JPH05261300A - 排ガス浄化用ハニカム構造体の再生時の圧力損失の検査方法及び装置 - Google Patents
排ガス浄化用ハニカム構造体の再生時の圧力損失の検査方法及び装置Info
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Abstract
体の再生時の圧力損失を短時間で正確に検査できる方法
を提供する。 【構成】 多数の貫通孔の端面が交互に目封じされた排
ガス浄化用ハニカム構造体の一方の端面から各貫通孔の
軸線方向に粒子を流し、前記ハニカム構造体が一定量の
粒子を補集した時の圧力損失を測定して、この時の圧力
損失から前記ハニカム構造体の再生時の圧力損失を推定
することによって排ガス浄化用ハニカム構造体の再生時
の圧力損失を検査する。
Description
排気ガスを浄化するのに使用されるDPF(ディーゼル
パティキュレートフィルタ)のような排ガス浄化用ハニ
カム構造体の再生時の圧力損失を検査する方法及び装置
に関するものである。
クからなるハニカム構造体を貫通孔の端面を交互に目封
じしたものをディーゼルエンジンの排気系に組み込み、
このハニカム構造体の一方の端面から供給される排ガス
を貫通孔相互間の隔壁を貫通させて他方の端面へ流すよ
うに構成されており、排ガス中に含まれている微粒子
(パティキュレート)を多孔質セラミックでできた隔壁
によって濾過して除去することができる。
おいては、排ガス中に含まれている微粒子がフィルタに
堆積していくにしたがって、フィルタの圧力損失が著し
く大きくなる。微粒子が堆積したフィルタをそのまま使
用すると、エンジンの性能が低下するため、一定量の微
粒子がフィルタに堆積した時点で、この微粒子を燃焼除
去、すなわちハニカム構造体を再生させる必要がある。
ハニカム構造体をディーゼルエンジン等に取り付けた後
は、フィルタに堆積した微粒子の重量を直接測ることは
できないので、この再生のタイミングはフィルタの圧力
損失を測定して、この圧力損失が所定の値になった時点
で開始するようにしている。
にフィルタの圧力損失値と、フィルタに堆積した微粒子
の量との間の相関が低く、圧力損失値が一定の値になっ
た場合でも、フィルタの堆積した微粒子の量は実際に少
なく、燃焼が起こらないことがある。また、逆に圧力損
失が一定の値になった時点で、フィルタに堆積した微粒
子の量が多い場合は、これを燃焼させると多量の熱が発
生して、フィルタが割れたり、溶けたりしてしまう場合
がある。
に適したスート量を捕集した時点における圧力損失値を
検査する必要がある。しかし、このように個々のハニカ
ム構造体について再生スート捕集時の圧力損失を検査す
るためには、ハニカム構造体に微粒子を含有した気体を
流して微粒子を捕集させ、捕集した微粒子の量が再生を
開始させるべき量になるまで気体を流し続けて、その量
の微粒子が捕集された時点で圧力損失を測定しなくては
ならない。したがって、検査に多大な時間が掛かるとい
う問題があった。
して、DPFのような多数の貫通孔の端面を交互に目封
じしたハニカム構造体の再生を開始すべき量のスートを
捕集した時点における圧力損失値を短時間でかつ正確に
検査することができる排ガス浄化用ハニカム構造体の検
査方法及び装置を提供しようとするものである。
するために、本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体の再
生時の圧力損失の検査方法は、多数の貫通孔の端面が交
互に目封じされた排ガス浄化用ハニカム構造体の再生時
の圧力損失を検査する方法において、前記ハニカム構造
体の一方の端面から各貫通孔の軸線方向に粒子を流し、
前記ハニカム構造体が一定量の粒子を補集した時の圧力
損失を測定して、この時の圧力損失から前記ハニカム構
造体の再生時の圧力損失を推定することを特徴とするも
のである。また、本発明の排ガス浄化用ハニカム構造体
の検査装置は、多数の貫通孔の端面が交互に目封じされ
た排ガス浄化用ハニカム構造体の周縁部を気密に支持す
る支持台と、この支持台に接続された粒子含有気体を発
生する粒子含有気体発生器と、前記粒子含有気体発生器
から前記ハニカム構造体への粒子含有気体の流路を切り
換える流路切換弁と、この流路切換弁を開閉させて前記
ハニカム構造体に一定量の粒子を捕集させる検査時間調
整タイマと、前記支持台上にセットされた排ガス浄化用
ハニカム構造体の粒子含有気体供給側と出口側との圧力
差を測定する差圧計とを具える事を特徴とするものであ
る。
は、多数の貫通孔の端面が交互に目封じされたハニカム
構造体に微粒子含有気体を流したとき、ハニカム構造体
が一定量の微粒子を捕集した時点から再生時の微粒子を
捕集するまでの間は、圧力損失がほぼ直線的に変化する
ことを利用して、前記ハニカム構造体が一定量の粒子を
補集した時の圧力損失を測定して、この時の圧力損失か
ら前記ハニカム構造体の再生時の圧力損失を推定するよ
うにしているため、短時間でハニカム構造体の再生時の
圧力損失を検査することができる。
の端面が交互に目封じされた排ガス浄化用ハニカム構造
体の周縁部を気密に支持する支持台と、この支持台に接
続された粒子含有気体を発生する粒子含有気体発生器
と、前記粒子含有気体発生器から前記ハニカム構造体へ
の粒子含有気体の流路を切り換える流路切換弁と、この
流路切換弁を開閉させて前記ハニカム構造体に一定量の
粒子を捕集させる検査時間調整タイマと、前記支持台上
にセットされた排ガス浄化用ハニカム構造体の粒子含有
気体供給側と出口側との圧力差を測定する差圧計とを具
えており、タイマによりハニカム構造体が一定量の粒子
を捕集したときを設定し、この時の圧力損失を差圧計に
よって測定できる。
体の検査装置の一実施例を示す図である。図1におい
て、符号1は検査対象であるセラミック製の浄化用ハニ
カム構造体を示す。図1に示すように、ハニカム構造体
1の貫通孔2の端面は封口材3によって交互に目封じさ
れている。
周縁部1aを気密に支持するための円錐状の支持台であ
る。この支持台5の下方には給気管6が接続されてい
る。給気管6の下端は二方に分岐されており、分岐点に
は切換弁7が設置されている。一方の分岐管6aは粒子
含有気体発生器8に接続され、他方の分岐管6bは排気
管9に接続されている。
料の不完全燃焼を利用したスート発生器であり、例えば
粒径0.1〜1.0μm程度の黒色のスート(煤)を発
生する。ただし、本発明の検査装置ではスート以外にも
各種の粒子を利用することもでき、例えば小麦粉のよう
な粒子を用いるようにしても良い。
体1の検査交換時又はスート発生器8の運転所期時に給
気管6をふさぐように切り換えて、スート含有気体を排
気管9側に排出させるようにしておき、ハニカム構造体
1を支持台5にのせ検査する時点又はスート発生器8か
ら一定濃度のスートが供給できる様になった時点で切換
弁7を切り換えてハニカム構造体1にスート含有気体を
供給するようにするためのものである。これにより、ス
ート発生器を常に一定条件で運転させ続けられ、常に一
定濃度のスート含有気体をハニカム構造体1に供給させ
ることができる。したがって切換弁7は、特にスート発
生器のように初期及び休止後の立ち上がりが不安定なも
のを使用する場合に必要である。
カム構造体1の上面に密着配置する排気筒であり、11
はハニカム構造体1の圧力損失を測定する差圧計であ
る。また、符号12は、ハニカム構造体1に一定量のス
ートを供給するように切換弁7を制御するタイマであ
る。
化用ハニカム構造体の検査方法を以下に説明する。支持
台5の上に検査対象である排ガス浄化用ハニカム構造体
1をセットして、切換弁7を切り換えて、スート発生器
8から、一定濃度のスートを含有する気体を一定量、粒
子含有気体を排ガス浄化用ハニカム構造体1の下端面か
ら、各貫通孔2の軸線方向に流す。上述した通り、スー
ト発生器8は、立ち上がりが不安定であるため、所定の
濃度でスート含有気体が流れるまで切り換え弁7を給気
管6をふさぐように切り替えておく。所定の濃度のスー
トを発生するようになった時点で切り換え弁7を切り替
えて、スート含有気体をハニカム構造体1に流す。スー
トのような固体粒子はハニカム構造体1の隔壁に捕集さ
れ、排ガス浄化用ハニカム構造体1の圧力損失が上昇し
ていく。この圧力損失の上昇プロセスを図2にグラフで
示す。
上昇プロセスは排ガス浄化用ハニカム構造体1のセル壁
にある気孔表面が微粒子に覆われ、急速に圧力損失が上
昇する(第1段階);セル壁に微粒子層が形成され、微
粒子の堆積と共に圧力損失はほぼ直線的に上昇する(第
2段階);微粒子層の厚さが増して、セルの入り口が小
さくなると、圧力損失が急速に上昇する(第3段階);
の3段階よりなる。このうち、エンジンの性能を低下さ
せないDPFの実使用の範囲は第2段階である。第2段
階においては、圧力損失の上昇がほぼ直線的であるた
め、第2段階における初期の圧力損失を測定すること
で、実使用の範囲においてDPFの再生に適した所定量
の微粒子を堆積させた時の圧力損失値を高い精度で推定
することができる。
ム構造体(試料No.1〜24)を準備し、図1に示す
検査装置にこの構造体をセットして、排ガス流量12N
m3/min、排ガス温度200℃、粒子濃度120g
/hrで排ガスを流し、ハニカム構造体が一定少量、す
なわち5.9g(0.35g/l)のスートを捕集した
時点における圧力損失値を測定した。この時点の圧力損
失が、図2に示す第2段階における初期の圧力損失に該
当する。また、同試料を用い、再生を行うべきスート重
量、すなわち68g(4g/l)が捕集された時点、す
なわち第2段階の最後の時点における圧力損失値を測定
した。これらの測定結果を表1に示す。
めたものである。表1に示す各値及び図3のグラフか
ら、一定少量(0.35g/l)のスートを捕集した時
点における圧力損失値と再生を行うべきスート重量(4
g/l)を捕集した時点における圧力損失値との関係式
を求めた(式1)。両者の相関係数は0.95であり、
このことは本発明の検査方法の精度が高いことを示して
いる。
+ 481
構造体が捕集したスート量(68g)の1/50〜1/2の
量を捕集した時点で行うのが好ましい。
のスート捕集時におけるハニカム構造体の圧力損失を測
定して、再生時の圧力損失を推定するようにしているた
め、各ハニカム構造体について、短時間で正確に再生時
の圧力損失を検査することができる。
ものではなく、幾多の変形、変更が可能である。実際の
検査においては、圧力損失値を自動的に測定して、上記
関係式から再生時の所定量のスート堆積時の圧力損失を
演算し、この演算値の所定の範囲ごとにクラス分けがで
きるようにしても良い。また、コンベア上に上記のよう
な検査装置を組み込んで、自動的に全数検査を行うよう
にすることもできる。
るものではなく、金属等耐熱材料であっても使用するこ
とができる。更に、フィルタの形状もハニカムタイプに
限らず、板状フィルタ、筒状フィルタなどにも本発明を
適用することができる。
浄化用ハニカム構造体の一方の端面から粒子を流し、ハ
ニカム構造体の圧力損失の変化から、再生時の粒子を捕
集した時点における圧力損失値推定し、ハニカム構造体
を検査するものである。したがって、再生を開始させる
圧力損失になるまで実際に微粒子を捕集させて、検査す
る方法と違って、短時間で検査を行うことができる。
した排ガス浄化用ハニカム構造体の再生時の圧力損失の
検査方法及び装置として、産業の発展に寄与するところ
は極めて大きいものである。
の圧力損失の上昇プロセスを示すグラフである。
時における圧力損失と、再生時のスート捕集時における
圧力損失との関係を示すグラフである。
Claims (3)
- 【請求項1】 多数の貫通孔の端面が交互に目封じされ
た排ガス浄化用ハニカム構造体の再生時の圧力損失を検
査する方法において、前記ハニカム構造体の一方の端面
から各貫通孔の軸線方向に粒子を流し、前記ハニカム構
造体が一定量の粒子を補集した時の圧力損失を測定し
て、この時の圧力損失から前記ハニカム構造体の再生時
の圧力損失を推定することを特徴とする排ガス浄化用ハ
ニカム構造体の再生時の圧力損失の検査方法。 - 【請求項2】 請求項1に記載の排ガス浄化用ハニカム
構造体の再生時の圧力損失の検査方法において、前記ハ
ニカム構造体の再生時の粒子捕集量の1/50〜1/2の粒
子を捕集した時点で前記圧力損失を測定することを特徴
とする排ガス浄化用ハニカム構造体の再生時の圧力損失
の検査方法。 - 【請求項3】 多数の貫通孔の端面が交互に目封じされ
た排ガス浄化用ハニカム構造体の周縁部を気密に支持す
る支持台と、この支持台に接続された粒子含有気体を発
生する粒子含有気体発生器と、前記粒子含有気体発生器
から前記ハニカム構造体への粒子含有気体の流路を切り
換える流路切換弁と、この流路切換弁を開閉させて前記
ハニカム構造体に一定量の粒子を捕集させる検査時間調
整タイマと、前記支持台上にセットされた排ガス浄化用
ハニカム構造体の粒子含有気体供給側と出口側との圧力
差を測定する差圧計とを具える事を特徴とする排ガス浄
化用ハニカム構造体の再生時の圧力損失検査装置。
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JP (1) | JP2807370B2 (ja) |
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