JP2001173428A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】フィルタの再生効率を向上させることができる
排気ガス浄化装置を提供する。 【解決手段】ヒータ１４は、フィルタ１３の上流側端面
１３ａと一定間隔を隔てて対向配置されている。ヒータ
１４とフィルタ１３との間には、高熱伝導体３３が配設
されている。高熱伝導体３３は、金属細線の集合体であ
り、内部に多数の気孔部を有している。高熱伝導体３３
は、フィルタ１３とヒータ１４との間に弾性変形した状
態で配設され、両者に対して均一に密着した状態となっ
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、排気ガス浄化装置
及びそれに用いられるヒータの制御方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】この種の排気ガス浄化装置の再生システ
ムは、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される
パティキュレート等を除去するために、排気ガス浄化用
フィルタを備えている。これらのフィルタを長時間使用
した場合、パティキュレートの堆積によりエンジンの負
荷が大きくなる。こうした現象は、例えば、フォークリ
フト等のディーゼル車で顕著である。そして、パティキ
ュレートを捕集したフィルタは、その近傍に配設された
ヒータによって加熱されることにより、パティキュレー
トが燃焼除去される。よってフィルタは再生される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来の排気
ガス浄化装置では、構造上、ヒータとフィルタとの間に
所定の空間を設ける必要があるため、ヒータの熱量を直
接フィルタに伝達することができない。すなわち、従来
の排気ガス浄化装置の伝熱は、主に対流と輻射による気
体伝熱のみによるものであった。このため、フィルタの
昇温を短時間で行おうとしても、ヒータの温度のみが上
昇してしまい、フィルタの昇温は非常に遅いものであっ
た。したがって、フィルタの再生に時間がかかり、また
フィルタの再生効率も悪かった。

【０００４】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、フィルタの再生効率を向上させる
ことができる排気ガス浄化装置を提供することにある。

【０００５】

【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、内燃機関の排気流路
上に設けられたケーシングと、そのケーシング内に収容
され、内燃機関から排出される排気ガス中のパティキュ
レート等を捕集し燃焼除去するフィルタと、前記フィル
タの端面から離間した位置に配設されたフィルタ再生用
ヒータとを備える排気ガス浄化装置であって、前記フィ
ルタと前記ヒータとの間にできる空間に流体透過性の高
熱伝導体を配置するとともに、前記高熱伝導体を前記フ
ィルタ及び前記ヒータの両方に対して接触させたことを
要旨とする。

【０００６】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、前記ヒータは、前記フ
ィルタよりも上流側に配設されていることを要旨とす
る。請求項３に記載の発明では、請求項１または請求項
２に記載の排気ガス浄化装置において、前記ヒータは平
面状に形成されるとともに前記フィルタの端面に対向し
て配置され、前記高熱伝導体は、互いに対向し合ってい
る前記ヒータの片側面及び前記フィルタの端面の略全体
にそれぞれ接触していることを要旨とする。

【０００７】請求項４に記載の発明では、請求項１〜３
のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置において、前
記高熱伝導体は、前記フィルタよりも流体透過性に優れ
たものであることを要旨とする。

【０００８】請求項５に記載の発明では、請求項１〜４
のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置において、前
記高熱伝導体は、弾性を有することを要旨とする。請求
項６に記載の発明では、請求項１〜５のいずれか１項に
記載の排気ガス浄化装置において、前記高熱伝導体は、
耐熱金属細線からなる多孔質状の集合体であることを要
旨とする。

【０００９】請求項７に記載の発明では、請求項１〜６
のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置において、前
記フィルタの端面から離間した位置に流体透過性を有す
る熱反射材が配設され、前記ヒータはその熱反射材と前
記フィルタの間に配置されていることを要旨とする。

【００１０】請求項８に記載の発明では、請求項７に記
載の排気ガス浄化装置において、前記熱反射材は、前記
フィルタの上流側及び下流側の２箇所に配設され、前記
ヒータは両熱反射材のうちの一方のものと前記フィルタ
の間に配置されていることを要旨とする。

【００１１】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、ヒータから発せら
れた熱は、高熱伝導体を介してフィルタに伝導される。
すなわち、ヒータの熱は、主として固体伝熱により、直
接フィルタに伝導される。このため、フィルタを短時間
で加熱することができる。よって、短時間のうちにフィ
ルタをパティキュレートの着火温度まで加熱することが
できる。

【００１２】また、ヒータの熱は順次フィルタに伝導さ
れるため、ヒータを許容最高温度まで昇温しなくても、
パティキュレートの燃焼温度までフィルタを加熱するこ
とができる。よって、ヒータを制御するための温度のし
きい値を、許容最高温度よりも低い温度に設定すること
ができる。すなわち、ヒータを必要以上に昇温する必要
がなく、ヒータの消費電力を低減することができる。し
たがって、フィルタの再生効率を向上させることができ
る。また、ヒータの熱エネルギーを高熱伝導体に伝える
ことにより、発熱量を大きくすることができる。

【００１３】請求項２に記載の発明によると、ヒータは
フィルタの上流側に配設されているため、ヒータによっ
て熱せられた排気ガスをフィルタに当てることができ
る。よって、フィルタをヒータによって確実かつ効率的
に加熱することができる。

【００１４】請求項３に記載の発明によると、高熱伝導
体はヒータによって全体が均一に加熱される。このた
め、ヒータの熱は、高熱伝導体を介してフィルタの端面
全体に均一に伝導される。すなわち、該フィルタの端面
は、全体が均一に加熱される。よって、フィルタ内に温
度ムラが生じにくく、フィルタが破壊しにくくなる。

【００１５】請求項４に記載の発明によると、高熱伝導
体は、フィルタよりも流体透過性に優れている。このた
め、パティキュレートが高熱伝導体の気孔に目詰まり
し、圧損の増大につながることが防止される。

【００１６】請求項５に記載の発明によると、高熱伝導
体は弾性を有しているため、フィルタとヒータとの間に
弾性変形させた状態で配設することができる。よって、
フィルタ及びヒータと高熱伝導体との間の密着性を高め
ることができる。それゆえ、フィルタに対してヒータの
熱を、より確実に伝熱させることができる。

【００１７】また、排気ガス浄化装置に振動が加わって
も、高熱伝導体の弾性によってその振動が吸収されるた
め、ヒータ及びフィルタが破損してしまうことも防止さ
れる。

【００１８】請求項６に記載の発明によると、金属は熱
伝導性に優れているため、耐熱金属細線によって高熱伝
導体を構成することにより、フィルタに対してヒータの
熱を確実に伝導させることができる。

【００１９】請求項７に記載の発明によると、熱反射材
により、ヒータの熱がケーシングの外部に放散されてし
まうことが防止される。よって、フィルタの温度低下が
防止され、同フィルタの再生効率がより向上する。

【００２０】請求項８に記載の発明によると、ケーシン
グ内は断熱された空間に近づくため、内部の熱が外部に
放散しにくくなる。このため、フィルタの温度低下がよ
り確実に防止され、同フィルタの再生効率がより確実に
向上する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態を図１〜図５に基づき詳細に説明する。図１に示す
ように、排気ガス浄化装置１は、内燃機関としてのディ
ーゼルエンジン２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２は、図示しない
複数の気筒を備えている。各気筒には、金属材料からな
る排気マニホールド３の分岐部４がそれぞれ連結されて
いる。各分岐部４は１本のマニホールド本体５にそれぞ
れ接続されている。したがって、各気筒から排出された
排気ガスは、一箇所に集中する。

【００２２】排気マニホールド３の下流側には、金属材
料からなる第１排気管６及び第２排気管７が配設されて
いる。第１排気管６の上流側端は、マニホールド本体５
に連結されている。そして、排気ガス浄化装置１は、第
１排気管６と第２排気管７との間に配設されている。

【００２３】排気ガス浄化装置１は、筒状のケーシング
１２を備えている。このケーシング１２は、金属材料か
らなる２つの管体Ｃ１，Ｃ２によって構成されている。
第1管体Ｃ１の右端は第２管体Ｃ２の左端に接合されて
いる。第１管体Ｃ１の左端は第1排気管６の下流側端に
連結されている。第２管体Ｃ２の右端は第２排気管７の
上流側端に連結されている。すなわち、排気管６，７の
途中にケーシング１２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６、ケーシン
グ１２及び第2排気管７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。また、図２
に示すように、第１管体Ｃ１の外周部分には、セラミッ
ク繊維を含んで形成されたマット状の断熱材８が介在さ
れている。

【００２４】図１及び図２に示すように、排気ガス浄化
装置１は、フィルタ１３、ヒータ１４、温度検出器１
５、及び高熱伝導体３３を備え、それらは全てケーシン
グ１２内に収容されている。図２に示すように、フィル
タ１３は、フィルタケース１６内に収容された状態でケ
ーシング１２内に配設されている。フィルタ１３の外周
面とフィルタケース１６の内周面との間には、前記断熱
材８と同じ材質の断熱材１７が介在されている。また、
フィルタケース１６の外周面とケーシング１２の内周面
との間には、空気層が設けられている。このため、断熱
材１７及び空気層によってケーシング１２の外部への放
熱が防止される。そして、第１排気管６からケーシング
１２内へ流入し排気ガスは、フィルタ１３を通過して第
２排気管７から排出される。このとき、フィルタ１３に
よって排気ガス中のパティキュレートが除去される。

【００２５】このように、フィルタ１３は、ディーゼル
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（ＤＰＦ）とも呼ばれる。
図３，図４に示すように、本実施形態において用いられ
るフィルタ１３は、複数個のハニカム焼結体Ｆを組み合
わせて一体化したものである。フィルタ中心部に位置す
るハニカム焼結体Ｆは四角柱状であって、その周囲に
は、四角柱状でない異型のハニカム焼結体Ｆが複数個配
置されている。その結果、フィルタ１３を全体としてみ
ると円柱状になっている。

【００２６】これらのハニカム焼結体Ｆは、セラミック
ス焼結体の一種である多孔質炭化珪素（ＳｉＣ）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、サイアロン、アルミナ、コーディエライト等の焼結
体を選択することもできる。ハニカム焼結体Fには、断
面略正方形状をなす複数の貫通孔２１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２１はセル壁
２２によって互いに隔てられている。各貫通孔２１の開
口部は一方の端面１３ａ，１３ｂ側において封止体２３
（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１３ａ，１３ｂ全体としては市松模様状になっ
ている。その結果、ハニカム焼結体Ｆには、断面四角形
状をした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１３ａにおいて開口
し、残りのものは下流側端面１３ｂにおいて開口してい
る。

【００２７】図３，図４に示すように、複数のハニカム
焼結体Ｆは、接着剤２４により、その外周面同士が接着
されている。接着剤２４はハニカム焼結体Ｆが熱膨張す
るのを和らげる役目を担うものである。つまり、この接
着剤２４により、熱応力によるクラックの発生を防止で
きるようになっている。接着剤２４としては、セラミッ
ク繊維が分散されたセラミック耐熱接着剤が用いられて
いる。接着剤２４中には、セラミック繊維に加えて炭化
珪素粉末が分散されていることがよい。

【００２８】フィルタ１３には、上流側端面１３ａの側
から排気ガスが供給される。第１排気管６を経て供給さ
れてくる排気ガスは、まず、上流側端面１３ａにおいて
開口するセル内に流入する。次いで、この排気ガスはセ
ル壁２２を通過し、それに隣接しているセル、即ち下流
側端面１３ｂ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１３の
下流側端面１３ｂから流出する。しかし、排気ガス中に
含まれる煤はセル壁２２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１３の下流側端面１３ｂから排出される。
浄化された排気ガスは、さらに第２排気管７を通過した
後、最終的には大気中へと放出される。その後、ヒータ
１４への通電によりフィルタ１３を加熱し、助燃用空気
を送ることにより、煤を燃焼除去する。このとき、フィ
ルタ１３の上流側端面１３ａ付近の煤が燃焼を開始し、
徐々に燃焼が下流側端面１３ｂにも伝播する。こうした
煤の燃焼を一定時間行うことにより、フィルタ１３が再
生される。

【００２９】また、図２に示すように、ヒータ１４は、
フィルタ１３よりも上流側に配設されている。本実施形
態においては、ヒータ１４としてＡＣヒータが用いられ
ている。このヒータ１４は、図示しない固定部材によっ
てケーシング１２内に固定されている。ヒータ１４は、
図５に示すように、被覆電線を渦巻き状に巻くことによ
って形成され、その直径はフィルタ１３の直径とほぼ等
しく設定されている。図２に示すように、断面円形状を
なす被覆電線は、導電体からなるニクロム線のコア２６
を、絶縁性に優れたマグネシアからなる鞘部２７で被覆
した構造を有している。このヒータ１４は、フィルタ１
３の上流側端面１３ａと一定間隔を隔てて対向配置され
ている（本実施形態における間隔は、５〜１０mm程
度）。同ヒータ１４の両端部１４ａは、図１及び図２に
示すように、第１管体Ｃ１の外周部を貫通してケーシン
グ１２の外部に引き出されている。そして、ヒータ１４
の両端部１４ａから延びる前記コア２６は、図示しない
ガラスチューブを介して、図示しないコネクタに電気的
に接続されている。図１に示すように、このコネクタ
は、フィルタ１３の再生動作を制御するコントロールユ
ニットＵ１のドライバ回路に電気的に接続されている。
その結果、コントロールユニットＵ１を介して、必要時
には外部電源Ｂ１から電力が供給される。そして、この
ような通電によりヒータ１４全体が発熱して、８００〜
９００℃まで昇温するようになっている。

【００３０】図２及び図５に示すように、ヒータ１４の
上流側には、熱反射材としてのセラミックフォームリフ
レクタ２８が配設されている。このリフレクタ２８は円
盤状をなし、図２に示すように、第１管体Ｃ１の内周面
に形成されたストッパ２８ａによって、同第１管体Ｃ１
に固定されている。

【００３１】こうしたリフレクタ２８は、窒化アルミニ
ウム等からなる多孔質体であり、流体透過性及び断熱性
を有している。このため、第１排気管６から流入した排
気ガスは、リフレクタ２８の気孔を通過することによっ
てフィルタ１３に達することができる。また、ヒータ１
４によって発せられた熱は、リフレクタ２８によって反
射されるため、外部への放熱が防止される。すなわち、
リフレクタ２８によって反射された熱が輻射熱としてフ
ィルタ１３に供与される。したがって、フィルタ１３
は、効率よく加熱される。

【００３２】さらに、図２に示すように、フィルタ１３
の下流側にも、前記リフレクタ２８と同じ材質からなる
リフレクタ２９が配設されている。このため、フィルタ
１３の下流側においても断熱効果を得ることができる。
すなわち、ケーシング１２内は、実質的に断熱された空
間に近づき、内部の熱の外部への放散がより確実に防止
される。

【００３３】図２に示すように、ヒータ１４の近傍に
は、温度検出器１５が配設されている。温度検出器１５
は棒状体であって、先端に温度検出部１５ａが設けられ
ている。本実施形態においての温度検出器１５は、シー
ズ熱電対にステンレス等からなる保護管を被覆し、その
先端から温度検出部１５ａを露出させたものである。こ
うした温度検出器１５は、第１管体Ｃ１において、ガス
流入口３０が形成された壁と同一の壁３１を貫通した状
態で、ケーシング１２の外部に引き出されている。な
お、リフレクタ２８，２９の平均気孔径は、フィルタ１
３の平均気孔径よりも大きくなるように設定されてい
る。詳しくは、フィルタ１３の平均気孔径は１〜５０μ
m程度に設定され、リフレクタ２８，２９の平均気孔径
は１．０〜５．０mm程度に設定されている。すなわち、
フィルタ１３よりもリフレクタ２８，２９の方が、流体
透過性に優れている。

【００３４】図２に示すように、ヒータ１４の近傍に
は、温度検出器１５が配設されている。温度検出器１５
は棒状体であって、先端に温度検出部１５ａが設けられ
ている。本実施形態においての温度検出器１５は、シー
ズ熱電対にステンレス等からなる保護管を被覆し、その
先端から温度検出部１５ａを露出させたものである。こ
うした温度検出器１５は、第１管体Ｃ１において、ガス
流入口３０が形成された壁と同一の壁３１を貫通した状
態で、ケーシング１２の外部に引き出されている。温度
検出器１５の先端はリフレクタ２８を貫通しており、温
度検出部１５ａはヒータ１４に固定されている。このた
め、温度検出器１５の動作時には、ヒータ１４の温度が
検出され、その検出結果に基づいて同ヒータ１４への通
電量をフィードバック制御するようになっている。

【００３５】ところで、フィルタ１３とヒータ１４との
間には、高熱伝導体３３が配設されている。高熱伝導体
３３は、金属細線の集合体であり、内部に多数の気孔部
を有している。すなわち、高熱伝導体３３は多孔状であ
る。本実施形態において高熱伝導体３３は、耐熱性及び
熱伝導性に優れたインコネルからなる金属細線を、無秩
序に圧縮することによって形成されている。つまり、高
熱伝導体３３は、弾性変形可能な略「金だわし」状をな
している。なお、本実施形態において、高熱伝導体３３
は、直径０．１〜０．３mmの金属細線を用いて形成され
ている。

【００３６】こうした高熱伝導体３３は、フィルタ１３
とヒータ１４との間に弾性変形した状態で配設され、両
者に対して均一に密着した状態となっている。換言すれ
ば、高熱伝導体３３は、フィルタ１３及びヒータ１４に
よって厚さ方向に圧縮された状態で挟着されている。こ
のため、高熱伝導体３３は、厚さ２〜５mmであって略円
盤形状をなしている。なお、本実施形態において、フィ
ルタ１３及びヒータ１４に挟着させる際の高熱伝導体３
３の圧縮率は、４０〜６０％程度となっている。つま
り、高熱伝導体３３は、もともと２〜４mmの厚さで形成
されたものが、１〜３mmの厚さとなるまで圧縮（弾性変
形）されてフィルタ１３とヒータ１４との間に配設され
ている。そして、高熱伝導体３３の平均気孔径は、こう
した圧縮時に０．５〜１．０mm程度となるように設定さ
れている。すなわち、フィルタ１３よりも高熱伝導体３
３の方が、流体透過性に優れている。また、金属細線
は、熱伝導率が１０〜２５Ｗ／m・Ｋのものがよく、さ
らには、１５〜３０Ｗ／m・Ｋのものがよりよい。

【００３７】よって、このように構成された排気ガス浄
化装置１においては、ヒータ１４が昇温すると、ヒータ
１４の熱が固体である高熱伝導体３３を介してフィルタ
１３の上流側端面１３ａに伝導される。このため、フィ
ルタ１３は高熱伝導体３３との接触面である上流側端面
１３ａから順次下流側へと加熱される。すなわち、ヒー
タ１４からフィルタ１３に直接伝熱される。

【００３８】したがって、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）ヒータ１４から発せられた熱は、高熱伝導体３３
を介してフィルタ１３に伝導される。すなわち、ヒータ
１４の熱は、主として固体伝熱により、直接フィルタ１
３に伝導される。このため、フィルタ１３を短時間で加
熱することができる。よって、短時間のうちにフィルタ
１３をパティキュレートの着火温度まで加熱することが
できる。

【００３９】また、ヒータ１４の熱は順次フィルタ１３
に伝導されるため、ヒータ１４を許容最高温度まで昇温
しなくても、パティキュレートの燃焼温度までフィルタ
１３を加熱することができる。よって、ヒータ１４を制
御するための温度のしきい値を、許容最高温度よりも低
い温度に設定することができる。すなわち、ヒータ１４
を必要以上に昇温する必要がなく、ヒータ１４の消費電
力を低減することができる。したがって、フィルタ１３
の再生効率を向上させることができる。また、ヒータ１
４の熱エネルギーを高熱伝導体３３に伝えることによ
り、発熱量を大きくすることができる。

【００４０】（２）ヒータ１４はフィルタ１３の上流側
に配設されているため、ヒータ１４によって熱せられた
排気ガスをフィルタ１３に当てることができる。よっ
て、フィルタ１３をヒータ１４によって確実かつ効率的
に加熱することができる。

【００４１】（３）高熱伝導体３３は、フィルタ１３及
びヒータ１４において互いに向かい合う面全体に均一に
接触している。このため、フィルタ１３においてヒータ
１４と向かい合う面全体を、均一に加熱することができ
る。よって、フィルタ１３を効率よく加熱することがで
き、同フィルタ１３の再生効率を向上させることができ
る。

【００４２】（４）高熱伝導体３３は、フィルタ１３よ
りも流体透過性に優れているため、パティキュレートが
高熱伝導体３３の気孔に目詰まりし、圧損の増大につな
がることを防止することができる。

【００４３】（５）高熱伝導体３３は弾性を有している
ため、フィルタ１３とヒータ１４との間に弾性変形させ
た状態で配設することができる。よって、フィルタ１３
及びヒータ１４と高熱伝導体３３との間の密着性を高め
ることができる。それゆえ、フィルタ１３に対してヒー
タ１４の熱を、より確実に伝熱させることができる。

【００４４】（６）また、排気ガス浄化装置１に振動が
加わっても、高熱伝導体３３の弾性によってその振動が
吸収される。このため、フィルタ１３及びヒータ１４と
高熱伝導体３３との間に擦れなどが生じても、各部材１
３，１４，３３が破損してしまうことも防止される。

【００４５】（７）しかも、高熱伝導体３３は、フィル
タ１３とヒータ１４との間に自身の弾性によって挟持さ
れている。このため、高熱伝導体３３をケーシング１２
内に固定するための専用の固定構造が不要である。よっ
て、排気ガス浄化装置１の構造を簡単とすることができ
るとともに、高熱伝導体３３に伝導された熱が固定構造
を介してケーシング１２の外部に放散されてしまうこと
を防止することができる。

【００４６】（８）高熱伝導体３３は、耐熱金属細線の
集合体によって形成されている。このため、耐熱性及び
高い熱伝導性を確保することができ、ヒータ１４の熱を
フィルタ１３に効率よく伝導することができる。

【００４７】（９）高熱伝導体３３の材質として、イン
コネルが用いられている。インコネルは耐熱性及び熱伝
導性に非常に優れているため、ヒータ１４の熱をフィル
タ１３に、より効率よく伝導することができる。

【００４８】（１０）ヒータ１４の上流側には、熱反射
材としてのリフレクタ２８が配設されている。このた
め、このリフレクタ２８により、ヒータ１４の熱がケー
シングの外部に放散されてしまうことが防止される。よ
って、フィルタ１３の温度低下を抑制することができ、
同フィルタ１３の再生効率を、より向上させることがで
きる。

【００４９】（１１）また、フィルタ１３の下流側に
も、熱反射材としてのリフレクタ２９が配設されている
ため、ケーシング１２内は断熱された空間に近づく。よ
って、ケーシング１２内の熱が、一層外部に放散しにく
くなる。このため、フィルタ１３の温度低下を、より確
実に抑制することができ、同フィルタ１３の再生効率
を、より確実に向上させることができる。

【００５０】（１２）排気ガスは、高熱伝導体３３を通
過した後にフィルタ１３を通過する。このため、高熱伝
導体３３によっても排気ガス中のパティキュレートが捕
集される。そして、高熱伝導体３３はフィルタ１３より
も熱伝導率が高いため、ヒータ１４の昇温時には、同高
熱伝導体３３はパティキュレートの燃焼温度に早く達す
る。よって、フィルタ１３には、ヒータ１４からの熱
と、該パティキュレートの燃焼エネルギーとが加わる。
したがって、フィルタ１３を燃焼温度まで、より早く加
熱することができ、同フィルタ１３に捕集されたパティ
キュレートを一層早く燃焼除去することができる。

【００５１】（１３）温度検出器１５は、第１管体Ｃ１
において、ガス流入口３０が形成された壁と同一の壁３
１を貫通した状態で、ケーシング１２の外部に引き出さ
れている。このため、温度検出器１５の先端部分のみが
ヒータ１４と近接し、引出し部分など他の部分はヒータ
１４から離間する。よって、温度検出器１５が必要以上
に高温に晒されることを防止することができ、同温度検
出器１５の耐久性を、より向上させることができる。

【００５２】（１４）フィルタ１３は断熱材１７によっ
て外周が包囲されているとともに、同断熱材１７とケー
シング１２の内周面との間には、空気層が設けられてい
る。このため、フィルタ１３の熱が外部に放散されてし
まうことを、より確実に抑制することができる。よっ
て、フィルタ１３の再生時間を、より短縮することがで
きる。

【００５３】また、断熱材１７は絶縁物質であるため、
ヒータ１４としてＡＣヒータを用いた場合には、断熱材
１７によって漏電を防止することもできる。なお、本発
明の実施形態は以下のように変更してもよい。

【００５４】・ 前記実施形態では、ヒータ１４とし
て、フィルタ１３の直径とほぼ同等となるように形成さ
れたものが用いられている。しかし、ヒータ１４とし
て、図６（ａ）に示すように、フィルタ１３の端面１３
ａの面積よりも小さい面積で対向するものに変更しても
よい。そして、高熱伝導体３３として、同図に示すよう
に、ヒータ１４の全面とフィルタ１３の端面１３ａの一
部分とに接触するものに変更してもよい。

【００５５】・ また、図６（ｂ）に示すように、ヒー
タ１４のみを上記のものに変更してもよい。 ・ 前記実施形態において高熱伝導体３３は、ヒータ１
４におけるフィルタ１３との対向面のみに接触してい
る。しかし、図６（ｃ）に示すように、ヒータ１４を構
成する被覆電線間にも高熱伝導体３３を接触させるよう
にしてもよい。このようにすれば、フィルタ１３に対し
て、ヒータ１４の熱を一層効率よく伝導することができ
る。

【００５６】・ 前記実施形態において高熱伝導体３３
は、フィルタ１３とヒータ１４とが互いに向き合う面全
体に接触するようになっている。しかし、図７（ｄ）に
示すように、高熱伝導体３３を該面の一部分のみに接触
させるようにしてもよい。

【００５７】・ 前記実施形態では、フィルタ１３より
も上流側にヒータ１４が配設され、ヒータ１４とフィル
タ１３の上流側端面１３ａとの間に高熱伝導体３３が配
設されている。しかし、図７（ｅ）に示すように、フィ
ルタ１３よりも下流側にヒータ１４を配設するととも
に、ヒータ１４とフィルタ１３の下流側端面１３ｂとの
間に高熱伝導体３３を配設してもよい。

【００５８】・ 前記実施形態では、フィルタ１３が断
熱材１７によって外周が包囲されてた状態でフィルタケ
ース１６内に収容されることにより、同断熱材１７とケ
ーシング１２の内周面との間に空気層が設けられてい
る。しかし、図８に示すように、フィルタケース１６を
省略するとともに、断熱材１７とケーシング１２の内周
面とを密着させるようにしてもよい。また、同図に示す
ように、第１管体Ｃ１の外周面に介在させた断熱材８を
省略してもよい。

【００５９】このようにすれば、排気ガス浄化装置１の
部品点数を少なくすることができるとともに、ケーシン
グ１２を単純な形状にすることができる。 ・ 前記実施形態では、高熱伝導体３３の材質として、
インコネルを用いている。しかし、これ以外にも、イン
コロイやイリウム合金やハステロイなどの他のニッケル
合金、ステンレスなどの鉄系合金、セラミックファイバ
ー、セラミックフォーム等、耐熱性及び熱伝導性に優れ
た材質であれば、どの材質であっても適用可能である。
但し、熱伝導性の観点から、こうした高熱伝導体３３の
材質としては、金属材料を用いることが、より好まし
い。

【００６０】・ 前記実施形態において高熱伝導体３３
は、金属細線を無秩序に圧縮することによって形成され
た略「金だわし」状をなしている。しかし、高熱伝導体
３３は、金属細線を網目状に織って形成したものであっ
てもよい。すなわち、高熱伝導体３３は、メッシュ状を
なしていてもよい。また、高熱伝導体３３は、金属材料
をフォーム状に形成したものであってもよい。

【００６１】・ 前記実施形態では、フィルタ１３が断
熱材１７によって外周が包囲されてた状態でフィルタケ
ース１６内に収容されることにより、同断熱材１７とケ
ーシング１２の内周面との間に空気層が設けられてい
る。しかし、図９に示すように、フィルタケース１６を
省略するとともに、断熱材１７とケーシング１２の内周
面とを密着させるようにしてもよい。また、同図に示す
ように、第１管体Ｃ１の外周面に介在させた断熱材８を
省略してもよい。

【００６２】このようにすれば、排気ガス浄化装置１の
部品点数を少なくすることができるとともに、ケーシン
グ１２を単純な形状にすることができる。 ・ 前記実施形態では、熱反射材としてセラミックフォ
ームリフレクタ２８，２９を用いている。しかし、熱反
射材は、これに限らず、例えば、パンチングプレート、
金属メッシュ、セラミック繊維の集合体等であってもよ
い。

【００６３】また、セラミックフォームリフレクタ２
８，２９を省略してもよい。このようにすれば、排気ガ
ス浄化装置１の部品点数を少なくすることができる。 ・ 専用の固定構造を用いて、高熱伝導体３３をケーシ
ング１２内に固定させてもよい。

【００６４】・ ヒータ１４は、ＡＣヒータに限らず、
ＤＣヒータであってもよい。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。

【００６５】（１） 請求項７または請求項８に記載の
排気ガス浄化装置において、前記熱反射材は、前記フィ
ルタよりも流体透過性に優れたものであること。 （２） 請求項７，８、技術的思想（１）に記載の排気
ガス浄化装置において、前記熱反射材は、セラミックフ
ォームによって構成されていること。

【００６６】（３） 請求項１〜８、技術的思想
（１），（２）のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装
置において、前記高熱伝導体は、インコネルによって構
成されていること。この技術的思想（３）に記載の発明
によれば、高熱伝導体の耐熱性及び高い熱伝導性を確実
に得ることができる。

【００６７】（４） 請求項１〜８、技術的思想（１）
〜（３）のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置にお
いて、前記高熱伝導体は、弾性変形して圧縮された状態
で前記フィルタと前記ヒータとの間に配設されているこ
と。この技術的思想（４）に記載の発明によれば、高熱
伝導体は、フィルタとヒータとの間に自身の弾性によっ
て挟持された状態となる。このため、高熱伝導体をケー
シング内に固定するための専用の固定構造が不要とな
る。よって、排気ガス浄化装置の構造を簡単とすること
ができるとともに、高熱伝導体に伝導された熱が該固定
構造を介してケーシングの外部に放散されてしまうこと
を防止することができる。

【００６８】（５） 請求項１〜８、技術的思想（１）
〜（４）のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置にお
いて、前記フィルタは、多孔質炭化珪素からなるハニカ
ム焼結体であること。

【００６９】（６） 請求項１〜８、技術的思想（１）
〜（５）のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置にお
いて、前記フィルタは、多孔質炭化珪素からなるハニカ
ム焼結体を複数個組み合わせたものであること。

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜８に記
載の発明によれば、フィルタの温度をパティキュレート
の着火温度まで短時間に上げることができ、フィルタの
再生効率を向上させることができる。

【００７１】請求項２に記載の発明によれば、ヒータに
よって熱せられた排気ガスをフィルタにあてることがで
きる。よって、フィルタをヒータによって確実かつ効率
的に加熱することができる。

【００７２】請求項３に記載の発明によれば、フィルタ
内に温度ムラが生じることを抑制することができる。請
求項４に記載の発明によれば、高熱伝導体の気孔へのパ
ティキュレートの目詰まりを防止することができ、圧損
の増大を防止することができる。

【００７３】請求項５に記載の発明によれば、フィルタ
及びヒータと高熱伝導体との間の密着性を高めることが
でき、フィルタに対してヒータの熱を、より確実に伝熱
させることができる。

【００７４】請求項６に記載の発明によると、フィルタ
に対してヒータの熱を確実に伝導させることができる。
請求項７に記載の発明によると、フィルタの温度低下を
抑制することができ、同フィルタの再生効率をより向上
させることができる。

【００７５】請求項８に記載の発明によると、フィルタ
の温度低下をより確実に抑制することができ、同フィル
タの再生効率をより確実に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の排気ガス浄化装置の使用
例を示す概略システム図。

【図２】同実施形態の排気ガス浄化装置の断面図。

【図３】同実施形態の排気ガス浄化装置に用いられるフ
ィルタを一端から見た図。

【図４】同フィルタの一部を示す断面図。

【図５】図１のＡ−Ａ線断面図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の他の実施形態を示
す断面図。

【図７】（ｄ），（ｅ）は、本発明の他の実施形態を示
す断面図。

【図８】本発明の他の実施形態を示す断面図。

【符号の説明】

１…排気ガス浄化装置、１２…ケーシング、１３…フィ
ルタ、１４…ヒータ、１５…温度検出器、１５ａ…温度
検出部、２８，２９…熱反射材としてのセラミックフォ
ームリフレクタ、３３…高熱伝導体。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の排気流路上に設けられたケー
   シングと、そのケーシング内に収容され、内燃機関から
   排出される排気ガス中のパティキュレート等を捕集し燃
   焼除去するフィルタと、前記フィルタの端面から離間し
   た位置に配設されたフィルタ再生用ヒータとを備える排
   気ガス浄化装置であって、 前記フィルタと前記ヒータとの間にできる空間に流体透
   過性の高熱伝導体を配置するとともに、前記高熱伝導体
   を前記フィルタ及び前記ヒータの両方に対して接触させ
   たことを特徴とする排気ガス浄化装置。
2. 【請求項２】 前記ヒータは、前記フィルタよりも上流
   側に配設されてい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。
3. 【請求項３】 前記ヒータは平面状に形成されるととも
   に前記フィルタの端面に対向して配置され、前記高熱伝
   導体は、互いに対向し合っている前記ヒータの片側面及
   び前記フィルタの端面の略全体にそれぞれ接触している
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の排気
   ガス浄化装置。
4. 【請求項４】 前記高熱伝導体は、前記フィルタよりも
   流体透過性に優れたものであることを特徴とする請求項
   １〜３のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。
5. 【請求項５】 前記高熱伝導体は、弾性を有することを
   特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の排気ガ
   ス浄化装置。
6. 【請求項６】 前記高熱伝導体は、耐熱金属細線からな
   る多孔質状の集合体であることを特徴とする請求項１〜
   ５のいずれか１項に記載の排気ガス浄化装置。
7. 【請求項７】 前記フィルタの端面から離間した位置に
   流体透過性を有する熱反射材が配設され、前記ヒータは
   その熱反射材と前記フィルタの間に配置されていること
   を特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の排気
   ガス浄化装置。
8. 【請求項８】 前記熱反射材は、前記フィルタの上流側
   及び下流側の２箇所に配設され、前記ヒータは両熱反射
   材のうちの一方のものと前記フィルタの間に配置されて
   いることを特徴とする請求項７に記載の排気ガス浄化装
   置。