JP3112144B2 - 集塵機の煤処理装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は例えば性能試験等のため
に定置されたエンジンの排ガス中の煤を集める集塵機に
関する。更に詳しくはフィルタに付着した逆洗によって
もフィルタから離脱しにくい煤を燃焼処理する集塵機の
煤処理装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置として排ガスの通過する排
ガス通路にフィルタが内蔵された煤捕集器が設けられ、
フィルタの下方の煤捕集器内に煤集積室が設けられ、か
つ導管を介してフィルタの排ガス下流側からフィルタ内
に圧縮空気を導入する逆洗手段がフィルタに堆積した煤
を煤集積室に集積させるように構成されたものが知られ
ている。この装置では煤集積室に集積した煤を蓋を外し
て開放された開口部からスコップ等により取出し、この
煤を別に設けられた燃焼装置等により燃焼させて灰にし
ている。しかし、上記装置では煤を煤集積室から取出し
たり、取出した煤を別の燃焼装置で燃焼させたりしなけ
ればならない煩わしさがあった。

【０００３】これらの点を解消するために、図３に示す
ように、排ガスが通過する排ガス通路１にフィルタ２を
内蔵した煤捕集器３が設けられ、フィルタ２の下方の煤
捕集器３内に煤集積室３ｅが設けられた集塵機の煤処理
装置を本出願人は特許出願した（特願平５−４８８５
６）。この装置は、導管８ａを介してフィルタ２の排ガ
ス下流側からフィルタ２内に圧縮空気を導入する逆洗手
段８がフィルタ２に堆積した煤４を煤集積室３ｅに集積
させる。煤集積室３ｅの下端に設けられた煤搬送手段５
が煤集積室３ｅに集積した煤４を煤排出管９にエアとと
もに搬送し、煤排出管９に巻回されたヒータ６が煤排出
管９を加熱させる。煤排出管９内のヒータ６が巻回され
た位置に挿着された燃焼媒体７が煤４を捕集して着火さ
せ、かつ煤４の灰及びエアを通過させるように構成され
る。これによれば逆洗手段８がフィルタ２に向って圧縮
空気を吹付け、フィルタ２に堆積した煤４を煤集積室３
ｅに集積させる。煤集積室３ｅに集積した煤４は逆洗手
段８の作動又は不作動に拘らず煤搬送手段５によりエア
とともに常に略一定量煤排出管９内に導かれ、ヒータ６
により加熱された燃焼媒体７に捕集されて着火し、灰に
なって排出される。従ってこの装置では、煤を煤集積室
から取出して燃焼させる煩わしい作業が不要になり、効
率良く煤を燃焼させて煤を全て灰にでき、かつ装置を小
型化できる。

【０００４】一方、排ガス中には煤、煤に吸着している
炭化水素、サルフェート及び金属等の微粒子であるパテ
ィキュレートが含まれる。これらのパティキュレートの
うち大半は上記逆洗手段によりフィルタから剥離するこ
とが可能である。しかしこれらのパティキュレートの中
で煤に吸着している炭化水素の多くは未燃燃料及び未燃
エンジンオイルが原因で発生する一般的に高温により燃
焼させることのできる可溶有機成分（Soluble Organic
Fraction、以下ＳＯＦという）であり、このＳＯＦは他
のパティキュレートと異なり粘着力を有しているため、
フィルタに付着すると上述した逆洗ではフィルタから離
脱させることができない特徴を有する。このためこの装
置ではフィルタに逆洗しても取り除くことのできないＳ
ＯＦ等が集積した場合には煤捕集器３に取付けたフィル
タ２を取出し、このフィルタ２を別に設けられた燃焼装
置等により燃焼させることによりフィルタ２の表面に付
着したＳＯＦ等を灰にしている。このようにフィルタの
表面に付着したＳＯＦ等を燃焼させることによりフィル
タを再生し、再び煤捕集器に取付け使用している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記の集塵機の煤処理
装置では、逆洗して収集した煤の取出し作業やその煤の
焼却等の作業を不要にすることはできるものの、依然と
してフィルタを煤集積室から取出したり、取出したフィ
ルタを別の燃焼装置で燃焼させたりしなければならない
煩わしさが残存していた。また、フィルタの取外し作業
中はこの装置の使用が一時的にできなくなりエンジンの
性能試験に支障を来す恐れもあった。本発明の目的は、
フィルタを煤集積室から取出して燃焼させる煩わしい作
業が不要になり、簡易な方法でフィルタを再生させるこ
とが可能となる集塵機の煤処理装置を提供することにあ
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の構成を、実施例に対応する図１を用いて説明
する。本発明は、排出口１７ｂを下部に有し、大気又は
途中に第２電磁弁１２ａが設けられた排ガス排出管１２
に連通可能な開閉弁１８を上部に有する沈降ボックス１
７が設けられ、沈降ボックス１７の周囲に沈降ボックス
１７に連通する連通孔１３ａを有する多孔質セラミック
フィルタ１３が取付けられ、途中に第１電磁弁１１ａが
設けられた排ガス導入管１１がフィルタ１３の連通孔１
３ａに接続され、フィルタ１３の連通孔１３ａを構成す
る多孔質孔壁の外側に排ガス排出管１２が接続され、フ
ィルタ１３の連通孔１３ａを構成する多孔質孔壁の外側
に孔壁を通して連通孔１３ａ内に圧縮空気を導入する逆
洗弁１６ｂ付き逆洗手段１６が設けられ、第１電磁弁１
１ａ及び第２電磁弁１２ａを開放し開閉弁１８を閉止し
た状態で排ガスに含まれる煤１４及びＳＯＦを多孔質孔
壁に捕集し、第１電磁弁１１ａを閉止しかつ第２電磁弁
１２ａ及び開閉弁１８を閉止した状態で逆洗弁１６ｂを
極めて短時間開放して連通孔１３ａの多孔質孔壁に堆積
した煤１４をフィルタ１３から離脱させて沈降ボックス
１７に導き、第１電磁弁１１ａ及び開閉弁１８を開放し
かつ第２電磁弁１２ａを閉止して連通孔１３ａ及び沈降
ボックス１７に排ガスを通過させることにより多孔質孔
壁に捕集したＳＯＦを燃焼除去するように構成された集
塵機の煤処理装置である。

【０００７】

【作用】フィルタ１３に堆積した煤１４をフィルタ１３
から剥離させるときには、第１電磁弁１１ａを閉止しか
つ第２電磁弁１２ａ及び開閉弁１８を閉止した状態で逆
洗弁１６ｂを極めて短時間開放して連通孔１３ａの多孔
質孔壁に堆積した煤１４をフィルタ１３から離脱させて
沈降ボックス１７に導き、フィルタ１３に堆積した煤１
４を沈降ボックス１７に集積させる。ＳＯＦがフィルタ
１３に蓄積されたならば、第１電磁弁１１ａ及び開閉弁
１８を開放しかつ第２電磁弁１２ａを閉止して連通孔１
３ａ及び沈降ボックス１７に排ガスを通過させることに
より多孔質孔壁に捕集したＳＯＦを燃焼除去する。

【０００８】

【実施例】次に本発明の第１の実施例を図面に基づいて
詳しく説明する。図１に示すように、排ガス導入管１１
と排ガス排出管１２との間には排ガス導入管１１を通過
する排ガスに含まれる煤を捕集する多孔質セラミックフ
ィルタ１３が設けられる。図示しないディーゼルエンジ
ンの運転試験室の排気口は排ガス導入管１１を介してフ
ィルタ１３に接続される。排ガス導入管１１の途中には
本装置を使用しない場合に備えて導入する排ガスを遮断
する電磁弁１１ａが設けられ、通常の運転状態では開放
されている。本実施例においては４個のフィルタを使用
するため、排ガス導入管１１はフィルタ近傍において４
本に分離される。また排ガス排出管１２のフィルタ１３
近傍にはフィルタ１３を通過した排ガスを遮断する電磁
弁１２ａが逆洗時に使用するためそれぞれに設けられ、
オンすると排ガス排出管１２を開放しオフすると排ガス
排出管１２を閉止するようになっている。それぞれのフ
ィルタ１３に設けられた排ガス排出管１２はその後１箇
所に統合され１本の排出管１２ｂとなり、排ガスを大気
に排出できるようになっている。フィルタ１３はこの例
では多孔質の耐熱性を有するセラミック材料により直方
体状に形成され、排ガス中のパティキュレート１４を捕
集する。

【０００９】またフィルタ１３の排ガス下流側にはフィ
ルタ１３に堆積した煤１４を剥離させる逆洗手段１６が
設けられる。この逆洗手段１６は圧縮空気をタンクに貯
蔵するコンプレッサ（図示せず）と、タンクに貯蔵され
た圧縮空気をフィルタ１３に導入する導管１６ａと、導
管１６ａの途中に設けられ導管１６ａを開閉する逆洗弁
１６ｂとを有する。導管１６ａの一端はタンクに接続さ
れ、他端はフィルタ１３の出口側の面を臨むように接続
される。また逆洗弁１６ｂはこの例では電磁弁であり、
オンすると導管１６ａを開放しオフすると導管１６ａを
閉止するようになっている。

【００１０】フィルタ１３は沈降ボックス１７の周囲に
取付けられる。沈降ボックス１７はこの例では鋼板を加
工して作られ、左右にフィルタ１３が上下２段にそれぞ
れ隣接して設けられる。フィルタ１３には前述した排ガ
ス導入管１１、排ガス排出管１２及び導管１６ａの他端
が各フィルタにそれぞれ取付けられる。フィルタ１３が
取付けられた状態で沈降ボックス１７の中央にはフィル
タ１３から逆洗により離脱した煤１４を沈降させる空間
１７ａが設けられる。沈降ボックス１７の下部、即ち空
間１７ａの下方はじょうご状に加工され、空間１７ａか
ら沈降する煤１４を重力により収集して排出口１７ｂに
導くようになっている。排出口１７ｂには、図示しない
が、煤を集積するボックス又は従来例において説明した
搬送手段を有する煤焼却装置等が設けられ、通常の動作
状態では密閉されるようになっている。

【００１１】右側上段のフィルタ１３を代表してフィル
タ１３の説明をすると、フィルタ１３は右側の排ガス導
入管１１側から図面左側の沈降ボックス１７に連通する
複数の連通孔１３ａ（図では２本のみ示す）を有する。
この連通孔１３ａは排ガス導入管１１より導入された排
ガスが通過する際にこの孔壁を連通させることにより煤
１４を取り除き排ガスを排ガス排出管１２に導くように
なっている。

【００１２】本実施例の特徴ある構成は、沈降ボックス
１７の上部に開閉弁１８が設けられたところにある。こ
の実施例においては沈降ボックス１７の上部に一端が接
続され他端が排ガス排出管１２に接続されたダクト１８
ａ内にダクト１８ａを開閉するように開閉弁１８が設け
られる。この開閉弁１８はアクチュエータ１８ｂにより
開閉が行われ、その開閉はコントローラ１９により行わ
れる。コントローラ１９の制御出力がオンするとダクト
１８ａを閉止しオフするとダクト１８ａを開放するよう
になっている。

【００１３】コントローラ１９の制御入力にはＳＯＦ焼
却モードにするための手動スイッチ１９ｂが接続され、
かつコントローラ１９にはタイマ１９ａが内蔵される。
コントローラ１９の制御出力はアクチュエータ１８ｂの
他に、排ガス排出管１２に設けられたそれぞれの電磁弁
１２ａ及び導管１６ａに設けられたそれぞれの逆洗弁１
６ｂに接続される。タイマ１９ａには本装置運転中にお
ける電磁弁１２ａ及び逆洗弁１８ｂの動作時間が所定の
時間間隔をあけて設定される。

【００１４】このように構成された集塵機の煤処理装置
の動作を説明する。本装置の排ガス導入管１１には性能
試験中のエンジンが接続されている。そのエンジンは種
種の性能試験用のパターンで運転され、その排ガスは常
に排ガス導入管１１に送込まれている。排ガスを送込ん
でいる所定の時間が経過すると、タイマ１９ａのタイム
アウト信号に基づいてコントローラ１９は排ガス排出管
１２の電磁弁１２ａをオフして排ガス排出管１２を閉止
し、逆洗弁１６ｂを極めて短い時間だけオンして導管１
６ａを開放する。この導管１６ａの開放により圧縮空気
がフィルタ１３に吹付けられ、煤１４をフィルタ１３か
ら離脱させる。フィルタ１３から離脱した煤１４は図２
に示すように沈降ボックス１７の中央の空間１７ａに吐
出され、空間を重力により沈降し、排出口１７ｂから排
出され、その後図示しない別の手段により処理されるこ
ととなる。

【００１５】この逆洗が繰返し行われる間に逆洗ではフ
ィルタから離脱させることができないＳＯＦがフィルタ
１３に蓄積される。このＳＯＦの蓄積はエンジンの背圧
を上昇させるため、点検者が規定のレベル以上の背圧で
あることが、性能試験中のエンジンに設けられた背圧の
圧力計により確認されたときは、コントローラ１９の手
動スイッチ１９ｂを入れて、ＳＯＦ焼却モードに変更す
る。即ち、コントローラ１９は排ガス排出管１２の電磁
弁１２ａをオフして排ガス排出管１２を閉止し、アクチ
ュエータにオフ信号を送り開閉弁１８を作動させダクト
１８ａを開放する。これと共に点検者は性能試験中のエ
ンジンを無負荷にしかつ高回転の運転モードに変更す
る。これによりエンジンからはパティキュレートの少な
いかつ高温の排ガスが排ガス導入管１１に送られるよう
になり、排ガスは図１に詳しく示すようにフィルタ１３
の連通孔１３ａを通過して沈降ボックス１７の上部に設
けられたダクト１８ａを通過し、最終的には排出管１２
ｂを介して大気に放出されるようになる。

【００１６】エンジンの高回転による高温の排ガスはフ
ィルタ１３の連通孔１３ａを通過する際にフィルタ１３
に付着したＳＯＦを燃焼させ、その灰を排出させる。Ｓ
ＯＦの燃焼が終了した段階で点検者は再びコントローラ
１９の手動スイッチ１９ｂを切り、排ガス排出管１２の
電磁弁１２ａをオンして排ガス排出管１２を開放し、ア
クチュエータにオン信号を送り開閉弁１８を再び作動さ
せダクト１８ａを閉止する。これとともに点検者は性能
試験中のエンジンを通常の性能試験モードの運転条件に
復元させる。これによりエンジンの運転試験室の排ガス
がフィルタ１２により再び浄化されて屋外に排出され
る。

【００１７】なお、上記実施例では手動スイッチにより
コントローラが電磁弁及びアクチュエータを制御した
が、エンジンの排ガスの圧力を検知するセンサを設け、
コントローラがこのセンサの検出出力に基ずき各ダンパ
及びアクチュエータを制御してもよい。また、上記実施
例では性能試験中のエンジンを無負荷状態の高回転によ
り高温の排ガスをフィルタに送込んだが、性能試験用の
エンジンと並列に高温熱風発生装置を設け、この装置の
熱風によりフィルタに付着したＳＯＦを焼却してもよ
い。また、上記実施例では４個のフィルタを使用した
が、２個でも６個〜１０個のフィルタを使用してもよ
い。更に、上記実施例では開閉弁を沈降ボックスの上部
と排ガス排出管を連通するダクトの内部に設けたが、沈
降ボックスの上部に直接設け、排ガスを大気に排出して
もよい。

【００１８】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、排
出口を下部に有し、大気又は途中に第２電磁弁が設けら
れた排ガス排出管に連通可能な開閉弁を上部に有する沈
降ボックスを設け、沈降ボックスの周囲に沈降ボックス
に連通する連通孔を有する多孔質セラミックフィルタを
取付け、途中に第１電磁弁が設けられた排ガス導入管を
フィルタの連通孔に接続し、フィルタの連通孔を構成す
る多孔質孔壁の外側に排ガス排出管を接続し、フィルタ
の連通孔を構成する多孔質孔壁の外側に孔壁を通して連
通孔内に圧縮空気を導入する逆洗弁付き逆洗手段を設け
たので、第１電磁弁及び第２電磁弁を開放し開閉弁を閉
止すれば排ガスに含まれる煤及びＳＯＦを多孔質孔壁に
捕集でき、第１電磁弁を閉止しかつ第２電磁弁及び開閉
弁を閉止して逆洗弁を極めて短時間開放すれば連通孔の
多孔質孔壁に堆積した煤をフィルタから離脱させて沈降
ボックスに導くことができる。また、第１電磁弁及び開
閉弁を開放しかつ第２電磁弁を閉止して連通孔及び沈降
ボックスに排ガスを通過させれば、多孔質孔壁に捕集し
たＳＯＦを燃焼除去することができ、従来のフィルタを
煤集積室から取出して別の燃焼装置でフィルタに付着し
たＳＯＦを洗浄又は燃焼させる煩わしい作業が不要にな
る。更に、その方法も第１電磁弁及び開閉弁を開放しか
つ第２電磁弁を閉止して連通孔及び沈降ボックスに排ガ
スを通過させるという簡易な方法でフィルタを再生させ
ることができ、この装置の連続的な使用が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明実施例の煤処理装置のＳＯＦ焼却時の動
作を示す構成図。

【図２】その装置の通常の逆洗時の動作を示す構成図。

【図３】従来例を示す構成図。

【符号の説明】

１１ 排ガス導入管１１ａ 第１電磁弁 １２ 排ガス排出管１２ａ 第２電磁弁 １３ フィルタ １３ａ 連通孔 １４ 煤 １６ 逆洗手段１６ｂ 逆洗弁 １７ 沈降ボックス１７ｂ 排出口 １８ 開閉弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 排出口(17b)を下部に有し、大気又は途
   中に第２電磁弁(12a)が設けられた排ガス排出管(12)に
   連通可能な開閉弁(18)を上部に有する沈降ボックス(17)
   が設けられ、 前記沈降ボックス(17)の周囲に前記沈降ボックス(17)に
   連通する連通孔(13a)を有する多孔質セラミックフィル
   タ(13)が取付けられ、 途中に第１電磁弁(11a)が設けられた排ガス導入管(11)
   が前記フィルタ(13)の連通孔(13a)に接続され、 前記フィルタ(13)の連通孔(13a)を構成する多孔質孔壁
   の外側に前記排ガス排出管(12)が接続され、 前記フィルタ(13)の連通孔(13a)を構成する多孔質孔壁
   の外側に前記孔壁を通して前記連通孔(13a)内に圧縮空
   気を導入する逆洗弁(16b)付き逆洗手段(16)が設けら
   れ、 前記第１電磁弁(11a)及び前記第２電磁弁(12a)を開放し
   前記開閉弁(18)を閉止した状態で前記排ガスに含まれる
   煤(14)及びＳＯＦを前記多孔質孔壁に捕集し、 前記第１電磁弁(11a)を閉止しかつ前記第２電磁弁(12a)
   及び前記開閉弁(18)を閉止した状態で前記逆洗弁(16b)
   を極めて短時間開放して前記連通孔(13a)の多孔質孔壁
   に堆積した煤(14)を前記フィルタ(13)から離脱させて前
   記沈降ボックス(17)に導き、 前記前記第１電磁弁(11a)及び前記開閉弁(18)を開放し
   かつ前記第２電磁弁(12a)を閉止して前記連通孔(13a)及
   び前記沈降ボックス(17)に排ガスを通過させることによ
   り前記多孔質孔壁に捕集したＳＯＦを燃焼除去するよう
   に構成された 集塵機の煤処理装置。