JPH07317532A - ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造Info
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- JPH07317532A JPH07317532A JP6132453A JP13245394A JPH07317532A JP H07317532 A JPH07317532 A JP H07317532A JP 6132453 A JP6132453 A JP 6132453A JP 13245394 A JP13245394 A JP 13245394A JP H07317532 A JPH07317532 A JP H07317532A
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Filtering Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 このフィルタ構造は、排気ガスを効果的に浄
化し、装置そのものをコンパクトに且つ捕集面積を大き
くした所望の形状に構成できる。 【構成】 本発明は、排気系に配置されたケース３内に
主フィルタ１、その中央にサブフィルタ２及び両者の中
間にバイパス筒体４を配置する。サブフィルタ２の排気
ガス流入側に開閉するバイパス弁７を配置し、バイパス
弁７でサブフィルタ２の流入口を開閉する。主フィルタ
１とサブフィルタ２は、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ
系の繊維とポリカルボシラン溶液とを混合したスラリー
を漉いて作製した多孔質シートを焼結して前記ポリカル
ボシランをＳｉＣに転化させたシートフィルタで作製さ
れている。金網ヒータ６は主フィルタ１の排気ガス流入
側に積層されている。
化し、装置そのものをコンパクトに且つ捕集面積を大き
くした所望の形状に構成できる。 【構成】 本発明は、排気系に配置されたケース３内に
主フィルタ１、その中央にサブフィルタ２及び両者の中
間にバイパス筒体４を配置する。サブフィルタ２の排気
ガス流入側に開閉するバイパス弁７を配置し、バイパス
弁７でサブフィルタ２の流入口を開閉する。主フィルタ
１とサブフィルタ２は、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ
系の繊維とポリカルボシラン溶液とを混合したスラリー
を漉いて作製した多孔質シートを焼結して前記ポリカル
ボシランをＳｉＣに転化させたシートフィルタで作製さ
れている。金網ヒータ６は主フィルタ１の排気ガス流入
側に積層されている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
から排出される排気ガスを浄化処理するため、排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタに関
する。
から排出される排気ガスを浄化処理するため、排気系に
組み込まれるディーゼルパティキュレートフィルタに関
する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの燃焼は、高温、高
圧空気中に燃料を噴射する、所謂、ヘトロジニアス混合
によるものである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス
混合気と異なって空気と燃料が均一に混合していないの
で、燃料中の炭素成分は、燃焼による高温熱によって
煤、ＨＣ等に変化し、それらが凝集してパテキュレート
となって外部に放出され、周囲環境を汚染することにな
る。そこで、従来、エンジンの排気ガスを処理する排気
ガス処理装置として、フィルタの面積が大きく、そのフ
ィルタの前面部にカーボンが堆積されて捕集される。そ
の堆積したカーボンを焼却するため、パティキュレート
フィルタの一部に加熱ヒータを取り付け、堆積したカー
ボンを含むパティキュレートを焼却することによりフィ
ルタを再生している。
圧空気中に燃料を噴射する、所謂、ヘトロジニアス混合
によるものである。ヘトロジニアス混合はホモジニアス
混合気と異なって空気と燃料が均一に混合していないの
で、燃料中の炭素成分は、燃焼による高温熱によって
煤、ＨＣ等に変化し、それらが凝集してパテキュレート
となって外部に放出され、周囲環境を汚染することにな
る。そこで、従来、エンジンの排気ガスを処理する排気
ガス処理装置として、フィルタの面積が大きく、そのフ
ィルタの前面部にカーボンが堆積されて捕集される。そ
の堆積したカーボンを焼却するため、パティキュレート
フィルタの一部に加熱ヒータを取り付け、堆積したカー
ボンを含むパティキュレートを焼却することによりフィ
ルタを再生している。
【０００３】従来、特開平２−２５６８１２号公報に
は、電気的に再生可能なパティキュレートトラップが開
示されている。該電気的に再生可能なパティキュレート
トラップは、ガス透過性支持体、複数のセラミックスフ
ァイバーからなる繊維層及びヒータから成り、繊維層が
ヒータと共にガス透過性支持体から半径方向に延びる空
間に配置され、該繊維層の隙間に排気ガスを流して排気
ガス中のパティキュレートをヒータの近傍に捕集し、ヒ
ータを通電することによって捕集したパティキュレート
を焼却するものである。繊維層は、１．５Ｌ／Ｍ／ｃｍ
2 未満の一様な通気率を備える織布であり、該織布が約
１１５０℃の温度で長期間安定し、糸と糸との間が糸径
の７．５倍以上を離れていないものである。また、セラ
ミックス繊維は、連続した溶融シリカ、ガラス、アルミ
ナシリカ、ジルコニアシリカ、アルミナクロミア、チタ
ニア、黒鉛、炭化ケイ素、アルミナボリアシリカから選
定されたものである。更に、セラミックス繊維は、ガス
透過性支持体又はヒータ上に直接に編組又は巻き付けら
れている。
は、電気的に再生可能なパティキュレートトラップが開
示されている。該電気的に再生可能なパティキュレート
トラップは、ガス透過性支持体、複数のセラミックスフ
ァイバーからなる繊維層及びヒータから成り、繊維層が
ヒータと共にガス透過性支持体から半径方向に延びる空
間に配置され、該繊維層の隙間に排気ガスを流して排気
ガス中のパティキュレートをヒータの近傍に捕集し、ヒ
ータを通電することによって捕集したパティキュレート
を焼却するものである。繊維層は、１．５Ｌ／Ｍ／ｃｍ
2 未満の一様な通気率を備える織布であり、該織布が約
１１５０℃の温度で長期間安定し、糸と糸との間が糸径
の７．５倍以上を離れていないものである。また、セラ
ミックス繊維は、連続した溶融シリカ、ガラス、アルミ
ナシリカ、ジルコニアシリカ、アルミナクロミア、チタ
ニア、黒鉛、炭化ケイ素、アルミナボリアシリカから選
定されたものである。更に、セラミックス繊維は、ガス
透過性支持体又はヒータ上に直接に編組又は巻き付けら
れている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ディーゼル
パティキュレートフィルタは、車両等に搭載するため、
できるだけコンパクトに構成し且つカーボン、煤、ＨＣ
等のパティキュレートの捕集が効率的になるように製造
することは必要である。一般に、パティキュレートはデ
ィーゼルエンジンに含まれるカーボンと炭化水素の合成
物であり、その大きさは、数μｍから数十μｍまで分散
している。該パティキュレートは、酸素と反応して容易
に燃焼するが、燃焼には高温度が必要であり、排気ガス
温度のみでは完全に燃焼することができない。従来の再
生可能なディーゼルパティキュレートフィルタは、同じ
サイズのフィルタを排気ガス流れに二個並列に配置し、
一方のフィルタがパティキュレートの捕集によって詰ま
ると、他方のフィルタに排気ガスを流し、詰まった方の
フィルタにパティキュレートの焼却に必要な空気を送り
込んでフィルタを加熱し、捕集されたパティキュレート
を焼却してフィルタを再生している。従来の再生可能な
ディーゼルパティキュレートフィルタは、パティキュレ
ート、スモークを除去する装置が従来から多く開発され
ているが、いずれも構造が複雑であり、機能が煩雑であ
る等の欠点があり、実用に供し得ないのが現状である。
例えば、再生可能なディーゼルパティキュレートフィル
タでは、パティキュレートをフィルタで捕集し、パティ
キュレートがフィルタに堆積した時、着火用グロープラ
グ又はヒータによって加熱してパティキュレートを焼却
させている。
パティキュレートフィルタは、車両等に搭載するため、
できるだけコンパクトに構成し且つカーボン、煤、ＨＣ
等のパティキュレートの捕集が効率的になるように製造
することは必要である。一般に、パティキュレートはデ
ィーゼルエンジンに含まれるカーボンと炭化水素の合成
物であり、その大きさは、数μｍから数十μｍまで分散
している。該パティキュレートは、酸素と反応して容易
に燃焼するが、燃焼には高温度が必要であり、排気ガス
温度のみでは完全に燃焼することができない。従来の再
生可能なディーゼルパティキュレートフィルタは、同じ
サイズのフィルタを排気ガス流れに二個並列に配置し、
一方のフィルタがパティキュレートの捕集によって詰ま
ると、他方のフィルタに排気ガスを流し、詰まった方の
フィルタにパティキュレートの焼却に必要な空気を送り
込んでフィルタを加熱し、捕集されたパティキュレート
を焼却してフィルタを再生している。従来の再生可能な
ディーゼルパティキュレートフィルタは、パティキュレ
ート、スモークを除去する装置が従来から多く開発され
ているが、いずれも構造が複雑であり、機能が煩雑であ
る等の欠点があり、実用に供し得ないのが現状である。
例えば、再生可能なディーゼルパティキュレートフィル
タでは、パティキュレートをフィルタで捕集し、パティ
キュレートがフィルタに堆積した時、着火用グロープラ
グ又はヒータによって加熱してパティキュレートを焼却
させている。
【０００５】この発明の目的は、上記の課題を解決する
ことであり、セラミック繊維を紙状のシートに漉いて作
製したシートフィルタに金網ヒータを内蔵又は積層し、
軽量で且つコンパクトな構造に構成したフィルタ構造を
提供することである。更に、上記フィルタ構造をディー
ゼルエンジンの燃焼ガス中に含まれているカーボン、
煤、ＨＣ等のパティキュレートを捕集するディーゼルパ
ティキュレートフィルタに適用するため、上記シートフ
ィルタで主フィルタとサブフィルタとを作製し、主フィ
ルタの加熱再生時に排気ガスを流すサブフィルタを主フ
ィルタの中央に設け、主フィルタとサブフィルタとの空
気通過抵抗をバランスさせて予め設定することによっ
て、サブフィルタのみに開閉弁を設けると共に、再生の
ために金網ヒータを主フィルタにのみ設けたディーゼル
パティキュレートフィルタを提供することである。
ことであり、セラミック繊維を紙状のシートに漉いて作
製したシートフィルタに金網ヒータを内蔵又は積層し、
軽量で且つコンパクトな構造に構成したフィルタ構造を
提供することである。更に、上記フィルタ構造をディー
ゼルエンジンの燃焼ガス中に含まれているカーボン、
煤、ＨＣ等のパティキュレートを捕集するディーゼルパ
ティキュレートフィルタに適用するため、上記シートフ
ィルタで主フィルタとサブフィルタとを作製し、主フィ
ルタの加熱再生時に排気ガスを流すサブフィルタを主フ
ィルタの中央に設け、主フィルタとサブフィルタとの空
気通過抵抗をバランスさせて予め設定することによっ
て、サブフィルタのみに開閉弁を設けると共に、再生の
ために金網ヒータを主フィルタにのみ設けたディーゼル
パティキュレートフィルタを提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の目的
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ディーゼルエンジンの排気系に組み込まれ
たケース内に配置されたフィルタと該フィルタを加熱す
るための網状ヒータを有し、前記フィルタによって排気
ガスに含まれるパティキュレートを捕集し、捕集された
パティキュレートを前記網状ヒータの通電によって加熱
焼却するディーゼルパティキュレートフィルタにおい
て、セラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊
維間を液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該
フィルタの全面に密着配設した網状導電体とから構成し
たことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィル
タにおけるフィルタ構造に関する。また、前記フィルタ
は、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカル
ボシラン溶液、ポリチタノカルボシラン溶液及びポリシ
ランスチレン、ポリシラン、ポリシラザン溶液から選択
された溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した多孔
質シートをＡｒ又は真空中で焼結して前記溶液をＳｉＣ
又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ、
及び前記シートフィルタに積層されて密着係止した導電
性耐熱金属から作製されている網状ヒータから構成され
ているものである。
を達成するために、次のように構成されている。即ち、
この発明は、ディーゼルエンジンの排気系に組み込まれ
たケース内に配置されたフィルタと該フィルタを加熱す
るための網状ヒータを有し、前記フィルタによって排気
ガスに含まれるパティキュレートを捕集し、捕集された
パティキュレートを前記網状ヒータの通電によって加熱
焼却するディーゼルパティキュレートフィルタにおい
て、セラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊
維間を液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該
フィルタの全面に密着配設した網状導電体とから構成し
たことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィル
タにおけるフィルタ構造に関する。また、前記フィルタ
は、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカル
ボシラン溶液、ポリチタノカルボシラン溶液及びポリシ
ランスチレン、ポリシラン、ポリシラザン溶液から選択
された溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した多孔
質シートをＡｒ又は真空中で焼結して前記溶液をＳｉＣ
又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフィルタ、
及び前記シートフィルタに積層されて密着係止した導電
性耐熱金属から作製されている網状ヒータから構成され
ているものである。
【０００７】また、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の
繊維はその長繊維が２〜１０ｍｍに切断されたものであ
るか又は気相法で作製されたウィスカーから構成されて
いる。また、前記フィルタは、Ｓｉ3 Ｎ4 の長繊維とポ
リシラザン、ポリカルボシラン、ペリヒドロポリシラザ
ン溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートを
ＮＨ3 ガス中で焼結して複合化することによって多孔質
セラミックスシートを作製したものである。或いは、前
記フィルタは、ムライトＡｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 又はＡｌ2
Ｏ3 を用いる場合には、溶液としてポリアルミノキサン
溶液を用いてスラリーを作製し、該スラリーをシートに
漉いたものである。
繊維はその長繊維が２〜１０ｍｍに切断されたものであ
るか又は気相法で作製されたウィスカーから構成されて
いる。また、前記フィルタは、Ｓｉ3 Ｎ4 の長繊維とポ
リシラザン、ポリカルボシラン、ペリヒドロポリシラザ
ン溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートを
ＮＨ3 ガス中で焼結して複合化することによって多孔質
セラミックスシートを作製したものである。或いは、前
記フィルタは、ムライトＡｌ6 Ｓｉ2 Ｏ1 3 又はＡｌ2
Ｏ3 を用いる場合には、溶液としてポリアルミノキサン
溶液を用いてスラリーを作製し、該スラリーをシートに
漉いたものである。
【０００８】また、前記網状ヒータは、前記シートフィ
ルタの間に積層され、排気ガス流れの下流側に配置され
た前記シートフィルタは上流側に配置された前記シート
フィルタより繊維間が密目に構成されているものであ
る。また、前記網状ヒータは、目の細かい金網を用いて
炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したものであ
る。
ルタの間に積層され、排気ガス流れの下流側に配置され
た前記シートフィルタは上流側に配置された前記シート
フィルタより繊維間が密目に構成されているものであ
る。また、前記網状ヒータは、目の細かい金網を用いて
炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したものであ
る。
【０００９】更に、このフィルタ構造は、前記ケース内
に配置された前記シートフィルタから成る主フィルタ、
該主フィルタの排気ガス流入側に配置された網状ヒー
タ、前記主フィルタの中央部に配設されたバイパス筒体
内で前記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置
された前記シートフィルタから成るサブフィルタ、該サ
ブフィルタの排気ガス流入上流側に配置された前記バイ
パス筒体を開閉するバイパス弁、及び該バイパス弁を開
閉作動するアクチュエータを有し、前記サブフィルタの
空気通過抵抗は前記主フィルタの空気通過抵抗に比較し
て小さく設定されているディーゼルパティキュレートフ
ィルタに適用できるものである。
に配置された前記シートフィルタから成る主フィルタ、
該主フィルタの排気ガス流入側に配置された網状ヒー
タ、前記主フィルタの中央部に配設されたバイパス筒体
内で前記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置
された前記シートフィルタから成るサブフィルタ、該サ
ブフィルタの排気ガス流入上流側に配置された前記バイ
パス筒体を開閉するバイパス弁、及び該バイパス弁を開
閉作動するアクチュエータを有し、前記サブフィルタの
空気通過抵抗は前記主フィルタの空気通過抵抗に比較し
て小さく設定されているディーゼルパティキュレートフ
ィルタに適用できるものである。
【００１０】また、前記主フィルタは、前記シートフィ
ルタを順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され、前記サ
ブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並
列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成さ
れているものである。或いは、前記主フィルタは排気ガ
ス流れに並列に積層された前記シートフィルタから筒状
に形成され、前記サブフィルタは前記主フィルタの内部
で排気ガス流れに並列に配置され且つ前記シートフィル
タから筒状に形成されているものである。
ルタを順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され、前記サ
ブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並
列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成さ
れているものである。或いは、前記主フィルタは排気ガ
ス流れに並列に積層された前記シートフィルタから筒状
に形成され、前記サブフィルタは前記主フィルタの内部
で排気ガス流れに並列に配置され且つ前記シートフィル
タから筒状に形成されているものである。
【００１１】
【作用】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ構造は、上記のように構成され
ており、次のように作用する。即ち、このディーゼルパ
ティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造は、セラ
ミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を液
状セラミックス原料で接合したフィルタと、該フィルタ
の全面に密着配設した網状導電体とから構成したもので
あり、具体的には、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の
長繊維をポリカルボシラン溶液、ポリチタノカルボシラ
ン溶液及びポリシランスチレン、ポリシラン、ポリシラ
ザン溶液から選択された溶液で混合したスラリーを漉い
て作製した多孔質シートを焼結して前記溶液をＳｉＣ又
はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシート状フィルタ本
体、及び該フィルタ本体に積層された導電性金属から作
製した金網ヒータから構成したので、フィルタそのもの
を紙状の薄いシートとして作製でき、軽量であり、所望
のフィルタ形状に構成でき、フィルタをコンパクトに形
成できる。また、前記フィルタ本体の粗密は、例えば、
使用するセラミック繊維の線径を変更することによって
容易に構成することができる。
ィルタにおけるフィルタ構造は、上記のように構成され
ており、次のように作用する。即ち、このディーゼルパ
ティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造は、セラ
ミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を液
状セラミックス原料で接合したフィルタと、該フィルタ
の全面に密着配設した網状導電体とから構成したもので
あり、具体的には、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の
長繊維をポリカルボシラン溶液、ポリチタノカルボシラ
ン溶液及びポリシランスチレン、ポリシラン、ポリシラ
ザン溶液から選択された溶液で混合したスラリーを漉い
て作製した多孔質シートを焼結して前記溶液をＳｉＣ又
はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシート状フィルタ本
体、及び該フィルタ本体に積層された導電性金属から作
製した金網ヒータから構成したので、フィルタそのもの
を紙状の薄いシートとして作製でき、軽量であり、所望
のフィルタ形状に構成でき、フィルタをコンパクトに形
成できる。また、前記フィルタ本体の粗密は、例えば、
使用するセラミック繊維の線径を変更することによって
容易に構成することができる。
【００１２】また、このフィルタ構造は、主フィルタと
サブフィルタとを上記フィルタ本体で作製し、主フィル
タをディーゼルエンジンの排気系に配置されたケース内
に配置し、主フィルタの排気ガス流入側の面に金網ヒー
タを配置し、前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を
介在して前記主フィルタに並列にサブフィルタを配置
し、該サブフィルタの排気ガス流入側にバイパス弁を配
置し、前記サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィル
タの空気通過抵抗に比較して小さく設定したので、主フ
ィルタの入口に切換弁を設ける必要なく、サブフィルタ
にヒータを設置する必要がなく、また主フィルタの再生
時に主フィルタに空気を送り込むポンプを設ける必要も
なく、全体をコンパクトな構造に構成できる。
サブフィルタとを上記フィルタ本体で作製し、主フィル
タをディーゼルエンジンの排気系に配置されたケース内
に配置し、主フィルタの排気ガス流入側の面に金網ヒー
タを配置し、前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を
介在して前記主フィルタに並列にサブフィルタを配置
し、該サブフィルタの排気ガス流入側にバイパス弁を配
置し、前記サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィル
タの空気通過抵抗に比較して小さく設定したので、主フ
ィルタの入口に切換弁を設ける必要なく、サブフィルタ
にヒータを設置する必要がなく、また主フィルタの再生
時に主フィルタに空気を送り込むポンプを設ける必要も
なく、全体をコンパクトな構造に構成できる。
【００１３】即ち、ディーゼルエンジンでは、供給され
る空気は燃料に対して過剰に設定されているので、全負
荷時でもディーゼルエンジンから排気される排気ガス中
には２０％程度の空気が含まれている。そこで、主フィ
ルタを再生する時に、主フィルタに少量の排気ガスを流
せば、主フィルタに捕集されているパティキュレートを
燃焼させるＯ2 を供給できることになる。従って、前記
サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィルタの空気通
過抵抗に比較して小さく設定しておけば、バイパス弁を
開放した時に、サブフィルタには多量の排気ガスが流れ
るが、パティキュレートを捕集している主フィルタにも
少量の排気ガスが流れることになり、主フィルタのパテ
ィキュレートの焼却に必要なＯ2 を供給することができ
る。しかも、主フィルタの再生時には主フィルタへは少
量の排気ガスであり、主フィルタへは過度の排気ガスが
流れることがなく、排気ガスによって冷却されてパティ
キュレートの焼却が悪化することはない。
る空気は燃料に対して過剰に設定されているので、全負
荷時でもディーゼルエンジンから排気される排気ガス中
には２０％程度の空気が含まれている。そこで、主フィ
ルタを再生する時に、主フィルタに少量の排気ガスを流
せば、主フィルタに捕集されているパティキュレートを
燃焼させるＯ2 を供給できることになる。従って、前記
サブフィルタの空気通過抵抗を前記主フィルタの空気通
過抵抗に比較して小さく設定しておけば、バイパス弁を
開放した時に、サブフィルタには多量の排気ガスが流れ
るが、パティキュレートを捕集している主フィルタにも
少量の排気ガスが流れることになり、主フィルタのパテ
ィキュレートの焼却に必要なＯ2 を供給することができ
る。しかも、主フィルタの再生時には主フィルタへは少
量の排気ガスであり、主フィルタへは過度の排気ガスが
流れることがなく、排気ガスによって冷却されてパティ
キュレートの焼却が悪化することはない。
【００１４】また、バイパス弁を閉鎖して主フィルタに
排気ガスを流す場合には、バイパス弁から漏洩する排気
ガスがサブフィルタを流れ、主フィルタの再生時にサブ
フィルタで捕集したパティキュレートは同様にサブフィ
ルタに供給され、しかもサブフィルタは主フィルタの内
部に配置されているので、主フィルタから受熱して冷却
されることなく、サブフィルタに捕集されているパティ
キュレートは排気ガスに含まれるＯ2 で焼却される。
排気ガスを流す場合には、バイパス弁から漏洩する排気
ガスがサブフィルタを流れ、主フィルタの再生時にサブ
フィルタで捕集したパティキュレートは同様にサブフィ
ルタに供給され、しかもサブフィルタは主フィルタの内
部に配置されているので、主フィルタから受熱して冷却
されることなく、サブフィルタに捕集されているパティ
キュレートは排気ガスに含まれるＯ2 で焼却される。
【００１５】
【実施例】以下、図面を参照して、この発明によるディ
ーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造
の実施例を説明する。図１はこの発明によるディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造の作製
工程を示す説明図、図２は図１のフィルタ構造の一例を
示す斜視図、及び図３は図１のフィルタ構造の別の例を
示す斜視図である。
ーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造
の実施例を説明する。図１はこの発明によるディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造の作製
工程を示す説明図、図２は図１のフィルタ構造の一例を
示す斜視図、及び図３は図１のフィルタ構造の別の例を
示す斜視図である。
【００１６】このディーゼルパティキュレートフィルタ
におけるフィルタ構造において、フィルタ材として、セ
ラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を
液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該フィル
タの全面に密着配設した網状導電体とから構成したもの
であり、具体的には、前記フィルタは、ＳｉＣ又はＳｉ
−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液、ポリ
チタノカルボシラン溶液及びポリシランスチレン、ポリ
シラン、ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合
したスラリーを漉いて作製した多孔質シートを焼結して
前記溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させた
シートフィルタ、及び前記シートフィルタに積層されて
密着係止した導電性耐熱金属から作製されている金網ヒ
ータから構成されている。このフィルタ構造は、上記の
ように作製したシートフィルタに、耐熱性、耐酸化性の
導電性金属から作製した金網ヒータを積層してフィルタ
を作製したものである。
におけるフィルタ構造において、フィルタ材として、セ
ラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊維間を
液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該フィル
タの全面に密着配設した網状導電体とから構成したもの
であり、具体的には、前記フィルタは、ＳｉＣ又はＳｉ
−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液、ポリ
チタノカルボシラン溶液及びポリシランスチレン、ポリ
シラン、ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合
したスラリーを漉いて作製した多孔質シートを焼結して
前記溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させた
シートフィルタ、及び前記シートフィルタに積層されて
密着係止した導電性耐熱金属から作製されている金網ヒ
ータから構成されている。このフィルタ構造は、上記の
ように作製したシートフィルタに、耐熱性、耐酸化性の
導電性金属から作製した金網ヒータを積層してフィルタ
を作製したものである。
【００１７】このフィルタ構造は、例えば、図１に示す
ような工程によって作製することができる。まず、Ｓｉ
Ｃ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の不織布の繊維４１とポリ
カルボシラン又は溶融セラミックス４２とを容器４０に
投入し（ステップ３０）、両者を混合してスラリー４３
を作製する。次いで、金網４４を敷いた上にスラリー４
３を流してシート状に漉き、シート状固化物４５にす
る。この時、シート状固化物４５において、不織布の繊
維４１と繊維４１との交点にポリカルボシラン又はポリ
チタノカルボシランが付着し、不織布の繊維４１がポリ
カルボシラン４２で固着されたシート状固化物１Ａの状
態になる（ステップ３１）。シート状固化物４５を乾燥
させ、乾燥したＳｉＣ系繊維シート４６のシート状成形
体１Ｂを作製する（ステップ３２）。次いで、シート状
成形体１Ｂを１４００℃で焼成してシートフィルタ４７
を作製する（ステップ３３）。この時、ポリカルボシラ
ン４２をＡｒ又は真空中で焼成することによりポリカル
ボシラン４２はＳｉＣに転化し、繊維シートを多孔質シ
ート状のシートフィルタ４７に構成する。また、シート
フィルタ４７では、金網４４が埋め込まれた状態であ
り、シートフィルタ４７がディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込まれた時に、金網４４が後述の金網ヒ
ータ６として機能するようになる。この時、場合によっ
ては、金網ヒータ６は、目の細かい金網を用いて炭化ケ
イ素繊維を漉いて形成することもできる。勿論、金網４
４を敷かないで、シートフィルタ４７を形成することも
でき、その後、金網４４とシートフィルタ４７とを係止
して固定することもできる。
ような工程によって作製することができる。まず、Ｓｉ
Ｃ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の不織布の繊維４１とポリ
カルボシラン又は溶融セラミックス４２とを容器４０に
投入し（ステップ３０）、両者を混合してスラリー４３
を作製する。次いで、金網４４を敷いた上にスラリー４
３を流してシート状に漉き、シート状固化物４５にす
る。この時、シート状固化物４５において、不織布の繊
維４１と繊維４１との交点にポリカルボシラン又はポリ
チタノカルボシランが付着し、不織布の繊維４１がポリ
カルボシラン４２で固着されたシート状固化物１Ａの状
態になる（ステップ３１）。シート状固化物４５を乾燥
させ、乾燥したＳｉＣ系繊維シート４６のシート状成形
体１Ｂを作製する（ステップ３２）。次いで、シート状
成形体１Ｂを１４００℃で焼成してシートフィルタ４７
を作製する（ステップ３３）。この時、ポリカルボシラ
ン４２をＡｒ又は真空中で焼成することによりポリカル
ボシラン４２はＳｉＣに転化し、繊維シートを多孔質シ
ート状のシートフィルタ４７に構成する。また、シート
フィルタ４７では、金網４４が埋め込まれた状態であ
り、シートフィルタ４７がディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込まれた時に、金網４４が後述の金網ヒ
ータ６として機能するようになる。この時、場合によっ
ては、金網ヒータ６は、目の細かい金網を用いて炭化ケ
イ素繊維を漉いて形成することもできる。勿論、金網４
４を敷かないで、シートフィルタ４７を形成することも
でき、その後、金網４４とシートフィルタ４７とを係止
して固定することもできる。
【００１８】このフィルタ構造では、シートフィルタ４
７がディーゼルパティキュレートフィルタに組み込まれ
た時に、金網ヒータ６はシートフィルタ４７の排気ガス
流れの上流側に配置されることが再生に当たって好まし
いものである。また、金網ヒータ６の両側にシートフィ
ルタ４７が積層され、排気ガス流れの下流側に配置され
たシートフィルタ４７は上流側に配置されたシートフィ
ルタ４７より繊維間が密目に構成することもできるもの
である。金網ヒータ６は、シートフィルタ４７に金属線
等の固着具を使用して係止して固定してもよく、シート
フィルタ４７に挟み込んで固定してもよい。金網ヒータ
６をシートフィルタ４７の間に積層した場合には、排気
ガス流れの下流側に配置されたシートフィルタ４７を上
流側に配置されたシートフィルタ４７より繊維間が密目
に構成することが、排気ガス中に含まれるカーボン、す
す、スモーク等のパティキュレートを効率的に捕集する
ことができる。シートフィルタ４７を粗密な構造に構成
するには、例えば、シートフィルタ４７を作製するセラ
ミックス繊維の線径を変更することによって、シートフ
ィルタ４７の目を粗の目に構成したり、密目に構成する
ことができる。
７がディーゼルパティキュレートフィルタに組み込まれ
た時に、金網ヒータ６はシートフィルタ４７の排気ガス
流れの上流側に配置されることが再生に当たって好まし
いものである。また、金網ヒータ６の両側にシートフィ
ルタ４７が積層され、排気ガス流れの下流側に配置され
たシートフィルタ４７は上流側に配置されたシートフィ
ルタ４７より繊維間が密目に構成することもできるもの
である。金網ヒータ６は、シートフィルタ４７に金属線
等の固着具を使用して係止して固定してもよく、シート
フィルタ４７に挟み込んで固定してもよい。金網ヒータ
６をシートフィルタ４７の間に積層した場合には、排気
ガス流れの下流側に配置されたシートフィルタ４７を上
流側に配置されたシートフィルタ４７より繊維間が密目
に構成することが、排気ガス中に含まれるカーボン、す
す、スモーク等のパティキュレートを効率的に捕集する
ことができる。シートフィルタ４７を粗密な構造に構成
するには、例えば、シートフィルタ４７を作製するセラ
ミックス繊維の線径を変更することによって、シートフ
ィルタ４７の目を粗の目に構成したり、密目に構成する
ことができる。
【００１９】このフィルタ構造は、ディーゼルエンジン
の排気系に配置され、排気ガス中に含まれるカーボン、
すす、スモーク等のパティキュレートを捕集し、捕集さ
れたパティキュレートを加熱焼却できるディーゼルパテ
ィキュレートフィルタに適用できるものである。図２に
は、ディーゼルパティキュレートフィルタに組み込むこ
とができるシートフィルタの一実施例を示している。こ
の実施例のシートフィルタ４７は、後述の主フィルタ１
として利用できるフィルタ２６を構成している。フィル
タ２６は、半径方向に予め定められた長さで順次折り曲
げられて襞状に形成され、その襞形状が筒状に形成され
ている。図２では、金網ヒータ６についてはフィルタ２
６の端部の一部領域のみに作図しているが、該端部の全
面から金網ヒータ６を突出させて金網端子を構成できる
ものである。
の排気系に配置され、排気ガス中に含まれるカーボン、
すす、スモーク等のパティキュレートを捕集し、捕集さ
れたパティキュレートを加熱焼却できるディーゼルパテ
ィキュレートフィルタに適用できるものである。図２に
は、ディーゼルパティキュレートフィルタに組み込むこ
とができるシートフィルタの一実施例を示している。こ
の実施例のシートフィルタ４７は、後述の主フィルタ１
として利用できるフィルタ２６を構成している。フィル
タ２６は、半径方向に予め定められた長さで順次折り曲
げられて襞状に形成され、その襞形状が筒状に形成され
ている。図２では、金網ヒータ６についてはフィルタ２
６の端部の一部領域のみに作図しているが、該端部の全
面から金網ヒータ６を突出させて金網端子を構成できる
ものである。
【００２０】或いは、ディーゼルパティキュレートフィ
ルタに組み込むため、図３に示すような形状に形成する
こともできる。図３には、ディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込むことができるシートフィルタの別の
実施例を示している。この実施例のシートフィルタ４７
は、排気ガス流れ方向に長手方向に金網ヒータ６と並列
の積層して配置された筒状に形成されているフィルタ２
７であり、後述の主フィルタ２５として利用できるもの
である。また、図示していないが、フィルタ２７は、金
網ヒータを積層しない構造に形成することもでき、金網
ヒータを備えていないフィルタは後述のサブフィルタ２
として適用できるものである。
ルタに組み込むため、図３に示すような形状に形成する
こともできる。図３には、ディーゼルパティキュレート
フィルタに組み込むことができるシートフィルタの別の
実施例を示している。この実施例のシートフィルタ４７
は、排気ガス流れ方向に長手方向に金網ヒータ６と並列
の積層して配置された筒状に形成されているフィルタ２
７であり、後述の主フィルタ２５として利用できるもの
である。また、図示していないが、フィルタ２７は、金
網ヒータを積層しない構造に形成することもでき、金網
ヒータを備えていないフィルタは後述のサブフィルタ２
として適用できるものである。
【００２１】図４及び図５を参照して、このフィルタ構
造を適用したディーゼルパティキュレートフィルタの一
実施例を説明する。このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、図２に示すシートフィルタ４７を主フィル
タ１として適用し、また、金網ヒータを備えていない筒
状シートフィルタをサブフィルタ２として適用してい
る。ディーゼルエンジンの排気管（図示せず）にフラン
ジ２３を介して連結されるケース３を有している。ケー
ス３内には、パティキュレートを捕集できる主フィルタ
１とサブフィルタ２とが排気ガス流れ方向にバイパス筒
体４によって分離され、排気ガス流れに並列に入口１５
から出口１６に延びるように配置されている。また、ケ
ース３と主フィルタ１との間には、主フィルタ１からケ
ース３を通じて外部に放熱するのを防止するため遮熱材
５が配置されている。
造を適用したディーゼルパティキュレートフィルタの一
実施例を説明する。このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、図２に示すシートフィルタ４７を主フィル
タ１として適用し、また、金網ヒータを備えていない筒
状シートフィルタをサブフィルタ２として適用してい
る。ディーゼルエンジンの排気管（図示せず）にフラン
ジ２３を介して連結されるケース３を有している。ケー
ス３内には、パティキュレートを捕集できる主フィルタ
１とサブフィルタ２とが排気ガス流れ方向にバイパス筒
体４によって分離され、排気ガス流れに並列に入口１５
から出口１６に延びるように配置されている。また、ケ
ース３と主フィルタ１との間には、主フィルタ１からケ
ース３を通じて外部に放熱するのを防止するため遮熱材
５が配置されている。
【００２２】この実施例では、主フィルタ１は、排気ガ
ス通路２２に配置され、排気ガス入口１５側の主フィル
タ１の外周端部は遮蔽プレート２８で閉鎖され、排気ガ
ス出口１６側の主フィルタ１の端面はプレート状シート
フィルタ２４で閉鎖されている。プレート状シートフィ
ルタ２４はシートフィルタ４７で作製できるものであ
る。主フィルタ１の内側には、主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との排気ガス流れを遮断する遮蔽用バイパス筒体
４が配置され、バイパス筒体４の内側にサブフィルタ２
が配置されている。主フィルタ１及びバイパス筒体４
は、複数本の支柱１８によってケース３に支持固定され
ており、サブフィルタ２はバイパス筒体４に複数本の支
柱１７によって支持固定されている。また、主フィルタ
１の中央部にバイパス筒体４を介在して主フィルタ１に
対して排気ガス流れに並列にサブフィルタ２が配置され
ている。
ス通路２２に配置され、排気ガス入口１５側の主フィル
タ１の外周端部は遮蔽プレート２８で閉鎖され、排気ガ
ス出口１６側の主フィルタ１の端面はプレート状シート
フィルタ２４で閉鎖されている。プレート状シートフィ
ルタ２４はシートフィルタ４７で作製できるものであ
る。主フィルタ１の内側には、主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との排気ガス流れを遮断する遮蔽用バイパス筒体
４が配置され、バイパス筒体４の内側にサブフィルタ２
が配置されている。主フィルタ１及びバイパス筒体４
は、複数本の支柱１８によってケース３に支持固定され
ており、サブフィルタ２はバイパス筒体４に複数本の支
柱１７によって支持固定されている。また、主フィルタ
１の中央部にバイパス筒体４を介在して主フィルタ１に
対して排気ガス流れに並列にサブフィルタ２が配置され
ている。
【００２３】更に、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタは、主フィルタ１の表面に金網ヒータ６が配置さ
れている。金網ヒータ６は、主フィルタ１に捕集された
パティキュレートを加熱燃焼させるために、コントロー
ラ１０の指令で通電制御されるように構成されている。
金網ヒータ６は、排気ガス通路２２の主フィルタ１の流
入側の全面にわたって延びており、電極端子９を通じて
コントローラ１０に接続されている。金網ヒータ６は、
Ｎｉ系金属で作製することが好ましく、主フィルタ１の
表面に対して均一に加熱することができるように構成さ
れている。
ィルタは、主フィルタ１の表面に金網ヒータ６が配置さ
れている。金網ヒータ６は、主フィルタ１に捕集された
パティキュレートを加熱燃焼させるために、コントロー
ラ１０の指令で通電制御されるように構成されている。
金網ヒータ６は、排気ガス通路２２の主フィルタ１の流
入側の全面にわたって延びており、電極端子９を通じて
コントローラ１０に接続されている。金網ヒータ６は、
Ｎｉ系金属で作製することが好ましく、主フィルタ１の
表面に対して均一に加熱することができるように構成さ
れている。
【００２４】また、サブフィルタ２の排気ガス流入側に
はサブフィルタ２の流入口を開閉するバイパス弁７が配
置されている。バイパス弁７は、コントローラ１０の指
令で駆動されるアクチュエータ８によって開閉作動され
るものである。バイパス弁７には、サブフィルタ２の再
生のため、僅かな排気ガスが漏洩する通孔を形成しても
よく、また、バイパス弁７自体を漏洩するようにバイパ
ス通路２１に配設してもよい。
はサブフィルタ２の流入口を開閉するバイパス弁７が配
置されている。バイパス弁７は、コントローラ１０の指
令で駆動されるアクチュエータ８によって開閉作動され
るものである。バイパス弁７には、サブフィルタ２の再
生のため、僅かな排気ガスが漏洩する通孔を形成しても
よく、また、バイパス弁７自体を漏洩するようにバイパ
ス通路２１に配設してもよい。
【００２５】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおいて、ケース３の排気ガス入口１５には排気
ガス圧を検出する排気ガス圧センサー１４が設けられて
おり、排気ガス圧センサー１４によって検出された排気
ガス圧の情報はコントローラ１０に入力されるように構
成されている。更に、コントローラ１０にはエンジン作
動状態、即ち、エンジン回転数を検出する回転センサー
１１、エンジン負荷を検出する負荷センサー１２及び排
気ガス温度を検出する温度センサー１３が設けられてい
る。コントローラ１０は、エンジン作動状態のこれらの
検出信号を受けて、エンジン作動状態に対応して予め決
定されている排気ガス圧の検出値に対応するパティキュ
レートの捕集状態を判断し、バイパス弁７の開放タイミ
ング即ち主フィルタ１の再生タイミングを制御するよう
に構成されている。
ィルタにおいて、ケース３の排気ガス入口１５には排気
ガス圧を検出する排気ガス圧センサー１４が設けられて
おり、排気ガス圧センサー１４によって検出された排気
ガス圧の情報はコントローラ１０に入力されるように構
成されている。更に、コントローラ１０にはエンジン作
動状態、即ち、エンジン回転数を検出する回転センサー
１１、エンジン負荷を検出する負荷センサー１２及び排
気ガス温度を検出する温度センサー１３が設けられてい
る。コントローラ１０は、エンジン作動状態のこれらの
検出信号を受けて、エンジン作動状態に対応して予め決
定されている排気ガス圧の検出値に対応するパティキュ
レートの捕集状態を判断し、バイパス弁７の開放タイミ
ング即ち主フィルタ１の再生タイミングを制御するよう
に構成されている。
【００２６】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記構成において、サブフィルタ２の空気通過抵抗
を主フィルタ１の空気通過抵抗に比較して小さく設定さ
れている。主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過
抵抗は、フィルタを構成する材質を変更することで確保
できる。例えば、サブフィルタ２を構成する繊維の線径
を主フィルタ１を構成する繊維の線径より大きくするこ
とによって達成できる。そして、主フィルタ１とサブフ
ィルタ２との空気通過抵抗値は、次のようにして設定す
ることができる。主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗は、主フィルタ１の再生のためのバイパス弁
７の開放時の主フィルタ１とサブフィルタ２とを通過す
る全排気ガス流量ＱT と、主フィルタ１の再生完了時の
主フィルタ１を通過する排気ガス流量Ｑ2 1 との比がＱ
T ／Ｑ2 1 ＞２０を満足するように設定されている。こ
の数値即ちＱT ／Ｑ2 1 ＞２０は、ディーゼルエンジン
の空気過剰率を考慮して排気ガスに含まれる約２０％の
空気量によって決定されている。
は、上記構成において、サブフィルタ２の空気通過抵抗
を主フィルタ１の空気通過抵抗に比較して小さく設定さ
れている。主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過
抵抗は、フィルタを構成する材質を変更することで確保
できる。例えば、サブフィルタ２を構成する繊維の線径
を主フィルタ１を構成する繊維の線径より大きくするこ
とによって達成できる。そして、主フィルタ１とサブフ
ィルタ２との空気通過抵抗値は、次のようにして設定す
ることができる。主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗は、主フィルタ１の再生のためのバイパス弁
７の開放時の主フィルタ１とサブフィルタ２とを通過す
る全排気ガス流量ＱT と、主フィルタ１の再生完了時の
主フィルタ１を通過する排気ガス流量Ｑ2 1 との比がＱ
T ／Ｑ2 1 ＞２０を満足するように設定されている。こ
の数値即ちＱT ／Ｑ2 1 ＞２０は、ディーゼルエンジン
の空気過剰率を考慮して排気ガスに含まれる約２０％の
空気量によって決定されている。
【００２７】このディーゼルパティキュレートフィルタ
において、主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過
抵抗値の設定を図８を参照して説明する。図８は図４の
ディーゼルパティキュレートフィルタの捕集時間Ｔに対
する主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵抗値
Ｒを示すグラフである。主フィルタ１及びサブフィルタ
２が排気ガスの濾過機能を有して排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集する場合には、主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との圧力損失は次のようになる。主フィルタ１で
パティキュレートが捕集されて捕集時間Ｔ2 の間に主フ
ィルタ１にパティキュレートが堆積し、主フィルタ１が
空気通過抵抗値Ｒ2 2 になって所定の圧力損失に達する
と、コントローラ１０の指令によってアクチュエータ８
が駆動してバイパス弁７が開放し、金網ヒータ６が通電
され、主フィルタ１が加熱されて主フィルタ１の再生状
態になる。主フィルタ１が加熱されると、主フィルタ１
に捕集されているパティキュレートが加熱され、排気ガ
ス中のＯ2 を利用してパティキュレートはＣＯ2 とＨ2
Ｏのガスに変化して焼却される。
において、主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過
抵抗値の設定を図８を参照して説明する。図８は図４の
ディーゼルパティキュレートフィルタの捕集時間Ｔに対
する主フィルタ１とサブフィルタ２との空気通過抵抗値
Ｒを示すグラフである。主フィルタ１及びサブフィルタ
２が排気ガスの濾過機能を有して排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集する場合には、主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との圧力損失は次のようになる。主フィルタ１で
パティキュレートが捕集されて捕集時間Ｔ2 の間に主フ
ィルタ１にパティキュレートが堆積し、主フィルタ１が
空気通過抵抗値Ｒ2 2 になって所定の圧力損失に達する
と、コントローラ１０の指令によってアクチュエータ８
が駆動してバイパス弁７が開放し、金網ヒータ６が通電
され、主フィルタ１が加熱されて主フィルタ１の再生状
態になる。主フィルタ１が加熱されると、主フィルタ１
に捕集されているパティキュレートが加熱され、排気ガ
ス中のＯ2 を利用してパティキュレートはＣＯ2 とＨ2
Ｏのガスに変化して焼却される。
【００２８】主フィルタ１の再生時には、最初は排気ガ
スのほとんどがサブフィルタ２を流れ、主フィルタ１に
は微量の排気ガスが流れるが、主フィルタ１の再生処理
が進行するに従って、主フィルタ１の空気通過抵抗値が
段々小さくなり、サブフィルタ２に排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されてサブフィルタ２の空気通過抵抗
値が段々大きくなる。それ故に、主フィルタ１の再生処
理の進行につれて主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗のバランスによって主フィルタ１側へ排気ガ
スが流れるようになる。この場合、主フィルタ１の再生
時には、主フィルタ１側に過度な排気ガス及び空気が流
れないようにすることが重要である。
スのほとんどがサブフィルタ２を流れ、主フィルタ１に
は微量の排気ガスが流れるが、主フィルタ１の再生処理
が進行するに従って、主フィルタ１の空気通過抵抗値が
段々小さくなり、サブフィルタ２に排気ガス中のパティ
キュレートが捕集されてサブフィルタ２の空気通過抵抗
値が段々大きくなる。それ故に、主フィルタ１の再生処
理の進行につれて主フィルタ１とサブフィルタ２との空
気通過抵抗のバランスによって主フィルタ１側へ排気ガ
スが流れるようになる。この場合、主フィルタ１の再生
時には、主フィルタ１側に過度な排気ガス及び空気が流
れないようにすることが重要である。
【００２９】このディーゼルパティキュレートフィルタ
において、主フィルタ１による排気ガス中のパティキュ
レートの捕集を所定時間Ｔ2 にわたって行って、所定量
のパティキュレートが主フィルタ１に捕集され、主フィ
ルタ１にパティキュレートが堆積して詰まった状態にな
り、その時、即ち、主フィルタ１の再生を開始する時の
主フィルタ１の空気通過抵抗値をＲ2 2 とする。また、
サブフィルタ２には排気ガスが流されていないので、サ
ブフィルタ２にパティキュレートは堆積されておらず、
その時のサブフィルタ２の空気通過抵抗値をＲ1 1 とす
る。また、主フィルタ１の再生が終わった時の空気通過
抵抗をＲ2 1 とし、サブフィルタ２がパティキュレート
で詰まった場合の空気通過抵抗をＲ1 2 とする。バイパ
ス弁７が開放して主フィルタ１の再生が完了すると、フ
ィルタ全体での空気通過抵抗値をＲとすると、１／Ｒ＝
（１／Ｒ1 2 ）＋（１／Ｒ2 1 ）が成り立つので、Ｒ＝
Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2 1 ）である。従って、
差圧ΔＰに対して排気ガス流量の関数ＱT は、Ｋを係数
とすると、 ΔＰ＝Ｋ・ＱT ×〔Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2
1 ）〕で表される。また、主フィルタ１についての排気
ガス流量の関数Ｑ2 1 とし、サブフィルタ２についての
排気ガス流量の関数Ｑ1 2 とすると、 ΔＰ＝Ｋ・Ｒ1 2 ・Ｑ1 2 ＝Ｒ2 1 ・Ｑ2 1 ＱT ＝Ｑ1 2 ＋Ｑ2 1 で表される。上記の各式から、Ｑ
2 1 ／ＱT ＝Ｒ1 2 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2 1 ）となる。
において、主フィルタ１による排気ガス中のパティキュ
レートの捕集を所定時間Ｔ2 にわたって行って、所定量
のパティキュレートが主フィルタ１に捕集され、主フィ
ルタ１にパティキュレートが堆積して詰まった状態にな
り、その時、即ち、主フィルタ１の再生を開始する時の
主フィルタ１の空気通過抵抗値をＲ2 2 とする。また、
サブフィルタ２には排気ガスが流されていないので、サ
ブフィルタ２にパティキュレートは堆積されておらず、
その時のサブフィルタ２の空気通過抵抗値をＲ1 1 とす
る。また、主フィルタ１の再生が終わった時の空気通過
抵抗をＲ2 1 とし、サブフィルタ２がパティキュレート
で詰まった場合の空気通過抵抗をＲ1 2 とする。バイパ
ス弁７が開放して主フィルタ１の再生が完了すると、フ
ィルタ全体での空気通過抵抗値をＲとすると、１／Ｒ＝
（１／Ｒ1 2 ）＋（１／Ｒ2 1 ）が成り立つので、Ｒ＝
Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2 1 ）である。従って、
差圧ΔＰに対して排気ガス流量の関数ＱT は、Ｋを係数
とすると、 ΔＰ＝Ｋ・ＱT ×〔Ｒ1 2 ・Ｒ2 1 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2
1 ）〕で表される。また、主フィルタ１についての排気
ガス流量の関数Ｑ2 1 とし、サブフィルタ２についての
排気ガス流量の関数Ｑ1 2 とすると、 ΔＰ＝Ｋ・Ｒ1 2 ・Ｑ1 2 ＝Ｒ2 1 ・Ｑ2 1 ＱT ＝Ｑ1 2 ＋Ｑ2 1 で表される。上記の各式から、Ｑ
2 1 ／ＱT ＝Ｒ1 2 ／（Ｒ1 2 ＋Ｒ2 1 ）となる。
【００３０】主フィルタ１の再生が進行して主フィルタ
１に捕集されているパティキュレートが加熱焼却され、
主フィルタ１の再生が完了するが、その時の主フィルタ
１の空気通過抵抗値をＲ2 1 とする。また、その間にサ
ブフィルタ２には排気ガスが流されてサブフィルタ２が
パティキュレートを捕集時間Ｔ1 にわたって捕集してパ
ティキュレートが堆積し、その時のサブフィルタ２の空
気通過抵抗値をＲ1 2とする。また、主フィルタ１につ
いての排気ガス流量の関数Ｑ2 1 とし、サブフィルタ２
についての排気ガス流量の関数Ｑ1 2 とすると、この時
に主フィルタ１にはパティキュレートを焼却できる条件
が整っていれば良い。
１に捕集されているパティキュレートが加熱焼却され、
主フィルタ１の再生が完了するが、その時の主フィルタ
１の空気通過抵抗値をＲ2 1 とする。また、その間にサ
ブフィルタ２には排気ガスが流されてサブフィルタ２が
パティキュレートを捕集時間Ｔ1 にわたって捕集してパ
ティキュレートが堆積し、その時のサブフィルタ２の空
気通過抵抗値をＲ1 2とする。また、主フィルタ１につ
いての排気ガス流量の関数Ｑ2 1 とし、サブフィルタ２
についての排気ガス流量の関数Ｑ1 2 とすると、この時
に主フィルタ１にはパティキュレートを焼却できる条件
が整っていれば良い。
【００３１】ここで、ディーゼルエンジンの空気過剰率
を考慮して排気ガスに含まれる空気量が２０％程度とす
ると、Ｑ2 1 ／ＱT ＜１／２０の範囲に、主フィルタ１
とサブフィルタ２との空気通過抵抗が設定されると、主
フィルタ１に捕集されているパティキュレートが焼却さ
れるのに必要な空気量が供給されることになる。即ち、
主フィルタ１の再生時に、排気ガスにより主フィルタ１
が冷却されることなく、パティキュレートが加熱焼却さ
れるに十分な空気量が供給され、主フィルタ１の再生が
完了することになる。
を考慮して排気ガスに含まれる空気量が２０％程度とす
ると、Ｑ2 1 ／ＱT ＜１／２０の範囲に、主フィルタ１
とサブフィルタ２との空気通過抵抗が設定されると、主
フィルタ１に捕集されているパティキュレートが焼却さ
れるのに必要な空気量が供給されることになる。即ち、
主フィルタ１の再生時に、排気ガスにより主フィルタ１
が冷却されることなく、パティキュレートが加熱焼却さ
れるに十分な空気量が供給され、主フィルタ１の再生が
完了することになる。
【００３２】また、このディーゼルパティキュレートフ
ィルタでは、主フィルタ１の再生が完了すると、その間
にサブフィルタ２は排気ガス中のパティキュレートを捕
集してサブフィルタ２にパティキュレートが堆積された
状態になる。そこで、バイパス弁７を閉鎖し、サブフィ
ルタ２の再生を開始する。その時は、サブフィルタ２は
主フィルタ１の内部に配置されているので、サブフィル
タ２には排気ガスの熱エネルギーが蓄熱され、その熱エ
ネルギーによってサブフィルタ２は加熱されているの
で、バイパス弁７の閉鎖後直ちにサブフィルタ２に設け
たヒータ６に通電し、サブフィルタ２に捕集されたパテ
ィキュレートを焼却すれば良く、バイパス弁７を通じて
漏洩する排気ガスに含まれている空気を利用して燃焼
し、サブフィルタ２が再生される。
ィルタでは、主フィルタ１の再生が完了すると、その間
にサブフィルタ２は排気ガス中のパティキュレートを捕
集してサブフィルタ２にパティキュレートが堆積された
状態になる。そこで、バイパス弁７を閉鎖し、サブフィ
ルタ２の再生を開始する。その時は、サブフィルタ２は
主フィルタ１の内部に配置されているので、サブフィル
タ２には排気ガスの熱エネルギーが蓄熱され、その熱エ
ネルギーによってサブフィルタ２は加熱されているの
で、バイパス弁７の閉鎖後直ちにサブフィルタ２に設け
たヒータ６に通電し、サブフィルタ２に捕集されたパテ
ィキュレートを焼却すれば良く、バイパス弁７を通じて
漏洩する排気ガスに含まれている空気を利用して燃焼
し、サブフィルタ２が再生される。
【００３３】このディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記のように構成されており、次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され、排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時、バ
イパス弁７は閉鎖状態であり、排気ガスは入口１５から
排気ガス通路２２に送り込まれ、排気ガス通路２２から
主フィルタ１を通過し、主フィルタ１で排気ガス中に含
まれるすす、カーボン、スモーク等のパティキュレート
が捕集され、クリーンな排気ガスは出口１６へと排出さ
れている。捕集されたパティキュレートは主フィルタ１
に堆積することになり、図８に示すように、捕集時間に
従って主フィルタ１の空気通過抵抗が徐々に上昇するこ
とになる。一方、コントローラ１０は、回転センサー１
１、負荷センサー１２及び温度センサー１３からの検出
信号を受け、それらの検出値からエンジン作動状態を判
断し、予め設定されている排気ガス圧の検出値が幾らに
なるとアクチュエータ８を作動してバイパス弁７を開放
するかを決定する。
は、上記のように構成されており、次のように作動す
る。ディーゼルエンジンが駆動され、排気ガスが排気管
を通じて排気ガス通路２２に送り込まれる。この時、バ
イパス弁７は閉鎖状態であり、排気ガスは入口１５から
排気ガス通路２２に送り込まれ、排気ガス通路２２から
主フィルタ１を通過し、主フィルタ１で排気ガス中に含
まれるすす、カーボン、スモーク等のパティキュレート
が捕集され、クリーンな排気ガスは出口１６へと排出さ
れている。捕集されたパティキュレートは主フィルタ１
に堆積することになり、図８に示すように、捕集時間に
従って主フィルタ１の空気通過抵抗が徐々に上昇するこ
とになる。一方、コントローラ１０は、回転センサー１
１、負荷センサー１２及び温度センサー１３からの検出
信号を受け、それらの検出値からエンジン作動状態を判
断し、予め設定されている排気ガス圧の検出値が幾らに
なるとアクチュエータ８を作動してバイパス弁７を開放
するかを決定する。
【００３４】そこで、排気ガス通路２２に設けた排気ガ
ス圧センサー１４が予め設定した排気ガス圧を検出する
と、主フィルタ１は十分なパティキュレートを捕集して
いる状態であるので、コントローラ１０は、主フィルタ
１の再生を行うために、アクチュエータ８を作動する指
令を発し、アクチュエータ８の作動によってバイパス弁
７が開放される。バイパス弁７が開放すると、排気ガス
の大部分はバイパス通路２１を通じてサブフィルタ２を
通過し、排気ガスの微量が排気ガス通路２２から主フィ
ルタ１へ送り込まれるようになる。更に、コントローラ
１０は電極端子９を通じて金網ヒータ６に電流を流す指
令を発し、金網ヒータ６は加熱されて主フィルタ１が加
熱される。サブフィルタ２を通過する排気ガスはその中
に含まれるパティキュレートがサブフィルタ２で捕集さ
れ、捕集されたパティキュレートはサブフィルタ２に堆
積する。この時、サブフィルタ２の空気通過抵抗値は、
図８に示すように、Ｒ1 1 からＲ1 2 へと徐々に上昇す
ることになる。
ス圧センサー１４が予め設定した排気ガス圧を検出する
と、主フィルタ１は十分なパティキュレートを捕集して
いる状態であるので、コントローラ１０は、主フィルタ
１の再生を行うために、アクチュエータ８を作動する指
令を発し、アクチュエータ８の作動によってバイパス弁
７が開放される。バイパス弁７が開放すると、排気ガス
の大部分はバイパス通路２１を通じてサブフィルタ２を
通過し、排気ガスの微量が排気ガス通路２２から主フィ
ルタ１へ送り込まれるようになる。更に、コントローラ
１０は電極端子９を通じて金網ヒータ６に電流を流す指
令を発し、金網ヒータ６は加熱されて主フィルタ１が加
熱される。サブフィルタ２を通過する排気ガスはその中
に含まれるパティキュレートがサブフィルタ２で捕集さ
れ、捕集されたパティキュレートはサブフィルタ２に堆
積する。この時、サブフィルタ２の空気通過抵抗値は、
図８に示すように、Ｒ1 1 からＲ1 2 へと徐々に上昇す
ることになる。
【００３５】金網ヒータ６が加熱されて主フィルタ１が
加熱されると、主フィルタ１に捕集されているパティキ
ュレートは主フィルタ１を通過する微量の排気ガスに含
まれる空気を使用してＣＯ2 、Ｈ2 Ｏに変化して焼却さ
れ、ガスになって出口１６から放出される。主フィルタ
１の再生が進行すると、図８に示すように、主フィルタ
１の空気通過抵抗値はＲ2 2 からＲ2 1 へと徐々に低下
するように変化し、主フィルタ１の再生が完了する。主
フィルタ１の再生完了は、エンジン作動状態を考慮して
予め設定されている排気ガス圧値によって、コントロー
ラ１０で判断される。この時、主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との空気通過抵抗のバランスによって排気ガスの
流れはサブフィルタ２から主フィルタ１へと徐々に多く
なるように移って行くようになるが、この実施例では、
主フィルタ１の再生完了時における主フィルタ１の空気
通過抵抗値Ｒ2 1 はサブフィルタ２の空気通過抵抗値Ｒ
12 より高くなるように設定されている。従って、主フ
ィルタ１の再生完了時においても、サブフィルタ２に流
れる排気ガスが主フィルタ１に流れる排気ガスよりも多
くなっている。
加熱されると、主フィルタ１に捕集されているパティキ
ュレートは主フィルタ１を通過する微量の排気ガスに含
まれる空気を使用してＣＯ2 、Ｈ2 Ｏに変化して焼却さ
れ、ガスになって出口１６から放出される。主フィルタ
１の再生が進行すると、図８に示すように、主フィルタ
１の空気通過抵抗値はＲ2 2 からＲ2 1 へと徐々に低下
するように変化し、主フィルタ１の再生が完了する。主
フィルタ１の再生完了は、エンジン作動状態を考慮して
予め設定されている排気ガス圧値によって、コントロー
ラ１０で判断される。この時、主フィルタ１とサブフィ
ルタ２との空気通過抵抗のバランスによって排気ガスの
流れはサブフィルタ２から主フィルタ１へと徐々に多く
なるように移って行くようになるが、この実施例では、
主フィルタ１の再生完了時における主フィルタ１の空気
通過抵抗値Ｒ2 1 はサブフィルタ２の空気通過抵抗値Ｒ
12 より高くなるように設定されている。従って、主フ
ィルタ１の再生完了時においても、サブフィルタ２に流
れる排気ガスが主フィルタ１に流れる排気ガスよりも多
くなっている。
【００３６】主フィルタ１の再生が完了すると、コント
ローラ１０はアクチュエータ８を作動してバイパス弁７
を閉鎖する指令を発する。バイパス弁７が閉鎖すると、
排気ガスは排気ガス通路２２から主フィルタ１を通過す
るようになり、通常の排気ガス処理、即ち、主フィルタ
１によるパティキュレートの捕集処理になる。この時、
微量の排気ガスはバイパス弁７に形成した通孔或いは隙
間からを通過してバイパス通路２１に送り込まれる。更
に、バイパス通路２１は主フィルタ１に囲まれているの
で、そこに蓄熱される状態になっている。そこで、サブ
フィルタ２に捕集されているパティキュレートはバイパ
ス通路２１からサブフィルタ２を通過する微量の排気ガ
スに含まれる空気を利用して焼却され、サブフィルタ２
は再生されることになる。このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、上記の作動サイクルが繰り返されて排
気ガスが連続して浄化処理されることになる。
ローラ１０はアクチュエータ８を作動してバイパス弁７
を閉鎖する指令を発する。バイパス弁７が閉鎖すると、
排気ガスは排気ガス通路２２から主フィルタ１を通過す
るようになり、通常の排気ガス処理、即ち、主フィルタ
１によるパティキュレートの捕集処理になる。この時、
微量の排気ガスはバイパス弁７に形成した通孔或いは隙
間からを通過してバイパス通路２１に送り込まれる。更
に、バイパス通路２１は主フィルタ１に囲まれているの
で、そこに蓄熱される状態になっている。そこで、サブ
フィルタ２に捕集されているパティキュレートはバイパ
ス通路２１からサブフィルタ２を通過する微量の排気ガ
スに含まれる空気を利用して焼却され、サブフィルタ２
は再生されることになる。このディーゼルパティキュレ
ートフィルタは、上記の作動サイクルが繰り返されて排
気ガスが連続して浄化処理されることになる。
【００３７】次に、図６及び図７を参照して、このフィ
ルタ構造を適用してディーゼルパティキュレートフィル
タの別の実施例を説明する。この実施例は、上記実施例
と比較して主フィルタとして適用したシートフィルタの
構造が相違する以外は、同一の構成及び機能を有するの
で、同一の部品には同一の符号を付し、ここでは重複す
る説明を省略する。この実施例のディーゼルパティキュ
レートフィルタでは、主フィルタ２５として図３に示す
フィルタ２７を適用したものである。主フィルタ２５
は、内筒１９と外筒２０から構成されている。外筒２０
には図３に示すフィルタ２７が適用されているが、内筒
１９にはシートフィルタ４７と金網ヒータ６とが内外が
逆に配置されているフィルタが利用されている。また、
排気ガス通路２２の排気ガス入口１５側において、サブ
フィルタ２と遮蔽用バイパス筒体４との間には、バイパ
ス通路２１の入口側周囲部を遮断するため、遮蔽プレー
ト２９が設けられている。また、主フィルタ２５の排気
ガス入口１５側の端面には、シートフィルタ４７から平
らに形成されたプレート状フィルタ２４が配置されてい
る。この実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記実施例のものと比較して主フィルタの構造以外
は、同様の構成、同様の作用、機能を有するので、ここ
ではその説明は省略する。
ルタ構造を適用してディーゼルパティキュレートフィル
タの別の実施例を説明する。この実施例は、上記実施例
と比較して主フィルタとして適用したシートフィルタの
構造が相違する以外は、同一の構成及び機能を有するの
で、同一の部品には同一の符号を付し、ここでは重複す
る説明を省略する。この実施例のディーゼルパティキュ
レートフィルタでは、主フィルタ２５として図３に示す
フィルタ２７を適用したものである。主フィルタ２５
は、内筒１９と外筒２０から構成されている。外筒２０
には図３に示すフィルタ２７が適用されているが、内筒
１９にはシートフィルタ４７と金網ヒータ６とが内外が
逆に配置されているフィルタが利用されている。また、
排気ガス通路２２の排気ガス入口１５側において、サブ
フィルタ２と遮蔽用バイパス筒体４との間には、バイパ
ス通路２１の入口側周囲部を遮断するため、遮蔽プレー
ト２９が設けられている。また、主フィルタ２５の排気
ガス入口１５側の端面には、シートフィルタ４７から平
らに形成されたプレート状フィルタ２４が配置されてい
る。この実施例のディーゼルパティキュレートフィルタ
は、上記実施例のものと比較して主フィルタの構造以外
は、同様の構成、同様の作用、機能を有するので、ここ
ではその説明は省略する。
【００３８】
【発明の効果】この発明によるディーゼルパティキュレ
ートフィルタにおけるフィルタ構造は、上記のように構
成されており、次のような効果を有する。即ち、このフ
ィルタ構造は、ディーゼルエンジンの排気系に組み込ん
だケース内に配置されたフィルタと金網ヒータを有し、
該フィルタによって排気ガスに含まれるパティキュレー
トを捕集し、捕集されたパティキュレートを金網ヒータ
を通電することによって加熱焼却するディーゼルパティ
キュレートフィルタに適用でき、前記フィルタとしてＳ
ｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラ
ン溶液等の溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した
多孔質シートを焼結して前記ポリカルボシラン等の溶液
をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフ
ィルタを用い、前記シートフィルタに導電性金属から成
る金網ヒータを積層して構成したので、フィルタ自体を
軽量で、耐熱性で耐酸化性に構成でき、しかもシート状
であるので、ディーゼルパティキュレートフィルタに最
適の形状に簡単に形成できると共に、捕集面積が大きく
なる形状に形成でき、排気ガス中のパティキュレートを
効率的に捕集できる。
ートフィルタにおけるフィルタ構造は、上記のように構
成されており、次のような効果を有する。即ち、このフ
ィルタ構造は、ディーゼルエンジンの排気系に組み込ん
だケース内に配置されたフィルタと金網ヒータを有し、
該フィルタによって排気ガスに含まれるパティキュレー
トを捕集し、捕集されたパティキュレートを金網ヒータ
を通電することによって加熱焼却するディーゼルパティ
キュレートフィルタに適用でき、前記フィルタとしてＳ
ｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラ
ン溶液等の溶液とを混合したスラリーを漉いて作製した
多孔質シートを焼結して前記ポリカルボシラン等の溶液
をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシートフ
ィルタを用い、前記シートフィルタに導電性金属から成
る金網ヒータを積層して構成したので、フィルタ自体を
軽量で、耐熱性で耐酸化性に構成でき、しかもシート状
であるので、ディーゼルパティキュレートフィルタに最
適の形状に簡単に形成できると共に、捕集面積が大きく
なる形状に形成でき、排気ガス中のパティキュレートを
効率的に捕集できる。
【００３９】また、このフィルタ構造は、ディーゼルエ
ンジンの排気系途中のケース内に収容された主フィルタ
と前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を介在して前
記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置された
サブフィルタとを設けたディーゼルパティキュレートフ
ィルタに容易に且つ簡単に組み込むことができる。その
ディーゼルパティキュレートフィルタとして、該主フィ
ルタの排気ガス流入側の面にヒータを配置し、前記サブ
フィルタの流入口をアクチュエータで開閉するバイパス
弁を設け、前記サブフィルタの空気通過抵抗が前記主フ
ィルタの空気通過抵抗に比較して小さく設定した場合に
は、前記バイパス弁の閉鎖時には排気ガスは前記主フィ
ルタでスムースに浄化処理され、排気ガス中のパティキ
ュレートは前記主フィルタに捕集される。
ンジンの排気系途中のケース内に収容された主フィルタ
と前記主フィルタの中央部にバイパス筒体を介在して前
記主フィルタに対して排気ガス流れに並列に配置された
サブフィルタとを設けたディーゼルパティキュレートフ
ィルタに容易に且つ簡単に組み込むことができる。その
ディーゼルパティキュレートフィルタとして、該主フィ
ルタの排気ガス流入側の面にヒータを配置し、前記サブ
フィルタの流入口をアクチュエータで開閉するバイパス
弁を設け、前記サブフィルタの空気通過抵抗が前記主フ
ィルタの空気通過抵抗に比較して小さく設定した場合に
は、前記バイパス弁の閉鎖時には排気ガスは前記主フィ
ルタでスムースに浄化処理され、排気ガス中のパティキ
ュレートは前記主フィルタに捕集される。
【００４０】更に、前記主フィルタを再生する時には、
前記バイパス弁を開放して前記金網ヒータを通電するだ
けであり、前記主フィルタに捕集されたパティキュレー
トを焼却するための空気を別置きのポンプ等を利用して
送り込む必要が無く、前記主フィルタには前記主フィル
タと前記サブフィルタとの空気通過抵抗のバランスによ
り微量の排気ガスが送り込まれることになる。しかる
に、ディーゼルエンジンの特性である空気過剰率の現象
からディーゼルエンジンの排気ガスには微量の空気が含
まれているので、その空気を利用して前記主フィルタに
捕集されているパティキュレートは焼却されることにな
る。
前記バイパス弁を開放して前記金網ヒータを通電するだ
けであり、前記主フィルタに捕集されたパティキュレー
トを焼却するための空気を別置きのポンプ等を利用して
送り込む必要が無く、前記主フィルタには前記主フィル
タと前記サブフィルタとの空気通過抵抗のバランスによ
り微量の排気ガスが送り込まれることになる。しかる
に、ディーゼルエンジンの特性である空気過剰率の現象
からディーゼルエンジンの排気ガスには微量の空気が含
まれているので、その空気を利用して前記主フィルタに
捕集されているパティキュレートは焼却されることにな
る。
【００４１】従って、このフィルタ構造を組み込んだデ
ィーゼルパティキュレートフィルタは、捕集されたパテ
ィキュレートの焼却のための空気供給装置を必要としな
いばかりでなく、装置そのものがコンパクトに且つ簡単
な構造に形成され、しかも、ディーゼルエンジンから放
出される排気ガスの処理機能が極めて簡潔で且つ連続し
て排気ガスを浄化することができ、例えば、車両等のス
ペース上、厳しい場所にも良好に搭載することができ
る。
ィーゼルパティキュレートフィルタは、捕集されたパテ
ィキュレートの焼却のための空気供給装置を必要としな
いばかりでなく、装置そのものがコンパクトに且つ簡単
な構造に形成され、しかも、ディーゼルエンジンから放
出される排気ガスの処理機能が極めて簡潔で且つ連続し
て排気ガスを浄化することができ、例えば、車両等のス
ペース上、厳しい場所にも良好に搭載することができ
る。
【図１】この発明によるディーゼルパティキュレートフ
ィルタにおけるフィルタ構造の作製工程を示す説明図で
ある。
ィルタにおけるフィルタ構造の作製工程を示す説明図で
ある。
【図２】図１のこのフィルタ構造の一実施例を示す斜視
図である。
図である。
【図３】図１のこのフィルタ構造の別の実施例を示す斜
視図である。
視図である。
【図４】この発明によるフィルタ構造を適用したディー
ゼルパティキュレートフィルタの一例を示し且つバイパ
ス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
ゼルパティキュレートフィルタの一例を示し且つバイパ
ス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
【図５】図４のディーゼルパティキュレートフィルタに
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
【図６】この発明によるフィルタ構造を適用したディー
ゼルパティキュレートフィルタの別の例を示し且つバイ
パス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
ゼルパティキュレートフィルタの別の例を示し且つバイ
パス弁の閉鎖状態を示す断面図である。
【図７】図６のディーゼルパティキュレートフィルタに
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
おけるバイパス弁の開放状態を示す断面図である。
【図８】このフィルタ構造を組み込んだディーゼルパテ
ィキュレートフィルタにおける捕集時間に対する主フィ
ルタとサブフィルタとの空気通過抵抗値を示すグラフで
ある。
ィキュレートフィルタにおける捕集時間に対する主フィ
ルタとサブフィルタとの空気通過抵抗値を示すグラフで
ある。
１，２５ 主フィルタ ２ サブフィルタ ３ ケース ４ バイパス筒体 ６ 金網ヒータ ７ バイパス弁 １０ コントローラ ２６，２７ フィルタ ４１ 繊維 ４２ ポリカルボシラン ４３ スラリー ４４ 金網 ４７ シートフィルタ
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/02 Ｚ Ｂ０１Ｄ 39/20 Ｄ Ｆ０１Ｎ 9/00 ＺＡＢ Ｚ
Claims (10)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気系に組み込ま
れたケース内に配置されたフィルタと該フィルタを加熱
するための網状ヒータを有し、前記フィルタによって排
気ガスに含まれるパティキュレートを捕集し、捕集され
たパティキュレートを前記網状ヒータの通電によって加
熱焼却するディーゼルパティキュレートフィルタにおい
て、セラミックス長繊維を積層して該セラミックス長繊
維間を液状セラミックス原料で接合したフィルタと、該
フィルタの全面に密着配設した網状導電体とから構成し
たことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィル
タにおけるフィルタ構造。 - 【請求項２】 前記フィルタは、ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−
Ｔｉ−Ｏ系の繊維とポリカルボシラン溶液、ポリチタノ
カルボシラン溶液及びポリシランスチレン、ポリシラ
ン、ポリシラザン溶液から選択された溶液とを混合した
スラリーを漉いて作製した多孔質シートを焼結して前記
溶液をＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏに転化させたシー
トフィルタ、及び前記シートフィルタに積層されて密着
係止した導電性耐熱金属から作製されている金網ヒータ
から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の
ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ
構造。 - 【請求項３】 ＳｉＣ又はＳｉ−Ｃ−Ｔｉ−Ｏ系の繊維
はその長繊維が２〜１０ｍｍに切断されたものであるか
又は気相法で作製されたウィスカーから構成されている
ことを特徴とする請求項２に記載のディーゼルパティキ
ュレートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項４】 前記フィルタはＳｉ3 Ｎ4 の長繊維とポ
リシラザン、ポリカルボシラン、ペリヒドロポリシラザ
ン溶液を混合したスラリーをシートに漉いて該シートを
焼結したことを特徴とする請求項１に記載のディーゼル
パティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項５】 前記フィルタはムライトの長繊維にポリ
アルミノキサン溶液を混合したスラリーをシートに漉い
たことを特徴とする請求項１に記載のディーゼルパティ
キュレートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項６】 前記網状ヒータは前記シートフィルタの
間に積層され、排気ガス流れの下流側に配置された前記
シートフィルタは上流側に配置された前記シートフィル
タより繊維間が密目に構成されていることを特徴とする
請求項２に記載のディーゼルパティキュレートフィルタ
におけるフィルタ構造。 - 【請求項７】 前記網状ヒータは目の細かい金網を用い
て炭化ケイ素繊維で漉いてその複合層を焼結したことを
特徴とする請求項１に記載のディーゼルパティキュレー
トフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項８】 前記ケース内に配置された前記シートフ
ィルタから成る主フィルタ、該主フィルタの排気ガス流
入側に配置された網状ヒータ、前記主フィルタの中央部
に配設されたバイパス筒体内で前記主フィルタに対して
排気ガス流れに並列に配置された前記シートフィルタか
ら成るサブフィルタ、該サブフィルタの排気ガス流入上
流側に配置された前記バイパス筒体を開閉するバイパス
弁、及び該バイパス弁を開閉作動するアクチュエータを
有し、前記サブフィルタの空気通過抵抗は前記主フィル
タの空気通過抵抗に比較して小さく設定されているディ
ーゼルパティキュレートフィルタに適用できることを特
徴とする請求項２に記載のディーゼルパティキュレート
フィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項９】 前記主フィルタは前記シートフィルタを
順次折り曲げた襞形状で筒状に形成され、前記サブフィ
ルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流れに並列に配
置され且つ前記シートフィルタから筒状に形成されてい
ることを特徴とする請求項８に記載のディーゼルパティ
キュレートフィルタにおけるフィルタ構造。 - 【請求項１０】 前記主フィルタは排気ガス流れに並列
に積層された前記シートフィルタから筒状に形成され、
前記サブフィルタは前記主フィルタの内部で排気ガス流
れに並列に配置され且つ前記シートフィルタから筒状に
形成されていることを特徴とする請求項８に記載のディ
ーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構
造。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06132453A JP3075668B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 |
| EP95303451A EP0684062A1 (en) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | Diesel particulate filter apparatus |
| DE0684062T DE684062T1 (de) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | Dieselpartikelfiltereinrichtung. |
| US08/449,896 US5651250A (en) | 1994-05-24 | 1995-05-23 | Diesel particulate filter apparatus |
| US08/789,987 US5809777A (en) | 1994-05-24 | 1997-01-28 | Diesel particulate filter apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP06132453A JP3075668B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07317532A true JPH07317532A (ja) | 1995-12-05 |
| JP3075668B2 JP3075668B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=15081715
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP06132453A Expired - Fee Related JP3075668B2 (ja) | 1994-05-24 | 1994-05-24 | ディーゼルパティキュレートフィルタにおけるフィルタ構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075668B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100572104B1 (ko) * | 2004-04-21 | 2006-04-17 | 한국에어로(주) | 바스패스밸브를 부설한 필터 |
| KR102137386B1 (ko) * | 2019-09-30 | 2020-07-24 | 박문수 | 선택적 필터링이 가능한 필터장치 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6365114A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-23 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 内燃機関の排気物除去フイルタ− |
| JPH0527221U (ja) * | 1991-09-18 | 1993-04-09 | 日産自動車株式会社 | デイーゼル機関の排気清浄化装置 |
-
1994
- 1994-05-24 JP JP06132453A patent/JP3075668B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6365114A (ja) * | 1986-09-04 | 1988-03-23 | Asahi Chem Ind Co Ltd | 内燃機関の排気物除去フイルタ− |
| JPH0527221U (ja) * | 1991-09-18 | 1993-04-09 | 日産自動車株式会社 | デイーゼル機関の排気清浄化装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100572104B1 (ko) * | 2004-04-21 | 2006-04-17 | 한국에어로(주) | 바스패스밸브를 부설한 필터 |
| KR102137386B1 (ko) * | 2019-09-30 | 2020-07-24 | 박문수 | 선택적 필터링이 가능한 필터장치 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3075668B2 (ja) | 2000-08-14 |
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