JP2001280122A - ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置Info
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アイドリング運転時にフィルタに捕集したカ
ーボンを燃焼させる動作を自動的に行う。 【解決手段】 ディーゼルエンジン１の排気管２中に介
在されたフィルタハウジング４と、ハウジング４内に収
装された黒煙捕集用の耐熱性フィルタ５と、ハウジング
４内におけるフィルタ５の前段に配置されたフィルタ加
熱用ヒータ６と、排気温度検出用センサ１１，１２と、
センサ１１，１２の検出温度が設定温度以下でヒータを
一定時間駆動させるコントローラ１４と、コントローラ
１４の動作切換タイミングを設定する設定手段１５を備
えた。
ーボンを燃焼させる動作を自動的に行う。 【解決手段】 ディーゼルエンジン１の排気管２中に介
在されたフィルタハウジング４と、ハウジング４内に収
装された黒煙捕集用の耐熱性フィルタ５と、ハウジング
４内におけるフィルタ５の前段に配置されたフィルタ加
熱用ヒータ６と、排気温度検出用センサ１１，１２と、
センサ１１，１２の検出温度が設定温度以下でヒータを
一定時間駆動させるコントローラ１４と、コントローラ
１４の動作切換タイミングを設定する設定手段１５を備
えた。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、鉄道保守車両など
のディーゼルエンジン搭載車両の黒煙浄化装置に関す
る。
のディーゼルエンジン搭載車両の黒煙浄化装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】鉄道保守車両は、営業時間帯以外の時間
帯に、該当する保線区間の線路上を移動しながら線路、
架線などの保守点検を行う車両である。この鉄道保守車
両の動力源としては、一般にディーゼル機関が用いられ
ているため、排気ガス中に黒煙ＣＯ，ＨＣなどの成分が
多く含まれ、沿線周囲に対する排気公害の原因となるお
それがある。
帯に、該当する保線区間の線路上を移動しながら線路、
架線などの保守点検を行う車両である。この鉄道保守車
両の動力源としては、一般にディーゼル機関が用いられ
ているため、排気ガス中に黒煙ＣＯ，ＨＣなどの成分が
多く含まれ、沿線周囲に対する排気公害の原因となるお
それがある。
【０００３】そこで従来では、排気ガスを水中に通すこ
とで、排ガス中の有害成分を吸収すると同時に黒煙を除
去するようにしていたが、浄化に用いられる水が短時間
のうちにその除去能力を失うため、頻繁に水を交換しな
ければならず、作業能率の低下要因となる。
とで、排ガス中の有害成分を吸収すると同時に黒煙を除
去するようにしていたが、浄化に用いられる水が短時間
のうちにその除去能力を失うため、頻繁に水を交換しな
ければならず、作業能率の低下要因となる。
【０００４】これに対し、排ガスをフィルターに通過さ
せることでも黒煙の補集が可能であり、特に最近のセラ
ミックフィルターは、１２００℃以上の耐熱性があり、
触媒を担持させることで、排ガス気流中のＣＯ，ＨＣな
どの成分も浄化でき、しかもフィルタを加熱することに
より、付着したカーボンを燃焼させ、再生が可能となる
ため、繰返し使用が可能である。
せることでも黒煙の補集が可能であり、特に最近のセラ
ミックフィルターは、１２００℃以上の耐熱性があり、
触媒を担持させることで、排ガス気流中のＣＯ，ＨＣな
どの成分も浄化でき、しかもフィルタを加熱することに
より、付着したカーボンを燃焼させ、再生が可能となる
ため、繰返し使用が可能である。
【０００５】このフィルターの加熱による再生作業は、
保守車両が稼働中であって排気温度が高い状態で行う
と、フィルターが溶損するおそれがあり、また燃焼が不
安定となり、十分な再生が行われないが、アイドリング
運転中の排気温度が低下した状態ではその排ガス気流中
で加熱を行うことで、良好な再生が実現できる。従っ
て、再生作業は、保線車両が保線作業を終え、引込み線
上で停車し、待機した時点より、アイドル運転を行いつ
つ再生することが必須の要件となっている。
保守車両が稼働中であって排気温度が高い状態で行う
と、フィルターが溶損するおそれがあり、また燃焼が不
安定となり、十分な再生が行われないが、アイドリング
運転中の排気温度が低下した状態ではその排ガス気流中
で加熱を行うことで、良好な再生が実現できる。従っ
て、再生作業は、保線車両が保線作業を終え、引込み線
上で停車し、待機した時点より、アイドル運転を行いつ
つ再生することが必須の要件となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上の
再生作業は、従来ではマニュアル操作で行っているた
め、その作業には熟練を要し、作業が面倒であるととも
に、以下の不具合が生じていた。すなわち、操作者によ
って再生実施時間がまちまちであり、短時間のうちに再
生作業を終えると、カーボンが残留したままとなり、次
回運転時のカーボン捕集時間が短時間となり、目詰りに
よる排気抵抗増加の原因ともなる。その逆に長時間再生
してしまうと、エネルギーを無駄に消費するとともに、
加熱しすぎによりフィルター自体を痛めるおそれもあっ
た。さらには、再生状態のままアイドル運転から実働運
転を再開してしまう場合もあり、この場合には、フィル
タ溶損の原因となる。
再生作業は、従来ではマニュアル操作で行っているた
め、その作業には熟練を要し、作業が面倒であるととも
に、以下の不具合が生じていた。すなわち、操作者によ
って再生実施時間がまちまちであり、短時間のうちに再
生作業を終えると、カーボンが残留したままとなり、次
回運転時のカーボン捕集時間が短時間となり、目詰りに
よる排気抵抗増加の原因ともなる。その逆に長時間再生
してしまうと、エネルギーを無駄に消費するとともに、
加熱しすぎによりフィルター自体を痛めるおそれもあっ
た。さらには、再生状態のままアイドル運転から実働運
転を再開してしまう場合もあり、この場合には、フィル
タ溶損の原因となる。
【０００７】本発明は、以上の課題を解決するものであ
って、その目的は、アイドリング運転時にフィルタに捕
集したカーボンを燃焼させる動作を自動的に行うことが
出来るようにしたディーゼルエンジンの黒煙浄化装置を
提供するものである。
って、その目的は、アイドリング運転時にフィルタに捕
集したカーボンを燃焼させる動作を自動的に行うことが
出来るようにしたディーゼルエンジンの黒煙浄化装置を
提供するものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、ディーゼルエンジンの排気管中に介在さ
れたフィルタハウジングと、ハウジング内に収装された
黒煙捕集用の耐熱性フィルタと、ハウジング内における
フィルタ前段に配置されたフィルタ加熱用ヒータと、排
気温度検出用センサと、センサの検出温度が設定温度以
下でヒータを一定時間駆動させるコントローラと、コン
トローラの動作切換タイミングを設定する設定手段を備
えたことを特徴とするものである。従って、本発明では
予め設定されたタイミング及び時間で再生動作が自動的
になされる。
め、本発明は、ディーゼルエンジンの排気管中に介在さ
れたフィルタハウジングと、ハウジング内に収装された
黒煙捕集用の耐熱性フィルタと、ハウジング内における
フィルタ前段に配置されたフィルタ加熱用ヒータと、排
気温度検出用センサと、センサの検出温度が設定温度以
下でヒータを一定時間駆動させるコントローラと、コン
トローラの動作切換タイミングを設定する設定手段を備
えたことを特徴とするものである。従って、本発明では
予め設定されたタイミング及び時間で再生動作が自動的
になされる。
【０００９】また、本発明では、前記フィルタハウジン
グと平行するバイパス管及び及び排気をハウジングまた
はバイパス管の一方に導く切換バルブとを備え、前記ヒ
ータ駆動中において前記バルブはバイパス側へ切替えら
れ、排気をバイパス管を通じて外部に排出することを特
徴とするものとすることもできる。従って、本発明で
は、加熱再生中にアイドル運転から実働運転に切り替っ
た時点で、バイパス管を通じて排気を外部に排出するた
め、排気温度が高温になることによるフィルタ溶損を未
然に防止できる。
グと平行するバイパス管及び及び排気をハウジングまた
はバイパス管の一方に導く切換バルブとを備え、前記ヒ
ータ駆動中において前記バルブはバイパス側へ切替えら
れ、排気をバイパス管を通じて外部に排出することを特
徴とするものとすることもできる。従って、本発明で
は、加熱再生中にアイドル運転から実働運転に切り替っ
た時点で、バイパス管を通じて排気を外部に排出するた
め、排気温度が高温になることによるフィルタ溶損を未
然に防止できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は
本発明に係るディーゼル車の排ガス浄化装置を示すもの
である。図において、ディーゼルエンジン１の排気管２
中に本発明の浄化装置３の本体部が介在される。
態につき、添付図面を参照して詳細に説明する。図１は
本発明に係るディーゼル車の排ガス浄化装置を示すもの
である。図において、ディーゼルエンジン１の排気管２
中に本発明の浄化装置３の本体部が介在される。
【００１１】本体部は、排気管２の管路途中にフランジ
結合された通過型ハウジング４と、ハウジング４内に装
着された耐熱性フィルタ５と、フィルタ５の前段すなわ
ちハウジング４の入口側に配置されたヒータ６と、ハウ
ジング４の入口端及び出口端に両端を連結され、これと
平行に配管されたバイパス管７と、ハウジング４の入口
端及びバイパス管７の入口端にそれぞれ配置された切換
バルブ８，９と、各バルブ８，９の切換操作用アクチュ
エータとしてのエアシリンダ１０と、ハウジング４の入
口端及び出口端に配置された温度センサ１１，１２とを
備えている。
結合された通過型ハウジング４と、ハウジング４内に装
着された耐熱性フィルタ５と、フィルタ５の前段すなわ
ちハウジング４の入口側に配置されたヒータ６と、ハウ
ジング４の入口端及び出口端に両端を連結され、これと
平行に配管されたバイパス管７と、ハウジング４の入口
端及びバイパス管７の入口端にそれぞれ配置された切換
バルブ８，９と、各バルブ８，９の切換操作用アクチュ
エータとしてのエアシリンダ１０と、ハウジング４の入
口端及び出口端に配置された温度センサ１１，１２とを
備えている。
【００１２】一方、運転席などには、コントローラ１４
と、コントローラ１４の動作切換タイミングなどの駆動
条件を設定するための設定部１５とが配備される。
と、コントローラ１４の動作切換タイミングなどの駆動
条件を設定するための設定部１５とが配備される。
【００１３】耐熱性フィルタ５は、例えばセラミックフ
ィルターに酸化触媒を担持させたもので、排ガス中に含
まれるカーボン微粒子を表面に捕集し、また触媒により
気流中の未燃焼成分であるＣＯ，ＨＣなどを酸化し、無
害な炭酸ガス、水蒸気として外部に排出するほか、気流
中でヒータにより約６００゜Ｃ以上で加熱を行うこと
で、付着堆積したカーボンを酸化し、炭酸ガスとして外
部に排出することでフィルタ機能を再生する。
ィルターに酸化触媒を担持させたもので、排ガス中に含
まれるカーボン微粒子を表面に捕集し、また触媒により
気流中の未燃焼成分であるＣＯ，ＨＣなどを酸化し、無
害な炭酸ガス、水蒸気として外部に排出するほか、気流
中でヒータにより約６００゜Ｃ以上で加熱を行うこと
で、付着堆積したカーボンを酸化し、炭酸ガスとして外
部に排出することでフィルタ機能を再生する。
【００１４】但し、その気流温度は１５０℃以下を必須
要件としている。この温度は、エンジン１がアイドリン
グ運転している時の状態であって、実稼働時において排
ガスが昇温した状態では、燃焼が不安定で、フィルタ５
自体が溶損するおそれがあるため、アイドリング運転時
のみに加熱再生が実施されるよう、その運転条件が制限
される。
要件としている。この温度は、エンジン１がアイドリン
グ運転している時の状態であって、実稼働時において排
ガスが昇温した状態では、燃焼が不安定で、フィルタ５
自体が溶損するおそれがあるため、アイドリング運転時
のみに加熱再生が実施されるよう、その運転条件が制限
される。
【００１５】さらにヒータ加熱によらなくとも、排気温
度が６００℃以上になるとカーボンは自己燃焼する。
度が６００℃以上になるとカーボンは自己燃焼する。
【００１６】切換バルブ８，９は、通常は排気をハウジ
ング４の通過側であって、バイパス管７を閉じる側にそ
れぞれを開閉した状態に保持され、アイドリング運転時
であってセンサ１１，１２の出力が１５０℃を上回った
場合、あるいはフィルタ５による除去能力が限界に達し
たときに、コントローラ１４からの指令により切替えら
れ、バイパス管７側にのみ排気を通過させる。
ング４の通過側であって、バイパス管７を閉じる側にそ
れぞれを開閉した状態に保持され、アイドリング運転時
であってセンサ１１，１２の出力が１５０℃を上回った
場合、あるいはフィルタ５による除去能力が限界に達し
たときに、コントローラ１４からの指令により切替えら
れ、バイパス管７側にのみ排気を通過させる。
【００１７】コントローラ１４は、前記各温度センサ１
１，１２の検出値を常時監視するとともに、これら検出
値に応じてヒータ６の駆動及び切換バルブ８，９の切換
を指令するもので、図示しないリレーなどに信号を送出
し、各部の切換を行わせるほか、切替時における警告ブ
ザー、ランプなどの表示手段を備える。
１，１２の検出値を常時監視するとともに、これら検出
値に応じてヒータ６の駆動及び切換バルブ８，９の切換
を指令するもので、図示しないリレーなどに信号を送出
し、各部の切換を行わせるほか、切替時における警告ブ
ザー、ランプなどの表示手段を備える。
【００１８】前記設定部１５は、時刻、動作時間などの
設定手段を備え、これらの設定によりコントローラ１４
の切換タイミングの設定を行うものであり、例えば、デ
ィーゼル搭載車両が前述する保線車両の場合、その稼働
時間帯は、定常的であり、営業運転が終了した時刻を基
点として、営業運転が再開される時刻までの時間帯を稼
働時間としている。
設定手段を備え、これらの設定によりコントローラ１４
の切換タイミングの設定を行うものであり、例えば、デ
ィーゼル搭載車両が前述する保線車両の場合、その稼働
時間帯は、定常的であり、営業運転が終了した時刻を基
点として、営業運転が再開される時刻までの時間帯を稼
働時間としている。
【００１９】従って、その開始時刻、終了時刻、アイド
リング状態が検出されてからのフィルタ再生までのタイ
ミング、ヒータの加熱時間、あるいは全自動、手動など
の切換を予め設定部１５に入力することで、コントロー
ラ１４はこれら設定時間、時刻に応じてフィルタ再生作
業を実行する。
リング状態が検出されてからのフィルタ再生までのタイ
ミング、ヒータの加熱時間、あるいは全自動、手動など
の切換を予め設定部１５に入力することで、コントロー
ラ１４はこれら設定時間、時刻に応じてフィルタ再生作
業を実行する。
【００２０】図２は、その再生処理の流れの一例を説明
するものである。温度センサ１１，１２により排気温度
は常時監視されており、排気温度が１００℃〜６００℃
であるとタイマ処理がなされる（ＳＴ１〜ＳＴ４）。排
気温度が６００℃以上であると、カーボンが燃焼したと
みなされてタイマがリセットされる（ＳＴ５）。
するものである。温度センサ１１，１２により排気温度
は常時監視されており、排気温度が１００℃〜６００℃
であるとタイマ処理がなされる（ＳＴ１〜ＳＴ４）。排
気温度が６００℃以上であると、カーボンが燃焼したと
みなされてタイマがリセットされる（ＳＴ５）。
【００２１】排気温度が１５０℃以上であると、リセッ
トスイッチが操作されない限り、設定部１５で予め設定
された作業時間帯（例えば、午前６時から午前０時まで
の時間）以外の時間（午前０時から午前６時まで）であ
る場合に、切換バルブが８，９がバイパス管７側に切り
替わり（ＳＴ８，ＳＴ９）、排気は専らバイパス管７を
通じて大気中に放出される。なお、排気温度が２時間以
上、１５０℃以上である場合には、切換バルブ８，９が
メイン流路側に切り替わるとともにブザ等の警告が発せ
られる（ＳＴ１０〜ＳＴ１２）。また、切換バルブが
８，９がバイパス管７側に切り替わった状態で、排気温
度がなお１５０℃以上であった場合もブザ等の警告が発
せられる（ＳＴ１３，ＳＴ１４）。
トスイッチが操作されない限り、設定部１５で予め設定
された作業時間帯（例えば、午前６時から午前０時まで
の時間）以外の時間（午前０時から午前６時まで）であ
る場合に、切換バルブが８，９がバイパス管７側に切り
替わり（ＳＴ８，ＳＴ９）、排気は専らバイパス管７を
通じて大気中に放出される。なお、排気温度が２時間以
上、１５０℃以上である場合には、切換バルブ８，９が
メイン流路側に切り替わるとともにブザ等の警告が発せ
られる（ＳＴ１０〜ＳＴ１２）。また、切換バルブが
８，９がバイパス管７側に切り替わった状態で、排気温
度がなお１５０℃以上であった場合もブザ等の警告が発
せられる（ＳＴ１３，ＳＴ１４）。
【００２２】切換バルブが８，９がバイパス管７側に切
り替わり、排気温度が１５０℃未満である状態が５分間
経過すると（ＳＴ１５）、ヒータ６が加熱されてフィル
タに付着したカーボンが順次燃焼され（ＳＴ１６）、１
０分間経過後にヒータ６は停止される（ＳＴ１７，ＳＴ
１８）。さらに、ヒータ６の停止後、３０分間が経過す
ると、切換バルブ８，９がメイン流路側に切り替わり、
再生処理終了の表示が出される（ＳＴ１９〜ＳＴ２
１）。
り替わり、排気温度が１５０℃未満である状態が５分間
経過すると（ＳＴ１５）、ヒータ６が加熱されてフィル
タに付着したカーボンが順次燃焼され（ＳＴ１６）、１
０分間経過後にヒータ６は停止される（ＳＴ１７，ＳＴ
１８）。さらに、ヒータ６の停止後、３０分間が経過す
ると、切換バルブ８，９がメイン流路側に切り替わり、
再生処理終了の表示が出される（ＳＴ１９〜ＳＴ２
１）。
【００２３】従って、以上の構成においては、一度設定
を行うことで、作業時刻を過ぎると自動的にフィルタ５
の再生処理作業がなされることになる。
を行うことで、作業時刻を過ぎると自動的にフィルタ５
の再生処理作業がなされることになる。
【００２４】図３は、本発明を二系統排気管タイプのエ
ンジンに適用したもので、各装置３の本体部は同一構造
で各排気管２に介装されているとともに、コントローラ
１４及び設定部１５を共用とし、それぞれのセンサ１
１，１２、切換バルブ８，９及びヒータ６をコントロー
ラ１４側の入出力端に接続している。
ンジンに適用したもので、各装置３の本体部は同一構造
で各排気管２に介装されているとともに、コントローラ
１４及び設定部１５を共用とし、それぞれのセンサ１
１，１２、切換バルブ８，９及びヒータ６をコントロー
ラ１４側の入出力端に接続している。
【００２５】なお、以上の各実施形態では、本発明の黒
煙浄化装置を鉄道保守車両に適用した場合を示したが、
ディーゼルエンジン搭載の船舶車両一般に適用できるこ
とは勿論である。
煙浄化装置を鉄道保守車両に適用した場合を示したが、
ディーゼルエンジン搭載の船舶車両一般に適用できるこ
とは勿論である。
【００２６】
【発明の効果】以上の説明により明らかなように、本発
明によるディーゼルエンジンの黒煙浄化装置にあって
は、アイドリング運転時にフィルタに捕集したカーボン
を燃焼させる動作を自動的に行うことが出来るため、フ
ィルタ再生作業が容易となり、また不時の駆動による温
度上昇に伴うフィルタの溶損も未然に防止できる。
明によるディーゼルエンジンの黒煙浄化装置にあって
は、アイドリング運転時にフィルタに捕集したカーボン
を燃焼させる動作を自動的に行うことが出来るため、フ
ィルタ再生作業が容易となり、また不時の駆動による温
度上昇に伴うフィルタの溶損も未然に防止できる。
【図１】本発明による黒煙浄化装置の説明図である。
【図２】同装置の処理手順を示す流れ図である。
【図３】同装置を二系統排気管タイプに適用した場合の
説明図である。
説明図である。
１ ディーゼルエンジン ２ 排気管 ３ 黒煙浄化装置 ４ フィルタハウジング ５ 耐熱性フィルタ ６ ヒータ ７ バイパス管 ８，９ 切換バルブ １１，１２ 温度センサ １４ コントローラ １５ 設定部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 努 神奈川県横浜市都筑区仲町台３丁目12番３ 号 東京濾器株式会社内 (72)発明者 相原 茂 神奈川県横浜市都筑区仲町台３丁目12番３ 号 東京濾器株式会社内 Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA03 BA01 CA01 CA04 CB11 CB12 CB24 DA12 DB03 4D058 JA02 JB06 MA42 MA54 QA01 QA03 QA19 QA23 SA08 TA06 UA13
Claims (2)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気管中に介在さ
れたフィルタハウジングと、ハウジング内に収装された
黒煙捕集用の耐熱性フィルタと、ハウジング内における
フィルタ前段に配置されたフィルタ加熱用ヒータと、排
気温度検出用センサと、センサの検出温度が設定温度以
下でヒータを一定時間駆動させるコントローラと、コン
トローラの動作切換タイミングを設定する設定手段を備
えたことを特徴とするディーゼルエンジンの黒煙浄化装
置。 - 【請求項２】 前記フィルタハウジングと平行するバイ
パス管及び及び排気をハウジングまたはバイパス管の一
方に導く切換バルブとを備え、前記ヒータ駆動中におい
て前記バルブはバイパス側へ切替えられ、排気をバイパ
ス管を通じて外部に排出することを特徴とする請求項１
に記載のディーゼルエンジンの黒煙浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094920A JP2001280122A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000094920A JP2001280122A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001280122A true JP2001280122A (ja) | 2001-10-10 |
Family
ID=18609884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000094920A Pending JP2001280122A (ja) | 2000-03-30 | 2000-03-30 | ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001280122A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004016915A1 (ja) * | 2002-08-12 | 2004-02-26 | Bosch Automotive Systems Corporation | 排気ガス浄化装置 |
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-
2000
- 2000-03-30 JP JP2000094920A patent/JP2001280122A/ja active Pending
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