JP2005194949A - 排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】酸化触媒をパティキュレートフィルタと一緒にフィルタケースから取り外して簡便に洗浄し得るようにした排気浄化装置を提供する。
【解決手段】フィルタケース7を前部12と中間部13と後部14とに三分割して相互間を連結可能に構成すると共に、中間部13自体を酸化触媒17及びパティキュレートフィルタ6を一体的に抱持して成るカートリッジシェルとし、その前方部位を前記前部12に所要のクリアランスCを介し差し込んだ状態で中間部13と前部12とを連結し得るように構成する。
【選択図】図1
【解決手段】フィルタケース7を前部12と中間部13と後部14とに三分割して相互間を連結可能に構成すると共に、中間部13自体を酸化触媒17及びパティキュレートフィルタ6を一体的に抱持して成るカートリッジシェルとし、その前方部位を前記前部12に所要のクリアランスCを介し差し込んだ状態で中間部13と前部12とを連結し得るように構成する。
【選択図】図1
Description
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図4に示す如く、ディーゼルエンジン1からの排出ガス3が流通する排気管4の途中にパティキュレートフィルタ6を装備することが考えられている。
ここに図示している例においては、自動車のディーゼルエンジン1(内燃機関)から排気マニホールド2を介して排出された排出ガス3が流通している排気管4のマフラ5内に、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ6を収容させた場合を例示しており、該パティキュレートフィルタ6を抱持するフィルタケース7がマフラ5の外筒を成すようになっている。
即ち、図5に拡大して示す如く、マフラ5の入口パイプ8と出口パイプ9との間に、多数の連通孔を有する分散板10,11により画定された所要の大きさの収容空間が確保されており、この収容空間に前記パティキュレートフィルタ6が収容されるようになっている。
このパティキュレートフィルタ6は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路6aの入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路6aについては、その出口が目封じされるようになっており、各流路6aを区画する多孔質薄壁6bを透過した排出ガス3のみが下流側へ排出されるようにしてある。
そして、パティキュレートフィルタ6における多孔質薄壁6bの内側表面に捕集されたパティキュレートは、排気温度の高い運転領域にて自己燃焼して除去されるか、或いは、必要に応じてパティキュレートフィルタ6より上流側に添加されたHC(炭化水素)が前段の酸化触媒17で酸化反応することで生じた反応熱による助勢を受けて燃焼除去されることになるが、パティキュレートフィルタ6内には、潤滑油を起源として気筒内燃焼で発生するアッシュが徐々に溜まってくるため、パティキュレートフィルタ6に対し直接的に高圧温水等で洗浄する必要がある。
このため、フィルタケース7を前部12と中間部13と後部14とに三分割して相互間をフランジ12a,13a,14aを介しボルト15及びナット16により着脱自在に締結した構造を採用し、パティキュレートフィルタ6を適宜に中間部13ごと取り外して洗浄し得るようにしてある。
図中18は酸化触媒17及びパティキュレートフィルタ6の夫々の入側端面と出側端面の外縁を掛止して軸心方向への移動を拘束するためのエンドプレート、19はクッション材、20はシール材、21はフィルタケース7の外周囲に装着されたグラスウール等の断熱材を示している。
尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献1や特許文献2等がある。
特開2003−172121号公報
特開2003−97248号公報
しかしながら、図5に例示されている通り、従来においては、パティキュレートフィルタ6のみを中間部13ごと取り外して洗浄するようにしていたため、酸化触媒17がフィルタケース7の前部12に残ってしまい、本発明と同じ出願人により先行出願されている如き専用の自動洗浄装置(特願2003−25856号)等にて酸化触媒17を良好に洗浄することができないという不具合があった。
即ち、フィルタケース7の前部12に残る酸化触媒17は、入口パイプ8等の装備品が邪魔になって良好に汚れを洗い流すことができず、前述した如き専用の自動洗浄装置の洗浄台への載置も困難であったため、現状の分割構造のままで酸化触媒17の良好な洗浄を行うことは難しかった。
尚、一般的に酸化触媒17が煤等で目詰まりする可能性は少ないものと考えられてきたが、酸化触媒17の前端側は添加HC等の反応熱により活性が高められる後端側と比較して温度が上がり難い条件下にあるので、煤が多量に発生するような運転状態が継続することで酸化触媒17の前端側に目詰まりが起こり得ることは否定できず、酸化触媒17についてもパティキュレートフィルタ6と一緒に洗浄できるようにすることが望まれている。
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、酸化触媒をパティキュレートフィルタと一緒にフィルタケースから取り外して簡便に洗浄し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。
本発明は、排気管途中のフィルタケース内に装備したパティキュレートフィルタに排出ガスを通して該排出ガス中のパティキュレートを除去し得るようにした排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタの前段に酸化触媒を直列配置し且つこれら酸化触媒及びパティキュレートフィルタをカートリッジシェルにより一体的に抱持せしめ、該カートリッジシェルを前記フィルタケースに対し着脱可能に構成したことを特徴とするものである。
而して、このようにすれば、酸化触媒とパティキュレートフィルタとをまとめてカートリッジシェルごとフィルタケースから取り外すことが可能となり、このカートリッジシェルを専用の自動洗浄装置等を利用して簡便に洗浄することが可能となり、しかも、この種の専用の自動洗浄装置への載置もカートリッジシェルごと行うことができて取り扱いが容易となる。
また、本発明を具体的に実施するに際しては、フィルタケースを前部と中間部と後部とに三分割して相互間を連結可能に構成すると共に、前記中間部自体をカートリッジシェルとし且つその前後何れか一方の部位を前記前部又は後部に所要のクリアランスを介し差し込んだ状態で前記中間部と前記前部又は後部とが連結されるように構成すると良い。
このようにすれば、フィルタケースの前部と中間部と後部との連結を解除するだけで、酸化触媒とパティキュレートフィルタとをまとめて中間部ごとフィルタケースから取り外すことが可能となり、しかも、相互の連結状態にあっては、中間部の前後何れか一方の部位が前部又は後部に所要のクリアランスを介して差し込まれた状態となるので、このクリアランスにより空気断熱層が形成されることになり、その外周囲にグラスウール等の断熱材を装着しなくても済む。
更に、本発明においては、フィルタケースを前部と後部とに二分割して相互間を連結可能に構成すると共に、カートリッジシェル全体を前記前部又は後部に所要のクリアランスを介し差し込んだ状態で装着し且つその装着状態が前記前部と後部との連結により固定されるように構成しても良い。
このようにすれば、フィルタケースの前部と後部との連結を解除し、その前部又は後部からカートリッジシェルを抜き出すだけで、酸化触媒とパティキュレートフィルタとをまとめてフィルタケースから取り外すことが可能となり、しかも、相互の連結状態にあっては、カートリッジシェル全体が前部又は後部に所要のクリアランスを介して差し込まれた状態となるので、このクリアランスにより空気断熱層が形成されることになり、その外周囲にグラスウール等の断熱材を装着しなくても済む。
また、本発明においては、フィルタケース内にカートリッジシェルを挿入装着し得るインナシェルを固定設置すると共に、該インナシェルに対しカートリッジシェルを外部から挿脱し得るよう前記フィルタケースの適宜位置に取出口を開閉可能に設け、前記インナシェルに装着したカートリッジシェルの装着状態が前記取出口の閉止により固定されるように構成しても良い。
このようにすれば、フィルタケースの取出口を開けてインナシェルからカートリッジシェルを抜き出すだけで、酸化触媒とパティキュレートフィルタとをまとめてフィルタケースから取り外すことが可能となる。
上記した本発明の排気浄化装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
(I)本発明の請求項1〜4に記載の発明によれば、酸化触媒とパティキュレートフィルタとをまとめてカートリッジシェルごとフィルタケースから取り外すことができるので、酸化触媒をパティキュレートフィルタと一緒に簡便に洗浄することができる。
(II)特に本発明の請求項2、3に記載の発明によれば、フィルタケースの中間部の前後何れか一方の部位と前部又は後部との間のクリアランス、或いは、カートリッジシェルと前部又は後部との間のクリアランスにより空気断熱層を形成することができ、その外周囲にグラスウール等の断熱材を装着しなくても済むので、当該部分の小径化や断熱コストの低減化を図ることができる。
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図5と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
図1に示す本発明の第一の形態例においては、前述した図5の場合と同様に、マフラ5の外筒を成すフィルタケース7を前部12と中間部13と後部14とに三分割して相互間をフランジ12a,13a,14aを介しボルト15及びナット16により着脱可能に締結した構造を採用しているが、その中間部13がフランジ13aよりも更に前方へ延在して前部12の分散板10近傍まで到り、パティキュレートフィルタ6の前段に直列配置される酸化触媒17をエンドプレート18やクッション材19等を介して一体的に抱持するようになっている。
即ち、この図1に示す第一の形態例では、酸化触媒17及びパティキュレートフィルタ6を一体的に抱持するカートリッジシェルが中間部13自体により構成されるようになっている。
他方、前記フィルタケース7の前部12は、中間部13の外径よりも大きな内径を成すように拡径されており、前記前部12と中間部13とをフランジ12a,13aを介しボルト15及びナット16で締結した際に、中間部13のフランジ13aより前方に延びた部位が、前部12に対し所要のクリアランスCを介して差し込まれた状態となるようにしてある。
而して、このように排気浄化装置を構成すれば、フィルタケース7の前部12と中間部13と後部14との連結を解除するだけで、酸化触媒17とパティキュレートフィルタ6とをまとめて中間部13ごとフィルタケース7から取り外すことが可能となり、この中間部13を専用の自動洗浄装置等を利用して簡便に洗浄することが可能となり、しかも、この種の専用の自動洗浄装置への載置も中間部13ごと行うことができて取り扱いが容易となる。
しかも、前部12と中間部13と後部14の相互の連結状態にあっては、中間部13のフランジ13aより前方に延びた部位が前部12に所要のクリアランスCを介して差し込まれた状態となるので、このクリアランスCにより空気断熱層が形成され、その外周囲にグラスウール等の断熱材を装着しなくても済む。
従って、上記形態例によれば、酸化触媒17とパティキュレートフィルタ6とをまとめて中間部13ごとフィルタケース7から取り外すことができるので、酸化触媒17をパティキュレートフィルタ6と一緒に簡便に洗浄することができ、しかも、フィルタケース7の中間部13のフランジ13aより前方に延びた部位と前部12との間のクリアランスCにより空気断熱層を形成することができるので、その外周囲にグラスウール等の断熱材を装着しなくても済んで当該部分の小径化や断熱コストの低減化を図ることができる。
図2は本発明の第二の形態例を示すもので、この第二の形態例においては、マフラ5の外筒を成すフィルタケース7を前部12と後部14とに二分割して相互間をフランジ12a,14aを介しボルト15及びナット16により着脱可能に締結した構造を採用しており、ここに図示している例の場合、先に説明した図1の前部12を後部14まで延長して中間部13を無くしたものとしてある。
そして、酸化触媒17とパティキュレートフィルタ6とがカートリッジシェル22により一体的に抱持されており、該カートリッジシェル22全体が前記前部12に対し所要のクリアランスCを介して差し込まれた状態で装着されるようになっている。
即ち、前記カートリッジシェル22の後端には、フランジ22aが設けられており、該フランジ22aを挟んで前記前部12及び後部14のフランジ12a,14aをボルト15及びナット16により共締めすることで前記カートリッジシェル22の装着状態が固定されるようになっている。
而して、このように排気浄化装置を構成すれば、フィルタケース7の前部12と後部14との連結を解除し、その前部12又は後部14からカートリッジシェル22を抜き出すだけで、酸化触媒17とパティキュレートフィルタ6とをまとめてフィルタケース7から取り外すことが可能となり、しかも、相互の連結状態にあっては、カートリッジシェル22全体が前部12又は後部14に所要のクリアランスCを介して差し込まれた状態となるので、このクリアランスCにより空気断熱層が形成されることになり、その外周囲にグラスウール等の断熱材を装着しなくても済んで当該部分の小径化や断熱コストの低減化を図ることが可能となる。
図3は本発明の第三の形態例を示すもので、この第三の形態例においては、箱形に形成されているマフラ5を対象としたものとなっており、該マフラ5のケーシングがフィルタケース7を成している。
ここに図示している例の場合、前記フィルタケース7内がセパレータ23,24により第一室25、第二室26、第三室27に三分割されており、第二室26から第三室27に亘りセパレータ24を貫通して円筒状のインナシェル30が固定設置され、このインナシェル30に対し酸化触媒17とパティキュレートフィルタ6とを一体的に抱持して成るカートリッジシェル22がフィルタケース7の後面側から挿入装着されるようになっている。
即ち、このフィルタケース7の後面側には、インナシェル30に対しカートリッジシェル22を外部から挿脱し得るよう取出口28が蓋体29により開閉可能に設けられており、カートリッジシェル22をインナシェル30に差し込んで収めた後に、該カートリッジシェル22の後端にあるフランジ22aが、前記蓋体29の外縁部分と一緒にフィルタケース7の後面に対しボルト15及びナット16により共締めされるようになっており、この共締めにより前記カートリッジシェル22の装着状態が固定されるようにしてある。
また、上流側の排気管4(図4参照)から排出ガス3を導き入れるための入口パイプ8が、マフラ5のフィルタケース7の前面から一枚目のセパレータ23まで挿入されて先端を閉塞されており、この入口パイプ8により導入された排出ガス3が第一室25に対し散気孔8aを介して放出されるようにしてある。
そして、第一室25に放出された排出ガス3は、カートリッジシェル22の前端から酸化触媒17へと導入され、該酸化触媒17を経た排出ガス3が、パティキュレートフィルタ6へと流れ込んでパティキュレートを捕集された後に、カートリッジシェル22の後端側のスリット31、インナシェル30の後端側のスリット32を夫々介して第三室27へ放出されるようにしてある。
ここで、パティキュレートフィルタ6により浄化された排出ガス3を排出するための出口パイプ9が、入口パイプ8と並列にマフラ5のフィルタケース7の前面から第三室27まで挿入されて先端を開放されているので、前記第三室27に放出された排出ガス3が、前記出口パイプ9を介して図示しない下流側の排気管へと抜き出されるようになっている。
そして、このように本発明を箱形のマフラ5に適用した場合においても、蓋体29を取り外すことで取出口28を開けてインナシェル30からカートリッジシェル22を抜き出すだけで、酸化触媒17とパティキュレートフィルタ6とをまとめてフィルタケース7から取り外すことができ、酸化触媒17をパティキュレートフィルタ6と一緒に簡便に洗浄することができる。
尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、必ずしもマフラとしての消音機能を併せ持つものとしなくて良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
3 排出ガス
4 排気管
5 マフラ
6 パティキュレートフィルタ
7 フィルタケース
12 前部
12a フランジ
13 中間部
13a フランジ
14 後部
14a フランジ
15 ボルト
16 ナット
17 酸化触媒
21 断熱材
22 カートリッジシェル
22a フランジ
28 取出口
29 蓋体
30 インナシェル
C クリアランス
4 排気管
5 マフラ
6 パティキュレートフィルタ
7 フィルタケース
12 前部
12a フランジ
13 中間部
13a フランジ
14 後部
14a フランジ
15 ボルト
16 ナット
17 酸化触媒
21 断熱材
22 カートリッジシェル
22a フランジ
28 取出口
29 蓋体
30 インナシェル
C クリアランス
Claims (4)
- 排気管途中のフィルタケース内に装備したパティキュレートフィルタに排出ガスを通して該排出ガス中のパティキュレートを除去し得るようにした排気浄化装置であって、パティキュレートフィルタの前段に酸化触媒を直列配置し且つこれら酸化触媒及びパティキュレートフィルタをカートリッジシェルにより一体的に抱持せしめ、該カートリッジシェルを前記フィルタケースに対し着脱可能に構成したことを特徴とする排気浄化装置。
- フィルタケースを前部と中間部と後部とに三分割して相互間を連結可能に構成すると共に、前記中間部自体をカートリッジシェルとし且つその前後何れか一方の部位を前記前部又は後部に所要のクリアランスを介し差し込んだ状態で前記中間部と前記前部又は後部とが連結されるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
- フィルタケースを前部と後部とに二分割して相互間を連結可能に構成すると共に、カートリッジシェル全体を前記前部又は後部に所要のクリアランスを介し差し込んだ状態で装着し且つその装着状態が前記前部と後部との連結により固定されるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
- フィルタケース内にカートリッジシェルを挿入装着し得るインナシェルを固定設置すると共に、該インナシェルに対しカートリッジシェルを外部から挿脱し得るよう前記フィルタケースの適宜位置に取出口を開閉可能に設け、前記インナシェルに装着したカートリッジシェルの装着状態が前記取出口の閉止により固定されるように構成したことを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。
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JP2004002770A JP2005194949A (ja) | 2004-01-08 | 2004-01-08 | 排気浄化装置 |
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JP2004002770A JP2005194949A (ja) | 2004-01-08 | 2004-01-08 | 排気浄化装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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- 2004-01-08 JP JP2004002770A patent/JP2005194949A/ja active Pending
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