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JPS649447B2 - - Google Patents
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JPS649447B2 - - Google Patents

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JPS649447B2
JPS649447B2 JP1586781A JP1586781A JPS649447B2 JP S649447 B2 JPS649447 B2 JP S649447B2 JP 1586781 A JP1586781 A JP 1586781A JP 1586781 A JP1586781 A JP 1586781A JP S649447 B2 JPS649447 B2 JP S649447B2
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exhaust
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Ee Ruudetsuku Otsutoo
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Motors Liquidation Co
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General Motors Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はエンジン排気粒子フイルターに関し、
更にはデイーゼルエンジンの如き乗り物に装着さ
れた燃焼機関用排気粒子フイルターに関する。
自動車デイーゼルエンジンの作動に於いて大気
に排出される粒子物の量を制限する実用方法の研
究が現在なされている。この課題を解決するため
に種々の試みがなされており、エンジンの改善、
バーナー、フイルターの如き種々のタイプの排気
粒子処理装置の装着もその一例である。
本発明の燃焼機関用二重流路式排気粒子フイル
ターは、入口と出口を備えるハウジングを有し、
該ハウジングがそれらの間に閉鎖空間を画成し、
該空間は入口と出口間を延在する第１次と第２次
流路に分けられ、高効率の第１次フイルター要素
が前記第１次流路に配されそれを通過する排気ガ
スより大部分の粒子を集め、低抵抗の第２次フイ
ルター要素が前記第２次流路に配されそれを通過
する排気ガスから相当量の粒子を集め、弁手段は
通常それに作用する圧力により前記第２次流路を
閉鎖し排気ガスは前記第１次流路に導かれ前記第
１次フイルター要素により浄化され、前記弁手段
は所定の高圧下で開き過度のガス流が第２次流路
を流れ、第２次フイルター要素により浄化される
ようになされている。
本発明の好適実施例は、広い表面積の交換可能
な第１次フイルター手段を有する二重流路排気粒
子フイルター組立体型の実用的なデイーゼルエン
ジン排気粒子トラツプを供する。過度の圧力の形
成は、交換可能なメツシユ又は繊維状第２次フイ
ルターと協働するバイパス流路を開く圧力作動型
バイパス弁により防止される。
フイルター要素は好ましくは相互に同心状に配
され、プリーツ状の紙若しくは繊維ガラスの第１
次フイルター要素が管状のメツシユで満たされた
第２次フイルター要素を囲う。フイルター要素は
双方とも組立体の一端のカバーの開口から交換可
能である。第２次フイルター要素にバイパス流が
流れることにより排気ガスは継続的にろ過される
とともに第１次フイルターはフイルター要素を破
損するか又は逆にデイーゼルエンジンの作動に影
響を与える過度の圧力に対して保護される。バイ
パス弁を開くのに充分な程高圧の過度の背圧は第
１次フイルターに多量の粒子がつまり実質的にそ
れを通る通常のガス流が妨げられている時ととも
に、通常のエンジン作動に於いても乗り物の加速
時、斜面を上る時のようなエンジン出力が高い時
にも生じる。指示装置がバイパス弁と連動してそ
れが開いたことを乗り物運転者に指示し、従つて
該装置は排気フイルターの状態と作動の必要性を
監視する手段である。粒子トラツプ組立体を排気
ガス消音器と結合させ乗り物への装着のために小
型化できうる。
以下添付図面を参照しつつ本発明を詳細に説明
する。
第１図に於いて符号１０は一般的に乗り物シヤ
ーシの一部を示し、該シヤーシは前方部にエンジ
ン―トランスミツシヨン組立体１４が装着された
乗り物フレーム１２を有する。該組立体１４は一
対のシリンダバンクを備えるデイーゼルエンジン
１６を有し、該バンクはそれぞれ排気マニホルド
を有し、図面には右バンクマニホルド１８のみが
示されている。横断パイプ２０は排気ガスを左バ
ンク排気マニホルド（不図示）から右バンクマニ
ホルド１８へ運ぶ。双方のマニホルドからの排気
ガスは出口連絡部２２を通つて乗り物フレームの
中間に装着されたリゾネータ２６に連通する排気
パイプ２４に導かれる。テイルパイプ２８はリゾ
ネータを乗り物フレームの後方を横切つて装着さ
れた粒子トラツプ―サイレンサ組立体３２の入口
３０と連通する。
第２図乃至第４図に詳しく示すように、粒子ト
ラツプ―サイレンサ組立体３２は短い円筒サイレ
ンサ３４を有し、該サイレンサ３４は入口３０か
ら中央出口３６への排気ガスの音の移動を減らす
ようになされているバツフル部を備えた内室を有
する。出口３６は排気ガスをサイレンサ３４が固
定されている隣接するトラツプ組立体３８に導び
く。
トラツプ組立体３８は一端で支持されている外
側円筒シエル４０と取り外し可能の入口端壁４２
とを有する。該端壁４２はまたサイレンサ出口３
６が貫通して延在する隣接するサイレンサ３４の
端壁も形成する。トラツプ組立体３８の他端で
は、開口可能の出口端壁４４がヒンジ部材４６に
よりシエルに枢支されており、出口端壁４４はま
たばね止め金４８により通常は閉鎖位置に保持さ
れている。
外側シエル４０と入口及び出口端壁４２，４４
は閉鎖空間を画成し、該空間の入口端近傍には円
形分離壁５０が入口端壁４２に溶接された複数の
ブラケツト５２へねじ５１により固定されてい
る。壁５０と４２は伴にサイレンサ出口３６から
外側シエル４０に半径方向外方に延在するガス入
口部５４を画成する。
分離壁５０の中央部では、バイパス流路５６が
該壁を貫通して延在し、短い管５８へも延在す
る。ヒンジ６２で支持され管５８に係合するばね
付勢された弁６０により流路５６は通常閉じてい
るが、ガス圧力によりガス流がバイパス流路５６
を流れるように開口可能である。管５８と弁６０
の周りで、延在する部分的に円筒状のフイルター
支持部材６４が壁５０に取り付けられている。該
フイルター支持部材６４は上方に延在する切り欠
き側部６８と連結して延在する下方縁６６を有
し、その先端７０で弁ヒンジ６２のための隙間を
供するために開いている。カバー部材７２はフイ
ルター支持部材６４に接して弁６０の周囲をバイ
パス流路５６からのガスもれに対して閉鎖してい
る。
シエル４０内でかつ出口端壁４４と分離壁５０
の間に第１次フイルター要素７４と第２次フイル
ター要素７６とが取り外し可能に支持されてい
る。第１次要素７４は好しくは金属容器７８を有
し、該容器７８は、多孔で同心状に配された外方
及び内方管状壁８０，８２とろ過のための広い表
面積を供するためにプリーツ状の紙又はガラス繊
維で好しくは形成される環状フイルター８６を閉
ざす端部材８４とを有する。ガスケツト８５は、
４つの等角で位置し外側シエルに溶接されている
アングル支持部材８８により外側トラツプシエル
から離間して支持されている第１次フイルター要
素７４の端部を密封する。これらの支持部材は外
側シエル４０と第１次要素７４との間に環状空間
９０に保持し、該空間９０は第１次要素７４周囲
で流入してくる排気ガスの流路となる。
第２次フイルター要素７６は管状流路部材９２
を有し、該部材９２はトラツプ組立体の入口端部
で部分的に円筒状の支持部材６４によりその一端
を支持されかつ受け入れられている。この端部
で、部材９２の部分９３は切り欠きされバイパス
弁のヒンジ６２のための隙間を供している。他端
では、流路部材９２は該部材に溶接された３つの
アングル支持部材９４により第１次フイルター要
素の内方壁８２と同心状に支持されている。アン
グル支持部材９４が部材９２の出口端を越え端壁
４４と隣接するところまで延在しているので、部
材９２の出口端はヒンジ部を備える出口端壁４４
から離間している。第１次と第２次フイルター要
素が離間しているので流路部材９２と第１次フイ
ルター要素の内方壁８２との間に環状出口空間９
６が供され、そこには第１次フイルター要素を通
過したガスが導かれる。環状出口空間９６は流通
部材９２の終端、端壁４４内方の出口部９８に連
通する。
第２次フイルター要素の外側シエルを形成する
流路部材９２内に於いて、第２次フイルター要素
は離間したスクリーン部材１０２と１０４により
保持された圧縮された金属繊維１００を有する。
スクリーン部材１０４は流路部材９２の入口端よ
り離間し、バイパス弁６０が流路部材９２内方に
開けるように隙間を供している。出口部９８は出
口端壁４４の開口１０６を通じて排気管１０８と
ろ過された排気ガスを大気に排出するために連通
している。
作動に於いて、エンジンからトラツプ―サイレ
ンサ組立体３２に運ばれた排気ガスはサイレンサ
３４を通過してガス入口部５４に導かれる。通常
の低圧力下ではバイパス弁６０は閉じており、排
気ガスは第１次フイルター要素周囲の環状空間９
０に向かつて外方に流れ、そこから該フイルター
要素を半径方向内方に通過して排気ガス中の相当
量の排気粒子を第１次フイルター要素７４内のプ
リーツ状フイルター８６の延在表面に集積させ
る。ろ過されたガスは第１次フイルター要素から
流路部材９２を囲う環状出口空間９６へ流れ、組
立体出口端の出口部９８に導かれ、開口１０６と
排気管１０８を通じて排気される。
フイルター８６が粒子でふさがつたり、エンジ
ンが高出力で作動した場合のようにトラツプ組立
体内の排気ガスの背圧が相当高くなつた時には、
バイパス弁６０が開き排気ガスが部分的に第２次
フイルター要素７６を通過しトラツプ出口部９８
に流れる。第２次フイルター要素の金属繊維物質
１００は第１次フイルター要素のプリーツ状フイ
ルター８６の細孔より開放的な即ちより拘束的で
ない流路をガス流のために供する。しかし、第２
次フイルター要素の金属繊維物質１００の曲折し
た流路はまたそれを通過する排気ガス流から粒子
を充分にろ過するようになされている。さらに、
第２次フイルター要素７６は相対的に限定された
期間である特別の状況下にのみ排気ガスをろ過す
るので、少くとも第１次フイルター要素が粒子で
詰まり第２次流路の作動が必要な場合には第２次
フイルター要素が粒子により実質的にふさがされ
ていることはない。
トラツプ―サイレンサ組立体の乗り物シヤーシ
に於ける位置とともにトラツプ組立体の特別の構
造もすぐには明白にならない利点を有する。トラ
ツプ―サイレンサ組立体を乗り物フレームの後方
に装着することによりエンジンとそれを結ぶ排気
管が伸張され、この伸張された排気管を通るガス
流は冷却されガスの温度は前述のブリーツ状紙フ
イルター材の如き低温性フイルター材が使用でき
得る温度まで下降する。さらにガス流はプリーツ
状第１次フイルターを通過する前にトラツプ組立
体の外側シエル４０に沿つて外方に流れるのでよ
り冷却される。さらに一層冷却することが望まし
い場合には冷却フインをトラツプ組立体の外側シ
エル及び排気管の任意の個所に形成することがで
きる。
粒子トラツプ組立体の保守が必要な場合には、
ばね止め金４８をゆるめ出口端壁４４をヒンジ部
材４６の周りで下方に揺動させ、それによりフイ
ルター要素の外方端部を露出することにより容易
に達成できる。この時に、第１次フイルター要素
のみ又は第１次と第２次フイルター要素双方を任
意の適切な方法で取り外しかつ交換又は浄化でき
る。その後新しい若しくは浄化交換されたフイル
ター要素と新しいガスケツトをトラツプ組立体に
迅速に供しうる。そして出口端壁をその後閉鎖位
置に閉じれば組立体は再び作動可能となる。
本発明を単一の実施例にのみ言及して説明して
きたが請求する本発明の精神と範囲に反しない限
り種々の実施例が考えられる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の粒子トラツプ―排気ガスサイ
レンサ組立体を含む排気系とデイーゼルエンジン
を装着した乗り物シヤーシの透視図である。第２
図は第１図のトラツプ―排気ガスサイレンサ組立
体後方の２―２断面図である。第３図はフイルタ
ー組立体の第２図の矢印方向の３―３断面図であ
る。第４図はフイルター組立体入口部の第２図の
矢印方向の４―４断面図である。 〔主要部分の符号の説明〕 ４０…ハウジン
グ、４２…入口、１０６…出口、８６…第１次フ
イルター要素、６０…弁手段、３８…排気粒子フ
イルター、１００…第２次フイルター要素、４４
…カバー、９０…第１次ガス流流路、９８…第２
次ガス流流路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 第１ガス流流路５４，９０，８６，９６，９
    ８と第２ガス流流路５４，５６，１００，９８と
    に分割された閉鎖空間を画成するハウジング４０
    と、該第１ガス流流路内に配置され内部を通過す
    る排気ガスより粒子の大部分を捕捉する高効率の
    一次フイルター要素８６と、前記第２ガス流流路
    内に配置され内部を通過する排気ガスより相当量
    の粒子を捕捉する低抵抗の二次フイルター要素１
    ００とより成る燃焼機関用二重流路式排気粒子フ
    イルターにおいて、 ハウジング４０が１つの入口４２と１つの出口
    １０６を有し、前記１次ガス流流路と２次ガス流
    流路が該入口と出口の間に延在しており、圧力作
    動型弁６０がハウジング４０内に配置され、該圧
    力作動型弁６０は通常状態では第２ガス流流路を
    閉じかつ排気ガス流を一次フイルター要素による
    浄化のため第１ガス流流路を通るようにし、 さらに、該圧力作動型弁６０は所定の高圧条件
    に応じて開いて、過剰のガス流が二次フイルター
    要素による浄化のため第２ガス流流路を通るのを
    許容することを特徴とする排気粒子フイルター。 ２ 特許請求の範囲第１項による排気粒子フイル
    ターに於いて、前記ハウジングは細長い形状であ
    り、前記入口４２と出口１０６はハウジングの両
    端に設けられ、該ハウジングの一端はアクセス開
    口を通じてハウジング内部を保守し得るように開
    口可能のカバー４４を有し、入口と出口との間に
    ハウジング内を平行して延びる第１９０及び第２
    ９８ガス流流路を画成する手段を有し、該第１ガ
    ス流流路がハウジングの壁に沿つて延在しかつ、
    前記一次フイルター要素は前記アクセス開口を通
    じて取り外し可能の管状フイルター要素８６の形
    をしており、かつ前記第１ガス流流路９０はガス
    流が周囲から一次フイルター要素内へ流れるよう
    に配されそれにより一次フイルター要素を通過す
    る排気ガスは先ずハウジング壁と熱交換関係で流
    れろ過される前に冷却され、前記第２ガス流流路
    ９８には前記二次フイルター要素が設けられ、該
    二次フイルター要素は前記管状の一次フイルター
    要素の中央を延在し前記アクセス開口を通じて取
    り外し可能でかつ第２ガス流流路を通過するガス
    流をろ過するようになされており、前記圧力作動
    型弁６０が通常は第２ガス流流路にガス流が流れ
    るのを防ぎかつガス入口の所定の高圧条件に応じ
    て開き過剰のガス流を第２ガス流流路を通過させ
    て、二次フイルター要素によりろ過させることを
    特徴とする排気粒子フイルター。 ３ 特許請求の範囲第１項又は第２項による排気
    粒子フイルターに於いて、前記一次フイルター要
    素８６が広いろ過面積を備えかつ差圧耐限界の限
    られたプリーツ状フイルターを有し、前記圧力作
    動型弁６０が加圧により一次フイルター要素破損
    を防止するに十分な圧力差で開くように設置され
    ていることを特徴とする排気粒子フイルター。 ４ 特許請求の範囲第１項、第２項又は第３項に
    よる排気粒子フイルターに於いて、前記プリーツ
    状フイルターの材質が紙であることを特徴とする
    排気粒子フイルター。
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