JPH0275712A - パティキュレートトラップ装置 - Google Patents

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」 本発明は、例えばディーゼルエンジンなどの内燃機関の
排ガス中からパティキュレート（微粒子）を捕集するパ
ティキュレートトラップ装置に関する。

「従来の技術Ｊ デイ−セルエンジンの排ガス中にはカーボンを主・とす
る微粒子がかなりの濃度で含まれ、公害の原因となって
いる。そこで、ディーゼルエンジンの排ガス中から微粒
子を捕集して除去するための各種のパティキュレートト
ラップ装置が提案されている。

このようなパティキュレートトラップ装置に用いられて
いるフィルタについて説明すると、特開昭５６−１２４
４１７号には、第７図に示すようなフィルタ１０が開示
されている。このフィルタ１０は、通気性多孔質なセラ
ミックスの薄壁１１で区画され、かつ、この薄壁１１を
境として相互に隣接する多数の平行なガス通路１２を有
する柱状体（いわゆるセラミックスハニカム体）を基本
構造とし、第７図の斜線ハツチングで示すように、一方
の端面においては各ガス通路の端面が交互に市松模様状
に塞がれ、他方の端部においては上記一方の端面におい
て塞がれたガス通路は開口し、上記一方の端面において
開口していたガス通路は塞がれた構造をなしている。こ
のフィルタｌＯの一方の端面からデイ−セル排ガスを通
じると、薄壁１１がフィルタとなって微粒子が薄壁１１
の内面に捕集され、微粒子を除去された清浄な排ガスが
他方の端面から流出する。

また、同じ特開昭５６−１２４４１７号には、第８図に
示すようなセラミックス製のフィルタ２０も開示されて
いる。このフィルタ２０は、全体として直方体状の外形
を有し、相互に平行な複数枚（第８図では６枚）の長方
形状の板状体２１（２枚）、２２（６枚）と、リブ２３
．２５と、スペーサ２４．２６とから構成されている。

これらの板状体２１．２２、リブ２３．２５およびスペ
ーサ２４．２６は、いずれもフィルタ機能を有する通気
性多孔質なセラミックスからなる。板状体２１はフィル
タ２０の上面と下面を形成し、板状体２２は中間面を形
成する。となりあう板状体２Ｌ　２２間または２２．２
２間には端部に位置するリブ２３と中間部に位置するス
ペーサ２４がいずれも板状体２１の一つの辺に平行に延
在する。リブ２３およびスペーサ２４の上縁は上側の板
状体２１または２２と一体的に接しており、リブ２３お
よびスペーサ２４の下縁は下側の板状体２２または２１
と一体的に接している。これにより両端が開口する複数
の含塵ガス通路２７が形成される。板状体２２の片側に
はこうしたリブ２３およびスペーサ２４が設けられてい
るのに対し、同じ板状体２２の他の片側にはリブ２３お
よびスペーサ２４とは直交する方向に延在するリブ２５
とスペーサ２６が設けられている。走行方向が異なる点
の他は、リブ２５、スペーサ２６はそれぞれリブ２３、
スペーサ２４と本質的に同様である。かくして両端が開
口し走行方向が含塵ガス通路２７と直交する複数の清浄
ガス通路２８が形成されている。このフィルタ２０にお
いては、含塵ガス通路２７が開口する２つの端部のうち
一方の端面を直接または間接に閉塞しておき、他方の端
面からディーゼル排ガスを導入する。あるいは、含塵ガ
ス通路２７の開口する２つの端面から同時に内方にデイ
−セル排ガスを導入する。そして、板状体２２がフィル
タ面となって微粒子が板状体２２の含塵ガス通路２７の
面に捕集され、微粒子を除去された清浄な排ガスが板状
体２２を通過して清浄ガス通路２８を経て系外に流出す
る。

このようなフィルタを用いたパティキュレートトラップ
装置においては、フィルタの濾過面に微粒子が堆積し、
フィルタが目づまりを起こし、圧力損失が次第に増加す
るという問題を解決する必要があった。

このため、実開昭６２−３５８４９号には、フィルタ体
の排ガス入口上流側にバーナを設け、このパーナからの
高温燃焼ガスによってフィルタの壁面上に堆積した微粒
子を着火、燃焼させて焼却するようにしたパティキュレ
ートトラップ装置が開示されている。

また、特開昭５６−９２３１８号には、排気ガス流路を
２系統に分割し、それぞれの流路にパティキュレートト
ラップを配置し、これらの流路においてフィルタの再生
、微粒子の捕集を交互に行なわせる方式が提案されてい
る。この場合の再生も、上記と同様に微粒子を着火、燃
焼させて焼却する方法が採用されている。

しかしながら、捕集された微粒子を燃焼させる上記従来
の方式では、フィルタが反復して高温に加熱されるため
、フィルタの焼結が進み、当初のポアサイズやボア分布
が変化して捕集効率や圧力損失が経時変化を起こし、安
定した性能を維持することが困難であった。また、燃焼
熱によってフィルタが溶損したり、熱衝撃によってクラ
ックを生じたりすることがあった。さらに、デイ−セル
排ガス中には無視できない量の不燃成分が存在しており
、これらの不燃成分は燃焼によっても除去されずにフィ
ルタに堆もツするので、フィルタの圧力損失が長期間経
過すると次第に増大するという問題があった。

このような問題点を解決するため、本出願人は、第９図
に示すようなパティキュレートトラップ装置を既に提案
している。

すなわち、上方、下方および一つの側方に開口部を有す
るケーシング３１の内部に、所要のシール部材３２を介
して直方体状のフィルタ３３が収容されている。フィル
タ３３は、上方から下方に貫通ずる含塵ガス通路３４（
図中、実線矢印で示す）と、−端が閉じられ他端が側方
に開口する清浄ガス通路３５（図中、破線矢印で示す）
とが通気性多孔質な材質の隔壁で区画されてできている
。

ケーシング３１の上部にはデイ−セル排ガスの導入管３
７が設けられている。清浄ガス通路３５が開口する側の
ケーシング３１には清浄ガスの導出管３８が接続してい
る。導出管３８には上流側に向けて開口する加圧気体噴
射用の逆洗ノズル４０が設けられている。

ケーシング３１の下部には微粒子嚢は部４１が設けられ
ている。微粒子嚢は部４１は、トレイ４２．電気抵抗加
熱ヒータ４６を備える補助フィルタ４３、開閉可能かつ
通常時は閉じている蓋４７を備える灰分取出しロ４４．
補助導出管４５を有する。

トレイ４２の底部がくりぬかれて補助フィルタ４３がは
めこまれており、このトレイ４２と補助フィルタ４３と
が全体としてすべての含塵ガス通路３４の下側開口端を
とり囲んでいる。灰分取出し口４４は、トレイ４２の底
部に開口し、補助フィルタ４３の外側には補助導出管４
５が位置している。補助フィルタ４３は通気性多孔質固
体からなり、その通気抵抗は、導入管３７から導入され
た排ガス量のうち、約２０％以下、特には０，５〜５％
程度がこの補助フィルタ４３を通過し、残りがフィルタ
３３を通過して導出管３８に流出するように選択される
。

デイ−セルエンジンからの排ガスが導入管３７を経てフ
ィルタ３３の含塵ガス通路３４にその上流開口端から導
入される。排ガスの大部分は隔壁を通過して清浄ガス通
路３５を経て導出管３８に流出するが、排ガス中の主と
してカーボン質の微粒子は隔壁を通過できず、含塵ガス
通路３４の内面に付着堆積し、場合によっては微粒子の
一部は含塵ガス通路３４の下側開口端を通って微粒子嚢
は部４１に流出する。排ガスの一部も微粒子嚢は部４Ｉ
に流出し、補助フィルタ４３を通過して補助導出管４５
へと導かれるが、ここでも排ガス中の微粒子は補助フィ
ルタ４３を通過できず、補助フィルタ４３の内面に付着
堆積する。

こうした集塵操作を適宜な時間継続した後、短時間の逆
洗操作を行なう。逆洗操作では、逆洗ノズル４０から加
圧気体、特には加圧空気を、例えば０．１〜１秒程度の
時間噴射する。噴射された気体はパルス流となって清浄
ガス通路３５に流れ込み、隔壁を通って含塵ガス通路３
４へと流れる。その際に含塵ガス通路３４の内面に付着
堆積していた微粒子は剥落し、その一部は含塵ガス通路
３４に浮遊するが、多くは落下して微粒子嚢は部４１に
入る。

かくして集塵操作において含塵ガス通路３４内面に捕え
られた微粒子は逆洗操作において補助フィルタ４３の内
面に移しかえられ、フィルタ３３のフィルタ機能も再生
される。補助フィルタ４３上の微粒子は電気抵抗加熱ヒ
ータ４６を加熱することによって燃焼除去される。

比較的長期間の使用によって微粒子嚢は部４１、特には
補助フィルタ４３に不燃性の微粒子、灰分が蓄積したと
きには、蓋４７を開いてこの微粒子や灰分を自然落下さ
せたり、適宜な掻き採り機構によって強制的に排出する
こともできる。

［発明が解決しようとする課題」 しかしながら、このパティキュレートトラップ装置では
、フィルタ３３の清浄ガス通路３５の出口面に向けて逆
洗ノズル４０から高圧ガスを噴出したとき、清浄ガス通
路３５の出口面に近い部分には高圧ガスが勢いよく吹き
込まれて充分な逆洗力が作用するが、清浄ガス通路３５
の出口面から離れた奥の部分には高圧ガスが行き届かず
に逆洗力が充分に作用しない傾向があった。このため、
含塵ガス通路３４の内壁に堆積した微粒子を充分に払い
落すことができず、フィルタ３３の圧力損失が増大する
という問題点があった。

本発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになさ
れたものであり、その目的は、より効果的な逆洗によっ
てフィルタの再生を行ない、フィルタの圧力損失レベル
を長期に亙って低い状態に維持できるようにしたパティ
キュレートトラップ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段」 上記目的を達成するため、本発明は、通気性多孔質な材
質の隔壁で区画された含塵ガス通路と清浄ガス通路とを
有するフィルタが内燃機関の排気通路に設置され、排ガ
スが前記含塵ガス通路から前記隔壁を通過して前記清浄
ガス通路に、流出するように構成され、前記フィルタの
前記清浄ガス通路に高圧ガスを吹き込む逆洗ノズルが設
けられたパティキュレートトラップ装置において、前記
フィルタの前記清浄ガス通路は２方向に開口しており、
前記逆洗ノズルは前記フィルタの前記゛清浄ガス通路が
開口した２つの面に向けてそれぞれ配置されていること
を特徴とする。

本発明において、前記フィルタの前記清浄ガス通路が開
口した一方の面は所定の空間を介してケーシングにより
閉塞され、この空間に前記逆洗ノズルの一方が配置され
ており、前記フィルタの１１」記清浄ガス通路が開口し
た他方の面には前記フィルタで濾過されたガスの排気通
路が接続され、この排気通路内に前記逆洗ノズルの他方
が配置されていることが好ましい。

また、前記フィルタの前記清浄ガス通路が開口した他方
の面に接続された排気通路の前記逆洗ノズルよりも下流
側に、この排気通路を開閉する開閉弁が設けられている
ことが好ましい。

さらに、前記フィルタの前記清浄ガス通路開口面と前記
逆洗ノズル先端との距離が、５０〜２００ｍｍとされて
いることが好ましい。

さらにノズルからの噴出速度は　１００〜３００ｍ／ｓ
ｅｃ程度が好ましい。

さらにまた、前記フィルタは、通気性の多孔質な材質か
らなる板状体の一対の対向する端面を貫通して複数の孔
を形成し、この板状体を前記孔の走行方向が揃うように
複数枚平行に配列し、これらの板状体の間を前記孔の走
行方向と交差する方向に延びるリブもしくはスペーサを
介して接合し、これらのリブもしく；まスペーサ番こよ
って前Ｊ己板状体の間に前記孔とは交差する方向に貫通
する別の通路を形成して構成されたものであることが好
ましい。

また、開口した２つの面に向けられた両側ノズルの位置
関係は、同一軸上が好ましく、これは両側からの噴出さ
れたガス流が中央部でお互いに衝突し、静圧上界が起こ
り、その部位への逆洗効果がさらに促進されるからであ
る。

「作用」 本発明では、フィルタの再生を逆洗ノズルから高圧ガス
を噴出する逆洗方式で行なうので、微粒子を燃焼させる
方式におけるフィルタの熱損傷や不燃性成分の堆積など
の問題を解決することができる６ また、フィルタの清浄ガス通路が２方向に開口しており
、逆洗ノズルがフィルタの清浄ガス通路が開口した２つ
の面に向けてそれぞれ配置されているので、清浄ガス通
路の両端開口部から同時に高圧ガスを吹き込んで逆洗を
行なうことができ、清浄ガス通路が長い場合にも奥の方
まで高圧ガスが行き届く。しかも、清浄ガス通路の中間
部で両方向から吹き込まれた高圧ガスが衝突して静圧上
昇が起こるので、逆洗効果をさらに高めることができる
。したがって、清浄ガス通路の一方の開口部のみから高
圧ガスを吹き込む場合に比べて、逆洗効果をフィルタ全
面に亙って行き届かせることができる。

本発明の好ましい態様において、フィルタの清浄ガス通
路が開口した一方の面が所定の空間を介してケーシング
により閉塞され、この空間に逆洗ノズルの一方が配置さ
れ、フィルタの清浄ガス通路が開口した他方の面にフィ
ルタで濾過されたガスの排気通路が接続され、この排気
通路内に逆洗ノズルの他方が配置されている場合には、
逆洗時には清浄ガス通路の両端開口部から高圧ガスを吹
き込むことができ、濾過されたガスの排気は清浄ガス通
路の一方の開口部から行なうことができるので、フィル
タケーシングの構造を簡略化しかつコンパクトにするこ
とができる。また、−・方の面がケーシングにより閉塞
されていることにより、その面から吹き込む高圧ガスの
逆洗効果を高めることができる。

また、フィルタの清浄ガス通路が開口した他方の面に接
続された上記排気通路の逆洗ノズルよりも下流側に、こ
の排気通路を開閉する開閉弁が設けられている場合には
、逆洗時にこの開閉弁を閉じることによりその面から吹
き込む高圧ガスの逆洗効果も高めることができる。かつ
、逆洗時における騒音等を低減する効果も得られる。

さらに、フィルタの清浄ガス出口面と噴出口との距離が
５０〜２００ｍｍとされている場合には、噴出する高圧
ガスが効果的に広がって清浄ガス通路の出口面全体に当
たるようにすると共に、装置の全長をできるだけ短く抑
えてコンパクト化が損なわれないようにすることができ
る。

さらにまた、フィルタが、通気性の多孔質な材質からな
る板状体の一対の対向する端面を貫通して複数の孔を形
成し、この板状体を前記孔の走行方向が揃うように複数
枚平行に配列し、これらの板状体の間を前記孔の走行方
向と交差する方向に延びるリブもしくはスペーサを介し
て接合し、これらのリブもしくはスペーサによって前記
板状体の間に前記孔とは交差する方向に貫通する別の通
路を形成して構成されたものである場合には、フィルタ
の再生のための逆洗時の圧力にも充分耐える強度を付与
することができる。

なお、処理ガス量が増加してくると、エレメント枚数が
増えて、それに従って逆洗手段も増加させなければなら
ない。スリットを並列した場合には、噴射ノズルの数も
多く必要とし、それに伴なう配管、弁類の部品数が増え
る。スリットをある程度直列（奥行方向）に配置した場
合、噴射ノズル本数は少なくて済むが、逆洗が十分に届
く奥行きにも限度が有る。このような点を配慮しつつ、
目的に応じたフィルターの数、配置（直列か、並列か）
など決定する必要がある。

「実施例」 第１図には、本発明によるパティキュレートトラップ装
置の一実施例が示されている。

このパティキュレートトラップ装置１００は、ディーヤ
ルエンジンなどの内燃機関１０１に適用されるものであ
る。内燃機関１０１には排気管などで構成された排気通
路１０２が接続されており、この排気通路＋０２は２つ
の排気通路ｌ０２ａ、　１０２ｂに分岐されている。一
方の排気通路１０２ａは、フィルタケーシング３１ａの
導入管３７ａに接続され、他方の排気通路１０２ｂは、
フィルタケーシング３１ｂの導入７管３７ｂに接続され
ている。フィルタケーシング３１ａ内には、所要のシー
ル部材３２を介してフィルタ３３ａが収容されており、
同様に、フィルタケーシング３１ｂには、所要のシール
部材３２を介してフィルタ３３ｂが収容されている。

フィルタ３３ａ　、　３３ｂによるパティキュレートの
捕集構造は、いずれも第９図に示した装置とほぼ同様な
構造が採用されている。すなわち、フィルタ３３ａ、　
３３ｂは、」二方から下方に貫通する含塵ガス通路３４
（図中、実線矢印で示す）と、一端が閉じられ他端が側
方に開口する清浄ガス通路３５とが通気性多孔質な材質
の隔壁で区画されてできている。ケーシング３１ａ、３
１ｂの下部には微粒子受は部４１が設けられている。微
粒子受は部４１は、トレイ４２、電気抵抗加熱ヒータ４
６を備える補助フィルタ４３、開閉可能かつ通常時は閉
じているａ４７を備える灰分取出し口４４を有する。ト
レイ４２の底部がくりぬかれて補助フィルタ４３がはめ
こまれており、このトレイ４２と補助フィルタ４３とが
全体としてすべての含塵ガス通路３４の下側開口端をと
り囲んでいる。灰分取出し口４４は、トレイ４２の底部
に開口している。

また、フィルタ３３ａ　、　３３ｂの清浄ガス通路３５
は、図において左右両方向に開口しており、右方向の開
口面には、フィルタケーシング３１ａ、　３１ｂに気密
的に取付けられた清浄ガスの導出管３８ａ　、３８ｂが
それぞれ配置されている。そして、これらの導出管３８
ａ　、　３８ｂ内に逆洗ノズル１０８ａ、１０８ｂが配
置されている。また、左方向の開口面は、フィルタケー
シング３１ａ、３１ｂに気密的に取付けられたカバー３
９によりそれぞれ閉塞されている。この場合、カバー３
９と左方向の開口面との間には所定の空間が形成されて
いる。そして、これらの空間内に逆洗ノズル１０９ａ、
１０９ｂがそれぞれ配置されている。

高圧タンク１０５に接続された配管１０６は、途中から
配管１０６ａ、　ｌ０６ｂに分岐されている。一方の配
管ｌ０６ａは弁１０７ａを介して配管１１０に接続され
、配管１１０はさらに配管１１０ａ、１１０ｂに分岐さ
れており、配管１１０ａは逆洗ノズル！０８ａに接続さ
れ、配管１１０ｂは逆洗ノズル１０９ａに接続されてい
る。また、配管１０６ｂは弁１０７ｂを介して配管Ｉ１
１に接続され、配管１１１はさらに配管１１１ａ、１１
１ｂに分岐されており、配管１１１ａは逆洗ノズル１０
８ｂに接続され、配管１１！ｂは逆洗ノズル１０９ｂに
接続されている。したがって、フィルタ３３ａ　、　３
３ｂは、それぞれの逆洗ノズルｌ０８ａ、　ｌ０９ａ、
＋０８ｂ、　１０９ｂにより、清浄ガス通路３５の両端
開口面から高圧ガスを吹き込まれるように？っている。

なお、高圧タンク１０５は、図示しないコンプレッサに
接続されている。この場合、中大型のトラック、バスな
どでは、ブレーキ駆動の補助力として空気圧を利用して
おり、このためエアータンクを備えている。本発明では
、このエアータンクを上記高圧タンク１０５として利用
することもできる。

また、一方の清浄ガス導出管３８ａは排気通路１０３ａ
に接続されており、この排気通路１０３ａに開閉弁１０
４ａが設置されている。同様にして、他方の清浄ガス導
出管３８ｂは排気通路１０３ｂに接続されており、この
排気通路１０３ｂに開閉弁１０４ｂが設置されている。

開閉弁１０４ａ、１０４ｂとしては、例えばトラックな
どで使用されているエキゾーストブレーキ用のバタフラ
イ弁などが好適に使用される。

本発明においてフィルタ３３ａ、３３ｂとしては、清浄
ガス通路３５が両方向に開口したものであればいずれの
ものも使用できる。材質としては通気性多孔質なセラミ
ックスが好ましい。このようなフィルタとしては、例え
ば前述した第８図に示したフィルタなどが挙げられる。

しかし、本発明のより好ましい態様としては、第２図お
よび第３図に示すようなフィルタが使用される。

第２図は上記フィルタを構成するフィルタ素子５１を示
している。このフィルタ素子５！は、通気性多孔質なセ
ラミックスからなる板状体５２を備えている。板状体５
２の主面とは異なる一対の対向する端面５３．５４を貫
通して複数の孔５５が形成されている。この例では、上
記孔５５として断面円形の孔（丸孔）が採用されている
が、断面楕円形の孔（楕円孔）や、断面正方形の孔や、
断面六角形の孔なども採用することができる。板状体５
２の孔５５が開口する端面５３．５４に沿う一対の端縁
部には、孔５５の軸方向に対し垂直方向に突出するリブ
５８が端面５３．５４に沿って延在している。

第３図は上記フィルタ素子５１を複数枚重ね合わせて接
合して構成したフィルタ３３ａまたは３３ｂが示されて
いる。フィルタ素子５１のリブ５８の突出方向端面は、
隣接するフィルタ素子５１に、耐熱性の接着剤、抑圧締
め、反応焼結などの手段によって気密的に接合されてい
る。この結果、フィルタ素子５１相互の間隙には、リブ
５８によって区画された清浄ガス通路３５が孔５５の開
口面とは異なる面に開口するように形成される。一方、
前述した孔５５は排ガスの通路３４を構成することにな
る。

第４図には、フィルタケーシング３１ａ　、　３１ｂの
内部構造が示されている。両者はいずれも同じ構造をな
しているので、共通する符合（ａ　、ｂを省略した符合
）を用いて以下に説明する。この実施例では、フィルタ
ケーシング３１の長手方向に沿って２つのフィルタ３３
が、それらの清浄ガス通路３５が互いに連通ずるように
直列的に接続されて配置されている。したがって、清浄
ガス通路３５は、左側のフィルタ３３の左側端面および
右側のフィルタ３３の右側端面にそれぞれ開口している
。接続されたフィルタ３３の左側端面、接続面および右
側端面の合計３箇所にシール部材３２が配置され、これ
によって含塵ガスと清浄ガスとのリークが防止されてい
る。フィルタ３３の左側の端面を閉塞するカバー３９内
には、前述したように逆洗ノズル１０９が配置されてい
る。また、フィルタ３３の右側の端面には清浄ガス導出
管３８が接続され、その内部に逆洗ノズル１０Ｂが配置
されている。このようにフィルタ３３を２つ直列に接続
して清浄ガス通路３５を長くとっても、清浄ガス通路３
５の両端開口面に逆洗ノズル１０８　、１０９を配置し
て高圧ガスを両側から吹き込むことにより、逆洗効果を
フィルタ３３の全体にいきわたらせることができる。

第５図は、逆洗ノズル１０８，１０９とフィルタ３３の
清浄ガス通路３５開口面との配置角度を示している。逆
洗ノズル１０８，１０９とフィルタ３３の清浄ガス通路
３５開口面との角度θは、９０±４５°となるようにさ
れることが好ましい。しかも、逆洗ノズル１０８、１０
９から噴出される高圧ガスの仮想中心が。

フィルタ３３の清浄ガス通路３５の開口面の中心部に向
けられていることが好ましい。また、逆洗ノズル１０８
．１０９の先端と清浄ガス通路３５の開口面との距離β
は、５０〜２００ｍｍとされることが好ましく、７０〜
１００ｍｍとされることがさらに好ましい。距離℃が５
０ｍｍ未満では高圧ガスを清浄ガス通路３５の開口面に
均等に当てることが困難となり、距離βが２００ｍｍを
超えると装置をコンパクト化することができなくなる。

なお、逆洗ノズル１０８．１０９はフィルタ３３のほぼ
中心線に沿って同一軸上に配置されていることがより好
ましく、それによって両側から噴出された逆洗ガス流が
清浄ガス通路３５の中間部でお互いに衝突し、静圧上界
がより効果的に起こって逆洗効果をさらに高めることが
できる。

次に、このパティキュレートトラップ装置の作動につい
て説明する。

通常の内燃機関運転状態では、開閉弁１０４ａ。

１０４ｂは両方とも全開となっている。微粒子を含んだ
排ガスは、内燃機関＋０１から排気通路＋０２および分
岐された排気通路１０２ａ、　１０２ｂを通り、それぞ
れのフィルタケーシング３１ａ、３１ｂのフィルタ３３
ａ、３３ｂに流入する。排ガスは、フィルタ３３ａ、　
３３ｂの含塵ガス通路３４を上方から下方に流れ、通気
性多孔質の隔壁を通過して清浄ガス通路３５に流れ込み
、清浄ガスの導出管３８ａ　、３８ｂを通り、さらに排
気通路１０３ａ、　ｌ０３ｂを通って外気へ放出される
。排ガスが含塵ガス通路３４から清浄ガス通路３５に流
れ込むときに、通気性多孔質の隔壁によって微粒子が捕
集される。捕集された微粒子は、含塵ガス通路３４の内
面に付着堆積し、場合によっては含塵ガス通路３４の下
側開口端を通って微粒子女は部４！に流出する。なお、
排ガスの一部も微粒子女は部４Ｉに流出し、補助フィル
タ４３を通過して排出されるが、ここでも排ガス中の微
粒子は補助フィルタ４３を通過できず、補助フィルタ４
３の内面に付着堆積する。なお、補助フィルタ４３上に
集められた微粒子の処理操作は、前述した９図の装置と
同じなのでその説明を省略することにする。

捕集された微粒子が含塵ガス通路３４内壁に堆積して、
フィルタ３３ａ、　３３ｂの圧力損失が一定値以上に上
がったときには、逆洗によりフィルタ３３ａ。

３３ｂの再生を行なう必要があるが、逆洗は２つに分割
されたフィルタ３３ａ、３３ｂにおいて時間をずらして
交互に行なう。このように、フィルタ３３ａ。

３３ｂの両方を一度に逆洗せずに片側ずつ逆洗すること
により、内燃機関１０１から排出される排ガスは、一方
のフィルタを逆洗しているときには他方のフィルタを通
して外気へ放出されるので、排気の流れがせき止められ
て機関回転数、出力が一時的に低下するという問題は解
消される。

逆洗操作において、開閉弁１０４ａ、　１０４ｂの作動
、および逆洗ノズル１０８ａ、１０８ｂから高圧ガスを
噴出させるため弁１０７ａ、　ｌ０７ｂの作動は、電気
的信号によって制御される。第６図は、それらの好まし
い作動状態を示すタイムチャートである。図において、
　Ａ＋は開閉弁１０４ａを作動させる電気的信号、Ａ２
は弁１０７ａを作動させる電気的信号、Ｂ、は開閉弁１
０４ｂを作動させる電気的信号、Ｂ２は弁１０７ｂを作
動させる電気的信号を表わしている。

フィルタ３３ａの逆洗に際して、先ず開閉弁１０４ａが
全閉され、Ｌ＋秒後に弁１０７ａが開いて逆洗ノズル１
０８ａ、１０９ａから高圧ガスが噴出される。高圧ガス
の噴出がし２秒間なされると、弁１０７ａが閉じて高圧
ガスの噴出が停止する。その後、ｔ３秒後に開閉弁）０
４ａが全開となる。したがって、ｔ＋　＋ｔａ＋　ｔ＋
＝し４秒が１回の逆洗操作に要する時間となる。

フィルタ３３ａの逆洗が終了してからし５秒後に、今度
はフィルタ３３ｂの逆洗が上記と同様にしてなされる。

そして、フィルタ３３ｂの逆洗が終了してからし６秒後
に、再びフィルタ３３ａの逆洗操作が開始される。以後
、このような操作を繰り返して、逆洗操作が行なわれる
ことになる。

し１〜Ｌ６の時間については、フィルタ３３ａ、３３ｂ
の圧力損失が長期に亙って一定レベル以下に維持される
ように１個々のケースにおいて調節されるものである。

通常、Ｌｌは０．１〜３秒、好ましくは０．１〜０．３
秒、し２は０．１〜２秒、好ましくは０．１〜０．３秒
程度とされる。ｔ、はＯ〜３秒程度であればよい。

一例として、第１図のパティキュレートトラップ装置に
おいて、フィルタ３３ａ、３３ｂの濾過面積をそれぞれ
３．５ｍ”とし、高圧タンク１０７の内容積を３５１２
、内圧を６　ｋｇ／ｃｍ”Ｇとし、内燃機関Ｉ’ｌｌ　
として排気（ｉ１５５６Ｑｃｃのディーゼルエンジンを
用いて運転を行なったときの試験例を挙げる。フィルタ
３３ａ、　３３ｂとしては、清浄ガス通路３５が幅３ｍ
ｍＸ長さ２１２ｍｍの開口を有し１通路長さ（奥行）が
９３６ｍｍであって、清浄ガス通路３５の配列ピッチ１
６ｍｍ、配列数１３列のものを使用した。すなわち、第
２図、第３図においてフィルタ素子５１が１３枚積層さ
れたものからなっている。エンジン回転数は２２００ｒ
ｐｍ　、排ガス温度は５４０℃、フィルタ流速は４．３
ｃｍ／ｓｅｃとした。そして、比較例においては、逆洗
ノズルｌ０９ａ、　ｌ０９ｂを設けず、逆洗ノズル１０
８ａ、１０８ｂのみを設け、噴出口径を４０ｍｍとした
。

また、実施例においては、逆洗ノズル１０８ａ、　ｌ０
９ａ。

１０８ｂ、１０９ｂを設け、それぞれの噴出口径を２５
ｍｍとした。すなわち、比較例においては、フィルタ３
３ａ　、　３３ｂの清浄ガス通路３５が開口する一方の
端面にのみ逆洗ノズルが設けられ、実施例においては、
フィルタ３３ａ　、　３３ｂの清浄ガス通路３５が開口
する両方の端面に逆洗ノズルが設けられている。

逆洗元圧（高圧ガスの圧力）は６　ｋｇ／ｃｍ”とし、
１回の逆洗時の噴出空気量は＋３０１！、とした。こう
して、逆洗操作を行ないつつ運転をしたときのフィルタ
圧損レベルを測定した。この結果を法衣に示す。

表 使用フィルタ：清浄ガス通路の開口　幅３ｍｍ　Ｘ長さ
２１２ｍｍ清浄ガス通路の長さ（奥行）　　９３６ｍｍ
清浄ガス通路の配列ピッチ　　１６ｍｍ清浄ガス通路の
配列数　　　　１３列。

フィルタテスト条件： エンジン回転数　２２００ｒｐｍ　Ｘ　１５０ｐｓ排ガ
ス温度　　　５４０℃ フィルタ流速　　４．３ｃｍ／ｓｅｃ 「発明の効果Ｊ 以上説明したように、本発明によれば、フィルタの清浄
ガス通路が２方向に開口しており、逆洗ノズルがフィル
タの清ｉＴ＋ガス通路が開口した２つの面に向けてそれ
ぞれ配置されているので、清浄ガス通路の両端開口部か
ら同時に高圧ガスを吹き込んで逆洗を行なうことができ
、清浄ガス通路が長い場合にも奥の方まで高圧ガスが行
き届く。しかも、清浄ガス通路の中間部で両方向から吹
き込まれた高圧ガスが衝突して静圧上昇が起こるので、
逆洗効果をさらに高めることができる。したがって、清
浄ガス通路の一方の開口部のみから高圧ガスを吹き込む
場合に比べて、逆洗効果をフィルタ全面に亙って行き届
かせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるパティキュレートトラップ装置の
一実施例を示す概略構成図、第２図は本発明によるパテ
ィキュレートトラップ装置に好ましく適用されるフィル
タのフィルタ素子を示す斜視図、第３図は上記フィルタ
素子で構成されたフィルタを示す斜視図、第４図は上記
パティキュレートトラップ装置におけるフィルタケーシ
ングの内部構造を示す平面断面図、第５図は上記パティ
キュレートトラップ装置における逆洗ノズルとフィルタ
の清浄ガス通路開口面との配置角度を示す説明図、第６
図は上記パティキュレートトラップ装置の開閉弁と逆洗
ノズルの弁の作動状態を示すタイムチャート、第７図は
従来のパティキュレートトラップ装置で用いられている
ライルタの一例を示す一斜視図、第８図は従来のパティ
キュレ〜トドラップ装置で用いられているフィルタの他
の例を示す斜視図、第９図は本出願人が先に提案してい
るパティキュレートトラップ装置を示す概略構成図であ
る。 図中、３１ａ　、３１ｂはフィルタケーシング、３３ａ
。 ３３ｂはフィルタ、３４は含塵ガス通路、３５は清浄ガ
ス通路、３８ａ　、　３８ｂは清浄ガス導出管、３９は
カバー、５１はフィルタ素子、５２は仮状体、５５は孔
、５８はリブ、＋０１は内燃機関、１０２は排気通路、
ＩＱ２ａ、　１口２ｂは分岐された排気通路、ｌ０３ａ
、　Ｉ（１３ｂは排気通路、　ｌ０４ａ、　ｌ０４ｂは
開閉弁、＋０５は高圧タンク、１０７ａ、　　１０７ｂ
は弁、１０８ａ、１０８ｂ、１０９ａ、１０９ｂは逆洗
ノズルである。 巧４　図 第５　図 第６図 躬ｑ図

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）通気性多孔質な材質の隔壁で区画された含塵ガス
   通路と清浄ガス通路とを有するフィルタが内燃機関の排
   気通路に設置され、排ガスが前記含塵ガス通路から前記
   隔壁を通過して前記清浄ガス通路に流出するように構成
   され、前記フィルタの前記清浄ガス通路に高圧ガスを吹
   き込む逆洗ノズルが設けられたパティキュレートトラッ
   プ装置において、前記フィルタの前記清浄ガス通路は２
   方向に開口しており、前記逆洗ノズルは前記フィルタの
   前記清浄ガス通路が開口した２つの面に向けてそれぞれ
   配置されていることを特徴とするパティキュレートトラ
   ップ装置。
2. （２）前記フィルタの前記清浄ガス通路が開口した一方
   の面は所定の空間を介してケーシングにより閉塞され、
   この空間に前記逆洗ノズルの一方が配置されており、前
   記フィルタの前記清浄ガス通路が開口した他方の面には
   前記フィルタで濾過されたガスの排気通路が接続され、
   この排気通路内に前記逆洗ノズルの他方が配置されてい
   る請求項１記載のパティキュレートトラップ装置。
3. （３）前記フィルタの前記清浄ガス通路が開口した他方
   の面に接続された排気通路の前記逆洗ノズルよりも下流
   側に、この排気通路を開閉する開閉弁が設けられている
   請求項２記載のパティキュレートトラップ装置。
4. （４）前記フィルタの前記清浄ガス通路開口面と前記逆
   洗ノズル先端との距離が、５０〜２００ｍｍとされてい
   る請求項１〜３のいずれか１つに記載のパティキュレー
   トトラップ装置。
5. （５）前記フィルタは、通気性の多孔質な材質からなる
   板状体の一対の対向する端面を貫通して複数の孔を形成
   し、この板状体を前記孔の走行方向が揃うように複数枚
   平行に配列し、これらの板状体の間を前記孔の走行方向
   と交差する方向に延びるリブもしくはスペーサを介して
   接合し、これらのリブもしくはスペーサによって前記板
   状体の間に前記孔とは交差する方向に貫通する別の通路
   を形成して構成されたものである請求項１〜４のいずれ
   か１つに記載のパティキュレートトラップ装置。