JP2003172129A - 排ガスの粒子状物質除去装置。 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】振動が激しい車にも搭載できる排ガスの粒子状
物質（ＤＰＦ）であって、排ガスの粒子状物質（ＰＭ）
を濾過、捕集し、これを焼却して再生するフィルタにお
いて、捕集効率が高く、耐久性に優れ、高濃度の硫黄分
を含む燃料でも使用でき、圧力損失の変動が少なく、運
転中でもフィルタを連続して再生することである。 【解決手段】本体に固定したフィルタと、移動するセク
ション部材(逆も可)とを組み合わせ、排ガスの流路から
独立した１つの小規模(フィルタ全体の１／４〜１／３
０)なフィルタセクションを構成する。該フィルタセク
ションで粒子状物質（ＰＭ）を焼却等再生処理をする。
これを順送りに連続して繰り返す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明が属する技術分野】この発明は、激しい振動を伴
うディーゼルエンジンを搭載したディーゼル車から排出
される排ガスの粒子状物質除去装置(ＤＰＦ)に関する。
詳しくは、前記ディーゼル車から排出される排ガス中の
炭素微粒子から成る粒子状物質(ＰＭ)をフィルタに捕集
し、該捕集によってフィルタに堆積した粒子状物質を、
複数のフィルタセクションに分割、或いは分割された態
様で各フィルタセクションで焼却、そこに生成した灰を
空気又は排ガスによって、フィルタから剥離せしめるこ
とによってフィルタを再生する、連続再生式のディーゼ
ルエンジン等排ガスの粒子状物質除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からトラックやバス等、激しい振動
を伴う所謂ディーゼル車等から排出される大量の粒子状
物質即ち炭素微粒子から生じる公害が問題視され、その
対策が講じられている。その代表的な粒子状物質除去装
置として、交互に目封じされた通孔が長手方向に多数並
設され、該通孔の隔壁がフィルタとなるハニカム構造体
で、長い通孔の夫々が独立した流路を構成するウォール
フローハニカムがある。該ウォールフローハニカムは、
隔壁のフィルタが常に粒子状物質で目詰まりするように
なっているので、通常は図７に示すように、Ｅ、Ｆ１対
のフィルタで濾過、捕集するように構成されている。即
ち排ガスの粒子状物質は先ずフィルタＥで図８に示すよ
うに通孔４から隔壁３を通って含塵排ガス２５が濾過、
捕集され、脱塵排ガス２６は隣の通孔４‘へ出る。する
と該フィルタＥの隔壁３に粒子状物質が付着堆積して目
詰まりする。そして通気抵抗が大きくなると圧力センサ
が感知し、切替え弁ＧでフィルタＦに切替えて濾過、捕
集をする。するとフィルタＥはその間、フィルタに詰ま
って堆積した粒子状物質を逆洗及び／又は焼却すること
によって再生する。フィルタＦも同様に粒子状物質がフ
ィルタに詰まれば切替えられて再生され、これが交互に
繰り返される。図中Ｈは排ガスを導入する排気管Ｇは切
替えバルブである。

【０００３】前記排ガスの粒子状物質除去装置は、Ｅ、
Ｆ２基の切替え式の再生機能付フィルタを設けたことを
特徴としているので、切替え弁Ｇの故障が生じた場合
や、圧力センサ、コントローラーが故障した場合等、上
記システムに異状が生じてフィルタに過剰の目詰まりが
生じ、通気抵抗のため排気圧(圧損)が異常に高くなった
りする。又、フィルタに粒子状物質が偏って堆積し且つ
その量が多くなる問題がある。然してこの粒子状物質が
偏って堆積したとき、これが燃える際にその発生熱(燃
焼熱)で大きな温度差を生じて、局部的に燃焼温度が高
くなり過ぎ、熱応力でフィルタにクラックを作り、更に
酸素フラッシュを生じて爆発的に燃焼し、１３００℃に
もなってフィルタを溶融、破損する問題がある。この溶
損やクラックによる破損を避けるために、特開平１１−
２９４１４０号に開示されている如く、排ガスの一部を
大気中に逃す必要があることである。即ち、これが継続
すれば排ガス粒子状物質が垂れ流し状態になる問題があ
る。

【０００４】更に前記フィルタの焼却による再生は、フ
ィルタを直接加熱するか、又はフィルタを覆っているヒ
ーターを加熱するか、或いは堆積した粒子状物質を高温
の空気で加熱する手段があるが、何れもが粒子状物質を
燃焼させるのに大量のエネルギーが必要とされる。

【０００５】特開平１２−４２３２７号では、多孔質炭
化ケイ素から成るウォールフローハニカムを用いた再生
装置を提案しているが、これらは排ガスが下流側へ一定
方向にのみ流れるので、堆積した粒子状物質を焼却して
もその残渣、即ち灰分等がフィルタに累積し、多孔質の
隔壁がフィルタとしての機能を低減し続ける問題があ
る。(ディーゼル燃料には約３％の灰分があると言われ
ている)

【０００６】また前段に酸化触媒、後段にウォールフロ
ーハニカムのフィルタを組み合わせた連続再生式のＤＰ
Ｆがある。このものは燃料に含まれる硫黄分が触媒毒に
なるため、触媒及び装置が短期間に無力化し機能を喪失
する大きな問題がある。

【０００７】具体的な従来のウォールフローハニカムの
例では、粒子状物質の焼却熱及び、焼却後に生じる灰分
がフィルタの表面、及び隔壁の組織に累積する結果、２
０００回テストにおいて、１０７２回の捕集、再生運転
でハニカムにクラックが生じている。また焼却後の残
渣、即ち灰分の累積により捕集運転の時間が初期に比べ
て５０％以上短くなる問題があった。特開平１１−２８
０４５１号はフィルタ装置に、セラミック繊維構造体と
その下流に導電性の焼成体を配すことで、これを改善し
たが、それでも２０００回の捕集、再生のテスト運転で
捕集運転の時間が初期に比べて７５％に低下する問題が
ある。即ち処理機能（処理容量）がどんどん低下し、再
生のサイクルを早くしなければならないばかりでなく、
寿命が短くなる問題がある。

【０００８】更に具体的な実証例として平成１３年５月
２１日、日経産業新聞に記載された環境省など３省の
「ディーゼル車対策技術評価検討会」のまとめによる
と、現在の交互再生式や連続再生式など４種類のＤＰＦ
を対象にＤＰＦの耐久性の実証試験をした。触媒を使っ
た連続再生式のＤＰＦのある実走行試験では８０００〜
９０００ｋｍをそうこうした時点でＤＰＦは機能を喪失
して黒煙濃度が装着前と同じレベルになった。ある市街
地走行試験では、走行試験前にはＰＭ低減率が９０％だ
ったのが、約２３０００ｋｍを走行後には約２０％に悪
化した。更にあるＤＰＦは試験中、再生時の粒子状物質
の燃焼による高熱で溶損するハニカムが見られた。

【０００９】そこで前記切替え式の再生機能付フィルタ
装置に、排ガス下流側から、排ガスの流れとは逆向きに
吹き込まれる空気等でフィルタを逆洗して、フィルタを
再生する粒子状物質除去装置が提案されている。特開平
１−１５９４０８号ではハニカム構造体を２分割し、半
分づつ交代に逆洗することが提案されているが、このも
のはフィルタが単一の容器に収納されているために逆洗
の条件はもとより、そのタイミングの設定が極めて困難
である。近頃はこれを解決するため、通常１つのフィル
タを収納したフィルタ装置を２基セットとし、その中の
フィルタ１個を丸ごと処理することになっている。しか
しながら上記と同様その切替えのタイミングと、逆洗空
気の量の設定にはコストが掛かっている。即ち特開平８
−２３２６３９号では含塵ガスの温度、またはフィルタ
の温度のどちらかを検出し、これから逆洗空気の量を設
定していた。

【００１０】更に、上記粒子状物質を濾過して捕集する
フィルタ型ＤＰＦの決定的な問題点は、濾過する細穴
(網目に相当)より小さい微細粒子はフィルタを素通りし
てしまうことである。例えば通気抵抗を勘案して、細穴
を約１０μｍに設定すると、少なくとも９μｍ以下の炭
素微細粒子が排気管から大気中に放出されることにな
る。然し乍らディーゼル排ガスの粒子状物質は粒径が
２．５μｍ以下が中心であるため、これらがクラスター
(葡萄の房状)を作って大きくなっても捕集効率は６０〜
７０％、最大でも７０〜８０％である。この９μｍ以下
の炭素微細粒子は大気中を沈下せずに漂い続ける。これ
ら９μｍ以下の炭素微細粒子が最も健康に影響があると
言われている。

【００１１】従来からＮＯｘやＳＯｘを処理する車載用
の三元触媒担体としてハニカム構造体が広く使用されて
いるが、セラミックハニカム構造体の宿命といえる脆弱
さに加えて、触媒効率を上げるために担体の薄壁化や高
温化で、更にハニカム構造体が破損し易くなり、振動に
よる破壊の対策に大きな努力がなされている。

【００１２】即ち、従来から振動が大きい車載用のＤＰ
Ｆに対して、振動で破損し易いセラミックハニカム構造
体のフィルタを回転させて、或いは回転させる態様で使
用する発想はなかった。従ってフィルタを回転する代わ
りにセクション部材を回転させる発想に至らなかった。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のウォールフ
ローハニカムのフィルタを使用したディーゼル排ガスの
粒子状物質除去装置は、濾過、捕集してフィルタに堆積
し目詰まりした粒子状物質を、フィルタ内で焼却後順洗
／または焼却後逆洗して灰を剥離し、再生等の処理をす
るものである。即ちフィルタは通常Ｅ、Ｆの２基を１セ
ットとし、Ｅを使用中にフィルタを切替え、堆積して目
詰まりしたＦのフィルタの粒子状物質を、電気ヒーター
で加熱された新しい空気によって焼却再生するようにな
っている。この再生に過大な電力を必要とする大きな問
題があった。

【００１４】上記従来のものはＥ，Ｆ２基のフィルタ装
置を必要とするばかりでなく、切替え弁、分岐装置、各
種センサー等々の部材を必要とし、更に当然であるが切
替えるたびごとにフィルタが更新され、切替え以前との
性能の落差(圧力損失の差)が大きい問題があった。また
１基のフィルタを使い、４時間走って駐車、駐車中に２
０分間、焼却するディーゼル排ガスの粒子状物質除去装
置(ＤＰＦ)も提案されているが、上記「切替え型と同様
に切替え以前との性能の落差(圧力損失の差)が大きい」
問題は残されている。

【００１５】上記問題に対し、連続運転ができる粒子状
物質除去装置として粒子状物質を先ず前段の酸化触媒で
処理し、次いで後段のウォールフローハニカムのフィル
タで捕集することがなされているが、このものは現在の
燃料に含まれる高濃度の硫黄分が触媒毒となって前記酸
化触媒を短期間に駄目にする問題がある。

【００１６】上記問題点から従来から燃料を選ばず、し
かも切替えをしないで、連続して再生ができるディーゼ
ルエンジン排ガスの粒子状物質除去装置が求められてい
た。

【００１７】更に上記従来のものはフィルタの特性から
通気抵抗を勘案すると、フィルタの性能に限度があるた
めに最も捕集が必要とされる粒径２．５μｍ程度の微細
粒子をより多く捕集する手段がなかった。(フィルタの
特性はその隙間により大きな粒子状物質のみを捕集でき
る構造である)。然してフィルタに粒子状物質を捕集す
る過程で、堆積した粒子状物質によってフィルタが目詰
まりし、その隙間を縮小した態様になったとき、その縮
小された隙間に小さい粒子状物質が偏って捕集される。
これがフィルタに対して粒子状物質の異常堆積の原因と
なり、フィルタの局部的な目詰まりが急速に進むことに
なる。該粒子状物質の異常堆積は焼却に際してフィルタ
の局部に異常な高温を生じてフィルタの割れや溶損に至
っていた。従って捕集する隙間をあまり微細化できず、
微細な粒子状物質(ＰＭ)の捕集ができなかった。

【００１８】この発明の課題は上記従来のフィルタの問
題点に鑑み、振動が激しい車載用のディーゼルエンジン
に適用ができ、そしてフィルタの切替えをしなくてよい
排ガスの粒子状物質除去装置を開発することである。即
ち１基のフィルタでディーゼル排ガスの粒子状物質を濾
過、捕集してフィルタに堆積せしめ、これを電気ヒータ
ー、又は高温の空気或いは燃焼ガスで焼却し、然して上
記フィルタに堆積する灰分を剥離除去し、運転中も連続
して再生できる排ガスの粒子状物質除去装置を提供する
ことである

【００１９】そして捕集効率が良く、目詰まりと圧力損
失が小さく耐熱性と耐久性に優れた、排ガスの粒子状物
質除去装置を低コストで提供することである。

【００２０】更に、現在本邦で流通しているディーゼル
エンジン燃料(触媒毒となる５００ｐｐｍの高濃度の硫
黄を含有)でも使用できるディーゼルエンジン排ガスの
粒子状物質除去装置を提供することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この課題は、本体側の固
定したフィルタと、移動するセクション部材(或いはそ
の逆)を組み合わせることによって、排ガスの流路から
独立した１つの小規模(凡そフィルタ全体の１／4〜１／
３０)なフィルタセクションを構成する。そして該フィ
ルタセクションに堆積した粒子状物質を焼却、灰の除
去、逆洗等、フィルタの再生処理をする。これを順に連
続して繰り返すことで達成される。該フィルタセクショ
ンを構成するフィルタとセクション部材は、本体側の緩
衝材、保持材の内側にあって相対的にどちらかが回転移
動させられる。

【００２２】

【発明の作用及び構成】上記目的のため、この発明の排
ガスの粒子状物質除去装置に於ては、複数に分割、或い
は分割されたのと同じ態様の小規模なフィルタセクショ
ンを、夫々独立した態様で構成することによって、小規
模なフィルタセクション毎に堆積した粒子状物質を高温
熱風等で焼却してから生成した灰をフィルタから剥離せ
しめることによってフィルタの再生がなされる。

【００２３】該フィルタセクション１７とは、図１〜６
のセクション部材７で囲まれた範囲のフィルタ２の一部
が構成するセクション域(図中Ｂ←→で示す)を指すもの
で、断面が扇型の部分図６に示す←Ｂ→即ち蜜柑の袋状
の範囲となる。

【００２４】この蜜柑の袋状断面に区分化されたフィル
タセクション１７の焼却／灰の剥離による再生を順送り
に繰り返されることによって全体のフィルタ２が連続し
て再生され、圧力損失の急激な変化がなくなる。然して
フィルタに粒子状物質が局部的に異常累積する恐れも解
決する。

【００２５】更に焼却／逆洗されてフィルタ前室に吹き
戻された灰分は、超微粒子になって含塵排ガス中に拡散
浮遊し、エンジン室から単一に分散して排出される炭素
微粒子がクラスター(葡萄の房状)になるときに影響し、
クラスター化を助けて捕集効率を上げるか、一部はその
ままフィルタを通過して排出されるので、フィルタ壁面
に灰分が堆積して増え続けることはない。

【００２６】またこの発明ではトラック、バス、乗用車
等振動の激しい車載用に適用する場合、フィルタセクシ
ョンを構成するフィルタとセクション部材の接触等の対
応部分は特に柔軟に組み合わせる必要がある。このため
フィルタセクションを構成するフィルタ及びセクション
部材は、本体と直接結合されないで設けられることが好
ましい。即ちフィルタセクションは、本体１０から、ベ
ローズ２４、緩衝材１１、保持材１２で隔てられ、ケー
ス９の内側で相対的に耐振旋回移動させられる。 然し
て、該耐震旋回移動には玉入りベアリングよりも滑り軸
受けである板状のメタル１３の方が好ましい。高温用滑
り軸受けメタル１３の例として大同メタルの（サーマロ
イ）が提示できる。

【００２７】

【実施例】この発明の粒子状物質除去装置１のフィルタ
２は全体が同一態様であるが、セクション部材７の種
類、機能、位置、及び又ヒーター２３の使用、空気圧力
等の可否、強弱によって、フィルタ２が(捕集セクショ
ンＡ)，(焼却セクションＢ)、(図４の逆洗セクション
Ｂ’)を構成する

【００２８】ここで使用されるコーディライトのウォー
ルフローハニカムは耐熱、耐蝕性の面から現在の時点で
粒子状物質の捕集フィルタとして優れている。更にコー
ディライトは炭化ケイ素よりも熱膨張係数が小さく、一
体成形が容易でコストが低い長所がある。然して、実施
例では粒子状物質の濾過フィルタ２の素材としてコーデ
ィライトを代表して説明したがこれに限定せず、耐熱温
度がより高い炭化ケイ素を始め、アルミナ、等他のセラ
ミックハニカムでも良く、又多孔質金属、金属箔を穿孔
したもの、加工金属箔を使用したもの、或いは壁面捕集
型、衝突捕集型その他、粒子状物質を捕集した後焼却す
るもの、又は捕集の前後で別途に、或いは同時に触媒処
理をする排ガスの粒子状物質除去フィルタは包含され
る。

【００２９】実施例のセクション部材７、７’にはスカ
ート８、８’が設けられることが好ましい。該スカート
８，８’は、耐熱、耐磨耗性に優れ且つ滑りの良いもの
が好ましく、柔軟な炭化ケイ素繊維のブラシ、布、或い
はこれらを組み合わせたもので作成されたものが例示さ
れる。セクション部材７、７’のスカート８、８’は、
フィルタの端面５に近接又は摺接しながら回転移動す
る。該スカート８、８’とフィルタの端面５、５’との
隙間は特に厳しいものではなく、多少の漏洩は全く不都
合ではない。従って特に両者が接触しなくてもよい。該
セクション部材７、７’へは加熱管２２で空気３０を導
入し、空気３０は必要に応じてヒーター２３で加熱さ
れ、高温熱風となる。

【００３０】フィルタセクション１７を構成するフィル
タ２とセクション部材７、７’の相対的な移動も、減速
モーター、回転カム、ラチエットその他で連続して或い
は間欠的に駆動させることができる。高温熱風の導入は
間欠回転するセクション部材７に同期させても良いが、
連続回転のセクション部材７に間欠的に高温熱風を導入
しても良い。

【００３１】更に激しい振動の中で、フィルタ２とセク
ション部材７とを相対的に回転移動させる本発明の粒子
状物質除去装置においては、当然であるが特にこれらの
移動を円滑にすること、及び振動からの緩衝保持が求め
られる。緩衝材１１、保持材１２はアルミナ、ムライ
ト、シリカ等セラミックス繊維からなる耐熱性に優れた
もので、初期厚さの２０〜５０％を圧縮してケース９、
中筒２７、本体１０の間に介在せしめる。そして図１〜
４に示すようにケース９は２個のメタル１３を介して中
筒２７に回転可能に遊嵌されている。そして実施例では
振動対策として、セクション部材７と本体１０との連
結、接合に少なくとも一部、ベローズ２４や耐熱ゴム等
伸縮機能、緩衝機能を持つ部材を使用している。

【００３２】又、フィルタ２を固定する態様において、
図５に示す実施例３ではセクション部材７を激しい振動
から守り且つ円滑に移動させる手段として、ケース９の
一端にメタル１３との係合がなされる環状枠１６が設け
られ、該環状枠１６の一部にセクション部材７が設けら
れていることを特徴としている。即ち移動するセクショ
ン部材７を備えた環状枠１６には外接歯車２８が設けら
れ、それを小型歯車(ピニオン)２９で外部から稼動され
る。

【００３３】実施例ではディーゼルエンジンを搭載した
ディーゼル車排ガスの粒子状物質除去装置について述べ
たが、これに限定されるものではなく、据置型のディー
ゼルエンジンを使用した大型、小型の陸用機関、舶用機
関、コーゼネレーションその他炭素粒子状物質を含む排
ガス(含塵排ガス)の処理に利用できることは言うまでも
ない。

【００３４】以下実施例によってこの発明の詳細を説明
するが、同一部材、同一の用途については同じ符号を付
してその説明を省略する。

【００３５】

【実施例１】この実施例は粒子状物質除去装置１のセク
ション部材７を本体１０側に固定し、フィルタ２を移動
させることを特徴とする。即ちセクション部材７は中筒
２７の一部に固定され、中筒２７は緩衝材１１を介して
本体１０に固定されている。移動するフィルタ２は保持
材１２に包まれてケース９に収納され、ケース９はベア
リング(板状メタル)１３で中筒２７から旋回移動するよ
うになっている。然してフィルタ２を包んだケース９
は、外接歯車２８と噛み合う小型歯車(ピニオン)２９に
よって、本体１０以外の駆動源(図示せず)から適宜回転
駆動される。尚、本体１０の回転数は大略１／２〜１０
回転／時間と緩速である。

【００３６】本体１０側に固定されたセクション部材７
は、排ガスの上流側に設けられる。そして排ガス通路の
排気管１４とは別に設けられた加熱管２２から、空気３
０がヒーター２３を経てセクション部材７へ導入され、
７００℃の高温熱風となって、フィルタセクション１７
(焼却セクションＢ)に堆積した粒子状物質(ＰＭ)を燃焼
させる。図１は本発明実施例１の排ガスの粒子状物質除
去装置の実施態様を示す一部裁除した斜視図。図２は図
１のＡ―Ａ線の縦断説明図である。

【００３７】この排ガスの粒子状物質除去装置１のフィ
ルタ２は高温に耐える多孔質のコーディライトのウォー
ルフローハニカムで、図８に示すように濾過機能を有す
る隔壁３で隣接する通孔４が夫々隔てられ、フィルタ２
の端面５が市松模様のように交互に目封じされて行き止
り状態に長手方向へ多数併設され、夫々に独立した流路
が構成されている(背面にある端面５’は交互に逆に目
封じ６’されている)。然して通孔４に入る含塵排ガス
２５は長手方向に隔壁３を通って濾過され、目封じされ
た隣の通孔４’へ抜け脱塵排ガス２６となる。従って、
排ガスの流路が一方向となり特に分割区両しなくても分
割したのと同じ態様でフィルタセクション１７ができ
る。(図中・通孔４’、端面５’、目封じ６’、セクシ
ョン部材７’、スカート８’はフィルタの背面に存在す
ることを示す)

【００３８】該フィルタ２は１０００℃以上になるほど
の過酷な条件下で使用されることがあり、且つ端面５は
常にセクション部材７のスカート８に連続して対向す
る。然してフィルタ２の端面５は多孔質のため脆く、特
に磨耗に強くないので、該フィルタ２の端面５には適宜
日産化学のコロイダルシリカ(無水珪酸の超微粒子のコ
ロイド溶液)が含浸され熱処理されることによってガラ
ス状に強化されることが好ましい。

【００３９】或いは目封じ６を中心にジルコニア等のセ
ラミックスを溶射してガラス状に高密度化し、補強する
ことが好ましい。又はコーディライトの耐熱温度(１２
００℃)、又は炭化ケイ素の耐熱温度(１５００℃)で溶
融してガラス質となる釉薬状のものを塗布して焼成して
も良い。然してフィルタ２の端面５は、図８に示すよう
に目封じ６が約０．１〜０．５ｍ高さの、タイルの滑面
状になり均一に耐磨耗の強化がなされる。但しこの用途
では高温から低温への熱の変化が大きいので、溶射され
る素材は耐熱温度だけではなく母材であるコーディライ
トと同じ熱膨張率のセラミックスが使用されることが望
ましい。

【００４０】前記フィルタ２の端面５と接触又は近接し
ながらシールするセクション部材７に設けられたスカー
ト８は、粒子状物質の捕集セクションＡ(領域を図１〜
６中←Ａ→で示す)から切り取った態様で、所定のフィ
ルタセクション１７(該焼却セクションＢの領域を図１
〜６中←Ｂ→で示す)を構成するようになっている。前
述のように、この実施例のフィルタ２においては、焼却
セクションＢは明確に区画されたものではなく、その境
界が常に移動する状態にある。然し乍らウォールフロー
ハニカム構造体の特性によって、排ガスの通路が軸方向
の一方向であるために、分割区画しなくても分割したの
と同様、独立した態様で焼却セクションＢが存在する。

【００４１】(焼却サイクル)先ずフィルタ２を停止する
と、新しく粒子状物質捕集セクション←Ａ→から独立し
た焼却セクション←Ｂ→が構成される。そして排ガスの
上流側から空気３０を排ガスの排気圧より若干高い圧力
(＋０．１ＭＰａ〜)で加熱管２２から導入し、ヒーター
２３で７００℃に加熱して得られる高温熱風をフィルタ
セクション１７に供給すると、該フィルタセクション１
７は焼却セクションＢとなる。然して焼却セクション←
Ｂ→の中に堆積した粒子状物質が焼却され灰になる。

【００４２】前記焼却セクションＢを更に高い圧力（＋
１．０ＭＰａ〜）の空気３０で間欠的にブローすると、
生成した灰はフィルタ２の隔壁３から剥離され、フィル
タセクション１７が再生される。同時に灰は、排ガスの
上流側の通孔４からフィルタ２の隔壁３を通過してフィ
ルタ後室２１に吹き飛ばされ、そして隣の通孔４’を通
って、粒子状物質捕集セクション←Ａ→を通過してきた
脱塵排ガス２６と共に後部排気管１５から排出される。

【００４３】

【実施例２】この実施例は図３〜４に示すように実施例
１で焼却した灰を、フィルタ２を挟んでセクション部材
７と対象の位置に設けたセクション部材７’を用い、排
ガスの流れと逆に、下流から上流に向かってフィルタセ
クション１７の中を逆にブロー洗浄する、所謂逆洗する
ことを特徴とするものである。セクション部材７’は、
フィルタ２を挟んでセクション部材７と対象の位置か又
は少し位置をずらせ(遅らせ)て設けられ、該セクション
部材７’から即ち排ガス下流側から管２２’により、例
えば３ＭＰａ以上の逆洗空気３０’に切替えてブローす
ると逆洗セクションＢ’が逆洗され、灰はセクション部
材７から加熱管２２を逆流して排出される。然して、逆
洗されたフィルタ２のフィルタセクション１７は同時に
再生がなされている。

【００４４】

【実施例３】この実施例は実施例2の逆洗セクションＢ
‘からの灰を、フィルタ前室２０へ吹き戻し３１される
ことを特徴とする。フィルタ前室２０に吹き戻し３１さ
れた灰は、超微粒子になって含塵排ガス２５の中に拡散
浮遊し、含塵排ガス２５と共にセクションＡで再捕集さ
れる。そして再度隣の通孔４’を通って、粒子状物質捕
集セクション←Ａ→を通過してきた脱塵排ガス２６と共
に後部排気管１５から排出される。然して、逆洗された
フィルタ２のフィルタセクション１７は同時に再生がな
されている。

【００４５】

【実施例４】この実施例は粒子状物質除去装置１のフィ
ルタ２を本体１０側に固定し、セクション部材７を移動
させることを特徴とする。即ち図５〜６に示すように、
フィルタ２は保持材１２で包まれてケース９に収納さ
れ、更に緩衝材１１を介して本体１０側に固定されてい
る。該セクション部材７は排ガス上流側の環状枠１６の
一部に設けられる。環状枠１６はメタル１３によってケ
ース９及び本体１０即ちフィルタ２に対して回転移動で
きるようになっている。

【００４６】含塵排ガス２５は図５〜６に示すようにフ
ィルタ２の粒子状物質捕集セクションＡで捕集される。
そして加熱管２２の中心管１９と中心部１８で接しなが
らメタル１３で回転する環状枠１６に設けられたセクシ
ョン部材７によって焼却セクションＢが構成される。こ
の移動するセクション部材７は、排ガスの上流側に設け
られ、そして排ガス通路の排気管１４とは別に設けられ
た加熱管２２から、空気３０がヒーター２３を経てセク
ション部材７へ導入され高温熱風となって、フィルタセ
クション１７(焼却セクションＢ)に堆積した粒子状物質
を燃焼させる。図５は本実施例の実施態様を示す断面で
示す説明図で、粒子状物質の捕集域←Ａ→、焼却再生セ
クション域←Ｂ→を示す。図６は図５のＡ―Ａ線縦断側
面図で、環状枠１６の説明図である捕集域を←Ａ→、焼
却再生セクションＢ域を←Ｂ→で示す。図中２２は加熱
管、１９は中心管、８はスカート、３０は空気、２３は
ヒーター、１２は保持材、２０はフィルタ前室、２１は
フィルタ後室、２４はベローズ、２８は外接歯車、２９
は小型歯車、２５は含塵排ガス、２６は脱塵排ガスを示
している。

【００４７】

【実施例５】この実施例は、セクション部材７を回転さ
せる実施例４を基本として実施例３の逆洗、吹き戻しが
できるようにしたものである。図及び説明を省略する。

【００４８】この発明のディーゼルエンジン排ガスの粒
子状物質除去装置は複数並列して使用もできる。或いは
装置の前或いは後に、新規な又は従来公知の粒子状物質
除去装置、触媒装置等を組み合わせることができる。ま
た本体を外側からの耐振装置で保持する場合には、緩衝
材１１を省略して、ケース、及びセクション部材を直接
本体に取り付けても良い。

【００４９】

【発明の効果】上詳述したように、この発明によれば、
以下に列挙するような種々の効果が得られる。 （１）振動が激しい車載用で、フィルタの連続再生がで
きる。 （２）従来から切替え時に生じている性能の劇的な変化
が無い。 （３）一つの狭小なフィルタセクションを加熱焼却する
エネルギーで、フィルタ全体の粒子状物質を焼却でき
る。 （４）フィルタが１基で良いから、コストは２基必要と
した従来の１／２以下、体積は１／３以下になる。 （５）フィルタが目詰まりしてから切替えるのではな
く、小刻みに或いは連続して切替えていくので、圧力損
失が小さくエンジンに負荷が掛からない。 （６）目詰まりによる圧力損失が小さいので、フィルタ
の隙間をより微細なものが使用でき、粒子状物質の除去
効率が上がる。 （７）フィルタの目詰まりに即時対応してフィルタセク
ションの移動速度及び又ヒーターの温度を変更でき、フ
ィルタの再生効率が極めて良い。 （８）スカートがフィルタの端面と接触しなくても良い
ので耐久性に優れ、装置の構造が簡単になる。 （９）フィルタの端面が強化できるのでフィルタの寿命
が延びる。 （１０）高濃度の硫黄分がある燃料にも対応ができる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】図１はこの発明の一実施例の一部を裁除した斜
視図である。

【図２】図２は図１のＡ―Ａ線縦断説明図である。

【図３】図３は実施例２の一部を裁除した斜視図であ
る。

【図４】図４は図３のＡ―Ａ線縦断説明図である。

【図５】図５は実施例３の縦断説明図である。

【図６】図６は図５のＡ―Ａ線縦断説明図である。

【図７】図７は従来の２基のフィルタを使用した説明図
である。

【図８】図８はウォールフローハニカムフィルタの裁除
を模式的に示した斜視図である。

【符号の説明】

１ 粒子状物質除去装置 ２ フィルタ ３ 隔壁 ４ 通孔 ４’図示しない反対側の通孔 ５ 端面 ５’図示しない反対側の端面 ６ 目封じ ６’図示しない反対側の目封じ ７ セクション部材 ７’反対側のセクション部材 ８ スカート ８’反対側のスカート ９ ケース １０ 本体 １１ 緩衝材 １２ 保持材 １３ メタル １４ 排気管 １５ 後部排気管 １６ 環状枠 １７ フィルタセクション １８ 中心部 １９ 中心管 ２０ フィルタ前室 ２１ フィルタ後室 ２２ 加熱管 ２２’管 ２３ ヒーター ２４ ベローズ ２５ 含塵排ガス ２６ 脱塵排ガス ２７ 中筒 ２８ 外接歯車 ２９ 小型歯車(ピニオン) ３０ 空気 ３０’逆洗空気 ３１ 吹き戻し Ａ 捕集セクション Ｂ 焼却セクション Ｂ’ 逆洗セクション

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ディーゼルエンジン等から排出される排ガ
   スの粒子状物質(ＰＭ)を捕集するセラミックスのウォー
   ルフローハニカムのフィルタが排ガスの通路(煙道)に設
   けられ、該排ガスの通路即ち排ガスの流れの中におい
   て、前記フィルタとセクション部材が相対的に回転移動
   することによって、フィルタが多数のフィルタセクショ
   ンに分割されたのと同様の態様で構成される排ガスの粒
   子状物質除去装置(ＤＰＦ)であって、前記フィルタセク
   ションに捕集堆積された排ガスの粒子状物質が、セクシ
   ョン部材から吹き込まれる高温熱風によって焼却され
   て、フィルタセクションが再生されることを特徴とする
   排ガスの粒子状物質除去装置。
2. 【請求項２】前記排ガスの流れと同じ方向から吹き込ま
   れる高温熱風で粒子状物質が焼却されて生成した灰は、
   セクション部材７からの空気及び排ガス又は高温熱風に
   よってフィルタ２から剥離されてフィルタ２の隔壁３を
   通過し、フィルタセクション１７以外のフィルタ２で濾
   過された脱塵排ガス２６と共に後部排気管１５から排出
   されることを特徴とする請求項１に記載の排ガスの粒子
   状物質除去装置。
3. 【請求項３】フィルタ２に対してセクション部材７が
   (相対的に)所定の変位分だけフィルタセクション１７を
   間欠的に回転移動させられ、且つ同所に同所の変位分だ
   け間欠的に高温熱風を導入して、フィルタセクション１
   ７の粒子状物質(ＰＭ)を焼却する請求項１〜2に記載の
   排ガスの粒子状物質除去装置。
4. 【請求項４】フィルタ２に対してセクション部材７が連
   続的に回転移動(相対的に)させられ（逆も可）、且つ同
   所に所定の変位分だけ間欠的に高温熱風が導入されてフ
   ィルタセクション１７の粒子状物質(ＰＭ)を焼却する請
   求項１〜2に記載の粒子状物質除去装置。
5. 【請求項５】セクション部材７が回転する態様におい
   て、該セクション部材７か歯車２８を備えた環状枠１６
   の一部に設けられ、該環状枠１６はケース９にメタル１
   ３を介して回転可能に嵌合され、そして、本体１０の外
   から小型歯車(ピニオン)２９で駆動されることを特徴と
   する請求項１〜４のいずれかに記載の排ガスの粒子状物
   質除去装置。提出日
6. 【請求項６】セクション部材７が回転する態様におい
   て、セクション部材７の中心部１８が、中心管１９に沿
   って回転することを特徴とする請求項１〜５のいずれか
   に記載の排ガスの粒子状物質除去装置。
7. 【請求項７】前記フィルタセクション１７で焼却された
   粒子状物質の灰は、フィルタ２を挟んでフィルタ２の下
   流側のセクション部材７と対称位置に設けられたセクシ
   ョン部材７’によって排ガスの下流側から排ガスの流れ
   とは逆向きに空気でブロー逆洗され、灰分の少なくとも
   一部をフィルタ前室２０内に吹き戻し３１されることを
   特徴とする請求項１〜６に記載の排ガスの粒子状物質除
   去装置。
8. 【請求項８】前記セクション部材７’が、セクション部
   材７から位置をずらせ(遅らせ)て設けられている請求項
   １、７に記載の排ガスの粒子状物質除去装置。
9. 【請求項９】フィルタ２の端面５の少なくとも目封じ６
   の部分がセラミックスの溶射によって、或いは塗布され
   た釉薬が溶融してガラス質等高密度に構成されて成るこ
   とを特徴とする排ガスの粒子状物質除去装置に用いるフ
   ィルタ。