(57)【要約】【課題】特定のフィルタ装置（交差ハニカム）を、クレーン等の機械を用いずに、少人数(一人)で容易に交換することができる改善された排ガス処理装置を提供する。【解決手段】排ガス管路１に着脱可能に設けられた反応器２を有する排ガス処理装置であって、該反応器２は、排ガス浄化触媒が担持された多孔質波板３と多孔質平板４の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層された成形体を有し、該成形体の前記波板稜線と直交する側面の一つの面、または互いに隣接する二つの面がシールされ、前記多孔質平板を介して前記多孔質波板との間にそれぞれ排ガスの流入経路と流出経路が形成されるフィルタ装置５と、該フィルタ装置５を保持するインナーケース６と、該インナーケース６に一体的に設けられたガイドレール７と、該ガイドレール７に適合するように反応器内壁に設けられたガイドレール支持部材８とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排ガス管路に着脱可能に設けられた反応器を有する排ガス処理装置であって、該反応器は、排ガス浄化触媒が担持された多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層された成形体を有し、該成形体の前記波板稜線と直交する側面の一つの面、または互いに隣接する二つの面がシールされ、前記多孔質平板を介して前記多孔質波板との間にそれぞれ排ガスの流入経路と流出経路が形成されるフィルタ装置と、該フィルタ装置を保持するインナーケースと、該インナーケースに一体的に設けられたガイドレールと、該ガイドレールに適合するように排ガス管路内壁に設けられたガイドレール支持部材とを有することを特徴とする排ガス処理装置。
【請求項２】
前記フィルタ装置の排ガス流出経路を経由するフィルタ管路と、前記フィルタ装置の排ガスが流入する側面と対向する面を開放して排ガスにより該フィルタ装置をパージするためのパージ用管路と、前記二つの管路のいずれかを選択するための切替弁とをさらに有することを特徴とする請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記排ガス管路は、それぞれ前記反応器が配置された分岐管を有し、該分岐管は、それぞれ前記パージ用管路およびフィルタ管路に連結されていることを特徴とする請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記ガイドレールおよび前記ガイドレール支持部材が断面コ字状ないし鍵状であり、これらの間にパッキンまたは緩衝材が挟持されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車用および定置用の排ガス中に含まれる粒状物質ＰＭを除去するための排ガス処理装置に係り、特にエンジン始動直後の煤を系外に排出せずに、粒状物質除去用フィルタ（以下、ＤＰＦと称することがある）で捕捉、固定、燃焼除去し、排ガス温度が上昇した時には低差圧になり、長期連続運転可能な排ガス処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近、内燃機関である分散型電源用ディーゼルエンジンを利用したコジェネレーションシステムや自動車が都市部を中心として増加しており、これらの排ガスに対して、ＰＭ、ＮＯｘの排出規制が適用され、かつ地域によっては強化されるため、大型プラント同様に排ガス処理装置の設置が急務となっている。特にディーゼル排ガス処理装置に用いられるＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）は排ガス中に含まれるＰＭを除去するもので重要である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明者らは、本願の先願である特願２００３−３９３８７９において、排ガス浄化触媒が担持された多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層された成形体（以下、交差ハニカムと称することがある）を有し、該成形体の前記波板稜線と直交する側面の一つの面、または互いに隣接する二つの面がシールされ、前記多孔質平板を介して前記多孔質波板との間にそれぞれ排ガスの流入経路と流出経路が形成されるＰＭ含有排ガス浄化用フィルタ装置を提案した。このフィルタ装置は、排ガス処理と、フィルタに蓄積した灰のパージを行なうために、排ガスの入口部、出口部（１または２箇所）およびパージ出口を遮断する必要がある。前述の交差ハニカムは、通常の排ガス処理時には、排ガス入口部から入ったガス中のＰＭはフィルタ処理され、排ガス出口部から排出される(図３参照)。交差ハニカム内に灰が蓄積した場合は、排ガスパージ出口部のバルブ(常時閉)を開けることによって、蓄積した灰をパージ排出することができる。これらの操作を排ガスのリークなしで行うためには、各部のシールを完全にする必要がある。各部のシールが不完全であると、排ガスがリークし、有害なＰＭを排出することになる。そこで、一旦、前記交差ハニカムをインナーケースに設置し、インナーケースを反応器の中にシール材を用いて、反応器内に固定した後、その反応器を排ガス管に設置する方法が用いられる。交差ハニカムが設置されたインナーケースは、排ガスの入口部と出口およびパージ出口の各四面端のシール材と反応器の接触部を目視で確認しながら、反応器に設置し、排ガス管内に取り付けられる。
【０００４】
このような反応器を用いてＰＭ濃度が高い排ガスの処理や、連続的な低負荷運転を行った場合、１〜数年経過すると、交差ハニカム内部に蓄積した鉄錆や灰に起因する差圧上昇が発生する場合があった。また排ガス処理時間が短くても、まれにエンジン振動等により交差ハニカムがインナーケースからずれて、排ガスがリークする場合があった。このような場合には、交差ハニカムを交換する必要があるが、交換のためにはクレーン等を用いて反応器を取外し、さらに反応器から交差ハニカムを取り外すという煩雑な作業が必要であった。
【０００５】
本発明の課題は、上記特定のフィルタ装置（交差ハニカム）を、クレーン等の機械を用いずに、少人数(または一人)で容易に交換することができる改善された排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を達成するため、本発明者らは、反応器を配管に設置したまま、交差ハニカムの交換が可能なシステムとして、排ガス入口、出口およびパージ出口の流路を設けた反応器を用い、交差ハニカムのインナーケースにガイドレールを設けてスライド式にして反応器に直接、挿入/取出し可能にすることにより、容易に交差ハニカムの交換ができることを見出した。
【０００７】
本願で特許請求される発明は以下のとおりである。
（１）排ガス管路に着脱可能に設けられた反応器を有する排ガス処理装置であって、該反応器は、排ガス浄化触媒が担持された多孔質波板と多孔質平板の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層された成形体を有し、該成形体の前記波板稜線と直交する側面の一つの面、または互いに隣接する二つの面がシールされ、前記多孔質平板を介して前記多孔質波板との間にそれぞれ排ガスの流入経路と流出経路が形成されるフィルタ装置と、該フィルタ装置を保持するインナーケースと、該インナーケースに一体的に設けられたガイドレールと、該ガイドレールに適合するように排ガス管路内壁に設けられたガイドレール支持部材とを有することを特徴とする装置。
（２）前記フィルタ装置の排ガス流出経路を経由するフィルタ管路と、前記フィルタ装置の排ガスが流入する側面と対向する面を開放して排ガスにより該フィルタ装置をパージするためのパージ用管路と、前記二つの管路のいずれかを選択するための切替弁とをさらに有することを特徴とする（１）記載の排ガス浄化装置。
（３）前記排ガス管路は、それぞれ前記反応器が配置された分岐管を有し、該分岐管は、それぞれ前記パージ用管路およびフィルタ管路に連結されていることを特徴とする（２）記載の装置。
（４）前記ガイドレールおよび前記ガイドレール支持部材が断面コ字状ないし鍵状であり、これらの間にパッキンまたは緩衝材が挟持されていることを特徴とする（１）ないし（３）のいずれかに記載の装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、反応器を配管から取外さず、容易に交差ハニカムの交換を行なうことができ、メンテナンスが容易で、かつガスリークの発生し難い排ガス処理装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、本発明の排ガス処理装置の側面図、図２はその正面図である。この装置は、排ガス管路１の分岐管路にそれぞれ着脱可能に設けられた反応器２を有し、該反応器２は、排ガス浄化触媒（例えば排ガス中のＮＯをＮＯ２に酸化する機能を有する白金などの貴金属触媒）が担持された多孔質波板３と多孔質平板４の対を基本単位とし、該多孔質波板の波板稜線が交互に直交するように積層された成形体を有し、該成形体の前記波板稜線と直交する側面の一つの面がシールされ、前記多孔質平板を介して前記多孔質波板との間にそれぞれ排ガスの流入経路と流出経路が形成されるフィルタ装置５と、該フィルタ装置を保持するインナーケース６と、該インナーケースに一体的に設けられたガイドレール７と、該ガイドレール７に適合するように排ガス管路内壁に設けられたガイドレール支持部材８と、前記フィルタ装置５の排ガス流出経路を経由するフィルタ管路９と、前記フィルタ装置５の排ガスが流入する側面と対向する面を開放して排ガスにより該フィルタ装置をパージするためのパージ用管路１０と、前記二つの管路のいずれかを選択するための切替弁１１とを有する。上記フィルタ管路９は、フィルタ装置（交差ＤＰＦ）５の二方向の排ガス出口側面と連通する分岐管（４本）と、これらが後流で集合したものであり、またパージ用管路１０は、前記フィルタ装置５の排ガス入口側の側面と対向する面に連通する分岐管（３本）と、これらが後流で集合したものである。パージ用管路１０には、上記二つの管路９および１０のいずれかを選択するための切替弁（開閉弁）１１が設けられている。
【００１０】
切替弁１１は、通常運転時に閉、パージ時に開となる。フィルタ管路９は後流部で集合した部分以降に開閉弁を設置しなくても良いが、パージ効果をより高めるためには、設置した方が良い（パージ時に閉）。
【００１１】
図４は、本発明に用いる反応器２の説明図である。この反応器２は、フィルタ装置（交差ハニカム）５を保持するインナーケース６と、該インナーケース６に一体的に設けられたガイドレール７と、インナーケース支持板１２とからなる。フィルタ装置５の上下二方向（図面上から見て）の排ガス出口流路は分岐管を経て図１のパージ用管路１０に連通する。反応器２を装着する分岐管の内壁には、前記インナーケース６のガイドレール７に適合するガイドレール支持部材８が設けられている。
【００１２】
図１において、反応器２を分岐管に装着するには、図４に示すようにインナーケース６に収納されたフィルタ装置５をインナーケース支持板１２と共に持ち上げ、分岐管の所定の開口部からガイドレール支持部材８にガイドレール７の先端を合致させ、インナーケース支持板１２ごと前方にスライドさせて分岐管内に装入し、固着すればよい。
【００１３】
図５は、多孔質波板と多孔質平板が積層された前記成形体の側面の互いに隣接する二つの面がシールされたフィルタ装置５Ａを二つの分岐管内に設置する以外は、図１の実施例と同様にした排ガス処理装置の側面図である。
【００１４】
図６は、分岐管１Ａに設置させる反応器２のガイドレール７とその支持部材８の種々の実施例を示すもので、断面Ｉ字状、コ字状、Ｌ字状、鍵状等の形状が好ましく、特にコ字状ないし鍵状がシール性の点で好ましく、またパッキンまたは緩衝材１３をこれらの間に挟持する構造とすることが好ましい。このような構造とすることにより、反応器２と排ガス管の間のシールを確実にし、ガス漏れを防ぐことができる。
【００１５】
図７は、本発明の反応器２を排ガス管１Ａに装着した概略平面図を示すが、インナーケース支持板１２には把手１４が設けられ、また反応器２の排ガス管１Ａと接する後面には断熱材支持部１７により断熱材１５が、および開口部周縁にはパッキン１６が設けられ、断熱材とともにシールを完全にしている。
【００１６】
上記実施例によれば、ガイドレールをスライドさせることによって、交差ハニカムの挿入/取出しおよび固定が容易になる。また交差ハニカムと配管の接合部である、配管内部奥側面、ガイドレールおよび間口周辺には、気密を保つためにパッキンを設置したことにより、通ガス時に交差ハニカムの入口、出口およびパージ出口のガスリークを防ぐことが可能となる。
【００１７】
なお、上記実施例において、反応器２は、排ガス配管に対して左右から取付け/取出しする構造、および上下から取付け/取出しする構造のどちらを用いてもかまわない。またガイドレールおよびガイドレール支持部材は、反応器をスライドさせて着脱できる構造であれば、反応器側に上記支持部材を設けてもよい。    
【実施例】
【００１８】
以下、既設のフィルタ装置（交差ハニカム）を本発明の装置（反応器）に改造する実施例について説明するが、本発明は勿論、新設の装置にも適用できることは言うまでもない。
［実施例１］
本発明による定置ディ−ゼル排ガス処理システムの交差ハニカムＤＰＦの交換実験を行った。発電能力500kWのディーゼルエンジンの排ガス出口に内径200mmΦの配管を設置し、排ガス出口から2.5ｍ後流側の位置に反応器を取付けた。反応器(図３)は、入口400×400mm角、長さ300mmの交差ハニカム(図２)が、６個取付けられる構造である。各交差ハニカムへの流路は、内寸405×405mm角で、ＤＰＦ取付け部には厚さ5mm、高さ40mm、長さ405mmのステンレス製のガイドレールを、280mm間隔で上下、各々二箇所（計四個）取付けた。反応器の交差ハニカムの取付け間口は402×302mmの長方形状に開口した。交換する交差ハニカムのインナーケースは、出口を支持する両端面(幅20mm)に厚さ5mm、高さ40mm、長さ405mmのガイドレールが設置され、挿入時の奥面後流側の端に厚さ5mm、高さ4mm、長さ405mmのパッキンずれ防止用の支持部を取付けた。さらに、挿入時の手前面には、取っ手および外周に厚さ5mm、幅50mmのパッキン押えおよび交差ハニカム固定用の支持部(ボルト固定)を取付けた。
既設の交差ハニカムのボルトを外して引抜いて取外し、各所要部にパッキンを取付けた交差ハニカムを挿入し、ボルト閉めを行った。一人で６個の交差ハニカムの交換に要した時間は約三時間で、取外し機械は不要であった。
【００１９】
［実施例２］
実施例1と同様に定置ディ−ゼル排ガス処理システムの交差ハニカムＤＰＦの交換実験を行った。発電能力180kWのディーゼルエンジンの排ガス出口に内径150mmΦの配管を設置し、排ガス出口から1.5ｍ後流側の位置に反応器を取付けた。反応器(図３)は、入口400×400mm角、長さ300mmの交差ハニカムが、二個取付けられる構造である。実施例1と違い、出口が一箇所の交差ハニカムを用いた。各交差ハニカムへの流路は、内寸405×405mm角で、ＤＰＦ取付け部には厚さ5mm、高さ40mm、長さ405mmのステンレス製のガイドレールを、280mm間隔で上下、各々二箇所（計四個）取付けた。反応器の交差ハニカムの取付け間口は402×302mmの長方形状に開口した。交換する交差ハニカムのインナーケースは、出口を支持する両端面(幅20mm)に厚さ5mm、高さ40mm、長さ405mmのガイドレールが設置され、挿入時の奥面後流側の端に厚さ5mm、高さ4mm、長さ405mmのパッキンずれ防止用の支持部を取付けた。さらに、挿入時の手前面には、取っ手および外周に厚さ5mm、幅50mmのパッキン押えおよび交差ハニカム固定用の支持部(ボルト固定)を取付けた。
既設の交差ハニカムのボルトを外して引抜いて取外し、各所要部にパッキンを取付けた交差ハニカムを挿入し、ボルトを行った。一人で二個の交差ハニカムの交換に要した時間は約一時間で、取外し機械は不要であった。
【００２０】
［比較例１］
実施例1と同様の定置ディ−ゼルエンジンを用い、交差ハニカムを内部に格納する反応器での交差ハニカムの交換実験を行った。発電能力500kWのディーゼルエンジンの排ガス出口に内径200mmΦの配管を設置し、排ガス出口から2.5ｍ後流側の位置に反応器を取付けた。反応器には、入口400×400mm角、長さ300mmの交差ハニカムが、二個格納できる構造である。反応器は、内寸が150mmΦから1.2ｍ×700mm角に広がり、300mm後流側に二個の並列に交差ハニカムの入口外周部および出口外周部を完全に保持/密閉する構造であった。
【００２１】
既設の交差ハニカムを交換するため、反応器をクレーンで吊り下げて取外し、さらに反応器から既設の交差ハニカムを取外した。新しい交差ハニカムを反応器内に取付けた後、反応器をクレーンで吊り下げて配管に取付けた。交換作業は三人で二個の交差ハニカムの交換に要した時間は約10時間であった。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の排ガス処理装置の側面図である、
【図２】本発明の排ガス処理装置の正面図である、
【図３】本発明による交差ハニカムＤＰＦの排ガス流れ様子を示す説明図、
【図４】本発明に用いる反応器の説明図、交差ハニカムインナーケースを示した図である。
【図５】本発明の他の実施例を示す排ガス処理装置の側面図、
【図６】本発明の反応器の設置方法を示す説明図、
【図７】本発明の反応器を排ガス管路に設置した状態の平面図。
【符号の説明】
【００２３】
１．排ガス管路、１Ａ．分岐管、２．反応器、３．多孔質波板、４．多孔質平板、５．５Ａ．フィルタ装置、６．インナーケース、７．ガイドレール、８．ガイドレール支持部材、９．フィルタ管路、１０．パージ用管路、１１．切替弁、１２．支持板、  １３．緩衝材、１４．把手、１５．断熱材、１６．パッキン、１７．断熱材支持部。
【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】
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【図６】
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【図７】
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