(57)【要約】【課題】車両用の排気ガス浄化装置において、触媒層を均等に利用可能とすることで効率的に触媒層を利用し、触媒層の清掃も排気系統を分解することなくできるようにする。【解決手段】中空な薄い円筒形状を成し、両平面２１，２２に亙り貫通するように円筒中央から偏心させて切欠する通気路２４を設け、通気路２４を設けない両平面２１，２２夫々には通気可能な通気孔２３を複数設け、円筒内部にフィルタ材Ｓを内設可能なフィルタ単体２と、フィルタ単体２の通気路２４が一致しないように複数のフィルタ単体２を間隙２５を設けて積層させ、積層したフィルタ単体２を筐体１１で被覆し、積層したフィルタ単体２の一方端側がガス流入口１２を形成し、他端側がガス排出口１３を形成するフィルタ部１とからなる。【選択図】図１
2004204718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空な円筒形状を成し、両平面に亙り貫通するように円筒中央から偏心させて切欠する通気路を設け、通気路を設けない両平面夫々には通気可能な通気孔を複数設け、円筒内部にフィルタ材を内設可能なフィルタ単体と、
フィルタ単体の通気路が一致しないように複数のフィルタ単体を間隙を設けて積層させ、積層したフィルタ単体を筐体で被覆し、積層したフィルタ単体の一方端側がガス流入口を形成し、他端側がガス排出口を形成するフィルタ部と、
からなることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】
中空な円筒形状を成し、円筒中央をドーナツ状に切欠して中央通路を設け、円筒形状の両平面間に亙り中央通路以外の一部を切欠するよう切欠して通気路を設け、中央通路及び通気路を設けない両平面夫々と中央通路の円筒側面には通気可能な通気孔を複数設け、円筒内部にフィルタ材を内設可能なフィルタ単体と、
フィルタ単体の中央通路が一致すると共に通気路が一致しないように複数のフィルタ単体を間隙を設けて積層させ、積層したフィルタ単体を筐体で被覆し、積層したフィルタ単体の一方端側がガス流入口を形成し、他端側がガス排出口を形成するフィルタ部と、
フィルタ部のガス流入口からガス排出口に亙って中央通路内に、積層したフィルタ単体を貫通するように形成され、各フィルタ単体の中央通路と対向する面には通気路が設けられる中央通気管と、
からなることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項３】
中空な円筒形状を成し、円筒中央をドーナツ状に切欠して中央通路を設け、円筒形状の両平面間に亙り中央通路以外の一部を切欠するよう切欠して通気路を設け、中央通路及び通気路を設けない両平面夫々と中央通路の円筒側面には通気可能な通気孔を複数設け、円筒内部にフィルタ材を内設可能なフィルタ単体と、
フィルタ単体の中央通路が一致すると共に通気路が一致しないように複数のフィルタ単体を間隙を設けて積層させ、積層したフィルタ単体を筐体で被覆し、積層したフィルタ単体の一方端側がガス流入口を形成し、他端側がガス排出口を形成するフィルタ部と、
フィルタ部のガス流入口からガス排出口に亙って中央通路内に、積層したフィルタ単体を貫通するように形成され、各フィルタ単体の中央通路と対向する面には通気路が設けられる中央通気管と、
中央通気管の吸気側に設置され、中央給気管内に供給される吸気量を調整可能な吸気量調整装置と、
からなることを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項４】
積層したフィルタ単体夫々に接続される通水管を設け、各フィルタ単体に送水して各フィルタ単体内を洗浄可能とする請求項１及び請求項２及び請求項３記載の排気ガス浄化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、車両から排出される排気ガスの浄化装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】車両から排出される排気ガス中には、微粉粒からなる炭化物や窒素酸化物等種々の有害物質が含まれる。特にディーゼル機関を利用している車両から排出される排気ガス中には、不完全燃焼により発生する煤状の炭化物が多く含まれている。
そこで、従来からこれら有害物質を車両から外気へ排出する排気ガス中に含まないようマフラーエンド以前に浄化装置を設けて回収する装置が提案されてきた。
【０００３】
例えば、『車両用排気ガス浄化装置』（特開２００１−３２７１１号）が有る。以下『車両用排気ガス浄化装置』を従来例１という。
この従来例１では、
『（請求項１）  車両に搭載された車両駆動用エンジンから排出された排気ガスを大気中に放出させる排気系統の排気口付近に取り付けられ、当該排気ガスを浄化した後に大気中に放出する車両用排気ガス浄化装置において、前記排気系統から排気ガスを受け入れる段階で外気を取り入れる第１の外気導入手段と、前記排気ガスと第１の外気導入手段から取り込んだ外気との混合ガスを触媒層に接触させて無害化する触媒室と、前記触媒室の前記触媒層に新たな外気を導き前記触媒層に接触させる第２の外気導入手段と、前記触媒室の触媒層にて有害物質を取り除かれたガス体を大気中に放出する段階でさらに外気を取り入れ当該ガス体と混合し当該ガス体の温度を低下させる第３の外気導入手段とを設けてなることを特徴とする車両用排気ガス浄化装置。
（請求項２）  前記第１の外気導入手段は、前記排気系統に接続するための接続機構を有し、かつ、前記排気系統から受け入れた排気ガスを次段に導く排気ガス通路の一部を、他の排気ガス通路よりも細くし、当該細くした一部通路に第１外気取入れ口を設けてなる接続管からなることを特徴とする請求項１記載の車両用排気ガス浄化装置。
（請求項３）  前記触媒室は、所定の長さの外筒と、この外筒の内部に収納され当該外筒より長さが短い網目体で構成してなる中筒及び最内筒と、前記中筒と最内筒との間に収納した触媒層と、前記接続管からの排気ガス空気混合体を前記外筒と中筒の間に導くガス通路とを備え、前記最内筒の一端開放口から大気に向けて浄化後のガスを放出するようにしてなり、前記第２の外気導入手段は、前記外筒の前方側壁に設けた第２外気取入れ口と、当該第２外気取入れ口から取り入れた外気を中筒と最内筒の間に収納した触媒層に導く外気通路とからなり、前記第３の外気導入手段は、外筒の後方側壁とほぽ同じ面積の板体の中央に前記最内筒の筒寸法とほぼ同じ寸法に孔を設け、当該孔に連通する筒体を前記円板に設け、当該板体を前記外筒の後側側壁に一定間隔を持たせて取り付けて前記外筒の後方側壁と前記板体との間隙でもって第３外気取入れ口を形成したことを特徴とする請求項１記載の車両用排気ガス浄化装置。
（請求項４）  前記第１の外気導入手段は、前記排気系統に接続するための接続機構を有し、かつ、前記排気系統から受け入れた排気ガスを次段に導く排気ガス通路の一部を、他の排気ガス通路よりも細くし、当該細くした一部通路に第１外気取入れ口を設け、かつ、前記細くした一部通路の第１外気取入れ口の後方に永久磁石を配置してなることを特徴とする請求項１記載の車両用排気ガス浄化装置。
（請求項５）  車両に搭載された車両駆動用エンジンから排出された排気ガスを大気中に放出させる排気系統の排気口付近に取り付けられ、当該排気ガスを浄化した後に大気中に放出する車両用排気ガス浄化装置において、前記排気系統に接続するための接続機構を有し、かつ、前記排気系統から受け入れた排気ガスを次段に導く排気ガス通路の一部を、他の排気ガス通路よりも細くし、当該細くした一部通路に第１外気取入れ口を設けてなる接続管からなる第１の外気導入手段と、所定の長さの外筒の内部に収納され当該外筒より長さが短い網目体で構成してなる中筒及び最内筒を有し、前記中筒と最内筒との間に触媒層を収納し、前記接続管からの排気ガス空気混合体を前記外筒と中筒の間に導くガス通路とを備え、前記最内筒の一端開放口から大気に向けて浄化後のガスを放出するようにしてなる触媒室と、前記外筒の前方側壁に第２外気取入れ口を設け、当該第２外気取入れ口から取り入れた外気を中筒と最内筒の間に収納した触媒層に導く外気通路を設けてなる第２の外気導入手段と、前記外筒の後方側壁とほぼ同じ面積の板体の中央に前記最内筒の筒寸法とほぼ同じ寸法に孔を設け、当該孔に連通する筒体を前記円板に設け、当該板体を前記外筒の後側側壁に一定間隔を持たせて取り付けて前記外筒の後方側壁と前記板体との間隙でもって第３外気取入れ口を形成してなる第３の外気導入手段とを備えたことを特徴とする車両用排気ガス浄化装置。』を提供した。
【０００４】
そして、従来例１の車両用排気ガス浄化装置は、自動車エンジン等の車両駆動用エンジンからの排気ガスを大気中に放出させる排気系統の排気口付近に取付けられて使用される。
【０００５】
以下従来例１の作用を説明すると、図１０に表すように、車両用排気ガス浄化装置１１０は、マフラーの排気側である後端部１０８に取付けられる。
車両用排気ガス浄化装置１１０は、排気ガスを導入する側から夫々、第１の外気導入手段１２０、触媒室１３０、第２の外気導入手段１４０、第３の外気導入手段１５０により構成し、第１の外気導入手段１２０内部で外気と混合された排気ガスを触媒室１３０内で触媒層Ｓと接触させて有害物質を取り除くと共に第２の外気導入手段１４０から新たな外気を導入して触媒層Ｓと接触させた後、第３の外気導入手段１５０から新たに外気を導入して第１の外気導入手段１２０及び第２の外気導入手段１４０から導入した外気と有害物質を取り除かれた排気ガスとの混合気に更に外気を混合して排出するものである。
【０００６】
排気ガスを導入する側である第１の外気導入手段１２０は、中央がくびれた筒状を成し、中央のくびれた部分の外側に永久磁石１２６，１２７が設けられ、内部を通過する排気ガスに磁力が作用される構造である。又、第１の外気導入手段１２０の永久磁石１２６，１２７より排気ガスの導入側に外気を導入するための第１外気取り入れ口１２４が穿設されてなり、第１の外気導入手段１２０内部に排気ガスが通過すると外気が導入される。
【０００７】
第１外気取り入れ口１２４から取り入れられた外気とエンジンからの排気ガスとの混合気体は、第１の外気導入手段１２０を通過し、更に触媒室１３０内のガス通路１３４を経由して触媒層Ｓに到達する。同時に、第２の外気導入手段１４０から吸気された外気は、触媒層Ｓに接触される。そして、該混合気体は、第２の外気導入手段１４０から吸引された外気と更に混合され、排気側へ移動する。
排気側へ移動した該混合気体は、温度が高いので、更に第３の外気導入手段１５０から吸気する外気と混合されその温度を低下させて排気側へ排出される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例１は、外気の取り入れが第１の外気導入手段１２０では第１の外気導入手段１２０を通過する排気ガスの流速によって吸引し、又第２の外気導入手段１４０及び第３の外気導入手段１５０からの外気の取り入れは走行する車両の移動により外気が排気流入されて行われるので、排気ガス中に炭素粒を多量に含む登坂時のような車両用エンジンの回転数が高く移動速度が遅い場合には、第２の外気導入手段１４０及び第３の外気導入手段１５０からの吸気量が低下し、安定した外気の取り入れが出来ないという問題点を有した。
【０００９】
更に、従来例１では、エンジンからの排気ガスと第１の外気導入手段１２０からの外気とが混合された混合ガスが、ガス通路１３４を通過して触媒層Ｓを通過する際には、触媒層ＳのＳ２側がガス通路１３４の終端側となり、触媒層ＳのＳ１側から多く通過しＳ２側からはあまり通過しないので、触媒層Ｓを効率よく利用できないと言う問題点を有した。又、触媒層ＳのＳ１側が目詰まりを起こしやすく頻繁に触媒層Ｓの清掃が必要であるという問題点を有すると共に、構造上、触媒層Ｓを取り外すためには、筒体１５３を取り外すために車両の排気系統を分解しなければならず、作業が大がかりとなるという問題点を有した。
【００１０】
そこでこの発明は、上記問題点に鑑み、触媒層を均等に利用可能とすることで効率的に触媒層を利用可能とし、触媒層の清掃も排気系統を分解することなく行えることが可能な車両用排気ガス浄化装置を提供することとを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記問題点を解決するため、
中空な円筒形状を成し、両平面に亙り貫通するように円筒中央から偏心させて切欠する通気路を設け、通気路を設けない両平面夫々には通気可能な通気孔を複数設け、円筒内部にフィルタ材を内設可能なフィルタ単体と、フィルタ単体の通気路が一致しないように複数のフィルタ単体を間隙を設けて積層させ、積層したフィルタ単体を筐体で被覆し、積層したフィルタ単体の一方端側がガス流入口を形成し、他端側がガス排出口を形成するフィルタ部と、からなることを特徴とする排気ガス浄化装置、
【００１２】
を提供する。従って、排気ガス浄化装置では、ガス流入口側から流入した排気ガスが、フィルタ部に内包された最もガス流入口側に位置するフィルタ単体に当接し、該フィルタ単体の両平面のうちの一方である表面側からフィルタ単体の通気路内に進入し、対向面である裏面側から積層された隣り合うフィルタ単体との間に排気される。その際、フィルタ単体内に設けたフィルタ材に、排気ガス中に含まれる炭素粒等の微粉末や炭化窒素等が付着して除去される。又、ガス流入口から流入した排気ガスの一部は、最もガス流入口側に位置するフィルタ単体に設けた通気路から隣り合う該フィルタ単体と隣り合うフィルタ単体との間に流れる。
【００１３】
次いで、最もガス流入口側に位置するフィルタ単体と、該フィルタ単体と隣り合うフィルタ単体との間に流入した排気ガスは、同様に隣り合うフィルタ単体の表面から裏面側へ通過して更に隣り合うフィルタ単体との間に流出されるものと、隣り合うフィルタ単体に設けた通気路から更に隣り合うフィルタ単体との間へ流出するものとになる。この時、フィルタ単体内を通過した排気ガスは、既に前段で排気ガス中に含まれる炭素粒等の微粉末や炭化窒素等が除去されたので、次段で更に除去されることとなり、前段より更に濾過された排気ガスとなる。
上述のように順次濾過除去作用を繰り返しながら、フィルタ部内の全てのフィルタ単体を通過して最後にガス排出口から排出され、この時排出される排気ガスは、排気ガス中に含まれていた炭素粒等の微粉末や炭化窒素等が除去されたものとなっている。
【００１４】
同様にこの発明では、
中空な円筒形状を成し、円筒中央をドーナツ状に切欠して中央通路を設け、円筒形状の両平面間に亙り中央通路以外の一部を貫通するよう切欠して通気路を設け、中央通路及び通気路を設けない両平面夫々と中央通路の円筒側面には通気可能な通気孔を複数設け、円筒内部にフィルタ材を内設可能なフィルタ単体と、フィルタ単体の中央通路が一致すると共に通気路が一致しないように複数のフィルタ単体を間隙を設けて積層させ、積層したフィルタ単体を筐体で被覆し、積層したフィルタ単体の一方端側がガス流入口を形成し、他端側がガス排出口を形成するフィルタ部と、フィルタ部のガス流入口からガス排出口に亙って中央通路内に、積層したフィルタ単体を貫通するように形成され、各フィルタ単体の中央通路と対向する面には通気路が設けられる中央通気管と、からなることを特徴とする排気ガス浄化装置、
【００１５】
を提供する。従って、この発明の提供する排気ガス浄化装置では、前記排気ガス浄化装置の排気ガス中に含まれる炭素粒等の微粉末や炭化窒素等が付着して除去作用に加え、各フィルタ単体内を貫通するように設ける中央通路内に、ガス流入口から排気ガスの一部が流入する構成となっているので、中央通路内に流入した排気ガスの流速が各フィルタ単体を通過移動する排気ガスの流速より早いので、中央通路の円筒側面に設けた通気孔から、フィルタ材によって排気ガス中に含まれる炭素粒等の微粉末や窒素化合物等を除去された排気ガスの一部が中央通路内に流入する。
【００１６】
従って、ガス流入口側から流入した排気ガスは、これらのガスの動きが各フィルタ単体を通過する際に繰り返され、各フィルタ単体内のフィルタ材によって前記物質が除去されたガスがガス排出口側から排気される。
更にこの発明では、
【００１７】
中空な円筒形状を成し、円筒中央をドーナツ状に切欠して中央通路を設け、円筒形状の両平面間に亙り中央通路以外の一部を切欠するよう切欠して通気路を設け、中央通路及び通気路を設けない両平面夫々と中央通路の円筒側面には通気可能な通気孔を複数設け、円筒内部にフィルタ材を内設可能なフィルタ単体と、フィルタ単体の中央通路が一致すると共に通気路が一致しないように複数のフィルタ単体を間隙を設けて積層させ、積層したフィルタ単体を筐体で被覆し、積層したフィルタ単体の一方端側がガス流入口を形成し、他端側がガス排出口を形成するフィルタ部と、フィルタ部のガス流入口からガス排出口に亙って中央通路内に、積層したフィルタ単体を貫通するように形成され、各フィルタ単体の中央通路と対向する面には通気路が設けられる中央通気管と、中央通気管の吸気側に設置され、中央給気管内に供給される吸気量を調整可能な吸気量調整装置と、からなることを特徴とする排気ガス浄化装置、
【００１８】
を提供するので、中央通気管に供給される排気ガスの量を調整可能となり、吸気量を調整することで、排気ガス中に含まれる有害物質の除去を効率よく行うことが可能となる。
そして又、この発明では、前記排気ガス浄化装置に、
【００１９】
積層したフィルタ単体夫々に接続される通水管を設け、各フィルタ単体に送水して各フィルタ単体内を洗浄可能とする
【００２０】
ので、排気ガス浄化装置内に除去した炭素粒等の微粉末や窒素化合物等がたまりフィルタ材が目詰まりを起こした際等、洗浄を必要とする際に、通水管に通水することで、簡単に各フィルタ単体内のフィルタ材を洗浄することができる。尚、洗浄するときに通水する液体は、水に限らず、洗浄用の溶液等を通水可能である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態を、図面に基づき説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態の内部を説明する縦断面説明図であり、図２は図１のＡ−Ａ線断面説明図であり、図３は第１の実施の形態の内部に設ける積層されたフィルタ単体を表す説明図であり、図４はフィルタ単体を表す斜視説明図であり、図５は車両に実施した状態を表す説明図であり、図６は第２の実施の形態の内部を説明する縦断面説明図であり、図７は図６のＢ−Ｂ線断面説明図であり、図８は図７の左側面の一部拡大説明図であり、図９はフィルタ単体を表す斜視説明図である。
【００２２】
１は、第１の実施の形態である排気ガス浄化装置である。排気ガス浄化装置１は、図１及び図２に表すように両端を閉塞された円筒状体からなり、円筒状を成す筐体１１からなる。排気ガス浄化装置１の外形形状を成す筐体１１は、一方端面の中央から外方に車両からの排気ガスが供給される吸気孔１２を円筒状に突設し、同様に他方端面の中央から外方に排気ガスを排出する排気孔１３を円筒状に突設してなる。従って、吸気孔１２がガス流入口を形成し、排気孔１３がガス排出口を形成する。
そして、排気ガス浄化装置１は、図５に表すように、車両に積載されたエンジンＥのエキゾーストパイプＥＰから外気へ排出するパイプ終端部Ｊとの間に取付けられ、吸気孔１２から吸気した排気ガスを浄化して排気孔１３から排出し、パイプ終端部Ｊから外気へ排気させるものであり、消音器ＳＩの前後を問わず設置可能である。
【００２３】
２は、フィルタ単体である。フィルタ単体２は、図４に表すように、薄い円筒形状からなる中空体であり、両平面２１、２２には複数の通気孔２３を複数穿設してなる。そして、フィルタ単体２の中空な内部にはフィルタ材Ｓを封入してなる。従って、フィルタ単体２は、通気孔２３によって平面２１側から平面２２側へフィルタ単体２内部のフィルタ材Ｓを経由して通気可能である。更に、フィルタ単体２は、図４中の上部に現れるように、円筒形状の一部を切欠した形状に形成し、該切欠部が筐体１１内に設置されたときに平面２１側から平面２２側へ排気ガスを通過させる通気路２４を形成する。
【００２４】
このように形成するフィルタ単体２は、図３に表すように、フィルタ単体２の通気路２４を交互に上下となるように配置した状態で適宜間隙２５を設けて複数積層し、筐体１１内に封入される。そして、積層した隣り合うフィルタ単体２との間隙２５が、筐体１１内に封入された際に排気ガスの通路を形成する。尚、図３及び図４において、筐体１１内に供給される排気ガスは矢示方向に移動され排気される。このように、フィルタ単体２を複数積層して筐体１１内に封入することで、フィルタ部を形成する排気ガス浄化装置１が形成される。
【００２５】
３は通水路である。通水路３は、通水管３１と、通水の停止制御及び通水量の制御を行う通水バルブ３２と、通水管３１を経由して通水された洗浄水を排出するドレンバルブ３３とからなる。
【００２６】
通水管３１は、筐体１１の吸気孔１２側外部から筐体１１内部に気密に貫通し、最も吸気孔１２側のフィルタ単体２から積層された各フィルタ単体２内を貫通して最も排気孔１３側のフィルタ単体２に亙り設置され、各フィルタ単体２内ではフィルタ単体２内部に通水される洗浄水を排出可能に排出口（図示せず）が開口されてなる。従って、通水管３１に洗浄水が供給されると、各フィルタ単体２内部に洗浄水が噴出し、各フィルタ単体２内部のフィルタ材Ｓを洗浄可能である。
【００２７】
通水バルブ３２は、通水管３１の通水側、即ち、通水管３１に筐体１１の吸気孔１２側外部に設け、バルブの開閉によって通水管３１を経由して洗浄水を通水可能とし、又、通水量の調節も可能である。
【００２８】
ドレンバルブ３３は、筐体１１の排気孔１３側円筒側面に設け、通常時は閉状態で用い、排気ガス浄化装置１内部を洗浄する洗浄時には開状態として用いる。従って、筐体１１内部のフィルタ材Ｓ洗浄時には、通水管３１から通水されてフィルタ材Ｓを洗浄した洗浄液は、ドレンバルブ３３から外部へ排出される。ドレンバルブ３３は、洗浄液をそのまま外部へ排出しても良く、又、ドレンパイプを接続して、所定の洗浄液回収層（図示せず）等へ回収するようにしても良く、この場合には揚水ポンプ（図示せず）を設置して使用済みの洗浄水を汲み上げるようにしても良い。
【００２９】
上述のように形成する排気ガス浄化装置１では、エンジンＥから排気された排気ガスが吸気孔１２から吸気される。この吸気される排気ガス中には、カーボン微粒子及びそれと同様な粒状物、ＣＯ（一酸化炭素）及びＨＣ（炭化水素）並びにＮＯｘ（窒素酸化物）等の有害物質が含まれている。これら有害物質を含む排気ガスが吸気孔１２から筐体１１内部に供給されると、最も吸気孔１２側のフィルタ単体２の平面２１に穿設した通気孔２３からフィルタ単体２内部に入り、フィルタ材Ｓに該有害物質を付着して平面２２に穿設した通気孔２３から間隙２５へ移動する。従って、フィルタ材Ｓによって排気ガスは浄化され、隣り合うフィルタ単体２との間隙２５へ移動する。
【００３０】
他方吸気孔１２から供給される排気ガスの一部は、筐体１１内で最も吸気孔１２側のフィルタ単体２に設けた通気路２４側へ移動して通気路２４を経由して隣り合うフィルタ単体２との間の間隙２５へ移動する。
最も吸気孔１２側のフィルタ単体２とその隣り合うフィルタ単体２との間隙２５へ移動した排気ガスは、既に最も吸気孔１２側のフィルタ単体２内に設けたフィルタ材Ｓによって既に浄化されており、更に隣り合うフィルタ単体２である２段目のフィルタ単体２平面２１から、前記同様平面２２側へ通気孔２３を経由して移動する。
【００３１】
他方、一部の排気ガスは２段目のフィルタ単体２に設けた通気路２４を経由して更に隣り合うフィルタ単体２との間隙２５へ移動する。
この時、２段目のフィルタ単体２に設けた通気路２４は、最も吸気孔１２側のフィルタ単体２に設けた通気路２４と対向する側に位置しているので、最も吸気孔１２側のフィルタ単体２の平面２１に穿設した通気孔２３を経由して平面２２に穿設した通気孔２３から間隙２５へ移動した浄化された排気ガスと、最も吸気孔１２側のフィルタ単体２の通気路２４を経由して隣り合うフィルタ単体２との間の間隙２５へ移動した排気ガスとは、間隙２５内で一旦混合され、有害物質の濃度が下がった混合気となって、２段目のフィルタ単体２と３段目のフィルタ単体２との間隙２５へ移動するので、更に２段目のフィルタ単体２を通過した混合ガスの有害物質濃度は更に低濃度となる。
【００３２】
同様に、順次供給されたガスは各段のフィルタ単体２によって有害物質が除去され、やがて最終段である最も排気孔１３側のフィルタ単体２を通過して排気孔１３から排気されると共に、一部は最も排気孔１３側のフィルタ単体２に設けた通気路２４を経由して排気孔１３から排気されることとなる。
上述のように、順次多段層に設けたフィルタ単体２を通過することで吸気孔１２から供給された排気ガスは有害物質を取り除かれて排気孔１３から排気されることとなるが、排気ガス浄化装置１の使用に伴って、格段のフィルタ単体２が目詰まりを起こしてくる。そして、この目詰まりは有害物質濃度が高濃度側のフィルタ単体２ほど早く現れるが、目詰まりを起こして排気ガスがフィルタ単体２内部を通過しにくくなっても通気路２４を経由して次段のフィルタ単体２との間隙２５へ移動可能なので、排気ガスを排出する際の排気抵抗とはならない。そして、フィルタ単体２が複数積層した多段構造なので、排気ガス供給側のフィルタ単体２が目詰まりを起こしても次段以降のフィルタ単体２によって充分に有害物質濃度を下げることができ、長寿命を実現可能である。
そして、更に各フィルタ単体２の目詰まりが進行し、有害物質濃度を充分に下げられなくなる、或は排気抵抗が大きく、エンジン効率を低下させる等の害が発生する前に、前記通水管３１によって各フィルタ単体２を浄化して再び利用できる。
【００３３】
即ち、ドレンバルブ３３を開状態にすると共に通水バルブ３２を開状態して通水管３１内に洗浄水を供給する。すると、洗浄水は各フィルタ単体２内に供給され、フィルタ単体２内のフィルタ材Ｓに付着した有害物質を洗浄する。洗浄して汚れた洗浄水は、ドレンバルブ３３から排気ガス浄化装置１外部へ排出され、フィルタ材Ｓは洗浄を完了して再び使用可能となる。洗浄後ドレンバルブ３３及び通水バルブ３２を元の状態に戻すと、排気ガス浄化装置１は元の状態で使用可能となる。
尚、洗浄に用いる洗浄水は水道水でも良く又フィルタ材Ｓ及び筐体１１内部を有効に洗浄可能な洗浄液でも良く通水バルブ３２から通水管３１へ供給すればよい。又、ドレンバルブ３３には、ドレンホース（図示せず）等を接続して所定の場所へ廃水を回収するようにしても良い。
【００３４】
次いで、第２の実施の形態を説明する。
第２の実施の形態である排気ガス浄化装置１は、図６乃至図９に表すように、両端を閉塞された円筒状体からなり、円筒状を成す筐体１１からなる。排気ガス浄化装置１の外形形状を成す筐体１１は、一方端面の中央から外方に車両からの排気ガスが供給される吸気孔１２を円筒状に突設し、同様に他方端面の中央から外方に排気ガスを排出する排気孔１３を円筒状に突設してなる。従って、吸気孔１２がガス流入口を形成し、排気孔１３がガス排出口を形成する。そして、筐体１１内部には、フィルタ単体２が複数層状に設けられ、更に各フィルタ単体２を貫通するように吸気孔１２から排気孔１３にかけて中央通気管４を設けてなる。
【００３５】
第２の実施の形態に於けるフィルタ単体２は、図６乃至図９に表すように、第１の実施の形態同様薄い円筒形状からなる中空体であり、両平面２１、２２には複数の通気孔２３を複数穿設してなる。更に、フィルタ単体２の円筒中心となる中央部には、貫通孔２６が穿設される。貫通孔２６には中央通気管４が挿入固定される。貫通した貫通孔２６は、板状体である平面２１及び平面２２夫々の中央を貫通し中央通気管４に固定される。従って、中央通気管４に通気孔を設けるので、フィルタ単体２内部から中央通気管４へ通気が可能となる。勿論、貫通孔２６の平面２１及び平面２２間に円筒面を設け、その円筒面に両平面２１、２２の表面と同様に通気孔２３を穿設し、中央通気管４との間で通気可能に形成しても良い。
【００３６】
そして、フィルタ単体２の中空な内部には第１の実施の形態同様フィルタ材Ｓを封入してなる。従って、フィルタ単体２は、通気孔２３によって平面２１側から平面２２側へフィルタ単体２内部のフィルタ材Ｓを経由して通気可能であると共に、各平面２１及び２２から中央通気管４へもフィルタ材Ｓを経由して通気可能である。更に、フィルタ単体２は、図７及び図９に表すように、円筒中心から偏心させた円筒周囲部の一部を切欠した形状に形成する。即ち、円筒中心から偏心させた周囲部の一部に貫通孔を形成して通気路２４を形成する。そして、通気路２４は、第１の実施の形態同様、筐体１１内に設置されたときに平面２１側から平面２２側へ排気ガスを通過させることとなる。通気路２４は、第１の実施の形態同様に、円筒形状の一部を切欠して貫通孔としなくとも良い。
【００３７】
このように形成するフィルタ単体２は、図３に表すように、フィルタ単体２の通気路２４を交互に上下となるように配置した状態で適宜間隙２５を設けて複数積層し、筐体１１内に封入される。そして、積層した隣り合うフィルタ単体２との間隙２５が、筐体１１内に封入された際に排気ガスの通路を形成する。尚、図３及び図４において、筐体１１内に供給される排気ガスは矢示方向に移動され排気される。
【００３８】
中央通気管４は、両端を開口する中空の円筒からなり、積層するフィルタ単体２の中央に穿設した貫通孔２６を貫通して固定され、各フィルタ単体２内に位置する部位には、通気孔４１を穿設する。このように、通気孔４１を複数穿設することで、通気孔４１を経由してフィルタ単体２内から中央通気管４への通気が可能となる。このように形成する中央通気管４は、フィルタ単体２と共に筐体１１内に設置され、一方端である先端が吸気孔１２中央に位置し、他端が排気孔１３内に位置するように設置される。更に、中央通気管４の吸気側には、図６及び図８に表すように吸気量調整装置４２が取り付けられる。吸気量調整装置４２は、中央通気管４内を閉塞可能な円盤状の開閉板４３と、開閉板４３を回動させる回動軸４４とからなり、開閉板４３を回動軸４４によって中央通気管４内で回動自在に係止される。又、回動軸４４の先端は、中央通気管４の先端側端部が設置された筒状の吸気孔１２外部にまで延設され、排気ガス浄化装置１外部で開閉板４３の開閉量を調節可能である。この開閉板４３の開閉角度の調節は、回動軸４４の先端に設けた開閉レバー４５を回動することで行う。従って、開閉レバー４５は遠隔操作可能なようにワイヤー或いはクランク機構等によって車両を運転しているドライバー席付近に操作可能に操作レバーを設け、開閉角度の操作が可能である。
【００３９】
通水路３は、第２の実施の形態では、通水管３１を筐体１１外部から各フィルタ単体２へ並列に接続してなるが、第１の実施の形態同様に筐体１１内部で直列状に各フィルタ単体２へ接続してもよい。
【００４０】
以下に第２の実施の形態である排気ガス浄化装置１の作用を説明する。
車両用エンジンから排気ガスが排出されると、エグゾーストパイプＥＰを経由して吸気孔１２から排気ガスが入り込む。この時、排気ガスは、一方では吸気孔１２の中央通気管４周囲部から、最も吸気孔１２側に位置するフィルタ単体２へ入り込み、他方では、中央通気管４の開閉板４３が開状態であれば中央通気管４内にも入り込む。
【００４１】
フィルタ単体２側へ入り込んだ排気ガスは、第１の実施の形態同様、一部は通気路２４から隣り合う２段目のフィルタ単体２との間隙２５へ移動する。その他の排気ガスは、平面２１からフィルタ単体２内に入りフィルタ材Ｓを通過して平面２２側から隣り合う２段目のフィルタ単体２との間隙２５へ移動する。そして、第１の実施の形態同様、フィルタ材Ｓを通過して有害物質を除去されたガスと単に通気路２４を通過したガスとは間隙２５で混合される。
他方、中央通気管４内に入り込む排気ガス量は、開閉板４３の開閉量により変化する。そして、中央通気管４内へ入る排気ガス量が多ければ中央通気管４内を通過する際のガスの流速も大きくなる。そして、中央通気管４内に入り込んだ排気ガスは、他端側である排気孔１３側から排出される。
【００４２】
中央通気管４内に排気ガスが入り込んで他端側である排気孔１３側から排出されるまでには、中央通気管４内での排気ガスの流速が早いため、フィルタ単体２内から、夫々のフィルタ単体２内に位置する部位に穿設した通気孔４１を経由してフィルタ材Ｓによって有害物質をろ過されたガスが流入する。この作用により第１の実施の形態に比べ、通気路２４を通過して次段のフィルタ単体との間隙２５へろ過されずに移動するガス量に比し、フィルタ単体２内を通過するガス量を増加させることが可能となり、第１の実施の形態にも増して排気ガス中の有害物質の除去が可能となる。
【００４３】
そして、排気ガス中の有害物質、とりわけカーボン微粒子及び同様な粒状物の発生は、エンジンの回転数やエンジンへの負荷によって変化するので、例えば登坂時など、カーボン微粒子及び同様な粒状物が多く発生するときには、エンジンからの排気量も多く、このような場合には、フィルタ単体２の平面２１からフィルタ単体２内部に入り込むときの抵抗作用で、フィルタ単体２へ吸気された排気ガスの多くが通気路２４からろ過されることなく隣り合うフィルタ単体２との間隙２５へ移動してしまい、有害物質の除去作用が十分に行われない。そこで、このような状況では、開閉レバー４５を操作して中央通気管４内を通過させるガス量を増加させ、フィルタ単体２内を通過してろ過される量を増加させることで、効率よく有害物質を除去できる。
【００４４】
又、その逆に、安定走行時などカーボン微粒子及び同様な粒状物の発生が比較的少ない場合には、エンジンから排出される排気ガスの量も比較的少量となるので、開閉板４３が開状態でも中央通気管４内を通過するガスの流速が上がらないため、前記したようなフィルタ単体２内から中央通気管４内へのガスの吸引作用も少ない。従って、このような場合に中央通気管４内を排気ガスを通過させて排気孔１３から廃棄させても、フィルタ単体２内を通過してろ過され排気孔１３から排出されるガス量に比しろ過されずに排出されるガス量が多くなるので、効率よく有害物質の除去が行えない。そこで、このような場合には、前記同様開閉レバー４５の操作によって、中央通気管４内への吸気量を中止して全ての排気ガスをフィルタ単体２側へ送り、フィルタ単体２内を通過させて有害物質を除去するっせる。
【００４５】
尚、上記中央通気管４へのガス流量の調節を、開閉レバー４５の操作によって説明したが、エンジンの回転数、エンジンにかかる負荷等から開閉板４３の開閉度を自動的に調節するよう予め車両製造時に設計しておき、排気ガス浄化装置１を車両に実施してもよい。このように、排気ガス浄化装置１は、車両製造時から車両に組み込み、開閉板４３の開閉度を自動的に調節可能とさせることもでき、又、開閉レバー４５による開閉板４３の開閉度調節をさせることで使用途中の車両に新たにも実施可能となる。
そして、第２の実施の形態における排気ガス浄化装置１のその他は、第１の実施の形態同様である。
【００４６】
尚、第１の実施の形態及び第２の実施の形態の排気ガス浄化装置１共に、間隙２５内に消音材（図示せず）を適宜配置させることで、消音器を兼ねるよう形成することもできる。
又、フィルタ単体２は、上記実施の形態では、平面２１及び平面２２に通気孔２３を穿設した板状体からなるが、メッシュ状の網から形成しても良く、フィルタ単体２の形状を保て、フィルタ材を安定して内包可能であればどのような材料からなってもよい。更に、フィルタ材Ｓは、有害物質を効果的に除去可能な材料を用いれば良く、綿状の繊維からなっても良く、有害物質を吸着可能な粒状のフィルタ材であってもよい。フィルタ材Ｓは、例えば多孔質からなるアルミナを素材とする粒状のものや、シリカ系の綿状のものなど種々なもの等種々のものが考えられ、除去したい有害物質の種類によって選択する等適宜決定すれば足りる。
【００４７】
【発明の効果】従って、この発明によれば、積層構造とした各フィルタ単体が、吸気孔側から目詰まりを起こしても、目詰まりを起こしたフィルタ単体では通気路を経由して隣り合う次段のフィルタ単体へ吸気した排気ガスが移動可能なので、目詰まりによる排気抵抗を無くすことができるという効果を奏する。
【００４８】
更に又、吸気量調整装置によって吸気量を調節できるので、エンジンの運転状況によって異なる有害物質の発生状況に合わせた有害物質の除去が可能となる特段の効果を奏する。
【００４９】
更に又、通水路を各フィルタ単体に設けて洗浄水を供給可能としたので、フィルタ単体内のフィルタ材が目詰まりを起こした際にも、大がかりな分解等を必要とせず、簡単にフィルタ材の洗浄ができる。そして、ドレンバルブを設けたので、ドレンバルブから水槽等特定の容器に洗浄に使用した洗浄水を回収することで、取り除いた有害物質回収がスムーズに行えるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施の形態の内部を説明する縦断面説明図」
【図２】図１のＡ−Ａ線断面説明図
【図３】内部に設ける積層されたフィルタ単体を表す説明図
【図４】フィルタ単体を表す斜視説明図
【図５】車両に実施した状態を表す説明図
【図６】第２の実施の形態の内部を説明する縦断面説明図
【図７】図６のＢ−Ｂ線断面説明図
【図８】図７の左側面の一部拡大説明図
【図９】フィルタ単体を表す斜視説明
【図１０】従来例図
【符号の説明】
１    排気ガス浄化装置
１１    筐体
１２    吸気孔
１３    排気孔
２    フィルタ単体
２１    平面
２２    平面
２３    通気孔
２４    通気路
２５    間隙
２６    貫通孔
Ｓ      フィルタ材
３    通水路
３１    通水管
３２    通水バルブ
３３    ドレンバルブ
４    中央通気管
４１    通気孔
４２    吸気量調整装置
４３    開閉板
４４    回動軸
４５    開閉レバー
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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