JPH0783810B2

JPH0783810B2 - フィルタエレメント、フィルタ体及びフィルタ装置

Info

Publication number: JPH0783810B2
Application number: JP26066188A
Authority: JP
Inventors: 崇聡首藤; 茂鵜川; 裕史前野; 紀之織田
Original assignee: Asahi Glass Co Ltd
Current assignee: AGC Inc
Priority date: 1987-12-01
Filing date: 1988-10-18
Publication date: 1995-09-13
Anticipated expiration: 2010-09-13
Also published as: JPH01245819A

Description

【発明の詳細な説明】「技術分野」本発明は、主として各種車両、船舶さらには産業用機器
などに使用されるディーゼルエンジンの排気ガスなどに
含まれる微粒子を捕捉し、或は除去するのに適した板状
のフィルタエレメント、このフィルタエレメントを積層
して構成されるフィルタ体及びこのフィルタ体を組み込
んだフィルタ装置に関する。

「従来技術及びその問題点」ディーゼルエンジンの排気ガス中にはカーボンを主成分
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。このため、ディーゼルエンジン排気ガス中に
含まれる微粒子をフィルタ体を用いて捕集したり除去し
たりする各種装置が提案されている。

特開昭56−124417には第９図に示すようなセラミックス
製のフィルタ体20が開示されている。このフィルタ体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９図では８枚）の長方形の板状体21、22と、リブ
23、25と、中間部に位置するリブ24、26とから構成され
ている。

板状体21、22、リブ23、25および中間部に位置するリブ
24、26はいずれも、或は少なくとも板状体22は、フィル
タ機能を有するセラミックスの通気性多孔質薄壁からな
る。板状体21はフィルタ体20の上面と下面を形成し、板
状体22は中間面を形成する。隣り合う板状体21、22間ま
たは22、22間には端部に位置するリブ23と中間部に位置
するリブ24がいずれも板状体21の一つの辺に平行に延材
する。リブ23、24の上縁は上側の板状体21または22と一
体的に接し、リブ23、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、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、24と直交する方向に
延材するリブ25、26が設けられている。方向が直交する
点の他はリブ25、26は夫々リブ23、24と本質的に同様で
ある。かくして両端が開口し延長方向が含塵ガス通27の
段と直交する複数の清浄ガス通路28の段が交互に形成さ
れる。

このフィルタ体20では、含塵ガス通路27が開口する２つ
の端面のうち、一方の端面側で含塵ガス通路27の開口の
すべてを直接または間接に閉塞しておき、他方の端面か
らディーゼルエンジン排気ガスを導入する。または含塵
ガス通路27の開口する両方の端面から同時に内方にディ
ーゼルエンジン排気ガスを導入する。板状体22がフィル
タ壁となって微粒子が板状体22の含塵ガス通路27側の面
に捕集され、微粒子を除去された清浄なガスは板状体22
を通過して清浄ガス28を経てフィルタ体外に流出する。
大部分がカーボン質からなる捕集されたディーゼルエン
ジン排気ガス中の微粒子は、適宜な時間間隔ごとにこの
板状体22を加熱して燃焼除去し、フィルタ体20を再生す
る。

こうした先行技術では、フィルタ機能を有する板状体22
をカーボン質微粒子の燃焼開始温度まで加熱し、捕集し
た微粒子を燃焼させて除去している。しかし、微粒子を
燃焼して除去する際に板状体22が反復して高温に曝され
るため、板状体の焼結が進むことにより、当初のポアサ
イズ分布が変化して微粒子捕集操作時のガス通過圧力損
失が増大し、フィルタ体として安定した性能維持がし難
い他、燃焼除去の高温によって板状体22が溶損すること
もあり、実質的に微粒子を捕集できなくなる問題が生じ
ている。

また、ディーゼルエンジン排気ガス中には、カーボン質
の微粒子の他に、無視できない量（例えば微粒子全重量
の１〜５％）の不燃性成分が含まれ、フィルタ体によっ
て同時同時に捕集される。更にディーゼルエンジン排気
ガス中にSOxやNOx成分が含まれており、これらの成分が
排気ガス管路を構成する物質やフィルタ体を構成する物
質と反応して不燃性の固形分を生成しフィルタ体中に沈
着する。これらの不燃性の固形分は燃焼によって除去さ
れないので、フィルタ体中に堆積して目詰りの原因とな
りフィルタ体の性能を低下させる。

また特開昭59−225721にはフィルタ管を用いる高温含塵
ガスからの除塵装置が示されている。この除塵装置で
は、両端が開口した複数本の縦方向に配置したフィルタ
管を用い、このフィルタ管の上方からフィルタ管内へ含
塵ガスを導入している。フィルタ管壁によって通過を阻
止された粉塵はフィルタ管の下方へ移動させ、フィルタ
管の下側に設けた粉塵ホッパに捕集するとともに、フィ
ルタ管壁を通過した清浄ガスはフィルタ管の側方からフ
ィルタ装置外へ取り出される。上記除塵装置は例えば製
鉄所の転炉ガスの除塵処理のような大風量かつ主として
不燃性の粉塵を含有する粉塵ガスに好適な装置と理解で
き、ディーゼルエンジン排気ガスへの適用についての示
唆はない。この方式においてはフィルタ管の製造は容易
であるが、コンパクトなフィルタ体を構成するためには
細い多数のフィルタ管を相互に間隔を置いた状態で管板
に固定するための手間と時間を要する組立て工程があ
り、処理用量の大きいフィルタ体の製造が容易でないと
いう問題がある。

そこで本出願人は、これ等の問題点を解決するため、第
10図に示すようなフィルタ装置を既に提案している（特
願昭62−232360）。

その代表的な一例を述べると、第９図のフィルタ体と本
質的に同様の直方体状のフィルタ体33を用い、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を介してフィルタ体を固定
し、フィルタ体33は上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、含塵ガス通路と交差
しかつ一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）とが通気性の多孔質材料
からなる板状体22で区画されている。

ケーシング31の上部にはディーゼルエンジン排気ガスの
導入管37が設けられている。ケーシング31のフィルタ体
の清浄ガス通路35が開口する側には排気ガス導入管38が
接続している。排ガス導出管38は縮径されたスロート部
39を備え、その上流および下流はゆるやかに拡径してい
る。スロート部39の下流端付近にはフィルタ体上流側に
向けて開口する逆洗操作用の加圧気体噴射用のエゼクタ
ノズル40が設けられている。ケーシング31の下方には微
粒子受け部41が設けられている。微粒子受け部41は、ト
レイ42、電気抵抗加熱ヒータ46を備えるフィルタ板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
し口44およびガス出口45を有する。

フィルタ板43はトレイ42の底部をくり抜いて嵌め込ま
れ、このトレイ42とフィルタ板43とが全体としてフィル
タ体33の含塵ガス通路34の下側開口端を取り囲んでい
る。灰分取出し口44はトレイ42の底部に開口し、フィル
タ板43の下側にはガス出口45が設けてある。フィルタ板
43の通気抵抗は、排気ガスの導入管37から導入された排
気ガス全量のうち20％以下、特には0.5〜５％程度がこ
のフィルタ板43を通過し、残りがフィルタ板33の板状体
22を通過して排気ガス導出管に取り出されるように選択
される。

ディーゼルエンジン排気ガスが導入管37を経てフィルタ
体33の含塵ガス通路34にその上側開口端から導入され
る。排気ガスのガス成分の大部分は多孔質の板状体22を
通過して清浄ガスとなり、清浄ガス通路35を経て排気ガ
ス導出管38に流出するが、排気ガス中の微粒子は板状体
22に捕捉され含塵ガス通路34側の壁面に付着堆積すると
同時に、一部の微粒子は排気ガスの一部とともに含塵ガ
ス通路34の下側開口端から微粒子受け部41に流出する。
微粒子受け部41に流入した排気ガスのガス成分はフィル
タ板43を通過してガス出口45へと導かれるが、ここでも
排気ガス中の微粒子の殆どすべてはフィルタ板43に捕捉
され、フィルタ板43の内面に付着堆積する。

こうした集塵操作を適宜時間継続後、エゼクタノズル40
から加圧気体、特には加圧空気を、例えば0.1〜１秒程
度の時間噴射する逆洗操作を行なう。噴射された気体は
ノズル40の周辺の気体を誘引し、吹き込んだ加圧気体量
の数倍量の気体がパルス流となって洗浄ガス通路35に入
り、多孔質の板状体22を通過して含塵ガス通路34へと流
れる。その際に含塵ガス通路34側の壁面に付着堆積して
いた微粒子は剥落し、その一部は含塵ガス通路34内に浮
遊するが、多くは落下して微粒子受け部41に入る。微粒
子受け部41ではフィルタ板43を通過するガスの流れに伴
なわれて、落下した微粒子の殆どすべてがこのフィルタ
板43の内面に付着堆積する。

かくして集塵操作において含塵ガス通路34側の壁面に捕
えられた微粒子は逆洗操作においてフィルタ板43の内面
に移しかえられ、フィルタ体33のフィルタ機能が再生さ
れる。フィルタ板43内面上の微粒子は電気抵抗加熱ヒー
タ46により加熱されて燃焼除去される。

比較的長期間フィルタ体を使用すると微粒子受け部41、
特にはフィルタ体43の内面上に不燃性の微粒子、灰分等
が蓄積するので、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
出したりする。

しかし、このフィルタ装置において、繰り返し行なう逆
洗操作時に気体がパルス流となって洗浄ガス通路35に流
れ込む際、洗浄ガス通路35の内部が瞬間的にかなりの高
圧、例えば0.3〜0.4kg/cm²程度のガス圧がかかり、フィ
ルタ体33の清浄ガス通路35と含塵ガス通路34と区画する
板状体22に曲げ応力が繰り返し働き、板状体22がしばし
ば破損するという問題点があった。

また、第９図に示した従来のフィルタ体では、全体とし
ての構造が極めて複雑であるため、製造上に手間と時間
がかかる他、不良品の発生率が高いという問題点があっ
た。

「発明の目的」本発明の目的は、上記従来技術の問題点に鑑み、フィル
タ体の逆洗操作に際して逆洗気流の圧力により繰り返し
生ずる曲げ応力に対して充分に耐えられる構造を有する
フィルタエレメントを実現し、この板状のフィルタエレ
メントを積層してフィルタ体を構成することにより、製
造が容易で歩留まりの良いフィルタ体を提供すること、
及びこのフィルタ体を用いるフィルタ装置を提供するこ
とにある。

「発明の構成」本発明によるフィルタエレメントは、通気性の多孔質材
質からなる板状体の一対の対向する端面の一方の端面か
ら他方の端面へ前記板状体を貫通して複数の孔が形成さ
れており、前記複数の孔の内壁面が、近接した側壁面に
向かって夫々山型をなしていることを特徴とする板状の
フィルタエレメントである。

本発明の好ましい態様としては、前記板状体の側壁面が
四辺形であることであり、更には前記複数の孔の中心線
に垂直な面で切った前記複数の孔の断面の形状が円形、
楕円形または四角形以上の多角形から選ばれた一つであ
る板状のフィルタエレメントである。

本発明の他の好ましい態様としては前記複数の孔の中心
線が概ね直線であり、かつ相互に概ね平行となってお
り、更には前記複数の孔は前記対向する端面に概ね一列
に並んで開口している板状のフィルタエレメントであ
る。

本発明の更に他の好ましい態様としては、前記板状体の
前記対向する夫々の縁に沿って前記端面に隣接する側壁
面側に突出して延材するリブが形成されている板状のフ
ィルタエレメントである。

本発明の別の好ましい態様としては、前記板状態を構成
する材料がセラミックスであり、処理する含塵ガスの種
類によっては焼結金属あるいはポーラスガラスである通
気性の多孔質材質からなる板状のフィルタエレメントで
ある。

本発明によるフィルタ体は通気性の多孔質材質からなる
板状体の一対の対向する端面の一方の端面から他方の端
面へ前記板状体を貫通して複数の孔が形成されており、
前記複数の孔の内壁面が近接した前記板状体の側壁面に
向かって夫々山型をなす板状のフィルタエレメントを、
前記端面に揃えるようにして複数枚平行に積層し、前記
フィルタエレメント相互間に前記複数の孔とは前記板状
体の多孔質壁により区画される別の通路を構成したフィ
ルタ体であり、特には前記別の通路が、前記板状体の複
数の孔が開口している前記対向する一対の端面とは異な
る隣接する一対の端面がある両側に開口するよう構成さ
れたフィルタ体である。

本発明のフィルタ体の好ましい態様としては前記対向す
る一対の端面の縁に沿って前記端面に隣接する側壁面側
に突出して延在するリブを形成した板状のフィルタエレ
メントを複数枚平行に積層し、前記リブにより前記フィ
ルタエレメント相互間に前記複数の孔とは板状体の多孔
質壁により区画される前記リブの突出幅に概ね等しい幅
の別の通路を構成しているフィルタ体である。

本発明のフィルタ体の他の好ましい態様としては、前記
フィルタエレメント相互間にスペーサを介在させて積層
し、このスペーサによって前記複数の孔とは前記板状体
の多孔質壁により区画される前記スペーサの厚さに概ね
等しい幅の別の通路を構成しているフィルタ体である。

本発明のフィルタ装置は、通気性の多孔質材質からなる
板状体の一対の対向する端面の一方の端面から他方の端
面へ前記板状体を貫通して複数の孔が形成されており、
前記複数の孔の内壁面が近接した前記板状体の側壁面に
向かって夫々山形をなす板状のフィルタエレメントを、
前記端面を揃えるようにして複数枚平行に積層し、前記
フィルタエレメント相互間に前記複数の孔とは前記板状
の多孔質壁により区画されるれる別の通路を構成し、前
記別の通路が前記板状体の複数の孔が開口している前記
対向する一対の端面とは異なる隣接する一対の端面があ
る両側に開口するように構成されたフィルタ体とし、前
記フィルタ体を、含塵ガスの入り口、清浄ガスの出口お
よび粉塵の出口を設けた金属製のケーシングにシール材
を介して固定して納めたフィルタ装置である。

本発明のフィルタ装置の好ましい態様としては、前記フ
ィルタ体をクッション材および／またはバネ材に押し付
けるようにして金属製のケーシングに納めたフィルタ装
置である。

本発明のフィルタ装置の更に他の好ましい態様として
は、圧縮ガス、特には圧縮空気を清浄ガスの出口通路側
に吹き込む逆洗操作により再生を行うようにしたフィル
タ装置である。

本発明のフィルタ装置の別の好ましい態様としては、前
記フィルタ体の前記複数の孔の内側を含塵ガスの通路と
し、前記フィルタエレメント相互間に設けた前記別の通
路を洗浄ガスの通路とするフィルタ装置である。

本発明のフィルタ装置の更に別の好ましい態様として
は、処理する含塵ガスがディーセルエンジンの排気ガス
であるフィルタ装置である。

本発明の板状のフィルタエレメントでは、その一枚だけ
でもフィルタ体を構成できるが、一般にはこれを所定間
隔をおいて複数枚平行に配列し、それぞれの間隙にリブ
及び／またはスペーサを配置して積層することになり、
容易に所望のフィルタ面積を有するフィルタ体を構成す
ることができる。

即ち、本発明のフィルタ装置では、通気性の多孔質材質
からなる板状のフィルタエレメントを貫通するように設
けた複数の孔を含塵ガス通路とし、積層した前記フィル
タエレメントの間に設けた間隙を清浄ガス通路とし、含
塵ガスを上記複数の孔に送入すると、含塵ガス中の微粒
子は板状体の複数の孔の内壁面上捕捉されてガス成分が
多孔質壁を通過し、清浄ガスとなって板状体と板状体と
の間に形成された前記清浄ガス通路に流出する。

前記複数の孔の内壁面上に堆積した微粒子は、逆洗操作
により逆洗気流を前記板状体の間に構成された前記清浄
ガス通路側に送入することにより前記複数の孔の内壁面
上から剥離しフィルタ体を再生する。

逆洗の際のガス圧力は、板状体の清浄ガス通路のある側
壁面側から複数の孔の内部に向けて作用させる。

このとき、本発明のフィルタエレメントでは、前記複数
の孔の内壁面が近接した前記側壁面に向かって夫々山型
をなしているので、従来技術における山型になっていな
い平板状の多孔質壁のように多孔質壁に大きい曲げ応力
が生じないので、逆洗操作時のガス圧力に充分に耐え、
フィルタ壁である前記多孔質壁の破損は殆ど起きない。

本発明のフィルタエレメントにおける前記側壁面は概ね
平面をなしており、板状体の外表面の内のより広い方の
一対の平面であって、互いに概ね平行である。前記複数
の孔はこの一対の平面の間に位置して一方の端面から他
方の端面へ板状体を貫通している複数の長い孔をなす。

本発明の板状のフィルタエレメントの孔の大きさは、目
的とする用途によって大小様々な寸法が可能であるが、
ディーゼルエンジン排気ガスの微粒子補修用にはコンパ
クト化という要求があるため、孔の内径を小さくして容
積当たりのフィルタ面積を大きくするのが良い。しかし
あまりに小さいと微粒子による閉塞の心配があるので通
常内径３〜10mm程度で前記フィルタエレメントの厚さは
６〜30mm程度であることが好ましい。

例えば固定源の含塵ガスの除塵処理のような用途向け
で、比較的大型の板状のフィルタエレメントが使える場
合には、例えば１〜10cmの内径の孔で前記フィルタエレ
メントの厚さが１、５〜15cm程度とすることが出来る
が、一個の板状のフィルエレメントの重量が大き過ぎる
と人手による取り扱いが困難になるので、前記フィルタ
エレメント一個の重量は15kgとするのが好ましい。

また、本発明の板状のフィルタエレメントは、構造が簡
単であるため、例えば押出し成形、鋳込み成形などによ
り容易に製造でき、製造に際しての不良品の発生も少な
く出来る。更に複数枚平行に積層した前記フィルタエレ
メントの間にリブやスペーサを介して一体に保持又は接
合することにより、任意のフィルタ面積を有するフィル
タ体が提供出来る。

本発明のフィルタ体において、互いに平行に積層した前
記フィルタエレメント間に構成された、通常清浄ガス通
路となる前記別の通路の幅は、フィルタ体の容積当たり
のフィルタ面積を大きくするのが好ましいので狭い方が
良く、好ましくは前記フィルタエレメントを貫通する孔
の内径の1/2以下とする。しかし、前記側壁面の面積度
が良くないと狭く出来ない他、狭過ぎると逆洗操作時の
逆洗ガスの送り込み抵抗が大きくなり逆洗が効かなくな
る心配があるので、好ましくは１、5mm以上とする。

本発明の具体例を以下に図面を参照しながら説明する。

第１図には、本発明による板状のフィルタエレメントの
一例を示した。この板状のフィルタエレメント51は、通
気性の多孔質材質からなる板状体52からなっている。

前記板状体の材質としては、例えばセラミックス、焼結
金属、ポーラガラスなどが採用できるが、この中でも耐
腐食性や耐熱性および耐熱衝撃性に優れたコージライ
ト、β−スポジュメン、チタン酸アルミニウム、ジルコ
ン、ムラメイト、炭化珪素、窒化珪素といったセラミッ
クスが多様な含塵ガスの処理に使用出来るので特に好ま
しい。

板状体52の一対の対向する端面の一方の端面53から他方
の端面54へ前記板状体を貫通して複数の孔55が形成され
ている。

この例では好ましい一例として複数の孔55が前記一対の
端面の両方に一列に開口しているが、本発明の目的効果
をそこなわないかぎり、板状体52の中に複数の孔55を二
列あるいは三列に配置するように形成してもよい。

第４図は前記フィルタエレメントを平行に延びた前記複
数の孔の中心線に垂直な面で切った断面図であり、板状
体52の厚みの中間線ｌで分割したとき、複数の孔55の内
壁面56が近接する側壁面57に向かって夫々山型をしてい
る。このことを更に詳しく説明すると、前記複数の孔の
内壁面56と側壁面57との距離において、中央部の距離を
ａとし、両端部の距離をｂ、ｃとすると、ｂ＞ａ、ｃ＞
ａとなるような断面形状の孔とされていることである。

そして、この例では、複数の孔55として断面が円形の孔
（丸孔）が採用されているが、前記ｂ＞a,c＞ａを満足
すれば、第５図に示すような断面が楕円形の孔（楕円
孔）や、第６図に示すような断面が正方形の孔や、第７
図や第８図に示すような断面が六角形の孔なども採用で
きる。ただし第８図のように孔の内壁面56の一部が側壁
面57と平行である場合にはこの部分の長さｄを大きくし
過ぎないことが肝要である。

再び第１図に戻ると、板状体52の複数の孔55が開口する
端面53、54の縁に沿って隣接する側壁面57側に突出する
リブ58が延在している。リブ58は本発明に必須なもので
はないが、後述するように板状のフィルタエレメントを
積層してフィルタ体とする際に、組立てを容易にする。

なお、この例ではそれぞれのリブ58が、板状体52の同一
の側壁面上に突出するように形成されているが、一方の
リブ58の突出方向と他方のリブ58の突出方向とが互いに
板状体52の反対側にあってもよく、さらには板状体52の
両面に突出するようにＴ字型またはＩ字型に形成されて
いてもよい。

また、この例では、リブ58が板状体52の対向する一対の
端面の縁にのみ形成されているが、リブ58、58の中間に
それらと平行に延在任意の数のリブを設けてもよい。こ
の場合のリブは前記板状体相互間に構成される前記別の
通路の一方の出口を塞ぐことになる。さらに、板状体52
の一対の端面とは異る残りの一対の端面のうちいずれか
一方の端面の縁に沿ってリブ58と直交するリブを設けて
もよい。

第２図および第３図は、フィルタエレメント51を用いて
構成したフィルタ体61を示す。このフィルタ体61は、フ
ィルタエレメント51を複数枚平行に積層し、前記フィル
タエレメント相互間に前記複数の孔とは前記板状体、の
多孔質壁により区画される別の通路を構成している。

フィルタエレメント51は複数の孔55が開口する端面を揃
えるように、かつリブ58が同一方向を向くように積層さ
れている。

リブ58の突出している先端面と、隣接するフィルタエレ
メント51の側壁面57と接触する箇所に、例えば耐熱性の
接着剤などを用いて一体に接合したり、クッション材又
はガスケットを挟んで押し圧締めする等の手段、或は一
体燒結などの手段によって少なくともダストタイトに接
合する。

かくして、フィルタエレメント51相互間の間隙には、リ
ブ58と側壁面57によって区画された清浄ガス通路62が複
数の孔55の開口面とは異なる側に開口するように形成さ
れる。

このフィルタ体61は、例えば第10図に示したようなフィ
ルタ装置のフィルタ体33として利用することができる。
即ち、ディーゼルエンジン排気ガスなどの含塵ガスを前
記複数の孔55の一方の開口部から送入すると、微粒子が
複数の孔の内壁面に捕捉され、清浄化されたガスが通気
性の多孔質板状体52の壁を通過して清浄ガス流路62から
取出される。

含塵ガス62に含まれる微粒子の大部分は複数の孔55の内
壁面で捕捉され、その一部は前記内壁面にそのまま付着
し、残りの部分は複数の孔55の他方の開口部から例えば
第10図における微粒子受け部41に落下、あるいは流出し
て捕集される。

複数の孔55の内壁面に微粒子が付着堆積すると、ガスの
通過圧損が増大するため、例えば第10図のように清浄ガ
ス出口側に設けたエゼクタノズル40から、適当な間隔を
置いて加圧気体を噴出させ逆洗を行なう。この逆洗の際
ノズルから噴出させる加圧気体は周囲のガスを巻き込ん
でパルス流となって清浄ガス通路62内に吹き込まれる。
その結果、前記清浄ガス通路62内は、瞬間的に相当の高
圧となり、第４図に示すように、フィルタエレメント51
の外壁面57に高い圧力Ｐが繰り返しかかる。この圧力Ｐ
は、複数の孔55と側壁面57との間の多孔質壁を押し潰す
ように作用する。しかし、本発明の板状フィルタエレメ
ントでは、複数の孔55の内壁面56が近接する側壁面57に
向かって夫々山型をなすような形状とされているので、
構造力学的に上記のような圧力Ｐに対して曲げ応力の発
生は小さくなり、前記フィルタ壁である多孔質壁の破損
を防止することができる。

なお、第２図に示したフィルタ体61において、前記リブ
58の代りにフィルタエレメント51とは別体のスペーサ等
を挟むようにして用いることもでき、その場合には、リ
ブ58を設ける必要はなく、フィルタエレメント51を押出
し成形法で能率良く製造可能な平板状にできる。

さらに、リブ58を前記板状体を貫通す複数の孔55の中心
線方向と平行な端面の片側の縁に隣接する前記側壁面側
に突出するように形成し、フィルタエレメント51を積層
した時、清浄ガス通路62が複数の孔55と同じ端面に開口
するようにしてもよいが、その場合には、前記端面にお
ける清浄ガス流路と含塵ガス流路とを区画するシール手
段が必要である。

本発明の板状のフィルタエレメントは複数の孔55内を含
塵ガス通路とし、側壁面57の間の通路側を清浄ガス通路
とするのが好ましいが、逆洗時の圧力による破損の問題
がない場合には複数の孔55を清浄ガス通路とし、側壁面
57の側を含塵ガス通路とすることもできる。

本発明のフィルタ装置の好ましい一例では、第10図に示
された構成となっており、特願昭62−232360に示された
提案とはフィルタ体の構成の点で相違している。

「発明の実施例」本発明の一例として、第２図に示した構造のフィルタ体
を試作し、第10図に示した構成のフィルタ装置に組み込
んだものを試作した。また、比較の為、第９図に示した
構造のフィルタ体を組み込んで第10図に示した構成のフ
ィルタ装置を試作した。試験を実施したフィルタエレメ
ントとフィルタ体の諸元と試験条件、および試験結果を
以下に示す。

本発明のフィルタエレメント（一例）材質；コージライト質成形方法；鋳込み成形気孔率；約 34％平均気孔径；約 22μｍ長さ×幅×厚さ； 240×224×15mm 円孔径；７ mm 円孔ピッチ； 10 mm リブ高さ；２、8mm 本発明のフィルタ体（一例）前記フィルタエレメントを20枚積層したものを１ブロッ
クとし、前記フィルタエレメントの間に構成された前記
別の通路を連結するように３ブロックを重ね合せて、フ
ィルタ体として試験に供した。

但し、前記フィルタエレメントの円孔内を含塵ガス通路
とし、前記フィルタエレメント間の前記別の通路側は清
浄ガス通路として用いた。

清浄ガス通路幅；約３、0mm 有効フィルタ面積；約７、2m² 比較用フィルタ体材質；コージライト質成形方法；一体鋳込み成形気孔率；約 34％平均気孔径；約 23μｍ長さ×幅×高さ； 700×610×350mm 排気ガス流路幅；５ mm 清浄ガス流路幅；５ mm 有効フィルタ面積； 7.1m² 試験条件使用エンジン；排気量6.7l,直噴式ディーゼルエンジ
ン，定格出力、180ps/3000rpm 排気ガス;2900rpm×130psで作動排気ガス温度550℃ 排気ガス流量430Nm²/hr 逆洗条件空気元圧;6.0kg/cm² 逆洗時間;0.1sec 逆洗間隔;300sec エゼクタノズル；口径25mm×２本使用逆洗空気注入量;85N／回試験結果使用中の平均フィルタ圧損実施例；約1200mmAq 比較例；約1200mmAq 但し、約20時間経過後低下を認めた。

清浄ガス中の微粒子濃度実施例；約3mg/Nm³ 50時間経過後も変化なし。

比較例；約3mg/Nm³ 但し、約20時間経過後から増加を始め、30時間経過後に
は約120mg/Nm³となった。これはフィルタ体に破損（ク
ラック）が生じたためである。

その他の結果、なお、本発明の板状のフィルタエレメントでは、前記複
数の孔の前記内壁面と板状体の側壁面との間の壁の厚さ
が部位によって異なるため通気抵抗に差があって孔の内
壁面がフィルタ面として均一に利用されないのではない
かと懸念されたが、集塵操作時の圧力損失がフィルタ表
面に捕捉された微粒子層に依存する程度が大きい事もあ
り、実用上問題なく使用出来ることが確認された。

「発明の効果」以上説明したように、本発明の通気性の多孔質物質から
なる板状体に複数の孔を貫通させてなる板状のフィルタ
エレメントを用いれば、それらの間に適当な幅の間隙を
設けて平行に積層するだけで、フィルタ体を組立てるこ
とができるので任意のフィルタ面積を有するフィルタ体
が構成出来ると同時に、その製造が容易となり、不良品
の発生を少なく出来る。

また、発明の実施例に比較した結果を示したように逆洗
気流により清浄ガス通路が高圧となって壁面に高い圧力
が作用しても、含塵ガス通路を構成する前記フィルタエ
レメントの前記複数の孔の内壁形状が側壁面に向かって
夫々山型をなしているので、フィルタ壁である前記多孔
質壁の破損、即ち前記フィルタエレメントの破損を防止
することが出来、このフィルタエレメントを積層して構
成したフィルタ体を用いたフィルタ装置を、逆洗操作に
より再生を行なうディーゼルエンジン排気ガス用フィル
タ装置として利用するとき、長期間安定して使用でき
る。

本発明による板状のフィルタエレメントとフィルタ体及
びフィルタ装置はディーゼルエンジン排気ガスの微粒子
の除去に好適のものであるが、他の含塵ガスの除塵処
理、例えば製鉄所の高炉、転炉、コークス炉、あるいは
石炭ガス化装置、原子力廃棄物処理設備、流動接触分解
装置、流動層ボイラーなどで発生する含塵ガスの除去処
理等に利用できる。

更に、本発明による容積当たりのフィルタ面積が大きい
コンパクトなフィルタ装置を利用することにより、含塵
ガスを殆ど冷却することなく除塵できるという他の特徴
を併せ、粉塵の存在のために従来行なわれていなかった
高温含塵ガスからの熱回収が、小容量の設備を含めた多
くの場合に適用出来る道を開くことになり、省エネルギ
ーの点においても、また粉塵を乾いた状態で回収できる
ので、回収した粉塵の有効利用の点でも、産業上の利用
価値は多大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による板状のフィルタエレメントの一実
施例を示す斜視図、第２図は前記フィルタエレメントを
用いて構成したフィルタ体を示す斜視図、第３図は前記
フィルタ体の部分横断面図、第４図は逆洗操作時におい
て前記フィルタエレメントにかかる圧力状態を示す部分
横断面図、第５図、第６図、第７図および第８図は本発
明による板状フィルタエレメントのそれぞれ他の実施例
を示す部分横断面図、第９図は従来のフィルタ体を示す
斜視図、第10図は第２図や第９図に示した類のフィルタ
体を用いたフィルタ装置の一例を示す概略図である。図中、51はフィルタエレメント、52は板状体、53、54は
端面、55は複数の孔、56は孔の内壁面、57は側壁面、58
はリブ、61はフィルタ体、62は清浄ガス通路である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通気性の多孔質材質からなる板状体の一対
の対向する端面の一方の端面から他方の端面へ前記板状
体を貫通して複数の孔が形成されており、前記複数の孔
の内壁面が近接した前記板状体の側壁面に向かって夫々
山型をなしていることを特徴とする板状のフィルタエレ
メント。
【請求項２】請求項１において、前記板状体の側壁面が
四辺形であることを特徴とする板状のフィルタエレメン
ト。
【請求項３】請求項１又は２において、前記複数の孔の
中心線に垂直な面で切った前記複数の孔の断面の形状が
円形、楕円形又は四角形以上の多角形からえらばれた一
つである板状のフィルタエレメント。
【請求項４】請求項１〜３の何れか一つにおいて、前記
複数の孔の中心線が概ね直線であり、かつ相互に概ね平
行である板状のフィルタエレメント。
【請求項５】請求項１〜４の何れか一つにおいて、前記
複数の孔は前記対向する端面の両側に夫々概ね一列に並
んで開口している板状のフィルタエレメント。
【請求項６】請求項１〜５の何れか一つにおいて、前記
板状体の前記対向する夫々の端面の縁に沿って前記端面
に隣接する側壁面側に突出して延在するリブが形成され
ている板状のフィルタエレメント。
【請求項７】請求項１〜６のいずれか一つにおいて、前
記板状体を構成する材料がセラミックスである通気性の
多孔質材質からなる板状のフィルタエレメント。
【請求項８】請求項１〜６のいずれか一つにおいて、前
記板状体を構成する材料が焼結金属又はポーラガラスの
いずれかである通気性の多孔質材質からなる板状のフィ
ルタエレメント。
【請求項９】通気性の多孔質材料からなる板状体の一対
の対向する端面の一方の端面から他方の端面へ前記板状
体を貫通して複数の孔が形成されており、前記複数の孔
の内壁面が近接した前記板状体の側壁面に向かって夫々
山型をなす板状のフィルタエレメントを、前記端面を揃
えるようにして複数枚平行に積層し、前記フィルタエレ
メント相互間に前記複数の孔とは前記板状体の多孔質壁
により区画される別の通路を構成したフィルタ体。
【請求項１０】請求項９において前記別の通路が前記板
状体の複数の孔が開口している前記対向する一対の端面
とは異なる隣接する一対の端面がある両側に開口するよ
うに構成されたフィルタ体。
【請求項１１】請求項10において前記板状体の前記対向
する一対の端面の縁にそって、前記端面に隣接する側壁
面側に突出して延在するリブを形成した板状のフィルタ
エレメントを複数枚平行に積層し、前記リブにより前記
フィルタエレメント相互間に前記複数の孔とは前記板状
体の多孔質壁により区画される前記リブの突出幅に概ね
等しい幅の別の通路を構成していることを特徴とするフ
ィルタ体。
【請求項１２】請求項10又は11において、前記フィルタ
エレメント相互間にスペーサを介在させて積層し、この
スペーサによって前記複数の孔とは前記板状体の多孔質
壁により区画される前記スペーサの厚さに概ね等しい幅
の別の通路を構成していることを特徴とするフィルタ
体。
【請求項１３】通気性の多孔質材質からなる板状体の一
対の対向する端面の一方の端面から他方の端面へ前記板
状体を貫通して複数の孔が形成されており前記複数の孔
の内壁面が近接した前記板状体の側壁面に向かって夫々
山形をなす板状のフィルタエレメントを、前記端面を揃
えるようにして複数枚平行に積層し前記フィルタエレメ
ント相互間に前記複数の孔とは前記板状体の多孔質壁に
より区画される別の通路を構成し、前記別の通路が前記
板状体の複数の孔が開口している前記対向する一対の端
面とは異なる隣接する一対の端面がある両側に開口する
ように構成されたフィルタ体とし、前記フィルタ体を含
塵ガスの入口、清浄ガスの出口及び粉塵の出口を設けた
金属製のケーシングにシール材を介して固定するように
して納めたフィルタ装置。
【請求項１４】請求項13において、前記フィルタ体をク
ッション材および／またはバネ材により押し付けるよう
にして金属製のケーシングに納めたフィルタ装置。
【請求項１５】請求項13又は14において、圧縮ガスを清
浄ガスの出口通路側に吹き込む逆洗操作により再生を行
なうようにしたフィルタ装置。
【請求項１６】請求項15において、前記フィルタ体の前
記複数の孔の内側を含塵ガスの通路とし、前記フィルタ
エレメント相互間に設けた前記別の通路を清浄ガス通路
とするフィルタ装置。
【請求項１７】請求項13〜16のいずれか１つにおいて、
処理する含塵ガスがディーゼルエンジンの排気ガスであ
るフィルタ装置。