(57)【要約】【課題】スラリーの回収率を向上させたスラリー回収装置を提供する。【解決手段】スラリー回収装置１０は、スラリーが塗布された基材２０を設置する基材設置部１２と、内部で空気の流れを発生させることによって基材２０からスラリーを吸引するスラリー回収槽１１と、スラリー回収槽１１に取り付けられ、スラリー回収槽１１内の空気を吸引する吸引配管１３と、スラリー回収槽１１の底部に集められたスラリーを回収するスラリー回収ポンプ１５と、を備える。スラリー回収槽１１は、基材２０から吸引されたスラリーをスラリー回収槽１１の底部へ導く接続配管１６が配置されている第１槽１１ａと、第１槽１１ａと横方向に並んで位置し、内部に吸引配管１３が配置されている第２槽１１ｂとで構成されている。第１槽１１ａと第２槽１１ｂとを含むスラリー回収槽１１の断面積は、基材２０の断面積と比較して大きくなっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
触媒成分を含むスラリーが塗布された排ガス浄化用のモノリス触媒から、スラリーを除去して回収するスラリー回収装置であって、
スラリーが塗布された基材を設置する基材設置部と、
内部で空気の流れを発生させることによって前記基材設置部に配置された基材からスラリーを吸引するスラリー回収槽と、
前記スラリー回収槽に取り付けられ、該前記スラリー回収槽内の空気を吸引する吸引配管と、を備え、
前記スラリー回収槽は、第１槽と、該第１槽と横方向に並んで位置する第２槽とで構成されており、
前記第１槽には、前記基材設置部に配置された前記基材と連通しており、前記基材から吸引されたスラリーを前記スラリー回収槽の底部へ導く接続配管が配置され、
前記第２槽には、前記吸引配管が配置されており、
前記第１槽と前記第２槽とを含む前記スラリー回収槽の断面積は、前記基材の断面積と比較して大きいことを特徴とするスラリー回収装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排ガス浄化用のモノリス触媒の製造工程において、触媒成分を含むスラリーがコートされた基材から余剰のスラリーを除去して回収するスラリー回収装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等の車両内燃機関から排出される排ガスを浄化するための排ガス浄化用触媒として、筒状の基材（触媒担体）の表面に触媒成分を含むスラリーをコーティングしたモノリス触媒が知られている。
【０００３】
このモノリス触媒の製造プロセスにおいては、例えば、特許文献１に開示されているように、触媒担体に対してスラリーをコーティングした後、余剰のスラリーを吸引して除去するという工程が含まれる。
【０００４】
図３（ａ）及び（ｂ）には、モノリス触媒の製造プロセスにおける余剰のスラリーの除去に使用されるサイクロン方式のスラリー回収装置の一例を示す。
図３（ａ）に示すスラリー回収装置５０は、スラリー流入管５１、サイクロン５２、エアー排出口５３、及び、スラリー回収口５４を備えている。サイクロン５２は、上部の円筒部５２ａと下部の円錐部５２ｂとで構成されている。
【０００５】
このスラリー回収装置５０においては、スラリー流入管５１の先端にスラリーがコーティングされた基材（触媒担体）６０を設置し、図示しないブロワーによってサイクロン５２内に渦流を発生させ、基材から余分なスラリーを吸引・除去する。サイクロン５２内では、ブロワーによって発生した渦流の遠心力により、スラリーがサイクロン５２の外周部に押し付けられる。
【０００６】
図３（ａ）及び（ｂ）では、基材６０から吸引された空気を含むスラリーの流れを矢印Ａで示し、サイクロン５２内のスラリーの流れを矢印Ｂで示し、サイクロン５２内で分離された空気の流れを矢印Ｃで示す。スラリー流入管５１を通過した空気を含むスラリーは、サイクロン５２内でスラリーと空気とに分離される。スラリーは、サイクロン５２内で矢印Ｂに示すように螺旋状に徐々に下部に移動し、遠心力を増しながらスラリーと空気とに分離される。そして、スラリーは下部に溜まり、最終的にスラリー回収口５４より回収される。一方、空気はサイクロン５２の下部で向きを変え、矢印Ｃで示すように上部のエアー排出口５３より、排出される。スラリー回収装置５０においては、基材６０の径Φ３を１０３ｍｍとし、スラリー流入管５１の径Φ４を１５０ｍｍとすることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００２−２４２６６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上述のようなサイクロン方式のスラリー回収装置５０では、空気とスラリーとを分離する際にスラリーがミスト状になるため、空気とスラリーとの分離が不十分となる。そのため、エアー排出口５３から空気とともにスラリーが排出され、結果としてスラリーの回収率が低下してしまう。
【０００９】
また、サイクロン方式のスラリー回収装置５０では、使用中にサイクロン５２の内壁にスラリーが固形化して付着する。この状態で、基材６０からスラリーの吸引を継続すると、内壁に付着したスラリーに高速で吸引されたスラリーが衝突しミスト状になり、スラリーの嵩比重が小さくなる。
【００１０】
ここで、スラリーをサイクロン５２の内壁に押し付ける遠心力Ｆは、スラリーの質量をｍ、速度をｖ、サイクロン５２の半径をｒとした場合、Ｆ＝ｍｖ２／ｒ（式１）で算出される。嵩比重の小さなスラリーを回収するためには、より大きな遠心力が必要となるが、その場合上記の（式１）に基づき、風速を上げるかサイクロン５２の径を小さくすることが求められる。
【００１１】
しかしながら、ブローの風速は、基材におけるスラリーのコート量などの品質に影響を及ぼすため、スラリーの回収率を向上させるために風速を上げると、得られる基材の品質を低下させてしまうおそれがある。また、サイクロン５２の径を小さくすると圧損が大きくなるため、ブロワーを大型化する必要が生じてしまう。
【００１２】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされてものであり、スラリーの回収率を向上させたスラリー回収装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明のスラリー回収装置は、触媒成分を含むスラリーが塗布された排ガス浄化用のモノリス触媒から、スラリーを除去して回収するスラリー回収装置である。本発明のスラリー回収装置は、上記の課題を解決するために、スラリーが塗布された基材を設置する基材設置部と、内部で空気の流れを発生させることによって前記基材設置部に配置された基材からスラリーを吸引するスラリー回収槽と、前記スラリー回収槽に取り付けられ、該前記スラリー回収槽内の空気を吸引する吸引配管と、を備え、前記スラリー回収槽は、第１槽と、該第１槽と横方向に並んで位置する第２槽とで構成されており、前記第１槽には、前記基材設置部に配置された前記基材と連通しており、前記基材から吸引されたスラリーを前記スラリー回収槽の底部へ導く接続配管が配置され、前記第２槽には、前記吸引配管が配置されており、前記第１槽と前記第２槽とを含む前記スラリー回収槽の断面積は、前記基材の断面積と比較して大きいことを特徴とする。
【００１４】
ここで、記第１槽と前記第２槽とを含む前記スラリー回収槽の断面積とは、スラリー回収槽の横方向の断面積のことを意味する。
上記の構成によれば、基材の断面積に比べスラリー回収槽の断面積を大きくすることで、基材の品質に影響を及ぼす基材の吸引風速は確保しつつ、空気とスラリーとを分離するスラリー回収槽内部では風速を下げることができる。そのため、スラリー回収槽内では、接続配管の出口から吸引配管の入口へ空気を含むスラリーが移動する間に、スラリーをスラリー回収槽の底部へ落下させることができる。
【００１５】
したがって、本発明のスラリー回収装置によれば、基材の品質に影響を及ぼす基材の吸引風速を適切に維持しつつ、スラリーを効率的にスラリー回収槽の底部に導き、スラリーの回収率を向上させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の一実施形態のスラリー回収装置の構成を示す断面模式図である。
【図２】（ａ）は、本発明の一実施形態のスラリー回収装置の側面図である。（ｂ）は、本発明の一実施形態のスラリー回収装置を別の方向から見た場合の側面図である。
【図３】（ａ）は、サイクロン方式のスラリー回収装置の斜視図である。（ｂ）は、サイクロン方式のスラリー回収装置の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
本実施の形態にかかるスラリー回収装置１０は、コーティング工程によって触媒成分を含むスラリーが塗布された排ガス浄化用のモノリス触媒から、スラリーを除去して回収するための装置である。スラリー回収装置１０は、図１に示すように、スラリー回収槽１１、基材設置部１２、吸引配管１３、バルブ１４、スラリー回収ポンプ１５、接続配管１６、及び、回収タンク１８（図１では図示せず、図２（ａ）参照）を、主な構成部材として備えている。
【００１８】
スラリー回収槽１１は、内部で空気の流れ（ブロー）を発生させることによって、基材（触媒担体）２０からスラリーを吸引した後、空気とスラリーとを分離させるための槽（風箱）である。図１に示すように、スラリー回収槽１１は、基材設置部１２が取り付けられている側の第１槽１１ａと、槽内部の空気を吸引するための吸引配管１３が取り付けられている側の第２槽１１ｂとで構成されている。図１に示すように、第１槽１１ａと第２槽１１ｂとは、横方向に並んで配置されている。また、第１槽１１ａと第２槽１１ｂとの境界は、開放された状態となっている。
【００１９】
基材設置部１２は、スラリーが塗布された基材２０を設置するための部材である。基材設置部１２には、スラリー回収槽１１の内部と連通する開口部が設けられており、該開口部に円筒形状の基材２０の下端部が接するように設置される。
【００２０】
吸引配管１３は、スラリー回収槽１１内部の空気を吸引するための配管であり、その一方の端部１３ａは、スラリー回収槽１１の第２槽１１ｂの内部に配置されて、スラリー回収槽１１の内部と連通しているとともに、他方の端部１３ｂは、図示しないブロワーに接続されている。図１に示すように、吸引配管１３は、第２槽１１ｂの内部で略直角に折れ曲がった形状を有しており、上記一方の端部１３ａはスラリー回収槽１１の上面と対向するように配置され、他方の端部１３ｂはスラリー回収槽１１の側面から突出するように配置されている。なお、本実施の形態では、第２槽１１ｂの内部で略直角に折れ曲がった形状を有する吸引配管１３を用いているが、本発明では、吸引配管の形状は直角に折れ曲がったものに限定はされない。
【００２１】
バルブ１４は、スラリー回収槽１１の底部に設けられたスラリー回収口１７と、スラリー回収ポンプ１５との間の配管中に設けられており、所望に応じて適宜開閉される。
また、スラリー回収槽１１の第１槽１１ａ内には、基材設置部１２に配置された基材２０と連通し、基材２０から吸引されたスラリーをスラリー回収槽１１の第１槽１１ａの底部の方（具体的には、スラリー回収口１７の方）へ導く筒状の接続配管１６が設けられている。
【００２２】
本実施形態のスラリー回収装置１０では、図１に示すように、接続配管１６と吸引配管１３とが横方向に一定の距離を置いて配置されているとともに、接続配管１６の下端部に対して、吸引配管１３の上端部が高い位置に配置されている。これにより、接続配管１６が配置された第１槽１１ａに対して、吸引配管１３が配置された第２槽１１ｂが一段高い位置になるように各槽の天板が段差を有している構成となっている。また、スラリー回収槽１１の底面は、第１槽１１ａ側から第２槽１１ｂ側へ向けて上方に傾斜した傾斜面となっている。
【００２３】
本発明では、スラリー回収装置１０を構成する各部材の寸法については、基材２０の大きさ及びスラリーの性状等に応じて適宜変更することができ、特に限定はされない。スラリー回収装置１０を構成する各部材の寸法の一例を、図２（ａ）及び（ｂ）を参照しながら説明する。
【００２４】
例えば、基材２０の断面径Φ１が１０３ｍｍの場合、接続配管１６の断面径Φ２＝１５０ｍｍ、スラリー回収槽１１の幅Ｗ１＝３４０ｍｍ、奥行きＷ２＝１０００ｍｍ、接続配管１６の出口（下端部）から吸引配管１３の入口（端部１３ａ）までの距離Ｌ１＝８３７ｍｍとすることができる。なお、ここで挙げた各寸法は、本発明の一例であり、本発明はこれに限定はされない。基材の径が大きくなれば、それに応じて幅Ｗ１及び奥行きＷ２なども大きくすることが望ましい。
【００２５】
続いて、基材２０からスラリーの除去・回収を行う際のスラリー回収装置１０におけるスラリー及び空気の流れについて説明する。
図１では、基材２０から吸引された空気を含むスラリーの流れを矢印Ａで示し、スラリー回収槽１１内で空気と分離されたスラリーの流れを矢印Ｂで示し、スラリー回収槽１１内で分離された空気の流れを矢印Ｃで示す。
【００２６】
本実施の形態のスラリー回収装置１０では、基材設置部１２にスラリーがコーティングされた基材（触媒担体）２０を設置し、吸引配管１３の端部１３ｂ側に設けられたブロワー（図示せず）を用いて、スラリー回収槽１１内の空気を吸引する。これにより、スラリー回収槽１１内には、矢印Ｃで示す空気の流れが発生し、基材２０から余分なスラリーが吸引・除去される。基材２０から吸引・除去された空気を含むスラリーは、接続配管１６を通ってスラリー回収槽１１内に送り込まれる（矢印Ａ参照）。ブローの風量は、基材の触媒成分の品質に与える影響、及び、基材に対する触媒成分のコート量などを考慮して、得られる製品（触媒担体）の品質が維持されるように、適宜決めることができる。
【００２７】
スラリー回収槽１１内に送り込まれた空気を含むスラリーは、スラリー回収槽１１内でスラリーと空気とに分離される。すなわち、ブロワーによってスラリー回収槽１１内には、接続配管１６から吸引配管１３へ向かう空気の流れ（図１の矢印Ｃ参照）が発生し、基材２０から回収されたスラリーもこの流れに沿って移動しようとする。但し、本実施の形態のスラリー回収装置１０においては、基材の断面積及び接続配管の断面積と比較して、スラリー回収槽１１の横方向の断面積（すなわち、幅Ｗ１×奥行きＷ２）が充分に大きくなっている。そのため、例えば、幅Ｗ１＝３４０ｍｍ、奥行きＷ２＝１０００ｍｍの寸法のスラリー回収槽１１において、風量３０ｍ３／分のブローを使用した場合、スラリー回収槽１１内では、基材２０とスラリー回収槽１１内の断面積の差により、風速を２ｍ／秒以下に低下させることができる。したがって、スラリー回収槽１１内では、矢印Ｃで示すように接続配管１６の出口から吸引配管１３の入口へ空気を含むスラリーが移動する間に、矢印Ｂで示すようにスラリーを第１槽１１ａの底部へ落下させることができる（図１参照）。さらに、接続配管１６の径Φ２に対して距離Ｌ１を充分に長くする（例えば、Ｌ１をΦ２の３倍以上とする）ことで、スラリー内の最も質量の小さい粒体を第１槽１１ａの底部へ落下させて分離することができる。これにより、基材２０から除去されたスラリーから空気が分離され、必要なスラリー中の触媒成分（粒体）を効率的に回収することができる。
【００２８】
また、スラリー回収槽１１内に風速の高い箇所があると、スラリーと空気との分離が充分に行われない。しかし、本実施の形態のスラリー回収装置１０では、吸引配管１３が第２槽１１ｂの内部で略直角に折れ曲がった形状を有しており、一方の端部１３ａがスラリー回収槽１１の上面（天板）に近い位置に配置されている。スラリー回収槽１１及び吸引配管１３がこのような形状的特徴を有することにより、スラリー回収槽１１内の風速を均一に整流することが可能となる。これにより、スラリー回収槽１１内において部分的に風速の高くなる箇所がなくなり、スラリーと空気との分離が良好に行われる。また、吸引配管１３が上記のように略直角に折れ曲がった形状を有していることにより、吸引配管１３の内周面に付着するスラリーの量を減らすことができる。そのため、結果としてスラリーの回収率をさらに向上させることができる。
【００２９】
なお、スラリー回収槽１１内の整流を行うために、パンチングプレート等を用いるという方法も考えられる。しかし、パンチングプレートを用いると、パンチングプレートにスラリーが付着して回収率の低下の原因となる。本実施形態のスラリー回収装置１０では、スラリー回収槽１１内にパンチングプレートが設けられていないため、スラリーの回収率低下の問題を回避できる。
【００３０】
また、スラリー回収装置１０では、接続配管１６の下面１６ａに対して、吸引配管１３の端部１３ａが高い位置に配置されている。これにより、吸引配管１３の方へスラリーが運ばれにくくなり、空気Ｃの流れの中にスラリーが混入してミスト化することを抑制することができる。
【００３１】
〔実施例〕
本実施例では、以下の寸法を有するスラリー回収装置１０を用いて、基材２０からスラリーを回収する実験を行った。
【００３２】
（スラリー回収装置１０の寸法）（図２（ａ）（ｂ）参照）
基材２０の径Φ１：１０３ｍｍ、接続配管の径Φ２：１５０ｍｍ、スラリー回収槽１１の幅Ｗ１：３４０ｍｍ、奥行きＷ２：１０００ｍｍ、距離Ｌ１：８３７ｍｍ
また、比較例として、上述した図３（ａ）に示すサイクロン方式のスラリー回収装置５０及び基材２０と同寸法の基材６０を用いて同様の実験を行った。
【００３３】
上記のような本実施例にかかるスラリー回収装置１０、及び、比較例にかかるスラリー回収装置５０を使用して、径Φ１又はΦ３が１０３ｍｍ（断面積０．００８３３２ｍ２）の基材のスラリーコーティング後の余剰スラリーを、風量３０ｍ３／分のブローで吸引を行った。このような風量で吸引を行った場合、基材を通過するときの風速は、６０ｍ／秒となる。
【００３４】
このとき、スラリー回収装置１０のスラリー回収槽１１内の風速は、スラリー回収槽１１の寸法がＷ１１０００ｍｍ×Ｗ２３４０ｍｍであり、断面積が０．３４ｍ２となるため、３０（ｍ３／分）／０．３４（ｍ２）／６０＝１．４７ｍ／秒となる。
【００３５】
続いて、スラリー回収装置１０のスラリー回収槽１１における距離Ｌ１を以下に示すように変更し、かつ、吸引配管１３の形状を以下のように変更したものを、それぞれ実施例Ａ，Ｂ，Ｃとして、上記と同様の基材の余剰スラリーの吸引実験を行った。
【００３６】
（実施例Ａのスラリー回収装置）
Ｌ１の寸法が接続配管１６の径Φ２の３倍以上であり、吸引配管１３は、第２槽１１ｂの内部で略直角に折れ曲がった形状を有している。
【００３７】
（実施例Ｂのスラリー回収装置）
Ｌ１の寸法が接続配管１６の径Φ２の３倍未満であり、吸引配管１３は、第２槽１１ｂの内部で略直角に折れ曲がった形状を有している。
【００３８】
（実施例Ｃのスラリー回収装置）
Ｌ１の寸法が接続配管１６の径Φ２の３倍以上であり、吸引配管１３は、第２槽１１ｂの内部で略直角に折れ曲がって折らず、直線状の形状を有している。
【００３９】
また、比較例として、上記と同じ寸法のサイクロン方式のスラリー回収装置５０を用いて同様の実験を行った。
この実験では、吸引配管１３（又はエアー排出口５３）へのスラリーの付着、装置の占有スペース、及び、装置の製作コストという３つの評価方法で装置の評価を行った。その結果を、表１に示す。
【００４０】
【表１】
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【００４１】
なお、各評価方法の評価の指標は以下の通りである。
（吸引配管又はエアー排出口へのスラリーの付着）
○：内周面の１０％未満にスラリーが付着
△：内周面の１０％〜３０％にスラリーが付着
×：内周面の３０％以上にスラリーが付着
（占有スペース）
○：縦、横、高さのいずれも１０００ｍｍ以下である。
【００４２】
△：縦、横、高さのいずれか１つが１０００ｍｍを超える。
×：縦、横、高さののうちの２つ以上が１０００ｍｍを超える。
（製作コスト）
○：サイクロン方式の装置の７０％以下である。
【００４３】
△：サイクロン方式の装置の７０％を超えるが、１００％以下である。
×：サイクロン方式の装置の１００％を超える。
以上の結果から、実施例Ａ〜Ｃのスラリー回収装置は何れも、比較例のサイクロン方式のスラリー回収装置と比較して、占有スペース及び製作コストに関して、優れていることが確認された。
【００４４】
また、配管へのスラリーの付着に関しては、実施例Ａの結果が最も良好であった。すなわち、スラリー回収槽内の風速が２ｍ／秒以下であり、距離Ｌ１を接続配管径Φ２の３倍以上とし、吸引配管を直角に折れ曲がった形状とすることで、吸引配管へ送られるスラリー成分（粒体）の量を減らすことができ、スラリーの回収率を向上させることができた。
【００４５】
以上、本発明の実施形態について説明した。但し、本発明は上述したような実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な態様で実施し得る。
【符号の説明】
【００４６】
１０…スラリー回収装置、１１…スラリー回収槽、１１ａ…第１槽、１１ｂ…第２槽、１２…基材設置部、１３…吸引配管、１４…バルブ、１５…スラリー回収ポンプ、１６…接続配管、１７…スラリー回収口、１８…回収タンク、２０…基材（触媒担体）
５０…サイクロン方式のスラリー回収装置、５１…スラリー流入管、５２…サイクロン、５２ａ…円筒部、５２ｂ…円錐部、５３…エアー排出口、５４…スラリー回収口、６０…基材（触媒担体）
【図２】
2014233713.tif 000004
【図１】
2014233713.tif 000005
【図３】
2014233713.tif 000006