JPH01193011A

JPH01193011A - 含塵ガス処理装置

Info

Publication number: JPH01193011A
Application number: JP63015809A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Shiyudou; 崇聡首藤; Yoshimasa Arai; 新井　義正; Naoya Shimizu; 直也清水
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1988-01-28
Filing date: 1988-01-28
Publication date: 1989-08-03
Anticipated expiration: 2012-08-20
Also published as: JP2643219B2

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】「技術分野」本発明は、例えばディーゼルエンジンの排ガスなどに含
まれる微粒子を捕捉しあるいは除去するのに適した含塵
ガス処理装置に関する。

［従来技術およびその問題点」ディーゼルエンジンの排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、デイ−セル排ガス中のこうした微粒子をフ
ィルタ体を用いて捕集したり除去したりする各種装置が
提案されている。

特開昭５６−１２４４１７には、第６図に示すクロスフ
ロー型のフィルタ３３が示されている。このフィルタ３
３は全体として直方体状の外形を有し、相互に平行な複
数枚（第６図では８枚）の長方形の板状体２１とリブ２
２．２３とからなる。板状体２１およびリブ２２．２３
は、いずれもフィルタ機能を有するセラミックス質通気
性多孔質固体からなる。となりあう板状体２１．２１間
には所定の間隔をおいて複数本のリブ２２がいずれも板
状体２１の一辺に平行に延在する。各リブ２２は両側の
板状体２１と一体的に接しており、これにより両端が開
口する複数の含塵ガス通路３４が形成される。板状体２
１の片側にはかかるリブ２２が設けられているのに対し
、同じ板状体２Ｉの他の片側にはリブ２２とは直交する
方向に延在するリブ２３が設けられている。走行方向が
異なる点の他はリブ２３はリブ２２と本質的に同様であ
る３かくして両端が開口し走行方向が含塵ガス通路３４
と直交する複数の清浄ガス通路３５が形成される。

このフィルタ３３において、含塵ガス通路３４が開口す
る両端面のうち、一方の端面を閉塞し、他方の端面から
デイ−セル排ガスを通じる。あるいは含塵ガス通路３４
の開口する両端面から同時に内方にデイ−セル排ガスを
通じる。板状体２１が濾壁となって微粒子が板状体２１
の含塵ガス通路３４側の面に捕集され、微粒子を除去さ
れた清浄な排ガスが板状体２１を通過して清浄ガス通路
３５を経て系外に流出する。捕集された微粒子は、適宜
な時間間隔ごとにこのフィルタ３３をカーボン質微粒子
の燃焼開始温度まで加熱することにより燃焼除去され、
フィルタ３３が再生される。

しかし、かかる先行技術では、微粒子の燃焼除去により
、フィルタが反復して高温に加熱され、フィルタの焼結
が進み、当初のポアサイズやボア分布が変化し、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
しがたく、しかもそれらの多くは経時的な性能劣化をも
たらした。なかんずく、高温燃焼除去によって板状体２
２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、デイ−セル排ガス中には、カーボン質微粒子の他
に、無視できめ量（例えば微粒子全重量の１〜５％）の
不燃性成分が存在し、これもフィルタによって捕集され
る。あるいはディーゼル排ガス中のＳＯｘやＮＯｘが祷
ガス管路構成物質やフィルタ構成物質と反応して生成す
る不燃性固形分がフィルタ上に沈着する。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
ィルタの性能を低下させる。

そこで、本出願人は、上記のような問題点を解決するた
め、第７図に示すような微粒子処理装置を既に提案して
いる（特願昭６２−２３２３６０）。

すなわち、上方、下方および一つの側方に開１１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、直方体状のフィルタ３３が収容されている。フ
ィルタ３３は、第６図のフィルタ３３と本質的に同様の
ものであって、上方からＦ方に貫通ずる含塵ガス通路３
４（図中、実線矢印で示す）と、一端が閉じられ他端が
側方に開口する清浄ガス通路３５（図中、破線矢印で示
す）とが通気性多孔質材製の濾壁で区画されてできてい
る。

ケーシング３１の上部にはディーゼル排ガスの導入管３
７が設けられ、清浄ガス通路３５が開口する側のケーシ
ング３１には清浄ガスの導出管３８が接続している。導
出管３８は縮径されたスロート３９を備λ、その上流と
下流はゆるやかに拡径している。

スロート３９のすぐ下流には上流側に向けて開口する加
圧気体噴射用のノズル４ｏが設けられている。

ケーシング３１の下部に設けられた微粒子嚢は部４１は
、トレイ４２、電熱ヒータ４６を備える補助フィルタ４
３、開閉可能かつ通常時は閉じている蓋４７を備える灰
分取出しロ４４．補助導出管４５を有する。

ト・レイ４２の底部がくりぬかれて補助フィルタ４３が
Ｇ−１めこまれており、このトレイ４２と補助フィルタ
４３とが全体としてすべての含塵ガス通路３４の下側開
口端をとり囲んでいる。灰分取出し口４４はトレイ４２
の底部に開口し、補助フィルタ４３の外側には補助導出
管４５が位置している。補助フィルタ４３は通気性多孔
質固体からなり、その通気抵抗は、導入管３７から導入
された排ガス量のうち、約２０％以下、特には０．５〜
５％程度がこの補助フィルタ４３を通過し、残りがフィ
ルタ３３を通過して導出管３８に流出するように選択さ
れる。

ディーゼル排ガスが導入管３７を経てフィルタ３３の含
塵ガス通路３４にその上流開口端から導入される。排ガ
スの大部分は濾壁を通過し、清浄ガス通路３５を経て導
出管３Ｂに流出するが、排ガス中の微粒子は濾壁を通過
できず、含塵ガス通路３４の内面に付着堆積し、場合に
よっては微粒子の一部は含塵ガス通路３４の下側開口端
を通って微粒子嚢は部４１に流出する。排ガスの一部も
微粒子嚢は部４！に流出し、補助フィルタ４３を通過し
て補助導出管４５へと導かれるが、ここでも排ガス中の
微粒子は補助フィルタ４３を通過できず、補助フィルタ
４３の内面に付着堆積する。

かかる集塵操作を適宜時間継続後、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１例えば０．１−１秒程度の時間噴射する
。噴射された気体はノズル４０の周辺の気体を誘引し、
当初の加圧気体量の数倍の気体がパルス流となって清浄
ガス通路３５に流れ込み．濾壁を経て含塵ガス通路３４
へと流れる。その際に含塵ガス通路３４内面に付着堆積
していた微粒子は剥落し、その一部は含塵ガス通路３４
内に浮遊するが、多（は落下して微粒子嚢は部４１に入
る。

かくして集塵操作において含塵ガス通路３４内面に捕え
られた微粒子は逆洗操作において補助フィルタ４３の内
面に移され、フィルタ３３のフィルタ機能も再生される
。補助フィルタ４３上の微粒子は電熱ピータ４６の加熱
によって燃焼除去される。

比較的長期間の使用によって微粒子嚢は部４Ｉ、特には
補助フィルタ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、適宜な掻き採り機構によって強制的に排出する
こともできる。

しかし、上記微粒子処理装置では、逆洗操作時に逆洗気
流が清浄ガス通路３５から濾壁を通って含塵ガス通路３
４へ流れ込み、さらに微粒子嚢は部４１にも流れ込む。

微粒子嚢は部４１には含塵ガス通路３４から落下した微
粒子が堆積しており、この堆積微粒子が上記逆洗気流に
より飛散し、その一部は含塵ガス通路３５内に逆戻りす
る。また、逆洗気流により含塵ガス通路３４から剥落し
た微粒子の一部は、微粒子嚢は部４１ではなく導入管３
７内に逆流する。このため、逆洗操作が終了して集塵操
作に戻ると、微粒子嚢は部４１から飛散した微粒子や導
入管３７内に逆流した微粒子が、排ガスの流れに乗って
再び含塵ガス通路３４の内壁に付着し、逆洗効果が充分
に達成されないという問題点があった。

「発明の目的」本発明の目的は、逆洗気流によって微粒子が飛散するこ
となく微粒子が所定の箇所に集められるようにし、逆洗
効果を高めるようにした含塵ガスの処理装置を提供する
ことにある。

「発明の構成」本発明の含塵ガスの処理装置は．濾壁で区画された含塵
ガス通路と清浄ガス通路とを有するフィルタと、該含塵
ガス通路に含塵ガスを導入する導入管と、該含塵ガス通
路から該濾壁を通って該清浄ガス通路に流れ出た清浄ガ
スを導出する導出管と、該清浄ガス通路から該濾壁を通
って該含塵ガス通路に流れるガス流を間欠的に発生させ
る逆洗手段と、該含塵ガス通路からの微粒子を受けるよ
うに配置された微粒子嚢は部とを備え、該微粒子受は部
には該微粒子を捕捉しガスを通過させる補助フィルタを
介して補助導出管が接続されており、該補助導出管に該
逆洗手段と同期して作動する吸引手段が設けられている
ことを特徴とする。

「作用」したがって、本発明では、逆洗手段により逆洗が行なわ
れるとき、それと同期して吸引手段により補助導出管か
ら微粒子嚢は部の内側にあるガスが吸引される。逆洗気
流は、フィルタの清浄ガス通路から濾壁を通って含塵ガ
ス通路に流れ込み、含塵ガス通路の内壁に付着した微粒
子を剥落させる。この微粒子は、補助導出管から吸引さ
れる気流に乗って、その大部分が微粒子嚢は部に入り、
微粒子嚢は部の補助フィルタに捕捉される。そして、上
記補助導出管から吸引される気流のために含塵ガス通路
から導入管に逆流する微粒子は極めて少なくなる。また
、上記気流のため、補助フィルタに堆積していた微粒子
が逆洗気流によって飛散することも防止される。こうし
て、逆洗により含塵ガス通路内壁から剥落した微粒子の
殆どが微粒子嚢は部の補助フィルタ上に集められること
になり、含塵ガス通路内壁への再付菅が防止されるので
、逆洗効果をより高めることができる。

「発明の実施例」以下、本発明の実施例を第１〜４図を参照して説明する
が、各図で、第７図の装置と実質的に同一の部分には同
符号を付し、説明を簡略化する。

第１図に示す本発明の第１実施例の含塵ガス処理装置は
、第７図に示した装置と実質的に殆ど同様な構造をなし
ているが、補助導出管４５に吸引手段としての吸引ファ
ン４８が接続されている点のみが異なっている。この吸
引ファン４８は、ノズル４０の作動と同期して作動する
。

したがって、この含塵ガス処理装置を用いた逆洗操作は
、ノズル４０から加圧気体を噴出させ、スロート３９に
おけるエセクタ効果により、ノズル４０の周辺の気体を
誘引し、当初の加圧気体量の数倍の気体をパルス流とし
て清浄ガス通路３５に流れ込ませる。この逆洗気流はフ
ィルタ３３の濾壁を通って含塵ガス通路３４へと流れ込
み、含塵ガス通路３４内壁に付着した微粒子を剥落させ
る。

一方、上記ノズル４０の作動と同期して吸引ファン４８
を作動させ、補助導出管４５を通してガスを吸引する。

このため、含塵ガス通路３４から微粒子嚢は部４１内を
通り、さらに補助フィルタ４３を通って補助導出管４５
に抜ける気流が発生する。この気流により、含塵ガス通
路３４内壁から剥落した微粒子は、その殆どが微粒子嚢
は部４１内に引き込まれ、補助フィルタ４３に捕捉され
て堆積する。したがって、逆洗気流によって含塵ガス通
路３４内壁から剥落した微粒子のうち、導入管３７に逆
流する微粒子の量は極めて少なくなる。、また、逆洗気
流が微粒子嚢は部４１内に流入しても、補助フィルタ４
３に堆積した微粒子は、吸引ファン４８により吸引され
ているので、飛散が防止される。

こうして逆洗により含塵ガス通路３４から剥落した微粒
子の殆どが補助フィルタ４３上に集められ、逆洗効果が
高まる。補助フィルタ４３に集められた微粒子は、電熱
ヒータ４６によって燃焼除去でき、さらに燃焼によって
も残った灰分は、蓋４７を開いて灰分取出し口４４から
取出すことができる。

第２図に示す本発明の第２実施例の含塵ガス処理装置は
、補助導出管４５が導出管３８のスロート３９に接続さ
れて吸引手段が構成されている。その他の点は、第１図
の実施例と同様である。

この装置における逆洗操作は、上記と同じくノズル４０
からの加圧気体の噴出によってなされる。

前述の如く、ノズル４０から加圧気体が噴出されると、
スロート３９のエセクタ効果によりノズル４０の周辺の
気体が誘引される。このとき、スロート３９に接続され
た補助導出管４５内の気体も誘引され、この吸引力によ
り含塵ガス通路３４から微粒子嚢は部４１内を通り、さ
らに補助フィルタ４３を通って補助導出管４５に抜ける
気流が発生する。この気流により上記実施例と同様な逆
洗効果が得られる。

第３図に示す本発明の第３実施例の含塵ガス処理装置は
、導出管３Ｂにバルブ４つが設けである。補助導出管４
５は、導出管３８においてバルブ４９よりも清浄ガスの
流れの上流部分に接続されている。補助導出管４５の途
中には、縮径されたスロート５０が設けである。スロー
ト５０よりも上流側の補助導出管４５内には、導出管３
８への流れ方向に向けて開口する加圧気体噴射用のノズ
ル４０が配置しである。

ノズル４０が加圧気体を噴出するとき、それと同期して
バルブ４９が閉じられるようになっている。

この装置では、集塵操作時には、バルブ４９が開いてお
り、含塵ガスは導入管３７からフィルタ３３の含塵ガス
通路３４内に導入され、フィルタ３３の濾壁を通過して
清浄ガスとなり、清浄ガス通路３５を経て導出管３８か
ら排出される。一部の含塵ガスは、微粒子嚢は部４１内
に入り、補助フィルタ４３を通過して清浄ガスとなり、
補助導出管４５を通り、さらに導出管３８の清浄ガスと
合流して排出される。

この装置における逆洗操作は、ノズル４０から加圧気体
を噴出させ、それと同期してバルブ４９を閉じてなされ
る。ノズル４０から加圧気体が噴出されると、スロート
５０のエセクタ効果によりノズル４０の周辺の気体が誘
引され、当初の加圧気体量の数倍の気体がパルス流とし
て補助導出管４５から導出管３８内に流れ込む、導出管
３８ではバルブ４９が閉じており、ノズル４０で引き起
こされた気流は、導出管３Ｂを逆流してフィルタ３３の
清浄ガス通路３５内に流れ込み、逆洗気流として作用す
る。一方、ノズル４０からの加圧気体に誘引されて補助
導出管４５内の気体が導出管３８内に流れるので、含塵
ガス通路３４から微粒子嚢は部４Ｉ内を通り、さらに補
助フィルタ４３を通って補助導出管４５に抜ける気流が
発生する。この気流により第１図に示した実施例と同様
な逆洗効果が得られる。

第４図に示す本発明の第４実施例の含塵ガス処理装置で
は、フィルタとして第５図に示すような。

フィルタ１０が用いられている。

このフィルタｌＯは、通気性多孔質セラミックス製の濾
壁１１で区画され、かつ、この濾壁１１を境として相互
に隣接する多数の平行なガス通路を有する柱状体（いわ
ゆるセラミックスハニカム体）を基本構造とし、その一
方の端面においては第５図の斜線ハツチングで示すよう
に各ガス通路の端面が交互に市松模様状に塞がれ、この
柱状体の他方の端面においては、前記一方の端面におい
て塞がれたガス通路は開口し、前記一方の端面において
開口していたガス通路は塞がれている。かくして濾壁１
１で区画された多数の含塵ガス通路３４と多数の清浄ガ
ス通路３５とが形成されている。

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を介して上記フィルタ１０が
収容されている。フィルタ１０は、含塵ガス通路３４お
よび清浄ガス通路３５が上下方向に延びるように配置さ
れている。ケーシング３１の直下部には微粒子嚢は部４
１が形成されており、ケーシング３１と微粒子嚢は部４
１との間には、含塵ガスの導入管３７が側方から接続さ
れて開口している。

微粒子嚢は部４１の底部は開口されて、そこに補助フィ
ルタ４３がはめ込まれており、補助フィルタ４３には電
熱ヒータ４６が取付けである。また、微粒子嚢は部４１
の下部側壁には蓋４７を有する灰分取出し管４４が形成
されている。微粒子嚢は部４１の底部開口には、上記補
助フィルタ４３を介して補助導出管４５の一端が接続さ
れている。

ケーシング３！の上方開口部には清浄ガスの導出管３８
が接続され、導出管３８には縮径されたスロート３９が
設けである。スロート３９よりも上方の導出管３８内に
は、下方に向けて開口する加圧気体噴出用のノズル４０
が設置しである。補助導出管４５の他端が導出管３８の
スロート３９に接続されている。

この含塵ガス処理装置では、導入管３７から導入された
含塵ガスはフィルタＩｎの下方から含塵ガス通路３４内
に導かれ、フィルタ■の濾壁を通過して清浄ガスとなり
、清浄ガス通路３５を通って上方に流出し、導出管３８
から排出される。また、含塵ガスの一部は、微粒子嚢は
部４１内を通り、補助フィルタ４３を通過して清浄ガス
となり、さらに補助導出管４５を通って、導出管３８の
清浄ガスと合流して排出される。かくして、含塵ガス中
に含まれる微粒子の大部分はフィルタｌＯの濾壁で、ま
た微粒子の一部のものは補助フィルタ４３で、それぞれ
捕捉されて除去される。フィルタ１０で捕捉された微粒
子のあるものは含塵ガス通路３４の内壁にそのまま付着
し、他のものは微粒子嚢は部４１内に落下して補助フィ
ルタ４３上に堆積する。

この装置においても、フィルタｌＯの含塵ガス通路３４
の内壁に微粒子が堆積してガスの通過圧損が増大した場
合には、逆洗を行なう、逆洗は、導出管３８内に配置さ
れたノズル４０から加圧気体を噴出させてなされる。ノ
ズル４０から加圧気体が噴出されると、スロート３９に
おけるエセクタ効果によりノズル４０の周辺の気体が誘
引され、当初の加圧気体量の数倍の気体がパルス流とし
て導出管３８からフィルタ１０の清浄ガス通路３５内に
流れ込む。この逆洗気流は、フィルタｌＯの濾壁を通過
して含塵ガス通路３４内に流れ込み、含塵ガス通路３４
の内壁に付着した微粒子を剥落させる。

一方、ノズル４０から噴出された加圧気体が導出管３８
のスロート３９を通るとき、スロート３９に接続された
補助導出管４５からも気体を誘引する。この結果、フィ
ルタ３３の含塵ガス通路３４から微粒子嚢は部４１を通
り、補助フィルタ４３を通過して補助導出管４５に流れ
込む気流が発生し、この気流によって、含塵ガス通路３
４の内壁から剥落した微粒子が微粒子嚢は部４１の補助
フィルタ４３に集められ、前述の各実施例と同様な逆洗
効果が得られる。

なお、前述の各実施例において、フィルタ３３．１０お
よび補助フィルタ４３の材質としては、例えばセラミッ
クス、焼結金属、ポーラスガラスなどが採用でき、中で
も強度や耐熱性に優れたコージライトなどのセラミック
スが特に好ましい。

また、電熱ヒータ４６の代りに例えば酸化触媒、燃料流
体燃焼バーナなどの他の燃焼手段も採用でき、さらには
、この燃焼手段を設けず、フィルタ４３上に堆積した微
粒子を燃焼することなく、取出、し管４４から取出すよ
うにしてもよい。

「発明の効果」以上説明したように１本発明によれば、逆洗操作時に逆
洗手段の作動と同期して吸引手段を作動させることによ
り、含塵ガス通路から微粒子嚢は部、補助フィルタを通
して補助導出管に抜ける気流を発生させるようにしたの
で、含塵ガス通路内壁から剥落した微粒子の導入管への
逆流や、微粒子嚢は部に堆積した微粒子の飛散が防止さ
れ、剥落した微粒子の殆どを微粒子嚢は部の補助フィル
タ上に集めて逆洗効果を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の含塵ガス処理装置の第１実施例を示す
縦断面図、第２図は本発明の含塵ガス処理装置の第２実
施例を示す縦断面図、第３図は本発明の含塵ガス処理装
置の第３実施例を示す縦断面図、第４図は本発明の含塵
ガス処理装置の第４実施例を示す縦断面図、第５図は第
４実施例で用いられるフィルタの斜視図、第６図は第１
〜第３実施例で用いられるフィルタの斜視図、第７図は
既提案の含塵ガス処理装置を示す縦断面図。３１はケーシング、３３はフィルタ、３４は含塵ガス通
路、３５は清浄ガス通路、３７は導入管、３８は導出管
、３９はスロート、４０はノズル、４１は微粒子嚢は部
、４２はトレイ、４３は補助フィルタ、４４は灰分取出
し口、４５は補助導出管、４６は電熱ヒータ、４８は吸
引ファン。第２ＷＪｆ７７１Ｂ斗−、粘υ有１１正？！？昭和６３年３月２２日

Claims

【特許請求の範囲】

１．濾壁で区画された含塵ガス通路と清浄ガス通路とを
有するフィルタと、該含塵ガス通路に含塵ガスを導入す
る導入管と、該含塵ガス通路から該濾壁を通って該清浄
ガス通路に流れ出た清浄ガスを導出する導出管と、該清
浄ガス通路から該濾壁を通って該含塵ガス通路に流れる
ガス流を間欠的に発生させる逆洗手段と、該含塵ガス通
路からの微粒子を受けるように配置された微粒子受け部
とを備え、該微粒子受け部には該微粒子を捕捉しガスを
通過させる補助フィルタを介して補助導出管が接続され
ており、該補助導出管に該逆洗手段と同期して作動する
吸引手段が設けられていることを特徴とする含塵ガス処
理装置。
２．特許請求の範囲第１項において、該逆洗手段は、該
導出管内に清浄ガスの流れの上流側に向けて開口するよ
うに配置された加圧気体噴射用のノズルからなる含塵ガ
ス処理装置。
３．特許請求の範囲第２項において、該導出管に縮径さ
れたスロートが設けられ、該ノズルは該スロートよりも
清浄ガスの流れの下流側に配置されている含塵ガス処理
装置。
４．特許請求の範囲第３項において、該補助導出管が該
導出管の該スロートに接続されることにより、該吸引手
段が構成された含塵ガス処理装置。
５．特許請求の範囲第１項において、該導出管にはバル
ブが設けられ、該バルブよりも清浄ガスの流れの上流側
に該補助導出管が接続されており、該補助導出管内に該
導出管への流れ方向に向けて開口する加圧気体噴射用の
ノズルが配置されることにより、該逆洗手段および該吸
引手段が構成された含塵ガス処理装置。
６．特許請求の範囲第５項において、該補助導出管に縮
径されたスロートが設けられ、該ノズルは該スロートよ
りもガス流れの上流側に配置されている含塵ガス処理装
置。
７．特許請求の範囲第１〜６項のいずれか一において、
該補助フィルタ近傍に該微粒子の燃焼手段が設けられて
いる含塵ガス処理装置。
８．特許請求の範囲第１〜７項のいずれか一において、
該補助フィルタ近傍に該微粒子の取出し口が設けられて
いる含塵ガス処理装置。