[go: up one dir, main page]

JP2010106680A - Method and device for operating particulate filter regeneration burner - Google Patents

Method and device for operating particulate filter regeneration burner Download PDF

Info

Publication number
JP2010106680A
JP2010106680A JP2008276764A JP2008276764A JP2010106680A JP 2010106680 A JP2010106680 A JP 2010106680A JP 2008276764 A JP2008276764 A JP 2008276764A JP 2008276764 A JP2008276764 A JP 2008276764A JP 2010106680 A JP2010106680 A JP 2010106680A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel
particulate filter
exhaust gas
injection nozzle
fuel injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2008276764A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoichi Marutani
洋一 丸谷
Taigi Ashikaga
泰宜 足利
Toshiro Fujimori
俊郎 藤森
Mamoru Kurashina
守 倉科
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
IHI Corp
Original Assignee
IHI Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by IHI Corp filed Critical IHI Corp
Priority to JP2008276764A priority Critical patent/JP2010106680A/en
Publication of JP2010106680A publication Critical patent/JP2010106680A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method and a device for operating a particulate filter regeneration burner materializing stable combustion by improving atomization of fuel and stably regenerating a particulate filter. <P>SOLUTION: When a flow rate of exhaust gas G is small, a fuel valve 9 is opened and closed by outputting an opening/closing signal 9a to the fuel valve 9 from a control device 33, and fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle 4. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、ディーゼルエンジン、特に、農業用等のように過酷な条件で使用されるディーゼルエンジンにおいて、高度な制御装置を備えることなしに簡単な制御で安価に排気浄化を行えるようにした排気浄化装置に適用可能なパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a diesel engine, particularly a diesel engine that is used under severe conditions such as for agriculture, etc., and is capable of purifying exhaust gas at low cost with simple control without providing an advanced control device. The present invention relates to a method and an apparatus for operating a particulate filter regeneration burner applicable to the apparatus.

一般に、内燃機関としてのディーゼルエンジンは、ガソリンエンジンのようにプラグによる火花点火を行わず、高圧縮によって高温となった空気に、直接、燃料としての軽油を噴射して自然着火させるものである。   In general, a diesel engine as an internal combustion engine does not perform spark ignition by a plug, unlike a gasoline engine, and directly ignites light oil as fuel directly into air heated to high compression.

前記ディーゼルエンジンから排出される排ガス中にはパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)が含まれており、該パティキュレートは、炭素質からなる煤(Soot:スート)と、高沸点炭化水素成分からなる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)を含んだ組成をなすものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、ディーゼルエンジンからの排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。   The exhaust gas discharged from the diesel engine contains particulate matter (Particulate Matter), which is composed of soot made of carbonaceous matter and high-boiling hydrocarbon components. SOF (Soluble Organic Fraction: Soluble Organic Fraction) is the main component, and further contains a trace amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component), but as a measure to reduce this type of particulates, Conventionally, a particulate filter is provided in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas from a diesel engine flows.

前記パティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックからなる多孔質のハニカム構造を有し、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いない流路については、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ガスのみが下流側へ排出されるようになっている。   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 pattern are alternately sealed, and the flow paths in which the inlets are not sealed The outlet thereof is sealed, and only the exhaust gas that has permeated through the porous thin wall partitioning each flow path is discharged downstream.

ところで、排ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、ディーゼルエンジンの運転状態によっては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られない場合があり、このために、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの再生処理量よりも捕集量が上まわってしまい、よってこのような排気温度が低い運転状態が続いた場合には、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞がある。   By the way, the particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, so that the particulate filter is appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging, so that the particulate filter can be regenerated. However, depending on the operating condition of the diesel engine, an exhaust temperature that is high enough to cause the particulates to self-combust may not be obtained. If the collected amount exceeds the amount, and thus the operation state with such a low exhaust temperature continues, the particulate filter does not proceed well and the particulate filter is over-collected. There is a risk of falling.

そこで、パティキュレートフィルタに対するパティキュレートの堆積量が増加してきた段階で、ディーゼルエンジンにおいて通常の燃料噴射の他にポスト噴射を行うことによって排ガスの温度を高め、パティキュレートフィルタの温度を再生温度(例えば約630℃以上)に高めることによりパティキュレートを燃焼させる強制再生を行うことが考えられている。   Therefore, at the stage where the accumulated amount of particulates on the particulate filter has increased, the temperature of the exhaust gas is raised by performing post injection in addition to normal fuel injection in a diesel engine, and the temperature of the particulate filter is changed to a regeneration temperature (for example, It is considered to perform forced regeneration by burning the particulates by raising the temperature to about 630 ° C. or higher.

しかし、この方法の場合は非常に複雑な制御が必要であり、よって制御装置が高価になるという問題がある。   However, this method requires very complicated control, and therefore there is a problem that the control device becomes expensive.

このため、従来においては、排ガス温度をある温度以上に高めるべく、パティキュレートフィルタの上流側に、燃料噴射ノズルと着火手段としての放電端子とを有するパティキュレートフィルタ再生バーナを配置し、該パティキュレートフィルタ再生バーナの燃料噴射ノズルから燃料を噴射して放電端子で着火燃焼させ、火炎を生じさせることにより、パティキュレートフィルタへ導入される排ガスを強制加熱し、パティキュレートフィルタの温度を再生温度まで高め、該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燃焼させ、パティキュレートフィルタを再生することが考えられている。   Therefore, conventionally, in order to raise the exhaust gas temperature to a certain temperature or more, a particulate filter regeneration burner having a fuel injection nozzle and a discharge terminal as an ignition means is disposed upstream of the particulate filter, and the particulate filter By injecting fuel from the fuel injection nozzle of the filter regeneration burner, igniting and burning at the discharge terminal, and generating a flame, the exhaust gas introduced into the particulate filter is forcibly heated, and the temperature of the particulate filter is raised to the regeneration temperature. It is considered to regenerate the particulate filter by burning the particulates collected by the particulate filter.

尚、前述の如きパティキュレートフィルタ再生バーナに関連する一般的技術水準を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。
特開平8−260944号公報
For example, Patent Literature 1 shows a general technical level related to the particulate filter regeneration burner as described above.
JP-A-8-260944

しかしながら、前述の如き従来のパティキュレートフィルタ再生バーナにおいて、エンジン回転数が低く排ガスの流量が少ない条件では、パティキュレートフィルタ再生バーナによる燃料の燃焼量が少なく、燃料噴射ノズルから噴射される燃料流量が微少(例えば、およそ19[cc/min]以下)となるため、燃料の微粒化不良が生じ、安定した燃焼が実現できなくなる虞があった。   However, in the conventional particulate filter regeneration burner as described above, under the conditions where the engine speed is low and the exhaust gas flow rate is small, the amount of fuel burned by the particulate filter regeneration burner is small, and the fuel flow rate injected from the fuel injection nozzle is small. Since it is very small (for example, about 19 [cc / min] or less), fuel atomization failure may occur, and stable combustion may not be realized.

本発明は、斯かる実情に鑑み、燃料の微粒化を改善して、安定燃焼を実現し得、パティキュレートフィルタの再生を安定して行い得るパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法及び装置を提供しようとするものである。   In view of such circumstances, the present invention provides a particulate filter regeneration burner operating method and apparatus that can improve atomization of fuel, realize stable combustion, and stably regenerate the particulate filter. It is what.

本発明は、内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの上流側に燃料噴射ノズルから燃料を噴射して着火燃焼させることにより、パティキュレートフィルタの昇温を行うパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法であって、
排ガスの流量が少ないとき、前記燃料噴射ノズルから燃料を間欠的に噴射することを特徴とするパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法にかかるものである。
The present invention relates to a particulate filter that raises the temperature of a particulate filter by injecting fuel from a fuel injection nozzle to the upstream side of the particulate filter that collects particulates in exhaust gas discharged from an internal combustion engine and performing ignition combustion. An operation method of the curate filter regeneration burner,
The present invention relates to an operating method of a particulate filter regeneration burner characterized in that fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle when the flow rate of exhaust gas is small.

排ガスの流量が少ない条件では、パティキュレートフィルタ再生バーナによる燃料の燃焼量が少なく、燃料噴射ノズルから噴射される燃料流量が微少となるが、前述の如く、排ガスの流量が少ないとき、前記燃料噴射ノズルから燃料を間欠的に噴射すると、一回当たりの燃料噴射時における燃料流量が増加するため、燃料の微粒化不良が生じなくなり、安定した燃焼が実現可能となる。   Under the condition where the exhaust gas flow rate is low, the amount of fuel burned by the particulate filter regeneration burner is small and the fuel flow rate injected from the fuel injection nozzle is very small. When the fuel is intermittently injected from the nozzle, the fuel flow rate at the time of fuel injection increases, so that fuel atomization failure does not occur and stable combustion can be realized.

前記パティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法においては、前記排ガスの流量が定格の排ガス流量の半分以下のときに前記燃料の間欠的噴射を行うようにすることができる。   In the operation method of the particulate filter regeneration burner, the fuel can be intermittently injected when the flow rate of the exhaust gas is not more than half of the rated exhaust gas flow rate.

一方、本発明は、内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの上流側に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、
該燃料噴射ノズルから噴射される燃料を着火燃焼させる着火手段と、
前記燃料噴射ノズルへ燃料を圧送する噴射用ポンプと、
該噴射用ポンプから燃料噴射ノズルへ圧送される燃料を遮断可能な燃料弁と、
排ガスの流量が少ないとき、前記燃料噴射ノズルから燃料を間欠的に噴射させるよう前記燃料弁へ開閉の信号を出力する制御装置と
を備えたことを特徴とするパティキュレートフィルタ再生バーナの運転装置にかかるものである。
On the other hand, the present invention includes a fuel injection nozzle that injects fuel upstream of a particulate filter that collects particulates in exhaust gas discharged from an internal combustion engine;
Ignition means for igniting and burning the fuel injected from the fuel injection nozzle;
An injection pump for pumping fuel to the fuel injection nozzle;
A fuel valve capable of shutting off fuel pumped from the injection pump to the fuel injection nozzle;
And a controller for outputting an opening / closing signal to the fuel valve so that fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle when the flow rate of the exhaust gas is small. It is such a thing.

前述の如く構成すると、排ガスの流量が少ないときには、制御装置から燃料弁へ出力される開閉の信号により、該燃料弁が開閉し、燃料噴射ノズルから燃料が間欠的に噴射され、一回当たりの燃料噴射時における燃料流量が増加するため、燃料の微粒化不良が生じなくなり、安定した燃焼が実現可能となる。   When configured as described above, when the flow rate of the exhaust gas is small, the fuel valve is opened and closed by an open / close signal output from the control device to the fuel valve, and fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle. Since the fuel flow rate at the time of fuel injection increases, fuel atomization defects do not occur, and stable combustion can be realized.

前記パティキュレートフィルタ再生バーナの運転装置においては、前記制御装置を、前記排ガスの流量が定格の排ガス流量の半分以下のときに前記燃料弁へ開閉の信号が出力されるよう構成することができる。   In the operating device for the particulate filter regeneration burner, the control device can be configured such that an open / close signal is output to the fuel valve when the flow rate of the exhaust gas is less than half of the rated exhaust gas flow rate.

前記パティキュレートフィルタ再生バーナの運転装置においては、前記燃料噴射ノズルとパティキュレートフィルタとの間における排気流路途中に、均熱部材を配置することができ、このようにすると、前記燃料噴射ノズルから燃料が間欠的に噴射されることに伴って強制加熱される排ガス温度に変化が生じたとしても、前記均熱部材を排ガスが通過することにより、該排ガスの温度変化が緩和されてパティキュレートフィルタへ導入されるため、該パティキュレートフィルタが部分的に高温となって溶損したりすることが避けられる。   In the operating device for the particulate filter regeneration burner, a heat equalizing member can be arranged in the middle of the exhaust passage between the fuel injection nozzle and the particulate filter. Even if a change occurs in the temperature of the exhaust gas that is forcibly heated as the fuel is intermittently injected, the temperature change of the exhaust gas is mitigated by passing the exhaust gas through the heat equalizing member. Therefore, the particulate filter can be prevented from being partially melted at a high temperature.

本発明のパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法及び装置によれば、燃料の微粒化を改善して、安定燃焼を実現し得、パティキュレートフィルタの再生を安定して行い得るという優れた効果を奏し得る。   According to the operation method and apparatus of the particulate filter regeneration burner of the present invention, it is possible to improve the atomization of the fuel, realize stable combustion, and achieve the excellent effect that the regeneration of the particulate filter can be performed stably. obtain.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

図1は本発明を実施する形態の一例であって、図1中、1はディーゼルエンジン(内燃機関)であり、2は内部にパティキュレートフィルタ3が収納されたフィルタケースを示している。   FIG. 1 shows an example of an embodiment of the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a diesel engine (internal combustion engine), and 2 denotes a filter case in which a particulate filter 3 is housed.

前記パティキュレートフィルタ3は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造を成しており、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いない流路については、その出口が目封じされるようになっており、ディーゼルエンジン1から排出される排ガスG中のパティキュレートが多孔質薄壁の内側表面に捕集され、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排ガスGのみが下流側へ排出されるようにしてある。   The particulate filter 3 has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the respective flow paths partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the inlets are not sealed. About the flow path, the exit is sealed, and the particulates in the exhaust gas G discharged | emitted from the diesel engine 1 are collected by the inner surface of a porous thin wall, and each flow path is divided. Only the exhaust gas G that has permeated through the porous thin wall is discharged to the downstream side.

前記パティキュレートフィルタ3の上流(図1の上側)におけるフィルタケース2の中心位置には、下流側のパティキュレートフィルタ3に向けて燃料を噴射する燃料噴射ノズル4を設け、更に該燃料噴射ノズル4の先端部近傍には放電によって燃料を着火燃焼させる放電端子5(着火手段)を設けてある。   At the center position of the filter case 2 upstream of the particulate filter 3 (upper side in FIG. 1), a fuel injection nozzle 4 for injecting fuel toward the particulate filter 3 on the downstream side is provided, and the fuel injection nozzle 4 A discharge terminal 5 (ignition means) for igniting and burning fuel by electric discharge is provided in the vicinity of the tip of the first electrode.

又、軽油からなる燃料が収容された燃料タンク6の燃料は、低圧の燃料供給ポンプ7によって前記ディーゼルエンジン1のエンジンポンプに供給されるようになっており、更に、燃料供給ポンプ7からの燃料の一部は、高圧の噴射用ポンプ8及び燃料弁9を介して前記燃料噴射ノズル4に供給されるようになっている。   Further, the fuel in the fuel tank 6 in which the fuel made of light oil is stored is supplied to the engine pump of the diesel engine 1 by the low-pressure fuel supply pump 7, and the fuel from the fuel supply pump 7 is further supplied. A part of is supplied to the fuel injection nozzle 4 via a high-pressure injection pump 8 and a fuel valve 9.

前記フィルタケース2の上流端(上端)内部には、燃料噴射ノズル4の先端を包囲する燃焼用開口10が形成された燃焼ガス導入室11を有する前部チャンバ12を設けてあり、該前部チャンバ12の下流側(下側)には、筒形の希釈室13を形成し且つ下流側内周面に排ガスGを噴出するための希釈用開口14が穿設された希釈チャンバ15を設けてある。   Inside the upstream end (upper end) of the filter case 2 is provided a front chamber 12 having a combustion gas introduction chamber 11 in which a combustion opening 10 surrounding the tip of the fuel injection nozzle 4 is formed. On the downstream side (lower side) of the chamber 12, there is provided a dilution chamber 15 that forms a cylindrical dilution chamber 13 and is provided with a dilution opening 14 for injecting exhaust gas G on the inner peripheral surface of the downstream side. is there.

又、前記前部チャンバ12の燃焼用開口10には、燃料噴射ノズル4の周りから排ガスGに旋回(スワール)を与えて噴射するようにしたスワーラ16を設けてある。   Further, a swirler 16 is provided in the combustion opening 10 of the front chamber 12 so as to swirl (swirl) the exhaust gas G from around the fuel injection nozzle 4 and inject it.

更に、前記パティキュレートフィルタ3の上流側(上方)即ち前記燃料噴射ノズル4とパティキュレートフィルタ3との間における排気流路途中には、排ガス温度を均一化するための耐火ポーラス材等からなる均熱部材17を設けてある。   Further, an upstream side (above) of the particulate filter 3, that is, in the middle of the exhaust passage between the fuel injection nozzle 4 and the particulate filter 3, is a uniform material made of a refractory porous material for making the exhaust gas temperature uniform. A thermal member 17 is provided.

そして、前記燃料噴射ノズル4と、放電端子5と、燃焼ガス導入室11に設けたスワーラ16とによってバーナ装置18が構成されており、更に、該バーナ装置18と、希釈チャンバ15と、前記均熱部材17とによってパティキュレートフィルタ再生バーナ19が構成されている。   The fuel injection nozzle 4, the discharge terminal 5, and the swirler 16 provided in the combustion gas introduction chamber 11 constitute a burner device 18, and further, the burner device 18, the dilution chamber 15, and the leveling device. A particulate filter regeneration burner 19 is constituted by the heat member 17.

一方、前記ディーゼルエンジン1からの排ガスGを導出する排気管20には、排ガスGを前記燃焼ガス導入室11に供給することによりバーナ装置18における燃料噴射ノズル4の周りのスワーラ16から希釈チャンバ15の内側を通してパティキュレートフィルタ3へ導くようにした燃焼用ガス流路21と、排ガスGを燃料噴射ノズル4を迂回し、希釈チャンバ15の希釈室13及び希釈用開口14を通してパティキュレートフィルタ3へ導くようにしたバイパス流路22とに二股状に分岐した分岐部を形成している。更に、燃焼用ガス流路21とバイパス流路22の分岐部には、通常時には燃焼用ガス流路21を閉じて排ガスGをバイパス流路22に流し、パティキュレートフィルタ3の再生時には排ガスGの一部を燃焼用ガス流路21へ導くように作動するダンパ23を備えている。尚、ダンパ23に代えて流路切換弁を用いるようにしても良く、更に、燃焼用ガス流路21に導く排ガスGの流量を調節できるようになっていても良い。   On the other hand, the exhaust pipe 20 for leading the exhaust gas G from the diesel engine 1 is supplied from the swirler 16 around the fuel injection nozzle 4 in the burner device 18 by supplying the exhaust gas G to the combustion gas introduction chamber 11. The combustion gas flow path 21 that is led to the particulate filter 3 through the inside of the gas and the exhaust gas G bypasses the fuel injection nozzle 4 and is led to the particulate filter 3 through the dilution chamber 13 and the dilution opening 14 of the dilution chamber 15. A bifurcated branch portion is formed in the bypass flow path 22 as described above. Further, at a branch portion of the combustion gas flow path 21 and the bypass flow path 22, the combustion gas flow path 21 is normally closed and the exhaust gas G flows to the bypass flow path 22, and the exhaust gas G is regenerated when the particulate filter 3 is regenerated. A damper 23 is provided which operates so that a part thereof is guided to the combustion gas passage 21. A flow path switching valve may be used in place of the damper 23, and the flow rate of the exhaust gas G guided to the combustion gas flow path 21 may be adjusted.

又、前記ダンパ23を設けることなく、燃焼用ガス流路21とバイパス流路22とに所定の割合で排ガスGが流動されるように予めそれぞれの断面積等を設定しておくようにしても良い。   Further, without providing the damper 23, the respective cross-sectional areas and the like may be set in advance so that the exhaust gas G flows through the combustion gas passage 21 and the bypass passage 22 at a predetermined ratio. good.

更に、前記燃焼用ガス流路21には、空気24を供給することによって、燃焼ガス導入室11に供給される排ガスG中の酸素濃度を高めるようにした空気供給装置25を接続してある。図1中、25´は逆止弁である。前記空気供給装置25は、前記排ガスGの圧力よりも高い圧力の空気24を供給でき、且つディーゼルエンジン1の燃焼によって酸素濃度が低下した排ガスGの酸素濃度を、前記燃料噴射ノズル4から噴射される燃料を安定燃焼させ得る濃度まで高められる量の空気24を供給できるものを用いる。   Further, an air supply device 25 is connected to the combustion gas flow path 21 so as to increase the oxygen concentration in the exhaust gas G supplied to the combustion gas introduction chamber 11 by supplying air 24. In FIG. 1, 25 'is a check valve. The air supply device 25 can supply the air 24 having a pressure higher than the pressure of the exhaust gas G, and the oxygen concentration of the exhaust gas G whose oxygen concentration has decreased due to combustion of the diesel engine 1 is injected from the fuel injection nozzle 4. One that can supply air 24 in an amount that can be increased to a concentration that can stably burn the fuel to be used.

又、図1中、33は制御装置(ECU)であり、この制御装置33には、ディーゼルエンジン1において検出される回転数信号34とスロットル開度信号35とが入力されており、更に、前記パティキュレートフィルタ3の前後の圧力差を検出する差圧計36からの差圧信号37が入力されており、この差圧信号37によって制御装置33はパティキュレートフィルタ3におけるパティキュレートの堆積状況を計測するようにしてある。   In FIG. 1, reference numeral 33 denotes a control device (ECU), to which a rotation speed signal 34 and a throttle opening signal 35 detected in the diesel engine 1 are input. A differential pressure signal 37 from a differential pressure gauge 36 that detects a pressure difference before and after the particulate filter 3 is input, and the control device 33 measures the accumulation state of particulates in the particulate filter 3 based on the differential pressure signal 37. It is like that.

そして、前記制御装置33は、通常時には燃焼用ガス流路21を閉じるようにダンパ23を作動させる信号23aを出力し、これによって、全ての排ガスGをバイパス流路22により希釈チャンバ15の希釈室13へ供給し、希釈用開口14を通してパティキュレートフィルタ3へ導くことによりパティキュレートの補集を行うようにしてある。   The control device 33 outputs a signal 23a for operating the damper 23 so as to close the combustion gas flow path 21 at normal times, whereby all the exhaust gas G is diverted from the dilution chamber 15 through the bypass flow path 22. The particulates are collected by being supplied to 13 and guided to the particulate filter 3 through the dilution opening 14.

又、前記制御装置33は、前記差圧計36からの差圧信号37によって、パティキュレートフィルタ3にパティキュレートが堆積し、目詰まりで排気抵抗が増加していることが計測された際には、排ガスGの一部を前記燃焼用ガス流路21に供給するようにダンパ23を作動させる信号23aを出力すると共に、前記空気供給装置25を作動させる信号25aを出力して空気24を前記燃焼用ガス流路21に供給するようにし、更に高圧の噴射用ポンプ8を作動させる信号8aを出力しつつ燃料弁9を開く信号9aを出力して燃料噴射ノズル4に燃料を供給し、且つ、放電端子5(着火手段)により点火を行うための信号5aを出力するようにしてある。これにより、バーナ装置18による火炎Fが形成され、この火炎Fは、前記バイパス流路22により希釈室13に供給されて希釈用開口14から噴出される排ガスGを加熱し、該加熱された排ガスGは、均熱部材17により温度が均一化されて前記パティキュレートフィルタ3に供給され、該パティキュレートフィルタ3に堆積したパティキュレートが燃焼除去されてパティキュレートフィルタ3の再生が行われるようになっている。   Further, the control device 33, when it is measured by the differential pressure signal 37 from the differential pressure gauge 36 that particulates have accumulated on the particulate filter 3 and the exhaust resistance has increased due to clogging, A signal 23a for operating the damper 23 to output a part of the exhaust gas G to the combustion gas flow path 21 is output, and a signal 25a for operating the air supply device 25 is output to output the air 24 for the combustion. The gas is supplied to the gas flow path 21, and the signal 9a for opening the fuel valve 9 is output while the signal 8a for operating the high-pressure injection pump 8 is output, the fuel is supplied to the fuel injection nozzle 4, and the discharge is performed. A signal 5a for igniting is output from the terminal 5 (ignition means). Thereby, the flame F by the burner device 18 is formed, and this flame F heats the exhaust gas G supplied to the dilution chamber 13 by the bypass passage 22 and ejected from the dilution opening 14, and the heated exhaust gas. The temperature of G is equalized by the heat equalizing member 17 and supplied to the particulate filter 3, and the particulates deposited on the particulate filter 3 are burned and removed to regenerate the particulate filter 3. ing.

但し、本図示例の場合、エンジン回転数が低く排ガスGの流量が少ないとき(例えば、排ガスGの流量が定格の排ガス流量の半分以下のとき)には、前記制御装置33から燃料弁9へ開閉の信号9aを出力して、該燃料弁9を開閉させ、前記燃料噴射ノズル4から燃料を間欠的に噴射させるようにしてある。   However, in the case of the illustrated example, when the engine speed is low and the flow rate of the exhaust gas G is small (for example, when the flow rate of the exhaust gas G is less than half of the rated exhaust gas flow rate), the control device 33 sends the fuel valve 9 to the fuel valve 9. An open / close signal 9a is output to open / close the fuel valve 9 so that fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle 4.

次に、上記図示例の作用を説明する。   Next, the operation of the illustrated example will be described.

通常時には、制御装置33から燃焼用ガス流路21を閉じるようにダンパ23を作動させる信号23aが出力され、これによって、全ての排ガスGがバイパス流路22により希釈チャンバ15の希釈室13へ供給され、希釈用開口14を通してパティキュレートフィルタ3へ導かれることによりパティキュレートの補集が行われる。   At normal times, the control device 33 outputs a signal 23 a for operating the damper 23 so as to close the combustion gas flow path 21, whereby all exhaust gas G is supplied to the dilution chamber 13 of the dilution chamber 15 by the bypass flow path 22. Then, the particulates are collected by being guided to the particulate filter 3 through the dilution opening 14.

前記パティキュレートフィルタ3にパティキュレートが堆積すると、差圧計36からの差圧信号37によって、目詰まりで排気抵抗が増加していることが計測され、前記制御装置33から排ガスGの一部を前記燃焼用ガス流路21に供給するようにダンパ23を作動させる信号23aが出力されると共に、前記空気供給装置25を作動させる信号25aが出力されて空気24が前記燃焼用ガス流路21に供給され、更に高圧の噴射用ポンプ8を作動させる信号8aが出力されつつ燃料弁9を開く信号9aが出力されて燃料噴射ノズル4に燃料が供給され、且つ、放電端子5(着火手段)により点火を行うための信号5aが出力される。これにより、バーナ装置18による火炎Fが形成され、前記バイパス流路22により希釈室13に供給されて希釈用開口14から噴出される排ガスGが前記火炎Fによって加熱され、該加熱された排ガスGが、均熱部材17により温度が均一化されて前記パティキュレートフィルタ3に供給されるので、該パティキュレートフィルタ3に堆積したパティキュレートが燃焼除去されてパティキュレートフィルタ3の再生が行われる。   When particulates accumulate on the particulate filter 3, it is measured by the differential pressure signal 37 from the differential pressure gauge 36 that the exhaust resistance is increased due to clogging, and a part of the exhaust gas G is removed from the control device 33. A signal 23 a for operating the damper 23 to be supplied to the combustion gas flow path 21 is output, and a signal 25 a for operating the air supply device 25 is output to supply air 24 to the combustion gas flow path 21. Further, a signal 8a for opening the fuel valve 9 is output while a signal 8a for operating the high-pressure injection pump 8 is output, fuel is supplied to the fuel injection nozzle 4, and ignition is performed by the discharge terminal 5 (ignition means). A signal 5a for performing is output. Thereby, a flame F is formed by the burner device 18, and the exhaust gas G supplied to the dilution chamber 13 by the bypass flow path 22 and ejected from the dilution opening 14 is heated by the flame F, and the heated exhaust gas G However, since the temperature is equalized by the heat equalizing member 17 and supplied to the particulate filter 3, the particulates accumulated on the particulate filter 3 are burned and removed, and the particulate filter 3 is regenerated.

上記したように、バイパス流路22と分岐した燃焼用ガス流路21に、空気供給装置25により空気24を供給するようにしたので、ディーゼルエンジン1の運転状態によって排ガスG中の酸素濃度が低い状態が生じても、空気24が供給された燃焼用ガス流路21からの排ガスGによって燃料噴射ノズル4から噴射される燃料を安定して確実に燃焼させることができ、従って、パティキュレートフィルタ3の再生を常に安定して行うことができる。   As described above, since the air 24 is supplied to the combustion gas passage 21 branched from the bypass passage 22 by the air supply device 25, the oxygen concentration in the exhaust gas G is low depending on the operation state of the diesel engine 1. Even if the situation occurs, the fuel injected from the fuel injection nozzle 4 can be stably and reliably burned by the exhaust gas G from the combustion gas flow path 21 to which the air 24 is supplied, and accordingly, the particulate filter 3 Can always be reproduced stably.

この時、前記バーナ装置18には、燃焼用ガス流路21からの排ガスGに旋回を与えて噴射するスワーラ16を有しているので、バーナ装置18から噴射される燃料は更に安定して均一に燃焼されるようになる。   At this time, the burner device 18 has a swirler 16 that swirls and injects the exhaust gas G from the combustion gas flow path 21 so that the fuel injected from the burner device 18 is more stable and uniform. Will be burned.

又、前記空気供給装置25では、燃焼用ガス流路21からバーナ装置18に導かれる排ガスGがバーナ装置18から噴射される燃料を燃焼させるのに必要な酸素量に対して不足している分だけを供給すれば良いため、空気供給装置25は少流量の空気を供給する小型のものとすることができる。   Further, in the air supply device 25, the amount of the exhaust gas G guided from the combustion gas flow path 21 to the burner device 18 is insufficient with respect to the amount of oxygen necessary for burning the fuel injected from the burner device 18. Therefore, the air supply device 25 can be made small to supply a small amount of air.

更に又、前記空気供給装置25によって空気24が供給された排ガスGと燃料噴射ノズル4から噴射される燃料とが混合することにより緩慢燃焼が行われ、その後、バイパス流路22から希釈室13に供給された排ガスGが混合されて緩慢燃焼が行われることにより、局部的な高温部が生じる問題を防止できる。   Furthermore, the exhaust gas G supplied with the air 24 by the air supply device 25 and the fuel injected from the fuel injection nozzle 4 are mixed, so that slow combustion is performed, and then the bypass passage 22 enters the dilution chamber 13. By mixing the supplied exhaust gas G and performing slow combustion, it is possible to prevent a problem that a local high temperature portion is generated.

しかも、本図示例の場合、エンジン回転数が低く排ガスGの流量が少ないとき(例えば、排ガスGの流量が定格の排ガス流量の半分以下のとき)には、前記制御装置33から燃料弁9へ開閉の信号9aが出力されて、該燃料弁9が開閉し、前記燃料噴射ノズル4から燃料が間欠的に噴射され、一回当たりの燃料噴射時における燃料流量がおよそ20[cc/min]程度まで増加するため、燃料の微粒化不良が生じなくなり、安定した燃焼が実現可能となる。   Moreover, in the case of the illustrated example, when the engine speed is low and the flow rate of the exhaust gas G is small (for example, when the flow rate of the exhaust gas G is less than half of the rated exhaust gas flow rate), the control device 33 supplies the fuel valve 9. An opening / closing signal 9a is output, the fuel valve 9 is opened / closed, fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle 4, and the fuel flow rate during one fuel injection is about 20 [cc / min]. Therefore, the fuel atomization failure does not occur, and stable combustion can be realized.

更に、本図示例の場合、前記燃料噴射ノズル4とパティキュレートフィルタ3との間における排気流路途中には、排ガス温度を均一化するための耐火ポーラス材等の均熱部材17を配置してあるので、前記燃料噴射ノズル4から燃料が間欠的に噴射されることに伴って強制加熱される排ガスG温度に変化が生じたとしても、前記均熱部材17を排ガスGが通過することにより、該排ガスGの温度変化が緩和されてパティキュレートフィルタ3へ導入されるため、該パティキュレートフィルタ3が部分的に高温となって溶損したりすることが避けられる。   Further, in the case of the illustrated example, a heat equalizing member 17 such as a refractory porous material for equalizing the exhaust gas temperature is disposed in the middle of the exhaust passage between the fuel injection nozzle 4 and the particulate filter 3. Therefore, even if a change occurs in the exhaust gas G temperature that is forcibly heated as fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle 4, the exhaust gas G passes through the soaking member 17, Since the temperature change of the exhaust gas G is relaxed and introduced into the particulate filter 3, it is possible to avoid the particulate filter 3 from being partially melted at a high temperature.

こうして、燃料の微粒化を改善して、安定燃焼を実現し得、パティキュレートフィルタ3の再生を安定して行い得る。   Thus, the atomization of the fuel can be improved, stable combustion can be realized, and the particulate filter 3 can be stably regenerated.

尚、本発明のパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法及び装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The operation method and apparatus of the particulate filter regeneration burner according to the present invention are not limited to the above illustrated examples, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. .

本発明を実施する形態の一例を示す全体概要構成図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a whole schematic block diagram which shows an example of the form which implements this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 ディーゼルエンジン(内燃機関)
3 パティキュレートフィルタ
4 燃料噴射ノズル
5 放電端子(着火手段)
8 噴射用ポンプ
9 燃料弁
9a 信号
18 バーナ装置
19 パティキュレートフィルタ再生バーナ
20 排気管
21 燃焼用ガス流路
22 バイパス流路
G 排ガス
1 Diesel engine (internal combustion engine)
3 Particulate filter 4 Fuel injection nozzle 5 Discharge terminal (ignition means)
8 Injection Pump 9 Fuel Valve 9a Signal 18 Burner Device 19 Particulate Filter Regeneration Burner 20 Exhaust Pipe 21 Combustion Gas Channel 22 Bypass Channel G Exhaust Gas

Claims (5)

内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの上流側に燃料噴射ノズルから燃料を噴射して着火燃焼させることにより、パティキュレートフィルタの昇温を行うパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法であって、
排ガスの流量が少ないとき、前記燃料噴射ノズルから燃料を間欠的に噴射することを特徴とするパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法。
A particulate filter regeneration burner that raises the temperature of the particulate filter by injecting fuel from a fuel injection nozzle to the upstream side of the particulate filter that collects particulates in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine and igniting combustion. Driving method,
A method of operating a particulate filter regeneration burner, characterized in that fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle when the flow rate of exhaust gas is small.
前記排ガスの流量が定格の排ガス流量の半分以下のときに前記燃料の間欠的噴射を行うようにした請求項1記載のパティキュレートフィルタ再生バーナの運転方法。   The method of operating a particulate filter regeneration burner according to claim 1, wherein the fuel is intermittently injected when the flow rate of the exhaust gas is less than half of the rated exhaust gas flow rate. 内燃機関から排出される排ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの上流側に燃料を噴射する燃料噴射ノズルと、
該燃料噴射ノズルから噴射される燃料を着火燃焼させる着火手段と、
前記燃料噴射ノズルへ燃料を圧送する噴射用ポンプと、
該噴射用ポンプから燃料噴射ノズルへ圧送される燃料を遮断可能な燃料弁と、
排ガスの流量が少ないとき、前記燃料噴射ノズルから燃料を間欠的に噴射させるよう前記燃料弁へ開閉の信号を出力する制御装置と
を備えたことを特徴とするパティキュレートフィルタ再生バーナの運転装置。
A fuel injection nozzle that injects fuel upstream of a particulate filter that collects particulates in exhaust gas discharged from the internal combustion engine;
Ignition means for igniting and burning the fuel injected from the fuel injection nozzle;
An injection pump for pumping fuel to the fuel injection nozzle;
A fuel valve capable of shutting off fuel pumped from the injection pump to the fuel injection nozzle;
And a control device that outputs an open / close signal to the fuel valve so that fuel is intermittently injected from the fuel injection nozzle when the flow rate of the exhaust gas is small.
前記制御装置を、前記排ガスの流量が定格の排ガス流量の半分以下のときに前記燃料弁へ開閉の信号が出力されるよう構成した請求項3記載のパティキュレートフィルタ再生バーナの運転装置。   The operating device of the particulate filter regeneration burner according to claim 3, wherein the control device is configured to output an opening / closing signal to the fuel valve when the flow rate of the exhaust gas is less than half of the rated exhaust gas flow rate. 前記燃料噴射ノズルとパティキュレートフィルタとの間における排気流路途中に、均熱部材を配置した請求項3又は4記載のパティキュレートフィルタ再生バーナの運転装置。   The operating device for a particulate filter regeneration burner according to claim 3 or 4, wherein a heat equalizing member is disposed in the middle of an exhaust passage between the fuel injection nozzle and the particulate filter.
JP2008276764A 2008-10-28 2008-10-28 Method and device for operating particulate filter regeneration burner Pending JP2010106680A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008276764A JP2010106680A (en) 2008-10-28 2008-10-28 Method and device for operating particulate filter regeneration burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008276764A JP2010106680A (en) 2008-10-28 2008-10-28 Method and device for operating particulate filter regeneration burner

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010106680A true JP2010106680A (en) 2010-05-13

Family

ID=42296383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008276764A Pending JP2010106680A (en) 2008-10-28 2008-10-28 Method and device for operating particulate filter regeneration burner

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010106680A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012035774A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 日野自動車株式会社 Method for warming after-treatment burner system

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427419U (en) * 1987-08-12 1989-02-16
JP2000145429A (en) * 1998-11-13 2000-05-26 Ibiden Co Ltd Exhaust gas flow restricting member for an exhaust gas purifier
JP2004003400A (en) * 2002-05-31 2004-01-08 Bosch Automotive Systems Corp Filter regeneration fitment in internal combustion engine
JP2005180371A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Bosch Automotive Systems Corp Auxiliary device for exhaust gas after-treatment device
JP2008025588A (en) * 2004-01-13 2008-02-07 Arvin Technologies Inc Method and device for making exhaust gas pass through fuel combustion burner of emission reducing assembly
JP2009092015A (en) * 2007-10-10 2009-04-30 Hino Motors Ltd Exhaust emission control device

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6427419U (en) * 1987-08-12 1989-02-16
JP2000145429A (en) * 1998-11-13 2000-05-26 Ibiden Co Ltd Exhaust gas flow restricting member for an exhaust gas purifier
JP2004003400A (en) * 2002-05-31 2004-01-08 Bosch Automotive Systems Corp Filter regeneration fitment in internal combustion engine
JP2005180371A (en) * 2003-12-22 2005-07-07 Bosch Automotive Systems Corp Auxiliary device for exhaust gas after-treatment device
JP2008025588A (en) * 2004-01-13 2008-02-07 Arvin Technologies Inc Method and device for making exhaust gas pass through fuel combustion burner of emission reducing assembly
JP2009092015A (en) * 2007-10-10 2009-04-30 Hino Motors Ltd Exhaust emission control device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012035774A1 (en) * 2010-09-16 2012-03-22 日野自動車株式会社 Method for warming after-treatment burner system
JP2012062821A (en) * 2010-09-16 2012-03-29 Hino Motors Ltd Method for warming after-treatment burner system
CN103097683A (en) * 2010-09-16 2013-05-08 日野自动车株式会社 Method for warming after-treatment burner system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7849682B2 (en) Exhaust treatment device having a fuel powered burner
WO2013176184A1 (en) Burner for exhaust gas purification device
KR101138251B1 (en) Exhaust gas reduction apparatus using exhaust gas as air source of burner
EP2735714B1 (en) Engine exhaust purification device
US8215100B2 (en) Regeneration device having external check valve
KR20090128512A (en) Apparatus and method for supplying air to an exhaust reduction device using a turbocharger
JP5695273B2 (en) Exhaust purification device burner
JP2010106679A (en) Method and device for preventing blockage of fuel injection nozzle of particulate filter regeneration burner
KR100913606B1 (en) Plasma Burner &amp; Soot Filter
JP5304177B2 (en) Exhaust purification device
JP5335315B2 (en) Exhaust purification device
JP5981212B2 (en) Exhaust purification device burner
JP2009092015A (en) Exhaust emission control device
JP2010529345A (en) Method for regenerating a particle filter of an internal combustion engine
JP2010106680A (en) Method and device for operating particulate filter regeneration burner
KR20130070902A (en) Exhaust gas reduction apparatus using exhaust gas as air source of burner and method thereof
JP6123191B2 (en) Exhaust system
JP4365543B2 (en) Black smoke removal system for internal combustion engine with two-fluid injection valve
JP2010144551A (en) Exhaust emission control device
CN103016105A (en) Diesel engine particulate matter catcher regenerative burner and oil-injecting combustion-supporting compound regenerative system
KR101279544B1 (en) Exhaust Gas Reduction Apparatus Using Exhaust Gas as Air Source of Burner
JP5025615B2 (en) Diesel engine exhaust gas purification system
JP2013024195A (en) Exhaust temperature elevation apparatus, and exhaust temperature elevation method
JP5266105B2 (en) Desulfurization equipment
KR100860505B1 (en) Smoke reduction unit and diesel combustion device having same

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110829

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120424

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120427

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120619

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121002

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130305