JP2818720B2 - 排ガス用セラミックフィルタ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は排ガス用セラミックフィ
ルタに関する。

【０００２】

【従来の技術】各種車両、船舶、産業機械等のエンジン
から排出される高温の排ガス中のダストを捕集して清浄
なガスとして排出する排ガス処理装置においては、特開
平１−１５９４０８号公報に記載されているように、一
端側が目封じされて他端側が開口する多数の内孔と他端
側が目封じされて一端側が開口する多数の内孔を有しこ
れら両内孔の一方が被処理ガスの流入路を形成しかつ他
方が処理済みガスの流出路を形成するフィルタエレメン
トからなるセラミックフィルタを、排ガス処理装置を構
成するケーシング内にて被処理ガスの流入孔および処理
済みガスの流出孔間に両端面を支持部材で支持して配設
される。また、当該排ガス処理装置における排ガス処理
能力を高めるため、本出願人は上記フィルタエレメント
を複数使用した高温排ガス用セラミックフィルタを採用
した排ガス処理装置を特願平３−５３７８０号出願にて
提案している。

【０００３】これらの各セラミックフィルタにおいて
は、常温では長手方向の移動を規制し、かつ高温時では
セラミックフィルタと装置を構成する他の部材間での熱
膨張率の差を許容すべく長手方向の相対的移動を可能に
支持されている。また、当該排ガス処理装置において
は、ケーシング内のセラミックフィルタの処理済みガス
の流出孔側の部位に高圧の逆洗用の空気を噴出する逆洗
用パイプが配設されており、セラミックフィルタの流出
孔からその内部に高圧の逆洗用空気を供給してフィルタ
の目詰まりを解消する手段が採られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、当該排ガス
処理装置においては、運転中の急激な負荷変動によりセ
ラミックフィルタの両端間の差圧が急激に変化すること
があり、またセラミックフィルタの逆洗が間欠的になさ
れる場合には両端間に大きな差圧が繰り返し付与される
ことになる。このため、セラミックフィルタはその長手
方向に移動し、その両端面の一方または両方と各支持部
材とが当接および離間を繰り返し、この間振動または衝
撃によりセラミックフィルタの端面が摩耗、破損等の損
傷を惹起するおそれがある。従って、本発明の目的は、
当該セラミックフィルタの上記した損傷を防止すること
にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、一端側が目封
じされて他端側が開口する多数の内孔と他端側が目封じ
されて一端側が開口する多数の内孔を有しこれら両内孔
の一方が被処理ガスの流入路を形成しかつ他方が処理済
みガスの流出路を形成し、排ガス処理装置を構成するケ
ーシング内にて被処理ガスの流入孔および処理済みガス
の流出孔間に両端面を支持部材で支持して配設される排
ガス用セラミックフィルタにおいて、当該セラミックフ
ィルタの両端面のうちの少なくとも被処理ガスの流入孔
側の端面における支持部位に無機質材料を含浸させて、
同支持部位を前記フィルタのエレメント基材より高強度
でかつ同基材と熱膨張を同一に構成したことを特徴とす
るものである。

【０００６】本発明に係るセラミックフィルタにおいて
は、前記無機質材料は水ガラス、耐熱セラミック、耐熱
モルタルからなり、前記セラミックフィルタの支持部位
にスラリー状態で含浸させることをが好ましい。

【０００７】

【発明の作用・効果】このように構成したセラミックフ
ィルタにおいては、特に両端面間の差圧が大きい逆洗時
には流入孔側端面の支持部材側への移動を繰り返して同
支持部材との当接を繰り返すかまたは支持部材に高圧状
態で押圧されるが、流入孔側端面が無機質材料で補強さ
れているため摩耗、破損等の損傷が防止される。また、
この補強手段をセラミックフィルタの両端面に施せば、
流出孔側端面の損傷も効果的に防止されるため一層好ま
しい。しかして、当該セラミックフィルタにおいては、
補強手段として、セラミックフィルタに無機質材料を含
浸させる手段を採用しているため、無機質材料の補強片
をセラミックフィルタに接着する補強手段に比較して、
補強部位の離脱等の損傷が無くて耐久性が高く、かつ、
補強作業も容易である。

【０００８】また、この場合、補強手段が施された端面
と支持部材間にスプリング、弾性材料等弾性部材を介在
させれば、セラミックフィルタと他の構成部材との間の
熱膨張差を吸収することができるため、常温においては
セラミックフィルタの端面と支持部材間の隙間を略零に
設定して、セラミックフィルタの長手方向の移動量を極
力小さくすることができる。

【０００９】

【実施例】以下本発明を図面を参照して説明するに、図
１には本発明の一実施例に係るセラミックフィルタを組
込んだ排ガス処理装置が示されている。当該排ガス処理
装置は工場等で発生するディーゼルエンジンの排ガスを
処理するもので、前後方向に複数台直列的に配設されて
いるとともに、左右に２列に並列して配設されてガス処
理システムを構成する多数のセラミックフィルタ中の１
台である。当該排ガス処理装置は基本的には本出願人が
出願した特願平４−５３７８０号出願の明細書に開示し
た排ガス処理装置と同様の構成であり、ケーシング１
０、燃焼炉２０、逆洗機構３０およびフィルタ４０を備
え、ケーシング１０を構成するホッパー１１には被処理
ガスである排ガスを供給する供給ダクト５１が接続され
ているとともに、ケーシング１０を構成する缶体１２に
は処理済みガスである清浄ガスを排出する排出ダクト５
２が接続されている。

【００１０】燃焼炉２０はホッパー１１の下端部に配設
されていて、ホッパー１１の下端開口部が上方内部に臨
んでいる。燃焼炉２０は炉本体２１内の底部にヒータ２
２を備え、フィルタ３０で捕集されて離脱したダストが
炉本体２１内に落下するとともに、堆積したダスト中の
可燃物がヒータの作用で燃焼するように構成されてい
る。また、ケーシング１０の缶体１２内には逆洗機構３
０とフィルタ４０が配設されている。逆洗機構３０は圧
力空気供給源３１に接続された供給パイプ３２を備え、
供給パイプ３２の各ノズルがフィルタ４０を構成する各
フィルタエレメント４１の流出孔側に対向している。

【００１１】フィルタ４０は図２〜図４に示すように、
フィルタエレメント４１を１６本並列配列してなるもの
で、各フィルタエレメント４１は一対の側板４２，４３
にて締め付けられて挟持され、下端部にて第１支持部材
４４により支持され、かつ上端部にて第２支持部材４５
により支持されて缶体１２内に配設されている。

【００１２】フィルタエレメント４１は多孔質セラミッ
ク製の四角形の柱状のもので、図４に示すようにハニカ
ム構造に形成されており、内部には互いに並列する多数
の内孔４１ａ，４１ｂを備えている。フィルタエレメン
ト４１においては、その下端側がガス流の上流側に対応
するとともに上端側がガス流の下流側に対応するもの
で、各内孔４１ａ，４１ｂにおいては一方の開口部が目
封じされているとともに他方の開口部が開放されてい
る。

【００１３】フィルタエレメント４１において、内孔の
目封じは基本的には上流側および下流側における市松模
様状に位置する開口部になされており、例外的にフィル
タエレメント４１の各隅部の開口部にもなされている。
従って、各内孔４１ａの群は下流側が目封じされかつ上
流側が開放されていて被処理ガスの流入路を形成してい
るとともに、各内孔４１ｂの群は上流側が目封じされか
つ下流側が開放されていて処理済みガスの流出路を形成
している。また、各内孔４１ａ，４１ｂを区画する隔壁
はフィルタ機能を有し、被処理ガス中の微粒子は同ガス
が隔壁を透過して各内孔４１ａから各内孔４１ｂに流入
する間に各内孔４１ａの内壁面にて捕集される。

【００１４】各側板４２，４３は断面Ｌ字状を呈してお
り、それらの一辺４２ａ，４３ａは４本のフィルタエレ
メント４１を合計した一辺より所定長さ長く、かつそれ
らの他辺４２ｂ，４３ｂはフィルタエレメント４１の合
計した他辺と略同一の長さに形成され、また各フィルタ
エレメント４１の高さより所定長さ長く形成されてい
る。各フィルタエレメント４１は外周をシール部材４６
ａ，４６ｂにて包囲された状態で縦横同数に並列的に配
列されていて、両側板４２，４３により外周から締付け
られて挟持されている。各シール部材４６ａ，４６ｂは
セラミックファイバーをシート状に固めたもので、優れ
た耐熱性を有するとともに所定の弾性力を有している。

【００１５】当該排ガス処理装置においては、被処理用
の排ガスが供給ダクト５１からケーシング１０のホッパ
ー１１内に供給され、供給された排ガスはセラミックフ
ィルタ４０の各フィルタエレメント４１における各内孔
４１ａ内に流入し、各隔壁を透過して各内孔４１ｂ内に
流入して同内孔４１ｂの開口部から流出し、かつ缶体１
２内から排出ダクト５２を経て排出される。この間排ガ
ス中のダストは各内孔４１ａの内壁面にて捕集されると
ともに、逆洗機構３０の供給パイプ３２から高圧空気が
間欠的に噴出されて各フィルタエレメント４１の各内孔
４１ｂ内に供給されて、内壁面にて捕集されたダストを
離脱させる。離脱したダストはホッパー１１内を経て燃
焼炉２０内に落下して堆積し、堆積物中の可燃物はヒー
タ２２の作用により燃焼する。

【００１６】しかして、セラミックフィルタ４０を構成
する各フィルタエレメント４１においては、その下端隅
部が無機質材料を含浸させて補強されている。無機質材
料は、水ガラス、微粒子状セラミック、微粒子状モルタ
ル等からなるもので、含浸された下端隅部はフィルタエ
レメント４１より高強度でかつ同一の熱膨張を有するよ
うに構成されている。無機質材料は、適宜の媒体にてス
ラリー化された流動体として含浸される。

【００１７】

【００１８】このように構成したセラミックフィルタ４
０においては、特に両端面間の差圧が大きい逆洗時には
流入孔側端面の支持部材である第１支持部材４４側への
移動を繰り返して第１支持部材４４の支持片部４４ａと
の当接を繰り返すかまたは支持片部４４ａに高圧状態で
押圧されるが、流入孔側端面の支持部位が無機質材料に
より補強されているため摩耗、破損等の損傷が防止され
る。また、この補強手段をセラミックフィルタの両端面
の支持部位に施せば、流出孔側端面の支持部位の損傷も
効果的に防止されるため一層好ましい。

【００１９】しかして、当該セラミックフィルタ４０に
おいては、補強手段として、セラミックフィルタ４０に
無機質材料を含浸させる手段を採用しているため、無機
質材料の補強片をセラミックフィルタに接着する補強手
段に比較して、補強部位の離脱等の損傷が無くて耐久性
が高く、かつ、補強作業も容易である。

【００２０】なお、上記実施例においては、セラミック
フィルタ４０を多数のフィルタエレメント４１を挟持し
て構成した例について示したが、本発明においてはセラ
ミックフィルタを１本のフィルタエレメント４１にて構
成してもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るセラミックフィルタを配設した排
ガス処理装置の縦断面図である。

【図２】同セラミックフィルタの縦断面図である。

【図３】同セラミックフィルタの平面図である。

【図４】同セラミックフィルタを構成するフィルタエレ
メントの上流側の部分端面図（ａ）、下流側端面図
（ｂ）である。

【符号に説明】

１０…ケーシング、１２…缶体、２０…燃焼炉、３０…
逆洗機構、４０…セラミックフィルタ、４１…フィルタ
エレメント、４２，４３…側板、４４，４５…支持部
材、４４ａ…支持片部、４４ｂ…支持部、４６ａ，４６
ｂ…シール部材。

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一端側が目封じされて他端側が開口する多
   数の内孔と他端側が目封じされて一端側が開口する多数
   の内孔を有しこれら両内孔の一方が被処理ガスの流入路
   を形成しかつ他方が処理済みガスの流出路を形成し、排
   ガス処理装置を構成するケーシング内にて被処理ガスの
   流入孔および処理済みガスの流出孔間に両端面を支持部
   材で支持して配設される排ガス用セラミックフィルタに
   おいて、当該セラミックフィルタの両端面のうちの少な
   くとも被処理ガスの流入孔側の端面における支持部位に
   無機質材料を含浸させて、同支持部位を前記フィルタの
   エレメント基材より高強度でかつ同基材と熱膨張を同一
   に構成したことを特徴とする排ガス用セラミックフィル
   タ。
2. 【請求項２】前記無機質材料は水ガラス、耐熱セラミッ
   ク、耐熱モルタルのいずれかからなり、前記セラミック
   フィルタの支持部位にスラリー状態で含浸させることを
   特徴とする請求項１に記載の排ガス用セラミックフィル
   タ。