フィルタ検査用ミスト供給装置
【課題】液体粒子を使いつつ、フィルタの欠陥の検出精度をより向上できる、フィルタ検査用ミスト供給装置を提供する。
【解決手段】液体粒子を使いつつ、フィルタ欠陥の検出精度をより向上できるフィルタ検査用ミスト供給装置を提供する。このフィルタ検査用ミスト供給装置４２０は、液体粒子群Ｐを含むガス流を発生する発生部２０と、液体粒子群Ｐ中の相対的に粒径が大きな液体粒子ＰＬを除去する除去部５２と、を備える。
【解決手段】液体粒子を使いつつ、フィルタ欠陥の検出精度をより向上できるフィルタ検査用ミスト供給装置を提供する。このフィルタ検査用ミスト供給装置４２０は、液体粒子群Ｐを含むガス流を発生する発生部２０と、液体粒子群Ｐ中の相対的に粒径が大きな液体粒子ＰＬを除去する除去部５２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ検査用ミスト供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルパティキュレートフィルタとして用いられるハニカムフィルタの欠陥検査方法が知られている。例えば、特許文献１には、噴霧ノズルから発生させた液体粒子を含むガス流をハニカムフィルタの入口端面に提供し、このハニカムフィルタの出口端面から出るガス流に光を照射し、粒子を照らすことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５０３５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、フィルタの空孔が液体により詰まってしまい十分に精度よく検査を行うことが困難な場合があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液体粒子を使いつつ、フィルタの欠陥の検出精度をより向上できる、フィルタ検査用ミスト供給装置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】
【０００６】
本発明に係るフィルタ検査用ミスト供給装置は、液体粒子群を含むガス流を発生する発生部と、前記液体粒子群中の相対的に粒径が大きな液体粒子を除去する除去部と、を備える。
【０００７】
本発明によれば、除去部により液体粒子のうちの相対的に粒径が大きな液体粒子が選択的に除去されるので、粒径の小さな液体粒子を選択的にフィルタに対して供給することができる。これにより、粒径が大きな液体粒子によってフィルタの細孔が閉塞してしまうことが抑制される。
【０００８】
ここで、前記除去部は、屈曲管を有することが好ましい。
【０００９】
小粒子はガスの流れに乗って屈曲管の内部を曲がることができるが、大粒子は慣性が大きいために屈曲した部分を曲がりきれずに壁に衝突する、あるいは内部に供給された後、重力の影響を受けて管底へ落下するため、簡易な構成でありながら容易に大粒子を選択的に除去できる。
【００１０】
このとき、前記屈曲管のガス入口側部の軸とガス出口側部の軸とのなす角が４５〜１３５°であることが好ましい。これにより、大きな液体粒子の除去効果が高くなる。
【００１１】
また、前記屈曲管のガス出口側部の軸が鉛直上向きに配置されることが好ましい。これにより、重力を利用した分級効果が高くなる。
【００１２】
また、前記除去部はサイクロンを有することも好ましい。小粒子はガスの流れに乗ってガスと共にサイクロンを通過できるが、大粒子は遠心力が大きく働くためにサイクロンの壁面に衝突して除去される。
【００１３】
また、前記発生部は、二流体ノズル（気体と液体の２つの流体をノズル内部又は外部で混合して液体微粒子群を生成するノズル）を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィルタの欠陥を高精度に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１の（ａ）は検査対象となるハニカムフィルタ１００の斜視図、図１の（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の欠陥の検査装置４００の概略断面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図４は、図２の装置４００のハニカムフィルタ１００周りの上面図である。
【図５】図４は、第２実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の欠陥の検査装置４００の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照して、発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態で検査対象となるハニカムフィルタ１００について説明する。このハニカムフィルタ１００は、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタとして用いることのできるものである。
【００１７】
本実施形態において対象となるハニカムフィルタ１００は、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、互いに平行に伸びる複数の流路１１０を形成する隔壁１１２、及び、複数の流路１１０の内の一部の一端（図１の（ｂ）の左端）、及び、複数の流路１１０の内の残部の他端（図１の（ｂ）の右端）を閉鎖する封口部１１４を有する円柱体である。
【００１８】
ハニカムフィルタ１００の流路１１０が延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカムフィルタ１００の外径も特に限定されないが、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。流路１１０の断面のサイズは、例えば、正方形の場合一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。隔壁１１２の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。
【００１９】
ハニカムフィルタ１００の隔壁１１２の材質は、多孔性セラミクス（焼成体）である。セラミクスは特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。
【００２０】
上述のように、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０のうちの一部の左端が封口部１１４により封口され、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０のうちの残部の右端が封口部１１４により封口されている。封口部１１４の材質としては、ハニカムフィルタ１００と同様のセラミクス材料を用いることができる。上述の「複数の流路１１０のうちの一部」と「複数の流路１１０のうちの残部」とは、好ましくは、図１の（ａ）に示すように、端面側から見て行列状に配列された複数の流路の内の、縦方向及び横方向それぞれ１つおきに選択された流路の組合せである。
【００２１】
ハニカムフィルタ１００は多孔質の隔壁１１２を有する。隔壁の細孔径は特に限定されないが、例えば、１１〜３０μｍ程度とすることができる。そして、図１の（ｂ）において、流路１１０の左端から供給されたガスは、隔壁１１２を通過して隣の流路１１０に到達し、流路１１０の右端から排出される。このとき、流入したガス中の粒子が、隔壁１１２によって除去され、ハニカムフィルタ１００はフィルタとして機能する。
【００２２】
このようなハニカムフィルタ１００は例えば以下のようにして製造することができる。
【００２３】
まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物を隔壁の形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切断後、公知の方法で乾燥することにより、グリーンハニカム成形体を得る。そして、グリーンハニカム成形体の流路の端部を公知の方法によって封口材で封口してから焼成する、または、グリーンハニカム成形体を焼成してから公知の方法によって流路の端部を封口すればよい。
【００２４】
（第１実施形態）
続いて、図２〜図４を参照して、第１実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の検査装置について説明する。
【００２５】
この検査装置４００は、液体粒子Ｐ（ミストとも呼ばれる）を含むガス流を生成する二流体ノズル（発生部）２０と、二流体ノズル２０により生成された液体粒子中の相対的に粒子径の大きな液体粒子ＰＬを除去する屈曲管（除去部）５０、屈曲管５０から出る相対的に粒子径の小さな液体粒子ＰＳを主として含むガスをハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の一端（図２の下端）に導く導入部５２と、粒子濃度検出部２００と、を備える。二流体ノズル２０及び屈曲管５０が、ミスト供給装置４２０を構成している。ここで、液体粒子とは、気体中に分散した液体の微粒子を意味し、２流体ノズル２０により、気体と液体の２つの流体をノズル内部又は外部で混合すること、衝突させること、又は、飛散させることで生成される。
【００２６】
二流体ノズル２０は、タンク１０から供給される液体を、ラインＬ１を介して受け入れると共に、ガス源１４から供給されるガス、例えば、空気をバルブＶ１及びラインＬ２を介して受入、液体粒子（ミスト）Ｐを含むガス流を生成する。二流体ノズルの形態は特に限定されない。また、液体粒子（ミスト）Ｐの径は特に限定されないが、通常広い分布を有し、例えば、分布は、０．１〜１００μｍ程度とすることができる。
【００２７】
液体としては、検査後の除去の容易さを考えると、揮発性の液体が好ましく、特に、水が好ましい。なお、液体として、グリコール系アルコール（例えば、プロピレングリコール）を使用してもよい。
【００２８】
ガス源１４のガスは特に限定されないが、経済性の点で、空気が好ましい。また、ガス源１４のガスの温度は０〜５０℃であることが好ましく、０〜３０℃であることがより好ましい。
【００２９】
屈曲管５０は、軸が水平方向に延びるガス入口側部５０ａと、ガス入口側部５０ａに連結し、軸が鉛直上向きに延びるガス出口側部５０ｂとを主として有している。ガス入口側部５０ａの軸５０ａａとガス出口側部５０ｂの軸５０ｂａとがなす角度θは、１８０°以外であれば特に限定されないが、４５〜１３５°が好ましく、４５〜９０°がより好ましい。本実施形態では、角度θは９０°である。
【００３０】
ガス入口側部５０ａの入口端部は、閉板５１により閉じられており、閉板５１に二流体ノズル２０が複数設けられている。具体的には、例えば、図３に示すように、二流体ノズル２０を、水平方向に複数、及び、垂直方向に複数設け、マトリクス状に配置することができる。なお、必要とされる液体粒子の濃度等に応じて、閉板５１が、一つの二流体ノズル２０のみを有してもよい。
【００３１】
ガス入口側部５０ａ及びガス出口側部５０ｂの径は特に限定されないが、例えば、ハニカムフィルタ１００の端面の直径に対して５０〜２００％とすることができる。また、ガス入口側部５０ａ、５０ｂの長さは特に限定されないが、それぞれ、１０〜２０００ｍｍとすることができる。
本実施形態では、ガス出口側部５０ｂとガス入口側部５０ａとの連結部の形状は、丸みを帯びずに鋭角に軸方向が角度θ変わるように形成されているが、丸みを帯びて方向が角度θ変わるように形成されていてもよい。
【００３２】
屈曲管５０は、さらに、ガス入口側部５０ａとガス出口側部５０ｂとの連結部において、鉛直方向下向きに延びるドレン管５０ｄを有している。すなわち、屈曲管５０は、鉛直方向上向きに延びるガス入口側部５０ａ、鉛直方向下向きに延びかつ底部が閉鎖されたドレン管５０ｄ、及び、これらの接続部に対して横向きに接続されたガス入口側部５０ａを有し、概ねＴ字状をなしている。
【００３３】
ドレン管５０ｄには、バルブＶ３を有するドレンラインＬ３が接続されており、ドレン管５０ｄに回収された液体を排出可能となっている。ドレン管５０ｄの径は特に限定されず、ガス出口側部５０ｂの径と異なっていてもよい。例えば、ガス出口側部５０ｂの径よりも小さい場合には、ガス入口側部５０ａとガス出口側部５０ｂとの連結部は、Ｌ字でなく、Ｊ字のように丸みを帯びていてもよい。
【００３４】
導入部５２は、載置リング５２ａ、筒状部５２ｂ、及び、シールリング５２ｃを有する。
載置リング５２ａは、開口５２ａｉを有し、ガス出口側部５０ｂの出口端面に設けられている。ハニカムフィルタ１００の下端面１１０ｂの外周部が載置リング５２ａ上に載置されることにより、ハニカムフィルタ１００の下端面１１０ｂの内の各流路１１０に対して、液体粒子Ｐを含むガスを供給することができる。
【００３５】
筒状部５２ｂは、載置リング５２ａの外側から立ち上がるように設けられ、ハニカムフィルタ１００の外周面を取り囲んでいる。
【００３６】
シールリング５２ｃは、筒状部５２ｂの内面とハニカムフィルタ１００の外周面との間に配置され、液体粒子Ｐを含むガスがこの隙間から漏れないようにシールする。
【００３７】
図２に示す粒子濃度検出部２００は、レーザーシートＬＳを発生させるレーザ光源２１０、レーザーシートＬＳを撮影するカメラ２２０、カメラ２２０が取得した画像を解析するコンピュータ２３０、カメラ２２０が取得する視野内に入る位置に設けられるスケール２６０Ａ，２６０Ｂを備える。
【００３８】
本実施形態では、レーザーシートＬＳは、図２に示すように、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０が伸びるＺ方向に垂直な方向であるＸＹ平面に平行に照射され、カメラ２２０は、レーザーシートＬＳに対して垂直な方向（Ｚ方向）から、レーザーシートＬＳの内のハニカムフィルタ１００の上端面１１０ｔとの対向部を撮影する。
【００３９】
カメラ２２０が撮影する画像の視野ＦＶを図４に示す。視野ＦＶ内には、スケール２６０Ａ、２６０Ｂが配置されている。スケール２６０Ａ，２６０Ｂは、それぞれ、Ｙ方向、Ｘ方向に延びており、それぞれ、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の中心軸に対応する位置にマーク２６１を有する。
【００４０】
図２に戻って、コンピュータ２３０は、カメラ２２０が撮影した画像を画像解析し、粒子が排出されている部分を検出する。例えば、画像から所定のしきい値に比べて明るい部分を抽出し、この部分を粒子が排出された場所とすればよい。コンピュータは、必要に応じて、この部分の座標を取得し、出力する。
【００４１】
続いて、上述の検査装置４００を使用したハニカムフィルタ１００の検査方法について説明する。
【００４２】
ここでは、一例として、図２に示すように、ハニカムフィルタ１００の隔壁１１２には、欠陥として、上端が封口された流路１１０ｘと、下端が封口された流路１１０ｙとを連通させる孔ｈがあるものとする。ここで、図４に示すように、流路１１０ｘは、スケール２６０Ｂにおいて一番左側のマーク２６１の位置にあり、かつ、スケール２６０Ａにおいて下から３番目のマーク２６１の位置にある。一方、流路１１０ｙは、スケール２６０Ｂにおいて左から２番目のマーク２６１の位置にあり、スケール２６０Ａにおいて下から３番目のマーク２６１の位置にあるものとする。
【００４３】
図２に戻って、まず、導入部５２をハニカムフィルタ１００の下部に装着する。そして、バルブＶ１を開放してガスを二流体ノズル２０に供給し、タンク１０からラインＬ１を介して液体を吸い上げて、二流体ノズル２０から、液体粒子群（ミスト）Ｐを含むガス流を発生させる。発生した液体粒子群Ｐを含むガス流は、矢印Ａのように流れて屈曲管５０を介してハニカムフィルタ１００に供給される。
ここで、液体粒子の濃度は、０．０００１〜０．１ｇ／ＮＬが好ましい。また、ハニカムフィルタ１００に対して供給するガスの流量は特に限定されないが、例えば、５０〜５００ＮＬ／ｍｉｎとすることができる。
【００４４】
ここで、二流体ノズル２０から発生したガス流に含まれる液体粒子群Ｐは、粒径分布を有する。従って、液体粒子群Ｐは、相対的に大きな液体粒子ＰＬ及び相対的に小さな液体粒子ＰＳを有する。そして、このガスが、屈曲管５０を通ることにより、相対的に粒径の大きな粒子ＰＬが除去される。具体的には、液体粒子Ｐの慣性や重力は、その体積、すなわち、粒径の３乗に比例する一方、ガス流れにより液体粒子に与えられる力はその面積すなわち粒径の２条に比例するため、粒径が小さな液体粒子ＰＳはガス流れの影響を相対的に大きく受けて矢印Ａのように移動方向が変わりやすいのに対し、粒径が大きな液体粒子ＰＬはガス流れの影響を相対的に受けにくく移動方向が変わりにくい。従って、粒度分布のある液体粒子群Ｐをガスと共に屈曲管５０を通過させると、相対的に粒径の小さい粒子ＰＳはガスの流れが矢印Ａのように曲がることに追従して流れの向きを変化できるが、相対的に粒子の大きな粒子ＰＬは矢印Ａのようなガスの流れに追従できずに、管壁、たとえば、ガス出口側部５０ｂの壁５０ｂ０に衝突したり、ドレン管５０ｄへ落下する。これにより、大粒子を選択的に除去することができ、小粒子を選択的に導入部５２を介してハニカムフィルタ１００に対して供給できる。壁５０ｂ０に衝突した液体粒子は、液膜となって壁沿いに流下してドレン管５０ｄに貯留される。貯留した液体は、適宜、バルブＶ３及びラインＬ３を介して外部に排出すればよい。
【００４５】
除去される大粒子の直径は、角度θや、屈曲管５０を流れるガスの線速度、液体粒子の濃度等に応じて、適宜調節できる。これらの因子は、１１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上の粒径の液体粒子を少なくとも除去できるように、設定することが好ましい。
【００４６】
このようにして、相対的に粒径の小さい液体粒子ＰＳがガスと共にハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０内に供給される。その後、この液体粒子ＰＳを含むガスは、多孔質である隔壁１１２を通過し、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の上端１１０ｔから液体粒子ＰＳを含むガスが流出する。このとき、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の上端１１０ｔの近傍においては、雰囲気ガスの流れが殆ど無い状態、例えば、流速１ｍ／ｓ以下としておくことが好ましい。また、実験の容易さから、雰囲気ガスの温度は０〜３０℃であることが好ましい。雰囲気ガスは空気であることが好ましい。
【００４７】
そして、流路１１０間に図２に示すような孔ｈが存在する場合、流路１１０ｘ、孔ｈ、及び、流路１１０ｙによって複数の流路１１０の上端１１０ｔと下端１１０ｂとを結ぶ流路が形成されるため、矢印Ｇに示すように、当該欠陥がある流路１１０ｙの上端から、液体粒子（ミスト）ＰＳを含む混合ガスが他の流路１１０に比べて高い流量や流速で集中的に流出する。封口部１１４が欠落している場合や、封口部１１４と流路１１０との間に隙間が生じている等の欠陥がある場合も同様に液体粒子を含む混合ガスが集中的に流出する。したがって、このような流路１１０ｙの上方では、他の部分と比べて、液体粒子ＰＳの濃度が相対的に高くなる。
【００４８】
そして、ハニカムフィルタ１００の上端から流出するガスに液体粒子ＰＳの濃度の不均一がある場合、この濃度の高い部分がレーザーシートＬＳを通過する際にレーザ光を強く散乱し、カメラ２２０が撮影する画像において相対的に明るい部分となって現れる。この明るい部分の光量のプロファイルにより、粒子の濃度のムラを検出できる。
【００４９】
そして、図４に示すような画像の視野ＦＶにおいて、例えば、スケール２６０Ａの下から３番目のマーク２６１の上でかつ、スケール２６０Ｂの左から２番目のマーク２６１の上に明るい点が生じた場合には、座標（３、２）というデータを得ることができ、これにより欠陥場所の特定が容易である。
【００５０】
なお、流路１１０間を連通する等の欠陥が無い場合には、図２の矢印Ｈに示すように、液体粒子及びガスは多孔体である隔壁１１２をそれぞれ通過して上端出口から流出する。ことのき、各流路１１０の上端から流出するガスや液体粒子の流速や流量は互いにほぼ均一であり、したがって、流路１１０の上端１１０ｔの上で液体粒子の濃度の不均一は起こりにくい。
【００５１】
本発明によれば、流路１１０から流出するガス中の粒子の濃度分布を検出することにより、流路の欠陥の有無や場所を容易に検出できる。
【００５２】
特に、本実施形態では、二流体ノズル２０及び屈曲管５０を有するミスト供給装置４２０により、ハニカムフィルタ１００に対して液体粒子を供給している。このため、液体粒子を含むガスが屈曲管５０を介してハニカムフィルタ１００に到達するので、屈曲管５０を介さずに直接ハニカムフィルタ１００に到達する場合に比べて、粗大な液体粒子を極めて少なくでき、液体粒子の微細化が可能である。このため、以下に説明するような不具合が減少し、流路の欠陥の有無を高精度に検出できる。すなわち、粗大な液体粒子が存在すると、これにより多孔質である隔壁の細孔をこの液体粒子に由来する液体が塞いでしまい、目詰まりを起こすことがある。一度目をふさいでしまうと、乾燥等をしない限り目詰まりを除去することが困難である。また、目詰まりがあると、多孔質隔壁であってもガスがほとんど流れなくなるので、欠陥がない場所でも、流路１１０の上端１１０ｔ上の液体粒子の濃度にムラを生じ、欠陥の検出が不可能になることがある。
【００５３】
さらに、本実施形態では、ガス出口側部５０ｂが鉛直上向きであるので、相対的に大きな粒子には重力も大きく作用し、より効率よく大粒子を除去できる。
【００５４】
なお、本装置からは、液体粒子を含むガスが排出されるため、このガスを捕集して、外部に排気する排気手段を設けることが好ましい。
【００５５】
（第２実施形態）
続いて、図５を参照して、第２実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の検査装置４００について説明する。本発明にかかる検査装置４００が、第１実施形態と異なる点は、屈曲管５０に代えて、サイクロン６０を備える点である。具体的には、サイクロン６０の横入口管６０ａの端部に、二流体ノズル２０を有する閉板５１が設けられている。また、サイクロン６０の上部出口管６０ｂの上端に導入部５２が設けられ、サイクロン６０の下部出口管６０ｃの下端は塞がれて液溜部６０ｃが形成され、ラインＬ３及びバルブＶ３が接続されている。本実施形態では、二流体ノズル２０及びサイクロン６０が、ミスト供給装置４２０を構成している。
【００５６】
このような検査装置４００によれば、二流体ノズル２０により生じた液体粒子を含むガス流が、サイクロン６０内で矢印Ｂのように旋回運動させられその後、上部出口管６０ｂから排出される際に、相対的に大きな液体粒子ＰＬは遠心力により周壁に衝突して液溜部６０ｃに捕集される一方、相対的に小さな液体粒子ＰＳは矢印Ｂのガス流れに乗って上部出口管６０ｂを通って、ハニカムフィルタ１００に供給される。
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が生じる。
【００５７】
本発明は上記実施形態に限定されずさまざまな変形態様が可能である。
例えば、上記実施形態では、液体粒子群の生成方法として二流体ノズルを採用しているがこれに限られず、例えば、一流体ノズル等の他の噴霧ノズルを使用してもよい。また、例えば、４流体ノズルやネブライザー等を用いて液体粒子群を生成してもよい。４流体ノズルとは、２つの液体流路と２つの気体流路とを有するノズルであり、ノズルエッジ先端の衝突焦点で２つの液体流路と２つの気体流路から出た流体を衝突させることで、微粒化した液体粒子群を生成するものである。４流体ノズルを用いることにより数ミクロンの液体粒子群の大量噴霧が可能となる。なお、エッジノズル（４流体ノズル）の種類としては、特に限定されないが、例えば、ストレートエッジノズルやサークルエッジノズルが挙げられる。また、ネブライザーの種類としては、特に限定されないが、圧縮空気で液体粒子群を発生させるジェット式、超音波で液体粒子群を発生させる超音波式およびメッシュ式等が挙げられる。また、水とドライアイスとを混合することにより液体粒子群を生成してもよい。一流体ノズルを使用する際には、適宜、ガス源からのガスを加えることにより、液体粒子群を含むガス流を発生させる発生部を構成することができる。
一流体ノズルは、ガスを補完するために使用することもできる。すなわち、液体粒子群を生成するための一流体ノズルと、ガスを供給するための一流体ノズルとを組み合わせて使用することもできる。この場合、ハニカム体による圧力損失によって、一方の一流体ノズルにより生成された液体粒子群のハニカム体への導入圧力が不足した場合に、他方の一流体ノズルより供給されるガス流によって液体粒子群のハニカム体への押し込み圧を増大させ、液体粒子郡のハニカムへの導入をスムースに行うことができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、大きな粒径の液体粒子を除去する除去部として、屈曲管５０やサイクロン６０を用いているが、これに限定されない。例えば、ガスにより液体粒子に働く抗力と、重力、慣性力、遠心力等により液体粒子に働く体積力との釣り合いにより分級が可能な風力分級方法としては、重力分級機、慣性分級機、遠心分級機やこれらの組み合わせが挙げられる。また、風力分級でなく、例えば、メッシュによりメッシュの目開きを超える液体粒子を除去してもよい。
【００５９】
さらに、屈曲管５０を二段直列に接続したり、サイクロン６０を二段直列に接続したりするなど、除去部を複数段直列に接続することも可能である。この場合、除去部間にガスを供給することにより、後段になるほどガス流量を多くして流速を高めると、前段では除去できなかった粒径の粒子を後段で容易に除去でき、さらなる粒子径の微細化が容易となる。また、除去部間に二流体ノズルをさらに設け、前段の除去部で得られた液滴とガスとの混合物を、当該二流体ノズルに流体として供給することも可能である。
【００６０】
また、上記第１実施形態では、屈曲管５０のガス出口側部５０ｂは、鉛直上向きに配置されているが、他の向きに配置されていても実施可能である。
【００６１】
また、上記第１実施形態では、屈曲管５０にドレン管５０ｄが設けられているが、ドレン管が無い態様でも実施は可能である。
【００６２】
また、レーザーシートの方向や、カメラの方向も、上記実施形態の態様に限定されるものではない。例えば、レーザーシートＬＳに対して、垂直でなく斜め方向からカメラ２２０により撮影してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、粒子の濃度分布の検出方法として、粒子に光をあてることにより生ずる散乱光を検出しているが、これに限られず、例えば、粒子に超音波を当てることにより生ずる反射波等を検出してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、雰囲気ガスが空気であるが、他のガスを雰囲気ガスとしてもよいことは言うまでも無い。
【００６５】
また、上記実施形態では、ハニカムフィルタ１００の流路１１０が上下方向に配置されているが、水平方向等、いずれの方向を向いても実施可能である。
【００６６】
また、上記実施形態では、流路１１０の断面形状は、略正方形であるがこれに限定されず、矩形、円形、楕円形、３角形、６角形、８角形等にすることができる。また、流路１１０には、径の異なるもの、断面形状の異なるものが混在してもよい。また、流路の配置も、図１では正方形配置であるが、これに限定されず、断面において流路の中心軸が正三角形の頂点に配置される正三角形配置、千鳥配置等にすることができる。さらに、ハニカムフィルタの外形も、円柱に限られず、例えば３角柱、４角柱、６角柱、８角柱等とすることができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、ハニカムフィルタを検査の対象としているが、通常の板状フィルタ等を検査対象とすることも可能である。
【００６８】
また、上記実施形態では、カメラ２２０により得られた画像に基づいて、コンピュータによって、粒子の有無を判断しているが、人手によって明るい点の有無や位置を判断してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
２０…二流体ノズル（発生部）、５０…屈曲管（除去部）、５０ａ…ガス入口側部、５０ｂ…ガス出口側部、５２…導入部、６０…サイクロン（除去部）、１００…ハニカムフィルタ、１１０…流路、１１０ｔ…流路の上端（一端）、１１０ｂ…流路の下端（他端）、１１２…隔壁、１１４…封口部、２００…検出部、２６０Ａ，Ｂ…スケール、４００…検査装置、４２０…ミスト供給装置、Ｐ…液体粒子、ＰＬ…相対的に大きな液体粒子、ＰＳ…相対的に小さな液体粒子。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フィルタ検査用ミスト供給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ディーゼルパティキュレートフィルタとして用いられるハニカムフィルタの欠陥検査方法が知られている。例えば、特許文献１には、噴霧ノズルから発生させた液体粒子を含むガス流をハニカムフィルタの入口端面に提供し、このハニカムフィルタの出口端面から出るガス流に光を照射し、粒子を照らすことが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５０３５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の方法では、フィルタの空孔が液体により詰まってしまい十分に精度よく検査を行うことが困難な場合があった。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、液体粒子を使いつつ、フィルタの欠陥の検出精度をより向上できる、フィルタ検査用ミスト供給装置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】
【０００６】
本発明に係るフィルタ検査用ミスト供給装置は、液体粒子群を含むガス流を発生する発生部と、前記液体粒子群中の相対的に粒径が大きな液体粒子を除去する除去部と、を備える。
【０００７】
本発明によれば、除去部により液体粒子のうちの相対的に粒径が大きな液体粒子が選択的に除去されるので、粒径の小さな液体粒子を選択的にフィルタに対して供給することができる。これにより、粒径が大きな液体粒子によってフィルタの細孔が閉塞してしまうことが抑制される。
【０００８】
ここで、前記除去部は、屈曲管を有することが好ましい。
【０００９】
小粒子はガスの流れに乗って屈曲管の内部を曲がることができるが、大粒子は慣性が大きいために屈曲した部分を曲がりきれずに壁に衝突する、あるいは内部に供給された後、重力の影響を受けて管底へ落下するため、簡易な構成でありながら容易に大粒子を選択的に除去できる。
【００１０】
このとき、前記屈曲管のガス入口側部の軸とガス出口側部の軸とのなす角が４５〜１３５°であることが好ましい。これにより、大きな液体粒子の除去効果が高くなる。
【００１１】
また、前記屈曲管のガス出口側部の軸が鉛直上向きに配置されることが好ましい。これにより、重力を利用した分級効果が高くなる。
【００１２】
また、前記除去部はサイクロンを有することも好ましい。小粒子はガスの流れに乗ってガスと共にサイクロンを通過できるが、大粒子は遠心力が大きく働くためにサイクロンの壁面に衝突して除去される。
【００１３】
また、前記発生部は、二流体ノズル（気体と液体の２つの流体をノズル内部又は外部で混合して液体微粒子群を生成するノズル）を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、フィルタの欠陥を高精度に検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１の（ａ）は検査対象となるハニカムフィルタ１００の斜視図、図１の（ｂ）は（ａ）のＩｂ−Ｉｂ矢視図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の欠陥の検査装置４００の概略断面図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視図である。
【図４】図４は、図２の装置４００のハニカムフィルタ１００周りの上面図である。
【図５】図４は、第２実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の欠陥の検査装置４００の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
図面を参照して、発明の実施形態について説明する。まず、本実施形態で検査対象となるハニカムフィルタ１００について説明する。このハニカムフィルタ１００は、例えば、ディーゼルパティキュレートフィルタとして用いることのできるものである。
【００１７】
本実施形態において対象となるハニカムフィルタ１００は、図１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、互いに平行に伸びる複数の流路１１０を形成する隔壁１１２、及び、複数の流路１１０の内の一部の一端（図１の（ｂ）の左端）、及び、複数の流路１１０の内の残部の他端（図１の（ｂ）の右端）を閉鎖する封口部１１４を有する円柱体である。
【００１８】
ハニカムフィルタ１００の流路１１０が延びる方向の長さは特に限定されないが、例えば、４０〜３５０ｍｍとすることができる。また、ハニカムフィルタ１００の外径も特に限定されないが、例えば、１００〜３２０ｍｍとすることできる。流路１１０の断面のサイズは、例えば、正方形の場合一辺０．８〜２．５ｍｍとすることができる。隔壁１１２の厚みは、０．０５〜０．５ｍｍとすることができる。
【００１９】
ハニカムフィルタ１００の隔壁１１２の材質は、多孔性セラミクス（焼成体）である。セラミクスは特に限定されないが、例えば、アルミナ、シリカ、ムライト、コーディエライト、ガラス、チタン酸アルミニウム等の酸化物、シリコンカーバイド、窒化珪素、金属等が挙げられる。なお、チタン酸アルミニウムは、さらに、マグネシウム及び／又はケイ素を含むことができる。
【００２０】
上述のように、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０のうちの一部の左端が封口部１１４により封口され、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０のうちの残部の右端が封口部１１４により封口されている。封口部１１４の材質としては、ハニカムフィルタ１００と同様のセラミクス材料を用いることができる。上述の「複数の流路１１０のうちの一部」と「複数の流路１１０のうちの残部」とは、好ましくは、図１の（ａ）に示すように、端面側から見て行列状に配列された複数の流路の内の、縦方向及び横方向それぞれ１つおきに選択された流路の組合せである。
【００２１】
ハニカムフィルタ１００は多孔質の隔壁１１２を有する。隔壁の細孔径は特に限定されないが、例えば、１１〜３０μｍ程度とすることができる。そして、図１の（ｂ）において、流路１１０の左端から供給されたガスは、隔壁１１２を通過して隣の流路１１０に到達し、流路１１０の右端から排出される。このとき、流入したガス中の粒子が、隔壁１１２によって除去され、ハニカムフィルタ１００はフィルタとして機能する。
【００２２】
このようなハニカムフィルタ１００は例えば以下のようにして製造することができる。
【００２３】
まず、無機化合物源粉末と、有機バインダと、溶媒と、必要に応じて添加される添加物を用意する。そして、これらを混練機等により混合して原料混合物を得、得られた原料混合物を隔壁の形状に対応する出口開口を有する押出機から押し出し、所望の長さに切断後、公知の方法で乾燥することにより、グリーンハニカム成形体を得る。そして、グリーンハニカム成形体の流路の端部を公知の方法によって封口材で封口してから焼成する、または、グリーンハニカム成形体を焼成してから公知の方法によって流路の端部を封口すればよい。
【００２４】
（第１実施形態）
続いて、図２〜図４を参照して、第１実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の検査装置について説明する。
【００２５】
この検査装置４００は、液体粒子Ｐ（ミストとも呼ばれる）を含むガス流を生成する二流体ノズル（発生部）２０と、二流体ノズル２０により生成された液体粒子中の相対的に粒子径の大きな液体粒子ＰＬを除去する屈曲管（除去部）５０、屈曲管５０から出る相対的に粒子径の小さな液体粒子ＰＳを主として含むガスをハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の一端（図２の下端）に導く導入部５２と、粒子濃度検出部２００と、を備える。二流体ノズル２０及び屈曲管５０が、ミスト供給装置４２０を構成している。ここで、液体粒子とは、気体中に分散した液体の微粒子を意味し、２流体ノズル２０により、気体と液体の２つの流体をノズル内部又は外部で混合すること、衝突させること、又は、飛散させることで生成される。
【００２６】
二流体ノズル２０は、タンク１０から供給される液体を、ラインＬ１を介して受け入れると共に、ガス源１４から供給されるガス、例えば、空気をバルブＶ１及びラインＬ２を介して受入、液体粒子（ミスト）Ｐを含むガス流を生成する。二流体ノズルの形態は特に限定されない。また、液体粒子（ミスト）Ｐの径は特に限定されないが、通常広い分布を有し、例えば、分布は、０．１〜１００μｍ程度とすることができる。
【００２７】
液体としては、検査後の除去の容易さを考えると、揮発性の液体が好ましく、特に、水が好ましい。なお、液体として、グリコール系アルコール（例えば、プロピレングリコール）を使用してもよい。
【００２８】
ガス源１４のガスは特に限定されないが、経済性の点で、空気が好ましい。また、ガス源１４のガスの温度は０〜５０℃であることが好ましく、０〜３０℃であることがより好ましい。
【００２９】
屈曲管５０は、軸が水平方向に延びるガス入口側部５０ａと、ガス入口側部５０ａに連結し、軸が鉛直上向きに延びるガス出口側部５０ｂとを主として有している。ガス入口側部５０ａの軸５０ａａとガス出口側部５０ｂの軸５０ｂａとがなす角度θは、１８０°以外であれば特に限定されないが、４５〜１３５°が好ましく、４５〜９０°がより好ましい。本実施形態では、角度θは９０°である。
【００３０】
ガス入口側部５０ａの入口端部は、閉板５１により閉じられており、閉板５１に二流体ノズル２０が複数設けられている。具体的には、例えば、図３に示すように、二流体ノズル２０を、水平方向に複数、及び、垂直方向に複数設け、マトリクス状に配置することができる。なお、必要とされる液体粒子の濃度等に応じて、閉板５１が、一つの二流体ノズル２０のみを有してもよい。
【００３１】
ガス入口側部５０ａ及びガス出口側部５０ｂの径は特に限定されないが、例えば、ハニカムフィルタ１００の端面の直径に対して５０〜２００％とすることができる。また、ガス入口側部５０ａ、５０ｂの長さは特に限定されないが、それぞれ、１０〜２０００ｍｍとすることができる。
本実施形態では、ガス出口側部５０ｂとガス入口側部５０ａとの連結部の形状は、丸みを帯びずに鋭角に軸方向が角度θ変わるように形成されているが、丸みを帯びて方向が角度θ変わるように形成されていてもよい。
【００３２】
屈曲管５０は、さらに、ガス入口側部５０ａとガス出口側部５０ｂとの連結部において、鉛直方向下向きに延びるドレン管５０ｄを有している。すなわち、屈曲管５０は、鉛直方向上向きに延びるガス入口側部５０ａ、鉛直方向下向きに延びかつ底部が閉鎖されたドレン管５０ｄ、及び、これらの接続部に対して横向きに接続されたガス入口側部５０ａを有し、概ねＴ字状をなしている。
【００３３】
ドレン管５０ｄには、バルブＶ３を有するドレンラインＬ３が接続されており、ドレン管５０ｄに回収された液体を排出可能となっている。ドレン管５０ｄの径は特に限定されず、ガス出口側部５０ｂの径と異なっていてもよい。例えば、ガス出口側部５０ｂの径よりも小さい場合には、ガス入口側部５０ａとガス出口側部５０ｂとの連結部は、Ｌ字でなく、Ｊ字のように丸みを帯びていてもよい。
【００３４】
導入部５２は、載置リング５２ａ、筒状部５２ｂ、及び、シールリング５２ｃを有する。
載置リング５２ａは、開口５２ａｉを有し、ガス出口側部５０ｂの出口端面に設けられている。ハニカムフィルタ１００の下端面１１０ｂの外周部が載置リング５２ａ上に載置されることにより、ハニカムフィルタ１００の下端面１１０ｂの内の各流路１１０に対して、液体粒子Ｐを含むガスを供給することができる。
【００３５】
筒状部５２ｂは、載置リング５２ａの外側から立ち上がるように設けられ、ハニカムフィルタ１００の外周面を取り囲んでいる。
【００３６】
シールリング５２ｃは、筒状部５２ｂの内面とハニカムフィルタ１００の外周面との間に配置され、液体粒子Ｐを含むガスがこの隙間から漏れないようにシールする。
【００３７】
図２に示す粒子濃度検出部２００は、レーザーシートＬＳを発生させるレーザ光源２１０、レーザーシートＬＳを撮影するカメラ２２０、カメラ２２０が取得した画像を解析するコンピュータ２３０、カメラ２２０が取得する視野内に入る位置に設けられるスケール２６０Ａ，２６０Ｂを備える。
【００３８】
本実施形態では、レーザーシートＬＳは、図２に示すように、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０が伸びるＺ方向に垂直な方向であるＸＹ平面に平行に照射され、カメラ２２０は、レーザーシートＬＳに対して垂直な方向（Ｚ方向）から、レーザーシートＬＳの内のハニカムフィルタ１００の上端面１１０ｔとの対向部を撮影する。
【００３９】
カメラ２２０が撮影する画像の視野ＦＶを図４に示す。視野ＦＶ内には、スケール２６０Ａ、２６０Ｂが配置されている。スケール２６０Ａ，２６０Ｂは、それぞれ、Ｙ方向、Ｘ方向に延びており、それぞれ、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の中心軸に対応する位置にマーク２６１を有する。
【００４０】
図２に戻って、コンピュータ２３０は、カメラ２２０が撮影した画像を画像解析し、粒子が排出されている部分を検出する。例えば、画像から所定のしきい値に比べて明るい部分を抽出し、この部分を粒子が排出された場所とすればよい。コンピュータは、必要に応じて、この部分の座標を取得し、出力する。
【００４１】
続いて、上述の検査装置４００を使用したハニカムフィルタ１００の検査方法について説明する。
【００４２】
ここでは、一例として、図２に示すように、ハニカムフィルタ１００の隔壁１１２には、欠陥として、上端が封口された流路１１０ｘと、下端が封口された流路１１０ｙとを連通させる孔ｈがあるものとする。ここで、図４に示すように、流路１１０ｘは、スケール２６０Ｂにおいて一番左側のマーク２６１の位置にあり、かつ、スケール２６０Ａにおいて下から３番目のマーク２６１の位置にある。一方、流路１１０ｙは、スケール２６０Ｂにおいて左から２番目のマーク２６１の位置にあり、スケール２６０Ａにおいて下から３番目のマーク２６１の位置にあるものとする。
【００４３】
図２に戻って、まず、導入部５２をハニカムフィルタ１００の下部に装着する。そして、バルブＶ１を開放してガスを二流体ノズル２０に供給し、タンク１０からラインＬ１を介して液体を吸い上げて、二流体ノズル２０から、液体粒子群（ミスト）Ｐを含むガス流を発生させる。発生した液体粒子群Ｐを含むガス流は、矢印Ａのように流れて屈曲管５０を介してハニカムフィルタ１００に供給される。
ここで、液体粒子の濃度は、０．０００１〜０．１ｇ／ＮＬが好ましい。また、ハニカムフィルタ１００に対して供給するガスの流量は特に限定されないが、例えば、５０〜５００ＮＬ／ｍｉｎとすることができる。
【００４４】
ここで、二流体ノズル２０から発生したガス流に含まれる液体粒子群Ｐは、粒径分布を有する。従って、液体粒子群Ｐは、相対的に大きな液体粒子ＰＬ及び相対的に小さな液体粒子ＰＳを有する。そして、このガスが、屈曲管５０を通ることにより、相対的に粒径の大きな粒子ＰＬが除去される。具体的には、液体粒子Ｐの慣性や重力は、その体積、すなわち、粒径の３乗に比例する一方、ガス流れにより液体粒子に与えられる力はその面積すなわち粒径の２条に比例するため、粒径が小さな液体粒子ＰＳはガス流れの影響を相対的に大きく受けて矢印Ａのように移動方向が変わりやすいのに対し、粒径が大きな液体粒子ＰＬはガス流れの影響を相対的に受けにくく移動方向が変わりにくい。従って、粒度分布のある液体粒子群Ｐをガスと共に屈曲管５０を通過させると、相対的に粒径の小さい粒子ＰＳはガスの流れが矢印Ａのように曲がることに追従して流れの向きを変化できるが、相対的に粒子の大きな粒子ＰＬは矢印Ａのようなガスの流れに追従できずに、管壁、たとえば、ガス出口側部５０ｂの壁５０ｂ０に衝突したり、ドレン管５０ｄへ落下する。これにより、大粒子を選択的に除去することができ、小粒子を選択的に導入部５２を介してハニカムフィルタ１００に対して供給できる。壁５０ｂ０に衝突した液体粒子は、液膜となって壁沿いに流下してドレン管５０ｄに貯留される。貯留した液体は、適宜、バルブＶ３及びラインＬ３を介して外部に排出すればよい。
【００４５】
除去される大粒子の直径は、角度θや、屈曲管５０を流れるガスの線速度、液体粒子の濃度等に応じて、適宜調節できる。これらの因子は、１１μｍ以上、好ましくは、５μｍ以上の粒径の液体粒子を少なくとも除去できるように、設定することが好ましい。
【００４６】
このようにして、相対的に粒径の小さい液体粒子ＰＳがガスと共にハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０内に供給される。その後、この液体粒子ＰＳを含むガスは、多孔質である隔壁１１２を通過し、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の上端１１０ｔから液体粒子ＰＳを含むガスが流出する。このとき、ハニカムフィルタ１００の複数の流路１１０の上端１１０ｔの近傍においては、雰囲気ガスの流れが殆ど無い状態、例えば、流速１ｍ／ｓ以下としておくことが好ましい。また、実験の容易さから、雰囲気ガスの温度は０〜３０℃であることが好ましい。雰囲気ガスは空気であることが好ましい。
【００４７】
そして、流路１１０間に図２に示すような孔ｈが存在する場合、流路１１０ｘ、孔ｈ、及び、流路１１０ｙによって複数の流路１１０の上端１１０ｔと下端１１０ｂとを結ぶ流路が形成されるため、矢印Ｇに示すように、当該欠陥がある流路１１０ｙの上端から、液体粒子（ミスト）ＰＳを含む混合ガスが他の流路１１０に比べて高い流量や流速で集中的に流出する。封口部１１４が欠落している場合や、封口部１１４と流路１１０との間に隙間が生じている等の欠陥がある場合も同様に液体粒子を含む混合ガスが集中的に流出する。したがって、このような流路１１０ｙの上方では、他の部分と比べて、液体粒子ＰＳの濃度が相対的に高くなる。
【００４８】
そして、ハニカムフィルタ１００の上端から流出するガスに液体粒子ＰＳの濃度の不均一がある場合、この濃度の高い部分がレーザーシートＬＳを通過する際にレーザ光を強く散乱し、カメラ２２０が撮影する画像において相対的に明るい部分となって現れる。この明るい部分の光量のプロファイルにより、粒子の濃度のムラを検出できる。
【００４９】
そして、図４に示すような画像の視野ＦＶにおいて、例えば、スケール２６０Ａの下から３番目のマーク２６１の上でかつ、スケール２６０Ｂの左から２番目のマーク２６１の上に明るい点が生じた場合には、座標（３、２）というデータを得ることができ、これにより欠陥場所の特定が容易である。
【００５０】
なお、流路１１０間を連通する等の欠陥が無い場合には、図２の矢印Ｈに示すように、液体粒子及びガスは多孔体である隔壁１１２をそれぞれ通過して上端出口から流出する。ことのき、各流路１１０の上端から流出するガスや液体粒子の流速や流量は互いにほぼ均一であり、したがって、流路１１０の上端１１０ｔの上で液体粒子の濃度の不均一は起こりにくい。
【００５１】
本発明によれば、流路１１０から流出するガス中の粒子の濃度分布を検出することにより、流路の欠陥の有無や場所を容易に検出できる。
【００５２】
特に、本実施形態では、二流体ノズル２０及び屈曲管５０を有するミスト供給装置４２０により、ハニカムフィルタ１００に対して液体粒子を供給している。このため、液体粒子を含むガスが屈曲管５０を介してハニカムフィルタ１００に到達するので、屈曲管５０を介さずに直接ハニカムフィルタ１００に到達する場合に比べて、粗大な液体粒子を極めて少なくでき、液体粒子の微細化が可能である。このため、以下に説明するような不具合が減少し、流路の欠陥の有無を高精度に検出できる。すなわち、粗大な液体粒子が存在すると、これにより多孔質である隔壁の細孔をこの液体粒子に由来する液体が塞いでしまい、目詰まりを起こすことがある。一度目をふさいでしまうと、乾燥等をしない限り目詰まりを除去することが困難である。また、目詰まりがあると、多孔質隔壁であってもガスがほとんど流れなくなるので、欠陥がない場所でも、流路１１０の上端１１０ｔ上の液体粒子の濃度にムラを生じ、欠陥の検出が不可能になることがある。
【００５３】
さらに、本実施形態では、ガス出口側部５０ｂが鉛直上向きであるので、相対的に大きな粒子には重力も大きく作用し、より効率よく大粒子を除去できる。
【００５４】
なお、本装置からは、液体粒子を含むガスが排出されるため、このガスを捕集して、外部に排気する排気手段を設けることが好ましい。
【００５５】
（第２実施形態）
続いて、図５を参照して、第２実施形態にかかるハニカムフィルタ１００の検査装置４００について説明する。本発明にかかる検査装置４００が、第１実施形態と異なる点は、屈曲管５０に代えて、サイクロン６０を備える点である。具体的には、サイクロン６０の横入口管６０ａの端部に、二流体ノズル２０を有する閉板５１が設けられている。また、サイクロン６０の上部出口管６０ｂの上端に導入部５２が設けられ、サイクロン６０の下部出口管６０ｃの下端は塞がれて液溜部６０ｃが形成され、ラインＬ３及びバルブＶ３が接続されている。本実施形態では、二流体ノズル２０及びサイクロン６０が、ミスト供給装置４２０を構成している。
【００５６】
このような検査装置４００によれば、二流体ノズル２０により生じた液体粒子を含むガス流が、サイクロン６０内で矢印Ｂのように旋回運動させられその後、上部出口管６０ｂから排出される際に、相対的に大きな液体粒子ＰＬは遠心力により周壁に衝突して液溜部６０ｃに捕集される一方、相対的に小さな液体粒子ＰＳは矢印Ｂのガス流れに乗って上部出口管６０ｂを通って、ハニカムフィルタ１００に供給される。
本実施形態によっても、第１実施形態と同様の効果が生じる。
【００５７】
本発明は上記実施形態に限定されずさまざまな変形態様が可能である。
例えば、上記実施形態では、液体粒子群の生成方法として二流体ノズルを採用しているがこれに限られず、例えば、一流体ノズル等の他の噴霧ノズルを使用してもよい。また、例えば、４流体ノズルやネブライザー等を用いて液体粒子群を生成してもよい。４流体ノズルとは、２つの液体流路と２つの気体流路とを有するノズルであり、ノズルエッジ先端の衝突焦点で２つの液体流路と２つの気体流路から出た流体を衝突させることで、微粒化した液体粒子群を生成するものである。４流体ノズルを用いることにより数ミクロンの液体粒子群の大量噴霧が可能となる。なお、エッジノズル（４流体ノズル）の種類としては、特に限定されないが、例えば、ストレートエッジノズルやサークルエッジノズルが挙げられる。また、ネブライザーの種類としては、特に限定されないが、圧縮空気で液体粒子群を発生させるジェット式、超音波で液体粒子群を発生させる超音波式およびメッシュ式等が挙げられる。また、水とドライアイスとを混合することにより液体粒子群を生成してもよい。一流体ノズルを使用する際には、適宜、ガス源からのガスを加えることにより、液体粒子群を含むガス流を発生させる発生部を構成することができる。
一流体ノズルは、ガスを補完するために使用することもできる。すなわち、液体粒子群を生成するための一流体ノズルと、ガスを供給するための一流体ノズルとを組み合わせて使用することもできる。この場合、ハニカム体による圧力損失によって、一方の一流体ノズルにより生成された液体粒子群のハニカム体への導入圧力が不足した場合に、他方の一流体ノズルより供給されるガス流によって液体粒子群のハニカム体への押し込み圧を増大させ、液体粒子郡のハニカムへの導入をスムースに行うことができる。
【００５８】
また、上記実施形態では、大きな粒径の液体粒子を除去する除去部として、屈曲管５０やサイクロン６０を用いているが、これに限定されない。例えば、ガスにより液体粒子に働く抗力と、重力、慣性力、遠心力等により液体粒子に働く体積力との釣り合いにより分級が可能な風力分級方法としては、重力分級機、慣性分級機、遠心分級機やこれらの組み合わせが挙げられる。また、風力分級でなく、例えば、メッシュによりメッシュの目開きを超える液体粒子を除去してもよい。
【００５９】
さらに、屈曲管５０を二段直列に接続したり、サイクロン６０を二段直列に接続したりするなど、除去部を複数段直列に接続することも可能である。この場合、除去部間にガスを供給することにより、後段になるほどガス流量を多くして流速を高めると、前段では除去できなかった粒径の粒子を後段で容易に除去でき、さらなる粒子径の微細化が容易となる。また、除去部間に二流体ノズルをさらに設け、前段の除去部で得られた液滴とガスとの混合物を、当該二流体ノズルに流体として供給することも可能である。
【００６０】
また、上記第１実施形態では、屈曲管５０のガス出口側部５０ｂは、鉛直上向きに配置されているが、他の向きに配置されていても実施可能である。
【００６１】
また、上記第１実施形態では、屈曲管５０にドレン管５０ｄが設けられているが、ドレン管が無い態様でも実施は可能である。
【００６２】
また、レーザーシートの方向や、カメラの方向も、上記実施形態の態様に限定されるものではない。例えば、レーザーシートＬＳに対して、垂直でなく斜め方向からカメラ２２０により撮影してもよい。
【００６３】
また、上記実施形態では、粒子の濃度分布の検出方法として、粒子に光をあてることにより生ずる散乱光を検出しているが、これに限られず、例えば、粒子に超音波を当てることにより生ずる反射波等を検出してもよい。
【００６４】
また、上記実施形態では、雰囲気ガスが空気であるが、他のガスを雰囲気ガスとしてもよいことは言うまでも無い。
【００６５】
また、上記実施形態では、ハニカムフィルタ１００の流路１１０が上下方向に配置されているが、水平方向等、いずれの方向を向いても実施可能である。
【００６６】
また、上記実施形態では、流路１１０の断面形状は、略正方形であるがこれに限定されず、矩形、円形、楕円形、３角形、６角形、８角形等にすることができる。また、流路１１０には、径の異なるもの、断面形状の異なるものが混在してもよい。また、流路の配置も、図１では正方形配置であるが、これに限定されず、断面において流路の中心軸が正三角形の頂点に配置される正三角形配置、千鳥配置等にすることができる。さらに、ハニカムフィルタの外形も、円柱に限られず、例えば３角柱、４角柱、６角柱、８角柱等とすることができる。
【００６７】
また、上記実施形態では、ハニカムフィルタを検査の対象としているが、通常の板状フィルタ等を検査対象とすることも可能である。
【００６８】
また、上記実施形態では、カメラ２２０により得られた画像に基づいて、コンピュータによって、粒子の有無を判断しているが、人手によって明るい点の有無や位置を判断してもよい。
【符号の説明】
【００６９】
２０…二流体ノズル（発生部）、５０…屈曲管（除去部）、５０ａ…ガス入口側部、５０ｂ…ガス出口側部、５２…導入部、６０…サイクロン（除去部）、１００…ハニカムフィルタ、１１０…流路、１１０ｔ…流路の上端（一端）、１１０ｂ…流路の下端（他端）、１１２…隔壁、１１４…封口部、２００…検出部、２６０Ａ，Ｂ…スケール、４００…検査装置、４２０…ミスト供給装置、Ｐ…液体粒子、ＰＬ…相対的に大きな液体粒子、ＰＳ…相対的に小さな液体粒子。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体粒子群を含むガス流を発生する発生部と、
前記液体粒子群中の相対的に粒径が大きな液体粒子を除去する除去部と、を備えるフィルタ検査用ミスト供給装置。
【請求項２】
前記除去部は、屈曲管を有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記屈曲管のガス入口側部の軸とガス出口側部の軸とのなす角が４５〜１３５°である請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記屈曲管のガス出口側部の軸が鉛直上向きに配置された請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
前記除去部はサイクロンを有する請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記発生部は、二流体ノズルを有する請求項１〜５のいずれか一項記載の装置。
【請求項１】
液体粒子群を含むガス流を発生する発生部と、
前記液体粒子群中の相対的に粒径が大きな液体粒子を除去する除去部と、を備えるフィルタ検査用ミスト供給装置。
【請求項２】
前記除去部は、屈曲管を有する請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記屈曲管のガス入口側部の軸とガス出口側部の軸とのなす角が４５〜１３５°である請求項２記載の装置。
【請求項４】
前記屈曲管のガス出口側部の軸が鉛直上向きに配置された請求項２又は３記載の装置。
【請求項５】
前記除去部はサイクロンを有する請求項１記載の装置。
【請求項６】
前記発生部は、二流体ノズルを有する請求項１〜５のいずれか一項記載の装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−２０８１１８（Ｐ２０１２−２０８１１８Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５８７９７（Ｐ２０１２−５８７９７）
【出願日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２５日（２０１２．１０．２５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【出願人】（０００００２０９３）住友化学株式会社 (8,981)
【Ｆターム（参考）】
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