特許 7216959 塵芥濾過フィルター

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-01-25

(45)【発行日】2023-02-02

(54)【発明の名称】塵芥濾過フィルター

(51)【国際特許分類】

   B01D 29/27 20060101AFI20230126BHJP

   B01D 35/027 20060101ALI20230126BHJP

   F01N 3/08 20060101ALI20230126BHJP

【ＦＩ】

B01D23/04

B01D35/02 F

F01N3/08 B

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2019051305

(22)【出願日】2019-03-19

(65)【公開番号】P2020151647

(43)【公開日】2020-09-24

【審査請求日】2021-12-24

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 平成３１年１月３０日に、小杉 秀恒が、円錐台形状であり不織布で構成された塵芥濾過フィルターの内容を、自己の顧客に対して口頭で説明した。 平成３１年３月１１日に、小杉 秀恒が、前記塵芥濾過フィルターの試作品を前記顧客に対して宅配便で発送することにより、公開した。

(73)【特許権者】

【識別番号】592062552

【氏名又は名称】中尾フイルター工業株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】516194000

【氏名又は名称】小杉 秀恒

(74)【代理人】

【識別番号】110003085

【氏名又は名称】弁理士法人森特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100114535

【弁理士】

【氏名又は名称】森 寿夫

(74)【代理人】

【識別番号】100075960

【弁理士】

【氏名又は名称】森 廣三郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155103

【弁理士】

【氏名又は名称】木村 厚

(74)【代理人】

【識別番号】100194755

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 秀明

(72)【発明者】

【氏名】小杉 秀恒

(72)【発明者】

【氏名】中原 裕亮

(72)【発明者】

【氏名】金岡 知志

【審査官】瀧 恭子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－００１０６５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２０１６－５１２２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭５４－０９５０８２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特表２００６－５１１３４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－１２１１０２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ０１Ｎ ３／００；３／０２；３／０４－３／３８；９／００－１１／００

Ｂ０１Ｄ ２４／００－３５／０４；３５／０８－３７／０８

Ｂ０１Ｄ ５３／７３；５３／８６－５３／９０；５３／９；５３／９６

Ｂ０１Ｄ ３９／００－４１／０４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元する液状の還元剤を貯留するタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターであり、
塵芥濾過フィルターは、注ぎ口に対する取付部と、注ぎ口に注がれた液体を流入させる開口部と、袋状の濾過部とを有しており、
濾過部は、厚みが０．３～３．０ｍｍの不織布で構成されており、その形状は、取付部が位置する基端部から先端部に向かって、内径が徐々に大きくなるテーパー状部を含み、
濾過部は、濾過部に液体が流入すると拡張する形状であるヒダを備えていない形状である塵芥濾過フィルター。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元する液状の還元剤を貯留するタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターに関する。

【背景技術】

【0002】

ディーゼルエンジンの排気ガスには、粒子状物質（ＰＭ）と窒素酸化物（ＮＯｘ）が含まれる。軽油の燃焼温度を上げると排気ガスに含まれるＰＭの量が減り、ＮＯｘの量が増える。軽油を高温で燃焼することにより、ＰＭの濃度を減少させて、増加したＮＯｘについては、排気ガスに尿素などの液状の還元剤を噴射して、ＮＯｘを還元する技術が普及している。

【0003】

液状の還元剤は、タンクに一時的に貯留しておき、ポンプで加圧して、排気ガスに対して吹き付けられる。液状の還元剤に、塵芥が含まれていると、液状の還元剤を供給するポンプ、配管、噴射ノズルなどの系統が損耗する原因となる。このため、液状の還元剤に含まれる塵芥を濾過する目的で、例えば、特許文献１のような塵芥濾過フィルターが提案されている。

【0004】

特許文献１の塵芥濾過フィルターは、液体を内部に流入させる開口部と複数のヒダとを備える袋状の濾過部を有している。複数のヒダは、自由端を備えており、開口部から袋内に液体が流入すると、袋の内径が拡張するようになっている。

【0005】

また、液状の還元剤に含まれるゴミを除去するための器具として、例えば、特許文献２のようなストレーナーも提案されている。特許文献２のストレーナーは、円筒状であり、円筒の側面に複数の貫通孔が配されたフレームと、当該貫通孔に張られたスクリーンとを有する形状である。スクリーンとしては、ナイロンで構成された線材で織成されたものを使用するとされている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【文献】特開２０１８－１０６５号公報

【文献】特開２０１６－１９６８４６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

特許文献１の塵芥濾過フィルターは、濾過部を構成する濾材を所定の形状に折った状態で縫製する必要がある。このため、濾過部には、極めて薄く、繊細な濾材が使用される。このため、この塵芥濾過フィルターは、摩擦や応力などによって、損傷することがある。

【0008】

特許文献２のようなストレーナーでは、ごみを漉す役割を担うスクリーンの目開きを小さくして、粒径の小さい塵芥を漉しとることができるよう設計すると、ストレーナーの形状が円筒形で濾過面積が小さく、ストレーナーに流入させた液状の還元剤がタンクの注ぎ口からタンクの外へ吹きこぼれることがあった。

【0009】

本発明は、摩擦等により損傷しにくく、液状の還元剤を注いだ際に吹きこぼれが生じにくい液状の還元剤用の塵芥濾過フィルター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】

【0010】

排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元する液状の還元剤を貯留するタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターであり、塵芥濾過フィルターは、注ぎ口に対する取付部と、注ぎ口に注がれた液体を流入させる開口部と、袋状の濾過部とを有しており、濾過部は、厚みが０．３～３．０ｍｍの織布又は不織布で構成されており、その形状は、取付部が位置する基端部から先端部に向かって、内径が徐々に大きくなるテーパー状部を含む形状である塵芥濾過フィルターにより、上記の課題を解決する。この塵芥濾過フィルターは、取付部が位置する基端部から先端部に向かって、内径が徐々に大きくなるテーパー状部を含むので、液状の還元剤の濾過面積が増大する。このため、液状の還元剤を注いだ際に、液状の還元剤を吹きこぼれにくくすることができる。さらに上記の塵芥濾過フィルターの濾過部は、０．３～３．０ｍｍの織布又は不織布で構成されているため、摩擦等により損傷しにくくなっている。

【発明の効果】

【0011】

本発明によれば、摩擦等により損傷しにくく、液状の還元剤を注いだ際に吹きこぼれが生じにくい液状の還元剤用の塵芥濾過フィルターを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元するシステムの一例を示す模式図である。

【図2】図１のタンクを拡大した断面図である。

【図3】図２の注ぎ口の周辺を拡大した断面図である。

【図4】第１実施形態に係る塵芥濾過フィルターを示す斜視図である。

【図5】第２実施形態に係る塵芥濾過フィルターを示す斜視図である。

【図6】第３実施形態に係る塵芥濾過フィルターを示す斜視図である。

【図7】第４実施形態に係る塵芥濾過フィルターを示す斜視図である。

【図8】第５実施形態に係る塵芥濾過フィルターを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、図面を参照して、排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元するシステムの一例について説明する。その後、本発明の塵芥濾過フィルターの実施例を挙げて説明する。

【0014】

〔窒素酸化物を還元するシステムの一例〕
図１に排気ガスに含まれる窒素酸化物を還元するシステムの一例を示す。図１のシステムは、液状の還元剤を貯留するタンク１１と、タンク１１から液状の還元剤を吸い上げて排気管５２に液状の還元剤を供給する供給管４１と、供給管４１の先端部に設けられており、供給管から供給された液状の還元剤を排気管５２内に噴射するノズル５３と、エンジン５１と、エンジン５１から排出される排気ガスが通る排気管５２とを有する。供給管４１には、液状の還元剤に含まれる塵芥を濾すための第２フィルター４２と、タンク１１内の還元剤を吸い上げて供給管４１の先端部へと圧送するポンプ４３とが設けられている。

【0015】

図１の例では、液状の還元剤として、尿素を含有する水溶液（以下、尿素水という。）を使用している。タンク１１に貯留されている尿素水は、ポンプ４３を作動させることにより、供給管４１の一端部から吸い上げられ、第２フィルターを経て、ノズル５３に供給される。エンジン５１から排気管５２に排出された排気ガスには、ＮＯｘが含まれている。このＮＯｘは、ノズル５３から噴射された尿素水により還元され、アンモニアとなって、大気中に放出される。

【0016】

タンク１１に貯留される尿素水に、塵芥が含まれていると、ポンプ４３、ノズル５３、供給管４１が損耗する原因となる。このため、供給管４１には、第２フィルター４２が配されている。しかしながら、第２フィルター４２を取り換えるのは煩雑であるため、図１のシステムでは、後述するように、タンク１１の注ぎ口１２に塵芥濾過フィルター１３を着脱可能に取り付けられるように構成されており、注ぎ口１２にストレーナー１４が配される構成とされている。タンク１１の注ぎ口１２の周辺は、アクセスが容易であるため、第２フィルター４２を取り換える場合に比して、容易に塵芥濾過フィルター１３を取り換えることができる。

【0017】

上述のように、タンク１１には、尿素水の注ぎ口１２が設けられている。図２に注ぎ口１２の一例を示す。この注ぎ口１２は、タンク１１の内側に向けて突出する筒状の開口部１２１に嵌め込まれる筒状の第１受部材１２２と、第１受部材１２２に対して内嵌される筒状の第２受部材１２３と、第２受部材１２３に対して内嵌めされる中空かつ棒状のストレーナー１４と、第２受部材１２３の上端部の筒状の内壁に設けられた螺子部に螺合されるキャップ１５とを含む。ストレーナー１４には、目開きの粗いメッシュが張られている。第１受部材１２２の先端部は、筒状の開口部１２１から突出した形状となっている。図２に示した注ぎ口１２では、第１受部材１２２の突出した外周面に対して、塵芥濾過フィルター１３の取付部を、ジュビリークリップや結束バンドなどの留め具１６で締結することにより着脱可能に固定することができるようになっている。

【0018】

注ぎ口１２には、例えば、以下に示す第１実施形態から第５実施形態として示すような、塵芥濾過フィルターを取り付けることができる。

【0019】

〔第１実施形態〕
図４にタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターの一実施形態を示す。この塵芥濾過フィルター１３ａは、注ぎ口１２に対する取付部１３１ａと、注ぎ口１２に注がれた液体を流入させる開口部１３２ａと、袋状の濾過部１３５ａとを有する。濾過部１３５ａの形状は、取付部１３１ａが位置する基端部から先端部に向かって、内径が徐々に大きくなるテーパー状部１３３ａを含む形状とされている。

【0020】

図４に示したように、取付部１３１ａは、濾過部の延在方向に沿って延びる筒状である。取付部１３１ａの内径は、注ぎ口１２に設けられたフィルターの取付部として機能する第１受部材１２２の外周面に外嵌めできる程度に構成されている。図４の例では、取付部１３１ａの基端部が、注ぎ口１２に注がれた液体を流入させる開口部１３２ａとして機能する。テーパー状部１３３ａは、円錐台形状であり、その基端部が取付部１３２ａの先端部に接合され、その先端部が貯留部１３４ａの基端部に接合されている。貯留部１３４ａは、取付部１３１ａの半径方向における外径に比して、外径が大きい筒状であり、その先端部は閉鎖されており、円柱状の袋を構成する。図４の塵芥濾過フィルター１３ａでは、テーパー状部１３３ａと貯留部１３４ａとが袋状の濾過部を構成する。テーパー状部１３３ａは、径が比較的小さい取付部１３１ａと、径が比較的大きい貯留部１３４ａとをつなぐ役割を果たす。そして、貯留部１３４ａは、塵芥濾過フィルター１３ａの濾過面積を増大させて、塵芥濾過フィルター１３ａに多量の尿素水が注入された際に、尿素水を一時貯留し、外部への吹き戻しを防止する。

【0021】

〔第２実施形態〕
図５にタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターの一実施形態を示す。この塵芥濾過フィルター１３ｂは、注ぎ口１２に対する取付部１３１ｂと、注ぎ口１２に注がれた液体を流入させる開口部１３２ｂと、袋状の濾過部１３５ｂとを有する。濾過部１３５ｂの形状は、取付部１３１ｂが位置する基端部から先端部に向かって、内径が徐々に大きくなるテーパー状部１３３ｂを含む形状とされている。

【0022】

図５に示したように、取付部１３１ｂは、濾過部の延在方向に沿って延びる筒状である。取付部１３１ｂの内径は、注ぎ口１２に設けられた円筒状の取付部として機能する第１受部材１２２の外周面に外嵌めできる程度に構成されている。テーパー状部１３３ｂは、円錐台形状であり、その基端部が取付部の先端部に接合され、その先端部が貯留部の基端部に接合されている。貯留部１３４ｂは、取付部１３１ｂの外径に比してその基端部においては外径が大きく、その先端部に向けて徐々に内径が小さくなる筒状である。貯留部１３４ｂの先端部は、閉鎖されており、袋を構成する。図５の塵芥濾過フィルター１３ｂでは、テーパー状部１３３ｂと貯留部１３４ｂとが袋状の濾過部を構成する。

【0023】

〔第３実施形態〕
図６にタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターの一実施形態を示す。この塵芥濾過フィルター１３ｃは、注ぎ口１２に対する取付部１３１ｃと、注ぎ口１２に注がれた液体を流入させる開口部１３２ｃと、袋状の濾過部１３５ｃとを有する。濾過部１３５ｃの形状は、取付部１３１ｃが位置する基端部から先端部に向かって、内径が徐々に大きくなるテーパー状部１３３ｃを含む形状とされている。

【0024】

図６に示したように、取付部１３１ｃは、濾過部の延在方向に沿って延びる筒状である。取付部１３１ｃの内径は、注ぎ口１２に設けられたフィルターの取付部として機能する第１受部材１２２の外周面に外嵌めできる程度に構成されている。テーパー状部１３３ｃは、円錐台形状であり、その基端部が取付部の先端部に接合され、その先端部が閉鎖されており、袋を構成する。図６の塵芥濾過フィルター１３ｃでは、テーパー状部１３３ｃと閉鎖された先端部１３６ｃとが袋状の濾過部を構成する。

【0025】

〔第４実施形態〕
図７にタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターの一実施形態を示す。この塵芥濾過フィルター１３ｄは、注ぎ口１２に対する取付部１３１ｄと、注ぎ口１２に注がれた液体を流入させる開口部１３２ｄと、袋状の濾過部１３５ｄとを有する。濾過部１３の形状は、取付部１３１ｄが位置する基端部から先端部に向かって、内径が徐々に大きくなるテーパー状部１３３ｄを含む形状とされている。

【0026】

図７に示したように、テーパー状部１３３ｄの基端に配された開口部１３２ｄの縁部が取付部１３１ｄとして機能する。開口部１３２ｄの内径は、注ぎ口１２に設けられたフィルターの取付部として機能する第１受部材１２２の外周面に外嵌めできる程度に構成されている。テーパー状部１３３ｄは、円錐台形状であり、その先端部１３６ｄが閉鎖されており、袋を構成する。図７の塵芥濾過フィルター１３ｄでは、テーパー状部１３３ｄと閉鎖された先端部１３６ｄとが袋状の濾過部を構成する。

【0027】

〔第５実施形態〕
図８にタンクの注ぎ口に取り付けられる塵芥濾過フィルターの一実施形態を示す。この塵芥濾過フィルター１３eは、注ぎ口１２に対する取付部１３１ｅと、注ぎ口１２に注がれた液体を流入させる開口部１３２ｅと、袋状の濾過部１３５ｅとを有する。濾過部１３５ｅの形状は、取付部１３１ｅが位置する基端部から先端部に向かって、濾過部１３５ｅの内径が徐々に大きくなるテーパー状部１３３ｅを含む形状とされている。

【0028】

図８に示したように、取付部１３１ｅは、濾過部の延在方向に沿って延びる筒状である筒状である。取付部１３１eの内径は、注ぎ口１２に設けられたフィルターの円筒状の取付部として機能する第１受部材１２２の外周面に外嵌めできる程度に構成されている。テーパー状部１３３ｅは、底面が四角形である角錐台形状であり、その基端部が取付部の先端部に接合され、その先端部が閉鎖されており、袋を構成する。図８の塵芥濾過フィルター１３eでは、テーパー状部１３３ｅと閉鎖された先端部１３６ｅとが袋状の濾過部を構成する。テーパー状部１３３ｅの稜線は、濾材の端部が、接合された形状とされている。

【0029】

第１実施形態から第５実施形態の塵芥濾過フィルターでは、取付部を含むフィルターの全体が、いずれも、厚みが０．３～３．０ｍｍ濾過布又は不織布で構成されている。このため、外部からの応力や摩擦に対して損傷しにくくなっている。濾布の厚みを大きくすると、一般的には、濾液の抜けが悪くなり、注ぎ口から注入した尿素水が逆流しやすくなる。しかし、第１実施形態から第５実施形態の塵芥濾過フィルターは、いずれも、テーパー状部を有しており、塵芥濾過フィルターの開口部が位置する基端部から先端部に向けて、濾過部の内径が徐々に大きくなる形状とされている。これにより、濾過面積が増大し、濾液の抜けがよくなる。また、尿素水が一時的に貯留される空間が塵芥濾過フィルターの中に形成されるため、これにより、尿素水のタンク外部への吹き返しが防止される。

【0030】

上記のシステムでは、図３に示したように、注ぎ口を以下のような構成にしている。タンク１１に配される筒状の開口部１２１は、半径方向の内側に突出する第１鍔部６１１を備える。第１受部材１２２は、第１鍔部６１１に当接し半径方向の外側に突出する第１段部６１２と、その基端部に配され半径方向の外側に突出する第２鍔部６１３を有する。第２受部材１２３は、半径方向の外側に突出する第２段部６１４を有する。ストレーナー１４は、その基端部に配され半径方向の外側に突出する第３鍔部６１５を有する。第１受部材１２２は、第１受部材１２２の第１段部６１２が筒状の開口部１２１の第１鍔部６１１に当接し、第１受部材１２２の第２鍔部６１３が開口部１２１の縁部に当接することにより、筒状の開口部１２１の内側に固定される。そして、第２受部材１２３は、第２受部材１２３の第２段部６１４が第１受部材１２２の第２鍔部６１３に対して当接することにより、第１受部材１２２の内側に固定される。ストレーナー１４は、ストレーナー１４の第３鍔部６１５が第２受部材１２３の第２段部６１４に当接することにより、第２受部材１２３の内側に固定される。以上のような構成により、タンクの開口部１２１に対して、第１受部材１２２、第２受部材１２３、ストレーナー１４、及びキャップ１５を固定している。ストレーナー１４は、中空かつ棒状であり、内部を尿素水が流れて、その側壁部分に配されたメッシュにより、径の大きい塵芥が漉しとられるようになっている。

【0031】

タンクに設けられる注ぎ口の形状は、図２に示した構成に限られず、尿素水をタンク内に注ぎ込むことができるものであればよい。塵芥濾過フィルターの取付部の形状も、注ぎ口の形状に合わせて、変更すればよい。例えば、タンク内に注ぎ口として開口部を設けて、開口部の縁部に複数の鍵爪状の突起を設けておき、塵芥濾過フィルターの基端部に、取付部として、上記の下記爪状の突起に掛けることができる複数の貫通孔を設ける構成が挙げられる。タンク側の複数の鍵爪状の突起に対して、塵芥濾過フィルターの貫通孔をかけることで、塵芥濾過フィルターをタンクの注ぎ口に吊り下げるようにして固定することができる。その他、雄側の釦と雌側の釦などの留め具などを利用して固定してもよい。また、例えば、第１受部材１２２とは、異なる構成を有する円筒状の取付部材に対して、塵芥濾過フィルターを固定するようにしてもよい。

【0032】

上記の実施形態に係る塵芥濾過フィルターでは、取付部の一例として筒状の部材を示した。取付部には、取付部を開閉することによって、塵芥濾過フィルターを注ぎ口に対して取り付けやすくする目的で、濾過部の延在方向に沿って延びるスリットを設けてもよい。取付部のスリットの部分で取付部を開閉することにより、注ぎ口に対して、塵芥濾過フィルターを取り付けやすくすることができる。

【0033】

濾過部は、テーパー状部を含む形状であればよい。濾過部の形状は、例えば、円錐台状、又は底面が四角形若しくは五角形などの多角形である角錐台状などにすることができる。濾過部は、立体的な形状に限定されず、封筒のように平面的な袋状にテーパー状部を設けた構成としてもよい。

【0034】

貯留部は、必須ではなく、設けてもよいし、省略してもよい。貯留部の形状は、例えば、円柱状、角柱状、円錐台状、角錐台状、又は球状などが挙げられる。貯留部も立体的な形状に限定されず、上述のように平面的な袋状としてもよい。

【0035】

濾過部は、織布又は不織布などの濾材で構成することが好ましい。取付部は、注ぎ口に対して、塵芥濾過フィルターを取り付けることができればよいので、その構成材は特に限定されない。しかし、取付部も濾過部と同様の素材で構成すれば、構成や製造工程を簡素化することができるので好ましい。

【0036】

塵芥濾過フィルターの製造方法は、特に限定されず、不織布又は織布を縫製して、上記のような形状としてもよいし、加熱による溶着により、上記のような形状としてもよい。熱溶着による場合は、不織布又は織布は、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂で構成することが好ましい。

【符号の説明】

【0037】

１３ａ 塵芥濾過フィルター
１３１ａ 取付部
１３２ａ 開口部
１３５ａ 濾過部
１３３ａ テーパー状部
１３ｂ 塵芥濾過フィルター
１３１ｂ 取付部
１３２ｂ 開口部
１３５ｂ 濾過部
１３３ｂ テーパー状部
１３ｃ 塵芥濾過フィルター
１３１ｃ 取付部
１３２ｃ 開口部
１３５ｃ 濾過部
１３３ｃ テーパー状部
１３ｄ 塵芥濾過フィルター
１３１ｄ 取付部
１３２ｄ 開口部
１３５ｄ 濾過部
１３３ｄ テーパー状部
１３ｅ 塵芥濾過フィルター
１３１ｅ 取付部
１３２ｅ 開口部
１３５ｅ 濾過部
１３３ｅ テーパー状部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】