JPH11294138A - Exhaust purification device for diesel engine and flow switching valve for the device - Google Patents
Exhaust purification device for diesel engine and flow switching valve for the deviceInfo
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- JPH11294138A JPH11294138A JP10104633A JP10463398A JPH11294138A JP H11294138 A JPH11294138 A JP H11294138A JP 10104633 A JP10104633 A JP 10104633A JP 10463398 A JP10463398 A JP 10463398A JP H11294138 A JPH11294138 A JP H11294138A
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 トラップで捕集したパティキュレートを、排
気ガス中の酸素を利用して燃焼させる方法でディーゼル
エンジン用パティキュレートトラップを再生するとき、
トラップに流す排気ガス量をエンジンの運転状況に応じ
て切替えられるようにすることである。
【解決手段】 流路切替バルブ1に排出ポートとリーク
ポートを設け、それ等のポートを第1弁体、第2弁体で
選択的に開閉する。また、第1弁体には第1オリフィス
を、リークポートからの第2流路24には第2オリフィ
スを設け、排出ポートを閉鎖してトラップ23の再生を
行うとき、第1オリフィスに絞られた第1流路と第2オ
リフィス経由の第2流路の双方から排気が流れるように
する。こうしてリークポートにつなぐ第2流路24をエ
ンジンの運転状況に応じてゲートバルブ25で開閉する
と、トラップ23の排気ガス通過量がゲートバルブ25
開時はQ1 +Q2 、ゲートバルブ25閉時はQ1 となっ
て2段階に変化する。
(57) [Summary] [PROBLEMS] When regenerating a particulate trap for a diesel engine by a method of burning particulates collected by a trap using oxygen in exhaust gas,
The purpose is to allow the amount of exhaust gas flowing into the trap to be switched according to the operating condition of the engine. SOLUTION: A discharge port and a leak port are provided in a flow path switching valve 1, and these ports are selectively opened and closed by a first valve body and a second valve body. A first orifice is provided in the first valve body, and a second orifice is provided in the second flow path 24 from the leak port. When the discharge port is closed to regenerate the trap 23, the first orifice is throttled. The exhaust gas is caused to flow from both the first flow path and the second flow path via the second orifice. When the second flow path 24 connected to the leak port is opened and closed by the gate valve 25 according to the operating condition of the engine, the amount of exhaust gas passing through the trap 23 is reduced by the gate valve 25.
Hirakiji is Q 1 + Q 2, the gate valve 25 is closed is changed in two steps becomes Q 1.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、排気ガス中のパ
ティキュレートをトラップで捕集し、さらに、捕集した
パティキュレートを排気ガス中の酸素を利用して燃焼さ
せるディーゼルエンジンの排気浄化装置と、その浄化装
置に採用する流路切替バルブに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine which collects particulates in exhaust gas by a trap and burns the collected particulates using oxygen in the exhaust gas. And a flow path switching valve used in the purification device.
【0002】[0002]
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気ガス中には、
大気汚染の原因となる種々の成分が含まれている。その
成分のひとつに、カーボンを主体とする可燃性の微粒子
がある。その微粒子はパティキュレートマター(以下P
Mと記す)と称されている。このPMを除去するため
に、エンジンの改善も勿論進められているが、より確実
な除去手法として、排気系の途中にトラップ(ディーゼ
ルパティキュレートフィルタ)を設置し、PMをトラッ
プで捕集する浄化装置が考えられ(特開昭58−512
35号公報)、一部で既に実用化されている。2. Description of the Related Art Diesel engine exhaust gas contains
It contains various components that cause air pollution. One of the components is flammable fine particles mainly composed of carbon. The fine particles are particulate matter (hereinafter P
M). Of course, improvement of the engine has been promoted to remove this PM, but as a more reliable removal method, a trap (diesel particulate filter) is installed in the exhaust system to purify the PM by trapping it. An apparatus is conceivable (JP-A-58-512).
No. 35), some of which have already been put to practical use.
【0003】この装置は、捕集したPMを定期的に燃焼
させてトラップを再生する必要がある。その燃焼再生
は、エンジンから排気ガスが導入されているときには条
件的に難しく、また、エンジンを途中で止めるわけにも
いかないことから、排気路を途中で複数に分岐して各分
岐路にそれぞれトラップを設置し、その複数のトラップ
でPMの捕集と燃焼再生を交互に行う方法が採られる。[0003] In this apparatus, it is necessary to regenerate the trap by burning the collected PM periodically. The combustion regeneration is conditionally difficult when exhaust gas is being introduced from the engine, and it is not possible to stop the engine halfway, so the exhaust path is branched into multiple sections and trapped in each branch path. A method is adopted in which a plurality of traps are used to alternately collect and burn PM.
【0004】この方法を採る場合、燃焼再生を行う側の
分岐路をバルブで遮断してPM捕集を行う側の分岐路に
排気ガスを導くが、再生側の分岐路を完全に閉鎖する
と、捕集したPMをヒータで加熱して燃焼させる際に酸
素が不足して燃焼が不完全になる。このため、特開昭5
6−92318号は、再生側の分岐路を閉じるフラップ
弁にオリフィス孔をあけて排気ガスの一部を再生側分岐
路に流す装置を提案している。また、特開平7−224
633号は、再生側分岐路内に外部から空気を強制的に
送り込むことを提案している。When this method is adopted, the branch path on the side where combustion and regeneration is performed is shut off by a valve to guide exhaust gas to the branch path on the side where PM is collected, but when the branch path on the regeneration side is completely closed, When the collected PM is heated by a heater and burned, the amount of oxygen becomes insufficient and the combustion becomes incomplete. For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open
No. 6-92318 proposes a device in which an orifice hole is made in a flap valve closing a regeneration-side branch, and a part of exhaust gas flows through the regeneration-side branch. Also, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-224
No. 633 proposes forcing air from outside into the regeneration side branch.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】特開平7−22463
3号公報の装置は、エアーポンプ、導入路開閉用バル
ブ、及びそれ等の制御手段を必要とし、複雑、高価なも
のになる。Problems to be Solved by the Invention
The apparatus disclosed in Japanese Patent Publication No. 3 requires an air pump, a valve for opening / closing an introduction path, and control means for them, and is complicated and expensive.
【0006】一方、特開昭56−92318号公報の装
置は、排気ガス中の酸素を利用して燃焼を促進させるの
で、装置の簡素化、コスト低減が図れるが、この装置
は、フラップ弁に単にオリフィス孔をあけただけである
ので、エンジンの運転状況に応じた排気ガス導入量のコ
ントロールができない。即ち、オリフィスを通過するガ
ス量は、オリフィス前後の差圧によって決まるので、エ
ンジンの回転数が高まるほど再生トラップに対する排気
ガスの導入量が増加する。また、排気ガス中の酸素濃度
はエンジンの負荷が小さいときに上がる傾向にある。こ
のため、PM燃焼に必要な酸素量が過少或いは過多とな
る場合があり、燃焼が不安定になってトラップの再生効
率が悪くなる。On the other hand, the apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 56-92318 promotes combustion by using oxygen in exhaust gas, so that the apparatus can be simplified and the cost can be reduced. Since the orifice hole is simply formed, the amount of exhaust gas introduced cannot be controlled according to the operating condition of the engine. That is, the amount of gas passing through the orifice is determined by the differential pressure across the orifice. Therefore, as the engine speed increases, the amount of exhaust gas introduced into the regeneration trap increases. Further, the oxygen concentration in the exhaust gas tends to increase when the load on the engine is small. For this reason, the amount of oxygen required for PM combustion may be too small or too large, and the combustion becomes unstable and the trap regeneration efficiency deteriorates.
【0007】そこで、この発明は、再生トラップへの排
気ガス導入量をエンジンの運転状況に応じて2段階に切
替えることを可能ならしめて酸素補給の適正化を図れる
ようにした排気浄化装置と同装置用の流路切替バルブを
提供することを課題としている。Therefore, the present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus and an exhaust purifying apparatus capable of switching the amount of exhaust gas introduced into a regenerating trap into two stages according to the operating condition of an engine so as to optimize oxygen supply. It is an object to provide a flow path switching valve for use.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】この発明の排気ガス浄化
装置は、トラップへの排気ガス導入量を2段階に切替え
られるようにするため、トラップの上流側又は下流側に
第1流路と第2流路を設け、第1流路と第2流路の分岐
部にはオリフィスを有する流路切替バルブを配置すると
ともに、第2流路にはゲートバルブを配置し、パティキ
ュレートの燃焼時には、前記流路切替バルブによって第
1流路の排気の通過を制限すると同時に第2流路へ排気
が流れ得るようにしたのである。SUMMARY OF THE INVENTION An exhaust gas purifying apparatus of the present invention has a first flow path and a first flow path upstream or downstream of a trap so that the amount of exhaust gas introduced into the trap can be switched in two stages. Two flow paths are provided, and a flow path switching valve having an orifice is disposed at a branch of the first flow path and the second flow path, and a gate valve is disposed in the second flow path. The passage switching valve restricts the passage of the exhaust gas in the first flow passage and allows the exhaust gas to flow to the second flow passage at the same time.
【0009】この装置に採用する流路切替バルブは、排
気の導入ポート、排出ポート、リークポート及びそれ等
のポートを連通させる弁室を設けたバルブボディと、弁
室内に設ける排気ポート開閉用の第1弁体及びリークポ
ート開閉用の第2弁体と、第1、第2弁体に変位力を加
える入力軸と、第1弁体に設ける第1オリフィスと、リ
ークポートからの第2流路を絞る第2オリフィスとを具
備させ、前記入力軸の回転により排出ポートとリークポ
ートが選択的に開閉され、排出ポート閉鎖時に排気が第
1オリフィスによって絞られた第1流路を通って弁室か
ら排出ポートに流れ、さらに、第2オリフィス経由で弁
室から第2流路へも流れるようにした。A flow path switching valve used in this device includes a valve body having an exhaust introduction port, an exhaust port, a leak port, and a valve chamber communicating the ports, and an exhaust port opening / closing valve provided in the valve chamber. A first valve body and a second valve body for opening and closing the leak port, an input shaft for applying a displacement force to the first and second valve bodies, a first orifice provided in the first valve body, and a second flow from the leak port. A second orifice for restricting a passage, wherein a discharge port and a leak port are selectively opened and closed by rotation of the input shaft, and when the discharge port is closed, exhaust gas passes through a first flow path restricted by the first orifice. The gas flows from the chamber to the discharge port, and further flows from the valve chamber to the second flow path via the second orifice.
【0010】かかる切替バルブの第2オリフィスは、着
脱自在の別部品を設けてその別部品に設けるのが好まし
い。第2流路接続用のプラグ継手にニップルを取付けて
そのニップルに第2オリフィスを設けるのも好ましい。[0010] The second orifice of the switching valve is preferably provided with a detachable separate component, and provided on the separate component. It is also preferable to attach a nipple to the plug joint for connecting the second flow path and provide a second orifice in the nipple.
【0011】なお、この発明の排気浄化装置は、エンジ
ンの排気路を複数に分岐して各分岐路に排気ガス中のパ
ティキュレートを捕集するトラップと上述したリークポ
ート付きの切替バルブを設け、各切替バルブのリークポ
ートにつなぐ第2流路をひとつに合流させ、合流した第
2流路に第2流路開閉用のゲートバルブを設けると小型
化等が図れる。この場合、第1流路、第2流路、流路切
替バルブはトラップの下流側に配置する必要があるが、
第2流路の各々にゲートバルブを配置してこれ等の要素
をトラップの上流側に設けることも可能である。In the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, a trap for collecting particulates in exhaust gas and a switching valve with a leak port as described above are provided in each of the branch paths of the engine, and a branch valve is provided in each branch path. If the second flow paths connected to the leak ports of the switching valves are merged into one, and the merged second flow path is provided with a gate valve for opening and closing the second flow path, the size can be reduced. In this case, the first flow path, the second flow path, and the flow path switching valve need to be arranged on the downstream side of the trap.
It is also possible to arrange a gate valve in each of the second flow paths and provide these elements upstream of the trap.
【0012】[0012]
【作用】第1オリフィスを通るガス量をQ1 、第2オリ
フィスを通るガス量をQ2 とすると、排出ポート閉鎖時
のガス流量は、Q=Q1 +Q2 となる。また、第2流路
をゲートバルブで閉じるとQ=Q1 となり、ゲートバル
ブの開閉で通過流量を2段階に切替えることが可能にな
る。Assuming that the gas amount passing through the first orifice is Q 1 and the gas amount passing through the second orifice is Q 2 , the gas flow rate when the discharge port is closed is Q = Q 1 + Q 2 . Further, it the second flow path is closed by the gate valve Q = Q 1 becomes, can be switched in two steps passing flow at opening and closing of the gate valve.
【0013】この切替えで、再生トラップに対する酸素
供給量を理想値に近づけてPM燃焼を安定させることが
でき、トラップの再生効率が良くなる。By this switching, the amount of oxygen supplied to the regeneration trap can be made closer to the ideal value to stabilize the PM combustion and the trap regeneration efficiency can be improved.
【0014】なお、第2オリフィスを着脱自在の別部品
に設けると、エンジンの仕様、運転条件に応じたオリフ
ィス径の変更に対し、部品を交換して対応することが可
能になる。また、上述したニップルに第2オリフィスを
設けると部品代が僅かで済み、経済的にも有利になる。If the second orifice is provided on another detachable part, it is possible to replace the part to cope with a change in the orifice diameter according to the specifications and operating conditions of the engine. Further, providing the second orifice in the nipple described above requires only a small part cost, which is economically advantageous.
【0015】また、各流路切替バルブからの第2流路を
統合して第2流路の開閉をひとつのゲートバルブで行う
排気浄化装置は、再生トラップの排気ガス通過量の適正
化と、装置の小型化、軽量化が図れ、経済性にも優れ
る。Further, the exhaust gas purifying apparatus in which the second flow path from each flow path switching valve is integrated and the second flow path is opened / closed by one gate valve is provided. The device can be reduced in size and weight, and it is also economical.
【0016】[0016]
【発明の実施の形態】図1に、この発明の排気浄化装置
に用いる流路切替バルブの実施形態を示す。この流路切
替バルブ1は、バルブボディ2内に、第1弁体3と、第
2弁体4と、両弁体の支持アーム5を設けて成る。FIG. 1 shows an embodiment of a flow path switching valve used in an exhaust gas purification apparatus of the present invention. The flow path switching valve 1 is provided with a first valve body 3, a second valve body 4, and a support arm 5 for both valve bodies in a valve body 2.
【0017】バルブボディ2には、排気の導入ポート
6、弁室7、弁室7を介して導入ポート6に連なる排出
ポート8、弁室7から排出ポート8とは異なる方向(図
はほぼ90°異なる方向になっているが90°に限定さ
れるものではない)に抜けるリークポート9を設けてあ
る。また、第1弁体3に第1オリフィス10を設け、リ
ークポート9には第2オリフィス11を設けてある。オ
リフィス10、11の径は、エンジンの仕様等を考慮し
て適宜に定められる。The valve body 2 has an exhaust inlet port 6, a valve chamber 7, a discharge port 8 connected to the inlet port 6 through the valve chamber 7, and a direction different from the discharge port 8 from the valve chamber 7 (approximately 90 in the figure). (A different direction, but not limited to 90 °) is provided. The first valve body 3 is provided with a first orifice 10, and the leak port 9 is provided with a second orifice 11. The diameters of the orifices 10 and 11 are appropriately determined in consideration of the specifications of the engine and the like.
【0018】支持アーム5は、弁室7内に設置し、回転
中心となる入力軸12をバルブボディ2で支えている。
入力軸12は、片端がバルブボディ2の外部に出てお
り、そこにエアーシリンダ等のアクチュエータ(図示せ
ず)から回転力を加えて支持アーム5を正逆回転させ、
流路の切替えを行う。The support arm 5 is installed in the valve chamber 7 and supports an input shaft 12 serving as a center of rotation by the valve body 2.
One end of the input shaft 12 is outside the valve body 2, and a rotational force is applied thereto from an actuator (not shown) such as an air cylinder to rotate the support arm 5 forward and reverse.
The flow path is switched.
【0019】第1弁体3は、支持アーム5の一面側に、
第2弁体4は同アームの他面側に各々球面接触させ、中
心の支軸13とアーム5との間に支軸13の傾きを許容
する隙間(遊び)を生じさせて360°全方向に傾きの
自由度をもつように取付けている。これ等の弁体3、4
は、耐熱性、耐腐食性に優れる材料(セラミックや耐食
性を高めた金属など)で作られており、平面のシール面
3a、4aを対応した平面の弁座14、15に面接触さ
せる。その面接触によるシールが支持アーム5に拘束さ
れずに確実になされるようにするために、各弁体3、4
に傾きの自由度を付与してシール面の各部にシール圧が
均等に加わるようにしている。The first valve element 3 is provided on one side of the support arm 5.
The second valve body 4 is brought into spherical contact with the other surface side of the arm, and a gap (play) is formed between the center support shaft 13 and the arm 5 to allow the support shaft 13 to be tilted. It is mounted so that it has a degree of freedom of inclination. These valve bodies 3, 4
Is made of a material having excellent heat resistance and corrosion resistance (such as a ceramic or a metal having increased corrosion resistance), and makes the flat sealing surfaces 3a, 4a face-to-face with the corresponding flat valve seats 14, 15. In order to ensure that the sealing by the surface contact is performed without being restricted by the support arm 5, each of the valve bodies 3, 4
Is given a degree of freedom of inclination so that the sealing pressure is evenly applied to each part of the sealing surface.
【0020】なお、使用する弁体は、シール性、耐久性
に優れ、高温の腐食環境下でも安心して使用できる例示
の構造のものが好ましいが、弁部のシールが面接触でな
されることや弁体が傾きの自由度をもつことは必須の要
件ではない。例えば、リークポート9から外れる位置に
第1オリフィスを形成したフラップ弁で代替し、そのフ
ラップ弁の一面側で排出ポート8を、他面側でリークポ
ート9を選択的に閉鎖する構成にしても発明の目的が達
成される。The valve body used is preferably one having an exemplary structure which is excellent in sealability and durability and can be used safely even in a high-temperature corrosive environment. It is not an essential requirement that the valve element has a degree of freedom of inclination. For example, instead of a flap valve having a first orifice formed at a position off the leak port 9, the discharge port 8 may be selectively closed on one side of the flap valve and the leak port 9 may be selectively closed on the other side. The object of the invention is achieved.
【0021】図中16は、図2に示すように、合わせ面
をパッキン17でシールしてバルブボディ2に着脱自在
にボルト止めした部品であり、この部品16に、リーク
ポート9と、第2オリフィス11と、弁座15が設けら
れている。従って、第2オリフィス径の変更の要求に対
し、部品16を交換して対応できるが、第2オリフィス
11はバルブボディ2に一体に加工してもよい。また、
第2流路となる配管18の途中に継手(図示せず)を介
在してその継手に設けてもよいし、図3に示すように、
プラグ継手19の孔に着脱自在にねじ込むニップル20
を付加してそのニップル20に設けてもよく、この場合
も、部品交換によるオリフィス径の変更が可能である。
図3の構造は小さくて安価なニップルを交換すればよい
ので、経済負担も少ない。As shown in FIG. 2, reference numeral 16 denotes a part which has a mating surface sealed with a packing 17 and which is removably bolted to the valve body 2. The part 16 includes a leak port 9 and a second port. An orifice 11 and a valve seat 15 are provided. Therefore, the request for changing the diameter of the second orifice can be dealt with by exchanging the component 16, but the second orifice 11 may be integrally formed with the valve body 2. Also,
A joint (not shown) may be provided at the joint with a joint (not shown) in the middle of the pipe 18 serving as the second flow path, or as shown in FIG.
Nipple 20 which is detachably screwed into the hole of plug joint 19
May be added to the nipple 20, and in this case also, the orifice diameter can be changed by replacing parts.
The structure shown in FIG. 3 can be replaced with a small and inexpensive nipple, so that the economic burden is small.
【0022】次に、図4に、図1の流路切替バルブを採
用したこの発明の排気浄化装置の実施形態を示す。Next, FIG. 4 shows an embodiment of an exhaust gas purifying apparatus of the present invention employing the flow path switching valve of FIG.
【0023】図のように、ディーゼルエンジンのメイン
排気管21を途中で複数に分岐して各分岐路22a、2
2b……22nにそれぞれトラップ23と流路切替バル
ブ1を直列に組込む。トラップ23は、トラップ容器内
にフィルタとPM燃焼用のヒータ(いずれも図示せず)
を組込んだもので、これは周知のものでよい。このトラ
ップは、耐熱性、耐腐食性に優れる金属多孔体(例えば
住友電工製セルメット(商品名)や金属不織布)やセラ
ミック多孔体で作られたフィルタとヒータを組合わせた
ものなどが種々提案されており、そのようなものを利用
できる。As shown in the figure, the main exhaust pipe 21 of the diesel engine is branched into a plurality of parts on the way, and each branch path 22a,
The trap 23 and the flow path switching valve 1 are respectively assembled in series in 2b... 22n. The trap 23 has a filter and a PM combustion heater (both not shown) in the trap container.
Which may be a known one. Various types of traps have been proposed, such as a porous metal body having excellent heat resistance and corrosion resistance (for example, Celmet (trade name) or metal nonwoven fabric manufactured by Sumitomo Electric) or a filter and heater made of a porous ceramic body. And you can use such.
【0024】流路切替バルブ1は、図のように、トラッ
プ23の下流に配置し、さらに、各切替えバルブからの
第2流路24をひとつに合流させて下流のメイン排気管
21に接続し、合流して1本になった第2流路24の途
中にその流路24を開閉するゲートバルブ25を挿入し
ている。The flow path switching valve 1 is disposed downstream of the trap 23 as shown in the figure. Further, the second flow paths 24 from the respective switching valves are merged into one and connected to the downstream main exhaust pipe 21. A gate valve 25 for opening and closing the flow path 24 is inserted in the middle of the second flow path 24 that has been merged into one.
【0025】ゲートバルブ25は、ここでは、図1のバ
ルブの第1オリフィス10を省き、更に部品16に盲プ
ラグをねじ込んでリークポート9を殺したものを用いた
が、これは流路を単に開閉できるものであればよく、他
の構造のものも利用できる。As the gate valve 25, the first orifice 10 of the valve shown in FIG. 1 is omitted, and a blind plug is screwed into the component 16 to kill the leak port 9. Any structure can be used as long as it can be opened and closed, and another structure can be used.
【0026】このように構成した排気浄化装置は、例え
ば、分岐路22nの切替バルブ1を排出ポート閉、リー
クポート開にし、他の分岐路の切替バルブ1はリークポ
ート閉、排出ポート開にすると、他の分岐路中のトラッ
プでPM捕集を行いながら分岐路22n中のトラップ2
3のPM燃焼による再生を行うことができる。In the exhaust gas purifying apparatus configured as described above, for example, the switching valve 1 of the branch passage 22n is set to close the discharge port and open the leak port, and the switching valves 1 of the other branch passages are set to close the leak port and open the discharge port. While trapping PM in a trap in another branch while trapping PM in a branch 22n.
Regeneration by PM combustion of No. 3 can be performed.
【0027】また、このとき、再生中のトラップに流す
排気ガス量Qを、ゲートバルブ25の開閉によって、ゲ
ートバルブ開時:Q=Q1 +Q2 、ゲートバルブ閉時Q
=Q1 の2段階に変化させることができる。Q1 は第1
オリフィス10(図1参照)のガス通過流、Q2 は第2
オリフィス11(図1参照)のガス通過量である。At this time, the amount Q of exhaust gas flowing through the trap during regeneration is changed by opening and closing the gate valve 25 so that the gate valve is opened: Q = Q 1 + Q 2 , and the gate valve is closed Q
= It can be changed in two stages of Q 1. Q 1 is the first
Gas flow through orifice 10 (see FIG. 1), Q 2 is second
This is the amount of gas passing through the orifice 11 (see FIG. 1).
【0028】なお、トラップ23の再生は、複数本を同
時に行うこともできる。Note that a plurality of traps 23 can be reproduced at the same time.
【0029】また、この発明の排気浄化装置は、流路切
替バルブ1を図5に示すように、トラップ23の上流に
配置して構成することもできる。この場合、第2流路2
4をひとつに合流させることができないので、各第2流
路24にゲートバルブ25を設ける。この構造も、ゲー
トバルブ25の開閉で再生中のトラップに導入する排気
ガスの流量を2段階に切替えることが可能である。Further, the exhaust gas purifying apparatus of the present invention may be configured such that the flow path switching valve 1 is disposed upstream of the trap 23 as shown in FIG. In this case, the second flow path 2
4 cannot be merged into one, so a gate valve 25 is provided in each second flow path 24. Also in this structure, the flow rate of the exhaust gas introduced into the trap being regenerated by opening and closing the gate valve 25 can be switched in two stages.
【0030】(実施例)路線バス(4サイクル、直接噴
射式ディーゼルエンジン、排気量11.149リット
ル)に採用する排気浄化装置として、排気系にトラップ
を4本組込んだ図4の構造の装置を試作した。(Embodiment) As an exhaust gas purifying apparatus used in a route bus (4 cycle, direct injection type diesel engine, displacement: 11.149 liters), an apparatus having a structure shown in FIG. 4 in which four traps are incorporated in an exhaust system. Was prototyped.
【0031】トラップ23は、金属多孔体のフィルタ
と、1.5kwの再生ヒータを組合わせたものを使用し
た。また、切替バルブ1は、第1オリフィス10の径
と、第2オリフィス11の径をそれぞれ2.0mmに設
定したものを用いた。As the trap 23, a combination of a porous metal filter and a 1.5 kW regeneration heater was used. The switching valve 1 used was one in which the diameter of the first orifice 10 and the diameter of the second orifice 11 were each set to 2.0 mm.
【0032】この装置により、捕集PM量=12gのト
ラップの再生を以下の条件下で実施した。With this apparatus, regeneration of a trap having a trapped PM amount of 12 g was carried out under the following conditions.
【0033】 エンジン回転数=1,000rpm 負 荷 =34kgf・m 再生トラップ数=1(PM捕集トラップ数=3) ヒータ通電時間=15分 以上の実験の結果、リークポート9をプラグで塞いで第
1オリフィスのみから排気ガスを流出させた比較例の装
置についてはトラップ再生率が62%であったのに対
し、第1オリフィス(第1流路)と、第2オリフィス
(第2流路)の双方から排気ガスを流出させたこの発明
の装置は、トラップ再生率が86%まで高まった。Engine rotation speed = 1,000 rpm Load = 34 kgf · m Regeneration trap number = 1 (PM trap number = 3) Heater energization time = 15 minutes As a result of the above experiment, the leak port 9 was closed with a plug. In the device of the comparative example in which the exhaust gas was discharged only from the first orifice, the trap regeneration rate was 62%, whereas the first orifice (first flow path) and the second orifice (second flow path) In the apparatus of the present invention in which the exhaust gas was discharged from both of them, the trap regeneration rate was increased to 86%.
【0034】ここで言う再生率は、焼却PM量/燃焼前
の捕集PM量の式で求めたものである。The regeneration rate referred to here is obtained by the formula of PM amount incinerated / PM amount collected before combustion.
【0035】なお、比較例の装置は、上記の条件下での
トラップ再生率を第1オリフィス径を大きくして高めよ
うとすると、エンジン回転数が上昇したときに再生トラ
ップへの排気ガス導入量が過剰になるが、この発明の装
置は、ゲートバルブ25で第2流路24を閉鎖できるの
で、その不具合が生じない。In the apparatus of the comparative example, when the trap regeneration rate under the above conditions is increased by increasing the first orifice diameter, the amount of exhaust gas introduced into the regeneration trap when the engine speed increases is increased. However, since the apparatus of the present invention can close the second flow path 24 with the gate valve 25, the problem does not occur.
【0036】ゲートバルブ25の開閉は、適正時期を選
んで行う。その方法としては、例えば、 (1)エンジン回転数が閾値(例えば1000rpm)
以下なら第2流路開、閾値以上なら第2流路閉とする。The opening and closing of the gate valve 25 is performed at an appropriate time. As the method, for example, (1) When the engine speed is a threshold (for example, 1000 rpm)
If it is less than or equal to the threshold value, the second flow path is opened.
【0037】(2)図6のように、開閉に履歴性(ヒス
テリシス)をもたせ、エンジンの回転数がn1 以下に下
ったら第2流路を開、n2 (n1 <n2 )を越えたら第
2流路を閉とする。(2) As shown in FIG. 6, hysteresis is provided for opening and closing, and when the engine speed drops to n 1 or less, the second flow path is opened, and n 2 (n 1 <n 2 ) is reduced. When it exceeds, the second flow path is closed.
【0038】(3)エンジンの負荷(トルク)を検出
し、負荷が閾値以上なら第2流路開、閾値以下なら第2
流路閉とする。(3) The load (torque) of the engine is detected. If the load is equal to or greater than the threshold, the second flow path is opened.
Close the channel.
【0039】(2)の方法は、n1 とn2 間に幅がある
ので、(1)の方法で考えられる開閉のチャタリングを
防止でき、耐久性が向上する。また、(1)、(2)の
方法は、アイドリング時のみ第2流路を開とすることが
できるが、これ等の方法と(3)の方法を組合わせてよ
り高度な制御を行うことも可能である。In the method (2), since there is a width between n 1 and n 2 , the chattering of opening and closing which can be considered in the method (1) can be prevented, and the durability is improved. In the methods (1) and (2), the second flow path can be opened only at the time of idling. However, it is necessary to perform more advanced control by combining these methods and the method of (3). Is also possible.
【0040】[0040]
【発明の効果】以上述べたように、この発明の排気浄化
装置と流路切替バルブは、再生トラップへの排気ガス導
入量をエンジンの運転状況に応じ2段階に切替えて酸素
補給量の適性化を図ることができ、トラップの再生効率
向上等の効果をもたらす。As described above, the exhaust gas purifying apparatus and the flow path switching valve according to the present invention switch the amount of exhaust gas introduced into the regeneration trap into two stages according to the operating condition of the engine to optimize the amount of oxygen supply. And an effect such as improvement of trap regeneration efficiency can be obtained.
【0041】また、各切替バルブの第2流路の開閉をひ
とつのゲートバルブで行うものは、浄化装置の小型、軽
量化が図れ、コスト面でも有利になる。Further, in the case where the opening and closing of the second flow passage of each switching valve is performed by one gate valve, the size and weight of the purifying device can be reduced, which is advantageous in terms of cost.
【0042】このほか、第2オリフィスを別部品に設け
たものは、第2オリフィス径の変更の要求に部品を交換
して対応できる。また、その第2オリフィスを継手に組
込むニップルに形成したものは、オリフィス径の変更に
要する費用が少なくて済む利点もある。In addition, in the case where the second orifice is provided as a separate part, the part can be changed by responding to a request for changing the diameter of the second orifice. The nipple formed with the second orifice in the joint has an advantage that the cost required for changing the orifice diameter can be reduced.
【図1】この発明で用いる切替バルブの実施形態を示す
断面図FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a switching valve used in the present invention.
【図2】同上のバルブの第2オリフィス設置部の拡大断
面図FIG. 2 is an enlarged sectional view of a second orifice installation portion of the valve of the above.
【図3】第2オリフィスをニップルに設けた例を示す断
面図FIG. 3 is a sectional view showing an example in which a second orifice is provided in a nipple.
【図4】この発明の排気浄化装置の実施形態を示す図FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the exhaust gas purification apparatus of the present invention.
【図5】流路切替バルブをトラップの上流に設置した排
気浄化装置の実施形態を示す図FIG. 5 is a diagram showing an embodiment of an exhaust gas purification device in which a flow path switching valve is installed upstream of a trap.
【図6】第2流路の開閉例を示すタイミング図FIG. 6 is a timing chart showing an example of opening and closing the second flow path;
1 流路切替バルブ 2 バルブボディ 3 第1弁体 3a シール面 4 第2弁体 4a シール面 5 支持アーム 6 導入ポート 7 弁室 8 排出ポート 9 リークポート 10 第1オリフィス 11 第2オリフィス 12 入力軸 13 支軸 14、15 弁座 16 部品 17 パッキン 18 配管 19 プラグ継手 20 ニップル 21 メイン排気管 22a〜22n 分岐路 23 トラップ 24 第2流路 25 ゲートバルブ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Flow-path switching valve 2 Valve body 3 First valve body 3a Seal surface 4 Second valve body 4a Seal surface 5 Support arm 6 Introducing port 7 Valve chamber 8 Discharge port 9 Leak port 10 First orifice 11 Second orifice 12 Input shaft DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Support shaft 14, 15 Valve seat 16 Parts 17 Packing 18 Piping 19 Plug joint 20 Nipple 21 Main exhaust pipe 22a to 22n Branch path 23 Trap 24 Second flow path 25 Gate valve
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 八木 一雄 川崎市川崎区殿町3丁目25番1号 いすゞ 自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 斉藤 二郎 川崎市川崎区殿町3丁目25番1号 いすゞ 自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 藤崎 多加夫 藤沢市土棚8番地 いすゞ自動車株式会社 藤沢工場内 (72)発明者 鈴木 則之 川崎市川崎区殿町3丁目25番1号 いすゞ 自動車株式会社川崎工場内 (72)発明者 鍵屋 良 川崎市川崎区殿町3丁目25番1号 いすゞ 自動車株式会社川崎工場内 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Kazuo Yagi 3- 25-1, Tonomachi, Kawasaki-ku, Kawasaki City Inside Isuzu Motors Kawasaki Plant (72) Inventor Jiro Saito 3-25-1, Tonomachi, Kawasaki-ku, Kawasaki City Isuzu Motors Corporation Kawasaki Plant (72) Inventor Takao Fujisaki 8 Fujisawa City Tsuranabe Isuzu Motors Ltd. Fujisawa Plant (72) Inventor Noriyuki Suzuki 3- 25-1, Tonomachi, Kawasaki-ku, Kawasaki City Isuzu Motors Limited Inside the Kawasaki Plant (72) Inventor Ryo Kagiya 3-25-1, Tonomachi, Kawasaki-ku, Kawasaki City Isuzu Motors Corporation Kawasaki Plant
Claims (6)
トラップを通過する排気ガス中の酸素を利用して燃焼さ
せる排気浄化装置であって、トラップの上流側又は下流
側に第1流路と第2流路を設け、第1流路と第2流路の
分岐部にはオリフィスを有する流路切替バルブを配置す
るとともに、第2流路にはゲートバルブを配置し、パテ
ィキュレートの燃焼時には、前記流路切替バルブによっ
て第1流路の排気の通過を制限すると同時に第2流路へ
排気が流れ得るようにしたディーゼルエンジンの排気浄
化装置。An exhaust purification device for burning particulates collected by a trap using oxygen in exhaust gas passing through the trap, wherein the first flow path and a second flow path are provided upstream or downstream of the trap. A flow path is provided, a flow path switching valve having an orifice is disposed at a branch of the first flow path and the second flow path, and a gate valve is disposed in the second flow path. An exhaust gas purification apparatus for a diesel engine, wherein a passage switching valve restricts passage of exhaust gas in a first passage and allows exhaust gas to flow in a second passage.
路切替バルブであって、排気の導入ポート、排出ポー
ト、リークポート及びそれ等のポートを連通させる弁室
を設けたバルブボディと、弁室内に設ける排気ポート開
閉用の第1弁体及びリークポート開閉用の第2弁体と、
第1、第2弁体に変位力を加える入力軸と、第1弁体に
設ける第1オリフィスと、リークポートからの第2流路
を絞る第2オリフィスとを有し、前記入力軸の回転によ
り排出ポートとリークポートが選択的に開閉され、排出
ポート閉鎖時に排気が第1オリフィスによって絞られた
第1流路を通って弁室から排出ポートに流れ、さらに、
第2オリフィス経由で弁室から第2流路へも流れるよう
にした流路切替バルブ。2. A flow path switching valve used in the exhaust gas purification apparatus according to claim 1, wherein the valve body includes an exhaust introduction port, an exhaust port, a leak port, and a valve chamber communicating the ports. A first valve body for opening and closing an exhaust port and a second valve body for opening and closing a leak port provided in a valve chamber;
An input shaft for applying a displacement force to the first and second valve bodies, a first orifice provided in the first valve body, and a second orifice for narrowing a second flow path from the leak port, and the rotation of the input shaft The exhaust port and the leak port are selectively opened and closed by the exhaust gas, and when the exhaust port is closed, the exhaust gas flows from the valve chamber to the exhaust port through the first flow path narrowed by the first orifice.
A flow path switching valve configured to flow from the valve chamber to the second flow path via the second orifice.
自在に取付ける部品を設けてその部品に第2オリフィス
を設けた請求項2記載の流路切替バルブ。3. The flow path switching valve according to claim 2, wherein a part to be removably mounted is provided in the valve body or in the middle of the second flow path, and the second orifice is provided in the part.
するプラグ継手と、そのプラグ継手の孔に着脱自在にね
じ込むニップルを設けて当該ニップルに第2オリフィス
を設けた請求項2記載の流路切替バルブ。4. A plug joint according to claim 2, wherein a plug joint for connecting the pipe for the second flow passage to the valve body and a nipple which is removably screwed into a hole of the plug joint are provided, and the nipple is provided with a second orifice. Flow path switching valve.
岐路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するトラッ
プと請求項2、3又は4記載の流路切替バルブを流路切
替バルブがトラップよりも分岐路の下流側にあるように
して設け、さらに、各切替バルブのリークポートにつな
ぐ第2流路をひとつに合流させ、合流した第2流路に前
記ゲートバルブを配置して成る請求項1記載のディーゼ
ルエンジンの排気浄化装置。5. A trap for branching an exhaust path of an engine into a plurality of parts and collecting particulates in exhaust gas in each branch path, and a flow path switching valve according to claim 2, 3 or 4. It is provided so as to be on the downstream side of the branch path from the trap, and further, a second flow path connected to a leak port of each switching valve is merged into one, and the gate valve is arranged in the merged second flow path. The exhaust purification device for a diesel engine according to claim 1.
岐路に排気ガス中のパティキュレートを捕集するトラッ
プと請求項2、3又は4記載の流路切替バルブを流路切
替バルブがトラップよりも分岐路の上流側にあるように
して設け、さらに、各流路切替バルブのリークポートに
つなぐ第2流路をトラップの上流側で元の分岐路に合流
させて第2流路の各々に前記ゲートバルブを配置して成
る請求項1記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。6. A trap for branching an exhaust path of an engine into a plurality of parts and collecting particulates in exhaust gas in each branch path and a flow path switching valve according to claim 2, 3 or 4. It is provided so as to be on the upstream side of the branch path from the trap, and further, the second flow path connected to the leak port of each flow path switching valve is merged with the original branch path on the upstream side of the trap to form a second flow path. 2. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein said gate valve is disposed in each of said gate valves.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10104633A JPH11294138A (en) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Exhaust purification device for diesel engine and flow switching valve for the device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10104633A JPH11294138A (en) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Exhaust purification device for diesel engine and flow switching valve for the device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11294138A true JPH11294138A (en) | 1999-10-26 |
Family
ID=14385859
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10104633A Pending JPH11294138A (en) | 1998-04-15 | 1998-04-15 | Exhaust purification device for diesel engine and flow switching valve for the device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11294138A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005052327A1 (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Particulate matter-containing exhaust emission controlling filter, exhaust emission controlling method and device |
-
1998
- 1998-04-15 JP JP10104633A patent/JPH11294138A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005052327A1 (en) * | 2003-11-25 | 2005-06-09 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Particulate matter-containing exhaust emission controlling filter, exhaust emission controlling method and device |
US7655064B2 (en) * | 2003-11-25 | 2010-02-02 | Babcock-Hitachi Kabushiki Kaisha | Particulate matter-containing exhaust emission controlling filter, exhaust emission controlling method and device |
KR101143736B1 (en) * | 2003-11-25 | 2012-05-10 | 바브콕-히다찌 가부시끼가이샤 | Particulate matter-containing exhaust emission controlling filter, exhaust emission controlling method and device |
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