JPH10274029A

JPH10274029A - 排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JPH10274029A
Application number: JP9081665A
Authority: JP
Inventors: Masato Imamura; 正人今村; Kiichi Nakajima; 紀一中島; Katsumi Shindou; 克美神道; Shinsuke Iijima; 伸介飯島; Tatsuhiko Kato; 龍彦加藤; Koichi Goi; 光一後夷; Yukio Aizawa; 幸雄相澤; Masao Sekido; 容夫関戸; Haruo Komaki; 治雄古牧; Tomonari Komiyama; 知成小宮山
Original assignee: Sintokogio Ltd; Nippon Oil Corp
Current assignee: Sintokogio Ltd; Eneos Corp
Priority date: 1997-03-31
Filing date: 1997-03-31
Publication date: 1998-10-13

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】ディーゼルエンジン等の排気ガスの浄化能力
が高く、耐久性、経済性、整備性も良好な浄化装置を提
供する。【解決手段】排気管２の途中に、電極１２を取り付
け、電気を流す自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィル
タａ〜ｄを少なく共１つ備えた１〜２以上の処理ユニッ
ト３〜６からなるパティキュレート捕集装置を介装し、
フィルタの再生を行うため電気を流す通電装置（電源１
３）と、フィルタ再生時期を検出する手段として、排気
ガス導入部２Ａと排出部２Ｂの差圧を検出する差圧計
７、フィルタの表面温度を検出する温度センサ８〜１
１、捕集を開始してからの経過時間を計測する捕集時間
計測用タイマ及び再生を開始してからの経過時間を計測
する再生時間計測用タイマのうち少なく共１つと、各手
段のうち少なく共１つからの信号に基づき通電装置を制
御すると共に、再生時にはフィルタに順次通電する通電
制御手段（リレー１４，制御器１５）とで構成した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の排ガス中に含まれるパティキュレートを処理する
ことを目的とする排気ガス浄化装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンは、エネルギー効率
が高く、また耐久性に優れているため、自動車などの輸
送機用、一般動力用、発電器用などに汎用されている
が、排気ガス中に主としてスート、ＳＯＦ、サルフェー
トからなるパティキュレートが含まれているため、環境
上大きな問題となっている。

【０００３】この対策として、自動車などの輸送機では
エンジンの改良、燃料噴射系の改良などが行われ、これ
によりディーゼルエンジンより排出されるパティキュレ
ートをある程度低減することができている。しかしなが
ら、これらの方法によるパティキュレートの低減ではま
だ十分ではないため、さらにパティキュレートを低減す
る方法として、酸化（燃焼）触媒を利用したり、セラミ
ック製フィルタでパティキュレートを捕集した後、パテ
ィキュレートを電気ヒータ、バーナなどで着火させ、パ
ティキュレート自体の燃焼熱で伝播燃焼させて除去する
方法などが検討されている。この方式において、セラミ
ック製フィルタを複数に分割し、パティキレートの捕集
量が一定量以上になったときにバルブ等を用いて排気ガ
ス流量をしぼった後に再生する方法も取られている。

【０００４】一方、定置式や産業用のディーゼルエンジ
ン、加熱炉、コージェネレーションシステム、ヒートポ
ンプ、ボイラ等の燃焼装置では、排ガス対策としてサイ
クロン、バグフィルタなどの集塵装置を用いる方法がと
られている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ように、装置を複数に分割し、パティキュレートの捕集
量が一定量以上になったときにバルブ等を用いて排気ガ
ス流量を絞った後にセラミック製フィルタを再生する方
法では、バルブを駆動する装置やその制御装置が必要な
ど排ガス処理装置が複雑になる問題や、堆積したパティ
キュレートが燃焼する際に高温になるために、フィルタ
が溶損したりする問題がある。

【０００６】また、セラミック製フィルタでは排ガス中
に含まれる灰分がフィルタ内に堆積して長時間使用でき
ない問題もある。その一方で、バルブなどを用いて排気
ガス流量を絞らずに自己発熱型フィルタあるいは触媒担
持自己発熱型フィルタに通電再生するには、大きな電力
が必要となる。

【０００７】また、定置式や産業用のディーゼルエンジ
ンに用いられているサイクロン、バグフィルタなどの集
塵装置は、処理能力が低かったり、装置が高価であった
り、温度が低い場所のみに設置可能などの問題がある。
さらに、捕集した炭素系微粒子（パティキュレート）を
廃棄処理しなけらばならない問題もある。本発明は、以
上のような従来の課題を解決するためなされたものであ
り、その目的はディーゼルエンジン等から排出される排
気ガスの浄化能力が高いとともにすぐれた耐久性を備
え、また経済性やメンテナンス性も良好な排気ガス浄化
装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、排気ガス導入部と排出部を
有する排気ガス通路の途中に、自由端に電極を取り付け
た構成であって、電気を流すことにより発熱する自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを、少なくとも１つ
備えた１つの、若しくは並列する２つ以上の処理ユニッ
トからなるパティキュレート捕集装置を介装し、前記フ
ィルタの再生を行うべく該フィルタに電気を流す通電装
置と、前記フィルタの通電再生時期を検出する手段とし
て、前記排気ガス導入部と排出部の差圧を検出する差圧
検出手段、前記フィルタの表面温度或いは排気ガス導入
部の排気ガス温度或いは排出部における排気ガス温度を
検出する温度検出手段、前記捕集装置による捕集を開始
してからの経過時間を計測する捕集時間計測手段及び再
生を開始してからの経過時間を計測する再生時間計測手
段の各手段のうち少なくとも１つと、前記各手段のうち
少なくとも１つから出力される信号に基づいて前記通電
装置を制御すると共に、再生時には前記フィルタに順次
通電がなされるように前記通電装置を制御する通電制御
手段と、を含んで構成されたことを特徴とする。

【０００９】請求項２に係る発明は、前記フィルタの通
電再生の開始時期は、前記差圧検出手段により前記排気
ガス導入部と排出部の差圧が所定値以上となったとき、
前記時間計測手段により捕集を開始してからの経過時間
が所定時間になったとき、前記差圧検出手段により前記
排気ガス導入部と排出部の差圧が所定値以上となったと
きか若しくは前記捕集時間計測手段により捕集を開始し
てからの経過時間が所定時間になったとき、のうちいず
れかにより検出されることを特徴とする。

【００１０】請求項３に係る発明は、前記フィルタの通
電再生の終了時期は、前記温度検出手段によりフィルタ
表面温度或いは排気排出部における排気ガス温度が所定
値以上になったとき、前記再生時間計測手段により再生
を開始してからの経過時間が所定時間になったとき、前
記温度検出手段によりフィルタ表面温度或いは排気排出
部における排気ガス温度が所定値以上になったときか若
しくは前記再生時間計測手段により再生を開始してから
の経過時間が所定時間になったとき、のうちいずれかに
より検出されることを特徴とする。

【００１１】請求項４に係る発明は、前記通電制御手段
は、フィルタへの通電量を一定に制御する機能若しくは
フィルタの表面温度或いは排気ガス導入部或いは排出部
における排気ガス温度に基づいて通電量を可変制御する
機能を備えたことを特徴とする。請求項５に係る発明
は、前記自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタは、
触媒が担持された触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多
孔性フィルタであることを特徴とする。

【００１２】かかる本発明の作用について説明する。排
気ガス導入部と排出部を有する排気ガス通路の途中に、
自由端に電極を取り付けた構成であって、電気を流すこ
とにより発熱する自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィ
ルタ若しくは触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔性
フィルタを、少なくとも１つ備えた１つの、若しくは並
列する２つ以上の処理ユニットからなるパティキュレー
ト捕集装置を介装して、排気ガス浄化装置を得る。

【００１３】自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ
あるいは触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィ
ルタを処理ユニットの容器に設置する際は、１つの容器
に１つの自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタある
いは触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ
を設置してもよいし、１つの容器に複数の自己発熱型高
温耐熱性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱
型高温耐熱性金属多孔性フィルタを設置する方法をとっ
てもよい。

【００１４】また、容器に自己発熱型高温耐熱性金属多
孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐熱性金
属多孔性フィルタを設置する際のこれらの形状は限定さ
れない。ここで、本発明の排気ガス浄化装置を用いて例
えばディーゼルエンジンの排気ガス中のパティキュレー
トを処理すると、ある時間が経過したときに自己発熱型
高温耐熱性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタにパティキュレート
が捕集され、捕集装置の排気ガス導入部と排出部の差圧
が上昇する。そのときに、複数に並列した自己発熱型高
温耐熱性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱
型高温耐熱性金属多孔性フィルタの１つの自由端の電極
より直接フィルタ自体に電気を流して捕集したパティキ
ュレートを燃焼除去する。このとき、自己発熱型高温耐
熱性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高
温耐熱性金属多孔性フィルタの２つ以上同時に通電する
ことも可能である。

【００１５】このことにより、フィルタ全体に通電する
ような大電力をかけることなく捕集されたパティキュレ
ートを処理することができる。また、フィルタあるいは
触媒体自体に通電しているため、フィルタあるいは触媒
体を均一に発熱させることができる。よって、パティキ
ュレートの燃え残りが発生せず、また、フィルタの耐久
性が高くなる。また、触媒を担持していれば、触媒を燃
焼除去できる温度を低下できるために、フィルタに通電
する電力量を低減することができる。

【００１６】さらには、フィルタの孔径、空隙率を任意
に変化させて、灰分によるフィルタの閉塞が起こらない
ように設計することができる。本発明の装置で、フィル
タの通電再生時期を検出し、これによりフィルタへの通
電を制御するようにしている。この場合、フィルタの通
電再生時期を検出する手段として、排気ガス導入部と排
出部の差圧を検出する差圧検出手段、フィルタの表面温
度を検出する温度検出手段、前記捕集装置による捕集を
開始してからの経過時間を計測する捕集時間計測手段及
び再生を開始してからの経過時間を計測する再生時間計
測手段の各手段のうち少なくとも１つと、前記各手段の
うち少なくとも１つから出力される信号に基づいて通電
装置を制御すると共に、再生時には前記フィルタに順次
通電がなされるように前記通電装置を制御する通電制御
手段と、が設けられている。

【００１７】具体的には、フィルタの通電再生の開始時
期は、前記差圧検出手段により前記排気ガス導入部と排
出部の差圧が所定値以上となったとき、前記時間計測手
段により捕集を開始してからの経過時間が所定時間にな
ったとき、前記差圧検出手段により前記排気ガス導入部
と排出部の差圧が所定値以上となったときか若しくは前
記捕集時間計測手段により捕集を開始してからの経過時
間が所定時間になったとき、のうちいずれかにより検出
される。

【００１８】又、フィルタの通電再生の終了時期は、前
記温度検出手段によりフィルタ表面温度或いは排気ガス
排出部における排気ガス温度が所定値以上になったと
き、前記再生時間計測手段により再生を開始してからの
経過時間が所定時間になったとき、前記温度検出手段に
よりフィルタ表面温度或いは排気ガス排出部における排
気ガス温度が所定値以上になったときか若しくは前記再
生時間計測手段により再生を開始してからの経過時間が
所定時間になったとき、のうちいずれかにより検出され
る。

【００１９】更に、複数に分割した自己発熱型高温耐熱
性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温
耐熱性金属多孔性フィルタは、再生が開始してから、順
次通電する方法でも、１つの自己発熱型高温耐熱性金属
多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐熱性
金属多孔性フィルタの再生が終了したのちに、再度、装
置前後の差圧が所定値以上になったときや所定の時間が
経過したときに、別のフィルタを再生する工程を繰り返
す方法でもよい。

【００２０】通電装置は、通電量を固定する装置であっ
ても、フィルタの表面温度や排気ガスの導入部や排出部
における排気ガス温度等を用いてＰＩ制御やＰＩＤ制御
等により通電する電力量を可変制御する装置であっても
良い。このとき、最大電力量を設定し、通電するときの
電力量を制限する方法を採ることもできる。

【００２１】本発明の排ガス浄化装置では、パティキュ
レートの燃焼による伝播燃焼を利用せずに、自己発熱型
高温耐熱性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを用いているため
に、フィルタを直接均一に加熱してパティキュレートを
燃焼除去するので、捕集したパティキュレートの量に影
響されずに再生を開始することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の内容をより詳細に
説明する。本発明の自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フ
ィルタは、抵抗発熱性を有する金属多孔体の自由端に電
極を取り付けることにより作られる。又、この自己発熱
型高温耐熱性金属多孔性フィルタに触媒を担持すること
により触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィル
タは作られる。

【００２３】上記の金属多孔体の平均孔径の下限値は１
０μｍ、好ましくは２０μｍであり、一方、その上限値
は５００μｍ、好ましくは２００μｍである。本発明に
おいて、金属多孔体の平均孔径が１０μｍ未満の場合は
差圧が大きくなったり、排気ガス中の灰分による孔の閉
塞が生じる虞があり、一方、５００μｍを越える場合
は、排気ガス中のパティキュレートの捕集効率が低下す
るため、それぞれ好ましくない。

【００２４】なお、本発明の金属多孔体の空隙率や厚さ
は任意であり、これらを任意に変化させて、排気ガス中
の灰分による孔の閉塞が起こらないように設計すること
ができる。また、本発明の金属多孔体は、通電により抵
抗発熱性を有するものであれば良く、その材質は任意で
あるが、通常、Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗから選ばれ
る１つ以上の金属を主材料とするものが好ましく用いら
れる。また、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔｉなどの金属を含有するも
のであることが一層好ましい。

【００２５】たとえば、Fe-Cr-Al系などのカンタル材や
ニッケルクロム系の材料を用いることができ、さらには
好ましくは、Fe-Cr-Al-REM系の材料を用いることができ
る。具体的には、Fe-Cr-Al-REM系の材料では、重量比で
Ｃｒ15〜23％、Ａｌ2.5 〜6.0 、ＲＥＭとしては、Ｌ
ａ，Ｙ，Ｃｅの一種または２種以上が用いられ、添加量
は0.02〜１％である。他の組成として不可避成分を含ん
でも良い。

【００２６】上記の金属多孔体を作製する方法も任意で
あるが、具体的には例えば、ａ）Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ、Ｗから選ばれる１つを主材料する金属より作られる
金属粉体、短繊維、長繊維、ウィスカーなどから選ばれ
る１種あるいは２種以上を加圧成形した後、あるいは樹
脂バインダーと混合し、射出成形、押出成形、流動成形
などによって成形した後、焼結する方法、ｂ）Ｆｅ、Ｃ
ｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗから選ばれる１つを主材料する金属
を高温または化学反応などによって気化する物質と混合
し、焼結する方法、ｃ）Ｆｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗか
ら選ばれる１つを主材料する金属のイオンを含有するメ
ッキ液を用いて多孔質体を析出させる方法、ｄ）Ｆｅ、
Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗから選ばれる１つを主材料する金
属よりなる多孔質粒子を成形、熱処理する方法、ｅ）Ｆ
ｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗから選ばれる１つを主材料す
る金属と溶解し易いあるいは上記該金属中を拡散し易い
金属等を混合または析出させて合金を作製した後、その
金属を除去する方法、ｆ）可燃性物質・可溶性物質など
からなる多孔体にＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗから選ば
れる１つを主材料する金属の１種あるいは２種以上を１
層あるいは２層以上メッキあるいは蒸着することにより
コーティングし、焼結時に該物質を燃焼・溶解除去して
多孔質化する方法、また、さらにその多孔体に上記該金
属の１種あるいは２種以上をメッキあるいは蒸着するこ
とによりコーティングする方法、ｇ）可燃性物質・可溶
性物質などからなる多孔体に石膏あるいは精密鋳造用流
動成形鋳型材を注入し、焼成し、多孔性の鋳型を製造
し、そこにＦｅ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｗから選ばれる１
つを主材料する金属の溶融体あるいは粉末流動体を注入
し、固化・結合させる方法うち、１種あるいは２種以上
を用いることができる。

【００２７】本発明の自己発熱型高温耐熱性金属多孔性
フィルタ及び触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔性
フィルタにおいては、上記の金属多孔体に給電するた
め、その自由端に電極を取り付ける。電極の材質は任意
であり、例えば、Ｃｕ、ステンレス鋼なども用いること
ができるが、金属多孔体と同材質のものを用いるのが好
ましい。

【００２８】本発明の金属多孔体においては、さらに耐
熱性と耐蝕性を付与するため、その表面がＣｒ酸化物、
Ａｌ酸化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物のうち、１種ある
いは２種以上の酸化物で被覆されるのが好ましい。これ
ら酸化物の金属多孔体表面への被覆方法は任意である
が、具体的には例えば、上記金属多孔体がＣｒ、Ａｌ、
Ｓｉ、Ｔｉから選ばれる１種以上の金属を含有するもの
である場合には、金属多孔体を空気などの酸化性雰囲気
中で、５００〜１２００°Ｃ、好ましくは６００〜１１
００°Ｃで酸化熱処理することにより、容易にそれらの
金属の酸化物被膜を表面に形成させることができる。

【００２９】なお、これら酸化物の金属多孔体表面への
被覆処理を行う場合は、上述した金属多孔体の自由端へ
電極を取り付ける工程は当該被覆処理工程の前に行うの
が好ましい。本発明の金属多孔体を作製する方法として
好適な方法として、例えば、発熱性を有する金属より、
引抜き法、溶融紡糸法、ワイヤ切削法、コイル材切削
法、びびり振動切削法、コーティング法、ウイスカー法
などの加工法で金属繊維を製造し、フィルタ状に成形す
る方法を用いることができる。

【００３０】このとき、当該金属繊維の平均直径の下限
値は５μｍ、好ましくは１０μｍであり、一方、その上
限値は５００μｍ、好ましくは１００μｍであるのが望
ましい。金属繊維の平均直径が５μｍ未満の場合は差圧
が大きくなったり、排気ガス中の灰分による孔の閉塞が
生じる虞があり、一方、５００μｍを越える場合は、排
気ガス中のパティキュレートの捕集効率が低下する虞が
ある。

【００３１】またこのとき、当該フィルタの空隙率の下
限値は３０％、好ましくは７０％であり、一方、その上
限値は９５％、好ましくは９３％であるのが望ましい。
フィルタの空隙率が３０％未満の場合は差圧が大きくな
ったり、排気ガス中の灰分による孔の閉塞が生じる虞が
あり、一方、９５％を越える場合は、排気ガス中のパテ
ィキュレートの捕集効率が低下する虞がある。

【００３２】また当該金属繊維フィルタはさらに焼結処
理を施すことが好ましい。焼結処理の条件は任意である
が、具体的には、例えば、真空若しくは非酸化性雰囲気
中で、８００〜１５００°Ｃ、好ましくは９００〜１３
００°Ｃの範囲で、１０分〜１０時間、好ましくは１〜
６時間加熱することで行う。焼結時には、荷重をかける
ことも好適である。

【００３３】さらに、当該金属繊維フィルタの焼結後に
熱処理を施すことにより、その表面に金属酸化物の被覆
膜を形成させ、金属繊維フィルタに高温耐熱性及び耐蝕
性を付与することも好適である。熱処理の条件も任意で
あるが、具体的には、例えば、空気などの酸化性雰囲気
中にて、６００〜１２００°Ｃ、好ましくは、８００〜
１１００°Ｃの範囲で、１〜２０時間、好ましくは、２
〜１０時間加熱することで行う。

【００３４】上記の金属多孔体は、焼結と同時にあるい
は焼結後に波形あるいは凹凸形に加工してもよい。フィ
ルタを波形あるいは凹凸形に加工するとフィルタの機械
強度が向上し、体積当たりの表面積が増加するためであ
る。本発明の触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔性
フィルタは、上記の金属多孔体に触媒を担持することに
より得ることができる。

【００３５】この触媒の担持は、上記の金属多孔体の自
由端に電極を接続し、必要に応じて酸化熱処理等の処理
により金属多孔体表面をＣｒ酸化物、Ａｌ酸化物、Ｓｉ
酸化物、Ｔｉ酸化物のうち、１種或いは２種以上の酸化
化合物で被覆した後に行うのが好ましい。これは、電極
接続前に触媒を担持すると、金属多孔体と電極の間に触
媒が入り、通電したときに抵抗となり、発熱するため
に、金属多孔体が溶損もしくは断線するためである。

【００３６】又、金属多孔体表面をＣｒ酸化物、Ａｌ酸
化物、Ｓｉ酸化物、Ｔｉ酸化物のうち、１種或いは２種
以上の酸化化合物で被覆することにより、触媒の担持性
を向上することができる。触媒担体は、特に限定される
ものではないが、アルミナ、シリカ、ジルコニア、チタ
ニア、ＺＳＭ−５、ＵＳＹ、ＳＡＰＯ、Ｙ型ゼオライト
などのゼオライト類、シリカーアルミナ、アルミナージ
ルコニア、アルミナーチタニア、シリカチタニア、シリ
カージルコニア、チタニアージルコニアから選ばれる少
なくとも１種類が好ましい。

【００３７】触媒担体粒子の平均粒子径は任意である
が、通常、その下限値は０．０１μｍ、好ましくは、
０．１μｍであり、一方、その上限値は２０μｍ、好ま
しくは、１０μｍであるのが望ましい。触媒担体粒子の
平均粒子径が０．０１μｍ未満の場合は製造に大きな困
難を伴い、一方、２０μｍを越える場合は金属多孔体の
孔を閉塞させ、或いは金属多孔体からの剥離が生じ易く
なる虞がある。

【００３８】触媒担体に担持する触媒活性金属成分は任
意であるが、通常、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｃｕ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃ
ｓ，Ｍｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｒｈ，Ａｇ，Ｂａ，Ｃａ，Ｚ
ｒ，Ｃｏ，Ｆｅ，Ｌａ，Ｃｅから選ばれる１種もしくは
２種以上の金属であるのが好ましく、Ｐｔ，Ｐｄ，Ｒ
ｈ，Ｃｕ，Ｋ，Ｍｏ、Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｅから選ばれる１
種もしくは２種以上の金属であるのがより好ましい。

【００３９】さらに本発明において、触媒担体に担持す
る触媒活性金属成分としては、排気ガス中に含まれる硫
黄酸化物による被毒性が低く、またパティキュレートの
燃焼性に優れる点から、（Ａ）Ｃｕ、（Ｂ）Ｋ、並びに
（Ｃ）Ｍｏ及び／又はＶを組み合わせたものを用いるの
が好ましい。

【００４０】なお、これら触媒活性金属成分はそのまま
金属の形で、あるいはその酸化物、炭酸塩、硝酸塩、臭
化物等のハロゲン化物、カルボン酸塩、硫酸塩、亜硫酸
塩、リン酸塩、複合酸塩などの形で使用される。これら
の金属あるいは金属化合物の触媒担体への担持量も任意
であるが、通常、それぞれの金属分に換算して、担体１
ｇ当たりその下限値は０．０１ｇ、好ましくは、０．０
５ｇであり、一方、その上限値は２．０ｇ、好ましく
は、１．０ｇであるのが望ましい。金属分に換算しての
担持量が担体１ｇ当たり０．０１ｇ未満の場合は、触媒
の活性が発現しない虞があり、一方、２．０ｇを越える
場合は、金属多孔体の閉塞を起こす虞がある。

【００４１】このような触媒担体と触媒を金属多孔体上
へ担持する方法は、限定されるものではないが、ウォッ
シュコート法、含浸法、ノズルを用いた吹き付け法など
の方法を用いることができる。このような条件で触媒を
担持した後、例えば８０〜２００°Ｃ、好ましくは１０
０〜１３０°Ｃで乾燥し、さらに、例えば３００〜１０
００°Ｃ、好ましくは、５００〜８００°Ｃで焼成する
ことによって、本発明の触媒担持自己発熱型高温耐熱性
金属多孔性フィルタを得ることができる。

【００４２】ここで、排気ガス導入部と排出部を有する
排気ガス通路の途中に、上述したように、自由端に電極
を取り付けた構成であって、電気を流すことにより発熱
する自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ若しくは
触媒が担持された触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多
孔性フィルタを少なくとも１つ備えた１つの若しくは並
列する２つ以上の処理ユニットからなるパティキュレー
ト捕集装置を介装して、排気ガス浄化装置を得る。

【００４３】自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ
あるいは触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔体触媒
体を処理ユニットの容器に設置する際は、１つの容器に
１つの自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタあるい
は触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを
設置してもよいし、１つの容器に複数の自己発熱型高温
耐熱性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型
高温耐熱性金属多孔性フィルタを設置する方法をとって
もよい。

【００４４】また、容器に自己発熱型高温耐熱性金属多
孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐熱性金
属多孔性フィルタを設置する際の、これらの形状は限定
されない。本発明の排気ガス浄化装置は、上記の処理ユ
ニットからなるパティキュレート捕集装置、電源、各種
検出手段としての各種センサ、通電制御手段等からな
る。

【００４５】本発明の排気ガス浄化装置を用いてディー
ゼルエンジンの排気ガス中のパティキュレートを処理す
ると、ある時間が経過したときに自己発熱型高温耐熱性
金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐
熱性金属多孔性フィルタにパティキュレートが捕集さ
れ、捕集装置の排気ガス導入部と排出部の差圧が上昇す
る。そのときに、複数に並列した自己発熱型高温耐熱性
金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐
熱性金属多孔性フィルタの１つの自由端の電極より直接
フィルタ自体に電気を流して捕集したパティキュレート
を燃焼除去する。このとき、自己発熱型高温耐熱性金属
多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐熱性
金属多孔性フィルタの２つ以上同時に通電することも可
能である。

【００４６】このことにより、フィルタ全体に通電する
ような大電力をかけることなく捕集されたパティキュレ
ートを処理することができる。また、フィルタあるいは
触媒体自体に通電しているため、フィルタあるいは触媒
体を均一に発熱させることができる。よって、パティキ
ュレートの燃え残りが発生せず、また、フィルタの耐久
性が高くなる。また、触媒を担持していれば、触媒を燃
焼除去できる温度を低下できるために、フィルタに通電
する電力量を低減することができる。

【００４７】さらには、自己発熱型高温耐熱性金属多孔
性フィルタの孔径、空隙率を任意に変化させて、灰分に
よるフィルタの閉塞が起こらないように設計することが
できる。本発明の装置では、フィルタの通電再生時期を
検出し、これによりフィルタへの通電を制御するように
している。

【００４８】この場合、フィルタの通電再生時期を検出
する手段として、排気ガス導入部と排出部の差圧を検出
する差圧検出手段、フィルタの表面温度或いは排気ガス
導入部の排気ガス温度或いは排出部における排気ガス温
度を検出する温度検出手段、パティキュレート捕集装置
による捕集を開始してからの経過時間を計測する捕集時
間計測手段及び再生を開始してからの経過時間を計測す
る再生時間計測手段の各手段のうち少なくとも１つと、
前記各手段のうち少なくとも１つから出力される信号に
基づいて通電装置を制御すると共に、再生時にはフィル
タに順次通電がなされるように前記通電装置を制御する
通電制御手段と、が設けられている。

【００４９】前記通電装置は、通電量を固定する装置で
あっても、フィルタの表面温度や排気ガスの導入部や排
出部における排気ガス温度等を用いてＰＩ制御やＰＩＤ
制御等により通電する電力量を可変制御する装置であっ
ても良い。このとき、最大電力量を設定し、通電すると
きの電力量を制限する方法を採ることもできる。

【００５０】ここで、フィルタの通電再生時期を検出す
る構成は、具体的に次のようである。即ち、フィルタの
通電再生の開始時期は、差圧検出手段により前記排気ガ
ス導入部と排出部の差圧が所定値以上となったとき、前
記時間計測手段により捕集を開始してからの経過時間が
所定時間になったとき、前記差圧検出手段により前記排
気ガス導入部と排出部の差圧が所定値以上となったとき
か若しくは前記捕集時間計測手段により捕集を開始して
からの経過時間が所定時間になったとき、のうちいずれ
かにより検出される。

【００５１】又、フィルタの通電再生の終了時期は、前
記温度検出手段によりフィルタ表面温度或いは排気ガス
排出部における排気ガス温度が所定値以上になったと
き、前記再生時間計測手段により再生を開始してからの
経過時間が所定時間になったとき、前記温度検出手段に
よりフィルタ表面温度或いは排気ガス排出部における排
気ガス温度が所定値以上になったときか若しくは前記再
生時間計測手段により再生を開始してからの経過時間が
所定時間になったとき、のうちいずれかにより検出され
る。

【００５２】又、複数に分割した自己発熱型高温耐熱性
金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐
熱性金属多孔性フィルタは、再生が開始してから、順次
通電する方法でも、１つの自己発熱型高温耐熱性金属多
孔性フィルタあるいは触媒担持自己発熱型高温耐熱性金
属多孔性フィルタの再生が終了したのちに、再度、装置
前後の差圧が所定値以上になったときや所定の時間が経
過したときに、別のフィルタを再生する工程を繰り返す
方法でもよい。

【００５３】本発明の排ガス浄化装置では、パティキュ
レートの燃焼による伝播燃焼を利用せずに、自己発熱型
高温耐熱性金属多孔性フィルタあるいは触媒担持自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタに直接通電している
ために、フィルタを直接均一に加熱してパティキュレー
トを燃焼除去するために、捕集したパティキュレートの
量に影響されずに再生を開始することができる。

【００５４】ここで、図１は本発明に係る排気ガス浄化
装置の一実施形態を示す図である。尚、本発明に係る排
気ガス浄化装置はこの実施形態のものに限らない。この
図において、１はディーゼルエンジン、２は排気管、３
〜６は、夫々排気管２に並列に介装された処理ユニッ
ト、７は、排気管２の排気ガス導入部２Ａと排出部２Ｂ
との差圧を検出する差圧計、８〜１１は、各処理ユニッ
ト３〜６に設けられたフィルタａ〜ｄの表面温度を検出
する温度センサ、１２は各フィルタａ〜フィルタｄの自
由端に取り付けられた電極、１３は電源、１４は電源１
３と各電極１２間に介装されたリレー、１５は制御器で
ある。

【００５５】そして、前記電源１３により、本発明の通
電装置が構成され、リレー１４と制御器１５により本発
明の通電制御手段が構成される。又、前記制御器１５に
は、本発明に係わる捕集時間計測手段及び再生時間計測
手段としてのタイマ機能が設けられている。一方、図２
は処理ユニット３〜６の構成を示しており、この例で
は、容器１９内に複数のフィルタ１６が並列して設けら
れており、各フィルタ１６間には、絶縁材及び断熱材と
してのパッキン１７が介装されている。１８はフィルタ
１６の自由端に設けられた電極である。

【００５６】このように処理ユニット３〜６に複数のフ
ィルタ１６が並列して設けた場合には、図１に示したリ
レー１４の他に、各フィルタ１６への通電を切り換える
リレーを各処理ユニット３〜６毎に設けるようにする。
図２における矢印は、排気ガスの流れを示しており、こ
の矢印のように、排気ガス導入部から導入された排気ガ
スは、各フィルタ１６中心部に流入し、各フィルタ１６
の側壁部を通過して、排気ガス排出部へと至る。

【００５７】次に、本発明に係わる自己発熱型高温耐熱
性金属多孔性フィルタ及び触媒担持自己発熱型高温耐熱
性金属多孔性フィルタの具体的実施例について説明す
る。（実施例１）Ｃｒ：20.02 ％、Ａｌ：4.9 ％Ｌａ：0.08
％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高温耐熱性金
属からコイル切削法により作製した断面が50×15μｍの
高温耐熱性金属繊維を７０ｍｍの長さに切断し、空隙率
８５％になるようにフィルタ状に集積し、高温耐熱性金
属多孔体を作製した。

【００５８】この高温耐熱性金属多孔体を幅２５ｍｍ、
長さ８００ｍｍの形状に成形した後に、不活性ガス雰囲
気下で１１００°Ｃ、２時間焼結した後に、両端にステ
ンレス鋼で製作した電極を取り付けて、１０００°Ｃ、
６時間熱処理して表面にアルミナを析出させて、自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを得た。この自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ１枚を容器内に配設
した処理ユニット４器（図１の処理ユニット３〜６）を
排気ガス流れに対する関係が並列の関係になるように設
置し、パティキュレート捕集装置を形成した。

【００５９】そして、このパティキュレート捕集装置
を、ディーゼルエンジンの排気通路を構成する排気管途
中に介装した。ディーゼルエンジンを負荷７０％一定で
運転し、黒煙濃度がボッシュスモークメーターで８％の
濃度の排気ガスをこのパティキュレート捕集装置に通過
させた。

【００６０】捕集を開始してから１０分後に、処理ユニ
ット３の自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタａに
通電装置を用いて通電を開始した。そのとき、自己発熱
型高温耐熱性金属多孔性フィルタａの表面温度を温度検
出手段としての温度センサ８にて測定し、最高温度を６
１０°Ｃに設定して、ＰＩ制御で電力量を調整しなが
ら、通電再生を行った。このとき、電力量の最下値は１
５００Ｗに設定した。フィルタａの表面温度が６００°
Ｃになったときに、そのフィルタａへの通電を終了し
た。フィルタａへの通電を開始してから、１０分後に、
次の処理ユニット４のフィルタｂの通電再生を開始し、
先のフィルタａと同様に再生を行った。この操作をすべ
てのフィルタａ〜ｄの順番で繰り返し行った。

【００６１】このときのパティキュレート捕集装置の排
気ガス導入部、排出部の差圧と、フィルタａ〜ｄのフィ
ルタの表面温度とａ〜ｄのフィルタへ通電した電力量の
経時変化を測定した（図３（Ａ）〜（Ｅ）参照）。パテ
ィキュレート捕集装置の排気ガス導入部、排出部の黒煙
濃度を測定し、平均黒煙除去率を計算したところ、６２
％であった。

【００６２】尚、図３並びに後述する図４〜図８におい
て、Ａの線図はフィルタ表面温度を示し、Ｂの線図は電
力量を示している。（実施例２）Ｃｒ：20.02 ％、Ａｌ：4.9 ％Ｌａ：0.08
％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高温耐熱性金
属からコイル切削法により作製した断面が50×15μｍの
高温耐熱性金属繊維を７０ｍｍの長さに切断し、空隙率
８５％になるようにフィルタ状に集積し、高温耐熱性金
属多孔体を作製した。

【００６３】この高温耐熱性金属多孔体を幅２５ｍｍ、
長さ８００ｍｍの形状に成形した後に、不活性ガス雰囲
気下で１１００°Ｃ、２時間焼結した後に、両端にステ
ンレス鋼で製作した電極を取り付けて、１０００°Ｃ、
６時間熱処理して表面にアルミナを析出させて、自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを得た。そして、チ
タニア粒子７ｇを硝酸銅３水和塩3.8 ｇ、硝酸カリウム
2.6 ｇモリブテン酸アンモニウム４水和塩1.8 ｇより調
整した水溶液２００ｍｌ中に混合し、この混合溶液を攪
拌しながら水分を蒸発させ、１１０°Ｃで乾燥、５００
°Ｃで焼成し、触媒を調製した。この触媒１０ｇを純度
９９％のエタノール溶液９０ｍｌと混合させ、ボールミ
ルで２４時間粉砕混合して触媒スラリーを調整した。こ
のスラリーをフィルタにウォッシュコートして１１０°
Ｃで１時間乾燥した後、５００°Ｃで２時間焼成する操
作をフィルタ１ｇ当たり５０ｍｇの触媒粒子が担持され
るまで繰り返し、触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多
孔性フィルタを得た。

【００６４】この触媒担持自己発熱型高温耐熱性金属多
孔性フィルタ１枚を容器内に配設した処理ユニット４器
（図１の処理ユニット３〜６）を排気ガス流れに対する
関係が並列の関係になるように設置し、パティキュレー
ト捕集装置を形成した。そして、このパティキュレート
捕集装置を、ディーゼルエンジンの排気通路を構成する
排気管途中に介装した。ディーゼルエンジンを負荷７０
％一定で運転し、黒煙濃度がボッシュスモークメーター
で８％の濃度の排気ガスをこのパティキュレート捕集装
置に通過させた。

【００６５】捕集を開始してから１５分後に、処理ユニ
ット３の自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタａに
通電装置を用いて通電を開始した。そのとき、自己発熱
型高温耐熱性金属多孔性フィルタａの表面温度を温度検
出手段としての温度センサ８にて測定し、最高温度を５
６０°Ｃに設定して、ＰＩ制御で電力量を調整しなが
ら、通電再生を行った。このとき電力量の最下値は１５
００Ｗに設定した。フィルタａの表面温度が５５０°Ｃ
になったときに、そのフィルタａへの通電を終了した。
フィルタａへの通電を開始してから、１５分後に、次の
フィルタｂの通電再生を開始し、先のフィルタａと同様
に再生を行った。この操作をすべてのフィルタａ〜ｄの
順番で繰り返し行った。

【００６６】このときのパティキュレート捕集装置の排
気ガス導入部、排出部の差圧と、フィルタａ〜ｄのフィ
ルタの表面温度と、ａ〜ｄのフィルタへ通電した電力量
の経時変化を測定した（図４（Ａ）〜（Ｅ）参照）。パ
ティキュレート捕集装置の排気ガス導入部、排出部の黒
煙濃度を測定し、平均黒煙除去率を計算したところ、７
３％であった。（実施例３）Ｃｒ：20.02 ％、Ａｌ：4.9 ％、Ｌａ：0.
08％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高温耐熱性
金属からコイル切削法により作製した断面が50×15μｍ
の高温耐熱性金属繊維を７０ｍｍの長さに切断し、空隙
率８５％になるようにフィルタ状に集積し、高温耐熱性
金属多孔体を作製した。

【００６７】この高温耐熱性金属多孔体を幅２５ｍｍ、
長さ８００ｍｍの形状に成形した後に、不活性ガス雰囲
気下で１１００°Ｃ、２時間焼結した後に、両端にステ
ンレス鋼で製作した電極を取り付けて、１０００°Ｃ、
６時間熱処理して表面にアルミナを析出させて、自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを得た。この自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ１枚を容器内に配設
した処理ユニット４器（図１の処理ユニット３〜６）を
排気ガス流れに対する関係が並列の関係になるように設
置し、パティキュレート捕集装置を形成した。

【００６８】そして、このパティキュレート捕集装置
を、ディーゼルエンジンの排気通路を構成する排気管途
中に介装した。ディーゼルエンジンを負荷７０％一定で
運転し、黒煙濃度がボッシュスモークメーターで８％の
濃度の排気ガスをこのパティキュレート捕集装置に通過
させた。

【００６９】捕集を開始してから１０分後に、処理ユニ
ット３の自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタａに
通電装置を用いて１０００Ｗの電力を通電した。そのと
き、自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタａの表面
温度を温度検出手段としての温度センサ８にて測定し、
６００°Ｃになったときに、そのフィルタａへの通電を
終了した。フィルタａへの通電を開始してから、１０分
後に、次のフィルタｂの通電再生を開始し、先のフィル
タａと同様に再生を行った。この操作をすべてのフィル
タａ〜ｄの順番で繰り返し行った。

【００７０】このときのパティキュレート捕集装置の排
気ガス導入部、排出部の差圧と、フィルタａ〜ｄのフィ
ルタの表面温度と、ａ〜ｄのフィルタへ通電した電力量
の経時変化を測定した（図５（Ａ）〜（Ｅ）参照）。パ
ティキュレート捕集装置の排気ガス導入部、排出部の黒
煙濃度を測定し、平均黒煙除去率を計算したところ、６
６％であった。（実施例４）Ｃｒ：20.02 ％、Ａｌ：4.9 ％、Ｌａ：0.
08％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高温耐熱性
金属からコイル切削法により作製した断面が50×15μｍ
の高温耐熱性金属繊維を７０ｍｍの長さに切断し、空隙
率８５％になるようにフィルタ状に集積し、高温耐熱性
金属多孔体を作製した。

【００７１】この高温耐熱性金属多孔体を幅２５ｍｍ、
長さ８００ｍｍの形状に成形した後に、不活性ガス雰囲
気下で１１００°Ｃ、２時間焼結した後に、両端にステ
ンレス鋼で製作した電極を取り付けて、１０００°Ｃ、
６時間熱処理して表面にアルミナを析出させて、自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを得た。この自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ１枚を容器内に配設
した処理ユニット４器（図１の処理ユニット３〜６）を
排気ガス流れに対する関係が並列の関係になるように設
置し、パティキュレート捕集装置を形成した。

【００７２】そして、このパティキュレート捕集装置
を、ディーゼルエンジンの排気通路を構成する排気管途
中に介装した。ディーゼルエンジンを負荷７０％一定で
運転し、黒煙濃度がボッシュスモークメーターで８％の
濃度の排気ガスをこのパティキュレート捕集装置に通過
させた。

【００７３】パティキュレート捕集装置の排気ガス導入
部と排出部の差圧が２００ｍｍＨ₂Ｏになったときに、
通電装置を用いて通電を開始した。そのとき、自己発熱
型高温耐熱性金属多孔性フィルタａの表面温度を温度検
出手段としての温度センサ８にて測定し、最高温度を６
１０°Ｃに設定してＰＩ制御で電力量を調整しながら、
通電再生を行った。このとき電力量の最下値は１５００
Ｗに設定した。

【００７４】フィルタａの表面温度が６００°Ｃになっ
たときに、そのフィルタａへの通電を終了した。次にパ
ティキュレート捕集装置の排気ガス導入部と排出部の差
圧が２００ｍｍＨ₂Ｏになったときに、次のフィルタｂ
の通電再生を開始し、先のフィルタａと同様に再生を行
った。この操作をすべてのフィルタａ〜ｄの順番で繰り
返し行った。

【００７５】このときのパティキュレート捕集装置の排
気ガス導入部、排出部の差圧と、フィルタ１〜４のフィ
ルタの表面温度と、ａ〜ｄのフィルタへ通電した電力量
の経時変化を測定した（図６（Ａ）〜（Ｅ）参照）。パ
ティキュレート捕集装置の排気ガス導入部、排出部の黒
煙濃度を測定し、平均黒煙除去率を計算したところ、６
３％であった。（実施例５）Ｃｒ：20.02 ％、Ａｌ：4.9 ％、Ｌａ：0.
08％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高温耐熱性
金属からコイル切削法により作製した断面が50×15μｍ
の高温耐熱性金属繊維を７０ｍｍの長さに切断し、空隙
率８５％になるようにフィルタ状に集積し、高温耐熱性
金属多孔体を作製した。

【００７６】この高温耐熱性金属多孔体を幅２５ｍｍ、
長さ８００ｍｍの形状に成形した後に、不活性ガス雰囲
気下で１１００°Ｃ、６時間焼結した後に、両端にステ
ンレス鋼で製作した電極を取り付けて、１０００°Ｃ、
６時間熱処理して表面にアルミナを析出させて、自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを得た。この自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ１枚を容器内に配設
した処理ユニット４器（図１の処理ユニット３〜６）を
排気ガス流れに対する関係が並列の関係になるように設
置し、パティキュレート捕集装置を形成した。

【００７７】そして、このパティキュレート捕集装置
を、ディーゼルエンジンの排気通路を構成する排気管途
中に介装した。ディーゼルエンジンを負荷７０％一定で
運転し、黒煙濃度がボッシュスモークメーターで８％の
濃度の排気ガスをこのパティキュレート捕集装置に通過
させた。

【００７８】パティキュレート捕集装置の排気ガス導入
部と排出部の差圧が２００ｍｍＨ₂Ｏになったときに、
処理ユニット３の自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィ
ルタａに通電装置を用いて１０００Ｗの電力を通電し
た。そのとき、自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィル
タａの表面温度を温度検出手段としての温度センサ８に
て測定し、６００°Ｃになったときに、そのフィルタａ
への通電を終了した。次にパティキュレート捕集装置の
排気ガス導入部と排出部の差圧が２００ｍｍＨ₂Ｏにな
ったときに、次のフィルタｂの通電再生を開始し、先の
フィルタａと同様に再生を行った。この操作をすべての
フィルタａ〜ｄの順番で繰り返し行った。

【００７９】このときのパティキュレート捕集装置の排
気ガス導入部、排出部の差圧と、フィルタａ〜ｄのフィ
ルタの表面温度とａ〜ｄのフィルタへ通電した電力量の
経時変化を測定した（図７（Ａ）〜（Ｅ）参照）。パテ
ィキュレート捕集装置の排気ガス導入部、排出部の黒煙
濃度を測定し、平均黒煙除去率を計算したところ、６２
％であった。（実施例６）Ｃｒ：20.02 ％、Ａｌ：4.9 ％、Ｌａ：0.
08％、残部Ｆｅ及び不可避的不純物からなる高温耐熱性
金属からコイル切削法により作製した断面が50×15μｍ
の高温耐熱性金属繊維を７０ｍｍの長さに切断し、空隙
率８５％になるようにフィルタ状に集積し、高温耐熱性
金属多孔体を作製した。

【００８０】この高温耐熱性金属多孔体を幅２５ｍｍ、
長さ８００ｍｍの形状に成形した後に、不活性ガス雰囲
気下で１１００°Ｃ、２時間焼結した後に、両端にステ
ンレス鋼で製作した電極を取り付けて、１０００°Ｃ、
６時間熱処理して表面にアルミナを析出させて、自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタを得た。この自己発
熱型高温耐熱性金属多孔性フィルタ１枚を容器内に配設
した処理ユニット４器（図１の処理ユニット３〜６）を
排気ガス流れに対する関係が並列の関係になるように設
置し、パティキュレート捕集装置を形成した。

【００８１】そして、このパティキュレート捕集装置
を、ディーゼルエンジンの排気通路を構成する排気管途
中に介装した。ディーゼルエンジンを負荷７０％一定で
運転し、黒煙濃度がボッシュスモークメーターで８％の
濃度の排気ガスをこのパティキュレート捕集装置に通過
させた。

【００８２】パティキュレート捕集装置の排気ガス導入
部と排出部の差圧が２００ｍｍＨ₂Ｏになったときに、
処理ユニット３の自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィ
ルタａに通電装置を用いて１０００Ｗの電力を２分間通
電した。通電が終了した後、捕集装置の排気ガス導入部
と排出部の差圧が２００ｍｍＨ₂Ｏになったときに、次
のフィルタｂの通電再生を開始し、先のフィルタａと同
様に再生を行った。この操作をすべてのフィルタａ〜ｄ
の順番で繰り返し行った。

【００８３】このときのパティキュレート捕集装置の排
気ガス導入部、排出部の差圧と、フィルタａ〜ｄのフィ
ルタの表面温度とａ〜ｄのフィルタへ通電した電力量の
経時変化を測定した（図８の処理ユニット３〜６）。パ
ティキュレート捕集装置の排気ガス導入部、排出部の黒
煙濃度を測定し、平均黒煙除去率を計算したところ、６
４％であった。

【００８４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１及び５に
係る発明によれば、ディーゼルエンジン等から排出され
る排気ガスの浄化能力の向上と耐久性の向上とを図れ、
しかも経済性やメンテナンス性の向上をも図ることがで
き、特に、再生時にはフィルタに順次通電がなされるよ
うに制御するようにしたから、通電再生に、大きな電力
が不要となり、より経済的であるという利点がある。

【００８５】請求項２に係る発明によれば、フィルタの
通電再生の開始時期を、排気ガス導入部と排出部の差圧
を検出して、或いは、捕集を開始してからの経過時間を
検出して、或いは排気ガス導入部と排出部の差圧、捕集
を開始してからの経過時間の両方を検出することにより
認識するようにしたから、フィルタの通電再生の開始時
期をより的確に判断でき、フィルタの再生性の向上を図
ることができる。

【００８６】請求項３に係る発明によれば、フィルタの
通電再生の終了時期を、フィルタ表面温度或いは排気ガ
ス導入部の排気ガス温度或いは排出部における排気ガス
温度を検出して、或いは、再生を開始してからの経過時
間を検出して、或いは、フィルタ表面温度、再生を開始
してからの経過時間の両方を検出することにより認識す
るようにしたから、フィルタの通電再生の終了時期をよ
り的確に判断でき、フィルタの再生性の向上を図ること
ができる。

【００８７】請求項４に係る発明によれば、フィルタへ
の通電量制御を確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る排気ガス浄化装置の一実施形態
を示す平面図

【図２】処理ユニットの構成を示す図で、（Ａ）は平
面断面図、（Ｂ）は（Ａ）中Ａ−Ａ矢視断面図

【図３】本発明の実施例１の実験データを示すタイム
チャート

【図４】本発明の実施例２の実験データを示すタイム
チャート

【図５】本発明の実施例３の実験データを示すタイム
チャート

【図６】本発明の実施例４の実験データを示すタイム
チャート

【図７】本発明の実施例５の実験データを示すタイム
チャート

【図８】本発明の実施例６の実験データを示すタイム
チャート

【符号の説明】

１ディーゼルエンジン２排気管２Ａ排気ガス導入部２Ｂ排出部３〜６処理ユニット７差圧計８〜１１温度センサ１２電極１３電源１４リレー１５制御器１６フィルタ１７パッキン１８電極１９容器ａ〜ｄフィルタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ０１Ｎ 3/02 ３４１Ｆ０１Ｎ 3/02 ３４１ＭＢ０１Ｄ 39/20 ＺＡＢＢ０１Ｄ 39/20 ＺＡＢＡ 46/42 46/42 Ｂ 53/94 53/36 １０３ＣＢ２２Ｆ 3/10 ＺＡＢＢ２２Ｆ 3/10 ＺＡＢＺ (72)発明者神道克美愛知県豊川市国府町豊成44 (72)発明者飯島伸介愛知県蒲郡市金平町頂拝13−13 (72)発明者加藤龍彦愛知県新城市緑が丘５−６−５ (72)発明者後夷光一愛知県岡崎市上地３−23−26 (72)発明者相澤幸雄神奈川県川崎市中原区木月大町203 (72)発明者関戸容夫神奈川県横浜市磯子区洋光台６−28−７ (72)発明者古牧治雄神奈川県横浜市港北区菊名２−５−１− 131 (72)発明者小宮山知成神奈川県横浜市鶴見区栄町通３−32−１

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気ガス導入部と排出部を有する排気ガス
通路の途中に、自由端に電極を取り付けた構成であっ
て、電気を流すことにより発熱する自己発熱型高温耐熱
性金属多孔性フィルタを、少なくとも１つ備えた１つ
の、若しくは並列する２つ以上の処理ユニットからなる
パティキュレート捕集装置を介装し、前記フィルタの再
生を行うべく該フィルタに電気を流す通電装置と、前記
フィルタの通電再生時期を検出する手段として、前記排
気ガス導入部と排出部の差圧を検出する差圧検出手段、
前記フィルタの表面温度或いは排気ガス導入部の排気ガ
ス温度或いは排出部における排気ガス温度を検出する温
度検出手段、前記捕集装置による捕集を開始してからの
経過時間を計測する捕集時間計測手段及び再生を開始し
てからの経過時間を計測する再生時間計測手段の各手段
のうち少なくとも１つと、前記各手段のうち少なくとも
１つから出力される信号に基づいて前記通電装置を制御
すると共に、再生時には前記フィルタに順次通電がなさ
れるように前記通電装置を制御する通電制御手段と、を
含んで構成されたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
【請求項２】前記フィルタの通電再生の開始時期は、前
記差圧検出手段により前記排気ガス導入部と排出部の差
圧が所定値以上となったとき、前記時間計測手段により
捕集を開始してからの経過時間が所定時間になったと
き、前記差圧検出手段により前記排気ガス導入部と排出
部の差圧が所定値以上となったときか若しくは前記捕集
時間計測手段により捕集を開始してからの経過時間が所
定時間になったとき、のうちいずれかにより検出される
ことを特徴とする請求項１記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】前記フィルタの通電再生の終了時期は、前
記温度検出手段によりフィルタ表面温度或いは排気ガス
排出部における排気ガス温度が所定値以上になったと
き、前記再生時間計測手段により再生を開始してからの
経過時間が所定時間になったとき、前記温度検出手段に
よりフィルタ表面温度或いは排気ガス排出部における排
気ガス温度が所定値以上になったときか若しくは前記再
生時間計測手段により再生を開始してからの経過時間が
所定時間になったとき、のうちいずれかにより検出され
ることを特徴とする請求項１又は２記載の排気ガス浄化
装置。
【請求項４】前記通電制御手段は、フィルタへの通電量
を一定に制御する機能若しくはフィルタの表面温度或い
は排気ガス導入部の排気ガス温度或いは排出部における
排気ガス温度に基づいて通電量を可変制御する機能を備
えたことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つ
に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項５】前記自己発熱型高温耐熱性金属多孔性フィ
ルタは、触媒が担持された触媒担持自己発熱型高温耐熱
性金属多孔性フィルタであることを特徴とする請求項１
〜４のうちいずれか１つに記載の排気ガス浄化装置。