JPH02259222A - 燃焼機関の排気系に接続使用する排気ガスのカーボン分離装置 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、燃焼機関、具体例としてはジーゼルエンジン
車の排気系に接続使用する排ガスのカーボン分離装置に
間する。

［発明の背景並びに従来技術］ 述べるまでもなく、ジーゼルエンジンは軽油を燃料とし
ているため、排気ガス中に多量のカーボン粒子を含有し
、このカーボン粒子が排気ガスを黒煙化し、この黒煙が
外に撒き散らされることによる大気汚染公害は無視でき
ない問題となっている。

このことから、近年ではジーゼルエンジン車の排気系に
カーボン分離装置を設ける提案がなされている。

上記提案された分離装置とは、例えば第５図のように排
気系に接続したケーシングｌ内に排気ガスの通過を許し
、かつ、カーボン粒子の通過を阻止する多孔質のラセミ
ックス濾体２（素焼き材）を収容し、このセラミックス
濾体２の入口側に該セラミックス濾体２と不接触状態に
発熱体３にクロム線）を配置させ、この発熱体３を目詰
まり検出手段に接続して、その検出信号により発熱させ
てセラミックス濾体２を加熱し、排気ガスの通過によっ
てセラミックス濾体に目詰まり状に付着したカーボン粒
子をサイクルタイム毎に燃焼させ、灰化させたものであ
る。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のように従来のカーボン分離装置は、セラミックス
濾体２に対し、発熱体３を不接触状に配置させているた
め、発熱体３とセラミックス濾体２との間に空気断熱層
が自ずと介在し、この空気断熱層による熱伝達性の悪さ
から、セラミックス成体２を燃焼に必要な温度（約４０
０℃）に上昇させるには、例え熱伝導率の高にセラミッ
クスは体であっても時間がかかり、つまり加熱の立ち上
がりが遅いため、必然的に燃焼に要するサイクルタイム
を長く設定し、長時間をかけて燃焼させねばらならいた
め、頻繁に生ずるカーボンの目詰まり時の燃焼に追いつ
かず、これがエンジンの出力損失の発生という問題につ
ながり、このことから従来！！１ｉｆｆｉは未だ実用で
きる装置とは言い難い。

そこで、この発明は、従来技術同様セラミックス連体を
使用することには相違ないが、特に本発明は、発熱体の
配置手段に工夫を加え、発熱体をダイレクトにセラミッ
クス濾体に伝達させて急速にセラミックス濾体を加熱さ
せ、それにより、短時間サイクルでカーボン粒子の燃焼
を終わらせ、頻繁に生ずるカーボンの目詰まり時の燃焼
に常に対応させてエンジンの出力損失の発生を防がせ、
実用化できるカーボン分離装置の提供を目的とするもの
である。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明の構成は、排気ガスの
通過を許し、かつ、排気ガス中に含有するカーボン粒子
の通過を阻止する多孔質のセラミックス濾体と、該セラ
ミックス濾体に付着残留した１上記力−ボン粒子を燃焼
させる発熱体とを備えたカーボン除去装置において、上
記発熱体の設置手段が、該発熱体をセラミックス濾体に
直接埋設したことを特徴としてなる燃焼機関の排気系に
接―使用する排気ガスのカーボン分離装置を要旨とする
ものである。

［実施例コ 第１図において、１は黒煙を発生する内燃機間、具体例
としてジーゼルエンジンの排気系に接続したケーシング
で、このケーシング１内は、セラミックス製のセラミッ
クス濾体２（素焼き材）が挿入固定されている。

尚、上記セラミックス濾体２は、第２，３図の拡大図の
ように外観形状が円柱状をなし、その長手方向に、入口
側を間口し出口側を閉塞した通路２ａと、入口側を閉寒
し出口側を開口した通路２ｂとを各通路２ａ　、　２ｂ
の間口側と閉寒側とをセラミックス濾体２の一端側と多
端側とに交互に食い違うように多数条平行に穿設し、そ
れによって生じた長手方向の通路間の隔壁を濾過作用層
２ｃとなしである。

そこで、この発明の要旨構成は、上記セラミックス濾体
２に発熱体３にクロム線）を直接埋着したものである。

尚、発熱体３０埋着方法としては、本例ではニクロム線
をセラミックス濾体２の円周方向にスパイラル状に巻回
する例を示しているが、要するに発熱体３の熱がセラミ
ックス濾体２の全範囲に均一的に作用するように埋着さ
れていればよく、よって上記に特定されるものではない
、尚また、上記発熱体３には特に図示しないが目詰まり
検出装置を介して発熱用電源が接続されることは勿論で
ある。

［発明の作用］ エンジンの回転により発生した排気ガスはセラミックス
濾体２の入口側間口から流入し、濾過作用層２Ｃを通過
して出口側開口から外部に排出され、そして上記濾過作
用層２ｃにカーボン粒子の付着による目詰まりによって
排圧が高くなると、予め設定され目詰まり検出装置が動
作し、発熱用電源を作動するとともに、発熱体３が加熱
され、かつ、この加熱によりセラミックス濾体２が急速
に熱せられ、上記付着したカーボン粒子を燃焼させるも
のである。

、第４１！Ｉは本発明と従来例との燃焼特性の比較を示
している。

この図ａではカーボンの付着により生ずる排圧の圧力上
昇曲線を示し、そこでいま、仮に目詰まり検出装置が排
圧Ｐａ点で動作するものとすると、本発明はへ曲線のよ
うに、上記動作点から短いＦａ時間で加熱され、一方、
従来装置は８曲線のように長いＦｂ待時間加熱されるの
で、本発明では、Ｆｂ−Ｆａの時間差分が短縮されるこ
とになる。従って本発明では目詰まり検出装置を小刻み
にオン、オフさせることができるが、従来装置では、上
記のように加熱に要する時間が長いので、目詰まり検出
装置のオン、オフを小刻みに行わせることができないも
のである。

［発明の効果］ 上述のように本発明によれば、発熱体をセラミックス連
体に直接埋設したとにより、第４図の特性図から明らか
なように、短時間にセラミックス濾体を加熱することが
でき、もって黒煙の発生原因となるカーボン粒子を瞬時
的に燃焼させることを可能としたもので、また、上記の
ように短時間で加熱ができることにより、カーボン粒子
の燃焼動作を小刻みに行わせることができ、従って頻繁
に生ずる目詰まりに常に対応させ、エンジンの出力損失
をなくし、実用化ができるカーボン粒子の分離装置の提
供を可能としたもので、その特徴は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は縦断正面図、第２図はセラミックス連体の一部
の拡大側断面図、第３図は同上端面図。 第４図は特性図、第５図は従来例の縦断面図である。 １・・・ケーシング、２・・・セラミックス連体、３・
・・発熱体。 特　　許　　出　　願　　人 日新工業株式会社 代 理 人 佐 野 義 雄 第１図 第３図 第２図 ［− ＝ｍ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　排気ガスの通過を許し、かつ、排気ガス中に含有する
   カーボン粒子の通過を阻止する多孔質のセラミックス濾
   体と、該セラミックス濾体に付着残留した上記カーボン
   粒子を燃焼させる発熱体とを備えたカーボン除去装置に
   おいて、上記発熱体の設置手段が、該発熱体をセラミッ
   クス濾体に直接埋設したことを特徴としてなる燃焼機関
   の排気系に接続使用する排気ガスのカーボン分離装置。