JPH0623707Y2 - 排ガスフイルタの過熱防止装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は内燃機関の排ガス中の未燃物を除去する排ガス
フイルタの過熱防止装置に関するものである。

［従来の技術］ 第４図に示すように、内燃機関６で燃焼した排ガスは、
排気マニホールド７から排気管８へ排出され、サイレン
サ９で消音された後、フイルタ１４で未燃物（パテキユ
レート）を除去され、排気管１７から外部へ排出され
る。フイルタ１４は入口側から出口側へ延び、かつ途中
で互いに連通する多数の細い通路を有するセラミツク成
形体からなり、排ガスが通過する内に未燃分が通路内で
除去される。フイルタ１４で除去された未燃物は、これ
を電熱で高温に晒し燃焼空気を送り込んで再燃焼させる
か、または燃焼器１９で生成した高温燃焼ガスを、燃焼
ガス供給管１８からフイルタ１４へ送り込んで再燃焼さ
せて除去される。これによりフイルタ１４が再生され
る。

フイルタ１４の再生期間中は切換弁１１によりフイルタ
１４の入口側の排気管１２を閉鎖し、サイレンサ９から
の排ガスをバイパス管１０を経て外部へ排出する。

フイルタ１４の目詰り状態は、フイルタ１４の入口側と
出口側に配設した圧力センサ１３，１６と、内燃機関６
における燃料噴射ポンプ２の燃料制御ラツク杆に対設し
た負荷センサ３と、内燃機関６のフライホイール５に対
設した回転数センサ４との信号から検出される。これら
の信号を入力とする電子制御装置２１の出力により、切
換弁１１を切り換え、燃焼器１９と燃料点火装置２０を
駆動して燃焼ガスをフイルタ１４へ送り込み、フイルタ
１４を再生する。

フイルタ１４が再生されると、燃料点火装置２０と燃焼
器１９を停止し、切換弁１１を戻し、サイレンサ９から
の排ガスをフイルタ１４を通して排気管１７へ排出す
る。

ところで、上述のようにフイルタ１４へ高温燃焼ガスを
送り込んで未燃物を燃焼させる場合に、燃焼ガスの流れ
の状態から、第５図に符号Ａで示すように、フイルタ１
４の入口側周囲部に未燃物が残りやすい。特に、燃焼ガ
スはある程度の拡がりをもつて、フイルタ１４の中心を
流れるものの、中心部の未燃物が早期に除去されると、
燃焼ガスが中心部を一層流れやすくなる。そして、外部
から冷却されやすい周囲部Ａの未燃物を燃焼させるため
に、燃焼ガスの温度を高めると、フイルタ１４の出口側
中心部Ｃの温度が異常に高くなり、フイルタ１４が溶損
する恐れがある。

フイルタ内部の温度分布を均一にするために、例えば実
開昭59-114408号公報に開示される技術では、整流板に
より入口側の燃焼ガスを周囲部へ偏向させているが、未
燃物が再燃焼すると電熱のためにフイルタ１４の中心部
が周囲部に比べて高温になり、フイルタ１４が溶解した
り、割れたりする。

［考案が解決しようとする問題点］ 本考案の目的は上述の問題に鑑み、フイルタの出口の異
常温度上昇を回避することにより、フイルタの周囲部の
未燃物の燃焼を促し、フイルタを均一に再生し得る、排
ガスフイルタの過熱防止装置を提供することにある。

［問題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、本考案の構成はフイルタの
出口中心部に折り重なつた状態から円板状に拡開する邪
魔板を軸支持し、所定温度以上で邪魔板を拡開させる熱
応動アクチユエータを邪魔板に備えたものである。

［作用］ フイルタ１４の出口中心部に配設した折り畳み可能に軸
支持された邪魔板３３，３３ａは、フイルタ出口の温度
が所定値を超えると、円板状に拡がり、これにより燃焼
ガスの流れが周囲部へ偏向され、フイルタ１４の中心部
の酸素濃度が低下する。したがつて、中心部での未燃物
の燃焼温度が低下し、フイルタ１４の溶解や割れが回避
される。

［考案の実施例］ 第１，２図に示すように、円筒形のフイルタ１４を収容
するハウジング３１は、両端部を円錐形に絞られて入口
３１ａと出口３１ｂが形成される。セラミツク成形体か
らなるフイルタ１４は多数の軸方向の細い通路が備えら
れ、この通路間は途中で互いに連通される。このような
フイルタ１４は公知であるので、これ以上説明しない。

本考案によれば、フイルタ１４の出口中心側に支軸３２
により縮拡可能の半円形の１対の邪魔板３３，３３ａが
支持される。すなわち、フイルタ出口の温度が所定値を
超えると、熱応動アクチユエータ２２により１対の邪魔
板３３，３３ａが円板状に拡がり、逆に温度が所定値以
下になると、破線で示すように互いに折り畳まれた状態
になる。ヒンジの支軸３２の両端はハウジング３１の周
壁部に軸受３４により支持される。

第３図に示すように、熱応動アクチユエータ２２はフイ
ルタ１４の出口側に設けた空部に収容されるもので、例
えば第３図に示すように、形状記憶合金からなる帯板を
Ｕ字形に折り返してなり、上側端部を邪魔板３３ａのヒ
ンジ部に、下側端部を邪魔板３３のヒンジ部にそれぞれ
結合して構成される。

熱応動アクチユエータ２２が燃焼ガスに晒されて所定温
度を超えると、破線で示す状態から記憶された形状すな
わち菱形に湾曲して邪魔板３３と３３ａが支軸３２を中
心として拡開され、フイルタ１４の出口中心部を閉鎖す
る。これにより、燃焼ガスの流れが中心部から周囲部へ
偏向され、フイルタ全体の未燃物が均一に燃焼される。

フイルタ１４の未燃物が完全に除去された後、燃焼器１
９の運転を停止すれば、フイルタ出口の温度が低下し、
邪魔板３３，３３ａは互いに折り畳まれた状態となり、
通常の機関運転における排ガスの流れを妨げない。

第４図に示す熱応動アクチユエータ２２の他の実施例で
は、Ｕ字形ないし菱形に湾曲された耐熱性金属板２７の
一端が邪魔板３３のヒンジ部に、他端が邪魔板３３ａの
ヒンジ部に結合される。そして、上下に折り重ねた耐熱
性金属板２７の間にバイメタル２５が結合される。この
実施例では、フイルタ出口の温度が高くなると、バイメ
タル２５が長く伸びて耐熱性金属板２７が押し拡げら
れ、邪魔板３３，３３ａが円板状に拡開される。

第５図に示す実施例では、重ね合された１対の耐熱性金
属板２７の間に、バイメタル２５に代る熱膨張体２６
を、シリンダとピストンとの間の室に収容してなり、フ
イルタ出口の温度が所定値を超えると、ピストンとシリ
ンダが相対的に伸長し、１対の耐熱性金属板２７が互い
に押し拡げられ、邪魔板３３，３３ａが円板状に拡開さ
れる。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、フイルタの出口側中心部に折り
重なつた状態から円板状に拡開する邪魔板を軸支持し、
所定温度以上で邪魔板を拡開させる熱応動アクチユエー
タを邪魔板に備えたから、入口からフイルタへ導入され
た燃焼ガスにより、フイルタの中心部が熱損失の多い周
囲部よりも先に未燃物が燃焼し、燃焼温度が高くなる
と、この温度により熱応動アクチユエータが作動し、フ
イルタ出口の邪魔板が円板状に拡開され、フイルタの出
口中心部が閉鎖されるので、フイルタへ流入した燃焼ガ
スが周囲部へ偏向され、中心部の温度上昇が抑えられる
とともに、フイルタの周囲部の未燃物が効率的に再燃焼
される。したがつて、フイルタの局部的な過熱による焼
損や割れが回避され、フイルタが全体として均一に再生
される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る排ガスフイルタの過熱防止装置の
概略構成を示す側面図、第２図は同背面図、第３図は熱
応動アクチユエータの側面図、第４，５図は熱応動アク
チユエータの他の例を示す側面図、第６図は内燃機関の
排ガス浄化装置の全体構成図、第７図は同装置のフイル
タの作用を説明する側面図である。 １４：フイルタ、２２，２４：熱往動アクチユエータ、
２５：バイメタル、３２：支軸、３３，３３ａ：邪魔板

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】フイルタの出口中心部に折り重なつた状態
   から円板状に拡開する邪魔板を軸支持し、所定温度以上
   で邪魔板を拡開させる熱応動アクチユエータを邪魔板に
   備えたことを特徴とする排ガスフイルタの過熱防止装
   置。