JPH02115014A

JPH02115014A - 集塵装置

Info

Publication number: JPH02115014A
Application number: JP63265380A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Shimoda; 正敏下田; Tatsuoki Igarashi; 龍起五十嵐
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 1988-10-21
Filing date: 1988-10-21
Publication date: 1990-04-27
Anticipated expiration: 2010-10-04
Also published as: JPH0790134B2

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】産業上の利用分野この発明は、フィルタ・エレメントが逆気流で洗浄され
る集塵装置に関し、例えば、自動車の排気系統に使用さ
れる集塵装置に関する。

背景技術最近、ディーゼル・エンジンを搭載したトラックやバス
では、排ガスに含まれる塵、すなわち、スス（黒煙）を
捕集する集塵装置が開発されてきているが、大型で重量
が非常にあり、実用化が困難な状況にある。

発明の目的・課題この発明の目的・課題は、ガス処理量を充分に確保し、
そして、自動車に搭載可能にするまでに小型・軽量化を
図り、自動車の排気系統にも使用可能にするところの集
塵装置の提供にある。

目的・課題に係る構成上の発明の概要：請求する発明の
内容上述の目的・課題に関連して、この発明の集塵装置は、
先ず、含塵ガス入口および清浄ガス出口を有するケーシ
ングと、多数のセルのハニカム構造に形成されてそれら
セルの両端をそれぞれ千鳥格子状に閉塞させ、そして、
所定の位置において、そのケーシング内に配置されてそ
の入口に連通される含塵ガス入口室、その出口に連通さ
れる清浄ガス出口室、および、その出口室から隔絶され
てその入口室に連通される集塵室をそのケーシング内に
区画するセラミック・フィルタとを含んで構成され、そ
の多数のセルのハニカム構造によって、単位容積当りの
フィルタ面の面積を広くさせ、充分なガス処理量を確保
してそのセラミック・フィルタを小型・軽量化に併せて
逆気流で洗浄可能にするところにあり、また、上述のケ
ーシング、および、セラミック・フィルタと、その清浄
ガス出口、または、その清浄ガス出口室に清浄ガスの流
れ方向に逆らう方向に向けて配置される洗浄ノズルと、
配管でその洗浄ノズルに接続されるエア・タンクと、そ
の洗浄ノズルをそのエア・タンクに接続するその配管に
配置される電気制御弁とを含んで構成され、流量および
流速の大きな逆気流でそのセラミック・フィルタを瞬間
的に洗浄するところにあり、さらに、上述のケーシング
、セラミック・フィルタ、洗浄ノズル、エア・タンク、
および、電気制御弁と、その含塵ガス入口側の圧力を感
知する圧力センサからの信号に応じて、その電気制御弁
に流れる電流を制御し、その電気制御弁を所定の時間開
くコントローラとを含んで構成され、そのセラミック・
フィルタの目詰まり状態をその含塵ガス入口室側の圧力
で感知し、流量および流速の大きな逆気流でそのセラミ
ック・フィルタを瞬間的に洗浄するところにあり、さら
には、前述のケーシング、セラミック・フィルタ、洗浄
ノズル、エア・タンク、および電気制御弁と、そのケー
シング内に区画されてあるその集塵室に配置される焼却
手段とを含んで構成され、そのセラミック・フィルタに
捕集され、流量および流速の大きな逆気流でそのセラミ
ック・フィルタから剥離され、そして、その集塵室に集
められた塵を燃焼させ、そして、ガス化させるところに
ある。

具体例の説明以下、この発明の集塵装置の特定された具体例について
、図面を参照して説明する。

第１および２図は、マフラ機能を備えて、トラック（図
示せず）に搭載されたディーゼル・エンジン（図示せず
）の排気系統に組み込まれたこの発明の集塵装置の具体
例１０を示している。

その集塵装置ｌＯは、ケーシング１１と、セラミック・
フィルタ１２と、洗浄ノズル１３と、エア・タンク１４
と、電気制御弁１５と、コントローラ１６と、シーズ・
ヒータ１７とを含んだ構造に製作された。

そのケーシング１１は、前方端壁２１に含塵ガス入口２
４を、後方端壁２２に清浄ガス出口２５をそれぞれ備え
た横置型の筒形に製作された。

さらに詳述するに、このケーシング１１は、筒形胴壁２
０の前端をその前方端壁２１で、その筒形胴壁２０の後
端をその後方端壁２２でそれぞれ塞がれて製作され、そ
して、このケーシング１１では、その含塵ガス入口２４
が、その胴壁２０の軸線よりも上方に位置されてその前
方端壁２１に取り付けられ、また、その清浄ガス出口２
５が、そのガス入口２４よりも低い位置において、その
後方端壁２２に取り付けられである。勿論、そのガス入
口２４は、そのディーゼル・エンジンの排気マニホルド
（図示せず）に接続された排気管（図示せず）に接続さ
れ、また、そのガス出口２５は、テール・バイブ（図示
せず）に接続されである。

このケーシング１１は、また、その後方端壁２２側から
その前方端壁２１側に前下りの傾斜取付は面３０を備え
たブラケット２９が、その胴壁２０の上方内壁面２３に
取り付けられ、そして、そのケーシング１１とそのブラ
ケット２９との間の空間にセラミック・ファイバ３１が
充填されてあり、さらには、仕切り壁３２が、そのガス
出口２５およびブラケット２９に関連して、その後方端
壁２２からそのケーシング１１内に突き出されである。

その仕切り壁３２は、そのケーシング１１内に所定の位
置に配置され、そして、そのガス入口２４に連通された
含塵ガス入口室２６、そのガス出口２５に連通された清
浄ガス出口室２７、および、その出口室２７から隔絶さ
れてその入口室２６に連通された集塵室２８をそのケー
シングｌｌ内に区画したところのそのセラミック・フィ
ルタ１２を支える。

また、その仕切り壁３２は、そのように、そのセラミッ
ク・フィルタ１２の後端を支える台を提供すると同時に
、そのセラミンク・フィルタ１２の下方に区画されたそ
の集塵室２８をその清浄ガス出口２５から隔絶する。

さらに、このケーシング１１は、その仕切り壁３２の下
方において、その後方端壁２２にガス抜き口３３および
取出し口３４を開口し、そして、そのガス抜き口３３は
フィルタ３５を嵌め込み、一方、その取出し口３４は、
通常、ガスケット（図示せず）を介在させてねし止めさ
れた盲蓋３６で閉じられである。

またさらに、このケーシング１１は、そのセラミック・
フィルタ１２の前端の下方に関連して、その含塵ガス入
口室２６をその集塵室２８に接続させる箇所にフラッパ
３７を配置しである。勿論、このフラッパ３７は、その
前方端壁２１の内壁面に取り付けられ、通常、そのセラ
ミック・フィルタ１２の前端の下方側に先端を接触され
てあって、そのガス入口室２６とその集塵室２８とを互
いに遮断し、そして、そのセラミック・フィルタ１２の
洗浄時、その洗浄ノズル１３から瞬間的に噴流され、そ
のセラミック・フィルタ１２を逆流した多量の圧縮空気
で開かれ、その空気の逆流をその集塵室２８に流す。

そのセラミック・フィルタ１２は、多数のセル３８のハ
ニカム構造で、しかも、それらセル３８の両端が、それ
ぞれ千鳥格子状に塞がれて成形され、その際、その多数
のセル３８には、触媒３９が担持され、乾燥された後に
焼成された。

そのように焼成されて製作されたそのセラミック・フィ
ルタ１２は、予め、前方端および後方端にフィルタ枠４
０．４１を嵌め合わせ、そのブラケット２９の傾斜取付
は面３０に沿わせて後、そのフィルタ枠４０．４１をそ
のブラケット２９にねし止めして、そのケーシング１１
内に支持された。

特に、そのフィルタ枠４０は、下方に偏向板４２を備え
、その偏向板４２にそのフラッパ３７の先端を受けさせ
ると同時に、その空気の逆流をその集塵室２８に案内さ
せる。

その洗浄ノズル１３は、そのケーシング１１の清浄ガス
出口２５に配置され、そして、噴口が、その清浄ガス出
口室２７に清浄ガスの流れ方向に逆らう方向に向けられ
である。

そのエア・タンク１４は、その洗浄ノズル１３の近傍で
、ブラケット（図示せず）を介してそのトラックのフレ
ームに取り付けられた。

また、このエア・タンク１４は、入口４３をエア・コン
プレッサ（図示せず）に配管４５で接続され、そして、
出口４４をその洗浄ノズル１３に配管４６で接続させで
ある。

そのように、このエア・タンク１４は、洗浄ノズル１３
に近接されて配置されたことから、その配管４６が短く
され、その結果、その配管４６は、細くでき、加えて、
その電気制御弁１５も小型化できて、流量および流速の
大きい圧縮空気をその洗浄ノズル１３に噴流可能にさせ
る。

その電気制御弁１５は、本体部分と駆動部分とより構成
されるもので、この場合には、電磁弁が使用された。

その電磁弁１５は、その洗浄ノズル１３をそのエア・タ
ンク１４に接続したところのその配管４６に配置され、
そして、ソレノイド・コイル４７をそのコントローラ１
６の出口側に電気的に接続させである。

そのコントローラ１６は、入力側をその圧力センサ１８
に電気的に接続させ、そして、出力側をその電磁弁１５
のソレノイド・コイル４７に電気的に接続させである。

このコントローラ１６は、その圧力センサ１８からの信
号に応じて、そのソレノイド・コイル４７に電流を流し
、その電磁弁１５を所定の時間の間、開いて再び閉じる
。

そのように、そのコントローラ１６は、そのセラミック
・フィルり１２が目詰まりされたことを条件に、換言す
るならば、その目詰まりに相当する条件であって、その
ディーゼル・エンジンから排出された排ガスの背圧が所
定の値を越えて高くなったことを条件に、その電磁弁１
５を所定の時間の間開いて後、再び閉じさせるもので、
入力および出力回路、記憶回路、演算回路、制御回路、
および電源回路から構成され、その電源回路は、また、
そのトラックのバッテリ（図示せず）を共用している。

その圧力センサ１８は、そのケーシング１１の含塵ガス
入口２４に配置され、そのディーゼル・エンジンから排
出された排ガスの背圧を感知し、そして、電気信号に変
換して、その信号をそのコントローラ１６に与える。す
なわち、この圧力センサ１８は、そのセラミック・フィ
ルり１２が目詰まりされたかどうかを検出するものであ
る。勿論、この圧力センサ１８は、そのケーシング１１
内に区画された含塵ガス入口室２６、若しくは、その排
気管に配置されてもよい。

そのシーズ・ヒータ１７は、焼却手段であって、その集
塵室２８に配置され、そして、そのコントローラ１６の
出力回路に電気的に接続されである。

次に、そのディーゼル・エンジンの排ガスからススを捕
集するその集塵装置１０の動作について、説明する。

そのディーゼル・エンジンから排出された排ガスは、そ
の排気マニホルドおよび排気管を流れて、その含塵ガス
入口２４からその含塵ガス入口室２６に流れ込む。

次いで、その含塵ガス入口室２６に流れたその排ガスは
、そのセラミック・フィルタ１２において、その含塵ガ
ス入口室２６に開口されたそのセル３８内に流れながら
、そのセル３８に隣接されてその清浄ガス出口室２７に
開口された他のセル３８内に流れる。

そのようにして、その排ガスがそのセル３日からその他
のセル３８に流れる際、その排ガスに含まれたススがそ
のセ／ｌ／３８に捕集され、そして、清浄排ガスは、そ
の他のセル３８の開口からその清浄ガス出口室２７に流
れ、さらに、その清浄ガス出口２５からそのテール・パ
イプを流れて大気中に排出される。

その場合、そのセル３８に捕集されたススは、その排ガ
スの温度で、そのセル３８に担持された触媒３９で相当
量が燃焼される。そのようにして、その触媒３９は、そ
のセラミック・フィルタ１２の目詰時間を長くするに加
えて、その洗浄ノズル１３から噴流される逆気流による
そのセラミック・フィルタ１２の洗浄効果を図る。

そのような状態が、続（につれて、そのセラミック・フ
ィルり１２は、そのススで目詰まりされて行き、その排
気管および含塵ガス入口室２６内の圧力が上昇されて行
き、そのセラミック・フィルタ１２の目詰まり状態に相
当する所定の値を越えて高くなる。

その所定の値を越えて高くなった圧力は、その圧力セン
サ１８で感知され、電気信号に変換されてそのコントロ
ーラ１６に与えられるので、そのコントローラ１６は、
その電気信号に基づいて演算し、予め記憶された所定の
圧力値と比較処理し、その演算値が、その所定の圧力値
を越えているので、一定の時間（非常に短い時間）の間
、そのソレノイド・コイル４７に電流を流す。

その電磁弁１５は、そのソレノイド・コイル４７が通電
されている間、開かれ、その配管を経てそのエア・タン
ク１４からその洗浄ノズル１３に多量の圧縮空気を瞬間
的に流す。

その多量の圧縮空気は、その洗浄ノズル１３から瞬間的
に噴流され、その清浄ガス出口室２７に流れ、さらに、
その清浄ガス出口室２７に開口されたその他のセル３８
内に流れる、すなわち、その清浄排ガスの流れ方向に逆
らう方向に吹き込まれる。

そのセラミック・フィルタ１２においては、その逆方向
に吹き込まれた圧縮空気は、その他のセル３８に隣接さ
れてその含塵ガス入口室２６に開口されたセルに流れ、
その際に、そのススをそのセルのフィルタ面から剥離し
、さらに、そのセル３８内をその排ガスの流れ方向に逆
らう方向に流れてそのススをその含塵ガス入口室２６に
運ぶ。

その逆方向に吹き込まれた圧縮空気、所謂、逆気流は、
そのフラッパ３７を押し下げ、その含塵ガス入口室２６
からその集塵室２日に流れ、そのススをその集塵室２８
に運ぶ、特に、その集塵室２８には、そのフィルタ３５
を嵌め込んだそのガス抜き口３３が開口されているので
、その逆気流は、その含塵ガス入口室２６からその集塵
室２８に円滑に流れ、そのススをその集塵室２８に堆積
させる。

その瞬間的な通電時間が経過されると、そのソレノイド
・コイル４７に流れている電流が、そのコントローラ１
６によって切られるので、その電磁弁１５は、閉じられ
、洗浄が終わる。

その集塵室２８に運ばれたそのススは、そのシーズ・ヒ
ータ１７ではゾ燃え尽され、ガス化される。

そして、そのトラックが、走行されるために、そのディ
ーゼル・エンジンが運転される間、その集塵装置１０は
、上述の動作を繰り返す。

第３図は、トラックに搭載されるディーゼル・エンジン
の排気系統に組み込むのに適するように特定されたこの
発明の集塵装置の他の具体例５゜を部分的に示している
。

この集塵装置５０は、前述の集塵装置１０におけるケー
シング１１を構造的に変えたものである。

その集塵装置５０では、ケーシング５１が、たて置型の
筒形に製作され、具体的には、筒形胴壁５２の下端に含
塵ガス入口室を連結し、その筒形胴壁５２の上端を頂壁
５４で塞ぎ、そして、その含塵ガス入口室５３の上方に
おいて、その筒形胴壁５２内にそのセラミック・フィル
タ１２を組み込んで、そのセラミック・フィルタ１２の
上方にその頂壁５４で囲まれた空間を清浄ガス出口室５
５に使用する構造に製作された。

また、そのケーシング５１では、含塵ガス入口５６がそ
の含塵ガス入口室５３に、清浄ガス出口５７がその頂壁
５４にそれぞれ取り付けられた。

その含塵ガス入口室５３は、底壁５８に集塵室５９を連
結し、その底壁５８の開口６０でその集塵室５９に連絡
されである。勿論、その集塵室５９には、そのシーズ・
ヒータ１７が配置されである。

また、その含塵ガス入口室５３は、容積が大きくされて
あって、ススの分離を図っている。

その清浄ガス出口５７には、前述の集塵装置１０と同様
に、その洗浄ノズル１３が配置されである。

さらに、このケーシング５１では、そのフィルタ枠４０
．４１を対応するフランジ６１およびブラケット６２に
ねじ止めさせて、そのセラミック・フィルタ１２がその
筒形胴壁５２内に支持され、そのセラミック・フィルタ
１２とその筒形胴壁５２との間の空間にセラミック・フ
ァイバ６３が充填された。

上述の集塵装置５０は、前述の集塵装置１０と同様にし
て、そのディーゼル・エンジンの排気系統に組み込まれ
、そして、その集塵装置１０の動作と同様にして、その
ディーゼル・エンジンから排出された排ガスからススを
捕集する。

発明の利便・利益上述から理解されるように、この発明の集塵装置は、含
塵ガス入口および清浄ガス出口を有するケーシングと、
多数のセルのハニカム構造に形成されてそれらセルの両
端をそれぞれ千鳥格子状に閉塞させ、そして、所定の位
置において、そのケーシング内に配置されてその入口に
連通される含塵ガス入口室、その出口に連通される清浄
ガス出口室、および、その出口室から隔絶されてその入
口室に連通される集塵室をそのケーシング内に区画する
セラミック・フィルタとを含んで構成されるので、この
発明の集塵装置では、単位容積当りのフィルタ面が広く
なって、充分なガス処理量が確保され、そのセラミック
・フィルタが小型・軽量化され、その結果、装置全体が
自動車に搭載可能にする程度まで小型・軽量化が図られ
、そして、逆気流で洗浄が可能になり、また、この発明
の集塵装置は、そのケーシングと、そのセラミック・フ
ィルタと、その清浄ガス出口、または、その清浄ガス出
口室に清浄ガスの流れ方向に逆らう方向に向けて配置さ
れる洗浄ノズルと、配管でその洗浄ノズルに接続される
エア・タンクと、その洗浄ノズルをそのエア・タンクに
接続するその配管に配置される電気制御弁とを含んで構
成されるので、この発明の集塵装置では、小型・軽量化
に加えて、流量および流速の大きな逆気流でそのセラミ
ック・フィルタが瞬間的に洗浄可能になり、しかも、洗
浄効果が向上され、さらに、この発明の集塵装置は、そ
のケーシングと、そのセラミック・フィルタと、その洗
浄ノズルと、そのエア・タンクと、その電気制御弁と、
その含塵ガス入口側の圧力を感知する圧力センサからの
信号に応じて、その電気制御弁に流れる電流を制御し、
その電気制御弁を所定の時間開くコントローラとを含ん
で構成されるので、この発明の集塵装置では、小型・軽
量化に加えて、そのセラミック・フィルタの目詰まり状
態に合わせて流量および流速の大きな逆気流でそのセラ
ミック・フィルタが瞬間的に洗浄され、そのようにして
、無駄な洗浄が省かれ、さらには、この発明の集塵装置
は、そのケーシングと、そのセラミック・フィルタと、
その洗浄ノズルと、そのエア・タンクと、その電気制御
弁と、そのケーシング内に区画されてあるその集塵室に
配置される焼却手段とを含んで構成されるので、この発
明の集塵装置では、小型・軽量化が図られ、効果的な洗
浄が可能になるに加えて、そのセラミック・フィルタに
捕集され、その逆気流でそのセラミッり・フィルタから
剥離されてその集塵室に集められた塵かは〜′燃え尽さ
れ、ガス化され、そして、それらから自動車にとって非
常に有用で、実用的になる。

発明と具体例との関係先のように、図面を参照しながら説明されたこの発明の
具体例からして、この発明の属する技術の分野における
通常の知識を有する者にとって、種々の設計的修正や変
更は容易に行われることであり、さらには、この発明の
内容が、その発明の課題を遂行ならしめる発明の成立に
必須であり、その発明の性質であるその発明の技術的本
質に由来し、そして、それを内在させると客観的に認め
られる態様に容易に置き換えられる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、トラックに搭載されたディーゼル・エンジン
の排気系統に適用されたこの発明の集塵装置の具体例を
示す概説図、第２図は、第１図の集塵装置に使用された
セラミック・フィルタの部分拡大断面図、および、第３
図は、ディーゼル・エンジンの排気系統に適用されたこ
の発明の集塵装置の他の具体例を示す概説図である。１１・・・ケーシング、１２・・・セラミック・フィル
タ、１３・・・洗浄ノズル、１４・・・エア・タンク、
１５・・・電気制御弁、１６・・・コントローラ、１７
・・・シーズ・ヒータ、３８・・・セル、３９・・・触
媒。特許出願人　日野自動車工業株式会社本３図平、２区

Claims

【特許請求の範囲】

（１）含塵ガス入口および清浄ガス出口を有するケーシ
ングと、多数のセルのハニカム構造に形成されてそれらセルの両
端をそれぞれ千鳥格子状に閉塞させ、そして、所定の位
置において、そのケーシング内に配置されてその入口に
連通される含塵ガス入口室、その出口に連通される清浄
ガス出口室、および、その出口室から隔絶されてその入
口室に連通される集塵室をそのケーシング内に区画する
セラミック・フィルタとを含む集塵装置。
（２）含塵ガス入口および清浄ガス出口を有するケーシ
ングと、多数のセルのハニカム構造に形成されてそれらセルの両
端をそれぞれ千鳥格子状に閉塞させ、そして、所定の位
置において、そのケーシング内に配置されてその入口に
連通される含塵ガス入口室、その出口に連通される清浄
ガス出口室、および、その出口室から隔絶されてその入
口室に連通される集塵室をそのケーシング内に区画する
セラミック・フィルタと、その清浄ガス出口、または、その清浄ガス出口室に清浄
ガスの流れ方向に逆らう方向に向けて配置される洗浄ノ
ズルと、配管でその洗浄ノズルに接続されるエア・タンクと、その洗浄ノズルをそのエア・タンクに接続するその配管
に配置される電気制御弁とを含む集塵装置。
（３）含塵ガス入口および清浄ガス出口を有するケーシ
ングと、多数のセルのハニカム構造に形成されてそれらセルの両
端をそれぞれ千鳥格子状に閉塞させ、そして、所定の位
置において、そのケーシング内に配置されてその入口に
連通される含塵ガス入口室、その出口に連通される清浄
ガス出口室、および、その出口室から隔絶されてその入
口室に連通される集塵室をそのケーシング内に区画する
セラミック・フィルタと、その清浄ガス出口、または、その清浄ガス出口室に清浄
ガスの流れ方向に逆らう方向に向けて配置される洗浄ノ
ズルと、配管でその洗浄ノズルに接続されるエア・タンクと、その洗浄ノズルをそのエア・タンクに接続するその配管
に配置される電気制御弁と、その含塵ガス入口室側の圧力を感知する圧力センサから
の信号に応じて、その電気制御弁に流れる電流を制御し
、その電気制御弁を所定の時間開くコントローラとを含む集塵装置。
（４）含塵ガス入口および清浄ガス出口を有するケーシ
ングと、多数のセルのハニカム構造に形成されてそれらセルの両
端をそれぞれ千鳥格子状に閉塞させ、そして、所定の位
置において、そのケーシング内に配置されてその入口に
連通される含塵ガス入口室、その出口に連通される清浄
ガス出口室、および、その出口室から隔絶されてその入
口室に連通される集塵室をそのケーシング内に区画する
セラミック・フィルタと、その清浄ガス出口、または、その清浄ガス出口室に清浄
ガスの流れ方向に逆らう方向に向けて配置される洗浄ノ
ズルと、配管でその洗浄ノズルに接続されるエア・タンクと、その洗浄ノズルをそのエア・タンクに接続するその配管
に配置される電気制御弁と、そのケーシング内に区画されてあるその集塵室に配置さ
れる焼却手段とを含む集塵装置。