JPH0655252B2 - フィルタ装置 - Google Patents

フィルタ装置

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JPH0655252B2
JPH0655252B2 JP62506620A JP50662087A JPH0655252B2 JP H0655252 B2 JPH0655252 B2 JP H0655252B2 JP 62506620 A JP62506620 A JP 62506620A JP 50662087 A JP50662087 A JP 50662087A JP H0655252 B2 JPH0655252 B2 JP H0655252B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、基質と該基質上に配したフィルタ層とから成
り、ガス状流体から有害粒子、ダスト粒子その他の異物
粒子を濾過するフィルタ装置に関する。
閉じた空間では、有害粒子、ダスト粒子その他の異物粒
子が空気入口設備を通して入り込むため、空間内の人々
がいらいらして困ることが多い。例えばデパートやホテ
ルや事務所等の屋内や区域がそうである。斯かる屋内へ
の空気流入は例えば換気通路により行なわれ、該換気通
路に有害粒子、ダスト粒子その他の異物粒子を濾過する
マット又はメッシュ状のフィルタ具が備えられている場
合がある。同様のフィルタ具は乗用車にも用いられて、
乗客室に多少とも有害粒子又はダスト粒子が容易に入ら
ないようにしている。
既知のフィルタ具では、フィルタ具の流れ抵抗は基質の
多孔率に反比例的に左右される。つまり、基質の平均メ
ッシュ又は孔径が大きいと流れ抵抗が小さくなるし、小
さいと大きくなる。斯かるフィルタ具によって非常に小
さな粒子を濾過すべきならば、平均メッシュ又は孔寸法
が相応して小さい必要がある。斯かるフィルタ具の更に
別の欠点は、濾過した粒子が比較的短かな使用期間のう
ちに堆積することによって目詰りが起こり、使用に耐え
なくなってしまうということである。
従って本発明は、有害粒子、ダスト粒子その他の異物粒
子をフィルタ具又はフィルタ装置を通るガス状流体から
保留して濾取するのを物理的手順で行なう、即ち少なく
とも１つのフィルタ具での粘着力により行ない、フィル
タ具又は装置を通る流れの抵抗が比較的低いままで、フ
ィルタ具又は装置が比較的長い間使われた後でも物理的
フィルタ作用が保持される、フィルタ装置を提供すると
いう目的に基づいている。
本発明によれば、その目的は、フィルタ層が基質を濡ら
すフィルタ液体であるということで達成される。フィル
タ液体が基質表面を濡らすので、フィルタ液体で濡らさ
れた基質表面をガス状流体が低レベルの流れ抵抗で流れ
通ること、及びそれと同時にガス状流体によって運ばれ
る有害粒子、ダスト粒子その他の異物粒子が粒子とフィ
ルタ液体との間で働く粘着力によりフィルタ液体に付着
したままであることが可能である。それにより、比較的
低レベルの流れ抵抗と比較的良好なフィルタ作用とを有
するフィルタ具が提供される。本発明によるフィルタ装
置の別のかなりな利点は、有害粒子、ダスト粒子その他
の異物粒子が堆積したため、基質が閉塞されるという危
険が非常に少なく、本発明のフィルタ具の使用期間が比
較的長いということである。従って。本発明のフィルタ
具はホテル、デパート等の室内に適しているばかりでな
く、特に、陸上、空中又は水上の乗物での使用にも適し
ている。
本発明のフィルタ装置では、フィルタ層が必須成分とし
てのグリセリン及び／又はグリコールから成る。グリセ
リンは、290℃の沸点を持つ常態では無色のシロップ状
の液体である三価のアルコールである。グリセリンの溶
融点は18℃である。常態ではグリセリンは非常にゆっく
りとしか酸化せず、次及び二次のヒドロキシル基の両方
が攻められてグリセリンアルデヒドを形成する。グリセ
リンは全般に常態では非反応的であり、有利なことに全
く非毒性的である。沸点が比較的高いので常温では蒸発
せず、従って大変長期間にわたって液体の形としておく
ことができる。グリセリンの代わりに又はグリセリンと
混ぜてグリコールを使うことも可能である。グリセリン
及び／又はグリコールに類似の液体を使うことも可能で
あると認められる。表面活性剤の混和剤及び／又はグリ
ース溶融剤の混和剤もグリセリン及び／又はグリコール
に加えることができる。同様に、温度安定のために又は
フィルタ液体の温度抵抗を増すために適当な混和剤をそ
れぞれに加えることもできる。芳香剤をフィルタ液体に
加えることも可能である。
フィルタ液体はＳｉＯ２及び／又はＡｌ２Ｏ３を含むこ
とができる。それら酸化物の混合比は、乾燥状態で、好
ましくはＳｉＯ２84％、Ａｌ２Ｏ３16％である。他の比
率も可能であると認められる。ＳｉＯ２及び／又はＡｌ
２Ｏ３に対するフィルタ液体の比は100：１から１：１
までの間であってよい。フィルタ液体の粘度はその比を
適当に選択することによって調整できる。フィルタ液体
が触媒的に活性な金属酸化物を含むこともできる。
内燃機関の排ガス中の二酸化硫黄、二酸化窒素その他の
ガスの大部分は排ガス中のすすに結合される。その結合
されたガス成分が、本発明のフィルタ具又はフィルタ装
置で生じる粒子濾過効果によって濾取される。粒子濾取
効果とは別に、一酸化炭素その他のガスが本発明のフィ
ルタ装置により排ガスから濾取できる。
本発明のフィルタ装置は、自動車の排ガスフィルタとし
て大いに満足できる仕方で使うことができる。本発明の
フィルタ装置の別の利点は、斯かるフィルタ装置を自動
車のターミナルマフラ即ち後部マフラの下流に配した場
合に減音効果が改良される点である。
本発明のフィルタ装置ではフィルタ具のフィルタ層の基
質を、板形状のガス透過体とすることができる。それ
は、フィルタ層を形成する液体で充分濡らした即ち、飽
和させた発泡体を含むことができる。その構成で、発泡
体は、フィルタ具を通過するガス状流体の流れ抵抗が比
較的低いようにする平均孔寸法のものとする。他方、液
層で発泡体の全面即ち内外面を覆うようフィルタ層を形
成する液体で発泡体を充分濡らす即ち飽和することによ
って、ガス状流体中にありガス状流体で運ばれて発泡基
質を通る有害粒子、ダスト粒子その他の異物粒子につい
ての非常に良好な物理的濾取作用が提供され、従って、
フィルタ具出側での斯かる粒子の割合は基質の上流側、
即ちガス状流体の入側よりはるかに少ない。
発泡体から成るガス透過基質は生来あまり安定でないの
で、ガス状流体を通すことができる補強素子を基質と組
合わせるのが好適であると判明している。補強素子は、
例えば基質の少なくとも１つの主面に設けられる粗メッ
シュの金網である。補強素子を基質の両側に設けるか又
は２つの基質の間に埋め込むことも可能であると認めら
れる。
発泡体から成る基質を本発明のフィルタ装置におけるフ
ィルタ具で使う場合、発泡体が発泡体の１つの主面から
反対側に配した主面に延びる通し孔を有し、できれば補
強素子が発泡体の通し孔に対応・整合する孔を持つのが
好適であると判明している。発泡体が通し孔を備えてい
るということは発泡基質の流れ抵抗をかなり減らすこと
ができることになる。というのは、ガス状流体の流れの
主要部がこれらの孔を通るからである。斯かるフィルタ
具では、発泡体自体がフィルタ液体の貯蔵の役割をまず
果たす。斯かるフィルタ具では、ガス状流体は通し孔を
通ることができるが、それと共に運ばれる粒子は質量が
比較的大きく結果として慣性が比較的大きいためにガス
状流体とは異なり通し孔の小曲率半径の流路をたどるこ
とができず、フィルタ液体のところで即ち基質のところ
で保留されることから、物理的濾取作用が生み出され
る。従って、良好な濾取作用を生み出すためには、粒子
を含むガス状流体が最大乱流の状態でフィルタ具の上流
を流れるのが好適である。上記種類の補強素子は、寸法
と分布が発泡基質の通し孔に対応している通し孔を備え
た、例えば、厚紙、プラスチック材料の層や金属薄板で
ある。補強素子が設けられるのは、比較的薄い形状の発
泡基質でも支持できるようするためである。例えば、発
泡基質は板状又は円板状で、0.5mm位の厚さである。
本発明のフィルタ装置におけるフィルタ具ではガス透過
板状の基質は格子メッシュ又は発泡セラミックであって
もよい。随一重視すべきことは、基質の全面がフィルタ
液体でよく濡らされ得るということである。発泡セラミ
ックは基質が薄くても生来的に安定性が高いという利点
をその上持っている。厚さが５mm位で平均孔径が１mm〜
４mmの発泡セラミック基質は、基質重量が非常に少ない
一方、流れ抵抗が低レベルであり比表面積即ちフィルタ
液体で濡らされる表面面積が大きく、従って有害粒子、
ダスト粒子その他の異物粒子を濾取するたいへん良好な
濾過特性を持つ。
上述の如き、通し孔を有する補強素子を備えているフィ
ルタ具の場合、フィルタ具の上流でガス状流体に乱流を
生み出すことにより上記した如く粒子の物理的濾取を改
良する乱流を生み出すようにするためのに、補強素子の
孔にフランジ端又はビード端を設けるのが好ましい。
上記した種類の幾つかのフィルタ具から成る本発明のフ
ィルタ装置は、入口開口と出口開口を有するハウジング
内に、複数の基質が濾過されるべき流体の流れ方向の横
方向に、連続的に且つ相互に離間して配されることを特
徴とする。斯かるフィルタ装置では、少なくとも１つの
活性炭フィルタをハウジング内に、濾過されるべき流体
の流れ方向の横方向に且つフィルタ液体を持つ基質から
離間して設けることができる。活性炭フィルタは、例え
ば、表面が活性炭粉末の粒状材料又は繊維質活性炭で被
覆又は飽和されるガス透過発泡体でできた基質から成
る。斯かる活性炭フィルタはガス状有害物質を化学的に
吸着できる。斯かる活性炭フィルタは、公知の如く、に
おいフィルタとして使うこともできる。濾過されるべき
流体の流れ方向の横方向に基質が連続的に且つ相互に離
間して配される多数のフィルタ具から成るフィルタ装置
のゆえに、有害粒子やダスト粒子の良好な濾取作用を持
つ段階フィルタが提供される。
孔を備えた基質を有するフイルタ具の場合、本発明のフ
ィルタ装置では、隣接し合った基質の孔が好ましくは相
互にずらされるように個々の基質を流れ方向に連続的に
且つ相互に離間して配することができる。連続的に隣接
し合った基質の孔配置がずらされているがゆえに、フィ
ルタ装置を流れる流体が基質間で蛇行状にそらされて、
ガス状流体が相互にずらされた孔を通って難なく実質上
流れ抵抗なしで流れることができるのに対し、ガス状流
体と共にフィルタ装置に運ばれる有害粒子、ダスト粒子
その他の粒子はそれらの質量慣性の結果、基質の１つに
又は基質を濡らしているフィルタ液体に粘着したままと
なる。従って、それにより、濾過特性によって流れ抵抗
が悪影響を受けることのない良好な濾過特性を持つフィ
ルタ装置が提供される。連続的に配し且つ離間した基質
がフィルタ装置の操業中に新鮮なフィルタ液体では濡ら
され得るよう、本発明のフィルタ装置では、フィルタ液
体の収集室をハウジング内の基質の下に設け、基質の放
水又は散水手段をハウジング内の基質の上方に設け、放
水又は散水手段は、フィルタ液体を収集室かた放水又は
散水収集室へと循環させるポンプを有する導管によって
収集室と連通するのが好適であると判明している。基質
の下の収集室に溜まるフィルタ液体は、濾過されるべき
ガス状流体から濾取される有害粒子、ダスト粒子その他
の異物粒子を含むので、収集室と放水又は散水手段との
間の導管が、粒子をフィルタ液体から分離する再生手段
を含むのが好適である。
熱交換器を収集室と放水又は散水手段との間のフィルタ
流体流路内に設けることができる。熱交換器は、例え
ば、フィルタ装置を構成するフィルタ具の少なくとも１
つの基質を充分に濡らすのに充分な粘度を持つ程度に、
フィルタ液体を冷たい作業条件から急速に加熱するヒー
タである。しかしながら、収集室−放出又は散水手段間
のフィルタ液体流路内の熱交換器は、たまたま沸き始め
ることのない程度にフィルタ液体を冷やす冷却手段であ
ってもよい。本発明のフィルタ装置を自動車の排気シス
テムに使う場合には冷却手段の形の熱交換器が特に有用
である。なぜなら、例えば、自動車では排ガスが本発明
のフィルタ装置に使われているフィルタ液体の沸点以上
の温度に到達し得るからである。それでもやはり、フィ
ルタ装置の濾過特性を少なくともかなり減らすであろう
フィルタ液体の蒸発を防ぐためには、冷却手段の形で熱
交換器を提供するのが好適である。
濾過されるべき流体の乱流発生手段を、本発明のフィル
タ装置のハウジングの入口開口の下流に設けることがで
きる。乱流発生手段は、固定位置に配置される旋回翼又
は例えばファンの形の可動手段から成ることができる。
既に上記で述べたように、フィルタ装置の濾過作用は濾
過されるべきガス状流体の乱流によって改良される。な
ぜならば、濾取されるべき粒子は、それらの慣性の結果
として、ガス状の実質上慣性のない流体の路に従わず、
それらの質量慣性の結果として、少なくとも１つの基質
に出会わされ、基質を濡らすフィルタ液体にて保留され
る。従って、乱流発生手段が簡単に本発明のフィルタ装
置のフィルタ作用を更に改良することができる。
流体に乗ったフィルタ液体小滴を捕捉する手段を、フィ
ルタ装置のハウジング内、最終フィルタ手段の下流に該
手段から離間して且つ開口の上流に設けることができ
る。従って、捕捉手段はたまたま最終フィルタ具から出
てくるフィルタ液体小滴があってもそれをハウジング内
に保つ。これに関連して、捕捉手段はフィルタ装置を通
るガス状流体の流れ抵抗をわずかにしか増加させない様
な形状のものである。捕捉手段は単層又は複数層の構造
であってよい。単層捕捉手段は例えば適宜厚の格子メッ
シュの形のものである。単層捕捉手段ではフィルタ液体
小滴がたまたま捕捉手段を通過するといったことを確実
になくせないので、捕捉手段がガス状流体の横方向に連
続的に且つ相互に離間して配した複数層から成るのが好
適であると判明している。捕捉手段の層は各々ワイヤメ
ッシュ又は金網から成ることができる。上記した本発明
のフィルタ装置におけるフィルタ具の基質と同様、捕捉
手段の層は、規則的に分布された孔を備え表面が平板な
構造であってよく、連続的に隣接した層の孔は相互に重
ならないよう相互にずれて配されている。捕捉手段の斯
かる設計形状のおかげで、ガス状流体も捕捉手段の個々
の層を蛇行路に沿って流れ、そのために同じくガス状流
体に乗った少数のフィルタ液体小滴が捕捉手段の個々の
層で保留される。
捕捉手段が、板状素子から成る複数の層を持つと特に有
利であると判明している。層の板状素子は相互に離間し
て隙間を形成し、ある層の隙間が隣接する層の板状素子
によってカバーされるよう、連続的に隣接し合った層の
板状素子を相互にずらす。それによって、ある層の板状
素子が隣接した層の隙間によってカバーされ、それゆえ
通過するフィルタ液体小滴の通路は無視できる程小さ
い。直前に述べたフィルタ装置における板状素子は好ま
しくは溝形状であり、溝状の板状素子の凹形内側がガス
状流体の流れ方向を向いている。板状素子が溝形状をし
ているため、捕捉的手段は良好な捕集特性を持つ。本発
明のフィルタ装置が簡単な形状の場合、板状素子を単に
平板な形状にすることもできると認められる。もっと
も、板状素子がその様に平板な形状であると、フィルタ
液体小滴が斯かる素子で反射し捕捉手段を通過し得ると
いう危険を引き起こすけれども。簡単な手段を使ってそ
れを防ぐには、板状素子を溝形状のものにするのが好適
である。
捕捉装置を通ってしまうかもしれない残りのフィルタ液
体小滴がフィルタ装置の出口開口から出ないようにする
ため、衝突キャップをフィルタ装置のハウジング内の好
ましくは捕捉装置と出口開口との間の出口開口付近に設
ける。衝突キャップは、出口開口を覆えるよう出口開口
より大きい断面寸法のものである。キャップは出口開口
から所定距離離間しているので、ガス状流体は衝突キャ
ップを過ぎて出口開口からハウジング外に流れることが
できる。
本発明のフィルタ装置で有害粒子、ダスト粒子その他の
異物粒子の優秀な濾取効果を生み出すようにするために
個々の、離間して連続に配された基質がフィルタ液体で
濡らされるばかりでなく、ガス状流体により基質から捕
捉手段へと運ばれるフィルタ流体小滴で捕捉手段がたま
たま濡らされることがあり得るので、又、わずかのフィ
ルタ液体小滴がフィルタ装置の出口開口の上流に配され
た衝突キャップをも通過し得るので、基質の下に配され
た収集室が捕捉手段の下の位置並びに衝突キャップの下
の位置へと延びるのが好ましい。この構成のおかげで、
フィルタ装置内を循環する全フィルタ液体は収集室で集
めることができ、再生されフィルタ液体流路内を循環す
ることも可能である。
フィルタ装置のハウジングは内部に基質のガイド素子を
備えることができる。フィルタ装置を斯かる形状にする
ことにより、使用済み又は損傷を受けた基質を新鮮な基
質に交換することが可能になる。そのために使用済み又
は損傷を受けた基質はハウジング外に素子に沿って押し
出され、新しい基質がガイド素子に沿ってハウジング内
に押し込まれる。フィルタ具の基質は表面が例えば四角
形、多角形、丸、楕円等の形状のものである。基質はフ
ィルタ装置のハウジング内にほぼ直角に配することがで
きる。フィルタ装置の好適実施例においては、基質と可
能なら捕捉手段が、ハウジング内に頂部正面から垂直面
に対し且つ入口開口によって限定される流体の流れ方向
に対し後方且つ下方に傾斜した位置に配される。基質
と、可能なら、並列な関係で相互に間隔を置いて配され
た複数層のシート素子から成るのが好ましい捕捉手段の
傾斜角度は、ガス状流体の速さベクトルと基質に沿った
フィルタ液体の流れ速度（これは重力とフィルタ液体の
積極的循環効果とに支配される）との合力の方向に適合
させることができる。
本発明のフィルタ装置が基質を持つ幾つかのフィルタ具
のみならず上記した種類の捕捉手段を備えている場合、
捕捉手段はフィルタ装置の基質にほぼ平行に配向される
のが好ましい。本発明のフィルタ装置は高濾過能力を持
つためジーゼル車の補助フィルタとして使うこともまた
好適である。そのためには、フィルタ装置はジーゼル車
の排気システムの最後の排気部材の下流に配されるのが
好ましい。シーゼル車は乗用車又はトラック等の陸上車
又は舶用ジーゼルユニットを有するボート又は船であっ
てよい。好適なことには、フィルタ装置は工業廃ガスの
浄化や煙突又は煙道からのすすの除去、工業プラントか
らのダストの除去において適している。長寿命のおかげ
で本発明のフィルタ装置は例えば循環空気暖房設備にも
おおいに適している。フィルタ装置の資本投資と作業コ
ストと所要空間は比較的少なくて済む。
更なる詳細、特徴と利点は図面において略示された本発
明のフィルタ装置の２実施例に関する以下の記述から明
らかであろう。
図中、第１図はフィルタ装置の第１実施例の縦断面図、
第２図はフィルタ装置の第２実施例の縦断面図、第３図
は第２のIII−III線断面図、第４図は第２図に示された
４層の捕捉手段のうちの２つのIV−IV線断面図、第５図
は通し孔を備えた板状発泡体を有するフィルタ具の縦断
面図、第６図は第５図で示されたフィルタ具を上から眺
めた部分を示す図、第７図は第１図で示されたフィルタ
装置において使われる如き、第５図で示される２つの連
続的に且つ離間して配されたフィルタ具の部分を示す
図、第８図は第２図で示されたフィルタ装置にいおいて
使われる如き２つのフィルタ具の断面図、第９図は第８
図の矢印IX方向から眺めたフィルタ装置の部分図、第10
図は第２、８及び９図で示されたフィルタ具において使
われる如き、大縮尺で示した補強素子の部分を示す図で
ある。
第１図は、入口開口14と出口開口16とを有するハウジン
グ12から成るフィルタ装置10を示す。ターミナルマフラ
の一部を18で示す。フィルタ装置10は車のターミナルマ
フラに接続される。フィルタ具20がフィルタ装置10のハ
ウジング12内に連続して且つ相互に離間して配される。
第１図に示したフィルタ装置10ではフィルタ具20が少な
くとも略上下に配向されている。各フィルタ具20は、例
えば発泡体、格子メッシュ又は発泡セラミックであるガ
ス透過基質22から成る。補強素子24が各ガス透過基質22
に組合わされる。補強素子24はワイヤ格子又は金網、孔
付きのプラスチック層又は孔付きの金属板の形でよい。
フィルタ具20の基質22と補強素子24は通常固定接続され
ているので、フィルタ具20のストック保存や組立てが簡
単になるばかりでなく、必要時に、使用済又は壊れたフ
ィルタ具20を新しいフィルタ具20に交換するのが容易に
なる。フィルタ具20は板状であり、四角形、多角形、三
角形、丸又は楕円形の面を有する。
板状活性炭フィルタをフィルタ具20に加えて設けること
ができる。その種の活性炭フィルタも発泡体からなる基
質を有していてよい。
捕捉手段30が、フィルタ装置10にハウジング12内に、26
及び28で示されるガス状流体の流れ方向に、最終フィル
タ具20の下流に離間して配される。第１図では各層が格
子メッシュ32から成る２層式捕捉具が略示されている。
各メッシュ32は通し孔34を有する。離間したメッシュ層
は、隣接メッシュ層32の通し孔34が互いにいたずらされ
るようフィルタ装置10のハウジング12内に配される。そ
の配置での孔34のずれは、ある層のメッシュ32が隣接層
の通し孔を完全に覆うようなそれである。そのようにし
て、ガス状流体がメッシュ層32を蛇行状に通り、ガス状
流体にたまたま乗っていたフィルタ液体36小滴は小滴の
質量慣性の故にメッシュ32に対し偏らされ、メッシュ32
によって捕捉手段の通り抜けが防がれる。それにもかか
わらず捕捉手段30を通り抜けたフィルタ流体小滴36がフ
ィルタ装置10の出口開口16から外気へと出ないのを確実
とするため、衝突キャップ37がフィルタ装置10の出口開
口16の上流に配される。
ハウジング12のフィルタ具20の下方で、フィルタ装置10
はフィルタ液体36の収集室38を持つ。収集室38は捕捉手
段30の下方の位置へと延びる。収集室38は導管40,42に
よって放水又は散水手段44と流体連通する。熱交換器47
が導管(40)と導管(42)との間に設けられる。第１図で示
した熱交換器はフィルタ液体36を加熱する装置である。
その構成ではガス状流体の熱はフィルタ液体36を加熱す
るのに使われる。収集室38と散水手段44との間からそし
て手段44からフィルタ具20を通って収集室38へフィルタ
液体を戻すため、ポンプ46がそのフィルタ液体流路に設
けられる。
放水又は散水手段44はガス透過基質22の横方向寸法に亘
って延びる開口48を有する。フィルタ液体36は開口48を
介してガス透過基質22へと流れてそれを全体的に濡ら
す。開口48の付近に設けられているのが、フィルタ具20
をガイド及び保持するガイド手段50である。
乱流発生手段52がフィルタ装置10のハウジング12内部の
入口開口14下流に配される。流れ発生手段は管58の開口
56に部分的に重なったそらし翼54から成る。矢印26で示
されるガス状流体はフィルタ装置のハウジング12内の乱
流発生手段52によって乱流形状を取らされるため、ガス
状の、粒子を運ぶ流体がフィルタ具20を乱流状態で通過
する。乱流状態のため粒子がガス透過基質22を濡らすフ
ィルタ液体にて保留される一方、ガス状流体はフィルタ
具20を流れ通る。流れの速度が充分高いとフィルタ液体
36の幾つかの小滴が最終フィルタ具20の下流に運ばれて
しまうため、捕捉具30が設けられてそれら小滴を捕捉
し、衝突キャップ37が設けられて幾つかの小滴が出口開
口16から逃げるのを防ぐ。
第１図ではポンプ46は収集室38に配された浸漬ポンプの
形で示されている。ポンプ46をハウジング12の外側に配
することも可能であると認められる。同様に熱交換器47
はクーラの形であってもよい。クーラを使用するかヒー
タを使用するかは操作状況及びフィルタ装置10に使われ
るフィルタ液体36次第である。
第２図は、ハウジング12を備えたフィルタ装置10の第２
実施例を示す。ハウジングは入口開口14と出口開口16と
を有する。フィルタ装置10はその入口開口14で、第２図
に一部が示されているターミナルマフラ又は最終マフラ
18にシール接続される。フィルタ具22はフィルタ装置10
のハウジング12内に傾斜位置で配される。各フィルタ具
20はガス透過基質22と基質に組合わされた補強素子24と
から成る。第１図のフィルタ装置10と異なり、第２図の
フィルタ装置10では補強素子24がガス透過基質22の上流
に配される。
捕捉手段30はフィルタ装置10のハウジング12内のフィル
タ具20下流に配される。捕捉手段30は複数層のシート状
素子60（第４図では２層のシート状素子60を示す）から
成る。素子60はハウジング12内に上下方向に配される。
第４図からわかり得るように、ある層の素子60は相互に
離間されて隙間62が個々の素子60間に形成される。連続
的に隣接し離間した層の素子60はある層の素子60が隣接
層の隙間62に重なる。そのようにしてガス状流体は素子
60の層間を隙間62を介して蛇行状に通り、他方、最終フ
ィルタ具20を通ってしまったフィルタ液体小滴はその質
量慣性の故に、実質上慣性力のないガス状流体の蛇行路
をたどらず素子60に保留される。第４図から明らかなよ
うに、素子60は溝状であり、溝状素子60の凹状内側面が
ガス状流体の流れ方向を向く。
捕捉手段30の下流に配するのは衝突キャップ37であっ
て、出口開口16から離間し、捕捉手段30をも通ってしま
ったフィルタ液体36小滴がフィルタ装置10の出口開口16
から出るのを防ぐ。
離間した相互に平行なフィルタ具20の基質22は例えばガ
ス透過性発泡体、格子メッシュ又は発泡セラミックの板
である。第２図で示されたフィルタ装置10の実施例で
は、基質22に組合わされた補強素子24が孔64を有する金
属板の形である。フィルタ具20はフィルタ装置10の頂部
側で、開口48を有する放水又は散水手段44と流体連通す
る。フィルタ液体36は放水又は散水手段44の開口48を通
ってフィルタ具20の基質22へと流れ、それを完全に濡ら
す。余剰のフィルタ液体36はフィルタ具20の下側で収集
される。その目的は、フィルタ具20の下に配し捕捉手段
30と衝突キャップ37の下の位置へと延びる収集室38によ
って達成される。第３図からわかり得るように、収集室
38は全ての側からフィルタ液36を捕集できるよう溝形状
のものである。収集室38は導管40によって熱交換器47に
接続される。熱交換器47は導管66によってフィルタ液体
36の供給容器68に流体連通する。容器68は導管70によっ
てポンプ46に接続される。ポンプ46は導管42によって放
水又は散水手段44と流体連通している。導管40,66,70及
び42と熱交換器47、容器68及びポンプ46は第２図では矢
印やブロックで概略的にのみ示されている。
ハウジング12の入口開口14の下流に配するのは乱流発生
手段52であり、それによってフィルタ装置10を通るガス
状流体が乱流状態とされる。粒子を含んだ乱流ガス状流
体はフィルタ具20のガス透過基質22を通り、粒子はその
質量慣性のゆえに基質22を濡らすフィルタ液体36に付着
したままとなり、他方、ガス状流体は流れ抵抗が低レベ
ルな状態でフィルタ具20を通過できる。最終フィルタ具
20の下流でガス状流体にフィルタ液体小滴が含まれてい
たとしてもそれは捕捉手段30で捕えられる。捕捉手段30
をも通過するフィルタ液体小滴があったとしても、出口
開口16の上流には衝突キャップ37が設けられているた
め、フィルタ液体小滴が出口開口16から流出するのが防
がれる。
第５図はガス透過基質が、基質22の一方の面74から他方
の面74へと延びる通し孔72を備えたフィルタ具20を示
す。例えば発泡体であるガス透過基質22に接続されるの
が補強素子24であって、それは例えば厚紙、プラスチッ
ク層又は金属薄板から成る。補強素子24はガス透過基質
22と同様、通し孔76を有し、通し孔76はガス透過基質22
の通し孔72と寸法及び分布が対応する。斯かるフィルタ
具20の補強素子24の役目はフレキシブルなガス透過基質
を補強してフィルタ具20をより扱い易くすることであ
る。相互に整合した通し孔72,76により流れ抵抗の非常
に少ないフィルタ具20が提供される。ガス状の、粒子を
含む流体が通し孔72の部位で絞られ又乱流にされるの
で、ガス状流体がフィルタ具20に出会うと必ず、流体で
運ばれている粒子はその質量慣性が大きなため粒子より
も本質的に大きな曲率半径の路に沿って流れるので、粒
子はガス透過基質22に接触させられ、基質22を濡らすフ
ィルタ液体によって保留される。
通し孔72又は76を備えた基質22の場合、連続的に隣接し
た、離間したフィルタ具20は、あるフィルタ具20の孔7
2,76が隣接したフィルタ具20の孔72,76に対してずれる
ようフィルタ装置10（第１図及び第２図参照）に配され
る。第７図は２つのフィルタ具20の一部を示すもので、
隣接した離間したフィルタ具20の孔72,76のずれようを
明示している。矢印78で示されるガス状流体が蛇行状
に、低レベルの流れ抵抗で、隣接し合ったフィルタ具20
のずれた孔72,76を通って流れる。ガス状流体と比べて
質量慣性が高いため矢印78で示される如くガス状流体に
よって運ばれていく粒子は相応して大きな曲率半径の軌
道を描く。粒子の軌道は第７図の破線矢印80で示され
る。従ってガス状流体が大部分低レベルの流れ抵抗で矢
印78に示す如く孔72,76を通る一方、ガス状流体から濾
取すべき粒子がフィルタ具20の基質22に衝突し、基質22
を濡らすフィルタ液体36によって保留される。従ってそ
の構成により、低流れ抵抗を持ち、いかなる種類の粒子
に対しても良好な濾過効果を持つフィルタ装置が提供さ
れる。
第８図は第２図のフィルタ装置で使われる如き２つのフ
ィルタ具20の部分を示す。各フィルタ具20は、補強素子
24を組合せたガス透過基質22から成る。補強素子24は金
属板状であって通し孔76を有する。補強素子24の孔76と
整合して通し孔72がガス透過基質22に設けられる。基質
22は例えば発泡体、格子メッシュ、発泡セラミック等で
ある。フィルタ具20の基質22はフィルタ液体（図示せ
ず）によって濡らされ、染み込まれ、又は飽和される。
連続的に配した、離間したフィルタ具20は、ガス状流体
がフィルタ具20を蛇行して流れるよう、即ち連続的に配
したフィルタ具20の通し孔76,72を通って流れるようず
らされて配される。ガス状流体の流れも、第８図で矢印
78によって示される。離間した、連続的に配されたフィ
ルタ具20の孔76,72のずれた配置が第９図に示される。
ガス状流体がフィルタ具20を通って流れる間のガス流体
の乱流を更に改良するために、補強素子24の孔76は流れ
方向に面するフランジ端又は玉縁端82を有する。ガス状
流体から濾取されるべき粒子が基質22の孔72の壁面及び
基質22の自由後側のみならず流入側を向いた基質22の前
側にも溜まるようにするため、前面に配される補強素子
24は通し孔76以外にも孔を有する。

Claims (14)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】ガス透過体よりなり一方の面（７４）から
    他方の面（７４）へ貫通する多数の通し孔（７２）を有
    する板形状の基質（２２）と、該基質（２２）に固定接
    続され且つ前記の通し孔（７４）に対応する多数の孔
    （７６）を有する補強素子（２４）と、前記の基質（２
    ２）を濡らしてフィルタ層を形成するフィルタ液体（３
    ６）とにより構成されるフィルタ具（２０）を備え、入
    口開口（１４）及び出口開口（１６）を有するハウジン
    グ（１２）内に複数のフィルタ具（２０）が、濾取すべ
    き流体の流れ方向の横方向に連続的に且つ相互に離間し
    て配置されるとともに、隣接し合うフィルタ具（２０）
    の孔（７２），（７６）が相互にずらされていることを
    特徴とするフィルタ装置。
  2. 【請求項２】フィルタ具（２０）のフィルタ層が必要成
    分としてのグリセリン及び／又はグリコールから成るこ
    とを特徴とする請求の範囲第１項に記載のフィルタ装
    置。
  3. 【請求項３】フィルタ液体（３６）がＳｉＯ２及び／又
    はＡｌ２Ｏ３を含むことを特徴とする請求の範囲第１項
    又は第２項に記載のフィルタ装置。
  4. 【請求項４】フィルタ液体（３６）が触媒活性を有する
    金属酸化物を含むことを特徴とする請求の範囲第１項乃
    至第３項のいずれかに記載のフィルタ装置。
  5. 【請求項５】基質（２２）が格子メッシュ又は発泡セラ
    ミックであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第
    ４項のいずれかに記載のフィルタ装置。
  6. 【請求項６】フィルタ液体（３６）の収集室（３８）が
    ハウジング（１２）内の基質（２２）の下側に設けら
    れ、基質（２２）の放水手段（４４）がハウジング（１
    ２）内の基質（２２）上方に設けられ、フィルタ液体
    （３６）を収集室（３８）から放水手段（４４）へ循環
    させるポンプ（４６）を有した導管（４０），（４２）
    又は（４０），（６６），（７０），（４２）によって
    放水手段（４４）が収集室（３８）に接続されることを
    特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項に記載のフィル
    タ装置。
  7. 【請求項７】収集室（３８）と放水手段（４４）との間
    のフィルタ液体流路に熱交換器（４７）が設けられるこ
    とを特徴とする請求の範囲第６項に記載のフィルタ装
    置。
  8. 【請求項８】濾取すべき流体の乱流発生手段（５２）が
    ハウジング（１２）内の、入口開口（１４）下流に配さ
    れることを特徴とする請求の範囲第１乃至第７項のいず
    れかに記載のフィルタ装置。
  9. 【請求項９】流体で運ばれるフィルタ液体（３６）小滴
    の捕捉手段（３０）がハウジング（１２）内の、最終フ
    ィルタ具（２０）の下流側にそれから離間して且つ出口
    開口（１６）の上流に配されることを特徴とする請求の
    範囲第１項乃至第８項のいずれかに記載のフィルタ装
    置。
  10. 【請求項１０】捕捉手段（３０）が複数層の板状素子
    （６０）から成り、層の素子（６０）で覆われるように
    相互にずらされていることを特徴とする請求の範囲第９
    項に記載のフィルタ装置。
  11. 【請求項１１】板状素子（６０）が溝形状であり、素子
    （６０）の凹状内側が流体の流れ方向を向くことを特徴
    とする請求の範囲第１０項に記載のフィルタ装置。
  12. 【請求項１２】衝突キャップ（３７）がハウジング（１
    ２）の、捕捉手段（３０）と出口開口（１６）との間、
    出口開口（１６）の付近に設けられることを特徴とする
    請求の範囲第９項乃至第１１項のいずれかに記載のフィ
    ルタ装置。
  13. 【請求項１３】ハウジング（１２）の内面に基室（２
    ２）又はフィルタ具（２０）ガイド素子（５０）を設け
    てなることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１２項
    のいずれかに記載のフィルタ装置。
  14. 【請求項１４】基室（２２）と随意的には捕捉手段（３
    ０）が、ハウジング（１２）内に、頂部正面から垂直面
    に対し且つ入口開口（１４）によって限定される流体の
    流れ方向に対し後方に且つ下方に傾斜するようにされる
    ことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第１３項のいず
    れかに記載のフィルタ装置。
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