JP4931856B2

JP4931856B2 - 排気ガス処理装置の吸塵方法及び吸塵装置

Info

Publication number: JP4931856B2
Application number: JP2008121398A
Authority: JP
Inventors: 入江　　徹
Original assignee: Sango Co Ltd
Current assignee: Sango Co Ltd
Priority date: 2008-05-07
Filing date: 2008-05-07
Publication date: 2012-05-16
Anticipated expiration: 2028-05-07
Also published as: JP2009270480A

Description

本発明は、排気ガス処理装置の吸塵方法及び吸塵装置に関し、特に内燃機関に装着される排気ガス処理装置内の残留異物を除去する吸塵方法及び吸塵装置に係る。

本発明が対象とする排気ガス処理装置として代表的な触媒コンバータは、一般的に、セラミック製触媒担体にセラミック繊維製緩衝部材（緩衝マット）を巻回したものをステンレス製外筒へ圧入することによって製造される。このとき、径方向に圧縮されたセラミック繊維製緩衝マットの反発力により、触媒担体に対する保持力が発生する。このセラミック繊維製緩衝マットの外筒への圧入に際しては、例えば特許文献１に記載のような治具を用いる方法が一般的であり、圧入方向先端部の繊維が折損して緩衝マットの端面に付着した形で、触媒コンバータ内に残留する傾向にある。

一方、上記圧入工程の後工程での溶接スパッタや排気堆積物を排除する方法として、例えば特許文献２にはマットの切欠きに残留異物をトラップする方法が開示されており、特許文献３には、貫通孔からエアを吹き込み、反対側の貫通孔から堆積物を排出する方法が開示されている。

特開２００３−２２５８３４号公報特開２００２−３３２８３４号公報実開平４−１１３７２９号公報

然し乍ら、前述の圧入工程時の残留繊維による後工程への影響を考慮すると、触媒担体及び緩衝マットの外筒への圧入直後に緩衝マットの端面に付着した残留繊維は、次工程に移行する前に確実に除去する必要がある。然し乍ら、前掲の特許文献２及び３の何れに開示された方法も、排気系システムとして完成した後の残留異物の処理方法に係るものであるので、圧入直後に緩衝マットの端面に付着した残留繊維の除去には適用し得ない。

排気ガス処理装置内の残留異物を除去する吸塵方法としては、排気ガス処理装置内に対する気体の導入あるいは吸引によって残留異物を除去する方法が考えられるが、金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持する排気ガス処理装置に対し、単に気体の導入あるいは吸引によっては残留繊維を除去することはできない。例えば、前掲の特許文献３に記載の方法に基づき、触媒コンバータ完成直後に、外筒内に空気（工場エア）を吹き込むことを考え得るが、吹き込まれた空気は、通気性のある触媒担体だけを通過してしまい、緩衝マットの端面には衝接せず、残留繊維は付着したままとなる。これに代えて、外筒の開口から空気を吸引しても同様であり、反対側の開口から導入される空気が触媒担体だけを通過し、残留繊維は緩衝マットの端面に付着したままとなる。

そこで、本発明は、金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持する排気ガス処理装置の完成直後に、緩衝部材に付着した残留繊維を確実に除去し得る吸塵方法を提供することを課題とする。

また、本発明は、金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持する排気ガス処理装置に対し、その完成直後に、緩衝部材に付着した残留繊維を確実に除去し得る吸塵装置を提供することを別の課題とする。

上記課題を解決するため、本発明の排気ガス処理装置の吸塵方法は、請求項１に記載のように、金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持し、前記金属製外筒の軸方向の両側に開口部を有する排気ガス処理装置に対し、一方の開口部を閉塞した状態で支持し、他方の開口部から気体を導入すると共に、少なくとも前記繊維状緩衝部材に衝接した気体を吸引して前記他方の開口部から排出することとしたものである。

上記の吸塵方法において、請求項２に記載のように、前記他方の開口部からの気体の導入を間歇的に行うこととするとよい。あるいは、請求項３に記載のように、前記他方の開口部から前記繊維状緩衝部材に向けて連続して気体を噴射することとしてもよい。

また、本発明の排気ガス処理装置の吸塵装置は、請求項４に記載のように、金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持し、前記金属製外筒の軸方向の両側に開口部を有する排気ガス処理装置に対し、該排気ガス処理装置を保持する保持手段と、一方の開口部を閉塞し、閉塞状態を維持する閉塞手段と、他方の開口部から気体を導入する気体導入手段と、少なくとも前記繊維状緩衝部材に衝接した気体を吸引して前記他方の開口部から排出する気体排出手段を備えることとしたものである。

上記の吸塵装置において、請求項５に記載のように、前記気体導入手段が、前記他方の開口部からの気体の導入を間歇的に行う間歇導入手段を備えたものとするとよい。あるいは、請求項６に記載のように、前記気体導入手段が、前記他方の開口部から前記繊維状緩衝部材に向けて連続して気体を噴射するノズルを備えたものとしてもよい。

本発明は上述のように構成されているので以下に記載の効果を奏する。即ち、請求項１及び４に記載の吸塵方法及び吸塵装置によれば、金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持する排気ガス処理装置に対し、金属製外筒の一方の開口部を閉塞した状態で支持し、他方の開口部から気体を導入すると共に、少なくとも繊維状緩衝部材に衝接した気体を吸引して他方の開口部から排出することとしているので、排気ガス処理装置の完成直後に、緩衝部材に付着した残留繊維を確実に除去することができる。

特に、請求項２及び５に記載のように、他方の開口部からの気体の導入を間歇的に行い、あるいは、請求項３及び６に記載のように、他方の開口部から繊維状緩衝部材に向けて連続して気体を噴射することにより、緩衝部材に付着した残留繊維を一層確実に除去することができる。

以下、本発明の望ましい実施形態について図面を参照して説明する。図１乃至図３は本発明の一実施形態に係るもので、本実施形態の対象とする排気ガス処理装置としては、触媒コンバータ１０が用いられている。先ず、図２を参照して触媒コンバータ１０の構造を説明すると、排気ガス処理部材たる触媒担体１１に繊維状緩衝部材たる緩衝マット１２が巻回された状態で、金属製外筒１３内に収容され、図２に示すように触媒担体１１が緩衝マット１２を介して金属製外筒１３内に保持されている。金属製外筒１３の軸方向の両側には開口部１４及び１５が形成されている。

本実施形態の吸塵装置は、図１に示すように、触媒コンバータ１０を保持する保持手段として、架台１に載置された天板２と、その開口２ａ回りに固定された環状のガイド３が設けられている。また、開口部１４を閉塞し、閉塞状態を維持する閉塞手段として、天板２に立設されたフレーム４と、これにアーム５を介して支持され、空気圧あるいは油圧駆動によってロッド６ａを昇降するシリンダ６、及びロッド６ａの下端に固定された蓋部材７が設けられている。これらは、蓋部材７が最も下方に位置するときに（図１に２点鎖線で示す位置で）、触媒コンバータ１０の開口部１４が閉塞されるように配置されている。蓋部材７の少なくとも開口部１４に当接する部分は、弾性変形してシールドし得るように、例えば蓋部材７自体がゴムや樹脂で形成されている。

そして、開口部１５側（図１の下方側）から気体を導入する気体導入手段、及び少なくとも緩衝マット１２に衝接した気体を吸引して開口部１５側から排出する気体排出手段として、吸排装置２０が設けられている。天板２のガイド３下方にはファンネル９が配置され、このファンネル９内には上向きのテーパ面９ａが形成され、空間Ｓが郭成されており、下方の開口９ｂにダクト８が接合されている。このダクト８は途中で分岐され、一方の分岐ダクトが吸引機２１に接合されて吸排ダクト８ａとされ、他方の分岐ダクトが開閉装置３０に接合されて導入ダクト８ｂとされている。この開閉装置３０は間歇導入手段を構成し、開口部１５への気体（空気）の導入を間歇的に行うものである。尚、本実施形態では気体として空気が用いられるが、特定のガスを用いてもよい。

本実施形態の吸排装置２０は、例えば真空ポンプで構成される吸引機２１によって、閉塞状態とした触媒コンバータ１０内の空気を吸排ダクト８ａ及びファンネル９を介して吸引し、空間Ｓ内を負圧状態にしておき、開閉装置３０及び導入ダクト８ｂを介して空間Ｓ内に気体（空気）を導入して気体導入手段として機能すると共に、緩衝マット１２等に衝接した気体を吸排ダクト８ａを介して吸引して、排気ダクト２２から排出するように構成されている。

また、開閉装置３０は、導入ダクト８ｂの開口を開閉するバルブ３１と、これにリンク機構３２を介して連結されるアクチュエータ３３を備え、このアクチュエータ３３の駆動に応じてバルブ３１によって導入ダクト８ｂの開口を開閉するように構成されている。尚、バルブ３１の駆動手段としては、リンク機構３２を介することなく、直接バルブ３１を往復動するアクチュエータ（図示せず）とし、導入ダクト８ｂの開口に対し軸方向にバルブ３１が近接（当接）及び離隔するように駆動する構成としてもよい。

上記のように構成された吸塵装置を用いた吸塵方法を説明すると、先ず、作業者あるいはロボット（図示せず）によって天板２の開口２ａと同軸上に触媒コンバータ１０が載置され、ガイド３によって位置決めされる。この状態の触媒コンバータ１０に対し、シリンダ６によって蓋部材７を下降駆動し、触媒コンバータ１０の開口部１４を閉塞する。この状態で、吸引機２１によって空間Ｓの空気を吸引し排気ダクト２２から排出する。この吸引によって、緩衝マット１２の端面１２ａに付着していた残留繊維の一部は、端面１２ａより離脱し、吸引機２１によって空気と共に排出される。

上記の作動によっても除去されない残留繊維に対し、本実施形態では、更に、触媒コンバータ１０内の負圧が一定値に達した時点で、図３に示すようにバルブ３１を瞬間的に若干開き、導入ダクト８ｂを介して触媒コンバータ１０内に空気（図３に矢印で示す）を導入すると、図２に矢印で示すように、主としてファンネル９の内面に沿って勢いよく負圧の空間Ｓ内に伝播し、緩衝マット１２の端面１２ａにも空気が衝突して衝撃を与え、その反動で離脱した残留繊維が空間Ｓ内に放出され、浮遊する状態となる。また、バルブ３１の開作動の瞬間に圧力波が発生し、触媒コンバータ１０の内面全体に衝撃を与えるので、これも残留繊維の離脱に寄与する。この状態から、バルブ３１を閉じると、空間Ｓ内に浮遊する残量繊維は吸引機２１によって吸引され、排気ダクト２２から排出される。

本実施形態では、吸引機２１による吸引負圧は−２０乃至−２２kpaに設定され、約１秒間バルブ３１を開き、５乃至１０秒間は閉位置とするように設定されている。即ち、吸塵工程として、５乃至１０秒の間歇間隔で、バルブ３１の開放を２乃至３回繰り返して１サイクルとしているが、これらは適宜設定すればよい。また、自然吸引に代え、加圧した空気あるいは気体を吹き込むこととしてもよい。更に、空間Ｓ内にフィン等の攪拌部材（図示せず）を設置して、空気を適宜分散させるように構成してもよい。

次に、図４及び図５は他の実施形態に係る吸塵装置を示すもので、触媒コンバータ１０、ファンネル９、保持手段及び閉塞手段等は前述の実施形態と実質的に同じであり、実質的に同じ部材には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態の閉塞手段として、蓋部材７にはシールド部材７ａが装着されており、図５に示すように触媒担体１１内の連通路を確実に閉塞し得るように構成されているが、これは省略することとしてもよい。本実施形態では、気体導入手段として噴射装置４０が用いられ、ノズル４１によって、触媒コンバータ１０の開口部１５側から緩衝マット１２に向けて連続して気体を噴射するように構成されている。

噴射装置４０においては、図４に示すように、架台１の底板１ｂにガイドレール４２が立設されており、その上端にプーリ４３が装着され、ワイヤ４４が張設されている。ワイヤ４４の一端は昇降装置４７のプーリ４５に巻回され、他端は回転駆動装置４６に固定されている。而して、昇降装置４７によってプーリ４５が回転駆動されると、ワイヤ４４を介して回転駆動装置４６がガイドレール４２に沿って上方に摺動し、回転駆動装置４６のプーリ４５が自由状態とされると自重によって下降するように構成されている。

回転駆動装置４６は内部のモータ（図示せず）によってノズル４１を軸回りに回転駆動し得るように構成されている。そして、回転駆動装置４６に対し外部から配管４６ａを介して加圧空気が供給され、先端の２つのノズル（代表して４１で示す）から噴出するように構成されている。本実施形態においては、ファンネル９の開口近傍に集塵ノズル５０が配設され、排出ダクト５１を介して外部に接続されている。

而して、昇降装置４７の駆動によって回転駆動装置４６を上昇させ、ノズル４１を空間Ｓ内に挿入し、図５に示す位置で停止する。ここで、回転駆動装置４６によってノズル４１を少なくとも１８０度回転駆動しながら、緩衝マット１２の端面１２ａに向けて加圧空気を噴射する。これによって、緩衝マット１２の端面１２ａに付着していた残留繊維は緩衝マット１２から強制的に離脱され、空間Ｓ内の空気と共に、ファンネル９から排出される。尚、ファンネル９から排出された気体及び残留繊維等は集塵ノズル５０によって吸引（雰囲気吸引）され、排出ダクト５１を介して外部に放出（除去）される。

上記の各実施形態によって、触媒コンバータ１０の完成直後に、緩衝マット１２の端面１２ａに付着していた残留繊維はもちろん触媒コンバータ１０内の残留異物を確実に除去することができる。尚、排気ガス処理装置（触媒コンバータ１０等）に、テーパ部やエキゾーストマニホールド等を組み付けた後、あるいは両端に縮径加工（スピニング加工等）を施した後に、上記の吸塵装置を作動することとしてもよいが、残留異物への衝撃の達し易さ及び残留繊維の排出し易さを考慮すると、触媒コンバータ１０の状態での吸塵作動が好ましい。

また、一つの排気ガス処理装置（触媒コンバータ１０等）に対して、上記図１及び図４に記載の各実施形態の吸塵装置を連続して作動することとしてもよく、上記図１及び図４に記載の吸塵装置を組み合わせて単一の吸塵装置を構成することとしてもよい。更には、圧入装置やサイジング装置を吸塵装置に組み込むこととしてもよい。何れの実施形態においても、超音波発振機等によって導入空気を音響的に加振するように構成してもよく、これにより衝撃性を向上させることができる。また、何れの実施形態においても、作業者の便宜や設置スペースを考慮し、吸塵装置を縦型とし上下方向の作動をもって説明したが、横型としてもよく、配置等は任意である。

尚、排気ガス処理装置（触媒コンバータ等）自体の製造方法としては、圧入方式、緩挿入及びサイジング方式、外筒巻回方式等、どのような方法を採用してもよい。内蔵する担体としては触媒担体に限らず、パティキュレートフィルタや改質器など、全ての排気ガス処理装置の構成品を包含する。外筒内の担体数は任意であり（タンデム等）、担体はセラミック製でも金属製でもよい。

本発明の一実施形態に係る吸塵装置の断面図である。本発明の一実施形態における空気導入状態を示す断面図である。本発明の一実施形態における開閉装置の作動状態を示す断面図である。本発明の他の実施形態に係る吸塵装置の断面図である。本発明の他の実施形態における空気噴射状態を示す断面図である。

符号の説明

１架台
２天板
６シリンダ
９ファンネル
１０触媒コンバータ
１４，１５開口部
２０吸排装置
２１吸引機
３０開閉装置
４０噴射装置
４１ノズル
４６回転駆動装置

Claims

金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持し、前記金属製外筒の軸方向の両側に開口部を有する排気ガス処理装置に対し、一方の開口部を閉塞した状態で支持し、他方の開口部から気体を導入すると共に、少なくとも前記繊維状緩衝部材に衝接した気体を吸引して前記他方の開口部から排出することを特徴とする排気ガス処理装置の吸塵方法。
前記他方の開口部からの気体の導入を間歇的に行うことを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理装置の吸塵方法。
前記他方の開口部から前記繊維状緩衝部材に向けて連続して気体を噴射することを特徴とする請求項１記載の排気ガス処理装置の吸塵方法。
金属製外筒の内部に繊維状緩衝部材を介して排気ガス処理部材を保持し、前記金属製外筒の軸方向の両側に開口部を有する排気ガス処理装置に対し、該排気ガス処理装置を保持する保持手段と、一方の開口部を閉塞し、閉塞状態を維持する閉塞手段と、他方の開口部から気体を導入する気体導入手段と、少なくとも前記繊維状緩衝部材に衝接した気体を吸引して前記他方の開口部から排出する気体排出手段を備えたことを特徴とする排気ガス処理装置の吸塵装置。
前記気体導入手段が、前記他方の開口部からの気体の導入を間歇的に行う間歇導入手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の排気ガス処理装置の吸塵装置。
前記気体導入手段が、前記他方の開口部から前記繊維状緩衝部材に向けて連続して気体を噴射するノズルを備えたことを特徴とする請求項４記載の排気ガス処理装置の吸塵装置。