JP2001098936A

JP2001098936A - 排気ガス浄化装置

Info

Publication number: JP2001098936A
Application number: JP27840299A
Authority: JP
Inventors: Koji Shimado; 幸二島戸; Kazushige Ono; 一茂大野
Original assignee: Ibiden Co Ltd
Current assignee: Ibiden Co Ltd
Priority date: 1999-09-30
Filing date: 1999-09-30
Publication date: 2001-04-10

Abstract

(57)【要約】【課題】フィルタの燃焼効率・捕集効率の向上を図るこ
と。【解決手段】ディーゼルエンジン１２の排気側にケーシ
ング１８を設け、その内部に排気ガス中に含まれるパテ
ィキュレートを除去するフィルタ２２を収容する。ケー
シング１８内において、フィルタ２２の上流側に、排気
ガス中に含まれる有害成分を酸化させる触媒担体２１を
収容する。そして、触媒担体２１とフィルタ２２とを離
間して配置し、その離間距離Ｌを５〜５０ｍｍに設定す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関から排出
される排気ガスを浄化する排気ガス浄化装置に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】自動車の台数は今世紀に入って飛躍的に
増加しており、それに比例して自動車の内燃機関から出
される排気ガスの量も急激な増加の一途を辿っている。
特にディーゼルエンジンの出す排気ガス中に含まれる種
々の物質は、汚染を引き起こす原因となるため、現在で
は世界環境にとって深刻な影響を与えつつある。又、最
近では排気ガス中のスス（ディーゼルパティキュレー
ト）が、ときとしてアレルギー障害や精子数の減少を引
き起こす原因となるとの研究結果も報告されている。つ
まり、排気ガス中のディーゼルパティキュレートを除去
する対策を講じることが、人類にとって急務の課題であ
ると考えられている。

【０００３】このような事情のもと、多様多種の排気ガ
ス浄化装置が提案されている。一般的な排気ガス浄化装
置は、エンジンの排気マニホールドに連結された排気管
の途上にケーシングを設け、その中に微細な孔を有する
フィルタを配置した構造を有している。フィルタの形成
材料としては、金属や合金のほか、セラミックがある。
セラミックからなるフィルタの代表例としては、コーデ
ィエライト製のハニカムフィルタが知られている。最近
では、耐熱性・機械的強度・捕集効率が高い、化学的に
安定している、圧力損失が小さい等の利点があることか
ら、炭化珪素の多孔質焼結体をフィルタ形成材料として
用いることが多い。

【０００４】ハニカムフィルタは自身の軸線方向に沿っ
て延びる多数のセルを有している。排気ガスがフィルタ
を通り抜ける際、そのセル壁によってディーゼルパティ
キュレートがトラップされる。従って、フィルタ内に捕
集されたディーゼルパティキュレートは、フィルタ内の
温度が所定値（着火温度）に達すると、着火して燃焼す
る。

【０００５】なお、排気ガス浄化装置には、排気ガスの
熱のみにより着火するもの（自然着火方式）、及び排気
ガスの熱に加えバーナやヒータ等の加熱手段からの熱に
より着火するもの（加熱着火方式）の２タイプがある。

【０００６】しかしながら、ディーゼルエンジンの始動
直後等は排気ガスの温度が低いため、フィルタの特定部
位が着火温度に到しなくなるケースがある。よって、自
然着火方式を採用した排気ガス浄化装置では、フィルタ
において部分的に燃え残りが生じる等、ディーゼルパテ
ィキュレートを効率よく燃焼させることができなかっ
た。

【０００７】そこで、このような不具合を解消するため
に、従来より、前記ケーシング内にフィルタとは別体な
る触媒担体が収容された排気ガス浄化装置が提案されて
いる。触媒担体には白金等の触媒が担持されており、排
気ガスが触媒担体を通過することにより、排気ガスに含
まれる有害物質が酸化される。具体的にいうと、排気ガ
ス中にはＮＯが多く含まれており、そのＮＯが酸化反応
によりＮＯ₂となる。そして、ＮＯ₂が触媒担体の下流側
にあるフィルタに排出されることにより、ディーゼルパ
ティキュレートの着火温度を低くすることができる。こ
れにより、燃え残りの発生を回避するうえで確実に貢献
している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の排気
ガス浄化装置は、触媒担体とフィルタとの間の距離が短
すぎると、触媒担体とフィルタとの間の箇所に、触媒担
体を通過したディーゼルパティキュレートが堆積しやす
くなる。そのため、排気ガスがフィルタをスムーズに通
過にくくなり、圧損の増大につながる。ここで「圧損」
とは、フィルタ上流側の圧力値から下流側の圧力値を引
いたものをいう。排気ガスがフィルタを通過する際に抵
抗を受けることが、圧損をもたらす最大の要因である。
従って、圧損が増大すると、耐熱性・機械的強度・捕集
効率が低下し、化学的に不安定となる。

【０００９】逆に、触媒担体とフィルタとの間の距離が
長すぎると、フィルタ内に温度差ができやすく、着火温
度にまで達しない部分ができやすい。従って、ディーゼ
ルパティキュレートを均一に燃焼させることができず、
フィルタ内の特定部分に燃え残りが生じる。よって、フ
ィルタによりディーゼルパティキュレートを燃焼する効
率が低下してしまう。それに加え、フィルタの捕集効率
の低下や、短時間での圧力損失の増大にもつながるた
め、炭化珪素製ハニカムフィルタの利点を充分に享受す
ることができなくなる。

【００１０】本発明は上記の課題に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、フィルタの燃焼効率・捕集効率の
向上を図ることができる排気ガス浄化装置の排気ガス流
れ制御部材を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、内燃機関の排気側に
設けられたケーシングと、前記ケーシング内に収容さ
れ、排気ガス中に含まれるパティキュレートを除去する
フィルタと、前記ケーシング内に収容されるとともに、
少なくとも前記フィルタの上流側に設けられ、排気ガス
中に含まれる前記パティキュレート以外の有害成分を酸
化する触媒を担持した触媒担体とを備えた排気ガス浄化
装置において、前記触媒担体と前記フィルタとを離間し
て配置し、その離間距離を５〜５０ｍｍに設定したこと
をその要旨とする。

【００１２】請求項２に記載の発明では、請求項１に記
載の排気ガス浄化装置において、前記触媒担体及びフィ
ルタは、多孔質炭化珪素焼結体からなるものであること
をその要旨とする。

【００１３】請求項３に記載の発明では、請求項１又は
２に記載の排気ガス浄化装置において、前記触媒担体及
びフィルタは、ハニカム状に形成されていることをその
要旨とする。

【００１４】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によれば、触媒担体とフィル
タとの離間距離が５〜５０ｍｍに設定されているため、
フィルタの燃焼効率・捕集効率の向上を図ることができ
る。つまり、触媒担体とフィルタとの間の距離が短すぎ
ると、その間の箇所に、触媒担体を通過したパティキュ
レートが堆積しやすくなる。そのため、排気ガスがフィ
ルタを通過する際に抵抗を受け、圧損が大きくなるから
である。逆に、触媒担体とフィルタとの間の距離が長す
ぎると、フィルタ内に温度差ができやすく、着火温度に
まで達しない部分ができやすい。従って、フィルタに対
して排気ガスから与えられる熱量が少なくなり、着火温
度に到達しにくくなるからである。それに加え、触媒担
体及びフィルタを配置するためにケーシングを大きくす
る必要性が生じ、装置全体の大型化につながるおそれも
あるからである。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、炭化珪素
焼結体製の触媒担体及びフィルタは耐熱性に優れている
ため、上記のごとく温度の高くなりやすい箇所に配設さ
れたとしても、触媒担体及びフィルタが変質したり焼失
したりするようなことはない。従って、長期間にわたっ
て効率のよい排気ガスの浄化を行うことができる。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、ハニカム
状の触媒担体及びフィルタは排気ガスとの接触面積を大
きくすることができる。従って、排気ガスの浄化性能を
向上することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態のディーゼルエンジン用の排気ガス浄化装置を図面
に基づき詳細に説明する。

【００１８】図１に示されるように、この排気ガス浄化
装置１１は、内燃機関としてのディーゼルエンジン１２
から排出される排気ガスを浄化するための装置である。
ディーゼルエンジン１２は図示しない複数の気筒を備え
ており、それらの気筒には金属材料からなる排気マニホ
ールド１３の分岐部１４がそれぞれ連結されている。各
分岐部１４は１本のマニホールド本体１５にそれぞれ接
続されている。従って、各気筒から排出された排気ガス
は一箇所に集中する。

【００１９】排気マニホールド１３の下流側には、金属
材料からなる第１排気管１６及び第２排気管１７が配設
されている。第１排気管１６の上流側端は、マニホール
ド本体１５に連結されている。第１排気管１６と第２排
気管１７との間には、同じく金属材料からなる筒状のケ
ーシング１８が配設されている。ケーシング１８の上流
側端は第１排気管１６の下流側端に連結され、ケーシン
グ１８の下流側端は第２排気管１７の上流側端に連結さ
れている。排気管１６，１７の途上にケーシング１８が
配設されていると把握することもできる。そして、この
結果、第１排気管１６、ケーシング１８及び第２排気管
１７の内部領域が互いに連通し、その中を排気ガスが流
れるようになっている。

【００２０】ケーシング１８はその両端部を除く部分が
排気管１６，１７よりも大径となるように形成されてい
る。従って、ケーシング１８の内部領域は、排気管１
６，１７の内部領域に比べて広くなっている。このケー
シング１８内には、上流側から順に触媒担体２１及びフ
ィルタ２２が収容され、それらの外周面とケーシング１
８の内周面との間には、断熱材層２３がそれぞれ配設さ
れている。断熱材層２３はセラミックファイバを含んで
形成されたマット状物であり、その厚さは数ｍｍ〜数十
ｍｍである。

【００２１】まず、触媒担体２１について詳しく説明す
る。図２，図４に示されるように、触媒担体２１は、排
気ガス中に含まれる有害成分を酸化させるものである。
触媒担体２１は、セラミックス焼結体（具体的には多孔
質炭化珪素焼結体）製である。炭化珪素以外の焼結体と
して、例えば窒化珪素、アルミナ、コーディエライト、
ムライト等の焼結体を選択することもできる。

【００２２】触媒担体２１は、全体が円柱状、かつハニ
カム状に形成されている。触媒担体２１のハニカム構造
について説明する。触媒担体２１には、断面略正方形状
をなす複数の貫通孔２５がその軸線方向に沿って規則的
に形成されている。各貫通孔２５は内壁２６によって互
いに隔てられている。各貫通孔２５は両端面２１ａ，２
１ｂ側において開口されている。その結果、触媒担体２
１は、多数のセルが形成されている。全てのセルは触媒
担体２１の上流側端面２１ａ及び下流側端面２１ｂの両
方において開口している。セルの内壁には、白金（Ｐ
ｔ）が触媒として担持されている。なお、触媒を白金に
する以外に、ロジウム（Ｒｈ）、鉄（Ｆｅ）、バナジウ
ム（Ｖ）、金（Ａｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、セリ
ウム（Ｃｅ）及びこれらの酸化物等に変更することも可
能である。

【００２３】ケーシング１８内に収容された触媒担体２
１には、上流側端面２１ａの側から排気ガスが供給され
る。第１排気管１６を経て供給されてくる排気ガスは、
まず、上流側端面２１ａ側からセル内に流入する。次い
で、この排気ガスは貫通孔２５を介して下流側端面２１
ｂから流出する。これにより、排気ガス中に含まれる有
害物質が酸化される。つまり、排気ガス中に含まれるＮ
ＯがＮＯ₂となる。そして、このＮＯ₂はフィルタ２２へ
と排出される。

【００２４】続いて、フィルタ２２について詳しく説明
する。図３，図５に示されるように、フィルタ２２は前
記触媒担体２１と同じハニカム構造となっている。つま
り、フィルタ２２の、内壁２７の肉厚やセルピッチは、
触媒担体２１の内壁２６と同じ値に設定されている。以
下のフィルタ２２の説明において、触媒担体２１と共通
する部分については、その説明を省略し、部材番号のみ
を区別する。

【００２５】フィルタ２２の軸線方向の長さは、触媒担
体２１よりも若干長くなっている。具体的にいうと、触
媒担体２１の軸線方向長さが１００〜１５０ｍｍに設定
されているのに対して、フィルタ２２の軸線方向長さは
２５４ｍｍとなっている。触媒担体２１よりもフィルタ
２２の方が長いのは、排気ガス中に含まれるパティキュ
レートの捕集面積を確保するためである。フィルタ２２
は、上記のごとくパティキュレートを除去するものであ
るため、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰ
Ｆ）とも呼ばれる。

【００２６】フィルタ２２は、触媒担体２１と同じセラ
ミックス焼結体製である。炭化珪素以外の焼結体とし
て、例えば窒化珪素、アルミナ、コーディエライト、ム
ライト等の焼結体を選択することもできる。フィルタ２
２に形成された各貫通孔３０の開口部は、一方の端面２
２ａ，２２ｂ側において封止体３１（ここでは多孔質炭
化珪素焼結体）により封止されており、端面２２ａ，２
２ｂ全体としては市松模様状になっている。フィルタ２
２には、多数のセルが形成されている。多数あるセルの
うち、約半数のものは上流側端面２２ａにおいて開口
し、残りのものは下流側端面２２ｂにおいて開口してい
る。セルの内壁には、白金（Ｐｔ）が触媒として担持さ
れている。なお、触媒を白金にする以外に、ロジウム
（Ｒｈ）、鉄（Ｆｅ）、バナジウム（Ｖ）、金（Ａ
ｕ）、銀（Ａｇ）、銅（Ｃｕ）、セリウム（Ｃｅ）及び
これらの酸化物等に変更することも可能である。

【００２７】ケーシング１８内に収容されたフィルタ２
２には、上流側端面２２ａの側から排気ガスが供給され
る。触媒担体２１を経て供給されてくる排気ガスは、ま
ず、上流側端面２２ａにおいて開口するセル内に流入す
る。次いで、この排気ガスは内壁２７を通過し、それに
隣接しているセル、即ち下流側端面２２ｂにおいて開口
するセルの内部に到る。そして、排気ガスは、同セルの
開口を介してフィルタ２２の下流側端面２２ｂから流出
する。しかし、排気ガス中に含まれるパティキュレート
は内壁２７を通過することができず、そこにトラップさ
れてしまう。その結果、浄化された排気ガスがフィルタ
２２の下流側端面２２ｂから排出される。浄化された排
気ガスは、更に第２排気管１７を通過した後、最終的に
は大気へと放出される。

【００２８】なお、本実施形態の排気ガス浄化装置１１
の場合、フィルタ２２の上流側端面の側に、バーナやヒ
ータ等といった、再生処理用の加熱手段は特に設けられ
ていない。つまり、この装置１１は自然着火方式を採用
している。そのため、排気ガスの熱のみにより捕集され
たディーゼルパティキュレートが燃焼する。

【００２９】又、排気ガスが触媒担体２１を通過する際
に、その中に含まれる有害成分が酸化される。つまり、
一酸化窒素（ＮＯ）が酸化されて二酸化窒素（ＮＯ₂）
になる。そして、この二酸化窒素は触媒担体２１からフ
ィルタ２２へと排出される。これにより、ディーゼルパ
ティキュレートの着火温度が低くなる。

【００３０】上記のように構成された触媒担体２１及び
フィルタ２２は所定距離離間して配置されている。そし
て、その離間距離Ｌは５〜５０ｍｍの範囲内に設定され
ている。触媒担体２１とフィルタ２２の離間距離Ｌは、
５〜３０ｍｍの範囲内に設定することがいっそう好まし
い。なお、前記離間距離Ｌは、触媒担体２１の下流側端
面２１ｂと、フィルタ２２の上流側端面２２ａとの間の
距離をいう。

【００３１】離間距離Ｌを前記範囲に設定したのは、次
の理由による。触媒担体２１とフィルタ２２との間の距
離が短すぎると、触媒担体２１とフィルタ２２との間の
箇所に、触媒担体２１を通過したパティキュレートが堆
積しやすくなるからである。一方、触媒担体２１とフィ
ルタ２２との間の距離が長すぎると、フィルタ２２内に
温度差ができやすく、パティキュレートの着火温度にま
で達しない部分ができやすいからである。

【００３２】

【実施例及び比較例】そこで、実施例の排気ガス浄化装
置１１及び比較例の装置をそれぞれ作製するとともに、
それらの特性を比較すべく以下のような試験を行った。
その試験実施の方法を紹介する。

【００３３】［実施例］実施例の装置１１では、触媒担
体２１とフィルタ２２との間の離間距離Ｌを約３０ｍｍ
に設定した。又、排気量約３０００ｃｃかつ直列４気筒
のターボ付きエンジン（最大馬力１３０ＰＳ，３６００
ｒｐｍ）を用いて試験を行った。燃料である軽油中に
は、フィルタ２２に白金（Ｐｔ）触媒を用いた場合の着
火温度を６００℃から３５０℃程度に下げるべく、Ｃｅ
系燃料添加剤（ここではＣｅＯ₂）を１００ｐｐｍ添加
した。エンジン１２の回転数は当初は２０００ｒｐｍに
維持した。

【００３４】このときのフィルタ２２の各位置Ｐ１〜Ｐ
６（図６参照）における温度を経時的に測定するととも
に、各位置Ｐ１〜Ｐ６における最大温度差ΔＴ（℃）を
求めた。なお、フィルタ２２の各位置Ｐ１〜Ｐ６に熱電
対を埋め込むことにより、温度を測定した。

【００３５】又、一定期間経過した後にケーシング１８
からフィルタ２２を取り出し、触媒担体２１とフィルタ
２２との間の箇所に、ディーゼルパティキュレートが溜
まっているか否かを目視により観察した。なお、図６中
の白抜き矢印は、排気ガスの流れ方向を示す。

【００３６】［第１比較例］触媒担体２１とフィルタ２
２との間の離間距離Ｌを長く（約６０ｍｍ）設定したも
のを、第１比較例（従来例）の装置として位置付けた。
それ以外の条件については前記実施例と同様に設定し
た。そして、上記と同様の手法に従って温度の測定を実
施した。

【００３７】［第２比較例］触媒担体２１とフィルタ２
２との間の離間距離Ｌを短く（約２ｍｍ）に設定したも
のを、第２比較例の装置として位置付けた。それ以外の
条件については前記実施例と同様に設定した。そして、
上記と同様の手法に従って温度の測定を実施するととも
に、触媒担体２１とフィルタ２２との間の箇所にディー
ゼルパティキュレートが溜まっているか否かを目視によ
り観察した。

【００３８】［試験結果］第１比較例では、各位置Ｐ１
〜Ｐ６における最大温度差ΔＴ（℃）が約１５℃であっ
た。ちなみに、図６に示す位置Ｐ１の温度が最も高く、
位置Ｐ６の温度が最も低かった。この結果、フィルタ２
２内に温度差ができやすい傾向が認められた。又、位置
Ｐ１，Ｐ４の温度は、ディーゼルパティキュレートを燃
焼できる温度まで上昇した。しかし、残りの位置Ｐ２，
Ｐ３，Ｐ５，Ｐ６の温度は、ディーゼルパティキュレー
トを燃焼できる温度まで上昇しなかった。この結果、触
媒担体２１とフィルタ２２との間の距離Ｌが長くなるほ
ど、全体的に排気ガス温度が低下する傾向があることも
認められた。

【００３９】これに対して実施例では、各位置Ｐ１〜Ｐ
６における最大温度差ΔＴ（℃）が約５℃であり、温度
差がほとんどなかった。しかも、全ての位置位置Ｐ１〜
Ｐ６において着火温度を確保することができた。

【００４０】又、第２比較例では、触媒担体２１とフィ
ルタ２２との間の箇所に、多くのパティキュレートが溜
まっていることを確認した。これに対して実施例では、
触媒担体２１とフィルタ２２との間の箇所に、パティキ
ュレートがほとんど見られなかった。

【００４１】従って、本実施形態によれば以下のような
効果を得ることができる。（１）ディーゼルエンジン１２の排気側にはケーシング
１８が設けられ、このケーシング１８内には、上流側か
ら順に触媒担体２１と、フィルタ２２とが離間して設け
られている。そして、触媒担体２１とフィルタ２２との
離間距離Ｌが５〜５０ｍｍの範囲内に設定されている。
触媒担体２１とフィルタ２２との間の距離Ｌが短すぎて
いないので、その間の箇所に、パティキュレートが堆積
しにくくなる。そのため、排気ガスがフィルタ２２を通
過する際の圧損が大きくなることはない。又、触媒担体
２１とフィルタ２２との間の距離Ｌが長くなりすぎてい
ないので、フィルタ２２内に温度差ができにくい。よっ
て、着火温度にまで達しない部分ができにくく、フィル
タ２２に対して排気ガスから与えられる熱量が安定し、
着火温度に到達しやすくなる。この結果、フィルタ２２
の燃焼効率・捕集効率の向上を図ることができる。

【００４２】（２）触媒担体２１とフィルタ２２との間
の距離Ｌが長くなりすぎていないので、ケーシング１８
を大きくする必要がない。従って、排気ガス浄化装置１
１全体が大型化するのを抑制することができる。

【００４３】（３）触媒担体２１及びフィルタ２２は、
多孔質炭化珪素焼結体からなるものである。そのため、
触媒担体２１及びフィルタ２２の耐熱性の向上を図るこ
とができる。従って、ケーシング１８の内部は温度の高
くなりやすいにも拘わらず、触媒担体２１及びフィルタ
２２が変質したり焼失したりするようなことはない。従
って、長期間にわたって効率のよい排気ガスの浄化を行
うことができる。

【００４４】（４）触媒担体２１及びフィルタ２２は、
ハニカム状に形成されているため、排気ガスとの接触面
積を大きくすることができる。従って、排気ガスの浄化
性能を向上することができる。

【００４５】なお、本発明の実施形態は以下のように変
更してもよい。・図７に示すように、あらかじめ作製しておいた複数
個のハニカムフィルタ小片Ｆ１，Ｆ２を接着剤により接
着することにより、フィルタ２２を構成してもよい。よ
り具体的に説明すると、フィルタ２２の中心部に、四角
柱状をしたハニカムフィルタ小片Ｆ１を複数個配置す
る。各々のハニカムフィルタ小片Ｆ１の外形寸法は、こ
こでは３３mm×３３mm×１５０mmに設定されている。各
ハニカムフィルタ小片Ｆ１の周囲に、四角柱状でない異
型のハニカムフィルタ小片Ｆ２を複数個配置する。全体
としてみると円柱状のフィルタ２２を構成する。なお、
接着剤にはセラミックス製のものを用いる。そして、こ
の構成にすれば、加熱による温度勾配に起因する応力に
よってクラックが発生するのを防止でき、熱衝撃にも強
くなる。従って、フィルタ２２を大型化した場合に特に
有効的である。なお、図示しないが、触媒担体２１につ
いても、上述したフィルタ２２と同様にハニカムフィル
タ小片Ｆ１，Ｆ２同士を接着して構成してもよい。

【００４６】・図８に示すように、フィルタ２２の下
流側に触媒担体２１を配置してもよい。この構成によれ
ば、ガソリンエンジンの排気ガス浄化装置１１として具
体化した場合に、触媒担体２１により排気ガス中に含ま
れるＮＯｘを除去することが可能になる。或いは、図９
に示すように、フィルタ２２の上流側及び下流側に触媒
担体２１をそれぞれ配置してもよい。

【００４７】・排気ガスの熱のみによりディーゼルパ
ティキュレートを燃焼させるものではなく、バーナやヒ
ータ等の加熱手段によりディーゼルパティキュレートを
燃焼してもよい。この場合、加熱手段を触媒担体２１と
フィルタ２２との間に配置するのが好ましい。

【００４８】・断熱材層２３はセラミックファイバー
を主材料とするものに限定されず、例えば金属線材など
を主材料とするものであってもよい。・フィルタ２２に対して充分に高温の排気ガスが供給
されるような場合には、断熱材層１０を省略することも
許容される。

【００４９】・フィルタの構造や形成材料は、ハニカ
ム構造を持つ触媒担体２１及びフィルタ２２に代えて、
当該構造を持たないもの（例えば単なる網目状を持つも
の等）を使用することもできる。また、触媒担体２１及
びフィルタ２２の形成材料としてセラミック焼結体以外
のもの、例えば金属や合金を選択することもできる。

【００５０】次に、特許請求の範囲に記載された技術的
思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技
術的思想をその効果とともに以下に列挙する。（１）請求項１〜３のいずれかにおいて、前記フィル
タ及び触媒担体の外周面には、セラミックファイバーを
主原料とする断熱材層が設けられている排気ガス浄化装
置。この構成にすれば、フィルタの外周部からケーシン
グ側へ熱が逃げ出しにくくなり、熱のロスが少なくな
る。従って、フィルタ内における部分的な燃え残りの発
生がより確実に回避することができる。

【００５１】（２）請求項１〜３のいずれかにおい
て、前記フィルタは、多孔質セラミック焼結体からなる
複数のフィルタ小片の外周面同士をセラミック質接着剤
を用いて接着し、前記各フィルタ小片を一体化すること
により構成されている排気ガス浄化装置。この構成にす
れば、加熱による温度勾配に起因する応力によってクラ
ックが発生するのを防止でき、熱衝撃にも強くすること
ができる。

【００５２】（３）前記（２）において、前記セラミ
ック質接着剤は、セラミック繊維及び炭化珪素粉末を含
むものである排気ガス浄化装置。この構成にすれば、セ
ラミック質接着剤はセラミック繊維及び炭化珪素粉末を
含むものであるため、耐熱性に優れるばかりでなく、熱
膨張係数が多孔質炭化珪素焼結体からなるハニカムフィ
ルタのそれに近似している。よって、当該セラミック質
接着剤の使用は、排気ガスの大きな背圧の印加に起因す
るユニットの破壊防止に貢献する。

【００５３】（４）請求項１〜３、前記（２）、
（３）のいずれかにおいて、前記フィルタと前記触媒担
体との間には、フィルタを加熱するヒータが設けられて
いる排気ガス浄化装置。

【００５４】（５）請求項１〜３、前記（１）〜
（４）のいずれかにおいて、前記フィルタ及び触媒担体
は円柱状をなし、それぞれの径は同じである排気ガス浄
化装置。（６）内燃機関の排気側に設けられたケーシングと、
前記ケーシング内に収容され、排気ガス中に含まれるパ
ティキュレートを除去するフィルタと、前記ケーシング
内に収容されるとともに、前記フィルタの上流側及び下
流側のうち少なくとも一方に設けられ、排気ガス中に含
まれる前記パティキュレート以外の有害成分を酸化する
触媒を担持した触媒担体とを備えた排気ガス浄化装置に
おいて、前記フィルタと前記触媒担体とを所定距離離間
して配置し、その離間距離を５〜５０ｍｍに設定したこ
とを特徴とする排気ガス浄化装置。

【００５５】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、フィルタの燃焼効率・捕集効率の向上を
図ることができる。

【００５６】請求項２に記載の発明によれば、触媒担体
及びフィルタが温度の高くなりやすい箇所に配設された
としても、変質したり焼失したりするようなことはな
い。従って、長期間にわたって効率のよい排気ガスの浄
化を行うことができる。

【００５７】請求項３に記載の発明によれば、ハニカム
状の触媒担体及びフィルタにすれば排気ガスとの接触面
積を大きくすることができる。従って、排気ガスの浄化
性能を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した排気ガス浄化装置を示す概
略図。

【図２】ケーシング内に触媒担体を収容した状態を示す
断面図。

【図３】ケーシング内にフィルタを収容した状態を示す
断面図。

【図４】触媒担体の側面図。

【図５】フィルタの側面図。

【図６】実施例及び比較例におけるフィルタの説明図。

【図７】別の実施形態のフィルタ（又は触媒担体）の側
面図。

【図８】別の実施形態の排気ガス浄化装置の内部を示す
断面図。

【図９】図８とは異なる別の実施形態の排気ガス浄化装
置の断面図。

【符号の説明】

１１…排気ガス浄化装置、１２…ディーゼルエンジン
（内燃機関）、１８…ケーシング、２１…触媒担体、２
２…フィルタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3G090 AA02 BA01 EA02 EA03 EA05 3G091 AA02 AA10 AA18 AA28 AB02 AB13 BA01 BA10 BA15 BA19 BA38 CA27 GA06 GA19 GB01W GB01X GB01Z GB04W GB05W GB06W GB10W GB10X GB10Z GB13X GB15X GB17X GB17Z HA15 HA46 HA47 HB06 4D048 AA06 AA14 AB01 AB05 BA03Y BA06X BA10Y BA12Y BA19Y BA23Y BA30X BA33Y BA34Y BA35Y BA36Y BA41Y BA45X BA46Y BB02 CA07 CC12 CC38 CC43 CD05 CD08 DA03 DA20 4D058 JA32 JB06 QA01 QA30 SA08 TA06 UA25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気側に設けられたケーシン
グと、前記ケーシング内に収容され、排気ガス中に含まれるパ
ティキュレートを除去するフィルタと、前記ケーシング内に収容されるとともに、少なくとも前
記フィルタの上流側に設けられ、排気ガス中に含まれる
前記パティキュレート以外の有害成分を酸化させる触媒
を担持した触媒担体とを備えた排気ガス浄化装置におい
て、前記触媒担体とフィルタとを離間して配置し、その離間
距離を５〜５０ｍｍに設定したことを特徴とする排気ガ
ス浄化装置。
【請求項２】前記触媒担体及びフィルタは、多孔質炭
化珪素焼結体からなるものであることを特徴とする請求
項１に記載の排気ガス浄化装置。
【請求項３】前記触媒担体及びフィルタは、ハニカム
状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に
記載の排気ガス浄化装置。