JP2002221023A - ディーゼル微粒子除去装置 - Google Patents

ディーゼル微粒子除去装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 、ディーゼル微粒子の捕捉除去率を高めると
共に、低電力で触媒を活性化できるようにする。 【解決手段】 開示されるディーゼル微粒子除去装置
は、２筒型３層捕捉構造に係り、各筒（装置本体部）９
ａ、９ｂは、ディーゼル排出ガスの流入口と流出口とを
有する筒状容器１３ａ、１３ｂ内に、巻上げ状の触媒担
持ヒータ１４ａ、１４ｂ、耐熱フィルタ１５ａ、１５
ｂ、及び触媒担持球状フィルタ１６ａ、１６ｂが、ディ
ーゼル排出ガスの導入側から、この順に配設されてなっ
ている。の触媒担持ヒータ１４ａ、１４ｂは、交互にオ
ンされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、ディーゼル微粒
子除去装置に係り、詳しくは、ディーゼル等の内燃機関
の排気中に含まれる微粒子をヒータやフィルタに捕捉
し、捕捉した微粒子を燃焼除去してフィルタを再生する
ディーゼル微粒子除去装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、自動車排気ガスの規制に対する注
目は、発ガン性物質とされる二酸化窒素を主とする窒素
酸化物（ＮＯｘ）等に向けられていた。ところで、ディ
ーゼル車の排出ガスの中には多量の炭素微粒子（いわゆ
る黒煙）が存在し、この炭素微粒子は、排気通路を経て
空気中に吐き出された後は、長い時間空気中を舞い、最
終的に、煤等となって床面や路面や衣服等に舞い降りて
くる。ところで、炭素は、ものを良く吸着するので、発
ガン関連物質等の様々な化学物質が、空気中を浮遊する
炭素微粒子に吸着して、この炭素微粒子を人間が吸い込
むことで人体の中に入り込み、ガンや呼吸器系の疾患を
起こすとの報告が、近年相次いでなされている。このよ
うなことから、いまや、窒素酸化物（ＮＯｘ）に限ら
ず、ディーゼル車からの粒子状物質（ＰＭ）の排出規制
が重要な課題となっている。そこで、環境空気をディー
ゼル黒煙汚染から守るものとして、車両搭載のディーゼ
ルエンジンの排気通路に金属繊維やハニカム形状のエレ
メント等からなる黒煙除去フィルタを設置した黒煙捕集
装置が提供されている（実開昭６１−５５１１４号公報
や実開昭６１−８４８５１号公報等）。しかしながら、
この種の黒煙除去フィルタでは、長期間使用すれば、捕
集した黒煙によって目詰まりを起こし、圧力損失が増加
するという欠点があった。
【０００３】黒煙の目詰まりを解消する手段として、特
開平２−１７３３１０号公報、特開平６−２１２９５４
号公報、特開平８−１９３５０９号公報等に記載のディ
ーゼル粒子除去装置が提案されている。この種の装置
は、図１６に示すように、排出ガスの入口１及び出口２
を有する筒状容器３と、該筒状容器３内の入口１側に設
けられたセラミックヒータ４と、該セラミックヒータ４
の後段に隣接配置された多孔質フォームフィルタ５と、
該多孔質フォームフィルタ５の後段に隣接配置された触
媒担持フィルタ６とを有して構成されている。
【０００４】このような構成では、入口１から導入され
た排出ガスは、セラミックヒータ４に接触して着火燃焼
し、多孔質フォームフィルタ５及び触媒担持フィルタ６
で未燃粒子が捕捉除去される。このとき、セラミックヒ
ータ４及び排出ガスの熱が多孔質フォームフィルタ５に
伝導して、多孔質フォームフィルタ５に捕捉された未燃
粒子を着火燃焼させる。より下流側の触媒担持フィルタ
６では、セラミックヒータ４及び排出ガスからの伝導熱
は、少なくなるため、温度は低下するが、触媒担持フィ
ルタ６に担持された触媒により、捕捉粒子の燃焼が促進
されるので、失火することなく、多くの捕捉粒子が比較
的低温で燃焼除去され、フィルタ機能が再生される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の装置では、セラミックヒータ４の後流側に触媒担持
フィルタ６が配置されているため、触媒担持フィルタ６
の温度が上流側で高く、後流側で低くなる傾向をもって
いる。このため、触媒担持フィルタ６の後流部で微粒子
が燃え残りやすく、この燃え残りの微粒子によって触媒
担持フィルタ６が目詰まりして圧力損失が増大したり、
場合によっては、多量に堆積した微粒子に着火して触媒
担持フィルタ６が損傷する、という問題があった。そこ
で、微粒子の燃え残りを無くすべく、例えば、セラミッ
クヒータ４の発熱を増大させ、触媒担持フィルタ６の後
端部の温度を微粒子着火温度まで上昇させることが考え
られるが、このようにすると、上流側の端部の温度がセ
ラミックヒータ４の許容温度を超えてしまい、セラミッ
クヒータ４の断線、耐久性の悪化を招くことになる。し
たがって、従来の装置においては、セラミックヒータ４
の発熱を抑えて、セラミックヒータ４を使用せざるを得
ず、このため、触媒担持フィルタ６の後流側の端部の触
媒が充分に活性化せず、後流側の端部に微粒子が燃え残
りやすい、とい問題がある。
【０００６】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
ものであって、微粒子の捕捉除去率を高めると共に、低
電力で触媒を活性化でき、それゆえ、捕捉した微粒子を
一段と確実に燃焼除去してフィルタを再生できるディー
ゼル微粒子除去装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１記載の発明は、ディーゼル微粒子除去装置
に係り、ディーゼル排出ガスの流入口と流出口とを有す
る筒状容器と、該筒状容器内の上記流入口側に設けられ
た巻上げ状又は折重ね状の金属製発熱体と、該金属製発
熱体の後段に配置され、上記ディーゼル排出ガス中の微
粒子を捕捉して、燃焼除去するための耐熱フィルタとを
備え、上記金属製発熱体は、捕捉微粒子の燃焼を促進す
るための触媒で被覆されていることを特徴としている。
【０００８】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記金属製発熱
体は、多数の貫通孔が穿設されている、帯状金属体を長
手方向に向けて渦巻き状に巻き上げて又は積層状に折り
重ねて構成されたものであることを特徴としている。
【０００９】また、請求項３記載の発明は、請求項１記
載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記金属製発熱
体は、多数の貫通孔が穿設されている、長手方向波型の
帯状金属体を長手方向に向けて渦巻き状に巻き上げて又
は積層状に折り重ねて構成されたものであることを特徴
としている。
【００１０】また、請求項４記載の発明は、請求項１記
載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記金属製発熱
体は、多数の貫通孔が穿設されている、表裏面凸凹形状
の帯状金属体を長手方向に向けて渦巻き状に巻き上げて
又は積層状に折り重ねて構成されたものであることを特
徴としている。
【００１１】また、請求項５記載の発明は、請求項２、
３又は４記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記
金属製発熱体には、表面から表面側外方に突起する第１
のとげを単数又は複数持つ第１の貫通孔と、裏面から裏
面側外方に突起する第２のとげを単数又は複数持つ第２
の貫通孔とが、それぞれ多数穿設されていることを特徴
としている。
【００１２】また、請求項６記載の発明は、請求項２、
３又は４記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記
金属製発熱体は、その周縁の全周又は一部に、表面から
表面側外方に突設された単数又は複数の第１の側壁を持
つ第１の貫通孔と、その周縁の全周又は一部に、裏面か
ら裏面側外方に突設された単数又は複数の第２の側壁を
持つ第２の貫通孔とが、それぞれ多数穿設されているこ
とを特徴としている。
【００１３】また、請求項７記載の発明は、請求項４、
５又は６記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記
第１又は第２のとげ又は側壁の全部又は一部が、上記貫
通孔の外周方向にオーバハング形状に形成されているこ
とを特徴としている。
【００１４】また、請求項８記載の発明は、請求項２乃
至７の何れか１に記載のディーゼル微粒子除去装置に係
り、上記筒状容器の上記流入口から上記金属製発熱体に
導入された上記各微粒子は、１又は２以上の上記各種貫
通孔の上記各種とげ又は側壁によって直進を遮られる構
成になされていることを特徴としている。
【００１５】また、請求項９記載の発明は、請求項２、
３又は４記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記
第１又は第２の貫通孔には、天井部又はひさし部が設け
られていることを特徴としている。
【００１６】また、請求項１０記載の発明は、請求項１
記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記触媒は、
αアルミナ、βアルミナ及びγアルミナの群の中から選
択された１つ又は２つ以上の複合体を主体としてなるこ
とを特徴としている。
【００１７】請求項１１記載の発明は、請求項１０記載
のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記触媒は、αア
ルミナ、βアルミナ及びγアルミナの群の中から選択さ
れた１つ又は２つ以上の複合体を６8−７８％含んでな
ることを特徴としている。
【００１８】また、請求項１２記載の発明は、請求項１
０記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記触媒
は、αアルミナ、βアルミナ及びγアルミナの部類中か
ら選択された１つ又は２つ以上からなる複合体を主体と
し、さらに、パラジウム、ロジウム、ルテニウム、チタ
ン、ニッケル、鉄、コバルトの群の中から少なくとも１
つを含有してなることを特徴としている。
【００１９】請求項１３記載の発明は、請求項１０記載
のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記触媒は、αア
ルミナ、βアルミナ及びγアルミナの部類中から選択さ
れた１つ又は２つ以上からなる複合体を主体とし、ルテ
ニウムを含有し、さらに、リチウムジルコネート、酸化
チタン及び炭酸カリウムの中から選択された少なくとも
１つを含有してなることを特徴としている。
【００２０】請求項１４記載の発明は、請求項１記載の
ディーゼル微粒子除去装置に係り、耐熱フィルタは、触
媒を担持していないことを除けば、上記金属発熱体と同
一構成であることを特徴としている。
【００２１】請求項１５記載の発明は、請求項１又は１
４記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記耐熱フ
ィルタの後段には、触媒担持フィルタが配置されている
ことを特徴としている。
【００２２】請求項１６記載の発明は、請求項１５記載
のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記触媒担持フィ
ルタは、球体フィルタに、捕捉微粒子の燃焼を促進する
ための触媒を担持させたものであることを特徴としてい
る。
【００２３】また、請求項１７記載の発明は、請求項１
５記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記触媒担
持フィルタは、セラミック又はアルミナからなる球体フ
ィルタに、捕捉微粒子の燃焼を促進するための触媒を担
持させたものであることを特徴としている。
【００２４】また、請求項１８記載の発明は、請求項１
５記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記触媒担
持フィルタの後段には、金属繊維からなるフィルタが配
設されていることを特徴としている。
【００２５】また、請求項１９記載の発明は、請求項１
記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、ディーゼル排
出ガスの上記流出口の開口面積が上記流入口のそれより
も、広くなるように、設定されていることを特徴として
いる。
【００２６】また、請求項２０記載の発明は、ディーゼ
ル微粒子除去装置に係り、請求項１乃至１８の何れか１
に記載のディーゼル微粒子除去装置と同一構成の微粒子
除去装置本体部を複数個、並列に配設してなることを特
徴としている。
【００２７】また、請求項２１記載の発明は、請求項２
０記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、ディーゼル
排出ガスの1つの流入口とＮ個（Ｎは２以上の自然数）
の流出口とを有する中空分岐部と、ディーゼル排出ガス
のＮ個の流入口と1つの流出口とを有する中空合流部
と、上記中空分岐部の流出口と上記中空合流部の流入口
とに連通状態に挟持されたＮ個の上記微粒子除去装置本
体部とからなることを特徴としている。
【００２８】また、請求項２２記載の発明は、請求項２
１記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記中空分
岐部の内部には、上記流入口から導入される上記ディー
ゼル排出ガスの減速と分散を助けるための衝突板が設け
られていることを特徴としている。
【００２９】また、請求項２３記載の発明は、請求項２
１記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記中空合
流部の流出口の開口面積が上記中空分岐部の流入口のそ
れよりも、広くなるように、設定されていることを特徴
としている。
【００３０】また、請求項２４記載の発明は、請求項２
１記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、互いに同一
構成の上記微粒子除去装置本体部を２個又は３個有して
なることを特徴としている。
【００３１】請求項２５記載の発明は、請求項２０又は
２１記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、Ｎ個の上
記微粒子除去装置本体部内の上記各金属製発熱体は、選
択的にオン状態・オフ状態が制御される構成になされて
いることを特徴としている。
【００３２】また、請求項２６記載の発明は、請求項２
５記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、Ｎ個の上記
微粒子除去装置本体部内に各１個設けられたＮ個の上記
各金属製発熱体は、オン状態・オフ状態が所定の時間間
隔で交互に又は順番に切替制御される構成になされてい
ることを特徴としている。
【００３３】また、請求項２７記載の発明は、請求項２
５又は２６記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、Ｎ
個の上記微粒子除去装置本体部のそれぞれの上記流入口
近傍及び流出口近傍には、上流側温度センサ及び下流側
温度センサが設けられていて、上記上流側温度センサに
よって検出された上流側温度と、上記下流側温度センサ
によって検出された下流側温度との温度差に基いて、対
応する上記金属製発熱体のオン状態・オフ状態を制御す
る構成になされていることを特徴としている。
【００３４】また、請求項２８記載の発明は、請求項２
７記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上記上流側
温度が上記下流側温度よりも高く、かつ、当該温度差が
予め設定された第１の基準値を超えれば、当該金属製発
熱体をオンとする一方、上記下流側温度が上記上流側温
度よりも高く、かつ、当該温度差が予め設定された第２
の基準値を超えれば、当該金属製発熱体をオフとするシ
ーケンシャル構成になされていることを特徴としてい
る。
【００３５】請求項２９記載の発明は、互いに同一構成
の上記微粒子除去装置本体部をＮ個有してなる請求項２
８に係るディーゼル微粒子除去装置において、第１の上
記微粒子除去装置本体部の金属製発熱体がオン状態のと
き、当該第１の上記微粒子除去装置本体部に係る上記下
流側温度が上記上流側温度よりも高くなってゆく、そし
て、当該温度差が予め設定された第２の基準値を超えれ
ば、当該金属製発熱体をオフとし、この後、第２の上記
微粒子除去装置本体部に係る上記上流側温度が上記下流
側温度よりも高くなって、かつ、当該温度差が予め設定
された第１の基準値を超えれば、当該金属製発熱体をオ
ンとし、このオンにより、当該第２の上記微粒子除去装
置本体部に係る上記下流側温度が上記上流側温度よりも
高くなって、当該温度差が予め設定された第２の基準値
を超えれば、当該金属製発熱体をオフとし、以下、同様
の作用を繰り返すシーケンシャル構成になされているこ
とを特徴としている。
【００３６】また、請求項３０記載の発明は、請求項２
８又は２９記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、上
記第１及び/又は第２の基準値は、５-１５度の範囲であ
ることを特徴としている。
【００３７】また、請求項３１記載の発明は、請求項２
５記載のディーゼル微粒子除去装置に係り、各微粒子除
去装置本体部の所定の部位には圧力センサが設けられて
いて、該圧力センサの検出結果に基いて、対応する上記
金属製発熱体のオン状態を制御する構成になされている
ことを特徴としている。
【００３８】また、請求項３２記載の発明は、請求項２
５、２６、２７、２８又は２９記載のディーゼル微粒子
除去装置に係り、各微粒子除去装置本体部の流入口に
は、切替弁が設けられていて、上記金属製発熱体がオフ
状態のときは、弁が閉まる制御がなされる構成となって
いることを特徴としている。
【００３９】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。 ◇第１実施例 図１は、この発明の第１実施例である２筒型のディーゼ
ル微粒子除去装置（以下、２筒型装置ともいう）の概略
構成を示す模式断面図、図２は、同正面外観図、図３
は、同２筒型装置を構成する触媒担持ヒータの模式的正
面図、図４は、同触媒担持ヒータを構成する金属製ヒー
タの展開図、図５は、この例の変形例に係る触媒担持ヒ
ータを一部拡大して模式的に示す部分拡大図、図６は、
この例の別の変形例に係る触媒担持ヒータを一部拡大し
て模式的に示す部分拡大図、図７は、この例のさらに別
の変形例に係る触媒担持ヒータを一部拡大して模式的に
示す部分拡大図、図８は、同実施例の動作を説明するた
めの図、また、図９は、同実施例の動作処理手順を示す
ためのフローチャートである。
【００４０】この例の２筒型装置は、ディーゼル車に搭
載されて使用されるもので、図１に示すように、ディー
ゼル排出ガスの1つの流入口７ｃと２つの流出口７ａ、
７ｂとを有する中空分岐部７と、ディーゼル排出ガスの
２個の流入口８ａ、８ｂと1つの流出口８ｃとを有する
中空合流部８と、中空分岐部７の流出口７ａ、７ｂと中
空合流部８の流入口８ａ、８ｂとに連通状態に挟持され
た互いに同一構成の２個の装置本体部（以下、単に筒と
も言う）９ａ、９ｂとから概略構成されている。なお、
中空分岐部７の内部には、流入口７ｃから高速に導入さ
れるディーゼル排出ガスを、減速させ、かつ、流出口７
ａ、７ｂに均等に分散させるために、衝突板Ｓが設けら
れている。
【００４１】各装置本体部９ａ、９ｂは、ディーゼル排
出ガスの導入側から、巻上げ状（図３参照）の触媒担持
ヒータ１４ａ、１４ｂ、耐熱フィルタ１５ａ、１５ｂ、
及び触媒担持球状フィルタ１６ａ、１６ｂの順に配設さ
れた３層捕捉構造からなり、これらは、触媒担持ヒータ
１４ａ、１４ｂ、耐熱フィルタ１５ａ、１５ｂ、及び触
媒担持球状フィルタ１６ａ、１６ｂは、ディーゼル排出
ガスの流入口１１ａ、１１ｂと流出口１２ａ、１２ｂと
を有する筒状容器１３ａ、１３ｂ内に収納されている。
触媒担持ヒータ１４ａ、１４ｂは、帯状金属平板に例え
ばプレス加工、ローラプレス加工等を施すことで、図４
に示すような多数の貫通孔ｈ、ｈ、…が穿設されている
長手方向波型の帯状金属板１７を形成し、このようにし
て得られた帯状金属板１７を長手方向に向けて、図３に
示すように、渦巻き状に巻き上げた後、例えば吹き付け
法あるいは浸漬法等により、触媒をコーティングするこ
とで作成される。帯状金属板１７には、図４に拡大して
示すように、その周縁の全周に、表面から表面側外方に
突起する環状の第１の側壁Ｗａを持つ第１の貫通孔ｈａ
と、その周縁の全周に、裏面から裏面側外方に突起する
環状の第２の側壁Ｗｂを持つ第２の貫通孔ｈｂとが、そ
れぞれ多数穿設されている。ここで、貫通孔ｈ、ｈ、…
を設けたのは、帯状金属板１７の電気抵抗を高めてヒー
タとして用いるため、及びディーゼル排出微粒子のヒー
タ半径方向への移動を可能にしてヒータ衝突率とヒータ
内存続時間とを高めるためである。また、側壁Ｗａ、Ｗ
ｂを設けたのは、貫通孔ｈ、ｈ、…を設けたことによる
接触面積の減少を補填するため、ディーゼル排出微粒子
のヒータ衝突率を高めるため、ディーゼル排出微粒子の
直進を遮って、そのヒータ内存続時間を延ばすため、及
び排出ガス流による触媒の剥離を防止するためである。
さらに、この例では、ディーゼル排出微粒子のヒータ衝
突率を高める観点から、筒状容器１３ａ、１３ｂの流入
口１１ａ、１１ｂから触媒担持ヒータ１４ａ、１４ｂの
隙間に導入された各微粒子は、必ず、１又は２以上の貫
通孔ｈ、ｈ、…の各種側壁Ｗａ、Ｗｂによって直進を遮
られる構成になされている。
【００４２】なお、側壁Ｗａ、Ｗｂは、必ずしも、貫通
孔ｈ、ｈ、…の周縁の全周に設けられる必要はなく、周
縁の一部に単数又は複数設けるようにしても良く、ま
た、上記したように、触媒の剥離防止機能の向上の観点
から、貫通孔ｈ、ｈ、…の外周方向にオーバハング形状
に形成されているのが好ましい。側壁Ｗａ、Ｗｂに代え
て、ひげ状突起あるいはばり状突起を含むとげでも良
い。また、側壁Ｗａ、Ｗｂは、必要に応じて省略でき
る。また、貫通孔は、図５に示すように、ひさし型天井
Ｃａ、Ｃｂ付きの貫通穴ｈa、ｈa、…であっても良く、
図６に示すように、横穴天井Ｙａ、Ｙｂ付きの貫通穴ｈ
b、ｈb、…であっても良く、図７に示すように、傾斜天
井Ｓａ、Ｓｂ付き（斜坑型）の貫通孔ｈc、ｈc、…であ
っても良い。これらひさし型天井Ｃａ、Ｃｂ、横穴天井
Ｙａ、Ｙｂ及び傾斜天井Ｓａ、Ｓｂの向きは、様々の方
向に向いているのが好ましく、各種各形状の貫通孔が混
在していても良い。貫通孔の密集度も任意である。
【００４３】ここで、帯状金属板１７の素材としては、
ステンレスを主体として、アルミニウム、銅、ニッケル
を含有するものが好ましい。また、触媒、捕捉微粒子の
燃焼を促進する機能を有し、その組成としては、αアル
ミナ、βアルミナ及びγアルミナの群の中から選択され
た１つ又は２つ以上の複合体を主体とたもの、好適に
は、６8−７８％含んだものが、触媒作用の安定性・耐
久性の観点から好ましい。より詳細には、αアルミナ、
βアルミナ及びγアルミナの部類中から選択された１つ
又は２つ以上からなる複合体を主体とし、さらに、パラ
ジウム、ロジウム、ルテニウム、チタン、ニッケル、
鉄、コバルトの群の中から少なくとも１つを含有してな
るものが、触媒反応性に優れ、反応熱の発生量が多いの
で、大変好ましい。あるいは、αアルミナ、βアルミナ
及びγアルミナの部類中から選択された１つ又は２つ以
上からなる複合体を主体とし、ルテニウムを含有し、さ
らに、リチウムジルコネート、酸化チタン及び炭酸カリ
ウムの中から選択された少なくとも１つを含有してなる
ものも、反応熱の発生量が多く、好ましい。この例で
は、組成が、αアルミナ７３．０％、ルテニウム１８．
０％、リチウムルジコネート７．０％、酸化チタン１．
７％、炭酸カリウム０．３％の触媒を用いた。
【００４４】耐熱フィルタ１５ａ、１５ｂは、触媒を担
持していないことを除けば、前記金属発熱体と同一構成
のもので、触媒担持ヒータ１４ａ、１４の後段に、か
つ、触媒担持ヒータ１４ａ、１４の後端に、図示せぬ絶
縁体を介して隣接配置され、ディーゼル排出ガス中の微
粒子を捕捉して、燃焼除去するために機能する。また、
触媒担持球状フィルタ１６ａ、１６ｂは、セラミック又
はアルミナからなる球体フィルタに、捕捉微粒子の燃焼
を促進するための触媒を担持させたもので、耐熱フィル
タ１５ａ、１５ｂに隣接して、その後段に配置されてい
る。
【００４５】次に、この例の2筒型装置の電気的構造に
ついて簡単に説明する。この例では、触媒担持ヒータ１
４ａ、１４ｂは、ディーゼル車のバッテリから電源の供
給を受けるようになっている。各装置本体部９ａ、９ｂ
の流入口１1ａ、１1ｂ近傍及び流出口１２ａ、１２ｂ近
傍には、図８に示すように、上流側温度センサＵａ、Ｕ
ｂ及び下流側温度センサＤａ、Ｄｂが設けられていて、
上流側温度センサＵａ、Ｕｂによって検出された上流側
温度Ｕａ、Ｕｂと、下流側温度センサＤａ、Ｄｂによっ
て検出された下流側温度との温度差に基いて、後述する
ように、対応する触媒担持ヒータ１４ａ又は１４ｂのオ
ン状態・オフ状態を制御する構成になっている。つま
り、上流側温度Ｔuが下流側温度Ｔdよりも高く、かつ、
当該温度差（Ｔu-Ｔd）が予め設定された第１の基準値
（好適には、５-１５度の範囲、この例では、５度）を
超えれば、触媒担持ヒータ１４ａ又は１４ｂがオフから
オンとされる一方、下流側温度Ｔdが上流側温度Ｔuより
も高く、かつ、当該温度差（Ｔd-Ｔu）が予め設定され
た第２の基準値（好適には、５-１５度の範囲、この例
では、５度）を超えれば、当該触媒担持ヒータ１４ａ又
は１４ｂがオンからオフとされる構成となっている。こ
の例では，バッテリ容量の関係上、原則として、触媒担
持ヒータ１４ａ、１４ｂの何れか一方のみがオン状態と
なり得るように設定され、かくして、交互にオンに切替
えられる構成になされている。なお、同時にオフ状態と
なるのは良い。
【００４６】ここで、触媒担持ヒータ１４ａ又は１４ｂ
がオフ状態である場合において、温度差（Ｔu-Ｔd）
が、上記第１の基準値に達すると、触媒担持ヒータ１４
ａ又は１４ｂをオフからオンに切替えるのは次の理由に
よる。すなわち、触媒担持ヒータ１４ａ又は１４ｂがオ
フ状態であるときは、触媒の活性化が弱く、未燃微粒子
が多数発生する。この結果、下流側の触媒担持球状フィ
ルタ１６ａ又は１６ｂ等が目詰まりを起こし、これが原
因となって、背圧が上昇し、エンジン−排気系統を痛め
る虞がある。ところで、この状態では、ディーゼル排出
ガスの熱を先に受ける上流側の方が、下流側よりも高温
となり、その温度差（Ｔu-Ｔd）は、時間と共に増大し
て行く傾向にある。そこで、上流側温度センサＵａ、Ｕ
ｂと下流側温度センサＤａ、Ｄｂとにより、温度差（Ｔ
u-Ｔd）を検出して、温度差（Ｔu-Ｔd）が第１の基準値
を越えると、下流側の触媒担持球状フィルタ１６ａ又は
１６ｂ等に目詰まりが進行していると判断し、触媒担持
ヒータ１４ａ又は１４ｂをオフ状態からオン状態に切替
えて、触媒担持球状フィルタ１６ａ又は１６ｂ等に捕捉
されている未燃微粒子を燃焼して除去することにしたの
である。
【００４７】次に、触媒担持ヒータ１４ａ又は１４ｂが
オン状態である場合において、温度差（Ｔd-Ｔu）が、
上記第２の基準値に達すると、触媒担持ヒータ１４ａ又
は１４ｂをオンからオフに切替えるのは次の理由によ
る。すなわち、触媒担持ヒータ１４ａ又は１４ｂがオン
状態であるときは、触媒反応熱で一段と高温になったデ
ィーゼル排出ガス（高温ディーゼル排出ガス）や触媒担
持ヒータ１４ａの伝導熱を受けるため、下流側の方が上
流側よりも高温となり、その温度差（Ｔd-Ｔu）は、時
間と共に増大して行く傾向にある。そこで、下流側温度
センサＤａ、Ｄｂと上流側温度センサＵａ、Ｕｂとによ
り、温度差（（Ｔd-Ｔu）を検出して、温度差（Ｔd-Ｔ
u）が第２の基準値を越えると、触媒の活性化があまり
に強くなりすぎたと判断し、触媒担持ヒータ１４ａ又は
１４ｂをオン状態からオフ状態に切替えて、触媒担持ヒ
ータ１４ａ又は１４ｂ等の装置構成部分の熱的破損を防
止することにしたのである。
【００４８】上記構成の２筒型装置を搭載するディーゼ
ル車において、図示せぬ制御部は、コールドスタート
時、まず、一方の装置本体部内、例えば、装置本体部９
ａ内の触媒担持ヒータ１４ａのみをオンとする。他方の
装置本体部９ｂ内の触媒担持ヒータ１４ｂは、オフのま
まにしておく（図９のステップＳ１）。すると、触媒担
持ヒータ１４ａは加熱されて、触媒が活性化される。こ
の状態において、ディーゼル排出ガス中の微粒子が、触
媒担持ヒータ１４ａに接触捕捉されると、触媒との反応
に伴う発生熱の助けも借りて、着火燃焼し、除去され
る。微粒子が側壁Ｗａ、Ｗｂや天井Ｃａ、Ｃｂ、Ｙａ、
Ｙｂ、Ｓａ、Ｓｂにあたっても、側壁Ｗａ、Ｗｂや天井
Ｃａ、Ｃｂ、Ｙａ、Ｙｂ、Ｓａ、Ｓｂには、触媒が担持
されているので、上記したと同様に、着火燃焼し、除去
される。側壁Ｗａ、Ｗｂや天井Ｃａ、Ｃｂ、Ｙａ、Ｙ
ｂ、Ｓａ、Ｓｂに衝突した微粒子は、これらに捕捉され
ない場合でも、跳ね返され、貫通孔を介して隙間から隙
間へ移動する間に、触媒担持ヒータ１４ａに接触する機
会（確率）が増大するので、微粒子接触率が従来のもの
よりも著しく向上する。この結果、燃焼する確率も著し
く向上するので、触媒担持ヒータ１４ａを素通りする未
燃微粒子は著しく減少する。しかしながら、触媒担持ヒ
ータ１４ａを通過した未燃微粒子であっても、耐熱フィ
ルタ１５ａによって捕捉されると、着火燃焼し、除去さ
れる運命にある。耐熱フィルタ１５ａは、触媒反応熱で
一段と高温になったディーゼル排出ガス（高温ディーゼ
ル排出ガス）や触媒担持ヒータ１４ａの伝導熱により、
触媒担持ヒータ１４ａよりも高温になっているためであ
る。しかしながら、それでも、耐熱フィルタ１５ａを潜
り抜ける未燃微粒子が存在する。このような未燃微粒子
は、高温ディーゼル排出ガスによって活性化した触媒担
持球状フィルタ１６ａに接触すると、燃焼して除去され
る。かくして、性能試験を実施したところ、８０％以上
の微粒子除去率を達成できた。
【００４９】ところで、触媒担持ヒータ１４ａがオン状
態の装置本体部９ａにおいては、上記したように、高温
ディーゼル排出ガスにさらされる下流側の方が上流側よ
りも高温となり、その温度差（Ｔd−Ｔu）は、時間と共
に増大して行く。そして、下流側温度センサＤａと上流
側温度センサＵａとにより検出された温度差（Ｔd−Ｔ
u）が予め設定された第２の基準値５度を超えれば（ス
テップＳ２）、制御部は、触媒担持ヒータ１４ａをオフ
とする（ステップＳ３）。これにより、触媒の過度の活
性化が阻止され、触媒担持ヒータ１４ａ等の装置構成部
分の熱的破損が回避される。
【００５０】一方、もう1つの装置本体部９ｂでは、触
媒担持ヒータ１４ｂがオフ状態であるので（ステップＳ
１）、触媒は活性化温度に到達しない。このため、多量
の未燃微粒子が下流側へ流れて耐熱フィルタ１５ｂや触
媒担持球状フィルタ１６ｂに接触捕捉される。しかしな
がら、この状態では、耐熱フィルタ１５ｂや触媒担持球
状フィルタ１６ｂは、未燃微粒子の燃焼温度以下なの
で、捕捉された未燃微粒子は、燃焼除去されず、この結
果、耐熱フィルタ１５ｂや触媒担持球状フィルタ１６ｂ
では、目詰まり状態が進行して行く。温度関係について
言えば、上記したように、ディーゼル排出ガスの熱を真
っ先に受ける上流側の方が下流側よりも高温となり、そ
の温度差（Ｔu-Ｔd）は、時間と共に増大して行き、上
流側温度センサＵｂと下流側温度センサＤｂとにより検
出された、温度差（Ｔu-Ｔd）が第１の基準値を越える
と（ステップＳ４）、制御部は、下流側の触媒担持球状
フィルタ１６ｂ等に目詰まりが進行していると判断し、
触媒担持ヒータ１４ｂをオフ状態からオン状態に切替え
る（ステップＳ５）。これより、触媒担持ヒータ１４ｂ
の触媒が活性化温度に達して、接触微粒子を燃焼させる
ので、ディーゼル排出ガスの温度が一気に上昇する。そ
して、下流側では、高温ディーゼル排出ガスにさらされ
て昇温され、この結果、触媒担持球状フィルタ１６ｂ等
に捕捉されている多量の未燃微粒子が燃焼して除去され
る。それゆえ、エンジン効率の低下や排気系統の破損の
原因となる背圧の上昇が未然に抑えられる。
【００５１】次に、制御部は、ステップS６へ進み、装
置本体部９ｂ内での上流と下流との温度差（Ｔd−Ｔu）
を監視し続ける。ところで、触媒担持ヒータ１４ｂがオ
ン状態の装置本体部９ｂにおいては、上記したように、
下流側のほうが、上流側よりも、より高温のディーゼル
排出ガスにさらされるので、時間の進行と共に温度差
（Ｔd−Ｔu）が増大して行く。制御部は、下流側温度セ
ンサＤｂと上流側温度センサＵｂとにより検出された温
度差（Ｔd−Ｔu）が予め設定された第２の基準値５度を
超えれば（ステップＳ６）、触媒担持ヒータ１４ｂをオ
フとする（ステップＳ７）。これにより、触媒の過度の
活性化が阻止され、触媒担持ヒータ１４ｂ等の装置構成
部分の熱的破損が回避される。
【００５２】次に、制御部は、ステップＳ８へ進み、再
び装置本体部９ａ内での上流と下流との温度差（Ｔu-Ｔ
d）を監視する。このとき、装置本体部９ａでは、触媒
担持ヒータ１４ａがオフ状態に切替えられているので
（ステップＳ３）、触媒は活性化温度以下に冷却する。
このため、多量の未燃微粒子が下流側へ流れて耐熱フィ
ルタ１５ａや触媒担持球状フィルタ１６ａに接触捕捉さ
れる。しかしながら、この状態では、耐熱フィルタ１５
ａや触媒担持球状フィルタ１６ａは、ディーゼル微粒子
の燃焼温度以下なので、捕捉された未燃微粒子は、燃焼
除去されず、この結果、耐熱フィルタ１５ａや触媒担持
球状フィルタ１６ａでは、目詰まり状態が進行する。ま
た、この状態では、上記したように、ディーゼル排出ガ
スの熱を真っ先に受ける上流側の方が、下流側よりも高
温となり、その温度差（Ｔu-Ｔd）は、時間と共に増大
して行く。制御部は、上流側温度センサＵａと下流側温
度センサＤａとにより検出された、温度差（Ｔu-Ｔd）
が第１の基準値を越えると（ステップＳ８）、下流側の
触媒担持球状フィルタ１６ａ等に目詰まりが進行してい
ると判断し、触媒担持ヒータ１４ａをオフ状態からオン
状態に切替える（ステップＳ９）。これより、触媒担持
ヒータ１４ａの触媒が再び活性化温度に達して、接触微
粒子を燃焼させるので、ディーゼル排出ガスの温度が一
気に上昇する。そして、下流側では、高温ディーゼル排
出ガスにさらされて昇温され、この結果、触媒担持球状
フィルタ１６ａ等に捕捉されている多量の未燃微粒子が
燃焼して除去される。それゆえ、エンジン効率の低下や
排気系統の破損の原因となる背圧の上昇が未然に抑えら
れる。以下、ステップＳ２に戻って、上記した作用を繰
り返す。
【００５３】このように、この第1実施例の構成によれ
ば、好適な触媒が用いられ、触媒担持ヒータ１４ａ、１
４ｂの表面孔形状にも工夫を凝らしているので、微粒子
の捕捉率を高めることができる。また、触媒とヒータが
一体構成であるので、触媒の温度追従性の迅速化を達成
でき、バッテリへの負荷も軽減できるので、低電力化を
達成できる。つまり、低電力で触媒を活性化でき、それ
ゆえ、捕捉した微粒子を一段と確実に燃焼除去してフィ
ルタを再生できる。また、２筒構造ゆえ、触媒担持ヒー
タ１４ａ、１４ｂを交互に切替えて使用するため、１筒
あたりの負担も軽減されて、装置の耐久性を著しく向上
できる。
【００５４】◇第２実施例 図１０は、この発明の第２実施例である２筒型装置の概
略構成を示す模式断面図である。この例の装置構成が、
上記した第１実施例のそれと大きく異なるところは、触
媒担持球状フィルタ１６ａ、１６ｂの後段に、金属繊維
からなるフィルタ１８ａ、１８ｂを配設し、４層捕捉構
造としたことである。このようにすれば、さらに、一段
と微粒子除去率の向上を期待できる。
【００５５】◇第３実施例 図１１は、この発明の第３実施例である３筒型のディー
ゼル微粒子除去装置（以下、３筒型装置という）の概略
構成を示す模式断面図、図１２は、同正面外観図、図１
３は、同３筒型装置の斜視図、また、図１４は、同実施
例の動作を説明するためのフローチャートである。この
例の構成が、上述の第２実施例のそれと大きく異なると
ころは、装置本体部９ａ、９ｂを１筒9ｃ増やして、３
筒構造としたことである。上記構成の３筒型装置を搭載
するディーゼル車において、コールドスタート時、ま
ず、図示せぬ制御部は、一の装置本体部内、例えば、装
置本体部９ａ内の触媒担持ヒータ１４ａがオンとする。
残り２つの装置本体部９ｂ、９ｃ内の触媒担持ヒータ１
４ｂ、１４ｃは、オフのままにしておく（図１４のステ
ップＰ1）。すると、触媒担持ヒータ１４ａは加熱され
て、触媒が活性化される。この状態において、ディーゼ
ル排出ガス中の微粒子が、触媒担持ヒータ１４ａに接触
捕捉されると、触媒との反応に伴う発生熱の助けも借り
て、着火燃焼し、除去される。微粒子の燃焼によって、
ディーゼル排出ガス中も高温となり、下流側の耐熱フィ
ルタ１５ａ、触媒担持球状フィルタ１６ａ、金属繊維の
フィルタ１８ａを加熱する。それゆえ、触媒担持ヒータ
１４ａ、耐熱フィルタ１５ａ、触媒担持球状フィルタ１
６ａ、金属繊維のフィルタ１８ａのいずれかに接触する
と、燃焼して除去される。かくして、８０％以上の微粒
子除去率を達成できる。
【００５６】しかしながら、触媒担持ヒータ１４ａがオ
ン状態の装置本体部９ａにおいては、上記したように、
高温ディーゼル排出ガスにさらされる下流側の方が上流
側よりも高温となり、その温度差（Ｔd−Ｔu）は、時間
と共に増大して行く。そこで、温度差（Ｔd−Ｔu）の過
度の増大を防止するため、下流側温度センサＤａと上流
側温度センサＵａとにより検出された温度差（Ｔd−Ｔ
u）が予め設定された第２の基準値５度を超えれば（ス
テップＰ２）、制御部は、触媒担持ヒータ１４ａをオフ
とする（ステップＰ３）。これにより、触媒の過度の活
性化が阻止され、触媒担持ヒータ１４ａ等の装置構成部
分の熱的破損が回避される。
【００５７】次に、制御部は、ステップＰ４へ進み、再
び装置本体部９ｂ内での上流と下流との温度差（Ｔu-Ｔ
d）を監視する。このとき、装置本体部９ｂでは、触媒
担持ヒータ１４ｂがオフ状態に設定されているので（ス
テップＰ1）、触媒は活性化温度以下に留まっている。
このため、多量の未燃微粒子が下流側へ流れて耐熱フィ
ルタ１５ｂや触媒担持球状フィルタ１６ｂや金属繊維の
フィルタ１８ｂに接触捕捉される。しかしながら、この
状態では、耐熱フィルタ１５ｂ、触媒担持球状フィルタ
１６ｂ及び金属繊維のフィルタ１８ｂは、ディーゼル微
粒子の燃焼温度以下なので、捕捉された未燃微粒子は、
燃焼除去されず、この結果、耐熱フィルタ１５ｂや触媒
担持球状フィルタ１６ｂでは、目詰まり状態が進行す
る。温度関係について言えば、上記したように、ディー
ゼル排出ガスの熱を真っ先に受ける上流側の方が、下流
側よりも高温となり、その温度差（Ｔu-Ｔd）は、時間
と共に増大して行く。制御部は、上流側温度センサＵｂ
と下流側温度センサＤｂとにより検出された、温度差
（Ｔu-Ｔd）が第１の基準値を越えると（ステップＰ
４）、下流側の触媒担持球状フィルタ１６ｂ等に目詰ま
りが進行していると判断し、触媒担持ヒータ１４ｂをオ
フ状態からオン状態に切替える（ステップＰ５）。これ
より、触媒担持ヒータ１４ｂの触媒が活性化温度に達し
て、接触微粒子を燃焼させるので、ディーゼル排出ガス
の温度が一気に上昇する。そして、下流側では、高温デ
ィーゼル排出ガスにさらされて昇温され、この結果、触
媒担持球状フィルタ１６ｂ等に捕捉されている多量の未
燃微粒子が燃焼して除去される。それゆえ、エンジン効
率の低下や排気系統の破損の原因となる背圧の上昇を未
然に抑えることができる。
【００５８】次のステップＰ６では、制御部は、装置本
体部９ｂ内での上流と下流との温度差（Ｔd−Ｔu）を監
視し続ける。ところで、触媒担持ヒータ１４ｂがオン状
態の装置本体部９ｂにおいては、上記したように、下流
側のほうが、上流側よりも、より高温のディーゼル排出
ガスにさらされるので、時間の進行と共に温度差（Ｔd
−Ｔu）が増大して行く。制御部は、下流側温度センサ
Ｄｂと上流側温度センサＵｂとにより検出された温度差
（Ｔd−Ｔu）が予め設定された第２の基準値５度を超え
れば（ステップＰ６）、制御部は、触媒担持ヒータ１４
ｂをオフとする（ステップＰ７）。これにより、触媒の
過度の活性化が阻止され、触媒担持ヒータ１４ｂ等の装
置構成部分の熱的破損が回避される。
【００５９】次のステップＰ８では、制御部は、装置本
体部９ｃ内での上流と下流との温度差（Ｔu-Ｔd）を監
視する。このとき、装置本体部９ｃでは、触媒担持ヒー
タ１４ｃがオフ状態に設定されたままなので（ステップ
Ｐ1）、触媒は活性化温度以下に留まっている。このた
め、多量の未燃微粒子が下流側へ流れて耐熱フィルタ１
５ｃや触媒担持球状フィルタ１６ｃや金属繊維のフィル
タ１８ｃに接触捕捉される。しかしながら、この状態で
は、耐熱フィルタ１５ｃ、触媒担持球状フィルタ１６ｃ
及び金属繊維のフィルタ１８ｃは、ディーゼル微粒子の
燃焼温度以下なので、捕捉された未燃微粒子は、燃焼除
去されず、この結果、耐熱フィルタ１５ｃや触媒担持球
状フィルタ１６ｃでは、目詰まり状態が進行する。温度
関係について言えば、上記したように、ディーゼル排出
ガスの熱を真っ先に受ける上流側の方が、下流側よりも
高温となり、その温度差（Ｔu-Ｔd）は、時間と共に増
大して行く。制御部は、上流側温度センサＵｃと下流側
温度センサＤｃとにより検出された、温度差（Ｔu-Ｔ
d）が第１の基準値を越えると（ステップＰ８）、下流
側の触媒担持球状フィルタ１６ｃ等に目詰まりが進行し
ていると判断し、触媒担持ヒータ１４ｃをオフ状態から
オン状態に切替える（ステップＰ９）。これより、触媒
担持ヒータ１４ｃの触媒が活性化温度に達して、接触微
粒子を燃焼させるので、ディーゼル排出ガスの温度が一
気に上昇する。そして、下流側では、高温ディーゼル排
出ガスにさらされて昇温され、この結果、触媒担持球状
フィルタ１６ｃ等に捕捉されている多量の未燃微粒子が
燃焼して除去される。それゆえ、エンジン効率の低下や
排気系統の破損の原因となる背圧の上昇を未然に抑える
ことができる。
【００６０】次のステップＰ１０では、制御部は、装置
本体部９ｃ内での上流と下流との温度差（Ｔd−Ｔu）を
監視し続ける。ところで、触媒担持ヒータ１４ｃがオン
状態の装置本体部９ｃにおいては、上記したように、下
流側のほうが、上流側よりも、より高温のディーゼル排
出ガスにさらされるので、時間の進行と共に温度差（Ｔ
d−Ｔu）が増大して行く。下流側温度センサＤｃと上流
側温度センサＵｃとにより検出された温度差（Ｔd−Ｔ
u）が予め設定された第２の基準値５度を超えれば（ス
テップＰ１０）、制御部は、触媒担持ヒータ１４ｃをオ
フとする（ステップＰ１１）。これにより、触媒の過度
の活性化が阻止され、触媒担持ヒータ１４ｃ等の装置構
成部分の熱的破損が回避される。
【００６１】次に、制御部は、ステップＰ１２へ進み、
再び装置本体部９ａ内での上流と下流との温度差（Ｔu-
Ｔd）を監視する。このとき、装置本体部９ａでは、触
媒担持ヒータ１４ａがオフ状態に切替えられているので
（ステップＰ３）、触媒は活性化温度以下に冷却する。
このため、多量の未燃微粒子が下流側へ流れて耐熱フィ
ルタ１５ａや触媒担持球状フィルタ１６ａに接触捕捉さ
れる。しかしながら、この状態では、耐熱フィルタ１５
ａや触媒担持球状フィルタ１６ａは、ディーゼル微粒子
の燃焼温度以下なので、捕捉された未燃微粒子は、燃焼
除去されず、この結果、耐熱フィルタ１５ａや触媒担持
球状フィルタ１６ａでは、目詰まり状態が進行する。ま
た、この状態では、上記したように、ディーゼル排出ガ
スの熱を真っ先に受ける上流側の方が、下流側よりも高
温となり、その温度差（Ｔu-Ｔd）は、時間と共に増大
して行く。
【００６２】制御部は、上流側温度センサＵａと下流側
温度センサＤａとにより検出された、温度差（Ｔu-Ｔ
d）が第１の基準値を越えると（ステップＰ１２）、下
流側の触媒担持球状フィルタ１６ａ等に目詰まりが進行
していると判断し、触媒担持ヒータ１４ａをオフ状態か
らオン状態に切替える（ステップＰ１３）。これより、
触媒担持ヒータ１４ａの触媒が再び活性化温度に達し
て、接触微粒子を燃焼させるので、ディーゼル排出ガス
の温度が一気に上昇する。そして、下流側では、高温デ
ィーゼル排出ガスにさらされて昇温され、この結果、触
媒担持球状フィルタ１６ａ等に捕捉されている多量の未
燃微粒子が燃焼して除去される。それゆえ、エンジン効
率の低下や排気系統の破損の原因となる背圧の上昇が未
然に抑えられる。以下、ステップＰ２に戻って、上記し
た作用を繰り返す。
【００６３】このように、この第３実施例の構成によれ
ば、好適な触媒が用いられ、触媒担持ヒータ１４ａ、１
４ｂ、１４ｃの表面孔形状にも工夫を凝らしているの
で、微粒子の捕捉率を高めることができる。また、触媒
とヒータが一体構成であるので、触媒の温度追従性の迅
速化を達成でき、バッテリへの負荷も軽減できるので、
低電力化を達成できる。つまり、低電力で触媒を活性化
でき、それゆえ、捕捉した微粒子を一段と確実に燃焼除
去してフィルタを再生できる。また、３筒構造ゆえ、触
媒担持ヒータ１４ａ、１４ｂ，１４ｃを交互に切替えて
使用するため、１筒あたりの負担がさらに軽減されて、
装置の耐久性を一段と向上できる。
【００６４】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られたもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、金属製発
熱体は、圧力欠損が、エンジンにかかる背圧として、問
題となってこない範囲で、出来るだけ緻密に筒状容器に
収納されれば良いので、巻上げ状（図３）に限らず、例
えば折重ね状にして用いても良い。また、上述の実施例
では、単一の金属製発熱体を用いたが、複数枚の金属製
発熱体を直列にあるいは並列に接続して用いても良い。
装置本体部は、２筒及び３筒に限らず、４筒以上でも、
単筒でも良い。
【００６５】また、上述の実施例では、バッテリ容量の
関係上、２筒型の場合は、２つの触媒担持ヒータが、交
互に、オンに切替えられるようにし、また、３筒型の場
合は、３つの触媒担持ヒータが、順次１つずつ、オンに
切替えらるようにした場合について述べたが、バッテリ
容量が充分な場合は、複数の筒の触媒担持ヒータが同時
にオンとなるようにしても良い。また、図１５に示すよ
うに、各筒の流入口に切替弁２１ａ、２１ｂ、２１ｃを
設け、触媒担持ヒータが、オフ状態の筒に対しては、流
入口を閉じるようにすれば、筒内の目詰まりを一段と解
消できる。
【００６６】
【発明の効果】以上説明したように、この発明のディー
ゼル微粒子除去装置によれば、微粒子の捕捉率を一段と
高めることができると共に、触媒とヒータが一体構成ゆ
え、触媒の温度上昇も早くなるので、迅速に触媒を制御
できる。また、バッテリへの負荷も軽減できるので、低
電力化を達成できる。つまり、低電力で触媒を活性化で
き、したがって、捕捉した微粒子を一段と確実に燃焼除
去してフィルタを再生できる。このため、装置の寿命も
著しく向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例である２筒型のディーゼ
ル微粒子除去装置の概略構成を示す模式断面図である。
【図２】同正面外観図である。
【図３】同装置を構成する触媒担持ヒータの模式的正面
図である。
【図４】同触媒担持ヒータを構成する金属製ヒータの展
開図である。
【図５】この例の変形例に係る触媒担持ヒータを一部拡
大して模式的に示す部分拡大図である。
【図６】この例の別の変形例に係る触媒担持ヒータを一
部拡大して模式的に示す部分拡大図である。
【図７】この例のさらに別の変形例に係る触媒担持ヒー
タを一部拡大して模式的に示す部分拡大図である。
【図８】同実施例の動作を説明するための図である。
【図９】同実施例の動作処理手順を示すためのフローチ
ャートである。
【図１０】この発明の第２実施例である２筒型装置の概
略構成を示す模式断面図である。
【図１１】この発明の第３実施例である３筒型のディー
ゼル微粒子除去装置（の概略構成を示す模式断面図であ
る。
【図１２】同正面外観図である。
【図１３】同装置の斜視図である。
【図１４】同実施例の動作を説明するためのフローチャ
ートである。
【図１５】実施例の変形例を示す図である。
【図１６】従来技術を説明するための図である。
【符号の説明】
７ 中空分岐部 ８ 中空合流 １４ａ、１４ｂ、14ｃ の触媒担持ヒータ １６ａ、１６ｂ、16ｃ 触媒担持球状フィルタ １５ａ、１５ｂ、15ｃ 耐熱フィルタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/02 ３４１ Ｆ０１Ｎ 3/02 ３４１Ｐ ３４１Ｔ Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ０１Ｄ 46/42 Ｂ 53/94 53/36 １０３Ｃ Ｆターム(参考） 3G090 AA01 AA03 AA04 BA01 BA04 CA04 CB12 CB13 CB15 CB24 DA02 DA12 4D048 AA14 AB01 BA03X BA07X BA08X BA14X BA31Y BA32X BA32Y BA33Y BA36Y BA37Y BA38Y BA41X BA42X BA42Y BA45X BB02 BB04 BB08 CA01 CC25 CC32 CC33 CC38 CC53 CD05 DA01 DA02 DA05 DA07 DA13 4D058 JA42 JB02 JB03 JB06 JB41 KB02 KB11 MA42 MA44 MA51 MA52 MA54 QA01 QA07 QA11 QA19 SA08 TA06 UA10 UA25

Claims (32)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ディーゼル排出ガスの流入口と流出口と
    を有する筒状容器と、該筒状容器内の前記流入口側に設
    けられた巻上げ状又は折重ね状の金属製発熱体と、該金
    属製発熱体の後段に配置され、前記ディーゼル排出ガス
    中の微粒子を捕捉して、燃焼除去するための耐熱フィル
    タとを備え、前記金属製発熱体は、捕捉微粒子の燃焼を
    促進するための触媒で被覆されていることを特徴とする
    ディーゼル微粒子除去装置。
  2. 【請求項２】 前記金属製発熱体は、多数の貫通孔が穿
    設されている、帯状金属体を長手方向に向けて渦巻き状
    に巻き上げて又は積層状に折り重ねて構成されたもので
    あることを特徴とする請求項１記載のディーゼル微粒子
    除去装置。
  3. 【請求項３】 前記金属製発熱体は、多数の貫通孔が穿
    設されている、長手方向波型の帯状金属体を長手方向に
    向けて渦巻き状に巻き上げて又は積層状に折り重ねて構
    成されたものであることを特徴とする請求項１記載のデ
    ィーゼル微粒子除去装置。
  4. 【請求項４】 前記金属製発熱体は、多数の貫通孔が穿
    設されている、表裏面凸凹形状の帯状金属体を長手方向
    に向けて渦巻き状に巻き上げて又は積層状に折り重ねて
    構成されたものであることを特徴とする請求項１記載の
    ディーゼル微粒子除去装置。
  5. 【請求項５】 前記金属製発熱体には、表面から表面側
    外方に突起する第１のとげを単数又は複数持つ第１の貫
    通孔と、裏面から裏面側外方に突起する第２のとげを単
    数又は複数持つ第２の貫通孔とが、それぞれ多数穿設さ
    れていることを特徴とする請求項２、３又は４記載のデ
    ィーゼル微粒子除去装置。
  6. 【請求項６】 前記金属製発熱体は、その周縁の全周又
    は一部に、表面から表面側外方に突設された単数又は複
    数の第１の側壁を持つ第１の貫通孔と、その周縁の全周
    又は一部に、裏面から裏面側外方に突設された単数又は
    複数の第２の側壁を持つ第２の貫通孔とが、それぞれ多
    数穿設されていることを特徴とする請求項２、３又は４
    記載のディーゼル微粒子除去装置。
  7. 【請求項７】 前記第１又は第２のとげ又は側壁の全部
    又は一部は、前記貫通孔の外周方向にオーバハング形状
    に形成されていることを特徴とする請求項４、５又は６
    記載のディーゼル微粒子除去装置。
  8. 【請求項８】 前記筒状容器の前記流入口から前記金属
    製発熱体に導入された前記各微粒子は、１又は２以上の
    前記各種貫通孔の前記各種とげ又は側壁によって直進を
    遮られる構成になされていることを特徴とする請求項２
    乃至７の何れか１に記載のディーゼル微粒子除去装置。
  9. 【請求項９】 前記第１又は第２の貫通孔には、天井部
    又はひさし部が設けられていることを特徴とする請求項
    ２、３又は４記載のディーゼル微粒子除去装置。
  10. 【請求項１０】 前記触媒は、αアルミナ、βアルミナ
    及びγアルミナの群の中から選択された１つ又は２つ以
    上の複合体を主体としてなることを特徴とする請求項１
    記載のディーゼル微粒子除去装置。
  11. 【請求項１１】 前記触媒は、αアルミナ、βアルミナ
    及びγアルミナの群の中から選択された１つ又は２つ以
    上の複合体を６8−７８％含んでなることを特徴とする
    請求項１０記載のディーゼル微粒子除去装置。
  12. 【請求項１２】 前記触媒は、αアルミナ、βアルミナ
    及びγアルミナの部類中から選択された１つ又は２つ以
    上からなる複合体を主体とし、さらに、パラジウム、ロ
    ジウム、ルテニウム、チタン、ニッケル、鉄、コバルト
    の群の中から少なくとも１つを含有してなることを特徴
    とする請求項１０記載のディーゼル微粒子除去装置。
  13. 【請求項１３】 前記触媒は、αアルミナ、βアルミナ
    及びγアルミナの部類中から選択された１つ又は２つ以
    上からなる複合体を主体とし、ルテニウムを含有し、さ
    らに、リチウムジルコネート、酸化チタン及び炭酸カリ
    ウムの中から選択された少なくとも１つを含有してなる
    ことを特徴とする請求項１０記載のディーゼル微粒子除
    去装置。
  14. 【請求項１４】 耐熱フィルタは、触媒を担持していな
    いことを除けば、前記金属発熱体と同一構成であること
    を特徴とする請求項１記載のディーゼル微粒子除去装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記耐熱フィルタの後段には、触媒担
    持フィルタが配置されていることを特徴とする請求項１
    又は１４記載のディーゼル微粒子除去装置。
  16. 【請求項１６】 前記触媒担持フィルタは、球体フィル
    タに、捕捉微粒子の燃焼を促進するための触媒を担持さ
    せたものであることを特徴とする請求項１５記載のディ
    ーゼル微粒子除去装置。
  17. 【請求項１７】 前記触媒担持フィルタは、セラミック
    又はアルミナからなる球体フィルタに、捕捉微粒子の燃
    焼を促進するための触媒を担持させたものであることを
    特徴とする請求項１５記載のディーゼル微粒子除去装
    置。
  18. 【請求項１８】 前記触媒担持フィルタの後段には、金
    属繊維からなるフィルタが配設されていることを特徴と
    する請求項１５記載のディーゼル微粒子除去装置。
  19. 【請求項１９】 ディーゼル排出ガスの前記流出口の開
    口面積が前記流入口のそれよりも、広くなるように、設
    定されていることを特徴とする請求項１記載のディーゼ
    ル微粒子除去装置。
  20. 【請求項２０】 請求項１乃至１８の何れか１に記載の
    ディーゼル微粒子除去装置と同一構成の微粒子除去装置
    本体部を複数個、並列に配設してなることを特徴とする
    ディーゼル微粒子除去装置。
  21. 【請求項２１】 ディーゼル排出ガスの1つの流入口と
    Ｎ個（Ｎは２以上の自然数）の流出口とを有する中空分
    岐部と、ディーゼル排出ガスのＮ個の流入口と1つの流
    出口とを有する中空合流部と、前記中空分岐部の流出口
    と前記中空合流部の流入口とに連通状態に挟持されたＮ
    個の前記微粒子除去装置本体部とからなることを特徴と
    する請求項２０記載のディーゼル微粒子除去装置。
  22. 【請求項２２】 前記中空分岐部の内部には、前記流入
    口から導入される前記ディーゼル排出ガスの減速と分散
    を助けるための衝突板が設けられていることを特徴とす
    る請求項２１記載のディーゼル微粒子除去装置。
  23. 【請求項２３】 前記中空合流部の流出口の開口面積が
    前記中空分岐部の流入口のそれよりも、広くなるよう
    に、設定されていることを特徴とする請求項２１記載の
    ディーゼル微粒子除去装置。
  24. 【請求項２４】 互いに同一構成の前記微粒子除去装置
    本体部を２個又は３個有してなることを特徴とする請求
    項２１記載のディーゼル微粒子除去装置。
  25. 【請求項２５】 Ｎ個の前記微粒子除去装置本体部内の
    前記各金属製発熱体は、選択的にオン状態・オフ状態が
    制御される構成になされていることを特徴とする請求項
    ２０又は２１記載のディーゼル微粒子除去装置。
  26. 【請求項２６】 Ｎ個の前記微粒子除去装置本体部内に
    各１個設けられたＮ個の前記各金属製発熱体は、オン状
    態・オフ状態が所定の時間間隔で交互に又は順番に切替
    制御される構成になされていることを特徴とする請求項
    ２５記載のディーゼル微粒子除去装置。
  27. 【請求項２７】 Ｎ個の前記微粒子除去装置本体部のそ
    れぞれの前記流入口近傍及び流出口近傍には、上流側温
    度センサ及び下流側温度センサが設けられていて、前記
    上流側温度センサによって検出された上流側温度と、前
    記下流側温度センサによって検出された下流側温度との
    温度差に基いて、対応する前記金属製発熱体のオン状態
    ・オフ状態を制御する構成になされていることを特徴と
    する請求項２５記載のディーゼル微粒子除去装置。
  28. 【請求項２８】 前記上流側温度が前記下流側温度より
    も高く、かつ、当該温度差が予め設定された第１の基準
    値を超えれば、当該金属製発熱体をオンとする一方、前
    記下流側温度が前記上流側温度よりも高く、かつ、当該
    温度差が予め設定された第２の基準値を超えれば、当該
    金属製発熱体をオフとするシーケンシャル構成になされ
    ていることを特徴とする請求項２７記載のディーゼル微
    粒子除去装置。
  29. 【請求項２９】 互いに同一構成の前記微粒子除去装置
    本体部をＮ個有してなるディーゼル微粒子除去装置にお
    いて、 第１の前記微粒子除去装置本体部の金属製発熱体がオン
    状態のとき、当該第１の前記微粒子除去装置本体部に係
    る前記下流側温度が前記上流側温度よりも高くなってゆ
    く、そして、当該温度差が予め設定された第２の基準値
    を超えれば、当該金属製発熱体をオフとし、この後、第
    ２の前記微粒子除去装置本体部に係る前記上流側温度が
    前記下流側温度よりも高くなって、かつ、当該温度差が
    予め設定された第１の基準値を超えれば、当該金属製発
    熱体をオンとし、このオンにより、当該第２の前記微粒
    子除去装置本体部に係る前記下流側温度が前記上流側温
    度よりも高くなって、当該温度差が予め設定された第２
    の基準値を超えれば、当該金属製発熱体をオフとし、以
    下、同様の作用を繰り返すシーケンシャル構成になされ
    ていることを特徴とする請求項２８記載のディーゼル微
    粒子除去装置。
  30. 【請求項３０】 前記第１及び/又は第２の基準値は、
    ５-１５度の範囲であることを特徴とする請求項２８又
    は２９記載のディーゼル微粒子除去装置。
  31. 【請求項３１】 各微粒子除去装置本体部の所定の部位
    には圧力センサが設けられていて、該圧力センサの検出
    結果に基いて、対応する前記金属製発熱体のオン状態を
    制御する構成になされていることを特徴とする請求項２
    ５記載のディーゼル微粒子除去装置。
  32. 【請求項３２】 各微粒子除去装置本体部の流入口に
    は、切替弁が設けられていて、前記金属製発熱体がオフ
    状態のときは、弁が閉まる制御がなされる構成となって
    いることを特徴とする請求項２５、２６、２７、２８又
    は２９記載のディーゼル微粒子除去装置。
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