專利名稱：微粒去除裝置及具有該裝置的柴油車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及微粒去除裝置，特別涉及用加熱器或過濾器捕獲柴油車、發(fā)電機(jī)、農(nóng)機(jī)具等上使用的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)等內(nèi)燃機(jī)的廢氣中所含的微粒，或把捕獲的微粒燃燒去除所使用的微粒去除裝置以及具有該去除裝置的柴油車。
背景技術(shù)：
以往，人們對汽車廢氣的規(guī)定的注重點(diǎn)在于以致癌物質(zhì)二氧化氮為主的氮氧化物(NOx)等方面。
可是，在柴油車廢氣中存在多量的碳微粒(所謂的黑煙)，這種碳微粒經(jīng)廢氣通路排到空氣中后，長時(shí)間在空氣中漂浮，最終成為煤灰等飛舞降落到地面、路面、衣服等上。但是，因碳具有良好的吸附性，所以近年來不斷有報(bào)告表明，與致癌相關(guān)物質(zhì)等各種化學(xué)物質(zhì)吸附在空氣中所飄浮的碳微粒上，這種碳微粒被人吸入而進(jìn)入人體中，引起癌癥或呼吸系統(tǒng)疾病。
因此，現(xiàn)在，不僅限于氮氧化物(NOx)，柴油車的顆粒狀物質(zhì)(PM)的排出限制成為了重要的課題。所以，為了保護(hù)環(huán)境空氣避免受柴油黑煙污染，提供有黑煙捕獲裝置，該黑煙捕獲裝置是在車載柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣通道中配置由金屬纖維和蜂窩狀部件等構(gòu)成的黑煙去除過濾器(例如，參照專利文獻(xiàn)1及專利文獻(xiàn)2)。
但是，這種黑煙去除過濾器，如果長期使用，會(huì)由所捕獲黑煙導(dǎo)致堵塞，存在所謂壓力損失增大的問題。
作為消除黑煙堵塞的手段，提案有使捕獲的顆粒燃燒而再生過濾器功能的柴油顆粒去除裝置(例如，參見專利文獻(xiàn)3、專利文獻(xiàn)4和專利文獻(xiàn)5等)。
這種裝置具備具有廢氣入口和出口的筒狀容器、設(shè)置在該筒狀容器內(nèi)的入口側(cè)的加熱器、在該加熱器后部鄰接配置的多孔泡沫過濾器、在該多孔泡沫過濾器的后部鄰接配置的載有催化劑的過濾器。
在這種結(jié)構(gòu)中，從入口導(dǎo)入的廢氣與由陶瓷或金屬構(gòu)成的、加熱后的加熱器接觸著火燃燒，由多孔泡沫過濾器與載有催化劑的過濾器捕獲去除未燃燒的顆粒。這時(shí)，加熱器和廢氣中的熱量傳導(dǎo)給多孔泡沫過濾器，使被多孔泡沫過濾器捕獲的未燃燒顆粒著火燃燒。在位于更下游側(cè)的載有催化劑的過濾器中，因來從加熱器及廢氣傳導(dǎo)來的熱變少，溫度下降，但由載有催化劑的過濾器上的催化劑，促進(jìn)捕獲顆粒的燃燒，所以不會(huì)熄火，較多的捕獲顆粒能在較低溫度下燃燒去除，使過濾器的功能再生。
專利文獻(xiàn)1實(shí)開昭61-55114號公報(bào)專利文獻(xiàn)2實(shí)開昭61-84851號公報(bào)專利文獻(xiàn)3特開平2-173310號公報(bào)專利文獻(xiàn)4特開平6-212954號公報(bào)專利文獻(xiàn)5特開平8-193509號公報(bào)可是，裝置內(nèi)置的加熱器中具有過濾器再生功能的結(jié)構(gòu)雖然理想，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜且成本高，存在耐久性差的缺陷。
另外，對堵塞還沒有發(fā)生的過濾器來說，在柴油顆粒去除裝置內(nèi)，與黑煙一起急劇流入含有大量氧的廢氣時(shí)，有可能會(huì)出現(xiàn)柴油顆粒去除裝置內(nèi)未燃燒的顆粒爆發(fā)性地進(jìn)行燃燒，即所謂的氧閃燃的現(xiàn)象，而損傷過濾器等。
例如，在長的下坡等中，在使用阻斷廢氣而進(jìn)行制動(dòng)的廢氣制動(dòng)后，踏動(dòng)油門踏板的情況下，含有柴油微粒和氣體高濃度(例如是通常的4倍)的氧氣的廢氣，急劇流入柴油顆粒去除裝置內(nèi)，從而會(huì)爆發(fā)性地引起柴油微粒的燃燒，甚至達(dá)到近1500℃，有可能會(huì)熔化如金屬制的過濾器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述情況而進(jìn)行的，第一個(gè)目的在于提供一種微粒去除裝置以及具有該去除裝置的柴油車，能容易且低成本地再生堵塞了的過濾器。
本發(fā)明的第二個(gè)目的在于提供一種微粒去除裝置以及具有該去除裝置的柴油車，能防止任何原因引起的氣體中微粒的爆發(fā)燃燒，即使例如產(chǎn)生了爆發(fā)燃燒也能防止由此所致的裝置燒損。
為了解決上述問題，本發(fā)明之1涉及一種微粒去除裝置，具有外管和安裝在該外管內(nèi)的過濾器，該外管組裝在氣體流路上，且在該氣體的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口，該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除所流入的前述氣體中的微粒，其特征在于，前述過濾器構(gòu)成內(nèi)管，該內(nèi)管和外管之間的間隙具有在前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)作為前述氣體的異常時(shí)迂回流路的功能。
本發(fā)明之2，在本發(fā)明之1所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，在前述內(nèi)管上設(shè)置有安全閥；當(dāng)前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)，該安全閥使前述氣體流入異常時(shí)迂回流路。
本發(fā)明之3，在本發(fā)明之1所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，在前述外管的側(cè)面設(shè)置著帶蓋的裝拆用開口部，該裝拆用開口部用于安裝或拆除前述過濾器。
本發(fā)明之4涉及一種微粒去除裝置，具有外管和安裝在該外管內(nèi)的多個(gè)過濾器，該外管組裝在氣體流路上，且在該氣體的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口，該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除所流入的前述氣體中的微粒，其特征在于，前述多個(gè)過濾器沿著前述氣體流路相互連接，并且與前述氣體的流入口管和流出口管組合，如果去除流入側(cè)和流出側(cè)，就構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)管。
本發(fā)明之5，在本發(fā)明之4所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，前述多個(gè)過濾器相互之間、配置在最上游側(cè)的前述過濾器和前述流入口管之間以及配置在最下游側(cè)的前述過濾器與前述流出口管之間，插入密封墊，構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的前述內(nèi)管。
本發(fā)明之6，在本發(fā)明之4所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，在前述內(nèi)管上附加有帶前述密封墊的連接管，用以連接前述多個(gè)過濾器相互之間。
本發(fā)明之7，在本發(fā)明之4所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，在前述外管的側(cè)面設(shè)置著帶蓋的裝拆用開口部，用以安裝或拆除前述各過濾器。
本發(fā)明之8，在本發(fā)明之7所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)置有裝拆機(jī)構(gòu)，該裝拆機(jī)構(gòu)在組裝前述內(nèi)管時(shí)，打開前述裝拆用開口部的蓋部，從該裝拆用開口部插入前述各過濾器，組裝前述內(nèi)管；而在分解前述內(nèi)管時(shí)，從前述裝拆用開口部取出前述各過濾器。
本發(fā)明之9，在本發(fā)明之8所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，前述裝拆機(jī)構(gòu)具有單個(gè)或多個(gè)長螺釘。
本發(fā)明之10，在本發(fā)明之8所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，前述裝拆機(jī)構(gòu)具有單個(gè)或多個(gè)長螺釘和雙螺母。
本發(fā)明之11，在本發(fā)明之4所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，在流出側(cè)或流入側(cè)的前述內(nèi)管和前述外管的軸向間隙設(shè)置有板簧部件，用于把前述內(nèi)管固定在前述外管中，同時(shí)吸收熱膨脹。
本發(fā)明之12，在本發(fā)明之4所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，設(shè)置有裝拆機(jī)構(gòu)，該裝拆機(jī)構(gòu)具有單個(gè)或多個(gè)長螺釘，該裝拆機(jī)構(gòu)用于在組裝前述內(nèi)管時(shí)，打開前述裝拆用開口部的蓋部，從該裝拆用開口部插入前述各過濾器，組裝前述內(nèi)管，而在分解前述內(nèi)管時(shí)，從前述裝拆用開口部取出前述各過濾器；在前述外管的流入側(cè)端面或流出側(cè)端面上插入前述裝拆機(jī)構(gòu)的前述長螺釘，并且在流出側(cè)或流入側(cè)的前述內(nèi)管和前述外管的軸向間隙設(shè)置著用于吸收熱膨脹的板簧部件，在緊固前述長螺釘時(shí)，前述板簧部件壓迫變形，從而把前述內(nèi)管固定前述外管上。
本發(fā)明之13，在本發(fā)明之12所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，前述板簧部件由碟形彈簧構(gòu)成，該碟形彈簧在中央部設(shè)置著用于插入前述流入口管或流出口管的開口部。
本發(fā)明之14，在本發(fā)明之12所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，前述內(nèi)管和外管的間隙具有在前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)作為前述氣體的異常時(shí)迂回流路的功能。
本發(fā)明之15，在本發(fā)明之14所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，在前述內(nèi)管上設(shè)置有安全閥，當(dāng)前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)，該安全閥把前述氣體流入異常時(shí)迂回流路。
本發(fā)明之16，在本發(fā)明之4所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，附加有感知前述過濾器的堵塞的堵塞傳感器。
本發(fā)明之17，在本發(fā)明之1所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，具有組裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排出路徑上的外管和安裝在該外管上的過濾器；該外管在柴油廢氣的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口；該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除前述柴油廢氣中的微粒。
本發(fā)明之18，在本發(fā)明之4所述的微粒去除裝置的基礎(chǔ)上，具有組裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排出路徑上的外管和安裝在該外管上的多個(gè)過濾器；該外管在柴油廢氣的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口；該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除前述柴油廢氣中的微粒。
本發(fā)明之19涉及一種柴油車，其特征在于，具有本發(fā)明之17所述的前述微粒去除裝置。
本發(fā)明之20涉及一種柴油車，其特征在于，具有本發(fā)明之18所述的前述微粒去除裝置。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)，能容易且低成本地再生逐漸堵塞的過濾器，并且，能防止任何原因引起的柴油微粒的爆發(fā)性燃燒，例如即使產(chǎn)生爆發(fā)燃燒也能防止其所引起的裝置燒損。


圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的柴油微粒去除裝置的大體構(gòu)成的模式剖視圖。
圖2是分解表示該柴油微粒去除裝置的分解圖。
圖3是表示該柴油微粒去除裝置的外觀的平面圖。
圖4是表示在該柴油微粒去除裝置中安裝上過濾器單元的狀態(tài)的視圖。
圖5是表示該柴油微粒去除裝置的構(gòu)成要素(裝拆機(jī)構(gòu))的斜視圖。
圖6是表示該柴油微粒去除裝置的整體機(jī)械構(gòu)成的局部剖視圖。
圖7是表示在該柴油微粒去除裝置中安裝過濾器單元的狀態(tài)的照片。
圖8是概要表示構(gòu)成該裝置的過濾器單元上組裝的金屬過濾器的結(jié)構(gòu)的局部放大斜視圖。
圖9是示意表示構(gòu)成該裝置的過濾器單元上組裝的另一種金屬過濾器的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖。
圖10是概要表示上述另一種金屬過濾器的結(jié)構(gòu)的局部放大斜視圖。
圖11是表示在該柴油微粒去除裝置中裝卸過濾器單元的狀態(tài)的照片。
圖12是表示在該柴油微粒去除裝置中裝卸過濾器單元的狀態(tài)的照片。
圖中1-柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，2-排出路徑，3-柴油廢氣，4-外管，4A-外筒部，4B-外管前蓋部，4C-外管后蓋部，5-過濾器單元(過濾器)，5A-內(nèi)筒部(過濾器)，5B-過濾器部(過濾器)，6-流入口管，7-流出口管，8-內(nèi)管，8B-內(nèi)管前蓋部，8C-內(nèi)管后蓋部，9-帶密封墊的連接管(密封墊)，10-裝拆用開口部的蓋，11-裝拆用開口部，12-裝拆機(jī)構(gòu)，13A-長螺釘，13B-螺母(雙螺母)，13C-受力板，14-碟形彈簧(板簧部件)，K-異常時(shí)迂回流路，15-旁通閥(安全閥)，16-壓力傳感器(堵塞傳感器)，20-碟形彈簧擋件。
具體實(shí)施例方式
為了以低成本且容易地再生逐漸堵塞的過濾器，形成外管和由過濾器等構(gòu)成的內(nèi)管的雙重管結(jié)構(gòu)，在上述外管上設(shè)置帶蓋的裝拆用開口部，用于裝拆作為內(nèi)管的過濾器。從外管取出的過濾器在再生爐內(nèi)燃燒未燃的顆粒，從而進(jìn)行再生。
實(shí)施例1下面，參照

本發(fā)明的實(shí)施方式。用實(shí)施例進(jìn)行具體說明。
圖1是表示本發(fā)明一實(shí)施例的柴油微粒去除裝置的大體結(jié)構(gòu)的模式剖視圖。
該例中的柴油微粒去除裝置1，搭載在柴油車上，如圖1所示，具有外管4和多個(gè)過濾器單元5、5；外管連接在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1的排出路徑2上，且在柴油廢氣3的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口；多個(gè)(本實(shí)施例中是兩個(gè))過濾器單元5、5安裝于該外管4，用于捕獲或捕獲并燃燒去除前述柴油廢氣3中的微粒；同時(shí)，前述多個(gè)過濾器單元5、5沿著前述柴油廢氣3的流路相互連接，并與前述柴油廢氣3的流入口管6和流出口管7組合，若去除流入側(cè)和流出側(cè)，就構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)管8；該柴油微粒去除裝置1整體形成雙重管結(jié)構(gòu)。
圖2是分解表示該柴油微粒去除裝置1內(nèi)部結(jié)構(gòu)的分解圖。
如圖2所示，用帶有螺釘螺母機(jī)構(gòu)的裝拆機(jī)構(gòu)12擰緊固定具有前段和后段的兩段圓筒形PM(particulate material，石墨微粒去除)過濾器單元5、5、接合這些過濾器單元5的帶密封墊的連接管9、流入口管6、流出口管7，構(gòu)成機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)管8。在上述流入口管6上焊接著內(nèi)管8的前蓋部8B；在上述流出口管7上焊接著內(nèi)管8的后蓋部8C。在上游側(cè)配置的過濾器單元5和前蓋部8B(流入口管6)之間、以及在下游側(cè)配置的過濾器單元5和后蓋部8C(流出口管7)之間，均插入未圖示的環(huán)狀密封墊，確保密封結(jié)構(gòu)。這些密封墊是把環(huán)狀金屬板兩面用碳顆粒覆蓋而形成的。
各過濾器單元5大體由長度短的內(nèi)筒部5A、與該內(nèi)筒部5A同軸心地收置的輥狀過濾器部5B、十字狀過濾器座5C、分別沿軸芯設(shè)置的三枚或四枚結(jié)構(gòu)的葉片5D構(gòu)成。三枚或四枚結(jié)構(gòu)的葉片5D，如后所述，用于確保內(nèi)管8的外周面和外管4的內(nèi)周面之間的剖面環(huán)帶狀間隙(異常時(shí)迂回流路K)。
在前蓋部8B上除了流入口管6外，如后所述還安裝著碟形彈簧擋件20和旁通閥(安全閥)15。
外管4大體由兩面開口的長形外筒部4A、前蓋部4B和圓板狀后蓋部4C構(gòu)成；上述前蓋部4B上設(shè)置有插入內(nèi)管8的流入口管6的開口。另外，在上述后蓋部4C上設(shè)置有插入內(nèi)管8的流出口管7的開口。如圖3和圖4所示，在外管4的周側(cè)面還設(shè)置著帶側(cè)蓋10的裝拆用開口部11，用于安裝或拆除前述各過濾器單元5等。
在上述后蓋部4C上設(shè)置著裝卸機(jī)構(gòu)12，該裝拆機(jī)構(gòu)12可裝拆自由地接合內(nèi)管8以及收置該內(nèi)管8的外管13。該裝拆機(jī)構(gòu)12如圖4、圖5及圖6所示，由單個(gè)或多個(gè)(本實(shí)施例中是多個(gè))的長螺釘13A、13A……和螺母(優(yōu)選雙螺母)13B、13B、……構(gòu)成。內(nèi)管8的流出口管7的側(cè)周面上嵌合焊接著受力板13C，用于承受上述長螺釘13A、13A、……的按壓力。
在流入側(cè)的內(nèi)管8和外管4的軸向間隙，即，內(nèi)管8的前蓋部8B與外管4的前蓋部4B的軸向間隙中，如圖6所示，利用碟形彈簧擋件20把內(nèi)管8按壓固定在外管4上，同時(shí)為了吸收熱膨脹還設(shè)置有由板簧部件構(gòu)成的碟形彈簧14。在該碟形彈簧14的中央部設(shè)置著用以插入內(nèi)管4流入口管6的開口部。
在該例的結(jié)構(gòu)中，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在因任何理由急速增大內(nèi)管8中的廢氣3的壓力時(shí)，內(nèi)管8的外周面與外管4的內(nèi)周面間的剖面環(huán)帶狀間隙起異常時(shí)迂回流路K的作用，用于預(yù)先回避如氧閃燃等爆發(fā)燃燒(圖1及圖6)。因此，在內(nèi)管8中設(shè)置著旁通閥(安全閥)15，在內(nèi)管8內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)，該旁通閥15把前述廢氣流入異常時(shí)迂回流路K中(圖1)。
在旁通閥15中，通常靠壓縮盤簧的彈力，閥板塞住閥，異常時(shí)，當(dāng)內(nèi)管8內(nèi)的廢氣壓超過規(guī)定的臨界值壓力時(shí)，由內(nèi)管8內(nèi)的廢氣壓使閥板后退，閥開口部打開，從而內(nèi)管8內(nèi)的廢氣流入內(nèi)管8的外周面和外管4的內(nèi)周面之間的剖面環(huán)帶狀間隙中(異常時(shí)迂回流路K)，排出管外。
另外，在外管4的后蓋部4C上除了螺釘插孔外，還設(shè)有異常時(shí)排出口，成為經(jīng)過異常時(shí)迂回流路K的廢氣3的出口。并且，為了安全起見，在上游側(cè)和下游側(cè)設(shè)置著用于感知過濾器單元5、5堵塞的壓力傳感器(堵塞傳感器)16；在裝置的中央部還設(shè)置著溫度傳感器。在前段過濾器單元5的上游側(cè)設(shè)置著擋板17，用于使從流入口管6高速導(dǎo)入的柴油廢氣3減速，并且均等地分散在過濾器單元5內(nèi)。
下面參照圖1、圖8～圖10，對過濾器單元5中心部的過濾器部5B進(jìn)行說明。
過濾器部5B如圖1所示，大體由在設(shè)置于上游側(cè)的金屬濾網(wǎng)上承載的鉑系氧化催化劑18和金屬過濾器19構(gòu)成。
圖8是模式表示構(gòu)成該實(shí)施例裝置的過濾器單元上組裝的金屬過濾器19的結(jié)構(gòu)的局部放大斜視圖。
該例中的金屬過濾器，如圖8所示，是由多層金屬板螺旋狀卷成的波型卷筒狀金屬多孔體103構(gòu)成的，該金屬板設(shè)置有多個(gè)通孔102，并且具有重復(fù)正弦波起伏形狀，其中通孔102邊緣部具有有面凸起101，柴油廢氣通過該金屬多孔體103的層間間隙，用于捕獲去除該柴油廢氣中所含的黑煙微粒，上述通孔102設(shè)置在構(gòu)成上述列狀起伏的山部M及谷部V。并且，有面凸起101設(shè)置成伸向列狀凹部105側(cè)的方式。
圖9是模式表示構(gòu)成該實(shí)施例裝置的過濾器單元上組裝的另一種金屬過濾器的結(jié)構(gòu)的局部放大剖視圖，圖10是模式表示該金屬過濾器的結(jié)構(gòu)的局部放大斜視圖。
該另一種金屬過濾器如圖9及圖10所示，是由波狀金屬板26和金屬平板27以相互重疊的狀態(tài)多層卷曲形成的，該波狀金屬板26具有重復(fù)的正弦波起伏形狀，該金屬平板27比該波形金屬板26近平坦，且具有與該波形金屬板26的寬度基本相同的寬度。波狀金屬板27是由多層金屬板27螺旋狀卷成的卷筒狀金屬多孔體30構(gòu)成的，其中金屬板27穿設(shè)有多個(gè)通孔29，并且具有重復(fù)正弦波起伏形狀，其中通孔29邊緣部具有有面凸起28。與此相比，在金屬平板27上穿設(shè)的多個(gè)通孔31不具有有面凸起。
下面，對該實(shí)施例的動(dòng)作進(jìn)行說明。
過濾器單元5、5的安裝首先，把過濾器單元5、5安裝在外管4內(nèi)時(shí)，換言之在把內(nèi)管8組裝在外管4內(nèi)時(shí)，在把前蓋部8B(流入口管6)和后蓋部8C(流出口管7)預(yù)先安裝在外管4內(nèi)的狀態(tài)下，打開裝拆用開口部11的側(cè)蓋10，從該裝拆用開口部11插入各過濾器單元5、5以及帶密封墊的連接管9和未圖示的其它種類的密封墊等。其次，在外管4的后蓋部4C的螺釘插孔中插入裝拆機(jī)構(gòu)12的長螺釘1A，用工具把螺母(雙螺母)13B擰入，在流入側(cè)內(nèi)管8和外管4的軸向間隙按壓被插入的碟形彈簧14(圖7、圖11及圖12)。緊固長螺釘13A后，就會(huì)使碟形彈簧14壓迫變形，并且使內(nèi)管8按壓固定在外管4上，同時(shí)形成機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)管8。
黑煙微粒去除裝置的作用上述構(gòu)成的黑煙微粒去除裝置組裝在柴油車、即柴油發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣路徑上使用。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，柴油廢氣通過金屬過濾器層間間隙時(shí)，如圖8所示，有面凸起101作為氣流F的障礙物起作用，具體來說作為阻擋/減速片、路徑變更片、或者通孔導(dǎo)入片起作用，在廢氣中飄浮的未燃黑煙微粒容易被捕獲在有面凸起101或通孔102附近的金屬過濾器19內(nèi)表面。在金屬過濾器19上捕獲的未燃黑煙微粒中，一部分由高溫的該金屬過濾器19或周圍氣體(廢氣3)加熱燃燒，從金屬過濾器19中去除，剩余部分原樣附著在金屬過濾器19上。因此，通過金屬過濾器19的廢氣3的氣流F作為不含有黑煙微粒的正常氣體排出。
過濾器單元5、5的拆除、再生過濾器單元5 (金屬過濾器19)堵塞時(shí)，壓力傳感器(堵塞傳感器)16探測到過濾器單元5、5的堵塞。隨后，操作者分拆內(nèi)管8，取出被堵塞的過濾器單元5、5。
在取出被堵塞的過濾器單元5、5時(shí)，打開裝拆用開口部11的側(cè)蓋10，把外管4的后蓋部4C上安裝著的裝拆機(jī)構(gòu)12的長螺釘1A用工具松開。松開后，使碟形彈簧14從壓迫狀態(tài)放開，構(gòu)成內(nèi)管8的各部件(過濾器單元5、5、帶有密封墊的連接管9、前蓋部8B(流入口管6)、后蓋部8C(流出口管7))的結(jié)合被解除而分解(圖7、圖11及圖12)。因此，操作者把被堵塞的過濾器單元5、5從開放的裝拆用開口部11取出，在專用再生爐內(nèi)在規(guī)定時(shí)間規(guī)定溫度下加熱。利用加熱把堵塞過濾器單元5、5的未燃顆粒燃燒，從而使過濾器單元5、5再生。
另外，從裝拆用開口部11取出的，不僅局限于過濾器單元5、5，也可以根據(jù)需要，取出帶密封墊的連接管9、前蓋部8B(流入口管6)、后蓋部8C(流出口管7)等，或者，也可以把它們留存在外管4內(nèi)。
過濾器單元5、5的再安裝其次，在把過濾器單元5、5再次安裝到外管4內(nèi)時(shí)，再次打開裝拆用開口部11的側(cè)蓋10，從該裝拆用開口部11插入各過濾器單元5、5。隨后，在外管4的后蓋部4C的螺釘插孔中插入裝拆機(jī)構(gòu)12的長螺釘1A，用工具擰入螺母(雙螺母)13B，在流入側(cè)內(nèi)管8和外管4的軸向間隙按壓被插入的碟形彈簧14(圖7、圖11及圖12)。把長螺釘13A擰緊后，就會(huì)使碟形彈簧14壓迫變形，并且把內(nèi)管8按壓固定在外管4上，同時(shí)再次形成機(jī)械密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)管8，完成再安裝工作。
安全裝置的作用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)期間，無論因任何理由，內(nèi)管8的廢氣3壓力急劇增大時(shí)，旁通閥(安全閥)15打開。其結(jié)果，高壓狀態(tài)的廢氣3通過打開的旁通閥(安全閥)15，經(jīng)過在內(nèi)管8的外周面和外管4的內(nèi)周面之間的異常時(shí)迂回流路K，從設(shè)于外管4的后蓋部4C的異常時(shí)排出口排出到外部空間(圖1及圖6)。這樣，能預(yù)先防止氧閃燃等爆發(fā)燃燒所導(dǎo)致的危險(xiǎn)或不愉快。
以上根據(jù)附圖詳細(xì)說明了本發(fā)明的實(shí)施例，但具體的結(jié)構(gòu)并不局限于該實(shí)施例，不脫離本發(fā)明的要旨范圍內(nèi)的設(shè)計(jì)變更等也都包含在本發(fā)明內(nèi)。例如，在上述的實(shí)施例中，在廢氣的流出側(cè)設(shè)置著用于自由裝拆地接合內(nèi)管8和外管13的裝拆機(jī)構(gòu)12，但也可以取而代之，在廢氣的流入側(cè)設(shè)置裝拆機(jī)構(gòu)12。裝拆機(jī)構(gòu)并不局限于長螺釘13A、13A、……和螺母(雙螺母)13B、13B、……。
另外，在上述實(shí)施例中，在內(nèi)管8的前蓋部8B與外管4的前蓋部4B的軸向間隙設(shè)置板簧部件(碟形彈簧14)，但也可以取而代之，在內(nèi)管8的后蓋部8C和外管4的后蓋部4C的軸向間隙設(shè)置板簧部件。板簧部件不局限于碟形彈簧。
產(chǎn)業(yè)上利用的可能性本發(fā)明的微粒去除裝置不只局限于柴油車也能適用于整個(gè)內(nèi)燃機(jī)。例如，適用于緊急用發(fā)電機(jī)、家用發(fā)電機(jī)、農(nóng)機(jī)具等上使用的內(nèi)燃機(jī)。另外，不僅局限于柴油氣體的排出路徑，即使在不同種氣體流路上組裝也是有益的。
權(quán)利要求
1.一種微粒去除裝置，具有外管和安裝于該外管的過濾器，該外管組裝在氣體流路上，且在該氣體的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口，該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除所流入的前述氣體中的微粒，其特征在于，前述過濾器構(gòu)成內(nèi)管，該內(nèi)管和外管之間的間隙具有在前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)作為前述氣體的異常時(shí)迂回流路的功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒去除裝置，其特征在于，在前述內(nèi)管上設(shè)置有安全閥；當(dāng)前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)，該安全閥使前述氣體流入異常時(shí)迂回流路。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒去除裝置，其特征在于，在前述外管的側(cè)面設(shè)置著帶蓋的裝拆用開口部，該裝拆用開口部用于安裝或拆除前述過濾器。
4.一種微粒去除裝置，具有外管和安裝于該外管的多個(gè)過濾器，該外管組裝在氣體流路上，且在該氣體的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口，該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除所流入的前述氣體中的微粒，其特征在于，前述多個(gè)過濾器沿著前述氣體流路相互連接，并且與前述氣體的流入口管和流出口管組合，如果去除流入側(cè)和流出側(cè)，就構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)管。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒去除裝置，其特征在于，在前述多個(gè)過濾器相互之間、配置在最上游側(cè)的前述過濾器和前述流入口管之間以及配置在最下游側(cè)的前述過濾器與前述流出口管之間，插入密封墊，構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的前述內(nèi)管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微粒去除裝置，其特征在于，在前述內(nèi)管上附加有帶前述密封墊的連接管，用以連接前述多個(gè)過濾器相互之間。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒去除裝置，其特征在于，在前述外管的側(cè)面設(shè)置著帶蓋的裝拆用開口部，用以安裝或拆除前述各過濾器。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的微粒去除裝置，其特征在于，設(shè)置有裝拆機(jī)構(gòu)，該裝拆機(jī)構(gòu)在組裝前述內(nèi)管時(shí)，打開前述裝拆用開口部的蓋部，從該裝拆用開口部插入前述各過濾器，組裝前述內(nèi)管；而在分解前述內(nèi)管時(shí)，從前述裝拆用開口部取出前述各過濾器。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微粒去除裝置，其特征在于，前述裝拆機(jī)構(gòu)具有單個(gè)或多個(gè)長螺釘。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的微粒去除裝置，其特征在于，前述裝拆機(jī)構(gòu)具有單個(gè)或多個(gè)長螺釘和雙螺母。
11.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒去除裝置，其特征在于，在流出側(cè)或流入側(cè)的前述內(nèi)管和前述外管的軸向間隙設(shè)置有板簧部件，用于把前述內(nèi)管固定在前述外管中，同時(shí)吸收熱膨脹。
12.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒去除裝置，其特征在于，設(shè)置有裝拆機(jī)構(gòu)，該裝拆機(jī)構(gòu)具有單個(gè)或多個(gè)長螺釘，該裝拆機(jī)構(gòu)用于在組裝前述內(nèi)管時(shí)，打開前述裝拆用開口部的蓋部，從該裝拆用開口部插入前述各過濾器，組裝前述內(nèi)管，而在分解前述內(nèi)管時(shí)，從前述裝拆用開口部取出前述各過濾器；在前述外管的流入側(cè)端面或流出側(cè)端面上插入前述裝拆機(jī)構(gòu)的前述長螺釘，并且在流出側(cè)或流入側(cè)的前述內(nèi)管和前述外管的軸向間隙設(shè)置著用于吸收熱膨脹的板簧部件，在緊固前述長螺釘時(shí)，前述板簧部件壓迫變形，從而把前述內(nèi)管固定前述外管上。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微粒去除裝置，其特征在于，前述板簧部件由碟形彈簧構(gòu)成，該碟形彈簧在中央部設(shè)置著用于插入前述流入口管或流出口管的開口部。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的微粒去除裝置，其特征在于，前述內(nèi)管和外管的間隙具有在前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)作為前述氣體的異常時(shí)迂回流路的功能。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的微粒去除裝置，其特征在于，在前述內(nèi)管上設(shè)置有安全閥，當(dāng)前述內(nèi)管內(nèi)的壓力急劇增大時(shí)，該安全閥把前述氣體流入異常時(shí)迂回流路。
16.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒去除裝置，其特征在于，附加有感知前述過濾器的堵塞的堵塞傳感器。
17.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微粒去除裝置，其特征在于，具有組裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排出路徑上的外管和安裝于該外管的過濾器；該外管在柴油廢氣的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口；該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除前述柴油廢氣中的微粒。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的微粒去除裝置，其特征在于，具有組裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的排出路徑上的外管和安裝于該外管的多個(gè)過濾器；該外管在柴油廢氣的流入側(cè)和流出側(cè)具有開口；該過濾器用于捕獲或捕獲并燃燒去除前述柴油廢氣中的微粒。
19.一種柴油車，其特征在于，具有權(quán)利要求17所述的前述微粒去除裝置。
20.一種柴油車，其特征在于，具有權(quán)利要求18所述的前述微粒去除裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供一種柴油微粒去除裝置，其具有外管(4)和多個(gè)過濾器單元(5、5)，外管(4)組裝在柴油發(fā)動(dòng)機(jī)(1)的排出路徑(2)上，在柴油廢氣(3)的流入側(cè)及流出側(cè)具有開口，多個(gè)過濾器單元安裝在該外管(4)上，用于捕獲或捕獲并燃燒去除前述柴油廢氣(3)中的微粒；前述多個(gè)過濾器單元(5、5)沿前述柴油廢氣(3)的流路相互連接，并且與前述柴油廢氣(3)的流入口管(6)及流出口管(7)組合，如果去除流入側(cè)和流出側(cè)，則構(gòu)成密封結(jié)構(gòu)的內(nèi)管。由此，能夠容易且低成本地再生堵塞的過濾器。
文檔編號F01N13/02GK1619119SQ200410103889
公開日2005年5月25日 申請日期2004年9月10日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月10日
發(fā)明者遠(yuǎn)藤清武 申請人:株式會(huì)社歐登