JPH01155923A

JPH01155923A - 除塵用フィルタ

Info

Publication number: JPH01155923A
Application number: JP31549887A
Authority: JP
Inventors: Shiro Takahashi; 四郎高橋
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1987-12-14
Filing date: 1987-12-14
Publication date: 1989-06-19

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、例えばディーゼルエンジンの排ガスなどの含
塵ガス中に含まれるダストを捕捉しあるいは除去するの
に適した除塵用フィルタに関する。

［従来技術およびその問題点」含塵ガス中のダストを捕捉するためのフィルタとしてセ
ラミックスフィルタが実用化されつつある。その一つに
は、産業用に用いられている大型組立構造のセラミック
スフィルタがあり、既に実用化が進んでいる。もう一つ
には、例えばディーゼルエンジンのようなユニット燃焼
機器、あるいはこれに準するスケールの含塵排気量をも
つ燃焼機器、装置から排出される含塵ガスを対象とする
一体構造のユニ・ントセラミックスフィルタがある。特
に、車載用ディーゼルエンジンの排気に対するパティキ
ュレートトラッピングのためのセラミックスフィルタの
開発は、大きなテーマの一つとして開発進行中であるが
、未だ実用化されてぃないのが現状である。

上記ディーゼルエンジンの排ガスのためのセラミックス
フィルタとして、例えば第７図、第８図に示す構造のセ
ラミックスフィルタが提案されでいる。このフィルタは
、壁厚０．５ｍｍ程度の通気性の隔壁３が全体としてハ
ニカム構造をなし、一方の端面では、セルが市松模様状
に閉塞され、上記と対向する他方の端面では、上記一方
の端面で閉塞されたセルは開口し、上記一方の端面で開
口されたセルは閉塞されている。これによって、ハニカ
ムのセルが含塵ガス通路１と、清浄ガス通路２とに分れ
であり、ディーゼル排カスなどの含塵ガスＡの流入側の
端面においては、清浄ガス通路２が閉塞され、清浄ガス
口の流出側の端面においでは、含塵ガス通路１が閉塞さ
れている。

したがって、含塵ガスへが一方の端面がら含塵ガス通路
１内に入ると、通気性の隔壁３１Ｆｒ通しで清浄ガス通
路２内に導入され、このとき、隔壁３によってダストが
捕捉され、ガスは清浄化されて清浄ガス８となる。清浄
ガス８は清浄ガス通路２を通り他方の端面から排出され
る。こうして捕捉されたダストが含塵ガス通路１の内窒
に堆積してガスの通過圧損が増大したときは、フィルタ
を加熱してダストを燃焼除去するようにしている。

なお、含塵ガス通路１内に堆積したダストの除去に関し
ては、上記のようにフィルタを加熱してダストを燃焼除
去することが提案されでいるが、ダスト中には、通常、
１〜５％の不燃性成分が存在し、これらが灰分として残
り、フィルタの性能を低下させるという問題点があった
。このため、含塵ガス通路１内に堆積したダストの除去
方法としては、清浄ガス通路２側に高圧ガスを吹込んで
逆洗を行なう方法がより好ましいと考えられ、このよう
な逆洗手段を備えた除塵装置が、近年種々提案されでい
る。

しかし、このフィルタでは、含塵ガスＡが含塵ガス連路
ＩＩ！流れでいくにしたがい、隔壁３を通過してガスが
清浄ガス通路２に抜けていくため、含塵ガスＡの量が少
なくなってその流速が次第に低下する。すなわち、含塵
ガス通路１に沿っでみたとき、上流側の流３！ＩＶ１に
比べて下流側の流速ｖ２は低下する。そして、含塵ガス
通路１の閉塞された端面近傍では、含塵ガスＡの流速は
殆ど０に近い状態となる。このように含塵ガスＡの流速
が低下すると、含塵ガス＾が隔壁を通過する量も低下す
る。このため、このフィルタでは、含塵ガス通路１の流
入口に近い部分の隔！でより多くガスが通過し、含塵ガ
ス通路１の奥の方の隔壁ではガスが通過する量は少なく
なる。このようにガスの通過量に偏りが生じるというこ
とは、全体のろ過面積を有効に利用していることとはい
えず、全体としての通過圧損が大きくなることを意味す
る。

また、含塵ガスＡ中に含まれるダストは、その慣性力に
よって直進しようとする傾向をもっでいる。このため、
含塵ガス通路１の途中でガスが周囲の隔壁から抜けてい
っでも、ダストはそのまま直進して閉塞された端面に近
い部分に集められる傾向が生じる。このように、ダスト
が特に閉塞された端面に近い部分に集められると、その
部分のガスの通過圧損はざらに増大し、含塵ガス通路１
の入口部と終端部とのガスの通過量の偏りがさらに大き
くなる。これは、除塵操作時の通過圧損増大につながる
ばかりでなく、逆洗効果が充分に得られないという問題
にもつながる。すなわち、上記のようにダストが含塵ガ
ス通路１の一部に偏在して堆積していると、その部分の
通過圧損は大きくなり、ダストの堆積の少ない部分の通
過圧損は小さくなる。このため、清浄ガス通路２に加圧
ガスを吹込んで逆洗を行なったとき、逆洗ガスが通過圧
損の小さい部分、すなわちダストの堆積量の少ない部分
をより多く通過し、通過圧損の大きい部分、すなわちダ
ストめ堆積量の多い部分では通過量が少なくなる。した
がって、ダストがより多く堆積した部分において充分な
逆洗効果が得られず、ダストが残留してしまう傾向があ
った。

「発明の目的」本発明の目的は、含塵ガスのガス通過量をできるだけ平
均化して全体としてのガスの通過圧損を低く抑え、かつ
、隔壁へのダスト付着量をできるだけ平均化して充分な
逆洗効果が得られるようにした除塵用フィルタを提供す
ることにある。

「発明の構成」本発明は、通気性多孔質な隔！により含塵ガス通路と清
浄ガス通路とが区画されてなる除塵用フィルタにおいて
、前記含塵ガス通路が含塵ガスの流れ方向に向けて次第
に流路幅が狭められるように形成されていることを特徴
とする。

「作用」本発明では、上記のように含塵ガス通路が含塵ガスの流
れ方向に向けて次第に流路幅が狭められるように形成さ
れているので、含塵ガスが含塵ガス通路内を流れる過程
で、隔壁を通してガスが清浄ガス側に徐々に流れ込み、
ガス量が次第に少なくなっても、その反面、流路幅が狭
められてくるので、含塵ガスの流速の低下が防止される
。このように含塵ガスの流速が維持されると、含塵ガス
通路の下流側においても充分にガスがｗＡ壁を通過する
ことになり、ガス通過量を平均化できる。このため、ろ
過面全体をより有効に利用でき、全体としてのガスの圧
損を少なくできる。

また、含塵ガス中に含まれるダストは、その慣性力によ
り含塵ガスの流れ方向に沿って直進しようとする傾向が
あるが、本発明のフィルタでは、含塵ガス通路が次第に
狭められてくるので、流路断面においてほぼ均一に分散
して流れてくるダストが、狭められてくる隔！に徐々に
衝突し、隔壁ｆこ比較的均一１こ付着し堆積する。この
ように、ダストの付着堆積量が均一化すると、逆洗時に
加圧ガスを清浄ガス通路に吹込んだとき、清浄ガス通路
から含塵ガス通路側に流れ込む逆洗ガスの量が均一化さ
れ、全体としての逆洗効果を高めてダストの残留を防止
することができる。

「発明の実施例」第１図および第２図には本発明１こよるフィルタの一実
施例が示されている。

このフィルタ１１は、全体として通気性多孔質なセラミ
ックスを材質としている。主たる構成部材として厚さ約
１ｍｍ以上、好ましくは２〜５ｍｍで長方形状をなす複
数枚の板状体１２ヲ備えており、これらの板状体１２が
断面ジグザグ状をなすように接合されている。すなわち
、最上部の板状体１２ａの一端縁部がその下に位置する
板状体＋２ｂの一端縁部にＶ字状をなして接合されてお
り、板状体＋２ｂの他方の端縁部がその下に位置する板
状体Ｔ２ｃの一端縁部に同じくＶ字状をなして接合され
、板状体１２ｃの他方の端縁部がその下に位置する板状
体＋２ｄの一端縁部に同じくＶ字状をなして接合され、
以下同様にして断面ジグザグ状をなすようｌこ層状に配
列されて接合されている。

これらの板状体１２ａ　、　１２ｂ　、＋２ｃ　、１２
ｄ　＝　（以下、これらを総称して板状体１２とする）
の両側面は、Ｉ！！！＋３．１４で互いに連結され、板
状体間の空間の両側を閉塞している。上記のように断面
ジグザグ状に接合されることにより板状体１２の間には
断面フサと形の空間が形成される。この場合、例えば板
状体１２ａ　、１２ｂの間には第２図中左側に先細とな
る空間が形成され、板状体１２ｂ　、１２ｃの間には右
側に先細となる空間が形成され、板状体１２ｃ　、　１
２ｄの間には左側に先細となる空間が形成される。この
ように先細方向が交互に異なる複数のクサビ形空周が層
状に形成されることになる。

そして、この実施例では、第２図中右側に先細となるク
サビ形空間が含塵ガス通路１５とされ、左側に先細とな
るクサビ形空間が清浄ガス通路１６とされ、その結果、
含塵ガス通路１５と清浄ガス通路１６とが交互に層状に
形成される。そして、含塵ガス通ｇ８１５の広がった方
の端面に含塵ガス流入口１７が形成されており、それと
対向する先細部分は閉塞されている。また、清浄ガス通
路１６の広がった方の端面には、清浄ガス流出口１８が
形成される。

このフィルタ１１は、例えばセラミックス材料を一体的
に鋳込み成形して焼成することにより、あるいは部分的
に押出し成形して焼成し、これを他の部材と接合するこ
とにより、さらには板状体１２や側！１３．１４をそれ
ぞれ作成し、これらを接合することによって、製造する
ことができる。

このフィルタ１１においては、含塵ガス＾を含塵ガス流
入口１７から含塵ガス通路１５内に送入する。

含塵ガス＾は、含塵ガス通路１５に沿って流れ、その途
中で板状体１２を通過して、隣接する上下の清浄ガス通
路１６内に流入する。このとき、含塵ガス＾はその中に
含まれるダストを板状体１２によって捕捉されて除去さ
れ、清浄ガスＢとなる。この清浄ガスＢは、清浄ガス通
路＋６Ｉｖ通り、清浄ガス流出口１８から排出される。

含塵ガス八が含塵ガス通路１５内を通るとき、ガスが板
状体１２を通過して清浄ガス通路１６内に流出していく
ため、含塵ガス通路１５内の含塵ガスＡの量は徐々に少
なくなっていく、流路幅が同一であると、ガス量が少な
くなるに伴なってガスの流速は低下することになるが、
このフィルタ１１では、含、１ガスＡの流れ方向に向け
て流路幅が狭められるように形成されているので、含塵
ガスへの流速を一定レベルに維持することができる。

例えば金属ガス通路１５の流入口１７に近い部分の流速
をｖｌとし、閉塞された先端に近い部分の流速をｖ２と
した場合、流速ｖ２が流速ｖ１よりもそれほど落ちない
ように維持することができる。含塵ガス通路１５内にお
ける流入口１７に近い部分と閉塞された先端に近い部分
とを比較して、含塵ガスＡのろ過面積（主として板状体
１２の内面の面積）は、それほど変わらないので、含塵
ガス＾の流速が一定であれば、ガスの通過量も一定とな
る。

したがって、本発明のフィルタ１１では、板状体１２の
ほぼ全面に亙っておおむね均一なガスの通過がなされ、
ガスの通過量が偏った場合に比べてろ過面をより有効に
利用することができ、全体としてのガスの圧損を少なく
することができる。

また、含塵ガスＡに含まれるダスト１９は、その慣性力
により含塵ガスＡの流れ方向に沿って直進しようとする
性質を有する。そして、ダスト１９は含塵ガス通路１５
の流路断面に亙ってほぼ平均に分散している。したがっ
て、従来のフィルタのように流路幅が同一にされている
場合、ダスト１９は、その直進性のため含塵ガス通路１
５の奥の方の内壁により多く付着堆積することになる。

しかし、本発明のフィルタ１１では、含塵ガスＡが含塵
ガス通路１５内を流れていくに従ってその流路幅が狭め
られてくるので、ダスト１９は、板状体１２の内壁に順
次衝突し、板状体１２の内壁の全体に亙って比較的均一
に付着堆積する。したがって、板状体１２の各部におけ
るガスの通過圧損の偏りが防止され、ガスの通過量が平
均化された状態を維持できる。

含塵ガス通路１５の内！にダスト１９が付着堆積するこ
とにより、ガスの通過圧損が次第に増大してろ過性能が
徐々に低下してくる。このため、含塵ガス通路１５の内
壁に付着堆積したダストを逆洗にて除去する必要がある
。逆洗は、清浄ガス通路１６の流出０１８から、除塵操
作時の含塵ガス圧力よりも０．２気圧以上、場合によっ
ては１気圧以上高圧のガスを例えばパルス流として吹込
むことによって好適になされる。この逆洗ガスは、清浄
ガス通路１６を区画しでいる板状体１２の壁を清浄ガス
通路１６側から含塵ガス通路１５側に通過し、含塵ガス
通路１５内壁に付着堆積したダスト１９を払い落す。

本発明のフィルタ１１では、前述した如く、含塵ガス通
路１５を区画する板状体１２の内面に比較的均一にダス
ト１９が付着堆積しているので、各部におけるガスの通
過圧損が比較的均一となっている。

このため、逆洗ガスの通過量が板状体１２の全体に亙っ
て比較的均一となり、各部に堆積したダスト１９ヲより
効果的に払い落することができる。その結果、ダスト１
９の残留を防止してフィルタ１１の性能を長く維持する
ことが可能となる。

また、逆洗時において、清浄ガス通路１６の流出０１８
寄り部と先細奥部とでの逆洗気流の流速分布も均一化さ
れ、板状体１２のほぼ全面にてより均一化された逆洗が
できるメリットもある。

第３図には本発明によるフィルタの他の実施例が示され
ている。

このフィルタ１１は、基本的には第１図および第２図に
示した実施例と変わりないが、清浄ガス流出口１８の形
成部分が異なる。すなわち、清浄ガス通路１６の開いた
方の端面ば壁２０によって閉塞されており、その代りに
フィルタ１１の一方の側壁１４の清浄ガス通路１６に対
応した部分が切欠かれてその部分が清浄ガス流出口１８
となっている。したがって、このフィルタ１１では、含
塵ガス＾の流入方向に対して、は（ｒ直角方向に清浄ガ
スＢが流出すること（こなり、いわゆる直交流型のフィ
ルタとな〕でいる、この場合、さらに側窒１３の清浄ガ
ス通路１６に対応した部分が切欠かれていてもよい。

第４図には本発明によるフィルタのさらに他の実施例が
示されている。

このフィルタ１１は、第３図の実施例をさらに変更した
ものである。すなわち、このフィルタ１１では、含塵ガ
ス通路１５の先細となった先端部が壁２０から開口して
流出口２１となっている。したがって、含塵ガスＡは、
含塵ガス通路１５内を通って先端の流出口２１から流出
できるようになっている。

ただし、このフィルタ１１の場合、実際には、含塵ガス
Ａの流出口２１を囲むように図示しないダスト捕集部が
配置される。このため、結果的には流出口２１は閉塞さ
れたような形態となり、含塵ガスへの殆どは、板状体１
２を通過して清浄ガス通路１６に流入し、清浄ガスとな
って排出される。しかし、含塵ガス＾に含まれるダスト
の一部は流出口２１から流出して、図示しないダスト捕
集部に集められることになる。

第５図および第６図には本発明によるフィルタ１１のさ
らに他の実施例が示されている。

このフィルタ１１は、第１図および第２図に示したフィ
ルタをざらに改良したものである。すなわち、このフィ
ルタ１１では、清浄ガス通路１６を仕切る板状体１２を
連結するように複数の筒状体２２が設けられており、そ
の清浄ガス通路１６を挾むようにａＧＩｌ接して配置さ
れた含塵ガス通路１５を連通させるように、上記筒状体
２２の内部を通って貫通する通気孔２３が形成されてい
る。

このフィルタ１１では、含塵ガス＾が含塵ガス通路１５
に送入され、板状体１２を通過して隣接する清浄ガス通
路１６内に流入すると共に、含塵ガスＡの一部は通気孔
２３内に入って筒状体２２の壁を通過して清浄ガス通路
１６内に流入する。したがって、通気孔２３内面もろ過
面として機能し、単位体積当りのろ過面積を増大できる
。また、加圧逆洗ガスを清浄ガス通路１６に送入したと
き、清浄ガス通路１６を仕切る板状体１２が筒状体２２
で連結されているので、耐圧性を向上させることができ
る。

さらに、逆洗ガスは、清浄ガス通路１６側から含塵ガス
通路１５側に板状体１２の壁を通過して流入すると共に
、筒状体２２の壁を通過して通気孔２３内にも流入して
、通気孔２３の両端開口部から含塵ガス通路１５内に流
出する。このため、板状体１２を通過した逆洗ガスが含
塵ガス通路１５内壁に付着体積したダストを浮かす作用
を与え、それと共に通気孔２３の両端開口部から流出す
る逆洗ガスが浮いたダストを横方向にずらす作用を与え
るので、逆洗効果をより高めることができる。

なお、上記実施例において、筒状体２２の代りに板状体
１２を部分的に連結するリブを配置し、このリブの連結
部端面を貫通して一つまたは複数の通気孔２３を形成し
てもよい。

また、上記各実施例においては、材質として通気性多孔
質なセラミ・νクスが用いられているが、焼結金属、ポ
ーラスガラスなど、耐熱性を有する他の通気性多孔質材
料を用いてもよい。

さらに、含塵ガス通路１５の内面に溝状、ドツト状など
の像細な凹凸を形成し、それによって表面積を増大させ
、ひいてはろ過面積を増大させるようにしでもよい。

「発明の効果」以上説明したように、本発明によれば、含塵ガス通路が
含塵ガスの流れ方向に向けて次第に流路幅が狭められる
ように形成されているので、含塵ガスの流速を含塵ガス
通路の全域に亙って比較的均一に維持することができ、
ろ過面全体を有効に利用して通過圧損を少なくできる。

また、含塵ガス中に含まれるダストは、含塵ガス通路を
流れる途中で次第に狭められてくる内壁に衝突して順次
付着するので、含塵ガス通路内壁へのダストの付着量も
比較的均一となる。そのため、逆洗効果が高められ、ダ
ストの残留を防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるフィルタの一実施例を示す一部切
欠斜視図、第２図は同フィルタの縦断面図、第３図は本
発明によるフィルタの他の実施例を示す斜視図、第４図
は本発明によるフィルタのざらに他の実施例を示す縦断
面図、第５図は本発明によるフィルタのざらにまた他の
実施例を示す縦断面図、第６図は第５図におけるｘ−Ｘ
線に沿う断面図、第７図は従来のフィルタの一例を示す
斜視図、第８図は同フィルタの断面図である。図中、１１はフィルタ、１２．１２ａ　、　１２ｂ　、
　１２ｃ、＋２ｄは板状体、１３．１４は側壁、１５は
含塵ガス通路、１６は清浄ガス通路、１７は含塵ガス流
入口、１８は清浄ガス流出口、２１は流出口、Ａは含塵
ガス、８は清浄ガスである。特許出願人　　　　旭硝子株式会社代理人　　　　　弁理士　松井　茂ｇＳ　　図第３１！！！ｌ第６図第８図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）通気性多孔質な隔壁により含塵ガス通路と清浄ガ
ス通路とが区画されてなる除塵用フィルタにおいて、前
記含塵ガス通路が含塵ガスの流れ方向に向けて次第に流
路幅が狭められるように形成されていることを特徴とす
る除塵用フィルタ。
（２）特許請求の範囲第１項において、通気性多孔質な
板状体が断面ジグザグ状をなすように接合され、これら
の板状体の間に先細方向が交互に異なるクサビ形空間が
形成されており、これらのクサビ形空間が交互に含塵ガ
ス通路と清浄ガス通路とされ、前記含塵ガス通路の含塵
ガス流入口が前記クサビ形空間の開いた方の端面に形成
されている除塵用フィルタ。
（３）特許請求の範囲第１項または第２項において、セ
ラミックス、焼結金属、ポーラスガラスから選ばれた材
質からなる除塵用フィルタ。