter, even if a temperature sensor is installed through the muffler casing. The temperature of the exhaust gas in the silencing space had to be detected as a substitute for the temperature of the exhaust gas flowing directly into the particulate filter.
  • combustion control is performed on the engine side to actively burn and remove the particulate matter collected by the particulate filter, and the exhaust gas temperature is increased by post-injection after-fuel injection. Even if it does, the exhaust gas temperature directly flowing into the particulate filter cannot be accurately detected, and there is a problem that it is difficult to perform the combustion control on the engine side more precisely and accurately.
  • the combustion control on the engine side is supplementarily described. If the post-injection is executed at a non-ignition timing later than the compression top dead center and unburned fuel is added, the added fuel is added. Is oxidized on the oxidation catalyst supported on the particulate filter (or on the oxidation catalyst if an oxidation catalyst is separately arranged in front of the particulate filter), and the heat of the reaction causes the catalyst bed of the particulate filter to react. The temperature will be raised to encourage burning out of particulates.
  • the fuel by the after-injection is difficult to be converted into output, and combustion at the timing lowers the thermal efficiency of the engine, thereby reducing the power fuel.
  • the calorific value of the fuel the amount of heat that is not used for power increases, which raises the exhaust gas temperature and promotes the burning and removal of particulates.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to accurately detect the temperature of exhaust gas directly flowing through a particulate filter built in a muffler. I have.
  • the present invention is an exhaust gas purifying apparatus in which a muffler in the middle of an exhaust pipe incorporates a particulate filter, and a concave portion is provided at a temperature detection point in a casing of the muffler to a position close to the particulate filter in the casing. And a temperature sensor is provided at the deepest portion of the concave portion.
  • the temperature sensor is disposed in close proximity to the particulate filter in the casing, and the temperature sensor of the temperature sensor is located at the central portion of the entrance end face or the exit end face of the particulate filter.
  • the recess may be formed in a cup shape, and an operation space for operating a tool for attaching and detaching the temperature sensor may be secured around the penetrating portion of the temperature sensor.
  • the operation space secured in the recess is used to easily operate the tool and easily attach and detach the temperature sensor. It is possible to do it.
  • An operation space in which a tool for attaching and detaching the temperature sensor can be operated can be secured around the penetrating portion of the temperature sensor, whereby the tool can be operated without difficulty and the deepest portion of the concave portion can be operated.
  • the attachment and detachment work of the temperature sensor with respect to can be easily performed.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view of an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the muffler of FIG. 1 in a side view.
  • FIG. 3 is a perspective view of a concave portion formed at a temperature measuring point of the muffler.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along the line IV—IV in FIG. 2.
  • FIG. 1 and FIG. 4 show an embodiment of the present invention, in which a casing 2 of a muffler 1 formed in a box shape has first and second chambers 5 and 6 separated by separators 3 and 4.
  • the third chamber 7 is divided into three, and a cylindrical inner shell 8 is fixedly installed through the separator 4 from the second chamber 6 to the third chamber 7, and the inner shell 8 forms the muffler 1.
  • a housing space for the particulate filter 9 is defined in the casing 2.
  • the particulate filter 9 is a filter cartridge 11 united by being integrally held by a cylindrical cartridge shell 10, and the filter cartridge 11 is attached to the inner shell 8 with respect to the inner shell 8.
  • the muffler 1 is designed to be inserted from the rear side of the casing 2 so that it can be mounted.
  • the cartridge shell 10 holding the particulate filter 9 has a flange 12 at the front end in the insertion direction, and after the cartridge shell 10 is inserted into the inner shell 8 and stored therein. , A lid for closing the front opening of the cartridge shell 10
  • the flange 12 is bolted to the rear surface of the casing 2 of the muffler 1 together with the outer peripheral portion of 13.
  • an inlet pipe 16 for introducing exhaust gas 15 from the exhaust pipe 14 on the upstream side (see Fig. 2) 16 force is inserted from the front surface of the casing 2 of the muffler 1 to the first separator 3 and is connected to the front end.
  • the exhaust gas 15 introduced by the inlet pipe 16 is discharged to the first chamber 5 through the air diffusing hole 16a.
  • a catalyst shell 17 is fixedly installed in the first chamber 5 through the separator 3 so as to be continuous with the inner shell 8, and a particulate filter is provided in the catalyst shell 17.
  • a straight-flow type oxidation catalyst 18 for assisting the burning and removal of the particulate matter trapped in the catalyst shell 9 is accommodated, and the catalyst shell 17 is opposed to the end surface of the oxidation catalyst 18 on the side opposite to the particulate filter 9.
  • the exhaust gas 15 of the first chamber 5 is introduced from the slit 17a.
  • the exhaust gas 15 that has passed through the oxidation catalyst 18 flows into the particulate filter 9 in the inner shell 8 and passes through the particulate filter 9 to collect particulates.
  • the air is discharged to the third chamber 7 through a slit 10a near the front end of the inner shell 8 and a slit 8a opened correspondingly to the inner shell 8 side.
  • an outlet pipe 19 for discharging the exhaust gas 15 purified by the particulate filter 9 is inserted in parallel with the inlet pipe 16 from the front surface of the casing 2 of the muffler 1 to the third chamber 7.
  • the exhaust gas 15 discharged into the third chamber 7 is drawn through the outlet pipe 19 to a downstream exhaust pipe (not shown) through the outlet pipe 19 because the distal end is opened.
  • the boundary between the oxidation catalyst 18 and the particulate filter 9 in the casing 2 of the muffler 1 is provided.
  • a portion close to the portion is a temperature measuring point, and a cup 21 recessed inside the casing 2 is fitted and attached to the mounting hole 20 opened here, and a position close to the particulate filter 9 by the cup 21.
  • a concave portion is formed to be recessed.
  • a temperature sensor 22 is provided at the deepest part of the concave portion formed by the cup 21, and a temperature detecting part 22 a of the temperature sensor 22 is connected to the oxidation catalyst 18 through a not-shown notch of the inner shell 8. It can be inserted between the particulate filter 9.
  • the temperature sensor 22 is attached and detached via a screw tightening mechanism or the like, so that a tool such as a wrench having a bent tip can be rotated. Operation space 23 is secured.
  • the temperature sensor 22 is disposed close to the particulate filter 9 in the casing 2, and the temperature sensor 22 of the temperature sensor 22 Since the temperature measurement can be realized by bringing the temperature of the exhaust gas 22a into the particulate filter 9 via the oxidation catalyst 18 as close as possible to the temperature at the temperature sensor 22a. Will be more accurately detected.
  • the temperature of the exhaust gas directly flowing into the particulate filter 9 via the oxidation catalyst 18 built in the muffler 1 can be accurately detected.
  • combustion control on the engine side can be performed more finely and more accurately than in the past.
  • an operation space 23 is provided around the penetrating portion of the temperature sensor 22 so that a tool for attaching and detaching the temperature sensor 22 can be operated.
  • the tool can be easily operated by utilizing the temperature sensor, and the work of attaching and detaching the temperature sensor 22 to and from the deepest portion of the recess formed by the cup 21 can be easily performed.
  • the exhaust gas purifying apparatus of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and an oxidation catalyst does not necessarily need to be arranged in series in front of a particulate filter.
  • the part may be measured close to either the entrance or exit of the particulate filter, the shape of the muffler is not limited to a box, and other factors that do not depart from the gist of the present invention are within the scope. You can get various changes.

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Abstract

　マフラに内蔵されたパティキュレートフィルタに対し直接的に流通する排気温度を正確に検出し得るようにする。 　排気管途中のマフラ１にパティキュレートフィルタ９を内蔵した排気浄化装置において、マフラ１のケーシング２における検温箇所に、該ケーシング２内のパティキュレートフィルタ９に近接する位置まで窪む凹部をカップ２１により形成し、該カップ２１が成す凹部の最深部に温度センサ２２を貫通設置する。

Description

明 細 書
排気浄化装置
技術分野
[0001] 本発明は、排気浄化装置に関するものである。
背景技術
[0002] ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter :粒子状物 質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分力 成る SOF分（Soluble Organic Fraction :可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸 成分）を含んだ組成を成すものである力 この種のパティキュレートの低減対策として は、排出ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが 従来より行われている。
[0003] ここで、パティキュレートフィルタは、コージエライト等のセラミックから成る多孔質の ハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、 入口が目封じされてレヽなレ、流路につレ、ては、その出口が目封じされるようになってお り、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排出ガスのみが下流側へ排出されて、 前記多孔質薄壁の内側表面にパティキュレートが捕集されるようにしてある。
[0004] この種のパティキュレートフィルタを装備するにあたり、トラクタ等のホイールベース の短い車両の場合には、各種の補器類が既に緊密な状態でレイアウトされていて、こ れらの補器類との干渉を避けながら新たにパティキュレートフィルタの搭載スペースを 確保することが難しいため、マフラにパティキュレートフィルタを内蔵させて、両者を同 じ搭載スペースに効率良く配置できるようにすることが検討されている。
[0005] そして、パティキュレートフィルタ内には、潤滑油を起源として燃焼除去できないアツ シュが溜まってくるため、パティキュレートフィルタを適宜に取り出して直接的にエア 洗浄や水洗浄等による清掃を施したり、新たなパティキュレートフィルタに交換したり しなければならず、マフラに対しパティキュレートフィルタを着脱自在な構造とする必 要がある。
[0006] 例えば、本発明と同じ出願人による下記の特許文献 1においては、箱形のマフラ内 にインナシェルを固定設置し、パティキュレートフィルタをカートリッジシェルで一体的 に抱持してユニット化したフィルタカートリッジを前記インナシェルに対し差し込んで 装着するようにした排気浄化装置が提案されてレ、る。
特許文献 1 :特開 2003 - 97248号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0007] し力しながら、このように箱形のマフラ内に固定設置したインナシェルに対してフィ ルタカートリッジを着脱する構造とした場合、該フィルタカートリッジがマフラのケーシ ングから離間した中心部近辺に収容されて周囲に消音用の空間が確保されることに なるので、マフラのケーシングに温度センサを貫通設置しても、その検温部がパティ キュレートフィルタから離れた位置となってしまレ、、消音用の空間内での排気温度を パティキュレートフィルタに直接流入する排気温度の代用値として検出せざるを得な かった。
[0008] このため、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートを積極的に燃焼除 去させるベくエンジン側で燃焼制御を行レ、、ポスト噴射による燃料添加ゃァフタ噴射 による排気昇温を実行しょうとしても、パティキュレートフィルタに直接流入する排気 温度を正確に検出することができず、エンジン側の燃焼制御をより細かく且つ正確に 行うことが難しいという問題があった。
[0009] 尚、エンジン側の燃焼制御について補足して説明しておくと、圧縮上死点より遅い 非着火のタイミングでポスト噴射を実行して未燃燃料を添加すれば、その添加された 燃料がパティキュレートフィルタに担持させた酸化触媒上 (パティキュレートフィルタの 前段に酸化触媒が別途配置されている場合にはその酸化触媒上）で酸化反応し、こ の反応熱によりパティキュレートフィルタの触媒床温度が上げられてパティキュレート の燃焼除去が促されることになる。
[0010] また、メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでァフタ噴射を追加すれば、ァフタ噴 射による燃料が出力に転換され難レ、タイミングで燃焼することによりエンジンの熱効 率が下がり、動力燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増え、これにより 排気温度が上げられてパティキュレートの燃焼除去が促されることになる。 [0011] 本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、マフラに内蔵されたパティキュレートフ ィルタに対し直接的に流通する排気温度を正確に検出し得るようにすることを目的と している。
課題を解決するための手段
[0012] 本発明は、排気管途中のマフラにパティキュレートフィルタを内蔵した排気浄化装 置であって、マフラのケーシングにおける検温箇所に、該ケーシング内のパティキュ レートフィルタに近接する位置まで窪む凹部を形成し、該凹部の最深部に温度セン サを貫通設置したことを特徴とするものである。
[0013] 而して、このようにすれば、ケーシング内のパティキュレートフィルタに対し温度セン サが近接配置され、該温度センサの検温部をパティキュレートフィルタの入側端面や 出側端面の中央部分に極力近づけた温度計測が実現されることになるので、パティ キュレートフィルタに対し直接的に流通する排気温度が温度センサにより正確に検出 されることになる。
[0014] 更に、本発明においては、凹部がカップ型に形成され且つ温度センサの貫通部分 の周囲に該温度センサを着脱するための工具を操作し得る操作空間が確保されて レ、ることが好ましぐこのようにすれば、温度センサを凹部の最深部に貫通設置する に際し、該凹部内に確保した操作空間を利用することで工具を無理なく操作して温 度センサの着脱作業を容易に行うことが可能となる。
発明の効果
[0015] 本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
[0016] (I)マフラに内蔵されたパティキュレートフィルタに対し直接的に流通する排気温度 を正確に検出するので、その正確な検出温度を利用することでエンジン側の燃焼制 御等といった各種制御を従来より細かく且つ正確に行うことができる。
[0017] (II)温度センサの貫通部分の周囲に該温度センサを着脱するための工具を操作し 得る操作空間を確保することができ、それにより工具を無理なく操作して、凹部の最 深部に対する温度センサの着脱作業を容易に行うことができる。
図面の簡単な説明
[0018] [図 1]本発明の一実施例の一部切り欠き斜視図である。 [図 2]図 1のマフラの側面視での断面図である。
[図 3]マフラの検温箇所に形成した凹部に関する斜視図である。
[図 4]図 2の IV— IV矢視の断面図である。
符号の説明
[0019] 1 マフラ
2 ケーシング
9 パティキュレートフィルタ
14 排気管
15 ί非出ガス
18 酸化触媒
21 カップ（凹部）
22 温度センサ
22a 検温部
23 操作空間
発明を実施するための最良の形態
[0020] 以下本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
[0021] 図 1一図 4は本発明の一実施例を示すもので、箱形に形成されているマフラ 1のケ 一シング 2内がセパレータ 3, 4により第一室 5、第二室 6、第三室 7に三分割されてお り、第二室 6から第三室 7に亘りセパレータ 4を貫通して円筒状のインナシェル 8が固 定設置され、このインナシェル 8によりマフラ 1のケーシング 2内にパティキュレートフィ ルタ 9の収容空間が画定されている。
[0022] 他方、パティキュレートフィルタ 9は、円筒状のカートリッジシェル 10により一体的に 抱持することによりユニットィ匕したフィルタカートリッジ 11となっており、該フィルタカー トリッジ 11を前記インナシェル 8に対し前記マフラ 1のケーシング 2の後面側から差し 込んで装着し得るようにしてある。
[0023] ここで、パティキュレートフィルタ 9を抱持しているカートリッジシェル 10は、その挿入 方向における手前側端にフランジ 12を有しており、カートリッジシェル 10をインナシェ ル 8に差し込んで収めた後に、前記カートリッジシェル 10の手前側開口部を塞ぐ蓋体 13の外縁部分と一緒に前記フランジ 12がマフラ 1のケーシング 2の後面に対しボルト 締結されるようになってレ、る。
[0024] また、上流側の排気管 14 (図 2参照）から排出ガス 15を導き入れるための入口パイ プ 16力 マフラ 1のケーシング 2の前面から一枚目のセパレータ 3まで挿入されて先 端を閉塞されており、前記入口パイプ 16により導入された排出ガス 15が、第一室 5に 対し散気孔 16aを介して放出されるようにしてある。
[0025] ここで、この第一室 5には、前記インナシェル 8に対し連続するようにセパレータ 3を 貫通して触媒シェル 17が固定設置され、該触媒シェル 17内には、パティキュレートフ ィルタ 9に捕集されるパティキュレートの燃焼除去を助勢するためのストレートフロー 型の酸化触媒 18が収容されており、該酸化触媒 18の反パティキュレートフィルタ 9側 の端面に対し、前記触媒シェル 17のスリット 17aから第一室 5の排出ガス 15が導入さ れるようにしてある。
[0026] 更に、前記酸化触媒 18を経た排出ガス 15は、インナシェル 8内のパティキュレート フィルタ 9へと流れ込み、該パティキュレートフィルタ 9を通過してパティキュレートを捕 集された後に、カートリッジシェル 10の手前側端近傍のスリット 10a、並びに、これら に対応してインナシェル 8側に開口されたスリット 8aを介して第三室 7へ放出されるよ うにしてある。
[0027] ここで、パティキュレートフィルタ 9により浄化された排出ガス 15を排出するための出 口パイプ 19が、入口パイプ 16と並列にマフラ 1のケーシング 2の前面から第三室 7ま で挿入されて先端を開放されているので、前記第三室 7に放出された排出ガス 15が 、前記出口パイプ 19を介して図示しない下流側の排気管へと抜き出されるようになつ ている。
[0028] そして、このように構成された排気浄化装置に関し、本実施例においては、図 3及 び図 4に示す如ぐマフラ 1のケーシング 2における酸化触媒 18とパティキュレートフィ ルタ 9との境界部分に近い部分が検温箇所となっており、ここに開口されている取付 孔 20に対し、ケーシング 2内側へ窪むカップ 21が嵌合装着されて該カップ 21により パティキュレートフィルタ 9に近接する位置まで窪む凹部が形成されるようになってい る。 [0029] 更に、前記カップ 21が成す凹部の最深部には、温度センサ 22が貫通設置されて おり、該温度センサ 22の検温部 22aが、インナシェル 8の図示しない切欠部を通して 酸化触媒 18とパティキュレートフィルタ 9との間に挿し入れられるようになつている。
[0030] 尚、カップ 21における温度センサ 22の貫通部分の周囲には、該温度センサ 22を ネジ締め機構等を介し着脱するため、先端部を屈曲させたスパナ等の工具を回転操 作し得るよう操作空間 23が確保されている。
[0031] 而して、以上のように本実施例の排気浄化装置を構成すれば、ケーシング 2内のパ ティキュレートフィルタ 9に対し温度センサ 22が近接配置され、該温度センサ 22の検 温部 22aをパティキュレートフィルタ 9の入側端面の中央部分に極力近づけた温度計 測が実現されることになるので、酸化触媒 18を経てパティキュレートフィルタ 9に直接 的に流入する排気温度が温度センサ 22により正確に検出されることになる。
[0032] 従って、上記実施例によれば、マフラ 1に内蔵された酸化触媒 18を経てパティキュ レートフィルタ 9に直接的に流入する排気温度を正確に検出することができるので、 その正確な検出温度を利用することでエンジン側の燃焼制御を従来より細かく且つ 正確に行うことができる。
[0033] また、特に本実施例においては、温度センサ 22の貫通部分の周囲に該温度セン サ 22を着脱するための工具を操作し得る操作空間 23を確保しているので、この操作 空間 23を利用して工具を無理なく操作することができ、カップ 21が成す凹部の最深 部に対する温度センサ 22の着脱作業を容易に行うことができる。
産業上の利用可能性
[0034] 本発明の排気浄化装置は、上述の実施例にのみ限定されるものではなぐパティキ ュレートフィルタの前段には必ずしも酸化触媒を直列配置しなくて良いこと、また、温 度センサの検温部はパティキュレートフィルタの入側と出側の何れに近接させて計測 させても良いこと、マフラの形状は箱形に限定されないこと、その他、本発明の要旨を 逸脱しなレ、範囲内におレ、て種々変更をカ卩ぇ得る。

Claims

請求の範囲
[1] 排気管途中のマフラにパティキュレートフィルタを内蔵した排気浄化装置であって、 マフラのケーシングにおける検温箇所に形成した、該ケーシング内のパティキュレー トフィルタに近接する位置まで窪む凹部と、該凹部の最深部に貫通設置した温度セ ンサとからなる排気浄化装置。
[2] 凹部がカップ型に形成され且つ温度センサの貫通部分の周囲に該温度センサを 着脱するための工具を操作し得る操作空間が確保されている、請求項 1に記載の排 気浄化装置。
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