JP2000110550A - Black smoke removal device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンから排出される排気ガス中の黒煙を除去する装置に関
し、特に、路線バスやごみ収集車などのように走行や停
車を頻繁に繰り返すディーゼルエンジン車に適用すると
有効なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device for removing black smoke from exhaust gas discharged from a diesel engine, and more particularly, to a diesel engine such as a route bus or a garbage truck that repeatedly travels and stops. It is effective when applied to cars.
【0002】[0002]
【従来の技術】近年、ディーゼルエンジンの不完全燃焼
で生じる黒煙に含まれる微粒子(DEP)は、人体の健
康に悪影響を及ぼすことが確認されており、そのためデ
ィーゼルエンジン車にあっては、前記排気微粒子を低減
する排気浄化装置「ディーゼル・パティキュレート・フ
ィルター(DPF)装置」(以下、黒煙除去装置とい
う)が種々開発されている。2. Description of the Related Art In recent years, it has been confirmed that fine particles (DEP) contained in black smoke generated by incomplete combustion of a diesel engine have a bad influence on human health. Various exhaust purifying devices “diesel particulate filter (DPF) devices” (hereinafter referred to as black smoke removing devices) for reducing exhaust particulates have been developed.
【0003】従来の黒煙除去装置の概略構成を図21に
示す。図21に示すように、ディーゼルエンジン110
には、排気ガス100を排出する排気路111の一端が
連結されている。排気路111の他端寄りには、当該排
気路111内に軽油などの燃料101を注入する噴射器
116が取り付けられている。排気路111の他端に
は、排気ガス100と燃料101とを混合するミキサ1
17の入口側が連結されている。ミキサ117の出口側
には、排気ガス100を燃焼させ得る触媒燃焼器118
の入口側が連結されている。触媒燃焼器118の出口側
には、排気ガス100中から黒煙を捕捉するハニカム状
のセラミックス製フィルタ119の入口側が連結されて
いる。FIG. 21 shows a schematic configuration of a conventional black smoke removing apparatus. As shown in FIG.
Is connected to one end of an exhaust passage 111 for exhausting the exhaust gas 100. Near the other end of the exhaust path 111, an injector 116 for injecting the fuel 101 such as light oil into the exhaust path 111 is attached. The other end of the exhaust path 111 has a mixer 1 for mixing the exhaust gas 100 and the fuel 101.
Seventeen inlet sides are connected. At the outlet side of the mixer 117, a catalytic combustor 118 capable of burning the exhaust gas 100 is provided.
Are connected at the entrance side. An outlet side of the catalytic combustor 118 is connected to an inlet side of a honeycomb-shaped ceramic filter 119 that captures black smoke from the exhaust gas 100.
【0004】また、前記ディーゼルエンジン110に
は、当該エンジン110の回転数、排気温度などを検出
する図示しない各種センサが設けられている。一方、前
記触媒燃焼器118の出口側には、当該部位での排気ガ
スの圧力や温度などを検出する図示しない各種センサが
設けられている。これらの各種センサの検出信号は制御
装置120に入力される。この制御装置120は前記入
力信号に応じて前記噴射器116を駆動制御するように
なっている。[0004] The diesel engine 110 is provided with various sensors (not shown) for detecting the number of revolutions of the engine 110, the exhaust gas temperature, and the like. On the other hand, on the outlet side of the catalytic combustor 118, various sensors (not shown) for detecting the pressure, temperature, and the like of the exhaust gas at the relevant site are provided. The detection signals of these various sensors are input to the control device 120. The control device 120 controls the driving of the injector 116 according to the input signal.
【0005】このような黒煙除去装置では、ディーゼル
エンジン110から排出された排気ガス100が排気路
111、ミキサ117、触媒燃焼器118を介してフィ
ルタ119内に送給されると、当該フィルタ119が排
気ガス100中から黒煙を捕捉するので、フィルタ11
9の出口側から黒煙が除去された浄化ガス103が排出
される。In such a black smoke removing apparatus, when the exhaust gas 100 discharged from the diesel engine 110 is fed into the filter 119 via the exhaust path 111, the mixer 117, and the catalytic combustor 118, the filter 119 Captures black smoke from the exhaust gas 100, so that the filter 11
Purified gas 103 from which the black smoke has been removed is discharged from the outlet side of No. 9.
【0006】このように排気ガス100中の黒煙をフィ
ルタ119が捕捉していくと、当該フィルタ119が次
第に目詰まりし、圧力損失の上昇によりエンジン出力の
低下を招くことになる。ひいては、エンジンが作動でき
なくなる。このため、前記各種センサからの検出信号に
基づいて制御装置120が噴射器116を制御して、噴
射器116が排気路111内に所定量の燃料101を適
宜注入すると、当該燃料101と排気ガス100がミキ
サ117で混合されて触媒燃焼器118で燃焼される。
これにより、当該排気ガス100のフィルタ119内の
通過に際して、当該排気ガス100がフィルタ119に
捕捉されている黒煙を加熱して燃焼させ、当該フィルタ
119から黒煙を除去して目詰まりを防止している。[0006] As the black smoke in the exhaust gas 100 is captured by the filter 119 in this way, the filter 119 is gradually clogged and the engine output is reduced due to an increase in pressure loss. Eventually, the engine cannot operate. Therefore, the control device 120 controls the injector 116 based on the detection signals from the various sensors, and when the injector 116 appropriately injects a predetermined amount of the fuel 101 into the exhaust path 111, the fuel 101 and the exhaust gas 100 are mixed in a mixer 117 and burned in a catalytic combustor 118.
Accordingly, when the exhaust gas 100 passes through the filter 119, the exhaust gas 100 heats and burns the black smoke captured by the filter 119, and removes the black smoke from the filter 119 to prevent clogging. are doing.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
たような黒煙除去装置を路線バスやごみ収集車などのよ
うに走行や停車を頻繁に繰り返すディーゼルエンジン車
に適用すると、停車時(アイドリング状態)及びエンジ
ン低負荷時等における排気ガス100の温度が燃料10
1の触媒燃焼器118による着火温度まで到達しないた
め、フィルタ119の再生作業を走行時(エンジン中・
高負荷域)にしか行うことができなかった。このため、
車両運行に支障をきたしていた。また、車両の運行状況
によっては一度に燃焼させる黒煙の量が多く、フィルタ
119内で発生する熱量が多くなってフィルタ119の
温度が非常に高くなってしまい、フィルタ119を破損
させてしまうなどの不具合があった。However, when the above-mentioned black smoke removing device is applied to a diesel engine vehicle which repeatedly travels and stops frequently, such as a route bus or a garbage truck, when the vehicle is stopped (idling state). And the temperature of the exhaust gas 100 when the engine load is low, etc.
Since the ignition temperature of the first catalytic combustor 118 does not reach, the regeneration operation of the filter 119 is performed during running (during engine
High load area). For this reason,
Vehicle operation was hindered. Further, depending on the operating condition of the vehicle, the amount of black smoke to be burned at one time is large, the amount of heat generated in the filter 119 is increased, the temperature of the filter 119 becomes extremely high, and the filter 119 is damaged. There was a problem.
【0008】このため、黒煙除去装置を路線バスやごみ
収集車などのように走行や停車を頻繁に繰り返すディー
ゼルエンジン車に適用した場合に、停車時(アイドリン
グ状態)及びエンジン低負荷時等における排気ガスを効
率的に処理して黒鉛を確実にしかも安定して燃焼させ、
排気ガスの大気環境への負荷の低減を図ることができる
黒煙除去装置の早急な出現が望まれている。For this reason, when the black smoke removing device is applied to a diesel engine vehicle which repeatedly travels and stops frequently, such as a route bus or a garbage truck, the device can be used when the vehicle is stopped (idling state) and when the engine is under a low load. Exhaust gas is treated efficiently to burn graphite reliably and stably.
It is desired that a black smoke removing device capable of reducing the load of the exhaust gas on the atmospheric environment be quickly introduced.
【0009】このようなことから、本発明は、ディーゼ
ルエンジンの排気ガス温度が低い場合でも、これを効果
的に昇温してフィルタに捕捉された黒煙を確実に且つ安
定して燃焼させることができる黒煙除去装置を提供する
ことを目的とする。In view of the above, the present invention provides a method of effectively and stably burning black smoke trapped in a filter even when the temperature of exhaust gas of a diesel engine is low. It is an object of the present invention to provide a black smoke removing device capable of performing the above-mentioned.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】前述した課題を解決する
ための、本発明による[請求項1」の黒煙除去装置は、
ディーゼルエンジンからの排気ガス中の黒煙を捕捉する
フィルタと、該フィルタへ送給する前の前記排気ガスに
少なくとも燃料を供給し得る第1ノズルと、該第1ノズ
ルと前記フィルタとの間に設けられ前記排気ガスを燃焼
し得る触媒燃焼器と、前記第1ノズルから燃料を供給す
る前に、燃料と空気の混合気を予燃焼室内へ供給し得る
第2ノズルと前記混合気に着火するためのイグナイタと
を備え前記排気ガスの一部を旋回導入して所定温度に加
熱・昇温し得る予燃焼器を備えてなり、当該予燃焼器に
は、前記イグナイタが前記第2ノズルから供給する混合
気の噴霧外縁近傍に設けられ、後流発生手段を有したス
パーク発生手段であることを特徴とする。According to the present invention, there is provided a black smoke removing apparatus according to the present invention for solving the above-mentioned problems.
A filter for capturing black smoke in exhaust gas from a diesel engine, a first nozzle capable of supplying at least fuel to the exhaust gas before being sent to the filter, and a first nozzle and a filter disposed between the first nozzle and the filter. A catalyst combustor provided to combust the exhaust gas; a second nozzle capable of supplying a mixture of fuel and air into a pre-combustion chamber before supplying fuel from the first nozzle; and igniting the mixture. And a pre-combustor capable of heating and raising the temperature to a predetermined temperature by swirling and introducing a part of the exhaust gas. The pre-combustor is supplied with the igniter from the second nozzle. The spark generation means is provided near the outer edge of the spray of the air-fuel mixture, and has a wake generation means.
【0011】[請求項2]の発明は、ディーゼルエンジ
ンからの排気ガス中の黒煙を捕捉するフィルタと、該フ
ィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくとも燃料を
供給し得る第1ノズルと、該第1ノズルと前記フィルタ
との間に設けられ前記排気ガスを燃焼し得る触媒燃焼器
と、前記第1ノズルから燃料を供給する前に、燃料と空
気の混合気を予燃焼室内へ供給し得る第2ノズルと前記
混合気に着火するためのイグナイタとを備え前記排気ガ
スの一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温し得る予
燃焼器を備えてなり、当該予燃焼器には、前記第2ノズ
ルから噴出される混合気の幅方向の噴出角度が広角であ
る噴霧手段を設けたことを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a filter for trapping black smoke in exhaust gas from a diesel engine, and a first nozzle capable of supplying at least fuel to the exhaust gas before being sent to the filter. A catalyst combustor provided between the first nozzle and the filter and capable of burning the exhaust gas; and supplying a mixture of fuel and air into the pre-combustion chamber before supplying the fuel from the first nozzle. A pre-combustor, which comprises a second nozzle capable of igniting the mixture and a igniter for igniting the air-fuel mixture; Is characterized in that a spraying means is provided in which the air-fuel mixture jetted from the second nozzle has a wide jet angle in the width direction.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る黒煙除去装置
を実施例により図面を用いて詳細に説明するが、本発明
はこれに限定されるものではない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a black smoke removing device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings using embodiments, but the present invention is not limited thereto.
【0013】[第1の実施の形態] [構成]図1は本発明の第1実施の形態にかかる予燃焼
器の概略図、図2(A)は図1のA−A断面図及び
(B)は図1のB方向矢視図、図3はスパークプラグ先
端部の概略図、図4は黒煙除去装置の概略構成図であ
る。[First Embodiment] [Configuration] FIG. 1 is a schematic view of a pre-combustor according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2A is a sectional view taken along the line AA of FIG. B) is a view in the direction of arrow B in FIG. 1, FIG. 3 is a schematic view of a spark plug tip portion, and FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a black smoke removing device.
【0014】まず、本実施の形態にかかる予燃焼器を設
置する黒煙除去装置の構成の概略を図4を参照して説明
する。First, an outline of the configuration of a black smoke removing device in which a pre-combustor according to the present embodiment is installed will be described with reference to FIG.
【0015】図4に示すように、ディーゼルエンジン1
の燃焼室2には、新気を吸入するための吸気路3と排気
ガスを排出するための排気路4とが、それぞれ図示しな
いバルブを介して連通されると共に、インジェクタ5と
イグナイタとしてのグロープラグ6とが臨設される。イ
ンジェクタ5は、燃料噴射用コントロールユニット7に
より燃料タンク8からの加圧燃料(軽油)を所定の噴射
時期・噴射量で燃焼室2内に噴射するよう制御され、グ
ロープラグ6は、始動用コントロールユニット9により
エンジン始動時にバッテリー10から通電されて発熱す
るよう制御される。As shown in FIG. 4, the diesel engine 1
An intake path 3 for sucking fresh air and an exhaust path 4 for discharging exhaust gas are respectively connected to the combustion chamber 2 through valves (not shown), and an injector 5 and a glow as an igniter. A plug 6 is provided. The injector 5 is controlled by the fuel injection control unit 7 to inject pressurized fuel (light oil) from the fuel tank 8 into the combustion chamber 2 at a predetermined injection timing and injection amount, and the glow plug 6 is controlled for starting. When the engine is started, the unit 9 controls the power supply from the battery 10 to generate heat.
【0016】前記排気路4の下流端は、後述する予燃焼
器11の入口側に接続される。この予燃焼器11の出口
側には排気ガスを燃焼させ得る白金等を使用した触媒燃
焼器12と排気ガス中から黒煙を捕捉するハニカム状の
セラミックス(又は不織布)製フィルタ13が排気ガス
流れに沿って順次接続される。これらの予燃焼器11、
触媒燃焼器12及びフィルタ13は円筒体状に一体的に
形成される。The downstream end of the exhaust passage 4 is connected to the inlet side of a pre-combustor 11 described later. At the outlet side of the pre-combustor 11, a catalytic combustor 12 using platinum or the like capable of burning exhaust gas and a honeycomb-shaped ceramic (or non-woven fabric) filter 13 for capturing black smoke from the exhaust gas are provided. Are sequentially connected. These pre-combustors 11,
The catalytic combustor 12 and the filter 13 are integrally formed in a cylindrical shape.
【0017】前記触媒燃焼器12の直前には、第1ノズ
ルとしての触媒燃焼用燃料・空気噴霧ノズル14が設け
られ、該燃料・空気噴霧ノズル14は前記燃料タンク8
から流量調整弁15を介して送られてくる加圧燃料と既
設のコンプレッサ16から流量調整弁17を介して送ら
れてくる加圧空気とを混合して予燃焼器11を経た排気
ガス中に噴霧し得るようになっている。Immediately before the catalytic combustor 12, a fuel / air spray nozzle 14 for catalytic combustion is provided as a first nozzle, and the fuel / air spray nozzle 14 is connected to the fuel tank 8.
And pressurized air sent from the existing compressor 16 through the flow control valve 17 and mixed into the exhaust gas that has passed through the pre-combustor 11. It can be sprayed.
【0018】また、前記予燃焼器11の入口側には、第
2ノズルとしての予燃焼用燃料・空気噴霧ノズル18と
該噴霧ノズル18に隣接してイグナイタ(スパーク方
式)19が設けられる。前記燃料・空気噴霧ノズル18
は、前記触媒燃焼用燃料・空気噴霧ノズル14と同様
に、前記燃料タンク8から流量調整弁15を介して送ら
れてくる加圧燃料と既設のコンプレッサ16から流量調
整弁17を介して送られてくる加圧空気とを混合して予
燃焼器11内に導入された排気ガス中に噴霧し得るよう
になっている。前記イグナイタ19は、前記バッテリー
10からリレー20を介して所定時期に通電されて発熱
し、前記燃料・空気噴霧ノズル18から噴霧した混合気
に着火し得るようになっている。On the inlet side of the pre-combustor 11, a pre-combustion fuel / air spray nozzle 18 as a second nozzle and an igniter (spark system) 19 are provided adjacent to the spray nozzle 18. The fuel / air spray nozzle 18
The pressurized fuel sent from the fuel tank 8 via the flow control valve 15 and the pressurized fuel sent from the existing compressor 16 via the flow control valve 17 in the same manner as the fuel / air spray nozzle 14 for catalytic combustion. Incoming pressurized air can be mixed and sprayed into the exhaust gas introduced into the pre-combustor 11. The igniter 19 is energized at a predetermined time from the battery 10 via a relay 20 to generate heat, and can ignite the mixture sprayed from the fuel / air spray nozzle 18.
【0019】そして、前記流量調整弁15,17及びリ
レー20は、黒煙除去用コントロールユニット21から
の信号により駆動制御されると共に、このコントロール
ユニット21には、排気路4に介装されて排気ガス温度
を検出する熱電対22aと予燃焼器11内に介装されて
予燃焼後の排気ガス温度を検出する熱電対22bとから
の検出信号が入力される。また、コントロールユニット
21には、ディーゼルエンジン1の回転数などを検出す
る図示しない各種センサからの検出信号と、触媒燃焼器
12からの排気ガスの圧力や温度などを検出する図示し
ない各種センサからの検出信号が適宜入力される。尚、
図4中23a,23bは燃料を加圧送給する燃料ポンプ
である。The flow control valves 15 and 17 and the relay 20 are driven and controlled by a signal from a control unit 21 for removing black smoke. Detection signals from a thermocouple 22a for detecting gas temperature and a thermocouple 22b interposed in the pre-combustor 11 and detecting the temperature of exhaust gas after pre-combustion are input. The control unit 21 receives detection signals from various sensors (not shown) that detect the rotation speed of the diesel engine 1 and the like, and various signals (not shown) that detect the pressure and temperature of the exhaust gas from the catalytic combustor 12. A detection signal is input as appropriate. still,
Reference numerals 23a and 23b in FIG. 4 denote fuel pumps for supplying fuel under pressure.
【0020】本実施の形態にかかる予燃焼器30は図4
の予燃焼器11として設置されるものであり、予燃焼器
のイグナイタとしてスパーク発生手段とし、スパーク部
(電極)に後流発生手段を配して、燃料の保持性を良く
し、燃焼器の着火性及び燃焼の安定性の向上を図るよう
にしたものである。The pre-combustor 30 according to the present embodiment is shown in FIG.
The pre-combustor 11 is provided as a pre-combustor, and a igniter of the pre-combustor is used as a spark generating means, and a wake generating means is arranged in a spark portion (electrode) to improve the fuel retention and improve the fuel retention. The ignitability and combustion stability are improved.
【0021】図1に示すように、本実施の形態にかかる
予燃焼器30は、一端(排気ガス流れの上流側)が側壁
31により閉塞された円筒型の内筒32及び外筒33か
らなる二重筒で形成され、前述した排気路4の下流端が
外筒33に対し接線方向に接続し、内,外筒32,33
間に排気ガスが旋回導入(図2(A)中矢印参照)され
るようになっている。前記内筒32は例えば多孔質体で
形成されており、その周壁には、内,外筒32,33間
に排気ガスが旋回導入される方向と同一方向に、排気ガ
スの一部を予燃焼室34内に旋回導入するための流入孔
35が周方向に等配形成されると共に筒軸方向に多重に
形成される。As shown in FIG. 1, a pre-combustor 30 according to the present embodiment comprises a cylindrical inner cylinder 32 and an outer cylinder 33 each having one end (upstream of exhaust gas flow) closed by a side wall 31. The exhaust pipe 4 is formed of a double cylinder, and the downstream end of the exhaust path 4 is connected to the outer cylinder 33 in a tangential direction.
During this time, the exhaust gas is swirled (see the arrow in FIG. 2A). The inner cylinder 32 is formed of, for example, a porous body, and a part of the exhaust gas is pre-combusted on the peripheral wall in the same direction as the direction in which the exhaust gas is swirled and introduced between the inner and outer cylinders 32 and 33. Inflow holes 35 for swirling and introducing into the chamber 34 are equally arranged in the circumferential direction and are formed in multiple in the cylinder axis direction.
【0022】また、前記側壁31中央には前述した燃料
・空気噴霧ノズル(第2ノズル)18が取り付けられて
おり、軽油18aと空気18bとの混合気を予燃焼室3
4内に供給している。The fuel / air spray nozzle (second nozzle) 18 described above is attached to the center of the side wall 31 so that a mixture of light oil 18a and air 18b is supplied to the pre-combustion chamber 3.
4.
【0023】また内筒32の側壁31側には、ドーナツ
板状の保炎板36を、燃料・空気噴霧ノズル18から予
燃焼室34内に噴出される燃料・空気の噴霧外縁37を
囲繞するようにして取り付けており、予燃焼室34にお
いて燃焼を安定化させている。On the side wall 31 side of the inner cylinder 32, a donut plate-shaped flame holding plate 36 surrounds a fuel / air spray outer edge 37 ejected from the fuel / air spray nozzle 18 into the pre-combustion chamber 34. The pre-combustion chamber 34 stabilizes combustion.
【0024】また、前記内筒32の内壁に沿って、円筒
状の金網38が配設されており、保炎・保温性が高めら
れ、良好な燃焼状態を保持するようにしている。A cylindrical wire mesh 38 is provided along the inner wall of the inner cylinder 32, so that the flame holding and heat insulating properties are enhanced, and a good combustion state is maintained.
【0025】また、予燃焼器本体32の内側には、内筒
32との間に旋回防止板39を周方向に適当数(図中で
は4枚)等配しており、均一に旋回導入された排気ガス
の内で予燃焼室34内へ流入しない排気ガスの過度の旋
回を抑制して触媒燃焼器12側へ流入させ、これにより
予燃焼室34内の負圧化が抑制されて予燃焼室34にお
ける安定燃焼が得られるようにしている。Further, inside the pre-combustor main body 32, an appropriate number (four in the figure) of turning prevention plates 39 are circumferentially arranged between the pre-combustor main body 32 and the inner cylinder 32 so as to be uniformly turned and introduced. Exhaust gas that does not flow into the pre-combustion chamber 34 of the exhaust gas that has flowed is suppressed from flowing excessively and flows into the catalytic combustor 12 side. The stable combustion in the chamber 34 is obtained.
【0026】また、前記旋回防止板39の後端側には、
複数の孔を有する流量調製板40が配設されており、予
燃焼室34へ流入する排気ガスと流入しない排気ガスと
の流量を調製するようにしている。Further, on the rear end side of the turning prevention plate 39,
A flow adjusting plate 40 having a plurality of holes is provided to adjust the flow rates of the exhaust gas flowing into the pre-combustion chamber 34 and the exhaust gas not flowing into the pre-combustion chamber 34.
【0027】また、本実施の形態では、側壁31の予燃
焼室34側の第2ノズル18の周囲には、外部から導入
した二次空気41を噴出させる二次空気噴出口42が第
2ノズル18を囲繞するように設けられている。ここで
導入される二次空気41は側壁31を内筒31aと外筒
31bとからなる二重構造の空気室43に外部から供給
され、この空気室43から二次空気噴出口42を介して
予燃焼室34内に噴出している。この噴出する二次空気
41は、第2ノズル18に供給される軽油18aを噴霧
するための一次空気18bとは異なり、第2ノズル18
から噴射された燃料噴霧のまわりに供給するものであ
り、予燃焼室34内に噴霧された燃料噴霧の周囲の酸素
量の割合を向上させて燃焼着火性の向上並びに燃焼の安
定性を図るようにしている。Further, in the present embodiment, a secondary air injection port 42 for discharging secondary air 41 introduced from the outside is provided around the second nozzle 18 on the side of the pre-combustion chamber 34 on the side wall 31. 18 are provided. The secondary air 41 introduced here is supplied from the outside to the air chamber 43 having a double structure composed of the inner cylinder 31a and the outer cylinder 31b on the side wall 31, and from the air chamber 43 via the secondary air outlet 42. It is jetted into the pre-combustion chamber 34. The ejected secondary air 41 is different from the primary air 18b for spraying the light oil 18a supplied to the second nozzle 18, and is different from the primary air 18b.
The fuel is supplied around the fuel spray injected from the combustion chamber 34. The ratio of the amount of oxygen around the fuel spray sprayed into the pre-combustion chamber 34 is improved to improve the combustion ignitability and the stability of combustion. I have to.
【0028】また、前記二次空気導入手段は側壁31を
二重として空気室43を形成しており、外部から導入さ
れる二次空気41により側壁31部分が冷却され、予燃
焼器の冷却機能を果たしている。The secondary air introducing means forms an air chamber 43 with the side wall 31 being doubled, and the side wall 31 is cooled by the secondary air 41 introduced from the outside, so that the cooling function of the pre-combustor is achieved. Plays.
【0029】また、本実施の形態では、図1及び図3
(A)〜(C)に示すように、前記側壁31中央には前
述した燃料・空気噴霧ノズル(第2ノズル)18が取り
付けられると共に、この第2ノズル18から予燃焼室3
4内に噴出される燃料18aと空気18bとの混合気5
0の噴霧外縁37の近傍に、後流発生手段としての半円
筒板51を軸方向と直交する方向に設け、該半円筒板5
1にイグナイタとしてのスパークプラグ19の放電電極
(正電極)19aの一端を付設すると共に、軸方向に所
定間隔dをもって他方の放電電極(負電極)19bを配
してなる。供給された混合気は後流発生板である半円筒
板51によりその一部が後流となり、半円筒板51の後
方に巻き込まれた混合気50は電極19a,19b間に
発生されるスパーク52により着火される。In this embodiment, FIGS. 1 and 3
As shown in (A) to (C), the above-mentioned fuel / air spray nozzle (second nozzle) 18 is attached to the center of the side wall 31, and the pre-combustion chamber 3 is provided from the second nozzle 18.
4, a mixture 5 of fuel 18a and air 18b ejected into
A semi-cylindrical plate 51 as a wake generating means is provided in the direction orthogonal to the axial direction in the vicinity of the spray outer edge 37 of the semi-cylindrical plate 5.
1 is provided with one end of a discharge electrode (positive electrode) 19a of a spark plug 19 as an igniter, and the other discharge electrode (negative electrode) 19b is disposed at a predetermined interval d in the axial direction. A part of the supplied air-fuel mixture becomes a wake by the semi-cylindrical plate 51 which is a wake generating plate, and the air-fuel mixture 50 entrained behind the semi-cylindrical plate 51 is a spark 52 generated between the electrodes 19a and 19b. Ignition by
【0030】すなわち、本実施の形態では半円筒板51
を混合気50の噴霧外縁の近傍に設けているので、上流
側(図3(A)中左側)から供給された混合気50の流
れの一部が剥離され、半円筒板51の後方で後流(カル
マン渦)が生起され、この後流に保持された混合気50
が放電電極19a,19b間に発生されるスパーク52
に接触して着火性が向上することとなる。換言すれば、
排気ガス等の低酸素濃度のガスでも容易に着火するよう
になる。That is, in the present embodiment, the semi-cylindrical plate 51
Is provided near the spray outer edge of the air-fuel mixture 50, a part of the flow of the air-fuel mixture 50 supplied from the upstream side (the left side in FIG. 3A) is separated, and A flow (Kalman vortex) is generated, and the air-fuel mixture 50 retained in the downstream
Is generated between the discharge electrodes 19a and 19b.
And the ignitability is improved. In other words,
Even a gas having a low oxygen concentration such as exhaust gas can be easily ignited.
【0031】なお、本実施の形態では放電電極19a,
19bを混合気50の流れ方向である軸方向に各々配置
させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、半
円筒板51に沿って放電電極19a,19bを対向する
ように配して、軸方向と直交する方向にスパークを発生
させてもよい。In this embodiment, the discharge electrodes 19a,
Although the electrodes 19b are arranged in the axial direction which is the flow direction of the air-fuel mixture 50, the present invention is not limited to this, and the discharge electrodes 19a and 19b are arranged along the semi-cylindrical plate 51 so as to face each other. Thus, a spark may be generated in a direction orthogonal to the axial direction.
【0032】[作用・効果]このような黒煙除去装置で
は、ディーゼルエンジン1から排出された排気ガスが排
気路4、予燃焼器11、触媒燃焼器12を介してフィル
タ13内に送給されると、当該フィルタ13が排気ガス
中から黒煙を捕捉するので、フィルタ13からは黒煙の
除去された排気ガスが排出される。尚、本実施の形態で
は、触媒燃焼器12により排気ガス中のHCやCOも浄
化される。[Operation / Effect] In such a black smoke removing device, the exhaust gas discharged from the diesel engine 1 is fed into the filter 13 via the exhaust passage 4, the pre-combustor 11, and the catalytic combustor 12. Then, since the filter 13 captures black smoke from the exhaust gas, the exhaust gas from which the black smoke has been removed is discharged from the filter 13. In the present embodiment, the catalytic combustor 12 also purifies HC and CO in the exhaust gas.
【0033】このように排気ガス中の黒煙をフィルタ1
3が捕捉していくと、フィルタ13に捕捉された黒煙が
蓄積していく。すると、前記各種センサからの検出信号
に基づいて黒煙除去用コントロールユニット21が流量
調整弁15,17を制御して、触媒燃焼用燃料・空気噴
霧ノズル14から燃料と空気の混合気を予燃焼器11を
経た排気ガス中に噴霧する。As described above, the black smoke in the exhaust gas is filtered by the filter 1.
As 3 is captured, the black smoke captured by the filter 13 is accumulated. Then, the control unit 21 for removing black smoke controls the flow control valves 15 and 17 based on the detection signals from the various sensors to pre-combust the mixture of fuel and air from the fuel / air spray nozzle 14 for catalytic combustion. Is sprayed into the exhaust gas passing through the vessel 11.
【0034】この際、走行時(エンジン中・高負荷域)
等で、ディーゼルエンジン1からの排気ガス温度が、触
媒燃焼器12での前記混合気の着火温度(約300°以
上)に達していれば、前記混合気と排気ガスが触媒燃焼
器12で燃焼される。これにより、当該排気ガスのフィ
ルタ13内の通過に際して、当該排気ガスがフィルタ1
3に捕捉されている黒煙を加熱して燃焼させ、当該フィ
ルタ13から黒煙を除去して目詰まりを防止する。At this time, when the vehicle is running (middle engine / high load range)
For example, if the temperature of the exhaust gas from the diesel engine 1 has reached the ignition temperature of the air-fuel mixture in the catalytic combustor 12 (about 300 ° or more), the air-fuel mixture and the exhaust gas are burned in the catalytic combustor 12. Is done. Thereby, when the exhaust gas passes through the filter 13, the exhaust gas
The black smoke trapped in the filter 3 is heated and burnt, and the black smoke is removed from the filter 13 to prevent clogging.
【0035】一方、停車時(アイドリング状態)及びエ
ンジン低負荷域時等で、ディーゼルエンジン1からの排
気ガス温度が、触媒燃焼器12での着火温度に達してい
ない時は、黒煙除去用コントロールユニット21が排気
路4に介装された熱電対22aで検知して、リレー20
を制御してイグナイタ19に通電すると共に流量調整弁
15,17の制御により予燃焼用燃料・空気噴霧ノズル
18から燃料と空気の混合気を予燃焼器11内に導入さ
れた排気ガス中に噴霧する。On the other hand, when the temperature of the exhaust gas from the diesel engine 1 has not reached the ignition temperature of the catalytic combustor 12 when the vehicle is stopped (idling state) or when the engine is in a low load range, the control for black smoke removal is performed. The unit 21 detects with the thermocouple 22a interposed in the exhaust path 4 and
Is supplied to the igniter 19 and the mixture of fuel and air is sprayed into the exhaust gas introduced into the pre-combustor 11 from the pre-combustion fuel / air spray nozzle 18 by controlling the flow control valves 15 and 17. I do.
【0036】これにより、燃料・空気噴霧ノズル18か
ら噴霧した混合気が排気ガスと共に着火・燃焼され、排
気路4からの排気ガスを触媒燃焼器12での前記触媒燃
焼用燃料・空気噴霧ノズル14からの混合気の着火温度
まで加熱・昇温する。この結果、予燃焼器11を経た排
気ガスは触媒燃焼器12で燃焼されることになり、フィ
ルタ13内を通過するにあたって、フィルタ13に捕捉
されている黒煙を加熱・燃焼させて当該フィルタ13か
ら黒煙を除去し、目詰まりを防止する。換言すれば、フ
ィルタ13が再生されるのである。As a result, the air-fuel mixture sprayed from the fuel / air spray nozzle 18 is ignited and burned together with the exhaust gas, and the exhaust gas from the exhaust passage 4 is supplied to the catalyst combustor 12 by the catalyst combustion fuel / air spray nozzle 14. Heat and raise the temperature to the ignition temperature of the air-fuel mixture. As a result, the exhaust gas that has passed through the pre-combustor 11 is burned in the catalytic combustor 12, and when passing through the filter 13, the black smoke captured by the filter 13 is heated and burned, and Removes black smoke from garbage and prevents clogging. In other words, the filter 13 is reproduced.
【0037】したがって、路線バスやごみ収集車などの
ように走行や停車を頻繁に繰り返すディーゼル車に適用
しても、停車時(アイドリング状態)及びエンジン低負
荷時等にも運行状況に左右されず、フィルタ13の再生
作業を行うことができる。また、フィルタ13に捕捉さ
れた黒煙を定期的に燃焼除去させることができる。ま
た、フィルタ13内で発生する熱量を一定値以下に抑え
てフィルタ13の破損等を防止することができる。Therefore, even when the present invention is applied to a diesel vehicle such as a route bus or a garbage truck that repeatedly travels and stops frequently, it is not affected by the running conditions even when the vehicle is stopped (idling state) or when the engine is under a low load. , The filter 13 can be regenerated. Further, the black smoke captured by the filter 13 can be periodically burned and removed. In addition, the amount of heat generated in the filter 13 can be suppressed to a certain value or less to prevent the filter 13 from being damaged.
【0038】そして、本実施の形態では、後流発生手段
である半円筒板51を有するスパークプラグ19を設け
たので、後流が生起される結果、燃料の保持性を良くす
ることができ、燃料の着火性の向上並びに燃焼の安定性
を図ることができる。In the present embodiment, since the spark plug 19 having the semi-cylindrical plate 51 serving as the wake generating means is provided, the wake is generated, so that the fuel retention can be improved. It is possible to improve the ignitability of the fuel and stabilize the combustion.
【0039】また、本発明のイグナイタであるスパーク
方式では、他のイグナイタとしての例えばグロープラグ
方式のような冷却手段を必要としないので、部材の低減
を図ると共に予燃焼器の製作コストの低廉化を図ること
ができる。Further, in the spark system which is the igniter of the present invention, since a cooling means such as a glow plug system as another igniter is not required, the number of members is reduced and the manufacturing cost of the pre-combustor is reduced. Can be achieved.
【0040】[第2実施の形態] [構成]図5は本発明の第2実施の形態を示す予燃焼器
の構造説明図、図6はそのC矢視図、図7(A)〜
(C)はスパークプラグ先端部の概略図である。[Second Embodiment] [Configuration] FIG. 5 is an explanatory view of the structure of a pre-combustor showing a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a view taken in the direction of an arrow C, and FIGS.
(C) is a schematic view of the tip of the spark plug.
【0041】これは、第1実施の形態における後流発生
手段である半円筒板51の代わりに、図7(A)〜
(C)に示すように、お碗状の半円球部材53を設けて
なるものであり、半円球部材53の中心部分に一方の放
電電極19aの一端を付設すると共に、所定距離dをも
って他方の放電電極19bをその電極の先端を一方の電
極19aに対向するように配したものである。その他の
構成は、図1と同様である。なお、前記電極19a,1
9b間の距離dはスパークさせたい方向の距離であり、
その距離dが最短距離となるように電極19a,19b
を設置している。This is different from the first embodiment in that the semi-cylindrical plate 51 serving as the wake generating means is replaced with the one shown in FIGS.
As shown in (C), a bowl-shaped semicircular member 53 is provided. One end of one discharge electrode 19a is attached to the center of the semicircular member 53, and a predetermined distance d is set. The other discharge electrode 19b is arranged so that the tip of the electrode faces one electrode 19a. Other configurations are the same as those in FIG. The electrodes 19a, 1
The distance d between 9b is the distance in the direction in which sparking is desired,
The electrodes 19a and 19b are set so that the distance d is the shortest distance.
Is installed.
【0042】[作用・効果]この実施の形態において
は、お碗状の半円球部材53により混合気50の後流を
発生させ、該半円球部材53内に配した一方の放電電極
19aと他方の放電電極19bとの間でスパークを発生
させることで混合気50に着火させるようにしている。
その他は、第1実施形態と同様の作用・効果が得られ
る。[Operation / Effect] In this embodiment, a wake of the air-fuel mixture 50 is generated by the bowl-shaped semi-spherical member 53, and one of the discharge electrodes 19 a arranged in the semi-spherical member 53 is formed. The mixture 50 is ignited by generating a spark between the air-fuel mixture and the other discharge electrode 19b.
Otherwise, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
【0043】[第3実施の形態] [構成]図8は本発明の第3実施の形態を示す予燃焼器
の構造説明図、図9はそのD矢視図、図10(A)〜
(C)はスパークプラグ先端部の概略図である。[Third Embodiment] [Structure] FIG. 8 is a structural explanatory view of a pre-combustor showing a third embodiment of the present invention, FIG. 9 is a view taken in the direction of an arrow D, and FIGS.
(C) is a schematic view of the tip of the spark plug.
【0044】これは、第1実施の形態における後流発生
手段である半円筒板51の代わりに、図10(A),
(B)に示すように、一方の放電電極19cの先端部を
球状とすると共に、所定距離dをもって他方の球状の放
電電極19dを対向するように配したものである。その
他の構成は、図1と同様である。なお、放電電極の球の
大きさは同じでなくともよく、図10(C)に示すよう
に、混合気の上流側の放電電極19eを後流側の放電電
極19fより少なくとも大きして、後流が生起し易いよ
うにすればよい。This is different from the first embodiment in that the semi-cylindrical plate 51, which is the wake generating means, is replaced with the one shown in FIG.
As shown in (B), the tip of one of the discharge electrodes 19c has a spherical shape, and the other spherical discharge electrode 19d is disposed so as to face a predetermined distance d. Other configurations are the same as those in FIG. The size of the sphere of the discharge electrode may not be the same, and as shown in FIG. 10C, the discharge electrode 19e on the upstream side of the air-fuel mixture is at least larger than the discharge electrode 19f on the downstream side, and What is necessary is just to make it easy to generate a flow.
【0045】[作用・効果]この実施の形態において
は、第1乃び第2の実施形態のように後流を発生する手
段として特別な部材を必要とせず、単に放電電極を球状
とし、上流側の電極の球の大きさを後流側よりも同じか
やや大きくするだけで混合気の後流を発生させ、一方の
放電電極19c(又は19e)と他方の放電電極19d
(又は19f)との間でスパークを発生させることで混
合気50に着火させるようにしている。その他は第1実
施形態と同様の作用・効果が得られる。[Operation / Effect] In this embodiment, a special member is not required as a means for generating a wake, unlike the first and second embodiments, the discharge electrode is simply made spherical, and The wake of the air-fuel mixture is generated only by making the size of the sphere of the side electrode the same or slightly larger than that of the wake side, and one discharge electrode 19c (or 19e) and the other discharge electrode 19d
(Or 19f) to ignite the air-fuel mixture 50 by generating a spark. Otherwise, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
【0046】[第4実施の形態] [構成]図11は本発明の第4実施の形態を示す予燃焼
器の構造説明図、図12はそのE矢視図、図13(A)
〜(C)はスパークプラグ先端部の概略図である。[Fourth Embodiment] [Structure] FIG. 11 is an explanatory view showing the structure of a precombustor according to a fourth embodiment of the present invention, FIG. 12 is a view taken in the direction of an arrow E, and FIG.
(C) is a schematic view of a spark plug tip.
【0047】これは、図13(A)〜(C)に示すよう
に、第3実施の形態における球状の放電電極を円柱状と
した放電電極19gとし、他方の放電電極19hも円柱
状とすると共に、両者が対向する最短距離dとなる位置
に各々凸部19i,19iを設けてなるものである。そ
の他の構成は、図1と同様である。なお、放電電極の円
柱状の直径は同じでなくともよく、混合気の上流側の放
電電極19eの直径を後流側の放電電極19fより少な
くとも大きして、後流が生起し易いようにすればよい。As shown in FIGS. 13A to 13C, the spherical discharge electrode in the third embodiment is formed into a cylindrical discharge electrode 19g, and the other discharge electrode 19h is also formed into a cylindrical shape. At the same time, the projections 19i, 19i are provided at positions where the opposing shortest distance d is provided. Other configurations are the same as those in FIG. Note that the columnar diameters of the discharge electrodes need not be the same, and the diameter of the discharge electrode 19e on the upstream side of the air-fuel mixture is at least larger than the diameter of the discharge electrode 19f on the downstream side, so that the wake easily occurs. I just need.
【0048】[作用・効果]この実施の形態において
は、第3の実施形態のように、後流を発生する手段とし
て特別な部材を必要とせず、単に放電電極を円柱状とす
るだけで混合気の後流を発生させ、一方の放電電極19
gと他方の放電電極19hとの間の最短距離dである凸
部19i,19i間で確実にスパークを発生させること
で混合気50に着火させるようにしている。その他は第
1実施形態と同様の作用・効果が得られる。[Operation / Effect] In this embodiment, as in the third embodiment, no special member is required as a means for generating a wake, and mixing is performed by merely forming a discharge electrode in a columnar shape. A wake of air is generated, and one discharge electrode 19
The air-fuel mixture 50 is ignited by reliably generating a spark between the convex portions 19i, 19i, which is the shortest distance d between the g and the other discharge electrode 19h. Otherwise, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.
【0049】上述の実施形態では、後流発生手段を有す
るスパーク発生手段を用いて、燃料の着火性の向上を図
ったが、以下の発明の実施の形態では燃料の噴霧速度を
低下させてより着火性の向上を図った場合について説明
する。In the above-mentioned embodiment, the spark ignitability is improved by using the spark generating means having the wake generating means. However, in the following embodiments of the present invention, the fuel spray speed is reduced to reduce A case where the ignitability is improved will be described.
【0050】[第5実施の形態] [構成]図14は本発明の第5実施の形態を示す予燃焼
器の構造説明の平面図、図15はその側面図を示す。図
16は比較例の予燃焼器の平面構造説明図である。図1
7は本実施の形態の第2ノズルの噴霧状態図である。図
18は本実施の形態の第2ノズルの噴霧分布図である。
図19は比較例の第2ノズルの噴霧状態図である。図2
0は比較例の第2ノズルの噴霧分布図である。本実施の
形態の予燃焼器の構成は上述した図1に示す第1の実施
の形態と同様であるので、その説明は省略する。また、
予燃焼器内に設けたイグナイタ19の電極は第3の実施
の形態で説明した球状のスパーク放電方式の電極19
c,19dとしている。本実施の形態では、図14及び
図15に示すように、第2のノズルとして幅方向の噴出
角α1 を広げた第2ノズル(内部混合型)61を設けた
ものである。この幅方向の噴出角α1 が広い第2ノズル
61から噴出される噴霧62は噴霧速度が低下するの
で、着火性が向上する。この第2ノズル61は図17に
示すように幅方向の噴射角度α1 が広いものを用いてい
る。本実施の形態においては、第2ノズル61として内
部混合(ノズル内において軽油と空気とが混合する)型
ノズルを用いるが、本発明はこれに限定されるものでは
なく、幅方向に広がった噴霧ができる外部混合型ノズル
を用いてもよい。[Fifth Embodiment] [Configuration] FIG. 14 is a plan view illustrating the structure of a precombustor according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 15 is a side view thereof. FIG. 16 is an explanatory plan view of a precombustor of a comparative example. FIG.
FIG. 7 is a spray state diagram of the second nozzle of the present embodiment. FIG. 18 is a spray distribution diagram of the second nozzle of the present embodiment.
FIG. 19 is a spray state diagram of the second nozzle of the comparative example. FIG.
0 is a spray distribution diagram of the second nozzle of the comparative example. The configuration of the pre-combustor of this embodiment is the same as that of the above-described first embodiment shown in FIG. Also,
The electrode of the igniter 19 provided in the pre-combustor is the spherical spark discharge type electrode 19 described in the third embodiment.
c, 19d. In this embodiment, as shown in FIGS. 14 and 15, it is provided with a second nozzle (internal mixing type) 61 that spread the ejection angle alpha 1 in the width direction as a second nozzle. Since spray 62 ejected angle alpha 1 of the width direction is ejected from a wide second nozzle 61 has a spray rate decreases, thereby improving the ignitability. The second nozzle 61 is used as a wide width direction of the spray angle alpha 1, as shown in FIG. 17. In the present embodiment, an internal mixing (mixing of light oil and air inside the nozzle) type nozzle is used as the second nozzle 61, but the present invention is not limited to this, and the spray that spreads in the width direction is used. You may use the external mixing type | mold nozzle which can perform.
【0051】これに対し、比較例として示す図19に示
すような幅方向の噴霧幅W2 が狭い外部混合型の第2ノ
ズル63を備えた図16に示す予燃焼器では、噴霧速度
が早くなり、着火性が低下する。On the other hand, in the precombustor shown in FIG. 16 provided with the external mixing type second nozzle 63 having a narrow spray width W 2 in the width direction as shown in FIG. 19 as a comparative example, the spray speed is high. And the ignitability decreases.
【0052】すなわち、図14及び図15に示す噴霧の
幅方向の広がり角度の大きい第2ノズル61を用いた場
合には、その噴霧分布図を現す図18に示すように、そ
の粒子数噴霧速度は約2m/秒付近にピーク(平均流
速:2.3m/秒)があるが、図16に示す幅方向の広が
角度の小さい第2ノズル63を用いた場合には、その噴
霧分布図を現す図20に示すようにその粒子数噴霧速度
は約16m/秒付近にピーク(平均流速:15.9m/
秒)があり、速度の相違が明確になっている。なお、幅
方向の噴霧角度α1 の大きい第2ノズル61と幅方向の
噴霧角度β1 の小さい第2ノズル63ともに粒径分布は
ほぼ同一である(第2ノズル61のザウター平均粒子
径:10.3μm、算術平均粒子径:5.3μm;第2ノズ
ル63のザウター平均粒子径:13.9μm、算術平均粒
子径:7.0μm)。このため、幅方向の噴霧角度α1 が
広い第2ノズル61では噴霧速度が遅くなるので、着火
性が向上する。That is, when the second nozzle 61 shown in FIGS. 14 and 15 having a large spread angle in the width direction of the spray is used, as shown in FIG. Has a peak at about 2 m / sec (average flow velocity: 2.3 m / sec). However, when the second nozzle 63 shown in FIG. As shown in FIG. 20, the spray speed of the particle number peaks at about 16 m / sec (average flow velocity: 15.9 m / sec).
Seconds), and the difference in speed is clear. The particle diameter distributions of the second nozzle 61 having a large spray angle α 1 in the width direction and the second nozzle 63 having a small spray angle β 1 in the width direction are substantially the same (the Sauter mean particle diameter of the second nozzle 61 is 10). (0.3 μm, arithmetic average particle diameter: 5.3 μm; Sauter average particle diameter of second nozzle 63: 13.9 μm, arithmetic average particle diameter: 7.0 μm). Therefore, the spray speed of the second nozzle 61 having a wide spray angle α 1 in the width direction is reduced, so that the ignitability is improved.
【0053】[作用・効果]この実施の形態において
は、幅方向の噴出角度α1 が広い第2ノズル61を設け
たことにより、噴霧速度が低下するので、着火性が向上
する。[Operation / Effect] In the present embodiment, the provision of the second nozzle 61 having a wide ejection angle α 1 in the width direction reduces the spray speed, thereby improving the ignitability.
【0054】また、イグナイタとしてスパーク方式電極
を用いた場合には、噴霧速度を遅くすることにより、確
実に着火性を向上させることができる。When a spark type electrode is used as the igniter, the ignitability can be surely improved by reducing the spray speed.
【0055】[0055]
【発明の効果】[請求項1]の発明によれば、ディーゼ
ルエンジンからの排気ガス中の黒煙を捕捉するフィルタ
と、該フィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくと
も燃料を供給し得る第1ノズルと、該第1ノズルと前記
フィルタとの間に設けられ前記排気ガスを燃焼し得る触
媒燃焼器と、前記第1ノズルから燃料を供給する前に、
燃料と空気の混合気を予燃焼室内へ供給し得る第2ノズ
ルと前記混合気に着火するためのイグナイタとを備え前
記排気ガスの一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温
し得る予燃焼器を備えてなり、当該予燃焼器には、前記
イグナイタが前記第2ノズルから供給する混合気の噴霧
外縁近傍に設けられ、後流発生手段を有したスパーク発
生手段であるので、後流が生起される結果、燃料の保持
性を良くすることができ、燃料の着火性の向上並びに燃
焼の安定性を図ることができる。依って、路線バスやご
み収集車などのように走行や停車を頻繁に繰り返すディ
ーゼル車に適用しても、停車時(アイドリング状態)及
び低負荷域時等においても、運行状況に左右されずに、
フィルタの再生作業を安定して行うことができる。この
結果、排気ガスの大気環境への負荷の低減を図ることが
実現できる。According to the first aspect of the present invention, a filter for capturing black smoke in exhaust gas from a diesel engine, and at least fuel can be supplied to the exhaust gas before being sent to the filter. A first nozzle, a catalytic combustor provided between the first nozzle and the filter and capable of burning the exhaust gas, and before supplying fuel from the first nozzle,
A second nozzle capable of supplying a mixture of fuel and air into the pre-combustion chamber and an igniter for igniting the mixture are provided, and a part of the exhaust gas is swirled and heated to a predetermined temperature. In the pre-combustor, the igniter is provided near the outer periphery of the spray of the air-fuel mixture supplied from the second nozzle, and is a spark generating means having a wake generating means. As a result of the flow, the fuel retention can be improved, and the fuel ignitability can be improved and the combustion stability can be improved. Therefore, even when applied to diesel vehicles that frequently repeat running and stopping, such as route buses and garbage trucks, even when stopped (idling state) and during low load areas, they are not affected by operating conditions. ,
The regeneration operation of the filter can be performed stably. As a result, it is possible to reduce the load of the exhaust gas on the atmospheric environment.
【0056】[請求項2]の発明よれば、ディーゼルエ
ンジンからの排気ガス中の黒煙を捕捉するフィルタと、
該フィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくとも燃
料を供給し得る第1ノズルと、該第1ノズルと前記フィ
ルタとの間に設けられ前記排気ガスを燃焼し得る触媒燃
焼器と、前記第1ノズルから燃料を供給する前に、燃料
と空気の混合気を予燃焼室内へ供給し得る第2ノズルと
前記混合気に着火するためのイグナイタとを備え前記排
気ガスの一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温し得
る予燃焼器を備えてなり、当該予燃焼器には、前記第2
ノズルから噴出される混合気の幅方向の噴出角度が広角
である噴霧手段を設けたので、混合気の噴霧速度が遅く
なり、着火性が向上する。依って、路線バスやごみ収集
車などのように走行や停車を頻繁に繰り返すディーゼル
車に適用しても、停車時(アイドリング状態)及び低負
荷域時等においても、運行状況に左右されずに、フィル
タの再生作業を安定して行うことができる。この結果、
排気ガスの大気環境への負荷の低減を図ることが実現で
きる。According to the second aspect of the present invention, there is provided a filter for capturing black smoke in exhaust gas from a diesel engine,
A first nozzle capable of supplying at least fuel to the exhaust gas before being supplied to the filter, a catalytic combustor provided between the first nozzle and the filter and capable of burning the exhaust gas; Before the fuel is supplied from one nozzle, a second nozzle capable of supplying a mixture of fuel and air into the pre-combustion chamber and an igniter for igniting the mixture are swirled to introduce a part of the exhaust gas. And a pre-combustor capable of heating and raising the temperature to a predetermined temperature.
Since the spraying means is provided with a wide-angle jet angle of the air-fuel mixture ejected from the nozzle, the spray speed of the air-fuel mixture is reduced and the ignitability is improved. Therefore, even when applied to diesel vehicles that frequently repeat running and stopping such as route buses and garbage trucks, even when stopped (idling state) and during low-load areas, they are not affected by operating conditions. Thus, the filter regeneration operation can be performed stably. As a result,
It is possible to reduce the load of the exhaust gas on the atmospheric environment.
【図1】本発明の第1実施の形態の予燃焼器の構造説明
図である。FIG. 1 is a structural explanatory view of a precombustor according to a first embodiment of the present invention.
【図2】(A)は図1のA−A断面図、(B)は図1の
B方向矢視図ある。2A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 1, and FIG. 2B is a view taken in the direction of arrow B in FIG.
【図3】スパークプラグ先端部の概略図である。FIG. 3 is a schematic view of a spark plug tip.
【図4】本発明の黒鉛除去装置の構造説明図である。FIG. 4 is a structural explanatory view of the graphite removing apparatus of the present invention.
【図5】本発明の第2実施の形態の予燃焼器の構造説明
図である。FIG. 5 is a structural explanatory view of a precombustor according to a second embodiment of the present invention.
【図6】そのC矢視図である。FIG. 6 is a view taken in the direction of arrow C.
【図7】そのスパークプラグ先端部の概略図である。FIG. 7 is a schematic view of a tip portion of the spark plug.
【図8】本発明の第3実施の形態の予燃焼器の構造説明
図である。FIG. 8 is a structural explanatory view of a precombustor according to a third embodiment of the present invention.
【図9】そのD矢視図である。FIG. 9 is a view as seen from an arrow D.
【図10】そのスパークプラグ先端部の概略図である。FIG. 10 is a schematic view of a tip portion of the spark plug.
【図11】本発明の第4実施の形態の予燃焼器の構造説
明図である。FIG. 11 is a structural explanatory view of a precombustor according to a fourth embodiment of the present invention.
【図12】そのE矢視図である。FIG. 12 is a view as seen from an arrow E.
【図13】そのスパークプラグ先端部の概略図である。FIG. 13 is a schematic view of the spark plug tip.
【図14】本発明の第5実施の形態の予燃焼器の平面構
造説明図である。FIG. 14 is an explanatory plan view of a pre-combustor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図15】本発明の第5実施の形態の予燃焼器の側面構
造説明図である。FIG. 15 is an explanatory side view of a pre-combustor according to a fifth embodiment of the present invention.
【図16】比較例の予燃焼器の平面構造説明図である。FIG. 16 is an explanatory plan view of a precombustor according to a comparative example.
【図17】本発明の第5実施の形態の第2ノズルの噴霧
状態図である。FIG. 17 is a spray state diagram of a second nozzle according to the fifth embodiment of the present invention.
【図18】本発明の第5実施の形態の第2ノズルの噴霧
分布図である。FIG. 18 is a spray distribution diagram of the second nozzle according to the fifth embodiment of the present invention.
【図19】比較例の第2ノズルの噴霧状態図である。FIG. 19 is a spray state diagram of a second nozzle of a comparative example.
【図20】比較例の第2ノズルの噴霧分布図である。FIG. 20 is a spray distribution diagram of the second nozzle of the comparative example.
【図21】従来の黒煙除去装置の実施の形態の概略構成
図である。FIG. 21 is a schematic configuration diagram of an embodiment of a conventional black smoke removing device.
1 ディーゼルエンジン 3 吸気路 4 排気路 8 燃料タンク 10 バッテリ 11 予燃焼器 12 触媒燃焼器 13 フィルタ 14 触媒燃焼用燃料・空気噴霧ノズル(第1ノズル) 15 流量調整弁 16 コンプレッサ 17 流量調整弁 18 予燃焼用燃料・空気噴霧ノズル(第2ノズル) 18a 軽油 18b 空気 19 イグナイタ 19a〜19h 電極 20 リレー 21 黒煙除去用コントロールユニット 22a,22b 熱電対 30 予燃焼器 31 側壁 31a 内壁 31b 外壁 32 内筒 33 外筒 34 予燃焼室 35 流入孔 36 保炎板 37 噴霧外縁 38 金網 39 旋回防止板 40 流量調製板 41 二次空気 42 二次空気噴出口 43 空気室 50 混合気 51 半円筒板 52 スパーク 53 半円球部材 61,63 第2ノズル 62 噴霧 α1 ,α2 ,β1 ,β2 噴霧角DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 3 Intake path 4 Exhaust path 8 Fuel tank 10 Battery 11 Precombustor 12 Catalytic combustor 13 Filter 14 Catalyst combustion fuel / air spray nozzle (first nozzle) 15 Flow control valve 16 Compressor 17 Flow control valve 18 Fuel / air spray nozzle for combustion (second nozzle) 18a Light oil 18b Air 19 Igniter 19a to 19h Electrode 20 Relay 21 Black smoke removal control unit 22a, 22b Thermocouple 30 Precombustor 31 Side wall 31a Inner wall 31b Outer wall 32 Inner cylinder 33 Outer cylinder 34 Pre-combustion chamber 35 Inlet hole 36 Flame holding plate 37 Spray outer edge 38 Wire mesh 39 Rotation prevention plate 40 Flow control plate 41 Secondary air 42 Secondary air ejection port 43 Air chamber 50 Mixture 51 Semi-cylindrical plate 52 Spark 53 Half sphere member 61, 63 second nozzle 62 spraying alpha 1, alpha 2, β 1, β 2 spray angle
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠山 貞則 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内 (72)発明者 阿部 幸浩 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内 (72)発明者 磯野 憲一 神奈川県相模原市田名3000番地 三菱重工 業株式会社相模原製作所内 Fターム(参考) 3G090 AA02 BA02 CA00 CB02 CB05 CB08 DA12 DA18 DB03 DB05 DB07 EA02 3G091 AA18 AB02 AB13 BA01 BA15 BA19 CA02 EA01 EA17 FA12 FA13 FA16 FB02 FC02 FC07 GB06W HA15 HA36 HA42 HA45 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Sadanori Toyama 3000 Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa Prefecture Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Sagamihara Works (72) Inventor Yukihiro Abe 3000, Tana, Sagamihara-shi, Kanagawa Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. In Sagamihara Works (72) Inventor Kenichi Isono 3000 Tana, Sagamihara City, Kanagawa Prefecture F-term in Sagamihara Works, Mitsubishi Heavy Industries, Ltd.F-term (reference) BA19 CA02 EA01 EA17 FA12 FA13 FA16 FB02 FC02 FC07 GB06W HA15 HA36 HA42 HA45
Claims (2)
黒煙を捕捉するフィルタと、 該フィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくとも燃
料を供給し得る第1ノズルと、 該第1ノズルと前記フィルタとの間に設けられ前記排気
ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、 前記第1ノズルから燃料を供給する前に、燃料と空気の
混合気を予燃焼室内へ供給し得る第2ノズルと前記混合
気に着火するためのイグナイタとを備え前記排気ガスの
一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼
器を備えてなり、 当該予燃焼器には、前記イグナイタが前記第2ノズルか
ら供給する混合気の噴霧外縁近傍に設けられ、後流発生
手段を有したスパーク発生手段であることを特徴とする
黒煙除去装置。1. A filter for capturing black smoke in exhaust gas from a diesel engine, a first nozzle capable of supplying at least fuel to the exhaust gas before being sent to the filter, A catalyst combustor provided between the first nozzle and a filter that can burn the exhaust gas; and a second nozzle that can supply a mixture of fuel and air into a pre-combustion chamber before supplying fuel from the first nozzle. An igniter for igniting the air-fuel mixture, and a pre-combustor capable of heating and raising the temperature to a predetermined temperature by swirling and introducing a part of the exhaust gas, wherein the igniter includes the igniter. A black smoke removing device provided near a spray outer edge of a mixture supplied from a second nozzle and having a wake generating unit.
黒煙を捕捉するフィルタと、 該フィルタへ送給する前の前記排気ガスに少なくとも燃
料を供給し得る第1ノズルと、 該第1ノズルと前記フィルタとの間に設けられ前記排気
ガスを燃焼し得る触媒燃焼器と、 前記第1ノズルから燃料を供給する前に、燃料と空気の
混合気を予燃焼室内へ供給し得る第2ノズルと前記混合
気に着火するためのイグナイタとを備え前記排気ガスの
一部を旋回導入して所定温度に加熱・昇温し得る予燃焼
器を備えてなり、 当該予燃焼器には、前記第2ノズルから噴出される混合
気の幅方向の噴出角度が広角である噴霧手段を設けたこ
とを特徴とする黒煙除去装置。2. A filter for trapping black smoke in exhaust gas from a diesel engine; a first nozzle capable of supplying at least fuel to the exhaust gas before being sent to the filter; A catalyst combustor provided between the first nozzle and a filter that can burn the exhaust gas; and a second nozzle that can supply a mixture of fuel and air into a pre-combustion chamber before supplying fuel from the first nozzle. An igniter for igniting the air-fuel mixture; and a pre-combustor capable of heating and raising the temperature of the exhaust gas to a predetermined temperature by swirling and introducing a part of the exhaust gas. The pre-combustor includes the second nozzle Black smoke removing device provided with a spraying means having a wide jet angle in the width direction of the air-fuel mixture jetted from the nozzle.
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| CN115711167A (en) * | 2022-10-28 | 2023-02-24 | 重庆交通大学 | Exhaust gas temperature compensation device of ship low-pressure SCR system |
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-
1998
- 1998-10-05 JP JP28226898A patent/JP4427111B2/en not_active Expired - Fee Related
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