JP2005113826A

JP2005113826A - Exhaust-emission control system

Info

Publication number: JP2005113826A
Application number: JP2003350486A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Kimura; 昌裕木村; Tomoyuki Tsuruta; 智之鶴田
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2003-10-09
Filing date: 2003-10-09
Publication date: 2005-04-28

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust-emission control system in which even though exhaust gas is discharged to the outlet side of a particulate filter in the direction axially normal to the filter case, particulates are not deposited in a deviated state. <P>SOLUTION: The particulate filter 6 is held in a filter case 7 provided on the way in an exhaust pipe 4. Exhaust gas 3 is introduced from the inlet side of the particulate filter 6 and in the axial direction (laterally) of the filter case 7, and the exhaust gas 3 is discharged from the outlet side of the particulate filter 6 normal to the axial direction of the filter case 7. A dispersion sheet 11 having a number of vent holes 10 is placed between the particulate filter 6 in the filter case 7 and an outlet pipe 9 (exhaust-gas outlet). <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust emission control device.

ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成る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）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図４に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排出ガス３が流通する排気管４の途中にパティキュレートフィルタ６を装備することが考えられている。 Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of soot composed of carbonaceous matter and SOF content (Soluble Organic Fraction) composed of high-boiling hydrocarbon components. As shown in FIG. 4, an exhaust pipe 4 through which the exhaust gas 3 from the diesel engine 1 circulates as a measure for reducing this kind of particulates. The exhaust pipe 4 has a composition containing a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). It is considered that a particulate filter 6 is provided in the middle of the above.

ここに図示している例においては、自動車のディーゼルエンジン１（内燃機関）から排気マニホールド２を介して排出された排出ガス３が流通している排気管４のマフラ５内に、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ６を収容させた場合を例示しており、該パティキュレートフィルタ６を抱持するフィルタケース７がマフラ５の外筒を成すようになっている。 In the example shown here, an oxidation catalyst is integrated in a muffler 5 of an exhaust pipe 4 through which exhaust gas 3 discharged from a diesel engine 1 (internal combustion engine) of an automobile through an exhaust manifold 2 flows. The case where the catalyst regeneration type particulate filter 6 that is supported by the carrier is accommodated is illustrated, and the filter case 7 that holds the particulate filter 6 forms an outer cylinder of the muffler 5. .

即ち、マフラ５の入口パイプ８と出口パイプ９との間に確保された内部空間にパティキュレートフィルタ６が収容されるようになっており、図５に詳細を示す通り、このパティキュレートフィルタ６は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路６ａ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６ａ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６ａを区画する多孔質薄壁６ｂを透過した排出ガス３のみが下流側へ排出されるようにしてある。 In other words, the particulate filter 6 is accommodated in the internal space secured between the inlet pipe 8 and the outlet pipe 9 of the muffler 5, and as shown in detail in FIG. The porous honeycomb structure is made of ceramic, and the inlets of the flow paths 6a partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the outlets of the flow paths 6a that are not sealed are closed. Only the exhaust gas 3 that has passed through the porous thin wall 6b that partitions each flow path 6a is discharged to the downstream side.

そして、パティキュレートフィルタ６における多孔質薄壁６ｂの内側表面に捕集されたパティキュレートは、排気温度の高い運転領域にて自己燃焼して除去されるか、或いは、必要に応じて装備された排気昇温手段による助勢を受けて燃焼除去されることになる（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。
特開２００３−８３１３９号公報特開２００３−１５５９１５号公報 And the particulate matter collected on the inner surface of the porous thin wall 6b in the particulate filter 6 is removed by self-combustion in the operation region where the exhaust temperature is high, or equipped as necessary. Combustion removal is performed with the assistance of the exhaust temperature raising means (see, for example, Patent Document 1 and Patent Document 2).
JP 2003-83139 A JP 2003-155915 A

しかしながら、このように排気管４の途中にパティキュレートフィルタ６を装備するにあたり、図６に上面図で示す如く、車両の装備品（架装品）とのレイアウト上の関係などから出口パイプ９をフィルタケース７の軸方向（図６中の左右方向）と交叉する向きに配置せざるを得ない場合があり、例えば、車両後部に格納式のテールゲートリフタを装備したトラックなどでは、格納時のテールゲートリフタとの干渉を避ける目的で出口パイプ９を横方向に向けたものがあるが、斯かる構造を採用した場合、入口パイプ８と出口パイプ９との間を結ぶ最短経路を流れる排出ガス３の流速が最も高くなる結果、パティキュレートフィルタ６における出口パイプ９に近い側にパティキュレートが偏って堆積してしまうという問題があり、その偏って堆積されたパティキュレートが一気に着火燃焼することでパティキュレートフィルタ６に局所的な溶損が生じることが懸念された。 However, when the particulate filter 6 is provided in the middle of the exhaust pipe 4 as described above, as shown in the top view of FIG. In some cases, the filter case 7 must be disposed in a direction crossing the axial direction (the left-right direction in FIG. 6). In order to avoid interference with the tailgate lifter, there is one in which the outlet pipe 9 is directed in the horizontal direction. When such a structure is adopted, the exhaust gas flowing through the shortest path connecting the inlet pipe 8 and the outlet pipe 9 is used. As a result of the highest flow velocity of 3, there is a problem that the particulates are unevenly deposited near the outlet pipe 9 in the particulate filter 6. Local melting may occur is concern particulate filter 6 by volume to particulates is once ignited combustion.

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタの出側でフィルタケースの軸方向と交叉する向きに排出ガスを排出しても、パティキュレートの堆積状態に偏りを生じさせないようにすることを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and even if exhaust gas is exhausted in a direction crossing the axial direction of the filter case on the outlet side of the particulate filter, the particulate accumulation state is not biased. The purpose is to be.

本発明は、排気管の途中に介装したフィルタケース内にパティキュレートフィルタを収容し、該パティキュレートフィルタの入側でフィルタケースの軸方向から排出ガスを導入し且つパティキュレートフィルタの出側でフィルタケースの軸方向と交叉する向きに排出ガスを排出するように構成した排気浄化装置であって、フィルタケース内におけるパティキュレートフィルタと排気出口との間に、多数の通気孔を有する分散板を配設したことを特徴とするものである。 The present invention accommodates a particulate filter in a filter case interposed in the middle of an exhaust pipe, introduces exhaust gas from the axial direction of the filter case at the inlet side of the particulate filter, and at the outlet side of the particulate filter. An exhaust purification device configured to exhaust exhaust gas in a direction crossing the axial direction of the filter case, wherein a dispersion plate having a large number of ventilation holes is provided between the particulate filter and the exhaust outlet in the filter case. It is characterized by being disposed.

而して、このようにすれば、パティキュレートフィルタを経た排出ガスが分散板に突き当たり、多数の通気孔に分散されて分散板を通過することで均等な通過抵抗を受け、これによりパティキュレートフィルタ内を流れる排出ガスの流速分布が均されるので、パティキュレートフィルタ内のパティキュレートの堆積状態の偏りが是正されることになる。 Thus, in this way, the exhaust gas that has passed through the particulate filter hits the dispersion plate, is dispersed in a large number of vent holes and passes through the dispersion plate, thereby receiving an even passage resistance, and thereby the particulate filter Since the flow velocity distribution of the exhaust gas flowing inside is equalized, the uneven deposition state of the particulates in the particulate filter is corrected.

また、本発明においては、フィルタケース内におけるパティキュレートフィルタと排気出口との間に分散板を配設することに替えて、排気出口を成す出口パイプをフィルタケース内に延在せしめ且つそのフィルタケース内に延在する部分に多数の通気孔を穿設するようにしても良い。 Further, in the present invention, instead of disposing a dispersion plate between the particulate filter and the exhaust outlet in the filter case, an outlet pipe constituting the exhaust outlet is extended into the filter case and the filter case You may make it perforate | pierce many ventilation holes in the part extended in.

而して、このようにすれば、パティキュレートフィルタを経た排出ガスが、出口パイプのフィルタケース内に延在する部分に突き当たり、多数の通気孔に分散されて出口パイプ内に流入することで均等な通過抵抗を受け、これによりパティキュレートフィルタ内を流れる排出ガスの流速分布が均されるので、パティキュレートフィルタ内のパティキュレートの堆積状態の偏りが是正されることになる。 Thus, in this way, the exhaust gas that has passed through the particulate filter hits the portion of the outlet pipe that extends into the filter case, is dispersed in a number of vent holes, and flows into the outlet pipe. Therefore, since the flow velocity distribution of the exhaust gas flowing in the particulate filter is leveled, the uneven deposition of the particulates in the particulate filter is corrected.

尚、本発明においては、パティキュレートフィルタを収容するフィルタケースがマフラの外筒を成していることが好ましく、このようにすれば、既存のマフラの配置スペースを利用してパティキュレートフィルタを装備することが可能となる。 In the present invention, it is preferable that the filter case that accommodates the particulate filter forms an outer cylinder of the muffler. In this way, the particulate filter is equipped using the existing arrangement space of the muffler. It becomes possible to do.

上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the exhaust emission control device of the present invention described above, various excellent effects as described below can be obtained.

（Ｉ）本発明の請求項１、２に記載の発明によれば、パティキュレートフィルタの出側でフィルタケースの軸方向と交叉する向きに排出ガスを排出しても、パティキュレートの堆積状態に偏りを生じさせないようにすることができ、パティキュレートをパティキュレートフィルタ内に散在した焼却し易い状態で捕集し且つ過密な堆積状態が形成される前に排気温度の高い運転状態にて速やかに焼却処理することができるので、パティキュレートフィルタに局所的な溶損が生じる懸念を未然に回避することができる。 (I) According to the first and second aspects of the present invention, even if exhaust gas is exhausted in the direction crossing the axial direction of the filter case on the outlet side of the particulate filter, the particulates are deposited. Bias can be prevented and particulates are collected in the particulate filter in an easily incinerated state and quickly in an operating state with a high exhaust temperature before an overly accumulated state is formed. Since incineration can be performed, it is possible to avoid a concern that local melting damage may occur in the particulate filter.

（ＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、既存のマフラの配置スペースを利用してパティキュレートフィルタを装備することができるので、該パティキュレートフィルタの車両への搭載性を向上することができる。 (II) According to the invention described in claim 3 of the present invention, since the particulate filter can be equipped using the existing arrangement space of the muffler, the mountability of the particulate filter on the vehicle is improved. can do.

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図１に上面図で示す如く、本形態例の排気浄化装置においては、前述した図６の場合と同様に、マフラ５の外筒を兼ねたフィルタケース７内にパティキュレートフィルタ６を収容し、その出口パイプ９（排気出口）をフィルタケース７の軸方向（図１中の左右方向）と交叉する向きに配置したものとなっており、しかも、フィルタケース７内におけるパティキュレートフィルタ６と出口パイプ９との間に、多数の通気孔１０を有する分散板１１（図２参照）を配設した構造となっている。 FIG. 1 and FIG. 2 show an example of an embodiment for carrying out the present invention. As shown in a top view in FIG. 1, in the exhaust purification apparatus of the present embodiment, as in the case of FIG. A particulate filter 6 is accommodated in a filter case 7 also serving as an outer cylinder, and its outlet pipe 9 (exhaust outlet) is arranged in a direction intersecting with the axial direction (left-right direction in FIG. 1) of the filter case 7 In addition, a dispersion plate 11 (see FIG. 2) having a large number of air holes 10 is disposed between the particulate filter 6 and the outlet pipe 9 in the filter case 7.

而して、このようにパティキュレートフィルタ６と出口パイプ９との間に分散板１１を配設すれば、パティキュレートフィルタ６を経た排出ガス３が分散板１１に突き当たり、多数の通気孔１０に分散されて分散板１１を通過することで均等な通過抵抗を受け、これによりパティキュレートフィルタ６内を流れる排出ガス３の流速分布が均されるので、パティキュレートフィルタ６内のパティキュレートの堆積状態の偏りが是正されることになる。 Thus, if the dispersion plate 11 is disposed between the particulate filter 6 and the outlet pipe 9 in this way, the exhaust gas 3 that has passed through the particulate filter 6 hits the dispersion plate 11 and reaches a large number of vent holes 10. By being dispersed and passing through the dispersion plate 11, an equal passage resistance is received, and thereby the flow velocity distribution of the exhaust gas 3 flowing in the particulate filter 6 is leveled, so that the particulate accumulation state in the particulate filter 6 Will be corrected.

ただし、分散板１１の通気孔１０は、その是正したい流速分布の偏向状態の度合に応じ、出口パイプ９側に近いほど口径が小さくなるようにしたり、単位面積当たりの開口数を減らしたりして、適宜に通過抵抗に変化を付けるようにしても良い。 However, the vent hole 10 of the dispersion plate 11 has a smaller diameter or a smaller numerical aperture per unit area depending on the degree of deflection of the flow velocity distribution to be corrected. The passage resistance may be appropriately changed.

従って、上記形態例によれば、パティキュレートフィルタ６の出側でフィルタケース７の軸方向と交叉する向きに排出ガス３を排出しても、パティキュレートの堆積状態に偏りを生じさせないようにすることができ、パティキュレートをパティキュレートフィルタ６内に散在した焼却し易い状態で捕集し且つ過密な堆積状態が形成される前に排気温度の高い運転状態にて速やかに焼却処理することができるので、パティキュレートフィルタ６に局所的な溶損が生じる懸念を未然に回避することができる。 Therefore, according to the above-described embodiment, even if the exhaust gas 3 is exhausted in the direction intersecting the axial direction of the filter case 7 on the exit side of the particulate filter 6, the particulate accumulation state is not biased. It is possible to collect particulates in an easily incinerated state scattered in the particulate filter 6 and promptly incinerate them in an operating state with a high exhaust temperature before an overly accumulated state is formed. Therefore, it is possible to avoid the concern that local melting damage may occur in the particulate filter 6.

また、特に本形態例においては、パティキュレートフィルタ６を収容するフィルタケース７がマフラ５の外筒を兼ねているので、既存のマフラ５の配置スペースを利用してパティキュレートフィルタ６を装備することができ、該パティキュレートフィルタ６の車両への搭載性を向上することができる。 In particular, in the present embodiment, the filter case 7 that accommodates the particulate filter 6 also serves as the outer cylinder of the muffler 5, so that the particulate filter 6 is installed using the arrangement space of the existing muffler 5. Thus, the mountability of the particulate filter 6 on the vehicle can be improved.

図３は本発明の別の形態例を示すもので、前述した図１及び図２の形態例における分散板１１に替えて、排気出口を成す出口パイプ９をフィルタケース７内に延在せしめ、そのフィルタケース７内に延在する部分１２に多数の通気孔１３を穿設した構造となっている。 FIG. 3 shows another embodiment of the present invention. Instead of the dispersion plate 11 in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the outlet pipe 9 constituting the exhaust outlet extends into the filter case 7, A large number of air holes 13 are formed in a portion 12 extending in the filter case 7.

而して、このように構成すれば、パティキュレートフィルタ６を経た排出ガス３が、出口パイプ９のフィルタケース７内に延在する部分１２に突き当たり、多数の通気孔１３に分散されて出口パイプ９内に流入することで均等な通過抵抗を受け、これによりパティキュレートフィルタ６内を流れる排出ガス３の流速分布が均されるので、パティキュレートフィルタ６内のパティキュレートの堆積状態の偏りが是正されることになる。 Thus, if configured in this way, the exhaust gas 3 that has passed through the particulate filter 6 hits the portion 12 of the outlet pipe 9 that extends into the filter case 7 and is dispersed in a large number of vent holes 13 to be discharged into the outlet pipe 9. Since the flow rate distribution of the exhaust gas 3 flowing in the particulate filter 6 is equalized by flowing into the inside of the particulate filter 9, the uneven distribution of the particulates in the particulate filter 6 is corrected. Will be.

尚、この形態例の場合も、是正したい流速分布の偏向状態の度合に応じて、通気孔１３の口径が出口パイプ９の外部突出端側に近いほど小さくなるようにしたり、単位面積当たりの開口数を減らしたりして、適宜に通過抵抗に変化を付けるようにしても良い。 In the case of this embodiment as well, depending on the degree of deflection of the flow velocity distribution to be corrected, the diameter of the vent hole 13 is made smaller as it is closer to the external projecting end side of the outlet pipe 9, or the opening per unit area is reduced. You may make it change a passage resistance suitably, reducing a number.

従って、本形態例においてもパティキュレートの堆積状態に偏りを生じさせないようにすることができ、パティキュレートをパティキュレートフィルタ６内に散在した焼却し易い状態で捕集し且つ過密な堆積状態が形成される前に排気温度の高い運転状態にて速やかに焼却処理することができるので、パティキュレートフィルタ６に局所的な溶損が生じる懸念を未然に回避することができる。 Accordingly, even in this embodiment, it is possible to prevent the particulate deposition state from being biased, and the particulates are scattered in the particulate filter 6 and collected in an easily incinerated state, and a dense deposition state is formed. Since the incineration process can be promptly performed in an operating state where the exhaust gas temperature is high before being performed, the concern that local melting damage may occur in the particulate filter 6 can be avoided.

尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、フィルタケースは必ずしもマフラの外筒を成すものでなくて良いこと、その他、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 exhaust emission control device of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the filter case does not necessarily form the outer cylinder of the muffler, and other ranges that do not depart from the gist of the present invention. Of course, various changes can be made.

本発明を実施する形態の一例を示す上面図である。It is a top view which shows an example of the form which implements this invention. 図１のＩＩ−ＩＩ方向から見た分散板の矢視図である。It is an arrow view of the dispersion plate seen from the II-II direction of FIG. 本発明の別の形態例を示す上面図である。It is a top view which shows another form example of this invention. 従来の排気浄化装置の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the conventional exhaust gas purification apparatus. 図４のパティキュレートフィルタの構造を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the structure of the particulate filter of FIG. 別の従来例を示す上面図である。It is a top view which shows another prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

３排出ガス
４排気管
５マフラ
６パティキュレートフィルタ
７フィルタケース
９出口パイプ（排気出口）
１０通気孔
１１分散板
１２フィルタケース内に延在する部分
１３通気孔 3 exhaust gas 4 exhaust pipe 5 muffler 6 particulate filter 7 filter case 9 outlet pipe (exhaust outlet)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Vent hole 11 Dispersing plate 12 Part extended in filter case 13 Vent

Claims

排気管の途中に介装したフィルタケース内にパティキュレートフィルタを収容し、該パティキュレートフィルタの入側でフィルタケースの軸方向から排出ガスを導入し且つパティキュレートフィルタの出側でフィルタケースの軸方向と交叉する向きに排出ガスを排出するように構成した排気浄化装置であって、フィルタケース内におけるパティキュレートフィルタと排気出口との間に、多数の通気孔を有する分散板を配設したことを特徴とする排気浄化装置。 A particulate filter is accommodated in a filter case interposed in the middle of the exhaust pipe, exhaust gas is introduced from the axial direction of the filter case on the inlet side of the particulate filter, and the shaft of the filter case is introduced on the outlet side of the particulate filter. An exhaust purification device configured to exhaust exhaust gas in a direction crossing the direction, and a dispersion plate having a large number of ventilation holes is disposed between the particulate filter and the exhaust outlet in the filter case. An exhaust purification device characterized by the above.

排気管の途中に介装したフィルタケース内にパティキュレートフィルタを収容し、該パティキュレートフィルタの入側でフィルタケースの軸方向から排出ガスを導入し且つパティキュレートフィルタの出側でフィルタケースの軸方向と交叉する向きに排出ガスを排出するように構成した排気浄化装置であって、排気出口を成す出口パイプをフィルタケース内に延在せしめ且つそのフィルタケース内に延在する部分に多数の通気孔を穿設したことを特徴とする排気浄化装置。 A particulate filter is accommodated in a filter case interposed in the middle of the exhaust pipe, exhaust gas is introduced from the axial direction of the filter case on the inlet side of the particulate filter, and the shaft of the filter case is introduced on the outlet side of the particulate filter. An exhaust emission control device configured to discharge exhaust gas in a direction crossing a direction, wherein an outlet pipe that constitutes an exhaust outlet extends into a filter case, and a large number of passages extend through the filter case. An exhaust emission control device having pores.

パティキュレートフィルタを収容するフィルタケースがマフラの外筒を成していることを特徴とする請求項１又は２に記載の排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1 or 2, wherein a filter case for housing the particulate filter forms an outer cylinder of a muffler.