(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気管途中に装備されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの洗浄方法であって、８０℃より高い温度の水又は水蒸気を０．５〜２ＭＰａの噴射圧で且つその到達時に液相状態を成すようにパティキュレートフィルタに吹き付けて燃焼残留物を流し落とすことを特徴とするパティキュレートフィルタの洗浄方法。
【請求項２】
初めから非沸騰状態の水を噴射してパティキュレートフィルタに吹き付けることを特徴とする請求項１に記載のパティキュレートフィルタの洗浄方法。
【請求項３】
噴射位置からパティキュレートフィルタまでの距離を１０〜５０ｃｍとすることを特徴とする請求項１又は２に記載のパティキュレートフィルタの洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パティキュレートフィルタの洗浄方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート（Particulate Matter：粒子状物質）は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るＳＯＦ分（Soluble Organic Fraction：可溶性有機成分）とを主成分とし、更に微量のサルフェート（ミスト状硫酸成分）を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策として、図３に示す如く、ディーゼルエンジン１からの排気ガス２が流通する排気管３の途中にパティキュレートフィルタ４を装備することが考えられている。
【０００３】
図４に示すように、パティキュレートフィルタ４は、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路５の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路５については、その出口が目封じされるようになっており、各流路５を区画する多孔質薄壁６を透過した排気ガス２のみが下流側へ排出されて、前記多孔質薄壁６の内側表面にパティキュレートが捕集されるようにしてある。
【０００４】
そして、排気ガス２中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁６の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ４の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジン１の運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタ４の実用化が進められている。
【０００５】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタ４を採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【０００６】
ただし、パティキュレートフィルタ４内には、潤滑油中の添加剤を起源として気筒内燃焼で発生するアッシュが徐々に溜まってくるため、この燃焼除去できないアッシュ等の燃焼残留物については定期的に洗浄する必要がある。
【０００７】
そして、その具体的なパティキュレートフィルタ４の洗浄方法としては、排気管３途中からパティキュレートフィルタ４を取り外し、該パティキュレートフィルタ４に対し２０〜８０℃の温水を３〜１５ＭＰａ、好ましくは９〜１２ＭＰａの比較的高い水圧で吹き付けて燃焼残留物を洗い流す方法が既に特願平１１−２２３８４５号（特開２００１−５００２８号）として提案されており、また、これ以外にも、高圧の常温パルスエアを断続的に吹き付けて燃焼残留物を吹き飛ばす方法等が提案されている
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、２０〜８０℃の温水を用いて洗浄するとした場合、その洗浄コストの高騰を避けるために安価な水道水を利用することが実用面から想定されるが、水道水中に含まれるカルキの塩素成分がパティキュレートフィルタ４の触媒と化合して触媒性能が劣化してしまう虞れがあった。
【０００９】
また、このような高圧水の吹き付けにより燃焼残留物を洗い流そうとした場合には、取れ易い燃焼残留物が先に除去されて一部に通り抜け易い流れの道が開通されてしまった時点で、そこばかりに集中的に高圧水が流れ込んで残りの部分の燃焼残留物が良好に除去されなくなってしまうという不具合があり、更には、コージェライト等のセラミックから成るパティキュレートフィルタ４が強度的に脆いものであるため、高圧の温水を吹き付けた際に水圧で破損が生じるという虞れもあった。
【００１０】
他方、高圧の常温パルスエアを断続的に吹き付けて洗浄するとした場合には、高圧のエアを連続的に吹き付ける場合よりも洗浄効果があると言えるが、実質的に除去できるのは、粘液質のＳＯＦ分が少ない比較的ドライな燃焼残留物だけであり、ＳＯＦ分の多い比較的ウェットな燃焼残留物は、パティキュレートフィルタ４の表面にこびり付いたまま残存してしまうものと考えられた。
【００１１】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタの全領域を偏りなく効果的に水洗浄し得てＳＯＦ分の多い高粘度の燃焼残留物も良好に洗い流すことができ、しかも、パティキュレートフィルタにおける触媒性能の低下や破損を確実に回避することができるパティキュレートフィルタの洗浄方法を提供することを目的としている。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気管途中に装備されて排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキュレートフィルタの洗浄方法であって、８０℃より高い温度の水又は水蒸気を０．５〜２ＭＰａの噴射圧で且つその到達時に液相状態を成すようにパティキュレートフィルタに吹き付けて燃焼残留物を流し落とすことを特徴とするものである。
【００１３】
而して、このようにすれば、その洗浄コストの高騰を避けるために安価な水道水を利用しても、その温度が８０℃を超えていることにより水道水中に含まれるカルキの塩素成分が蒸発し、これによりパティキュレートフィルタの触媒に対し水道水が無害化されて触媒性能の劣化が起こらなくなり、しかも、８０℃より高い温水が吹き付けられることになるパティキュレートフィルタ側では、燃焼残留物中のＳＯＦ分（主として油分）の粘度が低下してパティキュレートフィルタの表面から剥離し易くなる。
【００１４】
また、その噴射圧が２ＭＰａ以下に抑えられているので、取れ易い燃焼残留物が先に除去されても、そこに開通する道に集中的に水が流れ込むような現象が起こらなくなって、パティキュレートフィルタの全領域に偏りなく洗浄作用が及んで燃焼残留物が穏やかに流し落とされることになり、しかも、強度的に脆いパティキュレートフィルタが水圧で破損する虞れが未然に回避される。
【００１５】
尚、噴射圧が０．５ＭＰａを下まわるような弱すぎる吹き付けでは、実質的に燃焼残留物を洗い流すことができなくなってしまうので、少なくとも０．５ＭＰａ以上の噴射圧は確保しなければならない。
【００１６】
また、本発明においては、初めから非沸騰状態の水を噴射してパティキュレートフィルタに吹き付けることが好ましく、このようにすれば、より確実にパティキュレートフィルタの全領域に比較的低い水圧を偏りなく作用させて効果的な洗浄作用を及ぼすことが可能となる。
【００１７】
更に、本発明においては、噴射位置からパティキュレートフィルタまでの距離を１０〜５０ｃｍとすることことが好ましく、このようにすれば、噴射位置からパティキュレートフィルタまでの距離を少なくとも１０ｃｍ以上としたことにより、噴射後の水又は水蒸気から塩素成分が蒸発して放散するのに必要な時間を稼ぐことが可能となるので、大型タンク等を装備して塩素成分を予め蒸発分離させておかなくても済み、効率良く水道水等を加熱してそのまま洗浄に用いることが可能となる。
【００１８】
しかも、８０℃より高い温度の水又は水蒸気を０．５〜２ＭＰａの噴射圧で且つその到達時に液相状態を成すようにパティキュレートフィルタに吹き付ける条件下で１０〜５０ｃｍの距離に設定することは、極めて高い洗浄率を確保する上で重要な要因を成すことになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００２０】
図１及び図２は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図３及び図４と同一の符号を付した部分は同一物を表わしている。
【００２１】
図１に示す如く、本形態例においては、ケーシング７により抱持されたパティキュレートフィルタ４を排気管３の途中から取り外し、このパティキュレートフィルタ４を使用時に排気ガス２（図４参照）の入口側となる側を下に向けて簀の子台８の上に載置し、前記パティキュレートフィルタ４の上方位置から噴射ノズル９により下向きに噴射される温水でアッシュ等の燃焼残留物１２を反捕集側（通常の排気ガスの流通方向と逆向きの方向）から洗い流すようにする。
【００２２】
尚、ここに図示している例では、パティキュレートフィルタ４が、その入側端面と出側端面の外縁を端部シール材１０により掛止されて軸心方向への移動と排気ガス２の迂回を阻止し得るようにしてあり、その外周面とケーシング７の内周面との間には、ステンレス等の金属線材を編み込んで成るクッション材１１が介装された構造となっている。
【００２３】
そして、噴射ノズル９から温水をパティキュレートフィルタ４に向け噴射するにあたっては、８０℃より高い温度まで加熱した非沸騰状態の水を０．５〜２ＭＰａの比較的低い噴射圧でパティキュレートフィルタ４に吹き付けるようにする。
【００２４】
このようにすれば、その洗浄コストの高騰を避けるために安価な水道水を利用しても、その温度が８０℃を超えていることにより水道水中に含まれるカルキの塩素成分が蒸発し、これによりパティキュレートフィルタ４の触媒に対し水道水が無害化されて触媒性能の劣化が起こらなくなる。
【００２５】
ここで、塩素成分の蒸発は、噴射ノズル９の噴射位置からパティキュレートフィルタ４までの距離Ｌを適切に確保することで、噴射ノズル９から噴射されてパティキュレートフィルタ４に到達するまでの間に行わせることが可能であり、本発明者らによる検証実験によれば、少なくとも１０ｃｍ以上の距離Ｌを確保すれば、噴射後の水から塩素成分を良好に蒸発分離できることが確認されている。
【００２６】
更に、８０℃より高い温水が吹き付けられることになるパティキュレートフィルタ４側では、燃焼残留物１２中のＳＯＦ分（主として油分）の粘度が低下してパティキュレートフィルタ４の表面から剥離し易くなる。
【００２７】
また、その噴射圧が２ＭＰａ以下に抑えられているので、取れ易い燃焼残留物１２が先に除去されても、そこに開通する道に集中的に水が流れ込むような現象が起こらなくなるので、パティキュレートフィルタ４の全領域に偏りなく洗浄作用が及んで燃焼残留物１２が穏やかに流し落とされることになり、しかも、強度的に脆いパティキュレートフィルタ４が水圧で破損する虞れも未然に回避される。
【００２８】
尚、噴射圧が０．５ＭＰａを下まわるような弱すぎる吹き付けでは、実質的に燃焼残留物を洗い流すことができなくなってしまうので、少なくとも０．５ＭＰａ以上の噴射圧は確保しなければならない。
【００２９】
従って、上記形態例によれば、パティキュレートフィルタ４の全領域を偏りなく効果的に水洗浄し得てＳＯＦ分の多い高粘度の燃焼残留物１２も良好に洗い流すことができ、しかも、洗浄コストの高騰を避けるために安価な水道水を利用しても、パティキュレートフィルタ４における触媒性能の低下を確実に回避することができ、その水圧によるパティキュレートフィルタ４の破損も確実に回避することができる。
【００３０】
ただし、以上に述べた説明では、初めから非沸騰状態の水を噴射してパティキュレートフィルタ４に吹き付けるようにしているので、より確実にパティキュレートフィルタ４の全領域に比較的低い水圧を偏りなく作用させて効果的な洗浄作用を及ぼすことができるが、パティキュレートフィルタ４への到達時に液相状態を成すようになってさえいれば、８０℃より高い温度の水蒸気を吹き付けるようにしても良い。
【００３１】
更に、前述した如く、噴射位置からパティキュレートフィルタ４までの距離Ｌを少なくとも１０ｃｍ以上確保すれば、噴射後の水から塩素成分が蒸発して放散するのに必要な時間を稼ぐことが可能となるので、大型タンク等を装備して塩素成分を予め蒸発分離させておかなくても済み、効率良く水道水等を加熱してそのまま洗浄に用いることが可能となり、パティキュレートフィルタの洗浄コストの低減化を図ることができる。
【００３２】
しかも、８０℃より高い温度の水又は水蒸気を０．５〜２ＭＰａの噴射圧で且つその到達時に液相状態を成すようにパティキュレートフィルタ４に吹き付ける場合、その噴射位置からパティキュレートフィルタ４までの距離Ｌと１分当たりの洗浄率との関係は図２にグラフで示す通りであり、このような条件下で１０〜５０ｃｍの距離Ｌとすることは、１００％／分に近い極めて高い洗浄率を確保することを可能ならしめる。
【００３３】
尚、本発明のパティキュレートフィルタの洗浄方法は、上述の形態例にのみ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内において種々変更を加え得ることは勿論である。
【００３４】
【発明の効果】
上記した本発明のパティキュレートフィルタの洗浄方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【００３５】
（Ｉ）本発明の請求項１に記載の発明によれば、パティキュレートフィルタの全領域を偏りなく効果的に水洗浄し得てＳＯＦ分の多い高粘度の燃焼残留物も良好に洗い流すことができ、しかも、洗浄コストの高騰を避けるために安価な水道水を利用しても、パティキュレートフィルタにおける触媒性能の低下を確実に回避することができ、その水圧によるパティキュレートフィルタの破損も確実に回避することができる。
【００３６】
（ＩＩ）本発明の請求項２に記載の発明によれば、より確実にパティキュレートフィルタの全領域に比較的低い水圧を偏りなく作用させて効果的な洗浄作用を及ぼすことができる。
【００３７】
（ＩＩＩ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、噴射後の水又は水蒸気から塩素成分が蒸発して放散するのに必要な時間を稼ぐことができて、大型タンク等を装備して塩素成分を予め蒸発分離させておかなくても済む結果、効率良く水道水等を加熱してそのまま洗浄に用いることが可能となり、パティキュレートフィルタの洗浄コストの低減化を図ることができる。
【００３８】
（ＩＶ）本発明の請求項３に記載の発明によれば、８０℃より高い温度の水又は水蒸気を０．５〜２ＭＰａの噴射圧で且つその到達時に液相状態を成すようにパティキュレートフィルタに吹き付ける条件下において、極めて高い洗浄率を確実に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す部分断面図である。
【図２】噴射距離と洗浄率との関係を示すグラフである。
【図３】一般的なパティキュレートフィルタの使用状態を示す概略図である。
【図４】図３のパティキュレートフィルタの詳細な構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  ディーゼルエンジン
２  排気ガス
３  排気管
４  パティキュレートフィルタ
５  流路
６  多孔質薄壁
９  噴射ノズル
１２  燃焼残留物
【図１】
0003941550.tif 000002
【図２】
0003941550.tif 000003
【図３】
0003941550.tif 000004
【図４】
0003941550.tif 000005