JP2014047685A - 排気システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】排気システムは、エンジンから排出された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、パティキュレートフィルタの上流に設けられ、触媒を介した酸化反応によって排気ガスを昇温する酸化触媒と、酸化触媒の上流に設けられ、酸化触媒が酸化活性温度となるように、排気流路6から排気ガスの一部を導入して昇温し、昇温した排気ガスの一部を排気流路に導出するバーナ装置8と、バーナ装置の上流から下流方向に延在し、排気ガスの流れを流路方向に制限する1または複数の制限板を有する整流部7とを備える。
【選択図】図1
Description
図1は、ディーゼルエンジン1の排気システムを説明するための説明図である。図1(a)に示すように、ディーゼルエンジン1はレシプロエンジンであり、具体的に、ピストンによってシリンダ内の空気を圧縮して高温高圧化するとともに、燃料タンク2に蓄えられた、軽油、重油等の燃料を燃料ポンプ3や噴射ポンプ4で昇圧して、その高温高圧化された空気中に噴射することで爆発を起こさせ、その爆発によって生じるエネルギーを動力に変える。過給機5は、ディーゼルエンジン1の排気ガスのエネルギーでタービンを回転し、吸気を圧縮して吸気圧を高めることでエンジン出力を向上させる装置である。
ディーゼルパティキュレートフィルタ10は、図1(b)の縦断面図に示すように、セラミックや金属をハニカム構造に形成した多孔体10aで構成される。そして、ディーゼルパティキュレートフィルタ10は、ディーゼルエンジン1の排気ガス(図1(b)中矢印で示す)に含まれる、例えば10ミクロン以上の大きさの粒子状物質20を捕集し、排気ガスから粒子状物質20を分離する。このように粒子状物質20が分離された排気ガスは外部に放出される。このとき、ディーゼルパティキュレートフィルタ10に粒子状物質20が堆積し過ぎると多孔体10aが目詰まりを起こすことがある。目詰まりは排気圧の上昇を招き燃費の悪化や出力低下につながる。そこで以下のディーゼル酸化触媒9が設けられている。
ディーゼル酸化触媒9は、ディーゼルパティキュレートフィルタ10の上流に設けられ、例えばプラチナ、パラジウム等の触媒で構成される。そして、ディーゼルエンジン1の排気ガス中に含まれる酸素を利用し、未燃の燃料を触媒燃焼(触媒を介した酸化)させることによって排気ガスを昇温する。昇温された排気ガスは、下流のディーゼルパティキュレートフィルタ10に流れ、ディーゼルパティキュレートフィルタ10に堆積した粒子状物質20を燃焼(酸化)して二酸化炭素として排気させ、ディーゼルパティキュレートフィルタ10の目詰まりを解消する。かかる一連の処理を本実施形態ではフィルタ再生処理という。
図2は、バーナ装置8の構造を説明するための説明図である。本実施形態では、垂直に交わるX軸、Y軸、Z軸を図2に示す通り定義している。バーナ装置8は、気体を昇温し、ディーゼルエンジン1の排気口から排出された排気ガスに加えて、排気ガスの温度を高める。こうして、ディーゼル酸化触媒9の昇温を補助することができる。すなわち、所望するタイミングでディーゼル酸化触媒9を活性温度に昇温してフィルタ再生処理を行うことが可能となる。
整流部7は、図1に示すように、排気流路6の内部に設けられ、バーナ装置8の上流に位置するとともに上流から下流方向に延在し、排気ガスの流れを流路方向に制限する。
上述した整流部7の効果を確認するために確認試験を行った。図7は、確認試験の内容を説明するための説明図である。ここでは、整流部7の特に制限板7bの効果を確認すべく、図7(a)〜(e)の正面図、平面図、側面図のように、バーナ装置8上流の排気ガスの流れに偏流を加えた。具体的に、バーナ装置8の上流に、排気流路6をY軸方向からX軸方向に90度転換する湾曲部6aを共通して設け、さらに、その上流に、図7(a)〜(e)に斜線で示したように、排気流路6の断面の1/2の面積に相当する部分を邪魔板6bで遮蔽し(形状は半円になる)、その邪魔板6bの端部を排気流路6の下流方向に延長する。
6 …排気流路
7、17、27、37 …整流部
7a …側壁
7b …制限板
7c …遮蔽部
8 …バーナ装置
9 …ディーゼル酸化触媒(酸化触媒)
10 …ディーゼルパティキュレートフィルタ(パティキュレートフィルタ)
52a …保炎板
54a …開口部
Claims (4)
- エンジンから排出された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタの上流に設けられ、触媒を介した酸化反応によって前記排気ガスを昇温する酸化触媒と、
前記酸化触媒の上流に設けられ、該酸化触媒が酸化活性温度となるように、排気流路から前記排気ガスの一部を導入して昇温し、昇温した該排気ガスの一部を前記排気流路に導出するバーナ装置と、
前記バーナ装置の上流から下流方向に延在し、前記排気ガスの流れを流路方向に制限する1または複数の制限板を有する整流部と、
を備えることを特徴とする排気システム。 - 前記1または複数の制限板は、前記排気ガスの一部が前記バーナ装置に導入される方向に平行となるように配されることを特徴とする請求項1に記載の排気システム。
- 前記整流部は、前記バーナ装置における前記排気ガスの一部が導入される開口部の少なくとも一部を遮るように延在する遮蔽部を有することを特徴とする請求項1または2に記載の排気システム。
- エンジンから排出された排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
前記パティキュレートフィルタの上流に設けられ、触媒を介した酸化反応によって前記排気ガスを昇温する酸化触媒と、
前記酸化触媒の上流に設けられ、該酸化触媒が酸化活性温度となるように、排気流路から前記排気ガスの一部を導入して昇温し、昇温した該排気ガスの一部を前記排気流路に導出するバーナ装置と、
前記バーナ装置における前記排気ガスの一部が導入される開口部の少なくとも一部を遮るように延在する遮蔽部を有する整流部と、
を備えることを特徴とする排気システム。
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-
2012
- 2012-08-30 JP JP2012190626A patent/JP6123190B2/ja active Active
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