專利名稱：廢氣中的微粒子除去裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種將柴油機、鍋爐或焚燒爐等的廢氣中的微粒子，特別是可燃性的微粒子除去的微粒子除去裝置及該裝置中使用的過濾組件。
背景技術：
已開發(fā)出各種形式的捕集從柴油機排出的有害微粒子的柴油廢氣微粒子過濾器(DPF)。
例如在日本專利申請?zhí)亻_平8-326522號中，公開了一種DPF，其具有非磁性材料制的管件；設置于該非磁性材料制的管內(nèi)，將多個金屬板或小直徑金屬管等金屬制部件規(guī)則地排列，以形成多個細長的排氣通路的金屬過濾器；設置于該非磁性材料制的管的外周上并被供給高頻電流的線圈。
在該裝置中，通過向線圈供給高頻電流，在劃分金屬過濾器的細長的排氣通路的多個金屬制部件的表面上產(chǎn)生渦流，利用通過該渦流而產(chǎn)生的焦爾熱將金屬部件加熱到600℃以上的高溫。廢氣在這些細長的排氣通路內(nèi)流過時，廢氣中的可燃性微粒子與劃分細長的排氣通路的高溫的金屬制部件接觸并燃燒。
但是，該DPF由于在運行中在常態(tài)下向線圈中供給高頻電流，因此會消耗很多的電力。此外，如果為了高效率地燃燒廢氣中的可燃性微粒子而形成較長的排氣通路時，除了裝置整體變得大型化以外，也增加了加熱所必需的能量，不能高效率地燃燒。
此外，在《ECO INDUSTRY》(CMC出版社，2001年2月，第12-18頁)中，公開了一種將陶瓷纖維形成的毛氈從兩側用金屬絲網(wǎng)加熱器夾住而形成板狀，將多片這種形成板狀的毛氈及加熱器組合，形成折疊狀的過濾器元件，并將其收納于盒體內(nèi)的DPF。將該DPF并列地設置2個，通過設置于上游側的控制閥切換排氣流路，在利用其中一個DPF捕集微粒子期間，將另一個再生，由此能夠進行常態(tài)下的捕集。該DPF的再生通過向各過濾器元件的金屬絲網(wǎng)加熱器通電，燃燒被捕集在毛氈內(nèi)的微粒子而進行。
具有這種折疊狀的過濾器元件的DPF，在由再生時的熱應力防止過濾器元件破損的同時，能夠使微粒子的捕集再生不受燃料性狀的影響這些方面極為有益，但由于細的金屬制的金屬絲網(wǎng)加熱器設置于陶瓷纖維制的毛氈的表面上，因此該金屬絲網(wǎng)在常態(tài)下曝露在氣體中，并且，再生時被加熱到極高的高溫。因此，有形成金屬絲網(wǎng)加熱器的鋼絲斷線的可能。此外，由于2個DPF交互地用于捕集再生，因此結構及燃燒控制非常復雜。
因此，希望能夠開發(fā)出一種具有緊湊的結構，并且能夠高效率地將廢氣中的可燃性微粒子除去的DPF。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明基于上述問題而做出，其目的為提供一種能夠將捕集的廢氣中的可燃性微粒子在短時間內(nèi)高效率地燃燒的結構簡單且控制容易的微粒子除去裝置。
為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種廢氣中的微粒子除去裝置，其中在流通廢氣的非磁性材料制的罩體內(nèi)，設置捕集廢氣中的微粒子的捕集裝置，通過向卷繞在前述罩體的外周部上的線圈供給高頻電流，將設置于該捕集裝置上的加熱部件感應加熱，利用此時產(chǎn)生的熱量使聚積在過濾組件中的微粒子燃燒。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了一種過濾組件，該過濾組件設置于在外周部上卷繞線圈并流通廢氣的非磁性材料制的罩體內(nèi)，捕集廢氣中的微粒子，其中該過濾組件具有能夠使從一方流入的廢氣從另一方流出并將捕集的微粒子保持的多孔性支持板，該支持板通過在向前述線圈供給高頻電流后被感應加熱的加熱部件，使捕集到的微粒子燃燒。


圖1為本發(fā)明的較佳實施例的微粒子除去裝置的說明圖。
圖2為另一實施例的微粒子除去裝置的說明圖。
圖3為將圖2的微粒子除去裝置安裝在柴油發(fā)電機中的狀態(tài)的說明圖。
圖4A、4B為示出不設置微粒子除去裝置的狀態(tài)與設置的狀態(tài)的煙度計測定狀態(tài)的說明圖。
圖5A為另一實施例的過濾組件的局剖視圖。
圖5B為沿圖5A的B-B線的視圖。
具體實施例方式
圖1為本發(fā)明的較佳實施例的微粒子除去裝置10。
該微粒子除去裝置10在例如由氮化硅等陶瓷材料形成的非磁性材料制的圓筒狀罩體12內(nèi)，在軸向上有間隔地設置有作為捕集廢氣中的微粒子的捕集裝置的2個過濾組件14，在本實施例中由2根支持軸16連接這些過濾組件14。此外，在罩體12的外側設置有將例如絞合線或中空結構的細直徑金屬管卷繞而形成的工作線圈18，從具有高頻變換器的高頻電源20向該工作線圈18供給例如1～100KHz范圍、最好是約15～40KHz的高頻電流，能夠將過濾組件14的后述加熱部件感應加熱。高頻電流的頻率過分低于15KHz時會產(chǎn)生可聽音，相反，如過分高于100KHz時，因集膚效應，磁力線難以到達罩體12的深部，即中心部附近。
在該微粒子除去裝置10中，從例如柴油機、鍋爐或焚燒爐等排出的廢氣從該罩體12的一端的入口22沿箭頭G1的方向流入罩體12的內(nèi)部流路24內(nèi)。廢氣中的微粒子被2個過濾組件14捕集，除去了微粒子的廢氣從出口26向箭頭G2的方向排出。
此外，過濾組件14并不限于圖示那樣的2個，也可為1個或3個以上。在任何情況下，過濾組件14都要設置在工作線圈18卷繞的范圍內(nèi)，即磁力線到達的范圍內(nèi)。在設置多個過濾組件14的情況下，也可與各過濾組件14對應地設置多個工作線圈18。此外，連接多個過濾組件14的支持軸16可設置于適宜的位置上，只要能夠保持各過濾組件14的位置及間隔即可，并不限于圖示的中央部，也可相互間隔地設置于接近周部的位置上。
本實施例的過濾組件14作為通過上述工作線圈18而被感應加熱的加熱部件，其結構為具有在例如SUS403等金屬板上沖壓多個孔而形成的一對盤狀多孔性支持板28，在該支持板28之間設置例如可耐受600℃以上的微粒子燃燒溫度的陶瓷纖維制過濾器30的夾層結構。該陶瓷纖維制過濾器30具有在基拉諾(Tyranno)切斷(chop)狀纖維層32之間夾持氈狀纖維層34的層疊結構。形成該基拉諾切斷狀纖維層32的基拉諾切斷狀纖維最好為由硅、鈦或鋯、碳、氧構成的陶瓷連續(xù)纖維，可使用具有各種絲徑的市售品。此外，形成氈狀纖維層34的氈最好使用將陶瓷纖維層疊并進行針刺(ニ一ドル)加工后的氈，可使用以市售的氧化鋁及氧化硅為主要成分的氈。
這樣的陶瓷纖維制過濾器30并不限于在基拉諾切斷狀纖維層32之間夾持氈狀纖維層34的3層結構，可僅由任何1個陶瓷纖維形成，此外，也可層疊4層以上。在圖示的實施例這樣的3層或5層的奇數(shù)層結構的情況下，可從過濾組件14的任何一側的多孔性支持板28流入廢氣，由于無需特定前后方向，因此容易組裝。再者，在陶瓷纖維制過濾器30較厚的情況下，可在其中間部上設置與支持板28同樣的金屬部件(未圖示)。另一方面，在僅由1個多孔性支持板28就能感應加熱至所需要的溫度的情況下，也可僅將任何一支持板28作為感應加熱用的金屬部件形成。
從這樣的微粒子除去裝置10的入口22流入的廢氣在流過內(nèi)部流路24并從出口26排出期間，通過過濾組件14。廢氣從該過濾組件14一方的多孔性支持板28的孔通過陶瓷纖維制過濾器30，從另一方的多孔性支持板28排出，例如煙灰狀或眼睛看不見的微粒子被捕集在該陶瓷纖維制過濾器30中。
在過濾組件14中捕集了大量的微粒子，入口22與出口26的壓力差達到預先設定的值以上時，從高頻電源20向工作線圈18通入高頻電流。該壓力差的值最好設定為不降低例如柴油機、鍋爐或焚燒爐等通常的運行效率的程度上。
工作線圈18被通電時，在過濾組件14的多孔性支持板28中流過渦流，通過由阻抗成分產(chǎn)生的焦爾熱，在短時間內(nèi)加熱為高溫(約600℃)。通過該熱量，捕集在過濾組件14內(nèi)的排出微粒子(可燃性粒子占大部分)在短時間內(nèi)燃燒，由此，將過濾器14再生。這是由于僅以廢氣中的少量的氧就可將排出微粒子高效率地以高溫燃燒的緣故。在支持板28之間設置有金屬板的情況下，該金屬板也與支持板28共同地感應加熱，因而，能夠在更短時間內(nèi)將排出微粒子燃燒。
該微粒子除去裝置10由于不需要以往那樣的鋼絲狀的電加熱器及將其連接的配線，因此完全沒有斷線的擔心。此外，由于支持陶瓷制的過濾器30的金屬制支持板28本身作為發(fā)熱的加熱部件形成，因此即使是流過大的渦流也不會斷線，構造極為簡單，并且能夠從兩側高效率地在短時間內(nèi)加熱至高溫。而且，可以在柴油機等運行的同時進行再生，其控制也極為容易。在柴油機運行的同時加熱再生的情況下，由于是在將過濾組件14維持于高溫的狀態(tài)下進行加熱，因此排出微粒子的燃燒所需的時間及電力較少，能夠使其效率更高。特別是由于捕集在陶瓷纖維制過濾器30中的高密度的微粒子在短時間內(nèi)被燃燒，因此能夠以較少的電能高效率地燃燒。
此外，向工作線圈18的通電并不限于根據(jù)入口22與出口26的壓力差進行，也可每隔特定時間進行。
圖2為第2實施例的微粒子除去裝置10A。由于本實施例中的降低感應加熱產(chǎn)生的煙灰狀微粒子的燃燒的原理與上述的實施例相同，因此對同樣的部位標以相同的符號并省略對其詳細說明。
本實施例的微粒子除去裝置10A的過濾組件36具有在分別形成有多個沖孔的圓筒狀的外側支持板28a與圓筒狀的內(nèi)側支持板28b之間設置陶瓷纖維制過濾器30的圓筒狀結構，并在罩體12內(nèi)同軸狀地設置。這些多孔性支持板28a、28b的罩體12的入口22側及出口26側端部分別由止動部件38、40同軸狀地保持。
入口22側的止動部件38將形成于支持板28a、28b之間的環(huán)狀的空間、即陶瓷纖維制過濾器30的收容空間的端部密閉，并且也將內(nèi)側支持板28b的端部封閉，防止內(nèi)側支持板28b的內(nèi)部空間、即軸向的孔與罩體12的入口22連通。該止動部件38的外周緣部固定在外側支持板28a上，并且從這里并不向半徑方向外側突出。此外，出口26側的止動部件40將形成于支持板28a、28b之間的環(huán)狀空間的端部密閉。該出口26側的止動部件40具有將內(nèi)側支持板28b的內(nèi)側的軸向孔與外部、即罩體12的內(nèi)部通路24連通的開口，并且超過外側支持板28a進一步向半徑方向外側延伸。這些止動部件38、40最好由例如SUS316等適合的板材料形成。
在該止動部件40的外周緣上，作為輔助加熱部件，設置有由例如SUS316等適合的非磁性材料形成的圓筒狀的環(huán)狀部件42。該環(huán)狀部件42緊密接觸在罩體12的內(nèi)周面上，在與外側支持板28a之間形成廢氣流路44。
在該微粒子除去裝置10A中，從罩體12的入口22流入的廢氣G1從形成在過濾組件36的環(huán)狀部件42與外側支持板28a之間的環(huán)狀的廢氣流路44通過外側支持板28a的多個沖孔進入陶瓷纖維制過濾器30內(nèi)。在由該陶瓷纖維制過濾器30將微粒子除去后，從形成于內(nèi)側支持板28b上的多個沖孔，通過由該支持板28b的軸向孔形成的廢氣流路46，并從出口26排出。符號g示出了廢氣流路46內(nèi)的氣體流動。
在本實施例中，與圖1所示的實施例相比，由于在極大地形成廢氣的流通面積的同時能夠迷宮狀地形成廢氣流路，因此能夠增大微粒子的捕集效率。
在該微粒子除去裝置10A中，在過濾組件36再生時，位于外側支持板28a外側的環(huán)狀部件利用集膚效應在短時間內(nèi)被加熱至高溫，起到幫助夾層狀地夾持在內(nèi)側支持板28a、28b之間的陶瓷纖維制過濾器30的短時間加熱的、作為輔助加熱部件的作用。
上述的過濾組件36也可用形成截頭圓錐狀形狀來替代形成圓筒狀。在此情況下，小徑側可指向入口22側或出口26側的任一個。在環(huán)狀部件42在入口22側形成收縮直徑的截頭圓錐狀的情況下，最好形成多個沖孔。或者，也可省略環(huán)狀部件42。
圖3為確認圖2所示的微粒子除去裝置10A所進行的微粒子除去的效果的實驗裝置的概要圖。
實驗中，從柴油發(fā)電機50通過耐熱軟管52將廢氣導至微粒子除去裝置10A的入口22側，在出口26側通過排氣管54向大氣中排放。
該實驗中使用的柴油發(fā)電機50的參數(shù)在表1中示出，煙度計56的參數(shù)由表2示出。柴油機不使用指定燃料的輕油，而是代之以比輕油更低質的A重油，產(chǎn)生較多地包含煙灰狀的微粒子的黑煙。
表1發(fā)電機的詳情制造商ヤンマ一デイ一ゼル公司

表2柴油煙度計(日產(chǎn)アルテイア公司)

此外，微粒子除去裝置10A的罩12及圓筒狀部件42的各自外徑約為100mm、98mm，外側及內(nèi)側支持板28a、28b的外徑分別為約70mm、50mm地形成，工作線圈18由大致4mm直徑的銅制的中空細管形成，在大致300mm的軸向長度上卷繞。
廢氣中的具有煙灰等的排出微粒子的濃度在排氣管54的出口部分上通過煙度計56來計測。在該實驗中，進行微粒子除去裝置10A產(chǎn)生的微粒子除去效果的確認以及感應加熱產(chǎn)生的微粒子除去裝置10A的再生效果的確認這2項。
圖4示出了微粒子除去裝置10A的微粒子除去效果。
圖4的(a)示出了沒有過濾器的情況下，廢氣的由煙度計測得的黑煙濃度(84％)，圖4的(b)簡要示出了通過微粒子除去裝置10A后的濃度(0.12％)。
表3示出了沒有設置微粒子除去裝置10A時的由煙度計56測量的結果。從該表3所示的測定結果可知，如果以未設置黑煙濃度微粒子除去裝置10A時的黑煙濃度為基準(100％)，通過微粒子除去裝置10A后的煙灰狀微粒子的降低率可實現(xiàn)約100％的高效率。在此，煙灰狀微粒子降低率由以下的關系式(1)定義。即、關系式(1)為
煙灰狀微粒子降低率(％)＝{1-(設置微粒子除去裝置10A時的黑煙濃度)/(未設置微粒子除去裝置10A時的黑煙濃度)}×100。
表3無過濾器時的黑煙濃度

此外，表4示出了感應加熱產(chǎn)生的微粒子除去裝置10A的再生效果。
在該實驗中，微粒子除去裝置10A通過感應加熱再生后，5次發(fā)動柴油機，并捕集每次發(fā)動時的煙灰狀微粒子。接著，在這些捕集后的煙灰狀微粒子通過感應加熱燃燒、使該微粒子除去裝置10A再生后，捕集再次發(fā)動柴油機時的煙灰狀微粒子的結果。此外，煙灰狀微粒子降低率根據(jù)上述關系式(1)算出。
表4設置圓筒狀過濾器時的黑煙濃度

從以上可知，具有利用感應加熱再生的過濾組件14、36的微粒子除去裝置10、10A與以往的汽車用DPF不同，在與廢氣接觸的部分上完全沒有鋼絲狀加熱器那樣的配線部分，夾層狀地支持陶瓷纖維制過濾器的支持板28通過非接觸的感應加熱用工作線圈通入高頻交流電流，可起到在短時間內(nèi)發(fā)熱至高溫的加熱源的作用。因此，微粒子除去裝置10、10A可以形成緊湊的結構，沒有加熱部件斷線的擔心，能夠在短時間內(nèi)高效率地加熱陶瓷纖維制過濾器。由此，排出微粒子在短時間內(nèi)被燃燒，能夠容易地反復進行過濾器再生，在維護上也極為有益。
在上述的各實施例的微粒子除去裝置中，盡管任何一個都使用了能夠耐受上述的燃燒溫度(約600℃)以上的高溫的陶瓷纖維過濾器30，但可知并不局限于此，也可使用其它的捕集部件或捕集裝置，只要在上述那樣的在可由感應加熱的支持板28、28a、28b直接加熱的狀態(tài)下能夠捕集微粒子的裝置即可。例如，通過將支持板28、28a、28b的孔徑形成為例如10μm左右，可以在由該支持板28、28a、28b直接捕集加熱之前，將這些捕集到的微粒子支持或保持。在此情況下，僅1個支持板即可形成捕集裝置或過濾組件14、36。
此外，也可使作為捕集部件的過濾器本身發(fā)熱。
圖5A及圖5B以省略罩體12及工作線圈18的狀態(tài)示出了可使過濾器本身發(fā)熱的過濾組件58。該過濾組件58具有沿形成了多個沖孔的圓筒狀的支持板28c的外周安裝有將金屬纖維燒結而形成的燒結無紡布制過濾器60的圓筒狀結構。該過濾組件58還具有從支持板28c的一端側延伸的圓筒狀的延長部62、從該延長部的前端向半徑方向外側伸出的凸緣74，支持板28c的另一端側被封閉。這些支持板28c、延長部62及凸緣74由例如不銹鋼等非磁性金屬形成。該過濾組件58能夠通過形成于凸緣64上的安裝孔66安裝在罩體12上。作用于燒結無紡布制過濾器60上的廢氣G1的壓力由支持板28c支承，在廢氣的壓力下保護該燒結無紡布制過濾器60。
在本實施例中，該燒結無紡布制過濾器60由按照來自貝卡爾特亞洲公司(Bekaert Asia)東京分公司的商品名為“BECRALY”而可得到的金屬纖維形成。該金屬纖維為含有作為平均值Cr為19.50％、Al為4.55％、Y為0.25％、基余以Fe為主要成分的磁性體，最高使用溫度為1000℃。這種將金屬纖維燒結的燒結無紡布制過濾器60通常具有60～85％的高空隙率，在低壓力損失的同時可得到高的透過流量。在將該金屬纖維的繞結品與不銹鋼粉末的燒結品比較的情況下，濾過粒度4μm時，能夠得到約14倍的水的透過流量。
這樣的金屬纖維的燒結無紡布制過濾器60能夠從廢氣中以三維方式捕獲異物，具有對于廢氣的優(yōu)良的異物捕集能力。再者，與陶瓷相比在耐熱性、機械強度方面優(yōu)良，還具有對于硫化物的耐腐蝕性。因而，適合作為承受大的振動的船舶用DPF的過濾器。
由于該過濾組件58的燒結無紡布性過濾器60由金屬纖維形成，因此在工作線圈18通過高頻電流被勵磁時，除支持板28c以外，燒結無紡布性過濾器60也被感應加熱。因此，能夠效率極高地燃燒捕集到的微粒子。
表5為將使用該過濾組件58的微粒子除去裝置與上述同樣地由圖3所示的實驗裝置進行實驗的結果。
表5粒子捕集實驗結果(初壓0.06)


從該實驗結果看，在起動次數(shù)少時，即壓力損失小時，發(fā)生微量的黑煙，但在起動次數(shù)增加時，壓力損失增大，不產(chǎn)生黑煙。這被認為是由于廢氣中的微粒子被捕捉并堆積在燒結無紡布制過濾器60中、其結果是極小的微粒子也被捕捉在燒結無紡布制過濾器60中的緣故。接著，在壓力損失達到4kPa時，向工作線圈18供給高頻電流，將過濾組件58加熱3分鐘。其結果，加熱前其表面為深黑的燒結無紡布過濾器60的表面恢復了金屬光澤。
本發(fā)明在產(chǎn)業(yè)上的可利用性在于，如上述所說明的，根據(jù)本發(fā)明的微粒子除去裝置，結構極為簡單并且控制也容易，同時捕集的廢氣中的微粒子能夠在短時間內(nèi)高效率地燃燒。因此，不僅是用于道路行駛的卡車、施工車輛及船舶等的柴油機，也不僅是排出包含可燃性粒子的微粒子，對于鍋爐及焚燒爐也能夠非常良好地使用。
權利要求
1.一種廢氣中的微粒子除去裝置，該微粒子除去裝置(10；10A)具有流通廢氣的非磁性材料制的罩體(12)；卷繞在所述罩體的外周部上的線圈(18)；可向該線圈供給高頻電流的高頻電源(20)；設置在該罩體內(nèi)、捕集廢氣中的微粒子的捕集裝置，其特征在于所述捕集裝置(14；36；58)具有加熱部件(28；28a、28b)，該加熱部件在所述線圈(18)被供給高頻電流后，通過在內(nèi)部感應出的渦流而發(fā)熱，以及通過該加熱部件中產(chǎn)生的熱，使聚積在所述捕集裝置中的微粒子燃燒。
2.按照權利要求1所述的微粒子除去裝置，其特征在于，所述捕集裝置(14；36)形成為具有能夠使從一方流入的廢氣從另一方流出的一對多孔性支持板(28；28a、28b)，以及設置于這些支持板之間的陶瓷纖維制過濾器(30)的過濾組件，該過濾組件中的至少一方的支持板形成為所述加熱部件。
3.按照權利要求2所述的微粒子除去裝置，其特征在于，所述捕集裝置(14；36)具有在圓筒狀的外側支持板(28a)內(nèi)設置有圓筒狀的內(nèi)側支持板(28b)的圓筒狀結構。
4.按照權利要求3所述的微粒子除去裝置，其特征在于，所述捕集裝置(14；36)具有設置于外側支持板(28a)的半徑方向外側的圓筒狀的輔助加熱部件(42)，該輔助加熱部件在所述線圈(28)被供給高頻電流后，與所述加熱部件(28a、28b)一起被感應加熱。
5.按照權利要求2至4中任一項所述的微粒子除去裝置，其特征在于，所述陶瓷纖維制過濾器(30)具有在基拉諾切斷狀纖維層(32)之間夾持氈狀纖維層(34)的層疊結構。
6.按照權利要求1所述的微粒子除去裝置，其特征在于，所述捕集裝置(58)被形成為具有能夠使從一方流入的廢氣從另一方流出的一對多孔性支持板(28c)，以及由這些支持板支持的燒結無紡布制過濾器(60)的過濾組件。
7.一種過濾組件，該過濾組件(14；36；58)設置于在外周部上卷繞有線圈(18)并且其中流通廢氣的非磁性材料制的罩體(12)內(nèi)，以捕集廢氣中的微粒子，其特征在于，該過濾組件具有能夠使從一方流入的廢氣從另一方流出，將捕集到的微粒子保持的多孔性支持板(28；28a、28b；28c)，該支持板在所述線圈(18)被供給高頻電流時被感應加熱，使捕集到的微粒子燃燒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠將捕集到的廢氣中的可燃性微粒子在短時間內(nèi)高效率地燃燒的、結構簡單且控制容易的微粒子除去裝置(10)。該微粒子除去裝置在流通廢氣的非磁性材料制的罩體(12)內(nèi)設置捕集廢氣中的微粒子的過濾組件(14)。通過向卷繞在罩體(12)外周部上的工作線圈(18)供給高頻電流，將設置于該過濾組件(14)上的支持板(28)感應加熱，由此時產(chǎn)生的熱量使聚積在過濾組件(14)中的微粒子燃燒。
文檔編號F01N3/02GK1732329SQ20038010747
公開日2006年2月8日 申請日期2003年12月26日 優(yōu)先權日2002年12月26日
發(fā)明者畑中義博 申請人:國立大學法人東京海洋大學