JP2004270461A

JP2004270461A - パティキュレートフィルタの洗浄装置

Info

Publication number: JP2004270461A
Application number: JP2003058533A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Funahashi; 博舟橋
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2003-03-05
Filing date: 2003-03-05
Publication date: 2004-09-30
Anticipated expiration: 2023-03-05
Also published as: JP3941712B2

Abstract

【課題】パティキュレートフィルタ内の燃焼残留物を短時間のうちに効率良く且つ確実に洗い流し得る安価な洗浄装置を提供する。
【解決手段】パティキュレートフィルタ４をその両端面が開放した状態で保持する保持具７と、フィルタ４のガス出口側にフィルタ軸心Ｏ回りに旋回し得るよう離間配置され且つ洗浄ガン１５のノズル１５ａを嵌挿保持してフィルタ半径方向にガイドするガイド枠１３と、フィルタ４のガス入口側に該ガス入口側の端面の一部に吸引口１６ａを摺接し且つフィルタ軸心Ｏ回りに旋回してガス入口側の端面の全域を網羅し得るように近接配置された吸引アダプタ１６と、これに接続されて吸引する気水分離機能を備えた掃除機１８と、ガイド枠１３及び吸引アダプタ１６の吸引口１６ａの相互の旋回位置が合致するよう両者の旋回を連動させる同調手段２０とを備えて洗浄装置とする。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パティキュレートフィルタの洗浄装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（ＰａｒｔｉｃｕｌａｔｅＭａｔｔｅｒ：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（ＳｏｌｕｂｌｅＯｒｇａｎｉｃＦｒａｃｔｉｏｎ：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図２に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排気ガス２が流通する排気管３の途中にパティキュレートフィルタ４を装備することが考えられている。
【０００３】
図３に示すように、パティキュレートフィルタ４は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路５の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路５については、その出口が目封じされるようになっており、各流路５を区画する多孔質薄壁６を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁６の内側表面にパティキュレートが捕集されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス２中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁６の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ４の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジン１の運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタ４の実用化が進められている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
但し、パティキュレートフィルタ４内には、潤滑油中の添加剤を起源として気筒内燃焼で発生するアッシュが徐々に溜まってくるため、この燃焼除去できないアッシュ等の燃焼残留物については定期的に洗浄する必要がある。
【０００７】
このため、従来においては、排気管３途中からパティキュレートフィルタ４を取り外し、該パティキュレートフィルタ４に対しエアガンで高圧エアをガス出口側から吹き付けて燃焼残留物をエア洗浄する方法や、パティキュレートフィルタ４に対し洗浄ガンで高圧洗浄水をガス出口側から吹き付けて燃焼残留物を水洗浄する方法が提案されており、更には、パティキュレートフィルタを内部にセットするだけで自動的に水洗浄できるようなパティキュレートフィルタ専用洗浄機も考えられている。
【０００８】
尚、この種のパティキュレートフィルタ４の洗浄方法に関しては、下記の先行出願１や先行出願２にもとりあげられており、これらの明細書中の説明では、パティキュレートフィルタ４に対し所要温度の温水を所要の水圧で吹き付けて燃焼残留物を洗い流すようにしている。
【０００９】
【先行出願１】
特願２００２−６２２１４号明細書
【先行出願２】
特願２００３−２５８５６号明細書
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エアガンでエア洗浄する方法では、パティキュレートフィルタ４内の燃焼残留物を完全に取り去ることが困難であり、使用再開時に燃焼残留物の残り分を核として目詰まりを起こし易いという問題があった。
【００１１】
また、洗浄ガンで水洗浄する方法では、煤等の塊が簡単に洗い流せないために極めて長時間の水洗浄が必要となり、作業面からもコスト面からも効率が悪いという問題があった。
【００１２】
更に、パティキュレートフィルタ専用洗浄機を用いる場合には、作業に要する手間が省けるものの、洗浄機自体が高価なものとなるため、一般の自動車整備工場等において多大な費用負担を強いられることになり、しかも、パティキュレートフィルタ４の汚れ具合にかかわらず一律に洗浄することしかできないことからランニングコストが高くつくという問題があった。
【００１３】
本発明は、斯かる実情に鑑みて成したもので、短時間のうちに効率良く且つ確実に燃焼残留物を洗い流すことが可能で、しかも、自動車整備工場等にて一般的に装備されている既存の装備品を利用して安価に実施することが可能なパティキュレートフィルタの洗浄装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管途中に装備されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの洗浄装置であって、パティキュレートフィルタをその両端面が開放した状態で保持する保持具と、該保持具に保持されたパティキュレートフィルタのガス出口側にフィルタ軸心回りに旋回し得るよう離間配置され且つ洗浄ガンのノズルを嵌挿保持してフィルタ半径方向にガイドするガイド枠と、前記保持具に保持されたパティキュレートフィルタのガス入口側に該ガス入口側の端面の一部に吸引口を摺接し且つフィルタ軸心回りに旋回して前記ガス入口側の端面の全域を網羅し得るように近接配置された吸引アダプタと、該吸引アダプタに接続されてパティキュレートフィルタ内の燃焼残留物を吸引する気水分離機能を備えた掃除機と、前記ガイド枠及び前記吸引アダプタの吸引口の相互の旋回位置が合致するよう両者の旋回を連動させる同調手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１５】
而して、掃除機を駆動して吸引アダプタの吸引口から吸引する一方、ガイド枠に洗浄ガンのノズルを嵌挿保持せしめて洗浄水をパティキュレートフィルタのガス出口側から吹き付けると、パティキュレートフィルタ内の同じ流路の燃焼残留物に対しガス出口側からの押圧力とガス入口側への吸引力とが同時に作用する結果、燃焼残留物がパティキュレートフィルタ内から効率良く洗い流されて掃除機に回収され、該掃除機にて気水分離されて汚水のみが排出されることになる。
【００１６】
しかも、作業者がパティキュレートフィルタのガス出口側の端面の全域を水洗浄するべく洗浄ガンを手動でフィルタ軸心回りに旋回させると、該洗浄ガンのノズルをガイドしているガイド枠も旋回することになり、該ガイド枠と同調手段を介して連動する吸引アダプタも同じ旋回位置に移動することになるので、パティキュレートフィルタの全ての旋回位置にて前述と同様にガス出口側からの押圧力とガス入口側への吸引力とが同時に作用して効率の良い水洗浄が実現されることになる。
【００１７】
ここで、気水分離機能を備えた掃除機や洗浄ガンは、自動車整備工場等にて一般的に装備されている既存の装備品であり、実質的には、保持具、ガイド枠、吸引アダプタ、同調手段とから成る簡易な機構を新設するだけで済むため、設備費を必要最小限に抑制することが可能である。
【００１８】
また、本発明をより具体的に実施するに際しては、フィルタ半径方向に細長く延在する楕円リングをフィルタ軸心に沿う方向に複数段配置してガイド枠を構成したり、ガイド枠と吸引アダプタとを一体的に連結する連結部材により同調手段を構成したりすることが可能である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例においては、パティキュレートフィルタ４をその両端面が開放した状態で横臥させて保持する保持具を備えており、ここに図示している保持具７は、台座８により支持された一対の外筒９に、上端部をＹ字状に開いたサポートロッド１０を摺動自在に嵌挿すると共に、該各サポートロッド１０を連結ロッド１１により連結して一体化し且つ各外筒９に対し高さ調整した上でロック手段１２により固定できるようにした構造となっている。
【００２１】
そして、前記保持具７の各サポートロッド１０の上端部に横臥されたパティキュレートフィルタ４のガス出口側（図１中における右側）には、フィルタ半径方向に細長く延在する楕円リング１３ａをフィルタ軸心Ｏに沿う方向に前後二段で配置して成るガイド枠１３が離間配置され、しかも、フィルタ軸心Ｏ回りに旋回し得るよう台座８からの支持脚１４により支持されており、洗浄ガン１５のノズル１５ａを各楕円リング１３ａにより嵌挿保持してフィルタ半径方向にガイドし得るようにしてある。
【００２２】
他方、前記保持具７の各サポートロッド１０の上端部に横臥されたパティキュレートフィルタ４のガス入口側（図１中における左側）には、該ガス入口側の端面の一部にフィルタ半径方向に延びる偏平な吸引口１６ａを摺接した吸引アダプタ１６が近接配置され、しかも、フィルタ軸心Ｏ回りに旋回し得るよう台座８からの支持脚１７により支持されており、フィルタ軸心Ｏ回りに旋回することにより前記吸引口１６ａで前記ガス入口側の端面の全域を網羅し得るようにしてある。
【００２３】
ここで、前記吸引アダプタ１６には、パティキュレートフィルタ４のサイズに対応して吸引口１６ａの長さの異なる複数種類のものを用意しておき、これらを洗浄すべきパティキュレートフィルタ４のサイズに応じて適宜に交換できるようにしておくことが好ましい。
【００２４】
更に、前記吸引アダプタ１６の基端部には、気水分離機能を備えた掃除機１８の吸引ホース１８ａが回転継手１９を介して接続されており、パティキュレートフィルタ４内の燃焼残留物を前記吸引ホース１８ａ及び吸引アダプタ１６を介して吸引し得るようにしてある。
【００２５】
また、前記吸引アダプタ１６には、フィルタ半径方向に延びる連結部材２０ａが備えられ、該連結部材２０ａの外側端と前記各楕円リング１３ａの外側端との間が別の連結部材２０ｂにより一体的に連結されており、これら各連結部材２０ａ，２０ｂから成る同調手段２０により、前記各楕円リング１３ａ（ガイド枠１３）及び前記吸引アダプタ１６の吸引口１６ａの相互の旋回位置が合致するよう両者の旋回が連動されるようになっている。
【００２６】
尚、図中における２１は作業場の床面に設けられた排水口、２２は該排水口２１を被覆する紙フィルタ、２３は前記排水口２１に流れ込む汚水、１６ａ’は吸引口１６ａにより吸引されている反対側の端面での該当箇所を夫々示している。
【００２７】
而して、掃除機１８を駆動して吸引アダプタ１６の吸引口１６ａから吸引する一方、ガイド枠１３を成す各楕円リング１３ａに洗浄ガン１５のノズル１５ａを嵌挿保持せしめて洗浄水をパティキュレートフィルタ４のガス出口側から吹き付けると、パティキュレートフィルタ４内の同じ流路の燃焼残留物に対しガス出口側からの押圧力とガス入口側への吸引力とが同時に作用する結果、燃焼残留物がパティキュレートフィルタ４内から効率良く洗い流されて掃除機１８に回収され、該掃除機１８にて気水分離されて汚水２３のみが排出されることになる。
【００２８】
しかも、作業者がパティキュレートフィルタ４のガス出口側の端面の全域を水洗浄するべく洗浄ガン１５を手動でフィルタ軸心Ｏ回りに旋回させると、該洗浄ガン１５のノズル１５ａをガイドしている各楕円リング１３ａも旋回することになり、該各楕円リング１３ａと連結部材２０ａ，２０ｂを介して連動する吸引アダプタ１６も同じ旋回位置に移動することになるので、パティキュレートフィルタ４の全ての旋回位置にて前述と同様にガス出口側からの押圧力とガス入口側への吸引力とが同時に作用して効率の良い水洗浄が実現されることになる。
【００２９】
ここで、気水分離機能を備えた掃除機１８や洗浄ガン１５は、自動車整備工場等にて一般的に装備されている既存の装備品であり、実質的には、保持具、各楕円リング１３ａ、吸引アダプタ１６、同調手段２０とから成る簡易な機構を新設するだけで済むため、設備費を必要最小限に抑制することが可能である。
【００３０】
尚、水洗浄した後のパティキュレートフィルタ４は、水洗浄時と同じように掃除機１８で吸引を行いながら反対側からエアガンで高圧エアを吹き付けるようにすると比較的早く乾燥させることが可能である。
【００３１】
ただし、エアガンの場合には、パティキュレートフィルタ４のガス出口側の端面に近接させて吹き付けを行わないと効果がないため、ガイド枠１３によるガイドを使用せずに連結部材２０ａ，２０ｂを把持するなどして手動で吸引アダプタ１６を旋回させることになる（台座８に保持具７と支持脚１４との間の距離を調整する機構を付けた場合や、エアガンに洗浄ガン１５の如き長いノズルを付けた場合にはガイド枠１３を使用することも可能である）。
【００３２】
従って、上記形態例によれば、パティキュレートフィルタ４内から短時間のうちに効率良く且つ確実に燃焼残留物を洗い流すことができるので、使用再開時に燃焼残留物の残り分を核として目詰まりが起こる虞れを未然に回避でき、作業負担の大幅な軽減化を図ることもできる。
【００３３】
しかも、自動車整備工場等にて一般的に装備されている既存の装備品を利用して安価に実施することができ、また、洗浄時間が従来の水洗浄より短くて済む上に、掃除機１８で気水分離されて排出される汚水２３の汚れ具合を目視することでパティキュレートフィルタ４内の洗浄完了を確認して無駄な水洗浄の継続を省くこともできるので、設備費に要する費用負担及びランニングコストを著しく削減することができる。
【００３４】
尚、本発明のパティキュレートフィルタの洗浄装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、吸引アダプタの吸引口には図示以外の形状を採用しても良いこと、ガイド枠は必ずしも前後二段の楕円リングで構成しなくても良いこと、また、同調手段はガイド枠及び吸引アダプタの吸引口の相互の旋回位置が合致するよう両者の旋回を連動させるものであれば図示以外の手段を用いても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３５】
【発明の効果】
上記した本発明のパティキュレートフィルタの洗浄装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３６】
（Ｉ）パティキュレートフィルタ内から短時間のうちに効率良く且つ確実に燃焼残留物を洗い流すことができるので、使用再開時に燃焼残留物の残り分を核として目詰まりが起こる虞れを未然に回避することができ、作業負担の大幅な軽減化を図ることもできる。
【００３７】
（ＩＩ）自動車整備工場等にて一般的に装備されている既存の装備品を利用して安価に実施することができ、しかも、洗浄時間が従来の水洗浄より短くて済む上に、掃除機で気水分離されて排出される汚水の汚れ具合を目視することでパティキュレートフィルタ内の洗浄完了を確認して無駄な水洗浄の継続を省くことができるので、設備費に要する費用負担及びランニングコストを著しく削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】一般的なパティキュレートフィルタの使用状態を示す概略図である。
【図３】図２のパティキュレートフィルタの詳細な構造を示す断面図である。
【符号の説明】
２排気ガス
３排気管
４パティキュレートフィルタ
７保持具
１３ガイド枠
１３ａ楕円リング
１５洗浄ガン
１５ａノズル
１６吸引アダプタ
１６ａ吸引口
１８掃除機
２０同調手段
２０ａ連結部材
２０ｂ連結部材

Claims

排気管途中に装備されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの洗浄装置であって、パティキュレートフィルタをその両端面が開放した状態で保持する保持具と、該保持具に保持されたパティキュレートフィルタのガス出口側にフィルタ軸心回りに旋回し得るよう離間配置され且つ洗浄ガンのノズルを嵌挿保持してフィルタ半径方向にガイドするガイド枠と、前記保持具に保持されたパティキュレートフィルタのガス入口側に該ガス入口側の端面の一部に吸引口を摺接し且つフィルタ軸心回りに旋回して前記ガス入口側の端面の全域を網羅し得るように近接配置された吸引アダプタと、該吸引アダプタに接続されてパティキュレートフィルタ内の燃焼残留物を吸引する気水分離機能を備えた掃除機と、前記ガイド枠及び前記吸引アダプタの吸引口の相互の旋回位置が合致するよう両者の旋回を連動させる同調手段とを備えたことを特徴とするパティキュレートフィルタの洗浄装置。
フィルタ半径方向に細長く延在する楕円リングをフィルタ軸心に沿う方向に複数段配置してガイド枠を構成したことを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタの洗浄装置。
ガイド枠と吸引アダプタとを一体的に連結する連結部材により同調手段を構成したことを特徴とする請求項１又は２に記載のパティキュレートフィルタの洗浄装置。