JP6168304B2 - エンジンの排気ガス浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気ガス浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6168304B2 JP6168304B2 JP2014031309A JP2014031309A JP6168304B2 JP 6168304 B2 JP6168304 B2 JP 6168304B2 JP 2014031309 A JP2014031309 A JP 2014031309A JP 2014031309 A JP2014031309 A JP 2014031309A JP 6168304 B2 JP6168304 B2 JP 6168304B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- segment
- particulate filter
- exhaust gas
- engine
- volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
したがって、再生処理が実行される場合、パイプの曲がり部における曲がりの外側部分の下流では十分な量の高温の排気ガスがパティキュレートフィルタに流入するので、パティキュレートフィルタに堆積したPMの酸化に必要な温度を得ることができるが、パイプの曲がり部における曲がりの内側部分の下流では、パティキュレートフィルタに流入する高温の排気ガスの量が不足し、パティキュレートフィルタに堆積したPMの酸化に必要な温度を得ることができない場合がある。この場合、その部分ではPMが燃焼除去されず、パティキュレートフィルタにPMが残存するので、パティキュレートフィルタの流通抵抗が十分に減少せず、次に再生処理が必要となるまでの時間が短縮され、再生処理の頻度が増大してしまう。上述したように、再生処理においては燃料がエンジンの燃焼室へポスト噴射されるので、再生処理の頻度の増大に伴ってポスト噴射による燃料消費量も増大し、エンジンの燃費が悪化するという問題が生じる。
このように構成された本発明においては、パティキュレートフィルタの担体は、その軸線方向に沿って、連結管の曲がり部における曲がりの内側部分に連結される第1のセグメントと、連結管の曲がり部における曲がりの外側部分に連結される第2のセグメントとに分割されており、第1のセグメントの体積は第2のセグメントの体積よりも小さいので、連結管の曲がりの内側部分の下流に位置する第1のセグメントの熱容量を小さくすることができ、これにより、再生処理時における高温の排気ガスの流入量が少ない第1のセグメントにおいても粒子状物質の酸化に必要な温度を得ることができ、パティキュレートフィルタの担体に堆積した粒子状物質を確実に燃焼除去することができる。
また、パティキュレートフィルタFの担体の第1のセグメントの単位体積当たりのろ過面積は、第2のセグメントの単位面積当たりのろ過面積よりも大きいので、上述したように第1のセグメントの体積が第2のセグメントの体積よりも小さくても、この第1のセグメントによる粒子状物質の捕集可能量を第2のセグメントと同等以上に確保することができる。
このように構成された本発明においては、パティキュレートフィルタの担体の第1のセグメントのセル密度は、第2のセグメントのセル密度よりも高いので、単位体積当たりのろ過面積を第2のセグメントの単位面積当たりのろ過面積よりも大きくすることができ、これにより、上述したように第1のセグメントの体積が第2のセグメントの体積よりも小さくても、この第1のセグメントによる粒子状物質の捕集可能量を第2のセグメントと同等以上に確保することができる。
また、第1のセグメントのセル壁厚は、第2のセグメントのセル壁厚より薄いので、第1のセグメントにおけるセル間の熱伝導性を向上させることができ、これにより、第1のセグメントに堆積した粒子状物質の燃焼反応の効率を向上させることができる。さらに、第1のセグメントにおける排気ガスの流通抵抗が低下するので、再生処理の頻度を増大を抑制することができる。
このように構成された本発明においては、パティキュレートフィルタの担体における粒子状物質の捕集可能量と流通抵抗とのバランスをとりつつ、再生処理の際に担体の全体にわたって粒子状物質の酸化に必要な温度を得ることができ、担体に堆積した粒子状物質を確実に燃焼除去することができる。
このように構成された本発明においては、酸化触媒及びパティキュレートフィルタをコンパクトに配置することができ、エンジンの搭載スペースに制約がある場合でも、排気ガス浄化装置を適切に配置することができる。
このように構成された本発明においては、第1のセグメントの体積は第2のセグメントの体積よりも小さくなる。ここで、互いの軸線方向が平行となるように並列配置された酸化触媒及びパティキュレートフィルタがU字形状の連結管により連結されている場合、第1のセグメントと第2のセグメントとの接合面に垂直な方向は、酸化触媒の中心軸線とパティキュレートフィルタの中心軸線とを結ぶ方向とほぼ一致している。即ち、酸化触媒の中心軸線とパティキュレートフィルタの中心軸線とを結ぶ方向における第1のセグメントの寸法は、この方向における第2のセグメントの寸法よりも小さいので、第1のセグメントの体積が第2のセグメントの体積よりも小さくなることに加えて、酸化触媒の中心軸線とパティキュレートフィルタの中心軸線との距離を短縮することができ、これにより、排気ガス浄化装置をコンパクトに構成することができる。
まず、図1により、本発明の実施形態によるエンジンの排気ガス浄化装置の全体構成を説明する。図1は、本発明の実施形態によるエンジンの排気ガス浄化装置のシステム構成図である。
なお、第1のセグメント30の体積を第2のセグメント32の体積と同一にした場合における第1のセグメント30の外周を、図3に破線で示す。
より具体的には、第1のセグメント30は、セル密度d1が200cpsi以上400cpsi以下、セル壁厚t1が5mil以上15mil以下であることが望ましく、例えば、セル密度d1は300cpsi、セル壁厚t1は10milである。一方、第2のセグメント32は、セル密度d2が200cpsi以下であることが望ましく、例えば、セル密度d2は160cpsi、セル壁厚t2は15milである。
上述した実施形態においては、DPF10の担体28の第1のセグメント30は楕円を長軸で切断した半楕円形状の断面を有していると説明したが、図4に示すように、第1のセグメント30を、半円の円弧をこの半円の弦に平行な直線で切断した断面形状を有するように形成してもよい。この場合においても、上述した実施形態と同様に、第1のセグメント30と第2のセグメント32との接合面に垂直な方向(図4では上下方向)における第1のセグメント30の寸法h1は、この方向における第2のセグメント32の寸法h2よりも小さい。即ち、担体28の軸線方向から見た第1のセグメント30の断面積は、第2のセグメント32の断面積よりも小さく、従って、第1のセグメント30の体積は第2のセグメント32の体積よりも小さくなっている。
なお、第1のセグメント30の体積を第2のセグメント32の体積と同一にした場合における第1のセグメント30の外周を、図4に破線で示す。
具体的には、図3及び図4に示した例では、U字形の連結管24からDPF10に流入した排気ガスの流速は、曲がり部26の曲がりの外側部分(図3及び図4では、G、H、I、J、K、L)が速く、曲がりの内側部分(図3及び図4では、A、B、C、D、E、F)が遅い分布となる。特に、曲がり部26の曲がりの最も内側に位置する第1のセグメント30の外周セクションA及びBの領域で排気ガスの流速が最も遅くなるが、第1のセグメント30の体積が第2のセグメント32の体積と同じ場合と比較して、これらの外周セクションA及びBの体積が特に縮小されている。従って、再生処理時における高温の排気ガスの流入量が特に少ない第1のセグメント30の外周セクションA及びBにおいてもPMの酸化に必要な温度を得ることができ、DPF10の担体28に堆積したPMを確実に燃焼除去することができる。
また、DPF10の担体28の第1のセグメント30の単位体積当たりのろ過面積S1は、第2のセグメント32の単位面積当たりのろ過面積S2よりも大きいので、上述したように第1のセグメント30の体積が第2のセグメント32の体積よりも小さくても、この第1のセグメント30によるPMの捕集可能量を第2のセグメント32と同等以上に確保することができる。
また、第1のセグメント30のセル壁厚t1は、第2のセグメント32のセル壁厚t2より薄いので、第1のセグメント30におけるセル間の熱伝導性を向上させることができ、これにより、第1のセグメント30に堆積したPMの燃焼反応の効率を向上させることができる。さらに、第1のセグメント30における排気ガスの流通抵抗が低下するので、再生処理の頻度を増大を抑制することができる。
ここで、互いの軸線方向が平行となるように並列配置されたDOC8及びDPF10がU字形状の連結管24により連結されている場合、第1のセグメント30と第2のセグメント32との接合面に垂直な方向は、DOC8の中心軸線とDPF10の中心軸線とを結ぶ方向とほぼ一致している。即ち、DOC8の中心軸線とDPF10の中心軸線とを結ぶ方向における第1のセグメント30の寸法は、この方向における第2のセグメント32の寸法よりも小さいので、第1のセグメント30の体積は第2のセグメント32の体積よりも小さくすることに加えて、DOC8の中心軸線とDPF10の中心軸線との距離を短縮することができ、これにより、排気ガス浄化装置1をコンパクトに構成することができる。
2 エンジン
4 吸気経路
6 排気経路
8 酸化触媒装置(DOC)
10 パティキュレートフィルタ(DPF)
24 連結管
26 曲がり部
28 担体
30 第1のセグメント
32 第2のセグメント
Claims (5)
- エンジンの排気経路に設けられ、排気ガスに含まれる粒子状物質を除去するエンジンの排気ガス浄化装置であって、
上記排気ガス中の未燃焼ガスを酸化する酸化触媒と、
上記酸化触媒の後段に配置されて上記排気ガス中の粒子状物質を捕集する、ウォールフローハニカム型の担体を備えたパティキュレートフィルタと、
上記酸化触媒と上記パティキュレートフィルタとを連結する連結管と、を有し、
上記連結管は、曲がり部を有し、この曲がり部の出口において上記パティキュレートフィルタに連結され、
上記パティキュレートフィルタの担体は、その軸線方向に沿って、上記連結管の曲がり部における曲がりの内側部分に連結される第1のセグメントと、上記連結管の曲がり部における曲がりの外側部分に連結される第2のセグメントとに分割されており、
上記パティキュレートフィルタの第1のセグメントの体積は、上記パティキュレートフィルタの第2のセグメントの体積よりも小さく、
上記パティキュレートフィルタの第1のセグメントの単位体積当たりのろ過面積は、上記パティキュレートフィルタの第2のセグメントの単位面積当たりのろ過面積よりも大きいことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。 - 上記パティキュレートフィルタの第1のセグメントのセル密度は、上記パティキュレートフィルタの第2のセグメントのセル密度よりも高く、上記パティキュレートフィルタの第1のセグメントのセル壁厚は、上記パティキュレートフィルタの第2のセグメントのセル壁厚より薄い請求項1に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの第1のセグメントは、セル密度が200cpsi以上400cpsi以下であり、セル壁厚が5mil以上15mil以下であり、
上記パティキュレートフィルタの第2のセグメントは、セル密度が200cpsi以下である請求項2に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。 - 上記連結管はU字管であり、上記酸化触媒と上記パティキュレートフィルタとは、互いの軸線方向が平行となるように並列配置されている請求項1乃至3のいずれか一項に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
- 上記パティキュレートフィルタの上記第1のセグメントと上記第2のセグメントとの接合面に垂直な方向における上記第1のセグメントの寸法は、この方向における上記第2のセグメントの寸法よりも小さい、請求項4に記載のエンジンの排気ガス浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014031309A JP6168304B2 (ja) | 2014-02-21 | 2014-02-21 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014031309A JP6168304B2 (ja) | 2014-02-21 | 2014-02-21 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015155671A JP2015155671A (ja) | 2015-08-27 |
JP6168304B2 true JP6168304B2 (ja) | 2017-07-26 |
Family
ID=54775111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014031309A Expired - Fee Related JP6168304B2 (ja) | 2014-02-21 | 2014-02-21 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6168304B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020094564A (ja) * | 2018-12-14 | 2020-06-18 | 株式会社三五 | 排気浄化装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2772071B1 (fr) * | 1997-12-05 | 2000-01-14 | Renault | Dispositif d'echappement pour moteur a combustion interne |
WO2003086579A1 (fr) * | 2002-03-29 | 2003-10-23 | Ibiden Co., Ltd. | Filtre en ceramique et unite de decontamination de gaz d'echappement |
JP2012007536A (ja) * | 2010-06-24 | 2012-01-12 | Iseki & Co Ltd | トラクタ |
JP5890661B2 (ja) * | 2011-11-16 | 2016-03-22 | 日野自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
-
2014
- 2014-02-21 JP JP2014031309A patent/JP6168304B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015155671A (ja) | 2015-08-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7806956B2 (en) | Tuning particulate filter performance through selective plugging and use of multiple particulate filters to reduce emissions and improve thermal robustness | |
CN101595283B (zh) | 气体处理装置 | |
KR101332696B1 (ko) | 배기가스 여과 장치 | |
US8092565B2 (en) | Particulate filter | |
US7563415B2 (en) | Catalytic exhaust filter device | |
US20070104620A1 (en) | Catalytic Exhaust Device | |
JP6168304B2 (ja) | エンジンの排気ガス浄化装置 | |
JP2006329108A (ja) | 排ガス浄化フィルタ | |
JP6156228B2 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
KR101340519B1 (ko) | 배기가스 여과 장치 | |
KR101316878B1 (ko) | 배기가스 여과 장치 | |
JP6454067B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP6306428B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP6297827B2 (ja) | 排気浄化装置 | |
JP2018003811A (ja) | 酸化触媒、及び、排気ガス浄化システム | |
JP2011102557A (ja) | ディーゼルパティキュレートフィルタ | |
JP2009007982A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP6790728B2 (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化システム | |
JP2012013059A (ja) | 排ガス浄化装置 | |
JP2013142362A (ja) | ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置 | |
KR101526373B1 (ko) | 배기가스 정화 시스템 | |
JP4407285B2 (ja) | 排気ガス浄化システム | |
JP2016186234A (ja) | 排気浄化装置及び酸化触媒の再生方法 | |
WO2018012382A1 (ja) | 排気ガス浄化装置 | |
JP2018071455A (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化システム |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20160225 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20161124 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20161125 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170315 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170531 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170613 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6168304 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |