JPH08170522A - ディーゼル機関排ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パティキュレートの火炎伝播による燃焼再生
を抑制し、加熱装置でフィルタ全体を加熱し、二次空気
を加熱媒体と燃焼再生を行い、フィルタ内の急激な温度
上昇を抑制しフィルタのクラックまたは溶損の発生を防
止でき、パティキュレートの捕集を確実にして、耐久性
のある極めて信頼性に優れたディーゼル機関排ガス浄化
装置を提供することを目的とする。 【構成】 本発明のディーゼル機関排ガス浄化装置１
は、二次空気供給装置８と加熱装置３とパティキュレー
ト捕集量検出装置１０を備え、燃焼再生中にフィルタ内
の最大温度上昇率を１０℃／秒以下になるように、二次
空気量をフィルタ断面積で割った平均流速をＶ（ｍ／ｓ
ｅｃ）と、フィルタ容量のリットル当たりのパティキュ
レート捕集量Ｗ（ｇ／ｌ）と、フィルタ断面積Ｓ
（ｍ²）との関係が、Ｖ＞Ｗ／（１５００×Ｓ）を満足
する構成を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関からの
排ガス中に含有されたパティキュレート（煤）を除去す
るディーゼル機関排ガス浄化装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、ディーゼル機関から排出される排
ガス中に含有されるパティキュレート（煤）が環境保護
及び健康上の理由から規制され始めている。このパティ
キュレートを取り除き、ディーゼル機関からの排ガスを
浄化するには、排気経路の途中に耐熱性のセラミックハ
ニカムフィルタ（以下フィルタと称す）を取り付け、パ
ティキュレートを濾過する方法がある。この濾過方法の
特徴は、フィルタ内にある程度パティキュレートが堆積
したとき、これに火を着けて燃焼させ、パティキュレー
トを炭酸ガスに変えて大気中に放出し、フィルタをクリ
ーンに再生して繰り返し使用するものである。この作業
を燃焼再生（リジェネレーション）と称している。一般
に、ディーゼル機関からの排ガス温度は、パティキュレ
ートの着火温度より低いので、そのままではパティキュ
レートは燃焼せず、フィルタ内に堆積するだけで、放置
しておくと排気圧力が過度に上昇し、エンジン及びエミ
ッション性能を低下させる。従って、燃焼再生には、何
らかの方法によって排ガス温度を上げるか、または、フ
ィルタ内の温度をパティキュレートの着火温度以上に上
げる必要がある。最近は、加熱装置を用いてフィルタ内
の温度を上昇させることが一般に行われている。加熱装
置としては、電気ヒーター，バーナー，マイクロ波等が
用いられている。これにより、フィルタ内の温度を上昇
させてパティキュレートを燃焼させる燃焼再生を実施し
ている。この燃焼再生は排ガス濾過中ではなく、ある程
度パティキュレートがフィルタ内に堆積した後に行われ
る。この間、排ガスはバイパスにより直接に排ガス導入
配管から排ガス導出配管に送られるか、または、排気系
に並列にフィルタを２個備えて、排ガスの浄化がもう一
方のフィルタで行なわれる方式が提案されている。

【０００３】以下に従来のディーゼル機関排ガス浄化装
置について、図面を参照しながら説明する。図４は従来
のディーゼル機関排ガス浄化装置の断面模式図である。
図４において、２１は従来のディーゼル機関排ガス浄化
装置、２はセラミックハニカムフィルタ（以下フィルタ
と称す）、２２はフィルタ２を加熱するための加熱装置
である電気ヒーター、４はフィルタ２及び電気ヒーター
２２を収納する容器、５ａはエンジン排ガス流入配管、
５ｂはエンジン排ガス流出配管、６は燃焼再生のための
空気（以下二次空気と称す）を導入する二次空気導入配
管、７は二次空気供給の開閉を行う二次空気開閉弁であ
る。

【０００４】以上のように構成された従来のディーゼル
機関排ガス浄化装置２１について、以下その動作を説明
する。まず、ディーゼル機関からの排ガスはエンジン排
ガス流入配管５ａからフィルタ２へ導入され、フィルタ
２が排ガスを浄化、すなわちパティキュレートを捕集し
た後、排ガスはエンジン排ガス流出配管５ｂから外部へ
放出される。ここで、フィルタ２内にパティキュレート
捕集量検出部（図示せず）を備えてパティキュレートの
捕集量を検出する方法、または、パティキュレート捕集
時間積算部（図示せず）を備えてパティキュレートの捕
集時間を積算する方法等でフィルタ２の燃焼再生の開始
時期を判断する。パティキュレート捕集量検出部やパテ
ィキュレート捕集時間積算部等で、フィルタ２が燃焼再
生の開始時期と判断されたら、ディーゼル機関からの排
ガスはフィルタ２を通過せず、直接、バイパス（図示せ
ず）を通してエンジン排ガス流入配管５ａからエンジン
排ガス流出配管５ｂへと排ガスを通過させる。あるい
は、ディーゼル機関排ガス浄化装置１１を並列にもう一
基（図示せず）備え、排ガスはもう一方のフィルタへ導
入され、フィルタ２への排ガスの導入が遮断される。次
に、電気ヒーター２２に通電が開始され、フィルタ２の
前面がパティキュレートが着火する約６００℃程度まで
加熱される。同時に、燃焼用二次空気を導入する二次空
気開閉弁７が開き、二次空気導入配管６から燃焼再生用
二次空気がフィルタ２に供給される。こうして、フィル
タ２の前面に堆積されたパティキュレートが着火され
る。フィルタ２の前面のパティキュレートが着火される
と、二次空気の流れとともにパティキュレートの自己発
熱によりフィルタ２の後方に堆積されたパティキュレー
トへと火炎伝播が連鎖的に起こり、パティキュレートの
燃焼再生が継続される。フィルタ２の後方まで火炎が達
しパティキュレートが燃焼したら、フィルタ２の燃焼再
生が完了し、電気ヒーター２２への通電が停止され、二
次空気開閉弁７が閉じて、二次空気の供給も停止され
る。この後、バイパスを備えている場合にはバイパスは
遮断され、排ガスをフィルタ２に導入し排ガスの浄化を
再び開始する。また、並列に２つのフィルタ２を備えて
いる場合、他方の燃焼再生開始時期になるまで待機す
る。以上のような動作を繰り返すことにより、ディーゼ
ル機関からの排ガスの浄化が行なわれている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、フィルタの燃焼再生、すなわち、電気ヒー
ター等の加熱装置による加熱でパティキュレートへの着
火を行った後、二次空気供給とともにパティキュレート
の自己発熱による火炎伝播である連鎖反応のためにフィ
ルタ内の温度勾配が非常に大きくなり、フィルタ内の温
度が急激に上昇し、フィルタのクラック発生の要因とな
っている。また、火炎伝播である連鎖反応によって再生
化を図っているので、パティキュレートの捕集状態や捕
集量によっては、局部的にパティキュレートの燃え残り
が発生していた。このようなパティキュレートの捕集及
び燃焼再生の繰り返しにより、局部的に溜まったパティ
キュレートが異常燃焼して高温になり、溶損の原因とな
っていた。このように、パティキュレートの火炎伝播に
よる燃焼再生に起因してフィルタのクラックまたは溶損
の発生は、パティキュレートの捕集を不可能にしフィル
タの機能を大きく損なうものであり、実用化に向けて大
きな問題点を有していた。また、燃焼再生の開始時にパ
ティキュレート捕集量が少ないと火炎伝播が生じず燃え
残りが発生し、、逆にパティキュレート捕集量が多いと
フィルタ内が急激に高温になり、フィルタが破壊する等
の問題点があり、捕集量の上限値と下限値があり、その
範囲は通常２〜５ｇ／ｌと非常に狭く火炎伝播による燃
焼再生は調整しずらいという問題点を有していた。

【０００６】本発明は上記従来の問題点を解決するもの
で、火炎伝播による燃焼再生を抑制し、加熱装置を用い
てフィルタ全体を加熱し、二次空気を加熱媒体としてパ
ティキュレートを燃焼させ、パティキュレートの火炎伝
播に起因する自己燃焼熱によるフィルタ内の急激な温度
上昇を抑制する。また、フィルタサイズとパティキュレ
ート捕集量に応じて、フィルタ内での二次空気量の平均
流速及び／または加熱装置の供給熱量の大きさを規定す
る。このことにより、フィルタのクラックまたは溶損の
発生を防止でき、パティキュレートの捕集を確実にし
て、耐久性のある極めて信頼性に優れたディーゼル機関
排ガス浄化装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１に記載のディーゼル機関排ガス浄化装置
は、排ガス流入配管と排ガス流出配管からなる排気経路
と、前記排ガス流入配管と前記排ガス流出配管の間に介
在し少なくとも１以上のディーゼル機関から排出される
パティキュレートを捕集するフィルタと、前記フィルタ
を収納する容器と、前記パティキュレートに燃焼用熱量
を供給する加熱装置と、燃焼用の二次空気供給装置と、
前記二次空気供給装置と前記排ガス流入配管の間に介在
し燃焼用二次空気量の開閉を行う二次空気開閉弁と、を
備えたディーゼル機関排ガス浄化装置であって、前記パ
ティキュレートの燃焼中において前記フィルタ内の最大
温度上昇率が１０℃／秒以下である構成を有している。

【０００８】請求項２に記載のディーゼル機関排ガス浄
化装置は、請求項１において、前記二次空気供給装置が
二次空気量調整部と、前記加熱装置が熱量調整部と、前
記フィルタ内で捕集される前記パティキュレート捕集量
を検出する捕集量検出装置とを備え、前記フィルタの断
面積をＳ（ｍ²）とし、前記二次空気供給装置から供給
される秒当たりの空気量を排気経路に垂直な前記フィル
タの断面積Ｓで割った平均流速をＶ（ｍ／ｓｅｃ）と
し、前記捕集量検出装置で検出される前記フィルタ容量
のリットル当たりのパティキュレート捕集量をＷ（ｇ／
ｌ）とし、Ｖ，Ｗ，Ｓの関係が、Ｖ＞Ｗ／（１５００×
Ｓ）を満足する構成を有している。

【０００９】請求項３に記載のディーゼル機関排ガス浄
化装置は、請求項２において、前記熱量調整部が一定の
熱量の供給を行う構成を有している。

【００１０】請求項４に記載のディーゼル機関排ガス浄
化装置は、請求項２において、前記平均流速Ｖ（ｍ／ｓ
ｅｃ）が０．１（ｍ／ｓｅｃ）以上である構成を有して
いる。

【００１１】請求項５に記載のディーゼル機関排ガス浄
化装置は、請求項１乃至４の内いずれか１において、前
記パティキュレートの燃焼中において前記フィルタ内の
温度が５５０℃以上，８００℃以下である構成を有して
いる。

【００１２】ここで、二次空気開閉弁は開閉の操作とと
もにダンパー等を用いて空気量を調整する二次空気量調
整部を兼ね備えることも可能である。また、パティキュ
レート捕集量検出装置は、パティキュレートの捕集量を
フィルタ前後の差圧をエンジン回転数と排ガス温度で補
正して測定する方法やパティキュレートの捕集時間を積
算する方法等が用いられる。

【００１３】

【作用】この構成によって、二次空気量と加熱装置の熱
量の調整を行うことにより二次空気を加熱媒体としてフ
ィルタ全体を適度に加熱してパティキュレートの燃焼を
促進させ、パティキュレートの火炎伝播による燃焼再生
であるパティキュレートの自己発熱による連鎖反応を抑
制でき、フィルタの急激な温度上昇を抑制できる。ま
た、フィルタサイズとパティキュレート捕集量に応じ
て、供給する二次空気量のフィルタ内での平均流速を規
定することにより、さらに効率の良い燃焼再生を実現で
きる。このように、供給する二次空気を電気ヒーター等
の加熱装置を用いて加熱した加熱媒体として燃焼再生を
実現することにより、フィルタ内の温度勾配を小さくす
ることができるとともに、パティキュレートを完全燃焼
させることができ、燃え残りを防止できる。この結果、
フィルタのクラックおよび溶損の発生を完全に防止する
ことができる。また、二次空気の平均流速に応じて、加
熱装置の熱量を調整しフィルタ内の温度を適切に保つこ
とにより、燃焼効率の高いかつ省電力であるパティキュ
レートの燃焼再生を実現することができる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の一実施例におけるディーゼル
機関排ガス浄化装置について、図面を参照しながら説明
する。

【００１５】（実施例１）図１は本発明の第１実施例に
おけるディーゼル機関排ガス浄化装置の断面模式図であ
る。図１において、２はセラミックハニカムフィルタ
（以下フィルタと称す）、４は容器、５ａはエンジン排
ガス流入配管、５ｂはエンジン排ガス流出配管、６は二
次空気導入配管、７は二次空気開閉弁、２２は電気ヒー
ターである。これらは従来例と同様のものであり、同一
の符号を付して説明を省略する。従来例の構成と異なる
のは、８の二次空気供給装置で、二次空気量調節部（図
示せず）を有する。また、３は加熱装置であり、フィル
タ２内に電気ヒーター２２を備え、外部に熱量調整部を
備えている。９は差圧計、１０は設置されたパティキュ
レート捕集量検出装置であり、捕集量をあらかじめ差圧
計９によりフィルタ前後の差圧と捕集量の関係を求めて
おき、運転中のエンジン回転数と排ガス温度によって、
パティキュレート捕集量検出装置１０で差圧を補正する
ことにより捕集量を算出する。１１はバイパス、１２ａ
は第１排ガス導入開閉弁、１２ｂは第２排ガス導入開閉
弁、１３ａは第１排ガス導出開閉弁、１３ｂは第２排ガ
ス導出開閉弁、１４は燃焼ガス排出配管であり、燃焼再
生中には第１排ガス導入開閉弁１２ａを閉じ、第２排ガ
ス導入開閉弁１２ｂを開き、エンジン排ガス流入配管５
ａとエンジン排ガス流出配管５ｂを直結し、フィルタ２
への排ガスの導入を遮断し、バイパス１１を通して外部
に排出する。また、この時第１排ガス導出開閉弁１３ａ
を閉じ、第２排ガス導出開閉弁１３ｂを開き、燃焼ガス
排出配管１４を通して燃焼再生中の燃焼ガスを排出す
る。

【００１６】以上のように構成された本発明の第１実施
例のディーゼル機関排ガス浄化装置について、以下その
動作を説明する。まず、ディーゼル機関からの排ガスは
エンジン排ガス流入配管５ａからフィルタ２へ導入さ
れ、フィルタ２において排ガスが浄化される。この浄化
された排ガスは、エンジン排ガス流出配管５ｂから外部
へ放出される。パティキュレート捕集量検出装置１０に
より、設定量のパティキュレートを捕集検知した後、フ
ィルタ２の燃焼再生を開始する。こうして、パティキュ
レート捕集量検出装置１０により、フィルタ２が燃焼再
生開始時期と判断されたら、ディーゼル機関からの排ガ
スはフィルタ２を通過せず、直接、バイパス１１を通し
てエンジン排ガス流入配管５ａからエンジン排ガス流出
配管５ｂへと排ガスを通過する。次に、加熱装置３の熱
量調整部により電気ヒーター２２に通電が開始され、フ
ィルタ２の前面のパティキュレートが着火する約６００
℃程度まで加熱される。ここで、フィルタ２の前面に堆
積されたパティキュレートに着火した後も、電気ヒータ
ー２２への通電は継続されて行われる。同時に、燃焼用
二次空気を導入する二次空気開閉弁７が開かれ、二次空
気供給装置８から燃焼再生用二次空気が二次空気導入配
管６を通して容器４内のフィルタ２に供給される。フィ
ルタ２の前面のパティキュレートが着火すると、電気ヒ
ーター２２及びパティキュレートの燃焼熱により加熱さ
れた二次空気がフィルタ２の後方へと伝わり堆積された
パティキュレートを燃焼させる。このように、二次空気
を加熱媒体として燃焼再生が実施される。フィルタ２の
最後部まで燃焼が達して燃焼再生が完了したら、電気ヒ
ーター２２への通電が停止され、二次空気開閉弁７が閉
じて、二次空気の供給も停止される。この後、バイパス
１１は遮断され、排ガスをフィルタ２に導入し再び排ガ
スの浄化を開始する。

【００１７】ここで、上述における燃焼再生の開始直
後、すなわち、パティキュレートへの着火後、パティキ
ュレートの自己発熱によりフィルタ２内の温度が上昇す
るため、電気ヒーター２２へ供給する熱量を加熱装置３
で適切に下げることにより、燃焼再生の効率化及び省電
力化を図ることが可能である。

【００１８】以上のように構成された本発明の第１実施
例におけるディーゼル機関排ガス浄化装置と、従来のデ
ィーゼル機関排ガス浄化装置について、温度変化比較試
験を行った。以下その測定方法，結果について説明す
る。

【００１９】（実験例１）本発明の第１実施例における
ディーゼル機関排ガス浄化装置のフィルタ２のセル内に
Ｋ熱電対を挿入し、フィルタ２内の温度変化を測定し
た。その結果を図２（ａ）の本発明の第１実施例におけ
るディーゼル機関排ガス浄化装置の燃焼再生におけるフ
ィルタ内の温度変化を示す温度特性曲線図に示す。

【００２０】（比較例１）従来のディーゼル機関排ガス
浄化装置を用いて、実験例１と同様にしてフィルタ内の
温度変化を測定した。その結果を図２（ｂ）に従来のデ
ィーゼル機関排ガス浄化装置の燃焼再生におけるフィル
タ内の温度変化を示す温度特性曲線図に示す。

【００２１】図２（ａ）及び図２（ｂ）から明らかなよ
うに、従来のディーゼル機関排ガス浄化装置では、パテ
ィキュレートが燃焼開始する５５０℃以上で急激な温度
上昇が見られる。つまり、燃焼再生が開始するやいなや
パティキュレートの自己燃焼作用及びパティキュレート
の燃焼熱が周囲のパティキュレートに供給される火炎伝
播により連鎖反応で急激な温度上昇を生じている。一
方、本発明の第１実施例におけるディーゼル機関排ガス
浄化装置では、燃焼再生開始後、特に燃焼が始まる５５
０℃程度以上において、急激な温度上昇は全く観測され
ないことが判った。

【００２２】次に、本発明の第１実施例におけるディー
ゼル機関排ガス浄化装置と、従来のディーゼル機関排ガ
ス浄化装置について、最大温度上昇率及びフィルタの破
損の有無の比較試験を行った。以下その測定方法，結果
について説明する。

【００２３】（実験例２）二次空気供給量とパティキュ
レート堆積量及びフィルタ２の断面積をパラメーターと
して、実験例１と同様にＫ熱電対を用いてフィルタ２内
の最大温度上昇率、フィルタ内最大温度の測定及びフィ
ルタ２の破損の有無の外観検査を行なった。フィルタ２
のサイズとしては、直径５．６６インチと直径９．５イ
ンチのものを使用した。従って、フィルタ２の断面積
は、それぞれ０．０１６２ｍ²と０．０４５６ｍ²であ
る。パティキュレート捕集量は、正確を期すために、本
実験例２では捕集前後の重量変化で求めた値とした。電
気ヒーター２２に供給する熱量は二次空気の流量に応じ
て変化させ、燃焼開始時にフィルタ２内で同程度の温
度、すなわち、５５０℃〜６５０℃になるように設定し
た。以上のパラメーターを基にその結果を（表１）に示
す。

【００２４】

【表１】

【００２５】この（表１）から明らかなようにフィルタ
２の破損の有無の差と、最大温度上昇率及びフィルタ内
最大温度に相関関係があることが判る。フィルタ２の破
損の有無は、フィルタ内の最大温度上昇率が１０℃／秒
程を境に区分される。フィルタ内の最大温度上昇率が１
０℃／秒を一端越えてしまうと、連鎖反応的に温度上昇
率がさらに上昇し、最大温度上昇率が１０℃／秒から３
０℃／秒にもなってしまう。これは、実験例１で得られ
た図２（ｂ）で示されるようにパティキュレートの自己
発熱及び火炎伝播である連鎖反応によりフィルタ２内が
急激に加熱され、供給する空気量が少ないために急激に
温度上昇が起こったためと考察される。従って、実験例
１で得られた図２（ａ）に示されるような温度特性を得
るためには、最大温度上昇率を１０℃／秒以下、好まし
くは３℃／秒以下に抑制する必要がある。３℃／秒以下
にすることにより一層確実にパティキュレートの火炎伝
播を防止し、フィルタ２のクラック及び溶損の発生を防
止できる。また、フィルタ内最大温度を５５０℃から８
００℃にすることによりフィルタ２のクラック及び溶損
の発生を防止できる。

【００２６】次に、図３に（表１）のデータを基に横軸
をパティキュレート捕集量、縦軸を平均流速として得ら
れた良否分布図を示す。図３から明らかなように、フィ
ルタ２の破損の有無がはっきりと領域区分ができる。こ
の領域を区分する直線の式は、Ｖ＝Ｗ／（１５００×
Ｓ）となっていることが判明した。ここで、Ｓはフィル
タ２の断面積（ｍ²）であり、Ｖは平均流速（ｍ／ｓｅ
ｃ）で１秒当たりの二次空気量（ｍ³／ｓｅｃ）をフィ
ルタ２の断面積Ｓ（ｍ²）で割った値である。また、Ｗ
はフィルタ２の容量のリットル当たりのパティキュレー
ト捕集重量（ｇ／ｌ）である。これから、フィルタ２の
破損が無い領域は、Ｖ＞Ｗ／（１５００×Ｓ）となって
いる。ここで、１５００の単位は、（ｇ／ｌ）／（（ｍ
／ｓｅｃ）・ｍ²）である。

【００２７】このように、パティキュレート捕集量Ｗと
平均流速Ｖによって、フィルタ２の破損との関係が密接
であることが判った。つまり、フィルタ２内の最大温度
上昇率と最高温度に関係することが判った。これによ
り、パティキュレートの火炎伝播による急激な温度上昇
を抑制するために、平均流速Ｖを適切に調整することに
よりフィルタ２のクラックまたは溶損の発生を防止でき
る。また、平均流速Ｖの大きさに応じてフィルタ２内の
温度が変化するため、パテキュレートの空気伝播による
燃焼再生を実現できるように電気ヒーター３に供給する
熱量の大きさを調整または適切な一定値にする必要があ
る。ここで、容器４内のフィルタ２付近に温度測定装置
を用いることにより、より正確な温度制御を実現でき、
効率の極めて高い燃焼再生と省電力を実現できる。

【００２８】一般的には、パティキュレート捕集量が２
ｇ／ｌ程度以上、５ｇ／ｌ程度以下で再生開始時期とす
るのが現状では実用的である。この時、フィルタ破損の
有無の境界点における平均流速Ｖは図３から、０．０７
ｍ／ｓｅｃ程度以上、０．２ｍ／ｓｅｃ程度以下になっ
ている。現状のパティキュレート検出捕集量１３の誤差
は５０％程度見込む必要がある。この誤差を見込み、安
全率１．５倍程度として考慮すると、平均流速としては
０．１ｍ／ｓｅｃ以上、０．３ｍ／ｓｅｃ以下が必要に
なる。このように、平均流速を０．１ｍ／ｓｅｃ以上、
０．３ｍ／ｓｅｃ以下にすることにより、誤差の大きい
パティキュレート捕集量検出方法であっても急激な温度
上昇がなく、またパティキュレートの燃え残りもない優
れたディーゼル機関の排ガス浄化装置を実現できる。ま
た、０．３ｍ／ｓｅｃより大きい平均流速であれば、パ
ティキュレート捕集量を検出することなく、再生するこ
とができる。

【００２９】以上のように本発明によれば、二次空気供
給装置と加熱装置を用いて、フィルタ内のパティキュレ
ートの燃焼再生を調整することにより、すなわち、フィ
ルタ内の最大温度上昇率を１０℃／秒以下、好ましくは
３℃／秒以下にすることにより、フィルタのクラック及
び溶損の発生を防止できるとともに、極めて効率の高い
燃焼再生及び省電力化を達成できる。

【００３０】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、加熱装置
で加熱された二次空気を加熱媒体とするパティキュレー
トの燃焼で燃焼再生を実現することにより、フィルタ内
の最大上昇温度勾配を１０℃／秒以下と小さくし、パテ
ィキュレートの自己発熱による燃焼反応を防止して急激
な温度上昇を抑制し、フィルタのクラック及び溶損の発
生を防止できる。この結果、フィルタのパティキュレー
トの捕集を確実に行うことができる。また、平均流速を
規定することにより、パティキュレートの燃焼効率が非
常に優れたディーゼル機関排ガス浄化装置を実現できる
ものである。また、パティキュレートの燃え残りも防止
でき、燃焼再生が効率良く行われる。従って、本発明
は、耐久性のある長寿命の非常に信頼性の優れたディー
ゼル機関排ガス浄化装置を実現できるものである。ま
た、平均流速に応じて二次空気を加熱媒体とする燃焼再
生を実現できる一定の熱量を供給することにより容易で
簡単なディーゼル機関排ガス浄化装置を実現できるもの
である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一実施例におけるディーゼル機関排
ガス浄化装置の断面模式図

【図２】（ａ）は本発明の第１実施例におけるディーゼ
ル機関排ガス浄化装置の燃焼再生におけるフィルタ内の
温度変化を示す温度特性曲線図 （ｂ）は従来のディーゼル機関排ガス浄化装置の燃焼再
生におけるフィルタ内の温度変化を示す温度特性曲線図

【図３】（表１）のデータを基に横軸をパティキュレー
ト捕集量、縦軸を平均流速として得られた良否分布図

【図４】従来のディーゼル機関排ガス浄化装置の断面模
式図

【符号の説明】

１ 本発明のディーゼル機関排ガス浄化装置 ２ セラミックハニカムフィルタ ３ 加熱装置 ４ 容器 ５ａ エンジン排ガス流入配管 ５ｂ エンジン排ガス流出配管 ６ 二次空気導入配管 ７ 二次空気開閉弁 ８ 二次空気供給装置 ９ 差圧計 １０ パティキュレート捕集量検出装置 １１ バイパス １２ａ 第１排ガス導入開閉弁 １２ｂ 第２排ガス導入開閉弁 １３ａ 第１排ガス導出開閉弁 １３ｂ 第２排ガス導出開閉弁 １４ 燃焼ガス排出配管 ２１ 従来のディーゼル機関排ガス浄化装置 ２２ 電気ヒーター

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】排ガス流入配管と排ガス流出配管からなる
   排気経路と、前記排ガス流入配管と前記排ガス流出配管
   の間に介在し少なくとも１以上のディーゼル機関から排
   出されるパティキュレートを捕集するフィルタと、前記
   フィルタを収納する容器と、前記パティキュレートに燃
   焼用熱量を供給する加熱装置と、燃焼用の二次空気供給
   装置と、前記二次空気供給装置と前記排ガス流入配管の
   間に介在し燃焼用二次空気量の開閉を行う二次空気開閉
   弁と、を備えたディーゼル機関排ガス浄化装置であっ
   て、前記パティキュレートの燃焼中において前記フィル
   タ内の最大温度上昇率が１０℃／秒以下であることを特
   徴とするディーゼル機関排ガス浄化装置。
2. 【請求項２】前記二次空気供給装置が二次空気量調整部
   と、前記加熱装置が熱量調整部と、前記フィルタ内で捕
   集される前記パティキュレートの捕集量を検出する捕集
   量検出装置と、を備え、前記フィルタの断面積をＳ（ｍ
   ²）とし、前記二次空気供給装置から供給される秒当た
   りの空気量を排気経路に垂直な前記フィルタの断面積Ｓ
   で割った平均流速をＶ（ｍ／ｓｅｃ）とし、前記捕集量
   検出装置で検出される前記フィルタ容量のリットル当た
   りのパティキュレート捕集量をＷ（ｇ／ｌ）とし、Ｖ，
   Ｗ，Ｓの関係が、Ｖ＞Ｗ／（１５００×Ｓ）を満足する
   ことを特徴とする請求項１に記載のディーゼル機関排ガ
   ス浄化装置。
3. 【請求項３】前記熱量調整部が一定の熱量の供給を行う
   ことを特徴とする請求項２に記載のディーゼル機関排ガ
   ス浄化装置。
4. 【請求項４】前記平均流速Ｖ（ｍ／ｓｅｃ）が０．１
   （ｍ／ｓｅｃ）以上であることを特徴とする請求項２に
   記載のディーゼル機関排ガス浄化装置。
5. 【請求項５】前記パティキュレートの燃焼中において前
   記フィルタ内の温度が５５０℃以上，８００℃以下であ
   ることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１
   に記載のディーゼル機関排ガス浄化装置。