(57)【要約】本発明は、排気ガスの出口２２を有するケーシング１２内に配置された、エンジン排気パイプ管の粒子フィルタ１０の上流面１４を洗浄する方法である。該方法は、排気ガスがフィルタを通って流れる方向に対し上流であるその面１４に向けて液体流が粒子フィルタ１０を通りその下流面１８から逆流するようにされる工程を備える。粒子フィルタ１０を通って逆流するようにされる液体流は、５０　ｌ／ｍｉｎ以上の流量を有し且つ粒子フィルタの下流面１８のほぼ全体にわたって分配される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスの出口（２２）を有するケーシング（１２）内に配置された、エンジン排気パイプ管の粒子フィルタ（１０）の上流面（１４）を洗浄する方法であって、排気ガスがフィルタを通って流れる方向に対し上流であるその面（１４）に向けて洗浄流が粒子フィルタ（１０）を通りその下流面（１８）から逆流するようにされる工程を備える洗浄方法において、粒子フィルタ（１０）を通って逆流するようにされる洗浄流が粒子フィルタの下流面（１８）のほぼ全てにわたって分配されることを特徴とする、洗浄方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、洗浄流はその流量が５０　ｌ／ｍｉｎ以上の液体流であることを特徴とする、方法。
【請求項３】
請求項２に記載の方法において、粒子フィルタ（１０）を通って流れるようにされる液体流が、２００―６００　ｌ／ｍｉｎの範囲の流量を有することを特徴とする、方法。
【請求項４】
請求項２又は３に記載の方法において、粒子フィルタ（１０）の下流面（１８）から上流の液体の圧力が５００ｋＰａ（５バール）から５０００ｋＰａ（５０バール）までの範囲、好ましくは、１５００ｋＰａ（１５バール）から２５００ｋＰａ（２５バール）までの範囲にあることを特徴とする、方法。
【請求項５】
請求項２から４までのいずれか一項に記載の方法において、液体が３０―７０℃の範囲の温度を有することを特徴とする、方法。
【請求項６】
請求項２から５までのいずれか一項に記載の方法において、液体が水であることを特徴とする、方法。
【請求項７】
請求項１から６までのいずれか一項に記載の方法において、洗浄流が粒子フィルタ（１０）を通って流れるようにされる前記工程の前に、粒子フィルタ（１０）が超音波振動を受ける浴中に浸漬される工程を更に備えることを特徴とする、方法。
【請求項８】
請求項２から７までのいずれか一項に記載の方法において、液体流が粒子フィルタ（１０）を通って流れるようにされる工程の後、ガス流が粒子フィルタ（１０）を通ってその下流面（１８）からその上流面（１４）に向けて流れるようにされる工程を更に備えることを特徴とする、方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、ガス流が粒子フィルタ（１０）を通って流れるようにされる工程中、ガス流が粒子フィルタ（１０）の下流面（１８）のほぼ全体にわたって分配されることを特徴とする、方法。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の方法において、ガス流が粒子フィルタ（１０）を通って流れるようにされる工程中、ガス流が３０００　ｌ／ｍｉｎ以上の流量及び２００ｋＰａ（２バール）以上の静圧力を有することを特徴とする、方法。
【請求項１１】
請求項８から１０までのいずれか一項に記載の方法において、液体流が粒子フィルタ（１０）を通って流れるようにされる工程と、ガス流が粒子フィルタ（１０）を通ってその下流面（１８）からその上流面（１４）まで流れるようにされる工程とを交互に連続的に行う工程を備えることを特徴とする、方法。
【請求項１２】
請求項１から１１までのいずれか一項に記載の方法において、洗浄流が出口（２２）に接続された管路（３２）をかいして前記ケーシング（１２）内に供給され、該出口（２２）をかいして排気ガスがケーシングから出るようにし、管路（３２）の断面がケーシングの排気ガス出口（２２）の断面にほぼ等しいことを特徴とする、方法。
【請求項１３】
請求項１から１２までのいずれか一項に記載の方法において、洗浄流が粒子フィルタ（１０）を通って流れるようにされる前記工程の一部分期間中、閉塞手段（５０）が、粒子フィルタ（１０）の上流面（１４）のわずかな部分に取り付けられることを特徴とする、方法。
【請求項１４】
エンジンの排気パイプ管の粒子フィルタ上流面を洗浄する装置において、５０　ｌ／ｍｉｎ以上の流量を有する液体流が、粒子フィルタを通って流れるようにする流れ発生手段（２５）を備えることと、該流発生手段が、液体流を粒子フィルタの下流面（１８）のほぼ全体にわたって分配し得るようにされることとを特徴とする、装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気ガスの出口を有するケーシング内に配置された、エンジンの排気パイプ管の粒子フィルタ上流面を清浄にする方法であって、排気ガスがフィルタを通って流れる方向に対して上流である面に向けて、洗浄流が粒子フィルタを通って、その下流面から逆流するようにされる工程を備える方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在、燃焼エンジンを有する自動車、特に、ディーゼルエンジンを有する車内に、排気パイプ管内に粒子フィルタを設けることができることは公知である。
【０００３】
かかる粒子フィルタは、排気ガスを供給する入口、及び排気ガスを除去する出口を有する金属製ケーシング内に受け入れられている。
【０００４】
粒子フィルタは、シリコンカーボネートの如きフィルタ基層上に形成されている。基層において、一連の隣接する平行な通路が画成され、これらの通路は、その交互の端部にて閉じられている。このように、ガスは、隣接する通路間で側壁を通って流れる。
【０００５】
エンジンが作動している間、粒子フィルタは、排気ガスが排気パイプ管内を流れる方向に対し上流であるその表面上に煤粒子を保持している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
煤粒子は、この上流面上に徐々に蓄積し、これによりフィルタを詰まらせる。フィルタの詰りを除去し且つエンジンの最適な作動を保証するために、フィルタを規則的な間隔にて再生し得ることは公知である。この目的のため、粒子フィルタの上流面における煤を燃焼させる。粒子フィルタにおける煤の燃焼を促進するため、エンジンに供給される燃料に金属添加剤を添加し、これにより、煤の燃焼温度を降下させることを可能にすることは公知である。
【０００７】
粒子フィルタが連続的に再生された後、非可燃性の残留物が粒子フィルタの上流面に蓄積する。かかる非可燃性の残留物は、主として、硫酸塩の酸化物、セリウム、亜鉛及びカルシウムのリン酸塩から成っている。
【０００８】
エンジンの性能を維持するため、また、粒子フィルタのろ過能力を回復するためには、粒子フィルタを定期的、機械的に洗浄することが必要である。
【０００９】
この目的のため、フィルタを清浄にすべく粒子フィルタ及びそのケーシングが取り外し可能であることは公知である。
【００１０】
１つの公知の方法において、ガスが流れる方向に対し下流である粒子フィルタの面に面するケーシング内に狭小な水ジェット（数ｍｍの断面を有する）を供給するノズルを挿入する。自動変位手段の制御の下、ロゼットパターン経路を越えて粒子フィルタの下流の端面に対しノズルを垂直に変位させ、フィルタの表面全体をカバーするようにする。
【００１１】
この方法は、ノズルをフィルタの全表面にわたって変位させることを必要とする。粒子フィルタのケーシングが不規則に形成されたプロフィールを有するその出口部にて収斂する部分を有するとき、かかる変位は困難又は不可能となり、それは、車に取り付けるためにケーシングが適合しなければならない小型化のための制約が課されるからである。更に、ノズルは、粒子フィルタの下流面の全体にわたって移動しなければならないため、フィルタを清浄にするのに必要な時間が極めて長くかかる。
【００１２】
本発明の１つの目的は、上述した欠点がなく、また、特に、フィルタを迅速に且つ効果的に清浄にすることを可能にする、粒子フィルタの洗浄方法及びその装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この目的のため、本発明は、エンジンの排気パイプ管の粒子フィルタ上流面を洗浄する方法であって、粒子フィルタを通って逆流するようにされる洗浄流が５０リットル／分（ｌ／ｍｉｎ）以上の流量を有し且つ、粒子フィルタの下流面のほぼ全体にわたって分配されるようにする方法を提供するものである。
【００１４】
この方法の特別な実施例において、上記方法は、次の特徴の１つ又はより多くを有している。
【００１５】
粒子フィルタを通って流れるようにされる液体の流れが２００　ｌ／ｍｉｎから６００ｌ／ｍｉｎまでの範囲の流量を有すること；
粒子フィルタの下流面から上流の液体の圧力は、５００ｋＰａ（５バール）から５０００ｋＰａ（５０バール）までの範囲にあり、好ましくは、１５００ｋＰａ（１５バール）から２５００ｋＰａ（２５バール）までの範囲にあること；
液体の温度は、３０℃から７０℃までの範囲にあること；
液体は水であること；
流体流が粒子フィルタを通って流れるようにされる上記工程の前、上記方法は、粒子フィルタが超音波振動を受ける浴中に浸漬される工程を備えること；
液体流が粒子フィルタを通って流れるようにされる工程の後、この方法は、ガス流が粒子フィルタを通ってその下流面からその上流面に向けて流れるようにされる工程を更に備えること；
ガス流が粒子フィルタを通って流れるようにされる工程中、ガス流は、粒子フィルタの下流面のほぼ全体にわたって分配されること；
ガス流が粒子フィルタを通って流れるようにされる工程中、ガス流は、３０００　ｌ／ｍｉｎ以上の流量を有し、また、２００ｋＰａ（２バール）以上の静圧力を有すること；
上記の方法は、液体流が粒子フィルタを通って流れるようにされる工程と、ガス流が粒子フィルタを通ってその下流面からその上流面に流れるようにされる工程とを交互に行う連続的な工程を備えること；
液体流は、出口に接続された管路をかいして上記ケーシング内に供給され、該管路をかいして、排気ガスがケーシングから出て、また、該管路の断面は、ケーシングの排気ガス出口の断面にほぼ等しいこと；
液体流が粒子フィルタを通って流れるようにされる上記工程の一部分の期間中、粒子フィルタの上流面のわずかな部分に閉塞手段が取り付けられることとである。
【００１６】
本発明は、エンジン排気ガスのパイプ管の粒子フィルタ上流面を洗浄する装置であって、５０　ｌ／ｍｉｎ以上の流量を有する液体流が粒子フィルタを通って流れるようにする流れ発生手段を備え、該流れ発生手段が粒子フィルタの下流面のほぼ全体にわたって液体流を分配し得るようにされることを特徴とする上記装置を提供するものである。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図面には、金属ケーシング１２内に配置された自動車の粒子フィルタ１０が図示されている。フィルタ１０及びそのケーシング１２は、これらが通常、取り付けられる排気ガスのパイプ管から取り外してある。
【００１８】
粒子フィルタ１０は、交互の端部にて閉じられる隣接する平行な通路が画成される、多孔質の基層によって構成されている。
【００１９】
例えば、粒子フィルタ１０の長さは、２５４ｍｍであり、その直径は１４４ｍｍである。その容積は、３３００グラム（ｇ）の質量に対し４．１ｌである。
【００２０】
かかるフィルタの場合、そのフィルタを清浄にするとき、毎秒１２．７メートル（ｍ／ｓ）に等しい流速度に対して測定した背圧は、１０キロパスカル（ｋＰａ）である。
【００２１】
以下に記載した説明にて示した数値は、かかるフィルタにも相応する。
【００２２】
これらの数値は、毎時２５キログラム（ｋｇ／ｈ）から７００ｋｇ／ｈの範囲の排気ガス流量を処理し得るようにされた特徴を有するフィルタに適用可能である。
【００２３】
粒子フィルタ１０は、排気ガスパイプ管内でのガスの通常の流れ方向に対し上流である面１４を有している。「上流面」１４という用語は、フィルタの上流の端面及び該面にて開放する通路の面を意味する。粒子フィルタの上流面１４は、ケーシング１２の開放端１６を通じてアクセス可能である。開放端１６は、粒子フィルタ１４の断面とほぼ同一の断面を有している。粒子フィルタが排気ガスのパイプ管に取り付けられたとき、ケーシング１２は、触媒変換器のケーシングによってその端部１６から上流に伸びている。
【００２４】
車を長期間使用した後、粒子フィルタの上流面１４には、非可燃性の残留物が沈着し、この残留物は、洗浄工程中、フィルタから除去しなければならない。更に、その前の再生段階にて燃焼されなかった煤は、また、フィルタの上流面の上に存在する可能性がある。
【００２５】
洗浄前のフィルタの上流面上における灰、すなわち非可燃性の残留物の質量は少なくとも１００ｇである。
【００２６】
フィルタ１０は、その上流面１４と反対側の下流面１８を有しており、ここで、「上流」及び「下流」という用語は、排気ガスのパイプ管内での排気ガスの通常流れ方向に対する語である。
【００２７】
粒子フィルタの下流面１８に面して、ケーシング１２は、粒子フィルタの下流面１８から、出口２０まで収斂し、通常、粒子フィルタから来る排気ガスを除去する作用を果たすセグメント部１９を有している。
【００２８】
出口２０は、排気ガスのパイプ管を構成するパイプの断面にほぼ相応する断面を有している。
【００２９】
非可燃性の残留物を除去することから成る、フィルタ自体の洗浄を開始する前に、上記フィルタを取り外した後、その前の再生段階にて燃焼しなかった煤をフィルタの上流面１４から除去しなければならない。
【００３０】
この目的のため、図１に図示した再生装置が使用される。
【００３１】
再生装置は、ファン２２が設けられた吸気口を有するタンク２１を備えている。更に、タンク内で炎を発生させ得るように、バーナ２３がタンク２１の１つの壁に配置されている。
【００３２】
バーナ２３により発生された炎の付近にて、タンク２１に開口部２４が形成されている。開口部は、粒子フィルタのケーシング１２を、その開放端１６をかいして開口部に接続することを可能にし得るようにされている。このように、粒子フィルタの上流面１４は、タンク２１の内部に面する状態で露出される。
【００３３】
粒子フィルタの上流面１４における煤を再生する目的のため、ファン２２により外部から吸引された空気は、タンク内に供給され且つ、バーナ２３により発生された炎と接触して加熱された後、粒子フィルタを通って流れるようにされる。このように、フィルタを通ってその上流面１４からその下流面１８に向けた熱風流が確立される。この熱風流れは、フィルタの出口２０をかいして除去される。
【００３４】
ファン２２は、１００ｋＰａ（１バール）から２００ｋＰａ（２バール）の範囲の圧力にて約２５０ｋｇ／ｈの空気流量を発生させ得るようにされている。バーナ２３は、粒子フィルタの上流面におけるガスの温度が５５０℃から６５０℃までの範囲、特に、６００℃以下となるような寸法とされている。
【００３５】
粒子フィルタを通る熱風流は、２分から２０分までの範囲、好ましくは、５分から１０分の範囲の経過時間にわたって維持される。
【００３６】
フィルタを通る熱風流は、上流面に存在する煤の温度を上昇させ、煤が燃焼するようにする。
【００３７】
煤が完全燃焼した後、粒子フィルタ１０を保持するケーシング１２をタンク２１から取り外す。
【００３８】
次に、図２に図示す装置内で粒子フィルタ１０の上流面に沈着した未燃焼の残留物を除去する。
【００３９】
粒子フィルタ１０を洗浄する装置は洗浄流体の供給手段２５を備えている。供給手段は、例えば、水を保持するタンクにより構成されたリザーバ２６を備えている。任意の適宜な型式の水加熱手段２８がタンク２６内に設置されている。タンク２６の出口は、往復運動型ポンプによって構成されることが好ましいポンプ３０に接続されている。ポンプの出口は管路３２に接続されている。管路３２は、洗浄液体の流れをリザーバ２６から粒子フィルタの出口まで運び得るようにされている。管路３２は、その端部に継手３４を有しており、管路を直接且つ漏洩無しの仕方にて粒子フィルタの出口２０に接続することを可能にする。
【００４０】
管路３２及びその継手３４は、出口２０の断面にほぼ等しい断面である。
【００４１】
更に、ポンプ３０の出口には止水弁３６が設けられている。
【００４２】
また、圧力下の空気を供給する空気供給手段３８が弁３６の下流にて管路３２に接続されている。
【００４３】
上記手段３８は、その出口が可変圧力空気タンク４２に接続された空気コンプレッサ４０を備えており、タンク内の空気の圧力は２００ｋＰａ（２バール）から６００ｋＰａ（６バール）までの範囲にある。
【００４４】
コンプレッサの出口とタンク４２の入口との間に圧力調整装置４４が介在されている。
【００４５】
タンク４２の出口は止水弁４６をかいして管路３２に接続されている。
【００４６】
弁３６、４６は、管路３２を水供給手段２５又は空気供給手段３８に交互に接続し得るように制御手段に接続されている。
【００４７】
図１に図示した装置内で再生段階が行われた後、フィルタの出口２０は、図２に図示するように管路３２に接続される。次に、洗浄液体（水であることが好ましい）流がその下流面１８からその上流面１４に向けて粒子フィルタ１０を通って流れるようにする。
【００４８】
液体流は、５０　ｌ／ｍｉｎ以上の流量にてフィルタを通って流れるようにされ、ポンプ３０はかかる流量に対応し得るようにされている。好ましくは、上記流量は２００　ｌ／ｍｉｎから６００　ｌ／ｍｉｎまでの範囲にあるようにする。この流量は３００　ｌ／ｍｉｎにほぼ等しいことが好ましい。
【００４９】
液体流は、粒子フィルタの下流面１８のほぼ全体にわたって分配され、フィルタの下流面１８と出口２０との間の容積は液体で完全に充填される。
【００５０】
液体流が流れるようにされたとき、粒子フィルタの下流面１８から上流の液体の圧力は５００ｋＰａ（５バール）から５０００ｋＰａ（５０バール）までの範囲にあることが好ましい。圧力は、２０００ｋＰａ（２０バール）に等しいことが好ましい。ポンプ２０はかかる圧力を付与し得るようにされている。
【００５１】
粒子フィルタの掃除のために使用される液体は、３０―７０℃の範囲の温度まで加熱されることが好ましい水である。好ましくは、上記温度はほぼ５０℃に等しいようにする。
【００５２】
図示した実施の形態において、水はヒータ手段２８が設けられたリザーバ２６から来る。しかし、一般的な給水回路網、特に、２つの異なる給水回路網から来る温水及び冷水を混合させて、異なる温度の水を供給するミキサーから来る水とすることができる。
【００５３】
洗浄液体が流れるようにする最初の工程は、粒子フィルタの上流面１４が自由とされている間に行われる。この最初の工程は、例えば、２０秒間続行する。この工程中、液体流は、上述した流量及び圧力に継続的に維持される。
【００５４】
好ましくは、この工程中、洗浄液体流は図２に図示した弁３６によって遮断する。次に、弁４６を開放する。空気供給手段３８から、粒子フィルタ１０を通ってその下流面１８からその上流面１４に向けた空気流が確立される。この第二の工程は、例えば、５秒間続行する。
【００５５】
ブロワ手段６０は、５０　ｌ／ｓから３００　ｌ／ｓまでの範囲、好ましくは、１５０　ｌ／ｓにほぼ等しい流量を有する空気の流れを供給し得るようにされている。粒子フィルタの下流面１８から上流の圧力は２００ｋＰａ（２バール）から１０００ｋＰａ（１０バール）までの範囲にあり、５００ｋＰａ（５バール）にほぼ等しいことが好ましい。
【００５６】
次に、水及び空気でフィルタの掃除が行われる連続的な工程が実行される。１回の水掃除工程及び１回の空気掃除工程が１回の洗浄サイクルを構成する。
【００５７】
本発明の洗浄方法の１サイクルは、３０秒から５０秒の範囲、好ましくは、４０秒間、続行するようにする。
【００５８】
好ましくは、任意の１つのフィルタを洗浄するためには、洗浄サイクルが１回から１０回までの範囲、好ましくは約５回繰り返えされるようにする。
【００５９】
好ましくは、図３に図示した工程のような追加的な洗浄工程が行われるようにする。この工程中、液体又はガス流は、上述したものと同一の状態に維持される。しかし、例えば、平坦な円板によって構成されたような閉塞手段５０が粒子フィルタの上流面１４の一部分に取り付けられる。閉塞手段５０は、例えば、クロスピース５２によって保持され、流れが閉塞手段の両側部を経て流れることを許容する。
【００６０】
好ましくは、閉塞手段５０は、洗浄流が供給されるときに通る出口２０と単に整合するように配置される。特に、閉塞手段は、粒子フィルタの上流面１４の中央部分に取り付けられることが好ましい。
【００６１】
この追加的な工程は、例えば、２０秒間続行する。
【００６２】
色々な洗浄工程の後、粒子フィルタを再度車に取り付ける。
【００６３】
粒子フィルタを通って高流量及び圧力にて流れる水及び選択的に空気により粒子フィルタの上流面１４上に沈着した非可燃性残留物が分離され且つ除去されることを理解することができる。特に、かかる分離は、洗浄液体が供給されるときに通る出口２０と整合する状態にて行われることが好ましい。
【００６４】
図３に図示した追加的な工程中、閉塞手段５０が存在することにより液体は出口２０と整合させたフィルタの中央領域の周縁を優先的に流れるようにされる。このように、その後、液体流のほぼ全てが上流面のこれら領域を通って流れるから、閉塞手段５０によって覆われない粒子フィルタの上流面１４の領域から非可燃性残留物が除去される。
【００６５】
この追加的な工程が行われることが好ましい。しかし、この工程は省略してもよい。
【００６６】
色々な段階の間、上記液体の高圧力と関係して粒子フィルタを通じて確立された液体の高流量は、残留物が満足し得るように分離され且つ除去されることを保証する。更に、液体が周囲温度よりも高温度であることは分離を促進することになる。
【００６７】
更に、好ましくは、洗浄液体が粒子フィルタを通って流れるようにする前に、上記粒子フィルタは、取り外した後、超音波振動を受ける浴中にそのケーシング１２と共に浸漬させる。
【図面の簡単な説明】
【図１】断面図で示した、粒子フィルタの上流面の煤を除去する装置の概略図である。
【図２】第一の洗浄段階の間、断面図で示した粒子フィルタの上流面を洗浄する装置の概略図である。
【図３】第二の洗浄段階の間における図１と同一の図である。
【国際公開パンフレット】
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2004513285.tif 000004
2004513285.tif 000005
2004513285.tif 000006
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2004513285.tif 000014
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2004513285.tif 000018
2004513285.tif 000019
【国際調査報告】
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2004513285.tif 000021
2004513285.tif 000022
2004513285.tif 000023
2004513285.tif 000024
2004513285.tif 000025