JPH05133217A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ハニカム型フィルタの外周前後にシール材を
巻いてケーシングとの間に断熱空気層を形成してなるデ
ィーゼル機関の排気浄化装置において、フィルタ再生時
に燃焼熱の放熱が少なく、断熱性能を向上させることが
できる排気浄化装置の提供を目的とする。 【構成】 内燃機関の排気ガス中のパティキュレートを
捕集するために排気通路８に設けられた排気浄化装置で
あって、ハニカム型フィルタ１とこれを収容するケーシ
ング３とを備え、ハニカム型フィルタ１は排気ガスの入
口部と出口部近傍の外周部に巻かれたシール材４を介し
てケーシング３に取り付けられ、フィルタ１とケーシン
グ３との間に断熱空気層５が形成された内燃機関の排気
浄化装置において、シール材４の長さａを、ハニカム型
フィルタ１の各隔壁１ａの閉塞部２の長さｂよりも短く
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関し、特に、ディーゼル機関の排気ガス中に含まれる
パティキュレートを捕集除去する排気浄化装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の内燃機関、特に、ディーゼル
機関の排気ガス中には、カーボンを主成分とする排気微
粒子（パティキュレート）が含まれており、排気黒煙の
原因となっている。環境汚染の観点からはこのパティキ
ュレートは除去することが望ましく、近年、ディーゼル
機関の排気通路にセラミック製のフィルタを配置し、デ
ィーゼルパティキュレートをこのフィルタによって除去
することが提案されている。

【０００３】図４は従来の内燃機関の排気浄化装置の全
体構成を示すものである。図示しないディーゼル機関か
ら排出された排気ガスは、排気通路８の途中に設けられ
た排気浄化装置４０において、排気ガス中のパティキュ
レートが除去されて大気中に放出される。この排気浄化
装置４０には、ケーシング３と、多孔性物質からなるハ
ニカム状の隔壁を備えたパティキュレートフィルタ１
と、このパティキュレートフィルタ１の外周部をケーシ
ング３の内部に支持すると共にパティキュレートフィル
タ１とケーシング３との間に断熱空気層５を形成するシ
ール材４とが備えられている。このシール材４は熱膨張
シート材等で作られる。このようなケーシング３とパテ
ィキュレートフィルタ１との間に断熱空気層を形成する
ものは実開昭６０−１５９８１３号公報や実開昭６４−
１２６１４号公報等に示される。

【０００４】このように構成された排気浄化装置４０で
は、パティキュレートフィルタ１の使用に伴ってその内
部に捕集されるパティキュレートの量が増えると通気性
が次第に失われ、機関性能が低下することになるため、
パティキュレートフィルタ１の端部に設けられた電気ヒ
ータ６に通電すると共に、パティキュレートフィルタ１
に再生用ガス、例えば２次空気を供給してパティキュレ
ートを燃焼させるフィルタの再生処理が必要である。よ
って、図４に示した従来の内燃機関の排気浄化装置４０
では、この再生処理のために、排気通路８に排気浄化装
置４０をバイパスするバイパス通路８Ｂ、空気ポンプ９
から２次空気をパティキュレートフィルタ１に供給する
２次空気供給通路８Ａ、および燃焼したガスを大気中に
逃がす燃焼ガス排出通路８Ｃが設けられている。そし
て、排気通路８と２次空気供給通路８Ａ、バイパス通路
８Ｂ、および燃焼ガス排出通路８Ｃのそれぞれの分岐部
には切換弁７Ａ〜７Ｄが設けられており、通常の機関可
動時は切換弁７Ａ〜７Ｄを実線の位置にして排気ガス中
のパティキュレートの捕集を行う。また、再生処理時に
は切換弁７Ａ〜７Ｄを点線の位置に切り換えて排気ガス
をバイパス通路８Ｂに流すと共に、ヒータ６に通電を行
ない、空気ポンプ９から２次空気供給通路８Ａを通して
２次空気をパティキュレートの捕集とは逆方向からパテ
ィキュレートフィルタ１に供給して、パティキュレート
フィルタ１内に捕集されたパティキュレートの燃焼を行
う。この時は、燃焼ガスは燃焼ガス排出通路８Ｃを通っ
て大気に放出され、排気ガスは排気バイパス通路８Ｂを
通って図示しないマフラーから空気中に放出される。

【０００５】図５および図６は図４の排気浄化装置４０
の要部断面図であり、排気浄化装置４０において使用さ
れるパティキュレートフィルタ１の構造を示すものであ
る。なお、図４と同じ構成部材については同じ符号を付
して説明する。図５に示したパティキュレートフィルタ
１では、多孔性物質からなるハニカム状の隔壁１ａが排
気ガスの流入側と排気ガスの流出側で交互にセラミック
製の閉塞材２によって栓詰めされている。そして、栓詰
めの無い側からパティキュレートフィルタ１内に進入し
た排気ガスは矢印で示すように隔壁１ａを通り、この時
に隔壁１ａによってパティキュレートが捕集されて反対
側の栓詰めの無い孔からパティキュレートフィルタ１の
外に排出される。

【０００６】図６は排気浄化装置４０において使用され
るパティキュレートフィルタ１の他の構造を示すもので
あり、実開昭６２−１０５３２０号公報や実開昭６３−
２８８２０号公報に示されるものである。これらの公報
に示されるパティキュレートフィルタ１は、外周部近傍
の隔壁１ａを両端から閉塞部２によって栓詰めして断熱
空気層５を増やし、パティキュレートフィルタ１の熱歪
みによる割れを防止するようにしたものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の排気
浄化装置４０では、図７に詳細に示すようにシール材４
の長さが隔壁１ａの閉塞部２の長さ（プラグ長）よりも
長いために、シール部材４がフィルタ再生時の燃焼部に
かかってしまい、太矢印で示すようにシール材４を介し
て燃焼熱が放熱され、断熱効果が下がってしまうという
問題点がある。

【０００８】そこで、本発明は、前記従来の内燃機関の
排気浄化装置の有する課題を解消し、ハニカム型フィル
タの外周前後にシール材を巻いてケーシングとの間に断
熱空気層を形成してなるディーゼル機関の排気浄化装置
において、フィルタ再生時に燃焼熱の放熱が少なく、断
熱性能を向上させることができる排気浄化装置を提供す
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明の内燃機関の排気浄化装置は、内燃機関の排気ガス中
のパティキュレートを捕集するために排気通路に設けら
れた排気浄化装置であって、ハニカム型フィルタとこれ
を収容するケーシングとを備え、前記ハニカム型フィル
タは排気ガスの入口部と出口部近傍の外周部に巻かれた
シール材を介して前記ケーシングに取り付けられ、前記
フィルタと前記ケーシングとの間に断熱空気層が形成さ
れた内燃機関の排気浄化装置において、シール材の長さ
を、ハニカム型フィルタの各隔壁の閉塞部長さよりも短
くしたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、ハ
ニカム型フィルタの外周前後に巻かれるシール材の全長
が、パティキュレートフィルタの隔壁に栓詰めされて形
成された閉塞部の長さよりも短いので、断熱空気層が閉
塞部の外側にも形成されることになり、フィルタ外周部
の断熱性能が向上する。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図１は本発明の一実施例の内燃機関の排気
浄化装置１０の構成を示す断面図であり、図４，５に示
した構成部材と同じ構成部材には同じ符号が付されてい
る。従って、この実施例の排気浄化装置１０において、
１は多孔性物質からなるハニカム状の隔壁を備えたパテ
ィキュレートフィルタ、２はパティキュレートフィルタ
の隔壁１ａの隣接端部を栓詰めする閉塞材、３はケーシ
ング、４はパティキュレートフィルタ１の外周部をケー
シング３の内部に支持するシール材、５はパティキュレ
ートフィルタ１とケーシング３との間に形成された断熱
空気層５である。

【００１２】また、図１の排気浄化装置１０でも、パテ
ィキュレートフィルタ１は多孔性物質からなるハニカム
状の隔壁１ａが排気ガスの流入側と排気ガスの流出側で
交互にセラミック製の閉塞材２によって栓詰めされてい
る。そして、栓詰めの無い側からパティキュレートフィ
ルタ１内に進入した排気ガスは矢印で示すように隔壁１
ａを通り、この時に隔壁１ａによってパティキュレート
が捕集されて反対側の栓詰めの無い孔からパティキュレ
ートフィルタ１の外に排出されることも同じである。

【００１３】図１に示した実施例の排気浄化装置１０が
図５に示した従来の排気浄化装置４０と異なる点は、シ
ール材４の長さａである。ここで、隔壁１ａの両端部に
栓詰めされる閉塞部２の長さをｂとすると、図５に示し
た排気浄化装置４０におけるシール材４はこの閉塞部２
の長さｂよりも長かったが、この実施例では、シール材
４の長さａは閉塞部２の長さｂよりも短く形成されてい
る。即ち、ｂ＞ａとなっている。

【００１４】このため、この実施例では図２に示すよう
に、再生時の燃焼部にシール部４がかかっていないた
め、再生時における燃焼部の熱が断熱空気層５によって
断熱され、燃焼部の温度が高温に保持される。この結
果、再生時におけるパティキュレートの燃え残りを低減
することが可能である。図３は本発明の他の実施例の内
燃機関の排気浄化装置２０の構成を示す断面図であり、
図４，５に示した構成部材と同じ構成部材には同じ符号
が付されている。従って、この実施例の排気浄化装置１
０において、１は多孔性物質からなるハニカム状の隔壁
を備えたパティキュレートフィルタ、２はパティキュレ
ートフィルタの隔壁１ａの隣接端部を栓詰めする閉塞
材、３はケーシング、４はパティキュレートフィルタ１
の外周部をケーシング３の内部に支持するシール材、５
はパティキュレートフィルタ１とケーシング３との間に
形成された断熱空気層である。

【００１５】この実施例の排気浄化装置２０に使用する
パティキュレートフィルタ１は、実開昭６２−１０５３
２０号公報や実開昭６３−２８８２０号公報に示される
ものであり、外周部近傍の隔壁１ａが両端から閉塞部２
によって栓詰めして断熱空気層５が増やされている。こ
のように断熱空気層５を増やすと、パティキュレートフ
ィルタ１の外周両端部の強度が上がるため、更にシール
材４の長さａを短くすることができ、断熱効果が向上す
る。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ハニカム型フィルタの外周前後にシール材を巻いてケー
シングとの間に断熱空気層を形成してなるディーゼル機
関の排気浄化装置において、フィルタ再生時に燃焼熱の
放熱が少なく、断熱性能が向上するという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の排気浄化装置の一実施例の
構成を示す断面図である。

【図２】図１の実施例の排気浄化装置からの放熱の様子
を示す説明図である。

【図３】本発明の内燃機関の排気浄化装置の他の実施例
の構成を示す断面図である。

【図４】従来の内燃機関の排気浄化装置の全体構成を示
す構成図である。

【図５】従来の外周部を栓詰めしたパティキュレートフ
ィルタを使用した内燃機関の排気浄化装置の構成を示す
断面図である。

【図６】従来のパティキュレートフィルタを使用した内
燃機関の排気浄化装置の構成を示す断面図である。

【図７】図６の排気浄化装置からの放熱の様子を示す説
明図である。

【符号の説明】

１…パティキュレートフィルタ ２…閉塞部 ３…ケーシング ４…シール材 ５…断熱空気層 ６…ヒータ ７Ａ〜７Ｄ…切換弁 ８…排気通路 ８Ａ…２次空気供給通路 ８Ｂ…バイパス通路 ８Ｃ…燃焼ガス排出通路 ９…空気ポンプ １０…本発明の一実施例の排気浄化装置 ２０…本発明の他の実施例の排気浄化装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気ガス中のパティキュレー
   トを捕集するために排気通路に設けられた排気浄化装置
   であって、ハニカム型フィルタとこれを収容するケーシ
   ングとを備え、前記ハニカム型フィルタは排気ガスの入
   口部と出口部近傍の外周部に巻かれたシール材を介して
   前記ケーシングに取り付けられ、前記フィルタと前記ケ
   ーシングとの間に断熱空気層が形成された内燃機関の排
   気浄化装置において、 前記シール材の長さを、前記ハニカム型フィルタの各隔
   壁の閉塞部長さよりも短くしたことを特徴とする内燃機
   関の排気浄化装置。