JPH01159408A - ディーゼルエンジンの排気ガスの処理装置および処理方法 - Google Patents

ディーゼルエンジンの排気ガスの処理装置および処理方法

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JPH01159408A JP63203087A JP20308788A JPH01159408A JP H01159408 A JPH01159408 A JP H01159408A JP 63203087 A JP63203087 A JP 63203087A JP 20308788 A JP20308788 A JP 20308788A JP H01159408 A JPH01159408 A JP H01159408A
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新井　義正
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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］ 本発明は乗用車、トラック、バス、鉄道車両などの各種
車両、さらには産業用機器、船舶などに使用されるディ
ーゼルエンジンの排気ガスの処理装置および処理方法に
関し、詳しくはこうした排気ガス中に含まれるカーボン
を主とする微粒子を、フィルタ体を用いて捕捉、さらに
は除去などの処理をする装置および方法に関する。
［従来の技術およびその問題点］ ディーゼルエンジンの排気ガス中にはカーボンを主とす
る微粒子がかなりの濃度で含まれ、公害の原因となって
いる。そこでディーゼル排ガス中のこうした微粒子をフ
ィルタ体を用いて捕捉あるいは除去する各種方法が提案
されている。
特開昭５６−１２４４１７、特開昭５６−１２９０２０
などには第４図および第５図に示すようなセラミックス
製のフィルタ体１０を用いてディーゼル排ガス中の微粒
子を捕捉・除去する方法が開示されている。
すなわち、このフィルタ体ＩＯは、濾過能（すなわち気
体は通過できるが、カーボンなどの固体微粒子の多くを
、特には実質的にすべてを通過させない機能）を有する
多孔質セラミックス製のセル壁１１で区画され、かつ、
このセル壁１１を境として相互に隣接する多数のセル１
２．１３を有するハニカム構造を基本構造としている。
セル１２．１３はいずれも長手方向に平行に延びている
。
セル１２はフィルタ体ｌＯの一方の端面１６側の端部が
封材１４によって塞がれており、フィルタ体１０の他方
の端面１７側は開口している。セル１３はフィルタ体１
０の一方の端面１６側の端部が開口しており、フィルタ
体１０の他方の端面１７側は封材１４によって塞がれて
いる。第４図において各セルの閉塞端を示す斜線ハツチ
ングからもわかるように、セル１２とセル１３は市松模
様状となるように交互に配置されている。
こうしたフィルタ体１０の一方の端面１６側からディー
ゼル排ガスを通じると、この排ガスはセル１２からセル
壁１１を通過してセル１３に流れ、他方の端面１７側か
ら排出される。このとき排ガス中の微粒子はセル壁１１
を通過できず、セル壁１１のセル１２側の面上に付着堆
積するとともに、セル１３からは微粒子を除去された清
浄な排ガスが流出する。
こうした濾過操作を継続していると、微粒子の堆積、な
いしはセル壁１１の目詰りにより、濾過抵抗が増大し、
濾過操作を継続できなくなる。そこで適宜な時間間隔ご
とに、主としてカーボンからなる堆積した微粒子を燃焼
除去してフィルタ体１０の濾過機能を再生する。その−
例を挙げると、端面１６．１７の近傍に電熱ヒータを配
設しておき、このヒータの通電加熱により、このヒータ
の近傍の堆積微粒子を着火する。端面１６．１７の近傍
で開始した微粒子層の燃焼は中央部まで伝播してついに
はフィルタ体１０全域の微粒子が燃焼除去される。
ところでこうした従来技術では、微粒子の燃焼によって
フィルタ体１０が通常は６００〜１０００℃、場合によ
っては１０００℃以上といった高温に加熱される。した
がってこうした高温に耐えられるように、フィルタ体Ｉ
Ｏの材質はセラミックス製であることを要した。
また微粒子の燃焼除去の際にフィルタ体が反復して高温
に加熱され、フィルタ体の焼結が進み、当初のポアサイ
ズやボア分布が変化して捕集効率や圧力損失の経時変化
を伴なって安定した性能維持がしかた（、しかもそれら
の多（は経時的な性能劣化をもたらした。なかんず（、
燃焼除去時の高温によってセル壁１１が溶損し、実質的
に全く微粒子を捕集できなくなる事態がしばしば発生し
た。
またディーゼル排ガス中にはカーボン質微粒子のみなら
ず、無視できめ量（例えば微粒子全重量の１〜５％）の
不燃性固体粒子が存在し、これもフィルタ体によって捕
集される。あるいはディーゼル排ガス中のＳＯｘやＮＯ
ｘが排ガス管路構成物質やフィルタ体構成物質と反応し
て生成する不燃性の固形分がフィルタ体のセル壁土に沈
着する。これらの不燃性固形分は燃焼によって除去され
ることなく堆積してフィルタ体の性能を低下させる。
特開昭６１−２６８８１３には、こうしたフィルタ体で
捕捉したカーボン質微粒子を、間欠的に逆向きに流され
るパルス気流によってフィルタ体から剥離し、剥離した
微粒子をディーゼルエンジンの吸入気体の流れに乗せて
該エンジンの吸入側に導き、該エンジン内で該微粒子を
燃焼させる方法が開示されている。
この方法では、本来ならエアクリーナを通過して清浄化
された空気を吸入すべきエンジンに、固体微粒子を含有
する吸入気体を供給することになり、エンジン内の各部
の摩耗を早めるなどの難点がある。またカーボン質微粒
子だけでなく、不燃性の固体微粒子もエンジン内に供給
され、この不燃性固体微粒子は燃焼除去されることなく
系内に蓄積して種々のトラブルをひきおこし、エンジン
を損傷し、エンジンの寿命を縮める恐れがある。
また、フィルタ体から本来の吸入気流路に至るまでの長
いバイパス管を要するという難点もある。
［発明の目的］ 本発明は従来技術の前述のような問題点を解決しようと
してなされたものである。
本発明の目的は材質の選択の範囲の拡げられたフィルタ
体を用いたディーゼルエンジン排ガス中の微粒子の捕捉
や除去の装置や方法を提供するにある。
本発明の別の目的はフィルタ体に捕集された微粒子を、
フィルタ体を高温に加熱することなく、かつ、エンジン
に再循環することなく、捕捉または除去する装置や方法
を提供するにある。
本発明の更に別の目的は、可燃性のみならず不燃性の微
粒子をも捕捉または除去する装置や方法を提供するにあ
る。
本発明の更にまた別の目的は長期間にわたって安定した
性能を維持できる微粒子の捕捉または除去の装置や方法
の提供にある。
本発明のさらにまた他の目的は以下の記載によっても明
らかとなろう。
［発明の概要］ 本発明によるディーゼルエンジンの排気ガスの処理装置
は、濾過能を有するセル壁で区画され、同方向に延在す
る多数のセルを有するハニカム構造を備え、所定のセル
については一方の端部を封じ、残余のセルについては他
方の端部を封じてなるフィルタ体を、ディーゼルエンジ
ンの排気ガス流路に設けてなるディーゼルエンジンの排
気ガスの処理装置において、適宜な時間間隔ごとに該セ
ル壁を逆向きに通過するガス流を発生せしめる逆洗気流
発生装置と、該フィルタ体よりも上流の排気ガス流路に
設けた微粒子の再捕集部とを備えることを特徴とする。
本発明によるディーゼルエンジンの排気ガスの処理方法
は、濾過能を有するセル壁で区画され、同方向に延在す
る多数のセルを有するハニカム構造を備え、所定のセル
については一方の端部を封じ、残余のセルについては他
方の端部な封じてなるフィルタ体を用い、ディーゼルエ
ンジンの排気ガスを該セル壁の一面から他面に通過せし
めてなるディーゼルエンジンの排気ガスの処理方法にお
いて、適宜な時間間隔ごとに逆洗気流をして該セル壁を
逆向きに通過せしめ、該排気ガス中の微粒子を、該フィ
ルタ体よりも上流の排気ガス流路に設けた微粒子の再捕
集部にて捕捉することを特徴とする。
さらに、本発明によるディーゼルエンジンの排気ガスの
処理方法は、濾過能を有するセル壁で区画され、同方向
に延在する多数のセルを有するハニカム構造を備え、所
定のセルについては一方の端部を封じ、残余のセルにつ
いては他方の端部な封じてなるフィルタ体を複数個用い
、ディーゼルエンジンの排気ガスを該セル壁の一面から
他面に通過せしめてなるディーゼルエンジンの排気ガス
の処理方法において、適宜な時間間隔ごとに少なくとも
一のフィルタ体については該セル壁の一面から他面に通
過せしめつつ、少なくとも一の残余のフィルタ体につい
ては逆洗気流をして該セル壁を逆向きに通過せしめ、か
つ、フィルタ体のそれぞれについては適宜な時間間隔ご
とに逆洗気流をして該セル壁を逆向きに通過せしめ、該
排気ガス中の微粒子を、該フィルタ体よりも上流の排気
ガス流路に設けた微粒子の再捕集部にて捕捉することを
特徴とする。
［発明の好ましい実施態様］ 本発明による好ましい実施態様によれば、再捕集部はフ
ィルタ体の近傍に設けられる。これにより、再捕集部を
エンジンの近傍に設ける場合に比べて微粒子を効率よ（
再捕集できる。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、再捕集部
はフィルタ体の下方に設けられる。これにより、微粒子
、特にはその凝集体のほとんどが重力により落下して、
再捕集部に集中して捕集できる。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、再捕集部
における排気ガス流路断面積は、この再捕集部よりも上
流の排気ガス流路における排気ガス流路断面積に比べて
大きくされ、再捕集部における排気ガスの流速を、この
再捕集部よりも上流の排気ガス流路における排気ガスの
流速よりも小さくされる。これにより、再捕集部に捕集
された微粒子が、排気ガス流により再度排気ガス中に浮
遊するのを防止し、微粒子を再捕集部に集中して捕集で
きる。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、再捕集部
にはフィルタ板が設けられる。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、再捕集部
、特にはフィルタ板は微粒子の燃焼手段を備える。捕捉
された微粒子は、この燃焼手段によって、再捕集部、特
にはフィルタ板において燃焼される。燃焼手段は、電気
抵抗加熱ヒータ、酸化触媒、流体燃料燃焼バーナから選
ばれる少なくとも一つであることが好ましく、とりわけ
、電気抵抗加熱ヒータが好ましい。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、逆洗気流
発生装置として、フィルタ体よりも下流の排気ガス流路
に加圧気体噴射ノズルを設ける。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、ディーゼ
ル排気ガスをフィルタ体のセル壁の一面から他面に３０
秒以上３０分以下の時間引き続いて通過せしめる毎に０
．０１秒以上５秒以下の時間引き続いて逆洗気流をして
このセル壁を逆向きに通過せしめる。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、逆洗気流
を通過せしめた直後のセル壁の通気抵抗と、逆洗気流を
通過せしめる直前のセル壁の通気抵抗との差を２５０ｍ
ｍＨＪ以下とする。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、複数個の
フィルタ体を用いる場合において、複数個のフィルタ体
からの微粒子を、単一の再捕集部、特には単一のフィル
タ板にて捕捉する。
本発明による別の好ましい実施態様によれば、複数個の
フィルタ体を用いる場合において、複数個のフィルタ体
からの微粒子を、各フィルタ体に対応して設けた複数個
の再捕集部、特には複数個のフィルタ板にて捕捉する。
以下、本発明を図面を参照しながら詳細に説明するが、
本発明は図面に示されるものに限定されるものではない
。
本発明において、フィルタ体のセル壁を通過するガスの
流れは、集塵操作時と逆洗操作時とで逆転する。しかし
て本発明では特に断わらぬ限り、集塵操作時のガス流れ
方向を基準に、上流、下流という語を用いる。
第１図に本発明のディーゼル排ガス処理装置の第１実施
例が示されている。
上方および下方に開口部を有するケーシング３１の内部
に、所要のシール部材３２を介して、筒状のフィルタ体
ｌＯが収容されている。フィルタ体１０は第４図、第５
図に示すものと本質的に同様のものであって、断面形状
は正方形、長方形、円形、楕円形など、適宜に採用でき
る。セル１２．１３は上下方向に延在し、封材１４．１
５はそれぞれフィルタ体１０の下面、上面に位置してい
る。図示の簡略化のため、第１図では少数のセル壁１１
のみを示しているが、実際にははるかに多数の薄いセル
壁１１が、より小さなピッチで形成されている。フィル
タ体ｌＯの側周を形成する外壁１８はセル壁１１よりは
肉厚とされてフィルタ体ｌＯの損傷防止が図られ、・さ
らに非通気性とされて、その内側に微粒子がほとんど堆
積しないように図られている。
ケーシング３１の直下部には微粒子の再捕集部４１が形
成されており、ケーシング３１と再捕集部４１の間には
、側方から来るディーゼルエンジンの排気ガスの導入管
３７が開口している。
第１図からもわかるように、再捕集部４１はフィルタ体
ｌＯの近傍に設けられる。フィルタ体ｌＯの上流側の端
面と再捕集部４１との距離は５０ｃｍ以下、特には３０
ｃｍ以下とされる。また、第１図からもわかるように、
再捕集部４１周辺の排気ガス流路は導入管３７よりも拡
径されており、再捕集部４１周辺を流れる排気ガスの流
速は導入管３７を流れる排気ガスの流速よりも小さくな
るようにされている。
再捕集部４１は中空筒状をなし、底部に開閉可能な蓋４
２を有する。蓋４２のやや上方には、電気抵抗加熱式の
ヒータ４６を備えるフィルタ板４３がゆるやかに傾斜し
て架設されている。開閉可能かつ通常時には閉じている
蓋４７を備える灰分取り出し口４４が、フィルタ板４３
の側方すぐ上に開口している。
ケーシング３１の上部には排気ガスの流出管３８が接続
している。ケーシング３１の直上部に位置する流出管３
８内には加圧気体噴射用のノズル４０が、フィルタ体１
０の出口側の端面１７に向けて開口している。
フィルタ体１０のセル壁１１はセラミックス製とするの
が好ましいが、焼結金属製、無機繊維製でもよい。排ガ
スの温度によっては、濾紙や濾布に代表される有機繊維
成形体、あるいはこれに適宜な無機質粉体、バインダな
どを配合して形成した成形体も採用できると考えられる
。
フィルタ板４３も濾過能を有する材質からなる。
このフィルタ板４３は焼結金属製でも採用可能と考えら
れるが、一般には反復加熱されるので、セラミック人製
または無機繊維製とするのが好ましい。フィルタ板用の
セラミックス材質としては、熱膨張係数が５Ｘ　１０−
’／’Ｃ以下であるもの、例えば、ムライト、シャモッ
ト、コージライトなどが好ましい。フィルタ板４３の濾
過面積はそれほど大きくする必要がなく、また小さい方
が一般に好ましい。
このディーゼル排ガス処理装置は次のように作動する。
蓋４２．４７を閉じた状態で、ディーゼルエンジンから
の排気ガスが導入管３７を経てフィルタ体ｌＯの端面１
６側に向けて流される。セル１２から入ったディーゼル
排ガスはセル壁１１を通過し、その際にディーゼル排ガ
ス中の微粒子は大部分またはほとんどすべてが分離され
、微粒子をほとんど含まない排ガスとなってセル１３を
経て流出管３８に流出する。主としてカーボンからなる
微粒子はセル壁１１のセル１２側の面に付着堆積し、付
着堆積によって凝集した微粒子の一部は場合によっては
その重量によってフィルタ板４３の上に落下する。
この集塵操作を適宜な時間継続したのち、短時間の逆洗
操作を行なう。逆洗操作では、ノズル４０から加圧気体
、特には加圧空気を、例えば０６１〜１秒程度の短時間
、噴射する。噴射された気体はノズル４０の周辺の一部
の気体を誘引し、当初の噴射気体量を大きく上回る量の
気体がパルス流となってフィルタ体１０の端面１７側か
らセル１３に流れ込み、セル壁１１を通過してセル１２
へと逆流する。その際にセル壁１１に付着堆積していた
微粒子は剥落し、その一部は導入管３７内にまで飛んで
い（が、多くは微粒子の凝集体であるため、落下して再
捕集部４１に入り、フィルタ板４３の上に堆積する。導
入管３７内にまで飛んだ微粒子も逆洗操作後の集塵操作
により再びフィルタ体１０に捕集される。かくして集塵
／逆洗を反復する間に実質的にすべての微粒子はフィル
タ板４３上に堆積する。
この逆洗操作時には蓋４２を開いてお（のだ効果的であ
る。この場合にはガス流の少なからざる部分がフィルタ
板４３を通過するようになり、このガス流に伴なって、
剥落した微粒子のほとんどがこのフィルタ板４３上に付
着堆積する。
かくして集塵操作においてセル壁１１に捕えられた微粒
子は逆洗操作においてフィルタ板４３上に移しかえられ
、フィルタ体ｌＯのフィルタ機能も再生される。フィル
タ板４３上の微粒子はヒータ４６を加熱することによっ
て燃焼除去される。
なお、ヒータ４６の加熱は集塵／逆洗同操作を通じて常
時行なってもよいし、フィルタ板４３上に微粒子が所定
量以上堆積した場合のみに行なってもよい。また、後者
においては、着火時のみ加熱してもよいし、燃焼中は常
時加熱するようにしてもよい。
比較的長期間の使用によって再捕集部４１、特にはフィ
ルタ板４３に不燃性の微粒子、灰分が蓄積したときには
、蓋４７を開いてこの微粒子や灰分を自然落下させたり
、適宜な掻き取り機構によって強制的に排出することも
できる。
第２図は本発明の第２実施例を示す。この実施例では、
セル１２．１３の延在方向が横向きとなるようにフィル
タ体ｌＯを配置している。なお、必要に応じて、流出管
３８側を持上げて、全体を傾斜させてもよい。流出管３
８は縮径されたスロート３９を備え、その上流および下
流はゆるやかに拡径している。ノズル４０はスロート３
９のすぐ下流に設けられている。再捕集部４１はフィル
タ体ｌＯの上流側に、フィルタ体ｌＯよりも下方となり
、かつ、フィルタ体ｌＯの近傍となるように形成されて
いる。再捕集部４１にはフィルタ板４３と蓋４２を設け
ず、非通気性のトレイ５０で再捕集部４１の底面を構成
し、トレイ５０の内面にヒータ４６を設けである。なお
、トレイ５０または少なくともその内面をセラミックス
などの断熱材製とすると、微粒子の着火や燃焼がすみや
かに進行する。
この実施例では逆洗操作においてスロート３９周辺でエ
ジェクタ効果が充分に利いてノズル４０からの噴射気体
量の数倍の気体が逆洗気流となってセル１３内に流入す
る。逆洗気流によって剥落した微粒子の大部分はフィル
タ体１０を出たのち下方に落下してトレイ５０上に堆積
する。この例でも集塵／逆洗を反復する間に実質的に全
ての微粒子はトレイ５０上に堆積し、堆積した微粒子は
ヒータ４６の加熱により燃焼除去される。
第３図に示す本発明の第３実施例では、フィルタ体１０
を、その軸線を通る鉛直面で２つのゾーン１０ａ、　ｌ
Ｏｂに分け、それぞれに対応して導入管３７ａ。
３７ｂ１再捕集部４１ａ、４１ｂ　、ヒータ４６ａ、４
６ｂ　、流出管３８ａ、３８ｂ　、ノズル４０ａ、　４
０ｂを設けている。導入管３７、流出管３８内にはそれ
ぞれ仕切板５１．５２が設けられ、その他は第２実施例
と同様である。
この実施例では、集塵操作はフィルタ体ｌＯの２つのゾ
ーンｌｏａ、　１０ｂで並行して行なう。逆洗操作にお
いてはノズル４０ａとノズル４０ｂとから交互に加圧気
体を噴射し、それに対応してフィルタ体１０を半分ずつ
交互に再生する。
第１、第２実施例では逆洗時にエンジン排ガスの流れを
阻害するので、逆洗時間が短時間である必要があり、ま
たそうした短時間であってもエンジンの背圧が上昇して
エンジン性能に好ましくない影響を及ぼすことがありう
る。これに対し第３実施例では逆洗時にもフィルタ体Ｉ
Ｏの半分は集塵操作中であるので、逆洗時間を第２実施
例の場合に比べて長くとることができるし、エンジン性
能の低下も実質的に無視しつる。逆洗時間を長くとれる
ことは、逆洗用加圧気体の圧力を低くできたり、噴射ノ
ズル以外の逆洗気流発生方式を採用できたり、フィルタ
体ＩＯの再生度を高（できるなどの利点を生みだしつる
。
第６図、第７図、第８図に示す本発明の第４実施例は、
第１実施例の場合と同様に、セル１２．１３が上下方向
に延在するようにフィルタ体が配置されており、また、
第３実施例の場合と同様に、フィルタ体が２つのゾーン
１０ａ、　ｌｏｂに分けて使用されるようになっている
。よって同一部位には同一番号を付して、重ねての説明
は省略する。
第４実施例では、外形円筒状のフィルタ体の下端面１７
、上端面１６に隣接して仕切板５１．５２が鉛直に配置
されている。仕切板５１の下端より少しさがった下方に
円板状のフィルタ板４３が水平に架設されており、フィ
ルタ板４３のさらに下方には、第１実施例における蓋４
２に代えて弁６０が設けられている。フィルタ板４３の
上面には線状のヒータ４６が適宜な間隔をおいて蛇行状
または渦巻状に配置されている。
フィルタ体の下部側方に設けた導入管３７からの排気ガ
スは、仕切板５１によって導入管３７ａおよび導入管３
７ｂに分流して導かれる。仕切板５２はフィルタ体の下
流の排気ガス流路のうち、ノズル４０ａ。
４０ｂよりもやや下流に至るまでの部分を仕切っている
。なお、６１は、ケーシング３１あるいは再捕集部４１
の端部に設けられたフランジである。弁６０はノズル４
０ａ、　４０ｂからの加圧気体噴射時期に連動して開閉
する。
［実験例］ 有効気筒容積６５６０ｃｍ３、最大出力１９５ＨＰのト
ラック用ディーゼルエンジンを１８０ＯＲＰＭ　、　１
２６ＨＰの条件下で運転した。排出される排気ガスの一
部を分流してとりだし、第４実施例に示したディーゼル
排気ガス処理装置に通じた。
フィルタ体には、外径１４４ｍｍ　、高さ１５２ｍｍ　
、セル壁の厚さ約０．３ｍｍ　、セル密度約２００個／
ｉｎ”、濾過面積的２．３ｍ”であり、水銀ポロシメー
タによる平均気孔径約１５μのコージライト質のものを
用いた。
フィルタ板４３には、外径１２０＋ｔ＋ｍ　、厚さ１５
ｍｍであり、水銀ポロシメータによる平均気孔径約３０
μのコージライト質のものを用いた。
フィルタ体に導入される排気ガスの温度は約４４０℃で
あり、セル壁１１を通過する際の排気ガスの通過速度は
約４．５ｃｍ／ｓｅｃとした。
フィルタ体のゾーン１０ａについては５分間の集塵操作
ののち、対応するノズル４０ａから０．１秒間加圧空気
を噴射して逆洗操作をおこなうというサイクルを反復し
た。フィルタ体のゾーンｌＯｂについても、ゾーンｌＯ
ａのサイクルとは２．５分の時間遅れを保ちつつ、ゾー
ンｌｏａの場合と同様のサイクルを反復した。なお、弁
６０は、ノズル４０ａとノズル４０ｂからの加圧空気噴
射の約２秒前から約８秒後までの時間だけ開き、その他
の時間は閉じておいた。
ヒータ４６を通電加熱することなく、こうした操作を１
時間継続したところ、導入管３７から導入される排気ガ
スは約０．１８ｇ／Ｎｍ”の微粒子を含有していたのに
対し、流出管３８を経て系外に導出される排気ガス中の
微粒子はＱ、ＱＱ３ｇ／Ｎｍ”以下であった。
また、フィルタ板４３上に捕捉堆積した微粒子の重量は
、この間に導入管３７から導入された排気ガス中の微粒
子の総重量の約９５％以上であった。
また、ヒータ４６を通電加熱してその温度を約６００℃
に上げると、フィルタ板４３上の微粒子が燃焼を開始し
、その後はヒータ４６の通電を切ったり、または通電量
を半減しても微粒子の燃焼が継続して進行した。
セル壁１１による通気抵抗は、サイクル内では逆洗操作
直後から次の逆洗操作直前までの約５分間で漸増するが
、その増加量は約３０ｍｍＨ−０程度にとどまった。
また、かかる操作を２００時間継続したところ、フィル
タ体のセル壁１１の破損、フィルタ板４３の破損、溶損
などのトラブルは認められず、また、セル壁１１による
通気抵抗はサイクル間では当初の約１０時間は漸増した
が、その後はほぼ安定した。
本発明において、フィルタ体の外壁１８は通気性のもの
でも採用可能であるが、より好ましくは非通気性とされ
る。これにより、外壁１８からその外側に排気ガスが流
れ出ることを防止できる。また外壁１８は、逆洗による
再生ができず、これが通気性であると、その内面に付着
堆積した微粒子が除去できないが、これが非通気性であ
ると、かかる問題も回避できる。
フィルタ板４３またはトレイ５０の面積は、フィルタ体
の濾過面積の２０％以下、特には１０％以下とするのが
好ましい。これは次の理由による。
従来技術ではフィルタ体の端面に設けたヒータの加熱に
より、端面近傍に堆積した微粒子が燃焼開始し、その燃
焼が順次伝播して、端面近傍だけでなくフィルタ体全体
に堆積した微粒子が燃焼除１去される。こうした燃焼の
伝播を可能とするためにはフィルタ体の濾過面積あたり
の微粒子堆積量を太き（して、単位面積あたりの発熱量
を充分大きくする必要があった。そのためには集塵操作
を長時間継続することとなり、その結果、集塵操作時の
平均濾過抵抗はかなり大きかった。
本発明ではフィルタ体に捕集された微粒子を逆洗によっ
てフィルタ板またはトレイなとの再捕集部に移しかえる
。そのためフィルタ体の濾過面積にくらべてフィルタ板
またはトレイの面積が小さいと、それに反比例してフィ
ルタ板またはトレイには厚く微粒子が堆積し、その燃焼
除去が容易となる。このため本発明では集塵操作を長時
間継続することな（、したがって濾過面積あたりの微粒
子堆積量が小さ（ても逆洗によるフィルタ体の再生がで
き、その結果、集塵操作時の平均濾過抵抗は大幅に低下
する。
かくして本発明では、逆洗直前と逆洗直後の濾過抵抗の
差を２５０ｍｍＨｔＯ以下、特には１００ｍｍＨｚＯ以
下、さらには５０ｍｍＨｚＯ以下とすることが好ましく
、かつ、これが可能である。
なお、逆洗によって剥落した微粒子をディーゼルエンジ
ンの給気系に戻し、エンジン内で燃焼させる場合には、
微粒子がエンジンの給気弁までの長いパスを搬送されね
ばならず、逆洗時間が長くなってエンジン性能の低下が
大きくなり、不燃性固形物が系内に濃縮され、これもエ
ンジン性能の低下につながる。これに対し、微粒子をフ
ィルタ板またはトレイに再捕集する場合にはこうした問
題も解決される。
逆洗手段としては、負圧を利用して導入管側から吸引す
ることにより逆洗気流を発生させることもできるが、充
分な負圧をとれず、したがって逆洗気流の流速も小さ（
、高い逆洗能力を得にくいことが多い。これに対し、導
出管内に加圧気体、特には２．５〜１０気圧（ゲージ圧
）の加圧気体の噴射ノズルを用いると、装置のコンパク
ト化および高い逆洗能力の点で好ましい。
集塵と逆洗のサイクルは、３０秒〜３０分、特には３〜
３０分の集塵操作と、０．０１〜５秒、特には０．０５
〜１秒の逆洗操作を交互に反復するのがよい。
フィルタ体としては市松模様状に正方形断面のセル１２
．１３が配置されているものに限定されず、特開昭５６
−１２４４１７号公報の第５ａ〜５ｐ図や、特開昭５６
−１２９０２０号公報の第４〜１１図に示される構造の
ものなども採用できる。
再捕集部に再捕集された微粒子の除去には、適宜な時間
インタバルごとの掻き取りなど、機械的手段も採用可能
であるが、一般には燃焼除去が好ましい。燃焼除去の手
段としては、電気抵抗加熱ヒータ、酸化触媒、流体燃料
燃焼バーナが好ましく例示できる。
本発明では、複数個のフィルタ体を用いるにあたって、
各フィルタ体をそれぞれに対応するケーシングに収容し
てもよいし、第３実施例、第４実施例に示すように、単
一のフィルタ体の上流および／または下流に設けた仕切
板によって複数個に区画してガスが流れるようにしても
よい。また、複数個のフィルタ体を用いる際に、再捕集
部またはフィルタ板は各フィルタ体ごとに設けてもよい
し、複数のフィルタ体に単一の再捕集部またはフィルタ
板を共用させてもよい。
［発明の効果］ 本発明によれば、フィルタ体を高温加熱することなく、
フィルタ体のセル壁に付着堆積した微粒子をこのセル壁
から除去するフィルタ再生が可能となる。したがって溶
損しやすい薄肉セル壁を有するフィルタ体も採用でき、
さらには、フィルタ体の材質の選択の自由度も大きい。
またフィルタ体が高温加熱されないため、フィルタ体の
濾過能力が長期間にわたって安定して維持できる。また
再捕集部で微粒子を燃焼除去する構造はフィルタ体上で
微粒子を燃焼除去する構造に比べて簡略化され、信頼性
も高い。
本発明の好ましい実施態様では従来技術のようなフィル
タ体の高温加熱をしない代りに、再捕集部、特には再捕
集部に設けるフィルタ板を高温加熱する。しかし大型、
複雑形状、薄肉のフィルタ体を溶損しない構造とするよ
りも、小型、単純形状のフィルタ板を溶損しない構造と
する方がはるかに容易である。またフィルタ板が溶損し
たとしても、これを新品と交換することはフィルタ体の
新品との交換に比べて経済的である。
従来技術では、一般にフィルタ体の端部で開始した微粒
子の燃焼がフィルタ体の中央部にまで火移りしてフィル
タ体全体の微粒子が燃焼除去される。火移りを可能とす
るためには、濾過面積あたりの微粒子付着量がある程度
以上になるまで燃焼開始ができない。そのため連続運転
時の再生サイクルが１時間を超え、集塵操作中のセル壁
の平均圧力損失（すなわち、セル壁の平均通気抵抗）も
高かった。本発明ではこうした制約を受けず、より短い
時間の再生サイクルが採用でき、集塵操作中のセル壁の
平均圧力損失も低くで慴る。
【図面の簡単な説明】
第１図：本発明の第１実施例の縦断面図。 、　第２Ｎ：本発明の第２実施例の縦断面図。 第３Ｎ：本発明の第３実施例を第２図におけるＡ−Ａ線
に相当する断面から見た横断 面図。 第４Ｎ：本発明に用いられるフィルタ体の概念図。 第５図；第４図のフィルタ体の要部切欠き断面図。 第６Ｎ：本発明の第４実施例の縦断面図。 第７図：第６図におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図。・ 第８図：第６図におけるＣ−Ｃ線に沿った断面図。 ｌＯ：フィルタ体、　　１２：セル壁、１４．１５　：
封材、　　　３７：導入管、３８：流出管、　　　　４
０：ノズル、４１：再捕集部、　　　４３：フィルタ板
、４６：ヒータ、　　　　　５０ニドレイ。 図面の浄書（内容に変更なし） 第　ｌ　図 第２図 躬４ｒｆ１ 第７聞 、ニーＩ 第８図 手糸売ネ甫正書（方式） ■、事件の表示 昭和６３年特許願第２０３０８７号 ３、補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住　所　　東京都千代田区丸の内二丁目１番２号名称　
（００４）旭硝子株式会社 一第２文成ビル ら、補正により増加する発明の数　　　　なし７、補正
の対象　　　　図面 ８、補正の内容 願書に最初に添付した全図面の浄書を別紙のとおり（内
容に変更なし）提出する。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、濾過能を有するセル壁で区画され、同方向に延在す
    る多数のセルを有するハニカム構造を備え、所定のセル
    については一方の端部を封じ、残余のセルについては他
    方の端部を封じてなるフィルタ体を、ディーゼルエンジ
    ンの排気ガス流路に設けてなるディーゼルエンジンの排
    気ガスの処理装置において、 適宜な時間間隔ごとに該セル壁を逆向きに通過するガス
    流を発生せしめる逆洗気流発生装置と、該フィルタ体よ
    りも上流の排気ガス流路に設けた微粒子の再捕集部とを
    備えることを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス
    の処理装置。 ２、前記再捕集部は前記フィルタ体の近傍に設けられて
    いる請求項１記載の処理装置。 ３、前記再捕集部は前記フィルタ体の下方に設けられて
    いる請求項１または２記載の処理装置。 ４、前記再捕集部における排気ガス流路断面積は、該再
    捕集部よりも上流の排気ガス流路における排気ガス流路
    断面積に比べて大きい請求項１〜３のいずれか一に記載
    の処理装置。 ５、前記再捕集部は微粒子の燃焼手段を備えている請求
    項１〜４のいずれか一に記載の処理装置。 ６、前記再捕集部にはフィルタ板が設けられている請求
    項１〜４のいずれか一に記載の処理装置。 ７、前記フィルタ板は微粒子の燃焼手段を備えている請
    求項６記載の処理装置。 ８、前記燃焼手段は電気抵抗加熱ヒータ、酸化触媒、流
    体燃料燃焼バーナから選ばれる少なくとも一である請求
    項５または７記載の処理装置。 ９、前記逆洗気流発生装置は、前記フィルタ体よりも下
    流の排気ガス流路に設けた加圧気体噴射ノズルである請
    求項１〜８のいずれか一に記載の処理装置。 １０、濾過能を有するセル壁で区画され、同方向に延在
    する多数のセルを有するハニカム構造を備え、所定のセ
    ルについては一方の端部を封じ、残余のセルについては
    他方の端部を封じてなるフィルタ体を用い、 ディーゼルエンジンの排気ガスを該セル壁の一面から他
    面に通過せしめてなるディーゼルエンジンの排気ガスの
    処理方法において、 適宜な時間間隔ごとに逆洗気流をして該セル壁を逆向き
    に通過せしめ、 該排気ガス中の微粒子を、該フィルタ体よりも上流の排
    気ガス流路に設けた微粒子の再捕集部にて捕捉すること
    を特徴とするディーゼルエンジンの排気ガスの処理方法
    。 １１、前記再捕集部は前記フィルタ体の近傍に設けられ
    ている請求項１０記載の処理方法。 １２、前記再捕集部は前記フィルタ体の下方に設けられ
    ている請求項１０または１１記載の処理方法。 １３、前記再捕集部における排気ガスの流速を、該再捕
    集部よりも上流の排気ガス流路における排気ガスの流速
    よりも小さくする請求項１０〜１２のいずれか一に記載
    の処理方法。 １４、前記再捕集部にて捕捉された微粒子を該再捕集部
    において燃焼する請求項１０〜１３のいずれか一に記載
    の処理方法。 １５、前記再捕集部にはフィルタ板を設け、該フィルタ
    板にて前記微粒子を捕捉する請求項１０〜１３のいずれ
    か一に記載の処理方法。 １６、前記フィルタ板にて捕捉された微粒子を該フィル
    タ板において燃焼する請求項１５記載の処理方法。 １７、ディーゼルエンジンの排気ガスを前記セル壁の一
    面から他面に３０秒以上３０分以下の時間引き続いて通
    過せしめる毎に０．０１秒以上５秒以下の時間引き続い
    て逆洗気流をして該セル壁を逆向きに通過せしめる請求
    項１０〜１６のいずれか一に記載の処理方法。 １８、逆洗気流を通過せしめた直後の前記セル壁の通気
    抵抗と、逆洗気流を通過せしめる直前の該セル壁の通気
    抵抗との差を２５０ｍｍＨ＿２Ｏ以下とする請求項１０
    〜１７のいずれか一に記載の処理方法。 １９、濾過能を有するセル壁で区画され、同方向に延在
    する多数のセルを有するハニカム構造を備え、所定のセ
    ルについては一方の端部を封じ、残余のセルについては
    他方の端部を封じてなるフィルタ体を複数個用い、 ディーゼルエンジンの排気ガスを該セル壁の一面から他
    面に通過せしめてなるディーゼルエンジンの排気ガスの
    処理方法において、 適宜な時間間隔ごとに少なくとも一のフィルタ体につい
    ては排気ガスを該セル壁の一面から他面に通過せしめつ
    つ、少なくとも一の残余のフィルタ体については逆洗気
    流をして該セル壁を逆向きに通過せしめ、 かつ、フィルタ体のそれぞれについては適宜な時間間隔
    ごとに逆洗気流をして該セル壁を逆向きに通過せしめ、 該排気ガス中の微粒子を、該フィルタ体よりも上流の排
    気ガス流路に設けた微粒子の再捕集部にて捕捉すること
    を特徴とするディーゼルエンジンの排気ガスの処理方法
    。 ２０、複数個のフィルタ体からの微粒子を単一の再捕集
    部にて捕捉する請求項１９記載の処理方法。 ２１、複数個のフィルタ体からの微粒子を、各フィルタ
    体に対応して設けた複数個の再捕集部にて捕捉する請求
    項１９記載の処理方法。
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