(57)【要約】【課題】ＤＰＦに堆積したアッシュ成分を効率よく除去するとともに洗浄液の無駄な消費を抑える。【解決手段】ディーゼルエンジン側の第１開口２ａ及び排気口側の第２開口２ｂを有した外筒２と、その外筒２に収容されたＤＰＦ４とを有した排気浄化器１を洗浄する洗浄装置１０が、アッシュ成分を水に可溶化させる可溶化成分を水に溶解してなる洗浄液１９が注入された洗浄槽１１と、前記排気浄化器１が前記洗浄槽１１内にて前記洗浄液１９に浸漬された状態にて前記洗浄液１９を前記第２開口２ｂから前記ＤＰＦ４に通過させて前記第１開口２ａに向かうように循環させる循環機構と、を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジン側の第１開口及び排気口側の第２開口を有した外筒と、その外筒に収容されたＤＰＦとを有した排気浄化器を洗浄する洗浄装置であって、
アッシュ成分を水に可溶化させる可溶化成分を水に溶解してなる洗浄液が注入された洗浄槽と、
前記排気浄化器が前記洗浄槽内にて前記洗浄液に浸漬された状態にて前記洗浄液を前記第２開口から前記ＤＰＦに通過させて前記第１開口に向かうように循環させる循環機構と、
を備える洗浄装置。
【請求項２】
前記循環機構が、
前記洗浄槽の内側に設置され、前記第２開口を包囲して、前記洗浄槽内の空間を前記第２開口が存する内側領域と前記第１開口が存する外側領域とに区画する仕切りと、
前記外側領域内の前記洗浄液を吸引して、その洗浄液を内側領域に供給する循環ポンプと、を有する
請求項１に記載の洗浄装置。
【請求項３】
前記仕切りは開口を有した筒状に設けられて、前記仕切りは前記開口が上に向けられた状態で前記洗浄槽の内底に設置され、
前記第２開口が前記内底に向けられた状態で前記外筒が前記仕切りの前記開口に嵌め込まれて、前記外筒が前記内底から離間している
請求項２に記載の洗浄装置。
【請求項４】
前記第１開口が前記洗浄液の液面よりも上に位置する
請求項３に記載の洗浄装置。
【請求項５】
前記外側領域にて前記洗浄液に投入され、前記循環ポンプの吸引側に設けられ、前記洗浄液中の前記アッシュ成分を捕集するストレーナを更に備える請求項２から４の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項６】
前記可溶化成分がクエン酸、クエン酸塩、エチレンジアミン四酢酸及び酒石酸の中から選択された１種以上の化合物である請求項１から５の何れか一項に記載の洗浄装置。
【請求項７】
ディーゼルエンジン側の第１開口及び排気口側の第２開口を有した外筒と、その外筒に収容されたＤＰＦとを有した排気浄化器を洗浄する洗浄方法であって、
アッシュ成分を水に可溶化させる可溶化成分を水に溶解してなる洗浄液が注入された洗浄槽内にて前記排気浄化器を前記洗浄液に浸漬した状態で、前記洗浄液を前記第２開口から前記ＤＰＦに通過させて前記第１開口に向かうように循環させる洗浄方法。
【請求項８】
前記洗浄液の循環後、水を前記第２開口に散布することによって、前記水を前記第２開口から前記ＤＰＦに通過させて前記第１開口に流す請求項７に記載の洗浄方法。
【請求項９】
前記可溶化成分がクエン酸、クエン酸塩、エチレンジアミン四酢酸及び酒石酸の中から選択された１種以上の化合物である請求項７又は８に記載の洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＤＰＦを有する排気浄化器を洗浄する洗浄装置及び洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のディーゼルエンジンから排出される排気ガス中には、主として固体炭素から形成される粒子状物質の他に、硫酸カルシウム（CaSO4）等のアッシュ成分が含まれている。アッシュ成分は、粒子状物質と共にＤＰＦに捕集されて、ＤＰＦのセル内に堆積される。堆積されたアッシュ成分によるＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）の目詰まりを解消すべく、アッシュ成分を除去することが必要となる。
【０００３】
従来、アッシュ成分が堆積したＤＰＦに対して石鹸水或いは水等の洗浄液を高圧で噴霧することで、物理的にアッシュ成分を除去する方法によって洗浄していた（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４６７２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、従来の方法では、ＤＰＦの性能が十分に回復する程度に、アッシュ成分を除去することができない。また、アッシュ成分がＤＰＦに残留すると、アッシュ成分が乾燥により石灰化し、ＤＰＦの機能不良が発生してしまう。更に、洗浄時間が長くなると、石鹸水或いは水等の洗浄液を無駄に消費してしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、ＤＰＦに堆積したアッシュ成分を効率よく除去するとともに洗浄液の無駄な消費を抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するために、ディーゼルエンジン側の第１開口及び排気口側の第２開口を有した外筒と、その外筒に収容されたＤＰＦとを有した排気浄化器を洗浄する洗浄装置が、アッシュ成分を水に可溶化させる可溶化成分を水に溶解してなる洗浄液が注入された洗浄槽と、前記排気浄化器が前記洗浄槽内にて前記洗浄液に浸漬された状態にて前記洗浄液を前記第２開口から前記ＤＰＦに通過させて前記第１開口に向かうように循環させる循環機構と、を備える。
【０００８】
また、ディーゼルエンジン側の第１開口及び排気口側の第２開口を有した外筒と、その外筒に収容されたＤＰＦとを有した排気浄化器を洗浄する洗浄方法であって、アッシュ成分を水に可溶化させる可溶化成分を水に溶解してなる洗浄液が注入された洗浄槽内にて前記排気浄化器を前記洗浄液に浸漬した状態で、前記洗浄液を前記第２開口から前記ＤＰＦに通過させて前記第１開口に向かうように循環させる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施の形態によれば、可溶化成分を含有した洗浄液でＤＰＦを洗浄することによって、ＤＰＦに捕集されたアッシュ成分を簡便に且つ効率的に除去することができる。また、循環による洗浄液の流動によってアッシュ成分の溶解及び剥離が促進されため、アッシュ成分の除去効率が高い上、ＤＰＦにアッシュ成分が残留しにくい。また、洗浄液を循環させるため、洗浄液の無駄な消費を抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】洗浄装置の断面図である。
【図２】リンス装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。但し、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。
【００１２】
＜＜＜１．  排気浄化器の洗浄装置＞＞＞
図１は、排気浄化器１を洗浄する洗浄装置１０の断面図である。
【００１３】
排気浄化器１は、自動車等のディーゼルエンジンからの排気管の中途部に設けられるものである。この排気浄化器１は、排気管から取り外されて、洗浄装置１０にセッティングされる。排気浄化器１は、外筒２、前段フィルター３及びディーゼル・パティキュレート・フィルター（以下、ＤＰＦと称する）４を有する。外筒２は、中空を有するとともに、その中空に通じる上流側の第１開口２ａ及び下流側の第２開口２ｂを有する。外筒２の外周面には、フランジ２ａが設けられている。この外筒２が排気管の中途部に取り付けられる場合、その第１開口２ａがディーゼルエンジン側になり、外筒２の第２開口２ｂが排気口側になる。前段フィルター３がディーゼルエンジン側の第１開口２ａ寄りにおいて外筒２内に収容され、ＤＰＦ４が排気口側の第２開口２ｂ寄りにおいて外筒２内に収容されている。
【００１４】
前段フィルター３は、その外形が柱状を呈したハニカム型のＤＯＣ（Diesel Oxidation Catalyst）フィルターである。前段フィルター３は、その一端面から他端面にまで延在するとともにハニカム状に配置された複数の流路３ａと、これら流路３ａを仕切る多孔質隔壁３ｂと、多孔質隔壁３ｂに担持されたディーゼル用酸化触媒とを有する。
【００１５】
ＤＰＦ４は、その外形が柱状を呈したハニカム型のフローフィルターである。ＤＰＦ４は、その一端面から他端面にまで延在するとともにハニカム状に配置された複数の流路４ａと、これら流路４ａを仕切る多孔質隔壁４ｂと、複数の流路４ａのうち互い違いに配置される流路４ａの一端（入口）を閉塞した目封じ４ｃと、残りの流路４ａの他端（出口）を閉塞した目封じ４ｄとを有する。
【００１６】
ディーゼルエンジンから排出されるガス中には、主として固体炭素から形成される粒子状物質（ＰＭ：particulate matter）の他に、アッシュ成分（灰成分）も含まれている。アッシュ成分は、Ca、Zn、P及びSの中から選択された１種以上の元素を含む塩であって、例えば硫酸カルシウム（CaSO4）、リン酸亜鉛カルシウム（Ca19Zn2(PO4)14）である。なお、Ca、Zn及びPは機関潤滑油に由来し、Sは燃料や機関潤滑油に由来すると考えられる。例えばCaSO4は石こうの主成分であり、水に対して難溶性である。
【００１７】
排気浄化器１の使用時には、アッシュ成分は粒子状物質と共にＤＰＦ４の流路４ａ内に捕集されて、流路４ａ内に堆積される。ＤＰＦ４の流路４ａ内に堆積されたアッシュ成分は物理的に除去し難い上、水のみの洗浄では除去することが困難である。この洗浄装置１０を用いて、洗浄液１９でＤＰＦ４を洗浄すると、流路４ａ内に堆積されたアッシュ成分を簡便に且つ効率的に除去することができる。
【００１８】
洗浄装置１０は、洗浄槽１１、シール板１２、仕切り１３、循環ポンプ１４、吸引管１５、供給管１６及びストレーナ１７を備える。ここで、仕切り１３、循環ポンプ１４、吸引管１５及び供給管１６を有する機構が循環機構である。
【００１９】
洗浄槽１１はその上面が開口した箱型に設けられている。この洗浄槽１１内に洗浄液１９が注入される。
【００２０】
洗浄液１９は、アッシュ成分を水に可溶化する成分（以下、可溶化成分という）を水に溶解してなる水溶液である。可溶化成分は、アッシュ成分を水に可溶化する役割を果たすものであれば限定されるものではないが、例えばクエン酸、クエン酸塩（例えばクエン酸ナトリウム）、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）又は酒石酸である。クエン酸、クエン酸塩、エチレンジアミン四酢酸及び酒石酸のうち２種以上が可溶化成分として洗浄液１９に含まれていてもよく、洗浄液１９がクエン酸水溶液、クエン酸塩水溶液、エチレンジアミン四酢酸水溶液及び酒石酸水溶液の中から選択された２種以上の混合液であってもよい。これら溶質の一部の官能基がCa原子又はZn原子をキャプチャーして錯体化合物を形成することにより、この錯体化合物が水に可溶な構造となる。その中でも毒性が少なく、かつ除去効果の高いものという観点から、可溶化成分としては、クエン酸若しくはクエン酸ナトリウム又はこれら両方を含むものが好ましい。可溶化成分の濃度としては、可溶化成分の官能基数、アッシュ成分中の金属の価数等によって若干の差異はあるものの、０．１ｍｏｌ／ｌ以上であれば十分な洗浄力を有する。洗浄液１９には、洗浄性能を損ねない範囲で、他の任意成分を添加してもよい。以下の説明では、洗浄液１９がクエン酸水溶液であるものとする。
【００２１】
仕切り１３は洗浄槽１１内においてシール板１２上に載置されている。仕切り１３は上面及び下面が開口した筒状に設けられており、仕切り１３の下部開口がシール板１２によって閉塞されている。仕切り１３の下端が仕切り１３及び排気浄化器１の重量によってシール板１２に押し付けられることによってシール板１２が弾性変形し、これにより仕切り１３の下端とシール板１２との間の液密性が向上する。この仕切り１３は、洗浄槽１１内の空間を仕切り１３の内側の領域１１ａと仕切り１３の外側の領域１１ｂとに区画する。
【００２２】
排気浄化器１の外筒２は、その第２開口２ｂが洗浄槽１１内の底に向けられた状態で仕切り１３の上部開口に嵌め込まれている。外筒２の外周面が仕切り１３の内周面に密接しており、これらの間にシール部材が設けられていてもよい。外筒２のフランジ２ａが仕切り１３の上端に当接することによって、その外筒２が仕切り１３に支持され、外筒２の下端が洗浄槽１１内の底から上に離間している。従って、ＤＰＦ４と洗浄槽１１の内底との間には、仕切り１３によって囲繞されたスペースが形成されている。そのスペースにも洗浄液１９が存在する。
【００２３】
以上のように外筒２が仕切り１３に嵌め込まれることによって、外筒２の第１開口２ａが仕切り１３の外側の領域１１ｂに存し、第２開口２ｂが仕切り１３の内側の領域１１ａに存する。
【００２４】
排気浄化器１は洗浄液１９に浸漬されている。排気浄化器１の一部が洗浄液１９の液面１９ａから出没しており、第１開口２ａが液面１９ａよりも上に位置する。
【００２５】
循環ポンプ１４は洗浄槽１１の外に設置されている。吸引管１５は循環ポンプ１４から洗浄槽１１内の仕切り１３の外側にまで配管されている。吸引管１５の先端が洗浄液１９に浸漬されており、その先端にはストレーナ１７が取り付けられている。供給管１６が循環ポンプ１４から仕切り１３を貫通してスペース１３ａ内にまで配管されている。そのため、仕切り１３の内側の領域１１ａには、ストレーナ１７を通過することで煤及びアッシュ成分等が除去された洗浄液１９が供給される。
【００２６】
循環ポンプ１４は吸引管１５を通じて仕切り１３の外側の洗浄液１９を吸い込んで、吸い込んだ洗浄液１９を供給管１６を通じて仕切り１３の内側に供給する。仕切り１３の内側に供給された洗浄液１９は、循環ポンプ１４による供給圧によって排気浄化器１の外筒２の第２開口２ｂに流入し、外筒２内のＤＰＦ４及び前段フィルター３を通過して、外筒２の第１開口２ａから湧出する。第１開口２ａから湧出した洗浄液１９は、洗浄槽１１内の仕切り１３の外側へ流れる。以上により洗浄液１９が循環される。
【００２７】
続いて、洗浄装置１０を用いて排気浄化器１を洗浄する方法について説明する。
まず、洗浄槽１１内に水を注入して、その水に可溶化成分（例えば、クエン酸）を添加して、その水を攪拌することでその水に可溶化成分を溶解する。
【００２８】
次に、外筒２の第２開口２ｂを先にして、排気浄化器１を仕切り１３に嵌め込み、外筒２のフランジ２ａを仕切り１３に当接させる。
次に、吸引管１５の一端を循環ポンプ１４に接続し、吸引管１５の他端にストレーナ１７を取り付ける。また、供給管１６の一端を循環ポンプ１４に接続し、供給管１６の他端を仕切り１３に接続する。
次に、洗浄槽１１の内底にシール板１２を敷く。
次に、外筒２の第２開口２ｂを洗浄槽１１の内底に向けて排気浄化器１及び仕切り１３を洗浄槽１１内の洗浄液１９に浸漬する。そして、仕切り１３をシール板１２上に載置する。この際、洗浄槽１１内の洗浄液１９の量を調整することによって、排気浄化器１の一部を洗浄液１９に浸漬せず、外筒２の第２開口２ｂを洗浄液１９の液面１９ａよりも上に位置させる。
次に、吸引管１５及びストレーナ１７を仕切り１３の外側の洗浄液１９に投入する。
【００２９】
次に、循環ポンプ１４を始動させる。そうすると、洗浄液１９が洗浄槽１１、ストレーナ１７、循環ポンプ１４，仕切り１３、ＤＰＦ４、前段フィルター３、洗浄槽１１の順に循環する。これにより、ＤＰＦ４及び前段フィルター３を洗浄液１９により逆洗する。
【００３０】
ＤＰＦ４に堆積されたアッシュ成分が洗浄液１９中の可溶化成分によって可溶化する。例えば、洗浄液１９に溶けた可溶化成分は、アッシュ成分中の化合物と十分に反応したり錯体を形成したりすることによってアッシュ成分を水に可溶化させることを助ける。アッシュ成分が可溶化することによって、アッシュ成分が洗浄液１９中の溶媒（水）に溶解したり、ＤＰＦ４から剥離したりする。特に、洗浄液１９の流れはアッシュ成分の溶解及び剥離を促進させる。
【００３１】
溶解・剥離したアッシュ成分は、前段フィルター３中の煤とともに流れて、外筒２の第１開口２ａから湧出して、洗浄槽１１内に流れる。洗浄液１９に溶けきれなかったアッシュ成分や煤はストレーナ１７に捕集される。従って、洗浄液１９の循環時間が進行するにつれて、外筒２の第１開口２ａから湧出する洗浄液１９中のアッシュ成分及び煤が減少して、洗浄液１９の濁りが薄くなる。
【００３２】
洗浄液１９の循環中、外筒２の第１開口２ａから湧出する洗浄液１９を観察する。そして、湧出した洗浄液１９の濁りが目標の濃度にまで薄くなったら、循環ポンプ１４を停止することによって洗浄液１９の循環を終了する。
【００３３】
次に、排気浄化器１を洗浄液１９から取り出し、排気浄化器１に付着した洗浄液１９を切る。
【００３４】
次に、図２に示すリンス装置３０を用いて、排気浄化器１のＤＰＦ４及び前段フィルター３を水により逆洗する。以下、リンス装置３０について具体的に説明する。
【００３５】
＜＜＜２．  排気浄化器のリンス装置＞＞＞
図２は、排気浄化器１をすすぐリンス装置３０の断面図である。
リンス装置３０は、廃液槽３１、シンク３２、キャスター３３、反転台３４、ガイド３５、ノズルスタンド３６、スプレーノズル３７及びカバー３８を備える。
【００３６】
廃液槽３１はその上面が開口した箱型に設けられている。
廃液槽３１の内側であって廃液槽３１の内底の上方にはシンク３２が設けられており、廃液槽３１の内側の空間がシンク３２によってシンク３２の上側の領域３１ａと下側の領域３１ｂに仕切られている。シンク３２の底には、ドレイン孔３２ａが設けられている。
【００３７】
廃液槽３１の内壁の上部には、ガイド３５が水平に直線状に設けられている。このガイド３５には反転台３４が取り付けられている。反転台３４はガイド３５に沿って水平に直線状に案内される。反転台３４は、ガイド３５に対して直交する水平な軸回りに回転可能に設けられている。反転台３４には、排気浄化器１が装着される。この排気浄化器１には、カバー３８が外筒２を囲繞するように外装される。
【００３８】
廃液槽３１の上部には、ノズルスタンド３６が取り付けられている。ノズルスタンド３６は、ガイド３５の一端３５ａ側の位置において起立して、廃液槽３１の上部開口の縁の上方からシンク３２の中央の上方に向けて延びている。ノズルスタンド３６の上端には、スプレーノズル３７が下に向けて設けられている。スプレーノズル３７は、シンク３２の中央の上方よりもややガイド３５の一端３５ａ寄りに配置されている。スプレーノズル３７は、水を下方に向けて均一に散布する。
【００３９】
続いて、リンス装置３０の使用方法について説明する。
まず、反転台３４をガイド３５の他端３５ｂにまで移動する。
次に、排気浄化器１をシンク３２の上方に持ち上げて、外筒２の第２開口２ｂを下方のシンク３２の底に向けた状態で排気浄化器１を反転台３４に取り付ける。
次に、排気浄化器１ごと反転台３４を回転させることによって、排気浄化器１の上下を反転させる。これにより、外筒２の第２開口２ｂを上方に向ける。
次に、カバー３８を排気浄化器１の上から降ろして、外筒２をカバー３８に嵌め込み、カバー３８を外筒２のフランジ２ａに当接させる。カバー３８は外筒２よりも上方に突き出ており、外筒２の第２開口２ｂの上方の空間がカバー３８によって囲繞されている。
次に、排気浄化器１ごと反転台をガイド３５の一端３５ａにまで移動する。そうすると、外筒２の第２開口２ｂの中心がスプレーノズル３７の真下に位置する。
【００４０】
次に、スプレーノズル３７に水を供給して、スプレーノズル３７から下方のＤＰＦ４に水を散布する。スプレーノズル３７から噴出した水はカバー３８の外側に飛び散らず、その水の全量がカバー３８の内側に散布される。散布された水は、重力によって排気浄化器１の外筒２の第２開口２ｂに流入して、外筒２内のＤＰＦ４及び前段フィルター３を通過して、外筒２の第１開口２ａからシンク３２へ流下する。その水はドレイン孔３２ａを通って廃液槽３１の下部領域３１ｂに貯留される。
【００４１】
ＤＰＦ４中の可溶化したアッシュ成分が水に溶けたり、剥離したりする。溶解・剥離したアッシュ成分は、前段フィルター３中の煤とともに流れて、外筒２の第１開口２ａからシンク３２へ流下する。従って、水洗時間が進行するにつれて、外筒２の第１開口２ａから流れ出る水中のアッシュ成分及び煤が減少して、その水の濁りが薄くなる。水洗中、外筒２の第１開口２ａから流れる水を観察して、その水がほぼ透明になったら、水の散布を終了する。
【００４２】
次に、反転台３４をガイド３５の他端３５ｂにまで移動して、反転台３４から排気浄化器１を取り外す。そして、排気浄化器１に付着した水を切って、排気浄化器１を乾燥する。
【００４３】
＜＜＜３．  有利な効果＞＞＞
（１）  洗浄液１９でＤＰＦ４を洗浄することによって、ＤＰＦ４の流路４ａ内に堆積されたアッシュ成分を簡便に且つ効率的に除去することができる。特に、洗浄液１９の流動によってアッシュ成分の溶解及び剥離が促進されため、アッシュ成分の除去効率が高い上、ＤＰＦ４にアッシュ成分が残留しにくい。
【００４４】
（２）  洗浄液１９を循環させるため、洗浄液１９、特に可溶化成分の無駄な消費を抑えられる。洗浄液１９を循環させたものとしても、洗浄液１９に可溶化成分が含まれているため、アッシュ成分の除去効率の低下を抑えることができる。
【００４５】
（３）  洗浄液１９に分散したアッシュ成分及び煤がストレーナ１７に捕集されるため、洗浄液１９を循環させたものとしても、仕切り１３内に供給される洗浄液１９にはアッシュ成分及び煤が殆ど存在しない。そのため、剥離したアッシュ成分及び煤がＤＰＦ４及び前段フィルター３に再堆積されることを防止できる。
【００４６】
（４）  洗浄の際の洗浄液及びリンスの際の水をＤＰＦ４から前段フィルター３に向かう方向に流したので、前段フィルター３内の煤がＤＰＦ４に浸入することを防止できる。
【００４７】
（５）  第１開口２ａが液面１９ａから上に出ているため、第１開口２ａから湧出する洗浄液１９の懸濁状態を容易に観察することができる。
【００４８】
（６）  リンス装置３０によってＤＰＦ４及び前段フィルター３を水洗することによって、アッシュ成分及び煤がＤＰＦ４及び前段フィルター３に残留しない。また、排気浄化器１を乾燥させた時に、可溶化成分及びアッシュ成分等がＤＰＦ４及び前段フィルター３に析出しない。
【符号の説明】
【００４９】
１…排気浄化器
２…外筒
２ａ…第１開口
２ｂ…第２開口
３…前段フィルター
４…ＤＰＦ
１０…洗浄装置
１１…洗浄槽
１２…シール板
１３…仕切り
１４…循環ポンプ
１７…ストレーナ
１９…洗浄水
３０…リンス装置
３７…スプレーノズル
【図１】
2020199486.tif 000003
【図２】
2020199486.tif 000004