(57)【要約】      （修正有）【課題】エンジンの排気がすの有害成分を除去するためのフィルタ装置において、高い流体圧によっては有害物質を含んだ排ガスがろ過部材の積層箇所から漏れてしまう点を解消する。【解決手段】排ガスの流入出方向と直交する方向にはろ過部材２が積層され、積層されたろ過部材２の少なくとも流出方向の端部を閉塞して閉塞部２Ａを形成することにより、有害物質を含んだ排ガスがろ過部材の積層箇所から漏れるてしまうことを防止する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの排ガスの有害成分を除去するための排ガスフィルタ装置であって、排ガスの流入出方向と直交する方向にはろ過部材が積層され、積層されたろ過部材の少なくとも流出方向の端部を閉塞していることを特徴とする排ガスフィルタ装置。
【請求項２】
ろ過部材を、排ガスの流入出方向と直交する方向に凹凸部を形成した転向部材の表裏に設けて積層し、かつ該転向部材の流入及び流出部位に流路を変更するための突部を形成すると共に、該転向部材をろ材で構成し、この転向部材の前記凹凸部とろ過部材とが接触する少なくとも流出端に閉塞部材を設けることを特徴とする請求項１記載の排ガスフィルタ装置。
【請求項３】
転向部材における突部が、流入部位と流出部位において表裏互い違いに形成されていることを特徴とする請求項２記載の排ガスフィルタ装置。
【請求項４】
転向部材、ろ過部材、の一方又は両方に、触媒を被覆したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の排ガスフィルタ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気粒子を確実に捕捉することができる排ガスフィルタ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンは、昨今においてはいわゆるＣＯ2 排出量規制の排ガス規制により、また、排ガスを浄化する技術が進み、しだいに再度、普及する傾向にある。前記排ガスの浄化については、大きく２つの手法が知られている。
【０００３】
１つは、ガス成分そのもの、すなわち窒素酸化物を触媒を用いて環境上悪影響をおよぼす可能性の低い物質に反応させて浄化する手法であり、もう１つは、特に例えば煤などといった排気粒子を捕捉して浄化する手法である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特表２００６−５０８７８８号公報
【特許文献２】特開２００８−２８０８６４号公報
【０００５】
本願で特に主題とする後者の排気粒子を捕捉して浄化する手法においては、例えば特許文献１の排ガスフィルタ装置が知られている。この特許文献１の排ガスフィルタ装置は、繊維板間に、排ガスが軸方向に流通（以下、貫流という）する通路を確保するために波状などの凹凸が形成された金属箔を介在させ、この金属箔に複数の開口を形成した構成である。
【０００６】
特許文献１の構成は、流れ盲通路を有さない開放形の構成、すなわち、排ガスの貫流を転向して繊維板を通過するように金属箔に開口を形成した構成、つまり開放型の構成であって、金属箔は貫流を転向させるために機能し、排気粒子の除去のためには一切作用しないから、貫流効率は高いものの、この貫流に混じって繊維板を通過しないまま排ガスフィルタ装置から出力される排気粒子も多く存在する、という問題があった。
【０００７】
そこで本出願人は、特許文献２に示す排ガスフィルタ装置を提案した。この特許文献２に示す排ガスフィルタ装置は、排ガスの流入出方向と直交する方向に凹凸部を形成した転向部材の表裏に、平板状のろ材でなるろ過部材を設けて積層し、かつ該転向部材の流入及び流出部位に流路を変更するための突部が形成されたろ材でなる転向部材を有した構成としている。
【０００８】
特許文献２の構成であれば、特許文献１における、貫流中の捕捉されない排気粒子も排出され、効率的に有害物質の除去ができないという課題が次のとおり解消されることとなった。
【０００９】
すなわち特許文献２は、転向部材の流入及び流出部位に流路を変更する突部が形成されると共に転向部材とろ過部材とを共にろ材で構成しているから、排ガスが転向部材の凹凸及び突部に衝突することで該転向部材により排気粒子が捕捉され、また、貫流が転向されて衝突したろ過部材でも排気粒子が捕捉されるから、効率的な有害物質の除去が可能となる。
【００１０】
しかしながら、特許文献２の構成においては、次のさらなる改良の余地があった。すなわち、特許文献２の構成は、ろ材による転向部材とろ過部材とを積層していたので、貫流の高い流体圧によっては、該転向部材とろ過部材の積層接触箇所から未だ十分な排気粒子が捕捉されていない有害物質を含んだ排ガスが若干ではあるが漏れる可能性がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
解決しようとする問題点は、特許文献２の構成では、転向部材とろ過部材とを積層しているだけだったので、高い流体圧によって積層箇所から有害物質を含んだ排ガスが漏れてしまうという点である。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記問題を解決するために、本発明は、排ガスの流入出方向と直交する方向にはろ過部材が積層され、積層されたろ過部材の少なくとも流出方向の端部を閉塞していることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明に係る排ガスフィルタ装置は、少なくとも流出端を閉塞しているから高い流体圧であってもろ過部材の積層箇所から排気粒子を含んだ排ガスが漏出することがなくなる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の排ガスフィルタ装置のろ過部材の構成を示す図である（実施例１）。
【図２】図２は本発明の排ガスフィルタ装置のろ過部材の構成を示す図である（実施例２）。
【図３】図３は本発明の排ガスフィルタ装置におけるろ過部材と転向部材及び閉塞部材の配置構成を示し、（ａ）は分解斜視図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線断面図、である（実施例３）。
【図４】図４は転向部材の詳細を示し、（ａ）は流入部位を、（ｂ）は（ａ）と同じ面における流出部位を、各々示す図である（実施例３）。
【図５】図５は転向部材における排ガスの流通経路を示す図である（実施例３）。
【図６】図６は本発明の排ガスフィルタ装置の、（ａ）筐体に収納した状態の全体を示す斜視図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線断面図、（ｃ）は（ａ）のＣ部分拡大図である（実施例３）。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明は、ろ過部材の積層箇所から排気粒子を含んだ排ガスの漏出を防止するという目的を、排ガスの流入出方向と直交する方向にはろ過部材が積層され、積層されたろ過部材の少なくとも流出方向の端部を閉塞するという構成により実現した。
【実施例１】
【００１６】
本発明の排ガスフィルタ装置の実施例１について図１を参照して説明する。実施例１においては、ろ過部材２自体の構成は特に限定しないが、排ガスの流入出方向と直交する方向にろ過部材２を積層し、積層されたろ過部材２の例えば本例では流入出方向の端部を閉塞する構成を示している。
【００１７】
例えば、実施例１では、１枚のろ過部材２を、流入方向、流出方向に交互に折り畳んで積層した構成を示している。この折り畳まれた谷折り部に閉塞部２Ａが形成される。したがって、実施例１では、閉塞部２Ａにより、排気粒子を含んだ排ガスの漏出はほぼ完全に防止される。
【実施例２】
【００１８】
本発明の排ガスフィルタ装置の実施例２について図２を参照して説明する。実施例２においては、ろ過部材２を貫流（排ガスの流入出方向）と直交する方向に波状の凹凸（図示省略）を有し、所定形状に裁断されたシート状のものを採用している。
【００１９】
例えば、実施例２では、上記ろ過部材２を排ガスの流入出方向と直交する方向に積層し、積層されたろ過部材２の例えば本例では流入出方向の端部を閉塞具２Ｂにより閉塞している。閉塞具２Ｂは、本例では、例えば薄い金属板でなる。そして、閉塞具２Ｂを折り曲げ、この折り曲げの谷部に２枚のろ過部材２を挟み込んでかしめて閉塞している。
【００２０】
この閉塞具２Ｂを用いることで、実施例１では１種類のろ過部材２で構成していた閉塞部２Ａを、例えば種類の異なるろ過部材２により構成することができると共に、実施例２においても、実施例１同様、排気粒子を含んだ排ガスの漏出はほぼ完全に防止される。なお、実施例２では閉塞具２Ｂを用いたが、これに限らず、実施例１のような閉塞部２Ａが形成されるならばその手法は特に限定しない。
【実施例３】
【００２１】
本発明の排ガスフィルタ装置の実施例３について図３〜図６を参照して説明する。実施例３の排ガスフィルタ装置１は、例えば単位面積あたりの質量が９００〜１５００ｇ／ｍ2 で板厚が０．５〜１．０ｍｍのとき、空隙率が６０〜８０％となる繊維径が平均２０〜３０μｍとされたメタルファイバーを、位相が互い違いのランダムに配置された状態で焼結してなるろ過部材２と、後述の転向部材３とを、有している。
【００２２】
本実施例３では、ろ過部材２及び転向部材３の表裏面に、例えばプラチナを被覆して、触媒効果を担持させている。こうすることにより、排気粒子の捕捉による物理的なろ過と共に、排ガスの化学的な清浄化も可能となる。
【００２３】
上記数値条件の特に質量割合と板厚は、排ガスフィルタ装置１が適用される例えばディーゼルエンジンの排気量に応じて適宜変更されるが、空隙率が６０％より低いと、単位面積あたりの排気粒子の捕捉効果は向上するが、通気効率が悪化して排気粒子の捕捉効率が低下し、一方、空隙率が８０％より高いと、通気効率が向上するが、微細な排気粒子の捕捉が悪化して捕捉効率が低下する。
【００２４】
また、繊維径が平均２０μｍより細いと、排ガスの熱による劣化が激しく、耐久性に劣り、一方繊維径が平均３０μｍより太いと、捕捉効率が低下する。
【００２５】
３は、上記ろ過部材と同様の条件のろ材でなる転向部材である。この転向部材３は、排ガスの貫流方向と直交する方向に交互に連続的に凹部３ａ及び凸部３ｂが形成されると共に、流入及び流出部位において流路を変更するための突部３Ａが貫流方向と直交する方向の両端部に亘って形成されている。
【００２６】
例えば流入部位における突部３Ａは、図２（ａ）に示すように、図示を表面とした場合に表面側に、また、例えば流出部位における突部３Ａは、図２（ｂ）に示すように、図示を表面とした場合に裏面側に、各々突出しており、流入部位と流出部位において表裏互い違いに突出している。
【００２７】
なお、凹部３ａと凸部３ｂは、転向部材３における貫流方向において流入部位と流入部位の途中部位で突部３Ａと共に表裏互い違いに形成されている。すなわち、凸部３ｂは、流入部位においては突部３Ａと共に表面側に突出し、流出部位においては突部３Ａと共に裏面側に突出している。よって、凹部３ａは、流入部位では裏面側に突出し、流出部位では表面側に突出していることになる。
【００２８】
ろ過部材２と転向部材３は、積層状態にある最上層と最下層を除いて、該転向部材３の表裏にろ過部材２が積層される。以下、これらをろ過部材２と転向部材３の積層体ということとする。この積層体において、本実施例３では、流出部位のみならず流入部位における、転向部材３の上記凹部３ａ及び凸部３ｂとろ過部材２との接触部位に、閉塞部材４を設けている。
【００２９】
閉塞部材４は、本実施例では例えば０．１ｍｍの金属製の板部材でなり、図１（ｂ）に示すように、凹部３ａ又は凸部３ｂとこれに接触するろ過部材２とを挟み込むようにしてかしめて設けたうえで、該閉塞部材４を設けた部位にスポット溶接がなされることで容易に外れないように取り付けられている。
【００３０】
このように構成した積層体は、金属製の角筒の筐体５に収納される。本発明では、この筐体５にも特徴がある。例えば円筒状の筐体では、ろ過部材と転向部材について何種類もの幅のものが必要となるうえ、これらの端部の上下方向で隙間が生じやすいという問題があった。本実施例では、角筒にすることにより、これらの問題点を解消している。
【００３１】
筐体５の内上下面と積層体の上下端面との間には、次の閉塞板５Ａ，５Ｂが設けられている。閉塞板５Ａは、該筐体５の流入側の内上面と、流出側の積層体の上端面とに亘って、例えば流入側から流出側へと下り勾配となるように設けられている。また、閉塞板５Ｂは、流入側の積層体の下端面と、流出側の該筐体５の内下面とに亘って、例えば流入側から流出側へと下り勾配となるように設けられている。これにより、角筒の上下の内面と積層体との隙間が無くなり、この部位での排ガスの漏れも無くなる。
【００３２】
また、筐体５の内両側面と積層体の両側端面との間には、積層体を筐体５内でで保持するためのスペーサ５Ｃが設けられている。このスペーサ５Ｃは、例えば平均２０〜３０μｍの金属繊維をそのまま筐体５の内両側面に貼設しており、積層体の端面を整えて排ガスの漏れを防止する機能のほか、積層体と筐体５の内両側面との間から通気しようとする排ガスの排気粒子を捕捉するフィルタとしての機能をも兼ねている。
【００３３】
上記構成の排ガスフィルタ装置１は、図３に示すように、流入部位により突部３Ａに衝突せずに通気した排ガスは、流出部位に至るまでに貫流方向で必ず一度は突部３Ａに衝突することとなり、この衝突により流路が表裏で転向されてろ過部材２及び転向部材３の凹部３ａ又は凸部３ｂでろ過されるか、（表裏で流路が転向されずに）該衝突した突部３Ａによりろ過されるか、いずれかとなる。なお、図３において、表面側を流れる排ガスは実線で、裏面側を流れる排ガスは破線で示している。
【００３４】
突部３Ａでろ過された場合は目的は排気粒子の捕捉の達成され、かつ通気することとなるから問題はなく、仮に突部３Ａに目詰まりを生じて流路が転向されるだけとなった場合は、流路が転向された先において、例えば転向部材３の他の部位（凸部３ｂや表裏を流通するなど）や、例えばろ過部材２の表裏を流通することでろ過されるから、貫流効率の著しい低下の要因となることはなく、かつ排気粒子の捕捉は確実に行われる。
【００３５】
そして、排出部位においては、ろ過部材２と凹部３ａ及び凸部３ｂとの接触部位に閉塞部材４を設けているから、例え高出力時（圧力高）の排ガスが通過することとなってもこの接触部位から漏れることがなく、排ガスは必ずろ過部材２及び転向部材３を通過することとなり、ろ過性能が向上する。
【００３６】
このように、本発明の排ガスフィルタ装置１は、流路を突部３Ａにより転向しつつろ材で構成した転向部材３とろ過部材２によってろ過面積と通気面積とを格段に広く確保してろ過できると共に、閉塞部材４によりろ過されずに漏出する排ガスがほとんどなくなるから、貫流効率を低下させることなく、排気粒子の捕捉効率を格段に向上させることができる。
【００３７】
また、本発明の排ガスフィルタ装置１は、触媒効果を担持させた場合には、ろ過部材２と転向部材３の、ろ過面積（つまり通気可能面積）全域による触媒反応が期待できるから、排気粒子の捕捉効率だけでなく、触媒反応効率も向上する。
【００３８】
さらに、本発明の排ガスフィルタ装置１は、特に、ろ過部材２、転向部材３を構成するメタルファイバーの線径を平均２０〜３０μｍとすることで、空隙率を小さくする（すなわち圧力損失が大きくなる）といった全体的な調整を行うことなく、圧力損失や熱耐久性を犠牲とすることなく捕集効率を向上させることが可能となる。
【００３９】
また、本発明の排ガスフィルタ装置１は、積層体を角筒の筐体５に収納し、内上下面に閉塞板５Ａ，５Ｂと内側面にスペーサ５Ｃ，５Ｃを設けることで、全体として筐体５と積層体との配置空隙から排ガスが漏れることを防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  排ガスフィルタ装置
２  ろ過部材
２Ａ  閉塞部
２Ｂ  閉塞具
３  転向部材
３Ａ  凸部
３ａ  凹部
３ｂ  凸部
４  閉塞部材
５  筐体
５Ａ，５Ｂ  閉塞板
５Ｃ  スペーサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2010180822.tif 000007
【図６】
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