JPS6251713A

JPS6251713A - エンジンの排気浄化装置

Info

Publication number: JPS6251713A
Application number: JP60192328A
Authority: JP
Inventors: Osamu Sado; 佐渡　修; Masaaki Kashimoto; 正章樫本
Original assignee: Mazda Motor Corp
Current assignee: Mazda Motor Corp
Priority date: 1985-08-31
Filing date: 1985-08-31
Publication date: 1987-03-06

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はエンジンの排気浄化装置、特に排気ガス中に含
まれるカーボン等の可燃性微粒子を燃焼除去するように
した装置に関する。

（従　　来　　技　　術）エンジンの排気ガス、特にディーゼルエンジンの排気ガ
ス中にはカーボン等の可燃性微粒子（パティキュレート
）が含まれるので、この種のエンジンの排気通路には例
えば実開昭５９−２４９１１号公報に開示されているよ
うなパティキュレートフィルタが備えられ、該フィルタ
によって上記微粒子を捕集して外部への排出を防止する
ことが行われる。

然して、このパティキュレートフィルタにおいては、捕
集した微粒子が堆積して目詰りが生じるので、この微粒
子を定期的に或は目詰りが生じた時点で除去する必要が
あり、その除去方法として、従来よりバーナーや電気ヒ
ーター等でＭ焼させる方法が用いられている。しかし、
バーナーによる場合は、該バーナーへの燃料の供給や燃
焼状態をコントロールする複雑なシステムが必要となっ
て装備が大川りなものとなり、また電気ヒーターによる
場合は、消費電力が大きく、しかも微粒子が局部的にし
か燃焼されないといった欠点があった。

（発　　明　　の　　目　　的）本発明は、排気通路に備えたパティキュレートフィルタ
に堆積する可燃性微粒子の除去に関する上記のような実
情に対処するもので、微粒子が堆積したパティキュレー
トフィルタに向けて触媒溶液を噴射供給することによっ
て、バーナーや電気　。

ヒーター等を用いることなく、堆積微粒子を燃焼除去し
得るようにすると共に、特に上記触媒溶液をフィルタの
前面に広範囲に且つ均一に噴射するようにして、堆積微
粒子を確実且つ効率良く燃焼除去し得るようにすること
を目的とする。

（発　　明　　の　　構　　成）即ち、本発明に係るエンジンの排気浄化装置は、排気通
路に可燃性微粒子を捕集するパティキュレートフィルタ
を備えた構成において、該フィルタの上流部りにその前
面に対向させてノズルを設置すると共に、該ノズルに触
媒溶液を圧送する容積型ポンプを備える。上記触媒溶液
としては例えば塩化ｔｊ４（Ｃｕ　Ｃｆ２）を主成分と
するものが用いられ、これをフィルタに堆積している可
燃性微粒子に吹き付けることによって該微粒子の着火温
度が大幅に低下し、その結果、排気通路を通過する排気
ガスの温度によっても十分に着火、燃焼することになる
。そして、この触媒溶液をノズルに圧送して噴射させる
ポンプとして吐出圧が脈動する容積型ポンプを用いるこ
とにより、この吐出脈動に応じてノズルからの触媒溶液
の噴射圧が変動することになり、これにより該触媒溶液
が上記フィルタの前面に広範囲に且つ均一に噴射供給さ
れるのである。つまり、一般にノズルは、噴射圧が高い
時には液体を大きな噴射角で広範囲に拡散噴射する反面
、噴射中心軸の周辺では噴射密度が著しく小さくなって
噴射範囲が中空状となり、また噴射圧が低い時には噴射
中心軸の周辺に集中的に噴射する性質があるので、上記
容積型ポンプの吐出脈動を受けてノズルからの噴射圧が
変動すると、触媒溶液はフィルタ前面の周辺部と中央部
に交互に噴射供給されることになり、このようにして該
溶液がパティキュレートフィルタの前面に広範囲に且つ
均一に噴射されることになるのである。

（発　　明　　の　　効　　果）以上のように本発明に係るエンジンの排気浄化装置によ
れば、排気通路に設けられたパティキュレートフィルタ
に堆積した可燃性微粒子を燃焼除去する際に、ノズルか
ら上記微粒子の着火温度を大幅に低下させる触媒溶液を
噴射するようにしたから、大災りな装備が必要なバーナ
ーや消ＶＲ１力の大きいヒーター等を用いることなく、
排気ガスの温度によって堆積微粒子を燃焼除去してフィ
ルタの目詰りを解消することが可能となる。そして、特
に本発明によれば、上記触媒溶液が容積型ポンプの吐出
脈動を利用して上記フィルタの前面に広範囲に且つ均一
に噴射供給されるので、上記堆積微粒子が確実且つ効率
良く燃焼除去されるようになる。

（実　　施　　例）以下、図に示す本発明の実施例について説明する。

第１図に示すように、エンジン１の排気通路２には、該
エンジン１の燃焼空から排出される排気ガス中のカーボ
ン等の可燃性微粒子を捕集するパティキュレートフィル
タ１０が備えられている。

このパティキュレートフィルタ１０は、フィルタケース
１１内にフオームタイプの上流側フィルタ１２と、ウオ
ールタイプの下流側フィルタ１３とを直列状に配置した
構成で、上記上流側フィルタ１２は例えばセラミックを
スポンジ状に形成してなる発泡体を充填したもので、比
較的大きな粒子を捕集する。また、下流側フィルタ１３
は、多孔質材料でハニカム状に形成した多数の孔の両端
を交互に閉塞することによって、上流端が開口した孔１
３ａに流入した排気ガスを隣接孔間の隔壁１３ｂを透過
させて下流端が間口した孔１３ｃに流入させるようにし
たもので、排気ガスが上記隔壁１３ｂを透過する際に該
ガス中の比較的小さな微粒子を捕集するようにしたもの
である。

そして、このパティキュレートフィルタ１０の上流側に
は中空ケース３が連設されて、該ケース３の側面に排気
通路２の上流部２ａが接続され、また該フィルタ１０の
下流側に排気通路２の下流部２ｂが接続されていると共
に、上記排気通路２の上流部２ａと下流部２ｂとの間に
はバイパス通路４が設けられている。また、該バイパス
通路４の排気通路上流部２ａからの分岐部には、アクチ
ュエータ５によって作動されるバイパス弁６が備えられ
、排気通路上流部２ａを上記中空ケース３内からパティ
キュレートフィルタ１０側に連通させる状態と、バイパ
ス通路４に連通させる状態とに切換えられるようになっ
ている。

以上の構成に加えて、この排気浄化装置には触媒溶液の
噴射装置２，０が備えられている。この噴射袋＠２０は
、上記中空ケース３のフィルタ接続側と反対側の端面に
連設された筒状のノズル取付部材７に嵌合されて上記パ
ティキュレートフィルタ１０側に向けられたノズル２１
と、該ノズル２１から噴射される触媒溶液Ａを貯留した
タンク２２と、該タンク２２内の液面上方の空間Ｂ内に
パイプ２３を介して加圧エアを送り込む電動式のエアポ
ンプ２４とで構成されている。そして、該ポンプ２４を
作動させた時に、その高圧吐出エアがタンク２２内の液
面を押圧することにより、その圧力で触媒溶液がパイプ
２５を介してノズル２１に圧送されて噴射されるように
なっている。その場合に、上記エアポンプ２４としては
、吐出圧が第２図に示すように脈動するダイヤフラム式
或はピストン式等の容積型ポンプが使用されている。

尚、エアポンプ２４の吐出エアをタンク２２内に導くパ
イプ２３上には開閉弁２６が設けられていると共に、タ
ンク２２の上面には該タンク２２内の上部空間Ｂを外部
に対して連通、遮断させるエア排出弁２７が設けられて
いる。また、上記中空ケース３内にはノズル取付孔７ａ
の該ケース３内への開口部を閉鎖し或は開放させるシャ
ツタ弁８が備えられているが、該シャツタ弁８は、アク
チュエータ９の作動によりＯラド９ａがａ方向に移動さ
れた時にレバー９ｂを介して実線で示す閉鎖位置からｍ
線で示す開放位置に揺動されるようになっている。

次に、上記実施例の作用を説明する。

先ず、エンジン１の通常運転時においては、排気通路２
上のバイパス弁６が゛該排気通路２の上流部２ａを中空
ケース３側に連通させており、且つ該ケース３内に備え
られたシャツタ弁８がノズル取付孔７ａを閉鎖している
ので、エンジン１から排出される排気ガスは、その全量
が上記排気通路上流部２ａから中空ケース３内に流入し
た慢、パティキュレートフィルタ１０を通って排出され
ることになる。そして、上記フィルタ１０を通過する際
に、排気ガス中のカーボン等の可燃性微粒子が該フィル
タ１０におけるフオームタイプの上流側フィルタ１２と
ウオールタイプの下流側フィルタ１３とによって効果的
に捕集され、該微粒子の外部への放出が防止される。

ところで、このパティキュレータフィルタ１０は、上記
のようにして捕集した微粒子が次第に堆積して目詰りが
発生するのであるが、その場合に、例えば排気通路２の
フィルタ上流側の排圧の上昇等によりこの目詰りが検出
されて、パティキュレートフィルタ１０の再生動作、即
ち上記堆積微粒子の除去動作が行われる。つまり、先ず
中空ケース３内のシャツタ弁８がアクチュエータ９によ
って鎖線で示す開放位置に揺動されると共に、エアポン
プ２４の吐出エアをタンク２２に導くパイプ２３上の開
閉弁２６が開弁され、且つタンク２２に設けられたエア
排出弁２７が閉弁されて該タンク２２内が気密化される
。また、この時、排気通路２上のバイパス弁６がアクチ
ュエータ５によって開度を調整されて、エンジン１から
排出される排気ガスの所要量だけが中空ケース３からパ
ティキュレートフィルタ１０側に導入され、余分な排気
ガスはバイパス通路４を通って放出される。次に、上記
のような状態でエアポンプ２４が作動され、その吐出エ
アがタンク２２内に導入されて触媒溶液Ａの液面を押圧
することにより、その圧力で該溶液Ａがパイプ２５を経
てノズル２１に圧送され、更に該ノズル２１から上記中
空ケース３内を通り抜けてパティキュレートフィルタ１
０の前面に噴射供給されるのである。そして、この触媒
溶液Ａの作用によって上記フィルタ１０に堆積している
可燃性微粒子の着火温度が大幅に低下されることにより
、該微粒子がフィルタ１０を通過する排気ガスの温度に
よって燃焼除去され、これにより該フィルタ１０の目詰
りが解消されるのである。

然して、この触媒溶液Ａをノズル２１から噴射させるエ
アポンプ２４は容積型ポンプであって、吐出圧が第２図
に示すように脈動するので、この吐出圧が直接作用する
触媒溶液のノズル２１からの噴射圧も同様に変動し、該
噴射圧が高圧となる時と低圧となる時とが交互に繰り返
される。ところで、ノズル２１は、一般的性質として噴
射圧が高い時には第３図（ａ）に示すように大きな噴射
角で且つ中空状に溶液を噴射し、また噴射圧が低い時に
は同図（ｂ）に示すように小さな噴射角で噴射中心軸周
辺に集中的に溶液を噴射する。そのため、上記のように
噴射圧が変動すると、触媒溶液Ａはノズル２１から第３
図（ａ）の状態と（ｂｌの状態とを交互に繰り返しなが
ら噴射されることになり、その結果、該溶液Δがパティ
キュレートフィルタ１０の前面に広範囲に且つ均一に噴
射供給されることになる。これにより、該フィルタ１０
に堆積した可燃性微粒子が確実且つ効率良く燃焼除去さ
れ、フィルタ１０が良好に再生されることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の排気浄化装置の実施例を示すもので、第
１図は全体構成図、第２図は３装置で使用される容積型
ポンプの吐出圧特性図、第３図（ａ）。（１１）は噴射圧が高い時及び低い時のノズルの噴射状
態を夫々示す説明図である。１・・・エンジン、２・・・排気通路、１０・・・パテ
ィキュレートフィルタ、２１・・・ノズル、２４・・・
容積型ポンプ（エアポンプ）、Ａ・・・触媒溶液。第２図時間第３図（ｂ）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）排気通路に可燃性微粒子を捕集するパティキュレ
ートフィルタを備えたエンジンの排気浄化装置であって
、上記パティキュレートフィルタの上流側に該フィルタ
に向けて触媒溶液を噴射するノズルを設置すると共に、
該ノズルに上記触媒溶液を圧送するポンプとして吐出圧
が脈動する容積型ポンプを備え、その吐出脈動に応じて
変動する噴射圧で上記ノズルから触媒溶液を噴射するよ
うにしたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。